甘肃省兰州市第五十五中学2020届高三上学期12月月考物理试题

甘肃省兰州市第五十五中学2020届高三上学期12月月考物理试题

‎2019-2020学年高三上学期12月月考 物理试题 一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。14—18题只有一项符合题目要求，19—21题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但选不全得2分，有选错的得0分）‎ ‎1.汽车匀速率地行驶在如图所示凹凸路面上，则在、、、四点中，最易爆胎和最易腾空而起的点是（        ）‎ A. D与C B. C与B C. B与A D. A与D ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】汽车在坡谷时：‎ 可得：‎ r越小，FN越大；而D点半径比B点小，则D点最容易爆胎.‎ 汽车在坡顶时：‎ 解得：‎ 半径越小，FN越小，越容易飞离地面，所以C点容易容易飞离地面.故选A。‎ ‎2.随着科学技术的发展，具有自主知识产权的汽车越来越多；现有两辆不同型号的电动车甲乙，在同一平直公路上，从同一地点，朝相同的方向做直线运动，它们的v-t 图像如图所示，则 A. 两车加速阶段的加速度大小之比为3:1‎ B. 乙车追上甲的时刻为15s末 C. 乙刚出发时，甲车在其前方‎25m处 D. 15s后两车间距开始逐渐增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 甲车加速阶段的加速度；乙车的加速度；则两车加速阶段的加速度大小之比为2:1，选项A错误；15s末两车速度相等，此时有图像可知，甲车的位移大于乙车，两车没相遇，选项B错误；乙刚出发时，甲车在其前方处，选项C正确；15s前甲车的速度大于乙车，两车距离逐渐变大；15s后乙车的速度超过甲车，两车间距逐渐减小，选项D错误；故选C.‎ 点睛：本题关键是根据速度时间图象得到两物体的运动规律，然后根据图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小分析处理．‎ ‎3.如图所示，完全相同的四个小球被轻绳或轻弹簧相连悬挂在天花板上，原来均静止。现剪断间的轻弹簧和上方的轻弹簧，重力加速度大小为，则剪断后瞬间与的加速度大小分别为（        ）‎ A. 0、g、g、0 B. 0、g、‎2g、‎0 ‎C. g、g、g、0 D. g、g、‎ ‎2g‎、0‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】开始AB处于静止，对整体分析可知：‎ 隔离B分析，弹簧的弹力 F弹=mg 剪断AB间轻弹簧，弹簧的弹力立即变为零，在该瞬间细绳对A的拉力会突变为mg，则A的加速度为0；B失去了弹簧的弹力，合力为mg向下，故其加速度为g，方向向下。‎ 开始CD处于静止，对整体分析可知弹簧对C的弹力为：‎ 隔离D分析，弹簧的弹力 剪断C上方的轻弹簧，弹簧的弹力立即变为零，在该瞬间下方的弹簧对C的弹力不变，则C的合力大小为，方向向下，则其加速度为‎2g，方向竖直向下；D的受力不变，则合力为零，故其加速度为0.‎ 综上可知选B。‎ ‎4.‎2018年12月27日，北斗三号基本系统已完成建设，开始提供全球服务。其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示：a为低轨道极地卫星；b为地球同步卫星；c为倾斜轨道卫星，其轨道平面与赤道平面有一定的夹角，周期与地球自转周期相同。下列说法正确的是 A. 卫星a的线速度比卫星c的线速度小 B. 卫星b和卫星c的线速度大小相等 C. 卫星b向心加速度比卫星c的向心加速度大 D. 卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.人造卫星在围绕地球做匀速圆周运动的过程中由万有引力提供向心力，根据万有引力定律和匀速圆周运动知识得 ‎，‎ 解得：， ，‎ 由题意可知，卫星a的轨道半径小于卫星c(b)的轨道半径，故卫星a的线速度大于卫星c的线速度；卫星b和卫星c的周期相同，由 可知轨道半径相同，故卫星b的线速度等于卫星c的线速度，卫星b的向心加速度等于卫星c的向心加速度，故A、C项与题意不相符，B项与题意相符；‎ D.由于不知道卫星的质量关系，故无法判断卫星a的机械能与卫星b的机械能关系，故D项与题意不相符。‎ ‎5.质量为m的某新型电动汽车在阻力恒为f的水平路面上进行性能测试，测试时的v-t图象如图所示，Oa为过原点的倾斜线段，bc与ab相切于b点，ab段汽车以额定功率P行驶，下列说法不正确的是 ‎ ‎ A. 0～t1，时间内汽车发动机的功率随时间均匀增加 B. t1～t2时间内汽车发动机的功率为 C. t2～t3时间内汽车受到的合外力做正功 D. t1～t3时间内汽车发动机做功为P(t3-t1)‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎0～t1时间内，电动汽车做匀加速直线运动，t2～t3时间内，电动汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，牵引力做功不为零.‎ ‎【详解】A、0～t1时间内，电动汽车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律和瞬时功率，，可得，可知功率随时间均匀增大；故A正确.‎ B、t1～t2时间内汽车保持额定功率不变而做变加速直线运动，则发动机的功率为；故B正确.‎ C、t2～t3时间内，电动汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，则合外力为零，即合外力做功为零；故C错误.‎ D、从t1时刻开始，发动机保持额定功率不变，而牵引力是变力，故牵引力功为；故D正确.‎ 本题选不正确的故选C.‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道汽车在匀加速运动阶段，牵引力不变，达到额定功率后，功率不变，结合P=Fv进行分析求解．‎ ‎6.如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则(　　)‎ A. 两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等 B. 两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大 C. 两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大 D. 两球到达各自悬点的正下方时，A球受到向上的拉力较大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 两个球都是从同一个水平面下降的，到达最低点时还在同一个水平面上，根据重力做功的特点可知在整个过程中，A.B两球重力做的功相同，但是，A球下摆过程中，只有重力做功，B球在下落的过程中弹簧要对球做负功，根据动能定理得，A球到达最低点时动能要比B球的动能大，故AC错误，B正确；由，可知A球受到的拉力比B球大。故D正确 ‎7.如图甲所示，若有人在某星球上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速度大小为，绳对小球的拉力为，其图象如图乙所示，则下列选项正确的是（ ）‎ 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】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．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：‎ 解得：‎ 由图象知，T=0时，v2=b．图象的斜率 即：‎ 解得绳长 v2=0时，T=-a，得：‎ ‎-a=-mg 得 故A错误，B正确。‎ C．当v2=c时，有：‎ 故C错误。‎ D．只要v2≥b，绳子的拉力大于0，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：‎ T2-T1=6mg 即小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为‎6a，故D正确。‎ ‎8.如图所示，质量的木块放在光滑的水平面上，质量为的子弹以速度沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为，子弹进入木块的深度为，若木块对子弹的阻力恒定，则下列关系式中正确的是（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．以系统为研究对象，根据能量守恒定律知系统的一对滑动摩擦力做负功会生热，有：‎ 故A正确，D错误。‎ B．以子弹为研究对象，根据动能定理得：‎ 即：‎ 故B错误。‎ C．以木块为研究对象，根据动能定理得：‎ 故C正确。‎ 二、非选择题（第22—32题为必考题。第33—35题为选考题）‎ ‎9.某学习小组用如图所示的装置测量物块的加速度．一端带有轻滑轮的长木板固定在水平桌面上(滑轮摩擦可以忽略)．用天平测出物块和遮光片的总质量M、重物的质量m，用游标卡尺测出遮光片的宽度d，用米尺测出两光电门之间的距离L，用光电计时器测出遮光片依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2. ‎ ‎(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v1＝________，v2＝________.在计算瞬时速度时应用的物理方法是____________．(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”)．‎ ‎(2)物块的加速度a＝________(用题中所给物理量表示)．‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 极限法 (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2]根据极短时间内的平均速度越等于瞬时速度知：‎ ‎[3]在计算瞬时速度时应用的物理方法是极限法．‎ ‎(2)[4]根据匀变速直线运动的速度位移公式得：‎ ‎10.在“验证机械能守恒定律”的实验中（实验装置如图所示）：‎ ‎ ‎ ‎(1)关于本实验的误差，说法正确的是________。‎ A．选择质量较小的重物，有利于减小误差 B．选择点迹清晰且第1、2两点间距约为‎2mm的纸带，有利于减小误差 C．理顺纸带，穿过限位孔并竖直释放纸带有利于减小实验误差 D．使用电火花打点计时器比使用电磁打点计时器的误差小 ‎(2)在实验中，使质量m=‎0.2kg的重锤自由下落，得到如图所示的纸带，相邻两点间的时间间隔为0. 02s。其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离（单位：cm）。（取g=‎9.80m/s2，计算结果均保留3位有效数字）‎ 这五个数据中不符合有效数字读数要求的是从O点至 ______（填“A”“B”“C”“D”或“E”）点的读数。由图中给出的数据，可得出从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为________J，而动能的增加量为___________J，实验中重力势能的减少量与动能增加量不等的原因是 ____________ .‎ ‎【答案】 (1). BCD (2). B (3). 0.380 (4). 0.376 (5). 纸带与打点计时器间有摩擦阻力，存在空气阻力，机械能损失 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) A、为了减小测量的误差，重锤需选择质量大一些，体积小一些的．故A错误；‎ B、选择点迹清晰且第1、2两点间距约为‎2mm的纸带，有利于减小误差，故B正确；‎ C、理顺纸带和穿过限位孔并竖直都能有效的减小摩擦阻力；故C正确.‎ D、电火花打点计时器工作时是火花放电纸带不用接触，电磁打点计时器纸带和振针接触，摩擦较大；故D正确.‎ 故选BCD．‎ ‎(2)从各组数据可知，刻度尺精确度为‎0.1cm，应估读到小数点后两位，可知B读数不符合要求．从打O点到打D点过程中，重物的重力势能减少量△Ep=mgh=0.2×9.8×0.1941J≈0.380J，D点的瞬时速度，；‎ ‎(3)实验中发现动能的增加量小于重力势能的减少量，其原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，存在空气阻力，机械能损失．‎ ‎【点睛】纸带问题的处理时力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，这是纸带法实验中考查的重点．‎ ‎11.如图所示，同一水平面上静止放置A、B、C三个物块（均视为质点），曰左侧水平面粗糙，A物体与水平面间的动摩擦因数为μ，B右侧的水平面是光滑的，A、B两物体之间的距离为l.B物块的右端装有一轻弹簧，现让A物块以水平速度v0向右运动，与B碰后粘在一起，再向右运动推动C（弹簧与C不粘连），弹簧始终没有超过弹性限度，A物块质量为m，B、C两物块质量均为‎2m，重力加速度为g.求：‎ ‎(1)A与B碰撞过程中系统损失的机械能； ‎ ‎(2)整个运动过程中，弹簧的最大掸性势能.‎ ‎【答案】（1）（2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A物体在粗糙面上匀减速的过程，设与B碰前的瞬时速度为，‎ 由动能定理有：‎ A与B碰撞的过程，内力远大于摩擦力，动量近似守恒：‎ 故碰撞过程损失机械能为 联立解得：‎ ‎(2)当AB一起相对靠近C而压缩弹簧的过程，三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大 系统在光滑面上滑行外力之和为零，动量守恒 系统的机械能守恒，有 联立解得：‎ ‎【点睛】本题考查了求弹簧的最大弹性势能，分析清楚物体运动过程是正确解题的关键，应用动量守恒定律与能量守恒定律即可解题，注意运用动量守恒定律解题时要规定正方向。‎ ‎12.如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，轨道半径为R，小球在轨道的最高点对轨道的压力大小恰等于小球的重力，问：‎ ‎ ‎ ‎(1)小球落地时速度为多大？‎ ‎(2)小球落地时水平方向的位移？‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设小球在最高点的速度为v1，小球落地时的速度是v2，在最高点 则在最高点由“小球到达最高点时对轨道的压力大小恰等于小球的重力”，得 FN=mg 小球在最高点的速度 从最高点到落地，根据机械能守恒 mg2R=mv22-mv12‎ 小球落地时速度 v2=‎ ‎(2)小球离开最高点后是做平抛运动，在空中平抛的时间设为t，则 所以小球落地时水平方向的位移 解得：‎ ‎13.下列说法正确的是________．(填正确答案标号）‎ A. 知道某种气体的摩尔质量和一个气体分子的质量，就可以求出阿伏加德罗常数 B. 用油膜法估测油酸分子直径时，撒痱子粉应薄而均匀 C. 打气费劲说明气体分子间存在相互作用的排斥力 D. 布朗运动反映了液体分子的运动是永不停息的不规则运动 E. 在大于的前提下，分子间距离增大，分子力做正功 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．摩尔质量等于分子质量与阿伏伽德罗常数的乘积，所以已知一个气体分子的质量和一摩尔气体分子的质量M可计算出NA；故A项正确。‎ B．用油膜法估测油酸分子直径时，把浅盘水平放置，在浅盘里倒入适量的水，轻轻撒入痱子粉，确保水面上痱子粉薄而均匀，能使油酸分子形成单分子油膜均匀排列；故B项正确。‎ C．给篮球打气时会越来越费劲说明气体压强增大，不是分子斥力的作用；故C项错误。‎ D．布朗运动是花粉颗粒的无规则运动，间接反映了液体分子在做永不停息的无规则热运动；故D项正确。‎ E．在分子间距大于时，分子间表现为引力，随着距离增大，分子力应做负功；故E项错误。‎ ‎14.如图所示，导热良好的柱形气缸内用活塞封闭有理想气体，当气缸放置于水平地面上且稳定时，活塞处于气缸的一半高度处．当把气缸倒置悬挂且稳定时，活塞恰好处于气缸口处．已知活塞面积为，大气压为．活塞与气缸壁无摩擦，环境温度保持不变．不计活塞和气缸壁的厚度，重力加速度为，求活塞的质量．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设活塞的质量为m，初态封闭气体的压强p1，体积为 对活塞受力分析可得：‎ 气缸倒立后，设气体的压强为p2，体积为，对活塞分析有：‎ 封闭气体的温度不变，有：‎ 联立各式解得活塞的质量：‎ ‎ ‎