湖南省株洲市第十八中學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.如圖所示，兩個相同的固定斜面上分別放有一個處于靜止的三角形木塊A、B，它們的質量相等．A木塊左側面沿豎直方向，B木塊左側面垂直于斜面，在兩斜面上分別放上一個相同的光滑球后，木塊仍保持靜止，則放上球后（）A．A木塊受到的摩擦力等于B木塊受到的摩擦力B．A木塊受到的摩擦力小于B木塊受到的摩擦力C．A木塊對斜面的壓力等于B木塊對斜面的壓力D．A木塊對斜面的壓力大于B木塊對斜面的壓力參考答案：A【考點】共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用．【分析】以小球與A整體為研究對象，分析A木塊受到的摩擦力．以小球與B整體為研究對象，分析B木塊受到的摩擦力，從而得到A、B所受的摩擦力關系．分別以A、B為研究對象，運用平衡條件斜面對它們的支持力，從而分析出它們對斜面的壓力關系．【解答】解：AB、設小球的質量為m，A、B的質量為M，斜面的傾角為α．以小球與A整體為研究對象，由平衡條件可得：A木塊受到的摩擦力fA=（M+m）gsinα同理，以小球與B整體為研究對象，得到B木塊受到的摩擦力fB=（M+m）gsinα，則fA=fB．故A正確，B錯誤．CD、以A為研究對象，分析受力，如圖所示，由平衡條件得：斜面對A的支持力NA=Mgcosα﹣N1sinα以B為研究對象，分析受力，由平衡條件得：斜面對B的支持力NB=Mgcosα，則得NA＜NB．由牛頓第三定律可知，A木塊對斜面的壓力小于B木塊對斜面的壓力．故CD錯誤．故選：A2.如圖所示，小球用細繩系住放在傾角為θ的光滑斜面上，當細繩由水平方向逐漸向上偏移時，繩上的拉力將（）A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大參考答案：D【考點】向心力；共點力平衡的條件及其應用；決定向心力大小的因素．【分析】在力學中，有這樣一類問題：一個物體（質點）受到三個共點力（或多個共點力但可以等效為三個共點力）作用而處于平衡狀態，其中一個力變化引起其它力的變化，需要判定某些力的變化情況，或確定其極值．它的求解方法對其他矢量的分析同樣適用．對球受力分析，受重力、支持力、拉力，其中重力大小方向都不變，支持力方向不變、大小變，拉力大小與方向都變，可用作圖法分析．【解答】解：對球受力分析，受重力、支持力、拉力，如圖其中重力大小方向都不變，支持力方向不變，拉力大小與方向都變，將重力按照作用效果分解由圖象可知，G1先變小后變大，G2變小又根據共點力平衡條件G1=FG2=N故拉力F先變小后變大；故選D．3.如圖，在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等。現給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt（k是常數），木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是

（

）參考答案：A4.（單選題）甲、乙兩車在同一水平道路上，一前一后相距S=6m，乙車在前，甲車在后，某時刻兩車同時開始運動，兩車運動的過程如圖所示，則下列表述正確的是（

）A．當t=4s時兩車相遇B．當t=4s時兩車間的距離最大C．兩車有兩次相遇D．兩車有三次相遇參考答案：D5.如圖所示，傾角為30o的光滑桿上套有一個小球和兩根輕質彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘M、N固定于桿上，小球處于靜止狀態，設拔去銷釘M瞬間，小球的加速度大小為6m/s2，若不拔去銷釘M，而拔去銷釘N瞬間，小球加速度可能是（g=10m/s2）（

）A．11m/s2，沿軒向上B．11m/s2-，沿軒向下C．1m/s2，沿軒向上D．1m/s2，沿桿向下參考答案：BC設小球的質量為m，沿光滑桿斜向上為正方向，剛開始受力平衡，則有：

FN+FM-=0

拔去銷釘M瞬間有：FN-=±6m

所以FN=11m或-1m

所以FM=-6m或6m

拔去銷釘N瞬間，小球受M彈簧和重力G的作用，

加速度為：a==-11m/s2或1m/s2

故選BC．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（4分）某物質的摩爾質量為M，摩爾體積為V，密度為，每個分子的質量和體積分別為m和Vo，則阿伏加德羅常數NA可以用兩種式子來表達：NA=_______________和NA=______________。參考答案：；7.如圖所示是某同學探究功與速度變化的關系的實驗裝置，他將光電門固定在長木板上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．（1）若用游標卡尺測出遮光條的寬度d如圖所示，d=

cm；（2）實驗中可近似認為細線對小車的拉力與重物重力大小相等，則拉力對小車所做的功為重物重力與AB的距離的乘積；測出多組重物的質量m和對應遮光條通過光電門的時間?t，通過描點作出線性圖象，研究功與速度變化的關系。處理數據時應作出_____圖象。

A．?t－m

B．?t2－m

C．

D．參考答案：（1）1.140

（2）D

8.用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關系．實驗時，先適當墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮條彈力的作用下被彈出，沿木板滑行。小車滑行過程中帶動通過打點計器的紙帶，記錄運動情況．觀察發現紙帶前面部分點跡疏密不勻，后面部分點跡比較均勻，回答下列問題：（1）適當墊高木板是為了

；（2）通過紙帶求小車速度時，應使用紙帶的

（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；（3）若實驗作了n次，所用橡皮條分別為1根、2根……n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2……vn，用W表示橡皮條對小車所做的功，作出的W—v2圖線是一條過坐標原點的直線，這說明W與v2的關系是

。參考答案：(1)平衡摩擦力(2)后面部分

(3)W與v2成正比（1）用1條、2條、3條…同樣的橡皮筋將小車拉到同一位置釋放，橡皮筋拉力對小車所做的功依次為w、2w、3w…探究橡皮筋拉力對小車所做的功W與小車速度v的定量關系．將木板放有打點計時器的一端墊高，小車不連橡皮筋，尾部固定一紙帶，輕推小車使小車沿木板向下運動，如果紙帶上打出的點間距是均勻的，說明紙帶的運動是勻速直線運動，小車重力沿斜面方向的分力剛好平衡了小車所受的摩擦力．

（2）橡皮筋拉力對小車所做的功全部完成后，打出來的點才能反映物體的速度．所以應使用紙帶的后面部分．

（3）W-v2圖線是一條過坐標原點的直線，根據數學知識可確定W與速度v的平方成正比．9.在“用DIS研究小車加速度與所受合外力的關系”實驗中時，甲、乙兩組分別用如圖（a）、（b）所示的實驗裝置實驗，重物通過細線跨過滑輪拉相同質量小車，位移傳感器（B）隨小車一起沿水平軌道運動，位移傳感器（A）固定在軌道一端．甲組實驗中把重物的重力作為拉力F，乙組直接用力傳感器測得拉力F，改變重物的重力重復實驗多次，記錄多組數據，并畫出a-F圖像。（1）位移傳感器（B）屬于

。（填“發射器”或“接收器”）（2）甲組實驗把重物的重力作為拉力F的條件是

。（3）圖（c）中符合甲組同學做出的實驗圖像的是

；符合乙組同學做出的實驗圖像的是

。參考答案：（1）發射器（2分）（2）小車的質量遠大于重物的質量（2分）（3）②（1分）；①（1分）10.．2011年11月3日，中國自行研制的神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器在距地球343km的軌道實現自動對接。神舟八號飛船遠地點處圓軌道速度

（選填“大于”、“小于”或“等于”）近地點處圓軌道速度；假設神舟八號在近圓軌道做勻速圓周運動時，離地高度為H，地球表面重力加速度為g、地球半徑為R，則神舟八號的運行速度為

。參考答案：小于

11.（4分）在物理學中，我們常用比值法來定義物理量，用此方法反映的是物質或運動的某一屬性，與定義式中的各物理量無關，例如電阻R＝。請你根據已經學過的中學物理知識再寫出兩個用比值法定義的物理量：________、________。參考答案：E=；UAB=

12.用細繩系一小球，在豎直平面內做圓周運動，已知小球的質量為1kg，圓周運動半徑為1m，到達最高點時，細繩拉力恰為零，取g=10m/s2，則從最高點到最低點的過程中，小球受到合外力的沖量的大小為

參考答案：13.如圖所示，處于水平位置的、質量分布均勻的直桿一端固定在光滑轉軸O處，在另一端A下擺時經過的軌跡上安裝了光電門，用來測量A端的瞬時速度vA，光電門和轉軸O的豎直距離設為h。將直桿由圖示位置靜止釋放，可獲得一組（vA2，h）數據，改變光電門在軌跡上的位置，重復實驗，得到在vA2~h圖中的圖線①。設直桿的質量為M，則直桿繞O點轉動的動能Ek=_____________（用M和vA來表示）。現將一質量m=1kg的小球固定在桿的中點，進行同樣的實驗操作，得到vA2~h圖中的圖線②，則直桿的質量M=____________kg。（g=10m/s2）參考答案：，0.25三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖為一塊直角三棱鏡，頂角A為30°．一束激光沿平行于BC邊的方向射向直角邊AB，并從AC邊射出，出射光線與AC邊夾角也為30°．則該激光在棱鏡中的傳播速度為多少？(結果保留兩位有效數字)參考答案：1.7×108m/s解：光路圖如圖：

由幾何關系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱鏡中傳播速【點睛】幾何光學要正確作出光路圖，由幾何知識找出入射角和折射角是關鍵．知道光速和折射率的關系.15.（11分）簡述光的全反射現象及臨界角的定義，并導出折射率為的玻璃對真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質射向光疏介質時，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達到，折射光就消失。入射角大于C時只有反射光，這種現象稱為全反射，相應的入射角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。當入射角等于臨界角C時，折射角等于，代入①式得

②四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩根間距為L的金屬導軌MN和PQ，電阻不計，左端彎曲部分光滑，水平部分導軌與導體棒間的滑動摩擦因數為μ，水平導軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強磁場Ⅰ，右端有另一磁場Ⅱ，其寬度也為d，但方向豎直向下，兩磁場的磁感應強度大小均為B0，相隔的距離也為d。有兩根質量為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導軌垂直放置，b棒置于磁場Ⅱ中點C、D處．現將a棒從彎曲導軌上某一高處由靜止釋放并沿導軌運動下去。（1）當a棒在磁場Ⅰ中運動時，若要使b棒在導軌上保持靜止，則a棒剛釋放時的高度應小于某一值h0，求h0的大小；（2）若將a棒從彎曲導軌上高度為h（h＜h0）處由靜止釋放，a棒恰好能運動到磁場Ⅱ的左邊界處停止，求a棒克服安培力所做的功及a棒穿過磁場Ⅰ所用的時間；（3）若將a棒仍從彎曲導軌上高度為h（h＜h0）處由靜止釋放，為使a棒通過磁場Ⅰ時恰好無感應電流，可讓磁場Ⅱ的磁感應強度隨時間而變化，將a棒剛進入磁場Ⅰ的時刻記為t＝0，此時磁場Ⅱ的磁感應強度為B0，試求出在a棒通過磁場Ⅰ的這段時間里，磁場Ⅱ的磁感應強度隨時間變化的關系式。參考答案：(1)因為a棒進入磁場Ⅰ后做減速運動，所以只要剛進入時b棒不動，b就可以靜止不動對a棒：由機械能守恒：mgh0＝mv

對回路：ε＝BLv0，I＝對b棒：BIL＝μmg

聯立解得：h0＝.(2)由全過程能量守恒與轉化規律：mgh＝μmg2d＋W克A

解得：W克A＝mgh－μmg2d(3)a棒通過磁場Ⅰ時恰好無感應電流，說明感應電動勢為零，根據法拉第電磁感應定律ε＝，在Δt≠0的前提下，ΔΦ＝0即Φ保持不變(1分)對a棒：由機械能守恒：mgh＝mv2

a棒進入磁場Ⅰ后，由牛頓第二定律得：a＝μg經過時間t，a棒進入磁場Ⅰ的距離為x＝vt－at2

磁通量Φ＝B0(d－x)L－BL

又最初磁通量為Φ0＝B0dL－B0L＝B0dL＝Φ

聯立解得：B＝B0－

*或者用微積分處理因為：ε感＝ε動，ε感＝·，ε動＝B0L(v－μgt)所以得：BB0∫dB·＝t0∫B0L(v－μgt)dt解得(B－B0)＝B0L化簡得：B＝B0－17.某種材料的三棱鏡截面如圖所示，∠A=90°，∠B=53°，一束垂直于AC邊的直線細光束從AC邊上的中點D射入三棱鏡，折射光線經過三棱鏡BC邊反射后，從AB邊上的F點射出。已知三棱鏡的折射率為，BC的長度為5cm，真空中的光速c=3×108m/s。求：

（i）從BC邊射出的光線與BC邊的夾角；

（ii）光在棱鏡中從D點傳播到F點的時間。（計算結果保留2位有效數字）參考答案：解：（i）根據幾何知識得光線射到BC邊上時的入射角i=37°

設從BC邊射出的光線折射角為r。根據折射定律得n=

可得r=53°

所以從BC邊射出的光線與BC邊的夾角α=90°-r=37°

（ii）由幾何關系知FE=FB

光在棱鏡中從D點傳播路程S=DE+EF=BCsin37°+

光在棱鏡中傳播速度v=

代入數據解得t≈9.0×10-11s

答：

（i）從BC邊