重庆市渝北中学2023-2024学年高三上学期12月月考质量监测物理试题（Word版附解析）

渝北中学2023-2024学年高三12月月考质量监测物理试题（全卷共三个大题15个小题，总分100分，考试时长75分钟）注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、考号填写清楚。2.请将所有答案写在答题卡上，不得在试卷上直接作答。3.选择题部分请按题号用2B铅笔填涂。4.非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.第19届亚洲运动会将于2022年9月在杭州举行，杭州是中国第三个取得亚运会主办权的城市。卡巴迪是亚运会特有项目，类似于我国传统的“老鹰捉小鸡”。在老鹰与小鸡的对抗中，下列说法正确的是（）A.研究运动员的技战术动作，可以将其看成是质点B.每场比赛用时15min，指的是时刻C.两个运动员若相对静止，说明他们加速度相同，但速度可能不同D.运动员在转弯跑时，一定是有加速度的【答案】D【解析】【详解】A．研究运动员的技战术动作，不能忽略运动员的大小和形状，不可以将其看成是质点，A错误；B．每场比赛用时15min，指的是时间间隔，B错误；C．两个运动员若相对静止，说明他们加速度相同，速度也相同，C错误；D．运动员在转弯跑时，速度方向不断变化，一定有加速度，D正确。故选D。2.北京时间2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动，安全返回问天实验舱，计划于2023年5 月返回东风着陆场。神舟十五号飞船将采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离问天实验舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（  ）A.问天实验舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大B.质量不同的返回舱与问天实验舱可以在同一轨道运行C.返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力D.返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒【答案】B【解析】【详解】A．根据万有引力提供向心力问天实验舱所处的圆轨道距地面高度越高，轨迹半径越大，则环绕速度越小，故A错误；B.根据可知，当速度相等时，轨迹半径可以相同，故B正确；C．返回舱中的宇航员处于失重状态，地球的引力恰好提供向心力，故C错误；D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，有摩擦力做功，机械能有损失，故D错误。故选B。3.如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则A.杆对A环的支持力变大B.B环对杆的摩擦力变小C.杆对A环的力不变D.与B环相连的细绳对书本的拉力变大【答案】B【解析】【详解】A．对两环和书本的整体受力分析，竖直方向：2N=mg，可知将两环距离变小后杆对A环的支持力不变，选项A错误； BD．对圆环B受力分析可知，f=Tcosθ；对书本：2Tsinθ=mg，解得（其中的θ是绳与杆之间的夹角），则当两环距离变小后，θ变大，则f减小，与B环相连的细绳对书本的拉力T变小，选项B正确，D错误；C．同理，杆对A环的摩擦力减小，杆对A环的支持力不变，则杆对A环的力减小，选项C错误．4.如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点，所有棱长都为a、现在C、D两点分别固定一电荷量均为＋q的点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　）A.A、B两点的电场强度相同B.A、B两点电势不相等C.A点的电场强度大小为D.将一正电荷从A点移动到B点，电场力做正功【答案】C【解析】【详解】AB．根据等量同种电荷电场的分布情况和对称性可知，A、B两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同，A、B两点的电势相等，故AB错误；C．两个＋q点电荷在A点产生的电场强度大小均为夹角为60°，则A点的电场强度大小为故C正确；D．A、B两点的电势相等，将一正点电荷从A点移动到B点，电场力不做功，故D错误。故选C。5.其兴建小组利用压敏电阻制作一台电子秤，其内部电路如图所示，是保护电阻，是调零电阻，压敏电阻值R随压力F变化规律为（k、C为常量，）。现对电流表的刻度盘进行改装，使得电流表满偏时对应的物体质量为零，则（　　） A.刻度盘标注的质量刻度均匀B.若使用前质量示数大于零，应将的滑片向右滑动C.电子秤的示数越大，电源的总功率越大D.若电池的内阻增大，但仍能调零，则称量值仍准确【答案】D【解析】【详解】A．由闭合电路欧姆定律电路中的电流与压力F没有线性关系，刻度盘标注的质量刻度不均匀，故A错误；B．若使用前质量示数大于零，电流偏小，应减小电阻，将R2的滑片向左滑动，故B错误；C．电子秤的示数越大，电路中电流越小，电源的总功率越小，故C错误；D．电池的内阻增大，电动势不变，若能调零，电流表仍可以满偏，称量值仍准确，故D正确。故选D。6.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（　　）A.前表面的电势比后表面的低B.前、后表面间的电压与无关C.前、后表面间的电压与成正比D.自由电子受到的洛伦兹力大小为 【答案】D【解析】【详解】由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故A错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有，故，故D正确，由则电压，故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误．7.如图所示，将一铝质薄圆管竖直放在表面绝缘的台秤上，圆管的电阻率为ρ，高度为h，半径为R，厚度为d（d远小于R）。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小（）均匀磁场中。则从时刻开始，下列说法正确的是（　　）A.从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向B.圆管中的感应电动势大小为C.圆管中的感应电流大小为D.台秤的读数会随时间推移而增大【答案】C【解析】【详解】A．根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向，故A错误；B．根据法拉第电磁感应定律可知，圆管中的感应电动势大小为故B错误；C．根据电阻定律可知，圆管在沿感应电动势方向的电阻为根据闭合电路欧姆定律可知，圆管中的感应电流大小为 故C正确；D．根据对称性以及左手定则可知，圆管所受合安培力为零，台秤的读数始终不变，故D错误。故选C。二、多项选择题：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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，将小球从倾角为45°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出，小球分别落到斜面上的A点、B点，以及水平面上的C点。已知B点为斜面底端点，P、A、B、C在水平方向间隔相等，不计空气阻力，则（　　）A.三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间之比为1：2：3B.小球落到A、B两点时，其速度的方向相同C.若小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为1：2D.若小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为：3【答案】BD【解析】【详解】A．根据解得设落在A点的小球下落的高度为，由图根据几何关系可知则三次抛出小球后，小球在空中飞行时间之比为 故A错误；B．小球落到A、B两点时，则小球都落在斜面上，则小球位移与水平方向夹角的正切值为则小球速度方向与水平方向夹角正切值为可知，小球速度方向与初速度的大小无关，则小球落到A、B两点时，其速度方向相同，故B正确；CD．根据解得则小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为则小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为故C错误D正确。故选BD。9.如图所示，匀强磁场的左右边界相互平行，两个带电荷量绝对值相同的粒子a和b先后从O点沿垂直于左边界方向射入磁场，射出磁场时，a粒子的速度方向与右边界夹角为30°，b粒子的速度方向与右边界夹角为60°，不计粒子的重力，下列判断正确的是（　　） A.粒子a和b在磁场中运动的半径之比为B.粒子a和b在磁场中运动的动量大小之比为C.粒子a和b在磁场中运动的动能之比为D.粒子a和b在磁场中运动的时间之比为【答案】AB【解析】【详解】A．由几何关系可知a、b运动轨迹的圆心角分别为，，则a、b运动轨迹的半径分别为粒子a和b在磁场中运动的半径之比为故A正确；B．由可得则粒子a和b在磁场中运动的动量大小之比为故B正确； C．由动能与动量的关系可得由于粒子质量未知，所以无法求出粒子a和b在磁场中运动的动能之比，故C错误；D．粒子在磁场中运动的时间为同理由于粒子质量未知，无法求出粒子a和b在磁场中运动的时间，故D错误。故选AB。10.如图所示，虚线MN下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场。AB为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R，O为圆心，B位于O点正下方。一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度vA竖直向下从A点沿切线进入半圆轨道内侧，沿轨道运动到B处以速度vB射出。已知重力加速度为g，匀强电场场强大小，空气阻力不计，下列说法正确的是（　　）A.从A到B过程中，小球的机械能一直减少B.从A到B过程中，小球对轨道的压力先减小后增大C.在A、B两点的速度大小满足vA<vBD.从B点抛出后，小球速度的最小值为【答案】ACD【解析】【详解】A．从A到B过程中，电场力一直做负功，小球机械能一直减小，故A正确；B．带正电小球所受静电力水平向左，静电力和重力的合力，即等效重力的与竖直线夹角为，则有 解得即等效重力方向与竖直线夹角为约37°偏左下方，所以从A到B过程中，小球速度先增大后减小，对轨道的压力先增大后减小，故B错误；C．B点比A点更靠近等效最低点，所以故C正确；D．从A到B，由动能定理解得之后小球做斜抛运动，在垂直于等效场方向上的分速度即为最小速度，则故D正确。故选ACD。三、非选择题：本题共5小题，共57分。11.某研究小组为测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置。长木板固定在水平桌面上，力传感器和光电门固定在竖直的支架上，轻绳悬挂的重物上固定一窄遮光条。实验时重物每次都从支架A处由静止释放，改变重物的质量，重复上述操作，记录多组遮光条通过光电门时的遮光时间Δt和力传感器示数F的数据。已知A、B之间的距离为L，重力加速度为g，不计轻绳、滑轮的质量及滑轮上的摩擦。 （1）实验时，下列必要的操作是____________（请填正确选项代码）；A．用天平测出重物和遮光条的总质量为mB．将长木板不带滑轮的一端略微垫高以补偿阻力C．调整滑轮及力传感器的位置，使绳子处于水平状态D．为减小实验误差，实验中一定要保证重物及遮光条的总质量远小于滑块的质量（2）测量遮光条宽度时，游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度d=______mm；（3）某次实验时光电门显示遮光时间Δt=0.024s，则遮光片通过光电门时的速度v=______结果保留两位有效数字）；（4）以F为纵坐标，为横坐标，作图如右图所示，已知直线的斜率为k，截距为b，则滑块的质量M=________，滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ=________（用b、d、k、g、L表示）。【答案】①.C②.3.10③.0.13④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]A ．通过力传感器可知直接得出滑块受到的绳子的拉力，不需要测量重物和遮光条的总质量为m，故A错误；B．若补偿阻力，将无法测量滑块与长木板之间摩擦因数，故B错误；C．调整滑轮及力传感器的位置，使绳子处于水平状态，这样可以让绳子拉力和摩擦力处于同一条直线上，便于测量，故C正确；D．通过力传感器可知直接得出滑块受到的绳子的拉力，不需要保证重物质量远小于滑块及遮光片的总质量，故D错误。故选C。（2）[2]遮光条的宽度（3）[3]遮光片通过光电门时的速度（4）[4][5]滑块的速度为滑块的位移为对滑块，由动能定理得联立可得可知图像的斜率为截距 解得滑块的质量为滑块与长木板之间的动摩擦因数12.小明用如图1所示的电路测量电池组的电动势和内阻。（1）开关闭合前，应先将电阻箱的电阻调到__________（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。（2）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将__________（选填“红”或“黑”）表笔始终接触a位置，另一表笔依次试触b、c、d、e、f五个接线柱，发现试触b、c、d时，多用电表均有示数，试触e、f时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是__________。A．接线柱bd间短路B．接线柱de间断路C．定值电阻断路（3）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量，电压表的示数如图2所示，示数为__________V。（4）作出图线如图3所示，已知图线斜率为k，纵轴截距为b，则可得电池组的电动势E=__________，内阻r=__________。（用k、b和R0表示）（5）为了分析电表内阻引起的误差，有同学根据所测数据，用计算出相应的电流，并作出U-I图像，如图中实线所示．然后作出电压表示数U随通过电源的电流I变化的图像，如图中虚线所示，其中分析正确的是______。 【答案】①.最大值②.黑③.B④.2.50⑤.⑥.⑦.D【解析】【详解】（1）[1]开关闭合前，应将电路中电阻调到最大值，从而使开关闭合后电路中电流最小，起到保护电路的作用。（2）[2]a与电源负极相连，应将黑表笔始终接触a位置。[3]试触b、c、d时，多用电表均有示数，试触e、f时多用电表均无示数，说明接线柱de间断路。故选B。（3）[4]如图2所示，电压表示数为2.50V。（4）[5][6]由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知联立可得结合图像可知，解得电动势为内阻为（5）[7]由题意可知可知电流I为电阻箱中的电流，由于电压表的分流作用通过电源的电流满足 当电压表示数为0时，即外电路短路时，有故D正确，ABC错误。故选D。13.在《爸爸去哪儿》的综艺节目中，在宁夏中卫沙坡头（沙坡头位于腾格里沙漠东南边缘处，集大漠、黄河、高山、绿洲为一处）有一场滑沙的娱乐活动，可简化为理想模型，如图所示，人坐在滑板上从斜坡高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，若斜坡滑道与水平滑道是平滑连接的，滑板与两滑道之间的动摩擦因数均为0.5，不计空气阻力，人和滑板的总质量为m=60kg，g取10m/s2，斜坡倾角θ=37°，（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：(1)人在斜坡上下滑的加速度大小？(2)人在斜坡上滑行的时间和在直道上滑行时间的比值是多少？(3)若由于受到场地的限制，A点到C点的水平距离为s=50m，为确保人的安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，对高度h应有怎样的要求？【答案】（1）2m/s2；（2）5:2；（3）25m【解析】【分析】【详解】(1)对人和滑板受力分析，根据牛顿第二定律有解得故人在斜坡上下滑的加速度大小为2m/s2。(2)在地面滑动时有 解得设人滑到B点时的速度为v1，则有解得故人在斜坡上滑行的时间和在直道上滑行时间的比值为5:2。(3)设高为h，则斜面长为水平面BC长为滑到B点时的速度为又有代入得解得故高度h为25m。14.如图所示，一足够长的固定圆管内放有一质量为M的圆形小活塞，活塞与上管口距离为L。现有一质量为的小球从管口自由释放，能撞在圆活塞的中心，使活塞向下滑动（活塞运动时受到的滑动摩擦力恰与它的重力大小相等）。已知小球与活塞发生的碰撞均为时间极短的弹性碰撞，圆形活塞始终能保持水平，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求： （1）第一次碰撞前瞬间小球的速度大小；（2）在第一次碰撞后到第二次碰撞前，小球与活塞间的距离的最大值；（3）在第二次碰撞后瞬间小球与活塞的速度分别为多少？【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【详解】（1）第一次碰撞前瞬间，对小球，根据动能定理有解得（2）小球与活塞第一次碰撞，由于是弹性碰撞，则有，解得，碰后活塞向下匀速运动，小球做竖直上抛运动，当小球速度向下且两者共速时有最大距离，选择向下正方向，则有解得共速时间此时最大距离解得 （3）第一次碰后到第二次碰前瞬间小球与活塞的位移相等，则有解得则第二次碰前瞬间活塞与小球的速度，第二次碰撞仍然为弹性碰撞，则有，解得，15.在如图所示的平面直角坐标系xOy中，x轴水平、y轴竖直，虚线OM与x轴成45°角．在OM与x轴之间（包括x轴）的区域存在垂直于坐标平面向里、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场和方向、大小均未知的匀强电场E1；在OM与y轴之间（包括y轴）的区域，存在沿y轴负方向、大小未知的匀强电场E2．现有一个质量为、电荷量为的带正电的小球a（可视为质点），以速度沿x轴正方向从坐标原点O射入磁场区域恰好做匀速圆周运动而发生偏转，当小球a经OM线上的Q点（图中未画出）第二次进入电场E2后，恰好直接运动到O点．已知当地的重力加速度为，令，不计空气阻力．求：（1）电场E1的电场强度的大小和方向；（2）电场E2的电场强度的大小；（3）若小球a从O点出发时，将另一个不带电的小球b从y轴上某一点P水平向右抛出，小球b恰好与小球a在Q点相撞，求小球b的初速度和P的坐标．【答案】（1）2V/m，方向竖直向上（2）4V/m（3）（0，3.8m）【解析】 【详解】（1）小球a在磁场中做匀速圆周运动，则有其电场E1的电场强度的大小=2V/m，方向竖直向上（2）设小球a做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有，有=0.3m设小球a第一次离开磁场的位置为N点，如图所示．由几何知识可知，小球a第一次离开磁场时速度方向沿y轴正方向，先沿y轴正方向做匀减速直线运动，再沿y轴负方向从静止做匀加速直线运动并经过ON再次进入磁场，从Q点第二次进入电场做类平抛运动到O点，对其类平抛过程，，联立解得（3）设小球a在磁场中运动恰好组成一个完整的圆，则在磁场中运动的时间=0.6s小球a在电场中做匀减速直线运动来回一次的时间为=0.2s可得小球a从最初由O点进入磁场到Q点的总时间为=0.8s小球b和小球a在Q点相碰，对小球b做平抛运动水平方向：解得小球b的平抛速度=0.75m/s竖直方向：=3.2m解得小球b的平抛起点距O点的高度=3.8m