唐县2023-2024学年高三上学期12月月考
物理试题
一、单项选择题题（每题4分，共28分）
1．许多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、等效代换法、控制变量法、微元法、建立物理模型法、放大法等。以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述，正确的是（ ）
A．库仑巧妙地运用扭秤测出引力常量，采用了放大法
B．笛卡尔为了说明力不是维持物体运动的原因用了建立物理模型法
C．在探究加速度与力和质量关系的实验中采用了理想实验法
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，这里采用的是微元法
2．如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的连线上，且a、b到O点的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点，为MN的中点，c、d位于MN的连线上，且c、d到O点的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（ ）
A．O点处的电场强度为零 B．a、b处的电场强度大小相等，方向相反
C．c、d处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．点处的磁感应强度为零
3．台风“海葵”9月3日下午于我国台湾登陆，气象部门公布的数据显示，近中心最大风速每秒43米（约每小时155公里），相当于14级风，瞬间最大阵风每秒53米（约每小时191公里），相当于 16级风。如图所示是一种风速测定装置，其中风速表是由电压表改装而成，电源电压不变，R为定值电阻，R 为滑动变阻器。T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连，S闭合后，当风速增大时（活塞上方气压变小），下列说法中正确的是（ ）
A．活塞上移，则风速表的示数变小
B．活塞上移，则风速表的示数变大
C．活塞上移，则滑动变阻器R 两端的电压变大
D．活塞上移，则风速表的示数不变
4．图中所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，板间距离为d，A、B两点间的距离为s，如图所示，连线AB与极板间的夹角为，则A、B间的电势差为（ ）
A． B． C． D．
5．人在平地上静止站立时，受到的支持力等于人的重力．做原地纵跳时，在快速下蹲后立即蹬伸的过程中，人受到的地面支持力会发生变化（如图，G为重力，F为支持力）．下列曲线能正确反映从下蹲开始到离地过程中地面支持力变化的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，在环的上端，一个质量为、带电荷量为的小球由静止开始沿轨道运动，已知重力加速度为g，则（ ）
A．小球运动过程中机械能守恒
B．小球经过环的最低点时速度最小
C．在最低点小球对环的压力大小为
D．在最低点小球对环的压力大小为
7．如图所示，正六边形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，有两个质量和电荷量都相等的粒子沿方向射入磁场后分别从b、e两点射出，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A．两粒子都带负电
B．从a到b射出的粒子在磁场中运动的速度偏向角是
C．从e点射出的粒子速率是从b点射出粒子的2倍
D．从b点射出的粒子在磁场中运动时间是从e点射出的粒子在磁场中运动时间的2倍
二、多选题（每题6分，部分分值3分，共18分）
8．如图所示，质量为的物体A轻放在倾角为的固定斜面上，恰好保持静止，最大静摩擦等于滑动摩擦，重力加速度为，则下列说法错误的是（ ）
A．物体与斜面间得动摩擦因数
B．若对A施加竖直向下的推力，A将沿斜面下滑
C．若对A施加水平向右的推力，A仍保持静止，则最大为
D．若斜面光滑，对A施加任意方向的推力，A仍保持静止，则最小为
9．如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=1kg的带负电小滑块(可视为质点)在x=1m处以v0=2m/s的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.05。在x=0 及x=5m处有两个电性未知，电荷量分别为 的点电荷场源，滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在x=1m处的切线，下列说法正确的选项是（ ）
A．滑块在x=3m处所受合外力小于 0.5N B．两场源电荷均带负电，且|Q1|>|Q2|
C．滑块向右运动过程中，速度始终减小 D．滑块向右一定可以经过x=4m处的位置
10．如图，电源电动势为E（内阻不可忽略），为定值电阻，为滑动变阻器。闭合开关S，使灯泡L发光后，若将滑动片向右滑动，下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L变暗
B．电压表示数变大
C．电流表示数变大
D．电源输出功率一定变大
三、实验题（共15分）
11．某学习小组将一内阻为、量程为的微安表改装为量程为2.0mA的电流表，后又把该电流表改装为一欧姆表。
（1）把该微安表改装为量程为2.0mA的电流表需要 （填“串联”或“并联”）阻值 的电阻。
（2）把该微安表改装为量程为2.0mA的电流表，下列说法正确的是 。
A．改装原理为并联电阻能增大通过表头G的电流
B．改装后，表头G自身的电阻减小了
C．改装后使用时，表头G本身的参量都不变，整个并联电路允许通过的电流增大
（3）取一电动势为3.0V、内阻较小的电源和调节范围足够大的滑动变阻器，与改装所得2.0mA的电流表连接成如图甲所示欧姆表，其中B为 （填“红”或“黑”）表笔，该欧姆表的内阻为 。
12．在探究“加速度和力、质量的关系”实验中。小车受到的拉力测定至关重要，用如图甲所示的实验装置，不计滑轮与细线、轮轴间摩擦，已知当地的重力加速度。
（1）实验前，选择槽码时，槽码的质量 （填“需要”或“不需要”）满足远小于小车的质量。此时 （填“需要”或“不需要”）测定槽码质量。
（2）实验一：小车质量不变，改变槽码质量，多次实验，测出力传感器的值，和小车加速度。作出图像，如图乙所示线，则图线与横轴的交点的含义为 。
（3）实验二：改变小车的质量，用同一装置重复做了该实验小组的实验，作出的图像为线，则两线所对应的小车质量和相比较， （填“大于”“等于”“小于”）。
四、解答题（共39分）
13（8分）．某节水喷灌系统如图所示，喷口距地面的高度，正常工作时喷水的速率，每秒喷出水的质量，所用的水是从井下抽取的，井中水面离地面的高度并一直保持不变。水泵由电动机带动，电动机电枢线圈电阻。电动机正常工作时，电动机的输入电压，输入电流，不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。忽略水在管道中运动的机械能损失，水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵的抽水效率，重力加速度取。
求：（1）电动机的输出功率；
（2）水泵的抽水效率。
14．（14分）如图所示，水平导轨间距为，导轨电阻忽略不计；导体棒的质量，电阻，与导轨接触良好；电源电动势，内阻，电阻；外加匀强磁场的磁感应强度，方向垂直于，与导轨平面的夹角；与导轨间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对导体棒的拉力沿水平方向，导体棒处于静止状态。已知重力加速度，，。求：
（1）通过的电流大小和方向（“a流向b”或“b流向a”）；
（2）受到的安培力大小；
（3）重物质量的取值范围。
15（17分）．光滑绝缘水平面AB上有C、D、E三点。CD长L1=10cm，DE长L2=2cm，EB长L3=9cm。另有一半径R=0.1m的光滑半圆形金属导轨PM与水平面相连，P点接地，不计BP连接处能量损失。现将两个带电量为-4Q和Q的物体（可视作点电荷）固定在C、D两点，如图所示。将另一带电量为+q，质量m=1×10-4kg的金属小球（也可视作点电荷）从E点静止释放，则（感应电荷的影响忽略不计）（重力加速度g=10m/s2）：
（1）小球在水平面AB运动过程中最大速度的位置；
（2）若小球过圆弧的最高点后恰能击中放在C处的物体，则小球在最高点时对轨道的压力为多大；
（3）若不改变小球的质量而改变小球的电量q，发现小球落地点到B点的水平距离s与小球的电量q，符合下图的关系，则图中与竖直轴的相交的纵截距应为多大；
（4）你还能通过图像求出什么物理量，其大小为多少？
试卷第6页，共7页
参考答案：
1．D
【详解】A．卡文迪什巧妙地采用了放大法，运用扭秤测出引力常量，故A错误；
B．伽利略为了说明力不是维持物体运动的原因用了理想实验法，故B错误；
C．在探究加速度与力和质量关系的实验中采用了控制变量法，故C错误；
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，其和代表物体的位移，这里采用了微元法，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．正电荷在O点处的电场强度方向水平向右，负电荷在O点处的电场强度方向水平向右，根据场强叠加可知，O点处的总电场强度不为零，故A错误；
B．根据对称性可知，a、b处的电场强度大小相等，方向相同，均水平向右，故B错误；
CD．根据右手螺旋定则，M、N两点处长直导线在c、d、点处的磁感应强度方向均竖直向下，根据对称性以及场强叠加可知，c、d处的磁感应强度大小相等，方向相同；点处的磁感应强度不为零，故C正确，D错误。
故选C。
3．B
【详解】由电路图可知，电阻R和R1串联，电压表测R两端的电压，当风速增大时，活塞上方空气的流速变大，大于下方空气的流速，由速度大的地方压强小可知，此时会产生向上的力，使滑片随活塞上移，R1接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知
可知电路中电流变大，由
可知，R两端的电压变大，即电压表（风速表）的示数变大，滑动变阻器R1两端的电压变小。
故选B。
4．C
【详解】由电容的定义式
得板间电压
板间场强
AB之间的电势差
故选C。
5．A
【详解】人在地面上静止站立时，受到的支撑力等于人的重力，在快速下蹲时人先向下加速后向下减速到达最低点，故先具有向下的加速度后具有向上的加速度，则人先处于失重状态后处于超重状态，受到支撑力先减小后增加；在人蹬伸的过程中，从最低点到达重力与地面支撑力相等时，人具有向上的加速度，处于超重，人从受力平衡点继续上升时支撑力减小，至人完全离开蹦床时支撑力减小到零，故符合的A选项．
故选：A
6．D
【详解】A．小球运动过程中，电场力对小球做功，小球机械能不守恒，故A错误；
B．小球从静止开始运动至环最低点的过程中，重力和电场力均对小球做正功，所以小球经过环的最低点时速度不是最小，故B错误；
CD．设小球经过环的最低点时速度大小为v，圆环半径为R，根据动能定理有
设在最低点环对小球的支持力大小为N，根据牛顿第二定律有
联立以上两式解得
根据牛顿第三定律可知在最低点小球对环的压力大小为，故C错误，D正确。
故选D。
7．D
【详解】A．根据粒子运动轨迹以及左手定则，可知从e点射出的粒子带正电，从b点射出的粒子带负电，故A错误；
B．从a到b射出的粒子在磁场中运动的速度偏向角是
故B错误；
C．设正六边形的边长为，根据几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力
可得半径为
可得
故从e点射出的粒子速率是从b点射出粒子的3倍，故C错误；
D．粒子在磁场中的运动周期为
从b点射出的粒子在磁场中运动时间
从e点射出的粒子在磁场中运动时间
故从b点射出的粒子在磁场中运动时间是从e点射出的粒子在磁场中运动时间的2倍，故D正确。
故选D。
8．BC
【详解】A．物体A轻放在倾角为的固定斜面上，恰好保持静止，则
解得
故A正确不符合题意；
B．若对A施加竖直向下的推力，仍满足
A不会沿斜面下滑，故B错误符合题意；
C．若对A施加水平向右的推力，A仍保持静止，摩擦力达到最大时，推力最大
解得
故C错误符合题意；
D．若斜面光滑，对A施加任意方向的推力，A仍保持静止，当F沿斜面向上时最小
故D正确不符合题意。
故选BC。
9．BD
【详解】A．Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，滑块在 x=3m处所受电场力为0，所受合外力
故A错误；
B．在x=3m处电场力为0，电场强度为0，则
由于，所以
滑块在x=3m处电势能最低，因为滑块带负电，所以x=3m处的电势最高，两场源电荷均带负电，故B正确；
C．滑块在x=1m处所受电场力大小为
所以在处，滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反，电场力大于摩擦力，则滑块加速运动，故C错误；
D．滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等，根据能量守恒定律，若滑块能够经过x=4m处，则应满足
由
，
根据题中数据可知实际情况并满足上式，所以滑块一定可以经过x=4m处的位置，故D正确。
故选BD。
10．AC
【详解】AC．滑动变阻器的滑片向右滑动，接入电路的变小，则总电阻变小，总电流变大。灯泡的电压为
总电流变大，可知灯泡的电压变小，则灯泡亮度变暗，故AC正确；
B．电压表的示数为
总电流变大，可知电压表的示数变小，故B错误；
D．因不清楚外电路电阻与电源内阻的大小关系，则不能确定电源输出功率的变化，故D错误。
故选AC。
11． 并联 200 C 黑 1500 1300
【详解】（1）[1]根据电流表改装原理，把该微安表改装为量程为2.0mA的电流表需要并联分流电阻。
[2]根据电流表改装原理有
解得
（2）[3]A．把表头G改装成电流表应并联一个分流电阻，并联电阻后，通过表头G的最大电流以及表头两端的最大电压均不变，故A错误；
B．改装后，表头G自身电阻不变，改装后电流表总电阻减小了，故B错误；
C．改装后使用时，表头G本身的参量都不变，改装后电流表总电阻减小，整个并联电路允许通过的最大电流增大，故C正确。
故选C。
（3）[4]由图可知，电流从A流入多用电表，则A为红表笔，B为黑表笔。
[5]根据电源以及电流表量程，该欧姆表的内阻为
[6]结合中值电阻刻度可知，欧姆挡倍率为“”挡，图乙所测电阻为
12． 不需要 不需要 小车受到的阻力 小于
【详解】（1）[1][2]根据题意，由图甲可知，绳子对小车的拉力可以通过力传感器测量，则不需要满足槽码的质量远小于小车的质量，也不需要测定槽码质量。
（2）[3]由图乙可知，由于加速度时，拉力不为零，则小车受到的阻力作用，设小车受到的阻力为，由牛顿第二定律有
可知，当时
即图线与横轴的交点的含义为小车受到的阻力。
（3）[4]由（2）分析，整理可得
可知，图像的斜率表示小车质量的倒数，由图乙可知，图线的斜率大于图线的斜率，则小于。
13．（1）800W；（2）
【详解】（1）电动机的输入功率
电动机的热功率
水泵的输入功率等于电动机的输出功率
（2）水泵的输出功率
其中
解得
水泵效率
14．（1），方向为从a流向b；（2）；（3）
【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律得
方向为从a流向b。
（2）安培力为
（3）导体棒受力如图所示，即将滑动时，所受最大静摩擦力既可能向左，也可能向右，其大小为
当最大静摩擦力方向向右时
当最大静摩擦力方向向左时
而
所以
因此重物质量的取值范围为
15．（1）距E点8cm处；（2）；（3）-0.16m2；（4）UEB，450V
【详解】（1）设在AB上距离D点x处场强为0，有
解得
即带电小球最大速度就是场强为零的位置，即距E点8cm处；
（2）小球从最高点水平抛出能击中C点，设速度为v，则有
联立解得
设最高点压力为N，有
解得
根据牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小为；
（3）带电小球从E开始运动，设E、B两点电势差为UEB，经金属轨道到从最高点下落，根据动能定理有
又
，
联立可得
可知图中与竖直轴的相交的纵截距为
（4）通过图线的斜率可求UEB，图线的斜率为
解得
答案第8页，共9页
