Faits:
A. Le 10 juin 2008, A._ a fait l'objet d'un rapport de contravention de la police genevoise, pour un dépassement de vitesse de 25 km/h en localité. Le 25 mars 2008, alors qu'il circulait sur la route de Mon-Idée en direction de Vandoeuvres, il avait été contrôlé à 70 km/h alors que la vitesse était limitée, sur ce tronçon, à 40 km/h. Une amende de 600 fr. lui a été infligée. Ce prononcé n'a pas été contesté.
Par décision du 2 décembre 2008, l'Office cantonal des automobiles (OCAN) a prononcé un retrait de quatre mois du permis de conduire, considérant qu'un dépassement de vitesse de 25 km/h (marge de sécurité déduite) en localité constituait une faute grave, et qu'il y avait lieu de s'écarter de la durée minimum de trois mois en raison des antécédents de l'intéressé.
B. Par arrêt du 31 août 2010, le Tribunal administratif genevois a partiellement admis le recours formé par A._ et réduit la durée du retrait à trois mois, en raison d'un cours de sensibilisation suivi par l'intéressé. Les faits constatés dans le prononcé pénal ne pouvaient plus être contestés devant le juge administratif. Le contrôle radar avait été effectué par des agents dument formés, au moyen d'un appareil vérifié quelques mois auparavant. La signalisation en place était visible, et conforme à l'OSR. L'excès de vitesse constituait un cas grave.
C. Par acte du 13 octobre 2010, A._ forme un recours en matière de droit public par lequel il demande l'annulation de l'arrêt cantonal et de la décision de l'OCAN, subsidiairement le renvoi de la cause à la cour cantonale pour nouvelle décision au sens des considérants.
Le Tribunal administratif persiste dans les considérants et le dispositif de son arrêt. L'OCAN ne s'est pas déterminé. L'OFROU conclut au rejet du recours.

Considérant en droit:
1. La voie du recours en matière de droit public, au sens des <ref-law>, est ouverte contre une décision de dernière instance cantonale au sujet d'une mesure administrative de retrait du permis de conduire. Déposé en temps utile (<ref-law>) par le destinataire de l'arrêt attaqué qui a un intérêt digne de protection à l'annulation ou à la modification de celui-ci (<ref-law>), le présent recours est en principe recevable.
2. Le recourant soulève plusieurs arguments ayant trait à son droit d'être entendu.
2.1 Il reproche en premier lieu à la cour cantonale de ne pas lui avoir transmis les observations de l'OCAN du 20 mai 2010 et d'avoir gardé la cause à juger sans lui permettre d'exercer son droit de répliquer.
2.1.1 En vertu du droit d'être entendu (art. 6 CEDH et 29 al. 2 Cst.), une partie à un procès doit pouvoir prendre connaissance de toute observation ou pièce soumise au tribunal et se déterminer à son propos, que celle-ci contienne ou non de nouveaux éléments de fait ou de droit, et qu'elle soit ou non concrètement de nature à influer sur le jugement à rendre. Il appartient en effet d'abord aux parties, et non au juge, de décider si ces pièces contiennent des éléments déterminants qui appellent des observations de leur part. En ce sens, il existe un véritable droit à la réplique qui vaut pour toutes les procédures judiciaires (<ref-ruling> consid. 2.1 p. 99, 133 I 100 consid. 4.3 - 4.6 p. 102 ss). Ces exigences ne sont pas respectées lorsque le tribunal communique une prise de position (ou une pièce nouvelle) à une partie, mais lui signifie dans le même temps que l'échange d'écritures est terminé, privant ainsi la partie de toute possibilité de présenter ses observations (cf. <ref-ruling> consid. 3.3.2 p. 46 et les références citées).
2.1.2 Le recourant a saisi le Tribunal administratif le 9 janvier 2009. Lors de l'audience de comparution personnelle du 19 mars 2009, il a été entendu personnellement. Le représentant de l'OCAN a fait savoir que ce dernier maintenait sa décision. Après avoir procédé à l'audition de l'agent chargé du contrôle radar ainsi qu'à divers autres actes d'instruction, la cour cantonale a fait savoir, le 22 mars 2010, que la cause était gardée à juger. Le recourant a réagi et demandé, le 24 mars suivant, à pouvoir notamment répliquer. Un délai lui a été accordé au 19 avril 2010 pour ce faire. A la demande du recourant, ce délai a été prolongé au 30 avril 2010, date à laquelle il a produit sa réplique, maintenant ses conclusions et formulant diverses réquisitions. L'OCAN a ensuite fait savoir, le 20 mai 2010, qu'il n'avait "pas d'observations particulières à formuler". Il n'a pris aucune conclusion. Cette lettre a été transmise le 28 mai 2010 au recourant, la cour précisant à nouveau que la cause était "gardée à juger".
Il résulte de ce qui précède que le recourant a pu exercer son droit de réplique en produisant son écriture du 30 avril 2010. La lettre du 20 mai 2010 de l'OCAN équivalait à une renonciation à déposer des observations, et ne justifiait aucune détermination supplémentaire de la part du recourant. Si ce dernier estimait malgré tout devoir encore se prononcer, il pouvait intervenir dans ce sens malgré la clôture de l'instruction, comme il l'avait déjà fait avec succès au mois de mars précédent. L'argument doit donc être écarté.
2.2 Le recourant fait ensuite grief au Tribunal administratif d'avoir retenu certains faits relatifs à la présence des panneaux de limitation de vitesse et à l'emplacement d'une intersection, en se fondant sur des données accessibles sur Internet et sans permettre au recourant de participer à cette administration de preuves. Ce grief est mal fondé.
On peut en premier lieu se demander si les faits qui peuvent aisément être contrôlés, par exemple sur un site officiel (en l'occurrence, celui de l'Etat de Genève), constituent des faits notoires qui n'ont à être ni allégués, ni prouvés (<ref-ruling> consid. 4.1). Si tel était le cas, les modalités du droit d'être entendu en matière d'administration des preuves ne trouveraient pas à s'appliquer. La question peut toutefois demeurer indécise, car l'existence des panneaux de limitation de vitesse ainsi que leur emplacement exact constitue de toute manière un fait à la base du prononcé pénal, qu'il appartenait par conséquent au recourant de contester en temps utile (cf. ci dessous consid. 4.1).
2.3 Le recourant reproche aussi à la cour cantonale d'avoir procédé à des actes d'instruction, pour ensuite considérer qu'elle était liée par les faits constatés au pénal. Il n'en résulte toutefois aucune violation du droit d'être entendu: l'obligation faite à l'autorité administrative de s'en tenir aux faits constatés au pénal constitue un principe bien établi, et le recourant, qui exerce la profession d'avocat, ne pouvait de bonne foi s'attendre à ce que la cour cantonale y déroge, malgré les actes d'instruction qu'elle a effectués.
Les griefs d'ordre formel doivent par conséquent être écartés.
3. Invoquant l'art. 4 ch. 1 du Protocole additionnel no 7 à la CEDH, le recourant estime que la mesure administrative prononcée sur la base des mêmes faits que la sanction pénale, violerait le principe "ne bis in idem".
3.1 En vertu de la jurisprudence du Tribunal fédéral (<ref-ruling> consid. 5.2 p. 339; <ref-ruling> consid. 1 p. 403; <ref-ruling> consid. 3 p. 25) relative au principe ne bis in idem dans le cas où le même état de fait donne lieu à des jugements séparés en vertu des dispositions pénales des <ref-law> et de celles relatives au retrait de permis des <ref-law>, les autorités genevoises n'avaient aucun motif d'examiner d'office ce grief.
3.2 Quant au Tribunal fédéral, il examine le droit d'office, sous réserve des exigences particulières de motivation en matière constitutionnelle notamment (art. 106 al. 1 et 2 LTF). Toutefois, en vertu du principe de la bonne foi (art. 5 al. 3 Cst.), celui qui laisse procéder et ne soulève pas devant l'autorité de dernière instance cantonale un grief lié à la conduite du procès, ne peut en principe plus le soulever devant le Tribunal fédéral; il s'agit en effet d'éviter qu'une partie garde en réserve un moyen en fonction de l'issue défavorable de la procédure alors qu'il aurait pu être signalé immédiatement (<ref-ruling> consid. 5a p. 228; <ref-ruling> consid. 1f p. 288; <ref-ruling> consid. 2 p. 640; <ref-ruling> consid. 2.1 in fine p. 93. B. Corboz et al., Commentaire de la LTF, note 46 ad <ref-law>). En l'occurrence, le recourant, n'a pas fait valoir le grief fondé sur le principe ne bis in idem devant le Tribunal administratif et n'explique pas pour quelle raison il a renoncé à l'invoquer. Il n'y a dès lors pas lieu d'entrer en matière sur ce grief qui n'a pas été soulevé en temps utile conformément au principe de la bonne foi.
4. Le recourant estime que le Tribunal administratif aurait arbitrairement refusé de s'écarter des constatations faites au pénal. L'avis de contravention ne comportait ni état de fait, ni mention de la gravité de la faute. Le recourant précise qu'il ne désirait pas se retrouver devant le Tribunal de police, juridiction devant laquelle il est fréquemment appelé à plaider.
4.1 En principe, l'autorité administrative statuant sur un retrait du permis de conduire ne peut pas s'écarter des constatations de fait d'un prononcé pénal entré en force. La sécurité du droit commande en effet d'éviter que l'indépendance du juge pénal et du juge administratif ne conduise à des jugements opposés, rendus sur la base des mêmes faits (<ref-ruling> consid. 1 p. 204; <ref-ruling> consid. 4 p. 774). L'autorité administrative ne peut s'écarter du jugement pénal qu'à certaines conditions, notamment en présence de preuves ou de faits nouveaux (<ref-ruling> consid. 2.4 p. 315; <ref-ruling> consid. 3c/aa p. 104).
4.2 Le Tribunal administratif s'en est tenu à cette règle, dont il n'avait aucune raison de s'écarter. Le prononcé pénal retient, en fait, que le recourant circulait à 70 km/h alors que la vitesse était limitée à 40 km/h, de sorte que, déduction faite de la marge de sécurité, le dépassement de vitesse était de 25 km/h. Avocat pénaliste, ayant au surplus déjà fait l'objet de sanctions pénales et administratives fondées sur la LCR, le recourant ne saurait prétendre qu'il n'était pas en mesure de contester de tels faits devant le juge pénal, ni de se rendre compte qu'un prononcé administratif allait nécessairement s'en suivre. Même si elle n'a pas été expressément tranchée par l'autorité pénale, la question de la régularité du contrôle de vitesse et de l'existence des panneaux de limitation relevait de l'établissement des faits et devait par conséquent être discutée à ce stade. Au besoin, le recourant pouvait aisément se faire représenter pas un confrère devant la juridiction compétente. L'arrêt attaqué n'a dès lors rien d'arbitraire sur ce point.
4.3 Les autres griefs du recourant se rapportent tous à l'établissement des faits. En vertu des principes rappelés ci-dessus, ils n'avaient pas à être examinés par le Tribunal administratif et n'ont pas non plus à l'être par la cour de céans.
5. Le recours doit par conséquent être rejeté, dans la mesure où il est recevable. Conformément à l'<ref-law>, les frais judiciaires sont mis à la charge du recourant, qui succombe.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté, dans la mesure où il est recevable.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 2'000 fr., sont mis à la charge du recourant.
3. Le présent arrêt est communiqué au mandataire du recourant, à l'Office cantonal des automobiles et de la navigation et au Tribunal administratif du canton de Genève (Chambre administrative de la Cour de justice), ainsi qu'à l'Office fédéral des routes.
Lausanne, le 31 janvier 2011
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Le Greffier:
Fonjallaz Kurz