湖南省师大附中2027届物理高三上期中统考试题含解析

湖南省师大附中2027届物理高三上期中统考试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、中国科学家近期利用“悟空”卫星获得了世界上最精确的高能电子宇宙射线能谱，有可能为暗物质的存在提供新证据．已知“悟空”在低于同步卫星的圆轨道上运行，经过时间t(t小于其周期)，运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的弧度为β，引力常量为G．根据上述信息，下列说法中正确的是（）A．“悟空”的线速度大于第一宇宙速度B．“悟空”的加速度比地球同步卫星的小C．“悟空”的环绕周期为D．“悟空”的质量为2、实际生活中常常利用如图所示的装置将重物吊到高处。现有一质量为M的同学欲将一质量也为M的重物吊起,已知绳子在水平天花板上的悬点与定滑轮固定点之间的距离为L,不计滑轮的大小、滑轮与绳的重力及滑轮受到的摩擦力。当该同学把重物缓慢拉升到最高点时,动滑轮与天花板间的距离为A．36LB．12L3、一个物体从静止开始做匀加速直线运动，以T为时间间隔，在第三个T时间内位移是5m，第三个T时间末的瞬时速度为6m/s，则（）A．物体的加速度是1m/s2B．第一个T时间末的瞬时速度为2m/sC．时间间隔T=0.5sD．物体在第1个T时间内的位移为0.5m4、一项新的研究表明，由于潮汐引力，地球的自转速度在变慢，月球也正以每年3.8cm的速度远离地球．若不考虑其他变化，则在遥远的未来A．月球绕地球运行的周期将变短 B．月球表面的重力加速度将变大C．地球的第一宇宙速度将变小 D．地球同步卫星的高度将变大5、2018年国际雪联单板滑雪U形池世锦赛决赛在西班牙内华达山收官，女子决赛中，中国选手蔡雪桐以1．75分高居第一，成功卫冕。如图所示，单板滑雪U形池场地可简化为固定在竖直面内的半圆形轨道场地，雪面不同曲面处的动摩擦因数不同。因摩擦作用，滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中速率不变，则（）A．运动员下滑的过程中加速度不变B．运动员下滑的过程所受摩擦力先增大后减小C．运动员下滑过程中与雪面的动摩擦因数变小D．运动员滑到最低点时对轨道的压力等于物体的重力6、长为l0的轻杆一端固定一个质量为m的小球，绕另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示．若小球运动到最高点时对杆的作用力为2mg，以下说法正确的是A．小球运动的线速度大小为B．小球运动的线速度大小为C．小球在最高点时所受的合力3mgD．小球在最低点时所受杆的拉力为3mg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，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动，两物体分别到达地面，下列说法正确的是（）A．运动过程中重力的平均功率＜BB．运动过程中重力的平均功率=BC．到达地面时重力的瞬时功率＜BD．到达地面时重力的瞬时功率=B8、一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时速率为1m/s，从此刻开始在与速度平行的方向上施加一水平作用力F，力F、滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示（力F和速度v取同一正方向），g=10m/s2，则A．滑块的质量为1.0kgB．滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.05C．第2s内力F的平均功率为3.0WD．第1内和第2s内滑块的动量变化量相同9、如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关s1、s2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是A．电热丝的电阻为55ΩB．电动机的电阻约为403ΩC．当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为120JD．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J10、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）某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），小圆环，刻度尺，三角板，图钉（若干个）。主要实验步骤如下：甲:将轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定；乙:用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环运动至O点，记下两弹簧测力计的读数F1和F2及两细绳套的方向；丙:改用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点，记下弹簧测力计的读数F及细绳套的方向；丁:在白纸上做出力F、F1和F2的图示，猜想三者的关系，并加以验证。(1)乙、丙步骤中将小圆环拉到同一位置O的目的是______；(2)某次操作后，在白纸上记录的痕迹如图（丁）所示，请你在图（丁）中完成步骤丁。____(3)某同学提出，将上述步骤的乙和丙顺序对调，就可探究力的分解规律，他的观点是否正确_____？12．（12分）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5.0N的弹簧测力计，两个橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。（1）下面关于实验操作的建议，正确的是_____A．每次实验时结点O的位置不能改变B．每次实验时结点O的位置可以改变（2）如图1所示，甲、乙两组同学用同一套器材各做一次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点如图2所示。对减少实验误差较有利的是_____组同学（选填“甲”或“乙”）（3）在给出的方格纸上按作图法的要求画出这两个力的合力，并利用作图法求出合力大小为_____N。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）如图所示，光滑水平面上固定两个倾斜轨道和一竖直光滑圆轨道（最低点处分别与左、右水平轨道相切），各部分平滑相接。一小球（可视为质点）从左边倾斜轨道顶点A由静止释放，沿倾斜轨道下滑，经过圆轨道后冲上右边光滑的倾斜轨道，到最高点后再沿轨道滑下，再次经过圆轨道并滑上左边的倾斜轨道，如此往复多次。已知圆轨道半径，小球的质量，左边倾斜轨道的倾角，轨道的长度，小球与左边倾斜轨道间的动摩擦因数，g取10m/s2。求：(1)小球第一次通过竖直圆轨道最高点时对轨道的压力大小；(2)小球第一次滑上右边轨道的最大高度与第二次滑上右边轨道的最大高度之比；(3)小球通过竖直圆轨道最高点的次数。14．（16分）科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带AB部分水平，其长度L=1.2m，传送带以3m/s的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径r=0.4m，其下端C点与圆弧轨道DEF的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧EF对应的圆心角且圆弧的半径R=0.5m，F点和倾斜传送带GH的下端G点平滑连接，倾斜传送带GH长为x=4.45m，其倾角．某同学将一质量为0.5kg且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道部分，当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力f=14.5N，然后物块滑上倾斜传送带GH．已知物块与所有的接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度，,,，求：（1）物块由A到B所经历的时间；（2）DE弧对应的圆心角为多少；（3）若要物块能被送到H端，倾斜传动带顺时针运转的速度应满足的条件及物块从G到H端所用时间的取值范围．15．（12分）如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材，由调速器、安全带、安全钩、缓降绳索等组成．发生火灾时，使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上，然后将安全带系在人体腰部，通过缓降绳索等安全着陆．如图乙所示，是某中学在某次火灾逃生演练现场中，体重为60kg的逃生者从离地面18m高处，利用缓降器材由静止开始匀加速下滑，当速度达到时，以大小为加速度减速，到达地面时速度恰好为零．假设逃生者下降过程中悬空不接触墙面，不计空气阻力，求：减速下滑过程的位移；减速下滑时逃生者对缓降绳索的拉力大小；到达地面整个过程的时间．

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】

A．根据可知，，由于悟空”的轨道半径大于地球半径，所以“悟空”的线速度小于第一宇宙速度，故A错误；B．根据可知，，由于“悟空”在低于同步卫星的圆轨道上，所以“悟空”的加速度比地球同步卫星的大，故B错误；C．“悟空”的环绕的角速度，则“悟空”的环绕周期为，故C正确；D．“悟空”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即：，，联立解得，地球的质量为，不能求出“悟空”的质量，故D错误．【点晴】已知“悟空”经过时间t（t小于太空电站运行的周期），它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），根据线速度和角速度定义可求得太空站的线速度和角速度，然后根据v=ωr可求得轨道半径；根据万有引力提供向心力求求得地球的质量．2、A【解析】

当该同学把重物缓慢拉升到最高点时，绳子的拉力等于人的重力，即为Mg，而重物的重力也为Mg，则设绳子与竖直方向的夹角为θ，可得2Mgcosθ=Mg，则θ=60°，此时动滑轮与天花板的距离为d=L2cotθ=36L故选A。以人为研究对象确定物体达到最高点时人的拉力大小，再以滑轮处为研究对象，根据受力情况确定细线与竖直方向的夹角，再根据几何关系求解。3、B【解析】根据题意得，，v=a•3T=6m/s．联立两式解得：a=2m/s2，T=1s．故A、C错误．1T末的瞬时速度v=aT=2m/s．故B正确．物体在第一个T内的位移x=aT2=×2×12=1m．故D错误．故选B．4、D【解析】

A.月球绕着地球做匀速圆周运动，故：解得：，随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，故A错误；B.月球表面的重力加速度，不变，故B错误．C.第一宇宙速度，因为轨道半径不变，地球质量不变，所以第一宇宙速度不变，故C错误．D.地球自转周期增加，故自转角速度变小，故同步卫星的角速度变小，同步卫星的周期变大，根据可知，轨道半径变大，故高度增大，故D正确．5、C【解析】

A．运动员在下滑过程中速率不变，故可看做匀速圆周运动，根据：可知加速度大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻在变，故加速度时刻在变；故A错误B．设支持力与竖直方向的夹角为θ，则摩擦力：在下滑过程中，由于角度变小，故变小，则变小；故B错误C．设支持力与竖直方向的夹角为θ，则由于合力大小不变，故在下滑过程中，由于角度变小，故变大，变小，故变大，变小，根据：可知，摩擦因数减小；故C正确D．在最低点时：依题意，有速度，则支持力不等于重力，根据牛顿第三定律，压力等于支持力，所以压力不等于重力；故D错误6、C【解析】

A.小球运动到最高点时对杆的作用力为2mg，因为小球做匀速圆周运动需要向心力，杆对小球只能是拉力，等于2mg，所以小球受到的合力等于3mg．合力提供向心力：，得，AB错误，C正确；D.在最低点对小球受力分析，则有，因为做匀速圆周运动，因此可得拉力为4mg，D错误二、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、AC【解析】AB、B做自由落体运动，运动时间，A做匀加速直线运动，a=gsinθ，根据得：，重力做功相等，根据知,PA<PB，故A正确、B错误；CD、根据动能定理：得，物块到达底端时的速度，A物体重力的瞬时功率PA=mgvsinθ，B物体重力的瞬时功率PB=mgv，则PA<PB，故C正确、D错误．故选AC．根据动能定理求出到达地面时的速度，根据瞬时功率的公式求出重力的瞬时功率．结合牛顿第二定律和运动学公式比较运动的时间，通过平均功率的公式求出重力的平均功率．8、BD【解析】由v--t图象的斜率得到加速度为：，由两图知，第一秒内有：，第二秒内有：，代入数据得：．故A错误，B正确；由得第2s内力F的平均功率为，故C错误；由图乙可知第一秒内和第二秒内速度的变化都是，所以动量的变化量都是：，故D正确．故选BD.【点睛】由v--t图象的斜率得到加速度；由牛顿第二定律列方程求解摩擦力和滑块的质量；由P=Fv求解平均功率，根据求出动量的变化量.9、AD【解析】

A、电机和电阻并联，当吹热风时，电阻消耗的功率为P=P热-P冷=1000-120W=880W，由P=U2R可知R=B、电机为非纯电阻电路故不能用P=U2R求，所以电阻值不等于12103C、当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为W=Pt=(P热-P冷)t=(1000-120)×1W=880J，故C错误；D、无论电吹风吹热风还是冷风，功率都是不变的，当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J，故D正确；故选AD.本题考查了电吹风的电路结构及电功率的计算问题；对于这类结合生活中的电器考查电路连接情况的题目，要结合串并联电路的电流流向特点进行分析．10、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．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、保证两次操作力的作用效果相同正确【解析】

(1)[1]乙、丙步骤中将小圆环拉到同一位置O的目的是保证两次操作力的作用效果相同；(2)[2]在白纸上画出各力的大小即方向，并作出合力如图；(3)[3]力的合成和力的分解是相互可逆的，则将上述步骤的乙和丙顺序对调，就可探究力的分解规律，此同学的观点正确。12、A乙4.70N【解析】

(1)[1]同一次实验时，需要让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，则必定结点O的位置要相同；而在重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，故A正确，B错误故选A。(2)[2]为了便于确定拉力的方向，在纸上描点时，所描的点不要太靠近结点，该甲组图中所描的点太靠近结点；该图中所描的点到结点的距离适中，力的大小适中，而且两个力的角度的大小也适中，故乙组图中的有利于减小误差；(3)[3]取如图所示的两格表示0.5N，则可得出F1、F2，由上图得出两力的方向；作出平行四边形，即其对角线的长度表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，由图可求得四、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)7N；(2)2；(3)8次【解析】

(1)小球从A点运动到圆轨道最高点，由动能定理小球运动到圆轨道最高点联立解得根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为7N。(2)小球第一次滑上右边轨道的最大高度为h1小球从右边轨道滑下，再滑上左边轨道最高点时经过左轨道长度L1小球第二次滑上右边轨道的最大高度为h2则(3)小球刚好通过圆轨道最高点小球从左边轨道滑下时距轨道最低点长度为Ln解得根据第(2)问得联立可知即小球第3次回到左边斜面最高点后还能通过最高点两次，则小球通过竖直圆轨道最高点的次数为次。14、(1)0.7s(2)(3),【解析】

（1）物体在水平传送带上，由牛顿第二定律得：所以：物体加速到3m/s的时间：在加速阶段的位移：物体做匀速直线运动的时间：物块由A到B所经历的时间：t=t1+t2=0.7s(2)若物体能在B点恰好离开传送带做平抛运动，则满足：所以：所以物体能够在B点离开传送带做平抛运动，平抛的时间：解得：到达D点时物体沿竖直方向的分速度：到达D点时物体的速度与水平方向之间的夹角：所以：α=530即DE弧对应的圆心角α为530（3）当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力f=14.5N，所以物体在F点受到的支持力：物体在F点时，支持力与重力的分力提供向心力得：代入数据得：v3=5m/s物体在倾斜的传动带上受到重力、支持力和滑动摩擦力的作用，滑动摩擦力：f′=μmgcos370=2N重力沿斜面向下的分力：Fx=mgsin370=3N>f′可知物体不可能相对于传动带静止，所以物体在传送带上将一直做减速运动，物体恰好到达H点时速度为0.Ⅰ、若传送带的速度大于等于物体在F