1、双峰县第一中学2021届高三上学期12月月考物理试卷考生注意：l。本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。2请将各题答案填写在答题卡上。3本试卷主要考试内容：人教版必修1，必修，选修31第一、二章，选修35第十六章。第卷（选择题 共40分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1电荷均匀分布的带电球体在球体外部产生的电场强度与位于球心处等电荷量的点电荷产生的电场强度相等。已知地球所带的电荷量约为，地球的半径约为6000 km，静电力常量，若将地球视为一个均匀带电球体，则地球表面附近的电场强度
2、大小约为A100 N/CB200 N/CC300 N/CD400 N/C2如图所示，小球C置于内侧面光滑的半球形凹槽B内，B放在长木板A上，在缓慢增大A的倾角（木板未达竖直状态）的过程中，整个装置仍处于静止状态，则该过程AC受到三个力的作用BC对B的压力不变CA受到的压力增大DA受到的摩擦力减小3“复兴号”动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以某一恒定功率在平直轨道上运行，经路程s后达到该功率下的最大速度v。若动车行驶过程受到的阻力F保持不变，则动车在该过程中所用的时间为ABCD4图示电路中，电源的电动势
3、，内阻不计，闭合开关S后，某时刻电路出现故障，此时理想电压表的示数，可知该故障可能为A小灯泡L断路B电阻或断路C小灯泡L和电阻都断路D电阻或短路5现代航空母舰是高科技的产物，以舰载作战飞机为主要武器。某舰载作战飞机沿平直跑道起飞前，先采用电磁弹射，由静止开始匀加速运动时间t后速度达到v，再在常规动力的作用下匀加速运动位移为x时达到起飞速度nv。舰载作战飞机电磁弹射过程的加速度大小与其在常规动力作用下的加速度大小之比为ABCD6如图所示，小船（视为质点）在河岸边的A点开始渡河，若小船以船头方向与河岸的夹角为斜向上游划行，小船恰好到达正对岸的B点；若小船以船头方向与河岸的夹角为斜向下游划行，结果到
4、达对岸的C点。河宽为d，河水流速恒定，小船在静水中的划行速度恒定，取重力加速度大小，。B、C两点间的距离为ABCD7张家界因旅游建市，是中国重要的旅游城市之一。小明到张家界旅游时乘坐索道下山，倾斜索道与水平方向的夹角为，载人车厢上端固定在索道上，某段时间内，车厢在索道的带动下以大小为的加速度沿索道向下做匀加速直线运动，该过程中小明站在车厢底板（自动调整为水平）上且未与车厢侧壁接触。小明的质量为60 kg，取重力加速度大小，则在此过程中A小明处于超重状态B小明对车厢底板的压力大小为600 NC小明对车厢底板的摩擦力大小为96 ND小明对车厢底板的作用力大小为528N8如图所示，水平面（图中未画出
5、）上相距为d的A、B两点固定有异种电荷，电荷量均为Q，其中A处电荷带正电、B处电荷带负电，在A、B两点连线的竖直中垂线上固定一根内壁粗糙的绝缘细管，细管的上、下两端管口关于AB对称。现使一质量为m，电荷量为q的带正电小圆柱体（圆柱体直径略小于细管的内径）从上端管口由静止开始下落，结果小圆柱体到达两电荷的连线中点O时的加速度为零，且此时小圆柱体的速度大小为v。重力加速度大小为g，静电力常量为k，不计空气阻力。下列说法正确的是AO点的电场强度大小为B管壁对小圆柱体的弹力的最大值为C小圆柱体和管壁间的动摩擦因数为D小圆柱体到达下端管口时的速度大小为二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。
6、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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9学校爱迪生发明社购买了一台直流电动机，用来组装航模。该直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，接在电动势为E、内阻为r的电源上，电动机恰好能正常工作。下列说法正确的是A电源的效率为B电动机消耗的电功率为UIC电动机在时间：内产生的焦耳热为D电动机的机械功率为10甲、乙两滑块以相同的速率v在光滑水平面上相向运动并发生碰撞，碰撞后甲滑块静止不动。若乙滑块的质量为m，则甲滑块的质量可能为A2mB3mC4mD5m11火星周围笼罩着空气层，与地球空气层相似。若宇航员在火星表面附近由静止释放一个
7、质量为m的小球，小球在下落过程中由于受到空气阻力，其加速度a随位移r变化的关系图像如图所示。已知火星的半径为R、自转周期为T，引力常量为G，忽略火星自转对重力的影响，则下列说法正确的是A火星的“第一宇宙速度”为B火星的质量为C火星静止轨道卫星的轨道半径为D小球下落过程中的最大速度为12如图所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧的下端固定在水平面上，上端与物块A连接，物块B与物块A之间用一绕过定滑轮O的轻绳连接，B放在固定斜面的上端（用外力控制B）。OA绳竖直，OB绳与倾角为的足够长的固定斜面平行，且轻绳恰好拉直而无作用力。A、B的质量均为m，A、B均视为质点，重力加速度大小为g，取，不计一切摩擦。现将
8、B由静止释放，B沿斜面下滑，弹簧始终处在弹性限度内。下列说法正确的是A释放B后的瞬间，轻绳的弹力大小为B当A的速度最大时，弹簧处于拉伸状态CA的最大速度为D当B处于最低点时，弹簧处于压缩状态第卷（非选择题 共60分）三、非选择题：本题共6小题，共60 分。13（6分）某实验小组欲验证力的平行四边形定则。实验步骤如下：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向；如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤的示数为某一设定值，将橡皮筋两端的位置标记为、，记录弹簧秤的示数F，测量并记录、间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧秤的示数改变1.00
9、 N，测出对应的l，部分数据如下表所示：F/N01.002.003.004.005.006.007.00l/cm11.0012.0013.00140015.0016.0017.00找出步骤中时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、（橡皮筋上端为O，下端为），此时橡皮筋的拉力记为；在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示，用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端到达O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为，OB段的拉力记为；根据给出的标度，作出和的合力，如图丙所示。（1）利用表中数据可得_cm。（2）若测得，则的大小为_N（3）通过比较与_的大小和方向，即可
10、得出实验结论。14（8分）某同学利用图甲所示装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：沿实验桌左右移动垫块，直至接通交流电源后，轻推小车A，与小车相连的纸带上打出一系列分布均匀的点迹（相邻两点间的间距相等），断开电源；将小车B（未画出，与小车A完全相同）静置于长木板上的P处，并将适量砝码放在小车B中；接通电源，沿木板方向向下轻推一下小车A，使小车获得一初速度，两车碰撞后黏合在一起，打点计时器打出一系列的点迹，如图乙所示；用天平测得小车A的质量为195 g，小车B与砝码的总质量为240 g。（1）在步骤中，要求纸带上打出的点迹分布均匀的原因是_。（2）已知打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，则
11、碰撞前瞬间系统的总动量_kgm/s（结果保留三位有效数字），碰撞后瞬间系统的总动量_kgm/s（结果保留三位有效数字）；若在实验误差允许的范围内，满足_，则系统动量守恒得到验证。15（7分）周末，小华到游乐园体验了一种叫跳楼机的游乐项目。跳楼机将小华升至高处后，由静止开始自由下落，一段时间后，在减速装置的作用下做匀减速直线运动，加速度大小设定为一般人能较长时间承受的3g（g为重力加速度大小），结果到达地面时的速度恰好减为零，整个下落过程所用的时间。取重力加速度大小，不计空气阻力。求：（1）小华在整个下落过程中的最大速度v；（2）小华由静止开始下落时离地面的高度h。16（9分）如图所示，水平面内
12、的导轨与竖直面内的半圆形光滑导轨在B点相切。半圆形导轨的半径为R，一个质量为m的滑块（视为质点）从A点以某一初速度沿导轨向有运动，滑块进入半圆形导轨后通过C点时受到轨道弹力的大小（g为重力加速度大小）。并恰好落到A点。水平导轨与滑块间的动摩擦因数。不计空气阻力。求：（l）滑块通过半圆形导轨的B点时对半圆形导轨的压力大小N；（2）滑块在A点时的动能。17（14分）如图所示。水平虚线AB与水平地面之间存在方向水平向左的匀强电场。一质量为m，电荷量为q的带正电小球由AB上的C点以大小为。的初速度竖直向上抛出，一段时间后进入电场，落地点为D（图中未画出）。已知小球落到D点前瞬间的速度大小为，速度方向与
13、水平地面的夹角。重力加速度大小为g。取，。不计空气阻力。求：（l）虚线A与地面间的高度差h：（2）小球从C点抛出至运动到D点所用的时间t：（3）CD两点之间的水平距离工以及电场的电场强度大小E18（16分）如图所示，足够大的光滑水平面上静置有三个小滑块A、B、C（均视为质点），A、B用细线连接且A、B间夹有压缩的水平轻弹簧（弹簧在弹性限度内）。弹簧的左端与A连接，右端与B不粘连，C的右侧有一固定的竖直挡板。现将细线烧断，B以速率v离开弹簧，与C发生碰撞。已知AB的质量分别为3m和2m，所有碰撞均为弹性碰撞，A、B、C始终在一条直线上。（1）求细线烧断前弹簧的弹性势能；（2）若C的质量为2m。求
14、在B返回后压缩弹簧的过程中弹簧的最大弹性势能；（3）为使B与C第一次碰撞后B与弹簧，B与C不再发生相互作用，求C的质量M应满足的条件。高三物理试卷参考答案1A【解析】本题考查点电荷的电场强度，目的是考查学生的理解能力。根据点电荷的电场强度公式，解得地球表面附近的电场强度大小，选项A正确。2B【解析】本题考查物体的平衡条件，目的是考查学生的推理能力。C受到重力、支持力两个力的作用，由物体的平衡条件可知，这两个力大小相等、方向相反，故B对C的支持力不变，C对B的压力也不变，选项A错误，B正确；设B、C的总质量为M，有，由牛顿第三定律可得、，当增大时，增大，减小，故增大，减小，选项CD均错误。3D【
15、解析】本题考查动能定理，目的是考查学生的推理能力。该恒定功率，由动能定理有，解得，选项D正确。4B【解析】本题考查电路故障的分析，目的是考查学生的推理能力。若小灯泡L断路，则电压表的示数为零，选项A错误；若电阻或断路，则电压表的示数等于电源的电动势，即电压表的示数为9V，选项B正确；若小灯泡L和电阻都断路，则电压表的示数为零，选项C错误；若电阻或短路，则电压表的示数不为零，但小于电源的电动势，即电压表的示数小于9V，选项D错误。5A【解析】本题考查直线运动，目的是考查学生的推理能力。设飞机靠电磁弹射过程的加速度大小为，有；设飞机靠常规动力的加速度大小为，有，解得，选项A正确。6C【解析】本题考
16、查运动的合成与分解，目的是考查学生的推理能力。当小船以船头方向与河岸的夹角为划行时，小船在静水中的划行速度与河水流速的合速度沿AB方向，有；当小船以船头方向与河岸的夹角为划行时，渡河的时间，B、C两点的距离，解得，选项C正确。7C【解析】本题考查牛顿运动定律，目的是考查学生的推理能力。该过程中小明具有向下的加速度，处于失重状态，选项A错误；对小明，根据牛顿第二定律，在竖直方向和水平方向上分别有、，解得车厢底板对小明的支持力大小和摩擦力大小分别为、，根据牛顿第三定律可知，小明对车厢底板的压力和摩擦力大小分别为528N、96N，选项B错误，C正确；小明对车厢底板的作用力是压力与摩擦力的合力，其大小
17、，选项D错误。8D【解析】本题考查带电体在电场中的运动，目的是考查学生的分析综合能力。单个电荷产生的电场，其电场强度大小，根据矢量的合成法则可得O点的电场强度大小，选项A错误；根据等量异种电荷产生的电场的特点可知，A、B两点的连线上O点的电场强度最大，故小圆柱体到达O点时所受电场力最大，由小圆柱体水平方向受力平衡可知，此时管壁对小圆柱体的弹力最大，且弹力的最大值，选项B错误；经分析可知，小圆柱体到达O点时竖直方向所受合力为零，有，解得小圆柱体和管壁间的动摩擦因数，选项C错误；设小圆柱体从上端管口运动到O点的过程中克服摩擦力所做的功为W，由动能定理有，因做功具有对称性，设小圆柱体到达下端管口时的
18、速度大小为，有，解得，选项D正确。9BC【解析】本题考查电功率，目的是考查学生的理解能力。电源的总功率，因为电动机为非纯电阻元件，所以电源的输出功率（即电动机消耗的电功率）不能用计算，只能用公式计算，故电源的效率是。选项A错误，B正确；由焦耳定律可得，电动机在时间t内产生的焦耳热，选项C正确；电动机的机械功率，选项D错误。10AB【解析】本题考查动量，目的是考查学生的推理能力。设甲滑块的质量为km碰撞后乙滑块的速度大小为，以碰撞前甲滑块的速度方向为正，因碰撞后甲滑块静止，故，由动量守恒定律有，又，解得，选项A、B正确。11AD【解析】本题考查万有引力定律，目的是考查学生的分析综合能力。小球刚释
19、放瞬间即时的速度为零，故此时小球所受空气阻力为零，可知火星表面的重力加速度大小为，由可得火星的“第一宇宙速度”，选项A正确；由可得火星的质量，选项B错误；由可得火星静止轨道卫星的轨道半径，选项C错误；当小球下落的速度最大时，此时，图线与x轴包围的“面积”表示合力对小球做的功，根据动能定理有，解得小球下落过程中的最大速度，选项D正确。12AC【解析】本题考查动能定理，目的是考查学生的分析综合能力。设释放B前弹簧的压缩量为，对A由物体的平衡条件有，设释放B后的瞬间A的加速度大小为a，对A、B整体由牛顿第二定律有，解得，设释放B后的瞬间轻绳的弹力大小为，对A由牛顿第二定律有，解得，选项A正确；经分析
20、可知，当A的速度最大时，轻绳的弹力大小，因，故此时弹簧处于压缩状态，选项B错误；设当A的速度最大时，弹簧的压缩量为，对A由物体的平衡条件有，解得，对从释放B到A的速度最大的过程，根据动能定理，对A、B整体有，解得A的最大速度，选项C正确；假设当B处于最低点时弹簧处于压缩状态，且压缩量为，根据动能定理，对A、B整体有，解得，因为负值，故假设不成立，选项D错误。13（1）（2分）（2）（2分）（3）（2分）【解析】本题考查力的平行四边形定则，目的是考查学生的实验能力。（1）根据表格数据可知，力F为零时，l即为，可得。（2）根据表格数据可知橡皮筋的劲度系数，根据OA、OB的长度可求橡皮筋的弹力大小为
21、，即。（3）在两个力的作用效果和一个力的作用效果相同的情况下，由平行四边形求得的力和一个力作用时比较，即可验证力的平行四边形定则。14（1）为了保证小车所受合力为零（其他说法只要合理，均可给分）（2 分）（2）（2分）（2分）（2分）【解析】本题考查动量守恒定律的验证，目的是考查学生的实验能力。（1）打点计时器打出的点迹分布均匀，说明小车受到的合力为零，两车（包括小车B中的砝码）组成的系统满足动量守恒的条件。（2）交流电源的周期，碰撞前瞬间小车A的速度大小，系统的动量大小，碰撞后两车的共同速度大小，系统的动量大小；在实验误差允许的范围内，满足，系统动量守恒得到验证。15【解析】本题考查牛顿第二
22、定律，目的是考查学生的推理能力。（1）设小华自由下落的时间为，有（1分）设小华减速下落的时间为，有（1分）又（1分）解得。（1分）（2）设小华自由下落的高度和减速下落的高度分别为、，有，（1分）又（1分）解得。（1分）16【解析】本题考查机械能，目的是考查学生的推理能力。（1）设滑块通过C点时的速度大小为，受到导轨弹力的大小为F，有（1分）设滑块通过B点时的速度大小为OB，受到导轨弹力的大小为，有（1分）对滑块从B点运动到C点的过程，由动能定理有（1分）由牛顿第三定律有（1分）解得。（1分）（2）设滑块从C点运动到A点的时间为t，有（1分）水平面上A、B两点间的距离为（1分）对滑块从A点运动到
23、B点的过程，由能量守恒定律有（1分）解得。（1分）17【解析】本题结合带电体在匀强电场中的运动考查运动的合成与分解，目的是考查学生的分析综合能力。（1）小球抛出后做竖直上抛运动，回到C点时的速度大小为、方向竖直向下，设小球落到D点前瞬间水平方向的分速度大小为、竖直方向的分速度大小为，如图所示，有（1分）（1分）解得，（1分）小球在电场中运动的过程中，在竖直方向有（1分）解得（1分）（2）设小球在C点上空运动的时间为，有（1分）设小球在电场中运动的时间为，有（1分）又（1分）解得。（1分）（3）设小球在电场中运动的过程中沿水平方向的加速度大小为a，有（1分）（1分）解得（1分）由牛顿第二定律有（
24、1分）解得。（1分）18【解析】本题考查动量与能量，目的是考查学生的分析综合能力。（1）设B离开弹簧时A的速度大小为，在弹簧将A、B弹开的过程中，由动量守恒定律有（1分）解得（1分）根据能量守恒定律有（1分）解得。（1分）（2）设B与C第一次碰撞后瞬间B、C的速度大小分别为、，由动量守恒定律有（1分）由能量守恒定律有（1分）解得，（1分）B与C第一次碰撞后，C以速率v碰撞挡板后以速率v反弹，同理，C以速率v与B发生第二次碰撞后，B的速率为v，C的速率为0，B返回后压缩弹簧，当A与B的速度相等时弹簧的弹性势能最大，设此时A、B的速度大小均为，由动量守恒定律有（1分）由能量守恒定律有（1分）解得。（1分）（3）设B与C第一次碰撞后瞬间，B、C的速度分别为、，有，（1分）解得，（1分）为使B与C第一次碰撞后，B与弹簧、B与C不再发生相互作用，有（1分）（1分）（1分）解得。（1分）