河北省承德第一中学2020届高三物理上学期第三次月考试题（含解析）

河北省承德第一中学2020届高三物理上学期第三次月考12月试题（含解析）一、单项选择题1.如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小f和绳子的拉力大小t，下列判断正确的是 a. f逐渐减小，t逐渐减小b. f逐渐增大，t逐渐减小c. f逐渐减小，t逐渐增大d. f逐渐增大，t逐渐增大【答案】a【解析】【详解】电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，由可知，电场强度减小，电场力减小，小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用，受力如图所示，根据力的合成法得：由于重力不变，电场力减小，故拉力减小；a.逐渐减小，逐渐减小与分析相符，故a正确；b.逐渐增大，逐渐减小与分析不符，故b错误；c.逐渐减小，逐渐增大与分析不符，故c错误；d.逐渐增大，逐渐增大与分析不符，故d错误2.汽车在平直公路上以20m/s速度匀速行驶前方突遇险情，司机紧急刹车，汽车做匀减速运动，加速度大小为8m/s2从开始刹车到汽车停止，汽车运动的距离为（ ）a. 10mb. 20mc. 25md. 5om【答案】c【解析】【详解】汽车做匀减速运动，根据v02=2ax解得，故选c.3.如图，两物块p、q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接两物块与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，现对q施加一水平向右的拉力f，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为a. b. c. d. 【答案】d【解析】【详解】根据牛顿第二定律，对pq的整体：；对物体p：；解得，故选d.4.如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（ ）a. b. c. d. 【答案】b【解析】【详解】硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则：，解得，即圆盘转动的最大角速度为，故选b.5.2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（ ）a. 该卫星的速率比“天宫二号”的大b. 该卫星的周期比“天宫二号”的大c. 该卫星的角速度比“天宫二号”的大d. 该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大【答案】b【解析】【详解】根据解得，,，因北斗卫星的运转半径大于天宫二号的轨道半径，可知该卫星的速率比“天宫二号”的小；该卫星的周期比“天宫二号”的大；该卫星的角速度比“天宫二号”的小；该卫星的向心加速度比“天宫二号”的小；故选项b正确，acd错误6.某大瀑布的平均水流量为5900m3/s，水的落差为50m已知水的密度为1.00103kg/m3在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为( )a. 3106wb. 3107wc. 3108wd. 3109w【答案】d【解析】【分析】本题考平均功率及平均水流量的相关知识点，同时考查了估算能力【详解】由平均功率定义得故d正确7.已知234 th的半衰期为24天4g234 th经过72天还剩下a. 0b. 0.5gc. 1gd. 1.5g【答案】b【解析】【分析】由题意可知考查有关半衰期计算，根据半衰期公式计算可得。【详解】根据半衰期公式故b正确，acd错误。【点睛】半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立。8.如图，一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面（纸面）上，铜线所在空间有一匀强磁场，磁场方向竖直向下当铜线通有顺时针方向电流时，铜线所受安培力的方向a. 向前b. 向后c. 向左d. 向右【答案】a【解析】【详解】半圆形导线所受的安培力等效于直径长的直导线所受的安培力，由左手定则可知，铜线所受安培力的方向向前，故选a.二、多项选择题9.如图(a),一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图(b)为物块与木板运动的v-t图像，图中t1、v0、v1已知重力加速度大小为g由此可求得( )a. 木板的长度b. 物块与木板质量之比c. 物块与木板之间的动摩擦因数d. 从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能【答案】bc【解析】【分析】本题考查了v-t与牛顿第二定律综合运用，滑块模型等【详解】a、根据题意只能求出ab的相对位移，不知道b最终停在哪里，无法求出木板的长度，故a不能够求解出；由图象的斜率表示加速度求出长木板的加速度为，小物块的加速度，根据牛顿第二定律得：，解得：，故b和c能够求解出；d、木板获得的动能，题目t1、v0、v1已知，但是m,m不知道，故d不能够求解出10.如图，三个电阻r1、r2、r3的阻值均为r，电源的内阻r0)的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k不计重力下列说法正确的是( )a. b点的电场强度大小为b. 过b、d点的直线位于同一等势面上c. 在两点电荷产生的电场中，ac中点的电势最低d. 在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零【答案】ad【解析】分析】本题考查电场强度以及等量同种电荷的电场电势图的相关知识点【详解】由图可知b点的电场，故a正确沿着电场线电势逐渐降低，而等量正点电荷的电场与电势图如下，由图可知过b、d点的直线不在同一等势面上，故b、c错误；由对称性可知，b、d点电势相同，故电子在b、d点电势能相同，即动能也相同，都为0，故d正确12.如图甲所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,其中用从能级向能级跃迁时辐射的光照射如图乙所示，光电管的阴极k时电路中有光电流产生，则a. 若将滑片右移,则电路中光电流增大b. 若将电源反接,则电路中可能有光电流产生c. 若阴极所用材料的逸出功为1.05ev，则逸出的光电子的最大初动能为d. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的光子中只有4种光子能使阴极k发生光电效应【答案】bc【解析】【分析】由题意可知考查光电效应规律，根据光电管的工作原理、光电效应规律分析可得。【详解】a开始施加正向电压，滑片右移，,正向电压增大，若电路中光电流没有达到最大，则回路中电流增大，若开始回路中电流已达到最大，增大正向电压，回路中电流不变。故a错误；b若将电源反接，光电管加的是反向电压，因电子有初动能，电路中仍可能有光电流产生，故b正确；c入射光子的能量，阴极所用材料的逸出功为1.05ev，根据光电效应方程可知逸出的光电子的最大初动能为故c正确；d大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时共辐射6种光子，根据跃迁规律，从4能级跃迁到3能级释放出光子的能量为0.66ev，同理可求出其它光子的能量分别为2.55ev、12.75ev、1.89ev、12.09ev、10.20ev，其中有5种大于逸出功为1.05ev，所以有5种光子能使阴极k发生光电效应，故d错误。【点睛】大量氢原子从n能级向低能级跃迁时共可发出光子种类为 ，只有当入射光子的能量大于等于逸出功能才能发生光电效应。，13.对于钠和钙两种金属，其遏止电压与入射光频率v的关系如图所示用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（ ）a. 钠的逸出功小于钙的逸出功b. 图中直线的斜率为c. 在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同d. 若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高【答案】ab【解析】【详解】根据，即 ，则由图像可知钠的逸出功小于钙的逸出功，选项a正确；图中直线的斜率为，选项b正确；在得到这两条直线时，与入射光的强度无关，选项c错误；根据，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低，选项d错误14.如图,水平地面上有三个靠在一起的物块p、q和r,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为用大小为f的水平外力推动物块p,记r和q之间相互作用力与q与p之间相互作用力大小之比为k下列判断正确的是( )a. 若,则b. 若 ,则c. 若,则d. 若,则【答案】bd【解析】【分析】先用整体法求出物体的合外力，进而求得加速度；然后再用隔离法对p、r两物体进行受力分析，利用牛顿第二定律即可求得k；【详解】三物块靠在一起，将以相同加速度向右运动，则加速度：，所以，r和q之间相互作用力：，q与p之间相互作用力：，所以r和q之间相互作用力与q与p之间相互作用力大小之比，由于不管是否为零，恒成立，故b、d正确，a、c错误；故选bd【点睛】关键是要抓住三个物体的加速度相同，先对整体研究，得到加速度，然后应用隔离法研究内力三、填空题15.某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为）弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出实验步骤如下：在绳下端挂上一个硅码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；逐次增加砝码个数，并重复步骤（保持弹簧在弹性限度内）：用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内回答下列问题：（1）根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出图像_l1234510.4810.9611.4511.9512.40（2）弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及图线的斜率表示，表达式为_若g取，则本实验中_（结果保留3位有效数字）【答案】 (1). （1）图见解析； (2). （2）； (3). 109n/m【解析】【详解】（1）做出图像如图；（2）由胡克定律：，即，则，解得；由图形可知，解得16.用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路实验室提供的器材为：待测电流表a（量程10ma，内阻约为），滑动变阻器，电阻箱r，电源e（电动势约为6v，内阻可忽略），开关和，导线若干（1）根据实验室提供的器材，在图（a）所示虚线框内将电路原理图补充完整，要求滑动变阻器起限流作用_；（2）将图（b）中的实物按设计的原理图连线_；（3）若实验提供的滑动变阻器有两种规格，额定电流2a ，额定电流0.5a实验中应该取_（填“”或“”）【答案】 (1). （1）电路图见解析； (2). （2）实物连线见解析； (3). （3）.【解析】【详解】（1）电路原理图如图；（2）实物连线如图：（3）待测电流表两端允许的最大电压为 ，当s2断开，电流表满偏时，滑动变阻器的阻值，故滑动变阻器选择三、计算题17.如图，圆心为o、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为bp是圆外一点，op=3r一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子从p点在纸面内垂直于op射出己知粒子运动轨迹经过圆心o，不计重力求(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径；(2)粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间【答案】(1)(2)【解析】【分析】本题考查在匀强磁场中的匀速圆周运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力【详解】（1）找圆心，画轨迹，求半径设粒子在磁场中运动半径为r，由几何关系得：易得：（2）设进入磁场时速度的大小为v，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有进入圆形区域，带电粒子做匀速直线运动，则联立解得18.如图，光滑轨道pqo的水平段qo=，轨道在o点与水平地面平滑连接一质量为m的小物块a从高h处由静止开始沿轨道下滑，在o点与质量为4m的静止小物块b发生碰撞a、b与地面间的动摩擦因数均为=0.5，重力加速度大小为g假设a、b间的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞时间极短求(1)第一次碰撞后瞬间a和b速度的大小；(2)a、b均停止运动后，二者之间的距离【答案】(1)第一次碰撞后瞬间a和b速度的大小分别为和(2)a、b均停止运动后它们之间的距离为【解析】【分析】本题主要考查机械能、匀变速直线运动规律、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识综合分析问题的的能力【详解】（1）设a滑到水平轨道的速度为，则有a与b碰撞时，由动量守恒有由动能不变有联立得：第一次碰撞后瞬间a和b速度的大小分别为和（2）第一次碰撞后a经过水平段qo所需时间第一次碰撞后b停下来所需时间易知：故第一次碰撞后b停时，a还没有追上b设第一次碰撞后b停下来滑动的位移为，由动能定理得解得设a第二次碰撞b前的速度为，由动能定理得解得，故a与b会发生第二次碰撞a与b会发生第二次碰撞，由动量守恒有由动能不变有解得：b发生第二次碰撞后，向右滑动的距离为，由动能定理得解得a发生第二次碰撞后，向左滑动的距离为，由动能定理得解得，即a不会再回到光滑轨道pqo的水平段qo上，在o点左边停下所以a、b均停止运动后它们之间的距离为=四、选做题19.一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为0.2s，时的波形图如图所示下列说法正确的是_a. 平衡位置在处的质元的振幅为0.03mb. 该波的波速为10m/sc. 时，平衡位置在处的质元向y轴正向运动d. 时，平衡位置在处的质元处于波谷位置e. 时，平衡位置在处的质元加速度为零【答案】abc【解析】【详解】由波形图可知，平衡位置在处的质元的振幅为0.03m，选项a正确； 由图可知波长=2m，因t=0.2s，则该波的波速为，选项b正确；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.3s=1t时，平衡位置在x=0.5m处的质元向y轴正向运动，选项c正确；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.4s=2t时，平衡位置在x=0.5m处的质元仍在平衡位置向y轴负向运动，选项d错误；因t=0时刻平衡位置在x=1.0m处的质元在波峰位置，则t=0.5s=2t时，平衡位置在x=1.0m处的质元振动到波谷位置，此时的加速度为y轴正向最大，则选项e错误.20.一透明材料制成的圆柱体的上底面中央有一球形凹陷，凹面与圆柱体下底面可透光，表面其余部分均涂有遮光材料过圆柱体对称轴线的截面如图所示o点是球形凹陷的球心，半径oa与og夹角平行光沿轴线方向向下入射时，从凹面边缘a点入射的光线经折射后，恰好由下底面上c点射出已知，（i）求此透明材料的折射率；（ii）撤去平行光，将一点光源置于球心o点处，求下底面上有光出射的圆形区域的半径（不