广东省河源市连平中学2021-2022学年高三物理月考试卷含解析

广东省河源市连平中学2021-2022学年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. (单选)粗糙水平面上放有P、Q两个木块，它们的质量依次为m1、m2，与水平面的动摩擦因数依次为μ1、μ2。

分别对它们施加水平拉力F，它们的加速度a随拉力F变化的规律如图所示。

下列判断正
确的是
A．m1>m2，μ1>μ2 B．m1>m2，μ1<μ2 C．m1<m2，μ1>μ2 D．m1<m2，μ1<μ2
参考答案：
B
2. （单选）如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图。

使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上。

撑竿的重力和墙壁的摩擦均忽略不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，关于此过程中撑竿对涂料滚的推力F1，涂料滚对墙壁的压力，下列说法中正确的是A．增大，减小B．减小，增大
C．、均增大D．、均减小
参考答案：
【知识点】共点力平衡的条件及其应用．B4
【答案解析】D解析：对涂料滚受力分析如图：
有G=F1?cosα
F2′=G?tanα
由于α变小，则F1减小，F2'减小．
由牛顿第三定律知，F2=F2'，故F2减小．
故选D．
【思路点拨】将研究涂料滚对墙壁的压力为F2，转换为研究墙壁对涂料滚的压力F2'，对涂料滚受力分析可得各力之间的关系，再利用角度变化来研究各力变化．
3. 如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半圆轨道固定于地面，一
个小球先后在与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始下滑，通过轨道最低点时（）
A．A球对轨道的压力等于B球对轨道的压力
B．A球的线速度等于B球的线速度
C．A球的角速度大于B球的角速度
D．A球的向心加速度大于B球的向心加速度
参考答案：
AC
4. x轴上有两个点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间连线上各点电势高低如图曲线所示，选无穷远处电势为零，从图中可以看出
A．Q1的电荷量小于Q2的电荷量
B．Q1和Q2一定是异种电荷
C．P处的电场强度为零
D．Q1和Q2之间连线上各点电场强度方向都指向Q2
参考答案：
BD
5. （单选）如图所示，质量为m的滑块B以初速度v0沿斜面体表面向下运动，此时斜面体A受到地面的摩擦力方向向左。

斜面体A始终静止在水平地面上。

则下列说法中正确的是（）（A）滑块B下滑的过程中的加速度方向一定沿斜面向上
（B）斜面体的斜面一定是粗糙的
（C）滑块B下滑的过程中对其施加沿斜面向下的恒力F，A所受地面摩擦力仍然不变
（D）滑块B下滑的过程中对其施加沿斜面向下的恒力F，则A所受地面摩擦力的一定变大
参考答案：
C 二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （选修3—4模块）（7分）如图所示，一简谐横波的波源在坐标原点，x轴正方向为波的传播方向，y轴为振动方向．当波源开始振动0.5s时形成了如图所示的波形（波刚好传到图中P点）．可以判断该波的振幅为；从图示位置再经 s波将传到Q点；Q 点开始振动的方向是．
参考答案：
答案：10cm （2分）；2.5 s（3分）；沿y轴的负方向（2分）
7. 我们绕发声的音叉走一圈会听到时强时弱的声音，这是声波的现象；如图是不同频率的水波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是
图．
参考答案：
干涉， C
8. 为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验. 实验中,当木块
A 位于水平桌面上的O 点时,重物
B 刚好接触地面. 将A 拉到P 点,待B 稳定后静止释放,A 最终滑到Q 点. 分别测量OP、OQ 的长度h 和s. 改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.
(1)实验开始时,发现A 释放后会撞到滑轮. 请提出两个解决方法.
(2)请根据下表的实验数据作出s-h 关系的图象
.
(3)实验测得A、B 的质量分别为m = 0. 40 kg、M =0. 50 kg. 根据s -h 图象可计算出A 块与桌面间的动摩擦因数= _________. (结果保留一位有效数字)
(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致滋的测量结果
_________(选填“偏大冶或“偏小冶).
参考答案：
9. 光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器，现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系” 的实验，图中NO是水平桌面，PO是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门。

小车上固定着用于挡光的窄片，让小车从木板的顶端滑下，光电门连接数据采集器，并把数据采集器和计算机连接，打开软件。

①已知窄片的宽度为d（L远大于d），计算机显示的光电门1、2的挡光时间分别为t1、t2。

②用米尺测量光电门间距为L，则小车的加速度表达式a= (各量均用①②里的字母表示)。

③该实验把砂和砂桶m拉车的力当作小车的合力。

由于所用导轨摩擦力较大，必须平衡摩擦力，方法是。

④该实验中，让小车质量M不变时，探究a与F 关系，使用的探究方法是______________。

有位同学通过测量，作出a—F图线,如图乙中的实线所示。

试分析：
乙图线不通过坐标原点的原因是；乙图线上部弯曲的原因是；
参考答案：
a=(d2/t22-d2/t12)/2L；
调出一个合适的斜面；
控制变量法；
木板夹角过大；
m<<M的条件未能很好满足；
10. 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：
相等后
11. 为了测量木块与木板间动摩擦因数，某小组使用位移传感器设计了如图甲所示的实验装置，让木块动倾斜木板上某点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离，位移传感器连接计算机，描绘处滑块相对传感器的位移x随时间t变化规律，如图乙所示．
（1）根据上述图线，计算0.4s时木块的速度v=m/s，木块加速度m/s2；（以上结果均保留2位有效数字）
（2）为了测定动摩擦因数，还必须需要测量的量是；
A．A点离桌面的高度B．木块的质量C．当地的重力加速度g D．A点离传感器的距离．参考答案：
（1）0.40，1.0；（2）ACD．
【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．
【分析】（1）由于滑块在斜面上做匀加速直线运动，所以某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度；根据加速度的定义式即可求出加速度；
（2）为了测定动摩擦力因数μ还需要测量的量是木板的倾角θ；
【解答】解：（1）根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度，
得0.4s末的速度为：v=m/s=0.40m/s，
0.2s末的速度为：v′==0.2m/s，
则木块的加速度为：a===1.0m/s2．
（2）选取木块为研究的对象，木块沿斜面方向是受力：ma=mgsinθ﹣μmgcosθ
得：μ=
所以要测定摩擦因数，还需要测出斜面的倾角θ和重力加速度，即A点离桌面的高度，当地的重力加速度g 和A点离传感器的距离，故ACD正确
故答案为：（1）0.40，1.0；（2）ACD．
12. 第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”的数值为，根据能量子定义，的单位是______，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为______。

参考答案：
(1). (2).
【详解】由，能量的单位为，频率的单位为，故h的单位为，又因能量的单位换成力学基本单位可表示为，则h的单位为
13. 长为L的轻杆上端连着一质量为m的小球，杆的下端用铰链固接于水平地面上的O点，斜靠在质量为M的正方体上，在外力作用下保持静止，如图所示。

忽略一切摩擦，现撤去外力，使杆向右倾倒，当正方体和小球刚脱离瞬间，杆与水平面的夹角为θ，小球速度大小为v，此时正方体M的速度大小为__________，小球m落地时的速度大小为__________。

参考答案：
，（或）
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （2014?宿迁三模）学校科技节上，同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置，原理如图甲，AC 段是水平放置的同一木板；CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆心为O，半径R=0.2m；MN是与O点处在同一水平面的平台；弹簧的左端固定，右端放一可视为质点、质量m=0.05kg的弹珠P，它紧贴在弹簧的原长处B点；对弹珠P施加一水平外力F，缓慢压缩弹簧，在这一过程中，所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示．已知BC段长L=1.2m，EO间的距离s=0.8m．计算时g取10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．压缩弹簧释放弹珠P后，求：
（1）弹珠P通过D点时的最小速度v D；
（2）弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，它通过C点时的速度v c；
（3）当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N，释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，求压缩量x0．
参考答案：
（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；
（2）通过C点时的速度为m/s；
（3）压缩量为0.18m．
考点：动能定理的应用；机械能守恒定律．
专题：动能定理的应用专题．
分析：（1）根据D点所受弹力为零，通过牛顿第二定律求出D点的最小速度；
（2）根据平抛运动的规律求出D点的速度，通过机械能守恒定律求出通过C点的速度．
（3）当外力为0.1N时，压缩量为零，知摩擦力大小为0.1N，对B的压缩位置到C点的过程运用动能定理求出弹簧的压缩量．
解答：解：（1）当弹珠做圆周运动到D点且只受重力时速度最小，根据牛顿第二定律有：
mg=解得．v==m/s
（2）弹珠从D点到E点做平抛运动，设此时它通过D点的速度为v，则
s=vt
R=gt
从C点到D点，弹珠机械能守恒，有：
联立解得v=
代入数据得，V=2m/s
（3）由图乙知弹珠受到的摩擦力f=0.1N，
根据动能定理得，
且F1=0.1N，F2=8.3N．
得x=
代入数据解得x0=0.18m．
答：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；
（2）通过C点时的速度为m/s；
（3）压缩量为0.18m．点评：本题考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律的综合，涉及到圆周运动和平抛运动，知道圆周运动向心力的来源，以及平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律是解决本题的关键．
15. （09年大连24中质检）（选修3—3）（5分）在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的理想气体．一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接．重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为20 cm．如果缸内气体变为0℃，问：
①重物是上升还是下降？说明理由。

②这时重物将从原处移动多少厘米？（设活塞与气缸壁问无
摩擦）（结果保留一位小数）
参考答案：
解析：
①缸内气体温度降低，压强减小，故活塞下移，重物上升。

（2分）
②分析可知缸内气体作等压变化，设活塞截面积为S㎝2，气体初态体积V1=20S㎝3，温度T1=373K，末态温度T2=273K，体积设为V2=hS㎝3（h为活塞到缸底的距离）
据（1分）
可得h=14.6㎝
则重物上升高度（1分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （14分）如图甲所示，在xOy平面内存在垂直平面的磁场，磁感应强度的变化规律如
图乙所示（规定向里为磁感应强度的正方向），在t=0时刻由原点O发射初速度大小为v0，方向沿y轴正方向的带负电粒子（不计重力）．若粒子的比荷大小．试求：
（1）带电粒子从出发到再次回到原点所用的时间；
（2）带电粒子从出发到再次回到原点的运动轨迹的长度；
（3）若粒子的比荷变为，同时在y轴方向加匀强电场，其电场强度的变化规律如图丙所示（沿y轴正方向电场强度为正），要使带电粒子能够在运动一段时间后回到原点，则E的取值应为多少？
参考答案：
解析：（1）在0—t0带电粒子做匀速圆周运动，其周期为
（1分）
则在t0时间内转过的圆心角（1分）
在2t0—3t0时间内带电粒子做匀速圆周运动，转过的圆心角仍为；……粒子运动的轨迹如图1所示，其中O1、O2、O3、O4分别为0—t0、2t0—3t0、4t0—5t0、6t0—7t0内做匀速圆周运动的圆心位置，所以粒子从出发到再次回到原点所用的时间为t=8t0．（2分）
（2）由于带电粒子的速率不会改变，所以带电粒子从出发到再次回到原点的运动轨迹的长度s=8 v0t0．（2分）
（3）由带电粒子的比荷可知粒子运动的周期（1分）则在2t0时间内转过的圆心角（1分）
粒子在t0时刻速度方向沿y轴负方向，则在t0—2t0时间内带电粒子受到电场力的作用，沿y轴负方向做匀加速直线运动；在2t0—3t0时间内带电粒子又做匀速圆周运动，转过的圆心角仍为，由于速度增大，因此，此时运动的轨道半径大于第一次时的半径．
在3t0—4t0时间内，带电粒子在电场力的作用，沿y轴正方向做匀减速直线运动，由对称性可知，在4t0时速度又变为v0；在4t0—5t0时间内又做圆周运动，其运动情况与0—t0
时间
内的相同；……做出带电粒子的运动轨迹如图2所示，其中O1、O2、O3、分别为粒子在0—t0、2t0—3t0、4t0—5t0内做匀速圆周运动的圆心位置．
设带电粒子在x轴上方做圆周运动的轨道半径为r1，在x轴下方做圆周运动的轨道半径为r2，由几何关系可知，要使带电粒子回到原点，则必须满足：
（n=1，2，3，…）（2分）
解得：（2分）
又由于（1分）
解得：（n=1，2，3，…）（1分）17. 一列火车进站前先关闭气阀（动力系统），让车滑行，滑行了300m时，速度恰为关闭气阀时速度的一半，此后，又继续滑行了20s，停止在车站，设火车在滑行过程中加速度始终保持不变，试求
（1）火车从关闭气阀到停止滑行时，滑行的总距离．
（2）火车滑行的加速度大小．
（3）火车关闭气阀时的瞬时速度大小．
参考答案：
解答：
解：根据位移公式，由﹣=2as1，（s1=300m）
0=+at2，（t2=20s）
解得：v0=20m/s，a=﹣0.5 m/s2
由2as2=
得：s2=100m
则s总=s1+s2=400m
答：从火车关闭气阀到停止滑行时，滑行的总位移400m
火车滑行的加速度为﹣0.5 m/s2
火车关闭气阀时的速度为20m/s
m、带电量为+q的小球从y轴上离坐标原点距离为L的A点处，以沿x正向的初速度v0进入第一象
限，小球恰好做匀速圆周运动，并从x轴上距坐标原点的C点离开磁场．求：
（1）匀强电场电场强度E的大小和方向；
（2）磁感应强度B的大小和方向；
（3）如果撤去磁场，并且将电场反向，带电小球仍以相同的初速度从A点进入第一象限，求带电小球到达x轴时的坐标．
参考答案：
解：（1）由带电小球做匀速圆周运动可知重力与电场力平衡，由洛伦兹力提供向心力，则：mg=qE
解得：，方向竖直向上．
（2）做匀速圆周运动的轨迹如图，
由圆周运动轨迹分析得：
整理可以得到：
带电小球做匀速圆周运动时，洛仑兹力提供向心力，有：解得：，方向垂直纸面向外．
（3）电场反向后受到合力竖直向下，根据牛顿第二定律有：qE+mg=ma
解得：a=2g
小球做类平抛运动，则有：
x=v0t
解得：，即坐标为．
答：（1）匀强电场电场强度E的大小，方向竖直向上；
（2）磁感应强度B的大小，方向垂直纸面向外；
（3）如果撤去磁场，并且将电场反向，带电小球仍以相同的初速度从A点进入第一象限，带电小球
到达x轴时的坐标为．
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动；CM：带电粒子在混合场中的运动．
【分析】（1）由带电小球做匀速圆周运动判断出小球受到的重力等于电场力，洛伦兹力提供向心力，进而得到电场强度；
（2）根据洛伦兹力提供向心力，得到磁感应强度；
（3）撤去磁场，电场反向过后电场力的方向向下，根据牛顿第二定律求得小球的加速度，然后根据小球做类平抛运动，将运动分解即可求得小球到达x轴的坐标；。