安徽省阜陽市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期12月月考物理試題（含解析）

高三物理(75分鐘100分)一、單項(xiàng)選擇題:本大題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.小明在日常生活中,發(fā)現(xiàn)了下面所描述的一些現(xiàn)象,他根據(jù)所學(xué)的物理知識,得出了一些結(jié)論,你認(rèn)為他以下的結(jié)論中,正確的是A.掃地時,在陽光照射下,看到塵埃飛舞,這是塵埃在做布朗運(yùn)動B.用打氣筒給自行車打氣時,要用力才能將空氣壓縮,說明空氣分子之間存在斥力C.雪花多為六角形,其原因是雪花的分子是按照一定的規(guī)則排列的,具有空間上的周期性D.一間密閉的房間里放置一臺電冰箱,把冰箱接通電源,打開冰箱門,可以使房間溫度降低2.2021年12月9日,“天宮課堂”第一課正式開講,某同學(xué)在觀看太空水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)后,想研究光在含有氣泡的水球中的傳播情況,于是找到一塊環(huán)形玻璃磚模擬光的傳播并測定玻璃磚內(nèi)圓半徑,俯視圖如圖所示。光線沿半徑方向射入玻璃磚,則光線射入玻璃磚后,其頻率f及傳播速度v的變化情況是A.f變大,v不變B.f不變,v變小C.f與v均變小D.f不變,v變大3.如圖甲所示,水平的光滑桿上有一彈簧振子,振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置,在a、b兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動,以向右為正方向,其振動圖像如圖乙所示,圖中t1、t2為已知量。則由振動圖像可知A.振子的振動周期等于2(t2-t1)B.在t=t12時刻,振子的位置在C.在t=t1時刻,振子速度方向向左且最大D.t1~t2時間內(nèi),振子從b點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動4.氫原子能級示意圖如圖所示,一群處于n=4能級的氫原子在向較低能級躍遷的過程中,會輻射出6種不同頻率的光子,其中某種頻率的光子能使逸出功為2.29eV的金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)且逸出的光電子最大初動能為7.91eV。則這種頻率的光子A.是氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級所輻射的B.是氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級所輻射的C.是氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級所輻射的D.是氫原子從n=4能級躍遷到n=2能級所輻射的5.在科技館中?？吹竭@樣的表演,一根長1m左右的空心鋁管豎直放置(圖甲),把一枚磁性比較強(qiáng)的小圓柱形永磁體從鋁管上端放入管口,圓柱直徑略小于鋁管的內(nèi)徑。根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn),小圓柱自由下落1m左右的時間不會超過0.5s,但把小圓柱從鋁管上端放入管中后,過了許久它才從鋁管下端落出,小圓柱在鋁管中運(yùn)動的時間為t1。小圓柱在管內(nèi)運(yùn)動時,沒有跟鋁管內(nèi)壁發(fā)生摩擦,把小圓柱靠著鋁管,也不見它們相互吸引。若換用一條有裂縫的鋁管(圖乙),其他條件與圖甲相同,小圓柱在有裂縫的鋁管中運(yùn)動的時間為t2;若換用一條銅管(圖丙),其他條件與圖甲相同,小圓柱在銅管中運(yùn)動的時間為t3。則A.t1=t2 B.t1>t3C.t1=t3 D.t1>t26.如圖甲所示,放置于粗糙斜面上的木塊在水平推力F的作用下,剛好不能沿斜面下滑?，F(xiàn)緩慢改變推力F的方向,直至F與斜面垂直,且使木塊始終保持剛好不能沿斜面下滑的狀態(tài)。已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則在此過程中,F的大小變化情況為甲A.先減小后增大B.先增大后減小C.一直增大D.一直減小7.如圖所示,LC電路中,電容C為0.4μF,電感L為1mH。已充電的平行板電容器兩極板水平放置。開關(guān)S斷開時,極板間有一帶負(fù)電的灰塵恰好靜止。當(dāng)開關(guān)S閉合時,灰塵在電容器內(nèi)運(yùn)動。已知重力加速度為g,不考慮磁場對灰塵的作用,則A.從S閉合開始計時,經(jīng)2π×10-5s時,電容器內(nèi)灰塵的加速度大小為gB.當(dāng)灰塵的加速度為g時,線圈中電流最小C.灰塵在電容器內(nèi)做往返運(yùn)動D.灰塵在電容器內(nèi)一直向下運(yùn)動,最后打在平行板電容器下極板上二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。每小題有多個選項(xiàng)符合題目要求。全部選對得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。8.圖甲是某燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置的部分原理圖。若在輸入端輸入如圖乙所示的正弦交流電壓,輸入電壓加在一理想變壓器的原線圈上,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,電壓表為理想交流電表。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時,就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w,則A.電壓表的示數(shù)為5VB.電壓表的示數(shù)為3.54VC.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比至多為1∶1000D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比至少為1∶5009.人類太空探測計劃旨在尋找適合人類居住的宜居行星。在某次探測中發(fā)現(xiàn)距地球數(shù)光年處有一顆恒星A,可將該恒星視為黑體,其向外均勻輻射能量的功率為P0,恒星A有一顆繞它做勻速圓周運(yùn)動的行星B,該行星也可視為黑體,其向外均勻輻射能量的功率為P,其半徑大小為R。已知行星B繞恒星A做勻速圓周運(yùn)動的周期為T,且行星B的溫度保持不變,行星在同樣的時間吸收的熱量等于向外輻射的能量,恒星A射向行星B的光可看成平行光,不計其他星體的影響,引力常量為G,則下列說法中正確的是A.行星B到恒星A的距離為RB.行星B到恒星A的距離為RP0C.恒星A的質(zhì)量為π2D.恒星A的質(zhì)量為2π10.1932年,查德威克用一種初速度大小一定的未知粒子分別與靜止的氫原子核和靜止的氮原子核正碰,測出碰撞后氫原子核的速度是3.3×107m/s,碰撞后氮原子核的速度是4.4×106m/s。已知?dú)湓雍说馁|(zhì)量是mH,氮原子核的質(zhì)量是14mH,上述碰撞均是彈性碰撞。則A.該未知粒子的初速度為3.3×107m/sB.該未知粒子與靜止的氮原子核正碰后,速度方向不會改變C.碰撞后氫原子核的動能比碰撞后氮原子核的動能小D.該未知粒子的質(zhì)量是mH三、實(shí)驗(yàn)探究題:本題共2小題,共14分。將符合題意的內(nèi)容填寫在題目中的橫線上,或按題目要求作答。11.(6分)某同學(xué)用DIS研究溫度不變時一定質(zhì)量的氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)中通過注射器示數(shù)讀出氣體體積V,用氣壓傳感器記錄氣體壓強(qiáng)p,研究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。(1)某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時,按實(shí)驗(yàn)要求組裝好實(shí)驗(yàn)裝置,然后按實(shí)驗(yàn)要求推動活塞,使注射器內(nèi)空氣體積發(fā)生變化,測出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并作出V與1p(2)本實(shí)驗(yàn)中,可以由V與1p的關(guān)系圖像驗(yàn)證氣體等溫變化時p與V的關(guān)系,其依據(jù)是V與1p成(選填“正比”或“反比”)(3)本實(shí)驗(yàn)中V與1p的關(guān)系圖像如圖乙所示,該圖像不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是。

(4)本實(shí)驗(yàn)中V與1p的關(guān)系圖像與縱軸截距的絕對值的物理意義是。12.(8分)酒精檢測儀是交警執(zhí)法時通過呼氣來檢測司機(jī)飲酒多少的檢測工具。現(xiàn)有一個酒精檢測儀的主要元件“酒精氣體傳感器”,其阻值隨氣體酒精濃度變化的情況如下表。R/Ω6040302010氣體酒精濃度/(mg/m3)05090140360(1)請根據(jù)上表數(shù)據(jù)在圖甲中描繪出“R-氣體酒精濃度”的關(guān)系曲線。甲乙(2)現(xiàn)有一電源,其電動勢為4.5V,內(nèi)阻約為1Ω;電壓表量程為3V,內(nèi)阻約為2000Ω;滑動變阻器R1的阻值范圍為0~50Ω;滑動變阻器R2的阻值范圍為0~500Ω;開關(guān)、導(dǎo)線若干。若要用以上器材和上述“酒精氣體傳感器”組成一個通過電壓表的示數(shù)來測定氣體酒精濃度的電路,如圖乙所示。①使用前,在被測氣體酒精濃度為0時,調(diào)節(jié)變阻器,讓電壓表指針滿偏?？紤]到調(diào)節(jié)方便,應(yīng)選用的滑動變阻器是(選填“R1”或“R2”)。

②酒精檢測儀正常工作時,在某次檢測中,電壓表的示數(shù)為1.5V時,則氣體酒精濃度為mg/m3。

③假如該電路的電源老化,電源的內(nèi)阻變大、電動勢不變,重復(fù)步驟①和②,則測量值(選填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值。

四、計算題:本題共3小題,共40分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13.(10分)把上端A封閉、下端B開口的粗細(xì)均勻的玻璃管插入水中。放手后玻璃管豎直地浮在水中,A端露出水面,如圖所示。已知玻璃管中氣體在水面下的長度為L1,在水面上的長度為d1,玻璃管的截面積為S,外界大氣壓強(qiáng)為p0,忽略玻璃管壁的厚度,環(huán)境溫度為T0,水的密度為ρ,重力加速度為g。(1)玻璃管的質(zhì)量為多少?(2)當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)不變,環(huán)境溫度升高ΔT時,氣體在水面上的長度d2為多少?14.(13分)在長為L、寬足夠大、傾角θ=30°的斜面頂端右側(cè)邊緣處放置兩個小球A、B,小球A的質(zhì)量為m,小球B的質(zhì)量為2m,兩小球間有一被壓縮的輕彈簧,兩小球在限制裝置作用下保持靜止。某一時刻,解除限制裝置,兩小球被彈出后小球B在斜面上運(yùn)動,小球A離開斜面。設(shè)輕彈簧儲存的彈性勢能為E,且全部轉(zhuǎn)化為兩小球的機(jī)械能,重力加速度為g,忽略一切阻力和摩擦,兩小球均可看成質(zhì)點(diǎn),輕彈簧長度極小可忽略,求:(1)A、B兩小球從彈出到落地的時間之比。(2)A、B兩小球落地點(diǎn)的間距。15.(17分)如圖甲所示,在直角坐標(biāo)系xOy中的0≤x≤L區(qū)域內(nèi),有一個沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(該電場有理想邊界)。在x=2L處垂直x軸放置一無限大的光屏P。在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一接地的圓形金屬板,其圓心與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合,金屬板平面與x軸垂直,該金屬板在頻率為ν的紫外線照射下向金屬板右側(cè)沿不同的方向發(fā)射速度大小不同的電子,其中最大速度為v0。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,圓形金屬板的半徑為33L,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E=3mv022(1)該金屬的逸出功W0。(2)發(fā)射出的電子由金屬板到達(dá)光屏P的最短時間t。(3)電子最后落到光屏P上的區(qū)域的面積S。甲參考答案題序12345678910答案CBBBDCDBCACAD1.【解析】本題考查日常生活中的熱現(xiàn)象,著重考查學(xué)生的熱學(xué)基礎(chǔ)知識及物理觀念。掃地時,塵埃飛舞是空氣對流等因素造成的,不是布朗運(yùn)動,A項(xiàng)錯誤;氣體分子間距大于10r0,分子引力和斥力可以忽略不計,打氣費(fèi)力是因?yàn)橐朔?nèi)氣體壓力,B項(xiàng)錯誤;晶體具有固定的形狀,其原因是分子是按照一定的規(guī)則排列的,具有空間上的周期性,C項(xiàng)正確;冰箱工作時會消耗電能,產(chǎn)生熱量,把冰箱接通電源,打開冰箱門,不可以使房間溫度降低,D項(xiàng)錯誤?！敬鸢浮緾2.【解析】本題考查正弦定理,著重考查學(xué)生靈活變通能力。由v=cn及波在不同的介質(zhì)中傳播時頻率不變知,B【答案】B3.【解析】本題考查振動圖像,著重考查學(xué)生的振動基礎(chǔ)知識及物理觀念。從振動圖像可以看出振子的振動周期為2t1或4(t2-t1),A項(xiàng)錯誤;在t=t12時刻,振子在負(fù)向最大位移處,所以振子的位置應(yīng)該在a點(diǎn),B項(xiàng)正確;在t=t1時刻,振子在平衡位置O,該時刻振子速度最大,速度方向向右,C項(xiàng)錯誤;t1~t2時間內(nèi),振子的位移在增加,所以振子從O點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動【答案】B4.【解析】本題考查氫原子能級躍遷及光電效應(yīng),著重考查學(xué)生分析解決問題的能力。由hν=W0+Ek=2.29eV+7.91eV=10.20eV可知,光子是氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級所輻射的,故B項(xiàng)正確?！敬鸢浮緽5.【解析】本題考查電磁感應(yīng)中的渦流現(xiàn)象,著重考查學(xué)生靈活應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。若換用一條有裂縫的鋁管,渦流現(xiàn)象減弱,故t1>t2;若換用一條銅管,電阻率變小,電阻變小,感應(yīng)電流變大,阻礙作用會更大,故t3>t1,D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿6.【解析】本題考查四力平衡及極值問題,著重考查學(xué)生靈活應(yīng)變及用物理知識解決實(shí)際問題的能力。由于在整個變化的過程中,始終有f=μN(yùn),故摩擦力和斜面的支持力的合力與支持力方向的夾角的正切值tanα=fN=μ,所以可用摩擦角將四力平衡變?yōu)槿ζ胶?如圖乙所示,由圖解法,可知F的大小變化情況為一直增大,C乙【答案】C7.【解析】本題考查LC電路及帶電灰塵在交變電場中的運(yùn)動問題,著重考查學(xué)生建模與物理過程的分析能力。帶電灰塵恰好靜止,有mg=qE,由T=2πLC=4π×10-5s,經(jīng)2π×10-5s,即半個周期,電場力反向,故有mg+qE=ma,得出a=2g,A項(xiàng)錯誤;當(dāng)灰塵的加速度為g時,電場力為0,故磁場最強(qiáng),電流最大,B項(xiàng)錯誤;0~T4時間內(nèi)灰塵做加速度增大的加速運(yùn)動,T4~T2時間內(nèi)灰塵做加速度增大的加速運(yùn)動,T2~3T4時間內(nèi)灰塵做加速度減小的加速運(yùn)動,3T4【答案】D8.【解析】本題考查燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置,著重考查學(xué)生對有效值、變壓器原理的理解與計算能力。電壓表的示數(shù)為交流電壓的有效值,故有U=Um2=3.54V,A項(xiàng)錯誤、B項(xiàng)正確;變壓器原、副線圈的匝數(shù)比至多為n1∶n2=5∶5000=1∶1000,故C項(xiàng)正確、【答案】BC9.【解析】本題考查萬有引力、熱輻射,著重考查學(xué)生建模與物理過程的分析能力。由于行星B的溫度保持不變,可知其接收功率與輻射功率大小相等,設(shè)行星B到恒星A的距離為r,可知P0πR24πr2=P,可得r=R2P0P,A項(xiàng)正確;行星B【答案】AC10.【解析】本題考查原子核的碰撞及未知粒子的發(fā)現(xiàn)問題,著重考查應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力及計算能力。未知粒子與靜止的氫原子核正碰,有v1=2mm+mHv0=3.3×107m/s,未知粒子與靜止的氮原子核正碰,有v2=2mm+14mHv0=4.4×106m/s,聯(lián)立解得m=mH,v0=3.3×107m/s,A、D項(xiàng)正確;未知粒子與靜止的氮原子核正碰后,由于mH<14mH,碰后未知粒子的速度v3方向會反向,B項(xiàng)錯誤;碰撞后氫原子核的動能為12mv0【答案】AD11.(6分)【解析】本題考查“探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),著重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析能力。(2)當(dāng)溫度不變時,一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)p與體積V的乘積是一個常數(shù),即pV=C,則V=C·1p,可得V與1(3)由于在實(shí)驗(yàn)中未考慮軟管中氣體的體積,體積的讀數(shù)值總是比實(shí)際值小,若加上軟管中氣體的體積,即圖像向上平移一段距離,就會使V與1p(4)設(shè)軟管中氣體的體積為V0,由題圖可知體積的讀數(shù)值比實(shí)際值小V0,根據(jù)p(V+V0)=C,C為定值,則有V=Cp-V0,【答案】(2)正比(2分)(3)未考慮軟管中氣體的體積(2分)(4)軟管中氣體的體積(2分)12.(8分)【解析】本題考查生活中“酒精檢測儀”問題,著重考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)器材選擇、電路分析、誤差分析及應(yīng)用能力。(1)描點(diǎn)連線,如圖所示。(2)①因酒精濃度為0時,傳感器電阻為60Ω,要讓電壓表指針滿偏,則滑動變阻器阻值需要約29Ω,故為調(diào)節(jié)方便,應(yīng)采用總阻值為50Ω的滑動變阻器R1。②由閉合電路歐姆定律有,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時,有Rx30=1.53.0,故Rx=15Ω,由“R-氣體酒精濃度”的關(guān)系曲線知?dú)怏w酒精濃度為200mg/③在電源老化、其電動勢不變、內(nèi)阻變大的情況下,通過調(diào)節(jié)變阻器,保證被測氣體酒精濃度為0時,電壓表指針仍能滿偏,故測量值等于真實(shí)值?！敬鸢浮?1)如圖丙所示(2分)丙(2)①R1(2分)②200(190~210都正確)(2分)③等于(2分)13.(10分)解:(1)玻璃管中氣體的壓強(qiáng)p=p0+ρgL1(1分)對玻璃管進(jìn)行受力分析,根據(jù)物體受力平衡有p0S+mg=pS(2分)解得玻璃管的質(zhì)量m=ρSL1。(1分)(2)初狀態(tài)有V1=(L1+d1)S,T1=T0(1分)末狀態(tài)有V2=LS,T2=T0+ΔT(1分)根據(jù)蓋-呂薩克定律有V1T解得玻璃管中氣體的長度L=(L1+d由(1)可知,玻璃管中氣體在水中的長度不會隨環(huán)境溫度的變化而改變故玻璃管中氣體在水面下的長度L2=L1(1分)玻璃管中氣體在水面上的長度d2=L-L2(1分)解得d2=d1(T0+Δ14.(13分)解:(1)兩小球彈出后,小球A在豎直面內(nèi)