河北省邢台市2020届高三上学期月考物理试题

邢台市2019～2020学年高三上学期第二次月考

物理

考生注意：

1. 本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共110分。考试时间90分钟。

2. 请将各题答案填写在答题卡上。

3. 本试卷主要考试内容：机械能，动量，动量守恒定律，电场力的性质，选修3-3或选修3-4。

第I卷（选择题  共48分）

选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。

1.关于动量和冲量，下列说法正确的是（  ）

A. 对于某物体而言，动量越大，其速度一定越大

B. 力越大，力的冲量就越大

C. 物体动量的方向一定与其所受合力的方向一致

D. 若两个力的大小相等，作用时间也相同，则这两个力的冲量一定相同

【答案】A

【解析】

【详解】A.对于某物体而言，质量m是一定的，由动量p=mv知，动量越大，其速度一定越大，故A正确；

B.由力的冲量I=Ft知，力的冲量大小等于力F和其作用时间t的乘积，故B错误；

C.由动量定理F合t=p知，物体动量变化的方向一定与其所受合力的方向一致，故C错误；

D.冲量是矢量，有大小和方向，两个力的大小相等，作用时间也相同，这两个力的冲量方向可能不相同，故D错误。

2.乘坐摩天轮观光是广大青少年喜爱的一种户外娱乐活动，如图所示，某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）

A. 该同学运动到最低点时，座椅对他支持力大于其所受重力

B. 上升程中，该同学所受合外力为零

C. 摩天轮转动过程中，该同学的机械能守恒

D. 摩天轮转动一周的过程中，该同学所受重力的冲量为零

【答案】A

【解析】

【详解】AB.圆周运动过程中，由重力和支持力的合力提供向心力F，在最低点，向心力指向上方，所以F＝N﹣mg，则支持力N＝mg+F，所以支持力大于重力，故A正确，B错误；

C、机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，故C错误；

D.转动一周，重力的冲量为I＝mgT，不为零，故D错误；

3.图示为某电场中的一根电场线，电场线上有A、B两点，一电子从A点运动到B点。下列说法正确的是

A. 该电场线是客观存在的

B. A点的电场强度一定比B点的电场强度大

C. A点的电势比B点的电势低

D. 电子在A点的电势能比在B点的电势能小

【答案】D

【解析】

【详解】A．电场线是为了形象描述电场而人为引入的，不是客观存在的，故A错误；

B．电场线的疏密程度表示电场强度大小，一根电场线，无法判断疏密，所以无法判断电场强度大小，故B错误；

C．沿电场线方向电势逐渐降低，所以A点电势比B点高，故C错误；

D．根据公式可知，电子在电势高的地方电势能小，在电势低的地方电势能大，故电子在A点电势能小，在B点电势能大，故D正确。

4.质量为1kg的物体做匀变速直线运动，其位移随时间变化的规律为x=2t+t2（m）。t=2s 时，该物体所受合力的功率为

A. 6 W B. 8 W C. 10 W D. 12 W

【答案】D

【解析】

【详解】根据知质点的加速度，初速度为，

根据可知时速度为，

根据牛顿第二定律可知物体所受合力，

t=2s时，该物体所受合力的功率为，故选项D正确，A、B、C错误。

5.如图所示，在水平地面上固定一倾角为30°的斜面体，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，其加速度和重力加速度大小相等。在物块上升高度H的过程中，其损失的动能

A. 2mgH B. mgH C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】ABCD．由牛顿第二定律得，物体所受的合力大小为：

方向沿斜面向下。

物块沿斜面上升的距离为：

根据动能定理有：

即损失的动能2mgH。

故A正确，BCD错误。

6.我国2019年年底将发射“嫦娥五号”，实现区域软着陆及采样返回，探月工程将实现“绕、落、回”三步走目标。若“嫦娥五号”在月球表面附近落向月球表面的过程可视为末速度为零的匀减速直线运动，则在此阶段，“嫦娥五号”的动能与距离月球表面的高度h、动量p与时间t的关系图象，可能正确的是

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】AB．若“嫦娥五号”在月球表面附近落向月球表面的过程可视为末速度为零的匀减速直线运动，设在此阶段合力为恒力F。由逆向思维，等效为由月球表面向上做匀加速直线运动，由动能定理知：

整理得：

故A错误，B正确。

CD．同样由逆向思维法，等效为由月球表面向上做匀加速直线运动，由动量定理：

整理得：

故CD错误。

7.如图所示，光滑弧形滑块P锁定在光滑水平地面上，其弧形底端切线水平，小球Q（视为质点）的质量为滑块P的质量的一半，小球Q从滑块P顶端由静止释放，Q离开P时的动能为。现解除锁定，仍让Q从滑块顶端由静止释放，Q离开P时的动能为，和的比值为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】滑弧形滑块P锁定在光滑水平地面上，根据动能定理可知；解除锁定，让Q从滑块顶端由静止释放，小球Q与滑块组成的系统水平方向动量守恒，设小球Q离开P时的速度为，滑块的速度为，根据动量守恒则有，根据能量守恒则有，解得Q离开P时的动能为，所以，故C正确，A、B、D错误；

【点睛】解除锁定，让Q从滑块顶端由静止释放，小球Q与滑块组成的系统水平方向动量守恒，根据动量守恒和能量守恒求出Q离开P时的动能。

8.如图所示，在纸面内有一直角三角形ABC，P1为AB的中点， P2为AP1的中点，BC=2 cm，∠A = 30°。纸面内有一匀强电场，电子在A点的电势能为-5 eV，在C点的电势能为19 eV，在P2点的电势能为3 eV。下列说法正确的是

A. A点的电势为-5 V

B. B点的电势为-19 V

C. 该电场的电场强度方向由B点指向A点

D. 该电场的电场强度大小为800 V/m

【答案】D

【解析】

【详解】A．由公式可知，

故A错误。

B．A到P2的电势差为

故B错误。

C．A点到B点电势均匀降落，设P1与B的中点为P3,该点电势为：

P3点与C为等势点，连接两点的直线为等势线，如图虚线P3C所示。由几何关系知，P3C与AB垂直，所以AB为电场线，又因为电场线方向由电势高指向电势低，所以该电场的电场强度方向是由A点指向B点，故C错误。

D．P3与C为等势点，该电场的电场强度方向是由A点指向B点，所以场强为：

故D正确。

9.2019国际泳联高台跳水世界杯5月26日在肇庆落幕。英国名将盖瑞一亨特成功实现世界杯男子27米台四连冠。假设他的质量为m，进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为f，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）

A. 他的动能减少了fh B. 他的重力势能减少了mgh

C. 他的机械能减少了fh D. 他的机械能减少了(f-mg)h

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据动能定理可得：

因此他的动能减少了，故A项错误。 

B．根据重力做功与重力势能变化的关系得：

因此他的重力势能减少了，故B项正确;

C D．根据功能关系，除重力和弹簧弹力以外的力的合力（也叫“非保守力”）做功等于物体机械能改变量，这里非保守力即阻力，做负功，使得他的机械能减少，故C项正确，D项错误

10.如图所示，质量分别为0. 1 kg、0. 2 kg的两个小球A、B静止在光滑的水平面上。若A以方向水平向右、大小为3 m/s的速度与B发生弹性正碰，碰撞历时0. 01 s，则

A. 碰撞过程中两球的动量变化相同

B. 碰后B球的速度大小为2 m/s，方向水平向右

C. A在碰撞过程中受到的冲量大小为0. 4 N·s

D. A在碰撞过程中受到的平均作用力大小为40 N

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．碰撞过程中两球所受的冲量大小相等，方向相反，则两球的动量变化大小相同，方向相反，故A错误；

B．由动量守恒定律可得：

由能量关系：

联立解得：

（方向向左）

（方向向右）

故B正确；

C．A在碰撞过程中受到冲力最大小为

故C正确

D．A在碰撞过程中受到的平均作用力大小为

故D正确。

11.如图所示，用两根绝缘细线把两个带电小球A、B（均视为点电荷）悬挂于同一点O，两球静止时在同一水平线上，且OA、OB与竖直虚线OO′的夹角分别为30°和60°。下列说法正确的是

A. A、B的质量之比为3：1

B. A、B的质量之比为1：2

C. OA、OB两细线的拉力大小之比为

D. OA、OB两细线的拉力大小之比为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．对A与B受力分析，如图所示：

根据矢量的合成法则，结合平衡方程，则有：

因F与F′是一对相互作用力，因此有：

故A正确，B错误。

CD．根据矢量的合成法则，结合平衡方程:

因F与F′是一对相互作用力，因此有：

故C错误，D正确。

12.如图所示，轻弹簧和小球A套在固定竖直杆上，弹簧上端固定，下端与A连接；一根不可伸长的柔软轻绳跨过很小的光滑定滑轮，两端分别与小球B和A连接，a、b、c（c点图中未画出）为杆上的三个点，Ob水平，A在b处时弹簧处于自然状态，现将A从a点由静止释放后，A沿杆上滑到最高处c点。不计一切摩擦。下列说法正确的是

A. A从b点滑到c点的过程中（不含c点），A的速度大于B的速度

B. a、c两点到b点的距离相等

C. A从a点滑到c点的全过程，A增加的机械能等于B减少的机械能与弹簧减少的弹性势能之和

D. A从a点滑到c点的全过程，B所受重力做的功等于A克服重力做的功

【答案】AC

【解析】

【详解】A．b点滑到c点的过程，分解A的速度在绳子方向和垂直于绳子方向，A的速度为斜边，B的速度为直角边，所以A的速度大于B的速度。故A正确。

B．假设a、c两点到b点的距离相等，则小球运动到最高点时A以及B的速度都为零，B的重力势能不变，弹簧的弹性势能与开始时相同，A增加重力势能，不满足能量守恒。所以a、b两点的距离大于b到c点的距离。故B错误。

CD．由B知，a、b两点的距离大于b到c点的距离，则小球运动到最高点时A以及B的速度都为零，A增加的机械能等于B减少的机械能与弹簧减少的弹性势能之和。故C正确，D错误。

第II卷（非选择题  共62分）

非选择题：本题包括必考题和选考题两部分。第13～17题为必考题，每个试题考生都必须作答。第18～19题为选考题，考生根据要求作答。

（―）必考题：共47分。

13.某同学用图甲所示装置通过大小相同的A、B两小球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽末端，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。

（1）安装器材时要注意：固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿_________方向。

（2）小球A的质量m1与小球B的质量m2应满足的关系是m1_________ m2（填“＞”“＜”或“＝”）

（3）某次实验中，得出小球的落点情况如图乙所示（单位：cm），P′、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置（把落点圈在内的最小圆的圆心）。若本次实验的数据很好地验证了动量守恒定律，则入射小球和被碰小球的质量之比m1：m2 _________。

【答案】    (1). 水平    (2). ＞    (3). 4：1

【解析】

【详解】[1]斜槽末端的切线要沿水平方向，才能保证两个小球离开斜槽后做平抛运动。

[2]为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即。

[3]根据实验原理可得:

由图乙可知：OM=15.5cm、OP′=25.5cm、ON=40.0cm，又因下落时间相同,即可求得：

代值可得：

14.图甲所示为实验小组的同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置。伸长可忽略的细线一端固定于铁架台上O点，另一端系一小钢球。在O点正下方P点处固定一枚锋利的刀片，刀片的刀刃与悬线的摆动方向斜交，因而能将下摆的细线瞬间割断，使下摆的小球水平抛出。Q点为小球竖直悬挂时上端点的位置，O′点是O点在地面上的竖直投影点，S为小球落地点。实验时，将小球拉至与O点等高处由静止开始释放，然后进行相关测量后计算验证。完成以下填空：

（1）用游标卡尺测量钢球直径如图乙所示，钢球直径d＝_________mm；

（2）测得细线O点到Q点的长度为l，O′Q间高度为h，O′S间距离为x。本实验所需验证的表达式为________________；

（3）本实验造成误差的原因众多，试任意说出一个除空气阻力外的其他原因：_____________；

（4）有同学说，为减小空气阻力的影响，所选钢球应尽量小。对他的说法，请简要说出你的观点：____________________________。

【答案】    (1). 7. 25    (2).     (3). 刀片割断细线时对小球运动的影响、各长度测量时不够精确等    (4). 不同意该说法。因为当钢球太小时，细线自身重力的影响将不可忽略

【解析】

【详解】[1]主刻度尺为7mm，游标尺第五格对齐，所以读数为：

[2]小球从释放到Q点过程，若机械能守恒，则：

平抛的过程方程为：

由以上几个式子得：

[3] 刀片割断细线时对小球运动的影响、各长度测量时不够精确等都会造成误差。

[4]当钢球太小时，细线自身重力的影响将不可忽略，而且空气阻力的影响也不可以忽略，所以不同意该说法。

15.如图所示，粗糙绝缘的水平面与半径为R的光滑绝缘圆弧相切于B点，其中半径OB竖直，半径OC水平。在整个空间内存在方向水平向右的匀强电场。现将一质量为m、电荷量为q的带正电小物块（视为质点）从水平面上到B点距离的A点由静止释放，物块恰好能运动到圆弧最高点C处。物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度的大小为g。求：

（1）该过程中电场力对物块做的功W；

（2）匀强电场的电场强度大小E。

【答案】（1）（2）。

【解析】

【详解】（1）对该过程，由动能定理有：

解得：

（2）在物块从A点由静止运动到C点的过程中，物块沿电场方向发生的位移大小为：

x=s+R

又由

W=qEx

解得：

16.如图所示，竖直平面内的圆弧形管道半径略大于小球半径，管道的AB部分光滑，BC（C为管道的最高点）部分粗糙，管道中心到圆心O的距离为R，A、O两点等高，AE为水平面，B点在O点的正下方，质量为m的小球（视为质点）自A点正上方距离A点高度为3R处由静止释放，并从A点进入管道，然后经C点落在水平面AE上到A点距离为R的D点。空气阻力不计，重力加速度大小为g。求：

（1）小球到达B点时，管壁对小球的弹力大小F；

（2）小球从B点运动到C点的过程中，由于摩擦产生的热量Q。

【答案】（1）F=9mg（2）Q=mgR。

【解析】

【详解】（1）设小球到达B点时的速度为v1，由动能定理有：

设小球到达B点时管壁对小球的弹力大小为F，则有：

解得：

F=9mg

（2）设小球到达C点时的速度大小为，由能量守恒定律有：

设小球从C点运动到D点的时间为t，由平拋运动规律有：

解得：

Q=mgR

17.如图所示，在光滑的水平面上固定有左、右两竖直挡板，挡板间距离足够长，有一质量为M，长为L的长木板靠在左侧挡板处，另有一质量为m的小物块（可视为质点），放置在长木板的左端，已知小物块与长木板间的动摩擦因数为μ，且M＞m。现使小物块和长木板以共同速度v0向右运动，设长木板与左、右挡板的碰撞中无机械能损失。试求：

（1）将要发生第二次碰撞时，若小物块仍未从长木板上落下，则它应距长木板左端多远

（2）为使小物块不从长木板上落下，板长L应满足什么条件

（3）若满足（2）中条件，且M＝2kg，m＝1kg，v0＝10m/s， 试计算整个系统从开始到刚要发生第四次碰撞前损失的机械能。（计算结果小数点后保留一位）

【答案】(1)；（2）；（3）

【解析】

【详解】(1)第一次与右档板碰后达到共同速度的过程中，对和组成的系统，选定水平向左为正方向，由动量守恒定律可得

由能量守恒可得

联立方程解得；

（2）上述过程中，相对于向右滑动，且共同速度向左，以后与左挡板碰撞，碰后相对向左滑动，直到达到共同速度，则

能量守恒定律

联立方程解得，显然，同理可知，因此，只要第一次碰后未从上掉下，以后就不可能掉下，则长木板的长度应满足；

（3）根据能量守恒可得，到刚发生第四次碰撞前，系统损失的机械能

，又

所以

（二）选考题：共15分。请考生从18、19两题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

18.关于热现象和热学规律，下列说法正确的是___________。

A. 给自行车打气时气筒压下后被反弹，是由于空气分子间存在分子斥力

B. 温度一定时，悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显

C. 雨水没有透过布雨伞，是因为水分子表面有张力

D. 晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的微粒在不停地运动

E. 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡

【答案】BCE

【解析】

【详解】A．给自行车打气时气筒压下后被反弹，是由于空气压强增大的原因，故A错误;

B．布朗运动是悬浮在液体中的固体小微粒的运动，微粒越小，布朗运动越明显，故B正确;

C．雨水没有透过布雨伞是由于表面张力，故C正确;

D．晶体内部的物质微粒是有规则地排列的，而非晶体内部物质微粒排列是不规则的；晶体内部的微粒与非晶体内部的物质微粒一样，都是不停地热运动着的，故D错误;

E． 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间必定处于热平衡，故E正确;

19.如图所示，质量为、开口竖直向下的薄壁汽缸放在水平地面上，质量为m、横截面积为S的光滑活塞密封了一定质量的理想气体A，竖直轻弹簧上端与活塞相连，下端固定在地面上，活塞下方与外界相通。开始时，缸内气体的热力学温度为，活塞到缸底的距离为，弹簧恰好处于原长。现对气体A缓慢加热，已知弹簧的劲度系数（g为重力加速度大小），大气压强，求：

（1）当汽缸恰好离开桌面时气体A的热力学温度；

（2）当气体A的热力学温度为时，活塞到缸底的距离为。

【答案】（1） （2）

【解析】

【详解】（1）加热前气体A的压强为：

设加热后弹簧的形变量为，根据受力平衡条件有：

加热后气体A的压强为：

由理想气体的状态方程有：

解得：

；

（2）气体A的热力学温度从上升为的过程中，气体A做等压变化，有：

解得：

。

20.下列说法正确的是___________。

A. 水面波是一种机械波

B. 彩虹现象是光的全反射形成的

C. 肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的，是由于光的干涉而形成的

D. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关

E. 摄影机镜头镀膜是应用了光的衍射的原理

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．根据机械波的定义，水面波是一种机械波，故A正确；

B．彩虹现象与光的折射的有关，故B错误；

C．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的，是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的，故C正确；

D．电磁波在真空中的传播速度均相同，与电磁波的频率无关，故D正确；

E．镜头镀膜增透是利用了光的干涉特性，使反射光出现相互减弱，从而增强入射光透射，故E错误。

21.在真空中有一边长为d的正方体玻璃砖，其截面如图所示，在AB面上方有一单色点光源S，从S发出的光线SP以i=53°的入射角从AB面的中点射入，且光从光源S到AB面上P点的传播时间和它在玻璃砖中从P点传播到侧面AD的吋间相等。已知玻璃砖对该光的折射率，真空中的光速为c，取sin53°=0. 8，cos53°=0. 6，不考虑光线在玻璃砖中的反射，求：

（1）该光进入玻璃砖中的折射角r；

（ii）点光源S到P点距离x。

【答案】（i）37°（ii）。

【解析】

【详解】（i）光路图如图所示，

光线在AB面上折射时，由折射定律有：

解得：

r=37°

（ii）光线从P点传播到侧面AD的过程中通过的距离为：

光线在玻璃中传播的速度大小为：

光线从P点传播到侧面AD的时间为：

又由

x=ct

解得：

。