海南省定安县定安中学2020届高三上学期第一次月考物理试卷

湖南师范大学附属定安中学2019-2020学年度第一学期

高三年级第一次月考 物理试题

考试时间：90分钟     总分100分

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.关于分子动理论，下列说法正确的是

A. 气体扩散的快慢与温度无关

B. 布朗运动是液体分子无规则运动

C. 分子间同时存在着引力和斥力

D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大

【答案】C

【解析】

A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；

B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的无规则性，是液体分子运动的无规则性的间接反映，故B错误；

C、分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分子间距大于平衡位置时，分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故C正确，D错误．

点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的．

2.某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（    ）

A. t =1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值

B. t =2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值

C. t =3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零

D. t =4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值

【答案】A

【解析】

【分析】

根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下坡”段质点向下振动．

【详解】AC．在t=1 s和t=3 s时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A正确，C错误；

BD．在t=2 s和t=4 s时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，BD错误．

3.高空坠物极易对行人造成伤害．若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（    ）

A. 10 N B. 102 N C. 103 N D. 104 N

【答案】C

【解析】

试题分析：本题是一道估算题，所以大致要知道一层楼的高度约为3m，可以利用动能定理或者机械能守恒求落地时的速度，并利用动量定理求力的大小．

设鸡蛋落地瞬间的速度为v，每层楼的高度大约是3m，

由动能定理可知： ，

解得：   

落地时受到自身的重力和地面的支持力，规定向上为正，

由动量定理可知： ，解得： ，

根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为103 N，故C正确

故选C

点睛：利用动能定理求出落地时的速度，然后借助于动量定理求出地面的接触力

4.如图所示为两分子系统的势能EP与两分子间距离r的关系曲线下列说法正确的是(   )

A. 当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B. 当r等于r2时，分子间的作用力表现为斥力

C. 当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

D. 在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

【答案】C

【解析】

【详解】由图可知，分子间距离等于r0时分子势能最小，即r0=r2，当r=r2时分子间作用力为零，当r小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时，表现为引力，故A、B错误，C正确；在r由r1变到r2的过程中，分子间为斥力，分子力做正功分子势能减小，故D错误．

5.太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环，循环的结果可表示为，已知和的质量分别为和，1u=931MeV/c2，c为光速．在4个转变成1个的过程中，释放的能量约为

A. 8 MeV B. 16 MeV C. 26 MeV D. 52 MeV

【答案】C

【解析】

【详解】由知，=，忽略电子质量，则：，故C选项符合题意；

6.如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同．实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是

A. b质点为振动加强点

B. c质点为振动减弱点

C. 该时刻a质点的振动位移不为0

D. d质点既不振动加强也不振动减弱

【答案】A

【解析】

【详解】A. 此时b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，但随着时间推移，可以是波谷与波谷叠加的地方，但振动始终是最强的．故A正确；

B. d处是波谷与波谷叠加的地方，但随着时间推移，可以是波峰与波峰叠加的地方，但振动始终是加强的．因此是振动加强点．故B错误；

C. a质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，由于两列波振幅相同，该时刻a质点的振动位移为0，故C错误；

D. 图示d质点与波峰距离相等，随着时间推移，可以是波谷与波谷叠加的地方，也可以是波峰与波峰叠加的地方，是振动加强点，故D错误．

二、多项选择题：本大题共4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求．全部选对的，得5分；选对但不全的，得3分；有选错的，得0分．

7.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V–T图象如图所示．下列说法正确的有（    ）

A. A→B的过程中，气体对外界做功

B. A→B的过程中，气体放出热量

C. B→C的过程中，气体压强不变

D. A→B→C过程中，气体内能增加

【答案】BC

【解析】

【详解】A B．由图知A→B的过程中，温度不变，则内能不变，而体积减小，所以外界对气体做功，为保持内能不变， 根据热力学定律知，在A→B的过程中，气体放出热量，故A错误；B正确；

C．B→C的过程为等压变化，气体压强不变，故C正确；

D．A→B→C过程中，温度降低，气体内能减小，故D错误．

故选BC．

【点睛】两个过程：A到B等温变化，B到C等压变化．

8.对于钠和钙两种金属，其遏止电压与入射光频率v的关系如图所示．用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（    ）

A. 钠的逸出功小于钙的逸出功

B. 图中直线的斜率为

C. 在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同

D. 若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高

【答案】AB

【解析】

【详解】根据，即 ，则由图像可知钠的逸出功小于钙的逸出功，选项A正确；图中直线的斜率为，选项B正确；在得到这两条直线时，与入射光的强度无关，选项C错误；根据，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低，选项D错误．

9.如图为氢原子能级示意图，则下列对氢原子跃迁的理解正确的是（　　）

A. 由高能级向低能级跃迁时辐射出来的光电子一定不能使逸出功为3.34 eV的金属发生光电效应

B. 大量处于n＝4能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，向外辐射6种不同频率的光子

C. 大量处于n＝3级级的氢原子向n＝1能级跃迁时，用发出的光照射逸出功为3.34 eV的金属，从金属表面逸出的光电子的最大初动能为8.75 eV

D. 如果用光子能量为10.3 eV的光照射处于n＝1能级的氢原子，则该能级的氢原子能够跃迁到较高能级

【答案】BC

【解析】

【详解】A.氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差，当氢原子从高能级跃迁到基态时放出的光子的能量最小值为－3.4 eV－（－13.6 eV）＝10.2 eV，大于3.34 eV，所以一定能使逸出功为3.34 eV的金属发生光电效应，A错误；

B.大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子的种类为，B正确；

C.大量处于n＝3能级的氢原子向n＝1能级跃迁时，辐射出的光子能量最大为－1.51 eV－（－13.6 eV）＝12.09 eV，用此光子照射逸出功为3.34 eV的金属，由爱因斯坦光电效应方程可得该金属的最大初动能为12.09 eV－3.34 eV＝8.75 eV，C正确；

D.当氢原子由低能级向高能级跃迁时，氢原子吸收的光子能量一定等于两能级之间的能量差，而由氢原子的能级图可知任何两能级间的能量差都不等于10.3 eV，因此不能使n＝1能级的氢原子跃迁到较高的能级，D错误．

10.如图所示，一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，实线表示t=0时刻的波形图，虚线是t= 0.2s时刻的波形图，下列说法正确的是

A. 质点的振动周期一定是0. 8s

B. 该波的波速可能是10m/s

C. t=0时刻，x=4m处的质点振动方向向上

D. t=0.4s时刻，x=6m处的质点恰好位于波峰

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB.由图可知，波长λ=8m，波沿x轴正方向传播，根据周期性可知

（）

解得周期为：

（）

当n=0时，周期为0.8s，此时波速

故A错误，B正确；

C.根据波动规律可知，t=0时刻，x=4m处的质点振动方向向上，故C正确；

D.分析图象，t=0.2s时刻，x=6m处的质点通过平衡位置向上，根据对称性和周期性可知，t=0.4s时刻，x=6m处的质点恰好位于波峰，故D正确；

三、实验题：本大题共2小题，第11小题10分，第12小题8分，共18分．

11.如图所示为实验室中《验证动量守恒定律》的实验装置示意图．

(1)实验中必须要求的条件是______．

A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差

B．斜槽轨道末端的切线必须水平

C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同

D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并重复多次．本实验还需要完成的必要步骤是________(填选项前的符号)．

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量抛出点距地面的高度H

C．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

D．测量平抛射程OM、ON

(3)为了验证碰撞前后动量守恒，该同学只需验证表达式：___________ 成立，即表示碰撞中动量守恒．

(4)若两球发生弹性碰撞，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是_____（填选项前的符号）．

A．OP+OM=ON

B．2OP=ON+OM

C．OP﹣ON=2OM

【答案】    (1). （1）BD    (2). （2）ACD    (3). （3）m1OP=m1OM+m2ON    (4). （4）A

【解析】

【详解】（1）AB.本实验要通过平抛运动验证动量守恒定律，所以轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动；为了保证两次入射小球到达轨道末端具有相同的速度，两次入射小球需从同一位置由静止释放；轨道不光滑，两次摩擦力做的负功相同，小球到达轨道末端速度依然相同，所以轨道不需要光滑，A错误BD正确

C.为了避免入射小球反弹，要保证入射球质量大于被碰球质量，C错误

（2）根据平抛运动规律：，，所以抛出速度，小球均从相同高度平抛，且要验证的表达式为：，代入数据得：：

A.根据以上分析，两物体质量需要测量，A正确

B.因为高度都相同，运动时间一样，所以不需测量高度，B错误

CD.根据分析，需要找到碰后平均落地点的位置M、N，并测量平抛射程OM、ON，CD正确

（3）根据（2）的分析需要验证的是：

（4）如果发生的是弹性碰撞，除了满足动量守恒，还满足机械能守恒，即：，联立动量守恒方程：，解得：OP+OM=ON，A正确BC错误

12.下面是将用单摆测定重力加速度实验中获得有关数据所制作成的图象（l为摆长，T为周期）．

（1）请利用图象求出重力加速度g=______m/s2

（2）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值比当地的标准值偏小，可能是因为______

A．球的质量偏大

B．摆动的偏角偏小

C．计算摆长时，把悬线长l′当作了摆长l

D．测量周期时，将n次全振动误记成了（n+1）次全振动

【答案】    (1). （1）9.70，    (2). （2）C．

【解析】

【详解】（1）根据T=得，，图线斜率k=，解得重力加速度g=9.70m/s2．

（2）根据T=得，g=，

A．摆球的质量偏大，不影响重力加速度的测量，故A错误．

B．摆角偏小，不影响重力加速度的测量，故B错误．

C．计算摆长时，把悬线长l′当作了摆长l，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故C正确．

D．测量周期时，将n次全振动误记成了（n+1）次全振动，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故D错误．

四、解答题．本大题共3小题，第13题12分，14题13分，15题13分，共38分．要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤．

13.如图，某棱镜的横截面积为等腰直角三角形ABC，其折射率，一束单色光从AB面的O点入射，恰好在AC面上发生全反射，O、A的距离，求：

光在AB面的入射角的正弦值；

光从O点入射到AC面上发生全反射所经历的时间．

【答案】正弦值为；  时间为

【解析】

【分析】

（1）由折射率求得临界角后，结合光路图中几何关系可求入射角的正弦值；

（2）由折射率求得光在介质中的传播速度，由光路图求得光在玻璃中的对应路程，可计算光的传播时间．

【详解】（1）光路如图

根据全反射定律： ，解得  

由几何关系得  

 ，得 

（2） 

由几何关系得 

  ，解得  

14.如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体．已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦．开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0．现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处．求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功．重力加速度大小为g．

【答案】；；

【解析】

【详解】开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先等容升温过程，直至活塞开始运动．设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有:

  ①

根据力的平衡条件有:

  ②

联立①②式可得:

③

此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2．根据盖—吕萨克定律有:

  ④

式中V1=SH⑤，V2=S（H+h）⑥

联立③④⑤⑥式解得:

⑦

从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为:

⑧

15.如图，光滑轨道PQO的水平段QO=，轨道在O点与水平地面平滑连接．一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为4m的静止小物块B发生碰撞．A、B与地面间的动摩擦因数均为=0.5，重力加速度大小为g．假设A、B间的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞时间极短．求

(1)第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小；

(2)A、B均停止运动后，二者之间的距离．

【答案】(1)第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小分别为和

(2)A、B均停止运动后它们之间的距离为

【解析】

【分析】

本题主要考查机械能、匀变速直线运动规律、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识综合分析问题的的能力．

【详解】（1）设A滑到水平轨道的速度为，则有

①

A与B碰撞时，由动量守恒有②

由动能不变有③

联立①②③得：

④

第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小分别为和

（2）第一次碰撞后A经过水平段QO所需时间⑤

第一次碰撞后B停下来所需时间⑥

易知：

故第一次碰撞后B停时，A还没有追上B

设第一次碰撞后B停下来滑动的位移为，由动能定理得

⑦

解得⑧

设A第二次碰撞B前的速度为，由动能定理得

⑨

解得⑩

，故A与B会发生第二次碰撞

A与B会发生第二次碰撞，由动量守恒有

⑪

由动能不变有

⑫

解得：

⑬

B发生第二次碰撞后，向右滑动的距离为，由动能定理得

⑭

解得⑮

A发生第二次碰撞后，向左滑动的距离为，由动能定理得

⑯

解得⑰

，即A不会再回到光滑轨道PQO的水平段QO上，在O点左边停下

所以A、B均停止运动后它们之间的距离为=⑱