2020-2021学年江西省宜春市袁州第四中学高三物理月考试卷带解析

2020-2021学年江西省宜春市袁州第四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. 如图所示，虚线表示某电场中的四个等势面，相邻等势面间的电势差相等．一不计重力的带负电的粒子从右侧垂直等势面Φ4向左进入电场，运动轨迹与等势面分别交于a、b、c三点，则可以判断（）
A．Φ1＞Φ2＞Φ3＞Φ4
B．粒子的运动轨迹和Φ2等势面可能垂直
C．Φ4等势面上各点场强处处相等
D．该区域可能是等量异种点电荷形成的电场
参考答案：
D
【考点】等势面；电场强度．
【分析】质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向左上方，由于质点带负电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场场强大．
【解答】解：A、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，由图一可知，因此Φ1＜Φ2＜Φ3＜Φ4，故A错误；
B、由图一可知，负电荷做曲线运动，所以粒子的运动轨迹和φ4等势面可能垂直，与Φ2等势面不可能垂直，故B错误；
C、电场线的疏密表示电场的强弱，由图二可知φ4等势面上各点场强不是处处相等，故C错误；
D、由图可知，该电场的上下是对称的，该区域可能是点电荷和无限大金属平板形成的电场，也可能是等量异种点电荷的电场，故D正确
故选：D．
2. 如图所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电量均为q（q>0）。

将另一个带电量也为q（q>0）的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120°，则此时摆线上的拉力大小等于
A． B． C． D．
参考答案：
D
3. （多选）假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，则
A．同步卫星运行速度是第一宇宙速度的倍
B．同步卫星的运行速度是第一宇宙速的倍
C．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n倍
D．同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍
参考答案：
BC
解：A、研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
，其中r为同步卫星的轨道半径．
地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，即r=nR，所以
而第一宇宙速度为：
所以同步卫星的运行速度是第一宇宙速的倍．故A错误，B正确．
C、同步卫星的周期与地球自转周期相同，即同步卫星和地球赤道上物体随地球自转具有相等的角速度．
根据圆周运动公式得：v=ωr，
因为r=nR
所以同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n倍，故C正确．
D、研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
根据地球表面万有引力等于重力得：
，
所以同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍．故D错误．
故选BC．
4. 如图所示，PQ为等量异种点电荷A、B连线的中垂线，C为中垂线上的一点，M、N分别为AC．BC的中点．若取无穷远处的电势为零，则下列判断正确的是（）A．M、N两点场强相同
B．M、Ⅳ两点电势相同
C．负电荷由无穷远处移到Ⅳ点时，电势能一定增加
D．负电荷由无穷远处移到C处，电场力做功为零
参考答案：
CD
考点：电场的叠加；电势；电势能．.
专题：电场力与电势的性质专题．
分析：根据电场线的分布确定电场强度的大小和方向，根据沿电场线方向电势逐渐降低，判断电势的高低．根据电场力做功判断电势能的变化．
解答：解：A、根据等量异种电荷周围的电场线分布知，M、N两点的场强大小相等，方向不同，故A 错误．
B、沿着电场线方向电势逐渐降低，可知M、N两点电势不等．故B错误．
C、等量异种电荷连线的中垂线是等势线，将负电荷从无穷远处移到N点处，电场力做负功，电势能一定增加，故C正确．
D、等量异种电荷连线的中垂线是等势线，负电荷由无穷远处移到C处，电场力做功为零．故D正确．
故选：CD．
点评：解决本题的关键知道等量异种电荷周围电场线的分布，知道电场力做功与电势能的变化关系．5. 如图所示的位移—时间（s—t）图象和速度—时间（v—t）图象中，给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（）
A．图线1表示物体做曲线运动
B．s—t图象中t1时刻1的速度大于2的速度
C．v—t图象中0至t3时间内3和4的平均速度大小相等
D．两图象中，t2、t4时刻都表示2、4开始反向运动参考答案：
B
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 在“验证牛顿运动定律”实验中，所用的实验装置如图所示。

在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。

小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在
条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。

实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，
AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为 m/s2
(保留两位有效数字)
参考答案：
m<< M，1.0
7. 用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律．
①完成平衡摩擦力的相关内容：
（i）取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源，（选填“静止释放”或“轻推”）小车，让小车拖着纸带运动．
（ii）如果打出的纸带如图(b)所示，则应（选填“增大”或“减小”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹，平衡摩擦力才完成．
②某同学实验时得到如图(c)所示的a—F图象，则该同学验证的是：在条件
下，成正比．参考答案：
（2）（10分）①（i）轻推（ii）减小，间隔均匀（之间的距离大致相等）②小车质量一定，它的加速度与其所受的合力成正比．
8. 如图所示，水平轻杆CB长1m，轻杆与墙通过转轴O连接．现在离B点20cm处D点挂一重50N的物体，则绳AB中的拉力为[番茄花园22] _______N；O对C的作用力的方向沿
________________（填“水平”、“斜向上”、“斜向下”）
参考答案：
9. 如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，用波长为5.30×10－7m的激光，屏上点距双缝和
的路程差为7.95×10－7m。

则在这里出现的应是__________（填“明条纹”或“暗条纹”）。

现改
用波长为6.30×10－7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将
_________（填“变宽”、“变窄”或“不变”）。

参考答案：
暗条纹（2分）；变宽（2分）
10. 用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I
，
手机电池的内阻为r ，则电能转化为化学能的功率为________，充电器的充电效率为________．
参考答案：
11. 如图所示的电路中，电源电动势
V ，内电阻
Ω，当滑动变阻器R1的阻值调为
Ω
后，电键S 断开时，R2的功率为W ，电源的输出功率为W ，则通过R2
的电流是 A ．接通电键
S 后，
A 、
B 间电路消耗的电功率仍为W ．则
Ω．
参考答案：
0.5；
12. 在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，某同学拿玻璃砖当尺子，用一支粗铅笔在白纸上画出玻璃砖的两边界，造成两边界间距离比玻璃砖宽度大了少许，如图所示，则他测得的折射率 。

（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

参考答案： 偏小
13. （4分）绿光照射到某金属表面能产生光电效应现象，则采用 色光也可以产生（写出一种颜色的可见光）；若金属表面单位时间内单位面积内发出的光电子数目增加了，则入射光的 （填“频率”或“强度”）增大了。

参考答案：
蓝/靛/紫；强度
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R ，固定在竖直平面内．质量分别
为m 、2m 的两小环A 、B 用长为R 的轻杆连接在一起，套在轨道上，A 环距轨道底部高为2R ．现将A 、B 两环从图示位置静止释放．重力加速度为g ．求： （1）A 环到达轨道底部时，两环速度大小； （2）运动过程中A 环距轨道底部的最大高度；
（3）若仅将轻杆长度增大为2
R ，其他条件不变，求运动过程中A 环距轨道底部的最大高度．
参考答案：
（1）A 环到达轨道底部时，两环速度大小为
；
（2）运动过程中A 环距轨道底部的最大高度为R ；
（3）若仅将轻杆长度增大为2
R ，其他条件不变，运动过程中A 环距轨道底部的最大高度为
R ．
解：（1）A 、B 都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，
对系统，由机械能守恒定律得：mg ?2R+2mg ?R=（m+2m ）v 2，解得：v=
；
（2）运动过程中A 环距轨道最低点的最大高度为h 1，如图所示，整体机械能守恒：
mg ?2R+2mg ?3R=2mg （h ﹣R ）+mgh ，解得：h=R ；
（3）若将杆长换成2
R ，A 环离开底部的最大高度为h 2．如图所示．
整体机械能守恒：mg ?2R+2mg （2R+2
R ）=mgh ′+2mg （h ′+2R ），
解得：h′=R；
答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；
（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；
（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．
15. （7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？（简要说明理由）
参考答案：
气体压强减小（1分）
一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．（3分）
一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律可知，当气体对外做功时，气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量即900J．（3分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，在一二象限内范围内有竖直向下的运强电场E，电场的上边界方程为。

在三四象限内存在垂直于纸面向里、边界方程为的匀强磁场。

现在第二象限
中电场的上边界有许多质量为m，电量为q的正离子，在处有一荧光屏，当正离子达到荧光屏时会发光，不计重力和离子间相互作用力。

（1）求在处释放的离子进入磁场时速度。

（2）若仅让横坐标的离子释放，它最后能经过点，求从释放到经过点所需时间t.（3）若同时将离子由静止释放，释放后一段时间发现荧光屏上只有一点持续发出荧光。

求该点坐标和磁感应强度。

参考答案：
（2）由（1）得在处释放的离子到达x轴时速度为
(1分)
从释放到到达x轴时间为(1分)第一种情况：离子直接从经磁场达处。

在磁场中经历半圆时间(1分)
总时间
(1分)第二种情况：离子直接从经磁场达处进入电场返回磁场再到处
易得在磁场中时间仍然为(2分)在电场中时间为
(1分)
总时间为(1分) 17. 如图所示，M、N为固定在光滑水平地面上的两块光滑竖直挡板，两板间叠放着A、B两
个等长的光滑圆柱体. 已知圆柱体A的底面半径为2m, 圆柱体B的底面半径为3m，M、N两板间的距离为8m. 圆柱体A对M挡板的压力为12N, 圆柱体A的质量为1kg. 求：（1）圆柱体A对圆柱体B的支持力的方向与水平方向的夹角为多少度？（2）圆柱体A对地面的压力为多少？（g取10m/s2）参考答案：
(1)设圆柱体A的底面半径为ra , 圆柱体B的底面半径为rb ,M、N之间的距离为d , 设圆柱体A对圆柱体B的支持力NAB与水平方向的夹角为θ，则
cosθ==0.6 => θ=53°（4分）
(表达式2分,结果2分)
（2）设圆柱体A的质量为ma , 设圆柱体B的质量为mb ,对圆柱体A和圆柱体B分别进行
受力分析：
对A：
水平方向：NBA cosθ=NMA ①（2分）
竖直方向：NA=GA+NBA sinθ②（2分）
联立1、2，可得 NA=26N （1分）=>圆柱体A对地面的压力为26N (1分)
(说明：用整体法解题同样得分)
18. 如图甲所示是一打桩机的简易模型。

质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度。

物体上升过程中，机械能E与上升高度h的关系图象如图乙所示。

不计所有摩擦，g 取10m/s2。

求：
⑴物体上升到1m高度处的速度；
⑵物体上升1 m后再经多长时间才撞击钉
子（结果可保留根号）；
⑶物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时
功率。

参考答案：
⑴设物体上升到h1=1m处的速度为v1，由图乙知
2分
解得 v1=2m/s 2分
⑵解法一：由图乙知，物体上升到h1=1m后机械能守恒，即撤去拉力F，物体仅在重力作用下先匀减速上升，至最高点后再自由下落．设向上减速时间为t1，自由下落时间为t2
对减速上升阶段有解得 t1=0.2s 1分
减速上升距离=0.2m 1分
自由下落阶段有解得s 2分
即有 t=t1+t2=s。