2021重庆北碚区西南大学附中高三上学期10月第二次月考物理试题含答案

西南大学附属中学校高2021第二次月考

物 理 试 题

（总分：100分    考试时间：90分钟）

2020年10月

注意事项：

1．答卷前考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑；回答非选择题时，用0.5毫米黑色墨迹签字笔将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将答题卡交回（试题卷自己保管好，以备评讲）。

一、    单项选择题（本大题共6个小题，每小题3分，共18分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1．     物理是一门以实验为基础的学科，对以下3个力学实验描述正确的是

A．伽利略完成实验1时必须保证斜面绝对光滑，否则得不到可靠的实验结论

B．牛顿利用扭秤实验成功测得了万有引力常量，使万有引力定律进入实用阶段

C．实验1和实验2都采用了理想实验的方法

D．实验2和实验3都采用了放大的实验方法

2．     今年8月四川盆地出现了大暴雨灾情引发当地多处严重的泥石流灾害。一辆救灾的汽车匀速行驶在一段平直的山路上，突然发现前方山顶有石头滚下，由于距离很近来不及刹车，司机只能全力加速，经过3秒匀加速刚好躲过石头，然后立刻开始减速，经过6秒匀减速变回原来的速度继续匀速行驶，下列关于汽车运动情况的描述正确的是

A．加速和减速过程的加速度大小之比为1∶1

B．加速和减速过程的平均速度之比为2∶1

C．加速和减速过程的位移之比为1∶2

D．若已知汽车匀速行驶的速度，可以算得加速过程的位移

3．     如图所示，乒乓球在球台上从O点弹起落在M点后，又弹起落在N点，两次弹起的最大高度相同，不考虑乒乓球的旋转和空气阻力。在上述两个过程中，下列说法正确的是

A．在最高点时加速度为零

B．在最高点时速度相等

C．两次弹起在空中的运动时间相等

D．在M点与台面碰撞前后速度大小相等

4．     如图所示，用波长为λ0的单色光照射光电管中的金属K，调节变阻器，当电压表示数为某值时，电流表示数恰好减小为零；再用波长为的单色光重复上述实验，当电压表示数增加到原来的3倍时，电流表示数又恰好减小为零。已知普朗克常数为h，真空中光速为c。该光电管中的金属K的逸出功为 

A．     B．   

C．     D．

5．     如图所示，长为l的细绳的一端连着小球，另一端固定在O点，O点距离天花板的竖直高度为h，开始时小球静止在最低点，细绳竖直。现给小球一个向左的初速度v0，若要小球在绳子不松驰的情况下撞到天花板，初速度v0应不小于

A．  B.

C．   D.

6．     如图，竖直轻弹簧两端分别与A、B物体相连，B物体放在水平地面上，A、B物体的质量均为m，初始时，A、B物体均静止。现给A物体一个向下的初速度v0，当A物体弹回到最高点时，此时B物体刚要离开地面。断开弹簧与A物体的连接，其他条件保持不变，重复刚才的过程，在反弹过程中A物体离开弹簧后继续上升的最大高度为h。下列说法正确的是

A．弹簧的劲度系数为

B．

C．初始状态弹簧具有的弹性势能

D．断开弹簧与A物体的连接，给A物体一个向下的初速度2v0，其他条件保持不变，A物体离开弹簧后继续上升的最大高度为4h

二、多项选择题（本大题共4个小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有多个正确选项，全部选对得4分，选对不全得2分，错选或不答的得0分。）

7．     如图所示，一内表面光滑的半圆形凹槽放在粗糙的水平地面上，物块（可看做质点）静置于槽内最底部的A点处。现用一方向不变的斜向上的推力F把物块从A点沿着凹形槽缓慢推至B点，整个过程中，凹槽始终保持静止。设物块受到凹槽的支持力为FN，则在上述过程中下列说法正确的是

A．F一直增大，FN先减小后增大

B．F和FN都一直增大

C．地面对凹槽的支持力一直减小

D．地面对凹槽的摩擦力保持不变

8．     如图所示，水平面上有一个质量为M的斜劈，在外力作用下将质量为m、半径为R的铁球紧压在墙壁和斜劈之间，并保持静止状态，此时球心离地的高度为h。现撤去外力，铁球下落，已知铁球在下落过程中一直与斜劈保持接触，且斜劈的下表面始终贴着地面，不计一切摩擦，斜劈倾角。设铁球落地前瞬间的速度为v1，此时斜劈的速度为v2，下列说法正确的是

A．铁球在下落过程中速度先增大后变小

B．铁球下落的速度一定比斜劈运动的速度大

C．在整个下落过程中有

D．在整个下落过程中有

9．     一卫星原来在半径为R1的圆轨道A上绕地球做匀速圆周运动，后来经历椭圆轨道B变到到更高的半径为R2圆轨道C上做匀速圆周运动。轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点。已知质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量。关于卫星的运动，下列说法正确的是

A．卫星在椭圆轨道上稳定运行时，机械不守恒 

B．该卫星在三个轨道上运行的周期TC > TB > TA

C．该卫星从圆轨道A变到圆轨道C，合力做的功为

D．该卫星从圆轨道A变到圆轨道C，需要除引力之外的力做功为

10．     直角形轻杆可绕着O点为轴在竖直平面内无摩擦地自由转动，连接A球的短杆长为l，A球质量为2m，连接B球的长杆长为2l，B球质量为m。开始时，短杆竖直，长杆水平，两球处于静止状态，如图所示。现由静止释放，下列说法正确的是

A．在向下摆动90o的过程中，B球机械能增加，A球机械能减小

B．在向下摆动180o的过程中，杆对A球做的功为

C．在摆动过程中B球的最大速度为

D．两球刚好可以在竖直平面内做完整的圆周运动

三、实验题（本大题共2个小题，共14分）

1．         (6分) 某同学为研究橡皮筋的伸长量与所受拉力的关系，做了如下实验：

①如图（a）所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一小段轻绳（带绳结）；将制图板竖直固定在铁架台上。

②将质量为m = 100g的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置A0；用水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋端点的位置A1；逐步增大水平力，重复5次……

③取下制图板，量出A1、A2……各点到O的距离l1、l2……；量出各次橡皮筋与OA0之间的夹角α1、α2……

④在坐标纸上做出 的图像如图（b）。

完成下列填空：

(1)    已知重力加速度为g，当橡皮筋与OA0间的夹角为α时，橡皮筋的弹力大小为____________（用g、m、α表示）。

(2)    取g = 10m/s2，由图（b）可得橡皮筋的劲度系数k = —————————— N/m，橡皮筋的原长l0 = —————————m.（结果保留2位有效数字）

2．         (8分) 实验室有一块微安表（量程200μA，内阻大约2200Ω），除满偏刻度外，其他刻度模糊不清，为测量该微安表的内阻，某同学设计了如下的实验方案，有以下器材可供选择：

A．电压表(0～3 V)；            B．电压表(0～15 V)；

C．滑动变阻器 (0～10 Ω)；       D．滑动变阻器(0～1 kΩ)；  

E．电源E(电动势约为6V)；       F．电阻箱RZ（最大阻值为9999Ω）

G．单刀单掷开关S一个，导线若干。

(1)    按电路图(a)在图(b)中的实物连线。

(2)    实验步骤为：合上电键S，调节滑动变阻器R使电压表读数为U，调节电阻箱（此时电压表读数不变），使微安表指示为满偏，记下此时电阻箱值为R1 = 8056Ω；调节滑动变阻器R，使电压表读数为U，调节电阻箱（此时电压表读数不变），使微安表指示为满偏，记下此时电阻箱的阻值R2，如图（c）所示。

①电压表应选__________，滑动变阻器应选__________。(填字母代号)

②电阻箱的读数R2 = _________Ω。

③待测微安表的内阻__________Ω。(结果保留到个位)

四、计算题：共52分。第13题～第15题为必考题，每个试题考生都必须做答。第16题～第17题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题：共40分

3．         (8分)目前，上海有若干辆超级电容车试运行，运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5千米。假设有一辆超级电容车，质量m＝2×103 kg，额定功率P＝60 kW，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力Ff是车重的0.1倍，g取10 m/s2。

(1)    超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？

(2)    若超级电容车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？

(3)    若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50 s后达到最大速度，求此过程中超级电容车的位移大小。

4．         (14分) 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球运动起来，最终在水平面内做匀速圆周运动。已知轻绳能承受的最大拉力为2mg，握绳的手离地面高度为4l，手与球之间的绳长为l，重力加速度为g，忽略空气阻力。

(1)    当球的速度大小为时，轻绳刚好断掉，求和这种情况下球落地前瞬间的速度大小；

(2)    保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，要使绳刚好被拉断后球的落地点与抛出位置的竖直投影点

O水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？

5．         (18分) 倾角θ＝37°足够长的斜面固定在水平面上，斜面上有一质量mB = 1kg的木板B，B通过平行于斜面的不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮与质量mC = 1kg的物体C相连。当木板B以速度v0 = 8m/s沿斜面下滑时，将质量mA = 4kg的物块A相对于地面静止轻放到木板B的最下端，如图所示。已知A、B间的动摩擦因数为μ1＝0.25，B与斜面间的动摩擦因数为μ2＝0.1。在以后的运动过程中，物块A没有从木板B的上端滑出，物体C也不会与滑轮相碰。重力加速度取g＝10 m/s2。sin37° = 0.6，cos37° = 0.8. 从物块A放到木板B上开始计时，求：

(1)    物块A放到木板B上瞬间，物块A的加速度大小；

(2)    经过多长时间A、B速度相同；

(3)    1.5s内木板B的位移大小。

（二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

6．     【选修3—3】（12分）

(1)（4分）下列关于生活中的现象解释正确的是            （多选）

A．干毛巾的一只角浸入水中，水会沿着毛巾上升，使毛巾湿润，是因为毛细现象的原因

B．重庆的秋冬季节，有时会感到很潮湿，这是由于空气的绝对湿度大

C．缝衣针有时能静止在水面上，是由于缝衣针两侧液体的表面张力与其重力相平衡

D．高海拔地区用普通锅煮不熟饭是因为水的沸点变高了

(2)（8分）如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的长玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S = 0.2cm2，管内一长为h = 15cm的静止水银柱封闭着长度为l1 = 10cm的空气柱，此时外界温度为t1 = 27℃。现把容器浸在温度为t2 = 77 ℃的热水中，水银柱缓慢上升，当水银柱重新静止时下方空气柱长度变为l2 = 110cm。实验过程中认为大气压没有变化，大气压p0=1.0105Pa（相当于75cm高汞柱压强）。（0℃的热力学温度值为273K，忽略水银柱与玻璃管壁之间的阻力）

①容器的容积为多少？

②若实验过程中管内气体内能增加了5.6 J，请判断气体从外界吸收热量还是向外界放出热量，并计算热量的大小。

7．     【选修3—4】（12分）

(1)（4分）如图所示， 是半圆形玻璃砖过圆心的法线，A、B是关于对称的两

束平行单色细光束，两细光束从玻璃砖右方射出后的光路如图所示，则下列说法正确的是              （多选）

A．该玻璃砖对A光的折射率比对B光的折射率小

B．有可能A绿光，B是红光

C．两束细光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变

D．  在真空中，A光的波长比B光的波长短

(2)（8分）如图所示，一沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0s时的波形如图(a)所示，此时波刚好传播到P点，时如图(b)所示，求：

①x = 0的质点位移随时间变化关系；

②波传至x = 6m处所用的时间。

物理第二次月考试题答案

1.D   2.C   3.C   4.A   5.B   6.C   7.AC   8.BD   9.BD   10.ABC

11.（6分）

（1）（2分）（2） （2分） 0.21（2分）

12.（8分）

（1）见电路图（2分）

（2）①A（2分）    C（1分）

②4653（1分）

③2153（2分）

13. （8分）(1)当超级电容车速度达到最大时，超级电容车的牵引力与阻力平衡，即F＝Ff

Ff＝kmg＝2 000 N

P＝Ffvm

解得：vm＝＝30 m/s。

(2)超级电容车做匀加速运动，由牛顿第二定律得：

F1－Ff＝ma

解得：F1＝3 000 N

设超级电容车刚达到额定功率时的速度为v1，

P＝F1v1

v1＝＝20 m/s

设超级电容车匀加速运动的时间为t，则：v1＝at

解得：t＝＝40 s。

(3)从静止到达到最大速度整个过程牵引力与阻力做功，由动能定理得：Pt2－Ffx＝mvm2

解得：x＝1 050 m。

14．（14分）解：（1）设绳断时，绳与竖直方向的夹角为

绳断时绳子拉力T=2mg ，，故=60

做圆周运动半径

由向心力公式

得　　v1=

由机械能守恒定律，有

＝+mg

得 v2=

（2）改变绳长时，绳承受的最大拉力不变，绳与竖直方向的夹角为 不变

设绳长为l1时， 绳断时球的速度大小为v3，抛出的落地点与抛出位置的投影点O水平距离最大

有          得v3=

绳断后球做平抛运动，竖直位移为4l－lcos，水平位移为x，时间为t1，

有4l－lcos=    x=v3­t1­

联立可得 

当l1=4l时，xmax＝

15．（18分）解：（1）小物块A放到木板B上瞬间时，

（2分）

得 a1=8m/s2   （1分）

（2）B、C一起研究，设减速运动的加速度大小为a2

（2分）

得 a2=8m/s2

设经过t1，A、B速度相同

对A    （2分）

对B    （2分）

得  v=4m/s   t1=0.5s（1分）

（3）A、B速度相同后，假设A相对于B斜向下滑动，A、B沿斜面向下的加速度分别为aA、aB，

对A    （2分）  aA=4m/s2

对B  （2分）aB=0

说明A确实相对于B斜向下滑动，且B做匀速直线运动。设再经过时间t2，A从B前端滑出

  （2分） 得 t2=1s

所以，1.5s内木板B的位移大小 =7m （2分）

（二）选考题

选修3-3

16（12分）

（1）（4分）AC

（2）（8分）

解：①设容器的容积为V，T1=300K，T2=350K

由盖吕-萨克定律  

得               =118cm3

② 因为气体膨胀对外做功，而内能增加，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量

容器内气体压强为  =90cmHg=1.2105Pa

气体对外做功为       =2.4J

由热力学第一定律  

吸收的热量为   Q=8.0J

选修3-4

17．（12分）

（1）（4分）AC

（2）（8分）

解：①令x=0的质点位移随时间的变化关系是，则有：

当t=0时，y=2cm，即  ①   （1分）

当 时，y=0，即  ②   （1分）

联立解①②得：，，故 （3分）

②由题知，波长，（1分）则波速 （1分）

设后再经过波传至x=6m的质点，则有：（1分）

     波传至x=6m的质点所用的时间（1分）