河北省承德第一中学2020届高三物理上学期第三次模拟考试试题（含解析）

1 河北省承德第一中学河北省承德第一中学 20202020 届高三物理上学期第三次模拟考试试题届高三物理上学期第三次模拟考试试题 含解析 含解析 一 选择题 一 选择题 1 71 7 单选 单选 8 128 12 不定项选择 不定项选择 1 一辆汽车停在水平地面上 下列关于汽车和地面受力的说法正确的是 a 地面受向下的弹力 是因为地面发生了弹性形变 汽车未发生弹性形变 所以汽车不受 弹力 b 地面受向下的弹力 是因为地面发生了弹性形变 汽车受向上的弹力 是因为汽车发生 了弹性形变 c 汽车受向上的弹力 是因为地面发生了弹性形变 地面受向下的弹力 是因为汽车发生 了弹性形变 d 以上说法均不正确 答案 c 解析 试题分析 地面受向下的弹力 是因为汽车发生了形变 从而对地面产生了向下的压力 故 a 错误 地面受到的弹力是因为汽车的形变 而汽车受到的弹力是因为地面的形变 故 bd 错误 c 正确 考点 力的概念及其矢量性 名师点睛 物体发生形变后 要恢复原状 对与它接触的物体有力的作用 这就是弹 力 是施力物体发生弹性形变对受力物体的力 2 如图所示 物块甲 乙经轻质细绳通过光滑滑轮连接 系统处于静止状态时 物块甲两 侧细绳间的夹角为 滑轮质量以及摩擦力均不计 则物块甲 乙的质量之比为 2 a b c d cos 12sin 2cos 答案 d 2 解析 同一条绳子上的拉力相等 都为 t 对乙分析 则有 对甲分析 受两绳子的拉 tm g 乙 力 以及重力作用 根据共点力平衡条件可得 故 2 costm g 甲 d 正确 2 cos2cos 1 mm gt mm gt 甲甲 乙乙 3 如图所示 将a b两质点以相同的水平速度v抛出 a在竖直平面内运动 落地点在 p1 b在光滑的斜面上运动 落地点在p2 不计空气阻力 则下列说法中正确的是 a a b的运动时间相同 b a b沿x轴方向的位移相同 c a b的运动时间相同 但沿x轴方向的位移不同 d a b的运动时间不同 且沿x轴方向的位移不同 答案 d 解析 试题分析 a在竖直平面内做平抛运动 b在光滑的斜面上做类平抛运动 将运动进行分解 结合合运动与分运动的关系求解 a在竖直平面内做平抛运动 竖直方向是自由落体运动 b在斜面上运动 受到重力和支持 力 沿斜面向下是匀加速运动 加速度是 所以b运动的时间长 a b在水平方 sing 向都是匀速运动 由于水平方向的初速度相同 b运动时间长 所以b落地点在 x 轴上 2 p 的投影要比长 d 正确 1 p 4 一种玩具的结构如图所示 竖直放置的光滑铁环的半径为 r 20cm 环上有一穿孔的小球 m 仅能沿环做无摩擦的滑动 如果圆环绕着过环心的竖直轴以 10rad s的角速度旋转 取 g 10m s2 则相对环静止时小球与环心 o 的连线与 o1o2的夹角 是 3 a 60 b 45 c 30 d 75 答案 a 解析 小球转动的半径为rsin 小球所受的合力垂直指向转轴 根据平行四边形定则和牛顿第 二定律 f合 mgtan mrsin 2 解得 60 故 c 正确 abd 错误 5 如图 拉格朗日点 l1位于地球和月球连线上 处在该点的物体在地球和月球引力的共同 作用下 可与月球一起以相同的周期绕地球运动 据此 科学家设想在拉格朗日点 l1建立 空间站 使其与月球同周期绕地球运动 以 分别表示该空间站和月球向心加速度的 1 a 2 a 大小 表示地球同步卫星向心加速度的大小 以下判断正确的是 3 a a b c d 321 aaa 213 aaa 312 aaa 231 aaa 答案 a 解析 试题分析 因空间站和月球具有相同的周期 则根据可知 对月球 2 2 ar t 21 aa 和同步卫星 根据 可知 则 故 选项 a 正 2 mm gma r 2 gm a r 32 aa 321 aaa 确 考点 万有引力定律的应用 6 如图所示 光滑的斜劈放在水平面上 斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球 当整个 4 装置沿水平面以速度v匀速运动时 以下说法中正确的是 a 小球的重力不做功 b 斜面对球的弹力不做功 c 挡板对球的弹力不做功 d 以上三种说法都正确 答案 a 解析 小球重力方向竖直向下 与小球位移垂直 重力不做功 对 斜面对小球的弹力斜向上 对小球做正功 错 挡板对球的弹力水平向右 对小球做负功 错 7 如图所示 把小车放在倾角为的光滑斜面上 用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的 0 30 小桶相连 不计滑轮质量及摩擦 已知小车的质量为 小桶与沙子的总质量为 小 3mm 车从静止释放后 在小桶上升竖直高度为的过程中 h a 小桶处于失重状态 b 小桶的最大速度为 1 2 gh c 小车受绳的拉力等于mg d 小车的最大动能为 3 2 mgh 答案 b 解析 试题分析 在整个运动过程中 小桶向上做加速运动 所以小桶受到的拉力大于重力 小 桶处于超重状态 故 a c 错误 在小桶上升竖直高度为的过程中只有重力对小车和小桶 h 5 做功 由动能定律得 解得小桶的最大速度 2 1 3 303 2 mg h sinmghmmv 故 b 正确 小车和小桶具有相等的最大速度 所以小车的最大动能为 1 2 vgh 故 d 错误 2 13 3 28 km emvmgh 考点 机械能守恒定律 牛顿第二定律 名师点睛 先小桶的加速度 分析其状态 根据 a b 的位移之间的关系 分别以 a b 为 研究对象 根据动能定理列式可求得最大速度 本题主要考查了动能定理得直接应用 要 能根据题目需要选取不同的研究对象及合适的过程运用动能定理求解 8 在地面上 将一个小球以 v 20 m s 初速度竖直上抛 则小球到达距抛出点 10 m 的位置 所经历的时间为 g 10 m s2 a sb 2 22 s c d 22 s 26 s 答案 bcd 解析 竖直上抛运动是匀变速运动 当x 10m 时 根据位移时间关系公式 代入数 13 22 ae 据解得 t 2 s 或t 2 s 故 bc 正确 当位移为s 10m 时 根据位 22 移时间关系公式 代入数据解得 故 bcd 正确 a 错误 13 22 ae 26ts 9 一辆小车在水平面上运动 悬挂的摆球相对小车静止并与竖直方向成 角 如下图所示 下列说法正确的是 a 小车一定向左做匀加速直线运动 b 小车的加速度大小为gtan 方向向左 6 c 悬绳的拉力一定大于小球的重力 d 小球所受合外力方向一定向左 答案 bcd 解析 详解 小球只受重力与绳子的拉力作用 其合力水平向左 所以其加速度一定向左 其大小为a gtan 小球随小车运动 所以小车加 mgtan m 速度与小球一样 小车可能向左加速运动或向右减速运动 悬绳的拉力 则一 cos mg t 定大于小球的重力 故选项 bcd 正确 a 错误 故选 bcd 点睛 解决本题的关键知道小球和小车具有相同的加速度 隔离对小球分析 运用牛顿 第二定律进行求解 基础题 10 如图 两个质量均为 m的小木块 a 和 b 可视为质点 放在水平圆盘上 a 与转轴 oo 的距离为 l b 与转轴的距离为 2l 木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的 k 倍 重力加速度大小为 g 若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动 用 表示圆盘转动的角 速度 下列说法正确的是 a b 一定比 a 先开始滑动b a b 所受的摩擦力始终相等 c 是 b 开始滑动的临界角速度d 当 时 a 所受摩擦力的 大小为 kmg 答案 ac 解析 试题分析 小木块都随水平转盘做匀速圆周运动时 在发生相对滑动之前 角速度相等 7 静摩擦力提供向心力即 由于木块 b 的半径大 所以发生相对滑动前木块 b 的 2 fmr 静 静摩擦力大 选项 b 错 随着角速度的增大 当静摩擦力等于滑动摩擦力时木块开始滑动 则有 代入两个木块的半径 小木块 a 开始滑动时的角速度 2 fmrkmg 静 木块 b 开始滑动时的角速度 选项 c 对 根据 所以木 a kg l 2 b kg l ab 块 b 先开始滑动 选项 a 对 当角速度 木块 b 已经滑动 但是 2 3 kg l 所以木块 a 达到临界状态 摩擦力还没有达到最大静摩擦力 所以选项 2 3 a kg l d 错 考点 圆周运动 摩擦力 11 如图所示 水平桌面上的轻弹簧一端固定 另一端与小物块相连 弹簧处于自然长度时 物块位于o点 图中未画出 物块的质量为m ab a 物块与桌面间的动摩擦因数为 现用水平向右的力将物块从o点拉至a点 拉力做的功为w 撤去拉力后物块由静止 开始向左运动 经o点到达b点时速度为零 重力加速度为g 则上述过程中 a 物块在a点时 弹簧的弹性势能等于w mga 1 2 b 物块在b点时 弹簧的弹性势能小于w mga 3 2 c 经o点时 物块的动能等于w mga d 物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在b点时弹簧的弹性势能 答案 b 解析 试题分析 据题意分析 物块到达b点时速度为 0 但加速度不一定是零 即不一定合力 为 0 这是此题的不确定处 弹簧作阻尼振动 如果接触面摩擦系数 很小 则动能为最 大时时弹簧伸长量小 此时弹力等于摩擦力 而弹簧振幅变化将很小 b点弹簧伸 mg 8 长大于动能最大点 如果较大 则动能最大时 弹簧伸长量较大 因弹力等于摩擦力 较大 摩擦力也较大 同一个弹簧 则需要较大伸长量 弹力才可能与摩擦力平衡 而此时振幅变化很大 即振幅将变小 则物块将可能在离o点很近处 就处于静止 速度 为 0 加速度也为 0 此时b点伸长量可能小于动能最大时伸长量 b点势能可能小于动 能最大处势能 至于物块在a点或b点时弹簧的弹性势能 由功能关系和动能定理分析讨 论即可 如果没有摩擦力 则o点应该在ab的中点 由于有摩擦力 物体从a到b过程中有机械能 损失 故无法到达没有摩擦力情况下的b点 也即o点靠近b点 故 设物块在 2 a oa a 点时弹簧的弹性势能为 物块从a点运动到o点的过程 由能量守恒定律得 p e 则得 即物块在a点时 弹簧的 p wemgoa 1 2 p ewmgoawmga 弹性势能小于 故 a 错误 由 a 分析得物块从开始运动到最终停在b点 路 1 2 wmga 程大于 故整个过程物体克服阻力做功大于 故物块在b点时 弹簧 3 22 aa a 3 2 mga 的弹性势能小于 故 b 正确 从 o 点开始到再次到达 o 点 物体路程大于 3 2 wmga a 故由动能定理得 物块的动能小于 故 c 正确 物块动能最大时 弹力等 wmga 于摩擦力 而在 b 点弹力与摩擦力的大小关系未知 故物块动能最大时弹簧伸长量与物块 在 b 点时弹簧伸长量大小未知 故此两位置弹性势能大小关系不好判断 故 d 错误 此处有视频 请去附件查看 12 一列火车共有n节车厢 各节车厢质量相等 车厢之间间隙相等 间隙长度的总和为 l 静止于水平长直轨道上 若第一节车厢以v0向第二节车厢运动 碰撞后连在一起运动 再与第三节车厢碰撞后连在一起运动 再与第四节车厢碰撞 以此类推 直到n节车 厢全部运动 则火车的最后速度v及整个过程所经历的时间t为 不计铁轨对车轮的阻 力以及列车编组时的动力 9 a b c d 0 v v n 0 2 v v n 0 2 1 l t v n 0 2 nl t v 答案 ad 解析 详解 ab n节车厢运动 碰撞过程中 系统所受外力之和为零 故整个过程中动量守 恒 则根据动量守恒有 n mvnmv 解得 故 a 正确 b 错误 n v v n cd 设每节车厢相邻间距为s 则有 1 l s n 碰撞后链接在一起的车厢节数依次为 2 节 3 节 n 1 节 n节 它们的速度相应为 所以火车最后的速度为 由 2 3 4 v v v v n xvt 得通过各间距的时间分别为 1 1 sl t vnv 2 2 1 2 sl t v nv 3 3 1 3 sl t v nv 1 1 1 1 n snl t v nv n 整个过程经历的时间为 1231 1 11 1 22 n lnnnl ttttt nvv 10 故 c 错误 d 正确 二 填空题 二 填空题 1313 1414 为选修为选修 3 3 4 4 每空 每空 3 3 分 分 1515 1616 为选修为选修 3 3 3 3 每空每空 5 5 分 分 13 某同学在做 用双缝干涉测光的波长 实验时 第一次分划板中心刻度对齐a条纹中心 时 图 1 游标卡尺的示数如图 2 所示 第二次分划板中心刻度对齐b条纹中心时 图 3 游 标卡尺的示数如图 4 所示 已知双缝间距离为 0 05mm 双缝到屏的距离为 1m 则图 2 中游标 卡尺的读数为 mm 则图 4 中游标卡尺的读数为 mm 实验时测量多条干涉条 纹宽度的目的是 所测光波的波长为 m 保留两位有效数字 答案 1 11 4 2 15 7 3 减小测量的绝对误差 或提高测量的精确 度 4 8 5 4 10 解析 详解 1 游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数 图 2 中主尺读出固定刻度读 数为 11mm 游标尺第 4 刻线与主尺刻线对齐为 故读数为 0 1 4 0 4mm 11mm 0 1m 4 11 4mm 2 同理图 4 中游标尺第 7 刻线与主尺刻线对齐 故读数为 15mm 0 1m 7 15 7mm 故由图可知条纹间距为 15 7 11 4 mm1 075mm 4 x 3 实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的绝对误差 或提高测量的精确度 4 根据双缝干涉的条纹间距公式 11 l x d 计算得出 33 8 1 075 100 05 10 m5 4 10 m 1 x d l 14 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播 甲图中 a b 两质点平衡位置间的距离为 2m 且小于 一个波长 乙图为 a b 两质点的振动图象 由此可知 a b 质点在一个周期内通过的路程为 8 cm b 该机械波的周期为 4s c 该机械波的波速为 4 m s d t 1 5 s 时 a b 两质点的位移相同 e t 1 5 s 时 a b 两质点的振动速度相同 答案 abe 解析 分析 根据图乙得到振幅 从而得到路程 再根据图乙得到周期 然后根据波的传播方向得到对 应的波长 即可求得波速 最后根据图中质点的位置得到速度关系和位移关系 详解 由图乙可得 振幅 a 2cm 故波中任意质点在一个周期内通过的路程为 4a 8cm 故 a 正确 由振动图像可知 该机械波的周期为 4s 选项 b 正确 波由 a 向 b 传播 则 a 处振动比 b 处振动超前 1s 该机械波的波速为 选项 c 错误 由 2 2 1 x vm sm s t 振动图形可知 t 1 5 s 时 a b 两质点的位移大小相同 方向相反 质点的振动速度大 小方向都相同 选项 d 错误 e 正确 故选 abe 15 空调在制冷过程中 室内空气中的水蒸气接触蒸发器 铜管 液化成水 经排水管排走 空气中水份越来越少 人会感觉干燥 某空调工作一段时间后 排出液化水的体积 v 1 0 10 3 cm3 已知水的密度 1 0 10 3 kg m3 摩尔质量m 1 8 10 2 kg mol 阿伏伽德罗常数na 6 0 10 23mol 1 则该液化水中含有水分子的总数 12 n 一个水分子的直径d 计算结果均保留一位有效数字 答案 1 n 3 1025个 2 d 4 10 10 m 解析 详解 1 水的摩尔体积为 0 m v 水分子数 0 a vn n v 代入数据得 n 3 1025个 2 建立水分子的球模型有 3 0 1 6 a v d n 得水分子直径 0 3 6 a v d n 代入数据 d 4 10 10 m 16 如图一气缸水平固定在静止的小车上 一质量为m 面积为s的活塞将一定量的气体封 闭在气缸内 平衡时活塞与气缸底相距l 现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动 稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d 已知大气压强为p0 不计气缸和活塞间的摩擦 且小车运动时 大气对活塞的压强仍可视为p0 整个过程中温度保持不变 小车加速度是 答案 0 psd a m ld 解析 详解 设小车加速度大小为a 稳定时气缸内气体的压强为p1 活塞受到气缸内外气体 的压力分别为 13 111 fps 001 fps 由牛顿第二定律得 10 ffma 小车静止时在平衡情况下 气缸内气体的压强为p0 由波意耳定律得 1 10 pvpv 又因为 vsl 1 vs ld 联立解得 0 psd a m ld 答 小车加速度的大小为 0 psd m ld 三 计算题三 计算题 17 如图所示 质量m 8kg 的小车放在水平光滑的平面上 在小车左端加一水平推力 f 8n 当小车向右运动的速度达到 1 5m s 时 在小车前端轻轻地放上一个大小不计 质量 为m 2kg 的小物块 物块与小车间的动摩擦因数为 0 2 小车足够长 g 10m s2 求 1 小物块刚放上小车时 小物块及小车的加速度各为多大 2 经多长时间两者达到相同的速度 3 从小物块放上小车开始 经过t 1 5s 小物块通过的位移大小为多少 答案 1 2m s2 0 5m s2 2 1s 3 2 1m 解析 详解 1 刚放上小物块时 根据受力分析可知 m mgma 代入数据得物块的加速度为 2 2m s m ag 14 对小车受力分析有 m fmgma 则则小车的加速度 2 0 5m s m a 2 两者达到相同速度则有 101mm a tva t 解得 1 1st 3 在开始 1s 内小物块的位移 2 11 1 2 m sa t 解得s1 1m 这时达到的速度为 1 2 1m s2m s m va t 在接下来的 0 5s 物块与小车相对静止 一起做加速运动 对整体受力分析有 fmm a 解得加速度为 2 0 8m sa 则这 0 5s 内的位移 2 222 1 2 svtat 代入数据解得s2 1 1m 所以 1 5s 内通过的总位移 12 1 0 1 1m2 1msss 答 1 小物块刚放上小车时 小物块及小车的加速度各为 2m s2 0 5m s2 2 经 1s 两者达