山西省臨汾市霍州下樂坪中學(xué)2023年高三物理模擬試題含解析

山西省臨汾市霍州下樂坪中學(xué)2023年高三物理模擬試題含解析一、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.如圖所示，物體甲和物體乙通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，斜面體固定，甲、乙處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是（）A．甲一定受到沿斜面向上的摩擦力B．甲一定受到沿斜面向下的摩擦力C．甲的質(zhì)量可能等于乙的質(zhì)量D．甲的質(zhì)量一定大于乙的質(zhì)量參考答案：C【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用．【分析】先對(duì)物體乙受力分析，受重力和拉力，二力平衡；再對(duì)物體甲受力分析，受重力、繩子拉力、支持力，可能有靜摩擦力，然后根據(jù)平衡條件進(jìn)行分析．【解答】解：A、乙受到重力和繩子的拉力處于平衡狀態(tài)，可知繩子的拉力等于乙的重力．甲受到重力、斜面的支持力和繩子的拉力，甲的重力沿向下向下的分力大小與繩子的拉力相等，則甲不受摩擦力；若甲的重力沿向下向下的分力大小與大于繩子的拉力，則甲受摩擦力方向向上；甲的重力沿向下向下的分力大小與小于繩子的拉力，則甲受摩擦力方向向下．故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；C、結(jié)合A的分析可知，摩擦力的方向未知，所以不能判斷出甲與乙的質(zhì)量之間的關(guān)系，甲的質(zhì)量可能等于乙的質(zhì)量，甲的質(zhì)量可能大于乙的質(zhì)量，甲的質(zhì)量可能小于乙的質(zhì)量．故C正確，D錯(cuò)誤．故選：C2.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比不變，副線圈上接有電阻為不零的負(fù)載，在原線圈上輸入電壓U1不變的交流電，則A．U1∶U2＝N1∶N2B．I1∶I2＝N1∶N2C．當(dāng)I2減小時(shí)，I1增大D．當(dāng)I2減小時(shí)，I1減小參考答案：AD3.一輛車的頂部用輕線懸掛著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，當(dāng)車在水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，線與豎直方向夾角為θ，如圖所示，由此可求得：

（

）

A．車的運(yùn)動(dòng)方向

B．車的速度大小

C．車的加速度大小和方向

D．小球?qū)p線的拉力參考答案：CD4.如圖甲所示，粗糙斜面的水平面的夾角為30°，質(zhì)量為3kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）由靜止從A點(diǎn)在一沿斜面向上的恒定推力作用下運(yùn)動(dòng)，作用一段時(shí)間后撤去該推力，小物塊能到達(dá)最高位置C，小物塊上滑過程中的v﹣t圖象如圖乙所示，設(shè)A點(diǎn)為零勢能參考點(diǎn)，g=10m/s2，則下列說法正確的是（）A．小物塊最大重力勢能為54JB．小物塊加速時(shí)的平均速度與減速時(shí)的平均速度大小之比為3：1C．小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為D．推力F的大小為40N參考答案：D【考點(diǎn)】牛頓第二定律；平均速度；物體的彈性和彈力．【分析】（1）根據(jù)圖象求出小物塊上升的最大位移，再利用幾何關(guān)系求出上升的最大高度，根據(jù)Ep=mgh求出小物塊最大重力勢能；（2）根據(jù)圖象求出小物塊加速時(shí)的平均速度與減速時(shí)的平均速度大小即可得出答案；（3）根據(jù)圖象求出小物塊減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小，然后根據(jù)牛頓第二定律求出小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（4）根據(jù)圖象求出小物塊加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小，然后根據(jù)牛頓第二定律求出推力F的大小．【解答】解：A、由圖象可知，物體上升的最大位移為：x=vt=×3×1.2m=1.8m，由幾何關(guān)系得，小物塊上升的最大高度為：h=xsin30°=1.8m×=0.9m，則小物塊最大重力勢能為：Ep=mgh=3×10×0.9J=27J；故A錯(cuò)誤；B、小物塊加速時(shí)的平均速度與減速時(shí)的平均速度大小為：==m/s，其大小之比為1：1，故B錯(cuò)誤；C、由圖乙所示圖象可知，減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：a2==m/s2=10m/s2，在勻減速直線運(yùn)動(dòng)過程中，由牛頓第二定律知：mgsin30°+μmgcos30°=ma2，解得：μ=，故C錯(cuò)誤；D、加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：a1==m/s2=m/s2，沿斜面方向根據(jù)牛頓第二定律可得：F﹣mgsin30°﹣μmgcos30°=ma1，待入數(shù)據(jù)可解得：F=40N，故D正確．故選：D．5.關(guān)于速度與加速度的關(guān)系，下列說法中正確的是（

）A．物體的速度改變?cè)娇?，其加速度也越大B．物體的速度越大，其加速度也越大C．物體的速度改變量越大，其加速度也越大D．物體的速度為零，其加速度一定為零參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（5分）制冷機(jī)是一種利用工作物質(zhì)(制冷劑)的逆循環(huán)，使熱從低溫物體傳到高溫物體的裝置，通過制冷機(jī)的工作可以使一定空間內(nèi)的物體溫度低于環(huán)境溫度并維持低溫狀態(tài)．夏天，將房間中一臺(tái)正工作的電冰箱的門打開，試分析這是否可以降低室內(nèi)的平均溫度?為什么?

參考答案：制冷機(jī)正常工作時(shí)，室內(nèi)工作器從室內(nèi)吸收熱量，同時(shí)將冷風(fēng)向室內(nèi)散發(fā),室外工作器向外散熱。若將一臺(tái)正在工作的電冰箱的門打開，盡管它可以不斷地向室內(nèi)釋放冷氣，但同時(shí)冰箱的箱體向室內(nèi)散熱，就整個(gè)房間來說，由于外界通過電流不斷有能量輸入，室內(nèi)的溫度會(huì)不斷升高。（5分）

命題立意：本題是一條聯(lián)系實(shí)際的題目,考查運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。解題關(guān)鍵：考慮整個(gè)系統(tǒng)，并結(jié)合能量守恒來加以分析。錯(cuò)解剖析：解本題容易憑借想當(dāng)然，認(rèn)為打開冰箱門，會(huì)降低房間的溫度．應(yīng)該考慮整個(gè)系統(tǒng)加以分析。7.如圖所示，用一根長為的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A，為使細(xì)繩與豎直方向夾300角且繃緊，小球A處于靜止，對(duì)小球施加的最小力F＝___________

參考答案：8.在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。在調(diào)整帶滑輪木板的傾斜程度時(shí)，應(yīng)使小車在不受牽引力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿木板勻速運(yùn)動(dòng)。小車的質(zhì)量為M，盤和盤中重物的總質(zhì)量為m，保持M不變，研究小車的加速度與力的關(guān)系時(shí)，在

條件下，mg近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的拉力。實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如下圖所示，紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)實(shí)際點(diǎn)未畫出，已知交流電頻率為50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，則打該紙帶時(shí)小車的加速度大小為

m/s2(保留兩位有效數(shù)字)參考答案：m<<M，1.09.在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，首先按右上圖接線，以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系．當(dāng)閉合S時(shí)觀察到電流表指針向左偏,不通電時(shí)電流表指針停在正中央.然后按右下圖所示將電流表與線圈B連成一個(gè)閉合回路,將線圈A、電池、滑動(dòng)變阻器和電鍵S串聯(lián)成另一個(gè)閉合電路．S閉合后，將線圈A插入線圈B的過程中,電流表的指針將

（填：左偏、右偏或者不偏）．(2)線圈A放在B中不動(dòng)時(shí),指針將

（填：左偏、右偏或者不偏）．(3)線圈A放在B中不動(dòng),將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí),電流表指針將

（填：左偏、右偏或者不偏）．(4)線圈A放在B中不動(dòng),突然斷開S.電流表指針將

（填：左偏、右偏或者不偏）．

參考答案：（1）右偏，（2）不偏，（3）右偏，（4）左偏10.（4分）質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時(shí)，發(fā)出r射線，已知普朗克恒量為h，真空中光速為c，則這個(gè)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損△m= ，r射線的頻率v=

．參考答案：m1+m2﹣m3，解：一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核：H+n→H+γ這個(gè)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為：△m=m1+m2﹣m3根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程：E=△mc2此核反應(yīng)放出的能量：E=（m1+m2﹣m3）c2以γ射線形式放出，由E=hυ得光子的頻率為：υ=

11.一輛賽車在半徑為50m的水平圓形賽道參加比賽，已知該賽車勻速率跑完最后一圈所用時(shí)間為15s。則該賽車完成這一圈的角速度大小為________rad/s，向心加速度大小為________m/s2（結(jié)果均保留2位小數(shù)）。參考答案：0.42rad/s；8.77m/s2。【（8.76~8.82）m/s2】12.為了探究加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，帶滑輪的長木板水平放置，板上有兩個(gè)光電門相距為d，滑塊通過細(xì)線與重物相連，細(xì)線的拉力F大小等于力傳感器的示數(shù)．讓滑塊從光電門1由靜止釋放，記下滑到光電門2的時(shí)間t，改變重物質(zhì)量來改變細(xì)繩拉力大小，重復(fù)以上操作5次，得到下列表格中5組數(shù)據(jù)．

(1)若測得兩光電門之間距離為d=0．5m，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=0．5s，則a=

☆

m/s2；(2)依據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出a-F圖象．(3)由圖象可得滑塊質(zhì)量m=

☆

kg，滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)=☆

.g=10m／s2)參考答案：13.(4分)從事太空研究的宇航員需要長時(shí)間在太空的微重力條件下工作、生活，這對(duì)適應(yīng)了地球表面生活的人，將產(chǎn)生很多不良影響。為了解決這個(gè)問題，有人建議在未來的太空城中建立兩個(gè)一樣的太空艙，它們之間用硬桿相連，可繞O點(diǎn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，處于太空中的宇航員將能體驗(yàn)到與在地面上受重力相似的感覺。太空艙中宇航員感覺到的“重力”方向指向

；假設(shè)O點(diǎn)到太空艙的距離為90m，要想讓太空艙中的宇航員能體驗(yàn)到地面重力相似的感覺，則太空艙轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大約是

rad/s（g取10m/s2）。參考答案：

答案：沿半徑方向向外；1/3三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時(shí)刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動(dòng)能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運(yùn)動(dòng)。A、B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運(yùn)動(dòng)過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大小；（2）物塊A、B中的哪一個(gè)先停止？該物塊剛停止時(shí)A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大??；很容易判定A、B都會(huì)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達(dá)墻處，則需要根據(jù)計(jì)算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運(yùn)動(dòng)停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計(jì)算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可?！驹斀狻浚?）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動(dòng)量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動(dòng)時(shí)加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個(gè)物塊停止，此物塊應(yīng)為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時(shí)間為t，B向左運(yùn)動(dòng)的路程為sB。，則有④⑤⑥在時(shí)間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運(yùn)動(dòng)，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時(shí)間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時(shí)間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時(shí)A位于出發(fā)點(diǎn)右邊0.25m處。B位于出發(fā)點(diǎn)左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時(shí)刻后A將繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時(shí)速度的大小為vA′，由動(dòng)能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運(yùn)動(dòng)，B繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)。設(shè)碰撞后A向右運(yùn)動(dòng)距離為sA′時(shí)停止，B向左運(yùn)動(dòng)距離為sB′時(shí)停止，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離15.（4分）試通過分析比較，具有相同動(dòng)能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。參考答案：粒子的動(dòng)量，物質(zhì)波的波長由，知，則。解析：物質(zhì)波的的波長為，要比較波長需要將中子和電子的動(dòng)量用動(dòng)能表示出來即，因?yàn)椋?，故。四、?jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.雜技演員在進(jìn)行“頂桿”表演時(shí)，用的是一根質(zhì)量可忽略不計(jì)的長竹竿，質(zhì)量為30kg的演員自桿頂由靜止開始下滑，滑到桿底時(shí)速度正好為零．已知竹竿底部與下面頂桿人肩部之間有一傳感器，傳感器顯示頂桿人肩部的受力情況如圖所示，取g=10m/s2.求：(1)桿上的人下滑過程中的最大速度；(2)竹竿的長度．參考答案：解：(1)以人為研究對(duì)象，人加速下滑過程中受重力mg和桿對(duì)人的作用力F1，由題圖可知，人加速下滑過程中桿對(duì)人的作用力F1為180N．由牛頓第二定律得mg一F1=ma，則a=4m/s2.1s末人的速度達(dá)到最大，則v=at1=4m/s.(2）加速下降時(shí)位移為：=2m.減速下降時(shí)，由動(dòng)能定理得代入數(shù)據(jù)解得.

17.如圖所示，質(zhì)量M=2.0kg的薄木板靜止在水平桌面上，薄木板上放有質(zhì)量m=1.0kg的小鐵塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），它離木板左端的距離為L=0.25m，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．現(xiàn)用一水平向右的拉力作用在木板上，使木板和鐵塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2．（1）若桌面光滑，拉力大小恒為F1=4.8N，求小鐵塊運(yùn)動(dòng)的加速度大?。唬?）若木板以4.0m/s2的加速度從鐵塊下抽出，求抽出過程所經(jīng)歷的時(shí)間t；（3）若桌面與薄木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)也為μ，則拉力F2的大小滿足什么條件才能將木板從鐵塊下抽出？參考答案：解：（1）小鐵塊的最大靜摩擦力小鐵塊最大加速度假設(shè)小鐵塊相對(duì)木板靜止，根據(jù)牛頓第二定律所以小鐵塊不會(huì)相對(duì)長木板滑動(dòng)，小鐵塊運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?）木板和鐵塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)小鐵塊，根據(jù)牛頓第二定律，有解得：根據(jù)位移關(guān)系：代入數(shù)據(jù)：解得：t=0.5s（3）對(duì)木板：木板從鐵塊下抽出條件即：解得：答：（1）若桌面光滑，拉力大小恒為F1=4.8N，求小鐵塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小；（2）若木板以4.0m/s2的加速度從鐵塊下抽出，求抽出過程所經(jīng)歷的時(shí)間t；（3）若桌面