2020年高考物理模拟试题及答案

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48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。

14．下面关于摩擦力做功叙述中正确的是（）

A．静摩擦力对物体一定不做功

B．滑动摩擦力对物体一定做负功

C．一对静摩擦力中，一个静摩擦力做正功，另一静摩擦力一定做负功

D．一对滑动摩擦力中，一个滑动摩擦力做负功，另一滑动摩擦力一定做正功

答案 C

15．若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的( )

倍倍

倍倍

答案C

16．2012年7月，一个国际研究小组借助于智利的甚大望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图2所示．此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的．假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中( )

图2

A．它们做圆周运动的万有引力保持不变

B．它们做圆周运动的角速度不断变大

C．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度也变大

D．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变小

答案C

17.把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图5-1-6所示，则下列说法正确的是( )

图5-1-6

A．两小球落地时动能相同

B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同

C．从开始运动至落地，重力对两小球做的功相同

D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同

选A C

18.放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间图像和该拉力的功率与时间图像分别如图9甲和乙所示，下列说法正确的是( )

图9

A．0～6 s内物体位移大小为36 m

B．0～6 s内拉力做的功为70 J

C．合外力在0～6 s内做的功与0～2 s内做的功相等

D．滑动摩擦力大小为5 N

选B C

19.质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O 端相距s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，弹簧劲度系数为k，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为( )

A．1

2

mv

2－μmg(s＋x) B．

1

2

mv

2－μmgx

C．1

2

kx2D．μmg(s＋x)

A C

20.如图5-1-4所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升。若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1和W2，滑块经B、C两点的动能分别为E k B和E k C，图中AB＝BC，则( )

图5-1-4

A．W1＞W2 B．W1＜W2

C．E k B＞1 2 E

k C

D．E k B＜1 2 E

k C

[答案] A C

年5月10日，天文爱好者迎来了“土星冲日”的美丽天象。“土星冲日”是指土星和太阳正好分处地球的两侧，三者几乎成一条直线。该天象每378天发生一次，土星和地球绕太阳公转的方向相同，公转轨迹都近似为圆，地球绕太阳公转周期和半径以及引力常量均已知，根据以上信息可求出( )

图6

A．土星质量

B．太阳质量

C．土星公转周期

D．土星和地球绕太阳公转速度之比

答案BCD

22.在追寻科学家研究足迹的过程中,某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系,采用了如图(甲)所示的实验装置.

(1)实验时,该同学用钩码的重力表示小车受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为应该采取的措施是.(多选,填选项前的字母)

A.保证钩码的质量远小于小车的质量

B.保证细线与长木板平行

C.把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力

D.必须先接通电源再释放小车

(2)如图(乙)所示是实验中得到的一条纸带,其中A,B,C,D,E,F是连续的六个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,相关计数点间的距离已在图中标出,测出小车的质量为M,钩码的总质量为m.从打B点到打E点的过程中,合力对小车做的功是,小车动能的增量是

(用题中和图中的物理量符号表示).

解析:(1)由于小车运动过程中会遇到阻力,同时由于小车加速下降,处于失重状态,拉力小于重力,故要使拉力接近钩码的重力,要平衡摩擦力,要使钩码的质量

远小于小车的质量,同时拉力沿小车的运动方向.故选ABC.

(2)从打B点到打E点的过程中,合力对小车做的功是W=mgh=mgs,根据中间时刻

的速度等于平均速度得v

B =,v

E

=,小车动能的增量是

ΔE

k

=M-M=M()2-M()2.

答案:(1)ABC (2)mgs M()2-M()2

23.光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图(a)所示，

a、b分别是光电门的激光发射和接受装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把

物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图(b)所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为×10－2 s和×10－3 s．用精度为 mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d，其示数如图(c)所示．

(1)滑块的宽度d＝________ cm.

(2)滑块通过光电门2时的速度v2＝________ m/s.(结果保留两位有效数字)

(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些．

10.(1) d＝ cm.

(2) v2＝ m/s.(结果保留两位有效数字)

(3) 平均速度，滑块

24.动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，

就是动车组。假设有一动车组由8节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为×104 kg。其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率分别为×107 W和×107 W，车在行驶过程中阻力恒为重力的倍。(g取10 m/s2)

(1)求该动车组只开动第一节的动力的情况下能达到的最大速度。

(2)若列车从A地沿直线开往B地，先以恒定的功率6×107W(同时开动第一、第二节的动力)从静止开始启动，达到最大速度后匀速行驶，最后除去动力，列车在阻力作用下匀减速至B地恰好速度为0。已知AB间距为×104 m，求列车从A地到B地的总时间。

[解析] (1)只开动第一节动力的前提下，当第一节以额定功率运行且列车的牵引力等于阻力时达到最大速度：

P

1m

＝F f v m

得：v m＝P

1m

F

f

＝60 m/s(其中阻力F f＝×8mg＝×105 N，P1m＝×107 W)

(2)列车以恒定的功率6×107 W(同时开动第一、第二节的动力)从静止开始

启动，当牵引力等于阻力时达到最大速度v m＝P

1m

＋P2m

F

f

，代入数据解得：v m＝100 m/s

设列车从C点开始做匀减速运动，令A到C的时间为t1，AC间距为x1；C 到B的时间为t2，CB间距为x2，在CB间匀减速运动的加速度大小为a，列车的总重量M＝8m＝×105 kg，运动示意图如图所示。

从C到B由牛顿第二定律和运动学公式得：

F

f

＝Ma

代入数据解得：a＝F

f

M

＝错误!＝1 m/s2

v

m

＝at2

代入数据解得：t2＝v

m

a

＝100 s

x 2＝

v

m

2

t

2

代入数据解得：x2＝×103 m 所以x1＝x AB－x2＝×104 m

从A到C用动能定理得：

(P1m＋P2m)t1－F f x1＝1

2 Mv

m

2

代入数据解得：t1＝500 s

所以：t总＝t1＋t2＝600 s。

[答案] (1)60 m/s (2)600 s

25.如图10所示，倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R＝ m的光滑半圆轨道BC平滑相连，O点为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高。质量m＝1 kg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O点等高的D 点。g取10 m/s2，sin 37°＝，cos 37°＝。

图10

(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ；

(2)若使滑块能到达C点，求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值；

(3)若滑块离开C处的速度大小为4 m/s，求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间t。

解析：(1)滑块从A点到D点的过程中，根据动能定理有mg·(2R－R)－

μmg cos 37°·

2R

sin 37°

＝0

解得μ＝。

(2)若滑块能到达C点，根据牛顿第二定律有

mg＋F

N ＝mv

C

2

R

当F N＝0时，滑块恰能到达C点，有v C≥Rg＝2 m/s，滑块从A点到C点的过程中，根据动能定理有

－μmg cos 37°·

2R

sin 37°

＝

1

2

mv

C

2－

1

2

mv

2

联立解得v0≥2 3 m/s。

(3)滑块离开C点做平抛运动有x＝vt，y＝1

2

gt2

由几何关系得tan 37°＝2R－y x

联立以上各式整理得5t2＋3t－＝0

解得t＝ s。

答案：(1) (2)2 3 m/s (3) s

34.一半径为R的半圆形竖直圆槽，用轻质不可伸长的细绳连接的A、B两球悬挂在圆柱面边缘两侧，A球质量为B球质量的2倍，现将A球从圆柱边缘处由静止释放，如图5-3-5所示。已知A球始终不离开圆柱内表面，且细绳足够长，若不计一切摩擦，求：

图5-3-5

(1)A球沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小；

(2)A球沿圆柱内表面运动的最大位移。

[审题指导]

(1)A球沿绳方向的分速度与B球速度大小相等。

(2)A球沿圆柱内表面运动的位移大小与B球上升高度相等。

(3)A球下降的高度并不等于B球上升的高度。

[解析] (1)设A球沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小为v，B球的质量为m，则根据机械能守恒定律有

甲

2mgR－2mgR＝1

2

×2mv2＋

1

2

mv

B

2

由图甲可知，A球的速度v与B球速度v B的关系为v B＝v1＝v cos 45°

联立解得v＝2 2－2

5

gR。

(2)当A球的速度为零时，A球沿圆柱内表面运动的位移最大，设为x，如图

乙所示，由几何关系可知A球下降的高度h＝x

2R

4R2－x2

乙

根据机械能守恒定律有2mgh－mgx＝0解得x＝3R。

[答案] (1)2 2－2

5

gR(2)3R