【物理】安徽省滁州市定远县育才学校2020届高三上学期第三次月考试题（解析版） 17页

安徽省滁州市定远县育才学校2020届高三上学期 第三次月考 一、选择题(共10小题,每小题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，选对但不全对的得2分，有选错的得0分。)‎ ‎1.如图所示，小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细线，一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块．如果小圆环、滑轮、细线的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，细线又不可伸长，若平衡时弦AB所对应的圆心角为α，则两物块的质量之比应为（ ）‎ A. cos B. sin C. 2sin D. 2sinα ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】对小圆环A受力分析，如图： 对小环进行受力分析，如图所示，小环受上面绳子的拉力m1g，下面绳子的拉力m2g，以及圆环对它沿着OA 向外的支持力，将两个绳子的拉力进行正交分解，它们在切线方向的分力应该相等：，化简可得：，即，故C正确，ABD错误．‎ ‎2.如图所示，质量为m的小球穿在足够长的水平固定直杆上处于静止状态，现对小球同时施加水平向右的恒力F0和竖直向上的力F，使小球从静止开始向右运动，其中竖直向上的力F大小始终与小球的速度成正比，即F＝kv（图中未标出），已知小球与杆间的动摩擦因数为，下列说法中正确的是 A. 小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的减速运动 B. 小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动直到静止 C. 小球的最大加速度为 D. 小球的最大速度为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．刚开始运动，加速度为 当速度v增大，加速度增大，当速度v增大到符合 后，加速度为 当速度v增大，加速度减小，当减小到0，做匀速运动，故AB错误；‎ C．当阻力为零时，加速度最大，故小球的最大加速度为 故C错误；‎ D．当加速度为零时，小球速度最大，此时有 所以最大速度为 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，下列说法正确的是 A. O点的电势最低 B. x1和x3两点的电势相等 C. x2的电势最高 D. x2和-x2两点电势相等 ‎【答案】D ‎【详解】AB．做出电场线如图所示：‎ 沿着电场线方向电势逐渐降低，可知O点的电势最高．x1的电势高于x3的电势．故AB错误． C．沿着电场线方向电势逐渐降低，故x2的电势不是最高的．故C错误． D．x2和-x2两点关于原点对称，由O点向两边电势都降低且电场强度的变化相同，则可知x2和-x2两点电势相等．故D正确．‎ ‎4.在轨道上稳定运行的空间站中，有如图所示的装置，半径分别为r和R（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球在CD间由于摩擦力而做减速运动 B. 小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大 C. 如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点 D. 小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 在空间站中，所有物体都处于完全失重状态，任何物体间都没有相互作用力，小球在CD运动时所受弹力为零，摩擦力为零，A错；由于处于完全失重状态，小 球运动到两个最高点时没有外力做功，机械能守恒，运动到最高点速度大小相同，B错；C错；小球做圆周运动的向心力由弹力提供，有，D对；‎ ‎5.真空中相距L的两个固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF＞∠NFE．则（ ）‎ A. E带正电，F带负电，且QE > QF B. 在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点 C. 过N点的等势面与EF连线垂直 D. 负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电场线的指向知E带正电，F带负电；N点的场强是由E、F两电荷在N点产生场强的叠加，电荷E在N点电场方向沿EN向上，电荷F在N点产生的场强沿NF向下，合场强水平向右，可知F电荷在N点产生的场强大于E电荷在N点产生的场强，而，所以由点电荷场强公式知,A错误；只有电场线是直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合．而该电场线是一条曲线，所以运动轨迹与电场线不重合．故在M点由静止释放一带正电的检验电荷，不可能沿电场线运动到N点，B错误；因为电场线和等势面垂直，所以过N点的等势面与过N点的切线垂直，C正确；沿电场线方向电势逐渐降低，，再根据，q为负电荷，知，D错误；故选C．‎ ‎【点睛】只有电场线是直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合．电场线和等势面垂直．N点的切线与EF连线平行，根据电场线的方向和场强的叠加，可以判断出E、F的电性及电量的大小．先比较电势的高低，再根据，比较电势能．‎ ‎6.今年国庆七天假期，黄山风景区出现日出、云海等多种自然美景，吸引游客超17万人次。某游客乘坐缆车索道的情景可简化成如图所示模型。已知倾斜索道与水平面夹角为37°，当载人车厢沿索道运动时，车厢里质量为m的人对箱底的压力为其重力的1.25倍，已知重力加速度为g，下列说法正确的是 A. 载人车厢一定沿倾斜索道向上运动 B. 人对厢底的摩擦力方向向左 C. 车厢运动的加速度大小为g D. 车厢对人的摩擦力大小为mg ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于人对车厢底的正压力为其重力的1.25倍，人处于超重状态，所以载人车厢可能沿斜索道加速向上运动，也可能减速向下运动，故A错误；‎ BD．在竖直方向上有：‎ 解得，设水平方向上加速度为，则：‎ 解得，方向向右；对人受力分析可知，在水平方向上摩擦力产生加速度，即：‎ 方向向右，根据牛顿第三定律可得人对厢底的摩擦力方向向左，故B正确、D正确；‎ C．车厢运动加速度大小为：‎ 故C错误.‎ 故选BD.‎ ‎7.“鹊桥”号是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点附近的中继通信卫星，如图它以地月连线为轴做圆周运动，同时随月球绕地球运转．已知地球质量为M，月球质量为m，月球的轨道半径为r，公转周期为T，引力常数为G；当卫星处于地月拉格朗日点L1或L2时，都能随月球同步绕地球做圆周运动．则以下说法正确的是 A. “鹊桥”号仅受月球引力作用 B. 在L2点工作的卫星比在L1点工作的卫星的线速度大 C. 在拉格朗日L1点工作的卫星，受到地球的引力一定大于月球对它的引力 D. 拉格朗日L2点与地心的距离为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】鹊桥”号同时受到地球和月球的引力作用，选项A错误；在L2点工作的卫星与在L1‎ 点工作的卫星具有相同的角速度，则在L2点工作的卫星比在L1点工作的卫星的线速度大，选项B正确；在拉格朗日L1点工作的卫星，受到的合外力方向指向地球，则受地球的引力一定大于月球对它的引力，选项C正确；对月球：，解得，可知拉格朗日L2点与地心的距离大于，选项D错误.‎ ‎8.如图所示为用位移传感器和速度传感器研究某汽车刹车过程得到的v－x图象，汽车刹车过程可视为匀减速运动，则(　　)‎ A. 汽车刹车过程的加速度大小为1 m/s2‎ B. 汽车刹车过程的时间为2 s C. 当汽车运动的位移为5 m时的速度为5 m/s D. 当汽车运动的速度为5 m/s时运动的位移为7.5 m ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由于汽车刹车过程为匀减速运动，减速到零时，由v02=2ax，得刹车过程的加速度大小 故A错误；‎ B.减速经历的时间为 故B正确；‎ C.根据速度位移公式v2－v02=2(-a)x，解得位移x=5m时的速度v=5m/s，故C错误；‎ D.根据速度位移公式v2－v02=2(-a)x，解得速度v=5 m/s时运动的位移 故D正确。‎ 点睛：本题主要考查了匀变速直线运动的速度位移公式，能从图象中找出初速度和减速到零通过的位移是解题的关键。‎ ‎9.如图所示，内壁光滑的圆轨道竖直固定在桌面上，一小球静止在轨道底部A点，现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动．当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点．已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，若在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2，先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AB ‎【详解】第一次击打后球最高到达与球心O等高位置，根据功能关系，有：W1≤mgR…①‎ 两次击打后可以到轨道最高点，根据功能关系，有：W1+W2﹣2mgR= mv2…②‎ 在最高点，由牛顿第二定律有：mg+N= ≥mg…③‎ 联立①②③解得：W1≤mgR W2≥mgR，‎ 则：，故AB正确，CD错误；‎ 故选AB．‎ ‎【点睛】第一次击打后球最多到达与球心O等高位置，根据功能关系列式；两次击打后可以到轨道最高点，再次根据功能关系列式；最后联立求解即可．‎ ‎10.如图，虚线MN的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两电荷量相同的粒子P、Q 从磁场边界的M点先后射入磁场，在纸面内运动．射入磁场时，P的速度垂直于磁场边界，Q的速度与磁场边界的夹角为45°．已知两粒子均从N点射出磁场，且在磁场中运动的时间相同，则（ ）‎ A. P和Q的质量之比为1：2 B. P和Q的质量之比为 C. P和Q速度大小之比为 D. P和Q速度大小之比为2：1‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】设MN=2R，则对粒子P的半径为R，有：；对粒子Q的半径为R，有：；又两粒子的运动时间相同，则，，即，解得，，故AC正确，BD错误．‎ 二、实验题：本大题共2小题,共15分。把正确答案填在题中横线上或按要求作答。)‎ ‎11.在“探究功与速度变化的关系”实验中．‎ ‎(1)如图是甲同学的实验装置图，下列做法能够实现橡皮筋对小车做功呈整数倍变化的是（ ）‎ A．释放小车的位置等间距的变化 B．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍 C．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍 D．增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置释放 ‎(2)该同学按照正确的操作在实验中得到了若干条纸带，则纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是（ ）‎ A．一直增大且增量不变 B．先减小后增大 C．先增大后减小 D．先增大后均匀不变再减小 ‎(3)该实验可以有不同的设计，乙同学设计了如下实验方案：‎ A．实验装置如图所示，一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；‎ B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动．‎ 请回答下列问题：‎ ‎①滑块做匀速直线运动时，纸带上打出的点的分布是________；‎ ‎②滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小________钩码的重力大小(选填“大于”“等于”或“小于”)．‎ ‎【答案】 (1)D (2)D (3)等间距， 等于 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）并且橡皮筋的拉力是一个变力，根据胡克定律及功的定义得：，所以当释放小车的位置等间距的变化时，不能够实现橡皮筋对小车做功呈整数倍变化，故A错误；当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，故BC错误；增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置释放，这样保证了x不变，F呈整数倍增加，橡皮筋做功呈整数倍增加，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避了直接求功的困难，故D正确．‎ ‎（2）橡皮条伸长阶段，小车在橡皮条的拉力作用下加速运动，当橡皮条恢复原长后，小车由于惯性继续前进，做匀速运动，后在阻力作用下做减速运动，根据运动学规律知点间距先增加后均匀，再减小，故D正确．‎ ‎（3）①根据匀速直线运动规律 知，确定滑块做匀速直线运动的依据是，看打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的．②滑块做匀速直线运动时，由平衡条件得：除细绳对滑块拉力T之外，滑块所受其它力的合力与拉力等大反向，而拉力与钩码的重力等大反向．当保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时，滑块所受的合外力为，故滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小等于钩码的重力大小．‎ ‎12.在“测定蓄电池的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材：‎ A.蓄电池 B.电流表（0～0.6A，内阻约为0.1Ω）‎ C灵敏电流计G（满偏电流Ig＝200μA，内阻rg＝150Ω）‎ D.滑动变阻器R1（0～20Ω，2.0A）‎ E.电阻箱R2‎ F.定值定阻R0＝2Ω G.开关.导线若干 ‎（1）由于没有电压表，可把灵敏电流计G与电阻箱R2串联改装成量程为6V的电压表，如图甲中电阻箱R2的阻值应为_____Ω．‎ ‎（2）按图甲所示电路图，请在乙图上补充完成实物连线 ‎（3）丙图为该实验绘出的﹣图线（为灵敏电流计G的示数，为电流表A的示数）由丙图可求得被测蓄电池的电动势＝_______V，内电阻＝________Ω（结果保留两位有效数字）．‎ ‎【答案】(1). 29850 (2). (3). 5.3 2.5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]根据电压表改装的原理，有 代入数据，得 ‎[2]根据原理图可知，实物图如图所示；‎ ‎[3][4]根据闭合电路欧姆定律，有 整理得 结合图象，得 联立，代入数据得 ‎，‎ ‎；‎ 三、计算题（本题共3小题，共45分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）‎ ‎13.中央电视台推出了一个游戏节目——推矿泉水瓶。选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在有效区域内视为失败。其简化模型如图所示，AC是长度为L1=5m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域。已知BC长度为L2=1m，瓶子质量为m=0.5kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数=0.4。某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N，瓶子沿AC做直线运动，假设瓶子可视为质点，那么该选手要想游戏获得成功，试问：(g取10m/s2)‎ ‎（1）推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少？‎ ‎（2）推力作用在瓶子上的距离最小为多少？‎ ‎【答案】（1）（2）0.4m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）要想游戏获得成功，瓶子滑到C点速度正好为零时，力作用时间最长。设最长作用时间为t1，有力作用时瓶子的加速度大小为a1，t1时刻瓶子的速度为v，力停止作用后加速度大小为a2，由牛顿第二定律得：‎ F－μmg=ma1‎ μmg=ma2，‎ 加速运动过程中的位移 减速运动过程中的位移 位移关系满足 x1＋x2=L1‎ 又 v=a1t1‎ 由以上各式解得 t1=s。‎ ‎（2）要想游戏获得成功，瓶子滑到B点速度正好为零时，力作用距离最小，设最小距离为d，则 v′2=2a1d，‎ 联立解得 d=0.4m。‎ ‎14.如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=0.5kg的小物块，它与水平台阶表面间的动摩擦因数μ=0.5，且与台阶边缘O点的距离s=5m.在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板，以O点为原点建立平面直角坐标系，挡板上边缘P点的坐标为(1.6m，0.8m).现用F=5N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板(g=10m/s²).‎ ‎(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘P点，求拉力F作用的距离；‎ ‎(2)改变拉力F的作用时间，小物块可击中挡板的不同位置，求小物块击中挡板时速率的平方(即)的最小值.(结果可保留根式)‎ ‎【答案】(1)3.3m (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设小物体离开O点时的速度为，运动时间为t，由平抛运动规律，‎ 水平方向:‎ 竖直方向:‎ 联立解得:=4m/s 设拉力F作用的时间为，加速运动的加速度为，位移为，速度为，由牛顿第二律:‎ 解得 减速运动的位移为，运动的加速度的大小为为，由牛顿第二定律:‎ 解得 联立以上各式解得=3.3m ‎(2)设小物抉击中挡板的任意一点坐标为(x，y)，撞到挡板时的速度为，竖直速度为，则有，‎ 又 由P点坐标可求 化简得 代入数据得 ‎15.真空中有如图所示的矩形区域，该区域总高度为2h、总宽度为4h，其中上半部分有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，下半部分有方向竖直向下的匀强电场．以水平分界线为x轴，正中心为坐标原点O，在处有一与x轴垂直的足够大的光屏(图中未画出)．质量为m、电荷量为q的带负电粒子不断地从下边界中点P处由静止开始经过匀强电场加速，通过坐标原点后射入匀强磁场中．粒子间的相互作用和粒子重力均不计．‎ ‎(1)若粒子从P点开始到第二次通过x轴时，恰好过x=h的点A，求加速电场的场强．‎ ‎(2)若要求粒子从磁场的右侧边界射出，求符合条件的加速电场场强的范围．‎ ‎(3)若将光屏向x轴正方向平移，粒子打在屏上的位置始终不改变，则加速电场的场强多大?粒子在电场和磁场中运动的总时间多长?‎ ‎【答案】（1）　　（2）　（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子在电场中加速 粒子在磁场中旋转 由几何关系得粒子做圆周运动的半径 三式联立可得 ‎（2）粒子能从磁场的右侧边界射出时，须满足 粒子在电场中加速 粒子在磁场中旋转 各式联立可得 ‎（3）粒子打在屏上的位置始终不变，则粒子离开磁场时速度方向必平行于x轴正向，由几何关系知，进入匀强磁场后做匀速圆周运动的半径 带电粒子在电场中加速过程 三式联立得 从O点进入磁场后先运动半个圆周再返回电场减速到0又返回磁场时速度仍是，如此周期性运动最后从磁场的右边界水平射出．‎ 带电粒子在磁场中运动周期 带电粒子在磁场中运动总时间.‎ 带电粒子在电场中运动总时间 带电粒子在电磁场中运动总时间