2020-2021学年北京永乐店中学高三物理联考试卷带解析

2020-2021学年北京永乐店中学高三物理联考试卷含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. （单选）如图，质量mA>mB的两个物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面。

让他们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是（）
参考答案：
A
A、B在竖直下落过程中与墙面没有弹力，所以也没有摩擦力，A、B均做自由落体运动，处于完全失重状态，均只受重力，故A正确。

2. 我国不少地方在节日期间有挂红灯笼的习俗．如图，质量为m的灯笼用两根不等长的轻绳OA、OB 悬挂在水平天花板上，OA比OB长，O为结点．重力加速度大小为g．设OA、OB对O点的拉力分别为F A、F B，轻绳能够承受足够大的拉力，则（）
A．F A大于F B
B．F A、F B的合力大于mg
C．换质量更大的灯笼，F B的增加量比F A的增加量大
D．无论如何调节悬点A的位置，F A、F B都不可能大于mg
参考答案：
C
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
【分析】对O点受力分析，受重力和两个拉力，根据平衡条件并结合合成法分析即可
【解答】解：对O点受力分析，如图所示：根据平衡条件，并结合正弦定理，有：
A、由于α＞β，故，故A错误；
B、根据平衡条件，F A、F B的合力等于mg，故B错误；
C、，故换质量更大的灯笼，α、β均不变，根据，F B的增加量比F A的增加量大，故C正确；
D、调节悬点A的位置，使A点向左移动，当α+β趋向180°时，可使F A、F B都大于mg，故D错误；
故选：C
3. 在地面上观察下列物体的运动，其中物体做曲线运动的是
Ａ．向东运动的质点受到一个向西的力的作用
Ｂ．正在竖直匀速上升的气球突然遭遇北风的均匀吹割
Ｃ．汽艇在江水缓缓流动的长江上匀速驶向对岸
Ｄ．一个小球相对缓缓行驶的列车以速度v在空中水平向前抛出
参考答案：
答案：ABD
4. 一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图1所示。

取物体开始运动的方向为正方向，则下列关于物体运动的v－t图象正确的是（）
参考答案：
C
5. （单选）下列关于物理学思想方法的叙述错误的是（）
A．探究加速度与力和质量关系的实验中运用了控制变量法
B．电学中电阻、场强和电势的定义都运用了比值法
C．力学中将物体看成质点运用了理想化模型法
D．△t→0时的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法
参考答案：
D
考点：瞬时速度；平均速度．.
分析：解答本题应掌握：在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法；理解常见的比值定义得出的物理量；质点采用的是理想化的物理模型；瞬时速度采用了极限思想．
解：A、在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法，故A正确；
B、电学中电阻、场强和电势的定义都运用了比值法，故B正确；
C、质点并不存在，采用的是理想化的物理模型；故C正确；
D、△t→0时的平均速度可看成瞬时速度，采用的是极限分析方法；故D错误；
本题选错误的，故选：D．
点评：学习物理不但要学习知识点，同时还要注意学习相应的物理方法．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，AB为半圆的一条直径，P点为圆周上的一点，在P点作用了三个共点力
F1、F2、F3，它们的合力为。

参考答案：
答案：3F2
7. （4分）两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图所示。

L2的额定功率约为_______W；现将L1和L2串联后接到220V的电源上，电源内阻忽略不计，此时L2的实际功率约为________W。

参考答案：
答案：99，17.5
8. 如右图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。

小球A由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌[边缘时，小球B也同时下落，用闪光相机拍摄的照片中B球有四个像，相邻两像间实际下落距离已在图中标出，单位cm，如图所示。

两球恰在位置4相碰。

则两球经过 s时间相碰， A球离开桌面时的速度 m/s。

(g取10m/s2)
参考答案：
0.3 1.5
平抛运动水平方向为匀速运动，竖直方向为自由落体运动，由于在位置4相碰，所以有：
h=gt2，x=v0t，将h=5cm+15cm+25cm=45cm，带入解得：t=0.3s，v0=1.5m/s．
9. 如图，质量为M=3kg的木板放在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以v=4m/s的初速度向相反方向运动，当木板的速度为v1=2.4m/s时，物块速度的大小是m/s，木板和物块最终的共同速度的大小是m/s。

参考答案：
0.8
10. 法国科学家拉普拉斯曾说过：“认识一位巨人的研究方法对于科学的进步并不比发现本身有更少的用处……”在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如观察、实验、建立模型、物理类比和物理假说等方法。

其中物理假说，是根据一定的科学事实和科学理论对研究的问题提出假说性的看法或说明，例如麦克斯韦的电磁场理论、分子动理论等假说，请你再举出两个物理假说的例子__________；。

参考答案：
光的光子说、日心说、物质波、分子电流、黑洞等均可
11. 科技馆里有一个展品，该展品放在暗处，顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置，在频闪光源的照射下，可以看到水滴好像静止在空中固定的位置不动，如图所示．某同学为计算该装置喷射水滴的
时间间隔，用最小刻度为毫米的刻度尺测量了空中几滴水间的距离，由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为（g取10 m/s2）s，图中第2点速度为m/s.
参考答案：
第1滴水滴与第2滴水滴的间距为，第2滴与第3滴的间距为
，所以相邻水滴间距之差为根据公式可知，该装置喷射水滴的时间间隔为，第二点速度。

12. 一氢原子从能量为E2的能级跃迁至能量为E1的较低能级时释放的光子的波长为______（真空中光速c，普朗克常数h）参考答案：
解析：由波尔假设可得hc/λ= E2- E1, 释放的光子的波长为λ=.
13. 如图，滑块从h＝0.2m高处的a点经光滑圆弧轨道ab，滑入水平轨道bc，最终恰好停在c点，如果滑块在bc匀减速运动的时间为t＝3s。

则滑块经过b点的速度大小为______m/s，bc间距离为
_______m。

参考答案：
(1). 2 (2). 3
由a到b由机械能守恒定律：解得：
bc间的距离：
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某同学用下图所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒。

该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。

实验时先使Ａ球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。

重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。

再把Ｂ球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让Ａ球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。

重复这种操作10次，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置。

图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。

其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的竖直平面，米尺的零点与O点对齐。

（1）（2分）为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为：A 球的直
径 B 球的直径（“大于”、“等于”或“小于”）；为减小实验误差，在两球碰撞后使
A
球不反弹，所选用的两小球质量关系应为
m A
m B （选填“小于”、“大于”或
“等于”）；
（2）（2分）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： （填选项号）。

A 、水平槽上未放
B 球时，测量A 球落点位置到O 点的距离 B 、A 球与B 球碰撞后，测量A 球与B 球落点位置到O 点的距离
C 、A 球和B 球在空间飞行的时间
D 、测量G 点相对于水平槽面的高度
（3）（4分）已知m A 和m B 。

E 、F 、J 是实验中小球落点的平均位置，请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断，A 球没有碰撞B 球时的落点是 点（在E 、F 、J 三个落点中选填），A 球与B 球碰撞后A 球的落点是 点（在E 、F 、J 三个落点中选填）。

该同学通过实验数据说明在实验中A 、B 两球碰撞中动量守恒，请你用上图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是 。

参考答案：
等于 大于 AB F E m A OF=m A OE+m B OJ
15. 在《验证机械能守恒定律》实验中，两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验。

①在甲图中，下落物体应选择密度_______ (选填“大”或“小”)的重物；在乙图中，两个重物的质量关系是m1________ m2(选填“>”、“=”或“<”)；
②采用图乙的方案进行实验，除图中的器材外，还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和______________；
③某次实验所打纸带如图所示，O 为第一个点，A 、B 、C 、D 点到O 点的距离已标出，打点时间间隔为0.02 s ，则记录C 点时，重物速度vC ＝________m/s ；
④比较两种实验方案，你认为________ 更合理，理由是______________________。

参考答案：
①大（2分） >（1分）②天秤（1分） ③0.780m/s （2分）④甲 乙图中受到细绳和滑轮之间的摩擦力的影响（1分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 已知物体从地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2=，其中G 、ME 、RE 分别是引力常量、地球的质量和半径.已知G=6.67×10-11 N·m2/kg2,c=2.9979×108 m/s.求下列问题：
(1)逃逸速度大于真空中光速的天体叫做黑洞，设某黑洞的质量等于太阳的质量M=1.98×1030 kg ，求它的可能最大半径（这个半径叫Schwarzchild 半径）
（2）在目前天文观测范围内，物质的平均密度为10-27 kg/m3,如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c,因此任何物体都不能脱离宇宙，问宇宙的半径至少多大？ 参考答案：
（1）由题目所提供的信息可知，任何天体均存在其所对应的逃逸速度v2=，其中M 、R 为天体的质量和半径.对于黑洞模型来说，其逃逸速度大于真空中的光速，即v2＞c,所以R ＜
m=2.94×103 m 。

故最大半径为2.94×103 m.。

（2）M=ρ·πR3，其中R为宇宙的半径，ρ为宇宙的密度，则宇宙所对应的逃逸速度为
v2=，由于宇宙密度使得其逃逸速度大于光速c，即v2＞c，则R＞=4.01×1026 m，合4.24×1010光年。

即宇宙的半径至少为4.24×1010光年。

17. 如图所示，一半径R=0.2m的水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m =1.0kg的小滑块。

当圆盘转动的角速度逐渐增大到某一数值时，滑块刚好从圆盘边缘处滑落，进入轨道ABC。

已知AB段为光滑的圆弧形轨道，轨道半径r =2.5m，B点是圆弧形轨道与水平地面的相切点，A点与B 点的高度差h =1.2m ；倾斜轨道BC与圆轨道AB对接且倾角为37°，滑块与圆盘及BC轨道间的动摩擦因数均为μ =0.5，滑块在运动过程中始终未脱离轨道，不计滑块在A点和B点处的机械能损失，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求滑块刚好从圆盘上滑落时，圆盘的角速度；
（2）求滑块到达弧形轨道的B点时对轨道的压力大小；
（3）滑块从到达B点时起，经0.6s正好通过C点，求BC之间的距离。

参考答案：
（1）滑块在圆盘上做圆周运动时，静摩擦力充当向心力，由牛顿第二定律，可得：
μmg=mω2R（2分）
代入数据解得：ω==5rad/s （1分）
（2）滑块在A点时的速度：vA=ωR=1m/s（1分）
滑块在从A到B的运动过程中机械能守恒：mgh+ mvA2/2= mvB2/2 （1分）
解得：vB=5m/s （1分）
在B点，由牛顿第二定律，可得：（1分）
解得：滑块对轨道的压力大小为20N。

（1分）（3）滑块沿BC段向上运动时的加速度大小：a1=g（sin37°+μcos37°）=10m/s2 （1分）
滑块沿BC段向上运动的时间：t1= vB/ a1=0.5s ＜0.6s 故滑块会返回一段时间（1分）
向上运动的位移：S1=vB2/2a1=1.25m （1分）
返回时的加速度大小：a2=g（sin37°-μcos37°）=2m/s2 （1分）
S2=1/2 a2（t-t1）2=0.01m （1分）
BC间的距离：sBC= S1- S2 =1.24m （1分）
18. （14分）如图A．，质量m＝1kg的物体沿倾角θ＝37︒的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v 的关系如图B．所示。

求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ；（2）比例系数k。

（sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2）
参考答案：。