湖南省常德市石门县二中2027届物理高三上期中学业水平测试模拟试题含解析

湖南省常德市石门县二中2027届物理高三上期中学业水平测试模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、质点做直线运动时的加速度随时间变化的关系如图所示，该图线的斜率为k，图中阴影部分面积为S，下列说法正确的是()A．斜率k表示速度变化的快慢B．斜率k表示速度变化的大小C．面积S表示t1～t2的过程中质点速度的变化量D．面积S表示t1～t2的过程中质点的位移2、如图所示,a、b两物体的质量分别为m1和m2,由轻质弹簧相连.当用恒力F竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1,加速度大小为a1;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,加速度大小为a2,则()A．a1=a2,x1=x2 B．a1<a2,x1=x2C．a1=a2,x1>x2 D．a1<a2,x1>x23、“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空中点由静止开始下落，如图所示，点是弹性绳的原长位置，点是人所能达到的最低位置，点是人静止悬挂时的平衡位置，则在人从点下落到点的过程中A．在段，人处于完全失重状态，不受力B．在段，绳的拉力小于人的重力，人处于超重状态C．在段，绳的拉力大于人的重力，人处于失重状态D．在点，人的速度为零，绳的拉力大于人的重力4、基于人的指纹具有终身不变性和唯一性的特点，发明了指纹识别技术．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”．传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同．此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图象数据．根据文中信息，下列说法正确的是()A．在峪处形成的电容器电容较大B．在峪处形成的电容器放电较慢C．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大D．潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响5、太空飞船在宇宙空间中飞行时，会遇到太空尘埃的碰撞而受到阻碍作用．设单位体积的太空均匀分布着尘埃n颗，每颗尘埃平均质量为m，尘埃速度可忽略、飞船的横截面积为S，与尘埃碰撞后将尘埃完全黏附住．当飞船维持恒定的速率v飞行时，飞船引擎需要提供的平均推力为A．nmv2S B．nmv2S C．nmv2S D．nmv2S6、如图所示,A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为的光滑斜面上,A、B两小球的质量分别为、，重力加速度为g,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为()A．都等于B．和0C．和0D．0和二、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、小车上固定有一个竖直方向的细杆，杆上套有质量为M的小环，环通过细绳与质量为m的小球连接，当车水平向右作匀加速运动时，环和球与车相对静止，绳与杆之间的夹角为θ，如图所示.(

)A．细绳的受到的拉力为B．细杆对环作用力方向水平向右C．细杆对小环的静摩擦力为MgD．细杆对环的大小为8、质量为m的物体由静止开始下落，在空气阻力的影响下物体下落的加速度为g，在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是A．物体的动能增加了mgh B．物体的机械能减少了mghC．物体克服阻力所做的功为mgh D．物体的重力势能减少了mgh9、如图所示，水平转台上有一个质量为m的小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为θ，系统静止时细绳绷直但张力为零．物块与转台间动摩擦因数为μ（μ＜tanθ），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当物块随转台由静止开始缓慢加速转动且未离开转台的过程中A．物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴B．至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为C．物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为D．细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零10、太极球是广大市民中较流行的一种健身器材．将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势．A为圆周的最高点，C为最低点，B、D与圆心O等高．球的质量为m，重力加速度为g，则（）A．在C处板对球所需施加的力比A处大6mgB．球在运动过程中机械能守恒C．球在最高点A的速度最小值为D．板在B处与水平方向倾斜角θ随速度的增大而增大三、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）将力传感器连接到计算机上，不仅可以比较精确地测量力的大小，还能得到力随时间变化的关系图象。甲图中，某同学利用力的传感器测量小滑块在光滑半球形容器内的运动时对容器的压力来验证小滑块的机械能守恒，实验步骤如下：①如图甲所示，将压力传感器M固定在小滑块的底部；②让小滑块静止在光滑半圆形容器的最低点，从计算机中得到小滑块对容器的压力随时间变化的关系图象如图乙所示；③让小滑块沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的之间往复运动，、与竖直方向之间的夹角相等且都为θ（θ<5°）从计算机中得到小滑块对容器的压力随时间变化的关系图象如图丙所示。请回答以下问题：（1）小滑块的重量F0为____________N。（2）为了验证小滑块在最高点A和最低点处的机械能是否相等，则____________。A．一定得测出小滑块的质量mB．一定得测出OA与竖直方向的夹角θC．一定得知道当地重力加速度g的大小D．只要知道图乙中的压力F0和图丙中的最小压力F1、最大压力F2的大小（3）若已经用实验测得了第（2）小问中所需测量的物理量，用R表示半圆形容器的半径，则小滑块从A点到最低点的过程中重力势能减小______________（用题中所给物理量的符号来表示），动能增加______________（用题中所给物理量的符号来表示），由测量的数据得到小滑块的机械能__________（填“是”或“不”）守恒的。12．（12分）用如图(甲）所示的实验装置验证机械能守恒定律．松开纸带，让重物自由下落，电火花打点计时器在纸带上打下一系列点．对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律．下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图（甲）所示的装置安装器件B．将打点计时器插接到220伏交流电源上C．用天平测出重物的质量D．先通电待计时器稳定工作后，再松开纸带，打出一条纸带E．测量纸带上某些点间的距离F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．（1）其中操作不当的步骤是______．（将其选项对应的字母填在横线处）（2）图（乙）是装置组装正确后，在实验中得到的一条纸带，在计算图中第n个打点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，交流电的频率为f，每两个计数点间还有1个打点未画出，其中正确的是______．（将其选项对应的字母填在横线处）A．B．C．D．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，图象所反映的物理情景是：物体以大小不变的初速度v0沿木板滑动，若木板倾角θ不同，物体沿木板上滑的距离S也不同，便可得出图示的S-θ图象．问：（1）物体初速度v0的大小．（2）木板是否粗糙？若粗糙，则动摩擦因数μ为多少？（3）物体运动中有否最大加速度以及它发生在什么地方？14．（16分）在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动。某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ，此时调节外力，使平板车仍做速度为v0的匀速直线运动。（1）若滑块最终停在小车上，滑块和车之间因为摩擦产生的内能为多少？（结果用m，v0表示）（2）已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速v0=4m/s，取g=10m/s2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？（3）在（2）的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车掉下，力F的作用时间应该在什么范围内？15．（12分）如图所示，一条长为l的绝缘轻绳上端固定在O点，下端栓一个质量为m，电荷量为+q的小球，将它置于方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时轻绳与竖直方向夹角为37°，不计空气阻力，重力加速度为g（sin37°=0.6，cos(1)求空间中匀强电场的电场强度E的大小；(2)在A点给小球一水平向右的瞬时冲量I0，使小球恰能做完整的圆周运动，求I0的大小；(3)在A点给小球一水平向右的瞬时冲量I（I小于I0）．若小球在之后的运动中恰能通过O点，试求该冲量的大小.

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】试题分析：斜率，表示加速度变化快慢，故AB错误；将a-t图线分成无数段，每一段加速度可以看成不变，则每一小段所围成的面积△v1=a1△t1，△v2=a2△t2，△v3=a3△t3，…则总面积为△v1+△v2+△v3+…=△v．斜线部分的面积表示速度的变化量．故C正确，D错误．故选C．考点：a-t图像2、B【解析】

先对AB整体进行分析，可以得出整体运动的加速度；再对隔离出受力最少的一个进行受力分析，由牛顿第二定律可得出弹簧弹力，则可得出弹簧的形变量．【详解】对整体分析有：，可知a1＜a1；隔离对b分析有：F1-m1g=m1a1，解得：，，可知F1=F1，根据胡克定律知，x1=x1．故应选：B．本题考查了牛顿第二定律和胡克定律的基本运用，掌握整体法和隔离法的灵活运用．3、D【解析】

A.在段，人做自由落体运动，加速度为g，故处于完全失重状态，但是受到重力作用，故A错误；B.在点时，重力等于拉力，故在段，绳的拉力大小小于人的重力，人处于失重状态，B错误；C.在段，绳的拉力大小大于人的重力，人处于超重状态，C错误；D.在点，人的速度为零，绳的拉力大于人的重力，人由向上的加速度，D正确；故选D。4、C【解析】

根据电容的决定式分析d改变时电容的变化以及电荷量的多少；根据电荷量的多少分析放电时间长短．【详解】A．根据电容的计算公式可得，极板与指纹峪(凹下部分)距离d大，构成的电容器电容小，故A错误；BC．传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，所以所有的电容器电压一定，根据可知，极板与指纹沟(凹的部分，d大，电容小)构成的电容器充上的电荷较少，所以在峪处形成的电容器放电过程中放电时间短，放电快；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故C正确，B错误；D．湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误．5、B【解析】

以飞船为参照物，选择一和飞船横截面积相等的圆柱内的尘埃进行研究，则该圆柱内的尘埃相对飞船以速度v做匀速直线运动，在t时间内，由长度为x=vt，横截面积S，体积为V=vtS的尘埃柱碰到飞船上，尘埃柱内尘埃颗粒数目为N=nvtS尘埃总质量为M=Nm=mnvtS根据动量定理Ft=Mv联立解得故选B．6、D【解析】

对A球分析，开始处于静止，则弹簧的弹力F=mAgsin30°剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，对A，所受的合力为零，则A的加速度为0，对B，根据牛顿第二定律得A.都等于，与分析不符，故A错误。B.和0，与分析不符，故B错误。C.和0，与分析不符，故C错误。D.0和，与分析相符，故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、AD【解析】

分别对小球和环进行受力分析，小球和环在水平方向的加速度相等，对小球进行受力分析可以得到绳中张力大小．对环进行受力分析，水平方向的合力产生加速度，竖直方向的合力为0，由此可以求出杆对环的弹力和摩擦力，而细杆对环的作用力是弹力和摩擦力的合力，再根据力的合成与分解求得细杆对环的作用力的大小和方向．【详解】A项：以小球为研究对象进行受力分析有：根据牛顿第二定律得：Tsinθ=ma①Tcosθ=mg②由①和②可得：绳的拉力，加速度a=gtanθ，故A正确；B、C、D项：以环M为研究对象进行受力分析有：如图所示，M受重力、绳的拉力T'、杆的弹力F1和杆的摩擦力F2作用处于平衡状态

所以有：F1-T'sinθ=Ma③F2-Mg-T'cosθ=0④又因为，由③和④解得：

F1=（m+M）gtanθ

F2=（m+M）g所以细杆对环的作用力解得：如图，可知细杆对环作用力方向斜向右上方．故BC误，D正确．故应选：AD．正确的受力分析是解决本题的关键，小球受两个力在水平方向产生加速度，运用合成法研究．环受重力、杆的弹力和摩擦力以及绳子的拉力，运用正交分解法研究．8、ABD【解析】

A、物体所受的合力F合=ma=mg，根据动能定理，合力做功等于动能的变化量，则动能增加量为mgh，故A正确．B、由牛顿第二定律可知，物体下落过程中空气阻力为Ff=mg，物体克服空气阻力做的功为mgh，所以物体的机械能减少了mgh，故B正确，C错误．D、重力做功mgh，所以重力势能减小mgh，故D正确．故选：A、B、D9、CD【解析】

A．物体做加速圆周运动，所以开始时物体受到的摩擦力必定有一部分的分力沿轨迹的切线方向，起到加速的作用，故A错误；B．对物体受力分析知物块离开圆盘前，由摩擦力和拉力的合力提供向心力在竖直方向上N+Tcosθ=mg根据动能定理知当弹力T=0，半径为r=Lsinθ联立以上解得至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为，故B错误；C．当N=0，f=0时加速度最大，根据牛顿第二定律Tcosθ=mg半径为r=Lsinθ联立可得所以当物块的角速度增大到时，物块与转台间恰好无相互作用，故C正确；D．根据几何关系可知，物体在做圆周运动的过程中受到的绳子的拉力方向与物体运动的方向始终垂直，所以细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零，故D正确．故选CD。10、CD【解析】A项：A处根据解得，在C处根据，解得，故在C处板对球所需施加的力比A处大2mg，故A错误；B项：由于球在竖直平面内做匀速圆周运动，球的动能不变，重力势能改变，故球的机械能不守恒；故B错误；C项：在A处板对球所需施加的力，速度最小即NA最小，故即，所以球在最高点A的速度最小值为；D项：设在B处板与水平方向夹角为，对B受力分析可知：，所以板在B处与水平方向倾斜角θ随速度的增大而增大，故D正确．点晴：本题考查竖直面内的匀速圆周运动，注意找到各点的向心力．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、1.00ND是【解析】

(1)[1]由于重力加速度未知，则有小铁球静止时，绳子的拉力F0，可知，小球的重力为：(2)[2]小球在最低点，由牛顿第二定律，则有小球在最低点的动能为从A到最低点，物体的重力势能减少量等于重力做的功即另有对A点受力分析得从A到最低点的过程中，重力势能减少量等于动能增加量，即为联立化简得故选D。(3)[3]小滑块从A点到最低点的过程中重力势能减小等于重力做功，结合（2）的分析可知，即[4]增加的动能[5]重力势能减小增加的动能所以机械能守恒。12、(1)C(2)D【解析】（1）此实验中要验证的是mgh=mv2，两边的质量可以消掉，故实验中不需要用天平测质量，则操作不当的步骤是C．（2）第n个打点速度为：，故选D.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）（3）最大加速度点坐标【解析】

（1）当θ=90º时，物体做竖直上抛运动，根据速度位移公式可知：（2）当θ=0º时，根据动能定理得，，解得：（3）加速度得到，当θ=53º时，α有极大值，由动能定理得，，所以所以最大加速度点坐标14、（1）（2）（3）【解析】（1）根据