2020年高考物理模拟试题及答案(三)
2020年高考物理模拟试题及答案（三）
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
2mv02－μmg(s＋x) B．
1
2
mv02－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6×107 W(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 ，P 1m ＝×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 ＋P 2m
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t 1，AC 间距为x 1；C 到B 的时间为t 2，CB 间距为x 2，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/s 2
v m ＝at 2
代入数据解得：t 2＝v m
a ＝100 s
x 2＝v m
2
t 2
代入数据解得：x 2＝×103 m 所以x 1＝x AB －x 2＝×104 m 从A 到C 用动能定理得： (P 1m ＋P 2m )t 1－F f x 1＝1
2Mv m 2
代入数据解得：t 1＝500 s 所以：t 总＝t 1＋t 2＝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/s 2，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 C2 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 C2－
1
2
mv02
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 B2
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