2021-2022學年北京第五十一中學高三物理月考試卷含解析

2021-2022學年北京第五十一中學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.（單選）如圖所示，質量為m的圓環(huán)套在光滑的水平直桿上，一輕繩一端連接在環(huán)上，另一端連有一質量也為m的小球，繩長為L，將球放在一定高度，繩剛好拉直且繩與豎直方向的央角為θ=53°，將小球由靜止釋放，小球到最低點時繩的拉力為F1，若將圓環(huán)固定，再將小球由開始的位置釋放，小球到最低點時繩的拉力為F2，則為（）A．B．C．D．參考答案：考點：動量守恒定律；機械能守恒定律．.專題：動量定理應用專題．分析：環(huán)沒有固定時，小球與環(huán)組成的系統(tǒng)水平方向滿足動量守恒，再結合系統(tǒng)機械能守恒列方程求得小球到最低點的速度，再根據(jù)牛頓第二定律求繩的拉力；將圓環(huán)固定，再將小球由開始的位置釋放，小球下落過程機械能守恒，再根據(jù)牛頓第二定律求繩的拉力；解答：解：環(huán)沒有固定時，當小球到最低點時小球的速度為v1，環(huán)的速度為v2，則mgL（1﹣cos53°）=mv12+mv22球和環(huán)組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，設向右為正方向：mv1﹣mv2=0聯(lián)立得：v1=v2=，小球在最低點時，F(xiàn)1﹣mg=m，得F1=2.6mg；環(huán)固定時，mgL（1﹣cos53°）=mv2，F(xiàn)2﹣mg=m得：F2=1.8mg，因此=故選：C．點評：本題多次運用幾何關系及機械能守恒定律，定律的表達式除題中變化的動能等于變化的重力勢能外，還可以寫成圓環(huán)的變化的機械能等于重物的變化的機械能．同時關注題中隱含條件的挖掘．2.a、b、c三個相同帶電粒子由同一點垂直場強方向進入偏轉電場，其軌跡如圖所示，其中b恰好飛出電場，由此可以肯定（

）A．b和c同時飛離電場B．進入電場時，c的速度最大，a的速度最小C．動能的增量相比，a的最小，b和c的一樣大D．在b飛離電場的同時，a剛好打在負極板上參考答案：BD3.（單選）2014年4月15日，澳大利亞珀斯，當日共有9架軍用飛機，2架民用飛機和11艘船只協(xié)助搜尋MH370．如圖所示為用直升機拉著水下探測器在馬航可疑海域搜尋失聯(lián)客機黑匣子的照片，探測器的質量為m，當直升機水平勻速飛行時，物體所受的浮力大小保持不變，由于探測器受到海水的水平方向的作用力，使偏離豎直方向，繩子與豎直方向恒成θ角，下列說法正確的是（）A．繩子的拉力大小為B．繩子的拉力大小一定大于mgC．探測器受到海水的水平方向的作用力等于繩子的拉力D．海水和繩子對探測器作用力的合力方向豎直向上參考答案：解：A、選海水中探測器為研究對象，將其隔離進行受力分析，受到豎直向下的重力，沿繩方向的拉力，海水的水平方向的作用力，海水的豎直向上的浮力，受力分析如圖所示，豎直方向有Fcosθ+F浮=mg，則有F=，故繩子的拉力與mg的關系不確定，故AB錯誤；C、在水平方向上有Fsinθ=F沖，因為sinθ＜1，故F＞F沖，即探測器受到海水的水平方向的作用力小于繩子的拉力，故C錯誤；D、海水對探測器的作用力和繩子對探測器的拉力的合力與重力等大反向，故這兩個力的合力方向豎直向上，故D正確．故選：D4.（單選）如圖所示，一細束由黃、藍、紫三種色光組成的復色光通過三棱鏡折射后分為a、b、c三種單色光，∠A大于c光在棱鏡中的臨界角而小于b光在棱鏡中的臨界角，下列說法中正確的是（）A．a(chǎn)種色光為紫光B．在三棱鏡中a光的傳播速度最大C．在相同實驗條件下用a、b、c三種色光做雙縫干涉實驗，c光相鄰亮條紋間距一定最大D．若復色光繞著入射點O順時針轉動至與AB面垂直時，屏上最終只有a光參考答案：解：A、黃光的折射率最小，通過三棱鏡后偏折角最小，紫光的折射率最大，偏折角最大，所以可知，c光是紫光．a(chǎn)光是黃光，故A錯誤．B、由圖看出，a光的折射率最小，c光的折射率最大，由公式v=分析可知，a光在三棱鏡中的傳播速度最大．故B正確．C、a光黃光，波長最長，干涉條紋的間距與波長成正比．所以a光形成的干涉條紋間距最大，故C錯誤．D、復色光繞著入射點O順時針轉動至與AB面垂直時，光線射到AC面上的入射角增大，光線與AB垂直時入射角等于∠A．由sinC=，分析知c光的臨界角最小．據(jù)題，∠A大于c光在棱鏡中的臨界角而小于b光在棱鏡中的臨界角，則c光發(fā)生全反射，而ab兩光束都沒有發(fā)生全反射，屏上最終有a光和b光．故D錯誤．故選：B5.（多選）如圖所示，真空中存在范圍足夠大的勻強電場，A、B為該勻強電場的兩個等勢面．現(xiàn)有三個完全相同的帶等量正電荷的粒子a、b、c，從等勢面A上的某點同時以相同速率v0向不同方向開始運動，其中a的初速度方向垂直指向等勢面B；b的初速度方向平行于等勢

面；c的初速度方向與a相反．經(jīng)過一段時間，三個粒子先后通過等勢面B．已知三個粒子始終在該勻強電場中運動，不計重力，下列判斷正確的是A.等勢面A的電勢高于等勢面B的電勢B.a、b、c三粒子通過等勢面B時的速度大小相等C.開始運動后的任一時刻，a、b兩粒子的動能總是相同D.開始運動后的任一時刻，三個粒子電勢能總是相等參考答案：AB二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗如圖，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W.當用2條、3條……，完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致。每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。（1）除了圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、

（填測量工具）和

電源（填“交流”或“直流”）；（2）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡掉摩擦阻力，則下面操作正確的是（

）A.放開小車，能夠自由下滑即可

B．放開小車，能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可

D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可（3）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是（

）A．橡皮筋處于原長狀態(tài)

B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處

D．小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線參考答案：7.某同學利用驗證牛頓第二定律的實驗裝置來驗證動能定理。在一端帶滑輪的長木板上固定放置兩個光電門，其中光電門乙固定在靠近滑輪處，光電門甲的位置可移動。與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間。改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運動，用米尺測量甲、乙之間的距離s，并記下相應的時間t。測得小車的質量為M，鉤碼的質量為m，并滿足M遠遠大于m。則：外力對小車做功為W=

，小車動能的增量為△EK=

。（用題中的字母表示）為減小實驗誤差，你認為實驗操作之前必須進行的操作是：

。參考答案：8.氫原子處于基態(tài)時的能量為-E1,激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的能量關系為（n為量子數(shù)），處于基態(tài)的大量氫原子由于吸收某種單色光后，最多能產(chǎn)生3種不同波長的光，則被吸收的單色光的頻率為

產(chǎn)生的3種不同波長的光中，最大波長為

（已知普朗克常量為h，光速為c）參考答案：；試題分析：基態(tài)的氫原子能量為E1，n=2能級的原子能量為，n=3能級的原子能量為，則單色光的能量為；根據(jù)得，從第三能級躍遷到第二能級，能量變化最小，則對應的波長最長，因此從第三能級躍遷到第二能級，解得：【名師點睛】此題是對玻爾理論的考查；解決本題的關鍵知道能級間躍遷所滿足的規(guī)律，輻射光子的能量等于兩個能級的能級差，即Em-En=hv，注意正負號。9.“探究動能定理”的實驗裝置如圖甲所示，水平桌面上一小車在兩條橡皮筋作用下，由靜止狀態(tài)被彈出，橡皮筋對小車做的功記為W0。當用4條、6條、8條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次……實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0……，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出。（1）關于該實驗，下列說法正確的是

。A．打點計時器可以用直流電源供電，電壓為4~6VB．實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等C．每次實驗中應使小車從同一位置由靜止彈出D．利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm……的圖象，直到找出合力做功與物體速度變化的關系。（2）圖乙給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得O點到A、B、C、D、E各點的距離分別為OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度vm=

m/s。參考答案：①CD②0.8310.已知地球半徑R、自轉周期T、地球表面重力加速度g，則其第一宇宙速度為_________。地球同步衛(wèi)星離地面的高度為___________。參考答案：，11.冰壺比賽是在水平冰面上進行的體育項目，比賽場地示意如圖所示。比賽時，運動員在投擲線AB處讓冰壺以一定的初速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近距離投擲線30m遠的O點。為使冰壺滑行得更遠，運動員可以用毛刷擦冰壺運行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)減小。設冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.008，用毛刷擦冰面后動摩擦因數(shù)減少至μ2=0.004。在某次比賽中，運動員使冰壺C在投擲線中點處以v0＝2m/s的速度沿虛線滑出。若不用毛刷擦冰面，則冰壺停止的位置距離O點____________m，為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達O點，運動員用毛刷擦冰面的長度應為____________m。

參考答案：5

10

12.如圖甲是利用激光測轉速的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉動，盤邊緣側面上有一小段涂有很薄的反光材料．當盤轉到某一位置時，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號轉變成電信號，在示波器顯示屏上顯示出來(如圖乙所示)．(1)若圖乙中示波器顯示屏上橫向的每大格(5小格)對應的時間為2.50×10－3s，則圓盤的轉速為________r/s.(保留3位有效數(shù)字)(2)若測得圓盤直徑為10.20cm，則可求得圓盤側面反光涂層的長度為________cm.(保留3位有效數(shù)字)參考答案：13.真空中一束波長為6×10﹣7m的可見光，頻率為

Hz，已知光在真空中的速度為3×108m/s．該光進入水中后，其波長與真空中的相比變

（選填“長”或“短”）．參考答案：5×1014；短．【考點】電磁波的發(fā)射、傳播和接收．【專題】定量思想；推理法；光線傳播的規(guī)律綜合專題．【分析】根據(jù)波長求出該可見光的頻率，再分析水相對真空是光密介質，所以光進入水中傳播速度減小，但頻率不變，由波長與頻率的關系，判斷波長的變化．【解答】解：由波長與頻率的關系得水相對真空是光密介質，所以光進入水中傳播速度減小，但頻率不變，由波長與頻率的關系可知其波長與真空相比變短．故答案為：5×1014；短．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，某小組利用如圖甲所示的裝置完成實驗，橡皮條的一端C固定在木板上，用兩只彈簧測力計把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點．?則下列敘述正確的是A．該實驗中CO的拉力是合力，AO和BO的拉力是分力B．兩次操作必須將橡皮條和繩的結點拉到相同位置C．實驗中AO和BO的夾角應盡可能大D．在實驗中，彈簧測力計必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計的刻度線?對數(shù)據(jù)處理后得到如圖2乙所示的圖線，則F與F′兩力中，方向一定沿CO方向的是．參考答案：BD，F(xiàn)′．【考點】驗證力的平行四邊形定則．【分析】本實驗的目的是驗證力的平行四邊形定則，研究合力與分力的關系，而合力與分力是等效的．本實驗采用作合力與分力圖示的方法來驗證，根據(jù)實驗原理和方法來選擇．【解答】解：A、實驗中AO、BO的拉力是分力，合力的方向與CO拉力的方法相反，故A錯誤．B、為了產(chǎn)生相同的效果，兩次操作將橡皮條和繩的結點拉到相同的位置，故B正確．C、為了減小測量的誤差，拉力的夾角適當大一些，不是盡可能大，故C錯誤．D、為了減小誤差，彈簧測力計必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計的刻度線，故D正確．故選：BD．F是根據(jù)平行四邊形定則得出，拉力F′是一根彈簧秤的拉力，方向與CO方向共線．故答案為：BD，F(xiàn)′．15.．某同學在做“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗時，將一輕彈簧豎直懸掛并讓其自然下垂，測出其自然長度；然后在其下部施加外力F，測出彈簧的總長度L，改變外力F的大小，測出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長度L的關系圖線如圖所示．若實驗過程是在彈簧的彈性限度內進行的，由圖可知該彈簧的自然長度為______cm；該彈簧的勁度系數(shù)為______N/m.參考答案：1050四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（10分）如圖所示，直線PO與x軸成45°角，x軸上方又水平向右的勻強電場E1，下方有豎直向下的勻強電場E2,已知電場強度E1=E2=l0N/C，x軸下方還存在著垂直紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應強度B=l0T?，F(xiàn)有一質量m=1.0×10-5kg的帶電粒子,帶電荷量q=-1.0×10-5C.粒子由P點無初速釋放,PO=d=m(重力加速度g=10m/s2).求:(1)粒子剛進入磁場區(qū)域時的速度v；(2)粒子第一次在磁場中運動的時間t和位移L。

參考答案：解析：粒子在兩個電場中所受的電場力大小相同,為F=qE1=qE2=1.0×10-4N粒子所受的重力為G=mg=1.0×10-4N可見在兩個電場中粒子所受電場力大小均等于重力大小。⑴在x軸上方的電場中,粒子沿AO做初速度為0的勻加速直線運動合外力大小為N合外力方向：,