2020-2021学年湖南永州高三上物理月考试卷

这是一份2020-2021学年湖南永州高三上物理月考试卷，共7页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题，选修题等内容，欢迎下载使用。

1. 关于物理规律的总结和发现，下列说法正确的是（ ）
A.法拉第首先发现了电流的磁效应
B.卡文迪许首先通过实验测出了引力常量G的数值
C.哥白尼提出了日心说并首先发现了行星沿椭圆运行的规律
D.安培首先发现了磁生电的现象，使人们对电和磁内在联系的认识更加完善

2. 如图所示，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上的O点；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与乙物体相连．甲、乙两物体质量相等．系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β．若α=60∘，则β等于（ ）

A.30∘B.45∘C.60∘D.75∘

3. 在图甲所示的交流电路中，电压表为理想电表．已知电源电压的有效值为220V，电压表的示数为20V，R1、R2、R3均为定值电阻，R3=10Ω，电阻R3中通过的电流i随时间t变化的正弦曲线如图乙所示．该变压器原、副线圈的匝数之比为（ ）

A.20:1B.10:1C.1:10D.1:20

4. “嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间内可认为绕月球做半径为r的匀速圆周运动．已知地球的半径为R，地球的质量是月球质量的Q倍，地球表面的重力加速度大小为g，则该段时间内“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的角速度大小为（ ）
A.gR2Qr3B.gR2Qr2C.gr2QR3D.gr2QR2

5. 如图所示，正方形区域CDEF内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带正电的粒子（不计粒子所受重力）以某一速度在区域CDEF内从CD边的中点M垂直于CD边射入磁场，并恰好从CF边的中点N射出．若将磁场的磁感应强度大小B变为原来的12，其他条件不变，则该粒子射出磁场的位置是（ ）

A.C点B.N、F之间的某一点
C.F点D.E、F之间的某一点

6. 质量相同的甲、乙两车在一平直公路上同向行驶，其速度—时间（v−t）图像如图所示．若两车行驶过程中所受阻力大小相同，则下列说法正确的是（ ）

A.在t=t0时刻，两车不可能相遇
B.在0∼t0时间内的任意时刻，甲、乙两车的加速度都不同
C.在0∼t0时间内，甲车所受牵引力的冲量比乙车所受牵引力的冲量大
D.在0∼t0时间内，甲车所受牵引力做的功比乙车所受牵引力做的功多

7. α粒子散射实验又称金箔实验或Geiger−Marsden实验，是1909年汉斯⋅盖革和恩斯特⋅马斯登在欧内斯特⋅卢瑟福指导下于英国曼彻斯特大学做的一个著名物理实验．α粒子轰击金箔的轨迹如图所示．下列说法正确的是（ ）

A.使α粒子发生明显偏转的力是原子核对α粒子的静电引力
B.大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进
C.实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量
D.实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分

8. 中国自主设计并建造的绞吸挖泥船“天鲲号”是国之重器．若“天鲲号”挖泥泵工作时输出功率为6×103kW，每秒可将1.6m3的泥沙从排泥管排出，排泥管的横截面积为0.8m2，则下列说法正确的是（ ）
A.排泥管中泥沙运动的平均速率为1m/s
B.排泥管中泥沙运动的平均速率为2m/s
C.泥泵对排泥管中泥沙的平均推力大小为3×106N
D.泥泵对排泥管中泥沙的平均推力大小为4×106N

9. 如图所示，在正点电荷Q产生的电场中，虚线ABC为一个带电粒子（不计粒子所受重力）从A点运动到C点的轨迹（椭圆的一部分），在轨迹上，B点与点电荷Q间的距离最小．下列说法正确的是（ ）

A.在轨迹上，B点的电场强度最大
B.该粒子通过B点时，所受库仑力的功率最大
C.该粒子从A点运动到C点的过程中，电势能先减小后增大
D.该粒子从A点运动到C点的过程中，动能先减小后增大

10. 如图所示，质量分别为0.99kg、1kg的滑块A和滑块B通过轻质弹簧连接，放在足够大的光滑水平面上，开始时弹簧处于原长．现滑块A被水平飞来的质量为10g、速度大小为400m/s的子弹击中，且子弹未从滑块A中穿出．不计子弹射入滑块A的时间．下列说法正确的是（ ）

A.子弹击中滑块A后的瞬间，滑块B的速度大小为2m/s
B.子弹击中滑块A后的瞬间，子弹和滑块A的共同速度大小为4m/s
C.弹簧的最大弹性势能为6J
D.滑块B的最大动能为8J
二、实验题

小明利用图甲所示电路测量一电源的电动势和内阻．

（1）小明调节滑动变阻器的滑片，得到多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据所得数据，作出U−I图线如图乙所示，根据图线可得，该电源的电动势E=________V、内阻r=________Ω．（结果均保留两位有效数字）

（2）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合．从实验误差考虑，该做法不妥，因为________．

某物理兴趣小组利用图甲所示装置测量物块与水平桌面间的动摩擦因数．实验步骤如下：
①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m，用游标卡尺测量遮光片的宽度d，用毫米刻度尺测量两光电门之间的距离s；
②调整轻小定滑轮，使细线________；
③将物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片通过光电门A、B的时间t1和t2，求出物块运动的加速度大小a；
④多次重复步骤③，得到a的平均值a¯；
⑤根据上述实验数据，求出物块与水平桌面间的动摩擦因数μ．
（1）测量d时，游标卡尺的示数如图乙所示，其示数为________cm．

（2）将步骤②补充完整．

（3）物块的加速度大小a可用d、s、t1和t2表示为a=________．

（4）物块与水平桌面间的动摩擦因数μ可用M、m、a¯和重力加速度大小g表示为μ=________．
三、解答题

如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B，它们的质量分别为m、M，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板．用大小为F0的恒力（图中未画出）沿斜面向下推物块A，使物块A、物块B和弹簧组成的系统处于静止状态．某时刻撤去力F0，物块A沿斜面向上运动，一段时间后带动物块B沿斜面向上运动．重力加速度大小为g．求：

（1）物块B刚要离开挡板C时，物块A的加速度大小a．

（2）从撤去力F0到物块B刚要离开挡板C的过程中，物块A的位移大小d．

半径R=0.32m的光滑半圆轨道固定在竖直面内，B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点，如图所示，一小球（视为质点）从水平面上的A点沿与水平面夹角θ=37∘的方向射出，小球到达B点时的速度恰好水平，并恰好能通过C点．取重力加速度大小g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，不计空气阻力．求：

（1）小球从A点射出时的速度大小v0；

（2）A、B两点间的水平距离x．

如图所示，两根固定的竖直光滑导轨间距为4L，电阻不计，上、下两端连接阻值分别为R、32R的定值电阻R1和R2．两导轨间“凸”形区域ABCDEFNM内（含边界）存在磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场，BC、DE竖直，CD水平，CD=2L，BC=DE=L．一质量为m、阻值为R 的金属棒从到AF高度为2L的ab处由静止释放，金属棒下落过程中与导轨始终垂直且接触良好，金属棒到达AF前瞬间的速率为v，且此时金属棒所受合力为零，从AF处起，经时间t到达MN处，且金属棒到达MN处时所受合力为零．重力加速度大小为g，不计空气阻力．求：

（1）磁场的磁感应强度大小B；

（2）金属棒到达CD处后瞬间的加速度a；

（3）金属棒从AF处下落到MN处的过程，电路中产生的总焦耳热Q．
四、选修题

如图所示，在竖直放置的、导热性能良好的圆柱形薄壁容器内，用质量为m的活塞密封一部分气体，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0=2mgS（g为重力加速度大小）的空气中，开始时气体的热力学温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，经足够长时间，当密封气体向外界放出热量Q（Q>0）后，活塞缓慢下降d后再次平衡．不计活塞与容器壁间的摩擦，外界环境温度恒定．求：

（1）外界环境的热力学温度T．

（2）该过程中密封气体内能的变化量ΔU．

直角棱镜的折射率n=3，其横截面如图所示，其中∠C=90∘，∠A=30∘．截面内一细束与AC边夹角为30∘的光线，从棱镜AC边上的中点D射入，经折射后射到AB边上，已知AC边的长度为a，光在真空中的传播速度为c．

（1）求该光线在AC边上的折射角r；

（2）不考虑多次反射，求该光线在玻璃中的传播时间t．
参考答案与试题解析
2020-2021学年湖南永州高三上物理月考试卷
一、选择题
1.
【答案】
B
【考点】
物理学史
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．奥斯特首先发现了电流的磁效应，故A错误；
B．卡文迪许首先通过实验测出了引力常量G的数值，故B正确；
C．开普勒首先发现了行星沿椭圆运行的规律，故C错误；
D．法拉第首先发现了磁生电的现象，故D错误．
故选B．
2.
【答案】
C
【考点】
平衡条件的基本应用
【解析】
矢量三角形法，数学中，我们学的几何三角形每条边都有大小，而矢量三角形，给每条边还赋予了方向，对于物理中的三力平衡（包括动态平衡）问题，三条边，在方向上首尾相接，构成了封闭的三角形，类似贪吃蛇，用直尺作出三角形后，力的大小与三角形的边长成正比，已知力的角度（即三角形夹角），然后利用几何关系（正余弦定理、等边三角形、等腰三角形、直角三角形等），可以求出其他力的大小和方向．
【解答】
解：由题意可知，与甲物体相连的细线的拉力跟两细绳的拉力大小相等、夹角为120∘，在O点，任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向在这两个力的角平分线上，因系统平衡，故左侧细绳的拉力与另两个力的合力等大反向，由几何关系可得β=60∘，故C正确．
故选：C．
3.
【答案】
A
【考点】
变压器的构造和原理
交变电流的图象和三角函数表达式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：由题意可知，变压器原线圈两端的电压为：U1=220V−20V=200V，
根据欧姆定律，变压器副线圈两端的电压为：U2=22×10V=10V，
结合U1U2=n1n2可得变压器原、副线圈的匝数之比为：n1n2=201．
故选A．
4.
【答案】
A
【考点】
卫星运行参量的分析
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：设地球和“嫦娥四号”的质量分别为M、m，
由万有引力提供“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动所需的向心力，有：
GMmQr2=mω2r，又GM=gR2，
解得ω=gR2Qr3．
故选：A．
5.
【答案】
B
【考点】
带电粒子在有界磁场中的圆周运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：该粒子做匀速圆周运动的半径r=mvqB，若磁感应强度B大小变为原来的12，其他条件不变，则该粒子做匀速圆周运动的半径变为原来的2倍，由几何关系可知，该粒子将从N、F之间的某一点射出磁场．
故选B．
6.
【答案】
D
【考点】
动量定理的基本应用
动能定理的应用
v-t图像（匀变速直线运动）
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：在速度—时间图像中，图线与时间轴所围的“面积”大小表示位移大小，可知在0∼t0时间内，甲车的位移s1大于乙车的位移s2，因为t=0时刻两车的位置未知，所以在t=t0时刻，两车可能相遇，故A错误；
B．在速度—时间图像中，由图线的斜率表示加速度，可知在0∼t0时间内，甲车的加速度逐渐减小，先大于乙车的加速度，后小于乙车的加速度，故在0∼t0时间内，必有某一时刻，甲、乙两车的加速度相同，故B错误；
C．两车的质量相同（设为m），两车行驶过程中所受的阻力大小相同（设为f），在t=t0时刻，两车的速度相同（设为v0），设在0∼t0时间内甲、乙两车所受牵引力的冲量大小分别为I1、I2，对甲、乙两车分别有
I1−ft0=mv0，I2−ft0=mv0，解得I1=I2，故C错误；
D．设在0∼t0时间内，甲、乙两车所受牵引力做的功分别为W1、W2，根据动能定理，对甲、乙两车分别有W1−fs1=12mv02，W2−fs2=12mv02，结合s1>s2可得W1>W2，故D正确．
故选D．
7.
【答案】
B,D
【考点】
α粒子散射实验
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．在α粒子的散射实验中，大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，使α粒子发生明显偏转的力是原子核对α粒子的静电斥力，故A错误，B正确；
CD．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分，原子中心的核带有原子的全部正电荷及几乎全部质量，故C错误，D正确．
故选BD．
8.
【答案】
B,C
【考点】
平均功率
平均速度
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．排泥管中泥沙运动的平均速率为：v=，故A错误，B正确；
CD．泥泵对排泥管中泥沙的平均推力大小为：F=Pv=3×106N，故C正确，D错误．
故选BC．
9.
【答案】
A,C
【考点】
电场中轨迹类问题的分析
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：由E=kQr2可知，在轨迹上，B点的电场强度最大，选项A正确；
该粒子通过B点时，所受库仑力与速度方向垂直，库仑力的功率为零，选项B错误；
经分析可知，点电荷Q对该粒子的库仑力为引力，该粒子从A点运动到C点的过程中，其所受库仑力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，选项C正确；
根据动能定理，该粒子的动能先增大后减小，选项D错误．
故选AC．
10.
【答案】
B,D
【考点】
动量守恒定律的综合应用
能量守恒定律的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：子弹击中滑块A后的瞬间，弹簧来不及形变，故此时滑块B的速度为零，选项A错误；
设滑块A和子弹的质量分别为mA、m，设子弹击中滑块A后的瞬间子弹和滑块A的共同速度大小为v，
根据动量守恒定律有mv0=(m+mA)v，解得v=4m/s，选项B正确；
经分析可知，滑块A和滑块B的速度相等时弹簧的弹性势能最大，设此时系统的速度大小为v′，
设滑块B的质量为mB，对子弹、滑块A、滑块B和弹簧组成的系统，
根据动量守恒定律有mv0=(m+mA+mB)v′，
根据功能关系可得弹簧的弹性势能Ep=12(m+mA)v2−12(m+mA+mB)v′2，
解得Ep=4J，选项C错误；
经分析可知，当弹簧的弹性势能为零时，滑块B的动能最大，设此时滑块A和滑块B的速度大小分别为vA、vB，
根据动量守恒定律和能量守恒定律分别有：
(m+mA)v=(m+mA)vA+mBvB，
12(m+mA)v2=12(m+mA)vA2+12mBvB2，
滑块B的最大动能Ekm=12mBvB2，解得Ekm=8J，选项D正确．
故选BD．
二、实验题
【答案】
（1）3.0,1.0
（2）干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大
【考点】
测定电源的电动势和内阻
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）U−I图线在纵轴上的截距即为电源的电动势，故该电源的电动势E=3.0V，
图线的斜率（或斜率的绝对值）即为电源的内阻，故该电源的内阻r=3.0−2.20.8Ω=1.0Ω．
（2）若一直保持电路闭合，则干电池长时间使用后，其电动势和内阻将发生变化，导致实验误差增大．（其他说法只要合理即可）
【答案】
（1）0.45
（2）水平
（3）d22s(1t22−1t12)
（4）mg−(M+m)a¯Mg
【考点】
利用动力学观点测定动摩擦因数
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）该游标卡尺的示数为0.4cm+5×0.01cm=0.45cm．
（2）调整轻小定滑轮，使细线水平．
（3）物块通过光电门A、B时的速度大小分别为vA=dt1，vB=dt2，
由匀变速直线运动的规律有vB2−vA2=2as，
解得：a=d22s(1t22−1t12)．
（4）设细线的拉力大小为F，由牛顿第二定律有：
mg−F=ma¯，
F−μMg=Ma¯，
解得：μ=mg−(M+m)a¯Mg．
三、解答题
【答案】
（1）物块B刚要离开挡板C时，物块A的加速度大小a=M+mmgsinθ．
（2）从撤去力F0到物块B刚要离开挡板C的过程中，物块A的位移大小d=(M+m)gsinθ+F0k．
【考点】
用牛顿运动定律分析斜面体模型
弹簧连接体
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）设当物块B刚要离开挡板C时弹簧的伸长量为x，
对物块B有kx=Mgsinθ，
对物块A有kx+mgsinθ=ma，
解得：a=M+mmgsinθ．
（2）设当系统处于静止状态时弹簧的压缩量为x0，
对物块A有F0+mgsinθ=kx0 ，
又d=x0+x，x=Mgsinθk，
联立解得：d=(M+m)gsinθ+F0k．
【答案】
（1）小球从A点射出时的速度大小v0是5m/s；
（2）A、B两点间的水平距离x是1.2m．
【考点】
竖直面内的圆周运动-弹力
斜抛运动
动能定理的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）设小球的质量为m，小球通过C点时的速度大小为vC，
因为恰好通过C点，所以重力提供向心力有：mg=mvC2R，
设小球通过B点时的速度大小为vB，由动能定理得：
−mg×2R=12mvC2−12mvB2，
又vBv0=csθ，
解得：v0=5m/s．
（2）设小球从A点运动到B点的时间为t，有v0sinθ=gt，
经分析可知：x=vBt，
解得：x=1.2m．
【答案】
（1）磁场的磁感应强度大小是2mgR5vL2．
（2）金属棒到达CD处后瞬间的加速度是g−g2gLv．
（3）电路中产生的总焦耳热是14mgvt−2132mv2．
【考点】
动量定理的基本应用
电磁感应中的能量问题
单杆切割磁感线
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）回路的总电阻为R0=R+R1R2R1+R2=85R ，
金属棒到达AF前瞬间，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为
E=B×(2L)v，
此时通过金属棒的电流为I=ER0，
根据物体的平衡条件有mg=BI×2L，
解得：B=2mgR5vL2．
（2）设金属棒到达CD处时的速度大小为v1，根据匀变速直线运动的规律有v12=2g(2L−L) ，
此时通过金属棒的电流为I′=B×(2L)v1R0，
根据牛顿第二定律有mg−BI′×2L=ma，
解得：a=g−g2gLv．
（3）设金属棒到达MN处时的速度大小为v2，根据物体的平衡条件有：
mg=B2(4L)2v2R0，
设金属棒从AF运动到MN的过程中下落的高度为h，该过程中通过金属棒的平均电流为I¯，根据动量定理有：
mgt−BI¯×4Lt=mv2−mv，
又I¯t=ΔΦR0=B×4LhR0，
根据能量守恒定律有：Q=mgh+12mv2−12mv22，
解得：Q=14mgvt+2132mv2．
四、选修题
【答案】
（1）外界环境的热力学温度T=h0−dh0T0．
（2）该过程中密封气体内能的变化量ΔU=3mgd−Q．
【考点】
“汽缸活塞类”模型
【解析】
（1）由盖-吕萨克定律求温度，由热力学第一定律得ΔU=W+Q=Q−pSh−mgh，其中pSh为克服大气压力做的功．
（2）由盖-吕萨克定律求温度，由热力学第一定律得ΔU=W+Q=Q−pSh−mgh，其中pSh为克服大气压力做的功．
【解答】
解：（1）在活塞下降的过程中，密封气体做等压变化，有(h0−d)Sh0⋅S=TT0，
解得：T=h0−dh0T0．
（2）该过程中，外界对密封气体做的功为W=(mg+p0S)d，
根据热力学第一定律有ΔU=W−Q，
解得ΔU=3mgd−Q．
【答案】
（1）该光线在AC边上的折射角r=30∘．
（2）该光线在玻璃中的传播时间t=3a4c．
【考点】
光的折射定律
【解析】
本题是一道几何光学题，对于几何光学：
（1）作出光路图是解题的基础，并要充分运用几何知识求解入射角和折射角。利用入射角和折射角求出折射率n=sinisinr；
（2）刚好能发生全反射，入射角等于临界角，由临界角公式sinC=1n，可求出全反射角；
（3）对于求光线在棱镜中传播的距离，需要结合v=cn求出光在棱镜中的传播速度，最后由t=sv即可求出传播时间。一般的几何光学题还会和圆图形相结合，利用几何关系，求弧长、面积、角度等。
【解答】
解：（1）由几何关系可知，该光线在AC边上的入射角为i=60∘，
由折射定律n=sinisinr，
解得r=30∘．
（2）经分析可知，该光线将垂直AB边射出棱镜，
它在玻璃中传播的路程为x=a4，
该光线在玻璃中的传播速度大小为v=cn，
又t=xv，
解得t=3a4c．