江苏省启东中学2020届高三上学期百校联考考前综合模拟物理试题

江苏省启东中学2019-2020学年高三上学期百校联考考前综合模拟物理试题

一 单项选择题

1.在河水匀速流动的河边，一只船头始终垂直河岸的小船，以一定速度向对岸驶去，下列关于小船行驶的路程、渡河时间与水流速度的关系，正确的是

A. 水流速度越大，路程越长，时间越长

B. 水流速度越大，路程越长，时间越短

C. 水流速度越大，路程越长，时间不变

D. 路程、时间与水流速度大小无关

【答案】C

【解析】

【分析】

由题意可知考查运动的合成和分解（小船渡河模型），根据合运动和分运动的性质分析可得。

【详解】A．船头始终垂直河岸，以一定速度驶向对岸，根据运动的独立性和等时性，可知河宽一定，垂直河岸方向的分速度不变，小船渡河时间一定，水流速度越大，路程越长，故A错误；

B．由前面分析可知水流速度越大，路程越长，时间不变，故B错误；

C．根据运动的独立性可知，渡河时间与水流速度大小无关，渡河时间不变，水流速度越大，沿水流方向的路程越长，总路程越长，故C正确。

D．由上分析可知路渡河时间与水流速度大小无关，渡河距离和水流速度大小有关，水流速度越大，渡河距离越大，故D错误。

故选择C选项。

【点睛】物体实际运动为合运动，根据运动的独立性，可用垂直河岸方向的运动计算渡河时间，因河宽一定，垂直河岸方向速度一定，故渡河时间一定，水流速度越大，可知渡河时长，路程越长。

2.伽利略为了研究自由落体运动的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，利用斜面实验主要是考虑到实验时便于

A. 测量小球运动的时间 B. 测量小球运动的路程

C. 测量小球运动的速度 D. 直接得到落体的运动规律

【答案】A

【解析】

【详解】伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大，但是他所在的那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度，所以不能直接得到速度随时间的变化规律；伽利略通过数学运算得到结论：如果物体的初速度为零，而且速度随时间的变化是均匀的，那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比，这样，只要测出物体通过通过不同位移所用的时间，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化．但是物体下落很快，当时只能靠滴水计时，这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短的时间；伽利略采用了一个巧妙的方法，用来“冲淡”重力．他让铜球沿阻力很小的斜面滚下，二小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所以时间长，所以容易测量；

A.与分析相符，故A正确；

B.与分析不符，故B错误；

C.与分析不符，故C错误；

D.与分析不符，故D错误．

3.如图所示电路，当滑片放在滑动变阻器的正中时，三盏灯的亮度相同， 则在滑动变阻器的滑片下移过程中

A. A灯变亮 B. B灯变亮

C. C灯变亮 D. C灯亮度不变

【答案】B

【解析】

【详解】由图知，变阻器与灯串联后与灯并联，最后与灯串联；当滑片向下滑动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流减小，则灯变暗，路端电压增大，而灯两端电压减小，所以灯两端电压增大，则变亮．通过电流，由于减小，增大，则减小，所以灯变暗；

A.与分析不符，故A错误；

B.与分析相符，故B正确；

C.与分析不符，故C错误；

D.与分析不符，故D错误．

4.如图所示为三种形式的吊车示意图，QA为重力不计的杆，其O端固定，A端带有一小滑轮，AB为重力不计的缆绳，当它们吊起相同重物时，缆绳对滑轮作用力的大小关系是

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】分别对三种形式的滑轮进行受力分析，设绳子的作用力分别为、、，各图中绳子拉力均为；

在图(a)中，则有：

在图(b)中，则有：

在图(c)中，则有：

可知：

A.与分析不符，故A错误；

B.与分析相符，故B正确；

C.与分析不符，故C错误；

D.与分析不符，故D错误．

5.A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示．则从A到B过程中，下列说法正确的是(   )

A. 点电荷的速度先增大后减小

B. 空间电场是某负点电荷形成的

C. 电荷所受电场力先减小后增大

D. 空间各点电势先升高后降低

【答案】CD

【解析】

【详解】A、根据电势能Ep随位移x的变化图像可知，电势能先增大后减小，所以电场力先做负功再做正功，又点电荷只受电场力，所以合外力先做负功再做正功，因此点电荷的速度先减小后增大，A错误

B、点电荷带正电，且电场力先做负功再做正功，所以电场强度的方向先向左再向右，空间电场可能是某正点电荷形成的，B错误

C、电势能Ep随位移x的变化的图像斜率表示电场力，所以可知电场力先减小后增大，C正确

D、根据，粒子带正电且电势能先增大后减小，同时电势能均为正值，所以空间各点的电势先升高后降低，D正确

二 多项选择题

6.如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为FT，小球在最高点的速度大小为v，其FT－v2图象如图乙所示，则(　　)

A. 轻质绳长为

B. 当地的重力加速度为am

C. 若v2＝b，小球运动到最低点时绳的拉力为6a

D. 当v2＝c时，轻质绳最高点拉力大小为＋a

【答案】AC

【解析】

【详解】AB.在最高点，根据牛顿第二定律得：

，

则

可知图线的斜率

，

纵轴截距mg=a，则当地的重力加速度

，

轻绳的长度

故A正确、B错误．

C. 若小球运动到最高点时的速度v2＝b，即v2=gL，则从最高点到最低点：

最低点时

解得

T=6mg=6a

选项C正确；

D.当v2=c时，代入解得

故D错误．

7.静止在水平面的A.B两个物体，分别在水平拉力的作用下，从同一位置开始运动，其运动的v-t图象如图所示，已知两物体的质量相等，与水平面之间的动摩擦因数也相同，下列判断中正确的是

A. 在t0时刻，物体A与物体B相遇

B. 在t0时刻，物体A与物体B的加速度大小相等

C. 在t0时间内，物体B所受的水平拉力逐渐减小

D. 在时间内，物体B克服摩擦力所做的功比物体A克服摩擦力所做的功多

【答案】CD

【解析】

【详解】A.根据图象的面积表示位移可知在时间内物体与物体的位移关系：

由于物体与物体从同一位置开始运动，所以在时刻，物体与物体不相遇，故A错误；

B.图象的斜率表示加速度，在时刻，物体斜率大于物体的斜率，所以物体加速度大于物体的加速度，故B错误；

C.图象的斜率表示加速度，物体的斜率逐渐变小，加速度也逐渐变小，根据牛顿第二定律则有：

物体所受的水平拉力也逐渐减小，故C正确；

D.图象的面积表示位移，由图知，而克服摩擦力做功为：

所以物体克服摩擦力所做功比物体克服摩擦力所做的功多，故D正确．

8.“嫦娥四号”已成功降落月球背面，未来中国还将建立绕月轨道空间站．如图所示，关闭动力的宇宙飞船在月球引力作用下沿地-月转移轨道向月球靠近，并将与空间站在A处对接．已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R，下列说法正确的是(   )

A. 宇宙飞船在A处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速

B. 地-月转移轨道的周期小于T

C. 月球的质量为

D. 月球的第一宇宙速度为

【答案】AC

【解析】

【详解】A、根据圆周运动的供需平衡关系，从轨道比较高的椭圆变轨到轨道高度比较低的圆周，应减速，A正确

B、根据开普勒第三定律可知可知，地-月转移轨道的半长轴大于空间站圆周运动的半径，所以地-月转移轨道周期大于T，B错误

C、以空间站为研究对象，它做匀速圆周运动的向心力来源于月球对它的万有引力，可知，所以，C正确

D、月球的第一宇宙速度，将C选项求得的M带入可得，D错误

9.如图所示，长方体物块上固定一长为L的竖直杆，物块及杆的总质量为如2m.质量为m的小 环套在杆上，当小环从杆顶端由静止下滑时，物块在水平拉力F作用下，从静止开始沿光滑 水平面向右匀加速运动，环落至杆底端时，物块移动的距离为2L,已知F=3mg,重力加速度为g.则小环从顶端下落到底端的运动过程

A. 小环通过的路程为

B. 小环所受摩擦力为

C. 小环运动的加速度为

D. 小环落到底端时，小环与物块及杆的动能之比为5:8

【答案】ABD

【解析】

【详解】ABC.水平方向上，据牛顿第二定律有：

代入数据解得：

小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，另据水平方向的位移公式有：

解得运动时间为：

竖直方向上有：

解得：

即小球在竖直方向上做加速度为的匀加速直线运动，据牛顿第二定律有：

解得小球所受摩擦力为：

故小球运动的加速度为：

小球的合运动为匀加速直线运动，其路程与位移相等，即为：

故AB正确，C错误；

D.小环落到底端时的速度为：

环

其动能为：

环

此时物块及杆的速度为：

杆

其动能为：

杆

故有小环与物块及杆的动能之比为5:8，故D正确．

三 计算题

10.如图,所示的电路,电源电动势为E=14V,内阻为r=1Ω,电灯L为”2V,4W”电动机D的内阻为R/=0.5 Ω,当可变电阻的阻值为R=1 Ω时,电灯和电动机都正常工作,则电动机的额定电压为多少?电动机输出的机械功率为多少?全电路工作1min放出的焦耳热Q为多少?

【答案】8V；14W；840J

【解析】

【详解】解：灯泡正常发光，是电路的电流为A

电源的内电压为V

可变电阻的电压为V

所以电动机的电压为V

电动机的总功率为W

电动机的发热功率为W

所以电动机输出的机械功率为W

电源的发热的功率为W

电阻的发热的功率为W

所以全电路的发热功率为W

故全电路工作1min放出的焦耳热为J

11.某公路上汽车驾驶员以=20m/s的速度匀速行驶，突然发现距离前方=120m处 有_障碍物，该驾驶员立即操纵刹车，直至汽车开始减速所经历的时间(即反应时间),刹车后汽车以大小为的恒定加速度运动，最终停止.求：

(1)刹车后汽车减速运动的时间t；

(2)该汽车停止时到障碍物的距离L；

(3)欲使该车不会撞到障碍物，汽车安全行驶的最大速度 .

【答案】(1)4.0s(2)60m(3)30m/s

【解析】

【详解】(1)汽车的刹车时间：

(2)设汽车从发现障碍物到停止，前进的距离为：

汽车停止时到障碍物距离：

(3)题设有：

解得：

12.如图所示，小球M用长度为L的轻杆连接在固定于天花板的轴O上，可在竖直平面内自由旋转，通过与O等高的滑轮用轻绳连接物块m.滑轮与轴O的距离也为L，轻杆最初位置水平．滑轮、小球、物块的大小可以忽略，轻绳竖直部分的长度足够长，不计各种摩擦和空气阻力，运动过程中绳始终保持张紧状态，重力加速度为g.

（1）若用外力拉着m使轻杆从最初位置缓慢下降，直至撤去外力后小球保持静止，轻杆与水平方向成θ=60°角，求M与m的质量之比．

（2）若M与m的质量之比为2∶1，使小球从最初位置静止释放，在小球向右摆动的过程中，求轻杆与最初位置的最大夹角θ.

（3）若M与m的质量之比为2∶1，使小球从最初位置静止释放，当小球向右摆动到O点正下方的位置时绳突然断裂，求整个过程中m上升的最大高度．

【答案】（1）（2）θ=120°（3）

【解析】

【详解】（1）对小球受力分析，如图所示．由图中几何关系知

（2）小球和物块在运动过程中，系统机械能守恒，则

解得得；

（3）设小球在O点正下方时，m向上运动速度为v，M速度水平向右为，

由速度关系得，

由系统的机械能守恒可得，解得，

随后m竖直上升h，由机械能守恒得，解得，

m上升的最大高度为．

13.如图所示，两平行金属板与一直流电源两极相连，上极板接地，电源的电动势为内阻不可忽略，两板间形成的电场可认为是匀强电场．有质量为，电荷量为的粒子，不间断的从两平行板左侧中点以初速度沿垂直场强的方向射入电场，从右侧射出电场．已知单位时间入射的粒子数为，两平行板的间距为，金属板长度为，不计粒子重力．

（1）a.求粒子射出电场时沿电场方向的侧移量；

b.证明：粒子出射时，沿速度方向的反向延长线一定经过其水平位移的中点．

（2）改变电源电动势，使粒子刚好偏转后打在下极板上，求此时电源的输出功率．

【答案】（1）a. ；b.见解析（2）

【解析】

【详解】（1）a.电子进入偏转电场，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，设电子在偏转电场中运动的时间为

水平方向：

电子未落到板上，电路不同，两板间电压为电源电动势，板间场强

竖直方向：，

b.粒子出射的偏转角为，其反向延长线通过O点，O点与板右端的水平距离为x

竖直方向的速度为：

联立解得：；

粒子出射时，沿速度方向的反向延长线一定经过其水平位移的中点；

（3）粒子打在极板上，电路导通，电流

设此时电源的路端电压为，粒子偏转，有

得

电源输出功率

14.如图甲所示，M、P、N为直角三角形的三个顶点，NM与MP间的夹角，MP中点处固定一电荷量为Q的正点电荷，粗糙绝缘杆MN的长，沿MN方向建立x轴(取M点处),今在杆上穿一带正电小球(可视为点电荷)，自N点由静止释放，小 球的重力势能和电势能随位置的变化图象如图乙(a)、(b)所示，图中电势能，已知小球的电荷量，质量m=1.0kg,取,重力加速度g=10m/s2

(1)若小球下滑至图中横坐标处时，杆对它的弹力恰好为零，求固定在中点处正点电荷的电荷量Q；

(2)求小球在横坐标处的电势能；

(3)若该小球从M点以初速度沿轴向上运动，恰好能运动到N点，然后再返回到M点，求小球返回到M点时的动能

【答案】(1)6.40×l0-5C；(2)1.92J；(3)2.976J

【解析】

【详解】(1)在处，根据受力分析可知：

其中：

由题意知：

代入数据得：

(2)由图知，小球在处的电势能等于，可得：

(3)设小球从到的过程，克服电场力做功为，从到的过程有：

解得：

由对称性可知，小球从返回的过程，克服电场力做功也为，从到再返回的过程有：

代入数据解得：