吉林省油田高级中学2021届高三物理下学期3月月考试题.doc

吉林省油田高级中学2021届高三物理下学期3月月考试题

吉林省油田高级中学2021届高三物理下学期3月月考试题

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7

吉林省油田高级中学2021届高三物理下学期3月月考试题
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．下列说法正确的是（ ）
A．原子结构模型的提出按时间先后，顺序为“玻尔原子结构假说一核式结构模型一枣糕模型”
B．原子序数大于或等于83的元素都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素不会发出射线
C．自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等；较重的原子核，中子数大于质子数
D．只有光具有波粒二象性，宏观物体只具有粒子性
【答案】C
【解析】原子结构模型的提出按时间先后，顺序为“枣糕模型一核式结构模型一波尔原子结构假说”，故A错误；原子序数大于或等于83的元素都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素有些也会发出射线，故B错误；自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差就越大。故C正确；根据德布罗意的观点，宏观物体也具有波粒二象性，故D错误。故选C。
2．C919中型客机，全称COMACC919，是中国首款按照最新国际适航标准，具有自主知识产权的干线民用飞机。假设该型飞机获得的升力F大小与速度的平方成正比，当F大小等于飞机重力大小mg时的速度称为离地速度。已知飞机空载时质量为7×104kg，从静止开始做匀加速运动，起飞距离为1400m，离地速度为70m/s。设飞机起飞过程加速度不随质量变化。某次试飞，飞机及载重质量为8.4×104kg，在本次试飞中飞机的起飞距离为（ ）(g取10m/s2)
A．1600m B．1480m C．1560m D．1680m
【答案】D
【解析】飞机起飞时，离地速度满足关系式

起飞距离满足关系式

所以起飞距离可表示成

与质量成正比，故由

得本次起飞的起飞距离为

故选D。
3．2020年11月10日8时12分，我国载人深海潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，下潜深度达到10909米，创造了中国载人深潜的新纪录。假设地球是半径为R、质量分布均匀的球体，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。某次“奋斗者”号潜水器下潜深度为h，则地面处和“奋斗者”号潜水器所在位置的重力加速度大小之比为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】质量为m的物体在质量为M的均匀球体内距离球心为r处所受的万有引力为F，则

其中
所以
对应的重力加速度为

地球表面处r=R，所以地球表面处的重力加速度

在深度为h的海底r=R-h，对应的重力加速度

所以
故选B。
4．如图所示，斜槽轨道末端切线水平，斜面AB上端位于斜槽轨道末端、下瑞位于水平地面上。一个可视为质点的钢球从斜槽上某处由静止释放，以速度v0从斜槽末端飞出经历时间t落在地面上的D点。把钢球从斜槽上较低位置由静止释放，以速度从斜槽末端飞出落在斜面中点C点。不计空气阻力的作用，则钢球从斜槽末端飞出到落到斜面中点C所经历的时间为（ ）

A． B． C． D．
【答案】D
【解析】钢球水平飞出至D点运动的时间与运动到B点时间相同，对于落到斜面AB的物体，运动时间满足关系式

其中l为斜面长度，θ为斜面倾角，由此表达式可知
，
故选D。
5．如图所示，在第一象限内有沿，轴负方向的匀强电场，在第二象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，一个速度大小为v0的带正电的重力不计的带电粒子从距O点为L的A点射入磁场，速度方向与x轴正方向成60°时，粒子恰好垂直于y轴进入电场，之后通过x轴上的C点，C点距O点距离也为L。则电场强度E与磁感应强度B的大小比值为（ ）

A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根据题目表述，粒子恰好垂直y轴进入电场可知粒子在磁场中运动半径为

由公式
得
所以磁感应强度

在匀强电场中做类平抛运动，水平位移为L，运动时间

由几何关系得

竖直位移为

由
得
则
故选A。

6．如图所示，交流发电机通过电阻不计的导线为右侧电路供电，变压器为理想变压器。下列说法正确的是（ ）

A．如果增大电阻箱的电阻而其他条件不变，则V1示数增大、A1示数增大
B．如果增大电阻箱的电阻而其他条件不变，则V1示数减小、A1示数减小
C．如果该交流发电机产生的交变电流的频率变大而其他条件不变，则V2示数减小、A2示数减小
D．如果该交流发电机产生的交变电流的频率变大而其他条件不变，则V2示数增大、A2示数增大
【答案】BD
【解析】根据功率相等可知：
变阻箱电阻增大，则电流A1变小，导致副线圈上的电压变小，匝数之比不变，所以V1示数减小，故A错误，B正确；根据交流发电机瞬时电压表达式
可知，当频率增大时，电压的最大值、有效值均变大，则V1示数增大，由变压器原、副线圈两端电压之比等于匝数比可知，副线圈两端电压增大即V2示数增大，由欧姆定律可知，A2示数增大，故C错误，D正确。故选BD。
7．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，不计空气阻力，在两小球各自轨迹的最低点，以下说法正确的是（ ）

A．P球的机械能可能等于Q球的机械能
B．P球的动能一定小于Q球的动能
C．P球所受绳的拉力可能等于Q球所受绳的拉力
D．P球的加速度与Q球的加速度大小都等于2g
【答案】AD
【解析】当选择初始位置为零势能面时，P、Q机械能为0，运动过程机械能守恒，所以在各自轨迹的最低点P球的机械能可能等于Q球的机械能，故A正确；由于从水平位置到最低点P球下降高度小于Q球，，P球速度小于Q球速度，但P球质量大于Q球，所以无法确定动能大小，故B错误；根据，，所以P球所受绳的拉力大于Q球所受绳的拉力，故C错误；向心加速度，P、Q相等，故D正确；故选AD。
8．如图，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平绝缘平台上，导轨电阻忽略不计，两根具有一定电阻的导体棒A、C置于金属导轨上，系统处于竖直向下的匀强磁场中，A、C与金属导轨保持良好接触且与导轨垂直。某时刻导体棒A有如图所示的速度，而C的速度为零，从此时开始的足够长时间内（ ）

A．若导体棒A、C发生碰撞，损失的机械能等于A、C棒产生的焦耳热
B．若导体棒A、C不发生碰撞，导体棒A先做减速运动，再反向做加速运动
C．无论导体棒A、C是否发生碰撞，系统动量守恒，机械能不守恒
D．无论导体棒A、C是否发生碰撞，两者最终都以相同的的速度做匀速运动
【答案】CD
【解析】由于系统外作用力之和为0，所以无论是否发生碰撞，系统动量守恒，运动过程中有焦耳热产生，系统机械能不守恒，碰撞过程可能是非弹性碰撞，所以损失的机械能不一定等于A、C棒产生的焦耳热，故A错误，C正确；不发生碰撞，A棒减速，C棒加速，当两棒速度相等时，回路中无电流产生，所以最终一起匀速运动，故B错误。无论AC是否相碰，A和C受到的安培力都是大小相等，方向相反，所以系统动量守恒，根据动量守恒，两者最终速度不为零，则只可能以相同的速度做匀速运动，此后回路中不产生感应电流，故D正确。
二、非选择题：第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～14题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题。
9．利用如图，甲所示装置可验证系统机械能守恒定律。A、B是质量分别为m1=150g、m2=50g的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在悬挂足够高的轻质光滑定滑轮两侧。用固定装置将滑块A固定且B静止不动，物块A上装有宽度如图乙所示的遮光片，遮光片正下方h处固定个光电门。某时刻松开固定装置，系统开始运动，通过计时器读出遮光片通过光电门的遮光时间t，利用所得数据就可以判断系统在运动过程中机械能是否守恒。查得当地重力加速度g为9.8m/s2。

(1)遮光片的宽度d=_______mm；
(2)某次实验中测得h=10cm、t=0.01s，从松开固定装置到A经过光电门的过程中，系统动能的增量∆Ek=________J，系统重力势能的减少量-∆Ek=_____J。(结果均保留2位有效数字)
【答案】9.8 0.096 0.098
【解析】(1)读图，游标卡尺的示数为
d=9mm+8×0.1mm=9.8mm
(2)A物体经过光电门时，A、B的速度

系统动能的增量为

[3]系统重力势能的减少量

10．某同学根据图甲所示多用电表欧姆挡内部的部分原理图，选择以下器材成功组装了一个简易欧姆表，将毫安表盘改成了如图乙所示的欧姆表表盘，表盘上数字“15”为原毫安表盘满偏刻度的一半处。

A．毫安表(满偏电流Ig=10mA，Rg=50Ω)
B．干电池一节(电动势E=1.5V，内阻不计)
C．电阻箱R(可调范围0~10kΩ)
D．红黑表笔和导线若干
操作步骤如下:
(1)按照图甲电路图连接实验电路，组成欧姆表，欧姆调零后电阻箱R的阻值为R=_____Ω，与a相连的表笔是________(填“红”或“黑”)表笔；
(2)使用中发现这个欧姆表指针落在刻度盘的中间区域时，所测电阻值的精确度令人满意。用该欧姆表来测量未知电阻Rg的阻值，发现指针所指位置如图乙中①所示。为使指针落在刻度盘的中间区域，在不更换毫安表和电池，也不改变R的阻值和表盘的刻度的前提下，可在_____(填“ab”“be”或“ac”)之间连接一个阻值为_____Ω(精确到0.1)的电阻R0，然后进行再次测量，指针停在图乙中②处，则未知电阻的测量值x=______Ω；
(3)若该欧姆表使用一段时间后，电源电动势减小，内阻变大，欧姆调零后按正确使用方法测量电阻的阻值，测量结果_________(填“大于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)100 红 (2)ac 16.7 19.0 (3)大于
【解析】(1)欧姆调零时，电表内阻为

欧姆调零后电阻箱R的阻值为
根据欧姆表“红进黑出”，可知与a端相连的是红表笔。
(2)由表盘中间刻度的阻值知，欧姆表的倍率为“ ”，指针指在①处时，偏角太大；
需换成倍率“×1”才会指在表盘刻度10~30范围内，此时

则可在ac之间并联一个电阻，由并联电路的特点知

由表盘可知
.
(3)[6]电源电动势减小，若按正确方法进行使用，则测量时流过毫安表的电流偏小，偏角偏大，测量结果偏大。
11．光滑水平面上有一电阻为R、边长为L的正方形线框abcd，在它的右侧有两个宽度均为L、方向相反的竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，磁场的理想边界I、II、III相互平行。某时刻线框以垂直于磁场边界的初速度v0进入匀强磁场，在合适的水平拉力F作用下匀速通过磁场区域，运动过程中线框的ab边的终平行于磁场边界。以磁场边界I为坐标原点，垂直于磁场边界向右为x轴正方向，如图所示。求线框通过磁场的过程中拉力F的大小随x变化的关系式。

【解析】在线框经过边界I的过程中，0≤x<L，对应的电路图如图甲所示。则

E1=BLv

ab边所受安培力大小为

线框匀速运动，则

线框经过边界II的过程中，L≤x<2L，对应的电路图如图乙所示。则

ab、cd边所受安培力大小为

线框匀速运动，则

线框经过边界III的过程中，2L≤x<3L，对应的电路图如图丙所示。则

E4=BLv

cd边所受安培力大小为

线框匀速运动，则

综合上述计算可得
。
12．如图所示，A和B是放在水平地面上的两个小物块(可视为质点)，与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.1和μ2=0.5，两物块间的距离d=82m，它们的质量分别为m1=2kg、m2=1kg。t0时刻A向右、B向左分别以初速度v1=15m/s、v2=10m/s相向运动，两物块发生碰撞时间极短的弹性碰撞，碰撞前后两物体均在同一直线上运动，当地的重力加速度g取10m/s2。求

(1)A向右、B向左运动时两物体的加速度的大小；
(2)从t0时刻到两物体碰撞所经历的时间；
(3)最终两物体间的距离。
【解析】(1)对A、B的受力分析如图所示，选向右为正方向，则

对A

解得a1=－1m/s2
对B
解得a2=5m/s2
所以A、B两物体运动过程中加速度的大小分别为1m/s2、5m/s2。
(2)设B物体经时间tB，速度减小到零，对B物体有

解得
在此过程中B的位移为xB、A的位移为xA，则
，
解得xB=－10m，xA=28m
此时A、B两物体间的距离为

说明B物体在碰撞前已停止运动。设从t0时刻到两物体碰撞所经历的时间为t，则

解得t=6s或t=24s
如果t=6s，则碰撞前瞬间A物体的速度为

如果t=24s，则碰撞前瞬间A物体的速度为

物体在摩擦力作用下的运动，只有t=6s合理，所以从t0时刻到两物体碰撞所经历的时间为
t=6s
且碰撞前瞬间A物体的速度为v0=9m/s。
(3)物体A以v0=9m/s的速度与静止的物体B发生弹性碰撞，设碰撞后A、B的速度分别为vA、vB，则

解得，
之后A、B分别做匀减速运动直到停止，设A、B两物体在此过程中的位移分别为和，则对A

对B。
解得、
两物体间的距离为。
（二）选考题。
13.选修3-3
(1)在用油膜法估测分子大小的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为c，用注射器往量简中滴入溶液，每滴入n滴，溶液体积增加1ml，现取1滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为1cm的坐标纸上，算出油膜的面积S。关于本实验，下列说法正确的是（ ）

A．用以上物理量的符号表示分子直径大小为
B．“用油膜法估测分子的大小”实验的依据是将油膜看成单分子油膜
C．水面上形成的油酸薄膜的体积
D．计算油膜的面积S时，只需在坐标纸上将油膜轮廓中完整的格子数进行统计，不足一格的油膜都舍去
E．用油股法测出分子直径后，只需知道纯油酸的摩尔体积，即可计算阿伏加德罗常数
【答案】ABE
【解析】n滴油酸酒精溶液的总体积为1mL，那么每滴溶液的体积为，则每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为。
油膜法测量分子直径实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜，那么油酸分子的直径，等于薄膜厚度，即为。故AB正确，C错误。计算油膜的面积时，坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以1cm2作为油膜的面积，故D错误；由油酸分子直径可以求出油酸分子的体积，只要知道了纯油酸的摩尔体积，由摩尔体积和油酸分子体积之比可以求1摩尔纯油酸所含有的油酸分子数目，即可以求出阿伏加德罗常数，故E正确。
(2)为做好新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情的常态化防控工作，学校组织工作人员每天对校园进行严格的消毒，如图是喷雾消毒桶的原理图。消毒桶高为H=60cm，
横截面积S=0.1m2，打气筒每次可以向消毒桶内充入压强为p0体积为0.015m3的空气。环境温度为7°C时，向桶内倒入消毒液，关闭加水口后，液面上方有压强为p0、高为h=22.5cm的空气:已知消毒液的密度为=1000kg/m3，大气压强p0恒为1.0×105Pa，喷雾管的喷雾口与喷雾消毒桶顶部等高，忽略喷雾管的体积，将空气看作理想气体，当地的重力加速度为g=10m/s2。
(i)当环境温度升高至T1时，恰好有消毒液从喷雾口溢出，求环境温度T1；
(ii)环境温度为7°C时关闭K，用打气筒向喷雾消毒桶内连续充人空气，然后打开K，进行消毒。消毒完成时，喷雾口刚好不再喷出药液，此时桶内剩余消毒液深度h'=10cm；求打气筒的打气次数n(假设整个过程中气体温度保持不变)。

【解析】(i)根据与喷雾管内液面关系可知消毒桶内气体做等容变化，初态压强p0，温度
T0=280K
体积为V0=hS
末态压强
根据查理定律
解得T1=286.3K
(ii)设打气次数为n，消毒完成后，消毒桶内气体体积，
压强为，
可知，
解得n=20次。
14.选修3-4
(1)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b、c三个质点的横坐标分别为xa=2m、xb=6m和xc=7m；图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是（ ）

A．质点a在t=2s时速度为零
B．质点a经4s振动的路程为4m
C．质点c经2s振动的路程为0.5m
D．该波沿x轴负方向传播、波速为1m/s
E．图甲所示时刻质点a的速度沿y轴负方向
【答案】ADE
【解析】由甲图可知，该波的波长为=8m，由图乙可知t=0时质点b向上振动且波的周期为T=8s，所以，由逆向波形法可判断：波沿x轴负方向传播，且波速为故D正确。质点a在0时刻处于平衡位置与质点b的平衡位置间的距离为半个波长，两质点的振动方向相反，图甲所示时刻质点b的速度方向沿y轴正方向，质点a的速度方向沿y轴负方向，故E正确。2s为，再经2s质点a运动到负向最大位移处，速度为零，故A正确。质点a经4s振动的路程为2个振幅，即1m，故B错误；
图甲时刻质点c不在平衡位置处也不在离平衡位置最远处，经2s（即）振动的路程不是1个振幅，故C错误。
(2)如图所示，放置于真空中半径为R的半圆柱形玻璃棱柱的平面镀银成为平面镜，OP为垂直于平面镜的半径，在其延长线上S点有一个可发出细光束的光源，OS=R，A为柱面上的一点，A、O、P、S所在平面垂直于圆柱的母线，AO与OP所成夹角=30°，从S点发出的人射到A点的细光束经圆柱折射和平面镜反射后刚好能沿AS返回到S点。求：

(i)玻璃的折射率；
(ii)这束光线从S点发出后返回到S点所经历的时间。
【解析】(i)由光路可逆可知，光束从A点进入玻璃后光线与平面镜的镜面垂直，光路图如图所示。

根据折射率的定义，有

在中，有
，β=a+θ
解得θ=30°，。
(ii)由上可知AS=AQ=R，，
光线从S点发出后返回到S点所经历的时间为，
根据折射率与光速的关系式，有，
解得。