上海市西郊学校2021年高三物理月考试题含解析

上海市西郊学校2021年高三物理月考试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）如图所示，小车上有一个固定的水平横杆，左边有一与横杆固定的轻杆，与竖直方向成θ角，下端连接一小铁球．横杆右边用一根细线吊另外一小铁球，当小车做匀变速运动时，细线保持与竖直方向成α角．若θ＜α则下列哪一项说法正确的是（

）A、轻杆对小球的弹力方向与细线平行B、轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上C、小车一定以加速度gtanα向右做匀加速运动D、小车一定以加速度gtanθ向右做匀加速运动参考答案：A2.如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为K=4×102N/m．悬挂的重物的质量分别为m1=2Kg、m2=4Kg．取g=10m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为（）A．5cm、10cm B．10cm、5cm C．15cm、10cm D．10cm、15cm参考答案：C【考点】共点力平衡的条件及其应用；胡克定律．【分析】以m2为研究对象可知，m2受弹簧拉力及本身的重力而处于平衡状态，故由平衡条件可求得弹簧S2的伸长量；对整体进行受力分析，整体受重力、弹簧的拉力，由平衡条件可求得S1的伸长量．【解答】解：m2受重力、弹簧的拉力而处于平衡状态，其拉力F2=kS2；由共点力的平衡条件可知，kS2=m2g；解得：S2==m=10cm；同理对整体有：kS1=（m1+m2）g解得：S1=m=15cm；故选C．3.（多选）关于电磁波及其应用下列说法正确的是

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A．麦克斯韦首先通过实验证实了电磁波的存在

B．电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象

C．电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程

D．微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的参考答案：BD

4.（单选）如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中，牛顿设想，抛出速度很大时，物体就不会落回地面．已知地球半径为R，月球绕地球公转的轨道半径为n2R，周期为T，不计空气阻力，为实现牛顿设想，抛出的速度至少为（）A．B．C．D．参考答案：解：根据万有引力提供向心力，即=mr=n2R在地球表面附近，万有引力等于重力得：G=m，解得：v=．故选：D．5.某物体运动的v－t图象如图所示，下列说法正确的是：A．物体在第1s末运动方向发生变化B．前４s内合外力冲量为零C．第1s内合外力的功率保持不变D．前3s内合外力做正功参考答案：BD0-2s物体一直沿正方向运动，A错误；前４s内物体动量的变化量为0，故合外力的冲量为零，B正确；0-1s物体做匀加速直线运动，加速度不变，故合外力恒定，由P=Fv知第1s内合外力的功率逐渐增大，C错误；前3s内物体的动能增大，据动能定理可知，合外力做正功，D正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代．宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的C，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730年．该衰变的核反应方程式为．C的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中C的含量是不变的．当生物体死亡后，机体内C的含量将会不断减少．若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的25%，则这具遗骸距今约有11460年．参考答案：考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度．专题：衰变和半衰期专题．分析：根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程；经过一个半衰期，有半数发生衰变，通过剩余的量确定半衰期的次数，从而求出遗骸距今约有多少年．解答：解：根据电荷数守恒、质量数守恒得，．经过一个半衰期，有半数发生衰变，测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的25%，根据=得，n=2，即经过2个半衰期，所以t=2×5730=11460年．故答案为：；

11460点评：解决本题的关键知道在核反应中电荷数守恒、质量数守恒，以及知道半衰期的定义．7.（多选）一个质量为m的物体以某一速度从固定斜面底端冲上倾角的斜面，其加速度为g，如图此物体在斜面上上升的最大高度为h，则此过程中正确的是

A．物体动能增加了B．物体克服重力做功mghC．物体机械能损失了mghD.物体克服摩擦力做功参考答案：BC解析：A、物体在斜面上加速度为，方向沿斜面向下，物体的合力F合=ma=，方向沿斜面向下，斜面倾角a=30°，物体从斜面底端到最大高度处位移为2h，

物体从斜面底端到最大高度处，物体合力做功W合=-F合?2h=-mgh根据动能定理研究物体从斜面底端到最大高度处得W合=△Ek所以物体动能减小mgh，故A错误．B、根据功的定义式得：重力做功WG=-mgh，故B正确．C、重力做功量度重力势能的变化，所以物体重力势能增加了mgh，而物体动能减小mgh，所以物体机械能损失了mgh，故C正确．D、除了重力之外的力做功量度机械能的变化．物体除了重力之外的力做功还有摩擦力做功，物体机械能减小了mgh，所以摩擦力做功为-mgh，故D错误．故选：BC．8.两点电荷间距离为r时，相互作用力为F，当距离变为r/2时，它们之间相互作用力为______________F，为使作用力仍为F，则两点电荷的电量可同时为原来的_________________倍.参考答案：4

，

9.如图所示，一列沿+x方向传播的简谐横波在t=0时刻刚好传到x=6m处，已知波速v=10m/s，则图中P点开始振动的方向沿

（选填“+y”或“-y”）方向，在x=21m的点在t=

s第二次出现波峰．参考答案：10.像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力”的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为l的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出），用米尺测量两光电门的间距为l，小车上固定着用于挡光的窄片K，窄片的宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2，已知l＞＞d。（1）则小车的加速度表达式a=____________（用l、d、t1和t2表示）；（2）某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a-F图线．如图中的实线所示，则图线不通过坐标原点O的原因是______________________;参考答案：11.单摆做简谐振动时回复力是由摆球__________的分力提供。用单摆测重力加速度实验中，尽量做到摆线要细，弹性要小，质量要轻，其质量要_________摆球质量。参考答案：

(1).重力沿圆弧切线；

(2).远小于【详解】单摆做简谐振动时回复力是由摆球重力沿圆弧切线的分力提供。用单摆测重力加速度实验中，尽量做到摆线要细，弹性要小，质量要轻，其质量要远小于摆球质量。12.一轻弹簧原长为10cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5N的钩码，静止时它的长度为12cm，弹簧的劲度系数为

N/m；现有一个带有半径为14cm的光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，右图所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且∠BOP=30°，则小球重为

N。参考答案：（25；）13.如图所示，一定质量的理想气体，处在A状态时，温度为tA=27℃，则在状态B的温度为﹣33℃．气体从状态A等容变化到状态M，再等压变化到状态B的过程中对外所做的功为300J．（取1atm=1.0×105Pa）参考答案：考点：理想气体的状态方程．专题：理想气体状态方程专题．分析：由图象可知A和B状态的各个状态参量，根据理想气体的状态方程可以求得在B状态时气体的温度，在等压变化的过程中，封闭气体的压力不变，根据功的公式W=FL可以求得气体对外做功的大小．解答：解：由图可知，对于一定质量的理想气体，在A状态时，PA=2.5atm，VA=3L，TA=27+273=300K在B状态时，PB=1atm，VB=6L，TB=？根据理想气体的状态方程可得=代入数据解得TB=240k=﹣33°C气体从状态A等容变化到状态M的过程中，气体的体积不变，所以此过程中不对外部做功，从状态M等压变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，压力的大小为F=PS，气体对外做的功的大小为W=FL=PS?L=P△V=1.0×105Pa×（6﹣3）×10﹣3=300J．故答案为：﹣33°C，300J点评：根据图象，找出气体在不同的状态下的状态参量，根据理想气体状态方程计算即可，在计算做功的大小的时候，要注意A到M的过程，气体的体积不变，气体对外不做功．只在M到B的等压的过程中对外做功．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）如图13所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,’开始用手托住物块.使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。现将A由静止释放.当A下滑到C点时(C点图中未标出)A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0.3m,AC距离为0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。试求：(1)滑'块A的质量mA(2)若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C点时A、B的速度大小分别是多少？参考答案：（1）

（2）

（3），功能关系．解析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=mBg，解得：弹簧的压缩量x1=0.1m（1分）当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。（1分）由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑块A质量增加一倍，则mA=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2

由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得（2分）又有几何关系可得AB的速度关系有vAcosθ=vB（1分）其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物体静止条件求出弹簧压缩的长度，再根据几何知识求出物体B上升的距离，从而可求出弹簧伸长的长度，然后再根据能量守恒定律即可求解物体A的质量；题（2）的关键是根据速度合成与分解规律求出物体B与A的速度关系，然后再根据能量守恒定律列式求解即可．15.如图甲所示，将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出，小球在运动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示，设阻力大小恒定不变，g=10m/s2，求（1）小球在上升过程中受到阻力的大小f．（2）小球在4s末的速度v及此时离抛出点的高度h．参考答案：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．专题： 牛顿运动定律综合专题．分析： （1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度，再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力．（2）利用牛顿第二定律求出下落加速度，利用运动学公式求的速度和位移．解答： 解：由图可知，在0～2s内，小球做匀减速直线运动，加速度大小为：由牛顿第二定律，有：f+mg=ma1代入数据，解得：f=6N．（2）2s～4s内，小球做匀加速直线运动，其所受阻力方向与重力方向相反，设加速度的大小为a2，有：mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知，小球在4s末离抛出点的高度：．答：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m点评： 本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式，注意加速度是中间桥梁四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一质量m=0.9kg的小球，系于长L=0.9m的轻绳一端，绳的另一端固定在O点，假定绳不可伸长、柔软且无弹性．现将小球从O点的正上方O1点以初速度v0=2.25m/s水平抛出，已知OO1=0.8m，如图所示．（g取10m/s2）试求：（1）轻绳刚伸直时，绳与竖直方向的夹角θ；（2）当小球到达O点的正下方时，小球对绳的拉力．参考答案：解：（1）质点做平抛运动，当绳刚伸直时，设绳与竖直方向的夹角为θ．则

v0t=Lsinθ=OO1﹣Lcosθ其中，L=0.9m，v0=2.25m/s，OO1=0.8m，联立解得：θ=，t=0.4s（2）绳绷直时刚好水平，如图所示，由于绳不可伸长，故绳绷直瞬间，分速度v0立即减为零，小球仅有竖直速度v⊥，且v⊥=gt=4m/s小球在竖直平面内做圆周运动，设小球到达O点正下方时的速度为v′，根据机械能守恒有：=+mgL小球在最低点，设绳对球的拉力为F，由牛顿第二定律得：F﹣mg=m联立解得：F=43N根据牛顿第三定律知，小球对绳的拉力大小也为43N，方向竖直向下．答：（1）轻绳刚伸直时，绳与竖直方向的夹角θ是；（2）当小球到达O点的正下方时，小球对绳的拉力大小为43N，方向竖直向下．【考点】机械能守恒定律；平抛运动．【分析】（1）先将平抛运动沿水平和竖直方向正交分解，根据位移公式和几何知识列式求解绳与竖直方向的夹角θ；（2）当绳刚绷直时，由于绳不可伸长，则沿绳子方向的速度立即减为零，只有垂直于绳的速度．此后向下摆动的过程，机械能守恒，由机械能守恒定律求出小球到达O点的正下方的速度，再由牛顿第二定律求绳的拉力．17.一个质量m=0.1kg,边长L=0.5m的正方形金属框，其电阻R=0.5Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端（金属框上边与AB重合），由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边CD平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端（金属框下边与CD重合）。设金属框在下滑过程中的速度为v,对应的位移为s,那么v2-s图像如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上，取g=10m/s2(1)根据v2-s图像所提供的信息，计算斜面的倾角θ和匀强磁场的宽度d(2)

计算匀强磁场的磁感应强度B的大小；(3)现用平行于斜面沿斜面向上的恒力F1作用在金属框上，使金属框从斜面底端CD(金属框下边与CD重合）由静止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后，平行斜面沿斜面向上的恒力大小变为F2,直至金属框到达斜面顶端（金属框上边与从AB重合）c试计算恒力F1、F2所做总功的最小值？(F1、F2虽为恒力，但大小均未知）.参考答案：（1）从s＝0到s＝1.6米的过程中，由公式v2＝2as，得该段图线斜率a＝5m/s2，根据牛顿第二