天津市静海区第一中学2020届高三上学期12月能力调研物理试题 Word版含解析

静海一中2019-2020第一学期高三物理（12月）学生学业能力调研试卷考生注意：本试卷分第卷基础题（82分）和第卷提高题（18分）两部分，共100分。第卷基础题（共82分）一、单项选择题（共5题，每题5分，共25分）1. 下列说法正确的是（ ）A. 物体放出热量，其内能一定减小B. 物体对外做功，其内能一定减小C. 物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D. 物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变【答案】C【解析】做功和热传递都能改变内能；物体内能的增量等于外界对物体做的功和物体吸收热量的和，即：U=Q+W解：A、物体放出热量，若外界对物体做更多的功大于放出的热量，内能可能增加，故A错误；B、物体对外做功，如同时从外界吸收的热量大于做功的数值，则内能增加，故B错误；C、物体吸收热量，同时对外做功W，如二者相等，则内能可能不变，若QW，则内能增加，若WQ，则内能减少，故C正确；D、物体放出热量，Q0，同时对外做功，W0，则U0，故内能一定减少，故D错误故选：C【点评】热力学第一定律实质是能量守恒定律的特殊情况，要在理解的基础上记住公式：U=W+Q，同时要注意符号法则的应用2.“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（ ）A. 摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B. 在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C. 摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D. 摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变【答案】B【解析】摩天轮运动过程中做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，选项A错误；圆周运动过程中，在最高点由重力和支持力的合力提供向心力，即，所以重力大于支持力，选项B正确；转动一周，重力的冲量为I=mgT，不为零，C错误；运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，根据P=mgvcos可知重力的瞬时功率在变化，选项D错误故选B3.如图所示，实线表示某电场电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为。下列判断正确的是A. B. C D. 【答案】D试题分析：将粒子的运动分情况讨论：从M运动到N；从N运动到M，根据电场的性质依次判断；电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有；若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即，负电荷在低电势处电势能大，故；若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即，负电荷在低电势处电势能大，故；综上所述，D正确；【点睛】考查了带电粒子在非匀强电场中的运动；本题的突破口是根据粒子做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧，从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系，进而判断出电场力做功情况4.有一只乌龟离开家沿着直线爬行，它的速度v与到家距离L成反比当乌龟爬到距家的距离为1m时速度为2cm/s那么这只乌龟继续爬行2m需要再花多少时间。（ ）A. 75sB. 125sC. 150sD. 200s【答案】D【解析】设乌龟的速度为，根据题意可知，即，作出图像，如图所示，在图象中，若取极短距离观察乌龟爬行，可近似认为乌龟的运动是匀速直线运动，在里需要的时间为，即可认为在图象中取相应的面积大小可等于运动时间乌龟继续爬行2m，即距离家的距离为3m时所需时间为，D正确【点睛】本题的关键是由位移公式的推导方法可得出图象的处理方法；由图象可得出图象的面积等于运动时间5. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入，例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是A. 受托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B. 受托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C. 在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D. 在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度【答案】D试题分析：手托物体由静止开始向上运动，一定先做加速运动，物体处于超重状态；而后可能匀速上升，也可能减速上升，故A、B错误；在物体离开手的瞬间，二者分离，不计空气阻力，物体只受重力，物体的加速度一定等于重力加速度；要使手和物体分离，手向下的加速度一定大于物体向下的加速度，即手的加速度大于重力加速度，选项C错误，D正确。考点：超重；失重【名师点睛】本题主要考查了学生对超重、失重的理解。属于容易题。物体处于超重时其竖直方向加速度的方向竖直向上，物体处于失重时其竖直方向加速度的方向竖直向下；超重和失重与速度的方向无关。【此处有视频，请去附件查看】二、多项选择题（共3题，每题5分，共15分）6.2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的（ ）A. 密度B. 向心力的大小C. 离地高度D. 线速度的大小【答案】CD【解析】根据题意，已知卫星运动的周期T，地球的半径R，地球表面的重力加速度g，卫星受到的外有引力充当向心力，故有，卫星的质量被抵消，则不能计算卫星的密度，更不能计算卫星的向心力大小，AB错误；由解得，而，故可计算卫星距离地球表面的高度，C正确；根据公式，轨道半径可以求出，周期已知，故可以计算出卫星绕地球运动的线速度，D正确；【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力（忽略自转），2、万有引力提供向心力，并能灵活运用。7.我国高铁技术处于世界领先水平和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组()A. 启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B. 做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为32C. 进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D. 与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为12【答案】BD【详解】启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，故A错误；设每一节车厢的质量是m，阻力为，做加速运动时，对6、7、8车厢进行受力分析得：，对7、8车厢进行受力分析得：，联立可得：，故B正确；设进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离为s，则：，又，可得：，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比，故C错误；设每节动车的功率为P，当只有两节动力车时，最大速率为v，则：，改为4节动车带4节拖车的动车组时，最大速度为，则：，所以，故D正确8.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（ ）A. 前表面的电势比后表面的低B. 前、后表面间的电压与无关C. 前、后表面间的电压与成正比D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为【答案】D【详解】由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故A错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有，故，故D正确，由则电压，故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误。三、实验题（共两题，10题（2）3分，其余每空1分，共12分）9.如图所示，在“探究加速度与力的关系”实验中，某同学使木板保持水平，调节沙和沙桶的总质量，使小车能拖动纸带沿木板匀速运动，记下此时沙和沙桶的总质量m0，小车的总质量M。已知重力加速度g。（1）为了探究加速度与力的关系，需要保持_（填文字）不变，通过改变_（填文字）进行实验，若实验中测得沙和沙桶的总质量为m（m<<M），则可知小车所受的合力为_（填字母）。（2）图乙为某次实验用打点计时器测得的纸带，已知交流电频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为_m/s2。(保留两位有效数字)（3）在实验中多次改变沙和沙桶的总质量m，并利用释放小车后通过打点计时器打出的对应纸带计算小车运动的加速度a，最后以m为纵轴，以a为横轴建立直角坐标系，根据所测数据描绘出m-a图线，若图线为一直线，则直线的斜率应为_（用题中所给字母表示）。【答案】 (1). 小车的总质量 (2). 沙和沙桶的总质量 (3). （m-m0)g (4). 3.2m/s2 (5). 【解析】【详解】(1)123本实验采用的是控制变量法，为了探究加速度与力的关系，需要保持小车的总质量不变，通过改变沙和沙桶的总质量进行实验，若实验中测得沙和沙桶的总质量为m（m<<M），则可知小车所受的合力为(2)4 根据x=aT2，运用逐差法得(3)5根据牛顿第二定律整理得所以图像斜率为10.如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量_（填选项前的符号），间接地解决这个问题。A小球开始释放高度hB小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的射程（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_。（填选项前的符号）A用天平测量两个小球的质量m1、m2B测量小球m1开始释放高度hC测量抛出点距地面的高度HD测量平抛射程OM，ONE分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_（用(2)中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_（用(2)中测量的量表示）（4）有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。经测定，m145.0g，m27.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。请你用已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为_cm。【答案】 (1). C