2022-2023学年山西省临汾市霍州三教乡联合学校高三物理上学期摸底试题含解析

2022-2023学年山西省临汾市霍州三教乡联合学校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.（多选题）如图所示，水平转台上有一个质量为m的小物块．用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上．细绳与竖直转轴的夹角为θ，系统静止时细绳绷直但张力为零．物块与转台间动摩擦因数为μ（μ＜tanθ），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当物块随转台由静止开始缓慢加速转动且未离开转台的过程中（）A．物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴B．至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为μmgLsinC．物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为D．细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零参考答案：CD【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．【分析】对物体受力分析知物块离开圆盘前合力F=f+Tsinθ=；N+Tcosθ=mg，根据动能定理知W=Ek=然后根据临界条件分析做功和势能变化．【解答】解：A、由题可知，物体做加速圆周运动，所以开始时物体受到的摩擦力必定有一部分的分力沿轨迹的切线方向．故A错误；B、对物体受力分析知物块离开圆盘前，沿轴线方向的合力：F=f+Tsinθ=①N+Tcosθ=mg②根据动能定理知W=Ek=③当弹力T=0，r=Lsinθ④由①②③④解得W=fLsinθ≤至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为μmgLsinθ，故B错误；C、当N=0，f=0，由①②知ω0=，所以当物块的角速度增大到时，物块与转台间恰好无相互作用，故C正确；D、有几何关系可知，物体在做圆周运动的过程中受到的绳子的拉力方向与物体运动的方向始终垂直，所以细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零．故D正确；故选：CD2.如图所示，两个质量均为m的物块A和B通过一轻弹簧连接，并放置于倾角为θ的光滑固定斜面上，用一轻绳一端连接B，另一端固定在墙上，绳与斜面平行，物块A和B静止．突然剪断轻绳的瞬间，设A、B的加速度大小分别为aA和aB，（弹簧在弹性限度内，重力加速度为（

）A.aA=0,aB=2gsinθB.aA=gsinθ,aB=2gsinθC.aA=0,aB=gsinθD.aA

=aB=gsinθ参考答案：A解：开始系统静止，由平衡条件得，对A：T=mgsinθ，对B：F绳=T+mgsinθ，细线被烧断的瞬间，细线的拉力立即减为零，但弹簧的弹力不发生改变，则A受力情况未变，A所受合外力为零，加速度为零，即：aA=0；对B，由牛顿第二定律得：；故选A。【点睛】该题是牛顿第二定律的直接应用，本题要注意细线被烧断的瞬间，细线的拉力立即减为零，但弹簧的弹力不发生瞬间改变，该题难度适中．3.做匀速直线运动的质点，从某时刻起受一恒力作用，则此时刻以后，该质点的动能不可能A．一直增大

B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大参考答案：C4.图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子()A．带负电B．在c点受力最大C．在b点的电势能大于在c点的电势能D．由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化参考答案：CD5.A、B两质点分别在各自的直线轨道上运动，图甲是质点A的位移一时间图象，图乙是质点B的速度一时间图象，下列说法中正确的是（

）

A．质点A在0～2s内的平均速度为零

B．质点B在0—2s内的平均速度为零

C．质点A在0～1s内的运动方向与在1～2s内

的运动方向相同

D．质点B在0～ls内的运动方向与在1～2s内的运动方向相反参考答案：a二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：①安装好实验装置如图所示．②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g钩码挂在拉线的挂钩P上．④释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带．(1)（4分）在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条．经测量、计算，得到如下数据：①第一个点到第N个点的距离为40.0cm.②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为________J，小车动能的增量为________J.（结果保留三位有效数字）(2)（4分）此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大．显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是_________________

______________________

___

___。参考答案：(1)（4分）0.196、

0.100(2)（4分）①小车质量没有远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力；③操作错误：先放小车后接通电源7.为了测量玩具遥控汽车的额定功率，某同学用天平测出其质量为0.6kg，小车的最大速度由打点计时器打出的纸带来测量，如图所示，主要实验步骤有：A．给小车尾部系一条长纸带，纸带通过打点计时器；B．接通打点计时器（电源频率为50Hz），使小车以额定功率沿水平地面加速到最大速度，继续运行一段时间后关闭小车发动机，使其由地面向前滑行直至停下；C．处理纸带上打下的点迹。（1）由纸带知遥控汽车的最大速度为

；汽车滑行时的加速度为

。（2）汽车滑行的阻力为

；动摩擦因数为

，额定功率为

。（g取10m/s2，计算结果保留三位有效数字）第22题图

参考答案：（1）1.00

-1.73

（2）1.04

0.173

1.048.如图8-13所示，质量为0.1g的小球，带有5×10－4C的正电荷，套在一根与水平成37o的细长绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为0.5，杆所在空间有磁感应强度为0.4T的匀强磁场，小球由静止开始下滑的最大加速度为

m/s2，最大速率为______多少？（g=10m/s2）参考答案：6m/s2

=10m/s9.（4分）我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。这种装置被称为“人造太阳”，它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁能源。在该装置内发生的核反应方程是，其中粒子X的符号是

。已知的质量是m1，的质量是m2，的质量是m3，X的质量是m4，光速是c，则发生一次上述聚变反应所释放的核能表达式为

。参考答案：或者n或者中子（2分）（2分）10.（6分）某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。完成下列填空：（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为_____kg;（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：序号12345m（kg）1.801.751.851.751.90（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N；小车通过最低点时的速度大小为_______m/s。（重力加速度大小取9.80m/s2，计算结果保留2位有效数字）

参考答案：（2）1.40

（4）7.9；1.4试题分析：根据秤盘指针可知量程是10kg，指针所指示数为1.4kg.（4）记录的托盘称各次示数并不相同，为减小误差，取平均值，即m=1.81kg。而模拟器的重力为，所以小车经过凹形桥最低点的压力为mg-mg′≈7.9N。根据径向合力提供向心力即，整理可得考点：圆周运动

11.1某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系，图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离x，计算出它们与0点之间的速度平方差Δv2＝v2－v02，然后在背景方格纸中建立Δv2—x坐标系，并根据上述数据进行如图所示的描点，若测出小车质量为0.2kg。(1)请你画出Δv2—x变化图象，(2)结合图象可求得小车所受合外力的大小为________N.(3)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是：(

)

A.实验前未平衡摩擦力

B.实验前未平衡摩擦力过大C.实验时所挂的钩码质量太大

D.实验时所挂的钩码质量太小参考答案：(1)画图（2分）

(2)0.25（2分）

(3)

AC12.（4分）两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图所示。L2的额定功率约为_______W；现将L1和L2串联后接到220V的电源上，电源内阻忽略不计，此时L2的实际功率约为________W。参考答案：答案：99，17.513.如图所示，太空宇航员的航天服内充有气体，与外界绝热，为宇航员提供适宜的环境，若宇航员出舱前航天服与舱内气体的压强相等，舱外接近真空，在打开舱门的过程中，舱内气压逐渐降低，航天服内气体内能减少（选填“增加”、“减少”或“不变”）．为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体加热（选填“制冷”或“加热”）参考答案：解：根据热力学第一定律△U=W+Q，Q=0，气体急剧膨胀，气体对外界做功，W取负值，可知△U为负值，即内能减小．为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体加热．故答案为：减小，加热三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，水平传送带两轮心O1O2相距L1=6.25m，以大小为v0=6m/s不变的速率顺时针运动，传送带上表面与地面相距h=1.25m．现将一质量为m=2kg的小铁块轻轻放在O1的正上方，已知小铁块与传送带间动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一个物理量的数值可以使L2变大．参考答案：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．解：（1）小铁块轻放在传送带上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，当小铁块的速度达到6m/s时，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，说明小铁块一直做加速运动设达到O2上方的速度为v，则v==5m/s小铁块离开传送带后做平抛运动根据h=gt2得下落时间：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2变大，应使v变大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大对a没有影响，也就对v和L2没有影响因此，只增加L1、m、v0中的L1的数值可以使L2变大．答：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．15.（选修3-4模块）（4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=1.0m处质点的振动函数表达式；②求出x=2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移．参考答案：

解析：①波长λ=2.0m，周期T=λ/v=1.0s，振幅A=5cm，则y=5sin(2πt)

cm（2分）

②n=t/T=4.5，则4.5s内路程s=4nA=90cm；x=2.5m质点在t=0时位移为y=5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，经4.5个周期后该质点位移y=

—5cm．（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，水平放置一个长方体的封闭气缸，用无摩擦活塞将内部封闭气体分为完全相同的A、B两部分．初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T．使A的温度升高△T而保持B部分气体温度不变．则A部分气体的压强增加量为多少？参考答案：考点：理想气体的状态方程．专题：理想气体状态方程专题．分析：A、B两部分气体总体积不变、它们的压强相等，对A部分气体根据理想气体状态方程列方程，对B部分气体应用玻意耳定律列方程，然后求出A部分气体压强的增加量．解答：解：设温度升高后，AB压强增加量都为△p，升高温度后体积VA，由理想气体状态方程得：，对B部分气体，升高温度后体积VB，由玻意耳定律得：pV=（p+△p）VB，两部分气体总体积不变：2V=VA+VB，解得：；答：A部分气体的压强增加量为．点评：本题是连接体问题，对连接体问题应分别对