天津市第一中学2021届高三上学期第一次月考物理试题

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天津市第一中学2021届高三上学期第一次月考物理试题

天津一中 2020-2021-1 高三年级 物理学科一月考试卷 本试卷分为第 I 卷(选择题)、第 II 卷(非选择题)两部分,共 100 分,考试用时 ‎60 分钟。考生务必将答案涂写规定的位置上,答在试卷上的无效。 祝各位考生考试顺利!‎ 第 I 卷 一、单项选择题 ‎1.下列说法不正确的是( ) ‎ A.布朗运动就是液体分子的热运动 ‎ B.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 ‎ C.热量可以由低温物体传递到高温物体 ‎ D.第一类永动机不可能制成,是因为违反了能量守恒定律 ‎2.一定质量的理想气体,经历从状态的一个循环,在 此循环过程中气体的压强 p与温度 T的关系如图所示。下列说法不.正.确.的 是 ‎ A. 从状态 的过程中,每个气体分子的动能都在增大 B. 从状态 的过程中,气体吸收热量 C. 从状态 的过程中,气体内能不变 D. 从状态 的过程中,气体的密度增大 ‎3.穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色。如图所示,在竖直放置的穹 形光滑支架上,一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物 G。现将 轻绳的一端固定于支架上的 A点,另一端从 B点沿支架缓慢地向 C点靠近(C 点与 A点等高)。则绳中拉力大小变化的情况是( )‎ A.先变小后变大 B.先变小后不变 C.先变大后不变 D.先变大后变小 ‎4.如图所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在 A点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端拴在井 中的水桶上,人用力拉绳的另一端,滑轮中心为 O点,人所拉绳子与 OA 的夹角为β,拉水桶的绳子与 OA的夹角为α。人拉绳沿水平面向左运动, 把井中质量为 m的水桶匀速提上来,人的质量为 M,重力加速度为 g,在 此过程中,以下说法不.正.确.的是( )‎ A. α始终等于β ‎ B. 吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大 ‎ C. 地面对人的摩擦力逐渐变大 ‎ D.地面对人的支持力逐渐变大 ‎5.如图所示,固定斜面上的物体 A用跨过滑轮的细线与小沙桶相连,连接 A的细线与斜 面平行,不计细线与滑轮间的摩擦力。若要使物体 A在斜面上保持静止,沙桶中沙的质量 有一定的范围,已知其最大值和最小值分别为 m1 和 m2(m2>0),重力加速度为 g,由此 可求出( )‎ A.物体 A的质量 B.斜面的倾角 C.物体 A对斜面的正压力 D.物体 A与斜面间的最大静摩擦力 ‎6.2020 年 10 月 1 日到 5 日,天津国际汽车贸易展览会在天津梅江会展中心拉举行。今 年车展相比以往,增加了试乘试驾活动体验区。物理老师在试驾某车时,测出汽车做匀变 速直线运动的位移 x与时间 t的关系式为 x=8t+3t2,x与 t的单位分别是 m 和 s,则该 汽车( )‎ A.第 1 s 内的位移大小是 8 m B.前 2 s 内的平均速度大小是 28 m/s ‎ C.任意相邻 1 s 内的位移大小之差都是 6 m D.任意 1 s 内的速度增量都是 3 m/s ‎7.以速度 v上升的电梯内竖直向上抛出一球,电梯内观察者看见小球经时间 t后到达最高 点,则( )‎ A.电梯中的人看见球抛出时的初速度 v0=gt ‎ B.地面的人所见球抛出时的速度为 v0=gt ‎ C.地面上的人看见球上升的最大高度 h=gt2/2‎ D.地面上的人看见球上升的时间也为 t ‎8.某动车组列车以平均速度 v行驶,从甲地到乙地的时间为 t。该列车以速度 v0 从甲地出 发匀速前进,途中接到紧急停车命令后紧急刹车,列车减速到 v=0 后又立即匀加速到 v0, 继续匀速前进。从开始刹车至加速到 v0 的时间是 t0(列车刹车过程与加速过程中的加速度 大小相等),若列车仍要在 t时间内到达乙地。则动车组列车匀速运动的速度 v0 应为( )‎ A.‎ B.‎ C.‎ D.‎ t-t0‎ t+t0‎ ‎2t-t0‎ ‎2t+t0‎ vt vt ‎2vt ‎2vt 二、多项选择题 ‎9.a、b两车在同一条平直公路上第一次运动的位移—时间图象如图甲所示,第二次运动 的速度—时间图象如图乙所示。由图可知( )‎ A.甲、乙中 a、b两车都沿同一方向运动 B.在 t2 时刻,甲图表示 a、b两车相遇,乙图表示 a、b两车速度相同 ‎ C.甲图中在 t1 到 t2 这段时间内,b车的速率先减小后增大且方向发生了变化 D.乙图中 a车加速度先增大后减小,b车加速度先减小后增大 ‎10.城市中的路灯、无轨电车的供电线路等,经常用三角形的结构悬挂,如图所示是这一 类结构的简化模型。图中轻杆 OB可以绕过 B点且垂直于纸面的轴转动,钢索 OA和杆 OB的质量都可以忽略不计,悬挂物的重力为 G,∠ABO=90°,AB>OB。在某次产品质 量检测和性能测试中保持 A、B两点不动,只改变钢索 OA的长度,关于钢索 OA的拉力 F1 和杆 OB上的支持力 F2 的变化情况,下列说法正确的是( ) A.从图示位置开始缩短钢索 OA,钢索 OA的拉力 F1 先减小后增大 B. 从图示位置开始缩短钢索 OA,杆 OB上的支持力 F2 不变 ‎ C. 从图示位置开始伸长钢索 OA,钢索 OA的拉力 F1 增大 ‎ D.从图示位置开始伸长钢索 OA,杆 OB上的支持力 F2 先减小后增大 ‎11.两分子间的斥力和引力的合力 F与分子间距离 r的关系如图中曲线所示,曲线与 r轴 交点的横坐标为 r0。相距很远的两分子仅在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分 子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是( )‎ A. 在 r>r0 阶段,分子间作用力先变小后变大 B. 在 r>r0 阶段,F做正功,分子动能增加,分子势能减小 C. 在 r<r0 阶段,F做负功,分子动能减小,分子势能也减小 ‎ D. 在 r=r0 时,分子势能最小,动能最大 ‎12.浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶——它刷新了目前世界 上最轻材料的纪录,弹性和吸油能力令人惊喜。这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密 ‎1‎ 度仅是空气密度的 ‎。设气凝胶的密度为ρ(单位为 kg/m3),摩尔质量为 M(单位为 ‎6‎ kg/mol),阿伏加德罗常数为 NA,则下列说法正确的是( )‎ a M A.a千克气凝胶所含分子数为 n=‎ ‎NA B.气凝胶的摩尔体积为 Vmol=‎ M ρ M C.每个气凝胶分子的体积为 V0=‎ NAρ D.每个气凝胶分子的直径为 d = 3‎ 三、填空实验题 ‎N Ar M ‎‎ 第 II 卷 ‎13.张三同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度,他在滑块上安装了宽度为ΔX=2cm 的遮 光板。然后他利用气垫导轨和毫秒计,记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δ t1=0.02s,通过第二个光电门的时间Δt2=0.01s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开 始遮住第二个光电门的时间为 2.0 s,请你根据上面他通过实验得到的数据,计算出滑块 的加速度为 m/s2,两个光电门之间的距离为 m(本题结果均保留两位有 效数字)。‎ Dx 本实验可以认为 Dt ‎‎ 是滑块通过光电门的瞬时速度,由此产生误差是 误差(填系统 或偶然),为减小实验误差,可采取的方法是 (填增大或减小)挡光片宽度。‎ ‎14.张三同学用 DIS 研究一定质量理想气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如 图所示。实验步骤如下:①把注射器活塞移至注射器中间某位置,将注射器与压强传感 器、数据采集器、计算机逐一连接;②移动活塞,记录注射器的刻度值 V(不计针头部分 ‎1‎ 气体体积),同时记录对应的由计算机显示的气体压强值 p;③用 p - 图象处理实验数 V 据。‎ ‎(1)实验时,缓慢推动活塞,注射器内空气体积逐渐减小。过程中张三发现,环境温度 ‎1‎ 逐渐升高,则实验得到的 p - 图象应是 。‎ V ‎(2)若张三根据记录的实验数据,做出了如图所示的 p-V图。对图线进行分析,说明一 定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。图线在 V1、V2 之间所围的面积的物理 意义表示 。‎ 用 Na、Nb分别表示这 a、b两个个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的 次数,则 Na _Nb。(填“>”“<”或“=”)‎ 四、计算题 ‎15.如图所示,轻绳 PA和 PB的结点上悬挂着重力大小为的物体,绳 PA与竖直 方向的夹角为,绳 PB水平且与重力大小 为 的金属块相连,金属块恰好静止在 倾角为的斜面上,取,已知 ,,设最大静摩擦力 等于滑动摩擦力。求:‎ 绳 PA上的拉力的大小;‎ 金属块和斜面间的动摩擦因数 。‎ ‎16.如图所示,一个侧壁绝热的汽缸静置于水平面上,汽缸的底部导热性能良好。现用两 个质量皆为 m的活塞甲和乙将密闭气体分成两部分 M、N,活塞甲的导热性能良好,活塞 乙不导热。开始装置处于平衡状态,活塞乙距离汽缸底部的距离为 h,活塞甲和活塞乙之 间的距离也为 h,已知外界大气压强恒为 p0、温度均为 T0,活塞的横截面积为 S,且满足 mg=p0S,不计两活塞的厚度。 (1)如果在活塞甲上逐渐地增加砝码的个数,当增加的砝码的质量为 2m,且系统再次平衡 时,活塞乙距离汽缸底部的距离为多少? (2)如果保持活塞甲上的砝码个数不变,在汽缸的底部缓慢地加热,使气体 N的温度逐渐 升高,当活塞甲距离汽缸底部的距离为 2h时,气体 N的温度为多少? (3)若在(2)中在汽缸的底部加热的阶段,气体 N吸收了 9 p0 hS的热量,求气体 N的内能 变化量ΔU ‎17.无人驾驶汽车已完成国内首次城市、环路及高速道路混合路况下的全自动驾驶。‎ ‎(1)无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达,就像车辆的“鼻子”,随时“嗅”着前方 80m 范围内车辆和行人的“气息”。若无人驾驶汽车在某路段刹车时的加速度为 2.5 m/s2,为 不撞上前方静止的障碍物,汽车在该路段匀速行驶时的最大速度是多少?‎ ‎(2)若有人驾驶的汽车以 30 m/s 的速度一直匀速行驶,无人驾驶的汽车以 20m/s 的速 度行驶。某一时刻有人驾驶的汽车在无人驾驶汽车的正后方 8 m 处,由于距离较近,前方 无人驾驶汽车立即以 5m/s2 的加速度做匀加速运动,试通过计算判断两车能否避免相撞?‎ ‎(3)无人驾驶的汽车正在以 30m/s 的速度在平直公路上行驶。某一时刻无人驾驶汽车监 测到前方有一辆有人驾驶的汽车突然变道到同一车道,此时有人驾驶的汽车行驶速度为 20 m/s。由于距离较近,后方无人驾驶汽车立即以 2.5m/s2 的加速度一直做匀减速运动。减 速 2s 后,前方有人驾驶的汽车司机发现了后车,立即以 2.5m/s2 的加速度做匀加速运动 ‎(不计司机的反应时间)。若两车最近时相距 0.5 m,求无人驾驶汽车刚开始匀减速运动时 与正前方有人驾驶的汽车两车之间的距离。‎ 参考答案:‎ ‎1.A 2.A 3.C 4.B 5.D 6.C 7.A 8.C ‎9.BC 10.BC 11.BD 12.ABC ‎13.(1)0.50m/s2 ,3.0m(2)系统 (3)减小 ‎14.(1) B (2)气体体积由 V1 变到 V2 的过程中,气体对外界所做的功 >‎ ‎15.‎ 解: 如图甲所示分析结点 P受力,由平衡条件得:‎ 可解得:绳 PA的拉力 ‎,‎ BP绳的拉力为;‎ 再分析的受力情况如图乙所示. 由物体的平衡条件可得:‎ 又有 解得:,. 所以动摩擦因数; 答:绳 PA上的拉力的大小为 5N;‎ 金属块和斜面间的动摩擦因数 为 .‎ ‎16.‎ mg 解析:(1)开始系统平衡时,对活塞甲分析可知,气体 M的压强为 p1=p0+‎ 对活塞乙分析可知,气体 N的压强为 mg ‎=2p0‎ S p2 =p1+‎ ‎=3p0‎ S 当逐渐增加砝码后,系统再次平衡时,对活塞甲分析可知,气体 M的压强为 p1′=p0+‎ ‎3mg ‎=4p0‎ S 对活塞乙分析可知气体 N的压强为 mg p2′=p1′+‎ ‎=5p0‎ S 气体 N发生等温变化,根据玻意耳定律得 ‎3‎ p2hS=p2′h2′S 可得 h2′= h.‎ ‎5‎ ‎(2)当逐渐增加砝码后,气体 M发生的是等温变化,由玻意耳定律得 p1hS=p1′h1′S 可得 h1′=0.5h 只对气体 N加热,气体 M的状态不变,所以当活塞甲距离汽缸底部的距离为 2h时 活塞乙到汽缸底部的距离 h2″=2h-0.5h=1.5h p2hS ‎p2′h2″S 对气体 N,根据理想气体状态方程得 =‎ T0 T2‎ 由以上整理可得 T2=2.5T0.‎ ‎3‎ ‎(3) 气体 N对外做功,W=-5p0(1.5h-‎ ‎h)S=-4.5p0 hS ‎5‎ 根据热力学第一定律,ΔU=W+Q,得ΔU=4.5p0 hS ‎3‎ 答案:(1)‎ ‎17.‎ ‎h (2)2.5T0 (3) 4.5p0 hS ‎5‎ ‎(1)20 m/s。(2)两车不能避免相撞。(3)18m ‎0‎ ‎(1)对无人驾驶汽车,由运动学公式有 v2 - v2 = 2ax ,‎ 解得 v0=20 m/s。‎ ‎(2)假设两车经 t时间后速度相等,即 v有 = v无 + at , 得:‎ t=2s ‎2s 内两车之间的位移差 v有 Dx = v有t - ‎+ v无 t = 10m > 8m ‎2‎ 所以两车不能避免相撞。‎ ‎(3)假设有人驾驶的汽车加速到与无人驾驶的汽车速度相等的时间为 t,则:‎ v无 - a无 (2 + t ) = v有 + a有t 可得:t=1s,‎ ‎3s 末两车速度 v=22.5m/s。3s 内两车位移差 Dx = ‎v + v 无 (2 + t)- (2v ‎‎ + v有 ‎+ v t ) = 17.5m ,‎ ‎2 有 2‎ 由最小距离为 x0 = 0.5 m ,无人驾驶汽车刚开始匀减速运动时与正前方有人驾驶的汽车两 车之间的距离 d = x0 + Dx = 18m 说明:‎ 分值计划 选择 4 分*12=48 分 填空实验 =10 分 计算题 12 分 14 分 16 分
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