2019-2020年高三尖子生综合素质展示 物理试题.doc

2019-2020年高三尖子生综合素质展示 物理试题一、本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。把你认为正确答案的标号填写在题后的括号内。1在某一高处以一定的水平速度将物体抛出，物体落到水平地面上。若空气阻力对物体的作用可忽略不计，下列说法中正确的是 （ ）A物体的运动是变加速运动B在运动过程中物体的机械能在不断增加C物体在空中运动的时间与抛出时初速度的大小有关D初速度一定时，抛出点的位置越高，物体落地时水平飞行的距离越大2在工厂的车间里有一条沿水平方向匀速运行的传送带，可将放在其上的小工件（可视为质点）运送到指定位置。某次将小工件放到传送带上时，恰好带动传送带的电动机突然断电，导致传送带做匀减速运动至停止。则小工件被放到传送带上后相对于地面 （ ）A做匀减速直线运动直到停止B先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动C先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动D先做匀减速直线运动，然后做匀速直线运动3自从1970年4月我国的第一颗人造地球卫星上天以来，在40多年的时间里，我国的航天事业取得了举世瞩目的成就，期间成功的发射了地球同步通信卫星和载人航天飞船。2011年11月1日又成功地发射了“神州8号”飞船，并在空中与“天宫1号”成功的实现了交会对接。已知“神州8号”飞船运行周期约为90min，那么“神州8号”飞船与地球同步通信卫星在轨道上正常运转时相比较 （ ）A飞船运行的周期较大 B飞船离地面的高度较大C飞船运行的加速度较大 D二者一定在同一轨道平面内图1SR1R2CrE4在如图1所示的电路中，电源的内电阻r不能忽略，其电动势E小于电容器C的耐压值。在开关S断开的情况下电路稳定后，闭合开关S，则在电路再次达到稳定的过程中，下列说法中正确的是 （ ）A电阻R1两端的电压增大B电容器C两端的电压增大C电容器C上所带的电量增加D电源两端的电压增大图2vAvBAB5如图2所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点。一个带正电的粒子仅在电场力作用下（重力忽略不计），以速度vA经过A点向B点运动，经一段时间以后，该带电粒子以速度vB经过B点，且vB与vA方向相反，则 （ ） AA点的电势一定高于B点的电势 BA点的场强一定大于B点的场强 C该带电粒子在A点的电势能一定大于它在B点的电势能D该带电粒子在A点时的动能与电势能之和等于它在B点时的动能与电势能之和6设电子在运动过程中只受电场力作用，则在下列哪种电场中，只要电子以一个适当的初速度开始运动，就能始终沿某一条电场线运动；而电子以另一个适当的初速度开始运动，它就能始终沿某等势面运动 （ ）A匀强电场 B正点电荷产生的电场C负点电荷产生的电场 D两个等量同种点电荷产生的电场图3AFCBO7如图3所示，一遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端O固定在天花板上，另一端C与静止在水平地面上的滑块A相连。B为紧挨绳的一固定不动且与竖直面垂直的光滑小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。当绳OC处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用。现用一水平力F作用于A，使之在地面上向右做直线运动，且在运动过程中绳一直处于弹性限度内。若滑块A与水平地面间有摩擦，且动摩擦因数恒定，那么关于滑块A所受滑动摩擦力大小的判断，下列说法中正确的是（ ）A逐渐增大 B逐渐减小C保持不变 D无法确定8一列简谐横波某时刻的波形如图4中实线所示，经过0.50s后的波形如图4中虚线所示。已知波的周期为T，而且0.25sTm时，甲图正确，当Mm时乙图正确二、本题共1小题，共18分。把答案填在题中的横线上或按要求画图。11（18分）（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中除了打点计时器、重锤、纸带以外，下面的测量仪器中，哪些是必须的？ （填写仪器前面的序号）A天平 B弹簧秤 C刻度尺 D秒表实验中测出的重锤的重力势能减小量EP与动能的增加量Ek相比，应该哪个稍大些？为什么？ （2）实验室有一块量程为500A，内电阻Rg约为200的电流表（也称微安表），需要准确测量它的内电阻，有人根据实验室现有的器材设计了如图7甲所示的实验电路。电路中部分器件的规格如下：未校准的电流表（也称毫安表）：（mA：量程1mA，内电阻约100）滑动变阻器：（R1：20，1A）电阻箱： （R2：999.9）S1AmAS212R3R1R2甲E乙S2S1图712直流电源：（E：电动势3V，内阻很小） 为了保证实验操作过程的安全（即不论滑动变阻器R1的滑动端如何调节，都不会烧坏电流表），定值电阻R3的阻值至少应为 。 将图7乙所示的实物图按图7甲所示的电路连接成实验电路。 简述测量的主要操作步骤，并说明测量的结果。三、本题包括5小题，共52分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题必须明确写出数值和单位。37v0图812（9分）如图8所示，一倾角=37的斜面固定在水平地面上，质量m=500g的木块以v0=1.52m/s的初速度从斜面底端开始沿斜面向上滑动。已知木块与斜面间的动摩擦因数=0.2，sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2。求（1） 木块沿斜面运动的最大位移的大小；（2） 木块沿斜面向上滑行到最高点所用的时间；（3） 木块从最高点返回的运动过程中，受到的合外力多大。 图9v0BA13（9分）如图9所示，金属块静止在光滑水平面上，一粒子弹以水平速度v0=300m/s从左边射向金属块，子弹撞到金属块后又以v=100m/s的速度反向弹回。已知金属块的质量M=2.0kg，子弹的质量m=20g。求：（1）金属块被子弹撞击后的速度大小；（2）子弹和金属块在相互作用的整个过程中，它们各自动量变化的大小和方向。并说明这二者的关系；（3）在子弹和金属块相互作用过程中，子弹损失的机械能、子弹和金属块组成的系统损失的机械能各是多少。图10ECBAO14（10分）如图10所示，BC是半径为R的1/4圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。今有一质量为m、带正电q的小滑块（体积很小可视为质点），从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求：（1）滑块通过B点时的速度大小；（2）滑块通过B点时对弧形轨道的压力；（2）水平轨道上A、B两点之间的距离。15（12分）如图11所示，质量M=3.0kg的平板小车静止在光滑水平面上，当t=0时，两个质量均为m=1.0kg的小物体A和B（均可视为质点），分别从左端和右端以水平速度v1=4.0m/s和v2=2.0m/s冲上小车，当它们在车上停止滑动时，A、B没有相碰。A、B与车面的动摩擦因数均为，g取10m/s2。ABv1v2C图11（1）求A、B在车上停止滑动时车的速度；（2）车的长度至少是多少；v /ms-1t/s1.02.03.04.00图12（3）在图12所给出的坐标系中画出0至4.0s内小车的速度时间图象。图13d（甲）AB（乙）u/V0U0-U0T/2Tt3T/216（12分）如图13（甲）所示，A、B是在真空中平行正对放置的金属板，在两板间加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场。A、B两极板间距离d=10cm。在A、B两极板上加如图13（乙）所示的交变电压，t=0时，A板电势比B板电势高，电势差U0=xxV。一个比荷q/m=1.0107C/kg的带负电的粒子在t=0时从B板附近由静止开始运动，不计粒子所受重力。（1）若要粒子撞击A板时具有最大速率，则两极板间所加交变电压的频率最大不能超过多少？（2）如果其它条件都保持不变，只是使交变电压的频率在上述最大频率的基础上再逐渐变大，定性画出粒子撞击A板时的速率v与频率f的关系图象。这个图象上将出现一系列的极值，求出所有这些极值点的坐标值。顺义区xx届高三尖子生综合素质展示物理试卷参考答案与评分标准一、本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。把你认为正确答案的标号填写在题后的括号内。1D 2B 3C 4A 5D 6B 7C 8A 9D 10B二、本题共1小题，共18分。把答案填在题中的横线上或按要求画图。11（18分）（1）C （3分） EP应大于Ek，这是因为在重物下落的过程中，总有摩擦力及空气阻力存在，机械能要有损耗。（3分）图答-1S2S112（2）380（4分）如图答-1所示（3分）a. 将S2向位置1闭合，调节R1的滑动端使微安表示数接近或等于500A，记下此时毫安表的示数I0。b. R1的滑动端的位置不变，将S2向位置2闭合，调节电阻箱R2的阻值，使毫安表的示数仍为I0。此时电阻箱的阻值R0就是微安表的内电阻的阻值，即Rg= R0。（5分）三、本题包括5小题，共52分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题必须明确写出数值和单位。fGN图答-212（9分）（1）木块受力示意图如图答-2。其中G为重力，N为支持力、f为摩擦力。G=mg， N=mgcos，f=N=mgcos。由牛顿第二定律，得木块的加速度（2分）N fG图答-3最大位移 （2分）（2）向上滑行所用时间 （2分）（3）返回过程中，木块受力分析示意如图答-3。木块受的合外力（3分）13（9分）（1）设金属块被子弹撞击后的速度大小为V，子弹、金属块相互作用的过程中，二者组成的系统动量守恒，即 （2分）解得 （1分）（2）设水平向右为正方向子弹的动量变化 ，方向水平向右（1分）金属块的动量变化 ，方向水平向左（1分）两物体动量的变化量大小相等、方向相反。（1分）（3）子弹损失的机械能 （1分）子弹和金属块组成的系统损失的机械能 （2分）14（10分）（1）小滑块从C到B的过程中，只有重力和电场力对它做功。设滑块通过B点时的速度为vB，根据动能定理有 mgR-qER=mvB2 （2分）解得：vB=（1分）（2）设滑块过弧形轨道B点时所受的支持力大小为N，根据牛顿第二定律有N-mg=mvB2/R （1分）解得 N=3mg-2qE（1分）根据牛顿第三定律可知，滑块对弧形轨道B点的压力大小N=3mg-2qE，方向竖直向下。（1分）（3）小滑块在水平轨道上运动时，所受摩擦力为f=mg（1分）小滑块从C经B到A的过程中，重力做正功，电场力和摩擦力做负功。设小滑块在水平轨道上运动的距离（即A、B两点间的距离）为L，则根据动能定理有：mgR-qE（R+L）-mg L=0 （2分）解得：L=（1分）15（12分）（1）设A、B在车上停止滑动时，车的速度为v，根据动量守恒定律有：（2分）解得 v = 0.40m/s（1分）方向水平向右。（1分）（2）设A、B在车上相对于车滑动的距离分别为l1和l2，由功能关系有： （2分）解得： l1+l2=4.8m，即车长至少为4.8m。（2分）（3）车的运动分以下三个阶段：第一阶段：A、B同时在车上滑行时，滑块对车的摩擦力均为mg，方向相反，车受力平衡而保持不动。当B的速度减为0时，此过程结束。设这段时间内滑块的加速度为a，根据牛顿第二定律有：，解得滑块的加速度 。滑块B在小车上相对滑行的时间为 1.0s。（1分）v /ms-1t/s1.02.03.04.00图答-40.20.4第二阶段：B停止运动后，A继续在车上滑行，设到t2时刻物体A与车有共同速度v，则 v=v1-at2，解得：t2=1.8s。（1分）第三阶段：t2之后，车以速度v做匀速直线运动。到t=4.0s为止，物体的速度时间图线如图答-4所示。（2分） 16（12分）（1）要使粒子以最大的速度打到A板上，则要求带电粒子在两板间的运动过程中始终处于加速状态（1分）v /vm图答-50f / fm1.000.580.452.21.711.42.02.70.382.5粒子在两板间运动的加速度a=（1分）设最小周期为Tmin，则有 d=a（1分）解得最大频率fmax=5105Hz（1分）即两极板间所加交变电压的频率最大不能超过5105Hz（1分）（2）如图答-5所示（3分）说明：图中曲线弧度不规范可不扣分，只要各极值点的坐标值正确即可给分若带电粒子经历周期的整数倍达到A板，则速度最小vmin=0，此时应有d=n2，解得（2分）若带电粒子经历半周期的奇数倍到达A板，则速度最大，此时应有d=（2n+1），解得即当时，速率为极大值，且有（2分）