山西大学附中2020届高三上学期第二次模块诊断物理（有答案）.doc

山大附中 2019--2020 学年第二次月考考试 高三年级物理试题 一、单选题（本题共 7 小题，每小题只有一个正确答案，选对得 3 分，选错得 0 分，共 21 分） 1.关于近代物理的知识，下列说法正确的有（ ） ①结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定②铀核裂变的一种核反应方程为 ③设质子、中子、α粒子的质量分别为 m1、m2、m3，两个质子和两 个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1+2m2-m3)c2④若氢原子从 n=6 能级向 n=1 能级跃 迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时辐射出 的光也不能使该金属发生光电效应⑤核泄漏事故污染物铯(Cs)137 能够产生对人体有危害的 辐射，其衰变方程为 ，由方程可判断 x 是电子⑥ +X 中 X 为中 子，核反应类型为衰变⑦β衰变现象说明电子是原子核的组成部分⑧放射性元素的半衰期随 温度的升高而变短⑨放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于原子的核外电子⑩平均结 合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能 A. 3 个 B. 4 个 C. 5 个 D. 6 个 2．两玩具车在两条平行的车道上行驶，t=0 时两车都在同一起跑线处，它们在四次比赛中的v-t 图像如下图所示。在 0-3s 内哪幅图对应的比赛中两车可能再次相遇（ ） A． B． C． D． 3．如图所示，5 月 28 日央视新闻报道：格鲁吉亚物理学家安德里亚仅靠摩擦力将 25 个网球 垒成 9 层高的直立“小塔”。网球 A 位于“小塔”顶层，下面各层均有 3 个网球，网球 B 位于 “小塔”的第 6 层，已知每个网球质量均为 m。下列说法正确的有（　　） n2KrBaU 1 0 92 36 141 56 235 92 ++→ 137 137 55 56Cs Ba+x→ 238 234 92 90U Th→A. 其他网球对 B 球的作用力大于 B 球的重力 B. 将 A 球拿走后，“小塔”仍能保持直立平衡 C. 第 8 层的三个网球与 A 球间的弹力大小各为 D. 最底层的 3 个网球受到地板的支持力均为 4．如图所示，两相同轻质硬杆 OO1、OO2 可绕其两端垂直纸面的水平轴 O、O1、O2 转动，O 点悬 挂一重物Ｍ，将两相同木块 m 紧压在竖直挡板上，此时整个系统保 持静止。Ｆf 表示木块与挡板间摩擦力的大小，ＦＮ表示木块与挡板 间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且 O1、O2 始终等高，则（ ） A．Ff 变小 B．Ff 变大 C．FＮ变小 D．FＮ变大 5．2018 年 7 月 1 日，具有完全自主产权的我国加长版“复兴号”动车组正式在京沪线上运行。 一列加长版“复兴号”动车组从上海虹桥车站由静止开始做匀加速直线运动，从某节车厢前 端开始通过站台上一站立的工作人员开始计时，相邻两节车厢依次通过该工作人员的时间之 比不可能是( ) A. B. C. D. 6．如图所示，一金属环套在固定的光滑杆上．金属环通过跨过定滑轮的轻绳在外力 F 作用下， 沿杆缓慢上滑，该过程中金属环对杆的作用力为 N．则（　　） A．F 一直增大，N 先减小后增大 B．F 一直在增大，N 一直增大 C．F 先减小后增大，N 一直增大 D．F 先减小后增大，N 先减小后增大 7.如图所示，在倾角为θ的光滑斜劈 P 的斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块 A、B，C 为一 垂直固定在斜面上的挡板。Ａ、Ｂ质量均为ｍ，斜面连同挡板的质量为 M，弹簧的劲度系数为 k，系统静止于光滑水平面。现开始用一水平恒力 F 作用于Ｐ， （重力加速度为 g）下列说法中正确的有（） A. 若 F=0，挡板受到 B 物块的压力为 B. 力 F 较小时 A 相对于斜面静止，F 大于某一数值，A 相对于斜面向上滑动 mg3 1 3 mg25C. 若要 B 离开挡板 C，弹簧伸长量需达到 D. 若 且保持两物块与斜劈共同运动，弹簧将保持原长 二、多选题（本题共 6 小题，每小题有多个正确答案，全部选对得 4 分，漏选得 2 分，错选 得 0 分，共 24 分） 8．一小球自 高处自由下落，当它与水平地面每碰撞一次后，速度大小减小为碰撞前的 ， 不计空气阻力， 取 ，则下列说法正确的是（ ） A．第一次下落的时间与第二次下落的时间之比为 B．第二次弹起的高度为第一次弹起时高度的 C．小球运动的总时间约为 D．小球运动的总位移为 9．一块足够长的白板，位于水平桌面上，处于静止状态。一石墨块（可视为质点）静止在白 板上，石墨块与白板间有摩擦，滑动摩擦系数为 。突然，使白板以恒定的速度 v0 做匀速直 线运动，石墨块将在板上划下黑色痕迹。经过某段时间 t，令白板突然停下，以后不再运动。 在最后石墨块也不再运动时，白板上黑色痕迹的长度可能是（已知重力加速度为 g，不计石墨 与板摩擦划痕过程中损失的质量）：（ ） A. B. C. D. 10．如图所示，一轻细绳跨过定滑轮连接两个小球 A、B，它们都穿在一光滑的竖直杆上，不 计细绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时 OA 绳与水平方向的夹角为 60 °， OB 绳与水平方向的夹角为 30°，若两小球质量分别为 mA、mB；杆对 A、 B 的弹力为 NA、NB，则（ ） A． B． C． D． 11．如图所示，2019 个质量均为 m 的小球通过完全相同的轻质弹簧（在弹性限度内）相连， 在水平拉力 F 的作用下，一起沿光滑水平面以加速度 a 向右做匀加速运动，设 1 和 2 之间弹 簧的弹力为 F1-2，2 和 3 间弹簧的弹力为 F2-3，2018 和 2019 间弹簧的弹力为 F2018-2019，则下列 结论正确的是（ ） A． ： ： ：2：3：......2018 k θsinmg 5m 4 5 g 2/10 sm 5 4 4 5 9s 45m µ 2 0 2 v gµ 2 0v gµ 2 0 2 1 gttv µ− tv 0 1 2F − 2 3F − 2018 2019 1F −…… =B．从左到右每根弹簧长度之化为 1：2：3：......2018 C．如果突然撤去拉力 F，撤去 F 瞬间，其余每个球的加速度依然为 a，但第 2019 个小球的加 速度除外 D．如果 1 和 2 两个球间的弹簧从第 1 个球处脱落，那么脱落瞬间第 1 个小球的加速度为 0， 第 2 个小球的加速度为 2a，其余小球加速度依然为 a 12．如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为 的固定斜面，斜面上放一质量为 m 的光滑 球。静止时，箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加 速度大小为 a 的匀减速运动直至静止，经过的总路程为 s，运动过程中的最大速度为 v。 下列说法正确的是 A. 小球加速运动时的加速度 B. 小球加速运动时的加速度 C. 若 ，减速阶段箱子左壁给小球的支持力大于 0 D. 若 ，减速阶段箱子顶部给小球的作用力 13．一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳 A、骨架 B、弹簧 C(劲度系数为 k)、锁舌 D(倾斜角 θ＝45°)、锁槽 E 以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示．设锁舌 D 的侧面与外壳 A 和锁槽 E 之间的动摩擦因数均为 μ，最大静摩擦力 Ffm 由 Ffm＝μFN(FN 为正压力)求得．有一 次放学后，当某同学准备关门时，无论用多大的力，也不能将门关上(这种现象称为自锁)，此 刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示，P 为锁舌 D 与锁槽 E 之间的接触点，弹簧由于被压 缩而缩短了 x,下列说法正确的是（ ） A. 自锁状态时 D 的下表面所受摩擦力的方向向右 B. 锁舌 D 在水平面内共受到 4 个力的作用 C. 自锁时锁舌 D 与锁槽 E 之间的正压力的大小为 D. 无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，则 μ 至少为 2－1 三、实验题（每空 2 分，共 20 分） 14．在“验证力的平行四边形定则”实验中． 2 2 0 vas ava −= 2 2 0 2 vas ava −= θtang＞a θtang＞a 221 22 uu kx −−（1）某次实验中两弹簧测力计的读数分别为 F1=2.0N，F2=4.0N，如图甲，F1 和 F2 的合力大小 F 合=______N． 现保持 F2 方向不变，减小 F1 和 F2 的夹角，为了使橡皮条的结点拉到同样的位置 O 点，下列说 法正确的是________. A、F1 一定减小 B、F1 一定增大 C、F2 一定减小 D、F2 一定增大 （2）某同学想知道弹簧测力计中弹簧的劲度系数，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置， 如图乙所示，他根据图中信息得出了弹簧的劲度系数 k=____N/m（保留两位有效数字） （3）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内弹力 与伸长量 成正比，即 ，式中 值与橡 皮筋的原长 、横截面积 有关。理论与实验都表明 ，其中 是由材料决定的常数， 材料力学中称为杨氏模量，在国际单位中，杨氏模量 的单位是__________； A． B． C． D． 15.如图所示为静宁一中两位同学探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系” 的 实验装置图． （1）实验中，两位同学安装好实验装置后，首先平衡摩擦力，他们将长木板的一端适当垫高 些后，在不挂砝码盘的情况下，使小车靠近打点计时器后，先接通电源，后用手轻拨小车， 小车便拖动纸带在木板上自由运动。若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏 （从打出的点的先后顺序看），则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加 _______（选填“高”或“低”）些；重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系 0l sYk =列___________的计时点，便说明平衡摩擦力合适。 （2）平衡摩擦力后，在____________的条件下，两位同学可以认为砝码盘(连同砝码)的总重 力近似等于小车的所受的合外力。(已知小车的质量为 M，砝码盘（连同砝码）的总质量为 m) （3）接下来，这两位同学先保持小车的质量不变的条件下，研究小车的加速度与受到的合外 力的关系；右图为某次操作中打出的一条纸带，他们在纸带上标出了 5 个计数点，在相邻的 两个计数点之间还有 4 个点未标出，图中数据的单位是 cm。实验中使用的是频率 f＝50 Hz 的 交变电流．根据以上数据，可以算出小车的加速度 a＝________m/s2。(结果保留三位有效数 字) （4）然后，两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下，研究小车的加速度 a 与其质量 M 的关系。他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量 M，得到小车的加速度 a 与质量 M 的数 据，画出 图线后，发现：当 较大时，图线发生弯曲。于是，两位同学又对实验方案进 行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，两位同学的修正方案可能是 （） A．改画 a 与(M＋m)的关系图线 B．改画 a 与 的关系图线 C．改画 a 与 的关系图线 D．改画 a 与 的关系图线 （5）探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”实验完成后，两位同学又打算测出 小车与长木板间的动摩擦因数。于是两位同学先取掉了长木板右端垫的小木块，使得长木板 平放在了实验桌上，并把长木板固定在实验桌上，具体的实验装置如图所示；在砝码盘中放 入适当的砝码后，将小车靠近打点计时器，接通电源后释放小车，打点计时器便在纸带上打 出了一系列的点，并在保证小车的质量 M、砝码（连同砝码盘）的质量 m 不变的情况下，多次 进行实验打出了多条纸带，分别利用打出的多条纸带计算出了小车运动的加速度，并求出平 均加速度 ，则小车与长木板间的动摩擦因数 =________。（用 m、M、 、g 表示） 四、解答题（15 题 11 分，16 题 12 分，17 题 12 分，共 35 分，请写出必要的文字说明和分析 过程） 16．研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0=0.4s，但饮酒 会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以 v0=72km/h 的速度在试验场的 水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离 L=39m。减速过程中汽车位移 x 与速度 v 的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小 g=10m/s2。 求： （1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间； （2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少； （3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。 17．如图所示，一个倾角为 的斜面体 C 固定在水平地面上，质量均为 m=1kg 的两个物块 A、 B 沿斜面体 C 下滑，A、C 之间，B、C 之间，A、B 之间的动摩擦因数分别为 1、 2、 3 已 知 2= ， =30°，重力加速度为 g，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）如图甲所示，物块 A 沿斜面匀速下滑，则物块 A 和斜面体 C 之间的动摩擦因数 1 为多 少? （2）如图乙所示，物块 A、B 叠放一起，沿着斜面一起加速下滑，则 A、B 之间的动摩擦因数 3 至少为多少? （3）如图丙所示，物块 A 和 B 紧靠一起，沿着斜面一起下滑，则 A、B 之间的作用力大小为 多少? α µ µ µ µ 3 4 α µ µ18.如图，两个滑块 A 和 B 的质量分别为 和 ,放在静止于水平地面上的木板 的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为 ；木板的质量为 .与地面间的动摩 擦因数为 .某时刻 A、B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为 ．A、B 相 遇时，A 与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 取 ．求： （1）B 与木板相对静止时，木板的速度； （2）A、B 开始运动时，两者之间的距离 山大附中 2019--2020 学年第二次月考考试 高三年级物理(理)试题 一二、选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 B C D D B A D AC AC BC ACD BD AD 三、实验题 14. （1） ；C （2）59（58—60 都正确） （3）D 15. （1）低 ；点间隔均匀（或点间隔相等、点间距相等均给分） （2）砝码盘(连同砝码)的总质量远小于小车的质量（或 ） （3） （4）C （5） 1kgAm = 5kgBm = 1 0.5µ = 4kgm = 2 0.1µ = 0 3m / sv = g 210m / s 32四、解答题 16. （1） ， ；（2） ；（3） 解析: （1）设减速过程中，汽车加速度的大小为 a，运动时间为 t， 由题可知初速度 ，末速度 ，位移 由运动学公式得： ① ② 由①②式代入数据得 ③ ④ （2）设志愿者饮酒后反应时间的增加量为 ，由运动学公式得 ⑤ ⑥ 联立⑤⑥式代入数据得 ⑦ （3）设志愿者力所受合外力的大小为 F，汽车对志愿者作用力的大小为 ，志愿者的质量为 m，由牛顿第二定律得 ⑧ 由平行四边形定则得 ⑨ 联立③⑧⑨式，代入数据得 ⑩17．（1） （2）a= 1.25 m/s2； ；（3）F= =0.625N 解析: (1)对 A 受力分析且由平衡条件有： 解得： 所以 ； (2)A、B 整体有： ； 对 A 物体有： 解得： 要使 A 相对 B 不滑动即有： 解得： ； (3)A、B 整体有： 解得： 对 A 有： 解得： 18．（1） （2） 1 3 3 µ = 3 3 4 µ ≥ 5 8 N 1sinα µ=mg N cosN mg α= 1sin cosα µ α=mg mg 1 3tan 3 µ α= = 0 0 0 02 22 2 sin30 2 cos30 sin30 cos30 1.252 µ µ−= = − =mg mg ma g g sm 0sin30 − =mg f ma 15 4 =f N 0 3 cos30µ≤f mg 3 3 4 µ ≥ 0 0 0 1 22 sin30 cos30 cos30 2µ µ− − =mg mg mg ma 2 5 8 = ma s 0 0 1sin30 cos30µ+ − =ABmg N mg ma 2 5 8 =AB mN s 1m / s 1.9m解析： （1）滑块 和 在木板上滑动时，木板也在地面上滑动.设 、 和木板所受的摩擦力 分别为 、 和 ， 和 相对于地面的加速度大小分别为 和 ，木板相对于地面的加 速度大小为 .在滑块 与木板达到共同速度前有： 由牛顿第二定律得： 设在 时刻， 与木板达到共同速度，其大小为 .由运动学公式有： 联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得 （2）在 时间间隔内， 相对于地面移动的距离为 ： 设在 与木板达到共同速度 后，木板的加速度大小为 .对于 与木板组成的体系，由 牛顿第二定律有： 由①②④⑤式知， ；再由⑦⑧式知， 与木板达到共同速度时， 的速度大小 也为 ，但运动方向与木板相反.由题意知， 和 相遇时， 与木板的速度相同，设其大小 为 .设 的速度大小从 变到 所用的时间为 ，则由运动学公式，对木板有： A B A B 1f 2f 3f A B Aa Ba 1a B 1 1 Af m gµ= 2 1 Bf m gµ= ( )3 2 A Bf m m m gµ= + + 1 A Af m a= 2 B Bf m a= 2 1 3 1f f f ma− − = 1t B 1v 1 0 1Bv v a t= − 1 1 1v a t= 1 1m / sv = 1t B 2 0 1 1 1 2B Bs v a tι= − B 1v 2a B ( )1 3 2Bf f m m a+ = + A Ba a= B A 1v A B A 2v A 1v 2v 2t 2 1 2 2v v a t= −对 有： 在 时间间隔内， （以及木板）相对地面移动的距离为： 在 时间间隔内， 相对地面移动的距离为： 和 相遇时， 与木板的速度也恰好相同.因此 和 开始运动时，两者之间的距离 为： 联立以上各式，并代入数据得 A 2 1 2Av v a t= − + 2t B 2 1 1 2 2 2 1 2s v t a t= − ( )1 2t t+ A ( ) ( )2 0 1 2 1 2 1 2A As v t t a t t= + − + A B A A B 0 1A Bs s s s= + + 0 1.9ms =