精品解析：天津市宝坻区第一中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题

天津市宝坻区第一中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题 1. 一个质量是0.5kg的小球以5m/s的速度竖直向下落到地面上，随后以3m/s的速度反向弹起，小球与地面的作用时间是0.1s，若取竖直向下的方向为正方向，不计空气阻力，取，则下列说法正确的是（　　） A. 地面对小球的平均弹力大小为40N B. 小球与地面接触前后动量变化量为 C. 小球与地面接触前后合力的冲量为4N·s D. 小球与地面接触过程中重力的冲量为2.5N·s 2. 2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（ ） A. 组合体中的货物处于超重状态 B. 组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C. 组合体的角速度大小比地球静止卫星的大 D. 组合体的加速度大小比地球静止卫星的小 3. 高大建筑物的顶端都装有避雷针来预防雷击。老师给同学们在实验室模拟尖端放电现象，原理如图所示。假设一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为Ep，运动经过的各点电势为φ，则下列四个图像可能合理的是（　　） A. B. C. D. 4. 钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目，运动员从起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上，经出发区、滑行区和减速区等一系列直道、弯道后到达终点，用时少者获胜。图（a）是比赛中一名运动员通过滑行区某弯道时的照片。假设可视为质点的运动员和车的总质量为m，其在弯道P处做水平面内圆周运动可简化为如图（b）所示模型，车在P处的速率为v，弯道表面与水平面成角，此时车相对弯道无侧向滑动，不计摩擦阻力和空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 在P处车对弯道的压力大小为 B. 在P处运动员和车的向心加速度大小为 C. 在P处运动员和车做圆周运动的半径为 D. 若雪车在更靠近轨道内侧的位置无侧滑通过该处弯道，则速率比原来大 二、多选题 5. 如图所示，一定质量的理想气体由状态1变化到状态2，图中，，状态1、2对应的温度分别为、，下列说法正确的是（　　） A. 气体吸热，气体分子的平均动能增大， B. 器壁单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数减少 C. 若气体由状态2再变化到状态1时外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功相等，则气体放出的热量也一定与图示变化过程吸收的热量相等 D. 气体从状态2变化到状态1的过程外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功一定相等 6. 当滑动变阻器R3的滑动片向右移动时，两电压表示数变化的绝对值分别是和，则下列结论正确的是（　　） A. > B. 电阻R1的功率先增大后减小 C. 电阻R2的功率一定增大 D. 电源的输出功率先增大后减小 7. 如图，质量m=2kg的小物块以水平初速度从左端滑上长L=3m的水平传送带，小物块始终受到一个方向水平向右、大小F=4N的恒力作用，传送带在电动机的带动下沿顺时针方向运行、速度大小恒为。已知物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取，关于小物块在传送带上运动的过程，下列说法中正确的是（ ） A. 小物块一直做匀速直线运动 B. 恒力F对小物块做的功为6J C. 小物块与皮带间因摩擦而产生的热量为6J D. 因小物块在传送带上运动电动机多消耗的电能为6J 第II卷（非选择题） 三、实验题 8. 某同学采用如图所示的装置，利用A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中MN是斜槽，NR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，得到落点P，再把B球放在斜槽末端，A球从同一位置静止释放，A、B小球碰后落在记录纸上，分别得落点B，F。 （1）A球质量为，半径为；B球质量为，半径为，则应满足（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， （2）必须要求的条件是（　　） A. 斜槽轨道末端的切线必须水平 B. 斜槽轨道必须是光滑的 C. 必须测量出OB、OP、OF的长度、和 D. 必须测出水平槽离地面的高度 （3）某次实验时测得A、B球的质量之比，则在实验误差允许范围内，当关系式__________（用、表示）成立时，可证明两球碰撞时动量守恒。 9. 某同学研究闭合电路的规律。 （1）根据闭合电路的欧姆定律得出了电源输出功率P与外电路电阻关系图像，如图所示，则P的峰值对应的外电路电阻值R应_________电源内阻r（填“大于”、“小于”或“等于”）； （2）测定电源的电动势和内阻，可供选用的器材有： A．电压表：（量程，内阻约为） B．电流表：（量程，内阻约为） C．滑动变阻器：（最大阻值，额定电流） D．滑动变阻器：（最大阻值，额定电流） E．待测电源：（电动势约为，内阻约为） F．开关、导线若干 （i）实验中所用的滑动变阻器应选_________（填器材前字母代号）； （ii）实物电路如图所示，单刀双掷开关可分别与1、2端闭合，为使电源内阻的测量结果更接近真实值，应与_________端闭合。 四、解答题 10. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ = 37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B = 0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 6 V、内阻r = 1 Ω的直流电源。现把一个质量m = 0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0 = 2.75 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2。已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，求： （1）导体受到的安培力； （2）画出导体棒ab的b截面受力分析图以及求出导体棒受到的摩擦力。 （3）若磁感应强度的大小和方向可以改变，为了使导体静止在斜面上且对斜面无压力，此处磁场的磁感应强度B′的大小和方向。 11. 如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。 （1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小； （2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离； （3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。 12. 某装置用电场控制带电粒子运动，工作原理如图所示，矩形区域内存在多层紧邻的匀强电场，每层的高度均为d，电场强度大小均为E，方向沿竖直方向交替变化，边长为，边长为，质量为m、电荷量为的粒子流从装置左端中点射入电场，粒子初动能为，入射角为，在纸面内运动，不计重力及粒子间的相互作用力。 （1）当时，若粒子能从边射出，求该粒子通过电场的时间t； （2）当时，若粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d，求入射角的范围； （3）当，粒子在为范围内均匀射入电场，求从边出射的粒子与入射粒子的数量之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津市宝坻区第一中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题 1. 一个质量是0.5kg的小球以5m/s的速度竖直向下落到地面上，随后以3m/s的速度反向弹起，小球与地面的作用时间是0.1s，若取竖直向下的方向为正方向，不计空气阻力，取，则下列说法正确的是（　　） A. 地面对小球的平均弹力大小为40N B. 小球与地面接触前后动量变化量为 C. 小球与地面接触前后合力的冲量为4N·s D. 小球与地面接触过程中重力的冲量为2.5N·s 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．依题意，球与地面接触前后动量变化量为 由动量定理，可得 解得 ， 故AC错误；B正确； D．小球与地面接触过程中重力的冲量为 故D错误。 故选B。 2. 2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（ ） A. 组合体中的货物处于超重状态 B. 组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C. 组合体的角速度大小比地球静止卫星的大 D. 组合体的加速度大小比地球静止卫星的小 【答案】C 【解析】 【详解】A．组合体在天上只受万有引力的作用，则组合体中的货物处于失重状态，A错误； B．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，而第一宇宙速度为最大的环绕速度，则组合体的速度大小不可能大于第一宇宙速度，B错误； C．已知静止卫星的周期为24h，则根据角速度和周期的关系有 由于T同 > T组合体，则组合体的角速度大小比地球静止卫星的大，C正确； D．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，有 整理有 由于T同 > T组合体，则r同 > r组合体，且静止卫星和组合体在天上有 则有 a同 < a组合体 D错误。 故选C。 3. 高大建筑物的顶端都装有避雷针来预防雷击。老师给同学们在实验室模拟尖端放电现象，原理如图所示。假设一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为Ep，运动经过的各点电势为φ，则下列四个图像可能合理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】B．电子所受的电场力的方向与电场强度方向相反，所以电子向针状电极运动，电场强度逐渐增大，电场力逐渐增大，故B错误； A．电子的加速度 电场强度增大，电子的加速度增大，速度-时间图线的斜率增大，故A正确； C．根据 电场力做正功，电势能减小，电场强度增大，电势能-位移图线的斜率增大，C错误； D．根据 ， 解得 逆电场线运动电势升高；电场强度增大，电势-位移图线的斜率增大，故D错误。 故选A。 4. 钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目，运动员从起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上，经出发区、滑行区和减速区等一系列直道、弯道后到达终点，用时少者获胜。图（a）是比赛中一名运动员通过滑行区某弯道时的照片。假设可视为质点的运动员和车的总质量为m，其在弯道P处做水平面内圆周运动可简化为如图（b）所示模型，车在P处的速率为v，弯道表面与水平面成角，此时车相对弯道无侧向滑动，不计摩擦阻力和空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 在P处车对弯道的压力大小为 B. 在P处运动员和车的向心加速度大小为 C. 在P处运动员和车做圆周运动的半径为 D. 若雪车在更靠近轨道内侧的位置无侧滑通过该处弯道，则速率比原来大 【答案】B 【解析】 【详解】A．对人和车受力分析，如图所示 根据几何关系 根据牛顿第三定律，车对弯道的压力大小为 故A错误； BC．根据牛顿第二定律可得 解得 ， 故B正确，C错误； D．若人滑行的位置更加靠近轨道内侧，则圆周运动的半径减小，根据 可知，当圆周运动的半径减小，则其速率比原来小，故D错误。 故选B。 二、多选题 5. 如图所示，一定质量的理想气体由状态1变化到状态2，图中，，状态1、2对应的温度分别为、，下列说法正确的是（　　） A. 气体吸热，气体分子的平均动能增大， B. 器壁单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数减少 C. 若气体由状态2再变化到状态1时外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功相等，则气体放出的热量也一定与图示变化过程吸收的热量相等 D. 气体从状态2变化到状态1的过程外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功一定相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程得，可得，说明从状态1变化到状态2，气体内能增加，分子平均动能增加，气体对外做功，内能增加，说明气体吸热，故A错误； B．分子平均动能增加，分子撞击器壁的力增大，由于气体压强减小，可得器壁单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数减少，故B正确； C．若气体由状态2再变化到状态1时外界对气体做的功与题图所示变化过程气体对外做的功相等，则根据热力学第一定律可知，气体放出的热量与题图所示变化过程吸收的热量大小也相等，故C正确； D．气体由状态2变化到状态1，变化的过程没有确定，所以气体从状态2变化到状态1的过程外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功不一定相等，故D错误。 故选BC。 6. 当滑动变阻器R3的滑动片向右移动时，两电压表示数变化的绝对值分别是和，则下列结论正确的是（　　） A. > B. 电阻R1的功率先增大后减小 C. 电阻R2的功率一定增大 D. 电源的输出功率先增大后减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．因为滑片右移，R3变小，总电阻变小，干路电流增大，内电压增大，路端电压变小，即V1的示数变小，V2的示数变大，所以V1变小的部分应该等于V2增大的部分加上内阻的电压增大的值，即 ＞ 故A正确； BC．根据上分析知，干路电流增大，所以通过R2的电流变大，即功率增大；V1的示数变小，即通过R1 的电流减小，所以R1的功率变小，故B错误，C正确； D．利用结论当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；当滑片右移动时，总电阻减小，但无法判断外电阻与内阻的关系，所以电源的输出功率增大或减小无法判断，故D错误。 故选AC。 7. 如图，质量m=2kg的小物块以水平初速度从左端滑上长L=3m的水平传送带，小物块始终受到一个方向水平向右、大小F=4N的恒力作用，传送带在电动机的带动下沿顺时针方向运行、速度大小恒为。已知物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取，关于小物块在传送带上运动的过程，下列说法中正确的是（ ） A. 小物块一直做匀速直线运动 B. 恒力F对小物块做的功为6J C. 小物块与皮带间因摩擦而产生的热量为6J D. 因小物块在传送带上运动电动机多消耗的电能为6J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由于 则小物块一直做匀速直线运动，A正确； B．恒力F对小物块做的功为 B错误； C．小物块的运动时间为 小物块与皮带间因摩擦而产生的热量为 C正确； D．因小物块在传送带上运动受到向后的摩擦力，则物块给传送带的摩擦力向前，电动机少消耗的电能等于摩擦力对传送带做功，即 D错误。 故选AC。 第II卷（非选择题） 三、实验题 8. 某同学采用如图所示的装置，利用A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中MN是斜槽，NR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，得到落点P，再把B球放在斜槽末端，A球从同一位置静止释放，A、B小球碰后落在记录纸上，分别得落点B，F。 （1）A球质量为，半径为；B球质量为，半径为，则应满足（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， （2）必须要求的条件是（　　） A. 斜槽轨道末端的切线必须水平 B. 斜槽轨道必须是光滑的 C. 必须测量出OB、OP、OF的长度、和 D. 必须测出水平槽离地面的高度 （3）某次实验时测得A、B球的质量之比，则在实验误差允许范围内，当关系式__________（用、表示）成立时，可证明两球碰撞时动量守恒。 【答案】（1）B （2）AC （3） 【解析】 【小问1详解】 为保证两球发生对心正碰，则两球半径必须相等，即 为防止碰后入射球反弹，则入射球的质量必须大于被碰球的质量，即 故选B。 【小问2详解】 A．要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端的切线必须水平，故A正确； B．只要每次让小球从同一位置滑下即可，斜面不需要光滑，故B错误； C．由于两小球下落高度相同，故时间相等，根据 可以用水平位移代替平抛运动的初速度，则必须测量出OB、OP、OF的长度，故C正确； D．由于两小球下落高度相同，故时间相等，可以用水平位移代替平抛运动的初速度，所以不需要测量水平槽面离地面的高度或小球在空中飞行时间，故D错误。 故选AC。 【小问3详解】 若小球碰撞过程中动量守恒定律，则有 所以 又 所以 9. 某同学研究闭合电路的规律。 （1）根据闭合电路的欧姆定律得出了电源输出功率P与外电路电阻关系图像，如图所示，则P的峰值对应的外电路电阻值R应_________电源内阻r（填“大于”、“小于”或“等于”）； （2）测定电源的电动势和内阻，可供选用的器材有： A．电压表：（量程，内阻约为） B．电流表：（量程，内阻约为） C．滑动变阻器：（最大阻值，额定电流） D．滑动变阻器：（最大阻值，额定电流） E．待测电源：（电动势约为，内阻约为） F．开关、导线若干 （i）实验中所用的滑动变阻器应选_________（填器材前字母代号）； （ii）实物电路如图所示，单刀双掷开关可分别与1、2端闭合，为使电源内阻的测量结果更接近真实值，应与_________端闭合。 【答案】（1）等于 （2） ①. C ②. 2 【解析】 【小问1详解】 电源输出功率 则当R=r时电源输出功率P最大； 【小问2详解】 （i）[1]实验中所用的滑动变阻器应选阻值较小的C即可； （ii）[2]电压表内阻远大于电源内阻，应采用相对电源的电流表外接法，使电源内阻的测量结果更接近真实值，应与2端闭合。 四、解答题 10. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ = 37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B = 0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 6 V、内阻r = 1 Ω的直流电源。现把一个质量m = 0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0 = 2.75 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2。已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，求： （1）导体受到的安培力； （2）画出导体棒ab的b截面受力分析图以及求出导体棒受到的摩擦力。 （3）若磁感应强度的大小和方向可以改变，为了使导体静止在斜面上且对斜面无压力，此处磁场的磁感应强度B′的大小和方向。 【答案】（1）0.32 N，方向沿斜面向上； （2）见解析，0.08 N，方向沿斜面向下； （3）0.625 T，方向水平向左 【解析】 【小问1详解】 导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有 导体棒受到的安培力 根据左手定则，方向为沿斜面向上。 【小问2详解】 受力分析如图所示 导体棒所受重力沿斜面向下的分力为 由于F1小于安培力，且根据左手定则可以判定安培力方向沿斜面向上，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力，根据共点力平衡条件有 代入数据得 方向沿斜面向下。 【小问3详解】 若导体棒静止在斜面上且对斜面没有压力，安培力的方向必须竖直向上，而且大小等于重力，即 解得 根据左手定则可以判断，磁场的方向水平向左。 11. 如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。 （1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小； （2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离； （3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。 【答案】（1）v共 = ；（2）x = ；（3）t = ，W = mv02 【解析】 【分析】 【详解】（1）由于地面光滑，则木板与滑块组成的系统动量守恒，有 2mv0 = 3mv共 解得 v共 = （2）由于木板速度是滑块的2倍，则有 v木 = 2v滑 再根据动量守恒定律有 2mv0 = 2mv木 + mv滑 联立化简得 v滑 = v0，v木 = v0 再根据功能关系有 - μmgx = × 2mv木2 + mv滑2 - × 2mv02 经过计算得 x = （3）由于木板保持匀速直线运动，则有 F = μmg 对滑块进行受力分析，并根据牛顿第二定律有 a滑 = μg 滑块相对木板静止时有 v0 = a滑t 解得 t = 则整个过程中木板滑动的距离为 x′ = v0t = 则拉力所做的功为 W = Fx′ = mv02 12. 某装置用电场控制带电粒子运动，工作原理如图所示，矩形区域内存在多层紧邻的匀强电场，每层的高度均为d，电场强度大小均为E，方向沿竖直方向交替变化，边长为，边长为，质量为m、电荷量为的粒子流从装置左端中点射入电场，粒子初动能为，入射角为，在纸面内运动，不计重力及粒子间的相互作用力。 （1）当时，若粒子能从边射出，求该粒子通过电场的时间t； （2）当时，若粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d，求入射角的范围； （3）当，粒子在为范围内均匀射入电场，求从边出射的粒子与入射粒子的数量之比。 【答案】（1）；（2）或；（3） 【解析】 【详解】（1）电场方向竖直向上，粒子所受电场力在竖直方向上，粒子在水平方向上做匀速直线运动，速度分解如图所示 粒子在水平方向的速度为 根据可知 解得 （2）粒子进入电场时的初动能 粒子进入电场沿电场方向做减速运动，由牛顿第二定律可得 粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d，则要求 解得 所以入射角的范围为 或 （3）设粒子入射角为时，粒子恰好从D点射出，由于粒子进入电场时，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向反复做加速相同的减速运动，加速运动。粒子的速度 运动时间为 粒子在沿电场方向，反复做加速度大小相同的减速运动，加速运动，则 则 则粒子在分层电场中运动时间相等，设为，则 且 代入数据化简可得 即 解得 （舍去）或 解得 则从边出射的粒子与入射粒子的数量之比 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $