广西壮族自治区柳州市第二十中学2022年高三物理上学期摸底试题含解析

广西壮族自治区柳州市第二十中学2022年高三物理上学期摸底试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ。现对木箱施加一拉力F，使木箱沿地面做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（

）（A）F一直增大

（B）F先减小后增大（C）F的功率先减小后增大

（D）F的功率一直减小参考答案：BD2.（多选题）如图所示，质量为M，长度为L的小车静止的在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动,小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是A、物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fxB、物块和小车增加的总动能为FxC、物块克服摩擦力所做的功为f（L+x）D、物块到达小车最右端时具有的动能为（F-f）(L+x)参考答案：ACD3.美国物理学家于1995年在国家实验室观察到了顶夸克．这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一．正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为EP=﹣K，式中r是正、反顶夸克之间的距离，as=0.12是强相互作用耦合常数，无单位，K是与单位制有关的常数，则在国际单位制中常数K的单位是（）A．J B．N C．J?m D．J/m参考答案：C【考点】力学单位制．【专题】定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题．【分析】根据正、反顶夸克之间的强相互作用势能公式表示出K，代入国际单位以后可以知道它的单位．【解答】解：由题意知K=﹣，as无单位，r的单位为m，EP的单位为J，则K的单位为Jm，故C正确．故选：C4.在刚刚结束的伦敦奥运会上，江苏选手陈若琳获得女子双人十米跳台和个人十米跳台两．枚金牌，为祖国赢得了荣誉．已知十米跳台比赛的水池长25m、宽25m，水深5.4m，设水的密度，水的摩尔质量，阿伏伽德罗常数，试估算水池中的水分子个数．(结果保留一位有效数字)参考答案：5.如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁。开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb＝0。现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（

）A．Ffa大小不变B．Ffa方向改变C．Ffb仍然为零D．Ffb方向向左参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50Hz．（1）实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，先

，再

，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，

；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。（2）如图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．（3）在上述的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，

做正功，

做负功．（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv2=v2-v20）,根据图线可获得的结论是

．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦和

．表1纸带的测量结果测量点S/cmv/(m·s-1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C

D7.150.54E9.410.60参考答案：（1）接通电源，放开小车，关闭电源

（2）5.08±0.01

,

0.49（3）钩码的重力，摩擦力（4）△V2与S成正比，小车的质量。7.直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角=60°．已知这种玻璃的折射率n=，则：①这条光线在AB面上的的入射角为

；②图中光线ab

（填“能”或“不能”）从AC面折射出去．参考答案：①45°(2分)

②不能8.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一负电荷（电量很小，不影响电场分布）固定在P点，如图所示，U表示电容器的电压，EP表示负电荷在P点的电势能，若保持正极板不动，将负极板移到图中虚线所示的位置，则U________（填变大、变小或者不变），EP________（填变大、变小或者不变）.参考答案：变小

不变9.如图所示，一根不均匀的铁棒AB与一辆拖车相连接，连接端B为一固定水平转动轴，拖车在水平面上做匀速直线运动，棒长为L，棒的质量为40kg，它与地面间的动摩擦因数为，棒的重心C距转动轴为，棒与水平面成30°角．运动过程中地面对铁棒的支持力为200N；若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些，其他条件不变，则运动过程中地面对铁棒的支持力将比原来增大（选填“增大”、“不变”或“减小”）．参考答案：考点：力矩的平衡条件；力的合成与分解的运用．分析：选取接端B为转动轴，地面对铁棒的支持力的力矩与重力的力矩平衡，写出平衡方程，即可求出地面对铁棒的支持力；若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些则AB与地，地面之间的夹角减小，同样，可以根据力矩平衡的公式，判定地面对铁棒的支持力的变化．解答：解：以B点为转轴，在拖车在水平面上向右做匀速直线运动过程中，棒的力矩平衡，设棒与水平面的夹角为α．则有mgcosα=NLcosα+fLsinα

①又滑动摩擦力f=μN．联立得：2mgcosα=3Ncosα+3μNsinα

②解得，N=α=30°代入解得，N=200N若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些，α减小，tanα减小，由③得知，N增大．故答案为：200，增大．点评：本题是力矩平衡问题，正确找出力臂，建立力矩平衡方程是关键．10.（4分）磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B2/2μ，式中B是磁感强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F，如图所示。因为F所作的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感强度B与F、A之间的关系为B＝

。参考答案：答案：(2μF/A)1/211.某一单摆在小角度自由摆动时的振动图像如图所示。根据数据估算出它的摆长为

△△m，摆动的最大偏角正弦值约为

。参考答案：1

0.0412.如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，若波的传播速度v=8m/s,则x=4m处的质点P的振动方程y=______cm,x=1m处的质点O在5s内通过的路程为______cm.参考答案：13.如图所示，连通器的三支管水银面处于同一高度，A、B管上端封闭，C管上端开口，今在C管中加入一定量的水银，且保持温度不变，则稳定后A管内的水银柱高度____（选填“大于”、“等于”或“小于”）B管内水银柱高度，A管内气体压强改变量____

（选填“大于”、“等于”或“小于”）B管内气体压强改变量。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，质量均为m=1kg的A、B两物体通过劲度系数为k=100N/m的轻质弹簧拴接在一起，物体A处于静止状态。在A的正上方h高处有一质量为的小球C，由静止释放，当C与A发生弹性碰撞后立刻取走小球C，h至少多大，碰后物体B有可能被拉离地面？参考答案：h≥0.45m设C与A碰前C的速度为v0，C与A碰后C的速度为v1，A的速度为v2，开始时弹簧的压缩量为H。对C机械能守恒：

C与A弹性碰撞：对C与A组成的系统动量守恒：

动能不变：

解得：

开始时弹簧的压缩量为：

碰后物体B被拉离地面有弹簧伸长量为：

则A将上升2H，弹簧弹性势能不变，机械能守恒：

联立以上各式代入数据得：

15.(3-5模块)(5分)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1(E1<0)。参考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图15所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧。可视为质点的物块A和B紧靠在一起，静止于b处，A的质量是B的3倍。两物体在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动。B到b点时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的，A与ab段的动摩擦因数为μ，重力加速度g，求：（1）物块B在d点的速度大小v;（2）物块A滑行的距离s.参考答案：见解析（1）B在d点，根据牛顿第二定律有：

解得：（2）B从b到d过程，只有重力做功，机械能守恒有：…………①AB分离过程动量守恒有：………………②A匀减速直线运动，用动能定理得，………③联立①②③，解得：17.（10分）如图所示，轻线一端系一质量为m的小球，另一端穿过光滑小孔套在正下方的图钉A上，此时小球在光滑的水平平台上做半径为a、角速度为ω的匀速圆周运动。现拔掉图钉A让小球飞出，此后细绳又被A正上方距A高为h的图钉B套住，达稳定后，小球又在平台上做匀速圆周运动。求：（1）图钉A拔掉前，轻线对小球的拉力大小，（2）从拔掉图钉A到被图钉B套住前小球做什么运动？所用的时间为多少？（3）小球最后做圆周运动的角速度。参考答案：

解析：

（1）图钉A拔掉前，轻线的拉力大小为。

（2分）

（2）小球沿切线方向飞出做匀速直线运动（2分）

直到线环被图钉B套住，小球速度为（1分），

匀速运动的位移，（1分）（如图）

则时间。（1分）

（3）v可分解为切向速度v1和法向速度v2，绳被拉紧后v2=0，小球以速度v1做匀速圆周运动，半径。由

18.雨滴在空中下落时，由于空气阻力的影响，最终会以恒定的速度匀速下降，我们把这个速度叫做收尾速度．研究表明，在无风的天气条件下，空气对下落雨滴的阻力可由公式f=CρSv2来计算，其中C为空气对雨滴的阻力系数（可视为常量），ρ为空气的密度，S为雨滴的有效横截面积（即垂直于速度v方向的横截面积）．假设雨滴下落时可视为球形，且在到达地面前均已达到收尾速度．每个雨滴的质量均为m，半径均为R，雨滴下落空间范围内的空气密度为ρ0，空气对雨滴的阻力系数为C0，重力加速度为g．（1）求雨滴在无风的天气条件下沿竖直方向下落时收尾速度的大小；（2）若根据云层高度估测出雨滴在无风的天气条件下由静止开始竖直下落的高度为h，求每个雨滴在竖直下落过程中克服空气阻力所做的功；（3）大量而密集的雨滴接连不断地打在地面上，就会对地面产生持续的压力．设在无风的天气条件下雨滴以收尾速度匀速竖直下落的空间，单位体积内的雨滴个数为n（数量足够多），雨滴落在地面上不反弹，雨滴撞击地面时其所受重力可忽略不计，求水平地面单位面积上受到的由于雨滴对其撞击所产生的压力大小．参考答案：解：（1）设雨滴竖直下落的收尾速度大小为v，雨滴达到收尾速度时开始匀速下落

mg=f又因为解得

（2）设雨滴在空中由静止沿