江苏省镇江市白兔中学2021年高三物理月考试题含解析

江苏省镇江市白兔中学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.（多选题）如图所示，将质量为0.2kg的圆环套在固定的水平直杆上，环的直径略大于杆的直径，环与杆之间的动摩擦因数为0.8．对环施加一位于竖直平面内斜向上的拉力F，使圆环以4.4m/s2的加速度沿杆加速运动，拉力与杆的夹角为53°，已知sin53°=0.8．cos53°=0.6，取g=10m/s2，则F的大小为（）A．F=1N B．F=2N C．F=9N D．F=18N参考答案：BD【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．【分析】对环受力分析，受重力、拉力、弹力和摩擦力，其中弹力可能向上，也可能向下；要分两种情况根据牛顿第二定律列方程求解即可．【解答】解：对环受力分析，受重力、拉力、弹力和摩擦力；令Fsin53°=mg，F=2.5N此时无摩擦力．圆环沿杆做匀加速运动当F＜2.5N时，杆对环的弹力向上，由牛顿第二定律有：水平方向上：Fcosθ﹣μFN=ma，竖直方向上：FN+Fsinθ=mg，解得：F=2N当F＞2.5N时，杆对环的弹力向下，由牛顿第二定律有：水平方向上有：Fcosθ﹣μFN′=ma，竖直方向上有：Fsinθ=mg+FN′，解得：F=18N故BD正确，AC错误．故选：BD．2.（多选题）足够长的水平黑色传送带处于静止状态，一白灰块（可视为质点）静止在传送带上，白灰块与传送带间有摩擦，动摩擦因数为μ。突然使传送带以恒定的速度v0做匀速直线运动，白灰块将在传送带上划下白色痕迹，经过某一时间t，令传送带突然停下，以后不再运动。在最白灰块也不再运动时，传送带上白色痕迹的长度可能是（已知重力加速度为g，假设白灰块与传送带摩擦划痕过程中质量不变）A．

B．

C．

D．参考答案：AC3.如图所示，水平桌面上叠放着A、B两物体，B物体受力F作用，A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动，则B物体的受力个数为（

）A．4个

B．5个

C．6个

D．7个参考答案：C4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知周期T=0.2s，t=0时刻的波形如图所示，波上有P、Q两质点，其纵坐标分别为yP=2cm，yQ=﹣2cm，下列说法中正确的是（））A．该波波速为10m/sB．在0.25s内，P点通过的路程为20cmC．P点振动比Q点超前半个周期D．P、Q在振动的过程中，位移的大小总相等E．在相等的时间内，P、Q两质点通过的路程不相等参考答案：解：A、由波形图象知，波长λ=2m，波速，故A正确；B、，在一个周期内质点通过的路程等于4A，但在内，质点通过的路程不一定等于A，只有质点从平衡位置或最大位移处开始振动，个周期内通过的路程才等于A，图中质点P在t=0时刻，不是处于最大位移处也不是位于平衡位置，而是距平衡位置2cm，所以通过的路程不等于A，所以在0.25s时间内质点P运动的路程不等于5A，即不等于20cm，故B错误；C、PQ两质点平衡位置间的距离为半个波长，P点距波源近，P点先振动，所以P点振动比Q点振动超前半个周期，故C正确；DE、PQ两质点平衡位置间的距离为半个波长，振动反相，两质点的位移大小始终相等，在相同的时间内两质点通过的路程大小相等，故D正确，E错误；故选：ACD【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】P、Q两点平衡位置间的距离等于半个波长，振动形式从P传到Q需要半个周期，这两点的振动情况总是相反．根据时间与周期的关系，分析P、Q的位置，求解路程．5.下面是历史上发现原子内部结构的几个著名实验的装置图，其中发现质子的装置是（

）参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料。在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（）很不稳定，经过_____次β衰变后变成钚239（）。参考答案：27.（15分）已知万有引力常量为G，地球半径为R，同步卫星距地面的高度为h，地球的自转周期T，地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法：地球赤道表面的物体随地球作圆周运动，由牛顿运动定律有又因为地球上的物体的重力约等于万有引力,有

由以上两式得:

⑴请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出正确的解法和结果。

⑵由以上已知条件还可以估算出哪些物理量?(请估算两个物理量,并写出估算过程).参考答案：解析：（1）以上结果是不正确的。因为地球赤道表面的物体随地球作圆周运动的向心力并不是物体所受的万有引力，而是万有引力与地面对物体支持力的合力。……………(3分)

正确解答如下：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速度大小为：……………(4分)

(2)①可估算地球的质量M，设同步卫星的质量为m，轨道半径为，周期等于地球自转的周期为T，由牛顿第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步卫星运转时线速度的大小，由①知地球同步卫星的周期为T，轨道半径为，所以……………(4分)【或：万有引力提供向心力……………(1分)

对地面上的物体有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】17.(12分)如图甲的光电门传感器是测定瞬时速度大小的仪器．其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端，当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时，和它连接的数字计时器可记下挡光的时间Δt，则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小。(1)为了减小测量瞬时速度的误差，应选择宽度比较________(选填“宽”或“窄”)的挡光板。(2)如图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置，他将该光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，小车每次都从同一位置A点静止释放．①如图丙所示，用游标卡尺测出挡光板的宽度d＝________mm，实验时将小车从图乙A点静止释放，由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔Δt＝0.02s，则小车通过光电门时的瞬时速度大小为________m/s；②实验中设小车的质量为m1，重物的质量为m2，则在m1与m2满足关系式________时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等；③测出多组重物的质量m2和对应挡光板通过光电门的时间Δt，并算出小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车的加速度与力之间的关系．处理数据时应作出________图象(选填“v—m2”或“v2—m2”)；④某同学在③中作出的线性图象不过坐标原点，其可能的原因是__________________。参考答案：(1)窄(2)①11.400.57②m1?m2③v2－m2④小车与水平轨道间存在摩擦力9.12．如图所示，A、B为不同金属制成的正方形线框，导线粗细相同，A的边长是B的2倍，A的密度是B的1/2，A的电阻是B的4倍。当它们的下边在同一高度竖直下落，垂直进入如图所示的磁场时，A框恰能匀速下落，那么；（1）B框进入磁场过程将作

运动（填“匀速”“加速”“减速”）；（2）两线框全部进入磁场的过程中，A、B两线框消耗的电能之比为

。参考答案：10.如图，半径为和的圆柱体靠摩擦传动，已知，分别在小圆柱与大圆柱的边缘上，是圆柱体上的一点，，如图所示，若两圆柱之间没有打滑现象，则∶∶=

；ωA∶ωB∶ωc=

。参考答案：11.(选修模块3－4)（4分）如图所示为一列简谐横波t=0时刻的波动图象，已知波沿x轴正方向传播，波速大小为0.4m/s。则在图示时刻质点a、b所受的回复力大小之比为________，此时刻起，质点c的振动方程是：____cm。

参考答案：

答案：2:1（2分）

y=15cos10πt（2分）12.如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是_____________.参考答案：C13.有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v＝2m/s。在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5m处重合，如图所示。

①两列波的周期分别为Ta

和Tb

。②当t1＝0.5s时，横波b的传播使质点P发生的位移为_____________m。参考答案：①1.25s；2s；②-2cm------------每空1分，共3分三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（单选）质量为2kg的物体在x-y平面做曲线运动，在x方向的速度图像如图所示，y方向以4m/s匀速运动,下列说法正确的是：(

)A.质点的初速度为5m/sB.质点所受的合外力为6NC.质点初速度的方向与合外力方向垂直

D.2s末速度大小为6m/s

参考答案：A15.在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧．为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为m＝0.1kg，取g＝10m/s2)，并记录绳下端的坐标X加i(下标i表示挂在绳下端的钩码个数)，然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标X减i，绳下端坐标的平均值Xi＝(X加i＋X减i)/2的数据如下表：

挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标(Xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(a)同一橡皮绳的X加i________X减i(填“大于”或“小于”)．(b)________同学的数据更符合实验要求(填“甲”或“乙”)．(c)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数

k(N/m)．(d)为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？

。参考答案：(1)因为橡皮绳在伸长后不能完全恢复到原来的长度，所以同一橡皮绳的X加i小于X减i.(2)由于橡皮绳的伸长与拉力(钩码个数)成正比，橡皮绳下端坐标(橡皮绳长度)应随钩码个数的增加线性增加，即每增加一个钩码，橡皮绳下端坐标值的增加相同，从表中数据可以看出，乙同学的测量数据较符合这一要求．(3)由所给数据得改变量如下表所示.挂在橡皮绳下端的钩码个数改变量(Xi－X1)/mm

甲乙100230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.5因甲同学所用橡皮绳已超过了弹性限度，故应选用乙同学数据作图．以乙同学数据作图得由图可得k乙＝57～70N/m(4)尽可能使弹簧的伸长量在弹性限度内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差．

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.质量为m的飞机模型，在水平跑道上由静止匀加速起飞，假定起飞过程中受到的平均阻力恒为飞机所受重力的k倍，发动机牵引力恒为F，起飞过程中的滑行时间为t。求（1）飞机模型起飞过程中的滑行距离；（2）飞机模型离开地面起飞时发动机牵引力的功率；（3）若飞机起飞利用电磁弹射技术，将大大缩短起飞距离。图甲所示为电磁弹射装置的原理简化示意图，与飞机连接的金属块可在两根相互靠近且平行的导轨上无摩擦滑动，大容量电容器释放储存电能所产生的强大电流从一根导轨流入，经过金属块，再从另一根导轨流出；导轨中的强大电流形成的磁场方向垂直于导轨平面，金属块受磁场力的作用获得速度，从而推动飞机。上述飞机模型在电磁弹射装置与飞机发动机同时工作的情况下（设飞机的牵引力F及受到的平均阻力不变），可使起飞距离缩短为x。借助电源向电容器充电过程中，电容器两极板间电压u与极板上所带电荷量q的关系图象（u-q图象，如图乙所示），可以借鉴教科书中v-t图求位移的方法，确定电容器储存电能的规律。若大容量电容器电容为C，充电电压为Um时进行弹射，完成第一次弹射后电容器的电压为U1。求a：电容器储存电能与电容器的电容C和电容器两端电压U的关系b：电容器释放的电能转化为飞机动能的效率。参考答案：（1）根据牛顿第二定律：

做匀加速直线运动：

由得（2）由

由得a:根据E电=qU，可得E电=b:飞机的启动过程，根据动能定理可得：得η17.近来，我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为．每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人．只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才能保证行人的生命安全．如下图所示，停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为20m．质量4t、车长5m的卡车以45km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯．（1）若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为1.0×104N．求卡车的制动距离；（2）若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD．为确保行人安全，D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：（1）卡车制动后做匀减速直线运动，其初速v0=18m/s．加速度为阻力除以质量，由于是刹车停止，所以末速度为零，这是一个隐含的量．由运动学公式可以求得其位移．（2）汽车通过而不受影响的话，其位移应该是AB与CD的间距加上车身的长度，这里没说车是质点，并且已经明确告诉的车身长度，所以切记卡车通过的位移为36m．解答：（解：（1）据牛顿第二定律知，卡车制动的加速度：a===2.5（m/s2）据速度位移关系知，卡车的制动距离：02﹣v2=﹣2ax1解得：x1===31.25m；（2）从卡车前端驶过停车线AB运动至车尾驶过前方斑马线CD，卡车行驶的距离为：x2=29+7=36（m）卡车行驶此段距离所需时间：为确保行人安全，D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少2s变为绿灯．答：（1）卡车的制动距离54m；（2）信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少2s变为绿灯．点评：本题情景和现实贴近，注重考查学生对知识的灵活运用，并且要注意题目设置的陷阱，如第二问在考虑通过时间时，要弄准其位移是多少