河北省保定市十县一中2024-2025学年高三上学期12月联考物理（解析版）

高三年级12月份联考物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册，必修第三册，选择性必修第一册第一章，选择性必修第二册前两章。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。1. 如图所示，摩托车比赛中，骑手为了快速通过水平弯道，经常将车身压向内侧，俗称压弯。将摩托车过弯道看成匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A. 摩托车过弯道时处于平衡状态B. 摩托车过弯道的速度越大，受到的支持力越大C. 摩托车过弯道时所需的向心力由地面的摩擦力提供D. 摩托车过弯道速度越大，轮胎与地面的夹角越大【答案】C【解析】【详解】A摩托车过弯道时，需要向心力，合外力不为零，不是处于平衡状态，故A错误；BC摩托车过弯道时的向心力由摩擦力提供，有可知速度越大，受到的摩擦力越大，而支持力始终与人和车的总重力大小相等，所以支持力不变，故B错误，C正确；D摩托车过弯道的速度越大，需要的向心力越大，需要重力提供一部分向心力，所以要求轮胎与地面的夹角越小，故D错误。故选C。2. 在轴上的范围内，存在沿轴正方向的电场，其电势随的变化规律为如图所示的一条直线。现将一质量为、带电荷量为的粒子自点由静止释放，粒子在电场力的作用下沿轴做加速运动的加速度大小为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】在沿轴正方向的电场，其电势随均匀减小，可知为匀强电场，场强大小为带电粒子自点由静止释放受电场力的作用下沿轴做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有则加速度为故选B。3. 如图甲所示，一带电荷量为的圆环，套在足够长的绝缘粗糙竖直细杆上，细杆处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中。现将圆环由静止释放，圆环运动的图像如图乙所示，已知圆环与细杆之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，圆环的质量为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】当圆环达到最大速度时，则有可解得故选A。4. 如图所示，由三根相同的均匀电阻丝组成的等边三角形导体框垂直匀强磁场固定，将、两点接入电源的两端，通过电源的电流为。已知每根电阻丝的长度均为，匀强磁场的磁感应强度大小为，则导体框中边受到的安培力大小为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】导体框中边的电流为导体框中边受到的安培力大小为故选A。5. 如图所示，有界匀强磁场的宽度为d，一带电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度垂直边界射入磁场，离开磁场时的速度偏角为，不计粒子受到的重力，下列说法正确的是（）A. 带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径为3dB. 带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的角速度为C. 带电粒子在匀强磁场中运动的时间为D. 匀强磁场的磁感应强度大小为【答案】B【解析】【详解】A由几何关系可知，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径为选项A错误；B带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的角速度为选项B正确；C带电粒子在匀强磁场中运动的时间为选项C错误；D根据解得匀强磁场的磁感应强度大小为选项D错误。故选B。6. 如图所示，半径为的光滑大圆管固定在竖直面上，把两个半径均为R的均质圆管A、B放置在大圆管内，平衡时圆管B的圆心与大圆管圆心的连线与竖直线的夹角，则A、B两圆管的质量的比值为（） A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】设大圆圆心为，圆管A、B的圆心为、，由题意可知为正三角形，设平衡时圆管A的圆心与大圆管圆心的连线与竖直线的夹角为，有由于A、B处于平衡状态，二者重力关于点力矩总和零，有解得根据三角函数关系有可得，可得A、B两圆管的质量之比为故选D。7. 在平直公路上，一辆汽车以28m/s的速度匀速行驶，司机发现前方有危险，立即紧急制动并开始计时，汽车制动过程中做匀减速直线运动，已知汽车在第4s内前进了1m，由此可知，汽车的制动距离为（）A. 49mB. 50mC. 52mD. 54m【答案】A【解析】【详解】汽车在第4s内前进了1m，若汽车在第4s末恰好静止，由可得汽车制动时的加速度大小为则初速度大小为这与初速度28m/s矛盾，因此汽车在第4s内某时刻静止，设汽车制动时的加速度大小为，汽车的制动距离为d，则有，解得故选A。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8. 地球质量为月球质量的81倍，地球半径为月球半径的4倍。宇航员在月球和地球表面同样高度处，由静止释放一物体，物体在空中运动的时间分别计为和，着地时的速度大小分别计为和，下列判断正确的是（）A. B. C. D. 【答案】AC【解析】【详解】设月球的质量为M、半径为R，则地球的质量为、半径为，根据万有引力等于重力有，可得根据自由落体运动规律有，解得，故选AC。9. “质子疗法”治疗肿瘤，就是让高速运动的质子进入肿瘤并杀死癌细胞，该过程需要一种被称为“粒子加速器”的装置来实现。如图所示，来自质子源的质子（初速度可视为零），经加速电场加速后获得的动量为，并形成均匀细柱形的质子流。已知细柱形质子流的横截面积为，其等效电流为，质子的质量为、带电荷量为，下列说法正确的是（ ）A. 单位时间进入肿瘤的质子数为B. 质子加速后获得的动能为C. 加速电场的加速电压为D. 质子流单位体积内的质子数为【答案】AD【解析】【详解】A题意可知质子流等效电流为I，则单位时间进入肿瘤的质子数为故A正确；B题意可知经加速电场加速后质子获得的动量为动能联立整理得故B错误；C设加速度电压为U，由动能定理得解得故C错误；D设质子流单位体积内的质子数为N，则根据电流微观表达式因联立解得故D正确。故选 AD。10. 用如图甲所示的传送带将质量为1kg的货物运送到一定高度，把货物轻放在传送带底端，经4s货物从传送带顶端离开，货物的速度大小随时间变化的关系图像如图乙所示。已知传送带的倾角，传送带顺时针转动，速度大小不变，取重力加速度大小。下列说法正确的是（）A. 货物与传送带间因摩擦产生的热量为12JB. 滑动摩擦力对货物做的功为16JC. 静摩擦力对货物做的功为20JD. 传送带对货物做的总功为32J【答案】ACD【解析】【详解】A由题图乙可知，内货物在传送带上做匀加速运动，达到传送带速度后开始随传送带一起匀速运动，内货物的位移大小内传送带的位移大小货物与传送带的相对位移大小图像的斜率表示加速度，内货物在传送带上运动的加速度大小为内对货物由牛顿第二定律得解得货物与传送带间的滑动摩擦力大小为货物与传送带间因摩擦产生的热量为故A正确；B设滑动摩擦力对货物做的功为，对货物由动能定理得解得故B错误；C内货物运动的位移大小静摩擦力对货物做的功为故C正确；D传送带对货物做的总功为故D正确。故选ACD。三、非选择题：共54分。11. 利用如图所示的装置验证动量守恒定律。测得小球P的质量为，悬挂小球P的细线长度为，小球Q的质量为，放在悬点正下方支架上，到悬点的距离也为，到水平地面的距离为。将小球P拉离平衡位置，使细线与竖直方向的夹角为，由静止释放小球P，小球P在最低点与小球Q发生弹性正碰，由于，小球P反弹后细线与竖直方向的最大夹角为，小球Q水平抛出后落至水平地面上的点，测得到点的水平距离为，忽略两小球的直径，当地重力加速度大小为，回答下列问题：（1）小球P与小球Q碰撞前的速度大小_。（2）碰撞后小球Q的速度大小_。（3）若满足关系式_，则说明两小球P、Q在碰撞过程中动量守恒。【答案】（1） （2） （3）【解析】【小问1详解】对小球下落的过程列动能定理，则有可解得【小问2详解】对于小球Q平抛运动，则有可解得【小问3详解】对于小球P反弹的过程，则有根据动量守恒，则有可解得12. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A.待测干电池（电动势约为，内阻约为）；B.电流表A（量程为，内阻小于）；C.电流表（量程为，内阻为）；D.电压表（量程为，内阻大于）；E.滑动变阻器；F.滑动变阻器；G.开关、导线若干。利用现有器材尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。（1）在上述器材中，电流表应选_（填“B”或“C”），滑动变阻器应选_（填“E”或“F”），实验电路图应选图_（填“甲”或“乙”）。（2）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则干电池的电动势_，内阻_。（结果均保留两位小数）【答案】（1） . B . E . 甲 （2） . 1.52 . 1.04【解析】【小问1详解】1本实验待测干电池（电动势约为，内阻约为），可估算出最大电流电流较小，为了减小实验误差，应选小量程电流表，故电流表选B；2题中可知电源电动势小，电流小，故选择最大阻值较小的滑动变阻器以便于电表读数变化，从而减小误差，故滑动变阻器选E；3由于电源内阻较小，如果选择乙图，则电源内阻测量误差较大，为了减小误差，因选择图甲；【小问2详解】根据闭合电路欧姆定律结合图丙可知，图像纵截距表示电动势图像斜率绝对值表示电源内阻13. 如图所示，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个均可视为点电荷的带电小球，它们的质量均为m，彼此间的距离均为r，现对小球C施加一个水平恒力F，同时放开三个小球，三个小球在运动过程中保持间距r不变。已知小球C所带电荷量为，小球A、B带等量同种正电荷，静电力常量为k，求：（1）小球A所带电荷量q；（2）恒力F的大小。【答案】（1） （2）【解析】小问1详解】小球A受到小球B的库仑斥力和小球C的库仑引力，产生水平向右的加速度，有解得【小问2详解】根据牛顿运动定律，有解得14. 如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字形的光滑金属框架，已知，导体棒在水平外力作用下，在框架上从点由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动，导体棒和框架始终构成等边三角形回路，经过时间导体棒运动到图示位置。已知导体棒的质量为，框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。求：（1）时刻回路