辽宁省沈阳市东北育才学校2020届高三物理上学期第三次模拟考试试题

辽宁省沈阳市东北育才学校2020届高三物理上学期第三次模拟考试
试题
一、选择题（每小题4分共48分其中1-6小题单选 7-12小题多选选对但不全得2分）
1.竖直半圆形轨道ACB的半径为R，AB水平，C为轨道最低点，一个小球从A点以速度v0水平抛出，设重力加速度为g，不计空气阻力，则（）
A. 总可以找到一个值,使小球垂直撞击AC段某处
B. 总可以找到一个值,使小球垂直撞击最低点C
C. 总可以找到一个值,使小球垂直撞击CB段某处
D. 无论取何值,小球都不可能垂直撞击轨道
2.在坐标－x0到x0之间有一静电场，x轴上各点的电势φ随坐标x的变化关系如图所示，一电荷量为e的质子从－x0处以一定初动能仅在电场力作用下沿x轴正向穿过该电场区域。

则该质子( )
A．在－x0～0区间一直做加速运动
B．在0～x0区间受到的电场力一直减小
C．在－x0～0区间电势能一直减小
D．在－x0～0区间电势能一直增加
3.图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。

一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。

则该粒子
A．带负电
B．在a点的加速度大小一定大于b电的加速度大小
C．在b点的电势能大于在a点的电势能
D．由a点到b点的动能变化小于有b点到c点的动能变化大小
4.如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻
上电压随电流变化的情况，下面说法不正确
．．．的是
A．阴影部分的面积表示电源的输出功率
B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率
=时，电源的输出功率最大
C．当满足αβ
>时，电源的效率小于50％
D．当满足αβ
5.在冰壶比赛中，球员手持毛刷擦刷冰
面，可以改变冰壶滑行时受到的阻力。

如
图 a 所示，蓝壶静止在圆形区域内，运
动员用等质量的红壶撞击蓝壶，两壶发生
正碰。

若碰撞前、后两壶的v－t图像如
图b所示。

关于冰壶的运动，下列说法正
确的是
A .两壶发生弹性碰撞
B .碰撞后两壶相距的最远距离为1.l m
C.蓝壶受到的滑动摩擦力较大
D.碰撞后蓝壶的加速度大小为 0.1 m/s2
6.如图所示，带有挡板的光滑斜面固定在水平地面上，斜面的倾角为θ＝30°.质量均为1 kg 的A、B两物体用轻弹簧拴在一起，弹簧的劲度系数为5 N/cm，质量为2 kg的物体C用细线通过光滑的轻质定滑轮与物体B连接．开始时A、B均静止在斜面上，A紧靠在挡板处，用手托住C，使细线刚好被拉直．现把手拿开，让C由静止开始运动，从C开始运动到A刚要离开挡板的过程中，下列说法不正确的是(取g＝10 m/s2)( )
A．初状态弹簧的压缩量为1 cm
B．末状态弹簧的伸长量为1 cm
C．物体B、C与地球组成的系统机械能守恒
D．物体C克服绳的拉力所做的功为0.2 J
7.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点.则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是
A.卫星在轨道3上的周期大于在轨道2上的周期
B.卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C.卫星在轨道2上经过Q点时处于超重状态
D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
8.一个单摆悬挂在小车上，随小车沿斜面下滑。

图中虚线①垂直于斜面，虚线②平行于斜面，虚线③是竖直方向。

下列说法中正确的是（）
A．如果斜面是光滑的，摆线将与虚线②重合
B．如果斜面是粗糙的，摆线可能与虚线③重合
C．如果斜面粗糙且μ<t a nθ，摆线将位于①③之间
D．如果斜面粗糙且μ>t a nθ，摆线将位于②③之间
9.如图所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力作用。

A、B间的摩擦力f 1、B与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情
况如图所示、已知物块A的质量 m=3kg，取g=10m/s2，最大静摩擦力等
于滑动摩擦力，则
A.两物块间的动摩擦因数为0.2
B.当0<F<4N时，A、B保持静止
C.当4N<F<12N时，A、B发生相对运动
D.当F>12N时，A的加速度随F的增大而增大
10．如图所示，粗糙地面上有一斜面体，倾角为θ，不可伸长的细绳跨过斜面顶端光滑定滑轮，左端连接静止的大物块，质量为M，右端连着一根光滑轻杆，轻杆铰接在斜面右侧，轻杆顶端用另一根细绳挂着质量为m的小物块。

一开始整个装置静止，细绳垂直于轻杆。

用手将大物块从A点移动到B点后松手，系统仍然保持静止，且在A点和B点大物块受到的摩擦力大小相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

则下列说法中正确的是( )
A．绳子的张力一定减小
B．若大物块再向下移动一点距离，则系统一定失去平衡
C．在A处时绳子的张力比B处时一定大2M sin θ
D．地面给斜面体的作用力一定不变
11.如图所示，水平转台上有一个质量为m的小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为θ，系统静止时细绳绷直但张力
为零．物块与转台间动摩擦因数为μ（），设最大静摩擦力等于滑动
摩擦力．物块随转台由静止开始缓慢加速转动，在物块离开转台前（）
A. 物块对转台的压力大小等于物块的重力
B. 转台加速转动的过程中物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴
C. 绳中刚出现拉力时,转台的角速度为
D. 物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为
12.在如图所示的电路中，C为一平行板电容器,闭合开关S,给电容器
充电，当电路中电流稳定之后，下列说法正确的是 ( )
A.保持开关S闭合，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动，电流表的示数变大，电压表的示数变大
B.保持开关S闭合，不论滑动变阻器R1的滑片是否滑动，都有电流流过R2
C.保持开关S闭合，将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中，R2中有由b 到a 的电流
D.断开开关S，若此时刚好有一带电油滴P静止在电容器两平行板之间，将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中，油滴将向上运动
二、实验题（本题共2小题，共16分。

把答案填在题中的横线上或按题目要求作答）13．（6分）在用图甲所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度 与合力F的关系。

（1）除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有_____（选填选项前的字母）。

A．220V、50Hz的交流电源 B．电压可调的直流电源
C．刻度尺 D．秒表 E．天平（附砝码）
（2）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是 ___（选填选项前的字母）。

A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上
C在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上
（3）某同学得到了图乙所示的一条纸带，按图示选取了计数点，由此得到小车加速度的大小a＝ ____m/s2（保留三位有效数字）。

（4）在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，己知三位同学利用实验数据做出的 一F图象如图丙中的1、2、3所示。

下列分析正确的是 __（选填选项前的字母）。

A ．出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力
B ．出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适
C ．出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大
（5）在本实验中认为细线的拉力F 等于砝码和砝码盘的总重力mg ，由此造成的误差是： ___（选填“系统误差”或“偶然误差”）。

设拉力的真实值为F 真，小车的质量为M ，为了使，
＜5%，应当满足的条件是
＜ 。

14.某同学用如题图甲所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A 点，光电门固定在A 的正下方．在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d 的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t 由计时器测出，取v ＝d
t
作为钢球经过A 点时的速度．记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t ，计算并比较钢球在释放点和A 点之间的势能变化大小ΔE p 与动能变化大小ΔE k ，就能验证机械能是否守恒．
(1)用ΔE p ＝mgh 计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离．
A ．钢球在A 点时的顶端
B ．钢球在A 点时的球心
C ．钢球在A 点时的底端
(2)用ΔE k ＝12mv 2
计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其
读数为________cm.某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s ，则钢球的速度为v ＝________ m/s.
乙
(3)下表为该同学的实验结果：
ΔE p (×10－2
J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 ΔE k (×10－2 J)
5.04
10.1
15.1
20.0
29.8
他发现表中的ΔE p 与ΔE k 之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的．你是否同意他的观点？请说明理由．
三、计算题（本题共3小题，共36分。

解答应写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15.一辆汽车和一辆自行车在同一条公路不同车道上作同方向的直线运动，已知自行车以6m /s 的速度匀速前进，汽车以18m /s 的速度匀速前进，某一时刻汽车与自行车相遇，此时汽车立即刹车，汽车刹车过程中的加速度大小为2m /s 2
，求： （1）汽车经过多长时间停止运动？
（2）两车从第一次相遇到再次相遇的过程中，它们之间距离的最大值为多少？ （3）两车经过多长时间再次相遇？
16.如图所示，水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R＝0.4 m，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E＝1.0×104 N/C。

现有一电荷量q＝＋1.0×10－4 C，质量m＝0.1 k g 的带电体(可视为质点)，在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好
能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点(图中未画
出)。

取g＝10 m/s2。

试求：
(1)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小；
(2)D点到B点的距离x DB；
(3)带电体在从P点开始运动到落至D点的过程中的最大动能(结果保留三位有效数字)。

17．如图，质量为M=4kg 的木板AB静止放在光滑水平面上，木板右端B点固定一根轻质弹簧，弹簧自由端在C点，C到木板左端的距离L=0.5m，质量为m=1kg 的小木块（可视为质点）静止放在木板的左端，木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2，木板AB受到水平向左的恒力
F=14N，作用一段时间后撤去，恒力F撤去时木块恰好到达弹簧自由端C处，此后运动过程中弹簧最大压缩量x=5cm，g=10m/s2。

求：
(1)水平恒力F作用的时间t；
(2)撤去F后，弹簧的最大弹性势能E P；
(3)整个过程产生的热量Q。

参考答案
1D 2D 3B 4B 5B 6C 7AD 8BC 9AB 10AD 11CD 12AD
13．（l）ACE （2）AC （3）1.25（4）B （5）系统误差；5%（每空1分）
14 (1)B (2)1.50(1.49～1.51都算对) 1.50(1.49～1.51都算对) (3) 由于空气阻力的存在，小球下落过程中在克服空气阻力做功，因此动能的增量会小于重力势能的减少量，而表格中数值表明是动能的增加量大于重力势能的减少量，显然误差不是由于空气阻力造成的，是由于遮光条在小球的下面，测得的速度比小球的实际速度大造成的．
15解：（1）汽车速度减为零的时间；
（2）当两车速度相等时，经历的时间，
此时自行车的位移x 1=vt 1=6×6m =36m ，汽车的位移=72m ，
则两车之间的最大距离△x =x 2-x 1=72m -36m =36m ；
（3）汽车速度减为零时经历的位移
， 此时自行车的位移x 1′=vt 0=6×9m =54m ，
因为x 1′＜x 2′，可知自行车还未追上汽车，
则再次相遇需要经历的时间； 16.解析：(1)设带电体通过C 点时的速度为v C ，根据牛顿第二定律有mg ＝m v C 2
R
，解得v C ＝2.0 m/s 。

设带电体通过B 点时的速度为v B ，设轨道对带电体的支持力大小为F B ，带电体在B 点时，根据牛顿第二定律有
F B －mg ＝m v B 2
R。

带电体从B 运动到C 的过程中，根据动能定理有
－mg ×2R ＝12mv C 2－12
mv B 2 联立解得F B ＝6.0 N ，
根据牛顿第三定律，带电体对轨道的压力F B ′＝6.0 N 。

(2)设带电体从最高点C 落至水平轨道上的D 点经历的时间为t ，根据运动的分解有2R ＝12
gt 2，x DB ＝v C t －12Eq m
t 2 联立解得x DB ＝0。

(3)由P 点到B 点带电体做加速运动，故最大速度一定出现在从B 到C 的过程中，在此过程中只有重力和电场力做功，这两个力大小相等，其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方，故最大速度必出现在B 点右侧对应圆心角为45°处。

设带电体的最大动能为E km ，根据动能定理有
qER sin 45°－mgR (1－cos 45°)＝E km －1
2
mv B 2，
代入数据解得E km ≈1.17 J 。

答案：(1)6.0 N (2)0 (3)1.17 J
17.【答案】 (1)t =1s （2）0.3J P E =（3） 1.4J Q =
对系统： ()22212111222
P E mv mv M m v mgx μ=+-+- 解得： 0.3P E J =
（3）假设最终m 没从AB 滑下，由动量守恒可知最终共同速度仍为v=2.8m/s
设m 相对AB 向左运动的位移为s ，则：
P mgs E μ= 解得：s=0.15m
可知： s L x <+，故上面假设正确。

全过程产热： () 1.4Q mg L s x J μ=++=。