上海市西郊學校2021年高三物理月考試題含解析

上海市西郊學校2021年高三物理月考試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）如圖所示，小車上有一個固定的水平橫桿，左邊有一與橫桿固定的輕桿，與豎直方向成θ角，下端連接一小鐵球．橫桿右邊用一根細線吊另外一小鐵球，當小車做勻變速運動時，細線保持與豎直方向成α角．若θ＜α則下列哪一項說法正確的是（

）A、輕桿對小球的彈力方向與細線平行B、輕桿對小球的彈力方向沿著輕桿方向向上C、小車一定以加速度gtanα向右做勻加速運動D、小車一定以加速度gtanθ向右做勻加速運動參考答案：A2.如圖所示，兩根相同的輕彈簧S1、S2，勁度系數(shù)皆為K=4×102N/m．懸掛的重物的質(zhì)量分別為m1=2Kg、m2=4Kg．取g=10m/s2，則平衡時彈簧S1、S2的伸長量分別為（）A．5cm、10cm B．10cm、5cm C．15cm、10cm D．10cm、15cm參考答案：C【考點】共點力平衡的條件及其應用；胡克定律．【分析】以m2為研究對象可知，m2受彈簧拉力及本身的重力而處于平衡狀態(tài)，故由平衡條件可求得彈簧S2的伸長量；對整體進行受力分析，整體受重力、彈簧的拉力，由平衡條件可求得S1的伸長量．【解答】解：m2受重力、彈簧的拉力而處于平衡狀態(tài)，其拉力F2=kS2；由共點力的平衡條件可知，kS2=m2g；解得：S2==m=10cm；同理對整體有：kS1=（m1+m2）g解得：S1=m=15cm；故選C．3.（多選）關于電磁波及其應用下列說法正確的是

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A．麥克斯韋首先通過實驗證實了電磁波的存在

B．電磁波是橫波且能夠發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象

C．電磁波的接收要經(jīng)過調(diào)諧和調(diào)制兩個過程

D．微波能使食物中的水分子熱運動加劇從而實現(xiàn)加熱的目的參考答案：BD

4.（單選）如圖所示，在1687年出版的《自然哲學的數(shù)學原理》一書中，牛頓設想，拋出速度很大時，物體就不會落回地面．已知地球半徑為R，月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑為n2R，周期為T，不計空氣阻力，為實現(xiàn)牛頓設想，拋出的速度至少為（）A．B．C．D．參考答案：解：根據(jù)萬有引力提供向心力，即=mr=n2R在地球表面附近，萬有引力等于重力得：G=m，解得：v=．故選：D．5.某物體運動的v－t圖象如圖所示，下列說法正確的是：A．物體在第1s末運動方向發(fā)生變化B．前４s內(nèi)合外力沖量為零C．第1s內(nèi)合外力的功率保持不變D．前3s內(nèi)合外力做正功參考答案：BD0-2s物體一直沿正方向運動，A錯誤；前４s內(nèi)物體動量的變化量為0，故合外力的沖量為零，B正確；0-1s物體做勻加速直線運動，加速度不變，故合外力恒定，由P=Fv知第1s內(nèi)合外力的功率逐漸增大，C錯誤；前3s內(nèi)物體的動能增大，據(jù)動能定理可知，合外力做正功，D正確。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.放射性同位素C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代．宇宙射線中高能量中子碰撞空氣中的氮原子后，就會形成很不穩(wěn)定的C，它很容易發(fā)生β衰變，變成一個新核，其半衰期為5730年．該衰變的核反應方程式為．C的生成和衰變通常是平衡的，即生物機體中C的含量是不變的．當生物體死亡后，機體內(nèi)C的含量將會不斷減少．若測得一具古生物遺骸中C含量只有活體中的25%，則這具遺骸距今約有11460年．參考答案：考點：原子核衰變及半衰期、衰變速度．專題：衰變和半衰期專題．分析：根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫出核反應方程；經(jīng)過一個半衰期，有半數(shù)發(fā)生衰變，通過剩余的量確定半衰期的次數(shù)，從而求出遺骸距今約有多少年．解答：解：根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，．經(jīng)過一個半衰期，有半數(shù)發(fā)生衰變，測得一古生物遺骸中的C含量只有活體中的25%，根據(jù)=得，n=2，即經(jīng)過2個半衰期，所以t=2×5730=11460年．故答案為：；

11460點評：解決本題的關鍵知道在核反應中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，以及知道半衰期的定義．7.（多選）一個質(zhì)量為m的物體以某一速度從固定斜面底端沖上傾角的斜面，其加速度為g，如圖此物體在斜面上上升的最大高度為h，則此過程中正確的是

A．物體動能增加了B．物體克服重力做功mghC．物體機械能損失了mghD.物體克服摩擦力做功參考答案：BC解析：A、物體在斜面上加速度為，方向沿斜面向下，物體的合力F合=ma=，方向沿斜面向下，斜面傾角a=30°，物體從斜面底端到最大高度處位移為2h，

物體從斜面底端到最大高度處，物體合力做功W合=-F合?2h=-mgh根據(jù)動能定理研究物體從斜面底端到最大高度處得W合=△Ek所以物體動能減小mgh，故A錯誤．B、根據(jù)功的定義式得：重力做功WG=-mgh，故B正確．C、重力做功量度重力勢能的變化，所以物體重力勢能增加了mgh，而物體動能減小mgh，所以物體機械能損失了mgh，故C正確．D、除了重力之外的力做功量度機械能的變化．物體除了重力之外的力做功還有摩擦力做功，物體機械能減小了mgh，所以摩擦力做功為-mgh，故D錯誤．故選：BC．8.兩點電荷間距離為r時，相互作用力為F，當距離變?yōu)閞/2時，它們之間相互作用力為______________F，為使作用力仍為F，則兩點電荷的電量可同時為原來的_________________倍.參考答案：4

，

9.如圖所示，一列沿+x方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻剛好傳到x=6m處，已知波速v=10m/s，則圖中P點開始振動的方向沿

（選填“+y”或“-y”）方向，在x=21m的點在t=

s第二次出現(xiàn)波峰．參考答案：10.像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成．當有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用如圖所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上間距為l的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出），用米尺測量兩光電門的間距為l，小車上固定著用于擋光的窄片K，窄片的寬度為d，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2，已知l＞＞d。（1）則小車的加速度表達式a=____________（用l、d、t1和t2表示）；（2）某位同學通過測量，把砂和砂桶的重量當作小車的合外力F，作出a-F圖線．如圖中的實線所示，則圖線不通過坐標原點O的原因是______________________;參考答案：11.單擺做簡諧振動時回復力是由擺球__________的分力提供。用單擺測重力加速度實驗中，盡量做到擺線要細，彈性要小，質(zhì)量要輕，其質(zhì)量要_________擺球質(zhì)量。參考答案：

(1).重力沿圓弧切線；

(2).遠小于【詳解】單擺做簡諧振動時回復力是由擺球重力沿圓弧切線的分力提供。用單擺測重力加速度實驗中，盡量做到擺線要細，彈性要小，質(zhì)量要輕，其質(zhì)量要遠小于擺球質(zhì)量。12.一輕彈簧原長為10cm，把它上端固定，下端懸掛一重為0.5N的鉤碼，靜止時它的長度為12cm，彈簧的勁度系數(shù)為

N/m；現(xiàn)有一個帶有半徑為14cm的光滑圓弧的物塊靜止放在水平面上，半徑OA水平，OB豎直，右圖所示；將上述輕彈簧的一端拴在A點，另一端拴著一個小球，發(fā)現(xiàn)小球靜止在圓弧上的P點，且∠BOP=30°，則小球重為

N。參考答案：（25；）13.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，處在A狀態(tài)時，溫度為tA=27℃，則在狀態(tài)B的溫度為﹣33℃．氣體從狀態(tài)A等容變化到狀態(tài)M，再等壓變化到狀態(tài)B的過程中對外所做的功為300J．（取1atm=1.0×105Pa）參考答案：考點：理想氣體的狀態(tài)方程．專題：理想氣體狀態(tài)方程專題．分析：由圖象可知A和B狀態(tài)的各個狀態(tài)參量，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可以求得在B狀態(tài)時氣體的溫度，在等壓變化的過程中，封閉氣體的壓力不變，根據(jù)功的公式W=FL可以求得氣體對外做功的大?。獯穑航猓河蓤D可知，對于一定質(zhì)量的理想氣體，在A狀態(tài)時，PA=2.5atm，VA=3L，TA=27+273=300K在B狀態(tài)時，PB=1atm，VB=6L，TB=？根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可得=代入數(shù)據(jù)解得TB=240k=﹣33°C氣體從狀態(tài)A等容變化到狀態(tài)M的過程中，氣體的體積不變，所以此過程中不對外部做功，從狀態(tài)M等壓變化到狀態(tài)B的過程中，封閉氣體的壓強不變，壓力的大小為F=PS，氣體對外做的功的大小為W=FL=PS?L=P△V=1.0×105Pa×（6﹣3）×10﹣3=300J．故答案為：﹣33°C，300J點評：根據(jù)圖象，找出氣體在不同的狀態(tài)下的狀態(tài)參量，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程計算即可，在計算做功的大小的時候，要注意A到M的過程，氣體的體積不變，氣體對外不做功．只在M到B的等壓的過程中對外做功．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（簡答）如圖13所示,滑塊A套在光滑的堅直桿上,滑塊A通過細繩繞過光滑滑輪連接物塊B,B又與一輕質(zhì)彈贊連接在一起，輕質(zhì)彈簧另一端固定在地面上,’開始用手托住物塊.使繩子剛好伸直處于水平位位置但無張力?，F(xiàn)將A由靜止釋放.當A下滑到C點時(C點圖中未標出)A的速度剛好為零，此時B還沒有到達滑輪位置，已知彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,滑輪質(zhì)量和大小及摩擦可忽略不計，滑輪與桿的水平距離L=0.3m,AC距離為0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。試求：(1)滑'塊A的質(zhì)量mA(2)若滑塊A質(zhì)量增加一倍,其他條件不變，仍讓滑塊A從靜止滑到C點,則滑塊A到達C點時A、B的速度大小分別是多少？參考答案：（1）

（2）

（3），功能關系．解析：（1）開始繩子無張力，對B分析有kx1=mBg，解得：彈簧的壓縮量x1=0.1m（1分）當物塊A滑到C點時，根據(jù)勾股定理繩伸出滑輪的長度為0.5m，則B上升了0.2m,所以彈簧又伸長了0.1m。（1分）由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，又彈簧伸長量與壓縮量相等則彈性勢能變化量為零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑塊A質(zhì)量增加一倍，則mA=1kg，令滑塊到達C點時A、B的速度分別為v1和v2

由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒得（2分）又有幾何關系可得AB的速度關系有vAcosθ=vB（1分）其中θ為繩與桿的夾角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物體靜止條件求出彈簧壓縮的長度，再根據(jù)幾何知識求出物體B上升的距離，從而可求出彈簧伸長的長度，然后再根據(jù)能量守恒定律即可求解物體A的質(zhì)量；題（2）的關鍵是根據(jù)速度合成與分解規(guī)律求出物體B與A的速度關系，然后再根據(jù)能量守恒定律列式求解即可．15.如圖甲所示，將一質(zhì)量m=3kg的小球豎直向上拋出，小球在運動過程中的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，設阻力大小恒定不變，g=10m/s2，求（1）小球在上升過程中受到阻力的大小f．（2）小球在4s末的速度v及此時離拋出點的高度h．參考答案：（1）小球上升過程中阻力f為5N；（2）小球在4秒末的速度為16m/s以及此時離拋出點h為8m考點： 牛頓第二定律；勻變速直線運動的圖像．專題： 牛頓運動定律綜合專題．分析： （1）根據(jù)勻變速直線運動的速度時間公式求出小球上升的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出小球上升過程中受到空氣的平均阻力．（2）利用牛頓第二定律求出下落加速度，利用運動學公式求的速度和位移．解答： 解：由圖可知，在0～2s內(nèi)，小球做勻減速直線運動，加速度大小為：由牛頓第二定律，有：f+mg=ma1代入數(shù)據(jù)，解得：f=6N．（2）2s～4s內(nèi)，小球做勻加速直線運動，其所受阻力方向與重力方向相反，設加速度的大小為a2，有：mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依據(jù)圖象可知，小球在4s末離拋出點的高度：．答：（1）小球上升過程中阻力f為5N；（2）小球在4秒末的速度為16m/s以及此時離拋出點h為8m點評： 本題主要考查了牛頓第二定律及運動學公式，注意加速度是中間橋梁四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一質(zhì)量m=0.9kg的小球，系于長L=0.9m的輕繩一端，繩的另一端固定在O點，假定繩不可伸長、柔軟且無彈性．現(xiàn)將小球從O點的正上方O1點以初速度v0=2.25m/s水平拋出，已知OO1=0.8m，如圖所示．（g取10m/s2）試求：（1）輕繩剛伸直時，繩與豎直方向的夾角θ；（2）當小球到達O點的正下方時，小球?qū)K的拉力．參考答案：解：（1）質(zhì)點做平拋運動，當繩剛伸直時，設繩與豎直方向的夾角為θ．則

v0t=Lsinθ=OO1﹣Lcosθ其中，L=0.9m，v0=2.25m/s，OO1=0.8m，聯(lián)立解得：θ=，t=0.4s（2）繩繃直時剛好水平，如圖所示，由于繩不可伸長，故繩繃直瞬間，分速度v0立即減為零，小球僅有豎直速度v⊥，且v⊥=gt=4m/s小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，設小球到達O點正下方時的速度為v′，根據(jù)機械能守恒有：=+mgL小球在最低點，設繩對球的拉力為F，由牛頓第二定律得：F﹣mg=m聯(lián)立解得：F=43N根據(jù)牛頓第三定律知，小球?qū)K的拉力大小也為43N，方向豎直向下．答：（1）輕繩剛伸直時，繩與豎直方向的夾角θ是；（2）當小球到達O點的正下方時，小球?qū)K的拉力大小為43N，方向豎直向下．【考點】機械能守恒定律；平拋運動．【分析】（1）先將平拋運動沿水平和豎直方向正交分解，根據(jù)位移公式和幾何知識列式求解繩與豎直方向的夾角θ；（2）當繩剛繃直時，由于繩不可伸長，則沿繩子方向的速度立即減為零，只有垂直于繩的速度．此后向下擺動的過程，機械能守恒，由機械能守恒定律求出小球到達O點的正下方的速度，再由牛頓第二定律求繩的拉力．17.一個質(zhì)量m=0.1kg,邊長L=0.5m的正方形金屬框，其電阻R=0.5Ω，金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端（金屬框上邊與AB重合），由靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊CD平行、寬度為d的勻強磁場后滑至斜面底端（金屬框下邊與CD重合）。設金屬框在下滑過程中的速度為v,對應的位移為s,那么v2-s圖像如圖所示，已知勻強磁場方向垂直斜面向上，取g=10m/s2(1)根據(jù)v2-s圖像所提供的信息，計算斜面的傾角θ和勻強磁場的寬度d(2)

計算勻強磁場的磁感應強度B的大小；(3)現(xiàn)用平行于斜面沿斜面向上的恒力F1作用在金屬框上，使金屬框從斜面底端CD(金屬框下邊與CD重合）由靜止開始沿斜面向上運動，勻速通過磁場區(qū)域后，平行斜面沿斜面向上的恒力大小變?yōu)镕2,直至金屬框到達斜面頂端（金屬框上邊與從AB重合）c試計算恒力F1、F2所做總功的最小值？(F1、F2雖為恒力，但大小均未知）.參考答案：（1）從s＝0到s＝1.6米的過程中，由公式v2＝2as，得該段圖線斜率a＝5m/s2，根據(jù)牛頓第二