山西省卓越2023-2024学年高三上学期12月联考物理试题

2023~2024学年度第一学期高三12月月考试卷物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：必修1，必修2，动量，电场，恒定电流，磁场。一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求.每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.1.如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车在水平面上向右做匀加速运动时，杆对小球作用力的方向可能沿图中的（）A.OA方向 B.OB方向 C.OC方向 D.OD方向2.两条通有相同电流的长直导线平行放置，将一矩形线框分别放置在1、2、3位置，2位置到两导线的距离相等，如图所示，则矩形线框在1、2、3位置的磁通量大小的大小关系正确的是（）A. B.C. D.3.一人乘坐电梯从高层下降到地面，电梯启动和制动过程加速度大小相等，电梯从启动开始到运动至地面过程中，人的速度大小为，人受到电梯底板的支持力大小为，其中随的变化图像中曲线为抛物线，两者大小随位移或时间的变化图像正确的是（）A. B. C. D.4.两个点电荷的质量分别为，带异种电荷，电荷量分别为，相距为，只在库仑力作用下（不计万有引力）各自绕它们连线上的某一固定点，在同一水平面内做匀速圆周运动，它们的总动能为（）A. B. C. D.5.如图所示，“”形导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为的匀强磁场中，，ab长为l，bc长为，导线通入恒定电流，设导线受到的安培力大小为，方向与bc夹角为，则（）A.， B.，C.， D.，6.若在未来的一次人类深空探测中，航天员乘飞船来到星球，航天员在该星球上测得极地的重力加速度为，赤道上的重力加速度为，飞船在星球表面近地绕行时的速度为，则星球的自转周期为（）A. B. C. D.7.如图所示，用长为的细线悬挂于点的小球处于静止状态，质量为的子弹以速度水平射入小球，子弹穿过小球后的速度为，子弹穿过小球后瞬间细线上的张力是子弹射入小球前细线张力的2倍，子弹穿过小球时间极短，重力加速度为，不考虑小球质量变化，则小球的质量为（）A. B. C. D.8.如图所示，等腰直角三角形ABC中，，在A、B、C三个顶点分别固定电荷量为、的点电荷，P为AB边的中点，F、Q、G三点将AC边四等分，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（）A.F点和G点电场强度相同B.F点和G点电势相等C.一正电荷在P点的电势能比在Q点的电势能小D.将一负电荷沿直线从F点移到G点，电势能先减小后增大9.如图所示，质量均为m的A、B两个可视为质点的小球，用长为L的轻杆和轻质铰链相连，固定在地面上的可视为质点的支架C和小球A也用长为L的轻杆和轻质铰链相连，开始时ABC构成正三角形，由静止释放A、B两球，A球的运动始终在竖直面内，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，则（）A.释放瞬间，A球的加速度为0 B.B球的速度最大时，A球的速度也最大C.B球速度最大时，A球的机械能最小 D.球到达地面时的速度大小为10.如图所示，光滑水平面内固定着半径的三分之二光滑圆弧轨道ABC，空间有水平向右的匀强电场，电场强度，以圆心为原点建立沿电场线方向的坐标轴，其中A点和C点关于轴对称，OA和OC均与轴间夹角为，一带正电小球从轴上M点垂直轴方向以速度沿水平面方向抛出，小球恰好从A点沿切线方向进入圆弧轨道，已知小球电荷量、质量，以下说法正确的是（）A.小球初速度大小为 B.M点坐标为C.小球对轨道的最大压力为 D.小球运动具有周期性二、非选择题：本题共6小题，共60分.11.（6分）某同学要测量一未知电阻的阻值.甲 乙 丙（1）用多用电表粗测电阻的阻值，当用电阻“”挡时，发现指针向右偏转角度过大，接着将选择开关旋转了一个档位并进行欧姆调零后，指针静止时位置如图甲所示，其读数为__________.（2）为了精确测量电阻的阻值，实验室提供了以下器材，A.电流表（量程，内阻）B.电流表（量程，内阻）C.滑动变阻器（，额定电流）E.电阻箱（阻值范围为）F.电源（电动势，内阻约）G.开关S、导线若干该同学设计了如图乙所示的电路，要将电流表改装成量程为的电压表，则电阻箱接入电路的电阻________，多次调节滑动变阻器，测得多组电流表的示数和，某次的示数如图丙所示，此时电流________，将测得的多组作图像，得到图像的斜率为，则被测电阻的大小________（用表示）.12.（9分）某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究加速度与合外力关系”实验.当地的重力加速度为，滑块和遮光条的总质量为.甲 乙（1）为了使滑块受到的合外力近似等于钩码的重力，下列操作必要的是_________（多选）.A.调节气垫导轨水平B.平衡摩擦力C.调节牵引滑块的细线水平D.使钩码质量远小于滑块质量（2）先用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则________mm.（3）按正确的操作，接通气源，将滑块由点静止释放（点到光电门的距离为），记录钩码的质量及滑块通过光电门时遮光条遮光时间，改变悬挂钩码的质量进行多次实验，每次滑块均从点由静止释放，实验测得多组钩码的质量及对应的遮光条遮光时间，作出图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，图像的斜率等于________，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比.若要用此实验过程验证动能定理，只要验证表达式成________________立即可.13.（8分）如图甲所示，某工厂生产线传送工件，工件从左侧平台以速度滑上与平台等高的长木板小车，工件整个运动过程的图像如图乙所示.已知工件的质量，重力加速度取，求：甲 乙（1）工件与长木板小车之间的动摩擦因数；（2）长木板小车的质量.14.（10分）如图所示，半径为的圆处在匀强电场中，电场线与圆面平行，在圆周上点以大小为的速度将质量为、电荷量为的带正电的粒子射入电场，结果粒子经过圆上点时，速度大小为2v，若以大小为2v的速度从点射入电场，粒子经过圆上点时，速度大小为，点是弧的中点，弧是圆的直径.不计粒子的重力，求：、（1）、间的电势差；（2）匀强电场的电场强度大小.15.（13分）如图所示，质量为、长为的长木板静止在水平面上，质量为的物块放在平台上，平台的上表面与长木板的上表面在同一水平面上，木板的左端紧靠平台的右端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点上，将轻绳向左拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块沿水平方向发生弹性碰撞，物块与小球均可视为质点，不计空气阻力，物块与平台、木板之间的动摩擦因数均为0.5，长木板与水平面间的动摩擦因数为0.1，重力加速度取.求：（1）小球与碰撞前瞬间，细线拉力大小；（2）小球与物块碰撞过程中，物块对小球的冲量大小；（3）要使物块不滑离木板，开始时物块离平台右端的距离最小为多少.16.（14分）如图所示，在平而直角坐标系x轴上方有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x轴下方有与x轴正方向成45°角斜向右上方的匀强电场.一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上点沿y轴负方向以一定初速度射出，粒子连续两次都经过x轴上Q点（未画出）进出电场，当粒子第二次经过Q点时，仅将磁场方向改成垂直坐标平面向里，则粒子第四次经过x轴时还是在Q点，粒子重力不计，求：（1）粒子在P点射出的初速度的大小：（2）匀强电场的电场强度E的大小；（3）粒子从P点射出到第三次经过Q点运动的时间.2023~2024学年度第一学期高三12月月考试卷物理参考答案、提示及评分细则1.B据题意可知，小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则球和小车具有相同的水平加速度，由牛顿第二定律可知，小球所受重力和杆对小球作用力的合力水平向右，杆对小球作用力方向只可能沿图中的OB方向，B正确.2.D根据对称性可知，，根据磁场的叠加，2位置通过线框的磁通量为0，故D正确.3.A电梯从高层运动到地面过程中，电梯启动和制动加速度大小相同，即电梯先向下做匀加速运动，再做匀速运动，最后做匀减速运动，匀加速阶段，根据，匀减速阶段，有，和是二次函数关系，是开口向左和向右的一段拋物线，A正确，B错误：人第一阶段是失重，最后阶段为超重，D错误；由于启动和制动的加速度大小相同，则第一阶段减小的支持力和最后阶段增加的支持力大小相同，C图像中支持力变化黄不同，C错误.4.C对于质量的电荷，它们的库仑力提供其向心力，即，对于质量的电荷.它们的库伦力提供其向心力，即，则它们总的动能为，故选C.5.B通电导线在匀强磁场中受到的安培力，其有效长度为ac连线的长度，，根据安培力公式，根据左手定则，安培力的方向垂直于ac连线，方向与bc夹角的正切值，选项B正确.6.A设星球的半径为，在极地：，在赤道：，飞船在星球表面近地绕行时有，解得，A正确.7.C子弹穿过小球过程中，子弹和小球水平方向动量守恒，设穿过瞬间小球的速度为，则，根据牛顿第二定律，，解得，C项正确.8.BD根据电场的叠加可知，F点和G点场强大小相等但方向不同，A错误：根据电势的叠加可知，F点和G点电势相等，B正确；根据电势叠加可知，P、Q两点在A、B两点电荷电场中电势为零，在C点电荷电场中P点电势比Q点电势高，因此，一正电荷在P点的电势能比在Q点的电势能大，C错误；由于G点电势比Q点电势低，F与G两点电势相等，因此将一负电荷沿直线从F点移到G点，电势能先减小后增大，D正确.9.BD释放瞬间，连接A、B轻杆上作用力发生突变，小球A的合外力不为零，加速度不为零，A错误；杆对B球的作用力先是推力后是拉力，当推力减为零时，B球的速度最大，推力对A球做负功最多，此时小球A的机械能最小，B正确：杆对B球作用力为零的瞬间B球速度最大，A球刚要落地时速度最大，C错误；当A球到达地面时，B球的速度为零，根据机械能守恒有，解得，D正确.10.D小球先做类平抛运动，有，，，得，，A错误：点坐标，B错误；小球到达点时速度最大，小球对轨道压力最大，由动能定理.，，由牛顿第二定律，有，得，C正确：小球达到点时速度大小与在点时相等，小球从点离开轨道后做类斜上抛运动，恰好再经过点并恢复初始状态，故小球运动具有周期性，D正确.11.（1）120（2分）（2）29900（1分）16.0（1分）（2分）解析：（1）当用电阻“”捎时，发现指针向右偏转角度过大，说明指针所指的示数过小，应将选择开关调在“”挡.图甲读数为.（2）由，解得；电流表的示数为，根据欧姆定律，，得到，根据题意，到.12.（1）ACD（3分）（2）5.55（2分）（3）（每空2分）解析：（1）为了使滑块受到的合外力近似等于钩码的重力，应调节气垫导轨水平，调节牵引滑块的细线水平，使钩码质量远小于滑块质量，不需要平衡摩擦力，故选ACD.（2）该游标卡尺游标尺为20分度值，则其精度为，主尺读数为，游标尺读数为，所以.（3）由，，得，则当图像的斜率等于，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比：若要用此实验过程验证动能定理，只要验证表达式成立即可.13.解：（1）根据图像可知，内工件的加速度大小为（1分）对工件有（2分）解得（1分）（2）对长木板小车由运动学公式可得（1分）根据牛顿第二定律可知（2分）解得（1分）14.解：（1）根据动能定理，粒子从到电场力做功为（2分）则、间的电场差：（2分）（2）粒子从到电场力做功为（1分）则、间的电势美：（2分）由此可知，、两点等势，电场方向垂直于连线.由几何关系可知，与垂直且相等，间距离（1分）则匀强电场的电场强度大小（2分）15.解：（1）设小球与物块碰撞前瞬间的速度大小为，根据机械能守恒有（1分），解得（1分）小球在最低点时，根据牛顿第二定律有（1分）解得（1分）（2）设小球与碰撞后瞬间，小球速度大小为、物块的速度大小为，根据动量守恒有（1分）根据能量守恒有（1分）解得（1分）此过程，物块对小球的冲量大小（1分）（3）设开始时离平台右端的距离至少为，物块刚滑上长木板时的速度大小为，根据动能定理有（2分）设长木板的长为，物块滑上长木板后，物块的加速度大小为，长木板的加速度大小为，根据牛顿第二定律，对物块有解得（1分）对长木板，有解得（1分）根据题意解得，（2分）16.解：（1）由题意可知，粒子第一次经