安徽省皖江联盟2020届高三上学期12月联考物理试题

安徽省皖江联盟2020届高三12月份联考试题物理

一、选择题

1.2019年10月15日，第十届环太湖国际公路自行车赛在无锡结束。比赛中甲、乙两赛车(可视为质点)在一条直线上运动，其速度－时间图象如图所示，下列对甲、乙运动描述中正确的是

A. t0时刻甲乙相遇

B. 0～t0时间内乙的加速度逐渐增大

C. 0～t0时间内甲乙间的距离先增大后减小

D. 0～t0时间内的某时刻甲、乙加速度大小相等

【答案】D

【解析】

【详解】AC.t0时刻两者速度相等，甲的位移小于乙的位移，由于是比赛甲乙起点相同，甲乙距离一直增大，不相遇，选项AC错误；

BD.根据加速度图象中图线切线的斜率表示加速度大小，则有甲做匀加速运动，乙的加速度逐渐减小，在0—t0阶段，对乙图做切线，总会找到一条与甲图线平行，选项D正确、B错误；

故选择：D；

2.2019年10月5日，我国成功将“高分十号”卫星送入预定轨道。若某段时间“高分十号”卫星环绕地球沿椭圆轨道运动，用m表示它的质量，h表示它在近地点的高度，ω表示它在近地点的角速度，a表示它在近地点的加速度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度。忽略地球的自转及其他星球对“高分十号”卫星的影响，则它在近地点所受地球对它的万有引力的大小等于

A. m(a＋g) B.  C. m(R＋h)ω2 D.

【答案】B

【解析】

【详解】A.高分十号卫星在近地点所受地球对它的万有引力即为它所受的合力，由牛顿第二定律得，选项A错误；

B.由万有引力定律得，又地球表面附近有

，

解得

，

选项B正确；

CD.卫星如果以近地点到地球球心距离做圆周运动，所需的向心力为

，

由于高分十号卫星环绕地球沿椭圆轨道运动，在近地点将做离心运动，它在近地点所受地球对它的万有引 力小于它做圆周运动所需的向心力，选项C、D错误；

故选择：B；

3.如图所示，在固定的光滑斜面上，叠放着A、B两物体，一起沿斜面由静止开始下滑，已知B的上表面水平，则在下滑过程中

A. A不受摩擦力的作用 B. B对A的弹力不做功

C. A对B做正功 D. B对A的作用力垂直于斜面向上

【答案】D

【解析】

【详解】A．两物体一起沿着光滑斜面下滑，根据整体法，两物体的加速度沿斜面向下，大小为，把此加速度正交分解，A物体有水平向左的加速度分量，因此一定受水平向左的静摩擦力，选项A错误；

B．对A的弹力与速度方向之间的夹角为钝角，因此做负功，选项B错误；

C．力的作用是相互的，A对B的作用力垂直于斜面向下，不做功，选项C错误；

D．把A所受重力、弹力和静摩擦力沿斜面和垂直于斜面两个方向正交分解，由于物体A的加速度为，因此沿斜面方向弹力与静摩擦力的分力的合力为零，即弹力与摩擦力的合力垂直于斜面向上，选项D正确；

故选择D。

4.某静电场的电场线与x轴平行，电势φ随x坐标变换的关系图象如图所示。若将一带电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放，在仅受电场力的作用下，该粒子在x轴上沿着轴线的正方向运动，已知电场中A、B两点的x坐标分别为10mm、30mn，则

A. 该带电粒子一定带负电荷

B. 该电场为匀强电场，电场强度大小为1000V/m

C. 该粒子沿x轴从A点到B点的过程中，电势能一直增大

D. 在x轴上从A点到B点电场的方向先沿x轴正方向后负方向

【答案】B

【解析】

详解】A．粒子受力方向和电场方向相同，故粒子带正电荷，选项A错误；

B．在图象中，图线斜率表示场强大小，斜率不变说明电场为匀强电场，电场强度大小为

选项B正确；

C．粒子沿x轴从A点到B点的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减少，选项C错误；

D．由图像知电势降低，根据沿着电场线电势降低，所以在x轴上从A点到B点电场强度都沿x轴正方向，选项D错误；

故选择B．

5.如图所示，真空中M、N两点固定有等量异种点电荷＋Q、－Q，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点，A、B在MN连线上C、D在MN连线的中垂线上。下列说法中正确的是

A. C点电势比D点电势高

B. 正试探电荷＋q在B点电势能小于在A点电势能

C. 沿两电荷连线的中垂线从C点到D点，场强先减小后增大

D. 负试探电荷－q从C点移到D点的过程中，受到的电场力先减小后增大

【答案】B

【解析】

【详解】A．在MN连线的中垂线上各点的电势均为零，选项A错误；

B．因A点的电势高于B点，故正试探电荷在B点电势能小于在A点电势能，选项B正确；

CD．沿两电荷连线中垂线从C点到D 点，场强先增大后减小，故负试探电荷受到的电场力先增大后减小，选项C、D错误；

故选择B.

6.如图所示，倾角α的光滑固定斜面AB的底端安有一个挡板P，斜面上放有一根轻质弹簧，弹簧的一端固定在挡板上，另一端连接着质量m的小球。开始小球处于静止状态，现用手缓慢压缩小球直到弹簧缩短量为开始小球静止时弹簧缩短量的2.5倍处释放，小球向上移动一段距离后速度为零。重力加速度为g，则

A. 释放瞬间小球加速度大小为2.5gsinθ

B. 小球向上移动一段距离过程中加速度一直减小

C. 小球向上移动一段距离过程中速度最大时小球的机械能最大

D. 小球向上移动一段距离过程中弹簧为原长时小球的机械能最大

【答案】D

【解析】

【详解】A.开始小球处于静止状态，则，压缩小球直到弹簧缩短量为开始静止的2.5倍时弹簧弹力的大小为2.5mgsin，所以释放瞬间，加速度大小为

，

选项A错误；

B.因时加速度为零，所以小球向上移动一段距离过程中加速度先减小后增大，选项B错误；

C.弹力和重力沿斜面分力相等时速度最大，但弹簧会继续对小球做正功，C错误；

D.弹力先对小球做正功，弹簧恢复原长后弹力对小球做负功，所以弹簧为原长时机械能最大，选项D正确；

故选择：D；

7.地理方向标为上北下南，左西右东。如图所示，一个质量为m＝1kg的小球在足够大的光滑水平面上，以速度v0＝10m/s向正北一方向运动，从t＝0时刻起受到向东的恒力F＝10N的作用，经过1s后将F的方向改为向西、大小不变，小球又运动了1s，从t＝0时刻到2s末的时间内，下列说法中正确的是

A. F在第1s内对小球做功为150J B. 小球在第1s内速度变化了20m/s

C. 小球在2s内的位移大小为10m/s D. F在2s末的功率为100W

【答案】C

【解析】

【详解】A.第1秒内，沿F方向匀加速运动，位移为5m，F做功50J，选项A错误；

B.球v0方向匀速运动速度不变，沿F方向速度变化了 10m/s，选项B错误；

C.2s内，球沿v0方向位移20m，沿F方向位移10m，故2S内小球的位移为10m，选项C正确；

D.2s末球沿F方向的速度为0，F的功率为0，选项D错误；

故选择：C；

8.如图所示，A、B是一条竖直线上的两个点，竖直平面内轨道CDE上任意一点到A、B两点的距离之和为定值，轨道上D点与A、B三点之间的连线满足：AD＝AB＝BD。质量为m的小环(可视为质点)套在轨道上，小环在细线I和II的作用下可以与轨道无挤压地、缓慢地沿轨道移动(可视为处处速度为零)。其中I始终过A点，II的延长线始终过B点。则在小环从C点缓慢移动到E点的过程中，下列说法中正确的是

A. 两细线拉力的合力不断增加，而它们的大小之和保持不变

B. 两细线拉力的合力保持不变，它们的大小之和为1.8mg

C. 两细线拉力的合力保持不变，它们的大小之和为2.0mg

D. 两细线拉力的合力保持不变，它们的大小之和在1.5mg与1.8mg之间

【答案】C

【解析】

【详解】小环在细线I和II的作用下可以无挤压地、缓慢地沿轨道移动，两根细线拉力的合力与小环的重力等大、反向，力三角形PMQ与长度三角形MBA相似，所以两根细线拉力的大小之和与MA、MB的长度之和成正比，又由于MA、MB的长度之和不变，所以两根细线拉力的大小之和不变，当小环移动到D点时，三角形DAB为等边三角形，此时 两细线拉力大小等于小环的重力大小，故两根细线拉力的大小之和为2.0mg，只有选项C 正确，ABD错误；

故选择：C；

9.2019年的世界杯上，中国女排拿到了冠军，朱婷更是成功卫冕了MVP。如图所示，朱婷正对球网跳起从同一高度O点向正前方先后水平击出两个速度不同的排球，排球轨迹如虚线I和虚线II所示。若不计空气阻力，则

A. 两球下落相同高度所用的时间是相同的

B. 两球下落相同高度时在竖直方向上的速度相同

C. 两球通过同一水平距离，轨迹如虚线I的排球所用的时间较少

D. 两球在相I司时间间隔内，轨迹如虚线II的排球下降的高度较小

【答案】AB

【解析】

【详解】A.从同一高度水平发出两个速度不同的排球，根据平抛运动规律，竖直方向上： ，可知两球下落相同高度h所用的时间是相同的，选项A正确；

B.由可知，两球下落相同高度h时在竖直方向上速度vy相同，选项B正确；

C.由平抛运动规律，水平方向上，，可知速度较大的球通过同一水平距离所用的时间t较少，选项C错误；

D.由于做平抛运动的球在竖直方向的运动为自由落体运动，两球在相同时间间隔内下降的高度相同，选项D错误；

故选择：AB；

10.如图所示是探究平行板电容器电容与哪些因素有关的实验装置。用导线将充了电的平行板电容器的带正电的且固定的A板与静电计的金属小球相连，将带负电的B板与静电计的金属外壳同时接地，两板间P点固定一带负电且电荷量很小的点电荷。下列说法中正确的是

A. 若将极板B稍向上移动一点，极板上的电量几乎不变，静电计指针张角变大

B. 若将极板B稍向上移动一点，两极板间的电压不变，极板上的电量变大

C 若将B板向左平移一小段距离，静电计指针张角变大

D. 若将B板向左平移一小段距离，P点处的负点电荷的电势能增大

【答案】AC

【解析】

【详解】AB.由于平行板电容器的电容远大于与静电计的指针和外壳组成的电容器的电容，而它们的电势差总相同，故平行板电容器的带电量远大于指针和外壳组成的电容器的带电量，可认为平行板电容器的带电量不变，电容器不接电源电量几乎不变，极板B稍向上移动，正对面积减小，由可知C减小，由，Q不变U变大，静电计指针张角变大，选项A正确、B错误；

CD.将B板向左平移一小段距离，平行板电容器的电容C减小，由知，U变大，静电计指针张角变大，选项C正确；

D.B板向左平移一小段距离平行板电容器间的电场强度E不变，由于P点与B板的距离dPB增大，则UPB增大，P点的电势增大，P点处的负点电荷的电势能减小，选项D错误；

故选择：AC；

11.如图所示，轻质的细杆一端连接有质量为m的小球，轻杆可绕另一端在竖直平面内转动，杆的长度为l，小球可以当作质点，当杆转动到竖直平面的最高点时，小球的速度为，忽略小球受到的阻力，g为重力加速度。下列说法中正确的是

A. 小球在最高点时小球对轻杆的弹力方向向上

B. 小球在最高点时轻杆对小球的弹力大小为mg

C. 小球转动到最低点时，杆对小球的弹力大小为mg

D. 若小球在最高点受到杆的弹力大小为mg，小球在最高点的速度一定为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB.对位于最高点的小球分析受力，设轻杆对小球的弹力F方向向下，由牛顿第二定律有

，

代入速度值，解得

，

负号表示方向向上，轻杆对小球的弹力方向向上，小球对轻杆的弹力方向向下，选项A错误、B正确；

C.设轻杆在最低点对球的弹力为F1，由牛顿第二定律有

，

根据动能定理可求小球的速度

，

则

，

选项C正确；

D.若小球在最高点受到杆弹力大小为，小球受到杆的力可能是拉力也可能是支持力，

，

或 ，

选项 D 错误；

故选择：BC；

12.如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小为(已知重力加速度为g)，物块上升的最大高度为H。则此过程中

A. 物块的重力势能增加了mgH B. 物块的机械能损失了mgH

C. 物块的动能损失了mgH D. 物块克服摩擦力做功mgH

【答案】ABC

【解析】

【详解】A.运动员在斜坡上能够上升的最大高度为H，所以重力势能增加了 mgH，故A项正确

BD.运动员加速度大小

，

解得摩擦力

，

机械能损失了等于克服摩擦力做的功

，

故B项正确，D错误；

D. 动能损失量为克服合外力做功的大小

，

故C项正确；

故选择：ABC；

二、实脸题

13.某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）实验前用螺旋测微器测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径d＝__________mm。

（2）固定板O通过铁夹固定在铁架台上，小球紧靠固定板由静止释放，小球通过光电门A所用时间为t，小球直径为d，测出球靠在固定板时球心到光电门中心的距离h，根据测得数值，若在误差允许的范围内，满足条件__________(设当地重力加速度为g，用给定的和测得的物理量字母符号h、d、t、g等表示)，则机械能守恒定律得到验证。

（3）保持固定板位置不变，改变光电门的位置，重复上述实验，测得多组h及小球通过光电门的时间t，为了能做出图象是一条通过原点的直线，需要作出h－_________(填“t“、”t2”、“”或“”)图像；若得到图象直线的斜率为k，在误差允许的范围内，若满足__________ (用d、g、k物理量符号表示)，则机械能守恒定律得到验证。

【答案】    (1). 8.117（8.115〜8.119）    (2). gh=    (3).     (4). k=或d2=2gk

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器的固定刻度读数为8mm，可动刻度读数为0.01×11.7mm=0.117mm，所以最终读数为8.117mm.

（2）[2]小球通过光电门的速度

，

则动能的增加量

，

动力势能的减小量

，

若

则小球在下落过程中机械能守恒，即要验证的表达式为

；

（3）[3][4]由 得

，

应作图像，若满足或则机械能守恒定律得到验证；

14.有一个小电珠L上标有“6V，3W”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的I－U图线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到6V，并便于操作。现有下列器材供选用：

A.电流表A：量程为0.6A，内阻约为0.5Ω；

B.电压表V：量程为3V，内阻为3kΩ；

C.滑动变阻器R1(0～10Ω，2A)

D.滑动变阻器R2(0～500Ω，1A)

E.定值电阻R3＝1kΩ；

F.定值电阻R4＝3kΩ；

C.电源E：电动势为9V，内阻约为0.1Ω；

H.开关一个，导线若干。

（1）实验中，应该选用的滑动变阻器是_________，定值电阻是_________(用序号字母表示)；

（2）根据所给的器材，在线框中画出实验电路图；(标出器材对应的物理符号)

（     ）

（3）该同学描绘出的I－U图象应是下图中的___________。

A.     B.    

C.      D.

【答案】    (1). C    (2). F    (3).     (4). B

【解析】

【详解】（1）[1][2]灯泡额定电压为6V，电压表量程为3V，需要把电压表与定值电阻R4串联组成新的电压表，使电压表量程扩大至6V；因电源内阻约为0.5Ω，滑动变阻器应选择阻值较小的R1。所以实验中，应该选用的滑动变阻器是C，定值电阻是F；

（2）[3]电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，灯泡正常发光时电阻约为

，

电流表内阻约为0.5Ω，电压表内阻为6kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示.

（3）[4]由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以该同学绘出的小灯泡的I-U图象应是B；

三、计算题

15.如图所示，倾角为θ＝45°的光滑平直导轨db与半径为r的光滑圆环轨道相切，切点为b，整个轨道处在竖直平面内。一质力为m的小滑块从导轨上的d处无初速下滑进入圆环轨道，接着小滑块从圆环最高点a水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的c点，已知圆环最低点为e点，重力加速度为g，不计空气阻力。求：

（1）小滑块在a点飞出时具有的动能；

（2）小滑块在e点对圆环轨道压力的大小。

【答案】（1）；（2）6mg

【解析】

【详解】（1）小滑块从a点飞出后做平抛运动:

水平方向：

竖直方向：

解得：

va=

小滑块在a点飞出时具有的动能：

（2）小滑块在e点时速度为vm，由机械能守恒定律得：

在最低点由牛顿第二定律:

由牛顿第三定律得：

F′= F

解得：

F′= 6mg；

16.如图所示，完全相同的木板B和木板C并排放在水平面上，每块质量为M＝1.0kg、长度为L＝2m，与地面间的动摩擦因数µ2＝0.1。一可看作质点、质量为m＝0.5kg的物块A放在B板上的左端，它与两木板之间动摩擦因数µ1＝0.4。设物块与木板以及木板与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度取g＝10m/s2，现给物块A一个初速度设为v0，物块在木板B上向右运动。求：

（1）若物块A滑到B的右端时速度恰为零，初速度v0的大小；

（2）要想使物块A能滑上木板C但又不能从C上滑下来，那么初速度v0的取值范围。(计算结果可保留根式)

【答案】（1）4m/s；（2）4m/s<v0≤m/s

【解析】

【详解】（1）物块在木板B上滑动时，因

，

木板仍静止。若物块A滑到B的右端时速度为零，对物块在木板B上做匀减速运动，有

，

解得

；

（2）当v0>4m/s，物块A滑上C后，木板C受到两个摩擦力作用，木板C开始向右做加速运动，加速度

，

物块A受力不变，继续做匀减速运动，当物块到达C的右端时和木板C的速度相等，设共同速度为v，则物块A的初速度具有最大值，设物块C在达到速度v向前滑动的距离为x，那么有物块在B上滑动，

，

物块滑上C后：

，

物块C加速滑动过程：

，

A在C上滑动有：

，

联立解得：

v01=m/s，

即：

4m/s<v0≤m/s；

17.如图所示，半为R＝0.4m半圆形绝缘光滑轨道BC与水平绝缘粗糙的轨道AB在B点平滑连接，轨道AB上方有电场强度大小为E＝1.O×104N/C，方向向左的匀强电场。现有一质量m＝0.1kg、电荷量q＝＋1.0×10-4C的带电体(可视为质点)，在水平轨道上的P点由静止释放，若带电体恰好可以沿圆弧轨道运动到C点，并在离开C点后，落回到水平面上的D点(图中未画出)，重力加速度g＝10m/s2。求：

（1）带电体运动到圆形轨道B点时对轨道的压力大小；

（2）带电体落回到水平面上的D点到B点的距离；

（3）带电体从开始运动到落回到水平面整个过程中的最大动能(结果保留三位有效数字)。

【答案】（1）6.0N ；（2）0 ；（3）1.17J（J也对）

【解析】

【详解】（1）设带电体通过C点时的速度为vC，根据牛顿第二定律有

mg=m

解得

vC=2.0m/s

设带电体通过B点时的速度为vB，设轨道对带电体的支持力大小为FB，带电体在B点时，根据牛顿第二定律有：

，

带电体从B运动到C的过程中，根据动能定理有：

联立解得

FB=6.0N；

根据牛顿第三定律，带电体对轨道的压力

F′B=6.0N；

（2）设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t，根据运动的分解有：

2R=，

，

联立解得

；

（3）由P点到B点带电体做加速运动，故最大速度一定出现在从B到C的过程中，在此过程中只有重力和电场力做功，这两个力大小相等，其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方，故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45°处。

设带电体的最大动能为Ekm，根据动能定理有：

qERsin45°-mgR（1—cos45°）=Ekm-

代入数据解得

Ekm≈1.17J（J也对）