【物理】重庆市2020届高三上学期12月联考试题（解析版）

【物理】重庆市2020届高三上学期12月联考试题（解析版）

重庆市2020届高三上学期12月联考试题 一、选择题（14-18为单选，19-21为多选）‎ ‎1.如图所示，挑水时，水桶上绳子分别为a、b、c三种情况，且各段绳子承受的最大拉力相同，则绳子在这三种情况下最容易断的是（ ）‎ A. a B. b C. c D. 都一样 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】对水桶研究：受到重力和绳子的两个拉力作用，根据平衡条件得知：两个拉力的合力与重力平衡，大小等于重力，方向竖直向上。根据两个力的合力一定时，绳子夹角增大，两个拉力的大小越大；夹角越小，绳子拉力越小。‎ 可见，绳子越长，夹角越小，绳子的拉力越小，而绳子越短，夹角越大，绳子的拉力越大，越容易断。故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎2.如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m的物体以大小为v0的速度从斜面底端冲上斜面，到达最高点后又滑回原处．重力加速度为g．该过程中 A. 物体运动的总时间为 B. 物体所受支持力的冲量大小为 C. 物体所受的重力的冲量为0‎ D. 物体所受合力的冲量大小为mv0‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.物体在斜面上向上和向下运动的时间相等，由运动学公式得 v0=gtsin 所以物体运动的总时间为，选项A错误；‎ B.支持力的冲量大小为 mgcos×2t=‎ 选项B正确；‎ C.物体所受的重力的冲量为 mg×2t=‎ 选项C错误；‎ D.物体所受合力的冲量大小等于动量改变量即：2mv0，选项D错误．‎ ‎3.如图所示,a、b、c是点电荷电场中的一条电场线上的三点,ab=bc，在a点处自由释放一带负电的试探电荷时，它沿直线向右加速运动，依次经过b、c点。下列说法中正确的是( )‎ A. a点的电势比c点的电势高 B. a点的电场强度可能比b点的大 C. 试探电荷在c点时的动能等于在b点时的两倍 D. 试探电荷在b点时的电势能等于在c点时的两倍 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．负电荷受电场力沿ac方向做静止开始的加速运动，则电场线沿ca方向，场强沿ca方向，而沿着电场线电势逐渐降低，故有，故A项错误；‎ B．abc为点电荷的一条电场线，场强沿ca方向，若场源为负电荷一定在左侧，由可知；若场源为正电荷一定在右侧，由可知；故B项正确；‎ C．负电荷只受受电场力沿ac方向做静止开始的加速运动，由动能定理可知：‎ 虽然，但与的关系不清楚，则试探电荷在c点时的动能不一定等于在b点时的两倍，故C错误；‎ D．根据电场力做功等于电势能的减少，可知 可得：‎ 同样无法得到试探电荷在b点时的电势能能够等于在c点时的两倍；故D错误；‎ 故选B。‎ ‎4.地球绕太阳的公转可视为匀速圆周运动，周期为T1，轨道半径为r1；月球绕地球做匀速圆周运动，周期为T2，轨道半径为r2。由此可知（　　）‎ A. 地球和月球的质量之比为 B. 太阳和月球的质量之比为 C. 月球和地球的向心加速度大小之比为 D. 太阳和地球的质量之比为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由题中“地球绕太阳的公转可视为匀速圆周运动”可知，本题考查万有引力定律，根据万有引力定律公式可分析本题。‎ ‎【详解】AB．根据万有引力公式可得 由于不知道绕月轨道的周期，无法求月球的质量，故AB错误；‎ C．根据公式 可得 则月球和地球的向心加速度大小之比为 故C错误；‎ D．根据万有引力公式可得 解得 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示,一倾角θ=60°、质量为M的斜面体置于粗糙的水平面上，斜面体上固定有垂直于光滑斜面的挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端拴接质量为m的小球。现对斜面体施加一水平向右的推力，整个系统向右做匀加速直线运动。已知弹簧恰好处于原长，斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）‎ A. 斜面对小球的支持力大小为 B. 水平推力大小为 C. 若增大推力，则整个系统稳定后斜面体受到的摩擦力变大 D. 若撒去推力，则小球在此后的运动中对斜面的压力可能为零 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．对跟着斜面一起向右做匀加速运动的小球受力分析，斜面光滑则不受摩擦力，弹簧处于原长则不受弹力，如图所示：‎ 由合成法和牛顿第二定律可得：‎ 可得：‎ 故A错误；‎ B．对小球和斜面的整体受力分析，已求出加速度，由牛顿第二定律：‎ 竖直方向：‎ 水平方向：‎ 联立解得：‎ 故B错误；‎ C．若增大推力，小球和斜面的整体在竖直方向的受力不变，即 则地面的滑动摩擦力不变，故C错误；‎ D．若撒去推力斜面将向右减速运动，加速度水平向左，小球因为惯性相对斜面向下运动，弹簧伸长，若刹车加速度达到临界加速度后，小球和斜面无挤压，甚至出现相对斜面飘起的状态，如图所示：‎ 故有：‎ 可得：‎ 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，周期为T，重力加速度为g，则座舱( )‎ A. 受摩天轮作用力始终大于mg B. 所受合力大小始终为 C. 由最高点到最低点过程中，合外力做功为0‎ D. 由最高点到最低点过程中，合外力冲量为0‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于座舱的重力和摩天轮对座舱的作用力的合力充当向心力，故摩天轮对座舱的作用力和重力的大小关系不确定，故A错误；‎ B．座舱做匀速圆周运动，受到的合外力充当向心力，故合力大小为 ‎，‎ 故B正确；‎ C．由最高点到最低点过程做匀速圆周运动，可知速度的大小不变，则动能的变化量为零，由动能定理知合外力做功为零，故C正确；‎ D．由最高点到最低点的过程做匀速圆周运动，速度大小不变，方向改变180°，则动量的变化不为零，由动量定理可知合外力的冲量不为零，故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎7.质量为m的球从离地面H高处以初速度v0水平抛出，下列图象分别描述了球在空中运动的速率v、重力的瞬时功率P随时间t的变化关系和动能Ek、机械能E随小球距地面高度h的变化关系，选地面重力势能为零且不计空气阻力，其中可能正确的有（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球做平抛运动，小球在空中运动的速率为 ‎，‎ v-t图象不是一条倾斜的直线，故A错误；‎ B．重力的瞬时功率为 P=mgvy=mg•gt，‎ P与t成正比，P-t图象是一条过原点的倾斜的直线，故B正确；‎ C．小球在高度H处做平抛运动，下落过程中，‎ 则 y轴上的截距不为零，且动能越来越大，故C错误；‎ D．小球做平抛运动，只受重力作用，机械能守恒，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎8.图甲为一运动员(可视为质点)进行三米板跳水训练的场景，某次跳水过程中运动员的速度v－时间t图象如图乙所示，t＝0是其向上起跳的瞬间，此时跳板回到平衡位置．t3＝5.5t1，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2．则下列判断正确的是 A. 运动员入水时的速度大小为2m/s B. 运动员离开跳板后向上运动的位移大小为m C. 运动员在水中向下运动的加速度大小为20m/s2‎ D. 运动员入水的深度为1.5m ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.由图乙知运动员入水前向上运动的位移大小为向下运动位移大小的，即 可得 x=m 所以运动员入水前向下运动的位移大小 h1=3m+m 由公式 v2=2gh1‎ 可得 v=m/s 选项A错误B正确；‎ C.由图乙知，斜率代表加速度，运动员在水中运动的加速度大小是空中的2倍，即a= 20m/s2，选项C正确；‎ D.运动员的人水深度 h2=m 选项D错误．‎ 三、非选择题 ‎9.某同学利用图甲所示的装置测量轻弹簧的劲度系数。光滑的细杆（图中未画出）和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂钩码(实验中，每个钩码的质量均为m=20.0g)。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：‎ ‎①在绳下端挂上一个钩码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间细线水平且弹簧与细杆没有接触；‎ ‎②系统静止后，记录钩码的个数及指针的位置；‎ ‎③逐次增加钩码个数，并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内)；‎ ‎④用n表示钩码的个数，l表示相应的指针位置，作出l-n图像如图丙所示。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）某次挂上钩码后，指针指到的位置如图乙所示，则此时的示数为_______cm。‎ ‎（2）若当地的重力加速度g=9.8m/s2，则本实验中弹簧的劲度系数为_______N/m(结果保留三位有效数字)。‎ ‎【答案】 (1). 10. 95(10. 93~10.97均可) (2). 39.2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]毫米刻度尺的最小刻度为1mm，需估读到0.1mm，示数为10.95cm(10. 93~10.97均可)；‎ ‎（2）[2]将图丙中的长度单位由cm换算为m，将钩码的质量单位由g换算为kg，钩码的个数为n，设弹簧原长为l0，根据平衡关系可知，弹簧的弹力为F=nmg，弹簧的伸长量为l-l0，由胡克定律可知：‎ nmg=k（l-l0），‎ 解得 ‎，‎ 图象斜率 ‎，‎ 解得劲度系数 k=39.2N/m。‎ ‎10.为了研究小灯泡的电阻随温度变化的规律，某同学设计了如图甲所示的电路，电路中选用的小灯泡的额定值为“2.8V 0.28A”。‎ ‎ ‎ ‎（1）实验室提供的滑动变阻器有R1(50Ω，1.5A)、R2(5Ω，2A)，本实验应选用_______(选填“R1”或“R2”)。‎ ‎（2）根据设计的电路图，连接好乙图中的电路_______。‎ ‎（3）在某次测量中，电压表的示数如图丙所示，其示数为_______ V。‎ ‎（4）图丁中a为电压为1.00V时图线上的点的割线，b为该点的切线，要求图线上该点对应的灯泡的电阻，应求_______ (选填“a”或“b”)的斜率，由图线可以分析：小灯泡的电阻随温度的升高而_______。‎ ‎【答案】 (1). R2 (2). ‎ ‎ (3). 2.40 (4). a 增大 ‎【详解】（1）[1]根据图甲可知，滑动变阻器采用分压接法，便于调节应选阻值较小的，故选R2；‎ ‎（2）[2]实验原理图采用的是电流表的外接法和滑动变阻器的分压式接法，连接实物图如图所示：‎ ‎（3）[3]小灯泡的额定电压为2.8V，故电压表应选量程为3V的，此时电压表的最小刻度为0.1V，估读到0.01V，故电压表读数为2.40V；‎ ‎（4）[4][5]根据电阻定义式，可知图中电压为1.00V时图线上点对应的电阻，应该求割线a的斜率，随着温度升高，割线的斜率越来越大，灯泡的电阻越来越大。‎ ‎11.如图所示，真空环境中xOy平面的第Ⅰ象限内有方向平行于y轴的匀强电场，一电子从点P（0，）以初速度v0垂直y轴射入电场中，从x轴上点Q（0，2L）射出。已知电子的电荷量为e，质量为m，不计电子受到的重力。求：‎ ‎（1）求匀强电场的电场强度大小；‎ ‎（2）若在第Ⅳ象限内有一过O点且与x轴成30°角的足够长的平面感光胶片，求电子从P点射到感光胶片的时间。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）电子在电场中做类平抛运动，则有 ‎ ‎ 解得: ‎ ‎（2）由（1）知电子在电场中运动的时间 设电子射出电场时速度方向与x轴的夹角为，则有 三角形OQM为等腰三角形，电子从Q到M的运动时间 所以电子从P点射到感光胶片的总时间 ‎12.如图所示，半径为R1＝1.8 m的光滑圆弧与半径为R2＝0.3 m的半圆光滑细管平滑连接并固定，光滑水平地面上紧靠管口有一长度为L＝2.0 m、质量为M＝1.5 kg的木板，木板上表面正好与管口底部相切，处在同一水平线上，木板的左方有一足够长的台阶，其高度正好与木板相同．现在让质量为m2＝2 kg的物块静止于B处，质量为m1＝1 kg的物块从光滑圆弧顶部的A处由静止释放，物块m1下滑至B处和m2碰撞后不再分开，整体设为物块m(m＝m1＋m2)．物块m穿过半圆管底部C处滑上木板使其从静止开始向左运动，当木板速度为2 m/s时，木板与台阶碰撞立即被粘住(即速度变为零)，若g＝10 m/s2，物块碰撞前后均可视为质点，圆管粗细不计．‎ ‎(1)求物块m1和m2碰撞过程中损失的机械能；‎ ‎(2)求物块m滑到半圆管底部C处时所受支持力大小；‎ ‎(3)若物块m与木板及台阶表面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，求物块m在台阶表面上滑行的最大距离．‎ ‎【答案】⑴12J ⑵190N ⑶0.8m ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）选由机械能守恒求出物块下滑到B点时的速度；、碰撞满足动量守恒，由求出碰撞过程中损失的机械能；（2）物块m由B到C满足机械能守恒，在C点由牛顿第二定律可求出物块m滑到半圆管底部C处时所受支持力大小；（3）根据动量守恒定律和动能定理列式即可求解.‎ ‎⑴设物块下滑到B点时的速度为，由机械能守恒可得：‎ 解得：‎ ‎、碰撞满足动量守恒：‎ 解得；‎ 则碰撞过程中损失的机械能为：‎ ‎⑵物块m由B到C满足机械能守恒：‎ 解得：‎ 在C处由牛顿第二运动定律可得：‎ 解得：‎ ‎⑶设物块m滑上木板后，当木板速度为时，物块速度为，‎ 由动量守恒定律得：‎ 解得：‎ 设在此过程中物块运动的位移为，木板运动的位移为，由动能定理得：‎ 对物块m：‎ 解得：‎ 对木板M：‎ 解得：‎ 此时木板静止，物块m到木板左端的距离为：‎ 设物块m在台阶上运动的最大距离为，由动能定理得：‎ 解得：‎ ‎13.下列说法正确的是 。‎ A. 温度一定时，悬浮在水中的花粉颗粒越小，布朗运动越明显 B. 所有晶体都有固定的熔点，且都表现为各向异性 C. 一定质量的理想气体等压膨胀过程温度一定升高 D. 分子间作用力减小过程，其分子势能一定越来越大 E. 对气体做功可以改变其内能 ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．布朗运动与固体颗粒大小、温度有关，实验发现颗粒越小、温度越高，布朗运动越明显，故A正确；‎ B．所有晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，但单晶体具有各向异性，多晶体表现为各向同性，B错误；‎ C．一定质量的理想气体等压膨胀过程有压强不变，体积增大，由知温度一定升高，C正确；‎ D．当分子间的作用力表现为斥力时，斥力减小时，分子间距一定增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子间的作用力表现为引力时，引力减小时，分子间距可能增大，也可能减小，因此分子力可能做负功，也可能做正功，分子势能可能增大或减小，故D错误。‎ E．根据热力学第一定律可知，做功和热传递均可以改变物体的内能，E正确。‎ 故选ACE。‎ ‎14.如图所示，一根两端开口、粗细均匀且导热性良好的足够长的玻璃管竖直插入足够大的水银槽中并固定，管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭一段长L=85cm的气体,气体的热力学温度T1=300K，现在活塞上缓慢加入细沙，直到活塞下降20cm为止，外界大气压强P0=75cmHg，g=10m/s2。‎ ‎（i）求活塞下降20cm时，封闭气体的压强；‎ ‎（ii）保持加入的细沙的质量不变，对封闭气体缓慢加热，求活塞回到原来位置时，封闭气体的热力学温度。‎ ‎【答案】（i）；（ii）380K ‎【解析】‎ ‎【详解】（i）设活塞下降20cm时，管内外水银面高度差为x，高为x水银产生的压强为px，则有气体做等温变化: ‎ 解得:‎ x=10cm ‎（ii）气体做等压变化，有 其中 解得:‎ T3=380K。‎ ‎15.某横波在介质中沿x轴正方向传播，t=0时刻，O点刚开始振动，并且向y轴正方向运动，t=1s时O点第一次到达y轴负方向最大位移处，某时刻形成的波形如图所示，则该时刻平衡位置在x=4m处的N点沿y轴____（选填“正”或“负”）方向运动；该波的传播波速为_____m/s；0~10s内平衡位置在x=3m处的M点通过的路程为_____m。‎ ‎【答案】 负 3 5.4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）横波在介质中沿x轴正方向传播，根据南同侧法原理：波的传播方向和质点的振动方向在波的同一侧，可得N点沿y轴负方向振动；‎ ‎（2）波源O点起振向上且t=1s时O点第一次到达y轴负方向最大位移处，则 可得：‎ 而由波形图读出波长为，故可得波速 ‎（3）x=3m的质点M准备起振需要的时间为 ‎10s时间内M点振动时间为（10-1=9s），而振动时间满足 故M点从平衡位置起振向上经9s的时间运动的路程为：‎ ‎16.如图所示，三角形ABC是横截面为直角三角形的三棱镜，其中∠A=60∘，AB长度为20cm。一细束单色光从AC边上的D点射入棱镜，入射角的正弦值为，进入棱镜后折射到BC边的中点，已知D、C两点间距离为10cm。求： ‎ ‎（i）三棱镜材料对这束单色光的折射率；‎ ‎（ii）该光束从棱镜中射出时折射角的正弦值。‎ ‎【答案】（i）; （ii）。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（i）光路如图所示:‎ CD= 10 cm，‎ 由几何关系知△CDE是等腰三角形，所以光束在D点的折射角等于30°，则有 解得：‎ ‎（ii）由几何关系知光束在E点人射角为60°，临界角C满足: ‎ 解得:‎ C=60°‎ 所以光束在E点发生全反射，且反射后射到AB边的中点F，设折射角为θ 由折射定律可知: ‎ 解得: ‎ 所以光束从梭镜射出时的折射角的正弦值为。‎