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重庆市第一中学2020届高三物理下学期5月月考试题

重庆市第一中学2020届高三物理下学期5月月考试题

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重庆市第一中学2020届高三物理下学期5月月考试题（含解析）
一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.“滴水穿石”的道理说明做事贵在坚持。一滴水的质量约为0.05g，从石头正上方5m处的屋檐处由静止下落，水滴和石头的撞击时间为0.01s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。则每次敲打石头的力约为（　　）
A. 5×10-2N B. 5×10-1N C. 5×101N D. 5×102N
【答案】A
【解析】
【详解】水滴落在石头上的速度为

水滴落在石头上时，由动量定理

由于水滴质量很小，忽略重力解得

故A正确，B、C、D错误；
故选A。
2.单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 时刻线框平面与中性面垂直 B. 线框的感应电动势的有效值为
C. 线框的感应电动势有效值为 D. 从t=0到t=过程中线框的平均感应电动势为
【答案】B
【解析】
【详解】A．时刻通过线框的磁通量最大，故线框平面与中性面平行，故A错误；
BC．由于该线圈只有1匝，故感应电动势的最大值为

故有效值为

故B正确，C错误；
D．从t=0到t=过程中线框的平均感应电动为

故D错误；
故选B。
3.如图所示，在真空云室中的矩形ABCD区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，静止放置在O点的铀238原子核发生衰变，放出射线后变成某种新的原子核，两段曲线是反冲核（新核）和射线的径迹，曲线OQ为圆弧，x轴过O点且平行于AB边。下列说法正确的是（　　）

A. 该衰变方程为：
B. 曲线OQ是射线的径迹曲线
C. 改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动半径的比值随之改变
D. OP是射线的径迹，曲线OQ是反冲核的径迹
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据粒子的偏转方向及左手的定则可知，新原子核和放处的射线均带正电，故原子核发生的是衰变，衰变方程为，故A错误；
BD．由动量守恒可知，新核和粒子的动量相等，由可知，新核的电荷量大故半径小，故OQ是新核的径迹曲线，OP是射线的径迹，故B错误，D正确；
C．新核和粒子的动量相等，由可知，

即反冲核和射线圆周运动的半径之比与磁感应强度无关，故C错误；
故选D。
4.“民生在勤”，劳动是幸福的源泉。如图，疫情期间某同学做家务时，使用浸湿的拖把清理地板上的油渍。假设湿拖把的质量为2kg，拖把杆与水平方向成53°角，当对拖把施加一个沿拖把杆向下、大小为10N的力F1时，恰好能推动拖把向前匀速运动并将灰尘清理干净。如果想要把地板上的油渍清理干净，需将沿拖把杆向下的力增大到F2=25N。设拖把与地板、油渍间的动摩擦因数相等且始终不变（可认为油渍与地板间的附着力等于拖把与地板间的滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6），那么油渍与地板间的附着力约为（　　）

A. 7.7N B. 8.6N C. 13.3N D. 20N
【答案】B
【解析】
【详解】施加时，由平衡条件有

解得

当施加的力为时，摩擦力为

故B正确；
故选B。
5.一质量为m的小物块静置于粗糙水平地面上，在水平外力作用下由静止开始运动，小物块的加速度a随其运动距离x的变化规律如图所示。已知小物块与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在小物块运动0～3L的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小物块在0～L内做匀变速直线运动，L～3L内做匀速运动
B. 小物块运动至3L处的速度为
C. 整个过程中水平外力做功
D. 小物块从L处运动至3L处所用的时间为
【答案】B
【解析】
【详解】A．0～L小物块加速度减小，故小物块做加速度减小的加速运动，L～3L内加速度不变，小物块做匀加速运动，故A错误；
B．由可知，图像围成的面积即为，有图像可知，0~3L过程中图像的面积为

故3L处的速度为

故B正确；
C．整个过程中，由动能定理可得

解得

故C错误；
D．L处小物块的速度为

故所需的时间为

故D错误；
故选B。
6.如图所示，固定光滑斜面AC长为L，B为斜面中点．小物块在恒定拉力F作用下，从最低点A由静止开始沿斜面向上运动，到B点时撤去拉力F，小物块能继续滑至斜面最高点C，整个过程运动时间为t0。下列四图分别描述该过程中小物块的速度v随时间t、加速度a随位移x、动能Ek随时间t、机械能E随位移x的变化规律，可能正确的是（　　）

A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC．前半段加速度大小为

后半段加速度大小为

前半段有

由题意滑块在C点速度不为0，故后半段有

故

故前半段位移的时间小于后半段，即物体做加速度运动的时间小于，故A、C错误，B正确；
D．前半段位移由于有恒定外力F做正功，由可知机械能随位移线性增加，撤去外力后机械能守恒，故D正确；
故选BD。
7.如图所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路，电源电动势E=3V。实验时先使开关S与1端相连，电源向电容器C充电，待电路稳定后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I﹣t曲线，则（　　）

A. 如果仅将R阻值调大，则I﹣t曲线与两坐标轴围成的面积不变
B. 如果仅将R的阻值调大，则电容器放电更快
C. 如果仅将电源电动势E调大，则t=0时刻的放电电流更大
D. 电容器的电容约为10μF
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由可知，图像围成的面积表示通过R的电荷量，通过R的电荷量为电容器两极板上的电荷，由于电压未变，故电容器极板上的电荷量不变，故图像与两坐标轴围成的面积不变，故A正确；
B．增大电阻的阻值，电容器放电变慢，故B错误；
C．仅将电源电动势增大，则电容器两极板间的电压变大，故0时刻的放电电流更大，故C正确；
D．由图像可知，其其围成的总格数约为71格，故电容器极板上的电荷量约为

故电容为

故D正确。
故选ACD。
8.在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为，则下列说法正确的是（　　）

A. 此时圆环中的电流为逆时针方向 B. 此时圆环的加速度为
C. 此时圆环中的电功率为 D. 此过程中通过圆环截面的电量为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，此时感应电流为逆时针方向，故A正确；
B．左右两边圆环均切割磁感线，故感应电动势的大小为

感应电流大小为

故其所受安培力大小为

加速度为

故B错误；
C．此时圆环的电功率为

故C正确；
D．此过程中圆环磁通量的变化为

故电荷量为

故D错误；
故选AC。
三、非选择题：共62分。第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题
9.某兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，轻绳一端固定在光滑固定转轴O处，另一端系一小球，已知当地重力加速度为g。
(1)小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门，用螺旋测微器测出了小球的直径，如图乙所示，则小球的直径D=______mm。使小球在竖直面内做圆周运动，测出小球经过最高点的挡光时间为t1，经过最低点的挡光时间为t2。

(2)如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒，小明同学还需要测量的物理量有______（填字母代号）。
A．小球运行一周所需要的时间T
B．小球的质量m
C．轻绳的长度l
(3)根据小明同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：____________________________________（用题中代表物理量的字母表示）。
【答案】 (1). 5.700 (2). C (3).
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙可知，游标卡尺读数为

(2)[2]从最低点到最高点，若机械能守恒有

两边质量可以约掉，故只需要测量出绳长即可，故选C。
(3)[3]由(2)中表达式整理可得，需要验证的表达式为

10.某同学改装和校准电压表电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。
（1）已知表头G满偏电流为200μA，表头上标记的内阻值为800Ω，R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3V，则根据题给条件，定值电阻的阻值应选=______，=_______和=______。

（2）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值________(填“大于”或“小于”)800Ω。
【答案】 (1). 200 (2). 840 (3). 2000 (4). 大于
【解析】
【详解】（1）[1][2][3]改装成1mA电流表时，由

可得

使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1V，则

其中R为新电流表内阻，其阻值为

解得

使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3V，则

解得

（2）[4]改装后读书偏小，说明流过表头的电流偏小，故表头的真是电阻偏大，即大于800Ω。
11.现有一根长度为L=15m、质量分布均匀的长方体木板，已知重力加速度为g=10m/s2，完成下列问题：
（1）若将该木板竖直悬挂，如图（甲）所示，由静止释放后，不考虑空气阻力，求木板通过其正下方处一标记点的时间；
（2）若将该木板置于水平面上，如图（乙）所示，水平面上有长为的一段粗糙区域，其它区域光滑，已知木板与粗糙区域间的动摩擦因数为μ=0.25，木板与粗糙区域间正压力与木板在该区域的长度成正比，现给木板一初速度，求使木板能通过该粗糙区域的最小初速度。

【答案】（1）1s；（2）5m/s
【解析】
【详解】（1）木板下端从释放到标记点

木板上端从释放到标记点

木板通过标记点的时间

（2）以木板从刚开始进入粗糙区域为起点，木板的位移为x，质量为m
①当时，木板与粗糙区域摩擦力

克服摩擦力做功

②当时，木板与粗糙区域摩擦力

克服摩擦力做功

③当时，木板与粗糙区域摩擦力与过程①类似
克服摩擦力做功

全过程由动能定理

解得
=5m/s
12.如图所示，两块平行极板AB、CD正对放置，极板CD的正中央有一小孔，两极板间距离AD为2h，板长AB为4h，两极板间电势差为U，在ABCD构成的矩形区域内存在匀强电场，电场方向水平向右。在ABCD矩形区域外有垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场。极板厚度不计，电场、磁场的交界处为理想边界。将一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子在极板AB的正中央O点由静止释放，带电粒子能够垂直电场方向再次进入匀强电场，带电粒子的重力不计。
（1）求磁场的磁感应强度B的大小；
（2）求出带电粒子从O点开始运动到第二次离开电场区域所经历的总时间；
（3）通过分析说明带电粒子最后能否返回最初的出发点O，若能，请画出粒子运动轨迹的示意图并出带电粒子从O点开始运动到最终返回O点所经历的总时间。若不能，请说明理由。

【答案】（1）；（2）（3）见解析
【解析】
【详解】（1）设带电粒子经过电场加速后，从极板CD正中央的小孔射出时的速度大小为v

带电粒子第一次从电场中射出后，在磁场中做匀速圆周运动，运动向改变，由此可知在场中的运动轨迹为四分之三圆，圆心位于D点，半径为
带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，由牛顿运动定律得

解得

（2）带电粒子由A点垂直于电场方向射入电场之后做类平抛运动
若能够射出电场，运动时间

沿电场方向的位移

有

解得

因此带电粒子恰能从C点射出。
带电粒子在磁场中匀速圆周运动周期为

设带电粒子在磁场中偏转运动时间为，有

带电粒子第一次在电场中加速运动时间也为，因此带电粒子从O点运动到C点的总时间

（3）带电粒子第二次离开电场时的速度为

设粒子离开电场时的偏转角度，则

解得；由此可知在磁场中的运动轨迹为四分之三圆。
第二次在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，得

解得；
粒子到达CD线上时与C点的距离，带电粒子恰能从D点射入电场。
根据对称性可知，带电粒子第三次离开电场的位置恰好是在B点，速度是v，方向与BC连垂直，然后以C点为圆心，半径d做圆周运动，从CD的中点第三次进入电场，最终刚好返回O点。粒子运动轨迹的示意图如图所示：

粒子从O点出发返回到O的过程中，四次进出电场，三次在磁场中做四分之三的圆周运动。带电粒子运动的总时间

（二）选考题：共15分。请考生从2道物理题任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。
【物理——选修3-3】
13.下列说法中正确的是________。
A. 内能不同的物体，它们的分子平均动能可能相同
B. 外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能一定改变
C. 液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性
D. 能源危机指能量的过度消耗导致自然界的能量不断减少
E. 已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以计算出阿伏加德罗常数
【答案】ACE
【解析】
【详解】A．物体的内能是分子动能和分子势能的总和，因此内能不同的物体分子平均动能可能相同，故A正确；
B．由热力学第一定律可知，外界对物体做功则为正，物体放热则为负，因此无法判定物体的内能变化情况，故B错误；
C．液晶是介于液体和晶体之间的物质，其具有液体的流动性和单晶体的各向异性，故C正确；
D．由能量守恒定律可知，自然界的总能量不会减少，但是已被利用的能量无法再不消耗已有能量的情况下重复利用，因此要节约能源，故D错误；
E．已知某物质的摩尔质量M和分子质量m，则阿伏伽德罗常数为

故E正确；
故选ACE
14.如图所示，用导热性能良好的气缸和活塞封闭一定质量的理想气体，活塞厚度及其与气缸缸壁之间的摩擦力均不计。现将气缸放置在光滑水平面上，活塞与水平轻弹簧连接，弹簧另一端固定在竖直墙壁上。已知气缸的长度为2L，活塞的面积为S，此时封闭气体的压强为P0，活塞到缸口的距离恰为L，大气压强恒为P0，现用外力向左缓慢移动气缸该过程中气体温度不变，当气缸的位移为L时活塞到缸口的距离为。
（1）求弹簧的劲度系数k；
（2）若在上述条件下保持气缸静止，缓慢降低外界温度，使活塞距离缸口仍为L，则此时气体温度与原来温度之比为多大？

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）以汽缸内气体为研究对象，气体发生等温变化
气体初、末状态的参量：，,
由玻意耳定律得

即

解得

此时弹簧的伸长量为；对活塞受力分析，由平衡条件有

即

解得；
（2）活塞到缸口距离为L时，弹簧的伸长量为L
此时气体的压强

气体初状态的状态参量为，
由查理定律得

则

【物理——选修3-4】
15.在以下各种说法中，正确的是_______。
A. 一单摆做简谐运动，摆球相继两次通过一同位置时的速度必相同
B. 机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
C. 横波在传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期
D. 变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场
E. 相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的
【答案】BCE
【解析】
【详解】A．单摆每次摆到相同位置时，速度大小相同，但是方向不一定相同，故A错误；
B．机械波的本质是实物粒子的振动，电磁波的本质是电磁场震荡向空间传播，两者都可以发生反射、折射、干涉和衍射现象，故B正确；
C．横波在传播过程中，相邻的波峰或波谷通过同一质点的时间为一个周期，故C正确；
D．变化的磁场一定产生电场，变化的电场一定产生磁场，均匀变化的电场（磁场）产生恒定的磁场（电场），故D错误；
E．相对论的基本假设之一是光在不同参考系中的速度都相同，故E正确；
故选BCE。
16.A和B是一列简谐横波上平衡位置相距3m的两个质点，某时刻，质点A到达平衡位置正向上振动，而质点B刚刚从平衡位置开始起振，且二者之间只有一个波谷，经过时间t=0.6s质点B第一次到达波峰。
（1）画出B刚开始起振时A、B两质点间的波形，并在图中标出B质点此时的振动方向；
（2）求该波的可能波速大小。
【答案】（1）见解析；（2）波速可能为7.5m/s或1.25m/s
【解析】
【详解】（1）B刚开始起振时，A由平衡位置正向上振动，故波由A传向B，且二者之间只有一个波谷，那么，若AB间无波峰，则波形如图所示，质点B向下振动；
若AB间有波峰，则波形如图所示，质点B向上振动；

（2）经过时间质点B第一次到达波峰，故若AB间无波峰，则波长，周期

故波速

若AB间有波峰，则波长，周期

故波速

波速大小可能7.5m/s或1.25m/s。