【物理】吉林省长春六中、八中等省重点中学2020届高三上学期12月联考（解析版）
吉林省长春六中、八中、十一中等省重点中学
2020届高三上学期12月联考试题
考生注意：
1.本试卷分选择題和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写淸楚。
3.考生作答时，请将答案答在答題卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修1，必修2，选修3-1静电场、恒定电流，选修3-5动量。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
1.将一个质量为m的小球，以一定的初速度斜向上抛出，小球在空中运动t时间内的动量改变量大小为（不计空气阻力，重力加速度为g）（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由于小球作曲线运动,不知道末速度,故只能根据动量定理求解,根据动量定理可知，小球动量变化等于重力的冲量,即，C项正确。
2.如图所示，平行板A、B带等量的异种电荷，B板接地，两板间有一固定点P，将A板向上平移小段距离，则下列物理量一定增大的是（ ）
A. 平行板电容 B. 两板间电场强度
C. P点的电势 D. 两板间电场能
【答案】D
【详解】A.由可知，平行板电容减小，A项错误；
B由也可知，两板间电场强度大小不变，B项错误;
C.P点与B板的距离s不变，场强E也不变，下极板电势为0，因此P点的电势不变，C项错误；
D.由于两板间距离增大，因此静电力做负功，板间电场能增大，D项正确
3.如图所示，小球放在光滑水平桌面上，用细线连接于O点，细线刚好拉直，使小球在水平面内做圆周运动，逐渐增大小球做圆周运动的角速度，则细线上张力F与小球做圆周运动的角速度平方ω2的关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设悬线与竖直方向的夹角为θ，当小球在水平桌面上做圆周运动时，
即
当小球离开水平桌面后在空中做圆周运动时，仍然有
即
A.图像与分析不符，故A错误。
B.图像与分析相符，故B正确。
C.图像与分析不符，故C错误。
D.图像与分析不符，故D错误
4.如图所示，带电小球A用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，电场的电场强度为E，将带电小球B固定在匀强电场中，A、B间的距离为r，连线与水平方向的夹角为37°，悬挂小球A的悬线刚好竖直，不计小球的大小，静电力常量为k，sin 37°=0.6，cos 37°≈0. 8，则下列说法正确的是
A. 小球A一定带正电
B. 小球A和B一定带异种电荷
C. 小球A的带电量为
D. 小球B的带电量为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据平衡可知，若A带正电，则B球带负电.若A球带负电，则B球也带负电，因此小球A和B带电电性不确定，故AB错误;
CD.由题意知，
则
因此A的带电量无法确定，故C错误D正确.
5.如图所示U-I图象中，甲为某电池的路端电压与电流的关系图线，乙、丙为两种电子元件的U-I图线，三个图线交于同一点，若电池的电动势不变，内阻变大，再将乙、丙分别接在这个电池两端，乙、丙元件两端的电压分别为U1、U2，通过两元件的电流分别为I1、I2，则下列关系正确的是
A. U1>U2
B. I1>I2
C. U1I1>U2I2
D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB.当电池的内阻增大后，电池的U-I图象变为虚线，如图所示
显然U1
I2，故A错误B正确。
C.两元件消耗的功率分别为I1U1、I2U2，由U1I2知不能确定图中虚线所围矩形面积的大小关系，因而不能确定两元件消耗功率的大小关系，故C错误;
D.由图象看出分别为两条割线的斜率，显然
D项错误.
6.智能扫地机器人成为许多家庭喜爱的电子产品，某型号的智能扫地机器人电动机的额定工作电压为12V，正常工作时的额定功率为40W，其所用锂电池的容量为5000mAh，当扫地机器人工作到电池剩余容量为总容量的20%时会停止扫地，然后自动充电已知机器人电动机的线圈电阻为，则下列说法正确的是（ ）
A. 机器人正常工作时的电流为
B. 工作时，机器人的发热功率为
C. 锂电池的内阻为
D. 机器人可以连续正常工作的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.机器人正常工作时的电流为，A项错误；
B.由于不知道锂电池的内阻因此无法求机器人的发热功率，B项错误；
C.由于锂电池的电动势未知，无法求锂电池的內阻，C项错误；
D机器人可以连续正常工作的时间为
D项正确.故选D。
7.迄今为止，大约有1000颗卫星围绕地球正常工作，假如这些卫星均围绕地球做匀速圆周运动，关于这些卫星，下列说法正确的是
A. 轨道高的卫星受到地球的引力小 B. 轨道高的卫星机械能大
C. 线速度大的卫星周期小 D. 线速度大的卫星加速度大
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 引力的大小不仅与轨道半径有关，还与卫星质量有关，故A错误；
B. 机械能的大小也与质量有关，故B错误；
CD根据
可知线速度越大，轨道半径越小，加速度越大，周期越小，故CD正确．
8.如图所示为某质点做直线运动的x-t图象，图线为抛物线，关于质点的运动，下列说法正确的是
A. 质点做变加速直线运动
B. t=0时刻，质点的速度为3 m/s
C. t=1 s时刻，质点的加速度大小为3 m/s2
D. t=2 s时刻，质点的速度大小为15 m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由于图线为抛物线，根据 可知，所以质点做的是匀变速直线运动，故A错误。
BC.设t=0时刻的速度为v0，加速度大小为a，由x=，结合图象有:
求得
故B正确C错误;
D.t=2 s时刻，质点的速度大小为
故D正确.
9.如图所示，空间存在方向平行于竖直平面的匀强电场，点电荷A固定在空间某点，给一个带电小球B一定的初速度，结果带电小球B恰好绕点电荷A在竖直面内做匀速圆周运动，已知带电小球A的电荷量为+q，小球B的质量为m ，重力加速度为g，则
A. 点电荷B带负电
B. 匀强电场的方向竖直向上
C. 匀强电场的电场强度大小
D. 带电小球从最高点运动到最低点电势能增大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.B球做匀速圆周运动的向心力大小等于A、B两球的库仑引力，由于A球带正电，因此B带负电，电场方向竖直向下，故A正确B错误;
C.小球B在竖直面内做匀速圆周运动，则电场力和重力等大反向，但带电小球B的电荷量不确定，故无法确定匀强电场的场强大小，故C错误;
D.带电小球从最高点运动到最低点电场力做负功，电势能增大，故D正确.
10.如图所示，质量均为m的A、B两物块用轻弹簧连接，放在光滑的水平面上，A与竖直墙面接触，弹簧处于原长，现用向左的推力缓慢推物块B，当B处于图示位置时静止，整个过程推力做功为W，瞬间撤去推力，撤去推力后（ ）
A. 当A对墙的压力刚好为零时，物块B的动能等于W
B. 墙对A物块的冲量为
C. 当B向右运动的速度为零时，弹簧的弹性势能为零
D. 弹簧第一次伸长后具有的最大弹性势能为W
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据功能关系，开始时弹簧具有的弹性势能为W，当A对墙的压力刚好为零时，弹簧的弹力为零，弹性势能为零，根据能量守恒可知，此时B的动能为W，A项正确；
B.墙对A的冲量等于A、B组成系统的动量的改变量，即，B项错误；
C.当B的速度为零时，弹簧处于原长，即弹簧的弹性势能为零，C项正确；
D.根据动量守恒，此时弹簧的弹性势能
D项错误。
故选AC。
二、实验题：本题共2小题，共15分。
11.某同学用如图所示装置做“验证力的平行四边形定则”的实验。
（1）如图甲所示，橡皮条的一端C固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端（绳套和橡皮条的结点）拉到某一确定的O点。记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向；只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置O.记录弹簧测力计的拉力的大小和方向；按照力的图示要求，作出拉力；根据力的平行四边形定则作出和的合力F；如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿CO方向的是_____________.（填“F”或“”）
（2）下列对实验的操作及说法正确的是____________.
A.每次拉伸橡皮条时，只要使橡皮条伸长量相同即可
B.描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些
C.两弹簧测力计拉力方向夹角越大误差越小
D.橡皮条对O点的拉力是合力，两弹簧测力计对O点的拉力是分力
（3）实验中，用两个弹簧测力计同时拉时，两绳夹角小于90°，其中一个弹簧测力计示数接近量程，另一个弹簧测力计示数超过量程的一半。则这样的操作____________（填“合理”或“不合理”），理由是___________________________________________________________________.
【答案】(1). (2). B (3). 不合理 两分力夹角为锐角时，合力大小大于分力，一个分力已经接近量程，那么只用一个弹簧测力计拉时（合力大小）会超过其量程
【解析】
【详解】（1）[1]根据二力平衡可知，用一个弹簧测力计拉橡皮条时，弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力等大反向，在一条直线上,故方向一定沿CO方向；
（2）[2]A.每次拉伸橡皮条时，不只是使橡皮条伸长量相同，拉伸方向也要相同，A项错误；
B.描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些，减小方向确定的误差，B项正确；
C.两弹簧测力计拉力方向夹角不能太大也不能太小，C项错误；
D.橡皮条对O点的拉力与两弹簧测力计对O点的拉力不是合力与分力的关系，D项错误。
故选B。
（3）[3][4]两绳夹角小于90°，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程一半，实验操作不合理，因为两分力夹角为锐角时，合力大小大于分力，一个分力已经接近量程，那么只用一个弹簧测力计拉时（合力大小）会超过其量程.
12.某同学用下列实验器材，测量一节电池的电动势和内阻.实验室提供的器材如下:
A.待测干电池一节
B.电流表A1（量程0.6 A，内阻1 Ω）
C.电流表A2（量程200 mA，内阻5Ω）
D.滑动变阻器R1（0~10 Ω）
E.电阻箱R2（0~999.9Ω）
F.开关
S.导线若干
（1）实验中需要将电流表A2与电阻箱串联，改装一个量程为2 V的电压表，则电阻箱接入电路的电阻为_______Ω.
（2）请根据提供的实验器材，设计测量电源电动势和内阻的实验电路，画在图甲中的方框内，在图中标明所用器材的符号，并用笔画线将图乙中的实物连接完整.
（3）闭合开关前，图乙中的滑动变阻器的滑片应移到最________________（填“左”或“右”）端.闭合开关，调节滑动变阻器，记录多组两个电流表的示数I1、I2，作出I2-I1图象，如图丙所示，则由图象得到电源的电动势E=____________V，电源的内阻r= _______________Ω．
（4）该实验_______ （填“ 有”或“没有”）由于电流表的内阻产生的系统误差.
【答案】 (1). 5 (2). (3). 左 1.45 2.25 (4). 没有
【详解】(1)[1]将电流表A2改装成量程为2 V的电压表，电阻箱需要串联入电路的电阻
(2)[2]用伏安法测电源电动势和内阻，由于电流表A1内阻已知，因此电流表A1
直接与电池串联，电路图及实物连接如图所示.
(3)[3][4][5]闭合开关前，为了使滑动变阻器接入电路的电阻最大，图乙中的滑动变阻器的滑片应移到最左端，根据原理图和闭合电路欧姆定律得
由图丙得到电池的电动势为
电池的内阻
r=
(4)[6]由(3)得
显然没有系统误差. .
三、计算题：本题共4小题，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13.如图所示，质量为m的带电小球A用两根等长的绝缘细线连接，悬挂于天花板上，两细线间夹角为60°，质量也为m的带电小球B固定在小球A正下方的绝缘地面上，A、B间的距离为r，由静止释放小球B，释放的一瞬间小球B的加速度大小为 g，g为重力加速度的大小，静电力常量为k，两小球带等量的异种电荷，不计小球的大小求:
（1）小球A带电量的大小;
（2）小球B上升r的高度时，小球B的加速度大小及两细线的拉力大小．
【答案】（1） （2）5g；
【解析】
【详解】（1）设小球A的带电量为q，对B球根据题意有
则
（2）小球B上升的高度时.对B球根据牛顿第二定律有
解得a'=5g
设细线的拉力为F，对A球根据力的平衡有
解得
14.如图所示，半径为R的圆处在匀强电场中，电场线与圆面平行，在圆周上A点以大小为v的速度将质量为m、电荷量为q的带正电的粒子射人电场，结果粒子经过圆上B点时，速度大小为2v，若以大小为2v的速度从A点射入电场，粒子经过圆上C点时，速度大小为
v，已知AC圆弧的长为BC圆弧长的，AB是圆的直径.不计粒子的重力，求:
（1）A、B间的电势差;
（2）匀强电场的电场强度大小．
【答案】（1）（2）
【解析】
【详解】（1）根据动能定理，粒子从A到B电场力做功为
则A、B间的电场差:
（2）粒子从A到C电场力做功为
则A、C间的电势差:
由此可知，B、C两点等势，电场方向垂直于BC连线，由几何关系可知，AC与BC垂直，AC间距离d=R
则匀强电场的电场强度大小
15.半径均为的四分之一圆弧轨道1和2如图所示固定，两圆弧轨道的最低端切线水平，两圆心在同一竖直线上且相距R，让质量为1kg的小球从圆弧轨道1的圆弧面上某处由静止释放，小球在圆弧轨道1上滚动过程中，合力对小球的冲量大小为
，重力加速度g取，求：
（1）小球运动到圆弧轨道1最低端时，对轨道的压力大小;
（2）小球落到圆弧轨道2上时的动能大小。
【答案】（1） （2）62.5J
【解析】
【详解】（1）设小球在圆弧轨道1最低点时速度大小为，根据动量定理有
解得
在轨道最低端，根据牛顿第二定律，
解得
根据牛顿第三定律知，小球对轨道的压力大小为
（2）设小球从轨道1抛出到达轨道2曲面经历的时间为t，
水平位移：
竖直位移：
由勾股定理：
解得
竖直速度：
可得小球的动能
16.如图所示，质量为2kg的长木板放在光滑的水平面上，质量为1kg的物块放在长木板的左端，用大小为10 N、方向斜向右上方与水平方向成37°角的拉力F作用在物块上，使物块从静止开始运动，木板长为0.6m，当物块相对长木板运动0.4m时撤去拉力，物块与木板间动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2 ，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.
（1）求拉力F作用的时间;
（2）试分析，物块能不能从木板上滑离，如果不能滑离，最后的共同速度为多少?如果能滑离，滑离时物块与木板的速度分别为多少?
（3）物块与木板相对滑动，因摩擦产生的热量为多少?
【答案】（1）0.4s（2）能； （3）1.8J
【解析】
【详解】（1）物块在拉力作用下运动时，根据牛顿第二定律有
解得
a1=6 m/s2
对长木板:
解得
a2=1 m/s2
设拉力作用的时间为t1，则
s1=0.4 m
解得
t1=0.4s
（2）撤去拉力时，物块的速度
木板的速度
假设物块不能从木板上滑离，设最后的共同速度为v，根据动量守恒有
根据功能关系
解得
假设不成立
设物块滑离时，物块的速度为v3，木板的速度为v4，根据动量守恒有
根据功能关系
s2=0.2 m
解得
（3）物块与木板间因摩擦产生的热量