宜丰县中2023-2024学年高三上学期12月月考物理试卷
一、选择题(1-7单选，4分一个，共28分，8-10多选，6分一个，共18分)
1．城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图所示为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。某同学用下面的实例来检验广告词的科学性：设一个的鸡蛋从16楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差为，与地面撞击时间约为，不计空气阻力，从16楼下落的鸡蛋对地面的平均冲击力约为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，倾角为的光滑斜面体始终静止在水平地面上,其上有一斜劈A,A的上表面水平且放有一斜劈B，B的上表面上有一物块C，A、B、C一起沿斜面匀加速下滑．已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，下列说法正确的是
A．A、B间摩擦力为零 B．A加速度大小为
C．C可能只受两个力作用 D．斜面体受到地面的摩擦力为零
3．2023年8月24日，日本开始启动福岛核污染水排海计划，引发了国际上的广泛反对和抗议，也让普通人知道了氢的三种同位素：氕、氘、氚。氘、氚可以在一定条件下发生核反应。下列说法正确的是（ ）
A．该反应为聚变反应 B．该反应为裂变反应
C．该反应要在高温高压下才能进行，故反应过程要吸收能量
D．该反应过程中释放的贯穿本领很弱，但电离本领却很强
4．一敞口正方体水箱边长为，水箱的右侧面上有一个小孔a（孔的大小忽略不计），a到水箱底的距离，用塞子将a堵住，往水箱中注水至水面到达c，c到水箱底的距离，如图所示。已知重力加速度大小为。现使水箱以的加速度水平向右匀加速直线运动，同时打开小孔，则流出水箱的水的体积最多为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内， ABC是圆的内接直角三角形，，O为圆心，半径。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为、电荷量为的粒子，这些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为，到达C点的粒子动能也为。忽略粒子受到的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．电场方向由B指向A B．经过圆周上的所有粒子，动能最大为
C． D．匀强电场的电场强度大小为
6．一定质量的理想气体，初状态如图中A所示，若经历的变化过程，在该过程中吸热450J。若经历的变化过程，在该过程中吸热750J。下列说法正确的是（ ）
A．两个过程中，气体的内能增加量不同
B．过程中，气体对外做功400J
C．状态B时，气体的体积为10L
D．过程中，气体体积增加了原体积的
7．打篮球是很多同学喜爱的运动项目之一，甲、乙两同学练习投篮，如图，甲同学在A点起跳投篮，将篮球在离地高的位置以速度斜向上投出，篮球竖直速度为零时打在篮板上离地高的B点，篮球与篮板碰撞后，平行于篮板的速度分量不变，垂直于篮板的速度分量大小变为碰前的倍，碰撞后篮球与篮板面的夹角为飞出，被乙同学在离地的C点接到篮球，不计篮球与篮板碰撞的时间，篮球未碰篮筐，已知重力加速度为g，。则篮球与篮板碰撞后的速度大小为（ ）
A． B．
C． D．
8．一列机械波沿x轴正向传播，图甲是t=0时的波形图，图乙是介质中质点M的振动图像，已知t=0时M点位移为，下列说法正确的是（ ）
A．该机械波的波速为1.0m/s
B．M点的横坐标可能为1.5m
C．t=0时，M点振动方向向下
D．t=1.0s时，M点位移仍为
9．如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为，传送带以速率顺时针匀速转动。小物块通过平行于传送带的轻绳经光滑轻滑轮与物块相连，且。开始时将物块从斜面底端由静止释放，在斜面中点与传送带共速后再向上匀速运动，如图甲。若将换成质量相同、材质不同的小物块与相连，如图乙，仍然从斜面底端由静止释放，刚好在斜面顶端与传送带共速，则小物块在传送带上从底端到顶端（整个过程未着地）过程中（ ）
A．小物块c与传送带间的动摩擦因数比物块a小
B．在加速阶段，重力对物块a做功的功率大于重力对物块b做功的功率
C．传送带对物块a与传送带对物块c做的功相等
D．小物块与传送带间因摩擦产生的热量，a比c小
10．空间内存在电场强度大小、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场（图中均未画出）。一质量、带电荷量的小球从点由静止释放，小球在竖直面内的运动轨迹如图中实线所示，轨迹上的A点离最远且与的距离为，重力加速度取。下列说法正确的是（ ）
A．在运动过程中，小球的机械能守恒
B．小球经过A点时的速度最大
C．小球经过点时的速度为0
D．
二、实验题（每空2分，共16分）
11．某同学用如图所示“碰撞实验器”验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分发生碰撞前后的动量关系：（设两个小球为弹性材料，发生弹性碰撞）
先用天平测出弹性小球1、2的质量分别为，然后完成以下实验步骤：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上，记录落点位置；
步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，小球1和小球2发生碰撞后落在地面上，记录两个落点位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的位置M、P、N离O点的距离，得到线段OM、OP、ON的长度分别为。
（1）对于上述实验操作，小球1质量应 小球2的质量（选填“大于”或“小于”）。
（2）当所测物理量满足表达式 （用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
（3）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示。
在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使用同样的小球，小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到斜面上三个落点、、。用刻度尺测量斜面顶点到、、三点的距离分别为。则验证两球碰撞过程动量守恒的表达式为： ，若，，则 。
12．王老师准备用铜片和锌片作为2个电极插入苹果制成水果电池，探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响。她设计了两个方案测量苹果电池的电动势E和内阻r，电路原理如下图所示。实验室可供器材如下：
电压表V（0~3V，内阻约3kΩ：0~15V，内阻约15kΩ）；
电流表A（0~0.6A，内阻约0.125Ω：0~3A，内阻约0.025Ω）；
微安表G（量程200μA；内阻约1000Ω）；
滑动变阻器（额定电流2A，最大阻值100Ω）
电阻箱（最大阻值99999Ω）；开关、导线若干。
（1）查阅资料知道苹果电池的电动势约为1V，内阻约为几kΩ，经过分析后发现方案A不合适，你认为方案A不合适的原因是 。
A．滑动变阻器起不到调节的作用
B．电流表分压导致测量误差偏大
C．电压表示数达不到量程的三分之一
（2）实验小组根据方案B进行实验，根据数据作出图像，已知图像的斜率为k，纵轴截距为b，微安表内阻为rg，可求得被测电池的电动势E= ，内电阻r= 。
（3）改变电极间距、电极插入深度重复实验，测得数据如图所示。
序号 电极插入深度h/cm 电极间距d/cm 电动势E/V 内阻r/Ω
1 4 2 1.016 5981
2 4 4 1.056 9508
3 2 2 1.083 11073
（3）分析以上数据可知电极插入越深入，水果电池内阻越小，电极间距越大，水果电池内阻越 。
三、解答题（38分）
13．（10分）宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形、折射率为 n=的玻璃砖模拟光的传播，如图所示，玻璃砖的内径为R、外径为2R。一束单色光在截面上的A 点以入射角i 射入玻璃砖，恰好在玻璃砖内壁的 B 点发生全反射（图中 B 点未画出），光在真空中传播的速度为c，求：
（1）入射角i的正弦sin i；
（2）该单色光从A点传播到B点所用时间（结果可以带根号）。
14．（12分）光滑的水平长直轨道放在匀强磁场中，轨道宽，一导体棒长也为，质量，电阻，它与导轨接触良好。当开关与a接通时，电源可提供恒定的电流，电流方向可根据需要进行改变，开关与b接通时，电阻，若开关的切换与电流的换向均可在瞬间完成，求：
①当棒中电流由M流向N时，棒的加速度的大小和方向是怎样的；
②当开关始终接a，要想在最短时间内使棒向左移动而静止，则棒的最大速度是多少；
③要想棒在最短时间内向左移动而静止，则棒中产生的焦耳热是多少。
15．（16分）如图所示，光滑水平面上放置一轻质弹簧，弹簧的左端固定在挡板上，右端与小球甲（视为质点）接触不粘连，用一根轻质细线连接在挡板与小球之间，使弹簧处于压缩状态，且弹簧的压缩量为x ，质量为m的小球乙（视为质点）放置在甲的右侧。在水平面的下方固定放置一半径为r的圆管轨道，圆管的内径略大于乙的直径，D是轨道上圆心O的等高点，EC是竖直直径，B、E是管口，管的内壁光滑。现突然烧断细线，弹簧恢复原长后甲与乙发生弹性碰撞，且碰撞刚结束时甲、乙的速度大小相等。乙从水平面的右边缘A 点离开后，正好从管口B（与管口无碰撞）进入圆管，乙沿着管壁运动到E点，离开E点水平向左抛出后又能到达B点。已知∠BOC=60°，弹簧的弹性势能Ep与弹簧的形变量x以及弹簧的劲度系数k之间的关系式为 重力加速度为g，求：
（1）乙从E点到达 B点时的速度大小；
（2）A、B 两点之间的高度差；
（3）甲的质量以及弹簧的劲度系数。
宜丰县中2023-2024学年高三上学期12月月考物理参考答案：
1．C【详解】鸡蛋下落高度在鸡蛋与地面撞击时间内，规定竖直向下为正方向，由动量定理，得鸡蛋自由下落过程，由动能定理F方向竖直向上，由牛顿第三定律知，鸡蛋对地面的平均冲击力方向竖直向下。故选C。
2．C【详解】对B、C整体受力分析，受重力、支持力，B、C沿斜面匀加速下滑，则A、B间摩擦力不为零，BC在水平方向有向左的加速度，则B受A对它的向左的摩擦力，故A错误；选A、B、C整体为研究对象，根据牛顿第二定律可知A加速度大小为gsin θ，故B错误；取C为研究对象，当斜劈B的倾角也为θ时，C只受重力和斜面的支持力，加速度才为ac=gsinθ，故C正确；斜面对A的作用力垂直斜面向上，则A对斜面的作用力垂直斜面向下，这个力可分解为水平和竖直的两个分力，故斜面具有向右相对运动的趋势，斜面受到地面的摩擦力水面向左，故D错误．故选C．
3．A【详解】AB．该反应为氢核聚变，是聚变反应，故A正确，B错误；C．氢核聚变要在高温高压下才能进行，由于质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，反应过程要放出能量，故C错误；D．该反应过程中释放的贯穿本领很弱，电离本领也很弱，故D错误。故选A。
4．C【详解】设当水箱加速向右运动时，左侧水位相对于水箱底部的最大高度为，作出重力加速度和水平相对向左的加速度的矢量图如下图所示,设水箱的边长为，根据几何关系可得，解得则可得稳定后水箱内水的体积为原来水箱中水的体积为因此可知流出水箱的水的体积为故选C。
5．B【详解】A．由题意可知，到达B点的粒子动能与到达C点的粒子动能相等，可知B、C两点的电势相等，BC的连线为匀强电场的等势线，等势线与电场线互相垂直，如图所示，电荷量为的粒子从A点到B点，动能增加，可知电场力做正功，则有粒子沿电场线运动，因此可确定AB方向是该电场的方向，A错误；D．由电场力做功与电势差的关系公式，可得由几何知识可知，，则有由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式，可得匀强电场的电场强度大小为D错误；B．由解析题图可知，圆周上的D点电势最低，则粒子运动到D点的动能最大，则有由几何关系可得联立解得从A到D由动能定理可得代入数据解得B正确；C．BC是等势线，由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式，可得C错误。故选B。
6．C【详解】A．两个过程的初末温度相同，即内能变化相同，因此内能增加量相同，故A错误；B．为等容过程，气体做功为零，由热力学第一定律可知内能改变量为等压过程，内能增加了450J，吸收热量为750J，由热力学第一定律可知气体对外做功为300J，故B错误；
C．为等压过程，则有做功大小为联立解得，则状态B时，气体的体积为10L，故C正确；D．过程中，气体体积增加了原体积的，故D错误。故选C。
7．C【详解】设篮球与篮板碰撞后的速度大小为v，则平行篮板面的速度为
垂直篮板面的速度为篮球与篮板碰撞前在垂直篮板面的速度为篮球与篮板碰撞前的速度为在A点水平方向的分速度为在竖直方向的分速度为则在A点有求得故选C。
8．ACD【详解】A. 由甲图可知，波长为4m，由乙图可知，周期为所以波速A正确；BC．根据乙图分析，t=0时，M点振动方向向下，机械波向x轴正方向传播，故t=0时刻，x＝1.5m处的质点正向y轴正方向运动，M点的横坐标不可能为1.5m，B错误，C正确；D. t=1.0s时，根据乙图，由于对称性可知，M点位移为，D正确。故选ACD。
9．AC【详解】A．刚好在斜面顶端与传送带共速，根据可知，小物块c的加速度小，而共速前，设质量均为m，则所以小物块c与传送带间的动摩擦因数比物块a小，故A正确；B．任意时刻a、b的速率相等，对b，重力的瞬时功率Pb=mbgv对a有Pa=magvsinθ<mbgv所以重力对物块a做功的功率小于重力对物块b做功的功率。故B错误；C．两次两物块末动能和末势能相等，而b机械能减小量相同，根据能量守恒可知，传送带对物块a与传送带对物块c做的功相等，故C正确；D．达到与传送带共速相对位移产热且联立整理得
小物块c与传送带间的动摩擦因数比物块a小，所以小物块与传送带间因摩擦产生的热量，a比c大，故D错误。 故选AC。
10．BCD【详解】A．由于电场力做功，故小球的机械能不守恒。故A错误；B．重力和电场力的合力大小为，方向与竖直方向的夹角为45°斜向左下方，小球由点到A点，重力和电场力的合力做的功最多，在A点时的动能最大，速度最大。故B正确；C．小球做周期性运动，在点时的速度为0。故C正确；D．对小球由点到A点的过程，由动能定理得沿方向建立轴，垂直方向建立轴，在方向上由动量定理得累计求和，则有解得故D正确。故选BCD。
11． 大于 100
【详解】（1）[1]为了保证小球1与小球2碰撞后不被反弹，小球1的质量应大于小球2的质量。
（2）[2]因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是小球1不与小球2碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表小球1碰撞前的速度，OM是小球1碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后小球1的速度，ON是碰撞后小球2的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球2的速度，当所测物理量满足表达式说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
（3）[3][4]碰撞前，落在图中的点，设其水平初速度为，小球和发生碰撞后，的落点在图中点，设其水平初速度为，的落，点是图中的点，设其水平初速度为，设斜面与水平面的倾角为，由平抛运动规律得，解得同理可得，由动量守恒定律得由能量守恒定律得联立解得
12． AC/CA 大
【详解】（1）[1] A．滑动变阻器最大阻值只有，而苹果电池的内阻约为几，则滑动变阻器起不到调节的作用，故A正确；B．电压表分流，回路电流很小，误差偏大，故B错误；C．使用量程为0～3V的电压表，电压表示数达不到量程的三分之一，故C正确。故选AC。
（2）[2][3]根据图B所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得整理得
图像的斜率纵轴截距解得电池电动势内阻（3）[4]由表中第1组与第3组实验数据可知，水果电池电动势与电极插入深度有关，在电极间距离相等时，电极插入越深，水果电池内阻越小；由表中第1组与第2组数据可知，在电极插入深度相同时，电极间的距离越大，水果电池内阻越大。
13．（1）；（2）
【详解】（1）在△ABO中，∠ABO=α，∠BAO=β，∠BOA=θ，如图所示，设玻璃砖的折射率为n，根据题意可得
根据折射定律可得 sinα=sin C
在△ABO中，根据正弦定理可得 解得
（2）因为 所以得
在△ABO中，根据正弦定理可得 且有
该单色光从A点传播到B点所用时间为 解得
14．①，方向向右；②；③
【详解】①当电流从M流向N时，由左手定则可判断安培力向右，故加速度方向向右。
根据牛顿第二定律有 代入数据可得
②开关始终接a时，电流N到M，经过时间后电流变为M到N，再经时间速度减为零，前 s，则有 后s，则有 根据 联立解得
③先接a一段时间，电流由N到M，再接到b端一段时间，再接到a端一段时间，电流由M到N，最后接到b静止
第一段，则有
第二段，则有由动量定理 且 则有
第二段末的加速度与第三段相同，则第三段，
又 解得 v＇=1m/s
故
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设乙在E点的速度为vE，由平抛运动的规律可得
设乙在B点的速度为vB，把vB分别沿着水平方向和竖直方向分解，则有
综合解得
（2）乙从A点到达B点，由机械能守恒可得乙在 B点的速度大小仍为
与水平方向的夹角为60°
设乙在A点的速度为vA，把
分别沿水平方向和竖直方向分解，则有
综合解得
（3）由题意可得碰撞刚结束时甲、乙的速度大小均为
甲与乙发生弹性碰撞，若碰撞结束后甲与乙的速度大小相等方向相同，则两者达共速，是完全非弹性碰撞，所以甲的速度与乙的速度等大反向
设甲的速度为 乙的速度为 vA，甲的质量为M，刚发生碰撞之前甲的速度为 ，
则有
由弹性碰撞的二级结论有
由能量守恒定律可得
综合解得
答案第1页，共2页
