云南省大理市双中学2020年高三物理月考试题含解析

云南省大理市双中学2020年高三物理月考试题含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 小球做下列各种运动中，属于匀变速曲线运动的是（）
A.自由落体运动
B.竖直上抛运动
C.斜上抛运动
D.匀速圆周运动
参考答案：
C
2. 在一次体育活动中，两个同学在同一条直线上相向站立，从水平地面相同高度由处，分别沿水平方向抛出两个小球A和B两个小球的运动轨迹如图所示，不计空气阻力．要使两个小球在空中恰好发生碰撞，必须
A．先抛出A球，后抛出B球
B．同时抛出两球
C．A球抛出速度大于B球抛出速度
D．相遇时B球速度大于A球速度
参考答案：
BC
3. 如图所示，物块从斜面的底端以确定的初速度开始沿粗糙斜面向上做匀减速运动，恰能滑行到斜面上的B点，如果在滑行过程中（）
（A）在物块上施加一个竖直向下的恒力，则一定能滑行到B点
（B）在物块上施加一个竖直向下的恒力，则一定不能滑行到B点
（C）在物块上施加一个水平向右的恒力，则一定能滑行到B点以上
（D）在物块上施加一个水平向右的恒力，则一定不能滑行到B点
参考答案：B
4. 如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，质点M的平衡位置x＝0．2m。

则下列说法中正确的是（）
A．两列波会发生干涉，且质点M振动始终加强
B．由图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，M将位于波峰
C．甲波的速度v1比乙波速度v2大
D．因波周期未知，故两列波波速大小无法比较
参考答案：
A
5. 请用学过的物理知识判断，下列说法正确的是（）
A．物体的加速度大小不能瞬间改变，但加速度的方向可以瞬间发生变化
B．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现
C．做圆周运动的物体受到的合外力一定指向圆心
D．牛顿第一、二、三定律都可以用实验的方式加以验证
参考答案：
B
【考点】安培力；加速度；牛顿运动定律的综合应用；洛仑兹力．
【分析】根据加速度的大小方向都可以瞬间改变，安培力与洛伦兹力的关系，圆周运动包含匀速圆周运动和非匀变速圆周运动，牛顿第一定律不能通过实验验证进行判断．
【解答】解：A、加速度的大小方向都可以瞬间改变，A错误；
B、安培力是通电导体在磁场中受到的力，洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力，而电荷的定向移动就能形成电流，因此安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现，而且安培力和洛伦兹力的方向都是通过左手定则判断，B正确；
C、做匀速圆周运动的物体受到的合外力才一定指向圆心，如果是非匀变速圆周运动，受到的合外力就不指向圆心，C错误；
D 、牛顿第一定律不能用实验验证，因为找不到物体不受力作用的实验条件，D 错误； 故选：B
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示是半径为5 cm 的玻璃球，某单色细光束AB 通过此玻璃球时的折射率为
，光束AB 平
行于过球心的直线MN ，且两线相距2.5 cm ，CD 为出射光线。

则此单色光线AB 进入玻璃球时的折射角为
，出射光线CD 与MN
所成的角为 。

参考答案：
300， 300 。

7. 刹车后的汽车做匀减速运动直到停止，则它在前一半时间与后一半时间的平均速度之比为
；它在前一半位移与后一半位移的平均速度之比为 。

参考答案： 3：1，
：1
8. 某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是： ①安装好实验装置如图所示．
②将质量为200 g 的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．
③在质量为10 g 、30 g 、50 g 的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g 钩码挂在拉线的挂钩P 上．
④释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带．
(1)（4分）在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条．经测量、计算，得到如下数据：
①第一个点到第N 个点的距离为40.0 cm.
②打下第N 点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为________ J ，小车动能的增量为________ J.（结果保留三位有效数字）
(2)（4分）此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大．显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是_________________ ______________________ ___ ___。

参考答案：
(1)（4分）0.196、 0.100
(2)（4分）①小车质量没有远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力；③操作错误：先放小车后接通电源
9. （4分）用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J 的功，同时汽缸向外散热210J ，汽缸里空气的内能 （填“增加”或“减少”）了 J 。

参考答案：
增加 690J
10. 在某些恒星内部，3个α粒子可以结合成一个C 核，已知C 核的质量为1.99302×10-26kg ，α粒子的质量为6.64672×10-27kg ，真空中光速c=3×108m/s ，这个核反应方程
是 ，这个反应中释放的核能为 （结果保留一位有效数字）。

参考答案：
3He → C (2分) 9×10-13 J
11. 如图所示，一自行车上连接踏脚板的连杆长R1＝20cm ，由踏脚板带动半径为r1的大齿盘，通过链条与半径为r2的后轮齿盘连接，带动半径为R2＝30cm 的后轮转动。

若踏脚大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24。

当骑车人以n=2r/s 的转速蹬踏脚板时，自行车的前进速度为______________m/s 。

若车匀速前进，则骑车人蹬踏脚板的平均作用力与车所受平均阻力之比为______________。

参考答案：
2.4π=7.54，3:1
12. 小球作直线运动时的频闪照片如图所示．已知频闪周期T=0．1 s，小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺量得)分别为OA=6．51 cm，AB=5．59 cm，BC=4．70 cm，CD=3．80 cm，DE=2．89 cm，EF=2．00 cm．
小球在位置
A
时的速度大小νA= m/s ，小球运动的加速度大小a= m/s2
．（结果保留
一位小数。

）
参考答案：
0.6m/s, 0.9m/s2
13. 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰
击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为
m
1
，初速度为v
，氮核质量为m
2
，质子质量为m
, 氧核的质量为m
3
，不考虑相对论效应．α
粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度大小为，此过程中释
放的核能为________________________________．
参考答案：
设复核速度为v，由动量守恒得
解得
整个过程中质量亏损
由爱因斯坦质能方程，得
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与
斜面底边平行。

在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。

取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和
位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。

已知线框的质量为M=0.1 kg，电阻为
R=0.06 Ω．（取g=l0m·s-2, sin 37°=0.6, cos 37°=0.8)求：
(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：
(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率P m。

参考答案：
0.5；1/6s；0.54W
【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则
其中x1=0.36m；
解得μ=0.5
（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减
小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1
v12=2ax1
解得a=2m/s2 v1=1.2m/s
其中 x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过
程中运动的距离，可求出x2=0.2m，
则
（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大
由可求得v2=1.8m/s
根据线框匀速进入磁场时：
可得F A=0.2N
又因为
可得
将v2、B2L2带入可得：
15. （09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求
①说明光能从MN平面上射出的理由?
②能从MN射出的光束的宽度d为多少?
参考答案：
解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半
径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。

光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。

光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。

（1分）
最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。

故光线c将垂直MN 射出（1分）
②由折射定律知（1分）
则r=45°（1分）
所以在MN面上射出的光束宽度应是
（1分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （14分）如图所示,倾角为θ=37o、电阻不计的、间距L=0.3m且足够长的平行金属导轨处在磁感强度B=1T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值R0=2Ω的电阻.在平行导轨间跨接一金属棒，金属棒质量m=1kg电阻r=2Ω，其与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.金属棒以平行于导轨向上的初速度υ0=10m/s上滑直至上升到最高点的过程中，通过上端电阻的电量Δq=0.1C（sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2）.
(1)金属棒的最大加速度；
(2)上端电阻R0中产生的热量。

参考答案：
解析：(1) 金属棒在上升的过程，切割磁感线产生的感应电动势为，
回路的总电阻（1分），
回路中的感应电流
金属棒受到平行于导轨向下的安培力（2分）
金属棒还受到平行于导轨向下的力有mg sinθ、滑动摩擦力
由牛顿运动定律可知（2分）
金属棒上升过程中的最大加速度对应的是金属棒的最大速度，金属棒上升过程做减速运动，所以金属棒上升过程中的最大加速度就是速度为υ0的瞬间
代入数据后得最大加速度a max=10.3m/s2（2分）
(2)金属棒上升到最高点的过程中，通过上端电阻的电量Δq=0.1C，即金属棒中通过的电量为2Δq，设金属棒中的平均电流为通过金属棒的电量
（2分）
金属棒沿导轨上升的最大距离代入数据后得（1分）
上端电阻与下端电阻相等，并联后电阻为1Ω，再与金属棒的电阻r=2Ω串联，外电路是
产生的焦耳热为全电路焦耳热的，上端电阻的焦耳热Q又为外电路焦耳热的，全电路产生的焦耳热为6Q．由能量守恒可知
（2分）
代入数据后得Q=5J（2分）
17. 如图5－10所示，在光滑水平轨道上有一小车质量为M2，它下面用长为L的绳系一质量为M1的砂袋，今有一水平射来的质量为m的子弹，它射入砂袋后并不穿出，而与砂袋一起摆过一角度θ。

不计悬线质量，试求子弹射入砂袋时的速度V多大？
参考答案：
分析解答子弹射入砂袋前后动量守恒，设子弹打入砂袋瞬间具有速度v′0，由动量守恒定律：
mv0=(M1＋m)v′①
此后(M1＋m)在摆动过程中，水平方向做减速运动，而M2在水平方向做加速运动，当
(M1+m)与M2具有共同水平速度时，悬线偏角θ达到最大，即竖直向上的速度为零，在这一过程中。

满足机械能守恒，设共同速度为v，由机械能守恒有：
但式①，②中有三个未知量，v0，v′0，v，还需再寻找关系。

从子弹入射前到摆动至最同点具有共同速度v为止，在这个过程中，水平方向不受外力，所以、动量守恒，由动量守恒定律有：
mv0=(M1+M1+m)v ③
18. 如图所示，公路上一辆汽车以=l0m/s的速度匀速行驶，汽车行至A点时，一人为搭车，从距
公路30m的C处开始以3m/s的速度正对公路匀速跑去，司机见状途中刹车，汽车做匀减速运动，结果车和人同时到达B点，已知AB=80m，问：汽车在距A点多远处开始刹车，刹车后汽车的加速度有多大？
参考答案：。