【文档说明】湖南省双峰县第一中学2021届高三上学期12月月考物理试题 .docx，共(16)页，477.463 KB，由小赞的店铺上传

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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Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ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⒉，选修3—1第一、二章，选修3—5第十六章。第Ⅰ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5410C，地球的半径约为6

000km，静电力常量9229.010Nm/Ck=，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大小约为A．100N/CB．200N/CC．300N/CD．400N/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A．C受到三个力的作用B．C对B的压力不变C．A受到的压力增大D．A受到的摩擦力减小3．“复兴号”动车在世界上首次实现速度350km/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0v，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A．()220smvvFFv−+B．()2202smvvFFv−+C．()2202smvv

FFv−+D．()22022smvvFFv−+4．图示电路中，电源的电动势9VE=，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9VU=，可知该故障可能为A．小灯泡L断路B．电阻1R或2R断路C．小灯泡L和电阻1R都

断路D．电阻1R或2R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A．()221xnvt−B．2(1)xnvt−C．()21xnvt−D．22xnvt6．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37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53斜向下游划行，结果到达对岸的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210m/sg=，sin370.6=，cos370.8=。B、C两点间的距离为

A．43dB．53dC．74dD．73d7．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37，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22m/s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60kg，取重力加速度大小210m/sg=，sin370.6=，cos370.8=，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600NC．小明对车厢底板的摩擦力大小为

96ND．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）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A．O

点的电场强度大小为24kQdB．管壁对小圆柱体的弹力的最大值为24kQqdC．小圆柱体和管壁间的动摩擦因数为24mgdkQqD．小圆柱体到达下端管口时的速度大小为2v二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分

，共16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RRr+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2IRtD．电动机的机械功率为2EIIR−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A．2mB．3mC．4mD．5m11．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0aRB．火星的质量为0aRGC．火星静止轨道卫星的轨道半径为0TaRD．小球下落

过程中的最大速度为00ax12．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53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sin530.8=，53cos0.6=，不计一切摩擦。现将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25mgB．当A的速度最大时，弹簧处于拉伸状态C．A的最大速度

为2825mgkD．当B处于最低点时，弹簧处于压缩状态第Ⅱ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：①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；②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1O、2O，记录弹簧秤的示数F，测量并记录1O、2O间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧秤的示数改变1.00N

，测出对应的l，部分数据如下表所示：F/N01.002.003.004.005.006.007.00l/cm0l11.0012.0013.0014．0015.0016.0017.00③找出步骤②中7.00NF=时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O（橡皮筋上端为O，

下端为O），此时橡皮筋的拉力记为OOF；④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OAF，OB段的拉力记为OBF；⑤根据给

出的标度，作出OAF和OBF的合力F，如图丙所示。（1）利用表中数据可得0l=_______cm。（2）若测得7.50cmOA=，7.50cmOB=，则OAF的大小为________N．（3）通过比较F与_________的大小和方向，即可得出实验结论。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：Ⅰ．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；Ⅱ．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；Ⅲ．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；Ⅳ．用天平测得小车A的质量为195g，小车B与砝码的总质量为240g。（1）在步骤Ⅰ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，则碰撞前瞬间系统的总动量1p=_______kg·m/s（结果保留三位有效数字），碰撞后瞬间系统的总动量2

p=________kg·m/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4st=。取重力加速度大小210m/sg=，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3Fmg=（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0.5=。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kE。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0v。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05v，速度方向与水平地面的夹角37=。重力加速度大

小为g。取sin370.6=，.os37c08=。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E．18．（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p0E；（2）若C的质量为2m。求在B返回后压缩弹簧的过程中弹簧的最大弹性势能pmE；（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1．A【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2QEkr=，解得地球表面附近的电场强度大小100N/CE=，选项A正确。2．B【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sinABMgf=，cosABMgN=，由牛顿第三定律可得sinBAABf

fMg==、cosBAABNNMg==，当增大时，sin增大，cos减小，故BAf增大，BAN减小，选项CD均错误。3．D【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PFv=，由动能定理有2201122PtFsmvmv−=−，解得()220

22mvvFstFv−+=，选项D正确。4．B【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1R或2R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1R都断路，则电压表

的示数为零，选项C错误；若电阻1R或2R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。5．A【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1a，有1vat=；设飞机靠常规动力的加速

度大小为2a，有222()2nvvax−=，解得()12221axanvt=−，选项A正确。6．C【解析】本题考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37划行时，小船在静水中的划行

速度1v与河水流速2v的合速度沿AB方向，有21cos37vv=；当小船以船头方向与河岸的夹角为53划行时，渡河的时间1sin53dtv=，B、C两点的距离()21cos53svvt=+，解得74sd=，选项C正确。7．C【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sin37mgNma−=、cos37maf=，解得车厢底板对小明的支持力大小和摩擦力大小分别为528NN=、96Nf=，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2252896N528NF=+，选项D错误。8．D【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2242kQkQEdd==，根据矢量的合成法则可得O点的电场强度大小282OkQEEd==，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max28OkQqFqEd==，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maxFmg=，解得小圆柱体和管壁间的动摩擦因数28mgdkQq=，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212mghWmv−=，因做功具有对称性，设小圆柱体到达下端管口时的速度大小为v，有21222mghWmv−=，解得2vv=，选项D正确。9．BC【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PEI=，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2PIR=出计算，只能用公式PUI=出计算，故电源的效率是PUPE==出。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2QIRt=，选项C正确；电动机的机械功率2PUIIR=−机，选项D错误。10．AB【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v，以碰撞前甲滑块的速度方向为正

，因碰撞后甲滑块静止，故0v，由动量守恒定律有kmvmvmv−=，又222111222kmvmvmv+，解得13k，选项A、B正确。11．AD【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。小球刚释放瞬间即0x=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0a，由210vmamR=可得火星的“第一宇宙速度”10vaR=，选项A正确；由02MmGmaR=可得火星的质量20aRMG=，选项B错误；由222MmGmrr

T=可得火星静止轨道卫星的轨道半径220324aRTr=，选项C错误；当小球下落的速度最大时0a=，此时0xx=，max−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200m1122maxmv=，解得小球下落过程中的最大速度m00vax=，选项D正确。1

2．AC【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1x，对A由物体的平衡条件有1kxmg=，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1sin532kxmgmgma−+=，解得25ag=，设释放B后的瞬间轻绳的弹力大小为1T，对A

由牛顿第二定律有11Tkxmgma+−=，解得125Tmg=，选项A正确；经分析可知，当A的速度最大时，轻绳的弹力大小2sin53Tmg=，因2mgT，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2x，对A由物体的平衡条件有22Tkxmg+=，解得25mgxk=，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，()()12122kxxxx+−+()()21212m1sin53202mgxxmgxxmv−−−=−，解得A的最大速度2m825mg

vk=，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3x，根据动能定理，对A、B整体有()()()()13131313sin5302kxxxxmgxxmgxx+−+−−−=，解得335mgxk=−，因3x为负值，故假设不成立，选项D错误。13．（1）10.00（

2分）（2）5.00（2分）（3）OOF（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0l，可得010.00cml=。（2）根据表格数据可知橡皮筋的劲度系数100N

/mk=，根据OA、OB的长度可求橡皮筋的弹力大小为2100(7.507.5010.00)10N5.00Nkl−=+−=，即5.00NOAF=。（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F和一个

力OOF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）0.930（2分）0.927（2分）12pp=（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10.02sTf==，碰撞前瞬间小车A的速度大小2147.70

10m/s4.770m/s50.02v−==，系统的动量大小110.1954.770kgm/s0.930kgm/sApmv===，碰撞后两车的共同速度大小2221.3010m/s2.130m/s50.02v−==，系统的动量大小()2A2Bpmmv=+(0.1950.240)

2.130kgm/s0.927kgm/s=+=；在实验误差允许的范围内，满足12pp=，系统动量守恒得到验证。15．【解析】本题考查牛顿第二定律，目的是考查学生的推理能力。（1）设小华自由下落的时间为1t，有1vgt=（1

分）设小华减速下落的时间为2t，有23vgt=（1分）又12ttt=+（1分）解得30m/sv=。（1分）（2）设小华自由下落的高度和减速下落的高度分别为1h、2h，有212vgh=，2223vgh=（1分）又12hhh

=+（1分）解得60mh=。（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Cv，受到导轨弹力的大小为F，有2CvFmgmR+=（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N

，有2BvNmgmR−=（1分）对滑块从B点运动到C点的过程，由动能定理有2211222CBmgRmvmv−=−（1分）由牛顿第三定律有NN=（1分）解得9Nmg=。（1分）（2）设滑块从C点运动到A点的时间为t，有2122Rgt=（1分）水平面上A、B两点间的距离为C

xvt=（1分）对滑块从A点运动到B点的过程，由能量守恒定律有2k12BEmgxmv=+（1分）解得k6EmgR=。（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0v、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1v、竖直方向的分速度大小为2v，如图所示，有105cos37vv=（1分）205sin37vv=（1分）解得104vv=，203vv=（1分）小球在电场中运动的过

程中，在竖直方向有22202vvgh−=（1分）解得204vhg=（1分）（2）设小球在C点上空运动的时间为1t，有001vvgt−=−（1分）设小球在电场中运动的时间为2t，有0222vvht+=（1分）又12ttt=+（1分）解得04vtg=。（

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2vat=（1分）212vax=（1分）解得204vxg=（1分）由牛顿第二定律有qEma=（1分）解得2mgEq=。（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Av，在弹簧将A、B弹开的过程中，由动量守恒定律有320Amvmv−=（1分）解得23Avv=（1分）根据能量守恒定律有22p0113222AEmvmv=+（1分）解得2p0

53Emv=。（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1v、2v，由动量守恒定律有12222mvmvmv=+（1分）由能量守恒定律有22212111222222mvmvmv=+（1分）解得10v=，2vv=（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3v，由动量守恒定律有332(32)Amvmvmmv+=+（1分）由能量守恒定律有222pmA311132(32)22

2Emvmvmmv=+−+（1分）解得2pm115Emv=。（1分）（3）设B与C第一次碰撞后瞬间，B、C的速度分别为Bv、Cv，有22BCmvmvMv=+，22211122222BCmvmvMv=+（

1分）解得22BmMvvmM−=+，42CmvvmM=+（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0Bv（1分）BCvv−（1分）ABvv−（1分）解得610mMm。（1分）