2021-2022学年湖南省岳阳市济南铁路局职工子弟中学高三物理月考试题含解析

2021-2022学年湖南省岳阳市济南铁路局职工子弟中学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.如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小F＝kv(k为常数，v为环的运动速度)，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为()A．mv

B．mv＋

C．0

D．mv－参考答案：ACD2.（单选）如图，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为() A． B． C． D．2参考答案：C木板沿斜面加速下滑时，猫保持相对斜面的位置不变，即相对斜面静止，加速度为零．将木板和猫作为整体，根据牛顿第二定律F合=F猫+F木板=0+2ma（a为木板的加速度），整体受到的合力的大小为猫和木板沿斜面方向的分力的大小，即F合=3mgsinα，解得，所以C正确。3.如图所示是由“与门”、“或门”和“非门”三个基本逻辑电路组成的一个组合逻辑电路，A、B、C为输入端，Z为输出端，在完成真值表时，输出端Z空格中从上到下依次填写都正确的是：

A．00000010

B．00101010C．00010101

D．以上答案都不正确

参考答案：C4.如图所示，将完全相同的两小球A、B，用长为L＝0.8m的细绳悬于以v＝4m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触．由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比FA∶FB为(g取10m/s2)A．3∶1

B．2∶1

C．1∶1

D．4∶1参考答案：A5.一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。则Q方:Q正等于A.B.C.1:2D.2:1参考答案：D试题分析

本题考查交变电流的图线、正弦交变电流的有效值、焦耳定律及其相关的知识点。解析

根据题述，正弦交变电流的电压有效值为，而方波交流电的有效值为u0，根据焦耳定律和欧姆定律，Q=I2RT=T，可知在一个周期T内产生的热量与电压有效值的二次方成正比，Q方∶Q正=u02∶（）2=2∶1，选项D正确。点睛

此题将正弦交变电流和方波交变电流、有效值、焦耳定律有机融合。解答此题常见错误是：一是把方波交变电流视为正弦交变电流；二是认为在一个周期T内产生的热量与电压有效值，导致错选B；三是比值颠倒，导致错选C。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（实验）在研究匀变速直线运动的实验中，小明正常进行操作，打出的一条纸带只有三个连续的清晰点，标记为0、1、2，已知打点频率为50Hz，则纸带的加速度为

；而P点是纸带上一个污点，小明想算出P点的速度，你认为小明的想法能否实现？若你认为小能实现，请说明理南；若实现请算出P点的速度：

．（如图是小明用刻度尺测量纸带时的示意图）参考答案：5m/s2；0.95m/s解析：根据刻度尺可知：0-1的距离x1=8cm，1-2的距离x2=18-8=10cm，物体做匀变速直线运动，因此有：△x=aT2，得：a==5m/s2

根据匀加速直线运动相邻的相等时间内的位移之差是一个定值△x=0.2cm，则打第3个点的位置为x3=1.8+1.2=3cm，

打第4个点的位置为x4=3+1.4=4.4cm，

打第5个点的位置为x5=4.4+1.6=6cm，

打第6个点的位置为x5=6+1.8=7.8cm，

由图可知，P点的位置为7.8cm，所以P点就是打的第6个点．

物体做匀变速直线运动，根据时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度有：v1==0.45m/s；则vP=v1+5Ta=0.45+5×0.02×5=0.95m/s7.如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在该平面上以、与导线成60°角的初速度运动，其最终的运动状态是__________，环中最多能产生__________J的电能。参考答案：匀速直线运动；0.03金属环最终会沿与通电直导线平行的直线，做匀速直线运动；最终速度v=v0cos60°由能量守恒定律，得环中最多能产生电能E=ΔEk=0.03J【考点定位】电磁感应；能量守恒定律8.在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两组分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a-F图像。（1）位移传感器（B）属于

。（填“发射器”或“接收器”）（2）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是

。（3）图（c）中符合甲组同学做出的实验图像的是

；符合乙组同学做出的实验图像的是

。参考答案：（1）发射器（2分）（2）小车的质量远大于重物的质量（2分）（3）②（1分）；①（1分）9.如图所示电路，R1∶R3＝3∶1，安培表1的示数为1A。在外电路中每移动1C电量电场力做功为6J，在电源内部，把1C电荷从某一极移到另一极，非静电力做功8J，该电路的电源电动势是

V，内电阻是

W．参考答案：8V，0.5Ω10.P、Q是一列简谐横波中的质点，相距30m，各自的振动图象如图所示．①此列波的频率f＝________Hz.②如果P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，那么波长λ＝________m.③如果P比Q离波源远，那么波长λ＝________m.参考答案：（6分）(1)0.25(2)40(3)m(n＝0,1,2,3…)11.某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、

（填测量工具）和

电源（填“交流”或“直流”）；（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是（

）A.放开小车，能够自由下滑即可

B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可

D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是（

）A．橡皮筋处于原长状态

B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处

D．小车已过两个铁钉的连线参考答案：12.如图所示，在倾角为37°的固定光滑斜面上放着一块质量不计的薄板，水平放置的棒OA，A端搁在薄板上，O端装有水平转轴，将薄板沿斜面向上和向下匀速拉动时所需拉力大小之比为3：4，则棒对板的压力大小之比为__________，棒和薄板间的动摩擦因数为_____________。（cos37o=0.8，sin37o=0.6）参考答案：3:4；13.如下左图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC=α．AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力．现物块静止不动，则摩擦力的大小为

参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-4模块）(6分)如图所示，红光和紫光分别从介质1和介质2中以相同的入射角射到介质和真空的界面，发生折射时的折射角也相同。请你根据红光在介质1与紫光在介质2的传播过程中的情况，提出三个不同的光学物理量，并比较每个光学物理量的大小。参考答案：答案：①介质１对红光的折射率等于介质２对紫光的折射率；②红光在介质１中的传播速度和紫光在介质２中的传播速度相等；③红光在介质１中发生全反射的临界角与紫光在介质２中发生全反射的临界角相等。（其它答法正确也可；答对每１条得２分，共6分）15.如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为M=0.1kg，电阻为R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率Pm。参考答案：0.5；1/6s；0.54W【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，则（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大由可求得v2=1.8m/s根据线框匀速进入磁场时：可得FA=0.2N又因为可得将v2、B2L2带入可得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.某学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1Ω，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4Ω，全校共22个教室，每个教室有“220V，40W”的灯泡6盏并联，要求保证所有灯泡都正常发光，则：发电机的输出功率多大？发电机的电动势多大？输电效率是多少？若每个教室使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率变为多大？参考答案：（1）根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程，如图所示．所有灯都正常工作的总功率为P2′＝22×6×40W＝5280W用电器都正常工作时的总电流为I2′＝＝A＝24A两个变压器之间输电线上的电流为IR＝I2＝＝6A故输电线上损耗的电功率PR＝IR2R＝144W.升压变压器的输出功率为P1′＝PR＋P2′＝5424W而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率P出＝P1＝P1′＝5424W.

3分（2）降压变压器上的输入电压U2＝4U2′＝880V输电线上的电压损失为UR＝IRR＝24V因此升压变压器的输出电压为U1′＝UR＋U2＝904Vks5u升压变压器的输入电压为U1＝＝226V升压变压器的输入电流为I1＝4IR＝24A发电机的电动势E＝U1＋I1r＝226V＋24×1V＝250V

3分

（3）η=×100%=×100%=97%

2分

（4）灯泡减少一半时：

P有用/=2640w此时输电线上的电流IR/==A=3A

故此时P出/=P有用/+IR/R=2676W

17.探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的P处通过变速在进入地月“转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测．已知“工作轨道”周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其它天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响．（1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度还是减小速度？（2）求探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小；（3）求月球的第一宇宙速度．参考答案：：解：（1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应减小速度做近心运动．（2）根据线速度与轨道半径和周期的关系可知探月卫星线速度的大小为（3）设月球的质量为M，探月卫星的质量为m，月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，所以有：月球的第一宇宙速度v1等于“近月卫星”的环绕速度，设“近月卫星”的质量为m′，则有：由以上两式解得：答：（1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应减小速度．（2）探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小为．（3）月球的第一宇宙速度为．18.一物体作