2023年山西治市太行中学物理高三上期末检测模拟试题含解析

注意事项：

1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、如图所示为某齿轮传动装置中的A、B、C三个齿轮，三个齿轮的齿数分别为 32、12、20，当齿轮绕各自的轴匀速转动时，A、B、C三个齿轮转动的角速度之比为

A．8:3:5 C．15:40:24

B．5:3:8 D．24:40:15

2、将长为L的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直于纸面向外、大小为B的匀强磁场中，两端点A、C连线竖直，如图所示．若给导线通以由A到C、大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( )

A．ILB，水平向左 C．

B．ILB，水平向右 D．

3ILB，水平向右

3ILB，水平向左

3、如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（ ）

A．通过电阻的交流电频率为100Hz B．电压表的示数为250V C．电流表的示数为0.25A

D．每个电阻R两端电压最大值为1252V

4、有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是（ ） A．爱因斯坦最先发现天然放射现象 B．伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构

C．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关 D．在核裂变方程

235921U+0nX+36Kr+310n+γ中，X原子核的质量数是142

5、关于自由落体运动，平抛运动和竖直上抛运动，以下说法正确的是 A．只有前两个是匀变速运动

B．三种运动，在相等的时间内速度的增量大小相等，方向不同 C．三种运动，在相等的时间内速度的增量相等 D．三种运动在相等的时间内位移的增量相等

6、将一定值电阻分别接到如图1和图2所示的两种交流电源上，在一个周期内该电阻产生的焦耳热分别为Q1和Q2，则Q1：Q2等于（ ）

A．21∶ B．1∶2 C．2∶1 D．1∶2 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，

有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、甲、乙两车在平直公路上同向行驶时的v-t图像如图所示，t0时刻，两车并排行驶，下列说法正确的是（ ）

A．t=0时，甲车在乙车前0.68 v0t0 B．两车速度相等的时刻为1.2t0 C．两车再次并排行驶的时刻为1.4t0

D．两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为0.04v0t0

8、如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中；质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（ ）

A．滑块受到的摩擦力不变

B．滑块到地面时的动能与B的大小无关 C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D．B很大时，滑块可能静止于斜面上

9、物流中心通过吊箱将物体从一处运送到另一处。简化后模型如图所示，直导轨ABC与圆弧形导轨CDE相连接，D为圆弧最高点，整个装置在竖直平面内，吊箱先加速从

A点运动到C点，再匀速通过CDE段。关于吊箱内物体M的受力情况，下列描述正

确的是（ ）

A．吊箱经过AC段时，物体M对吊箱底板的压力等于物体M的重力 B．吊箱经过B点时，物体M处于超重状态，且受到水平向右的摩擦力 C．吊箱经过D点时，物体M处于失重状态，对吊箱底板的压力小于其重力 D．吊箱经过D点时，物体M对吊箱底板的摩擦力水平向左

10、如图所示，两块半径均为R的半圆形玻璃砖正对放置，折射率均为n=2；沿竖直方向的两条直径BC、B′C′相互平行，一束单色光正对圆心O从A点射入左侧半圆形 玻璃砖，知∠AOB=60°。若不考虑光在各个界面的二次反射，下列说法正确的是（ ）

A．减小∠AOB，光线可能在BC面发生全反射

B．BC、B′C′间距大小与光线能否从右半圆形玻璃砖右侧射出无关 C．如果BC、B′C′间距大于

3R，光线不能从右半圆形玻璃砖右侧射出 33R ，光线穿过两个半圆形玻璃砖的总偏折角为15°

3D．如果BC、B′C′间距等于三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）为了探究物体质量与加速度的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。质量分别为m1和m2的两个小车，用一条柔软的轻绳通过滑轮连起来，重物的质量为m0，忽略滑轮的质量和各种摩擦，使两车同时从静止开始运动，同时停止，两个小车发生的位移大小分别为x1和x2。

(1)如果想验证小车的质量和加速度成反比，只需验证表达式____________成立。(用题中所给物理量表示)

(2)实验中____________(填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于小车的质量。 12．（12分）用如图所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，下图给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点未标出，交流电的频率为50Hz，计数点间的距离如图所示。已知m1=50g，m2=150g，则：（g取9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）

(1)在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=________J，系统势能的减少量ΔEP=__________J；

(2)若某同学作出v2-h图像如图所示，则当地的实际重力加速度g=_________m/s2。 四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m；A和B的质量相等均为1kg；A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2。取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）碰撞前瞬间A的速率v；

（2）A和B系统碰撞过程损失的机械能； （3）A和B整体在桌面上滑动的距离L。

14．（16分）如图所示，两根相距L＝1 m的足够长的光滑金属导轨，一组导轨水平，另一组导轨与水平面成37°角，拐角处连接一阻值R＝1 Ω的电阻．质量均为m＝2 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R＝1 Ω.整个装置处于磁感应强度大小B＝1 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆静止．g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)水平拉力的功率；

(2)现让cd杆静止，求撤去拉力后ab杆产生的焦耳热

15．（12分）如图所示，为某娱乐活动项目的示意图;参加活动的人员从右侧平台上的A点水平跃出，到达B点恰好抓住摆过来的绳索，这时人的速度恰好垂直于OB向左下，然后摆到左侧平台上的D点。不计一切阻力和机械能损失，不计绳的重力，人可以看A点比D点低h=3.2m。作质点，绳索不可伸长。设人的质量为m=50kg，绳索长l=25m，人刚抓住绳索以及摆到D点时绳索与竖直方向的夹角分别如图所示(g=10m/s2)。若使人能刚好到达D点，求：

(1)人从A点水平跃出的速度； (2)A、B两点间的水平距离； (3)在最低点C，人对绳索的拉力。

参

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1、C 【解析】

三个齿轮同缘转动，所以三个齿轮边缘的线速度相等，即为： vA=vB=vC

三个齿轮的齿数分别为32、12、20，根据 

v r

得A、B、C三个齿轮转动的角速度之比为

111::15:40:24 321220A. 8:3:5与计算结果不符，故A错误。 B. 5:3:8与计算结果不符，故B错误。 C. 15:40:24与计算结果相符，故C正确。 D. 24:40:15与计算结果不符，故D错误。 2、D 【解析】

弧长为L，圆心角为60°，则弦长：AC3L，导线受到的安培力：F=BI•AC= 3ILB

，

由左手定则可知，导线受到的安培力方向：水平向左；故D，ABC错误． 3、C 【解析】

A．由图乙知T= 0.02s，则f1=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流T电的频率仍为50Hz，A错误；

U1n1可知，电压表的示数 B．由

U2n2U2n2U1125V n1B错误； C．由于电压表

I2U20.5A 2RI1n2，则电流表的示数 又

I2n1I1n2I20.25A n1C正确；

D．每个电阻R两端电压最大值为 UmR=0.5×125×2=62.52V D错误。 故选C. 4、C 【解析】

A．最先发现天然放射现象的是贝克勒尔，选项A错误； B．α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，选项B错误；

C．在光电效应中，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，选项C正确； D．根据质量数和电荷数守恒可知，在核裂变方程原子核的质量数是144，选项D错误。 故选C。 5、C 【解析】

A．平抛运动、竖直上抛运动、斜抛运动和自由落体运动都是仅受重力，加速度为g，方向不变，都是匀变速运动。故A错误；

BC．速度增量为△v=g△t，故速度增量相同，故B错误，C正确； D．做自由落体运动的位移增量为 △h＝

235921U+0nX+36Kr+310n+γ中，X

111g(t+△t)2−gt2＝gt△t+g△t2， 222111g(t+△t)2−vt+gt2=v0△t−gt△t−g△t2 222竖直上抛运动的位移增量为 △h′＝v0(t+△t)−

两者不等，故D错误； 故选C。 6、A 【解析】

对于方波（图1）来说，交流电压有效值为：

U1u0

故在电阻上产生的焦耳热为

2u0U12Q1TT

RR对于正弦波（图2）来说，故交流电压有效值为：

U2u0 2故在电阻上产生的焦耳热为

22u0U2Q2TT

R2R故

22u0u0Q1:Q2T:T2:1

R2R故A正确BCD错误。 故选A。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7、BC 【解析】

A．根据“面积”大小表示位移，由图象可知0到t0内，甲车通过的位移为

x1v0t0

乙车通过的位移为

1x20.8v0(t00.2t0)0.32v0t0

2根据题意则有t0时，乙车在甲车前

xx1x20.68v0t0

故A错误；

B．甲车做匀速直线运动，速度为

v甲v0

乙车做匀加速直线运动，速度为

v乙0.8v0v(t0.2t0)0(t0.2t0)

t00.2t0t0两车速度相等，则有

v甲v乙

解得

t1.2t0

故B正确；

C．设两车再次并排行驶的时刻为t1，甲车通过的位移为

x3v0(t1t0)

乙车通过的位移为

1vx40.8v0(t1t0)0(t1t0)2

2t0其中

x3x4

解得

t11.4t0

故C正确；

D．甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为

xv0(1.4t00.8t0)0.6v0t0

故D错误； 故选BC。 8、CD 【解析】

AC．小滑块向下运动的过程中受到重力，支持力，垂直斜面向下的洛伦兹力，摩擦力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力增大，滑动摩擦力增大．故A错误， C正确；

B．B的大小不同，洛伦兹力大小不同，导致滑动摩擦力大小不同，根据动能定理，摩擦力功不同，到达底端的动能不同，B错误；

D．滑块之所以开始能动，是因为重力的沿斜面的分力大于摩擦力，B很大时，一旦运动，不会停止，最终重力的沿斜面的分力等于摩擦力，小滑块匀速直线运动，故D错误． 【点睛】

解决本题的关键知道洛伦兹力的方向和洛伦兹力的大小以及能够正确的受力分析，理清物体的运动状况． 9、BC 【解析】

A．由于吊箱在AC段做加速运动，吊箱和物体M的加速度方向沿导轨向上，底板对

物体M的支持力大于物体的重力，故物体M对底板的压力大于物体的重力，故A错误；

B．吊箱经过B点时，底板对物体M有向右的摩擦力，由于整体具有斜向右上方的加速度，故物体M处于超重状态且底板对物体M有水平向右的静摩擦力，故B正确； C．经过D点时吊箱和物体M做圆周运动，整体所受合力向下并提供向心力物体M处于失重状态，物体M对底板的压力小于其重力，故C正确；

D．由于经过D点时的向心加速度竖直向下，物体M对底板没有摩擦力，故D错误。 故选：BC。 10、AD 【解析】

A.玻璃砖的临界角为

sinC解得 C=45°

12 n2所以减小∠AOB，光线可能在BC面发生全反射，故A正确； D.由折射定律可得∠O′OD=45°，则 OO′=O′D=3R ，∠O′DE=120°

3在△O′DE中，由正弦定理可得

ODOE sinOEDsinODE又

3 sinODE2代入数据可得∠O′ED=30°，由折射定律可得∠FEG=45°，所以光线EF相对于光线AO偏折了15°，故D正确；

BC.BC、B′C′间距越大，从右半圆圆弧出射光线的入射角就越大，可能超过临界角，所以BC、B′C′间距大小与光线能否从右半圆形玻璃右侧射出有关，且当入射角小于45°时均可从右侧面射出，故BC错误。 故选BC。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、m1x1m2x2 不需要 【解析】

(1)[1]根据运动学公式x12at可知甲、乙两车运动的加速度之比为 2a1:a2x1:x2

要验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，则满足

a1:a2m2:m1

可得

m1s1m2s2

即等式m1s1m2s2近似成立， 则可认为“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比”；

(2)[2]根据实验装置可知甲、乙两车所受的合外力相等，而甲、乙两车运动的时间相同，根据运动学公式x12at可知甲、乙两车运动的加速度之比等于甲、乙两车运动的位2 移之比，所以只要测出甲、乙两车的质量和运动的位移就可验证“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比” 的结论，故不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量。

12、0.58 0.59 9.7 【解析】

(1)[1]匀变速直线运动某段时间内，中间时刻速度等于平均速度：

vx6x40.800.3840m/s2.4m/s 2T20.11(m1m2)v20.58J； 2动能增加量：

ΔEk[2]系统势能的减少量：

ΔEp(m2m1)gh0.59J；

(2)[3]根据机械能守恒定律：

1(m2m1)gh(m1m2)v2

2得：

v22(m2m1)gh

(m1m2)斜率：

k2(m2m1)g13.58

(m1m2)1.40得出：g≈9.7m/s2。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 13、（1）2m/s；（2）1J；（3） 0.25m. 【解析】

（1）对A从圆弧最高点到最低点的过程应用机械能守恒定律有

1 mAvA2＝mAgR 2可得

v2gR2m/s

（2）A在圆弧轨道底部和B相撞，满足动量守恒，有 （mA+mB）v′=mAv 可得 v′=1m/s

A和B系统碰撞过程损失的机械能

11EmAv2(mAmB)v'2

22解得 ∆E=1J

（3）对AB一起滑动过程，由动能定理得

mAmBgL＝可得 L=0.25m

1mAmBv2 214、 (1)8 W (2)8 J

【解析】

（1）根据安培力公式与平衡条件求出电流，然后又E=BLv求出电动势，应用欧姆定律求出金属杆的速度，由平衡条件求出水平拉力，然后应用P=Fv求出拉力的功率． （2）由能量守恒定律求出产生的热量，然后应用焦耳定律求出ab杆产生的焦耳热． 【详解】

（1）cd杆静止，由平衡条件可得mgsin θ＝BIL， 解得I＝12 A

BLvR，得v＝36 m/s 由闭合电路欧姆定律得2I＝R2水平拉力F＝2BIL＝24 N， 水平拉力的功率P＝Fv＝8 W

（2）撤去外力后ab杆在安培力作用下做减速运动，安培力做负功，先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为整个电路产生的焦耳热，即焦耳热等于杆的动能的减小量，有Q＝ΔEk＝t， 而Q＝I′2·R·

ab杆产生的焦耳热Q′＝I′2·R·t， 所以Q′＝【点睛】

本题是电磁感应与电路、力学相结合的综合题，分析清楚运动过程，应用E=BLv、安培力公式、欧姆定律、功率公式与焦耳定律可以解题． 15、 (1) 8m/s (2) 4.8m (3) 900N 【解析】

（1）从A到D点由机械能守恒律可以求出从A点跃出的速度；

（2）由平抛的水平和竖直位移规律，求出水平距离即AB两点间的距离；

（3）由机械能守恒律求出到达最低点的速度，再由牛顿第二定律求出人受到绳子的拉力。 【详解】

（1）由A到D，根据机械能守恒定律

12

mv＝1296 J 2322Q＝8 J. 31mv02=mgh 2解得 v0＝2gh=8m/s

-lcos53°-h （2）从A到B，人做平抛运动 y=lcos37°

而 y=

12

gt 2所以 x=v0t=4.8m （3）由A到C，根据机械能守恒定律

11mv02+mgl（1-cos53°-h）=mv2 22v2F-mg=m

lmv022mg(llcos53h)解得 Fmg900N

l 根据牛顿第三定律，绳受到的拉力大小与

F相等，也是900N．

【点睛】

本题考察机械能守恒律和牛顿第二定律及平抛运动的综合，但要注意的是人跃出时的速度方向是水平跃出，这样才是一个平抛，而到达A点时是与绳子垂直的，从而就没有机械能的损失。