湖北省市級(jí)示范高中智學(xué)聯(lián)盟2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期12月月考物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1湖北省市級(jí)示范高中智學(xué)聯(lián)盟2024年秋季高三年級(jí)12月聯(lián)考物理試題總分100分用時(shí)75分鐘一、單項(xiàng)選擇題（每小題4分，共7小題，共28分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的）1.β衰變是放射性物質(zhì)衰變的一種形式，它對(duì)自然界和人類活動(dòng)都有重要影響。β衰變是研究基本粒子和核物理的重要手段，有助于理解物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和相互作用。以下反應(yīng)中屬于β衰變的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】A．核反應(yīng)方程屬于天然放射現(xiàn)象，是衰變，故A錯(cuò)誤；B．核反應(yīng)方程屬于核裂變，故B錯(cuò)誤；C．核反應(yīng)方程屬于天然放射現(xiàn)象，是衰變，故C正確；D．核反應(yīng)方程屬于核聚變，故D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖所示，輕質(zhì)網(wǎng)兜兜住重力為G的足球，網(wǎng)兜的輕繩繞過光滑豎直墻壁上的光滑的釘子A,釘子很短。用手拉住繩端將足球緩慢向上拉。輕繩的拉力為，墻壁對(duì)足球的支持力為，則在足球緩慢上移的過程中（）A.增大，增大 B.增大，不變C.減小，減小 D.增大，減小【答案】A【解析】小球受到重力、拉力和墻壁對(duì)小球的支持力處于平衡狀態(tài)，設(shè)拉力與豎直方向的夾角為θ，如圖所示。根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得拉力大小為墻壁對(duì)小球的支持力大小為FN=mgtanθ用手拉住繩端將足球緩慢向上拉過程中，θ增大，cosθ逐漸減小，則拉力FT逐漸增大；tanθ逐漸增大，則墻壁對(duì)小球的彈力FN逐漸增大。故選A。3.“西電東送”是中國的一項(xiàng)重大能源戰(zhàn)略工程，旨在將西部地區(qū)豐富的煤炭、水能資源轉(zhuǎn)化為電力資源，并通過電網(wǎng)輸送到電力需求較大的東部沿海地區(qū)。如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，已知發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，輸電線上的電流為I，輸電線的電阻為r，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，則下列判斷正確的是（）A.發(fā)電機(jī)的輸出的電流為B.降壓變壓器的輸入電壓為C.用戶得到的功率為D.若增大，輸送功率不變，則導(dǎo)線上損耗的功率增大【答案】B【解析】A．根據(jù)原副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系所以故A錯(cuò)誤；B．降壓變壓器的輸入電壓為所以故B正確；C．用戶得到的功率為故C錯(cuò)誤；D．輸電線上損失的功率為若U2增大，根據(jù)原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系可知，U1增大，由于輸送功率不變，則I1減小，則輸電線上的電流I減小，所以導(dǎo)線上損耗的功率減小，故D錯(cuò)誤。故選B。4.如圖所示為玻璃磚的橫截面，一光束從真空中經(jīng)一點(diǎn)斜射入玻璃磚，進(jìn)入玻璃磚后分成a、b兩束單色光，分別從下面射出玻璃磚，α=45°，β=60°，下列說法正確的是（）A.a光臨界角為30°B如果a光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光不能使這種金屬發(fā)生光電效應(yīng)C.用同一裝置對(duì)a光和b光分別進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光在光屏上得到的條紋間距較大D.a光比b光通過玻璃磚的時(shí)間小【答案】CD【解析】A．a(chǎn)光的折射率則a光的臨界角為可得故A錯(cuò)誤；B．由圖可知a光的偏折程度小于b光，可知a光的折射率小于b光的折射率，a光的頻率小于b光的頻率，則如果a光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定能使這種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．因a光波長大于b光的波長，則根據(jù)可知，用同一裝置對(duì)a光和b光分別進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光在光屏上得到的條紋間距較大，故C正確；D．設(shè)玻璃磚的厚度為d，進(jìn)入玻璃磚光線的折射角為θ，則在玻璃磚運(yùn)行的路程根據(jù)因?yàn)槿肷浣窍嗤?，單色光a比單色光b的折射角大，a光比b光通過玻璃磚的時(shí)間小，故D正確。故選CD。5.一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，圖1是t=4s時(shí)該波的波形圖，圖2是x=1m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，則t=7s時(shí)該波的波形圖為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】由圖可知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為4s，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)在t=4s時(shí)處于平衡位置且向上振動(dòng)，根據(jù)“上下坡”法可知，波沿x軸正方向傳播，t=7s時(shí)，即經(jīng)過3s，等于四分之三個(gè)周期，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)應(yīng)位于波谷。故選D。6.一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里，其下邊界如圖中虛線所示，P、M、N、Q四點(diǎn)共線，為直角，。一束質(zhì)量為m、電荷量為的粒子，在紙面內(nèi)從P點(diǎn)以不同的速率垂直于射入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用。則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長時(shí)的速率是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根據(jù)題意可知，當(dāng)粒子從P點(diǎn)射入，從O點(diǎn)射出時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長，則根據(jù)洛倫茲力提供向心力得故選C。7.水刀切割機(jī)在嚴(yán)禁煙火的場(chǎng)合，如海洋石油鉆井平臺(tái)、煉油廠、大型油罐、油氣輸送管路等處，能安全可靠地使用。某一水刀切割機(jī)在某一次切割中寶石噴嘴噴出水的速度為800m/s，水柱打在器件作用后的速度變?yōu)?。內(nèi)孔直徑約0.2mm，則下列說法正確的是（）A.單位時(shí)間噴出的水的質(zhì)量約為0.25kgB.水刀對(duì)切割器件的平均沖力約為20NC.水刀切割機(jī)噴水功率約為16kWD.當(dāng)噴嘴噴出水的速度為變?yōu)樵瓉?倍時(shí)，平均沖力加倍【答案】B【解析】A．根據(jù)題意，單位時(shí)間噴出的水的質(zhì)量約為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)動(dòng)量定理可得解得水刀對(duì)切割器件的平均沖力約為故B正確；C．水刀切割機(jī)噴水功率約為故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)以上分析可得當(dāng)噴嘴噴出水的速度為變?yōu)樵瓉?倍時(shí)，平均沖力變?yōu)樵瓉淼?倍，故D錯(cuò)誤。故選B。二、多項(xiàng)選擇題（每小題4分，共3小題。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，選錯(cuò)或不答的得0分）8.一探月衛(wèi)星繞月球做近似圓軌道的運(yùn)動(dòng)。已知月球的半徑R、衛(wèi)星繞月球的軌道高度h，軌道周期T，萬有引力常量G。則據(jù)此可以計(jì)算出（）A.月球的質(zhì)量為 B.月球表面的重力加速度為C.月球的平均密度為 D.月球的第一宇宙速度為【答案】BC【解析】A．根據(jù)萬有引力提供向心力所以故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)所以故B正確；C．月球的平均密度為故C正確；D．根據(jù)萬有引力提供向心力所以故D錯(cuò)誤。故選BC。9.在x軸上的M點(diǎn)和N點(diǎn)分別固定電荷量為和的點(diǎn)電荷，則x軸上M、N之間的電勢(shì)分布如圖所示，P為MN間電勢(shì)最低點(diǎn)且P距離N更近，則下列說法正確的是（）A.從M到P區(qū)間的場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向B.為異種電荷C.M點(diǎn)的左側(cè)存在場(chǎng)強(qiáng)與P相同的點(diǎn)D.電子由M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)的過程中，電子的動(dòng)能先減小后增大【答案】AD【解析】A．由于沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，由圖可知，從M到P電勢(shì)逐漸降低，則場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向，故A正確；B．從P到N區(qū)間電勢(shì)升高，則場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向，根據(jù)電場(chǎng)線的特點(diǎn)，起始于正電荷指向負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，所以均為正電荷，故B錯(cuò)誤；C．圖線切線的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，由圖可知，P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，由于兩點(diǎn)電荷均帶正電，所以M點(diǎn)的左側(cè)不存在場(chǎng)強(qiáng)與P相同的點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D．由M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)的過程中，電勢(shì)先降低后升高，所以電子的電勢(shì)能先增大后減小，根據(jù)能量守恒，電子的動(dòng)能先減小后增大，故D正確。故選AD。10.如圖所示，兩條足夠長的平行長直導(dǎo)軌MN、PQ固定于絕緣水平面內(nèi)，它們之間的距離，導(dǎo)軌之間有方向豎直向上、大小的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)，導(dǎo)軌左邊接有阻值的定值電阻，質(zhì)量為的導(dǎo)體棒AC垂直放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒接入回路中的阻值為。導(dǎo)體棒在外力作用下以的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，不計(jì)摩擦，則下列說法中正確的是（）A.A點(diǎn)的電勢(shì)低于C點(diǎn)的電勢(shì)B.M、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差C.撤去外力后導(dǎo)體棒經(jīng)過320m停下D.撤去外力后導(dǎo)體棒最終會(huì)停下來，在此過程中電阻r上產(chǎn)生的熱量為0.4J【答案】CD【解析】A．根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)體棒中的電流方向由C流向A，所以A點(diǎn)的電勢(shì)高于C點(diǎn)的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；B．M、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差故B錯(cuò)誤；C．撤去外力后，根據(jù)動(dòng)量定理可得代入數(shù)據(jù)解得故C正確；D．撤去外力后導(dǎo)體棒最終會(huì)停下來，在此過程中電阻r上產(chǎn)生的熱量為解得故D正確。故選CD。三、實(shí)驗(yàn)題（共16分）11.某同學(xué)采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”：在長木板上放置甲、乙兩輛小車，長木板下墊有小木塊用以平衡兩小車受到的摩擦力，甲車的前端粘有橡皮泥，后端連著紙帶，紙帶穿過位于甲車后方的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。某時(shí)刻接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，推動(dòng)甲車使之做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與原來靜止在前方的乙車相碰并粘在一起，然后兩車?yán)^續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz。（1）現(xiàn)得到如圖2所示的打點(diǎn)紙帶，A為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，甲車碰前的速度____________m/s，甲車和乙車碰后的共同速度____________m/s。（計(jì)算結(jié)果均保留3位小數(shù)）（2）用天平測(cè)得甲車及橡皮泥的質(zhì)量為，乙車的質(zhì)量為，取甲、乙兩車及橡皮泥為一個(gè)系統(tǒng)，由以上測(cè)量結(jié)果可求得碰前系統(tǒng)的總動(dòng)量為____________kg·m/s，碰后系統(tǒng)的總動(dòng)量為____________kg·m/s。得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi)動(dòng)量守恒。（計(jì)算結(jié)果均保留3位小數(shù)）【答案】（1）1.2500.795（2）0.5000.477【解析】【小問1詳析】[1]根據(jù)題意，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為甲車碰前的速度為[2]甲車和乙車碰后的共同速度為【小問2詳析】[1]碰前系統(tǒng)的總動(dòng)量為[2]碰后系統(tǒng)的總動(dòng)量為12.某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后，為了測(cè)量某一電阻進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究：（1）用多用電表粗測(cè)其電阻，用歐姆擋“×10”的倍率進(jìn)行正確操作后用多用電表測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針如圖中A所示位置，這時(shí)他應(yīng)將歐姆擋換成“____________”倍率的檔位（選填“×100”或“×1”），然后進(jìn)行正確操作后，再次測(cè)量該導(dǎo)體的阻值，其表盤及指針如圖B所示位置，則該導(dǎo)體的阻值R=____________Ω。（2）現(xiàn)要進(jìn)一步精確測(cè)量其阻值Rx，實(shí)驗(yàn)室提供了下列可選用的器材：A．電源E：電動(dòng)勢(shì)約為4.5V；B．電壓表V：量程3V；C．電流表A：量程100mA、內(nèi)阻；D．滑動(dòng)變阻器：最大阻值；E．滑動(dòng)變阻器：最大阻值；F．開關(guān)S及導(dǎo)線若干。①測(cè)量中要求電表讀數(shù)誤差盡可能小且操作方便，滑動(dòng)變阻器應(yīng)用選用____________。（選填“D”或“E”）②試將測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整。___________③小組選取最合理的電路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則測(cè)得的電阻Rx=____________。（用題中所給的物理量符號(hào)表示）【答案】（1）×116.0（2）D【解析】【小問1詳析】[1]用多用電表粗測(cè)其電阻，發(fā)現(xiàn)指針如圖中A所示位置，即指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明待測(cè)電阻阻值較小，應(yīng)該換小倍率，則應(yīng)將歐姆擋換成“×1”；[2]歐姆表的讀數(shù)為指針?biāo)缚潭扰c倍率的乘積，所以【小問2詳析】[1]測(cè)量中要求電表讀數(shù)誤差盡可能小且操作方便，滑動(dòng)變阻器應(yīng)用阻值較小的。故選D。[2]由于滑動(dòng)變阻器阻值較小，所以應(yīng)采用分壓式接法，同時(shí)電流表內(nèi)阻已知，則電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，電路連接如圖所示[3]根據(jù)歐姆定律可得所以四、解答題（共44分）13.豎直平放置的氣杠截面如圖所示，汽缸中間有一固定隔板，將汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體分為兩部分，“工”形輕質(zhì)連桿活塞的剛性連桿從隔板中央圓孔穿過，連桿與隔板之間密封良好。設(shè)汽缸內(nèi)、外壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)?；钊娣e為S,隔板兩側(cè)氣體長度均為,不計(jì)各接觸面的摩擦。連桿的橫截面積忽略不計(jì)?，F(xiàn)用豎直向上的變力F緩慢的壓活塞，直到下部氣體的體積為原來的。（設(shè)整個(gè)過程溫度保持不變，計(jì)算結(jié)果可以用分?jǐn)?shù)表示）（1）此時(shí)上、下部分氣體的壓強(qiáng)；（2）此時(shí)力F的大小?！敬鸢浮浚?），（2）【解析】（1）上部分氣體發(fā)生等溫變化，上部分氣體體積增大為則根據(jù)玻意耳定律得上部分氣體壓強(qiáng)下部分氣體發(fā)生等溫變化解得（2）對(duì)“工”形輕質(zhì)連桿活塞整體受力分析，根據(jù)平衡條件得14.如圖所示，光滑水平桌面距水平地面高為。桌面上放著質(zhì)量為的物塊A和質(zhì)量為的物塊B，A與B均可看成質(zhì)點(diǎn)。物塊A靠在豎直墻壁上，物塊B帶正電，電荷量為。A與B通過一輕質(zhì)彈簧拴接在一起。用手擋住物塊B不動(dòng)，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為。放手后物塊B向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧最長時(shí)，物塊B與彈簧的拴接自動(dòng)解除，物塊B離開彈簧，拿走物塊A與彈簧，之后物塊B從P點(diǎn)沖出桌面，水平桌面右側(cè)區(qū)域存在一方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為，，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中物塊B的電荷量不變。（1）求彈簧原長時(shí)，物塊B的速度大小。（2）求彈簧拉伸到最長時(shí)彈性勢(shì)能。（3）求B落在水平地面時(shí)與P點(diǎn)水平距離x及落地的動(dòng)能?！敬鸢浮浚?）（2）（3），【解析】【小問1詳析】彈簧恢復(fù)原長的過程中，A不動(dòng)，由能量守恒得解得【小問2詳析】彈簧從恢復(fù)原長到拉伸至最長的過程中，對(duì)AB組成的系統(tǒng)由動(dòng)量守恒和能量守恒得解得，【小問3詳析】B從P點(diǎn)沖出桌面后豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)解得水平方向受到電場(chǎng)力的作用做勻減速運(yùn)動(dòng)由動(dòng)能定理得解得15.如圖所示，半徑的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個(gè)端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向間的夾角，另一端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)，其切線水平。一質(zhì)量為、板長的滑板靜止在粗糙水平地面上，左端緊靠C點(diǎn)，其上表面所在平面與圓弧軌道C點(diǎn)和右側(cè)固定平臺(tái)D等高。質(zhì)量為的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從空中A點(diǎn)以一定的初速度水平拋出，恰好從軌道的B端以沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道，然后沿圓弧軌道滑下經(jīng)C點(diǎn)滑上滑板?；暹\(yùn)動(dòng)到平臺(tái)D時(shí)被牢固粘連。已知物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，