湖南省2019-2020学年高三上学期第五次月考物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

如图所示，、和是以为直径的半圆弧上的三点，点为半圆弧的圆心，。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于、两点，这时点电场强度的大小为；若将点的点电荷移至点，则点电场强度的大小变为。则与之比为（     ）

A.  B.  C.  D.

2. 难度：困难

某汽车在平直公路上以功率P、速度v₀匀速行驶时，牵引力为F₀。在t₁时刻，司机减小油门，使汽车的功率减为P/2，此后保持该功率继续行驶，t₂时刻，汽车又恢复到匀速运动状态。下面是有关汽车牵引力F、速度v在此过程中随时间t变化的图像，其中正确的是(  )

A.  B.

C.  D.

3. 难度：中等

质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m可能为

A.0.8 B.3 C.4 D.5

4. 难度：困难

2019年4月11日21时黑洞视界望远镜合作组织(ETE)宣布了近邻巨椭圆星系M87中心捕获的首张黑洞图像，提供了黑洞存在的直接“视觉”证据，验证了1915年爱因斯坦的伟大预言．一种理论认为，整个宇宙很可能是个黑洞，如今可观测宇宙的范围膨胀到了半径465亿光年的规模，也就是说，我们的宇宙就像一个直径930亿光年的球体．黑洞的质量M和半径R的关系满足史瓦西半径公式 (其中c为光速，其值为c=3×10⁸m/s，G为引力常量，其值为6．67×10^-11N·m²/kg²)则，由此可估算出宇宙的总质量的数量级约为

A.10⁵⁴kg B.10⁴⁴kg

C.10³⁴kg D.10²⁴kg

5. 难度：中等

如图所示，可看作点电荷的带电小球A、B的电荷量分别为Q_A、Q_B，都用绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O点处，静止时A紧靠竖直墙壁，A、B相距为d。为使平衡时AB间距离变为2d，可采用以下哪些方法 

A.将小球B的质量变为原来的八分之一

B.将小球B的质量增加到原来的8倍

C.将小球A、B的电荷量都增为原来的二倍，同时将小球B的质量加倍

D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍

6. 难度：中等

已知电荷q均匀分布在半球面AB上，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，如右图所示，M是位于CD轴线上球面外侧，且OM＝ON＝L＝2R．已知M点的场强为E，则N点的场强为（ ）

A.E B. C.－E D.－E

7. 难度：中等

如图所示，A、B、C三个完全相同的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动，A由静止释放，B的初速度方向沿斜面向下，大小为v₀，C的初速度方向沿斜面水平，大小也为v₀.下述正确的是

A.A和C将同时滑到斜面底端

B.B比C更早滑到斜面底端

C.滑到斜面底端时，三者损失的机械能一样多

D.滑到斜面底端时，B的动能最大

8. 难度：中等

如图，物体静止于光滑斜面底端，某时刻在平行于斜面的拉力作用下沿斜面向上运动，其机械能E随位移x变化的图像如图所示，图中o--x₁段为曲线，x₁--x₂段为直线，以斜面底面为零重力势能面，下列说法正确的是

A.物体加速度先减小后不变

B.拉力的功率先减小后不变

C.物体动能一定增加

D.物体可能先加速后减速运动

二、多选题

9. 难度：中等

质量为m的子弹，以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块，并留在其中，下列说法中正确的有

A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等

B.阻力对子弹做的功与子弹减少的动能相等

C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等

D.系统增加的内能等于系统减少的机械能

10. 难度：中等

带有光滑圆弧轨道、质量为m₀的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示。一质量为m的小球以速度v₀水平冲上滑车,当小球上滑再返回,并脱离滑车时,以下说法可能正确的是

A.小球一定沿水平方向向左做平抛运动

B.小球可能沿水平方向向左做平抛运动

C.小球可能做自由落体运动

D.若小球初速度v₀足够大，以致小球能从滑道右端冲出滑车，则小球再也落不进滑车

三、单选题

11. 难度：简单

设地球的质量为M，半径为R，自转角速度为ω，万有引力常量为G，同步卫星离地心高度为r，地表重力加速度为g，则关于同步卫星的速度v的表达式不正确的是(    )

A. v=rω B.  C.  D.

四、多选题

12. 难度：困难

如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上O点的转轴上，另一端与一质量为m、套在粗糙固定直杆A处的小球（可视为质点）相连，直杆的倾角为30°，OA=OC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长．小球从A处由静止开始下滑，初始加速度大小为a_A，第一次经过B处的速度为v，运动到C处速度为0，后又以大小为a_C的初始加速度由静止开始向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法正确的是

A.小球可以返回到出发点A处

B.弹簧具有的最大弹性势能为

C.撤去弹簧，小球可以静止在直杆上任意位置

D.a_A－a_C＝g

五、实验题

13. 难度：中等

如图，用光电门等器材验证机械能守恒定律．直径为d、质量为m的金属小球由A处静止释放，下落过程中经过A处正下方的B处固定的光电门，测得A、B的距离为H（H≫d），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则

（1）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图像如图所示，当图中已知量t₀、H₀和重力加速度g及小球直径d满足以下表达式__________________时，可判断小球下落过程中机械能守恒；

（2）实验中发现动能增加量ΔE_k总是小于重力势能减少量ΔE_p，若增加下落高度，则ΔE_p－ΔE_k将__________（选填“增加”、“减小”或“不变”）．

14. 难度：困难

恢复系数是反映碰撞时物体形变恢复能力的参数，它只与碰撞物体的材料有关，两物体碰撞后的恢复系数为，其中v₁ 、 v₂分别为质量为m₁和m₂的物体碰撞前的速度，u₁ 、 u₂分别为质量为m₁和m₂的物体碰撞后的速度。某同学利用如图所示的实验装置测定质量为m₁和m₂的物体碰撞后的恢复系数。

实验步骤如下：

①将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中质量为m₁和m₂的两球与木条的撞击点；

②将木条竖直放在轨道末端右侧并与轨道接触，让质量为m₁的入射球从斜轨上A点由静止释放，摘击点为B′；

③将木条向右平移到图中所示位置，质量为m₁的入射球仍从斜轨上的A点由静止释放，确定撞击点；

④质量为m₂（m₁> m₂）的球静止放置在水平槽的末端，将质量为m₁的入射球再从斜轨上A点由静止释放，确定两球相撞后的撞击点；

⑤目测得B′与撞击点N、P、M的高度差分别为h₁、h₂、h₃。

（1）利用实验中测量的数据表示两小球碰撞后的恢复系数为e =___________________ 。

（2）若再利用天平测量出两小球的质量为m₁、m₂，则满足_____________________表示两小球碰撞前后动量守恒；若满足_____________________表示两小球碰撞前后机械能守恒。

六、解答题

15. 难度：中等

半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右匀强电场，如图所示，珠子所受静电力是其重力倍。将珠子从环上最低位置A点静止释放，则珠子所能获得最大动能E_k为多少?

16. 难度：困难

如图甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成，AD与DCE相切于D点，C为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑，用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力F_N，改变H的大小，可测出相应的F_N的大小，F_N随H的变化关系如图乙折线PQI所示（PQ与QI两直线相连接于Q点），QI反向延长交纵轴于F点（0，5.8 N），重力加速度g取10 m/s²，求： 

（1）小物块的质量m、圆轨道的半径R及轨道DC所对应的圆心角θ

（2）小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ

17. 难度：困难

如图所示，光滑水平面上有质量为m₁的长木板，木板的右端离竖直挡板距离为L₀，某时，可看作质点的小滑块以v_o的水平速度从左端滑上长木板，小滑块的质量为m_2，滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板与档板的碰撞是弹性的，L₀足够大。

（1）若m₁：m₂=2:1 ,要确保小滑块最终不从木板上掉下，求木板长度L的最小值

（2）若m₁：m₂=1:2，小滑块最终不从木板上掉下，求从滑块滑上木板到最后稳定的过程中，长木板所走过的路程S