【物理】安徽省合肥市2020届高三第一次教学质量检测（解析版）

【物理】安徽省合肥市2020届高三第一次教学质量检测（解析版）

安徽省合肥市2020届高三第一次教学质量检测 注意事项：‎ ‎1.答题前务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位；‎ ‎2.答第Ⅰ卷时，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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；‎ ‎3.答第Ⅱ卷时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写，要求书写工整，笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。‎ ‎4.考试结束务必将答题卡和答题卷一并上交。‎ 第Ⅰ卷（满分40分）‎ 一、选择题（本题共10小题，每小题4分共40分。1~6题在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，7~10题有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分）‎ ‎1.如图所示，直线1和曲线2分别是汽车a和b在同一平直公路上行驶的位置－时间（x－t）图像，由图像可知（　　）‎ A. 在t1时刻，a、b两车的运动方向相同 B. 在t2时刻，a、b两车的运动方向相反 C. 在t1到t3这段时间内，a、b两车的平均速率相等 D. 在t1到t3这段时间内，a、b两车的平均速度相等 ‎【答案】D ‎【详解】AB．由图像的斜率正负表示速度方向，由图像可知，t1时刻，a、b两车的运动方向相反，t2时刻，a、b两车的运动方向相同，故AB错误；‎ C．由图像可知，b汽车的路程大于a汽车的路程，由于时间相同，所以b车的平均速率大于a车的平均速率，故C错误；‎ D．在t1到t3这段时间内，两汽车的位移相同，时间相同，故a、b两车的平均速度相等，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.图示装置为阅读时使用的角度可调支架，现将一本书放在倾斜支架上，书始终保持静止。关于该书受力情况，下列说法正确的是（　　）‎ A. 可能受两个力 B. 可能受三个力 C. 一定受摩擦力 D. 支架下边缘对书一定有弹力 ‎【答案】B ‎【详解】AB．由题意可知，书受到重力和弹力作用，由于有书沿斜面向下的分力作用，所以物体必然受到一个沿斜面向上的力，以维持平衡，这个力为摩擦力，也可以是支架下边缘对书的弹力，也可以是摩擦力和支架下边缘对书弹力的合力，故可能受三个力，四个力作用，故A错误，B正确；‎ C．由于当书沿斜面向下的分力作用与支架下边缘对书弹力相等时，此时摩擦力不存在，故C错误；‎ D．由于当书沿斜面向下的分力作用，与向上的摩擦力相等时，则支架下边缘对书弹力不存在，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎3.如图所示，金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动，金星半径是火星半径的n倍，金星质量为火星质量的K倍。忽略行星的自转。则下列说法正确的是（　　）‎ A. 金星表面的重力加速度是火星的倍 B. 金星的第一宇宙速度是火星的倍 C. 金星绕太阳运动加速度比火星大 D. 金星绕太阳运动的周期比火星大 ‎【答案】C ‎【详解】A．由 有 故A错；‎ B．由 有 故B错误；‎ C．由公式 得 由图可知，金星轨道半径比火星轨道半径小，则金星绕太阳运动的加速度比火星大，故C正确；‎ D．由公式 得 由图可知，金星轨道半径比火星轨道半径小，则金星绕太阳运动的周期比火星小，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎4.场是物理学中的重要概念。物体之间的万有引力是通过引力场发生的，地球附近的引力场又叫重力场。若某点与地心相距x，类比电场强度的定义，该点的重力场强度用E表示。已知质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，地球半径为R。则能正确反应E与x关系的图像是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【详解】电场中F=Eq，类比电场强度定义，当x＞R时 E引==g=‎ 即在球外E引与x2成反比；当x＜R时，由于质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，距地心r处的引力场强是有半径为x的“地球”产生的。设半径为x的“地球”质量为Mx，则 Mx=‎ 则 E引=‎ 故C正确。‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示，正三角形ABC区域内存在的磁感应强度大小为B，方向垂直其面向里的匀强磁场，三角形导线框abc从A点沿AB方向以速度v匀速穿过磁场区域。已知AB=2L，ab=L，∠b=，∠C=，线框abc三边阻值均为R，ab边与AB边始终在同一条直线上。则在线圈穿过磁场的整个过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 磁感应电流始终沿逆时针方向 B. 感应电流一直增大 C. 通过线框某截面的电荷量为 D. c、b两点的最大电势差为 ‎【答案】D ‎【详解】A．当三角形导线框abc从A点沿AB运动到B点时，穿过线圈的磁通量一直增大，此时线圈产生一个逆时针电流；而后线圈逐渐离开磁场，磁通量减少，线圈产生一个顺时针电流，故A错误；‎ B．根据公式E=BLv可知，感应电流先增大后减小，B错误；‎ C．由公式 故C错误；‎ D．当线框a点刚到达B点时，线框中的感应电动势 电流 所 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.如图所示，轻弹簧的一端固定在地面上，另一端固定一质量不为零的托盘，在托盘上放置一小物块，系统静止时弹簧顶端位于B点（未标出）。现对小物块施加以竖直向上的力F，小物块由静止开始做匀加速直线运动。以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，竖直向下为正方向，建立坐标轴。在物块与托盘脱离前，下列能正确反映力F的大小随小物块位置坐标x变化的图像是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【详解】根据 有 可知F随着x增大而减小；由于以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，当F=m(a+g)时，物块与弹簧脱离，初始时刻F=ma>0故B正确。故选B。‎ ‎7.如图所示，两等量异种点电荷分别固定在正方体的a、b两个顶点上，电荷量分别为q和－q（a＞0），c、d为正方体的另外两个顶点，则下列说法正确的是 A. c、d两点的电势相等 B. c、d两点的电场强度相同 C. 将一正电荷从c点移到d点，电场力做负功 D. 将一负电荷从c点移到d点，电势能增加 ‎【答案】BD ‎【详解】A．由几何关系可知，由于c点离正电荷更近，则c点的电势比d点高，故A错误；‎ B．c、d两点关于ab对称，且ab电荷量相同，由电场强度的叠加可知， c、d两点的电场强度相同，故B正确；‎ C．由于c点的电势比d点高，将一正电荷从c点移到d点，正电荷电势能减小，则电场力做正功，故C错误；‎ D．由于c点的电势比d点高，将一负电荷从c点移到d点，负电荷电势能增大，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎8.如图所示，小球A、B、C通过铰链与两根长为L的轻杆相连，ABC位于竖直面内且成正三角形，其中A、C置于水平面上。现将球B由静止释放，球A、C在杆的作用下向两侧滑动，三小球的运动始终在同一竖直平面内。已知，不计摩擦，重力加速度为g。则球B由静止释放至落地的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 球B的机械能先减小后增大 B. 球B落地的速度大小为 C. 球A对地面的压力一直大于mg D. 球B落地地点位于初始位置正下方 ‎【答案】AB ‎【详解】A．B下落时，A、C开始运动，当B落地后，A、C停止运动，因A、B、C三球组成系统机械能守恒，故球B的机械能先减小后增大，故A正确；‎ B．对整个系统分析，有：‎ 解得 故B正确；‎ C．在B落地前的一段时间，A、C做减速运动，轻杆对球有向上力作用，故球A对地面的压力可能小于mg，故C错误；‎ D．因为A、C两球质量不相同，故球B落地点不可能位于初始位置正下方，故D错误。‎ 故选AB。‎ ‎9.如图所示，绝缘细线相连接的A、B两带电小球处于在竖直向下的匀强电场中，在外力F作用下沿竖直方向匀速向上运动，A、B两球质量均为m，均带正+q（q＞0）的电荷，场强大小E=，某时刻突然撤去外力F，则下列说法正确的是（　　）‎ A. F的大小为4mg B. F撤去的瞬间，A球的加速度小于2g C. F撤去的瞬间，B球的加速度等于2g D. F撤去的瞬间，球A、B之间的绳子拉力为零 ‎【答案】ACD ‎【详解】A．对整体进行分析：‎ F=2mg+2Eq 且 E=‎ 解得 F=4mg 故A正确；‎ BC．F撤去的瞬间，对整体进行分析 ‎2mg+2Eq=2maAB 且 E=‎ 解得 aAB=2g 故B错，C正确；‎ D．F撤去的瞬间，由于aAB=2g，可知球A、B之间的绳子拉力为零，故D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎10.图示水平面上，O点左侧光滑，右侧粗糙，质量分别为m、2m、3m和4m的4个滑块（视为指点），用轻质细杆相连，相邻滑块间的距离为L。滑块1恰好位于O点，滑块2、3、4依次沿直线水平向左排开。现对滑块1施加一水平恒力F，在第2个滑块进入粗糙水平面后至第3个滑块进入粗糙水平面前，滑块做匀速直线运动。已知滑块与粗糙水平面间的动摩擦因素均为，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）‎ A. 水平恒力大小为3mg B. 滑块匀速运动的速度大小为 C. 在第2个滑块进入粗糙水平面前，滑块的加速度大小为 D. 在水平恒力F的作用下，滑块可以全部进入粗糙水平面 ‎【答案】AC ‎【详解】A．在第2个滑块进入粗糙水平面后至第3个滑块进入粗糙水平面前，滑块做匀速直线运动，对整体分析则有：‎ 解得：‎ F=3mg 故A正确；‎ B．根据动能定理有：‎ 解得 v=‎ 故B错误；‎ C．由牛顿第二定律得 解得 a=‎ 故C正确；‎ D．水平恒力F作用下，第三个物块进入粗糙地带时，整体将做减速运动，由动能定理得 解得 故滑块不能全部进入粗糙水平面，故D错误。‎ 故选AC。‎ 第Ⅱ卷（满分60分）‎ 二、实验题（共15分）‎ ‎11.某实验小组为了测量滑块与水平轨道间的动摩擦因素，设计如图（a）所示的实验装置，弹簧左侧固定在挡板A上，处于原长的弹簧右端位于C，弹簧与滑块接触但不拴接，滑块上安装了宽度为d的遮光板，轨道B处装有光电门。‎ ‎(1)实验的主要步骤如下：‎ ‎①用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图（b）所示，d=______cm；‎ ‎②将滑块向左压缩弹簧，由静止释放滑块，同时记录遮光片通过光电门的时间t；‎ ‎③测量并记录光电门与滑块停止运动位置之间的距离x；‎ ‎④改变弹簧压缩量，多次重复步骤②和③。‎ ‎(2)实验手机的数据并处理如下。‎ ‎①实验小组根据上表数据在图中已描绘出五个点，请描绘出余下的点并作出图像__________。‎ ‎②根据所作图像，可得滑块与水平轨道间的动摩擦因数为________（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 1.650cm (2)① ②0.048－0.052‎ ‎【详解】(1)[1]游标卡尺的主尺读数为：1.6cm，游标尺上第10条刻度线和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.05mm=0.50mm，所以最终读数为：1.6cm+0.50mm=1.650cm ‎(2)[2]第5点速度为 则 将余下的点描在坐标纸上，且将所有点拟合成直线，如图 ‎(3)[3]由实验原理得 则图像斜率 由图像可得 解得 由于误差，则0.048－0.052均可 ‎12.某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验中，为减小实验误差，选择了内阻已知的电流表，实验中电阻两端电压从零开始调节。‎ ‎(1)以下电路图符合上述要求的是_______；‎ ‎(2)请根据所选电路图，完善以下实物图连接。‎ ‎(3)若电流表的内阻为RA，金属丝的长度为L，直径为d，实验中某次电压表、电流表的示数分别为U、I，则该次实验金属丝电阻率的表达式为=_________（用题中字母表示）‎ ‎【答案】(1). B (2). (3). ‎ ‎【详解】(1)[1]电阻两端电压从零开始调节，故选择分压式；电流表内阻已知，电流表选择内接法，选B ‎(2)[2]接原理图连接实物图如图 ‎(3)[3]由实验原理得 由电阻定律得，横截面积，联立，可解得：‎ 三、计算题（本大题共4小题，共45分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎13.某幼儿园设计的一个滑梯，由于场地大小的限制，滑梯的水平跨度确定为4m，如图所示。已知滑梯与儿童裤料之间的动摩擦因数为0.4，为使儿童能从滑梯顶端由静止滑下，且到达地面的速度不超过2m/s，取g等于10m/s2，求滑梯高度范围。‎ ‎【答案】1.6m＜h≤1.8m ‎【详解】要使得儿童能由静止下滑，必须 ‎＞‎ 滑梯的高度 联立解得 h＞1.6m 设当滑梯高度为h2时，小孩滑到底端时速度恰好为2m/s，由动能定理有：‎ 解得 h2=1.8m 综上，则 ‎1.6m＜h≤1.8m ‎14.图示为深圳市地标建筑——平安金融大厦。其内置观光电梯，位于观景台游客可 鸟瞰深圳的景观。电梯从地面到116层的观景台只需58s，整个过程经历匀加速、匀速和匀减速，匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等，其上行最大加速度为10m/s。当电梯加速上升时，质量为50kg的人站在置于电梯地板的台秤上时，台秤的示数为65kg，g取10m/s2，求：‎ ‎(1)电梯加速上升加速度大小；‎ ‎(2)观景台距地面的高度。‎ ‎【答案】(1)a=3m/s2 (2)H=m ‎【详解】(1)当电梯加速上升时，有 ‎ ‎ 代入数据，可解得 a=3m/s2‎ ‎(2)设匀加速运动高度为h1，时间为t，则有 h=，t=‎ 代入数值解得：‎ h=m，t=s 因匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等，所以两个阶段的时间和位移量相同。故匀速运动时间为t1，则 高度 h1=vt1‎ 代入数值解得 t1=s，h1=m 故观景台距地面的高度 H=h1+2h 代入数值解得 H=m ‎15.如图所示，在直角坐标xOy平面内，第一、二象限有平行y轴的匀强电场，第三、四象限有垂直坐标平面的匀强电磁场。一质量为m、电荷量为q的正电粒子，从坐标原点O以大小为v0，方向与x轴正方向成的速度沿坐标平面射入第一象限，粒子第一次回到x轴时，经过x轴上的P点（图中未标出），已知电场强度大小为E，粒子重力不计，sin=0.6，cos=0.8‎ ‎(1)求p点的坐标；‎ ‎(2)若粒子经磁场偏转后，第二次回到x轴的位置与坐标原点O的距离为OP的一半，求磁场的磁感应强度大小和方向。‎ ‎【答案】（1）（，0）；（2），方向垂直坐标平面向外；，方向垂直坐标平面向外 ‎【详解】(1)由运动的独立性可知，粒子运动可以看成沿y轴向上先做匀减速后做匀加速直线运动和x轴匀速直线运动合成的。设回到x轴过程所需要的时间为t，y轴：‎ 加速度 a=‎ 时间 t=2‎ x轴：‎ ‎，x=vxt 联立上式，可解得 即p点的坐标为（，0）‎ ‎(2)第二次回到x轴的位置与坐标原点O的距离为OP的一半，满足题意得有两种情况。‎ ‎①回到x轴时在O点右侧。如图所示，由几何关系，可知轨迹半径 由 解得：‎ 方向垂直坐标平面向外；‎ ‎②回到x轴时在O点左侧，如图所示，由几何关系，可知轨迹半径 由 解得：‎ 方向垂直坐标平面向外 ‎16.如图所示，质量均为m的木块A、B，静止于光滑水平面上。A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量也为m的球C，现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放。当球C第一次到达最低点时，木块A与B发生弹性碰撞。求：‎ ‎(1)球C静止释放时A、B木块间的距离；‎ ‎(2)球C向左运动的最大高度；‎ ‎(3)当球C第二次经过最低点时，木块A的速度。‎ ‎【答案】(1)(2)(3)，方向水平向左 ‎【详解】(1)若C到最低点过程中，A、C的水平位移为xA、xC，A、C水平动量守恒，有：‎ mxC=mxA xA+xC=L 联立可解得 xA=‎ 即球C静止释放时A、B木块间的距离为 ‎(2)若C到最低点过程中，A、C的速度大小为vA、vC ‎，对A、C水平动量守恒和机械能守恒，有：‎ mvC=mvA 解得 vA=vC=‎ 因为A和B质量相等，弹性碰撞过程二者交换速度，则碰撞后 ‎，vB=‎ 当C第一次向左运动到最高点时，设A和C的共同速度为vAC，对A、C有：‎ 联立可解得 h=‎ ‎(3)C第一次到最低点至第二次到最低点过程中，对A、C，由水平动量守恒和机械能守恒，因为A和C质量相等，二者交换速度，则木块A的速度为 方向水平向左