2020届高三物理12月阶段性考试试题（含解析）

2020届高三物理12月阶段性考试试题（含解析）

- 1 - 2019 届高三物理 12 月阶段性考试试题（含解析） 一、选择题 1. a、b 两辆汽车沿同一直线运动，它们的 x(位置) t(时间)图象如图所示，则下列关于两 车运动情况的说法正确的是( ) A. 前 2 s 内两车的位移相同 B. t＝1 s 时两车之间的距离最远 C. b 车的加速度的大小为 1 m/s2 D. 第 3 s 内两车行驶的路程相同 【答案】D 【解析】试题分析：从图中可知 a 的位移为 4m，b 的位移大小小于 4m，故两者的位移不同，A 错误；t=1s 时两者在同一坐标点，即两者相遇，B 错误；位移时间图像的斜率表示速度，故 b 做匀速直线运动，加速度为零，C 错误；在第 3s 内两者图线的斜率相同，即速度大小相同， 所以第 3s 内路程相同，D 正确； 考点：考查了位移时间图像 【名师点睛】关键掌握位移图象的基本性质：横坐标代表时刻，而纵坐标代表物体所在的位 置，纵坐标不变即物体保持静止状态；位移时间图像是用来描述物体位移随时间变化规律的 图像，不是物体的运动轨迹，斜率等于物体运动的速度，斜率的正负表示速度的方向，质点 通过的位移等于 x 的变化量 2. 如图所示，M、N 是在真空中竖直放置的两块平行金属板。质量为 m、电荷量为－q 的带电 粒子，以初速度 v0 由 M 板中间的小孔垂直金属板进入电场中，不计粒子重力。当 M、N 间电压 为 U 时，带电粒子恰好能够到达 M、N 两板间距的一半处并返回。现将两板间距变为原来的一 半，粒子的初速度变为 2v0，要使这个粒子刚好能够到达 N 板，则两板间的电压应变为( ) A. B. U C. 2U D. 4U - 2 - 【答案】C 【解析】试题分析：第一次情况下：根据 可得左极板到中点处的电势差为 ，电场 力做负功，根据动能定理可得 ；第二种情况下：要使这个粒子刚好能够到达 N 板，即到达 N 板时速度为零，根据动能定理可得 ，联立即得 ，C 正确； 考点：考查了带电粒子在电场中的运动 【名师点睛】带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分 析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直 线或 曲线），然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的 观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化 的观点，选用动能定理和 功能关系求解 3. 一位网球运动员以拍击球，使网球沿水平方向飞出。第一只球落在自己一方场地的 B 点， 弹跳起来后，刚好擦网而过，落在对方场地的 A 点，如图所示。第二只球直接擦网而过，也 落在 A 点。设球与地面的碰撞过程没有能量损失，且运动过程不计空气阻力，则两只球飞过 球网 C 处时水平速度之比为( ) A. 1∶1 B. 1∶3 C. 3∶1 D. 1∶9 【答案】B 【解析】试题分析：两种情况下抛出的高度相同，所以第一种情况下落到 B 点所用的时间等 于第二中情况下落到 A 点所用时间，根据竖直上抛和自由落体的对称性可知第一种情况下所 用时间为 ，第二种情况下所用时间为 ，由于一、二两球在水平方向均为匀速运动， 水平位移大小相等，设它们从 O 点出发时的初速度分别为 ，由 得 ，即 ， B 正确； 考点：考查了抛体运动规律的应用 【名师点睛】本题是较为复杂的平抛运动问题，考查解决复杂物理问题的能力．对于斜抛运 动，可以等效看成两个平抛运动组成的．难度适中． 4. 美国宇航局利用开普勒太空望远镜发现了一个新的双星系统，命名为“开普勒47”，该 系统位于天鹅座内，距离地球大约 5 000 光年。这一新的系统有一对互相围绕运行的恒星， - 3 - 运行周期为 T，其中一颗大恒星的质量为 M，另一颗小恒星的质量只有大恒星质量的三分之一。 已知引力常量为 G，则下列判断正确的是( ) A. 两颗恒星的转动半径之比为 1∶1 B. 两颗恒星的转动半径之比为 1∶2 C. 两颗恒星相距 D. 两颗恒星相距 【答案】C 【解析】两恒星运动的周期相同，向心力来源于万有引力即 ，解 得 ，又 r1＋r2＝L，联立得 ，故 C 正确，ABD 错误； 故选 C。 【点睛】双星系统具有相同的角速度和周期，“开普勒-47”系统公转的向心力均由万有引力 提供，根据牛顿第二定律列式求解出进行分析即可。 5. 如图所示，一质量为 m＝0.10 g、带电荷量 q＝1.6×10－3 C 的带负电滑块(可看作质点)以 初速度 v0＝5 m/s 由水平面上的 A 点向右滑动，到达 C 点后恰好能通过半径为 R＝0.5 m 的光 滑半圆轨道的最高点 D，已知水平轨道 AC 与半圆轨道相切于 C 点，整个装置处在垂直纸面向 里、磁感应强度 B＝0.50 T 的匀强磁场中，重力加速度 g＝10 m/s2，则( ) A. 滑块运动到最高点 D 时的速度大小为 1.25 m/s B. 滑块运动到最高点 D 时的速度大小为 m/s C. 滑块从 C 运动到 D 的过程中，机械能不守恒 D. 滑块从 A 到 C 的过程中克服阻力做的功为 2×10－4 J 【答案】D 【解析】AB、因滑块恰好能通过光滑半圆轨道的最高点 D，在 D 点由竖直向下的重力和竖直向 - 4 - 上的洛伦兹力的合力提供向心力，即 ，代入数值得 v＝1 m/s，故 AB 错误； C、滑块从 C 到 D 的过程中，洛伦兹力时刻与速度方向垂直，不做功，只有重力做功，机械能 守恒，故 C 错误； D、滑块从 C 到 D 的过程中，由机械能守恒定律知 ，即 ，滑块从 A 到 C 的过程中，由动能定理知克服阻力做的功为 ，即 ，故 D 正 确； 【点睛】粒子在磁场中做匀速圆周运动，由重力和洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可 以求出在最高点的速度，滑块从 C 到 D 的过程中，洛伦兹力时刻与速度方向垂直，不做功， 只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律求出 C 点速度，由动能定理求出滑块从 A 到 C 的过程中克服阻力做的功。 6. 如图所示是回旋加速器示意图，其核心部分是两个 D 形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中， 并分别与高频电源相连。现分别加速氘核( )和氦核( )。下列说法中正确的是( ) A. 它们的最大速度相同 B. 它们的最大动能相同 C. 它们在 D 形盒中运动的周期相同 D. 仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能 【答案】AC 【解析】试题分析：根据 ，得 ．两粒子的比荷 相等，所以最大速度相等．故 A 正确． ............ 考点：回旋加速器 - 5 - 7. 如图甲所示，倾角为 30°的斜面固定在水平地面上，一个小物块在沿斜面向上的恒定拉力 F 作用下，从斜面底端 A 点由静止开始运动。一段时间后撤去拉力 F，小物块能达到的最高位 置为 C 点。已知小物块的质量为 0.3 kg，小物块从 A 点到 C 点的 v t 图象如图乙所示，取 g ＝10 m/s2，则下列说法正确的是( ) A. 小物块加速时的加速度大小是减速时加速度大小的 B. 小物块与斜面间的动摩擦因数为 C. 小物块到达 C 点后将沿斜面下滑 D. 拉力 F 的大小为 4 N 【答案】AC 【解析】A、小物块加速时的加速度为： 减速时的加速度为： ，小物块加速时的加速度是减速时加速度的 1/3，故 A 正确； B、撤去拉力后，根据牛顿第二定律，有： ，得： ，故 B 错误； C、在 C 点 ，所以小物块到达 C 点后将沿斜面下滑，故 C 正确； D、在拉力作用下，根据牛顿第二定律，有： 代入数据得： ，故 D 错误。 故选：AC。 【名师点睛】 根据加速度的定义式求加速与减速的加速度；撤去拉力后，根据牛顿第二定律求动摩擦因数 μ；比较 mgsin30°和μmgcos30°判断物块能否沿斜面下滑；在拉力作用下，根据牛顿第二 定律求拉力 F。 8. 近年来，全球家用电视机正在更新换代，老式的电视阴极射线管正在被新型的平面液晶显 示器所替代。电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。电子束经过加速电场 - 6 - 后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面，磁场区的中心为 O，半径为 r， 当不加磁场时，电子束将通过 O 点而打到屏幕的中心 M 点，加磁场后电子束偏转到 P 点外侧。 现要使电子束偏转回到 P 点，可行的办法是( ) A. 增加偏转磁场的磁感应强度 B. 增大加速电压 C. 将圆形磁场的半径增大些 D. 将圆形磁场区域向屏幕靠近些 【答案】BD 【解析】电子在加速电场中，根据动能定理得 ，得到 ，电子进入磁场过程， 由 得，电子的轨迹半径为 ，磁场的半径为 r，电子经过磁场后速度的 偏向角为θ，根据几何知识得 A、增加偏转磁场的磁感应强度，电子的轨迹半径 R 减小，电子经过磁场后速度的偏向角为θ 变大，电子束偏转位移增大，故 A 错误； B、增大加速电压，电子的轨迹半径 R 增大，电子经过磁场后速度的偏向角为θ变小，电子束 偏转位移减小，故 B 正确； C、将圆形磁场的半径 r 增大些，电子经过磁场后速度的偏向角为θ变大，电子束偏转位移增 大，故 C 错误； D、将圆形磁场区域向屏幕靠近些，L 减小，电子经过磁场后速度的偏向角为θ不变，电子束 偏转位移减小，故 D 正确； - 7 - 故选 BD。 二、非选择题 9. 力学中很多实验都有相通之处，如图所示的实验装置就可完成验证牛顿第二定律等多个实 验。 (1)用如图所示装置完成的下列实验中不需要平衡摩擦力的是________。 A．探究动能定理 B．测定匀变速直线运动的加速度 C．验证牛顿第二定律 D．测定动摩擦因数 (2)某同学用此装置来探究加速度与力、质量的关系，小车及车内砝码总质量为 M，小吊盘及 盘内砝码总质量为 m，利用纸带求出的加速度为 a，则当 M 与 m 的关系满足________时，可认 为轻绳对小车的拉力大小等于小吊盘及盘内砝码的总重力。 (3)该同学在保持小车及车内砝码总质量 M 一定的条件下，探究加速度 a 与所受外力 F 的关系， 由于没有平衡摩擦力，得到的 a F 图线应为________。 【答案】 (1). (1)BD (2). (2)M≫m (3). (3)C 【解析】(1)在验证牛顿第二定律、探究动能定理实验中，都是让轻绳的拉力充当小车所受的 合外力，所以都需要平衡摩擦力，实验中不需要平衡摩擦力的是测定匀变速直线运动的加速 - 8 - 度、测定动摩擦因数，故选 BD。 (2)由牛顿第二定律可知，对小车及车内砝码：T＝Ma，对整体：mg＝(m＋M)a，联立可得 ，所以只有当 M≫m 时，T≈mg (3)没有平衡摩擦力，说明当外力大于最大静摩擦力时，小车才有加速度，故 AB 错误；D 图发 生弯曲说明加速度与外力不成正比，即没有满足 M≫m，故 D 错误，C 正确。 10. 要测量电压表 的内阻 RV，其量程为 2 V，内阻约 2 kΩ。实验室提供的器材有： 电流表 (量程 0.6 A，内阻约 0.1 Ω) 电压表 (量程 5 V，内阻约 5 kΩ) 定值电阻 R1(阻值 30 Ω) 定值电阻 R2(阻值 3 kΩ) 滑动变阻器 R3(阻值 100 Ω，额定电流 1.5 A) 电源 E(电动势 6 V，内阻约 0.5 Ω) 开关 S 一个，导线若干 (1)有人拟将待测电压表 和电流表 串联接入电压合适的测量电路中，测出 的电压和电 流，再计算出 RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是 _________________________________________。 (2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表 的内阻 RV 的实验电路．要求测量 尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电 路图(图中电源与开关已连好)，并标出所选元件的相应字母代号__________。 (3)由上问写出电压表 内阻 RV 的表达式，说明式中各测量量的物理意义_________。 【答案】 (1). (1)电流表 不能准确测量出流过电压表 的电流 (2). (2)实验电路 如图所示； - 9 - (3). (3)RV＝ ，U1 表示 的电压，U2 表示 和 R2 串联的总电压。 【解析】试题分析：①最主要的原因是电流表 A 不能准确测量出流过电压表 V1 的电流，测量 值远小于量程②测量电压表 V1 内阻的实验电路如图所示，根据的是串联分压的原理③由两电 压表支路电压相同，可知 考点：考查串并联关系 点评：本题难度较小，在选择电压表与电流表时特别要注意的是电表的量程的选择，量程不 能太大，否则测量误差较大，太小不能完成实验要求 视频 11. 如图所示，在光滑水平地面上放置质量 M＝2 kg 的长木板，木板上表面与固定的竖直弧 形轨道相切。一质量 m＝1 kg 的小滑块自 A 点沿弧面由静止滑下，A 点距离长木板上表面高度 h＝0.6 m。滑块在木板上滑行 t＝1 s 后，和木板以共同速度 v＝1 m/s 匀速运动，取 g＝10 m/s2。 求： (1)滑块与木板间的摩擦力大小； (2)滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功； (3)滑块相对木板滑行的距离。 【答案】 (1)2 N；(2)1.5 J；(3)1.5 m 【解析】(1)对木板 …………………………1 分 - 10 - 由运动学公式，有 ……………………1 分 解得 ……………………………1 分 (2)对滑块 ………………………1 分 设滑块滑上木板时的初速度为 v0， 由公式 ……………………………1 分 解得 滑块沿弧面下滑的过程，由动能定理得 …………………………2 分 可得滑块克服摩擦力做功为 …………………1 分 (3)t=1s 内木板的位移 ……………………1 分 此过程中滑块的位移 …………1 分 故滑块相对木板滑行距离 …………1 分 12. 如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为 E＝4×105 N/C、方向水平向左的匀强电场， 在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量与电荷量之比为 ＝4×10－10 kg/C 的带 正电粒子从 x 轴上的 A 点以初速度 v0＝2×107 m/s 垂直 x 轴射入电场，OA＝0.2 m，不计重力。 求： (1)粒子经过 y 轴时的位置到原点 O 的距离。 (2)若要求粒子不能进入第Ⅲ象限，求磁感应强度 B 的取值范围。(不考虑粒子第二次进入电 场后的运动情况). 【答案】(1)0.4 m (2)B≥(2 ＋2)×10－2 T 【解析】试题分析：（1）设粒子在电场中运动的时间为 t，粒子经过 y 轴时的位置与原点 O 的 距离为 y，则： - 11 - y=v0t 解得：a=1．0×1015m/s2，t=2．0 ×10-8s， y=0．4m （2）粒子经过 y 轴时在电场方向的分速度为：vx=at=2×107m/s 粒子经过 y 轴时的速度大小为； 与 y 轴正方向的夹角为θ， 要粒子不进入第三象限，如图所示，此时粒子做圆周运动的轨道半径为 R'，则： 由 解得 考点：带电粒子在电场及磁场中的运动