【物理】湖北省宜昌市夷陵中学2020届高三上学期理科综合训练试题（一）（解析版）

【物理】湖北省宜昌市夷陵中学2020届高三上学期理科综合训练试题（一）（解析版）

湖北省宜昌市夷陵中学2020届高三上学期 理科综合训练试题（一）‎ 一、选择题 ‎1.若用假想的引力场线描绘质量相等的两星球之间的引力场分布，使其他星球在该引力场中任意一点所受引力的方向沿该点引力场线的切线上并指向箭头方向．则描述该引力场的引力场线分布图是(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【详解】根据题意，其他星球受到中心天体的引力指向中心天体，所以引力场线应该终止于中心天体，故AD错误；其他星球在该引力场中每一点的场力应该等于两星球单独存在时场力的矢量和，所以除了两星球连线上其他各处的合力并不指向这两个星球，所以引力场线应该是曲线，故C错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎2.水平转台上有质量相等的A、B两小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台静止，其位置如图所示(俯视图)，两小物块与转台间的最大静摩擦力均为，则两小物块所受摩擦力、随转台角速度的平方()的变化关系正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【分析】当转台的角速度比较小时，A、B物块做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，随着角速度增大，由知向心力增大，由于B物块的转动半径大于A物块的转动半径，B物块的静摩擦力先达到最大静摩擦力，角速度再增大，则细线上出现张力，角速度继续增大，A物块受的静摩擦力也将达最大，这时A物块开始滑动．‎ ‎【详解】当转台的角速度比较小时，A、B物块做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，随着角速度增大，由知向心力增大，此时A、B的摩擦力与成正比．由于B物块的转动半径大于A物块的转动半径，B物块的静摩擦力先达到最大静摩擦力，此后绳子出现张力，B的摩擦力不变，而A的摩擦力继续增大，但不与成正比了，故A错误，B正确；刚开始转动时，由于加速度较小，AB物块做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，绳子没有张力，当B物块的静摩擦力达到最大静摩擦力后，绳子出现张力，直到A开始滑动前，B所受的静摩擦力一直为最大值，故CD错误．故选B．‎ ‎【点睛】本题的关键是抓住临界状态，隔离物体，正确受力分析，根据牛顿第二定律求解．‎ ‎3.如图所示，固定在水平面上的斜面倾角为θ，长方体木块A质量为M，其PQ面上钉着一枚小钉子，质量为m的小球B通过一细线与小钉子相连接，小球B与PQ面接触，且细线与PQ面平行，木块与斜面间的动摩擦因数为μ．下列说法正确的是 ‎ ‎ A. 若木块匀速下滑，则小球对木块的压力为零 B. 若木块匀速下滑，则小球对木块的压力为mgcosθ C. 若木块匀加速下滑，则小球对木块的压力为零 D. 若木块匀加速下滑，则小球对木块的压力为μmgcosθ ‎【答案】D ‎【详解】若匀速下滑，小球受力平衡．若木块匀加速下滑，整体为研究对象，，小球为研究对象，，所以，故D正确ABC错误．‎ ‎4.水平抛出的小球，某时刻的速度方向与水平方向的夹角为，再过秒速度方向与水平方向的夹角为，忽略空气阻力，则小球初速度的大小为（　　）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【详解】设小球初速度的大小为，速度方向与水平方向的夹角为和时的运动时间分别为和，根据题意有：‎ ‎，；‎ 又 ‎，‎ 联立各式，可解得 ‎，‎ D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示，长为L的直棒一端可绕固定轴O转动，另一端搁在升降平台上，平台以速度v匀速上升，当棒与竖直方向的夹角为α时，棒的角速度为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【详解】棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上，如图所示，合速度，沿竖直向上方向上的速度分量等于v，即，所以，故B正确．‎ ‎6.甲、乙两玩具车（视为质点）沿同一方向做直线运动，某时刻经过同一地点。若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移-时间图象如图所示。图象中的OC与AB平行，CB与OA平行，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 0~t3时间内甲车和乙车的路程相等 B. t1~t3时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度 C. t1~t2时间内甲车的速度和乙车的速度相等 D. t1~t2时间内两车的距离越来越远 ‎【答案】AC ‎【详解】A．x-t 图像只能表示一条直线上的运动，而从图中可知两车一直向正方向运动，即两车做单向直线运动，位移大小和路程相等，时刻两车的位置相同，两车处在同一位置，初位置也相同，则位移相等，即两者的路程相等，A正确；‎ B．时间内，乙的位移大于甲的位移，所用时间相等，所以乙的平均速度大于甲的平均速度，B错误；‎ CD．x-t图像的斜率表示速度，已知图象中的OC与AB平行，即时间内两者的斜率相等，故速度相等，由于：‎ ‎，‎ 则在这段时间内距离始终相等，C正确D错误。‎ 故选AC。‎ ‎7.继“天宫”一号空间站之后，我国又发射“神州八号”无人飞船，它们的运动轨迹如图所示。假设“天宫”一号绕地球做圆周运动的轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（　　）‎ A. 在远地点P处，“神州八号”的加速度与“天宫”一号相同 B. 根据题中条件可以计算出地球的质量 C. 根据题中条件可以计算出地球对“天宫”一号的引力大小 D. 要实现“神州八号”与“天宫”一号在远地点P处对接，“神州八号”需在靠近P处点火加速 ‎【答案】ABD ‎【详解】A．由：‎ 知：‎ ‎，‎ 得：在远地点P处，“神州八号”的加速度和“天宫一号”加速度相同，A正确；‎ B．由“天宫”一号做圆周运动万有引力提供向心力可知：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ 所以可以计算出地球的质量，B正确；‎ C．没有“天宫”一号质量是不能算出万有引力，C错误；‎ D．“神州八号”加速做离心运动，可以进入高轨道与天宫对接，D正确。‎ 故选ABD。‎ ‎8.如图所示，从倾角为的斜面上的某点先后将同一小球以不同初速度水平抛出，小球均落到斜面上，当抛出的速度为时，小球到达斜面的速度方向与斜面的夹角为，当抛出的速度为时，小球到达斜面的速度方向与斜面的夹角为，则（　　）‎ A. 当时， ‎ B. 无论v1、v2大小如何，均有 C. ‎ D. ‎ ‎【答案】BD ‎【详解】如图所示，‎ 由平抛运动的规律知 ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ 由图知：‎ ‎，‎ 所以与抛出速度无关，故 ‎，‎ AC错误，BD正确。‎ 故选BD。‎ 三、非选择题 ‎9.为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)‎ ‎(1)实验时，一定要进行的操作是______。‎ A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M ‎(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)。‎ ‎(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。‎ A． B． C．k D．‎ ‎【答案】 (1). BCD (2). 1.3 (3). D ‎【详解】(1)[1]AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AE错误；‎ B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；‎ C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，C正确；‎ D．改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，D正确；‎ 故选：BCD。‎ ‎(2)[2]相邻计数点间的时间间隔为 ‎，‎ 连续相等时间内的位移之差：‎ ‎，‎ 根据得：‎ ‎；‎ ‎(3)[3]对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，此题，弹簧测力计的示数：‎ ‎，‎ 即 ‎，‎ a-F图线的斜率为k，则 ‎，‎ 故小车质量：‎ ‎，‎ 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎10.利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：‎ 待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9 Ω)，电阻R0(阻值为3.0 Ω)，电阻R1(阻值为3.0 Ω)，电流表A(量程为200 mA，内阻为RA＝6.0 Ω)，开关S.‎ 实验步骤如下：‎ ‎①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；‎ ‎②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R；‎ ‎③以为纵坐标，R为横坐标，作－R图线(用直线拟合)；‎ ‎④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为________．‎ ‎(2)实验得到的部分数据如下表所示．其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图（b）所示，读出数据，完成下表．答：①________，②___________．‎ R/Ω ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎5.0‎ ‎6.0‎ ‎7.0‎ I/A ‎0.143‎ ‎0.125‎ ‎①‎ ‎0.100‎ ‎0.091‎ ‎0.084‎ ‎0.077‎ I－1/A－1‎ ‎6.99‎ ‎8.00‎ ‎②‎ ‎10.0‎ ‎11.0‎ ‎11.9‎ ‎13.0‎ ‎(3) 在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图；根据图线求得斜率k＝________A－1Ω－1，截距b＝________A－1.‎ ‎(4)根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.‎ ‎【答案】 (1). (2). 0.110 9.09 ‎ ‎(3). 1 6.0 ‎ ‎(4). 3 1‎ ‎【详解】（1）电流表和电阻R1并联构成大量程电流表，电流表读数为I，根据RA=6Ω，R1=3Ω，可得电路的总电流为3I，大量程电流表电阻为 ，电路总电阻为，所以，整理可得：‎ ‎（2）根据图（b）可得电流表示数为I=110mA=0.110A，所以 ‎ ‎（3）描点作图见答案，为一条倾斜的直线， ‎ 根据图线可得斜率 ，截距b=6.0‎ ‎（4）根据可得：，‎ 解得：E=3V；r=1Ω ‎11.如图传送带与水平方向夹角37º，在皮带轮带动下，以v0=2m/s的速度沿逆时针方向转向．可视为质点的小物块无初速度放在传送带A点，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，两皮带轮间的距离L=3.2m．小物块在皮带上滑过后会留下痕迹，求小物体离开皮带后，皮带上痕迹的长度．（sin37º=0.6，g取10m/s2）‎ ‎【答案】1m ‎【分析】物块无初速度放在A点后，在皮带带动下做加速运动，经时间物块速度与皮带速度相等，此过程中物体与皮带的相对运动形成第1次痕迹；由于物块与皮带间动摩擦因数较小，接下来物体继续加速，物块速度大于皮带速度，直到物块到达B点，此过程中物块与皮带的相对运动形成第2次痕迹；两次痕迹会形成重合，痕迹的长度等于两次痕迹中较长痕迹的长度．‎ ‎【详解】物块无初速度放在A点后，对物块受力分析，由牛顿第二定律可得：，解得：‎ 设经时间物块速度与皮带速度相等，则，解得：‎ 时间内皮带的位移 时间内物块的位移 时间内，物块和皮带间的相对位移 由于、，则，此后物块速度大于传送带的速度，摩擦力方向变为沿传送带向上，此时物块距B点距离 由牛顿第二定律可得：，解得：‎ 设物块再经时间到达B点，则，解得：‎ 时间内皮带的位移 时间内，物块和皮带间的相对位移 两次痕迹重合，则痕迹的长度 ‎12.如图所示，ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R=15m的圆周轨道，半径OA处于水平位置，BDO是直径为15m的半圆轨道，D为BDO轨道的中央。一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的。(g取10m/s2)‎ ‎(1)H的大小？‎ ‎(2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点，并说明理由。‎ ‎(3)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少？‎ ‎【答案】(1)10m；(2)可以通过；(3)17.3m/s ‎【详解】(1)设小球通过D点的速度为v，则有：‎ ‎，‎ 小球从P点落下直到沿光滑轨道运动的过程中，机械能守恒，有：‎ ‎，‎ 可得高度：‎ ‎；‎ ‎(2)设小球能够沿竖直半圆轨道运动到O点的最小速度为，有：‎ ‎，‎ 小球至少应从高处落下，‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ 由，小球可以通过O点；‎ ‎(3)小球由H落下通过O点的速度为：‎ ‎，‎ 小球通过O点后作平抛运动，设小球经时间t落到AB圆弧轨道上，有：‎ ‎，，‎ 且：‎ ‎，‎ 可解得时间t=1s（另解舍弃），落到轨道上速度的大小：‎ ‎。‎ ‎13.以下说法中正确的是 ‎ A. 熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的有序性增加的方向进行 B. 在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加 C. 液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性 D. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 E. 若封闭气体从外界吸热，则气体的内能一定增加 ‎【答案】BCD ‎【详解】A．墒增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，A错误；‎ B．在绝热条件下压缩气体，外界对气体做功，同时Q=0，所以气体内能一定增加，B正确；‎ C．液晶是一类特殊的物质存在的状态，液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，C正确；‎ D．表面张力产生的原因：由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确；‎ E．根据热力学第一定律公式，封闭气体的气体从外界吸热，可能同时对外做功，故气体内能可能增加，可能减小、可能不变，E错误；‎ 故选BCD ‎14.如图所示，U形管右管横截面积为左管2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，大气压为76cm 现向右管缓慢补充水银．‎ ‎（1）若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多大？‎ ‎（2）在（1）条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为多少？‎ ‎【答案】（1）52cmHg；（2）427K．‎ ‎【解析】‎ ‎（1）对于封闭气体有：p1=（76﹣36）cmHg=40cmHg，V1=26S1cm3，V2=20S1cm3‎ 由于气体发生等温变化，由玻意耳定律可得：p1V1=p2V2‎ ‎ ‎ ‎（2）停止加水银时，左管水银比右管高：h1=76﹣52cmHg=24cmHg；‎ 对左管加热后，左管下降6cm，右管面积是左管的2倍，故右管上升3cm，‎ 左管比右管高为：h2=h1﹣9cm=15cm 故封闭气体的压强：p3=76﹣15cmHg=61cmHg 封闭气体在初始状态和最终状态的体积相同，由查理定律可得： ‎ 故： ‎ 点睛：根据图示求出封闭气体压强，熟练应用玻意耳定律及查理定律即可正确解题；本题的难点是：气体最终状态的压强．‎ ‎15.如图是一个向右传播的t=0时刻的横波波形图，已知波从O点传到D点用0.2s。该波的波速为______m/s；t=0时，图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中，向y轴正方向运动的速度最大的质点是___________。‎ ‎【答案】10m/s D ‎【详解】[1]已知波从O点传到D点用0.2s，则波速为：‎ ‎；‎ ‎[2]在平衡位置时，速度最大，t=0时，图中A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各质点中，D、H两个质点在平衡位置，速度最大，而质点D向y轴正方向运动，质点H想y轴负方向运动，故向y轴正方向运动速率最大的质点为D。‎ ‎16.如图所示，有一足够大的容器内盛有水和色拉油两种物质，其中水的深度为2d，色拉油的厚度为d，容器底部有一个单色点光源S，已知水对该光的折射率为n1=，色拉油对该光的折射率为n2=1.5，光在真空中的传播速度为c，求：‎ ‎①这种光在水中和色拉油中传播的速度大小。‎ ‎②在色拉油上表面放一不透明薄膜，以致从光源直接发出的光线不能从色拉油中射出，求薄膜的最小面积。‎ ‎【答案】① ②‎ ‎【详解】①光在水中传播速度：‎ ‎，‎ 光在色拉油中的速度为：‎ ‎；‎ ‎②如图所示，光恰好在色拉油和空气的分界面发生全反射时，光线不能透射出色拉油 ‎，‎ 在水与色拉油分界面上，由 ‎，‎ 得：‎ ‎，‎ 则不透明薄膜的半径：‎ ‎；‎ 又因为面积，联立得：‎ ‎。‎