辽宁省铁岭市六校协作体2020届高三物理上学期第二次联考试卷（附解析Word版）

2019——2020 学年度第一学期高三六校二联考试卷 物 理 一、选择题 1.有一喷泉，喷水管口的横截面积为 S，流量（单位时间内流出的水的体积）为 Q。已知水的 密度为 ρ，重力加速度为 g。假设喷出的水做竖直上抛运动，不计水流之间的相互作用和空 气阻力的影响，则空中水的质量为 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设喷出的水初速度为 ，不计水流之间的相互作用和空气阻力的影响，则从喷出到 落 回 喷 口 所 用 时 间 为 ， 上 升 的 高 度 为 ， 在 空 中 水 的 体 积 关 系 有 ： ， 即 ， 联 立 解 得 ： ； 质 量 故 D 正确。 2.如图所示，一竖直圆盘上固定着一个质量为 1kg 的小球，小球与圆盘圆心 O 的距离为 lm。 现使圆盘绕过圆心 O 的水平轴以大小为 rad/s 的角速度匀速转动，则圆盘对小球的作用力 与竖直方向的最大夹角为(取 g=10m/s2) A. 90° B. 60° C. 45° D. 30° 【答案】D 【解析】 2Q gS ρ 22 Q gS ρ 2 2 Q gS ρ 24 Q gS ρ 0v 02 vt g = 2 0 2 vh g = · 2V Q t S h= = 2 0 02 • 2 2 Qv vSg g = 0 2Qv S = 2 0 42 Qv Qm V g gS ρρ ρ= = ⋅ = 5 小球的重力 mg=10N；向心力 F=mω2r=5N，因圆盘对小球的作用力和重力的合力提供向心力， 即圆盘对小球的作用力与重力的合力指向圆心，由几何关系可知，当圆盘对小球的作用力与 半径方向垂直时，与竖直方向夹角最大。此时 ，则 α=300，故选 D. 3.已知地球赤道处的重力加速度为 g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为 a。假设要使 赤道上的物体恰好“飘”起来，则地球的转速应该变为原来的多少倍？（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 物体随地球自转时，赤道上物体受万有引力和支持力，支持力等于重力，即 物体“飘”起来时只受万有引力，故 F=ma′，故 a′=g+a，又由于 联立解得： ，故 C 正确。 点晴：本题可以直接根据向心加速度的表达式进行比较，要熟悉向心加速度公式 a=ω 2 r 和角 速度与转速关系公式 ω=2πn。 4.如图所示，在水平地面上 O 点正上方不同高度的 AB 两点分别以速度 vA 和 vB 水平向右抛出 一小球，如果两球均落在同一点 C 上且落到 C 点的速度大小相等，O 点和 C 点的距离为 x。已 知重力加速度为 g ,则 vA 和 vB 和 x 满足 A. vA vB =gx B. vA vB =2gx C. vA vB =4gx D. vA vB =3gx 【答案】A 【解析】 【详解】对于从 B 点抛出的小球，小球到达 C 点的时间为： 1sin 2 F mg α = = a g a + a g a− a g a + a g a− F G ma− = 2 2(2 )a r n rω π= = '2 2(2 )g a r n rω π+ = = ′ n a g n a ′ += 小球到达 C 点的速度大小为： 对于从 A 点抛出的小球，小球到达 C 点的时间为： 小球到达 C 点的速度大小为： 由题意可得： 进一步整理可得： A．描述与分析相符，故 A 正确. B．描述与分析不符，故 B 错误. C．描述与分析不符，故 C 错误. D．描述与分析不符，故 D 错误 5.静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间 的电势差大小．如图所示，A、B 是平行板电容器的两个金属板，G 为静电计．开始时开关 S 闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列采取的措施可行的是 (  ) A 断开开关 S 后，将 A、B 两极板分开些 B. 保持开关 S 闭合，将 A、B 两极板分开些 . . B B xt v = 2 2 2 2 2 1 2( )B B B B g xv v gt v v = + = + A A xt v = 2 2 2 2 2 2 2( )A A A A g xv v gt v v = + = + 1 2v v= A Bv v gx= C. 保持开关 S 闭合，将 A、B 两极板靠近些 D. 保持开关 S 闭合，将变阻器滑动触头向右移动 【答案】A 【解析】 试题分析：断开开关，电容器带电量 Q 不变，将 AB 分开一些，则 d 增大，根据 知， 电容 C 减小，根据 知，电势差 U 增大，指针张角增大，故 A 正确；保持开关闭合，电 容器两端的电势差不变，则指针张角不变．故 B、C、D 错误． 考点：电容器的决定式及定义式。 6.我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动，在探月工程中飞行器成功 变轨至关重要，如图所示。假设月球半径为 R，月球表面的重力加速度为 g0，飞行器在距月球 表面高度为 3R 的圆形轨道 I 上运动，到达轨道的 A 点点火变轨进入椭圆轨道 II，到达轨道的 近月点 B 再次点火进入近月轨道 III。绕月球做圆周运动则 A. 飞行器在 B 点处点火后，动能增加 B. 由已知条件不能求出飞行器在轨道 II 上的运行周期 C.只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道 II 上通过 B 点的加速度大小大于在轨道 III 上通 过 B 点的加速度 D. 飞行器在轨道 III 上绕月球运行一周所需的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在圆轨道实施变轨成椭圆轨道远地点是做逐渐靠近圆心的运动，要实现这个运动 必须万有引力大于飞船所需向心力，所以应给飞船点火减速，减小所需的向心力，故点火后 动能减小，故 A 错误； BD．设飞船在近月轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为 T3，则： 4 SC kd ε π= QC U = 0 2π R g 解得： 根据几何关系可知Ⅱ轨道的半长轴 a=2.5R，根据开普勒第三定律： 以及轨道Ⅲ的周期可知求出Ⅱ轨道的运行周期，故 B 错误，D 正确。 C．只有万有引力作用下，飞行器在轨道Ⅱ上与在轨道Ⅲ上通过 B 点引力相同，则加速度相等， 故 C 错误。 7.甲乙两车同时同地同向运动，两车的 v–t 图象如图所示。其中质量 m=7.5 t 甲车以恒定功 率 P=50 kW 启动，最后匀速运动。乙车做初速为 0 做匀加速运动，则乙车追上甲车的时间是 A. 40 s B. 20 s C. 60 s D. 30 s 【答案】D 【解析】 【分析】 由图象可知两汽车的运动情况，甲乙两车同时同地同向运动，相遇时二者位移相等，对甲车 根据动能定理即可求解，注意首先求解甲车的摩擦阻力。 【详解】设乙车追上甲车的时间为 ，对乙车： 对甲车：当甲车速度最大时，牵引力等于阻力，则 由图可知，当乙车追上甲车时，甲车已经达到最大速度，并且以最大速度做匀速运动 对甲车根据动能定理有： 联立以上方程式可以得到： ，故选项 D 正确，选项 ABC 错误。 【点睛】本题要注意明确图象的意义，关键在于甲车的运动情况，首先求解甲车的摩擦阻力， 2 0 2 3 4mg mR T π= 3 0 2 RT g π= 3 2 a kT = t 2 21 1 1 2 2 2x at t= = × × 3 350 10 5 1010m PF f N Nv ×= = = = × 21 2 mPt f x mv− ⋅ = 30t s= 然后根据二者位移相等，利用动能定理进行求解即可。 8.如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为 m 的小球 A，若将小球 A 从弹簧原长位置由静止 释放，小球 A 能够下降的最大高度为 h．若将小球 A 换为质量为 3m 的小球 B，仍从弹簧原长 位置由静止释放，则小球 B 下降 h 时的速度为(重力加速度为 g，不计空气阻力) (   ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】小球 A 下降高度 h 过程中，重力势能转化为弹性势能，所以此时弹簧的弹性势能为 ，换为质量为 3m 的小球 B，下降 h 时减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和小球 B 的 动能，根据能量守恒可知 由于弹簧形变量与第一次相等，所以此位 置的弹性势能仍然为 ，解得： 故 C 正确；ABD 错误；故选 C 9.如图所示，MN 是一正点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带负电的粒子(不计重力)从 a 到 b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。下列结论正确的是（） A. 点电荷一定位于 M 点的左侧 B. 带电粒子从 a 到 b 的过程中动能逐渐减小 C. 带电粒子在 a 点的加速度小于在 b 点的加速度 D. 带电粒子在 a 点时 电势能大于在 b 点时的电势能 【答案】CD 的 2 gh gh 4 3 gh 2gh mgh 213 32pmgh E m v= + × × mgh 4 3 ghv = 【解析】 试题分析：由题意知，当粒子经过 MN 时，电场力的方向在 MN 这条直线，又力指向轨迹弯曲 的内侧，故电场力的方向为 M 到 N，又粒子带负电，所以电场线的方向为 N 到 M，该电场线为 正点电荷产生电场中的一条，所以正点电荷为 N 的右侧，所以 A 错误；b 点更靠近点电荷，根 据点电荷的场强公式 知，b 点的电场强度大于 a 点的，粒子在 b 点受电场力大，加 速度大，所以 C 正确；由上述分析知，粒子从从 a 到 b 的过程中电场力做正功，所以动能增 大电势能减小，故带电粒子在 a 点时的电势能大于在 b 点时的电势能，所以 B 错误；D 正确； 考点：本题考查带电粒子的运动 10.水平面上一物体从静止开始，沿直线先做匀加速直线运动，3 s 后接着又做匀减速直线运 动，再经 9 s 停止。在先后加速和减速的两个运动过程中（  ） A. 加速度大小之比为 3∶1 B. 平均速度大小之比为 1∶1 C. 位移大小之比为 1∶1 D. 位移大小之比为 1∶3 【答案】ABD 【解析】 【详解】在两个过程中速度变化量大小相等，时间之比为 1：3，由 得，先后两个过程 的加速度之比为 3：1，故 A 正确； 由 得，平均速度之比为 1：1，故 B 正确； 由 得，两个过程的位移之比为 3：1，故 C 正确，D 错误。 11.如图，弹性轻绳一端固定于 O 点，另一端连有一质量为 m 的小球 a，小球 a 通过不可伸长 的细绳连接质量相同的小球 b，两小球均处于静止状态。现给小球 b 施加一个力 F，使弹性轻 绳与竖直方向成 30°角，两球依然保持静止。下列说法正确的是 ∆= ∆ va t 0 2 v vv += x vt= A. 弹性绳的长度一定增加 B. a、b 间细绳上的张力可能减小 C. 力 F 的值可能大于 mg D. 力 F 的值可能小于 【答案】BC 【解析】 B、以小球 b 为研究对象，分析受力，作出力图如图 根据作图法分析得到， a、b 间细绳上的张力可能减小，故 B 正确； ACD、以小球 ab 为研究对象，分析受力，作出力图如图 根据作图法分析得到，弹性绳的张力可能减小，所以弹性绳的长度可能减小；当小球施加的 力 F 与弹性轻绳垂直时，所用的力 F 最小， ，故 C 正确，AD 错误； 故选 BC。 【点睛】运用整体法和隔离法，受力分析后根据平衡条件列式分析； 12.水平地面上质量为 m=6kg 的物体，在大小为 12N 的水平拉力 F 的作用下做匀速直线运动， 从 x=2.5m 位置处拉力逐渐减小，力 F 随位移 x 变化规律如图所示，当 x=7m 时，拉力减小为 零，物体也恰好停下，取 g=10m/s2。下列结论中正确的是 1 2 mg 0 min 2 sin30F mg mg= = A. 物体与水平面间的动摩擦因数为 0.2 B. 合外力对物体所做的功为-27J C. 物体匀速运动时的速度大小为 3m/s D. 在物体减速阶段拉力做功大小为 54J 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．物体做匀速运动时受力平衡，则： f=F=12N 故动摩擦因素 ： 故 A 正确； B．图象与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由图象可知整个过程拉力做功： 滑动摩擦力做的功： 所以合外力做的功为： 故 B 正确． C．根据动能定理得： 解得： 为 12 0.260N f F µ = = = ( )1 2.5 7 12J 57J2FW = + × = 0.2 6 10 7J 84JfW mgxµ= − = − × × × = − 84J 57J 27JW = − + = −合 2 0 10 2 mv W− = 合 0 2 2 27m/s 3m/s6 Wv m ×= = =合 故 C 正确； D．因为图象与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，所以在 2.5m 时开始减速，拉力做功为： 即减速阶段拉力做功 27J，故 D 错误 二、填空题 13.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 ρ．步骤如下： （1）用游标为 20 分度的卡尺测量其长度如图 1，由图可知其长度 L=_______mm； （2）用螺旋测微器测量其直径如图 2 所示，由图可知其直径 D=__________mm； （3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图 3 所示，则该电阻的阻值约为_____________Ω （4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻 R，现有的器材及其代号和规格如下： 待测圆柱体电阻 R； 电流表 A1（量程 0～5mA，内阻约 50Ω）； 电流表 A2（量程 0～15mA，内阻约 30Ω）； 电压表 V1（量程 0～3V，内阻约 10kΩ）； 电压表 V2（量程 0～15V，内阻约 25kΩ）； 直流电源 E（电动势 4V，内阻不计）； 滑动变阻器 R1（阻值范围 0～15Ω，允许通过的最大电流 2.0A）； 1 4.5 12J 27J2W′ = × × = 滑动变阻器 R2（阻值范围 0～2kΩ，允许通过的最大电流 0.5A）； 开关 S；导线若干 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在下面框中画出测量的电路图，并标明 所用器材的代号． （ ） （5）在图 4 中用实线连好电路。 （ ） （6）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的 R 测量值几乎相等，若已知伏安法测电阻电 路中电压表和电流表示数分别用 U 和 I 表示，则用此法测出该圆柱体材料的电阻率 ρ＝ ______________．（不要求计算，用题中所给字母表示） 【答案】 (1). 50.15 (2). 4.700 (3). 220 (4). 见解析 (5). 见解析 (6). 【解析】 【详解】(1)[1]由图示游标卡尺可以知道其示数为： (2)[2]由图示螺旋测微器可以知道其示数为： (3)[3]用多用电表的电阻“ ”挡测电阻，由图示表盘可以知道,其示数为： Ω (4)[4]电源电动势 4V，如用 15V 电压表指针偏转太小，故电压表应选 V1，电路最大电流约 为： 为 2 4 UD IL π 50mm 3 0.05mm 50.15mm+ × = 4.5mm 20.0 0.01mm 4.700mm+ × = 10× 22 10 220× = 电流表应选 A2，为方便实验操作滑动变阻器应选 R1，待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值， 滑动变阻器采用分压接法，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采用外接法；实验电路 图如图所示： (5)[5]实物图连接如图： (6)[6]根据欧姆定律可知： 根据电阻定律可得： 联立解得： 三、解答题 14.如图甲所示，质量为 1kg 的小物块以初速度 v0=11m/s 从 θ=53°的固定斜面底端先后两次 滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力 F，第二次不施加力，图乙中的两条线段 a、b 分别表示施加力 F 和无 F 时小物块沿斜面向上运动的 v-t 图线，不考虑空气阻力， g=10m/s2 3 0.0136 13.6mA220 UI AR = = ≈ = x UR I = 2 2 x L LR S D ρ ρ π = =     2 4 UD IL πρ = 求：恒力 F 的大小和物体与斜面间的动摩擦因素大小； 【答案】1N，0.5 【解析】 【详解】根据 图线的斜率等于加速度可以知道： 根据牛顿第二定律得不加拉力时有： 代入数据得： 加拉力时有： 代入数据得： 答：恒力 F 的大小为 1N 和物体与斜面间的动摩擦因素大小为 0.5. 15.如图，水平光滑杆上套有一质量为 m 的圆环 B，一根长为 L 细线连接环和质量为 2m 的球 A，线水平刚好拉直，且 AB 均静止。在 B 环正下方 1.5L 处有一平台。平台右边缘竖直，且与 B 环的水平距离为 x，某时刻释放 A 球，当 AB 间细线竖直时恰好断裂，求 （1）细线竖直时 A、B 的速度大小分别为多大 v t− 2 1 0 11 10m/s1.1a va t ∆ −= = = −∆ 20 11 11m/s1ba −= = − sin53 cos53 bmg mg maµ° ° =− − 0.5µ = sin53 cos53 aF mg mg maµ° ° =− − 1NF = （2）为使 A 球能落到平台上，x 需要满足什么条件。 【答案】（1） ， .（2） 【解析】 【详解】(1)由题意可知小球在下落过程中以球 A 和环 B 为系统在水平方向上动量守恒，则在 下落到最低点时根据动量守恒有： 而小球下落过程中系统机械能守恒，则有： 联立解得： ， (2)当绳在最低点断裂后小球做平抛运动，由几何关系知要让小球落到平台上有： 联立解得： ，即要满足条件需要 答：(1)细线竖直时 A、B 的速度大小分别为 ， . (2)为使 A 球能落到平台上，x 需要满足 。 16.图为梯形 AB=AD=L，AD 平行于 BC。角 BCD 等于 30 度。在空间内有平行于纸面的匀强电场， 第一次将质量为 m，电荷量为 q>0 的某带电粒子由 A 点射出。恰经过 B 点，电场力做功为 W 且 W>0。第二次将该粒子仍从 A 点以相同的初动能射出，恰经过 C 点电场力做功为 2W，不计 粒子重力。求： （1）匀强电场电场强度大小和方向； 6 3A gLv = 2 6 3B gLv = 6 3x L≤ 2B Amv mv= 2 21 12 22 2A BmgL mv mv= × + 6 3A gLv = 2 6 3B gLv = Ax v t= 21 1 2 2L gt= 6 3x L= 6 3x L≤ 6 3A gLv = 2 6 3B gLv = 6 3x L≤ （2）若粒子初动能不变，从 A 点射出，恰经过 D 点，那么电场力做了多少功。 【答案】（1） 方向与竖直方向夹角 （2） 【解析】 【详解】(1)由题意可知 ，如图所示过 D 做 BC 垂线交 BC 于 Q，连接 AC，取 AC 终点 P，连接 BP，则可得 AP=BP=PC，过 A 做 AN 垂直于 BP，则 AN 方向即为电场方向；因为角 BCD 等于 30 度，AB=AD=L，故 QC= ，在三角形 ABC 中有： 解得： 由几何关系可知三角形 ABN 与三角形 CAB 相似，故有： 解得： 而带电粒子 A 到 B 电场力做功 W，则有： 所以解得： 设电场方向与 AB 方向夹角为 ，则有： 所以夹角为： ( )5 2 3 1 3 WE q L += + ( )1 3 arccos 5 2 3 θ + = + 1 3 W + 2AC ABU U= 3L ( )22 3AC L L L= + + ( )5 2 3AC L= + AB AN AC BC =     ( )1 3 5 2 3 L AN d + = = +  W qEd= ( )5 2 3 1 3 WE q L += + θ ( )1 3 cos 5 2 3 d L θ + = = + ( )1 3 arccos 5 2 3 θ + = + (2)如图过 D 点做 AN 垂线交 AN 于 M，由几何关系可知三角形 ADM 与三角形 ABC 相似，所以有： 解得： 故当粒子经过 D 点时，电场力做功为： 答：（1）匀强电场电场强度大小 ，方向与竖直方向夹角 ； （2）恰经过 D 点，那么电场力做功 。 AM AD AB AC =     5 2 3 LAM d′= = +  ( )5 2 3 1 31 3 5 2 3 W L WW qEd q q L +′ ′= = × × = ++ + ( )5 2 3 1 3 WE q L += + ( )1 3 arccos 5 2 3 θ + = + 1 3 W +