届北京市一零一中学高三月考物理试题解析版.docx
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届北京市一零一中学高三月考物理试题解析版
北京101中学2018届下学期高三年级3月月考理综试卷
一、本卷共20小题，每小题6分，共120分。
在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。
1.一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示。
对于两束单色光来说（）
A.a、b两种光通过同样的双缝干涉实验装置时，a光的条纹宽度更宽
B.在玻璃中传播速度a光比b光小，光子能量a光比b光大，在玻璃中的a光波长比b光波长短
C.a光能使某种金属产生光电效应，则b光一定不能使该种金属产生光电效应
D.若逐渐增大复色可见光在平板玻璃上表面的入射角，则a光首先会在平板玻璃下表面发生全反射现象
【答案】B
【解析】
光线经过玻璃两次折射后，出射光线与入射光线平行，a、b两束单色光是平行光束。
由图看出，玻璃对a束单色光折射率较大，则a的频率较大，波长较小，根据
可知，在同一个双缝干涉实验仪上作实验时，b光的干涉条纹间距较大。
故A错误；由v=c/n分析得知，a光在玻璃中传播的速度较小，故B正确；A光频率较大，则根据光电效应的规律可知，a光能使某种金属产生光电效应，则b光不一定能使该种金属产生光电效应，选项C错误；因第二次的折射角等于第一次的入射角，小于临界角，所以第二次不会发生全反射，故D错误；故选B.
2.居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，有些含有铀、钍的岩石会释放出放射性气体氡。
人们若经常处于高浓度氡环境中，氡会经呼吸进入人体并停留于呼吸道中进行放射性衰变，放射出α、β、γ射线。
这些射线会导致细胞发生癌变，引发肺癌、白血病及呼吸道等方面的疾病。
下列说法正确的是（）
A.铀
衰变为氡
要经过4次α衰变和2次β衰变
B.处于激发态的氡原子发出一束蓝光照射到某金属能产生光电效应，若这束蓝光被遮住一半，则不会产生光电效应
C.放射性元素发生β衰变时所释放的负电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
D.放射性元素在发生α衰变时2个中子和2个质子结合为一个α粒子，设中子、质子和α粒子的质量分别为m1、m2、m3，则2（m1+m2）=m3
【答案】A
【解析】
铀
衰变为氡
，质量数减小16，而质子数减小6，经过一次次α衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次β衰变质量数不变，则质子数增大1，因此要经过4次α衰变和2次β衰变，所以A正确；光的强度增大，则单位时间内逸出的光电子数目增多，遮住一半，光电子数减小，但仍发生光电效应，光电子最大初动能将不变，故B错误；β衰变时所释放的电子是原子核内的中子衰变为质子时产生的，所以C错误；放射性元素在发生α衰变时2个中子和2个质子结合为一个α粒子，由质量亏损，即为△m=2m1+2m2-m3，故D错误。
故选A.
点睛：
本题主要考查了3-5中的理论知识，只要在平时学习中多积累记忆不难做出解答，注意光电效应发生条件，理解质量亏损的概念．
3.下列说法正确的是（ ）
A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
B.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
C.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
D.分子间的引力总是随着分子间的距离增加而增加
【答案】C
【解析】
布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，选项A错误；知道某物质的摩尔质量和一个分子的质量可求出阿伏加德罗常数，或者知道某物质的摩尔体积、密度和一个分子的质量可求出阿伏加德罗常数，选项B错误；物体的内能与物质的摩尔数、温度和体积等都有关系，则内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同，选项C正确；分子间的引力总是随着分子间的距离增加而减小，选项D错误；故选C.
4.一列沿x轴正向传播的简谐波，在x1=2.0m和x2=12m处的两质点的振动图像如图实线和虚线所示。
由图可知，关于简谐波的波长和波速有如下一些判断正确的是（）
A.波长一定等于4.0m
B.波长可能等于10m
C.2s末x1=2.0m的质点具有沿y轴负方向的最大速度
D.最大波速等于5.0m/s
【答案】D
【解析】
由两质点的振动图象得知，两个质点的振动情况总是相反，则有x2-x1=（n+
）λ，n=0，1，2，…则波长
，由于n为整数，λ不可能等于10m。
当n=2时，λ=4m；故AB错误；由振动图像可知，2s末x1=2.0m的质点具有沿y轴正方向的最大速度，选项C错误；由振动图象读出周期T=4s。
则波速为
，n=0，1，2，…当n=0时v=5m/s为最大速度；故D正确。
故选D.
点睛：
本题中两质点是反相点，平衡位置间的距离是半个波长的奇数倍，即△x=（2n+1）λ/2，n=0，1，2，…是常用的通项．
5.银河系的恒星中大约四分之一是双星．某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动．由天文观测得其周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知万有引力常量为G.由此可求出S2的质量为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
设星体S1和S2的质量分别为m1、m2，星体S1做圆周运动的向心力由万有引力提供得即：
，解得：
，故D正确，ABC错误。
6.如图，一个枕形导体AB原来不带电。
将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电量为-Q，与AB中心O点的距离为R。
由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。
当达到静电平衡时（）
A.导体中心O点的场强为kQ/R2
B.导体上的感应电荷在导体中心O点的场强为kQ/R2
C.导体A端电势低于B端电势
D.导体A端电势高于B端电势
【答案】B
【解析】
分析：
物体带电有接触起电，有感应带电，有摩擦起电．对于感应带电，是利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原理．
解：
当负电荷Q处在金属导体P附近时，负电荷周围存在电场，从而使得金属中的自由电子在电场力作用下向A端发生移动，导致B端的正电荷多余，A端的负电荷多余，最终导体的B端带正电，A端带负电．当金属导体B端带正电，A端带负电时，导体中有自B向A的电场．由于负电荷Q也产生电场．故只有当复合电场为0时，自由电子才停止运动．A错误，B正确；
处于静电平衡的导体是个等势体AB端电势相等，CD错误。
故答案选B
7.如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b。
a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托往，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。
从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（）
A.hB.2hC.1.5hD.2.5h
【答案】C
【解析】
试题分析：
设a球上升高度h时，两球的速度大小为v，根据ab系统的机械能守恒得：
3mgh=mgh+
•（3m+m）v2
解得：
v=
，
此后绳子恰好松弛，a球开始做初速为v=
的竖直上抛运动，
再对a球，根据机械能守恒：
mgh+
=mgH
解得a球能达到的最大高度：
H=1.5h．
故选：
B
视频
8.在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框,圆形金属框与一个平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L，电阻为R且与导轨接触良好，其余各处电阻不计，将它们置于同一个匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示。
0-1s内磁场方向垂直线框平面向里。
若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是图中的（设向右为力的正方向）（）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
在0到1秒内磁感应强度B随时间t的均匀增加，则由法拉第电磁感应定律得感应电动势恒定不变，则电流也不变。
再由楞次定律可得感应电流方向逆时针，则根据左手定则可得导体棒受到的安培力的方向为向左，大小恒定，所以棒受到的静摩擦力方向为向右，即为正方向。
且大小f=F安=BIL成线性增大；而在1秒到2秒内磁感应强度大小不变，则线圈中没有感应电动势，所以没有感应电流，则也没有安培力。
因此棒不受静摩擦力。
在2到3秒内磁感应强度B随时间t的均匀减小，则由法拉第电磁感应定律得感应电动势恒定不变，则电流也不变。
再由楞次定律可得感应电流方向顺时针，则根据左手定则可得导体棒受到的安培力的方向为向右，大小恒定，所以棒受到的静摩擦力方向为向左，即为负方向。
且大小f=F安=BIL成线性减小；故B正确，ACD错误。
故选B.
点睛：
本题让学生掌握法拉第电磁感应定律来算出感应电动势大小，而楞次定律来确定感应电流的方向，左手定则来判定安培力的方向．
二、非选择题：
共180分。
9.用如图甲所示的装置，来验证碰撞过程中的动量守恒。
图中PQ是斜槽，QR为水平槽。
O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量之比mA:
mB＝3:
1。
先使A球从斜槽上固定位置G由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，得到10个落点。
再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从位置G由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次。
A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示，其中米尺的零点与O点对齐。
①碰撞后A球的水平射程应取_____________cm。
②本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度。
下面的实验条件中，可能不能使小球飞行的水平距离表示为水平速度的是_____________。
A.使A、B两小球的质量之比改变为5:
1
B.升高固定点G的位置
C.使A、B两小球的直径之比改变为1:
3小球
D.升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度
③利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值_______。
（结果保留三位有效数字）
【答案】
（1）.14.45-14.50
（2）.C（3）.1.01-1.02
【解析】
①A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度减小，碰撞前后都做平抛运动，高度相同，所以运动时间相同，所以速度大的水平位就大，而碰后A的速度小于B的速度，所以碰撞后A球的落地点距离O点最近，所以碰撞后A球的水平射程应取14.50cm．
②只有当小球做平抛运动时才能用水平位移表示为水平速度，改变小球的质量比，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；升高固定点G的位置，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；使A、B两小球的直径之比改变为1：
3，小球的球心不在同一高度，碰撞后小球的速度不在水平方向，不能做平抛运动，不可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；
故选C.
③碰撞前A球做平抛运动的水平位移为x1=30cm，碰撞后A球做平抛运动的水平位移为x2=14.5cm，碰撞后B球做平抛运动的水平位移为x3=45cm
设运动的时间为t，则碰撞前的动量为：
mA
，碰撞后总动量为：
mA
+mB
；所以碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为
点睛：
此题中要掌握刻度尺的读数方法，要估读；此实验中是用水平射程代替水平速度，要掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系，这是解决本题的关键．
10.在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，就可以验证机械能守恒定律。
①如图所示，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用的交流电的频率为f，用以上给出的已知量写出C点速度的表达式为vC=_____________，打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤的重力势能的减少量为________，利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a，则加速度的表达式为a=____________。
②在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落过程中存在着阻力的作用，若已知当地的重力加速度的值为g，用题目中给出的已知量表示重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F=__________。
【答案】
（1）.
（2）.mg（s0+s1）（3）.
（4）.
或
【解析】
分析：
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
应用牛顿第二定律研究下落过程求出平均阻力的大小F．
解答：
解：
（1）利用匀变速直线运动的推论，vC=
根据重力势能的定义式得：
重力势能减小量△Ep=mgh=mg（s0+s1）．
利用匀变速直线运动的推论△x=at2得：
a=
（2）根据牛顿第二定律得：
F合=mg-f=ma，f=mg-ma=mg-m
故答案为：
（1）
，mg（s0+s1），
（2）mg-m
点评：
纸带问题的处理是力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．
对于阻力的求解我们可以从牛顿第二定律角度求解，也可以运用动能定理去解决．
11.光滑水平面上放着质量mA＝1kg的物块A与质量mB＝2kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能EP＝49J。
在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示。
放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R＝0.5m,B恰能到达最高点C。
g＝10m/s2，求:
（1）绳拉断后瞬间B的速度vB的大小；
（2）绳拉断过程绳对A所做的功W。
【答案】
（1）vB=5m/s
（2）W=8J
【解析】
（1）设B在绳被拉断后瞬时的速率为vB，到达C点的速率为vC，根据B恰能到达最高点C有：
F向=mBg=mB
----①
对绳断后到B运动到最高点C这一过程应用动能定理：
-2mBgR=
mBvc2-
mBvB2---------②
由①②解得：
vB=5m/s。
（2）设绳断后A的速率为vA，取向右为正方向，
根据动量守恒定律有：
mBv1=mBvB+mAvA----③
根据动能定理有：
W=
mAvA2------④
由③④解得：
W=8J
点睛：
该题考查了多个知识点。
我们首先要清楚物体的运动过程，要从题目中已知条件出发去求解问题。
其中应用动能定理时必须清楚研究过程和过程中各力做的功。
应用动能定理和动量守恒定律时要规定正方向，要注意矢量的问题。
12.一辆总质量为M=6.0×102kg的太阳能汽车，使用太阳能电池供电。
它的集光板能时刻正对着太阳。
车上有一个直流电阻r=4.0Ω的电动机。
太阳能电池可以对电动机提供U=120V的电压和I=10A的电流。
已知太阳向外辐射能量的总功率为P总=3.9×1026W。
太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中有大约28%的能量损耗。
太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率为P0=1.0×103W/m2。
半径为R的球面积公式为S=4πR2。
（取g=10m/s2，
）
（1）这辆太阳能汽车正常工作时，车上电动机将电能转化为机械能的效率是多少；
（2）若这辆车在行驶过程中所受阻力是车重的0.05倍。
求这辆车可能行驶的最大速度；
（3）根据题目所给出的数据，估算太阳到地球表面的距离。
【答案】
（1）
（2）vm=2.67m/s（3）R=1.5×1011m
【解析】
（1）电动机的功率 P=UI=1200（W）
电动机的热功率 P热=I2r=400（W）
电动机的效率 η＝
＝66.7%
（2）电动机输出的机械功率 P机=P-P热=800（W）
当汽车以最大速度行驶时 F牵=f=0.05Mg
根据 P机=F牵vm
求出最大速度 vm=2.67（m/s）
（3）设太阳到地面的距离是R，以太阳为球心，以R为半径的面积为
S=4πR2
由题意可知
解得
代入数据求出 R=1.5×1011（m）
点睛：
此题主要考查学生对功率的计算、功的计算、太阳能的转化等知识点的理解和掌握，此题涉及到的知识点较多，属于难题，此题体现了物理与高科技相结合的思想．
13.甲图是我国自主研制的200mm离子电推进系统，已经全面应用于我国航天器。
离子电推进系统的核心部件为离子推进器，它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整，具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势。
离子推进器的工作原理如图乙所示，推进剂氙原子P喷注入腔室C后，被电子枪G射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子。
氙离子从腔室C中飘移过栅电极A的速度大小可忽略不计，在栅电极A、B之间的电场中加速，并从栅电极B喷出。
在加速氙离子的过程中飞船获得推力。
已知栅电极A、B之间的电压为U，氙离子的质量为m、电荷量为q，AB间距为d，推进器单位时间内喷射的氙离子数目N。
（1）将该离子推进器固定在地面上进行试验。
求：
a.氙离子经A、B之间的电场加速后，通过栅电极B时的速度v的大小，以及离子束的等效电流I；
b.求喷射离子过程中，对推进器产生的反冲作用力大小；
（2）配有推进器的飞船在太空运行时，处于完全失重状态，为了构建推进器在太空中运作情景，离子推进器可视为放置在光滑的水平地面上。
已知推进器的质量为M，且工作时质量保持不变，推进器刚开始运动的极短时间，可认为瞬间喷出N′个离子，即这些离子相对于地面以相同的速度同时喷出。
c.求喷出时每个离子的速度以及电场力对每个离子做的功；
d.这一过程中飞船向后移动的距离；
e.随着时间的推移，喷出的离子的动能逐渐变大还是变小？
简要说明理由；
【答案】
（1）a.
b.
（2）c.
d.
e.动能越来越小
【解析】
【详解】
（1）a：
由动能定理：
得：
b：
由动量定理：
F
t=N
tmvF=N
根据牛顿第三定律：
F'=F=N
（2）c：
根据能量守恒：
N'Uq=
根据动量守恒：
N'mvm=Mvm得：
根据动能定理：
根据动量守恒：
N'mvm=MvM得：
两边同时对时间累积：
N'mxm=MxM
xm+xM=d
xM=
d
e：
随着时间的推移，离子喷出时的动能越来越小。
原因：
随着时间的推移，推进器由于具有初速度，相同时间内，xM逐渐变大，xm越来越小，电场力对离子做功越来越小，获得的动能越来越小。
【点睛】本题设计新颖，考查了粒子推进器的工作原理，关键是明确离子是匀加速直线运动，可以根据动能定理列式分析；对推进器整体，可以根据动量守恒定律、动量定理和功能关系列式分析．
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