内蒙古通辽市科左后旗甘旗卡第二中学2020-2021学年高三上学期12月月考物理试题

内蒙古通辽市科左后旗甘旗卡第二中学2020-2021学年高三
上学期12月月考物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，a 、b 两点位于以负点电荷–Q （Q >0）为球心的球面上，c 点在球面外，则
A ．a 点场强的大小比b 点大
B ．b 点场强的大小比c 点小
C ．a 点电势比b 点高
D ．b 点电势比c 点低
2．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。

一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球。

当它们处于平衡状态时，质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α＝90°，质量为m 2的小球位于水平地面上，设此时质量为m 2的小球对地面压力大小为F N ，细线的拉力大小为F T ，则（ ）
A ．F N ＝（m 2－m 1）g
B ．F N ＝m 2g
C ．F T ＝2
m 1g
D ．F T ＝212m ⎛
⎫- ⎪⎝⎭
g 3．一小球从水平地面上方无初速释放，与地面发生碰撞后反弹至速度为零，假设小球与地面碰撞没有机械能损失，运动时的空气阻力大小不变，下列说法正确的是
A．上升过程中小球动量改变量等于该过程中空气阻力的冲量
B．小球与地面碰撞过程中，地面对小球的冲量为零
C．下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力做的功
D．从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功4．等量异种电荷的电场线如图所示，下列表述正确的是（）
A．a点的电势低于b点的电势
B．a点的场强大于b点的场强，方向相同
C．将一负电荷从a点移到b点电场力做负功
D．负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
5．一辆汽车在平直公路上运动，受到的阻力恒定为f，运动的最大速度为v m．下列说法正确的是（）
A．汽车以恒定额定功率行驶时，牵引力F与速度v成正比
B．在汽车匀加速运动过程中，当发动机的实际功率等于额定功率时，速度就达到v m C．汽车运动的最大速度v m与额定功率P m满足P m＝fv m
D．当汽车以恒定速度行驶时，发动机的实际功率一定等于额定功率
二、多选题
6．如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分别为E A、E B、E C,电势分别为ΦA、ΦB、ΦC,AB、BC间的电势差分别为U AB、U BC,则下列关系中正确的有( )
A．ΦA>ΦB>ΦC B．E C>E B>E A C．U AB<U BC D．U AB=U BC 7．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（）
A．M点的电势大于N点的电势
B．M点的电势小于N点的电势
C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
8．如图所示，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用轻质杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中（不计一切摩擦）（）
A．B球的重力势能减少，动能增加，B球和地球组成的系统机械能守恒
B．A球的重力势能增加，动能也增加，A球和地球组成的系统机械能不守恒
C．A球、B球和地球组成的系统机械能守恒
D．A球、B球和地球组成的系统机械能不守恒
9．如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示．在此过程中______．
A．气体温度一直降低
B．气体内能一直增加
C．气体一直对外做功
D．气体一直从外界吸热
E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功
三、实验题
10．某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律及求得当地的重力加速度。

实验装置如图甲所示。

气垫导轨水平固定在水平桌面上，导轨A 点处有一带遮光条的滑块，其总质量为M ，遮光条的宽度为d ，左端通过跨过轻质光滑定滑轮的细线与一质量为m 的钩码相连，连接滑块的细线与导轨平行，导轨上B 点处固定一光电门，可以测得遮光条经过光电门时的挡光时间t ，遮光条到光电门的距离为L （L 小于钩码到地面的距离），已知当地重力加速度为g 。

（1）若将滑块自A 点由静止释放，则在滑块从A 点运动至光电门的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能的减少量可表示为__________，动能的增加量可表示为__________。

若代入测量数据在误差允许的范围内相等，则验证了系统机械能守恒。

（2）若某同学实验中测得遮光条的宽度d ＝0.50 cm ，m ＝50 g ，M ＝150 g ，多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A 点）由静止开始滑动，测量相应的L 与t 值，作出21L t
－图象如图乙所示，则当地的重力加速度g ＝__________m ／s 2。

11．在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”实验中，某同学已按正确的操作步骤完成实验，如图所示为纸带上连续打下的点。

选取图中A 、B 两点进行研究，所需测量数据已用字母表示在图中，已知小车的质量为m ，小车受到的恒定拉力大小为F ，打点计时器的打点周期为T 。

则（以下填空用题中及图中所给字母表示）
(1)打A 点时，计算小车瞬时速度的表达式为____________；
(2)用S 1、S 2和T 表示出物体运动加速度的表达式为_________________；
(3)本实验所要探究的关系式为__________________________。

四、解答题
12．一架喷气式飞机，质量m =5.0×103kg ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为
s =5.3×102m ，达到起飞速度v =60m/s ，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02
倍（k=0.02）.求飞机受到的牵引力F.
13．如图所示，长l＝1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°.已知小球所带电荷量q ＝1.0×10－6C，匀强电场的场强E＝3.0×103N/C，取重力加速度g＝10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：
(1)小球所受电场力F的大小；
(2)小球的质量m；
(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．
14．质量为6kg的物体静止在水平地面上，在水平力F的作用下由静止开始，运动了
4m，速度达到4m/s，此时撤去力F，又通过6m的路程，物体停了下来．求阻力f的大小和力F的大小。

参考答案
1．D
【详解】 由点电荷场强公式2Q E k r
=确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低． 由点电荷的场强公式2Q E k r
=可知，a 、b 两点到场源电荷的距离相等，所以a 、b 两点的电场强度大小相等，故A 错误；由于c 点到场源电荷的距离比b 点的大，所以b 点的场强大小比c 点的大，故B 错误；由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面，所以a 点与b 点电势相等，负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b 点电势比c 点低，故D 正确．
2．B
【详解】
两小球受力分析如图：
CD ．先对小球m 1受力分析，受重力和支持力，假设细线对小球m 1有拉力作用，则小球m 1受力不可能平衡，故拉力T 为零，故CD 错误；
AB ．在对小球m 2受力分析，由于拉力T 为零，受重力和支持力，支持力与重力平衡，
F N = m 2g
故B 正确，A 错误。

故选B 。

3．D
【解析】
【详解】
根据动量定理可知，上升过程中小球动量改变量等于该过程中重力和空气阻力的合力的冲量，选项A 错误；小球与地面碰撞过程中，由动量定理得：21()Ft mgt mv mv -=-- ,可知地面对小球的冲量Ft 不为零，选项B 错误；下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力和空气阻力做功代数和，选项C 错误；由能量守恒关系可知，从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功，选项D 正确；故选D.
4．C
【分析】
沿电场线方向电势降低；电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线的切线方向表示电场强度方向，负电荷在低电势处电势能大，在高电势处电势能小，据此分析．
【详解】
沿电场线方向电势降低，故a 点电势高于b 点电势，A 错误；电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线越密，电场强度越大，故a 点的场强大于b 点的场强，电场线的切线方向为场强方向，故ab 两点的电场强度方向不同，B 错误；负电荷在低电势处电势能大，所以从a 点（高电势）移动到b 点（低电势），电势能增大，电场力做负功，C 正确D 错误． 5．C
【详解】
A. 汽车以恒定额定功率行驶时，由P =Fv 可知牵引力与速度成反比，故A 项与题意不相符；
B. 汽车匀加速运动时，阻力恒定，根据牛顿第二定律可知牵引力恒定，由P =F v ，知发动机的实际功率不断增大，当发动机的实际功率等于额定功率时，开始做加速度逐渐减小的加速运动，功率不变，速度变大，故B 项与题意不相符；
C. 当汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，即F =f ，当速度达到最大时，
P m 满足P m =F v m =f v m ，故C 项与题意相符；
D. 当汽车以恒定速度行驶时，如果速度没有达到最大速度，发动机的实际功率将小于额定功率，故D 项与题意不相符．
6．ABC
【解析】
【分析】
试题分析: A 、B 、C 三点处在一根电场线上，沿着电场线的方向电势降落，故φA ＞φB ＞φC ，故A 正确；
由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为E C＞E B＞E A，故B正确；电场线密集的地方电势降落较快，故U BC＞U AB，故C正确，D错误．
考点：考查静电场中的电场线、等势面的分布知识和规律．
【详解】
7．AD
【解析】
试题分析：根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势，故A正确，B错误；根据电场线的疏密来判定电场强度的强弱，M点的电场力小于N点，故D正确，C错误．
考点：电势；电场强度
【名师点睛】本题是电场中轨迹问题，关键要根据轨迹的弯曲方向判断出粒子所受的电场力方向，再抓住电场线的物理意义判断场强、电势等的大小．
8．BC
【解析】
试题分析：由于B球的质量较大，所以B球要向下摆动，重力势能减少，动能增加，但B 球和地球组成的系统机械能不守恒，故A错误．A球向上摆动，重力势能和动能都增加，它们的和即机械能要增加，所以A球和地球组成的系统机械能不守恒，故B正确．A球和B球组成的系统，只有重力做功，总机械能守恒，故C正确，D错误．故选BC。

考点：机械能守恒定律
【名师点睛】本题的关键是明确A、B球机械能均不守恒，但A与B系统机械能守恒，根据机械能守恒定律进行分析。

9．BCD
【详解】
A．由图知气体的pV一直增大，由pV
C
T
，知气体的温度一直升高，故A错误；
B．一定量的理想气体内能只跟温度有关，温度一直升高，气体的内能一直增加，故B正确；C．气体的体积增大，则气体一直对外做功，故C正确；
D ．气体的内能一直增加，并且气体一直对外做功，根据热力学第一定律△U =W +Q 可知气体一直从外界吸热，故D 正确；
E ．气体吸收的热量用于对外做功和增加内能，故E 错误．
10．mgL 2
2()2M m d t
+ 9.75 【详解】
(1)[1][2] 系统重力势能的减少量即钩码重力势能减少量mgL ，动能的增加量等于滑块与钩码的总动能
2
221()()22d M m d M m t t +⎛⎫+= ⎪⎝⎭ (2)[3] 由系统机械能守恒定律
2
2()2M m d mgL t
+= 整理得
2212()mg L t M m d
=+ 由图象可得：斜率
1.56 1.950.80
k =
= 结合两式，有 2
2()mg k M m d =+ 解得：
2
2()9.75m/s 2k M m d g m
+== 11．12S T 2
1212S S T - 21223112222S S FS m m T T ⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
【详解】
(1)[1]根据匀变速运动中间时刻的速度等于平均速度则有：
12A v s T =
(2)[2]由匀变速运动推论：
2x aT ∆=
再结合逐差法可得：
()22132S S a T -= 整理得：212
12S S a T -= (3)[3]由(1)可知A 点的动能为：
2
2111222kA A s E mv m T ⎛⎫== ⎪⎝⎭
同理可得B 点的动能为： 2
2211222kB B s E mv m T ⎛⎫== ⎪⎝⎭
故要探究恒力做功与物体的动能改变量的关系，则从A 点到B 点有： 22222131111222222B A s s Fs mv mv m m T T ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
12．1.8×104N
【解析】
【详解】
取飞机为研究对象，对起飞过程研究．飞机受到重力G 、支持力N 、牵引力F 和阻力f 作用，各力做的功分别为
W G =0
W N =0
W F =Fs
W f =-kmgs .
起飞过程的初动能为0，末动能为
212
mv 据动能定理得： 2102
Fs kmgs mv -=
- 解得：
2
41.810N 2v F kmg m s
=+=⨯ 13．(1)F =3.0×10－3N (2)m =4.0×10－4kg (3)v =2.0m/s
【详解】
(1)根据电场力的计算公式可得电场力6331.010 3.010N 3.010N F qE --==⨯⨯⨯=⨯；
(2)小球受力情况如图所示：
根据几何关系可得tan qE mg θ
=，所以34310kg 410kg tan 10tan 37qE m g θ--⨯===⨯⨯︒； (3)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则21(1cos37)2
mgl mv -︒=
，解得v =2m/s ． 14．8N f = 20N F =
【分析】
本题考查牛顿定律的应用。

【详解】
当撤去力F 后，物体在水平方向只受到阻力f 的作用，此时的加速度为a 1，由运动学公式： 2
11
2v x a = 解得：
214m/s 3
a =
由牛顿第二定律： 1f ma =
解得：
8N f =
物体做匀加速运动时，加速度为a 2，由运动学公式： 2222v x a = 解得：
22s 2m/a = 由牛顿第二定律：
2F f ma -=
解得： 20N F =。