（全国Ⅰ卷）2020届高三物理八月尖子生联考试卷（含解析）

1 全国 全国 卷 卷 20202020 届高三物理八月尖子生联考试卷 含解析 届高三物理八月尖子生联考试卷 含解析 注意事项 注意事项 1 1 本试卷分第本试卷分第 卷 选择题 和第卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 卷 非选择题 两部分 2 2 答题前 考生务必将自己的姓名 准考证号填写在本试卷的相应位置答题前 考生务必将自己的姓名 准考证号填写在本试卷的相应位置 3 3 全部答案写在答题卡上 写在本试卷上无效 全部答案写在答题卡上 写在本试卷上无效 4 4 本试卷满分本试卷满分 110110 分 测试时间分 测试时间 9090 分钟 分钟 5 5 考试范围考试范围 必修一 二 必修一 二 第第 卷卷 一 选择题一 选择题 本题共本题共 1212 小题小题 每小题每小题 4 4 分 共分 共 4848 分 在每题给出的选项中 第分 在每题给出的选项中 第 1 71 7 题题 每小每小 题只有一个选项符合题要求 第题只有一个选项符合题要求 第 8 8 1212 目题目题 每小题有多个选项符合题目要求每小题有多个选项符合题目要求 全对得全对得 4 4 分 分 选对但不全的得选对但不全的得 2 2 分 有选错的得零分 分 有选错的得零分 1 如图所示 是一个质点在时间内的v t图象 在这段时间内 质点沿正方向运动的平均速 度大小为v1沿负方向运动的平均速度大小为v2则下列判断正确的是 a v1 v2b v1v2 与结论不相符 选项 a 错误 b v1 则一定有 a l1 l2b l1m2d m1l2与计算结果相符 故 a 正确 b l1m2与计算结果不符 故 c 错误 d m1 m2与计算结果不符 故 d 错误 8 如图所示 玩具飞机以恒定的仰角斜向上做匀速直线运动 上升至距离地面某高度时 从 玩具飞机上掉下一个小零件 零件掉下后 玩具飞机飞行速度保持不变 零件运动过程中受 到的空气阻力不计 则零件落地时 a 速度比玩具飞机的速度大 b 和玩具飞机的速度大小可能相等 c 在玩具飞机的正下方 d 在玩具飞机正下方的后侧 答案 ac 解析 详解 ab 零件掉下的一瞬间速度与玩具飞机的速度相同 根据机械能守恒可知 落地时 的速度大于玩具飞机的速度 故 a 正确 b 错误 cd 由于零件在运动过程中水平方向的分速度与玩具飞机的水平分速度相同 因此落地时在 玩具飞机的正下方 故 c 正确 d 错误 8 9 迄今为止 大约有 1000 颗卫星围绕地球正常工作 假如这些卫星均围绕地球做匀速圆周 运动 关于这些卫星 下列说法正确的是 a 轨道高的卫星受到地球的引力小b 轨道高的卫星机械能大 c 线速度大的卫星周期小d 线速度大的卫星加速度大 答案 cd 解析 详解 a 引力的大小不仅与轨道半径有关 还与卫星质量有关 故 a 错误 b 机械能的大小也与质量有关 故 b 错误 cd 根据 22 22 4mmv gmrma m rtr 可知线速度越大 轨道半径越小 加速度越大 周期越小 故 cd 正确 10 如图所示 光滑圆环固定在竖直面内 一个小球套在环上 用穿过圆环顶端光滑小孔的 细线连接 现用水平力f拉细线 使小球缓慢沿圆环向上运动 此过程中圆环对小球的弹力 为n 则在运动过程中 a f增大b f减小 c n不变d n增大 答案 bc 解析 详解 小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动 对小球进行受力分析 小球受重力 g f n 三个力 满足受力平衡 作出受力分析图如图所示 9 由图可知 oab gfa 即 gfn rabr 小球沿圆环缓慢上移时 半径不变 ab长度减小 故f减小 n不变 a f增大 与结论不相符 选项 a 错误 b f减小 与结论相符 选项 b 正确 c n不变 与结论相符 选项 c 正确 d n增大 与结论不相符 选项 d 错误 11 一辆汽车在不直路面上从静止开始在 1500 n 的合外力作用下以恒定加速度启动 当速度 达到 20 m s 时功率达到额定功率 接着以额定功率继续加速 最后以 30m s 的最大速度匀 速运动 整个运动过程中汽车所受阻力恒定 下列说法正确的是 a 汽车的额定功率为 60kwb 汽车的额定功率为 90kw c 汽车受到的阻力大小为 2000nd 汽车受到的阻力大小为 3000n 答案 bd 解析 详解 当速度达到v1 20m s 时功率达到额定功率p 最大速度为v2 30m s 匀加速时 1 p fma v 其中 1500nma 匀速时 10 2 pfv 联立解得 p 90000w 90kw f 3000n a 汽车的额定功率为 60kw 与计算结果不符 故 a 错误 b 汽车的额定功率为 90kw 与计算结果相符 故 b 正确 c 汽车受到的阻力大小为 2000n 与计算结果不符 故 c 错误 d 汽车受到的阻力大小为 3000n 与计算结果相符 故 d 正确 12 如图所示 轻弹簧一端固定在o点 另一端连接在一个小球上 小球套在光滑 水平的 直杆上 开始时弹簧与杆垂直且处于原长 现给小球一个水平向右的拉力f 使小球从杆上 a点由静止开始向右运动 运动到b点时速度最大 运动到c点时速度为零 则下列说法正 确的是 a 小球由a到b的过程中 拉力做的功大于小球动能的增量 b 小球由b到c的过程中 拉力做的功大于弹簧弹性势能的增量 c 小球由a到c的过程中 拉力做的功等于弹簧弹性势能的增量 d 小球由a到c的过程中 小球所受合力的功先减小后增大 答案 ac 解析 详解 a 小球由a到b的过程中 小球的动能增加 弹簧的弹性势能增加 根据功能关系 可知 拉力做的功大于小球动能的增量 故 a 正确 b 小球由b到c的过程中 小球的动能减少 弹簧的弹性势能增加 根据功能关系可知 拉 力做的功与小球减少的动能之和等于弹簧弹性势能的增量 则拉力做的功小于弹簧弹性势能 的增量 故 b 错误 c 小球由a到c的过程中 动能的增量为零 根据功能关系可知 拉力做的功等于弹簧弹性 势能的增量 故 c 正确 11 d 根据动能定理知 小球所受合力的功等于小球动能的变化量 小球的动能先增大后减小 所以合力的功先增大后减小 故 d 错误 第第 卷卷 二 非选择题 本题包括二 非选择题 本题包括 6 6 小题 共小题 共 6262 分 分 13 某同学用长木板 小车 光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验 装置如图所示 1 实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d 2 按图示安装好装置 将长木板没有定滑轮的一端适当垫高 小车 填 连接 或 不连接 砝码盘 轻推小车 如果计时器记录小车通过光电门的时间t1 t2满 足t1 t2 填 大于 小于 或 等于 则摩擦力得到了平衡 3 保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量 调节好装置后 将小车由静止释放 读 出遮光条通过光电门a b的时间分别为t1 t2 测出两光电门间的距离为l 则小车的加速 度a 用已知或测出的物理量字母表示 4 保持两个光电门间的距离 砝码和砝码盘的总质量均不变 改变小车的质量m重复实验 多次 测出多组加速度a的值 及对应的小车质量m 作出a 1 m图象 若图象为一条过原 点的倾斜直线 则得出的结论 答案 1 不连接 2 等于 3 4 在砝码和砝码盘 2 22 21 11 2 d l tt 总质量不变时 即小车所受拉力不变时 小车的加速度与拉力成反比 解析 详解 2 1 2 平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用 具 体做法是 将小车轻放 静止 在长木板上 挂好纸带 纸带和打点计时器的限位孔之间有 摩擦力 不连接砝码盘 将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高 形成斜面 轻推小车 使小车做匀速运动即可 此时小车通过光电门的时间t1 t2满足t1等于t2 3 3 遮光条经过光电门a时的速度表达式 12 a 1 d v t 经过光电门b时的速度表达式 2 b d v t 所以 222 ba 22 21 11 22 vvd a ll tt 4 4 由牛顿第二定律可知 f a m 保持两个光电门间的距离 砝码和砝码盘的总质量均不变 改变小车的质量m重复实验多次 是一条过原点的直线 说明在砝码和砝码盘总质量不变时 即小车所受拉力不变时 1 a m 小车的加速度与拉力成反比 14 某同学用如图甲所示装置做验证机械能守恒定律的实验 所用打点计时器为电火花打点 计时器 1 实验室除了提供图甲中的器材 还备有下列器材可供选择 a 220 v 交流电源 b 天平 c 秒表 d 导线 e 墨粉纸盘 其中不必要的器材是 填对应的字母 缺少的器材是 2 对于实验要点 下列说法正确的是 a 应选用体积较小且质量较小的重锤 b 安装器材时必须保证打点计时器竖直 以便减少限位孔与纸带间的摩擦 c 重锤下落过程中 应用手提着纸带 保持纸带始终竖直 13 d 根据打出的纸带 用 x gt2求出重力加速度再验证机械能守恒 3 该同学选取了一条纸带 取点迹清晰的一段如图乙所示 将打出的计时点分别标号为 1 2 3 4 5 6 计时点 1 3 2 5 和 4 6 之间的距离分别为x1 x2 x3 巳知当地的 重力加速度为g 使用的交流电频率为f 则从打计时点 2 到打计时点 5 的过程中 为了验 证机械能守恒定律 需检验的表达式为 4 由于阻力的作用 使测得的重锤重力势能的减小量总是大于重锤动能的增加量 若重锤 的质量为m 根据 3 中纸带所测数据可求得该实验中存在的平均阻力大小f 结 果用m g x1 x2 x3 表示 答案 1 bc 2 刻度尺 3 b 4 5 2 22 231 8 f gxxx 2 22 31 2 8 mf mgxx x 解析 详解 1 1 2 本实验的实验目的是验证 2 1 2 mghmv 的正确性 因此可以不测量物体的质量 即可不用天平 打点计时器应接 220v 的交流电源 打点计时器用来记录物体的运动时间 秒表不必要 不必要的器材为 bc 还缺少的器材是处 理纸带时用到的刻度尺 2 3 a 应选用体积较小且质量较大的重锤 以减小阻力带来的误差 选项 a 错误 b 由于纸带和打点计时器之间存在阻力 因此为了减小摩擦力所做的功 应使限位孔竖直 选项 b 正确 c 让重锤拖着纸带做自由落体运动 选项 c 错误 d 重力加速度应取当地的自由落体加速度 而不能用 h gt2去求 选项 d 错误 3 4 打计时点 2 时的速度 1 213 2 x f vv 打计时点 5 时的速度 3 546 2 x f vv 则要验证的机械能量守恒的表达式为 14 2 22 231 8 f gxxx 4 5 根据动能定理有 22 252 11 22 mgf xmvmv 解得 2 22 31 2 8 mf fmgxx x 15 如图所示 质量均为m的物块a b放在水平圆盘上 它们到转轴的距离分别为r 2r 圆盘做匀速圆周运动 当转动的角速度为 时 其中一个物块刚好要滑动 不计圆盘和中 心轴的质量 不计物块的大小 两物块与圆盘间的动摩擦因数相同 重力加速度为g 最大 静摩擦力等于滑动摩擦力 求 1 物块与圆盘间的动摩擦因数为多少 2 用细线将a b两物块连接 细线刚好拉直 圆盘由静止开始逐渐增大转动的角速度 当 两物块刚好要滑动时 外力对转轴做的功为多少 答案 1 2 2 2r g 22 10 3 mr 解析 详解 1 由分析可知 物块离转轴的距离越大 越容易滑动 因此最先滑动的是物块 b 根据牛顿第二定律 2 2mgmr 解得 2 2r g 2 当两物块刚好要滑动时 设转动的角速度为 1 对物块a研究有 15 2 1 mgtmr 对物块b研究有 2 1 2mgtmr 解得 1 2 3 3 则物块a的线速度大小为 a1 2 3 3 vrr 物块b的线速度大小为 b1 4 3 2 3 vrr 根据功能关系可得 外力做的功为 2222 ab 1110 223 wmvmvmr 16 如图所示 质量为 1kg 的长木板a放在光滑的水平面上 质量为 0 5kg 的物块b放在长 木板上表面的右端 现对长木板施加大小为 6 n 的水平恒力f 使长木板a和物块b一起由 静止开始向左做加速运动 物块b相对于长木板a恰好不滑动 重力加速度为g 10 m s2 已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力 求 1 物块b与长木板a间的动摩擦因数 2 若f作用 2s 时 立即将f水平反向 大小增大为原来的 2 倍 结果当物块b的速度为零 时 刚好从木板的左端滑离 求长木板的长度 答案 1 0 4 2 12m 解析 详解 1 设在f作用下 a b一起运动的加速度大小为a1 根据牛顿第二定律有 1 fmm a 16 对物块b研究有 1 mgma 解得 0 4 2 a b一起加速的加速度大小为a1 4m s2 f作用 2s 时 ab一起运动的速度大小 v a1t1 8m s 将f水平反向 设a做减速运动的加速度大小为a2 根据牛顿第二定律有 2 2fmgma 设b做减速运动的加速度大小为a3 2 3 4m s mg ag m 当b速度减为零时的运动时间 3 2s v t a 2s 内a运动的距离 2 12 1 4m 2 xvta t b运动的距离 2 2 3 8m 2 v x a 由此知木板的长度为 12m 17 如图所示为快件自动分捡装置原理图 快件通过一条传送带运送到各个分捡容器中 图 中水平传送带沿顺时针匀速转动 右侧地面上有一个宽和高均为d 1m 的容器 容器左侧离 传送带右端b的距离也为d 传送带上表面离地高度为 2d 快件被轻放在传送带的左端a 运动到b端后做平抛运动 ab间距离为l 2 m 快件与传送带间的动摩擦因数为 0 5 重力 加速度为g 10 m s2 求 17 1 要使快件能落入容器中 传送带匀速转动的速度大小范围 2 试判断快件能不能不与容器侧壁碰撞而直接落在容器底部 如果能 则快件从a点开始 到落到容器底部需要的最长时间为多少 答案 1 2 能 最长时间 5m sv 510 s 25 解析 详解 1 根据平抛运动的知识可得 2 1 1 2 2 ddgt 设快件落入容器的最小速度为v1 则有 1 1 dvt 解得 1 5m sv 设快件落入容器的最大速度为v2 则有 2d v2t1 解得 2 2 5m sv 快件在传送带上匀加速运动到b点的速度为 222 5m svalgl 因此传送带的速度为 5m sv 2 设快件从容器左侧边沿落入容器可以直接落入容器底部 则有 2 1 12 1 2 2xvtdgt 求得 18 2 10 s 2m 5 tx x 2d 假设成立 因此快件落入容器底部 且从容器左边落入容器的快件从a点开始落到 容器底部的时间最长 快件在传送带上加速运动的时间为 11 1 5 s 5 vv t ag 加速运动的距离为 2 1 1 0 5m 2 v x g 匀速运动的时间为 2 1 3 5 s 10 lx t v 因此运动的最长时间 122 510 s 25 tttt 18 如图所示 光滑斜面体abc固定在地面上 斜面ab倾角为 37 斜面ac倾角为 53 p q两个物块分别放在ab ac斜面上 并用绕过斜面体顶端a处光滑定滑轮的细线连接 放在ac斜面上的轻弹簧 一端与q相连 另一端与固定在c点的挡板相连 物块p q的质 量分别为 2m m 弹簧的劲度系数为k 重力加速度为g 两斜面足够长 开始时锁定物块 p 细线刚好拉直 张力为零 现解