【物理】湖南省益阳市湘潭市2020届高三9月教学质量检测试题(解析版)

1、13153I且始终保持相对静止。斜面法正确的是（ ）湖南省益阳市湘潭市 2020届高三 9 月教学质量检测试题一、选择题1. 北京时间 2011 年 3 月 11 日 13 时 46分，在日本本州岛附近海域发生里氏 9.0 级强烈地震， 地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏，其中放射性物质碘 131 的衰变方程为131 015341 Xe 01 e 若碘原子核衰变前处于静止状态，下列说法正确的是（A. 衰变后氙核的动量大小等于电子的动量大小B. 衰变后电子与氙核的质量之和等于衰变前碘核的质量C. 碘核的半衰期等于其放出一个电子所经历的时间D. 氙核含有 54 个中子和 131 个质子【答

2、案】 A 【解析】【详解】 A. 一静止的碘核放出一个电子衰变成氙核，根据系统动量守恒知，衰变后氙核和 电子动量之和为零，可知衰变后氙核的动量大小等于电子的动量大小。故 A 正确。B. 衰变的过程中有质量亏损，即衰变后电子与氙核的质量之和小于衰变前碘核的质量，故B 错误；C. 半衰期是原子核有半数发生衰变的时间，故 C 错误。D. 氙核有 54个质子， 131表示质量数即核子数，有 131-54=77 个中子。故 D 错误。2. 如图所示， 倾角为 30°的斜面 A置于水平面上， 滑块 B、C 叠放在一起沿斜面加速下滑，A静止不动， B上表面水平。则 B、C 在斜面上运动时，下列说A

3、. B 一定受到四个力作用B. A、B 间的动摩擦因数C. 地面对 A 有向右的摩擦力D. 地面对 A 的支持力等于 A、B、C 三者重力之和答案】 B解析】详解】以 B 和 C 为研究对象，一起加速下滑时的加速度以及加速度分解如图所示；A. 由于 C水平方向加速度不为零，则 B和 C之间一定存在摩擦力，所以 B受到重力、 C对B 的压力和摩擦力、 A 对 B 的支持力和摩擦力（也可能没有摩擦力） ，故 B 受到 5 个力或 4 个力，故 A 错误；B. 由于整体加速下滑，则Mg sin> Mgcos即 tan故 B 正确。C. 根据题意可知，整体加速度方向向左，则地面对A 有向左的摩擦

4、力，故 C 错误；D. 根据图象可知 B 和 C 在竖直方向有向下的加速度， 处于失重， 所以地面对 A的支持力小 于 A、 B、 C三者重力之和，故 D 错误。3. 如图，两物块 P、Q 置于倾角为 的斜面上，两物块与斜面间的动摩擦因数均为 （设最 大静摩擦力等于滑动摩擦力） ，P、Q 质量分别为 m、2m，两者之间用平行于斜面的轻绳连 接。重力加速度大小为 g，现对 P 施加一平行于斜面向上的拉力 T，两物块均静止， P、 Q间轻绳的张力大小为 F 则（A. F 一定等于 3mgsin+3 mcgosC. T 可能大于 2mgsin+2 mcgos 【答案】 CDB. F 一定等于 mgs

5、in+ mcgosD. T 可能大于 2mgsin 2 mcgos解析】mgcos详解】AB. 由于 Q 保持静止，当摩擦力沿斜面向下达到最大 F 2mg sin2当摩擦力沿斜面向上达到最大时， F 2mg sin 2 mgcos故 2mg sin 2 mgcos F 2mg sin 2 mgcos故 AB 错误；CD. 由于 PQ 之间有拉力，则 T> mg sinmgcos由于整体没有向上滑动，故 T 3mg sin 3 mg cos 故mgsin mgcos <T 3mg sin 3 mgcos故 C D 正确。4. 如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最

6、大高度为H 。上升第t2 满足t1HH个 所用的时间为 t1，第四个所用的时间为 t2。不计空气阻力，则44t2A. 1< <2t1t2B. 2< <3t1t2t2C. 3< <4D. 4< <5t1t1答案】 C解析】详解】 运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零，又不计空气阻力，故可逆向处理为自由落体运动。则根据初速度为零匀加速运动，相等相邻位移时间关系1: 2 1 : 3 2 : 2 3 : 5 2 ，可知 t2t11232 3 ，即 3 t2t1故本题选 C 。5.如图甲所示的理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，Rt 为热敏电阻（温度升高时

7、，其电阻减小），R为定值电阻，电压表均为理想电表。把如图乙所示交流电接在变压器的a、b 两端，下列说法正确的是（ ）A. 该交流电电压的瞬时值表达式为 u 22 2 sin50 t（ V ）B. 电压表 V1 的示数与 V 2示数之比为 2： 1C. 温度升高时，原线圈输入功率减小D. 温度降低时，定值电阻 R 消耗的功率减小 【答案】 D【解析】【详解】 A. 分析图乙可知，原线圈输入电压的最大值为 22 2 ，周期 T=0.02s，角速度 2 100 rad/sT则该交流电电压的瞬时值表达式为 u22 2 sin100 t（V ） 故A 错误。B. 原线圈输入电压的有效值 U1=22V ，

8、根据理想变压器的变压比可知， 输入电压和输出电压 之比为 2：1，副线圈的输出电压n2U2 2 U1 11V n1而电压表 V 2比副线圈两端电压小，故电压表V 1的示数与 V 2示数之比不等于 2：1，故 B 错U2R，则输出误。C. 温度升高，热敏电阻的阻值减小，输入电压不变，输出电压不变，功率增大，输入功率增大，故 C 错误；D. 温度降低，热敏电阻的阻值增大，定值电阻 R 两端电压减小，消耗的功率减小，故 D 正 确。6.2019年 5月 17日，我国成功发射第 45颗北斗导航卫星， 该卫星属于地球静止轨道卫星步卫星），其轨道半径为 r 。地球半径为 R，地球表面处的重力加速度为g。该

9、卫星（A. 可定位于长沙市的上空B. 角速度小于月球绕地球运行的角速度C. 线速度大小为D. 向心加速度大小为 gR r【答案】 C【解析】 【详解】 A. 同步卫星必须定位为赤道上空，故 A 错误；B. 地球同步卫星绕地球圆周运动的向心力由万有引力提供GMm 22 m rr解得角速度月球绕地球的轨道半径大，则角速度小，故 B 错误；C. 根据2 v mrGMm2 r结合物体在地球表面受到的重力等于万有引力可知，MmR2mg联立解得故 C 正确。D. 向心加速度2v argR2r2故 D 错误。7. 如图，半径为 R 的圆形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（圆所在平面）向

10、外。圆周上的 a 点有一电子发射源，可向磁场内沿直径ab 的方向发射电子。11已知电子的比荷为 k。则从 圆周的 M 点和 圆周处的 N 点射出的电子的速度大小分别为63（）A. 3kBR ； 3kBR3B. 3kBR ； 3kBR3k 3k3k答案】 A解析】详解】电子从 M 点射出的轨迹如图所示：根据几何知识可知其轨道半径rM R tan30电子从 N 点射出的轨迹如图所示：根据几何知识可知其轨道半径为：rN R tan60 3R 根据洛伦兹力提供向心力有：2vqBv mr所以轨道半径为：mvrqB代入解得从 M 点射出的电子的速度为： 3kBR ；从 N 点射出的电子的速度为 3A.3k

11、BR； 3kBR 与计算结果相符，故 A 正确。3B.3kBR； 3kBR 与计算结果不符，故 B 错误。 3C.3BR ； ； k3BR 与计算结果不符，故 C 错误。3kD.3R ；3BR 与计算结果不符，故 D 错误。3k k3kBR 。M 点水平向8. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球，以初速度 v 从 右抛出，通过 N 点时，速度大小为 2v，方向与电场方向垂直。则小球从 M 点运动到 N 点的 过程中，以下说法正确的是（ ）A. 电势能增加1mv22B. 重力势能减少 3mv2C. 机械能增加3 mv22D. 机械能增加 1 mv22答案】解析】详解】小球的运

12、动可以看成竖直方向的自由落体和水平方向在电场力作用下的末速度为的匀减速直线运动。A. 水平方向匀减速2F电v 0 2x 水平m所以电场力做负功W F电 x水平12mv21电势能增加 mv2，故 A 正确。2B. 小球的动能增加量为1 2 1 2 3 2 m(2v) mv mv2 2 2除重力外，只有电场力做负功，所以根据动能定理可知重力做的功：WG 2mv2所以重力势能减小 2mv2，故 B 错误。1CD. 电场力做负功，机械能减小 2 mv2，故 CD 错误。9. 如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从 A 点以某速度v0向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被向右弹回，

13、回到A 点时，速度不为 0物块向左运动的最大距离为 s，与地面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g，弹簧未超出弹性限度。在 小物块自 A 点向左运动又被向右弹回 A 点过程中（ ）A. 弹簧的最大弹力大于 mgB. 物块克服摩擦力做的功大于 2 mgsC. 弹簧的最大弹性势能大于 mgsD. 物块最开始时在 A 点的初速度为 gs【答案】 AC【解析】【详解】 A. 物体向右运动时，当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等时，即F=mg时，速度最大，物体继续向右运动，弹簧继续伸长直到自然状态，所以弹簧的最大弹力大于m，g 故A 正确。B. 整个过程中，物块所受的摩擦力大小恒定，摩擦力一直做负功，则物块

14、克服摩擦力做的 功等于 2 mg，s 故 B 错误。C. 物体向右运动的过程，根据能量守恒定律得：弹簧的最大弹性势能Ep12mv2mgs故 C 正确。D. 设物块在 A点的初速度为 v0返回 A 点的速度为 v。对整个过程，利用动能定理得：2 mgs12mv2122mv02可得：v04 gs v2gs故 D 错误。10.如图所示，圆形实线是点电荷力作用下的运动轨迹。设电子在Q 形成电场的一条等势线，虚线 AB 是一个电子只在静电A、 B 两点的加速度大小分别为 aA 、 aB ，动能分别为 EkA 、EkB下列说法正确的是（C. EkA 一定小于 EkB【答案】 BCB. aA 一定大于 aB

15、D. A点电势高于 B 点电势解析】详解】 A. 电子受力方向为指向 AB 凹的一侧，故电场线指向圆心，电子可以从 A 运动到B，也可以从 B 运动到 A，故 A 错误；B. A点离圆心较近， 电场线密度大于 B，在 A处受电场力大， 加速度大， 故 aA一定大于 aB， 故 B 正确；C. 电子从 A 到 B 电场力做正功，电势能减小，动能增大，故 C 正确；D. 由 C 选项可知 A 点电势能大于 B 点电势能，由电势能表达式 E p q 可知负电荷电势 能越大电势越低，因此 A 点电势低于 B 点电势， D 错误11. 单匝闭合矩形线框电阻为 R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，

16、穿过线框的 磁通量 与时间 t 的关系图象如图所示。下列说法正确的是（ ）A. T 时刻线框平面与中性面垂直2B. 从 0 到 T 过程中通过线框某一截面的电荷量为4C. 线框转一周产生热量为22RTT 3TD. 从T 到 3T 过程中线框的平均感应电动势为 24答案】 ABC解析】【详解】 A. 由图可知在 T 时刻，线框的磁通量为零， 所以线框平面处在垂直中性面的位置，2故 A 正确；B. 从 0 到 T 过程中，通过线框某一截面 电荷量为4q It N RRm故 B 正确。2= m-0= m4mT可得平均电动势 故 D 错误。12. 如图所示， 物块 A、B 间拴接一个压缩后被细线锁定的

17、轻弹簧， 整个系统静止放在光滑水 平地面上，其中 A物块最初与左侧固定的挡板相接触， B 物块质量是 A物块的 2倍。现剪 断细线解除对弹簧的锁定，下列说法正确的是（ ）A. A 离开挡板前，系统（ A、B 及弹簧）动量守恒，机械能守恒B. 弹簧第一次达到伸长量最大时， A、B 的速度相同1：2C. 弹簧第一次达到最大压缩量的弹性势能与解除锁定前弹簧弹性势能之比为D. 弹簧第一次达到最大压缩量的弹性势能与解除锁定前弹簧弹性势能之比为1： 3【答案】 BD【解析】【详解】 A. 在 A离开挡板前，由于挡板对 A 有作用力，所以 A、B 系统所受的合外力不为 零，则系统动量不守恒；由于只有弹簧的弹

18、力做功，所以系统的机械能守恒。故 A 错误； B. A 离开挡板后， B做减速运动， A 做加速运动， B的速度比 A 的大，两者间距增大，弹簧 不断伸长，当弹簧第一次达到伸长量最大时，A、 B 的速度相同。故 B 正确；CD. 设 A刚离开挡板时 B的速度为 v0设 A 的质量为 m，则 B的质量为 2m。在 A离开挡 板前，根据系统的机械能守恒知，解除锁定前弹簧弹性势能1 2 2EP1 2mv0 mv0P1 2 0 0弹簧第一次达到压缩量最大时， A、B 的速度相同，设为 v。取向右为正方向，由动量守恒 定律得 2mv0=（2m+m）v弹簧第一次达到最大压缩量的弹性势能1 2 1 2EP2

19、 2mv02 （2m m）v2P2 2 0 2联立解得12EP2 3mv0所以，弹簧第一次达到最大压缩量的弹性势能与解除锁定前弹簧弹性势能之比为1：3，故 C错误 D 正确。二、实验题：13. 在研究小滑块加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，小滑块放在长木板上， 并置于水平桌面， 重物通过滑轮用细线拉小滑块， 在小滑块和重物之间接 一个不计质量的微型力传感器，实验中力传感器的拉力为F ，保持小滑块的质量不变，改变重物质量重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图（ b）所示。（1）小车与长木板的滑动摩擦力 F1 N。（2）从图象中分析，小车的质量为 kg 。3）该实验

20、小组为得到 a 与 F 成正比的关系，应将长木板左端适当垫高，调整长木板与水答案】(1). 0.5(2). 0.25(3). 0.2解析】详解】(1)1 根据图象可知，当 F=0.5N 时，小车开始有加速度，则f=0.5N 。(2)2 根据牛顿第二定律得：a F F1 1 F 1 F1m m m则 F-a 图象的斜率表示小车质量，则m k 1.5 0.5 0.25kg(3) 3 为得到 a 与 F 成正比的关系，则应该平衡摩擦力，则有mgsinmgcos解得： tan=，根据 f= mg得：0.50.20.25 10所以 tan=0.214. 某物理实验小组用以下器材可测量电阻Rx 的阻值。要

21、求尽量准确，且能测量多组数据。待测电阻 Rx，阻值约为 600 ；电源 E，电动势约为 12.0V ，内阻可忽略不计； 电压表 V1，量程 05mV ，内阻 r1 1000 ； 电压表 V2，量程为 01V，内阻 r2 约为 10k； 电流表 A，量程为 01A ，内阻 r310； 滑动变阻器 R，最大阻值为 20； 单刀单掷开关 S 一个，导线若干。1）用如图所示电路测量 Rx，在电路图中的位置 1 处接 ，位置 2 处接 （从电表A、V1、 V 2中选择）。（2）Rx（用测得的电流 I、电压 U 及题中 r1、r2、r3 等字母表示）【答案】 （1）. A V1 （2）. Ir1r3 r1

22、【解析】【详解】 （1）12 电源电动势约为 12V ，两电压表量程太小，不能用来测电压，可以用内阻 已知的电流表 A 测电压，由此可知，在电路图位置 1 处应接电流表 A；电表 2 与待测电阻2 位置应接已知内阻的电压表串联，要测出待测电阻两端电压且能准确测出待测电阻阻值，V1；（2）3 由图示电路图可知，待测电阻阻值：RxUxIxIr3 UUIr1r3Ur1r1三、论述计算题15. 空间存在一水平向右的匀强电场，O、 P是电场中的两点。从 O 点水平向右以大小不同 的速度，先后发射两个质量均为 m的小球 A、BA不带电， B的电荷量为 q（q>0）。A 从O点发射时的速度大小为 v0

23、，达到 P点所用的时间为 t： B从O点发射的速度为 v20 ，也通 过 P 点。重力加速度为 g ，求：（ 1）电场强度 E 的大小；（2）B 运动到 P 点时的动能。【答案】（ 1） E mv0 （2） Ek 9mv02 1mg2t2qt k 8 0 2【解析】【详解】 （1） 竖直方向上， A、 B的运动时间相等都为 t，水平方向上： A 球做匀速直线运动 x=v0t对 B 球，v20t1 qE t 22m联立解得：E mv0E qt（2） 对 B 运用动能定理mg h qEx Ek 1m k22v0其中12hgt 22联立解得：Ek 98 mv0212 mg2t216. 某景区一建筑物

24、屋顶沿东西方向呈“人 ”字形结构，屋顶与水平面夹角为 37°，屋檐处一小 段水平。单侧屋面长 L10m，屋檐离地高度 H 5m。一次无人机偶然拍摄到屋顶最顶端 片琉璃瓦已经松动， 随时有滑下的可能。 考虑屋面干燥和下雨的两种情况， 琉璃瓦之间的动x 轴，南摩擦因数 0.125 0.25设琉璃瓦滑至屋檐处后水平抛出。在地面建立东西方向为北方向为 y 轴的平面直角坐标系（如图所示） ， g10m/s2。1）在地面标出东西方向的危险区域坐标范围；2）琉璃瓦的质量 m2kg ，若考虑琉璃瓦滑出屋檐后南北方向风力的影响，水平风力对琉 璃瓦的最大值为 1N，试求危险区域的面积。答案】（1）4 5 m，10m（2）（5-2 5 ）m2解析】详解】 （1） 琉璃瓦沿屋面下滑时，根据牛顿第二定律可得：mgsinmg cosma雨时：a1 gsin 1g cos 5m/s2 干燥时：2 a2=gsin-2gcos=4