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    2020届四川省绵阳市高三上学期第一次诊断性考试物理试题(解析版)

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    2020届四川省绵阳市高三上学期第一次诊断性考试

    物理试题(解析版)

    二、选择题:本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14-18题只有一项符合题目要求,第19-21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。

    1.一运动物体,某一时刻起,仅在恒定阻力作用下直到停止。这段过程中物体的位移完全由下列哪个物理量决定(   

    A. 物体的初速度

    B. 物体的初动能

    C. 物体的加速度

    D. 物体的质量

    【答案】B

    【解析】

    【详解】由动能定理知,阻力F恒定,这段过程中物体的位移完全由初动能决定。

    A.这段过程中物体的位移完全由初动能决定,A选项错误。

    B.这段过程中物体的位移完全由初动能决定,B选项正确。

    C.这段过程中物体的位移完全由初动能决定,C选项错误。

    D.这段过程中物体的位移完全由初动能决定,D选项错误。

    2.一物体从空中自由下落至地面,若其最后1s的位移是第1s位移的n倍,忽略空气阻力,则物体下落时间是(   

    A. (n+1) s B. (n-1) s C.  D.

    【答案】C

    【解析】

    【详解】自由落体运动第一秒下落的位移:

    最后一秒下落的位移:

    解得:

    A.物体下落时间,A选项错误。

    B.物体下落时间,B选项错误。

    C.物体下落时间,C选项正确。

    D.物体下落时间,D选项错误。

    3.如图所示,一轻杆竖直固定在水平天花板上,杆的另一端装一轻光滑滑轮;一根轻绳跨过滑轮一端挂质量为m的物体,另一端固定在天花板上A点,且绳与天花板的夹角为30°,绳与杆在同一竖直平面内。重力加速度为g。关于轻杆对滑轮的作用力F,下列说法正确的是(   

    A. F大小mg,方向斜向右上与杆夹角60°

    B. F大小为,方向水平向右

    C. 仅将A点左移少许,F大小减小

    D. 仅将A点左移少许,F方向不变

    【答案】A

    【解析】

    【详解】AB.对m受力分析可知,物体受重力及绳子的拉力而静止,故绳子的拉力T=mg;绳子对滑轮的作用力应为两股绳拉力的合力,如图所示,

    由几何关系可知,绳子对滑轮的作用力为mg,方向与AC夹120°角斜向下;滑轮受到绳子的力和轻杆的力二平衡,轻杆对滑轮的作用力F与两绳子对滑轮的合力等大反向,所以轻杆对滑轮的作用力F的大小为mg,,方向斜向右上与杆夹角60°。故A正确,B错误。

    CD.仅将A点左移少许,两绳子的张力大小不变,夹角减小,所以两股绳拉力的合力大小变大,方向也改变。滑轮受到绳子的力和轻杆的力二平衡,轻杆对滑轮的作用力F与两绳子对滑轮的合力等大反向,所以轻杆对滑轮的作用力大小变大,方向改变。故C项错误,D项错误。

    4.如图所示,直角三角形物体C放在水平地面上,将表面粗糙的两长方体A、B叠放在一起,轻放在C的斜面上,而后A、B沿斜边一起下滑,且物体C始终静止。 下列说法正确的是

    A. 若斜面光滑,则B受到平行斜面向下的摩擦力

    B. 若斜面光滑,则B受到平行斜面向上的摩擦力

    C. 若斜面粗糙,则A受到的摩擦力为零

    D. 若斜面粗糙,则A受到平行斜面向上的摩擦力

    【答案】D

    【解析】

    【详解】AB.若斜面光滑,以AB整体为研究对象,重力的下滑分力作为合力,提供加速度:

    若以A为研究对象,加速度应该与AB整体的加速度保持一致,所以A与B之间没有摩擦力。故AB均错误。

    CD.若斜面粗糙,以AB整体为研究对象,重力的下滑分力与摩擦力的合力提供加速度:

    若以A为研究对象,加速度应该与AB整体的加速度保持一致,所以A受到平行斜面向上的摩擦力。故C错误,D正确。

    5.质量为m的物体从高为h的斜面顶端静止下滑,最后停在平面上,若该物体以v0的初速度从顶端下滑,最后仍停在平面上,如图甲所示。图乙为物体两次在平面上运动的vt图,则物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为

    A.

    B.

    C.

    D.

    【答案】D

    【解析】

    【详解】若物体静止开始下滑,由动能定理得:

    若该物体以v0的初速度从顶端下滑, 由动能定理得:

    由乙图可知,物体两次滑到平面的速度关系为;

    由以上三式解得:

    A.物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为,A选项错误。

    B.物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为,B选项错误。

    C.物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为,C选项错误。

    D.物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为,D选项正确。

    6.一辆汽车从静止开始以恒定功率P启动,若汽车行驶过程中受到的阻力恒定,其加速度与速度的倒数的关系如图所示,图像斜率为k,横截距为b,则

    A. 汽车所受阻力为

    B. 汽车的质量为

    C. 汽车的最大速度为

    D. 汽车从静止到获得最大速度的时间为

    【答案】BC

    【解析】

    【详解】A.当加速度为零时,速度最大,由图象知:

    解得汽车的最大速度为:

    汽车启动受到的阻力:

    故A选项错误。

    B.汽车从静止开始启动时,由P=Fv,及F−f=ma得:

    结合图像的斜率:

    解得:

    故B正确。

    C.汽车的最大速度为:

    故C正确。

    D.恒定功率启动,汽车做加速度减小的加速运动,根据已知条件无法求出从静止到获得最大速度的时间。故D错误。

    7.如图所示,斜面ABC放置在水平地面上,AB=2BCOAC的中点,现将小球从A点正上方、AF连线上某一位置以某一速度水平抛出,落在斜面上。己知DEAF连线上的点,且AD=DE=EFD点与C点等高。下列说法正确的是

    A. 若小球落在斜面上的速度与斜面垂直,则小球的飞行时间由初速度大小决定

    B. 若小球从D点抛出,有可能垂直击中O

    C. 若小球从E点抛出,有可能垂直击中O

    D. 若小球从F点抛出,有可能垂直击中C

    【答案】AD

    【解析】

    【详解】A.假设∠A的为,若小球落在斜面上的速度与斜面垂直,将落点的速度分解在水平方向和竖直方向,则:

    所以,解得:

    角度是确定的

    可以解得:

    所以小球的飞行时间由初速度大小决定。故A正确。

    BCD.若小球落在斜面上的速度与斜面垂直,则小球的飞行时间由初速度大小决定。

    水平方向的位移:

    竖直方向的位移:

    则抛出点距离A点的距离为:

    所以若小球落在斜面上的速度与斜面垂直,则小球的水平位移和竖直位移相等。

    垂直击中O点,有:

    ,则

    即在DE的中点抛出才有可能垂直击中O点,故小球从D点、E点抛出均不能垂直击中O点,故BC错误。

    垂直击中O点,有:

    ,则

    即小球从F点抛出,有可能垂直击中C点。故D正确。

    8.如图所示,一个半径和质量不计的定滑轮O固定在天花板上,物块B和A通过轻弹簧栓接在一起,竖直放置在水平地面上保持静止后,再用不可伸长的轻绳绕过滑轮连接物块A和C,物块C穿在竖直固定的细杆上,OA竖直,OC间距l=3m且水平,此时A、C间轻绳刚好拉直而无作用力。已知物块A、B、C质量均力2 kg。不计一切阻力和摩擦,g取10m/s2。现将物块C由静止释放,下滑h=4m时物块B刚好被提起,下列说法正确的是

    A. 弹簧的劲度系数为20 N/m

    B. 此过程中绳子对物块A做的功为60J

    C. 此时物块A速度的大小为

    D. 绳子对物块C做功的大小等于物块A动能的增加量

    【答案】AC

    【解析】

    【详解】A.初始时弹簧处于压缩状态,弹力等于A的重力。B刚好被提起时,弹簧处于伸长状态,弹簧的弹力等于B的重力。由几何关系得,弹簧共伸长了2m。物块B刚好被提起时弹簧的的形变量为:

    解得弹簧的劲度系数为:

    故A正确。

    BC.物块C沿杆下滑的速度分解在沿绳子的方向和垂直的方向,当物块B刚好被提起时:

    B的速度为零,弹簧由压缩变为伸长,形变量不变,储存的弹性势能始末两个状态相等,由整个系统动能定理得:

    解得:

    所以C正确。

    对于A物体,由动能定理得:

    解得:

    故B错误。

    D.对C由动能定理得:

    解得绳子对C做的功为:

    物块A动能的增加量:

    所以绳子对物块C做功的大小不等于物块A动能的增加量。故D错误。

    三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。第22-32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33-38题为选考题,考生根据要求作答。

    9.用如图所示装置验证机械能守恒定律。竖直放置的四分之一圆弧轨道与水平轨道平滑相连,将正方体小滑块从圆弧轨道某位置静止释放,并穿过水平轨道上的光电门,圆弧上的刻度能读出释放位置对应的圆心角θ。己知圆弧轨道的半径为R,当地重力加速度为g,滑块与轨道间动摩擦因数很小。

    (1)要完成实验,还需要的仪器及相应的操作是_______。

    A.天平,测量小滑块质量m

    B.游标卡尺,测量小滑块宽度d

    C.刻度尺,测量圆弧最低点到光电门的距离L

    D.刻度尺,测量释放位置与水平轨道间的高度H

    (2)若光电门测得小滑块挡光时间为t,要验证机械能守恒,即要验证等式________成立。(等式用题目中的物理量符号表示)

    【答案】    (1). B    (2).

    【解析】

    【详解】(1)[1]小滑块滑下来的过程由机械能守恒定律得:

    其中:

    所以需要的仪器及相应的操作是游标卡尺,测量小滑块宽度d,质量不需要测量。

    (2)[2]根据(1)列的式子代入化简得:

    10.用图甲所示装置探究“加速度与力、质量关系”。探究步骤:

    ①将木板倾斜一定角度并固定,使小车能匀速下滑,把打点计时器固定在木板上端;

    ②连接小车和空砝码盘的细绳跨过滑轮并与木板平行,并在小车内放若干相同的砝码;

    ③将小车接上纸带,接通电源,从图示位置静止释放小车;

    ④记录砝码盘和盘中砝码总质量,通过纸带计算小车的加速度i

    ⑤将小车内的1个砝码取出,放在砝码盘内,重复操作③④;

    ⑥重复操作⑤,直到小车内的砝码全部都移至砝码盘内。

    己知打点计时器的频率为50Hz,砝码盘质量为m,所有砝码总质量为m1,小车质量为m2。回答下列问题:

    (1)某次打出的一条清晰纸带的一部分如图乙所示,则打这条纸带时小车加速度a=_______m/s2。(结果保留三位有效数字)

    (2)以小车加速度a为横坐标,砝码盘和盘中砝码的总重力F为纵坐标,建立坐标系,依据多次测得的数据描点,作出图像。可能正确的图像是_________(填序号)。

    (3)通过实验得到结:物体质量一定时,其加速度与合外力成正比。则本探充实验中,测量对象的质量是__________。

    (4)某位同学安装器材时,水平固定木板,其余实验操作步骤和数据处理方法与上述相同且正确,则该同学在实验探宄过程中记录或计算得到物理量的值,与真实值相比,不准确的是_________(选填“加速度”或“力”或“质量”)。

    【答案】    (1). 1.70    (2). A    (3).     (4). 力

    【解析】

    详解】(1)[1]计数点间时间间隔:

    由匀变速直线运动规律:

    (2)[2] 砝码盘和盘中砝码的总重力F,因为已经平衡了摩擦力,则F作为砝码,砝码盘和小车的合外力:

    所以,合力和加速度应该为正比例函数,选择A。

    (3)[3] 砝码盘和盘中砝码总重力F,因为已经平衡了摩擦力,则F作为砝码,砝码盘和小车的合外力:

    本探充实验中,测量对象的质量为三者质量之和

    (4)[4] 水平固定木板,有摩擦力的影响,所以合外力力不准确。

    11.如图所示,物体A、B在水平地面的同一直线上,间距s=5 m。某时刻,物体A在水平外力F作用下从静止开始向右运动,一段时间后撤去F;同时物体B以初速度v0=2 m/s向左运动,经1s停下,整个过程中两物体不相碰。己知两物体与地面的动摩擦因数相同,重力加速度g取10 m/s2,物体质量=0.5 kg。求:

    (1)物体与地面间的动摩擦因数μ

    (2)外力F对物体A做功的最大值。

    【答案】(1

    (2)

    【解析】

    【详解】(1)设物体B质量为,加速度大小为,经过停下,则

    解得:

    (2)设物体B经过位移停下,则:

    设物体A运动过程中受到滑动摩擦力大小为,外力对物体A做功的最大值时,经停下,恰与物体B不相碰,则由运动关系和动能定理得:

    解得:

    12.如图所示,质量M=0.2 kg、长L=1 m的长木板放在地面上,质量m=0.8 kg的小滑块在长木板左端,竖直嵌有四分之三光滑圆弧轨道的底座固定在地面上,圆弧轨道最低点P的切线水平且与长木板上表面相平,长木板右端与底座左端相距x=1m。现用水平向右外力F=6 N作用在小滑块上,小滑块到达P点后撤去外力F,小滑块沿着圆弧轨道运动从Q点离开。长木板与底座相碰时,立即粘在底座上。己知滑块与长木板、长木板与地面问的动摩擦因数分别为=0.4和=0.15,重力加速度g=10m/s2。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:

    (1)在长木板与底座相碰前,长木板和小滑块加速度的大小;

    (2)小滑块到达P点时速度的大小;

    (3)圆弧轨道半径R的取值范围。

    【答案】(1)

    (2)

    (3) 圆弧轨道半径的取值范围

    【解析】

    【详解】(1)在长木板与底座相碰前,假设相对静止,一起加速,设加速度为,小板与长木板间静摩擦力为,则:

    解得:

    假设成立。

    长木板和小滑板加速度的大小为:

    (2)    设长木板撞击底座时,长木板和小滑板共同速度为,之后,小滑板在长木板上运动,设加速度为,到达P点的速度为,则

    解得:

    (3)小滑块滑上轨道从圆弧轨道的Q点离开,即能够到达圆弧轨道最高点,设圆弧轨道半径最大为,小滑块在最高点的速度大小为,则:

    解得:

    圆弧轨道半径的取值范围:

    13.一定质量的理想气体的状态变化图像如图所示,它由状态a经过状态b到状态c。关于这一过程的说法,正确的是   

    A. 理想气体的体积先增大后保持不变

    B. 理想气体的体积一直增加

    C. 理想气体的内能先增大后保持不变

    D. 理想气体对外做功,吸收热量

    E. 外界对理想气体做功,理想气体放出热量

    【答案】BCD

    【解析】

    【详解】AB.由理想气体状态方程,由状态a经过状态b,压强不变,温度升高,体积增大。态b到状态c,温度不变,压强减小,体积增大。所以体积一直增大。故A错误。B正确。

    C.一定量理想气体的内能由温度决定,状态a经过状态b到状态c,温度向增大,后不变。所以内能先增大后保持不变。故C正确。

    DE.状态a经过状态b到状态c,体积一直增大,所以理想气体对外做功。又内能先增大后保持不变,总体相对于初始增大。由热力学第一定律,内能增大且对外做功,必须吸收热量。所以D正确,E错误。

    14.一个气球,当球内气体的压强p0=1x105Pa时,容积为Vo=10L。己知气球的容积与球内气体的压强成正比。现保持温度不变,再向气球内充入压强为p0=1×105Pa的气体30L,此后气体的容积和压强分别是多大?

    【答案】

    【解析】

    【详解】选择气球中原有气体与打入气体的整体作为研究对象,即充气后球内气体

    初态:压强:

    体积:

    末态:压强,体积, 

    充气过程温度不变,根据玻意耳定律可得:

    因为气球的容积与球内气体的压强成正比,设比例系数为k,则初态气球:

    末态气球:

    联立几式计算得出:

    15.一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻刚好传到E点,且A点在波峰,B、C、D也是波上质点,波形如图(a)所示;质点C的振动图像如图(b)所示。在x轴正方向E有一能接收简谐横波信号的接收器(图中未画出)以5 m/s的速度向x轴正方向运动。下列说法正确的是        

    A. 波速是10m/s

    B. t=0.05 s时刻,B点在波谷

    C. C、D两点振动的相位差是π

    D. 简谐横波波源起振方向沿y轴负方向

    E. 接收器接收到的波的频率比波源振动频率小

    【答案】ACE

    【解析】

    【详解】A.由(a)图可知,波长为。由(b)图可知,周期。所以波速:

    故A正确。

    B.靠近平衡时振动速度更大,所以B点从图示位置振动到波谷应该用大于的时间。故B错误。

    C.C、D两点传播相差半个波长,所以振动的相位差π,故C正确。

    D.因为简谐横波沿x轴正方向传播,所以由质点带动法可以判断波源起振方向沿y轴正方向。故D错误。

    E.接收器和波源之间的距离增大,产生多普勒效应,所以接收器接收到的波的频率比波源振动频率小。故E正确。

    16.如图所示,ABCD为某种透光均匀介质的截面,∠ADC=60oDCBCADABAD=4cm,DC=3cm。宽度为AD的一束单色平行光从AD面垂直入射,射到BC面的光刚好能够发生全反射。求:

    (ⅰ)介质的折射率;

    (ⅱ)能从CD面射出的光对应的入射光在AD面上的宽度。

    【答案】(ⅰ)(ⅱ)

    【解析】

    【详解】(ⅰ)作光路图如下图所示,某条光线从AD边上的P点入射,在BC边上的Q点发生全反射,由几何关系可知,∠PQB=60°,则射到BC面的光刚好能够发生全反射的入射角为30°,

    则介质的折射率为:

    (ⅱ)如图所示蓝色光路图所示,从AD面照射到CD面的光,有几何关系可知,入射角为60°,发生全反射到BC面,反射到BC面的入射角为30°,再次发生全反射,从AD面射出。

    通过光路可逆可得,照射到BC面,再反射到CD边,同样不会从CD边射出,故设从BC面反射的光经正好过D点,如图中红色箭头所示,由几何关系可得:

    QDC=30°

    因为∠C=90°,所以∠QDC正切值:

    解得:

    BQ反射的光,如图黄色的光路图所示,由几何关系可得,在AD面的入射角为60度,发生全反射,反射到CD面,入射角为0°,垂直从CD面射出。故从的CD面射出光对应的入射光在AD面上的宽度为BQAD方向的投影,所以宽度为:


     


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