河北省南和县第一中学2020-2021学年高三上学期11月月考物理试题

河北省南和县第一中学2020-2021学年高三上学期11月月考
物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．图示为氢原子能级示意图，己知大量处于n＝2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子，下面说法中正确的是
A．n＝2能级氢原子受到照射后跃迁到n＝5能级
B．n＝2能级氢原子吸收的能量为2.55eV
C．频率最高的光子是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝l能级放出的
D．波长最大的光子是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级放出的
2．一质点沿x轴正方向做直线运动，质点位移与时间的比值
x
t
⎛⎫
⎪
⎝⎭
时间()t的变化关系如
图所示，则下列判断正确的是
A．质点做匀速直线运动，速度为0.5m/s B．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5m/s2 C．质点在ls末速度为2m/s
D．质点在第2s内的平均速度为3m/s
3．由于地球对周围物体的吸引，而使物体具有的引力势能可表示为
p GMm
E
r
=-（选无限远引力势能为0），其中G为引力常量、M为地球质量、m为物体质量、r为物体到地心的距离。

现利用火箭将质量为0
m的人造地球卫星从地面发射到距地心为R1的回形轨道上做匀速圆周运动。

已知地球质量为M、地球半径为R，忽略地球自转及空气阻力
作用，则在此过程中，火箭至少做功为
A ．012GMm R
B ．01
2GMm R - C ．01112GMm R R ⎛⎫- ⎪⎝⎭ D ．0111GMm R R ⎛⎫- ⎪⎝⎭
4
的正三角形金属框abc ，有界匀强磁场的方向竖直向下，磁场区域的宽度为12
．金属框bc 边与磁场边界平行，d 为bc 边的中点，在水平外力作用下沿da 方向水平匀速穿过磁场区域. 当顶点a 到达磁场左边界开始计时，规定感应电流方向沿abca 为正，则从线框的顶点a 进入磁场开始到bc 边离开磁场的过程中，下列图像能够表示金属框中电流变化的是
A ．
B ．
C ．
D ． 5．如图所示，质量为m 、长为L 的金属棒用两根细金属丝静止悬挂在绝缘架MN 下面，金属棒中通有由a 向b 的恒定电流I ，在整个装置所处空间瞬间加一匀强磁场后，金属
棒ab 离开原位置做圆周运动，最大的偏转角度为2παα⎛⎫< ⎪⎝
⎭，重力加速度为g ，下列说法正确的是
A ．金属棒ab 受到的安培力一定垂直纸面向外
B ．金属棒ab 在最大偏转角α处静止
C ．若磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为
tan mg IL α D ．磁感应强度的最小值为
sin
2mg IL α
二、多选题
6．如图所示，在光滑水平地面上，静止地放置两块质量分别为2kg和3kg的滑块A、B，滑块之间用轻质弹簧相连，现给A一个大小为12N s⋅、方向向右的瞬时冲量，在以后的运动中，下列叙述正确的是
A．滑块A的速度最小时，滑块B的速度最大
B．滑块行的速度最大时，滑块A的速度不是最小
C．滑块B的最大速度为4. 8m/s
D．滑块B的最大速度为4m/s
7．如图甲所示，光滑斜面固定在水平面上，倾角为30°，斜面足够长. 质量为0. 2kg
t=时刻，物块受到沿斜面方向拉力F的作用，取沿斜面向的物块静止在斜面底端，0
上为正方向，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，g取10m/s2。

则
A．4s末物体的速度为零
t=时物块沿斜面向上运动最远
B．3s
C．0~4s内拉力对物体做功为20J
D．0~4s内拉力对物体冲量为零
8．如图所示，水平实线可能是电场线. 也可能是等势线。

一个负电荷仅在电场力作用下的运动轨迹为虚线MN，已知负电荷的动能增加，则下列叙述正确的是
A．若水平实线为电场线，负电荷从M点运动到N点
B．若负电荷从M点运动到N点. 水平实线为等势线
C．若水平实线为等势线，电场方向竖直向上
D．不论实线是电场线还是等势线，M点电势一定高于N点
9．下列说法正确的是__________.
A．当分子之间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越大
B．物体的温度越高，分子的热运动越剧烈，每个分子的动能都增大
C．外界对封闭气体做功，气体的温度可能降低
D．从单一热源吸收热量，不可能使之完全变成功
E.气体向真空自由膨胀的过程是不可逆过程
10．如图所示，质点O在垂直x轴方向上做简谐运动，形成了沿x轴传播的简谐横波.在t=0时刻质点O开始向上运动，t=0.2s时第一次形成图示波形，此时O点向上运动到最高点.由此可判断，下列说法正确的是__________.
A．这列横波的速度为5m/s
B．t=0.5s时质点A沿x移动1.5m
C．质点B开始运动时，质点A沿y轴正方向运动
D．B点的起振方向向上
E.当质点B第一次到波峰时，质点A运动的路程为30cm
三、实验题
11．在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲所示，某一位同学用钩码的重力作为小车所受的拉力，通过实验作出了图乙所示的图像，则：
（1）图像不通过坐标原点的原因是____________________；
（2）如果所挂钩码的重力逐渐增大，图线将向AB延长线_____（填“左”或“右”）侧弯曲，原因是__________。

12．多用电表是实验室必备仪器，它的欧姆档测量电阻方便简单，现某实验小组对多用电表的欧姆档进行了研究。

（l）下列关于多用电表欧姆档测量电阻说法正确的是__________；
A．图甲中的接线柱l应该连接红表笔
B．测量电阻时，由于双手手指与表笔金属部分接触，会导致测量值偏小
C．多用电表长期不用时，选择开关旋到off档，否则由于电池电动势减小，导致测量值偏小
D．测量电路中某个电阻时，应该把该电阻与电路断开
（2）多用电表欧姆档可以等效为一个直流电源、一个可变电阻和一个电流表串联，与红黑表笔相接。

多用电表长时间搁置，会导致电源电动势和内阻发生变化，现想通过实验的方法测量多用电表内电源电动势和欧姆“×l”档内部总电阻。

实验器材：多用电表
电压表V：量程6V，内阻十几千欧
滑动变阻器R：最大阻值50Ω
导线若干
根据以下操作步骤，回答有关问题：
①将多用电表档调到欧姆“×l”档，将表笔A、B短接，调节欧姆调零旋钮，进行欧姆档调零；
②调零完毕，将表笔A、B分别与图甲中l、2两端相接，不断调节变阻器的滑片位置，改变其接入电路的阻值，记录多用电表的示数R和电压表的示数U；
③以1
R
为纵坐标，
1
U
横坐标，利用步骤②数据作出图像如图乙所示，根据图像可得电
池电动势E=
测_____V，欧姆“×l”档内部总电阻r=
测
_____算Ω（结果保留一位小数）；
④若不考虑测量期间电池的变化对多用电表的影响，上述实验方法对测量结果的影响：
E 测_____E 真、r 测_____r 真（填“>”“=”或“<”）。

四、解答题
13．如图所示，距地面高度1 1.25m h =的水平传送带，两轮轮心间距为10m L 1＝
，以04m /s υ=的速度顺时针运动。

在距传送带右侧2x =处的地面上，有一高20.45m h =、长21m L =的接收槽，两侧竖直、底面松软一质量为m ＝1kg 的小物块轻放在传送带的左端，从右端沿水平方向离开传送带，物块与传送带间的动摩擦因数0.2μ=，不计接收槽侧壁的厚度。

重力加速度大小2
10/g m s =。

求：
（1）小物块从传送带左端运动到右端的时间；
（2）为使小物块落入接收槽且不碰到槽侧壁，传送带的速度应调整为多少？
14．如图所示，在平面坐标系的第一象限4x R ≤、2y R ≤区域存在方向沿x 轴负方向的匀强电场，场强大小为E ，在以(),O R R '为圆心、半径为R 的圆形区域有垂直于、xOy 平面的匀强磁场，磁感应强度大小方向均未知，电场与磁场没有重叠区域。

一个质子11H 和一个氦核42He 先后从x 轴上x R =的S 点射入磁场；已知质子11H 以一定速度沿y 轴正方向进入磁场，从与圆心O '等高点A 离开磁场后，恰好没有飞出电场；氦核的入射
方向与x 轴负方向的夹角为6011H 的质几个为m 、电荷量为q ，不计质子、氦核的重力及粒子间的相互作用。

求：
（1）圆形区域滋场的磁感应强度大小及方向；
（2）氦核在电场中运动最远点的坐标；
（3）氦核从进入磁场，到最终离开磁场的时间。

15．近年来我们国家倡导节能减排，促进绿色环保，作为一名公民也要从身边力所能及的小事做起，少开车多骑自行车．一般设计自行车内胎的压强不能高于1.8atm 否则易爆胎，另外自行车长时间骑行，会使内胎温度比外界高5℃，所以夏天充气压强要低点．一辆自行车内胎压强，降到1.1atm ，在27℃的室温下用200mL 的微型打气简给内胎充气，外界大气压强视为1.0atm ，内胎容积3000mL ，充气过程视为温度不变、内胎容积不变，则：
（i ）将内胎气压充到1.5atm ，需要用微型打气简打多少次?
（ii ）在室温下充气到1.75atm ，能在外界40℃高温下长时间骑行吗?
16．如图所示，a 、b 是两条相距为L 不同颜色的平行光线，沿与玻璃砖上表面成30°角
入射，已知玻璃砖对单色光a h ，不考虑折射光线在玻璃砖下表面的反射，光在真空中的速度为c .
①求单色光a 在玻璃中的传播时间；
②当玻璃砖厚度h 与两光线距离L 满足
3h L
=单色光b 在上表面的折射角.
参考答案
1．B
【解析】大量处于n ＝2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子可知n ＝2能级氢原子受到照射后跃迁到n ＝4能级，吸收的能量为
（-0.85）-（-3.4）=2.55eV ，选项B 正确；频率最高的光子对应的能级差最大，则是氢原子从n ＝4能级跃迁到n ＝l 能级放出的，选项C 错误；波长最大的光子对应的能级差最小，则是氢原子从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级放出的，选项D 错误；故选B.
2．C
【解析】
【详解】
AB ．由图线0.51x t t
=+，变形为20.5+x t t =根据初速度为零的匀变速直线运动，加速度2s 1m a =，初速度01m υ=，选项AB 均错误。

CD ．由0at υυ=+得1s 末速度为2m/s ，2s 末速度为3m/s ，第2s 内的平均速度
12 2.5m s 2υυυ+=
=，
选项C 正确，D 错误。

故选C 。

3．C
【详解】
卫星在地面时，重力势能 0p1GMm E R
=-
， 人造地球卫星在距地心为R 1的圆形轨道运
动时，由 200211
GMm m R R υ= 得
20k 1
122GMm E m R υ==， 重力势能
0p21
GMm E R =-，
发射过程由功能关系有
k p2p101112W E E E GMm R R ⎛⎫=+-=- ⎪⎝⎭
， 选项C 正确，ABD 错误。

故选C 。

4．D
【详解】
顶点a 进入磁场没出磁场之前，由楞次定津可判定感应电流沿a bca 方向，为正方向。

顶点a 出磁场到bc 边进磁场之前，金属棒切割磁感线的有效长度不变电动势不变，感应电流沿a bca 为正方向。

bc 边进入磁场到从右边界出磁场，切割磁感线的金属棒的有效长度增加，电动势增大且感应电流沿acba 为逆方向，因此选项D 正确，ABC 错误。

故选D 。

5．D
【详解】
AB ．磁场方向不知，无法确定安培力的具体方向，金属棒ab 离开原位置最大的偏转角时，速度为零，但有加速度，不能静止，选项AB 错误。

C ．磁场方向竖直向上，安培力水平向外，由动能定理有
()sin 1cos 0BIL l mgl αα⋅--=
得
()
1cos sin mg B IL αα-=⋅
选项C 错误。

D ．由对称规律可知金属棒ab 的平衡位置位于2α处，当安培力与2
α的方向垂直时最小，有 sin 2BIL mg α
=
得
sin
2mg B IL α=，
选项D 正确.
故选D 。

6．BC 【详解】
滑块A 、B 系统动量守恒，从开始运动到再一次恢复原长有
012+A A B m m m m υυυ=
222012111222
A A
B m m m υυυ=+ 解得
1 1.2/A B
A B
m m m s m m υ-==-+
202 4.8/A
A B
m m s m m υυ=
=+
滑块A 经过了先向右减速运动再向左加速的过程，所以滑块A 速度等于零时，滑块B 还处于向右加速过程，所以选项BC 正确，AD 错误。

故选BC 。

7．BC 【分析】
根据牛顿第二定律求解加速度，再根据运动学公式求解速度;根据位移公式求解位移，再求出拉力做的功。

根据冲量的计算公式求解冲量。

【详解】 AB ．0~2s 内
11sin30F mg ma -︒=
得2
15m/s a =，在2~4s 内
22sin30F mg ma +︒=，
得2
210m/s a =，则物块0~2s 内向上匀加速直线运动，2s ～3内向上匀减速直线运动，3s
时减速为零，3~4s 内向下匀加速直线运动，4~6s 向下匀减速直线运动，6s 时减速为零，以后往复性运动，选项A 错误，选项B 正确。

C ．在4s t =和2s t =时物块在同一位置，速度等大反向，所以在0~4s 内拉力对物体做功等于0~2s 内拉力对物体做功，
21
10m 2
s at ==
120J
W F s
==，选项C正确。

D．0~4s内拉力对物体冲量
11222212N s
I Ft F t
=+=⨯-=⋅
选项D错误。

故选BC。

8．BC
【详解】
A．若水平实线为电场线，电荷做曲线运动，电场力应水平向左，而动能增加，电荷从N点运动到M点，选项A错误。

B．若负电荷从M点运动到N点，动能增加，则电场力在竖直方向，水平实线为等势线，选项B正确。

C．若水平实线为等势线，电场力在竖直方向，电荷带负电，场强方向竖直向上，选项C正确。

D．水平线不能确定是电场线或等势面，两点电势高低无法确定，选项D错误。

故选BC。

9．ACE
【解析】
【详解】
A、当分子之间表现为斥力时，分子间距离越小，斥力做负功，分子势能增大，故选项A正确；
B、物体的温度越高，分子的热运动越剧烈，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，有个别分子动能也可能减小，故选项B错误；
C、外界对封闭气体做功，气体向外界放出热量，如果放出热量大于做功，内能会减小，气体温度降低，故选项C正确；
D、从单一热源吸收热量，如果有外界参与时，是可以使之完全变成功，故选项D错误；
E、热现象具有方向性，气体向真空自由膨胀的过程就是一种不可逆过程，没有外界的参与气体是不可能自动收缩回去的，故选项E正确．
10．ADE
【详解】
A 、这列横波的波速15/0.2
x v m s t =
==，故选项A 正确； B 、形成机械波时质点只在平衡位置附近振动，不会迁移，故选项B 错误；
CD 、由图波长为4m ，质点A 、B 之间距离为1514
x m λ∆==，当质点B 开始运动时，质点A 位于波峰，而且质点A 、B 都振动起来后相位差为2
π
，故选项D 正确，C 错误； E 、质点B 第一次到波峰需要的时间7
1.45
x t s s v ∆∆=
==，而波传到质点A 需要0.2s ，所以在质点B 第一次到波峰的时间内，质点A 振动1.2s ，走过的路程为6个振幅即30cm ，故选项E 正确．
11．平衡摩擦力倾角过大 右 拉力增大后，钩码质量已经不再远小于小车质量 【详解】
(1)[1]由乙图，0F =时，a 不为零，说明物块沿木板的分力大于阻力产生了加速度，所以是倾斜角过大造成的；
(2)[2][3]本实验中当物块质量远大于钩码质量时，细线的拉力F 等于钩码的重力，当钩码质量不断增大，不再满足上述条件，细线的拉力F 小于钩码的重力，而依然用钩码的重力代替拉力F 描点， 横坐标偏大，图线向右弯曲。

12．BD 4.3 14.9 = = 【详解】
(1)[1]A ．欧姆档测量电阻时，电流从红表笔流入，黑表笔流出，结合图中电压表的接线方向，可知选项A 错误；
B ．测量电阻时，双手手指与表笔金属部分接触会造成与被测电阻并联关系，导致测量值偏小，选项B 正确；
C ．不关多用电表，长期搁置导致电池电动势减小，欧姆档调零时，欧姆档内阻偏小，而表盘刻度是电动势大的情况下标的，所以侧量值偏大，选项C 错误；
D ．测量电路中某个电阻时，由于电路中有电源，为了防止损坏多用电表内的电源，应该把该电阻与电路断开，选项D 正确，ABC 错误。

故选BD 。

(2)[2][3]由U
E U r R
=+得
111E R r U r
=⨯-， 和图线相比
1
0.067r = 0.0670.23
E r = 求得14.9r =Ω， 4.3V E =；
[4][5]欧姆档测得外电路的电阻，电压表测得外电压，从测量方法上没有系统误差，测量值等于真实值。

13．（1）3. 5s （2）5m/s~6m/s 【详解】
（1）放上物块时，加速度
22m/s mg
a m
μ=
=，
加速到4m/s ，
12t s a
υ=
=，
位移
2111
4m 2
x at ==
匀速运动的时间
11
20
1.5s L x t υ-=
=
所以小物块从传送带左端到右端的时间
12 3.5s t t t =+=
（2）物块若一直加速到右端有
212aL υ=
得
6.32m/s υ==；
若物块从接收槽左边缘进入：
11x t υ=
212112
h h gt -=
解得10.4s t =，15m/s υ= 若物块在接收槽右底角：
222x L t υ+=
21212
h gt =
解得20.5s t =，26m/s υ=
14．（1）B = 磁场方向垂直纸面向外（2）(43,22R R
⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭
（3）(4π+【详解】
(1)质子沿y 轴正方向进入磁场从A 离开磁场，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外。

质子进入电场有
21
202
qE R mv -⋅=-
得:
v =质子在磁场中做匀速圆周运动
2
mv qBv r
=，
质子的运动半径r R = 解得:
B =（2）氦核在磁场中做匀速圆周运动
2
42mv qBv r ''='
得氦核运动半径r R '=
氦核从磁场中飞出时速度方向水平，由几何关系可知纵坐标
3cos602
R y R R =+︒=
氦核进入电场减速运动
21
2042
qEx mv ''-=-⨯
得
x R '=
所以横坐标
(
4sin 602
R x R x R '=︒++=
氦核在电场中运动最远点的坐标(43,22R R ⎛⎫
+
⎪ ⎪⎝⎭
氦核在电场中的运动时间
122
v x t '
'=
，
得1t = 氦核从电场中沿x 轴负向进入磁场做半径为R 的圆周运动，恰好从圆心O '的正上方出磁场，在磁场中的运动轨迹恰好构成半个圆周，其在磁场中的运动时间
2R
t v π=
='
所以氦核从进入磁场到最终离开磁场的时间
(124R
t t t v ππ=+=
=+'
15．（i ） 6 （ii ）不能 【详解】
（i ）假设需充气N 次，以充入气体后所有气体为研究对象， 充气筒内压强为：P 0=1atm ，体积V 0=200mL 充气前胎内压强为：P 1=1.1atm ，体积V 1=3000mL 充气后所有气体压强为：P 2=1.5atm ，体积V 2=3000mL
充气过程温度不变，根据玻意耳定律得：
NP 0V 0+P 1V 1=P 2V 2
解得：
N =6
（ii ）骑车过程轮胎内气体做等容变化，由查理定律得：
3434
P P T T ＝ 其中P 3=1.75atm 、T 3=300K 、T 4=318K 代入数据解得：P 4=1.855atm ＞1.8atm
故在室温下充气到1.75atm ，不能在外界40℃高温下长时间骑行. 16．(1)2h
t c
= (2)345θ=︒ 【详解】
解：(1)如图甲所示
对于单色光a
，由1
2
sin sin θθ=160θ=︒ 解得：230θ=︒
光在介质中的传播距离：cos30h s =
=
︒
光在介质中的传播速度：v =
该光在介质中的传播时间：2s h t v c
=
= (2)两束单色光线折射后恰好交于下表面3O ，如图乙所示
设单色光b 的折射角为3θ
由图53
3tan O O h θ=可得：533tan O O h θ= 由图432tan O O
h
θ=可得：432tan O O h θ=
则有：5343sin 30L O O O O -=︒，即3(tan 23
h L θ-=
代入
3h
L
= 解得：3tan 1θ=，即345θ=︒。