【物理】辽宁省沈阳市五校协作体2020届高三上学期期中考试试题（解析版）

【物理】辽宁省沈阳市五校协作体2020届高三上学期期中考试试题（解析版）

辽宁省沈阳市五校协作体2020届高三上学期 期中考试试题 第Ⅰ卷(选择题共60分)‎ 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。‎ ‎1. 关于物理学发展，下列表述正确的有（ ）‎ A. 笛卡儿明确指出：除非物体受到力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远使自己沿曲线运动，或直线上运动 B. 牛顿提出了三条运动定律，发表了万有引力定律，并利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量 C. 伽利略通过比萨斜塔实验，得出轻重物体下落一样快的结论，从而推翻了亚里士多德绵延两千年的“重快轻慢”的错误说法 D. 伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：牛顿通过牛顿第一定律，明确指出除非物体受到力作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远使自己沿曲线运动，或直线上运动，A错误，卡文迪许利用扭秤实验测量了万有引力常量，B错误，伽利略通过比萨斜塔实验和逻辑推导得出轻重物体下落一样快的结论，从而推翻了亚里士多德绵延两千年的“重快轻慢”的错误说法，C错误，伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展，D正确，‎ 故选D 考点：考查了物理学史 点评：对此类型题目，需要在平时的学习中，多积累，多记忆，多区分 ‎2.甲、乙两个物体沿同一方向做直线运动，其v﹣t图象如图所示。关于两车的运动情况，下列说法正确的是（　　）‎ A. 在4s～6s内，甲、乙两物体的加速度大小相等，方向相反 B. 前6s内甲通过的路程更大 C. 在t=2s至t=6s内，甲相对乙做匀加速直线运动 D. 甲、乙两物体一定在2s末相遇 ‎【答案】B ‎【详解】A．v-t图像的斜率表示物体运动的加速度，4-6s 内，由图像可知，斜率相同，则加速度方向相同，大小相等，故A错误。‎ B．由v-t可知前6s内，甲的路程为：‎ 乙的路程为：‎ 所以前6s甲的路程大，故B正确.‎ C．2-6s由图像可知，斜率相同，则加速度方向相同，大小相等，即甲相对乙做匀速直线运动，故C错误；‎ D．由于甲乙两物体起点未知，无法判断2s 末是否相遇，故D错误。‎ 故选B.‎ ‎3.如图所示，物体A、B置于水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为μ，物体A、B用一跨过动滑轮的细绳相连，现用逐渐增大的力向上提升滑轮，某时刻拉A物体的绳子与水平面成53°，拉B物体的绳子与水平面成37°，此时A、B两物体刚好处于平衡状态，则A、B两物体的质量之比为（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题考查共点力的平衡中隔离法的应用以及对物理临界状态的理解 ‎【详解】‎ 分别对A、B两个物体进行受力分析，如图所示，对A的受力进行正交分解，则有 ‎ ，‎ ‎，‎ 而AB恰好达到平衡，说明此时AB所受的静摩擦力均达到最大静摩擦力，即 ‎；‎ 再对B的受力进行正交分解，有 ‎，‎ ‎，‎ ‎，‎ 联立方程组解得，故本题正确答案应选B．‎ ‎4.如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为：‎ A. g B. g C. 0 D. g ‎【答案】D ‎【详解】当框架对地面压力为零瞬间，框架受重力和弹簧的弹力处于平衡，则 F=Mg 对小球分析，根据牛顿第二定律得，‎ F+mg=ma 解得．‎ A. g，与结论不相符，选项A错误；‎ B. g，与结论不相符，选项B错误；‎ C. 0，与结论不相符，选项C错误；‎ D. g，与结论相符，选项D正确．‎ ‎5.嫦娥四号于2019年1月3日在月球背面着陆，嫦娥五号也讨划在今年发射．如果嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球．月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G．不考虑月球的自转，则下列说法正确的是 A. 嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度 B. 月球的平均密度 C. 嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t时间内，绕月球运转圈数 D. 根据题目所给数据无法求出月球的第一宇宙速度 ‎【答案】BC ‎【解析】根据月球表面附近重力等于向心力可求月球的第一宇宙速度，可比较地球的第一宇宙速度的大小；根据月球表面的重力加速度可求月球的质量，进而可求月球密度；根据嫦娥五号距月球表面的高度，可求其周期，进而可求t时间内转过的圈数；‎ ‎【详解】A.根据，，嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度小于月球的第一宇宙速度．根据月球表面附近重力等于向心力：mg0= ，可求月球的第一宇宙速度v月= ．同理可求地球的第一宇宙速度v地= ．所以嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误，D错误；‎ B. 根据月球表面附近万有引力等于重力，，月球质量M=，月球的平均密度，故B正确；‎ C.根据万有引力提供向心力，月球质量M=，周期，嫦娥五号探测器t时间内绕月球运转圈数，故C正确；故选：BC ‎6.最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A. 1.6×102 kg B. 1.6×103 kg C. 1.6×105 kg D. 1.6×106 kg ‎【答案】B ‎【详解】设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B．‎ ‎7.如图所示，物块第一次沿轨道1从A点由静止下滑至底端B点，第二次沿轨道2从A点由静止下滑经C点至底端B点，AC＝CB，．物块与两轨道的动摩擦因数相同，不考虑物块在C点处撞击的因素，则在物块两次整个下滑过程中（ ）‎ A. 物块沿1轨道滑至B点时速率大 B. 物块沿2轨道滑至B点时的速率大 C. 物块两次滑至B点时速度大小相同 D. 物块沿2轨道滑至B点产生的热量多 ‎【答案】C ‎【详解】由于物体从斜面上滑下时，受到重力与摩擦力的作用，从不同轨道滑下时，重力做的功是相等的，摩擦力做的功又只与重力、摩擦系数、斜面的底边长有关，因为Wf=mgcosθ×μ×斜边＝mgμ×底边，和斜面与底边的夹角无关，故摩擦力做的功也是相等的，也就是说，合外力做的功相等，则两次滑至B点时的动能的增量相等，故两次滑至B点时速度大小相同，C正确，A、B错误；物体克服摩擦做的功用来产生热量，故二者产生的热量也是相等的，D错误．‎ ‎8.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v-t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）．则下列说法正确的是（　　）‎ A. B点为中垂线上电场强度最大的点,场强 B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大 C. 由C点到A点电势逐渐升高 D. A、B两点间的电势差 ‎【答案】A ‎【详解】A．据v-t图可知带电粒子在B点的加速度最大为：‎ ‎，‎ 所受的电场力最大为 ‎，‎ 据知，B点的场强最大为 ‎，‎ A正确；‎ B．据v-t图可知带电粒子的速度增大，电场力做正功，电势能减小，B错误；‎ C．据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐减小，C错误；‎ D．据v-t图可知A、B两点的速度，在根据动能定理得电场力从B到A做的功 ‎，‎ 故，D错误．‎ 二、多项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎9.质量为的物体，在、、三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持、不变，仅将的方向改变90°（大小不变）后，物体可能做 （ ）‎ A. 加速度大小为的匀变速直线运动 B. 加速度大小为的匀变速直线运动 C. 匀速圆周运动 D. 加速度大小为的匀变速曲线运动 ‎【答案】BD ‎【详解】物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动，三力平衡，必有F3与F1、F2的合力等大反向，当F3大小不变，方向改变90°时，F1、F2的合力大小仍为F3，方向与改变方向后的F3夹角为90°，故F合=F3，加速度，但因不知原速度方向，故力改变后的初速度方向与F合的方向间的关系未知，故有BD两种可能，A不可能；恒力作用下不可能做匀速圆周运动，选项C不可能；故选BD．‎ ‎【点睛】本题关键先根据平衡条件得出力F3变向后的合力大小和方向，然后根据牛顿第二定律求解加速度，根据曲线运动的条件判断物体的运动性质．‎ ‎10.如图所示，虚线A、B、C、D是某匀强电场中的4个平行且等距的等势面，其中等势面C的电势为0，一电子仅在静电力的作用下运动，经过A、D等势面时的动能分别为26eV和5eV，则下列说法正确的是 A. 等势面D的电势为-7V B. 等勢面B的电势为4V C. 该电子不可能到达电势为－10V的等势面 D. 该电子运动到某一位置，其电势能变为8eV时，它的动能为4eV ‎【答案】AD ‎【详解】（1）因电子仅在静电力的作用下运动，经过A、D等势面的动能分别为26eV和5eV，根据动能定理有，即，又，可得，选项A正确；‎ ‎（2）因匀强电场中，等势面B的电势为7V，选项B错误；‎ ‎（3）因只有静电力做功，动能和电势能之和保持不变．当电子的速度为零时，由能量守恒可得，解得，选项C错误；‎ ‎（4）同理，由能量守恒可得，，选项D正确．‎ 故本题选AD．‎ ‎11.在水平向左的匀强电场中，一带电颗粒以速度v从a点水平向右抛出，不计空气阻力，颗粒运动到b点时速度大小仍为v，方向竖直向下．已知颗粒的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，则颗粒从a运动到b的过程中 A. 做匀变速运动 B. 速率先增大后减小 C. 电势能增加了 D. a点的电势比b点低 ‎【答案】AC ‎【详解】A.小球受到的重力和电场力是恒力，所以小球做的是匀变速运动．故A正确 B.由于不知道重力和电场力的大小关系，故无法确定速度大小的变化情况．故B错误．‎ C.在平行于电场方向，小球的动能减小量为，减小的动能转化为了小球的电势能，所以小球电势能增加了．故C正确．‎ D. 在平行于电场方向有，解之得，所以a点的电势比b点低．故D错误．‎ ‎12.如图(a),一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图(b)为物块与木板运动的v-t图像，图中t1、v0、v1已知．重力加速度大小为g．由此可求得( )‎ A. 木板的长度 B. 物块与木板的质量之比 C. 物块与木板之间的动摩擦因数 D. 从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能 ‎【答案】BC ‎【分析】本题考查了v-t与牛顿第二定律综合运用，滑块模型等 ‎【详解】A、根据题意只能求出AB的相对位移，不知道B最终停在哪里，无法求出木板的长度，故A不能够求解出；‎ 由图象的斜率表示加速度求出长木板的加速度为，小物块的加速度，‎ 根据牛顿第二定律得：，，解得：，，故B和C能够求解出；‎ D、木板获得的动能，题目t1、v0、v1已知，但是M,m不知道，故D不能够求解出 ‎13.如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点；O′是三根细线的结点，bO′水平拉着B物体，cO′沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于平衡静止状态，g＝10 m/s2．若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是20N，则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 弹簧的弹力为10 N B. 重物A的质量为2 kg C. 桌面对B物体的摩擦力为10N D. OP与竖直方向的夹角为60°‎ ‎【答案】D ‎【详解】分别以物体A、B和节点O′及小滑轮为研究对象进行受力分析，对物体A有：，对小滑轮有：，联立解得：，所以B正确；同时，因是同一根绳子，张力相同，故OP延长线的方向为绳子张角的角平分线，由此可知OP与竖直方向的夹角为300，所以D错误；节点O′有：，对物体B有：，联立解得弹簧弹力，B物体受力的摩擦力 ‎，所以A、C正确；故本题错误的选项为D．‎ ‎14.如图所示为汽车的加速度和车速的倒数的关系图象．若汽车质量为2×103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30 m/s，则（ ） ‎ A. 汽车所受阻力为2×103N B. 汽车匀加速所需时间为5 s C. 汽车匀加速的加速度为3 m/s2‎ D. 汽车在车速为5 m/s时，功率为6×104W ‎【答案】AB ‎【详解】设汽车的额定功率为P，由图知：汽车的最大速度为，此时汽车做匀速直线运动，有，有；‎ 代入得：…①‎ 当时，，根据牛顿第二定律得：，‎ 代入得：…②‎ 由①②解得：，，故A正确；‎ 匀加速直线运动的加速度为：，匀加速直线运动的末速度为：，匀加速直线运动的时间，故B正确，C错误；‎ 因为，所以汽车速度为时，功率未达到额定功率，故选项D错误．‎ ‎【点睛】从图线看出，开始图线与x轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动．‎ ‎15.如图所示，AB部分为粗糙的四分之一圆弧轨道，半径为R，A点与圆心O等高。一质量为m的小物体自轨道A点以大小不变的速度v沿轨道运动到B点，取小物体在A 点开始运动时为计时起点，且此时的重力势能为零，重力加速度为g，则在此过程中（      ）‎ A. 小物体到达圆弧底端时，重力做功的瞬时功率为0‎ B. 重力做的功大于小物体克服摩擦力做的功 C. t时刻小物体的重力势能为 D. t时刻小物体的机械能为 ‎【答案】AD ‎【详解】A．小物体沿轨道做匀速圆周运动，在最低点速度沿水平方向，与重力垂直，故重力的功率为0，所以A正确；‎ B．整个过程中，小物体速度大小不变，由动能定理知:重力做功与克服摩擦力做功大小相等，故B错误；‎ CD．由于A点是零势点，故初态重力势能为0，根据几何关系可知：‎ t时刻小物体重力势能为：‎ t时刻小物体的机械能为 故C错误，D正确。故选AD.‎ 第Ⅱ卷(非选择题　共40分)‎ 三、计算题：本题共3小题，共40分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。‎ ‎16.两个完全相同的物块A、B，质量均为m＝0.8 kg，在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动．图中的两条直线分别表示A物块受到水平拉力F作用和B物块不受拉力作用的v-t图象，求：‎ ‎(1)物块A所受拉力F的大小；‎ ‎(2)8 s末物块A、B之间的距离x．‎ ‎【答案】(1) F＝1.8 N (2) x＝60m ‎【详解】设A、B两物块的加速度分别为a1、a2，由v－t图象可知：A、B的初速度v0=6m/s，A物体的末速度v1="12m/s" ，B物体的末速度v2=0，‎ a1＝＝m/s2＝0．75 m/s2 ①,‎ a2＝＝m/s2＝－1．5 m/s2 ②‎ 负号表示加速度方向与初速度方向相反．‎ 对A、B两物块分别由牛顿第二定律得：‎ F－Ff＝ma1③ ‎ ‎－Ff＝ma2④‎ 由①～④式可得：F＝1．8 N ‎ ‎（2） 设A、B两物块8 s内位移分别为x1、x2由图象得：‎ m ‎ m 所以x＝x1－x2＝60 m ‎ 本题考查牛顿第二定律的应用和对速度时间图像的考查，根据速度时间图像的斜率表示加速度大小，求得两个过程中加速度大小，施加拉力时有F－Ff＝ma1‎ ‎，撤去拉力后只受摩擦力作用，再由牛顿第二定律进行运算可求得拉力和摩擦力的值，在匀变速直线运动中平均速度等于初速度与末速度和的一半，求得平均速度再求位移大小 ‎17.如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，x轴水平，y轴竖直，在第二象限有沿y轴正方向的匀强电场E，一长为L的绝缘轻绳一端固定在A（0，4L）点，另一端系一个带负电小球，电荷量大小为，开始绳刚好水平伸直．重力加速度为g．求：‎ ‎（1）小球由静止释放，运动到y轴时绳断裂，小球能到达x轴上的B点，B点位置坐标；‎ ‎（2）假设绳长可以0到4L之间调节，小球依然由原位置静止释放，每次到达y轴绳断裂，其他条件不变，则小球在x轴上的落点与原点间距离最大时，求轻绳的长度及该最大距离．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小球由静止释放做圆周运动，由动能定理求得运动到y轴时速度大小，绳断裂做类平抛运动，由类平抛运动规律求解．‎ ‎【详解】(1)小球摆到轴时，由动能定理得 绳断裂进入第二象限后做类平抛运动，有 联立解得 则B点位置坐标为 ‎(2)设绳长为时，落点与原点间距离最远，由动能定理得 由类平抛规律可得：‎ 联立解得，‎ 则由数学知识可得当，即绳长时，距离最大 最大值为 ‎18.如图所示为某种游戏装置的示意图，水平导轨MN和PQ分别与水平传送带左侧和右侧理想连接，竖直圆形轨道与PQ相切于Q。已知传送带长L＝4.0m，且沿顺时针方向以恒定速率v＝3.0m/s匀速转动。两个质量均为m的滑块B、C静止置于水平导轨MN上，它们之间有一处于原长的轻弹簧，且弹簧与B连接但不与C连接。另一质量也为m的滑块A以初速度v0沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短。若C距离N足够远，滑块C脱离弹簧后以速度vC＝2.0m/s滑上传送带，并恰好停在Q点。已知滑块C与传送带及PQ之间的动摩擦因数均为μ＝0.20，装置其余部分均可视为光滑，重力加速度g取10m/s2。求：‎ ‎（1）PQ的距离和v0的大小；‎ ‎（2）已知竖直圆轨道半径为0.55m，若要使C不脱离竖直圆轨道，求v0的范围。‎ ‎【答案】(1) 2.25m ,3m/s (2) 3 m/s≦v0≤9m/s或v0≥m/s ‎【解析】‎ 详解】(1) A与B碰撞过程动量守恒有：‎ 接着AB整体压缩弹簧后弹簧恢复原长时，C脱离弹簧，这个过程有：‎ 代入数据联立解得：v0=3m/s；‎ 因为传送带速度大于C滑上去的速度，故设C滑上传送带后一直加速，则：‎ 解得：‎ 所以C在传送带上一定先加速后匀速，滑上PQ的速度v＝3m/s，又因为恰好停在Q点，则有：‎ 代入数据解得：xPQ＝2.25m ‎(2)要使C不脱离圆轨道，有两种情况，一是最多恰能到达圆心等高处，二是至少到达最高处；若恰能到达圆心等高处，则得：‎ 可得：‎ vQ＝m/s>v 所以此情况下C在传送带上全程减速，由N～Q段有：‎ 可得 vC＝6m/s；在A、B碰撞及与弹簧作用的过程中，则有：‎ 联立方程可解得：v0＝9m/s，因为v0=3m/s时物块C刚好能到达Q点, 所以这种情下，A的初速度范围是：‎ ‎3 m/s≤v0≤9m/s 若C恰能到达最高点，则在最高点有：‎ 从Q运动到最高点的过程，由机械能守恒定律得：‎ 则得：vQ＝m/s​ ，同理可得A的初速度范围是：‎ 综上所述所以v0的范围是3 m/s≤v0≤9m/s 或 答：（1）PQ的距离2.25m和v0的大小3m/s；‎ ‎（2）若要使C不脱离竖直圆轨道，v0的范围是3 m/s≤v0≤9m/s 或.‎