济南市历城第二中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试卷(含答案)

这是一份济南市历城第二中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试卷(含答案)，共25页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．质量为1kg的物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，其加速度随时间的变化关系如图所示，则下列说法错误的是( )
A.第1s内，质点的动能增加量为3J
B.第2s内，合外力所做的功为2.5J
C.第2s末，合外力的瞬时功率为3W
D.内，合外力的平均功率为2.25W
2．如图所示，等量异种电荷固定于正六边形ABCDEF的C、F点，以直线CF建立x轴，CF的中垂线建立y轴，M、N分别为FO、OC的中点，P、Q分别为AB、ED的中点，则下列说法正确的是( )
A.M点的电场强度大于N点的电场强度
B.M点的电势比N点的电势低
C.将一带正电的试探电荷从P点移到Q点，试探电荷的电势能不变
D.将一带负电的试探电荷从N点由静止释放，在它从N点运动到M点的过程中，试探电荷的动能先增大后减小
3．质量相同的物块A、B从水平地面同一位置出发，分别以不同初速度只在摩擦力作用下做匀减速直线运动，其图像如图所示。则在物块运动过程中( )
A.A、B两物块位移大小之比为2:1
B.A、B两物块受到的摩擦力大小之比为2:1
C.A、B两物块受到的摩擦力冲量大小之比为2:1
D.A、B两物块克服摩擦力做功之比为2:1
4．如图所示，在正四面体P-ABC中，O是底面AB边的中点，若在A、B两点分别固定一个带正电、电荷量都为Q的点电荷。下列说法中正确的是( )
A.P点的电场强度与C点的电场强度相同
B.P、C两点的电势相等，所以PC是一条等势线
C.将带正电的试探电荷q从O点沿着OC移动到C点，电荷的电势能逐渐增加
D.从O点沿着OC移动到C点的过程中，电场强度先增加后减少
5．行星冲日是指某一地外行星在绕太阳公转过程中运行到与地球、太阳成一直线的状态，而地球恰好位于太阳和地外行星之间的一种天文现象。设地球绕太阳的公转周期为，地球环绕太阳公转的轨道半径为，火星环绕太阳公转的轨道半径为，万有引力常量为G，下列说法正确的是( )
A.太阳的密度为
B.火星绕太阳公转的周期为
C.从某次火星冲日到下一次火星冲日需要的时间为
D.从火星与地球相距最远到火星与地球相距最近的最短时间为
6．如图所示，ab为竖直平面内的半圆环acb的水平直径，c为环上最低点，环半径为R，将一个小球从a点以初速度沿ab方向抛出，设重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是( )
A.小球的初速度越大，碰到圆环时的竖直分位移越大
B.当小球的初速度时，碰到圆环时的竖直分速度最大
C.若取合适的值，小球能垂直撞击圆环
D.取值不同时，小球落在圆环上的速度方向和水平方向之间的夹角可以相同
7．如图为多用表欧姆挡的原理图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻，调零电阻的最大阻值，串联的固定电阻，电池电动势。用它测量电阻，能准确测量的范围是( )
A.B.C.D.
8．如图所示，水平面上的半圆柱体曲面光滑，与地面接触的平面比较粗糙。小球A置于半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，整个装置处于静止状态，已知B球质量为m。O点在半圆柱体圆心的正上方，OA与竖直方向成37°角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成53°角，已知，。下列说法正确的是( )
A.小球A的质量为2m
B.半圆柱体对A球支持力的大小为
C.地面对半圆柱体的摩擦力的大小为
D.滑轮O对轻质细线的作用力竖直向上
二、多选题
9．项目小组根据自制的电动模型车模拟汽车启动，通过传感器绘制了模型车从开始运动到刚获得最大速度过程中速度的倒数和牵引力F之间的关系图像，如图所示。已知模型车的质量，行驶过程中受到的阻力恒定，整个过程时间持续5s，获得最大速度为4m/s，则下列说法正确的是( )
A.模型车受到的阻力大小为1NB.模型车匀加速运动的时间为1s
C.模型车牵引力的最大功率为6WD.模型车运动的总位移为14m
10．在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与干路电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图可知( )
A.电源的电动势为3.0VB.电阻R的阻值为
C.闭合电路的路端电压为2.0VD.电源的内阻为
11．质量分别为和的两个物体A、B在光滑水平面上发生正碰，碰撞时间不计，其碰撞前后的位移-时间图像如图所示，已知物体A的质量为，则以下正确的是( )
A.该碰撞为非弹性碰撞
B.物体B的质量为
C.碰撞过程机械能损失了12J
D.碰撞过程中物体B对物体A的作用力的冲量为
12．如图甲所示，质量分别为m、M的物体A、B静止在劲度系数为的弹簧上，A与B不粘连，现对物体A施加竖直向上的力F，使A、B一起上升，若以两物体静止时的位置为坐标原点，两物体的加速度随位移的变化关系如图乙所示，重力加速度大小为g，则( )
A.在图乙中PQ段表示拉力F逐渐增大
B.在图乙中QS段表示B物体减速上升
C.位移为时，A、B之间弹力为
D.位移为时，A、B一起运动的速度大小为
三、实验题
13．某同学利用如图甲所示装置探究两个互成角度的力的合成规律。
实验步骤如下：
①将力传感器P通过一根轻质细绳提起重物保持静止，记下P的示数F；
②将力传感器P、Q分别固定在左右两侧杆上，与P、Q相连的两根轻质细绳OA、OB连接的结点O处用轻绳OC系上同一重物。系统静止后，记下O点位置，P、Q的示数、及细绳的方向OA、OB、OC；
③在白纸上从O点沿OC反向延长作有向线段，以为对角线作平行四边形，如图乙所示。用毫米刻度尺测出线段、、的长度分别为，，l；
④调整力传感器Q的位置，重复以上步骤。
回答下列问题：
（1）下列做法有利于减小实验误差的是___________。
A.两侧杆必须用铅垂线调整为竖直放置，不能左右倾斜
B.两个细绳间夹角越大越好
C.记录细绳方向时，选取相距较远的两点
D.调整力传感器Q的位置时，必须保证结点Q的位置不变
（2）在误差允许的范围内，若，，l与、、F满足关系式__________，则能够证明力的合成遵循平行四边形定则。
（3）某次实验中，若平衡时两细绳OA、OB互相垂直，保持OA绳和结点O的位置不动，取下力传感器Q，将细绳OB绕O点在纸面内逆时针缓慢转动一小角度，此过程中OB绳的拉力__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
14．某物理实验小组要测量一个手机锂电池的电动势和内电阻。已了解到该款锂电池在充电量为100%时的电动势为4V左右，于是利用一个电阻箱R和一个的定值电阻以及一个电压表设计了如图甲所示的实验电路图。
（1）按照图甲所示的实验电路图，将图乙中的实物连接起来组成实验电路__________。
（2）通过调节电阻箱R的阻值，可以读出电压表示数以及电阻箱接入电路的阻值，重复操作可以得到多组电压表的示数U以及对应电阻箱的阻值R，为纵轴，以为横轴，作出的关系图线为一直线，如图丙所示。由图线可求得该手机锂电池的电动势__________V，内阻__________Ω。（保留2位有效数字）
四、计算题
15．在刚刚结束的第19届杭州亚运会上，16岁的中国姑娘全红婵最后一跳逆天反超，获得评委们的四个满分，从而获得女子10米跳台冠军。如图所示，在比赛中质量为m的全红婵，从跳台上以初速度竖直向上跳起，从跳台上起跳到入水前重心下降了H。入水后由于水的阻力使速度减为0，全红婵从接触水面到下沉到最低点经历的时间为t，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）全红婵入水瞬间的动量；
（2）全红婵入水后，水的平均阻力大小。
16．如果车轮各部分的质量分布不均匀。当车轮高速旋转起来后，就会造成车轮抖动。为了避免这种现象，通常在要在汽车轮毂上安置一个配重块来调整车轮的质量分布，使其尽可能转动时更稳定。已知某型号轮胎半径为30cm，轮毂上安置一个质量为10g可视为质点的配重块，配重块距离车轮中心距离为22cm，汽车以100km/h的速度在平直公路上匀速行驶。车轮与地面之间不打滑，重力加速度大小为。求
（1）车轮的转速多大？
（2）车轮对配重块的最大作用力是其重力的多少倍？
17．如图所示，在xOy平面内的第一象限内，直线与直线之间存在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方有一直线CD与x轴平行且与x轴相距为a，x轴与直线CD之间存在沿y轴正方向的匀强电场，在第三象限，直线CD与直线EF之间存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。纸面内有一束宽度为a的平行电子束，各电子的速度随位置大小各不一样，如图沿y轴负方向射入第一象限的匀强磁场，电子束的左边界与y轴的距离也为a，经第一象限磁场偏转后发现所有电子都可以通过原点并进入x轴下方的电场，最后所有电子都垂直于EF边界离开磁场。其中电子质量为m，电量大小为e，电场强度大小为。求：
（1）电子进入磁场前的最小速度；
（2）电子经过直线CD时的最大速度及该电子在第三象限磁场中做圆周运动的圆心坐标；
（3）单个电子在第三象限磁场中运动的最长时间。
18．如图所示为货场使用的传送带的模型，足够长的传送带倾斜放置，与水平面夹角为。货物与传送带之间的动摩擦因数，可视为质点的货物质量，。
（1）传送带静止，货物以10m/s的初速度从A端滑上传送带，货物刚滑上传送带时的加速度为多大？
（2）在（1）中，从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了多少时间？
（3）传送带以大小为的恒定速率顺时针转动，货物以的初速度从A端滑上传送带，货物再次滑回A端，此过程，货物在传送带上留下的划痕总长度为多少？
（4）为保证货物在传送带上不下滑，在其他条件不变的情况下，可调节传送带与水平方向的夹角θ。应满足怎么的条件？
参考答案
1．答案：A
解析：A.由图像可知，在第1s内加速度恒定，则1s末的速度为
则第1s内，质点的动能增加量为
故A错误，符合题意；
B.由图像可知，在第2s内加速度恒定，则第2s末的速度为
根据动能定理，可得第2s内质点受合外力所做的功为
故B正确，不符合题意；
C.第2s末，根据牛顿第二定律，可得合外力为
则第2s末合外力的瞬时功率为
故C正确，不符合题意；
D.内，合外力做的功为
则内，合外力的平均功率为
故D正确，不符合题意。
故选A。
2．答案：C
解析：AB.根据等量异种点电荷电场线分布规律可知，M点和N点电场强度大小相等，方向相同，M点的电势比N点的电势高，故AB错误；
C.根据等量异种点电荷等势线分布规律可知，P点和Q点电势相等，所以将一带正电的试探电荷从P点移到Q点，试探电荷的电势能不变，故C正确；
D.将一带负电的试探电荷从N点由静止释放，在它从N点运动到M点的过程中，电场力一直做正功，试探电荷的动能一直增大，故D错误。
故选C。
3．答案：C
解析：A.图像与坐标轴围成的面积等于位移可知，A、B两物块位移大小相等，均为
选项A错误；
B.A、B两物块加速度之比
根据
可知受到的摩擦力大小之比为4:1，选项B错误；
C.根据
可知，A、B两物块受到的摩擦力冲量大小之比为2:1，选项C正确；
D.根据
可知，A、B两物块克服摩擦力做功之比为4:1，选项D错误。
故选C。
4．答案：D
解析：A.P点的场强方向沿OP方向，C点的场强方向沿OC方向，两点的场强方向不同，A错误；
B.因为P-ABC为正四面体，故P、C两点在AB的中垂面上且到AB的距离相同，故P、C的电势相等，但PC不是一条等势线，B错误；
C.根据等量正点电荷周围电场线的分布特点，将带正电的试探电荷从O点沿OC移到C点的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，C错误；
D.根据电场的叠加原理，可知，O点的电场强度为0，C点的电场强度不为零，从O到C的过程中，离场源电荷越来越远，电场强度又逐渐减小，故从O点沿着OC移动到C点的过程中，电场强度先增加后减少，D正确。
故选D。
5．答案：C
解析：A.太阳的半径未知，无法计算其密度大小，故A错误；
B.设火星绕太阳公转的周期为，根据开普勒第三定律有
解得
故B错误；
C.地球绕太阳运转角速度为
火星绕太阳运转角速度为
设从某次火星冲日到下一次火星冲日，即从火星与地球相距最近到火星与地球第一次相距最近的时间为t，则有
解得
故C正确。
D.设从火星与地球相距最远到火星与地球第一次相距最近的时间为，则
解得
故D错误；
故选C。
6．答案：B
解析：A.小球做平抛运动，则小球的初速度越大，其轨迹就越靠近ab直线，则碰到圆环时的水平分位移越大，竖直位移就越小，A错误；
B.小球做平抛运动，当小球掉在c点时竖直分速度最大，设初速度为，则有
解得
B正确；
C.小球撞击在圆弧ac段时，速度方向斜向右下方，不可能与圆环垂直；当小球撞击在圆弧cb段时，根据“中点”结论可知，由于O不在水平位移的中点，所以小球撞在圆环上的速度反向延长线不可能通过O点，也就不可能垂直撞击圆环，C错误；
D.取值不同时，小球运动的轨迹不同，落到圆环上的位置不同，则位移的偏向角不同，因速度的偏向角的正切值等于位移偏向角的正切值的2倍，可知速度的偏向角不同，则小球落在圆环上的速度方向和水平方向之间的夹角不相同，D错误。
故选B。
7．答案：B
解析：欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小，欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内电阻，根据闭合电路欧姆定律，满偏时
即此欧姆表的中值电阻
为使读数准确，测量电阻应在5kΩ附近。
故选B。
8．答案：B
解析：AB.对两球受力分析如图
由几何关系可知与与竖直方向夹角相等，则
对B分析可知
解得
选项A错误，B正确；
C.对半圆柱体和小球A整体分析可知，地面对半圆柱体的摩擦力的大小为
选项C错误；
D.因滑轮两边细线的拉力大小相等，但是与竖直方向的夹角不等，则两边细绳拉力的合力不是竖直向下，则滑轮对轻质细线的作用力也不是竖直向上，选项D错误。
故选B。
9．答案：BD
解析：A.根据
可得
结合图线的斜率可得
即模型车的速度从2m/s增加至4m/s的过程中，模型车以恒定的功率行驶，速度最大时合外力为零，即牵引力等于阻力，根据图像可知，在
时速度达到最大值，因此有
故A错误；
B.由图像可知小车初始牵引力为
且匀加速结束时模型车的速度大小
根据牛顿第二定律有
解得加速度
根据匀变速直线运动，速度与时间的关系可得匀加速运动的时间
故B正确；
C.根据以上分析可知，模型车牵引力功率最大时即为匀加速结束时获得的功率，可知最大功率为8W，故C错误；
D.根据题意，模型车速度达到最大用时5s，而匀加速阶段用时1s，则可知，模型车以恒定功率运动所需时间
根据动能定理
式中
，
解得
匀加速阶段位移
故总位移
故D正确。
故选BD。
10．答案：AC
解析：AD.根据闭合电路欧姆定律得
当时，，由读出电源的电动势
内阻等于图线的斜率大小，则
故A正确，D错误；
B.根据欧姆定律可知，电阻的阻值为
故B错误；
C.两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压，故C正确。
故选AC。
11．答案：AC
解析：ABC.位移-时间图像的斜率表示物体的速度，可知碰撞前A、B的速度分别为
，
碰撞后A、B的速度分别为
，
根据动量守恒
代入数据得
则碰撞前A、B的动能分别为
，
碰撞后A、B的动能分别为
，
则
故AC正确，B错误；
D.碰撞过程中对物体B列动量定理
碰撞过程中物体B对物体A的作用力的冲量为，故D错误；
故选AC。
12．答案：AC
解析：A.开始时，物体A、B静止在劲度系数为k的弹簧上，弹簧弹力向上，大小为
随物体向上运动，弹簧弹力减小，而PQ段加速度大小与方向都不变，由牛顿第二定律有
减小，F逐渐增大，A正确；
B.在图乙中QS段，物体的加速度方向没变，仍为正，所以物体仍做加速运动，是加速度逐渐减小的加速运动，B错误；
C.开始时，弹簧的弹力
当弹簧伸长了后，弹簧弹力
以B为研究对象，则有
解得
C正确；
D.P到Q的运动中，物体的加速度不变，可有
Q到S运动中，物体的加速度随位移均匀减小，则有
联立解得
D错误。
故选AC。
13．答案：（1）C
（2）
（3）变大
解析：（1）A.实验中研究的是结点O的受力情况，无须两侧杆保持竖直状态，A错误；
B.两绳之间的夹角可以适当大些，便于作图，减小实验误差，但并非越大越好，B错误；
C.记录细绳方向时，选取相距较远的两点，有利于作出力的图示，便于减小误差，C正确；
D.不论结点在任何位置，平衡时，其它两个力的合力总是与第三力是一对平衡力，故结点的位置可以不同，D错误。
故选C。
（2）根据几何三角形与力的矢量三角形相似，对应边成比例可得
（3）作出结点受力情况如图所示，将OB绕O点在纸面内逆时针缓慢转动一小角度，OB与竖直方向夹角减小，绳子上的拉力变大。
14．答案：（1）
（2）3.7；0.22
解析：（1）实物图如图
（2）根据闭合电路欧姆定律有
整理得
根据图像的斜率与截距解得
解得
15．答案：（1），方向竖直向下；（2）
解析：（1）全红婵起跳后在空中运动过程，由动能定理得
解得
所以
方向竖直向下。
（2）运动员接触水面到运动员下沉到最低点，根据动量定理有
解得
16．答案：（1）14.7r/s
（2）188倍
解析：（1）由题知，汽车以100km/h的速度，即，轮胎半径为30cm，则车轮的角速度为
解得转速
（2）当配重块到达最低点时，车轮对配重块的最大作用力，根据牛顿第二定律
其中，，代入解得
即车轮对配重块的最大作用力是其重力的188倍。
17．答案：（1）（2），（3）
解析：（1）经分析可得，所有电子在第一象限都经历一个四分之一圆周运动后通过原点并沿轴方向进入x轴下方的电场，故最小速度对应最小半径a，根据洛伦磁力提供向心力则有
可得
（2）由（1）可知，过原点并进入x轴下方的电子的最大速度为
所有电子在电场中偏转时，方向分速度不变，方向的分速度增量一样大，则方向分速度最大的电子，经过直线CD后速度也最大速度最大，根据动能定理有
解得
又由于电子在电场中做类平抛运动有
则在y方向有
，
在x方向有
电子射出CD时速度与竖直方向的夹角
可得经过直线CD时的坐标为，此后在磁场中的运动半径为
解得
设电子此后在磁场中运动的圆心为根据几何关系
，
得该电子此后在磁场中运动的圆心为。
（3）由题意，所有电子都垂直于EF边界离开磁场，则所有电子运动轨迹的圆心都在EF直线上，由（1）和（2）的结论，经过直线CD时，不妨设任何电子的方向的分速度为
则电子经过直线CD的合速度为
电子经过直线CD的坐标为，速度方向与水平方向的夹角的正切值为
根据几何关系，易得圆心位置为，可得EF直线为
经过分析经过CD直线时，速度最大的电子的速度方向与水平方向夹角最小，其在磁场中运动的圆心角最大，时间最长，易得此电子在磁场中运动的时间恰好为四分之一周期，其中
所以单个电子在第三象限磁场中运动的最长时间为
18．答案：（1）
（2）
（3）
（4）
解析：（1）设货物刚滑上传送带时加速度为，货物受力如图所示
根据牛顿第二定律得，沿传送带方向
又
联立解得
（2）在（1）中，从货物滑上传送带开始计时，到最高点所时间
位移为
再返回到A点过程，根据牛顿第二定律
解得
根据匀变速直线运动规律
解得
故从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了
（3）货物速度与传送带速度相等前，货物都会做减速运动，且加速度大小为
所用时间为
位移为
传送带向上运动的位移为
故货物向上超前传送带5m，之后再以加速度
做匀减速直线运动到最高点，所用时间为
沿传送带向上滑的位移
传送带向上运动的位移为
故货物向上落后传送带1m，故向上运动时货物在传送带上留下的划痕长度为5m，其中在货物之下为4m，货物之上为1m，之后货物以加速度
做匀加速直线运动到出发点，位移为
根据运动学规律
解得
传送带向上运动的位移为
货物向下运动时向下超前传送带，故货物在传送带上留下的划痕总长度为。
（4）为保证货物在传送带上不下滑，当货物向上运动至速度与传送带速度相等时，必须满足
解得