江苏省无锡市澄宜六校2024-2025学年高三（上）联考物理试卷（12月份）（含解析）

江苏省无锡市澄宜六校2024-2025学年高三（上）联考物理试卷（12月份）
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1.如图所示，声源连续发射频率一定的声波，与共面的圆周上有四个静止的观察者、、、，当声源以一定的速度由向运动的过程中，接收到的频率始终高于声源发射的频率的观察者是( )
A.
B.
C.
D.
2.中国自主研发制造的万米级全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，创造了米的中国载人深潜新纪录。某次深潜探测中，“奋斗者”号的速度时间图像如图所示，忽略下潜过程重力加速度的变化。则( )
A. 时间内“奋斗者”号做匀加速运动
B. 时间内潜水器内的科考人员处于超重状态
C. 时间内潜水器内的科考人员处于失重状态
D. 时间内的平均速度大于时间内的平均速度
3.如图所示，质量为的金属杆，长为，通过的电流为，处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与水平导轨平面成角斜向上，静止于水平导轨上，则( )
A. 金属杆所受的安培力为 B. 金属杆所受的摩擦力水平向左
C. 增大金属杆可能向左运动 D. 减小金属杆所受的摩擦力增大
4.用图示装置做“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验，下列操作中正确的是( )
A. 电火花打点计时器选用交流电源
B. 平衡摩擦力时将砝码盘通过细线挂在小车上
C. 实验中，释放小车与接通打点计时器需同时进行
D. 实验中改变小车的质量后，不需要重新平衡摩擦力
5.在同一竖直方向、不同高处分别水平抛出两个小球、，两球在点相碰，如图所示。设、两球的初速度分别为、，运动到点的时间分别为、，在点的速度与竖直方向的夹角分别为、，则( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
6.电动机的内阻和电阻的阻值相等，将它们串联接入电路，闭合开关，电动机正常工作。则电路中的电压、消耗的电功率关系表达正确的是( )
A.
B.
C.
D.
7.如图所示，人造地球卫星在圆形轨道Ⅰ上运行，人造地球卫星在椭圆轨道Ⅱ上运行，其中椭圆轨道上的点为远地点，点为近地点，两轨道相切于点，下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅰ上的速度大于
B. 卫星在点的加速度小于卫星在点的加速度
C. 卫星和卫星在相同时间内与地球连线扫过的面积相等
D. 卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于在卫星在轨道Ⅱ上的机械能
8.如图，“双人花样滑冰”训练时男运动员以自己为转动轴拉着女运动员沿冰面做圆周运动，两人手臂伸直，女运动员始终未离开地面。男运动员缓慢下蹲，手中拉力大小恒定，则女运动员( )
A. 线速度大小恒定不变 B. 转动的角速度恒定不变
C. 受到的合外力大小不变 D. 加速度方向始终沿着伸直的手臂方向
9.如图，在正三角形的三个顶点固定三个点电荷，、两点固定电荷量为的点电荷，点固定的点电荷，点为正三角形的中心，、为直线上的两点且与的距离相等。则( )
A. 点的场强为
B. D、两点的场强相同
C. D、两点的电势相同
D. 电子在的电势能小于的电势能
10.如图所示，轻质弹簧一端固定在粗糙斜面底端，滑块从点静止释放，向下滑动过程经点接触弹簧，最低到达点处，则滑块从到过程中，动能、重力势能随时间，机械能、加速度随位移变化图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共12分。
11.测定一节干电池的电动势和内阻。可供使用的实验器材有：
A.电流表量程，内阻约
B.电压表量程、内阻约为
C.电压表量程、内阻约为
D.滑动变阻器阻值范围、额定电流
E.滑动变阻器阻值范围、额定电流
F.开关、导线若干
为了提高测量精度电压表选择______；滑动变阻器选择______。填前面的序号
某实验小组采用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻的数据如表：
电压
电流
请在图乙坐标系中描点作图，并通过图像求出此干电池的电动势 ______；本实验系统误差的原因______。
为了更精确地得到电源的内阻，该实验小组设计了如图丙的实验测量电流表的内阻。
断开，闭合，调节使得电流表满偏；
保持不变，闭合，调节电流表使得电流表指在满偏的，读出的值为；则测定的干电池的内阻为______。
三、计算题：本大题共4小题，共48分。
12.我国自主研制的运重型运输机获得的升力大小，为系数，是飞机在平直跑道上的滑行速度；与飞机所受重力相等时的称为飞机的起飞离地速度。已知飞机质量为时，起飞离地速度为；装载质量为的货物后，从静止开始匀加速滑行距离起飞离地；装载货物前后起飞离地时的值可视为不变，重力加速度为。求：
的表达式；
飞机装载货物后飞机滑行过程的加速度。
13.如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图实线所示，在时刻的波形如图虚线所示。
求波的传播速度大小；
若波的周期大于，写出处的质点的振动方程。
14.如图，半径的光滑半圆轨道竖直固定在光滑的水平面上，在左侧光滑水平面上有的平板小车，其上表面与右侧水平面在同一高度，有一质量的滑块以的速度从平板车的左端滑上，在平板车与挡板发生碰撞前，滑块滑到平板车的右端且相对平板车静止，滑块与平板车之间的动摩擦因数，滑块滑上右边的水平面后与静止在水平面的滑块发生碰撞，碰后粘在一起沿半圆轨道运动，取。求：
小滑块在平板车上运动的时间；
平板车的长度；
滑块质量满足的条件。
15.如图甲所示，在平面内轴的左侧有宽为的电场区域，在电场区域的左侧有一加速电场，电压为，一质量为，带电量为的带电粒子从点飘入加速电场忽略初速度，从轴的点进入电场区域，粒子进入电场区域时在电场区域加上图乙所示的与轴平行的交变电场，未知，轴正方向为电场的正方向，粒子经过交变电场后从轴上的点沿着轴的正方向进入第一象限。在第一象限有一垂直纸面的圆形磁场区域，磁场变化规律如图丙所示，磁场变化周期为忽略磁场突变的影响，粒子在时刻进入磁场，且始终在磁场区域内运动。求：
经过点时的速度；
交变电场的场强大小；
圆形磁场区域的最小面积。
答案和解析
1.
【解析】根据多普勒效应可知，当声源靠近观察者运动时观察者接收到的频率大于声源发出的频率，声源由向运动的过程中，接收到的频率始终高于声源发射的频率的是观察者，故B正确，ACD错误；
故选：。
2.
【解析】速度时间图像的斜率表示加速度，由图像可得时间内加速度逐渐减小，是变加速直线运动，故A错误；
B.潜水器下潜，则运动方向向下，而时间内加速直线运动，加速度向下，内部的科考人员处于失重状态，故B错误；
C.在时间内潜水器向下做匀速直线运动，则内部的科考人员处于平衡状态，既不超重也不失重，故C错误；
D.构造相同时间内的匀变速直线运动，速度时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，比较图像围成的面积
从而可知时间内的平均速度
时间内的平均速度有
则可知时间内的平均速度大于时间内的平均速度，故D正确。
故选：。
3.
【解析】导线跟磁场垂直，所以根据安培力公式，可知安培力为，故A错误；
B.根据左手定则，安培力向左上方，金属杆有向左的运动趋势，金属杆所受的摩擦力水平向右，故B错误；
C.受力分析如图：
根据受力分析，金属杆所受安培力的水平分力为，向右的摩擦力的最大值为，增大，两个力增大的量不同，有可能使得，故金属杆可能向左运动，故C正确；
D.减小，如果金属杆仍然保持静止，金属杆所受的摩擦力，金属杆所受的摩擦力减小，故D错误。
故选：。
4.
【解析】电火花打点计时器选用交流电源，故A错误；
B.平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，小车带着纸带，且让纸带穿过打点计时器，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故B错误；
C.实验中，应先接通打点计时器，再释放小车，故C错误；
D.由于平衡摩擦力之后，根据平衡条件有
故所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量后，不需要重新平衡摩擦力，故D正确。
故选：。
5.
【解析】根据题意可知，小球到点的高度大于小球到点的高度，由公式可得
则小球运动到点的时间较大，即
两球到点的水平位移相等，由可知，小球的初速度较小，即
两球运动到点时，竖直分速度为
则有
由于小球在竖直方向的运动时间较长，则小球的竖直速度较大，初速度小，则有
故C正确，ABD错误。
故选：。
6.
【解析】、根据串联电路特点：
因为电动机为非纯电阻电路，应为线圈与线圈电阻两部分组成，所以：
对于电阻，由欧姆定律有：
那么有：，故A正确，B错误；
、电动机电功率：
对于电阻的功率：
因为关系为：
所以功率的关系为：，故CD错误。
故选：。
7.
【解析】、第一宇宙速度是最大的环绕速度，故卫星在轨道Ⅰ上的速度小于 ，故A错误；
B、根据牛顿第二定律可得
解得
得卫星在点的加速度小于卫星在点的加速度，故B正确；
C、根据开普勒第二定律，卫星在相同时间内与地球连线扫过的面积相等，且卫星在相同时间内与地球连线扫过的面积相等，但两卫星不在同一轨道上，所以在相同时间内与地球连线扫过的面积不相等，故C错误；
D、由于两卫星的质量关系未知，不能确定它们机械能的大小关系，故D错误。
故选：。
8.
【解析】、由于男运动员以自己为转动轴拉着女运动员沿冰面做圆周运动，且女运动员始终未离开地面，则可得：男运动员的拉力的水平分力提供女运动员的向心力，设拉力与水平方向的夹角为，女运动员重心到转动轴沿手臂的距离不变，即圆周运动的半径不变，则根据向心力公式可得：
且有：
则解得：，
男运动员缓慢下蹲，减小，则女运动员线速度增大，角速度不变，故A错误，B正确；
C、合力等于男运动员拉力的水平分力，减小，增大，故合力增大，故C错误；
D、加速度的方向始终沿水平方向指向圆心，故D错误。
故选：。
9.
【解析】根据场强叠加原理可知，两个正的点电荷在点的合场强沿方向，点的负电荷在点的场强也是沿方向，则点的场强不为零，故A错误；
B.根据等量异种电荷电场线的特点可知，因为、两点在连线的平分线上，则两电荷在点的合场强大于点的合场强，方向垂直斜向下；而处电荷在点的场强大于在点的场强，方向沿方向，则点和点场强大小不能比较，故B错误；
根据等量异种电荷等势面的特点可知，因、两点在连线的平分线上，可知两处的电荷在两点的合电势均为零；而正电荷在点的电势高于点电势，可知合成后点的电势高于点的电势，电子在点的电势能小于在点的电势能，故C错误，D正确。
故选：。
10.
【解析】、滑块的动能先增大后减小，由动能公式，可得，动能与时间不是线性关系，即图像不是直线，故A错误；
B、根据，由于滑块从到过程中，不是做匀速运动，则滑块下落的高度与时间不是线性关系，图像不能是直线，故B错误；
C、滑块的机械能变化等于除重力外其他力所做的功，则有，可知图像不是直线，故C错误；
D、滑块从到过程中，根据牛顿第二定律可得，，解得，可知图像是一条斜率为负的直线，故D正确。
故选：。
11. 电流表的分压作用
【解析】一节干电池电压约为，则电压表挑选小量程，即选B；干电池内阻很小，为便于操作和测量数据更精确，滑动变阻器应选小量程，即选D。
根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图像如图所示
由闭合电路的欧姆定律可知：，由图示图像可知，电池电动势。
由图示电路图可知，由于电流表外接在干路，则电流表有分压作用，造成误差。
当调节电阻箱使电流表指在满偏的处时，电流表与电流之比为：，由于并联电流之比等于电阻的反比，
则可得电流表内阻为，根据可知，图像斜率绝对值表示电源内阻与电流表阻值之和，
由图像可求得斜率为，则电源内阻为。
故答案为：；；图像如上图所示；；电流表的分压作用；。
由欧姆定律估算电路中的电流，根据安全及准确性原则可选出电流表及电压表，明确滑动变阻器的应用，从而确定滑动变阻器。
根据闭合电路欧姆定律以及图象做坐标轴的交点求解电动势和内阻，根据实验电路与实验原理应用图象法分析实验误差。
根据实验电路图与实验步骤应用闭合电路的欧姆定律求出电池内阻。
本题考查了作图象、求电源电动势与内阻、实验误差分析等问题，应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握描点法作图的方法；电源的图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻；要学会应用图象法分析实验误差的方法。
12.空载起飞时，升力正好等于重力，则
所以
载货起飞时，升力正好等于重力，则
联立解得
方向与速度方向相同。
答：的表达式为；
飞机装载货物后飞机滑行过程的加速度等于，方向与速度方向相同。
13.由图像可知，波长为，简谐横波向轴正方向传播，则有：
解得：、、
波速：，解得： 、、；
若波的周期大于，根据可得，周期
处的质点的振动方程为：
由图可知：，圆频率为：
联立解得：。
答：波的传播速度大小为 、、；
若波的周期大于，处的质点的振动方程为 。
14.平板车与墙壁碰撞前，滑块与平板车组成的系统动量守恒，
以向右为正方向有：
由运动学公式得：
联立解得：
根据能量守恒定律可得：
代入数据解得：
滑块与滑块发生碰撞，以向右的方向为正方向，动量守恒，则：
沿半圆轨道运动，若恰能到达最高点，
根据机械能守恒：
在最高点：
联立代入数据解得：
若恰能到达圆心等高处，则有
代入数据解得：
所以要使两滑块一起沿半圆轨道运动，需要满足：或
答：小滑块在平板车上运动的时间为；
平板车的长度为；
滑块质量满足的条件是：或。
15.粒子从点到点，由动能定理有
解得
粒子进入偏转电场中有
联立解得
粒子从点射出时速度方向沿轴正方向，速度大小为，粒子在磁场中运动的周期为
粒子在磁场中运动的轨迹如图所示
设粒子做圆周运动的半径为，则
圆形磁场的最小半径
最小面积
解得
答：经过点时的速度为；
交变电场的场强大小为；
圆形磁场区域的最小面积为。
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