天津第二十一中学高三物理下学期摸底试题含解析

天津第二十一中学高三物理下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.(单选)如图所示，A是一质量为M的空盒子，B的质量为M，A、B用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，A置于倾角θ=30°的斜面上，B悬于斜面之外，A、B均处于静止状态．现在向A中缓慢地加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子过程中，下列说法正确的是（） A．A对斜面的压力不变 B． 绳子拉力逐渐变小 C．A所受到的合力逐渐变大 D． A所受的摩擦力先减小后变大参考答案：D2.分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质．据此可判断下列说法中正确的_______(填选项前的字母)A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．分子问的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多D．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大参考答案：C布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映；分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小，随分子间的距离的减小而增大，且斥力减小或增大比引力变化要快些．A、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，悬浮颗粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著，故A错误；B、分子间距离越大，分子间的引力和斥力越小，但合力不一定减小；当分子间距大于平衡距离时，分子间距离越大，达到最大分子力之前，分子力越来越大，故B错误；C、一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多；故C正确；D、气体从外界吸收热量，若同时对外做功，则内能可能不变，也可能减小，故D错误；故选：C．3.（多选题）质量为m的物块静止在长为L、倾角为θ的斜面顶端，现对物块施加一平行斜面向下的拉力，使物块由静止开始向下做匀加速运动，测得其滑到斜面低端所用时间为t，由以上物理量可求出（）A．物块到达斜面底端时的动能B．物块与斜面之间的动摩擦因数C．下滑过程中拉力对物块所做的功D．物块下滑过程中机械能的变化量参考答案：AD【考点】功能关系；机械能守恒定律．【分析】物体沿斜面向下做匀加速运动，根据运动学公式可求加速度和滑到斜面低端的速度；根据牛顿第二定律得加速度等式，再根据已知量判断能否求拉力和动摩擦因数；根据功能关系求物块下滑过程中机械能的变化量．【解答】解：A．物体沿斜面向下做匀加速运动，所以有：L=t，解得：滑到斜面低端的速度为：v=，所以滑到低端的动能为：EK=mv2，故A正确；B．由v2=2aL可知，可求得加速度，由牛顿第二定律有：a=，但是拉力F未知，不能求物块与斜面之间的动摩擦因数，故B错误；C．由B分析可知，不能求出F的大小，所以不能求下滑过程中拉力对物块所做的功，故C错误；D．由B分析可知，F﹣μmgcosθ=ma﹣mgsinθ，所以可求出F﹣μmgcosθ的大小，即是可求F﹣μmgcosθ做的功，根据功能关系，可求物块下滑过程中机械能的变化量，故D正确．故选：AD．4.（单选）如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于O点．一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA在外力F的作用下使夹角θ＜90°，现缓慢改变绳OA的方向至θ＞90°，且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态．下列说法正确的是（）A．绳OA的拉力一直增大B．斜面对物块P的摩擦力的大小可能先减小后增大C．地面对斜面体有向右的摩擦力D．地面对斜面体的支持力大于物块P和斜面体的重力之和参考答案：考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：对结点O受力分析，根据图解法分析F的变化和绳子PO拉力的变化，然后以P为研究对象根据平衡条件判断摩擦力的变化．解答：解：A、缓慢改变绳OA的方向至θ＞90°的过程，OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置到3位置所示，可见OA的拉力先减小后增大，OP的拉力一直增大；故A错误；B、若开始时P受绳子的拉力比较小，则斜面对P的摩擦力沿斜面向上，OP拉力一直增大，则摩擦力先变小后反向增大，故B正确；C、以斜面和PQ整体为研究对象受力分析，根据平衡条件：斜面受地面的摩擦力与OA绳子水平方向的拉力等大反向，故摩擦力方向向左，C错误；D、以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析，根据竖直方向受力平衡：N+Fcosα=M斜g+MPg+MQg由上图分析可知F的最大值即为MQg（当F竖直向上方向时）故Fcosα＜MQg则N＞M斜g+MPg，故D正确；故选：BD．点评：本题采用隔离法和整体法研究两个物体的平衡问题，灵活选择研究对象；摩擦力的方向及大小变化尤其为难点．5.如图所示，质量m1＝4kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1m，现有质量m2＝2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝3m/s从左端滑上小车。己知物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2，则物块滑上小车后（）A.滑块和小车构成的系统动量守恒B.滑块和小车构成的系统机械能守恒C.经过一段时间从小车右端滑下D.整个过程中系统产生的热量为6J参考答案：AD【详解】A．由于地面光滑，所以滑块和小车构成的系统合外力为零，系统的动量守恒，故A正确；B．由于滑块和小车间有摩擦力，要产生内能，所以滑块和小车构成的系统机械能不守恒，故B错误；C．假设物块最终与小车共速，共同速度为v。取向右为正方向，由动量守恒定律得：m2v0＝（m1+m2）v，根据能量守恒定律得：μm2gd＝m2v02﹣（m1+m2）v2。解得滑块相对于小车滑行的距离为：d＝0.6m＜L＝1m，所以物块不会小车右端滑下，故C错误；D．整个过程中系统产生的热量为Q＝μm2gd＝6J，故D正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.将一小球从高处水平抛出，最初2s内小球动能EK随时间t变化的图线如图所示，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。根据图象信息可知，小球的质量为

▲

kg，小球的初速度为

▲

m/s，最初2s内重力对小球做功的平均功率为

▲

W。参考答案：

0.125kg

m/s

12.5W

7.某人利用单摆来确定某高山的高度。已知单摆在海面处的周期是T0。而在该高山上，测得该单摆周期为T。则此高山离海平面高度h为

。（把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体）参考答案：8.（3分）一个质量为m0静止的ω介子衰变为三个静止质量都是m的π介子，它们在同一平面内运动，彼此运动方向的夹角为120°，光在真空中的传播速度为c，则每个π介子的动能为

。参考答案：（3分）9.在下左图中，____________图（填“甲”或“乙”）表示远视眼成像示意图。矫正远视眼应佩戴眼镜的镜片是___________透镜（填“凸”或“凹”）。

甲

乙

参考答案：甲

凸10.在如右图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号为“1”，B端输入电信号为“1”时，在C端和D端输出的电信号分别为_____和______。参考答案：0，0

11.有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程0-3V的电压表，要与之

串联（选填“串联”或“并联”）一个

9Ω的电阻？改装后电压表的内阻是

1000Ω。参考答案：串联９９０１０００12.图示实线是简谐横波在t1=0时刻的波形图象，虚线是t2=0.2s时刻的波形图象，试回答：若波沿x轴正方向传播，则它的最大周期为

s；若波的传播速度为55m/s，则波的传播方向是沿x轴

方向(填“正”或“负”)。参考答案：0.8负13.一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为By=B0(1+ky)（此处k为比例常数，且k＞0），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度。俯视观察，圆环中的感应电流方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”）；圆环收尾速度的大小为________。参考答案：顺时针；三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-4模块）(6分)如图所示，红光和紫光分别从介质1和介质2中以相同的入射角射到介质和真空的界面，发生折射时的折射角也相同。请你根据红光在介质1与紫光在介质2的传播过程中的情况，提出三个不同的光学物理量，并比较每个光学物理量的大小。参考答案：答案：①介质１对红光的折射率等于介质２对紫光的折射率；②红光在介质１中的传播速度和紫光在介质２中的传播速度相等；③红光在介质１中发生全反射的临界角与紫光在介质２中发生全反射的临界角相等。（其它答法正确也可；答对每１条得２分，共6分）15.（09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求①说明光能从MN平面上射出的理由?

②能从MN射出的光束的宽度d为多少?参考答案：解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。（1分）最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光线c将垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

则r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束宽度应是

（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R＝10cm，折射率n＝，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5cm，CD为出射光线．(1)补全光路图(2)求出光从B点传到C点的时间(3)求CD与MN所成的角α.：参考答案：（1）图略……（2分）

（2）光线在B点界面的入射角与折射角分别为θ1、θ2

sinθ1===45°……（1分）

折射率

n=

得sinθ2=……（1分）光线在球中传播时间tT===×10-9(s)……（2分）（3）在C点出射角β为=

得sinβ=

β=45o∠COP=π-θ1－∠BOC=15oα+∠COP=β

得α=30o……（3分）17.（10分）一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始时气体体积为3.0×10-3。用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300K和1.0×105Pa。推动活塞压缩气体，测得气体的温度和压强分别为320K和1.0×105Pa。（1）求此时气体的体积；（2）保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×104Pa，求此时气体的体积。参考答案：解析：（1）由气体状态方程知：

将V0＝3.0×10－3，T0=300K，P0=1.0×105Pa，T1=320K，P1=1.0×105Pa代入上式

解得：V1=3.2×10－3

（2）气体发生等温变化，根据玻马定律有：

P1V1=P2V2

将P2=8.0×104pa代入可得：

V2=4.0×10－3

18.A

在粗糙的水平面上放着一个质量为mB的小物体B，在B的右侧距B为s处有一深坑（深坑左右两侧等高），如图所示．