内容正文:
甘肃渭源县第二中学2025-2026学年高三上学期12月物理月考
一、单选题
1. 如图所示,起重机的旋臂保持不动,天车吊着货物沿水平向右匀速行驶;同时启动起吊电动机,让货物沿竖直向上做匀加速运动,若分别以水平向右、竖直向上为轴、轴的正方向,取运动的起始点为坐标原点,则货物的运动轨迹是( )
A. B. C. D.
2. 已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T,仅利用这三个数据,可以估算出的物理量有( )
A. 月球的质量 B. 地球的质量
C. 地球的半径 D. 地球的密度
3. 如图所示,在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一点电荷从图中A点以速度v0沿水平方向入射,速度方向与半径方向的夹角为30°,经磁场偏转后刚好能从C点(未画出)反向射出,不计电荷的重力,下列说法正确的是( )
A. 该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点
B. 该点电荷在磁场中的运动时间为
C. 该点电荷的比荷为
D. 若磁场反向,则该点电荷在磁场中运动的时间为
4. 跳水运动是一项极具观赏性的运动,某次比赛中,跳水运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点且人保持静止时,下列说法正确的是( )
A. 此时跳板对运动员的支持力大于运动员对跳板的压力
B. 此时跳板对运动员的支持力小于运动员对跳板的压力
C. 此时跳板对运动员的作用力大小等于运动员的重力大小
D. 此时跳板对运动员的支持力大小等于运动员的重力大小
5. 渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。若探测器发出波长为的声波,下列说法正确的是( )
A. 声波由水中传播到空气中,频率会变大
B. 声波由水中传播到空气中,频率会变小
C. 该声波在水中遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射
D. 探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
6. 如图所示为剪式千斤顶的截面图。四根等长的支持臂用光滑铰链连接,转动手柄,通过水平螺纹轴减小MN间的距离,以抬高重物。保持重物不变,MP和PN夹角为120°时N点受到螺纹轴的作用力为F1;MP和PN夹角为60°时N点受到螺纹轴的作用力为F2。不计支持臂和螺纹轴的重力,则F1与F2大小之比为( )
A. 1:1 B. 1:3 C. :1 D. 3:1
7. 在磁场中的A、B两个位置各放一段长度均为L的直导体棒(L长度很小),给两导体棒分别通有大小相同的电流I。测得两段导体棒受到的安培力大小分别为和,下列判断正确的是( )
A. 若、方向相同,则A.B两点磁场方向一定相同
B. 若,则A、B两点的磁感应强度大小相等
C. 若,则A点的磁感应强度大小一定为0
D. 若,则A点的磁感应强度可能小于B点的磁感应强度
二、多选题
8. P、Q是两个由同种材料制成的底面积均为正方形的柱状导体板,导体P的底面积大于导体Q的底面积,现将两导体按如图所示串联接到电源上,下列说法正确的是( )
A. 若P、Q的体积相同,则P的电阻值等于Q的电阻值
B. 若P、Q的体积相同,则通过P的电流大于通过Q的电流
C. 若P、Q的厚度相同,则P两端的电压等于Q两端的电压
D. 若P、Q的厚度相同,则P的电阻值等于Q的电阻值
9. 如图所示,斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上,现将一小球从图示位置静止释放,不计一切摩擦,则在小球从释放到落至地面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 斜劈对小球的弹力不做功
B. 斜劈与小球组成的系统机械能守恒
C. 斜劈的机械能守恒
D. 小球机械能的减少量等于斜劈动能的增加量
三、实验题
10. 在某校开展的科技活动中,为了要比较准确的测出一个未知电阻的阻值Rx现有如下器材:读数不准的电流表A、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀双开关S2电源和导线若干。
(1)画出实验电路图,并在图上标出你所器材的代码。
(2)写出主要的实验操作步骤:
11. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的阿特伍德机验证牛顿第二定律,并测量当地的重力加速度。绕过定滑轮的轻绳两端分别悬挂质量相等的重物A(由多个相同的小物块叠放组成)和重物B。主要实验步骤如下:
①用天平分别测量一个小物块的质量和B的质量m;
②将A中的小物块取下一个放在B上,接通打点计时器的电源后,由静止释放B,取下纸带,算出加速度大小,并记下放在B上的小物块的质量;
③重复步骤②,获得B上面的小物块的总质量和对应加速度大小a的多组数据。
(1)某次实验打出的纸带如图乙所示,相邻两计数点间还有四个计时点未画出,已知打点计时器所用交流电源的频率为,则本次实验中A的加速度大小为__________(结果保留三位有效数字)。
(2)利用本装置验证牛顿第二定律。若在误差允许的范围内,满足重物A的加速度大小__________(用、和当地的重力加速度大小表示),则牛顿第二定律得到验证。
(3)利用本装置测量当地的重力加速度。根据放在B上面的小物块的总质量和对应加速度大小a的多组数据,以为横坐标,a为纵坐标作出图像。若图线的斜率为,则当地的重力加速度大小可表示为__________(用表示)。
四、计算题
12. 如图所示,圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,将两个带电粒子1、2从静止开始分别经不同电场加速后从P点沿直径PQ方向射入磁场,发现粒子1、2分别从A、B两点沿半径方向射出磁场,且它们在磁场中运动的时间相等,A、B两点恰好将半圆三等分,不考虑带电粒子的重力和粒子间的相互作用,求:
(1)粒子1、2在磁场中运动的半径之比;
(2)加速带电粒子1、2的加速电压之比。
13. 如图,岸上竖直放置标尺杆F,某潜水员处于海面下E点,他观察岸上的标尺杆F,仅能看到杆的一半刻度。已知标尺杆F长6m,标尺杆F距离岸边A点4m;E点距离海岸边7m、海面下4m;海面CD到海岸AB的高度为3m。求:
(1)海水的折射率;
(2)若涨潮海面CD上升至与海岸AB平齐,潜水员仍处于海面下E点,此时能看到的标尺杆长度。
14. 如图所示,表面光滑的水平面中间存在光滑凹槽,质量为m长度小于的木板C放置在凹槽内,其上表面恰好与水平面平齐。开始时木板C静置在凹槽左端M处,其右端与凹槽右端N有一定的距离。水平面左侧有质量分别为与的物块A、B之间锁定一压缩轻弹簧,其弹性势能为,弹簧解除锁定后,将A、B两物块弹开,物块B滑上木板C,当B刚滑到C上某位置时B、C共速,其后C与N发生弹性碰撞。已知物块与木板间的动摩擦因数,重力加速度g,。求:
(1)若在整个运动过程中B未滑出C,B相对C所能滑动的最大距离;
(2)假如C与N碰撞次数多于2次,至少经过多少次碰撞,B的动能小于?
(3)若弹簧解除锁定后,弹簧将A、B两物块弹开,物块B滑上木板到达C右端时,C恰好第一次碰到N点。再改变C的质量为,弹簧解除锁定后,弹簧将A、B两物块弹开,让C第k次碰撞N点时,木块B恰好滑到C右端,此时B的速度大于C的速度,求与k的关系。
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甘肃渭源县第二中学2025-2026学年高三上学期12月物理月考
一、单选题
1. 如图所示,起重机的旋臂保持不动,天车吊着货物沿水平向右匀速行驶;同时启动起吊电动机,让货物沿竖直向上做匀加速运动,若分别以水平向右、竖直向上为轴、轴的正方向,取运动的起始点为坐标原点,则货物的运动轨迹是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】因为加速度向上,所以合力向上,合速度向右上,则物体做曲线运动,并且轨迹向上弯曲。
故选C。
2. 已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T,仅利用这三个数据,可以估算出的物理量有( )
A. 月球的质量 B. 地球的质量
C. 地球的半径 D. 地球的密度
【答案】B
【解析】
【详解】月球绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,则有:,解得,所以可以估算出地球的质量,不能估算出月球的质量,故A错误,B正确;由于不知道地球表面的重力加速度,也不知道近地卫星的线速度或者周期,所以无法求出地球的半径和地球的密度,故CD错误,故选B.
3. 如图所示,在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一点电荷从图中A点以速度v0沿水平方向入射,速度方向与半径方向的夹角为30°,经磁场偏转后刚好能从C点(未画出)反向射出,不计电荷的重力,下列说法正确的是( )
A. 该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点
B. 该点电荷在磁场中的运动时间为
C. 该点电荷的比荷为
D. 若磁场反向,则该点电荷在磁场中运动的时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A. 因点电荷射入磁场时初速度方向不是沿半径方向,则该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线也不会通过O点,故A错误;
B.粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
由几何关系可知,该点电荷在磁场中的运动半径为
则运动时间为
故B错误;
C.根据洛伦兹力提供向心力得
解得该点电荷的比荷为
故C正确;
D.若磁场反向,粒子运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中运动圆弧所对的圆心角为2θ,则由几何关系
解得
则
该点电荷在磁场中运动的时间满足
故D错误。
故选C。
4. 跳水运动是一项极具观赏性的运动,某次比赛中,跳水运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点且人保持静止时,下列说法正确的是( )
A. 此时跳板对运动员的支持力大于运动员对跳板的压力
B. 此时跳板对运动员的支持力小于运动员对跳板的压力
C. 此时跳板对运动员的作用力大小等于运动员的重力大小
D. 此时跳板对运动员的支持力大小等于运动员的重力大小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据牛顿第三定律,此时跳板对运动员的支持力等于运动员对跳板的压力,AB错误;
CD.此时跳板对运动员的作用力有两个,一个是支持力,方向垂直于跳板斜向上,另一个是静摩擦力,方向沿着跳板斜向上,根据平衡条件,这两个力的合力竖直向上,合力大小等于运动员的重力大小,C正确,D错误。
故选C。
5. 渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。若探测器发出波长为的声波,下列说法正确的是( )
A. 声波由水中传播到空气中,频率会变大
B. 声波由水中传播到空气中,频率会变小
C. 该声波在水中遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射
D. 探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
【答案】C
【解析】
【详解】AB.声波的频率由波源决定,可知,声波由水中传播到空气中,频率不变,故AB错误;
C.发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸与波长差不多,可知,该声波在水中遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射,故C正确;
D.根据多普勒效应可知,探测器与被测物体相对靠近时,接受到的频率大于波源频率,当两者相对远离时,接受到的频率小于波源频率,可知,探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关,故D错误。
故选C。
6. 如图所示为剪式千斤顶的截面图。四根等长的支持臂用光滑铰链连接,转动手柄,通过水平螺纹轴减小MN间的距离,以抬高重物。保持重物不变,MP和PN夹角为120°时N点受到螺纹轴的作用力为F1;MP和PN夹角为60°时N点受到螺纹轴的作用力为F2。不计支持臂和螺纹轴的重力,则F1与F2大小之比为( )
A. 1:1 B. 1:3 C. :1 D. 3:1
【答案】D
【解析】
【详解】当两臂间的夹角为时,两臂受到的压力为
对点分析,点受到螺纹轴的作用力为
当两臂间的夹角为时,两臂受到的压力为
对点分析,点受到螺纹轴的作用力为
则有
故A、B、C错误,D正确;
故选D。
7. 在磁场中的A、B两个位置各放一段长度均为L的直导体棒(L长度很小),给两导体棒分别通有大小相同的电流I。测得两段导体棒受到的安培力大小分别为和,下列判断正确的是( )
A. 若、方向相同,则A.B两点磁场方向一定相同
B. 若,则A、B两点的磁感应强度大小相等
C. 若,则A点的磁感应强度大小一定为0
D. 若,则A点的磁感应强度可能小于B点的磁感应强度
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据左手定则,导体棒所受到的安培力方向与磁场的方向及电流方向有关,因本题不知道通入导体棒的电流方向,故当、方向相同时,不能确定A、B两点的磁场方向一定相同,故A错误;
BD.导体棒在磁场中受到的安培力大小为
式子中为B与I方向的夹角,虽然I的大小相同,但由于未确定,故不能确定A、B两点的磁感应强度大小关系,故B错误,D正确;
C.对于一个给定的磁场,某点磁感应强度的大小为定值,与是否放入通电导线,导线通入的电流I,导线受到的安培力F大小无关,例如:当时,安培力为零,但磁感应强度可以不为零,故C错误。
故选D。
二、多选题
8. P、Q是两个由同种材料制成的底面积均为正方形的柱状导体板,导体P的底面积大于导体Q的底面积,现将两导体按如图所示串联接到电源上,下列说法正确的是( )
A. 若P、Q的体积相同,则P的电阻值等于Q的电阻值
B. 若P、Q的体积相同,则通过P的电流大于通过Q的电流
C. 若P、Q的厚度相同,则P两端的电压等于Q两端的电压
D. 若P、Q的厚度相同,则P的电阻值等于Q的电阻值
【答案】CD
【解析】
【详解】A.设电阻的表面边长为a,厚度为d,则根据电阻定律可得
因为体积
所以若P、Q的体积相同,则有
可得,故A错误;
B.由于P、Q是串联,所以通过P、Q的电流大小总相等,故B错误;
CD.由A选项的分析可知,若P、Q的厚度相同,则两电阻阻值相同,根据
可知P、Q两端电压相同,故CD正确。
故选CD。
9. 如图所示,斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上,现将一小球从图示位置静止释放,不计一切摩擦,则在小球从释放到落至地面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 斜劈对小球的弹力不做功
B. 斜劈与小球组成的系统机械能守恒
C. 斜劈的机械能守恒
D. 小球机械能的减少量等于斜劈动能的增加量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.斜劈对小球的弹力垂直于斜劈的斜面向上,小球的位移竖直向下,所以斜劈对小球的弹力做了负功,故A错误;
BD.不计一切摩擦,则斜劈与小球组成的系统中只有动能和重力势能相互转化,系统机械能守恒;所以小球机械能的减少量等于斜劈动能的增加量,故BD正确;
C.小球对斜劈的弹力对斜劈做了正功,斜劈的动能增加了,所以其机械能不守恒,故C错误。
故选BD。
三、实验题
10. 在某校开展的科技活动中,为了要比较准确的测出一个未知电阻的阻值Rx现有如下器材:读数不准的电流表A、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀双开关S2电源和导线若干。
(1)画出实验电路图,并在图上标出你所器材的代码。
(2)写出主要的实验操作步骤:
【答案】(1) ;(2)将S1闭合,S2置于上端,记下电流表指针所指位置;S2置于下端,调节R1的阻值,使电流表指针指针指在原位置,则待测电阻Rx=R1
【解析】
【详解】(1)电流表A读数不准确,故读出的电流大小没有实际意义,不能根据欧姆定律
求电压和电阻,由等效替代法求待测电阻的大小,分别将待测电阻和电阻箱与电流表和变阻器串联,如下所示;
(2)略。
11. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的阿特伍德机验证牛顿第二定律,并测量当地的重力加速度。绕过定滑轮的轻绳两端分别悬挂质量相等的重物A(由多个相同的小物块叠放组成)和重物B。主要实验步骤如下:
①用天平分别测量一个小物块的质量和B的质量m;
②将A中的小物块取下一个放在B上,接通打点计时器的电源后,由静止释放B,取下纸带,算出加速度大小,并记下放在B上的小物块的质量;
③重复步骤②,获得B上面的小物块的总质量和对应加速度大小a的多组数据。
(1)某次实验打出的纸带如图乙所示,相邻两计数点间还有四个计时点未画出,已知打点计时器所用交流电源的频率为,则本次实验中A的加速度大小为__________(结果保留三位有效数字)。
(2)利用本装置验证牛顿第二定律。若在误差允许的范围内,满足重物A的加速度大小__________(用、和当地的重力加速度大小表示),则牛顿第二定律得到验证。
(3)利用本装置测量当地的重力加速度。根据放在B上面的小物块的总质量和对应加速度大小a的多组数据,以为横坐标,a为纵坐标作出图像。若图线的斜率为,则当地的重力加速度大小可表示为__________(用表示)。
【答案】 ①. 0.810 ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意可知,交流电源的频率为,相邻两计数点间还有四个计时点未画出,则相邻计数点间的时间间隔为,由逐差法有
解得
(2)[2]根据牛顿第二定律,对A、B组成的系统有
解得
(3)[3]由(2)的结果变形可得
则有
解得
四、计算题
12. 如图所示,圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,将两个带电粒子1、2从静止开始分别经不同电场加速后从P点沿直径PQ方向射入磁场,发现粒子1、2分别从A、B两点沿半径方向射出磁场,且它们在磁场中运动的时间相等,A、B两点恰好将半圆三等分,不考虑带电粒子的重力和粒子间的相互作用,求:
(1)粒子1、2在磁场中运动的半径之比;
(2)加速带电粒子1、2的加速电压之比。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设磁场的半径为R,粒子在磁场中做圆周运动,粒子运动轨迹如图所示
由几何知识可知,粒子做圆周运动转过的圆心角分别是,设粒子的运动轨道半径为,,则有
,
解得
(2)设加速带电粒子1、2的加速度分别为和,则有
,
它们在磁场中运动的时间相等,则有
解得
13. 如图,岸上竖直放置标尺杆F,某潜水员处于海面下E点,他观察岸上的标尺杆F,仅能看到杆的一半刻度。已知标尺杆F长6m,标尺杆F距离岸边A点4m;E点距离海岸边7m、海面下4m;海面CD到海岸AB的高度为3m。求:
(1)海水的折射率;
(2)若涨潮海面CD上升至与海岸AB平齐,潜水员仍处于海面下E点,此时能看到的标尺杆长度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意可得,最低可以观察位置的光路图如下图所示
根据几何关系有
由于
则
则有
,
根据折射定律可得,海水的折射率为
(2)若涨潮海面CD上升至与海岸AB平齐,潜水员仍处于海面下E点,此时最低可以观察位置的光路图如下图所示
设等于x,由几何知识有
根据折射定律有
联立解得
则此时能看到的标尺杆长度为
14. 如图所示,表面光滑的水平面中间存在光滑凹槽,质量为m长度小于的木板C放置在凹槽内,其上表面恰好与水平面平齐。开始时木板C静置在凹槽左端M处,其右端与凹槽右端N有一定的距离。水平面左侧有质量分别为与的物块A、B之间锁定一压缩轻弹簧,其弹性势能为,弹簧解除锁定后,将A、B两物块弹开,物块B滑上木板C,当B刚滑到C上某位置时B、C共速,其后C与N发生弹性碰撞。已知物块与木板间的动摩擦因数,重力加速度g,。求:
(1)若在整个运动过程中B未滑出C,B相对C所能滑动的最大距离;
(2)假如C与N碰撞次数多于2次,至少经过多少次碰撞,B的动能小于?
(3)若弹簧解除锁定后,弹簧将A、B两物块弹开,物块B滑上木板到达C右端时,C恰好第一次碰到N点。再改变C的质量为,弹簧解除锁定后,弹簧将A、B两物块弹开,让C第k次碰撞N点时,木块B恰好滑到C右端,此时B的速度大于C的速度,求与k的关系。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对A、B以及弹簧三个物体,由动量守恒定律
由能量守恒定律
解得
或
或
根据题意,C反复碰撞N,B未滑出C,可知最终B、C两个停止运动
由能量守恒定律
解得
(2)当B第一次滑上C时,B的速度为,C的速度为0,到BC第一次共速
由动量守恒定律
解得
第一次C与N碰撞前,B的动能
第一次碰撞后,到第二次碰撞前,B以速度继续减速,C无能量损失以速度返回,到C减速为零,然后C又向N加速至B、C共速的过程,由动量守恒
解得
共速时B动能
以此类推,第n次碰撞后,到第次碰撞前,共速时B的动能
由题意若要求
即
即
解得
次
(3)若弹簧解除锁定后,弹簧将A、B两物块弹开,物块B滑上木板到达C右端时,C恰好第一次碰到N点。在此过程,C的加速度为,B、C所用时间为,设C右端静止时距离N为d
再改变C的质量为,弹簧解除锁定后,弹簧将A、B两物块弹开,让C第k次碰撞N点时,木块B恰好滑到C右端,此时B的速度大于C的速度,在此过程,C的加速度为,设C从运动到第一次与N碰撞的时间为,根据匀变速直线运动的规律,碰撞后C向左以相同大小的加速度减速至零,时间也为,故第k次碰撞N点时,C恰好运动了。而B的受力情况并不发生变化,从M运动到N用的时间仍为
由以上几式
故
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