北京河南中学2022年高三物理摸底试卷含解析

北京河南中学2022年高三物理摸底试卷含解析一、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.下列说法正确的是（

）A．在波的传播过程中，质点的振动频率等于波源的振动频率，振动速度等于波的传播速度B．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，根据，则可确定干涉条纹间距变窄D．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故E．光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理参考答案：BCD2.（多选）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变．用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止．撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0．物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．则（）A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B．撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为﹣μgC．物体做匀减速运动的时间为2D．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg（x0﹣）参考答案：解：A、撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；故A错误．B、撤去F后，根据牛顿第二定律得物体刚运动时的加速度大小为a==．故B正确．C、由题，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0，由牛顿第二定律得：匀减速运动的加速度大小为a==μg．将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动，则

3x0=，得t=．故C错误．D、由上分析可知，当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度最大，此时弹簧的压缩量为x=，则物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为W=μmg（x0﹣x）=．故D正确．故选BD3.如图甲所示，质量为m的小环套在一根与水平方向成的直杆上，质量为M的重物通过轻绳与小环相连，运动中轻绳始终保持竖直。如图乙中，将同样的装置套在另一根与水平方向夹角为的直杆上，M与m一起运动，且轻绳与杆始终垂直。甲图中轻绳拉力为T1，环与杆的摩擦为;乙图中轻绳拉力为T2，环与杆的摩擦为f2，则下列说法正确的是A.T1=Mg， B.T1=Mg，=0C.T2=Mgcos，f2=0 D.T2=Mg,，f2=(M+m)g参考答案：AC【详解】AB.甲图中M受力时竖直方向，运动沿杆方向，加速度为零，M做匀速直线运动，据平衡条件T1＝Mg，对整体沿杆方向重力的分力等于摩擦力，有，故A正确，B错误；CD.乙图中M受力竖直向下的重力及垂直于杆的拉力，运动沿杆的方向，所以有：沿绳子方向合力为零，故，物块M的合力为重力沿杆方向的分力，据牛顿第二定律，解得：，故小环不受杆的摩擦力作用，所以，故C正确，D错误；4.（单选）游乐场内的新型滑梯可以简化为如图所示物理模型．一个小朋友从A点开始下滑，滑到C点时速度恰好减为0，整个过程中滑梯保持静止状态．若AB段的动摩擦因数μ1小于BC段的动摩擦因数μ2，则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中（）A．小朋友在AB段的平均速度等于BC段的平均速度B．小朋友在AB段和BC段合外力所做的功相同C．地面对滑梯的摩擦力方向始终水平向左D．地面对滑梯的支持力大小始终等于小朋友和滑梯的总重力大小参考答案：考点：功能关系；功的计算．分析：由题意可知，小朋友在AB段做匀加速直线运动，加速度沿斜面向下；在BC段做匀减速直线运动，加速度沿斜面向上．以小朋友和滑梯整体为研究对象，将小朋友的加速度分解为水平和竖直两个方向，由牛顿第二定律分析地面对滑梯的摩擦力方向和支持力的大小．解答：解：A、根据平均速度的公式，设B点的速度为v，则AB段和BC段的平均速度都为，故A正确；B、AB段小朋友加速运动，则mgsinθ＞μ1mgcosθ，BC段小朋友做减速运动，则mgsinθ＜μ2mgcosθ，所以μ1＜μ2．小孩受到的摩擦力不同，则摩擦力做的功不相等，所以在AB段和BC段合外力所做的功不相同．故B错误；C、小朋友在AB段做匀加速直线运动，将小朋友的加速度a1分解为水平和竖直两个方向，如图1．以小朋友和滑梯整体为研究对象，由于小朋友有水平向左的分加速度，根据牛顿第二定律得知，地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左．同理可知，小朋友在BC段做匀减速直线运动时，地面对滑梯的摩擦力方向水平向右．故C错误．D、以小朋友和滑梯整体为研究对象，小朋友在AB段做匀加速直线运动时，有竖直向下的分加速度，则由牛顿第二定律分析得知地面对滑梯的支持力FN小于小朋友和滑梯的总重力．同理，小朋友在BC段做匀减速直线运动时，地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力．故D错误．故选：A．点评：本题对加速度不同的两个运用整体法处理，在中学阶段应用得不多，也可以采用隔离法研究．5.质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是

(

)A．电动机多做的功为

B．传送带克服摩擦力做的功为

C．电动机增加的功率为

D．物体在传送带上的划痕长为参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）如图所示，沿波的传播方向上有间距均为1m的13个质点a、b、c、d、e、f、g、h、I、j、k、l、m，它们均静止在各自的平衡位置。一列横波以1m/s的速度水平向右传播，在t=0时刻到达质点a，且a开始由平衡位置向上振动，在t=1s时刻，质点a第一次达到最高点，求：

（1）这列波的波长为_____________，周期为_________。（2）在下图中画出g点第一次向下达到最大位移时的波形图象参考答案：（1）由题意知周期T=4S

波长λ=VT=4m

（2）当g第一次到达最低点时波形图如下7.一点光源以功率P向外发出波长为λ的单色光，若已知普朗克恒量为h，光速为c，则此光源每秒钟发出的光子数为

个，如果能引起人的视觉反应的此单色光的最小强度是人的视网膜单位面积上每秒钟获得n个光子，那么当人距离该光源

远时，就看不清该光点源了。（球面积公式为，式中r为球半径）参考答案：

答案：8.质量为2吨的打桩机的气锤，从5m高处白由落下与地面接触0.2s后完全静止下来，空气阻力不计、g取10m/s2，则在此过程中地面受到气锤的平均打击力为___________N。参考答案：设向上为正方向，由冲量定理可得，由机械能守恒可得，解得=N，由牛顿第三定律可知地面受到气锤的平均打击力为N。9.如图所示，是一列横波在某一时刻的波形图象．已知这列波的频率为5Hz，此时的质点正向轴正方向振动，由此可知：这列波正在沿轴

(填“正”或“负”)方向传播，波速大小为

m/s.参考答案：负，1010.如图所示，一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道均光滑；轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为E．从水平轨道上A点由静止释放一质量为m的带正电小球，已知小球受电场力的大小等于小球重力大小的3/4倍．为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，小球在轨道内的最小速率是；释放点距圆轨道最低点B的距离是．参考答案：考点：带电粒子在匀强电场中的运动；向心力．分析：1、带电小球受到重力和电场力作用，重力和电场力都是恒力，故重力和电场力的合力也是恒力，所以在轨道上上升的运动过程中，动能减小，因为小球刚好在圆轨道内做圆周运动，故合力恰好提供向心力时是小球做圆周运动的临界状态，此时小球的速度最小，此时的“最高点”是等效最高点，不是相对于AB轨道的最高点．2、A到B的过程运用动能定理，此过程只有电场力作用Eqs=m，化简可得A到B的距离s．解答：解：带电小球运动到图中最高点时，重力、电场力的合力提供向心力时，速度最小，因为Eq=根据勾股定理合力为：=因为小球刚好在圆轨道内做圆周运动，故最高点合力提供向心力，即解得：（3）从B点到最高点，由动能定理得：﹣mgR（1+cosθ）﹣EqRsinθ=

从A到B，由动能定理得：Eqs=

代入数据解得：s=R

故答案为：，点评：题要注意速度最小的位置的最高点不是相对于地面的最高点，而是合力指向圆心，恰好提供向心力的位置，这是解题的关键．11.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．12.在2010年温哥华冬奥会上，首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员投掷冰壶的镜头。假设在此次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后中国队的冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑行。若两冰壶质量相等，则对方冰壶获得的速度为

m/s。参考答案：0.313.为了探究木块A和B之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，图甲为实验装置示意图，该同学在实验中的主要操作有：A．用弹簧秤测出木块A的重力为G＝6.00N

B．用弹簧秤测出木板B的重力为G′＝9.25NC．按图甲所示安装器材，安装过程中用手按住木块和木板

D．松开按住木块和木板的手让其运动，并即刻读出弹簧秤的示数(1)该同学的上述操作中有一个步骤是多余的，有一个步骤存在错误，多余的步骤是__▲__，存在错误的步骤是__▲__。(填步骤序号)(2)在听取意见后，该同学按正确方法操作，读数时弹簧秤的指针位置如图乙所示，其示数为__▲__N，根据该同学的测量数据，可得到A和B之间的动摩擦因数为__▲__。参考答案：1）B

D

(2)2.10

0.35三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(3-5模块)(5分)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1(E1<0)。参考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在距离某水平面高2h处有一抛出位置P，在距P的水平距离为S=1m处有一光滑竖直挡板AB，A端距该水平面距离为h=0.45m，A端上方整个区域内加有水平向左的匀强电场；B端与半径为R=0.9m的的光滑圆轨道BC连接.当传送带静止时，一带电量大小为,质量为0.18kg的小滑块,以某一初速度v0从P点水平抛出，恰好能从AB挡板的右侧沿ABCD路径运动到D点而静止，重力加速度g=10m/s2.请完成下列问题（1）求出所加匀强电场的场强大小;（2）当滑块刚运动到C点时,求出对圆轨道的压力;（3）若传送带转动,试讨论滑块达到D时的动能Ek与传送带速率的关系.参考答案：（1）（2）9N（3）若传送带逆时针转动时,滑块运动的规律与传送带静止不动相同,故滑块到D点的动能为零,与传送带的速度无关.若传送带顺时针转动时,滑到D点的动能与传送带速率的关系是（1）设物块从P到A运动的时间为t，水平方向的加速度大小为a，物块能够沿AB下滑，说明在A点时水平方向速度为零，则：

水平方向：S=at2，其中：，

竖直方向：2h-h=gt2，

联立解得：；

（2）从P点到C点根据动能定理可得：，

其中，所以，

根据牛顿第二定律可得：FN?mg＝m，

联立解得：FN＝mg+＝9N；

根据牛顿第三定律可得压力大小为9N；

（3）若传送带逆时针转动时，滑块运动的规律与传送带静止不动相同，故滑块到D点的动能为零，与传送带的速度无关；若传送带顺时针转动，设传送带使得物体一直加速的速度大小为v，则：，

当传送带静止时，根据动能定理可得：，

解得：v=6m/s；

所以传送带顺时针转动时，滑到D点的速度与传送带速度v带的关系是：

0＜v带＜6m/s时，，

v带＞6m/s时，Ek=mv2＝×0.18×36×2J＝6.48J点睛：有关带电粒子在匀强电场中的运动，可以从两条线索展开：其一，力和运动的关系．根据带电粒子受力情况，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度和位移等；其二，功和能的关系．根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理进行解答．17.如图所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为R=0.2m的半圆平滑对接而成（圆的半径远大于细管内径），轨道底端D点与粗糙的水平地面相切．现有一辆质量为m=1Kg的玩具小车以恒定的功率从E点由静止开始行驶，经过一段时间t=4s后，出现了故障，发动机自动关闭，小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道，从轨道的最高点飞出后，恰好垂直撞在固定斜面B上的C点，C点与下半圆的圆心O等高．已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ=0.1，ED之间的距离为x0=10m，斜面的倾角为30°．求：（g=10m/s2）（1）小车到达C点时的速度大小为多少；（2）在A点小车对轨道的压力大小是多少，方向如何；（3）小车的恒定功率是多少．参考答案：解：（1）把C点的速度分解为水平方向的vA和竖直方向的vy，有：解得vc=4m/s（2）由（1）知小车在A点的速度大小vA==2m/s因为vA=＞，对外轨有压力，轨道对小车的作用力向下mg+FN=m解得FN=10N根据牛顿第三定律得，小车对轨道的压力大小