山西省临汾市霍州下乐坪中学2023年高三物理模拟试题含解析

山西省临汾市霍州下乐坪中学2023年高三物理模拟试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图所示，物体甲和物体乙通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，斜面体固定，甲、乙处于静止状态，下列说法正确的是（）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．甲的质量可能等于乙的质量D．甲的质量一定大于乙的质量参考答案：C【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】先对物体乙受力分析，受重力和拉力，二力平衡；再对物体甲受力分析，受重力、绳子拉力、支持力，可能有静摩擦力，然后根据平衡条件进行分析．【解答】解：A、乙受到重力和绳子的拉力处于平衡状态，可知绳子的拉力等于乙的重力．甲受到重力、斜面的支持力和绳子的拉力，甲的重力沿向下向下的分力大小与绳子的拉力相等，则甲不受摩擦力；若甲的重力沿向下向下的分力大小与大于绳子的拉力，则甲受摩擦力方向向上；甲的重力沿向下向下的分力大小与小于绳子的拉力，则甲受摩擦力方向向下．故A错误，B错误；C、结合A的分析可知，摩擦力的方向未知，所以不能判断出甲与乙的质量之间的关系，甲的质量可能等于乙的质量，甲的质量可能大于乙的质量，甲的质量可能小于乙的质量．故C正确，D错误．故选：C2.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比不变，副线圈上接有电阻为不零的负载，在原线圈上输入电压U1不变的交流电，则A．U1∶U2＝N1∶N2B．I1∶I2＝N1∶N2C．当I2减小时，I1增大D．当I2减小时，I1减小参考答案：AD3.一辆车的顶部用轻线悬挂着一个质量为m的小球，当车在水平方向运动时，线与竖直方向夹角为θ，如图所示，由此可求得：

（

）

A．车的运动方向

B．车的速度大小

C．车的加速度大小和方向

D．小球对轻线的拉力参考答案：CD4.如图甲所示，粗糙斜面的水平面的夹角为30°，质量为3kg的小物块（可视为质点）由静止从A点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动，作用一段时间后撤去该推力，小物块能到达最高位置C，小物块上滑过程中的v﹣t图象如图乙所示，设A点为零势能参考点，g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A．小物块最大重力势能为54JB．小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为3：1C．小物块与斜面间的动摩擦因数为D．推力F的大小为40N参考答案：D【考点】牛顿第二定律；平均速度；物体的弹性和弹力．【分析】（1）根据图象求出小物块上升的最大位移，再利用几何关系求出上升的最大高度，根据Ep=mgh求出小物块最大重力势能；（2）根据图象求出小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小即可得出答案；（3）根据图象求出小物块减速运动的加速度大小，然后根据牛顿第二定律求出小物块与斜面间的动摩擦因数（4）根据图象求出小物块加速运动的加速度大小，然后根据牛顿第二定律求出推力F的大小．【解答】解：A、由图象可知，物体上升的最大位移为：x=vt=×3×1.2m=1.8m，由几何关系得，小物块上升的最大高度为：h=xsin30°=1.8m×=0.9m，则小物块最大重力势能为：Ep=mgh=3×10×0.9J=27J；故A错误；B、小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小为：==m/s，其大小之比为1：1，故B错误；C、由图乙所示图象可知，减速运动的加速度大小为：a2==m/s2=10m/s2，在匀减速直线运动过程中，由牛顿第二定律知：mgsin30°+μmgcos30°=ma2，解得：μ=，故C错误；D、加速运动的加速度大小为：a1==m/s2=m/s2，沿斜面方向根据牛顿第二定律可得：F﹣mgsin30°﹣μmgcos30°=ma1，待入数据可解得：F=40N，故D正确．故选：D．5.关于速度与加速度的关系，下列说法中正确的是（

）A．物体的速度改变越快，其加速度也越大B．物体的速度越大，其加速度也越大C．物体的速度改变量越大，其加速度也越大D．物体的速度为零，其加速度一定为零参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（5分）制冷机是一种利用工作物质(制冷剂)的逆循环，使热从低温物体传到高温物体的装置，通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态．夏天，将房间中一台正工作的电冰箱的门打开，试分析这是否可以降低室内的平均温度?为什么?

参考答案：制冷机正常工作时，室内工作器从室内吸收热量，同时将冷风向室内散发,室外工作器向外散热。若将一台正在工作的电冰箱的门打开，尽管它可以不断地向室内释放冷气，但同时冰箱的箱体向室内散热，就整个房间来说，由于外界通过电流不断有能量输入，室内的温度会不断升高。（5分）

命题立意：本题是一条联系实际的题目,考查运用所学知识解决实际问题的能力。解题关键：考虑整个系统，并结合能量守恒来加以分析。错解剖析：解本题容易凭借想当然，认为打开冰箱门，会降低房间的温度．应该考虑整个系统加以分析。7.如图所示，用一根长为的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向夹300角且绷紧，小球A处于静止，对小球施加的最小力F＝___________

参考答案：8.在“验证牛顿运动定律”实验中，所用的实验装置如图所示。在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在

条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为

m/s2(保留两位有效数字)参考答案：m<<M，1.09.在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按右上图接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系．当闭合S时观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按右下图所示将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路．S闭合后，将线圈A插入线圈B的过程中,电流表的指针将

（填：左偏、右偏或者不偏）．(2)线圈A放在B中不动时,指针将

（填：左偏、右偏或者不偏）．(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将

（填：左偏、右偏或者不偏）．(4)线圈A放在B中不动,突然断开S.电流表指针将

（填：左偏、右偏或者不偏）．

参考答案：（1）右偏，（2）不偏，（3）右偏，（4）左偏10.（4分）质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成氘核时，发出r射线，已知普朗克恒量为h，真空中光速为c，则这个核反应的质量亏损△m= ，r射线的频率v=

．参考答案：m1+m2﹣m3，解：一个质子和一个中子结合成氘核：H+n→H+γ这个核反应的质量亏损为：△m=m1+m2﹣m3根据爱因斯坦质能方程：E=△mc2此核反应放出的能量：E=（m1+m2﹣m3）c2以γ射线形式放出，由E=hυ得光子的频率为：υ=

11.一辆赛车在半径为50m的水平圆形赛道参加比赛，已知该赛车匀速率跑完最后一圈所用时间为15s。则该赛车完成这一圈的角速度大小为________rad/s，向心加速度大小为________m/s2（结果均保留2位小数）。参考答案：0.42rad/s；8.77m/s2。【（8.76~8.82）m/s2】12.为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力F大小等于力传感器的示数．让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t，改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作5次，得到下列表格中5组数据．

(1)若测得两光电门之间距离为d=0．5m，运动时间t=0．5s，则a=

☆

m/s2；(2)依据表中数据在坐标纸上画出a-F图象．(3)由图象可得滑块质量m=

☆

kg，滑块和轨道间的动摩擦因数=☆

.g=10m／s2)参考答案：13.(4分)从事太空研究的宇航员需要长时间在太空的微重力条件下工作、生活，这对适应了地球表面生活的人，将产生很多不良影响。为了解决这个问题，有人建议在未来的太空城中建立两个一样的太空舱，它们之间用硬杆相连，可绕O点高速转动，如图所示。由于做匀速圆周运动，处于太空中的宇航员将能体验到与在地面上受重力相似的感觉。太空舱中宇航员感觉到的“重力”方向指向

；假设O点到太空舱的距离为90m，要想让太空舱中的宇航员能体验到地面重力相似的感觉，则太空舱转动的角速度大约是

rad/s（g取10m/s2）。参考答案：

答案：沿半径方向向外；1/3三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0kg，mB=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？参考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可。【详解】（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有0=mAvA-mBvB①②联立①②式并代入题给数据得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a。假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB。，则有④⑤⑥在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程SA都可表示为sA=vAt–⑦联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得sA=1.75m，sB=0.25m⑧这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25m处。B位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能定理有⑩联立③⑧⑩式并代入题给数据得

故A与B将发生碰撞。设碰撞后A、B的速度分别为vA′′以和vB′′，由动量守恒定律与机械能守恒定律有

联立式并代入题给数据得

这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止，由运动学公式

由④式及题给数据得sA′小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离15.（4分）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。参考答案：粒子的动量，物质波的波长由，知，则。解析：物质波的的波长为，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即，因为，所以，故。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹竿，质量为30kg的演员自杆顶由静止开始下滑，滑到杆底时速度正好为零．已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器，传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图所示，取g=10m/s2.求：(1)杆上的人下滑过程中的最大速度；(2)竹竿的长度．参考答案：解：(1)以人为研究对象，人加速下滑过程中受重力mg和杆对人的作用力F1，由题图可知，人加速下滑过程中杆对人的作用力F1为180N．由牛顿第二定律得mg一F1=ma，则a=4m/s2.1s末人的速度达到最大，则v=at1=4m/s.(2）加速下降时位移为：=2m.减速下降时，由动能定理得代入数据解得.

17.如图所示，质量M=2.0kg的薄木板静止在水平桌面上，薄木板上放有质量m=1.0kg的小铁块（可视为质点），它离木板左端的距离为L=0.25m，铁块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用一水平向右的拉力作用在木板上，使木板和铁块由静止开始运动，g取10m/s2．（1）若桌面光滑，拉力大小恒为F1=4.8N，求小铁块运动的加速度大小；（2）若木板以4.0m/s2的加速度从铁块下抽出，求抽出过程所经历的时间t；（3）若桌面与薄木板间的动摩擦因数也为μ，则拉力F2的大小满足什么条件才能将木板从铁块下抽出？参考答案：解：（1）小铁块的最大静摩擦力小铁块最大加速度假设小铁块相对木板静止，根据牛顿第二定律所以小铁块不会相对长木板滑动，小铁块运动的加速度大小（2）木板和铁块发生相对运动，对小铁块，根据牛顿第二定律，有解得：根据位移关系：代入数据：解得：t=0.5s（3）对木板：木板从铁块下抽出条件即：解得：答：（1）若桌面光滑，拉力大小恒为F1=4.8N，求小铁块运动的加速度大小；（2）若木板以4.0m/s2的加速度从铁块下抽出，求抽出过程所经历的时间t；（3）若桌面