山东省百校大联考2022-2023学年高三上学期物理12月月考试卷

试卷更新日期：2022-12-30 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 2022年10月12日下午，“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲在离地约400km绕地球做近似圆周运动的问天实验舱进行太空投课，此次“天宫课堂”在山东省菏泽第一中学设有地面分课堂，菏泽一中的师生有幸与航天员进行互动交流，课后同学们又进行激烈讨论以下观点正确的是（　　）

A、“天宫”中宇航员由于没有受到地球引力而处于漂浮状态 B、空间站运行周期小于24小时 C、“天宫”的运行速度大于第一宇宙速度 D、载人飞船加速后可追上在同轨道上的核心舱并实施对接

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2. 下面说法正确的是（）

A、带电粒子仅在电场力作用下一定做加速运动 B、电场力一定对运动电荷做功，洛仑兹力一定对运动电荷不做功 C、在匀强电场中带电粒子仅在电场力作用下任意相等时间内速度变化量一定相同 D、通电导线在某位置所受安培力为零，该位置的磁感应强度一定为零

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3. 如图所示，固定在水平面上的斜面体C上放有一个斜劈A，A的上表面水平且放有一重力为G的物块B。若A、B运动中始终保持相对静止．以下说法正确的是（）

A、若将斜面体C突然撤去，A和B一起向下运动时，B的加速度小于g B、若斜面体C的斜面光滑，A和B一起沿斜面向下运动时，B对A的压力等于G C、若斜面体C的斜面粗糙，A和B以一定的初速度沿斜面减速上滑，则B受水平向左的摩擦力 D、若斜面体C的斜面粗糙，A和B以一定的初速度沿斜面加速下滑，则B处于超重状态

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4. 为探究影响向心力的因素，某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳上拉力恰好达到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离d后落地。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为 $\frac{d}{4}$ ，重力加速度为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）

A、绳能承受的最大拉力是3mg B、绳断前瞬间拉力的瞬时功率为 $\frac{11}{3} m g \sqrt{\frac{2 g d}{3}}$ C、小球落地前瞬间重力的功率为 $m g \sqrt{2 g d}$ D、若拉直轻绳从与圆心等高的水平位置静止释放小球，则摆动过程中重力的功率有最大值

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5. 2022年6月，中国高铁总里程约达4.2万公里，世界第一．为保障列车安全运行每一公里，无缝钢轨线路因热胀冷缩或负载等引起应力集中时，应每隔50~100m设一位移观测点观测钢轨位移量，进行应力放散，及时排除隐患．一种人工应力放散作业画面如图所示，四人拉着最初静止的质量约400kg的碰撞器撞击斜铁，若要至少产生20000N的撞击力（设碰撞时间0.1s，碰撞器不反弹，不计碰撞器与钢轨的摩擦），则每个工人平均至少对碰撞器做功约为（）

A、1250J B、5000J C、25000J D、100000J

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6. 如图所示电路中，A为理想电流表，R₀、R₂均为固定电阻，R₁为滑动变阻器且其总电阻大于R₂ ， C为平行板电容器，M为电动机，其内阻r=0.5Ω，干电池电源电动势E=6V，内阻不计，当滑片Р从a点滑到b点过程中，下列说法正确的是（　　）

A、电流表的示数先增大后减小 B、电容器带电量先减小后增大 C、电源消耗化学能的功率先减小后增大 D、电动机消耗的功率为72W

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7. 在长方体顶点A、D处各固定一正点电荷，电荷量均为 $q = 1.7 \times 10^{- 5} C$ ﹐整个空间处在匀强电场中，顶点F处一电荷量为 $- 2 q$ 的粒子（不计重力）恰好处于静止状态，已知AE=ED=136cm，BD=102cm，取 $\sqrt{3} = 1.7$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、顶点A，D两处的电荷在顶点E处的电场强度相同 B、此匀强电场的方向可能水平向右 C、此匀强电场的大小为 $9 \times 10^{4} N/C$ D、撤去匀强电场，给F处的粒子一个合适的速度，此粒子可在CEFH平面内做匀速圆周运动

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8. 如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。静电分析器通道中心线MN所在圆的半径为R，通道内有均匀辐射的电场，中心线处的电场强度大小为E；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B的匀强磁场，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为+q的离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器（进入收集器时速度方向与O₂P平行），下列说法正确的是（　　）

A、磁分析器中匀强磁场的方向垂直于纸面向内 B、任何比荷相同的正离子都能进入收集器，但从Р到Q的时间不同 C、加速电场中的加速电压U=ER D、磁分析器中轨迹圆心O₂到Q点的距离 $d = \sqrt{\frac{m E R}{q B^{2}}}$

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二、多选题

9. 如图甲所示，光滑、绝缘的水平地面上，一质量m=2kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1m处受到一个水平向左、大小为F=1N的恒力作用，以v₀=1.5m/s的初速度沿x轴正方向运动，整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能E_p如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在x=1m处的切线，取g=10m/s² ，下列说法正确的是（　　）

A、滑块向右运动过程中，速度始终减小 B、x=3m处的电势最低 C、滑块运动至x=3m处时，速度大小为 $\frac{\sqrt{5}}{2} m/s$ D、滑块向右一定可以经过x=4m处的位置

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10. 如图所示，在光滑、绝缘的水平面上有一个边长为a的正方形ABCD区域内存在方向垂直于水平面向下、大小为B的匀强磁场，E、F分别为AD和AB的中点，一些速度不同的带正电小球（质量均为m，带电荷量均为+q，）从E点垂直AD水平射入磁场，已知sin53°=0.8，则下列说法正确的是（）

A、带电小球在磁场中运动的最长时间为 $\frac{π m}{3 q B}$ B、从B点和F点射出磁场的小球在磁场中运动的时间之比为53：90 C、从B点和F点射出磁场的小球进入磁场时的速度之比为2：5 D、带电小球要从BC边射出的最小速度为 $\frac{5 q B a}{4 m}$

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11. 如图所示，一轻质弹性细绳一端固定在O点，另一端穿过O点正下方固定的光滑小环M后系一质量为m的铁环N，铁环N穿在固定的粗糙水平杆PQ上，OM距离等于弹性绳原长，铁环N处于O点正下方G点时恰好对杆没有弹力。现对铁环N施加一水平向右的作用力F，缓慢拉到H点释放，整个过程都在弹性绳的弹性限度内，则（）

A、向右缓慢移动过程中铁环N受5个力作用 B、向右缓慢移动过程中力F逐渐变大 C、释放后铁环N第一次速度最大位置在G与H之间 D、释放后铁环N沿杆做简谐运动

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12. 如图所示，有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的Р点有一质量为m的质点，从M中挖去一个半径为 $\frac{1}{2} R$ 的球体，设大球剩余部分对m的万有引力为F₁。若把质点m移放在空腔中心 $O^{'}$ 点，设大球的剩余部分对该质点的万有引力为F₂。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为0，万有引力常量为G，O、 $O^{'}$ 、P三点共线。下列说法正确的是（　　）

A、F₁的大小为 $\frac{7 G M m}{36 R^{2}}$ B、F₂的大小为 $\frac{G M m}{4 R^{2}}$ C、若把质点m移放在O点右侧，距O点 $\frac{3}{4} R$ 处，大球的剩余部分对该质点的万有引力与F₂相同 D、若把质点m移放在O点右侧，距O点 $\frac{3}{4} R$ 处，大球的剩余部分对该质点的万有引力与F₂不同

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三、实验题

13. 小明同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度，光电门A、B与光电计时器相连。

(1)、让小球紧靠固定挡板，由静止释放，光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ ，测出两光电门间的高度差 $h$ ，小球直径为 $d$ ，则测得小球经过光电门A时的速度为，测得的重力加速度 $g =$ （用测得的物理量的符号表示）；

(2)、将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间。保持光电门A的位置不变，多次改变光电门B的位置，每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放，记录每次两光电门间的高度差 $h$ 及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间 $t$ ，求出每次的 $\frac{h}{t}$ ，作出 $\frac{h}{t} - t$ 图像如图乙所示，若图像斜率为 $k$ ，纵坐标截距为 $a$ ，则小球经过光电门A时的速度为，当地的重力加速度大小为。

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14. 现有一特制金属电阻丝，某同学用多用电表粗测其阻值为20Ω，为了解其材料的导电属性，测量它的电阻率，需要更精确地测量其电阻。下面是该同学实验小组的一些实验过程。实验室除了螺旋测微器、游标卡尺外，还给出了以下器材：
①电流表G₁（0 ~ 50mA，内阻r₁= 3Ω）

②电流表G₂（0 ~ 100mA，内阻r₂= 1Ω）

③定值电阻R₁（R₁= 150Ω）

④定值电阻R₂（R₂= 20Ω）

⑤滑动变阻器R（0 ~ 5Ω）

⑥干电池（1.5V，内阻不计）

⑦开关S及导线若干

(1)、该同学用螺旋测微器和游标卡尺分别测量特制金属丝的直径和长度如上图所示，螺旋测微器读数为mm，游标卡尺读数为cm。

(2)、根据现有器材，另一同学设计了如图甲所示的电路图，其中A、B一个为被测电阻、一个为定值电阻，请问图中电阻为被测电阻（填“A”或“B”），定值电阻应选（填“R₁”或“R₂”）

(3)、若某次测得电流表G₁、G₂的示数分别为I₁、I₂。则被测电阻的大小为（用已知和测量物理量的符号表示）。

(4)、若通过调节滑动变阻器，该同学测得多组I₁、I₂的实验数据，根据实验数据做出I₂随I₁的变化图像如图乙所示，并求得图像的斜率k = 2.10，则被测电阻的大小为Ω（保留三位有效数字）。

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四、解答题

15. 水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。如图（a），一列简谐横波沿x轴传播，实虚线分别为t₁=0时刻和t₂时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x₁=1.0m和x₂=4.0m的两质点，图（b）为质点Q的振动图像，求：

(1)、波的传播速度和t₂的大小；

(2)、质点P的位移随时间变化的关系式。

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16. 2022年2月北京举办了第24届冬季奥运会，成为全球首座“双奥之城”。高山滑雪比赛可简化为如图所示的模型，倾角为30°的斜面AB与倾角为37°的斜面CB在水平地面的B点用光滑小圆弧对接，A点与地面的高度为h₁= 10m，C点与地面的高度为h₂= 3m。一质量为m = 5kg的小滑块（视为质点）从A点无初速度下滑，经过B点前后动能不损失，然后沿斜面CB上滑，离开C点时做斜抛运动，小滑块与斜面AB之间的动摩擦因数为 $μ_{1} = \frac{\sqrt{3}}{6}$ ，与斜面CB之间的动摩擦因数为 $μ_{2} = \frac{3}{16}$ ， sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，重力加速度取g = 10m/s² ，求：

(1)、小滑块从A点运动到达C点过程中损失的机械能；

(2)、小滑块的落地点与C点之间的水平距离。（结果可保留根号）

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17. 如图所示，在O-xyz坐标系中，yOz左、右侧空间分别有沿y轴正方向的匀强电场和沿x轴负方向磁感应强度为B的匀强磁场；足够大的平面MN与x轴垂直，距O点距离 $L_{0} = \frac{40 π m v_{0}}{3 q B}$ ，现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从 $P (- 2 L ， - \sqrt{3} L ， 0)$ 点沿x轴正方向射入匀强电场，恰好过O点并进入右侧空间，不计粒子的重力和边界效应，求：

(1)、匀强电场场强E的大小；

(2)、粒子经过O点后距x轴的最大距离d；

(3)、粒子打到平面MN上的位置坐标。

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18. 如图所示，有一个半径为 $R = 1.8 m$ ，质量为 $m_{C} = 2 kg$ 的 $\frac{1}{4}$ 光滑圆弧轨道C静止在光滑的水平面上，紧靠在轨道C的右侧有一个上表面粗糙下表面光滑的木板B，B的上表面与轨道C平齐，且动摩擦因数 $μ = 0.3$ ，木板B的质量为 $M = 4 kg$ ，在B的右侧有一个挡板，距离B的右端的距离x（未知且可以调节）。有一个质量为 $m = 2 kg$ 的A（可以看成质点）从圆弧轨道的最高点由静止下滑，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。

(1)、若轨道C不固定，求滑块A滑到C圆弧的最低点时C对A的支持力的大小；

(2)、若轨道C固定，A滑上木板B后最终未滑离木板。B与C，B与挡板的碰撞可视为弹性碰撞，且碰撞时间极短，可以忽略。从A滑上木板B到最终都静止的过程中求：
①若木板B与挡板只发生一次碰撞，求木板B运动的时间；

②若木板B与挡板只发生三次碰撞，求木板B距离挡板的距离x；

③其他条件不变，若 $M = 2 kg$ ， $m = 4 kg$ ， $x = \frac{4}{3} m$ ，求木板B通过的总路程，A一直没有滑落时，求木板B至少为多长。

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