2021平远县平远中学高三上学期第五次月考物理试题含答案

高三物理段考试卷

一、单选题（7x4=28分）

1．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（　　      ）

A．光电子的最大初动能为6eV，金属的逸出功6.75 eV

B．氢原子跃迁时共发出4种频率的光

C．光电子最大初动能与入射光的频率成正比

D．氢原子跃迁放出的光子中有2种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象

2．如图所示，有一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一个可绕中心轴O转动的圆盘，圆盘上A处放一质量为m的菜盘，B处放一个质量为的菜盘，，圆盘正常运转，两菜盘均视为质点且不打滑．下列说法正确的是（　　     ）

A．、两处菜盘的周期之比为2:1

B．、两处菜盘的向心加速度大小之比为4:1

C．、两处菜盘的线速度大小之比为2:1

D．、两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为3:2

3．如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MA＝AB＝BN。下列说法中正确的是（　  　    ）

A．A、B两点场强相同

B．A、B两点电势相等

C．将一正电荷由A静止释放，将在AB间做往返运动

D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能

4．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v−t图像如图所示。已知汽车的质量为m=1×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10 m/s2，则以下说法正确的是（　　）

A．汽车在前5 s内的牵引力为5×102 N 

B．汽车速度为25 m/s时的加速度为5 m/s2

C．汽车的额定功率为100 kW 

D．汽车的最大速度为80 m/s

5．如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量，初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移时间图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向，因A、B碰撞时间极短，图中无法显示）则根据上述信息，求出在A、B碰撞过程中的物理量是正确的是（ 　　）

A．物块A对B的冲量为15N/S      B．物块B的动量变化量为-3kg.m/s

C．物块AB间的平均作用力大小为300N

D．A，B系统损失的机械能为8J

6．如图所示，a是地球赤道上还未发射的卫星，b是2020年5月我国以“一箭三星”方式成功发射的“北斗三号工程”组网卫星，c是地球同步卫星，下列说法正确的是（          ）

A．相同时间内北斗卫星b和地球同步卫星c转过的弧长相等

B．北斗卫星b的运行周期可能为28小时

C．地球同步卫星c在6h内转动的圆心角是

D．地球同步卫星c的向心加速度大于a随地球自转的向心加速度

7．如图，两个质量都为m的球A、B用轻绳连接，A球套在水平细杆上（球孔比杆的直径略大），对B球施加水平风力作用，结果A球与B球一起向右做匀速运动，此时细绳与竖直方向的夹角为θ．已知重力加速度为g，则（           ）

A．对B球的水平风力大小等于mgsinθ

B．轻绳的拉力等于mgcosθ

C．杆对A球的支持力等于mg

D．杆与A球间的动摩擦因数等于tanθ

二、多选题（3x6=18分）

8．如图所示，在光滑水平地面上，A、B两物体质量都为m，A以速度v向右运动，B左端有一轻弹簧且初速度为0，在A与弹簧接触以后的过程中（A与弹簧不粘连），下列说法正确的是(　    　)

A．轻弹簧被压缩到最短时，A、B系统总动量仍然为mv

B．轻弹簧被压缩到最短时，A的动能为

C．弹簧恢复原长时，A的动量一定为零

D．A、B两物体组成的系统机械能守恒

9．如图所示，一固定斜面倾角为θ，将小球A从斜面顶端以速率v0水平向右抛出，小球击中了斜面上的P点；将小球B从空中某点以相同速率v0水平向左抛出，小球恰好垂直斜面击中Q点．不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（  ）

A．若小球A击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角为φ，则

B．若小球A击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角为φ，则

C．小球A、B在空中运动的时间之比为

D．小球A、B在空中运动的时间之比为

10．如图所示，光滑水平面上静止放着长、质量为的木板，一个质量为的小物体放在木板的最右端，木板和物块之间的动摩擦因数，对木板施加一水平向右的拉力，经过时间小物体从木板上掉下来，取，在时间内（　     　）

A．拉力对木板做功为

B．摩擦力对木板做功为

C．摩擦力对物块做功为

D．系统产生的热量为

三、实验题

11．（6分）木-木间动摩擦因数大致在0.3左右，现测量实验室中某木块与木板间动摩擦因数μ采用图甲所示实验装置，正确进行实验操作，得到图乙所示的一条纸带。

（1）从某个清晰的打点开始依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出0点到各点的距离d1、d2、d3、d4、d5、d6.已知打点周期T，求得各点木块运动速度vi，其中第4点木块的速度v4=________________；取0点时刻为零时刻，作v-t图得到木块加速度为a，已知木块的质量M、钩码的质量m及当地重力加速度g，则木块与木板间动摩擦因数μ=________________（用以上字母表示）。

（2）关于上述实验操作过程：长木板必须保持______________（选填“倾斜”、“水平”）；钩码质量_____________（选填“必须”、“不必”）远小于木块质量。

（3）对实验结果分析，发现μ测量值偏大，请列出一条产生误差的原因：______________________________________________。

12．（10分）某实验小组用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。光电门1、光电门2固定在铁架台上，两光电门分别与数字计时器连接。当地的重力加速度为g。

(1)实验前先用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径为d=__________________cm；

(2)让小球从光电门1正上方某位置由静止释放，小球通过光电门1和光电门2时，小球的挡光时间分别为t1、t2，则小球通过光电门1时的速度大小为v1=________________（用物理量的符号表示）；要验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是__________（写出物理量的名称和符号）；

(3)改变小球在光电门1上方释放的位置，重复实验多次，测得多组通过光电门1和光电门2的挡光时间t1、t2，作-图象，如果图象的斜率为___________，图线与纵轴的交点为____________（用题目中相关物理量符号表示），则机械能守恒定律得到验证。

四、解答题

13．（10分）如图所示，传送带与地面倾角θ=37°，从A到B长度为L=14m，传送带以v0=8m/s 的速率逆时针转动，在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.25，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕， 已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求∶

(1)煤块从A到B的时间。

(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成划痕的长度。

(3)系统因摩擦产生的热量。

14．（16分）如图所示，水平面上有A、B两个小物块（均视为质点），质量均为m，两者之间有一被压缩的轻质弹簧（未与A、B连接）。距离物块A为L处有一半径为L的固定光滑竖直半圆形轨道，半圆形轨道与水平面相切于C点，物块B的左边静置着一个三面均光滑的斜面体（底部与水平面平滑连接）。某一时刻将压缩的弹簧释放，物块A、B瞬间分离，A向右运动恰好能过半圆形轨道的最高点D(物块A过D点后立即撤去)，B物块向左平滑地滑上质量为的斜面体，但不会超过斜面体的最高点。已知A与右侧水平面的动摩擦因数μ=0.5，B左侧水平面光滑，重力加速度为g，求

(1)物块A通过C点时的速度大小；

(2)物块B在斜面体上能够上升的最大高度H；

(3)物块B与斜面体相互作用的过程中，物块B对斜面体做的功。

15(1)（5分）．关于热现象，下列说法正确的是（　　）

A．分析布朗运动会发现，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈

B．一定质量的气体，温度升高时，分子间的平均距离增大

C．分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间引力大于斥力，当r小于r0时，分子间斥力大于引力

D．已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为ρ（kg/m3），阿伏加德罗常数为NA（mol-1）， 1m3铜所含的原子数为

E.温度升高，一定质量的理想气体的分子平均动能增大，内能可能保持不变

(2)．（7分）如图所示，质量为m的活塞将体积为V0，温度为T0的某种理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内，活塞横截面积为S。现将汽缸内气体的温度缓慢升高，气体体积增大到2V0。已知大气压强为，气体内能U与温度T的关系为U=kT（k为常量），重力加速度为g。求∶

(1)该过程中气体的压强p；

(2)气体体积为2V0时的温度T2；

(3)该过程中气体吸收的热量Q。

参考答案

1．A

A．大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率最高的光子是对应着从n=4到n=1的跃迁，频率最高光子的能量为

由图可知辐射光电子的最大初动能为6eV，根据可知，金属的逸出功

；

BD．从n=4到低能级的跃迁中能辐射出6种不同频率的光子，其中光子能量大于6.75eV的跃迁有，n=2到n=1的跃迁，辐射光子的能量为

n=3到n=1的跃迁，辐射光子的能量为

n=4到n=1的跃迁，辐射光子的能量为

其余跃迁光子能量小于6.75eV，所以各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有3种频率的光能产生光电流

C．根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子最大初动能随入射光的频率的增大而增大，但不成正比，故C错误。

2．C

A. 、两处菜盘的周期之比为1:1，A错误；

B. 、两处菜盘的向心加速度大小之比为B错误；

C. 、两处菜盘的线速度大小之比为C正确；

D. 、两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为D错误。

3．A

根据等量异种电荷电场线的分布，A、B两点场强相同，A点的电势高于B点的电势，在A点释放正电荷，将一直向N运动，负电荷从A点向B点运动，电场力做负功，电势能增大，所以负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能。故选A。

4．C

A．由图像可知匀加速直线运动的加速度为m/s2=4 m/s2

根据牛顿第二定律得F−f=ma解得牵引力为F=f＋ma=0.1×1×104 N＋1×103×4 N=5×103 N，

故A错误；

BC．汽车的额定功率为P=Fv=5 000×20 W=100 kW

当汽车的速度是25 m/s时，牵引力F′=N=4×103 N

此时汽车的加速度a′== m/s2=3 m/s2故B错误，C正确；

D．当牵引力与阻力相等时，速度最大，最大速度为vm =m/s=1×10 2m/s

5．C

A．由图知：碰前,

碰后两者速度为

两物体碰撞过程动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得

代入数据解得

则物块A对物块B的冲量为

B．物块B的动量变化量与A对物块B的冲量相等，为，故B错误；

C．物块AB间的平均作用力大小解得

D．由能量守恒定律得

解得，损失机械能

6．D

A．根据万有引力提供向心力，有解得由图可知，所以所以相同时间内，b转过的弧长更大，故A错误；

B．同步卫星的周期为24h，近地轨道卫星周期约为84min，卫星b的轨道比近地卫星高，比同步卫星低，则其周期

C．地球同步卫星c在6h内转动的圆心角为

D．a和c同轴转动，角速度相等，根据可知，地球同步卫星c的向心加速度大于a随地球自转的向心加速度，故D正确。

7．D

对球B受力分析，受重力mBg、水平恒F力和拉力T，如图

根据平衡条件得：水平恒力，绳对B球的拉力，所以A、B错误；把环和球当作一个整体，对其受力分析，受重力（mA+mB）g、支持力N、恒力F和向左的摩擦力f，如上图，根据共点力平衡条件可得：杆对A环的支持力大小；因为A球与B球一起向右做匀速运动，所以 f=F，则A环与水平细杆间的动摩擦因数为

8．AC

A、A和B组成的系统所受的外力之和为零，动量守恒，初态总动量为mv，则弹簧压缩最短时，系统总动量仍然为mv；故A正确.

B、轻弹簧被压缩到最短时A和B的速度相等，由动量守恒有，可得，则此时A的动能为；故B错误.

C、A和B在相对靠近压缩弹簧和相对远离弹簧恢复的过程中，满足系统的动量守恒和机械能守恒，有：，，可得，；C正确.

D、A、B为系统的机械能有一部分转化为弹簧的弹性势能，机械能不守恒，而A和B及弹簧组成的系统没有其它能参与转化机械能守恒，而故D错误.

9．BC

AB．对小球A，有得,

则

CD．对小球B，有得

所以小球A、B在空中运动得时间之比所以C正确，D错误。

10．AB

A．由牛顿第二定律得，物块的加速度为

木板的加速度为

由匀变速运动规律得，该过程物块的位移木板位

根据几何关系有

联立解得，，则拉力对木板做功为，故A正确；

B．摩擦力对木板做功为，故B正确；

C．摩擦力对物块做功为，故C错误；

D．系统产生热量为，故D错误。

11．        水平    不必    细线与滑轮、纸带与打点器的阻力   

 (1)[1]根据匀变速直线运动的规律可得第4点木块的速度为

[2]以整体为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得

解得

(2)[3]由于压力等于木块的重力，所以长木板必须保持水平。

[4]以整体为研究对象分析，钩码质量不必远小于木块质量。

(3)[5]产生误差的原因可能是：细线与滑轮、纸带与打点器的阻力。

12．0.3290（0.3290～0.3292均可得分）        两个光电门的高度差h    1       

 (1)[1]螺旋测微器的固定刻度为3mm，可动刻度读数为0.01×29.0mm=0.290mm，所以最终读数为3.290mm=0.3290cm；

(2)[2]小球通过光电门1的速度为

[3]要验证机械能守恒定律，即验证

是否成立，因此还需要测量两个光电门的高度差；

(3)[4][5]由上可得

得到：，因此如果图象的斜率为1，图线与纵轴的交点为，则机械能守恒定律得到验证。

13．(1)2s；(2)4m；(3)6J

 (1)煤块刚放上时，受到沿传送带向下的摩擦力，由牛顿第二定律得代入数据解得

煤块达到和传送带速度相等时的时间为

煤块达到和传送带速度相等过程中的位移为

煤块速度到达v0后，煤块受到向上的摩擦了，由牛顿第二定律得

代入数据解得

煤块第二次加速的位移为,,,

解得

煤块从A到B的时间为

(2)第一过程煤块相对传送带向上移动，划痕长为

第二过程中煤块相对传送带向下移动，划痕长为

两部分重合，故划痕总长为4m

(3)系统因摩擦产生的热量为

14．(1)；(2)；(3)

(1)在D点，有

从C到D，由动能定理，有解得

(2)弹簧释放瞬间，由动量守恒定律，

对物块A，从弹簧释放后运动到C点的过程

B滑上斜面体最高点时，对B和斜面体，由动量守恒定律

由机械能守恒定律解得

(3)物块B从滑上斜面到与斜面分离过程中，由动量守恒定律

由机械能守恒解得

由功能关系知，物块B与斜面体相互作用的过程中，物块B对斜面体做的功

解得

15．(1)ACD

A．温度越高，水分子运动越激烈，对悬浮颗粒的冲力越大，布朗运动越剧烈，同时，悬浮颗粒越小，越容易改变运动状态， A正确；

B．一定质量的气体，压强不确定的情况下，温度升高时，体积不一定增加，故分子间的平均距离不一定增大，B错误；

C．分子间的距离r存在某一值r0，当r 等于r0时，引力等于斥力，而分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，由于斥力比引力变化快，所以当r小于r0时，斥力大于引力，当r大于r0时，引力大于斥力，C正确；

D．物质量为1m3铜所含的原子数为解得

E．温度升高，分子平均动能增大，由于理想气体不考虑分子势能，故内能一定增大，E错误。

 (2)；(2)；(3)

(1)对活塞受力分析得解得

(2)加热过程中气体等压膨胀，由解得

(3)该过程中气体内能增加解得

因气体体积增大，故此过程中气体对外做功解得

由热力学第一定律有