江西省临川第一中学等2020届高三上学期第一次联考物理试题 23页

‎2019~2020届临川一中上学期第一次联合考试 ‎（物理试卷）‎ 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。（1-6单选，7-10多选全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）。‎ ‎1.关于光的本性，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 光电效应现象表明在一定条件下，光子可以转化为电子 B. 光电效应实验中，只有光的强度足够大时，才能观察到光电流 C. 康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量 D. 光在传播过程中表现为粒子性，在于物质相互作用时表现为波动性 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．光电效应现象表明在一定条件下，光子的能量可以被电子吸收，A错误；‎ B．光电效应实验中，只有光的频率大于金属的极限频率，才能观察到光电流；与光照强度无关，B错误；‎ C．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量，C正确；‎ D．光的波长越长，波动性越明显，频率越高，粒子性越明显；大量光子的运动表现为波动性，单个光子的运动表现为粒子性，D错误。‎ ‎2.嫦娥四号探测器成功发射，开启了我国月球探测的新旅程，探测器经过地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现了人类首次月球背面软着陆，如图为探测器绕月球的运行轨道示意图，其中轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道.下列关于探测器的说法中正确的是（ ）‎ A. 在轨道Ⅰ、轨道Ⅱ上通过P点时的动能相等 B. 在轨道Ⅰ通过P点的加速度比在轨道Ⅱ通过P点的加速度大 C. 在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点的过程中动能变大 D. 在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点的过程中的机械能不守恒 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．嫦娥四号探测器在P位置从圆形轨道I变到椭圆轨道Ⅱ时，需制动减速做近心运动，则在轨道I上通过P点时动能大于轨道Ⅱ上通过P点时的动能，A错误；‎ B．根据可知 ‎，‎ 同在P点位置相同，即轨道半径相同，则加速度相同，B错误；‎ CD．在轨道Ⅱ上探测器只受万有引力作用，则从P点运动到Q点过程中，只有万有引力做功，所以机械能守恒，且引力做正功，动能增大，C正确D错误。‎ ‎3.如图所示，在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷Q，坐标轴上有A、B、C三点，OA=OB=BC=a，其中A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 点电荷Q位于O点 B. O点电势比A点电势高 C. C点的电场强度大小为 D. 将某一正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势能一直减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 因A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，故A、B到点电荷的距离相等，O、C到点电荷的距离也相等，则点电荷位置如图所示 由图可知A错误，因点电荷带正电，故离点电荷越近电势越高，故O点电势比A点低，故B错误，由图可知OC的距离，根据，得，故C正确；由图可知，将正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势先升高再降低，故电势能先增大再减小，故D错误，故选C.‎ ‎4.如图所示，质量为m的小球A静止于光滑水平面上，在A球与墙之间用轻弹簧连接。现用完全相同的小球B以水平速度v0与A相碰后粘在一起压缩弹簧。不计空气阻力，若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为E，从球A被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量大小为I，则下列表达式中正确的是（　　）‎ A. E= I=2 B. E= I=2‎ C. E= I= D. E= I=‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB碰撞瞬间，由动量守恒定律可知：‎ mv0=2mv1 ‎ 解得：‎ v1=‎ 碰撞后系统机械能守恒，当两球向左减速到零时弹簧的弹性势能最大，最大弹性势能E，则：‎ E=‎ 取AB整体分析，取向右为正，由动量定理可得 所以墙对弹簧的冲量大小为2mv0‎ A. E=、I=2，与分析相符，故A项正确；‎ B. E=、I=2，与分析不符，故B项错误；‎ C. E=、I=，与分析不符，故C项错误；‎ D. E=、I=，与分析不符，故D项错误。‎ ‎5.如图所示，光滑圆圈竖直固定，A为最高点，橡皮条上端固定在A点，下端连接一套在圆圈上的轻质小环，小环位于B点，AB与竖直方向夹角为30°，用光滑钩拉橡皮条中点，将橡皮条中点拉至C点时，钩的拉力大小为F。为保持小环静止于B点，需给小环施加一作用力，下列说法正确的是( )‎ A. 若沿水平方向，则 B. 若沿竖直方向，则 C. 的最大值为 D. 的最小值为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 对结点C受力分析可得橡皮筋的弹力满足: 2F1cos300=F可得；对小圆环受力分析可知，水平向右的橡皮筋的拉力F1，大圆环对小圆环的弹力N沿半径方向，若沿水平方向，则N=0，此时F′=F1=，选项A正确；若 沿竖直方向，则必然是竖直向上，此时N的方向背离圆心向外，由平衡知识可知，，选项B错误；根据平行四边形法则可知最大值可取无穷大；当F′与OB半径垂直时最小，最小值为，选项C错误；D正确；故选AD.‎ ‎6.如图所示，物体A、B跨过定滑轮并用轻绳连接起来，物体A放在倾角为的固定粗糙斜面上，滑轮左边的轻绳平行斜面。已知物体A的质量为m，物体A与斜面的动摩擦因数为（），不计滑轮与绳之间的摩擦，要使物体A能在斜面上滑动，物体B的质量可能为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】对B物体受力分析有：‎ ‎；‎ 当物体A处于将要上滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最大，且方向沿斜面向下，这时A的受力情况如图乙所示，根据平衡条件有：‎ ‎，‎ 由摩擦力公式知：‎ ‎，‎ 以上四式联立，解得：‎ ‎，‎ 再假设物体A处于将要下滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最大，且方向沿斜面向上，根据平衡条件有 ‎，‎ 由摩擦力公式知：‎ ‎，‎ 联立解得：‎ ‎，‎ 综上所述：‎ 或 AB．又知道：‎ ‎，‎ 则：‎ ‎，‎ 所以：‎ ‎，‎ ‎，‎ AB错误；‎ C．因为：‎ ‎，‎ 但需要：‎ ‎，‎ C错误；‎ D．因为，D正确。‎ ‎7.两个物体A、B的质量分别为、，并排静止在水平地面上，用同向水平拉力、‎ 分别作用于物体A和B上，分别作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止下来，两物体运动的速度-时间图像分别如图中图线a、b所示，已知拉力、分别撤去后，物体做减速运动过程的速度-时间图线彼此平行（相关数据已在图中标出），由图中信息可以得出（ ）‎ A. 若，则大于 B. 若，则力对A做的功与对B做的功相等 C. 若，则力对物体A的冲量与对B的冲量之比为5：4‎ D. 若，则力对物体A的冲量与对B的冲量之比为1：2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由斜率等于加速度知，撤除拉力后两物体的速度图象平行，故加速度大小相等，求得：‎ ‎，‎ 则：‎ ‎，‎ 若，对于则有：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ 对于则有：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ 由图可知，则，A错误；‎ B．若 ‎，‎ 则 ‎，‎ 根据动能定理，‎ 对A有：‎ ‎；‎ 对B有：‎ ‎；‎ 由于 ‎，‎ 故 ‎，‎ B正确；‎ C．若 ‎，‎ 则 ‎，‎ 由动量定理：‎ ‎，‎ 则 ‎，‎ C错误；‎ D．若，根据，两个力作用的时间之比为1：2，则力对物体A的冲量与对B的冲量之比1：2，D正确。‎ ‎8.绝缘光滑斜面与平面成角，一质量为m、电荷量为-q的小球从斜面上高h处，以初速度为v0、方向与斜面底边MN平行射入，如图所示，整个装置处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向平行于斜面向上，已知斜面足够大，小球能够沿斜面到达底边MN，则下列判断正确的是（ ）‎ A. 小球在斜面上做非匀变速曲线运动 B. 小球到达底边MN的时间t=‎ C. 匀强磁场磁感应强度的取值范围为B D. 匀强磁场磁感应强度的取值范围为B ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.对小球受力分析，根据左手定则可知，小球受垂直斜面向上的洛伦兹力，即速度的变化不会影响重力沿斜面方向的分力，因此小球做匀变速曲线运动，故A错误。‎ B.小球在斜面上做类平抛运动，小球沿斜面向下的方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则小球的加速度a=g，由运动学公式=at2，解得小球到达底边MN的时间t=，故B正确。‎ CD.小球在斜面上做类平抛运动，小球沿斜面方向的速度与磁场方向平行，小球受垂直斜面向上的洛伦兹力f= qv0B，小球能够沿斜面到达底边MN，则需满足qv0Bmgcos，解得磁感应强度的取值范围为B，故C正确，D错误。‎ ‎9.如图所示，水平地面上有静止的18个相同的木块排成一条直线接触但不粘连，每个木块的长度l=0.5m，质量m=1.2kg，它们与地面间的动摩擦因数均为，在右边第一个木块的右端放一质量M=1kg的小铅块（可视为质点），它与各木块间的动摩擦因数均为，现突然给小铅块一个向左的初速度，使其在木块上滑行。设木块与地面间及小铅块与木块间的最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s，则 A. 小铅块相对木块滑动时小铅块的加速度大小为 B. 小铅块最多能带动3个木块运动 C. 第18个木块刚开始运动时加速度为 D. 小铅块下的木块刚发生运动时小铅块的瞬时速度大小为5m/s ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设小铅块相对木块滑动时加速度大小为a，由牛顿第二定律可知：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ A错误；‎ BC．设小铅块最多能带动x个木块运动，对x个木块整体进行受力分析，当小铅块下的x个木块发生运动时，则有：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ 即小铅块最多只能带动3个木块运动，即当铅块滑至倒数第三块木块上时，木块开始滑动，B正确C错误；‎ D．设当小铅块通过前面的15个木块时的瞬时速度大小为v，由动能定理可知：‎ ‎，‎ 解得：‎ v=5m/s，‎ D正确。‎ ‎10.一质点在0-10s内的v-t图象的图线恰好是与两坐标轴相切的圆弧，由图可知（ ）‎ A. 2s时刻，质点的速度为4.5m/s B. 10s内质点的位移约为21.5m C. 质点的加速度大小等于时的速度约为2.93m/s D. 质点的加速度随时间均匀减小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．已知圆心坐标为（10，10），速度与时间关系满足方程：‎ 时，代入方程结合图象解得 v=4m/s，‎ A错误；‎ B．由图线“面积”表示位移得：‎ ‎，‎ B正确；‎ C．当质点的加速度大小等于1m/s2时，如图所示 由几何关系可知：‎ ‎，‎ 根据几何知识知：‎ ‎，‎ C正确；‎ D．由图象可知图象斜率逐渐减小且不是均匀变化，D错误。‎ 二、实验题：本题共2小题，第11题6分，第12题9分，共15分。‎ ‎11.某同学用如图的实验装置研究小车在斜面上的运动。‎ ‎（1）用细绳将沙和沙桶通过滑轮与小车连接，调节斜面的倾角θ，使小车沿斜面向下做匀速直线运动，用天平测出沙和沙桶的总质量m；‎ ‎（2）保持斜面倾角θ不变，取下沙和沙桶，接通电源，在靠近打点计时器处重新释放小车。‎ ‎（3）下图是该同学实验中打出的一条纸带的一部分，打点计时器电源的频率为50 Hz，相邻两计数点间还有4个计时点未画出。‎ 由纸带中可以判断小车沿斜面向下做_____________运动。若测得沙和沙桶的总质量为310g，则小车的质量为________kg（结果保留三位有效数字，重力加速度取9.8m/s2）。‎ ‎（4）在上述实验中，以下说法正确的是 ______。(填正确答案标号)‎ A．小车的质量应远大于沙和沙桶的质量 B．连接小车、沙和沙桶的细绳与斜面应保持平行 C．打点计时器的电源应选取220V交流电 D．实验过程需用秒表计时 ‎【答案】 (1). 匀加速直线运动 (2). (3). BC ‎【解析】‎ ‎【详解】（3）[1]由纸带的数据可得：，即可判定小车做匀加速直线运动；‎ ‎[2]调节斜面的倾角θ，使小车沿斜面向下做匀速直线运动，则：；保持斜面倾角θ不变，取下沙和沙桶，小车做匀加速运动，小车所受合力，其加速度大小为： ，由牛顿第二定律可得：，解得：。‎ ‎（4）[3]A.依据实验原理，本实验不需要小车的质量远大于沙和沙桶的质量，故A错误。‎ B. 依据实验原理，实验时连接小车、沙袋和沙桶的细绳与斜面应保持平行，故B正确。‎ C.电火花计时器的电源应选取的交流电，故C正确。‎ D.实验过程中打点计时器能记录时间，不需要秒表计时，故D错误。‎ ‎12.某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：‎ A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10Ω）‎ B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）‎ C.电压表V(量程15V，内阻15kΩ)‎ D．定值电阻R0=100Ω E．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω F．电源E，电动势E=4V（内阻不计）‎ G．电键S及导线若干 ‎①测量时要求电表读数不得小于其量程的，应选择的电表是________。（填电表前面的字母符号）‎ ‎②请你在线框内画出测量Rx的实验原理图（图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）。‎ ‎（ ）‎ ‎③若实验时电流表A1的读数为1，电流表A2的读数为2，电压表V的读数为U，请根据画出的实验原理图，用已知的和测得的物理量表示Rx=__________。（用字母表示）‎ ‎【答案】 (1). AB (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由于电源电动势为4V，电压表量程为15V，达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可用电流表与定值电阻串联扩大其电压量程，当作电压表与电流表配合使用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已知，故电流表采用外接法，改装的电压表电压量程为，滑动变阻器最大阻值为5Ω，无法起到限流作用，故滑动变阻器采用分压式接法，因此满足电表读数不得小于量程的三分之一，故电表选择A、 B；‎ ‎(2)电流表与定值电阻串联组成电压表，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，实验电路图如图所示 ‎(3)待测电阻两端电压，通过待测电阻的电流，待测电阻 三、计算题：本题共5小题，第13题8分，第14题8分，第15题8分，第16题9分，第17题12分，共45分。解答时要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。‎ ‎13.把用金属丝做成的直角三角形框架ABC竖直地放在水平面上，AB边与BC边夹角为，直角边AC上套一小环Q，Q的质量为m，斜边AB上套另一轻质小环P，中间用细线连接，如图所示。设环与框架都是光滑的，且细线的质量可忽略，当环在框架上平衡时，求细线与斜边的夹角及细线中的张力大小。‎ ‎【答案】；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】AB上的环质量为零，重力为零，它仅拉力和金属丝AB的弹力，它们是一对平衡力．由于金属丝对AB上的环的弹力垂直于AB，则；‎ 设绳子弹力T，对Q研究：在竖直方向上只受重力和T竖直向上的分力，保持平衡，有：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎。‎ ‎14.如图所示，传送带AB总长为l=10m，与一个半径为R=0.4m的光滑四分之一圆轨道BC相切于B点，传送带速度恒为v=6m/s，方向向右，现有一个滑块以一定初速度从A点水平滑上传送带，滑块质量为m=10kg，滑块与传送带间的动摩擦因数为，已知滑块运动到B端时，刚好与传送带同速，求：‎ ‎(1)滑块的初速度；‎ ‎(2)滑块能上升距离C点的最大高度；‎ ‎【答案】(1) 或 （2）14m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)以块为研究对象可知 ‎①：当块的速度大于传送带的速度时有动能定理 ‎，‎ 得：‎ ‎，‎ ‎②：当块的速度小于传送带的速度时有动能定理 ‎，‎ 得：‎ ‎，‎ ‎(2)过B点后对块有动能定理 ‎，‎ 得：‎ h=1.4m 答：(1)滑块初速度或；‎ ‎ (2)滑块能上升距离C点的最大高度为1.4m；‎ ‎15.如图所示，足够大的水平光滑圆台中央立着一根光滑的杆，原长为L的轻弹簧套在杆上，质量均为m的A、B、C三个小球用两根轻杆通过光滑铰链连接，轻杆长也为L，A球套在竖直杆上，现将A球搁在弹簧上端，当系统处于静止状态时，轻杆与竖直方向夹角，已知重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，sin37°=0.6，cos37°=0.8.‎ ‎(1)求轻杆对B的作用力F和弹簧的劲度系数k；‎ ‎(2)让B、C球以相同的角速度绕竖直杆匀速转动，若转动的角速度为（未知）时，B、C球刚要脱离圆台，求轻杆与竖直方向夹角的余弦和角速度。‎ ‎【答案】(1)F=0，(2)，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对球BC分析可知水平方向平衡故：‎ ‎，‎ 对A分析竖直方向上受力平衡：‎ ‎，‎ 得：‎ ‎；‎ ‎(2)BC刚要脱离平台时ABC整体在竖直方向合力为0，对整体分析有：‎ ‎，‎ 对B：‎ ‎，‎ 得：‎ ‎，‎ 答：(1)轻杆对B的作用力，弹簧的劲度系数；‎ ‎(2)让B、C球以相同的角速度绕竖直杆匀速转动，若转动的角速度为（未知）时，B、C球刚要脱离圆台，轻杆与竖直方向夹角的余弦，角速度。‎ ‎16.在竖直平面内有一范围足够大且斜向右上方的匀强电场，方向与水平方向成角。在电场中有一质量为m，带电荷量为q的带电小球，用长为L不可伸长的绝缘细线悬挂于固定轴O上，小球可以在与O点等高的M电处于静止状态，如图所示，现用外力将小球拉到最低点P，然后无初速度释放，重力加速度为g，求：‎ ‎(1)小球运动到M点时绳的拉力大小；‎ ‎(2)小球运动到M点时，若细线突然断开，再经过多长时间小球速度方向与电场方向相同.‎ ‎【答案】(1)(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在M点静止可知电场力与重力的合力方向水平设电场力和重力合力为F合 ‎，‎ 则：‎ 对小球由P到M有动能定理：‎ ‎，‎ M点由牛顿运动定律：‎ ‎，‎ 得：‎ ‎，‎ ‎(2)绳子断后将运动分为沿电场方向为x轴垂直电场方向为y轴，则只要y方向的速度减为零，则速度方向沿电场方向：‎ ‎，‎ 得 答：(1)小球运动到M点时绳的拉力；‎ ‎(2)小球运动到M点时，若细线突然断开，再经过小球速度方向与电场方向相同.‎ ‎17.如图所示，在倾角为的足够长的固定的光滑斜面上，有一质量为M=3kg的长木板正以的初速度沿斜面向下运动，现将乙质量m=1kg的小物块（大小可忽略）轻放在长木板正中央，已知物块与长木板间的动摩擦因数，设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取 ‎(1)要使小物块不滑离长木板，长木板至少要有多长；‎ ‎(2)假设长木板长L=16m，在轻放小物块的同时对长木板施加一沿斜面向上的F=45N的恒力，求小物块在长木板上运动过程中F所做的功及系统机械能的增量。‎ ‎【答案】(1)10m(2)90J；0；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小物块在长木板上滑动时受到的沿板的滑动摩擦力大小为：‎ ‎，‎ 由牛顿第二定律得：‎ 对小物块：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎.‎ 对长木板：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎.‎ 当小物块与长木板共速时：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，；‎ 共速后，小物块与长木板一起加速，相对位移：‎ ‎，‎ 故长木板的长度至少为 ‎，‎ ‎(2)由牛顿第二定律得：对小物块：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ 方向沿斜面向下，‎ 对长木板：‎ 解得：‎ ‎，‎ 方向沿斜面向上 当小物块与长木板共速时，则：‎ 解得：‎ ‎，‎ 此时小物块位移：‎ 长木板位移：‎ 共速后，假设小物块与长木板一起减速，则对整体：‎ 解得 ‎，‎ 方向沿斜面向上 此时对小物块有：‎ ‎，‎ 解得 所以小物块将相对于长木板向下滑动对小物块有：‎ 解得：‎ ‎，‎ 方向沿斜面向上 对长木板有：‎ 解得：‎ ‎，‎ 方向沿斜面向上 小物块从长木板上滑落时，则有：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎；‎ 此时小物块速度：‎ ‎，‎ 位移：‎ ‎，‎ 长木板速度：‎ ‎，‎ 位移：‎ ‎，‎ 则小物块从轻放到长木板中央到滑落，长木板位移：‎ ‎，‎ 方向沿斜面向上 ‎，‎ ‎，，，‎ 系统机械能增量为：‎ ‎。‎ 答：(1)要使小物块不滑离长木板，长木板至少要10m；‎ ‎(2)假设长木板长L=16m，在轻放小物块的同时对长木板施加一沿斜面向上的F=45N的恒力，小物块在长木板上运动过程中F所做50J的功、系统机械能的增量为0。‎ ‎ ‎ ‎ ‎