北京市海淀区重点中学2022届高三物理上学期11月月考试题含解析

2022-2022学年北京市海淀区重点中学高三（上）月考物理试卷（11月份）一.选择题（在下列各题的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的）1．用蓝光照射某种金属表面发生了光电效应．现将该蓝光的强度减弱，则()A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减少C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少D．有可能不发生光电效应2．下列说法中正确的是()A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．外界对物体做功，物体内能不一定增加C．对于温度不同的物体，温度低的物体内能一定小D．质量一定的理想气体，当温度升高时，它的体积一定增大3．U经3次α衰变和2次β衰变后变为一个新核．这个新核的质子数为()A．88B．84C．138D．2264．一物体放在水平面上，它的俯视图如图所示，两个相互垂直的力F1和F2同时作用在物体上，使物体沿图中v0的方向做直线运动．经过一段位移的过程中，力F1和F2对物体所做的功分别为3J和4J，则两个力的合力对物体所做的功为()A．3JB．4JC．5JD．7J5．将R=200Ω的电阻接入如图所示的交流电路中，电源内阻不计．则可判断()A．此交流电的有效值为311VB．此交流电的频率为100HzC．线圈在磁场中转动的角速度为100rad/sD．在一个周期内电阻R上产生的热量是4.84J-11-\n6．一个带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功0.3J，电场力做功0.1J．则小球()①在a点的重力势能比在b点大0.3J②在a点的电势能比在b点小0.1J③在a点的动能比在b点小0.4J④在a点的机械能比在b点小0.1J．A．①②③正确B．①③④正确C．①②④正确D．②③④正确7．如图（甲）所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒间用绝缘丝线系住．开始匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，图线与t轴的交点为t0．I和FT分别表示流过导体棒中的电流强度和丝线的拉力（不计电流间的相互作用）．则在t0时刻()A．I=0，FT=0B．I=0，FT≠0C．I≠0，FT=0D．I≠0，FT≠0二.（非选择题共10题共174分）8．下列关于误差的说法正确的是（填字母）__________．A．误差是实验中产生的错误B．误差都是由于测量不仔细产生的C．误差都是由于测量工具不精密产生的D．任何测量都存在误差E．实验时认真测量就可以避免误差F．采用精密仪器，改进实验方法，可以消除误差G．实验中产生误差是难免的，但可以想办法尽量减小误差H．多次测量取平均值可以减小偶然误差I．多次测量取平均值可以减小系统误差．9．金属的电阻率会随着温度的升高而增大．某同学通过做实验研究一个小灯泡灯丝的伏安特性．下表是他在实验时获得的通过灯泡的电流I和灯泡两端电压U的一系列数据．I/A00.080.140.180.230.310.360.390.420.440.460.49U/V00.380.690.901.151.602.152.503.053.604.155.15这位同学在实验过程中选用的是下列器材中的（填字母）__________．A．直流电源B．0～30Ω的滑动变阻器C．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）D．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）E．电流表（0～0.6A，内阻约0.1Ω）F．电流表（0～3A，内阻约0.01Ω）G．电键H．导线-11-\n实验时他应选用下面所示电路的图__________．10．（18分）某中学生身高1.80m，质量70kg，他站立举臂70kg．他站立举臂，手指摸到的高度为2.25m．如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，同时举臂，手指摸到的高度为2.70m．设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.3s．求：（1）他刚离地跳起时的速度大小；（2）他与地面间的平均作用力的大小．（取g=10m/s2）11．（21分）真空室中有如图所示的装置．电极K发出的电子（初速不计）经过加速电场后，由小孔O沿水平放置的偏转板M、N间的中心轴线UOO′射入．M、N板长为L，两板间加有恒定电压，它们间的电场可看作匀强电场．偏转板右端边缘到荧光屏P的距离为s．当加速电压为U1时，电子恰好打在N板中央的A点；当加速电压为U2时，电子打在荧光屏的B点．已知A、B点到中心轴OO′的距离相等．求U1：U2．12．（22分）如图，长为L=0.5m、质量为m=1.0kg的薄壁箱子，放在水平地面上，箱子与水平地面间的动摩擦因数μ=0.3．箱内有一质量也为m=1.0kg的小滑块，滑块与箱底间无摩擦．开始时箱子静止不动，小滑块以v0=4m/s的恒定速度从箱子的A壁处向B壁处运动，之后与B壁碰撞．滑块与箱壁每次碰撞的时间极短，可忽略不计．滑块与箱壁每次碰撞过程中，系统的机械能没有损失．g=10m/s2．求：（1）要使滑块与箱子这一系统损耗的总动能不超过其初始动能的50%，滑块与箱壁最多可碰撞几次？（2）从滑块开始运动到滑块与箱壁刚完成第三次碰撞的期间，箱子克服摩擦力做功的平均功率是多少？（=1.414，=1.732，=2.236，3=.162）-11-\n2022-2022学年北京市海淀区重点中学高三（上）月考物理试卷（11月份）一.选择题（在下列各题的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的）1．用蓝光照射某种金属表面发生了光电效应．现将该蓝光的强度减弱，则()A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减少C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少D．有可能不发生光电效应【考点】光电效应．【专题】光电效应专题．【分析】每种金属都有发生光电效应的最小频率即极限频率，当光子的频率大于极限频率时，才发生光电效应，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，光照强度与单位时间内产生的光电子数目有关．【解答】解：A、发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为：Ek=hv﹣W，W为逸出功，由此可知光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，与光照强度强弱，及光照时间长短无关，故A错误；B、根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为：Ek=hv﹣W，与光照强度无关．故B错误；C、光照强度减弱，单位时间内照射到金属表面的光子数目减小，因此单位时间内产生的光电子数目减小，故C正确；D、能否发生光电效应与光照强度无关，故D错误．故选：C．【点评】理解光电效应产生的条件，以及光电流大小的决定因素，并能在具体问题中正确应用．2．下列说法中正确的是()A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．外界对物体做功，物体内能不一定增加C．对于温度不同的物体，温度低的物体内能一定小D．质量一定的理想气体，当温度升高时，它的体积一定增大【考点】热力学第一定律；布朗运动．【专题】热力学定理专题．【分析】布朗运动是固体颗粒的运动，改变内能的方式有做功和热传递，内能与温度、质量和状态等元素有关．【解答】解：A、布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，A错误；B、外界对物体做功的同时对外放热，物体内能不一定增加，B正确；C、对于温度不同的物体，温度低的物体内能不一定小，还与质量、体积有关，C错误；D、质量一定的理想气体，当温度升高时，它的体积可能增大，可能减小，还可能不变，D错误；故选；B【点评】本题考查了布朗运动的实质，改变内能的方式和理想气体状态方程等知识点，难度不大．-11-\n3．U经3次α衰变和2次β衰变后变为一个新核．这个新核的质子数为()A．88B．84C．138D．226【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．【专题】衰变和半衰期专题．【分析】α衰变生成氦原子核，β衰变生成负电子，质子数增加1个，是因为一个中子转化成质子而释放出的电子．【解答】解：α衰变生成氦原子核，质子数减少2个，β衰变生成负电子，质子数增加1个，α衰变改变核子数，β衰变不改变核子数，当发生3次α衰变和2次β衰变，衰变后新核的核子数为92﹣6+2=88，故A正确，BCD错误；故选：A．【点评】本本题考查了原子核衰变的生成物，特别要知道α衰变生成氦原子核，β衰变的实质是因为一个中子转化成质子而释放出的电子．4．一物体放在水平面上，它的俯视图如图所示，两个相互垂直的力F1和F2同时作用在物体上，使物体沿图中v0的方向做直线运动．经过一段位移的过程中，力F1和F2对物体所做的功分别为3J和4J，则两个力的合力对物体所做的功为()A．3JB．4JC．5JD．7J【考点】功的计算．【专题】功的计算专题．【分析】功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的和．【解答】解：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，由于力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，所以F1与F2的合力对物体做的总功就为w=3J+4J=7J，故选D．【点评】因为功是标量，求标量的和，几个量直接相加即可．5．将R=200Ω的电阻接入如图所示的交流电路中，电源内阻不计．则可判断()A．此交流电的有效值为311VB．此交流电的频率为100HzC．线圈在磁场中转动的角速度为100rad/sD．在一个周期内电阻R上产生的热量是4.84J-11-\n【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【专题】交流电专题．【分析】根据图象可读出该交流电的周期和最大值，然后根据频率、周期以及角速度、最大值与有效值的关系可直接求解．根据有效值可求解热量．【解答】解：A、此交流电压的最大值为311V，交流电压的有效值为=220V，故A错误；B、根据图象得周期为0.02s，频率f==50Hz，故B错误；C、角速度ω=2πf=2π×50=100πrad/s；故C错误；D、电流I===1.1A，故在一个周期内电阻R上产生的热量Q=I2Rt=（1.1）2×20×0.02=4.84J，故D正确；故选：D．【点评】本题考查了有关交流电描述的基础知识，要能根据图象获取有用信息，并能利用这些信息进行有关运算．6．一个带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功0.3J，电场力做功0.1J．则小球()①在a点的重力势能比在b点大0.3J②在a点的电势能比在b点小0.1J③在a点的动能比在b点小0.4J④在a点的机械能比在b点小0.1J．A．①②③正确B．①③④正确C．①②④正确D．②③④正确【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．【专题】应用题；学科综合题；定量思想；推理法；电场力与电势的性质专题．【分析】解决本题需掌握：重力做功等于重力势能的变化量；电场力做功等于电势能的变化量；合力做功等于动能的变化量；除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量．【解答】解：①小球从a点运动到b点的过程中，重力做功0.3J，重力势能减小，所以在a点的重力势能比在b点大0.3J故①正确；②小球从a点运动到b点的过程中，电场力做功0.1J，电势能减小，在a点的电势能比在b点大0.1J．故②错误；③重力做功0.3J，电场力做功0.1J，根据动能定理，合力做功等于动能的变化量，所以在a点的动能比在b点小0.4J．故③正确；④小球从a点运动到b点的过程中，电场力做功0.1J，小球的机械能增加0.1J，所以在a点的机械能比在b点小0.1J．故④正确．故选：B【点评】功是能量转化的量度，有多种表现形式：重力做功是重力势能变化的量度；电场力做功是电势能变化的量度；合力做功是动能变化的量度；重力外的各个力做的总功是机械能变化的量度．-11-\n7．如图（甲）所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒间用绝缘丝线系住．开始匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，图线与t轴的交点为t0．I和FT分别表示流过导体棒中的电流强度和丝线的拉力（不计电流间的相互作用）．则在t0时刻()A．I=0，FT=0B．I=0，FT≠0C．I≠0，FT=0D．I≠0，FT≠0【考点】法拉第电磁感应定律；安培力．【专题】电磁感应中的力学问题．【分析】由B﹣t图象看出，磁感应强度B随时间t均匀变化，由法拉第电磁感应定律知，回路中产生恒定的电流，根据在t0时刻的B，分析两棒所受的安培力，再确定丝线的拉力FT．【解答】解：由图看出，磁感应强度B随时间t作均匀变化，则穿过回路的磁通量随时间也作均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知回路中将产生恒定的感应电流，所以I≠0．但t时刻B=0，两棒都不受安培力，故丝线中拉力FT=0．所以C正确．故选C【点评】当穿过回路的磁通量随时间作均匀变化时，回路中产生恒定的电动势，电路闭合时产生恒定电流．B=0时导体不受安培力．二.（非选择题共10题共174分）8．下列关于误差的说法正确的是（填字母）DGH．A．误差是实验中产生的错误B．误差都是由于测量不仔细产生的C．误差都是由于测量工具不精密产生的D．任何测量都存在误差E．实验时认真测量就可以避免误差F．采用精密仪器，改进实验方法，可以消除误差G．实验中产生误差是难免的，但可以想办法尽量减小误差H．多次测量取平均值可以减小偶然误差I．多次测量取平均值可以减小系统误差．【考点】实验中常用仪器及其正确操作方法．【分析】误差是在测量过程中产生的测量值与真实值这间的差异，这种差异不同于错误，它是在测量方法正确的情况下产生的，只可以减小，却不能避免．【解答】解：A、误差就是在正确测量的情况下，测量值与真实值之间存在的差异，故A错误；B、误差分为系统误差和偶然误差，并不全是由于测量不仔细造成的，也不是全都由于工具不精密造成的；故BC错误；D、测量中误差是不可避免的，任何测量均会有误差；故D正确；E、认真测量能减小误差，但不可能没有误差；故E错误；F、采用精密的测量工具，改进实验方法可在一定程度上减小误差，却不能避免误差；故F错误；G、实验中产生的误差是不可避免的，但可以采用精密的测量工具，改进实验方法来设法尽量减小误差，故G正确．H、采用多次测量求平均值的方法可以有效减小偶然误差；故H正确；I、系统误差是由于实验原理造成的，多次测量求平均不能减小系统误差；故I错误；故选：DGH．-11-\n【点评】本题考查误差分析问题，要注意明确误差是由于实验原理及测量等因素造成的，我们可以通过必进实验原理减小误差，但不可能没有误差．9．金属的电阻率会随着温度的升高而增大．某同学通过做实验研究一个小灯泡灯丝的伏安特性．下表是他在实验时获得的通过灯泡的电流I和灯泡两端电压U的一系列数据．I/A00.080.140.180.230.310.360.390.420.440.460.49U/V00.380.690.901.151.602.152.503.053.604.155.15这位同学在实验过程中选用的是下列器材中的（填字母）ABCEGH．A．直流电源B．0～30Ω的滑动变阻器C．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）D．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）E．电流表（0～0.6A，内阻约0.1Ω）F．电流表（0～3A，内阻约0.01Ω）G．电键H．导线实验时他应选用下面所示电路的图B．【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．【专题】实验题．【分析】（1）根据实验原理与实验数据选择实验器材；（2）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后选择实验电路图．【解答】解：应用伏安法描绘灯泡伏安特性曲线，必选仪器有：电源、导线、开关、滑动变阻器；由表中数据可知，电流最大值为0.49A，电压最大值为5.15V，故电流表应选择E，电压表应选择C，故应选择：ABCEGH；描绘灯泡伏安特性曲线电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；灯泡电阻约为：R==≈10.5Ω，电流表内阻约为0.1Ω，电压表内阻约为15kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，应选择图B所示实验电路；故答案为：ABCEGH；B．【点评】本题考查测定小灯泡的伏安特性曲线实验，注意本实验中一般采用滑动变阻器分压接法及电流表外接法．10．（18分）某中学生身高1.80m，质量70kg，他站立举臂70kg．他站立举臂，手指摸到的高度为2.25m．如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，同时举臂，手指摸到的高度为2.70m．设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.3s．求：（1）他刚离地跳起时的速度大小；（2）他与地面间的平均作用力的大小．（取g=10m/s2）【考点】机械能守恒定律；牛顿第二定律．-11-\n【专题】机械能守恒定律应用专题．【分析】（1）由题意可知该同学在跳离地面的过程中，做的是匀加速直线运动，根据机械能守恒定律列式求速度；（2）由运动学速度公式求出加速度，根据牛顿第二定律列式求作用力．【解答】解：（1）中学生跳起后重心升高h=2.70﹣2.25m=0.45m…①根据机械能守恒定律…②解得v==3m/s…③（2）根据牛顿定律F﹣mg=ma…④运动学规律v=at…⑤解得F=m（g+）=1400N答：（1）他刚离地跳起时的速度大小是3m/s．（2）他与地面间的平均作用力的大小是1400N．【点评】解答本题要注意人在蹬地起跳的过程中做匀加速直线运动，起跳后做竖直上抛运动，难度适中．11．（21分）真空室中有如图所示的装置．电极K发出的电子（初速不计）经过加速电场后，由小孔O沿水平放置的偏转板M、N间的中心轴线UOO′射入．M、N板长为L，两板间加有恒定电压，它们间的电场可看作匀强电场．偏转板右端边缘到荧光屏P的距离为s．当加速电压为U1时，电子恰好打在N板中央的A点；当加速电压为U2时，电子打在荧光屏的B点．已知A、B点到中心轴OO′的距离相等．求U1：U2．【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】带电粒子在电场中的运动专题．【分析】在加速电场中运用动能定理求出末速度v，粒子进入偏转电场后做类平抛运动，根据平抛运动的规律求出偏转位移，再进行讨论即可解题．【解答】解：设电子电量为e，质量为m．由题意，电子在偏转电场中做类平抛运动，加速度为a，且保持不变．加速电压为U1时，设电子进入偏转电场时，速度为v1，则有偏转距离为y1，沿板方向的位移为，则有加速电压为U2时，设电子进入偏转电场时，速度为v2，则有-11-\n偏转距离为y2，沿板方向的位移为L，L=v2t2如图所示，电子从C点离开电场，沿直线CB匀速运动打在B点，由几何关系，由上综合而得，答：两种情况下的电压之比为，【点评】本题考查了带电粒子在电场中加速和偏转问题，注意带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，根据平抛运动的基本规律解题．12．（22分）如图，长为L=0.5m、质量为m=1.0kg的薄壁箱子，放在水平地面上，箱子与水平地面间的动摩擦因数μ=0.3．箱内有一质量也为m=1.0kg的小滑块，滑块与箱底间无摩擦．开始时箱子静止不动，小滑块以v0=4m/s的恒定速度从箱子的A壁处向B壁处运动，之后与B壁碰撞．滑块与箱壁每次碰撞的时间极短，可忽略不计．滑块与箱壁每次碰撞过程中，系统的机械能没有损失．g=10m/s2．求：（1）要使滑块与箱子这一系统损耗的总动能不超过其初始动能的50%，滑块与箱壁最多可碰撞几次？（2）从滑块开始运动到滑块与箱壁刚完成第三次碰撞的期间，箱子克服摩擦力做功的平均功率是多少？（=1.414，=1.732，=2.236，3=.162）【考点】动能定理；机械能守恒定律．【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）根据题意可知，摩擦力做功导致系统的动能损失，从而即可求解；（2）根据做功表达式，结合牛顿第二定律与运动学公式，从而可确定做功的平均功率．【解答】解：（1）设箱子相对地面滑行的距离为s，依动能定理和题目要求有系统损失的总动能为×50%解得-11-\n由于两物体质量相等，碰撞时无能量损失，故碰撞后交换速度．即小滑块与箱子碰后小滑块静止，箱子以小滑块的速度运动．如此反复．第一次碰后，小滑块静止，木箱前进L；第二次碰后，木箱静止，小滑块前进L；第三次碰后，小滑块静止，木箱前进L．因为L＜s＜2L，故二者最多碰撞3次．（2）从滑块开始运动到刚完成第三次碰撞，箱子前进了L箱子克服摩擦力做功W=2μmgL=3J第一次碰前滑块在箱子上匀速运动的时间第二次碰前箱子匀减速的加速度大小设箱子匀减速的末速度为v，时间为t2v2﹣v02=2aLv=v0+at2求出t2=0.14s第三次碰前滑块在箱子上匀速运动的时间t3=从滑块开始运动到刚完成第三次碰撞经历的总时间为t=t1+t2+t3=0.425s摩擦力做功的平均功率为P=答：（1）要使滑块与箱子这一系统损耗的总动能不超过其初始动能的50%，滑块与箱壁最多可碰撞3次；（2）从滑块开始运动到滑块与箱壁刚完成第三次碰撞的期间，箱子克服摩擦力做功的平均功率是7.1W．【点评】考查做功的求法，掌握动能定理的应用，学会由牛顿第二定律与运动学公式综合解题的方法，理解求平均功率与瞬时功率的区别．-11-