湖北省恩施市利川民族中學(xué)2021年高三物理月考試題含解析

湖北省恩施市利川民族中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）如圖，在水平地面上內(nèi)壁光滑的車(chē)廂中兩正對(duì)豎直面AB、CD間放有半球P和光滑均勻圓球Q，質(zhì)量分別為m、M，當(dāng)車(chē)向右做加速為a的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，P、Q車(chē)廂三者相對(duì)靜止，球心連線與水平方向的夾角為θ，則Q受到CD面的彈力和P受到AB面的彈力分別是：

A．B．

C．

D．

參考答案：D解析：隔離光滑均勻圓球Q，對(duì)Q受力分析如圖所示，可得，可得，對(duì)兩球所組成的整體有，聯(lián)立解得，D正確。2.如圖所示，半徑為R的金屬環(huán)豎直放置，環(huán)上套有一質(zhì)量為m的小球，小球開(kāi)始時(shí)靜止于最低點(diǎn)，現(xiàn)使小球以初速度v0=沿環(huán)上滑，小環(huán)運(yùn)動(dòng)到環(huán)的最高點(diǎn)時(shí)與環(huán)恰無(wú)作用力，則小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中（）A．小球機(jī)械能守恒B．小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)金屬環(huán)的壓力是6mgC．小球在最高點(diǎn)時(shí)，重力的功率是mgD．小球機(jī)械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR參考答案：D【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時(shí)功率；向心力；功的計(jì)算；機(jī)械能守恒定律．【分析】小球運(yùn)動(dòng)到環(huán)的最高點(diǎn)與環(huán)恰無(wú)作用力，由重力提供向心力，列式可求出小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度．小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)用動(dòng)能定理列式求出克服摩擦力所做的功．在最低點(diǎn)，根據(jù)向心力公式即可求解小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)金屬環(huán)的壓力．【解答】解：A、小球在最高點(diǎn)與環(huán)作用力恰為0時(shí)，設(shè)速度為v，則mg=m解得：v=從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：﹣mg2R﹣W克=解得：W克=，所以機(jī)械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR，故A錯(cuò)誤，D正確．B、在最低點(diǎn)，根據(jù)向心力公式得：解得：N=7mg，故B錯(cuò)誤；C、小球小球在最高點(diǎn)時(shí)，重力方向與速度方向垂直，重力的功率為零，故C錯(cuò)誤．故選：D3.一鐵塊m被豎直懸掛的磁性黑板緊緊吸住不動(dòng)，如右圖，下列說(shuō)法正確的是

A．鐵塊受到四個(gè)力作用，其中有三個(gè)力的施力物體均是黑板B．鐵塊與黑板間在水平方向有兩對(duì)相互作用力C．鐵塊所受的磁力和彈力是一對(duì)相互作用力D．只有磁力大于彈力，黑板才能吸住鐵塊不動(dòng)參考答案：AB4.一定質(zhì)量的氣體(分子力及分子勢(shì)能不計(jì))處于平衡狀態(tài)Ⅰ，現(xiàn)設(shè)法使其溫度升高同時(shí)壓強(qiáng)減小，達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，則在狀態(tài)Ⅰ變?yōu)闋顟B(tài)Ⅱ的過(guò)程中A．氣體分子的平均動(dòng)能必定減小

B．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少C．氣體的體積可能不變D．氣體必定吸收熱量參考答案：BD5.如圖所示，物體A、B用細(xì)繩與彈簧連接后跨過(guò)滑輪.A靜止在傾角為45°的粗糙斜面上，B懸掛著.已知mA＝3mB，不計(jì)滑輪摩擦，現(xiàn)將斜面傾角由45°減小到30°，那么下列說(shuō)法中正確的是A.彈簧的彈力不變

B.物體A對(duì)斜面的壓力將減小C.物體A受到的靜摩擦力將減小D.彈簧的彈力及A受到的靜摩擦力都不變參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖，質(zhì)量為M=3kg的木板放在光滑水平面上，質(zhì)量為m=1kg的物塊在木板上，它們之間有摩擦，木板足夠長(zhǎng)，兩者都以v=4m/s的初速度向相反方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木板的速度為v1=2.4m/s時(shí)，物塊的速度是

m/s，木板和物塊最終的共同速度為

m/s．參考答案：7.如圖甲所示，光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈

abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S，ad邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)，其右側(cè)是有左右邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，ab邊長(zhǎng)度與有界磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾认嗟?，在t=0時(shí)刻線圈以初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，在t=T時(shí)刻線圈剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)且速度為vl，此時(shí)對(duì)線圈施加一沿運(yùn)動(dòng)方向的變力F，使線圈在t=2T時(shí)刻線圈全部離開(kāi)該磁場(chǎng)區(qū)，若上述過(guò)程中線圈的v—t圖像如圖乙所示，整個(gè)圖像關(guān)于t=T軸對(duì)稱(chēng)。則0—T時(shí)間內(nèi)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為_(kāi)_____________________，從T—2T過(guò)程中，變力F做的功為_(kāi)_____________________。參考答案：；2（）8.物體從180m高處自由落下，如果把物體下落的時(shí)間分成相等的三段，則每段時(shí)間下落位移自上而下依次為

，

，

。（取g=10m/s2）參考答案：20m,60m,100m9.如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，當(dāng)用黃光照射光電管中的堿金屬涂層時(shí)，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時(shí)電壓表讀數(shù)為U．若此時(shí)增加黃光照射的強(qiáng)度，則毫安表______（選填“有”或“無(wú)”）示數(shù)．若改用藍(lán)光照射光電管中的金屬涂層，則毫安表_____（選填“有”或“無(wú)”）示數(shù)．參考答案：無(wú)；有10.某課外興趣小組利用下圖的實(shí)驗(yàn)裝置研究“合外力做功和物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系”以及“加速度與合外力的關(guān)系”（1）該小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)先正確平衡摩擦力，并利用鉤碼和小車(chē)之間連接的力傳感器測(cè)出細(xì)線上的拉力，改變鉤碼的個(gè)數(shù)，確定加速度錯(cuò)誤！不能通過(guò)編輯域代碼創(chuàng)建對(duì)象。與

細(xì)線上拉力F的關(guān)系，下列圖象中能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是▲（2）在上述實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，某此實(shí)驗(yàn)中一段紙帶的打點(diǎn)記錄如圖所示，則小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為

▲

m/s2（保留3位有效數(shù)字）（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車(chē)由靜止開(kāi)始釋放，已知釋放時(shí)鉤碼底端離地高度為H，現(xiàn)測(cè)出的物理量還有：小車(chē)由靜止開(kāi)始起發(fā)生的位移s（s＜H）、小車(chē)發(fā)生位移s時(shí)的速度大小為v，鉤碼的質(zhì)量為m，小車(chē)的總質(zhì)量為M，設(shè)重力加速度為g，則mgs

▲

（選填“大于”、“小于”或“等于”）小車(chē)動(dòng)能的變化；參考答案：（1）A

（2）7．50（3）大于11.（4分）如圖所示，質(zhì)量為的小球在半徑為的半球形容器中從上部邊緣由靜止開(kāi)始下滑，下滑到最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)容器底的壓力為，則在最低點(diǎn)時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的速度大小為

，在下滑過(guò)程中克服摩擦力做的功為

。參考答案：

答案：

12.用充電器為一手機(jī)鋰電池充電，等效電路如圖所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，則電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為_(kāi)_______，充電器的充電效率為_(kāi)_______．參考答案：

13.如圖所示，在帶電量為Q的點(diǎn)電荷B的電場(chǎng)中，質(zhì)量為m、帶電量為q的負(fù)點(diǎn)電荷A僅在電場(chǎng)力作用下以速度v繞B沿順時(shí)針?lè)较蜃鲃蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，則B帶_____（選填“正”或“負(fù)”）電，電荷A作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=__________。（靜電力常量為k）參考答案：答案：正，三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)在研究“一定質(zhì)量氣體體積不變時(shí)壓強(qiáng)和溫度關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，將氣缸開(kāi)口向上豎直放置在水平桌面上，在沒(méi)有壓強(qiáng)傳感器的情況下，他將力傳感器和活塞一起固定，測(cè)量活塞作用在傳感器上沿豎直方向的力，如圖（a）所示．活塞的橫截面積為S=15cm2，大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa，氣缸質(zhì)量M=0.75kg．當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度t1=27℃時(shí)，力傳感器示數(shù)恰好為零，升高氣體的溫度，根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)作了如圖（b）所示的F﹣T圖，忽略摩擦，取g=10m/s2．（1）F＜0表明傳感器對(duì)活塞的作用力方向?yàn)橄蛳?；?）直線的斜率為﹣0.52N/K，t1溫度時(shí)氣體壓強(qiáng)為1.05×105Pa；（3）該同學(xué)又從t1開(kāi)始降低溫度直至t2=﹣10℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且操作無(wú)誤，試在圖（b）中作出t1至t2溫度區(qū)間內(nèi)的F﹣T圖線，并在坐標(biāo)軸上注明必要數(shù)據(jù)．參考答案：考點(diǎn)：理想氣體的狀態(tài)方程．專(zhuān)題：理想氣體狀態(tài)方程專(zhuān)題．分析：（1）當(dāng)溫度升高時(shí)，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)增大，向上的力增大，此時(shí)，傳感器對(duì)活塞的作用力方向?yàn)橄蛳?；?）直線的斜率為K==﹣0.52N/K，當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度t1=27℃時(shí)，力傳感器示數(shù)恰好為零，滿足mg+P0S=PS；（3）把溫度轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)溫度，根據(jù)氣體狀態(tài)方程計(jì)算畫(huà)圖．解答：解：（1）由題意知，對(duì)活塞：F+mg+P0S=PS，當(dāng)溫度升高時(shí)，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)增大，向上的力增大，此時(shí)，傳感器對(duì)活塞的作用力方向?yàn)橄蛳拢唬?）直線的斜率為K==﹣0.52N/K，當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度t1=27℃時(shí)，力傳感器示數(shù)恰好為零，滿足mg+P0S=PS，所以t1溫度時(shí)氣體壓強(qiáng)為P==1.05×105Pa；（3）如圖故答案為：向下，﹣0.52N/K，1.05×105點(diǎn)評(píng)：本題考查了理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵在于對(duì)活塞受力分析，注意溫度要用熱力學(xué)溫度．15.如圖甲所示，螺旋測(cè)微器讀數(shù)是____mm；如圖乙所示，游標(biāo)卡尺讀數(shù)是_____cm。

參考答案：2.702(2.701～2.703)

0.23四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.磁懸浮列車(chē)是一種高速運(yùn)載工具。它具有兩個(gè)重要系統(tǒng)。一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力（可由超導(dǎo)電磁鐵提供）使車(chē)體在導(dǎo)軌上懸浮起來(lái)與軌道脫離接觸。另一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在沿軌道上安裝的三相繞組（線圈）中，通上三相交流電，產(chǎn)生隨時(shí)間、空間作周期性變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與固連在車(chē)體下端的感應(yīng)金屬板相互作用，使車(chē)體獲得牽引力。

為了有助于了解磁懸浮列車(chē)的牽引力的來(lái)由，我們求解下面的問(wèn)題。

設(shè)有一與軌道平面垂直的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t和空間位置x變化規(guī)律為

式中、、均為已知常量，坐標(biāo)軸x與軌道平行。在任一時(shí)刻t，軌道平面上磁場(chǎng)沿x方向的分布是不均勻的，如圖所示。圖中Oxy平面代表軌道平面，“×”表示磁場(chǎng)的方向垂直O(jiān)xy平面指向紙里，“·”表示磁場(chǎng)的方向垂直O(jiān)xy平面指向紙外。規(guī)定指向紙外時(shí)B取正值?！啊痢焙汀啊ぁ钡氖杳艹潭缺硎狙刂鴛軸B的大小分布。一與軌道平面平行的具有一定質(zhì)量的金屬矩形框MNPQ處在該磁場(chǎng)中，已知與軌道垂直的金屬框邊MN的長(zhǎng)度為，與軌道平行的金屬框邊MQ的長(zhǎng)度為d，金屬框的電阻為R，不計(jì)金屬框的電感。1．試求在時(shí)刻t，當(dāng)金屬框的MN邊位于x處時(shí)磁場(chǎng)作用于金屬框的安培力，設(shè)此時(shí)刻金屬框沿x軸正方向移動(dòng)的速度為。2.試討論安培力的大小與金屬框幾何尺寸的關(guān)系。參考答案：1．題給的磁場(chǎng)隨時(shí)間和空間的變化具有周期性，在某時(shí)刻，磁場(chǎng)的空間分布為

在時(shí)刻，磁場(chǎng)的空間分布為

比較上面兩式，不難看出，和這兩個(gè)時(shí)刻的磁場(chǎng)的空間分布規(guī)律是相同的，只是時(shí)刻原位于處的磁場(chǎng)，經(jīng)歷時(shí)間，在時(shí)刻，出現(xiàn)在處．即整個(gè)磁場(chǎng)的分布經(jīng)時(shí)間間隔沿x軸的正方向平移了一段距離

平移速度

（1）平移速度為恒量．由此可見(jiàn)，題給出的磁場(chǎng)可視為一在空間按余弦規(guī)律分布的非均勻磁場(chǎng)區(qū)域以速度沿x軸的正方向平移．如果金屬框移動(dòng)的速度小于磁場(chǎng)區(qū)域平移的速度，那么通過(guò)金屬框的磁通將隨時(shí)間發(fā)生變化，從而在金屬框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流將受到磁場(chǎng)的安培力作用．由題已知，在時(shí)刻t，金屬框移動(dòng)的速度為，金屬框MN邊位于坐標(biāo)x處，PQ邊位于坐標(biāo)處．設(shè)此時(shí)金屬框的磁通為（規(guī)定由紙內(nèi)到紙外為正）；經(jīng)過(guò)一很短的時(shí)間間隔，整個(gè)磁場(chǎng)分布區(qū)域向x方向移動(dòng)了一段距離，金屬框向x方向移動(dòng)了一段距離，其結(jié)果是：MN邊左側(cè)穿過(guò)面積為的磁通移進(jìn)了金屬框，PQ邊左側(cè)穿過(guò)面積為的磁通移出了金屬框，故在時(shí)刻，通過(guò)金屬框的磁通為

在時(shí)間間隔內(nèi)，通過(guò)金屬框的磁通增量為

（2）規(guī)定框內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)沿順時(shí)針?lè)较颍ㄑ鼗芈稭NPQM方向)為正，由電磁感應(yīng)定律，可得t時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

（3）規(guī)定金屬框內(nèi)的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较颍ㄑ鼗芈稭NPQM方向)為正，可得t時(shí)刻的感應(yīng)電流為

(4)磁場(chǎng)對(duì)于上下兩邊NP和MQ的安培力的大小相等，方向相反，二者的合力為零．規(guī)定向右的力為正，則磁場(chǎng)作用于金屬框MN邊的安培力為；由于PQ邊和MN邊的電流方向相反，磁場(chǎng)作用于金屬框PQ邊的安培力為，故金屬框的安培力的合力

（5）由（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式及題給定的磁場(chǎng)分布規(guī)律，得

（6）利用三角學(xué)公式，得

（7）

稱(chēng)為安培力的幅度．從（7）式可以看出，安培力在的幅度內(nèi)隨時(shí)間變化，但其值不會(huì)小于零，表示磁場(chǎng)作用于金屬框的安培力始終向右．2．討論安培力的大小與線框幾何尺寸的關(guān)系就是討論與線框幾何尺寸的關(guān)系．與金屬框長(zhǎng)度l的平方成正比，與金屬框的寬度d有關(guān)：當(dāng)，即

（8）得

（9）當(dāng)，即

（10）達(dá)最大值

（11）

當(dāng)d取其它值時(shí)，介于0與最大值之間．17.甲、乙兩車(chē)在同一條平直公路上運(yùn)動(dòng)，甲車(chē)以10m/s的速度勻速行駛，經(jīng)過(guò)車(chē)站A時(shí)關(guān)閉油門(mén)以4m/s2的加速度勻減速前進(jìn)，2s后乙車(chē)與甲車(chē)同方向以1m/s