云南省昆明市云南師大附中2022-2023學年高三物理下學期摸底試題含解析

云南省昆明市云南師大附中2022-2023學年高三物理下學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選題）為了讓乘客乘車舒服，某探究小組設計了一種新型交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調整使座椅始終保持水平，如圖所示。當此車加速上坡時，乘客(

)A．處于失重狀態(tài) B．不受摩擦力的作用C．受到水平向右的摩擦力作用

D．所受力的合力豎直向上參考答案：C2.（單選）如圖，物體M在豎直向上的拉力F的作用下能靜止在斜面上，關于M受力的個數(shù)，下列說法中正確的是（

）A．M一定是受兩個力作用

B．M一定是受四個力作用C．M可能受三個力作用

D．M不是受兩個力作用就是受四個力作用參考答案：D3.（單選）如圖所示，無限長導線，均通以恒定電流I．直線部分和坐標軸接近重合，彎曲部分是以坐標原點O為圓心的相同半徑的一段圓弧，已知直線部分在原點O處不形成磁場，則圖乙中O處磁感應強度和圖甲中O處磁感應強度相同的是參考答案：解：由題意可知，圖甲中O處磁感應強度的大小是其中一段在O點的磁場大小2倍，方向垂直紙面向里；A、根據(jù)右手螺旋定則可知，左上段與右下段的通電導線產(chǎn)生的磁場疊加為零，則剩余的兩段通電導線產(chǎn)生的磁場大小是其中一段的在O點磁場的2倍，且方向垂直紙面向里，故A正確；B、同理，四段通電導線在O點的磁場是其中一段在O點的磁場的4倍，方向是垂直向里，故B錯誤；C、由上分析可知，右上段與左下段產(chǎn)生磁場疊加為零，則剩余兩段產(chǎn)生磁場大小是其中一段在O點產(chǎn)生磁場的2倍，方向垂直紙面向外，故C錯誤；D、與C選項分析相同，四段在O點的磁場是其中一段在O點產(chǎn)生磁場的2倍，方向垂直紙面向外，故D錯誤；故選：A．4.（多選題）為了測定一個水平向右的勻強電場的場強大小，小明所在的物理興趣小組做了如下實驗：用長為L的絕緣輕質細線，上端固定于O點，下端拴一質量為m、帶電荷量為＋q的小球(可視為質點)，如圖所示，開始時，將線與小球拉成水平，然后釋放，小球由靜止開始向下擺動，擺到B點時速度恰好為零，然后又從B點向A點擺動，如此往復．小明用測量工具測量與水平方向所成的角度θ，剛好為60°.不計空氣阻力，下列說法中正確的是()A．在B點時小球受到的合力為0B．電場強度E的大小為C．小球從A運動到B，重力勢能減小mgLD．小球在下擺的過程中，小球的機械能和電勢能之和先減小后增大參考答案：BC試題分析：小球在B點受重力豎直向下，電場力水平向右，故合力一定不為零，故A錯誤；小球由A到B的過程中，由動能定理可得：mgLsinθ-EqL（1-cos60°）=0，則電場強度的大小為，選項B正確；小球從A運動到B，重力做正功，W=mgh=mgLsinθ，故重力勢能減小mgLsinθ=，故C正確；小球在下擺過程中，除重力做功外，還有電場力做功，故機械能不守恒，但機械能和電勢能總能力之和不變，故D錯誤．故選BC.考點：動能定理；能量守恒定律5.（多選）勞倫斯和利文斯設計出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示．置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略．磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生的質子質量為m、電荷量為＋q，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應和重力的影響．則下列說法正確的是()A．質子被加速后的最大速度不可能超過2πRfB．質子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比C．質子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為∶1D．不改變磁感應強度B和交流電頻率f，該回旋加速器也能用于α粒子(含兩個質子，兩個中子)加速參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（5分）質量分布均勻的擺球質量為m，半徑為r，帶正電荷，用長為L的細線將擺球懸掛在懸點O作簡諧振動，則這個單擺的振動周期T＝_____________；若在懸點O處固定另一個正電荷，如圖所示，則該單擺的振動周期將_________。（填“變大”、“變小”或“不變”）參考答案：、不變7.如圖甲所示，在氣墊導軌的左端固定一輕質彈簧，軌道上有一滑塊A緊靠彈簧但不連接，已知滑塊的質量為m（1）用游標卡尺測出滑塊A上的擋光片的寬度，讀數(shù)如圖乙所示，則寬度d=

▲

mm；（2）為探究彈簧的彈性勢能，某同學打開氣源，用力將滑塊A壓緊到P點，然后釋放，滑塊A上的擋光片通過光電門的時間為，則彈簧的彈性勢能的表達式為----

▲

(用題中所給字母表示)；（3）若關閉氣源，仍將滑塊A由P點釋放，當光電門到P點的距離為x時，測出滑塊A上的擋光片通過光電門的時間為t，移動光電門，測出多組數(shù)據(jù)（滑塊都能通過光電門），并繪出圖像，如圖丙所示，已知該圖線的斜率的絕對值為k，則可算出滑塊與導軌間的動摩擦因數(shù)為

▲

．參考答案：（1）5.10

（3分）（2）

（3分）（3）

8.在地球大氣層上界，垂直于太陽光方向上的每秒種內每平方米上接受的太陽輻射能叫做太陽常數(shù)，其值為J/m2．S。太陽到地球大氣層上界的距離取為m，那么太陽能的輻射功率用上述字母可表示為

，其值為

W（結果取2位有效數(shù)字）。參考答案：

答案：9.直升機沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m=500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角θ1＝450。直升機取水后飛往火場，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a=1.5m/s2時，懸索與豎直方向的夾角θ2＝140。如果空氣阻力大小不變，且忽略懸索的質量，則空氣阻力大小為___

___N，水箱中水的質量M約為_______kg。（sin140=0.242；cos140=0.970）（保留兩位有效數(shù)字）參考答案：試題分析：直升機沿水平方向勻速和勻加速飛行時，水箱受力情況如下圖，根據(jù)牛頓第二定律，則有，，解得，?？键c：本題考查了牛頓第二定律的應用。10.某研究性學習小組利用如圖甲所示電路測量某電池的電動勢E和內電阻r。在坐標紙中畫出了如圖乙所示的U－I圖象，若電流表的內阻為1Ω,則E＝________V，r＝________Ω參考答案：2.0；

1.4；

11.如圖所示，A、B、C、D是某勻強電場中的4個等勢面，一個質子和一個α粒子（電荷量是質子的2倍，質量是質子的4倍，質子和α粒子的重力及其相互作用忽略不計）同時在A等勢面從靜止出發(fā)，向右運動，當?shù)竭_D面時，電場力做功之比為

，它們的速度之比為

。參考答案：1∶2

：112.如圖所示，質量為m的均勻直角金屬支架ABC在C端用光滑鉸鏈鉸接在墻壁上，支架處在磁感應強度為B的勻強磁場中，當金屬支架通一定電流平衡后，A、C端連線恰水平，相距為d，BC與豎直線夾角為530，則金屬支架中電流強度大小為

；若使BC邊與豎直線夾角緩慢增至900過程中，則金屬支架中電流強度變化應

（選填“增大、減小、先增大后減小、先減小后增大”）。(sin37°=0.6，cos37°=0.8)參考答案：1.07mg/Bd，先增大后減小13.如圖所示為“風光互補路燈”系統(tǒng)，它在有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，有風時通過風力發(fā)電機發(fā)電，二者皆有時將同時發(fā)電，并將電能輸至蓄電池儲存起來，供路燈照明使用。為了能使蓄電池的使用壽命更為長久，一般充電至90％左右即停止，放電余留20％左右即停止電能輸出。下表為某型號風光互補路燈系統(tǒng)配置方案：風力發(fā)電機太陽能電池組件其他元件最小啟動風速1.0m/s太陽能電池36W蓄電池500Ah-12V最小充電風速2.0m/s最大限制風速12.0m/s太陽能轉化效率15%大功率LED路燈80W-12V最大輸出功率400W如果當?shù)卮怪庇谔柟獾钠矫娴玫降奶栞椛渥畲髲姸燃s為240W/m2，要想使太陽能電池的最大輸出功率達到36W，太陽能電池板的面積至少要______________m2。

當風速為6m/s時，風力發(fā)電機的輸出功率將變?yōu)?0W，在這種情況下，將蓄電池的電能由20%充至90%所需時間為______________h；參考答案：1，84

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(6分)如圖所示，己知平行玻璃磚的折射率，厚度為.入射光線以入射角60°射到玻璃磚的上表面，經(jīng)玻璃磚折射從下表面射出，出射光線與入射光線平行，求兩平行光線間距離。（結果可用根式表示）

參考答案：解析：作出光路如圖

由折射定律得（2分）

所以r=30°（2分）

由圖知

則AB—AC=d·tan30°=d

出射光線與入射光線間的距離是d（2分）15.(3-5模塊)(5分)有兩個質量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．如欲碰后發(fā)出一個光子，則速度v0至少需要多大？己知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)。參考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，某回旋加速器的兩個半圓金屬盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，兩金屬盒間存在交變電場，用其加速質子．已知金屬盒的半徑R為16cm，磁場的磁感應強度B為1.3T，質子穿過金屬盒間的縫隙時加速電壓U為10kV，取質子的質量m為1.6×10﹣27kg，電荷量q為1.6×10﹣19C．求（1）交變電場的頻率f；（2）質子出射時的動能Ek；（3）質子在回旋加速器中運動的圈數(shù)n．參考答案：解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得

質子做勻速圓周運動的頻率

解得

質子運動一周加速兩次，加速電場方向改變兩次，所以交變電場的頻率與質子圓周運動的頻率相等．（2）質子出射時做圓周運動的半徑為金屬盒的半徑，此時質子的動能為

由，可得

得

（3）質子轉一圈加速兩次，每次加速電壓U=10kV

動能增加量

加速圈數(shù)

或

答：（1）交變電場的頻率f；為21MHz．（2）質子出射時的動能Ek為2.2MeV．（3）質子在回旋加速器中運動的圈數(shù)n為110次．【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．【分析】（1）根據(jù)旋加速器的工作原理，它靠電場加速，靠磁場束縛在D形盒內．但必須滿足粒子回旋的周期與交變的周期相等，才能使粒子一次次加速．（2）隨著粒子速度的增大，半徑也逐步增大，當半徑達到D形盒的半徑時，動能達到最大．（3）這些動能均是靠電場力做功獲得，用最大動能除以一次做的功，則就能求出回旋的次數(shù)．17.如圖一砂袋用無彈性輕細繩懸于O點。開始時砂袋處于靜止狀態(tài)，此后用彈丸以水平速度擊中砂袋后均未穿出。第一次彈丸的速度為v0，打入砂袋后二者共同擺動的最大擺角為θ（θ<90°），當其第一次返回圖示位置時，第二粒彈丸以另一水平速度v又擊中砂袋，使砂袋向右擺動且最大擺角仍為θ。若彈丸質量均為m，砂袋質量為5m，彈丸和砂袋形狀大小忽略不計，求：兩粒彈丸的水平速度之比V0/V為多少？參考答案：彈丸擊中砂袋瞬間，系統(tǒng)水平方向不受外力，動量守恒，設碰后彈丸和砂袋的共同速度為v1，細繩長為L，根據(jù)動量守恒定律有

mv0=(m+5m)v1

砂袋擺動過程中只有重力做功，機械能守恒，所以

設第二粒彈丸擊中砂袋后彈丸和砂袋的共同速度為v2

同理有：

mv－(m+5m)v1=(m+6m)v2

聯(lián)解上述方程得

18.如圖是一種磁動力電梯示意圖。在豎直方向有兩組很長的平行軌道PQ、MN，軌道間有水平方向、交替排列的勻強磁場B1和B2，B1=B2=1.0T，B1和B2的方向相反，兩磁場始終豎直向上做勻速直線運動。電梯轎廂固定在如圖所示的金屬框abcd內（圖中轎廂未畫出）并與之絕緣。已知電梯滿載時連同金屬框的總質量為2.35×103kg，所受阻力f=500N，金屬框垂直軌道的邊長Lcd=2.0m，兩磁場的豎直寬度均與金屬框的高Lad相同，金屬框整個回路的電阻R=2.0×10-3Ω，取g=10m/s2。假如設計要求電梯滿載時能以v1=3.0m/s的速度勻速上升，求：（1）圖示時刻（ab邊在磁場B1中，dc邊在磁場B2中）金屬框中感應電流的大小及方向（方向用順時針或逆時針表示）；（2）磁場向上運動速度v0的大?。唬?）該電梯滿載以速度v1向上勻速運動時所消耗的總功率。參考答案：（1）因金屬框勻速運動，所以金屬框受到的安培力FB、重力G與阻力f之合力為零，設當電梯向上勻速運動時金屬框中感應電流大小為I，則：

…①

…②聯(lián)解①②得：