天津南开区津英中学高三物理下学期摸底试题含解析

天津南开区津英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.（多选题）A、B是某电场中一条电场线上的两点，一正电荷仅在电场力作用下，沿电场线从A点运动到B点，速度图象如图8所示。下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势的高低的判断，正确的是（

）A、B、C、D、参考答案：A2.如图所示，一质点在一恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点时，质点的速度方向恰好改变了900。在此过程中，质点的动能

A.不断增大

B.不断减小

C.先减小后增大

D.先增大后减小参考答案：3.（多选）如图所示，两个等量同种点电荷分别固定于光滑绝缘水平面上A、B两点．一个带电粒子由静止释放，仅受电场力作用，沿着AB中垂线从C点运动到D点（C、D是关于AB对称的两点）．下列关于粒子运动的v-t图象中可能正确的是（

）参考答案：4.已知天然放射现象放出α、β、γ三种射线。下列说法正确是A．α、β、γ三种射线分别是氦原子核、电子和中子B．三种射线中α射线速度最快、β射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强C．α射线轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为++D．英国物理学家J.J.汤姆孙最早用α射线完成著名的“α粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型参考答案：Cγ射线是一种高能电磁波，不是中子，A错误。三种射线中γ射线速度最快、穿透能力最强，α射线电离作用最强，B错误。卢瑟福最早完成著名的“α粒子散射实验”并提出核式结构的原子模型，D错误。只有选项C正确。5.如图所示，某点O处固定一点电荷+Q，一电荷量为-q1的点电荷以O为圆心做匀速圆周运动，另一电荷量为-q2的点电荷以O为焦点沿椭圆轨道运动，两轨道相切于P点。两个运动电荷的质量相等，它们之间的静电引力和万有引力均忽略不计，且q1>q2。当-q1、-q2经过P点时速度大小分别为v1、v2，加速度大小分别为a1、a2，下列关系式正确的是 A．a1=a2

B．a1<a2

C．v1=v2

D．v1>v2参考答案：D在P点时，两电荷受力均为库仑力,分别为F1=,F2=

∵q1＞q2∴F1＞F2

由牛顿第二定律F=ma，因为m相同，所以a1＞a2，所以AB均错误．

在P点有a=，∵a1＞a2

∴V1＞V2所以C错误，D正确．故此题应选D．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，竖直放置的轻弹簧，下端固定，上端与质量为kg的物块B相连接．另一个质量为kg的物块A放在B上．先向下压A，然后释放，A、B共同向上运动一段后将分离，分离后A又上升了m到达最高点，此时B的速度方向向下，且弹簧恰好为原长．则从A、B分离到A上升到最高点的过程中，弹簧弹力对B做的功为J，弹簧回到原长时B的速度大小为

m/s.（m/s2）参考答案： 0, 27.16．如图甲所示，是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：a．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。b．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量M。c．取下细绳和易拉罐后，换一条纸带，接通电源，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点。已知打点计时器的打点频率为f，重力加速度为g。d．改变细沙质量，重复a、b、c实验步骤。（1）步骤c中小车所受的合外力为________________。（2）为验证从O→C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为x0，OC间距离为x1，则C点的速度为________。需要验证的关系式为______________________________(用所测物理量的符号表示)。（3）用加细沙的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________。A．可以获得更大的加速度以提高实验精度B．可以更容易做到m?MC．可以更方便地获取多组实验数据参考答案：①mg

②

mgx1＝

Cks5u8.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50Hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_

_和

__之间某时刻开始减速．（2）计数点5对应的速度大小为________m/s.(保留三位有效数字)（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a＝________m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”)．参考答案：(1)_6和7

，（2）0.99-1.02_m/s.(保留三位有效数字)（3）a＝2.0_m/s2，_偏大_。

解析：①从纸带上的数据分析得知：在点计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在计数点7之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速；

②v5===1.00m/s

v6==m/s=1.16m/s

③由纸带可知，计数点7往后做减速运动，根据作差法得：

a==-2.00m/s2．

所以物块减速运动过程中加速度的大小为2.00m/s2

在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力，所以计算结果比动摩擦因素的真实值偏大．

故答案为：故答案为：①6；7；②1.00；1.16；③2.00;偏大9.用多用电表欧姆档的“×l0”倍率，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3所示，则该电阻的阻值约为

Ω。参考答案：欧姆表表盘读数为22Ω，由于选择的是“×l0”倍率，故待测电阻的阻值是220Ω。10.一矩形线圈围绕着垂直于匀强磁场的中心轴匀速转动，从线圈平面通过中性面开始，将它转过1/4转用的时间分成三等分，则在这连续三段时间内的感应电动势的平均值的比值是：

。参考答案：答案：11.核动力航母利用可控核裂变释放核能获得动力．核反应是若干核反应的一种，其中X为待求粒子，y为X的个数，则X是

▲

（选填“质子”、“中子”、“电子”），y＝

▲

.若反应过程中释放的核能为E，光在真空中的传播速度为c，则核反应的质量亏损表达式为

▲

.参考答案：中子（1分）

3（1分）

E/c212.新发现的双子星系统“开普勒-47”有一对互相围绕运行的恒星，运行周期为T，其中一颗大恒星的质量为M，另一颗小恒星只有大恒星质量的三分之一。已知引力常量为G。大、小两颗恒星的转动半径之比为_____________，两颗恒星相距______________。参考答案：1:3，

13.我校机器人协会的同学利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的关系。如图甲所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个实心铁球，在圆盘测力计的托板上放一烧杯水，读出两测力计的示数分别为F1、F2；再把小球浸没在水中（水不会溢出），如图乙所示，读出两测力计的示数分别为F3、F4。请你分析弹簧测力计示数的变化，即F3_______F1（选填“>”“=”“<”）。水对铁球的浮力大小为_________，若____________________，就说明了作用力与反作用力大小相等。参考答案：（1）<

（2）F1F3或F4F2F1F3=F4F2三、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.如图所示，荧光屏MN与x轴垂直放置，荧光屏所在位置横坐标x0＝40cm，在第一象限y轴和MN之间存在沿y轴负方向的匀强电场，在第二象限有半径R＝10cm的圆形磁场，磁感应强度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁场的边界和x轴相切于P点。在P点有一个粒子源，平行于坐标平面，向x轴上方各个方向发射比荷为1.0×108C./kg的带正电的粒子，已知粒子的发射速率v0＝4.0×106m/s。不考虑粒子的重力粒子间的相互作用。求(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;(2)若所有带电粒子均打在x轴下方的荧光屏上，求电场强度的最小值参考答案：（1）（2）【详解】（1）粒子在磁场中做圆周运动，其向心力由洛伦兹力提供，即：，则；（2）由于r＝R，所以所有粒子从右半圆中平行x轴方向进入电场进入电场后，最上面的粒子刚好从Q点射出电场时，电场强度最小，粒子进入电场做类平抛运动，水平方向上竖直方向，联立解得最小强度为：；四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，两平行金属板长度l不超过0.2m，两板间电压U随时间t变化的图象如图乙所示。在金属板右侧有一左边界为MN、右边无界的匀强磁场，磁感应强度B=0.01T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=105m/s射入电场中，初速度方向沿两板间的中线OO’方向。磁场边界MN与中线OO’垂直。已知带电粒子的比荷q/m=108C/kg，粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计。(1) 在每个粒子通过电场区域的时间内，可以把板间的电场强度看作是恒定的。请通过计算说明这种处理能够成立的理由；(2)设t=0.1s时刻射人电场的带电粒子恰能从金属板边缘穿越电场射入磁场，求该带电粒子射出电场时速度的大小；(3) 对于所有经过电场射入磁场的带电粒子，设其射人磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d,试判断d的大小是否随时间变化？若不变，证明你的结论；若变化，求出d的变化范围。参考答案：解：(1)带电粒子在金属板间运动时间t＝，T＝0.2s

得t<<T，(或t时间内金属板间电压变化ΔU≤2×10－3

V，变化很小)

故t时间内金属板间的电场可以认为是恒定的

(2)t＝0.1s时刻偏转电压U＝100V

带电粒子沿两板间的中线射入电场恰从平行金属板边缘飞出电场，电场力做功W＝qU

由动能定理：W＝mv12－mv02

代入数据可得v1＝1.41×105

m/s

(3)设某一任意时刻射出电场的粒子速率为v，速度方向与水平方向的夹角为α，则

v＝

粒子在磁场中有qvB＝m

可得粒子进入磁场后，在磁场中做圆周运动的半径R＝

由几何关系d＝2Rcosαks5u

可得：d＝＝0.2m，故d不随时间而变化ks5u17.中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰。2012年9月25日，该舰正式加入中国海军序列。11月25日，歼-15舰载机在航母上成功起降了，为中国航母战斗力的形成迈出了极为关键的一步。歼-15飞机是我国自行设计研制的首型舰载多用途战斗机，具有完全的自主知识产权。航空母舰上的起飞跑道可以简化为如图所示，假设航空母舰上的起飞跑道由长度为L1=1.6×102m的水平跑道和长度为L2=20m的倾斜跑道两部分组成。水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=4.0m。舰载机质量为m=2.0×104kg的飞机,其发动机的推力大小恒为F=1.2×105N，方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍。假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点,取g=10m/s2。（1）求飞机到达倾斜跑道末端时的速度大小；（2）为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100m/s，外界还需要在整个水平轨道对飞机施加助推力，求助推力F推的大小。参考答案：解析：（1）飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力作用，设加速度大小为a1、末速度大小为v1，有

代入已知数据可得

=40m/s，

飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用，设沿斜面方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2，沿斜面方向有

（2）飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力、助推力与阻力作用，设加速度大小为a′1、末速度大小为v′1，有

飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用没有变化，加速度大小仍有a′2=3.0m/s2

根据题意，v′2=100m/s，代入数据解得

另解：（1）全过程应用于动能定理得：代入数据解得:（2）全过程应用于动能定理得：代入数据解得:18.如图所示，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B置于光滑绝缘的水平面上，A球的带电量为+2q，B球的带电量为﹣3q，构成一个带电系统（它们均可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力）．现让小球A处在有界匀强电场区域MPNQ内．已知虚线MP位于细杆的中垂线上，虚线NQ与MP平行且间距足够长．匀强电场的电场强度大小为E，方向水平向右．释放带电系统，让它从静止开始运动，忽略带电系统运动过程中所产生的磁场影响．求：（1）带电系统运动的最大速度为多少？（2）带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值多少？（3）带电系统回到初始位置所用时间为多少？参考答案：【考点】：匀强电场中电势差和电场强度的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；动能定理．【专题】：电场力与电势的性质专题．【分析】