精品解析：新疆乌鲁木齐市第二中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试卷

高三物理试卷 本试卷满分100分，考试用时90分钟 第I卷（选择题 共48分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 铁、钴、镍是常见的三种铁磁性物质，它们的原子半径及性质十分相似。铁、钴、镍的某些同位素具有放射性，放射性铁59作为示踪剂在人体代谢及血液系统疾病治疗中起重要作用，医学上常用钴60产生的γ射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。用中子轰击铁58可得放射性铁59，放射性铁59衰变后可产生钴59，用中子轰击钴59可得放射性钴60，放射性钴60衰变后可产生镍60，下列核反应方程错误的是（ ） A. B. C. D. 2. 四个物体的位移时间图像如图所示，其中表示物体做匀速直线运动的是（　　） A. B. C. D. 3. 某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是（　　） A. 防窥屏的厚度不影响可视角度 B. 屏障的高度d越大，可视角度越大 C. 透明介质的折射率越小，可视角度越大 D. 防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射 4. 如图所示，在竖直悬挂的轻弹簧下吊着一轻质定滑轮，一根细线穿过滑轮连接着P、Q两物体，其中物体P放在水平地面上，物体Q静止在空中，滑轮两侧细线均竖直，已知物体P的质量为0.5kg ，物体Q的质量为0.2kg，弹簧的劲度系数为100N/m，取重力加速度大小，下列说法正确的是 （ ） A. 细线中的张力大小为3N B. 物体P所受地面的支持力大小为2N C. 弹簧中的弹力大小为6N D. 弹簧的伸长量为4cm 5. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动中悬线始终竖直，则橡皮的速度大小为（ ） A. B. C. D. 6. 空间存在水平方向的匀强电场，用一条绝缘轻绳悬挂一个质量为20g的带正电小球，平衡时绝缘轻绳与竖直方向的夹角为，如图所示。已知小球所带的电荷量为，，取重力加速度大小，则匀强电场的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，一带电荷量为的圆环，套在足够长的绝缘粗糙竖直细杆上，细杆处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中。现将圆环由静止释放，圆环运动的图像如图乙所示，已知圆环与细杆之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，圆环的质量为（ ） A. B. C. D. 8. 真空中存在沿轴正方向的匀强电场，氦核与氘核先后从坐标原点沿轴正方向射入该电场，在仅受电场力的作用下的运动轨迹如图所示。则氦核与氘核（　　） A. 在电场中运动时的加速度相同 B. 射入电场时的初速度相同 C. 射入电场时的初动能相等 D. 射入电场时的初动量相同 9. 如图所示，是正方体的八个顶点，在两点固定两等量异种点电荷（图中未画出），下列说法正确的是（ ） A. 两点的电场强度相同 B. 两点的电场强度相同 C. 两点的电场强度相同 D. 两点的电场强度大小相等 10. 某人在地面上用电子秤称得其质量为50kg，他将电子秤移至电梯内，站在电子秤上启动电梯并开始计时，内，电子秤的示数如图所示，取重力加速度大小，关于此过程，下列说法正确的是（ ） A. 电梯始终向下运动 B. 电梯可能向上运动 C. 人的最大速度为 D. 电梯运动的距离为 11. 地球质量为月球质量的81倍，地球半径为月球半径的4倍。宇航员在月球和地球表面同样高度处，由静止释放一物体，物体在空中运动的时间分别计为和，着地时的速度大小分别计为和，下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 输电能耗演示电路如图所示。左侧间接入有效值不变的正弦交变电压，输电线的电阻为。开关S接1时，理想变压器原、副线圈的匝数比为3：2，开关S接2时，原、副线圈匝数比为1：2；开关S接1和接2时，负载电阻R上的热功率相等，下列说法正确的是 （ ） A. B. 开关S接1时的输电效率为75% C. 开关S接2时输电效率为25% D. 开关S接1和接2时的输电效率相等 第II卷（非选择题 共52分） 非选择题：共5小题，共52分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 某同学利用荡秋千来测量当地的重力加速度。如图所示，该同学坐在秋千坐板上小角度摆动，测得秋千小角度摆动时的周期为T，上方横杆与坐板间的绳长为L，回答下列问题： （1）若以L作为摆长，则当地的重力加速度大小_________________。 （2）由于该同学的重心在坐板上方，因此重力加速度的测量值与真实值相比______________（填“偏大”或“偏小”）。 （3）仅改变横杆与坐板间的绳长并进行多次测量，得到多组T、L数据，以为纵坐标、L为横坐标，描点作出图像，该图像是斜率为的直线，则当地的重力加速度大小_________________。 14. 某物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量一节7号干电池的电动势E和内阻r，提供的实验器材有： A．电流表A（量程为0~0.6A，内阻为1.0Ω）； B．电压表V（量程为0~3.0V，内阻约为3kΩ）； C．滑动变阻器R（阻值范围为0~20Ω，额定电流为1A）； D．定值电阻； E．开关与导线若干； F．待测7号干电池一节。 （1）当电流表满偏时，通过干电池的电流为______A。 （2）移动滑动变阻器的滑片，多次测量，得到多组电流表和电压表的示数I、U，作出的图像如图乙所示，则干电池的电动势______V，内阻______。（结果均保留一位小数） 15. 洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气10次后开始喷水。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。 （1）求喷水壶内封闭空气的最大压强p； （2）喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出？若不能，最少还能剩余多少？ 16. 如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个“V”字形的光滑金属框架CAD，已知，导体棒EF在水平外力作用下，在框架上从A点由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动，导体棒和框架始终构成等边三角形回路。经过时间t导体棒运动到图示位置。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为、框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。求： （1）t时刻回路中的感应电动势E； （2）t时刻通过回路的电流I。 17. 如图所示，竖直平面内，半径的光滑四分之一圆弧轨道在C处与水平光滑轨道平滑相接，将质量m=0.5kg、带电荷量的物块A（视为质点）从四分之一圆弧的顶端由静止释放，物块A经过PQ间水平向左的匀强电场后，与质量、左侧固定有水平轻杆的物块B发生碰撞，轻杆镶嵌于墙壁内，轻杆移动过程中受到恒定的阻力，经多次碰撞后物块B恰好与墙壁接触。已知PQ间匀强电场的电场强度大小，P、Q间距，起初物块B与墙壁间的距离，物块A所带电荷量始终不变，物块A、B间的碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短，每次碰撞前物块B已静止，取重力加速度大小。求： （1）物块A的最大动能 ； （2）物块A对轨道的最大压力； （3）物块A在PQ区域内运动的总时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理试卷 本试卷满分100分，考试用时90分钟 第I卷（选择题 共48分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 铁、钴、镍是常见的三种铁磁性物质，它们的原子半径及性质十分相似。铁、钴、镍的某些同位素具有放射性，放射性铁59作为示踪剂在人体代谢及血液系统疾病治疗中起重要作用，医学上常用钴60产生的γ射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。用中子轰击铁58可得放射性铁59，放射性铁59衰变后可产生钴59，用中子轰击钴59可得放射性钴60，放射性钴60衰变后可产生镍60，下列核反应方程错误的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．方程 质量数守恒，电荷守恒，A正确，不符合题意； B．方程 质量数守恒，电荷守恒，B正确，不符合题意； C．方程 质量数守恒，电荷守恒，C正确，不符合题意； D．方程 质量数不守恒，电荷不守恒，D错误，正确的方程是 D错误，符合题意。 故选D。 2. 四个物体的位移时间图像如图所示，其中表示物体做匀速直线运动的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．位移-时间图线的斜率表示速度，根据题中图像可知，选项 A中物体做匀速运动，选项B中物体处于静止状态，故A正确，B错误； CD．选项C的斜率逐渐增大，物体做加速运动，选项D的斜率逐渐减小，物体做减速运动，故CD错误。 故选A。 3. 某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是（　　） A. 防窥屏的厚度不影响可视角度 B. 屏障的高度d越大，可视角度越大 C. 透明介质的折射率越小，可视角度越大 D. 防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射 【答案】A 【解析】 【详解】A．因屏障的高度一定，则从光源发出的光射到界面时的最大入射角一定，则可视角度也是一定的，防窥屏的厚度不影响可视角度，选项A正确； B．若屏障的高度越大，即d越大，则入射角变小，根据折射定律可知，其折射角变小，可视角度变小，选项B错误； C．因可视角度是光线进入空气中时折射角的2倍，故透明介质的折射率越小，空气中的折射角越小，可视角度越小，选项C错误； D．防窥屏实现防窥效果主要是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的光的入射角都小于临界角，没有发生全反射，选项D错误。 故选A。 4. 如图所示，在竖直悬挂的轻弹簧下吊着一轻质定滑轮，一根细线穿过滑轮连接着P、Q两物体，其中物体P放在水平地面上，物体Q静止在空中，滑轮两侧细线均竖直，已知物体P的质量为0.5kg ，物体Q的质量为0.2kg，弹簧的劲度系数为100N/m，取重力加速度大小，下列说法正确的是 （ ） A. 细线中的张力大小为3N B. 物体P所受地面的支持力大小为2N C. 弹簧中的弹力大小为6N D. 弹簧的伸长量为4cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．以物体Q为研究对象，可知细线中的张力大小为，A错误； B．对物体P由平衡可知 解得，B错误； C．弹簧弹力等于两段细线的向下拉力 ，C错误； D．根据胡克定律 解得 ，D正确。 故选D。 5. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动中悬线始终竖直，则橡皮的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】橡皮在水平方向以速度v匀速运动，在竖直方向也以速度v匀速运动，则橡皮的速度大小为 故选B。 6. 空间存在水平方向的匀强电场，用一条绝缘轻绳悬挂一个质量为20g的带正电小球，平衡时绝缘轻绳与竖直方向的夹角为，如图所示。已知小球所带的电荷量为，，取重力加速度大小，则匀强电场的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对小球受力分析 可得 解得 故选C。 7. 如图甲所示，一带电荷量为的圆环，套在足够长的绝缘粗糙竖直细杆上，细杆处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中。现将圆环由静止释放，圆环运动的图像如图乙所示，已知圆环与细杆之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，圆环的质量为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当圆环达到最大速度时，则有 可解得 故选A。 8. 真空中存在沿轴正方向的匀强电场，氦核与氘核先后从坐标原点沿轴正方向射入该电场，在仅受电场力的作用下的运动轨迹如图所示。则氦核与氘核（　　） A. 在电场中运动时的加速度相同 B. 射入电场时的初速度相同 C. 射入电场时的初动能相等 D. 射入电场时的初动量相同 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据牛顿运动定律有 解得 由于氦核与氘核的比荷相同，则氦核与氘核在电场中运动时的加速度相同，故A正确； B．由类平抛运动规律知 ， 解得 控制x不变，若射入电场时的初速度相同，则 故B错误； C．若射入电场时的初动能相同，根据 则 故C正确； D．若射入电场时的初动量相同，根据 则 故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，是正方体的八个顶点，在两点固定两等量异种点电荷（图中未画出），下列说法正确的是（ ） A. 两点的电场强度相同 B. 两点的电场强度相同 C. 两点的电场强度相同 D. 两点的电场强度大小相等 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．等量异种点电荷固定于B、D两点，面是BD连线的中垂面，即为等势面，且、两点到两点电荷的距离相等，、两点到两点电荷的距离相等，所以、两点的电场强度相同，、两点的电场强度相同，故A正确，B正确； C．根据对称性知，、两点的电场强度大小相等、方向不同，故C错误； D．点到两点电荷的距离较远，点的电场强度大于点的电场强度，故D错误。 故选AB。 10. 某人在地面上用电子秤称得其质量为50kg，他将电子秤移至电梯内，站在电子秤上启动电梯并开始计时，内，电子秤的示数如图所示，取重力加速度大小，关于此过程，下列说法正确的是（ ） A. 电梯始终向下运动 B. 电梯可能向上运动 C. 人的最大速度为 D. 电梯运动的距离为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．内，人处于失重状态，有向下的加速度，内，人处于匀速运动状态，内，人处于超重状态，有向上的加速度，综上可知，电梯先加速下降后匀速下降最后减速下降，始终向下运动，故A正确，B错误； C．内，根据牛顿第二定律可得 解得 在时，人的速度大小为 可知人的最大速度为，故C正确； D．根据对称性可知，电梯向下加速和向下减速运动的距离相等，均为 电梯向下匀速运动的距离为 则电梯向下运动的距离为，故D错误。 故选AC。 11. 地球质量为月球质量的81倍，地球半径为月球半径的4倍。宇航员在月球和地球表面同样高度处，由静止释放一物体，物体在空中运动的时间分别计为和，着地时的速度大小分别计为和，下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】设月球的质量为、半径为，则地球的质量为、半径为，根据万有引力等于重力有 因此 根据自由落体运动规律有 解得 故选AC。 12. 输电能耗演示电路如图所示。左侧间接入有效值不变的正弦交变电压，输电线的电阻为。开关S接1时，理想变压器原、副线圈的匝数比为3：2，开关S接2时，原、副线圈匝数比为1：2；开关S接1和接2时，负载电阻R上的热功率相等，下列说法正确的是 （ ） A. B. 开关S接1时的输电效率为75% C. 开关S接2时输电效率为25% D. 开关S接1和接2时的输电效率相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由于负载电阻上的热功率相等，则开关S接1和接2流过负载电阻的电流相同，两端电压也相同，设电阻两端的电压为，通过的电流为；由于左侧间接入的是有效值不变的正弦交变电压，所以有 对负载电阻应用欧姆定律，有 解得，故A错误； B．开关S接1时的输电效率，故B正确； CD．开关S接2时的输电效率，故C正确，D错误。 故选BC。 第II卷（非选择题 共52分） 非选择题：共5小题，共52分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 某同学利用荡秋千来测量当地的重力加速度。如图所示，该同学坐在秋千坐板上小角度摆动，测得秋千小角度摆动时的周期为T，上方横杆与坐板间的绳长为L，回答下列问题： （1）若以L作为摆长，则当地的重力加速度大小_________________。 （2）由于该同学的重心在坐板上方，因此重力加速度的测量值与真实值相比______________（填“偏大”或“偏小”）。 （3）仅改变横杆与坐板间的绳长并进行多次测量，得到多组T、L数据，以为纵坐标、L为横坐标，描点作出图像，该图像是斜率为的直线，则当地的重力加速度大小_________________。 【答案】（1） （2）偏大 （3） 【解析】 【小问1详解】 秋千在小角度摆动时可视为单摆，若以作为摆长，由周期公式 整理得 【小问2详解】 设重心到坐板的竖直距离为，则实际摆长 若误将作为摆长，所得 故测量值偏大。 【小问3详解】 设重心到坐板的竖直距离保持不变，实际摆长 由单摆周期公式得 因此图像的斜率 整理得 14. 某物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量一节7号干电池的电动势E和内阻r，提供的实验器材有： A．电流表A（量程为0~0.6A，内阻为1.0Ω）； B．电压表V（量程为0~3.0V，内阻约为3kΩ）； C．滑动变阻器R（阻值范围为0~20Ω，额定电流为1A）； D．定值电阻； E．开关与导线若干； F．待测7号干电池一节。 （1）当电流表满偏时，通过干电池的电流为______A。 （2）移动滑动变阻器的滑片，多次测量，得到多组电流表和电压表的示数I、U，作出的图像如图乙所示，则干电池的电动势______V，内阻______。（结果均保留一位小数） 【答案】（1）0.9 （2） ①. 1.5 ②. 1.0 【解析】 【小问1详解】 当电流表满偏时，通过干电池的电流为 【小问2详解】 [1][2]当电流表电流为时，电路总电流为 电流表与定值电阻并联后的阻值为 根据闭合电路欧姆定律可得 可得 可知图像的纵轴截距等于电动势，则有 图像的斜率绝对值为 解得内阻为 15. 洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气10次后开始喷水。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。 （1）求喷水壶内封闭空气的最大压强p； （2）喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出？若不能，最少还能剩余多少？ 【答案】（1） （2）不能， 【解析】 【小问1详解】 打气过程中，相当于把空气等温压缩，有 解得 【小问2详解】 假设壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，当壶内空气的压强降到p0时，剩余洗涤剂的体积为V′，有 解得 故假设成立，即壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，剩余洗涤剂的体积为。 16. 如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个“V”字形的光滑金属框架CAD，已知，导体棒EF在水平外力作用下，在框架上从A点由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动，导体棒和框架始终构成等边三角形回路。经过时间t导体棒运动到图示位置。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为、框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。求： （1）t时刻回路中的感应电动势E； （2）t时刻通过回路的电流I。 【答案】（1） （2） 【解析】 【详解】（1）设t时刻导体棒的速度大小为，切割磁感线的有效长度为，根据匀变速运动公式，则有， 由法拉第电磁感应定律 解得 （2）设时刻回路的总电阻为，则有 由闭合电路欧姆定律 解得 17. 如图所示，竖直平面内，半径的光滑四分之一圆弧轨道在C处与水平光滑轨道平滑相接，将质量m=0.5kg、带电荷量的物块A（视为质点）从四分之一圆弧的顶端由静止释放，物块A经过PQ间水平向左的匀强电场后，与质量、左侧固定有水平轻杆的物块B发生碰撞，轻杆镶嵌于墙壁内，轻杆移动过程中受到恒定的阻力，经多次碰撞后物块B恰好与墙壁接触。已知PQ间匀强电场的电场强度大小，P、Q间距，起初物块B与墙壁间的距离，物块A所带电荷量始终不变，物块A、B间的碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短，每次碰撞前物块B已静止，取重力加速度大小。求： （1）物块A的最大动能 ； （2）物块A对轨道的最大压力； （3）物块A在PQ区域内运动的总时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块由圆弧顶端运动到点时，由机械能守恒定律有 解得 物块进入电场时的速度大小仍为，从点运动到点的过程中，电场力做正功，由动能定理得 每次与静止的物块发生弹性正碰后，物块的速度大小均变为碰撞前的一半，在电场内往返后速度大小不变，所以此后动能均小于，故物块的最大动能为。 【小问2详解】 设物块从圆弧顶端运动到某点时转过的圆心角为，则。由机械能守恒定律得 沿半径指向圆心方向，由牛顿第二定律得 联立得 当物块到达点时， 支持力最大，有；由牛顿第三定律可知，物块对轨道的最大压力为。 【小问3详解】 物块在电场中运动的加速度大小为 由小问1可知，物块首次到达点时的速度大小为 初次经过电场的时间为 取水平向左为正方向，设第次碰撞前物块的速度大小为，碰撞后物块、的速度分别为、。由动量守恒定律得 因碰撞为弹性正碰，由机械能守恒定律得 代入，解得、 即物块反向后的速度大小为碰撞前的一半。第一次碰撞后物块的动能为 且以后碰撞后的速度更小，所以物块每次均在电场中减速至零后返回点。 第次碰撞后，物块在电场内往返一次的时间为 返回点时其速度大小仍为，故 从而，且 因此物块在区域内运动的总时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $