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四川省南充高级中学2020届高三物理下学期第三次线上月考试题

四川省南充高级中学2020届高三物理下学期第三次线上月考试题

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四川省南充高级中学2020届高三物理下学期第三次线上月考试题（含解析）
一、选择题：（本题共8小题，每小题6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题有多项符合要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不选的得0分）。
1.下列说法正确是（ ）
A. 衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
B. 汤姆生通过粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型
C. 一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光子
D. 衰变为要经过4次衰变和2次衰变
【答案】D
【解析】
【详解】A．β衰变的实质是原子核内部的中子转化为一个质子和一个电子，电子从原子核内喷射出来，故A错误；
B．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型，故B错误；
C．一个处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁，最多能辐射
N=4-1=3
种不同频率光子，故C错误；
D．经过4次α衰变和2次β衰变后，则质量数减小16，而质子减小6，因此衰变为，故D正确。
故选D。
2.如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为的轻绳一端固定于直杆P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为，重为8N的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则轻绳的弹力大小为　　

A. 10N B. 8N C. 6N D. 5N
【答案】D
【解析】
【分析】
根据几何关系得到两边绳子与竖直方向的夹角，再根据竖直方向的平衡条件列方程求解.
【详解】设挂钩所在处为N点，延长PN交墙于M点，如图所示：

同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为α，则根据几何关系可知NQ=MN，即PM等于绳长；根据几何关系可得：，则α=37°，根据平衡条件可得：2Tcosα=mg，解得：T=5N，故D正确，A、B、C错误.故选D.
【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、然后建立平衡方程进行解答.
3.按照我国月球探测活动计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程，该计划已在2013年之前完成。设月球半径为R，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅰ绕月球做圆周运动.卫星在轨道ⅠA处的速度为，加速度为；在轨道ⅡA处的速度为，加速度为；在轨道ⅡB处的速度为，加速度为；在轨道ⅢB处的速度为，加速度为。则它们大小关系正确的有（ ）

A. ， B. ，
C. ， D. ，
【答案】B
【解析】
【详解】A．飞船从轨道I上的A点要减速做向心运动进入轨道II，则有

由公式

可知

故A错误；
B．飞船从轨道II上的B点要减速做向心运动进入轨道III，则有

由公式

可知

故B正确；
C．飞船从轨道II上的A点运动到B点，由于万有引力做正功，则

且

故C错误；
D．由公式

可得

则有

由公式

可知

故D错误。
故选B。
4.如图所示，在光滑水平地面上有A、B两个小物块，其中物块A的左侧连接一轻质弹簧．物块A处于静止状态，物块B以一定的初速度向物块A运动，并通过弹簧与物块A发生弹性正碰．对于该作用过程，两物块的速率变化可用速率—时间图象进行描述，在图所示的图象中，图线1表示物块A的速率变化情况，图线2表示物块B的速率变化情况．则在这四个图象中可能正确的是 （ ）

A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】物块B压缩弹簧的过程，开始时A做加速运动，B做减速运动，随着压缩量的增大，弹簧的弹力增大，两个物块的加速度增大．当弹簧压缩至最短时，二者的速度相等；此后A继续加速，B继续减速，弹簧的压缩量减小，弹力减小，两个物块的加速度减小．当弹簧恢复原长时B离开弹簧．所以v-t图象切线斜率的大小都先增大后减小．设B离开弹簧时A、B的速度分别为vA和vB．取水平向右为正方向，根据动量守恒定律：mBv0=mAvA+mBvB，由机械能守恒得：mBv02=mAvA2+mBvB2联立解得 ， ．若mB＞mA，由上式可得：vA＞vB．所以B图是可能的．若mB=mA，由上式可得：vA=v0，vB=0．若mB＜mA，由上式可得：vA＞0，vB＜0．综上，只有B图是可能的．故ACD错误，B正确．
故选B.
5.如图所示，水平传送带的皮带以恒定的速度v运动，一个质量为m小物块以一定的水平初速度v垂直皮带边缘滑上皮带，假设皮带足够大，物块与皮带间的动摩擦因数处处相同，以下说法正确的是（ ）

A. 物块在皮带上留下的痕迹是条曲线
B. 在地面上的人看物体运动的轨迹是条直线
C. 摩擦力对物块先做正功后做负功
D. 物块在皮带上相对运动的整个过程中，摩擦力对物块做的功为零
【答案】D
【解析】
【详解】物块加速大小为

如图，滑动摩擦力方向总与相对运动方向相反，即与x轴正方向成，由于物块受到的外力为摩擦力是恒定的，它相对于传送带做的是匀减速直线运动即轨迹为直线，速度减为0，就不再受摩擦力作用，将与传送带保持相对静止，再转换到以地面为参考系：由于f与v不在一条直线上，物块先做初速度为v（方向沿+y方向）、加速度为μg的匀变速曲线运动，加速度方向始终与皮带边缘成夹角；然后物块随皮带一起沿+x方向做速度为v的匀速直线运动。故物块先做匀变速曲线运动后随带做匀速运动，则摩擦力对物块先做负功后不做功，由动能定理可知，物块在皮带上相对运动的整个过程中，摩擦力对物块做的功为零，故ABC错误，D正确。
故选D

6.某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B为理想变压器，R为输电线路的电阻，灯泡L1、L2规格相同，保持变压器A的输入电压不变，开关S断开时，灯泡L1正常发光，则(　　)

A. 仅将滑片P上移，A的输入功率不变 B. 仅将滑片P上移，L1变暗
C. 仅闭合S，L1、L2均正常发光 D. 仅闭合S，A的输入功率不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB．仅将滑片P上移，则升压变压器的副线圈匝数变小，所以输出电压变小，相应的B变压器的输入电压降低，输出电压也降低，所以L1两端电压变小。输出功率变小，则A变压器的输入功率也变小，故A错误，B正确；
CD．仅闭合S，则B变压器的负载电阻变小，输出总电流变大，输出功率变大，则升压变压器A的输入功率也变大。相应的输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大，B变压器的输入电压变小，输出电压也变小，即灯泡两端的电压变小，灯泡不能正常发光，故CD错误。
故选B。
7.如图所示，竖直平面内存在着两个方向竖直向上的相同带状匀强电场区，电场区的高度和间隔均为d，水平方向足够长．一个质量为m、电荷量为＋q的小球以初速度v0在距离电场上方d处水平抛出，不计空气阻力，则(　　)

A. 小球在水平方向一直做匀速直线运动 B. 小球在电场区可能做直线运动
C. 若场强大小为，小球经过两电场区的时间相等 D. 若场强大小为，小球经过两电场区的时间相等
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．将小球的运动沿着水平方向和竖直方向进行分解，水平方向不受外力，故小球在水平方向一直以速度v0做匀速直线运动，故A正确；
B．小球在电场区时，受到竖直向下的重力和竖直向下的电场力，若电场力与重力大小相等，二力平衡，小球能做匀速直线运动，故B正确；
C．若场强大小为，则电场力等于mg，在电场区小球所受的合力为零，在无电场区小球匀加速运动，故经过每个电场区时小球匀速运动的速度均不等，因而小球经过每一无电场区的时间均不等，故C错误；
D．当场强大小为，电场力等于2mg，在电场区小球所受的合力大小等于mg，方向竖直向上，加速度大小等于g，方向竖直向上，根据运动学公式，有经过第一个无电场区
d=
v1=gt1
经过第一个电场区
d=v1t-gt22
v2=v1-gt2
由①②③④联立解得
t1=t2
v2=0
接下来小球的运动重复前面的过程，即每次通过无电场区都是自由落体运动，每次通过电场区都是末速度为零匀减速直线运动，因此，小球经过两电场区的时间相等，故D正确。
故选ABD。
8.如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，，。在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都为，且满足，发射方向由图中的角度θ表示，对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是（　　）

A. 从AC边射出的粒子在磁场中运动最短时间为
B. 粒子在磁场中运动最长时间为
C. 在磁场中运动时间相等，θ最多有两个不同的值
D. 在三角形AOC边界上，有粒子射出的边界线总长为2a
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据

得

当θ=飞入的粒子在磁场中，粒子的偏转角为，由几何关系可知，粒子恰好从AC中点飞出，在磁场中运动时间为，当θ=飞入的粒子在磁场中从A点飞出，运动时间恰好是，θ从到，粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆弧的弦长先减小后增大，所以粒子在磁场中运动时间先减小后增大，则最长时间为

当弦长与AO边垂直时时间最短，此时最短时间不等于，故A错误，B正确；
C．由于粒子在磁场中运动的弧长为劣弧，则运动弦长相等运动时间相等，粒子从AC边上射出时有从两处射出的运动时间相等，粒子从AO边射出的也可能与从AC边上射出时运动时间相等，此时对应的θ角有三个，故C错误；
D．当θ=飞入的粒子在磁场中从A点飞出，θ＞的粒子可能打到OA边上的所有的区域内，长度的范围是a；在AC边界上只有一半区域有粒子射出，长度的范围也是a，所以在三角形AOC边界上，有粒子射出的边界线总长为2a，故D正确。
故选BD。
二、实验题（本题共2个小题，第9题6分，第10题9分，共15分）
9.某同学发现气垫导轨两端装有起缓冲作用的金属弹片，他想测量该弹片在发生一定形变时的弹性势能，实验步骤如下：

a．用天平测出带有挡光片的滑块的质量m；
b．用游标卡尺测出挡光片的宽度d；
c．如图甲，在水平气垫导轨上装一光电门，接通气源，把滑块移至弹片处，挤压弹片使弹片发生一定的形变；
d．释放滑块，测出挡光片经过光电门时，光线被挡光片遮住的时间△t．
(1)释放滑块时弹片的弹性势能Ep=___________(用m、d、△t表示)
(2)测挡光片宽度时游标卡尺的示数如图乙所示，该示数d=___________cm．

(3)实验测得滑块质量m=100.0g，挡光时间△t =0.012s，计算得释放滑块时Ep=___________J(保留2位有效数字)．
【答案】 (1). （1）； (2). （2）0.960； (3). （3）3.2×10-2
【解析】
【详解】(1)滑块的速度为，动能为，由能量守恒得：弹性势能转化为滑块的动能，所以释放滑块时弹片的弹性势能Ep=；
(2) 游标卡尺的示数为：；
(3)由公式Ep=．
10.某物理课外活动小组学习了测量电源的电动势和内阻后，自制了一个橙子电池组，将该电池组接在铭牌为“1.5V，0.3A”的小灯泡上，发现小灯泡不亮，用多用电表粗测该电池组电动势约为1.5V，流过灯泡的电流约为2mA。为了进一步研究小灯泡不亮的原因，该活动小组设计了如图所示的实验电路，并用多种方法测量该电池组的电动势与内阻，请协助完成实验。

(1)除了开关和导线等基本器材外，同学们还准备了以下器材：
A.电压表（0~3V） B.电压表（0~15V）
C.电流表（0~3.0mA） D.电流表（0~0.6A）
E电阻箱（0~99.9Ω） F电阻箱（0~9999.9Ω）
实验中电压表应选用_____；电流表应选用_____；电阻箱应选用______。（均填选项字母）
(2)闭合开关S1和，调节电阻箱并记录电阻箱的示数、电流表的示数和电压表的示数，由此可知电流表的电阻为______（用上述量表示）。
(3)闭合开关S1和，调节R，仅读出电流I和电压U，并测出多组数据，作出U－I图线可得出电池组的电动势和内阻，此种办法测量的电动势与真实值相比______（填“偏小”、“相等”或“偏大”）。
(4)断开S1闭合，仅由多组电流表的示数和电阻箱的示数R，运用实验数据作出图线为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为k，纵截距为b，则该电池组的电动势为_____，内阻为_____（用k、b、表示）。
【答案】 (1). A (2). C (3). F (4). (5). 偏小 (6). (7).
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]用多用电表粗测该电池组电动势约为1.5V，流过灯泡的电流约为2mA，实验中电压表应选用A；电流表应选用C；为了增大电阻的调节范围，减小误差，电阻箱应选用F
(2)[4]由实物图可知，电流表与电阻箱串联后与电压表并联，则由欧姆定律可知

(3)[5]由图示可知，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U－I图像如图所示

由图像可知，电动势测量值小于真实值
(4)由闭合电路欧姆定律可知

变形可得

根据图像可知
，
则
，
三、计算题（本题共2个小题，第11题12分，第12题20分，共32分.要写出必要的文字说明、公式，只有答案的不给分）
11.如图所示，长为，倾角为的传送带，速度逆时针转动，动摩擦因数，在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为的物块.已知，，.求：
(1)物块刚放上皮带时，物块的加速度；
(2)物块从顶端A滑到底端B的时间。

【答案】(1)，方向沿斜面向下；(2)
【解析】
【详解】(1)传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下，设物体的加速度大小为，由牛顿第二定律得

代入数据得

加速度方向沿斜面向下
(2)设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为，位移为，则有

当物体运动速度等于传送带速度瞬间，有

则下一时刻物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力—摩擦力发生突变.
设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为，由牛顿第二定律得

代入数据得

位移

又因为

则有

解得
（舍去）
所以有

12.如图甲所示，斜面上存在一有理想边界匀强磁场，磁场方向与斜面垂直。在斜面上离磁场上边界0.36m处由静止释放一单匝矩形金属线框，线框底边和磁场边界平行，金属线框与斜面间的动摩擦因数。整个线框进入磁场的过程中，机械能E和位移s之间的关系如图乙所示。已知，线框的质量为0.1kg，电阻为0.069，斜面倾角，磁场区域的宽度，重力加速度，，。求
(1)线框刚进入磁场时的速度大小；
(2)线框从开始进入至完全进入磁场所用的时间t；
(3)线框穿越磁场的整个过程中电功率的最大值。

【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力所做的功，机械能均匀减小，因此安培力为恒力，线框匀速进入磁场，在未进入磁场前有

解得

(2)设线框的侧边长为，即线框进入磁场过程运动的距离为，根据功能关系，除重力之外的力所做的功等于物体机械能的变化，所以

因为是匀速运动，所以

解得

(3)线框刚出磁场时的速度最大，线框电功率最大，设此时的速度为，则有

由

根据线框匀速进入磁场时

解得

四、选考题（共15分，请考生从给出的两道题中任选一题作答）
13.关于气体的性质及热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A. 气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B. 气体的温度越高，分子热运动就越剧烈，所有分子的速率都增大
C. 一定质量的理想气体，压强不变，温度升高时，分子间的平均距离一定增大
D. 气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性
E. 外界对气体做正功，气体的内能一定增加
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用，所以其本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，所以A正确；
B．物体的温度越高，分子的平均动能就越大。分子的平均动能大，并不是每个分子动能都增大，也有个别分子的动能减小，所以B错误；
C．根据理想气体状态方程

可知，一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，所以C正确；
D．气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性，所以D正确；
E．外界对气体做功

由于不知道气体是吸热还是放热，根据热力学第一定律

无法确定气体的内能增加还是减小，故E错误。
故选ACD。
14.如图所示，容积V0=90cm3的金属球形容器内封闭有一定质量的理想气体，与竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管连通，当环境温度为27°C时，U形玻璃管左侧水银面比右侧水银面高出h1=16cm，水银柱上方空气柱长h0=20cm，现在对金属球形容器缓慢加热．已知大气压强p0=76cmHg，U形玻璃管的横截面积S=0.5cm2．问：

①加热到多少摄氏度时，两边水银柱液面在同一水平面上？
②当加热到多少摄氏度时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h=24cm？（此时左管中还有水银）
【答案】①1222℃ ②277℃
【解析】
【详解】①以封闭气体为研究对象，初始状态：p1=p0-rgh1=60cmHg，V1=V0+h0S=100cm3，T1=300K
末状态：p2=p0=76cmHg，V2=V1+=104cm3
由理想气体状态方程有：
代入数据解得：T2=395.2K
即t2=122.2℃
②对于封闭气体，末状态：p3=p0+rgh=100cmHg，
由理想气体状态方程有：
代人数据解得：T2=550K
即t2=277℃
15.如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速，振幅，则下列说法中正确的是（ ）

A. 时刻处的质点向上振动
B. 该横波若与频率为1.5Hz的波相遇，可能发生干涉
C. 经过，处的质点位于平衡位置且向下振动
D. 时刻处的质点位移为
E. 时刻处的质点速度有最大值
【答案】ADE
【解析】
【详解】A．因

因每经过一个周期波动图象重复一次，所以只要看经过的振动情况即可，由波形平移法知，该波一定沿x轴负方向传播，根据上下坡法可知，时刻处的质点向上振动，故A正确；
B．知波速为v=8m/s，由得，周期

则该横波若与频率为1.5Hz的波相遇，不可能发生干涉，故B错误；
C．经过t=1s时间，波传播的距离为

所以根据波形平移法可知，经过，处的质点位于平衡位置向上振动，故C错误；
D．x=4cm处的质点振动方程为

当时刻得

故D正确；
E．从t=2s到t=2.5s，经过0.5s波传播的距离为

在2.5s时处的质点与处质点的振动相同，出现在平衡位置，则此时速度最大，故E正确。
故选ADE。
16.某种透明材料制成的空心球体外径是内径的2倍，其过球心的某截面（纸面内）如图所示．一束单色光（纸面内）从外球面上A点入射，入射角为45°时，光束经折射后恰好与内球面相切．

（1）求该透明材料的折射率；
（2）欲使光束从A点入射后，恰好在内球面上发生全反射，则应将入射角变为多少度？
【答案】（i）（ii）30°
【解析】
（i）如答图，设光束经折射后到达内球面上B点在A点，由题意知，入射角i＝45°，折射角r＝∠BAO

由几何关系有：sinr＝＝0.5
由折射定律有：n＝
代入数据解得：n＝
（ii）如答图，设在A点的入射角为i'时，光束经折射后到达内球面上C点，并在C点恰发生全反射，则光束在内球面上的入射角∠ACD恰等于临界角C

由sinC＝
代入数据得：∠ACD＝C＝45°
由正弦定理有
AO＝2R，CO＝R
解得：sin∠CAO＝
由折射定律有：n＝
解得：sini'＝0.5，即此时的入射角i'＝30°