广东省茂名市雷州第一高级中学高三物理月考试卷含解析

广东省茂名市雷州第一高级中学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. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为1×104N/C的匀强电场。

在匀强电场中有一根长2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.08kg的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角。

若小球获得一定初速度后恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，cos37°＝0.8，g＝10m/s2．下列说法正确的是（）
A. 小球的电荷量q＝6×10﹣5C
B. 小球在c点的动能最小，且为1J
C. 小球在b点时的机械能最小
D. 小球在运动过程中电势能和机械能之和保持不变，且为5J
参考答案：
AD
【详解】小球静止时悬线与竖直方向成37°角，受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据
平衡得：mgtan37°＝qE，解得：，故A正确；
小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点b速度最小，根据牛顿第二定律
得：；最小动能为：，故B错误；
根据能量守恒定律，电势能与机械能之和不变，所以机械能最小的位置是电势能最大的位置，根据电场力做功最多的过程，即与O点等高的最左的位置a点，故C错误；
选最低点为零势能点，求A点的电势能和重力势能加上动能就是能量之和为：E＝
E k+E p+E p′＝1J+mg×2L cos37°+Eq×2L sin37°＝5J，故D正确。

2. （单选）在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v0，不计空气阻力，两球落地的时间差为（）
A．B．C．
D．
参考答案：
A 解析：由于不计空气阻力，两球运动过程中机械能都守恒，设落地时速度为v′，则由
机械能守恒定律得：mgh+mv2=mv′2则得：v′=，所以落地时两球的速度大小相等．对于竖直上抛的小球，将其运动看成一种匀减速直线运动，取竖直向上为正
方向，加速度为-g，则运动时间为：t1=对于竖直下抛的小球，运动时间
为：t2=故两球落地的时间差为：△t=t1-t2=,故选：A．
3. 一质点由静止开始作匀加速直线运动，加速度大小为a1，经时间t后作匀减速直线运动，加速度大小为a2，若再经时间t恰能回到出发点，则a1：a2应为（）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
参考答案：
C
【考点】匀变速直线运动的速度与时间的关系．
【分析】质点在加速过程和减速过程中，位移大小相等，方向相反，据此根据运动学位移公式可正确求解．
【解答】解：在加速阶段有：①
减速阶段的位移为：②
其中：v0=a1t x1=﹣x2③
联立①②③解得：a1：a2=1：3，故ABD错误，C正确．
故选C．
4. 某物体同时受到两个在同一直线上的力F1、F2的作用，物体由静止开始做直线运动，其位移与力F1、F2的关系图像如图所示，在这4m内，物体具有最大动能时的位移是
A. 1m
B. 2m
C. 3m
D. 4m
参考答案：
B
由题意可知物体在力F1、F2的作用下先做加速运动，后做减速运动，当F1、F2大小相等时物体的速度达到最大值，即s=2m时对应物体的动能最大。

5. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。

不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是
参考答案：
C
物体手拉力加速上升时，拉力做正功，物体的机械能增大，又因为拉力做功为：
，与时间成二次函数关系，AB项错误；撤去拉力后，物体只受重力作用，所以机械能守恒，D项错误，C项正确。

【考点】机械能守恒、功的原理
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC和v的的几组数据。

(UC是遏制电压)
v/l014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501
请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v图象；从图象中可知这种金属的截止频率为；已知e=1.6010-19C，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为。

参考答案：
7. 如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置．现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动．则此过程中，圆环对杆摩擦力F1 ___ _____(填增大、不变、减小)，圆环对杆的弹力F2 ___ _____(填增大、不变、减小)。

参考答案：
不变，增大
8. 氡核（）发生衰变后变为钋（），其衰变方程为▲，若氡（）经过一系列衰变后的最终产物为铅（），则共经过▲次衰变，▲次衰变．
参考答案：
(2分) 4 (1分)；4
9. 一质量m＝1 kg的物体在水平恒力F作用下水平运动，1 s末撤去恒力F，其v－t图象如图所示，则恒力F的大小是 N，物体所受阻力Ff的大小是 N
参考答案：
9 N，3 N
10. 如图所示，A和B的质量分别是1 kg和2 kg，弹簧和悬线的质量不计，在A上面的悬线烧断的瞬间，A的加速度等于B的加速度等于
参考答案：
30m/s2，0
11. 某探究学习小组的同学欲探究恒力做功与物体动能变化的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到打点计时器以及学生电源、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、小桶和沙子若干。

并将小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上小沙桶。

（1）某同学的实验步骤如下：用天平称量小车的质量M和沙与桶的总质量m。

让沙桶带动小车加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2。

①本实验装置图（准备放开小车时刻）中有什么缺点或错误？
②要完成本实验，还缺哪些重要实验步骤？
③本实验认为小车所受合外力等于沙桶重力，则应控制的实验条件是什
么？。

（2）在实验操作正确的前提下，若挑选的一条点迹清晰的纸带如下图所示，已知相邻两个点间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5（图中未标s3、s4、s5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中，合外力对小车所做的功W=____；该小车动能改变量的表达式为
△EK= （结果用题中已知物理量的符号表示）；若满足．则动能定理得证。

参考答案：
12. 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 = 0.5 m处的质点做简谐运动的表达式： cm；
②x = 0.5m处质点在0～5.5s内通过的路程为 cm．
参考答案：
① y=5sin(2πt+π/2) ② 110
13. 质量为0.2kg的物体以24m/s的初速度竖直上抛，由于空气阻力，经2s到达最高点，设空气阻力大小恒定，则物体上升的最大高度是______m，它由最高点落回抛出点需_____s。

参考答案：
24 ；
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某实验小组的同学在用打点计时器探究小车的加速度a与小车的质量M之间的关系实验中，不改变拉力F T（即小车悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg一定），只改变小车的质量M，某次实验得到了一条纸带，如图所示，打点计时器接的是50Hz的低压交流电源，图中各点为计数点，两个计数点间还有4个点标出的计数点，测量长度的单位为cm．
（1）请由纸带上测量记录的数据，求出C点的瞬时速度v c=m/s，加速度a=m/s2（结果保留保留两位有效数字）．
（2）该实验正式开始前，要先，且只有当小车质量M与小车悬挂线通过定
滑轮所吊砂桶及砂的总质量m大小满足时，方可认为细线对小车的拉力F T的大小等于悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg．
参考答案：
（1）0.35，0.97；（2）要平衡摩擦阻力f；M＞＞m．
【考点】测定匀变速直线运动的加速度．
【分析】（1）根据在匀变速直线运动中，某点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出各点的瞬时速度大小，利用逐差法可以求出加速度的大小；
（2）正确理解该实验的实验原理，了解具体实验操作，尤其是理解对小车质量M和砂桶及砂的总质量m之间的大小关系．
【解答】解：（1）据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得C点速度为：
v C==×10﹣2 m/s=0.35 m/s
根据匀变速直线运动的推论△x=aT2，有：
a=
解得：a= m/s2=0.97 m/s2．
（2）为了使绳子的拉力等于小车的合外力，在进行实验之前要进行平衡摩擦力，具体做法是：适当垫高长木板不带定滑轮的一端，轻推未挂沙桶的小车，恰使拖有纸带的小车匀速下滑．
设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
F=Ma ①
对砂桶和砂有：mg﹣F=ma ②
F==，由此可知当M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力．
故答案为：（1）0.35，0.97；（2）要平衡摩擦阻力f；M＞＞m．
15. 用图示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。

蓄电池的内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：
A．电流表（量程0．6 A、3A）
B．电压表（量程3V、15 V）
C．定值电阻（阻值1 Ω、额定功率5 W）
D．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10 W）
E．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）
F．滑动变阻器（阻值范围0～200Ω、额定电流1A）
（1）则为使实验测量精确，便于操作。

定值电阻应该选；滑动变阻器应该选。

（2）图实验中，调整滑动变阻器共测得了5组电流、
电压的数据，如下表。

请作出蓄电池路端电压U随电流I变化的U--I图象，根据图象得出蓄电池的电动势为 V内阻的测量值为
参考答案：
① 1Ω 0～10Ω
②2．03V 0．08Ω（误差在0．02内均得分）
每空2分，作图3分。

共11分
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，一个半径为R、内侧光滑的圆形轨道平放于光滑水平面上并被固定，其圆心为O．有a、b两个可视为质点的小球，分别静止靠在轨道内侧、直径AB的两端，两球质量分别为m a=4m和m b=m．现给a球一个沿轨道切线方向的水平初速度v0，使其从A向B运动并与b球发生弹性碰撞，已知两球碰撞时间极短，求两球第一次碰撞和第二次碰撞之间的时间间隔．
参考答案：
解：a球与b球在B点第一次相碰，两球组成的系统合外力为零，碰撞过程中动量守恒，以逆时针方向为正方向，设第一次碰后a、b的速度分别为v a和v b，由动量守恒定律得：m a v0=m a v a+m b v b
碰撞过程中机械能守恒，有：
联立解得：
v a和v b均为正值，表明碰后两球运动方向相同（都朝逆时针方向）
到第二次碰前，设时间间隔为△t，有：
（v b﹣v a）?△t=2πR
解得：
答：两球第一次碰撞和第二次碰撞之间的时间间隔为
【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．
【分析】先对两球进行受力受力，判断出两球相互作用的过程中动量守恒，利用动量守恒定律及能量守恒定律可求得碰撞后的两球的速度，判断出碰撞后两球的运动方向，当再次相遇时两球转过的弧长之差为圆周的长度，即可得知两次相碰的时间间隔．
17. 如图所示，光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时，两车自动分离），甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动庫擦因数.一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m=1kg的滑块(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,此时弹簧的弹性势能，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止状态.现剪断细线,求：
①滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小；
②滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车,滑块P在乙车上滑行的距离.（取g=1Om/s2)
参考答案：
18. 如图所示，半径为R的光滑圆形管道固定在竖直面内，直径略小于管道内径的小球
A、B可视为质点，B的质量为m，A的质量是B的质量的倍。

A球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，与静止于管道最低点的B球发生碰撞，碰后B球恰能到达与管道圆心O等高处。

①求碰后A能上升的最大高度为多大？
②求碰撞过程中系统损失的机械能为多大？
参考答案：
①A球从管道最高点由静止开始沿管道下滑，
由机械能守恒定律，mg·2R=mv2，（1分）
碰撞过程中AB动量守恒：mv=mvA+mvB，（2分）
碰后B能上升到与管道圆心O等高处，则由机械能守恒定律，
mvB2=mgR，（1分）
设碰后A能上升的最大高度为h，则：
mvA2=mgh，（1分）
以上方程联立可得：h=R/2 （1分）
②碰撞过程中系统损失的机械能
＝mg·2R－mvA2－mvB2＝（3分）。