重庆市巴蜀中学2020届高三上学期适应性月考物理试题（三）
重庆市巴蜀中学高2020届（三上）适应性月考——（三）2019.11
一、选择题
1.汽车在过凹凸路面时，都会做减速操作，如图，A、B分别是一段凹凸路面的最高点和最低点，若把汽车视作质点，则下列说法正确的是
A. 汽车行驶到B点时，处于失重状态，如果采取减速操作会增加车胎与路面间的弹力，使得行驶更加稳定安全
B. 汽车行驶到A点时，处于失重状态，如果采取减速操作会增加车胎与路面间的弹力，使得行驶更加稳定安全
C. 汽车行驶到B点时，处于超重状态，如果采取加速操作会使汽车飞离路面
D. 汽车行驶到A点时，处于超重状态，如果采取加速操作会使车胎受到更大的压力
【答案】B
【解析】
【详解】AC．汽车在B点时具有向上的加速度，根据牛顿运动定律得知汽车对路面的压力大于汽车的重力，汽车处于超重状态，如果采取加速操作会使车胎受到更大的压力；如果采取减速操作会减小车胎与路面间的弹力；故A错误，C错误.
BD．汽车在A点时具有向下的加速度，根据牛顿运动定律得知汽车对路面的压力小于汽车的重力，汽车处于失重状态，如果采取加速操作会使汽车飞离路面；如果采取减速操作会增加车胎与路面间的弹力，使得行驶更加稳定安全；故B正确，D错误
2.已知某星球的近地卫星和同步卫星的周期分别为T和8T，星球半径为R，引力常量为G，星球赤道上有一静止的质量为m的物体，若把星球视作一个质量均匀的球体，则下列说法不正确的是
A. 星球的质量为 B. 星球的密度为
C. 同步卫星的轨道半径为4R D. 赤道对物体的支持力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题意知分析近地卫星，根据万有引力提供向心力有：
得星球质量为：
故A正确，不符合题意；
B．由题意可知星球体积：
所以星球密度为：
故B正确，不符合题意；
C．设同步卫星轨道半径为r，则有：
解得：
故C正确，不符合题意；
D．设赤道对物体的支持力大小为F，则有：
解得：
故D错误，符合题意。
3.如图，小朋友在玩一种运动中投掷的游戏，目的是在运动中将手中的球投进离地面高3m的吊环，他在车上和车一起以2m/s的速度向吊环运动，小朋友抛球时手离地面1.2m，当他在离吊环的水平距离为2m时将球相对于自己竖直上抛，若球刚好进入吊环，则球相对于地的轨迹是（g取10m/s2）
A. 轨迹① B. 轨迹② C. 轨迹③ D. 不能确定
【答案】C
【解析】
【详解】小球被抛出后做斜上抛运动，水平方向做匀速直线运动，水平位移，竖直方向以初速度做竖直上抛运动，上升的高度：
小球恰好进入吊环。由：
联立解得，.
当小球上升到最高点时需要的时间为：
因为t1
m2。
（1）为了验证动量守恒，下列关系式成立的是________（填序号）。
A．m1·OP＝m1·ON＋m2·OM B．m1·OM＝m1·OP＋m2·ON
C．m1·ON＝m1·OM＋m2·OP D．m1·OP＝m1·OM＋m2·ON
（2）若某次实验中测得m1＝0.2kg、m2＝0.1kg、OP＝30.00cm、OM＝10.00cm、ON＝40.00cm，请分析该次碰撞是____________（填“弹性”或“非弹性”）碰撞。
【答案】 (1). D (2). 弹性
【解析】
【详解】(1)[1]如果碰撞过程动量守恒，则：
两边同时乘以t得：
即m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，故D正确.
(2)[2]要验证是否为弹性碰撞需要验证：
m1·OP2＝m1·OM 2＋m2·ON 2
否成立；带入题目所给数据可知等式成立，故该次碰撞为弹性碰撞.
10.某同学验证动能定理的实验装置如图，水平桌面上固定一气垫导轨，在气垫导轨上的A、B处固定两个光电门，一质量为M的滑块通过细绳跨过光滑的定滑轮与一个小桶相连，桶中装有细沙，桶和里面细沙的总质量为m，用d表示遮光条的宽度，通过光电计时器可以测量出遮光条通过A、B两个光电门的时间分别为tA、tB，A、B两个光电门的距离为x。忽略导轨与滑块之间的摩擦力，用g表示重力加速度。
（1）滑块从A运动到B的过程中，动能的增量为____________（用题干中的字母表示），在m与M满足____________的条件下，可以近似认为细绳对滑块做的总功为mgx。只需验证总功与动能的增量是否相等即可。
（2）关于此实验，下列说法正确的是____________（填序号）。
A．适当增大两光电门之间的距离会增大实验误差
B．适当增大两光电门之间的距离可以减小实验误差
C．此装置也可以拿来验证系统机械能守恒
D．遮光条的宽度大一些有利于减小实验误差
（3）实验过程中，无论怎样改变参数，经过测量和计算后发现，由于细绳对滑块的拉力实际上并不等于mg，所以总功mgx始终要____________（填“略大于”“略小于”或“等于”）动能的增加量，这种误差属于____________（填“系统误差”或“偶然误差”）。
（4）鉴于以上第（3）问中的误差对本实验的影响，有同学提出了另外的建议，将实验装置改成如图所示，首先调整气垫导轨的倾角，往小桶中加入适量的细沙，让滑块恰好能够静止在导轨上，然后剪断细绳，滑块开始加速下滑。该同学提出的这种操作方式合理吗？____________（填“合理”或“不合理”）为什么？____________。
【答案】 (1). (2). M远大于m (3). BC (4). 略大于 (5). 系统误差 (6). 合理 (7). 因为物块下降过程中受到的合力即是静止时细绳的拉力，绳中的拉力等于桶和桶中细沙的重力mg
【解析】
【详解】(1)[1]滑块通过A、B两个遮光条的速度分别为：
所以滑块从A运动到B的过程中，动能的增量为:
[2]当满足M远大于m时，可近似认为细绳的拉力等于mg，即细绳对滑块做的总功为mgx.
(2)[3]适当增加两光电门的距离，可以稍增加滑块运动的时间，使测量数据误差减小；此装置在满足M远大于m时，也可用来验证系统机械能守恒；遮光片宽度越大，则算出的速度误差也就越大，故BC.
(3)[4][5]因为细绳的拉力始终小于mg，故mgx始终要略大于动能的变化量；根据系统误差和偶然误差的概念可知属于系统误差.
(4)[6][7]因为物块下降过程中受到的合力即是静止时细绳的拉力，绳中的拉力等于桶和桶中细沙的重力mg，故这种操作是合理的.
11.动能定理和动量定理是解决力学问题中常用的两个重要途径，教材在推导这两个定理时利用的是质点在恒力作用下的运动情景，针对质点在变力作用下的运动，这两个定理也是适用的，只是定理中的力指的是平均力，两个定理中的平均力的意义不同，动能定理中的平均力F1指的是合力对位移的平均值，动量定理中的平均力F2指的是合力对时间的平均值。
（1）若一个质量为2kg的物体，受到变力的作用由静止开始沿直线运动，在2s的时间内运动了5m，速度达到4m/s。请分别求出在此过程中的平均力F1和F2的值；
（2）若质量为m的物体在变力作用下沿直线运动，经历时间t，速度由v0变成vt，位移为x。请分析说明：物体的平均速度和v0、vt满足什么条件时，F1和F2是相等的。
【答案】（1）3.2N；4N（2）
【解析】
【详解】(1)有动能定理得：
代入数据解得：
由动量定理得：
代入数据解得.
(2)由动能定理可得：
由动量定理可得：
若要使F1=F2，则联立以上各式可得：
答：（1）此过程中的平均力和；
（2）物体的平均速度和v0、vt满足时，F1和F2是相等的。
12.如图BC是位于竖直平面内的一段光滑的圆弧轨道，圆弧轨道的半径为r＝3m，圆心角θ＝53°，圆心O的正下方C与光滑的水平面相连接，圆弧轨道的末端C处安装了一个压力传感器。水平面上静止放置一个质量M＝1kg的木板，木板的长度l＝2m，木板的上表面的最右端放置一个静止的小滑块P1，小滑块P1的质量m1未知，小滑块P1与木板之间的动摩擦因数μ＝0.2。另有一个质量m2＝1kg的小滑块P2，从圆弧轨道左上方的某个位置A处以某一水平的初速度抛出，恰好能够沿切线无碰撞地从B点进入圆弧轨道，滑到C处时压力传感器的示数为N，之后滑到水平面上并与木板发生弹性碰撞且碰撞时间极短。（不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，cos53°＝0.6）。求：
（1）求小滑块P2经过C处时的速度大小；
（2）求位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是多少？
（3）假设小滑块P1与木板间摩擦产生的热量为Q，请定量地讨论热量Q与小滑块P1的质量m1之间的关系。
【答案】（1）7m/s（2）3.6m，2m（3）Q= 或 Q=4m1
【解析】
【详解】(1)根据牛顿第三定律可知小块P2滑到C处受到的支持力F=N，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
(2)设P2在B处的速度为vB，从B到C的过程中，由动能定理得：
其中：
代入数据解得：
因为小滑块恰好能够沿切线无碰撞的从B点进入圆弧轨道，可知平抛的初速度为：
在B点时竖直方向的速度为：
则从A到B的时间为：
所以AC之间的水平距离为：
AC之间的竖直距离为：
(3)P2与木板发生弹性碰撞，假设碰后小滑块P2的速度为v2、木板速度为v1，由动量守恒定律和机械能守恒可知：
代入数据联立解得：，
木板获得速度之后，和上面的小滑块P1之间相对滑动，假设最终和木板之间相对静止，两者的共同速度为v共，小滑块P1在模板上相对滑动了x，由动量守恒和能抗守恒可知：
联立解得：
.
当时，.
若，则，滑块不会从模板上掉落，小滑块P1与木板间产生的热量为：
若，则，滑块会从木板上掉落，小滑块P1与木板间的摩擦产生的热量为：
答：(1)小滑块P2经过C处时的速度大小；
(2)位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是3.6m和2m；
(3)热量Q与小滑块P1的质量m1之间的关系为Q= 或 Q=4m1。
13.以下说法中正确的是_______
A. 如果气体分子总数不变，使气体温度升高，气体压强可能减小
B. 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
C. 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
D. 饱和汽压与分子密度有关，与温度无关
E. 自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
【答案】ACE
【解析】
【详解】A．气体分子总数不变，气体温度升高，体积变化情况不知道，根据气态方程可知，其压强变化不确定，可能增加也可能减小，故A正确
B．布朗运动是悬浮在水中花粉颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映.故B错误.
C．液晶是一种特殊的物态，液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故C正确.
D．饱和汽压与温度有关，且随着温度升高而增大，故D错误
E．根据热力学第二定律可以知道，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故E正确.
14.如图有一热气球停在地面，下端开口使球内外的空气可以流通，球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，设气球的总体积V1＝400m3球壳体积忽略不计，除球内空气外，热气球总质量M＝150kg。已知地面附近大气的温度T1＝300K，密度ρ1＝1.20kg/m3，大气可视为理想气体，重力加速度g＝10m/s2。
Ⅰ.求当气球内温度调节到多少K时，气球内剩余气体质量占原来球内气体质量的80%?
Ⅱ.当气球内温度调节到500K时，判断热气球是否会升起？若不能升起，请说明理由；若能升起，求出上升时加速度大小（保留两位小数）。
【答案】Ⅰ.375K Ⅱ.0.96m/s2
【解析】
【详解】Ⅰ．球内气体有等压变化，气球内剩余气体质量占原来球内气体质量80%时，原球内气体体积为：
由等压变化规律可知：
代入数据可得
Ⅱ．设气球刚好从地面飘起时气球内的气体温度为T，密度为
，则气球升起时浮力等于气球和内部气体的总重力即：
因为气球内的气体温度升高时压强并没有变化，则原来的气体温度升高时体积设为V，根据质量相等则有：
原来的气体温度升高后压强不变，体积从变为V，根据等压变化关系得：
联立计算得出：，由500K>436K知热气球会升起.
当球内温度为500K时，气体由升高前体积V1，温度T1，密度的气体变为体积为V3、温度等于、密度为的气体，则有
代入数据联立解得
对气体受到自身重力、空气浮力根据牛顿第二定律有：
代入数据计算得出：
答：Ⅰ.当气球内温度调节到多少375K时，气球内剩余气体质量占原来球内气体质量的80%.
Ⅱ.会升起；时加速度为0.96m/s2。
15.一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2cm，周期为T．已知在t=0时刻波上相距50cm的两质点a、b的位移都是，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该列简谐横波波长可能为37.5cm
B. 该列简谐横波波长可能为12cm
C. 质点a﹑质点b的速度在某一时刻可以相同
D. 当质点b的位移为+2cm时，质点a的位移为负
E. 在时刻质点b速度最大
【答案】BCE
【解析】
由三角函数可知，sin=sin=，则有+nλ=50 cm（n=0,1,2,…），得λ=cm（n=0,1,2,…），n=4时，λ=12 cm，波长不可能为37.5 cm，A错误，B正确；两质点不为反相点，两质点振动时，可能在某一时刻速度相同，C正确；当质点b的位移为正的2 cm，即到波峰位置时，质点a还未到达平衡位置，位移为正的，D错误；经过时间质点b在平衡位置，速度最大，E正确。
16.如图为某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R＝10cm的四分之一的圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点，由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为 。
（1）判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；
（2）求两个亮斑间的距离。
【答案】（1）AM红色；AN红色与紫色的混合色（2）（5+10）cm
【解析】
【详解】(1)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，则有
得.
同理可得：
那么：
.
所以紫光在AB面发生全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，由几何关系可知，反射光线与AC垂直，所以在AM处产生的亮斑P1为红色，在AN处产生的亮斑P2为红色与紫色的混合色.
(2)画出如图所示的光路图，设折射角为r，两个光斑分别为P1、P2，根据折射定律：
求得：，由几何知识可得：
解得：
再由几何关系可得为等腰直角三角形，所以解得，所以有：
答：(1)在AM和AN两处产生亮斑的颜色分别为红色和红色与紫色的混合色；
(2)两个亮斑间的距离。
