山东省德州市奎台乡中学2022-2023学年高三物理下学期摸底试题含解析

山东省德州市奎台乡中学2022-2023学年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.如图所示，一装置固定在水平面上，AB是半径为R的四分之一光滑轨道，上端A离地面的高度为H，一个质量为m的小球从A点处由静止滑下，落到地面上C点，若以轨道下端B点所在的水平面为零势能面，下列说法正确的是（）A．小球在A点的重力势能为mgH B．小球在B点的机械能为0C．小球在C的机械能为mgR D．小球在C点的动能为mg（H﹣R）参考答案：C【考点】功能关系．【分析】物体的重力势能由物体的质量和高度决定，由EP=mgh可以计算重力势能的大小．轨道光滑，小球在下滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒，小球在B点的机械能等于在A点的机械能．由机械能守恒定律求小球在C点的动能．【解答】解：A、以B点所在的水平面为零势能面，A点的高度为R，小球在A点的重力势能为mgR，故A错误．B、根据机械能守恒定律得：小球在B点的机械能等于在A点的机械能，为mgR，故B错误．C、小球从B到C的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则小球在C点的机械能等于小球在B点的机械能，为mgR，故C正确．D、从A到C的过程中，根据动能定理：EKC﹣0=mgH，解得：EKC=mgH，故D错误．故选：C2.如图所示，小车沿水平地面向右匀加速直线运动，固定在小车上的直杆与水平地面的夹角为θ，杆顶端固定有质量为m的小球．当小车的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力变化的受力图（OO′为沿杆方向）是（）A． B． C． D．参考答案：C【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【分析】小球与小车的运动情况保持一致，当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时，小球的加速度也水平向右且逐渐增大，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律和力的分解即可解题．【解答】解：小球与小车的运动情况保持一致，故小球的加速度也水平向右且逐渐增大，对小球进行受力分析，竖直方向受平衡力，所以杆子对小球的力的竖直向上的分量等于重力且不发生变化，水平方向合力向右并逐渐增大，所以杆子对小球的作用力的水平分量逐渐增大，故C正确．故选C．3.（单选）如图所示为游乐园中空中转椅的理论示意图。长度不同的两根细绳悬于同一点，另一端各系一个质量相同的小球，使它们在同一水平面内作圆锥摆运动，则两个圆锥摆相同的物理量是A．绳的拉力

B．线速度的大小C．周期

D．向心力参考答案：C解：对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；

将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtanθ①；

由向心力公式得到，F=mω2r②；

设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htanθ③；

由①②③三式得，，与绳子的长度和转动半径无关；

又由，故周期与绳子的长度和转动半径无关，故C正确；

由v=wr，两球转动半径不等，故线速度不同，故B错误；

绳子拉力：，故绳子拉力不同，故A错误；

由F=ma=mω2r，两球转动半径不等，故向心力不同，故D错误；

故选C．4.如图所示，以MN为下边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，MN上方有一单匝矩形导线框abcd，其质量为m，电阻为R，ab边长为l1，bc边长为l2，cd边离MN的高度为h．现将线框由静止释放，线框下落过程中ab边始终保持水平，且ab边离开磁场前已做匀速直线运动，求线框从静止释放到完全离开磁场的过程中（1）ab边离开磁场时的速度v；（2）通过导线横截面的电荷量q；（3）导线框中产生的热量Q．参考答案：解：（1）线框匀速运动时，产生的电动势为：E=Bl1v…①由欧姆定律可知：…②安培力为：F=BIl1…③根据平衡条件可知，mg=F…④由①②③④联立：（2）导线框穿过磁场的过程中，电量…⑤平均电流：…⑥平均电动势为…⑦由⑤⑥⑦联立：（3）导线框穿过磁场的过程中，利用能量守恒定律，带入（1）中的速度，解得：答：（1）ab边离开磁场时的速度v为（2）通过导线横截面的电荷量q为；（3）导线框中产生的热量Q为．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．【分析】（1）根据导体切割磁感线规律可明确感应电动势，根据欧姆定律求得电流，再由平衡条件可求得速度；（2）根据法拉第电磁感应定律可求得平均电动势，再由q=It可求得电荷量；（3）根据功能关系可求得导线框中产生的热量．5.（单选）一物体做直线运动，其加速度随时间变化的图象如图所示。

下列图象中，可能正确描述此物体运动的是

A．

B．

C．

D．参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示为皮带转动装置，右边两轮共轴连接，且RA=RC=2RB皮带不打滑，则在A、B、C三轮中的周期TA：TB：TC=

，线速度vA：vB：vC=

，向心加速度aA：aB：aC=

、

参考答案：2：1：1，1：1：2，1：2：4解：由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故，所以，

由角速度和线速度的关系式可得，由于B轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，即，故

，所以周期之比为

由角速度和线速度的关系式可得。7.如图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg=500Ω，满刻度电流为Ig=1mA的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1=__________Ω，R2=__________Ω参考答案：9500

9由串联电路的特点可得,.8.（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车质量不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。①分析此图线的OA段可得出的实验结论是______________。②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大参考答案：（1）小车受到的合力；（2）小车的加速度跟所受的合力成正比；（3）C。9.现有a、b两种单色光，其波长关系为用a光照射某种金属时，恰好发生光电效应。则：①用b光照射该金属时，

发生光电效应；（填“能”或“不能”）②若增加a光强度，释放出光电子的最大初动能

增大。（填“能”或“不能”）参考答案：10.用图（a）所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。（1）完成平衡摩擦力的相关内容：

（A）取下沙桶，把木板不带滑轮的一端垫高；

（B）接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。如果打出的纸带如图（b）所示，则应

（选填“增大”、“减小”或“不改变”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹

为止。（2）某同学实验时得到如图（c）所示的a—F图象（沙和沙桶质量远小于小车质量），则该同学探究的是：在

条件下，

成正比。（3）上题中若沙和沙桶质量过大，不能远小于小车质量，则可能会出现下列哪种图像参考答案：（1）减小（2分），间隔相等（2分），

（2）小车质量一定的（2分），小车的加速度与所受拉力（2分）

（3）B11.在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则电源内阻的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的最大功率为0.9W．参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：由图可知两电阻串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压；当滑片向左端滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化，则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出R1两端的电压变化，判断两图象所对应的电压表的示数变化；由图可知当R2全部接入及只有R1接入时两电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻；由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率．解答：解：当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r解得：r=5Ω，E=6V．由上分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I==A=0.3A，则滑动变阻器消耗最大功率P=I2R=0.9W；故答案为：5，0.9．点评：在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理．12.如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，长度为L，两侧边竖直且等长；直流电源电动势为E，内阻为r；R为电阻箱；S为开关。此外还有细沙、天平和若干轻质导线。已知重力加速度为g。先将开关S断开，在托盘内加放适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关S，将电阻箱阻值调节至R1=r，在托盘内重新加入细沙，使D重新处于平衡状态，用天平称出此时细沙的质量为m2且m2＞m1。（1）磁感应强度B大小为___________，方向垂直纸面____________（选填“向里”或“向外”）；

（2）将电阻箱阻值调节至R2=2r，则U形金属框D_________（选填“向下”或“向上”）加速，加速度大小为___________。参考答案：（1），向外；（2）向上，13.一列简谐波波源的振动图象如图所示，则波源的振动方程y=

cm；已知这列波的传播速度为1.5m/s，则该简谐波的波长为

m。参考答案：；3试题分析：从振动图象可知，，角速度，振幅A=20cm振动方程，根据考点：考查了横波图像，波长、波速及频率的关系【名师点睛】解决本题的关键是可以由振动图象获取相应信息，以及熟练掌握公式、，难度不大，属于基础题．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。15.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：

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.经过天文望远镜的长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识。双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离。一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统处理。现根据对某一双星系统的光学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者间相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动。⑴试计算该双星系统的运动周期T⑵若实验上观测到运动周期为T′，为了解释两者的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。作为一种简化的模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着密度为ρ的暗物质，而不考虑其它暗物质的影响，并假定暗物质与星体间的相互作用同样遵守万有引力定律。试根据这一模型计算该双星系统的运动周期T′参考答案：⑴夯杆加速上升阶段：a==2m/s2

⑵夯杆先加速上升，当速度等于滚轮的线速度时匀速上升全过程电动机对夯杆做的功为W，由动能定理可得

⑶摩擦产生的热量

Q=2μFN△s

夯杆加速上升的时间

高度为滚轮边缘转过的距离是s=vt1=8m

相对夯杆的位移是

△s=8m-4m=4m

Ks5u∴Q=4.8×104J

17.（17分）如图甲所示，足够长的金属导轨MN和PQ与一阻值为R的电阻相连，平行地放在水平桌面上，质量为m的金属杆可以无摩擦地沿导轨运动．导轨与ab杆的电阻不计，导轨宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过整个导轨平面．现给金属杆ab一个初速度v0，使ab杆向右滑行．回答下列问题：（1）简述金属杆ab的运动状态，并在图乙中大致作出金属杆的v一t图象（2）求出回路的最大电流值Im并指出电流流向（3）当滑行过程中金属杆ab的速度变为v时，求杆ab的加速度a（4）电阻R上产生的最大热量Q.

参考答案：解析：（1）做加速度减小的减速运动直到停止运动。（3分）

图象如答图1

（2分）

（2）金属杆在导轨上做减速运动，刚开始时速度最大，感应电动势也最大，有：

Em=BLv0

（1分）

所以回路的最大电流Im=

（2分）

金属杆上电流方向从a到b

（1分）

（3）