河北省馆陶县第一中学2020届高三物理上学期12月月考试题(含解析)

河北省馆陶县第一中学学年高三上学期12月月考

物理试题

一、选择题 1.下列说法正确的是

A. 光电效应现象说明光具有波动性

B. γ射线同α、β射线一样，都是高速带电粒子流

C. 氢原子从基态吸收能量跃迁到激发态后，原子核外电子动能变大

D. 用α粒子轰击铍，能够产生中子，核反应方程为49121

2460He Be C n +→+

【答案】D 【解析】

【详解】A ．光电效应现象说明光具有粒子性，不能说明光具有波动性，故A 错误； B ．γ射线是电磁波，不带电；α射线是高速氦核流，带正电；β射线是高速的电子流，带负电，故B 错误；

C ．氢原子从基态吸收能量跃迁到激发态后，原子核外电子动能变小，故C 错误；

D ．用α粒子轰击铍原子核，能够产生中子，是发现中子的核反应方程，核反应方程为：

49121

2

460He Be C n +→+

故D 正确； 故选D 。

2.高空坠物极易对行人造成伤害。若一个鸡蛋从一居民楼的45m 高处坠下，与地面的撞击时间约为3210-?s ，忽略空气阻力的影响（g 取10m/s 2），则该鸡蛋对地面产生的平均冲击力约为鸡蛋自身重力的多少倍 A. 15

B. 21.510?

C. .31510?

D.

.41510?

【答案】C 【解析】

【详解】根据居民楼的高度可以求出落地速度：

230m/s v gh ==

由动量定理可知

(F mg)t mv -?=-

代人数据解得：

3F 1.510mg =?

A ．与分析不符，故A 错误；

B ．与分析不符，故B 错误；

C ．与分析相符，故C 正确；

D ．与分析不符，故D 错误； 故选C 。

3.如图所示，直角三角形框架由两根光滑细杆构成，左侧杆与水平地面成θ角，细杆上分别穿有两个小球A 和B ，两个小球A 、B 用结实的轻质细线相连，已知小球B 的质量是小球A 质量的n 倍，当两个小球都静止时，细线与左侧杆成α角，则下面关系式成立的是

A. tan θtan αn =

B. tan α

tan θn =

C. sin θsin α

n

=

D. sin α

sin θn

=

【答案】A 【解析】

【详解】设绳子上拉力为F ，以A 为研究对象，A 的下滑力等于绳子沿着杆向上的分力，即：

sin θcos αA m g F =

同理，对于B 球，有：

sin(90)cos(90)B m g F θα?-=?-

即：

cos θsin αB m g F =

解得：

tan θtan α

n =

A ．与分析相符，故A 正确；

B ．与分析不符，故B 错误；

C ．与分析不符，故C 错误；

D ．与分析不符，故D 错误； 故选A 。

4.静止在粗糙斜面上的物体在沿斜面向上的恒定拉力F 的作用下沿斜面匀加速上升，在t 0时刻撤去恒力F ，空气阻力不计，则物体机械能E 随时间t 变化关系可能正确的是

A. B. C. D.

【答案】D 【解析】

【详解】物体在拉力作用下匀加速上升时，拉力和滑动摩擦的合力()F f -做正功，物体机械能增加，则有：

21

(F f)2

E at ?=-?

物体机械能增加量与时间成二次函数关系；撤去拉力后，滑动摩擦力f 做负功，机械能减少，仍然与时间成二次函数关系； A ．与分析不符，故A 错误； B ．与分析不符，故B 错误； C ．与分析不符，故C 错误； D ．与分析相符，故D 正确； 故选D 。

5.如图所示，一足够长的光滑平行金属轨道水平放置，左端与一电阻R 相连，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中.金属杆在恒定外力F 作用下，从静止开始向右加速运动，一段

时间之后金属杆以最大速度匀速运动.金属杆始终保持与轨道垂直且接触良好，轨道和金属杆的电阻及空气阻力均可忽略不计。下面说法正确的是

A. 杆运动过程中加速度越来越小

B. 杆加速运动过程中的平均速度小于匀速运动速度的一半

C. 当金属杆的速度为最大速度一半时，它的加速度大小也等于最大加速度的一半

D. 从开始运动到获得最大速度，安培力做的功的绝对值等于金属杆动能的增加值 【答案】AC 【解析】

【详解】A ．金属杆受到的安培力随着速度增加而增大，所以金属杆受到的合外力越来越小，加速度越来越小，最终速度达到最大值m v ，金属杆将做匀速直线运动，故A 正确； B ．金属杆的v t -图象如图所示

红线是金属杆的v t -图线，黑图线是匀加速运动的图线，由图示图线可知，当金属杆达到最大速度过程，金属杆做加速度减小的加速运动时的位移大于匀加速直线运动的位移，故其平均速度不等于

12m v ，而是大于1

2

m v ，故B 错误； C ．当金属杆的速度为m v 时，安培力和拉力F 相等，则有：

22m

B l v F R

=

当金属杆的速度为

1

2

m v 时，安培力为： 221122

m B l F v F R '==

此时加速度为：

2

F F F

a

m m

'

-

==

故C正确；

D．由动能定理可知，金属杆动能的增加量等于合外力做功，安培力做功的绝对值等于回路产生的焦耳，故D错误；

故选AC。

6.如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，发电机取两种不同的转速，使其电动势随时间的变化规律如图乙中a、b 所示，则下列说法正确的是

A. 曲线b表示的交变电流的电动势有效值为10V

B. 曲线a、b对应的线圈角速度之比为3：2

C. 线圈转速不变，将原线圈滑片P向上滑动时，灯泡变暗

D. P位置不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，变压器的输入功率变大

【答案】BC

【解析】

【详解】由图乙知a周期为2

410s

-

?，b的周期为2

610s

-

?，则由

2

T

π

ω=可知，角速度与周期成反比，故角速度之比为3：2，选项B正确；曲线a表示的交变电动势最大值是15V，根据m

E nBSω

=得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则有效值为

52V

2

U==，选项A错误；将原线圈滑片P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变

压比公式11

22

U n

U n

=，输出电压减小，灯泡会变暗，选项C正确；P位置不变，副线圈电压不

变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，输出功率

2

U

P

R

=变小，输入功率也变小，选项D

错误.

7.如图所示，小球用轻绳悬挂在O点，当小球处于静止状态时，用水平恒力向右拉动小球，

使得小球围绕O点沿着圆弧运动，若水平恒力F的大小为小球重力的

3

3

倍，则小球沿着圆

弧运动的过程中，下面说法正确的是

A. 小球沿着圆弧的运动是匀速圆周运动

B. 当细线与竖直方向成30°角时，小球的速度最大

C. 当细线与竖直方向成30°角时，小球处于平衡状态

D. 当细线与竖直方向成60°角时，小球的速度为零【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由于

3

3

F mg

=，则F与mg的合力方向与竖直方向成30角，因此细线与

竖直方向成30角之前，合力一直在做正功，之后合力开始做负功，根据动能定理，可知当细线与竖直方向成30角时，小球的速度最大，故A错误，B正确；

C．当细线与竖直方向成30角时，小球具有向心加速度，不是受力平衡状态，故C错误；D．细线从竖直位置到与竖直方向成60?角过程中，拉力F做功为：

1

1 sin60

2

W FL mgL

=?=

重力做功为：

2

1 (1cos60)

2

W mgL mgL

=--?=-

可得：

120

W W

+=

根据动能定理，小球的速度为零，故D正确；

故选BD。

8.空间存在着平行于x轴方向的静电场，其电势随x的分布如图所示，A、M、O、N、B为x 轴上的点，OA

A. 粒子一定带正电

B. 粒子从M向O运动过程中做加速度不断减小的加速运动

C. 粒子一定能通过N点

D. 粒子从M向左运动的过程中电势能逐渐减小

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由图知A点电势比O点的电势高，电场线沿x轴负方向，粒子仅在电场力作用下，从M点由静止开始沿x轴负向运动，电场力沿x轴负向，所以粒子一定带正电，故A 正确；

B．图象的斜率大小等于电场强度，故A到O的电场是匀强电场，粒子从M向O运动过程所受电场力不变，加速度不变，做匀加速运动，故B错误；

C．M点的电势高于N点的电势，故M到O电场力做的正功数值大于O到N克服电场力做功，所以粒子能通过N点，故C正确；

D．粒子从M点沿x轴负方向运动的过程中，电势先降低后升高，电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，故D错误；

故选AC。

二、非选择题

9.如图甲所示，是研究小车加速度与外力的关系实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，小车沿水平轨道运动。图中A是固定在轨道上的位移传感器的接收器，B是固定在小车上的位

移传感器的发射器，C 是固定在小车上的力传感器。实验中力传感器测出拉力为F ，保持小车（包括B 和C ）的质量不变，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图乙所示，测得图像的斜率为k ，横轴截距为F 。（最大静摩擦等于滑动摩擦力）。

(1)小车在运动过程中受到的摩擦力大小为__________； (2)小车（包括B 和C ）的质量为_________；

(3)本实验得到的F α-图像不过原点，为了使得到F α-图像过原点，应将轨道左端垫起，使得轨道成为一个倾角为θ的斜面，则tanθ=_______（用k 、F 0和g 表示）。 【答案】 (1). 0F (2). 1

k

(3). 0kF g

【解析】

【详解】(1)[1]当外力等于0F 时，此时加速度为零，小车刚好开始运动，表明小车受到的阻力为0F ；

(2)[2]根据牛顿第二定律：

0F F Ma -=

可得：

01

F a F M M

=

- 可见图像斜率为：

1

k M

=

可得：

1M k

=

(3)[3]刚好平衡摩擦力时，则有：

sin θcos θMg Mg μ=

解得：

00tan θF kF Mg g

μ==

= 10.如图所示，用图甲的电路测量电解液的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K ，可以控制玻璃管内电解液的量，玻璃管两端接有导电活塞，（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动，电解液装满时电阻值约为30Ω，可供选择的器材如下：

A.电池组E （电动势为3V ，内阻约为1Ω）；电阻箱R （0—999.9Ω）；开关S 和导线若干；

B.电流表A 1（量程100mA ，内阻约为5Ω）；

C.电流表A 2（量程0.6A ，内阻约为0.2Ω）；

D.游标卡尺、刻度尺 实验操作步骤如下：

A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d ；

B.根据所提供的实验器材，按图甲连接好电路；

C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；

D.将左活塞向右移动，使活塞与玻璃管中的电解液充分接触，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R 和玻璃管中电解液的长度L ；

E.打开阀门K ，适当放出一定量的电解液，将左活塞右移，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R 和玻璃管中电解液的长度L ；

F.断开开关，整理好器材。

(1)测量玻璃管的内径时，游标卡尺示数如图乙所示，则d =_______mm ；

(2)实验中电流表应选择______（填“A1，”或“A2”）；

(3)用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的玻璃管中电解液的长度L的数据，绘出了如图丙所示的R—L关系图线，如果图中纵轴的截距用R0表示，横轴的截距用L0表示，玻璃管的内径用d表示，则实验中电解液电阻率表达式为ρ=___（用已知或测量的物理量表示），如果用坐标系中的截距数据和游标卡尺的读数计算出电解液电阻率为ρ=________Ω·m（结果保留两位有效数字）；

(4)若本实验中的操作、读数和计算均正确无误，由于电流表内阻的存在，而计算电阻率时没有考虑进去，则计算电阻率所得结果将_______（填“偏大“偏小”或“没有影响”。）【答案】 (1). 31.80 (2). A1 (3).

2

4

d R

L

π

(4). 3

7.910-

? (5). 没有影响

【解析】

【详解】(1)[1] 游标卡尺的主尺读数为3.1cm=31mm，游标尺上第16个刻度和主尺上刻度对齐，所以最终读数为31.00mm+0.05mm×16=31.80mm；

(2)[2]根据电源的电动势和待测电解液的大约电阻可估算出电流的大约值为：

x A

E

I

R R r r

=

+++

取0

R=时，可得：

3

A0.083A100mA

3051

I≈=<

++

故应选电流表A1；

(3)[3]由实验电路图，根据闭合电路欧姆定律有：

()

x A

E I R R r r

=+++

由电阻定律可得：

x

L

R

S

ρ

=

2()2

d S π=

由此可以建立电阻R L -的线性关系为：

24A E R r r L I d

ρπ=

--- 由于实验中保持电流满偏，电源的电动势、电流表内阻、电源内阻和电流都是定值，结合函数图像可知：

0A E

r r R I

--= 所以函数关系变为：

02

4R R L d ρ

π=-

则图线的斜率为：

02

04R k L d ρπ=

= 解得：

20

4d R L ρπ=

[4]将实验测量的数据和坐标系中的截距数值代入得：

37.910Ωm ρ-=?

(4)[5]由于电流表的内阻A r 包含在0A E

R r r I

=

--之中了，故对实验结果没有影响。 11.汽车A 在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B ，立即采取制动措施（车轮不再滚动），汽车A 滑行了5.5m 距离，但仍然撞上了汽车B 。碰撞后A 、B 两车始终没有分离，两车一起向前滑动了4.5m 后停止，已知A 和B 的质量分别为1.5×103kg 和1.0×103kg ，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.1，两车碰撞时间极短，在碰撞前后车轮均没有滚动，重力加速度大小g =10m/s 2

。求： (1)A 、B 两车碰撞后的瞬间共同速度的大小； (2)A 车开始制动瞬间速度的大小。 【答案】（1）3m/s （2）6m/s 【解析】

【详解】(1)设A 、B 两车一起运动的加速度为a ，根据牛顿第二定律有：

A A (m m)g (m m)a μ+=+

解得：

21m/s a g μ==

A 、

B 两车一起运动，由运动学公式有：

22v aL =

解得：

3m/s v ==

(2)设碰撞后瞬间A 车速度的大小为A v ，两车在碰撞过程中动量守恒，则有：

()A A A B m v m m v =+

解得：

()5m/s A B A A

m m v

v m +=

=

设碰前A 车加速度大小为A a ，根据牛顿第二定律有：

A A A m g m a μ=

解得：

220.110m/s 1m/s A a g μ==?=

设A 车开始制动瞬间速度的大小为0v ，由运动学公式有

2202A A A v v a L -=-

解得：

06m/s v =

12.如图所示，两块平行金属板关于直线OO '对称放置，矩形匀强磁场区域的上边界与直线

OO '重合，磁场左边界与两块平行金属板的右端相距L =0.12m 。一质量201.010kg m -=?、

电荷量10

1.010

C q -=?的带电粒子以60210m/s v =?的初速度沿OO '进入电容器，从电容

器离开后进入匀强磁场区域，粒子经过磁场偏转，以垂直于直线OO '方向离开（不计粒子重力）。已知电容器极板之间的电压为U =300V ，平行板长度L 1以及两板间距离d 都是

2810m -?，cos370.8?=，sin370.6?=。求：

(1)粒子飞出两板间电场时的偏转距离和速度； (2)匀强磁场的

磁感应强度B 的大小。

【答案】(1)3cm ；62.510m/s ?；与OO '夹角为37?方向斜向下；(2)31.6710T -? 【解析】

【详解】(1)设粒子在电场中的偏移距离为y ，飞出电场时速度大小为v ，与OO '夹角为θ，在电场中，由牛顿第二定律得：

qU

ma d

= 由类平抛运动的规律得：

10L v t =

212

y at =

y v at =

22

0y

v v v =+0

tan θy v v =

联立以上各式代入数值得：

3cm y = 62.510m/s v =?

3tan θ4

=

(2)设粒子从Q 点进入磁场，Q 到OO '的距离为H 由几何知识得：

tan H y L θ=+

解得：

0.12m H =

设粒子在磁场中圆周运动半径为R 由图可知：

cos θ

H

R =

由牛顿第二定律得：

2

mv qvB R

= 联立以上各式代入数值得：

31.6710T B -=?

13.关于分子动理论与固体、液体的性质，下列说法中正确的是（ ） A. 悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显

B. 分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小

C. 已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为A N ，则该气体分子之间的平均距离可以表示为

A

M

N ρD. 晶体一定表现出各向异性，非晶体一定表现出各向同性

E. 液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引 【答案】BCE 【解析】

【详解】A ．悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动就越明显，故A 错误；

B．分子间存在相互作间的引力和斥力，引力和斥力都随分子距离的增大而减小，故B正确；C．已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，则该气体的摩尔体积为：

A

M

V

N

ρ

=

把分子看成立方体模型，则有：

3

V d

=

解得该气体分子之间的平均距离为：

3

A

M

d

N

ρ

=

故C正确；

D．只有单晶体具有各向异性，而多晶体是各向同性的，故D错误；

E．当液体与大气相接触，表面层内分子间距比液体内部较大，其中引力大于斥力表现为相互吸引，故E正确；

故选BCE。

14.如图所示，粗细均匀的细U形管左端封闭，右端开口，两竖直管长为l1=50cm，水平管长d=20cm，大气压强p o相当于76cm高水银柱产生的压强。左管内有一段l0=8cm长的水银封住长为l2=30cm长的空气柱，现将开口端接上带有压强传感器的抽气机向外抽气，使左管内气体温度保持不变而右管内压强缓缓降低，要把水银柱全部移到右管中。求右管内压强至少降为多少。（g取10m/s2，结果保留两位小数）

【答案】21.14cmHg

【解析】

【详解】以左管中封闭气体为研究对象，初态：

1100

p p p

+=

得：

101068cmHg p p p =-=

12V l S =

末态：由题意知，水银柱全部移到右管中，则有：

21()V l d S =+

根据玻意耳定律，则有：

1122pV p V =

可得：

11

22

29.14cmHg p V p V =

= 设右管内压强降为p '，则有：

102p p p '+=

解得：

21021.14cmHg p p p '=-=

15.如图所示，一列简谐横波沿x 轴正向传播，从波刚传到0.5m 处开始计时，该时刻的波形图如图所示。已知A 点相继出现两个波峰的时间间隔为0.2s ，该波的波速为________m/s ；在t =0.1s 时，x =0.5m 处的质点的振动方向沿y 轴________（填“正”或“负”）方向；x =2m 的质点经过_______s 第一次到达波谷。

【答案】 (1). 2 (2). 负 (3). 0.9 【解析】

【详解】[1]由由图读出波长为：

0.4m λ=

由A 点相继出现两个波峰的时间间隔为0.2s 可知：

0.2s T =

波速为：

2m/s v T

λ

=

=

[2]由于波沿x 轴正向传播，结合振动的特点与波的传播方向的关系可知在0t =时，

0.5m x =处的质点振动方向沿y 轴正方向，在半个周期后，振动方向与开始时相反，则振

动方向沿y 轴负方向；

[3]该简谐波传播到2m x =的质点时需要时间：

120.5s 0.75s 2

x t v ?-=

== 再到达波谷需要四分三周期，即：

20.15s t =

所以2m x =的质点经过0.9s 第一次到达波谷。 16.如图所示为某种材料做成

的

透明光学器件，横截面AB 为半径为R 的四分之一圆弧，O 为

圆心．一束宽度为R 的单色平行光垂直AO 面入射，该器件对光的折射率为n =3．点C 、D 位于AO 表面上．CO =R /2，从C 点入射的光线从AB 弧面上的E 点射出，出射角为β．从D 点入射的光经AB 弧面一次反射后直接到达B 点．求：

（Ⅰ）β的大小；

（Ⅱ）通过计算说明从D 点入射的光能否在AB 弧面发生全反射？ 【答案】（1）60°（2）在F 点发生全反射 【解析】

（Ⅰ）根据几何关系得：sini=sin ∠OEC=1

12

2

R

OC OE R ==，得 i=30° 由n=

sin sini β 得 3

β=60° （Ⅱ）据题：从D 点入射的光经AB 弧面一次反射后直接到达B 点，画出光路图，由几何知识可得入射角为i′=60° 设临界角为C ，则sinC=1

33 3

n ＜=

= C ＜60°

所以i′＞C，则知从D点入射的光能在AB弧面发生全反射．

点睛：解决本题的关键掌握折射定律以及临界角与折射率的关系式sinC=1

n

，充分运用几何

知识进行求解．