1、天津市南开区南开大学附属中学2021届高三物理上学期10月试题（含解析）一、选择题（共 5 小题）1. 如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空现将隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡，在此过程中( )A. 气体对外界做功，温度降低，内能减少B. 气体对外界做功，温度不变，内能不变C. 气体不做功，温度不变，内能不变D. 气体不做功，温度不变，内能减少【答案】C【解析】右侧为真空，气体自由膨胀做功“没有对象”，当然不做功，根据热力学第一定律有：，做功W=0，因为是绝热容器，所以没有热交换即：Q=0，因此内能不变，理想气体，内能由温度决定，所以温度不变，故ABD错误，C正
2、确；故选C【点睛】理想气体，内能由温度决定，内能不变，温度也就不变的；理解和掌握、Q、W的符号法则是正确应用热力学第一定律解答问题的关键2. 下列说法中正确的是（ ）A. 光电效应说明光具有粒子性的，它是爱因斯坦首先发现并加以理论解释的B. 235U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的变化，半衰期可能变短C. 卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，揭示了原子核的结构D. 据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的动能增大【答案】D【解析】【详解】A、光电效应说明光具有粒子性，不是波动性的，光电效应是由赫兹发现的，不是爱因斯坦首先发现，故选项A错误；B、半衰期不会随地球环境的
3、变化而变化，故选项B错误；C、卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构，故选项C错误；D、据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据知，核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小，故选项D正确；3. 如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70，线圈电阻r=10，则下列说法正确的是（）A. 通过线圈的最大电流为1.25AB. 线圈的角速度为50rad/sC. 电压表的示数为VD. 穿过线圈的最大磁通量为W
4、b【答案】A【解析】【详解】AC、根据闭合电路的欧姆定律可知，即通过线圈的最大电流为1.25A，电压表测量的是有效值，故有电压表的示数为，故选项A正确，C错误；B、由乙图可知周期，转动的角速度为，故选项B错误；D、根据可得穿过线圈的最大磁通量为，故选项D错误4. 如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则A. 物块可能匀速下滑B. 物块仍以加速度a匀加速下滑C. 物块将以大于a的加速度匀加速下滑D. 物块将以小于a加速度匀加速下滑【答案】C【解析】【详解】试题分析: F作用前：；F作用时：；由以上两表达式知：，C对考点: 牛顿第二定律5.
5、 如图所示是物体做直线运动的vt图象，由图象可得到的正确结论是（ ）A. t1s时物体的加速度大小为1.0m/s2B. t5s时物体的加速度大小为0.75m/s2C. 第3s内物体的位移为1.5mD. 物体在加速过程的位移比减速过程的位移大【答案】B【解析】【详解】A图像斜率表示加速度，在02s内做匀加速直线运动，加速度保持不变，则t=1s时，物体的加速度大小为故A错误；B图像斜率表示加速度，在35s内做匀减速直线运动，加速度保持不变，则t=5s时，物体的加速度大小为故B正确；C图像与时间轴所围面积表示位移，物体在第3s内的位移故C错误；D图像与时间轴所围面积表示位移，加速过程的位移为减速过程
6、的位移为故D错误。故选B。二、多选题（共3小题）6. 下列说法中正确的是（）A. 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，而气体的压强不一定增大B. 气体体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内撞到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大C. 压缩一定质量的气体，气体的内能一定增加D. 分子 a 只在分子 b 的分子力作用下，从无穷远处向固定不动的分子 b 运动的过程中， 当 a 到达受 b 的作用力为零的位置时，a 的动能一定最大【答案】AD【解析】【详解】A从微观上看，一定质量被封闭气体的压强取决于分子的平均动能和单位 体积内
7、的分子数目（分子的密集程度）这两个因素，分子平均动能增大，单位体积内的分子数目如何变化不知，因此压强的变化是不确定的， A 正确；B体积减小，单位体积内的分子数目增多，但是分子平均动能的变化未知，则压强变化 也是不确定的， B 错误；C根据热力学第一定律可知压缩气体，外界对气体做功，但是气体的吸放热情况不知，故内能不一定增大，C 错误；D分子 a 从远外趋近固定不动分子 b 时分子力表现为引力，分子力做正功，分子动能增大，到达 时分子力为零，若再靠近时分子力为斥力，将做负功，分子动能减小， 因此当 a 到达受 b 的作用力为零处时，a 的动能最大， D 正确。故选AD。7. 如图所示，在一端封
8、闭的玻璃管中，用一段水银将管内气体与外界隔绝，管口向下放置，若将管倾斜，待稳定后则呈现的物理现象是（）A. 封闭端内气体的压强增大B. 封闭端内气体的压强减小C. 封闭端内气体的压强不变D. 封闭端内气体的体积减小【答案】AD【解析】【详解】设水银柱的高度为h，由图示可知，气体压强间的关系为p2=p0-h，如果玻璃管倾斜，h变小，玻璃管中的气体压强变大；由于气体温度不变，压强增大，由理想气体状态方程pV=C可知，气体体积变小，故选AD。8. 由a、b两种单色光构成的复色光束从半圆形玻璃砖斜射入空气中的光路图如图所示，只有a光从玻璃砖的下表面射出，关于a、b两种单色光，下列说法正确的是：（ ）A
9、. a光的频率小于b光的频率B. 若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压髙于b光的遏止电压C. 相同条件的双缝干涉实验中，a光的相邻明条纹间距比b光的相邻明条纹间距小D. a光在玻璃砖中的传播速度大于b光【答案】AD【解析】【详解】A、由图看出光发生全发射，光没有发生全反射，光的全反射临界角大于光的全反射临界角，根据临界角公式知光折射率小于比光的折射率，则光的频率小于光的频率，故选项A正确B、根据可知用、光分别照射同一光电管都能发生光电效应，a 光的频率小于b光的频率，则光的遏止电压低于光的遏止电压，故选项B错误；C、光的频率小于光的频率，则光的波长大于光的波长，由于在
10、相同的条件下，双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以相同条件的双缝干涉实验中，光的相邻明条纹间距比光的相邻明条纹间距大，故选项C错误；D、光的折射率小于光的折射率，根据分析知在同种介质中传播，光传播速度大于光的传播速度，故选项D正确三、填空题（共4小题）9. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B。此过程中，气体压强 p1.0105Pa，吸收的热量 Q7.0102J，求此过程中气体内能的增量_。【答案】50102J【解析】【详解】气体状态A为初状态，设其体积和温度为V1、T1，状态B为末状态，设其体积和温度为V2、T2，由盖吕萨克定律得代人数据，解得V28.0103m3，在该过程
11、中，气体对外做功根据热力学第一定律其中 代人数据，得U5.0102J。10. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，当作用力一定时（悬挂的重物或者沙桶重力不变），探究加速度与质量的关系，下列做法正确的是（ ）A. 平衡摩擦力时，应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B. 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C. 实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D. 小车运动加速度可从天平测出装沙小桶和沙的质量 m 以及小车质量 M，直接用公式 求出【答案】B【解析】【详解】A平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车， 是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故
12、 A 错误； B每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故 B 正确；C实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出 来的点很少，不利于数据的采集和处理，故 C 错误；D小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出 m 以及小车质量 M，直接用公式故选 B。11. 如图所示为用打点间隔为 0.02s 的电磁式打点计时器打出的纸带，其中 AB4.2cm，AC8.8cm，AD13.8cm，则：（结果保留两位有效数字）纸带加速度是_m/s2；B点的瞬时速度是_m/s。【答案】 (1). 10 (2). 2.2【解析】【详
13、解】1图中给出三段纸带，解加速度是只需两段即可得到结果，此时我们常常舍掉较短的一段纸带，因为较短的纸带测量的相对误差较大，所以图中我们用 BC 段和 CD 段求解加速度。由图解得 xCD5.00cm，xBC4.60cm，根据匀变速直线运动的推论公式xaT2得xCDxBCaT2a10m/s22根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，12. 某实验小组利用如图所示的装置探究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系。在实验过程中，弹簧的形变始终在弹性限度内，弹簧自身质量可忽略不计。根据实验数据，他做出了Fx图象，如图所示，据此可知：在弹性限度内，弹簧的弹力F跟弹簧伸长量x成_(选填“正比”或“
14、反比”)；弹簧的劲度系数k=_N/m。【答案】 (1). 正比 (2). 100N/m【解析】【详解】1依据作出的图象，过原点，则可知，弹簧的弹力F跟弹簧伸长量x成正比。2图象的斜率表示劲度系数的大小，由此可得即弹簧的劲度系数为100N/m。四、计算题（共 3 小题）13. 如图所示，轻弹簧 AB 原长为 35cm，现 A端固定于一个放在倾角为 30的斜面、重40N 的物体上，手执 B 端，使弹簧与斜面平行。当弹簧和物体沿斜面匀速下滑时，弹簧长变为 40cm；当匀速上滑时，弹簧长度变为 50cm，试求：(1)弹簧的劲度系数 k；(2)物体与斜面间的动摩擦因数。【答案】(1) 200N/m；(2
15、) 【解析】【详解】当弹簧和物体沿斜面匀速下滑时，物体受到重力、斜面的支持力和沿斜面向上的滑动摩擦力。由平衡条件和胡克定律得k（l1l0）Gsin30Gcos30当弹簧和物体沿斜面匀速上滑时，物体受到重力、斜面的支持力和沿斜面向下的滑动摩擦力。由平衡条件和胡克定律得k（l2l0）Gsin30+Gcos30解得 代入数据得k200N/m14. 风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室小球孔径略大于细杆直径(1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数(2)保持
16、小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37并固定，如图，则小球从静止出发在细杆上下滑的加速度大小为多少?【答案】(1) (2) 7.5m/s2【解析】【分析】(1)对小球受力分析，受重力、支持力、推力和滑动摩擦力，根据共点力平衡条件列式求解；(2)对小球受力分析，受重力、风的推力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律列式求解出加速度【详解】(1) 设小球所受的风力为F，小球质量为mF=mg故有： 即小球与杆之间的动摩擦因数为0.5；(2) 设杆对小球的支持力为N，摩擦力为f，沿杆方向有：Fcos37+mgsin37-f=ma垂直于杆方向有：N+Fsin37-mgcos37=0其中：f=N联立
17、解得：【点睛】本题关键是对小球多次受力分析，结合正交分解法，根据牛顿第二定律列式求解15. 如图所示装置由水平轨道与倾角为30的倾斜轨道连接而成。水平轨道所在空间存在磁感应强度大小为 B0.5T、方向竖直向上的匀强磁场；倾斜轨道所在空间存在磁感应强度大小为 B0.5T、方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场。质量 m0.1kg、长度 L1m、电阻 R10.1的导体棒 ab 置于倾斜轨道上，刚好不下滑；然后将电阻 R20.4、质量、长度与棒 ab 相同的光滑导体棒 cd 置于水平轨道上，用恒力 F4N 拉棒 cd，使之在水平轨道上向右运动。棒 ab、cd 与导轨垂直，且两端与导轨保持良好接触，设最大静
18、摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g10m/s2，不计轨道电阻。(1)求ab与导轨间的动摩擦因数；(2)求当ab刚要向上滑动时 cd 速度 v 的大小；(3)若从cd刚开始运动到 ab 刚要上滑过程中，cd 在水平轨道上移动的距离为x0.5m，求此过程中 ab 上产生的热量 Qab。【答案】(1) ；(2) 2m/s；(3) 0.36J【解析】【详解】(1)设ab棒受到的最大静摩擦力大小为 fm，ab刚好不下滑有 由式并代入数据得(2) ab 棒刚要向上滑动时，受力分析如图对ab棒有 由式并代入数据得v2m/s(3) 从cd刚开始运动到ab刚要上滑过程中，假设系统产生的总焦耳热为对 ab、cd 系统，由能量守恒定律得由式并代入数据得。- 12 -