山西省忻州市南城聯(lián)合學(xué)校2021年高三物理月考試卷含解析

山西省忻州市南城聯(lián)合學(xué)校2021年高三物理月考試卷含解析一、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.（2012?豐臺區(qū)二模）如圖所示，一條輕質(zhì)彈簧左端固定，右端系一小物塊，物塊與水平面各處動摩擦因數(shù)相同，彈簧無形變時，物塊位于O點．今先后分別把物塊拉到P1和P2點由靜止釋放，物塊都能運動到O點左方，設(shè)兩次運動過程中物塊速度最大的位置分別為Q1和Q2點，則Q1和Q2點（）A．都在O點處B．都在O點右方，且Q1離O點近C．都在O點右方，且Q2離O點近D．都在O點右方，且Q1、Q2在同一位置

參考答案：D解：先后分別把物塊拉到P1和P2點由靜止釋放，開始彈簧的彈力大于摩擦力的大小，物體做加速運動，加速度逐漸減小，當加速度減小到零時，即F=kx=f時，速度最大，此時彈簧的形變量x=．知Q1和Q2點都在O點右方，且Q1、Q2在同一位置．故D正確，A、B、C錯誤．故選D．2.“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)將由5顆靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星的高度約為21500Km，同步衛(wèi)星的高度約為36000Km，下列說法正確的是A．同步衛(wèi)星的向心加速度比中軌道衛(wèi)星向心加速度大B．同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均小于第一宇宙速度C．中軌道衛(wèi)星的周期比同步衛(wèi)星周期小D．赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體向心加速度比同步衛(wèi)星向心加速度大參考答案：BC根據(jù)萬有引力提供向心力可得，解得，，，所以軌道半徑越大，線速度、加速度越小，周期越大，A錯誤C正確；7．9km/s是貼近地球表面運行衛(wèi)星的速度，故同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度速度均小于7．9km/s，B正確；由可知赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體向心加速度比同步衛(wèi)星向心加速度小，D錯誤。3.（單選）如圖所示，質(zhì)量不計的定滑輪以輕繩牽掛在B點，另一條輕繩一端系重物C繞過滑輪后另一端固定在墻上A點，若改變B點位置使滑輪發(fā)生移動，同時適當調(diào)節(jié)A點的位置使AO段繩子始終保持水平，則可以判斷懸點B所受拉力F的大小變化情況是

A．若B左移，F(xiàn)將增大B．若B右移，F(xiàn)將減小C．無論B左移、右移，F(xiàn)都保持不變D．無論B左移、右移，F(xiàn)都減少參考答案：C4.（單選）在直角坐標系O-xyz中有一四面體O-ABC，其頂點坐標如圖所示。在原點O固定一個電荷量為-Q的點電荷，下列說法正確的是A.A,B,C三點的電場強度相同

B.平面ABC構(gòu)成一個等勢面C.若將試探電荷+q自A點沿+x軸方向移動，其電勢能增加D.若在A、B、C三點放置三個點電荷，-Q所受電場力的合力可能為零參考答案：C

解析：A、根據(jù)點電荷電場線的分布情況可知：A、B、C三點的電場強度大小相同，方向不同，而場強是矢量，則A、B、C三點的電場強度不同．故A錯誤．B、A、B、C三點處于同一等勢面上，電勢相同，由于A、B、C三點所在的等勢面為球面，所以平面ABC不是等勢面．故B錯誤．C、若將試探電荷+q自A點沿+x軸方向移動，該試探電荷受到吸引力，吸收力方向一定沿著x軸的負方向運動，則電場力對該試探電荷做負功，其電勢能將增加．故C正確．D、若在A、B、C三點放置三個點電荷，任意兩個點電荷對-Q的電場力的合力與第三個電荷對-Q的電場力不在同一直線上，所以三個點電荷對-Q的合力不可能為零，故D錯誤．故選：C．5.（多選）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一固定軌道，其中AB是長為R的粗糙水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的3/4光滑圓弧軌道，兩軌道相切于B點．在推力作用下，質(zhì)量為m的小滑塊從A點由靜止開始做勻加速直線運動，到達B點時即撤去推力，小滑塊恰好能沿圓軌道經(jīng)過最高點C．重力加速度大小為g．則小滑塊(BD)A．經(jīng)B點時加速度為零B．在AB段運動的加速度為2.5gC．在C點時合外力的瞬時功率為D．上滑時動能與重力勢能相等的位置在OD上方參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某興趣小組想通過物塊在斜面上運動的實驗探究“合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”。實驗開始前，他們提出了以下幾種猜想：①W∝，②W∝v，③W∝v2。他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器（用來測量物體每次通過Q點時的速度），每次實驗，物體從不同初始位置處由靜止釋放。同學(xué)們設(shè)計了以下表格來記錄實驗數(shù)據(jù)。其中L1、L2、L3、L4……，代表物體分別從不同初始位置處無初速釋放時初始位置到速度傳感器的距離，v1、v2、v3、v4……，表示物體每次通過Q點的速度。實驗次數(shù)1234…….LL1L2L3L4…….vv1v2v3v4……他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的L－v圖象，并得出結(jié)論W∝v2。他們的做法是否合適，你有什么好的建議？___________________________________________________________________。在此實驗中，木板與物體間摩擦力的大小_______（填“會”或“不會”）影響探究出的結(jié)果參考答案：7.圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。（1）完成下列實驗步驟中的填空：①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列________的點。②按住小車，在小吊盤中放入適當質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。③打開打點計時器電源，釋放小車，獲得帶有點列的紙帶，在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量m。④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標注一個計數(shù)點。測量相鄰計數(shù)點的間距s1，s2，…。求出與不同m相對應(yīng)的加速度a。⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標為縱坐標，在坐標紙上做出關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m處應(yīng)成_________關(guān)系（填“線性”或“非線性”）。（2）完成下列填空：①本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_______________________。②設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。③圖3為所得實驗圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為___________，小車的質(zhì)量為___________。參考答案：8.如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1m，處在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路。其中水平放置的兩平行金屬板間距離d=10mm，定值電阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，金屬棒ab電阻r=2Ω，導(dǎo)軌電阻不計，磁感應(yīng)強度B=0.3T的勻強磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌平面。金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運動，當電鍵S閉合時，兩極板之間質(zhì)量m=1×10－14kg、帶電荷量q=－1×10－15C的粒子以加速度a=7m/s2向下做勻加速運動，兩極板間的電壓為

V；金屬棒ab運動的速度為

m/s。參考答案：0.3，49.一平行板電容器充電后與電源斷開，正極板接地，在兩極板間有一負電荷（電量很小，不影響電場分布）固定在P點，如圖所示，U表示電容器的電壓，EP表示負電荷在P點的電勢能，若保持正極板不動，將負極板移到圖中虛線所示的位置，則U________（填變大、變小或者不變），EP________（填變大、變小或者不變）.參考答案：變小

不變10.太空宇航員的航天服能保持與外界絕熱，為宇航員提供適宜的環(huán)境。若在地面上航天服內(nèi)氣體的壓強為p0，體積為2L，溫度為T0，到達太空后由于外部氣壓降低，航天服急劇膨脹，內(nèi)部氣體體積增大為4L。所研究氣體視為理想氣體,則宇航員由地面到太空的過程中，若不采取任何措施，航天服內(nèi)氣體內(nèi)能

（選填“增大”、“減小”或“不變”）。為使航天服內(nèi)氣體保持恒溫，應(yīng)給內(nèi)部氣體

（選填“制冷”或“加熱”）。參考答案：減小

；

加熱11.一點光源以功率P向外發(fā)出波長為λ的單色光，若已知普朗克恒量為h，光速為c，則此光源每秒鐘發(fā)出的光子數(shù)為

個，如果能引起人的視覺反應(yīng)的此單色光的最小強度是人的視網(wǎng)膜單位面積上每秒鐘獲得n個光子，那么當人距離該光源

遠時，就看不清該光點源了。（球面積公式為，式中r為球半徑）參考答案：

答案：12.如圖所示，兩木塊A和B疊放在光滑水平面上，質(zhì)量分別為m和M，A與B之間的最大靜摩擦力為f，B與勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接構(gòu)成彈簧振子。為使A和B在振動過程中不發(fā)生相對滑動，則它們的振幅不能大于

，它們的最大加速度不能大于

參考答案：

略13.放射性同位素C被考古學(xué)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(yīng)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(yīng)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(guān)鍵知道在核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，以及知道半衰期的定義．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（4分）用DIS描繪電場等勢線的實驗中，在平整的木板上依次鋪放白紙、復(fù)寫紙和導(dǎo)電紙．在導(dǎo)電紙上平放兩個圓柱形電極A與B，分別與直流電源的正、負極相連，如圖所示．若以A、B連線為x軸，A、B連線的中垂線為y軸．將一個探針固定在y軸上的某一點，沿x軸移動另一個探針，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動，計算機屏幕上電壓測量值始終為零，若電源及連線都是完好的，可能的故障是________．將實驗故障排除后，探針從BO間某處沿x軸向電極A移動的過程中，計算機屏幕上電壓測量值的變化情況是___________。

參考答案：答案：導(dǎo)電紙的涂導(dǎo)電物質(zhì)的一面朝下了；先負的絕對值逐漸減小后正的逐漸增大15.用簡單的模塊電路來設(shè)計一盞指示燈。白天指示燈自動點亮，夜晚自動熄滅。夜晚如果有人靠近，燈自動點亮，當人離開后，指示燈自動熄滅。根據(jù)題意，在下列模塊中選擇符合要求的模塊，將其前面的符號填入空格：A．小燈；B．蜂鳴器；C．電動機；D．光傳感器；E．聲傳感器；F．紅外傳感器；G．接觸傳感器；H．“非”門控制器；I．“與”門控制器；J．“或”門控制器。（1）傳感器選擇_______________________；

（2）控制器選擇_______________________；（3）執(zhí)行器選擇_______________________。參考答案：（1）D和F；（2）J；（3）A

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑R=10cm，AB與屏幕垂直并接觸于A點，激光束a射向半圓形玻璃磚的圓心O，激光束a對準O點從圖示位置在紙面內(nèi)順時針方向旋轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)過角度為30°時，光屏上有兩個光斑，當轉(zhuǎn)過的角度剛好為45°時，光屏上恰好只有一個光斑，求：①玻璃磚的折射率n；②當轉(zhuǎn)過角度為30°時，光屏上兩個光斑之間的距離L．參考答案：①

（2分）②光路如右圖所示，，，（1分）又 （1分）兩個光斑S1-、S2之間的距離為（cm）（1分）17.“B超”可用于探測人體內(nèi)臟的病變狀況，如圖是超聲波從肝臟表面入射，經(jīng)折射與反射，最后從肝臟表面射出的示意圖．超聲波在進入肝臟發(fā)生折射時遵循的規(guī)律與光的折射規(guī)律類似，可表述為=（式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分別是超聲波在肝外和肝內(nèi)的傳播速度），超聲波在腫瘤表面發(fā)生反射時遵循的規(guī)律與光的反射規(guī)律相同．已知v2=0.9v1，入射點與出射點之間的距離是d，入射角是i，腫瘤的反射面恰好與肝臟表面平行，求解腫瘤離肝臟表面的深度h為多少？參考答案：【考點】：光的折射定律；超聲波及其應(yīng)用；光的反射定律．【專題】：光線傳播的規(guī)律綜合專題．【分析】：本題實質(zhì)上考查了光的折射、反射的應(yīng)用，根據(jù)題意正確畫出超聲波折射的線路圖，依據(jù)幾何關(guān)系以及折射定律即可求解．：解：已知入射角為i，設(shè)折射角為r，如圖，根據(jù)題意有：而v2=0.9v1，由，解得：．答：腫瘤離肝臟表面的深度h為【點評】：本題考查角度新穎，有創(chuàng)新性，解答這類問題的關(guān)鍵是正確畫出“光路圖”，然后根據(jù)幾何關(guān)系求解．18.如圖所示，A、B兩個氣缸中裝有體積均為10L、壓強均為1atm（標準大氣壓）、溫度均為27的空氣，中