北京市牛山一中2020届高三物理上学期期中试题（含解析）.doc

北京市牛山一中2020届高三物理上学期期中试题（含解析）一单选题（本题共14个小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的，每小题3分，共42分）1.由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，当所带电荷量分别q1和q2，其间距为r 时，它们之间静电力的大小为，式中k为静电力常量。在国际单位制中，k的单位是（ ）a. nm2/c2b. c2/ (nm2)c. nm2/cd. nc2/m2【答案】a【解析】【分析】本题考查国际单位制的转化。详解】abcd.由库仑力公式可知：则k的单位为nm2/c2，故a正确bcd错误。故选a。2.小芳同学想要悬挂一个镜框，以下四种方法中每根绳子所受拉力最小的是a. b. c. d. 【答案】b【解析】【详解】图中acd的绳子与合力的方向都有一定的夹角，而选项b中的绳子与合力的夹角为0，当两个分力的夹角越大时，其合力越小，该题中的合力大小不变，故分力中只有b最小，选项b正确3.如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是 （ ） a. a点场强小于b点场强b. a点电势高于b点电势c. 带电粒子从a到b动能减小d. 带电粒子带负电【答案】c【解析】【分析】本题考查电场线与场强、电势和电势能之间的关系。【详解】a.电场线越密集场强越大，则a点场强大于b点场强，故a错误；b.沿电场线方向电势逐渐降低，则a点电势低于b点电势，故b错误；c.由图可知，带电粒子受到的电场力指向轨迹凹侧，与a到b的轨迹夹角为钝角，所以电场力做负功，动能减小，故c正确；d.由带电粒子的轨迹可知粒子受到的电场力指向轨迹凹侧，则粒子带正电，故d错误。故选c。4. 如图所示，地球绕着太阳公转，而月球又绕着地球转动，他们的运动均可近似看成匀速圆周运动如果要通过观测求得地球的质量，需要测量下列哪些量a. 地球绕太阳公转的半径和周期b. 月球绕地球转动的半径和周期c. 地球的半径和地球绕太阳公转的周期d. 地球的半径和月球绕地球转动的周期【答案】b【解析】试题分析：欲观测地球的质量m，根据，则需要知道围绕地球的卫星的半径和周期，而不是它绕太阳的半径与周期，故选项b正确考点：万有引力与航天5.如图所示，一轻绳上端固定，下端系一木块，处于静止状态一颗子弹以水平初速度射入木块内(子弹与木块相互作用时间极短，可忽略不计)，然后一起向右摆动直至达到最大偏角从子弹射入木块到它们摆动达到最大偏角的过程中，对子弹和木块，下列说法正确的是()a. 机械能守恒，动量不守恒b. 机械能不守恒，动量守恒c. 机械能不守恒，动量不守恒d. 机械能守恒，动量守恒【答案】c【解析】【详解】从子弹射入木块到它们摆动达到最大偏角的过程中，对子弹和木块组成的系统做圆周运动，合力不等于零，系统的动量不守恒机械能有一部分转化为内能，则系统的机械能不守恒，故abd错误，c正确6.如图所示，轻杆长为l.一端固定在水平轴上的o点，另一端系一个小球(可视为质点）小球以o为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力加速度下列说法正确的是a. 小球通过最高点时速度不可能小于b. 小球通过最高点时所受轻杆的作用力可能为零c. 小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大d. 小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小【答案】b【解析】【详解】在轻杆小球模型中，小球通过最高点时的最小速度为零，选项a错误；当小球通过最高点的速度时，小球所受轻杆的作用力为零，选项b正确；若小球通过最高点时受到杆的作用力为支持力，则有，此时小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小，当小球通过最高点受到杆的作用力为拉力时，有，此时小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大，故选项c、d错误7.如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计针的偏转示电容两极板间的电势差实验中保持极板上的电荷量不变设电容两极正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为下列关于实验现象的描述正确的是（ ）a. 保持不变，增大，则变大b. 保持不变，减小，则不变c. 保持不变，减小，则变小d. 保持、不变，在两板间插入电介质，则变大【答案】a【解析】a：平行板电容器电容，电容器电压与电容的关系为，电量不变，保持不变，增大，电容减小，电压增大，变大，故a项正确b：电量不变，保持不变，减小，电容增大，电压减小，变小，故b项错误c：电量不变，保持不变，减小，电容减小，电压增大，变大，故c项错误d：电量不变，保持、不变，在两板间插入电介质，电容增大，电压变小，变小，故d项错误所以选a点睛：平行板电容器充电后，若保持其始终与直流电源相连，则板间电压不变当电容器电容的影响因素发生变化后，据、来判断各量如何变化平行板电容器充电后与电源断开，由于电荷不能移动，电容器带电量不变当电容器电容的影响因素发生变化后，据、来判断各量如何变化8.某个量d的变化量d，d与发生这个变化所用时间t的比值叫做这个量d的变化率关于“加速度的变化率”，下列说法正确的是()a. “加速度的变化率”的单位是 m/s2b. 加速度的变化率为0的运动是匀速直线运动c. 若加速度与速度同方向，如图所示的at图象，表示的是物体的速度在减小d. 若加速度与速度同方向，如图所示的at图象，已知物体在t0时速度为5 m/s，则2 s末的速度大小为7 m/s【答案】d【解析】由于d表示某质点的加速度，则表示加速度的变化率，所以其单位是：m/s3故a错误；加速度的变化率为0的运动表示加速度不变，所以是匀变速直线运动故b错误；若加速度与速度同方向，如图所示的a-t图象，表示的是物体做加速度减小的加速运动物体的速度在增大故c错误；若加速度与速度同方向，如图所示的a-t图象，根据积分的原理可知，物体在0-2s内速度的变化量为：，由于已知物体在t=0时速度为5m/s，则2s末的速度大小为vt=v0+v=5+2=7m/s故d正确故选d.点睛：解决本题的关键是知道当d表示不同的量时，表示的物理量，再根据条件判断是否变化在解答的过程中要注意结合a-t图象中的面积表示物体速度的变化量是解答的关键9.如图所示，在光滑的水平面上，物体b静止，在物体b上固定一个轻弹簧。物体a以某一速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体b发生作用，a物体质量为m，b物体质量为2m，从a刚接触弹簧至弹簧再次恢复原长的过程中（ ）a. 弹簧再次恢复原长时b的速度大小为b. 物体a先做加速度增大的变减速运动，再做加速度减小的变减速运动c. 弹簧弹力对a的冲量大小为d. 弹簧弹性势能的最大值为【答案】d【解析】【分析】本题考查动量守恒的应用。【详解】a.弹簧再次回到原长，相当于弹性碰撞，取向右为正方向，由动量守恒和能量守恒可知： 解得：，故a错误；b.由题可知，物体a先做加速度增大的变减速运动，当弹簧最短时两者共速，此后弹簧逐渐伸长，物体a再做加速度减小的变加速运动，故b错误；c.由a可知，弹簧恢复原长时，物体a的速度为：弹簧弹力对a的冲量即为动量变化量：故c错误；d.当两者共速时弹簧弹性势能最大，由动量守恒和能量守恒得： 解得：故d正确。故选d。10.如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷m、n，分别固定在a、b两点，o为ab连线的中点，cd为ab的垂直平分线上关于ab连线对称的两点，在co之间的f点由静止释放一个带负电的小球p（设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，p在cd连线上做往复运动，则（ ）a. .a、b两点电荷产生的电场在中垂线上合场强从c至d一定先减小后增大b. 小球p的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过o点时的速率不断增大c. 点电荷m、n的带电量同时等量地缓慢增大，则小球p往复运动过程中周期不断减小d. 点电荷m、n的带电量同时等量地缓慢增大，c、d两点的电势差ucd不断变大【答案】c【解析】【分析】本题考查等量同种电荷的电场线分布规律。【详解】a.等量同种点电荷中垂线上的场强从中点向两侧先增大后减小，故a错误；b.若小球p的带电量缓慢减小，它在电场中某点的电场力在不断地减小，由平衡位置向最大位移运动时，动能向电势能转化时，克服电场力做功需要经过更长的距离，所以它往复运动过程中的在振幅不断增大，由最大位移返回平衡位置时，电场力做的功在不断地减小，它往复运动过程中每次经过o点时的速率不断减小，故b正确；c.若m、n的带电荷量等量缓慢增大，则小球p所受电场力产生的加速度在同一位置时将更大，速度变化将更快，即周期将变小，故c正确；d.虽然点电荷m、n的带电量同时等量地缓慢增大，但c、d两点的电势总是相等的，则c、d两点的电势差始终为零，故d错误。故选c。11.在一段平直的公路上，汽车保持额定功率p行驶，所受的阻力大小恒为f已知汽车的质量为m，最大速率为vm若某时刻汽车的速度大小为v（v vm）时，汽车的加速度大小为a，所受的牵引力大小为f，则下列关系式正确的是a. b. c. d. 【答案】d【解析】【详解】因为汽车的最大速率为vm，故p=fvm，式中的f为汽车受到的阻力，则，选项ac错误；当汽车的速度为v时，其加速度为a，则根据牛顿第二定律可知ff=ma，选项b错误；二者结合得，选项d正确12.自动充电式电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时，发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来现使车以500j的初动能在粗糙的水平路面上自由滑行，第一次关闭自充电装置，其动能随位移变化关系如图线所示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化关系如图线所示，则第二次向蓄电池所充的电能是（）a. 500jb. 300jc. 250jd. 200j【答案】d【解析】【详解】第一次关闭自充电装置，由图线知道10m停止运动，动能变为0，则只有滑动摩擦力做负功，根据功能关系有：-f10=0-500解得：f=50n第二次启动自充电装置，由图线知道6m停止运动，动能变为0，则滑动摩擦力做负功，根据功能关系有：-f6=500-e解得：e=500-506=200j所以第二次向蓄电池所充的电能是200j，故d正确，abc错误。故选d13.物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能,取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为m0的质点距离质量为m0的引力源中心为时,其引力势能ep=-gm0m0/r0(式中g为引力常数),一颗质量为m的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行,已知地球的质量为m,由于受高空稀薄空气的阻力作用,卫星的圆轨道半径从r1逐渐减小到r2,若在这个过程中空气阻力做功为wf,则在下面给出的wf,的四个表达式中正确的是( )a. b. c. d. 【答案】a【解析】【详解】卫星在圆轨道半径从r1上时，根据万有引力提供向心力：，解得：，卫星的总机械能：，同理：卫星的圆轨道半径从r2上时，卫星的总机械能：卫星的圆轨道半径从r1逐渐减小到r2在这个过程中空气阻力做功为wf，等于卫星机械能的减少：，故a正确【此处有视频，请去附件查看】14.在“研究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中，用电容表可以直接测量出该平行板电容器的电容大小。某同学在测量中，记录了一些测量结果，参看下表，表中的数据是测量出的电容大小。在实验误差的允许范围内，可以得到的最直接的结论是（ ）实验次数极板材料介质材料板间距离正对面积s铜橡胶d680pf530pf380pf230pf铁橡胶d660pf520pf380pf240pf铝亚克力板2d330pf280pf230pf160pfa. 通过和数据，可知极板材料不影响平行板电容器的电容b. 通过和数据，可知极板材料和介质材料都影响平行板电容器的电容c. 通过和数据，可知介质材料影响平行板电容器的电容d. 通过和数据，可知极板的不同正对面积和板间距离影响平行板电容器的电容【答案】a【解析】【分析】本题考查控制变量法应用。【详解】abcd. 通过和数据，控制了介质材料相同，虽极板材料不同，但不影响平行板电容器的电容大小；但bcd选项有多个变量，故无法得出结论。故a正确bcd错误。故选a。二、填空题（本题共2个小题，每空2分共18分）15.某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则在竖直木板上钉上白纸，固定两个滑轮a和b（绳与滑轮间的摩擦不计），三根绳子的结点为o，在左右及中间的绳端分别挂上个数为n1、n2和n3的钩码，每个钩码的质量相等当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力f1、f2和f3甲 乙（1）关于本实验，以下说法中正确的是（ ）a若钩码的个数n1n22，n34时可以完成实验b若钩码的个数n1n2n34时可以完成实验c拆下钩码和绳子前应当用量角器量出三段绳子之间的夹角d拆下钩码和绳子前应当用天平测出钩码的质量e拆下钩码和绳子前应当标记结点o的位置，并记录oa、ob、oc三段绳子的方向（2）在作图时，图乙中正确的是_（选填“a”或“b”）【答案】 (1). be (2). a【解析】【详解】（1）因实验时，三个力之间有夹角，故当钩码的个数n1n22，n34时，三个力是不能平衡的，选项a错误；若钩码的个数n1n2n34时，三个力的夹角都是1200可以平衡，故可以完成实验，选项b正确；拆下钩码和绳子前应当记下结点o的位置、钩码的个数及三条绳子的方向，粗选项c错误，e正确；钩码的质量都是已知的，不必用天平测量，选项d错误；故选be；（2）在作图时，因理论上两个合力的方向可能偏离实验值，故图乙中正确的是a.16.如图所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50hz的交流电。（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中o点为打点计时器打下的第一个点，a、b、c为三个计数点，用刻度尺测得oa=12.41cm，ob=18.60cm，oc=27.21cm，在计数点a和b、b和c之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g =9.80m/s2 。在ob段运动过程中，重物重力势能的减少量ep=_j；打b点瞬间重物的速度vb=_m/s(结果均保留三位有效数字)。（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的_误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ep_ek（选填“大于”、“等于”或“小于”）。（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是_（在a、b、c项中选择并填在横线上）。a、由于空气阻力的影响b、先释放重物再接通打点计时器电源c、先接通打点计时器电源后释放重物乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g _k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。（4）丙同学利用该实验装置又做了其它探究实验，分别打出了以下4条纸带、，其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为_。（取g =9.80m/s2,将选中纸带数据前的序号填在横线上）6.05 cm，6.10 cm，6.06 cm 4.96 cm，5.35 cm，5.74 cm4.12 cm，4.51 cm，5.30 cm 6.10 cm，6.58 cm，7.06 cm【答案】 (1). 1.82 (2). 1.85 (3). 系统 (4). 大于 (5). b (6). 等于 (7). 【解析】【分析】本题考查验证机械能守恒定律的实验。【详解】（1）1 在ob段运动过程中，重物重力势能的减少量2打b点时的速度（2）3 该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的系统误差。4由于有阻力的存在，故数据处理结果比较合理的是。（3）5从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通(打点计时器)电源。故b正确ac错误。6根据机械能守恒得：则：则图像的斜率：。（4）7 纸带中打出的点符合相邻相等的条件，则可以知道相邻两位移间应保证位移之差等于中的位移之差分别为0.05cm；中的位移之差分别为0.39cm；中的位移之差分别为0.39cm，0.79cm；中的位移之差分别为0.48cm。故纸带应该为。三计算题（本题共4个小题，共40分。解答时应画出必要的受力图，写出必要的文字说明和原始方程。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中要明确写出数值和单位）17.如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零。空气阻力忽略不计，仅在电容器两极板间存在电场且可视为匀强电场，重力加速度为g。求：（1）小球到达小孔处的速度大小；（2）两极板间电势差u【答案】(1) （2）【解析】【分析】本题考查匀变速运动的规律和带电粒子在匀强电场中的运动。【详解】（1）由自由落体运动：解得：（2）由动能定理：解得：18.如图所示，有一质量为m=2kg的平板小车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m=1kg的小物块a和b（均可视为质点），由车上p处分别以初速度v1=2m/s向左和v2=4m/s向右运动，最终a、b两物块恰好停在小车两端与车相对静止没有脱离小车。已知两物块与小车间的动摩擦因数都为=0.1，取g=10m/s2。求：（1）求物块a刚开始滑动时加速度a大小；（2）求物块a、b与小车相对静止时共同速度v共及物块a、b在小车上滑动过程中产生的热量q（3）求整个过程中物块b相对小车的位移x相大小。【答案】(1) 1m/s2 (2)9.5j (3)7.5m【解析】【分析】本题考查动量定理和动能定理的应用。【详解】（1）由牛顿第二定律：解得：（2）取a、b、小车系统为研究对象，取v2方向为正方向，由动量守恒有：解得：由能量守恒有：解得：（3）由题意可知，当ab都在小车上滑动时，小车保持静止，a、b均做加速度为a的匀减速，当a减速至零时b的速度v3=2m/s，设从开始至a减速至0，b的位移为x1由运动学方程：解得：由题意：a减速至零后与车相对静止一起向右加速；b继续减速直至a、b和车共速，此过程中系统生热均来自于b与车相对滑动，设b相对车滑行距离x2，由能量守恒有：解得：所以19.如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在oxy平面的abcd区域内，存在两个场强大小均为e的匀强电场i和ii，两电场的边界均是边长为l的正方形（不计电子所受重力），已知电子电量为-e，质量为m。（1）在该区域ab边的中点处由静止释放电子，求电子离开区域时的速度。（2）在该区域ab边的中点处由静止释放电子，求电子离开区域时的位置（3）在电场i区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从abcd区域左下角d处离开，求所有释放点的位置。【答案】(1) (2) （2l，） (3) 【解析】【分析】本题考查带电粒子在电场中的综合问题。【详解】