天津南開區(qū)津英中學(xué)高三物理下學(xué)期摸底試題含解析

天津南開區(qū)津英中學(xué)高三物理下學(xué)期摸底試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選題）A、B是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一正電荷僅在電場(chǎng)力作用下，沿電場(chǎng)線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，速度圖象如圖8所示。下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和電勢(shì)的高低的判斷，正確的是（

）A、B、C、D、參考答案：A2.如圖所示，一質(zhì)點(diǎn)在一恒力作用下做曲線運(yùn)動(dòng)，從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度方向恰好改變了900。在此過程中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能

A.不斷增大

B.不斷減小

C.先減小后增大

D.先增大后減小參考答案：3.（多選）如圖所示，兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷分別固定于光滑絕緣水平面上A、B兩點(diǎn)．一個(gè)帶電粒子由靜止釋放，僅受電場(chǎng)力作用，沿著AB中垂線從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)（C、D是關(guān)于AB對(duì)稱的兩點(diǎn)）．下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)的v-t圖象中可能正確的是（

）參考答案：4.已知天然放射現(xiàn)象放出α、β、γ三種射線。下列說法正確是A．α、β、γ三種射線分別是氦原子核、電子和中子B．三種射線中α射線速度最快、β射線電離作用最強(qiáng)、γ射線穿透能力最強(qiáng)C．α射線轟擊氮原子核可以產(chǎn)生質(zhì)子，核反應(yīng)方程為++D．英國(guó)物理學(xué)家J.J.湯姆孫最早用α射線完成著名的“α粒子散射實(shí)驗(yàn)”并提出核式結(jié)構(gòu)的原子模型參考答案：Cγ射線是一種高能電磁波，不是中子，A錯(cuò)誤。三種射線中γ射線速度最快、穿透能力最強(qiáng)，α射線電離作用最強(qiáng)，B錯(cuò)誤。盧瑟福最早完成著名的“α粒子散射實(shí)驗(yàn)”并提出核式結(jié)構(gòu)的原子模型，D錯(cuò)誤。只有選項(xiàng)C正確。5.如圖所示，某點(diǎn)O處固定一點(diǎn)電荷+Q，一電荷量為-q1的點(diǎn)電荷以O(shè)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，另一電荷量為-q2的點(diǎn)電荷以O(shè)為焦點(diǎn)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，兩軌道相切于P點(diǎn)。兩個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷的質(zhì)量相等，它們之間的靜電引力和萬有引力均忽略不計(jì)，且q1>q2。當(dāng)-q1、-q2經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)速度大小分別為v1、v2，加速度大小分別為a1、a2，下列關(guān)系式正確的是 A．a(chǎn)1=a2

B．a(chǎn)1<a2

C．v1=v2

D．v1>v2參考答案：D在P點(diǎn)時(shí)，兩電荷受力均為庫(kù)侖力,分別為F1=,F2=

∵q1＞q2∴F1＞F2

由牛頓第二定律F=ma，因?yàn)閙相同，所以a1＞a2，所以AB均錯(cuò)誤．

在P點(diǎn)有a=，∵a1＞a2

∴V1＞V2所以C錯(cuò)誤，D正確．故此題應(yīng)選D．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖，豎直放置的輕彈簧，下端固定，上端與質(zhì)量為kg的物塊B相連接．另一個(gè)質(zhì)量為kg的物塊A放在B上．先向下壓A，然后釋放，A、B共同向上運(yùn)動(dòng)一段后將分離，分離后A又上升了m到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)B的速度方向向下，且彈簧恰好為原長(zhǎng)．則從A、B分離到A上升到最高點(diǎn)的過程中，彈簧彈力對(duì)B做的功為J，彈簧回到原長(zhǎng)時(shí)B的速度大小為

m/s.（m/s2）參考答案： 0, 27.16．如圖甲所示，是某同學(xué)驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置。其步驟如下：a．易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶。合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑。b．取下輕繩和易拉罐，測(cè)出易拉罐和細(xì)沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M。c．取下細(xì)繩和易拉罐后，換一條紙帶，接通電源，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f，重力加速度為g。d．改變細(xì)沙質(zhì)量，重復(fù)a、b、c實(shí)驗(yàn)步驟。（1）步驟c中小車所受的合外力為________________。（2）為驗(yàn)證從O→C過程中小車合外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系，測(cè)出BD間的距離為x0，OC間距離為x1，則C點(diǎn)的速度為________。需要驗(yàn)證的關(guān)系式為______________________________(用所測(cè)物理量的符號(hào)表示)。（3）用加細(xì)沙的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是________。A．可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度B．可以更容易做到m?MC．可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考答案：①mg

②

mgx1＝

Cks5u8.某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)．從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz。（1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)_

_和

__之間某時(shí)刻開始減速．（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為________m/s.(保留三位有效數(shù)字)（3）物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為a＝________m/s2，若用來計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(g為重力加速度)，則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值________(填“偏大”或“偏小”)．參考答案：(1)_6和7

，（2）0.99-1.02_m/s.(保留三位有效數(shù)字)（3）a＝2.0_m/s2，_偏大_。

解析：①?gòu)募垘系臄?shù)據(jù)分析得知：在點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)6之前，兩點(diǎn)之間的位移逐漸增大，是加速運(yùn)動(dòng)，在計(jì)數(shù)點(diǎn)7之后，兩點(diǎn)之間的位移逐漸減小，是減速運(yùn)動(dòng)，所以物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開始減速；

②v5===1.00m/s

v6==m/s=1.16m/s

③由紙帶可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)7往后做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)作差法得：

a==-2.00m/s2．

所以物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為2.00m/s2

在減速階段產(chǎn)生的加速度的力是滑動(dòng)摩擦力和紙帶受的阻力，所以計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因素的真實(shí)值偏大．

故答案為：故答案為：①6；7；②1.00；1.16；③2.00;偏大9.用多用電表歐姆檔的“×l0”倍率，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖3所示，則該電阻的阻值約為

Ω。參考答案：歐姆表表盤讀數(shù)為22Ω，由于選擇的是“×l0”倍率，故待測(cè)電阻的阻值是220Ω。10.一矩形線圈圍繞著垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面通過中性面開始，將它轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)用的時(shí)間分成三等分，則在這連續(xù)三段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值的比值是：

。參考答案：答案：11.核動(dòng)力航母利用可控核裂變釋放核能獲得動(dòng)力．核反應(yīng)是若干核反應(yīng)的一種，其中X為待求粒子，y為X的個(gè)數(shù)，則X是

▲

（選填“質(zhì)子”、“中子”、“電子”），y＝

▲

.若反應(yīng)過程中釋放的核能為E，光在真空中的傳播速度為c，則核反應(yīng)的質(zhì)量虧損表達(dá)式為

▲

.參考答案：中子（1分）

3（1分）

E/c212.新發(fā)現(xiàn)的雙子星系統(tǒng)“開普勒-47”有一對(duì)互相圍繞運(yùn)行的恒星，運(yùn)行周期為T，其中一顆大恒星的質(zhì)量為M，另一顆小恒星只有大恒星質(zhì)量的三分之一。已知引力常量為G。大、小兩顆恒星的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為_____________，兩顆恒星相距______________。參考答案：1:3，

13.我校機(jī)器人協(xié)會(huì)的同學(xué)利用如圖所示的裝置探究作用力與反作用力的關(guān)系。如圖甲所示，在鐵架臺(tái)上用彈簧測(cè)力計(jì)掛住一個(gè)實(shí)心鐵球，在圓盤測(cè)力計(jì)的托板上放一燒杯水，讀出兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F1、F2；再把小球浸沒在水中（水不會(huì)溢出），如圖乙所示，讀出兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F3、F4。請(qǐng)你分析彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化，即F3_______F1（選填“>”“=”“<”）。水對(duì)鐵球的浮力大小為_________，若____________________，就說明了作用力與反作用力大小相等。參考答案：（1）<

（2）F1F3或F4F2F1F3=F4F2三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（8分）為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程的正確性，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：用動(dòng)能為MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個(gè)粒子，測(cè)得兩個(gè)粒子的動(dòng)能之和為MeV。寫出該反應(yīng)方程，并通過計(jì)算說明正確。（已知質(zhì)子、粒子、鋰核的質(zhì)量分別取、、）參考答案：核反應(yīng)方程為核反應(yīng)的質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可得，質(zhì)量虧損相當(dāng)?shù)哪芰縈eV而系統(tǒng)增加的能量MeV，這些能量來自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為相等，所以正確。15.如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置橫坐標(biāo)x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁場(chǎng)的邊界和x軸相切于P點(diǎn)。在P點(diǎn)有一個(gè)粒子源，平行于坐標(biāo)平面，向x軸上方各個(gè)方向發(fā)射比荷為1.0×108C./kg的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率v0＝4.0×106m/s。不考慮粒子的重力粒子間的相互作用。求(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑;(2)若所有帶電粒子均打在x軸下方的熒光屏上，求電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由洛倫茲力提供，即：，則；（2）由于r＝R，所以所有粒子從右半圓中平行x軸方向進(jìn)入電場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)后，最上面的粒子剛好從Q點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度最小，粒子進(jìn)入電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上豎直方向，聯(lián)立解得最小強(qiáng)度為：；四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖甲所示，兩平行金屬板長(zhǎng)度l不超過0.2m，兩板間電壓U隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。在金屬板右側(cè)有一左邊界為MN、右邊無界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.01T，方向垂直紙面向里?，F(xiàn)有帶正電的粒子連續(xù)不斷地以速度v0=105m/s射入電場(chǎng)中，初速度方向沿兩板間的中線OO’方向。磁場(chǎng)邊界MN與中線OO’垂直。已知帶電粒子的比荷q/m=108C/kg，粒子的重力和粒子之間的相互作用力均可忽略不計(jì)。(1) 在每個(gè)粒子通過電場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間內(nèi)，可以把板間的電場(chǎng)強(qiáng)度看作是恒定的。請(qǐng)通過計(jì)算說明這種處理能夠成立的理由；(2)設(shè)t=0.1s時(shí)刻射人電場(chǎng)的帶電粒子恰能從金屬板邊緣穿越電場(chǎng)射入磁場(chǎng)，求該帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)速度的大?。?3) 對(duì)于所有經(jīng)過電場(chǎng)射入磁場(chǎng)的帶電粒子，設(shè)其射人磁場(chǎng)的入射點(diǎn)和從磁場(chǎng)射出的出射點(diǎn)間的距離為d,試判斷d的大小是否隨時(shí)間變化？若不變，證明你的結(jié)論；若變化，求出d的變化范圍。參考答案：解：(1)帶電粒子在金屬板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝，T＝0.2s

得t<<T，(或t時(shí)間內(nèi)金屬板間電壓變化ΔU≤2×10－3

V，變化很小)

故t時(shí)間內(nèi)金屬板間的電場(chǎng)可以認(rèn)為是恒定的

(2)t＝0.1s時(shí)刻偏轉(zhuǎn)電壓U＝100V

帶電粒子沿兩板間的中線射入電場(chǎng)恰從平行金屬板邊緣飛出電場(chǎng)，電場(chǎng)力做功W＝qU

由動(dòng)能定理：W＝mv12－mv02

代入數(shù)據(jù)可得v1＝1.41×105

m/s

(3)設(shè)某一任意時(shí)刻射出電場(chǎng)的粒子速率為v，速度方向與水平方向的夾角為α，則

v＝

粒子在磁場(chǎng)中有qvB＝m

可得粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R＝

由幾何關(guān)系d＝2Rcosαks5u

可得：d＝＝0.2m，故d不隨時(shí)間而變化ks5u17.中國(guó)遼寧號(hào)航空母艦是中國(guó)人民解放軍海軍的第一艘航空母艦。2012年9月25日，該艦正式加入中國(guó)海軍序列。11月25日，殲-15艦載機(jī)在航母上成功起降了，為中國(guó)航母戰(zhàn)斗力的形成邁出了極為關(guān)鍵的一步。殲-15飛機(jī)是我國(guó)自行設(shè)計(jì)研制的首型艦載多用途戰(zhàn)斗機(jī)，具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。航空母艦上的起飛跑道可以簡(jiǎn)化為如圖所示，假設(shè)航空母艦上的起飛跑道由長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=1.6×102m的水平跑道和長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=20m的傾斜跑道兩部分組成。水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h=4.0m。艦載機(jī)質(zhì)量為m=2.0×104kg的飛機(jī),其發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小恒為F=1.2×105N，方向與速度方向相同，在運(yùn)動(dòng)過程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為飛機(jī)重力的0.1倍。假設(shè)航母處于靜止?fàn)顟B(tài)，飛機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點(diǎn),取g=10m/s2。（1）求飛機(jī)到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大?。唬?）為了使飛機(jī)在傾斜跑道的末端達(dá)到起飛速度100m/s，外界還需要在整個(gè)水平軌道對(duì)飛機(jī)施加助推力，求助推力F推的大小。參考答案：解析：（1）飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到推力與阻力作用，設(shè)加速度大小為a1、末速度大小為v1，有

代入已知數(shù)據(jù)可得

=40m/s，

飛機(jī)在傾斜跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面分力作用，設(shè)沿斜面方向的加速度大小為a2、末速度大小為v2，沿斜面方向有

（2）飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到推力、助推力與阻力作用，設(shè)加速度大小為a′1、末速度大小為v′1，有

飛機(jī)在傾斜跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面分力作用沒有變化，加速度大小仍有a′2=3.0m/s2

根據(jù)題意，v′2=100m/s，代入數(shù)據(jù)解得

另解：（1）全過程應(yīng)用于動(dòng)能定理得：代入數(shù)據(jù)解得:（2）全過程應(yīng)用于動(dòng)能定理得：代入數(shù)據(jù)解得:18.如圖所示，用長(zhǎng)為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B置于光滑絕緣的水平面上，A球的帶電量為+2q，B球的帶電量為﹣3q，構(gòu)成一個(gè)帶電系統(tǒng)（它們均可視為質(zhì)點(diǎn)，也不考慮兩者間相互作用的庫(kù)侖力）．現(xiàn)讓小球A處在有界勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域MPNQ內(nèi)．已知虛線MP位于細(xì)桿的中垂線上，虛線NQ與MP平行且間距足夠長(zhǎng)．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向水平向右．釋放帶電系統(tǒng)，讓它從靜止開始運(yùn)動(dòng)，忽略帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響．求：（1）帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的最大速度為多少？（2）帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中，B球電勢(shì)能增加的最大值多少？（3）帶電系統(tǒng)回到初始位置所用時(shí)間為多少？參考答案：【考點(diǎn)】：勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；動(dòng)能定理．【專題】：電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題．【分析】