安徽省县中联盟2024-2025学年高三上学期12月联考物理试卷（解析版）

这是一份安徽省县中联盟2024-2025学年高三上学期12月联考物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．本卷命题范围：必修第一、二、三册，选择性必修第一册，其他内容．
一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1. 如图所示，铁块被吸在竖直的磁性黑板上，若铁块始终相对黑板静止，下列说法正确的是（ ）
A. 铁块受到的摩擦力大于铁块重力
B. 铁块受到黑板的磁力大于黑板对铁块的弹力
C. 若将黑板在竖直面内逆时针缓慢转过一个小角度，则铁块受到黑板的弹力变大
D. 若将黑板在竖直面内逆时针缓慢转过一个小角度，则铁块受到黑板的摩擦力变大
【答案】C
【解析】A．铁块处于平衡状态，竖直方向上，铁块受到摩擦力等于铁块重力，A错误；
B．铁块处于平衡状态，水平方向上，铁块受到黑板的磁力等于黑板对铁块的弹力，B错误；
C．将黑板在竖直面内逆时针缓慢转过一个小角度，由于重力的分力作用，铁块受到黑板的弹力变大，C正确；
D．将黑板在竖直面内逆时针缓慢转过一个小角度，铁块受到黑板的摩擦力等于重力沿平行黑板平面的一个分力，变小了，D错误。
故选C。
2. 如图所示，是氢原子的能级图，一群处于激发态的氢原子，向低能级跃迁，可放出M种不同频率的光，其中有N种频率的光为可见光，已知可见光的光子能量范围为1.65eV～3.11eV，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】的氢原子向低能级跃迁时，最多能发出种不同频率的光，但是只有4→2，3→2释放的光子为可见光，因此，。
故选D。
3. 如图所示，边界MN的右侧有垂直于水平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，半径为R的金属圆环放在水平面上，圆环有部分在磁场中，PQ是圆环的切线，PQ与MN平行且间距为，圆环中通有大小为I的恒定电流，将圆环绕PQ转过60°角不动时，圆环受到的安培力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】当圆环绕PQ转过60°角时，根据几何关系可知，圆环在磁场中的有效长度为2R，这时圆环受到的安培力的大小为
故选C。
4. 科学家发现了一颗宜居行星，它表面的重力加速度与地球的几乎相等，它的第一宇宙速度是地球的k倍，则这颗宜居行星的质量约为地球质量的（ ）
A. 倍B. 倍C. 倍D. k倍
【答案】A
【解析】由
联立解得
可得
故选A。
5. 如图所示为某容器截面，ACB为半个椭圆，水平线AB是椭圆的短轴，容器深为h，椭圆的最低点C处一小段曲线可以看成是直径为的圆的一段圆弧，容器内壁光滑，将质量为m的小球从A点由静止释放，不计小球的大小，重力加速度为g，则小球运动到最低点C点时对容器底的压力大小等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设小球运动到C点时的速度大小为v，根据机械能守恒有
在最低点有
解得
故选D。
6. 一列简谐横波沿x轴正向传播，在时刻的波形如图所示，图示时刻波上A、B两个质点的位移均为1cm，波从A传播到B所用的时间为2s，则下列说法正确的是（ ）
A. 时，A正沿y轴负方向运动
B. 波的传播速度为8 m/s
C. 当A位于波峰时，B的位移为1cm
D. B运动4s通过的路程为10cm
【答案】B
【解析】A．由于波沿x轴正向传播，因此时刻，根据上下坡法可知，质点A正沿y轴正方向运动，故A项错误；
B．由图可知，波长，由于A、B两质点平衡位置间的距离为
则波传播的速度为
故B项正确；
C．由波形移动可知，当质点A位于波峰时，质点B的位移为，故C项错误；
D．周期
由题意可知，时刻B质点的位移为1cm，且沿y轴负方向运动，由于该波周期是3s，因此B质点到平衡位置用时间是0.25s，到波谷用时间是1s，则质点B在4s内通过的路程是
故D项错误。
故选B。
7. 用a、b两种单色光在同一实验装置上做双缝干涉实验，先用a光做实验，得到干涉条纹间距为x，再用b光做实验，发现将双缝和屏间距离调大些，干涉条纹间距也为x，则下列说法正确的是（ ）
A. a光的光子能量比b光的大
B. a光的波长比b光的长
C. a光在真空中的传播速度比b光的大
D. 从同一介质传播到真空中，a光发生全反射的临界角小
【答案】B
【解析】AB．由可知，单色光b的波长短，频率高，光子能量大，A错误，B正确；
C．两种单色光在真空中传播速度相同，C错误；
D．在同一介质中，频率越高，折射率越大，由可知，全反射的临界角越小，D错误。故选B。
8. 如图所示，足够长的固定斜面倾角为37°，在P点沿平行斜面向上、大小为4m/s的初速度抛出一个小球，小球在空中运动后落在斜面上，若保持小球在P点抛出的速度大小不变，改变抛出的方向，可使小球从抛出到落到斜面所用的时间最短。，，空气阻力不计，重力加速度g取。则最短时间为（ ）
A. B. C. 1sD.
【答案】C
【解析】将小球抛出后运动沿垂直斜面和平行斜面分解，在垂直斜面方向上小球做的是初速度为零，加速度大小为a的匀加速直线运动，则
则P点到斜面的距离
要使小球落到斜面所用时间最短，则抛出的初速度方向沿垂直斜面方向向下即可，则
解得
故选C。
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 如图为某电子透镜中电场的等势面（虚线）的分布图，相邻等势面间电势差相等．一个带负电的粒子仅在电场力作用下从P点运动到O点，其轨迹如图中实线所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子从P到O电势能减小B. 粒子从P到O加速度不断增大
C. 粒子到O点后的运动轨迹可能是aD. 粒子到O点后的运动轨迹可能是b
【答案】AC
【解析】A．由图可知，带负电粒子受到的电场力方向向左，则电场方向向右，右边电势低，则粒子从P运动到O过程中，根据可知粒子的电势能不断减小，故A正确；
B．由粒子运动轨迹所在处的等势面的疏密可知，粒子从P到O的加速度先减小后增大，故B错误；
CD．由于粒子受电场力向左可以判断，粒子到O点后的轨迹可能是a，故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示电路中，电表均为理想电表，电源电动势为E、内阻为r，、是定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，电流表A的示数变化量的绝对值为，电压表、示数变化量的绝对值分别为、．则在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 电流表A的示数变小B. 电压表的示数变小
C. 大于D. 保持不变
【答案】AD
【解析】A．滑动变阻器滑片向右滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中总电阻变大，总电流变小，电流表示数变小，A正确；
B．内电压变小，外电压变大，电压表示数变大，两端电压变大，中电流变大，中电流变小，两端的电压变小，则电压表的示数变大，B错误；
C．测量的是电阻和的总电压，由上述分析可知，小于，C错误；
D．根据闭合电路的欧姆定律可得
故有
电源的内阻r不变，D正确。故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 某同学要验证机械能守恒定律，设置了如图甲所示装置。绕过定滑轮的轻绳右侧挂着物块a，左侧挂着物块b、c；b、c上安装有相同的挡光片，已知b、c的质量（含挡光片）均为m，a的质量为4m，重力加速度为g，滑轮的质量和摩擦忽略不计。
（1）实验前先用游标卡尺测出挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度______mm；
（2）用手托着a，使a、b、c如图甲所示处于静止状态，测出b、c上挡光片间的距离为L，之后快速向下撤去手，与光电门相连的数字计时器记录b、c上的挡光片挡光时间为、，则当表达式______在误差允许的范围内成立，表明在两挡光片通过光电门的这段时间内，a、b、c组成的系统机械能守恒。
（3）改变释放a的位置进行多次实验，测得多组两挡光片挡光的时间、，作出图像，如果图像是一条倾斜的直线，图像的斜率等于______，且图像与纵轴的截距等于______，则机械能守恒定律得到验证。
【答案】（1）1.60
（2）
（3）1
【解析】【小问1详解】
据游标卡尺测的读数规则，挡光片的宽度
【小问2详解】
若系统机械能守恒，则有
成立即
成立，则机械能守恒定律得到验证。
【小问3详解】
根据
整理可得
即如果是一条倾斜的直线，即图像的斜率等于1，且图像与纵轴的截距等于，则机械能守恒定律得到验证。
12. 某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻，使用的器材有：一节干电池（内阻约为几欧），量程为0.6A、内阻约为2Ω的电流表，量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表，最大阻值为10Ω的滑动变阻器R，开关，单刀双掷开关，导线若干．
（1）小组成员设计了如图所示电路，将开关合向1和合向2均能测出电池的电动势和内阻，要使实验误差更小，应将开关合向______（填“1”或“2”）；
（2）按照（1）闭合开关后，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关，调节滑动变阻器，测出多组电压表和电流表的示数U、I，作图像；若实线是由实验数据描点得到的图像，虚线表示该电池真实的路端电压和干路电流的关系图像，下列图中表示正确的是______。
A. B.
C. D.
（3）再将开关合向另一个接线柱，重新进行实验，根据测量的多组U、I，作图像；若步骤（2）实验作出的图像为1、步骤（3）实验作出的图像为2，则下列图中两次图像关系表示正确的是______，若图像中所标物理量均已知，不考虑偶然误差，由图像分析可得到电动势的真实值为______，电池内阻的真实值为______；
A．B．C．D．
【答案】（1）2 （2）A （3）D
【解析】【小问1详解】
合向1时，由于电流表的分压明显，引起测量误差较大，合向2时，电压表的分流不明显，引起测量误差较小，因此应合向2；
【小问2详解】
开关合向2，根据闭合电路的欧姆定律可得
可知引起电动势测量偏小，当电压表的示数为零时，,短路时的电流等于其真实值，故内阻测量偏小，因此关系图正确的是A图。
故选A。
【小问3详解】
[1]开关合向1，根据闭合电路的欧姆定律可知
当电流表示数为零时，测得的电压即为电动势，因此电源电动势测量准确，内阻实际是电流表与电源内阻之和，故内阻测量偏大，因此图像为D。
故选D。
[2][3]结合上述分析可知，电动势的真实值为，开关合向2时电压为零时的电流为电源短路时的真实电流，因此电源的内阻真实值
13. 如图所示，半径为R半圆形透明介质放在水平面上，PQ为直径，用一束单色光水平照射在圆弧面上的A点，光束经折射后从圆弧面上的B点射出，测得A点离水平面的高度为，B点离水平面的高度为，已知，，光在真空中的传播速度为c．求：
（1）该透明介质的折射率；
（2）折射光从A传播到B的时间．
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
作A、B两点到水平面的垂线，根据几何关系有，
则，根据几何关系光在A点入射角
折射角，则折射率
【小问2详解】
根据几何关系有
光在介质巾的传播速度
则折射光从A到B的时间
14. 如图所示，在平面直角坐标系z轴下方有平行于坐标平面且沿z轴正方向的匀强电场Ⅰ，在第Ⅱ象限内，半径为R的圆形区域有平行于坐标平面的匀强电场Ⅱ（未画出），为圆心，圆与x、y轴分别相切于B、C两点，，两个区域的电场强度大小相等．若将带电量为的粒子从A点（A、O、点共线）经电场Ⅱ向圆周上各点移动时，发现移到B点过程中电场力所做的正功最多，且为W．不计粒子重力，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）将粒子由A点经电场Ⅱ移到C点电场力所做的功；
（3）若将粒子从A点由静止释放，求粒子到达y轴时到O点的距离．
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
电场力做功
解得
根据题意，电场方向平行于y轴且指向y轴负方向，A、B两点沿电场方向的距离
则电场强度
【小问2详解】
A、C两点沿电场方向的距离为
带电粒子由A至C电场做的功
【小问3详解】
若将该粒子从A点由静止释放，粒子将沿电场方向运动从M点出电场，再从x轴上的N点进入下方电场做类平抛运动，如图所示．
设粒子进入下方电场时速度为v，则有
解得
在x方向有
解得
所以粒子经过y轴时到O点的距离
15. 如图所示，质量为2kg、长为7.5m的长木板A静止在水平面上，在A的右端侧面固定有一小块炸药，炸药的质量不计．质量为1kg的物块B放在长木板上表面的左端，质量为1kg的物块C静止在长木板右侧的水平面上，A和C与水平面间的动摩擦因数均为0.1，B与A的上表面的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取，不计物块B、C的大小，现给B一个大小为的初速度，使其沿A的上表面滑动，当A、B恰好共速时，A、C碰撞粘在一起，之后炸药立即爆炸，将A、C分开，最后B恰好停在A的右端，碰撞和爆炸时间均不计．求：
（1）A、B第一次共速时，B到A右端的距离；
（2）炸药爆炸后瞬间，A的速度大小；
（3）炸药爆炸过程对A、C做的总功。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
物块B在A上滑动时，A的加速度大小为
B的加速度大小为
设经过时间A、B共速，则由运动学知识有
解得
设板长为L，根据题意有
解得
则A、B第一次共速时，B离A的右端距离为
【小问2详解】
B共速时速度大小为
由题意爆炸后，A向左减速运动，其加速度大小为
设爆炸后瞬间A的速度大小为，经过时间A、B共速为，之后一起减速到零，取向左为正方向，其图像如图所示
则有
代入数据解得
【小问3详解】
设A、C碰撞后瞬间共同速度大小为，动量守恒有
解得
爆炸过程动量守恒，设爆炸后瞬间，物块C的速度为，根据动量守恒有
解得
则炸药爆炸过程对A、C两物块做的总功为
解得