解析广东省梅州市届高三上学期第一次质量检测物理试题.docx
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解析广东省梅州市届高三上学期第一次质量检测物理试题
2019-2020学年高三第一次质检
理科综合物理测试
二、选择题:
本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.2019年初,中国科幻电影《流浪地球》热播.影片中为了让地球逃离太阳系,人们在地球上建造特大功率发动机,使地球完成一系列变轨操作.地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨,进入椭圆轨道Ⅱ.在椭圆轨道Ⅱ上运行到B点,……,最终摆脱太阳束缚.对于该逃离过程,下列轨道示意图可能正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】根据开普勒第一定律可得,太阳在椭圆轨道的一个焦点上,由题意可知B点是椭圆轨道的远日点,地球在做离心运动。
A.图与结论相符,选项A正确;
B.图与结论不相符,选项B错误;
C.图与结论不相符,选项C错误;
D.图与结论不相符,选项D错误;
2.《茅山奇谈录》一书中记载着“血滴子”是清朝一位精通天文地理武术医术的茅山道人泉青发明的,能用它降魔伏妖,二十步内取首级如探囊取物,非常恐怖。
血滴子主要构造已无从考证,据传其主要部件如图,刀片绕中心O点转动,A、B为刀片上不同位置的两点。
v代表线速度,ω代表角速度,T代表周期,a代表向心加速度,则下列说法正确的是( )
A.vA=vB,TA=TB
B.ωA=ωB,vA>vB
C.vA<vB,aA<aB
D.aA=aB,ωA=ωB
【答案】C
【详解】由于是共轴转动,所以AB两点的角速度相等,ωB=ωA,则转动周期相等,TB=TA;由于B的半径大于A的半径,所以根据v=rω知,B的线速度大于A的线速度,vB>vA;由向心加速度与半径的公式:
a=ω2r,由于B的半径大于A的半径,所以B的向心加速度大于A的向心加速度,即aA<aB.故ABD错误,C正确。
故选C。
3.公园里,经常可以看到大人和小孩都喜欢玩
一种游戏——“套圈”,如图所示是“套圈”游戏的场景。
假设某小孩和大人站立在界外,在同一条竖直线上的不同高度分别水平抛出圆环,大人抛出圆环时的高度大于小孩抛出时的高度,结果恰好都套中前方同一物体。
如果不计空气阻力,圆环的运动可以视为平抛运动,则下列说法正确的是()
A.大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间相等
B.大人和小孩抛出的圆环抛出时的速度相等
C.大人和小孩抛出的圆环发生的位移相等
D.大人和小孩抛出的圆环速度变化率相等
【答案】D
【详解】设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为v,高度为h,则下落的时间为:
,水平方向位移x=vt=v
,平抛运动的时间由高度决定,可知大人抛出圆环的时间较长,故A错误;大人抛出的圆环运动时间较长,如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等,则大人要以小点的速度抛出圈圈,故B错误;大人和小孩抛出的圆环发生的水平位移相等,竖直位移不同,所以大人和小孩抛出的圆环发生的位移不相等,故C错误;环做平抛运动,加速度a=g,所以大人、小孩抛出的圆环速度变化率相等,故D正确。
故选D。
【点睛】本题就是对平抛运动规律的考查,平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来求解.
4.游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量相等的8位同学,如图所示,“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动,某时刻甲正好在最高点,乙处于最低点。
则此时甲与乙
A.线速度相同
B.加速度相同
C.所受合外力大小相等
D.“摩天轮”对他们作用力大小相等
【答案】C
A、由于“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动,所以线速度大小相同,甲线速度方向向左,乙线速度方向向右,故A错误;
B、根据
可知,加速度大小相同,甲加速度方向竖直向下,乙加速度方向竖直向上,故B错误;
C、根据
可知,所受合外力大小相等,故C正确;
D、对甲有
,对乙有
,“摩天轮”对他们作用力大小不相等,故D错误;
故选C。
5.汽车在某一水平路面上做匀速圆周运动,已知汽车做圆周运动的轨道半径约为50m,假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.8倍,则运动的汽车()
A.所受的合力可能为零
B.只受重力和地面支持力作用
C.所需的向心力由重力和支持力的合力提供
D.最大速度不能超过
【答案】D
【分析】
对汽车受力分析,受到重力、支持力和静摩擦力,三者的合力提供向心力,根据牛顿第二定律即可求得;
【详解】A、汽车做匀速圆周运动,根据
可知,汽车受到的合力不可能为零,故A错误;
B、在竖直方向没有运动,故重力和地面支持力合力为零,汽车受到的摩擦力提供向心力,故BC错误:
D、最大静摩擦力提供向心力时,汽车的速度最大,根据
解得:
,故D正确。
【点睛】本题主要考查了汽车匀速圆周运动的受力,正确的受力分析,明确向心力的来源是解决问题的关键。
6.质量为m的小物块静止在赤道处,下列关于小物块所受引力和重力的说法正确的是()
A.小物块所受重力的方向一定指向地心
B.小物块所受引力的方向一定指向地心
C.若地球自转加快,小物块所受重力变小
D.若地球自转加快,小物块所受引力变小
【答案】ABC
【详解】A.重力的方向竖直向下,而赤道处竖直向下和指向地心重合;则赤道位置的重力指向地心;则A项符合题意.
B.物体受到地球的万有引力方向沿物体和地球的球心连线而指向地心;故B项符合题意.
C.对赤道位置的物体分析可知,所受万有引力产生两分力效果,一是重力,二是自转向心力,且三者的方向都指向地心,满足:
,
则自转加快即角速度
增大,所需向心力变大,而引力不变,故重力变小;故C项符合题意.
D.物体所受万有引力大小
,与自转快慢无关,则地球自转加快时小物块所受的引力不变;故D项不合题意.
7.在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则( )
A.t=0.005s时线圈平面与磁场方向平行
B.t=0.010s时线圈的磁通量变化率最大
C.线圈产生的交变电动势频率为50Hz
D.线圈产生的交变电动势有效值为311V
【答案】AC
【详解】A.t=0.005s电动势最大,则线圈平面与磁场方向平行,故A正确;
B.t=0.010s时电动势为0,则线圈的磁通量变化率为0,线圈在中性面上,故B错误;
C.由图可知周期为0.02s,则频率为
,故C正确;
D.线圈产生的交变电动势有效值为
,故D错误。
8.一光滑宽阔的斜面,倾角为θ,高为h,现有一小球在A处以水平速度v0射出,最后从B处离开斜面,下列说法正确的是( )
A.小球的运动轨迹为抛物线
B.小球的加速度为
C.小球到达B点的时间为
D.小球到达B点的水平方向位移
【答案】ABC
【详解】小球受重力和支持力两个力作用,合力沿斜面向下,与初速度垂直,做类平抛运动,轨迹为抛物线。
故A正确。
根据牛顿第二定律知,小球的加速度
.故B正确。
小球在沿斜面方向上的位移为
,根据
,解得
.故C正确。
在水平方向上做匀速直线运动,沿初速度方向的位移:
;在斜面方向,小球还有沿水平方向的分位移:
;小球在水平方向的总位移:
.故D错误。
三、非选择题:
共174分,第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33~38题为选考题,考生根据要求作答。
9.现用电磁打点计时器测定物体作匀变速直线运动的加速度。
实验时,若交流电的频率低于50Hz,最后计算时仍按50Hz,所测得的加速度的值将________(填“偏小”或“偏大”)。
在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,如图为一次实验得到的一条纸带A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出。
从图中求出C点对应的速度是______m/s,运动的加速度是____m/s2。
(计算结果均保留三位有效数字)
【答案】
(1).偏大
(2).0.210(3).0.600
【详解】[1].用它测定物体作匀变速直线运动的加速度.当电源频率低于50Hz时,实际打点周期将变大,相邻两点间距偏大,而进行计算时,仍然用0.02s,因此测出的加速度数值将比物体的真实数值大.
[2].每两个相邻计数点间有四个点没有画出,则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度
[3].根据逐差法:
10.图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.
(1)完成下列实验步骤中的填空
①平衡小车所受的阻力:
小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出________________的点.
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.
③先_______,后_________,关闭电源,获得纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,…….求出与不同M相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量M为横坐标,
为纵坐标,在坐标纸上作出
-M关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
与M应成________关系(填“线性”或“非线性”).
(2)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是___________________.
【答案】
(1).间距相等
(2).接通电源(3).释放小车(4).线性(5).远小于小车和砝码的总质量
【详解】
(1)①[1].平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动,打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀,间距相等;
③[2].先接通电源,后释放小车;
⑥[3].由
,故
,故成线性关系;
(2)[4].设小车的质量为M,小吊盘和盘中物块的质量为m,设绳子上拉力为F,以整体为研究对象有
mg=(m+M)a
解得
以M为研究对象有绳子的拉力
显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力.所以为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量。
11.随着科技的发展,我国未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离,如图所示,航空母舰的水平跑道总长L=180m,其中电磁弹射区的长度为L1=80m,在该区域安装有直线电机,该电机可从头至尾提供一个恒定的牵引力F牵。
一架质量为m=2.0×104kg的飞机,其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2×105N。
假设飞机在航母上的阻力恒为飞机重力的0.2倍。
已知飞机可看作质量恒定的质点,离舰起飞速度v=40m/s,航空母舰处于静止状态,(取g=10m/s2)求:
(1)飞机在后一阶段的加速度大小;
(2)飞机在电磁弹射区末的速度大小;
(3)电磁弹射器的牵引力F牵的大小。
【答案】
(1)
(2)
(3)
【详解】
(1)根据牛顿第二定律:
F推-0.2mg=ma2
解得a2=4.0m/s2
(2)由v2-v12=2a2(l-l1)
解得v1=20
m/s
(3)由v12=2a1l1
解得a1=5m/s2
根据牛顿第二定律:
F牵+F推-0.2mg=ma1
带入数据解得:
F牵=2×104N
12.如图,质量
的木板静止在水平地面上,质量
、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。
设最大摩擦力都等于滑动摩擦力,书籍木板与地面间的动摩擦因数
,铁块与木板之间的动摩擦因数
,取
。
现给铁块施加一个水平向左的力F。
(1)若力F恒为8N,经1s铁块运动到木板的左端.求木板的长度;
(2)若力F从零开始逐渐增加,且木板足够长.试通过分析与计算,在坐标图中作出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象.
【答案】
(1)L=1m
(2)
分析】
(1)根据牛顿第二定律分别求出铁块和木板的加速度,铁块相对木板的位移等于木板的长度时铁块滑到木板的左端,由位移公式求解木板的长度.
(2)若力F从零开始逐渐增加,根据F与铁块的最大静摩擦力关系,以及铁块对木板的滑动摩擦力与木板所受地面的最大静摩擦力,分析铁块的运动状态,确定平衡条件或牛顿第二定律研究铁块所受的摩擦力.
【详解】
(1)对铁块,由牛顿第二定律:
对木板,由牛顿第二定律:
设木板的长度为L,经时间t铁块运动到木板的左端,
则:
联立解得
(2)①当
,系统没有被拉动,静摩擦力与外力成正比,即
②当
时,如果M、m相对静止,铁块与木板有相同的加速度a,则
解得
此时:
,也即F⩽6N
所以当2 ③当F>6N时,M、m相对滑动,此时铁块受到的摩擦力为: Ff−F图象如图所示: 【点睛】第1题关键抓住两个物体的位移与木板长度的关系.第2题根据F与最大静摩擦力的关系,分析物体的运动状态是关键,要进行讨论. 13.下列说法正确的是() A.布朗运动虽不是分子运动,但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动 B.扩散现象表明,分子在永不停息地运动 C.已知某物质的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则该种物质的分子体积为V0= D.随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,分子势能不一定减小 E.气体体积不变时,温度越高,单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多 【答案】BDE 布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动,证明了液体中的分子在做无规则运动,故A错误;扩散现象表明分子在永不停息地运动,故B正确;对于固体或液体,分子间距离较小,根据摩尔体积与阿伏加德罗常数之比,可求出分子的体积,而气体分子间空隙较大,不能用这种方法求解分子体积,故C错误;随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,当分子力表现为引力时,分子势能增大,故D正确;气体体积不变时,温度越高,由 知,气体的压强越大,由于单位体积内气体分子数不变,分子平均动能增大,所以单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多,故E正确。 【点睛】解决本题的关键要掌握分子动理论、气态方程 、热力学第一定律,知道压强的微观含义等热力学基本知识。 14.如图所示,透热的汽缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞横截面积S=100cm2。 活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。 此时,缸内气体的温度为27℃,活塞位于汽缸正中,整个装置都静止。 已知大气压恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2。 求: (1)汽缸内气体 压强p1; (2)汽缸内气体的温度升高到多少时,活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处? 【答案】 (1) (2) 【分析】 选汽缸 研究对象,列受力平衡方程可解封闭气体压强;即缸内气体为等压变化,由等压变化方程可得温度。 【详解】 (1)以汽缸 研究对象,受力分析如图所示: 列平衡方程: Mg+p0S=p1S, 代入数据解得: p1=3.0×105Pa (2)设缸内气体温度升到t2时,活塞恰好会静止在汽缸口。 该过程是等压变化过程,由盖—吕萨克定律得: 即: 解得: t2=327℃, 【点睛】选研究对象,注意变化过程的不变量,同时注意摄氏温度与热力学温度的换算关系。
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