2022-2023学年天津杨柳青第三中学高三物理摸底试卷含解析

2022-2023学年天津杨柳青第三中学高三物理摸底试卷含解析一、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，在水平桌面上叠放着木块P和Q，水平力F推动两个木块做匀速直线运动，下列说法中正确的是：

A.P受3个力，Q受3个力

B.P受3个力，Q受4个力

C.P受4个力，Q受6个力

D.P受2个力，Q受5个力参考答案：D2.（多选题）实验小组为了探究物体在倾角不同的斜面上的运动情况，将足够长的粗糙木板的一端固定在水平地面上，使物体以大小相同的初速度v0由底端冲上斜面，每次物体在斜面上运动过程中斜面倾角θ保持不变．在倾角θ从0°逐渐增大到90°的过程中（）A．物体的加速度先减小后增大B．物体的加速度先增大后减小C．物体在斜面上能达到的最大位移先增大后减小D．物体在斜面上能达到的最大位移先减小后增大参考答案：BD【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】以物体为研究对象，根据牛顿第二定律列方程求解加速度大小，根据倾角变化求解加速度大小；根据运动学计算公式列方程求解位移大小．【解答】解：AB、以物体为研究对象，受力分析如图所示，根据牛顿第二定律可得：mgsinθ+μmgcosθ=ma，解得：a=gsinθ+μgcosθ=g（），令sinβ=，则cosβ=，所以得：a=gsin（θ+β），所以随着θ角的增大，加速度先增大再减小，A错误、B正确；CD、根据位移速度关系可得：，可得：x=，加速度先增大再减小，所以位移先减小后增大，C错误、D正确．故选：BD．3.以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是(

)A.光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关B.结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C.重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损D.自然界中含有少量的14C,14C具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用14C来测定年代参考答案：ABD4.(单选题)伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，对于这个研究过程，下列说法正确的是

A.斜面实验是一个理想实验B.斜面实验放大了重力的作用，便于测量小球运动的路程C.通过对斜面实验的观察与计算，直接得到落体运动的规律D.不直接做落体实验是因为当时时间测量不够精确

参考答案：D5.（单选）如图，置于水平地面的三脚架上固定一质量为m照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受压力大小为（

）A．mg/3

B．2mg/3

C．mg/6

D．mg/9参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(4分)一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块恰好做自由落体运动，质量为，则另一块爆炸后瞬时的速度大小________。参考答案：（4分）7.如下图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为沙桶和沙砂，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池、电压为6V，G是开关，请指出图中的三处错误：(1)______________________________________________________________；(2)______________________________________________________________；(3)______________________________________________________________．参考答案：(1)定滑轮接滑块的细线应水平(或与导轨平行)(2)滑块离计时器太远(3)电火花计时器用的是220V的交流电，不能接直流电8.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：9.（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)1/210.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s。①写出x=2.0m处质点的振动方程式y=

▲

㎝；②求出x=0.5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=▲㎝。参考答案：①y=-5sin(2πt)②9011.研究加速度和力的关系加速度和质量的关系：两个相同的小车并排放在光滑水平轨道上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码．小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重力大小．小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线，控制两辆小车同时开始运动和结束运动．（1）利用这一装置，我们来研究质量相同的两辆小车在不同的恒定拉力作用下，它们的加速度是怎样的．由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，由公式

，只要测出两小车

之比就等于它们的加速度a之比．实验结果是：当小车质量相同时，a正比于F．（2）利用同一装置，我们来研究两辆小车在相同的恒定拉力作用下，它们的加速度与质量是怎样的．在两个盘里放上相同数目的砝码，使两辆小车受到的拉力相同，而在一辆小车上加放砝码，以增大质量．重做试验，测出

和

．实验结果是：当拉力F相等时，a与质量m成反比。（3）实验中用砝码（包括砝码盘）的重力G的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做的前提条件是

（4））将夹子换为打点计时器，可以通过所打纸带计算出物体的加速度。某次实验所得图线如图所示。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_________，小车的质量为________。参考答案：．(1)

位移(2)

小车质量

通过位移

(3)

砝码与砝码盘质量远远小于小车的总质量

(4)

12.两个劲度系数分别为和的轻质弹簧、串接在一起，弹簧的一端固定在墙上，如图所示.开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在弹簧的端向右拉动弹簧，已知弹的伸长量为，则弹簧的伸长量为

.参考答案：13.匀强电场场强为E，与竖直方向成α角，范围足够大。一质量为m、电荷量为q的带负电小球用细线系在竖直墙上，恰好静止在水平位置，则场强E的大小为

。若保持场强大小、方向和小球电荷量不变，现剪断细线，则小球作

运动。（请描述运动的方向及性质）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，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。参考答案：试题分析：由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态，求封闭气体的压强，然后找到不同状态下气体参量，计算温度或者体积。开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有①根据力的平衡条件有②联立①②式可得③此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥联立③④⑤⑥式解得⑦从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为⑧故本题答案是：点睛：本题的关键是找到不同状态下的气体参量，再利用气态方程求解即可。15.（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。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一块半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示。现让一细单色光束垂直AB沿半径Oa方向射到玻璃砖上，光沿Oa方向从玻璃砖的左侧射出。若保持光的入射方向不变，将光沿Oa方向向上平移，求：（真空中的光速为c，不考虑光在玻璃砖内的多次反射）。①当细光束平移到距O点的M点时，玻璃砖左侧恰好不再有光线射出，求玻璃砖对该单色光的折射率；②当细光速平移到距O点的N点时，出射光线与Oa延长线的交点为f，求光由N点传播到f点的时间。参考答案：①；②试题分析：作出光路图，根据临界角公式即可求出玻璃砖对该单色光的折射率；作出光路图，由几何关系求出距离，光在玻璃中传播速度：，根据运动学公式即可求得传播时间。(i)光束由M处平行Oa射入，在b处发生全反射，如图所示：∠ObM为临界角，由临界角公式：又有：解得：(ii)如图所示，光束由N点平行Oa射人，在c点发生折射，设入射角∠OeN=a，折射角为由折射率：和解得：由几何关系：，，光在玻璃中传播速度：光在玻璃中Ne回传播的时间：光在空气中ef间传播的时间：光由N点传播到f点的时间：点睛：本题主要考查了全反射定律以及反射定律的应用，正确作出光路图，灵活运用几何知识求解是关键。17.如下图甲所示，在以O为坐标原点的xOy平面内，存在着范围足够大的电场和磁场。一个带正电小球在0时刻以v0＝3gt0的初速度从O点沿+x方向（水平向右）射入该空间，在t0时刻该空间同时加上如下图乙所示的电场和磁场，其中电场沿+y方向（竖直向上），场强大小，磁场垂直于xOy平面向外，磁感应强度大小。已知小球的质量为m，带电量为q，时间单位t0，当地重力加速度g，空气阻力不计。试求：（1）12t0末小球速度的大小。（2）在给定的xOy坐标系中，大体画出小球在0到24t0内运动轨迹的示意图。（3）30t0内小球距x轴的最大距离。参考答案：解（1）0~t0内，小球只受重力作用，做平抛运动。当同时加上电场和磁场时，电场力：F1=qE0=mg，方向向上（1分）因为重力和电场力恰好平衡，所以在电场和磁场同时存在时小球只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有：（1分）运动周期，联立解得T＝2t0（1分）电场、磁场同时存在的时间正好是小球做圆周运动周期的5倍，即在这10t0内，小球恰好做了5个完整的匀速圆周运动。所以小球在t1=12t0时刻的速度相当于小球做平抛运动t＝2t0时的末速度。vy1=g·2t0=2gt0（1分）所以12t0末（1（2）24t0内运动轨迹的示意图如右图所示。（2分）（3）分析可知，小球在30t0时与24t0时的位置相同，在24t0内小球做了t2=3t0的平抛运动，和半个圆周运动。23t0末小球平抛运动的竖直分位移大小为：（1分）竖直分速度vy2=3gt0（1分）所以小球与竖直方向的夹角为θ＝45°，速度大小为（1分）此后小球做匀速圆周运动的半径（1分）30t0末小球距x轴的最大距离：＝（1分）18.如图所示，质量为m1=lkg的小物块由静止轻轻放在水平匀速运动的传送带上，从A点随传送带运动到水平部分的最右端B点，经半圆轨道C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道，恰能做圆周运动。C点在B点的正上方，D点为轨道的最低点。小物块m1到达D点后与静止在D点的质量为m2=0.5kg小物块发生碰撞，碰撞后，两者均做平抛运动，m2恰好垂直于倾斜挡板打在挡板跟水平面相交的E点，m1落在F点，已知半圆轨道的半径R=0.5m，D点距水平面的高度h=0.45m，倾斜挡板与水平面之间的夹角θ=53°，不考虑空气阻力，试求：（1）摩擦力对小物块m1做的功；（2）水平面上EG间的距离；（3）小物块m1碰撞m2后经过D点时对轨道压力的大小。（题目中可能要用到的数据：g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）参考答案：解：（1）设小物体m1经过C点时的速度大小为v1，因为经过C点恰能做圆周运动，由牛顿第二定律得：

（1分）

解得：v1==m/s

（1分）小物体m1由A到B过程中，设摩擦力对小物体做的功为Wf，由动能定理得：

（1分）

解得：Wf=2.5J

（1分）（2）