四川省泸州市泸县第二中学2020届高三物理上学期第一次月考试题（含解析）

1 四川省泸州市泸县第二中学四川省泸州市泸县第二中学 20202020 届高三物理上学期第一次月考试题届高三物理上学期第一次月考试题 含解析 含解析 一 选择题一 选择题 1 用一束绿光和一束蓝光照射某种金属的表面 均发生了光电效应 下列说法正确的是 a 蓝光照射金属时 逸出的光电子最大初动能更大 b 蓝光照射金属时 单位时间内逸出的光电子数更多 c 增加光照强度 逸出的光电子最大初动能增大 d 如果换作红光照射 一定能使该金属发生光电效应 答案 a 解析 详解 a 因为蓝光频率更高 根据光电效应方程 所以蓝光照射时 光 k0 ehvw 电子最大初动能更大 a 正确 b 单位时间逸出的光电子数与光强有关 由于不知道光的强度 所以无法确定 b 错误 c 根据 可知最大初动能与光强无关 c 错误 k0 ehvw d 因为红光的频率比绿光的还小 无法确定是否会发生 d 错误 2 世界最长的跨海大桥港珠澳大桥建成 极大方便了游客出行 驱车数百米长的引桥 经过 主桥 可往返于香港澳门两地 下列说法正确的是 a 通过很长引桥 减小了汽车对桥面的压力 b 通过很长引桥 减小了汽车重力沿桥面方向的分力 c 汽车通过主桥最高点时 处于超重状态 d 汽车通过主桥最高点时 重力的瞬时功率不为零 答案 b 解析 详解 ab 通过很长的引桥 可以减小汽车重力沿桥面方向的分力 使汽车行驶起来更容 2 易 a 错误 b 正确 cd 汽车通过主桥最高点时 重力和支持力的合力提供向心力 向心加速度向下 处于失重 状态 重力的瞬时功率 等于重力与竖直速度乘积 在最高点速度沿水平方向 所以重力瞬 时功率为零 cd 错误 3 图甲是小型交流发电机的示意图 两磁极 n s 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场 a 为 理想交流电流表 线圈绕垂直于磁场的水平轴 oo 沿逆时针方向匀速转动 产生的电动势随 时间变化的图象如图乙所示 已知发电机线圈电阻为 10 外接一只阻值为 90的电阻 不计电路的其它电阻 则 a 电流表的示数为 0 31a b 线圈转动的角速度为rad s 50 c 0 01s 时线圈平面与磁场方向平行 d 在线圈转动一周过程中 外电阻发热约为 0 087j 答案 d 解析 详解 在交流电路中电流表的示数为有效值 电流表的示数 22v 2 m e e有效 a 错误 22 0 22a 100 e i r 有效 总 从图像可知线圈转动的周期为 0 02s 则线圈转动的角速度 b 错误 2 100 rad s t 0 01s 时线圈的电压为 0 因此线圈在中性面处 c 错 线圈发热应用电流的有效值进行计算 则发热量 d 正 2 2 0 2290 0 02 0 087jq i rt 确 3 4 如图所示 水平地面附近 小球 b 以初速度 v 斜向上瞄准另一小球 a 射出 恰巧在 b 球射 出的同时 a 球由静止开始下落 不计空气阻力 则两球在空中运动的过程中 a a 做匀变速直线运动 b 做变加速曲线运动 b 相同时间内 b 速度变化一定比 a 的速度变化大 c 两球的动能都随离地竖直高度均匀变化 d a b 两球一定会相碰 答案 c 解析 试题分析 a 球做的是自由落体运动 也是匀变速直线运动 b 球做的是斜抛运动 是匀变 速曲线运动 故 a 错误 根据公式 v a t 由于 a 和 b 的加速度都是重力加速度 所以 a 相同时间内速度变化等于 b 的速度变化 故 b 错误 根据动能定理得 wg ek 重力做功随 离地竖直高度均匀变化 所以 a b 两球的动能都随离地竖直高度均匀变化 故 c 正确 a 球 做的是自由落体运动 b 球做的是斜抛运动 在水平方向匀速运动 在竖直方向匀减速运动 由于不清楚具体的距离关系 所以 a b 两球可能在空中相碰 故 d 错误 考点 斜抛运动 名师点睛 自由落体运动和斜抛运动都是匀变速运动 它们的加速度都为重力加速度 a 球做的是自由落体运动 b 球做的是斜抛运动 根据受力情况和牛顿第二定律知道它们的加 速度都为重力加速度 根据运动特点解决问题 5 如图所示 直角三角形abc区域中存在一匀强磁场 磁感应强度为b 已知ab边长为 l c 30 比荷均为的带正电粒子 不计重力 以不同的速率从a点沿ab方向射入磁 q m 场 则 a 粒子速度越大 在磁场中运动的时间越短 4 b 粒子在磁场中运动的最长时间为 2 3 m qb c 粒子速度越大 在磁场中运动的路程越短 d 粒子在磁场中运动的最长路程为 4 3 9 l 答案 b 解析 详解 试题分析 粒子在磁场中做匀速圆周运动 根据几何关系 粒子在磁场中偏转的圆 心角相等 都为 120 根据粒子在磁场中运动的时间 又因为粒子在磁场中圆 2 tt 周运动的周期 所以粒子运动时间为 a 错误 b 正确 粒 2 m t qb 12022 3603 mm t bqbq 子速度越大 根据公式可知半径越大 但运动时间变小 因此所以路程不一定越长 mv r bq c 错误 当粒子与 bc 边相切时路程最长 根据几何知识可得此时的半径为 则 rl d 错误 44 lrl 考点 考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 名师点睛 带电粒子在匀强磁场中运动时 洛伦兹力充当向心力 从而得出半径公式 周期公式 运动时间公式 知道粒子在磁场中运动半径和速 mv r bq 2 m t bq 2 tt 度有关 运动周期和速度无关 画轨迹 定圆心 找半径 结合几何知识分析解题 6 2018 年 11 月 1 日 我国第 41 颗北斗导航卫星 吉星 成功发射 该卫星工作在地球静止 同步轨道上 可以对地面上的物体实现厘米级的定位服务 已知地球表面的重力加速度为 g 地球半径为 r 该卫星绕地球做圆周运动的周期为 t 则下列说法正确的是 a 该卫星的发射速度小于第一宇宙速度 b 该卫星运行的加速度大小为 22 trtr c 该卫星运行的线速度大小为 2 3 2 gr t 5 d 该卫星做圆周运动的轨道半径为 22 3 2 4 gr t r 答案 c 解析 详解 a 第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最小的发射速度 所以该卫星的发射 速度大于第一宇宙速度 故 a 错误 bcd 设卫星的质量为 m 地球的质量为 m 运行的加速度大小为 a 线速度大小为 v 卫星 绕地球做匀速圆周运动 根据万有引力提供向心力得 在地球表 22 22 4 mmv gmr m rtr 面上 物体的重力等于万有引力 有 联立解得 该卫星运行 2 mm m gg r 22 3 2 4 gr t r 的加速度大小为 卫星运行的线速度大小为 2222 2 3 3 222 442 4 gr t argr ttt 故 bd 错误 c 正确 2 3 22rgr v tt 7 如图所示 平行金属板中带电质点p原处于静止状态 电流表和电压表都看做理想电表 且大于电源的内阻r 当滑动变阻器的滑片向b端移动时 则 1 r 4 r a 电压表读数减小b 电流表读数减小 c 质点p将向上运动d 电源的输出功率逐渐增大 答案 ad 解析 详解 ab 由图可知 r2与滑动变阻器r4串联后与r3并联后 再由r1串连接在电源两端 电容器与r3并联 当滑片向b移动时 滑动变阻器接入电路的电阻减小 则电路中总电阻减 小 由闭合电路欧姆定律可知 干路中电流增大 电源的内电压增大 路端电压减小 同时 6 r1两端的电压也增大 故并联部分的电压减小 由欧姆定律可知流过r3的电流减小 则流过 并联部分的电流增大 故电流表示数增大 因并联部分电压减小 而r2中电压增大 故电压 表示数减小 故 a 正确 b 错误 c 因电容器两端电压减小 故电荷受到的向上电场力减小 则重力大于电场力 电荷向下 运动 故 c 错误 d 由题 r1大于电源的内阻r 外电路的总电阻大于r 而当电源的内外电阻相等时 电源 的输出功率最大 则知电路中总电阻减小时 电源的输出功率逐渐增大 故 d 正确 8 如图所示 一个内表面光滑的刚性 不可形变 盒体内密封一刚性椭球体 盒子六面均与椭 球体刚好相切 现将其竖直向上抛 若空气阻力与速率成正比 下列说法正确的是 a 在上升和下降过程中 椭球体对盒子的六个面均有作用力 b 在上升过程中 盒子顶部对椭球体有向下的作用力且作用力逐渐减小 c 在下降过程中 盒子顶部对椭球体有向下的作用力 d 在下降过程中 盒子底部对椭球体有向上的作用力且作用力逐渐增大 答案 bd 解析 详解 abc 在上升过程中 整体的加速度 1 m gff ag mm 总 总总 隔离对小球分析 mg f ma1 解得 方向向下 即盒子顶部对小球有向下的作用 mf f m 总 力 由于空气阻力与速度成正比 可知盒子顶部对小球有向下的作用力将逐渐减小 在下降的过程中 整体的加速度 2 m gff ag mm 总 总总 隔离对小球分析 mg f ma2 解得 方向向上 即盒子底部对小球有向上的 mf f m 总 作用力 故 a c 错误 b 正确 d 根据动能定理知 盒子回到出发点后速度小于向上抛出时的速度大小 因为空气阻力与 速度成正比 则盒子上升时所受的阻力大于返回时所受阻力 故 d 正确 7 故选 bd 二 非选择题二 非选择题 9 如图所小 在 探究拉力做功与弹簧弹性势能增量的关系 实验中 轻弹簧左端固定 右 端在水平拉力 f 作用下从 a 位置 弹簧原长位置 拉仲 x 到 b 位置 仵出的 f x 图像为过坐标 原点 o 的直线 如图所示 实验过程中 弹簧始终处于弹性限度内 1 f x 图像中 图线 op 的斜率的物理意义是 2 根据所学知识 可以判断直角三角形 pqo 的面积的物理意义是 3 由此可推断 如果一劲度系数为 k 的轻弹簧 在弹性限度内 当其形变大小为 x 时 弹 簧的弹性势能的表达式为 ep 答案 1 弹簧的劲度系数 k 2 拉力 f 做的功 3 2 1 2 kx 解析 1 根据胡克定律可知 f kx 则 f x 图像中 图线 op 的斜率的物理意义是 弹簧的劲度 系数 k 2 根据 w fx 可知 直角三角形 pqo的面积的物理意义是 拉力 f 做的功 3 由图像可知拉力做功为 w kx2 则根据能量守恒关系可知 在弹性限度内 当其形 1 2 变大小为 x 时 弹簧的弹性势能的表达式为 ep kx2 1 2 10 实验室为了测量阻值约为几百欧姆的电阻的阻值 小勇利用如下的实验器材改装成了一 个简易欧姆表 a 满偏电流为ig 500 a 内阻为rg 1 000 的电流计g b 内阻可忽略不计的电动势为 1 5 v 的干电池e c 可调范围在 0 99 99 的电阻箱r1 8 d 可调范围在 0 999 9 的电阻箱r2 e 可调范围在 0 100 的滑动变阻器r3 f 可调范围在 0 10 00 的滑动变阻器r4 g 开关和导线若干 请回答下列问题 1 小勇通过分析可知 该电流计的内阻过大 导致误差较大 因此小勇首先将该电流计g 改装成量程为 0 3 ma 的电流表 则电流计g应 选填 串联 或 并联 电阻箱 选填 r1 或 r2 且应把电阻箱调至 2 完成操作 1 后 小勇利用改装后的电流表改装成了满足题中要求的欧姆表 使指针 位于表盘中央刻度时 对应被测电阻的阻值为 500 请将设计的电路补充完整 并标出相 应符号 其中a为 选填 红 或 黑 表笔 利用该欧姆表测量一未知电阻时 电流计g的 读数为 200 a 则该电阻的阻值约为 结果取整数 答案 1 并联 2 r2 3 200 0 4 5 红 6 750 解析 详解 1 1 2 3 将电流表改装为 3ma 的电流表应该并联一个分流电阻 并联电阻阻值 为 63 36 500 101 10 200 0 3 10500 10 gg g i r r ii 2 4 5 改装后的电流表内阻为 63 3 500 101 10 167 3 10 gg i r r i 把表头改装成中值电阻为 500 的欧姆表 则需要串联的电阻为 r 500 167 333 9 所以选择电阻箱r2 最大阻值 999 9 和滑动变阻器r4 0 1k 实验电路图如图所示 a与电源负极相连 a为红表笔 6 改装后电流表量程是原电流表g量程的倍数 3 6 3 10 6 500 10 电流表g的示数为 200 a 电路电流为 200 a 61200 a1 2mai 待测电阻阻值为 3 1 5 500750 1 2 10 x u rr i 内 11 如图所示 光滑水平面上放置一块长木板 a 和滑块 c 可视为质点的滑块 b 置于 a 的左端 b 与 a 之间的滑动摩擦因数 0 4 已知ma 2kg mb mc 3kg 开始时 c 静止 a b 一起以 v0 5m s 的速度匀速向右运动 a 与 c 在极短时间内发生弹性碰撞 最终 b 恰好未从 a 上滑落 取 g 10m s2求 1 整个过程系统损失的机械能 2 木板 a 的最小长度 答案 1 2 l 1 8m 21 6je 解析 详解 1 a与c弹性碰撞满足动量守恒 0 aaacc m vm vm v 系统的机械能守恒 222 0 111 222 aaacc m vm vm v 联立解得 负号表示a反向 0 1 ac a ac mm vvm s mm 0 2 4 a c ac m vvm s mm 10 a与b最终同速 0aabab m vm vmmv 解得 v 2 6m s 因为 所以a与c不会再碰 系统损失的机械能 c vv 222 0 111 222 aabab em vm vmmv 解得 21 6je 2 设木板a的最小长度为l 由于a与c为弹性碰撞 则损失的机械能都是b与a的摩擦产 生的 所以 mbgl e 代入数据可得 l 1 8m 12 如图所示 在空间坐标系 x 0 区域中有竖直向上的匀强电场 e1 在一 四象限的正方形 区域 cdef 内有方向如图所示的正交的匀强电场 e2和匀强磁场 b 已知 cd 2l oc l e2 4e1 在负 x 轴上有一质量为 m 电量为 q 的金属 a 球以速度 v0沿 x 轴向右匀速运动 并与 静止在坐标原点 o 处用绝缘细支柱支撑的 支柱与 b 球不粘连 无摩擦 质量为 2m 不带电 金属 b 球发生弹性碰撞 已知 a b 球体积大小 材料相同且都可视为点电荷 碰后电荷总 量均分 重力加速度为 g 不计 a b 球间的静电力 不计 a b 球产生的场对电场 磁场的 影响 求 1 碰撞后 a b 球的速度大小 2 a b 碰后 经时 a 球到某位置 p 点 求 p 点的位置坐标 0 2 3 v t g 3 a b 碰后 要使 b 球不从 cd 边界射出 求磁感应强度 b 的取值 答案 1 2 3 00 12 33 vv 22 00 22 99 vv gg 00 1616 153 mvmv b qlql 解析 分析 11 1 a b 碰撞 由动量守恒和能量守恒关系求解碰后 a b 的速度 2 碰后 a 在电场中 向左做类平抛运动 根据平抛运动的规律求解 p 点的位置坐标 3 要使 b 球不从 cd 边界 射出 求解恰能从 c 点和 d 点射出的临界条件确定磁感应强度的范围 详解 1 a 匀速 则 1 mgqe ab 碰撞 动量守恒 0 mm2m ab vvv 机械能守恒 222 0 111 mm2m 222 ab vvv 由 得 00 12 33 ab vvvv 2 碰后 a b 电量总量平分 则 1 2 ab qqq 碰后 a 在电场中向左做类平抛运动 设经时 a 球到 p 点的位置坐标为 x y 0 2 t 3g v x a v t 2 1 ya 2 t 其中 1 1 mgqma 2 e 1 ag 2 由 得 2 0 2 x 9g v 2 0 2 y 9g v 故 p 点的位置坐标为 2 0 2 9g v 2 0 2 9g v 3 碰撞后对 b 2 1 q2mg 2 e 故 b 做匀速圆周运动 则 得 2 1 q b2m 2 b b v v r 0 8m r 3 v qb b 恰好从 c 射出 则 l2r 由 得 0 1 16m 3 v b ql 12 恰从 d 射出 则由几何关系 2 22 4rlrl 得 5 rl 2 综上 0 2 16m 15 v b ql 故要使 b 不从 cd 边界射出 则 b 的取值范围满足 00 16m16m 153 vv b qlql 点睛 本题考查带电粒子在电磁场中的运动以及动量守恒定律及能量守恒关系 注意在磁 场中的运动要注意几何关系的应用 在电场中注意由类平抛运动的规律求解 13 下列说法正确的是 a 热量有可能由低温物体传递到高温物体 b 布朗运动不是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动 c 两分子组成的系统 其势能e随两分子间距离r增大而增大 d 如果气体温度升高 分子平均动能会增加 但并不是所有分子的速率都增大 e 阳光暴晒下的自行车车胎极易爆裂的原因是车胎内气体温度升高 气体分子间斥力急剧 增大 答案 abd 解析 详解 a 热量在一定的条件下有可能由低温物体传递到高温物体 如空调 故 a 符合题意 b 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动 不是分子的无规则运动 布朗运动是液体 或气体 分子做无规则运动的反映 故 b 符合题意 c 若两分子间距离小于r0 随着间距增大 未到r0 分子间作用力做正功 分子势能减小 故 c 不符合题意 d 温度是分子的平均动能的标志 如果气体温度升高 分子平均动能会增加 但并不是所有 分子的速率都增大 故 d 符合题意 e 阳光暴晒下的自行车车胎极易爆裂的原因是车胎内气体温度升高 气体的压强增大 并不 是分子间斥力急剧增大 故 e 不符合题意 14 如图所示 竖直放置的u形管左端封闭 右端开口 左管横截面积为右管横截面积的 2 13 倍 在左管内用水银封闭一段长为l 温度为t1的空气柱 左右两管水银面高度差为hcm 外界大气压为h0cmhg 若向右管中缓慢注入水银 直至两管水银面相平 原右管中水银没全部进入水平部分 求在右管中注入水银柱的长度h1 以 cm 为单位 在两管水银面相平后 缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l 求此时空 气柱的温度t 答案 0 3hl h h 2 0 00 3hhl t hhh 解析 分析 以封闭气体为研究对象 先结合连通器的原理求出初末状态的压强 应用玻意耳定律可以 求出气体的长度 再由几何关系即可求出 在液面上升或下降的过程中 水银的体积保持不变 根据题意求出封闭气体的压强 然后 应用理想气体的状态方程求出气体的温度 详解 封闭气体等温变化 初状态 p1 h0 h v1 ls 末状态 p2 h0 v2 l s 由玻意耳定律 p1v1 p2v2 在左侧的试管中 液面上升的高度 h l l 进入左侧试管中的水银的体积 v h s 14 所以注入右侧的水银的体积 v0 h h s2 v h 3 h s2 所以在右管中注入水银柱的长度 h1 h 3 l l 联立 得 0 1 3hl hh h 空气柱的长度为开始时的长度 l 时 左管水银面下降回到原来的位置 此时右侧的水银比 开始时多出了 所以比左侧高 0 3hl h h 0 3hl h 空气柱的压强 0 3 0 00 33 pph hlhl hh 由 31 pp tt 联立解得 2 0 00 3hhl tt hhh 点睛 根据液体产生的压强的特点求出封闭气体压强 熟练应用玻意耳定律及查理定律即 可正确解题 本题的难点是 气体最终状态的压强