北京首都师范大学附属延庆中学高三物理月考试卷含解析

北京首都师范大学附属延庆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. 如图(a)所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，F随时间均匀增大，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图(b)所示，若重力加速度g 取10m/s2。

根据图(b)中所提供的信息可以计算出：( )
A．物体的质量
B．斜面的倾角
C．斜面的长度
D．加速度为6m/s2时物体的速度
参考答案：
2. （单选）人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度减小到原来的，卫星仍做匀速圆周运动，则（）
A．卫星的角速度减小到原来的
B．卫星的向心加速度减小到原来的
C．卫星运行的轨道半径增大到原来的4倍
D．卫星的周期增大到原来的2倍
参考答案：
考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．专题：人造卫星问题．
分析：对于地球的卫星，万有引力提供向心力，根据万有引力公式和向心力公式列式求解即可．
解答：解：AC、根据G=mrω2=m得：v=，ω=
由题得卫星的线速度减为原来的，则其轨道半径为原来的4倍．由ω=得：卫星的角速度减小到
原来的，故A错误，C正确．
B、由G=ma得a=，知卫星的向心加速度减小到原来的．故B错误．
D、卫星的角速度减小到原来的，由T=得知周期为原来的8倍，故D错误．
故选：C．
点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、周期、加速度与轨道半径的关系．
3. A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容
器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。

将两管
抽成真空后，开口向下竖直插人水银槽中（插入过程没有空气进入管内），
水银柱上升至图示位置停止。

假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列
说法正确的是
A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
参考答案：
答案：B
解析：两种情况下气体对水银做功相同，但A中水银克服重力做的功多，所以增加的内能少，B 中水银克服重力做功少，所以增加的内能多。

4. 如图所示，将一物体从倾角为的固定斜面顶端以初速度v0
沿水平方向抛出，物体与斜面接触时
速度与斜面之间的夹角为。

若只将物体抛出的初速度变成，其他条件不变，物体与斜面接触时速度与斜面之间的夹角为，则下列关于与的关系正确的是（）
A．= B．
C． D．
参考答案：
B
5. 如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n1=1000，副线圈匝数n2=200。

将原线圈接到
u=200sin 120t(V)的交流电压上，已知定值电阻R=100，电流表A为理想电表，下列推断正确的是
A. 该交流电的频率为50 Hz
B．穿过铁芯磁通量的最大变化率为0.2 Wb/s
C. 电流表的示数为0.4 A
D．变压器的输入功率是16W
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，匀强电场中的三点A、B、C构成一个边长为0.1m的等边三角形。

已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为100V、60V和20V，则此匀强电场的场强大小E=________V/m。

若将电量为1.0×10－10C的正电荷从A点移到B点，电场力所做的功W=________J。

参考答案：
答案： 800；4×10－9。

7. 如图甲所示，强强乘电梯速度为0.9（为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度
为。

（填写选项前的字母）
（A ）0.4c (B)0.5c
(C)0.9c (D)1.0c
(2)在时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如
图乙所示。

质点A振动的周期是 s；时，质点A的运动沿轴的方向（填“正”或“负”）；质点B在波动的传播方向上与A相距16m，已知波的传播速度为2m/s，在时，质点B偏离平衡位置的位移是 cm
（3）图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上。

照片中，水利方运动馆的景象呈限在半径的圆型范围内，水面上的运动员手到脚的长度，若已知水的折射率为，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的
水深，（结果保留两位有效数字）
参考答案： (1)D
(2)4 正 10; (3)
(
都算对)
8. 法国科学家拉普拉斯曾说过：“认识一位巨人的研究方法对于科学的进步并不比发现本身有更少的用处……”在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如观察、实验、建立模型、物理类比和物理假说等方法。

其中物理假说，是根据一定的科学事实和科学理论对研究的问题提出假说性的看法或说明，例如麦克斯韦的电磁场理论、分子动理论等假说，请你再举出两个物理假说的例子__________； 。

参考答案：
光的光子说、日心说、物质波、分子电流、黑洞等均可
9. 2011年11月3日，中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343km 的轨道实现自动对接。

神舟八号飞船离地面346.9km 处圆轨道速度 （选填“大于”或“小于”）离地面200km 处圆轨道速度；假设神舟八号在近圆轨道做匀速圆周运动时，离地高度为H ，地球表面重力加速度为g ，地球半径为R ，则神舟八号的运行速度为 。

参考答案：
小于，
10. （4分）在静电场中有a ．b ．c 三点，有一个电荷q 1=3×10-8 C ，自a 移到b ，电场力做功3×10-6 J ．另有一个电荷q 2=-1×10-8 C ，自a 移到c ，电场力做功3×10-６ J ，则a ．b ．c 三点的电势由高到低的顺序是 ,b ．c 两点间的电势差U bc 为 V 。

参考答案：
cab -400v
11. 如图所示，两个小物块
和紧挨着静止在水平面上，已知的质量为
，的质量为，
与水平面间的动摩擦因数为，
与水平面间、
与之间均光滑。

现用一与水平面成角斜向下、大小为
的外力推物块
，使
、一
起向右运动，则与
之间的压力大小为。

(取
，
)
参考答案：
6
12. 氢原子第n 能级的能量为En=
，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3
能级时，发出光子的频率为
；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为
，则
= 。

参考答案：
13. 一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连，在木板的上方有一质量m为2kg的物块，若在物块上施加一竖直向下的外力F，此时木板和物块一起处于静止状态，如图所示。

突然
撤去外力，木板和物块一起向上运动0.2m时，物块恰好与木板分离，此时木板的速度为
4m/s，则物块和木板分离时弹簧的弹力为________ N，木板和物块一起向上运动，直至分离的过程中，弹簧弹力做的功为________J。

参考答案：
０ N；５０ J。

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （4分）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图为过轴线的截面图，调整入射角
α，光线拾好在不和空气的界面上发生全
反射，已知水的折射角为，α的值。

参考答案：
解析：当光线在水面发生全放射时有
，当光线从左侧射入时，由折射
定律有，联立这两式代入数
据可得。

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. 如图所示，倾角的斜面底端B平滑连接着半径r =0.40m的竖直光滑圆轨道.质量m=0.50kg 的小物块，从距地面h=2.7m处沿斜面由静止开始下滑，小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
（1）物块滑到斜面底端B时的速度大小.
（2）物块运动到圆轨道的最高点A时，对圆轨道的压力大小.
参考答案：
解：（1）物块沿斜面下滑过程中，在重力、支持力和摩擦力作用下做匀加速运动，设下滑加速度为a ，到达斜面底端B时的速度为v，则
…………………………（3分）
…………………………（2分）
由①、②式代入数据解得：m/s ………………………… （1分）
（2）设物块运动到圆轨道的最高点A时的速度为vA，在A点受到圆轨道的压力为N，由机械能守恒定律得：
…………………………（3
分）
物块运动到圆轨道的最高点A时，由牛顿第二定律得：
…………………………（2分）
由④、⑤式代入数据解得：N=20N …………………………（2
分）
由牛顿第三定律可知，物块运动到圆轨道的最高点A时，对圆轨道的压力大小
NA=N=20N ……………………
17. 如图所示，一质量m1=0.45 kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上。

车顶右端放一质量m2 =0．4 kg的小物体，小物体可视为质点。

现有一质量m0 =0.05 kg的子弹以水平速度v0 =100 m/s射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5，最终小物体以5 m/s的速度离开小车。

g取10 m／s2。

求：
（i）子弹相对小车静止时，小车的速度大小；
（ii）小车的长度参考答案：
解析：（i）子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，有：
----------------------------------------------------------------------------2分
可解得------------------------------------------------------------------------------2分
（ii）三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：
---------------------------------------------------------2分
设小车长为L，由能量守恒有：
----------------------------------2分
联立并代入数值得L＝5.5m -------------------------------------------------------------------1分
18. 如图复16-6所示，轴竖直向上，平面是一绝缘的、固定的、刚性平面。

在
处放一带电量为的小物块，该物块与一细线相连，细线的另一端穿过位于坐标原点的光滑小孔，可通过它牵引小物块。

现对该系统加一匀强电场，场强方向垂直与轴，与轴夹角为（如图复16-6所示）。

设小物块和绝缘平面间的摩擦系数为,且静摩擦系数和滑动摩擦系数相同。

不计重力作用。

现通过细线来牵引小物块，使之移动。

在牵引过程中，我们约定：细线的端只准沿轴向下缓慢移动，不得沿轴向上移动；小物块的移动非常缓慢，在任何时刻，都可近似认为小物块处在力平衡状态。

若已知小物块的移动轨迹是一条二次曲线，试求出此轨迹方程。

参考答案：
设所加匀强电场的场强为，它在方向和方向的分量分别为，。

由于物块带负电，电场作用于物块的电力的两个分量分别为
（1）
（2）
在平面内，方向沿轴正方向．垂直于平面，被绝缘平面的支持力所平衡，故物块对绝缘平面的正压力的大小和的大小相等，即
绝缘平面作用于物块的摩擦力
（3）
的方向决定于物块移动的方向．
根据题意，物块在平面内的运动可看做是一种在力平衡下的缓慢移动．作用于物块的
三个力、和线的拉力都在平面内．物块在任一位置达到平衡时的受力情况如图预解16-6所示。

为细线与轴的夹角。

把沿和方向分解得
用和表示的两个分量，物块平衡时，有
（4）
（5）
由（4）、（5）式得
注意到（3）式，得
得或（6）
因要小物块缓慢移动，需要细线牵引，不符合题意，应舍去．因，
，将代入（4）、（5）式，
有摩擦力方向的斜率
（7）
是摩擦力方向与轴夹角的正切，即摩擦力方向的斜率，因摩擦力始终沿轨道的切线方向，故也就是轨道切线的斜率．下面，通过对（7）式的分析来寻找轨道方程．
当中一0，k－co即在起点A时，轨道的切线与x轴垂直
当，，即在起点时，轨道的切线与轴垂直。

当，，一种情况是小物块运动到轴上后，沿轴做直线运动到点，但这与题设轨迹移动是一条二次曲线不符，因而它一定表示轨道在点的切线与轴垂直．
在二次曲线中，曲线上两点切线相互平行的只有椭圆或圆．又因为、两点的切线与它们的连线相垂直，这连线应为曲线的轴线，且在轴上，另一轴在它的垂直平分线上且与
轴平行。

曲线与此轴线的交点的切线的斜率为0.代入（7）式得，故该曲线为圆，其方程为
（8）。