【物理】湖北省大冶市六中2020届高三上学期第一次月考试题（解析版）

【物理】湖北省大冶市六中2020届高三上学期第一次月考试题（解析版）

湖北省大冶市六中2020届高三上学期 第一次月考试题 一、单选题 ‎1.用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，均能使该金属发生光电效应．下列判断正确的是(　　)‎ A. 用红光照射时，该金属的逸出功小，用蓝光照射时该金属的逸出功大 B. 用红光照射时，该金属的截止频率低，用蓝光照射时该金属的截止频率高 C. 用红光照射时，逸出光电子所需时间长，用蓝光照射时逸出光电子所需时间短 D. 用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光照射时逸出的光电子最大初动能大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对某种金属，它的截止频率和逸出功是不变的，发生光电效应频率时，频率大的逸出的光电子的初动能大．‎ ‎【详解】同种金属的逸出功是相同的，截止频率是相同的，选项AB错误；只要金属能发生光电效应，逸出光电子的时间一样，C错误；蓝光的频率比红光大，由EKm=hγ-W知，用蓝光时逸出的光电子最大初动能大，D正确；故选D．‎ ‎2.如图所示是一辆汽车做直线运动的s﹣t图象，对于相对应图象的各线段所表示的运动，下列说法正确的是（ ）‎ A. AB段表示车匀速直线运动 B. BC段发生的位移小于CD段发生的位移 C. CD段运动方向和BC段运动方向相同 D. CD段运动速度小于BC段运动速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 位移-时间图象斜率等于速度，由数学知识分析速度的变化，判断汽车的运动性质．斜率的正负表示速度的方向．由位移等于纵坐标的变化量．结合这些知识分析．‎ ‎【详解】A．AB段的斜率等于零，说明汽车的速度为零，处于静止状态，故A错误．‎ B．根据位移等于纵坐标的变化量，知BC段发生的位移小于CD段发生的位移．故B正确．‎ C．根据斜率的正负表示速度的方向，则知CD段运动方向和BC段运动方向相反，故C错误．‎ D．图象的斜率等于速度，斜率越大，速度越大，则CD段运动速度大于BC段运动速度．故D错误．‎ ‎【点睛】本题是位移图象的识别和理解问题，关键从数学的角度：斜率等于速度、位移等于纵坐标的变化量来分析和理解图象的物理意义．‎ ‎3.如图所示，在竖直面内固定有一半径为R的圆环，AC是圆环竖直直径，BD是圆环水平直径，半圆环ABC是光滑的，半圆环CDA是粗糙的．一质量为m小球（视为质点）在圆环的内侧A点获得大小为v0、方向水平向左的速度，小球刚好能第二次到达C点，重力加速度大小为g．在此过程中（　　）‎ A. 小球损失的机械能为 B. 小球通过A点时处于失重状态 C. 小球第一次到达C点时速度为 D. 小球第一次到达B点时受到圆环的弹力大小为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、设整个过程克服摩擦力做功为W，根据动能定理得：﹣mg2R﹣W ‎，刚好能第二次到达C点，则mg，根据功能关系得：Q＝W，解得：QmgR，故A正确；‎ B、在A点受重力和支持力的合力提供向心力，即FN1﹣mg＝m，即FN1＝mg+mmg，故小球通过A点时处于超重状态，故B错误；‎ C、小球第一次到达C点的过程由动能定理得：﹣mg•2R，解得：vC，故C错误；‎ D、小球第一次到达B点的过程由动能定理得：﹣mgR，在B点由牛顿第二定律得：N，解得：N＝m（2g），故D错误．‎ ‎4.某城市创卫工人用高压水枪冲洗墙面上的广告，如图所示，若水柱截面为S，水流以速v垂直射到墙面上，之后水速减为零，已知水的密度为p，则水对墙面的冲力为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：‎ m=ρV=ρSvt 以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：‎ Ft=0-mv，‎ 即：‎ F=-=-ρSv2，‎ 负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可知，水对钢板的冲击力大小也为ρSv2． A. ，与结论不相符，选项A错误；‎ B. ，与结论相符，选项B正确；‎ C. ，与结论不相符，选项C错误；‎ D. ，与结论不相符，选项D错误．‎ ‎5.如图甲所示，将阻值为R=5Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电压表、电流表均为理想电表，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电压表两端读数为 B. 电阻R消耗的电功率为 C. 若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生,如图丙所示,当线圈的转速提升一倍时,电流表的示数为1A D. 图乙交变电流与图丁所示电流比较,接同一电阻的发热功率之比为1：2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图可知，电流的最大值Im=0.5A，则电压的最大值：Um=Im•R=0.5×5V=2.5V，那么电压的有效值U=1.25V=1.77V；故A错误；‎ B.R上的电功率P=UI===0.625W，故B错误；‎ C.转速增倍，电流也增倍，则电流的最大值变1A，有效值变为A，则电流表读数为A，故C错误；‎ D.由有效值的概念可得丁的有效值为0.5A，则乙与丁的有效值之比为1：，根据P=I2R可知，发热功率之比为1：2，故D正确．‎ ‎6.如图所示，光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中．磁感应强度为B，导轨宽度为L．QM之间接有阻值为R的电阻，其余部分电阻不计．一质量为M，电阻为R的金属棒ab放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行，经过位移S最后停在导轨上．由以上条件，在此过程中不可求出的物理量有（    ）‎ A. 电阻R上产生的焦耳热 B. 通过电阻R的总电量 C. 安培力对ab棒做的功 D. ab棒的运动时间 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据能量守恒得：电阻R上产生的焦耳热Q=mv，故A不符合题意；‎ B.根据动量定理得：‎ ‎-BL△t=0-mv0‎ 又 q=△t 故 q=，‎ 故B不符合题意；‎ C.克服安培力做功等于电阻R上产生的焦耳热Q=mv，故C不符合题意；‎ D.由于ab棒做变减速运动，无法求出时间，故D符合题意．‎ 二、多选题 ‎7.如图所示，足够长的刚性直杆上套有轻质环A（质量不计），环下方用轻绳接着一个质量为m的小球B，杆与水平方向成θ角，当环沿杆下滑时，小球B相对于A静止，下列说法正确的是（ ）‎ A. 无论环与杆之间有无摩擦，B的加速度都是gsinθ B. 无论环与杆之间有无摩擦，B的加速度都沿杆向下 C. 无论环与杆之间有无摩擦，轻绳都与杆垂直 D. 若环与杆之间有摩擦．轻绳可能竖直 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】由AB相对静止，则AB具有共同加速度，环不受摩擦力时，对整体分析，其加速度aA=aB=gsinθ，隔离对B分析，F合B=Gsinθ，可知轻绳与杆垂直；故AC错误．环受摩擦力时aA=aB＜gsinθ，当aA=aB=0时，轻绳竖直；当0＜aA=aB＜gsinθ 时，轻绳的拉力和重力提供B的加速度，此时轻绳不处于竖直状态，但是由于AB相对静止，A的加速度方向沿杆向下，则B的加速度也沿杆向下，故BD正确．故选BD．‎ ‎8.回旋加速器的主要结构如图所示，两个D形空盒拼成一个圆形空腔，中间留一条缝隙，当其工作时，关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是 A. 与加速器的半径有关，半径越大，能量越大 B. 与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大 C. 与加速器的电场有关，电场越强，能量越大 D. 与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量、电荷量越大，能量越大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】由qvB＝得：，则最大动能为：，知最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关．半径越大，能量越大；磁场越强，能量越大；故AB正确；由可知，粒子获得的最大动能与加速电场无关．故C错误；由可知，质量和电量都大，粒子获得的最大动能不一定大．故D错误．故选AB．‎ ‎9. 如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电动势的是 A. 圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动 B. 圆盘以某一水平直径为轴匀速转动 C. 圆盘在磁场中向右匀速平移 D. 匀强磁场均匀增加 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．保持圆盘水平并使圆盘绕过圆心的竖直轴转动，穿过圆盘的磁通量不变，不产生感应电流，A错误；‎ B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，B正确；‎ C．保持圆环水平并在磁场中左右移动，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，C错误；‎ D．使匀强磁场均匀增加，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流，D正确；‎ ‎10.如图所示，O1O2为带电平行板电容器的中轴线，三个相同的带电粒子沿轴线射入两板间．粒子1打到B板的中点，粒子2刚好打在B板边缘，粒子3从两板间飞出，设三个粒子只受电场力作用，则( )‎ A. 三个粒子在电场中运动时间关系为t1＜t2＝t3‎ B. 三个粒子在电场中运动时间关系为t1＝t2＞t3‎ C. 三个粒子在电场中运动的初速度关系为v1＝v2＝v3‎ D. 三个粒子在飞行过程中动能的变化量关系为ΔE1＝ΔE2＞ΔE3‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．三个粒子都做类平抛运动，且加速度相同．水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，则有竖直方向有，由图粒子1、2的竖直位移大小相等，大于3，则得．故A错误，B正确；‎ C．水平方向有，由图知2、3水平位移大小相等，大于1，则，故C错误；‎ D．动能的变化量，相等，则，故D正确．‎ ‎11.下列说法中正确的是（）‎ A. 草叶上的露珠呈球形,是由液体表面张力引起的 B. 分子间的距离增大,分子间的引力和斥力都会减小 C. 温度越高,悬浮颗粒越大,布朗运动越显著 D. 温度升高时,一定质量的理想气体的每个气体分子动能都会增大 ‎【答案】AB ‎【详解】A.小露珠呈球形是因为液体表面存在表面张力；故A正确；‎ B.分子间距离增大时，斥力和引力都减小，分子间距离减小时，斥力和引力都增大，故B正确；‎ C.悬浮在液体中的固体小颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显；故C错误；‎ D.温度是分子平均动能标志，是大量分子做无规则运动的统计规律，温度升高，大部分分子的动能增大，但有少数分子动能可能减小．故D错误．‎ ‎12.美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台（LIGO）于去年9月首次探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前所做猜测．引力波是以光速传播的时空扰动，是横波．引力波和物质之间的相互作用极度微弱，因此它的衰减也是极度缓慢的．引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘．根据上述材料做下列推断，下落说法正确的是 A. 引力波传播需要介质 B. 引力波不可能携带波源的信息 C. 引力波会有干涉现象 D. 引力波的振动方向与传播方向垂直 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】天文台探测到引力波，说明引力波可以在真空中传播，所以引力波的传播可以不需要介质，故A错误；波可以传递信息，故引力波应该携带波源的信息，故B错误；干涉是波特有的性质，所以引力波可以发生干涉现象，故C正确；引力波是以光速传播的时空扰动，是横波，故引力波的振动方向与传播方向垂直，故D正确．所以CD正确，AB错误．‎ 三、实验题 ‎13.李明同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小,如图甲所示.‎ ‎(1)试在图甲中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力_______.‎ ‎(2)有关此实验,下列叙述正确的是________‎ A.本实验采用的科学方法是理想实验法 B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力 C.两次拉橡皮筋时,把橡皮筋拉到相同长度,效果也是一样的 D.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O,这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同 ‎(3)图乙是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中___________(填学生的姓名)的实验比较符合实验事实?(力F’是用一个弹簧测力计拉时的拉力) ‎ ‎【答案】（1）图见解析； （2）D （3）张华 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据作图方法即可得出对应的图象； 在“验证力的平行四边形定则”的实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则，因此采用“等效法”，注意该实验方法的应用．根据实验的原理和数据的处理方法可知各图是否符合实验事实．‎ ‎【详解】（1）按力的平行四边形定则作出F1和F2的合力的示意图，如图所示： （2）本实验采用的科学方法是等效替代方法，故A错误；两弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B错误；两次拉橡皮筋时，为了使两次达到效果相同，橡皮筋结点必须拉到同一位置O，不能只拉长到相同长度，故C错误，D正确；故选D. （3）该实验中F是由平行四边形法则得出的合力，而F′是通过实际实验得出的，故F′应与OA在同一直线上，而F与F1、F2组成平行四边形，故张华同学所得比较符合实验事实．‎ ‎【点睛】本实验采用的是等效替代的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，处理实验问题应准确把握实验的原理和数据的处理方法；本实验中应注意两个合力的来源．‎ ‎14.某同学想将满偏电流Ig=100μA、内阻未知的微安表改装成电压表．‎ ‎（1）该同学设计了图甲所示电路测量该微安表的内阻，所用电源的电动势为4V．请帮助该同学按图甲所示电路完成实物图乙的连接．‎ ‎（2）该同学先闭合开关S1，调节R2的阻值，使微安表的指针偏转到满刻度；保持开关S1闭合，再闭合开关S2，保持R2的阻值不变，调节R1的阻值，当微安表的指针偏转到满刻度的时，R1的阻值如图丙所示，则该微安表内阻的测量值Rg=_____Ω，该测量值_____（填“大于”“等于”或“小于”）真实值．‎ ‎（3）若要将该微安表改装成量程为1V的电压表，需_____（填“串联”或“并联”）阻值R0=_____Ω的电阻．‎ ‎【答案】 (1). 如图所示 (2). 142； 小于 (3). 串联 9858‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据电路图连线；（2）结合电路串并电压、电流特点以及电流与电阻关系求解电流表的内阻．（3）利用电流的改装原理，电压表利用串联分压，根据U=Ug+IgR计算电阻R0．‎ ‎【详解】（1）实物连线如图所示；‎ ‎（2）由电路图可知，当微安表的读数偏转到2Ig/3时，通过电阻箱的电流为Ig/3，则电阻箱的阻值等于微安表内阻的2倍，由图可知电阻箱的读数为284Ω，则微安表的内阻为142Ω；‎ 闭合S2后，电路总电阻变小，电路总电流变大，通过电阻箱的电流大于Ig/3，则该实验测出的电表内阻偏小；‎ ‎（2）若要将该微安表改装成量程为1V的电压表，需串联阻值的电阻．‎ 四、计算题 ‎15.如图所示，某次滑雪训练，运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F=84N而从静止向前滑行，其作用时间为=1.0s，撤除水平推力F后经过=2.0s，他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力，作用距离与第一次相同.已知该运动员连同装备(可视为质点)的总质量为m=60kg，在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为=12N，求：‎ ‎(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移；‎ ‎(2)t=3.0s时运动员的速度大小；‎ ‎(3)该运动员第二次撒除水平推力后能滑行的最大距离．‎ ‎【答案】(1) 0.6m (2) (3) 5.2m.‎ ‎【解析】‎ ‎（1）运动员利用滑雪杖获得的加速度为 第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小 位移=0.6m ‎（2）运动员停止使用滑雪杖后，加速度大小为 经时间速度变为 ‎（3）第二次利用滑雪杖获得的速度大小，则 第二次撤除水平推力后滑行的最大距离 解得=5.2m.‎ ‎16.如图甲所示，以 O 为坐标原点建立坐标系，等边三角形 OMN 内部存在垂直纸面向里的匀强磁场，三角形外侧有沿 x 轴负方向的匀强电场．现有一质量 m=1×10－18kg，电荷量 q=+1×10－15C 的带电粒子从坐标为(0，－0.5m)的 Q 点，以某一初速度 v0 沿某一方向入射，从 x 轴上的P 点(1.0m，0)以 v=200m/s 的速度垂直 x 轴进入三角形区域．同时，将电场换成垂直纸面向外的匀强磁场(如图乙所示)，两磁场的磁感应强度大小相等．已知三角形的边长 L=4m，带电粒子的重力不计．求：‎ ‎(1)匀强电场的电场强度大小及带电粒子的初速度大小；‎ ‎(2)若两磁场的磁感应强度大小B=0.2T，求该粒子在乙图中运动一个周期的时间；‎ ‎(3)乙图中若粒子能再次回到 P点，则匀强磁场的磁感应强度大小应满足什么条件．‎ ‎【答案】（1），（2） ‎ ‎（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在匀强电场中，对微粒受力分析，根据牛顿运动定律可知，‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 解得， ‎ ‎（2）粒子在两磁场中均做匀速圆周运动，所以 ‎ 解得 ‎ ‎ 解得 ‎ 粒子运动轨迹如图所示，‎ 所以一个周期时间：‎ ‎（3）粒子的运动轨迹如图所示 由对称性可知，要想粒子能回到P点，则粒子运动的半径应满足 ‎ 且，所以 ‎17.如图所示，两块竖直放置的导体板间存在水平向左的匀强电场，有一带电量为+q、质量为m的小球以水平速度从A孔进入匀强电场，在运动过程中恰好没有与右板相碰，小球最后从B孔离开匀强电场，若A、B两孔的距离为两板间距离的2倍，重力加速度为g，求两板间电场强度的大小．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，小球在水平方向先减速到零，然后反向加速．设小球进入A孔的速度为v0，减速到右板的时间为t，则有： 水平方向：‎ ‎ ‎ 竖直方向：‎ 联立解得：‎ ‎18.房间的容积为20m3，在温度为7℃，大气压强为9.8×104Pa时，室内空气质量是25kg，当温度升高到27℃，大气压强变为1.0×105Pa时，室内空气的质量是多少？‎ ‎【答案】23.8kg．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】以原25kg气体为研究对象， 初态：P1=9.8×104Pa，V1=20m3，T1=273+7=280K             ‎ ‎ 末态：P2=1.0×105Pa，V2=？ T2=273+27=300K              由状态方程：‎ ‎=‎ 解得：‎ V2=V1=×20m3=21.0m3‎ 因V2＞V1，故有气体从房间内流出． 房间内气体质量 m2=m1=×25kg=23.8kg ‎19.如图所示，半圆形玻璃截面的圆半径OA＝R，一束细激光束平行于半径OD且垂直于平面AB射到半圆形玻璃上的C点．穿过玻璃后光线交OD的延长线于P点．已知玻璃材料对激光束的折射率为，．‎ ‎①画出该激光束传播过程的光路图；‎ ‎②求OP两点的距离．‎ ‎【答案】① ②‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①如图所示：‎ ‎②在半圆面上的入射点为D，设入射角为i，折射角为r，由图中几何关系可得： 解得i =30° 由折射定律可得： 解得：r=60° 由几何关系知∠DOP=∠POD=30° 所以