2020届江苏省百校大联考高三第二次考试物理试题

江苏省“百校大联考”高三年级第二次考试

物 理 试 卷

注意事项:

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分120分,考试时间100分钟。

2.本试卷共6页,在检查是否有漏印、重印或错印后再开始答题。

3.所有试题必须作答在答题卡上规定的区域内,注意题号必须对应,否则不给分。

4.答题前,务必将姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试卷及答题卡上。

第Ⅰ卷　(选择题　共41分)

一、单项选择题:本题共7小题,每小题3分,共计21分。每小题只有一个选项符合题意。

1.重为2 N的小球,在空中沿竖直方向下落了2 m的高度后到达地面,下落过程中受到空气的阻力为0.1 N,下列说法正确的是

A.小球的重力势能增加了4 J B.小球的动能增加了4 J

C.小球的机械能减少了0.2 J D.空气阻力对小球做功为0.2 J

2.吊兰是常养的植物盆栽之一,如图所示是悬挂的吊兰盆栽,四条等长的轻绳与竖直方向夹角均为30°,花盆总质量为2 kg,取g=10 m/s2,则每根轻绳的弹力大小为

A.5 N B. N

C.10 N D. 20 N

3.水平地面上叠放着木板B和木块A,木块A在木板B上向右滑行,同时木板B向左滑行,如图所示,图中x1的长度为2 m,x2的长度为3 m,上图为滑行前,下图为滑行后,在此过程中木块A受到木板B对它的滑动摩擦力大小为10 N,则摩擦力对木块A做功为

A.50 J B.-50 J C.30 J D.-30 J

4.如图所示,质量为m的小猴子抓住一根藤条在荡秋千,藤条的最大摆角为θ,小猴子从最低点摆到最高点的过程中,下列说法正确的是

A.藤条对小猴子的拉力大小不变

B.藤条对小猴子的拉力始终大于小猴子的重力

C.若增加藤条最大摆角,藤条可能会断

D.小猴子所受重力的瞬时功率不断变小

5.中澳美“科瓦里-2019”特种兵联合演练于8月28日至9月4日在澳大利亚举行,中国空军空降兵部队首次派员参加。一名特种兵从空中静止的直升飞机上,抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑,运动的速度随时间变化的规律如图所示,t2时刻特种兵着地。下列说法正确的是

A.在0~t1时间内加速度增大,在t1~ t2时间内加速度减小

B.在t1~t2时间内特种兵所受悬绳的阻力越来越小

C.在t1~t2时间内,平均速度=

D.若第一个特种兵开始减速时第二个特种兵立即以同样的方式下滑,则他们在悬绳上的距离先增大后减小

6.如图甲所示,在水平地面上有一固定的光滑斜面,一物块以一定的初速度在沿斜面方向向下的拉力作用下沿斜面运动,其速度—时间关系图线如图乙所示。以地面为零势能平面,忽略空气阻力,物体的机械能随运动距离变化的大致图线可能是下列选项中的

　　　　　　　 　　A　　　　　 　B　　 　　　　C　　　 　　　D

7.如图所示,橡皮筋的一端固定在O点,另一端拴一个物体,O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆,OA为橡皮筋的自然长度。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比,现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点,已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力,下列说法正确的是

A.物体所受水平面的摩擦力保持不变

B.物体所受水平面的摩擦力先变大后变小

C.水平拉力F保持不变

D.水平拉力F变小

二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共计20分。每小题有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分。

8.2019年男篮世界杯在中国举行,如图所示,在我国运动员投篮的瞬间,忽略空气阻力。下列关于篮球从抛出至运动到最高点的过程中,水平速率v和克服重力做功的瞬时功率P随时间t变化的图象中,正确的是

　　　　　　　　　A　 　　　B　　 　　C　　　 　D

9.如图所示,两个大小相同的带电小球A和B,小球A带电荷量为+Q,用绝缘细线悬挂在天花板上O点。小球B带电荷量为+5Q,固定在绝缘细杆上。两球球心距悬点O点的距离相同,静止时细线与竖直方向的夹角为θ。现让两个带电小球接触一下,然后再让小球A处于静止状态,两带电小球可视为点电荷。则

A.两球之间的库仑力变大 B.细线对小球A的拉力大小不变

C.细线与竖直方向的夹角θ变小 D.细杆对小球B的作用力大小不变

10.2019年4月10日21时,人类首张黑洞照片发布,这颗黑洞就是M87星系中心的超大质量黑洞,对周围的物质(包括光子)有极强的吸引力。已知该黑洞质量为M,质量M与半径R满足:=,其中c为光速,G为引力常量,设该黑洞是质量分布均匀的球体,则下列说法正确的是

A.该黑洞的半径为

B.该黑洞的平均密度为

C.该黑洞表面的重力加速度为

D.该黑洞的第一宇宙速度为c

11.图甲为一竖直放置的绝缘圆环,O为圆环的圆心、半径为R、均匀分布带电量为+Q的电荷,一光滑绝缘细杆过圆心O点并垂直于圆环,细杆上套有一带电小球,小球质量为0.02 kg,带电量为+1×10-3 C,使小球从a点由静止释放,先后经过b、c两点,其运动的v-t图象如图乙图线①所示,其中图线②为b点处的切线,静电力常量为k,下列说法正确的是

A.O点电场强度为 B.O点电场强度为零

C.b点电场强度为3 N/C D.a、b、c三点中,c点电场强度最大

12.如图所示,足够长的传送带与水平方向的倾角θ=30°,质量ma=1 kg的物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻质定滑轮与物块b相连,b的质量为mb,物块a与传送带之间的动摩擦因数μ=。开始时,a、b及传送带均静止,且物块a不受传送带摩擦力作用,现让传送带以v=1 m/s的速度逆时针匀速转动,则物块a由静止到与传送带相对静止的过程中 (b未与滑轮相碰),下列说法正确的是

A.物块b的质量mb=0.5 kg

B.物块a沿传送带向下匀加速运动的加速度a=5 m/s2

C.物块a重力势能的减少量与物块b重力势能的增加量相等

D.摩擦力对物块a做的功等于物块a动能的增加量

第Ⅱ卷　(非选择题　共79分)

三、 简答题: 本题共2小题,每小题10分,共20分。

13.(10分)在“探究求合力的方法”实验中,如图甲所示,实验步骤如下:

①将白纸固定在木板上,用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点,在橡皮条的另一端拴上两个细绳套,用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套,将橡皮条结点拉到纸面上某一位置,记为O1;

②记录两个弹簧测力计的拉力的读数F1、F2和两细绳的方向;

③只用一个弹簧测力计,将结点仍拉到位置O1,记录弹簧测力计的读数F3和细绳的方向;

④按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3的图示;

⑤以F1和F2为邻边画出平行四边形,并画出对角线F;

⑥比较F3和F的大小和方向。

(1)下列说法中正确的是　　　　。 

A.实验前先检查弹簧测力计的指针是否指零

B.系在橡皮条末端的两细绳要一样长

C.实验中尽量使橡皮条与木板板面平行且不接触

D.本实验采用的科学方法是控制变量法

(2)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图乙中的示数为　　　　 N。 

(3)改变F1、F2,重复步骤①至⑥进行第二次实验,记下结点位置O2,位置O2　　　　(选填“必须”或“不必”)与位置O1相同。 

(4)用如图乙所示规格的弹簧测力计做实验, A同学F1和F2方向的夹角约为30°,F1=3.0 N,F2=3.0 N;B同学F1和F2的方向互相垂直,F1=2.6 N,F2=3.0 N;C同学F1和F2方向的夹角约为120°,F1=F2=4.0 N。

这三位同学中操作不合适的是　　　同学,原因是　　　　　　　　　　　　　。 

14.(10分)在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中,实验装置如图甲所示,设带有定滑轮的小车质量为M,沙和沙桶的总质量为m,打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz。

(1)对于上述实验,下列说法正确的是　　　　。 

A.需要用天平测出沙和沙桶的总质量

B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车(未连细线)能沿长木板向下匀速运动

C.与小车定滑轮相连的轻绳与桌面要平行

D.小车靠近打点计时器,先接通电源后释放小车

(2)若在实验中得到一条纸带如图乙所示,O、A、B、C、D为五个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。根据纸带数据,可求出小车的加速度a=　　　　m/s2(结果保留2位有效数字)。 

(3)该实验,沙和沙桶的总质量m 　　　　(选填“需要”或“不需要”)远小于小车的质量M;在实验过程中小车的加速度　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)沙和沙桶的加速度。 

(4)以弹簧测力计的读数F为横坐标,通过纸带计算出的加速度为纵坐标,画出的a-F图象如图丙所示,则可求出小车的质量M=　　　kg。 

四、 计算题:本题共4小题,共59分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。

15.(14分)如图所示, A、B两车相距x=8 m时,A车正以vA=5 m/s的速度向右匀速运动,而B车此时正以vB=12 m/s的初速度向右匀减速运动,加速度a=-2 m/s2,求:

(1)A、B两车何时速度相等;

(2)A追上B所经历的时间。

16.(14分) 如图所示,一条河宽为60 m,水流速度恒为5 m/s,现要将小船上的货物由此岸的A处沿直线送达正对岸下游45 m处的B处。已知小船的速度最大可达5 m/s,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2。

(1)如果小船以最小速度航行,求船速v1的大小和方向;

(2)如果要使小船在最短时间内抵达B处,求船速v2的取值和方向;

(3)求小船运动的最短时间t0。

17.(15分)如图所示,三个小滑轮A、B、C固定在边长为1 m的等边三角形的三个顶点上,BC沿竖直方向,C离地面的高度为1.5 m。物块M通过一根5 m长的细线,跨过滑轮A、B与质量为1 kg的小球m相连,左侧细线处于竖直状态,右侧与小球相连的细线与AC平行,物块和小球都可看成质点,不考虑小球m是否还会与左侧细线相撞,物块M始终静止,不计一切摩擦和阻力,重力加速度取10 m/s2。

(1)求小球m到达最低点时的速度;

(2)求物块M的最小质量;

(3)若小球m第二次运动到最低点时与细线分离,求小球的落点与物块M的距离d。(答案可保留根号)

18.(16分)如图甲所示,一足够长的木板静止在光滑的水平地面上,可视为质点的小滑块质量为m=1 kg,置于木板中央A处。从t=0时刻开始,木板在一定时间内受到水平方向的恒定拉力F,其运动的速度-时间图象如图乙所示。已知滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2,木板与滑块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。求:

(1)t=0时刻滑块加速度的大小;

(2)拉力F的大小;

(3)为使滑块不从木板上滑落,木板的长度至少为多少?

江苏省“百校大联考”高三年级第二次考试

物理试卷参考答案

一、 单项选择题(本题共7小题,每小题3分,共21分。)

1.C　2.B　3.D　4.C　5.D　6.B　7.A

二、 多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。)

8.AD　9.AB　10.ACD　11.BC　12.AC

三、 简答题(本题共2小题,每小题10分,共20分。)

13.(每空2分)

(1)AC

(2)3.6

(3)不必

(4)A　他这两个力的合力超过了弹簧测力计刻度的最大值5 N,第二次用一个弹簧测力计拉时结点拉不到O点

14.(每空2分)

(1)BD

(2)1.2

(3)不需要　小于

(4)0.25

四、计算题(本题共4小题,共59分。)

15.(14分)

解:(1)B车的速度为vB'=vB+at1,　(2分)

两车速度相等时有vB'=vA,　(1分)

解得t1=3.5 s。　(1分)

(2)A车追上B车时,两车的位移关系为xA=x+xB,　(1分)

即vAt=x+vBt+at2,　(2分)

代入数据有5t=8+12t+ (-2)t2,

解得t=8 s,t=-1 s(舍去)。　(1分)

B车做减速运动,设其速度减为0所用的时间为t0,

由速度公式得t0==6 s;　(1分)

由于t=8 s>t0,所以B车先停下,之后A车才追上B车,　(1分)

B车的位移xB=vBt0+a=36 m,　(2分)

所以A车追上的时间为t2=　(1分)

代入数据有t2=8.8 s。　(1分)

16.(14分)

解:(1)为使小船抵达B处,小船的实际航线须沿图中的AB方向,即合速度方向沿AB方向,　(1分)

设AB与河岸的夹角为θ,

由三角形法则可得v1=v水sin θ,方向与河岸夹角为37° 指向上游　(2分)

由几何关系得AB=75 m,有sin θ=0.8,　(2分)

解得v1=4 m/s。　(1分)

(2)为使小船能在最短时间内抵达B处,小船应该以最大速度航行,即v2=5 m/s,并使合速度的方向仍沿AB方向;　(2分)

由于船速和水速大小相等,所以AB的方向是在两个速度的角平分线上,v2的方向与河岸成2θ角,由几何关系得2θ=106°,即船速指向上游,与河岸成74°。　(2分)

(3)小船运动的合速度v=2v2cos θ=2×5×0.6 m/s=6 m/s,　(2分)

所以小船运动的最短时间t0== s=12.5 s。　(2分)

17.(15分)

解:(1)由于C离地面的高度为1.5 m,由几何关系知A离地面的高度为2 m,所以小球m离B点的距离

l=2 m,细线与AC平行,即与竖直方向的夹角为60°。　(1分)

小球m由静止运动到最低点的过程中,根据动能定理有mgl(1-cos θ)= mv2,　(2分)

小球在最低点的速度为v== m/s=2 m/s。(2分)

(2)小球运动到最低点,并围绕C做圆周运动时,绳子的拉力最大,设小球距C的距离为l1

有T-mg=m,l1=1 m,　(2分)

得T=mg+m=1×10 N+1× N=30 N,　(1分)

对物块有Mg≥T,所以物块的质量M≥3 kg。　(1分)

(3)小球m第二次运动到最低点时与细线分离,则小球向右做平抛运动,

在最低点,小球离地高度为h=0.5 m,由h=gt2得t== s,　(2分)

小球平抛的水平位移为x=vt=2× m= m,　(2分)

A、C间的水平距离为x0= m,　(1分)

所以小球的落点与物块M的距离d=x0+x=(+) m。　(1分)

18.(16分)

解:(1)设t=0时刻滑块与木板发生相对滑动,由木板运动的v-t图象可得:

a木板== m/s2=4 m/s2,　(2分)

对滑块,由牛顿第二定律有:μmg=ma滑块,得a滑块=μg=2 m/s2,　(2分)

由于a滑块<a木板,所以滑块确实与木板发生了相对滑动,a滑块=2 m/s2。　(1分)

(2)由图象v-t可知,在t=3 s时撤去了拉力,

此时,木板的速度为v1=a木板t=12 m/s　(1分)

滑块的速度为v2=a滑块t=6 m/s,　(1分)

滑块与木板间仍有相对滑动

对木板,由v-t图象得加速度大小为a2= m/s2=4 m/s2,　(1分)

由牛顿第二定律有μmg=Ma2,解得M=0.5 kg,　(1分)

研究木板3 s前的运动有F-μmg=Ma木板 ,解得F=4 N。　(1分)

(3)3 s时木板速度为v1=12 m/s,滑块速度为v2=6 m/s,设再经过t2时间滑块与木板的速度大小相等,有v1-a2t2=v2+a滑块t2,解得t2=1 s;　(1分)

木板和滑块速度相等时,木板的总位移为x1=a木板+v1t2-a2=28 m　(2分)

滑块的总位移为x2=a滑块(t1+t2)2=16 m,　(1分)

两者相对位移为Δx=x1-x2=12 m,　(1分)

所以木板的总长度不少于2Δx=24 m。　(1分)