2021年湖北省襄陽(yáng)市襄樊第二十四中學(xué)高三物理月考試題含解析

2021年湖北省襄陽(yáng)市襄樊第二十四中學(xué)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.（多選）如圖，光滑水平面上放著質(zhì)量為M的木板，木板左端有一個(gè)質(zhì)量為m的木塊?，F(xiàn)對(duì)木塊施加一個(gè)水平向右的恒力F，木塊與木板由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t分離。下列說(shuō)法正確的是A．若僅增大木板的質(zhì)量M，則時(shí)間t增大B．若僅增大木塊的質(zhì)量m，則時(shí)間t增大C．若僅增大恒力F，則時(shí)間t增大D．若僅增大木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，則時(shí)間t增大參考答案：BD

解析：根據(jù)牛頓第二定律得，m的加速度a1＝，M的加速度a2＝根據(jù)L=a1t2?a2t2．

t=A、若僅增大木板的質(zhì)量M，m的加速度不變，M的加速度減小，則時(shí)間t減?。蔄錯(cuò)誤．B、若僅增大小木塊的質(zhì)量m，則m的加速度減小，M的加速度增大，則t變大．故B正確．C、若僅增大恒力F，則m的加速度變大，M的加速度不變，則t變?。蔆錯(cuò)誤．

D、若僅增大木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，則小明的加速度減小，M的加速度增大，則t變大．故D正確．故選：BD．2.如圖所示，獵人非法獵猴，用兩根輕繩將猴子懸于空中，猴子處于靜止?fàn)顟B(tài)。以下相關(guān)說(shuō)法正確的是：（

）A．猴子受到三個(gè)力的作用B．繩拉猴子的力和猴子拉繩的力相互平衡C．地球?qū)镒拥囊εc猴子對(duì)地球的引力是一對(duì)作用力和反作用力D．人將繩子拉得越緊，猴子受到的合力越大參考答案：AC3.（單選）質(zhì)量為m的汽車(chē)，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P，且行駛過(guò)程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車(chē)速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車(chē)的車(chē)速為v／4時(shí)。汽車(chē)的瞬時(shí)加速度的大小為

（A）

3P／mv

（B）2P／mv

（C）

P／mv

（D）

4P／mv參考答案：A4.如圖所示，質(zhì)量為m0＝20kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)＝5m的木板放在水平面上，木板與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0.15。將質(zhì)量m＝10kg的小木塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），以v0＝4m/s的速度從木板的左端滑上木板，小木塊與木板面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.4，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g＝10m/s2。則以下判斷中正確的是（

）A．木板一定靜止不動(dòng)，小木塊不能滑出木板B．木板一定靜止不動(dòng)，小木塊能滑出木板C．木板一定向右滑動(dòng)，小木塊不能滑出木板D．木板一定向右滑動(dòng)，小木塊能滑出木板參考答案：A5.傳感器的輸出量通常為（

）A．非電量信號(hào)

B．電量信號(hào)

C．位移信號(hào)

D．光信號(hào)參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在將空氣壓縮裝入氣瓶的過(guò)程中，溫度保持不變，外界做了24kJ的功?，F(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過(guò)程中，瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5kJ的熱量。在上述兩個(gè)過(guò)程中，空氣的內(nèi)能共減小________kJ，空氣________(選填“吸收”或“放出”)的總熱量為_(kāi)_______kJ。參考答案：(1)交流(2)(3)1.37.在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為，該金屬的逸出功為_(kāi)_____。若用波長(zhǎng)為（<0）單色光做實(shí)驗(yàn)，則其截止電壓為_(kāi)_____。已知電子的電荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e、c和h。參考答案：8.如圖所示是一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s，則x=1.5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)=

▲

cm，x=2.0m處質(zhì)點(diǎn)在0-1.5s內(nèi)通過(guò)的路程為

▲

cm。參考答案：、309.如圖，傾角為37°，質(zhì)量不計(jì)的支架ABCD的D端有一大小與質(zhì)量均可忽略的光滑定滑輪，A點(diǎn)處有一固定轉(zhuǎn)軸，CA⊥AB，DC＝CA＝0.3m。質(zhì)量m＝lkg的物體置于支架的B端，并與跨過(guò)定滑輪的輕繩相連，繩另一端作用一豎直向下的拉力F，物體在拉力作用下沿BD做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，己知物體與BD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3。為保證支架不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，物體向上滑行的最大距離s＝＿＿＿＿m。若增大F后，支架仍不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，物體能向上滑行的最大距離s′＿＿＿＿s(填：“大于”、“等于”或“小于”。)(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)參考答案：0.248

等于拉力F=mgsin37°+μmgcos37°=8.4N。BC=CA/sin37°＝0.5m.設(shè)m對(duì)支架BC的壓力mgcos37°對(duì)A點(diǎn)的力臂為x，由力矩平衡條件，F(xiàn)·DCcos37°+μmgcos37°·CAcos37°=F·CAcos37°+mgcos37°·x，解得x=0.072m。由x+s=BC-ACsin37°解得s=0.248m。由上述方程可知，F(xiàn)·DCcos37°=F·CAcos37°，x值與F無(wú)關(guān)，所以若增大F后，支架仍不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，物體能向上滑行的最大距離s′=s。10.一個(gè)同學(xué)在研究小球自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，用頻閃照相連續(xù)記錄下小球的位置如圖所示。已知閃光周期為s，測(cè)得x1=7.68cm，x3=12.00cm，用上述數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算可得小球運(yùn)動(dòng)的加速度約為_(kāi)______m/s2，圖中x2約為_(kāi)_______cm。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）參考答案：9.72,

9.84(填對(duì)1個(gè)空3分,2個(gè)空5分)由，可得答案。

11.如圖8-13所示，質(zhì)量為0.1g的小球，帶有5×10－4C的正電荷，套在一根與水平成37o的細(xì)長(zhǎng)絕緣桿上，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，桿所在空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小球由靜止開(kāi)始下滑的最大加速度為

m/s2，最大速率為_(kāi)_____多少？（g=10m/s2）參考答案：6m/s2

=10m/s12.（6分）一個(gè)電子和一個(gè)正電子對(duì)撞發(fā)生湮滅而轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，設(shè)正、負(fù)電子對(duì)撞前的質(zhì)量均為m，動(dòng)能均為EK，光速為C，普朗克常為h，則對(duì)撞過(guò)程中的質(zhì)量虧損為_(kāi)_______轉(zhuǎn)化為光子波長(zhǎng)為_(kāi)____________。參考答案：2m；13.一小球從水平臺(tái)面邊緣以速度v水平飛出，落到水平地面上需要時(shí)間為t，落地點(diǎn)距臺(tái)面邊緣的水平距離為s。若使小球以速度2v仍從同一位置水平飛出，落到水平地面上需要時(shí)間為 ；落地點(diǎn)距臺(tái)面邊緣的水平距離為

。

參考答案：t；2s三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（1）某同學(xué)利用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)進(jìn)行“探究加速度與物體所受合力F的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，應(yīng)滿(mǎn)足的實(shí)驗(yàn)條件是：沙和沙桶的總質(zhì)量

（填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“近似等于”）滑塊的質(zhì)量。該同學(xué)保持滑塊的質(zhì)量不變，改變沙的質(zhì)量，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F關(guān)系圖線(xiàn)（如圖乙所示），說(shuō)明此圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是：

。（2）該同學(xué)又利用了這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“合外力做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。在滿(mǎn)足上述條件的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱(chēng)量滑塊的質(zhì)量M。往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱(chēng)出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m。讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，已知紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)p、q（如下圖）。圖中的L和xp、xq的長(zhǎng)度已經(jīng)測(cè)出。則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

。（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量）。參考答案：（1）遠(yuǎn)小于；（2分）沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。（2分）（2）mgL=(-x)或mgL=(-x)（2分）15.小明同學(xué)為測(cè)某一遙控電動(dòng)小車(chē)的有關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①用天平測(cè)出電動(dòng)小車(chē)的質(zhì)量為0.4kg；②將電動(dòng)小車(chē)、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖所示安裝；③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)周期為0.02s）；④使電動(dòng)小車(chē)以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉電動(dòng)小車(chē)的電源，待電動(dòng)小車(chē)靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（設(shè)電動(dòng)小車(chē)在整個(gè)過(guò)程中所受的阻力恒定）。在上述過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡記錄了小車(chē)停止之前的運(yùn)動(dòng)情況，如圖所示。請(qǐng)分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：①該電動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的最大速度為

▲

m/s；②該電動(dòng)小車(chē)關(guān)閉電源后的加速度大小為

▲

m/s2；

(以上各空均保留兩位有效數(shù)字)參考答案：①

1.5

m/s；

②

2.1

m/s2；

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器?；匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q，在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。（1）

求粒子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；（2）

求粒子從靜止開(kāi)始加速到出口處所需的時(shí)間t；（3）實(shí)際使用中，磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率都有最大值的限制。若某一加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率的最大值分別為Bm、fm，試討論粒子能獲得的最大動(dòng)能E㎞。參考答案：見(jiàn)解析試題分析：（1）狹縫中加速時(shí)根據(jù)動(dòng)能定理，可求出加速后的速度，然后根據(jù)洛倫茲力提供向心力，推出半徑表達(dá)式；（2）假設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)n圈后到達(dá)出口，則加速了2n次，整體運(yùn)用動(dòng)能定理，再與洛倫茲力提供向心力，粒子運(yùn)動(dòng)的固有周期公式聯(lián)立求解；（3）Bm對(duì)應(yīng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)可提供的最大頻率，fm對(duì)應(yīng)加速電場(chǎng)可提供的最大頻率，選兩者較小者，作為其共同頻率，然后求此頻率下的最大動(dòng)能．解：（1）設(shè)粒子第1次經(jīng)過(guò)狹縫后的半徑為r1，速度為v1qU=mv12qv1B=m解得同理，粒子第2次經(jīng)過(guò)狹縫后的半徑則．（2）設(shè)粒子到出口處被加速了n圈解得．（3）加速電場(chǎng)的頻率應(yīng)等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率，即當(dāng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為Bm時(shí)，加速電場(chǎng)的頻率應(yīng)為粒子的動(dòng)能當(dāng)fBm≤fm時(shí)，粒子的最大動(dòng)能由Bm決定解得當(dāng)fBm≥fm時(shí)，粒子的最大動(dòng)能由fm決定vm=2πfmR解得答：（1）r2：r1=：1（2）t=（3）當(dāng)fBm≤fm時(shí)，EKm=；當(dāng)fBm≥fm時(shí)，EKm=．【點(diǎn)評(píng)】此題是帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)與動(dòng)能定理的靈活應(yīng)用，本題每一問(wèn)都比較新穎，需要學(xué)生反復(fù)琢磨解答過(guò)程．17.如圖所示，半徑R=2m的四分之一粗糙圓弧軌道AB置于豎直平面內(nèi)，軌道的B端切線(xiàn)水平，且距水平地面高度為h=1．25m，現(xiàn)將一質(zhì)量m=0．2kg的小滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放，滑塊沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)以v=5m/s的速度水平飛出（g取10m／s2）求：

（1）小滑塊沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功；

（2）小滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力大小；

（3）小滑塊著地時(shí)的速度大小和方向（用與水平方向的夾角表示）。參考答案：（1）1.5J

（2）4.5N

（3）5m/s

與水平方向成45018.如圖甲所示，物塊A、B的質(zhì)量分別是mA=4.0kg和mB=3.0kg．用輕彈簧拴接，放在光滑的水平地面上，物塊B右側(cè)與豎直墻相接觸．另有一物塊C從t=0時(shí)以一定速度向右運(yùn)動(dòng)，在t=4s時(shí)與物塊A相碰，并立即與A粘在一起不再分開(kāi)，物塊C的v﹣t圖象如圖乙所示．求：①物塊C的質(zhì)量？②B離開(kāi)墻后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧具有的最大彈性勢(shì)能EP？參考答案：解：①由圖知，C與A碰前速度為v1=9m/s，碰后速度為v2=3m/s，C與A碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，以C的初速度為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mCv1=（mA+mC）v2，解得：mC=2kg；②12s末B離開(kāi)墻壁，之后A、B、C及彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能