湖南省师范大学附属中学2020届高三物理上学期月考试题（一）（含解析）

湖南省师范大学附属中学2020届高三物理上学期月考试题（一）（含解析）

湖南省师范大学附属中学2020届高三物理上学期月考试题（一）（含解析） ‎ 一、填空题 ‎1.伽利略在对自由落体运动的研究过程中，开创了如下框所示的一套科学研究方法，其中方框2和4中的方法分别是( )‎ A. 提出假设，实验检验 B. 数学推理，实验检验 C. 实验检验，数学推理 D. 实验检验，合理外推 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 这是依据思维程序排序的问题，这一套科学研究方法，要符合逻辑顺序，即通过观察现象，提出假设，根据假设进行逻辑推理，然后对自己的逻辑推理进行实验验证，紧接着要对实验结论进行修正推广．故BCD错误，A正确；故选A．‎ ‎2.某物体做直线运动的v－t图象如图所示，据此判断给出的A、B、C、D四种图象(F表示物体所受合力，x表示物体的位移，Ek表示物体动能，a表示物体加速度t表示时间)中正确的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由图可知，前2s内物体做初速度为零的匀加速直线运动，合力恒定，且沿正方向.2s−4s做匀减速直线运动，合力恒定，且沿负方向.4s−6s做负方向匀加速直线运动，合力恒定，且沿负方向.6s−8s做负方向匀减速直线运动，合力恒定，且沿正方向，故A错误；‎ B. 0−2s内，x=，x−t图象是开口向上的抛物线.2−4s内，x=v0t−，x−t图象是开口向下的抛物线。结合对称性可知，该图正确，故B正确；‎ C. 根据Ek=，知v−t图象是直线时，Ek与t是二次函数关系，图象应是曲线，故C错误；‎ D. 0−2s内，加速度为正.2−6s内加速度一定，且为负，6−8s内，加速度为正，故D错误。‎ 故选：B ‎3.2020年6月16日，刘旺、景海鹏、刘洋三名宇航员搭乘“神舟九号”飞船飞向太空.6月24日执行手动载人交汇对接任务后，于29日10时03分乘返回舱安全返回．返回舱在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示．关于返回舱的运动，下列说法中正确的有( )‎ A. 在同一轨道Ⅱ上经过A的速率小于经过B的速率 B. 在轨道Ⅱ上经过A的速率大于在轨道Ⅰ上经过A的速率 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 正常运行时，在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 飞船在同一轨道上从远地点A向近地点B运动时，所受万有引力对飞船做功，飞船的动能增加，故速度增加，即在B点的速率大于A点速率，故A正确；‎ B. 飞船在椭圆轨道上运动时A点为远地点，经过A点飞船将开始做近心运动，提供的向心力大于在该轨道上做圆周运动所需的向心力，即在轨道II上有：，在轨道I上做圆周运动有：，由可知vIIvB D. 两木块加速度相同时，速度vAaB，故经过相等的时间，A增加的速度大，B增加的速度小，所以，在aA=aB时vA>vB，故C正确，D错误；‎ AB、当vA=vB时，弹簧的压缩量最大，弹力最大，A在此之前一直做加速度逐渐减小的加速运动，B做加速度逐渐增大的加速运动，由于aA=aB时vA>vB，所以vA=vB时aAa0时，物体已飘起．此时物体所受合力为mg，‎ 则由三角形知识可知，拉力 F2＝＝mg.‎ ‎16.某物块以一定的初速度v0沿可变倾角的斜面向上运动，物块所能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系如图．(g＝10 m/s2)‎ ‎(1)求v0的大小；‎ ‎(2)物块与斜面之间的动摩擦因数μ；‎ ‎(3)求θ为多少时，x的最小值？‎ ‎【答案】（1）5m/s（2） （3）1.08m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当θ＝90°时x1＝1.25 m，物体做竖直上抛运动，‎ 则0－v＝－2gx1，得v0＝5 m/s ‎(2)当θ＝0°时x2＝m，说明斜面粗糙，设物块与斜面间摩擦因数为μ，‎ 则物体的加速度大小为a0，则 μmg＝ma0‎ ‎0－v＝－2a0x2‎ 解得μ＝‎ ‎(3)当θ为其他值时，对物块受力分析，物体的加速度大小为a mgsin θ＋μmgcos θ＝ma，0－v＝－2ax 由以上各式得x＝‎ 由数学知识sin θ＋μcos θ＝sin(θ＋φ)，其中tan φ＝μ，进一步得φ＝30°，‎ 则当θ＝60°时x取得最小值：‎ xmin＝m≈1.08 m.‎ ‎【点睛】（1）由图象读出斜面倾角θ为90°时物体上升的高度，这种情况时，物块做竖直上抛运动，由由速度位移公式求出初速度；‎ ‎（2）由图象读出斜面倾角θ为0°时物体的位移，然后由速度位移公式求出加速度，再由牛顿第二定律求出动摩擦因数；‎ ‎（3）由牛顿第二定律和运动学公式结合得到x与θ的关系式，运用数学知识求解最小值及达到最小值的条件．‎ ‎17.如图所示，水平放置的圆盘半径为R＝1 m，在其边缘C点固定一个高度不计的小桶，在圆盘直径CD的正上方放置一条水平滑道AB，滑道AB与CD平行，滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上，其高度差为h＝1.25 m．在滑道左端静止放置一质量为m＝0.4 kg的滑块(可视为质点)，滑块与滑道间的动摩擦因数μ＝0.2.当用一大小为F＝4 N的水平向右的拉力拉动滑块的同时，圆盘从图示位置以ω＝2π rad/s绕盘心O在水平面内匀速转动，拉力作用一段时间后撤掉，滑块在滑道上继续滑行，从B点水平抛出，恰好落入小桶内，重力加速度g＝10 m/s2.‎ ‎(1)求拉力作用的最短时间；‎ ‎(2)若拉力作用时间为t＝0.5 s，滑块会落入小桶吗？若能，求所需滑道的长度；‎ ‎(3)物块落入桶中后如果随圆盘一起以ω＝rad/s匀速转动，求小桶给物块的作用力大小．‎ ‎【答案】（1）0.3s（2）4m（3）5N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由B点抛出恰好落入C，则由平抛运动规律可知：‎ h＝gt　①‎ R＝vBt0　②‎ 由①②式并代入数据得：vB＝2 m/s，t0＝0.5 s 圆盘转动一周落入，拉力作用时间最短，‎ 设为t1.圆盘周期：T＝＝1 s　③‎ 拉力作用时，由牛顿第二定律：F－μmg＝ma1　④‎ 得：a1＝8 m/s2　末速度v1＝a1t1　⑤‎ 撤去拉力后，‎ 由牛顿第二定律：μmg＝ma2　⑥‎ 得：a2＝2 m/s2，‎ 则有：vB＝v1－a2t2　⑦‎ 且有t1＋t2＋t0＝T　⑧‎ 联立以上各式，并代入数据得：t1＝0.3 s ‎(2)滑块获得速度：v＝a1t＝4 m/s　⑨‎ 由⑦可知滑块撤去F滑行时间为：t′＝＝1 s　⑩‎ t＋t′＋t0＝2 s＝2T，‎ 恰好落入C.‎ 则所需滑道长度为：L＝a1t2＋＝4 m　⑪‎ ‎(3)由向心力公式：Fx＝mω2R＝3 N，Fy＝mg＝4 N 桶对滑块的作用力大小：F＝＝5 N ‎【点睛】（1）滑块要落到桶里，水平位移等于圆盘直径，从开始加速到落到桶里的时间等于圆盘转动的周期。根据平抛运动的规律求出抛出的初速度，根据匀变速运动和平抛运动的规律求出时间。‎ ‎（2）只要从开始加速到落到圆盘上所用的时间等于圆盘转动的周期的整数倍，就可以落到桶里。‎ ‎（3）桶对滑块的作用力水平方向提供向心力，竖直方向与重力平衡。‎ 四、选考题 ‎【物理选修3－3模块】‎ ‎18.如图，一个导热汽缸竖直放置，汽缸内封闭有一定质量的气体，活塞与汽缸壁紧密接触，可沿汽缸壁无摩擦地上下移动。若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，在这个过程中________。‎ A.汽缸内每个分子的动能都增大 B.封闭气体对外做功 C.汽缸内单位体积内的分子数增多 D.封闭气体吸收热量 E.汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少 ‎【答案】BDE ‎【解析】‎ 大气压不变，气缸内气体压强不变，气体发生等压变化；由于气缸是导热的，外界温度逐渐升高，缸内气体温度升高，分子平均动能增大，不一定每个分子的动能都增大，故A错误；气体温度升高，内能增加，气体体积变大，对外做功，由热力学第一定律可知，气体要吸收热量，故BD正确；气体温度升高，体积变大，汽缸内单位体积内的分子数减少，单位时间内撞击活塞的分子数减少，故C错误，E正确；故选BDE．‎ 点睛：知道气体发生等压变化、知道理想气体内能由温度决定，熟练应用热力学第一定律即可正确解题．‎ ‎19.某同学用一端封闭的U形管，研究一定质量封闭气体的压强，如图乙所示，U形管竖直放置，当封闭气柱长为L0时，两侧水银面的高度差为h ，大气压强为P0。求 ‎①封闭气体的压强（用cmHg作单位）;‎ ‎②若L0=20cm，h=8.7cm，该同学用与U形管口径相同的量筒往U形管内继续缓慢注入水银，当再注入13.3cm长水银柱时，右侧水银面恰好与管口相平齐。设环境温度不变，求大气压强是多少cmHg?‎ ‎【答案】① P=（P0+h）cmHg ② P0="75" cmHg ‎【解析】‎ 试题分析：①封闭气体的压强为 P=P0+ρgh 解得 P=（P0+h）cmHg ‎②此时封闭气柱长 L1= L0—（h+ΔL—L0）=18cm 由波意尔定律 ‎（P0+h）L0=（P0+ L1）L1‎ 解得 P0="75" cmHg 考点： 理想气体状态方程 ‎【物理选修3－4模块】‎ ‎20.在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的操作步骤为：‎ A．将一根细线系在直径为d的金属小球上，上端固定在铁架台支架上 B．用米尺测得细线长度为l C．在摆线偏离竖直方向4°位置释放小球 D．用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期T＝‎ E．用公式g＝计算重力加速度 ‎（1）按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比____(选填“偏大”“相等”或“偏小”)．‎ ‎（2）已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为 ，式中T0为摆角趋近于0°时的周期，a为常数．为了用图象法验证该关系式，若某同学在实验中得到了如图所示的图线，则图象中的横轴表示____．‎ ‎【答案】 (1). （1）偏小 (2). （2）T′‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)该同学的实验步骤中,已经测量出小球的直径和细线的长度,摆长为：L=l+d/2‎ 该同学使用的计算重力加速度的公式：g=中，没有将小球的半径计入摆长中，所以摆长的测量值比真实值偏小，所以重力加速度的测量值比真实值偏小。‎ ‎（2）为了用图象法验证T′=T0[1+asin2(θ/2)]，则要测出不同的摆角θ，以及所对应的周期T′.实验中得到的线性图线，根据T′=T0[1+asin2(θ/2)]，得sin2(θ/2)= ，sin2(θ/2)−T′是一次函数关系。所以图象中的横轴表示T′.‎ ‎21.一玻璃砖截面图如图所示，MN垂直NP，一束单色光从MN上的一点A进入玻璃砖后，又从NP上一点B进入空气中，已知入射角α和出射角β，求：‎ ‎（1）玻璃的折射率；‎ ‎（2）若已知n＝，则β的最小值为多大？‎ ‎【答案】①②45°‎ ‎【解析】‎ 试题分析：①设A点的折射角为γ，设B点的入射角为γ'，‎ 根据题意可知：n＝，γ+γ'=90°‎ 解得：n＝。‎ ‎②n＝=，0≤α≤，结合数学知识可得β45°。‎ 考点：光的折射定律，折射率，几何光学问题的求解