河南省许昌市经济技术开发区实验中学高三物理月考试卷含解析

河南省许昌市经济技术开发区实验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，一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列判断正确的是A．重力势能减小，动能不变，机械能减小B．重力势能减小，动能增加，机械能减小C．重力势能减小，动能增加，机械能增加D．重力势能减小，动能增加，机械能不变参考答案：B小孩下滑过程中，受到重力、支持力和滑动摩擦力，其中重力做正功，支持力不做功，滑动摩擦力做负功；重力做功是重力势能的变化量度，故重力势能减小；小孩加速下滑，故动能增加；除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，摩擦力做负功，故机械能减小；故选B．2.有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有(

).A．U2变小，U3变小

B.U2减小，U4变大C．P1变小，P2变小

D．P2变大，P3变大参考答案：D因U1和两线圈的匝数不变,根据＝得U2不变,B.，,，因P变大，I变大，所以U损变大，所以降压变压器初级电压U3变小,故选项A错;用户消耗的电功率变大时,则P3变大,而I变大,线路消耗的电功率变大,3.某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路.仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有(A)家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零(B)家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变(C)家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起(D)地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起参考答案：ABD4.质量为m的带正电小球由空中某点自由下落，下落高度h后在空间加上竖直向上的匀强电场，再经过相同时间小球又回到原出发点，不计空气阻力，且整个运动过程中小球从未落地．重力加速度为g．则 A．从加电场开始到小球返回原出发点的过程中，小球电势能减少了2mgh B．从加电场开始到小球下落最低点的过程中，小球动能减少了mgh C．从开始下落到小球运动至最低点的过程中，小球重力势能减少了mgh D．小球返回原出发点时的速度大小为参考答案：BCD5.如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地。P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球。P板与b板用导线相连，Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α。现在通过调节a、b间的距离，使悬线的偏角α变大，则在调节的过程中下列说法中正确的是（

）A．a、b间的距离在增大B．电容器C的带电量在增大C．a、b两极板间的电势差增大D．a、b两极板间的电场强度在增大参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，A端用光滑铰链铰接在墙壁上。现用竖直方向的力F作用在C端，使AB边处于竖直方向且保持平衡，则力F的大小为

。若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F′，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力F′所做的功为__________。参考答案：mg，0.25πmgl

7.（多选）质量为m的小球由轻绳a和b系于一轻质木架上的A点和C点，如图所示。当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内作匀速圆周运动，绳a在竖直方向、绳b在水平方向。当小球运动在图示位置时．绳b被烧断的同时杆也停止转动，则(

)A．小球仍在水平面内作匀速圆周运动

B．在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大C．若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动D．若角速度ω较大，小球可以在垂直于平面ABC的竖直平面内作圆周运动参考答案：BCD8.

如图，两个底边相同的斜面倾角不同的物体沿BA斜面由顶端滑至底端，克服摩擦力作功为W1，物体沿DA斜面由顶端滑至底端摩擦力做功为W2，若物体与两个斜面间动摩擦因数相同，则W1___W2。参考答案：答案：=9.光滑斜面的倾角为α，将一个质量为m的小球从斜面上A点以初速度v0，沿平行斜面底边的方向射出，小球沿斜面运动到底边上的B点。如图所示，已知A点高为h，则小球运动到B点时的速度大小为__________，在斜面上运动的时间为___________。

参考答案：

答案：

10.如图所示，A、B和C、D为两对带电金属极板，长度均为l，其中A、B两板水平放置，间距为d，A、B间电压为U1；C、D两板竖直放置，间距也为d，C、D间电压为U2。有一初速度为0、质量为m、电荷量为e的电子经电压U0加速后，平行于金属板进入电场，则电子进入该电场时的速度大小为

；若电子在穿过电场的过程中始终未与极板相碰，电子离开该电场时的动能为_____________。（A、B、C、D四块金属板均互不接触，电场只存在于极板间，且不计电子的重力）参考答案：11.（9分）探究能力是物理学研究的重要能力之一。物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关。为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系。某同学采用了下述实验方法进行探索：如图所示，先让砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于克服转轴间摩擦力做功，砂轮最后停下，测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n，通过分析实验数据，得出结论。经实验测得的几组ω和n如下表所示：

ω/rad·s－10.51234n5.02080180320Ek/J

另外已测得砂轮转轴的直径为1cm，转轴间的摩擦力为10/πN。（1）计算出砂轮每次脱离动力的转动动能，并填入上表中。（2）由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式为

。（3）若测得脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，则它转过45圈后的角速度为

rad/s。参考答案：（1）（全对得3分）Ek/J0.5281832（2）2ω2（3分）；（3）2（3分）12.如图所示，半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体A，现给它一个水平初速度，当这一水平初速度v0至少为_______________时，它将做平抛运动，这时小物体A的落地点P到球心O的距离=_______________.参考答案：;13.（4分）验证一切物体相同的下落规律已成为物理学的经典实验之一，1971年，“阿波罗15号”宇航员斯科特刚踏上月球表面，他就忍不住在电视镜头面前重做了这个实验：让一根羽毛和一柄锤子同时落下，随后激动地说，如果没有

的发现，他就不可能到达他正踏着的那个地方。月球是目前人类到达的除地球外的惟一星体。月球上没有空气，是进行

实验的理想场所。参考答案：

答案：伽利略；自由落体三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用以下器材测量待测电阻Rx的阻值：待测电阻Rx：阻值约为100Ω；电源E：电动势约为6.0V、内阻忽略不计；电流表X：量程50mA、内阻r1=20Ω；；电流表Y：量程300mA、内阻r2约为4Ω定值电阻R0：阻值为20Ω；滑动变阻器R：最大阻值为10Ω；单刀单掷开关S、导线若干.测量电阻Rx的电路图如右图所示⑴电路图中的电流表A1应该选择电流表

（填“X”或“Y”），开关S闭合前，滑动变阻器R滑片应该移到

端(填“A”、“B”或“无要求”)⑵若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则由已知量和测得量表示Rx的表达式为Rx=

.参考答案：X；A；15.某实验小组要精确测定额定电压为2V的一精密仪器（画电路图时用电阻符号表示）正常工作时的电阻（R0约为400Ω），实验室提供的器材有：A．电流表（量程为30mA，内阻RA1约为2Ω）B．电流表（量程为20mA，内阻RA2约为20Ω）C．定值定值R1=1ΩD．定值定值R2=80ΩE．滑动变阻器R（0～20Ω）G．电压表（量程为60V，内阻RV约2kΩ）F．蓄电池E（电动势为4V，内阻很小）H．开关S一只，导线若干（1）要完成实验、除导线、蓄电池、开关、滑动变阻器外，还需选择的器材有（填写器材前的字母编号）．（2）在虚线框中画出实验电路图，并标出相关器材符号．（3）测量精密仪器正常工作时的电阻表达式为Rx=（用相应的字母符号表示），若用到电流表，其示数用I1表示，若用到电流表，其示数用I2表示，若用到电压表，其示数用U表示．参考答案：解：设计电路图如图（1）电流表B与电阻D组成电压表，电流表A测量总电流，则选ABD（2）电路图如图（3）由实验电路知电阻的电压为I2（RA2+R2），电流为I1﹣I2则其电阻值为R=故答案为（1）ABD（2）电路图如图（3）【考点】伏安法测电阻．【分析】滑动变阻器阻值远小于仪器的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法．仪器的额定电压为2V，题目所给的电压表量程太大，测量不准确，需通过电流表和定值电阻为电压表，因为通过仪器的电流小，可以用题目的中的量程大一点当电流表使用．根据欧姆定律得出仪器电压为2V时电流表的电阻．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（1）如图1所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下、磁感应强度为B0的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为l，左端接一电动势为E0、内阻不计的电源。一质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直导线框放置并接触良好。闭合开关S，导体棒从静止开始运动。忽略摩擦阻力和导线框的电阻，平行轨道足够长。请分析说明导体棒MN的运动情况，在图2中画出速度v随时间t变化的示意图；并推导证明导体棒达到的最大速度为；（2）直流电动机是一种使用直流电流的动力装置，是根据通电线圈在磁场中受到安培力的原理制成的。如图3所示是一台最简单的直流电动机模型示意图，固定部分（定子）装了一对磁极，旋转部分（转子）装设圆柱形铁芯，将abcd矩形导线框固定在转子铁芯上，能与转子一起绕轴OO?转动。线框与铁芯是绝缘的，线框通过换向器与直流电源连接。定子与转子之间的空隙很小，可认为磁场沿径向分布，线框无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，如图4所示（侧面图）。已知ab、cd杆的质量均为M、长度均为L，其它部分质量不计，线框总电阻为R。电源电动势为E，内阻不计。当闭合开关S，线框由静止开始在磁场中转动，线框所处位置的磁感应强度大小均为B。忽略一切阻力与摩擦。a．求：闭合开关后，线框由静止开始到转动速度达到稳定的过程中，电动机产生的内能Q内；b．当电动机接上负载后，相当于线框受到恒定的阻力，阻力不同电动机的转动速度也不相同。求：ab、cd两根杆的转动速度v多大时，电动机的输出功率P最大，并求出最大功率Pm。参考答案：（1）导体棒先做加速度减小的加速运动，后以最大速度vm做匀速运动；图见解析；（2）a．

b．试题解析：（1）闭合开关S，导体棒在安培力F=B0Il的作用下开始做加速运动，加速度；导体棒切割磁感线产生反电动势，电流，当速度v增大，电流I减小，安培力F减小，加速度a减小，导体棒做加速度减小的加速运动；当E0=B0lvm时，电流为零，导体棒速度达到最大，最大速度；此后棒以最大速度vm做匀速运动；v-t示意图如图所示。（2）a．设在这个过程中通过杆横截面的电量为Q，稳定时两杆的速度为vm′根据能量守恒定律

稳定时有

E=2BLvm′在很短的时间△t内可认为电流不变，以ab为研究对象根据动量定理

BIL·△t=△Mv对整个过程求和有

BLQ=Mvm′联立以上各式求得

b．电动机的输出功率P=EI–I2R求出

当时，输出功率P最大根据

求出

当时，输出功率P最大解得

最大功率17.在一种体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施中，用电梯把乘有十多人的座舱，送到76m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某人手中托着质量为5kg的铅球进行这个游戏，g取10m/s2，问：（1）当座舱落到离地面高度为40m的位置时，铅球对手的作用力多大？（2）当座舱落到离地面高度为15m的位置时，手要用多大的力才能把铅球托住？参考答案：（1）零

（2）136N18.道路交通法规规定：黄灯亮时车头已越过停车线的车辆可以继续行驶，车头未越过停车线的若继续行驶，则属于交通违章行为。一辆以10m/s的速度匀速直线行驶的汽车即将通过红绿灯路口，当汽车车头与停车线的距离为25m时，绿