海南省海南中学2020届高三物理下学期第五次月考试题

海南省海南中学2020届高三物理下学期第五次月考试题

‎2020届高三年级第5次月考 ‎ 物理试卷 考试时间：90分钟 卷面满分：100分 第I卷 选择题 一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）‎ ‎1.下列说法中正确的是（ ）‎ A.碳14在活体生物内和死亡后生物体内的半衰期是不一样的 B.玻尔把普朗克的量子理论应用到原子系统上，提出了自己的原子结构假说，成功地解释了氢原子的光谱 C.逸出功是使电子脱离金属所做功的最小值，因而对于某种金属而言，当照射光的频率发生变化时，其逸出功也随之变化 D.比结合能越小，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 答案：　B ‎2.质量为M的小车静止在光滑的水平地面上，小车上有n个质量为m的小球，现用两种方式将小球相对于地面以恒定速度v向右水平抛出，第一种方式是将n个小球一起抛出；第二种方式是将小球一个接一个地抛出，比较这两种方式抛完小球后小车的最终速度（ ）‎ A．第一种较大　　　　　　　‎ B．第二种较大 C．两种一样大 D．不能确定 解析：　抛球的过程动量守恒，第一种方式全部抛出，取向右为正方向，0＝nmv－Mv′，得v＝；第二种方式是将小球一个接一个地抛出，每抛出一个小球列动量守恒方程，由数学归纳的思想可得v′＝，C正确．‎ 答案：　C ‎3．如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A（A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为，A与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】对A、B整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件有： ①，再对物体B分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件有：水平方向F=N ，竖直方向，其中，联立有： ②，联立①②解得： ，选A.‎ ‎4.静止的氡核放出一个粒子后变成钋核，粒子动能为,若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能，真空中的光速为c，则核反应中的质量亏损为 （ ）‎ A. B. 0‎ C. D. ‎ 答案：C ‎5. 经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”．“双星系统”是由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如右图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力的作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2.则可知(　　)‎ A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2‎ B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2‎ C．m1做圆周运动的半径为L D．m2做圆周运动的半径为L 解析：　两恒星的轨道半径分别为r1、r2，则 r1＋r2＝L 又由两恒星的向心力大小相等得 G＝m1r1ω2＝m2r2ω2‎ 由以上两式得r1＝L，r2＝L 所以v1∶v2＝r1∶r2＝2∶3，故选C.‎ 答案：　C ‎6. 在光滑的水平面上相距‎40cm的两个钉子A和B，如图所示，长‎1m的细绳一端系着质量为‎0.4kg的小球，另一端固定在钉子A上，开始时，小球和钉子A、B在同一直线上，小球始终以‎2m/s的速率在水平面上做匀速圆周运动．若细绳能承受的最大拉力是4N，那么，从开始到细绳断开所经历的时间是( )‎ A. 0.9‎πs B. 0.8πs C. 1.2πs D. 1.6πs ‎【答案】B ‎【解析】当小球绕A以‎1 m的半径转半圈的过程中，拉力F1＝m＝0.4×N＝1.6 N，绳不断；‎ 当小球继续绕B以‎0.6 m的半径转半圈的过程中，拉力F2＝m＝2.67 N，绳不断当小球再碰到钉子A，将以半径‎0.2 m做圆周运动，拉力F3＝m＝8‎ ‎ N，绳断；所以，在绳断之前小球转过两个半圈，时间分别为 t1＝＝＝s＝0.5π s，‎ t2＝＝＝s＝0.3π s 所以，断开前总时间是t＝t1＋t2＝0.8π s.‎ 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分）‎ ‎7．如图所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是（ ）‎ A．若己知可见光的光子能量范围为1．61 eV～3．10 eV，则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条 B．当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子的电势能增加，电子的动能增加 C．处于第3能级状态的氢原子，发射出的三种波长分别为λ1、λ2、λ3（λ1< λ2< λ3）的三条谱线，则 D．若处于第2能级状态的氢原子发射出的光能使某金属板发生光电效应，则从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光也一定能使此金属板发生光电效应 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：从n=4跃迁到n=1能级时放出的光子能量为-0．85+13．60eV=12．75eV；不在可见光范围之内，从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射的光子能量-0．85+3．41eV=2．55eV；在可见光范围，从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射的光子能量-0．85+1．51eV=0．66eV，不在可见光光子能量范围之内；从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光子能量为-1．51+3．40eV=1．89eV，在可见光范围之内；从n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光子能量为-3．40+13．60=10．2eV，不在可见光范围之内，故则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条，A正确；氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，轨道半径减小，原子能量减小，向外辐射光子．根据，知轨道半径越小，动能越大，知电子的动能增大，电势能减小，B错误；：根据，即为，C正确；因为从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光的频率小于处于第2能级状态的氢原子发射出的光的频率，故不一定发生光电效应，D错误；‎ ‎8．质量m＝‎1kg的物体从静止开始做直线运动，物体所受合外力F随时间t变化的图象如图所示，在0～8s内，下列说法中正确的是（ ）‎ A．物体在0～2s内动量均匀增加，在2～4s内动量均匀减小 B．0～2s内力F的冲量为2N·s C．2s末物体的速度最大 D．3s末物体速度为‎3m/s，在8s末速度为－‎2m/s 答案：　BD ‎9. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC=h。圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则圆环（　　）‎ A. 下滑过程中，加速度一直减小 B. 下滑过程中，克服摩擦力做功为 C. 在C处，弹簧的弹性势能为 D. 上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度 ‎【答案】BD ‎【解析】A、圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C 处的速度为零，‎ 所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经过B处的速度最大，所以经过B处的加速度为零，所以加速度先减小，后增大，故A错误；‎ B、研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，运用动能定理列出等式 在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，运用动能定理列出等式 解得： ，故B正确；‎ C、，所以在C处，弹簧的弹性势能为 ，故C错误；‎ D、研究圆环从A处由静止开始下滑到B过程，运用动能定理列出等式 研究圆环从B处上滑到A的过程，运用动能定理列出等式 由于，所以，所以上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：BD ‎10．如图所示，竖直平面内的光滑水平轨道的左边与墙壁对接，右边与一个足够高的四分之一光滑圆弧轨道平滑相连，木块A、B静置于光滑水平轨道上，A、B的质量分别为‎1.5kg和‎0.5kg。现让A以‎6m/s的速度水平向左运动，之后与墙壁碰撞，碰撞的时间为0.3s，碰后的速度大小变为‎4m/s，当A与B碰撞后立即粘在一起运动， 取‎10m/s2，则 ( )‎ A. A与墙壁碰撞的过程中，墙壁对A的平均作用力的大小=10N B. A与B碰撞的过程中损失机械能为3J C. A、B碰撞后的速度=‎3m/s D. A、B滑上圆弧轨道的最大高度=‎‎0.45m ‎【答案】BCD ‎【解析】A、设水平向右为正方向，当A与墙壁碰撞时，由动量定理得：Ft=mAv′1-mA•（-v1）得：墙壁对A的平均作用力为： ．故A错误．C、设碰撞后A、B的共同速度为v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mAv′1=（mA+mB）v得：v=‎3m/s，故C正确．B、A与墙壁碰撞后动能减小， ，故B正确．D、A、B在光滑圆形轨道上滑动时，只有重力做功，其机械能守恒，由机械能守恒定律得：代入数据解得：h=‎0.45m．故D正确．故选BCD.‎ ‎【点睛】本题主要考查了动量守恒定律、动量定理的综合应用．分析清楚物体的运动过程，把握每个过程所遵守的物理规律是关键．要知道对于碰撞的过程，往往根据动量定理求作用力．‎ 三、实验题（本题共2小题，11小题7分， 12小题10分，共17分）‎ ‎11．（7分）如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：‎ ‎（1）用频率为ν1的光照射光电管，此时电流表中有电流．调节滑动变阻器，将触头P向 端滑动（选填“a”或“b”），使微安表示数恰好变为零，记下电压表示U1。‎ ‎（2）用频率为ν2的光照射光电管，重复①中的步骤，记下电压表示数U2．已知电子的电量为e，由上述实验可知，普朗克常量h= （用上述已知量和测量量表示）。‎ ‎（3）关于光电效应，下列说法正确的是____________。‎ A．光照时间越长光电流越大 B．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 C．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能最够大时，就能逸出金属 D．不同频率的光照射同一种金属时，频率越高，光电子的最大初动能越大．‎ ‎【答案】 （1）a， （2） ， （3）D．‎ ‎【解析】（1）根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才可能为零，因只有K的电势高于A点，即触头P向a端滑动，才能实现微安表示数恰好变为零；‎ ‎（2）根据光电效应方程得，Ek1=hv1-W0=eU1．‎ ‎ Ek2=hv2-W0=eU2‎ ‎ 联立两式解得： ．‎ ‎ （3）在发生光电效应的情况下，入射光的强度越高，单位时间内发出光电子的数目越多，光电流才越大，与光照时间长短无关．故A错误．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越少．故B错误．每个电子可以吸收一个光子，当它入射光的能量大于逸出功，就能逸出金属．故C错误．根据光电效应方程得，EKm=hv-W0，当频率越高，光电子的最大初动能越大．故D正确．故选D.‎ ‎12. （10分）为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：‎ ‎①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2，且m1>m2．‎ ‎②按照如图所示的那样，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平．将一斜面BC连接在斜槽末端。‎ ‎③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。‎ ‎④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置。‎ ‎⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。‎ 根据该同学的实验，回答下列问题：‎ ‎(1)小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的 点，m2的落点是图中的 点。‎ ‎(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式 ，则说明碰撞中动量是守恒的。‎ ‎(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式 ，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。‎ 答案：（一）（8分）(1) D 点， F 点．‎ ‎(2) (3)‎ 三、计算题（本题共2小题，13题12分，14题15分，共27分）‎ ‎13．如图所示，光滑水平面上有一质量M＝‎4.0kg的平板车，车的上表面右侧是一段长L＝‎1.0m的水平轨道，水平轨道左侧连一半径R=‎0.25m的1/4光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在O/点相切．车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧，一质量m＝‎1.0kg的小物块紧靠弹簧，小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.5。整个装置处于静止状态，现将弹簧解除锁定，小物块被弹出，恰能到达圆弧轨道的最高点A，g取‎10m/s2．求：‎ ‎（1）解除锁定前弹簧的弹性势能；‎ ‎（2）小物块第二次经过O/点时的速度大小；‎ ‎（3）最终小物块与车相对静止时距O/点的距离。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎2.0m/s；（3）‎‎0.5m 解析：（1）平板车和小物块组成的系统水平方向动量守恒，故小物块恰能到达圆弧最高点A时，二者的共同速度 ①‎ 设弹簧解除锁定前的弹性势能为，上述过程中系统能量守恒，则有 ‎ ②‎ 代入数据解得 ③‎ ‎（2）设小物块第二次经过时的速度大小为，此时平板车的速度大小为，研究小物块在圆弧面上下滑过程，由系统动量守恒和机械能守恒有 ‎ ④‎ ‎ ⑤‎ 由④⑤式代入数据解得m/s ⑥‎ ‎（3）最终平板车和小物块相对静止时，二者的共同速度为0．设小物块相对平板车滑动的总路程为s，对系统由能量守恒有 ‎ ⑦‎ 代入数据解得s=‎1.5m ⑧‎ 则距点的距离x＝s－L＝‎0.5m ⑨‎ ‎14. （15分）如图所示，凹槽的水平底面宽度s=‎0.3m，左侧高度H=‎0.45m，右侧高度h=‎0.25m，凹槽的左侧竖直面与半径R=‎‎0.2m 的1/4光滑圆弧轨道相接，A和B分别是圆弧的端点，右侧竖直面与水平面MN相接。小球P1静止从A点沿圆弧轨道滑下，与静置于B点的小球P2发生弹性碰撞。P2的质量m=‎1kg，P1的质量是P2质量的k倍。已知重力加速度g=‎10m/s2，不计空气阻力。‎ ‎(1)求小球P1从圆弧轨道滑至B点时的速度大小；‎ ‎(2)若小球P2碰撞后第一落点在M点，求碰撞后P2的速度大小；‎ ‎(3)设小球P2的第一落点与凹槽左侧竖直面水平距离为x，试分类讨论求出x的所有可能的表达式。‎ ‎15. [ 物理选修3－3 ]（12分）‎ ‎（1）（4分）下列说法正确的是（ ‎ ‎ ）（选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分。有错选得0分）‎ A．—定质量的理想气体，在体枳不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减少 B．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大 C．空调既能制热又能制冷，说明热量可以自发地从低温物体向高温物体传递 D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能邡是随分子间距离的减小而增大 E．在围绕地球运行的天宫一号中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果 ‎(2)(8分)如图所示，劲度系数为k=50N/m的轻质弹簧与完全相同的导热活塞A、B不栓接，一定质量的理想气体被活塞A、B分成两个部分封闭在可导热的气缸内，活塞A、B之间的距离与B导气缸底部的距离均为l=‎1.2m。初始时刻，气体I与外界大气压强相同，温度为T1=300K。将环境温度缓慢升高至T2=440K，系统再次达到稳定，A已经与弹簧分离。已知活塞A、B的质量均为m=‎1.0kg，横截面积为S=‎10cm2,；外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa，不计活塞与汽缸之间的摩擦且密封良好。求活塞A相对初始时刻上升的高度。‎ ‎（l）ADE ‎(2)（8分）‎ 初态，T1=300K，I中气体压强p1=p0‎ 末态, T2=440K,对A, (2分)‎ 解得 变化过程中,对I中气体， (2分)‎ 解得末态气柱I的长度 II中气体做等压变化， (2分)‎ 解得末态气柱II的长度 故活塞A上升的高度为 (2分)‎ ‎16．[物理一选修3-4]（12分）‎ ‎（1）（4分）下列说法正确的是（ ）（选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分。有错选得0分）‎ A．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波比较容易产生衍射现象 B．向人体内发射频率己知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”‎ C．紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度 D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场 E．狭义相对论认为真空中的光速与光的频率、光源的运动状态有关 ‎（2）（8分）如图所示，MN为竖直放置的光屏，光屏的左侧有半径为R、折射率为的透明半球体，O为球心，轴线OA垂直于光屏，O至光屏的距离。位于轴线上O点左侧处的点光源S发出一束与OA夹角＝60°的光线射向半球体，求光线从S传播到达光屏所用的时间，己知光在真空中传播的速度为c。‎ ‎[物理一选修3－4]（12分）‎ ‎（1）（4分）ABD ‎（2）（8分）解：光从光源S射出经半球体到达光屏的光路如图。‎ 光由空气射向半球体，由折射定律，有 ‎ …………1分 解得a＝30° …………1分 在DOBC中，由正弦定理得 得b＝30° …………1分 光由半球体射向空气，由折射定律，有 …………1分 解得g＝60°，即出射光线与轴线OA平行 …………1分 光从光源S出发经玻璃半球体到达光屏所用的总时间 t＝ …………1分 且 …………1分 解得： …………1分