河北省邢臺市部分高中2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期12月期末考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1高三年級12月份第二次聯(lián)考物理本試卷滿分100分，考試用時75分鐘。注意事項：1.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。4.本試卷主要考試內(nèi)容：人教版必修第一冊，必修第二冊，必修第三冊，選擇性必修第一冊前三章，選擇性必修第二冊前三章。一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.2024年11月4日，神舟十八號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸，神舟十八號載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。神舟十八號載人飛船返回艙在離地面左右時打開引導(dǎo)傘減速，在離地面時，點燃反推燃料，在內(nèi)能產(chǎn)生巨大的反推力來緩沖降落，使返回艙到達地面時的速度為零。若返回艙下落最后的過程可視為做加速度大小為的勻減速直線運動，則返回艙距地面時的速度大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】由運動學(xué)公式可得返回艙距地面時的速度大小為故選D。2.如圖所示，某實驗室中，在一根張緊的水平繩上，懸掛有五個單擺，的擺長相等，實驗室安裝了一個電磁驅(qū)動裝置，可以以固定頻率施加周期性外力，驅(qū)動單擺在垂直紙面的平面內(nèi)振動。若電磁驅(qū)動裝置的頻率恰好等于單擺的固有頻率。各單擺振動穩(wěn)定后，下列說法正確的是（）A.單擺的振幅最大B.單擺的振幅最大C.各單擺的振動周期不同，單擺的周期最長D.各單擺的振動周期不同，單擺的周期最長【答案】A【解析】AB．題意知的擺長相等，b、c、e擺長與a、d擺長不等，根據(jù)單擺周期公式故a、d單擺固有周期、固有頻率相同，又因為電磁驅(qū)動裝置的頻率恰好等于單擺的固有頻率，即驅(qū)動力周期等于d的固有周期，故d單擺的振幅最大，故A正確，B錯誤；CD．題意知a、b、c、d、e均做受迫振動，故穩(wěn)定后，各單擺的振動周期相同，故CD錯誤。故選A。3.一礦井深為，在井口每隔相同的時間由靜止釋放一小球（視為質(zhì)點），當?shù)?1個小球剛從井口開始下落時，第1個小球恰好到達井底。不計空氣阻力，取重力加速度大小，則與第9個小球相距的小球為（）A.第7個小球 B.第6個小球 C.第5個小球 D.第4個小球【答案】C【解析】設(shè)每個球釋放時間間隔為，由自由落體運動規(guī)律有解得設(shè)與第9個小球相距的小球運動時間為T，則聯(lián)立解得故與第9個小球相距的小球為故選C。4.中國的空間站項目是一個重要的航天工程項目，展示了中國在航天技術(shù)領(lǐng)域的顯著進步?？臻g站的環(huán)繞半徑為某衛(wèi)星環(huán)繞半徑的，則下列說法正確的是（）A.空間站的運行速度是該衛(wèi)星運行速度的9倍B.空間站的運行周期是該衛(wèi)星運行周期的27倍C.空間站的運行角速度是該衛(wèi)星運行角速度的27倍D.空間站的運行向心加速度是該衛(wèi)星運行向心加速度的9倍【答案】C【解析】設(shè)地球質(zhì)量為M，繞地做勻速圓周運動的物體質(zhì)量為m，其環(huán)繞半徑為r，線速度為，周期為，角速度為，加速度為a，則由萬有引力提供向心力得解得由于空間站的環(huán)繞半徑為某衛(wèi)星環(huán)繞半徑的，可得故選C。5.如圖所示，水平固定的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌和間連接定值電阻，金屬棒在兩導(dǎo)軌間的距離為，電阻為，整個運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，整個裝置處在豎直向上的勻強磁場（圖中未畫出）中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為，金屬棒的質(zhì)量為，現(xiàn)用一水平向右的恒力作用在金屬棒上使金屬棒由靜止開始運動，其他電阻不計，下列說法正確的是（）A.金屬棒做勻加速直線運動B.點電勢比點電勢高C.金屬棒達到的最大速度為D.金屬棒從靜止到速度最大的過程，恒力對金屬棒做的功為【答案】C【解析】A．設(shè)導(dǎo)體棒速度為v時，根據(jù)電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律和牛頓第二定理得，，聯(lián)立可得解得由上式可知，隨著速度v的增加，加速度a逐漸減小。因此，金屬棒做加速度減小的加速運動，故A錯誤；B．根據(jù)右手定則可知通過電阻的電流方向由向，因此，點電勢比點電勢低，故B錯誤；C．當a=0時，速度達到最大值，即解得故C正確；D．設(shè)金屬棒從靜止到速度最大的過程中，安培力所做的功為，由動能定理得把代入上式可得即故D錯誤；故選C。6.如圖所示，磁性圓盤豎直放置，繞固定的水平軸以大小為ω的角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為m的鐵塊（視為質(zhì)點）吸附在到圓盤圓心O的距離為r處，相對于圓盤靜止。重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A.鐵塊在最高點時所受的摩擦力方向一定豎直向下B.鐵塊從最高點運動到最低點的過程中，鐵塊所受重力的沖量大小為2mωr，方向水平向左C.鐵塊在最低點時所受的摩擦力大小一定為D.鐵塊從最低點運動到最高點的過程中，摩擦力對鐵塊做的功為【答案】C【解析】A．設(shè)鐵塊在最高點時所受的摩擦力方向豎直向下，則由牛頓第二定律得由上式可知，當時，，方向豎直向下；當時，；當時，，摩擦力方向與假設(shè)方向相反，即方向豎直向上；故A錯誤；B．鐵塊所受重力的沖量大小方向豎直向下。故B錯誤；C．鐵塊在最低點時由牛頓第二定律得解得，摩擦力故C正確；D．鐵塊從最低點運動到最高點的過程中，由動能定理得解得摩擦力對鐵塊做的功故D錯誤。故選C。7.如圖所示，半徑為R的金屬圓環(huán)固定在豎直平面上，金屬圓環(huán)所帶電荷量為＋Q，且均勻分布，絕緣細線的一端固定在圓環(huán)的最高點，另一端連接一個質(zhì)量為m的帶電小球（視為質(zhì)點）。穩(wěn)定時，小球在過圓心且垂直圓環(huán)平面的軸上的P點處于靜止狀態(tài)，O、P兩點間的距離也為R。已知靜電力常量為k，重力加速度大小為g，則小球所帶的電荷量為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由幾何關(guān)系可知細線與水平方向的夾角為，將帶電金屬圓環(huán)分成無數(shù)小微元，每一小微元的帶電量為，則每一小微元在P點沿水平方向的場強大小為則P點的合場強大小為對小球受力分析如圖所示根據(jù)受力平衡可得解得小球所帶的電荷量為故選B。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.在電動汽車中，電容器用于能量存儲，以提供瞬時高功率輸出。如圖所示，閉合開關(guān)，一電源對水平放置的平行板電容器充電，電容器的兩極板間有一帶電微粒，帶電微粒在重力與電場力的共同作用下靜止，電容器下極板接地，板間電場可視為勻強電場。下列說法正確的是（）A.保持開關(guān)閉合，若將電容器上極板右移少許，則兩極板間所帶電荷量增大B.保持開關(guān)閉合，若將電容器上極板下移少許，則帶電微粒向上移動C.斷開開關(guān)，若上極板左移少許，則帶電微粒的電勢升高D.斷開開關(guān)，若上極板上移少許，則帶電微粒向下加速運動【答案】BC【解析】A．保持開關(guān)閉合，即電容器兩端的電壓U不變，若將電容器上極板右移少許，正對面積減小，根據(jù)可知電容減小，根據(jù)可知兩極板間所帶電荷量減小，故A錯誤；B．保持開關(guān)閉合，若將電容器上極板下移少許，兩板間的距離減小，根據(jù)可知電場強度增大，故靜電力增大，所以帶電微粒向上移動，故B正確；C．斷開開關(guān)，電容器的電量不變，若上極板左移少許，正對面積減小，根據(jù)可知電容減小，根據(jù)可知電壓U增大，根據(jù)可知電場強度增大；設(shè)微粒所處位置與下極板的電壓為，則有因電壓強度增大，故增大，根據(jù)下極板接地，即電勢為零，故微粒所處位置的電勢升高，故C正確；D．斷開開關(guān)，若上極板上移少許，兩極板間的距離減小，根據(jù)，，可得可知此時電場強度不變，故帶電微粒仍處于靜止狀態(tài)，故D錯誤。故選BC。9.如圖所示，質(zhì)量分別為m、2m的小球甲、乙，通過完全相同的1、2輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上。已知重力加速度大小為g，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢能與其形變量的平方成正比，不計空氣阻力。用手豎直向上緩慢托起小球乙，直至將1彈簧壓縮到彈力大小為mg的位置，某時刻突然釋放小球乙，關(guān)于釋放小球乙后瞬間，下列說法正確的是（）A.小球甲的加速度大小為0B.小球乙的加速度大小為2gC.1、2彈簧的彈性勢能之比為1∶1D.1、2彈簧的彈力大小之比為1∶2【答案】ABD【解析】D．在撤去力之前，小球甲、乙均處于平衡狀態(tài)，對小球甲受力分析可知，2彈簧處于壓縮狀態(tài)，且彈力大小為2mg，則在撤去力的瞬間，1、2兩彈簧力之比為故D正確；AB．在撤去力的瞬間，1、2兩彈簧的長度不變，小球甲受力仍平衡，其加速度為零，根據(jù)牛頓第二定律，對小球乙有解得其加速度大小故AB正確；C．1、2兩彈簧在撤去力瞬間的形變量之比為1、2彈簧的彈性勢能之比為故C錯誤。故選ABD。10.如圖所示，單匝矩形線框處在磁感應(yīng)強度大小為、方向水平向右的勻強磁場中，線框通過電刷與阻值為的定值電阻及理想交流電流表連接，線框繞中心軸線以恒定的角速度勻速轉(zhuǎn)動，0時刻線框位于垂直中性面的位置。已知邊長為邊長為，線框的電阻為。下列說法正確的是（）A.從0時刻開始，線框中感應(yīng)電動勢的瞬時表達式為B.時電流表的示數(shù)為0C.在時間內(nèi)，定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為D.從時刻起，線框轉(zhuǎn)過時定值電阻兩端的電壓為【答案】AC【解析】A．從0時刻開始，線框中感應(yīng)電動勢瞬時表達式為選項A正確；B．電流表示數(shù)為交流電的有效值，則時電流表的示數(shù)不為0，選項B錯誤；C．回路電流的有效值為在時間內(nèi)，定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為選項C正確；D．從時刻起，線框轉(zhuǎn)過時交流電的瞬時值定值電阻兩端的電壓為選項D錯誤。故選AC。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.用如圖甲所示的裝置進行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗。打點計時器的打點周期為。（1）若小車的總質(zhì)量為，砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為，則滿足砝_____（填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”）時，可認為小車受到的合力與砝碼和砝碼盤所受的總重力大小相等。（2）在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗中，下列說法正確的是_____。A.平衡摩擦力時，應(yīng)該將裝砝碼的砝碼盤用細線通過定滑輪系在小車上B.每次改變小車的質(zhì)量時，都必須重新平衡摩擦力C.實驗時，先接通打點計時器的電源，再放開小車（3）用打點計時器記錄了小車運動情況的一段紙帶，相鄰兩個計數(shù)點之間有四個計時點未標出，如圖乙所示，則打點時小車的速度大小為_____，小車運動的加速度大小為_____。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）遠小于（2）C（3）0.992.0【解析】【小問1詳析】設(shè)繩子拉力為F，車的加速度大小為a，對M、m，由牛頓第二定律有聯(lián)立解得可知m遠小于M時，可認為小車受到的合力與砝碼和砝碼盤所受的總重力大小相等；【小問2詳析】A．平衡摩擦力時，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，使小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動，故A正確；B．每次改變小車的質(zhì)量時，平衡摩擦力時有解得故平衡摩擦與車質(zhì)量無關(guān)，故改變小車質(zhì)量時不需要重新平衡摩擦力，故B錯誤；C．為了節(jié)約紙帶，實驗時應(yīng)先接通電源后釋放小車，故C正確。故選C。【小問3詳析】[1]相鄰兩個計數(shù)點之間有四個計時點未標出，可知兩個計數(shù)點之間時間為，故打點時小車的速度大小為[2]由逐差法得加速度大小為代入圖乙數(shù)據(jù)得12.測量由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供的器材：電壓表（量程為，內(nèi)阻約為）；電阻箱（阻值范圍為）；開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）請根據(jù)題意要求，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的器材連接成實驗電路__________。（2）關(guān)于這個實驗中存在的誤差，下列說法正確的是_____。A.電壓表的分流引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B.該同學(xué)讀電壓表示數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差C.本實驗用圖像法處理數(shù)據(jù)會增大系統(tǒng)誤差D.如果將電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)就可以減小偶然誤差（3）實驗的主要步驟如下：①檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零，將開關(guān)斷開，按照電路圖連線。②調(diào)節(jié)電阻箱的阻值至_____（填“0”或“最大值”）。③將開關(guān)閉合，逐漸調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表指針有足夠的偏轉(zhuǎn)，記下此時電阻箱的阻值和電壓表的示數(shù)。④改變電阻箱的阻值，測出幾組及的數(shù)據(jù)，作出的圖線如圖乙所示（單位為國際單位制單位），可求得電動勢_____V，內(nèi)阻_____Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）（2）A（3）最大值2.91.0【解析】【小問1詳析】測量電路連線如圖；【小問2詳析】A．電壓表的分流引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，選項A正確；B．該同學(xué)讀電壓表示數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，選項B錯誤；C．本實驗用圖像法處理數(shù)據(jù)會減小偶然誤差，選項C錯誤；D．如果將電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)就可以減小系統(tǒng)誤差，選項D錯誤。故選A。小問3詳析】②[1]為保護電路，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值至最大值。④[2][3]由電路可知可得由圖像可知求得電動勢2.9V內(nèi)阻1.0Ω13.某吉他愛好者在演奏前進行調(diào)弦，他撥動第三弦的左端，左端質(zhì)點做簡諧振動的圖像（只畫一個周期）如圖所示，經(jīng)該弦的右端質(zhì)點開始振動，波在弦上的傳播速度大小，不考慮傳播過程的能量損失，求：（1）該波的波長；（2）第三弦的長度；（3）1s內(nèi)左端質(zhì)點通過的路程?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1詳析】由振動圖像可知，波的振動周期根據(jù)可得波長【小問2詳析】第三弦的長度解得【小問3詳析】內(nèi)左端質(zhì)點通過的路程解得14.如圖所示，半徑均為、質(zhì)量均為、內(nèi)表面光滑的兩個完全相同的圓槽和并排放在光滑的水平地面上，圖中、分別為、槽的最高點，、分別為、槽的最低點，槽的左端緊靠著墻壁，一個質(zhì)量的小球從圓槽頂端的點無初速度釋放，取重力加速度大小，求：（1）小球經(jīng)過點時速度大小；（2）小球在槽內(nèi)運動所能到達距點的最大高度；（3）返回點時小球的速度大小和此時槽對地面的壓力大小?！敬鸢浮浚?）（2）（3），【解析】【小問1詳析】設(shè)小球經(jīng)過點時的速度大小為，小球從點運