安徽省颍上三校联考2020届高三上学期第一次月考物理试题（有答案）.doc

颍上二中(合肥十中)2020 届高三开学考物理测试卷 一、选择题（本大题共 10 小题，每题 4 分,共 40 分.1-6 题为单选题,7-10 题为多选题） 1. 大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方 程是： ，已知 的质量为 ， 的质量为 ， 的质 量为 ， 氘核聚变反应中释放的核能约为 A B. C. D. 2. 如图，若两颗人造卫星 a 和 b 均绕地球做匀速圆周运动，a、b 到地心 O 的距离分别为 、 ，线速度大小分别为 、 ，则　　 A. B. C. D. 3. 如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上与纸面平行，磁场方向 垂直于纸面向里，三个带正电的微粒 a、b、c 电荷量相等，质量分别为 、 、 。已 知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面 内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是 A. B. C. D. 4. 如图一物块在水平拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持 F 的大小不变， 而方向与水平面成 角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为 ( ) 5. A. B. C. D. 6. 如图，P 为固定的点电荷，虚线是以 P 为圆心的两个圆带电粒子 Q 在 P 的电场中运动运 动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c 为轨迹上的三个点若 Q 仅受 P 的电场力作用，其 在 a、b、c 点的加速度大小分别为 、 、 ，速度大小分别为 、 、 ，则　　A. ， B. ， C. ， D. ， 7. 将质量为 的模型火箭点火升空，50g 燃烧的燃气以大小为 的速度从火箭喷 口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为喷出过程中重力和空气 阻力可忽略 　　 A. B. C. D. 8. 一质量为 2kg 的物块在合外力 F 的作用下从静止开始沿直线运动。F 随时间 t 变化的图线 如图所示，则　　 A. 时物块的速率为 B. 时物块的动量大小为 C. 时物块的动量大小为 D. 时物块的速度为零 9. 如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡 a 和 当输入电压 U 为灯泡额 定电压的 10 倍时，两灯泡均能正常发光下列说法正确的是　　 A. 原、副线圈匝数之比为 9：1 B. 原、副线圈匝数之比为 1：9 C. 此时 a 和 b 的电功率之比为 9：1 D. 此时 a 和 b 的电功率之比为 1：9 10. 两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为 、总电阻为 的正方形导线框 abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图 所示。已知导线 框一直向右做匀速直线运动，cd 边于 时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的 图线如图 所示感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正。下列说法正确的是　　A. 磁感应强度的大小为 T B. 导线框运动速度的大小为 C. 磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D. 在 至 这段时间内，导线框所受的安培力大小为 b 11. 一定量的理想气体从状态 a 开始，经历三个过程 ab、bc、ca 回到原状态，其 图象如图 所示下列判断正确的是　　 A. 过程 ab 中气体一定吸热 B. 过程 bc 中气体既不吸热也不放热 C. 过程 ca 中外界对气体所做的功等于气体所放的热 D. a，b 和 c 三个状态中，状态 a 分子的平均动能最小 E.b 和 c 两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到的气体分子撞击次数不同 二、实验题探究题（本大题共 2 小题，每空 2 分,共 18.0 分） 12. 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验 前，将该计时器固定在小车旁，如图 所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小 车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图 记录了桌面上连续 的 6 个水滴的位置。已知滴水计时器每 30s 内共滴下 46 个小水滴 由图 可知，小车在桌面上是_________填“从右向左”或“从左向右”运动的。 该小组同学根据图 的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图 中 A 点位置 时的速度大小为_______ ，加速度大小为_______ 。结果均保留 2 位有效数字13. 某实验小组研究两个未知元件 X 和 Y 的伏安特性，使用的器材包括电压表内阻约为 、 电流表内阻约为 、定值电阻等。 c 使用多用电表粗测元件 X 的电阻。选择“ ”欧姆挡测量，示数如图a 所示，读数为 ______ 。据此应选择图中的_________选填“b”或“c”电路进行实验。 连接所选电路，闭合 滑动变阻器的滑片 P 从左向右滑动，电流表的示数逐渐_____选 填“增大”或“减小” 依次记录电流及相应的电压将元件 X 换成元件 Y，重复实验。 如图 d 是根据实验数据作出的 图线，由图可判断元件_____选填“X”或“Y”是非 线性元件。 该小组还借助 X 和 Y 中的线性元件和阻值 的定值电阻，测量待测电池的电动势 E 和内阻 r，电路如图 e 所示，闭合 和 ，电压表读数为 断开 ，电压表的读数为 。利用图 d 可算得 _______V， _______ 结果均保留两位有效数字，视电压表 为理想电压表。 三、计算题（本大题共 3 小题，共 42 分,其中 13 题 12 分,14 题 15 分,15 题 15 分） 14. 如图，用不可伸长轻绳将物块 a 悬挂在 O 点：初始时，轻绳处于水平拉直状态。现将 a 由静止释放，当物块 a 下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块 b 发生弹性碰撞 碰撞时间极短，碰撞后 b 滑行的最大距离为 s。已知 b 的质量是 a 的 3 倍。b 与水平面间 的动摩擦因数为 ，重力加速度大小为 g。求 碰撞后瞬间物块 b 速度的大小；轻绳的长度。 15. 如图所示，MPQO 为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为 E，ACB 为光滑固定的半 圆形轨道，轨道半径为 R，A、B 为圆水平直径的两个端点，AC 为 圆弧一个质量为 m， 电荷量为 的带电小球，从 A 点正上方高为 H 处由静止释放，并从 A 点沿切线进入半圆 轨道不计空气阻力及一切能量损失． 小球在 A 点进入电场时的速度； 小球在 C 点离开电场前后瞬间对轨道的压力分别为多少； 小球从 B 点离开圆弧轨道后上升到最高点离 B 点的距离． 16. 如图，容积均为 V 的汽缸 A、B 下端有细 容积可忽 连通，阀 位于细管的中部，A、 B 的顶部各有一阀 ，B 中有一可自由滑动的活 质量、体积均可忽 。初始时， 三个阀门均打开，活塞在 B 的底 关 ，通 给汽缸充气，使 A 中气体的压强达 到大气 的 3 倍后关 。已知室温 ，汽缸导热。 打开 ，求稳定时活塞上方气体的体积和压强。 接着打开 ，求稳定时活塞的位置。 再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高 ，求此时活塞下方气体的压强。 颍上二中（合肥十中）2020 届高三开学考物理测试卷 答案和解析 【答案】1. B 2. A 3. B 4. C 5. D 6. A 7. AB 8. AD 9. BC 10. ADE 11. 从右向左 12. b 增大 13. 解： 设 a 的质量为 m，则 b 的质量为 3m。 碰撞后 b 滑行过程，根据动能定理得 。 解得，碰撞后瞬间物块 b 速度的大小 对于 a、b 碰撞过程，取水平向左为正方向，根据动量守恒定律得 。 根据机械能守恒得 。 设轻绳的长度为 对于 a 下摆的过程，根据机械能守恒得 。 联立解得 答： 碰撞后瞬间物块 b 速度的大小为 。 轻绳的长度是 。 14. 解： 对从释放到 A 点过程，根据动能定理，有： 解得： 对从释放到最低点过程，根据动能定理，有： 小球在 C 点离开电场前瞬间，根据牛顿第二定律，有： 小球在 C 点离开电场后瞬间，根据牛顿第二定律，有： 联立 解得： 根据牛顿第三定律，小球在 C 点离开电场前后 瞬间对轨道的压力分别为 、 ；从释放小球到右侧最高点过程，根据动能定理，有： 解得： 答： 小球在 A 点进入电场时的速度为 ； 小球在 C 点离开电场前后瞬间对轨道的压力分别为 、 ； 小球从 B 点离开圆弧轨道后上升到最高点离 B 点的距离为 ． 15. 解： 设打开 后，稳定时活塞上方气体的压强为 ，体积为 ； 依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程，由玻意耳定律得： 联立 式得 即：打开 ，稳定时活塞上方气体的体积为 ，压强为 打开 后，由 式知，活塞必定上升 设在活塞位于气缸中间某位置而未碰到顶端，活塞下气体体积 由玻意耳定律得： 由 式得： 由 式知，打开 后活塞上升直到 B 的顶部为止 即：接着打开 ，稳定时位于气缸最顶端 由查理定律可得： 得： 即：再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高 ，此时活塞下方气体的压强为 。 答： 打开 ，稳定时活塞上方气体的体积为 ，压强为 ； 接着打开 ，稳定时位于气缸最顶端； 再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高 ，此时活塞下方气体的压强为 。 【解析】 1. 解：因氘核聚变的核反应方程为： ； 核反应过程中的质量亏损为 释放的核能为 ，故 B 正确，ACD 错误； 故选：B。 根据已知核反应方程式，要计算释放的核能，就必须知道核反应亏损的质量，根据爱因斯坦 质能方程 即可求出核反应释放的能量。 只要对近代原子物理有所了解即可，需要深入理解的东西不是太多。所以要多读教材，适量 做些中低档题目即可。 2. 解：根据万有引力提供向心力 ，a、b 到地心 O 的距离分别为 、 ， 所以 ， 故选：A。 根据万有引力提供向心力 ，解出线速度与轨道半径 r 的关系进行求解。 本题关键是要掌握万有引力提供向心力这个关系，能够根据题意选择恰当的向心力的表达式。 3. 【分析】 由粒子的运动状态，根据牛顿第二定律得到其合外力情况，再对粒子进行受力分析即可求解。 带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力的方向用左手定则判断，然后再分析粒子的受力情况，进 而应用牛顿第二定律联系粒子的运动状态，进而求解。 【解答】 解：微粒受重力 G、电场力 F、洛伦兹力 的作用，三个带正电的微粒 a，b，c 电荷量相等， 那么微粒所受电场力 F 大小相等，方向竖直向上； a 在纸面内做匀速圆周运动，则 a 的重力等于电场力，即 ； b 在纸面内向右做匀速直线运动，则 b 受力平衡，因为重力方向竖直向下，洛伦兹力方向竖直 向上，则有 ； c 在纸面内向左做匀速直线运动，则 c 受力平衡，且洛伦兹力方向向下，则有： 所以， ，故 ACD 错误，B 正确； 故选：B。 4. 解：当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即： ； 当拉力倾斜时，物体受力分析如图，有： 可知摩擦力为： 代入数据为： 联立可得： 故选：C。 拉力水平时，二力平衡；拉力倾斜时，物体匀速运动，依然是平衡状态，根据共点力的平衡条件解题。 本题考查了共点力的平衡，解决本题的关键是把拉力进行分解，然后列平衡方程。 5. 解：点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越小，场强越大，粒子受到的电场力越 大，带电粒子的加速度越大，所以 ， 根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在运动的过程中，一直受静电斥力作用，离电荷最近的位置， 电场力对粒子做的负功越多，粒子的速度越小，所以 ，所以 D 正确，ABC 错误； 故选：D。 根据带电粒子的运动轨迹弯曲方向，即可判断库仑力是引力还是斥力；电场线密的地方电场 的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功，速度增大，电场力做负功，速度 减小，根据这些知识进行分析即可． 本题中，点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，掌握住电场线和等 势面的特点，即可解决本题属于基础题目． 6. 解：开始总动量为零，规定气体喷出的方向为正方向，根据动量守恒定律得， ， 解得火箭的动量 ，负号表示方向，故 A 正确，B、C、 D 错误。 故选：A。 在喷气的很短时间内，火箭和燃气组成的系统动量守恒，结合动量守恒定律求出燃气喷出后 的瞬间火箭的动量大小。 本题考查了动量守恒定律的基本运用，知道喷出燃气的动量和火箭的动量大小相等，方向相 反，基础题。 7. 解：A、前两秒，根据牛顿第二定律， ，则 的速度规律为： ； 时， 速率为 ，A 正确； B、 时，速率为 ，则动量为 ，B 正确； CD、 ，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律， ，所以 3s 时的速度为 ，动量为 ，4s 时速度为 ，CD 错误； 故选：AB。 首先根据牛顿第二定律得出加速度，进而计算速度和动量。 本题考查了牛顿第二定律的简单运用，熟悉公式即可，并能运用牛顿第二定律求解加速度。 另外要学会看图，从图象中得出一些物理量之间的关系。 8. 解：AB、灯泡正常发光，则其电压均为额定电压 U，则说明原线圈输入电压为 9U，输出电 压为 U；则可知，原副线圈匝数之比为：9：1：故 A 正确；B 错误； CD、根据公式 可得 ，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式 可得两者的 电功率之比为 1：9；故 C 错误，D 正确； 故选：AD。 根据灯泡电压与输入电压的关系可明确接在输入端和输出端的电压关系，则可求得匝数之比； 根据变压器电流之间的关系和功率公式可明确功率之比． 本题考查变压器原理，要注意明确输入电压为灯泡两端电压与输入端电压之和，从而可以确 定输入端电压；则可求得匝数之比． 9. 解：AB、由图象可以看出， 没有感应电动势，所以从开始到 ab 进入用时 ，导 线框匀速运动的速度为： ，根据 知磁感应强度为： ，故 A 错误，B 正确。C、由 b 图可知，线框进磁场时，感应电流的方向为顺时针，根据楞次定律得，磁感应强度的 方向垂直纸面向外，故 C 正确。 D、在 内，导线框所受的安培力 ，故 D 错误。 故选：BC。 根据线框匀速运动的位移和时间求出速度，结合 求出磁感应强度，根据感应电流的方 向，结合楞次定律得出磁场的方向。根据安培力公式得出导线框所受的安培力。 本题考查了导线切割磁感线运动，掌握切割产生的感应电动势公式以及楞次定律，本题能够 从图象中获取感应电动势的大小、方向、运动时间等。 10. 解：A、由图示可知，ab 过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气 体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体 吸收热量，故 A 正确； B、由图示图象可知，bc 过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可 知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律 可知，气体吸热，故 B 错误； C、由图象可知，ca 过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界 对气体做功， ，气体温度降低，内能减少， ，由热力学第一定律可知，气体要放出 热量，过程 ca 中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故 C 错误； D、由图象可知，a 状态温度最低，分子平均动能最小，故 D 正确； E、由图象可知，bc 过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知， 体积增大，b、c 状态气体的分子数密度不同，b 和 c 两个状态中，容器壁单位面积单位时间内 受到气体分子撞击的次数不同，故 E 正确； 故选：ADE． 由图示图象判断气体的状态变化过程，应用气态方程判断气体体积如何变化，然后应用热力 学第一定律答题． 本题考查气体的状态方程中对应的图象，要抓住在 图象中等容线为过原点的直线． 11. 解： 由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续 6 个水滴的位置， 可知，小车从右向左做减速运动； 已知滴水计时器每 30s 内共滴下 46 个小水滴，那么各点时间间隔为： 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有： ， 根据匀变速直线运动的推论公式 可以求出加速度，得： ， 那么加速度的大小为 。 故答案为： 从右向左； ， 。 依据题中用手轻推一下小车这个条件可知，小车做减速运动，结合各点间距，即可判定运动 方向； 根据匀变速直线运动的推论公式 可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间 中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上 A 点时小车的瞬时速度大小。要提高应用匀变速直线运动的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础 知识的理解与应用。 12. 【分析】 电阻的大小等于表盘的读数乘以倍率，根据元件 X 的电阻大小确定电流表的内外接； 先分析电路的连接方式即串联，然后根据滑动变阻器的正确使用方法进行分析； 根据图象得特点判断元件是否是非线性元件； 根据闭合电路欧姆定律列出等式求解电动势 E 和内阻 r。 知道串联电路中电阻、电流和电压的关系，会正确使用滑动变阻器，会根据欧姆定律判断电 压表和电流表示数的变化；关键掌握滑动变阻器分压式和限流式的区别，电流表内外接的区 别，以及会通过图线求解电源的电动势和内阻。 【解答】 使用多用电表粗测元件 X 的电阻，选择“ ”欧姆挡测量，示数如图 所示，读数为 ，元件 X 的电阻远小于电压表内阻，电流表采用外接法误差较小，因此需要选择图 b 所示 实验电路； 连接所选电路，闭合 S，滑动变阻器的滑片 P 从左向右滑动，并联支路电压增大，电流表 的示数逐渐增大； 如图 是根据实验数据作出的 图线，由图可判断元件 Y 是非线性元件； 根据 图线得出元件 X 的电阻 ，闭合 和 ，电压表读数为 ；断开 ， 读数为 ， 根据闭合电路欧姆定律列出等式 ， ，解得： 故答案为： ；b 增大 ； 13. 研究碰撞后 b 滑行过程，根据动能定理求碰撞后瞬间物块 b 速度的大小； 根据动量守恒定律和机械能守恒定律结合求出碰撞前瞬间物块 a 的速度，再研究 a 下摆的 过程，由机械能守恒定律求轻绳的长度。 分析清楚物块的运动过程是解题的前提，把握每个过程的物理规律是关键。要知道弹性碰撞 过程系统动量守恒、机械能守恒，运用动能定理时要注意选择研究的过程。 14. 对从释放到 A 点过程运用动能定理列式求解 A 点的速度； 先对从释放到 C 点过程运用动能定理列式，在 C 点，合力提供向心力，根据牛顿第二定律 列式求解支持力，根据牛顿第三定律得到压力； 对从释放到右侧最高点过程运用动能定理列式求解． 本题关键是明确小球的受力情况和运动情况，灵活选择过程并根据动能定理列式求解，基础 题目． 15. 本题要能用静力学观点分析各处压强的关系，要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化， 选择合适的气体实验定律解决问题。 找出不同状态下的三个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方 程列方程求解。分析打开 之前和打开 后，A、B 缸内气体的压强、体积和温度，根据理想气体的状态方 程列方程求解； 打开 ，分析活塞下方气体压强会不会降至 ，确定活塞所处位置； 缓慢加热汽缸内气体使其温度升高，等容升温过程，由 求解此时活塞下方气体的压 强。