湖北省孝感市航天中學(xué)2021年高三物理月考試卷含解析

湖北省孝感市航天中學(xué)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.如圖，質(zhì)量均為m的兩光滑小環(huán)A和B用輕繩連接，分別套在水平和豎直的固定直桿上。在繩上O點施一水平力F拉緊輕繩，設(shè)法使整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。隨后使力F緩慢增大，則在此過程中(

)A.OA段繩中的張力始終大于mg，且逐漸增大B.桿對A環(huán)的作用力始終大于2mg，且逐漸增大C.OB段繩中的張力始終大于mg，且逐漸增大D.OB段繩與豎直方向的夾角逐漸增大參考答案：CDAB：以AB兩個小環(huán)整體為研究對象，對整體受力分析，整體受總重力2mg、水平力F、水平桿對A環(huán)向上的支持力、豎直桿對B環(huán)水平向左的支持力。據(jù)平衡條件可得：水平桿對A環(huán)向上的支持力，豎直桿對B環(huán)水平向左的支持力。以A為研究對象，對A受力分析，A受重力、水平桿對A豎直向上的支持力、繩OA對A的拉力，三力平衡，繩OA的拉力一定豎直向下，且，解得：。故AB兩項均錯誤。CD：以B為研究對象，對B球受力分析如圖，設(shè)OB段繩與豎直方向的夾角為由平衡條件可得：，。力F緩慢增大，OB段繩中的張力始終大于mg，且逐漸增大；OB段繩與豎直方向的夾角逐漸增大。故CD兩項均正確。2.關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（

）A．衛(wèi)星可以經(jīng)過地球兩極的上方

B.衛(wèi)星質(zhì)量越大，繞地球運行的速度就越大C.衛(wèi)星的速度大于第一宇宙速度

D.衛(wèi)星繞地球運動的周期等于地球自轉(zhuǎn)周期參考答案：D3.如圖是某種噴霧器示意圖，在貯液筒裝入一些藥液后將密封蓋蓋好。多次拉壓活塞后，把空氣打入貯液筒內(nèi)，貯液筒與外界熱交換忽略不計，打開噴嘴開關(guān)，活塞位置不變，藥液就可以持續(xù)地噴出，藥液噴出過程中，貯液筒內(nèi)的空氣（

）A．分子間的引力和斥力都在增大B．體積變大，壓強變大

C．氣體分子的平均動能不變

D．氣體的內(nèi)能減小參考答案：D4.從高H處以水平速度平拋一個小球1，同時從地面以速度豎直向上拋出一個小球2，兩小球在空中相遇則：(

)

(1)．從拋出到相遇所用時間為

．(2)

從拋出到相遇所用時間為(3)．拋出時兩球的水平距離是

(4)．相遇時小球2上升高度

A.(1)(3)

B.(2)(3)

C.(2)(3)(4)

D.(2)(4)參考答案：B5.下列說法正確的是A．布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動B．液體中懸浮的微粒越大，布朗運動越顯著C．物體的溫度升高，其分子的平均動能增大

D．當(dāng)兩分子間距離增大時，分子引力增大，分子斥力也增大參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某近地衛(wèi)星線速度大小為v1，某地球同步衛(wèi)星線速度大小為v2，距地面高度約為地球半徑的6倍。若近地衛(wèi)星距地面高度不計，則v1∶v2＝________，該近地衛(wèi)星的周期是地球自轉(zhuǎn)周期的______倍。參考答案：7.1某同學(xué)為了探究桿轉(zhuǎn)動時的動能表達(dá)式，設(shè)計了如圖所示的實驗：質(zhì)量為m的均勻長直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測出另一端A經(jīng)過某位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h。⑴設(shè)桿的寬度為L（L很?。?，A端通過光電門的時間為t，則A端通過光電門的瞬時速度vA的表達(dá)式為

▲

。組

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵調(diào)節(jié)h的大小并記錄對應(yīng)的速度vA，數(shù)據(jù)如上表。為了形象直觀地反映vA和h的關(guān)系，請選擇適當(dāng)?shù)目v坐標(biāo)并畫出圖象。⑶當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結(jié)合圖象分析，桿轉(zhuǎn)動時的動能Ek=

▲

（請用質(zhì)量m、速度vA表示）。參考答案：⑴（3分）⑵如圖（縱坐標(biāo)1分，圖象2分）⑶（2分）8.如圖所示，一列周期為T的橫波在繩上向左傳播，t=0時刻正好傳到P點，則P點將向______開始運動。請在圖上畫出t=

T時刻該段繩上的波形圖。參考答案：答案：上，9.兩個勁度系數(shù)分別為和的輕質(zhì)彈簧、串接在一起，彈簧的一端固定在墻上，如圖所示.開始時兩彈簧均處于原長狀態(tài)，現(xiàn)用水平力作用在彈簧的端向右拉動彈簧，已知彈的伸長量為，則彈簧的伸長量為

.參考答案：10.物體做勻加速直線運動，在時間T內(nèi)通過位移x1到達(dá)A點，接著在時間T內(nèi)又通過位移x2到達(dá)B點，則物體在A點速度大小為

．在B點的速度大小為

參考答案：11.如圖所示，一單匝閉合線框在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動．在轉(zhuǎn)動過程中，線框中的最大磁通量為фm，最大感應(yīng)電動勢為Em，則線框在勻強磁場中繞垂直于磁場方向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的角速度大小為．參考答案：Em/фm【考點】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理．【分析】根據(jù)最大感應(yīng)電動勢為Em=BSω和最大磁通量фm=BS間的關(guān)系，很容易求出角速度．【解答】解：最大感應(yīng)電動勢為Em=BSω

最大磁通量фm=BS所以Em=фmω所以ω=Em/фm12.已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)周期為T，同步衛(wèi)星離地面的高度為H，萬有引力恒量為G，則同步衛(wèi)星繞地球運動的線速度為________，地球的質(zhì)量為________。參考答案：，13.一降壓變壓器輸入電壓的最大值是220V，另有負(fù)載電阻R，當(dāng)R接在20V的直流電源上時消耗的功率為P，若把它接到該變壓器的副線圈上時消耗功率為P／2，則此變壓器原、副線圈的匝數(shù)比=___________。參考答案：11:l三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了圖15所示的電路，用來研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關(guān)系。圖中E為直流電源，K為開關(guān)，K1為單刀雙擲開關(guān)，V為電壓表，A為多量程電流表，R為滑動變阻器，Rx為待測稀鹽水溶液液柱。①實驗時，閉合K之前將R的滑片P置于

（填“C”或“D”）端；當(dāng)用電流表外接法測量Rx的阻值時，K1應(yīng)置于位置

（填“1”或“2”）。

②在一定條件下，用電流表內(nèi)、外接法得到Rx的電阻率隨濃度變化的兩條曲線如圖16所示（不計由于通電導(dǎo)致的化學(xué)變化）。實驗中Rx的通電面積為20cm2，長度為20cm，用內(nèi)接法測量Rx的阻值是3500Ω，則其電阻率為

Ω·m，由圖中對應(yīng)曲線

（填“1”或“2”）可得此時溶液濃度約為

%（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。參考答案：答案：①D，1；②35，1，1.1%~1.4%解析：①在閉合電鍵K之后，要讓實驗電路中的電流從零開始逐漸增大，則在閉合K之前應(yīng)將R的滑片P置于D處，同時這樣做也可以保證電表的安全；K1接在“1”的位置才能保證電流表處在外接法的位置上。②根據(jù)電阻定律的公式得

內(nèi)接法使得測量溶液的阻值偏大，對應(yīng)的電阻率也將偏大，所以對應(yīng)的曲線應(yīng)為“1”。根據(jù)測量得到的電阻率，從圖像中可讀出對應(yīng)的溶液濃度約為0.011~0.014之間。15.如圖甲為測量重力加速度的實驗裝置，C為數(shù)字毫秒表，A、B為兩個相同的光電門，C可以測量鐵球兩次擋光之間的時間間隔．開始時鐵球處于A門的上邊緣，當(dāng)斷開電磁鐵的開關(guān)由靜止釋放鐵球時，A門開始計時，落到B門時停止計時，毫秒表顯示時間為鐵球通過A、B兩個光電門的時間間隔t，測量A、B間的距離x．現(xiàn)將光電門B緩慢移動到不同位置，測得多組x、t數(shù)值，畫出隨t變化的圖線為直線，如圖乙所示，直線的斜率為k，則由圖線可知，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間=

；若某次測得小球經(jīng)過A、B門的時間間隔為t0，則可知鐵球經(jīng)過B門時的速度大小為

，此時兩光電門間的距離為

．參考答案：2k，2kt0，k．【考點】測定勻變速直線運動的加速度．【分析】根據(jù)位移時間公式得出A到B過程中位移時間的表達(dá)式，得出﹣t的表達(dá)式，結(jié)合圖線的斜率求出重力加速度的大小，再依據(jù)運動學(xué)公式，即可求解經(jīng)過B光電門的速度，及兩光電門的間距．【解答】解：小球做自由落體運動，出發(fā)點在A點，設(shè)小球在A點的速度為0，則小球從A到B的過程：x=gt2，則=gt，可知﹣t成一次函數(shù)，斜率k=，解得：g=2k．依據(jù)速度公式，則有：vB=gt0=2kt0；而兩光電門的間距d==k；故答案為：2k，2kt0，k．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（19分）如圖所示，在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強磁場，磁場方向垂直于xoy面向里；第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E.一質(zhì)量為、帶電量為的粒子自y軸的P點沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點進(jìn)入第一象限，隨即撤去電場，以后僅保留磁場。已知OP=d,OQ=2d,不計粒子重力。（1）求粒子過Q點時速度的大小和方向。（2）若磁感應(yīng)強度的大小為一定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求B0；（3）若磁感應(yīng)強度的大小為另一確定值，經(jīng)過一段時間后粒子將再次經(jīng)過Q點，且速度與第一次過Q點時相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點所用的時間。參考答案：（1）設(shè)粒子在電場中運動的時間為，加速度的大小為a，粒子的初速度為，過Q點時速度的大小為v，沿y軸方向分速度的大小為，速度與x軸正方向間的夾角為，由牛頓第二定律得

ks5u由運動學(xué)公式得

聯(lián)立式

（2）設(shè)粒子做圓周運動的半徑為，粒子在第一象限的運動軌跡如圖所示，為圓心，由幾何關(guān)系可知△O1OQ為等腰直角三角形，得

由牛頓第二定律得

聯(lián)立式得

（3）設(shè)粒子做圓周運動的半徑為，由幾何分析（粒子運動的軌跡如圖所示，、是粒子做圓周運動的圓心，Q、F、G、H是軌跡與兩坐標(biāo)軸的交點，連接、，由幾何關(guān)系知，和均為矩形，進(jìn)而知FQ、GH均為直徑，QFGH也是矩形，又FH⊥GQ，可知QFGH是正方形，△QOG為等腰直角三角形）可知，粒子在第一、第三象限的軌跡均為半圓，得 粒子在第二、第四象限的軌跡為長度相等的線段，得

設(shè)粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點所用的時間為t，則有

聯(lián)立得

17.有人設(shè)計了一種可測速的機(jī)械式跑步，測速原理如圖所示，該機(jī)底面固定有間距為L=1.0m，長度為d的平行金屬電極．電極間充滿磁感應(yīng)強度為B=0.50T、方向垂直紙面向里的勻強磁場，且接有電壓表和阻值為R=0.40Ω的電阻．絕緣橡膠帶上嵌有間距為d的平行細(xì)金屬條，磁場中始終僅有一根金屬條，且與電極接觸良好．金屬條電阻為r=0.10Ω，已知橡膠帶所受的等效水平阻力為f=10.0N．設(shè)人在跑動時對橡膠帶做功的功率恒定，在開關(guān)打開時，某人在上面跑動，當(dāng)橡膠帶的速度達(dá)到勻速時，電壓表的讀數(shù)為U0=2.00V，求：（1）橡膠帶此時運行的速率；（2）若此時再將開關(guān)閉合，請問電壓表的讀數(shù)最終是多少？（人始終在橡膠帶上跑動）（3）證明在上述過程中，克服安培力所做的功等于電路中所消耗的電能；（4）在開關(guān)閉合，電壓表讀數(shù)穩(wěn)定后的某時刻，跑步機(jī)顯示人的跑動里程是s=420m，跑步的時間是t=120s，已知橡膠帶與金屬條的總質(zhì)量是m=5.0kg，不計由橡膠帶帶動的輪子的質(zhì)量．求t時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量．參考答案：解：（1）設(shè)電動勢為E，橡膠帶運動速率為v，由導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢計算公式可得：U0=E=BLv0，代入數(shù)據(jù)解得：v0=4.0m/s；（2）若此時開關(guān)閉合，電路接通，金屬條會受到安培力的作用，最終當(dāng)人對橡膠帶的水平作用力與安培力和阻力之和平衡時，電壓表的讀數(shù)不再變化，設(shè)勻速運動的速度為v；根據(jù)平衡條件可得：F=f+BIL，而F==，安培力為：BIL=，所以有：=f+，代入數(shù)據(jù)解得：v=3.42m/s，由于E=BLv，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得：U==1.37V；（3）設(shè)某時刻的瞬時速度為v，則安培力的瞬時功率為：P1=F安v=BILv=，與瞬時速度v對應(yīng)的感應(yīng)電動勢為：E=BLv，則電流強度為：I=，電路中消耗的功率為：P=EI=，任意時刻兩者的功率相等，則任意時間內(nèi)安培力做的功等于電路中消耗的電能；（4）根據(jù)能量關(guān)系可得：Pt=fs+，代入數(shù)據(jù)解得：Q=571J，則電阻R上產(chǎn)生的熱量為：QR=．答：（1）橡膠帶此時運行的速率為4.0m/s；（2）若此時再將開關(guān)閉合，電壓表的讀數(shù)最終是1.37V；（3）證明見解析；（4）t時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為457J．【考點】導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；功率、平均功率和瞬時功率；閉合電路的歐姆定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．【分析】（1）根據(jù)導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢計算公式求解速度大??；（2）根據(jù)平衡條件結(jié)合功率與速度關(guān)系、安培力的計算公式、閉合電路的歐姆定律求解；（3）根據(jù)P1=F安v計算克服安培力做功功率，電路中消耗的功率為P=EI，由此證明克服安培力所做的功等于電路中所消耗的電能；（4）根據(jù)能量關(guān)系Pt=fs+求解產(chǎn)生的總熱量，再根據(jù)焦耳定