物理-河南省焦作市博爱一中2023-2024学年高三（上）12月月考

焦作市博爱一中2023—2024学年高三（上）12月月考

物理

注意事项：

1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证

号、座位号在答题卡上填写清楚；

2.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，在试卷上作答无效；

3.考试结束后，请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。在每小题给出的四个

选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。

第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选

对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。

1.《国家地理频道》实验证实：四个水球就可以挡住子弹！四个完

全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做

匀变速直线运动。如图所示，子弹恰好能穿出第四个水球，则可

以判定（）

A.子弹在每个水球中的速度变化量相同

B.子弹穿出第二个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等

C.子弹穿过每个水球的时间比为1：3：5：7

D.子弹射入每个水球时的速度比为2:石:a:1

2.已知：弹簧振子的振动周期r=2兀第，总机械能与振幅/的平方

成正比，即£=（姑\4为弹簧的劲度系数，0为振子的质量。如

图所示，一劲度系数为4的轻弹簧一端固定，另一端连接着质量

为〃的物块，物块在光滑水平面上往复运动。当物块运动到最大

位移为力的时刻，把另一质量也为R的物块轻放在其上，两个物

块恰好始终一起振动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加

速度为g。放上质量也为0的物块后，下列说法正确的是（）

m

-V/sAAAA/V------m

A.两物块之间的动摩擦因数为「

2mg

B.物块振动周期变为原来的2倍

c.物块经过平衡位置时速度为L叵

2vm

D.系统的振幅减小

3.2023年4月11~12日，全球25个国家的科学家们参加了我国举

办的“夸父一号”卫星观测数据全球开放共享及使用的培训会，

体现了大国担当。“夸父一号"卫星是我国首颗综合性太阳探测

卫星，也是首颗在近地轨道观测太阳“一磁两爆”的卫星。如图

所示，它和另一颗卫星在同一平面内分别沿圆轨道、椭圆轨道绕

地球逆时针运动（圆半径与椭圆半长轴等长），两轨道相交于A3

两点。图示为某时刻两卫星与地球在同一直线上，则下列说法中

正确的是（）

A.两颗卫星在/或8点处不可能相遇

B.两颗卫星在8处的万有引力大小相等

C.两颗卫星的运动周期可能大于24小时

D.两颗卫星在此时刻的速度匕和匕可能相等

4.如图所示，平行板尸0、阶与电源相连，开关K闭合，从。点沿

两板间中线不断向两板间射入比荷一定的带正电的粒子，粒子经

电场偏转后发生的侧移为y,不计粒子的重力，要减小侧移y,下

列操作可行的是（）

A.仅将20板向下平移一些

B.仅将々板向上平移一些

C.将开关K断开，仅将20板向下平移

D.将开关K断开，仅将々板向上平移

5.一列沿着x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形图如图甲所

示，m、〃是介质中的两个质点，质点勿、〃的平衡位置坐标分别为

士=0、x2=0.5m,波长；l=6m,图乙是波源的振动图像，下列说

法正确的是()

A.该时刻m点向上振动

2

B.波速大小为§m/s

C.质点必经;s回到平衡位置

D.波从机传播到〃的时间为0.2s

6.如图所示，有一原副线圈匝数比为4：%=1：2的理想变压器，原

线圈连接有一光滑且足够长的水平导轨，两轨道之间距离为

d=lm,轨道内有磁感应强度为3=10T的磁场，磁场方向垂直轨

道所在平面向下。一长为/=2m,电阻为火=10。的金属棒垂直导

轨在水平方向上运动，且金属棒始终与导轨接触良好，金属棒的

运动速度丫=20&sin(10R)m/s。变压器副线圈并联有两相同电阻，

K=4=4。。。不计导轨和连接导线的电阻，下列说法正确的是

()

A.金属棒感应电动势的最大值为200V

B.原线圈的电流10A

C.金属棒上产生的热功率2000W

D.与上产生的热功率2000W

7.图甲是研究光电效应的电路图，，极为某金属（截止频率为

5.44X10I4HZ,逸出功为2.25eV）,图乙为氢原子能级图（巴耳末系

的四种可见光，是分别从〃=3、4、5、6能级跃迁到〃=2能级产生

的）。下列说法正确的是（）

A.仅将户移至C端，电流表示数一定变为0

B.氢原子从基态跃迁到高能级，电子的动能增大

C.上述四种可见光中仅有一种可见光不能让图甲中《极金属发生

光电效应

D.将自感系数为12〃H的电感线圈和电容为3pF电容器组成LC振荡

电路，用该电路产生的电磁波照射〃=2能级的氢原子，可使其发

生电离

8.如图所示，一轻质滑轮通过拉力传感器固定右侧墙壁上，质量

M=4kg长直木板8置于水平桌面，质量为m=2kg物块A放置在

木板上，细线通过滑轮将木板和物块相连。已知物块与木板之间

动摩擦因数为4=。4,木板与桌面之间动摩擦因数〃2=0.5。现用

水平拉力厂将物块从木板上方匀速拉动，重力加速度g取

10m/s2，则下列说法正确的是（）

拉力传感器R

~~IM

\\\\\\\\\

A.细线拉力大小为38N

B.水平拉力F大小为46N

C.拉力传感器读数为72N

D.若将拉力作用在木板上，匀速抽出木板拉力大小为38N

9.如图所示，一根轻弹簧一端固定在。点，另一端固定一个带有孔

的小球，小球套在固定的竖直光滑杆上，小球位于图中的4点

时，弹簧处于原长，现将小球从A点由静止释放，小球向下运

动，经过与4点关于8点对称的。点后，小球能运动到最低点〃

点，。3垂直于杆，则下列结论正确的是（）

A.小球从/点运动到，点的过程中，其最大加速度一定等于重力

加速度g

B.小球从8点运动到。点的过程，小球的重力势能和弹簧的弹性

势能之和一定减少

C.小球运动到C点时，重力对其做功的功率最大

D.小球在，点时弹簧的弹性势能一定最大

10.有a、b、c、d四只电阻，其中三只电阻的阻值一样，只有一只

电阻的阻值偏大。要找出这只电阻，某同学设计了如图所示的电

路。当开关闭合时测出有电流从户流向0,下列说法正确的是

A.阻值偏大的电阻一定是a和d中的一个

B.阻值偏大的电阻一定是c和6中的一个

C.下一步可将a和d互换位置，根据尸、0间电流的流向来判断

D.下一步可将d和c互换位置，根据产、。间电流的流向来判断

二、非选择题：本题共6小题，共70分。

11.（6分）如图所示，气垫导轨上质量为〃的滑块通过轻质细绳绕

过滑轮与质量为小的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相

连，滑块上遮光条宽度为以实验时，滑块由静止释放，测得遮光

条通过光电门的时间为At,拉力传感器的读数为凡不计滑轮

轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。

（1）用游标卡尺测量遮光条宽度，其读数为cm。

012cm

III」』「」」」J!!IIIJJJ」」」」」.

'p口i|口i口丁

01020

（2）甲同学用该装置探究“加速度与合外力的关系”，在实验过

程中，甲同学并未保证钩码的质量远小于滑块质量，这对该实验

的实验结果影响（选填“有”或“无”）

（3）乙同学用该装置“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化

的关系”，实验时记录滑块的初位置与光电门的距离/及挡光条

通过光电门的时间At,测得多组工和△力值。应用图像法处理数

据时，为了获得线性图像应作图像

（选填，L-七1、T）l丽或£-（加力,该图像的斜率

（1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击

打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球由

静止下落，可以观察到两个小球同时落地，改变小球距地面的高

度和小锤击打的力度，发现：两球总是同时落地。由此可以得到

的结论是。

（2）①在（1）的基础上，该组同学用如图乙所示装置继续探究

平抛运动的规律，在该实验中，下列说法正确的

是O

A,斜槽轨道末端切线必须水平

B.斜槽轨道必须光滑

C.将坐标纸上确定的点用直线依次连接

D.小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放

②该组同学通过实验，得到了钢球做平抛运动的轨迹如图丙中的

曲线0P所示。在曲线0尸上取4B、C、〃四点，这四个点对应的

坐标分别（X”为）、（xm、Qxc,yc）、（xB,,使

%：%：/：%=1：4：9:16,若乙：/：匕：莅=,则说明钢球在x

方向的分运动为匀速直线运动。

（3）另一组同学拍摄钢球做平抛运动频闪照片的一部分如图丁所

示，已知每个小方格的边长为£,重力加速度为g,则钢球平抛的

初速度大小为。

T

13.（10分）如图甲所示为某游乐场的“旋转飞椅”，其模型简化

图如图乙所示。假设“旋转飞椅”一共有10只座椅，每只座椅上

都坐着游客，每个游客（含座椅）的质量均为伍已知“旋转飞

椅”靠电机转动轮轴，当启动电机后，“旋转飞椅”开始转动，

稳定转动时钢绳与竖直方向的夹角为9,钢绳的长度为3钢绳悬

点到转轴的水平距离为r,重力加速度为g,不考虑空气阻力和钢

绳的重力。求：

（1）“旋转飞椅”稳定转动时，其转动一周所用的时间和钢绳上

的拉力大小；

（2）“旋转飞椅”由静止至稳定转动过程，电机至少需要对“旋

转飞椅”做的功。

14.（12分）如图，粗糙绝缘的水平面上，相隔2/的26两点固定

有两个电量均为0的正点电荷，a,0,6是4?连线上的三点，且

。为连线的中点，Oa=0b=一质量为0、电量为+q

2

(g>0)的点电荷以初速度%从a点出发沿连线向8运动，在运

动过程中电荷受到大小恒定的摩擦力作用，当它第一次运动到。

点时速度为2%,继续运动到6点时速度刚好为零，经过一段时

间，最后恰停在。点。已知静电力恒量为A。求：

(1)a点的场强大小；

(2)摩擦力的大小；

(3)电荷在电场中运动的总路程。

aObB

©----*---------•----©

15.(15分)如图所示，一轻质弹簧的上端固定在顶部，下端拴接

小物块A,A通过一段细线与小物块B相连，系统静止时B距离地

面高/z=5m。将细线烧断，物块A开始做简谐运动，当B落地时，

A刚好第三次到达最高点。己知B的质量%=lkg,弹簧的劲度系

数左=100N/m,重力加速度g取10m/s2。

(1)求小物块A振动的振幅A；

(2)求小物块A振动的周期T-,

(3)从细线烧断开始计时，竖直向下为正方向，写出物块A做简

谐运动的位移与时间(XT)关系式。

7〃〃w〃/.

s

f

i

A

I

B

16.(18分)在如图所示的坐标中，第二、三象限内有一电场强度

为E、方向竖直向下的有界匀强电场，电场宽度为L=2疯/,OtO2

为电场左边边界。在第四象限中的某一区域中有一个矩形有界匀

强磁场(图中没标出)，其磁感应强度为及现有一个带正电、电

荷量为外质量为m的电荷从电场左边边界上。点以某一速度垂直

电场方向进入电场，然后再从。点进入了第四象限，粒子随后进

入了磁场，运动一段时间后粒子到达x轴上并沿x轴反方向向0

点运动并返回了电场中，忽略粒子的重力，点0距x的距离为

3d,试回答：

(1)求粒子从。点刚进入第四象限时的速度大小和方向；

(2)若粒子在磁场中做匀速圆周运动时的向心加速度大小与其在

电场中的加速度大小相同，从粒子第一次经过。点开始计时，经

多长时间粒子再次回到。点？

(3)在满足(2)问和题干中的条件下，求第四象限中的磁场的

最小面积。

物理参考答案

一、选择题

1.答案：D

解析：C：由逆向思维，子弹的运动可看成初速度为零做匀加速直

线运动，子弹穿过水球时，相当于通过四个连续相等的位移，根

据初速度为零的匀变速直线运动的规律，子弹依次穿过4个水球

的时间之比为（2-退）:（6-0）:（忘一1）:1,C错误；

A：子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，加速度不变，由

Av=at

可知，子弹在每个水球运动的时间不相同，则速度的变化量不相

同，A错误；

B：由C项分析可知，子弹穿过前3个水球的时间与穿过第四个水

球的时间是相等的，即此时刻为中间时刻，由匀变速直线运动的

规律可知，子弹穿出第三个水球时的瞬时速度与全程的平均速度

相等，B错误；

D：由逆向思维，子弹的运动可看成初速度为零做匀加速直线运

动，子弹穿过水球时，相当于通过四个连续相等的位移，根据公

式声=26，可知，子弹自右至左穿出每个水球速度比为

1：W：2,则子弹射入每个水球时的速度比为2:括:应:1,D正

确。选D。

2.答案：A

解析：A.对整体受力分析可知，当位移最大时弹簧弹力提供回复

力，根据牛顿第二定律得

kA=2ma

对上面物块的回复力由静摩擦力提供，当位移最大时，最大静摩

擦力满足

/jmg=ma

联立解得动摩擦因数为

kA

A正确；

B.根据周期公式可知，周期与振子质量的平方根成正比，当质量

加倍时，周期为原来的应倍，B错误；

C.由已知得总机械能为

E=-kA2

2

根据机械能守恒定律得平衡位置时的最大动能为

£v2=£

km=1(M

解得

C错误；

D.由于上方物块处于最大位移时放上去的，而此时速度为零，总

机械能为弹簧的弹性势能，在弹性势能和动能的转化过程中，只

有弹簧弹力做功，所以系统的总机械能守恒，则振幅不变，D错

误。选Ao

3.答案：A

解析：A.根据开普勒第三定律

圆轨道半径与椭圆轨道半长轴等长，两颗卫星周期相同，两颗卫

星在/或B点处不可能相遇，A正确；

B.根据万有引力公式

F=G—

两颗卫星的质量未知，两颗卫星在8处的万有引力大小不一定相

等，B错误；

C.根据开普勒第三定律

cW

T2

两颗卫星的轨道为近地轨道，比同步卫星的轨道高度低，两颗卫

星的运动周期不可能大于24小时，C错误；

D.设卫星速度为匕时所在位置为。点，以地球球心为圆心，。点到

地球球心的距离为半径作圆，得到轨道3,根据变轨原理，卫星需

在C点加速从轨道2进入轨道3,可得

匕＞修

根据万有引力提供向心力

2

「Mmv

3——=m—

rr

可得线速度为

由于“夸父一号,，卫星轨道半径小于轨道3半径，可得

匕〉匕

即

匕＞彩

两颗卫星在此时刻的速度匕和V2不可能相等，D错误。选A。

4.答案：B

解析：AB.粒子在电场中偏转的侧移量为

12

y=—at

2

而粒子在电场中运动的加速度为

qE

ci——

m

电容器在连接电源的情况下，极板间电压不变，极板间场强为

E工

d

仅将网板向下平移一些，两板间的场强变大，粒子沿电场方向的

加速度增大，侧移变大，仅将々板向上平移一些，两板间的场强

变小，粒子沿电场方向的加速度减小，侧移变小，A项错误，B项

正确；

CD.将开关K断开，两板的带电量不变，极板间场强为

E=竺检

可知仅将产。板向下平移或向上平移，两板间的电场强度不变，侧

移不变，C、D项错误。选B。

5.答案：C

解析：A：波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，该时刻优点向

下振动，A错误；

B：根据图乙可知，周期为4s,则波速大小为

v=—=—m/s=—m/s,B错误；

T42

C：对于一个标准的正弦波函数有=Asin—x=10sin—x(cm),

A3

若yo=5cm,解得质点距离原点的最小距离为％=0.5m=《4,为

了使得0点回到平衡位置，波沿x轴正方向至少传播的距离为

2AX11

A%]=%0=—=0.5m,根据波速关系式有"=兀-,解得A%=§s,C正

确；

D：波从机传播到“过程，根据波速关系式有"=会，解得

A/,=—s,D错误。选C。

3

6.答案：C

解析：A.由金属棒的运动速度

v=2O0sin(10")m/s

可知，金属棒运动的最大速度

vm=20夜m/s

金属棒产生的感应电动势的最大值为

Em=Bdvm=10xlx200V=200应V

A错误；

B.根据正弦式交流电峰值和有效值的关系可知，金属棒感应电动

势的有效值为

U=阜=20072v=200V

V2V2

设变压器原线圈电压为〃，变压器副线圈电压为名，原线圈的电

流为工，副线圈的电流为则

R-U2

2%%

副线圈回路

_2U

功率关系

U^=U2I2

解得

M=100V,/i=20A,Z2=10A

B错误；

c.金属棒上产生的热功率为

,R,

P=I；—=202x5W=2000W

12

C正确；

D.吊上产生的热功率为

£=4=整［x40W=1000W

D错误。选Co

7.答案：C

解析：A.根据题意可知，若光能过使,极金属发生光电效应，仅

将尸移至。端，间的电压为0,仍有微弱的光电流，故A错

误；

B.氢原子从基态跃迁到高能级，轨道半径变大，由

ke1mv2

r2r

可知，电子的速度减小，则动能减小，故B错误；

C.由能级跃迁原理可知，从能级”=3跃迁至〃=2产生的光的光子

能量为L89eV,小于逸出功，不能使人极金属发生光电效应；从能

级〃=4跃迁至〃=2产生的光的光子能量为2.55eV,大于逸出功，

可以使｛极金属发生光电效应；从能级〃=6、5跃迁至”=2产生

的光的光子能量大于2.55eV,大于逸出功，能使《极金属发生光电

效应。所以氢原子光谱中仅有一种可见光不能让图中甲N极金属

发生光电效应，故C正确；

D.回路中产生的电磁波的频率为

11•,

v=-L=—丁=Hz=2.65X107HZ

2局LC2兀,12x10-6x3x10-12

回路中产生的电磁波的能量为

347

,6.6xl0x2.65xlO、,,nn,n_7w

s=hv----------1-.-6--x--1-0---9---------eV=1.09x10eV<3.40eV

所以该电路产生的电磁波不能让〃=2能级的氢原子发生电离，故D

错误。故选C。

8.答案:AB

解析：A：物块与木板间滑动摩擦力力=〃叩g=8N,木板与桌面间

滑动摩擦力力=4（/+M）g=30N,木板匀速运动，细线拉力

丁=<+力=38N,A正确；B：物块匀速则拉力尸=T+兀=46N,B

正确；C：拉力传感器读数4=2T=76N,C错误；D：若将拉力作

用在木板，细线拉力大小T=X=8N,匀速拉出木板拉力大小

尸=7+<+L=46N,D错误。选AB。

9.答案：BD

解析：A.在方点时，小球的加速度为g,在BC间弹簧处于压缩状

态，小球在竖直方向除受重力外还有弹簧弹力沿竖直方向向下的

分力，所以小球从4点运动到，点的过程中，其最大加速度一定

大于重力加速度g,A错误；

B.由机械能守恒定律可知，小球从6点运动到C点的过程，小球

做加速运动，即动能增大，所以小球的重力势能和弹簧的弹性势

能之和一定减小，B正确；

C.小球运动到C点时，由于弹簧的弹力为零，合力为重力G,所以

小球从。点往下还会加速一段，所以小球在。点的速度不是最

大，即重力的功率不是最大，C错误；

D.2点为小球运动的最低点，即速度为零，弹簧形变量最大，所以

小球在〃点时弹簧的弹性势能最大，D正确。选BD。

10.答案：AD

解析：AB.假设a、c电阻相等，又根据并联关系可知

而

4+=4，-【PQ=1a

可知

4>4

又因为6、d并联，电压相等，根据欧姆定律知

及<

可知比较大的电阻是4同理，假设6、d电阻相等，又根据并联

关系可知

4=1a

而

可知

4>4

又因为a、c并联，电压相等，根据欧姆定律知

R0<R«

可知比较大的电阻是a。所以阻值偏大的电阻一定是a和d中的一

个，故A正确，B错误；C.由上述分析知将a和d互换位置，电流

流向不变，无法判断，故C错误；D.下一步可将d和c互换位

置，若户、0之间的流向不变可知此时一定是a电阻偏大，若电流

流向发生变化则可知一定是，电阻偏大（反证法，假设d电阻偏

大，而电流流向仍然不变，根据前述分析可知，存在由户至0的

电流，则互换后，a、c一定有一个电阻偏大，与d电阻偏大矛

盾，故可知若d电阻偏大，电流流向一定改变），故D正确。故

选ADo

二、非选择题

11.（6分）答案：（1）0.355（2）无（3）[-（.y；

Md2

解析：（1）如图所示游标卡尺读数为

d=0.3cm+llx0.05mm=0.355cm。

（2）该实验可以通过力的传感器直接测得滑块所受拉力大小，所

以无需使钩码的质量远小于滑块质量，则甲同学并未保证钩码的

质量远小于滑块质量，这对该实验的实验结果无影响。

(3)根据题意，由动能定理有包=整理可得

2⑶)

,Md11,1

£=下，为了获得线性图像，应作乙一7^^图像，该图像的

2F(加)(Ar)

Md2

斜率为左

12.(9分)答案：平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动

AD/DA1:2:3:4172^£

解析：(1)[1]实验发现，两球总是同时落地，由此可以得到得

结论是平抛运动在竖直方向得分运动为自由落体运动。

(2)[2]A.为保证小球离开斜槽末端时初速度沿水平方向，斜槽

末端切线必须水平，故A正确；

BD.只要小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，都可保证小球

在斜槽末端速度相等，斜槽轨道无需光滑，故B错误，D正确；

C.将坐标纸上确定得点用光滑得曲线依次连接，故C错误。

故选ADo

[3]小球竖直方向做自由落体运动，则

,12

h=28t~

小球运动时间为

(2h

t=U

根据相邻相等时间内的位移差为定值可知相邻点迹间的时间间隔

相等，所以若水平方向做匀速直线运动，则应满足

xA:xB:xc:xD=1:2:3:4

(3)[4]根据相邻相等时间内的位移差

Ay=LBC-LAB=2L=gT2

根据匀速直线运动的规律

3L=vT

得

r+Lsin3

13.(10分)答案:(1)2万%;(2)

gtan。COS”

5mgtan^(r+Asin0^+lOmgL(1-cos6)

解析：(1)“旋转飞椅”稳定转动时,对游客和座椅整体进行受

力分析可得钢绳上的拉力尸=鸟，设此时座椅到中心轴的距离为

cos”

R,则有R=r+Lsin。，“旋转飞椅”转动一周所用的时间为7,由

牛顿第二定律可得根gtane=/n］衣，联立解得

户适。

Ngtan6

2

(2)由牛顿第二定律可得mgtand=〃?q,解得

v=Jgtane(r+Lsin。),“旋转飞椅”由静止至稳定转动过程，每

个游客(含座椅)机械能的增加量为

2

\EAEk+A£p=1mv+mgL(1-cos6)),全部游客(含座椅)机械能

的增加量为AE总=10AE,从启动到“旋转飞椅”刚稳定转动过程

中，电机至少需要对“旋转飞椅”做的功卬=公£总，联立解得

W=5mgtan^(r+Lsin^)+1QmgL(1-cos。

14.(12分)答案：(1)32挈；(2)迎；(3)4.5L

9L22L

,Q必。

F卜,-/z________=_______

解析：(1)A点电荷在a点的场强大小为广：一口，方

E

向水平向右B点电荷在a点的场强大小为2(3L：93,方

向水平向左，a点的场强大小为£=与-刍=箸。

(2)根据等量同种电荷的等势面的分布可知，a、