2023-2024學年廣東省深圳市福田中學高三上學期12月月考物理試題及答案

試卷PAGE1試卷福田中學2023-2024學年度高三年級第三次月考物理學科試卷【試卷說明】本試卷分為第Ⅰ、Ⅱ卷兩部分，滿分100分，考試時間75分鐘。第Ⅰ卷選擇題（共46分），第Ⅱ卷主觀題（共54分），請將所有答案寫在答題卡指定位置，姓名、班級、學號等一律寫在信息填寫處，并將學號用2B鉛筆填涂在相應(yīng)信息點，在對應(yīng)信息填寫處以外部分填寫個人信息為無效。第Ⅰ卷（選擇題）一、單選題（分分，每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，選對的得4分，選錯或不答的得0分）。1.2011年3月，日本發(fā)生的大地震造成了福島核電站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素，其衰變方程為，半衰期為8天，已知，，，則下列說法正確的是（）A.衰變產(chǎn)生的射線來自于原子的核外電子B.該反應(yīng)前后質(zhì)量虧損C.放射性元素發(fā)生的衰變?yōu)樗プ僁.經(jīng)過16天，75%的原子核發(fā)生了衰變2.如圖甲所示為探究電磁驅(qū)動的實驗裝置。某個鋁籠置于U形磁鐵的兩個磁極間，鋁籠可以繞支點自由轉(zhuǎn)動，其截面圖如圖乙所示。開始時，鋁籠和磁鐵均靜止，轉(zhuǎn)動磁鐵，會發(fā)現(xiàn)鋁籠也會跟著發(fā)生轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）A.鋁籠是因為受到安培力而轉(zhuǎn)動的B.鋁籠轉(zhuǎn)動的速度的大小和方向與磁鐵相同C.磁鐵從圖乙位置開始轉(zhuǎn)動時，鋁籠截面中的感應(yīng)電流的方向為a→d→c→b→aD.當磁鐵停止轉(zhuǎn)動后，如果忽略空氣阻力和摩擦阻力，鋁籠將保持勻速轉(zhuǎn)動3.如圖所示，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系為，、k為常量，則圖中半徑為R的單匝圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為（）A. B. C. D.4.如圖為一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半徑與球的半徑之比為1:3。當細光束以的入射角射入球中，其折射光線剛好與內(nèi)壁相切，則該透明材料的折射率為（）A. B.1.5 C. D.25.《流浪地球2》影片中，太空電梯高聳入云，在地表與太空間高速穿梭。太空電梯上升到某高度時，質(zhì)量為2.5kg物體重力為16N。已知地球半徑為6371km，不考慮地球自轉(zhuǎn)，則此時太空電梯距離地面的高度約為（）A.1593km B.3584km C.7964km D.9955km6.質(zhì)量為m小明坐在秋千上擺動到最高點時的照片如圖所示，對該時刻，下列說法正確的是（）A.秋千對小明的作用力小于B.秋千對小明的作用力大于C.小明的速度為零，所受合力為零D.小明的加速度為零，所受合力為零7.如圖所示為速凍食品加工廠生產(chǎn)和包裝餃子的一道工序。將餃子輕放在勻速運轉(zhuǎn)的足夠長的水平傳送帶上，不考慮餃子之間的相互作用和空氣阻力。關(guān)于餃子在水平傳送帶上的運動，下列說法正確的是（）A.餃子一直做勻加速運動B.傳送帶的速度越快，餃子的加速度越大C.餃子由靜止開始加速到與傳送帶速度相等的過程中，增加的動能等于因摩擦產(chǎn)生的熱量D.傳送帶多消耗的電能等于餃子增加的動能二、多選題（分分，每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得6分，只選部分且正確的得3分，有選錯或不答的得0分）。8.如圖，質(zhì)子以一定初速度從a點沿ac方向進入立方體區(qū)域，由點飛出，該立方體區(qū)域可能僅存在（）A.沿ab方向的勻強電場B.沿方向的勻強電場C.沿方向的勻強磁場D.沿bd方向的勻強磁場9.一列簡諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標原點O的質(zhì)點振動圖像如圖所示。當時，簡諧波的波動圖像可能正確的是（）A. B.C. D.10.如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時拋出后直接落入籃筐，落入籃筐時的速度方向相同，下列判斷正確的是（）A.B比A先落入籃筐B(yǎng).A、B運動的最大高度相同C.A在最高點的速度比B在最高點的速度小D.A、B上升到某一相同高度時的速度方向相同第Ⅱ卷（非選擇題）三、實驗題（每空2分，共18分）11.某同學用氣墊導(dǎo)軌驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖1所示。（1）實驗室有兩組滑塊裝置。甲組兩個滑塊的碰撞端面裝上彈性碰撞架，乙組兩個滑塊的碰撞端面分別裝上撞針和橡皮泥。若要求碰撞過程動能損失最小，應(yīng)選擇__________（填“甲”或“乙”）組的實驗裝置。（2）用螺旋測微器測量遮光條寬度d，如圖2所示，并將兩塊寬度均為d遮光條安裝到兩滑塊上，可知遮光條的寬度__________。（3）安裝好氣墊導(dǎo)軌和光電門，接通氣源后，在導(dǎo)軌上輕放一個滑塊，給滑塊一初速度，使它從軌道右端向左運動，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門2時間小于通過光電門1的時間。為使導(dǎo)軌水平，可調(diào)節(jié)P使軌道左端__________（填“升高”或“降低”）一些。（4）用天平測得滑塊A、B的質(zhì)量（均包括遮光條）分別為、；調(diào)整好氣墊導(dǎo)軌后，將滑塊A向左彈出，與靜止的滑塊B發(fā)生碰撞，碰后兩滑塊沒有粘連，與光電門1相連的計時器顯示的擋光時間為，與光電門2相連的計時器顯示的先后擋光時間為和。從實驗結(jié)果可知兩滑塊的質(zhì)量滿足_______（填“>”“<”或“=”）；滑塊A、B碰撞過程中滿足表達式_______（用所測物理量的符號表示），則說明碰撞過程中動量守恒。12.實驗方案對實驗測量的精度有直接影響，某學習小組對“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗方案進行探究，選用電動勢約為、內(nèi)阻約為的電源，現(xiàn)有下列實驗器材：A.電阻箱：阻值可調(diào)范圍為；B.滑動變阻器：阻值范圍為；C.滑動變阻器：阻值范圍；D.表頭G：量程為、內(nèi)阻為；E.電壓表：量程為、內(nèi)阻約為；F.電壓表：量程為、內(nèi)阻約為；G.開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）該小組設(shè)計了三個實驗電路圖，你認為最合理的是______.（2）若將表頭G改裝成量程為的電流表，則電阻箱的阻值應(yīng)該為______。（3）為更好調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)該選用______（填“”或“”），為使讀數(shù)更準確，電壓表應(yīng)該選用______（填“”或“”）。四、解答題（共36分）13.某種椅子的結(jié)構(gòu)如圖所示，圓柱形汽缸A內(nèi)密閉著一定質(zhì)量的氣體，汽缸A可沿柱形汽缸桿B的外壁上下滑動。汽缸A與椅面固定在一起，其質(zhì)量為，汽缸桿B與底座固定在一起，橫截面積為，在汽缸A中封閉長度為的理想氣體。汽缸A氣密性、導(dǎo)熱性能良好，忽略摩擦力，某同學想利用椅子高度的變化，估測自己的質(zhì)量。當人腳懸空坐在椅面上，穩(wěn)定后，測得椅面下降，已知室內(nèi)溫度不變，大氣壓強，重力加速度，求該同學的質(zhì)量M。14.如圖所示，小球B靜止在光滑的水平臺面上，臺面距離地面的高度為。小球A以速度向著B運動并發(fā)生正碰，之后A和B先后從臺面水平拋出，落到地面上時的落點分別為a和b，測得a、b之間的距離，已知兩個小球A和B的質(zhì)量相同，取，求：（1）小球A、B落到地面上的時間分別為多少；（2）正碰后小球A、B的速度分別為多大？15.如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌、間距，其電阻不計，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成角，N、Q兩端接有的電阻。一金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，兩端與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知的質(zhì)量，電阻，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小。在平行于導(dǎo)軌向上的拉力作用下，以初速度沿導(dǎo)軌向上開始運動，可達到最大速度。運動過程中拉力的功率恒定不變，重力加速度。（1）求拉力的功率P；（2）開始運動后，經(jīng)速度達到，此過程中克服安培力做功，求該過程中沿導(dǎo)軌的位移大小x。福田中學2023-2024學年度高三年級第三次月考物理學科試卷【試卷說明】本試卷分為第Ⅰ、Ⅱ卷兩部分，滿分100分，考試時間75分鐘。第Ⅰ卷選擇題（共46分），第Ⅱ卷主觀題（共54分），請將所有答案寫在答題卡指定位置，姓名、班級、學號等一律寫在信息填寫處，并將學號用2B鉛筆填涂在相應(yīng)信息點，在對應(yīng)信息填寫處以外部分填寫個人信息為無效。第Ⅰ卷（選擇題）一、單選題（分分，每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，選對的得4分，選錯或不答的得0分）。1.2011年3月，日本發(fā)生的大地震造成了福島核電站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素，其衰變方程為，半衰期為8天，已知，，，則下列說法正確的是（）A.衰變產(chǎn)生的射線來自于原子的核外電子B.該反應(yīng)前后質(zhì)量虧損C.放射性元素發(fā)生的衰變?yōu)樗プ僁.經(jīng)過16天，75%的原子核發(fā)生了衰變【答案】D【解析】【詳解】A．衰變時，原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子，大量電子從原子核釋放出來形成射線，故A錯誤；B．該反應(yīng)前后質(zhì)量虧損為故B錯誤；C．放射性元素發(fā)生的衰變?yōu)樗プ儯蔆錯誤；D．由于半衰期為8天，可知經(jīng)過16天，即經(jīng)過兩個半衰期，75%的原子核發(fā)生了衰變，故D正確。故選D。2.如圖甲所示為探究電磁驅(qū)動的實驗裝置。某個鋁籠置于U形磁鐵的兩個磁極間，鋁籠可以繞支點自由轉(zhuǎn)動，其截面圖如圖乙所示。開始時，鋁籠和磁鐵均靜止，轉(zhuǎn)動磁鐵，會發(fā)現(xiàn)鋁籠也會跟著發(fā)生轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）A.鋁籠是因為受到安培力而轉(zhuǎn)動的B.鋁籠轉(zhuǎn)動的速度的大小和方向與磁鐵相同C.磁鐵從圖乙位置開始轉(zhuǎn)動時，鋁籠截面中的感應(yīng)電流的方向為a→d→c→b→aD.當磁鐵停止轉(zhuǎn)動后，如果忽略空氣阻力和摩擦阻力，鋁籠將保持勻速轉(zhuǎn)動【答案】A【解析】【詳解】AC．磁鐵從圖乙位置開始轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)致通過鋁籠截面的磁通量增加，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，方向為，因而受到安培力作用，導(dǎo)致鋁籠轉(zhuǎn)動，所以鋁籠是因為受到安培力而轉(zhuǎn)動的，A項正確，C項錯誤；B．根據(jù)楞次定律可知，為阻礙磁通量增加，則導(dǎo)致鋁籠與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，但快慢不相同，鋁籠的轉(zhuǎn)速一定比磁鐵的轉(zhuǎn)速小，B項錯誤；D．當磁鐵停止轉(zhuǎn)動后，如果忽略空氣阻力和摩擦阻力，由于鋁籠轉(zhuǎn)動的過程中仍然能產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以鋁籠會受到反方向安培力作用逐漸減速直到停止運動，D項錯誤。故選A。3.如圖所示，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系為，、k為常量，則圖中半徑為R的單匝圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】由題意可知磁場的變化率為根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知故選A。4.如圖為一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半徑與球的半徑之比為1:3。當細光束以的入射角射入球中，其折射光線剛好與內(nèi)壁相切，則該透明材料的折射率為（）A. B.1.5 C. D.2【答案】B【解析】【詳解】如圖折射角的正弦值根據(jù)折射定律可得該透明材料的折射率故選B。5.《流浪地球2》影片中，太空電梯高聳入云，在地表與太空間高速穿梭。太空電梯上升到某高度時，質(zhì)量為2.5kg的物體重力為16N。已知地球半徑為6371km，不考慮地球自轉(zhuǎn)，則此時太空電梯距離地面的高度約為（）A.1593km B.3584km C.7964km D.9955km【答案】A【解析】【詳解】設(shè)地球的半徑為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G，地球表面重力加速度為g0，太空電梯離地高度為h，太空電梯所在位置處的重力加速度為g’，根據(jù)萬有引力公式有代入數(shù)據(jù)有整理得所以太空梯距離地面高度為故選A。6.質(zhì)量為m的小明坐在秋千上擺動到最高點時的照片如圖所示，對該時刻，下列說法正確的是（）A.秋千對小明的作用力小于B.秋千對小明的作用力大于C.小明的速度為零，所受合力為零D.小明加速度為零，所受合力為零【答案】A【解析】【分析】【詳解】在最高點，小明的速度為0，設(shè)秋千的擺長為l，擺到最高點時擺繩與豎直方向的夾角為，秋千對小明的作用力為F，則對人，沿擺繩方向受力分析有由于小明的速度為0，則有沿垂直擺繩方向有解得小明在最高點的加速度為所以A正確；BCD錯誤；故選A。7.如圖所示為速凍食品加工廠生產(chǎn)和包裝餃子的一道工序。將餃子輕放在勻速運轉(zhuǎn)的足夠長的水平傳送帶上，不考慮餃子之間的相互作用和空氣阻力。關(guān)于餃子在水平傳送帶上的運動，下列說法正確的是（）A.餃子一直做勻加速運動B.傳送帶的速度越快，餃子的加速度越大C.餃子由靜止開始加速到與傳送帶速度相等的過程中，增加的動能等于因摩擦產(chǎn)生的熱量D.傳送帶多消耗的電能等于餃子增加的動能【答案】C【解析】【詳解】A．餃子在傳送帶上先做勻加速直線運動，后做勻速直線運動，故A錯誤；B．餃子的加速度與傳送帶的速度無關(guān)，故B錯誤；C．餃子從靜止加速到與傳送帶共速的過程，餃子增加的動能因摩擦產(chǎn)生的熱量又因為餃子從初速度為零開始做勻加速運動到和傳送帶共速，餃子的位移所以餃子增加的動能等于因摩擦產(chǎn)生的熱量，故C正確；D．傳送帶多消耗的電能等于餃子增加的動能與因摩擦產(chǎn)生的熱量的總和，故D錯誤。故選C。二、多選題（分分，每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得6分，只選部分且正確的得3分，有選錯或不答的得0分）。8.如圖，質(zhì)子以一定初速度從a點沿ac方向進入立方體區(qū)域，由點飛出，該立方體區(qū)域可能僅存在（）A.沿ab方向的勻強電場B.沿方向的勻強電場C.沿方向的勻強磁場D.沿bd方向的勻強磁場【答案】BD【解析】【詳解】A．若立方體區(qū)域僅存在沿ab方向的勻強電場，質(zhì)子受到的電場力沿ab方向，會在水平面內(nèi)做曲線運動，無法到達，A錯誤；B．若立方體區(qū)域僅存在沿方向的勻強電場，質(zhì)子受到的電場力沿方向，會在豎直面內(nèi)做曲線運動，有可能到達，B正確；C．若立方體區(qū)域僅存在沿方向的勻強磁場，質(zhì)子受到水平方向的洛倫茲力，會在水平面內(nèi)做曲線運動，不可能到達，C錯誤；D．若立方體區(qū)域僅存在沿bd方向的勻強磁場，質(zhì)子受到豎直方向的洛倫茲力，會在豎直面內(nèi)做曲線運動，有可能到達，D正確。故選BD。9.一列簡諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標原點O的質(zhì)點振動圖像如圖所示。當時，簡諧波的波動圖像可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】【詳解】由O點的振動圖像可知，周期為T=12s，設(shè)原點處的質(zhì)點的振動方程為則解得在t=7s時刻因則在t=7s時刻質(zhì)點在y軸負向向下振動，根據(jù)“同側(cè)法”可判斷若波向右傳播，則波形為C所示；若波向左傳播，則波形如A所示。故選AC。10.如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時拋出后直接落入籃筐，落入籃筐時的速度方向相同，下列判斷正確的是（）A.B比A先落入籃筐B(yǎng).A、B運動的最大高度相同C.A在最高點的速度比B在最高點的速度小D.A、B上升到某一相同高度時的速度方向相同【答案】AD【解析】【詳解】AB．若研究兩個過程的逆過程，可看做是從籃筐沿同方向斜向上的斜拋運動，落到同一高度上的AB兩點，則A上升的高度較大，高度決定時間，可知A運動時間較長，即B先落入籃筐中，A正確、B錯誤；C．因為兩球拋射角相同，A的射程較遠，則A球的水平速度較大，即在最高點的速度比B在最高點的速度大，C錯誤；D．由斜拋運動對稱性可知，當A、B上升到與籃筐相同高度時的速度方向相同，故D正確。故選AD。第Ⅱ卷（非選擇題）三、實驗題（每空2分，共18分）11.某同學用氣墊導(dǎo)軌驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖1所示。（1）實驗室有兩組滑塊裝置。甲組兩個滑塊的碰撞端面裝上彈性碰撞架，乙組兩個滑塊的碰撞端面分別裝上撞針和橡皮泥。若要求碰撞過程動能損失最小，應(yīng)選擇__________（填“甲”或“乙”）組的實驗裝置。（2）用螺旋測微器測量遮光條寬度d，如圖2所示，并將兩塊寬度均為d的遮光條安裝到兩滑塊上，可知遮光條的寬度__________。（3）安裝好氣墊導(dǎo)軌和光電門，接通氣源后，在導(dǎo)軌上輕放一個滑塊，給滑塊一初速度，使它從軌道右端向左運動，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門2的時間小于通過光電門1的時間。為使導(dǎo)軌水平，可調(diào)節(jié)P使軌道左端__________（填“升高”或“降低”）一些。（4）用天平測得滑塊A、B的質(zhì)量（均包括遮光條）分別為、；調(diào)整好氣墊導(dǎo)軌后，將滑塊A向左彈出，與靜止的滑塊B發(fā)生碰撞，碰后兩滑塊沒有粘連，與光電門1相連的計時器顯示的擋光時間為，與光電門2相連的計時器顯示的先后擋光時間為和。從實驗結(jié)果可知兩滑塊的質(zhì)量滿足_______（填“>”“<”或“=”）；滑塊A、B碰撞過程中滿足表達式_______（用所測物理量的符號表示），則說明碰撞過程中動量守恒?！敬鸢浮竣?甲②.6.790③.升高④.⑤.【解析】【詳解】（1）[1]乙組中兩滑塊碰撞后連成一體運動，是完全非彈性碰撞，動能損失較大，根據(jù)題意，應(yīng)選擇甲組的實驗裝置。（2）[2]螺旋測微器讀數(shù)為（3）[3]滑塊通過光電門2的時間小于通過光電門1的時間，說明滑塊從右到左加速運動，為使導(dǎo)軌水平，可調(diào)節(jié)使軌道左端升高一些。（4）[4]滑塊向左運動，先通過光電門1，與滑塊碰撞后，滑塊A通過光電門2，接著滑塊通過光電門2，說明碰撞后滑塊向左運動，所以[5]滑塊A、B碰撞前后動量守恒，則又、、，代入可得12.實驗方案對實驗測量的精度有直接影響，某學習小組對“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗方案進行探究，選用電動勢約為、內(nèi)阻約為的電源，現(xiàn)有下列實驗器材：A.電阻箱：阻值可調(diào)范圍為；B.滑動變阻器：阻值范圍為；C.滑動變阻器：阻值范圍為；D.表頭G：量程為、內(nèi)阻為；E.電壓表：量程為、內(nèi)阻約為；F.電壓表：量程為、內(nèi)阻約為；G.開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）該小組設(shè)計了三個實驗電路圖，你認為最合理的是______.（2）若將表頭G改裝成量程為的電流表，則電阻箱的阻值應(yīng)該為______。（3）為更好調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)該選用______（填“”或“”），為使讀數(shù)更準確，電壓表應(yīng)該選用______（填“”或“”）。【答案】①.乙②.0.5③.④.【解析】【詳解】（1）[1]通過估算，如果滑動變阻器接入電路的阻值最小時表頭G的量程太小，需要用電阻箱進行改裝，改裝后的電流表內(nèi)阻可以算出，采用乙圖，可以消除電表引起的系統(tǒng)誤差。（2）[2]由得（3）[3][4]通過估算，假設(shè)電流表內(nèi)阻不計時，最大電流為表頭至少需要改裝成量程為800mA的電流表，需要并聯(lián)電阻大小為，本實驗滑動變阻器采用限流式接法，最大阻值最好比被測電阻大2~3倍調(diào)節(jié)效果好，所以滑動變阻器選用，當滑片處于最左端時滑動變阻器兩端電壓為所以電壓表選用。四、解答題（共36分）13.某種椅子的結(jié)構(gòu)如圖所示，圓柱形汽缸A內(nèi)密閉著一定質(zhì)量的氣體，汽缸A可沿柱形汽缸桿B的外壁上下滑動。汽缸A與椅面固定在一起，其質(zhì)量為，汽缸桿B與底座固定在一起，橫截面積為，在汽缸A中封閉長度為的理想氣體。汽缸A氣密性、導(dǎo)熱性能良好，忽略摩擦力，某同學想利用椅子高度的變