福建省永安一中、德化一中、漳平一中2020届高三物理上学期12月联考试题（含解析）

福建省永安一中、德化一中、漳平一中2020届高三物理上学期12月联考试题（含解析）

福建省“永安一中、德化一中、漳平一中”2020届高三物理上学期12月三校联考试题 ‎ 一、选择题 ‎1.下列说法正确的是（ ）‎ A. 做匀速直线运动的物体,加速度为零；做匀速圆周运动的物体,加速度也为零 B. 某点的电场强度为零,电势一定为零；某点的电势为零,电场强度也一定为零 C. 静止的物体可能受滑动摩擦力作用；运动的物体也可能受静摩擦力作用 D. 牛顿用扭秤装置测出了引力常量Ｇ；库伦也用类似的扭秤装置测出了静电力常量k ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：做匀速直线运动的物体,加速度为零；做匀速圆周运动的物体，加速度不为零，具有向心加速度，故A错误；‎ B项：由零势能面的选取时任意的，所以电场强度为零，电势并不一定为零，而电势为零时，电场强度不一定为零，故B错误；‎ C项：运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体也可以受滑动摩擦力作用，比如：正在传送带上斜向上运行的物体，受到静摩擦力，但是运动的。再如：在地面上滑动的物体，地面受到滑动摩擦力，而地面是静止的，故C正确；‎ D项：卡文迪许用扭秤装置测出了引力常量Ｇ；库伦也用类似的扭秤装置测出了静电力常量k，故D错误。‎ 故应选：C。‎ ‎2.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）‎ A. 带电质点通过P点时的加速度较Q点大 B. 带电质点通过P点时的动能较Q点大 C. 带电质点通过P点时的电势能较Q点小 D. 三个等势面中，a的电势最高 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大。‎ ‎【详解】A项：等势线密的地方电场线密场强大，所以P点位置电场强度大，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故A正确；‎ B项：从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故B错误；‎ C项：根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故C错误；‎ D项：电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，a等势线的电势最低，故D错误。‎ 故应选：A。‎ ‎【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化。‎ ‎3.如图所示，甲、乙两个物块用平行于斜面的细线连接.用沿斜面向上的拉力F拉甲物块,使甲、乙两物块一起沿光滑斜面做匀加速运动。某时刻撤去拉力F,则撤去拉力的一瞬间,下列说法正确的是（ ）‎ A. 甲、乙都受三个力作用 B. 甲、乙的速度相同 C. 甲的加速度大于乙的加速度 D. 甲受到的合力一定沿斜面向下,乙受到的合力可以沿斜面向上 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：某时刻撤去拉力F，甲、乙受重力，支持力两个力作用，故A错误；‎ B项：甲、乙两物体在拉力F作用下一起向上做匀加速运动，所以在撤去拉力F瞬间两物体的速度相同，故B正确；‎ C项：某时刻撤去拉力F，甲、乙受重力，支持力两个力作用，加速度都为，其中为斜面倾角，故C错误；‎ D项：某时刻撤去拉力F，甲、乙受重力，支持力两个力作用，两力的合力沿斜面向下，故D错误。‎ 故应选：B。‎ ‎4.自行车b经过摩托车a的旁边时，摩托车a从静止开始运动,从该时刻开始计时,它们的v-t图象如图所示,已知两车始终在同一条平直公路上行驶,则关于两车的运动情况,下列说法正确的是（ ）‎ A. 8s末自行车开始调头,加速度开始反向 B. 6～8 s 内摩托车的加速度比自行车的大 C. 两车相距最远时,距离为12m D. t=8s时,自行车在摩托车前方 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：自行车8s前速度为正，8s后速度为负，所以8s末开始调头，v-t图象的斜率的正负表示加速度方向，所以8s末加速度方向不变，故A错误；‎ B项：6～8 s 内摩托车的加速度，自行车的加速度为：，故B错误；‎ C项：当自行车与摩托车速度相等时，两者相距最远，即t=6s时，自行车的位移为：，摩托车的位移为：，所以两者的最大距离为：，故C错误；‎ D项：t=8s时，自行车的位移为：，摩托车的位移为：，故D正确。‎ 故应选：D。‎ ‎5.物体从斜面顶端由静止开始下滑，经过斜面中点时速度为2m/s，则物体到达斜面底端时速度为（ ）‎ A. 3m/s B. ‎ C. 4m/s D. 6m/s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由题意可知，物体做初速度为零的匀加速直线运动，根据公式列方程即可正确解答。‎ ‎【详解】设经过斜面中点的速度为v1，到达斜面底端时速度为v2，斜面长度为L，则有：‎ 联立解得：。‎ 故应选：B。‎ ‎【点睛】本题考查了速度-位移公式的应用，做题时根据运动特点，合理选择运动学公式进行求解是学生必须具备的能力，这要在平时训练中不断的锻炼提高。‎ ‎6.如图所示，平行板电容器的两个极板为A、B，B极板接地，A极板带有电荷量＋Q，板间电场有一固定点P，若将B极板固定，A极板下移一些，或者将A极板固定，B极板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是（ ）‎ A. A极板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变 B. A极板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高 C. B极板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低 D. B极板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题中电容器两板所带电量不变，改变板间距离时，根据推论分析板间场强的变化．由U=Ed分析P点与下板间的电势差如何变化，结合电势的高低关系，判断P点电势的变化。‎ ‎【详解】A、B项：A板下移时，由题，电容器两板所带电量不变，正对面积不变，A板下移时，根据 、和可推出：E=，可知，只改变板间距离d时，板间的电场强度不变，则P点的电场强度E不变。P点与下板的距离不变，根据公式U=Ed，P点与下板的电势差不变，则P点的电势不变，故A正确，B错误；‎ C、D项：B上移时，同理得知，P点的电场强度不变，根据公式UBP=EdBP，由于dBP变小，所以BP两点的电势差变小，所以P点电势变小，故C、D错误。‎ 故应选：A。‎ ‎【点睛】本题是电容器的动态变化分析问题，板间的场强表达式为，这个式子要在理解并会推导的基础上记住，这是一个很重要的结论。‎ ‎7.如图所示为某游乐场的摩天轮,其正常工作时,大转盘在竖直面内做匀速圆周运动.坐在座舱里的游客也随转盘做匀速圆周运动。则游客从最低点运动到最高点的过程中,下列说法正确的是（ ）‎ A. 游客先失重后超重 B. 游客受到的合力始终恒定 C. 座舱对游客的作用力不断减小 D. 游客在运动过程中机械能守恒 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 明确加速度方向，从而明确人所处的状态，根据机械能的定义即可确定机械能的变化；根据功的定义确定做功情况。‎ ‎【详解】A项：在最低点，加速度向上，在最高点时，加速度向下，所以游客先超重后失重，故A错误；‎ B项：游客做匀速圆周运动，合力大小不变，方向改变，故B错误；‎ C项：从最低点到水平直径过程中，重力沿半径方向的分力G1减小，由公式可知，作用力减小，从水平直径到最高点，重力沿半径方向的分力G1增大，由公式可知，作用力减小，故C正确；‎ D项：摩天轮转动过程中，乘客的动能不变，重力势能时刻发生改变，故机械能始终变化，故D错误。‎ 故应选：C。‎ ‎【点睛】本题考查超重和失重以及功能关系的应用，要注意明确机械能包括动能和重力势能，要根据二者的变化分析总机械能的变化。‎ ‎8.如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则（ ）‎ A. c对b的支持力减小 B. c对b的摩擦力方向可能平行斜面向上 C. 地面对c的摩擦力方向向右 D. 地面对c的摩擦力增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ b受到c的摩擦力不一定为零，与两物体的重力、斜面的倾角有关。对bc整体研究，由平衡条件分析水平面对c的摩擦力方向和支持力的大小。‎ ‎【详解】A项：c对b的支持力为：，所以不变，故A错误；‎ B项：设a、b的重力分别为Ga、Gb．若Ga=Gbsinθ，b受到c的摩擦力为零；若Ga≠Gbsinθ，b受到c的摩擦力不为零。若Ga＜Gbsinθ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，故B正确；‎ C项：以bc整体为研究对象，分析受力如图，‎ 根据平衡条件得知 水平面对c的摩擦力f=Tcosθ=Gacosθ，方向水平向左 在a中的沙子缓慢流出的过程中，则摩擦力在减小。‎ 故应选：B。‎ ‎【点睛】本题采用隔离法和整体法研究两个物体的平衡问题及B所受的摩擦力，要根据B所受的拉力与重力沿斜面向下的分力大小关系，分析摩擦力的大小和方向。‎ ‎9.如图所示，在光滑水平面上有两块木块A和B，质量均为m，B的左侧固定一轻质弹簧．开始时B静止，A以初速度v0向右运动与弹簧接触，则在相互作用的过程中( )‎ A. 任意时刻，A、B系统的总动能恒定不变 B. 任意时刻，A、B系统的总动量恒定不变 C. 当弹簧压缩到最短长度时，A与B具有相同的速度 D. 当弹簧恢复到原长时，A与B具有相同的速度 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ A、B系统合力为零，系统动量守恒，当A、B速度相同时，弹簧被压缩到最短，弹簧的势能最大，根据动量守恒定律和能量守恒定律解答。‎ ‎【详解】A项：A以v0速度向右运动与B发生碰撞，根据能量守恒得弹簧的势能增大过程，A、B系统的总动能减小，故A错误；‎ B项：A、B系统任意时刻合力为零，所以任意时刻，A、B系统的总动量应守恒，故B正确；‎ C项：当弹簧压缩到最短长度时，A与B具有相同的速度，弹簧的势能最大，故C正确；‎ D项：当弹簧压缩到最短长度时，A与B具有相同的速度，之后在弹簧弹力作用下A减速，B加速，所以当弹簧恢复到原长时，A与B速度交换，即A的速度为零，B的速度是v0，故D错误。‎ 故应选：BC。‎ ‎【点睛】本题综合考查了动量守恒定律、能量守恒定律，综合性较强，对学生的能力要求较高，且多次运用动量守恒定律。‎ ‎10.如图所示，为轿车中的手动变速杆，若保持发动机输出功率不变，将变速杆推至不同挡位，可获得不同的运行速度，从“1”～“6”挡速度增大，R是倒车挡。某型号轿车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶的最大速度可达180km/h。假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定，则该轿车（ ）‎ A. 以最大牵引力爬坡，变速杆应推至“1”挡 B. 以最大牵引力爬坡，变速杆应推至“6”挡 C. 以额定功率在水平路面上以最大速度行驶时，其牵引力为1200N D. 以54km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的输出功率为60kW ‎【答案】AC ‎【解析】‎ AB、根据功率与牵引力的关系P=Fv可知，当速度最小时，牵引力最大，变速杆应推至“1”挡，故A正确，B错误；‎ C、在额定功率下以最高速度行驶时，，故C正确；‎ D、以54km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的输出功率为 ，故D错误；‎ 故选AC。‎ ‎【点睛】根据功率与牵引力的关系P=Fv判断轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至的档位，在额定功率下以最高速度行驶时。‎ ‎11.用 m 表示地球同步卫星的质量，h 表示它离地面的高度，R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度， 表示地球自转的角速度，则（ ）‎ A. 同步卫星内的仪器不受重力 B. 同步卫星的线速度大小为 C. 地球对同步卫星万有引力大小为 D. 同步卫星的向心力大小为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 地球的同步卫星的轨道半径为r=R+h．根据地球的半径和地球表面的重力加速度，由重力等于万有引力，可求卫星的万有引力，由向心力公式求解向心力，根据v=ωr求解线速度。‎ ‎【详解】A项：同步卫星做匀速圆周运动，同步卫内的仪器处于完全失重状态，不是不受重力，故A错误；‎ B项：同步卫星的线速度大小为v=ωr=ω（R+h），故B正确；‎ C、D项：在地球表面，由重力等于万有引力得，在卫星位置，由重力等于万有引力得 解得：‎ 同步卫星所受万有引力的大小F=ma=mg′=，解得： 故C错误，D正确。‎ 故应选：BD。‎ ‎【点睛】题为天体运动的典型题型，由万有引力提供向心力，再根据向心力的基本公式求解，解题过程中注意黄金代换式。‎ ‎12.如图，质量分别为mA=2kg、mB=4kg的A、B小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H=25m处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两侧轻绳下端恰好触地，取g=10m/s2，不计细绳与滑轮间的摩擦，则下列说法正确的是( )‎ A. A与细绳间为滑动摩擦力，B与细绳间为静摩擦力 B. A比B先落地 C. A,B落地时的动能分别为400J、850J D. 两球损失的机械能总量250J ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由于A、B两球对细绳的摩擦力必须等大，且A、B的质量不相等，A球由静止释放后与细绳间为滑动摩擦力，B与细绳间为静摩擦力，故A正确；‎ B项：对A：mAg-fA=mAaA，对B：mBg-fB=mBaB，fA=fB，fA=0.5mAg，联立解得：，‎ 设A球经ts与细绳分离，此时，A、B下降的高度分别为hA、hB，速度分别为VA、VB，‎ 则有：，，H=hA+hB，VA=aAt，VB=aBt 联立解得：t=2s，hA=10m，hB=15m，VA=10m/s，VB=15m/s，‎ 分离后，对A经t1落地，则有：，‎ 对B经t2落地，m则有：‎ 解得：， ，所以b先落地，故B错误；‎ C项：A、B落地时的动能分别为EkA、EkB，由机械能守恒，有：‎ 代入数据得：EkA=400J、EkB=850J，故C正确；‎ D项：两球损失的机械能总量为△E，△E=（mA+mB）gH-EkA-EkB，代入数据得：△E=250J，故D正确。‎ 故应选：ACD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键理清A、B两球在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。要注意明确B和绳之间的滑动摩擦力，而A和绳之间的为静摩擦力，其大小等于B受绳的摩擦力。‎ 二、实验题 ‎13.某小组同学做“验证机械能守恒”实验，采用了如图所示的装置，其中m 1=50g，m 2=150g，m 2在高处由静止开始下落，m 2可以带动m 1拖着纸带带出一系列的点，某次实验打出的纸带如图所示，0为打下的第一个点，相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所用电源的频率为50Hz，请计算（当地重力加速度g=9.8m/s 2）：‎ ‎（1）系统的加速度大小为_______m/s 2；‎ ‎（2）在打计数点0~5的过程中，m 1、m 2组成的系统动能的增量为 ‎_______J，系统重力势能的减少量为  _______J.（计算结果均保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 4.8； (2). 0.58； (3). 0.60；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)速度公式△x=at2，即可求解加速度大小；‎ ‎(2)变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点5时的速度大小；‎ 根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量。‎ ‎【详解】(1)统的加速度由△x=at2，可得a＝；‎ ‎(2) 根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点5时的速度大小：‎ 系统动能的增量为 系统重力势能的减少量为△Ep=（m2-m1）gh05=0.60J。‎ ‎【点睛】本题全面的考查了验证机械能守恒定律中的数据处理问题，要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力。‎ ‎14.某物理兴趣小组利用如图所示的装置进行实验。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下：‎ ‎①在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；‎ ‎②用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量ma、mb；‎ ‎③在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上；‎ ‎④细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；‎ ‎⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；‎ ‎⑥滑块a最终停在c点(图中未画出)，用刻度尺测出AC之间的距离Sa；‎ ‎⑦小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离Sb；‎ ‎⑧改变弹簧压缩量，进行多次测量。‎ ‎(1)该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证_________=____________即可。(用上述实验数据字母表示)‎ ‎(2)改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到Sa与的关系图象如图所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为________。(用上述实验数据字母表示)‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：要验证动量守恒，必须求出被弹开瞬间两滑块的速度，根据通过光电门的平均速度等于其瞬时速度和平抛运动规律求解（2）根据动能定理写出表达式，然后根据斜率列等式求解 ‎（1）由于A点右侧摩擦可以不计，所以被弹开后滑块a的瞬时速度等于经过光电门的速度，即，b被弹开后的瞬时速度等于做平抛运动的初速度，根据可得，该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证 ‎（2）根据动能定理可得，即，化简得，即解得 三、计算题 ‎15.如图所示，两带电平行板A、B间的电场为匀强电场，场强E=8.0×102V/m，两板间距d=16cm，板长L=30cm。一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-24kg的粒子以v0=3×105m/s的速度沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转，不计带电粒子的重力，求：‎ ‎(1)粒子带何种电荷及粒子在电场中运动时间 ‎(2)粒子在电场中运动的加速度的大小 ‎(3)粒子飞出电场时的偏转角的正切值 ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电场方向向下，粒子向下偏转，电场力向下，说明粒子带正电．粒子在平行于板的方向做匀速直线运动，由板长和初速度求出运动的时间，将速度分解为水平方向和竖直方向，根据牛顿第二定律求出加速度，由vy=at求出竖直方向分速度，再求解偏转角的正弦值。‎ ‎【详解】(1) 粒子带正电．粒子在水平方向做匀速直线运动，‎ 则粒子在电场中运动时间；‎ ‎(2) 粒子的加速度；‎ ‎(3)‎ 设粒子飞出除电场时偏转角为θ 则。‎ ‎【点睛】本题考查运用力学规律处理电场问题的能力，比较容易．对于类平抛运动常常采用运动的合成与分解方法处理，分解为平行于电场的匀加速直线运动和垂直于电场的匀速直线运动。‎ ‎16.如图所示，倾角为θ=37°的传送带以速度v=2 m/s顺时针转动。在传送带的底端静止释放一质量为2 kg的小木块，已知小木块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8，传送带足够长，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10 m/s2。小木块从滑上转送带至到达最高点的过程中，求 ‎(1)小木块所受摩擦力的大小 ‎(2)滑动摩擦力对小木块所做功 ‎(3)小木块上滑的过程中系统产生的热量 ‎【答案】（1） （2）64J（3）64J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)滑动摩擦力为：；‎ ‎(2)由牛顿第二定律可得：‎ 所以；‎ ‎(3)‎ ‎。‎ ‎17.如图所示，一质量m=1kg的小滑块(体积很小，可视为质点)静止在水平轨道上的A点，在水平向右的恒定拉力F=4N的作用下，从A点开始做匀加速直线运动，F作用一段时间t后撤去，滑块继续运动到B点进入半径为R＝0.3m的光滑竖直圆形轨道，在圆轨道上运行一周后从B处的出口（未画出，且入口和出口稍稍错开）出来后向C点滑动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度h＝0.2m，水平距离s＝0.6  m。已知滑块运动到圆轨道的最高点时对轨道的压力刚好为滑块重力的3倍，BC长为L＝2m，小滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度g＝10  m/ s 2‎ ‎(1) 求小滑块通过圆形轨道的最高点P的速度大小 ‎(2) 试通过计算判断小滑块能否到达壕沟的右侧 ‎(3) 若AB段光滑，水平拉力F的作用时间范围可变，要使小滑块在运动过程中，既不脱离竖直圆轨道，又不掉进壕沟，试求水平拉力F作用时间t的范围 ‎【答案】（1） （2）不能（3）或或 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在P点由牛顿第二定律可得：‎ 代入数据解得：；‎ ‎(2)从P到B由机械能守恒得：‎ 从B到C由动能定理得：‎ 由平抛运动规律可得：‎ 联立解得：‎ 所以小滑块不能到达壕沟的右侧；‎ ‎(3) 第一种情形 恰好运动到竖直圆的最右侧，则 由动量定理得：‎ 解得：‎ 所以 第二种情形：恰好通过最高点 解得：‎ 又恰好运动到C点 解得：‎ 所以 第三种情形：‎ 所以 所以s。 ‎