河北省承德第一中学2020届高三上学期第三次模拟考试10月物理试题

高三年级第一学期第三次模拟考试物理试卷

一、选择题（1-7单选，8-12不定项选择）

1.一辆汽车停在水平地面上，下列关于汽车和地面受力的说法正确的是 (      )

A. 地面受向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车未发生弹性形变，所以汽车不受弹力

B. 地面受向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了弹性形变

C. 汽车受向上的弹力，是因为地面发生了弹性形变；地面受向下的弹力，是因为汽车发生了弹性形变

D. 以上说法均不正确

【答案】C

【解析】

试题分析：地面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变，从而对地面产生了向下的压力，故A错误；地面受到的弹力是因为汽车的形变；而汽车受到的弹力是因为地面的形变，故BD错误，C正确。

考点：力的概念及其矢量性

【名师点睛】物体发生形变后，要恢复原状，对与它接触的物体有力的作用，这就是弹力．是施力物体发生弹性形变对受力物体的力。

2.如图所示，物块甲、乙经轻质细绳通过光滑滑轮连接，系统处于静止状态时，物块甲两侧细绳间的夹角为.滑轮质量以及摩擦力均不计.则物块甲、乙的质量之比为（     ）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

同一条绳子上的拉力相等，都为T，对乙分析，则有，对甲分析，受两绳子的拉力，以及重力作用，根据共点力平衡条件可得，故，D正确．

3.如图所示，将A、B两质点以相同的水平速度v抛出，A在竖直平面内运动，落地点在P1；B在光滑的斜面上运动，落地点在P2，不计空气阻力，则下列说法中正确的是(  )

A. A、B的运动时间相同

B. A、B沿x轴方向的位移相同

C. A、B的运动时间相同，但沿x轴方向的位移不同

D. A、B的运动时间不同，且沿x轴方向的位移不同

【答案】D

【解析】

试题分析：A在竖直平面内做平抛运动，B在光滑的斜面上做类平抛运动，将运动进行分解，结合合运动与分运动的关系求解．

A在竖直平面内做平抛运动，竖直方向是自由落体运动，B在斜面上运动，受到重力和支持力，沿斜面向下是匀加速运动，加速度是，所以B运动的时间长，A、B在水平方向都是匀速运动，由于水平方向的初速度相同，B运动时间长，所以B落地点在x轴上的投影要比长，D正确．

4.一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁环的半径为R=20cm，环上有一穿孔的小球m，仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着过环心的竖直轴以10rad/s的角速度旋转（取g=10m/s2），则相对环静止时小球与环心O的连线与O1O2的夹角θ是（　　）

A. 60° B. 45° C. 30° D. 75°

【答案】A

【解析】

小球转动的半径为Rsinθ，小球所受的合力垂直指向转轴，根据平行四边形定则和牛顿第二定律：F合＝mgtanθ＝mRsinθω2，解得：θ=60°，故C正确，ABD错误。

5.如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

试题分析：因空间站和月球具有相同的周期，则根据可知，；对月球和同步卫星，根据，可知，则，故，选项A正确。

考点：万有引力定律的应用.

6.如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面以速度v匀速运动时， 以下说法中正确的是 (　　　)

A. 小球的重力不做功

B. 斜面对球的弹力不做功

C. 挡板对球的弹力不做功

D. 以上三种说法都正确

【答案】A

【解析】

小球重力方向竖直向下，与小球位移垂直，重力不做功，Ａ对；斜面对小球的弹力斜向上，对小球做正功，Ｂ错；挡板对球的弹力水平向右，对小球做负功，ＣＤ错；

7.如图所示，把小车放在倾角为的光滑斜面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连，不计滑轮质量及摩擦，已知小车的质量为，小桶与沙子的总质量为，小车从静止释放后，在小桶上升竖直高度为的过程中（ ）

A. 小桶处于失重状态

B. 小桶的最大速度为

C. 小车受绳的拉力等于

D. 小车的最大动能为

【答案】B

【解析】

试题分析：在整个运动过程中，小桶向上做加速运动，所以小桶受到的拉力大于重力，小桶处于超重状态，故A.C错误；在小桶上升竖直高度为的过程中只有重力对小车和小桶做功，由动能定律得：；解得小桶的最大速度：，故B正确；小车和小桶具有相等的最大速度，所以小车的最大动能为：，故D错误。

考点：机械能守恒定律、牛顿第二定律

【名师点睛】先小桶加速度，分析其状态．根据A.B的位移之间的关系，分别以A.B为研究对象，根据动能定理列式可求得最大速度；本题主要考查了动能定理得直接应用，要能根据题目需要选取不同的研究对象及合适的过程运用动能定理求解。

8.在地面上，将一个小球以v=20 m/s初速度竖直上抛，则小球到达距抛出点10 m的位置所经历的时间为（g=10 m/s2）（ ）

A. s B.

C.  D.

【答案】BCD

【解析】

竖直上抛运动是匀变速运动，当x=10m时，根据位移时间关系公式：，代入数据解得： t＝(2＋) s或t＝(2－) s，故BC正确；当位移为s=-10m时，根据位移时间关系公式，代入数据解得：，故BCD正确，A错误。

9.一辆小车在水平面上运动，悬挂的摆球相对小车静止并与竖直方向成θ角，如下图所示，下列说法正确的是(　　)

A. 小车一定向左做匀加速直线运动

B. 小车的加速度大小为gtan θ，方向向左

C. 悬绳的拉力一定大于小球的重力

D. 小球所受合外力方向一定向左

【答案】BCD

【解析】

【详解】小球只受重力与绳子的拉力作用，其合力水平向左，

所以其加速度一定向左，其大小为a＝＝gtan θ，小球随小车运动，所以小车加速度与小球一样，小车可能向左加速运动或向右减速运动；悬绳的拉力，则一定大于小球的重力，故选项BCD正确，A错误；故选BCD.

【点睛】解决本题的关键知道小球和小车具有相同的加速度，隔离对小球分析，运用牛顿第二定律进行求解，基础题．

10. 如图，两个质量均为m小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ）

A. b一定比a先开始滑动 B. a、b所受的摩擦力始终相等

C. ω＝是b开始滑动临界角速度 D. 当ω＝时，a所受摩擦力的大小为kmg

【答案】AC

【解析】

试题分析：小木块都随水平转盘做匀速圆周运动时，在发生相对滑动之前，角速度相等，静摩擦力提供向心力即，由于木块b的半径大，所以发生相对滑动前木块b的静摩擦力大，选项B错。随着角速度的增大，当静摩擦力等于滑动摩擦力时木块开始滑动，则有，代入两个木块的半径，小木块a开始滑动时的角速度，木块b开始滑动时的角速度，选项C对。根据，所以木块b先开始滑动，选项A对。当角速度，木块b已经滑动，但是，所以木块a达到临界状态，摩擦力还没有达到最大静摩擦力，所以选项D错。

考点：圆周运动  摩擦力

11.如图所示，水平桌面上的轻弹簧一端固定，另一端与小物块相连；弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未画出）；物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ．现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W．撤去拉力后物块由静止开始向左运动，经O点到达B点时速度为零．重力加速度为g．则上述过程中（　　）

A. 物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W-μmga

B. 物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W-μmga

C. 经O点时，物块的动能等于W-μmga

D. 物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能

【答案】B

【解析】

试题分析：据题意分析：物块到达B点时速度为0，但加速度不一定是零，即不一定合力为0，这是此题的不确定处．弹簧作阻尼振动，如果接触面摩擦系数μ很小，则动能为最大时时弹簧伸长量小（此时弹力等于摩擦力），而弹簧振幅变化将很小，B点弹簧伸长大于动能最大点；如果较大，则动能最大时，弹簧伸长量较大，（因弹力等于摩擦力，较大，摩擦力也较大，同一个弹簧，则需要较大伸长量，弹力才可能与摩擦力平衡），而此时振幅变化很大，即振幅将变小，则物块将可能在离O点很近处，就处于静止（速度为0，加速度也为0），此时B点伸长量可能小于动能最大时伸长量，B点势能可能小于动能最大处势能．至于物块在A点或B点时弹簧的弹性势能，由功能关系和动能定理分析讨论即可．

如果没有摩擦力，则O点应该在AB的中点，由于有摩擦力，物体从A到B过程中有机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点．故．设物块在A点时弹簧的弹性势能为，物块从A点运动到O点的过程，由能量守恒定律得，则得，即物块在A点时，弹簧的弹性势能小于，故A错误；由A分析得物块从开始运动到最终停在B点，路程大于，故整个过程物体克服阻力做功大于，故物块在B点时，弹簧的弹性势能小于，故B正确；从O点开始到再次到达O点，物体路程大于a，故由动能定理得，物块的动能小于，故C正确；物块动能最大时，弹力等于摩擦力，而在B点弹力与摩擦力的大小关系未知，故物块动能最大时弹簧伸长量与物块在B点时弹簧伸长量大小未知，故此两位置弹性势能大小关系不好判断，故D错误。

【此处有视频，请去附件查看】

12.一列火车共有n节车厢，各节车厢质量相等，车厢之间间隙相等，间隙长度的总和为L，静止于水平长直轨道上。若第一节车厢以v0向第二节车厢运动，碰撞后连在一起运动，再与第三节车厢碰撞后连在一起运动，再与第四节车厢碰撞……，以此类推，直到n节车厢全部运动，则火车的最后速度v及整个过程所经历的时间t为：（不计铁轨对车轮的阻力以及列车编组时的动力）

A.  B.  C.  D.

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．n节车厢运动、碰撞过程中，系统所受外力之和为零，故整个过程中动量守恒，则根据动量守恒有：

解得，故A正确，B错误.

CD．设每节车厢相邻间距为s，则有：

碰撞后链接在一起的车厢节数依次为2节、3节···(n-1)节，n节，它们的速度相应为所以火车最后的速度为，由：

得通过各间距的时间分别为：

···

整个过程经历的时间为：

故C错误，D正确.

二、填空题（13、14为选修3—4，每空3分；15、16为选修3—3每空5分）

13.某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图1),游标卡尺的示数如图2所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图3),游标卡尺的示数如图4所示,已知双缝间距离为0.05mm双缝到屏的距离为1m,则图2中游标卡尺的读数为_________mm,则图4中游标卡尺的读数为________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是__________.所测光波的波长为___________m. (保留两位有效数字)

【答案】    (1). 11.4    (2). 15.7    (3). 减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度)    (4).

【解析】

【详解】[1]游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数；图2中主尺读出固定刻度读数为：11mm，游标尺第4刻线与主尺刻线对齐为：，故读数为：

[2]同理图4中游标尺第7刻线与主尺刻线对齐，故读数为：

故由图可知条纹间距为：

[3]实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度).

[4]根据双缝干涉的条纹间距公式：

计算得出：

14.一列简谐横波沿x轴正方向传播，甲图中A、B两质点平衡位置间的距离为2m，且小于一个波长，乙图为A、B两质点的振动图象．由此可知__________

A. B质点在一个周期内通过的路程为8 cm

B. 该机械波的周期为4s

C. 该机械波的波速为4 m/s

D. t= 1.5 s时A、B两质点位移相同

E. t=1.5 s时A、B两质点的振动速度相同

【答案】ABE

【解析】

【分析】

根据图乙得到振幅，从而得到路程；再根据图乙得到周期，然后根据波的传播方向得到对应的波长，即可求得波速；最后根据图中质点的位置得到速度关系和位移关系。

【详解】由图乙可得：振幅A=2cm，故波中任意质点在一个周期内通过的路程为4A=8cm，故A正确；由振动图像可知，该机械波的周期为4s，选项B正确；波由A向B传播，则A处振动比B处振动超前1s，该机械波的波速为，选项C错误；由振动图形可知，t= 1.5 s时A、B两质点的位移大小相同，方向相反；质点的振动速度大小方向都相同，选项D错误，E正确；故选ABE.

15.空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水份越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V=1.0×10 3 cm3。已知水的密度 ＝1.0×10 3 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10 -2 kg/mol，阿伏伽德罗常数NA=6.0×10 23mol -1。则该液化水中含有水分子的总数N=___________，一个水分子的直径d=______________。(计算结果均保留一位有效数字)

【答案】    (1). N＝3×1025个    (2). d＝4×10-10 m

【解析】

【详解】[1]水的摩尔体积为：

水分子数：

代入数据得：N＝3×1025个

[2]建立水分子的球模型有：

得水分子直径：

代入数据：d＝4×10-10 m

16.如图一气缸水平固定在静止的小车上,一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内, 平衡时活塞与气缸底相距L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动, 稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d. 已知大气压强为P0, 不计气缸和活塞间的摩擦; 且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为P0; 整个过程中温度保持不变. 小车加速度是____。

【答案】

【解析】

【详解】设小车加速度大小为a，稳定时气缸内气体的压强为P1，活塞受到气缸内外气体的压力分别为：

由牛顿第二定律得：

小车静止时在平衡情况下，气缸内气体的压强为P0，由波意耳定律得：

又因为：

联立解得：

答：小车加速度的大小为。

三、计算题

17.如图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8N，当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为0.2，小车足够长。（g=10m/s2）求：

(1)小物块刚放上小车时，小物块及小车的加速度各为多大？

(2)经多长时间两者达到相同的速度？

(3)从小物块放上小车开始，经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少？

【答案】(1) 2m/s2 ,0.5m/s2 (2)1s  (3)2.1m

【解析】

【详解】(1)刚放上小物块时，根据受力分析可知：

代入数据得物块的加速度为：

对小车受力分析有：

则则小车的加速度：

(2)两者达到相同速度则有：

 解得：

(3)在开始1s内小物块的位移：

解得s1=1m.

这时达到的速度为：

在接下来的0.5s物块与小车相对静止，一起做加速运动，对整体受力分析有：

解得加速度为：.

则这0.5s内的位移：

代入数据解得s2=1.1m

所以1.5s内通过的总位移：

答：(1)小物块刚放上小车时，小物块及小车的加速度各为2m/s2，0.5m/s2.

(2)经1s两者达到相同的速度.

(3)从小物块放上小车开始，经过t=1.5s小物块通过的位移大小为2.1m.

18.如图所示，滑块A、B静止于光滑水平桌面上，B的上表面水平且足够长,其左端放置一滑块C，B、C间的动摩擦因数为μ ，A、B由不可伸长的理想轻绳连接，绳子处于松弛状态.现在突然给C一个向右的速度v0让C在B上滑动，当C的速度为时绳子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉断，绳子拉断时B的速度为，A、B、C的质量分别为2m、3m、m.求: 

(1)从C获得速度v0开始经过多长时间绳子被拉直; 

(2)拉断绳子造成的机械能损失.

(3)木板的长度至少为多少

【答案】(1)     (2)  (3)

【解析】

【详解】(1)从C获得速度v0到绳子拉直过程中根据动量定理得：

计算得出：

(2)设绳子刚拉直时B的速度为，对B、C系统分析，选择向右为正方向，由动量守恒定律得：

代入数据计算得出：

绳子拉断的过程中A、B组成的系统动量守恒；以向右为正，根据动量守恒定律得：

计算得出：

绳子拉断过程中以A、B为系统，根据能量守恒定律得损失的能量为：

(3)由题意可知在绳子拉断前C不能离开B，即至少在拉断瞬间离开B，设B的长度为L，则在拉断绳子前的运动过程中对B、C分析根据动能定理有：

解得

答：(1)从C获得速度v0开始经过绳子被拉直; 

(2)拉断绳子造成的机械能损失为.

(3)木板的长度至少