2022-2023学年山西省忻州市原平大芳中学高三物理上学期摸底试题含解析

2022-2023学年山西省忻州市原平大芳中学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1.一个单摆在竖直平面内做小幅振动，周期为2s。如果从单摆向右运动通过平衡位置时开始计时，则在t＝1.6s至t＝1.8s的过程中，摆球的（

）（A）速度向左在减小，加速度向右在增大 （B）速度向左在增大，加速度向左在增大（C）速度向右在增大，加速度向右在减小 （D）速度向右在减小，加速度向左在减小参考答案：C2.在下列实例中，不计空气阻力，机械能不守恒的是

（

）A．作自由落体运动的物体．B．小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹回．C．沿光滑曲面自由下滑的物体．D．起重机将重物匀速吊起．参考答案：D3.一个质点沿一条直线做匀变速运动，t=0时刻的速度大小为5m/s，t=2s末的位移大小为8m，则t=2s时速度的大小可能是（）A．3m/sB．5m/sC．8m/sD．12m/s参考答案：考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．.专题：直线运动规律专题．分析：根据题意应用匀变速直线运动的平均速度公式与位移公式求出物体的速度，然后答题．解答：解：若末速度方向和初速度方向同向，位移为正，由平均速度公式得：x=t，则：8=×2，解得：v=3m/s；若末速度方向和初速度方向反向，位移为正，由平均速度公式得：x=t，则：8=×2，解得：v=﹣3m/s，这种情况不存在；若末速度方向和初速度方向反向，位移为负，由平均速度公式得：x=t，则：﹣8=×2，解得：v=13m/s；故A正确．故选：A．点评：本题考查了求物体速度问题，分析清楚物体运动过程，应用平均速度公式即可正确解题．4.（多选）某质点的位移随时间变化的关系式为，s与t的单位分别是m和s，则质点的

A．初速度为3m/s B．初速度为5m/s

C．加速度为6m/s2 D．加速度为3m/s2参考答案：BC5.如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且ON=2MO，M、N两点高度相同。小球自M点右静止自由滚下，忽略小球经过O点时的机械能损失，以v、s、a、Ek分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。下列图象中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，我们可以探究平行板电容器的电容与哪些因素有关．平行板电容器已充电，带电量为Q，静电计的指针偏角大小，表示两极板间电势差的大小．如果使极板间的正对面积变小，发现静电计指针的偏角变大，我们就说平行板电容器的电容变小（填“变大”或“变小”）；如果使两极板间的距离变大，发现静电计指针的偏角变大，我们就说平行板电容器的电容变小（填“变大”或“变小”）．我们之所以能够得出这些结论是因为电容器的电容C=．参考答案：考点：电容器的动态分析．专题：电容器专题．分析：根据电容的决定式，分析电容如何变化，由电容的定义式分析板间电压的变化，再判断静电计指针偏角的变化．解答：解：根据C=，正对面积变小说明电容减小，又C=，电压增大则发现静电计指针的偏角变大；使两极板间的距离变大，根据C=，说明电容减小，又C=，电压增大则发现静电计指针的偏角变大．我们之所以能够得出这些结论是因为电容器的电容C=故答案为：变小，变小，点评：本题是电容器动态变化分析问题，关键要掌握电容的决定式和电容的定义式，并能进行综合分析．7.氢原子能级如图所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成为氢离子，该氢离子需要吸收的能量至少是

eV；一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射

种不同频率的光子。参考答案：13.6eV（3分）

3（3分）解析：要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少等于氢原子的电离能13.6eV。一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射2+1=3种不同频率的光子。8.某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为p，每个分子的质量和体积分别为m和V。则阿伏加徳罗常数NA可表示为________或_____。参考答案：

(1).

(2).解：阿伏加徳罗常数NA；ρV为气体的摩尔质量M，再除以每个分子的质量m为NA，即9.如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。若在C、D间连一个理想电流表，其读数是

A；若在C、D间连一个理想电压表，其读数是

V。参考答案：

1

610.图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线。②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。④用米尺测量_______________。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。参考答案：(1)如图所示(2)③重新处于平衡状态电流表的示数I此时细沙的质量m2④D的底边长度l(3)(4)m2＞m111.某同学研究小滑块在水平长木板上运动所受摩擦力的大小，选用的实验器材是：长木板、总质量为m的小滑块、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺。器材安装如图甲所示.①主要的实验过程：(ⅰ)用游标卡尺测量挡光片宽度d，读数如图乙所示，则d=

mm；(ⅱ)让小滑块车从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t;(ⅲ)用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L;(ⅳ)求出小滑块车与木板间摩擦力f=

(用物理量m、d、L、t表示)；②若实验中没有现成的挡光片，某同学用一宽度为6cm的金属片替代，这种做法是否合理?

(选填“合理”或“不合理”)。③实验中，小滑块释放的高度要适当高一些，其目的是减少

误差。（选填“系统”或“偶然”）参考答案：）①(ⅰ)6.00(2分)；(ⅳ)(2分)；②不合理(2分)；③系统(2分)12.（4分）演示光电效应实验的装置如图所示，实验中，当用弧光灯发出的光照射锌板时，发现验电器指针会发生偏转，则指针上带的电是________电（填“正”或“负”）；已知锌的极限频率为v0，当用频率为v的光照射锌板时，只要满足_____________的条件，就能发生光电效应。参考答案：正电；v＞v013.汽车发动机的功率为60kW，若汽车总质量为5×103kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5×103N，则汽车所能达到的最大速度为12m/s；若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为16s．参考答案：考点：功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．专题：功率的计算专题．分析：当汽车在速度变大时，根据F=，牵引力减小，根据牛顿第二定律，a=，加速度减小，当加速度为0时，速度达到最大．以恒定加速度开始运动，速度逐渐增大，根据P=Fv，发动机的功率逐渐增大，当达到额定功率，速度增大，牵引力就会变小，所以求出达到额定功率时的速度，即可求出匀加速运动的时间．解答：解：当a=0时，即F=f时，速度最大．所以汽车的最大速度=12m/s．以恒定加速度运动，当功率达到额定功率，匀加速运动结束．根据牛顿第二定律，F=f+ma匀加速运动的末速度===8m/s．所以匀加速运动的时间t=．故本题答案为：12，16．点评：解决本题的关键理解汽车的起动问题，知道加速度为0时，速度最大．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（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）15.将下图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：A．电路能改变电磁铁磁性的强弱；B．使小磁针静止时如图所示。参考答案：（图略）要求画出电源和滑动变阻器，注意电源的正负极。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在如图所示的直角坐标中，x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场，场强的大小为E=×104V/m．X轴的下方有垂直于xOy面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B=2×10﹣2T．一个比荷为=2×108C/kg的正点电荷从坐标为（0，1）的A点由静止释放．电荷所受的重力忽略不计．（1）求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间；（2）求电荷在磁场中做圆周运动的半径；（3）当电荷第二次到达x轴上时，电场立即变为竖直向下，而场强大小不变，运动到P点处时速度方向与x轴正方向相同．试求P点位置坐标．参考答案：考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：（1）根据牛顿第二定律与运动学公式，即可求解；（2）根据洛伦兹力提供向心力，结合速度公式，即可求解；（3）根据运动的合成与分解知识求出P点的坐标值．解答：解：（1）电荷从A点匀加速运动运动到x轴的C点的过程：位移为：S=AC=m，由牛顿第二定律得，加速度：a=，由匀变速运动的位移公式得：s=at2，代入数据解得：t=1×10﹣6s（2）电荷到达C点的速度为：v=at，代入数据解得：v=2×106m/s速度方向与x轴正方向成45°角，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvB=m，代入数据解得：R=m；（3）轨迹圆与x轴相交的弦长为：△x=R=×=1m，所以电荷从坐标原点O再次进入电场中，速度方向与x轴方向成45度角斜向右上方，电场方向竖直向下，则粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，运动到P点处时速度方向与x轴正方向相同，则竖直方向分速度为零，由题意知：vx=vcos45°，vy=vsin45°，则：vx=2×106m，vy=2×106m，由牛顿第二定律得，加速度：a=，在竖直方向，由匀变速运动的速度公式得：vy﹣at′=0，由匀变速运动的位移公式得：y=at′2，在水平方向，由匀速直线运动的位移公式得：x=vxt′，代入数据解得：x=（2+）m，y=m；答：（1）电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间1×10﹣6s；（2）电荷在磁场中做圆周运动的半径为m；（3）P点的位置坐标为（2+，）．点评：带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛仑兹力充当向心力来解题．17.（10分）如图所示，K连续发出的电子经加速后以速度沿中心线水平射入平行板BC间，已知B和C两板的长为l1=10cm，之间的距离d=4cm，BC板右端到荧光屏的距离l2=12cm，如果在BC两板间加上交变电压，电压μ=91sin314t（V），试求在荧光屏上出现的亮线的长度，（电子的质量为m=9.1×10﹣31kg，电荷量为e=1.6×10﹣19C）参考答案：见解析解：电子以速度υ0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，设电压最大时偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t1，电子的加速度为α，离开偏转电场时的侧移量为y1，由牛顿第二定律得：，由牛顿第二定律：F=ma，由运动学公式得：L1=v0t1，，解得：cm；设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为υy，由匀变速运动的速度公式可知υy=at1；电子离开偏转电场后做匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2，电子打到荧光屏上的侧移量为y2，水平方向：L2=v0t2，竖直方向：y2=