江西省赣州市宁都县2020届高三物理上学期期末模拟考试

江西省赣州市宁都县2020届高三物理上学期期末模拟考试试题
一、选择题（本大题共有10小题，每小题4分，共40分，其中1—7小题为单选题，8—10为多选，全部选对得4分，选不全得2分，有不选或漏选得0分）
1．如图所示，对下列插图描述正确的是（）
A．图甲右上方的路牌所标的“50”因为车辆通行的平均速度
B．由图乙可推出所有形状规则的物体重心均在其几何中心处
C．图丙中掷出后的冰壶能继续运动说明其具有惯性
D．图丁中电梯向上制动时体重计的读数变小说明人所受重力减小
2．完全相同的三块木板并排固定在水平面上,一颗子弹以速度v水平射入,若子弹在木块中做匀减速直线运动,且穿过第三块木块后子弹速度恰好为零,则子弹依次刚射入每块木块时的速度之比和穿过每块木块所用的时间之比正确的是( )
A．v1：v2：v3=3：2：1 B．v1：v2：v3= 3：2：1
C．t1：t2：t3= 3：2：1 D．t1：t2：t3= 1：2：3
3．如图甲为一种门后挂钩的照片，相邻挂钩之间的距离为7cm，图乙中斜挎包的宽度约为21cm，在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，下列措施正确的是（）
A．随意挂在一个钩子上B．使背包带跨过两个挂钩
C．使背包带跨过三个挂钩D．使背包带跨过四个挂钩
4．如图所示，某宾馆大楼中的电梯下方固定有4根相同的竖直弹簧，其劲度系数均为k 。

这是为了防止电梯在空中因缆绳断裂而造成生命危险。

若缆绳断裂后，总质量为m的电梯
下坠，4根弹簧同时着地而开始缓冲，电梯坠到最低点时加速度大小为 5g （g 为重力加速度大小），下列说法正确的是（ ）
A ．电梯坠到最低点时，每根弹簧的压缩长度为
2mg k B ．电梯坠到最低点时，每根弹簧的压缩长度为6mg k
C ．从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中，电梯先处于失重状态后处于超重状态
D ．从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中，电梯始终处于失重状态
5．北京时间2019年4月10日21时，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片，如图所示．黑洞是宇宙空间内存在的一种密度极大，体积极小的天体，它的引力很大，连光都无法逃脱．若某黑洞表面的物体速度达到光速c 时．恰好围绕其表面做匀速圆周运动，己知该黑洞的半径为R ，引力常量为G ，则可推测这个黑洞的密度为（ ）
A ．2
234c GR π B ．2243c GR π C ．34cR G π D ．43cR G
π 6．如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、R 、Q 是这条轨迹上的三点，由此可知（ ）
A．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
B．带电粒子在P点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小
C．带电粒子在P点时的速度大小大于在Q点时的速度大小
D．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大
7．如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列说法正确的是( )
A．电流表、电压表的读数均变小
B．电源内阻消耗的功率变大
C．液滴将向上运动
D．电源的输出功率变大
8．静止在水平面的A.B两个物体，分别在水平拉力的作用下，从同一位置开始运动，其运动的v-t图象如图所示，已知两物体的质量相等，与水平面之间的动摩擦因数也相同，下列判断中正确的是（）
A．在t0时刻，物体A与物体B相遇
B．在t0时刻，物体A与物体B的加速度大小相等
C．在t0时间内，物体B所受的水平拉力逐渐减小
D．在0t时间内，物体B克服摩擦力所做的功比物体A克服摩擦力所做的功多
9．如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为F T，小球在最高点的速度大小为v，其F T－v2图象如图乙所示，则( )
A．轻质绳长为mb a
B．当地的重力加速度为am
C．若v2＝b，小球运动到最低点时绳的拉力为6a
D．当v2＝c时，轻质绳最高点拉力大小为ac
b
＋a
10．足够长的传送带与水平方向的倾角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m.开始时，a、b及传送带均静止，且a不受传送带摩擦力作用.现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度(未与滑轮相碰)的过程中 ()
A．物块a的重力势能减少mgh
B．摩擦力对a做的功等于a机械能的增量
C．摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增量之和
D．任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等
二、实验题（本题共3小题，每空2分，共22分）
11．（8分）在《探究弹簧伸长量与弹力关系》的实验中，
（1）在“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验中，以下说法正确的是_____．
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
（2）甲同学研究弹簧所受弹力F与弹簧长度 L关系实验时，得到如图所示的F­L图象，由图象可知：弹簧原长L0＝____cm，求得弹簧的劲度系数k＝____N/m.
（3）乙同学做实验时，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出簧伸长后的长度 L，把 L﹣L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中所示图象的（___ _）．
A． B． C．D．
12．（8分）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车左端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况。

(1)下列做法正确的是（_____）
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将砂桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
(2)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。

他所得到的a－F 关系可用图中的________表示(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)。

（3）右图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率50 Hz。

由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度v B＝________m/s，木块的加速度a＝________m/s2。

(结果保留两位有效数字)
13．（6分）某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A．电流表A1（内阻R g=100 Ω，满偏电流I g=3 mA）
B．电流表A2（内阻约为0.4 Ω，量程为0.6 A）
C．定值电阻R0=900 Ω
D．滑动变阻器R（5 Ω，2 A）
E．干电池组（6 V，0.05 Ω）
F．一个开关和导线若干
G．螺旋测微器，游标卡尺
（1）如图甲，用螺旋测微器测金属棒直径为________mm，用刻度尺测出金属棒长度为10.23cm．
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：
（3）用“×1 Ω”挡指针静止时如图丙所示，则金属棒的阻值约为________Ω．
（4）该同学根据提供的器材，设计实验电路如图丁，并测得电流表A1示数为2.8mA，电流表A2示数为0.30A，则金属棒电阻R x=________Ω．（保留两位有效数字）；
三、计算题（本大题共4小题，14题8分、15题9分、16题10分、17题11分，共38分）14．（8分）如图所示为用直流电动机提升重物的装置，重物的重量为500 N，电源电动势为110 V，不计电源内阻及各处摩擦，当电动机以0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5 A，求：
(1)提升重物消耗的功率；
(2)电动机线圈的电阻．
15．（9分）如图甲所示，水平面上放置一矩形闭合线框abcd，已知ab边长l1=1.0m、bc 边长l2=0.5m，电阻r=0.1 。

匀强磁场垂直于线框平面，线框恰好有一半处在磁场中，磁感应强度B在0.2s内随时间变化情况如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。

线框在摩擦力作用下保持静止状态。

求：
（1）感应电动势的大小；
（2）线框中产生的焦耳热；
（3）线框受到的摩擦力的表达式。

16．（10分）如图示一带电微粒质量为m＝2.0×10－11 kg、电荷量q＝＋1.0×10－5 C，从静止开始经电压为U1＝100 V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ＝60°，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为θ＝60°．已知偏转电场中金属板长L＝R，圆形匀强磁场的半径为R＝103 cm，重力忽略不计．求：
（1）带电微粒经加速电场后的速率；
（2）两金属板间偏转电场的电场强度E；
（3）匀强磁场的磁感应强度的大小．
17．（11分）如图所示，四分之一的光滑圆弧轨道AB 与水平轨道平滑相连，圆弧轨道的半径为R=0.8m，有一质量为m=1kg 的滑块从A端由静止开始下滑，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.5，滑块在水平轨道上滑行L=0.7m 后，滑上一水平粗糙的传送带，传送带足够长且沿顺时针方向转动，取g=10m/s2，求：
（1）滑块第一次滑上传送带时的速度v1 多大？
（2）若要滑块再次经过B点，传送带的速度至少多大？
（3）试讨论传送带的速度v与滑块最终停下位置x（到B点的距离）的关系。

物理参考答案
1．C
【解析】图甲右上方的路牌所标的“50”为车辆通行的瞬时速度不超过50km/h ，故A 错误；由图乙可推出所有形状规则且质量分布均匀的物体重心均在其几何中心处，故B 错误；惯性是物体保持原来速度不变的性质，图丙中掷出后的冰壶能继续运动说明其具有惯性，故C 正确；图丁中电梯向上制动时体重计的读数变小说明人所受支持力减小，但重力不变，故D 错误；故选C 。

2．B
AB ．采用逆向思维，子弹做初速度为零的匀加速直线运动，根据v =知，从开始到经过第3个木块，第2个木块、第1个木块所经历的位移之比为1：2：3，则射入第3个木块、
第2个木块、第1个木块的速度之比为，
所以子弹依次刚射入每块木块时的速度之
比1v ：2v ：3v =：1，A 错误B 正确．
CD ．因为初速度为零的匀加速直线运动，在相等位移内所用的时间之比为1：
)
1，则子弹通过每块木块所用的时间之比为)11：，CD 错误．
3．D
设悬挂后背包带与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可得2F cos θ=mg ；
解得背包带的拉力F =2cos mg θ
，在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，则cos θ最大，
由于相邻挂钩之间的距离为7cm ，图乙中斜挎包的宽度约为21cm ，故使背包带跨过四个挂钩时θ≈0，cos θ≈1，此时挂时背包带受力最小，故ABC 错误、D 正确。

4．C
在最低点时，由牛顿第二定律：4kx mg ma -=，其中a =5g ，解得32mg x k
=，选项AB 错误；从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中，重力先大于弹力，电梯向下先加速运动，当重力小于弹力时，电梯的加速度向上，电梯向下做减速运动，则电梯先处于失重状态后处于超重状态，选项C 正确，D 错误；
5．A
设黑洞的质量为M ，半径为R ，则密度：3
34M M V R ρπ=
= 设质量为m 的物体在该黑洞表面，则：2Mm mg G R =可得：2GM g R =
黑洞表面的物体做匀速圆周运动的速度为光速c ，则c == 联立可得：2
2
34c GR ρπ=故A 正确，BCD 错误。

故选A ． 6．C
A ．以b 电场线为例，结合曲线运动轨迹、速度、合外力三者位置关系，可知该粒子在b 电场线处受到的电场力向右，又由于粒子带负电，所以该处电场强度向左，所以P 点电势大于Q 点电势，所以粒子在P 点电势能小于Q 点。

A 错误
B ．P 点电场线比Q 点密集，所以P 点加速度大于Q 点。

B 错误
C ．从P 到Q 电场力做负功，所以P 点动能大于Q 点，因此P 点速度大于Q 点，C 正确
D ．因为全程只受电场力，所以动能和电势能之和是定值，D 错误
7．C
AC ．当L 2的灯丝突然烧断可知电路中总电阻增大，则总电流减小，电源的内电压和R 1电压减小，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大，故电容器C 的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，则该液滴将向上移动；
由于C 两端的电压增大，R 2、R 3中的电流增大，则电流表、电压表的读数均变大；故A 错误，C 正确；
B ．因干路电流减小，则电源内阻消耗的功率变小，故B 错误；
D ．由于电源的内外电阻的关系未知，不能判断电源的输出功率如何变化。

故D 错误。

8．CD
A.根据v t -图象的面积表示位移可知在0t 时间内物体A 与物体B 的位移关系：A B x x < 由于物体A 与物体B 从同一位置开始运动，所以在0t 时刻，物体A 与物体B 不相遇，故A 错误；
B.v t -图象的斜率表示加速度，在0t 时刻，物体A 斜率大于物体B 的斜率，所以物体A 加速度大于物体B 的加速度，故B 错误；
C.v t -图象的斜率表示加速度，物体B 的斜率逐渐变小，加速度也逐渐变小，根据牛顿第
二定律则有：
F f ma -=物体B 所受的水平拉力也逐渐减小，故C 正确；
D.v t -图象的面积表示位移，由图知A B x x <，而克服摩擦力做功为：f W mgx μ=
所以物体B 克服摩擦力所做的功比物体A 克服摩擦力所做的功多，故D 正确。

9．AC
AB.在最高点，根据牛顿第二定律得：2T v F mg m L +=，则2
T v F m mg L
=-
可知图线的斜率m a k L b =
＝，纵轴截距mg=a ，则当地的重力加速度a
g m
=，轻绳的长度bm
L a
=
故A 正确、B 错误。

C. 若小球运动到最高点时的速度v 2＝b ，即v 2=gL ，则从最高点到最低点：
22111
222
mv mgL mv += 最低点时21v T mg m L
-=解得T =6mg =6a 选项C 正确；
D.当v 2
=c 时，代入解得T c ac
F m
mg a L b
=--＝故D 错误。

10．ACD
A ．开始时，a 、b 及传送带均静止且a 不受传送带摩擦力作用，有sin a b m g m g θ= 则
sin a m
m θ
=
b 上升h ，则a 下降h sin θ，则a 重力势能的减小量为m a g ×h sin θ=mgh 故A 正确；
BC ．根据能量守恒得，系统机械能增加，摩擦力对a 做的功等于a 、b 机械能的增量。

所以摩擦力做功大于a 的机械能增加。

因为系统重力势能不变，所以摩擦力做功等于系统动能的增加，故B 错误，C 正确；D ．任意时刻a 、b 的速率相等，对b ，克服重力的瞬时功率P b =mgv 对a 有：P a =m a gv sin θ=mgv
所以重力对a 、b 做功的瞬时功率大小相等，故D 正确。

11．AB 3.0 200 C
（1）[1]．A 、弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故A 正确． B 、用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧
的弹力，要待钩码平衡时再读读数．故B 正确． C 、弹簧的长度不等于弹簧的伸长量．故C 错误．
D 、拉力与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同的弹簧的劲度系数不同，故D 错误．
（2）[2]．弹簧弹力为零时弹簧的长度为弹簧原长，由图示F-L 图象可知，弹簧原长：L 0=3.0cm ； [3]．由胡克定律：F =kx 根据图示图象可知，弹簧的劲度系数：
212N
200N/m 9.0 3.(010m
)F k L -=
==-⨯V V （3）[4]．①实验中用横轴表示弹簧的伸长量x ，纵轴表示弹簧的拉力F （即所挂重物的重力大小）②当竖直悬挂时，由于自身重力的影响弹簧会有一段伸长量，但此时所挂重物的重力为0N （即：F =0N ），此时弹簧伸长量不等于0；③因为在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长与其所受的拉力成线性关系．综合上述分析四个图象中只有C 符合． 12．AD C 0.15 0.60
（1）[1]A.该实验“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”，所以每次物体受力为恒力，所以细绳应与轨道平行，A 正确
B.平衡摩擦力时，使小车在没有重物牵引下沿导轨匀速运动，B 错误
C.打点计时器在使用时，应该先接通电源，后释放小车，C 错误
D.平衡摩擦力完成后，满足的是sin cos mg mg θμθ=所以改变小车质量时，无需再次平衡摩擦，D 正
（2）[2] 平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，这时在没有悬挂重物时，小车就已经获得一个加速度，所以图像有纵轴截距，选C （3）[3]根据匀变速直线运动的规律可得
2(8.10 5.10)10m/s 0.15m/s 20.10.2
OC OA B x x v ---?===´
[4]根据匀变速直线运动的规律可得
222
2
((17.1010.50)(10.50 6.30))10m/s 0.60m/s 0.20.04
DE BD x x a -----?=== 13．6.123（6.121~6.125） 17.0 9.4
（1）[1]．螺旋测微器测金属棒直径为：6mm+0.01mm ×12.3=6.123mm；
（3）[2]．金属棒的阻值约为：17.0×1Ω=17.0Ω．
（4）[3]．金属棒电阻310321() 2.810(100900)9.40.30 2.810
g x I R R U R I I I --+⨯+===≈Ω--⨯ 14．(1)450 W (2)4 Ω 【解析】（1）重物被提升的功率
（2）此时电路中的电流为5A ．则电源的总功率
所以线圈电阻消耗的功率为
由欧姆定律可得：
15．（1）0.25V ；（2）0.125J ；（3）()1.250.1t +N
（1）由题意可知，线框在磁场中的面积不变，而磁感应强度在不断增大，会产生感应电动
势，根据法拉第电磁感应定律知1
2=B bc ab
B S E n t t t
∆⋅⋅∆Φ∆⋅==∆∆∆ B
t
∆∆等于乙图象中B-t 图线的斜率1T/s ，联立求得感应电动势0.25V E = （2）因磁场均匀变化，故而产生的感应电动势是恒定，根据闭合电路欧姆定律知，在这0.2s 内产生的感应电流 2.5A E
I r
=
= 再根据焦耳定律有2=0.125J Q I rt = （3）水平方向上线框受到静摩擦力应始终与所受安培力二力平衡，有
=(0.1)2.50.5N 1.25(0.1)N f F BIL t t ==+⋅⋅=+安
16．(1)41.010m /s ⨯(2)2000V /m (3)0.13T
（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v 1，根据动能定理：21112
qU mv =
解得：4112 1.010m /s U q
v m
=
=⨯ （2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动．在水平方向微粒做匀速直线运动．水平方向：1L v t
=
带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a ，出电场时竖直方向速度为v 2，竖直方向：
qE
a m
=
，v 2=at
由几何关系：21
tan v v θ=
联立得1tan 2EL
U θ=，θ=60°解得：
1
2tan 2000V /m U E L θ=
== （3）设带电粒子进磁场时的速度大小为v ，则：41
210m /s cos60
v v ︒
=
=⨯ 由粒子运动的对称性可知，入射速度方向过磁场区域圆心，则出射速度反向延长线过磁场区域圆心，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，则轨迹半径为：r =R tan60°=0.3m
由：2
v qvB m r = 解得：11452.0102100.13T 1100.3mv B qr --⨯⨯⨯===⨯⨯
17．m/s (3) 22v x L g
μ=-或2
2v x L g μ=- （1）从A 点到刚滑上传送带，应用动能定理 2
112
mgR mgL mv -=
μ 得
1v =代入数据得，v 1=3m/s.
（2）滑块在传送带上运动，先向左减速零，再向右加速，若传送带的速度小于v 1，则物块最终以传送带的速度运动，设传送带速度为v 时，物块刚能滑到B 点，则
21
02
mgL mv μ-=- 解得v =m/s 即传送带的速度必须大于
m/s 。

(3)传送带的速度大于或等于v 1，则滑块回到水平轨道时的速度大小仍为v 1
211
02
mgs mv μ-=-
得s =0.9m ，即滑块在水平轨道上滑行的路程为0.9m ，则最后停在离B 点0.2m 处。

m/s <v<3m/s ，则滑块将回到B 点，滑上圆弧轨道后又滑到水平轨
道，最后停下，即2
1)02
mg
L x mv μ-+=-（ 解得22v x L g μ=-
若传送带的速度，则滑块将不能回到B 点，即2
1)02
mg
L x mv μ--=-（
解得2
2v x L g
μ=-。