内蒙古呼和浩特市2020届高三上学期质量普查调研考试物理试题

2020届呼和浩特市高三年级质量普查调研考试

物  理

第I卷(选择题 40分)

一、选择题(共10小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-5题只有一项符合题目要求。第6-10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分。有选错的得0分)

1.伽利略理想斜面实验是16世纪力学发展的重要起点，如图，小球从左斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升，斜面上先后铺垫三种粗糙程度不同的材料时，小球沿右侧斜面上升的的最高位置依次为图中1、2、3，根据三次实验结果的对比，可以得到最直接的结论是(   )

A. 粗糙程度越低，小球上升的位置越高，如果光滑小球，则能够到达与O点等高处

B. 如果小球受平衡力，它将一直保持匀速直线运动或静止状态

C. 如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D. 如果小球受力一定时，质量越大，它的加速度越小

【答案】A

【解析】

【详解】A．如果斜面光滑，小球不会有能量损失，将上升到与O点等高的位置，故A正确；

B．通过推理和假想，如果小球不受力，它将一直保持匀速运动，得不出静止的结论，故B错误；

C．根据三次实验结果的对比，不可以直接得到运动状态将发生改变的结论，故C错误；D．受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小是牛顿第二定律的结论，与本实验无关，故D错误。

2.已知两个共点力F1、F2的合力大小为100N，其中F1的方向与合力夹角，分力F2的大小为75N，则(   )

A. F1的大小唯一

B. F2的方向唯

C. F2有两个可能的方向

D. F2方向可以任意选取

【答案】C

【解析】

【详解】已知一个分力有确定的方向，与F成夹角，知另一个分力的最小值为：

而另一个分力F2的大小为75N，大于60N，小于100N，所以分解的组数有两组解。如图

故选C。

3.如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。对于这一过程，下列说法正确的是(   )

A. 在轨道1上P点的机械能等于在轨道2上P点的机械能

B. 不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度相同

C. 卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度

D. 卫星在轨道2的任何位置都具有相同加速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．卫星由椭圆轨道1变轨到圆轨道2，必须在P点加速，因此，在轨道1上P点的机械能小于在轨道2上P点的机械能，故A错误；

B．根据牛顿第二定律，有

得

P点到地心的距离r是一定的，可知，不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度相同，故B正确；

C．卫星在轨道1上不同位置，加速度方向不同，则加速度不同，故C错误；

D．卫星在轨道2上不同位置，加速度大小相等，但方向不同，则加速度不同，故D错误。

故选B。

4.在一斜面顶端，将两个小球分别以2v和v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在斜面上，A球落至斜面的速率是B球落至斜面的速率的(   )

A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍

【答案】A

【解析】

【详解】两小球都落在斜面上，有

解得

则落在斜面上时的竖直分速度

根据平行四边形定则知

两球的初速度之比为2：1，则落在斜面上的速度之比为2：1，故A正确。

故选A。

5.一乒乓球和一石子以相同初速度同吋竖直向上抛出，乒乓球受到的空气阻力大小与其速度大小成正比。忽略石子受到的空气阻力，石子和乒乓球运动的速度v随时间t变化的图象如图所示，其中可能正确的是(   )

A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】

【详解】忽略石子受到的空气阻力，石子只受重力，加速度恒为g，v-t图像是向下倾斜的直线，对于乒乓球，根据牛顿第二定律得，上升过程有

下降过程有

又，得

则上升过程中，随着v的减小，a减小

则下降过程中，随着v的增大，a减小。所以a不断减小，方向不变。

故选B。

6.如图所示，重为5N的小球套在与水平面成角的硬杆上，现用一垂直于杆向上、大小为10N的力F拉小球，使小球沿杆匀速下滑(已知sin=0.6，cos=0.8)。则(   )

A. 小球与杆之间动摩擦因素为0.6

B. 小球与杆之间的动摩擦因素为0.5

C. 杆对小球的弹力方向垂直于杆向下，大小为6N

D. 杆对小球的弹力方向垂直于杆向上，大小为6N

【答案】BC

【解析】

【详解】对小球受力分析，正交分解，如图，重力垂直于杆向下的分力为

则小球受到的杆的支持力大小为

方向垂直于杆向下，根据平衡条件，小球受到的摩擦力为

解得

故选BC。

7.如图所示，一个小球沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动，圆环的半径为R，关于小球的运动情况，以下说法正确的是(   )

A. 小球在最高点对轨道的压力为零

B. 小球在最低点对轨道的压力最大

C. 如果小球恰好通过最高点，圆环的半径越大，小球在最低点对轨道压力越大

D. 如果小球恰好通过最高点，圆环半径的大小与在最低点对轨道的压力无关

【答案】BD

【解析】

【详解】A．小球在最高点若只有重力提供向心力，则小球在最高点对轨道的压力可以是0，其它情况压力都不为零，故A错误；

B．小球在最低点，由牛顿第二定律得

得

小球在最低点时速度最大，所以受到的支持力最大，则对轨道的压力最大，故B正确；

CD．如果小球恰好通过最高点，则满足

由最高点到最低点的过程由动能定理得

小球在最低点满足

联立解得

与半径无关，故C错误，D正确。

故选BD。

8.如右图所示，物体在一个平行于斜面向上的拉力F的作用下，以一定的初速度沿倾角为的斜面向上做匀减速直线运动，加速度的大小为a=5m/s2，物体在沿斜面向上的运动过程中，g=10m/s2，以下说法正确的有(   )

A. 物体的机械能保持不变

B. 物体的机械能减少

C. F与摩擦力所做功的总功等于物体动能的减少量

D. 力F对物体做功等于系统内能增加量

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．由于物体向上减速运动，若只受重力，则加速度为

而现在的加速度等于，则说明拉力F与摩擦力的合力为零，故机械能守恒，故A正确，B错误；

C．因为F与摩擦力的合力为0，做的总功为0，故C错误；

D．因为F与摩擦力的合力为0，力F对物体做功等于克服摩擦力做的功，根据功能关系可知等于系统内能增加量，即力F对物体做功等于系统内能增加量；故D正确。

故选AD。

9.如图所示，水平传送带两端AB间的距离为L，顺时针转动速度为v，一个质量为m的小物体，以一定的初速度从A端滑上传送带，运动到B端，此过程中物块先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，物块做匀加速直线运动的时间与做匀速直线运动时间为1：2，两过程中物块运动的位移之比为2：5，重力加速度为g，传送带速度大小不变。下列说法正确的是(   )

A. 物块的初速度大小为

B. 物块做匀加速直线运动的时间为

C. 物块与传送带间的动摩擦因数为

D. 整个过程中物块与传动带因摩擦产生的热量为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．令匀加速运动的时间为t，匀速的时间为2t，由题意知

得

故A正确；

B．匀速运动中

所以匀加速运动的时间为

故B错误；

C．由运动学公式

得动摩擦因数为

故C正确；

D．由热量，

所以

故D正确。

故选ACD。

10.某司机在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机的输出功率为p，当进入限速区时立即减小油门，使功率立即减小到并保持该功率继续行驶，设汽车行过程中所受阻力大小不变。从司机减小油门开始，汽车的v-t图象如图所示，已知汽车的质量为m，减速过程中位移为L，汽车因油耗而改变的质量可忽略，则在该过程中，下列说法正确的是（   ）

A. 汽车再次匀速运动时速度大小为

B. t=0时刻，汽车的加速度大小为

C. 汽车牵引力不断减小

D. 经历的时间为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．开始汽车做匀速直线运动，阻力

汽车功率立即减小到并再次匀速运动时牵引力仍然等于，所以

解得

故A正确；

B．t=0时刻，汽车的牵引力

根据牛顿第二定律得

解得汽车的加速度大小

故B错误；

C．在0-t1时间内，汽车做减速运动，速度减小，功率不变，根据P=Fv知，牵引力不断增大，故C错误；

D．根据动能定理知

所以经历的时间为

故D正确。

故选AD。

第II卷(非选择题)

二、实验题：(2个题，共12分)

11.“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

（1）如果操作正确，图乙中的F与F'两力中，方向一定沿AO方向的是_____(填F或F')。

（2）丙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为_______N。

（3）本实验采用的科学方法是______。

A.理想实验法             B.等效替代法

C.控制变量法             D.建立模型法

【答案】    (1).     (2). 9.00    (3). B

【解析】

【详解】(1)[1]F是通过作图的方法得到合力的理论值，而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，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力，所以方向一定沿AO方向的是，由于误差的存在F和F′方向并不在重合；

(2)[2]弹簧测力计最小分度0.1N，故读数为9.00N；

(3)[3]“验证力的平行四边形定则”的实验采用的实验方法为等效替代法，故B正确。

12.为了探究“加速度与力和质量的关系”，采用如图所示实验装置，砂和砂桶质量为m，车和砝码的质量为M。

（1）实验中为了使实验操作简单，实验误 差可能小，实验数据处理简洁，下列操作有必要的是（         ）

A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，取走砂桶中的砂子，让车在砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。

B.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。

C.将长木板安装打点计时器的一端垫起适当的高度，撤去砂和砂桶，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。

D.将长木板安装打点计时器的端垫起适当的高度，撒去纸带以及砂和砂桶轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。

（2）实验中用砂和砂桶的总重力大小作为细线对小车的拉力大小，选择不同的m和M以下合理的是（         ）

A.M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、35g

B.M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C.M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、35g

D.M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

（3）如图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7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。量出相邻的计数点之间的距离分别为SAB=3.22cm、SBC=3.65cm、SCD=4.08cm、SDE=4.50cm、SEF=4.94cm、SFG=5.36cm。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a=_____m/s2(结果保留2位有效数字)

【答案】    (1). C    (2). C    (3). 0.43

【解析】

【详解】(1)[1]为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡摩擦力，故C正确；

故选C。

(2)[2]当mM时，即当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力。因此最合理的一组是C.

故选C。

(3)[3]由题意可知，由逐差法得

代入数据有

三、计算题(4个题，36分)

13.航天飞机降落在平直的跑道上运动过程可以简化为两个匀减速直线运动。航天飞机以水平速度v0=100m/s着陆后立即打开反推器，以a1的加速度做匀减速运动，当速度减为60m/s时关闭反推器，接下来以大小为a2=3m/s2的加速度做匀减速运动直至行下，已知两个匀减速运动滑行的总路程x=1240m。求：

（1）第一个减速阶段航天飞机运动的加速度a1的大小；

（2）航天飞机降落后滑行的总时间。

【答案】（1）（2）

【解析】

【详解】设第二过程末速度v，初速度，位移为

(1)由速度位移公式有，代入数据解得

由速度位移公式有

解得

(2)设第一过程时间是，第二过程时间，由速度公式有代入数据解得

同理

得

14.如图，m=50g的小球，从p点由静止竖直下落，恰好从轨道四分之一圆弧左端由a点进入，从轨道最低点b点水平飞出落到c点。已知经过b点速度为2m/s，pa=oa=R=0.2m，b和c点水平距离为1m，不计空气阻力g=10m2。求:

（1）小球落到a点的速度；

（2）小球由a到b克服阻力做功；

（3）小球在b点对轨道的压力；

（4）小球在c点速度的大小。

【答案】（1）（2）（3）（4）

【解析】

【详解】(1)由动能定理得

解得

(2)由动能定理有

得

(3)由牛顿第二定律有

代入数据解得

(4)由位移公式有，代入数据解得

由速度公式有

所以合速度为

15.宇航员在地球表面，以一定初速度竖直向上抛出一个小球经过时间t小球落回抛出点；若他在某星球表面以相同方式抛出小球需经过时间2t落回抛出点。一个质量为M的宇航员，在某星球表面站在台秤上，使一根轻质细线连接的小球在竖直平面内做圆周运动，且摆球正好能够通过最高点，忽略星球表面一切阻力。已知，细线长为L，小球质量为m地球表面的重力加速度为g。求：

（1）某星球表面的重力加速度；

（2）小球做圆周运动到最低点时速度；

（3）小球在最低点时台秤的示数。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】(1)由竖直向上运动规律有，在地球表面有

某星球表面

所以某星球表面的重力加速度

(2)由动能定理有

在最高点由牛顿第二定律有

联立解得

(3)由牛顿第二定律有

所以

16.如图甲，光滑水平面上，质量为m1=2kg和m2=1kg的两个小球，用一条轻质细线连接，中间有一被压缩的且和m2连接的轻弹簧，正以8m/s的共同速度向右匀速运动，弹簧的弹性势能为48J，求:

（1）烧断细线后最终m1与m2的速度；

（2）如图乙，若m1开始以某一速度向右运动去碰静止的m2，轻弹簧与m2连接且处于原长，在接下来的运动中，弹簧被压到最短时弹性势能为48J，问m1开始的速度。

【答案】（1）（2）

【解析】

【详解】(1)由能量守恒有

由动量守恒有

联立解得

，

(2)由动量守恒和能量守恒得

联立解得

四、选考题

【物理——选修3-3】

17.下列说法正确的是     

A. 两个分子间的距离r存在某一值r。(平衡位置处)，当r大于r。时，分子间斥力小于引力；当r小于r。时，分子间斥力大于引力

B. 布朗运动不是液体分子的运动，是布朗小颗粒内部分子的无规则热运动引起悬浮小颗粒的运动

C. 第二类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律

D. 气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的

E. 温度高的物体内能不一定大，但分子的平均动能一定大

【答案】ADE

【解析】

【详解】A．两分子之间的距离大于r0，分子间的引力大于抗力，故分子力表现为引力；当分子间距小于r0时，分子间的斥力大于引力，分子力表现为斥力，故A正确；

B．布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的热运动，故B错误；

C．第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律，故C错误；

D．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的，从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故D正确；

E．温度高的物体内能不一定大，内能还与质量有关，但分子平均动能一定大，因为温度是平均动能的标志，故E正确。

故选ADE。

18.如图所示，体积为V的容器内有一个质量、厚度不计的活塞，活塞的截面积为S，与气缸内壁之间无摩擦。在气缸内充有一定质量的理想气体，初始状态体积为V，温度为T0，气体压强与外界大气均为P0。现缓慢加热气体，使活塞缓慢移动至气缸口，求:

①当活塞刚移动至气缸口时，气体的温度；

②活塞刚移动至气缸口时，给活塞施加一个向左的恒力F，求活塞在气缸口达到平衡时，气体的温度。

【答案】①   ②

【解析】

【详解】①气体发生等压变化有

解得

②气体发生等容变化有

解得

【物理——选修3-4】

19.一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。t=0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是（   ）

A. t=0时质点a的速度比质点b的大

B. t=0时质点a的加速度比质点b的大

C. 图乙可以表示从此刻开始质点a的振动

D. 图乙可以表示从此刻开始质点b的振动

E. a、b两质点的振幅相同

【答案】BDE

【解析】

【详解】A．质点在平衡位置处的振动速度是最大的，所以在零时刻a的速度小于b的速度，故A错误；

B．而质点偏离平衡位置越远加速度越大，a的加速度大于b的加速度，故B正确；

CD．根据波的图像“同侧法”可以判断在零时刻，b在平衡位置且向下振动，故D正确，C错误；

E．同一列波上的各质点的振幅都相同，故E正确。

故选：BDE。

20.如图所示，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A=，∠B=。一束光线平行于底边B射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。

①求棱镜的折射率;

②求棱镜的临界角。

【答案】①②

【解析】

【详解】①根据光路图可知，入射角，折射角，由折射定律有

解得

②由全反射的临界角有

解得