湖南省衡阳市2027届物理高三第一学期期中学业水平测试模拟试题含解析

湖南省衡阳市2027届物理高三第一学期期中学业水平测试模拟试题考生请注意：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、“嫦娥之父”欧阳自远预计我国将在2020年实现火星的着陆巡视，在2030年实现火星的采样返回，已知地球的质量约为火星质量的倍，地球的半径约为火星半径的倍，则下列说法正确的是A．地球的密度是火星的倍B．地球表面的重力加速度是火星表面的倍C．地球的第一宇宙速度是火星的倍D．地球同步卫星的运行速度是火星的倍2、在物理现象的发现和物理理论的建立过程中物理学家总结出许多科学方法。如理想实验、演绎推理、科学假说、类比等。类比法是通过两个或两类研究对象进行比较，找出它们之间相同点和相似点，并以此为根据把其中某一个或某一类对象的有关知识和结论，推移到另一个或另一类对象上，从而推论出它们也可能有相同或相似的结论的一种逻辑推理和研究方法。以下观点的提出或理论的建立没有应用类比的思想的是（）A．法拉第通过多次实验最终发现“磁生电—电磁感应”现象B．伽利略提出“力不是维持物体运动的原因”的观点C．牛顿推理得到太阳与行星间的引力与太阳和行星的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。D．安培为解释磁现象提出了“物质微粒内部存在着一种环形电流—分子电流”的观点3、如图所示，某中学新校区装修时，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加方向竖直向上、大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力大小为A．μ(F-mg)cosθ B．(F-mg)sinθC．(F-mg)cosθ D．μ(F-mg)4、如图所示，A、B两个木块用轻弹簧相连接，它们静止在光滑水平面上，A和B的质量分别是99m和100m，一颗质量为m的子弹以速度v0水平射入木块A内没有穿出，则在以后的过程中弹簧弹性势能的最大值为A． B． C． D．5、如图所示，质量均为m的带同种电荷的小球A、B，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，当小球B平衡时，绳子所受的拉力为T1，A球所受库仑力为F1；现把A球所带电量减少，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为T2，A球所受库仑力为F2，则下列关于T1与T2、F1与F2大小之间的关系，正确的是()A． B． C． D．6、人在平地上静止站立时，受到的支撑力等于人的重力．做原地纵跳时，在快速下蹲和蹬伸的过程中，人体受到的支撑力发生变化(如图，G为重力，F为支撑力)．下列曲线能正确反映该变化的是()A．B．C．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、如图所示，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平．现把物体Q轻轻地叠放在P上，则A．P向下滑动 B．P静止不动C．P所受的合外力增大 D．P与斜面间的静摩擦力增大8、如图所示，质量m=1kg的物块，以速度v0=4ms滑上正沿逆时针转动的水平传送带，传送带两滑轮A、B间的距离L=6m，已知传送带的速度v=2ms，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2A．物块在传送带上运动的时间为4sB．物块滑离传送带时的速率为2C．皮带对物块的摩擦力对物块做功为6JD．整个运动过程中由于摩擦产生的热量为18J9、下列说法正确的是_____A．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波比较容易产生衍射现象B．向人体内发射频率己知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场E.狭义相对论认为真空中的光速与光的频率、光源的运动状态有关10、如图所示，面积为S、匝数为N、内阻不计的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从图示位置开始计时，绕水平轴oo′以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接理想变压器．理想变压器原线圈上的滑动触头P上下移动时，可改变副线圈的输出电压；副线圈接有可变电阻R．电表均为理想交流电表．下列判断正确的是（）A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为B．矩形线圈产生的感应电动势的有效值为C．当P位置不动，R增大时，电压表示数也增大D．当P位置向上移动、R不变时，电流表示数将增大三、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）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）：①下列说法哪一项是正确的___________．（填选项前字母）A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz．则打B点时小车的瞬时速度大小为______m/s（保留三位有效数字）．12．（12分）某物理研究小组利用图甲装置验证机械能守恒定律，在铁架台上安装有一电磁铁（固定不动）和一光电门（可上下移动），电磁铁通电后将钢球吸住，然后断电，钢球自由下落，并通过光电门，计时装置可测出钢球通过光电门的时间．（1）用10分度的游标卡尺测量钢球的直径，示数如图乙所示，可知钢球的直径D=___cm。（2）多次改变光电门的位置，测量出光电门到电磁铁下端O的距离为h（h》D），并计算出小球经过光电门时的速度v，若空气阻力可以忽略不计，则下列关于v2-h的图象正确的是______．（3）钢球通过光电门的平均速度______（选填“大于”或“小于”）钢球球心通过光电门的瞬时速度。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）有一探测卫星在地球赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，探测卫星绕地球运动的周期为T，求：(1)探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径；(2)探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的速度大小；(3)在距地球表面高度恰好等于地球半径时，探测卫星上的观测仪器某一时刻能观测到的地球表面赤道的最大弧长（此探测器观测不受日照影响，不考虑空气对光的折射）．14．（16分）如图所示轻弹簧一端固定在水平面上的竖直挡板上,处于原长时另一端位于水平面上B点处,B点左侧光滑,右侧粗糙。水平面的右侧C点处有一足够长的斜面与水平面平滑连接,斜面倾角为37°,斜面上有一半径为R=1m的光滑半圆轨道与斜面切于D点,半圆轨道的最高点为E,G为半圆轨道的另一端点,LBC=2.5m,A、B、C、D、E、G均在同一竖直面内。使质量为m=0.5kg的小物块P挤压弹簧右端至A点,然后由静止释放P,P到达B点时立即受到斜向右上方,与水平方向的夹角为37°,大小为F=5N的恒力,一直保持F对物块P的作用,结果P通过半圆轨道的最高点E时的速度为vE=10m/s。已知P(1)P运动到E点时对轨道的压力大小;(2)弹簧的最大弹性势能;(3)若其它条件不变,增大B、C间的距离使P过G点后恰好能垂直落在斜面上,求P在斜面上的落点距D点的距离。15．（12分）有一大炮竖直向上发射炮弹，炮弹的质量为M=6.0kg（内含炸药的质量可以忽略不计），射出的初速度v0=60m/s．当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，其中一片质量为m=4.0kg，已知这一片的落地点到发射点的距离为600m．（g=10m/s2，忽略空气阻力）求：（1）炮弹从发射到最高点的时间，以及炮弹上升的最大高度是多少？（2）两弹片落地点的距离是多少？

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、B【解析】

由题意可知查万有引力规律的应用，据此计算可得．【详解】A．由密度公式可知地球的密度是火星的倍，故A错误；B．忽略向心力的大小，则有可得星球表面的重力加速度，地球表面的重力加速度是火星表面的倍，故B正确；C．由牛顿第二定律可得可得第一宇宙速度度的表达式地球的第一宇宙速度是火星的倍，故C错误；D．由牛顿第二定律可得可得，因不知同步卫星轨道半径的关系，地球同步卫星的运行速度和火星同步卫星的运行速度关系由题给条件无法确定，故D错误．分析星球表面的重力加速度时，不考虑星球自转的向心力，根据万有引力等于重力可求得，计算第一宇宙速度和线速度时选择环绕天休为研究对象，根据万有引力提供向心力应用牛顿第二定律列式计算可得．2、B【解析】

A．法拉第受“电生磁”的启发，坚信磁一定能生，通过多次实验最终发现“磁生电-电磁感应”现象，应用类比的思想，故A正确；B．伽利略提出“力不是维持物体运动的原因”的观点，应用的是理想实验法，故B错误；C．牛顿认为太阳与行星间的引力与行星和太阳引力相似，通过推理得到太阳与行星间的引力与太阳和行星的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。故C正确；D．安培根据环形电流磁场与小磁针磁场相似，提出“物质微粒内部存在着一种环形电流-分子电流”的观点，应用的是类比思想，故D正确。故选B。3、C【解析】

磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力而处于平衡状态，由图可知，F一定大于重力；

先将重力及向上的推力合力后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解可得：在沿斜面方向有：f=（F-mg）cosθ；在垂直斜面方向上有：FN=（F-mg）sinθ则f=（F-mg）cosθ=μ（F-mg）sinθA．μ(F-mg)cosθ，与结论不相符，故A错误；B．(F-mg)sinθ，与结论不相符，故B错误；C．(F-mg)cosθ，与结论相符，故C正确；D．μ(F-mg)，与结论不相符，故D错误。故选C。4、A【解析】

系统全过程动量守恒：子弹打入木块过程损失的动能转化为系统内能，A、B速度相同时弹性势能有最大值：故选A。5、D【解析】以小球B为研究对象，分析受力情况，如图所示A球所带电量减少，AB间的库仑力减小，所以F1<F2，BC错误．设A与O点间的距离为d，A、B间的距离为x，由三角形相似得，所以T1=T2，A错误，D正确．6、D【解析】人腾空时支持力为零，故AC项错误，人在快速下蹲和蹬伸的过程中，加速度先向下，再向上，即先失重，再起重，故支持力先小于重力，然后大于重力，故B错误D正确．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】

对P受力分析，受重力、支持力、静摩擦力，根据平衡条件，有：N=Mgcosθ；f=Mgsinθf≤μN；故μ≥tanθ；由于物体Q轻轻地叠放在P上，相当于增大物体P重力，故P静止不动，故A错误，B正确；物体P保持静止，合力为零，故C错误；由于物体Q轻轻地叠放在P上，相当于增大物体P重力，故P与斜面间的静摩擦力增大，故D正确；故选BD．本题关键是对物体受力分析，求解出支持力和静摩擦力表达式；物体Q轻轻地叠放在P上，相当于增大物体P重力．8、BD【解析】滑块先向右匀减速到零再向左匀加速，根据牛顿第二定律，有μmg=ma，得a=μg=2m/s2，根据运动学公式，有：0=v0-at1，得t1=2s，匀减速的位移为：x=v0+02t1=42×2m=4m<L=6m，然后物体向左匀加速过程，加速度大小仍为a=2m/s2，物体速度从零增大到与传送带共速时的位移为：x1=v【点睛】根据牛顿第二定律求出滑块的加速度，再结合运动学规律判断出：滑块滑上传送带后，由于摩擦力作用，先向右匀减速后反向加速，速度增加到等于传送带后再一起匀速；然后根据功能关系计算出摩擦力对滑块做的功和产生的热量．9、ABD【解析】因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，根据明显衍射的条件可知，声波比较容易产生衍射现象，故A正确；测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用多普勒效应原理，故B正确；用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，故C错误；麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场，故D正确；根据狭义相对论中光速不变原理，可知，在所有惯性参照系中光速是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关，故E错误．故选ABD.10、AD【解析】试题分析：从垂直于中性面时开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为，A正确；矩形线圈产生的感应电动势的有效值为，B错误；交流发电机内电阻不计，故变压器输入电压不变，根据理想变压器的变压比公式：，当P位置不动，R增大时，电压表读数不变，仍然等于发电机的电动势有效值；C错误当P位置向上移动、R不变时，根据理想变压器的变压比公式：，输出电压变大，故电流变大，功率变大，输入电流也变大，故电流表读数变大，D正确；故选AD．考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系．【名师点睛】正弦式交流发电机从垂直中性面位置开始计时，其电动势表达式为：e=NBSωcosωt；电压表和电流表读数为有效值；计算电量用平均值．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、C0.653【解析】试题分析：①车在水平木板运动时水平方向受到绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；而平衡摩擦力是小车带动纸带恰好做匀速运动，A错误；设小车质量M，钩码质量m，整体的加速度为a，绳上的拉力为F，则：对小车有：F=Ma；对钩码有：mg-F=ma，即：mg=（M+m）a；如果用钩码的重力表示小车受到的合外力，则要求：Ma=（M+m）a，必须要满足小车的总质量远大于钩码质量，这样两者才能近似相等．为使纸带打上尽量多的点，实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放②中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得：=0.653m/s.考点：本题考查探究恒力做功与动能改变的关系12、0.96，B，小于【解析】

(1)游标卡尺的主尺读数为：0.9cm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.1×6mm=0.6mm，所以最终读数为：0.96cm；(2)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：根据机械能守恒的表达式有：，那么关于v2-h的图象应该是一条过原点的倾斜直线，故B正确；(3)根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度,所以钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度.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