江西省宜春市丰城九中2020届高三上学期12月月考物理试题

物理试卷

一、选择题

1.质量分别为M和m的两物体靠在一起放在光滑水平面上．用水平推力F向右推M，两物体向右加速运动时，M、m间的作用力为N1；用水平力F向左推m，使M、m一起加速向左运动时，M、m间的作用力为N2，如图甲、乙所示，则（　　）

A. N1：N2=1：1

B. N1：N2=m：M

C. N1：N2=M：m

D. 无法比较N1、N2的大小

【答案】B

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律有，物体向右加速运动时，M、m间的作用力，物体向左加速运动时，M、m间的作用力，则．

故选B。

2.如图所示，半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为的小滑块静止于P点．已知滑块和半球形容器间的动摩擦因数为μ，滑块所受支持力大小为FN ，摩擦力大小为Ff ，弹力OP与水平方向的夹角为θ．下列关系正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A选项：滑块受静摩擦力，不能用滑动摩擦力的公式．故A错误；

BC选项：对m受力分析（重力、弹力、静摩擦力），把重力按照作用效果进行分解．得出，．故BC错误；

D选项：对m受力分析（重力、弹力、静摩擦力），建立水平竖直的直角坐标系把不在坐标系上的两个力进行分解得出竖直方向：，故D正确。

3.如图所示，从A点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上B点发生碰撞，碰后小球速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同时间落于地面上C点，已知地面上D点位于B点正下方，B、D间的距离为h，则(  )

A. A、B两点间的距离为

B. A、B两点间的距离为

C. C、D两点间的距离为2h

D. C、D两点间的距离为

【答案】C

【解析】

【详解】由A到B，小球做自由落体运动，，；由B到C，小球做平抛运动，，；由A到B和由B到C所用时间相同，A、B两点间的距离，故A、B错误；由上可知，故C正确，D错误．

4.将一带电量为—q的检验电荷从无限远处移到电场中的A点，该过程中电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（         ）

A. EP =W，φA =W/q 

B. EP =W，φA =—W/q

C. EP =—W，φA =W/q

D. EP =—W，φA =—W/q

【答案】C

【解析】

【详解】依题意，-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为 ，A点的电势 ,

故选C．

5.如图所示电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计， 开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是

A. 合上S，使A、B两板靠近一些

B. 合上S，使A、B正对面积错开一些

C. 断开S，使A、B间距靠近一些

D. 断开S，使A、B正对面积错开一些

【答案】D

【解析】

【详解】AB．合上开关S，不论是使A、B两板靠近一些，还是使A、B正对面积错开一些，它们的电容器两端间的电势差总不变，静电计指针张角总不变。故AB错误。

C．断开S，电容器带电量保持不变，使A、B间距靠近一些，根据，d变小，C变大。根据，U变小，张角变小。故C错误。

D．断开S，电容器带电量保持不变，使A、B正对面积错开一些，根据，S变小，C变小。根据，U增大，张角增大。故D正确。

故选D。

6.如图，E为内阻不能忽略电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ）

A. V的读数变大，A的读数变小 B. V的读数变大，A的读数变大

C. V的读数变小，A的读数变小 D. V的读数变小，A的读数变大

【答案】B

【解析】

【详解】S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大；

把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，

A．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故A错误；

B．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故B正确；

C．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故C错误；

D．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故D错误；

7.在如图所示的装置中，木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中

A. 动量守恒、机械能守恒

B. 动量不守恒、机械能不守恒

C. 动量守恒、机械能不守恒

D. 动量不守恒、机械能守恒

【答案】B

【解析】

【详解】在木块与子弹一起向左运动压缩弹簧的过程中，木块、子弹、弹簧所组成的系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒；在子弹击中木块的过程中，要克服摩擦力做功系统的部分机械能转化为内能，系统机械能不守恒，因此子弹、木块和弹簧所组成的系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，动量不守恒、机械能不守恒，故B正确，ACD错误．

8.如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4kg·m/s，则（    ）

A. 左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5

B. 左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10

C. 右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5

D. 右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10

【答案】A

【解析】

试题分析：两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒；同时考虑实际情况，碰撞前后面的球速度大于前面球的速度．

规定向右为正方向，碰撞前A、B两球的动量均为，说明A、B两球的速度方向向右，两球质量关系为，所以碰撞前，所以左方是A球．碰撞后A球的动量增量为，所以碰撞后A球的动量是2kg•m/s，碰撞过程系统总动量守恒：，所以碰撞后B球的动量是10kg•m/s，根据mB=2mA，所以碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5，A正确．

9.2007年10月，我国自主研制的第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”成功发射，这标志着我国实施绕月探测工程迈出了重要的一步。发射过程中为了防止偏离轨道，卫星在近地轨道绕地球3周，再经长途跋涉进入月球的近月轨道绕月飞行，已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，月球半径约为地球半径的，则以下说法中正确的是

A. 地球质量约为月球质量的81倍

B. “嫦娥一号”发射速度应处于7.9km/s到11.2km/s之间

C. “嫦娥一号”绕月球做圆周运动的周期比绕地球做圆周运动的小

D. “嫦娥一号”绕月球做圆周运动时受到的向心力大于绕地球做圆周运动时受到的向心力

【答案】AB

【解析】

【详解】A．忽略星球的自转则有万有引力等于物体的重力，则公式，求出GM=gR2，已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，月球半径约为地球半径的，所以地球质量约为月球质量的81倍。故A正确。

B．第一宇宙速度7.9km/s是最小的发射速度，而第二宇宙速度11.2km/s是卫星逃离地球的最小速度，则“嫦娥一号”发射速度应处于7.9km/s到11.2km/s之间，选项B正确。

C．忽略星球的自转则有万有引力等于物体的重力，当卫星贴近星球表面圆周运动运动时有

已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，月球半径约为地球半径的，所以“嫦娥一号”绕月球表面做圆周运动的周期比绕地球表面做圆周运动的周期大。故C错误。

D．绕地球做圆周运动时受到的向心力等于物体的重力，F=mg地；已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，忽略星球的自转则有万有引力等于物体的重力，当卫星贴近星球表面圆周运动运动时，向心力F′=mg月，所以“嫦娥一号”绕月球做圆周运动时受到的向心力大于绕地球做圆周运动时受到的向心力。故D错误。

故选AB.

10.如图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，一个质子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，下列说法中正确的是

A. 如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高

B. 如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势高

C. 如果实线是电场线，则质子在a点的电势能比在b点的电势能大

D. 如果实线是等势面，则质子在a点的电势能比在b点的电势能大

【答案】AC

【解析】

【详解】AC．若图中实线是电场线，质子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向右，则a点的电势比b点高，由于从a点运动到b点电场力做正功，所以质子的电势能减小，所以质子在a点的电势能比在b点的电势能大，所以AC正确；

BD．若实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，质子所受电场力方向向下，则电场线方向向下，则a点的电势比b点低。从a到b电子做负功，所以电势能增加，则质子在a点的电势能比在b点的电势能小，故BD错误。

故选AC。

11.如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升．下列说法正确的是（         ）

A. 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh

B. 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为

C. B能达到的最大高度为

D. B能达到的最大高度为

【答案】BD

【解析】

【详解】A.设碰前瞬间B物体的速度为有：，解得：，根据动量守恒：，所以，从碰完到压缩弹簧最短，根据机械能守恒有：，A错误B正确

CD.刚要分开时两物体具有相同的速度，设为，从压缩最短到分开，根据机械能守恒有：，解得：，之后B物体开始冲上斜面，根据机械能守恒，有：，解得：，C错误D正确

12.如图所示，光滑水平地面上静置着由弹簧相连的木块A和B，开始时弹簧处于原长状态，现给A一个向右的瞬时冲量，让A开始以速度v向右运动，若mA>mB，则（   ）

A. 当弹簧压缩到最短时，B的速度达到最大

B. 当弹簧再次恢复原长时，A的速度一定向右

C. 当弹簧再次恢复原长时，A的速度一定小于B的速度

D. 当弹簧再次恢复原长时，A的速度可能大于B的速度

【答案】BC

【解析】

【详解】A、A开始压缩弹簧，A做减速运动，B做加速运动，当两者速度相等时，弹簧压缩最短，然后B继续做加速运动，A继续做减速运动，所以弹簧压缩到最短时，B的速度不是达到最大，A错误；

BCD、弹簧压缩到最短时，两者速度相等，然后B继续做加速，A继续做减速运动，直到弹簧恢复原长，此时B的速度达到最大，大于A的速度，接着A加速，B减速，弹簧被拉伸，当弹簧被拉伸到最长时，AB共速，A继续加速，B继续减速，再次恢复原长时，A的速度增加到，此时B的速度为零，当弹簧再次恢复原长时，A的速度一定向右，故BD正确；C错误。

故选BD．

二、实验题

13.某同学在用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验时，

（1）该同学在实验室找到了一个小正方体木块，用实验桌上的一把游标卡尺测出正方体木块的边长，如图乙所示，则正方体木块的边长为______cm；

（2）接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高，通过速度传感器发现小车刚好做

匀速直线运动．设小车的质量为M，正方体木块的边长为a，并用刻度尺量出图中AB的距离为l（a<<l且已知θ很小时tanθ≈sinθ），则小车向下滑动时受到的摩擦力为_______

（3）然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑，不断改变重物的质量m，测出对应的加速度a，则下列图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是 ______

【答案】    (1). 3.150    (2).     (3). C

【解析】

【详解】（1）由图乙可以读出正方体木块的边长为：a=31mm+10×0.05mm=31.50mm=3.150cm；
（2）设此时木板与水平面的夹角为θ，小车刚好做匀速直线运动，所以小车受力平衡，则有：f=Mgsinθ
根据几何关系可知：tanθ≈sinθ=a/l
所以
（3）设小车与砝码的质量为M，小桶与砂子的质量为m，根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F拉=ma
对M：F拉=Ma
解得：F拉=
当m＜＜M时，绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力．所以刚开始a-m图象是一条过原点的直线，当小桶与砂子的质量为m变大后不能满足m＜＜M的条件，图象弯曲，且加速度增大的速度变慢，故选C．

【点睛】要求同学们增大游标卡尺读数的方法，掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．

14.课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中,发现一只标有“  Ω,40 mA”的电阻元件, “Ω”之前的数字已模糊，同学们决定对该元件的电阻值进行测量,他们查阅相关资料了解到这种晶体管收音机元件的电阻大约100Ω左右．

（1）首先使用多用电表的欧姆挡对阻值进行粗测．如图所示为多用电表的刻度盘，为了比较准确地测量,应该选择“____挡”进行测量（选填“×1”， “×10”， “×100” 或“×1k”），欧姆调零后，测电阻时，表针指示如示位置，则所测的阻值为_________Ω．

（2）为了更加精确地研究该元件在电路中的工作情况,同学们决定选用下列器材设计电路并描述该元件的伏安特性曲线．

A. 待测电阻元件Rx:“  Ω,40 mA”

B. 电源:E=6 V (内电阻可以忽略)

C. 安培表A1:50 mA,内阻为0.5Ω

D. 安培表A2:0.5 A,内阻为10Ω

E. 电压表V(量程15 V,内阻约2 500Ω)

F.滑动变阻器R1(最大阻值20Ω)

G滑动变阻器R2(最大阻值1000Ω)

H.定值电阻R3=50Ω 

I. 定值电阻R4=200Ω

J.开关S，导线若干．

①实验中选择的器材是:A，B，J以及（       ）

(A)C，D，F       (B)C ，D，F，H     (C)C，D，F，I    (D)C，E，F

②请在虚线框中作出实验的电路图．

【答案】    (1). ×10                 110±2    (2). A    (3).

【解析】

【详解】(1)用欧姆档测电阻时就使指针指在中间刻度附近，由于电阻阻约为100，所以应选×10档；待测电阻的阻值为：R=11×10=110Ω；

(2)由于待测电阻允许通过的最大电流为，所以电流表选C，由电源电动势为6V，所以可用已知内阻的电流表当电压表，故选D，由于本实验要精确测量，即要多测数据，所以滑动变阻器有分压式，故滑动变阻器应选总阻值较小的即F；

(3)由(2)分析可得，电路图如下：

【点晴】在电学实验中，当电压表的量程较大时，为了精确测量，可用已知内阻的电流表当电压表用，当已知内阻的电流表的最大电压不够时还要对电流表进行改装．

三、计算题

15.在图中R1＝14Ω，R2＝9Ω．当开关处于位置1时，电流表读数I1＝0.2A；当开关处于位置2时，电流表读数I2＝0.3A．求电源的电动势E和内电阻r．

【答案】3V，1Ω

【解析】

【详解】当开关处于位置1时，根据闭合电路欧姆定律得：

E=I1（R1+r）

当开关处于位置2时，根据闭合电路欧姆定律得：

E=I2（R2+r）

代入解得：r=1Ω，E=3V

答：电源电动势E=3V，内电阻r=1Ω．

16.如图所示,小车质量M=8kg,带电荷量q=＋3×10－2C,置于光滑水平面上,水平面上方存在方向水平向右的匀强电场,场强大小E=2×102N/C.当小车向右的速度为v=3m/s时,将一个不带电、可视为质点的绝缘物块轻放在小车右端,物块质量m=1kg,物块与小车表面间动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,g取10m/s2,求：

（1）物块在小车上滑动过程中相对小车滑动的距离

（2）从滑块放在小车上后5s内电场力对小车所做的功.

【答案】（1）3m（2）132J

【解析】

【详解】（1）物块放上后，小车向右做匀加速运动

物块向右做匀加速运动

a2=μg=2m/s2

设滑块在小车滑行时间t1，当两者速度相等时有  

v1+a1t1=a2t1

t1=2s

物块在车上相对车滑行距离：

 （2）当物块与小车相对静止时，共同运动加速度

当物块与小车相对静止时，共同运动的速度

v=v1+a1t1=4m/s

物块与小车相对静止前小车运动的位移 

物块与小车相对静止后小车运动的位移  

所以5s内电场力对小车所做的功  

W=qE•（S1+S2）=132J

17.如图所示，在水平光滑绝缘平面上，水平匀强电场方向与x轴间成45°角，电场强度E=1×103N/C．某带电小球电量为q=-2×10-6C，质量m=1×10-3kg，以初速度v0=2m/s.从坐标轴原点出发，v0与水平匀强电场垂直，当带电小球再经过x轴时与x轴交于A点，求带电小球经过A点时

（1）速度v

（2）经历的时间t

（3）OA间电势差U

【答案】（1）速度为2m/s；（2）经历的时间2s；（3）OA间电势差-4×103V

【解析】

【详解】（1）当质子经过x轴时：

tan45°=  

解得

vy=2v0

因v0=2m/s  那么

（2）由于

带入数据解得

t=2s

（3）OA间电势差：

U=-Ed=-Ev0t=-4×103V

18.在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如下图所示.小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点.小球抛出时的动能为8.0J，在M点的动能为6.0J，不计空气的阻力.求：

（1）小球水平位移x1与x2的比值；

（2）小球落到B点时的动能EkB；

（3）小球从A点运动到B点过程中最小动能Ekmin.

【答案】(1)1:3(2)32J(3)J

【解析】

【详解】(1)如图所示，带电小球在水平方向上受电场力的作用做初速度为零的匀加速运动，竖直方向上只受重力作用做竖直上抛运动，故从A到M和M到B的时间相等，则x1:x2=1:3

(2)小球从A到M，水平方向上电场力做功W电=6J

则由能量守恒可知，小球运动到B点时的动能为

EkB=Ek0十4W电=32J

(3)由于合运动与分运动具有等时性，设小球所受的电场力为F，重力为G，则有：

联立解得

由图可知

则小球从A运动到B的过程中速度最小时速度一定与等效重力G/垂直，故：