湖北省恩施市利川民族中學2021年高三物理月考試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）如圖，在水平地面上內壁光滑的車廂中兩正對豎直面AB、CD間放有半球P和光滑均勻圓球Q，質量分別為m、M，當車向右做加速為a的勻速直線運動時，P、Q車廂三者相對靜止，球心連線與水平方向的夾角為θ，則Q受到CD面的彈力和P受到AB面的彈力分別是：

A．B．

C．

D．

參考答案：D解析：隔離光滑均勻圓球Q，對Q受力分析如圖所示，可得，可得，對兩球所組成的整體有，聯立解得，D正確。2.如圖所示，半徑為R的金屬環豎直放置，環上套有一質量為m的小球，小球開始時靜止于最低點，現使小球以初速度v0=沿環上滑，小環運動到環的最高點時與環恰無作用力，則小球從最低點運動到最高點的過程中（）A．小球機械能守恒B．小球在最低點時對金屬環的壓力是6mgC．小球在最高點時，重力的功率是mgD．小球機械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR參考答案：D【考點】功率、平均功率和瞬時功率；向心力；功的計算；機械能守恒定律．【分析】小球運動到環的最高點與環恰無作用力，由重力提供向心力，列式可求出小球經過最高點時的速度．小球從最低點運動到最高點的過程中，運用動能定理列式求出克服摩擦力所做的功．在最低點，根據向心力公式即可求解小球在最低點時對金屬環的壓力．【解答】解：A、小球在最高點與環作用力恰為0時，設速度為v，則mg=m解得：v=從最低點到最高點，由動能定理得：﹣mg2R﹣W克=解得：W克=，所以機械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR，故A錯誤，D正確．B、在最低點，根據向心力公式得：解得：N=7mg，故B錯誤；C、小球小球在最高點時，重力方向與速度方向垂直，重力的功率為零，故C錯誤．故選：D3.一鐵塊m被豎直懸掛的磁性黑板緊緊吸住不動，如右圖，下列說法正確的是

A．鐵塊受到四個力作用，其中有三個力的施力物體均是黑板B．鐵塊與黑板間在水平方向有兩對相互作用力C．鐵塊所受的磁力和彈力是一對相互作用力D．只有磁力大于彈力，黑板才能吸住鐵塊不動參考答案：AB4.一定質量的氣體(分子力及分子勢能不計)處于平衡狀態Ⅰ，現設法使其溫度升高同時壓強減小，達到平衡狀態Ⅱ，則在狀態Ⅰ變為狀態Ⅱ的過程中A．氣體分子的平均動能必定減小

B．單位時間內氣體分子對器壁單位面積的碰撞次數減少C．氣體的體積可能不變D．氣體必定吸收熱量參考答案：BD5.如圖所示，物體A、B用細繩與彈簧連接后跨過滑輪.A靜止在傾角為45°的粗糙斜面上，B懸掛著.已知mA＝3mB，不計滑輪摩擦，現將斜面傾角由45°減小到30°，那么下列說法中正確的是A.彈簧的彈力不變

B.物體A對斜面的壓力將減小C.物體A受到的靜摩擦力將減小D.彈簧的彈力及A受到的靜摩擦力都不變參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖，質量為M=3kg的木板放在光滑水平面上，質量為m=1kg的物塊在木板上，它們之間有摩擦，木板足夠長，兩者都以v=4m/s的初速度向相反方向運動，當木板的速度為v1=2.4m/s時，物塊的速度是

m/s，木板和物塊最終的共同速度為

m/s．參考答案：7.如圖甲所示，光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈

abcd的質量為m、電阻為R、面積為S，ad邊長度為L，其右側是有左右邊界的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B，ab邊長度與有界磁場區域寬度相等，在t=0時刻線圈以初速度v0進入磁場，在t=T時刻線圈剛好全部進入磁場且速度為vl，此時對線圈施加一沿運動方向的變力F，使線圈在t=2T時刻線圈全部離開該磁場區，若上述過程中線圈的v—t圖像如圖乙所示，整個圖像關于t=T軸對稱。則0—T時間內，線圈內產生的焦耳熱為______________________，從T—2T過程中，變力F做的功為______________________。參考答案：；2（）8.物體從180m高處自由落下，如果把物體下落的時間分成相等的三段，則每段時間下落位移自上而下依次為

，

，

。（取g=10m/s2）參考答案：20m,60m,100m9.如圖所示的實驗電路，當用黃光照射光電管中的堿金屬涂層時，毫安表的指針發生了偏轉．若將電路中的滑動變阻器的滑片P向右移動到某一位置時，毫安表的讀數恰好減小到零，此時電壓表讀數為U．若此時增加黃光照射的強度，則毫安表______（選填“有”或“無”）示數．若改用藍光照射光電管中的金屬涂層，則毫安表_____（選填“有”或“無”）示數．參考答案：無；有10.某課外興趣小組利用下圖的實驗裝置研究“合外力做功和物體動能變化之間的關系”以及“加速度與合外力的關系”（1）該小組同學實驗時先正確平衡摩擦力，并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力，改變鉤碼的個數，確定加速度錯誤！不能通過編輯域代碼創建對象。與

細線上拉力F的關系，下列圖象中能表示該同學實驗結果的是▲（2）在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，某此實驗中一段紙帶的打點記錄如圖所示，則小車運動的加速度大小為

▲

m/s2（保留3位有效數字）（3）實驗時，小車由靜止開始釋放，已知釋放時鉤碼底端離地高度為H，現測出的物理量還有：小車由靜止開始起發生的位移s（s＜H）、小車發生位移s時的速度大小為v，鉤碼的質量為m，小車的總質量為M，設重力加速度為g，則mgs

▲

（選填“大于”、“小于”或“等于”）小車動能的變化；參考答案：（1）A

（2）7．50（3）大于11.（4分）如圖所示，質量為的小球在半徑為的半球形容器中從上部邊緣由靜止開始下滑，下滑到最低點時，對容器底的壓力為，則在最低點時小球運動的速度大小為

，在下滑過程中克服摩擦力做的功為

。參考答案：

答案：

12.用充電器為一手機鋰電池充電，等效電路如圖所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機電池的內阻為r，則電能轉化為化學能的功率為________，充電器的充電效率為________．參考答案：

13.如圖所示，在帶電量為Q的點電荷B的電場中，質量為m、帶電量為q的負點電荷A僅在電場力作用下以速度v繞B沿順時針方向作勻速圓周運動，則B帶_____（選填“正”或“負”）電，電荷A作圓周運動的半徑r=__________。（靜電力常量為k）參考答案：答案：正，三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學在研究“一定質量氣體體積不變時壓強和溫度關系”實驗中，將氣缸開口向上豎直放置在水平桌面上，在沒有壓強傳感器的情況下，他將力傳感器和活塞一起固定，測量活塞作用在傳感器上沿豎直方向的力，如圖（a）所示．活塞的橫截面積為S=15cm2，大氣壓強p0=1.0×105Pa，氣缸質量M=0.75kg．當缸內氣體溫度t1=27℃時，力傳感器示數恰好為零，升高氣體的溫度，根據測得數據作了如圖（b）所示的F﹣T圖，忽略摩擦，取g=10m/s2．（1）F＜0表明傳感器對活塞的作用力方向為向下；（2）直線的斜率為﹣0.52N/K，t1溫度時氣體壓強為1.05×105Pa；（3）該同學又從t1開始降低溫度直至t2=﹣10℃進行實驗，且操作無誤，試在圖（b）中作出t1至t2溫度區間內的F﹣T圖線，并在坐標軸上注明必要數據．參考答案：考點：理想氣體的狀態方程．專題：理想氣體狀態方程專題．分析：（1）當溫度升高時，內部氣體壓強增大，向上的力增大，此時，傳感器對活塞的作用力方向為向下；（2）直線的斜率為K==﹣0.52N/K，當缸內氣體溫度t1=27℃時，力傳感器示數恰好為零，滿足mg+P0S=PS；（3）把溫度轉化為熱力學溫度，根據氣體狀態方程計算畫圖．解答：解：（1）由題意知，對活塞：F+mg+P0S=PS，當溫度升高時，內部氣體壓強增大，向上的力增大，此時，傳感器對活塞的作用力方向為向下；（2）直線的斜率為K==﹣0.52N/K，當缸內氣體溫度t1=27℃時，力傳感器示數恰好為零，滿足mg+P0S=PS，所以t1溫度時氣體壓強為P==1.05×105Pa；（3）如圖故答案為：向下，﹣0.52N/K，1.05×105點評：本題考查了理想氣體狀態方程的應用，解題的關鍵在于對活塞受力分析，注意溫度要用熱力學溫度．15.如圖甲所示，螺旋測微器讀數是____mm；如圖乙所示，游標卡尺讀數是_____cm。

參考答案：2.702(2.701～2.703)

0.23四、計算題：本題共3小題，共計47分16.磁懸浮列車是一種高速運載工具。它具有兩個重要系統。一是懸浮系統，利用磁力（可由超導電磁鐵提供）使車體在導軌上懸浮起來與軌道脫離接觸。另一是驅動系統，在沿軌道上安裝的三相繞組（線圈）中，通上三相交流電，產生隨時間、空間作周期性變化的磁場，磁場與固連在車體下端的感應金屬板相互作用，使車體獲得牽引力。

為了有助于了解磁懸浮列車的牽引力的來由，我們求解下面的問題。

設有一與軌道平面垂直的磁場，磁感應強度B隨時間t和空間位置x變化規律為

式中、、均為已知常量，坐標軸x與軌道平行。在任一時刻t，軌道平面上磁場沿x方向的分布是不均勻的，如圖所示。圖中Oxy平面代表軌道平面，“×”表示磁場的方向垂直Oxy平面指向紙里，“·”表示磁場的方向垂直Oxy平面指向紙外。規定指向紙外時B取正值。“×”和“·”的疏密程度表示沿著x軸B的大小分布。一與軌道平面平行的具有一定質量的金屬矩形框MNPQ處在該磁場中，已知與軌道垂直的金屬框邊MN的長度為，與軌道平行的金屬框邊MQ的長度為d，金屬框的電阻為R，不計金屬框的電感。1．試求在時刻t，當金屬框的MN邊位于x處時磁場作用于金屬框的安培力，設此時刻金屬框沿x軸正方向移動的速度為。2.試討論安培力的大小與金屬框幾何尺寸的關系。參考答案：1．題給的磁場隨時間和空間的變化具有周期性，在某時刻，磁場的空間分布為

在時刻，磁場的空間分布為

比較上面兩式，不難看出，和這兩個時刻的磁場的空間分布規律是相同的，只是時刻原位于處的磁場，經歷時間，在時刻，出現在處．即整個磁場的分布經時間間隔沿x軸的正方向平移了一段距離

平移速度

（1）平移速度為恒量．由此可見，題給出的磁場可視為一在空間按余弦規律分布的非均勻磁場區域以速度沿x軸的正方向平移．如果金屬框移動的速度小于磁場區域平移的速度，那么通過金屬框的磁通將隨時間發生變化，從而在金屬框中產生感應電流，感應電流將受到磁場的安培力作用．由題已知，在時刻t，金屬框移動的速度為，金屬框MN邊位于坐標x處，PQ邊位于坐標處．設此時金屬框的磁通為（規定由紙內到紙外為正）；經過一很短的時間間隔，整個磁場分布區域向x方向移動了一段距離，金屬框向x方向移動了一段距離，其結果是：MN邊左側穿過面積為的磁通移進了金屬框，PQ邊左側穿過面積為的磁通移出了金屬框，故在時刻，通過金屬框的磁通為

在時間間隔內，通過金屬框的磁通增量為

（2）規定框內的感應電動勢沿順時針方向（沿回路MNPQM方向)為正，由電磁感應定律，可得t時刻的感應電動勢

（3）規定金屬框內的感應電流沿順時針方向（沿回路MNPQM方向)為正，可得t時刻的感應電流為

(4)磁場對于上下兩邊NP和MQ的安培力的大小相等，方向相反，二者的合力為零．規定向右的力為正，則磁場作用于金屬框MN邊的安培力為；由于PQ邊和MN邊的電流方向相反，磁場作用于金屬框PQ邊的安培力為，故金屬框的安培力的合力

（5）由（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式及題給定的磁場分布規律，得

（6）利用三角學公式，得

（7）

稱為安培力的幅度．從（7）式可以看出，安培力在的幅度內隨時間變化，但其值不會小于零，表示磁場作用于金屬框的安培力始終向右．2．討論安培力的大小與線框幾何尺寸的關系就是討論與線框幾何尺寸的關系．與金屬框長度l的平方成正比，與金屬框的寬度d有關：當，即

（8）得

（9）當，即

（10）達最大值

（11）

當d取其它值時，介于0與最大值之間．17.甲、乙兩車在同一條平直公路上運動，甲車以10m/s的速度勻速行駛，經過車站A時關閉油門以4m/s2的加速度勻減速前進，2s后乙車與甲車同方向以1m/s