河北省大名一中2020届高三物理上学期12月月考模拟试题（含解析）

河北省大名一中2020届高三物理上学期12月月考模拟试题（含解析）一、选择题1.楞次在利用如图所示的装置探究判断产生感应电流方向的规律时，下列说法正确的是（ ）a. 线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相反b. 线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相同c. 不管哪个磁极在下，只要磁铁向下插入线圈，线圈中就会产生如图所示的感应电流d. 只有n极在下插入线圈或s极在下拔出线圈时，线圈中才产生如图所示的感应电流【答案】d【解析】【详解】ab线圈中的感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化，当原磁场减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，当原磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，a、b错误；cd根据楞次定律可知只有n极在下插入线圈或s极在下拔出线圈，线圈中才产生如图所示的感应电流，c错误，d正确。故选d.2.质量均为1kg的两物体a、b在水平力f1和f2的作用下做加速运动，外力撤去后，二者在水平面上逐渐停止运动，其运动图像如图中ab所示，g=10m/s2,则以下说法中正确的是( )a. 物体与水平面的动摩擦因数为0.2b. 作用于a物体的外力f1=nc. 作用于b物体的外力f2=2nd. a物体的总位移为4.5m【答案】b【解析】【详解】a由撤去后物体运动情况分析可知加速度a2=1m/s2；又则物体与水平面动摩擦因数为0.1，选项a错误；bc对a、b物体分析则外力选项b正确，c错误；d图像与t轴所围的面积可知a物体总位移为5m，选项d错误。故选b3.如图所示，质量为m劈体abcd放在水平地面上，表面ab、ac均光滑，且abcd，bdcd，ac与水平面成角质量为m的物体（上表面为半球形）以水平速度v0冲上ba后沿ac面下滑，在整个运动的过程中，劈体m始终不动，p为固定的弧形光滑挡板，挡板与轨道间的宽度略大于半球形物体m的半径，不计转弯处的能量损失，则下列说法中正确的是a. 水平地面对劈体m的摩擦力始终为零b. 水平地面对劈体m的摩擦力先为零后向右c. 劈体m对水平地面的压力大小始终为 (m+m)gd. 劈体m对水平地面的压力大小先等于(m+m)g，后小于(m+m)g【答案】d【解析】【详解】把物体m劈体m视为整体分析，物体m在ab面上做匀速直线运动，因此整体合外力为零，因此水平地面对物体没有摩擦力的作用，地面对斜劈的压力大小为；当物体m在斜面ac上运动时，物体沿斜面向下做匀加速直线运动，因此加速度可分解为水平向右和竖直向下，因此水平面对斜劈的摩擦力向左，整体处于失重状态，因此斜劈m对水平地面的压力小于，因此abc错误，d正确4.如图所示，理想变压器原线圈输入交流电压如下图乙所示，副线圈中装有单刀双掷开关s，电流表、电压表均为理想电表，rt为热敏电阻，s掷a时原副线圈匝数比则以下分析正确的是（ ）a. s接在端，电压表示数为22vb. s接在端，rt温度升高时,电流表示数变大，电压表读数变小c. s接在端，rt温度升高时，变压器原线圈输入功率变大d. s由a端转换为b端时，电压表示数变大【答案】c【解析】【详解】a由可得s掷a时电压表示数为22v，选项a错误；bcs接在a端，rt温度升高时，电阻变小，由可知副线圈电压不变，则电流表读数变大，变压器输出功率最大，则输入功率变大，选项b错误，c正确；ds由a端转换为b端时，副线圈接入匝数减小，电压降低，电压表示数变小，选项d错误。故选c.5.如图是两等量异种点电荷，以两电荷连线的中点o为圆心画出半圆，在半圆上有a、b、c三点，b点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是( )a. a点的电场强度大于c点b. ac两点的电势相同c. 正电荷在a点电势能大于在b点的电势能d. 将正电荷由o移到b静电力做正功【答案】c【解析】【详解】a由电场分布的对称性可知，a、c两点的电场强度相同，a错误；b电场方向由ac，故ac，b错误；c因ab，由wabquab知，wab0，故正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能，c正确；d因uob0，故将正电荷由o移到b静电力不做功，d错误故选c.6.如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5t的匀强磁场，一足够长的绝缘木板静止在水平面上，木板左端放置滑块，已知木块与滑块质量均为0.2kg，滑块所带电荷量q=+0.4c，滑块与绝缘木板、木板与地面之间的动摩擦因数均为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。t=0时对木板施加方向水平向左的力作用，使木板做匀加速运动，已知力f的大小随时间变化关系如图所示，g取10m/s2。则下列说法不正确的是（ ） a. 木板的加速度为2m/s2，滑块离开木板时速度为16m/sb. t=3s后滑块和木块有相对运动c. 滑块开始做匀加速运动，后做加速度减小的变加速运动，最后做速度为10m/s的匀速运动d. 滑块离开木板时，力f的大小为1.4n【答案】a【解析】【详解】b根据题意可知木板始终做匀加速运动，且t=0时滑块不受洛伦兹力作用，则对整体有： 由图像可知此时拉力为2.8n，代入可得：a=2m/s2，根据题意可知，当滑块与木板恰好发生相对运动时：解得：v=6m/s由v=at，可知t=3s，b正确，不符合题意；ac此后速度继续增加，摩擦力继续减小，则加速度减小，当二者分离时有：解得m/sc正确，不符合题意，a错误，符合题意；d由于木板一直做匀加速运动，故滑块离开木板后，对木板有：解得nd正确，不符合题意。故选a.7.如图所示，一质量为m的滑块以初速度v0从固定于地面的斜面底端a开始冲上斜面，到达某一高度后返回a，斜面与滑块之间有摩擦下图中分别表示它在斜面上运动的速度v、加速度a、势能ep和机械能e随时间的变化图象，可能正确的是( )a. b. c. d. 【答案】c【解析】【详解】b由牛顿第二定律可知，滑块上升阶段有；mgsin ffma1下滑阶段有；mgsin ffma2因此a1a2，b选项错误；a当上滑和下滑时，速度图象的斜率不同，故a选项错误；c重力势能先增大后减小，且上升阶段加速度大，势能变化快，下滑阶段加速度小，势能变化慢，故选项c正确d由于摩擦力始终做负功，机械能一直减小，故选项d错误； 故选c.8.目前美国宇航局和欧洲空间局正在推进lisa激光干涉空间天线计划，欧洲航天局计划在2034年发射更先进的引力波天文台，进一步激发起世界各国探索宇宙的热情。如图所示为一恒星系统的示意图，a、b、c为该星系的3颗行星，在同一平面内环绕中央恒星o近似做圆周运动，其中a、b两行星的质量较大，离恒星较近，c质量较小，离恒星较远。天文学家观测得到a、b、c三行星运动的轨道半径分别为：=1：4：16，其中c行星的公转周期为t。并观测发现，中心恒星实际也有周期性振动，天文学家认为形成这种现象的原因可能是a、b的万有引力引起中心恒星的振动，则由此可推知恒星的振动周期可能为a. b. c. d. 【答案】ab【解析】【详解】由开普勒第三定律，求得分两种情况：如果行星a、b同方向旋转，有解得；如果行星a、b反方向旋转，有解得a，与结论相符，选项a正确；b，与结论相符，选项b正确；c，与结论不相符，选项c错误；d，与结论不相符，选项d错误；故选ab.9.某同学将质量为m的一瓶矿泉水竖直向上抛出，水瓶以的加速度匀减速上升，上升的最大高度为h，水瓶往返过程受到的阻力大小不变。则（ ）a. 上升过程中矿泉水的动能改变量为mghb. 上升过程中矿泉水的机械能减少了c. 水瓶落回地面时动能大小为d. 水平上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态【答案】bc【解析】【详解】a上升过程合外力(mg+f)=做负功，上升过程矿泉水的动能减少量等于，选项a错误；b上升过程机械能的增量等于除重力以外的力（阻力）做功，机械能减少，选项b正确；c下落过程合外力（mg-f）=，做正功，由动能定理可知，下落过程动能增加量为，落地时动能为，选项c正确；d矿泉水全程加速度竖直向下，始终处于失重状态。故选项d错误。故选bc.10.如图，有一截面为矩形有界匀强磁场区域abcd，ab=3l，bc=2l在边界ab的中点上有一个粒子源，沿与边界ab并指向a点方向发射各种不同速率的同种正粒子，不计粒子重力，当粒子速率为v0时，粒子轨迹恰好与ad边界相切，则 （ ）a. 速率小于v0的粒子全部从cd边界射出b. 当粒子速度满足时，从cd边界射出c. 在cd边界上只有上半部分有粒子通过d. 当粒子速度小于时，粒子从bc边界射出【答案】bc【解析】【详解】abc如图，由几何知识可知，与ad边界相切的轨迹半径为1.5l，与cd边界相切的轨迹半径为l；由半径公式：可知轨迹与cd边界相切的粒子速度为，由此可知，仅满足的粒子从cd边界的pd间射出，选项a错误，bc正确；d由上述分析可知，速度小于的粒子不能打出磁场，故选项d错误。故选bc.二、非选择题11.同学们通过实验探究发现：弹簧弹力与弹簧伸长量成正比，比例系数称为劲度系数。某实验小组进一步想探究弹簧的劲度系数与哪些因素有关，首先他们猜想可能与弹簧长度有关，于是他们找到几根相同的弹簧，分别测出一根弹簧、两根弹簧串联，三根弹簧串联情况下弹簧的劲度系数，并作出了弹簧进度系数k与弹簧长度的关系图像如图，于是他们猜想弹簧的劲度系数可能与弹簧长度成反比。你认为要验证该小组同学的猜想是否正确，应该做_的关系图像。你认为弹簧的劲度系数与弹簧长度的关系为：_【答案】 (1). k-或-l (2). 弹簧的劲度系数与弹簧的长度成反比【解析】【详解】1直线图像更容易分析数据的准确性，若弹簧的劲度系数与弹簧长度成反比的结论成立，则k-或-l的图像是过原点的直线，因此应该做k-或-l关系图像；2因为弹簧均匀伸长，受相同的力，弹簧长度加倍，伸长量加倍，由可知：弹簧的劲度系数与弹簧的长度成反比。12.某同学要测量电源的电动势e和内电阻r（e约为5v，内阻约为2），实验台上现有器材为：量程为0.6a内阻较小的电流表一只，量程分别为3v和15v两量程内阻足够大的电压表电压表一只，0-20变阻器，固定电阻r1=15、r2=50、r3=100，该同学为了准确测出此电源的电动势和内阻，采用了如图1所示电路。（1）电路中的固定电阻r应选用_。（2）请将该同学未联成的实物图连接完整。（ ）（3）该同学利用测出的多组数据描出的伏安特性曲线如图3，则此电源的电动势为_v，内阻为_。【答案】 (1). r1 (2). (3). 5.1 (4). 2.0【解析】【详解】（1）1由于电压表的两个量程不合适，3v太小，15v太大，故需要与电源串联一电阻分得部分电压，使用电压表3v量程测量更准确，当变阻器取最大阻值20时电压表示数最大，由串联电路电压分配与电阻成正比，可知，解得：r=40/3，故选用电阻r1。（2）2连线如图，电压表选用3v量程. （3）34由图3读得，纵轴截距5.1v，故电源电动势5.1v，横轴截距为0.30a，则电源内阻.13.如图所示,静止在光滑水平面上的长木板,质量,长,与等高的固定平台长，平台右侧有一竖直放置且半径的光滑半圆轨道.质量的小滑块以初速度从的左端水平滑上,随后向右运动,长木板与平台碰撞前的瞬间,小滑块的速度大小为,此时还未达到共同速度.设长木板与平台碰撞后立即被锁定,小滑块可视为质点,小滑块a与平台之间的动摩擦因数小滑块与平台之间的动摩擦因数，求：(1)长木板与平台碰撞前的瞬间, 的速度大小；(2)小滑块最终停在离木板左端多远处?【答案】（1）1m/s（2）3.5m【解析】【分析】（1）b与平台cd碰撞前瞬间，a、b还未达到共同速度对b，运用动能定理求b的速度大小（2）根据能量守恒定律求出b与平台碰撞前a相对b发生的位移，对滑块从平台c点运动到d的过程中，在到最高点的过程中运用动能定理列式，求出小物块a在半圆轨道上达到的最大高度再对物块a过c之后在b上运动的过程使用动能定理即可求解【详解】（1）b与平台cd碰撞时，a、b还未达到共同速度设b与档板碰撞前瞬间速度大小为vb，由动能定理有：1mgs=mvb2代入数据解得：vb=1m/s（2）b与平台碰撞前a相对b发生的位移为x，根据能量守恒定律有：1mgx=mv02-mva2-mvb2代入数据解得：x=4.5m即b与平台碰撞时，a恰好到达平台左端设a在半圆形轨道上能到达的最大高度为h，则由动能定理有：-2mgl2-mgh=0-mva2代入数据解得：h=0.5mr故m到达最高点后沿半圆形轨道返回设a到达c点时速度为vc，由动能定理有：mgh-2mgl2=mvc2代入数据解得：vc=2m/sa过c之后在b上运动的距离为l，有：-1mgl=-mvc2解得：l=1m，即a最终停在离b木板左端3.5m处14.如图所示在水平地面上固定一个半径为r的半圆形轨道，其中圆弧部分光滑，水平段长为l，一质量为m的小物块紧靠一根被压缩的弹簧固定在水平轨道的最右端，小物块与水平轨道间的动摩擦因数为，现突然释放小物块，小物块被弹出，恰好能够到达圆弧轨道的最高点a，取g10 m/s2，且弹簧长度忽略不计，求：（1）小物块的落点距o的距离；（2）小物块释放前弹簧具有的弹性势能【答案】（1）2r（2）mgrmgl【解析】【详解】设小物块被弹簧弹出时的速度大小为v1，到达圆弧轨道的最低点时速度大小为v2，到达圆弧轨道的最高点时速度大小为v3.（1）因为小物块恰好能到达圆弧轨道的最高点，故向心力刚好由重力提供，有小物块由a射出后做平抛运动，由平抛运动的规律有xv3t2rgt2联立解得：x2r即小物块的落点距o的距离为2r. （2）小物块在圆弧轨道上从最低点运动到最高点的过程中，由机械能守恒定律得mv22mg2rmv32小物块被弹簧弹出到运动到圆弧轨道的最低点的过程由功能关系得： 小物块释放前弹簧具有的弹性势能就等于小物块被弹出时的动能，故有 由联立解得：epmgrmgl.15.如图1所示，一对光滑平行导轨（电阻不计）固定在同一水平面，导轨足够长且间距l=0.5m左端接有阻值为r=4的电阻，一质量为m=1kg长度也为l的金属棒mn放置在导轨上，金属棒的电阻r=1，整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中，金属棒在水平向右的外力f作用下由静止开始运动，拉力f与导体棒速率倒数关系如图2。求：（1）v=5m/s时拉力的功率；（2）匀强磁场的磁感应强度；（3）若经时间t=4s导体棒达到最大速度，在这段时间内电阻r产生热量为多大？【答案】（1）20w；（2）2.0t；（3）24j【解析】【详解】（1）由图2可知，f与v成反比，又p=fv，拉力功率不变，当v=10m/s时，拉力f=2