山西省榆社中学2027届物理高三上期中经典模拟试题含解析

山西省榆社中学2027届物理高三上期中经典模拟试题注意事项：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，一轻质弹簧下端系一质量为m的物块，组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸．当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示余弦型函数曲线形状的印迹，图中的y1、y2、x0、2x0、3x0为记录纸上印迹的位置坐标值，P、Q分别是印迹上纵坐标为y1和y2的两个点．若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则A．该弹簧振子的振动周期为x0/vB．该弹簧振子的振幅为y1-y2C．在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块所受合力的冲量为零D．在记录笔留下PQ段印迹的过程中，弹力对物块做功为零2、质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2（各物理量均采用国际单位制单位），则该质点（）A．第1s内的位移是5m B．前2s内的平均速度是6m/sC．任意相邻的1s内位移差都是1m D．任意1s内的速度增量都是2m/s3、如图所示，在光滑水平面上有一轻质弹簧左端固定，右端与一质量为m的小球相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小球位于O点．现使小球以O点为平衡位置，在A、B两点间沿光滑水平面做简谐运动，关于这个弹簧振子做简谐运动的过程，下列说法中错误的是（）A．小球从O位置向B位置运动过程中做减速运动B．小球每次通过同一位置时的加速度一定相同C．小球从A位置向B位置运动过程中，弹簧振子所具有的势能持续增加D．小球在A位置弹簧振子所具有的势能与在B位置弹簧振子所具有的势能相等4、小球在光滑水平面上以速度v0做匀速直线运动．某时刻开始小球受到水平恒力F的作用，速度先减小后增大，最小速度v的大小为0.5v0，则小球A．可能做圆周运动 B．速度变化越来越快C．初速度v0与F的夹角为60° D．速度最小时，v与F垂直5、回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上．若A处粒子源产生的质子（）在加速器中被加速，下列说法正确的是A．若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大B．若只增大交流电压U，不改变质子在回旋加速器中的运行时间C．若磁感应强度B增大，交流电源频率f必须适当增大才能正常工作D．不改变磁感应强度B和交流电源频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子（）6、在2014年的某省抗洪战斗中，一摩托艇要到正对岸抢救物质，关于该摩托艇能否到达正对岸的说法中正确的是（）A．只要摩托艇向正对岸行驶就能到达正对岸B．只有摩托艇的速度大于水流速度，摩托艇才能到达正对岸C．虽然水流有较大的速度，但只要摩托艇向上游某一方向行驶，一定能到达正对岸D．不论摩托艇怎么行驶，都可能到达正对岸二、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、如图所示，质量为m的木块，从位于竖直平面内的圆弧形曲面上滑下，由于摩擦力的作用，木块从a到b运动的速率增大，b到c的速率一直保持不变，c到d的速率减小，则（）A．木块在abcd段运动的加速度都不为零B．木块在ab段和cd段的加速度不为零，但bc段的加速度为零C．木块在整个运动过程中所受合外力的大小一定，方向始终指向圆心D．它只在bc段所受合外力的大小不变，方向指向圆心8、如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ。现将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是()A．框架对小球的支持力先减小后增大B．拉力F的最小值为mgsinθC．地面对框架的摩擦力减小D．框架对地面的压力始终减小9、如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时a波上某质点P的运动方向如图所示，则下列说法正确的是（）A．两列波具有相同的波速B．此时b波上的质点Q正向下运动C．在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动D．若b波的周期为T，则Q质点从图位置第一次到波谷时间10、下列说法中正确的是（）A．第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违法热力学第二定律B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映C．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律D．物体熔化时吸热，分子平均动能不一定增加E.只知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数就可以算出气体分子的体积三、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）某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验，已知小车质量为M，重力加速度为g．（1）实验中平衡摩擦力后，必须采用______法，保持小车质量不变，若想用钩码的重力作为小车所受合外力，需满足______；（2）某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中1、2、3、4、5为相邻计数点，且相邻计数点间的时间间隔为0.1s，由该纸带可求得小车的加速度a=______m/s2；（结果保留3位有效数字）（3）改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图丙所示，由图象直线部分OA，可得出的结论是______________．直线部分OA的斜率k=______（用M、g表示）12．（12分）在“探究弹性势能表达式”时，一位同学设计了如图1所示装置，以研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系．实验过程如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触．当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘．让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，并落到水平地面上，钢球水平位移记为s．(1)依据能的转化与守恒思想，小球平抛时具有的初动能______（选填“大于”、“小于”或“等于”）小球释放前弹簧储存的弹性势能(2)若增大弹簧的压缩量，小球飞行的水平距离将变大，请你推导出弹簧弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地高度h、水平距离s、重力加速度g的关系式：______．(3)图2为一张印有小方格的纸，记录着实验中钢球的某次运动轨迹，图中a、b、c、d四点为小球平抛时经过的四个位置．小方格的边长L=1.25cm．则小球平抛初速度的计算式为v0=______（用L、g表示）．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,质量为m物块A被轻质细绳系住斜吊着放在倾角为30°的静止斜面上,物块A与斜面间的动摩擦因数为μ()．细绳绕过定滑轮O，左右两边与竖直方向的夹角α=30°、β=60°，细绳右端固定在天花板上，为细绳上一光滑动滑轮，下方悬挂着重物B．整个装置处于静止状态,重力加速度为g,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．求:(1)重物B的质量为多少时，A与斜面间恰好没有摩擦力作用？(2)A与斜面间恰好没有摩擦力作用时，水平地面对斜面的摩擦力为多大？(3)重物B的质量满足什么条件时，物块A能在斜面上保持静止？14．（16分）雨滴下落时由于空气阻力的作用，经过一段加速后会趋近匀速下落．为解释雨滴下落过程中的各种现象，某同学查阅资料发现，若将雨滴视作半径为r的球体，则在竖直下落过程中雨滴所受的阻力满足公式，其中k为常数，v为雨滴下落的速度大小．已知雨滴的密度为ρ，重力加速度为g.（1）取雨滴由静止开始下落的时刻作为计时起点，请在下面的v-t图中定性画出雨滴从高空开始下落后直至落地前的过程中，其速度随时间的变化图像（取竖直向下为正方向，且不考虑与其它雨滴的碰撞）；（2）若某一雨滴的半径为rc，某时刻在竖直方向加速下落的速度大小为vc，求该时刻雨滴加速度的大小a；（3）高空中的雨滴竖直下落后打在沙滩上会留下深浅不一的小坑，该同学查阅资料后认为坑的深浅取决于雨滴撞击地面时的平均压强．为简化问题，雨滴撞击地面时可视为圆柱体形状，且撞击时间极短，撞击后的速度为零．请你帮助该同学推导此雨滴撞击地面时平均压强p的表达式（结果用ρ、g、k和r表示）．15．（12分）如图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧。引力常数为G。(1)求两星球做圆周运动的周期。(2)在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行为的周期记为T1。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期T2。已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg和7.35×1022kg。求T2与T1两者平方之比。（结果保留3位小数）

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．该弹簧振子的振动周期为，选项A错误；B．该弹簧振子的振幅为，选项B错误；C．因在PQ两点振子的速度为零，则动量为零，则在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块动量的变化为零，根据动量定理可知，物块所受合力的冲量为零，选项C正确；D．根据动能定理，在记录笔留下PQ段印迹的过程中，合力对物块做功为零，而合力功等于弹力功与重力功之和，重力功不为零，则弹力对物块做功不为零，选项D错误．2、D【解析】第1s内的位移只需将t＝1代入即可求出x=6m，A错误；前2s内的平均速度为，B错；由题给解析式可以求得加速度为a=2m/s2，C错；由加速的定义可知D选项正确3、D【解析】小球在O点弹簧弹性势能是0，所以小球的动能最大，小球从O位位置向B位置运动过程中受到弹簧的向左的拉力，与小球速度的方向相反，所以小球做减速运动．故A正确；小球每次通过同一位置时的回复力，F=-kx都是相等的，所以加速度一定相同，故B正确；小球从A位置向O位置运动过程中，速度增大，所以动能逐渐增大，弹簧振子所具有的势能逐渐减小，从O位置向B位置运动过程中，速度减小，所以动能逐渐减小，弹簧振子所具有的势能逐渐增大，故C错误；小球在运动的过程中，动能与弹性势能相互转化．由于小球在A点与在B点的速度都是0，所以小球在A位置弹簧振子所具有的势能与在B位置弹簧振子所具有的势能相等，故4、D【解析】

A．小球受水平恒力作用，不可能做圆周运动，故A错误；B．根据牛顿第二定律，F=ma，加速度恒定，速度变化快慢恒定，故B错误；C．速度先减小后增大，F与v0的夹角大于90°，故C错误；D．速度最小时，初速度沿F方向的分速度减为零，v与F垂直，故D正确．故选D。5、C【解析】

由题中“回旋加速器工作原理示意图如图所示”可知，本题考查回旋加速器的工作原理，根据回旋加速器加速规律和周期频率可分析本题。【详解】A、当粒子从粒子出口射出时，速度最大，根据公式解得因此最大动能为则最大动能与电压无关，故A错误；B、若增大电压，则质子可更快获得最大动能，因此质子在回旋加速器中的运行时间会变短，故B错误；C、根据可知，当磁感应强度B增大，周期就会减小，只有当交流电频率适当增大才能正常工作，故C正确；D、根据可知，换用α粒子，粒子的荷质比就会发生变化，周期也会变化，因此需要改变交流电的频率才能加速α粒子，故D错误。6、B【解析】

ABC．设摩托艇行驶方向与上游河岸夹角为θ，要使摩托艇能到达正对岸，必有v艇cosθ=v水，故θ不是任意角，故AC错误；由于cosθ＜1，结合A分析可知，B正确；D．由A分析知，当v艇≤v水时，无论摩托艇怎么行驶，都不能到达正对岸，故D错误；故选B。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、AD【解析】小球ab段和cd段速度大小在变化，故存在加速度；而bc段虽然速度大小不变，但方向时刻在变化，因此也存在加速度，当然由于做的曲线运动，因此加速度一定不为零，故B错误，A正确；只有做匀速圆周运动时，所受合外力大小一定，方向始终指向圆心，而小球ab段和cd段速度大小在变化，b到c的速率一直保持不变，故C错误，D正确；故选AD.8、CD【解析】

以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，根据平衡条件分析小球受力变化情况．再以整体为研究对象，分析框架的受力情况．【详解】AB.以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图所示。根据几何关系可知，将F顺时针转动至竖直向上之前，支持力N逐渐减小，F先减小后增大，当F的方向沿圆的切线方向向上时，F最小，此时：F=mgcosθ.故A错误，B错误；C.以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力逐渐减小。故C正确；D.以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的支持力逐渐减小，根据牛顿第三定律可知，框架对地面的压力也逐渐减小。故D正确。故选：CD9、ACD【解析】

A．两列简谐横波在同一介质中传播，波速相同，故A正确；B．此时波上质点的运动方向向下，由波形平移法可知，波向左传播，则知此时波上的质点正向上运动，故B错误；C．由图可知，两列波波长之比：波速相同，由波速公式得、两波频率之比为：所以在质点完成30次全振动的时间内质点可完成20次全振动，故C正确；D．质点此时的纵坐标为，那么其第一次到达平衡位置的时间，再由B选项分析可知，质点此时向上振动，则质点从图位置第一次到波谷时间：故D正确。故选ACD．10、ACD【解析】

A．第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违法热力学第二定律，故A正确；B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于液体分子规则的碰撞造成的，则布朗运动反映了液体中分子的无规则运动，故B错误．C．根据麦克斯韦统计规律可知，同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，故C正确．D．温度是分子的平均动能的标志，晶体熔化时吸热，温度不变，所以分子平均动能不增加，故D正确；E．只知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数可以算出气体分子所占空间的大小，不能计算出气体分子的体积，故E错误。故选ACD。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、控制变量小车质量远大于钩码质量1.15小车质量不变时，加速度与合外力成正比【解析】

（1）[1][2]．实验中平衡摩擦力后，必须采用控制变量法，保持小车质量不变，若想用钩码的重力作为小车所受合外力，需满足小车质量远大于钩码质量；（2）[3]．由匀变速直线运动的推论△x=at2可知，加速度：（3）[4]．由图丙所示图象可知，图象OA部分是直线，由此可知：小车质量不变时，加速度与合外力成正比．由牛顿第二定律得：，则a-F图象直线部分OA的斜率：；12、等于【解析】

（1）根据机械能守恒定律可明确动能和弹性势能的关系；（2）根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出小钢球飞出桌面的速度．根据能量守恒求出弹簧弹性势能与小钢球质量m、桌面离地高度h、水平距离s、重力加速度g的关系式；（3）根据竖直方向的位移，结合∆y=gT2求解时间T，然后根据水平位移求解水平速度.【详解】（1）由机械能守恒定律可知，小球飞出时的动能由弹簧的弹性势能转化而来，二者应相等；（2）根据平抛运动可知根据能量守恒得，．（3）设相邻两点间的时间间隔为T，竖直方向：3L-L=gT2，得到水平方向：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)(2),方向水平向右(3)【解析】

(1)受力分析可知：A与斜面间恰好没有摩擦力作用即f=0，根据平衡条件：,，解得：，由B受力平衡可知：；(2)对斜面体受力分析和平衡条件可知：；