江苏省南京市溧水两校联考2020届高三上学期12月月考物理试题

2018~2019学年第一学期月考试卷高三物理一、单项选择题1.某物体做直线运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是A. 0 ~ 2s内物体做匀速直线运动B. 0 ~ 2s内物体做匀减速直线运动C. 0 ~ 2s内物体的位移为2mD. 0 ~ 2s内物体的位移为零【答案】D【解析】【详解】AB.物体0~1s内向正方向做匀减速直线运动，1s~2s向反方向做匀加速直线运动，故AB错误；CD.根据速度时间图象围成的面积表示位移，则0 ~ 2s位移为：m故C错误，D正确．2.如图所示，在飞镖比赛中，某同学将飞镖从O点水平抛出，第一次击中飞镖盘上的a点，第二次击中飞镖盘上的b点，忽略空气阻力，则（　　）A. 飞镖第一次水平抛出的速度较小B. 飞镖第二次抛出时的动能较小C. 飞镖两次在空中运动的时间相等D. 飞镖两次击中飞镖盘时的速度方向相同【答案】B【解析】【详解】飞镖做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，有：，得：，知飞镖第二次下降的高度大，运动时间较长．由x＝v0t，x相等，知飞镖第二次水平抛出的速度较小，动能较小，故AC错误，B正确．飞镖击中飞镖盘时的速度方向与水平方向夹角正切为：，知飞镖第二次抛出时运动时间较长，而初速度较小，可知飞镖第二次抛出时击中飞镖盘时的速度方向与竖直方向的夹角较大，故D错误．3.据报道“嫦娥一号”和“嫦娥二号”飞行器工作时绕月球做匀速圆周运动，轨道半径分别为1900 km和1800 km，运行速率分别为和．那么和的比值为A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月作圆周运动，由万有引力提供向心力有：解得：它们的轨道半径分r1=1900km、r2=1800km，则有：故选D．4.如图所示，通电直导线ab质量为m，水平地放置在倾角为θ光滑导轨上，导轨宽度为L，通以图示方向的电流，电流为I，磁场的方向垂直水平面竖直向上，要求导线ab静止在斜面上（已知重力加速度为g）；则磁感应强度大小为 A.  tan θ B.  sin θC. cos θ D. 【答案】A【解析】【分析】本题考查安培力作用下的三力平衡【详解】由题意可知，受力分析如图所示，则有：解得：故A正确BCD错误。5.在庆祝新中国成立70周年阅兵中，领衔歼击机梯队的是我国自主研发的新一代隐身战斗机“歼-20 "，它是目前亚洲区域最先进的战机，当它向左上方做匀加速直线飞行时（如图），气体对它的作用力的合力方向可能为A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】战机沿直线匀加速飞行时，合力方向沿速度方向，战机受重力、气体对它的作用力（包括浮力、阻力等），重力方向向下，则气体对它的作用力与重力合力方向沿运动方向，故ACD错误，B正确；二、多项选择题6.两个质量和电荷量均相同的带电粒子a、b，分别以速度v和2v垂直射入一匀强磁场，其运动半径分别为ra和rb，运动的周期分别为Ta和Tb，不计粒子重力，则A. ra>rb B. ra<rbC. Ta>Tb D. Ta=Tb【答案】BD【解析】【分析】本题考查运动粒子在匀强磁场中的运动【详解】运动粒子在匀强磁场中受到洛伦兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动，有解得，两粒子的质量和电荷量均相同，但b粒子的速度大于a粒子，则有ra<rb，Ta=Tb，故BD正确AC错误。7.如图所示，电源电动势为E、内阻为r，闭合开关S，调节可变电阻R的阻值时，下列判断正确的有A. 当R的阻值增大时，电压表示数增大，电流表示数增大B. 当R的阻值增大时，电压表示数增大，电流表示数减小C. 当R的阻值减小时，电压表示数减小，电流表示数增大D. 当R的阻值减小时，电压表示数增大，电流表示数增大【答案】BC【解析】【详解】AB.增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，电流表示数减小，由欧姆定律分析得知，电阻R1两端的电压减小，内电压减小，电阻R两端的电压增大，电压表示数增大，故A错误，B正确；CD.减小可变电阻R的阻值后，电路中电流增大，电流表示数增大，由欧姆定律分析得知，电阻R1两端的电压增大，内电压增大，电阻R两端的电压减小，电压表示数减小．故C正确，D错误．8.如图所示，在O点处放置一点电荷+Q，a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点，则下列说法中正确的是 A. b、d两点的电场强度相同，电势相等B. 在球面上任意两点间移动电荷，电场力做功可能不为零C. a、c两点的电场强度不同，电势相等D. 球面上各点电势相等【答案】CD【解析】【分析】本题考查点电荷产生的电场分布特征【详解】A．正电荷形成的电场是向四周发散状的，场源电荷在b点的电场强度方向竖直向上，而d点的电场强度竖直向下，因电场强度是矢量，所以这两点场强方向并不相同，故A错误；BD．以场源为球心的这个球面是一个等势面，在等势面上移动电荷，电场力做功一定为0，故B错误D正确；C．a、c两点的电场强度方向相反，但同处于一个等势面上，故两点电势相等，故C正确。9.一物体做自由落体运动，以水平地面为零势能面，运动过程中重力的瞬时功率P、重力势能Ep、动能Ek随运动时间t或下落的高度h的变化图象可能正确的是(　　)A.  B. C.  D. 【答案】AC【解析】【详解】物体做自由落体运动，物体的速度v=gt，物体下落位移h=gt2=vt，v=，v2=2gh；物体重力的瞬时功率P=mgv=mg=mg2t，故A正确，B错误；物体做自由落体运动，机械能E守恒，物体的重力势能EP=E-mv2=E-mg2t2，故C正确；EK=mv2=mgh，动能与h成正比，故D错误；故选AC．三、实验题填空题10.如图所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图． (1)按照实验要求应该_______A．先释放小车，再接通电源B．先接通电源，再释放小车C．同时释放小车和接通电源(2)本实验必须________A．要平衡摩擦力B．要求悬挂物的质量远小于小车的质量C．上述两项要求都不需要(3)如图为在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中，得到的纸带，从中确定五个计数点，量得d1＝8.00 cm，d2＝17.99 cm，d3＝30.00 cm，d4＝44.01 cm．每相邻两个计数点间的时间间隔是0.1 s．则打C点时小车的速度vC＝_______m/s，小车的加速度a＝_______m/s2．(结果保留两位有效数字)【答案】    (1). B    (2). C    (3). 1.1    (4). 2.0【解析】【详解】第一空．在使用打点计时器的实验中，为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车，故AC错误，B正确．第二空．该实验实验目的是“探究小车速度随时间变化的规律”，只要小车能做匀变速直线运动即可，即使不平衡摩擦力，悬挂物的质量没有远小于小车的质量，小车依然做匀变速直线运动，故该二项操作均不需要，故AB错误，C正确．第三空、第四空．匀变速直线运动中时间中点速度等于该过程中的平均速度，因此有：s4−s2＝2a1T2s3−s1＝2a2T2代入数据解得：a=2.0m/s2．11.某同学用伏安法测量导体的电阻率，现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1Ω的电流表．采用分压电路接线，待测电阻丝Rx阻值约为5Ω．（1）图甲是未完成的实物连线图，图中a为待测导体右端接线柱，b为电流表正极接线柱，c为滑动变阻器左上端接线柱，d为滑动变阻器左下端接线柱．则导线①应连接______（选填a或b）．导线②应连接______（选填c或d）．（2）正确接线后，实验测得的数据如下表，请在图乙中作出U-I图线 （      ）U/V0.300.400.801.101.201.60I/A0.070.090.180.220.270.35  （3）用作图法求得Rx的阻值为______Ω（结果保留两位有效数字）．（4）某次用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图丙所示，金属丝的直径d=______mm．测出金属丝长度，则可求出该金属丝的电阻率．【答案】    (1). a    (2). d    (3).     (4). 4.5~4.8    (5). 0.715~0.717【解析】【详解】（1）[1][2]由题意可知，本实验采用分压接法，故导线②要与d接通；由于电流表内阻与待测电阻阻值接近，因此只能采用电流表外接法，以减小实验误差；故导线①应接a；（2）根据表中的数据作出的U-I图如下图所示：（3）[3]根据U-I图象的斜率表示电阻，则有：Ω（4.5~4.8Ω）（4）[4]由图示螺旋测微器可知，其示数为：d=0.5mm+21.5×0.01mm=0.715mm(0.715~0.717 mm)12.下列说法正确的是_____________．A. 比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量B. 用紫光照射某金属表面时发生光电效应，改用红光照射时也一定能发生光电效应C. 黑体辐射的强度随温度的升高而变大，且最大值向波长较短的方向移动D. 改变压强、温度可改变放射性元素半衰期【答案】AC【解析】【详解】A、比结合能大的原子核分解为比结合能小的原子核时，核子的总结合能减小，一定要吸收核能才能完成，故A正确；B、用紫光照射某种金属可以发生光电效应，可知紫光的频率大于金属的极限频率，红光的频率小于紫光的频率，用红光照射不一定能产生光电效应，故B错误；C、随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，；故C正确；D、半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故D错误．故选AC.【点睛】本题考查了结合能与比结合能的区别，及光电效应发生条件，知道黑体辐射规律等，同时注意理解半衰期的大小与元素所处的化学状态以及物理环境无关，知识点多，难度小，关键是要多加积累，记住基础知识．13.可见光中某绿光的光子能量是2.5eV，若用它照射逸出功是2.2eV的某种金属，产生光电子的最大初动能为________eV.如图所示为氢原子能级的示意图，若用该绿光照射处于n=2能级的氢原子，________(选填“能”或“不能”)使氢原子跃迁．【答案】    (1). 0.3    (2). 不能【解析】用能量为2.5eV的光子照到逸出功是2.2eV的某种金属，根据光电效应方程，产生光电子的最大初动能为；绿光的光子能量2.5eV不等于处于n=2能级的氢原子与任一能级间的能量差，故不能使氢原子跃迁．14.如图所示，光滑水平面上小球A、B分别以、的速率相向运动，碰撞后B球静止．已知碰撞时间为，A、B的质量均为求：碰撞后A球的速度大小；碰撞过程A对B平均作用力的大小．【答案】(1)  (2)【解析】【详解】①、B系统动量守恒，设B的运动方向为正方向由动量守恒定律得解得；②对B，由动量定理得，解得；15.对于下列实验，说法正确的有      ．A. 甲图是用油膜法测分子直径的示意图，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径B. 乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则扩散的速度加快C. 丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体重力引起的D. 丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母晶体的导热性能各向同性【答案】AB【解析】【分析】本题考查常见实验室物理实验【详解】A．甲图是利用单分子油膜层粗测油酸分子直径，故A正确；B．乙图是溴蒸气的扩散实验，温度越高，扩散的速度越快，故B正确；C．丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体分子频繁的撞击器壁产生的，故C错误；D．丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母晶体的导热性能各向异性，故D错误。16.一定质量的理想气体，其状态变化的p-V图像如图所示，已知气体在状态A时的温度为260K，则气体在状态B时的温度为__________K，从状态A到状态C气体与外界交换的热量为___________J.【答案】    (1). 780    (2). 600【解析】由题可知，TA=260K，VA=1×10-3m3，VB=3×10-3m3，由图示图象可知，A→B等压变化，由盖吕萨克定律得：代入数据解得：TB=700K．气体状态参量：pA=3×105Pa，VA=1×10-3m3，pC=1×105Pa，VC=3×10-3m3，由理想气体状态方程得：代入数据解得：TC=TA=260KA、C两个状态的温度相等，内能相等，气体从A到C过程，内能变化量△U=0A到B过程气体体积增大，气体对外做功：W=-p△V=-3×105×（3-1）×10-3=-600J，由热力学第一定律△U=W+Q得：Q=△U-W=0-（-600）=600J＞0，气体从外界吸收600J的热量.【点睛】本题的关键是明确A、C两个状态的温度相同，内能相同．对热力学第一定律的应用，要明确各量的正负．对于等压变化，可根据W=p△V求气体做功．17.2017年5月．我国成为全球首个海域可燃冰试采获得连续稳定气流的国家，可燃冰是一种白色固体物质，1L可燃冰在常温常压下释放160L的甲烷气体，常温常压下甲烷的密度，甲烷的摩尔质量，阿伏伽德罗常数，请计算1L可燃冰在常温常压下释放出甲烷气体分子数目计算结果保留一位有效数字【答案】【解析】【详解】甲烷分子数目为：个【点睛】本题的解题关键掌握各个量之间的关系，抓住阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，知道求分子数先求摩尔数．四、计算题18.如图甲所示，水平面上放置一矩形闭合线框abcd， 已知ab边长l1=1.0m、bc边长l2=0.5m，电阻r=0.1。匀强磁场垂直于线框平面，线框恰好有一半处在磁场中，磁感应强度B在0.2s内随时间变化情况如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。线框在摩擦力作用下保持静止状态。求： （1）感应电动势的大小；（2）线框中产生的焦耳热；（3）线框受到的摩擦力的表达式。【答案】（1）0.25V；（2）0.125J；（3）N【解析】分析】本题考查法拉第电磁感应定律及能量守恒定律的应用【详解】（1）由题意可知，线框在磁场中的面积不变，而磁感应强度在不断增大，会产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律知等于乙图象中B-t图线的斜率1T/s，联立求得感应电动势（2）因磁场均匀变化，故而产生的感应电动势是恒定，根据闭合电路欧姆定律知，在这0.2s内产生的感应电流再根据焦耳定律有（3）水平方向上线框受到静摩擦力应始终与所受安培力二力平衡，有19.如图所示，质量m的小球套在半径为R的固定光滑圆环上，圆环的圆心为O，原长为0.8R的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与圆环在同一竖直平面内，圆环上B点在O的正下方，当小球在A处受到沿圆环切线方向的恒力F作用时，恰好与圆环间无相互作用，且处于静止状态．已知： ， ，弹簧处于弹性限度内， ， ，重力加速度g=10m/s2．求：（1）该弹簧的劲度系数k；（2）撤去恒力，小球从A点沿圆环下滑到B点时的速度大小vB；（3）小球通过B点时，圆环对小球的作用力大小NB ．【答案】（1）40N/m（2）2.0m/s（3）6.0N【解析】（1）小球A处由平衡知识可知：沿半径方向：      得：          （2）由A到B过程：得：（3）在B点：   得：          20.如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，以第Ⅲ象限内的直线OM（与负x轴成45°角）和正y轴为界，在x<0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E=2 V/m；以直线OM和正x轴为界，在y<0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T．一不计重力的带负电粒子从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度射入磁场．己知粒子的比荷为q/m=5×104C/kg，求：（1）粒子经过1/4圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标？（2）粒子在磁场区域运动的总时间？（3）粒子最终将从电场区域D点离开电，则D点离O点的距离是多少？【答案】（1）粒子经过圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）；（2）粒子在磁场区域运动的总时间1.26×10﹣3s；（3）粒子最终将从电场区域D点离开电场，则D点离O点的距离是7.2m．【解析】试题分析：（1）粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，求出运动的半径，从而即可求解；（2）根据圆周运动的周期公式，可求出在磁场中总时间；（3）粒子做类平抛运动，将其运动分解，运用运动学公式与牛顿第二定律，即可求解．解：（1）微粒带负电，从O点射入磁场，沿顺时针方向做圆周运动，轨迹如图．第一次经过磁场边界上的A点由，得，所以，A点坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）．（2）设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T，则，其中代入数据解得：T=1.256×10﹣3s所以t=1.26×10﹣3s．（3）微粒从C点沿y轴正方向进入电场，做类平抛运动，则由牛顿第二定律，qE=ma△y=v0t1代入数据解得：△y=8my=△y﹣2r=8﹣2×0.4m=7.2m即：离开电磁场时距O点的距离为7.2m．答：（1）粒子经过圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）；（2）粒子在磁场区域运动的总时间1.26×10﹣3s；（3）粒子最终将从电场区域D点离开电场，则D点离O点的距离是7.2m．【点评】考查牛顿第二定律在匀速圆周运动中、类平抛运动中的应用，并根据运动的合成与分解来解题，紧扣运动的时间相等性．