江西省九江市英才高级中学2022-2023学年高三物理上学期摸底试题含解析

江西省九江市英才高级中学2022-2023学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.如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，B、C两小球在固定的光滑斜面上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，c球放在垂直于斜面的光滑挡板上。现用手控制住A，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线、弹簧均与斜面始终平行．已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态，释放A后，A竖直向下运动至速度最大时C恰好离开挡板．下列说法正确的是 A．斜面倾角

B．斜面倾角 C．A获得最大速度为

D．A获得最大速度为参考答案：AD2.如如图所示，一弧形的石拱桥由四块完全相同的石块垒成，每块石块的左、右两个截面间所夹的圆心角为30°，第1、4块石块固定在地面上，直线OA沿竖直方向.则第2、3块石块间的作用力F23和第1、2块石块间的作用力F12之比为（

）（不计石块间的摩擦力）

B．

C．

D．参考答案：A3.将一根金属杆在竖直向下的匀强磁场中以初速度υ水平抛出，若金属杆在运动过程中始终保持水平，那么，金属杆的感应电动势E的大小将：A．随杆的速度的增大而增大B．随杆的速度方向与磁场方向的夹角的减小而减小C．保持不变D．因速度的大小与方向同时变化，无法判断E的大小参考答案：C解析：平抛运动垂直磁场方向的速度大小不变。4.当前我国“高铁”事业发展迅猛．假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其v﹣t图象如图所示，已知在0～t1时段为过原点的倾斜直线，t1时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在t3时刻达到最大速度v3，以后匀速运动．下述判断正确的是（）A．从0至t3时间内一直做匀加速直线运动B．t2时刻的加速度大于t1时刻的加速度C．在t3时刻以后，机车的牵引力为零D．该列车所受的恒定阻力大小为参考答案：D【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．【分析】由图可知列车是以恒定的加速度启动的，由于牵引力不变，列车的实际功率在增加，此过程列车做匀加速运动，也就是0﹣﹣﹣t1时间段，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值，也就是t3时刻．【解答】解：A、v﹣t图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动，从图中可知只有0﹣t1时段为倾斜直线，所以0﹣t1时段为匀加速直线运动，所以A错误．B、在t2时刻，列车功率已经达到额定功率，牵引力已经减小了，加速度也减小了，所以在t2时刻的加速度要小于t1时刻的加速度，所以B错误．C、在t3时刻以后，列车匀速运动，是处于受力平衡状态，牵引力等于阻力，而不是零，所以C错误．D、当汽车达到最大速度时，汽车的牵引力和阻力大小相等，由P=Fv=fvm可得，f=，所以D正确．故选：D5.（多选）如图所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．t＝0时对金属棒施一平行于导轨的外力F，金属棒由静止开始沿导轨向上做匀加速运动．下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ、磁通量的瞬时变化率、通过金属棒的电荷量q以及a、b两端的电势差U随时间t变化的图象中，正确的是参考答案：二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，在研究感应电动势大小的实验中，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1____E2；通过线圈导线横截面电量的大小关系是ql____q2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。参考答案：

大于

等于

7.（4分）我国陆地面9.6×1012m2，若地面大气压

，地面附近重力加速度g=10m/s2，空气平均摩尔质量为，阿伏伽德罗常数

，我国陆地上空空气的总质量M=

；我国陆地上空空气的分子总数N=

。(结果保留两位有效数字)参考答案：9.6×1016Kg，1.9×1042个

解析：①大气压可看作是由空气重量产生的，

代入数据解出

②分子总数8.实验证明：通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B＝kI/r，式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，有一矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂着，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0=3N；当MN通以强度为I1=1A电流时，两细线内的张力均减小为T1=2N；当MN内电流强度大小变为I2时，两细线内的张力均增大为T2=4N。则电流I2的大小为

A；当MN内的电流强度为I3=3A时两细线恰好同时断裂，则在此断裂的瞬间线圈的加速度大小为

g。(g为重力加速度)。参考答案：9.某同学用烧瓶与玻璃管等器材制作了如图所示的简易测温装置，他用一小滴水银（即忽略水银产生的压强）封闭一定质量的气体，并将竖直管如图细分100个等分刻度。该同学将两天的数据记录在下表内。观察时间第一天第二天6：008：0010：0012：006：008：0010：00实际温度（°C）810111381012水银滴所在刻度24343949213039（1）由第一天数据推断，该测温装置能测量的最高温度为________°C。（2）（多选）发现第二天与第一天在同温下水银滴所在刻度不一致，分析产生此现象的原因可能是（

）（A）外界大气压变大

（B）外界大气压变小（C）烧瓶内气体质量减小

（D）测量时整个装置倾斜参考答案：（1）（2分）23.2（2）（4分）AC10.16．如图所示，质点甲以8ms的速度从O点沿Ox轴正方向运动，质点乙从点Q（0m，60m）处开始做匀速直线运动，要使甲、乙在开始运动后10s在x轴上的P点相遇，质点乙运动的位移是

，乙的速度是

．参考答案：100m

10㎝/s11.为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考回答下列问题(打点计时器交流电频率为50Hz)：

(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施?

(2)当我们分别用同样的橡皮筋l条、2条、3条……并起来进行第l次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致，我们把第l次实验时橡皮筋对小车做的功记为W．

(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图所示是其中四次实验打出的部分纸带．(4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表．

次数

1

2

3

4

橡皮筋对小车做功

W

小车速度V(m/s)

V2

(m2/s2)

从表中数据可得出结论：

．参考答案：（1）垫高放置打点计时器一端，使自由释放的小车做匀速运动

次数

1

2

3

4

橡皮筋对小车做功

W

2W

3W

4W

小车速度V(m/s)

1.00

1.42

1.73

2.00

V2

(m2/s2)

1.00

2.02

2.99

4.00（2）

(3)在误差准许的范围内，做功与速度的平方成正比12.一个横截面为矩形、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：13.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a－F图象．(1)本实验中是否需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”)；(2)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg.（保留1位有效数字）参考答案：

否

，

1

kg

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）为确定爱因斯坦的质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为MeV。写出该反应方程，并通过计算说明正确。（已知质子、粒子、锂核的质量分别取、、）参考答案：核反应方程为核反应的质量亏损，由质能方程可得，质量亏损相当的能量MeV而系统增加的能量MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以正确。15.一在隧道中行驶的汽车A以的速度向东做匀速直线运动，发现前方相距处、以的速度同向运动的汽车B正开始匀减速刹车，其刹车的加速度大小,从此刻开始计时，若汽车A不采取刹车措施，汽车B刹车直到静止后保持不动，求：（1）汽车A追上汽车B前，A、B两汽车间的最远距离；（2）汽车A恰好追上汽车B需要的时间．参考答案：（1）16m（2）8s(1)当A、B两汽车速度相等时，两车间的距离最远，即v＝vB－at＝vA

得t＝＝3s此时汽车A的位移xA＝vAt＝12m；汽车B位移xB＝vBt－at2＝21mA、B两汽车间的最远距离Δxm＝xB＋x0－xA＝16m(2)汽车B从开始减速直到静止经历的时间t1＝＝5s

运动的位移x′B＝＝25m汽车A在t1时间内运动的位移x′A＝vAt1＝20m

此时相距Δx＝x′B＋x0－x′A＝12m汽车A需要再运动的时间t2＝＝3s

故汽车A追上汽车B所用时间t＝t1＋t2＝8s四、计算题：本题共3小题，共计47分16.图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口，在Y上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力。（1）求上述粒子的比荷；（2）如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；（3）为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形。参考答案：（1）设粒子在磁场中的运动半径为r。如图甲，依题意M、P连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径，由几何关系得

①由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力，可得

②联立①②并代入数据得=4.9×C/kg（或5.0×C/kg）

③（2）设所加电场的场强大小为E。如图乙，当粒子子经过Q点时，速度沿y轴正方向，依题意，在此时加入沿x轴正方向的匀强电场，电场力与此时洛伦兹力平衡，则有

④代入数据得

⑤所加电场的长枪方向沿x轴正方向。由几何关系可知，圆弧PQ所对应的圆心角为45°，设带点粒子做匀速圆周运动的周期为T，所求时间为t，则有

⑥

⑦联立①⑥⑦并代入数据得

⑧（3）如图丙，所求的最小矩形是，该区域面积w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

⑨联立①⑨并代入数据得矩形如图丙中（虚线）17.如图所示，在一底边长为2a，θ=30°的等腰三角形区域内（D在底边中点），有垂直纸面向外的匀强磁场．现有一质量为m，电量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从D点垂直于EF进入磁场，不计重力和与空气阻力的影响．（1）若粒子恰好垂直于EC边射出磁场，求磁场的磁感应强度B为多少？（2）改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED板的最长时间是多少？（3）改变磁感应强度的大小，可以再延长粒子在磁场中的运动时间，求粒子在磁场中运动的极限时间．（不计粒子与ED板碰撞的作用时间．设粒子与ED板碰撞前后，电量保持不变并以相同的速率反弹）参考答案：（1）依题意，粒子经电场加速射入磁场时的速度为v由qU=mv2得：v=

①

（1分）粒子在磁场中做匀速圆周运动其圆心在E点，如图所示，半径r1=a②由洛仑兹力提供向心力：qvB=m

③

（2分）由①②③式得：B=

（2分）（2）粒子速率恒定，从进入磁场到第一次打到ED板的圆周轨迹到EC边相切时,路程最长，运动时间最长．如图，设圆周半径为r2由图中几何关系：r2+=a

（2分）得：r2=a

……………④（1分）最长时间t=

………⑤（2分）由①④⑤式得：t