【物理】河南省罗山县高中2020届高三上学期第七次模拟考试试题（解析版） 17页

河南省罗山县高中2020届高三上学期 第七次模拟考试试题 一、选择题 ‎1.关于静电场，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电势高的地方电场线密，电势低的地方电场线疏 B. 在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比 C. 保持平行板电容器所带电荷量不变，减小两板间的距离，板间电场的电场强度不变 D. 保持平行板电容器所带电荷量及两板间距离不变，两板间插入玻璃板，板间电场的电场强度增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.电势的高低与电场线的疏密程度无关，故A错误 B. 匀强电场电势差与电场强度的关系U=Ed可知，匀强电场中沿着电场强度方向的任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比，垂直于电场线方向电势差为零，故B错误；‎ CD. 若保持平行板电容器所带电荷量不变，仅减小两极板间的距离，由和及E= 可知 与两极板的距离无关，故E不变，当插入玻璃板后，ɛ增大，则E减小，故C正确，D错误；‎ ‎2.甲、乙两个质点沿同一直线运动，它们的位移一时间图象如图所示。对0-t0时间内甲、乙两质点的运动情况，下列说法正确的是 A. 甲运动得比乙快 B. 甲运动的位移比乙运动的位移小 C. 乙先沿负方向运动后沿正方向运动 D. 甲、乙两质点间的距离先增大后减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】C.由图可知，甲、乙做的是同向运动， C错误；‎ D.由图可知，甲、乙间的距离在逐渐减小，D错误；‎ A.图线的斜率为速度，因此中运动得比乙慢，A错误；‎ B.乙运动的位移比甲的位移大， B正确。‎ ‎3.如图所示，战斗机沿水平方向匀速飞行，先后释放三颗炸弹，分别击中山坡上等间距的A、B、C 三点。已知击中A、B的时间间隔为t1，击中B、C的时间间隔为t2，不计空气阻力，则 A. t1< t2 B. t1= t2‎ C. t1> t2 D. 无法确定 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B、C三点为山坡上等间距的三个点，由几何关系可知，AA′、BB′的竖直高度差相同，设A′到A的时间为t1，设B′到B的时间为t2，由于平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，越往下竖直分速度越大，结合自由落体运动的特点可知：tAA′＜tBB，而A、B两点的时间间隔为t1，落在B、C两点的时间间隔为t2，则t2＞t1，故A正确。‎ ‎4.一个质量为m的小球，以大小为v0的初速度被竖直向上抛出，从抛出到落地的过程中，重力对小球做功为mv02。不计空气阻力，则此过程重力对小球的冲量大小为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据动能定理：‎ 得v=v0，根据动量定理，重力的冲量：‎ I= m（v+ v0）=（+1）mv0。‎ ABC.由上计算重力对小球冲量大小为（+1）mv0，ABC错误； ‎ D. 由上计算重力对小球的冲量大小为（+1）mv0，D正确。‎ ‎5.如图所示，质量为1kg的物块放在颅角为37°的固定斜而上，用大小为5N的水平推力作用在物块上，结果物块刚好不下滑。已知重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，知能使物块静止在斜面上的最大水平推力为 A. 8.8N B. 9.4N C. 10.8N D. 11.6N ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意知，刚好不下滑时，则有：‎ Fcos37°+μ（mgcos37°+Fsin37°）= mgsin37°‎ 得：‎ μ=‎ 刚好不上滑时，则有：‎ F′cos37°=μ（mgcos 37°+ F′sin37°）+ mgsin37°‎ 得 ：‎ F′= 10.8N。‎ ABD由上计算可得F′= 10.8N ，ABD错误； ‎ C.由上计算可得F′= 10.8N ，C 正确。‎ ‎6.如图所示，质量为m小球a和质量为2m的小球b用轻弹簧A、B连接并悬挂在天花板上保持静止，水平力F作用在a上并缓慢拉a，当B与竖直方向夹角为60°时，A、B伸长量刚好相同。若A、B的劲度系数分别为k1、k2，则以下判断正确的是 A. ‎ B. ‎ C. 撤去F的瞬间，b球处于完全失重状态 D. 撤去F的瞬间，a球的加速度大小等于重力加速度g ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．先对b球受力分析，受重力和A弹簧的拉力，根据平衡条件有：‎ 再对a、b球整体受力分析，受重力、拉力和弹簧B的拉力如图所示：‎ 根据平衡条件有：‎ A、B伸长量刚好相同，根据胡克定律有：‎ 故：‎ 故A正确,B错误.‎ C．球b受重力和拉力，撤去F的瞬间重力和弹力都不变，故加速度仍然为零，处于平衡状态，所以C错误.‎ D．球a受重力、拉力F和两个弹簧的拉力，撤去拉力F瞬间其余3个力不变，合力为：‎ 故加速度：‎ 故D错误;‎ ‎7.如右图所示，在倾角为α＝30°的光滑斜面上，有一根长为L＝0.8 m的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m＝0.2 kg的小球，沿斜面做圆周运动，若要小球能通过最高点A，则小球在最低点B的最小速度是(　　 )‎ A. 2 m/s B. m/s C. m/s D. m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，刚小球通过A点时细线的拉力为零，‎ 根据圆周运动和牛顿第二定律有：‎ mgsinα，‎ 解得：vA 小球从A点运动到B点，根据机械能守恒定律有：‎ mmg•2Lsinαm，‎ 解得：vB2m/s。‎ 故选：C ‎8.2019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 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．黑洞的质量M与半径R满足：‎ ‎=‎ 解得黑洞的半径 R=‎ 故A正确；‎ B．黑洞质量为M，半径为R=，根据密度公式可知，平均密度为：‎ ‎=‎ 故B错误；‎ C．物体在黑洞表面受到的重力等于万有引力，则有：‎ 解得表面重力加速度为 g==‎ 故C正确；‎ D．物体绕黑洞表面分析，万有引力提供向心力，有：‎ 解得黑洞的第一宇宙速度为：‎ v==c 故D正确 ‎9.一长轻质木板置于光滑水平地面上，木板上放质量分别为mA=1kg和mB=2kg的A、B两物块、A、B与木板之间的动摩擦因数都为μ=0.2(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，水平恒力F作用在A物块上，如图所示(重力加速度g取10m/s2)．则 A. 只要F足够大B就会与木板相对滑动 B. 若F=1.5N，则A物块所受摩擦力大小为1.0N C. 若F=6N，则B物块所受摩擦力大小为4N D. 若F=8N，则B物块的加速度为1.0m/s2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A与木板间的最大静摩擦力为：‎ fA=μmAg=0.2×1×10N=2N，‎ B与木板间的最大静摩擦力为：‎ fB=μmBg=0.2×2×10N=4N.‎ A.若F足够大，带动木板运动的最大摩擦力为2N，则轻质木板能让B获得的最大加速度 ‎，‎ B的最大静摩擦力产生的加速度为，因，则B与木板始终保持相对静止；故A错误.‎ B.当A刚好在木板上滑动，B和木板的整体受到摩擦力为2N，轻质木板的质量不计，所以B的加速度为，此时对整体可得临界拉力：.‎ 若F=1.5 N<3N，则整体一起加速的加速度为：‎ 再对A物块受力分析得：1.5 N-FfA=mAa1，解得：FfA=1N，故B正确.‎ C.若F=6N>3N,则A会做加速运动，通过A的滑动摩擦力2N对B物块施加力的作用，所以B的加速度为,对B可知；故C错误.‎ D.若F=8N>3N,则A会做加速运动，通过A的滑动摩擦力对B物块施加力的作用，故B的加速度为1m/s2，故D正确.‎ ‎10.如图所示，物块A与木板B通过水平轻弹簧连接，B放置在水平面上，弹簧处于原长，A、B的质量相等，整个装置处于静止状态。现对B施加一水平向右的恒力F，经过时间t1，A、B的速度第一次相同。不计一切摩擦，弹簧始终处在弹性限度内。在0～t1时间内( )‎ A. A的加速度一直增大 ‎ B. 由A、B和弹簧组成的系统的机械能一直增加 C. A、B的加速度一直不相等 ‎ D. 当A、B的速度相等时，加速度不相等 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 0-t1时间内，弹簧被压缩，A受到水平向右的弹簧弹力作用，加速度大小为 x一直增大，则A向右的加速度一直增大。故A正确。‎ B. 0-t1时间内，F一直对系统做正功，系统的机械能一直增加，故B正确。‎ C. B的加速度大小 B向右做加速度一直减小的加速运动，A、B的速度-时间图象如图所示。‎ 由图可知，0-t1时间内，两图线的切线在某一时刻（t=t0时刻）是平行的，此时A、B的加速度相等，故C错误。‎ D. 由图象可知，t=t1时刻，A、B的速度相等，但此时两图线的切线不平行，即加速度不相等，故D正确。‎ 二、非选择题 ‎11.某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律及求得当地的重力加速度。实验装置如图甲所示。气垫导轨水平固定在水平桌面上，导轨A点处有一带遮光条的滑块，其总质量为M，遮光条的宽度为d，左端通过跨过轻质光滑定滑轮的细线与一质量为m的钩码相连，连接滑块的细线与导轨平行，导轨上B点处固定一光电门，可以测得遮光条经过光电门时的挡光时间t，遮光条到光电门的距离为L（L小于钩码到地面的距离），已知当地重力加速度为g。‎ ‎（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A点运动至光电门的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能的减少量可表示为__________，动能的增加量可表示为__________。若代入测量数据在误差允许的范围内相等，则验证了系统机械能守恒。‎ ‎（2）若某同学实验中测得遮光条的宽度d＝0.50 cm，m＝50 g，M＝150 g，多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）由静止开始滑动，测量相应的L与t值，作出图象如图乙所示，则当地的重力加速度g＝__________m／s2。‎ ‎【答案】(1). (2). 9.75‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2] 系统重力势能的减少量即钩码重力势能减少量mgL，动能的增加量等于滑块与钩码的总动能 ‎(2)[3] 由系统机械能守恒定律 整理得 由图象可得：斜率 结合两式，有 解得：‎ ‎12.在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”实验中，某同学已按正确的操作步骤完成实验，如图所示为纸带上连续打下的点。选取图中A、B两点进行研究，所需测量数据已用字母表示在图中，已知小车的质量为m，小车受到的恒定拉力大小为F，打点计时器的打点周期为T。则（以下填空用题中及图中所给字母表示）‎ ‎(1)打A点时，计算小车瞬时速度的表达式为____________；‎ ‎(2)用S1、S2和T表示出物体运动加速度的表达式为_________________；‎ ‎(3)本实验所要探究的关系式为__________________________。‎ ‎【答案】(1). (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]根据匀变速运动中间时刻的速度等于平均速度则有：‎ ‎(2)[2]由匀变速运动推论：‎ 再结合逐差法可得：‎ 整理得：‎ ‎(3)[3]由(1)可知A点的动能为：‎ 同理可得B点的动能为：‎ 故要探究恒力做功与物体的动能改变量的关系，则从A 点到B点有：‎ ‎13.如图所示，倾角为30°的足够长光滑斜面下端与一足够长光滑水平面相接，连接处用一光滑小圆弧过渡，斜面上距水平面高度分别为h1＝5 m和h2＝0.2 m的两点上，各静置一小球A和B．某时刻由静止开始释放A球，经过一段时间t后，再由静止开始释放B球．g取10 m/s2，求： ‎ ‎（1）为了保证A、B两球不会在斜面上相碰，t最长不能超过多少？‎ ‎（2）若A球从斜面上h1高度处自由下滑的同时，B球受到恒定外力作用从C点以加速度a由静止开始向右运动，则a为多大时，A球有可能追上B球？‎ ‎【答案】（1）1.6 s（2）a≤2.5 m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设两球在斜面上下滑的加速度为a，根据牛顿第二定律得：‎ mgsin30°=ma 设A、B两球下滑到斜面底端所用时间分别为t1和t2，则：‎ ‎，‎ 所以：‎ t=t1-t2‎ 代入数据得：‎ t=1.6 s ‎(2) 设A球在水平面上经t0追上B球，则 A球要追上B球，方程必须有解 ‎△≥0‎ 解得：‎ 即 ‎14.旋转飞椅是一项大人和小孩都喜爱的娱乐项目，但有一定的危险性。某公司为了检测旋转飞椅绳索的最大拉力，在座椅上固定了一个60kg的假人模型．如图所示，假人模型为球B，圆盘半径R=m，圆盘中心到地面的高度为h=5m，绳索长为L=4m．当圆盘转动角速度达到某值时，绳索刚好断裂，此时绳索与竖直方向夹角为60°，不计绳索质量和空气阻力．(g=10m/s2)求：‎ ‎ ‎ ‎(1)绳索能承受的最大拉力和此时圆盘角速度；‎ ‎(2)假人落地时的速度及落点离转轴的距离．‎ ‎【答案】(1) 1200N； (2) 9m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对假人受力分析如图：‎ 可知：‎ Tcos60°=mg ‎∴T=2mg=1200N Tsin60°=mω2(R+Lsin60°)‎ 得：‎ 代入数据得：‎ ‎(2)绳断时，假人的速度为v，则 v=ω(R+Lsin60°)‎ 代入数据得v=3m/s 设落地时速度v＇，由机械能守恒得 mg(h－Lsin60°)= ‎ 解得：‎ 平抛的竖直方向 ‎(h－Lcos60°)= gt2‎ 得：t=s 水平位移：‎ x=vt=3m 落点到转轴水平距离为s，‎ 则：‎ s=‎ 代入数据得：s=9m ‎15.如图所示，平行金属板M、N竖直放置，两板足够长且板间有水平向左的匀强电场，P点离N板的距离为d，离M板的距离为d。一个质量为m、带正电荷量为q的小球从P点以初速度水平向右抛出，结果小球恰好不能打在N板上。已知重力加速度为g，小球的大小不计，求 ‎（1）两板间的电场强度的大 ‎（2）小球打到M板时动能的大小。‎ ‎【答案】（1）；（2）+‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设板间电场强度为E，根据动能定理有：‎ ‎-qEd=0-，‎ 得：‎ ‎（2）设小球从P点运动到N板所用的时间为t1，则有：‎ d=‎ 得：‎ t1=‎ 设小球从N板运动到M板所用的时间为t2，则有：‎ qE=ma 得：‎ t2=‎ 因此小球从P点开始运动到M板所用的时间：‎ t=t1+t2=‎ 这段时间内小球下落的高度：‎ h=‎ 根据动能定理：‎ qE×‎ 得：‎ ‎+‎ ‎16.如图所示，在倾角为＝30°且足够长的斜面上，质量为3m的物块B静止在距斜面顶编为L的位置，质量为m的光滑物块A由斜面顶端静止滑下，与物块B发生第一次正碰。一段时间后A、B又发生第二次正碰，如此重复。已知物块A与物块B每次发生碰撞的时间都极短且系统的机械能都没有损失，且第二次碰撞发生在物块B的速度刚好减为零的瞬间。已知物块B所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。求 ‎（1）A、B发生第一次碰撞后瞬间的速度 ‎（2）从一开始到A、B发生第n次碰撞时，物块A在斜面上的总位移。‎ ‎【答案】（1）方向沿斜而向上；方向沿斜面向下；（2）L+（n-1）=（n =1，2，3……）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设物块A运动至第一次碰撞前速度为，由动能定理得 mgsin×L=‎ A、B发生弹性正碰，有 ‎=‎ 解得第一次碰撞后瞬间A、B速度 ‎，方向沿斜而向上 ‎，方向沿斜面向下 ‎（2）碰后经时间t时A、B发生第二次正碰，则A、B的位移相等，设为x，取沿斜而向右下为正方向，对B有 x=‎ 对A有：‎ x=‎ 解得第二次碰前A的速度 vA2=v0‎ x=‎ 因为第二次碰前两物体的速度与第一次碰前完全相同，因此以后每次碰撞之间两物体的运动情况也完全相同。‎ 到第n次碰撞时，物块A在斜面上的总位移：‎ s=L+（n-1）=（n =1，2，3……）‎