【物理】四川省绵阳南山中学2020届高三上学期12月（解析版） 12页

四川省绵阳南山中学2020届高三上学期12月一、选择题1.某次实验中，通过传感器获得小车的速度v与时间t的关系图象如图所示，则小车(　　)A.在0～1.0s内位移先增大后减小B.在0～1.0s内加速度先增大后减小C.在0～1.0s内位移约0.5mD.在0～0.5s内平均速度为0.35m/s【答案】C【详解】在0～1.0s内物体的速度均为正值，则物体的位移一直增大，选项A错误；v-t线的斜率等于加速度，则在0～1.0s内加速度先减小后增大，选项B错误；v-t图像与坐标轴围成的面积等于位移，则由图像可知，在0～1.0s内位移约为0.5m，选项C正确；在0～0.5s内的位移约为0.21m，则平均速度为，选项D错误；故选C.2.如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态．现对小球乙施加一个水平力F，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为f，则该过程中A.f变小，F变大B.f变小，F变小C.f变大，F变小D.f变大，F变大【答案】D 【详解】以小球乙为研究对象受力分析，设绳与竖直方向的夹角为，根据平衡条件可得，水平拉力为，可见水平拉力F逐渐增大，绳子的拉力为，故绳子的拉力也是逐渐增加；以物体甲为研究对象受力分析，根据平衡条件可得，物体甲受地面的摩擦力与绳子的拉力的水平方向的分力等大反向，故摩擦力方向向左，是逐渐增大；故D正确，A、B、C错误；故选D．3.如图所示，置于粗糙水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接，在水平恒力F的作用下，A、B以相同的加速度向右运动．A、B的质量关系为mA>mB，它们与地面间的动摩擦因数相同．为使弹簧稳定时的伸长量增大，下列操作可行的是(　　)A.仅减小B的质量B.仅增大A的质量C.仅将A、B的位置对调D.仅减小水平面的粗糙程度【答案】C【详解】设弹簧的劲度系数为，伸长量为，加速度相同为，对B受力分析有，对A受力分析有，两式消去，整理可得A.减小，减小．故A错误．B.增大，减小．故B错误．C.因为，所以，AB位置对调以后的表达式为，又因为，所以增大．故C正确．D.的表达式中没有动摩擦因数，因此与水平面的粗糙程度无关．故D错误．4.真空中两个点电荷Q1、Q2分别固定于x轴上x1＝0和x2＝4a 的两点，在它们的连线上场强E与x关系如图所示(取x轴正方向为场强正方向，无穷远处为电势零点)，以下判断正确的是A.Q1带正电、Q2带负电B.Q1的电荷量是Q2的3倍C.x轴上3a处的电势为零D.正点电荷q在x轴上a处的电势能比在2a处的大【答案】D【详解】因x=0附近的场强为正，x=4a附近的场强为负值，可知两电荷均带正电，选项A错误；在x=3a处的场强为零，则，解得Q1=9Q2，选项B错误；x轴上3a处的电势为正，选项C错误；电场线方向从x轴上a处指向2a处，则正点电荷q从x轴上a处到2a处电场力做正功，则电势能减小，即正点电荷q在x轴上a处的电势能比在2a处的大，选项D正确；故选D.5.如图所示，在光滑的水平面上放有一物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A、B等高，现让小滑块m从A点静止下滑，在此后的过程中，则（　　）A.M和m组成的系统机械能守恒，动量守恒B.M和m组成的系统机械能守恒，动量不守恒C.m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动D.m从A到B的过程中，M运动的位移为【答案】B【详解】AB．小滑块m从A点静止下滑，物体M与滑块m组成的系统水平方向所受合力为零，系统水平方向动量守恒，竖直方向有加速度，合力不为零，所以系统动量不守恒；M 和m组成的系统只有重力做功，故机械能守恒，故A错误，B正确；C．系统水平方向动量守恒，由于系统初始状态水平方向动量为零，所以m从A到C过程中，m向右运动，M向左运动，m从C到B的过程中M还是向左运动，即保证系统水平方向动量为零，故C错误；D．设滑块从A到B的过程中为t，滑块发生的水平位移大小为x，则物体产生的位移大小为2R-x，取水平向右方向为正方向，则根据水平方向平均动量守恒得：解得：故D错误。故选B。6.图示为运动员在水平道路上转弯的情景，转弯轨迹可看成一段半径为R的圆弧，运动员始终与自行车在同一平面内．转弯时，只有当地面对车的作用力通过车(包括人)的重心时，车才不会倾倒．设自行车和人的总质量为M，轮胎与路面间的动摩擦因数为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．下列说法正确的是A.车受到地面的支持力方向与车所在平面平行B.转弯时车不发生侧滑的最大速度为C.转弯时车与地面间的静摩擦力一定为μMgD.转弯速度越大，车所在平面与地面的夹角越小【答案】BD【详解】A．车受到的地面的支持力方向与车所在的平面垂直，故A错误；B．设自行车受到地面的弹力为，则有：，由平衡条件有：根据牛顿第二定律有：，代入数据解得：，故B正确； CD．地面对自行车的弹力N与摩擦力f的合力过人与车的重心，则：，，解得，，转弯时车与地面间的静摩擦力不一定为μMg，转弯速度越大，车所在平面与地面的夹角越小，C错误，D正确．7.如图所示，甲、乙两个小球同时从同一固定的足够长斜面的A、B两点分别以、水平抛出，分别落在斜面的C、D两点（图中未画出），不计空气阻力，下列说法正确的是A.甲、乙两球接触斜面前的瞬间，速度的方向相同B.甲、乙两球做平抛运动的时间之比为1:4C.A、C两点间的距离与B、D两点间的距离之比为1:4D.甲、乙两球接触斜面前的瞬间，速度大小之比为1：【答案】AC【详解】A、设小球落在斜面上时，速度与水平方向的夹角为α，位移与水平方向的夹角为θ，则，，可知，因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为定值，可知两球接触斜面的瞬间，速度方向相同，故A正确；B、根据可得，因为两球初速度之比为，甲、乙两球做平抛运动的时间之比为，故B错误；C、根据可知两球下落的高度之比为，根据相似三角形知识可知A、C两点间的距离与B、D两点间的距离之比为1:4，故C正确；D、甲乙两球运动的时间之比为，则竖直分速度之比为，因为两球落在斜面上时速度方向相同，根据平行四边形定则知，两球接触斜面的瞬间，速度大小之比为 ，故D错误；说法正确的是故选AC．8.如图甲所示，电源E＝12V，内阻不计，灯泡L的额定电压为9V，其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω．则A.灯泡L的阻值随电流的增大而减小B.灯泡L的额定功率为13.5WC.灯泡L消耗电功率的最小值是2WD.滑动变阻器接入电路阻值应至少为6Ω【答案】BC【详解】A.由图象可知，图象的斜率为灯泡的电阻的倒数，所以灯泡的电阻随电流的增大而增大．故A错误．B.由图象可知，点灯泡的电压时，电流，所以灯泡的额定功率为．故B正确．C.当时，电流最小，灯泡消耗的电功率最小，如图所示可得此时灯泡的电流，电压，所以灯泡的功率．故C正确．D.因灯泡的额定电流为，正常工作时的电阻，根据闭合电路欧姆定律有，可得，即滑动变阻器接入电路的电阻至少为．故D错误．三、非选择题 9.某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。他设计的装置如图甲所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。（1）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)。A为运动的起点，则应选________段来计算A碰前的速度。应选________段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。（2）已测得小车A的质量m1＝0.4kg，小车B的质量为m2＝0.2kg，则碰前两小车的总动量为_____kg·m/s，碰后两小车的总动量为______kg·m/s。（保留三位有效数字）【答案】(1).BCDE(2).0.4200.417【详解】(1)[1]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；[2]碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度(2)[3]碰前小车的速度为碰前的总动量为[4]碰后小车的共同速度为碰后的动量为10.某同学欲将量程为300μA的微安表头G改装成量程为0.3A的电流表．可供选择的实验器材有： A．微安表头G（量程300μA，内阻约为几百欧姆）B．滑动变阻器R1（0~10kΩ）C．滑动变阻器R2（0~50kΩ）D．电阻箱（0~9999Ω）E．电源E1（电动势约为1.5V）F．电源E2（电动势约为9V）G．开关、导线若干该同学先采用如图甲的电路测量G的内阻，实验步骤如下：①按图甲连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端所对应的位置；②断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；③闭合S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使G的示数为200μA，记下此时电阻箱的阻值．回答下列问题：（1）实验中电源应选用_________（填“E1”或“E2”），滑动变阻器应选用________（填“R1”或“R2”）．（2）若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R，则G的内阻Rg与R的关系式为Rg=______．（3）实验测得G的内阻Rg=500Ω，为将G改装成量程为0.3A的电流表，应选用阻值为_____Ω的电阻与G_____（填“串联”或“并联”）．（4）接着该同学利用改装后的电流表A，按图乙电路测量未知电阻Rx的阻值．某次测量时电压表V的示数为1.20V，表头G的指针指在原电流刻度的250μA处，则Rx=_______Ω．【答案】(1).E2R2(2).R0.5并联(4).4.3【详解】（1）电流表G内阻约为几百欧姆，为提高测量精度，滑动变阻器的阻值应大些，故选R2；为减小实验误差，电源电动势应尽可能大些，电源最好选用E2． （2）步骤③中闭合S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使G的示数为200μA，此时电阻箱的电流为100μA，则此时电阻箱的阻值应为电流计G阻值的2倍，即Rg=R．（3）实验测得G的内阻Rg=500Ω，为将G改装成量程为0.3A的电流表，应选用阻值为的电阻与G并联．（4）改装后的电流表的内阻为；表头G的指针指在原电流刻度的250μA处，此处对应的实际电流为，电压表V的示数为1.20V，则．11.如图，光滑水平地面上有一木板B，小物块A（可视为质点）放在B的右端，B板右侧有一厚度与B相同的木板C。A、B以相同的速度一起向右运动，而后B与静止的C发生弹性碰撞，碰前瞬间B的速度大小为2m/s。已知A、B的质量均为1kg，C的质量为3kg，A与B、C间的动摩擦因数均为0.4，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）碰后瞬间B、C的速度；（2）如最终A未滑出C，则木板C至少多长。【答案】（1）=-1m/s，=1m/s；（2）0.094m【详解】(1)设B、C两板碰后速度分别为、，根据动量守恒定律和能量守恒定律有解得=-1m/s，=1m/s(2)B、C两板碰后A滑到C上，A、C相对静止时，A、C共同速度为，则： 解得12.如图所示，劲度系数k=20.0N/m的轻质水平弹簧右端固定在足够长的水平桌面上，左端系一质量为M=2.0kg的小物体A，A左边所系轻细线绕过轻质光滑的定滑轮后与轻挂钩相连．小物块A与桌面的动摩擦因数μ=0.15，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现将一质量m=1.0kg的物体B挂在挂钩上并用手托住，使滑轮右边的轻绳恰好水平伸直，此时弹簧处在自由伸长状态．释放物体B后系统开始运动，取g=10m/s2．（1）求刚释放时物体B的加速度a；（2）求小物块A速度达到最大时,弹簧的伸长量x1；（3）已知弹簧弹性势能，x为弹簧形变量，求整个过程中小物体A克服摩擦力所做的总功W．【答案】（1）（2）0.35m（3）2.4J【详解】（1）对A、B两物体组成的系统由于mg＞μMg，所以B刚释放时物体A将开始向左运动，此时弹簧弹力为零，据牛顿第二定律有：解得（2）在A向左加速过程中位移为x时A和B的加速度为a′，据牛顿第二定律有A第1次向左运动到a′=0位置时，速度达到最大，设A此时向左运动位移为x1，则有：mg-μMg-kx1=0解得（3）设A向左运动的最大位移为x2，则有mgx2=kx22+μMgx2解得x2=0.7m此时kx2＞mg+μMg，故A将向右运动．设A向右运动返回到离初始位置距离为x3时速度再次减为零，则有 kx22-kx32=mg（x2-x3）+μMg（x2-x3）解得x3=0.6m此时mg＜μMg+kx3，所以A静止在x3处．整个过程中A运动的总路程s=x2+（x2-x3）=0.8mA克服摩擦力所做总功W=μMgs=2.4J【点睛】本题综合考查了牛顿第二定律、能量守恒定律，综合性较强，对学生的能力要求较高，关键合理的选择研究对象，运用牛顿第二定律和能量守恒定律进行求解，掌握整体法和隔离法的运用．13.下列关于波的叙述，说法正确的是：A.机械波在介质中传播的速度随波的频率升高而增大B.频率小于的声波称为次声波C.声波是机械波，而超声波是电磁波D.光波是电磁波，在介质中传播速度小于真空中传播速度E.光的偏振现象说明光波是横波【答案】BDE【详解】A．机械波在介质中传播的速度与介质有关，与波的频率无关，选项A错误；B．频率小于20Hz的声波称为次声波，选项B正确；C．声波是机械波，超声波也是机械波，选项C错误；D．光波是电磁波，在介质中传播速度小于真空中传播速度，选项D正确；E．光的偏振现象说明光波是横波，选项E正确.14.如图为某种透明材料制成的半球体，球半径为，AB为半球体直径，且AB外表面涂有水银，圆心为O，，某单色光从P点射入半球，并经AB面反射后，最后从BP面上某点射出半球，已知光线在P点的入射角，该透明材料的折射率，光在真空中传播速度为．求： ①该单色光射出半球时的方向与在P点射入半球时的入射光线方向之间的夹角．②该单色光在半球内传播的总时间．【答案】①120°②【详解】①画出光路如图；在P点，由光的折射定律可得：解得：；则在M点的入射角和反射角均为30°；由几何关系可知∆OPM为等边三角形，，可知在N点出射时的折射角为60°，则单色光射出半球时的方向与在P点射入半球时的入射光线方向之间的夹角为120°．②光线在玻璃砖中的传播距离：在玻璃中的速度：，则传播时间：.