河北省张家口市宣化区第一中学2020-2021学年高三物理月考试卷含解析

河北省张家口市宣化区第一中学2020-2021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）某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、带电粒子
在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判断（）
A．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D．粒子在A点的电势低于B点的电势
参考答案：
B
2. 太阳系中的行星受到太阳的引力绕太阳公转，但它们公转的周期却各不相同。

若把地球和水星绕太阳的运动轨迹都近似看作圆周，根据观测得知，地球绕太阳公转的周期大于水星绕太阳公转的周期，则由此可以判定（）
A．地球的线速度大于水星的线速度
B．地球的质量小于水星的质量
C．地球的向心加速度小于水星的向心加速度
D．地球到太阳的距离小于水星到太阳的距离
参考答案：
C
本题旨在考查万有引力定律及其应用、向心力。

根据万有有引力提供向心力，得：，周期大，轨道半径大，即地球的
轨道半径大于水星的轨道半径，又由，得：，则半径大的线速度小，即地球的线速度小于水星的线速度，故AD错误；
根据，轨道半径大，向心加速度小，所以地球的向心加速度小于水星的向心加速度。

由于水星和地球都是环绕天体，无法求出质量，故B错误，C正确。

故选：C
3. （单选题）一交流电流的图象如图所示，由图可知（）
A．用电流表测该电流其示数为14.1 A
B．该交流电流的频率为50Hz
C．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1000 W
D．该交流电流瞬时值表达式为i＝14.1sin314t A
参考答案：
C
A、根据图像知交流电的有效值为10 A，则电流表示数为有效值10 A，故A错误；
B、由图示可知周期为0.01s，所以频率为100Hz，故B错误；
C、周期T=0.01 s，频率为100 Hz，B项错误；通过10 Ω的电阻，电功率
W，故C正确；
D、瞬时值表达式为，故D错误。

故选C。

4. 质量为m的小球由轻绳a和b系于一轻质木架上的A点和C点，如图所示。

当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内作匀速圆周运动，绳a在竖直方向、绳b在水平方向。

当小球运动到图示位置时,绳b被烧断，同时杆也停止转动，则（）
A.小球仍在水平面内作匀速圆周运动
B.在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大
C.若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动
D.若角速度ω较大，小球可在垂直于平面ABC的竖直平面内作圆周运动
参考答案：
BCD
小球原来在水平面内做匀速圆周运动，绳b被烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动或做圆周运动．故A错误．绳b被烧断前，小球在竖直方向没有位移，加速度为零，a绳中张力等于重力，在绳b被烧断瞬间，a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力，而向心力竖直向上，绳b的张力将大于重力，即张力突然增大．故B正确．若角速度ω较小，小球原来的速度较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动．故C正确．若角速度ω较大，小球原来的速度较大，小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动．故D正确．故选BCD。

5. 如图所示，甲球从O点以水平速度1飞出，落在水平地面上的A点．乙球从O点以水平速度2飞出，落在水平地面上的B点，反弹后恰好也落在A点两球质量均为m．若乙球落在B点时的速度大小为2，与地面的夹角为60°，且与地面发生弹性碰撞，不计碰撞时间和空气阻力，下列说法正确的是
A. 乙球在B点受到的冲量大小为
B. 抛出时甲球的机械能大于乙球的机械能
C. OA两点的水平距离与OB两点的水平距离之比是3：1
D. 由O点到A点，甲、乙两球运动时间之比是1：1
参考答案：
ABC
【分析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。

斜抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做竖直上抛运动。

结合分运动的规律研究。

【详解】A．由动量定理得：，解得：，故A正确；
B．由题意可知，甲球抛出的初速度较大，动能大，由于高度相同，势能相同，所以抛出时甲球的机械能大于乙球的机械能，故B正确；
C．乙球与地面发生弹性碰撞，由对称性可知，，所以第一次落地不平位移之比为3：1故C正确；
D．由公式可知，乙球不反弹从O到B所用的时间与甲球从O到A的时间相同，由于乙球反弹后再到A点，所以两者的时间不相等，故D错误。

故选：ABC。

【点睛】解决本题的关键是要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关。

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代．宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的C，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730
年．该衰变的核反应方程式为．C 的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中C 的含量是不变的．当生物体死亡后，机体内C的含量将会不断减少．若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的25%，则这具遗骸距今约有11460年．
参考答案：
解答：
解：根据电荷数守恒、质量数守恒得，．
经过一个半衰期，有半数发生衰变，测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的25%，根据=得，n=2，即经过2个半衰期，所以t=2×5730=11460年．
故答案为：；11460
质量为80 kg 的物体，那么此时电梯的加速度大小应为 m ／s2，若电梯以5 m ／s2 的加速度上升时，那么此人在电梯中，最多能举起质量为 kg 的物体．(g ＝10 m ／s2) 参考答案： 2.5_ 40
8. 两列简谐波分别沿x 轴正方向和负方向传播，波速均为υ＝0.4m/s ，波源的振幅均为A ＝2cm 。

如图
所示为t ＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x ＝0.2m 和x ＝0.8m 的P 、Q 两质点恰好开始振动。

质点M 的平衡位置位于x ＝0.5m 处。

则两列波相遇的时刻为t ＝______s ，当t ＝2.0s 时质点M 运动的路程为_______cm 。

参考答案：
0.75，20
9. 一条悬链长7.2m ，从悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力．则整条悬链通过悬点正下方12.8m 处的一点所需的时间是 0.54s （g 取10m/s2）
参考答案：
解：设链条的长度为L ，悬链的下端到P 点的距离是h ，经t1链条的下端经过P 点， 则
；
；
经t2链条的上端经过P 点，此时悬链的总位移是h+L ，则：h+L=gt22，
；
整条悬链通过悬点正下方12.8m 处的P 点所需的时间：△t=t2﹣t1=1.6s ﹣1.06s=0.54s ； 故答案为：0.54s
10. 如图为“用DIS （位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持 不变，用钩码所受的重力作为 ，用DIS 测小车的加速度。

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。

在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F 关系图线（如图所示）。

①分析此图线的OA 段可得出的实验结论是 。

②（单选题）此图线的AB 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（ ） （A ）小车与轨道之间存在摩擦 （B ）导轨保持了水平状态 （C ）所挂钩码的总质量太大 （D ）所用小车的质量太大 参考答案：
1）小车的总质量，小车所受外力，ks5u
（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C ，
11. 如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过
程相符合的是 图，该过程为
过程。

（选填“吸热
”
、
“放热”或“绝热”）
参考答案：
D 吸热
气体做等温变化，随着压强减小，气体体积增大。

A、B图中温度都是变化的；等温情况下，PV＝C，P－1/V图象是一条过原点的直线，所以图D正确。

该过程中，体积增大，气体对外界做功，W＜0，
等温变化，所以Q＞0，气体要吸收热量。

12. 如图所示是自行车传动装置的示意图．假设踏脚板每2 s转一圈，要知道在这种情形下自行车前进的速度有多大，还需测量哪些量？
________________________________
__________________________________________________________________________ 请在图中用字母标注出来，并用这些量推导出自行车前进速度的表达式：___________．参考答案：
．如图所示，测量R、r、R′．自行车的速度为：
13. 图24甲所示为列简谐横波在t=1s时的波形图，图乙是这列波中x=50cm的质点A的振动图象，那么该波的传播速度为。

波的传播方向沿x轴（填“正”或“负”）方向。

t=1.3S时，质点A的振动方向沿y轴（填“正”或“负”）方向。

参考答案：
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图所示,在真空中一束平行复色光被透明的三棱镜ABC(截面为正三角形)折射后分解为互相分离的a、b、c三种色光,分别照射到三块板上.则:
（1）若将a、b、c三种色光分别通过某狭缝,则发生衍射现象最明显的是哪种色光?
（2）若OD平行于CB,三棱镜对a色光的折射率n a是多少?参考答案：
（1）折射率最小的是c光,则它的波长最长,衍射现象最明显；（2）
（1）由图知，三种色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小．则c的频率最小，波长最长衍射现象最明显。

（2）若OD平行于CB,则折射角，三棱镜对a色光的折射率。

15. （6分）小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。

现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图所示），试说明小明建议的物理道理。

参考答案：
高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB=BC=l0,且此时A、C
端等高。

管内水银总长度为l0,玻璃管AB内封闭有长为的空气柱。

已知大气压强为l0汞柱髙。

如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动至BC管水平，求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高？管内封入的气体可视为理想气体且温度不变。

参考答案：
解：因BC长度为，故顺时针旋转至BC水平方向时水银未流出。

……1分
设A端空气柱此时长为x，管内横截面积为S，对A内气体：
……………………………1分…………………………1分
………………………1分…………………1分
对A中密闭气体，由玻意耳定律得
...............2分联立解得 (1)
分
即：（汞柱高）……………………………1分
17. 如图所示，可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37O、足够长的光滑、绝缘斜面上，斜面固定。

A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上。

物块的质量分别为mA＝0.8kg、mB＝0.4kg。

其中A不带电，B、C的带电量分别为qB＝＋4×10-5C、qC＝＋2×10-5C，且保持不变。

开始时三个物块均能保持静止。

现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A、B一起在斜面上做加速度为a＝2m/s2的匀加速直线运动。

经过一段时间物体A、B分离。

（如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0，则相
距为r时，两点电荷具有的电势能可表示为。

已知sin37O=0.6，cos37O=0.8，g=10m/s2，静电力常量）求：
（1）未施加力F时物块B、C间的距离；
（2）A、B分离前A上滑的距离；
（3）A、B分离前力F所做的功。

参考答案：
解：（1）三物块均静止时，以A、B为整体研究：
由力的平衡得：
(4分)解得：
(2分)
（2）当A、B物块分离时，A、B之间弹力为零。

以B物块为研究对象，
由牛顿第二定律得：（4
分）
解得
(2分) A物体上滑距离
(2分)
（3）以A、B整体为研究对象，当A、B分离时的速度为v
解得：
从AB开始运动到分离，由动能定理得：
(2分)
电场力做功为(2分)
重力做功为
解得：
(2分)
（以上答案为参考答案，其他正确解法，均可得分。

）
18. 在如图(a)所示的正方形平面oabc 内存在着垂直于该平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，
已知正方形边长为L ，一个质量为m 、带电量为+q 的粒子（不计重力）在t=0时刻平行于oc 边从o 点射入磁场中。

（1）若带电粒子从a 点射出磁场，求带电粒子在磁场中运动的时间及初速度大小；
（2）若磁感应强度按如图(b)所示的规律变化，规定磁场向外的方向为正方向，磁感应强度的大小为B0 ，假使带电粒子能从oa 边界射出磁场，磁感应强度B 变化周期T 的最小值。

(3) 若所加磁场的磁感应强度与第（2）问中的相同，要使带电粒子从b 点沿着ab 方向射出磁场，满足这一条件的磁感应强度变化的周期
及粒子射入磁场时的速度。

参考答案：。