山东省济宁市第一名校2023-2024学年高三上学期12月月考试题物理

试卷更新日期：2023-12-26 类型：月考试卷

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一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1. 2023年8月29日，全球瞩目的智能手机华为Mate 60 Pro上市。已知其锂离子聚合物电池容量为 $5000 m A \cdot h$ ，手机支持超级快充“20V/4.4A”，兼容“11V/6A”或“10V/4A”超级快充，电池电动势为3.6V，正常通话额定功率为2W，则（）

A、题中“ $m A \cdot h$ ”是能量的单位 B、最大超级快充对应的功率是66W C、充满电后可以正常通话的时间为9h D、充满电后可以正常通话的时间为18h

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2. 2023 年8月 28 日株洲清水塘大桥正式通车。如图甲所示，大桥全长2.85 千米，主跨为408米双层钢桁架拱桥结构，位列同类桥梁中湖南第一、桥梁上层为机动车道，下层为行人和非机动车通行的景观通道。大桥一经开通就成为了株洲市民观光散步、娱乐休闲的“网红桥”。图乙中A、B、C、D、E、F为大桥上的六根竖直钢丝绳吊索，相邻两根吊索之间距离均相等，若一汽车在桥梁上层从吊索A 处开始做匀减速直线运动，刚好在吊索 E、F的中点 N 点停下，汽车通过吊索 E 时的瞬时速度为v_E ，从 E 点到N 点的时间为t，则（）

A、汽车通过吊索 A 时的速度为 9v_E B、汽车通过 AE 段的时间等于 3t C、汽车通过 AE段的平均速度是EN 段平均速度的4倍 D、汽车通过全程AN的平均速度小于v_E

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3. 某一赛车在倾角 $θ = 30 °$ 的斜面上以恒定功率加速启动并沿斜面向上运动，其加速度a与速度的倒数 $\frac{1}{v}$ 的关系图像如图所示，已知运动过程中赛车与路面间的摩擦阻力恒定不变（不计其它阻力），汽车的质量为 $m = 1.5 \times 1 0^{3} k g$ ， $g = 10 m / s^{2}$ 。则赛车的输出功率为（）

A、 $1.2 \times 1 0^{4} W$ B、 $1.5 \times 1 0^{4} W$ C、 $1.2 \times 1 0^{5} W$ D、 $1.5 \times 1 0^{5} W$

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4. 如图所示，竖直轻弹簧一端与地面相连，另一端与物块相连，物块处于静止状态。现对物块施加一个竖直向上的拉力 $F$ ，使物块向上做初速度为零的匀加速直线运动，此过程中弹簧的形变始终在弹性限度内，则拉力 $F$ 随时间 $t$ 变化的图像可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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5. 如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒定的小灯泡，R₁为定值电阻，R₃为半导体材料制成的光敏电阻（光照越强，电阻越小），电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电油滴处于静止状态，电源负极接地。则下列说法正确的是（）

A、若将R₂的滑片下移，电压表的示数增大 B、若光照变强，则油滴会向下运动 C、若光照变强，则灯泡变暗 D、若将电容器上极板上移，则P点电势升高

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6. 如图甲所示为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图乙为其截面图。间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，某瞬时，6条输电导线中通过垂直纸面向外，大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，该时刻（）

A、O点的磁感应强度方向垂直于cf向上 B、c导线所受安培力方向沿Oc指向c C、d导线中电流对a导线中电流的安培力为 $2 F$ D、a导线所受安培力为 $2.5 F$

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7. 如图，真空中的正三棱柱 $A B C - A^{'} B^{'} C^{'}$ ，在A点固定一个电荷量为 $+ Q$ 的点电荷，C点固定一个电荷量为 $- Q$ 的点电荷，已知 $A C = A A^{'} = L$ ，静电力常量为k，选取无穷远处电势为0。则正确的是（）

A、将一负试探电荷从 $A^{'}$ 点移到 $C^{'}$ 点，其电势能先增加后减小 B、 $A^{'}$ 、 $B^{'}$ 两点的电势差大于 $B^{'}$ 、 $C^{'}$ 两点的电势差 C、将一正试探电荷沿直线从B点移到 $B^{'}$ 点，电场力不做功 D、 $B^{'}$ 点的电场强度大小为 $\frac{\sqrt{2} k Q}{2 L^{2}}$

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8. 1909年密立根通过油滴实验测得电子的电荷量，因此获得1923年诺贝尔物理学奖，实验装置如图。两块水平放置相距为d的金属板A、B分别与电源正、负两极相接，从A板上小孔进入两板间的油滴因摩擦带上一定的电荷量。两金属板间未加电压时，通过显微镜观察到某带电油滴P以速度大小 $v_{1}$ 竖直向下匀速运动；当油滴P经过板间M点（图中未标出）时，给金属板加上电压U，经过一段时间，发现油滴P恰以速度大小 $v_{2}$ 竖直向上匀速经过M点。已知油滴运动时所受空气阻力大小为 $f = k v r$ ，其中k为比例系数，v为油滴运动速率，r为油滴的半径，不计空气浮力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、油滴P带正电 B、油滴P所带电荷量的值为 $\frac{k (v_{1} - v_{2}) r d}{U}$ C、从金属板加上电压到油滴向上匀速运动的过程中，油滴的加速度先增大后减小 D、油滴先后两次经过M点经历的时间为 $\frac{v_{1} (v_{2} + v_{1})}{g v_{2}}$

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二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与天和核心舱成功对接。神舟十七号载人飞船的发射与交会对接过程的示意图如图所示，因中①为近地圆轨道，其轨道半径为 $R_{1}$ ， ②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在圆轨道，其轨道半径为 $R_{2}$ ， P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。已知神舟十七号载人飞船的引力势能大小的表达式为 $E_{p} = - \frac{G M m}{R}$ ，式中 $R$ 为地心到飞船的距离， $M$ 为地球的质量， $m$ 为神舟十七号载人飞船的质量， $G$ 为万有引力常量，地球表面的重力加速度为 $g$ 。下列判断正确的是（）

A、神舟十七号在②轨道上经过 $Q$ 点的速度小于在③轨道上经过 $Q$ 点的速度 B、神舟十七号先到③轨道，然后再加速，才能与天和核心舱完成对接 C、神舟十七号从①轨道转移到③轨道，飞船增加的机械能为 $\frac{m g R_{1} (R_{2} - R_{1})}{2 R_{2}}$ D、神舟十七号在②轨道上从 $P$ 点运动到 $Q$ 点的最短时间为 $\frac{π}{2} (\frac{R_{1} + R_{2}}{R_{1}}) \sqrt{\frac{R_{1} + R_{2}}{2 g}}$

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10. 用带有弹簧的晾衣夹自制的汤匙投球器，将一小球掷出去，同时用高频摄像机记录投射与飞行过程，如图1所示。逐帧分析小球的运动轨迹，并绘制出小球水平及竖直方向的速度与时间的关系图像如图2所示。图2中实线为球水平速度，虚线为球竖直速度。不计风力和空气阻力，则下列分析正确的是（）

A、该小球被掷出瞬间的速率为2.5m/s B、该小球最高点距离地面的高度约为1.88m C、当地的重力加速度大小约为 $10 m / s^{2}$ D、该小球掷出过程获得的动能等于投球器做的功

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11. 如图所示，半径为R、质量为3m的 $\frac{1}{4}$ 圆槽AB静止放在水平地面上，圆槽底端B点与地面相切，距离B点为R处有一理想轻弹簧，右端固定在竖直挡板上。现将质量为m的小球（可视为质点）从左侧圆槽上端距A点高度为R处由静止释放，重力加速度为g，不计一切摩擦。则下列说法正确的是（）

A、小球下滑过程中，小球和圆槽AB组成的系统动量守恒 B、小球与弹簧接触时，与圆槽底端B点相距 $\frac{5}{3} R$ C、弹簧弹性势能的最大值为 $\frac{3}{2} m g R$ D、小球最终的速度大小为0

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12. 如图甲所示，两个带电荷量均为＋q的物块A、B（均可视为点电荷），A固定在光滑斜面顶端。质量为0.2kg的物块B从斜面底端，以某一初速度沿斜面向上运动，斜面长度L＝1m，以A为坐标原点，沿斜面向下建立直角坐标系，物块B沿斜面向上运动过程中，A、B系统的电势能和B的重力势能随x变化规律如图乙实线部分所示，M点的切线与直线平行。规定地面为重力场“0”势能面，无穷远为电场“0”势能面，重力加速度g取10m/s² ，在物块B向上运动过程中，下列说法正确的是（）

A、斜面倾角为α=30° B、物块B的动量变化率越来越小 C、物块B运动到x_M处，B受到的库仑力大小为2N D、物块B的初始动能为3.45J

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三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括：安装phyphox APP的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验过程如下：

(1)、一钢尺伸出水平桌面少许，将质量为m的铁球放在钢尺末端，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差 $h = 78.00 c m$ ；

(2)、运行手机phyphox APP中的声音“振幅”（声音传感器）项目；

(3)、迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落。传感器记录下声音振幅随时间变化的曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻。测得这两个尖峰的时间间隔为 $t = 0.40 s$ 。

(4)、若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：（请用物理量符号m、g、h、t表示）。

(5)、若铁球质量为50g， $g = 9.80 m / s^{2}$ ，则下落过程中减小的重力势能 $Δ E_{p} = 0.382 J$ ，增加的动能 $Δ E_{k} =$ J（结果保留3位小数）。

(6)、敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果（选填“有”或“没有”）影响。

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14. 两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下：
a．用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值 $D$ ；
b．调节电阻丝上的导电夹 $P$ 的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹 $P$ 到电阻丝右端 $B$ 的长度 $x$ ；闭合开关 $S$ ，记录电压表示数 $U$ 、电流表示数 $I$ ；
c．改变电阻丝上的导电夹 $P$ 的位置，重复步骤 $b$ ，记录多组 $x$ 、 $U$ 、 $I$ 的值。

(1)、若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示数为mm。

(2)、若选用某组 $U$ 、 $I$ 值，用 $R_{x} = \frac{U}{I}$ 算出电阻丝连入电路的电阻 $R_{x}$ ，则计算值与真实值相比。（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）

(3)、根据多组测量得到的实验数据绘出 $\frac{U}{I} - x$ 图像如图丙所示，若图线斜率为 $k$ ，则电阻丝的电阻率 $ρ =$ （用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量（选填“有”或“没有”）影响。

(4)、用记录的数据绘制出 $U - I$ 图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻 $r =$ $Ω$ 。（结果保留两位有效数字）

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15. 一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A。在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：

(1)、电动机的输入功率；

(2)、在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量。

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16. “再生制动”是一些汽电混动车辆的常用制动方式。所谓“再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发电，将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆汽电混动汽车的质量为m，该汽车设定为前阶段在速度大于v₀时选择再生制动，后阶段速度小于等于v₀时选择机械制动。当它以速度nv₀（n＞1）在平直路面上做匀速行驶时，某一时刻开始刹车，前阶段阻力的大小与速度的大小成正比，即f＝kv，后阶段阻力恒为车重的 $μ$ 倍，汽车做匀减速运动，重力加速度为g。求：

(1)、如果此次刹车的过程中汽电混动汽车动能减小量的 $η$ 倍被转化为电能，那么此次刹车储存多少电能；

(2)、汽电混动汽车从刹车到停止的位移多大。

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17. 如图所示，在平面坐标系xOy中，在x轴上方空间内充满匀强磁场Ⅰ，磁场方向垂直纸面向外，在第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，一质量为m电荷量为q的带正电离子从x轴上的 $M (- 3 d ， 0)$ 点射入电场，速度方向与x轴正方向夹角为45°，之后该离子从 $N (- d ， 0)$ 点射入磁场Ⅰ，速度方向与x轴正方向夹角也为45°，速度大小为v，离子在磁场Ⅰ中的轨迹与y轴交于P点，最后从 $Q (3 d ， 0)$ 点射出第一象限，不计离子重力。

(1)、求第三象限内电场强度的大小E；

(2)、求出P点的坐标；

(3)、边长为d的立方体中有垂直于AA'C'C面的匀强磁场Ⅱ，立方体的ABCD面刚好落在坐标系xOy平面内的第四象限，A点与Q点重合，AD边沿x轴正方向，离子从Q点射出后在该立方体内发生偏转，且恰好通过C'点，设匀强磁场Ⅰ的磁感应强度为 $B_{1}$ ，匀强磁场Ⅱ的磁感应强度为 $B_{2}$ ，求 $B_{1}$ 与 $B_{2}$ 的比值。

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18. 如图所示，一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为10l。一质量为 $m = \frac{1}{3} M$ 的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：

(1)、第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小；

(2)、在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离；

(3)、圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数。

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