福建省莆田第一中学2020届高三12月月考物理试题
展开莆田一中2020届上学期第三次月考试卷
高三 物理
命题人：
一、 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1～7题只有一项符合题目要求，第8～12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，有选错的得0 分。）
1．有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内，如图所示， 当竖直长导线内通以方向向上的电流时，若重力不计，则三角形金属框将
A．水平向左运动
B．竖直向上
C．处于平衡位置
D．以上说法都不对
2．厦门地铁1号线被称作“最美海景地铁”，列车跨海飞驰，乘客在车厢内可观赏窗外美丽 的海景。设列车从高崎站至集美学村站做直线运动，运动的v− t图像如图所示，总位移为 s，总时间为t0，最大速度为vm，加速过程与减速过程的加速度大小相等，则下列说法正确的是
A．加速运动时间大于减速运动时间
B．从高崎站至集美学村站的平均速度为
C．匀速运动时间为
D．加速运动时间为
3．如图所示，质量mA＝1.0 kg的物块A放在固定的水平桌面上，由跨过光滑定滑轮的轻绳与质量mB＝1.5 kg的物块B相连。轻绳拉直时用手托住物块B，使其静止在距地面h＝0.6 m的高度处，物块A与定滑轮相距L ＝1.6 m。已知物块A与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，物块B着地后立即停止运动，g取10m/s2。现释放物块B，则
A．物块B着地前加速度的大小为0.5 m/s2
B．物块B着地前轻绳对物块B的拉力大小为7.5 N
C．物块A不会撞到定滑轮
D．在物块B着地前的过程中，物块A受到的摩擦力对物块A所做的功等于物块A机械能的变化量
4．如图所示，真空中有一个边长为L的正方体，正方体的两个顶点M、N处分别放置电荷量都为q的正、负点电荷。图中的a、b、c、d是其他的四个顶点，k为静电力常量。下列表述正确是
A．a、b两点电场强度大小相等，方向不同
B．a点电势高于b点电势
C．把点电荷+Q从c移到d，电势能增加
D．同一个试探电荷从c移到b和从b移到d，电场力做功相同
5．如图所示为a、b两颗卫星运行的示意图，a为绕地球做椭圆轨道运动的卫星，b为地球同步卫星，P为两卫星轨道的切点。P、Q分别为椭圆轨道的远地点和近地点。卫星在各自的轨道上正常运行，下列说法中正确的是
A．卫星a、b的周期可能相等
B．卫星a在由近地点Q向远地点P运行过程中，引力势能逐渐减小
C．卫星b经过P点时的速率一定大于卫星a经过P点时的速率
D．卫星b经过P点时的向心力一定等于卫星a经过P点时的向心力
6．在“测量灯泡伏安特性”实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示，电源内阻不计，导线连接良好，若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S，在触头向右端滑动过程中，会分别出现如下四种现象：
a．灯泡L不亮；电流表示数几乎为零
b．灯泡L亮度增加；电流表示数增大
c．灯泡L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈被烧断
d．灯泡L不亮；电流表示数增大直到线圈被烧断
与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为
A．③①②④
B．③④②①
C．③①④②
D．②①④③
7．用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表。将它们串联起来接入电路中，如图所示，此时
A．两只电表的指针偏转角相同
B．两只电表的指针都不偏转
C．电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
D．电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角
8．在如图所示的电路中，两个灯泡均发光，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，则
A．电源的输出功率减小
B．A灯和B灯都变亮
C．A灯变亮，B灯变暗
D．电源的工作效率增大
9．一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下向上运动。不计空气阻力，物体的机械能E与上升高度h的关系如图所示，其中曲线上A点处的切线斜率最大，h2~h3的图线为平行于横轴的直线。下列说法正确的是( )
A．在h1处物体所受的拉力最大
B．在h2处物体的动能最大
C．h2~h3过程中合外力做的功为零
D．0~h2过程中拉力F始终做正功
10．电荷量不等的两点电荷固定在x轴上坐标为－3L和3L的两点处，其中坐标为－3L处的点电荷带电量的绝对值为Q，两点电荷连线上各点的电势φ随x变化的关系图象如图所示，其中x = L处的电势最低，x轴上M、N两点的坐标分别为－2L和2L，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是
A．两点电荷一定均为正电荷
B．原点O处的场强大小为
C．正检验电荷在原点O处受到向左的电场力
D．负检验电荷由M点运动到N点的过程中，电势能先减小后增大
11．如图所示，物块A、B间拴接一个压缩后被锁定的弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中A物块最初与左侧固定的挡板相接触，B物块质量为2 kg。现剪断A、B间的细绳，解除对弹簧的锁定，在A离开挡板后，B物块的v－t图如图所示，则
A．在A离开挡板前，A、B与弹簧组成的系统机械能守恒，之后不守恒
B．在A离开挡板前，A、B系统动量不守恒，之后守恒
C．若A的质量为1 kg，在A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为3 J
D．弹簧锁定时其弹性势能为1 J
12．如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d，电容为C，上板B接地。现有大量质量均为m、带电量均为q的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点。如果能落到A板的油滴仅有N滴，且第N+1滴油滴刚好能飞离电场，假定落到A板的油滴的电量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g，则
A．落到A板的油滴数
B．落到A板的油滴数
C．第N+1滴油滴通过电场的整个过程所增加的动能等于
D．第N+1滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于
二、实验题(本题共2小题，共12分)
13．（6分）某研究小组想用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。
A．电压表V1 (量程6 V、内阻约5000 Ω)
B．电压表V2 (量程3 V、内阻约3000 Ω)
C．电流表A (量程3 A、内阻约0.5 Ω)
D．滑动变阻器R (最大阻值10 Ω、额定电流4 A)
E．小灯泡(2 A、5W)
F．电池组(电动势E、内阻r)
G．开关一只，导线若干
实验电路如甲图所示时，调节滑动变阻器的阻值，经多次测量，得到多组对应的电流表、电压表示数，并在U-I坐标系中描绘出两条图线，如乙图所示，则
(1)电池组的电动势E = _______V，内阻r =_______。(结果保留两位有效数字)
(2)在U-I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为______Ω。
(3)将三个这样的灯泡并联后再接到该电源上，则每个灯泡的实际功率为________W。
14．（6分）某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了如下方法：
(1)用多用电表粗测：多用电表电阻挡有4个倍率：分别为×1 k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大(指针位置如图中虚线所示)。为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：
a．________________________________________________________.
b．两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0 Ω处．
c．重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是________Ω.
(2)为了尽量准确测该电阻，要求测量时，电表指针有较大偏转，测量多组数据。除被测电阻外，还备有如下实验仪器，请选择仪器，设计实验电路。
A．电压表V (量程20 V，内阻约为25 kΩ)
B．电流表A1 (量程50 mA、内电阻r1＝20 Ω)
C．电流表A2 (量程100 mA、内电阻约5 Ω)
D．定值电阻R0 (80 Ω)
E．滑动变阻器R (0 ～10 Ω)
F．电源：电动势E ＝6 V，内电阻较小
G．导线、开关若干
请在虚线框内画出能准确测量电阻Rx的电路图(要求在电路图上标出元件符号)．请根据设计的电路图写出Rx的测量值表达式Rx＝________．
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三、计算题(本题共4小题，共40分。按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。)
15．（8分）如图所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m＝1 kg，电阻R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好；电源电动势E ＝10 V，内阻r ＝0.1 Ω，电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T，方向垂直于ab，与导轨平面成夹角α＝53°；ab与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，重力加速度g＝10 m/s2，ab处于静止状态。已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求：
(1)通过ab的电流大小和方向；
(2)ab受到的安培力大小；
(3)重物重力G的取值范围。
16．（10分）如图所示，质量为6m，长为L的薄木板AB放在光滑的平台上，木板B端与台面右边缘齐平。B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块C，C与木板之间的动摩擦因数为μ＝，质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触。现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C碰撞后反弹速率为碰前的一半．
（1）求细绳能够承受的最大拉力；
（2）若要使小球落在释放点的正下方P点，平台高度应为多大；
（3）通过计算判断C能否从木板上掉下来．
17．（10分)如图所示，在竖直平面内有一质量m = 0.6 kg、电荷量q = + 3×10-3 C的带电的小球，用一根长L = 0.2 m且不可伸长的绝缘轻细线系在一方向水平向右、分布的区域足够大的匀强电场中的O点。已知A、O、C三点等高，且OA = OC = L，若将带电小球从A点无初速度释放，小球到达最低点B时速度恰好为零，
取g =10 m/s2。
（1）求匀强电场的电场强度E的大小；
（2）求小球从A点由静止释放运动到B点的过程中速度最大时细线的拉力大小；
（3）若将带电小球从C点无初速度释放，求小球到达A点时的速度。
18．（12分）如图所示，在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E（图中未画出）。由A点斜射出一质量为m，所带电荷量为+q的粒子，B为运动轨迹与y轴的交点，C和D是粒子运动轨迹上的两点。其中l0为常量，粒子所受重力忽略不计。
（1）求粒子从A到D过程中电势能的变化量。
（2）判断粒子从A到B、B到C和C到D三段过程所经历的时间关系，说明依据，并求出对应的时间。
（3）求粒子经过D点时的速度大小。
莆田一中2020届高三上学期第三次月考答案
1.A 2.C 3.B 4.D 5.C 6.A 7.C 8 .CD 9.AD 10.AB 11.BC 12.BD
13. （6分）(1)4.5 (1分) (2)1.0 (1分) (3) 0 (2分) (4) 1.2 (2分)
14.（6分）(1)①换用×10倍率的挡位(1分)
③120(1分)
(2)电路图见解析(2分)
(R0＋r1)(2分)
15.（8分）解析：(1)I＝＝2 A (2分)
方向为a到b。 (1分)
(2)F＝BIL＝5 N (1分)
(3)受力如图fm＝μ(mg－Fcos 53°)＝3.5 N (1分)
当最大静摩擦力方向向右时FT＝Fsin 53°－fm＝0.5 N (1分)
当最大静摩擦力方向向左时FT＝Fsin 53°＋fm＝7.5 N (1分)
所以0.5 N≤G≤7.5 N。 (1分)
16. （10分）(1)设小球运动到最低点的速率为v0，小球向下摆动过程，
由动能定理mgL＝mv 得v0＝ ( 1分)
小球在圆周运动最低点时拉力最大，由牛顿第二定律：
FT－mg＝m FT＝3mg (1分)
由牛顿第三定律可知，小球对细绳的拉力：
FT′＝FT 解得：FT′＝3mg (1分)
(1)小球碰撞后做平抛运动：
竖直位移h＝gt2 水平分位移：L＝t (1分)
解得：h＝L (1分)
(3)小球与滑块C碰撞过程中小球和C系统满足动量守恒，设C碰后速率为v1，并依题意有
mv0＝m(－)＋3mv1 (1分)
假设木板足够长，在C与木板相对滑动直到相对静止过程，设两者最终共同速率为v2，
由动量守恒：3mv1＝(3m＋6m)v2 (1分)
由能量守恒：·3mv＝(3m＋6m)v＋μ·3mgs (1分)
联立解得：s＝ (1分)
由s<L知，滑块C不会从木板上掉下来。 (1分)
17．（10分）
解：（1）小球到达最低点B时速度为0，则
(1分)
(1分)
（2）小球到达最低点B时速度为0，根据对称性可知，达到最大速度的位置为AB弧的中点，即当沿轨迹上任一点切线方向的合力为零时，物体的速度有极值，由动能定理有
(1分)
(1分)
（或） (1分)
（3）小球从C点运动到B点做匀加速直线运动，有
，， (2分)
到达B点后细线绷直有机械能的损失， (1分)
小球由B→A过程中
(1分)
(1分)
18．（12分）（1）（3分）
（2）由于粒子所受电场力沿y轴负方向，在x轴方向上粒子做匀速直线运动，又粒子从A到B、B到C和C到D三段过程在x轴方向上的位移相等，则经历的时间也相等，设为tAB=tBC= tCD=T。（1分）
由对称性可知轨迹最高点为B点。由牛顿第二定律
qE=ma 解得（1分）
又 （1分） （1分）
解得 即tAB=tBC= tCD=（1分）
（3）粒子在BD段做类平抛运动 （1分） （1分）
解得 （2分）
