江西省部分重点高中2023届高三上学期12月月考物理试卷(含答案)

江西省部分重点高中2023届高三上学期12月月考物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、2021年8月2日，在东京奥运会女子团体自行车争先赛中，中国选手鲍珊菊、钟天使组成的中国队获得冠军。比赛中，运动员钟天使骑自行车在水平运动场上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当自行车速率增为原来的倍时，若要该运动员骑自行车在同样地面上转弯不发生险情，则下列说法正确的是( )
A.自行车转弯的轨道半径增为原来的2倍
B.自行车转弯的轨道半径减为原来的
C.自行车转弯的轨道半径增为原来的倍
D.自行车转弯的轨道半径减为原来的
2、如图所示，两个质量均为m的物块通过竖直放置的轻弹簧连接，Q距地面的高度为h，开始时弹簧处于原长。现将系统由静止释放，经过一段时间Q落到地面上，又经时间t弹簧恢复到原长，Q落到地面上后，速度突变为零。已知弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则从Q落到地面上前的瞬间到弹簧恢复到原长的过程中，地面对Q的冲量I的大小为( )
A. B.
C. D.
3、如图所示，一质量为m、电荷量为的粒子以速度水平向右射入场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中。粒子的重力可以忽略，经时间t电场力对粒子做功的功率为( )
A. B. C. D.
4、如图所示是一个双星系统，二者之间相互围绕，同时蚕食着对方，使大质量星球的质量进一步增大。若双星系统之间的距离不变，且总质量不变，则下列说法正确的是( )
A.双星系统的周期不变 B.大质量星球的线速度增大
C.小质量星球的向心加速度减小 D.双星系统之间的万有引力逐渐增大
5、如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开（上极板带正电），并水平放置。其下极板处开一个小孔，在该小孔处将一个带负电的小球以某一初速度竖直向上抛出，小球恰能到达上极板处，则下列说法正确的是( )
A.若将上极板向左移动一小段距离，以同样的速度抛出该小球，小球不能到达上极板
B.若将上极板向下移动一小段距离，以同样的速度抛出该小球，小球不能到达上极板
C.若将下极板向上移动一小段距离，以同样的速度抛出该小球，小球不能到达上极板
D.若将下极板向下移动一小段距离，以同样的速度抛出该小球，小球不能到达上极板
6、如图所示，一端固定在O点的绝缘线，另一端拴住质量为m、带电荷量为一的小球，放在电场强度大小为、方向竖直向上的匀强电场中。现把细线拉至水平，将小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂，重力加速度大小为g，则细线能承受的最大拉力大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题
7、如图所示，一足够长倾角为37°的固定斜面与水平面平滑连接。质量的物体置于水平面上的O点，O点距P点的距离，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为。现使物体受到一水平向左的恒力作用，当物体运动至P点时撤去该力，不考虑物体经过P点时的能量损失，，重力加速度g取，则下列说法正确的是( )
A.物体在水平面上运动时加速度大小为
B.物体到达P点时的速度大小为6m/s
C.物体沿斜面向上运动时的加速度大小为
D.物体沿斜面上滑的最大距离为1.6m
8、如图所示的电路中，若把小型直流电动机接入电压为的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是；若把电动机接入的电路中，电动机正常工作，工作电流是，则下列说法正确的是( )
A.电动机线圈内阻为
B.电动机正常工作时的输入功率为2W
C.电动机正常工作时的热功率为1W
D.电动机正常工作时的输出功率为1.5W
9、如图所示，竖直面内有一边长为L的菱形，其中为两条对角线和的交点，两个带相等电荷量的负点电荷固定在水平对角线两个顶点上。若将一带电荷量为、质量为m的小球在B点由静止释放，小球向上最高可运动到O点；若在B点给小球某一向上的初速度，小球最高可运动到D点。已知重力加速度大小为g，小球从B点运动到D点过程中，经过O点时的速度大小为，则下列各式正确的是( )
A. B. C. D.
10、如图所示，在天花板上固定一个光滑的定滑轮，小球P和小环Q通过细绳跨过滑轮相连，小环Q套在水平细杆上，开始时细绳与水平细杆之间夹角为60°.小环Q在水平拉力F作用下缓慢向左移动至细绳与杆之间夹角为30°.小球P的质量是小环Q的2倍，水平细杆粗糙，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是( )
A.滑轮对天花板的作用力逐渐减小
B.细绳对小环Q的拉力逐渐减小
C.拉力F的大小可能先增大后减小
D.小环Q与水平细杆间的摩擦力逐渐增大
三、实验题
11、某位同学用如图所示装置，通过两球的碰撞来“验证动量守恒定律”.
（1）实验中必须满足的条件是_________。
A.轨道尽量光滑 B.轨道末端的切线水平
C.两球的质量必须相等 D.两球的半径必须相等
（2）测量所得入射小球的质量为，被碰小球的质量为，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置；再将入射小球从斜轨上起始位置由静止释放，与被碰撞小球相撞，分别找到两小球相撞后的平均落点。则________是第一次入射小球的落点，_______是第二次入射小球的落点；若落点与O的间距满足表达式，则两球的碰撞为_______（填“弹性”或“非弹性”）碰撞。
12、某同学欲测量一阻值大约为、粗细均匀的金属线的电阻率。实验室除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A.电源（电动势，内阻约）
B.电压表（量程为0~6V，内阻约）
C.电流表（量程0~0.6A，内阻约）
D.电流表（量程0~3A，内阻约）
E.滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）
（1）用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数为______mm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数为_________mm.
（2）测量金属线的电阻时，为了便于调节及测量尽可能准确，实验中电流表应选_______（填所选仪器前的字母符号）；选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完整，把器材符号标在电路图上.
（3）设测得金属线的电阻为R，金属线的长度为L，金属线的直径为D，可得金属线的电阻率为_______.（用三个物理量表示）
四、计算题
13、如图甲所示，两滑块用细线跨过定滑轮相连，Q距地面一定高度，P可在平行于斜面的细线牵引下沿粗糙斜面向上滑动，未与定滑轮碰撞。已知斜面倾角的质量为，某时刻由静止释放P，测得P沿斜面向上运动的图像如图乙所示，重力加速度g取。求：
（1）P与斜面之间的动摩擦因数μ；
（2）Q的质量M。
14、如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道竖直放置，底端与一水平传送带相切，一质量的小物块（可视为质点）从圆弧轨道最高点由静止释放。已知圆弧轨道半径，传送带的长度，传送带以速度逆时针匀速转动，小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取。求：
（1）小物块到达最低点时对圆弧轨道的压力大小；
（2）小物块从传送带滑离过程中因摩擦而产生的热量。
15、如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，在电场中，若将一个带电小球（可视为质点）在M点以初速度垂直匀强电场竖直向上抛出，过最高点N时的速度大小仍为，方向水平向左。已知带电小球质量为m，所带电荷量为，取M点电势为0，小球在M点的重力势能也为0，重力加速度大小为g，不计空气阻力的作用。求：
（1）电场场强的大小；
（2）N点的电势；
（3）小球运动过程中所具有的重力势能和电势能之和最大时的速度大小。
16、如图甲所示，光滑的水平面上有质量相同的小球P和Q，小球P以速度与静止的小球Q发生弹性碰撞，小球Q从光滑的竖直半圆形轨道的最低点A冲上轨道，轨道半径为。图乙是小球Q在半圆形轨道上从A运动到C的过程中，其速率的二次方与其对应高度的关系图像。己知小球Q在最高点C受到道的作用力大小为2.5N，空气阻力不计，B点为轨道中点，重力加速度g取。求：
（1）碰撞前小球P的速度大小；
（2）小球Q在A点时受到的轨道作用力大小；
（3）小球Q在B点时受到的轨道作用力大小。
参考答案
1、答案：A
解析：自行车在水平地面上转弯，向心力由静摩擦力提供。设自行车和运动员总质量为m，自行车与地面间的动摩擦因数为μ，自行车转弯的轨道半径为r，则，故，速率增大到原来的倍时，转弯的轨道半径增大到原来的2倍，A正确。
2、答案：B
解析：取竖直向下为正方向，自由下落有，从Q落到地面上前的瞬间到弹簧恢复到原长的过程中，对整个系统由动量定理得，解得，B正确。
3、答案：D
解析：粒子带正电，运动轨迹如图所示，水平方向有，沿电场方向有，经时间t粒子沿电场方向的速度大小为，电场力做功的功率，D正确。
4、答案：A
解析：双星之间的万有引力提供两者做圆周运动的向心力，有，又，解得，故双星系统的周期不变，大质量星球的线速度减小，小质量星球的向心加速度增大，双星系统之间的万有引力逐渐减小，A正确。
5、答案：D
解析：电容器充电后与电源断开，若将上极板向左移动一小段距离，正对面积减小，电容减小，两极板间电压增大，场强增大，小球能到达上极板，A错误；若只改变两极板间距，则场强不变，由动能定理有，故减小d才能使末动能大于零，B、C错误，D正确。
6、答案：C
解析：设小球运动到最高点时速度大小为v，对该过程由动能定理有，解得，在最高点，由牛顿第二定律得，解得，由牛顿第三定律可得细线能承受的最大拉力大小为，C正确。
7、答案：BC
解析：物体在水平面上运动时，根据牛顿第二定律有，解得，A错误；物体从O到P，根据运动学公式有，解得，B正确；物体沿斜面向上运动时，根据牛顿第二定律有，解得，C正确；根据运动学公式有，解得，D错误。
8、答案：ABD
解析：电动机接入电压为时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻，A正确；电动机接入电压为时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则电动机正常工作时的输入功率，B正确；电动机正常工作时的热功率，C错误；电动机的输出功率，D正确。
9、答案：BD
解析：根据几何关系，之间的距离为，电荷从B点运动到O点，根据动能定理有，解得，A错误，B正确；电荷从O点运动到D点，根据动能定理有，根据对称性知，解得，C错误，D正确。
10、答案：AC
解析：绳子上的拉力始终等于P的重力，但是两段绳子之间的夹角变大，合力减小，A正确、B错误；对小环Q受力分析，如图所示，设小环Q的质量为m，细绳与杆之间夹角为θ，竖直方向有，则逐渐减小，故小环Q与水平细杆间的摩擦力逐渐减小，水平方向有，拉力F可能先增大后减小，C正确、D错误。
11、答案：（1）BD
（2）N；M；弹性
解析：（1）轨道是否光滑，不影响实验结果，A错误；轨道末端的切线必须水平，这样才能保证小球做平抛运动，B正确；两小球必须发生正碰，半径必须相等，质量不需要相等，C错误、D正确.
（2）根据动量守恒有，若碰撞为弹性碰擅，根据能量守恒有，联立解得。
12、答案：（1）60.200.732（0.7310.735均可）
（2）C；见解析图
（3）
解析：（1）游标卡尺读数为；螺旋测微器读数为。
（2）待测电阻的最大电流，因此选择；滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示。
（3）根据电阻定律，解得。
13、答案：（1）
（2）2kg
解析：解：（1）由图乙可知，1～1.5s内，P减速上滑的加速度为
对P由牛顿第二定律有
解得
（2）由图乙可知，0~1s内，P加速上滑的加速度大小为
对P由牛顿第二定律有
对Q由牛顿第二定律有
联立解得
14、答案：（1）30N
（2）2J
解析：解：（1）小物块沿圆弧轨道下滑过程，由动能定理有
解得
小物块在圆弧轨道最低点处，有
解得
由牛顿第三定律可知，小物块到达最低点时对圆弧轨道的压力大小为
（2）由牛顿第二定律有，解得
假设小物块能与传送带共速，根据运动学有，即假设成立
由速度关系有，解得
小物块与传送带的相对位移为
小物块从传送带滑离过程中因摩擦而产生的热量为
15、答案：（1）
（2）
（3）
解析：解：（1）由运动的合成和分解可知，带电小球水平方向做匀加速运动，竖直方向做匀减速直线运动
由运动学公式可知，水平方向有，竖直方向有
解得
水平方向，由牛顿第二定律得
解得电场场强的大小为
（2）带电小球从M到N，由动能定理有
其中
解得N点电势为
（3）由能量守恒可知，小球所具有的重力势能和电势能之和最大时，小球动能最小，此时小球速率最小
由运动合成和分解可知，带电小球任何时刻的速度大小为
解得最小速率为
16、答案：（1）5m/s
（2）14.5N
（3）8.5N
解析：解：（1）根据机械能守恒定律有
整理得
由题图乙可得
小球P以速度与静止的小球Q发生弹性碰撞
根据动量守恒定律得
由能量守恒定律得
解得
（2）在最高点时，根据牛顿第二定律有
解得
小球Q在A点时，根据牛顿第二定律有
解得
（3）小球Q在B点时，根据牛顿第二定律有
根据机械能守恒可得
联立解得