2021-2022学年江苏省南京市大桥铁路中学高三物理月考试卷含解析

2021-2022学年江苏省南京市大桥铁路中学高三物理月考试卷含解析一、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，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab．导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动的过程中

(

)A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能C．外力F做功的功率始终等于电路中的电功率D．克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能参考答案：D2.2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是（

）A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B.为了减小钢索承受拉力，可以适当降低索塔的高度C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布参考答案：C【详解】A、以桥身为研究对象，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向，则钢索对索塔的向下的压力数值上等于桥身的重力，增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不变，故A错误；B、由图甲可知，当索塔高度降低后，变大，变小，故T变大，故B错误C、由B的分析可知，当钢索对称分布时，，钢索对索塔的合力竖直向下，故C正确D、受力分析如图乙，由正弦定理可知，只要，钢索AC、AB的拉力FAC、FAB进行合成，合力竖直向下，钢索不一定要对称分布，故D错误；综上分析：答案为C

3.（多选）矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图（1）所示。t=0时刻，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。在0∽4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象（ab边所受安培力的方向规定以向左为正方向），可能如图（2）中的（

）参考答案：D4.如图所示，用两个基本门电路连接成逻辑电路，根据该电路的真值表，下列判断中正确的是（

）（A）虚线框内应是“与门”，真值表内空缺处应填“0”（B）虚线框内应是“或门”，真值表内空缺处应填“0”（C）虚线框内应是“与门”，真值表内空缺处应填“1”（D）虚线框内应是“或门”，真值表内空缺处应填“1”参考答案：A5.（多选）如图所示，一个杂技表演者站在桌子上做水流星表演，他手拿细线一端，另一端系一装有水的杯子，并使杯子在竖直平面内做圆周运动，如果杯子运动到最高点时杯子中的水恰好不从杯中流出，表演中桌子静止不动，杯子和水的总质量为m，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．杯子运动到最低点时，桌子对地面的压力最大B．杯子运动过程中地面对桌子始终没有摩擦力的作用C．杯子运动到最低点时细线的拉力为6mgD．杯子从最高点运动到最低点的过程中水杯处于超重状态参考答案：解：A、当杯子经过最低点时，里面的水处于超重状态，桌子对地面的压力最大，故A正确；B、当杯子不是处于最高或最低点时，有向心加速度在水平方向的分量，桌子受到水平方向的力，地面对桌子有摩擦力作用，故B错误；C、水做圆周运动，经过最高点时，满足V=，从最高点到最低点机械能守恒，，根据向心力公式：F﹣mg=，联立得F=6mg，故C正确；D、杯子从最高点运动到最低点的过程中水杯先是失重，后超重，D错误；故选：AC．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图示，打点计时器固定在斜面上，滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上从静止开始滑下。乙是打出的纸带的一段。（1）已知打点计时器所使用的交流电的频率为50Hz，选A、B、C、D、E、F、G

7个点为计数点，且各计数点间均有一个点没有画出，则滑块下滑的加速度a＝__________m/s2。（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_______。（填物理量前的字母）A.木板的长度L

B.木板的末端被垫起的高度h

C．木板的质量m1D.滑块的质量m2

E.滑块运动的时间t（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ＝____________。（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）参考答案：

3.00

、AB、7.氢原子的能级图如图所示，一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁,能产生

▲

种不同频率的光子，其中频率最大的光子是从n=4的能级向n=

▲

的能级跃迁所产生的。参考答案：618.如图7所示为某同学在一次实验中用打点计时器打出的一条纸带，其中ABCDEF是打点计时器连续打出的6个点，该同学用毫米刻度尺测量A点到各点的距离，并记录在图中（单位：cm）则：①图中五个数据中不符合有效数字要求的是_______，应即为_______cm；②在纸带上打出D点时的瞬时速度为_______m/s，物体运动的加速度是_______m/s2；③根据以上计算结果可以估计纸带是该同学做下列那个实验打出的纸带（

）A．练习使用打点计时器B．探究“加速度与力和质量的关系”C．用落体法验证机械能守恒定律D．用斜面和小车研究匀变速直线运动参考答案：①2.0，2.00（4分）②1.49m/s（2分），9.88m/s2（2分）③C（2分）9.某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有沙子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2－v02，弹簧秤的读数为F，小车的质量为m，然后建立△v2—x坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为___________．（填写表达式）(2)若测出小车质量为0．4kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N．(3)另一名同学用如图装置探究小车加速度a和小车所受合外力F（弹簧秤读数）的关系图像，但由于忘记了平衡摩擦力，则他得出的结论是（

）参考答案：2F/m

1

B10.如图为部分电路，Uab恒定，电阻为R时，电压表读数为U0，电阻调为时，电压表读数为3U0，那么Uab=

，电阻前后二种情况下消耗的功率=

。参考答案：

答案：9u0，4：9

11.(1)（6分）如图所示为氢原子的能级图。让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为

eV。用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是

eV。参考答案：12.09

7.5512.某兴趣小组用如题1图所示装置验证动能定理．（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：A．电磁打点计时器B．电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填“A”或“B”）．（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_____（选填“甲”或“乙”）．（3）消除摩擦力影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如题2图所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA=______m/s．（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用ΔEk=算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应______（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理．参考答案：

(1).B

(2).乙

(3).0.31（0.30~0.33都算对）

(4).远大于【详解】(1)为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选电火花打点计时器即B；(2)当小车开始运动时有小车与木板间的摩擦为最大静摩擦力，由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力，所以甲同学的看法错误，乙同学的看法正确；(3)由图可知，相邻两点间的距离约为0.62cm，打点时间间隔为0.02s，所以速度为；(4)对小车由牛顿第二定律有：，对砝码盘由牛顿第二定律有：联立解得：，当时有：，所以应满足：。13.如图所示，光滑圆弧轨道ABC在C点与水平面相切，所对圆心角小于5°，且，两小球P、Q分别从轨道上的A、B两点由静止释放，P、Q两球到达C点所用的时间分别为、，速率分别为、吨，则，。(填“>”、“<”或“=”)参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图．①甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．②乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．③丙同学测得的折射率与真实值相比________．参考答案：①偏小②不变③可能偏大、可能偏小、可能不变15.研究小组要测定某直流电动机正常工作时的机械功率，电动机铭牌上只有额定电压为10V，其它字迹不清楚．现实验室提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器（阻值较小）、备用蓄电池，开关、若干导线、细线、重物．（1）小组成员设计如图甲、乙两个测量电路，其中比较合理的是

（填写“甲”或“乙”）图．（2）根据选取的电路图完成丙图中用电动机提升重物的实物电路连接．（3）闭合电键前应将丙图中的滑动变阻器的滑片移到最

（填“左”或“右”）端．闭合电键后移动滑动变阻器，使电压表和电流表都有明显的示数，但电动机并未转动，读出此时电压表和电流表的示数分別为2.0V、1.0A．继续移动滑动变阻器的滑片，将电压表的示数调为10.0V，这时电流表的示数为0.4A．设电动机内阻不随温度变化，此时电动机输出的机械功率为

W，若重物重为8N，当重物匀速上升时速度大小为

m/s．（结果均保留两位有效数字）参考答案：解：（1）实验要求电压表与电流表的示数变化范围较大，滑动变阻器应采用分压接法，故选择图乙所示电路．（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：（3）滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合电键前应将丙图中的滑动变阻器的滑片移到最左端．闭合电键后移动滑动变阻器，电动机并未转动，读出此时电压表和电流表的示数分別为2.0V、1.0A，电动机内阻为：r===2Ω．电动机在额定电压10.0V下正常工作，此时电流表的示数为0.4A，电动机的总功率为：P=UI=10.0×0.4=4W，电动机的热功率：P热=I2r=0.42×2=0.32W，此时电动机输出的机械功率：P机械=P﹣P热=4﹣0.32=3.68W≈3.7W，P机械=Fv=Gv，重物匀速上升时的速度大小：v==≈0.46m/s．故答案为：（1）乙；（2）电路图如图所示；（3）3.7；0.64．【考点】伏安法测电阻．【分析】（1）测电动机的效率实验，需要测出电动机的内阻，即电动机通电后不能正常工作，电动机不转时的电流与电压，然后求出电动机内阻；然后求出电动机正常工作时的电压与电流，因此电压表与电流表的示数变化范围较大，据此选择实验电路．（2）根据电路图连接实物电路图．（3）滑动变阻器采用分压接法时，为保护电路在闭合开关前滑片要置于分压电路分压为零的位置；根据电压与电流应用电功率公式P=UI求出功率，应用P=Fv求出重物的速度．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（18分）如图所示，光滑水平面上有一质量M＝4.0kg的平板车，车的上表面右侧是一段长L＝1.0m的水平轨道，水平轨道左侧连一半径R=0.25m的1/4光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在O/点相切．车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧，一质量m＝1.0kg的小物块紧靠弹簧，小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.5．整个装置处于静止状态，现将弹簧解除锁定，小物块被弹出，恰能到达圆弧轨道的最高点A，g取10m/s2．求：（1）解除锁定前弹簧的弹性势能；（2）小物块第二次经过O/点时的速度大小；（3）最终小物块与车相对静止时距O/点的距离．参考答案：解析：（1）平板车和小物块组成的系统水平方向动量守恒，故小物块恰能到达圆弧最高点A时，二者的共同速度

①设弹簧解除锁定前的弹性势能为，上述过程中系统能量守恒，则有

②代入数据解得

③（2）设小物块第二次经过时的速度大小为，此时平板车的速度大小为，研究小物块在圆弧面上下滑过程，由系统动量守恒和机械能守恒有

④

⑤由④⑤式代入数据解得m/s

⑥（3）最终平板车和小物块相对静止时，二者的共同速度为0．设小物块相对平板车滑动的总路程为s，对系统由能量守恒有

⑦代入数据解得s=1.5m

⑧则距点的距离x＝s－L＝0.5m

⑨17.（22分）神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成，两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。（1）可见得A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m/的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2。试求m/的（用m1、m2表示）；（2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式；（3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量ms的两倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v＝2.7m/s，运行周期T＝4.7π×104s，质量m1＝6ms，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（G＝6.67×10N·m/kg2，ms＝2.0×1030kg）参考答案：解析：（1）