河北省南和县第一中学2020届高三物理上学期12月月考试题（含解析）

河北省南和县第一中学2020届高三物理上学期12月月考试题（含解析）第卷（选择题 共48分）一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1418题只有一项符合题目要求，第1921题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1.如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m(mm)的小球从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是( )a. 在以后的运动过程中，小球和槽的水平方向动量始终守恒b. 在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功c. 全过程中小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒d. 被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高h处【答案】d【解析】当小球与弹簧接触后，小球与槽组成的系统在水平方向所受合外力不为零，系统在水平方向动量不守恒，故a错误；下滑过程中，两物体都有水平方向的位移，而相互作用力是垂直于球面的，故作用力方向和位移方向不垂直，故相互作用力均要做功，故b错误；全过程小球和槽、弹簧所组成的系统只有重力与弹力做功，系统机械能守恒，小球与弹簧接触过程系统在水平方向所受合外力不为零，系统水平方向动量不守恒，故c错误；小球在槽上下滑过程系统水平方向不受力，系统水平方向动量守恒，球与槽分离时两者动量大小相等，由于mm，根据动量守恒可知，小球的速度大小大于槽的速度大小，小球被弹簧反弹后的速度大小等于球与槽分离时的速度大小，小球被反弹后向左运动，由于球的速度大于槽的速度，球将追上槽并要槽上滑，在整个过程中只有重力与弹力做功系统机械能守恒，由于球与槽组成的系统总动量水平向左，球滑上槽的最高点时系统速度相等水平向左系统总动能不为零，由机械能守恒定律可知，小球上升的最大高度小于h，小球不能回到槽高h处，故d正确所以d正确，abc错误2.如图所示为某质点做直线运动的v-t图像。在下列说法中正确的是（ ）a. 第1s末和第3s末质点在同一位置b. 第1s内和第2s内质点的加速度相同c. 第2s内和第6s内质点的位移相等d. 02s质点运动的路程等于35s质点运动的路程【答案】c【解析】【详解】a13s，质点的位移不为零，第1s末和第3s末质点不在同一位置，选项a错误；b第1s内和第2s内图像的斜率不同，质点的加速度不相同，选项b错误；c第2s内和第6s内，图线下的面积相同，质点的位移相等，选项c正确；d路程是物体运动轨迹的长度，02s质点运动的路程大于35s质点运动的路程，选项d错误。故选c.3.如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为b，方向斜向右上方，与水平方向的夹角为45。一个四分之三金属圆环ab置于匀强磁场中，圆环的半径为r，圆心为o，两条半径oa和ob相互垂直， oa沿水平方向，ob沿竖直方向；将圆环等分为两部分，当圆环中通以电流i时，一半圆环受到的安培力大小为（ ）a. birb. c. bird. 【答案】d【解析】【详解】根据几何关系，通电导线的有效长度为，根据安培力的公式可得，圆环受到的安培力为，所以一半圆环受到的安培力大小为abir，与结论不相符，选项a错误；b，与结论不相符，选项b错误；cbir，与结论不相符，选项c错误；d，与结论相符，选项d正确；故选d.。4.如图所示，倾角为的固定斜面上有m和m两个静止的物块。m与斜面之间的动摩擦因数是确定的数值，m是光滑的，与斜面之间无摩擦力。m的质量不变，逐渐增加m的质量，在m与斜面发生相对运动前，下列说法正确的是（ ）a. m受到的合力逐渐变大b. m受到的斜面的摩擦力逐渐变大c. 斜面对m的支持力逐渐变大d. m对m的压力保持不变【答案】b【解析】【详解】am保持静止，m受到的合力不变，选项a错误；bm受到的斜面的摩擦力f=（m+m）sin，则逐渐变大，选项b正确；c斜面对m的支持力mgcos是不变的，选项c错误；dm对m的压力mgsin逐渐变大，选项d错误。故选b.5.如图所示，a、b、c、d是以o点为圆心的圆弧上的四个点，该圆的半径r5m。a、b、c、d也在xoy坐标系的x轴和y轴上，匀强电场的方向与x轴正方向成53角，已知o点的电势为零，a点的电势为4v，则下列说法正确的是() a. 匀强电场的场强e1v/mb. b点电势为2.5vc. 将一个电荷为-1c的试探电荷从b点移到d点，电场力做功为6jd. 将一个电荷为+1c的试探电荷从a点移到c点，试探电荷的电势能减少8j【答案】ad【解析】【详解】ao之间沿电场线方向的距离为d=rsin53o=4m，电场强度的大小为=1v/m选项a正确；bo之间沿电场线方向的距离为x=rcos53o=3m，b点电势为，选项b错误；cb, d质点的电势差为电场力做功选项c错误；da、c质点的电势差为电场力做功电势能减少8v，选项d正确。故选ad.6.在地球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点假如宇航员登上某个半径为地球半径2倍的行星表面，仍以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间4t后回到出发点则下列说法正确的是（）a. 这个行星的质量与地球质量之比为1：2b. 这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：c. 这个行星的密度与地球的密度之比为1：8d. 这个行星的自转周期与地球的自转周期之比为1：1【答案】bc【解析】【详解】a. 地球表面重力加速度为：g=，未知行星表面重力加速度为：g=，根据，,有m:m=1:1，故a错误；b. 第一宇宙速度v=，v=，故这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为v:v=1：，故b正确；c. 由于m:m=1:1，体积比为8:1，故这个行星的平均密度与地球的平均密度之比为1:8，故c正确；d. 条件不足，自转情况无法确定，故d错误；故选bc【点睛】对于竖直上抛运动，返回速度与抛出速度等大、反向，运动性质是匀变速直线运动，根据速度时间公式可以到加速度之比；根据v=分析第一宇宙速度情况；根据分析质量情况和密度情况7.如图所示，足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为b，方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从bd的中点o处，垂直磁场方向射入一速度为v的带正电粒子，v与bd边的夹角为30。已知粒子质量为m，bd边长为l，不计粒子的重力，则（ ）a. 粒子能从ab边射出磁场的最大速度b. 粒子能从bd边射出磁场的最大速度c. 粒子在磁场中运动的最长时间d. 粒子在磁场中运动的最长时间【答案】ad【解析】【详解】a若带电粒子能从ab射出，则带电粒子运动轨迹恰好与边界cd相切，此时做出带电粒子在磁场中运动的圆心o1，依据几何关系可知，此时圆周运动的半径为l，依据可知v=故a正确;b如果速度越小。越容易射出磁场，故刚好从bd边出射的粒子轨迹与ab边相切，此时带电粒子在磁场中圆周运动的轨迹如图o2，此时依据几何关系可得，半径为，依据可得故b选项错误。cd带电粒子运动最长时间为圆心角最大的时候，从图可知从bd边出射时时间最长，故带电粒子的最长时间对应圆心角为300，依据可知运动时间为故d选项正确，c错误.故选ad.8.如图所示，两光滑金属导轨间距为1m，固定在绝缘桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度大小为1t、方向竖直向下的有界匀强磁场中(导轨其他部分无磁场)，电阻r的阻值为2，桌面距水平地面的高度为1.25m，金属杆ab的质量为0.1kg，有效电阻为1现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为0.45m的位置由静止释放，其落地点距桌面左边缘的水平距离为1m取g=10m/s2，空气阻力不计，离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好下列判断正确的是（ ）a. 金属杆刚进入磁场时，其速度大小为3m/sb. 金属杆刚进入磁场时，电阻r上通过的电流大小为1.5ac. 金属杆穿过匀强磁场的过程中，克服安培力所做的功为0.25jd. 金属杆穿过匀强磁场的过程中，通过金属杆某一横截面的电荷量为0.2c【答案】ac【解析】【分析】）由机械能守恒定律求出金属杆进入磁场时的速度，然后由e=blv求出感应电动势，由闭合电路的欧姆定律求出电流；根据平抛运动求出出磁场的速度，再根据动能定理求出克服安培力做的功，根据动量定理可以求出通过金属杆某一横截面的电荷量【详解】金属杆进入磁场前，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：，解得：v=3m/s，故a正确；金属棒切割磁感线产生感应电动势：e=blv，由闭合电路的欧姆定律可知，电流：，故b错误；金属棒离开磁场后做平抛运动，在竖直方向上，水平方向上：，解得：，金属杆穿过匀强磁场的过程中，根据动能定理有：，即克服安培力所做的功为0.25j，故c正确；金属杆穿过匀强磁场的过程中，根据动理定理有：，又，则有：，解得：q=0.1c，故d错误；故选ac【点睛】本题考查了电磁感应与电路和能量的综合，知道切割部分相当于电源，结合闭合电路欧姆定律、能量守恒、切割产生的感应电动势公式进行求解第卷（非选择题 共62分）二、必考题（本题共4小题，共47分）9.为了测量小车和桌面之间的动摩擦因数，某课外探究小组设计了如图甲所示的实验装置。（1）在实验设计和操作中，小组成员达成了一些共识，也出现了一些分歧。小组成员共同认为两根细线均应该处于水平但是，对以下两个问题出现了分歧，请你帮助他们做出选择。本实验中桌面应该（ ）a保持水平b适当倾斜，来平衡摩擦力本实验使用了电火花计时器，所以应该选的电源应该是（ ）a46v的交流电源b220v的交流电源(2)该实验小组进行了正确地实验操作后，得到一条如图乙所示的纸带。该小组每隔四个点选一个计数点，得到了a、b、c、d、e等5个计数点已知打点计时器的工作周期为0.02s，则小车的速度a=_m/s(结果保留2位有效数字)（3）实验中测得小车的质量为m，加速度为a，拉力传感器的示数为f，已知当地的重力加速度为g，则小车与水平桌面间的动摩擦因数= _（用题目所给的字母表示）.【答案】 (1). a (2). b (3). 0.40 (4). 【解析】【详解】（1）1本实验的目的是测量动摩擦因数，所以不能平衡摩擦力，选项a正确；2电火花计数点使用的是220v的交流电源，选项b正确。（2）3根据逐差法，可得小车的加速度大小为:（3）4对小车，根据牛顿第二定律可得:解得10.为了测量某金属丝的电阻率，某同学进行了如下操作。（1）该同学先用正确的操作方式，用欧姆表粗测了金属丝的阻值。已知欧姆档的“1档”，指针位置如图所示，则金属丝的阻值约为_。（2）实验室提供以下器材供：a电池（3v，内阻约0.1）b电流表（006a，内阻约0.2）c电压表（03v，内阻约5k）d滑动变阻器（030，允许最大电流1a）e开关、导线若干 请帮该同学画出合理的电路图_（金属丝用电阻符号表示）（3）请根据电路图补充下面的的实物图_：（4）使用上面的电路图，测量的金属丝电阻的测量值比真实值偏_（填“大”或“小”）；（5）如果金属丝长度为l，直径为d，测得电阻值为电压表读数为u，电流表读数为i，则计算金属丝电阻率的表达式=_【答案】 (1). 7 (2). 答案见解析 (3). 答案见解析 (4). 小 (5). 【解析】【详解】(1)1欧姆档为“1档”，所测电阻阻值为71=7；(2)2测量金属丝的电阻率，提供的滑动变阻器最大电阻约为电阻丝的4倍，则滑动变阻器采用限流式接法；又电阻丝电阻远小于电压表内阻，则电流表采用外接法。实验电路如图：(3)3根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：(4) 4由于电压表的分流，会使待测金属丝电阻的测量值比真实值偏小。(5) 5根据电阻定律:所以:其中解得:11.如图所示，光滑平台上有两个可视为质点的两个滑块块a、b，两滑块之间有一个压缩弹簧，一开始a、b用轻绳相连处于静止状态。两个滑块的质量分别为ma=1kg，mb=2kg，a、b之间弹簧的弹性势能为ep=12j。与平台等高的小车的质量为m=2kg，长度l=0.6m，小车的右侧固定一个轻弹簧。小车下面的地面是光滑的，小车上表面的动摩擦力因数为=0.1。不计小车上的弹簧的长度，重力加速度g=10m/s2某时刻剪断a、b之间的细绳。求：（1）a、b分离时，两滑块的速度分别为多少；（2）小车上的弹簧的最大弹性势能是多少；（3）试判断滑块b是否滑离小车，如果没有滑离小车，物块最终距离p点多远【答案】（1） 4 m/s 2 m/s（2）0.8 j （3）0.4 m【解析】【详解】（1）a、b分离时：解得：,（2）滑块b冲上小车后将弹簧压缩到最短时，弹簧具有最大弹性势能，由动量守恒定律得：由能量守恒定律：其中=解得：；（3）假设滑块最终没有离开小车，滑块和小车具有共同的末速度，设为u由能量守恒定律其中=解得:x=1.2m2l滑块b没有离开小车物块最终距离p点:s=2l-xs=0.4m12.如图所示，水平放置的平行金属板ab间的距离d=0.1m，板长l=0.3m，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于ab板的正中间，距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏，现在ab板间加如图（b）所示周期性的方波形电压，已知u0=1.0102v，t=0s时刻，a板电势高于b板电势在挡板的左侧，有大量带负电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板，粒子的质量m=1.010-7kg，电荷量q=1.010-2c，速度大小均为v0=1.0104m/s，带电粒子的重力不计，则：（1）求粒子在电场中的运动时间；（2）求在t=0时刻进入的粒子打在荧光屏上的位置到光屏中心o点的距离；（3）若撤去挡板，求粒子打在荧光屏上的最高位置和最低位置到光屏中心o点的距离【答案】(1) (2)0.85m（3）0.1m,0.005【解析】【详解】（1）进入电场的粒子在水平方向不受力，做匀速直线运动：l=v0t 粒子在电场中运动时间（2）粒子在电场运动时间一共是310-5s，根据两极板电压变换图b，在竖直方向上0-210-5s粒子匀加速运动，粒子匀减速直线运动，由于电压大小一样，所以加速度大小相等 离开电场时竖直方向速度： 竖直方向位移： 离开电场后到金属板的过程，水平方向匀速直线运动：x=v0t竖直方向匀速直线运动y=vyt=0.05m所以打到荧光屏的位置到o点的距离y+y=0.085m因为任意时刻进入电场的粒子在电场中运动的时间=t（交变电场变化的周期），设粒子在任意的t0时刻进入，离开电场时竖直方向的末速度 均相同 （也可借助图像分析）所以所有粒子离开电场时的速度方向相互平行由（2）得，t=nt （n=0、1、2.）时刻进入的粒子，离开电场时在竖直方向上具有最大的位移y=0.035m若粒子进入的位置合适，粒子可以从极板的上边缘离开电场，如图所示；故粒子打到荧光屏上最高点到o点的距离为 nt tnt2t/3时刻进入的粒子，若粒子进入的位置合适，粒子向b板运动的速度减小到0时，粒子刚好可以到达b板，随后开始向a板加速，加速时间均为t=110-5s，此情形下粒子射出极板时位置最低，打到荧光屏上的位置也最低对应粒子射出极板时离b板距离为 则粒子打到荧光屏上最低点到o点的的距离为0.005m【点睛】解决在偏转场中问题，通常由类平抛运动规律求解，要能熟练运用运动合成与分解的方法研究，分析时要充分运用匀加速运动位移的比例关系和运动的对称性，来求解竖直分位移三、选考题（下面2小题，每小题15分，考生可任选1题作答，如果多做，则按所做的第一题计分）【选修3-3】13.关于分子力和分子势能，下列说法正确的是a. 当分子力表现为引力时，分子之间只存在引力b. 当分子间距离为r0时，分子之间引力和斥力均为零c. 分子之间的斥力随分子间距离的减小而增大d. 当分子间距离为r0时，分子势能最小e. 当分子间距离由r0逐渐增大时（小于10r0），分子势能增大【答案】cde【解析】【详解】分子力表现为引力时，分子之间的引力大于斥力，并非分子之间只存在引力，选项a错误；当分子间距离为r0时，分子之间引力和斥力相等，分子力表现为零，选项b错误；分子之间的斥力随分子间距离的减小而增大，选项c正确；当分子间距离为r0时，分子势能最小，选项d正确；当分子间距离由r0逐渐增大时（小于10r0），因分力表现为引力，分子力做负功，则分子势能增大，选项e正确；故选cde.14.如图所示，透热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量m200kg，活塞质量m10kg，活塞横截面积s100cm2.活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气.此时，缸内气体的温度为27，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止.已知大气压恒为p01.0105pa，重力加速度为g10m/s2.求：(1)汽缸内气体的压强p1；(2)汽缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在汽缸缸口ab处？此过程中汽缸内的气体是吸热还是放热？【答案】(1)3.0105 pa(2)327 吸热【解析】【详解】（1）以汽缸为研究对象，受力分析如图所示：列平衡方程：mgp0s