2025届湖南省长沙市一中开福中学物理高三上期中综合测试试题含解析

2025届湖南省长沙市一中开福中学物理高三上期中综合测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示。我们把这种情形抽象为图乙的模型；弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，将质量为m的小球从弧形轨道上端距水平地面高度为h处释放，小球进入半径为的圆轨道下端后沿圆轨道运动不计阻力，重力加速度为g。当小球运动到竖直圆轨道的最高点时，下列说法正确的是（）A．小球的速度可以为零B．小球的加速度可以为零C．小球对轨道的压力一定小于mgD．小球的速度越大对轨道的压力越大2、在x轴上有两个点电荷q1和q2，其中有一个点电荷位于x＝0处，x轴上的电势φ随x变化的关系如图所示，则()A．x＝x1处电场强度为0B．x＝x2处电场强度不为0C．q1、q2为不等量异种点电荷，且正电荷在x＝0处，负电荷在x<0的某处D．q1、q2为等量异种点电荷，且正电荷在x＝0处，负电荷在x>0的某处3、利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况。实验时某消防队员从平台上自由下落，在t1时刻双脚触地，他顺势弯曲双腿。计算机显示消防队员双脚触地后的过程中，他受到地面支持力F随时间变化的图象如图所示。根据图象提供的信息，以下判断正确的是A．在t1至t2时间内，消防队员做减速运动B．在t2至t3时间内，消防队员处于失重状态C．t2时刻，消防队员的速度达到最大D．t3时刻，消防队员的速度达到最大4、关于物理学家对物理学发展做出的突出贡献，以下说法中正确的是：A．法拉第发现了电磁感应现象并首先提出了电磁感应的相关规律B．爱因斯坦首先发现了光电效应现象并用光电效应方程来解释它C．麦克斯韦预言了电磁波的存在并首先捕捉到了它D．卢瑟福首先提出了原子的核式结构模型并发现了质子5、2018年5月21日5点28分，在我国西昌卫星发射中心。长征四号丙运载火箭将嫦娥四号中继星“鹊桥”卫星，送入近地点约200公里、远地点约40万公里的地月转移轨道。已知地球同步卫星的轨道半径为4.2万公里，忽略稀薄空气阻力的影响，则“鹊桥”卫星在地月转移轨道上运行时，下列判断正确的是（）A．运动周期大于10天 B．运动周期小于10天C．近地点的速度比远地点的小 D．近地点的机械能比远地点的大6、如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同的加速度D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同的速度二、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，一轻杆两端分别固定、两个半径相等的光滑金属球，球质量大于球质量，整个装置放在光滑的水平面上，设球离地高度为，将此装置从图示位置由静止释放，则（）A．在球落地前的整个过程中，、及轻杆系统机械能不守恒B．在球落地前瞬间，球的速度大小为C．在球落地前的整个过程中，、及轻杆系统动量守恒D．在球落地前的整个过程中，轻杆对球做的功为零8、在平直公路上行驶的a车和b车，其位移-时间图像分别为图中直线a和曲线b，已知b车的加速度恒定且等于-2m/s2，t=3s时，直线a和曲线b刚好相切，则（）A．a车做匀速运动且其速度为m/s B．t=3s时a车和b车相遇且此时速度相同C．t=1s时b车的速度为10m/s D．t=0时a车和b车的距离x0=9m9、如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，轨道左侧连接一定值电阻R．垂直导轨的导体棒ab在水平外力F作用下沿导轨运动，F随t变化的规律如乙图所示．在0~t0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动．乙图中t0、F1、F2为已知，棒和轨道的电阻不计．则A．在t0以后，导体棒一直做匀加速直线运动B．在t0以后，导体棒先做加速，最后做匀速直线运动C．在0～t0时间内，导体棒的加速度大小为D．在0~t0时间内，通过导体棒横截面的电量为10、带电小球在电场力和重力作用下，由静止开始沿竖直方向向下运动。运动过程中小球的机械能随位移关系如图所示，曲线关于x＝x0对称，最低点位置坐标为x0，在小球运动到x＝2x0的过程中，下列说法正确的是（）A．小球所受电场力方向可能不变B．小球所受电场力始终比重力小C．小球加速度一直增大D．小球在x0位置时，动能最大三、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）某同学利用如图1所示的装置探究弹力和弹簧伸长的关系．将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端钩上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值，所读数据列表如下：（弹簧始终未超过弹性限度，取重力加速度g=9.8m/s2）123456钩码质量m/g0306090120150刻度尺读数x/cm6.008.349.4810.6411.79（1）实验中挂30g钩码时刻度尺如图1所示，该读数为__________cm．（2）该小组根据所测数据，在图2中的坐标纸建立x-m坐标系，并描出了5组测量数据，请你将第2组数据描在坐标纸上，并画出x-m的关系图线____________．（3）作出的图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是___________；该弹簧的劲度系数k=________N/m（结果保留3位有效数字）．12．（12分）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的细线连接物块A和B，A和B的质量相同，B上套有一铁环C，A的下端与穿过打点计时器的纸带相连。开始时固定物块A，当地的重力加速度为g，打点计时器所接交流电的频率为50Hz。(1)接通电源，再释放物块A，物块B在下落过程中穿过圆环D时，铁环C与B分离落到圆环D上.如图是该过程打出的一条纸带，已测出了纸带上离第一个点O较远的一些点到O点的距离。由纸带可知，铁环C运动到圆环D处时的速度大小为v=______m/s（保留3位有效数字）.(2)要验证机械能守恒，还需要测量的物理量为__________。A．开始时，铁环C和圆环D间的高度差h

B．铁环C的质量mCC．物块A和B的质量mA、mB

D．铁环C运动到D所用的时间t(3)实验只要验证表达式____________（用(1)问中的v和(2)问中所测量的物理量的符号表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒得到验证.在实验中存在误差的原因有哪些？（至少写出一条）_______________.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）一球形人造卫星的最大横截面积为、质量为，在轨道半径为的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了，由于，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为的均匀球体，万有引力常量为．（）求人造卫星在轨道半径为的高空绕地球做圆周运动的周期．（）取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．请估算人造卫星由半径为的圆轨道降低到半径为的圆轨道的过程中，机械能的变化．（）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请估算空气颗粒对卫星在半径为轨道上运行时，所受阻力大小的表达式．14．（16分）如图所示，AB为一段弯曲轨道，固定在水平桌面上，与水平桌面相切于A点，B点距桌面的高度为h＝0.6m，A、B两点间的水平距离为L＝0.8m，轨道边缘B处有一轻、小定滑轮，一根轻绳两端系着质量分别为m1与m2的物体P、Q，挂在定滑轮两边，P、Q可视为质点，且m1＝2.0kg，m2＝0.4kg.开始时P、Q均静止，P紧靠B点，P释放后沿弯曲轨道向下运动，运动到A点时轻绳突然断开，断开后P沿水平桌面滑行x＝1.25m停止．已知P与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，g取10m/s2。求：（1）物体P经过A点时的速度大小；（2）在物体P从B点运动到A点的过程中，物体Q重力势能的改变量；（3）弯曲轨道对物体P的摩擦力所做的功．15．（12分）如图所示，坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端与质量为2m的挡板B相连，弹簧处于原长时，B恰位于滑道的末端O点．A与B碰撞时间极短，碰后结合在一起共同压缩弹簧，已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求（1）物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小；（2）弹簧最大压缩量为d时的弹性势能EP（设弹簧处于原长时弹性势能为零）．（3）全过程以及压缩弹簧过程中分别产生多少热量？

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、D【解析】

AB．小球在竖直平面内做圆周运动刚好过最高点，由重力提供向心力，所以在最高点有则，故AB错误；CD．小球在最高点有得所以小球对轨道的压力与过最高点的速度有关，同时可知，小球的速度越大对轨道的压力越大，故C错误，D正确。故选D。2、C【解析】

AB.根据，图像的斜率表示电场强度的大小，x＝x1处图线斜率不等于零，电场强度不为零；x＝x2处图先斜率等于零，电场强度为零。故A错误，B错误；CD.由图知：x从0到∞，电势先降低后升高，在0～x2间合电场水平向右，x2～∞合电场水平向左，则知正电荷在x轴上坐标原点；负电荷在x轴的负方向上。因为x=x2处合场强为0，则有所以，q1、q2为不等量异种点电荷。故C正确，D错误；3、C【解析】

在t1到t2时间内，消防队员所受的支持力小于重力，合力向下，知消防队员做加速运动，故A错误；在t2到t3时间内，支持力大于重力，消防队员处于超重状态，故B错误；在t1到t2时间内，消防队员做加速运动，在t2至t4时间内他所受的合力向上，则加速度向上，消防员做减速运动，所以，t2时刻，消防队员的速度达到最大，故C正确，D错误；故选C。【点睛】本题的关键在于正确分析人的受力情况，根据合力分析人的运动情况。要知道加速度向上时物体处于超重状态。4、D【解析】

A.法拉第发现了电磁感应现象，楞次找到了判断感应电流方向的楞次定律，纽曼和韦伯总结了法拉第电磁感应定律，故A错误；B.赫兹等人首先发现了光电效应，爱因斯坦发现了光电效应的规律，并成功解释了光电效应，故B错误；C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在，在人类历史上首先捕捉到了电磁波，故C错误；D.卢瑟福首先提出了原子的核式结构模型并发现了质子，故D正确。5、A【解析】

AB．根据开普勒第三定律有则有即B错误A正确；C．根据开普勒第二定律可知，近地点的速度比远地点的大，C错误；D．在轨道上运动时，只有引力做功，机械能守恒，D错误。故选A。6、B【解析】

A、在P点，沿轨道1运行时，地球对人造卫星的引力大于人造卫星做圆周运动需要的向心力，即F引>mv12r，沿轨道2运行时，地球对人造卫星的引力刚好能提供人造卫星做圆周运动的向心力，即F引=mv12r，故v1B、在P点，人造卫星在轨道1和轨道2运行时，地球对人造卫星的引力相同，由牛顿第二定律可知，人造卫星在P点的加速度相同，故B正确。C、在轨道1的不同位置，地球对人造卫星引力大小不同，故加速度也不同，故C错误。D、在轨道2上不同位置速度方向不同，故速度不同，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、BD【解析】将三者看做一个整体，在b球下落过程中，整体只有重力做功，系统的机械能守恒，A错误；因为两杆对两小球做功的代数和为零，所以有，解得b球落地瞬间的速度为，B正确；整个装置下落过程中，水平方向没有外力，水平方向的动量守恒，竖直方向上动量不守恒，C错误；设杆对a球做功，对b球做功，系统机械能守恒，则除了重力之外的力的功必定为零，即，对a球由动能定理可知，故，D正确．8、BD【解析】

A．图象的斜率等于速度，由图可知，a车的速度不变，做匀速直线运动，速度为故A错误；B．时，直线a和曲线b刚好相切，位置坐标相同，辆车相遇。斜率相等，此时辆车的速度相等，故B正确；C．时，b车的速度为设b车的初速度为，对b车，有解得则时b车的速度为故C错误；D．时，a车的位移为b车的位移为时，a车和b车到达同一位置，得故D正确。故选BD。9、BD【解析】设导体棒运动的速度为v，感应电动势：，电路电流：，导体棒受到的安培力：，导体棒运动的加速度，在t0以后，当导体棒速度增大，加速度减小，做加速度减小的加速运动，当a=0时，做匀速运动，速度最大；故B正确，A错误；C、在0～t0时间内，由牛顿第二定律解得，则有，所以导体棒的加速度大小，故C错误；D、在0~t0时间内，通过位移，通过导体棒横截面的电量为，故D正确；故选BD．【点睛】在t0以后，当导体棒速度增大，加速度减小，做加速度减小的加速运动，当a=0时，做匀速运动，速度最大，在0~t0时间内，通过导体棒横截面的电量为．10、BC【解析】

由图象可知，小球机械能先减小后增大，则说明电场力先做负功后做正功，运动方向不变，故电场力方向发生变化，故A错误；0﹣x0段小球做加速，又电场力做负功，故竖直向上，故重力大于电场力，两段关于x0对称，故小球所受电场力始终比重力小，故B正确；图象中斜率表示电场力，由图可知，电场力先减小后增大；且据A项分析可知电场力方向先竖直向上，此时a＝g﹣，故加速度增大；后电场力竖直向下且增大，加速度为a＝g+，则加速度继续增大，故加速度一直增大；故C正确；根据C项分析可知，加速度方向始终与速度方向相同，故小球一直加速，2x0处速度最大，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、7.12~7.18弹簧的原长25.0~26.0【解析】

(1)由图,刻度尺的最小分度为1mm,由图可以知道,读数为：7.15cm（7.12~7.18）;

(2)以横轴表示弹簧的弹力,纵横轴表示弹簧的伸长量,描点连线作图.让尽量多的点落在直线上或分居直线两侧.如图所示;

(3)图像与纵坐标有交点，此交点代表施加拉力为零时弹簧的长度，即代表了弹簧的原长，图象的斜率表示弹簧的劲度系数,根据图象,可求弹簧的劲度系数（25.0N~26.0N）【点睛】在描点连线时一定要注意让尽量多的点落在直线上或分居直线两侧.

偏离太远的点可以直接舍去．图像的斜率代表了弹簧的劲度系数．12、2.01A、B、CmCgh=1【解析】

(1)A和B的质量相同，那么铁环C运动到圆环D处后，AB做匀速直线，根据v=xt，即可求解；(2)【详解】(1)铁环C运动到圆环D处时的速度大小即为铁环被挡住后，A、B匀速运动的速度，由纸带可以求得：v=(2)要验证机械能守恒，铁环C从开始下落到运动到D处过程中，有：(m由于A、B质量相等，因此要验证的表达式为mCgh=1(3)主要的误差来源有：①由于空气的阻碍作用；②纸带和打点计时器