届湘豫名校高三上联考物理试题含答案.docx
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届湘豫名校高三上联考物理试题含答案
姓名准考证号
绝密★启用前
湘豫名校联考(2020年11月)
物理试卷
注意事项:
1.本试卷分选择题、实验题、计算题三大题。
答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共12小题,共48分,每小题4分在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.两个物体A、B的质量之比为mA:
mB=3:
1,二者初速度之比是vA:
vB=3:
1,它们和水平桌面间的动摩擦因数之比为μA:
μB=3:
1,不计空气阻力.则二者在桌面上滑行到停止经过的距离之比为
A.xA:
xB=3:
1B.xA:
xB=9:
1
C.xA:
xB=1:
1D.xA:
xB=1:
3
2.右图表示甲、乙两物体在平直轨道上运动的v-t图象,已知t=4s两物体并排相遇,下列说法不正确的是
A.在t=0时,甲在乙的前面
B.在0~2s内,甲的加速度比乙的加速度小,且方向相反
C.在0~4s内,t=0时刻,甲、乙的间距最大
D.在0~8s内,甲、乙的平均速度相同
3.北京时间2012年10月,我国第16颗北斗导航卫星发射成功,它是一颗地球静止轨道卫星(即地球同步卫星),关于该卫星,下列说法正确的是
A.该卫星相对地心静止
B.该卫星发射速度小于11.2km/s
C.该卫星运行速度大于7.9km/s
D.该卫星定点在中国大陆上空
4.如图所示,两墙壁平行且竖直,小球从P点以垂直于墙面的初速度v0抛出,打在右侧墙壁上的Q点.已知小球与墙壁碰撞前后竖直分速度不变,水平分速度大小不变、方向相反,不计空气阻力,若只改变初速度大小,小球仍能击中Q点,则初速度大小可能为
A.
B.2v0
C.3v0D.4v0
5.如图所示,A、B两个物体的质量分别是mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态,此时动滑轮与定滑轮之间的轻绳与水平方向夹角为θ,滑轮的质量和一切摩擦均不计,绳为轻质绳,如果将绳一端的固定点P缓慢向上移动到Q点,整个系统重新平衡后
A.物体B的高度增大,θ不变
B.物体B的高度增大,θ变大
C.物体B的高度不变,θ不变
D.物体B的高度降低,θ变小
6.如图所示,两个倾角相同的滑杆上分别套有A、B两个圆环,两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D,当它们都沿滑杆滑动时,A的悬线与杆的垂直方向成一定的夹角,B的悬线竖直向下,A与C相对静止,B与D相对静止.则下列说法中正确的是
A.A环与滑杆间没有摩擦力
B.B环与滑杆间没有摩擦力
C.A环沿杆向上做匀减速直线运动
D.B环做匀加速直线运动
7.如下图所示,一长L=10m的水平传送带AB,以恒定速度v=8m/s顺时针运动现有一质量为m=2kg的物块以水平向右的初速度v0=4m/s从传送带左端A处滑上传送带物块与带面间的动摩擦因数μ=0.4(g=10m/s2).则下列说法正确的是
A.经过1s,滑动摩擦力对物块做功为-48J
B.经过1s,物块机械能变化量为64J
C.物块从A到B点过程中,物块动能增加64J
D.物块从A到B点过程中,系统内能增加16J
8.在粗糙水平地面上竖直放置一如图所示装置该装置上固定一光滑圆形轨道,总质量为M.一质量为m的小球在圆形轨道最低点A以水平初速度v0向右运动,恰好能通过圆形轨道最高点B,该装置始终处于静止状
态,则在小球由A点到B点的过程中(重力加速度取g),下列说法正确的是
A.当小球运动与圆心等高处的C点时,装置对地面的摩擦力方向向左
B.当小球运动到B点时,装置对地面的压力大小为Mg+mg
C.当小球在A点时,装置对地面的压力大小为Mg+6mg
D.小球运动到与圆心等高处的C点时,装置对地面的压力大小为Mg+mg
9.如图所示,正方体ABCD-A′B′C′D′的棱长为a,A、B、C、D、A′B′C′D′是其八个顶点,现在A、C、D′三点分别固定电量均为q的正点电荷,静电力常量为k,则在B、D、B′C′四个点中与A′点电势相等的点是
A.BB.B′
C.C′D.D
10.如图所示,A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A、B两球的动量分别为pA=9kg·m/s,pB=3kg·m/s,A追上B发生弹性碰撞,则碰后A、B两球的动量pA′,pB′的取值中不可能的是
A.pA′=9kg·m/s,pB′=3kg·m/s
B.pA′=8kg·m/s,pB′=4kg·m/s
C.pA′=-2kg·m/s,pB′=14kg·m/s
D.pA′=-9kg·m/s,pB′=21kg·m/s
11.如图所示,在竖直放置的平行金属板A、B之间加有恒定电压U,A、B两板的中央留有小孔O1、O2,在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E,电场范围足够大,感光板MN垂直于电场方向固定放置.第一次从小孔O1处由静止释放一个质子,第二次从小孔O1处由静止释放一个α粒子,不计粒子的重力,关于这两个粒子的运动,下列判断正确的是
A.质子和α粒子在O2处的速度大小之比为1:
2
B.质子和α粒子在整个过程中运动的时间相等
C.质子和α粒子打到感光板上时的动能之比为1:
2
D.质子和α粒子打到感光板上的位置相同
12.如图所示,一质量为m、电荷量为+q的带电小球从A点以竖直速度v0=8m/s射平行于纸面的匀强电场中,运动到最高点B时速度大小v=6m/s.则电场强度大小可能为
A.
B.
C.
D.
二、实验题(本题共2小题,共15分,将答案填写在答题卡中)
13.(6分)“验证力的平行四边形定则”的实验如下:
(1)某同学实验操作步骤如下:
①如图甲所示,把橡皮条的一端固定在板上的A点,两条细绳连接在橡皮条的另一端,通过细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,橡皮条伸长,使结点位于O点,用铅笔记下O点的位置,并记下两个弹簧测力计的读数;
②如图乙所示,在纸上按比例作出两个力FOB、FOC的图示,用平行四边形定则求出合力F;
③如图丙所示,只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,按同样比例作出这个力F′的图示(如图乙),比较F′与用平行四边形定则求得的合力F;
④改变FOB和FOC的夹角和大小,重复上述过程.
上述实验过程中有重要遗漏的步骤是____________(填步骤序号);图乙中,_________(填“F”或“F′”)与AO延长线重合.
(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项,你认为正确的有___________.
A.拉橡皮条的细绳适当长一些
B.实验中把橡皮条结点拉到O点时,两弹簧测力计之间的夹角为90°不变,可便于计算合力
C.拉橡皮条时,细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板
D.两条细绳必须等长,且橡皮条应与两细绳夹角的平分线在同一直线上
14.(9分)某物理小组在一次探究活动中测量小滑块与木板之间的动摩擦因数μ.实验装置如图甲所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,P、Q为连接数字计时器的光电门且固定在B、C点.实验时给带有遮光条的小滑块一个初速度,让它沿木板从左侧A点向右运动,小滑块先后通过光电门P与光电门Q.已知当地重力加速度为g.
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,其读数d=__________cm.
(2)为了测量动摩擦因数,除遮光条宽度d及数字计时器显示小滑块通过光电门P与光电门Q的时间t1、t2外,下列物理量中还需测量的有____________.
A.木板的长度L1B.木板的质量m1
C.小滑块的质量m2D.木板上BC间的距离L2
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=___________(用题中所涉及的物理量的符号表示).
三、计算题(本题包括4小题,其中第15题8分第16题12分,第17题11分,第18题16分共47分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案不得分)
15.(8分)如图所示,在质量为M的长方形小车的水平表面上放置质量为m2的物块A,A用轻质细绳通过轻质滑轮与质量为m1的物块B相连接,各接触面均光滑,绳与接触面平行欲使它们一起相对静止地向右运动,则水平推力F应为多大?
16.(12分)如图所示,一个剖面为半圆的光滑固定弧面,O是圆心,半径为R=4.0m,重力加速度为g=10m/s2.一质量为m=0.5kg的小球以某一初速度v0从距圆心距离d=2.4m处水平射出,小球恰好垂直撞在圆弧上,并与圆弧面发生完全非弹性碰撞但并不粘连,求:
(1)小球的初速度v0;
(2)小球经过圆弧面最低点对弧面的压力大小FN.
17.(11分)如图所示,光滑半圆轨道竖直放置,半径为R=0.4m,一水平轨道与圆轨道相切,在水平轨道上停着一个质量为M=0.49kg的木块,木块在离圆轨道最低点B距离为L=4m的A点,木块与水平面间的摩擦因数为μ=0.35.一颗质量为m=10g的子弹,以某一水平速度v0射入木块中,然后一起运动经过最高点,物块恰好能飞回到A点(g取10m/s2)(不计空气阻力,木块的大小忽略不计),求:
(1)子弹和木块组成的整体经过最高点的速度大小v1
;
(2)子弹的初速度v0.
18.(16分)如图所示,足够长的传送带以v=6m/s的速率顺时针匀速转动.传送带的右端与水平面连接于a点,平面上方存在以虚线为边界、电场强度E=1.0×104N/C的匀强电场.一质量m=1.0kg、电量q=1.0×10-3C的滑块与平面、传送带的动摩擦因数均为μ=0.60,将滑块从b点由静止释放,已知a、b两点间距L=2.0m,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)滑块第一次经过a点时的速度大小v1;
(2)从释放滑块到第三次过a点的过程中,滑块与平面、传送带间因摩擦产生的总热量.
湘豫名校联考(2020年11月)
物理参考答案
一、选择题(本题共12小题,共48分,每小题4分.在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项
符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A
A
B
C
C
C
D
C
AC
AD
CD
ACD
1.A
【解析】物体滑行过程中只有滑动摩擦力做功,根据动能定理,有:
对A:
对B:
可得,xA:
xB=3:
1运用牛顿运动定律及运动学公式也可以求解.
故选A.
2.A
【解析】A.甲、乙在t=4s两物体并排相遇,在t=0到t=4s时间内,甲的位移大于乙的位移,所以甲在乙的后面,A错误;B.在0~2s内,由图象可知,甲的斜率比乙的斜率小,所以甲的加速度比乙的加速度小;斜率符号相反,所以加速度方向相反,B正确;C.在0~4s内,两物体间距越来越小,t=0时刻,甲、乙两物体距离最大,C正确;D.在0~8s内,由图象面积可知,甲、乙两物体位移相同,所以甲、乙相同时间内的平均速度相同,D正确.故选A.
3.B
【解析】A.地球同步卫星相对地球静止,故A错误;
B.11.2km/s是卫星脱离地球束缚的发射速度,而同步卫星仍然绕地球运动,故B正确;
C.7.9km/s即第一宇宙速度,是近地卫星的环绕速度,故C错误;
D.地球同步卫星定点在赤道的正上方,故D错误.故选B.
4.C
【解析】P、Q两点间的高度差h一定,由
知,小球从P点到Q点的时间t是一定的,由题知两墙壁间的距离x=v0t.假设小球与两墙面共碰撞2n次(n=1,2,3,)后,第2n+1次碰到Q点,则有(2n+1)x=vt,得小球的初速度大小v=(2n+1)v0,当n=1时v=3v0;n=2时v=5v0,选项C正确.
5.C
【解析】系统静止时,与动滑轮接触的那一小段绳子受力情况如图所示,同一根绳子上的拉力F1、F2总是相等的,它们的合力F与F3是一对平衡力,以F1、F2为邻边所作的平行四边形是菱形,故mAg=2mBgsinθ.绳的端点由P点移向Q点时,由于mA、mB的大小不变,故θ不变,滑轮左侧的绳子总长度不变,所以B高度不变.故ABD错误,C正确.
6.C
【解析】在A、C中,先对C受力分析,C受重力mCg和细线拉力FC′作用,可知C的加速度大于gsinθ;再对A受力分析,A受重力mAg、细线拉力FC、垂直于杆方向的支持力FNA和沿杆方向上的摩擦力fA作用,又A、C加速度相同,所以A受摩擦力fA方向沿杆向下,A、C合力方向均为沿杆向下,因此A环沿杆向上做匀减速直线运动;
在B、D中,先对D受力分析,D受竖直向下的重力mDg和竖直向上的细线拉力FD′作用,水平方向上不受力作用;再对B分析,B受重力mBg、细线拉力FD、垂直于杆方向上的支持力FNB和沿杆方向上的摩擦力fB作用.因B、D加速度相同,D的加速度只能沿竖直方向,B的加速度只能沿杆方向,所以B、D加速度为零,摩擦力fB方向沿斜面向上,D环做匀速运动,B环做匀速直线运动.故选C.
7.D
【解析】AB.物块刚放到传送带上时,由于与传送带有相对运动,物块受向右的滑动摩擦力,物块做加速运动,
经过1s物块相对静止地面的位移为:
物块的速度v=v0+at=8m/s
滑动摩擦力对物块做正功,W=Ffx=48J,物块机械能变化量为48J.故AB错误;
C.物块从传送带右端离开时速度与传送带速度相同
,故C错误;
D.生热Q=Ff·x相=16J,故D正确.故选D.
8.C
【解析】当小球运动到与圆心等高处的C点时,装置受到小球的作用力方向水平向右,由平衡条件可知装置受到地面的摩擦力方向向左,则装置对地面的摩擦力方向向右,故A错误;由于小球恰好能通过圆形轨道最高点B,则当小球运动到B点时,小球对装置的作用力为0,此时装置对地面的压力大小为Mg,故B错误;由于小球恰好能通过圆形轨道最高点B,则有
,小球从B点到A点,由动能定理得
,A点由牛顿第二定律有
,联立解得装置对小球的作用力NA=6mg,方向竖直向上,由牛顿第三定律可知,小球对装置的作用力大小为6mg,方向竖直向下,所以当小球在A点时装置对地面的压力大小为Mg+6mg,故C正确;小球运动到与圆心等高处的C点时,装置对地面的压力为Mg,故D错误。
9.AC
10.AD
【解析】当两小球不发生碰撞时,才有pA′=9kg·m/s,pB′=3kg·m/s,故A不可能;当B球的质量为无限大时,碰后才会有pA′=9kg·m/s,pB′=21kgdaintym/s,故D不可能.
11.CD
【解析】根据动能定理有
,解得
.质子(
H)和α粒子(
He)的比荷之比为2:
1,故两者在O2处的速度大小之比为
:
1,选项A错误.
在A、B间
,则质子的加速度大,所以质子运动时间短;进入右侧电场做类平抛运动,由
,可知质子做类平抛运动的时间也短故质子在整个过程中的运动时间小于α粒子的运动时间,选项B错误.
对整个过程,由动能定理得Ek-0=q(U+Eh)故带电粒子的末动能与电荷量成正比,所以质子和α粒子打到感光板上时的动能之比为1:
2,选项C正确.
带电粒子由O2到MN板,竖直方向
,水平方向x=vt,又
,联立解得
,所以质子和α粒子打到感光板上的位置相同,选项D正确.
12.ACD
【解析】如图所示,带电小球由A到B运程中速度的变化与竖直方向成37°角,因此可知电场力F≥
,故不可能,其他都是可能的故选ACD.
二、实验题(本题共2小题,共15分,将答案填写在答题卡中)
13.(6分)
(1)①(2分)F(2分)
(2)AC(2分)
【解析】
(1)在步骤①中,仅仅记录下O点的位置和两弹簧测力计的读数是不够的,还要记录两细绳的方向(两弹簧测力计拉力的方向);在图乙中F是运用平行四边形定则作出来的两个力的合力,F′是实际合力的方向,与AO的延长线重合.
②细绳更长是一些可使力的方向的记录更加精确,选项A正确;合力是通过作力的图示得到的,所以夹角不必一直保持90°,选项B错误;橡皮条细绳和弹簧测力计应与木板平行,这样可以减小测量弹力大小的偶然误差,使实验更精确,选项C正确;实验中两细绳不必等长,为了保持实验结果的普适性,两细绳与橡皮条的方向关系应多样化,选项D错误.
14.(9分)
(1)0.840(3分)
(2)D(3分)
(3)
(3分)
【解析】根据动能定理得:
,
得
三、计算题(本题包括4小题,其中第15题分,第16题12分,第17题11分,第18题16分,共47分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案不得分)
15.(8分)【解析】对小车、物块A物块、B整体分析得:
F=(M+m1+m2)a(2分)
对物块B分析得,绳子拉力FT=m1g……(2分)
对物块A分析得:
FT=m2a……(2分)
解得:
…(2分)
16.(12分)
【解析】
(1)因小球垂直撞在圆弧上,由速度的反向延长线过圆心,可得
小球平抛过程的水平位移x=2d=4.8m……(2分)
再根据几何关系可得竖直位移y=3.2m……(2分)
联立方程
可得v0=6.0m/s(2分)
(2)碰后小球机械能守恒可得
…(2分)
小球在最低点时有:
………(2分)
根据牛顿第三定律得:
FN=FN′=7N………(2分)
17.(11分)
【解析】
(1)子弹和木块组成的整体经过最高点后做平抛运动
……(1分)
L=v1t…………(1分)
解得:
v1=10m/s………(2分)
(2)子弹和木块组成的整体从A点运动到最高点的过程,根据动能定理得
(2分)
得v=12m/s………(1分)
子弹射入木块过程根据动量守恒定律mv0=(M+m)v…(2分)
解得:
v0=600m/s……(2分)
18.(16分)
【解析】
(1)设滑块第一次经过a点时的速度为v1,由动能定理得
…………(2分)
解得v1=4m/s……………(1分)
(2)滑块在传送带上向左运动的最大距离为x1,时间为t1,该时间内传送带位移为x2.
则a=μg=6m/s2……………(1分)
…………(1分)
…………(1分)
由于v1 全程滑块相对于传送带运动距离 x相对=(x1+x2)+(x2-x1)=2x2=8m(2分) Q1=μmg·x相对=0.6×10×8J=48J…(1分) 滑块在平面上向右滑行最大距离x3 ……………(1分) 得x3=0.5m…(1分) 故与平面摩擦生热Q2=μmg(L+2x3)=18J…(2分) 故总热量: Q=Q1+Q2=64J…………(1分)
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