2022-2023学年广东省梅州市叶塘中学高三物理上学期摸底试题含解析

2022-2023学年广东省梅州市叶塘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.关于物体做曲线运动，以下说法中正确的是(

)A．物体在恒力作用下，一定做直线运动B．物体在受到与速度成一角度的力作用下，一定做曲线运动；C．物体在变力作用下，一定做曲线运动；D．物体在变力作用下，不可能做匀速圆周运动参考答案：B2.（单选）在水平面上有一个小物块质量为m，从某点给它一个初速度沿水平面做匀减速直线运动，经过A、B、C三点到O点速度为零．A、B、C三点到O点距离分别为x1、x2，x3，时间分别为t1、t2、t3，下列结论正确的是（A．==B．＜＜C．==D．＜＜参考答案：解：反过来看，小球从0开始做初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式可知，X=at2．故a=2，故位移与时间平方的比值一定为定值，伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动，故C正确．故选C3.（单选）一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来的线速度大小是υ1，周期是T1，机械能是E1；假设在某时刻它向后喷气做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动，运动的线速度大小是υ2，周期是T2，机械能是E2，则（）A．υ1＞υ2T1＜T2E1＜E2B．υ1＜υ2T1＜T2E1＜E2C．υ1＞υ2T1＞T2

E1＞E2D．υ1＜υ2T1＞T2E1=E2参考答案：考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．版权所有专题：人造卫星问题．分析：飞船向后喷气做加速运动，飞船做圆周运动的半径R增大，在新的轨道达到新平衡，继续做匀速圆周运动．根据万有引力等于向心力列式，即可比较线速度和周期的变化．由于外界做功，飞船的机械能增加．解答：解：飞船向后喷气做加速运动，飞船做圆周运动的半径R增大，在新的轨道达到新平衡，继续做匀速圆周运动．根据公式：=m，得线速度v=，周期T=2π可知，当r变大，v变小，T变大．在飞船向后喷气做加速运动过程中，外界对飞船做功，飞船的机械能增加．故A正确、BCD错误．故选：A．点评：卫星变轨问题是天体力学重点内容，近年多次涉及，通过卫星运行轨道的变化，进而确定卫星线速度、角速度、周期、频率等物理量的变化情况．4.在两个足够长的固定的相同斜面体上（其斜面光滑），分别有如图所示的两套装置（斜面体B的上表面水平且光滑、长方体D的上表面与斜面平行且光滑，p是固定在B、D上的小柱，完全相同的两只弹簧一端固定在p上，另一端分别连在A和C上，在A与B、C与D分别保持相对静止状态沿斜面自由下滑的过程中，下列说法正确的是（）A．两弹簧都处于拉伸状态B．两弹簧都处于压缩状态C．弹簧L1处于压缩状态，弹簧L2处于原长D．弹簧L1处于拉伸状态，弹簧L2处于压缩状态参考答案：C【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力；胡克定律．【分析】先由整体法求出沿斜面向下运动的加速度，然后分别对A与B进行受力分析即可．【解答】解：A与C保持相对静止，则二者向下的加速度是相等的，设它们的总质量为M，则：Ma=Mgsinα所以：a=gsinα同理，若以B、D为研究对象，则它们共同的加速度大小也是gsinα．以A为研究对象，A受到重力、斜面体C竖直向上的支持力时，合力的方向在竖直方向上，水平方向的加速度：ax=acosα=g?sinαcosα该加速度由水平方向弹簧的弹力提供，所以弹簧L1处于压缩状态；以B为研究对象，则B受到重力、斜面的支持力作用时，合力的大小：F合=mgsinθ所以，B受到的重力、斜面的支持力作用提供的加速度为：a=gsinα，即B不能受到弹簧的弹力，弹簧L2处于原长状态．故选项C正确，ABD错误．故选：C5.（单选）在质量为M的电动机飞轮上，固定着一个质量为m的重物，重物到轴的距离为R，如图所示，为了使电动机不从地面上跳起，电动机飞轮转动的最大角速度不能超过（）A．B．C．D．参考答案：考点：向心力；共点力平衡的条件及其应用；牛顿第二定律．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：重物转到飞轮的最高点时，若重物对飞轮的作用力恰好等于电动机的重力时，电动机刚要跳起．以重物为研究对象，由牛顿第二定律求解角速度．解答：解：重物转到飞轮的最高点时，电动机刚要跳起时，重物对飞轮的作用力F恰好等于电动机的重力Mg，即F=Mg．以重物为研究对象，由牛顿第二定律得

Mg+mg=mω2R，解得ω=故选B点评：本题是临界问题，关键分析临界条件，并要灵活选择研究对象．中档题．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。（1）图线______是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的（选填“1”或“2”）；

（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m=__________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=____________。(3)实验中是否要求滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件?

。参考答案：（1）1（2）0.5，0.2

(3)否7.某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图所示。在波的传播方向有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔1.0s。由此可知①波长

m；②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是

cm。参考答案：①20

②-6

8.如图所示为皮带传动装置，两轮半径之比R1：R2=2：1。A、B为轮边缘上的两个点。假设在传动过程中皮带不打滑，则A、B两点的角速度之比=_________，向心加速度之比a1：a2=_________。参考答案：1：2

1：2

9.当每个具有5．0eV的光子束射人金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大初动能是1．5eV。为了使这种金属产生光电效应，入射光子的最低能量是_________eV。为了使从金属表面逸出的电子具有的最大初动能加倍，入射光子的能量是_________eV。参考答案：3.5、3.510.一定质量的理想气体处于标准状态下时体积为V0，分别经过如下两个不同的过程使体积都增大到2V0：①等温膨胀变为2V0，再等容升压使其恢复成一个标准大气压，总共吸收的热量为Q1，内能的变化为；②等压膨胀到2V0，吸收的热量为Q2，内能的变化为．则Q1

Q2，

。（填“大于”、“等于”、“小于”）参考答案：小于

等于

11.小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动。（1）小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验。下列说法正确的是________。A．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道的末端必须保持水平D．本实验必需的器材还有刻度尺和秒表（2）小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动。图乙是在每小格的边长为5cm的背景下拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2。则照相机两次闪光的时间间隔Δt＝____s，小球被抛出时的水平速度v＝_____m/s。参考答案：

(1).AC

(2).0.1s

(3).2.0m/s试题分析：（1）做研究平抛运动的实验时，应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，使之平抛时的初速度相等，选项A正确；斜槽轨道不必须光滑，只要小球落下时具有一定的速度即可，选项B错误；斜槽轨道的末端必须保持水平，以保证小球能够水平抛出，选项C正确；本实验必需的器材还有刻度尺，但不需要秒表，选项D错误；（2）小球在竖直方向是自由落体运动，且ABC三点是相邻的三个点，故存在△h=g△t2，即（5－3）L=（5－3）×0．05m=g×△t2，解之得△t=0．1s；小球被抛出时的水平速度v=4L/△t=4×0．05m/0．1s=2．0m/s。考点：研究平抛运动。12.放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代．宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的C，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730年．该衰变的核反应方程式为．C的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中C的含量是不变的．当生物体死亡后，机体内C的含量将会不断减少．若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的25%，则这具遗骸距今约有11460年．参考答案：：解：根据电荷数守恒、质量数守恒得，．经过一个半衰期，有半数发生衰变，测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的25%，根据=得，n=2，即经过2个半衰期，所以t=2×5730=11460年．故答案为：；

1146013.在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：①平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列________的点．②测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后

，打出一条纸带，关闭电源．③在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为

，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为

．④某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是

．参考答案：①间距相等

（2分，其他表述正确的同样给分）

②释放小车

（2分）

③（2分）；（2分）④外力所做的功，等于物体动能的变化量（2分，其他表述正确的同样给分）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.（6分）如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为的相同小球、、，现让球以的速度向着球运动，、两球碰撞后黏合在一起，两球继续向右运动并跟球碰撞，球的最终速度.①、两球跟球相碰前的共同速度多大？②两次碰撞过程中一共损失了多少动能？参考答案：解析：①A、B相碰满足动量守恒（1分）

得两球跟C球相碰前的速度v1=1m/s（1分）

②两球与C碰撞同样满足动量守恒（1分）

得两球碰后的速度v2=0.5m/s，（1分）

两次碰撞损失的动能（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图a.，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S＝2×10-3m2、质量为m＝4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P0＝1.0×105Pa。现将气缸竖直放置，如图b所示，取g＝10m/s2。求：（1）活塞与气缸底部之间的距离；（2）加热到675K时封闭气体的压强。参考答案：（1）（4分）

V1=24S

V2=L2S

由得（2）（6分）设活塞到卡环时温度为T3，此时V3=36S由于等压变化，有

得由540K到675K等容变化 由得17.（12分）一轻质细绳一端系一质量为kg的小球A，另一端挂在光滑水平轴O上，O到小球的距离为L=0.1m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示，水平距离s为2m，动摩擦因数为0.25．现有一小滑块B，质量也为m，从斜面上滑下，与小球碰撞时交换速度，与挡板碰撞不损失机械能．若不计空气阻力以及滑块在斜面与水平面连接处的能量损失，并将滑块和小球都视为质点，g取10m/s2，试问：（1）若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平面内做圆周运动，求此高度h.（2）若滑块B从h=5m处滑下，求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力．（3）若滑块B从h=5m处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数．参考答案：解析：（1）小球刚能完成一次完整的圆周运动，它到最高点的速度为v1，在最高点，仅有重力充当向心力，则有

①在小球从最低点运动到最高点的过程中，机械能守恒，并设小球在最低点速度为v，则又有②解①②有滑块从h1高处运动到将与小球碰撞时速度为v，对滑块由能的转化及守恒定律有

因碰撞后速度交换，解上式有h1=0．5m（2）若滑块从h=5m处下滑到将要与小球碰撞时速度为u，同理有 ③解得滑块与小球碰后的瞬间，同理滑块静止，小球以的速度开始作圆周运动，绳的拉力T和重力的合力充当向心力，则有④

解④式得T=48N（3）滑块和小球最后一次碰撞时速度为，滑块最后停在水平面上，它通过的路程为，同理有

⑤小球作完整圆周运动的次数为

⑥解⑤⑥得，n=10次18.（17分）如图所示，为光电计时器的实验简易示意图，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，实验中所选用的光电门传感器可测的最短时间为0.01ms．光滑水平导轨MN上放两个相同物块A和B，其宽度a=3.0×10-2m，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽度为d＝3.6×10－３m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光．传送带水平部分的长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速传动．物块A、B与传送带间的动摩擦因数，质量mA=mB=1kg．开始时在A和B之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开物块A和B，迅速移去轻弹簧，两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为t=9.0×10-4s．g取10m/s2．试求：（1）弹簧储存的弹性势能EP；（2）物块B沿传送带向右滑动的最远距离sm；（3）物块B滑回水平面MN的速度大小；（4）若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰，且A和B碰后互换速度，则弹射装置P至少必须对物块A做多少功，才能在AB碰后使B