甘肃高三高中物理月考试卷带答案解析

甘肃高三高中物理月考试卷
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.原来静止在匀强磁场中的原子核A发生衰变后放出的射线粒子和新生成的反冲核都以垂直于磁感线的方向运动，形成如图所示的“8”字型轨迹，已知大圆半径是小圆半径的n倍，且绕大圆轨道运动的质点沿顺时针方向旋转。

下列判断正确的是（）
A．该匀强磁场的方向一定是垂直于纸面向里的
B．原子核A的原子序数是2n+2
C．沿小圆运动的是放出的射线粒子，其旋转方向为顺时针
D．沿小圆运动的是反冲核，其旋转方向为逆时针
2.如图所示，绝热隔板K把绝热气缸分隔成两部分，K与气缸的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a、b，a的体积大于b的体积。

气体分子之间相互作用势能的变化可忽略。

现拔去销钉（不漏气），当a、b各自达到新的平衡时( )
A．a的体积小于b的体积
B．a的体积等于b的体积
C．在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同
D．a的温度比b的温度高
3.如图所示，一束复色光a从空气中以入射角射向半球形玻璃砖球心O，在界面MN上同时发生反射和折射，分为b、c、d三束光，b为反射光，c、d为折射光，下列说法正确的是( )
A．d光的光子能量大于c光的光子能量
B．d光的在玻璃中的波长大于c光在玻璃中的波长
C．入射角逐渐增大时，b光束的能量逐渐增强，c、d光束的能量逐渐减弱
D．若c光是氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时产生的，则d光可能是氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时产生的
4.如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G．现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近（C点与A点等高）．则绳中拉力大小变化的情况是（）
A．先变小后变大
B．先变小后不变
C．先变大后不变
D．先变大后变小
5.在坐标原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=400m/s。

已知t=0时，波刚好传播到
x=40m处，如图所示。

在x=400m处有一接收器（图中未画出）。

则下列说法正确的是( )
A．波源S开始振动时方向沿y轴负方向
B．x=40m处的质点在t=0.025s时位移最大
C．接收器在t=1s时才能接收到此波
D．波源S沿x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率会变大
6.地球的半径为R，地面的重力加速度为g，一颗离地面高度为R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）
A．卫星加速度的大小为B．卫星运转的角速度为
C．卫星运转的线速度为D．卫星运转的周期为
7.如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与电源的正负极相连。

a、b极的中央沿竖直方向各有一个小孔，带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后速度为。

现使a板不动，保持开关K打开或闭合，b板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍从P点自由落下，先后穿过两个小孔后速度
为，下列说法中正确的是（）
A．若开关K保持闭合，向下移动b板，则
B．若开关K闭合一段时间后再打开，向下移动b板，则
C．若开关K保持闭合，无论向上或向下移动b板，则
D．若开关K闭合一段时间后再打开，无论向上或向下移动b板，则
8.如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。

现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域。

若以逆时针方向为电流的正方向，在下图的四个图像中，线框中感应电流i与线框移动的位移x
的关系图像正确的是( )
二、填空题
（6分）（1）为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”，小球下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果 产生误差（选填 “会” 或“不会”）
（2）某同学用用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。

该金属丝的直径是 mm 。

三、实验题
（12分）在测量电源的电动势E 以及内阻r (电动势约2V,内阻约0.5Ω实验中，给出如下器材：量程为1V 的电压表，量程为0.5A 的电流表（内阻较小)，定值电阻R o = 1.6Ω,滑动变阻器R,开关S,导线若干。

(1)四位同学设计了如下四个电路，实验电路应选为（ ）。

(2) 实验时当电流表的示数为I 1时，电压表示数为U 1；当电流表的示数为I 2时， 电压表示数为U 2，则可求出电动势E 的字母表达式为___ _,内电阻r 的字母表达式为 。

(3)根据测量实验记录数据画出了电压表示数U 随电流I 的变化关系U —I 图象，
如图所示，由此可知电源电动势E= 、内阻为r= 。

四、计算题
1.（18分）如右图所示，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切，并平滑连接。

A 、B 两滑块（可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。

两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，其中前面的滑块A 沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点。

已知圆形轨道的半径R=0.50m ，滑块A 的质量m A =0.16kg ，滑块B 的质量m B =0.04kg ，两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度
h=0.80m ，重力加速度g 取10m/s 2，空气阻力可忽略不计。

试求：（1）A 、B 两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小； （2）滑块A 被弹簧弹开时的速度大小；
（3）弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。

2.（20分）如右图，xoy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场，一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原
点O以速度v
沿x轴正方向开始运动。

当它经过图中虚线上的M（，a）点时，撤去电场，粒子继续运动一
段时间后进入一个矩形匀强磁场区域（图中未画出），又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过
M点。

已知磁场方向垂直xoy平面（纸面）向里，磁感应强度大小为B，不计粒子的重力。

试求：（1）电场强度的大小；
（2）N点的坐标；
（3）矩形磁场的最小面积。

甘肃高三高中物理月考试卷答案及解析
一、选择题
1.原来静止在匀强磁场中的原子核A发生衰变后放出的射线粒子和新生成的反冲核都以垂直于磁感线的方向运动，形成如图所示的“8”字型轨迹，已知大圆半径是小圆半径的n倍，且绕大圆轨道运动的质点沿顺时针方向旋转。

下
列判断正确的是（）
A．该匀强磁场的方向一定是垂直于纸面向里的
B．原子核A的原子序数是2n+2
C．沿小圆运动的是放出的射线粒子，其旋转方向为顺时针
D．沿小圆运动的是反冲核，其旋转方向为逆时针
【答案】B
【解析】因为衰变后形成了“8”字型轨迹，这个衰变为a衰变，大圆的轨迹为顺时针，根据洛伦兹力的方向判断出
磁场方向垂直纸面向里，A错；由半径，衰变前后动量守恒
，生成的新核电荷数为2n,原来的原子核核电荷数为2n+2，B 对；衰变前后动量守恒，衰变后动量方向相反，小圆旋转方向为顺时针，CD错；
2.如图所示，绝热隔板K把绝热气缸分隔成两部分，K与气缸的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分
别盛有相同质量、相同温度的同种气体a、b，a的体积大于b的体积。

气体分子之间相互作用势能的变化可忽略。

现拔去销钉（不漏气），当a、b各自达到新的平衡时( )
A．a的体积小于b的体积
B．a的体积等于b的体积
C．在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同
D．a的温度比b的温度高
【答案】D
【解析】由于两部分气体相同质量、相同温度的同种气体，所以两部分气体的值是相等的，由于a的体积大
一些，压强就小一些，拔去销钉后，a的体积会减小，温度升高，压强增大，再次平衡后压强相等，但由于a的温度高一些，a的体积还是大一些，AB错；由于压强相等，a的温度高，平均分子动能大，相同时间内碰撞的次数要少，C错；
3.如图所示，一束复色光a从空气中以入射角射向半球形玻璃砖球心O，在界面MN上同时发生反射和折射，分为b、c、d三束光，b为反射光，c、d为折射光，下列说法正确的是( )
A．d光的光子能量大于c光的光子能量
B．d光的在玻璃中的波长大于c光在玻璃中的波长
C．入射角逐渐增大时，b光束的能量逐渐增强，c、d光束的能量逐渐减弱
D．若c光是氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时产生的，则d光可能是氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时产生的
【答案】BC
【解析】b光发生全反射，临界角较小，由可知，折射率较大，频率较大，光子能量最大，c光折射率大于d光折射率，频率高，光子能量大，A错；由，d光比C光的折射率小，频率小，在玻璃中的波速小，
v=λf，可判断波长短，B对；入射角逐渐增大，b光包含的光线反射成分能量增大，dc能量减小，C对；光的频率越高说明是能极差越大，D错；
4.如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G．现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近（C点与A点等高）．则绳中拉力大小变化的情况是（）
A．先变小后变大
B．先变小后不变
C．先变大后不变
D．先变大后变小
【答案】C
【解析】如图所示，设绳长为l，滑轮左边绳长l1，对应水平距离d1，滑轮右边绳长l2，对应水平距离d2，两点水平距离为d，由滑轮两边绳上受力的对称性可知，两边绳与竖直方向的夹角相等，设为θ，受力分析得：绳上拉力2Tcos θ＝G，T＝，又因d＝d1＋d2＝l1sin θ＋l2sin θ＝lsin θ，另一端从B点移动到C点的过程中，l不变，d
先增大后不变，故θ先增大后不变，由T＝知：拉力T先变大后不变，选C
5.在坐标原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=400m/s。

已知t=0时，波刚好传播到
x=40m处，如图所示。

在x=400m处有一接收器（图中未画出）。

则下列说法正确的是( )
A．波源S开始振动时方向沿y轴负方向
B．x=40m处的质点在t=0.025s时位移最大
C．接收器在t=1s时才能接收到此波
D．波源S沿x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率会变大
【答案】A
【解析】波向右传播，刚好传播到40m处的质点，该质点振动方向向下，振源的起振方向也向下，A对；波长为
20m，波速为400m/s，周期为0.05s，t=0.025s时质点40振动半个周期，振动到平衡位置，B错；该波在1s时
间内传播距离为vt=400m，这列波在1s时已经传播到440m处的质点，C错；波源S沿x轴负方向运动，则接收
器接收到的波的频率会变小，D错；
6.地球的半径为R，地面的重力加速度为g，一颗离地面高度为R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则下列
说法正确的是（）
A．卫星加速度的大小为B．卫星运转的角速度为
C．卫星运转的线速度为D．卫星运转的周期为
【答案】BD
【解析】由黄金代换，卫星所在位置，加速度为，A错；根据角速度公式
，B对；线速度为v=wr=,C 错；，D对；
7.如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与电源的正负极相连。

a、b极的中央沿竖直方向各有一
个小孔，带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后速度为。

现使a板不动，保
持开关K打开或闭合，b板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍从P点自由落下，先后穿过两个小孔后速
度为，下列说法中正确的是（）
A．若开关K保持闭合，向下移动b板，则
B．若开关K闭合一段时间后再打开，向下移动b板，则
C．若开关K保持闭合，无论向上或向下移动b板，则
D．若开关K闭合一段时间后再打开，无论向上或向下移动b板，则
【答案】BC
【解析】若开关K保持闭合，向下移动b板，到达a板时重力做功和电场力做功都不变，两个速度相等，A 错；C对；同理可判断B对；
8.如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。

现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域。

若以逆时针方向为电流的正方向，在下图的四个图像中，线框中感应电流i与线框移动的位移x
的关系图像正确的是( )
【答案】C
【解析】从右边一点进入磁场开始，设经过时间t，设角C的一半为θ，此时切割磁感线的有效长度为，感应电动势为，电动势与时间成一次线性关系，电流也与时间成一次线性关系，当C点运动到磁场中间时，切割磁感线的有效长度最大，之后线框进入右边磁场，由右手定则可判断电流为顺时针，电流为负值，右侧切割磁感线有效长度逐渐增大，电流逐渐增大，C对；
二、填空题
（6分）（1）为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”，小球下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结
果产生误差（选填“会” 或“不会”）
（2）某同学用用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。

该金属丝的直径是 mm。

【答案】（1）不会（3分）
（2）5.692(5.691-5.693) （3分）
【解析】（1）每次要求小球从同一位置由静止释放，所以每次小球发生碰撞时速度都相同，所以小球下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果不会产生误差
（2）该金属丝的直径是：5.5mm+19.2×0.01mm=5.692mm
故答案为：1）不会（2）5.692(5.691-5.693)
三、实验题
（12分）在测量电源的电动势E以及内阻r (电动势约2V,内阻约0.5Ω实验中，给出如下器材：量程为1V的电压表，量程为0.5A的电流表（内阻较小)，定值电阻R
= 1.6Ω,滑动变阻器R,开关S,导线若干。

o
(1)四位同学设计了如下四个电路，实验电路应选为（）。

(2) 实验时当电流表的示数为I 1时，电压表示数为U 1；当电流表的示数为I 2时， 电压表示数为U 2，则可求出电动势E 的字母表达式为___ _,内电阻r 的字母表达式为 。

(3)根据测量实验记录数据画出了电压表示数U 随电流I 的变化关系U —I 图象，
如图所示，由此可知电源电动势E= 、内阻为r= 。

【答案】(1) D (2分) （2）
（3分）
(3分)
（3）1.7V （2分）， （2分）
【解析】(1)该试验只需测出几组路端电压与电流的竖直，滑动变阻器不需要用分压连接，R0放在干路中起到分压作用，选D （2）
由两个式子可得电动势E=
，内阻为
（3）图线与纵坐标的交点为电源电动势，倾斜直线的斜率为电源内阻
四、计算题
1.（18分）如右图所示，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切，并平滑连接。

A 、B 两滑块（可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。

两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，其中前面的滑块A 沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点。

已知圆形轨道的半径R=0.50m ，滑块A 的质量m A =0.16kg ，滑块B 的质量m B =0.04kg ，两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度
h=0.80m ，重力加速度g 取10m/s 2，空气阻力可忽略不计。

试求：（1）A 、B 两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小； （2）滑块A 被弹簧弹开时的速度大小；
（3）弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。

【答案】（1）4.0m/s （2）5.0 m/s （3）0.40J
【解析】（1）设滑块A 和B 运动到圆形轨道最低点速度为v 0，对滑块A 和B 下滑到圆形轨道最低点的过程，根据动能定理，有 （m A +m B ）gh=
（m A +m B v 02 ………………………………（2分）
解得 v 0="4.0m/s" ………………………………（2分）
（2）设滑块A 恰能通过圆形轨道最高点时的速度大小为v ，根据牛顿第二定律有 m A g=m A v 2/R ………………………………（2分）
设滑块A 在圆形轨道最低点被弹出时的速度为v A ，对于滑块A 从圆形轨道最低点运动到最高点的过程，根据机械能守恒定律，有
m A v A 2=m A g•2R+m A v 2 ………………………………（2分）
代入数据联立解得：v A ="5.0" m/s ………………………………（2分）
（3）对于弹簧将两滑块弹开的过程，A 、B 两滑块所组成的系统水平方向动量守恒，设滑块B 被弹出时的速度为v B ，根据动量守恒定律，有
（m A +m B ）v 0=m A v A + m B v B ………………………………（2分） 解得： v B =0 ………………………………（2分）
设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为E p ，对于弹开两滑块的过程，根据机械能守恒定律，有 （m A +m B ）v 02 + E p =
m A v A 2 ………………………………（2分）
解得：E p =0.40J ………………………………（2分）
2.（20分）如右图，xoy 平面内存在着沿y 轴正方向的匀强电场，一个质量为m 、带电荷量为+q 的粒子从坐标原点O 以速度v 0沿x 轴 正方向开始运动。

当它经过图中虚线上的M （，a ）点时，撤去电场，粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域（图中未画出），又从虚线上的某一位置N 处沿y 轴负方向运动并再次经过M 点。

已知磁场方向垂直xoy 平面（纸面）向里，磁感应强度大小为B ，不计粒子的重力。

试求：（1）电场强度的大小； （2）N 点的坐标；
（3）矩形磁场的最小面积。

【答案】（1）
（2）（
，
）（3）
【解析】如图是粒子的运动过程示意图。

⑴ 粒子从O 到M 做类平抛运动，设时间为t ，则有
………………………………（2分）
………………………………（2分） 得
………………………………（1分）
⑵ 粒子运动到M 点时速度为v ，与x 方向的夹角为，则
………………………………（2分）
………………………………（2分）
，即……………………………（1分）
由题意知，粒子从P 点进入磁场，从N 点离开磁场，粒子在磁场中以O′点为圆心.圆周运动，设半径为R ，.解得
粒子做圆周运动的半径为（1分）
由几何关系知，………………………………（1分）
所以N点的纵坐标为………………………………（2分）横坐标为
即N点的坐标为（，）……………………………… （1分）
⑶当矩形磁场为图示虚线矩形时的面积最小。

则矩形的两个边长分别为………………………………（2分）
………………………………（2分）
所以矩形磁场的最小面积为
………………………………（1分）。