广东省梅州市2020届高三物理上学期第一次质量检测试题（含解析）

1 广东省梅州市广东省梅州市 20202020 届高三物理上学期第一次质量检测试题 含解析 届高三物理上学期第一次质量检测试题 含解析 二 选择题 本题共二 选择题 本题共 8 8 小题 每小题小题 每小题 6 6 分 在每小题给出的四个选项中 第分 在每小题给出的四个选项中 第 14 1714 17 题只有一题只有一 项符合题目要求 第项符合题目要求 第 18 2118 21 题有多项符合题目要求 全部选对的得题有多项符合题目要求 全部选对的得 6 6 分 选对但不全的得分 选对但不全的得 3 3 分 有选错的得分 有选错的得 0 0 分 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 在椭圆轨道 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 解析 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 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 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 a b va vb c va vb aa ab d aa ab a b 答案 c 解析 详解 由于是共轴转动 所以 ab 两点的角速度相等 b a 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 r 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 2r 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的一种游戏 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 3 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 解析 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 2h t g 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 2h g 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 解析 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 4 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 2 v a r 故 b 错误 c 根据可知 所受合外力大小相等 故 c 正确 2 mv f r d 对甲有 对乙有 摩天轮 对他们作用力大小不相等 2 1 v mgnm r 2 2 v nmgm r 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 20 m s 答案 d 解析 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 2 mv f r 向 错误 5 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 2 mv mg r 解得 故 d 正确 0 8 10 50 20 vgrm sm s 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 解析 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 2 2 mm gmrmg r 赤 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 2 mm g r 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 6 a t 0 005 s 时线圈平面与磁场方向平行 b t 0 010 s 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 50 hz d 线圈产生的交变电动势有效值为 311 v 答案 ac 解析 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 5 hz 1 0f t d 线圈产生的交变电动势有效值为 故 d 错误 311 v220v 2 8 一光滑宽阔的斜面 倾角为 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 sing c 小球到达b点的时间为 12 sin h g d 小球到达b点的水平方向位移 0 2 sin vh s g 答案 abc 7 解析 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 sin sin mg ag m b 正确 小球在沿斜面方向上的位移为 根据 解得 故 sin h 2 1 sin2 h gt 12 sin h t g 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 0 0 2 sin vh xv t g 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 cos sintan hh y 移 故 d 错误 22 0 2 sin vh sxy g 三 非选择题 共三 非选择题 共 174174 分 第分 第 22 3222 32 题为必考题 每个试题考生都必须作答 第题为必考题 每个试题考生都必须作答 第 33 3833 38 题为题为 选考题 考生根据要求作答 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 解析 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 8 2 1 802 4010 m s0 210m s 22 0 1 bd c v x t 3 根据逐差法 2 22 22 2 403 00 1 80 1 2010 m s0 600m s 20 2 1 ceac xx a t 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 50 hz 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 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 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 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 按住小车 改变小车中砝码的质量 重复步骤 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 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 1 a 1 a 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 1 a 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 解析 详解 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 9 2 先接通电源 后释放小车 3 由 故 故成线性关系 f a m 11 m af 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 mg a mm 以m为研究对象有绳子的拉力 m fmamg mm 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 180 m 其中电磁弹射区的长度为l1 80 m 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 0 104 kg 的飞机 其喷气式发动机可以提供恒定的推力f推 1 2 105 n 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 40 m s 航 空母舰处于静止状态 取g 10 m 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 2 4 0 m s20 2 m s 4 2 10 n 解析 10 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 20m s 2 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 1kgm 1kgm 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 1 0 1 2 0 4 2 10m sg 向左的力f 1 若力f恒为 8 n 经 1 s 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 11 答案 1 l 1 m 2 解析 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 21 fmgma 对木板 由牛顿第二定律 212 mgmm gma 设木板的长度为l 经时间t铁块运动到木板的左端 则 2 2 1 2 xa t 木 2 1 1 2 xat 铁 xxl 铁木 联立解得 1ml 2 当 系统没有被拉动 静摩擦力与外力成正比 即 1 2nfmm g f ff 当时 如果m m相对静止 铁块与木板有相同的加速度a 则 1 2nfmm g 1 fmm gmm a f ffma 解得 22 f ff 此时 也即f 6 n 1 4n f fmg 12 所以当 26 n 时 m m相对滑动 此时铁块受到的摩擦力为 2 4n f fmg 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 阿伏加德罗常数为 na 则该种物质的分子体积 为 v0 a m n 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 解析 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