湖北省钢城第四中学2027届高三上物理期中学业水平测试试题含解析

湖北省钢城第四中学2027届高三上物理期中学业水平测试试题注意事项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、行星A和B都是均匀球体，其质量之比是1：3，半径之比是1：3，它们分别有卫星a和b，轨道接近各自行星表面，则两颗卫星a和b的周期之比为（）A．1：27B．1：9C．1：3D．3：12、如图所示,光滑水平地面上有两个大小相同、质量不等的小球A和B,A以3m/s的速率向右运动,B以lm/s的速率向左运动,发生正碰后都以2m/s的速率反弹,则A、B两球的质量之比为A．3:5B．2:3C．1:2D．1:33、如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是（）A．C、D两处电势、场强均相同B．A、B两处电势、场强均相同C．在虚线AB上O点的场强最大D．带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能4、如图所示，某极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道)，若已知该卫星从地球上北纬30°的正上方，按图示方向第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t，地球半径为R(地球可看作均匀球体)，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，由以上条件无法求出的物理量是()A．卫星运动的周期B．卫星所受的向心力C．地球的质量D．卫星距离地面的高度5、如图所示，平行边界MN、PQ间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，两边界间距为d，MN上有一粒子源A，可在纸面内沿各个方向向磁场中射入质量均为m，电量均为q的带正电的粒子，粒子射入磁场的速度，不计粒子的重力，则粒子能从PQ边界射出的区域长度为（）A．d B． C． D．6、关于物理学的发展，下列说法正确的是A．物理学家卡文迪许在实验室中测出了万有引力常量的值B．牛顿发现万有引力定律，被称为“称量地球重量”的人C．伽利略研究第谷的观测记录，发现行星运行规律，总结出行星运动三大定律D．开普勒提出日心说认为太阳是静止不动的，地球和其它行星绕太阳运动二、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、2018年2月12日，长征三号乙运载火箭以“—箭双星”的形式将北斗三号第五颗、第六颗全球组网导航卫星成功送入预定轨道，这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，即采用圆轨道，轨道高度低于同步卫星的轨道高度，万有引力常量为已知，下列说法正确的是()A．这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于同步卫星的速率B．这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于第一宇宙速度的大小C．如果已知这两颗卫星在其轨道上运行的周期与轨道半径可以计算出地球质量D．如果已知这两颗卫星在其轨道上运行的周期与轨道半径可以计算出地球密度8、如图所示，a、b是两个电荷量都为Q的正点电荷。O是它们连线的中点，P、P＇是它们连线中垂线上的两个点。从P点由静止释放一个质子，不计质子重力。下列判断正确的是A．质子将向O一直做加速运动，加速度一定是逐渐增大B．质子将向P＇一直做加速运动，加速度一定是逐渐减小C．质子将向P＇一直做加速运动，加速度可能是先增大后减小D．质子所经过的位置电势越来越低9、一个质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度是2m/s，则下列说法中正确的是()A．手对物体做功12J B．合外力对物体做功12JC．合外力对物体做功2J D．物体克服重力做功10J10、如今极限运动滑板深受年轻人喜爱，如图所示，质量为m运动员开始站在高为h0的轨道底部，脚下有一滑板．脚踩滑板由静止开始运动，在轨道间来回滑动，表演着流畅的动作花样，最高点比轨道上边缘高h．从运动员开始到最高点的过程中，运动员身体中产生热量Q，克服各种摩擦力及空气阻力做功总为Wf，重力加速度为g，轨道底部水平，以下说法最合理的是（）A．在轨道底部与滑板一起加速阶段脚对滑板的摩擦力向前B．滑板对运动员做功至少为mg（h+h0）+Q+WfC．运动员体能消耗至少为mg（h+h0）+Q+WfD．此过程不遵循能量守恒定律三、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）如图为一气垫导轨，导轨上安装有一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细绳绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器可测出细绳上的拉力。传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放，某同学用该实验装置验证滑块由A运动B过程中动能定理成立。（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图所示，则______________。（2）验证滑块由A运动到B的过程中动能定理成立，还需测量之间的距离、遮光条通过光电门的时间和滑块的质量，需验证的表达式为___________。（3）本实验中是否要求滑块质量和遮光条的总质量远大于钩码和力传感器的总质量：__。（请填“是”或“否”）（4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数和遮光条通过光电门的时间，处理数据时通过描点作出图象是一条直线，用量角器测出图线与横坐标的夹角为，图线的斜率为k，若动能定理成立，下列关系式正确的是（________）A．B．C．D．12．（12分）图甲为某物理兴趣小组做“探究求合力的方法”实验的装置，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的矢量图．（1）实验中，用弹簧测力计测量力的大小时，下列操作正确的是______．（填选项前的字母）A．拉橡皮筋的拉力大小可以超过弹簧测力计的量程B．应尽量避免弹簧、指针、拉杆与刻度板之间的摩擦C．测量前，应检查弹簧指针是否指在零刻线，确认指针指在零刻度线后再进行测量（2）在图乙中，方向一定沿AO方向的是力______．（填“F”或“F′”）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，质量为M的平板车P，放在粗糙的地面上，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，且M=m=5kg，系统原来静止在水平地面上。一不可伸长的轻质细绳长为R=1.6m，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不计）。今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失。已知Q恰能滑到平板车的右端，Q与P之间的动摩擦因数为μ1=0.5，P与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1，重力加速度为g=10m/s2.，若当Q滑到P板的右端时，在P木板上施加一个水平向右的力F，大小为70N，求：(1)小球到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度v0大小和碰完之后物块Q的瞬时速度大小各为多少；(2)平板车P的长度L为多少；(3)从小物块Q开始滑动到力F作用1s的整个过程中生的热量为多少焦耳。14．（16分）如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，在距汽缸底部l=36cm处有一与汽缸固定连接的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体当气体的温度T0=300K、大气压强p0=1.0×105Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离l0=30cm，不计活塞的质量和厚度现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：（1）活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1；（1）封闭气体温度升高到T1=540K时的压强p1．15．（12分）如图所示，一对平行金属板M、N长为L，相距为d，O1O2为中轴线。当两板间加电压UMN=U0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场。某种带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O2方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计。(1)求带电粒子的比荷qm(2)若M、N间加如图乙所示的交变电压，其周期T=Lv0，从t=0开始，前T3内UMN=2U，后2T3内UMN=-U，大量的上述粒子仍然以初速度v0沿O1(3)同(2)，求所有粒子在运动过程偏离中轴线最远距离的最大值Y与最小值y的比值.

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】:研究同卫星绕行星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力，

由得：

在行星表面运动,轨道半径可以认为就是行星的半径.

行星A和B质量之比是,半径之比是则故C正确综上所述本题答案是：C2、A【解析】

两球碰撞过程中，动量守恒，以A的初速度方向为正，根据动量守恒定律得：mAvA-mBvB=mBvB′-mAvA′，代入数据解得：mAmB=35，故A本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，注意应用动量守恒定律时要规定正方向.3、C【解析】由等量异种点电荷周围电场线和等势线的分布情况可知，A、B两处电势不相等，场强相同，A错；CD两处电势、场强均相同，B对；在虚线AB上O点的场强最小，C错；带正电的试探电荷从O点运动到B点电场力先做正功后作负功，由于B点确切位置未知，OB两点电势高低不能确定，D错；4、B【解析】A.从北纬30∘的正上方按图示方向第一次运行至南纬60∘正上方转过的圆心角为θ=90∘，则周期为T=4t，故A正确；BCD.在地球表面，重力等于万有引力，则得，则得地球的质量为，知道G和R，可求出地球的质量；题中知道地球的半径，由由上知：T=4t联立可以算出卫星距地面的高度h；卫星所受的向心力等于地球对卫星的万有引力，，由于卫星的质量未知，无法求解向心力的大小。故B错误，CD正确。本题选无法求出的物理量，故选：B。点睛：极地卫星做匀速圆周运动，由角度与时间可求得周期．由万有引力等于向心力和重力等于万有引力，列式分析即可．5、C【解析】

粒子在磁场中运动的半径，粒子从PQ边射出的两个边界粒子的轨迹如图所示：由几何关系可知，从PQ边射出粒子的区域长度为，C项正确．带电粒子的运动问题，加速电场一般由动能定理或匀加速运动规律求解；偏转电场由类平抛运动规律求解；磁场中的运动问题则根据圆周运动规律结合几何条件求解．6、A【解析】

由题意可知考查物理学史，根据物理学家的主要贡献、物理思想、方法分析可得。【详解】A．物理学家卡文迪许在实验室中测出了万有引力常量的值，符合客观事实，故A正确；B．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许在实验室中测出了万有引力常量的值，由可得根据星球表面的重力加速度、星球半径、G值可以计算出星球的质量，卡文迪许被称为“称量地球重量”的人，故B错误；C．开普勒研究第谷的观测记录，发现行星运行规律，总结出行星运动三大定律，故C错误；D．哥白尼提出日心说认为太阳是静止不动的，地球和其它行星绕太阳运动，故D错误。有意识的记住一些科学家发现重要规律，理解其中包含的物理思想和方法。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、BC【解析】A项：由公式可知，，由于这两颗卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以这两颗卫星在其轨道上运行的速率大于同步卫星的速率，故A错误；B项：由A的分析可知，由于这两颗卫星的轨道半径大于地球的半径，所以这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于第一宇宙速度的大小，故B正确；C项：由公式可知，，故C正确；D项：由C可知，地球的质量为，地球的体积为，则地球密度为，由于不知地球的半径，所以不有求出地球的密度，故D错误．8、CD【解析】

a、b为两个等量的正点电荷，其连线中垂线上电场强度方向P→P′，质子从P点到P′点运动的过程中，电场力方向P→P′，但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况不确定．PP′过程中，质子一直做加速运动，但加速度变化情况不确定．【详解】a、b是两个电荷量都为Q的正点电荷。O是它们连线的中点，从P点静止释放一个质子后将向P'运动，由于电场强度方向是P指向P'，则质子受到的电场力指向PP'，所以质子做加速运动，由于电场强度的大小不定，从P到P'电场强度可能减小，也可能先增加后减小，也可能增加，所以加速度可能减小，也可能先增加后减小，也可能增加，沿电场线方向电势降低，即质子所经过的位置越来越低，CD正确．等量同种正电荷电场中，在其中垂线上电场方向竖直向上，O点的电场强度为零，无穷远处电场强度为零，所以从O向两侧先增大后减小，沿电场线方向电势降低．9、ACD【解析】

手对物体做功，选项A正确；合外力对物体做功，选项B错误，C正确；物体克服重力做功，选项D正确.10、AC【解析】

滑板加速向前，根据牛顿第二定律判断在轨道底部与滑板一起加速阶段脚对滑板的摩擦力方向；根据动能定理和能量守恒关系判断滑板对运动员至少做功以及运动员体能消耗.【详解】人在轨道底部与滑板一起加速阶段，滑板的加速度向前，则根据牛顿第二定律可知，脚对滑板的摩擦力向前，选项A正确；对运动员的整个过程，设滑板对运动员做功为W1，则由动能定理：，即，即滑板对运动员做功至少为mg（h+h0）+W，选项B错误；由能量守恒关系可知：运动员体能消耗至少为mg（h+h0）+Q+W，选项C正确；此过程仍遵循能量守恒定律，选项D错误；故选AC.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、2.25否A【解析】

(1)[1]游标卡尺测量遮光条的宽度d，读得(2)[2]从A到B，根据动能定理有(3)[3]由于有拉力传感器，直接能读出拉力的大小，所以不必满足滑块质量和遮光条的总质量远大于钩码和力传感器的总质量(4)[4]改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，根据以上表达式得到处理数据时通过描点作出图象，该图象的斜率故A正确。12、(1)BC(2)F’【解析】（1）实验中，拉橡皮筋的拉力大小不可以超过弹簧测力计的量程，选项A错误；应尽量避免弹簧、指针、拉杆与刻度板之间的摩擦，从而减小误差，选项B错误；测量前，应检查弹簧指针是否指在零刻线，确认指针指在零刻度线后再进行测量，选项C正确；故选BC.（2）在图乙中，用一个弹簧秤拉橡皮条时拉力的方向一定沿AO方向，故沿AO方向的力是F′.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)4m/s；4m/s；(2)1m；(3)103.75J。【解析】

(1)小球运动到最低点过程，机械能守恒得出v0=4m/s小球与物块Q相撞时，没有能量损失，满足动量守恒，机械能守恒，则知由以上两式可以知道二者交换速度(2)小物块Q在平板车P上滑行的过程中μ1mg=ma1μ1mg-μ2（M+m）g=Ma2经t1达到共速vv=vQ-a1t1v=a2t1SQ1=vQt1-a1t12Sp1=a2t12L=SQ1-Sp1=1m(3)施加力F之后，假设板块整体一起走F-μ