北京第二十中学2021-2022学年高三物理月考试题含解析

北京第二十中学2021-2022学年高三物理月考试题含解析
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. 光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，一根质量为m的导体棒ab，用长为l的绝缘细线悬挂，悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，如图所示，系统空间有匀强磁场．当闭合开关S时，导体棒被向右摆出，摆到最大高度时，细线与竖直方向成角，则
A．磁场方向一定竖直向下
B．磁场方向竖直向下时，磁感应强度最小
C．导体棒离开导轨前通过棒的电量为
D．导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1 – cos)
参考答案：
BD
解析：当开关S闭合时，导体棒向右摆起，说明其所受安培力水平向右或有水平向右的分量，但安培力若有竖直向上的分量，应小于导体棒所受重力，否则导体棒会向上跳起而不是向右摆，由左手定则可知，磁场方向斜向下或竖直向下都成立，A错；当满足导体棒“向右摆起”时，若磁场方向竖直向下，则安培力水平向右，在导体棒获得的水平冲量相同的条件下，所需安培力最小，因此磁感应强度也最小，B正确；设导体棒右摆初动能为E k，摆动过程中机械能守恒，有E k = mgl (1–cos)，导体棒的动能是电流做功而获得的，若回路电阻不计，则电流所做的功全部转化为导体棒的动能，此时有W=IEt=qE=E k，得W=mgl (1–
cos)，，题设条件有电源内阻不计而没有“其他电阻不计”的相关表述，因此其他电阻不可忽略，那么电流的功就大于mgl (1–cos)，通过的电量也就大于
，C错D正确。

2. 做匀减速直线运动的物体经4 s后停止，若在第1 s内的位移是14 m，则第3 s内的位移是()．A．3.5 m B．2 m C．1 m D．6 m
参考答案：
D
3. 如图所示，直线a为某电源的路端电压随电流的变化图线，直线b为电阻R两端的电压随电流强度的变化图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内阻分别是( )
A．4 W,0.5 Ω B．6 W,1 Ω
C．4 W,1 Ω D．2 W,0.5 Ω
参考答案：
A
4. 一辆质量为4t的汽车驶过半径为50m的凸形桥面时，始终保持5m/s的速率，汽车所受阻力为车与桥面间压力的0.05倍,下列说法正确的是
A.汽车运动过程中受重力、牵引力、支持力、摩擦力四个力的作用
B.汽车运动过程中受重力、牵引力、支持力、摩擦力、向心力五个力的作用
C.汽车通过最高点时对桥面的压力为38000N
D.汽车的牵引力大小始终不变
参考答案：
AC
5. 如图所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀加速运动，则物块受的摩擦力Ff与拉力，的合力方向应该是
A．水平向右 B．竖直向上 C．向右偏上D．向左偏上
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. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形。

已知x＝0处的质点振动周期为0.2s，该简谐波的波速为_____m/s，x＝2m处的质点在0.15s时偏离平衡位置的位移为_____cm。

参考答案：
(1). 20 (2). －10
【分析】
由图读出波长，由公式求出波速；波向x轴正方向传播，运用波形的平移法判断质点在0.15s时的位置，即可求出其位移；
【详解】由题可知波形周期为：，波长为：，根据公式可知波速为：；
，由波形图可知经过，x＝2m处的质点处于波谷处，则此时刻偏离平衡位置的位移为。

【点睛】本题由波动图象读出波长、周期求出波速，同时注意波形的平移法是波的图象中常用的方法，要熟练掌握。

7. 用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻．蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小．除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：
A．电压表（量程3V）；
B．电流表（量程0.6A）；
C．电流表（量程3A）；
D．定值电阻R0（阻值4Ω，额定功率4W）；
E．滑动变阻器R（阻值范围0﹣20Ω，额定电流1A）
（1）电流表应选；（填器材前的字母代号）．
（2）根据实验数据作出U﹣I图象（如图乙所示），则蓄电池的电动势E=V，内阻
r=Ω．参考答案：
（1）B；（2）2.10；0.2．
【考点】测定电源的电动势和内阻．
【分析】（1）由题意可确定出电路中的电流范围，为了保证电路的安全和准确，电流表应略大于最大电流；
（2）由电路及闭合电路欧姆定律可得出函数关系，结合数学知识可得出电源的电动势和内电阻．【解答】解：（1）由题意可知，电源的电动势约为2V，保护电阻为4Ω，故电路中最大电流约为
=0.5A，故电流表只能选B；
（2）由电路利用闭合电路欧姆定律可知：
U=E﹣I（R0+r）
则由数学知识可得，图象与纵坐标的交点为电源电动势，故E=2.10V；而图象的斜率表示保护电阻与内电阻之和，
故r+R0==4.2Ω
解得：r=0.2Ω；
故答案为：（1）B；（2）2.10；0.2．
8. 为了测量两个质量不等的沙袋的质量，某实验小组在实验室找到了下列器材：轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套、细线、米尺、秒表，由于没有找到直接测量工具，他们决定根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行测量，通过选择合适的变量得到线性关系，再根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量，于是他们进行了下列操作：
①实验装置如图，设两边沙袋的质量分别为m1、m2；
②砝码的总质量为△m＝0.5kg，实验小组先从△m中取出质量为m′的砝码放在m1沙袋中，剩余砝码都放在m2沙袋中，发现m1下降m2上升；
③用米尺测出沙袋运动的距离h，用秒表测出沙袋的运动时间t，则可知沙袋的加速度大小为a
＝；
④改变m′，测量加速度a，得多组(m′，a)数据，作出“a —m′ ”图线；
⑤该小组成员得到图线的斜率为k＝4m/kg·s2，截距为b＝2
，请你算出沙袋的质量
m1=_________kg ，m2=________kg 。

（其中g 取10m/s2)
参考答案：
3kg 1.5 kg
9. 质量为
的小球在距地面高为处以某一初速度水平抛出，落地时速度方向与水平方向之间
的夹角为。

则小球落地时速度大小为
，小球落地时重力的功率
为。

（不计空气阻力，重力加速度
）
参考答案：
5 (2分) 40 (2分)
（1）由平抛运动的规律可得，下落时间，落地瞬间竖直方向的分速度，落地时的实
际速度
，落地时重力的功率为
，代入题给数据即可得答案。

10. 在图（a ）所示的电路中，合上电键S ，变阻器的滑动头C 从A 端滑至B 端的过程中，电源的输出功率P 与路端电压U 、路端电压U 与总电流I 的关系曲线分别如图（b ）、（c ）所示。

不计电表、导线对电路的影响。

则电源电动势E=__________V ，电源内阻r=________Ω。

参考答案： 12，3
11. 如图，将半径分别为r 和R 、质量分别为m 和M 的光滑球放在水平面上，M 靠在竖直墙上，且R =2r 。

现用一过圆心的水平推力F 推m ，M 恰好离开地面，重力加速度为g 。

则m 对地面的压力为________，M 对墙的压力为________Mg 。

参考答案：
解析：把两个小球看作整体，由平衡条件可知，地面对m 的支持力为(M+m )g ，由牛顿第三定律，m 对地面的压力为(M+m )g 。

设墙对M 的压力为F ’，隔离M ，分析受力，由Mgtan θ=F ’，cos θ=R/L,R/L=r/(L-3r)联立解得F ’=2Mg 。

12. 用波长为的单色光照射金属钨，发出的光电子的最大初动能为EK 。

当改用波长为的单色光照射金属钨时，发出的光电子的最大初动能为________，金属钨的截止频率是_______。

已知真空中的光速和普朗克常量分别为c 、h 。

参考答案：
13. 如图所示水平轨道BC ，左端与半径为R 的四分之一圆周AB 光滑连接，右端与四分之三圆周CDEF 光滑连接，圆心分别为O1和O2。

质量为m 的过山车从距离环底高为R 的A 点处，由静止开始下滑，且正好能够通过环顶E 点，不计一切摩擦阻力。

则过山车在通过C 点后的瞬间对环的压力大小为___________，在过环中D 点时的加速度大小为___________。

参考答案：
6mg ，g
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 直角三角形的玻璃砖ABC放置于真空中，∠B＝30°，CA的延长线上S点有一点光源，发出的一条光线由D点射入玻璃砖，如图所示．光线经玻璃砖折射后垂直BC边射出，且此光束经过SD用时和在玻璃砖内的传播时间相等．已知光在真空中的传播速度为c，，∠ASD＝15°.求：
①玻璃砖的折射率；
②S、D两点间的距离．
参考答案：
(1) (2)d
试题分析：①由几何关系可知入射角i=45°，折射角r=30°
可得
②在玻璃砖中光速
光束经过SD和玻璃砖内的传播时间相等有
可得 SD = d
考点：光的折射定律。

15. （选修3-4模块）（4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t = 0时刻的波形图，已知波的传播速度v = 2m/s．试回答下列问题：
①写出x = 1.0 m处质点的振动函数表达式；
②求出x = 2.5m处质点在0 ～ 4.5s内通过的路程及t = 4.5s时的位移．
参考答案：
解析：①波长λ = 2.0m，周期T = λ/v = 1.0s，振幅A = 5cm，则y = 5sin(2πt) cm （2分）
②n = t/T = 4.5，则4.5s内路程s = 4nA = 90cm；x = 2.5m质点在t = 0时位移为y
=5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，经4.5个周期后该质点位移y = —5cm．（2分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （18分）如题9图所示，在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场，同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，KL为上下磁场的水平分界线，在NS和MT边界上，距KL高h处分别有P、Q两点，NS和MT间距为
1.8h。

质量为m、带电量为+q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为g。

（1）求该电场强度的大小和方向。

（2）要使粒子不从NS边界飞出，求粒子入射速度的最小值。

（3）若粒子能经过Q点从MT边界飞出，求粒子入射速度的所有可能值。

参考答案：
（1）E=mg/q，方向向上；
（2）；
（3）可能的速度有三个：，，
17. 质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧墙壁原速率弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止。

求:
第一次碰后m1球的速度。

参考答案：
解析：以v1为正方向，设m1第一次碰后速度为第一次碰后速度为。

根据动量守恒定律得：
解得：
18. 如图所示，实线为t1，=0时刻的波形图象，虚线为t2=0．1s时刻的波形图象，试求：（1）若波的传播方向为+x方向，波速多大？
（2）若波的传播方向为-x方向，波速多大？
（3）若波速为450 m/s，波沿什么方向传播？
参考答案：。