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高三物理模拟试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（共32分）
1．（本题4分）近年来我国在“人造太阳”可控核聚变、量子通信卫星等科研领域取得丰硕成果。下列说法正确的是（　　）
A．光子能量与波长成正比
B．光电效应现象说明光具有波动性
C．，该核反应吸收能量
D．，该核反应中的X为中子
2．（本题4分）位于O点的波源沿y轴方向振动，在位于x轴正负半轴的两种介质I、Ⅱ中形成的机械波波形如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．波在介质I中传播的周期大于在介质Ⅱ中传播的周期
B．波在介质I中传播的速度大于在介质Ⅱ中传播的速度
C．波在介质I中传播的周期小于在介质Ⅱ中传播的周期
D．波在介质I中传播的速度小于在介质Ⅱ中传播的速度
3．（本题4分）一内壁光滑的“∟”槽内侧左右两端各用一根轻弹簧与一小物块连接，制成一个可测量加速度的装置，其中两根轻弹簧完全相同且劲度系数均为，物块质量为。该装置静置在水平面上时，弹簧水平且处于原长状态。现使该装置水平向左运动，当物块和凹槽相对静止时，物块位于凹槽中心A点右侧x处，如图所示。则此时该装置的加速度大小为（　　）
A． B． C． D．
4．（本题4分）一束复色光射入一匀质材料制成的正方体透明砖，纵截面图如图所示。光线从上边的中点进入该砖后分为、两束单色光，分别从、两点射出，、两点与下边端点的距离均为砖边长的四分之一。下列说法正确的是（　　）
A．单色光的波长大于单色光的波长 B．单色光在砖内传播的速率比单色光大
C．单色光、在砖内的折射率之比为 D．单色光在砖内的折射率为
5．（本题4分）如图所示，为地球静止卫星，为地球椭圆轨道卫星，为地球赤道上的物体，轨道的长轴是轨道半径的2倍，椭圆轨道上点到地球中心的距离等于的轨道半径，的轨道不相交。已知线速度大小分别为，地球自转周期为，下列说法正确的是（ ）
A．
B．的轨道半径为
C．的运行周期为
D．经过点时，向心加速度大小为
6．（本题4分）如图所示，斜坡ABC的坡面AB倾角为53°，坡面BC倾角为37°，在坡底将小球以一定的初速度斜向上抛出，小球恰好沿水平方向贴着坡顶飞过，并落在坡面BC上，小球从运动到的时间为，从点运动到坡面BC上所用时间为。不计小球的大小及空气阻力，已知，则等于（　　）
A． B． C． D．
7．（本题4分）图为应用于新能源汽车某生产环节的“无接触电磁限位”装置示意图，铁芯上绕有线圈，其正前方有一闭合铝环，二者共轴。当线圈中电流突然增大时，则（ ）
A．穿过铝环的磁通量变小
B．铝环与线圈之间无作用力
C．铝环与线圈之间有相互吸引的作用力
D．轴线上，铝环感应电流的磁场与线圈产生的磁场方向相反
8．（本题4分）某物理兴趣小组在“探究斜杆上滑块的运动”实验中，设计了如下装置：硬直杆与水平面成37°角放置，两端分别固定于O、M两点，一根弹性轻绳一端系在O点，另一端跨过固定在Q点的光滑定滑轮（大小不计）与套在杆上的滑块相连，滑块位于OM上P点时PQ与OM垂直，且杆与滑块间的弹力恰好为零。已知OQ沿竖直方向，弹性轻绳原长等于OQ的长度，PQ的长度为1.6m，滑块质量，滑块与杆之间的动摩擦因数，重力加速度，，，弹性轻绳的弹性势能可表示为，其中k为弹性轻绳的劲度系数，为弹性轻绳的形变量。将滑块从P点无初速度释放，下列说法正确的是（　　）
A．滑块运动过程中滑动摩擦力大小始终为2.56N
B．滑块下滑时与杆间的作用力先增大后减小
C．弹性轻绳的劲度系数为
D．滑块运动到O点时的动能为7.2J
二、多选题（共10分）
9．（本题5分）如图所示为三峡发电站向某地远距离输电的原理图，若发电机的电压和输出功率已知，下列说法正确的是（　　）
A．用户减少时，输电线电阻R损耗的功率减少
B．若升压变压器原、副线圈匝数比为n，输电线电阻R损耗的功率为
C．用户获得的交流电周期为0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次
D．用户减少时，用户得到的电压增大
10．（本题5分）如图所示，质量M=3m的滑块Q静止在光滑水平面上，其上表面的左侧部分AB段为长L的粗糙水平面、右侧部分BC段为半径为R的光滑四分之一圆弧，AB与BC在B点相切，C点为圆弧最高点。一质量为m的滑块P以水平初速度v0从滑块Q的A端滑入，能经B点滑上圆弧段。已知重力加速度为g，，滑块P与滑块Q上表面AB段的动摩擦因数μ恒定，空气阻力不计，则下列说法中正确的是（　　）
A．若，则滑块P能从Q的C端飞出
B．滑块之间的动摩擦因数可能为
C．若，则最终P、Q组成的系统损失的机械能为
D．滑块Q在整个运动过程中速度的最大值不可能超过
三、实验题（共18分）
11．（本题8分）如图1、2、3所示为“探究加速度与力、质量关系”的三套实验方案。
(1)图1中将长木板右侧垫高以补偿阻力的目的是__________（填选项序号）。
A．使砝码重力近似等于细绳拉力
B．使细绳拉力等于小车所受合力
C．使小车做匀加速运动
(2)图2中气垫导轨的摩擦阻力可以忽略不计，探究滑块加速度与受力的关系，__________（填“要求”或“不要求”）砝码质量远小于滑块质量。
(3)图3中，由力传感器示数图像可求得滑块所受阻力大小为__________N，滑块质量为__________kg。
12．（本题10分）图1为某实验小组设计的测定电流表内阻、干电池电动势和内阻的实验原理图。
（1）闭合开关、，将电阻箱的阻值调为5.0 Ω，电压表、电流表的示数如图2所示，其中电压表的读数为__________V，由两表示数和电阻箱阻值可求得电流表内阻为__________Ω（计算结果保留1位小数）。
（2）改变电阻箱阻值，进行多次测量并求电流表内阻的平均值，记为。
（3）断开，多次改变电阻箱阻值，记录电阻箱阻值R及对应电流表示数I，建立坐标系，得到图像如图3所示，则可得干电池电动势为__________，内阻为__________。（用a、b、c、表示）
（4）不考虑偶然因素造成的误差，以上求得的电动势__________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
四、解答题（共40分）
13．（本题10分）如图所示，容器甲及内部活塞导热性能好；容器乙及内部活塞绝热性能好（视为绝热装置）。甲、乙内部各封闭了一定质量的理想气体。已知大气压强恒为，两活塞质量均为、截面积均为，重力加速度为，不计活塞与容器间的摩擦，环境温度不变。
(1)在甲内活塞上缓慢倒入一定质量的沙粒，活塞最终稳定时，封闭气体体积减为初始的一半，求所倒沙粒的质量；
(2)用乙内电热丝将封闭气体缓慢加热。若活塞锁定，由初始状态，气体温度升高，吸收的热量为。若活塞不锁定，气体由相同的初始状态，温度升高，吸收的热量为，求此过程中活塞移动的距离。
14．（本题14分）如图，春节期间燃放的“火箭”型爆竹由A、B两部分构成，质量分别为m1＝0.2 kg、m2＝0.3 kg。现将“火箭”垂直于斜面静止摆放在倾角为37°的斜面上。点燃B底部火药（第一次爆炸），当A、B速度水平时，A、B间火药发生第二次爆炸，A、B分离瞬间，B速度为0，A速度大小为v1＝30 m/s，最终A撞击在与第一次爆炸位置同一高度的泥土堆上的C点。已知A撞击泥土堆的作用时间△t＝0.02 s，重力加速度大小g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，不计火药质量、空气阻力及“火箭”的体积，可认为火药爆炸所释放的化学能全部转化为A、B的机械能，求：
(1)第二次爆炸前瞬间，A、B整体的速度大小v共；
(2)第一次爆炸过程中，火药释放的化学能E；
(3)A撞击泥土堆过程中，泥土堆对A的冲量方向与水平方向夹角的正切值。
15．（本题16分）在火星探测任务中，科学家设计了一种利用电磁场对宇宙尘埃样品进行分选的装置。如图所示，竖直平面内建立直角坐标系，第二象限存在半径为的圆柱形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，圆柱边界恰好与轴、轴相切，与轴切点为，与轴切点为。第一象限存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小为。轴下方区域存在垂直纸面向外且与第二象限磁感应强度大小相同的匀强磁场。磁场区域内平行于轴放置一足够长的收集板，用于接收分选后的尘埃颗粒。位于点的尘埃发射源，向第二象限各个方向均匀发射带正电的硅酸盐尘埃颗粒，所有颗粒的初速度大小均为，电荷量为、质量为，不计颗粒重力及其相互作用。已知沿轴正方向发射的颗粒恰好沿水平方向通过点进入电场后偏转，以与轴正方向成角方向进入下方磁场，最终打在收集板上。
(1)求磁感应强度的大小；
(2)求匀强电场的电场强度大小；
(3)若要使尘埃颗粒垂直打在收集板上，求收集板到轴的距离。
《高三物理模拟试题》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C C B C D D AD AC
1．D
【详解】A．光子能量满足公式，光子能量与波长成反比，故A错误；
B．光电效应现象说明光具有粒子性，光的干涉、衍射现象才体现光的波动性，故B错误；
C．该反应为轻核聚变反应，反应过程存在质量亏损，会释放大量能量，故C错误；
D．根据核反应电荷数守恒、质量数守恒，X的质量数为，电荷数为，可知X为中子，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】AC．周期由波源决定，波在两介质中传播的周期相同，故AC错误；
BD．由图可知波在介质I中传播的波长大于在介质Ⅱ中传播的波长，根据 可知波在介质I中传播的速度大于在介质Ⅱ中传播的速度，故B正确，D错误。
故选B。
3．C
【详解】装置静置时两根弹簧均为原长，物块偏移到原中心A右侧处时， 左侧弹簧被拉长，对物块的弹力大小为，方向向左；
右侧弹簧被压缩，对物块的弹力大小为，方向也向左；
物块的合力为两个弹力之和
由，得
故选C。
4．C
【详解】A．折射率大的光，频率高、波长小，根据图知，单色光偏折更大，折射率更大，则波长更短，故A错误；
B．介质中光速
单色光折射率更大，故在砖内传播的速率更小，故B错误；
D．如图，设正方形边长为l
单色光在砖内的折射率为
故D错误；
C．与D项同理，单色光在砖内的折射率为
根据D项分析知在砖内的折射率为
故
故C正确。
故选C。
5．B
【详解】A．是地球的第一宇宙速度，是近地卫星的环绕速度，根据万有引力提供向心力有
可得
可知地球静止卫星的线速度小于近地卫星，又地球静止卫星和地球赤道上的物体角速度相同，根据可知地球静止卫星的线速度大于物体的线速度，故A错误；
B．地球自转周期为，可知的周期为，有
可得的轨道半径为，故B正确；
C．轨道的长轴是轨道半径的2倍，即轨道的半长轴等于轨道半径，根据开普勒第三定律有
可得的运行周期为，故C错误；
D．椭圆轨道上点到地球中心的距离等于的轨道半径，根据可知经过点时受地球引力与卫星a所受地球引力大小相等，二者加速度大小也相等，但是卫星做椭圆运动，由地球引力的分力提供向心力，而卫星受的地球引力全部用来提供向心力，可知二者向心加速度大小不相等，又卫星的向心加速度为，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】对段看作逆平抛，设点水平速度为，运动时间为，竖直下落位移
水平位移
倾角为，因此位移满足
则
对落点段平抛，运动时间为，竖直下落位移
水平位移
倾角为，因此位移满足
则
则
故C正确。
7．D
【详解】A．当线圈中电流突然增大时，电流产生的磁场，其磁感应强度变大，根据可知穿过铝环的磁通量增大，故A错误；
BC．根据楞次定律可知铝环与线圈之间有力的作用，且为斥力，故BC错误；
D．根据楞次定律可知轴线上，铝环感应电流的磁场与线圈产生的磁场方向相反，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】AB．弹性轻绳原长等于，因此伸长量等于到滑块的长度，弹力
设到杆的垂直距离
对任意位置的滑块，绳与杆夹角为，由几何关系得（恒成立）
因此弹力垂直杆的分量
题目给出点处杆对滑块弹力为零，垂直杆方向平衡得
因此任意位置杆对滑块弹力
摩擦力，故AB错误；
C．弹性轻绳的劲度系数为，由
代入数据 ，故C错误。
D．滑块运动到点时的动能为几何关系得，
滑块从到，下降高度
重力做功
初态弹性势能
末态（点）到滑块长度为，弹性势能
摩擦力做功为，由动能定理，故D正确。
故选D。
9．AD
【详解】A．用户减少时，并联的用电器减少，总负载电阻增大，输电线电流减小；输电线损耗功率为，因此损耗功率减少，A正确；
B．若升压变压器原、副线圈匝数比为n，则，又，则输电线电阻R损耗的功率，B错误；
C．用户获得的交流电周期为0.02s，每个周期内，电流方向改变2次，则1s内电流的方向改变100次，C错误；
D．发电机电压不变，升压变压器匝数比不变，因此副线圈电压不变；用户减少后减小，输电线电压损失减小，降压变压器输入电压增大；降压变压器匝数比不变，因此用户得到的电压随增大而增大，D正确。
故选AD。
10．AC
【详解】A．若滑块P恰好到达C端，有，
联立解得
所以，若，则滑块P能从Q的C端飞出，故A正确；
B．若滑块P恰好到达B端，有，
联立解得
所以，若，则滑块P不能滑上圆弧轨道，故B错误；
C．若，则滑块将冲上圆弧轨道，但不会从C点飞出，假设滑块会返回A端，则，
解得
由此可知，假设成立，且滑块返回到A端时，二者恰好共速，之后一起做匀速直线运动，所以最终P、Q组成的系统损失的机械能为，故C正确；
D．由以上分析可知，当P冲上圆弧轨道上升到最高点时，二者共速，此时速度为，故D错误。
故选AC。
11．(1)B
(2)要求
(3) 2 1
【详解】（1）将长木板右侧垫高，是为了平衡小车受到的摩擦力，让小车所受的细绳拉力等于小车的合力。
故选B。
（2）在图2中没有力传感器，可知拉力不是直接测出来的，故只能通过砝码的重力来求解。设滑块的质量为，砝码的质量为，细绳的拉力为，根据牛顿第二定律，对砝码有
对滑块有
联立解得
可知当时，才能认为滑块所受拉力近似等于砝码重力。所以在探究滑块加速度与受力的关系时要求砝码质量远小于滑块质量。
（3）[1][2]力传感器的示数等于细绳拉力，根据牛顿第二定律有
变形得
所以图像斜率为滑块质量，则有
纵轴截距为阻力，即
12． 1.44/1.45/1.46 1.0/1.1 等于
【详解】[1]如图所示，电压表的分度值为0.05V，故电压表的读数为1.45V。
[2]由图知电流表的读数为0.24A，电流表内阻。
[3]由
可得
图像斜率等于电源的电动势
[4]横轴截距
解得。
[5]电流表与电源直接串联，电动势的测量值等于真实值。
13．(1)
(2)
【详解】（1）甲容器导热，环境温度不变，内部气体做等温变化。初始状态对活塞受力平衡
可得封闭气体初始压强
加入沙粒稳定后，对活塞 + 沙粒受力分析
可得
根据玻意耳定律
由题意得
联立可得
（2）理想气体内能仅与温度有关，两种情况温度均升高，因此内能变化相等
活塞锁定时，气体体积不变，气体不做功（）
根据热力学第一定律得
活塞不锁定时，活塞平衡，气体压强保持不变
气体膨胀推动活塞，气体对外做功，外界对气体做功为
根据热力学第一定律
联立可得
解得
14．(1)
(2)
(3)0.54
【详解】（1）第二次爆炸过程时间极短，水平方向动量守恒，爆炸后速度为0，速度为，由动量守恒定律
代入，，
解得
（2）第一次爆炸后，整体沿垂直斜面向上做斜抛运动，最高点速度水平，即最高点速度就是斜抛的水平分速度。 斜面倾角，垂直斜面方向与水平方向夹角为，因此斜抛初速度满足
代入，
得
第一次爆炸释放的化学能全部转化为整体动能，因此
代入数据解得
（3）斜抛上升过程中，初速度竖直分量
由运动对称性，下落到与爆炸点同高的点时，竖直速度大小，方向向下；
爆炸后水平速度保持不变。
对撞击过程应用动量定理，设泥土冲量的水平分量大小为，竖直分量大小为，撞击后速度为0。
水平方向
竖直方向
设冲量与水平方向夹角为，则
代入，，，
解得
15．(1)
(2)
(3)R
【详解】（1）从点沿轴正向射入的颗粒恰好水平通过点，则颗粒在磁场中做圆周运动的轨迹半径为，如图甲所示，根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）从点沿轴正向射入的颗粒在电场中做类平抛运动，设颗粒出电场时沿轴负方向的分速度为，如图所示
由题意可知
沿轴方向有
根据牛顿第二定律有
联立解得
（3）由图乙所示
为菱形，则所有颗粒离开第二象限磁场时的速度均水平向右。设颗粒进入下方磁场时速度与水平方向夹角为，则
由牛顿第二定律，有
解得
则收集板到轴的距离。
2

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