河南省焦作市孟州韩愈中学高三物理下学期摸底试题含解析

河南省焦作市孟州韩愈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1.两个电荷量分别为q和－q的带电粒子分别以速度Va和Vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则()A．a粒子带正电，b粒子带负电B．两粒子的轨道半径之比Ra∶Rb＝∶1C．两粒子的质量之比ma∶mb＝1∶2D．两粒子的速度之比Va∶Vb＝1∶2参考答案：C2.如图所示，一个劈形物体M放存固定的粗糙斜面上，其上面呈水平．在其水平面上放一光滑小球m．当劈形物体从静止开始释放后，观察到m和M有相对运动，则小球m在碰到斜面前的运动轨迹是（）A．沿水平向右的直线 B．沿斜面向下的直线C．竖直向下的直线 D．无规则的曲线参考答案：C【考点】牛顿第二定律．【分析】由题，小球是光滑的，只受竖直方向的重力和支持力，根据牛顿第二定律分析小球的运动情况．【解答】解：据题意，小球是光滑的，竖直方向上受到重力和M的支持力，当劈形物体从静止开始释放后，M对小球的支持力减小，小球的合力方向竖直向下，则小球沿竖直向下方向运动，直到碰到斜面前，故其运动轨迹是竖直向下的直线．故选C3.（多选）跳伞员从悬停在空中的直升机上跳伞，伞打开前可看做是自由落体运动，打开伞后减速下降，且打开伞后空气阻力与速度平方成正比，最后匀速下落．如果用h表示下落高度，t表示下落的时间，a表示人的加速度，E表示人的机械能，Ep表示人的重力势能，v表示人下落的速度，则在整个运动过程中，下列图象可能符合事实的是（）A．B．C．D．参考答案：【考点】：机械能守恒定律．【专题】：机械能守恒定律应用专题．【分析】：运动员从直升机上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，即空气阻力忽略不计，开伞后减速下降，空气阻力大于重力，故合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动．：解：A、运动员从直升机上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，做匀加速直线运动，v﹣t图象是过原点的直线．打开伞后减速下降，随着速度减小，空气阻力减小，合力减小，加速度减小，当加速度减至零时做匀速运动；故A正确．B、运动员伞打开前可看作是自由落体运动，加速度是g，不变．打开伞后减速下降，随着速度的减小，加速度也减小，且加速度方向向上，故B正确．C、重力势能逐渐减小，规定初位置重力势能为零，则Ep=mg（﹣h），即重力势能与高度是线性关系，故C错误．D、自由落体运动过程机械能守恒，打开伞后由于空气阻力做负功，运动员的机械能减小，且机械能的变化等于空气阻力做的功，空气阻力减小，机械能减小变慢，故D正确．故选：ABD．4.如图，不能将电压升高供给电灯的变压器是（

）

A．甲图B．乙图C．丙图D．丁图参考答案：ABD5.如图甲所示，光滑水平面上，木板m1向左匀速运动．t=0时刻，木块从木板的左端向右以与木板相同大小的速度滑上木板，t1时刻，木块和木板相对静止，共同向左匀速运动．以v1和a1，表示木板的速度和加速度；以v2和a2表示木块的速度和加速度，以向左为正方向，则图乙中正确的是参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点，在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时，半径OA方向恰好与v的方向相同，如图所示，若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，重力加速度为g，则小球抛出时距O的高度h=，圆盘转动的角速度大小ω=（n=1、2、3…）．参考答案：考点：匀速圆周运动；平抛运动．版权所有专题：匀速圆周运动专题．分析：小球做平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，根据水平位移求出运动的时间，根据竖直方向求出高度．圆盘转动的时间和小球平抛运动的时间相等，在这段时间内，圆盘转动n圈．解答：解：小球做平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，则运动的时间t=，竖直方向做自由落体运动，则h=根据ωt=2nπ得：（n=1、2、3…）故答案为：；（n=1、2、3…）．点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，以及知道圆盘转动的周期性．7.（4分）我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。这种装置被称为“人造太阳”，它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁能源。在该装置内发生的核反应方程是，其中粒子X的符号是

。已知的质量是m1，的质量是m2，的质量是m3，X的质量是m4，光速是c，则发生一次上述聚变反应所释放的核能表达式为

。参考答案：或者n或者中子（2分）（2分）8.（4分）如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用长更___________（填长、短）的单色光，或是使双缝与光屏间的距离___________（填增大、减小）。参考答案：长，增大。解析：依据双缝干涉条纹间距规律，可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光，应将增大双缝与屏之间的距离L。9.一个横截面为矩形、粗细均匀的折射率为n的玻璃棒，被弯成如图所示的半圆形状，其内半径为，玻璃棒横截面宽为。如果一束平行光垂直于玻璃棒水平端面射入，并使之全部从水平端面射出，则与的最小比值为________________。

参考答案：10.用A、B两个弹簧秤拉橡皮条的D端（O端固定），当D端达到E处时，.然后保持A的读数不变，角由图中所示的值逐渐变小时，要使D端仍在E处，则角

_________（选填：增大、保持不变或减小），B弹簧秤的拉力大小

。（选填：增大、保持不变或减小）.参考答案：11.如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q、初速度为vo的带电粒子从a点沿ab方向进入磁场，不计重力。若粒子恰好沿BC方向，从c点离开磁场，则磁感应强度B=__________；粒子离开磁场时的动能为Ex__________。参考答案：

带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径r=L，由可得B=，洛伦兹力不做功，粒子离开磁场时的动能为。12.一个静止的质点，在0～4s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上，力F随时间t的变化如图所示，则质点在第2s末位移

方向（填不变，改变），第4s末运动速度为

。参考答案：

答案：不变，零13.在质量为M的电动机飞轮上，固定着一个质量为m的重物，重物到轴的距离为R，如图所示，为了使电动机不从地面上跳起，电动机飞轮转动的最大角速度不能超过__________。参考答案：

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以4m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.求:(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s.(2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角θ.(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力.参考答案：(1)1.6m

(2)m/s，90°

(3)5600N【详解】(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得：竖直方向上：水平方向上：可得：.(2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度：到达A点时速度：设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则：即，所以：(3)对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：

当时，计算得出.由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600

N.答：(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离.(2)从平台飞出到达A点时速度，圆弧对应圆心角.(3)当最低点O速度为6m/s，人和车对轨道的压力5600

N.15.如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为M=0.1kg，电阻为R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率Pm。参考答案：0.5；1/6s；0.54W【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，则（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大由可求得v2=1.8m/s根据线框匀速进入磁场时：可得FA=0.2N又因为可得将v2、B2L2带入可得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一个与平台连接的足够长斜坡的倾角为θ且sinθ＝，一辆卡车的质量为1t。关闭发动机，卡车从静止开始沿斜坡滑下，最大速度可达120km/h。已知卡车运动过程中所受空气阻力和地面阻力的和与速度成正比，即Ff＝kv。(1)求比例系数k。现使卡车以恒定功率P沿斜坡向上行驶，可达到的最大速度为54km/h，求卡车的功率P。参考答案：见解析(1)当卡车的重力沿斜面向下的分力等于阻力时，卡车的速度达到最大，则Ff=mgsinθ＝kvm

…………(2分)得k＝10N·s/m。

…………(1分)(2)Ff1＝kv1＝10×N＝150N

…………(1分)F阻＝Ff1＋mgsinθ＝(150＋104×)

…………(2分)P＝F阻v1＝(150＋104×)×W＝7250W。

…………(2分)卡车的功率为：7250W17.如图所示，长为L质量为m的金属棒ab自平行倾斜双轨上高为h处自由滑下，经光滑圆弧连接处进滑入水平平行双轨，水平双轨处在磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场中，倾斜双轨与水平双轨间夹角为θ，在水平双轨上摆放着另一质量为m的金属棒cd，若金属棒光滑，水平双轨很长，两金属棒不可能相碰，且电阻均为R0（导轨电阻不计）。求：（1）金属棒ab在倾斜平行双轨滑下时的加速度a；（2）金属棒ab刚滑入水平双轨时产生的电动势E；（3）金属棒ab刚滑入水平双轨产生的电流I。参考答案：（1）金属棒ab自斜双轨自由滑下，在沿斜轨道方向：mgsinθ=ma解出：a=gsinθ

（3分）（2）由机械能守恒知，bd棒进入水平轨道速度为mgh=mv02金属棒ab刚滑入水平双轨产生的电动势E：E=BLV0解出：E=BL

（3分）解出:ED=12000J18.（计算）如右图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为R