天津市第一中学滨海学校2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题

天津市第一中学滨海学校2025届高三第2次学业质量调查 物理学科试卷 一、单选题：本大题共5小题，共25分。 1.2021年6月17 日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r₃的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为r₁的圆轨道Ⅰ，运行周期为 T₁通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接。则神舟十二号飞船( ) A.在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运动经过A点时速度大小相同 B.沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速度不断增大 C.沿轨道Ⅱ运行的周期为 D.沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期 2.如图所示，M、N为两个固定等量异种点电荷，Q点为两点电荷连线的中点，P点为两点电荷连线的中垂线上的一点，一不计重力的带电粒子从O点以一定的初速度射入电场，它只在电场力作用下运动的轨迹如图中实线所示，下列说法正确的是( ) A.带电粒子从O点运动到P点的过程中，电场力做正功 B.带电粒子从O点运动到P点的过程中，速度一直减小 C.带电粒子与点电荷M的电性相反 D. P点处的场强大于Q点处的场强 3.随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类有很多，用平行板电容器制成的厨房专用电子秤及其电路简图如图所示。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。下列说法正确的是( ) A.放上物体后，电容器的电容变小 B.放上物体后，电容器所带电荷量增大 C.放上物体后，极板间电场强度变小 D.取下物体时，电流表有从b到a的电流 4.如图所示，两个完全相同的小球a、b，用轻弹簧N连接，轻弹簧M和轻绳一端均与a相连，另一端分别固定在竖直墙和天花板上，弹簧M水平，当轻绳与竖直方向的夹角为60°时，M、N伸长量刚好相同。若M、N的劲·度系数分别为k₁、k₂，a、b两球的质量均为m，重力加速度大小为g，则以下判断正确的是( ) B.轻绳上的弹力与弹簧N上的弹力之比为2： C.若剪断弹簧M，则在剪断的瞬间，b球处于失重状态 D.若剪断轻绳，则在剪断的瞬间，a球的加速度为4g 5.如图所示，足够长的导体棒AB水平放置，通有向右的恒定电流J。足够长的粗糙细杆CD处在导体棒AB的正下方不远处，与AB平行。一质量为m、电量为+q的小圆环套在细杆CD上。现给圆环向右的初速度v₀，圆环运动的v-t图象不可能是( ) 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 6.中国制造的列车空气弹簧实现了欧洲高端铁路市场全覆盖，空气弹簧安装在列车车厢底部，可以起到有效减震、提升列车运行平稳性的作用。空气弹簧主要由活塞、气缸及密封在气缸内的一定质量气体构成。列车上下乘客及剧烈颠簸均会引起车厢麄动。上下乘客时气缸内气体的体积变化较慢，气体与外界有充分的热交换：剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若外界温度恒定，气缸内气体视为理想气体，则( ) A.乘客上车造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体对外界放热 B.乘客上车造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体对外界做正功 C.剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体的内能增加 D.剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体分子的平均动能减小 7.宇航员在月球表面附近高h处由静止释放一个质量为m的物体，经时间t后落回月球表面。已知月球半径为R，引力常量为G，忽略月球自转影响，则( ) A.月球的质量为 B.在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的宇宙飞船速率为 C.该物体在月球表面受到月球的引力为 D.该物体在月球表面的重力加速度为 8.如图所示，水平桌面上放着一对平行的金属导轨，左端与一电源相连，中间还串有一开关K，导轨上放着一根金属棒 ab，空间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场。已知两导轨间距为d，电源电动势为E，导轨电阻及电源内阻均不计，ab棒的电阻为R，质量为m，棒与导轨间摩擦不计。闭合开关K，ab棒向右运动并从桌边水平飞出，已知桌面离地高度为h，金属棒落地点的水平位移为s。下面的结论中正确的是( ) A.开始时 ab棒离导轨右端的距离 B.磁场力对 ab棒所做的功 C.磁场力对 ab棒的冲量大小 D. ab棒在导轨上运动时间 三、实验题：本大题共2小题，共12分。 9.某同学利用如图所示的装置“验证牛顿第二定律”，已知钩码和小车的质量分别为m和M(均未知)，滑轮的质量以及绳与滑轮间摩擦不计. (1)下列操作正确的是 .(填选项前的字母) A.实验时应先释放小车再接通电源 B.平衡摩擦力时应挂上钩码，并不需要让打点计时器工作 C.实验时应满足M远远大于2 D.实验时应调节细线与长木板平行 (2)在实验时，从几条纸带中选择了一条点迹比较清晰的纸带，已知相邻两计数点间还有4个点未画出，如图所示，如果实验时交流电源的频率为50Hz，则本次操作中小车的加速度大小为 m/s²(结果保留两位有效数字). (3)在实验中多次改变钩码的质量，传感器的示数用F表示，通过记录的实验数据描绘出一条 a-F图线，如图所示，如果图线的斜率为k，图像中标出的坐标值为已知量，则小车的质量为 ，当传感器的示数为2F₀时的加速度大小为 . 10.在验证动量守恒定律实验中，实验装置如图所示，a、b是两个半径相等的小球，按照以下步骤进行操作： ①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处将小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板水平向右移动一定距离并固定，再将小球a从固定点处由静止释放，撞到木板上得到痕迹B； ③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从固定点处由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C. (1)若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质量m₁、m₂间的关系是m₁ m₂。(选填“>”“=”或“<”) (2)为完成本实验，必须测量的物理量有 。 A.小球a开始释放的高度h B.木板水平向右移动的距离l C. a球和b球的质量m₁、m₂ D. O点到A、B、C三点的距离y₁、y₂、y₃ (3)在实验误差允许的范围内，若动量守恒，其关系式应为 。 (4)在实验误差允许的范围内，若机械能守恒，其关系式应为 。 四、计算题：本大题共3小题，共48分。 11.如图1所示，游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行，可抽象为图2的模型. 倾角为 的直轨道AB、半径R=10m的光滑竖直圆轨道和倾角为37°的直轨道EF，分别通过过水平光滑街接轨道BC、C'E平滑连接，另有水平减速直轨道FG与EF平滑连接，EG间的水平距离 现有质量m=500kg的过山车，从高 的A点静止下滑，经 最终停在G点，过山车与轨道AB、EF的动摩擦因数均为 与减速直轨道FG的动摩擦因数均为 过山车可视为质点，运动中不脱离轨道，g取 求： (1)过山车运动至圆轨道最低点C时的速度大小； (2)过山车运动至圆轨道最高点D时对轨道的作用力； (3)减速直轨道FG的长度x(已知 12.如图，直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第Ⅱ、Ⅲ象限中有两平行板电容器C₁、 其中 垂直x轴放置，极板与x轴相交处存在小孔M、N； C₂垂直y轴放置，上、下极板右端分别紧贴y轴上的P、O点。一带电粒子从M静止释放，经电场直线加速后从N射出，紧贴C₂下极板进入C₂，而后从P进入第Ⅰ象限； 经磁场偏转后恰好垂直x轴离开，运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子质量为m、带电量为q，O、P间距离为d， 的板间电压大小均为U，板间电场视为匀强电场，不计重力，忽略边缘效应。求： (1)粒子经过N时的速度大小； (2)粒子经过P时速度方向与y轴正向的夹角； (3)磁场的磁感应强度大小。 13.如图所示是磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个足够长的长方体空腔，长、高、宽分别为l、a、 b.前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两个电极通过开关与可变电阻连成闭合电路，整个发电通道处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，方向垂直前侧面向里.高温的等量正负等离子以不变的速率v水平从左侧面向右喷入发电通道内，忽略等离子体的重力、相互作用力、与通道间的阻力及其他因素. (1)开关断开的情况下，求稳定后：①上下极板的电动势大小 ②比较上下极板的的电势高低； (2)开关闭合，可变电阻接入电阻为R，考虑理想的状态，整个闭合电路中就会产生恒定的电流.要使等离子体以不变的速率v通过发电通道，发电通道左右两端必须存在稳定的压强差4p，不计其它损耗，高温等离子体电阻率为ρ，计算压强差Δp； (3)实际情况下，输出电流与等离子体的数密度、速度、质量、电量等有关，如果质量为m、带电量为+q、单位体积内个数为n的粒子和质量为m、带电量为-q、单位体积内个数为n的粒子，均以速度v、沿着与板面平行的方向射入两板间.其磁感应强度B满足 若以U表示发电机两极板间的电压，求输出电流I与U的关系.(此小题可变电阻阻值R不可用) 高三物理二月考参考答案 第Ⅰ卷 选择题 (40分) 一、单项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分。) 题号 1 2 3 4 5 答案 C A B D B 二、不定项选择题(本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。) 题号 6 7 8 答案 AC AB BC 第Ⅱ卷 非选择题 (共60分) 9. (1)D; (1分) (2)0.43; (1分) (3) (2分) ; kF₀ (2分) 10. > (1分) CD (1分, 漏选不得分) (2分) (2分) 四、综合题(本题共3小题，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。) 11. 解: (1)设C点时的速度为 vc, 由动能定理得: (2分) 代入数据解得： (1分) (2) 设D点速度为vD，由动能定理得： (2分) 在D点，由牛顿第二定律得： (2分) 解得： (1分) 由牛顿第三定律知，过山车在D点对轨道的作用力为 (1分) (3)全程应用动能定理： (4分，可拆成2个动能定理，各2分)解得: x=30m。 (1分) 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 12. 解：(1)粒子从M到N的运动过程中，根据动能定理有 (2分) 解得 (1分) (2)粒子在C₂中，根据牛顿运动定律有 (2分) 根据匀变速直线运动规律有 (2分) 又 解得θ= 45°; (1分) (3)粒子在P处时的速度大小为 (2分) 在磁场中运动时根据牛顿第二定律有 (2分) 由几何关系可知 (2分) 解得 (1分) 13. 解: (2分) E =U = Bva, (1分) 上极板电势高于下极板。 (2分) (2)闭合开关后， (1分) 形成向上的电流 (2分) 对电流受力分析BIa=Δpab, (2分) 联立得 (1分) (3)两板间电场强度为 配速 其中 与电场力相抵消 做 圆周运动， ①当 即 时， 与极板距离小于2R的粒子可以打到极板而形成电流，单位时间内打到一块极板上的粒子数为N =2Rbnv，此时发电机的输出电流为 ②当 即 时， 全部入射粒子均可击中极板，故此时发电机的输出电流为I = nqabv第3问打包7分，求出一种情况得4分 $$