2027届湖南省长沙市明达中学物理高三上期中质量检测试题含解析

2027届湖南省长沙市明达中学物理高三上期中质量检测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另一端与小球相连．小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为，则轻绳对小球的拉力大小为()A．mgB．mgC．2mgD．mg2、一质量为m的小球从高度为H的平台上以速度水平抛出，，落在软基路面上出现一个深度为h的坑，如图所示，不计空气阻力，对从抛出到落至坑底的过程中，以下说法正确的是()A．外力对小球做的总功为B．小球机械能的减少量为C．路基对小球做的功为D．路基对小球平均阻力的大小为3、如图所示,轻杆长为L一端固定在水平轴上的O点,另一端系一个小球(可视为质点).小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动,且能通过最高点,g为重力加速度.下列说法正确的是(

)A．小球通过最高点时速度不可能小于B．小球通过最高点时速度为时，球对杆有向下的弹力C．小球通过最高点时速度为时，球对杆有向下的弹力D．要使小球能通过最高点，小球在最低点速度至少为4、在体育课上，某同学练习投篮，他站在罚球线处用力将篮球从手中投出，如图所示，篮球约以1m/s的速度撞击篮筐．已知篮球质量约为0.6kg，篮筐离地高度约为3m，则该同学投篮时对篮球做的功约为()A．1J B．10J C．30J D．50J5、有两个物体a和b，其质量分别为和，且，它们的初动能相同若a和b分别受到不变的阻力和的作用，经过相同的时间停下来，它们的位移分别为和，则A．，且B．，且C．，且D．，且6、如图所示，固定的半圆形竖直轨道，AB为水平直径，O为圆心，同时从A点水平抛出质量相等的甲、乙两个小球，初速度分别为v1、v2，分别落在C、D两点．并且C、D两点等高，OC、OD与竖直方向的夹角均为37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．则（）A．甲、乙两球下落到轨道上C、D两点时的机械能和重力瞬时功率不相等；B．甲、乙两球下落到轨道上的速度变化量不相同；C．v1：v2=1：3；D．v1：v2=1：1．二、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、2019年7月19日，天宫二号实验室受控离轨并再入在大气层，少量残骸落入南太平洋预定安全海域，标志着中国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成。在实验期间，成功实现将货运飞船“天舟一号”与轨道空间站“天宫二号”刚性对接，设对接后的组合体绕地球做匀速圆周运动，其周期为，离地面的高度为。已知地球半径为，引力常量为，根据以上信息可求出A．组合体的质量为 B．地球的质量为C．地球表面的重力加速度为 D．组合体的向心加速度为8、如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处)，下列说法正确的是(重力加速度为g)()A．小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB．小环到达B处时，重物上升的高度约为(－1)dC．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于D．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于9、下列几幅图的有关说法中正确的是图甲图乙图丙图丁A．甲图中少数α粒子发生了较大角度偏转，是由于原子的全部正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B．乙图中射线丙由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，射线乙不带电，是高速运动的中子流C．丙图中强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点，说明发生光电效应时最大初动能与光的强度无关D．丁图为粒子通过气泡室时的照片，通过照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况10、如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知P、Q、M三颗卫星均做匀速圆周运动，其中P是地球同步卫星，则（）A．卫星Q、M的加速度aQ>aMB．卫星P、M的角速度ωP<ωMC．卫星Q不可能相对地面静止D．卫星P、Q的机械能一定相等三、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）甲、乙两位同学在“验证牛顿第二定律”实验中，使用了如图1所示的实验装置．（1）实验时他们先调整垫木的位置，使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动，这样做的目的是_______．（2）此后，甲同学把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂若干配重片．在小车质量一定的情况下，多次改变配重片数量，每改变一次就释放一次小车，利用打点计时器打出记录小车运动情况的多条纸带．图2是其中一条纸带的一部分，O、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出．打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上．通过对纸带的测量，可知小车运动过程中的加速度大小为_______m/s2（保留2位有效数字）．（3）乙同学在实验时，因配重片数量不足改用5个质量为20g的钩码进行实验．他首先将钩码全部挂上，用打点计时器打出记录小车运动情况的纸带，并计算出小车运动的加速度；之后每次将悬挂的钩码取下一个并固定在小车上，重复多次实验，且每次实验前均调整垫木的位置，使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动．根据测得的数据，绘制出小车加速度与悬挂的钩码所受重力的关系图线．关于这一图线下列说法错误的是_______．（选填选项前的字母）A．可由该图线计算出小车和5个钩码质量之和B．只有当小车质量远大于悬挂钩码的质量时，该图线才是一条直线C．无论小车质量是否远大于悬挂钩码的质量，该图线都是一条直线．12．（12分）某实验小组利用图甲所示的实验装置做探究加速度与合外力、质量关系的实验。(1)关于下列实验操作，正确的是________。A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．每次小车都要从同一位置开始运动C．实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源D．通过增减小车上的砝码改变小车质设后，不需要重新平衡摩擦力(2)为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是___________；要使细线的拉力等于砝码的总重力，应满足的条件是________。(3)小组成员中甲、乙两同学先后在同一实验装置中做研究加速度与合外力关系实验，其中一个同学在轨道水平情况下做的实验，而另一个同学在轨道倾斜的情况下做的实验，得到了a—F图像中①、②两条图线。则图线______(填"①”或“②”）是在轨道倾斜情况下得到的；小车及车中砝码的总质量m=________kg。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）在竖直空间有一匀强电场，电场中有一个如图所示的矩形区域ABCD，长边BA与水平方向成＝37°角，短边的长度为d，电场方向与短边平行，场强大小为E。一个带电微粒从O点以某一水平初速度v1沿OP方向射入电场，能沿直线恰好到达P点；若该带电微粒从P点以另一初速度v2竖直向上抛出，恰好经过D点。已知O为短边AD的中点，P点在长边AB上且PO水平，重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求v1的大小与v2大小的比值；(2)若将该带电微粒从P点以一定的初速度v3竖直向上抛出，则当其动能变为初动能的3倍时，求微粒的竖直位移y的大小与水平位移x大小的比值。14．（16分）一传送带装置示意如图，传送带在AB区域是倾斜的，倾角θ=30°．工作时传送带向上运行的速度保持v=1m/s不变．现将质量均为m=1kg的小货箱（可视为质点）一个一个在A处放到传送带上，放置小货箱的时间间隔均为T=1s，放置时初速为零，小货箱一到达B处立即被取走．已知小货箱刚放在A处时，前方相邻的小货箱还处于匀加速运动阶段，此时两者相距为s1=0.5m．传送带装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦，取g=10m/s1．（1）求小货箱在传送带上做匀加速运动的加速度大小．（1）AB的长度至少多长才能使小货箱最后的速度能达到v=1m/s？（3）除了刚释放货箱的时刻，若其它时间内总有4个货箱在传送带上运动，求每运送一个小货箱电动机对外做多少功？并求电动机的平均输出功率．15．（12分）在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处运送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的斜面滑道，斜面长L=2.0m，其与水平面的夹角θ=37º．现有一些建筑材料从斜面的顶端由静止开始下滑，其与斜面间的动摩擦因数μ=0.1．已知建筑材料的质量m=20kg，sin37º=0.60，cos37º=0.80，建筑材料可视为质点，空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2．（1）求建筑材料在下滑过程中所受的滑动摩擦力的大小f；（2）求建筑材料在下滑的整个过程中所受重力的冲量大小IG；（3）试分析说明，如果仅改变建筑材料的质量大小，保持其他条件不变，能否实现改变建筑材料滑到斜面底端时速度大小的目的．

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、A【解析】

对B点处的小球受力分析，如图所示，则有FTsin60°＝FNsin60°FTcos60°＋FNcos60°＝mg解得FT＝FN＝mgA.mg与计算结果相符，故A符合题意．B.mg与计算结果不符，故B不符合题意．C.2mg与计算结果不符，故C不符合题意．D.mg与计算结果不符，故D不符合题意．2、B【解析】

对从抛出到落至坑底的过程中，动能变化量为，根据动能定理，外力对小球做的总功为，故A错误；小球机械能的减少量等于动能和重力势能的减小量之和，动能减小量为，重力势能的减小量为mg（M+h），故机械能的减小量为mg（H+h）+，故B正确；对从抛出到落至坑底的过程中，根据动能定理，有：mg（M+h）+W=0-，故W=-mg（M+h）-，即路基对小球做的功为-mg（M+h）-，故C错误；路基对小球平均阻力的大小为，故D错误；故选B．3、C【解析】

A．只要小球通过最高点时的速度大于零，小球就可以在竖直平面内做完整的圆周运动．故A错误.B．设小球通过最高点时的速度为时，杆上的弹力恰好为零，则此时只有重力充当向心力解得：因为，所以小球在最高点由离心的趋势，对杆有竖直向上的拉力，故B错误；C．同B选项分析，，小球在最高点近心运动的趋势，对杆有竖直向下的压力，C正确；D．小球通过最高点的临界速度为0，则小球从最低点到最高点，由机械能守恒可知：解得，故D错误．4、B【解析】

对整个过程运用动能定理得：代入数据解得：故选项B正确．5、A【解析】试题分析：设物体的初速度为，初动能为，所受的阻力为，通过的位移为，物体的速度与动能的关系为，得，由得，由题和相同，则质量越大，位移越小，，所以，由动能定理得：，因初动能相同，与成反比，则，故选项A正确．考点：动能定理的应用【名师点睛】本题综合考查动能、动能定理及位移公式，在解题时要注意如果题目中涉及时间时，则应考虑应用运动学公式，不涉及时间应优先采用动能定理或功能关系．6、D【解析】

平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平抛运动水平位移和竖直位移的关系确定两小球初速度大小之比；【详解】A、根据可知，甲、乙两球下落到轨道的时间相等，故速度的竖直分量相等，根据，故重力的瞬时功率相等，故A错误；

B、两个球的速度速度变化量等于，由于相等，故速度变化量相等，故B错误；C、由图可知，两个物体下落的高度是相等的，根据可知，甲、乙两球下落到轨道的时间相等；设圆形轨道的半径为R，则A、C的水平位移为：，，则；由，可知t相同，则由可知，，故C错误，D正确．解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，同时要知道瞬时功率表达式P=Fvcosθ．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】

AB．对接后的组合体绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，离地面的高度为H，设地球质量为M，组合体质量为m，万有引力提供向心力得得①故A错误，B正确；C．忽略球体自转影响，万有引力等于重力得②联立①②得故C错误；D．对接后的组合体绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，离地面的高度为H，设地球质量为M，组合体质量为m，万有引力提供向心力得③联立①③解得故D正确。故选BD。8、BD【解析】

A．根据题意，释放时小环向下运动时，绳中张力等于重力，所以A错误；B．小环到达处时，重物上升的高度应为绳子缩短的长度，即，所以B正确；C、D．根据题意，沿绳子方向的速度大小相等，将小环速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足：，即，所以C错误，D正确．故选：BD．绳子连接的物体，沿绳子方向速度相等．将绳子沿速度方向和垂直速度方向分解机可列方程求解．9、ACD【解析】甲图中少数α粒子发生了较大角度偏转，是由于原子的全部正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，选项A正确；乙图中射线丙向右偏转，由左手定则可知，它由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷；射线乙不偏转，故不带电，是高速运动的光子流，选项B错误；根据eU截=mvm2=hγ-W，当强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点，说明发生光电效应时最大初动能与光的强度无关，只与光的频率有关，故C正确．由图和根据玻尔理论知道，通过照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况．故D正确．故选ACD.10、BC【解析】

A．由万有引力提供向心力G=ma得a=G卫星Q、M的加速度aQ<aM故A错误；B．由万有引力提供向心力G=mω2r得则半径大的角速度小，则ωP<ωM故B正确；C．卫星Q的轨道平面不与赤道重合，则不可能相对地面静止，选项C正确；D．卫星P、Q的质量关系不确定，则机械能不一定相等，选项D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、为了平衡小车运动过程中所受摩擦力；0.50；B【解析】（1）为了克服摩擦力的影响，在实验中应垫高一侧，从而使重力的分力与摩擦力相互平衡；从而使小车受到的拉力为合外力；（2）由可得：；③对钩码和小车整体分析可知，整体受到的拉力为钩码的重力，质量是整体的质量；由F=ma可知，作出的图像一定为直线；且图像的斜率一定为整体的质量；故AC正确，B错误；本题选错误的；故选B．综上所述本题答案是：B12、AD平衡摩擦力小车的质量远大于砝码的总质量①2.5kg【解析】

(1)A、调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行,所以A选项是正确的;B、小车的释放位置对该实验没有影响,不要求每次在同一位置,故B错误;C、实验时先接通电源,再释放小车,故C错误;D.通过增减小车上的砝码改变质量时,不需要重新平衡摩擦力,即不需要重新调整木板的倾斜程度,所以D选项是正确的.(2)为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是把不带滑轮的一端抬高，平衡小车运动中的摩擦力；以整体为对象：mg=(M+m)a，则小车的加速度为：a=mg再以小车及车中的砝码为研究对象，可以求出绳子的拉力，即：F=Ma=M⋅mg当m≪M可以近似认为F=mg所以要认为绳子拉力等于砂和砂桶的重力，则必须满足条件m≪M(3)由①图象可以知道,当F=0时,加速度不等于零.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大,平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，图线①是在轨道倾斜情况下得到的;在水平轨道上,因为受到摩擦力,拉力不为零时,加速度仍然为零,可以知道图线②是在轨道水平的情况下得到的.根据牛顿第二定律得F-f=ma解得：a=F-fm,图线的斜率表示质量的倒数,则故本题答案是：(1).AD(2).平衡摩擦力(3).小车的质量远大于砝码的总质量(4).①(5).2.5kg(1)根据实验操作要求可分析必须进行的操作;(2)根据牛顿第二定律,通过整体隔离法求出绳子拉力的表达式,从而确定托盘及托盘内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力的条件;(3)根据a-F图象的特点结合牛顿第二定律分析求解.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)【解析】

（1）微粒沿OP方向运动时做匀减速直线运动，受到的合力方向水平向右，有微粒的加速度初速度v1满足关系微粒以初速度v2从P点运动到D点做类平抛运动，设运动时间为t，由平抛运动规律有由以上几式解得可得v1的大小与v2大小的比值（2）设微粒从P点竖直向上抛出的初速度为v3，受到水平向右的合力为F，抛出后微粒做一段类平抛运动，其动能变为原来3倍，由平抛运动规律有F=ma由以上几式得y2=2x2即微粒的竖直位移y的大小与水平位移x的大