北京虎城中学高三物理上学期摸底试题含解析

北京虎城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.水的折射率为n，距水面深h处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为A.2htan(arcsin)

B.2htan(arcsinn)C.2htan(arccos)

D.2hcot(arccosn)参考答案：答案：A解析：岸上的人看到水面被光照亮是因为光线从水面射出后进入人的眼睛。光线在水面上发生了折射。如图所示，设光线OA在界面上恰好发生全反射，则sinC＝，由几何关系可知：tanC=，所以r＝htan(arcsin)，故其直径d＝2r＝2htan(arcsin)。2.x轴上有两个点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中曲线所示。下列判断中正确的是

A．电势最低的P点所在处的电场强度为零B．Q1和Q2一定是同种电荷，但不一定是正电荷C．Q1的电量一定大于Q2的电量D．Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点参考答案：ACD3.2010年9月19日，强台风“凡亚比”在台湾省花莲县丰滨乡附近沿海登陆，水平风速达到40m/s.一块质量为2kg的石块从山顶无初速被吹下悬崖，假设山高2000m，若风速不变，不计空气阻力，g＝10m/s2，则下列说法中正确的是()．A．石块做平抛运动B．石块下落过程中加速度恒定不变C．石块落到地面时与初始位置的水平距离小于800mD．石块落地时重力的瞬时功率为4000W参考答案：石块水平方向做加速运动，故不属于平抛运动，A错；竖直方向加速度恒为g，水平方向加速度不断变化，B错；根据t＝＝20s，水平方向最大速度为40m/s，在这个过程中平均速度小于40m/s，水平位移s＝vt＜800m，C对；落地时竖直方向vy＝gt＝200m/s，石块落地时瞬时功率P＝mgvy＝4000W，D对．CD4.如图所示，质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态．m和M的接触面与竖直方向的夹角为，若不计一切摩擦，下列说法正确的是A．水平面对正方体M的弹力大小大于（M+m）gB．水平面对正方体M的弹力大小为（M+m）gcosαC．墙面对正方体M的弹力大小为mgcotαD．墙面对正方体m的弹力大小为mgtanα参考答案：C5.通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则

A．螺线管的P端相当于N极，a接电源的正极

B．螺线管的P端相当于N极，a接电源的负极

C．螺线管的P端相当于S极，a接电源的正极

D．螺线管的P端相当于S极，a接电源的负极参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”，他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处，调节气垫导轨水平后，用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，每次滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t。改变钩码个数，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表。实验次数12345F/N0.490.981.471.962.45t/（ms）40.428.623.320.218.1t2/（ms）21632.2818.0542.9408.0318.424.530.6（1）为便于分析F与t的关系，应作出

的关系图象，并在如图坐标纸上作出该图线。（2）由图线得出的实验结论是

。

（3）设AB间的距离为s，遮光条的宽度为d，请你由实验结论推导出物体的加速度与外力的关系

。

参考答案：（1）

图略（2）与成正比（3）推导过程：在误差允许范围内，物体质量一定时，加速度与外力成正比7.

（选修3—4模块）（4分）某单色光在真空中的光速为c，波长为，则它在折射率为n的介质中传播时的速度为

，波长为

．参考答案：答案：（2分）；（2分）8.如图所示为水平放置的两个弹簧振子A和B的振动图像，已知两个振子质量之比为mA:mB=2:3，弹簧的劲度系数之比为kA:kB=3:2，则它们的周期之比TA：TB＝

；它们的最大加速度之比为aA:aB＝

。

参考答案：2：3；9：2略9.像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图2所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图所示装置测量滑块和长1m左右的木块间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为0.05s和0.02s，挡光片的宽度d=1．0cm。（1）滑块通过光电门1的速度v1=

m/s，滑块通过光电门2的速度v2=

m/s。若光电门1、2的距离为L=21．0cm，则滑块的加速度为

m/s2。（2）若仅提供一把米尺，已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了研究v1．v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量是

（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量的字母）。（3）用（2）中各物理量求解动摩擦因数的表达μ=

（用字母表示）。参考答案：①0.2m/s；

0.5m/s

0.5m/s2；

②P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点距离a、斜面的长度b（3）Ks5u10.（5分）一质量为，电量为的带正电质点，以的速度垂直于电场方向从点进入匀强电场区域，并从点离开电场区域。离开电场时的速度为。由此可知，电场中、两点间的电势差____________V；带电质点离开电场时，速度在电场方向的分量为______________。不考虑重力作用。参考答案：答案：，

11.如图所示为一圆拱桥，最高点的半径为40m。一辆质量为1.2×103kg的小车，以10m／s的速度经过拱桥的最高点。此时车对桥顶部的压力大小为_________N；当过最高点的车速等于_________m/s时，车对桥面的压力恰好为零。（取g=10m／s2）参考答案：

20

12.如图，框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，A端用光滑铰链铰接在墙壁上．现用竖直方向的力F作用在C端，使AB边处于竖直方向且保持平衡，则力F的大小为mg．若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F′，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力F′所做的功为0.25πmgl．参考答案：考点：功的计算；共点力平衡的条件及其应用．版权所有专题：功的计算专题．分析：框架ABC保持平衡，则重力的力矩应等于F的力矩，根据力矩平衡列式即可求解，力F的大小；使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当F′的力矩等于重力力矩时，动能最大，求出AC边转过的角度，力F′做的功等于力乘以弧长．解答：解：对框架ABC受力分析，其整体重心在O点，由数学知识可知，OD=，框架ABC保持平衡，则重力的力矩应等于F的力矩，根据力矩平衡得：F?CD=3mg?OD解得：F=mg使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当F′的力矩等于重力力矩时，动能最大，则有：F′l=3mg?L解得：L=，即重心位置距离墙壁的距离为时，动能最大，根据几何关系可知，转过的圆心角为：θ=此过程中力F′做的功为：W=F′lθ=1.5mgl×=0.25πmgl故答案为：mg，0.25πmgl点评：本题主要考查了力矩平衡公式的直接应用，知道运动过程中当F′的力矩等于重力力矩时，动能最大，力F′始终与AC垂直，则F′做的功等于力乘以弧长，难度适中．13.模拟兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如图K26－9所示安装；图K26－9③接通打点计时器(其打点周期为0.02s)；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定)．在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图K26－10所示．图K26－10请你分析纸带数据，回答下列问题(计算结果取三位有效数字)：(1)该电动小车运动的最大速度为__________m/s；(2)该电动小车被关闭电源后加速度大小为__________m/s2；(3)该电动小车的额定功率为__________W.参考答案：(1)1.880(1.881给分)

(2分)；

1.044

(2分)

(2)①1.00m/s，2.50m/s；②5.25J，5.29J

(每空2分)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—3）（5分）在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的理想气体．一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接．重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为20cm．如果缸内气体变为0℃，问：

①重物是上升还是下降？说明理由。②这时重物将从原处移动多少厘米？（设活塞与气缸壁问无摩擦）（结果保留一位小数）参考答案：

解析：

①缸内气体温度降低，压强减小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸内气体作等压变化，设活塞截面积为S㎝2，气体初态体积V1=20S㎝3，温度T1=373K，末态温度T2=273K，体积设为V2=hS㎝3（h为活塞到缸底的距离）

据

（1分）

可得h=14.6㎝

则重物上升高度

（1分）15.（选修3-3）（6分）如图所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞质量为m，在活塞上加一恒定压力F，使活塞下降的最大高度为?h，已知此过程中气体放出的热量为Q，外界大气压强为p0，问此过程中被封闭气体的内能变化了多少？

参考答案：解析：由热力学第一定律△U=W+Q得

△U=（F+mg+P0S）△h－Q

（6分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（13分）在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω；电阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=30Ω，R4=35Ω；电容器的电容C=100μF。电容器原来不带电。求接通电键K后流过R4=的总电量。参考答案：

解析：

由电阻的串联公式，得闭合电路的总电阻为R＝

由欧姆定律得，通过电源的电流I＝

电源的端电压U＝E－Ir

电阻R3两端的电压U↑＝

通过R4的总电量就是电容器的电量Q＝CU↑

由以上各式并代入数据得Q＝2.0×10－4C17.如图，A为位于一定高度处的质量为m、电荷量为q的带正电荷小球，质量为2m的特殊材料制成的盒子与地面间动摩擦因数，盒内有竖直向上的匀强电场，场强大小，盒外没有电场，盒子上开有一系列略大于球的小孔，孔间距满足一定关系，使小球进出盒子的过程中始终不与盒子接触，当小球A以的速度从小孔1进入盒子子同时（称为第一次进入盒子），盒子以速度v1=6m/s速度向右滑行，已知小球在电场中运动通过电场对盒子施加的力与小球受电场作用力大小相等方向相反，设盒子足够长，取重力加速度为，不计空气阻力，小球恰好能依次从各小孔进出盒子，求：（1）小球A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经过的时间；（2）第1、2两小孔的间距x12；（3）小球第五次进入盒子时盒子速度vt大小.参考答案：（1）A在盒内加速度大小

由往返时间：在盒外竖直上抛往返时间：

（2）小球在盒内时盒子加速度小球在盒外时盒子加速度小球在盒内运动盒子前进即1、2两小孔相距1.12m（3）小球第1次进入盒到第2次进入盒子速度减少值

18.如图所示，真空中竖直条形区域工存在垂直纸面向外的匀强磁场，条形区域Ⅱ存在水平向左的匀强电场，磁场和电场宽度均为L且足够长，图中虚线是磁场与电场的分界线．M、N为涂有荧光物质的竖直板，质子打在M、N板上被吸附而发出荧光．现有一束质子从A处以速度v连续不断地射人磁场，入射方向与M板成60。夹角且与纸面平行，已知质子质量为m，电量为q，不计质子重力和相互作用力，求：(1)若质子垂直打在N板上，I区磁场的磁感应强度B1；(2)在第(1)问中，调节电场强度的大小，N板上的亮斑刚好消失时的场强E;(3)若区域Ⅱ的电场强度，要使M板出现亮斑，I区磁场的最小磁感应强度B2.参考答案：（1）

（2）

（3）运用物理知识综合解决所遇到的问题的能力。（1）洛伦兹力提供向心力，，解得若质子垂