湖北省荆门市龙泉中学2020届高三物理上学期寒假作业练习题三

湖北省荆门市龙泉中学2020届高三物理上学期寒假作业练习题三

湖北省荆门市龙泉中学2020届高三物理上学期寒假作业练习题三 ‎ 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分。‎ ‎1.关于原子核和核反应，下列说法中正确的是 A.温度越高放射性元素的半衰期越短，半衰期与原子核内部自身的因素无关 B.核力是原子核内部核子间所特有的相互作用力，故核内任意两个核子间都存在核力 C.核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒 D.铀核()衰变为铅核()的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变 ‎2.如图所示为甲物体和乙物体在平直地面上同向运动的v-t图象，已知t=0时甲在乙前方x0=60m处，则在0~4s的时间内甲和乙之间的最大距离为 A.8m B.14m C.68m D. 52m ‎3.一匝由粗细均匀的同种导线绕成的矩形导线框abcd固定不动，其中矩形区域efcd存在磁场（未画出），磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度大小B随时间t均匀变化，且(k>0)，已知ab=fc=4L，bc=5L，已知L长度的电阻为r，则导线框abcd中的电流为 A. B. C. D.‎ ‎4.如图所示，一根劲度系数为k的轻质弹簧固定在天花板上，弹簧下端系一质量为m的物体，现将竖直向下的外力作用在物体上，使弹簧的伸长量为x。撤去外力后，物体由静止竖直向上弹出，已知对于劲度系数为k0的弹簧，当其形变量为x0时，具有的弹性势能为 ‎，重力加速度为g，其他阻力不计，则从撤去外力到物体的速度第一次减为零的过程中，物体的最大速度为 A. B. C. D.‎ ‎5.如图所示，M、N是围绕地球做匀速圆周运动的两个卫星，已知N为地球的同步卫星，M的轨道半径小于N的轨道半径，A为静止在赤道上的物体，则下列说法正确的是 A.M绕地球运行的周期大于24小时 B.M适当减速有可能与N实现对接 C.M的运行速度大于A随地球自转的线速度 D.N的运行速度大于地球的第一宇宙速度 ‎6.一带正电荷的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动沿x正半轴上的电势φ随位置x变化的关系如图所示，则下列说法中正确的是 A.x1、x2处的电场强度均沿x轴负方向 B.该粒子在x1处的加速度大于在x2处的加速度 C.该粒子从x1处到x2处的过程中做减速运动 D.该粒子在x1处的电势能大于在x2处的电势能 ‎7.2020年9月15日，“天宫二号”空间实验室发射任务取得圆满成功。假设“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动的轨道距地球表面的高度为2a，绕地球飞行一圈的时间为90分钟，“嫦娥一号”卫星绕月球做匀速圆周运动的轨道距月球表面的高度为a，绕月球飞行一圈的时间为120分钟，已知地球的半径为32a，月球半径为9a，则下列说法正确的是 A.“天宫二号”运行的速度小于“嫦娥一号”运行的速度 B.“天宫二号”运行的加速度小于“嫦娥一号”运行的加速度 C.地球的质量小于月球的质量 D.地球的平均密度大于月球的平均密度 ‎8.如图所示，质量分别为mA、mB的两个物体A、B在水平拉力F的作用下，沿光滑水平面一起向右运动，已知mA>mB，光滑动滑轮及细绳质量不计，物体A、B间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则下列说法中正确的是 A.A对B的摩擦力向右 B.B对A的摩擦力为零 C.A、B间的摩擦力大小为 D.若A、B间的动摩擦因数为μ，要使A、B之间不发生相对滑动，则拉力F的最大值为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎9.在如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、R3=2.5Ω，流过副线圈的电流随时间的变化关系如图乙所示，已知电阻R2和R3消耗的功率相等，下列说法正确的是 A.变压器原、副线圈的匝数比为2:1‎ B.流过变压器原线圈的电流有效值为1A C.流过电阻R1的电流有效值为1A D.电阻R1消耗的功率为10W ‎10.如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。若速度选择器中电场强度大小为E1，磁感应强度大小为B1、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为圆弧，圆弧的半径（OP）为R，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度v沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力。下列说法正确的是 A.速度选择器的极板P1的电势比极板P2的高 B.粒子的速度 C.粒子的比荷为 D.P、Q两点间的距离为 ‎11.如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，质量为1kg的物块(可视为质点)在沿斜面向上的外力F的作用下从斜面底端O沿斜面运动到A点最后运动到B点，已知物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2，以水平地面为零势能面，物块的机械能E与物块运动的位移x的关系如图乙所示，则下列说法正确的是 A.物块在OA段运动时，外力F1=20N B.物块在AB段运动时，外力F2=25N C.物块从O点运动到A点的时间为2s D.物块运动到A点时的速度大小为10m/s ‎12.如图所示，一质量为m0=0.05kg的子弹以水平初速度v0=200m/s打中一放在水平地面上A点的质量为m=0.95kg的物块，并留在物块内（时间极短可忽略），随后物块从A点沿AB方向运动，与距离A点L=5m的B处的墙壁碰撞前瞬间的速度为v1=8m/s，碰后以v2=6m/s的速度反向运动直至静止，测得物块与墙碰撞的时间为t=0.05s，g取10m/s2，则 A.物块从A点开始沿水平面运动的初速度v=10m/s B.物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.36‎ C.物块与墙碰撞时受到的平均作用力大小 D.物块在反向运动过程中产生的摩擦热Q=18J 三、实验探究题：本题共2小题，共15分。考生根据要求做答。‎ ‎13.(6分)某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系实验中，把弹簧放置在水平桌面上，测出其自然长度，然后竖直悬挂让弹簧自然下垂，如图甲所示，在其下端挂上钩码。‎ ‎(1)实验时逐渐增加弹簧下端钩码并记录所挂钩码的重力F与其对应弹簧的形变量x，作出的F—x图象如图乙所示。图线不过原点的原因是______。‎ ‎(2)该同学又找来与弹簧性质相同的橡皮筋，橡皮筋在弹性限度内弹力F0与伸长量x0成正比，即F0=kx0。查阅资料后发现式中k值与橡皮筋的原长L0和横截面积S有关。理论与实验都表明，其中Y是由材料本身决定的常数，在材料力学中称为杨氏模量。‎ ‎①杨氏模量Y的单位是______。‎ A.N B.m C.N/m D.N/m2‎ ‎②若该橡皮筋的k值与（1）中弹簧的劲度系数相同，该橡皮筋的原长为10.0cm，横截面积为1.0mm2，则可知该橡皮筋的杨氏模量Y的大小为______(结果保留两位有效数字)。‎ ‎14.(9 分)某实验小组利用图甲所示的电路测金属丝Rx的电阻率。‎ ‎(1)请根据图甲，对图乙的实物图进行连线，使滑动变阻器的滑片向右移时，电流表的示数变小。‎ ‎(2)如图丙所示，利用螺旋测微器测出金属丝直径d=______。‎ ‎(3)闭合开关后，将滑动变阻器的滑片调至一合适位置后不动，多次改变金属丝上金属夹的位置，得到几组U、I、L（U为电压表的示数，I为电流表的示数，L为金属丝接入电路的长度）的数据，用计算出相应的电阻值后作出R—L图线如图丁所示。取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR，则金属丝的电阻率ρ=______(用题给字母进行表示)。ρ的测量值______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。‎ 四、计算解答题：本题共4小题，满分43分。解答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能得分。‎ ‎15.(10分)在某限速为60km/h的路段执勤的警察发现一辆汽车以108km/h的速度飙车，经过警察旁边时，警察立即驾驶警车去追，已知警察和警车的总质量为3×103kg，额定功率为120kW，地面对警车的阻力为警察和警车总重力的。如果警车以恒定功率启动，警车在行驶100m后能够达到最大速度，试判断警车能否追上汽车，若能，求警车追上汽车时离出发点的距离；若不能，请说明理由。（重力加速度g=10m/s2）‎ ‎16.(10分)如图所示，半径为R的半圆形光滑绝缘轨道竖直放置，整个空间存在方向水平向左的匀强电场，AD是半圆形轨道的水平直径，O点是它的圆心，一带正电荷的小球(可视为质点)从A点由静止释放，小球到达C点时速度刚好为零，已知∠AOC=120°，重力加速度为g，求：‎ ‎(1)小球从A点到C点的过程中速度的最大值；（结果可以含根号）‎ ‎(2)若该小球从D点获得竖直向上的初速度vD，则vD满足什么条件时，小球恰好经过A点。（结果可以含根号）‎ ‎17.(10分)如图所示，一质量M=3kg的足够长木板B静止在光滑水平面上，B的右侧有竖直墙壁，B的右端与墙壁的距离L=4m。现有一可视为质点的质量m=1kg的小物体A，以初速度v0=8m/s从B的左端水平滑上B，已知A、B间的动摩擦因数μ=0.2，B与竖直墙壁的碰撞时间极短，且碰撞时无能量损失。已知全过程中A都在B上。‎ ‎(1)求B与竖直墙壁碰撞前瞬间的速度大小v；‎ ‎(2)求从A滑上B到B与墙壁碰撞所用的时间t。‎ ‎18.(13 分)如图所示，平行且光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m，在M点和P点间接一个阻值为R=1.5Ω的电阻，两导轨间存在方向垂直导轨平面向下的矩形匀强磁场区域，磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B=1T，一个质量为m=2kg、电阻为r=0.5的导体棒垂直于导轨放置，导体棒长为L=1m。现从与磁场的左边界相距为d0=5m的位置开始用一个大小为F=5N、方向水平向右的恒力拉导体棒，使之由静止开始运动，已知导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计。‎ ‎(1)如果磁场的宽度d足够大，导体棒在磁场中运动的最终速度为多大？‎ ‎(2)如果磁场的宽度d=18m，导体棒离开磁场右边界时的速度为7.5m/s，求导体棒从开始运动到离开磁场右边界经历的时间以及导体棒通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能。‎ 参考答案 ‎1.C 2.C 3.A 4.B 5.C 6.D 7.D 8.D ‎9.AD 10.AC 11.CD 12.ABD ‎13.（1)弹簧自身重力的影响（2分）（2）①D(2分）②l.0×l07N/m2（2分）‎ ‎14.（1）实物连线如图所示（2分）‎ ‎（2）1.650mm（2分）（3）（3分）小于（2分）‎ ‎15.【解答】汽车的速度为 （1分）‎ 警车能够达到的最大速度为 ‎ （1分）‎ 因为v2>v1，所以警车可以追上汽车 （1分）‎ 设警车达到最大速度的过程经历的时间为t1，根据能量守恒定律有 ‎ （2分） 解得 t1＝22.5s （l分）‎ 设警车达到最大速度后又经过t2的时间追上汽车，根据位移关系有x1＋v2t2＝v1（t1＋t2）（1分）‎ 代入数据解得t2＝57.5s（1分）‎ 故警车达到最大速度到追上汽车的过程中运动的位移为x2＝v2t2＝2300m （1分）‎ 则警车追上汽车时离出发点的距离为x＝x1＋x2＝2400m（1分）‎ ‎16【解答】（1）设匀强电场的电场强度大小为E，小球从A点到C点的过程中，对小球由动能定理可得mgRsin60°－qER(1＋cos60°)＝0－0 （2分）‎ 解得 （1分）‎ 经分析可知，当小球运动到等效重力场的最低点时，小球的速度最大，设小球到达M点时速度最大，此时MO和水平方向的夹角为θ，如图所示，则 ‎，即θ＝60° （1分）‎ 小球从A点到M点的过程中，对小球由动能定理可得 ‎ （1分）‎ 最大速度 （1分）‎ ‎（2）对小球从D点到A点的运动过程进行分解在竖直方向上小球做竖直上抛运动，则 （1分）‎ 在水平方向上小球做匀加速运动，则qE＝ma （l分）‎ ‎ （1分） 解得 （1分）‎ 即当时，小球恰好经过A点 ‎17.【解答】（1）设A、B达到的共同速度为v共，根据动量守恒有 mv0＝（m＋M）v共 （1分）‎ 解得v共＝2m/s （1分）‎ 设这一过程中B向右运动的位移为x1，根据动能定理有 ‎ （1分） 解得x1＝3m （l分）‎ 因x1

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