上海西林中學2021年高三物理月考試卷含解析

上海西林中學2021年高三物理月考試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.質量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運動視為勻速圓周運動。已知月球質量為M，月球半徑為R，月球表面重力加速度為g，引力常量為G，不考慮月球自轉的影響，則航天器的A.線速度 B.角速度C.運行周期

D.向心加速度參考答案：【知識點】萬有引力定律及其應用．D5【答案解析】AC解析：根據(jù)萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力和萬有引力等于重力得出：A、;故A正確；B、mg=mω2R?ω=;故B錯誤；

C、mg=mR?T=2π;故C正確；D、G=ma?a=G;故D錯誤．故選AC．【思路點撥】研究月航天器繞月球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式求出問題．向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所要求解的物理量選取應用．不考慮月球自轉的影響，萬有引力等于重力．應用萬有引力定律進行衛(wèi)星加速度、速度、周期和中心天體質量的估算．2.（多選）如圖所示，MPQO為有界的豎直向下的勻強電場（邊界上有電場），電場強度為E=，ACB為光滑固定的半圓形軌道，軌道半徑為R，A、B為圓水平直徑的兩個端點，AC為圓弧．一個質量為m，電荷量為﹣q的帶電小球，從A點正上方高為H=R處由靜止釋放，并從A點沿切線進入半圓軌道，不計空氣阻力及一切能量損失，關于帶電小球的受力及運動情況，下列說法正確的是（）A．小球到達C點時對軌道壓力為2mgB．小球在AC部分運動時，加速度不變C．適當增大E，小球到達C點的速度可能為零D．若E=，要使小球沿軌道運動到C，則應將H至少調整為參考答案：解：A、小球進入半圓軌道，電場力和重力平衡，小球做勻速圓周運動，根據(jù)動能定理知，mgH=mvA2﹣0，解得：vA=．根據(jù)牛頓第二定律得：N=m，則小球到達C點時對軌道的壓力為2mg．故A正確．B、小球在AC部分做勻速圓周運動，加速度大小不變，方向始終指向圓心．故B錯誤．C、若電場力小于重力，根據(jù)動能定理知，小球到達C點的速度不可能為零．若小球所受的電場力大于重力，根據(jù)徑向的合力通過向心力，在最低點的速度不可能為零．故C錯誤．D、若E=，在最低點軌道的作用力為零，根據(jù)牛頓第二定律得，qE﹣mg=m，解得：vC=，根據(jù)動能定理得：mg（H+R）﹣qER=mvC2﹣0，解得：H=R．所以H至少為R．故D正確．故選：AD．3.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為k，輸出端接一個交流電動機，電動機線圈的電阻為R．將原線圈接在電壓為u＝Umsinωt的正弦交流電源上，電動機的輸入功率為P0，電動機帶動半徑為r的轉輪以角速度ω勻速轉動，將質量為m的物體勻速提升，若不計電動機的機械損耗，則以下判斷正確的是A．物體上升的速度B．變壓器輸入功率kP0C．原線圈中的電流為D．電動機的輸出功率為參考答案：AC4.矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時針方向為感應電流I的正方向，下列各圖中正確的是參考答案：B0-1s，磁感應強度均勻增大，線圈產(chǎn)生的感應電流的磁場垂直紙面向外，感應電流方向為逆時針，為負；1-3s，磁感應強度不變，線圈無感應電流產(chǎn)生；對比四個選項可知選項B正確。5.如圖甲所示，在平靜的水面下有一個點光源s，它發(fā)出的是兩種不同顏色的a光和b光，在水面上形成了一個被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由ab兩種單色光所構成的復色光的圓形區(qū)域，周邊為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色（見圖乙）。則以下說法中正確的是A、a光在水中的傳播速度比b光大

B、水對a光的折射率比b光大

C、a光的頻率比b光大

D、在同一裝置的楊氏雙縫干涉實驗中，a光的干涉條紋比b光窄參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.北京時間2011年3月11日在日本海域發(fā)生強烈地震，強震引發(fā)了福島核電站危機．核電中的U發(fā)生著裂變反應，試完成下列反應方程式U＋n→Ba＋Kr＋______；已知U、Ba、Kr和中子的質量分別是mU、mBa、mKr、mn，該反應中一個235U裂變時放出的能量為__________．(已知光速為c)參考答案：3n(2分)(mu－mBa－mKr－2mn)c2(7.一個質量為M=3kg的木板與一個輕彈簧相連，在木板的上方有一質量m為2kg的物塊，若在物塊上施加一豎直向下的外力F，此時木板和物塊一起處于靜止狀態(tài)，如圖所示。突然撤去外力，木板和物塊一起向上運動0.2m時，物塊恰好與木板分離，此時木板的速度為4m/s，則物塊和木板分離時彈簧的彈力為________N，木板和物塊一起向上運動，直至分離的過程中，彈簧彈力做的功為________J。參考答案：０

N；

５０

J。8.當光照射到光敏電阻上時，光敏電阻的阻值

（填“變大”、“不變”或“變小”）。半導體熱敏電阻是利用半導體材料的電阻率隨

變化而改變的特性制成的。

參考答案：答案：變??；溫度解析：光敏電阻和熱敏電阻均為半導體材料的電阻，半導體材料的電阻率隨溫度升高而減小。

9.(選修模塊3—3)空氣壓縮機在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×105J，同時氣體的內(nèi)能增加了1.5×l05J。試問：此壓縮過程中，氣體

(填“吸收”或“放出”)的熱量等于

J。參考答案：答案：放出；5×104解析：由熱力學第一定律△U=W＋Q，代入數(shù)據(jù)得：1.5×105=2.0×105＋Q，解得Q=－5×104。10.如圖所示，用跨過光滑定滑輪的質量不計的纜繩將海面上一艘小船沿直線拖向岸邊。已知拖動纜繩的電動機功率恒為P，小船的質量為m，小船從A點沿直線加速運動到B點的速度大小分別為v0和v，經(jīng)歷的時間為t，A、B兩點間距離為d。則小船在全過程中克服阻力做的功Wf＝__________，若小船受到的阻力大小為f，則經(jīng)過B點時小船的加速度大小a＝[jf24]

__________。參考答案：Wf＝Pt－mv2+mv02，a＝P/mv－f/m11.某實驗小組設計了“探究加速度與合外力關系”的實驗，實驗裝置如圖所示。已知小車的質量為500克，g取10m/s2，不計繩與滑輪間的摩擦。實驗步驟如下：（1）細繩一端系在小車上，另一端繞過定滑輪后掛一個小砝碼盤。（2）在盤中放入質量為m的砝碼，用活動支柱將木板固定有定滑輪的一端墊高，調整木板傾角，恰好使小車沿木板勻速下滑。（3）保持木板傾角不變，取下砝碼盤，將紙帶與小車相連，并穿過打點計時器的限位孔，接通打點計時器電源后，釋放小車。（4）取下紙帶后，在下表中記錄了砝碼的質量m和對應的小車加速度a。（5）改變盤中砝碼的質量，重復（2）（3）步驟進行實驗。實驗次數(shù)1234567m/kg0.020.040.050.060.070.080.101.401.792.012.202.382.613.02

①在坐標紙上作出圖象。②上述圖象不過坐標原點的原因是：

。

③根據(jù)（1）問中的圖象還能求解哪些物理量？其大小為多少？

。④你認為本次實驗中小車的質量是否要遠遠大于砝碼的質量：

（選填“是”或“否”）。參考答案：12.在“探究功與物體速度變化關系”的實驗中，某實驗研究小組的實驗裝置如圖甲所示，彈簧與木塊接觸但并沒有拴連。木塊從A點靜止釋放后，在1根彈簧作用下彈出，沿足夠長的木板運動到B1點停下，O點為彈簧原長時所處的位置，測得OB1的距離為L1，并記錄此過程中彈簧對木塊做的功為W。用完全相同的彈簧2根、3根……并列在一起進行第2次、第3次……實驗，每次實驗木塊均從A點釋放，木塊分別運動到B2、B3……停下，測得OB2、OB3……的距離分別為L2、L3……作出彈簧對木塊做功W與木塊停下的位置距O點的距離L的圖象如圖乙所示。（1）根據(jù)圖線分析，彈簧對木塊做功W與木塊在O點的速度v0之間的關系為

（2）W—L圖線不通過原點的原因是

。（3）求出彈簧被壓縮的長度為

cm。參考答案：（1）W與成線性關系（2）未計木塊通過AO段時摩擦力對木塊所做（3）

3

cmKs5u13.如圖所示，一束β粒子自下而上進入一水平方向的勻強電場后發(fā)生偏轉，則電場方向向

，進入電場后，β粒子的動能

（填“增加”、“減少”或“不變”）。參考答案：答案：左

增加解析：由圖可知，β粒子（帶負電）所受電場力方向水平向右，故電場方向向左。由于電場力作正功，根據(jù)動能定理可知粒子在電場中動能增加。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學用如圖1所示的裝置測定重力加速度：實驗中所用電源的頻率為50Hz，實驗中在紙帶上連續(xù)打出點1、2、3、…、9，如圖2所示，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實驗時重物下落的加速度為m/s2．（結果保留三位有效數(shù)字）參考答案：9.40考點： 用單擺測定重力加速度．專題： 實驗題．分析： 根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出重物下落的加速度解答： 解：根據(jù)x-x=5aT得，加速度a==9.40m/s2．故答案為：9.40點評： 對于紙帶問題，需掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動兩個重要推論的運用．15.利用如圖所示電路測量一量程為300mV的電壓表的內(nèi)阻Rv（約為300Ω）。某同學的實驗步驟如下：(1)按電路圖正確連接好電路，把滑動變阻器R的滑片P滑到a端，閉合電鍵S2，并將電阻箱R0的阻值調到較大；(2)閉合電鍵S1，調節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使電壓表的指針指到滿刻度；(3)保持電鍵S1閉合和滑動變阻器滑片P的位置不變，斷開電鍵S2，調整電阻箱R0的阻值大小，使電壓表的指針指到滿刻度的二分之一；讀出此時電阻箱R0=298Ω的阻值，則電壓表內(nèi)電阻RV=_____________Ω。實驗所提供的器材除待測電壓表、電阻箱（最大阻值999.9Ω）、電池（電動勢約1.5V，內(nèi)阻可忽略不計）、導線和電鍵之外，還有如下可供選擇的實驗器材：A．滑動變阻器：最大阻值200Ω

B．滑動變阻器：最大值阻10ΩC．定值電阻：阻值約20Ω

D．定值電阻：阻值約200Ω根據(jù)以上設計的實驗方法，回答下列問題。①為了使測量比較精確，從可供選擇的實驗器材中，滑動變阻器R應選用___________，定值電阻R'應選用______________（填寫可供選擇實驗器材前面的序號）。②對于上述的測量方法，從實驗原理分析可知，在測量操作無誤的情況下，實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R測_____真實值RV（填“大于”、“小于”或“等于”），這誤差屬于_______誤差(填”偶然”或者”系統(tǒng)”)。③如果現(xiàn)在有一個量程與待測電壓表相近又經(jīng)過精密校準的電壓表V2，怎樣能減小或者消除上述測量的誤差？在圖中畫出電壓表V2接的位置,說明增加的測量步驟。參考答案：（3）298Ω

1

B，C

②大于，系統(tǒng)

③電壓表V2接在滑動片與左側固定端之間。a、調節(jié)滑動片使電壓表V滿偏時記下V2的示數(shù);b、斷開S2調整電阻箱R0的阻值大小，使電壓表V的指針指到滿刻度的二分之一過程中，調節(jié)滑動片P，使電壓表V2的示數(shù)保持不變。（1）由實驗原理可知，電壓表內(nèi)阻與電阻箱的阻值相等，故電壓表內(nèi)阻為298Ω；①該實驗中，滑動變阻器采用了分壓接法，為方便實驗操作，要選擇最大阻值較小的滑動變阻器，即選擇B；定值電阻起保護作用，因電源電動勢為1.5V，若保護電阻太大，則實驗無法實現(xiàn)，故定值電阻應選C；

②從實驗原理分析可知，當再斷開開關S2，調整電阻箱R0的阻值，當電壓表半偏時，閉合電路的干路電流將減小，故內(nèi)電壓降低，路端電壓升高，從而使得滑動變阻器并聯(lián)部分兩端電壓變大，即使電壓表示數(shù)為一半，而電阻箱R0的電壓超過電壓表電壓，導致所測電阻也偏大，所以測量電阻大于真實電阻；本誤差是由實驗原理造成的，屬于系統(tǒng)誤差；

③電壓表V2接在滑動片與左側固定端之間。a、調節(jié)滑動片使電壓表V滿偏時記下V2的示數(shù)；b、斷開S2調整電阻箱R0的阻值大小，使電壓表V的指針指到滿刻度的二分之一過程中，調節(jié)滑動片P，使電壓表V2的示數(shù)保持不變。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在傾角θ=37°的粗糙斜面上距離斜面底端s=1m處有一質量m=1kg的物塊，受水平恒力F作用由靜止開始沿斜面下滑．到達底端時即撤去水平恒力F，然后在水平面上滑動一段距離后停止．不計物塊撞擊水平面時的能量損失．物塊與各接觸面之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2，g=10m/s2．求：（1）若物塊運動過程中最大速度為2m/s，水平恒力F的大小為多少？（2）若改變水平恒力F的大小，可使物塊總的運動時間有一最小值，最小值為多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）參考答案：（1）物塊到達斜面底端時速度最大

代人數(shù)據(jù)得

a=2m/s2

（2分）對斜面上物塊受力分析

（3分）代入數(shù)據(jù)，解得F=2.6N

（1分）（2）設斜面上物塊加速度為a，運動時間為t1，在水平面上運動時間為t2則

（1分）到達底端時速度為

（2分）則總時間為

（1分）根據(jù)基本不等式，當a=μg=2m/s2時有t最小值，tmin=2s

（2分）17.如圖所示，在光滑的桌面上