2020届高三物理上学期12月段考试题（含解析）

2020届高三物理上学期12月段考试题（含解析）

‎2019届高三上学期12月段考物理试题 一．选择题 ‎1. 下列说法中正确的是（ ）‎ A. 开普勒发现太阳与行星间的引力规律也适用于地球和月球之间 B. 库仑认为处在电场中的其他电荷受到的作用力是这个电场给予的 C. 弹力和摩擦力在本质上都是由电磁力引起的 D. 伽利略通过实验说明了力是维持物体运动的原因 ‎【答案】C B：法拉第认为处在电场中的其他电荷受到的作用力是这个电场给予的，故B错误。‎ C：弹力和摩擦力在本质上都是由电磁力引起的，故C正确。‎ D：伽利略通过实验说明了力不是维持物体运动的原因，故D错误。‎ ‎2. 甲乙两汽车同时同地出发，甲车做匀速运动，乙车做初速度为零的匀加速直线运动，两车的位移与时间的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）‎ A. t=l0s时，甲车追上乙车 B. 乙车的加速度大小为2m/s2‎ C. t=l0s时，两车速度相同 D. t=5s时，两车速度相同 ‎【答案】D ‎【解析】据图可知，在t=10秒时，甲乙的位移相等，但开始时乙在后，故应是乙追上甲车，故A错误；由图可知，乙的加速度，故B错误；质点乙在10秒时的速度：v2=at2=1×10=10m/s，甲车速度v=5m/s，故C错误；t=5s时，甲车速度 - 12 -‎ ‎，5s为10内的时间中点，故乙车速度等于10s内的平均速度，故，故D正确；故选D．‎ 点睛：本题考查x-t图象，在位移-时间图象中，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，斜率表示速度；图象的交点表示位移相等；要求同学们能根据图象读出有用信息，并能加以应用，注意乙的运动表示的是匀加速直线运动．‎ ‎3. 一质量为m的小物块沿竖直面内半径为R的圆弧轨道下滑，滑到最低点时的瞬时速度为v，若小物块与轨道的动摩擦因数是，则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为 ‎ ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】物块滑到轨道最低点时，由重力和轨道的支持力提供物块的向心力，由牛顿第二定律得 得到：‎ 则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为，故选项C正确，选项ABD错误。‎ 点睛：物块滑到轨道最低点时，由重力和轨道的支持力提供物块的向心力，由牛顿第二定律求出支持力，再由摩擦力公式求解摩擦力。‎ ‎4. 木块A、B分别重50N和70N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5cm，系统置于水平地面上静止不动．已知弹簧的劲度系数为100N/m．用F=7N的水平力作用在木块A上，如图所示，力F作用后 A. 木块A所受摩擦力大小是10N B. 木块A所受摩擦力大小是2N C. 弹簧的弹力是12N D. 木块B所受摩擦力大小为12N ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：B与地面间的最大静摩擦力分别为：，‎ - 12 -‎ ‎，根据胡克定律得，弹簧的弹力大小为，可见，，，所以两物体都保持静止状态．则由平衡条件得A、B所受摩擦力分别为，，B正确；‎ 考点：考查了摩擦力的计算 ‎【名师点睛】本题求解摩擦力时，首先要根据外力与最大静摩擦力的关系分析物体的状态，再根据状态研究摩擦力．‎ ‎5. 质量为1 kg的小球A以8 m/s的速率沿光滑水平面运动，与质量为3 kg的静止小球B发生正碰后，A、B两小球的速率vA和vB可能为( )‎ A. vA＝5 m/s B. vA＝－3 m/s C. vB＝1 m/s D. vB＝6 m/s ‎【答案】B ‎【解析】碰撞前总动量为P=mAvA0=1×8kg•m/s=8kg•m/s．碰撞前总动能为 ． 如果vA=5m/s，可解得vB=1m/s,因vA>vB，故不可能，选项A错误；如果vA=-3m/s，可解得vB=m/s；因碰后，选项B正确；如果vB=1m/s，可解得vA=5m/s,因vA>vB，故不可能，选项C错误；如果vB=6m/s，可解得vA=-10m/s,因碰后，故不可能，选项D错误；故选B.‎ 点睛：对于碰撞过程，往往根据三个规律去分析：一是动量守恒；二是总动能不增加；三是碰后，若两球分开后同向运动，后面小球的速率不可能大于前面小球的速率.‎ ‎6. 某颗地球同步卫星正下方的地球表面有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，春分那天（太阳光直射赤道）在日落12小时内有时间该观察者看不见此卫星。已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球自转周期为T，卫星的运动方向与地球转动方向相同，不考虑大气对光的折射，下列说法中正确的是 A. 同步卫星离地高度为 B. 同步卫星加速度小于赤道上物体向心加速度 C. ‎ D. 同步卫星加速度大于近地卫星的加速度 ‎【答案】C - 12 -‎ ‎【解析】试题分析：万有引力充当向心力，根据公式，联合黄金替代公式，，可解得，A错误；由于同步卫星的运行周期和地球自转周期相同，根据公式可得两者的角速度相同，根据可得半径越大，向心加速度越大，故同步卫星加速度大于赤道上物体向心加速度，B错误；根据光的直线传播规律，日落12小时内有时间该观察者看不见此卫星图示如图所示，‎ 同步卫星相对地心转过角度为，结合，解得：，故C正确；根据可得，轨道半径越大，向心加速度越小，所以同步卫星加速度小于近地卫星的加速度，D错误 考点：考查了同步卫星 ‎【名师点睛】同步卫星绕地球做匀速圆周运动，受到的万有引力提供向心力，其向心力用周期表示，结合“黄金代换”求出同步卫星的轨道半径，再利用几何关系确定太阳照不到同步卫星的范围，那么，即可求出看不到卫星的时间．‎ ‎7. 关于光电效应，下列说法正确的是（　　）‎ A. 某种频率的光照射金属发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加 B. 光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关 C. 一般需要用光照射金属几分钟才能产生光电效应 D. 入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同 ‎【答案】A - 12 -‎ ‎【解析】某种频率的光照射某金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，就增加了单位时间内射到金属上的光子数，则单位时间内发射的光电子数将增加．故A正确．根据光电效应方程EKm=hγ-W0，得知光电子的最大初动能与入射光的频率、金属的逸出功都有关，与入射光的强度无关，故B错误．光电效应具有瞬时性，用光照射金属不超过10-9s就才能产生光电效应，故C错误．金属的逸出功由金属材料决定，与入射光无关，故D错误．故选A.‎ 点睛：解决本题的关键熟练掌握光电效应的规律、产生的条件，知道光电效应方程EKm=hγ-W0等等．光电效应是考试的热点，要多做相关的练习，牢固掌握这部分知识．‎ ‎8. 如图甲所示，木块放在水平桌面上，给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数)，摩擦力传感器描绘出木块受到的摩擦力Ff随着时间t变化的图线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）‎ A. 木块在t2时刻开始运动 B. 木块在t2时刻以后做匀速直线运动 C. 滑动摩擦力的大小等于Ff 1‎ D. 最大静摩擦力的大小等于Ff 2‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】AB：由图知：t2时刻木块受的摩擦为最大静摩擦，水平力F=kt，木块在t2时刻开始运动，以后拉力大于滑动摩擦力，t2时刻以后做变加速直线运动；故A正确、B错误。‎ C：木块在t2时刻开始运动，t2时刻以后物体受滑动摩擦力，则滑动摩擦力的大小等于Ff 1；故C正确。‎ D：t2时刻木块受的摩擦为最大静摩擦，最大静摩擦力的大小等于Ff 2；故D正确。‎ 点睛：根据图象推出对应的运动情景，再将情景与图象对应分析。‎ ‎9. 实验小组利用DIS系统（数字化信息实验系统），观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个压力传感器，测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上出现如图所示图线，根据图线分析可知下列说法正确的是 ‎ - 12 -‎ A. 从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态 B. t1到t2时间内，电梯一定在向下运动，t3到t4时间内，电梯可能正在向上运动 C. t1到t4时间内，电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下 D. t1到t4时间内，电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上 ‎【答案】AC ‎【解析】在t1-t2时间内Fmg,电梯有向上的加速度,处于超重状态,A正确.因电梯速度方向未知,故当速度方向向上时,则为向上减速或向上加速,当速度方向向下时,则为向下加速或向下减速,C正确.‎ ‎10. 在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A, B,它们的质量分别为m1，m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物拟运动的距离为d，速度为v。 则此时 A. 物块B的质量满足 B. 物体A的加速度为 C. 拉力做功的瞬时功率为Fvsinθ D. 此程中，弹簧弹性势能的增量为 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面下的分力，当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故m2gsinθ=kx2，x2为弹簧相对于原长的伸长量，但由于开始是弹簧是压缩的，故d＞x2，故m2gsinθ＜kd，故A错误；当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故m2gsinθ=kx2，根据牛顿第二定律：F-m1gsinθ-kx2=ma，已知m1gsinθ=kx1，x1+x2="d" 故物块A加速度等于 - 12 -‎ ‎，故B正确；拉力的瞬时功率P=Fv，故C错误；根据功能关系，弹簧弹性势能的增加量等于拉力的功减去系统动能和重力势能的增加量，即为：Fd-m1gdsinθ-m1v2，故D正确；故选BD。‎ 考点：功能关系；牛顿第二定律 ‎11. 如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n=3能级，下列说法中正确的是( )‎ ‎ ‎ A. 这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波 B. 这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV C. 从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最长 D. 这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁 ‎【答案】AC ‎【解析】根据知，这群氢原子能够发出3种不同频率的光子，A正确；由n=3跃迁到n=1，辐射的光子能量最大，．故B错误；从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，C正确；一群处于n=3的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，D错误．‎ ‎12. 如图所示，（a）图表示光滑平台上，物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的动摩擦因数不计；（b）图为物体A与小车B的v-t图象，由此可知 A. 小车上表面长度 B. 物体A与小车B的质量之比 C. A与小车B上表面的动摩擦因数 D. 小车B获得的动能 ‎【答案】BC ‎【解析】A、由图象可知，AB最终以共同速度 - 12 -‎ 匀速运动，不能确定小车上表面长度，故A错误； B、由动量守恒定律得，，解得：，故可以确定物体A与小车B的质量之比，故B正确； C、由图象可以知道A相对小车B的位移，根据能量守恒得：‎ ‎，根据B中求得质量关系，可以解出动摩擦因数，故C正确； D、由于小车B的质量不可知，故不能确定小车B获得的动能，故D错误。‎ 点睛：本题主要考查了动量守恒定律、能量守恒定律的直接应用，要求同学们能根据图象得出有效信息。‎ 二．实验题 ‎13. 探究匀变速直线运动的试验中（1）连接打点计时器应用________电源（填“直流”、“交流”），其工作频率是________Hz．使用时应使小车________（填“靠近”、“远离”）打点计时器，先___________，再_________；若每打5个点取一个计数点，则两个计数点之间的时间间隔为________s ‎（2）某次实验中得到的一条纸带如图，每两个计数点之间还有四个点没画出来，其中AB长为6.00cm，BC长为8.57，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度是_____________m/s ‎【答案】 (1). 交流 (2). 50 (3). 靠近 (4). 接通电源 (5). 释放纸带 (6). 0.1 (7). 0.986‎ ‎【解析】（1）连接打点计时器应用交流电源，其工作频率是50Hz．使用时应使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放纸带；若每打5个点取一个计数点，则两个计数点之间的时间间隔为0.1s.‎ ‎（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小：．‎ - 12 -‎ 点睛：此题考查基本仪器的使用，打点计时器是中学物理实验中经常用到的仪器，必须要熟练掌握使用的方法，并在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．纸带问题一定要掌握好平均速度表示中间时刻的瞬时速度．‎ ‎14. 某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端上，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。‎ ‎（1）本实验必须测量的物理量有________。‎ A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H B．小球a、b的质量ma、mb C．小球a、b的半径r D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离、、‎ F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h ‎（2）放上被碰小球b，两球(ma＞mb)相碰后，小球a、b的落地点依次是图中水平面上的________点和________点。‎ ‎（3）某同学在做实验时，测量了过程中的各个物理量，利用上述数据验证碰撞中的动量守恒，那么判断的依据是看________和________在误差允许范围内是否相等。‎ ‎【答案】 (1). BE (2). A (3). C (4). (5). ‎ ‎【解析】（1）小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则有：，两边同时乘以时间t得：，则，因此A实验需要测量：两球的质量，两球做平抛运动的水平位移，故ACD错误，BE正确。 （2）由图所示装置可知，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，b球在前，a球在后，两球都做平抛运动，由图示可知，未放被碰小球时小球a的落地点为B点，碰撞后a、b的落点点分别为A、C点． （3）由（1）可知，实验需要验证的表达式为：，因此比较，与即可判断动量是否守恒。‎ - 12 -‎ 点睛：本题考查了实验需要测量的量，解题时需要知道实验原理，根据动量守恒定律与平抛运动规律求出实验要验证的表达式是正确答题的前提与关键。‎ 四、计算题 ‎15. 用中子轰击锂核（）发生核反应，产生氚和核α粒子并亏损了质量△m．‎ ‎（1）写出核反应方程式；‎ ‎（2）求上述反应中的释放出的核能为多少；‎ ‎（3）若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则α粒子和氚的动能之比是多少？‎ ‎【答案】（1）核反应方程式为（2）△mc2（3）3：4‎ ‎【解析】（1）根据质量数守恒和电荷数守恒得：‎ ‎（2）反应中的释放出的核能为：△E=△mc2 （3）设m1、m2、v1、v2分别为氦核、氚核的质量和速度，取碰撞前中子的速度方向为正，由动量守恒定律得：0=m1v1+m2v2 氦核、氚核的动能之比为：Ek1：Ek2==m2：m1=3：4． 点睛：本题的核反应与碰撞相似，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，书写核反应方程式时要遵循质量数守恒和电荷数守恒的原则．‎ ‎16. 如图所示，两个质量都为M的木块A、B用轻质弹簧相连放在光滑的水平地面上，一颗质量为m的子弹以速度v射向A块并嵌在其中，求弹簧被压缩后的最大弹性势能．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】子弹击中木块A的过程，子弹和A组成的系统动量守恒，由动量守恒得：‎ mv=（M+m）v1， 解得： ； 当子弹、两木块速度相等时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，在该过程中，子弹、两木块组成的系统动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律得：‎ - 12 -‎ ‎...............‎ 点睛：本题是含有弹簧的类型，对于子弹打击过程，要明确研究对象，确定哪些物体参与作用，运用动量守恒和机械能守恒进行求解即可；注意子弹射入木块中时要有机械能损失的.‎ ‎17. 如图，光滑轨道ABCO固定在竖直平面内，圆弧AB的圆心角为600，O为圆心，半径为R=7.5cm，OB为半圆BCO的直径，光滑平台与轨道相切于A点。质量为M=2kg，长度为L＝1.82m的木板静止在水平地面上，木板与水平地面的动摩擦因数为，木板上表面与平台上表面处于同一水平面上。物体P静止在木板上的某处，物体q在水平向左的恒力F=4N作用下，以V0=4m/s的初速度从木板右端向左运动，经过0.2s与p相碰并结合成一整体Q，P、q、Q与木板上表面的动摩擦因数为。当木板与平台相碰时被牢固粘连，Q滑离木板时立刻撤去恒力F，Q恰好能通过圆轨道BCO的最高点。P、q质量均为m=1kg, P、q、Q可看作质点，所有接触面的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 m/s2，求：‎ ‎（1）结合体Q刚过A点时轨道对它支持力；‎ ‎（2）物体q开始运动时P、q的距离；‎ ‎（3）木板与平台相碰时，结合体Q的速度大小。‎ ‎【答案】（1）80N（2）0.82m（3）1.7m/s ‎【解析】(1) 恰好通过圆轨道BCO的最高点且速度为V4‎ ‎ ① ‎ 其中 ② ‎ 结合体由A到最高点机械能守恒 ‎ - 12 -‎ ‎ ③ ‎ ‎ ④ ‎ 联立①～④得结合体刚过A点时轨道对它支持力为 N=8mg=80N ⑤ ‎ ‎（2）q开始滑动时 ⑥ ‎ 木板与地面的最大静摩擦力 ⑦ ‎ 因为所以木板和p静止不动 ‎ 根据牛顿第二定律得 ⑧ ‎ 物体q开始运动时p、q的距离 ⑨ ‎ 由⑥～⑨解得 ⑩ ‎ ‎(3)q、P相碰前q的速度 V1=V0+at ⑪‎ 物体q与p相碰，动量守恒 mV1=2mV2 ⑫ ‎ 又因为，木板开始滑动 ‎ 设结合体Q与木板未共速，木板与平台相碰 对木板，木板与平台碰撞前木板速度为V3，由动能定理 ‎ ⑬ ‎ 对结合体Q，从碰后到圆轨道BCO的最高点 ‎ ⑭ ‎ 由于，木板开始滑动到与平台碰撞前，结合体Q和木板动量守恒，设此时结合体速度为V5，则 ‎ ⑮ ‎ 联立⑪～⑮解得：‎ V3=0.4m/s ‎ V5=1.7m/s ‎ V5=1.7m/s ＞V3=0.4m/s，所以设结合体Q与木板未共速，木板就与平台相碰，相碰时的速度为。 ‎ - 12 -‎