2022年安徽省宣城市卫东中学高三物理月考试题含解析

2022年安徽省宣城市卫东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.（单选）质量为M=2m的A球静止在光滑水平桌面上，质量为忉的B球以水平速度撞向A球，后以水平速度沿相反方向被弹回．则A．A球获得的速度为，此过程两球的总机械能不变

B．A球获得的速度为，此过程两球的总机械能不变

C．A球获得的速度为，此过程两球的总机械能减少

D.A球获得的速度为，此过程两球的总机械能减少参考答案：D2.（单选）图甲是某景点的山坡滑道图片，为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间，技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图．AC是滑道的竖直高度，D点是AC竖直线上的一点，且有AD=DE=15m，滑道AE可视为光滑，滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下做直线滑动，g取10m/s2，则滑行者在滑道AE上滑行的时间为（）A．sB．2sC．sD．2s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．版权所有专题：牛顿运动定律综合专题．分析：设斜面坡角为θ，从D向AE做垂线交于点F，由AD=DE=15m，得AF=15×sinθ，故AE=2AF=30sinθ；再根据牛顿第二定律求解出加速度，然后根据匀加速直线运动的位移时间关系公式列式求解即可．解答：解：设斜面坡角为θ，则：AE=2AF=30sinθ…①物体做匀加速直线运动，对物体受力分析，受重力和支持力，将重力沿着平行斜面和垂直斜面正交分解，根据牛顿第二定律，有：mgsinθ=ma解得：a=gsinθ…②根据速度位移公式，有：AE=…③由①②③式，解得：t=s故选：C．点评：本题关键是根据牛顿第二定律求解出加速度，然后根据位移时间关系公式列式求解，关键是有中间变量θ，要列式后约去．3.如图所示，质量为m的均匀直角金属杆POQ可绕水平光滑轴O在竖直平面内转动，PO长度为l，OQ长度为3l。现加一垂直纸面向里的匀强磁场B并在金属杆中通以电流I，恰能使OQ边保持水平，则平衡时（

）（A）电流从P点流入直角金属杆

（B）金属杆POQ的重力矩等于（C）杆受到安培力的力矩等于

（D）电流I大小等于参考答案：AC4.（单选）如图所示，L为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上O点套有一质量为m、带电量为－q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为+Q的点电荷，杆上a、b两点到+Q的距离相等，Oa之间距离为h1，ab之间距离为h2，使小环从图示位置的O点由静止释放后，通过a的速率为。则下列说法正确的是（

）A．小环通过b点的速率为B．小环从O到b，电场力做的功可能为零C．小环在Oa之间的速度是先增大后减小D．小环经过ab中点的加速度小于g参考答案：A5.火星也是绕太阳运行的行星之一，且火星周围也有卫星绕其运行。如果要通过观测求得火星的质量，则需要测量的物理量有A．火星绕太阳运动的周期和轨道半径B．火星的卫星绕火星运动的周期和轨道半径C．火星绕太阳运动的周期和火星的卫星绕火星运动的轨道半径D．火星的卫星绕火星运动的周期和火星绕太阳运动的轨道半径参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）下图是某绳波形成过程示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t＝0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T。经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移为6cm, 则当t＝时质点5的运动方向为

；t＝时质点9运动的路程为

。 参考答案：竖直向上

6cm7.如图所示，质量m＝0.10kg的小物块，在粗糙水平桌面上做匀减速直线运动，经距离l＝1.4m后，以速度v＝3.0m/s飞离桌面，最终落在水平地面上。已知小物块与桌面间的动摩擦因数m＝0.25，桌面高h＝0.45m，g取10m/s2．则小物块落地点距飞出点的水平距离s＝

m，物块的初速度v0＝

m/s。参考答案：0.904.08.为了定性研究阻力与速度的关系，某同学设计了如图所示的实验。接通打点计时器，将拴有金属小球的细线拉离竖直方向—个角度后释放，小球撞击固定在小车右端的挡板，使小车和挡板一起运动，打点计时器在纸带上打下了一系列的点，用刻度尺测出相邻两点间的距离，可以判断小车所受的阻力随速度的减小而____________（填“增大”或“减小”），判断的依据是_______________________。参考答案：减小，相邻相等时间内的位移差减小9.约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是．参考答案：正电子10.质量为的小球在距地面高为处以某一初速度水平抛出，落地时速度方向与水平方向之间的夹角为。则小球落地时速度大小为

，小球落地时重力的功率为

。（不计空气阻力，重力加速度）

参考答案：①

5

(2分)

4011.如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，已知飞船质量为3.0×103kg。在飞船与空间站对接后，推进器对它们的平均推力大小为900N，推进器工作了5s，测出飞船和空间站速度变化了0.05m/s，则飞船和空间站的加速度大小为__________m/s2；空间站的质量为__________kg。参考答案：

答案：0.01m/s2

，8.7×104kg12.如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B的体积关系为VA

▲VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)；若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中____▲___(选填“吸热”或“放热”)参考答案：小于

,

吸热13.图为某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验装置简图．小车的质量为m1，砂和砂桶质量的为m2。（1）下列说法正确的是

A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B．实验时应先释放小车后接通电源C．在探究加速度与质量关系时，应作a-图象(2)实验中要进行质量m1和m2的选取，以下最合理的一组是

A.

m1=200,m2=20、40、60、80、100、120B.

m1=400,m2=10、15、20、25、30、40C.

m1=200,m2=50、60、70、80、90、100D.

m1=20,

m2=100、150、200、250、300、400（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图像，可能是图中的图线

（选填“甲”、“乙”、“丙”）参考答案：（1）C

（2）B

（3）丙（1）假设木板倾角为θ，则有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力，A错误．实验时应先接通电源后释放小车，故B错误．F=ma，所以：a=

F，当F一定时，a与成正比，故C正确。（2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有

对沙和沙桶，有mg-T=ma

对小车，有T=Ma

解得故当M＞＞m时，有T≈mg。

应该是，即本实验要求小车的质量远远大于小桶（及砝码）的质量。B最合理。（3）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．故图线为丙．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He.（1MeV=1.6×-13J）①上述核反应方程为___________。②质量亏损为_______________kg。参考答案：解析：或，。考点：原子核15.（4分）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。参考答案：粒子的动量，物质波的波长由，知，则。解析：物质波的的波长为，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即，因为，所以，故。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.飞行器常用的动力系统．某种推进器设计的简化原理如图1，截面半径为R的圆柱腔分别为两个工作区，I为电离区，将氙气电离获得1价正离子；Ⅱ为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场．I区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区，被加速后以速度vM从右侧喷出．Ⅰ区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线处的C点持续射出一定速度范围的电子．假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示（从左向右看）．电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角（0＜α＜90?）．推进器工作时，向I区注入稀薄的氙气．电子使氙气电离的最小速度为v0，电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好．已知离子质量为M；电子质量为m，电量为e．（电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞）．（1）求II区的加速电压及离子的加速度大小；（2）为取得好的电离效果，请判断I区中的磁场方向（按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”）；（3）ɑ为90?时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v的范围；（4）要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率vM与α的关系．参考答案：考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：（1）粒子在区域Ⅱ中运动的过程中，只受电场力作用，电场力做正功，利用动能定理和运动学公式可解的加速电压和离子的加速度大小．（2）因电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好，所以可知电子应为逆时针转动，结合左手定则可知磁场的方向．（3）通过几何关系分析出离子运功的最大轨道半径，洛伦兹力提供向心力，结合牛顿第二定律可计算出离子的最大速度．（4）画出轨迹图，通过几何关系解出轨道的最大半径，再结合洛伦兹力提供向心力列式，即可得出射出的电子最大速率vM与α的关系．解答：解：（1）离子在电场中加速，由动能定理得：eU=M得：U=离子做匀加速直线运动，由运动学关系得：=2aL得：a=（2）要取得较好的电离效果，电子须在出射方向左边做匀速圆周运动，即为按逆时针方向旋转，根据左手定则可知，此刻Ⅰ区磁场应该是垂直纸面向外．（3）当α=90°时，最大速度对应的轨迹圆如图一所示，与Ⅰ区相切，此时圆周运动的半径为：r=R洛伦兹力提供向心力，有：Bevmax=m得：vmax=即速度小于等于此刻必须保证B＞（4）当电子以α角入射时，最大速度对应轨迹如图二所示，轨迹圆与圆柱腔相切，此时有：∠OCO′=90°﹣αOC=，OC′=r，OO′=R﹣r由余弦定理有：（R﹣r）2=+r2﹣2r××cos（90°﹣α）cos（90°﹣α）=sinα联立解得：r=再由：r=得：vmax=答：（1）求II区的加速电压为，离子的加速度大小为；（2）为取得好的电离效果，请判断I区中的磁场方向是垂直纸面向外（3）ɑ为90?时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v的范围是速度小于等于（4）要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率vM与α的关系为vmax=．点评：该题的文字叙述较长，要求要快速的从中找出物理信息，创设物理情境；平时要注意读图能力的培养，以及几何知识在物理学中的应用，解答此类问题要有画草图的习惯，以便有助于对问题的分析和理解；再者就是要熟练的掌握带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期和半径公式的应用．17.如图所示，绝缘倾斜固定轨道上A点处有一带负电，电量大小q=0.4C质量为0.3kg的小物体，斜面下端B点有一小圆弧刚好与一水平放置的薄板相接，AB点之间的距离S=1.92m，斜面与水平面夹角θ=37°，物体与倾斜轨道部分摩擦因数为0.2，斜面空间内有水平向左，大小为E1=10V/m的匀强电场，现让小物块从A点由静止释放，到达B点后冲上薄板，薄板由新型材料制成，质量M=0.6kg，长度为L，物体与薄板的动摩擦因数μ=0.4，放置在高H=1.6m的光滑平台上，此时，在平台上方虚线空间BCIJ内加上水平向右，大小为E2=1.5V/m的匀强电场，经t=0.5s后，改成另一的电场E3，其方向水平向左或者向右，在此过程中，薄板一直加速，到达平台右端C点时，物体刚好滑到薄板右端，且与薄板共速，由于C点有一固定障碍物，使薄板立即停止，而小物体则以此速度V水平飞出，恰好能从高h=0.8m的固定斜面顶端D点沿倾角为53°的斜面无碰撞地下滑，（重力加速度g=10m/s2，sin37°=，cos37°=）．求：（1）小物体水平飞出的速度v及斜面距平台的距离X；（2）小物体运动到B点时的速度VB；（3）电场E3的大小和方向．参考答案：解：（1）物体恰好从D点无碰撞地飞入，速度沿斜面向下．物体从C运动到D的时间为：t=到达D点的竖直分速度为：vy=gt=将速度分解可得：tan53°=则得：v=vycot53°=cot53°=cot53°=3m/sx=vt=3×=3×m=1.2m（2）物体在斜面上运动时，所受的电场力为：F=qE1，因为qE1sin37°=0.4×10×0.6N=2.4Nmgcos37°=0.3×10×0.8N=2.4N可得：qE1sin37°=mgcos