物理-湖北省荊州市沙市中學2024-2025學年2025屆高三上學期12月月考試題和答案

12024—2025學年度上學期2022級.12月月考物理試卷命題人：黃小林審題人：熊華考試時間：2024年12月26日一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.“判天地之美，析萬物之理”，學習物理不僅要掌握物理知識，還要領(lǐng)悟并掌握處理物理問題的思想方法。下面四幅課本插圖中包含的物理思想方法相同的是()A.甲和乙B.甲和丁C.乙和丙D.乙和丁2.如圖所示，圍棋比賽時的評析棋盤是豎直的，棋盤上布有磁石，而每顆棋子都是一個小磁鐵，棋子靜止在豎直放置的磁性棋盤上，則下列說法正確的是()A.棋子對棋盤的摩擦力和棋盤對棋子的摩擦力是平衡力B.棋子所受重力與棋子所受摩擦力是平衡力C.要使棋子不易滑下，一般使用相對光滑的材料作棋盤面D.棋子不會掉落是因為棋子質(zhì)量小，重力可以忽略不計3.蜻蜓在水中“點水”激起的波紋，俗稱“蜻蜓點水”，一只蜻蜓在平靜的水面上勻速飛行時，兩次點水后在水面上激起的波紋，俯視看其形狀如圖所示，由圖可分析出()A.蜻蜓向左飛行，蜻蜓飛行速度比水波傳播的速度小B.蜻蜓向右飛行，蜓飛行速度比水波傳播的速度大C.蜻蜓向右飛行，蜻蜓飛行速度比水波傳播的速度小D.蜻蜓向左飛行，蜻蜓飛行速度比水波傳播的速度大4.2024年11月04日凌晨，神舟十八號載人飛船成功返回地面，葉光富、李聰和李廣蘇三位航天員圓滿完成任務，從神舟十八號與空間站對接算起，航天組成員在軌共計192天.神舟飛船返回過程簡化如圖所示，橢圓軌道1為載人飛船返回時的運行軌道，圓形軌道2為空間站運行軌道，P為軌道切點，Q為軌道1近地點，離地高度不計.已知軌道2的半徑為r，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，軌道1的周期為T，引力常量為G，下列分析或結(jié)論正確的是()A.軌道1上P點加速度大于軌道2上P點加速度B.載人飛船在軌道1上經(jīng)過P點時速度為C.載人飛船運行周期和空間站運行周期之比為D.地球質(zhì)量5.霓的形成原理與彩虹大致相同，是太陽光經(jīng)過水珠的折射和反射形成的，簡化示意圖如圖所示，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，下列說法正確的是()A.霓是經(jīng)過2次折射和1次全反射形成的現(xiàn)象B.光束a、b通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰亮條紋間距大C.b光在玻璃中的傳播速度比a光在玻璃中的傳播速度大D.若a光能使某金屬發(fā)生光電效應，則b光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應6.如圖所示，在水平光滑絕緣桌面上有一等腰直角三角形單匝均勻金屬線框abc，直角邊長為L?？臻g存在豎直向下的有界勻強磁場，有界磁場的寬度為2L。線框在水平拉力F作用下向右勻速穿過磁場區(qū)域，若圖示位置為t=0時刻，設逆時針方向為電流的正方向，水平向右為拉力的正方向，則線框中的感應電流i和拉力F隨時間t的關(guān)系圖像可能正確的是(時間單位為，圖中曲線為拋物線)()D.A.B.C.D.A.B.C.二、多選題：本大題共4小題，共16分。7.如圖所示，彈性繩一端固定在。點，另一端系一個小鐵球，將球拉至與。點等高的位置，彈性繩剛好伸直，由靜止釋放小球，小球可運動至。點正下方P點(未畫出)，則小球運動過程中，不計空氣阻力，不計小球大小，彈性繩始終在彈性限度內(nèi)，下列判斷正確的是()A.彈性繩對小球不做功B.小球重力勢能減少量大于動能增加量C.小球運動到P點時，小球重力的瞬時功率不為零D.若讓小球緊靠。點由靜止釋放，小球向下運動到的最低點一定在P點下方8.如圖所示，兩根通電導線P、Q沿垂直紙面的方向放置，導線P、Q中通有電流I1、I2，電流的方向未畫出。。點為兩導線連線的中點，cP=P。=。Q=Qd，a、b兩點位于PQ連線段的中垂線上并關(guān)于。點對稱，且已知c點的磁感應強度為零，d點的磁感應強度方向垂直cd向下。已知直線電流產(chǎn)生的磁場在某點的磁感應強度B的大小與該點到通電導線的距離成反比，則下列說法正確的是()A.P中的電流方向垂直紙面向外、Q中的電流方向垂直紙而向里23B.I1:I2=1:9C.。點的磁感應強度方向垂直cd向上D.若I1=I2，方向不變，則a、b兩點的磁感應強度相同9.惠更斯發(fā)現(xiàn)“單擺做簡諧運動的周期T與重力加速度的二次方根成反比”。為了通過實驗驗證這一結(jié)論，某同學創(chuàng)設了“重力加速度”可以人為調(diào)節(jié)的實驗環(huán)境。如圖1所示，在水平地面上固定一傾角θ可調(diào)的光滑斜面，把擺線固定于斜面上的。點，使擺線平行于斜面。拉開擺球至A點，靜止釋放后，擺球在ABC之間做簡諧運動，擺角為α。擺球自然懸垂時，通過力傳感器(圖中未畫出)測得擺線的拉力為F1，擺球擺動過程中，力傳感器測出擺線的拉力隨時間變化的關(guān)系如圖2所示，其中F2、F3、T0均已知。當?shù)氐闹亓铀俣葹間。下列選項正確的是()A.多次改變圖1中θ角的大小，即可獲得不同的等效重力加速度B.單擺n次全振動的時間為nT0C.多次改變擺角α,只要得出就可以驗證該結(jié)論成立D.在圖2的測量過程中，滿足F3=3F1?2F2的關(guān)系10.如圖所示，空間存在水平向右的勻強電場，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球用長為L、不可伸長的絕緣細線懸于。點，將小球向左拉至與。點等高的A點，細線剛好伸直，已知電場強度大小為重力加速度大小，小球可視為質(zhì)點，將小球由靜止釋放，則下列判斷正確的是()A.小球運動到B點的速度大小為2gLB.小球第一次運動到。點正下方時的速度是小球運動過程中的最大速度C.小球運動過程中的最大速度為D.小球最終運動穩(wěn)定時做往復運動，軌跡為半個圓周三、實驗題：本大題共2小題，共20分。11.（8分）一物理老師設計了一款研究向心力大小的實驗裝置，其簡化示意圖如圖所示，裝置固定在水平桌面上，在可調(diào)速的電機上固定一個半圓形有機玻璃凹槽(表面光滑，可忽略摩擦的影響)，凹槽在電機的帶動下能繞過凹槽圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動，旁邊豎直固定一標尺，其上是可調(diào)高度的激光筆，激光筆發(fā)出水平方向的激光，初始時刻，凹槽與標尺在同一平面內(nèi).實驗步驟如下：4(1)將鋼球放入凹槽底部，上下移動激光筆對準凹槽圓心，此時激光筆所在位置讀數(shù)記為?0.(2)接通電源，開啟電機調(diào)速開關(guān)，鋼球開始隨凹槽轉(zhuǎn)動，當鋼球到達某一高度后隨凹槽做穩(wěn)定的勻速圓周運動，上下移動激光筆，當激光對準鋼球球心位置時，記錄此時激光筆所在位置讀數(shù)為?1(?1>?0)，記?=?1??0.(3)利用光電傳感器探測鋼球運動的周期.每當激光筆發(fā)出的激光照在鋼球上時，光電傳感器便會接收信號計次，若第1次光電傳感器接收到信號時數(shù)字計時器開始計時，并記錄為0次，達到n次時計時器停止計時，記錄總時間t，則鋼球運動的周期T=(用題中所給字母符號表示).(4)若適當調(diào)大電機的轉(zhuǎn)速，則激光筆應(填“上移”“不動”或“下移”).(5)改變電機轉(zhuǎn)速，重復實驗，將得到的多組T和?的數(shù)據(jù)記錄到表格中，并繪制(填“??T2”或”)圖像，根據(jù)圖像的斜率k可以進一步求出當?shù)刂亓铀俣萭=(用題中所給字母符號表示).12.（12分）某實驗小組利用已有器材進行相關(guān)電學實驗，除開關(guān)、導線以外，一個電流計?、一個電阻箱Rp、定值電阻R0(阻值未知)、兩個定值電阻R(R=2.0Ω)和若干個規(guī)格相同的小燈泡.(1)他們利用圖甲所示電路來測量R0的阻值，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱Rp，當Rp=5.0Ω時靈敏電流計?的示數(shù)為零，則R0=Ω.(2)通過圖乙測定電源的電動勢和內(nèi)阻，測得I和Rp多組數(shù)據(jù)，繪出?Rp的圖像，若圖像斜率為k，縱截距為b，則電源的電動勢E=和內(nèi)阻r=(結(jié)果用k、b、R0表示);若考慮電流表內(nèi)阻，則電源內(nèi)阻的測量值真實值(填“大于”、“小于”或“等于”).(3)若測得電源的電動勢E=3.0V，內(nèi)阻r=1.0Ω,實驗小組同學將該電源與R=2.0Ω的定值電阻及兩個相同的燈泡構(gòu)成如圖丙所示的電路，燈泡的伏安特性曲線如圖丁所示，則每個燈泡的實際功率為W(結(jié)果保留兩位小數(shù));此時電源的效率為(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).5四、計算題：本大題共3小題，共40分。13.（10分）如圖所示，一粗細均勻的U型的玻璃管豎直放置，左側(cè)豎直管上端封閉，右側(cè)豎直管上端與大氣相通且足夠長，左側(cè)豎直管中封閉一段長為l1=48cm的空氣柱(可視為理想氣體)，氣體的溫度為T1=300k，水平管內(nèi)充滿水銀，右側(cè)豎直管中水銀柱長?1=24cm，如果從右側(cè)豎直管內(nèi)緩慢注入?=36cm水銀柱，注入的水銀與原來右側(cè)管內(nèi)水銀之間沒有空氣，注入過程中空氣柱的溫度保持不變，水銀柱長度遠遠大于玻璃管的直徑，大氣壓強為p0=76cmHg。(1)求穩(wěn)定后空氣柱的長度l2;(2)如果要使空氣柱再恢復到原來的長度48cm，求需要將空氣柱的溫度變?yōu)槎嗌佟?4.（15分）如圖(a)所示，長L=1.4m的木板靜止在足夠長的粗糙水平面上，木板的右端放置著質(zhì)量m=1kg的滑塊(可視為質(zhì)點)。現(xiàn)用不同的水平恒力F向右拉木板，得到滑塊和木板的加速度a隨拉力F變化的關(guān)系圖像如圖(b)所示，重力加速度g=10m/s2，求(1)滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ1；(2)木板與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2以及木板的質(zhì)量M；(3)若水平恒力F=27.8N，滑塊從木板上滑落經(jīng)歷的時間t。15.（15分）如圖所示，直角坐標系xoy中，在整個第Ⅱ象限內(nèi)有平行于x軸的勻強電場，方向沿x軸正方向，大小E=在整個第Ⅰ象限區(qū)域內(nèi)有垂直于xoy平面向外的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的正電粒子，從x軸上的p(?L,0)點，以大小為v0的速度沿y軸正方向進入電場，通過電場后從y軸上的M點(與y軸夾角為θ)進入第Ⅰ象限，又經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)剛好不進入第Ⅳ象限，之后穿過y軸再次進入電場，不計粒子的重力，已知sin37°=，cos37°=(1)求M點的縱坐標yM;(2)求勻強磁場的磁感應強度B的大小;6(3)求整個過程中粒子從第Ⅱ象限進入第Ⅰ象限經(jīng)過y軸的縱坐標。.1高三年級12月月考物理答案.1.D【解析】甲圖：勻變速直線運動位移公式的推導，用到了微元法；乙圖和丁圖：用到了微小形變放大法；丙圖：研究合力與分力，用到了等效法故乙和丁包含的物理思想方法相同，選B。2.B【解析】磁性棋盤是豎直放置的，棋子靜止在上面時受到重力、彈力、磁力及摩擦力;彈力和磁力與棋盤垂直，二力為平衡力，重力豎直向下，而摩擦力豎直向上與重力平衡，A錯誤，B正確;根據(jù)豎直方向上二力平衡知：f=G，f應不超過最大靜摩擦力，則有：f<fm=μN=μF，F(xiàn)一定，要使棋子不滑下，應增大最大靜摩擦力，為此應增大μ,棋盤面應選取較粗糙的材料，C錯誤;棋子質(zhì)量小而重力小時，若沒有其他阻力存在，仍會向下運動，棋子不會掉落是因為棋子受到棋盤對它向上的摩擦力，D錯誤.3.B【解析】根據(jù)圖示，蜻蜓連續(xù)兩次點水過程中激起的波紋，圓圈越小，則時間越短，所以飛行方向則為從大圓到小圓，即蜻蜓的飛行方向向右;若蜻蜓飛行的速度和水波的速度相同，那么蜻蜓的每一次點水的時候都會是在上一個水波的邊線上，而第二個水波和第一個水波都在以相同的速度運動，所以每個圓都應該是內(nèi)切的;然而圖中O2到O1圓圈邊線距離小于O2半徑，說明水波O2運動了一段時間，O1水波才到O2圓心，則說明蜻蜓飛行的速度比水波的速度大，故B正確.4.C【解析】A.載人飛船在軌道1和空間站在軌道2上的P處，都由萬有引力來提供合外力，由牛頓第二定律=ma，可知加速度大小相等，故A錯誤；B.軌道1為橢圓軌道，載人飛船在P處有>m，又=mg，則載人飛船在軌道1上經(jīng)過P點時的速度小于，故B錯誤；C.由開普勒第三定律可知則軌道1和軌道2運行周期之比為，故C正確；D.軌道1為橢圓軌道，萬有引力與向心力大小不等，可利用軌道2求解地球質(zhì)量M，由萬有引力提供向心力有解得地球質(zhì)量錯誤。5.C【解析】由光路圖，分析可知，第一次折射時，b光的折射角較大，而入射角相等，根據(jù)折射率公式得知，b光的折射率較小，頻率較小，波長較長。A.由題意結(jié)合題圖知，霓是經(jīng)過2次折射和2次全反射形成的現(xiàn)象，故A錯誤；B.由于b光的波長較長，根據(jù)Δx=可知光束a、b通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，b光的相鄰亮條紋間距大，故B錯誤；C.由公式得知，b光的折射率較小，速度較大，在同種玻璃中傳播，b光的傳播速度一定大于a光，故C正確；D.b光的折射率較小，頻率較小，分別照射同一金屬，若a光能使某金屬發(fā)生光電效應，則b光不一定能使該金屬發(fā)生光電效應，故D錯誤。6.D【解析】選項A、B在時間0到2內(nèi)圖線形狀相同，下面分析2到3時間內(nèi)線框的運動，該段時間線框出磁場，ab邊切割磁感線，且有效切割長度為L?vt，根據(jù)感應電動勢公式E=B(L?2vt)v，由閉合電路的歐姆定律得感應電流線性減小，由楞次定律知電流方向為順時針，選項A、B錯誤。線框進出磁場，由楞次定律知產(chǎn)生的感應電流的效果是阻礙線框的相對運動，所以可判斷安培力方向為水平向左，拉力與安培力二力平衡，所以拉力水平向右，即拉力方向為正方向。在2到3時間范圍內(nèi)，有F=F安=，則F?t圖線應為拋物線，選項C錯誤，選項D正確。7.BD【解析】ABD、小球運動到最低點時，彈性繩會拉長，彈性繩的彈性勢能增加，此過程彈性繩對小球做負功，由能量守恒定律知，小球的機械能會減小，則小球重力勢能的減少量大于動能的增加量，讓小球緊靠。點由靜止釋放，小球向下運動到P點時，由能量守恒定律知，小球此時有豎直向下的速度，則小球向下運動到的最低點一定在P點下方，故A錯誤，BD正確；C、小球運動到P點時，速度方向水平向左，與重力方向垂直，則此時重力的瞬時功率為0，故C錯誤。8.ACD【解析】B.由題意c點的磁感應強度為零，則說明導線P、Q在c點產(chǎn)生的磁場大小相等、方向相反，又因為c點距P、Q的距離比為1:3，則k可得電流之比為1:3，故B錯誤。A.由B分析可知，導線Q在d點產(chǎn)生的磁場強，d點的磁感應強度方向垂直cd向下，由安培定則可知P中的電流方向向外、則Q中的電流方向向里，故A正確。C.由安培定則可知，導線P、Q在。點產(chǎn)生的磁場方向均垂直cd連線向上，故C正確。D.由于I1=I2，分別作出兩電流在a、b兩點的磁感應強度大小和方向，如圖所示，根據(jù)磁場的矢量合成可知a、b兩點的磁感應強度大小相等、方向相同，故D正確。9.AD【解析】解：A.令等效重力加速度為g0，則有mgsinθ=mg0,解得g0=gsinθ,可知，多次改變圖1中θ角的大小，即可獲得不同的等效重力加速度，故A正確；B.單擺在運動過程中，A、C兩位置擺線的拉力最小，根據(jù)圖2可知，相鄰兩個擺線拉力最小的位置的時間間隔為半個周期，可知，單擺n次全振動的時間為t=nT=2nT0,故B錯誤；C.根據(jù)單擺周期公式有T=2π,可知，多次改變斜面傾角θ,只要得出T∝就可以驗證該結(jié)論成立，故C錯誤；D.擺球自然懸垂時，通過力傳感器(圖中未畫出)測得擺線的拉力為F1，根據(jù)平衡條件有F1=mgsinθ,在圖2的測量過程中，擺球在A位置有F2=mgsinθcosα,擺球在B位置，根據(jù)牛頓第二定律有F3?mgsinθ=擺球從A位置運動到B位置，根據(jù)動能定理有mgsinθ(L?Lcosα)=mv2,解得F3=3F1?2F2，故D正確。故選：AD。根據(jù)題意求出等效重力加速度。根據(jù)圖2求周期，根據(jù)單擺周期和全振動時間的關(guān)系求解作答；根據(jù)單擺周期公式分析作答；擺球自然懸垂時，根據(jù)平衡條件細線的拉力；在A、C位置，求拉力F2與F1的關(guān)系；在最低處B點，根據(jù)向心力公式求速度；小球從A到B，根據(jù)動能定理求速度，然后聯(lián)立求解作答。理解實驗原理是解題的前提與關(guān)鍵，能夠根據(jù)平衡條件求解等效重力，熟練掌握圓周運動向心力公式、動能定理和單擺周期公式。310.BD【解析】A、小球由靜止釋放后先做初速度為零、加速度大小為2g的勻加速直線運動，到。點正下方時設速度大小為v，則v2=22g×2L，解得v=2gL，由于細線繃緊，沿繩方向的分速度為0，此后小球以v1=v=2gL的速度從。點正下方開始向右做圓周運動，根據(jù)等效場的對稱性可知，小球運動到B點的速度大小等于2gL，故A錯誤;BC、設小球從。點正下方向B點運動過程中的最大速度為v2，根據(jù)力與運動的關(guān)系可知，當小球位置與。連線與豎直方向夾角為45°時速度最大，根據(jù)動能定理有，解得v2=因此小球運動到。點正下方時的速度最大，最大速度為2gL，故B正確，C錯誤;D、由于mv=2mgL，因此小球最終做往復運動，軌跡為半個圓周，故D正確。故選BD。11.上移??T24π2k【解析】(3)由于鋼球運動一周的過程中，光電傳感器接收到2次信號，則鋼球運動的周期T=(4)若適當調(diào)大電機的轉(zhuǎn)速，則鋼球向上運動，則激光筆應上移；(5)設當某時刻鋼球所在位置與凹槽圓心位置的連線與豎直方向夾角為θ,凹槽半徑為R，則對鋼球分析可知mgtanθ=mRsinθ,由幾何關(guān)系cosθ=，可知?=T2+?0，則將得到的多組T和?的數(shù)據(jù)記錄到表格中，并繪制??T2圖像，根據(jù)圖像的斜率k可得k=，可以進一步求出當?shù)刂亓铀俣萭=4π2k。12.【答案】5.0?R0大于0.35(0.34～0.36)87.3%【解析】(1)本實驗利用電橋法測電阻，電流計讀數(shù)為0，R0=Rp=5.0Ω;(2)利用安阻法測電源電動勢和內(nèi)阻，由閉合電路歐姆定律有，E=I(Rp+R0+r)，整理得=Rp+，可知E=，r=?R0，如果考慮電流表內(nèi)阻，測量的r測=r+RA，則測量值大于真實值;(3)將電源與燈泡連接成圖丙電路圖，由閉合電路歐姆定律可知：E=2U+I(R+r)，得U=?I+，在燈泡伏安特性曲線中作出該圖像，由圖像可知，每個燈泡兩端的電壓為U=0.93V，通過燈泡的電流為I=0.38A，所以每個燈泡的實際功率為0.93×0.38W≈0.35W，此時電源效率為≈87.3%。13.【答案】解：(1)初始狀態(tài)下氣體的壓強為p1=p,+h=76cmHg+24cmnHg=10CUHg空氣柱長度l=48cmn；設玻璃管橫截面積為s，氣體的體積為V1=l1s，設注入水銀后水平管進入左側(cè)豎直管內(nèi)水銀長度為x，則氣體的壓強為p2=p0+p?1+p??2px，氣體的體積為V2=(l1?x)s，注入過程氣體溫度不變，根據(jù)玻意耳定律得p1V1=p2V2，解得az=8c，則穩(wěn)定后空氣柱的長度la=l1-x=40c;(2)要使空氣柱變?yōu)樵瓉黹L度則氣體壓強變?yōu)?，根?jù)查理定律=，解得空氣柱的溫度變?yōu)?2-40sk。14.【答案】解：(1)由圖(b)可知，當恒力F≥25N時，小滑塊與木板將出現(xiàn)相對滑動，以小滑塊為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得，μ1mg=ma1，a1=4m/s2，代入數(shù)據(jù)解得μ