2023-2024年河南省名校聯(lián)盟高三上學期12月月考物理試題（解析版）

高三物理一、單選題1.如圖所示，輕繩穿過光滑圓環(huán)，一端連接在天花板上，另一端吊著小球，手握光滑圓環(huán)的手柄，使圓環(huán)沿豎直方向緩慢上移，在圓環(huán)上移的過程中（圓環(huán)上移的最高點低于輕繩在天花板的懸點），輕繩對圓環(huán)的作用力（）A.一直變大 B.一直減小C.方向始終水平向左 D.方向始終水平向右【答案】A【解析】輕繩對圓環(huán)的作用力等于圓環(huán)兩邊輕繩拉力的合力，圓環(huán)向上移動過程中，圓環(huán)兩邊輕繩上拉力大小始終等于小球的重力，兩力的夾角變小，合力增大；方向沿圓環(huán)兩邊輕繩夾角的角平分線，斜向左下。故選A。2.如圖所示，彎曲導線固定在絕緣水平面內(nèi)，處在水平向右的勻強磁場中，、連線與磁場方向夾角為，給通入恒定電流，受到的安培力大小為，若將磁場在水平面內(nèi)沿順時針方向轉(zhuǎn)過，導線中電流不變，則磁場轉(zhuǎn)動后導線受到的安培力大小為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】設(shè)連線長為，設(shè)導線中電流為，磁場磁感應(yīng)強度大小為，則，當磁場在水平面內(nèi)沿順時針方向轉(zhuǎn)過，導線中電流不變，磁場轉(zhuǎn)動后導線受到的安培力大小，故選C。3.我國航天員在空間站中每天恰好能看到次日出，若空間站運行的軌道為圓軌道，則空間站在軌做勻速圓周運動時（）A.加速度恒定 B.周期為C.線速度大于 D.角速度為地球同步衛(wèi)星在軌運動角速度的十六分之一【答案】B【解析】空間站在軌做勻速圓周運動，加速度方向始終變化，故A錯誤；地球自轉(zhuǎn)周期為，所以空間站的公轉(zhuǎn)周期為，故B正確；是衛(wèi)星在軌道運行的最大速度，所以空間站在軌道運動的線速度都不會大于，故C錯誤；由，可知，空間站的角速度為地球同步衛(wèi)星在軌運動角速度的十六倍，故D錯誤。故選B。4.如圖所示，傾角為的斜面上，一個物塊從點以一定的初速度沿斜面上滑，滑到點后又沿斜面下滑，物塊從滑到點所用時間與從滑到所用時間相等，，則物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)約為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】根據(jù)牛頓第二定律得物塊沿斜面上滑和下滑的過程，，根據(jù)勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系得，，解得，故選A。5.如圖所示，絕緣材料制成的輕彈簧上端連在天花板上，下端吊著質(zhì)量為的條形磁鐵，條形磁鐵正下方放著一個銅盆，將磁鐵向下拉，在其下降高度時將它由靜止釋放，在此后磁鐵運動過程中，銅盆靜止不動，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計空氣阻力，重力加速度為，則下列判斷正確的是（）A.磁鐵向上運動過程中，彈簧向上的拉力等于磁鐵的重力時磁鐵速度最大B.磁鐵向上運動過程中，彈簧向上的拉力等于銅盆中感應(yīng)電流的磁場對磁鐵向下的磁場力時磁鐵速度最大C.磁鐵運動過程中，磁鐵和彈簧總的機械保持不變D.磁鐵運動過程中，磁鐵和彈簧總的機械能一直減少【答案】D【解析】磁鐵向上運動過程中，彈簧向上的拉力等于磁鐵重力與感應(yīng)電流磁場對磁鐵向下的磁場力之和時速度最大，選項AB錯誤；磁鐵運動過程中一直克服磁場力做功，磁鐵和彈簧的總機械能一直減少，選項C錯誤，D正確。故選D。6.一個質(zhì)量為的球斜向上拋出，在水平恒定風力的作用下軌跡如圖中實線所示，、在同一水平線上，為最高點，小球到點時速度豎直向下，三角形為直角三角形，，重力加速度為，則風力大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設(shè)小球上升的最大高度為，小球上升過程水平位移為，從最高點下降到點過程中水平位移為，則，小球在水平方向勻減速運動，則，解得，設(shè)水平加速度為，則，，解得，風力，故選B。7.在如圖所示的電路中，、、是定值電阻，為滑動變阻器，電壓表和電流表均為理想電表，電源的內(nèi)阻不可忽略，當滑動變阻器的滑片向端移動時，下列判斷正確的是（）A.電流表示數(shù)減小 B.電壓表示數(shù)增大C.電源的輸出功率一定增大 D.電源的輸出功率一定減小【答案】A【解析】當滑動變阻器的滑片向端移動時，電路中的總電阻變大，總電流變小，內(nèi)電壓減小，外電壓增大，兩端減小，兩端電壓增大，中電流增大，中電流減小，電流表示數(shù)減小，故A正確；由于電壓表示數(shù)為與兩端電壓之和，由于與電壓均變小，因此電壓表的示數(shù)減小，故B錯誤；由于不能確定電源內(nèi)外電阻的大小關(guān)系，因此不能判斷電源的輸出功率是增大減小，故CD錯誤。故選A。二、多選題8.如圖所示為某靜電場中軸正半軸上各點的電勢分布圖，一個電荷量為、質(zhì)量為的帶電粒子在坐標原點由靜止釋放，僅在電場力作用下沿軸正向運動，不計粒子重力，則下列說法正確的是。（）A.粒子帶正電B.粒子在坐標軸處和坐標軸處時速度相同、加速度相同C.粒子從坐標軸處運動到坐標軸處的過程中，速度先增大后減小，加速度先增大后減小D.粒子有可能運動不到坐標軸處【答案】A、C【解析】由于從坐標原點沿軸正向電勢先降低后升高，因此電場方向先向右后向左；由于帶電粒子在坐標原點由靜止沿軸正向運動，可知粒子帶正電，A正確；粒子在坐標軸處和坐標軸處的電勢相等，由動能定理，粒子在坐標軸處和坐標軸處時速度相同；由電場強度與電勢差的關(guān)系得，由此圖像斜率為可知，坐標軸上處與處，電場強度的大小，方向不同，由牛頓第二定律，粒子在坐標軸處和坐標軸處時加速度不相同，B錯誤；由AB分析可知粒子從坐標軸處運動到坐標軸處的過程中，電場力先與速度同向，后與速度反向，所以速度先增大后減小，而圖像斜率E先變大后變小，加速度先增大后減小，C正確；帶電粒子僅在電場力作用下沿軸正向運動，電勢能與動能之和守恒，粒子在坐標軸處的電勢不為，粒子有可能運動到坐標軸處，D錯誤。故選AC。9.圖為回旋加速器的示意圖，兩個形金屬盒處在與盒面垂直的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為。一質(zhì)子從加速器的處開始加速，已知形盒的半徑為，高頻交變電源的電壓為、頻率為，要使質(zhì)子獲得的速度加倍，下列措施正確的是（）A.僅使形盒的半徑加倍B.僅使磁感應(yīng)強度加倍C.僅使高頻電源的電壓加倍D.使磁感應(yīng)強度加倍，同時使交流電壓的頻率加倍【答案】A、D【解析】由，得，由此可知，僅使形盒的半徑加倍，獲得的最大速度加倍，故A正確；若僅使磁感應(yīng)強度加倍，粒子在磁場中做圓周運動的頻率，也加倍，因此要使粒子獲得的速度加倍，使磁感應(yīng)強度加倍，同時使交流電壓的頻率加倍，故B錯誤，D正確；僅使高頻電源的電壓加倍，只能減少粒子做圓周運動的次數(shù)，不能增大最終獲得的最大速度，故C錯誤。故選AD。10.如圖甲所示，邊長為、電阻為的正三角形金屬框由粗細均勻的金屬棒組成，絕緣細線一端連接的中點將金屬框吊在天花板上的點，金屬框處于靜止狀態(tài)，金屬框部分處于垂直金屬框平面向外的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為，金屬框，邊的中點、在磁場的水平邊界上，重力加速度為。現(xiàn)讓磁感應(yīng)強度按如圖乙所示規(guī)律變化，圖甲中磁場方向為正方向，時刻懸線的拉力恰好為零，細線能承受的最大拉力為金屬框重力的倍，則下列判斷正確的是（）A.細線未斷時，金屬框中感應(yīng)電流先沿逆時針方向后沿順時針方向B.時刻，線框中感應(yīng)電流不為零，細線上拉力大小等于金屬框重力C.細線能承受的最大拉力等于D.時刻細線斷開【答案】B、C【解析】根據(jù)楞次定律可知，細線未斷時，磁場向外減小后向里增大，金屬框中感應(yīng)電流一直沿逆時針方向，故A錯誤；時刻，磁通量變化率不為零，感應(yīng)電流不為零，但磁場磁感應(yīng)強度為零，安培力為零，因此細線上拉力大小等于金屬框重力，故B正確；金屬框中感應(yīng)電動勢大小，線框中電流大小，根據(jù)題意，因此細線能承受的最大拉力，故C正確；根據(jù)圖像可知，時刻，磁感應(yīng)強度和時刻大小相同，金屬框受到的安培力向下，大小等于金屬框的重力，此時細線斷開，故D錯誤。故選BC。三、非選擇題11.某實驗小組用如圖甲所示裝置驗證牛頓第二定律，重力加速度為。（1）實驗前先平衡摩擦力，平衡摩擦力時，________（填“懸掛”或“不懸掛”）重物，將長木板沒有定滑輪的一端適當墊高，接通電源，輕推小車，如果打點計時器在紙帶上打出的點________，則表明平衡了摩擦力；（2）[1]平衡摩擦力后，調(diào)整好整個實驗裝置再進行實驗，某次實驗得到的一條紙帶如圖乙所示，圖中已標出其他計數(shù)點到計數(shù)點“”的距離，打相鄰兩計數(shù)點的時間問隔為，則此次實驗中小車的加速度為________，（3）平衡摩擦力后，多次改變重物的質(zhì)量，測出每次改變后重物的質(zhì)量，根據(jù)紙帶求得每次實驗小車運動的加速度，作圖像，如果牛頓第二定律成立，則作出的圖像可能是________。A．B．C．D．【答案】①.不懸掛；②.間隔均勻；③.；④.A【解析】（1）[1][2]平衡摩擦力時，不懸掛重物，如果打點計時器在紙帶上打出的點間隔均勻，則表明平衡了摩擦力；（2）[3]由位移差公式得，解得。（3）[4]如果牛頓第二定律成立，則，解得，故選A。12.某同學要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計了如圖甲所示電路。（1）請根據(jù)圖甲的電路圖將圖乙所示中實物圖連接完整________。（2）按圖中電路實驗時，先將電阻箱接入電路的電阻調(diào)到最大，開關(guān)，閉合，斷開，再閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的指針偏轉(zhuǎn)較大，記錄電壓表示數(shù)，電阻箱接入電路的電阻，再斷開開關(guān)，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)仍為，記錄這時電阻箱接入電路的電阻，由此測得電流表內(nèi)阻________。（3）將電阻箱接入電路的電阻調(diào)到最大，使開關(guān)、閉合，斷開，再閉合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的電阻，測得多組電壓表、電流表的示數(shù)、，作圖像，若圖像與縱軸的截距為，圖像斜率的絕對值為，則電池的電動勢為________，內(nèi)阻________（用已知的和測得的物理量的符號表示）；實驗結(jié)果________（填“存在”或“不存在”）因電表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差。【答案】①.；②.；③.；④.；⑤.不存在【解析】（1）[1]電路連接如圖所示；（2）由題意可知，兩次電壓表讀數(shù)相同，則電壓表兩端電阻相同，則，電流表內(nèi)阻。（3）[3][4][5]由題意可知，圖像與縱軸的截距為，則電源電動勢，，得到，由于考慮了電表的內(nèi)阻，因此不存在因電表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差。13.如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻，，為電阻箱，定值電阻，電動機的額定電壓，額定電流為，線圈的電阻，開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)，，當兩電阻箱電阻均等于時，電動機恰好正常工作，求：（1）電動機正常工作時輸出的機械功率；（2）若電動機被卡住停止轉(zhuǎn)動，則通過電源的電流會增大多少？（結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）設(shè)兩電阻箱的電阻均為，電路中的總電流為，則，解得，電動機工作時輸出的機械功率。（2）由（1）有，若電動機被卡住，電路中的總電流，通過電源的電流會突然增加量為。14.如圖所示，間距為的足夠長的平行金屬導軌，固定放置，、部分傾斜且傾斜軌道平面傾角為，其他部分水平，整個裝置處在平行于傾斜軌道平面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為；金屬棒靜止在水平導軌上，金屬棒放在傾斜導軌上且在外力作用下處于靜止狀態(tài)，兩金屬棒接入回路的電阻均為；某時刻，給金屬棒施加一個水平向右、大小為的拉力，使其由靜止開始向右做直線運動，同時撤去作用在金屬棒上的外力。已知兩金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)均為，導體棒的質(zhì)量均為，兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好，導軌的電阻不計，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度取，，。求：（1）對金屬棒施加拉力、同時撤去作用在金屬棒上的外力的一瞬間，金屬棒，的加速度大?。唬?）金屬棒沿導軌運動的最大速度及此時電路中的電功率?！敬鸢浮浚?）、；（2），【解析】（1）對金屬棒研究，解得，對金屬棒研究，解得。（2）當金屬棒達到最大速度時，，解得，當金屬棒勻速運動時，回路中電流，電路中的電功率。15.如圖所示，平面直角坐標系的區(qū)域內(nèi)，在和軸正半軸間，有垂直坐標平面向里的勻強磁場和沿軸負方向的勻強電場，勻強電場的電場強度大小為；在軸正半軸下方有沿軸負方向的勻強電場，其電場強度的大小為。在軸上坐標為的點，沿橫軸正向拋出一個帶負電的小球，小球從坐標為的點進入正交的電磁場中做勻速圓周運動，并以垂直軸的方向進軸下方的電場中，不計空氣阻力，不計球的大小，重力加速度為，求：（1）小球從點射出的初速度大小；（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度大??；（3）小球在軸下方運動時，離軸的最大距離及第三次經(jīng)過軸時的位置到坐標原點的距