河北省承德第一中学2019-2020学年高三上学期物理第三次月考（12月)试卷
一、单选题
1．（2019高二上·桐城月考）如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是（ ）
A．F逐渐减小，T逐渐减小 B．F逐渐增大，T逐渐减小
C．F逐渐减小，T逐渐增大 D．F逐渐增大，T逐渐增大
2．（2019高三上·承德月考）汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶。前方突遇险情，司机紧急刹车，汽车做匀减速运动，加速度大小为8m/s2。从开始刹车到汽车停止，汽车运动的距离为（ ）
A．10m B．20m C．25m D．5om
3．（2019高三上·承德月考）如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为 ，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为（ ）
A． B． C． D．
4．（2019高三上·承德月考）如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴 的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为 （最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起 轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（ ）
A． B． C． D．
5．（2019高三上·承德月考）2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功。已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（ ）
A． 该卫星的速率比“天宫二号”的大
B．该卫星的周期比“天宫二号”的大
C．该卫星的角速度比“天宫二号”的大
D．该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大
6．（2019高三上·承德月考）某大瀑布的平均水流量为5900m3/s，水的落差为50m。已知水的密度为1.00×103kg/m3。在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为( )
A．3×106w B．3×107w C．3×108w D．3×109w
7．（2019高三上·承德月考）已知234 Th的半衰期为24天.4g234 Th经过72天还剩下（ ）
A．0 B．0.5g C．1g D．1.5g
8．（2019高三上·承德月考）如图，一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面（纸面）上，铜线所在空间有一匀强磁场，磁场方向竖直向下。当铜线通有顺时针方向电流时，铜线所受安培力的方向（ ）
A．向前 B．向后 C．向左 D．向右
二、多选题
9．（2019高三上·桐城月考）如图(a),一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图(b)为物块与木板运动的v-t图像，图中t1、v0、v1已知。重力加速度大小为g。由此可求得( )
A．木板的长度
B．物块与木板的质量之比
C．物块与木板之间的动摩擦因数
D．从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能
10．（2019高三上·承德月考）如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻r
C．电源输出的功率变大 D．电源内阻消耗的功率变大
11．（2019高三上·承德月考）如图，a、b、c、d为一边长为 的正方形的顶点。电荷量均为q(q>0)的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k。不计重力。下列说法正确的是( )
A．b点的电场强度大小为
B．过b、d点的直线位于同一等势面上
C．在两点电荷产生的电场中，ac中点的电势最低
D．在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零
12．（2019高三上·承德月考）如图甲所示为氢原子能级图，大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从 能级向 能级跃迁时辐射的光照射如图乙所示，光电管的阴极K时电路中有光电流产生，则（ ）
A．若将滑片右移，则电路中光电流增大
B．若将电源反接，则电路中可能有光电流产生
C．若阴极所用材料的逸出功为1.05eV，则逸出的光电子的最大初动能为
D．大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的光子中只有4种光子能使阴极K发生光电效应
13．（2019高三上·承德月考）对于钠和钙两种金属，其遏止电压 与入射光频率v的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（ ）
A．钠的逸出功小于钙的逸出功
B．图中直线的斜率为
C．在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同
D．若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高
14．（2018高二上·会昌月考）如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为 。用大小为F的水平外力推动物块P,记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是( )
A．若 ,则 B．若 ,则
C．若 ,则 D．若 ,则
15．（2019高三上·承德月考）一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为0.2s， 时的波形图如图所示。下列说法正确的是________。
A．平衡位置在 处的质元的振幅为0.03m
B．该波的波速为10m/s
C． 时，平衡位置在 处的质元向y轴正向运动
D． 时，平衡位置在 处的质元处于波谷位置
E． 时，平衡位置在 处的质元加速度为零
16．（2019高三上·承德月考）一定量的理想气体从状态M出发，经状态N、P、Q回到状态M，完成一个循环。从M到N、从P到Q是等温过程；从N到P、从Q到M是等容过程；其体积-温度图像（V-T图）如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．从M到N是吸热过程
B．从N到P是吸热过程
C．从P到Q气体对外界做功
D．从Q到M是气体对外界做功
E．从Q到M气体的内能减少
三、实验题
17．（2019高三上·承德月考）某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为 ）。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：
①在绳下端挂上一个硅码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；
②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；
③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）：
④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。
回答下列问题：
（1）根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出 图像。
l 1 2 3 4 5
10.48 10.96 11.45 11.95 12.40
（2）弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及 图线的斜率 表示，表达式为 。若g取 ，则本实验中 （结果保留3位有效数字）。
18．（2019高三上·承德月考）用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。实验室提供的器材为：待测电流表A（量程10mA，内阻约为 ），滑动变阻器 ，电阻箱R，电源E（电动势约为6V，内阻可忽略），开关 和 ，导线若干。
（1）根据实验室提供的器材，在图（a）所示虚线框内将电路原理图补充完整，要求滑动变阻器起限流作用；
（2）将图（b）中的实物按设计的原理图连线；
（3）若实验提供的滑动变阻器有两种规格
① ，额定电流2A ② ，额定电流0.5A
实验中应该取 。（填“①”或“②”）
四、解答题
19．（2019高三上·承德月考）如图，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点，OP=3r。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从P点在纸面内垂直于OP射出。已知粒子运动轨迹经过圆心O，不计重力。求
（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；
（2）粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间。
20．（2019高三上·承德月考）如图，光滑轨道PQO的水平段QO= ，轨道在O点与水平地面平滑连接。一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为4m的静止小物块B发生碰撞。A、B与地面间的动摩擦因数均为 =0.5，重力加速度大小为g。假设A、B间的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞时间极短。求
（1）第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小；
（2）A、B均停止运动后，二者之间的距离。
21．（2019高三上·承德月考）一透明材料制成的圆柱体的上底面中央有一球形凹陷，凹面与圆柱体下底面可透光，表面其余部分均涂有遮光材料。过圆柱体对称轴线的截面如图所示。O点是球形凹陷的球心，半径OA与OG夹角 。平行光沿轴线方向向下入射时，从凹面边缘A点入射的光线经折射后，恰好由下底面上C点射出。已知 ， ， 。
（i）求此透明材料的折射率；
（ii）撤去平行光，将一点光源置于球心O点处，求下底面上有光出射的圆形区域的半径（不考虑侧面的反射光及多次反射的影响）。
22．（2019高三上·承德月考）如图，一封闭的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，一重量不可忽略的光滑活塞将容器内的理想气体分为A、B两部分，A体积为 。压强为 ；B体积为 ，压强为 。现将容器缓慢转至水平，气体温度保持不变，求此时A、B两部分气体的体积。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电容器及其应用；电场及电场力
【解析】【解答】电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，由 可知，电场强度 减小，电场力 减小，小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用，受力如图所示，根据力的合成法得：
由于重力不变，电场力减小，故拉力减小；
故答案为：A
【分析】移动平行板电容器，利用电容器的决定公式分析电容器电容的变化，利用电容器公式Q=CU分析求解电场的变化，进而求出小球受力情况的变化。
2．【答案】C
【知识点】匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【解答】汽车做匀减速运动，根据v02=2ax解得 ，
故答案为：C.
【分析】利用速度位移公式可以求出位移的大小。
3．【答案】D
【知识点】对质点系的应用
【解析】【解答】根据牛顿第二定律，对PQ的整体： ；对物体P： ；解得 ，
故答案为：D.
【分析】利用整体的牛顿第二定律可以求出加速度的大小；结合物体P的牛顿第二定律可以求出拉力的大小。
4．【答案】B
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【解答】硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则： ，解得 ，即圆盘转动的最大角速度为 ，
故答案为：B.
【分析】利用摩擦力提供向心力可以求出最大的角速度大小。
5．【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】根据 解得 ， , ， ，因北斗卫星的运转半径大于天宫二号的轨道半径，可知该卫星的速率比“天宫二号”的小；该卫星的周期比“天宫二号”的大；该卫星的角速度比“天宫二号”的小；该卫星的向心加速度比“天宫二号”的小； B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】利用引力提供向心力结合轨道半径的大小可以判别线速度、周期、角速度、向心加速度的大小。
6．【答案】D
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】由平均功率定义得 ，D符合题意
故答案为：D
【分析】利用重力做功除以时间可以求出平均功率的大小。
7．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】根据半衰期公式
B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】由题意可知考查有关半衰期的计算，根据半衰期公式计算可得。
8．【答案】A
【知识点】左手定则
【解析】【解答】半圆形导线所受的安培力等效于直径长的直导线所受的安培力，由左手定则可知，铜线所受安培力的方向向前，
故答案为：A.
【分析】利用左手定则可以判别安培力的方向。
9．【答案】B,C
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】A、根据题意只能求出AB的相对位移，不知道B最终停在哪里，无法求出木板的长度，A不能够求解出；
由图象的斜率表示加速度求出长木板的加速度为 ，小物块的加速度 ，
根据牛顿第二定律得： ， ，解得： ， ，B和C能够求解出；
D、木板获得的动能 ，题目t1、v0、v1已知，但是M,m不知道，D不能够求解出
故答案为：BC
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，对物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体受到的力的大小。
10．【答案】C,D
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】把等效电路画出，如图
设 ， ，则
当 时， 有最大值，当滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时， 减小， 增大，易得： 减小，
减小， 增大，故电源内阻消耗的功率 = 增大，D符合题意 = 减小， 减小，故 = 减小，B不符合题意
而 增大，故 = 减大，A不符合题意
根据电源输出功率与 的关系图可知，当 ， 减小电源输出功率越大，C符合题意；
故答案为：CD
【分析】利用等效电路可以判别外电阻的变化进而判别消耗功率的变化；利用外电阻的变化和内阻的大小关系可以判别输出功率的变化；利用电流的变化可以判别功率的变化。
11．【答案】A,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】由图可知b点的电场 ，A符合题意
沿着电场线电势逐渐降低，而等量正点电荷的电场与电势图如下，由图可知过b、d点的直线不在同一等势面上，B、C不符合题意；由对称性可知，b、d点电势相同，故电子在b、d点电势能相同，即动能也相同，都为0，D符合题意
故答案为：AD
【分析】利用场强的公式结合叠加原理可以求出场强的大小；利用电场线的分布可以判别等势面的位置和电势的高低；利用电场力做功可以判别动能的大小。
12．【答案】B,C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．开始施加正向电压，滑片右移，正向电压增大，若电路中光电流没有达到最大，则回路中电流增大，若开始回路中电流已达到最大，增大正向电压，回路中电流不变。A不符合题意；
B．若将电源反接，光电管加的是反向电压，因电子有初动能，电路中仍可能有光电流产生，B符合题意；
C．入射光子的能量 ，
阴极所用材料的逸出功为1.05eV，根据光电效应方程可知逸出的光电子的最大初动能为
C符合题意；
D．大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时共辐射6种光子，根据跃迁规律，从4能级跃迁到3能级释放出光子的能量为0.66ev，同理可求出其它光子的能量分别为2.55ev、12.75ev、1.89ev、12.09ev、10.20ev，其中有5种大于逸出功为1.05eV，所以有5种光子能使阴极K发生光电效应，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】正向电压只会影响不饱和电流的大小；电源反接时反向电压可能导致电阻的动能不等于0还有光电流的产生；利用光电效应可以求出最大的初动能；利用排列组合结合能级差的能量可以判别能发生光电效应的种数。
13．【答案】A,B
【知识点】光电效应
【解析】【解答】根据 ，即 ，则由图像可知钠的逸出功小于钙的逸出功，A符合题意；图中直线的斜率为 ，B符合题意；在得到这两条直线时，与入射光的强度无关，C不符合题意；根据 ，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低，D不符合题意。
故答案为：AB
【分析】利用光电效应方程可以判别逸出功的大小及斜率的含义；光电效应方程与光照强度无关；利用最大初动能可以判别频率的大小。
14．【答案】B,D
【知识点】对单物体(质点)的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】三物块靠在一起，将以相同加速度向右运动，则加速度： ，所以，R和Q之间相互作用力： ，Q与P之间相互作用力： ，所以R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比 ，由于不管 是否为零， 恒成立，B、D符合题意，A、C不符合题意；
故答案为：BD。
【分析】三个物体具有相同的加速度，对三个物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体之间的作用力，再求比值即可。
15．【答案】A,B,C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】由波形图可知，平衡位置在 处的质元的振幅为0.03m，A符合题意； 由图可知波长λ=2m，因T=0.2s，则该波的波速为 ，B符合题意；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.3s=1 T时，平衡位置在x=0.5m处的质元向y轴正向运动，C符合题意；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.4s=2T时，平衡位置在x=0.5m处的质元仍在平衡位置向y轴负向运动，D不符合题意；因t=0时刻平衡位置在x=1.0m处的质元在波峰位置，则t=0.5s=2 T时，平衡位置在x=1.0m处的质元振动到波谷位置，此时的加速度为y轴正向最大，则选项E不符合题意.
故答案为：ABC
【分析】如图可以知道振幅和波长的大小；结合周期可以求出波速的大小；利用质点的位置结合运动时间可以判别质点的位置；利用质点的位置可以判别速度的方向及加速度的方向。
16．【答案】B,C,E
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】从M到N的过程，体积减小，外界对气体做功，即W>0；温度不变，内能不变，即 U=0，根据 U=W+Q，可知Q<0，即气体放热，A不符合题意；从N到P的过程，气体体积不变，则W=0，气体温度升高，内能增加，即 U>0，可知Q>0，即气体吸热，B符合题意；从P到Q气体体积变大，则气体对外界做功，C符合题意；从Q到M气体体积不变，则气体既不对外界做功，外界也不对气体做功，D不符合题意；从Q到M气体的温度降低，则气体的内能减少，选项E符合题意.
故答案为：BCE
【分析】利用体积变化可以判别气体的做功情况；利用温度变化可以判别内能的变化；结合热力学第一定律可以判别吸热和放热。
17．【答案】（1）解：如图所示：
（2）；109N/m
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】（1）做出 图像如图；
；（2）由胡克定律： ，即 ，则 ，解得 ；由图形可知 ，解得
【分析】（1）利用表格数据可以描点画出图线；
（2）利用胡克定律结合斜率可以求出劲度系数的表达式及大小。
18．【答案】（1）解：如图所示：
（2）
（3）②
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）电路原理图如图；
；（2）实物连线如图：
；（3）待测电流表两端允许的最大电压为 ，当S2断开，电流表满偏时，滑动变阻器的阻值 ，故滑动变阻器选择②。
【分析】（1）将测量电路串联滑动变阻器和电源、开关完成电路；
（2）利用电路图连接实物图；
（3）利用欧姆定律可以求出滑动变阻器的电阻进而选择对应的量程。
19．【答案】（1）解：找圆心，画轨迹，求半径。
设粒子在磁场中运动半径为R，由几何关系得： ①
易得： ②
（2）解：设进入磁场时速度的大小为v，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有
③
进入圆形区域，带电粒子做匀速直线运动，则
④
联立②③④解得
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】本题考查在匀强磁场中的匀速圆周运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力。
20．【答案】（1）解：设A滑到水平轨道的速度为 ，则有
①
A与B碰撞时，由动量守恒有 ②
由动能不变有 ③
联立①②③得：
④
第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小分别为 和
（2）解：第一次碰撞后A经过水平段QO所需时间 ⑤
第一次碰撞后B停下来所需时间 ⑥
易知：
故第一次碰撞后B停时，A还没有追上B
设第一次碰撞后B停下来滑动的位移为 ，由动能定理得
⑦
解得 ⑧
设A第二次碰撞B前的速度为 ，由动能定理得
⑨
解得 ⑩
，A与B会发生第二次碰撞
A与B会发生第二次碰撞，由动量守恒有
由动能不变有
解得：
B发生第二次碰撞后，向右滑动的距离为 ，由动能定理得
解得
A发生第二次碰撞后，向左滑动的距离为 ，由动能定理得
解得
，即A不会再回到光滑轨道PQO的水平段QO上，在O点左边停下
所以A、B均停止运动后它们之间的距离为 =
【知识点】动能定理的综合应用；动量守恒定律
【解析】【分析】本题主要考查机械能、匀变速直线运动规律、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识综合分析问题的的能力。
21．【答案】解：（i）从A点入射的光线光路如图；由几何关系可知，入射角 ， ，折射角 ，则折射率
（ii）将一点光源置于球心O点处，设射到底边P点的光线恰好发生全反射，则 ，则
由几何关系可知下底面上有光出射的圆形区域的半径：
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）利用几何关系可以求出折射和入射角的大小；利用折射定律可以求出折射率的大小；
（2）利用全发射可以求出全反射的入射角大小；结合几何关系可以求出圆形的区域大小。
22．【答案】解：设容器转至水平时，AB两部分气体的体积分别为V1和V2，两部分气体的压强均为P，则对气体A： ；
气体B： ；
其中
联立解得： ，
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】利用等温变化结合理想气体的状态方程可以求出体积的大小。
河北省承德第一中学2019-2020学年高三上学期物理第三次月考（12月)试卷
一、单选题
1．（2019高二上·桐城月考）如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是（ ）
A．F逐渐减小，T逐渐减小 B．F逐渐增大，T逐渐减小
C．F逐渐减小，T逐渐增大 D．F逐渐增大，T逐渐增大
【答案】A
【知识点】电容器及其应用；电场及电场力
【解析】【解答】电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，由 可知，电场强度 减小，电场力 减小，小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用，受力如图所示，根据力的合成法得：
由于重力不变，电场力减小，故拉力减小；
故答案为：A
【分析】移动平行板电容器，利用电容器的决定公式分析电容器电容的变化，利用电容器公式Q=CU分析求解电场的变化，进而求出小球受力情况的变化。
2．（2019高三上·承德月考）汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶。前方突遇险情，司机紧急刹车，汽车做匀减速运动，加速度大小为8m/s2。从开始刹车到汽车停止，汽车运动的距离为（ ）
A．10m B．20m C．25m D．5om
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【解答】汽车做匀减速运动，根据v02=2ax解得 ，
故答案为：C.
【分析】利用速度位移公式可以求出位移的大小。
3．（2019高三上·承德月考）如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为 ，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】对质点系的应用
【解析】【解答】根据牛顿第二定律，对PQ的整体： ；对物体P： ；解得 ，
故答案为：D.
【分析】利用整体的牛顿第二定律可以求出加速度的大小；结合物体P的牛顿第二定律可以求出拉力的大小。
4．（2019高三上·承德月考）如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴 的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为 （最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起 轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【解答】硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则： ，解得 ，即圆盘转动的最大角速度为 ，
故答案为：B.
【分析】利用摩擦力提供向心力可以求出最大的角速度大小。
5．（2019高三上·承德月考）2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功。已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（ ）
A． 该卫星的速率比“天宫二号”的大
B．该卫星的周期比“天宫二号”的大
C．该卫星的角速度比“天宫二号”的大
D．该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大
【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】根据 解得 ， , ， ，因北斗卫星的运转半径大于天宫二号的轨道半径，可知该卫星的速率比“天宫二号”的小；该卫星的周期比“天宫二号”的大；该卫星的角速度比“天宫二号”的小；该卫星的向心加速度比“天宫二号”的小； B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】利用引力提供向心力结合轨道半径的大小可以判别线速度、周期、角速度、向心加速度的大小。
6．（2019高三上·承德月考）某大瀑布的平均水流量为5900m3/s，水的落差为50m。已知水的密度为1.00×103kg/m3。在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为( )
A．3×106w B．3×107w C．3×108w D．3×109w
【答案】D
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】由平均功率定义得 ，D符合题意
故答案为：D
【分析】利用重力做功除以时间可以求出平均功率的大小。
7．（2019高三上·承德月考）已知234 Th的半衰期为24天.4g234 Th经过72天还剩下（ ）
A．0 B．0.5g C．1g D．1.5g
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】根据半衰期公式
B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】由题意可知考查有关半衰期的计算，根据半衰期公式计算可得。
8．（2019高三上·承德月考）如图，一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面（纸面）上，铜线所在空间有一匀强磁场，磁场方向竖直向下。当铜线通有顺时针方向电流时，铜线所受安培力的方向（ ）
A．向前 B．向后 C．向左 D．向右
【答案】A
【知识点】左手定则
【解析】【解答】半圆形导线所受的安培力等效于直径长的直导线所受的安培力，由左手定则可知，铜线所受安培力的方向向前，
故答案为：A.
【分析】利用左手定则可以判别安培力的方向。
二、多选题
9．（2019高三上·桐城月考）如图(a),一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图(b)为物块与木板运动的v-t图像，图中t1、v0、v1已知。重力加速度大小为g。由此可求得( )
A．木板的长度
B．物块与木板的质量之比
C．物块与木板之间的动摩擦因数
D．从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能
【答案】B,C
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】A、根据题意只能求出AB的相对位移，不知道B最终停在哪里，无法求出木板的长度，A不能够求解出；
由图象的斜率表示加速度求出长木板的加速度为 ，小物块的加速度 ，
根据牛顿第二定律得： ， ，解得： ， ，B和C能够求解出；
D、木板获得的动能 ，题目t1、v0、v1已知，但是M,m不知道，D不能够求解出
故答案为：BC
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，对物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体受到的力的大小。
10．（2019高三上·承德月考）如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻r
C．电源输出的功率变大 D．电源内阻消耗的功率变大
【答案】C,D
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】把等效电路画出，如图
设 ， ，则
当 时， 有最大值，当滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时， 减小， 增大，易得： 减小，
减小， 增大，故电源内阻消耗的功率 = 增大，D符合题意 = 减小， 减小，故 = 减小，B不符合题意
而 增大，故 = 减大，A不符合题意
根据电源输出功率与 的关系图可知，当 ， 减小电源输出功率越大，C符合题意；
故答案为：CD
【分析】利用等效电路可以判别外电阻的变化进而判别消耗功率的变化；利用外电阻的变化和内阻的大小关系可以判别输出功率的变化；利用电流的变化可以判别功率的变化。
11．（2019高三上·承德月考）如图，a、b、c、d为一边长为 的正方形的顶点。电荷量均为q(q>0)的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k。不计重力。下列说法正确的是( )
A．b点的电场强度大小为
B．过b、d点的直线位于同一等势面上
C．在两点电荷产生的电场中，ac中点的电势最低
D．在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零
【答案】A,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】由图可知b点的电场 ，A符合题意
沿着电场线电势逐渐降低，而等量正点电荷的电场与电势图如下，由图可知过b、d点的直线不在同一等势面上，B、C不符合题意；由对称性可知，b、d点电势相同，故电子在b、d点电势能相同，即动能也相同，都为0，D符合题意
故答案为：AD
【分析】利用场强的公式结合叠加原理可以求出场强的大小；利用电场线的分布可以判别等势面的位置和电势的高低；利用电场力做功可以判别动能的大小。
12．（2019高三上·承德月考）如图甲所示为氢原子能级图，大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从 能级向 能级跃迁时辐射的光照射如图乙所示，光电管的阴极K时电路中有光电流产生，则（ ）
A．若将滑片右移，则电路中光电流增大
B．若将电源反接，则电路中可能有光电流产生
C．若阴极所用材料的逸出功为1.05eV，则逸出的光电子的最大初动能为
D．大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的光子中只有4种光子能使阴极K发生光电效应
【答案】B,C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．开始施加正向电压，滑片右移，正向电压增大，若电路中光电流没有达到最大，则回路中电流增大，若开始回路中电流已达到最大，增大正向电压，回路中电流不变。A不符合题意；
B．若将电源反接，光电管加的是反向电压，因电子有初动能，电路中仍可能有光电流产生，B符合题意；
C．入射光子的能量 ，
阴极所用材料的逸出功为1.05eV，根据光电效应方程可知逸出的光电子的最大初动能为
C符合题意；
D．大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时共辐射6种光子，根据跃迁规律，从4能级跃迁到3能级释放出光子的能量为0.66ev，同理可求出其它光子的能量分别为2.55ev、12.75ev、1.89ev、12.09ev、10.20ev，其中有5种大于逸出功为1.05eV，所以有5种光子能使阴极K发生光电效应，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】正向电压只会影响不饱和电流的大小；电源反接时反向电压可能导致电阻的动能不等于0还有光电流的产生；利用光电效应可以求出最大的初动能；利用排列组合结合能级差的能量可以判别能发生光电效应的种数。
13．（2019高三上·承德月考）对于钠和钙两种金属，其遏止电压 与入射光频率v的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（ ）
A．钠的逸出功小于钙的逸出功
B．图中直线的斜率为
C．在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同
D．若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高
【答案】A,B
【知识点】光电效应
【解析】【解答】根据 ，即 ，则由图像可知钠的逸出功小于钙的逸出功，A符合题意；图中直线的斜率为 ，B符合题意；在得到这两条直线时，与入射光的强度无关，C不符合题意；根据 ，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低，D不符合题意。
故答案为：AB
【分析】利用光电效应方程可以判别逸出功的大小及斜率的含义；光电效应方程与光照强度无关；利用最大初动能可以判别频率的大小。
14．（2018高二上·会昌月考）如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为 。用大小为F的水平外力推动物块P,记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是( )
A．若 ,则 B．若 ,则
C．若 ,则 D．若 ,则
【答案】B,D
【知识点】对单物体(质点)的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】三物块靠在一起，将以相同加速度向右运动，则加速度： ，所以，R和Q之间相互作用力： ，Q与P之间相互作用力： ，所以R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比 ，由于不管 是否为零， 恒成立，B、D符合题意，A、C不符合题意；
故答案为：BD。
【分析】三个物体具有相同的加速度，对三个物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体之间的作用力，再求比值即可。
15．（2019高三上·承德月考）一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为0.2s， 时的波形图如图所示。下列说法正确的是________。
A．平衡位置在 处的质元的振幅为0.03m
B．该波的波速为10m/s
C． 时，平衡位置在 处的质元向y轴正向运动
D． 时，平衡位置在 处的质元处于波谷位置
E． 时，平衡位置在 处的质元加速度为零
【答案】A,B,C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】由波形图可知，平衡位置在 处的质元的振幅为0.03m，A符合题意； 由图可知波长λ=2m，因T=0.2s，则该波的波速为 ，B符合题意；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.3s=1 T时，平衡位置在x=0.5m处的质元向y轴正向运动，C符合题意；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.4s=2T时，平衡位置在x=0.5m处的质元仍在平衡位置向y轴负向运动，D不符合题意；因t=0时刻平衡位置在x=1.0m处的质元在波峰位置，则t=0.5s=2 T时，平衡位置在x=1.0m处的质元振动到波谷位置，此时的加速度为y轴正向最大，则选项E不符合题意.
故答案为：ABC
【分析】如图可以知道振幅和波长的大小；结合周期可以求出波速的大小；利用质点的位置结合运动时间可以判别质点的位置；利用质点的位置可以判别速度的方向及加速度的方向。
16．（2019高三上·承德月考）一定量的理想气体从状态M出发，经状态N、P、Q回到状态M，完成一个循环。从M到N、从P到Q是等温过程；从N到P、从Q到M是等容过程；其体积-温度图像（V-T图）如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．从M到N是吸热过程
B．从N到P是吸热过程
C．从P到Q气体对外界做功
D．从Q到M是气体对外界做功
E．从Q到M气体的内能减少
【答案】B,C,E
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】从M到N的过程，体积减小，外界对气体做功，即W>0；温度不变，内能不变，即 U=0，根据 U=W+Q，可知Q<0，即气体放热，A不符合题意；从N到P的过程，气体体积不变，则W=0，气体温度升高，内能增加，即 U>0，可知Q>0，即气体吸热，B符合题意；从P到Q气体体积变大，则气体对外界做功，C符合题意；从Q到M气体体积不变，则气体既不对外界做功，外界也不对气体做功，D不符合题意；从Q到M气体的温度降低，则气体的内能减少，选项E符合题意.
故答案为：BCE
【分析】利用体积变化可以判别气体的做功情况；利用温度变化可以判别内能的变化；结合热力学第一定律可以判别吸热和放热。
三、实验题
17．（2019高三上·承德月考）某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为 ）。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：
①在绳下端挂上一个硅码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；
②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；
③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）：
④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。
回答下列问题：
（1）根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出 图像。
l 1 2 3 4 5
10.48 10.96 11.45 11.95 12.40
（2）弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及 图线的斜率 表示，表达式为 。若g取 ，则本实验中 （结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）解：如图所示：
（2）；109N/m
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】（1）做出 图像如图；
；（2）由胡克定律： ，即 ，则 ，解得 ；由图形可知 ，解得
【分析】（1）利用表格数据可以描点画出图线；
（2）利用胡克定律结合斜率可以求出劲度系数的表达式及大小。
18．（2019高三上·承德月考）用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。实验室提供的器材为：待测电流表A（量程10mA，内阻约为 ），滑动变阻器 ，电阻箱R，电源E（电动势约为6V，内阻可忽略），开关 和 ，导线若干。
（1）根据实验室提供的器材，在图（a）所示虚线框内将电路原理图补充完整，要求滑动变阻器起限流作用；
（2）将图（b）中的实物按设计的原理图连线；
（3）若实验提供的滑动变阻器有两种规格
① ，额定电流2A ② ，额定电流0.5A
实验中应该取 。（填“①”或“②”）
【答案】（1）解：如图所示：
（2）
（3）②
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）电路原理图如图；
；（2）实物连线如图：
；（3）待测电流表两端允许的最大电压为 ，当S2断开，电流表满偏时，滑动变阻器的阻值 ，故滑动变阻器选择②。
【分析】（1）将测量电路串联滑动变阻器和电源、开关完成电路；
（2）利用电路图连接实物图；
（3）利用欧姆定律可以求出滑动变阻器的电阻进而选择对应的量程。
四、解答题
19．（2019高三上·承德月考）如图，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点，OP=3r。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从P点在纸面内垂直于OP射出。已知粒子运动轨迹经过圆心O，不计重力。求
（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；
（2）粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间。
【答案】（1）解：找圆心，画轨迹，求半径。
设粒子在磁场中运动半径为R，由几何关系得： ①
易得： ②
（2）解：设进入磁场时速度的大小为v，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有
③
进入圆形区域，带电粒子做匀速直线运动，则
④
联立②③④解得
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】本题考查在匀强磁场中的匀速圆周运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力。
20．（2019高三上·承德月考）如图，光滑轨道PQO的水平段QO= ，轨道在O点与水平地面平滑连接。一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为4m的静止小物块B发生碰撞。A、B与地面间的动摩擦因数均为 =0.5，重力加速度大小为g。假设A、B间的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞时间极短。求
（1）第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小；
（2）A、B均停止运动后，二者之间的距离。
【答案】（1）解：设A滑到水平轨道的速度为 ，则有
①
A与B碰撞时，由动量守恒有 ②
由动能不变有 ③
联立①②③得：
④
第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小分别为 和
（2）解：第一次碰撞后A经过水平段QO所需时间 ⑤
第一次碰撞后B停下来所需时间 ⑥
易知：
故第一次碰撞后B停时，A还没有追上B
设第一次碰撞后B停下来滑动的位移为 ，由动能定理得
⑦
解得 ⑧
设A第二次碰撞B前的速度为 ，由动能定理得
⑨
解得 ⑩
，A与B会发生第二次碰撞
A与B会发生第二次碰撞，由动量守恒有
由动能不变有
解得：
B发生第二次碰撞后，向右滑动的距离为 ，由动能定理得
解得
A发生第二次碰撞后，向左滑动的距离为 ，由动能定理得
解得
，即A不会再回到光滑轨道PQO的水平段QO上，在O点左边停下
所以A、B均停止运动后它们之间的距离为 =
【知识点】动能定理的综合应用；动量守恒定律
【解析】【分析】本题主要考查机械能、匀变速直线运动规律、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识综合分析问题的的能力。
21．（2019高三上·承德月考）一透明材料制成的圆柱体的上底面中央有一球形凹陷，凹面与圆柱体下底面可透光，表面其余部分均涂有遮光材料。过圆柱体对称轴线的截面如图所示。O点是球形凹陷的球心，半径OA与OG夹角 。平行光沿轴线方向向下入射时，从凹面边缘A点入射的光线经折射后，恰好由下底面上C点射出。已知 ， ， 。
（i）求此透明材料的折射率；
（ii）撤去平行光，将一点光源置于球心O点处，求下底面上有光出射的圆形区域的半径（不考虑侧面的反射光及多次反射的影响）。
【答案】解：（i）从A点入射的光线光路如图；由几何关系可知，入射角 ， ，折射角 ，则折射率
（ii）将一点光源置于球心O点处，设射到底边P点的光线恰好发生全反射，则 ，则
由几何关系可知下底面上有光出射的圆形区域的半径：
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）利用几何关系可以求出折射和入射角的大小；利用折射定律可以求出折射率的大小；
（2）利用全发射可以求出全反射的入射角大小；结合几何关系可以求出圆形的区域大小。
22．（2019高三上·承德月考）如图，一封闭的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，一重量不可忽略的光滑活塞将容器内的理想气体分为A、B两部分，A体积为 。压强为 ；B体积为 ，压强为 。现将容器缓慢转至水平，气体温度保持不变，求此时A、B两部分气体的体积。
【答案】解：设容器转至水平时，AB两部分气体的体积分别为V1和V2，两部分气体的压强均为P，则对气体A： ；
气体B： ；
其中
联立解得： ，
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】利用等温变化结合理想气体的状态方程可以求出体积的大小。
