湖南省会同县第一中学2020届高三物理上学期12月月考试题（含解析）

湖南省会同县第一中学2020届高三物理上学期12月月考试题（含解析）

湖南省会同县第一中学2020届高三物理上学期12月月考试题（含解析） ‎ 一、选择题（本题共 12 个小题，每题 4 分共计 48 分，其中 1~8 为单选，9~12 为多选。少 选计 2 分，多选、选错均不计分）‎ ‎1.2020 年 10 月 21 日上午 7 点，2020 年长沙国际马拉松比赛在芙蓉中路（贺龙体育中心 东广场旁）鸣枪起跑，终点设置在贺龙体育场南门，比赛全程为 42.195 km。来自埃塞 俄比亚的 Fikadu Girma Teferi 和 Bekelu Beji Geletu 均分别以打破赛会记录的成绩夺得男 女组冠军，下列关于马拉松比赛说法正确的是 A. 本次比赛中 Fikadu Girma Teferi 的位移为 42.195 km B. Fikadu Girma Teferi 在跑步的过程中地面对他的摩擦力与运动方向相反 C. 为了确定 Fikadu Girma Teferi 在比赛中的位置，可把他看作质点 D. Fikadu Girma Teferi 能赢得比赛是因为他冲刺时瞬时速度大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：本次比赛中 Fikadu Girma Teferi 的路程为42.195km，由于比赛并不全部是直线，所以位移比42.195km更小，故A错误；‎ B项：在跑步的过程中地面对他的摩擦力提供动力，所以地面对他的摩擦力与运动方向相同，故B错误；‎ C项：Fikadu Girma Teferi在比赛中，他的形状和大小可以忽略，所以可以看成质点，故C正确；‎ D项：Fikadu Girma Teferi 能赢得比赛是因为他整个过程中的平均速率更大，故D错误。‎ 故应选：C。‎ ‎2.一物体做匀加速直线运动，依次经过 A、B、C、D，从 A 到 B、B 到 C、C 到 D 速度的变化量均为∆v，且 CD 间距比 AB 间距长∆x，则物体的加速度大小为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由速度公式和联合解题。‎ ‎【详解】设物体的加速度为a，从 A 到 B、B 到 C、C 到 D的时间为t，则有：‎ 联立解得：‎ 故应选：B。‎ ‎3.如图所示，一个滑块质量为 m，在竖直向下的恒力 F 作用下正沿固定斜面匀速下滑，现撤去 F，滑块的运动状态为 A. 加速下滑 B. 减速下滑 C. 匀速下滑 D. 条件不足，无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设斜面与物体间的动摩擦因数为，斜面倾角为，加竖直向下的力F时有：‎ 即 撤去力F后有：‎ 沿斜面向下的力为：‎ 摩擦力为：‎ 联合以上各式可知，‎ 所以物体继续匀速下滑，故C正确。‎ 故应选：C。‎ ‎4.2020 年 1 月 2 日 10 时 24 分迎来了 2020 年的“最大满月”，俗称“超级月亮”。2020 年 7月 28 日的 4 时 20 分出现一个“最小满月”。月亮一年内要绕地球转 12 圈多，每个月都会经过近地点，最近的时候可能达到 3.5×105 km，一般情况下在 3.6×105 km~3.7×105 km之间，当月亮距离我们近时，看到的月亮大一些，当月亮距离我们远时，看到的月亮小一些。也就是说 1 月 2 日我们所看到的月亮是离地球最近的时刻，此时的月亮比平时我 们看到的直径大 14%，视面积大 30%左右，所以称为超级月亮。下列关于这一现象说法 正确的是 A. “最大满月”比“最小满月”运行的线速度小 B. “最大满月”比“最小满月”在相等的时间内与地球的连线扫过的面积大 C. “最大满月”绕地球运行的加速度小于同步卫星的加速度 D. 要发射一颗卫星和月球在同一个轨道绕地球运行，发射速度应大于 11.2 km/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由解得：，由于“最大满月”比“最小满月”时，月亮离地球更近，所以“最大满月”比“最小满月”运行的线速度大，故A错误；‎ B项：由开普勒第二定律可知，“最大满月”比“最小满月”在相等的时间内与地球的连线扫过的面积相等，故B错误；‎ C项：由公式可知，由于最大满月”时月球离地球的距离比同步卫星到地球的距离更远，所以“最大满月”绕地球运行的加速度小于同步卫星的加速度，故C正确；‎ D项：发射一颗卫星和月球在同一个轨道绕地球运行，即不能脱离地球的引力，故D错误。‎ 故应选：C。‎ ‎5.中国滑雪公开赛将于 2020 年 2 月 16 日~2 月 17‎ ‎ 日在张家口崇礼区密苑云顶举办，近期 运动员正在紧张的训练当中。假设某运动员和滑板总质量为 m，在某次训练过程中由斜面进入圆弧轨道 ABC，A 和 C 点对称，B 是最低点，假设圆弧轨道恒定且较小，到 B点速度为 vB，则 A. 运动员从 A 到 B 的过程中加速度一直减小，速度一直增大 B. 运动员从 A 到 B 的过程中合外力方向不一定指向圆心 C. AB 段和 BC 段摩擦力做功相等 D. 运动员在 B 点摩擦力功率为−μmgvB ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：运动员到最低点时受摩擦力，切向加速度与运动方向相反，减速，所以很显然之前不是一直加速 ，故A错误；‎ B项：ab段做匀速圆周运动合力才指向圆心，运动员从A到B并不是匀速圆周，故B正确；‎ C项：由于有摩擦力，ab段和bc段位置对称的点速度都不相等，从而向心力不相等，地面的支持力不相等，所以摩擦力也不相等，故C错误；‎ D项：由于运动员做圆周运动，所以最低点支持力大于重力，故D错误。‎ 故应选：B。‎ ‎6.长沙市某游乐场有高山坡滑草这项游乐项目：高山两侧是坡度不同的滑道，游客坐在滑草板上从顶端滑到水平地面，体验极速的刺激。如图所示，若两名质量相同的游客同时 从顶端分别沿两侧滑面从静止开始下滑，若不考虑滑道的摩擦，则 A. 两人到达斜面底端时的速度相同 B. 两人下滑过程中重力的冲量相同 C. 两人下滑过程中合外力的冲量相同 D. 两人下滑过程中动量变化量的大小相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：根据动能定理得，mgh＝知，两人到达底端的速度大小相等，方向不同，可知速度不同，故A错误；‎ B项：下滑所用的时间为：，由于两斜面角度不同，所以时间不同，由公式，所以两人下滑过程中重力的冲量不相同，故B错误；‎ C、D项：合外力为：，合力冲量为 ，所以合力冲量大小相等，方向不同，由动量定理可知，两人下滑过程中动量变化量的大小相同，故C错误，D正确。‎ 故应选：D。‎ ‎7.电磁炮是一种新型的兵器，自上世纪发明以来受到各国军事 专家的重视，其射程甚至可达数百公里，远远超过常规炮弹。 在电影《变形金刚 2》中的最后大战里，美军动用了一种国 家机密级的电磁轨道炮，从游弋在大洋上的战舰发射弹体， 击中了金字塔顶的“大力神”，将其摧毁，快速、精准又破坏 力十足。它的主要原理如图所示，当弹体中通以强电流时， 使其在强大的磁场力作用下加速前进，最后可以从炮口高速 射出。设两轨道间距离为 L，匀强磁场的磁感应强度为 B，‎ 电流为 I，轨道长度为 x，电流从 N 至 M，则 A. 若弹体向右发射，需要施加方向竖直向上的的磁场 B. 若使电流和磁感应强度的方向同时反向，弹体的发射方向也随之反向 C. 若不计任何阻力，仅将磁场的磁感应强度加倍，则弹体射出的速度也加倍 D. 若不计任何阻力，将磁感应强度加倍的同时将弹体质量减半，则弹体射出的速度加倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 炮弹在磁场中受到安培力，根据F=BIL求得大小，结合运动过程中的动能定理即可判断最终额速度与条件的关系。‎ ‎【详解】A项：由左手定则可知，若弹体向右发射，需要施加方向竖直向下的磁场，故A错误；‎ B项：由左手定则可知，若使电流和磁感应强度的方向同时反向，弹体的发射方向不变，故B错误；‎ C项：若不计任何阻力，根据动能定理可知，，其中 解得：，所以仅将磁场的磁感应强度加倍，则弹体射出的速度变为原来的倍，将磁感应强度加倍的同时将弹体质量减半，则弹体射出的速度加倍，故C错误，D正确。‎ 故应选：D。‎ ‎【点睛】本题主要考查了在安培力作用下的动能定理，明确各个选项条件下的受力，利用好动能定理公式即可判断。‎ ‎8.一带正电的小球，以一定的初速度竖直向下进入一复合场中，下列有可能使小球继续 竖直向下运动的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由于带电小球以一定初速度进入复合场，小球进入复合场后受重力，电场力，洛伦兹力，要使小球继续沿竖直方向向下运动，‎ A项：小球受重力，斜向左上方的电场力，洛伦兹力，如果刚进入时三力合力为0，则小球向下做匀速直线运动，故A正确；‎ B项：小球受重力，水平向右的电场力，水平向右的洛伦兹力，三力合力不为零，且三力的合力不在竖直方向，所以小球不可能沿竖直方向继续运动，故B错误；‎ C项：小球受重力，水平向左的电场力，水平向右的洛伦兹力，如果此时电场力与洛伦兹力相等，合力为重力，小球在重力作用下向下加速运动，速度增大，洛伦兹力增大，三力的合力不在竖直方向，所以小球不可能沿竖直方向继续运动，故C错误；‎ D项：小球受重力，竖直向上的电场力，水平向右的洛伦兹力，三力的合力一定不在竖直方向，所以小球不可能沿竖直方向继续运动，故D错误。‎ 故应选：A。‎ ‎9.2020 年 4 月 16 日，全球首创超级电容储能式现代电车在中国宁波基地下线，如图 1 所 示。图 2 所示为超级电容器充电过程简化电路图，这种电车没有传统无轨电车的“长辫 子”和空中供电网，没有尾气排放，乘客上下车的几十秒内可充满电并行驶几公里，刹 车和下坡时可把部分动能转化成电能回收储存再使用。假设有一辆超级电容车，质量 m=2×103kg，额定功率 P=60 kW，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻 力 f 是车重的 0.1 倍，则在不载客的情况下，下列说法正确的是 A. 电容器充电所获得的电荷量等于图 3 中 i - t 图线和横、纵轴所围的面积 B. 充电电流越大，超级电容器的电容也越大 C. 放电过程中把化学能转化为电能 D. 超级电容车在路面上行驶时最大速度可达 30 m/s ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电容器充电所获得的电荷量等于i-t图线和横、纵轴所围的面积，电容器的电容只取决于本身的性质，当牵引力与阻力相等时，电容车的速度最大。‎ ‎【详解】A项：由公式可知，电容器充电所获得的电荷量等于i-t图线和横、纵轴所围的面积，故A正确；‎ B项：电容器的电容只取决于本身的性质，故B错误；‎ C项：放电过程中把电能转化为动能，故C错误；‎ D项：超级电容车在路面上行驶时最大速度，故D正确。‎ 故应选：AD。‎ ‎【点睛】类比是一种常用的研究方法，类比用v-t图象求位移的方法为v-t图象围成的面积知于i-t图线和横、纵轴所围的面积表示电荷量。‎ ‎10.如图所示电路，电源电动势为 E，内阻为 r，R1、R2、R4 均为 定 值电阻，R3 为气敏电阻，随着气体的浓度增大阻值变大，当 R3 所在处气体浓度增大时，下列说法正确的是 A. 电压表示数变小，灯泡变亮，电流表示数减小 B. 电压表示数变大，灯泡变亮，电流表示数减小 C. 电源输出功率可能变大，效率一定增大 D. 若 R4 突然断路，则电流表示数将变小，灯泡变亮，电压表示数将无示数 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：当 R3 所在处气体浓度增大时，电阻R3变大，由“串反并同”可知，电压表的示数变大，电流表的示数变小，灯泡与R3并联，所以灯泡变亮，故A错误，B正确；‎ C项：当外电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知道各电阻间的关系，所以电源输出功率可能变大，电源的效率为，由于外电阻变大，所以效率一定增大，故C正确；‎ D项：若 R4 突然断路，电压表测的是R3两端的电压，此时R3并没有接入电路，所以电压表的示数为0，若 R4 突然断路，可看成R4无穷大，由“串反并同”可知，电流表示数减小，灯泡变亮，故D正确。‎ 故应选：BCD。‎ ‎11.如图所示，一带正电的小球用长度相同的绝缘轻绳 AO、BO 悬 挂在 O 点静止，两绳夹角 120º，空间存在沿 OA 方向的匀强 电场，绳子始终伸直，下列说法正确的是 A. 若 E 增大，则 OA 绳拉力减小，OB 绳拉力增大 B. 若 E 反向，则 OA 绳拉力增大，OB 绳拉力不变 C. 若撤去电场，则 OA 绳拉力增大，OB 绳拉力不变 D. 若剪断 AO，小球将向右摆动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对带电小球受力分析，由平衡可知，绳BO的拉力一定等于小球的重力，绳AO的拉力与电场力的合力等于小球的重力，据此判断每个选项。‎ ‎【详解】对小球受力分析，重力mg，绳BO的拉力TBO，绳AO的拉力TAO，电场力F，由平衡可知，， ‎ A项：若 E 增大，由可知，则 OA 绳拉力减小，由可知，OB 绳拉力不变，故A错误；‎ B项：若 E 反向，由平衡可得：，可知，OA 绳拉力增大，OB 绳拉力不变，故B正确；‎ C项：若撤去电场，由平衡可得：，，则 OA 绳拉力增大，OB 绳拉力不变，故C正确；‎ D项：如果平衡时电场力适当使即绳AO中的张力为零，所以此时若剪断 AO，小球仍静止，故D错误。‎ 故应选：BC。‎ ‎12.如图，S 为粒子发射源，某时刻发射一个质量为 m，带电量为+q 的粒子，不计重力，粒 子经加速电压 U0 加速度后进入右侧空间，空间存在方向均竖直向下的匀强电场和匀强磁 场，入射点距地面高度为 h，复合场区域边界为 M、N，宽度为 d，磁感应强度 B，电场强度为 E，以粒子射入右侧空间时的竖直平面（纸面）右边界与地面的交点 N 为坐标原 点 O，竖直向上为 y 轴，垂直该竖直平面（纸面）向里为 x 轴建立直角坐标系，粒子运动一段时间后打在地面上（xOy 平面上）的 P 点，P 点位置坐标为[(2 -) d, 0] ，则 A. 粒子从加速电场射出后在复合场中做类平抛运动 B. 磁感应强度的大小为 B = C. 电场强度大小为 E = D. 整个过程中电场力做的功为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：粒子从加速电场射出后，在复合场中受到电场力，洛伦兹力，所以粒子不可能做类平抛运动，故A错误；‎ B项：粒子水平面内的运动，是在宽为d的条形磁场中做匀速圆周运动，从左边界垂直进去，右边界出去，根据给的x坐标，结合勾股定理知道圆半径是2d，转过30度，即 解得：，粒子在电场中加速，由动能定理得：，联立解得：，故B正确；‎ C项：粒子竖直方向上的位移是h，做的是静止开始的匀加速运动，时间为：，，在磁场中运动时间为：，联立解得：，故C正确；‎ D项：整个过程中电场力做的功为，加速过程为：,偏转过程为：，总功为，故D错误。‎ 故应选：BC。‎ 二、实验题（本题共 2 个小题，每空 2 分，电路图 3 分，共计 15 分）‎ ‎13.如图所示为验证动量守恒的实验装置，气垫导轨置于桌面上，G1 和 G2 为两个 光电门， A、B 均为弹性滑块，且 A 的质量大于 B 的质量，两遮光片的宽度均为 d， 实验过程如下：‎ ‎①使导轨水平；‎ ‎②轻推滑块 A，测得 A 通过光电门 G1 遮光时间为∆t0；‎ ‎③A 与 B 相碰后，B 和 A 先后经过 G2 的遮光时间分别为∆t1 和∆t2。‎ 根据题意回答下列问题：‎ ‎（1）用螺旋测微器测得遮光片宽度如图甲所示，读数为：_____mm ；‎ ‎（2）实验还需要测量的物理量为：_____；‎ ‎（3）利用测出来的物理量表示动量守恒成立的式子为：_____。‎ ‎【答案】 (1). 1.195； (2). 两小球的质量； (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数；‎ 按动量守恒列出等式，从等式中找出还应测量的物理量。‎ ‎【详解】(1) 由图甲所示螺旋测微器可知，螺旋测微器示数为：1mm+19.5×0.01mm=1.195mm；‎ ‎(2)(3)碰前A的速度为：‎ 碰后A、B的速度分别为： ，‎ 若碰撞动量守恒则应有：，整理得：‎ ‎。‎ 由上式可知，实验中还应测量两小球的质量。‎ ‎14.实验室需要测量一电源的电动势和内阻，给出的实验器材如下：‎ ‎①待测电源：E 约为 6 V，r 约为 8 Ω ‎②电流表 A1：量程 0.6 A，内阻约为 10 Ω ‎③电压表 V1：量程 3 V，内阻为 1000 Ω ‎④电压表 V2：量程 15 V，内阻为 3000 Ω ‎⑤定值电阻 R0：阻值 1000 Ω ‎⑥滑动变阻器 R：最大阻值 10 Ω ‎⑦开关一个、导线若干 实验需要选择的电压表为：____________ （填电压表符号）‎ ‎（1）根据实验要求在边框中画出实验原理图；‎ ‎（2）改变滑动变阻器的阻值多次测量，得到的 I - U 图如图所示，根据图可得电源电 动势为：_____V；内阻为：______Ω。‎ ‎【答案】 (1). V1， (2). 6； (3). 10‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由于电源电动势约为6V，所以电压表应选：V1，由于电压表内阻已知，所以可以将此电压表与定值电阻串联进行扩大量程，由于电源的内阻较小，为了减小实验误差，电路图如下：‎ ‎(2)由闭合电路欧姆定律得：‎ 整理得：‎ 由图象可得： ，‎ 解得：，E=6V。‎ 三、计算题（本题共 4 个小题，共计 47 分，必须有必要的解答过程）‎ ‎15.小李飞刀是武侠小说里面的一门绝技。假设一个苹果（可视为质点）从高 h=1.25m 的位置静止开始下落，一位演员在苹果开始下落的同时将质量 m=0.1 kg 的飞镖从同一水平高度水平射出，恰好在落地前瞬间击中苹果，已知飞镖射出点位置 与苹果水平距离 L=5m，不计空气阻力，求：（g 取 10m/s2）‎ ‎（1）飞镖的初速度 v0；‎ ‎（2）演员对飞镖做的功 W。‎ ‎【答案】(1)10m/s；(2)5J ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)由竖直方向的自由落体运动求出苹果运动的时间，再由水平方向的匀速直线运动求出初速度；‎ ‎(2)由功能关系求出演员对飞镖做的功。‎ ‎【详解】(1)苹果做自由落体运动，由公式，解得：；‎ 飞镖水平方向做匀速直线运动，则有：；‎ ‎(2) 由功能关系可知，演员对飞镖做的功转化为飞镖的动能，即 ‎。‎ ‎【点睛】解决本题的关系理解平抛运动处理方法，分解为水平方向的匀速直线，竖直方向的自由落体运动。‎ ‎16.如图所示 A、B 两物体置于光滑水平面上，A、B 质量均为 m，初始时两者相 距 L，现给 A 一个向右的初速度 v0，同时对 A、B 分别施加水平向左的拉力 2F 和 F，要是两物体不相撞，求：v0的取值范围。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据两物体的运动分析得出当两物体恰好相碰时两者的速度关系：，据此进行处理。‎ ‎【详解】A物体减速到0的时间为：‎ A物体减速过程的位移为：‎ 在A减速t0时间内，B物体向左运动的位移为：‎ 此时B物体的速度为：‎ 接下来，A反向加速，B继续加速，设经时间t两物体速度相等即相距最近 即：‎ 解得：‎ 观察发现，即A物体加速时间和减速时间相同，由对称性可知，A物体回到出发点，‎ 即B物体的位移应小于等L 即 解得：。‎ ‎17.如图所示，B 右侧地面光滑，左侧动摩擦因数为 m ，A 的质量为 2m，B、C质量均为 m，B、C 用轻弹簧相连，初始时弹簧压缩并锁定，A、B 相距 L = ，A以初速度 v0向右运动，与 B 发生碰撞后粘在一起，碰后弹簧解除锁定，当弹簧第一次恢复原长时 C 的速度也恰好为v0，求：‎ ‎（1）A 与 B 碰撞前摩擦力的冲量大小为多少?‎ ‎（2）弹簧锁定期间储存的弹性势能为多少?‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A与 B 碰撞前，A做匀减速运动，由公式 即 解得：，方向向右，‎ 由动量定理得：；‎ ‎(2)对A、B、C三物体由动量守恒得：‎ 解得： 即当簧第一次恢复原长时，A、B速度为0‎ A与B碰撞过程中 解得 由能量守恒可得：。‎ ‎18.如图所示，质量为 m、带电量为+q 的粒子不计重力，从一加速电场的最左端 S 点无初速度释放，经加速电压为 U0 的加速电场加速后，以一定大小的初速度沿偏转 电场的正中间轴线射入偏转电场，恰好能从下极板右边缘与水平方向成 30º的角进入直 角坐标系的第四象限，（下极板右边缘与直角坐标系的原点重合）第四象限某个区域 内存在一个圆形磁场，磁感应强度大小为 B，粒子经过圆形磁场偏转后恰好垂直 x 轴进 入第一象限。求：‎ ‎（1）粒子进入偏转电场的初速度v0；‎ ‎（2）偏转电场两极板的电势差 U1；‎ ‎（3）圆形磁场的最小面积 S。‎ ‎【答案】(1) ；(2) ；(3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)粒子在电场中加速，由动能定理得：‎ 解得：；‎ ‎(2)粒子在偏转电场中，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，‎ 将粒子出偏转电场的速度v分解可得：‎ 从粒子进入偏转电场到出偏转电场，由动能定理得：‎ 联立解得：；‎ ‎(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动，有：‎ 解得：‎ 由弦长公式可知，弦长L=2rsin60o 当圆形磁场以弦长为直径时，此圆的面积最小，最小半径 则有：‎