2019-2020学年高三物理12月段考试题试题(含解析).doc

2019-2020学年高三物理12月段考试题试题(含解析)一、选择题:本题共10小题，共40分。在每小试给出的四个选项中，第16小题只有一个选项正确，第710小题有多个选项正确；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。1. 下列说法正确的是（ ）A. 在国际单位制中，力学的基本单位是千克、牛顿、秒B. 开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律C. 库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律D. 法拉第首先发现了电流可以使周围的小磁针偏转【答案】C【解析】在国际单位制中，力学的基本单位是千克、米、秒，选项A错误；开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了行星运动定律，选项B错误；库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律，选项C正确； 奥斯特首先发现了电流可以使周围的小磁针偏转，选项D错误；故选C.2. 如图所示，把一个矩形导线框悬挂在弹簧秤下，线框底边处在 磁场中，当开关闭合时，线框中的电流如图所示，则A. 开关闭合后，弹簧秤示数增大B. 开关闭合后，线框底边受到的安培力方向向上C. 开关闭合后，移动滑动变阻器滑动触头，弹簧秤示数一定减小D. 调换电源正负极，开关闭合后，弹簧秤示数一定减小【答案】B【解析】根据左手定则可知，当开关闭合时，线框底边受的安培力向上，则弹簧秤示数减小，选项A错误，B正确；开关闭合后，向右移动滑动变阻器滑动触头时，电路中电阻变大，电流减小，安培力减小，则此时弹簧秤示数变大，选项C错误；调换电源正负极，开关闭合后，安培力的方向变为向下，则弹簧秤示数增大，选项D错误；故选B.3. 质量不可忽略的小球与轻质弹簧相连，穿在光滑的杆上，杆与水平面的夹角为45。弹簧下端固定于杆上，初始系统静止，现在将系统以加速度g向右做匀加速运动，当地重力加速度为g。则()A. 静止时，弹簧的弹力等于小球重力的一半B. 静止时，杆的弹力小于弹簧的弹力C. 加速时，弹簧的弹力等于零D. 加速时，弹簧的形变量是静止时的2倍【答案】C【解析】对小球受力分析如图所示当系统静止时，根据力的平衡得：小球受弹簧的弹力，杆对小球的弹力，AB错误；当系统以加速度g向右做匀加速运动时，对小球受力分析如图则此时弹簧对小球的弹力为0，C正确，D错误，选C【点睛】小球静止时，根据力的平衡求出弹簧对小球的弹力和杆对小球的弹力；小球加速时，通过作图分析弹簧对小球的弹力.4. 如图所示，用输出电压为1.4 V、输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 的镍氢电流充电。下列说法正确的是()A. 电能转化为化学能的功率为0.12 WB. 充电器输出的电功率为0.14 WC. 充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD. 充电器把0.14 W的功率储存在电池内【答案】D【解析】A：电能转化为化学能的功率，故A正确 B：充电器输出的电功率，故B正确C：充电时，电池消耗的热功率，故C错误D：电能转化为化学能的功率为0.12 W，充电器每秒把0.12 J的化学能储蓄在电池内；故D错误点睛：在非纯电阻电路中，要区分电功（）、电热（）、电功率（）、热功率（）。5. 对于环绕地球做圆周运动的卫星来说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T的关系作出如图所示的图像，则可求得地球的质量为（已知引力常量为G）（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】试题分析：根据万有引力提供向心力，得到轨道半径与周期的函数关系，再结合图象计算斜率，从而可以计算出地球的质量由万有引力提供向心力有，得，由图可知，所以地球的质量为，故A正确6. 手扶电梯伤人事件频发。如图所示，一位质量为60 kg的乘客站在倾角为37的扶梯水平台阶上随扶梯以1 m/s的速度匀速向上运动，某时刻被告知扶梯顶端踏板塌陷，乘客立即按下扶梯中部的紧急停止按钮，此时他距扶梯顶部4 m，扶梯经过2s后停下，此过程乘客可以看作随扶梯做匀减速运动。取g=l0m/s2, sin37=0.6，cos37=0.8,不计手与扶手间的作用。下列说法正确的是 A. 紧急序止过程中，乘奔所受摩擦力方向沿扶梯斜向下B. 紧急停止过程中，乘客所受摩擦力大小为30 NC. 在紧急停止过程中，2 s内乘客克服摩擦力做功38.4 JD. 若乘客因慌乱寻找紧急停止按钮耽误了 3.5 s时间，则乘客可能遭遇危险【答案】D【解析】紧急停止过程中，乘客的速度将大于扶梯的速度，乘客相对扶梯向前了，故乘客所受摩擦力沿水平台阶向后，故A错误；扶梯在2s内停下来，根据v=at可得，加速度大小；将加速度分解为水平和竖直方向，则有：水平方向ax=acos37；则可知摩擦力f=max=600.8=24N；故B错误；扶梯停止经过的位移；水平分位移x=Lcos37，乘客克服摩擦力做功Wf=fx=2410.8=19.2J；故C错误；若乘客因慌乱寻找紧急停止按钮耽误了3.5s时间，则乘客开始减速时，离顶端位移为x=4-3.51=0.5m；而减速过程位移为1m，则可知，人已到达顶端，可以遭遇危险，故D正确故选D7. 如图所示，纸面内有一以A、B、C、D为顶点的正方形区域，其中心O处有一带电荷量为Q的正点电荷，E、F分别为AB边和AD边的中点，则在该电荷产生的电场中 A. A、B、C、D四点处的电场强度相同B. A、E、B三点间的电势差满足C. A、F两点处的电场强度大小之比为1:2D. 电子在D处时的电势能大于在F处的电势能【答案】CD8. 如图所示，细线的一端系于天花板上，另一端系一质量为m的小球。甲图让小球在水平面内做匀速圆周运动，此时细线与竖直方向的夹角为，细线中的张力为F1，小球的加速度大小为a1；乙图中让细线与竖直方向成角时将小球由静止释放，小球在竖直面内摆动，刚释放瞬间细线中的张力为F2，小球的加速度大小为a2，则下列关系正确的是（ ）A. F1 = F2B. F1 F2C. a1 = a2D. a1 a2【答案】BD【解析】试题分析：小球做圆周运动靠拉力和重力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出绳对小球的拉力，由牛顿第二定律求出加速度做单摆的小球只受到重力和绳子的拉力，由此分析即可甲图中受力如图：竖直方向：，水平方向，由几何关系得：，解得，根据牛顿第二定律得，乙图中释放瞬间，小球只受到重力和细线中的张力为，则，由牛顿第二定律得：，所以，故BD正确9. 长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是A. 使粒子的速度v5BqL/4mC. 使粒子的速度vBqL/mD. 使粒子速度BqL/4mv5BqL/4m【答案】AB【解析】要使粒子不打在板上，那么粒子经过磁场后，可在板的右边或者左边穿出磁场，依据题意，粒子打在板上的临界状态，如图所示，即从板左边B点或者右边A点穿出磁场；根据几何关系，有： 得r2L，根据，则， 那么欲使粒子不打到极板上，v5BqL/4m，故选AC.点睛：该题考查了有界磁场的问题，利用几何关系求出轨迹半径是解题的关键能根据沦洛伦兹力提供向心力得到粒子做圆周运动的半径和粒子速度的关系，并能根据几何关系求出粒子不射出磁场的半径条件10. 如图所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为AB的中点下列说法中正确的是()A. 小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零B. 小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等C. 小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化相等D. 小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等【答案】BD【解析】试题分析：据题意，小球从A到B过程中受到重力、支持力和摩擦力，从B到A的过程中也是受到同样的三个力，所以在整个从A到A的运动过程中，位移为零，重力不做功，支持力不做功，摩擦力做负功，所以选项A错误；据动能定理，小球从A到C和从C到B过程中，所以选项B正确；小球从A到C和从C到B过程中，据，加速度a相同，但运动时间不同，所以速度变化不相同，故选项C错误；据机械能变化量等于除了重力之外其他力做的功，所以选项D正确。考点：位移、动能定理、加速度【名师点睛】本题中，从A到A重力的总功等于零，支持力不做功，摩擦力已知做负功；通过动能定理分析AC和CB段的动能变化，；通过除了重力之外其他力做的功等于机械能变化量分析机械能的变化，；通过分析速度变化量。二、实验题:本题共2小题。根据题目要求，把答案写在答题卡相应位置。11. 装有拉力传感器的轻绳，一端固定在光滑水平转轴O，另一端系一小球，空气阻力可以忽略。设法使小球在竖直平面内做圆周运动(如图甲)，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。某兴趣小组的同学用该装置测量当地的重力加速度g。 (1)小明同学认为，实验中必须测出小球的直径，于是他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。 (2)小军同学认为不需要测小球的直径。他借助最高点和最低点的拉力F1、F2，再结合机械能守恒定律即可求得重力加速度g。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m B轻绳的长度l C小球运动一周所需要的时间T (3)根据小军同学的思路，请你写出重力加速度g的表达式_。【答案】 (1). 5.695 (2). A (3). 【解析】试题分析：螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，固定部分每个刻度为0.5mm，可动部分每个刻度单位为0.01mm；根据牛顿第二定律，在最低点与最高点列出合力提供向心力的表达式，再结合机械能守恒定律，即可求解（1）螺旋测微器的固定刻度读数5.5mm，可动刻度读数为0.0119.5=0.195mm，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数=5.5mm+0.195mm=5.695mm（2、3）由牛顿第二定律，在最高点，则有，而在最低点，则有：；再依据机械能守恒定律，则有： ，联立上式，解得，因此已知最高点和最低点的拉力，小军同学还需要测量的物理量有小球的质量m，故A正确，BC错误；根据小军同学的思路，重力加速度g的表达式为；12. 在“测定2节干电池组成的电池组的电动势和内阻”的实验中，备有下列器财：A.待测的干电池组（电动势约为3.0 V,内阻小于2.0)B.电流表A1(量程为03 mA，内阻RA1=10)C.电流表A2 (量程为00.6 A，内阻RA2=0.1)D.滑动变阻器R1(0-50，允许通过的最大电流为1.5 A)E.滑动变阻器私(0-1 k，允许通过的最大电流为0.6 A)F.定值电阻R0 (990)G.开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示实验电路，在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选_(填写器材前的字母代号）。(2)按照囝甲所示的电路进行实验，A为电流表的示数为电流表的示数,记录的5组实验数据如下：根据表中的实验数据，选择合适的坐标轴刻度和坐标轴起点，在图乙所示的坐标纸上画出I1-I2图线_。(3)根据绘出的I1-I2图线，可得被测电池组的电动势E=_V(保留两位有效数字）,内阻r= _ (保留三位有效数字)。【答案】 (1). D (2). (3). 3.0 (4). 1.78【解析】（1）因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小滑动变阻器应选D，（2）根据表中数据，利用描点法可得出对应图象，如图所示；（3）根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压为：U=I1（990+10）=1000I1，根据图象与纵轴的交点得电动势为：E=3.0mA1000=3.0V而由图象可知，当电压为2.20V时，电流为0.45A；则由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知：r=1.78点睛：本题考查测量电源电动势和内阻的实验，要注意根据闭合电路欧姆定律进行分析画出的对应的图象进行分析并求出电动势及内阻三、计算题：本題共4小题,共45分13. 某位同学为了研究超重和失重现象，将重为50N的物体带上竖直方向上运动的电梯，并将它水平放在电梯中的传感器上，若电梯由静止开始运动，并开始计时，测得重物对支持面的压力F随时间变化的图象如图所示，根据图中的信息，求：(1)判断电梯的运动方向(2)电梯运动的最大速度(3)电梯运动的最大距离【答案】(1)方向一直向下 (2)1.2m/s (3)8.4m【解析】(1)根据题可知，根据牛二定律，解得，方向向下，由题可知，故电梯做匀速运动，：解得：，方向向上 故电梯一直向下运动(2)由(1)可知，根据运动学公式，解得(3)根据运动学公式内，：，：，故电梯运动的最大距离14. 图甲中表演的水流星是一项中国传统民间杂技艺术，在-根绳子上系着两个装满水的桶，表演者把它甩动转起来，犹如流单般，而水不会流出来。图乙为水流星的简化示意图，在某次表演中，当桶A在最高点时，桶B恰好在最低点，若演员仅控制住绳的中点O不动， 而水桶A、B(均可视为质点)都恰好能通过最高点，已知绳长=1.6 m，两水桶(含水）的质量均为m=0.5 kg，不计空气阻力和绳重，取g=10 m/s2。(1)求水桶在最高点和最低点的速度大小；(2)求图示位置时，手对绳子的力的大小。【答案】（1） （2）30N【解析】（1）设最高点的速度为v1最低点的速度为v2水桶的运动半径R=l/2=0.8m；水桶通过最高点时绳上的拉力为零，有： 解得v1=2m/s水桶从最高点运动到最低点有： 解得v2=2m/s（2）绳OA对水桶A的拉力为零对最低点的桶B受力分析可得F向=FOB-mg=解得：FOB=30N15. 滑板运动是青少年喜爱的一项活动如图所示，滑板运动员以某一初速度从A点水平离开h=0.8m高的平台，运动员（连同滑板）恰好能无碰撞的从B点沿圆弧切线进入竖直光滑圆弧轨道，然后经B点固定斜面向上运动至最高点D圆弧轨道的半径为1m，B、C为圆弧的两端点，其连线水平，圆弧对应圆心角1060，斜面与圆弧相切于C点已知滑板与斜面间的动摩擦因数为，不计空气阻力，运动员（连同滑板）质量为50kg，可视为质点，求：(1)运动员（连同滑板）离开平台时的初速度v0(2)运动员（连同滑板）通过圆弧轨道最底点对轨道的压力(3)运动员（连同滑板）在斜面上滑行的最大距离【答案】(1)3m/s (2)2150N (3)1.25m【解析】（1）运动员离开平台后做平抛运动，从A至B在竖直方向有：（1分）在B点有：（1分）解得：（1分）（2）