江苏省南京市溧水区第二中学2020届高三10月月考物理试题
2019~2020学年溧水区第二高级中学第一学期月考试卷高三物理
一、单项选择题
1.物理学是一门实验学科，是以实验为基础的在物理学的发展过程中，许多重要的物理规律都是由实验发现或由实验验证了的，下列有关物理实验中涉及的思想或方法说法正确的是( )
A. (a)图为探究影响电荷间相互作用力的因素的实验图，该实验利用了等效替代的思想
B. (b)图库伦的扭秤实验装置图，该实验利用了微小量放大法的思想
C. (c)图为伽利略研究落体运动的规律，在该实验中伽利略通过减小斜面的倾角，直接验证了物体下落的速度与时间成正比
D. (d)图为探究求合力的方法的实验装置图，该实验利用了控制变量的思想
【答案】B
【解析】
A：(a)图为探究影响电荷间相互作用力的因素的实验图，该实验利用了控制变量法的思想。故A项错误。
B：(b)图是库仑的扭秤实验装置图，法国物理学家库仑利用扭秤实验发现电荷之间的相互作用规律时利用了放大法的思想。故B项正确。
C：(c)图为伽利略研究落体运动的规律，伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理。故C项错误。
D：(d)图为探究求合力的方法的实验装置图，该实验利用了等效替代法的思想。故D错误。
点睛：知道物理学史，知道物理学家成就和相应研究中的物理方法。
2.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2（各物理量均采用国际单位制单位），则该质点（ ）
A. 第1s内的位移是5m B. 前2s内的平均速度是6m/s
C. 任意相邻的1s 内位移差都是1m D. 任意1s内的速度增量都是2m/s
【答案】D
【解析】
第1s内的位移只需将t＝1代入即可求出x=6m，A错误；前2s内的平均速度为，B错；由题给解析式可以求得加速度为a=2m/s2，C错；由加速的定义可知D选项正确
3. 如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是
A. M处受到的支持力竖直向上
B. N处受到的支持力竖直向上
C. M处受到的静摩擦力沿MN方向
D. N处受到的静摩擦力沿水平方向
【答案】A
【解析】
M处受到的支持力的方向与地面垂直向上，即竖直向上，故A正确；N处受到的支持力的方向与原木P垂直向上，不是竖直向上，故B错误；原木相对于地有向左运动的趋势，则在M处受到的摩擦力沿地面向右，故C错误；因原木P有沿原木向下的运动趋势，所以N处受到的摩擦力沿MN方向，故D错误．故选A．
4.如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1 ，墙壁对工人的弹力大小为F2 ， 则（ ）
A. F1=
B. F2=Gcos
C. 若缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大
D. 若缓慢减小悬绳的长度，F1和F2均增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.工人受到重力、支持力和拉力，如图；
根据共点力平衡条件，有：
F1=
F2=mgtanα
故AB错误；
CD. 若缓慢减小悬绳的长度,当工人上 移时，细绳与竖直方向的夹角α变大 ，故F1变大，F2变大，但F1与F2的合力与重力平衡，保持不变；故D正确，C错误。
5.我国海军在南海某空域举行实兵对抗演练，某一直升机在匀速水平飞行过程中遇到突发情况，立即改为沿虚线方向斜向下减速飞行，则空气对其作用力可能是( )
A. F1 B. F2
C. F3 D. F4
【答案】A
【解析】
【详解】因为直升机沿虚线方向斜向下减速飞行，故合力沿虚线向上，直升机受到竖直向下的重力以及空气作用力两个力，要想合力沿虚线向上，则根据矢量三角形可得空气对其作用力可能为F1，如图所示。故选A.
【点睛】本题是已知运动情况判断受力情况的问题，关键是先根据运动情况确定加速度方向，得到合力方向，然后受力分析后根据三角形定则判断空气作用力的方向。
二、多项选择题
6.如图所示，A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对圆盘静止．已知两物块的质量mA< mB，运动半径rA>rB，则下列关系一定正确的是（ ）
A. 角速度ωA=ωB B. 线速度vA
aB D. 向心力FA>FB
【答案】AC
【解析】
【详解】A.两物体相对于圆盘静止，它们做圆周运动的角速度ω相等，故A正确；
BC.线速度
v=ωr
向心加速度
a=ω2r
ω相同，rA＞rB，则vA>vB，aA＞aB，故C正确，B错误；
D.向心力
F=mω2r
ω相等，rA＞rB，mA＜mB，不能确定两物体向心力大小，故D错误；
7. 一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示．下列选项正确的是（ ）
A. 在0～6s内，物体离出发点最远30m
B. 在0～6s内，物体经过的路程为40m
C. 在0～4s内，物体的平均速率为7.5m/s
D. 在5～6s内，物体所受的合外力做负功
【答案】BC
【解析】
试题分析：根据图像可知，0～5s内物体运动方向不变，5s后反向运动，5s时离出发点最远，A错误；位移等于v-t图像的面积，4s的位移为30m，平均速率为7.5m/s , C正确;5s的位移为+35m，最后一秒的位移为-5m,总路程为40m，B正确；根据动能定理可以知道5～6s内，物体动能增加，所受的合外力做正功，D错误。
考点：本题考查了速度图像的分析。
8.如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小，这一现象表明( )
A. 电梯一定是在下降 B. 电梯可能是在上升
C. 电梯的加速度方向一定是向上 D. 乘客一定处在失重状态
【答案】BD
【解析】
【详解】电梯匀速运动时，小球受力平衡，有mg=kx1；弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了，说明弹力变小了，根据牛顿第二定律，有mg-kx2=ma，故加速度向下，电梯可能加速下降或减速上升，电梯中的人处于失重状态。
A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；
B.B项与上述分析结论相符，故B正确；
C.C项与上述分析结论不相符，故C错误；
D.D项与上述分析结论相符，故D正确。
9. 一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向落下，若雨滴下落过程中所受重力保持不变，且空气对雨滴阻力随其下落速度的增大而增大，则图所示的图象中可能正确反映雨滴整个下落过程运动情况的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
专题：牛顿运动定律综合专题．
分析：雨滴下落的过程中受重力和阻力，阻力随速度增大而增大，根据牛顿第二定律，判断加速度的变化，以及根据加速度方向与速度的方向关系判断速度的变化．
解答：解：根据牛顿第二定律得，a=，速度增大，阻力增大，加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，雨滴做匀速直线运动．故A、C正确，B、D错误．
故选AC．
点评：解决本题的关键会通过牛顿第二定律，根据物体的受力情况判断物体的运动情况．
三、简答题
10.某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”。
（1）实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力。该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻拨小车，让打点计时器在纸带上打出一系列________的点，说明小车在做________运动。
（2）如果该同学先如（1）中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到M，测小车加速度a，作aF的图像。如图丙图线正确的是________。
（3）设纸带上计数点的间距为x1和x2。如图丁为用米尺测量某一纸带上的x1、x2的情况，从图中可读出x1＝3.10 cm，x2＝________cm,已知打点计时器的频率为50Hz，由此求得加速度的大小a＝________m/s2。
【答案】 (1). 点迹均匀 (2). 匀速 (3). C (4). 5.50 (5). 2.40
【解析】
【详解】（1）[1][2]平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，不要挂钩码，将长木板的右端垫高至合适位置，使小车重力沿斜面分力和摩擦力抵消，若小车做匀速直线运动，此时打点计时器在纸带上打出一系列点迹均匀的点；
（2）[3]如果这位同学先如（1）中的操作，已经平衡摩擦力，则刚开始a-F的图象是一条过原点的直线，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到，不能满足砂和砂桶的质量远远小于小车的质量，此时图象发生弯曲，故C正确；
（3）[4] 根据图象可知， 5.50cm；
[5]打点计时器的频率为50Hz，每5个点取一个计数点，则T=0.1s，加速度的大小：
= 2.40m/s2。
11.利用如图所示的实验装置测量两节干电池组成的电源的电动势和内电阻．
(1)请在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接____．
(2) 在实验操作正确的情况下测得数据记录在下表中，请在图乙中作出U-I图象____，
U/V
2.94
2.86
281
2.76
2.71
2.62
I/A
0.06
0.12
0.18
0.24
0.30
0.38
(3) 根据U-I图象，可得该电池组的电动势E＝____V，内电阻r＝____Ω.(结果均保留2位有效数字)
【答案】 (1). (2). (3). 3.0 (4). 1.0
【解析】
【详解】（1）[1]测电源的电动势和内电阻，应采用电流表内接法，实物连接图如图所示：
（2）[2] 根据实验数据做出的图像如图；
（3）[4][5] 根据闭合电路欧姆定律可知，
U=E-Ir
则电动势等于与纵轴的截距
E=3.0V
内阻
12.如图所示，某原子的三个能级的能量分别为E1、E2和E3．a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光，下列判断正确的是 ．
A. E1 >E2>E3
B. (E3-E2)>(E2- E1)
C. b光的波长最长
D. c光的频率最高
【答案】D
【解析】
【详解】AB.结合题图和电子跃迁时发出的光子的能量为：
可知，
能量差等于光子的能量，能量差等于光子的能量，能量差等于光子的能量，那么对应的能量最大，而对应的能量最小，因：
且
则有
故AB错误；
CD.又
光的频率最高，光的波长最长，故C错误，D正确。
13.如图所示，x为放射源，L为一纸板，纸板与计数器之间有强磁场B．当强磁场移开时，计数器的计数率不变，说明放射源中没有 （选填“α”、“β”或“γ”）粒子；将纸板L移开，计数器计数率大幅度上升，这表明放射源中有 （选填“α”、“β”或“γ”）粒子．
【答案】，
【解析】
试题分析：将磁铁移开后，计数器所得计数率保持不变，说明穿过纸板的粒子中无带电粒子，故没有射线；将薄纸板L移开，计数率大幅上升，说明射线中有穿透力很弱的粒子，因此放射源有。
考点：射线、射线
【名师点睛】本题考查带电粒子在磁场中的运动及放射性现象；了解三种射线的特性是做好本题的关键。
14.如图所示，光滑水平面上小球A、B分别以、的速率相向运动，碰撞后B球静止。已知碰撞时间为，A、B的质量均为求：
碰撞后A球的速度大小；
碰撞过程A对B平均作用力的大小。
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】①、B系统动量守恒，设B的运动方向为正方向
由动量守恒定律得
解得；
②对B，由动量定理得，
解得；
15. 下列说法中正确的是
A. 给车胎打气，越压越吃力，是由于分子间存在斥力
B. 大头针能浮在水面上，是由于水的表面存在张力
C. 人感觉到空气湿度大，是由于空气中水蒸气的饱和气压大
D. 单晶体呈现各向异性，是由于晶体内部原子按照一定规则排列
【答案】BD
【解析】
试题分析：给车轮胎打气，越来越费力，主要是由于打气过程中气体压强增加的缘故，不是由于分子间存在斥力，故A错误；在液体表面，分子间的间距大于平衡距离r0，分子间作用力表现为引力，所以液体表面存在张力，使大头针能浮在水面上，故B正确；人感觉到空气湿度大，是由于空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距增大，故C错误；单晶体呈现各向异性，是由于晶体内部原子按照一定规则排列形成的，故D正确。
考点：分子间的相互作用力、晶体和非晶体
【名师点睛】压缩气体要用很大的力，这是因为要克服大气压力．液体表面存在表面张力．单晶体具有各向异性，原因是晶体内部原子按照一定规则排列；本题是对热力学基础知识的考查，关键要掌握分子动理论、晶体的特性等热点知识。
16.带有活塞的气缸中封有一定质量的理想气体，缸内气体从状态A变化到状态B，如图所示。此过程中，气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力 （选填“变大”、“不变”或“减小”），缸内气体 （选填“吸收”或“放出”）热量．
【答案】不变 吸收
【解析】
试题分析：缸内气体从状态A变化到状态B，为等压变化，故气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力不变，理想气体对外做功的同时，分子的平均动能增大，即内能增大，根据热力学第一定律可知：，所以，即气体吸收热量。
考点：理想气体的状态方程
【名师点睛】根据图象可知AB的体积与温度之间的关系，判断出为等压变化，故气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力不变，根据热力学第一定律分析气体的内能的变化。
17.盛有氧气的钢瓶，在27℃的室内测得其压强是9.0×106Pa．将其搬到-13℃的工地上时，瓶内氧气的压强变为7.2×106Pa．请通过计算判断钢瓶是否漏气．
【答案】漏气
【解析】
试题分析：若不漏气，则气体做等容变化，有，，由于，所以钢瓶在搬运过程中漏气。
考点：理想气体的状态方程
【名师点睛】本题考查了求气体的压强的计算，应用查理定律即可正确解题．另外，该题也可以使用克拉伯龙方程比较两种情况下的物质的量，来得出结论。
四、计算题
18.如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：
（1）感应电动势的大小E；
（2）拉力做功的功率P；
（3）ab边产生的焦耳热Q。
【答案】(1) ；(2) ；(3)
【解析】
【详解】由导体棒切割磁感线产生电动势综合闭合电路欧姆定律和解题。
(1)从ad边刚进入磁场到bc边刚要进入的过程中，只有ad边切割磁感线，所以产生的感应电动势为：；
(2)线框进入过程中线框中的电流为：
ad边安培力为：
由于线框匀速运动，所以有拉力与安培力大小相等，方向相反，即
所以拉力的功率为：
联立以上各式解得：；
(3) 线框进入过程中线框中的电流为：
进入所用的时间为：
ad边的电阻为：
焦耳热为：
联立解得：。
19.跳台滑雪是勇敢者的运动．如图所示，滑雪者着专用滑雪板，在助滑道AB上获得一定速度后从B点沿水平方向跃出，在空中飞行一段时间后着落，这项运动极为壮观．已知滑雪者和滑雪板的总质量为m=60kg，斜坡BC倾角为θ=450，B点距水平地面CD的高度为h=20m，重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力．
（1）若滑雪者水平跃出后直接落到地面上，求滑雪者在空中运动的时间t0．
（2）为使滑雪者跃出后直接落到地面上，滑雪者在B点跃出时的速度v0应满足什么条件？
（3）若滑雪者跃出后直接落到斜坡上，试推导滑雪者和滑雪板落到斜坡时的总动能Ek随空中运动时间t的变化关系．
【答案】(1)2s； (2) ； (3) （）
【解析】
【详解】（1）滑雪者在空中作平抛运动，则
解得
=2s
（2）为使滑雪者跃出后直接落到地面上，则平抛运动的水平距离应满足
而
解得
=10m/s
（3）设滑雪者平抛运动的水平距离和下落高度分别为x、y，落到斜坡时的水平和竖直分速度分别为vx、vy，则
解得
（）
20.如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E＝4×105 N/C、方向水平向左的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质荷比＝4×10－10 kg/C的带正电的粒子，以初速度v0＝2×107 m/s从x轴上的A点垂直x轴射入电场，OA＝0.2m，不计粒子的重力。
（1）求粒子经过y轴时的位置到原点O的距离；
（2）求粒子第一次经过y轴时速度的大小和方向；
（3）若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，求磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况)。
【答案】(1)0.4m（2），与y轴正方向夹角为45° (3)
【解析】
【详解】（1）设粒子在电场中运动的时间为t，粒子经过y轴时的位置与原点O的距离为y，则：
解得：
a=1.0×1015m/s2
t=2.0 ×10-8 s
（2）粒子经过y轴时在电场方向分速度为：
粒子经过y轴时的速度大小为；
与y轴正方向的夹角为θ，
θ=45°
（3）要粒子不进入第三象限，如图所示，此时粒子做圆周运动的轨道半径为R'，则：
由
解得