安徽省安庆市2020届高三上学期期末教学质量监测 物理试题

安庆市20192020学年度第一学期期末教学质量监测高三物理试题试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。全卷满分100分,考试时间120分钟。 第卷（选择题，共48分）一、单项选择题（共8小题；每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1.物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法如：理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法C.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法D.根据速度定义式v，当t0时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法2.如图甲所示，一定质量的通电导体棒ab置于倾角为的粗糙导轨上，在图乙所加各种大小相同、方向不同的匀强磁场中，导体棒ab均静止，则下列判断错误的是第2题图A四种情况导体棒受到的安培力大小相等B图中A导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零C图中B导体棒ab可能是二力平衡D图中C、D导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零3.如图所示物块A和B的质量分别为4m和m，开始A、B均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F6mg作用下，动滑轮竖直向上运动已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动中，物块A和B的加速度分别为第3题图AaAg，aB5g BaAaBgCaAg，aB3g DaA0，aB2g4.一个质量为m的质点以速度做匀速运动，某一时刻开始受到恒力F的作用，质点的速度先减小后增大，其最小值为。质点从开始受到恒力作用到速度减至最小的过程中A该质点做匀变速直线运动 B经历的时间为C该质点可能做圆周运动 D发生的位移大小为5.在真空中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以 一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB=2BC，如图所示。由此可见( )A.小球带正电 B.电场力为3mgC.小球从A到B与从B到C的运动时间相等第5题图D.小球从A到B与从B到C的速度变化量相同6.如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道由一段抛物线AB组成，A点为抛物线顶点，已知A、B两点间的高度差h0.8 m，A、B两点间的水平距离x0.8 m，重力加速度g取10 m/s2，一小环套在轨道上的A点，下列说法正确的是A小环以初速度v02 m/s从A点水平抛出后，与轨道无相互作用力第6题图B小环以初速度v01 m/s从A点水平抛出后，与轨道无相互作用力C若小环从A点由静止因微小扰动而滑下，到达B点的速度为D若小环从A点由静止因微小扰动而滑下，到达B点的时间为0.4s7.某电源的路端电压与总电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻R1、R2组成电路。R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大，可采用的接法是A将R1单独接到电源两端 B将R2单独接到电源两端第7题图C将R1、R2串联后接到电源两端D将R1、R2并联后接到电源两端8.如图所示，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的 轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面在此过程中Aa的动能一定小于b的动能 B两物体机械能的变化量相等第8题图Ca的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为正二、多项选择题（共4小题；每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）9.如图所示，粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上，CAB30，斜面内部O点(与斜面无任何连接)固定一个正点电荷，一带负电可视为质点的小物体可以分别静止在M、P、N点，P为MN的中点，OMON，OMAB，则下列判断正确的是A小物体在M、P、N点静止时一定都是受4个力B小物体静止在P点时受到的摩擦力最大第9题图C小物体静止在P点时受到的支持力最大D小物体静止在M、N点时受到的支持力相等10.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上一质量为m0.2 kg的小球，从弹簧上端某高度 处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程 中(弹簧在弹性限度内)，其速度v和弹簧压缩量x 之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高 点不计小球和弹簧接触瞬间机械能损失、空气阻力，第10题图 g取10 m/s2，则下列说法正确的是A小球刚接触弹簧时加速度最大 B该弹簧的劲度系数为20.0 N/mC从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒D小球自由落体运动下落的高度1.25m11.如图所示，圆形区域内以直线AB为分界线，上半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应 强度大小为B。下半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小未知，圆的半径为R。 在磁场左侧有一粒子水平加速器，质量为m，电量大小为q的粒子在极板M右侧附近，由静 止释放，在电场力的作用下加速，以一定的速度沿直线CD射入磁场，直线CD与直径AB 距离为0.6R。粒子在AB上方磁场中偏转后，恰能垂直直径AB进入下面的磁场，之后在AB 下方磁场中偏转后恰好从O点进入AB上方的磁场。带电粒子 的重力不计。则A带电粒子带负电 B加速电场的电压为第11题图C粒子进入AB下方磁场时的运动半径为0.1RDAB下方磁场的磁感应强度为上方磁场的3倍12.在倾角为的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁 感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。有两根质量均为m的金属棒a、 b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于 导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚 好能静止在导轨上。a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨都接触良好，导轨电阻 不计。则A.物块c的质量是2msinB.b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能C.b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能第12题图D.b棒放上导轨后，a棒中电流大小是 第卷（非选择题，共52分）三、实验题（本题共2小题 ，共16分）13.（8分）某物理兴趣小组的同学用如图甲所示装置 验证机械能守恒定律，轻绳一端固定在光滑固定 转轴O处，另一端系一小球第13题图（1）张小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分 别放置了一组光电门，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， 使小球在竖直面内做圆周运动，测出小球经过最高点的挡光时间为t1，经过最低点的挡光 时间为t2.（2）戴小军同学在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器，已知当地重力加速度为g.现使小 球在竖直平面内做圆周运动，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.（3）如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒，张小明同学还需要测量的物理量有_ （填字母代号）戴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mB轻绳的长度LC小球运行一周所需要的时间T（4）根据张小明同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的 表达式：_ (用题目所给得字母表示）（5）根据戴小军同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的 表达式：_ (用题目所给得字母表示）14.（8分）第34届全国青少年科技创新大赛于2019年7月20-26日在澳门举办，某同学为了 测试机器人内部电动机的电阻变化，对一个额定电压为6V， 额定功率约为3.5W小型电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性 曲线进行了研究，要求电动机两端的电压能从零逐渐增加到 6V，实验室备有下列器材：A.电流表（量程:00.6 A，内阻约为1 ;量程:03 A，内阻约为0.1 ）B.电压表(量程为06 V,，内阻几千欧)第14题图（甲）C.滑动变阻器R1(最大阻值10 ，额定电流2 A)D.滑动变阻器R2(最大阻值1 750 ，额定电流0.3 A)E.电池组(电动势为9 V，内阻小于1 )F.开关和导线若干第14题图（乙）（1）实验中所用的滑动变阻器应选_(选填“C”或“D”),电流表的量程应选_(选填“”或“”)。（2）请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表示 数大于1 V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电 阻为_，电动机正常工作时的输出机械功率为_W。(保留两位有效数字)四、计算题：（共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15.（6分）如图甲所示，A车原来临时停 在一水平路面上，B车在后面匀速向A 车靠近，A车司机发现后启动A车，以 A车司机发现B车为计时起点(t0)，A、第15题图 B两车的vt图象如图乙所示已知B 车在第1 s内与A车的距离缩短了x112 m.（1）求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小；（2）若A、B两车不会相撞，则A车司机发现B车时(t0)两车的距离s0应满足什么条件？16. （8分）2019年诺贝尔物理奖的一半授予詹姆斯皮伯斯（James Peebles）以表彰他“在物 理宇宙学方面的理论发现”，另一半授予了米歇尔马约尔 (Michel Mayor)和迪迪埃奎洛兹(Didier Queloz)，以表彰他 们“发现了一颗围绕太阳运行的系外行星”。对宇宙探索一 直是人类不懈的追求。现假设有这样模型：图示为宇宙中 一恒星系的示意图，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒 星O的运行轨道近似为圆已知引力常量为G，天文学家 观测得到A行星的运行轨道半径为R0，周期为T0，求：（1）中央恒星O的质量M是多大？（2）长期观测发现A行星每隔t0时间其运行轨道便会偏离理论 轨道少许，天文学家认为出现这种现象的原因可能是A行 星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运行的圆轨道 与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同）根据上述现象和假设，试求未知行星B的运 动周期和轨道半径17.( 10分）如图所示，竖直平面MN与纸面垂直，MN右侧的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁 场和水平向左的匀强电场，MN左侧的水平面光滑，右侧的水平面粗糙。质量为m的物体A 静止在MN左侧的水平面上，已知该物体A 带负电，电荷量的大小为q。一质量为的 不带电的物体B以速度v0冲向物体A并发生 弹性碰撞，碰撞前后物体A的电荷量保持不 变。求：第17题图（1） 碰撞后物体A的速度大小vA；（2）若A与水平面的动摩擦因数为，重力加速 度的大小为g，磁感应强度的大小为，电场强度的大小为。已知物体A 从MN开始向右移动的距离为L时，速度增加到最大值。求：此过程中物体A克服摩 擦力所做的功W；此过程所经历的时间t。18.（12分）港珠澳大桥是连接香港大屿山、澳门半岛和广东省珠海市跨海大桥，工程路线香港 国际机场附近的香港口岸人工岛，向西接珠海、澳门口岸人工岛、珠海连接线，止于珠海洪 湾，总长约55公里，在建设港珠澳大桥时为了更大范围的夯实路面用到 一种特殊圆环，建设者为了测试效果，做了如下的演示实验：如图所示， 一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高H,上端套着一个细环。棒和环 的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k1).断开轻绳， 棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无第18题图 动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计，重力加速 度为g求：（1）棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度；（2）从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程；（3）从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对环及棒做的总功.安庆市20192020学年度第一学期期末教学质量监测高三物理试题参考答案及评分标准一、单项选择题（共8小题；每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）题 号12345678选 项DDDDBADA1、【答案】D【解析】A中采用了理想实验法；B中采用控制变量法；C中采用了极限思维法2、【答案】D【解析】因磁感线都垂直于导体棒，所以导体棒受到安培力的大小相等，A中安培力方向水平向右，而支持力垂直于斜面，与重力可以形成三力平衡，所以摩擦力可能为零；同理，B中安培力方向向上，可与重力构成二力平衡；C中安培力方向向下，D中安培力方向水平向左，要平衡则一定受到摩擦力作用，故选项D错误3、【答案】D【解析】在竖直向上拉力F6mg时，此时A、B受的拉力分别为3mg、3mg，对A因为3mg4mg，故物体A静止，加速度为0；对物体B，3mgmgmaB，解得aB2g，故选D.4、【答案】D【解析】质点减速运动的最小速度不为0，说明质点不是做直线运动，力F是恒力所以不能做圆周运动，而是做匀变速曲线运动分析可知初速度方向与恒力方向的夹角为150，在恒力方向上有v0cos 30t0，在垂直恒力方向上有质点的位移s，联立解得时间为t，发生的位移为s，选项D正确5、【答案】B【解析】由题意可得，从竖直方向看，小球初速度为0，先加速后减速到0，从水平方向上看，小球做匀速直线运动，因为AB=2BC，故在做平抛运动时的水平位移是小球在电场中水平位移的2倍，而水平方向的速度相等，所以平抛运动的时间是电场中运动时间的2倍；根据公式v2=2ax，平抛运动的末速度和电场中运动的初速度相等，平抛运动的竖直位移是电场中竖直方向位移的2倍，故电场中的加速度是平抛运动时加速度的2倍，因为平抛运动时的加速度为g，所以电场运动时的加速度为2g，方向竖直向上，所以F电mg=2mg，得电场力F电=3mg，选项B正确，选项C错误；小球在竖直向下的电场中受向上的电场力，故小球带负电，选项A错误；因为v=at，A到B的速度变化量大小为2gt，方向向下，B到C的速度变化量大小为2gt，方向向上，故它们是大小相等的，方向相反，选项D错误。6、【答案】A【解析】小环以初速度v02 m/s从A点水平抛出，下落0.8 m用时0.4 s，水平位移为0.8 m，其轨迹刚好与光滑轨道重合，与轨道无相互作用力，A正确，B错误；根据机械能守恒定律mghmv2，到达B点的速度v m/s4 m/s，C错误；小环沿轨道下落到B点所用的时间比平抛下落到B点所用的时间长，大于0.4 s，D错误7、【答案】D【解析】根据U I图象可知，电源电动势E8 V，电源内阻r ，R14 ，R22 ，设外电路电阻为R，当外电路电阻Rr时，电源的输出功率最大。将R1、R2并联后接到电源两端时，外电路电阻R ，刚好等于电源内阻，电源的输出功率最大。8、【答案】A【解析】轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等，故可知a的速度等于b的速度沿绳方向的分量，a的动能比b的动能小，A正确；因为b与地面有摩擦力，运动时有热量产生，所以该系统机械能减少，而B、C 两项均为系统机械能守恒的表现，故B、C错误；轻绳不可伸长，两端分别对a、b做功大小相等，一负一正，D错误.二、多项选择题（共4小题；每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）题 号9101112选 项CDBDACAD9、【答案】CD【解析】对小物体分别在三处静止时进行受力分析，如图结合平衡条件知，小物体在P、N两点时一定受四个力的作用，而在M处不一定，故A错误；小物体静止在P点时，摩擦力Ffmgsin 30，设小物体静止在M、N点时，库仑力为F，则小物体静止在N点时Ffmgsin 30Fcos 30，小物体静止在M点时Ffmgsin 30Fcos 30，可见小物体静止在N点时所受摩擦力最大，故B错误；小物体静止在P点时，设库仑力为F，受到的支持力FNmgcos 30F，小物体静止在M、N点时：FNmgcos 30Fsin 30，由库仑定律知FF，故FNFN，即小物体静止在P点时受到的支持力最大，静止在M、N点时受到的支持力相等，故C、D正确10、【答案】BD【解析】由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当x为0.1 m时，小球的速度最大，然后减小，说明当x为0.1 m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力所以可得：kxmg，解得：k N/m20 N/m.弹簧的最大缩短量为x最大0.61 m，所以F最大20 N/m0.61 m12.2 N弹力最大时的加速度a51 m/s2，小球刚接触弹簧时加速度为10 m/s2，所以压缩到最短时加速度最大，故A错误，B正确；小球和弹簧组成的系统机械能守恒，单独的小球机械能不守恒，故C错误；根据自由落体运动算得D正确11、【答案】AC【解析】从C点入射的粒子向下做匀速圆周运动，即受到洛仑兹力向下，由左手定则知道粒子带负电，所以选项A正确；由题意知，粒子在AB上方磁场中做匀速圆周运动的半径r10.6R，在电场中加速有：，在AB上方磁场中：，联立得：，所以选项B错误；粒子在AB下方磁场中做匀速圆周运动，由几何关系：，解得r20.1R，所以选项C正确；由洛仑兹力提供向心力得到半径：，由于r16r2，所以B26B1，所以选项D错误。12、【答案】AD【解析】A中由共点力平衡mc=2mcos，故A正确，b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能、a的重力势能之和；b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能、a的重力势能之和故B、C错，b棒放上导轨后，a棒中电流大小由a棒匀速下滑，b棒静止共点力平衡BIL=mgsin;故D正确三、实验题（本题共2小题 ，共16分）13、【解析】(1)螺旋测微器固定刻度读数为5.5 mm，可动刻度读数为20.00.01 mm，故最终读数为两者相加，即5.700 mm.(3)根据小明同学的实验方案，小球在最高点的速度大小为v1，小球在最低点的速度大小为v2，设轻绳长度为L，则从最低点到最高点依据机械能守恒定律有化简得所以小明同学还需要测量的物理量是轻绳的长度L；根据小军同学的实验方案，设小球做圆周运动的半径为r，则小球在最低点有，在最高点有，从最低点到最高点依据机械能守恒定律有，联立方程化简得F2F16mg，所以小军同学还需要测量的物理量就是小球的质量m. (4)由(3)可知，根据小明同学的思路，验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为(5)由(3)可知，根据小军同学的思路，验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为F2F16mg.答案：(1) 5.700 （2分）(2) B （1分）A （1分）(3) （2分）(4) F2F16mg （2分）14、【解析】(1)电风扇的额定电流I=0.58 A,从读数误差的角度考虑,电流表选择量程。电风扇的电阻比较小,则滑动变阻器选择总电阻为10 的误差较小,即选择C。(2)因为电压电流需从零开始测起,则滑动变阻器采用分压式接法,电风扇的电阻远小于电压表内阻,属于小电阻,电流表采用外接法。则可知对应的实物图如答案图所示。(3)电压表读数小于1 V时电风扇没启动,由图象可知I=0.4 A。根据欧姆定律得,R= =2.5 。正常工作时电压为6 V,根据图象知电流为0.57 A,则电风扇发热功率P=I2R=0.5722.5 W=0.81 W,则机械功率P=UI-I2R=60.57 W-0.81 W=2.61