河北省承德第一中学2020届高三上学期第三次月考12月物理试题

2019——2020学年上学期高三第三次月考物理试题

一、单项选择题

1.如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是

A. F逐渐减小，T逐渐减小

B. F逐渐增大，T逐渐减小

C. F逐渐减小，T逐渐增大

D. F逐渐增大，T逐渐增大

【答案】A

【解析】

【详解】电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，由可知，电场强度减小，电场力减小，小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用，受力如图所示，根据力的合成法得：

由于重力不变，电场力减小，故拉力减小；

A.逐渐减小，逐渐减小与分析相符，故A正确；

B.逐渐增大，逐渐减小与分析不符，故B错误；

C.逐渐减小，逐渐增大与分析不符，故C错误；

D.逐渐增大，逐渐增大与分析不符，故D错误．

2.汽车在平直公路上以20m/s速度匀速行驶．前方突遇险情，司机紧急刹车，汽车做匀减速运动，加速度大小为8m/s2．从开始刹车到汽车停止，汽车运动的距离为（    ）

A. 10m B. 20m C. 25m D. 5om

【答案】C

【解析】

【详解】汽车做匀减速运动，根据v02=2ax解得，故选C.

3.如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接．两物块与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律，对PQ的整体：；对物体P：；解得，故选D.

4.如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g．若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则：，解得，即圆盘转动的最大角速度为，故选B.

5.2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功．已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（    ）

A. 该卫星的速率比“天宫二号”的大

B. 该卫星的周期比“天宫二号”的大

C. 该卫星的角速度比“天宫二号”的大

D. 该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大

【答案】B

【解析】

【详解】根据解得，,，，因北斗卫星的运转半径大于天宫二号的轨道半径，可知该卫星的速率比“天宫二号”的小；该卫星的周期比“天宫二号”的大；该卫星的角速度比“天宫二号”的小；该卫星的向心加速度比“天宫二号”的小；故选项B正确，ACD错误．

6.某大瀑布的平均水流量为5900m3/s，水的落差为50m．已知水的密度为1.00×103kg/m3．在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为(        )

A. 3×106w B. 3×107w C. 3×108w D. 3×109w

【答案】D

【解析】

【分析】

本题考平均功率及平均水流量的相关知识点，同时考查了估算能力

【详解】由平均功率定义得

故D正确

7.已知234 Th的半衰期为24天．4g234 Th经过72天还剩下

A. 0 B. 0.5g C. 1g D. 1.5g

【答案】B

【解析】

【分析】

由题意可知考查有关半衰期计算，根据半衰期公式计算可得。

【详解】根据半衰期公式

故B正确，ACD错误。

【点睛】半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立。

8.如图，一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面（纸面）上，铜线所在空间有一匀强磁场，磁场方向竖直向下．当铜线通有顺时针方向电流时，铜线所受安培力的方向

A. 向前 B. 向后 C. 向左 D. 向右

【答案】A

【解析】

【详解】半圆形导线所受的安培力等效于直径长的直导线所受的安培力，由左手定则可知，铜线所受安培力的方向向前，故选A.

二、多项选择题

9.如图(a),一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图(b)为物块与木板运动的v-t图像，图中t1、v0、v1已知．重力加速度大小为g．由此可求得(        )

A. 木板的长度

B. 物块与木板质量之比

C. 物块与木板之间的动摩擦因数

D. 从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能

【答案】BC

【解析】

【分析】

本题考查了v-t与牛顿第二定律综合运用，滑块模型等

【详解】A、根据题意只能求出AB的相对位移，不知道B最终停在哪里，无法求出木板的长度，故A不能够求解出；

由图象的斜率表示加速度求出长木板的加速度为，小物块的加速度，

根据牛顿第二定律得：，，解得：，，故B和C能够求解出；

D、木板获得的动能，题目t1、v0、v1已知，但是M,m不知道，故D不能够求解出

10.如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻r<R，c为滑动变阻器的中点．闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，下列说法正确的是(        )

A. R2消耗的功率变小

B. R3消耗的功率变大

C. 电源输出的功率变大

D. 电源内阻消耗的功率变大

【答案】CD

【解析】

【分析】

本题考查闭合电路欧姆定律的综合动态分析问题的相关知识点

【详解】把等效电路画出，如图

设，，则

当时，有最大值，当滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时，减小，增大，易得：减小，

减小，增大，故电源内阻消耗的功率=增大，故D正确

=减小，

减小，故=减小，故B错误

而增大，故=减大，故A错误

根据电源输出功率与的关系图可知，当，减小电源输出功率越大，故C正确；

11.如图，a、b、c、d为一边长为的正方形的顶点．电荷量均为q(q>0)的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k．不计重力．下列说法正确的是(        )

A. b点的电场强度大小为

B. 过b、d点的直线位于同一等势面上

C. 在两点电荷产生的电场中，ac中点的电势最低

D. 在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零

【答案】AD

【解析】

分析】

本题考查电场强度以及等量同种电荷的电场电势图的相关知识点

【详解】由图可知b点的电场，故A正确

沿着电场线电势逐渐降低，而等量正点电荷的电场与电势图如下，由图可知过b、d点的直线不在同一等势面上，故B、C错误；由对称性可知，b、d点电势相同，故电子在b、d点电势能相同，即动能也相同，都为0，故D正确

12.如图甲所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,其中用从能级向能级跃迁时辐射的光照射如图乙所示，光电管的阴极K时电路中有光电流产生，则

A. 若将滑片右移,则电路中光电流增大

B. 若将电源反接,则电路中可能有光电流产生

C. 若阴极所用材料的逸出功为1.05eV，则逸出的光电子的最大初动能为

D. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的光子中只有4种光子能使阴极K发生光电效应

【答案】BC

【解析】

【分析】

由题意可知考查光电效应规律，根据光电管的工作原理、光电效应规律分析可得。

【详解】A．开始施加正向电压，滑片右移，,正向电压增大，若电路中光电流没有达到最大，则回路中电流增大，若开始回路中电流已达到最大，增大正向电压，回路中电流不变。故A错误；

B．若将电源反接，光电管加的是反向电压，因电子有初动能，电路中仍可能有光电流产生，故B正确；

C．入射光子的能量

，

阴极所用材料的逸出功为1.05eV，根据光电效应方程可知逸出的光电子的最大初动能为

故C正确；

D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时共辐射6种光子，根据跃迁规律，从4能级跃迁到3能级释放出光子的能量为0.66ev，同理可求出其它光子的能量分别为2.55ev、12.75ev、1.89ev、12.09ev、10.20ev，其中有5种大于逸出功为1.05eV，所以有5种光子能使阴极K发生光电效应，故D错误。

【点睛】大量氢原子从n能级向低能级跃迁时共可发出光子种类为 ，只有当入射光子的能量大于等于逸出功能才能发生光电效应。，

13.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．

14.如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为．用大小为F的水平外力推动物块P,记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k．下列判断正确的是(   )

A. 若,则 B. 若 ,则

C. 若,则 D. 若,则

【答案】BD

【解析】

【分析】

先用整体法求出物体的合外力，进而求得加速度；然后再用隔离法对P、R两物体进行受力分析，利用牛顿第二定律即可求得k；

【详解】三物块靠在一起，将以相同加速度向右运动，则加速度：，所以，R和Q之间相互作用力：，Q与P之间相互作用力：，所以R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比，由于不管是否为零，恒成立，故B、D正确，A、C错误；

故选BD．

【点睛】关键是要抓住三个物体的加速度相同，先对整体研究，得到加速度，然后应用隔离法研究内力．

三、填空题

15.某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数．图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为）．弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出．实验步骤如下：

①在绳下端挂上一个硅码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；

②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；

③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）：

④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内．

回答下列问题：

（1）根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出图像__________．

（2）弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及图线的斜率表示，表达式为________．若g取，则本实验中________（结果保留3位有效数字）．

【答案】    (1). （1）图见解析；    (2). （2）；    (3). 109N/m

【解析】

【详解】（1）做出图像如图；

（2）由胡克定律：，即，则，解得；由图形可知，解得

16.用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路．实验室提供的器材为：待测电流表A（量程10mA，内阻约为），滑动变阻器，电阻箱R，电源E（电动势约为6V，内阻可忽略），开关和，导线若干．

（1）根据实验室提供的器材，在图（a）所示虚线框内将电路原理图补充完整，要求滑动变阻器起限流作用_____________；

（2）将图（b）中的实物按设计的原理图连线__________；

（3）若实验提供的滑动变阻器有两种规格

①，额定电流2A        ②，额定电流0.5A

实验中应该取________．（填“①”或“②”）

【答案】    (1). （1）电路图见解析；    (2). （2）实物连线见解析；    (3). （3）②.

【解析】

【详解】（1）电路原理图如图；

（2）实物连线如图：

（3）待测电流表两端允许的最大电压为 ，当S2断开，电流表满偏时，滑动变阻器的阻值，故滑动变阻器选择②．

三、计算题

17.如图，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B．P是圆外一点，OP=3r．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从P点在纸面内垂直于OP射出．己知粒子运动轨迹经过圆心O，不计重力．求

(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径；

(2)粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间．

【答案】(1)(2)

【解析】

【分析】

本题考查在匀强磁场中的匀速圆周运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力．

【详解】（1）找圆心，画轨迹，求半径．

设粒子在磁场中运动半径为R，由几何关系得：①

易得：②

（2）设进入磁场时速度的大小为v，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有

③

进入圆形区域，带电粒子做匀速直线运动，则

④

联立②③④解得

18.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

四、选做题

19.一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为0.2s，时的波形图如图所示．下列说法正确的是________．

A. 平衡位置在处的质元的振幅为0.03m

B. 该波的波速为10m/s

C. 时，平衡位置在处的质元向y轴正向运动

D. 时，平衡位置在处的质元处于波谷位置

E. 时，平衡位置在处的质元加速度为零

【答案】ABC

【解析】

【详解】由波形图可知，平衡位置在处的质元的振幅为0.03m，选项A正确； 由图可知波长λ=2m，因T=0.2s，则该波的波速为，选项B正确；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.3s=1T时，平衡位置在x=0.5m处的质元向y轴正向运动，选项C正确；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.4s=2T时，平衡位置在x=0.5m处的质元仍在平衡位置向y轴负向运动，选项D错误；因t=0时刻平衡位置在x=1.0m处的质元在波峰位置，则t=0.5s=2T时，平衡位置在x=1.0m处的质元振动到波谷位置，此时的加速度为y轴正向最大，则选项E错误.

20.一透明材料制成的圆柱体的上底面中央有一球形凹陷，凹面与圆柱体下底面可透光，表面其余部分均涂有遮光材料．过圆柱体对称轴线的截面如图所示．O点是球形凹陷的球心，半径OA与OG夹角．平行光沿轴线方向向下入射时，从凹面边缘A点入射的光线经折射后，恰好由下底面上C点射出．已知，，．

（i）求此透明材料的折射率；

（ii）撤去平行光，将一点光源置于球心O点处，求下底面上有光出射的圆形区域的半径（不考虑侧面的反射光及多次反射的影响）．

【答案】（i） （ii）

【解析】

【详解】（i）从A点入射的光线光路如图；由几何关系可知，入射角， ,折射角 ，则折射率

（ii）将一点光源置于球心O点处，设射到底边P点的光线恰好发生全反射，则，则

由几何关系可知下底面上有光出射的圆形区域的半径：

21.一定量的理想气体从状态M出发，经状态N、P、Q回到状态M，完成一个循环．从M到N、从P到Q是等温过程；从N到P、从Q到M是等容过程；其体积-温度图像（V-T图）如图所示．下列说法正确的是（  ）

A. 从M到N是吸热过程

B. 从N到P是吸热过程

C. 从P到Q气体对外界做功

D. 从Q到M是气体对外界做功

E. 从Q到M气体内能减少

【答案】BCE

【解析】

【详解】从M到N的过程，体积减小，外界对气体做功，即W>0；温度不变，内能不变，即∆U=0，根据∆U=W+Q，可知Q<0，即气体放热，选项A错误；从N到P的过程，气体体积不变，则W=0，气体温度升高，内能增加，即∆U>0，可知Q>0，即气体吸热，选项B正确；从P到Q气体体积变大，则气体对外界做功，选项C正确；从Q到M气体体积不变，则气体既不对外界做功，外界也不对气体做功，选项D错误；从Q到M气体的温度降低，则气体的内能减少，选项E正确.

22.如图，一封闭的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，一重量不可忽略的光滑活塞将容器内的理想气体分为A、B两部分，A体积为．压强为；B体积为，压强为．现将容器缓慢转至水平，气体温度保持不变，求此时A、B两部分气体的体积．

【答案】；

【解析】

【详解】设容器转至水平时，AB两部分气体的体积分别为V1和V2，两部分气体的压强均为P，则对气体A： ；

气体B： ；

其中

联立解得：，