福建省上杭县第一中学2020届高三12月物理试题

上杭一中2020届高三12月份月考物理试卷一、选择题:每小题4分，共48分。1-8题单选，9-12多选1.几个水球可以挡住子弹?《国家地理频道》实验证实:四个水球就足够!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。恰好能穿出第四个水球，则可以判定(      )A. 由题干信息可以确定子弹在毎个水球中运动的时间相同B. 由题干信息可以确定子弹穿过每个水球的时间C. 子弹在每个水球中速度变化相同D. 子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等【答案】D【解析】【详解】AB．设水球的直径为d，子弹运动的过程为匀减速直线运动，直到末速度为零，我们可以应用逆过程，相当于子弹初速度为零做匀加速直线运动。因为通过最后1个、最后2个、以及后3个、全部4个的位移分别为d，2d，3d和4d，根据知，所以时间之比为所以子弹在每个水球中运动的时间不同；由以上的分析可知，子弹依次穿过4个水球的时间之比为但是不能求解穿过每个水球的具体时间，故AB错误；C．子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，则受力是相同的，所以加速度相同，由△v=at可知，运动的时间不同，则速度的变化量不同；故C错误；D．由A的分析可知，子弹穿过前3个水球的时间与穿过第四个水球的时间是相等的，由匀变速直线运动的特点可知，子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等。故D正确。故选D。2.如图所示，在水平面上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块A、B、C，木块A与B、B与C间用相同轻弹簧连接．木块A与水平面间的动摩擦因数为μ，木块B、C与水平面之间摩擦忽略不计．现用一作用在C上的水平恒力F向右拉着三木块一起匀速运动的过程中，A、B间弹簧长度为L1，B、C间弹簧长度L2．关于L1、L2的大小关系，下列说法中正确的是A. L1、L2大小与m1、m2、m3无关，总有L1<L2B. L1、L2大小与m1、m2、m3无关，总有L1=L2C. L1、L2大小与m1、m2、m3无关，总有L1>L2D. L1、L2大小与m1、m2、m3有关，无法比较【答案】B【解析】【详解】对物体分析，根据平衡条件可得、间弹力：对物体分析，根据平衡条件可得、间弹力：根据可得：A. 与分析不符，故A错误；B. 与分析相符，故B正确；C. 与分析不符，故C错误；D. 与分析不符，故D错误．3.如图所示，粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动，现使F不断变小到零，则在滑动过程中（      ）A. 物体的加速度不断减小，速度不断增大B. 物体的加速度不断增大，速度不断减小C. 物体的加速度先增大后减小，速度先减小后增大D. 物体的加速度先减小后增大，速度先增大后减小【答案】D【解析】合外力决定加速度，滑动过程中物体所受合外力是拉力和地面摩擦力的合力，即F合＝F－Ff.当F>Ff时，合外力方向与速度方向相同，速度增加，F逐渐减小，合外力减小，加速度减小；当F<Ff时，合外力方向与速度方向相反，速度减小，F逐渐减小，合外力增大，加速度增大，D正确．故选D4.如图所示，可看作点电荷的带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，都用绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O点处，静止时A紧靠竖直墙壁，A、B相距为d．为使平衡时AB间距离变为2d，可采用以下哪些方法  A. 将小球B的质量变为原来的八分之一B. 将小球B的质量增加到原来的8倍C. 将小球A、B的电荷量都增为原来的二倍，同时将小球B的质量加倍D. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍【答案】A【解析】【详解】如图所示，B受重力、绳子的拉力和库仑力：根据三角形相似原理有：①库仑力：②由①②得：AB.由知，将小球B的质量变为原来的，则距离变为原来的2倍，故A正确，B错误；C.由知，将小球A、B的电荷量都增为原来的2倍，同时将小球B的质量变加倍，则距离为原来的倍，故C错误．D. 由知，将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍，由距离变为原来的倍，故D错误．5.如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一小球．小球在M处时，弹簧处于原长状态．现用力F作用于小球使它从M处缓慢下降，到达N处时，力F刚好为零．此过程中，力F对小球做的功的大小为W，不考虑空气阻力．关于此过程，下列说法不正确的有（ ）A. 小球与弹簧组成的系统机械能减少量为WB. 小球重力势能减小量一定大于WC. 若将小球从M处由静止释放，则小球到达N处时的动能为2WD. 弹簧弹性势能增加量一定等于W【答案】C【解析】【详解】A．因为力F对小球做负功，其大小等于小球与弹簧组成的系统机械能的减少量，则系统机械能减小量为W，选项A正确，不符合题意；B．重物在向下运动的过程中，要克服弹簧拉力做功W弹力，根据动能定理知mgh-W-W弹力=0故物体重力势能减小量一定大于W，故B正确，不符合题意；C．重物从静止下落到N的过程中，根据动能定理，有 结合B选项知Ek=W，故C错误，符合题意；D．由mgh-W-W弹力=0可知W弹力=mgh-W而F=kh=mg则则W弹力=mgh=W则弹簧弹性势能增加量一定等于W，选项D正确，不符合题意．6.如图所示，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻阳为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A.则以下判断中正确的是(       )A. 电动机的输出功率为14W B. 电动机两端的电压为7.0VC. 电动机产生的热功率为4.0W D. 电源输出的功率为24w【答案】B【解析】【详解】ABC．电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为 电动机的总功率为电动机的发热功率为所以电动机的输出功率为 故B正确，AC错误；D．电源的输出的功率为故D错误。故选B。7.A、B两物体的质量之比mA:MB=2:1，它们以相同的初速度v0沿水平地面上做匀减速直线运动，其v-t图像如图所示。物体速度由v0减小到零的过程中，A、B两物体(       )A. 与地面间摩掾力之比fA：fB＝2:1B. 与地面动摩擦因数之比为A: B＝2:1C. 克服地面摩掾力做的功之比为WA:WB＝1:2D. 受到地面摩擦力冲量大小之比为IA:IB＝1:2【答案】B【解析】【详解】A．根据速度时间的图像可知：物体只受到摩擦力作用，摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律可知，摩擦力之比为故A错误；B．因为摩擦力之比为4：1，由可得与地面动摩擦因数之比为故B正确；C．由动能定理知道，摩擦力做的功为由于ab的初速度大小相同，所以两物体克服摩擦阻力做的功之比故C错误；D．物体只受到摩擦力作用，由于ab的初速度大小相同，末速度都为0，由动量定理I=△p可知，受到地面摩擦力冲量大小之比为故D错误。故选B。8.2018年6月14日.承担嫦娥四号中继通信任务的“鹊桥”中继星抵达绕地月第二拉格朗日点的轨道，第二拉格朗日点是地月连线延长线上的一点，处于该位置上的卫星与月球同步绕地球公转，则该卫星的A. 向心力仅来自于地球引力B. 线速度大于月球的线速度C. 角速度大于月球的角速度D. 向心加速度大于月球的向心加速度【答案】BD【解析】【分析】卫星与月球同步绕地球运动，角速度相等，根据v=rω，a=rω2比较线速度和向心加速度的大小．【详解】A．卫星受地球和月球的共同作用的引力提供向心力，故A错误；BC．卫星与月球同步绕地球运动，角速度相等，、“鹊桥”中继星的轨道半径比月球绕地球的轨道半径大，根据v=ωr知“鹊桥”中继星绕地球转动的线速度比月球绕地球线速度大，故B正确，C错误；D．鹊桥”中继星的轨道半径比月球绕地球的轨道半径大，根据a=ω2r知“鹊桥”中继星绕地球转动的向心加速度比月球绕地球转动的向心加速度大，故D正确．故选BD．【点睛】本题考查万有引力的应用，题目较为新颖，在解题时要注意“鹊桥”中转星与月球绕地球有相同的角速度这个隐含条件．9.某河流河水的流速与离河岸距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的航行速度大小与时间的关系如图乙所示．已知河宽为300m，若要使船以最短时间渡河，则（ ）A. 船渡河的最短时间是75sB. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线D. 船在河水中的最大速度是5m/s【答案】BD【解析】【详解】AB、当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，．故A错误．故B正确．C、船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，由运动的合成可知，航行的轨迹是一条曲线．故C错误．D、船在河水中的最大速度为5m/s，故D正确．故选BD．10.如图所示,半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁上下部均无压力，则小球A通过最高点C点时的速度v及A、B两球落地点间的距离x为（  ）A. x=RB. x=2RC. v=D. v=【答案】BD【解析】【详解】两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差．
对A球：解得 对B球：解得 由平抛运动规律可得落地时它们的水平位移为：得：sA-sB=2RA．x=R，与结论不相符，选项A错误；B．x=2R，与结论相符，选项B正确；C．v=，与结论不相符，选项C错误；D．v=，与结论相符，选项D正确；11.如图所示，光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点.Q与轻质弹簧相连，设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞，一段时间后P与弹簧分离.在这一过程中，正确的是(        )A. P与弹簧分离时，Q的动能达到最大B. P与弹簧分离时，P的动能达到最小C. P与Q的速度相等时，P和Q的动能之和达到最小D. P与Q速度相等时，P的动能达到最小【答案】AC【解析】【详解】A．从P与弹簧接触到P与弹簧分离的过程中，弹簧一直对Q做正功，分离时，Q的动能最大，故A正确；B．在与弹簧的接触的过程中，当P向右运动时，弹力一直对P做负功，当P与弹簧分离时，P的动能最小；若P向左运动时，则P动能不是最小，故B错误；CD．当两者速度相等时，弹簧压缩到最短，弹性势能最大，根据能量守恒，系统动能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量，则P和Q的动能之和到达最小。故C正确，D错误。故选AC。12.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，已知a、c的电势关系为φa>φc，则(   )A. P、Q两点处的电荷为等量同种电荷B. a点和b点的电场强度相同C. c点的电势低于d点的电势D. 负电荷从b到d电势能增加【答案】CD【解析】【详解】A．根据电场的图象可以知道，该电场是等量同种异号电荷的电场，故A错误；B．等量同种异号电荷的电场线分布具有对称性（上下、左右），a点和b点的电场强度大小相等，而方向不同．故B错误；C．由题φa＞φc，结合电场线从正电荷出发到负电荷终止，顺着电场线方向电势逐渐降低，可知Q带正电，P带负电；c点与d点比较可知，c点离P点（负电荷）的距离更近，所以c点的电势较低．故C正确；D．图中a点的电势高于c点电势，可知Q带正电，P带负电，所以由图可知 b点的电势高于d点的电势；而负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，可知负电荷从b到d，电势降低，电势能增大．故D正确．二、实验题:共16分。13.用等效替代法验证力的平行四边形定则的实验情况如下图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图．(1)本实验中“等效代替”的含义是________．A．橡皮筋可以用细绳替代B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代(2)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿着AO方向的是________，图中________是F1、F2合力的理论值．(3)完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是________．A.作图要用细芯铅笔，图的比例要尽量大些，要用严格的几何作图法作出平行四边形，图旁要画出表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向B.拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行C.拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些D.使拉力F1和F2的夹角很大【答案】    (1). D    (2).     (3). F    (4). ABC【解析】(1)该实验采用了“等效法”，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的效果是相同的，即使橡皮筋的形变量相同，故ABC错误，D正确；故选D(2) F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是．(3)A、用细芯铅笔作图，图的比例尽量大些，用严格的几何作图法作出平行四边形，可以作出的图更准确，减小实验误差，A正确；B、实验时应保持细绳贴近木板且与纸面平行，这样拉力与合力在同一平面内，能够减小实验误差，B正确；C、拉橡皮筋的细绳长些，标记同一细绳方向的两点远些，在确定力的方向时更准确，能够减小实验误差，C正确；实验时两细绳的夹角应近量大点，但不一定保持相互垂直；故C错误；D、使拉力F1和F2的夹角很大，并不能够减小实验误差，D错误．故选ABC．14.如图所示的实验装置可以用来验证机械能守恒定律．左侧重物A带有挡光片，其总质量为m，右侧重物B质量为M，两重物由跨过光滑定滑轮的绳相连．光电门可以测量挡光片经过光电门时的挡光时间，挡光片的宽度用b表示，挡光片与光电门之间的距离用h表示，挡光片通过光电门时的平均速度可看成挡光片通过光电门时的瞬时速度．(1)实验开始之前，先用游标卡尺测量挡光片的宽度b．按上图所示连接实验器材，实验时两重物由静止开始运动，重物A、B的质量应满足的关系为M________m. (填大于、等于、小于)(2)在实验过程中，与光电门相连的数字毫秒计记录下挡光片的挡光时间为t，则挡光片通过光电门时的瞬时速度可表示为v=_____________．(用题中所给字母表示)(3)两重物从静止开始运动，当挡光片经过光电门时，两重物组成的系统动能增加量可表示=____________，系统的重力势能减少量可表示为=___________，在实验误差允许的范围内，若满足=，则可认为系统的机械能守恒．(重力加速度为g)(4)为了减小偶然误差,实验时多次改变挡光片到光电门的距离h，作出的v2−h图象为一直线，并测得该图象的斜率为k，则重力加速度表达式g=_____________．【答案】    (1). 大于    (2).     (3).     (4).     (5). 【解析】【详解】（1）[1]．实验时需让重物A向上加速，则重物A、B的质量应满足的关系为M>m.（2）[2]．根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，挡光片通过光电门的瞬时速度．（3）[3]．系统动能的增加量[4]．系统重力势能的减小量△Ep=（M-m）gh．（4）[5]．根据系统机械能守恒得， 解得 则图线的斜率解得重力加速度 ．三、计算题:共36分。15. 2003年10月15日，我国宇航员杨利伟乘坐我国自行研制的“神舟”五号飞船在酒泉卫星发射中心成功升空，这标志着我国已成为世界上第三个载人飞船上天的国家．“神舟”五号飞船是由长征―2F运载火箭将其送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，实施变轨后，进入预定圆轨道，如图所示．已知近地点A距地面高度为h，飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，求：（1）飞船在近地点A的加速度为多少？ （2）飞船在预定圆轨道上飞行的速度为多少？【答案】（1） ；（2） 【解析】（1）设地球质量为M，飞船质量为m，则飞船在A点受到地球的引力①对地面上质量为m0的物体②据牛顿第二定律可知万有引力提供向心力F＝man ③）联立①②③解得飞船在近地点A的加速度（2）飞船在预定圆轨道上飞行的周期④设预定圆轨道半径为r，由牛顿第二定律有⑤而⑥联立②④⑤⑥解得飞行速度16.如图所示，AB为半径R＝0.8m的一光滑圆弧轨道，下端B恰与小车石端平滑对接。小车质量M＝3kg，车长L＝2.06m，车上表面距地面的高度h＝0.2m，现有质址m＝1kg的滑块，山轨道顶端无初速度释放，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数＝0.3，当车运动了t0＝1.5时，被地面装置锁定(g取10m/s2)。试求:(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小;(2)车被锁定时，车右端距轨道B端的距离【答案】（1）30N （2）1m【解析】详解】(1)A至B过程,由机械能守恒得：在B点，由牛顿第二定律得：解得：=30N.(2)设滑块滑上小车后经过时间与小车速度相同，共同速度大小为,对滑块有:对小车有:，解得：=lm/s,=ls.因，故滑块与小车同速后，小车继续向左匀速行驶了0.5s，则小车右端距B端距离为解得：=lm.17.如图甲所示，A、B是两块水平放置的足够长的平行金属板，组成偏转匀强电场，B板接地，A板电势随时间变化情况如图乙所示，C、D两平行金属板竖直放置，中间有两正对小孔和，两板间电压为，组成减速电场现有一带负电粒子在时刻以一定初速度沿AB两板间的中轴线进入，并能从沿进入C、D间已知带电粒子带电荷量为，质量为m，不计粒子重力求：该粒子进入A、B间的初速度为多大时，粒子刚好能到达孔；在的条件下，A、B两板长度的最小值；、B两板间距的最小值．【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】（1）因粒子在A、B间运动时，水平方向不受外力做匀速运动，所以进入孔的速度即为进入A、B板的初速度在C、D间，由动能定理得，即
（2）由于粒子进入A、B后，在一个周期T内，竖直方向上的速度变为初始状态．
即，若在第一个周期内进入孔，
则对应两板最短长度为
（3）若粒子在运动过程中刚好不到A板而返回，则此时对应两板最小间距，设为d
所以 ，即．【点睛】本题是道综合性较强的题目，要能正确分析粒子的运动情况，抓住运动过程的对称性分析粒子交变电场中的运动过程是关键，结合动能定理、牛顿第二定律和运动学公式求解，是此类题目常用的方法．