湖南省五市十校2020届高三上学期联考试题 物理 11页

绝密★启用前 湖南省五市十校 2019 年下学期高三年级第二次联考试题 物 理 本试卷共 6 页，全卷满分 110 分，考试时间 90 分钟。 考生注意： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试 卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～7 题只有一 项符合题目要求，第 8～12 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.关于伽利略对物理问题的研究，下列说法中正确的是 A.伽利略认为，在同一高度下落的重的物体和轻的物体，下落快慢不同 B.只要条件合适，理想斜面实验就能做成功 C.理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的 D.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证 2.如图所示，绝缘、光滑的水平面上有带正电的小球 A 和 B，当 A 以一定速度向着静止的 B 运动时，B 由于受到了 A 的斥力而加速，A 由于受到了 B 的斥力而减速，某时刻 A、B 两球 达到共同速度，关于这个过程，下列说法正确的是 A.系统 A、B 机械能守恒，动量不守恒 B.系统 A、B 动量守恒，A 对 B 的冲量等于 B 动量的增加量 C.系统 A、B 动量守恒，B 对 A 的冲量等于 A 动量的减少量 D.系统 A、B 动量不守恒，机械能不守恒，但机械能与电势能之和守恒 3.如图所示，正六面体真空盒置于水平面上，它的 ADHE 面与 BCGF 面均为金属板，BCGF 面带正电，ADHE 面带负电，其他面为绝缘材料。从小孔 P 沿水平方向平行于 ABFE 面以相 同速率射入三个质量相同的带正电液滴 a、b、c，最后分别落在 1、2、3 三点。下列说法正确 的是 A.三个液滴在空中运动的时间相同 B.三个液滴落到底板时的速率相同 C.液滴 c 所带的电荷量最少 D.整个运动过程中液滴 a 的动能增量最大 4.如图所示，圆心为 O，水平直径为 AB 的圆环位于竖直面内，一轻绳两端分别固定在圆环的 M、N 两点，轻质滑轮连接一重物，放置在轻绳上，MN 连线过圆心 O 且与 AB 间的夹角为 θ，不计滑轮与轻绳之间的摩擦。圆环顺时针缓慢转过角度 2θ 的过程，轻绳的张力 A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大再减小 D.先减小再增大 5.假设宇宙中有两颗相距无限远的行星 A 和 B，半径分别为 RA 和 RB 这两颗行星周围卫星的轨 道半径的三次方(r3)与运行周期的平方(T2)的关系如图所示；T0 为卫星环绕行星表面运行的周 期。则 A.行星 A 的质量大于行星 B 的质量 B.行星 A 的密度小于行星 B 的密度 C.行星 A 的第一宇宙速度小于行星 B 的第一宇宙速度 D.当两行星的卫星轨道半径相同时，行星 A 的卫星向心加速度小于行星 B 的卫星向心加速度 6.如图所示，一个质量为 m 的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上，圆环直径略大于细杆的 直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一 高度的墙壁上的 P、Q 两点处，弹簧的劲度系数为 k，起初圆环处于 O 点，弹簧处于原长状态 且原长为 L，细杆上面的 A、B 两点到 O 点的距离都为 L，将圆环拉至 A 点由静止释放，已 知重力加速度为 g，劲度系数 ，对于圆环从 A 点运动到 B 点的过程中，下列说法正 确的是 A.圆环通过 O 点的加速度大于 g B.圆环在 O 点的速度最大 C.圆环在 B 点的加速度大小为 D.圆环在 B 点的速度为 7.如图所示，倾角为的传送带以速度 v1＝2m/s 顺时针匀速转动。将一物块以 v2＝8m/s 的速度 从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数 µ＝0.5，传送带足够长， 取 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2，下列说法正确的是 A.小物块向上运动过程中的加速度大小为 10m/s2 B.小物块向上运动的时间为 1.6s C.小物块向上滑行的最远距离为 3m D.小物块最终将随传送带一起向上匀速运动 8.如图所示，A、B 两木块质量分别为 9kg 和 3kg，用细线绕过滑轮连结在一起并叠放在水平 桌面上，A 与与桌面 C 之间的动摩擦因数均为 0.3，取 g＝10m/s2，滑轮质量不计。当对滑轮 施一水平力 F＝48N 时，则 2mgk L > (2 2)kL gm − − 2gL A.A 对 B 的摩擦力为 15N，方向水平向右 B.A 对 B 的摩擦力为 24N，方向水平向右 C.B 对 C 的摩擦力为 36N，方向水平向右 D.C 对 B 的摩擦力为 24N，方向水平向左 9.如图甲所示，质量相等，大小可忽略的 a、，b 两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来， 使小球 a 在竖直平面内来回摆动，小球 b 在水平面内做匀速圆周运动，连接小球 b 的细线与竖 直方向的夹角和小球 a 摆动时细线偏离竖直方向的最大夹角都为 θ，运动过程中两细线拉力大 小随时间变化的关系如图乙中 c、d 所示。则下列说法正确的是 A.图乙中直线 d 表示细线对小球 a 的拉力大小随时间变化的关系 B.图乙中曲线 c 表示细线对小球 a 的拉力大小随时间变化的关系 C.θ＝45° D.θ＝60° 10.如图所示，闭合电键 S，电压表的示数为 U，电流表的示数为 I，现向左调节滑动变阻器 R 的触头 P，电压表 V 的示数改变量的绝对值为△U，电流表的示数改变量的绝对值为△I，则 下列说法正确的是 A.U 变小 B. 不变 C.滑动变阻器 R 的电流变小 D.电源的输出功率变小 11.某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图甲所示，一个质量为 m、 电荷量为 q 的带正电小球，在电场中从 O 点由静止开始沿电场线竖直向下运动。以 O 为坐标 原点，取竖直向下为 x 轴的正方向，小球的机械能 E 与位移 x 的关系如图乙所示，则(不考虑 空气阻力) U I ∆ ∆ A.电场强度不断减小，方向沿 x 轴负方向 B.从 O 到 x1 的过程中，加速度越来越小，速率越来越大 C.从 O 到 x1 的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功越来越小 D.到达 x1 位置时，小球速度的大小为 12.质量 m＝3.0kg 的小球在竖直向上的恒定拉力作用下，由静止开始从水平地面向上运动，经 一段时间，拉力做功为 W＝15.0J，此后撤去拉力，球又经相同时间回到地面，以地面为零势 能面，不计空气阻力，重力加速度 g＝10m/s2。则下列说法正确的是 A.恒定拉力大小为 40.0N B.撤去外力时，小球离地高度为 3.75m C.球动能 EK＝3.0J 时的重力势能可能是 11.25J D.球动能 EK＝3.0J 时的重力势能可能是 12.0J 二、实验题(本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分) 13.(6 分)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的装置进行实验。实验 中，当木块 A 位于水平桌面上的 O 点时，重物 B 刚好接触地面。将 A 拉到 P 点，待 B 稳定 后静止释放，A 最终滑到 Q 点。分别测量 OP、OQ 的长度 h 和 s。改变 h，重复上述实验，分 别记录几组实验数据。 (1)实验开始时，发现 A 释放后会撞到滑轮。请提出至少一个解决方法 。 (2))请根据下表的实验数据作出 s－h 关系的图像。 1 0 12( )E E mgx m − + (3)实验测得 A、B 的质量分别为 m＝0.40kg，M＝0.50kg。根据 s－h 图像可计算出 A 木块与 桌面间的动摩擦因数 µ＝ 。(结果保留一位有效数字) 14.(10 分)某同学设计如图所示的电路测电源的电动势和内阻，图中两个电流表相同。按如下 步骤实验，请按要求填空： (1)闭合电键 S1 之前，先将电阻箱接入电路的阻值调到 (填“最大”或“最小”)， 闭合电键 S1，再闭合电键 S2，调节电阻箱的阻值，使电流表 A2 的指针偏转较大(接近满偏)， 读出电流值 I0，读出这时电阻箱的阻值 R1；断开电键 S2，调节电阻箱的阻值，使电流表 A2 的 示数再次为 I0，读出这时电阻箱的阻值 R2，则电流表 A1 的阻值为 。 (2)闭合电键 S3，依次调大电阻箱的阻值，记录每次调节后电阻箱的阻值 R，并记录每次调节 后电流表 A1 的示数 I，根据记录的 R、I，作出 IR－R 图像，则图像可能是 。 (3)若根据记录的 R、I，作出 图像，通过对图像的处理，得到图像与纵轴的截距为 a，图 像的斜率为 b，则电源的电动势 E＝ ，电源的内阻 r＝ 。 1 RI − 三、解答题(本题共 4 小题，共 46 分。解答应写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤 和单位，只写出最后答案的不得分) 15.(8 分)如图所示，半径为 r 的半圆弧轨道 ABC 固定在竖直平面内，直径 AC 水平，一个质量 为 m 的物块从圆弧轨道 A 端正上方 P 点由静止释放，物块刚好从 A 点无碰撞地进入圆弧轨道 并做匀速圆周运动，到 B 点时轨道对它的支持力大小等于物块重力的 1.5 倍，重力加速度为 g，不计空气阻力，不计物块的大小。求： (1)P、A 间的高度差为多少？ (2)物块从 A 运动到 B 克服摩擦力做功为多少？ 16.(8 分)中国海警编队依法对一艘非法进入中国钓鱼岛领海的船只进行维权执法。在执法过程 中，发现非法船只位于图中的 A 处，预计在 75s 的时间内将到达图中的 C 处，海警执法人员 立即调整好航向，沿直线 BC 由静止出发恰好在运动了 75s 后到达 C 处，而此时该非法船只也 恰好到达 C 处，我国海警立即对该非法船只进行了驱赶。非法船只一直做匀速直线运动且 AC 与 BC 距离相等，我国海警船运动的图象如图所示。求： (1)B、C 间的距离是多少？ (2)若海警船加速与减速过程的加速度仍保持原来的大小不变。海警船从 B 处由静止开始若以 最短时间准确停在 C 处，求需要加速的时间。 17.(14 分)如图所示，在光滑绝缘水平面上，用长为 2L 的绝缘轻杆连接两个质量均为 m 的小 球 A 和 B，组成一个系统。其中 A 球带正电，电量为 q。虚线 MN 与 PQ 平行且相距 3L，开 始时 A 和 B 分别静止于虚线 MN 的两侧，虚线 MN 恰为 AB 两球连线的垂直平分线。视小球 为质点，不计轻杆的质量，在虚线 MN、PQ 间加上水平向右的匀强电场后，系统开始运动。 若 B 球不带电时，B 球到达虚线 PQ 位置时速度大小为 ；若让 B 球带上一定电荷，B 球 从图示位置向右恰能运动到虚线 PQ 位置，不计 A、B 两球间的库仑力，两球均视为点电荷。 求： (1)虚线 MN 与 PQ 之间的电势差； (2)B 球的电性，B 球所带电荷量； (3)B 球带上述电荷后，从系统开始运动到 B 球第二次经过虚线 MN 位置的时间。 18.(16 分)如图所示，在光滑水平面上的平板小车，质量为 m1，其左端放有质量为 m2 的铁块(可 视为质点)，若铁块随同小车均以 v0＝3m/s 的速度向右做匀速运动，小车将与竖直墙壁发生正 撞，碰撞时间忽略不计。碰撞时无动能损失，已知铁块与平板车之间的动摩擦因数 µ＝0.2， 重力加速度 g＝10m/s2。铁块始终不从小车上掉下来。求： (1)若 m1>m2，小车与墙壁碰后，小车和铁块中谁的速度先达到零？铁块向右运动的最大位移 为多少？ (2)若 m1>m2，且满足题意的小车的最小长度为 5m，求 m1 与 m2 的比值为多少？ (3)若 m1＝1kg，m2＝2kg，小车和墙第一次相碰以后，小车所走的总路程为多少？ 高三物理参考答案 8gL 一．选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 C B D C A C B AC BD BC ACD AD 二．实验题 13、 (1)减小 B 的质量(或增大 A 的质量)　增加细线的长度(或降低 B 的起始高度) (2)如图所示 (3)0.4 14. (1)最大 R1-R2 （2）D (3). a b +R2-R1 15．解：（1）设匀速圆周运动速度大小为 v，B 点时由牛顿第二定律得： F-mg=m （2 分） P 到 A 由机械能守恒得： mgh= mv2 （2 分） 因为 F=1.5mg，可解得 h=r/4 （1 分） （2）从 A 运动到 B 由动能定理得：mgr-W 克= 0 （2 分） 解得：W 克=mgr （1 分） 16、解：（1） B、C 间的距离为 v-t 图中梯形面积 (1 分) (2 分) (2)加速时： (1 分) 减速时： (1 分) 要使所需时间最短，必有先加速 再减速 ，则有： ； (1 分) (1 分) 解得： t,=40s (1 分) 17. （1）B 球不带电时，从图示位置运动到 PQ 位置的过程中，以 AB 系统为研究对象， 由动能定理有：2EqL= 根据 U=Ed 可知 MN 与 PQ 之间的电势差 U=E·3L （2 分） 得： （1 分） 2 270 2 2 0 0 20 / 2 /10 va m s m st − −= = = ' 1t ' 2t ' 1 2 2a t a t=′ 2 '2 1 2 2 1 1 2 2 BCa t a t s+ =′ 1 b 2v r 1 2 ( )[ ] mmBC 1200207520652 1S =×+−= 22 1 1m/sm/s20 0-20a == 2•2•2 1 vm q mgLU 12= （2）B 球带负电 （1 分） 令 B 球的带电量为 qB ,AB 系统从开始至 B 球恰好到达 PQ 位置的过程中，由动能定理有： （2 分） 得: （1 分） （3）仅 A 在电场中： Eq=2ma1,得：a1=2g AB 系统做初速度为 0，加速度为的 a1 匀加速直线运动，位移为 L， 由： 得 （2 分） 由： 得 仅 B 在电场中：EqB=2ma3,得： AB 系统做加速度为的 a3 匀减速直线运动，位移为 2L，由： 得 （2 分） 则该过程的初速度 得 AB 都在电场中：E（q-qB）=2ma2,得： AB 系统做加速度为的 a2 匀边速直线运动，位移为 L，始末速度分别为 v1、v2 由：v2=v1+a2t2 得 （2 分） 根据运动的对称性，可知全过程的总时间 t=t1+2(t2+t3)得： （1 分） 18.解：⑴由动量守恒知铁块 的速度先达到零（得结论即可） (1 分) 对 从碰撞至速度为零，由动能定理得： (2 分) 解得： (1 分) ⑵研究 与墙碰后过程， 碰后速度等值反向， 以速度 继续向右运动，规定向左 方向为正方向，当 与 向左达到共同速度 时，对应小车的最小长度 ，由动量守恒 定律和能量关系得： (2 分) (2 分) 0=•)(+ 2LEq-Lq-qEEqL BB qqB 3 2= 2 1 12 1= taL g Lt =1 111 = tav gLv 2=1 3 ga 4=3 2 332 1=2 taL g Lt 3=3 332 = tav gLv 33 4=2 3 ga 2=2 ( ) g Lt 3-32=2 ( ) g Lt 5-36= 2m 2m 2 02max2 2 10 υmgxmμ −=− m25.22 2 0 max == gμ υx 1m 1m 2m 0υ 1m 2m 共υ minl 共υmmυmυm )( 210201 +=− 2212 021min2 )(2 1)(2 1 共υmmυmmglmμ +−+= 代入数据解得： = (2 分) （3）小车第一次与墙相撞后向左所走路程为 s1，由动能定理得－μm2gs1＝0－ m1v02 其中小车向左运动的最远距离：S1=9/8m (1 分) 规定向右为正方向，小车与墙第 1 次碰后至第 2 次碰前（已同速），由动量守恒定律有： 解得： (1 分) 第二次相撞后平板车向左走的路程为 s2，由 2ax=v2 得 s2/s1＝1/9 (1 分) 同理可得小车与墙第 n-1 次碰后至第 n 次碰前，由动量守恒定律有： 解得： = vn-2/3 (1 分) 以后每次相碰反弹向左行的路程满足 ， 则 (1 分) 小车所走的路程为一个无穷等比数列之和． 公比 q＝1/9 故 s＝2s1(1+q+q2+q3+……)＝ ＝81/32m (1 分) 2 1 m m 4 5 1 2 1210201 )( υmmυmυm +=+− 21 012 1 )( mm mm + −= υυ 1212221 )( −−− +=+− nnn mmmm υυυ 21 2-n12 1-n )( mm mm + −= υυ 2 2 1 1-n n      =      − − n n V V S S 1-nn 9 1 SS = 12 1 s q−