2024届陕西省菁师联盟高三上学期12月质量监测考试（老教材）物理试题（解析版）

PAGEPAGE12024届12月质量监测考试物理试卷满分：100分：考试时间：00分钟注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写济管，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．全部〖答案〗在答题卡上完成，答在本试卷上．3．回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．一、选择题：本题共10小题，共40分。第1~7题每小题4分，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.北京时间2023年10月3日，据诺贝尔奖官方网站公布，2023年诺贝尔物理学奖颁发给Pierre等三位物理学家，以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒（as）这种时间尺度，适合用来描述电子在原子内部运动的情况，，例如电子绕氢原子核一周大约是。已知电子所带电荷量为，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗根据电流的定义式故选A。2.如图所示，质量为M的光滑半圆球A放置在水平面上的墙角处。细绳一端系在墙壁上的P点，另一端拉住放在半球A上的小球B，绳子与竖直墙壁的夹角为，绳子长度与P点到水平面的距离相等，已知小球质量为m，重力加速度为g，小球可视为质点，则半球A对水平面的压力为（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗因为绳子长度与点到水平面的距离相等，所以绳子是半圆的切线。以B为研究对象，把B的重力分解为沿绳和垂直于绳的两个力，其中垂直于绳的力的大小半球对水平面的压力为故选B。3.如图，相距为r、长度均为L的两根平行直导线，通以大小和方向都相同的电流I，导线b处于导线a的磁场中，同时，导线a也处于导线b的磁场中，两导线之间的作用力满足，在国际单位制中，安培这个单位就是利用上式来定义的：放在真空中的两根平行直导线，通以相同的稳恒电流。当两导线相距1米，每根导线在每米长度上所受的力等于时，这个稳恒电流就是1安培。图中P点与导线a、b的距离分别为r和，根据题干中的信息判断，P点的磁感应强度大小为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗根据安培力公式又因为联立以上二式，可得出直线电流的磁感应强度公式为根据安培定义解得常数导线中电流在点产生的磁感应强度为导线中电流在点产生的磁感应强度为根据安培定则以及磁场叠加原理，点的磁感应强度为故选C。4.如图，半径为R半圆形槽固定放置在水平地面上，光滑小球从半圆形槽最低点A进入，经过最高点B后做平抛运动落到水平面上的C点，以水平面为零势能面，小球在A点的动能为其最大重力势能的2倍，则A、C之间的距离为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗设做平抛运动的时间为，竖直方向之间的距离根据机械能守恒解得联立解得故选C。5.有一质量为m的物体正在水平面上以速度匀速运动，某时刻受到了一个冲量I的作用，冲量I与方向相同，冲量I作用前后，物体动能的变化量与冲量I之间的关系正确的是（）A.与I成正比 B.与成正比C.与I成二次函数关系 D.与成二次函数关系〖答案〗C〖解析〗根据动能定理根据位移公式由于联立以上三式可解得所以可见冲量之间关系为二次函数关系。故选C。6.一物体从A点由静止开始做匀加速运动，途经B、C、D三点，B、C两点间的距离为，C、D两点间距离为，通过BC段的时间与通过CD段的时间相等，则A、D之间的距离为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗之间的距离为，由连续相等时间内的位移之差公式得解得由平均速度公式A与C的距离A、D之间的距离为故选B。7.2023年10月26日消息，韦伯望远镜首次检测到恒星合并后啼（tellurium）等重元素的存在，可以帮助天文学家探究地球生命起源的奥秘。韦伯望远镜位于“拉格朗日点”上，跟随地球一起围绕太阳做圆周运动，图中的虚线圆周表示地球和韦伯望远镜绕太阳运动的轨道，韦伯望远镜和地球相对位置总是保持不变。已知太阳质量为、地球质量为，地球到太阳的距离为R，用l表示韦伯望远镜到地球的距离，把太阳、地球都看做是质点。由于的值很小，根据数学知识可以解出，你可能不知道这个解是用怎样的数学方法求出的，但根据物理知识你可以得出这个解对应的方程式为（）A B.C. D.〖答案〗A〖解析〗以地球为研究对象，设地球围绕太阳运转的角速度为，地球和太阳之间的万有引力充当向心力，得以韦伯望远镜为研究对象，由题意知，韦伯望远镜跟随地球一起围绕太阳做圆周运动，所以韦伯望远镜的角速度也等于，太阳和地球对韦伯望远镜引力之和等于韦伯望远镜的向心力，所以根据以上两个方程化简可得到故选A。8.电子秤的原理如图所示，压敏电阻所受压力越大阻值越小。电流表的读数就能反映出物块对压敏电阻压力的大小。如果把这样的电子秤连同物块放在升降机地板上，升降机静止时电流表示数为I。在升降机运动过程中，电流表示数是稳定的，如果发现，下面说法正确的（）A.升降机匀速上升 B.升降机匀加速上升C.升降机匀加速下降 D.升降机匀减速下降〖答案〗BD〖解析〗说明电流表示数减小，则路端电压降低，内电压增大，流过电源的总电流增加，电路中总电阻减小，压敏电阻阻值减小，说明压力在增大，即物块超重，升降机加速上升或者减速下降。故选BD。9.如图，圆形区域匀强磁场垂直于纸面，初速度v大小不同的同种带电粒子，先后向着圆心射入磁场，经磁场偏转后射出磁场。忽略带电粒子的重力，下面说法正确的是（）A.粒子运动周期跟速度v成正比B.粒子受到的向心力与速度v成正比C.在磁场中转过的圆心角越大，运动时间越长D.因为洛伦兹力不做功，所以粒子在磁场中受到的洛伦兹力冲量等于零〖答案〗BC〖解析〗A．质量和电荷量都相同的带电粒子，其比荷相同，根据带电粒子在磁场中运动周期可知，它们进入匀强磁场后做匀速圆周运动的周期相同，故A错误；B．洛伦兹力F=提供向心力，所以粒子受到的向心力与速度v成正比，故B正确；C．粒子在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角为，则运动时间故C正确；D．虽然洛伦兹力不做功，但粒子的动量发生了变化，根据动量定理，受到的洛伦兹力冲量不等于零，故D错误。故选BC。10.如图所示，真空中有两个带电小球A、B，都可以看作是点电荷，其中小球A带正电，电荷量为Q，C是AB连线上电势最低的一点，A、C间距离是B、C间距离的一半，下面说法正确的是（）A.小球B带负电 B.C点的场强等于零C.C点的电势等于零 D.小球B电荷量绝对值为〖答案〗BD〖解析〗AB．根据题意在直线上点的电势最低，若在电场中释放一个正的检验电荷，在点的电势能最小，动能最大，速度最大，加速度为零，因此，点场强为零，根据场强叠加原理，放置在的点电荷只能是正电荷，不可能是负电荷，故A错误，B正确；C．因为正电荷形成的电场中电势都是正值，点电势等于两处的正电荷产生的电场在点电势代数和，所以点处的电势一定大于零，故C错误；D．因为点场强为零，根据场强叠加原理，有解得故D正确。故选BD。二、非选择题：本题共5小题，共60分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必做题：共45分。11.如图所示的实验装置可以用来验证机械能守恒定律，弹簧上端连接一个力传感器，力传感器固定在铁架台横梁上，弹簧下端连接一枚钢球。钢球上固定一个挡光片，钢球和挡光片总质量为m。调整两个光电门的位置，使得钢球由静止释放后能够通过光电门A和光电门B。测出光电门A、B与弹簧自然状态时最下端距离分别为、，重力加速度g。（1）用螺旋测微器测量光电门挡光片厚度如图所示，则光电门挡光片厚度________．（2）实验过程中测得遮光片经过光电门A、B时力传感器的读数分别为、，遮光片经过光电门A、B时的挡光时间分别为、，若则表明小球从A到B过程动能________（填“增加”或“减少”）（3）小球从光电门A运动到光电门B的过程中，由于弹簧弹力与伸长量成正比，可用平均力计算克服弹力所做的功________；然后根据实验数据得出小球机械能减少量，比较W和，若两者在误差范围内近似相等，则小球和弹簧组成的系统机械能守恒。〖答案〗（1）2.040##2.041（2）增加（3）〖解析〗（1）[1]螺旋测微器分度值为，则遮光片厚度为由于最后一位是估读，所以读数为或均可。（2）[2]钢球经过光电门的速度为挡光片的宽度，因为挡光时间，所以钢球经过A的速度小于经过B的速度，所以小球从A到B，动能增加了。（3）[3]小球从光电门A运动到光电门B的过程中，弹性势能改变量12.有一只用旧了的手机电池，这只旧电池电动势，内电阻，实验小组要测量这只电池的电动势和内电阻，电路实物部分连线如图，其中电压表量程为，内阻，定值电阻，电阻箱最大电阻。（1）请把电路实物部分连线补充完整_________。（2）根据完整的实物连线图在虚线框内画出电路图__________。（3）若要电压表两端电压不超电压表量程，电阻箱电阻最小值为________；（4）实验过程中，调节电阻箱的旋钮，电压表的示数U会随着电阻箱接入电路的电阻R的变化而变化，则________（用R、E、r以及相应数字表示），记录下实验过程中得到的R、U多组数据。（5）利用（4）得到的R、U多组数据，做出如图所示的图像，经测量这条直线斜率为，纵轴截距为，则这只手机旧电池的电动势________V，内阻________（分数或三位有效数字）〖答案〗（1）（2）（3）（4）（5）〖解析〗（1）[1]根据题意可知电压表应并联在定值电阻两端，如图（2）[2]根据实物连线画出电路图为（3）[3]电压表内电阻与的并联电阻为设当电压表达到其量程时，电阻箱与电源内阻总和为x，有解得因为电阻箱电阻最小值因为电阻箱读数只有一位小数，因此。（4）[4]并联电阻由闭合回路的欧姆定律可得可得代入数据解得（5）[5][6]根据可知解得13.有一水平方向的匀强电场，场强，一带正电的微粒以竖直向上的初速度从A点射入电场，一段时间后从B点离开电场，A、B两点在同一条水平直线上。已知带电微粒质量，所带的电荷量，重力加速度，微粒向上运动过程中未冲出电场。求（1）带电微粒在竖直方向上的最大位移；（2）A、B两点的电势差；（3）带电微粒在电场中运动速度的最小值。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）在竖直方向上，速度减为零的时间为由解得在竖直方向上最大位移（2）根据对称性，微粒在电场中的时间为水平方向加速度水平方向位移为两点之间的电势差为（3）带电微粒水平方向速度带电微粒竖直方向速度带电微粒的速度代入数据由数学知识，速度具有最小值的时间为解得速度的最小值14.如图所示，质量的小车放在光滑水平地面上，小车左端是半径的四分之一固定圆弧平台，小车右端不远处是一矗立的石柱。把质量为的小滑块从光滑圆弧轨道顶端由静止释放，小滑块以水平速度滑上小车，小车与右侧石柱碰后原速反弹。滑块与小车之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度g取，如果小车与石柱碰撞反弹后过一段时间能停下来，求：（1）小车右端与石柱的距离；（2）若滑块始终未从小车上掉下，小车的最短长度是多少？（3）若不改变其他条件，让质量为的小滑块从光滑圆弧轨道顶端由静止释放，求小车停下来时运动的总距离。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）滑块从光滑圆弧轨道顶端运动到底端的过程，根据动能定理有代入数据解得滑块滑上小车，运动过程中二者动量守恒，有因为小车与石柱碰撞反弹后过一段时间能停下来，所以碰后滑块与小车动量大小相等，方向相反，则碰前滑块与小车动量相等，有代入数据解得对小车，根据动能定理代入数据解得（2）设小车的长度的最小值为，自滑块滑上小车至停止运动，由能量守恒代入数据解得（3）滑块更换之后对小车解得第1次碰撞前小车的速度更换滑块后，滑块滑上小车时初速度仍为根据动量守恒定律代入数据解得第1次碰后小车向左匀减速，所受滑动摩擦力不变，则加速度不变，向左运动一段位移后速度减为0，然后再向右匀加速。假设小车与墙壁发生第2次碰撞前，滑块与小车已达到共速，则从第1次碰后到共速。根据动量守恒定律，有代入数据解得由于，可知假设成立，在共速前，滑块一直向右匀减速直到二者速度相等。从第1次碰后到第2次碰前此过程小车的路程为从第2次碰后到第3次碰前，此过程小车的路程为第3次碰后，根据动量守恒定律得代入数据解得第3次碰后到第4次碰前，则有小车通过的路程根据数学知识，当无限大时，可得小车通过的总路程为（二）选做题：共15分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。[选考3-3]15.理想气体是物理学中的一个理想化的模型，对于一定质量的理想气体，下面说法正确的是（）A.理想气体只有分子动能B.理想气体分子既有动能也有分子势能C.体积发生变化时，内能一定变化D.理想气体分子间的相互作用力为零E.理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律〖答案〗ADE〖解析〗AB．因为理想气体是理想化模型，分子间没有相互作用力，所以没有分子势能，只有分子动能，A正确，B错误；C．体积发生变化时，不为零，根据可以看出，还和有关，内能不一定变化，C错误；D．因为理想气体是理想化模型，分子间没有相互作用力，D正确；E．在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体叫做理想气体，E正确。故选ADE。16.如图所示，导热汽缸开口向上放置，质量为m的活塞上面放置一个质量为m的物体，活塞下面密封一定质量的理想气体，当温度为时，活塞与缸底的距离为，此时活塞处于平衡状态，已知大气压强为，活塞横截面积为S，活塞与汽缸内壁摩擦不计，重力加速度为g。（1）若缸中气体缓慢降温，当气体温度降低到并稳定时，外界对气体做了多少功？（2）在（1）基础上，取走活塞上面放置的重物，稳定后气体的温度控制在，求此时活塞与汽缸底部的距离。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）设初始状态缸内气体的压强为，根据受力平衡可得解得初始状态缸内气体的体积和