山西省太原市2027届物理高三上期中学业水平测试模拟试题含解析

山西省太原市2027届物理高三上期中学业水平测试模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，矩形的四个顶点a、b、c、N是匀强电场中的四个点，ab=2bc=2L,电场线与矩形所在的平面平行，已知a点电势为18V,b点电势为10V,c点电势为6V,一质子从a点以速度v0射入电场，v0与亦边的夹角为，一段时间后质子经过ab中点e,不计质子重力。下列判断正确的是A．d点电势为12VB．质子从a到e电势能增加了4eVC．质子从a到e所用时间为D．将另一比荷相同的带正电粒子以相同的初动能从a点沿与v0相同的方向射入电场该粒子一定经e点2、一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为，与斜面间的动摩擦因数不变，取地面为零势能参考平面，则该过程中，物块的机械能E与位移x的关系图线是（）A．B．C．D．3、在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（）A．在探究加速度与力、质量的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法B．根据速度定义式v=ΔxΔt，当△t非常非常小时，ΔxΔtC．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动．再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫微元法4、课堂上老师布置了一个题目：假设地球是一半径为、质量分布均匀的球体，并忽略自转，已知质量分布均匀的球壳对内物体的引力为零，某一矿井的深度为，求矿井底部的重力加速度为和地球表面处的重力加速度大小之比．小明同学的思考过程如下：由万有引力和重力的关系可知，（为引力常量，为地球质量，为各点距地心的距离，为该点的重力加速度）．所以地球表面的重力加速度，矿井底部的重力加速度．由此可知，矿井底部和地球表面处的重力加速度大小之比为．对于小明的思考过程，下列说法中正确的是（）A．小明的答案是正确的B．小明的答案是错误的，因为不成立C．小明的答案是错误的，因为不成立D．小明的答案是错误的，比值应该为5、“北斗”导航系统是我国自行研发的全球导航系统，它由5颗静止轨道卫星（同步卫星）与30颗非静止轨道卫星组成．已知月球公转周期约为27天，则静止轨道卫星与月球（）A．角速度之比约为27：1B．线速度之比约为27：1C．半径之比约为1：27D．向心加速度之比约为1：276、下列关于核反应的说法中正确的是（）A．铀核裂变的核反应是：92B．组成92235C．压力、温度对放射性元素衰变的快慢具有一定的影响D．在α粒子散射的实验中，绝大多数α粒子几乎直线穿过金箔，这可以说明金原子内部绝大部分是空的二、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、如图（甲）所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图（乙）所示．设物块与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力大小相等，则t1～t3时间内（）A．t1时刻物块的速度为零B．t2时刻物块的加速度最大C．t3时刻物块的动能最大D．t1～t3时间内F对物块先做正功后做负功8、如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏斗a连接，连接b的一段细绳与斜面平行．在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则()A．c对b的摩擦力一定增大B．细绳的张力一定减小C．地面对c的支持力一定增大D．地面对c的一定摩擦力减小9、如图所示，在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球，经过时间ta恰好落在斜面底端P处；今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球，经过时间tb恰好落在斜面的中点O处，若不计空气阻力，下列关系式正确的是（）A．va＝vbB．va＝vbC．ta＝tbD．ta＝2tb10、如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为g.关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是()A．小球克服阻力做的功为mghB．小球的机械能减少了mg(H＋h)C．小球所受阻力的冲量大于D．小球动量的改变量等于所受阻力的冲量三、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）（1）在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学甲用毫米刻度尺测得摆线长；用游标卡尺测得摆球的直径如图所示，则摆球直径____________．用秒表测得单摆完成次全振动的时间如图所示，则秒表的示数____________；若用给出的各物理量符号（L0、、、）表示当地的重力加速度，则计算的表达式为____________．（2）实验中同学甲发现测得的值偏小，可能的原因是_______A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过迟按下D．实验中误将次全振动计为次（3）为了提高实验精度，某同学乙在实验中通过改变几次摆长，并测出相应的周期，从而得到一组对应的与的数据，再以为横坐标、为纵坐标，建立坐标系，将所得数据进行连线，实验测得的数据如下表所示：次数摆长次全振动时间振动周期振动周期的平方请将表中第三次测量数据标在右图中，并在右图中作出随变化的关系图象__________．②根据图象，可知当地的重力加速度为____________（保留位有效数字）．12．（12分）某实验小组用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知重力加速度为g，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，滑轮光滑，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验步骤如下：①按图所示，安装好实验器材，但不挂砝码盘；②垫高长木板右端，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；③挂上砝码盘，调节木板左端定滑轮的高度以及力传感器的固定位置，使牵引动滑轮的细线与木板平行；④砝码盘中放入砝码，先接通电源，再释放小车，由打出的纸带求出小车的加速度并记录传感器示数；⑤改变砝码盘中砝码的数量，重复步骤④，求得小车在不同合力作用下的加速度。根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是______。A．必须要测出砝码和砝码盘的总质量B．传感器的示数等于小车受到的合力C．小车向左加速时，砝码处于失重状态D．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量（2）如图是以传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象。①分析图时，该小组用量角器测得图线与横坐标的夹角为θ，通过计算式求得图线的斜率为k，则小车的质量为______A．B．C．D．②若实验过程中，交流电的实际频率比50Hz稍大一些，则计算所得的小车加速度应比小车的实际加速______（选填“大”或“小”）。（3）本实验中，随着砝码质量的增加，测得的小车加速度也会增加，当砝码和砝码盘的质量远大于小车的质量时，小车的加速度大小约为______。A．2gB．1.5gC．gD．0.5g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）电视节目里有一个推木箱的游戏，游戏规则是：选手从点开始用力沿水平方向推木箱，一段时间后放手让木箱向前滑动，若木箱最后停在有效区域内（包括两点）视为成功。已知长，长，选手推动木箱过程加速度大小为，撤去推力后，木箱滑动加速度大小为，木箱视为质点。（1）推力作用2s，木箱能否到达有效区域？（2）若选手推木箱至点时撤去外力，木箱能否停在有效区域内？（3）要想获得游戏成功，推力作用的最长时间是多少？14．（16分）如图，在一端封闭的粗细均匀的U形玻璃管中用水银柱封闭一段长为20cm的空气柱，当空气柱的温度为300K时，左管水银柱的高度h1=8cm，右管水银柱高度h2=12cm，已知大气压p0=76cmHg，求：(1)当两液面相平时，空气柱的温度为多少K；(2)当空气柱的温度为216k时，右液面下降多高。15．（12分）如图所示，竖直平行正对放置的带电金属板A、B，两板间的电势差UAB=500V，B板中心的小孔正好位于平面直角坐标系xOy的O点；y轴沿竖直方向；在x>0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，一质量为m＝1×10-13kg，电荷量q＝1×10－8C带正电粒子P从A板中心O′处静止释放，其运动轨迹恰好经过M(m，1m)点；粒子P的重力不计，试求：(1)粒子到达O点的速度(2)x>0的区域内匀强电场的电场强度；(3)粒子P到达M点的动能。

参考答案一、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】

A.匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等，故有：即：可得d点电势为：故A错误；B.中点的电势为：质子从到电势能变化了：电势能减小了4eV，故B错误；C.连线为等势线，故质子抛出后做类平抛运动，落到点时，垂直于电场线方向的位移为：所需时间为：故C确；D.另一比荷相同的带正电粒子射入电场做类平抛运动，落到上时，设垂直于电场线方向的位移为，平行于电场线方向的位移为，根据运动的合成与分解则有：解得：由于另一带正电粒子与质子的比荷相同，初动能相同，则另一带正电粒子与质子的不一定相同，则粒子落到上时垂直于电场线方向的位移不一定等于，所以射入电场该粒子不一定经点，故D错误。2、B【解析】小物块在整个运动过程中，位移x先从0增大到最大，然后从最大值减至0，CD两图错误．由于物块要克服摩擦力做功，所以其机械能一直减小，由功能原理知，得E﹣x图象的斜率大小等于摩擦力f，所以图象的斜率大小不变，两段图象都是向下倾斜的直线．物块回到原处时有机械能，A图象错误，B图象正确．选B.3、D【解析】A、在研究加速度与质量和合外力的关系时，由于影响加速度的量有质量和力，应采用控制变量法，故A项正确；B、为研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取时间非常小，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，采用了极限思维法，故B项正确；C、伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动．再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，故C项正确；D、在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故D项错误。本题选不正确的，故选：D．点睛：物理学的发展离不开科学的思维方法，要明确各种科学方法在物理中的应用，如控制变量法、理想实验、理想化模型、极限思想等．4、C【解析】小明分析时随明确在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，但是没有理解“质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为d的井底，受到地球的万有引力即为半径等于（R-d）的球体在其表面产生的万有引力”，即不成立，所以才出现小明的答案，故ABD错误，C正确．故选C．点睛：抓住在地球表面重力和万有引力相等，在矿井底部，地球的重力和万有引力相等，要注意在矿井底部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为（R-d）的球体的质量．5、A【解析】根据，可知，角速度与周期成反比，因静止轨道卫星与月球的公转周期之比为1：27，则角速度之比约为27：1，故A正确；根据万有引力提供圆周运动向心力有：得卫星运动的周期T=2π,可得月球周期与同步卫星周期的比值：；所以月球到地球的距离与同步卫星到地球的距离比为：；即同步卫星到地球的距离与月球到地球的距离比为1：9；再根据v＝，即得线速度之比约为3：1，故BC错误；根据an=vω，得向心加速度之比约为81：1，故D错误；故选A．6、D【解析】

核裂变中反应物中应该有多个中子参与，选项A错误；核力是核子间强相互作用力，核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m，原子核的半径数量级在10-15m，所以核力只存在于相邻的核子之间，故B错误；压力、温度对放射性元素衰变的快慢没有影响，选项C错误；在α粒子散射的实验中，绝大多数α粒子几乎直线穿过金箔，这可以说明金原子内部绝大部分是空的，选项D正确；故选D.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、ABC【解析】试题分析：A、t1时刻前，推力小于最大静摩擦力，物体静止不动，位移为0，所以t1速度为零，故A正确；B、物块做加速运动，根据牛顿第二定律得，，随着拉力F的增大而增大．t2时刻，拉力F最大，则合力最大，加速度最大．故B正确．C、t3之后合力向后，物体由于惯性减速前进，故t3时刻A的速度最大，动能最大，故C正确，D、t1～t3时间内速度方向没有改变，力F方向也没变，所以F对物块A一直做正功，故D错误．故选ABC．考点：考查摩擦力的判断与计算；牛顿第二定律；功的计算．【名师点睛】目前已知的所有宏观物体都是靠惯性运动，力只是改变速度的原因，t0时刻前，合力为零，物体静止不动，t0到t2时刻，合力向前，物体加速前进，t2之后合力向后，物体减速前进．8、BCD【解析】

AB、以b为研究对象，b受重力，a给它的拉力，斜面给它的支持力，摩擦力未画出，摩擦力有多种情况：（1）F大于重力沿斜面向下的分力，则摩擦力沿斜面向下，在a中的沙子缓慢流出的过程中，拉力F变小，摩擦力先变小到零后反向变大，（2）F小于重力沿斜面向下的分力，则摩擦力沿斜面向上，在a中的沙子缓慢流出的过程中，拉力F变小，摩擦力一直变大，故B正确，A错误；CD、以bc整体为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件得知，水平面对c的摩擦力f=Fcosθ，方向水平向左，地面对c的支持力FN=Gb+Gc-Fsinθ，在a中的沙子缓慢流出的过程中，拉力F变小，，地面对c故选BCD。关键是b受到c的摩擦力的变化情况，与两物体的重力、斜面的倾角有关；对bc整体研究，由平衡条件分析水平面对c的摩擦力方向和支持力的大小。9、BC【解析】

CD.b球落在斜面的中点，知a、b两球下降的高度之比为2：1，根据h=gt2知，t=，则时间关系为ta＝tb，故C正确，D错误；AB.因为a、b两球水平位移之比为2：1，根据x=v0t，则va=vb，故A错误，B正确。故选BC。10、BC【解析】

对全过程运用动能定理得，mg（H+h）-Wf=0，则小球克服阻力做功Wf=mg（H+h）．故A错误．小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小mg（H+h），则小球的机械能减小了mg（H+h）．故B正确．落到地面的速度，对进入泥潭的过程运用动量定理得：IG−IF＝0−m，得：IF＝IG+m知阻力的冲量大于m．故C正确．对全过程分析，运用动量定理知，动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和．故D错误．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、19.55mm108.4sBD如图；9.86m/s2【解析】(1)游标尺主尺：19mm；游标尺对齐格数：11个格，读数为：11×0.05=0.55mm；所以直径为：19+0.55=19.55mm；秒表读数：大盘读数90s，小盘读数18.4s，故时间为108.4s；根据得：；(2)同学测得的g值偏小，说明摆长测量值偏小或者周期测量值偏大；A项：测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量值偏大，故加速度测量值偏大，故A错误；B项：摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，说明摆长测量值偏小，故加速度测量值偏小，故B正确；C项：开始计时时，秒表过迟按下，周期测量值偏小，故加速度测量值偏大，故C错误；D项：实验中误将39次全振动数为40次，周期测量值偏小，故加速度测量值偏大，故D错误；(3)根据表格中的数据描点，如图所示：根据得，由图像可知：图像斜率解得12、CC小D【解析】

（1）[1]AD．小车受到的拉力，可以直接由力传感器测出，所以不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，故不需要测出砝码和砝码盘的总质量，故AD错误；B．对小车受力分析，可知小车受到的合力等于力传感器示数的两倍，故B错误；C．小车向左加速，则砝码和砝码盘向下加速，即重力大于轻绳的拉力，故砝码等于失重状态，故C正确。故选C。（2）①