河南省郑州市灵宝实验中学高三物理月考试卷带解析

河南省郑州市灵宝实验中学高三物理月考试卷含解析
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. 为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图的实验装置，其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。

第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，末端与桌子右端M对齐，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的P点；第二次实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出末端N与桌子右端M的距离为L，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的Q点，已知重力加速度为g，不计空气阻力
(1)实验还需要测出的物理量是(用代号表示)：。

A．滑槽的高度h； B．桌子的高度H； C．O点到P点的距离d1；
D．O点到Q点的距离d2； E．滑块的质量m．
(2)写出动摩擦因数μ的表达式是μ= 。

(3)如果第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑行距离为x。

则动摩擦因数可表示为
μ= 。

参考答案：
见解析
（1）还需要测出的物理量是MO的高度H，OP距离d1，O Q距离d2；故应填写BCD。

（2）根据题意，由动能定理可得，，，解得。

（3）根据题意，由动能定理可得，，解得。

MO的高度h，OP距离x1，OP′距离x2
2. （单选）如图所示，光滑水平面上，在拉力F作用下，AB共同以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，A、B质量分别为m1、m2则（）A.a1=0，a2=0 B.a1＝a，a2=0
C.a1=a， a
D.a1=a a2=－a
参考答案：
D
3. 两束不同频率的单色光、从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象（）。

下列结论中正确的是
A. 光束的频率比光束低
B. 在水中的传播速度，光束比光束小
C. 水对光束的折射率比水对光束的折射率小
D. 光从水到空气发生全反射的临界角比大
参考答案：
C
4. （单选）空气中的负离子对人的健康极为有益．人工产生负氧离子的方法最常用的是电晕放电法．如图所示，一排针状负极和环形正极之间加上直流高电压，电压达5 000 V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距为5 mm，且视为匀强电场，电场强度为E，电场对负氧离子的作用力为F，则()
A．E＝103 V/m，F＝1.6×10－16 N
B．E＝106 V/m，F＝1.6×10－16 N
C．E＝103 V/m，F＝1.6×10－13 N
D．E＝106 V/m，F＝1.6×10－13 N
参考答案：
D
5. 如图，在光滑地面上，水平外力F拉动小车和木块一起作无相对滑动的加速运动．已知小车质量是M、木块质量是m、力大小是F、加速度大小是a、木块和小车之间动摩擦因数是μ．则在这个过程中，关于木块受到的摩擦力大小正确的是
A.μma
B.ma
C.
D.F -Ma
参考答案：
答案：BCD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. （4分）在国际单位制中，力学的三个基本物理量是长度、________和时间，其对应的单位分别是米、________和秒。

参考答案：
质量；千克
7. （6分）在操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上。

双绞线并联后的电阻R为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f=2Hz。

如果同学摇动绳子的最大圆半径h=1m，电流计的最大值I=3mA。

（1）磁感应强度的数学表达式B
= 。

（用R，I，L，f，h等已知量表示）试估算地磁场的磁感应强度的数量级T。

（2）将两人的位置改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流计的读数。

参考答案：
答案：（1）IR/2πLhf；10－5 T；（2）0。

8. 相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度___▲__（填“相等”、“不等”）。

并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的__▲___（填“前”、
“后”）壁。

参考答案：
车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁．地面上人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些。

9. 为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间
△t1、△t2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两个光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的
螺钉，使气垫导轨水平，其方法是：在不挂砝
码的情况下，将滑行器自由放在导轨上，如果
滑行器能在任意位置静止不动，或轻轻推滑
行器后，能使滑行器________运动，说明气垫导轨是水平的．
（2）若取M=0．4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是
_______．
A．m1=5g B．m2=15g
C．m3=40g D．m4=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为a=____（用△t1、△t2、D、x表示）．
参考答案：
（1）匀速（2）D（3）
（1）当滑行器获得一个初速度时，若能保持匀速直线运动，则说明气垫导轨是水平的，符合实验要求。

（2）牵引砝码的重力要远小于挡光片的重力，可使挡光片受到的合力近似等于牵引砝码的重力来测量．最不合适的应该是D.
(3)光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时
间内的平均速度代替瞬时速度,又，所以。

10. 打点计时器用频率50Hz交流电打出的匀变速运动的纸带，以原始点作为计数点，则根据此纸带的数据，纸带的加速度大小是m/s2 和打点计时器打第3个点时的纸带速度
是m/s（保留3位有效数字）参考答案：
9.40； 1.87
11. 在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。

穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：
①平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列________的点．
②测量小车和拉力传感器的总质量M ，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后，打出一条纸带，关闭电源．
③在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、
A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为．
④某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到
的结论是
．
参考答案：
①间距相等（2分，其他表述正确的同样给分）
②释放小车（2分）
③（2分）；
（2分）
④外力所做的功，等于物体动能
的变化量（2分，其他表述正确的同样给分）
12. 如图，两光滑斜面在B处连接，小球由A处静止释放，经过B、C两点时速度大小分别为3m/s和4m/s, AB=BC。

设球经过B点前后速度大小不变，则球在AB、BC段的加速度大小之比为，球由A运动到C的平均速率为m/s。

参考答案：
9：7 ；2.1
设AB=BC＝x，根据匀变速直线运动的规律，AB段有：；BC段有：
，联立得；根据平均速率公式可知两段的平均速率分别为：
所以全程的平均速度为。

【考点】匀变速直线运动的规律、平均速率
13. （6分）物体以 5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直线运动，经 4s 滑回原处时速度的大小仍为5m/s，则物体的速度变化为m/s，加速度
为m/s2．（规定初速度方向为正方向）。

参考答案：
－10；－2.5
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. (1) 一种游标卡尺，它的游标尺有20个等分度，总长度为19 mm.现用它测量某工件宽度，示数如图甲所示，其读数为________cm.乙图中螺旋测微器读数为________mm.(2) 某同学利用如图丙所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒定律．在气垫导轨上安装了两光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过轻质定滑轮与钩码相连．
1实验时要调整气垫导轨水平．不挂钩码和细线，接通气源，如果滑块________，则表示气垫导轨调整至水平状态．
② 不挂钩码和细线，接通气源，滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间．实施下列措施能够让导轨水平的是________
A．调节P使轨道左端升高一些
B．调节Q使轨道右端降低一些
C．遮光条的宽度应适当大一些
D．滑块的质量增大一些
E．气源的供气量增大一些
③ 实验时，测出光电门1、2间的距离L，遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m.由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1、t2，则系统机械能守恒成立的表达式是
__________________．
参考答案：
(1) 1.225(1.220～1.230都得分) 1.130(1.128～1.132)(每空2分，共4分)
(2) ① 能在气垫导轨上静止或做匀速运动或滑块经两个光电门的时间相等(2分)
② AB(2分)③ mgL＝(m＋M)－(m＋M)(2分)
15. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.89m/s，测得所用的重物的质量为1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，把第一个点记做0，另选连续的4个点A，B，C，D各点到0点的距离分别为62.99cm、70.18cm
、
77.76cm、85.73cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于7.62J，动能的增加量等于7.56J（取三位有效数字）．
参考答案：
解：重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J．
在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
故答案为：7.62、7.56．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （10分）如图所示，倾角为的光滑斜面上放有一个质量为m l的长木板，当质量为m2的物块以初速度v。

在木板上平行于斜面向上滑动时，木板恰好相对斜面体静止。

已知物块在木板上上滑的整个过程中，斜面体相对地面没有滑动。

求：
（1）物块沿木板上滑过程中，斜面体受到地面摩擦力
的大小和方向；
（2）物块沿木板上滑过程中，物块由速度v0变为时所通过的距离。

参考答案：
解析：
（1 ）m l对斜面体的压力大小为（m1+m2）gcos ，斜面体静止，水平方向合力为零，则地面给斜面体的摩擦力 f = (m l+m2)gcos sin，方向水平向左
（2）对m l进行分析，因相对斜面静止，故F f’ =m l gsin
对m2应用牛顿第二定律得m2gsin+F f=m2a
17. 如图所示，倾角为30°的足够长斜面固定于水平面上，轻滑轮的顶端与固定于竖直平面内圆环的圆心0及圆环上的P点在同一水平线上，细线一端与套在环上质量为m的小球相连，另一端跨过滑轮与质量为M的物块相连。

在竖直向下拉力作用下小球静止于Q点，细线与环恰好相切，0Q、OP问成53°角。

撤去拉力后球运动到P点速度恰好为零。

忽略一切摩擦，重力加速度为g，取
sin53°=0.8，cos53°=0.6.求：
(1)拉力的大小F；
(2)物块和球的质量之比；
(3)球向K运动到Q点时，绷线张力T的大小。

参考答案：
（1）（2）M∶m＝12∶5（3）
【分析】
（1）根据平衡条件，对M和m分别列出平衡方程即可；
（2）对M和m列出系统机械能守恒，即可求解；
（3）对M和m根据牛顿第二定律列出方程即可；
【详解】（1）设细线的张力为，根据平衡条件可以得到：
物块M：
球m：
得到：；
（2）设环的半径为R，球运动至P过程中，球上升高度为：
物块沿斜面下滑的距离为：
由机械能守恒定律有：
得到：；
（3）设细线的张力为T，根据牛顿第二定律可以得到：
物块M：
球m：
解得：(或，)。

【点睛】本题考查了平衡条件、牛顿第二定律以及机械能守恒的应用，关键对m和M进行受力分析，根据运动情况恰当的选择定律进行求解即可。

18. 如图（a）所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点（3L，0）为圆心，半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N。

现有一质量为m，带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后恰能从M点进入圆形区域，速度方向与x轴夹角30°，此时圆形区域加如图（b）所示周期性变化的磁场（磁场从t=0时刻开始变化，且以垂直于纸面向外为正方向），最后电子运动一段时间后从N点飞出，速度方向与x轴夹角也为30°。

求：
（1）电子进入圆形区域时的速度大小；
（2）0≤x≤L区域内匀强电场的场强大小；
（3）写出圆形区域磁场的变化周期T、磁感应强度B0的大小各应满足的表达式。

参考答案：
（1）电子在电场中作类平抛运动，射出电场时，如图1 由速度关系：
（2分）
解得
（1分）
（2）由速度关系
得（2分）
在竖直方向
（2分）
解
得（1分）
（3）在磁场变化的半个周期内粒子的偏转角为600（如图）所以，在磁场变化的半个周期内，粒子在x轴方向上的位移等于R。

粒子到达N点而且速度符合要求的空间条件是：
（2分）
电子在磁场作圆周运动的轨道半径
（2分）
得
（2分）
若粒子在磁场变化的半个周期恰好转过圆周，同时MN
间运动时间是磁场变化半周期的整数倍时，
可使粒子到达N点并且速度满足题设要求。

应满足的时间条件：
（2分）
代入T的表达式得：
（1分）。