2020届高三物理上学期期中试题(含解析) (I).doc

2020届高三物理上学期期中试题(含解析) (I)一、单项选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1（4分）学习物理不仅要掌握物理知识，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法在如图所示的几个实验中，研究物理问题的思想方法相同的是（ ）A甲、乙B乙、丙C甲、丙D丙、丁【答案】B【解析】解：比较平抛运动与自由落体运动，来研究平抛运动在竖直方向上运动的规律，用到了比较法，观察桌面的微小形变和测定万有引力常量的实验中，通过平面镜的反射，反射光线发生较大的角度变化，从而扩大了形变，该方法称为物理变量放大法；研究加速度与质量、力的关系中，用到了控制变量法所以，乙和丙具有相同的研究物理问题的思想方法故B正确故选：B2（4分）用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用，三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中，两束光照射时对应的遏止电压相同，均为，根据你所学的相关理论，下列论述不正确的是（ ）A，两束光的光强相同B，两束光的频率相同C光束的光的波长最短D光束光子的动量最大【答案】A【解析】解：A由图可知，的饱和电流最大，因此光束照射时单位时间内产生的光电子数量最多，故A错误；BC光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知，根据，入射光的频率越高，对应的截止电压越大光、光的截止电压相等，所以光、光的频率相等，则它们的最大初动能也相等，而光的频率最大，能量大，则最大初动能也大，且对应的波长最小，故BC正确；D由于光的频率最大，根据，则光动量最大，故D正确本题选择错误的，故选：A3（4分）年月“嫦娥三号”在月球表面上的软着陆为我们的月球旅行开辟了新航道假设未来的某天，宇航员在月球上做自由落体运动实验：让一个质量为的小球从离开月球表面一定的高度由静止开始自由下落，测得小球在第内的位移是，此时小球还未落到月球表面则以下判断正确的是（ ）A小球在末的速度大小为B月球表面的重力加速度大小为C小球在第内的位移大小为D小球在前内的平均速度大小为【答案】B【解析】解：A第内的位移为，根据得：，则末的速度为：，故A错误，B正确；C小球在第内的位移为：，故C错误；D小球在前内的平均速度为：，故D错误故选：B4（4分）如图所示，直线和曲线分别是在平直公路上行驶的汽车和的位移一时间图象由图不可确定的是（ ）A在时刻，车追上车B在时刻，车的加速度小于车的加速度C在到这段时间内，和两车的路程相等D在到这段时间内，车的速率先减少后增加【答案】C【解析】解：A由图知在时刻，、两车的位置坐标相同，到达同一位置，而开始时的位移大于的位移，所以可以确定：时刻，追上故A正确；B图线的斜率不变，说明其速度不变，做匀速运动，加速度为零，做变速运动，加速度不为零，所以可以确定：在时刻，车的加速度小于车的加速度，故B正确；C在到这段时间内，和两车初末位置相同，位移相同，但运动轨迹不同，路程不等故C错误；D速度图线切线的斜率表示速度，在到这段时间内，车图线斜率先减小后增大，则车的速率先减小后增加故D正确本题选不可确定的，故选：C5（4分）起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图象如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是（ ）ABCDABCD【答案】A【解析】解：在时间内：重物向上做匀加速直线运动，设加速度大小为，根据牛顿第二定律得：，解得：，拉力的功率：，、均一定，则，在时间内：重物向上做匀速直线运动，拉力，则拉力的功率，不变，根据拉力的大小得到，小于时刻拉力的功率，在时间内：重物向上做匀减速直线运动，设加速度大小为，根据牛顿第二定律得：，拉力的功率，、均一定，与是线性关系，随着延长，减小时刻拉力突然减小，功率突然减小故选：A6（4分）如图所示，水平路面上有一辆质量为的汽车，车厢中有一个质量为的人正用恒力向前推车厢，在车以加速度向前加速行驶距离的过程中，下列说法正确的是（ ）A人对车的推力做的功为B人对车做的功为C车对人的作用力大小为D车对人的摩擦力做的功为【答案】A【解析】解：A人对车做功为，故A正确；B在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的作用力为，人对车的作用力为，故做功为，同时车对人还有支持力，故车对人的作用力为，故BC错误；D对人由牛顿第二定律可以，车对人的摩擦力做功为，故D错误故选：A7（4分）如图，滑块置于水平地面上，滑块在一水平力作用下紧靠滑块（、接触面竖直），此时恰好不滑动，刚好不下滑已知与间的动摩擦因数为，与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力与的质量之比为（ ）ABCD【答案】B【解析】解：对、整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有： 再对物体分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件，有：水平方向： 竖直方向：其中：联立有： 联立解得：故选：B8（4分）如图所示，上表面水平的圆盘固定在水平地面上，一小物块从圆盘边缘上的点，以大小相同的初速度在圆盘上沿与直径成不同夹角开始滑动，小物块运动到圆盘另一边缘时的速度大小为，则图象应为（ ）ABCD【答案】A【解析】解：小球在圆盘上做匀减速直线运动，设初速度为，加速度为，由得：，为负值，与成一次函数关系，故A正确，BCD错误故选：A9（4分）如图所示为某汽车在平直公路上启动时发动机功率随时间变化的图象为发动机的额定功率已知在时刻汽车的速度已经达到最大汽车受到的空气阻力与地面摩擦力之和随速度增大而增大由此可得（ ）A在时间内，汽车一定做匀加速运动B在时间内，汽车一定做匀速运动C在时间内，汽车一定做匀速运动D在时刻，汽车速度一定等于【答案】D【解析】解：A时间内汽车的功率均匀增加，由于阻力随着速度的增大而增大，故汽车在这一过程受到的合力不可能为恒力；故不可能做匀加速直线运动，故A错误；B汽车时刻达到额定功率，根据，速度继续增大，牵引力减小，则加速度减小，时间内汽车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即牵引力等于阻力，汽车速度达到最大；而汽车在时刻已达到最大速度，故B错误；CD时间内汽车做加速度减小的加速运动，在时间内，汽车已达到最大速度，且功率保持不变，故汽车一定做匀速运动，时刻，汽车速度一定等于，故C错误，D正确故选：D10（4分）如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为，小球在最高点的速度大小为，其图象如图乙所示，则（ ）A轻质绳长为B当地的重力加速度为C当时，轻质绳的拉力大小为D只要，小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为【答案】【解析】解：A在最高点时，绳对小球的拉力和重力的合力提供向心力，则得：得： 由图象知，时，图象的斜率，则得：，得绳长为：，故A错误；B当时，由得：，得：，故B正确；C当时，代入得：，故C错误；D只要，绳子的拉力大于，根据牛顿第二定律得：最高点：最低点：从最高点到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得：，联立解得：，即小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为，故D正确故选：BD二、多项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的4个选项中有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）11（4分）专家称嫦娥四号探月卫星为“四号星”，计划在年发射升空，它的主要任务是更深层次、更全面地科学探测月球地貌等方面的信息，完善月球档案资料已知月球的半径为，月球表面的重力加速度为，月球的平均密度为，嫦娥四号开始探测时与月球中心的距离为，根据以上信息可求得（ ）A引力常量B引力常量C嫦娥四号的运行速度D嫦娥四号的运行速度【答案】BD【解析】解：A设月球的半径为，由重力等于万有引力，有：，其中月球质量：，联立解得：，可解得万有引力常量，故A错误，B正确；C由万有引力提供向心力，得，联立可得：，故C错误，D正确故选：BD12（4分）如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑，小球被轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢移动一小段距离，斜面体始终静止则在移动过程中（ ）A细线对小球的拉力变大B斜面对小球的支持力变小C斜面对地面的压力变大D地面对斜面的摩擦力变小【答案】ABD【解析】解：A设物体和斜面的质量分别为和，绳子与斜面的夹角为，取球研究：小球受到重力、斜面的支持力和绳子的拉力，则由平衡条件得：斜面方向： 垂直斜面方向： 使小球沿斜面缓慢移动时，增大，其他量不变，由式知，T增大，由知，变小，故AB正确；C对斜面和小球整体分析受力：重力、地面的支持力和摩擦力、绳子拉力，由平衡条件得，变小，则变小，变小，则变小，由牛顿第三定律得知，斜面对地面的压力也变小，故C错误，D正确故选：ABD13（4分）如图所示，在动摩擦因数的水平面上，质量的物块与水平轻弹簧相连，物块在与水平方向成角的拉力作用下处于静止状态，此时水平面对物块的弹力恰好为零取，以下说法正确的是（ ）A此时轻弹簧的弹力大小为B当撤去拉力的瞬间，物块的加速度大小为，方向向左C若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度大小为，方向向右D若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度为【答案】AB【解析】解：物块在与水平方向成角的拉力作用下处于静止状态，此时水平面对物块的弹力恰好为零，则：A物体受重力、拉力以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点力平衡得，弹簧的弹力：，故A正确；B撤去力的瞬间，弹簧的弹力仍然为，小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用，物体所受的最大静摩擦力为：，根据牛顿第二定律得小球的加速度为：，合力方向向左，所以向左加速故B正确；C、D剪断弹簧的瞬间，弹簧对物体的拉力瞬间为零，此时水平面对物块的弹力仍然为零，物体水平方向所受的合力为：，则物体的加速度为：，故C错误，D错误故选：AB14（4分）如图，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率匀速向右运动一质量为的滑块从传送带右端以水平向左的速率滑上传送带，最终滑块又返回至传送带的右端就上述过程，下列判断正确的有（ ）A滑块返回传送带右端的速率为B此过程中传送带对滑块做功为C此过程中电动机对传送带做功为D此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为【答案】AD【解析】解：A由于传送带足够长，滑块受向右的摩擦力，减速向左滑行，至速度为，之后，再加速向右滑行，由于，物体会先在滑动摩擦力的作用下加速，当速度增大到等于传送带速度时，物体还在传送带上，之后不受摩擦力，故物体与传送带一起向右匀速运动，有，故A正确；B此过程中只有传送带对滑块做功根据动能定理得：，故B错误；D设滑块向左运动的时间，位移为，则：，摩擦力对滑块做功：又摩擦力做功等于滑块动能的减小，即：该过程中传送带的位移：，摩擦力对传送带做功：将代入得：，设滑块向右匀加速运动的时间，位移为，则：， 摩擦力对滑块做功：，该过程中传送带的位移：，滑块相对传送带的总位移：，【注意有文字】滑动摩擦力对系统做功：，【注意有文字】滑块与传送带间摩擦产生的热量大小等于通过滑动摩擦力对系统做功，故D正确；【注意有文字】C全过程中，电动机对皮带做的功与滑块动能的减小量之和等于滑块与传送带间摩擦产生的热量，即，整理得：，故C错误故选：AD三、实验填空题（每空2分，共16分）15（6分）某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中、两位置分别固定了两个光电门传感器实验时测得小物体上宽度为的挡光片通过的挡光时间为，通过的挡光时间为为了证明小物体通过、时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明（1）（单选）选出下列必要的实验测量步骤：_A用天平测出运动小物体的质量B测出、两传感器之间的竖直距离C测出小物体释放时离桌面的高度D用秒表测出运动小物体通过、两传感器的时间（2）若该同学用和的比值来反映小物体经过、光电门时的速度，并设想如果能满足_关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的（3）该同学的实验设计可能会引起明显误差的地方是（请写出一种）：_【答案】【解析】解：（1）A根据机械能守恒的表达式，可知不需要测量质量，A错误；B实验中需要测量从到过程中重力势能的减小量，因此需要测量之间的距离，故B正确；C测出之间的距离，不需要测量小物体释放时离桌面的高度，故C错误；D根据机械能守恒定律的表达式，可知不需要测量小物体通过、两传感器的时间，故D错误故选B（1）本实验中利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故有：，根据机械能守恒有：，即故答案为：（3）本实验的误差有数据测量导致的，还有就是在该实验中用平均速度代替瞬时速度，因此若物体挡光的宽度太大，将导致瞬时速度的测量不准确，当然还有其他因素导致的误差等故答案为：物体挡光的宽度不能太大或的测量不准（其它说法正确也可）16（10分）某同学验证动能定理的实验装置如图甲所示水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上点处有一带遮光片的长方形滑块，其总质量为，实验步骤如下：用游标卡尺测出遮光片的宽度；安装好实验器材，给气垫导轨接上电源，然后读出拉力传感器的示数，记为，同时从气垫导轨刻度尺上读出滑块与光电门之间的距离；剪断细绳，让滑块滑向光电门，并记录滑块通过光电门的时间；多次改变滑块与光电门之间的距离，记录相应的与的值，结果如表所示：试分析下列问题：（1）用游标卡尺测量遮光片宽度的测量结果如图乙所示，则_（2）剪断细绳后，滑块开始加速下滑，则其受到的合外力为_（3）剪断细绳后，在滑块从运动至的过程中，合外力对滑块、遮光片组成的系统做的功可表示为_，动能的增加量可表示为_；若动能定理成立，则在本实验中与的关系式为_【解析】解：（1）宽度的读数为：（2）绳子剪断前，绳子的拉力为，剪断后，则滑块受到的合外力为：【注意有文字】（3）滑块从处到达处时，滑块、遮光片组成的系统，合外力做的功为：，动能增加量为：，根据动能定理，则有：，得：故答案为：（1）；（2）；（3），四、计算题（共3小题，28分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）17（9分）如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为，轻绳水平且端与站在水平面上的质量为的人相连，轻绳与竖直方向的夹角物体甲及人均处于静止状态（已知，取设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：（1）轻绳、受到的拉力分别是多大？（2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？（3）若人的质量，人与水平面之间的动摩擦因数为，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量最大不能超过多少？【解析】解：（1）以结点为研究对象，如图，由平衡条件有：，联立得：，故轻绳、受到的拉力分别为、（2）人水平方向受到绳的拉力和水平面的静摩擦力，受力如图所示，由平衡条件得：，方向水平向左 （3）当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值，当人刚要滑动时，静摩擦力达到最大值，由平衡条件得：又，联立得：，即物体甲的质量最大不能超过 答：（1）轻绳、受到的拉力分别为、（2）人受到的摩擦力大小为是，方向水平向左；（3）物体甲的质量最大不能超过18（8分）如图所示，两个木块的质量分别为、，中间用轻弹簧相连接，放在光滑的水平面上，且左侧靠一固定竖直挡板，弹簧处于自然伸长状态某一瞬间敲击木块使其获得的水平向左速度，木块向左压缩弹簧然后被弹簧弹回，弹回时带动木块运动求：（1）当弹簧拉伸到最长时，弹簧的最大弹性势能是多少？（2）在以后的运动过程中，木块速度的最大值为多少？【解析】解：木块弹回后，在弹簧第一次恢复原长时带动运动，设此时木块的速度为，由机械能守恒定律可知：，当弹簧拉伸最长时，木块、速度相同，设为，规定向左为正方向，由动量守恒定律得：，解得：， 由能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能，当弹簧再次恢复到原长时，获得最大速度为，此时的速度为，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：，由机械能守恒定律得：，解得：答：当弹簧拉伸到最长时，弹簧的弹性势能为在以后的运动过程中，木块速度的最大值为19（11分）如图所示，在水平轨道右侧安放半径为的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的段铺设特殊材料，调节其初始长度为水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态小物块（可视为质点）从轨道右侧以初速度冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道已知，物块质量为，与段间的动摩擦因数为，轨道其他部分摩擦不计，取求：（1）物块与弹簧刚接触时的速度大小（2）物块被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度（3）调节段的长度，仍以从轨道右侧冲上轨道，当满足什么条件时，物块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道【解析】解：（1）物块冲上圆形轨道后回到最低点速度为，与弹簧接触瞬间，可得，物块与弹簧刚接触时的速度大小（2）被弹簧以原速率弹回，向右经过段，有，解得速度，滑上圆形轨道，有，（也可以应用）可得，返回到右边轨道的高度为，符合实际（3）物块以冲上轨道直到回到段右侧，有，可得，回到右侧速度：，要使能返回右侧轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道，则有：若沿轨道上滑至最大高度时，速度减为，则满足：，根据机械能守恒：联立可得，若能沿轨道上滑至最高点，则满足：且，联立得，综上所述，要使物块能第一次返回圆形轨道并沿轨道运动而不脱离轨道，满足的条件是或答：（1）物块与弹簧刚接触时的速度大小为（2）物块被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度（3）物块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道的条件是：或