【物理】重庆市南开中学2020届高三上学期第二次教学质量检测试题（解析版） 17页

重庆市南开中学2020届高三上学期 第二次教学质量检测试题 一、选择题 ‎1.如图所示，某物体在粗糙水平面上运动.已知t=0时刻，物体速度大小为，物体与水平面间动摩擦因数，重力加速度取，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体从t=0到t=6s时间内位移大小为9m B. 物体从t=0到t=6s时间内平均速度大小为3m/s C. 物体从t=0到t=6s时间内平均速度大小为2m/s D. 物体在第1s内位移与第3s内位移比值为3:1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做匀减速运动，加速度为 则物体停止运动的时间为 物体从t=0到t=6s时间内位移大小等于4s内位移的大小，则 选项A错误；‎ BC．物体从t=0到t=6s时间内平均速度大小为 选项B错误，C正确；‎ D．研究逆过程可知，物体在第1s内位移与第3s内位移比值为7:3，选项D错误；‎ 故选C.‎ ‎2.如图所示，质量为m的物块置于倾角为θ的固定斜面上，物块与斜面间动摩擦因数为μ，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。现对物块施一水平向右的推力F，发现物块被“锁定”，即无论F多大，都不能使物块沿斜面 上运动，则μ至少应为（ ）‎ A. sinθ B. cosθ C. tanθ D. cotθ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】对物体受力分析，则由平衡知识可得：‎ 沿斜面方向：‎ 垂直斜面方向：‎ ‎ ‎ 联立解得：‎ ‎ ‎ 由题意可知：‎ 解得 ‎ ‎ A．sinθ，与结论不相符，选项A错误；‎ B．cosθ，与结论不相符，选项B错误；‎ C．tanθ，与结论不相符，选项C错误；‎ D．cotθ，与结论相符，选项D正确；‎ 故选D.‎ ‎3.如图所示光滑半圆形槽内，小球在水平拉力F作用下以大小不变的速率在竖直平面内由M点运动到N点，在此过程中，拉力F的瞬时功率变化情况为（ ）‎ ‎ ‎ A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大再减小 D. 先减小再增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设某时刻小球与圆弧槽圆心连线与竖直方向夹角为θ，则 则力F的功率：‎ 则随θ增大，力F的功率逐渐增大；‎ A．逐渐增大，与结论相符，选项A正确；‎ B．逐渐减小，与结论不相符，选项B错误；‎ C．先增大再减小，与结论不相符，选项C错误；‎ D．先减小再增大，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选A.‎ ‎4.如图所示，平面直角坐标系，xOy在竖直面内，x轴沿水平方向，图中M、N两点坐标为M（O，l）、N（l，O），P是线段MN中点，Q是线段PN中点。现有可视为质点的小球从O点沿x轴正向水平抛出，不计空气阻力，若初速度为v1，则能通过P点，若初速度为v2，则能通过Q点，则为（ ）‎ A. 2 B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】能通过P点的小球，水平位移和竖直位移均为，则：‎ 能通过Q点的小球，水平位移和竖直位移分别为，；则：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 联立解得：‎ A．2，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论相符，选项B正确；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；‎ D．，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选B.‎ ‎5.如图所示，轻绳绕过等高的两个定滑轮连接质量均为m的小物块A、B，系统平衡时A、B物块与各自正上方滑轮间的距离均为l，两滑轮间距离也为l。将一个带钩小物块C轻轻挂在两滑轮间绳子的中点，系统开始运动，当三个物块等高时，物块C的速度恰好减小为0。不计所有摩擦和空气阻力，不计小钩质量，忽略物块、滑轮和小钩尺寸，则有（ ）‎ A. 物块C速度减小为0之后，系统会维持平衡状态 B. 物块C向下运动过程中，物块A的机械能先增大后减小 C. 物块C的质量是m D. 物块C向下运动时，三个物块速度大小相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物块C下落过程中先加速后减速，则合力先向下后向上，则合力为零的位置出现在此过程中中间某位置，则在最低点速度减小为0后，系统不会维持平衡状态，选项A错误；‎ B．物块C向下运动过程中，绳子的拉力一直对物块A做正功，则物块A的机械能一直增大，选项B错误；‎ C．设物块C下降x时，三物体等高，由几何关系可知：‎ 解得 由能量关系：‎ 解得 mC=m 选项C正确；‎ D．假设当三个物块速度大小相同时，物块C两边细绳与竖直方向夹角为θ，则由运动的分解知识可知，可得θ=0°，则不可能，则三个物块的速度不可能大小相等，选项D错误；‎ 故选C.‎ ‎6.下列说法正确的是（ ）‎ A. 牛顿运动定律既适用于低速、宏观的物体，也适用于高速、微观的粒子 B. 牛顿第一定律是牛顿第二定律的特殊情形，它们都可通过实验来直接验证 C. 卡文迪许在实验里较为准确地测出了引力常量G的数值 D. 开普勒第三定律表达式中的k值与中心天体的质量有关 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．牛顿运动定律只适用于低速、宏观的物体，不适用于高速、微观的粒子，选项A错误；‎ B．牛顿第一定律不是牛顿第二定律特殊情形，牛顿第二定律可以通过实验来直接验证，牛顿第一定律不能通过实验直接验证，选项B错误；‎ C．卡文迪许在实验里较为准确地测出了引力常量G的数值，选项C正确；‎ D．开普勒第三定律表达式中的k值与中心天体的质量有关，选项D正确；‎ 故选CD.‎ ‎7.如图所示为倾角α=37°的粗糙斜面，质量为m=0.5kg的小球用长为L=0.5m的细绳系于斜面上的悬点O处，小球与斜面间动摩擦因数μ=0.5，在最低点B小球获得切向初速度v0=14m/s，此后小球绕悬点O做圆周运动，重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取3.14，则（ ）‎ A. 小球在B点获得初速度v0后瞬间绳上拉力大小为196N B. 小球经过最高点A的速度大小至少为 C. 小球每做一次完整圆周运动系统损失的机械能为3.14J D. 全过程小球能通过A点7次 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在B点，由牛顿第二定律：‎ 解得：‎ TB=199N 选项A错误；‎ B．小球若恰能经过最高点A，则满足 ‎ ‎ 解得 选项B正确；‎ C．小球每做一次完整的圆周运动系统损失的机械能为 选项C错误；‎ D．小球从B点开始运动，到恰能经过最高点A时，损失的能量：‎ 则 则全过程小球能通过A点7次，选项D正确；‎ 故选BD.‎ ‎8.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接质量为m的小物块，在水平外力F的作用下，小物块静止于水平地面的A点。已知O为弹簧原长位置，OA间距为5d，弹簧劲度系数为k，弹性势能表达式为（k为劲度系数，x为形变量），重力加速度为g，物块与水平地面间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终处于弹性限度内，则撤去外力F后（ ）‎ A. 小物块第一次向左运动的最远位置在O点左侧3d处 B. 小物块运动过程中的最大速度为 C. 小物块最终停O点左侧 D. 从开始运动到最终停下来，全过程摩擦生热 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设小物块第一次向左运动的最远位置在O点左侧x1处，则由能量关系：‎ 解得 x1=3d 选项A正确；‎ B．当加速度为零时速度最大，则此时：‎ ‎ ‎ 解得 x2=d 由能量关系：‎ 解得 选项B正确； ‎ CD．因可知，，则当物块停止时，弹簧的形变量为d，则由能量关系从开始运动到最终停下来，全过程摩擦生热 此时设滑轮运动的总路程为x，则 解得 x=12d 则物块将停止在O点右侧距离为d的位置，选项C错误，D正确；‎ 故选ABD.‎ 二、非选择题 ‎9.如图（1）所示，用弹簧CO和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。某次实验中用两弹簧秤同时拉弹簧CO，此时弹簧秤a、b间夹角等于90°。‎ ‎（1）弹簧秤a的读数如图（2）所示，图中读数为_______N;‎ ‎（2）此后在纸面内逆时针缓慢旋转弹簧秤a，同时保持弹簧CO两端位置不变，直到弹簧秤a转至与CO垂直，弹簧秤未超量程，则此过程中弹簧秤a的读数_______，弹簧秤b的读数_______。（填“变大”“变小”或“不变”）‎ ‎【答案】 (1). 3.00 (2). 变大 变大 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．弹簧秤a的读数为3.00N;‎ ‎（2）[2][3]．由图可知，在纸面内逆时针缓慢旋转弹簧秤a，同时保持弹簧CO两端位置不变，即合力不变，直到弹簧秤a转至与CO垂直，则此过程中弹簧秤a的读数变大，弹簧秤b的读数变大。‎ ‎10.如图（1）所示，绕过定滑轮的细绳两端连接着A、B两个小物块，物块B与穿过打点计时器的纸带连接，现用此装置来验证A、B两物块构成的系统机械能守恒。初始时用外力维持系统静止，绳子处于伸直状态，接通打点计时器电源后释放两物块，整个打点过程物块B未与滑轮相碰，某次实验打出一条纸带如图（2）所示。图（2）中标出的点是每隔四个计时点选取的计数点，其中O是打下的第一个点，测得图中h1=24.81cm、h2=38.76cm、h3=55.77cm，A、B两物块质量分别为mA=200.0g、mB=100.0g，重力加速度g取9.8m/s2，打点计时器所用交流电频率f=50Hz。‎ ‎（1）相邻计数点时间间隔为_______s;‎ ‎（2）考虑OE过程，系统动能增加量_______J，系统重力势能减少量______J;（保留2位有效数字）‎ ‎（3）多次实验，计算出系统动能增加量总是小于系统重力势能减少量，可能的原因是_______。‎ A.操作者先释放了纸带再接通打点计时器电源 B.打点计时器和纸带间存在摩擦 C.纸带存一定质量 D.交流电实际频率小于50Hz，但操作者并不知道 ‎【答案】 (1). 0.1 (2). 0.36 0.38 (3). BC ‎【详解】（1）[1]．因为每隔四个计时点选取的计数点，则相邻计数点时间间隔为0.1s;‎ ‎（2）[2][3]．考虑OE过程，则打E点时速度：‎ 系统动能增加量 ‎；‎ 系统重力势能减少量 ‎．‎ ‎（3）[4]．A.操作者先释放了纸带再接通打点计时器电源，对该实验误差无影响，选项A错误；‎ B.打点计时器和纸带间存在摩擦，存在摩擦力做功，选项B正确；‎ C.纸带存在一定质量，纸带动能增量比重力势能变化量大，从而造成误差，选项C正确；‎ D.交流电实际频率小于50Hz，对实验误差无影响，选项D错误；‎ 故选BC.‎ ‎11.2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极的艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑内，实现人类探测器首次月背软着陆。测得探测器在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈共耗时t，着陆后测出质量为m的物体重力为F，依据测量的数据，已知引力常量为G，求:‎ ‎（1）月球的半径R;‎ ‎（2）月球的质量M。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）据题意有近月轨道周期 ‎ ‎ 月球表面重力加速度 ‎ ‎ 重力提供向心力 ‎ ‎ 联立上述三式可得 ‎ ‎ ‎（2）由“黄金代换”可得 ‎ 代入可得 ‎12.如图所示，质量为2m的长木板在光滑水平地面以速度v0匀速向右滑行。某时刻在木板右端轻放上第一个质量为m的小物块，当物块与木板达到共速时，在木板右端再放上第二个小物块。为了维持木板在整个减速运动过程中加速度恒定，放上第二个物块后立即在木板左端施加一大小可变的水平外力（图中未画出）。此后，每当前一个物块与木板达到共速时就在木板右端放上一个小物块，水平外力大小也随之调整，直到木板最终停下来。每个小物块完全相同，均视为质点，木板足够长，物块与木板间动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，试求:‎ ‎（1）第2个物块放上后，水平外力的大小和方向;‎ ‎（2）相对滑动停止后，第二个物块与第三个物块的间距;‎ ‎（3）全过程中，水平外力做的功。‎ ‎【答案】(1) ，方向向左 (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）第一个物块放上后，木板加速度为 ‎ ‎ 第二个物块放上后，以第一个物块和木板构成的系统作为研究对象，设水平外力方向向左，有 F+μmg=3ma ‎ 代入可得 ‎ ‎ 数值为正代表假设方向正确，所以水平外力方向向左 ‎ ‎（2）由题意可知木板在整个过程中作匀减速运动，每个物块放上木板后先做加速度大小为 的匀加速运动，与木板共速后一起作匀减速运动，此过程可用v-t图表示，如下图所示，令xn表示第n个物块与木板的相对位移，则有 ‎，‎ ‎ ‎ ‎ ，……，‎ 第二个物块与第三个物块的间距等于两个物块与木板的相对位移之差，于是间距为 ‎ ‎ ‎（3）根据功能关系，外力做功等于外力作用上去后系统摩擦产热量与动能变量之和，有 ‎ ‎ 其中 ‎ ‎ ‎ ‎ 又 代入则有 ‎（二）选考题 ‎13.下列说法正确的是________‎ A. 分子间距离增大，分子势能一定减小 B. 一个热力学系统，如果从外界吸热，内能可能减少 C. 气体温度升高，体积一定增大 D. 同温度下，未饱和汽的压强小于饱和汽压 E. 热机的效率总是小于100%‎ ‎【答案】BDE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当分子间表现为引力时，分子间距离增大，分子力做负功，则分子势能增加，选项A错误；‎ B．一个热力学系统，如果从外界吸热，但是系统对外做功大于吸热时，则内能减少，选项B正确；‎ C．根据理想气体状态方程可知，气体温度升高，体积不一定增大，选项C错误。‎ D．同温度下，未饱和汽的压强小于饱和汽压，选项D正确；‎ E．根据热力学第二定律可知，热机的效率总是小于100%，选项E正确；‎ 故选BDE.‎ ‎14.如图所示，一固定的水平导热气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒长度均为2l，横截面积分别为2S、S，左端开口，右端封闭。圆筒内各有一个厚度不计的大、小活塞A、B，两活塞用刚性轻轩连接，间距保持为3l，气缸外大气压强为p0，温度为T0=300K。初始时大活塞恰好位于大圆筒左端口，两活塞A、B之间为理想气体，小活塞B右端为真空。忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，求:‎ ‎（ⅰ）初始气缸内气体的压强;‎ ‎（ⅱ）气缸内气体温度缓慢下降到T=230K时的压强。‎ ‎【答案】（ⅰ） （ⅱ）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（ⅰ）对活塞整体 ‎ ‎ 得 ‎ ‎ ‎（ⅱ）活塞B到达最右端前为等压过程 ‎ ‎ 其中 ， ‎ 得 ‎ ‎ 此后降温至T为等容过程 ‎ ‎ 得 ‎15.下列说法正确的是________‎ A. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉 B. 物体做受迫振动的频率与驱动力的频率无关 C. 狭义相对论认为，物体运动时的质量大于静止时的质量 D. 光是一种纵波 E. X射线是电磁波 ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，选项A正确；‎ B．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，选项B错误；‎ C．狭义相对论认为，运动的速度越大，则物体的质量大，物体运动时的质量大于静止时的质量，选项C正确；‎ D．光是一种横波，选项D错误；‎ E． X射线是电磁波，选项E正确；‎ 故选ACE.‎ ‎16.一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（1）是t=0时刻波传播到x=5m的B点时的波形图，图（2）是质点x=1m的质点A的振动图象，C是位于x=20m处的质点（图中未画出）。‎ ‎（ⅰ）这列简谐横波的传播速度大小v;‎ ‎（ⅱ）从t=0开始，经过多长时间，质点C第一次到达y=-6cm处？‎ ‎【答案】（ⅰ）0.4m/s （ⅱ）45s ‎【解析】‎ ‎【详解】（ⅰ）由题图可知简谐横波的波长 ‎ 质点振动周期T=10s ‎ 这列简谐横波的传播速度大小 解得 v=0.4m/s ‎（ⅱ）由题图可知t=0时刻，质点C距最近y=-6m处 ‎ 设经过时间t，质点C第一次到达y=-6m处，有 解得 t=45s