山东省聊城市阳毅县四棚中学高三物理下学期摸底试题含解析

山东省聊城市阳毅县四棚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.（单选）如图，用恒力F拉着三个物体在光滑的水平面上一起运动．现在中间物体上加上一个小物体，那么连接物体的绳子张力和未放小物体前相比（）A．Ta不变B．Ta减小C．Tb减小D．Tb不变参考答案：解：原拉力F不变，放上小物体后，物体的总的质量变大了，由F=ma可知，整体的加速度a减小，以最前面的第一个物体为研究对象，受力分析知，F﹣Ta=ma，因为a减小了，所以Ta变大了；再以最后的物体为研究对象，受力分析知，Tb=ma，因为a减小了，所以Tb变小了．故选：C．2.如图a所示为测量电动机匀速转动时角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动，在圆形卡纸的一侧垂直安装一个改装了的电火花计时器，已知它可以每隔相同的时间T，在圆形卡纸上留下一个圆形斑点。某同学按下列实验步骤进行实验：①使电火花计时器与圆形卡保持良好接触②启动电动机，使圆形卡纸转动起来③接通电火花计时器的电源，使其工作起来④关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹，如图b所示。写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值。（1）要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是：（

）A．秒表B．毫米刻度尺C．圆规

D．量角器（2）若n个点对应的圆心角是θ，T为打点的时间间隔，写出ω的表达式ω=____________rad/s（3）为了避免卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图c所示。这对测量结果有影响吗？__________(填“有影响”或“没有影响”)参考答案：3.（单选）如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为和的木块l和2，中间用一原长为L，劲度系数为k的，轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数均为，现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是

参考答案：A4.

如图所示，物体m静止在升降机中的斜面上，当升降机竖直向上作加速运动时，物体仍静止在斜面上，则（

）A．斜面对物体的支持力增大

B．物体m所受的合力增加C．物体m所受重力增加

D．物体m所受摩擦力增加参考答案：ABD5.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直纸面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc边刚好运动到匀强磁场PQ边界的v﹣t图象，图中数据均为己知量，重力加速度为g，不计空气阻力，则在线框穿过磁场的过程中，下列说法正确的是（）A.t1到t2过程中，线框中感应电流沿顺时针方向B.线框的边长为v1（t2﹣t1）C.线框中安培力的最大功率为D.线框中安培力的最大功率为参考答案：BD【详解】A．金属线框刚进入磁场时，磁通量增加，磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向沿逆时针方向，故A错误；B．由图象可知，金属框进入磁场过程中做匀速直线运动，速度为v1，匀速运动的时间为t2﹣t1，故金属框的边长：L＝v1（t2﹣t1），故B正确；CD．在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得：mg＝BIL，又，又L＝v1（t2﹣t1），联立解得：；线框仅在进入磁场和离开磁场过程中受安培力，进入时安培力等于重力，离开时安培力大于重力，开始减速，故开始离开磁场时安培力最大，功率最大，为Pm＝F安t2，又，联立得：，故C错误，D正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，某人从高h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球。由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球飞到A处时恰竖直落入距击球点水平距离为L的洞内。已知洞深为h/3，直径略大于球。则水平风力的大小为______________；以地面为零势能面，小球触到洞底前瞬间的机械能为______________。参考答案：mgL/h，mgh7.（15分）已知万有引力常量为G，地球半径为R，同步卫星距地面的高度为h，地球的自转周期T，地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法：地球赤道表面的物体随地球作圆周运动，由牛顿运动定律有又因为地球上的物体的重力约等于万有引力,有

由以上两式得:

⑴请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出正确的解法和结果。

⑵由以上已知条件还可以估算出哪些物理量?(请估算两个物理量,并写出估算过程).参考答案：解析：（1）以上结果是不正确的。因为地球赤道表面的物体随地球作圆周运动的向心力并不是物体所受的万有引力，而是万有引力与地面对物体支持力的合力。……………(3分)

正确解答如下：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速度大小为：……………(4分)

(2)①可估算地球的质量M，设同步卫星的质量为m，轨道半径为，周期等于地球自转的周期为T，由牛顿第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步卫星运转时线速度的大小，由①知地球同步卫星的周期为T，轨道半径为，所以……………(4分)【或：万有引力提供向心力……………(1分)

对地面上的物体有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】8.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________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（单选题）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）小车的总质量，小车所受外力，（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C，9.某实验小组在“验证机械能守恒定律”实验中：①选出一条纸带如图甲所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.86cm．已知重锤质量为0.5kg，打点计时器的工作电流频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.8m/s2．由以上数据算出，当打点计时器打到B点时重力势能比开始下落时减少了

J，此时重锤的动能比开始下落时增加了

J．由计算结果可知，该实验小组在做实验时出现问题的可能原因是

．（计算结果保留两位有效数字）②在图甲所示的纸带上，某同学又选取多个计数点，测出各计数点到第一个点O的距离h，算出各计数点对应的速度v，并以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是图乙中的，图线的斜率表示

．参考答案：①0.94；0.98；实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源．②D；重力加速度g．

【考点】验证机械能守恒定律．【分析】①根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量．②根据机械能守恒定律得出的表达式，结合表达式得出正确的图线，从而得出图线斜率表示的含义．【解答】解：①当打点计时器打到B点时重力势能比开始下落时减少了△Ep=mgh2=0.5×9.8×0.1915=0.94J．B点的速度m/s=1.98m/s，则动能的增加量=0.98J．动能增加量大于重力势能的减小量，做实验时出现问题的可能原因是实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源．②根据机械能守恒得，mgh=，解得，由于打出的第一个点已经具有了一定的速度，所以h为0时，v已经不为0，则正确的图线是D．图线的斜率表示重力加速度g．故答案为：①0.94；0.98；实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源．②D；重力加速度g．10.如图所示，质量为m、边长为l的等边三角形ABC导线框，在A处用轻质细线竖直悬挂于质量也为m、长度为L的水平均匀硬杆一端，硬杆另一端通过轻质弹簧连接地面，离杆左端L/3处有一光滑固定转轴O。垂直于ABC平面有一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，当在导线框中通以逆时针方向大小为I的电流时，AB边受到的安培力大小为________，此时弹簧对硬杆的拉力大小为________。参考答案：BIl；mg/4。 11.如图所示，m为在水平传送带上被传送的小物块（可视为质点），A为终端皮带轮，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑。若物块被水平抛出，则A轮每秒的转数至少是A．

B．

C．

D．参考答案：C12.打点计时器接交流（填交流、直流）电，当频率是50Hz时，打点计时器每隔0.02秒打一个点．若测得纸带上打下的第10个到第20个点的距离为20.00cm，则物体在这段位移的平均速度为1m/s．参考答案：考点：电火花计时器、电磁打点计时器．专题：实验题．分析：了解电磁打点计时器的工作电压、工作原理即可正确解答；同时要知道平均速度为位移比时间．解答：解：打点计时器接交流电，当频率是50Hz时，打点计时器每隔0.02秒打一个点．平均速度为：v==1m/s．故答案为：交流，0.02，1．点评：本题考查了打点计时器的知识及平均速度的公式应用．知道打点计时器的打点时间间隔、应用平均速度公式即可正确解题．13.(1)某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示.长木板放于水平桌面，用钩码的重力作为小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中要采取的两项措施是：a：

b：

(2)如图所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T。距离如图。则打B点时的速度为

；要验证合外力的功与动能变化间的关系，测得位移和速度后，还要测出的物理量有

。参考答案：、（1）a：

平衡摩擦力

（2分）

。

b：

钩码的重力远小于小车的总重力

（2分）

。

（2）

（3分），钩码的质量m，小车的质量M

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.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一上端开口，下端封闭的长度为60cm的细长玻璃管，底部封有一定质量的可视为理想气体的长L1=12cm的空气柱，上部有长L2=38cm的水银柱，已知大气压强为Po=76cmHg。如果使玻璃管在竖直平面内缓慢地转动到开口向下，求在转动至水平位置和开口向下位置时管中空气柱的长度？（在转动过程中没有发生漏气，外界温度恒定，计算结果保留两位有效数字，已知）参考答案：解：设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为P1=P0+L2=114cmHg （1分）玻璃管水平位置时，空气柱压强为Po设此时空气柱长度为,玻璃管截面积为S,P1L1S=PoLS （2分）解得L=18cm

玻璃管开口向下时，原来的水银会有一部分流出，设此时空气柱长度为L′，P2=76-(60-L′)cmHg=16+L′ （2分）则由玻意耳定律得P1L1S=P2L′S （2分）解得L′=30cm17.如图所示，在铅版A上放一个放射源C可向各个方向射出速率为v的β射线，B为金属网，A、B连接在电路上，电源电动势为U，内阻为r，滑动变阻器总阻值为R.图中滑动变阻器滑片置于中点，A、B间距为d，M为荧光屏（足够大），它紧挨者金属网外侧，已知β粒子的质量为m，电荷量e，不计β射线所形成的电流对电路的影响，求：（1）闭合开关S后，AB间的场强的大小是多少?（2）β粒子到达金属网B的最长时间?（3）切断开关S，并撤去金属网B，加上垂直纸面向内、范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，设加上B后β粒子仍能到达荧光屏。这时在竖直方向上能观察到荧光屏亮区的长度是多?（已知>d）参考答案：（1）

由闭合电路欧姆定律得：I

=

(1分)