2022-2023學(xué)年山東省濟(jì)寧市鄒城平陽(yáng)寺中學(xué)高三物理摸底試卷含解析

2022-2023學(xué)年山東省濟(jì)寧市鄒城平陽(yáng)寺中學(xué)高三物理摸底試卷含解析一、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）如圖所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上，小球B用水平輕彈簧拉著系于豎直板上，兩小球A、B通過(guò)光滑滑輪O用輕質(zhì)細(xì)線相連，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知B球質(zhì)量為m,O點(diǎn)在半圓柱體圓心O1的正上方，OA與豎直方向成30°角，OA長(zhǎng)度與半圓柱體半徑相等，OB與豎直方向成45°角，則下列敘述正確的是A.小球A、B受到的拉力TOA與TOB相等，且TOA＝TOB＝mgB.彈簧彈力大小mgC.A球質(zhì)量為D.光滑半圓柱體對(duì)A球支持力的大小為mg參考答案：BC則TOB=mg，彈簧彈力F=mg，根據(jù)定滑輪的特性知：TOA與TOB．故A錯(cuò)誤，B正確．對(duì)A分析，如圖所示，由幾何關(guān)系可知拉力TOA和支持力N與水平方向的夾角相等，夾角為60°，則N和T相等，有：2TOAsin60°=mAg，解得

mA=m，由對(duì)稱性可得：N=TOA=mg，故C正確，D錯(cuò)誤．故選BC.點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運(yùn)用共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解．本題采用隔離法研究比較簡(jiǎn)便.2.如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距0.15m。當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到上方最大位移處時(shí)，Q剛好運(yùn)動(dòng)到下方最大位移處，則這列波的波長(zhǎng)可能是A.0.60mB.0.30mC.0.20mD.0.15m參考答案：B可以畫(huà)出PQ之間的最簡(jiǎn)單的波形，如圖所示：同時(shí)由于PQ可以含有多個(gè)完整的波形，則：整理可以得到：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，，故選項(xiàng)B正確，ACD錯(cuò)誤。點(diǎn)睛：解決機(jī)械波的題目關(guān)鍵在于理解波的周期性，即時(shí)間的周期性或空間的周期性，得到波長(zhǎng)的通項(xiàng)，再求解處波長(zhǎng)的特殊值。3.利用速度傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合，可以自動(dòng)作出物體運(yùn)動(dòng)的圖象，某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到的運(yùn)動(dòng)小車的v－t圖象如圖所示，由此可以知道 A．小車先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng) B．小車運(yùn)動(dòng)的最大速度約為0．8m/s C．小車的最大位移是0．8m D．小車做曲線運(yùn)動(dòng)參考答案：B本題考查對(duì)v－t圖象的理解．v－t圖線上的點(diǎn)表示某一時(shí)刻的速度，從圖象可以看出小車先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，加速度先減小后增大，運(yùn)動(dòng)的最大速度約0.8m/s，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；小車的位移可以通過(guò)v－t圖線下面的面積求得：查格84格，位移約為84×0.1×1m＝8.4m，C項(xiàng)錯(cuò)誤；v－t圖線為曲線，表示速度大小變化，但小車并不做曲線運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．4.半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板PQ連接，如圖5甲所示。有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖乙所示。能正確反映兩塊金屬板間的電壓UPQ隨時(shí)間t變化規(guī)律的應(yīng)該是參考答案：C5.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向豎直向上，一電子沿紙面以水平向右的速度v射入磁場(chǎng)時(shí)，它受到的洛侖茲力的方向是（）A．豎直向上 B．豎直向下 C．垂直紙面向里 D．垂直紙面向外參考答案：C解：粒子帶負(fù)電，向右移動(dòng)，根據(jù)左手定則，洛倫茲力垂直紙面向里；故ABD錯(cuò)誤，C正確；故選：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如右圖所示，有四塊相同的堅(jiān)固石塊壘成弧形的石拱，其中第3、4塊固定在地面上，每塊石塊的兩個(gè)面間所夾的圓心角為37°。假定石塊間的摩擦力可以忽略不計(jì)，則第1、2塊石塊間的作用力和第1、3塊石塊間的作用力的大小之比為：

參考答案：

7.圖中畫(huà)出了氫原子的4個(gè)能級(jí)，并注明了相應(yīng)的能量E。處在n=4能級(jí)的1200個(gè)氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能夠發(fā)出若干種不同頻率的光子。若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則共發(fā)出________種_________個(gè)光子。（假設(shè)處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的）參考答案：（1）6

2200

解析：處在n=4的能級(jí)的一群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能發(fā)出不同光電子的數(shù)目為=6種，由題意知量子數(shù)為4的能級(jí)上的氫原子分別向量子數(shù)為3、2、1的能級(jí)上躍遷的氫原子數(shù)占總氫原子數(shù)的三分之一，產(chǎn)生總共產(chǎn)生1200個(gè)光子；

此時(shí)處于量子數(shù)為3的能級(jí)上的原子數(shù)目為：400個(gè)，處于n=3能級(jí)上的氫原子分別向量子數(shù)為2、1的能級(jí)上躍遷的氫原子數(shù)各占二分之一，產(chǎn)生400個(gè)光子；

此時(shí)處于量子數(shù)為2的能級(jí)上氫原子總共有：400+200=600個(gè)，氫原子向基態(tài)躍遷產(chǎn)生600個(gè)光子．所以此過(guò)程中發(fā)出的光子總數(shù)應(yīng)該是1200+400+600=22008.一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m．物體的速度是2m／s。提升過(guò)程中手對(duì)物體做功

J，合外力對(duì)物體做功

J，物體克服重力做功

J。參考答案：

12，2，109.某同學(xué)在做研究彈簧的形變與外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一輕彈簧豎直懸掛讓其自然下垂，測(cè)出其自然長(zhǎng)度；然后在其下部施加外力F，測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度L，改變外力F的大小，測(cè)出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長(zhǎng)度L的關(guān)系圖線如圖所示（實(shí)驗(yàn)過(guò)程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的）．由圖可知該彈簧的自然長(zhǎng)度為_(kāi)___cm；該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)___N／m．參考答案：10

5010.在用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)時(shí)，激光投射到兩條相距為d的狹縫上，雙縫到屏的距離為l．屏上P點(diǎn)到兩狹縫距離相等，該點(diǎn)出現(xiàn)

（選填“亮”或“暗”）條紋．A、B兩點(diǎn)分別為第5條和第10條亮紋的中心位置，它們間的距離為x，則激光的波長(zhǎng)為

．參考答案：亮；．【考點(diǎn)】光的干涉．【分析】當(dāng)光屏上的點(diǎn)到雙縫的路程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋；路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋．根據(jù)△x=λ判斷條紋間距的變化．【解答】解：兩狹縫到屏上距離相等的點(diǎn)將出現(xiàn)亮紋；A、B兩點(diǎn)分別為第5條和第10條亮紋的中心位置，它們間的距離為x，則相鄰條紋間距為△x==；根據(jù)△x=λ知，激光的波長(zhǎng)為λ=；故答案為：亮；．11.如圖所示，質(zhì)量均為m的a、b兩木塊疊放在水平面上，a受到斜向上與水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下與水平面成θ角的力F作用，兩力在同一豎直平面內(nèi)，此時(shí)兩木塊保持靜止，則水平面對(duì)b的支持力可能

2mg（填“大于”“小于”或“等于”）

參考答案：等于12.一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C再回到狀態(tài)A，變化過(guò)程如圖所示，其中A到B曲線為雙曲線．圖中V0和P0為已知量．①?gòu)臓顟B(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是

(選填“等溫”“等容”或“等壓”)過(guò)程；②從B到C的過(guò)程中，氣體做功大小為

；③從A經(jīng)狀態(tài)B、C再回到狀態(tài)A的過(guò)程中，氣體吸放熱情況為_(kāi)___(選填“吸熱”、“放熱”或“無(wú)吸放熱”)。參考答案：等溫

放熱（1）據(jù)題知A到B曲線為雙曲線，說(shuō)明p與V成反比，即pV為定值，由得知?dú)怏w的溫度不變，即從狀態(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是等溫過(guò)程；（2）從B到C的過(guò)程中，氣體做功大小等于BC線與V軸所圍的“面積”大小，故有：（3）氣體從A經(jīng)狀態(tài)B，再到C氣體對(duì)外做功，從C到A外界對(duì)氣體，根據(jù)“面積”表示氣體做功可知：整個(gè)過(guò)程氣體對(duì)外做功小于外界對(duì)氣體做功，而內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得知?dú)怏w要放熱。13.人造地球衛(wèi)星做半徑為r，線速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)其角速度變?yōu)樵瓉?lái)的倍后，運(yùn)動(dòng)半徑變?yōu)?/p>

，線速度大小變?yōu)?/p>

。參考答案：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（簡(jiǎn)答）如圖所示，在水平地面上固定一傾角θ=37°、表面光滑的斜面，物體A以初速度v1沿斜面上滑，同時(shí)在物體A的正上方，有一物體B以初速度v2=2.4m/s水平拋出，當(dāng)A上滑到最高點(diǎn)時(shí)，恰好被B物體擊中．A、B均可看作質(zhì)點(diǎn)，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．求：（1）物體A上滑時(shí)的初速度v1；（2）物體A、B間初始位置的高度差h．參考答案：（1）物體A上滑時(shí)的初速度v1是6m/s．（2）物體A、B間初始位置的高度差h是6.8m．解：（1）物體A上滑過(guò)程中，由牛頓第二定律得：mgsinθ=ma設(shè)物體A滑到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：0=v1﹣at物體B做平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示，由幾何關(guān)系可得：水平位移x=；其水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則x=v2t聯(lián)立可得：v1=6m/s（2）物體B在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則hB=物體A在豎直方向：hA=如圖所示，由幾何關(guān)系可得：h=hA+hB聯(lián)立得：h=6.8m答：（1）物體A上滑時(shí)的初速度v1是6m/s．（2）物體A、B間初始位置的高度差h是6.8m．15.（11分）簡(jiǎn)述光的全反射現(xiàn)象及臨界角的定義，并導(dǎo)出折射率為的玻璃對(duì)真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達(dá)到，折射光就消失。入射角大于C時(shí)只有反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射，相應(yīng)的入射角C叫做臨界角。

光線由折射率為的玻璃到真空，折射定律為：

①

其中分別為入射角和折射角。當(dāng)入射角等于臨界角C時(shí)，折射角等于，代入①式得

②四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.設(shè)太陽(yáng)系中某行星半徑為R，被厚度也為R的、折射率n=的均質(zhì)大氣層所包圍，如圖所示，已知該行星的自轉(zhuǎn)軸和黃道面垂直，試求：①在該行星上看到日落時(shí)，陽(yáng)光進(jìn)入大氣層的折射角；②若該行星自轉(zhuǎn)周期T=24h，忽略其公轉(zhuǎn)的影響，則該行星上白天的時(shí)間為多長(zhǎng)？參考答案：解：①如圖，看到日落時(shí)，折射光和行星表面相切，設(shè)為B點(diǎn)，則對(duì)Rt△ABO，有：

sinr=代入已知條件BO=R和AO=R+R得：折射角

r=30°②在A點(diǎn)，由折射定律有=n代入n=，得i=45°

如果沒(méi)有大氣層，看到日落時(shí)，平行的陽(yáng)光直射，相切于C點(diǎn)，因大氣存在，行星延遲日落對(duì)應(yīng)的自轉(zhuǎn)角度為∠COB．由幾何關(guān)系可知，∠COB=i﹣r=15°延遲的時(shí)間t=T=T=1h同理，太陽(yáng)升起時(shí)，也會(huì)因大氣折射提早時(shí)間t所以該行星上白天的時(shí)間為+t+t=14h答：①在該行星上看到日落時(shí)，陽(yáng)光進(jìn)入大氣層的折射角是30°；②若該行星自轉(zhuǎn)周期T=24h，忽略其公轉(zhuǎn)的影響，則該行星上白天的時(shí)間為14h．【考點(diǎn)】光的折射定律．【分析】①在該行星上看到日落時(shí)，折射光與行星表面相切，畫(huà)出光路圖，根據(jù)幾何知識(shí)求陽(yáng)光進(jìn)入大氣層的折射角；②根據(jù)折射定律求出入射角，結(jié)合幾何關(guān)系和行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解．17.如圖所示，AB是傾角為θ的粗糙直軌道，BCD是光滑的圓弧軌道，AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切，圓弧的半徑為R．一個(gè)質(zhì)量為m的物體（可以看作質(zhì)點(diǎn)）從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)．已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．求：（1）物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中在AB軌道上通過(guò)的總路程s；（2）最終當(dāng)物體通過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí)，對(duì)圓弧軌道的壓力的大小；（3）為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D（E、O、D為同一條豎直直徑上的3個(gè)點(diǎn)），釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L應(yīng)滿足什么條件．參考答案：（1）（2）（3－2cosθ）mg（3）L·R（1）因?yàn)槟Σ亮κ冀K對(duì)物體做負(fù)功，所以物體最終在圓心角為2θ的圓弧上往復(fù)運(yùn)動(dòng)．對(duì)整體過(guò)程由動(dòng)能定理得：mgR·cosθ－μmgcosθ·s＝0，所以總路程為s＝-（2）對(duì)B→E過(guò)程mgR（1－cosθ）＝mv

①

FN－mg＝

②

由牛頓第三定律，物體對(duì)軌道的壓力

③由①②③得對(duì)軌道壓力：＝（3－2cosθ）mg（3）設(shè)物體剛好到D點(diǎn)，則mg＝

④對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理得：mgLsinθ－μmgcosθ·L－mgR（1＋cosθ）＝mv

⑤由④⑤得應(yīng)滿足條件：L·R．18.（15分）如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置．環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的均勻磁場(chǎng)．質(zhì)量為m、電量為+q的粒子可在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)．A、B為兩塊中心開(kāi)有小孔的極板．原來(lái)電勢(shì)都為零，每當(dāng)粒子經(jīng)過(guò)A板時(shí)，A板電勢(shì)升高為+U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間電場(chǎng)中得到加速．每當(dāng)粒子離開(kāi)B板時(shí)，A板的電勢(shì)又降為零，粒子在電場(chǎng)一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而繞行的半徑不變．（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R）（1）設(shè)t=0時(shí)粒子靜止在A板小孔處，經(jīng)電場(chǎng)加速后，離開(kāi)B板在環(huán)開(kāi)磁場(chǎng)中繞行，求粒子繞行第1圈時(shí)的速度v1和磁感應(yīng)強(qiáng)度B1；（2）為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)必須周期性遞增，求粒子繞行n圈所需的總時(shí)間t；（3）在粒子繞行的整個(gè)過(guò)程中，A板電勢(shì)是否可以始終保持為+U？為什么？參考答案：見(jiàn)解析解：（1）粒子繞行第一圈電場(chǎng)做功一次，由動(dòng)能定理：即第1次回到B板時(shí)的速度為：繞行第1圈的過(guò)程中，由牛頓第二定律：

得（2）粒子在每一圈的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，包括在AB板間加速過(guò)程和在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程．在AB板間經(jīng)歷n次加速過(guò)程中，因?yàn)殡妶?chǎng)力大小相同，故有：

t總=t1+t2+t3+…+tn

由于每一圈速度不同，所以每一圈所需時(shí)間也不同．由第一問(wèn)題計(jì)算可知，第1圈：．第2圈：第n圈：.則：第1圈：第2圈：第n圈：

綜