【物理】湖北省黄岗市浠水实验高中2020届高三上学期12月月考试题（解析版）

【物理】湖北省黄岗市浠水实验高中2020届高三上学期12月月考试题（解析版）

湖北省黄岗市浠水实验高中2020届高三上学期 ‎12月月考 一、选择题 ‎1.如图所示，汽车以10m/s的速度均速驶向路口，当行驶至距路口停车线20m处时，绿灯刚好还有3s熄灭，而该汽车在绿灯熄灭时，其前端恰好停在停车线处，则汽车在这3s内运动的速度（v）-时间（t）图象可能是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】速度时间图像的面积代表位移，根据题意可知，位移为20m．‎ A.位移 故A错误．‎ B.位移 故B错误．‎ C.位移 故C正确．‎ D. 位移等于 故D错误．‎ ‎2.AB是重为G的匀质细杆，其A端通过光滑铰链固定于竖直墙上，B端与细轻绳固接，细绳的另一端固定在竖直墙面上的C点，如图所示．已知三角形ABC恰好为等边三角形，则细杆的A端受到的作用力F大小为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】以A为支点，对圆柱杆AB，根据力矩平衡条件得：‎ 所以 物体受三个力作用而平衡时，三力若方向不平行，必共点，即三力的延长线必然交汇与一点，则F的方向沿下图虚线，杆的受力如下图所示．‎ 根据共点力平衡条件有：‎ 解得 A. 与分析相符，故A正确．‎ B. 与分析不符，故B错误．‎ C. 与分析不符，故C错误．‎ D. 与分析不符，故D错误．‎ ‎3.自1957年世界上发射第一颗人造卫星以来，人类的活动范围逐步扩展，现在已经能成功地把探测器送到火星上．我国已实现了载人航天飞行，成功发射了探月卫星并着手实施登月计划．下列有关卫星的说法正确的是(　　)‎ A. 若卫星的轨道越高，其运行速度越大，周期越大 B. 地球同步卫星距地面的高度是一定值，可以定点在北京上空运行 C. 在做匀速圆周运动的载人空间站中，宇航员不能用弹簧测力计测量物体的重力 D. 在做匀速圆周运动的载人空间站中，宇航员处于完全失重状态，其所受合外力为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据 得 轨道越高，线速度越小，周期越大．故A错误．‎ B. 同步卫星定轨道，一定位于赤道的上方，且速度、高度、周期一定．故B错误．‎ C. 在做匀速圆周运动的载人空间站中，飞船中的物体处于完全失重状态，物体对弹簧秤的拉力为零，用弹簧秤不能称物体的重力．故C正确．‎ D. 在做匀速圆周运动的载人空间站中，宇航员做圆周运动，加速度不为零，合力不为零．故D错误．‎ ‎4.测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图所示，B 为测速仪，A为汽车，两者相距330m，某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动，当B接收到反射回来的超声波信号时，A 、B相距370m，已知声速为340m则汽车的加速度大小为（ ）‎ A. 10 m/s2 B. 20 m/s2 C. 5 m/s2 D. 15 m/s2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设汽车运动的加速度为a，时间为t，则：‎ 超声波来回的时间也为t，超声波做匀速直线运动，所以单程的时间为 ，所以在单程时间内，根据初速度为零的匀加速比例关系，汽车开过的位移为10m；则超声波追上汽车时，经过的位移：‎ x=330+10m=340m 所以 将时间t=2s代入：‎ a=20m/s2‎ A. 10 m/s2与分析不符，故A错误．‎ B. 20 m/s2与分析相符，故B正确．‎ C. 5 m/s2与分析不符，故C错误．‎ D. 15 m/s2与分析不符，故D错误．‎ ‎5.如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量最小值是(    ) ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】以小球ab整体为研究对象，分析受力，作出F在几个方向时整体的受力图，根据平衡条件得知：F与T的合力与整体重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置；‎ F的最小值为：．根据胡克定律：Fmin=kxmin，所以：，故选A.‎ ‎6.一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有（ ）‎ A. 粒子带负电荷 B. 粒子的加速度先不变，后变小 C. 粒子的速度不断增大 D. 粒子的电势能先减小，后增大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电场线(垂直于等势面)先向右后向上偏，而粒子后向下偏了，所以电场力与电场强度方向相反，所以粒子带负电，A错误；‎ B、因为等势面先平行并且密，后变疏，说明电场强度先不变，后变小，则电场力先不变，后变小，所以加速度先不变，后变小，B正确；‎ C、由于起初电场力与初速度方向相反，所以速度先减小，C错误；‎ D、因为电场力先做负功，所以电势能先增大，D错误．‎ ‎7.如图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的 速度做逆时针转动时(v1＜v2)，绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法正确的是 A. F1＜F2 B. F1=F2 ‎ C. t1大于t2 D. t1可能等于t2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：AB、稳定后根据受力平衡可知，，可得 ‎，是个定值；A错B对 CD、物体向左运动可能一直加速，也可能先加速后匀速．如果先加速再匀速则；一直加速的加速度相同均为，加速时间相同，即；C错误D正确 故选BD 考点：传送带问题 点评：传送带问题的难点在于判断物体速度和传送带速度之间的关系，以及物体在传送带上加速（减速）的距离和时间．‎ ‎8.如图所示，带电平行金属板A，B，板间的电势差为U，A板带正电，B板中央有一小孔．一带正电的微粒，带电量为q，质量为m，自孔的正上方距B板高h处自由落下，若微粒恰能落至A，B板的正中央c点，则(    ) ‎ A. 微粒进入电场后，电势能和重力势能之和不断增大 B. 微粒下落过程中重力做功为，电场力做功为 C. 微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为 D. 若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能达到A板 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】微粒从进入电场至C点过程中，做减速运动，动能减小，根据能量守恒可知电势能和重力势能之和一直增大，故A正确．微粒下降高度为h+，重力做正功，为WG=mg（h+），电场力向上，位移向下，电场力做负功为．故B错误．微粒落入电场中，电场力做负功，电势能逐渐增大，其增加量等于微粒克服电场力做功△EP=qU．根据能量守恒，还应等于整个过程的重力势能减小量，即△EP＝WG＝mg(h+‎ ‎)，故C正确；由题微粒恰能落至A，B板的正中央C点过程，由动能定理得： ；若微粒从距B板高2h处自由下落，设达到A板的速度为v，则由动能定理得：，由两式联立得v=0，即恰好能达到A板．故D正确．‎ 二、非选择题 ‎（一）必考题 ‎9.为了测定一根轻弹簧压缩到最短时具有的弹性势能的大小，可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道(可视为光滑)的一端，并将轨道固定在水平桌面边缘上，如图所示，用钢球将弹簧压缩至最短后由静止释放，钢球将沿轨道飞出桌面．已知重力加速度g．‎ ‎(1)实验时需要测定的物理量有________填序号 A.钢球质量m B. 弹簧的原长 C弹簧压缩最短时长度L D.水平桌面离地面的高度h E.钢球抛出点到落地点的水平位移x ‎(2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是_______用测定的物理量字母表示.‎ ‎【答案】(1). ADE (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）释放弹簧后，弹簧储存的弹性势能转化为小球的动能：Ep=mv2  ，故需测量小球的质量和最大速度；小球接下来做平抛运动，要测量初速度，还需要测量测量平抛的水平位移和高度；故需要测定的物理量有：小球质量m，小球平抛运动的水平位移x和高度h ‎．故选ADE. （2）对于平抛运动，有：x=vt   ，h=gt2  ，可解得：；‎ ‎10.现有一个阻值大约为的电阻，为了更精确地测量其电阻，实验室给出了以下器材：‎ ‎①电流表，(，内阻)‎ ‎②电流表，(，内阻)‎ ‎③定值电阻()‎ ‎④定值电阻()‎ ‎⑤滑动变阻器()‎ ‎⑥干电池15V，内阻不计 ‎⑦开关S及导线若干 ‎(1)某同学设计了如图甲所示的电路图，其中A、B一个为被测电阻、一个为定值电阻，请问图中电阻_______为被测电阻填“A”或“B”，定值电阻应选________(填“”或“”)‎ ‎(2)若某次测得电流表、的示数分别为、则被测电阻的大小为___________用已知和测量物理量的符号表示．‎ ‎(3)若通过调节滑动变阻器，该同学测得多组、的实验数据，根据实验数据做出、的图象如图乙所示，并求得图象的斜率，则被测电阻的大小为________保留三位有效数字．‎ ‎【答案】 （1）B； R2； （4） 21.2‎ ‎【解析】‎ ‎(1) G1和定值电阻A串联相当于电压表，两电流表读数之差可测出流过被测电阻B的电流，从而计算出被测电阻B的阻值．故图中电阻B为被测电阻．‎ 为使两电流表偏转比例相近，两支路电阻应相近，则定值电阻应选R2．‎ ‎(2)被测电阻的电流，被测电阻的电压，则被测电阻的阻值．‎ ‎(3)由可得：；对比图象可得：，解得： ‎ ‎11.一质量为M=4．0kg、长度为L=3．0m的木板B，在大小为8N、方向水平向右的拉力F作用下，以v0=2．0m/s的速度沿水平地面做匀速直线运动，某一时刻将质量为m=1．0kg的小铁块A（可视为质点）轻轻地放在木板上的最右端，如图所示．若铁块与木板之间没有摩擦，求：（重力加速度g取10m/s2）‎ ‎（1）加一个铁块后，木板的加速度大小？‎ ‎（2）二者经过多长时间脱离？‎ ‎【答案】（1）0．5m/s2（2）2s ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由木板匀速运动时有，Mgμ=F；得μ=0．2，‎ 加一个物块后，木板做匀减速运动：（M+m）gμ-F=Ma 代入数据解得：a=0．5m/s2，‎ ‎（2）物块放在木版上相对地面静止，木版匀减速运动的距离L后物块掉下来．‎ 由：L＝v0t−at2‎ 得：t2-8t+12=0‎ 解得：t1=2s，t2=6s（舍去）‎ 故2秒后A与B脱离 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】题主要考查了牛顿第二定律与运动学公式，注意加速度是联系运动和力问题的中间桥梁．‎ ‎12.如图所示，两平行金属板A、B长为L＝8cm，两板间距离d＝8cm，A板比B板电势高300V，一带正电的粒子电荷量为q＝1.0×10－10C，质量为m＝1.0×10－20kg，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2.0×106m/s，粒子飞出电场后经过界面MN、PS间的无电场区域，然后进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域（设界面PS右侧点电荷的电场分布不受界面的影响）．已知两界面MN、PS相距为s1=12cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为s2=9cm，粒子穿过界面PS做匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上．（静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，粒子的重力不计）‎ ‎（1）求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？到达PS界面时离D点多远？‎ ‎（2）在图上粗略画出粒子的运动轨迹．‎ ‎（3）确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小．‎ ‎【答案】（1）3cm，12cm；（2）；（3）Q带负电，104×10－8C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离（侧向位移）：‎ y＝at2‎ a＝＝‎ L＝v0t 则 y＝at2＝·（）2＝0.03m＝3cm 粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与PS交于H，设H到中心线的距离为Y，‎ 界面距离为则有解得 Y＝4y＝12cm ‎（2）第一段是抛物线、第二段是直线、第三段是圆弧；‎ ‎（3）粒子到达H点时，其水平速度 vx＝v0＝2.0×106m/s 竖直速度 vy＝at＝1.5×106m/s 则 v合＝2.5×106m/s 该粒子在穿过界面PS后绕点电荷Q做匀速圆周运动，所以Q带负电，根据几何关系可知半径r＝15 cm 解得 Q≈1.04×10－8C ‎13.如图所示，倾角θ=30°足够长的斜面上，放着两个相距L0、质量均为M的滑块A和B，滑块A的下表面光滑，滑块B与斜面间的动摩擦因数由静止同时释放A和B，此后若A、B发生碰撞，碰撞时间极短且为弹性碰撞．已知重力加速度为g,求：‎ ‎（1）A与B第一次相碰后，B的速率：‎ ‎（2）从A开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的时间．‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) A物体沿斜面下滑时：‎ mAgsinθ =mAaA 解得：‎ aA=gsinθ=‎ B物体沿斜面下滑时有：‎ mBgsinθ-μBmBgcosθ=mBaB 解得：‎ aB=gsinθ-μBgcosθ=0‎ 物块B静止，物体A将沿斜面向下做匀加速直线运动．A与B第一次碰撞前的速度为：‎ vA12＝2aA L0‎ 因为两物体质量相等，发生弹性碰撞，所以碰后交换速度 故A、B第一次碰后瞬时，B的速率 vB1′=vA1=‎ ‎(2) 从AB开始运动到第一次碰撞用时：‎ 两物体相碰后，A物体的速度变为零，以后再做匀加速运动，而B物体将以 vB2=vB1′=1m/s 的速度沿斜面向下做匀速直线运动． 设再经t2时间相碰，则有：‎ 故从A开始运动到两物体第二次相碰，共经历时间 t=t1+t2=‎