【物理】山西省忻州市忻州一中2020届高三上学期10月试题（解析版）

【物理】山西省忻州市忻州一中2020届高三上学期10月试题（解析版）

山西省忻州市忻州一中2020届高三上学期10月试题 一、选择题 ‎1. 下列说法正确的是 A. 做平抛运动的物体，一段时间的平均速度方向为该段时间内物体的初位置指向末位置的方向 B. 某人骑自行车以恒定的速率驶过一段弯路，自行车的运动是匀速运动 C. 做匀变速曲线运动的物体，加速度的方向与速度的方向可能在同一条直线上 D. 做圆周运动的物体所受合力的方向必定指向轨迹的圆心 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：平均速度等于位移与时间的比值，所以做平抛运动的物体，一段时间的平均速度方向为该段时间内物体的初位置指向末位置的方向，选项A正确；某人骑自行车以恒定的速率驶过一段弯路，因为速度的方向不断变化，故自行车的运动不是匀速运动，选项B错误；做匀变速曲线运动的物体，加速度的方向与速度的方向是不可能在同一条直线上的，选项C错误；只有做匀速圆周运动的物体所受合力的方向才指向轨迹的圆心，选择D错误；故选A．‎ 考点：平均速度；曲线运动的特点；匀速圆周运动的特点.‎ ‎2.一个物体沿直线运动，从t=0时刻开始，物体的～t的图象如图所示，图线与纵横坐标轴的交点分别为0.5 m/s和－1 s，由此可知 A. 物体做匀速直线运动 B. 物体做变加速直线运动 C. 物体的初速度大小为0.5 m/s D. 物体的初速度大小为1 m/s ‎【答案】C ‎【详解】由图可得：‎ 由：‎ 得：‎ 所以对比可得：‎ 可以知道物体加速度不变，做匀加速直线运动。故C正确，ABD错误。‎ ‎3.如图所示，铁板AB与水平地面之间的夹角为θ，一块磁铁吸附在铁板下方．在缓慢抬起铁板的B端使θ角增大（始终小于90°）的过程中，磁铁始终相对于铁板静止．下列说法正确的是 A. 磁铁所受合外力逐渐减小 B. 磁铁始终受到三个力的作用 C. 磁铁所受到的摩擦力逐渐减小 D. 铁板对磁铁的弹力逐渐增大 ‎【答案】D ‎【详解】AB．对铁块受力分析，受重力G、磁力F、支持力N和摩擦力f，如图：‎ 由于始终平衡，故合力为零，故AB错误；‎ 根据平衡条件，有：‎ ‎，‎ 解得：，，‎ 由于不断变大，故不断变大，N不断变大，故C 错误，D正确．‎ 故选D ‎4.物块A、B的质量分别为m和2m，用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上。对B施加向右的水平拉力F，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l1；若地面粗糙，A、B与地面间的动摩擦因数均为μ，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l2．则下列判断正确的是 A. l1一定等于 l2 B. l1一定大于 l2‎ C. l1一定小于 l2 D. l1可能大于 l2‎ ‎【答案】A ‎【详解】由题意可知，当水平面光滑时，对整体由牛顿第二定律有：‎ 此时对A分析有：‎ 联立可得：‎ 当水平面粗糙时，对整体有：‎ 对A分析有：‎ 联立可得：‎ 两种情况下弹力相等，对于同一弹簧由胡克定律可知，弹簧伸长量相等，长度也相等，即l1=l2，故A正确，BCD错误。‎ ‎5.如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比n1:n2=1:5，副线圈与阻值为R=200的电阻相连，原线圈两端所加的电压u=40sin20πt(V)，则 A. 副线圈输出交流电的频率为50Hz B. 电阻R上消耗的电功率为200W C. 交流电压表示数为40V D. 原线圈中电流的最大值为5A ‎【答案】B ‎【详解】A．原副线圈的频率是相同的，大小为：‎ 故A错误；‎ C．根据电压表达式可知，原线圈两端电压有效值为：‎ 即电压表的示数为40V；故C项错误；‎ B．理想变压器的原副线圈匝数比n1:n2=1:5，由原副线圈电压之比等于匝数之比可得，R两端的电压为200V，则电阻R上消耗的电功率为：‎ ‎，故B正确；‎ D．由题可知，电阻R上消耗的电功率即为副线圈输出功率，则：‎ ‎，解得：I1=5A 原线圈中电流的最大值：‎ 故D错误。‎ ‎6.如图，MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属棒ab垂直导轨放置，并在水平外力F作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻，则 A. 通过电阻R的电流方向为P→R→M B. ab两点间的电压为BLv C. a端电势比b端高 D. 外力F做的功等于电阻R产生的焦耳热 ‎【答案】C ‎【详解】AC．根据右手定则可以知道回路中的电流方向为b→a→ M→R→P；金属棒ab相当于电源，电流方向是b到a，可以认为a是电源正极，b是电源的负极，所以a端电势比b端高；故A错误，C正确；‎ B．金属棒ab运动过程中产生感应电动势为：‎ 金属棒ab相当于电源，ab两点间的电压即为路端电压，有：‎ 故B错误；‎ D．根据功能关系可以知道外力F做的功转化为电能，即电阻R和金属棒ab共同产生的焦耳热，故D错误。‎ ‎7.某质量为M、半径为R的行星表面附近有一颗质量为m的卫星，卫星绕行星的运动可视为匀速圆周运动，其角速度大小为，线速度大小为v；若在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m0的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为F．万有引力常量为G，忽略该行星自转．根据已知条件，下列表达式中不正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【详解】AC.卫星绕行星运动的轨道半径为R，角速度大小为，线速度大小为v，故有 ‎，万有引力充当向心力，所以，AC正确；‎ B.忽略行星自转，则在行星表面物体受到的重力等于行星对其的万有引力了，故，B错误；‎ D.根据万有引力充当向心力有，因为，故，D正确．‎ ‎【点睛】万有引力这一块涉及的物理量和公式较多，所以需要明确各个物理量表示的含义，然后选择应用 ‎8.一个带电量为+Q的点电荷固定在空间某一位置，有一个质量为m的带电小球（重力不能忽略）在+Q周围作匀速圆周运动，半径为R，向心加速度为（g为重力加速度）。关于带电小球带电情况，下列说法正确的是：‎ A. 小球带正电，电荷量大小为 ‎ B. 小球带正电，电荷量大小为 C. 小球带负电，电荷量大小为 ‎ D. 小球带负电，电荷量大小为 ‎【答案】C ‎【详解】由题意可知小球做匀速圆周运动，合力提供向心力，因中心电荷为+Q，做出运动图像如图所示：‎ 可知要让小球做匀速圆周运动，即小球所受库仑力和重力的合力提供向心力，所以小球带负电；‎ 由向心力公式可知：‎ 设小球与点电荷连线与竖直方向夹角为θ，则有：‎ 所以θ=30°，根据几何关系有：‎ 根据库仑定律有：‎ 联立可得：‎ 故C正确，ABD错误。‎ ‎9.以初速度v水平抛出一质量为m的石块，不计空气阻力，则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是 A. 在两个相等的时间间隔内，石块受到的冲量相同 B. 在两个相等的时间间隔内，石块运动的位移相同 C. 在两个下落高度相同的过程中，石块动量的增量相同 D. 在两个下落高度相同的过程中，石块动能的增量相同 ‎【答案】AD ‎【详解】A．石块做平抛运动，只受重力，重力的冲量：‎ I=mgt 可知在相等时间内冲量相同的，故A正确；‎ B．因为石块做平抛运动，相等时间间隔内水平位移相等，竖直位移不相等，所以相等时间间隔内合位移也不相等，故B错误；‎ C．平抛运动在竖直方向做匀加速运动，在两个下落高度相同的过程中，运动时间不同，重力的冲量不同，则动量的增量不同，故C错误；‎ D．在两个下落高度相同过程中，重力做功相同，由动能定理可知，石块动能的增量相同，故D正确。‎ ‎10.一列简谐横波向右传播，P、Q两质点的平衡位置相距0.15m．当P运动到上方最大位移处时， Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是 A. 0.60m B. 0.30m C. 0.10m D. 0.15m ‎【答案】BC ‎【详解】由题意可知：‎ 解得：‎ 当n=0时，；当n=1时，；故BC正确，AD错误。‎ ‎11.物体A、B原来静止于光滑水平面上。从t=0时刻开始，A沿水平面做直线运动，速度随时间变化如图甲；B受到如图乙所示的水平拉力作用。则在0~4s的时间内 A. 物体A的速度一直减小 B. 物体A所受合力保持不变 C. 2s末物体B改变运动方向 D. 2s末物体B速度达到最大 ‎【答案】BD ‎【详解】A．由图甲所示可以知道，物体A的速度先减小后增大，故A错误；‎ B．由图甲所示可以知道，物体A在0~2s内做匀减速直线运动，在2~4s内做反向的匀加速直线运动，整个过程加速度不变；由牛顿第二定律可知，物体A在0~4s的时间受到的合力保持不变，所以B正确；‎ CD．由乙图可以知道，物体B所受的拉力先沿正向后沿负向，说明物体B 在0~2s内做加速度减小的加速运动，2~4s内沿原方向做加速度增大的减速运动，2s末运动方向没有改变，2s末物体B速度达到最大，故C错误，D正确。‎ ‎12.如图所示为一带电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动时，其动能EK随位移x变化的关系图象，其段为曲线， 段为直线，则下列说法正确的是( )‎ A. 处电场强度为零 B. 段电场强度不断增大 C. 若 段曲线关于直线 对称，则0点的电势高于处的电势 D. 粒子在 段做匀加速直线运动 ‎【答案】AD ‎【解析】对于极短位移△x内，由动能定理可得：qE△x=△Ek，得：，可见图象的斜率大小反映场强的大小，故x1处电场强度为零，x2～x3段场强不变，是匀强电场，故A正确，B错误．若0～x2段曲线关于直线x=x1对称，可知粒子在O点和x2点两点动能的相等，由功能关系可得两点电势能相等，故电势相等，故C错误．x2～x3段为匀强电场，粒子做匀加速直线运动，故D正确．故选AD.‎ 二、实验题 ‎13.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F 图象.‎ ‎(1)图线不过坐标原点的原因是___________；‎ ‎(2)本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量______ (填“是”或“否”)；‎ ‎(3) 由图象求出小车和传感器的总质量_________kg. ‎ ‎【答案】(1). 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足; (2). 否; (3). 1;‎ ‎【解析】试题分析：(1)由于滑板的摩擦力没有被平衡，所以当施加拉力很小时，小车仍处于静止状态；(2)本题能够通过传感器测量出小车受到的拉力F，所以可以测量小车的加速度a=F/M，所以也就不需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量．(3)有牛顿第二定律得：F-f=ma，整理得a=F/m-f/m，图线的斜率k=1/m,所以小车和传感器的质量为：m=1/k=1kg．‎ 考点：本题考查验证小车的加速度和外力的关系实验．‎ ‎14.如图是一个多量程多用电表的简化电路图，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程不同的档位。电压的大量程是6V，小量程为3V。‎ ‎(1)下列说法正确的是：（ ）‎ A．当选择开关S旋到位置4时，是电阻档 B．当选择开关S旋到位置6时，是电压档，测量时B应接高电势 C．当选择开关S旋到5的量程比旋到6的量程大 D．A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔 ‎(2)已知表头G的满偏电流为，内阻为990Ω，图中的电源E的电动势均为3.5 V，当把选择开关S旋到位置4，在AB之间接3500Ω电阻时，表头G刚好半偏，该测量过程操作的顺序和步骤都正确无误，则R3=_____Ω，R4=_______Ω。‎ ‎【答案】(1). AD (2). 2901 3000‎ ‎【详解】(1)[1]A．当转换开关S旋到位置4时，表头与电表中的电源相连接，是电阻档，故A项正确的；‎ BD．当转换开关S旋到位置6时，表头与电阻串联，电阻起分压作用，是电压档；由电路图根据电流“红进黑出”可以知道B表笔为黑表笔，A表笔为红表笔，则测量电压时B应接低电势，故B错误，D正确；‎ C．当转换开关S旋到5时表头串联的电阻小于旋转到6时表头串联的电阻，则旋转到6串联的电阻大，分压较多，电压表量程大，故C错误。‎ ‎(2)[2][3]由题意可知测量过程操作的顺序和步骤都正确无误，所以当开关S旋到位置4，在AB之间接3500Ω电阻时，表头G刚好半偏，可知改装后的欧姆表内阻为3500Ω，此时欧姆表干路电流为：‎ 此时流过表头的电流为：‎ 所以根据欧姆定律可知虚线框中的总电阻为：‎ 当表头G满偏时，干路电流为：‎ 根据题意可以知道，接5时电压表的量程为3V，则有：‎ 接6时，电压表的量程为6V，则有：‎ 三、计算题 ‎15.据报道，某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，由于突然受到强大的垂直气流的作用，产生了16m/s2竖直向下的加速度，飞机机长反应迅速，果断采取措施，使飞机得到控制，以2m/s2‎ 的加速度减速下降，结果刚好避免了正站在飞机地板上服务的空姐的头顶与飞机顶部相撞，没有发生大的事故。如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定飞机在竖直方向上做的是匀变速直线运动。如图已知飞机舱内高度为2.42m，空姐的高度为1.7m。g取10m/s2，求：‎ ‎(1)为使乘客在飞机加速下降时不脱离座椅，乘客安全带所提供的最小拉力与乘客体重之比应该多大？‎ ‎(2)机长的反应时间是多少？这段时间内飞机下降的高度是多大？‎ ‎【答案】(1)3：5；(2)0.4s，1.28m ‎【详解】(1)设乘客的质量为m，座椅对他的支持力为FN，安全带的拉力为FT，当飞机以16m/s2向下加速时，由牛顿第二定律可得：‎ 当FN最小为0时，FT最小，解得：‎ 所以有：‎ ‎(2)设机长反应时间即飞机加速下降时间为t1，从开始减速到空姐头顶与飞机顶部接触时间为t2，此时空姐与飞机速度相等，则根据运动学公式有：‎ 根据位移关系有：‎ 由图可知：‎ 代入数据解得t1=0.4s，这段时间内飞机下落的高度为：‎ ‎16.如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60°角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为________。（g＝10 m/s2） ‎ ‎【答案】10J ‎【详解】小球弹出后做平抛运动，故有：‎ 代入数据联立解得：‎ 小球落地时的速度方向与水平方向成60°角，故有：‎ 所以：‎ 由弹簧与小球组成的系统机械能守恒得：‎ ‎17.如图所示，在xOy坐标系中，x轴上N点到O点的距离是12 cm，虚线NP与x轴负向的夹角是30°.第Ⅰ象限内NP的上方有匀强磁场，磁感应强度B＝1 T，第Ⅳ象限有匀强电场，方向沿y轴正方向．一质量为m＝8×10－10kg，电荷量q＝1×10－4C带正电粒子，从电场中M(12，－8)点由静止释放，经电场加速后从N点进入磁场，又从y轴上P点穿出磁场．不计粒子重力，取π＝3，求：‎ ‎(1)粒子在磁场中运动的速度v；‎ ‎(2)粒子在磁场中运动的时间t；‎ ‎(3)匀强电场的电场强度E．‎ ‎【答案】(1) 104 m/s (2) 1.6×10－5s (3) 5×103 V/m ‎【解析】‎ 试题分析：（1）粒子在磁场中的轨迹如图，‎ 由几何关系，得粒子做圆周运动的轨道半径：①‎ 由得：②‎ ‎（2）粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为120°，则有：‎ ‎③‎ ‎（3）由得：‎ 考点：带电粒子在匀强电场、磁场中的运动