河南省洛阳市洛宁县第三高级中学高三物理月考试题含解析

河南省洛阳市洛宁县第三高级中学高三物理月考试题含解析一、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，光滑的半圆柱固定在水平地面上，在其圆心Ol的正上方02处有一光滑小滑轮．质量分别为m、m的A、B两小球通过两光滑的小滑轮用细线相连．当O2A间细线的长度与圆柱半径相等时，两小球处于静止状态，且半圆柱对小球B的作用力恰好为零，则O2A与竖直方向的夹角θ为（）A．60° B．45° C．30° D．15°参考答案：C【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】先对B进行受力分析，B受到重力和绳子的拉力，从而可知绳子的拉力为mg；然后对A进行受力分析，由共点力的平衡而可判断各选项的正确与否．【解答】解：由于半圆柱对小球B的作用力恰好为零，可知绳子的拉力为mg；设OA与竖直方向夹角为θ，对A分析，如图所示：由几何关系可知拉力F和支持力N与水平方向的夹角相等，而且F与N的大小也相等．有：2Fcosθ=mg；联立可得：cosθ=所以：θ=30°．选项C正确，选项ABD错误．故选：C2.在地质、地震、勘探、气象与地球物理等领域的研研中，需要精确的重力加速度g值，g值可由实验精确测定．近年来有一种测g值的方法叫“对称自由下落法”：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落至原处的时间为T2在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点至又回到P点所用的时间为T1，测得T1、T2和H，可求得g等于（）A．

B．C． D．参考答案：A【考点】自由落体运动．【分析】解决本题的关键是将竖直上抛运动分解成向上的匀减速运动和向下的匀加速，所以从最高点落到O点的时间为，落到P点的时间为，可以求出VP和VO，根据OP之间可得H=可求出g．【解答】解：将小球的运动分解为竖直向上的匀减速直线运动和竖直向下的自由落体运动，根据t上=t下则从最高点下落到O点所用时间为，故，从最高点下落到P点所用时间为，则有：，则从P点下落到O点的过程中的平均速度为：从P点下落到O点的时间为：t=根据H=可得：H==解得：g=．故选：A．3.（多选）如图所示，一正弦交流电瞬时值为，通过一个理想电流表，接在一个理想变压器两端，变压器起到降压作用。开关闭合前后，AB两端电功率相等，以下说法正确的是A.流过r的电流方向每秒钟变化50次B.变压器原线圈匝数大于副线圈匝数C.开关从断开到闭合时，电流表示数变小D.参考答案：BD4.为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直，如图所示。从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角，已知该玻璃的折射率为n，圆柱长为，底面半径为r，则视场角是(

)A

BC

D参考答案：B5.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是

（

）

A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁爱量均为零

B．线圈先后两次转速之比为3：2

C．交流电a的瞬时值为

D．交流电b的最大值为参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(5分)竖直放置的两块平行金属板A、B，分别跟电源的正负极连接，将电源正极接地，如图所示。在A、B中间固定一个带正电的电荷q，现保持A板不动，使B板向右平移一小段距离后，电荷q所在位置的电势U将

，电荷q的电势能将

。（填：变大、变小或不变。）

参考答案：

答案：变大、变大7.如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠．①这群氢原子能发出3种不同频率的光，其中有2种频率的光能使金属钠发生光电效应．②金属钠发出的光电子的最大初动能9.60eV．参考答案：3种

2种

9.60eV8.如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I且方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等．已知直线电流I产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为，则a点的磁感应强度大小为，乙导线单位长度受到的安培力的大小为N．参考答案：;

9.如图，框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，A端用光滑铰链铰接在墙壁上。现用竖直方向的力F作用在C端，使AB边处于竖直方向且保持平衡，则力F的大小为

。若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F′，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力F′所做的功为__________。参考答案：mg，0.25πmgl

10.用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，得到Uc﹣ν图象如图所示，根据图象求出该金属的截止频率νc=5.0×1014Hz，普朗克常量h=6.4×10﹣34J?s．（已知电子电荷量e=1.6×10﹣19C）参考答案：：解：根据Ekm=hv﹣W0得，横轴截距的绝对值等于金属的截止频率，为v0=5.0×1014．通过图线的斜率求出k=h=J?s．故答案为：5.0×1014，6.4×10﹣3411.近年来装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一.目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识回答下列问题：（1）下列说法正确的是

A．氡的半衰期为3.8天，则若在高温下其半衰期必缩短B．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．发生衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2（2）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．（3）静止的氡核（）放出一个速度为v0的粒子，若衰变过程中释放的核能全部转化为粒子及反冲核的动能，已知原子质量单位为u，试求在衰变过程中释放的核能．（不计相对论修正，在涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计．）参考答案：【知识点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应．O2O3【答案解析】（1）BD（2）

4

；4

（3）解析：（1）A、半衰期与外界因素无关，故A错误

B、原子核内的中子转化为质子时，放出一个电子，这个过程即β衰变，故B正确；

C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；

D、发生α衰变时，生成的α粒子带2个单位的正电荷和4个电位的质量数，即α粒子由2个中子和2个质子构成，故α衰变时成生的新核中子数减少2，质子数减少2，故D正确；

故选：BD．（2）根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程为．

设经过了n次α衰变，m次β衰变．

有：4n=16，2n-m=4，解得n=4，m=4．

（3）设α粒子的质量为m1，氡核的质量为m2，反冲核的速度大小为v．

则根据动量守恒定律可得：m1v0=（m2-m1）v

由题意得，释放的核能E=+解得E=【思路点拨】α衰变生成氦原子核，β衰变生成的电子是其中的中子转化为质子同时生成的，半衰期是统计规律，与外界因素无关．

根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程，通过一次α衰变电荷数少2，质量数少4，一次β衰变电荷数多1，质量数不变，求出衰变的次数．

先根据动量守恒定律列方程求解出α衰变后新核的速度；然后根据爱因斯坦质能方程求解质量亏损，从而求释放的核能．12.)V表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m为每个水分子的质量，则阿伏加德罗常数NA＝______，标准状态下相邻水蒸气分子间的平均距离d＝_____.参考答案：

13.如图（a）所示，阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场（向里为正），磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示，图中B1、t1为已知量。导线电阻不计，则t1时刻经过电阻的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”），电流的大小为___________。参考答案：b→a，

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以4m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.求:(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s.(2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角θ.(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力.参考答案：(1)1.6m

(2)m/s，90°

(3)5600N【详解】(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得：竖直方向上：水平方向上：可得：.(2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度：到达A点时速度：设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则：即，所以：(3)对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：

当时，计算得出.由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600

N.答：(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离.(2)从平台飞出到达A点时速度，圆弧对应圆心角.(3)当最低点O速度为6m/s，人和车对轨道的压力5600

N.15.（8分）为确定爱因斯坦的质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为MeV。写出该反应方程，并通过计算说明正确。（已知质子、粒子、锂核的质量分别取、、）参考答案：核反应方程为核反应的质量亏损，由质能方程可得，质量亏损相当的能量MeV而系统增加的能量MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以正确。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(18分)如图所示，水平面内有两根足够长的平行导轨L1、L2，其间距d=0．5m，左端接有容量C=2000μF的电容。质量m=20g的导体棒可在导轨上无摩擦滑动，导体棒和导轨的电阻不计。整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度B=2T。现用一沿导轨方向向右的恒力F1=0．44N作用于导体棒，使导体棒从静止开始运动，经t时间后到达B处，速度v=5m/s。此时，突然将拉力方向变为沿导轨向左，大小变为F2，又经2t时间后导体棒返回到初始位置A处，整个过程电容器未被击穿。求(1)导体棒运动到B处时，电容C上的电量；(2)t的大小；(3)F2的大小。参考答案：解析：

17.参考答案：解：（1）线框达到最大速度vm后开始做匀速运动

F=F安=2B0IL

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2分

E=2B0Lvm

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2分

E=2IR0

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2分

vm=

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2分

（2）设线框运动S0距离所用的时间为t，平均电流为I平，平均安培力为F安平，由动量定理得

Ft–F安平t=mvm

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2分

F安平=2B0I平L

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1分

I平=

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1分

E平=

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2分

ΔΦ=2B0LS0

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2分

t=+

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2分18.粗糙的水平地面