安徽省安庆市届高三上学期期末教学质量监测物理试题 Word版含答案.docx
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安徽省安庆市届高三上学期期末教学质量监测物理试题Word版含答案
安庆市2019-2020学年度第一学期期末教学质量监测
高三物理试题
试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
全卷满分100分,考试时间120分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、单项选择题(共8小题;每小题4分,共32分。
每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1.物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,在物理学的探索和发现过程中,科学家们运用了许多研究方法如:
理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。
以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是微元法
B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保
持力不变研究加速度与质量的关系,这里运用了假设法
C.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,再把各小段位移相加,这里运用了理想模型法
D.根据速度定义式v=
,当Δt→0时,
就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义
运用了极限思维法
2.如图甲所示,一定质量的通电导体棒ab置于倾角为θ的粗糙导轨上,在图乙所加各种大小相同、方向不同的匀强磁场中,导体棒ab均静止,则下列判断错误的是
A.四种情况导体棒受到的安培力大小相等
B.图中A导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零
C.图中B导体棒ab可能是二力平衡
D.图中C、D导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零
3.如图所示物块A和B的质量分别为4m和m,开始A、B均静止,细绳拉直,
在竖直向上拉力F=6mg作用下,动滑轮竖直向上运动.已知动滑轮质量
忽略不计,动滑轮半径很小,不考虑绳与滑轮之间的摩擦,细绳足够长,
在滑轮向上运动中,物块A和B的加速度分别为
A.aA=
g,aB=5gB.aA=aB=
g
第3题图
C.aA=
g,aB=3gD.aA=0,aB=2g
4.一个质量为m的质点以速度
做匀速运动,某一时刻开始受到恒力F的作用,质点的速度先减小后增大,其最小值为
。
质点从开始受到恒力作用到速度减至最小的过程中
A.该质点做匀变速直线运动B.经历的时间为
C.该质点可能做圆周运动D.发生的位移大小为
5.在真空中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以
一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水
平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如图所示。
由此可见( )
A.小球带正电B.电场力为3mg
C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等
D.小球从A到B与从B到C的速度变化量相同
6.如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道由一段抛物线AB组成,A点为抛物
线顶点,已知A、B两点间的高度差h=0.8m,A、B两点间的水平距离
x=0.8m,重力加速度g取10m/s2,一小环套在轨道上的A点,下列说法
正确的是
A.小环以初速度v0=2m/s从A点水平抛出后,与轨道无相互作用力
第6题图
B.小环以初速度v0=1m/s从A点水平抛出后,与轨道无相互作用力
C.若小环从A点由静止因微小扰动而滑下,到达B点的速度为
D.若小环从A点由静止因微小扰动而滑下,到达B点的时间为0.4s
7.某电源的路端电压与总电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如
图所示。
用此电源和电阻R1、R2组成电路。
R1、R2可以同时接入电路,也
可以单独接入电路。
为使电源输出功率最大,可采用的接法是
A.将R1单独接到电源两端B.将R2单独接到电源两端
第7题图
C.将R1、R2串联后接到电源两端D.将R1、R2并联后接到电源两端
8.如图所示,质量相同的两物体a、b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的
轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上.初
始时用力压住b使a、b静止,撤去此压力后,a开始运动,在a
下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中
A.a的动能一定小于b的动能
B.两物体机械能的变化量相等
C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为正
二、多项选择题(共4小题;每小题4分,共16分。
每小题给出的四个选项中,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。
)
9.如图所示,粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上,∠CAB=30°,斜面内部O
点(与斜面无任何连接)固定一个正点电荷,一带负电可视为质点的小
物体可以分别静止在M、P、N点,P为MN的中点,OM=ON,
OM∥AB,则下列判断正确的是
A.小物体在M、P、N点静止时一定都是受4个力
B.小物体静止在P点时受到的摩擦力最大
C.小物体静止在P点时受到的支持力最大
D.小物体静止在M、N点时受到的支持力相等
10.如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上.一质量为m=0.2kg的小球,从弹簧上端某高度
处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程
中(弹簧在弹性限度内),其速度v和弹簧压缩量Δx
之间的函数图象如图乙所示,其中A为曲线的最高
点.不计小球和弹簧接触瞬间机械能损失、空气阻力,
g取10m/s2,则下列说法正确的是
A.小球刚接触弹簧时加速度最大
B.该弹簧的劲度系数为20.0N/m
C.从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的机械能守恒
D.小球自由落体运动下落的高度1.25m
11.如图所示,圆形区域内以直线AB为分界线,上半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应
强度大小为B。
下半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小未知,圆的半径为R。
在磁场左侧有一粒子水平加速器,质量为m,电量大小为q的粒子在极板M右侧附近,由静
止释放,在电场力的作用下加速,以一定的速度沿直线CD射入磁场,直线CD与直径AB
距离为0.6R。
粒子在AB上方磁场中偏转后,恰能垂直直径AB进入下面的磁场,之后在AB
第11题图
下方磁场中偏转后恰好从O点进入AB上方的磁场。
带电粒子
的重力不计。
则
A.带电粒子带负电
B.加速电场的电压为
C.粒子进入AB下方磁场时的运动半径为0.1R
D.AB下方磁场的磁感应强度为上方磁场的3倍
12.在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为L,导轨处于磁
感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。
有两根质量均为m的金属棒a、
b,先将a棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于
导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直导轨放置,a、c此刻起做匀速运动,b棒刚
好能静止在导轨上。
a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨都接触良好,导轨电阻
不计。
则
A.物块c的质量是2msinθ
B.b棒放上导轨前,物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能
C.b棒放上导轨后,物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能
第12题图
D.b棒放上导轨后,a棒中电流大小是
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
三、实验题(本题共2小题,共16分)
13.(8分)某物理兴趣小组的同学用如图甲所示装置
验证机械能守恒定律,轻绳一端固定在光滑固定
转轴O处,另一端系一小球.
第13题图
(1)张小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分
别放置了一组光电门,用螺旋测微器测出了小球
的直径,如图乙所示,则小球的直径d=____mm,
使小球在竖直面内做圆周运动,测出小球经过最高点的挡光时间为Δt1,经过最低点的挡光
时间为Δt2.
(2)戴小军同学在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器,已知当地重力加速度为g.现使小
球在竖直平面内做圆周运动,通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F1,
在最低点时绳上的拉力大小是F2.
(3)如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒,张小明同学还需要测量的物理量有_____
(填字母代号).戴小军同学还需要测量的物理量有________(填字母代号).
A.小球的质量mB.轻绳的长度LC.小球运行一周所需要的时间T
(4)根据张小明同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的
表达式:
__________________________________(用题目所给得字母表示)
(5)根据戴小军同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的
表达式:
___________________________________(用题目所给得字母表示)
14.(8分)第34届全国青少年科技创新大赛于2019年7月20-26日在澳门举办,某同学为了
测试机器人内部电动机的电阻变化,对一个额定电压为6V,
额定功率约为3.5W小型电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性
曲线进行了研究,要求电动机两端的电压能从零逐渐增加到
6V,实验室备有下列器材:
A.电流表(量程Ⅰ:
0~0.6A,内阻约为1Ω;量程Ⅱ:
0~3A,
内阻约为0.1Ω)
B.电压表(量程为0~6V,,内阻几千欧)
C.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流2A)
D.滑动变阻器R2(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
E.电池组(电动势为9V,内阻小于1Ω)
F.开关和导线若干
(1)实验中所用的滑动变阻器应选 ______ (选填“C”或“D”),电流表的量程应选 _______ (选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,改变加在电动机上的电压,实验中发现当电压表示
数大于1V时电风扇才开始转动,电动机的伏安特性曲线如图乙所示,则电动机线圈的电
阻为______Ω,电动机正常工作时的输出机械功率为_______W。
(保留两位有效数字)
四、计算题:
(共4小题,共36分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案的不给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)
15.(6分)如图甲所示,A车原来临时停
在一水平路面上,B车在后面匀速向A
车靠近,A车司机发现后启动A车,以
A车司机发现B车为计时起点(t=0),A、
B两车的vt图象如图乙所示.已知B
车在第1s内与A车的距离缩短了x1=12m.
(1)求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小;
(2)若A、B两车不会相撞,则A车司机发现B车时(t=0)两车的距离s0应满足什么条件?
16.
(8分)2019年诺贝尔物理奖的一半授予詹姆斯·皮伯斯(JamesPeebles)以表彰他“在物
理宇宙学方面的理论发现”,另一半授予了米歇尔·马约尔
(MichelMayor)和迪迪埃·奎洛兹(DidierQueloz),以表彰他
们“发现了一颗围绕太阳运行的系外行星”。
对宇宙探索一
直是人类不懈的追求。
现假设有这样模型:
图示为宇宙中
一恒星系的示意图,A为该星系的一颗行星,它绕中央恒
星O的运行轨道近似为圆.已知引力常量为G,天文学家
观测得到A行星的运行轨道半径为R0,周期为T0,求:
(1)中央恒星O的质量M是多大?
(2)长期观测发现A行星每隔t0时间其运行轨道便会偏离理论
轨道少许,天文学家认为出现这种现象的原因可能是A行
星外侧还存在着一颗未知的行星B(假设其运行的圆轨道
与A在同一平面内,且与A的绕行方向相同).根据上述现象和假设,试求未知行星B的运
动周期和轨道半径.
17.(10分)如图所示,竖直平面MN与纸面垂直,MN右侧的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁
场和水平向左的匀强电场,MN左侧的水平面光滑,右侧的水平面粗糙。
质量为m的物体A
静止在MN左侧的水平面上,已知该物体A
带负电,电荷量的大小为q。
一质量为
的
不带电的物体B以速度v0冲向物体A并发生
弹性碰撞,碰撞前后物体A的电荷量保持不
变。
求:
(1)碰撞后物体A的速度大小vA;
(2)若A与水平面的动摩擦因数为μ,重力加速
度的大小为g,磁感应强度的大小为
,电场强度的大小为
。
已知物体A
从MN开始向右移动的距离为L时,速度增加到最大值。
求:
①.此过程中物体A克服摩
擦力所做的功W;②.此过程所经历的时间t。
18.(12分)港珠澳大桥是连接香港大屿山、澳门半岛和广东省珠海市跨海大桥,工程路线香港
国际机场附近的香港口岸人工岛,向西接珠海、澳门口岸人工岛、珠海连接线,止于珠海洪
湾,总长约55公里,在建设港珠澳大桥时为了更大范围的夯实路面用到
一种特殊圆环,建设者为了测试效果,做了如下的演示实验:
如图所示,
一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环。
棒和环
的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1).断开轻绳,
棒和环自由下落。
假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无
动能损失。
棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计,重力加速
度为g求:
(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度;
(2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程;
(3)从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对环及棒做的总功.
第18题图
安庆市2019-2020学年度第一学期期末教学质量监测
高三物理试题参考答案及评分标准
一、单项选择题(共8小题;每小题4分,共32分。
每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
选项
D
D
D
D
B
A
D
A
1、【答案】D
【解析】A中采用了理想实验法;B中采用控制变量法;C中采用了极限思维法
2、【答案】D
【解析】因磁感线都垂直于导体棒,所以导体棒受到安培力的大小相等,A中安培力方向水平向右,而支持力垂直于斜面,与重力可以形成三力平衡,所以摩擦力可能为零;同理,B中安培力方向向上,可与重力构成二力平衡;C中安培力方向向下,D中安培力方向水平向左,要平衡则一定受到摩擦力作用,故选项D错误.
3、【答案】D
【解析】在竖直向上拉力F=6mg时,此时A、B受的拉力分别为3mg、3mg,对A因为3mg<4mg,故物体A静止,加速度为0;对物体B,3mg-mg=maB,解得aB=2g,故选D.
4、【答案】D
【解析】质点减速运动的最小速度不为0,说明质点不是做直线运动,力F是恒力所以不能做圆周运动,而是做匀变速曲线运动.分析可知初速度方向与恒力方向的夹角为150°,在恒力方向上有v0cos30°-
t=0,在垂直恒力方向上有质点的位移s=
,联立解得时间为t=
,发生的位移为s=
,选项D正确.
5、【答案】B
【解析】由题意可得,从竖直方向看,小球初速度为0,先加速后减速到0,从水平方向上看,小球做匀速直线运动,因为AB=2BC,故在做平抛运动时的水平位移是小球在电场中水平位移的2倍,而水平方向的速度相等,所以平抛运动的时间是电场中运动时间的2倍;根据公式v2=2ax,平抛运动的末速度和电场中运动的初速度相等,平抛运动的竖直位移是电场中竖直方向位移的2倍,故电场中的加速度是平抛运动时加速度的2倍,因为平抛运动时的加速度为g,所以电场运动时的加速度为2g,方向竖直向上,所以F电–mg=2mg,得电场力F电=3mg,选项B正确,选项C错误;小球在竖直向下的电场中受向上的电场力,故小球带负电,选项A错误;因为Δv=at,A到B的速度变化量大小为2gt,方向向下,B到C的速度变化量大小为2gt,方向向上,故它们是大小相等的,方向相反,选项D错误。
6、【答案】A
【解析】小环以初速度v0=2m/s从A点水平抛出,下落0.8m用时0.4s,水平位移为0.8m,其轨迹刚好与光滑轨道重合,与轨道无相互作用力,A正确,B错误;根据机械能守恒定律mgh=
mv2,到达B点的速度v=
=
m/s=4m/s,C错误;小环沿轨道下落到B点所用的时间比平抛下落到B点所用的时间长,大于0.4s,D错误.
7、【答案】D
【解析】根据UI图象可知,电源电动势E=8V,电源内阻r=
Ω,R1=4Ω,R2=2Ω,设外电路电阻为R,当外电路电阻R=r时,电源的输出功率最大。
将R1、R2并联后接到电源两端时,外电路电阻R=
Ω=
Ω,刚好等于电源内阻,电源的输出功率最大。
8、【答案】A
【解析】轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等,故可知a的速度等于b的速度沿绳方向的分量,a的动能比b的动能小,A正确;因为b与地面有摩擦力,运动时有热量产生,所以该系统机械能减少,而B、C两项均为系统机械能守恒的表现,故B、C错误;轻绳不可伸长,两端分别对a、b做功大小相等,一负一正,D错误.
二、多项选择题(共4小题;每小题4分,共16分。
每小题给出的四个选项中,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
9
10
11
12
选项
CD
BD
AC
AD
9、【答案】CD
【解析】对小物体分别在三处静止时进行受力分析,如图.结合平衡条件知,小物体在P、N两点时一定受四个力的作用,而在M处不一定,故A错误;小物体静止在P点时,摩擦力Ff=mgsin30°,设小物体静止在M、N点时,库仑力为F′,则小物体静止在N点时Ff′=mgsin30°+F′cos30°,小物体静止在M点时Ff″=mgsin30°-F′cos30°,可见小物体静止在N点时所受摩擦力最大,故B错误;小物体静止在P点时,设库仑力为F,受到的支持力FN=mgcos30°+F,小物体静止在M、N点时:
FN′=mgcos30°+F′sin30°,由库仑定律知F>F′,故FN>FN′,即小物体静止在P点时受到的支持力最大,静止在M、N点时受到的支持力相等,故C、D正确.
10、【答案】BD
【解析】由小球的速度图象知,开始小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当Δx为0.1m时,小球的速度最大,然后减小,说明当Δx为0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力.所以可得:
kΔx=mg,解得:
k=
N/m=20N/m.弹簧的最大缩短量为Δx最大=0.61m,所以F最大=20N/m×0.61m=12.2N.弹力最大时的加速度a=
=
=51m/s2,小球刚接触弹簧时加速度为10m/s2,所以压缩到最短时加速度最大,故A错误,B正确;小球和弹簧组成的系统机械能守恒,单独的小球机械能不守恒,故C错误;根据自由落体运动算得D正确.
11、【答案】AC
【解析】从C点入射的粒子向下做匀速圆周运动,即受到洛仑兹力向下,由左手定则知道粒子带负电,所以选项A正确;由题意知,粒子在AB上方磁场中做匀速圆周运动的半径r1=0.6R,在电场中加速有:
,在AB上方磁场中:
,联立得:
,所以选项B错误;粒子在AB下方磁场中做匀速圆周运动,由几何关系:
,解得r2=0.1R,所以选项C正确;由洛仑兹力提供向心力得到半径:
,由于r1=6r2,所以B2=6B1,所以选项D错误。
12、【答案】AD
【解析】A中由共点力平衡mc=2mcosθ,故A正确,b棒放上导轨前,物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能、a的重力势能之和;b棒放上导轨后,物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能、a的重力势能之和故B、C错,b棒放上导轨后,a棒中电流大小由a棒匀速下滑,b棒静止共点力平衡BIL=mgsinθ;故D正确
三、实验题(本题共2小题,共16分)
13、【解析】
(1)螺旋测微器固定刻度读数为5.5mm,可动刻度读数为20.0×0.01mm,故最终读数为两者相加,即5.700mm.
(3)根据小明同学的实验方案,小球在最高点的速度大小为v1=
,小球在最低点的速度大小为v2=
,设轻绳长度为L,则从最低点到最高点依据机械能守恒定律有
化简得
所以小明同学还需要测量的物理量是轻绳的长度L;根据小军同学的实验方案,设小球做圆周运动的半径为r,则小球在最低点有
,在最高点有
,从最低点到最高点依据机械能守恒定律有
,联立方程化简得F2-F1=6mg,所以小军同学还需要测量的物理量就是小球的质量m.
(4)由(3)可知,根据小明同学的思路,验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为
(5)由(3)可知,根据小军同学的思路,验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为F2-F1=6mg.
答案:
(1)5.700(2分)
(2)B(1分) A (1分)
(3)
(2分)
(4)F2-F1=6mg(2分)
14、【解析】
(1)电风扇的额定电流I==0.58A,从读数误差的角度考虑,电流表选择量程Ⅰ。
电风扇的电阻比较小,则滑动变阻器选择总电阻为10Ω的误差较小,即选择C。
(2)因为电压电流需从零开始测起,则滑动变阻器采用分压式接法,电风扇的电阻远小于电压表内阻,属于小电阻,电流表采用外接法。
则可知对应的实物图如答案图所示。
(3)电压表读数小于1V时电风扇没启动,由图象可知I=0.4A。
根据欧姆定律得,R=Ω=2.5Ω。
正常工作时电压为6V,根据图象知电流为0.57A,则电风扇发热功率P=I2R=0.572×2.5W=0.81W,则机械功率P'=UI-I2R=6×0.57W-0.81W=2.61W≈2.6W。
答案:
(1)C(1分) Ⅰ(1分)
(2)如图所示
(2分)
(3)2.5(2分) 2.6(2分)
四、计算题:
(共4小题,共36分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案的不给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)
15、答案:
(1)12m/s 3m/s2
(2)s0>36m
【解析】
(1)在t1=1s时A车刚启动,两车缩短的距离
x1=vBt1①
代入数据解得B车的速度vB=12m/s②
A车的加速度a=
③
将t2=5s和其余数据代入,解得A车的加速度大小
a=3m/s2.④.........................(3分)
(2)两车的速度达到相等时,两车的距离达到最小,对应于vt图象的t2=5s,此时两车已发生的相对位移为梯形的面积
s=
vB(t1+t2)⑤
代入数据解得s=36m⑥
因此,A、B两车不会相撞应满足条件s0>36m...............................(3分)
16.答案:
(1)
(2)
【解析】
(1)由万有引力定律得:
令A星质量为m
求得:
...........................................(2分)
(2)令B星运动周期为TB轨道半径为RB
求得:
.........................................(3分)
由开普勒第三定律:
得到:
.
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