天津市第一中学2021届高三上学期第一次月考物理试题 9页

天津一中 2020-2021-1 高三年级 物理学科一月考试卷 本试卷分为第 I 卷（选择题）、第 II 卷（非选择题）两部分，共 100 分，考试用时 ‎60 分钟。考生务必将答案涂写规定的位置上，答在试卷上的无效。 祝各位考生考试顺利!‎ 第 I 卷 一、单项选择题 ‎1．下列说法不正确的是( ) ‎ A．布朗运动就是液体分子的热运动 ‎ B．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 ‎ C．热量可以由低温物体传递到高温物体 ‎ D．第一类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律 ‎2．一定质量的理想气体，经历从状态的一个循环，在 此循环过程中气体的压强 p与温度 T的关系如图所示。下列说法不．正．确．的 是 ‎ A. 从状态 的过程中，每个气体分子的动能都在增大 B. 从状态 的过程中，气体吸收热量 C. 从状态 的过程中，气体内能不变 D. 从状态 的过程中，气体的密度增大 ‎3．穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色。如图所示，在竖直放置的穹 形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物 G。现将 轻绳的一端固定于支架上的 A点，另一端从 B点沿支架缓慢地向 C点靠近(C 点与 A点等高)。则绳中拉力大小变化的情况是( )‎ A．先变小后变大 B．先变小后不变 C．先变大后不变 D．先变大后变小 ‎4．如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在 A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井 中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为 O点，人所拉绳子与 OA 的夹角为β，拉水桶的绳子与 OA的夹角为α。人拉绳沿水平面向左运动， 把井中质量为 m的水桶匀速提上来，人的质量为 M，重力加速度为 g，在 此过程中，以下说法不．正．确．的是( )‎ A． α始终等于β ‎ B． 吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大 ‎ C． 地面对人的摩擦力逐渐变大 ‎ D．地面对人的支持力逐渐变大 ‎5．如图所示，固定斜面上的物体 A用跨过滑轮的细线与小沙桶相连，连接 A的细线与斜 面平行，不计细线与滑轮间的摩擦力。若要使物体 A在斜面上保持静止，沙桶中沙的质量 有一定的范围，已知其最大值和最小值分别为 m1 和 m2(m2＞0)，重力加速度为 g，由此 可求出( )‎ A．物体 A的质量 B．斜面的倾角 C．物体 A对斜面的正压力 D．物体 A与斜面间的最大静摩擦力 ‎6．2020 年 10 月 1 日到 5 日，天津国际汽车贸易展览会在天津梅江会展中心拉举行。今 年车展相比以往，增加了试乘试驾活动体验区。物理老师在试驾某车时，测出汽车做匀变 速直线运动的位移 x与时间 t的关系式为 x＝8t＋3t2，x与 t的单位分别是 m 和 s，则该 汽车( )‎ A．第 1 s 内的位移大小是 8 m B．前 2 s 内的平均速度大小是 28 m/s ‎ C．任意相邻 1 s 内的位移大小之差都是 6 m D．任意 1 s 内的速度增量都是 3 m/s ‎7．以速度 v上升的电梯内竖直向上抛出一球，电梯内观察者看见小球经时间 t后到达最高 点，则（ ）‎ A.电梯中的人看见球抛出时的初速度 v0=gt ‎ B.地面的人所见球抛出时的速度为 v0=gt ‎ C.地面上的人看见球上升的最大高度 h=gt2/2‎ D.地面上的人看见球上升的时间也为 t ‎8．某动车组列车以平均速度 v行驶，从甲地到乙地的时间为 t。该列车以速度 v0 从甲地出 发匀速前进，途中接到紧急停车命令后紧急刹车，列车减速到 v=0 后又立即匀加速到 v0， 继续匀速前进。从开始刹车至加速到 v0 的时间是 t0(列车刹车过程与加速过程中的加速度 大小相等)，若列车仍要在 t时间内到达乙地。则动车组列车匀速运动的速度 v0 应为( )‎ A.‎ B.‎ C.‎ D.‎ t－t0‎ t＋t0‎ ‎2t－t0‎ ‎2t＋t0‎ vt vt ‎2vt ‎2vt 二、多项选择题 ‎9．a、b两车在同一条平直公路上第一次运动的位移—时间图象如图甲所示，第二次运动 的速度—时间图象如图乙所示。由图可知( )‎ A．甲、乙中 a、b两车都沿同一方向运动 B．在 t2 时刻，甲图表示 a、b两车相遇，乙图表示 a、b两车速度相同 ‎ C．甲图中在 t1 到 t2 这段时间内，b车的速率先减小后增大且方向发生了变化 D．乙图中 a车加速度先增大后减小，b车加速度先减小后增大 ‎10．城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂，如图所示是这一 类结构的简化模型。图中轻杆 OB可以绕过 B点且垂直于纸面的轴转动，钢索 OA和杆 OB的质量都可以忽略不计，悬挂物的重力为 G，∠ABO＝90°，AB＞OB。在某次产品质 量检测和性能测试中保持 A、B两点不动，只改变钢索 OA的长度，关于钢索 OA的拉力 F1 和杆 OB上的支持力 F2 的变化情况，下列说法正确的是( ) A．从图示位置开始缩短钢索 OA，钢索 OA的拉力 F1 先减小后增大 B． 从图示位置开始缩短钢索 OA，杆 OB上的支持力 F2 不变 ‎ C． 从图示位置开始伸长钢索 OA，钢索 OA的拉力 F1 增大 ‎ D．从图示位置开始伸长钢索 OA，杆 OB上的支持力 F2 先减小后增大 ‎11．两分子间的斥力和引力的合力 F与分子间距离 r的关系如图中曲线所示，曲线与 r轴 交点的横坐标为 r0。相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分 子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )‎ A. 在 r＞r0 阶段，分子间作用力先变小后变大 B. 在 r＞r0 阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减小 C. 在 r＜r0 阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能也减小 ‎ D. 在 r＝r0 时，分子势能最小，动能最大 ‎12．浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶——它刷新了目前世界 上最轻材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜。这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密 ‎1‎ 度仅是空气密度的 ‎。设气凝胶的密度为ρ(单位为 kg/m3)，摩尔质量为 M(单位为 ‎6‎ kg/mol)，阿伏加德罗常数为 NA，则下列说法正确的是( )‎ a M A．a千克气凝胶所含分子数为 n＝‎ ‎NA B．气凝胶的摩尔体积为 Vmol＝‎ M ρ M C．每个气凝胶分子的体积为 V0＝‎ NAρ D．每个气凝胶分子的直径为 d = 3‎ 三、填空实验题 ‎N Ar M ‎‎ 第 II 卷 ‎13．张三同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度，他在滑块上安装了宽度为ΔX=2cm 的遮 光板。然后他利用气垫导轨和毫秒计，记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δ t1=0．02s，通过第二个光电门的时间Δt2=0．01s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开 始遮住第二个光电门的时间为 2．0 s，请你根据上面他通过实验得到的数据，计算出滑块 的加速度为 m/s2，两个光电门之间的距离为 m（本题结果均保留两位有 效数字）。‎ Dx 本实验可以认为 Dt ‎‎ 是滑块通过光电门的瞬时速度，由此产生误差是 误差（填系统 或偶然），为减小实验误差，可采取的方法是 （填增大或减小）挡光片宽度。‎ ‎14．张三同学用 DIS 研究一定质量理想气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如 图所示。实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器中间某位置，将注射器与压强传感 器、数据采集器、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的刻度值 V（不计针头部分 ‎1‎ 气体体积），同时记录对应的由计算机显示的气体压强值 p；③用 p - 图象处理实验数 V 据。‎ ‎（1）实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小。过程中张三发现，环境温度 ‎1‎ 逐渐升高，则实验得到的 p - 图象应是 。‎ V ‎（2）若张三根据记录的实验数据，做出了如图所示的 p-V图。对图线进行分析，说明一 定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。图线在 V1、V2 之间所围的面积的物理 意义表示 。‎ 用 Na、Nb分别表示这 a、b两个个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的 次数，则 Na _Nb。（填“>”“<”或“=”）‎ 四、计算题 ‎15．如图所示，轻绳 PA和 PB的结点上悬挂着重力大小为的物体，绳 PA与竖直 方向的夹角为，绳 PB水平且与重力大小 为 的金属块相连，金属块恰好静止在 倾角为的斜面上，取，已知 ，，设最大静摩擦力 等于滑动摩擦力。求：‎ 绳 PA上的拉力的大小；‎ 金属块和斜面间的动摩擦因数 。‎ ‎16．如图所示，一个侧壁绝热的汽缸静置于水平面上，汽缸的底部导热性能良好。现用两 个质量皆为 m的活塞甲和乙将密闭气体分成两部分 M、N，活塞甲的导热性能良好，活塞 乙不导热。开始装置处于平衡状态，活塞乙距离汽缸底部的距离为 h，活塞甲和活塞乙之 间的距离也为 h，已知外界大气压强恒为 p0、温度均为 T0，活塞的横截面积为 S，且满足 mg＝p0S，不计两活塞的厚度。 (1)如果在活塞甲上逐渐地增加砝码的个数，当增加的砝码的质量为 2m，且系统再次平衡 时，活塞乙距离汽缸底部的距离为多少？ (2)如果保持活塞甲上的砝码个数不变，在汽缸的底部缓慢地加热，使气体 N的温度逐渐 升高，当活塞甲距离汽缸底部的距离为 2h时，气体 N的温度为多少？ (3)若在(2)中在汽缸的底部加热的阶段，气体 N吸收了 9 p0 hS的热量，求气体 N的内能 变化量ΔU ‎17．无人驾驶汽车已完成国内首次城市、环路及高速道路混合路况下的全自动驾驶。‎ ‎（1）无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方 80m 范围内车辆和行人的“气息”。若无人驾驶汽车在某路段刹车时的加速度为 2.5 m/s2，为 不撞上前方静止的障碍物，汽车在该路段匀速行驶时的最大速度是多少？‎ ‎（2）若有人驾驶的汽车以 30 m/s 的速度一直匀速行驶，无人驾驶的汽车以 20m/s 的速 度行驶。某一时刻有人驾驶的汽车在无人驾驶汽车的正后方 8 m 处，由于距离较近，前方 无人驾驶汽车立即以 5m/s2 的加速度做匀加速运动，试通过计算判断两车能否避免相撞？‎ ‎（3）无人驾驶的汽车正在以 30m/s 的速度在平直公路上行驶。某一时刻无人驾驶汽车监 测到前方有一辆有人驾驶的汽车突然变道到同一车道，此时有人驾驶的汽车行驶速度为 20 m/s。由于距离较近，后方无人驾驶汽车立即以 2.5m/s2 的加速度一直做匀减速运动。减 速 2s 后，前方有人驾驶的汽车司机发现了后车，立即以 2.5m/s2 的加速度做匀加速运动 ‎（不计司机的反应时间）。若两车最近时相距 0.5 m，求无人驾驶汽车刚开始匀减速运动时 与正前方有人驾驶的汽车两车之间的距离。‎ 参考答案：‎ ‎1.A 2.A 3.C 4.B 5.D 6.C 7.A 8.C ‎9.BC 10.BC 11.BD 12.ABC ‎13.（1）0．50m/s2 ，3.0m（2）系统 （3）减小 ‎14.（1） B （2）气体体积由 V1 变到 V2 的过程中，气体对外界所做的功 >‎ ‎15.‎ 解： 如图甲所示分析结点 P受力，由平衡条件得：‎ 可解得：绳 PA的拉力 ‎，‎ BP绳的拉力为；‎ 再分析的受力情况如图乙所示． 由物体的平衡条件可得：‎ 又有 解得：，． 所以动摩擦因数； 答：绳 PA上的拉力的大小为 5N；‎ 金属块和斜面间的动摩擦因数 为 ．‎ ‎16.‎ mg 解析：(1)开始系统平衡时，对活塞甲分析可知，气体 M的压强为 p1＝p0＋‎ 对活塞乙分析可知，气体 N的压强为 mg ‎＝2p0‎ S p2 ＝p1＋‎ ‎＝3p0‎ S 当逐渐增加砝码后，系统再次平衡时，对活塞甲分析可知，气体 M的压强为 p1′＝p0＋‎ ‎3mg ‎＝4p0‎ S 对活塞乙分析可知气体 N的压强为 mg p2′＝p1′＋‎ ‎＝5p0‎ S 气体 N发生等温变化，根据玻意耳定律得 ‎3‎ p2hS＝p2′h2′S 可得 h2′＝ h.‎ ‎5‎ ‎(2)当逐渐增加砝码后，气体 M发生的是等温变化，由玻意耳定律得 p1hS＝p1′h1′S 可得 h1′＝0.5h 只对气体 N加热，气体 M的状态不变，所以当活塞甲距离汽缸底部的距离为 2h时 活塞乙到汽缸底部的距离 h2″＝2h－0.5h＝1.5h p2hS ‎p2′h2″S 对气体 N，根据理想气体状态方程得 ＝‎ T0 T2‎ 由以上整理可得 T2＝2.5T0.‎ ‎3‎ ‎(3) 气体 N对外做功，W=-5p0（1.5h-‎ ‎h）S=-4.5p0 hS ‎5‎ 根据热力学第一定律，ΔU=W+Q，得ΔU=4.5p0 hS ‎3‎ 答案：(1)‎ ‎17.‎ ‎h (2)2.5T0 (3) 4.5p0 hS ‎5‎ ‎（1）20 m/s。（2）两车不能避免相撞。（3）18m ‎0‎ ‎（1）对无人驾驶汽车，由运动学公式有 v2 - v2 = 2ax ，‎ 解得 v0＝20 m/s。‎ ‎（2）假设两车经 t时间后速度相等，即 v有 = v无 + at ， 得：‎ t=2s ‎2s 内两车之间的位移差 v有 Dx = v有t - ‎+ v无 t = 10m > 8m ‎2‎ 所以两车不能避免相撞。‎ ‎（3）假设有人驾驶的汽车加速到与无人驾驶的汽车速度相等的时间为 t，则：‎ v无 - a无 (2 + t ) = v有 + a有t 可得：t=1s，‎ ‎3s 末两车速度 v=22.5m/s。3s 内两车位移差 Dx = ‎v + v 无 （2 + t）- (2v ‎‎ + v有 ‎+ v t ) = 17.5m ，‎ ‎2 有 2‎ 由最小距离为 x0 = 0.5 m ，无人驾驶汽车刚开始匀减速运动时与正前方有人驾驶的汽车两 车之间的距离 d = x0 + Dx = 18m 说明：‎ 分值计划 选择 4 分*12=48 分 填空实验 =10 分 计算题 12 分 14 分 16 分