湖南省长沙市望城区第二中学2027届高三上学期期中考试物理试题（含解析）

第页望城二中2027届高三上学期期中考试物理一、单选题(共7小题,共28分)1.（4分）铯−137( 55137Cs)具有独特的物理和化学性质，在高科技领域应用中具有不可替代性。 A. 55137CsB.100个 55137Cs经过60C.若 55137Cs以化合物CsD. 55137Cs2.（4分）如图所示，位于坐标原点的波源沿y轴做简谐运动，振幅为2cm，经2.5s波沿x轴传播到坐标为(5mA.该波的传播速度为2B.该波的波长为10C.此时波源的振动方向沿y轴正方向D.波源接下来的5s内走过的路程为3.（4分）一定质量的理想气体，由状态a经a→b、b→c和回到状态a，其循环过程的图像如图所示；、、分别表示气体在状态a、b、c的温度，则（）

A.B.气体在b→c过程中吸收热量C.该循环过程中气体对外做负功D.该循环过程中气体放出热量4.（4分）木星是太阳系中拥有卫星最多的行星，截至2025年10月，发现木星共有卫星92颗，其中四个卫星（木卫一、木卫二、木卫三、木卫四）是意大利天文学家伽利略在1610年发现的，称为伽利略卫星。它们的运动可视为圆周运动，轨道半径的对数lg⁡R与周期的对数lg⁡T关系如图，图中A.木卫四的加速度比木卫三的加速度大B.四颗卫星中，木卫二和木卫三的轨道半径之比为1:C.图线纵截距与木星的质量有关D.图线斜率等于35.（4分）如图所示，三根长都是l的轻杆，上端用铰链连接，每根杆都可以绕O自由转动，下端支在水平地面上的A、B、C三点，ABC为等边三角形，且每根轻杆与水平面的夹角均为60∘。在O点连接一根轻绳，下端吊着一个重力为G的物体，三角架处于稳定状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是

（      ）A.地面对每根杆的支持力大小均为GB.每根杆对铰链O的作用力大小均为2C.杆和地面间的动摩擦因数至少为3D.若仅将等边三角形ABC的边长变短，则地面对每根杆的支持力变小6.（4分）如图，在一半径为R的球面顶端放一质量为m的物块，现给物块一初速度v0，重力加速度为g，则()A.若v0＝，则物块落地点与A点的距离为RB.若球面是粗糙的，当v0<时，物块一定会沿球面下滑一段，再斜抛离开球面C.若v0<，则物块落地点与A点的距离为RD.若v0≥，则物块落地点与A点的距离至少为2R7.（4分）如图所示，可视为质点的相同小球A、B分别用长为10L、5L的细绳悬挂在同一竖直线的两点，O点为两悬挂点在地面的投影。现使A、B两球在离地高度均为12L的水平面内做圆周运动，其半径分别为6L、4L。则(A.两球的周期相等 B.两根细绳的拉力大小相等

C.若同时剪断两根细绳，B球先落地 D.若同时剪断两根细绳，两球的落地点到O点的距离相等二、多选题(共3小题,共15分)8.（5分）如图所示，等量异种点电荷+Q、-Q分别固定于x轴上的A、C两点，A、C两点关于y轴对称，B、D两点分别位于二、四象限，ABCD组成一个平行四边形，BC、AD分别与y轴交于E、F两点。以下说法正确的是

（      ）

A.B、D两点电场强度不同，电势相同 B.B、D两点电场强度相同，电势不同

C.E、F两点电场强度相同，电势相同 D.E、F两点电场强度相同，电势不同9.（5分）如图所示为远距离输电模拟原理图，变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原线圈匝数n1=110匝，副线圈匝数n2的调节范围为55~220匝，滑动变阻器R的调节范围为0~R0，发电机输出电压不变，两变压器间输电线的总电阻为R=R0，其余导线电阻不计。当滑片P1固定让Rx变化时，理想电压表V的示数变化为ΔU，理想电流表A的示数变化为ΔA.滑片P1固定，Rx的触头向上滑动时，输电效率降低B.滑片P1固定，|C.当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，RxD.当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，R010.（5分）如图甲所示，足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面连接，将物块在传送带左端无初速度释放，此时弹簧恰处于原长且为水平。物块向右运动的过程中，受到的摩擦力大小与物块位移的关系如图乙所示。已知物块质量为m，物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，图乙中x0A.弹簧的劲度系数为μmgB.传送带运行的速率为3C.0∼2x0D.物块第一次向右运动的最大位移为(2+三、实验题(共2小题,共18分)11.（10分）某实验小组在练习使用多用电表时，他们正确连接好电路如图甲所示．闭合开关S后，发现无论如何调节电阻箱R0，灯泡都不亮，电流表无读数，他们判断电路可能出现故障．经小组讨论后，他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路．已知保护电阻R＝15Ω，电流表的量程为0～50mA．操作步骤如下：①将多用电表挡位调到欧姆“×1”挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．②断开图甲电路开关S，将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转．③将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数如图乙所示．④将多用电表两表笔分别接在c、e上，调节R0＝20Ω时，多用电表示数如图丙所示，电流表的示数如图丁所示．回答下列问题：(1)图丙中的多用电表读数为________Ω；图丁中的电流表读数为________mA．(2)操作步骤④中，多用电表红表笔应接________(填“c”或“e”)点．(3)电路的故障可能是________．A．灯泡短路B．灯泡断路C．保护电阻R短路D．保护电阻R断路(4)根据以上实验得出的数据，同学们还计算出多用电表内部电源的电动势E′＝________V(结果保留三位有效数字)．12.（8分）某同学进行验证加速度与力、质量关系实验时，使用的装置如图甲所示，将一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，再将滑块放在长木板上，滑块前端固定一拉力传感器，在传感器上系一细绳，绳的另一端跨过定滑轮后挂上钩码，滑块后端与一条穿过打点计时器的纸带相连。(1)下列关于该实验的说法正确的是。A．采用了控制变量法B．应先释放滑块再接通打点计时器的电源C．实验中需满足细绳的拉力近似等于钩码的重力(2)某次实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电的频率为f，相邻两计数点间还有四个点未画出，则滑块的加速度大小a=。(3)由实验得到滑块加速度a与拉力传感器示数F的关系如图丙所示，图线未过坐标原点的原因是，由图可知滑块的质量为。四、解答题(共3小题,共39分)13.（10分）如图1所示是一个由半径为R的透明半球体和底面半径为R、高为2R的透明圆柱体构成的组合体（材料相同），圆柱体轴线OO′底端O′点有一个点光源。已知点光源发出的光在组合体内的折射率为2，如图2所示的球冠（不含底圆面）的表面积为S=2πRh，h(1)求O′点发出的光射出组合体所需的最长时间t(2)求半球体上有光能够射出的区域的面积S。14.（14分）如图甲所示，高H＝1m的桌面上固定一竖直平面内的半径R＝0.8m的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道末端B与桌面边缘水平相切。将一质量m＝0.05kg的小球由轨道顶端A处静止释放，小球落入地面固定的球筐中。已知球筐的高度h＝0.2m，球筐的直径比球稍大，与轨道半径R、平台高H等相比可忽略，空气阻力忽略不计，g取10m/s2。(1)求小球运动到B处时对轨道的压力大小；(2)求球筐距B处的水平距离；(3)把圆弧轨道撤去，让小球在桌面上从B处水平抛出。有人认为“为防止球入筐时弹出，小球落入球筐时的动能越小越好”。若只改变桌面的高度，求出该动能的最小值。15.（15分）如图所示，某粒子分析装置由加速电场、速度选择器、偏转磁场等部件组成。加速电场的加速电压为U；速度选择器由平行金属板构成，其极板间距与极板长度均可调，极板间存在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B1；偏转磁场为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B2。一带电粒子从狭缝S1无初速度飘入加速电场，加速后从狭缝S2沿水平方向(垂直于电场和磁场)射入速度选择器，沿两板中线穿过速度选择器后从狭缝S3(1)（5分）求速度选择器极板间的电场强度大小及粒子打在收集装置上的位置到S3(共2小题，每小题5分，满分10分)

(2)若仅将加速电压调为2U，粒子在速度选择器中做摆线运动(可视为匀速直线运动和匀速圆周运动的合运动)。要保证粒子仍能水平射出速度选择器并从S3①（5分）速度选择器的极板长度应满足的条件；②（5分）速度选择器的极板间距至少多大。

望城二中2027届高三上学期期中考试物理（参考答案）一、单选题1.C【解析】由质量数守恒得137=137+A，由电荷数守恒得55=56+Z，解得A=0，Z=−1，故X为 −10e，该过程为β衰变，故A错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数粒子不适用，B错误；半衰期由原子核内部结构决定， 55137Cs以单质或化合物Cs2O形式存在不改变半衰期，C正确；按核素质量数据核算， 562.D【解析】由波速定义v=ΔxΔt得v=5m2.5s=2m/s，A错误；在x=0处位移为A2，波形沿x增大方向上升，波源正向下运动，取波前起振相位为零，波源相位为5π6，波沿+x传播，x=5m处相位为0，由相位差得2πλ⋅5m=5π6，解得λ=12m，B错误；x=0处y=A2，相位为5π6，位移正从A2向3.B【解析】在a→b过程，根据解得由于该过程的是一条过原点的倾斜直线，可知该过程是等温过程，即，b→c过程是等压过程，由于可知则有，A错误；根据上述，b→c过程温度升高，体积增大，根据气体体积增大，气体对外做功，W为负值，温度升高，气体内能增大，为正值，即Q为正值，可知，气体在b→c过程中吸收热量，B正确；根据图像作出图像如图所示

图像中，图线与V轴所围几何图形的面积表示功，b→c过程气体对外做正功，a→b过程气体对外做负功，根据图中所围几何图形的面积可知，b→c过程气体做功大于a→b过程气体做功，即该循环过程中气体对外做正功，C错误；据一个完整的循环过程，内能不变，根据上述该循环过程中气体对外做正功，W为负值，则Q为正值，即该循环过程中气体吸收热量，D错误。故选B。4.C【解析】由GMmR2=ma得a=GMR2，木卫四轨道半径较大，加速度较小，A错误；由万有引力提供向心力得GMmR2=m(2πT)2R，整理得R3T2=GM5.B【解析】将整个支架系统视为整体，则由平衡条件有3N=G，解得地面对每根杆的支持力大小均为N=G3，若仅将等边三角形ABC的边长变短，则地面对每根杆的支持力保持不变，AD错误；每根杆与竖直方向夹角均为30∘(因杆与水平面夹角60∘)，对,O点受力分析：三根杆的弹力F对称，竖直方向合力平衡物体重力：G=3Fcos⁡30∘，解得F=G3cos30∘=23G9，B正确；在A点，杆6.D【解析】在最高点，根据牛顿第二定律得mg－FN＝m，若v0＝，则解得FN＝0，物块仅受重力，做平抛运动，由平抛运动规律得2R＝gt2，解得t＝2，物块的水平位移x＝v0t＝2R，A错误；当v0<时，由mg－FN＝m知，FN>0，如果物块所受的摩擦力足够大，物块可能滑行一段距离后停止，如果物块受到的摩擦力较小，物块可能在某一位置离开球面做斜下抛运动，B、C错误；若v0≥，则由选项A分析知，物块落地点离A点至少为2R，D正确。7.D【解析】对A、B球分别进行分析，均受到重力与细绳的拉力，均由重力与拉力的合力提供向心力，则有mgtanα=m4π2⋅6LTA2，mgtanθ=m4π2⋅4LTB2，解得TA=263TB，A错误；令悬挂A、B球的细绳与竖直方向的夹角分别为α、θ，则有sinα=6L10L=35，sinθ=4L5L=45，解得α=37∘，θ=53∘，对A、二、多选题8.BC【解析】依题意，等量异种点电荷的电场线和等势线如图所示根据电场线的分布情况和对称性可知，B、D两点电场强度大小和方向都相同。根据沿着电场线电势降低，可知B点电势高于D点电势，A错误；B正确；同理可知，E、F两点电场强度大小和方向都相同，且等量异种点电荷+Q、-Q连线的中垂线是一条等势线，E、F两点电势相等，C正确；D错误。故选BC。9.CD【解析】设发电机输出电压为U1，升压变压器输出电压为U2，输电线电流为I3，降压变压器输入电压为U3，滑片P1固定，Rx的触头向上滑动时，降压变压器的等效电阻R等效=增大，根据η=I3U3I3U2联立，解得U=n2n1U2−n22n12RI，可得有输电线电阻R0的功率一直增大。滑片P1在滑动过程中，等效电阻的最大值和最小值分别为R等效max=4R0，R等效min=14R0，根据PRx=I10.BCD【解析】0∼x0内物块加速，x=x0时摩擦力突降，说明物块与传送带共速，摩擦由滑动转为静摩擦，x0∼2x0内二者相对静止，x=2x0时弹力达到最大静摩擦力，此后物块减速，故在由动能定理得(μmg+12μmg2)x0=12mv2，解得v=32μgx0，B三、实验题11.(1)2438.0(2)e(3)B(4)1.48

【解析】(1)欧姆表的读数为24×1Ω＝24Ω，电流表的最小分度是1mA，需估读到0.1mA，所以题图丁中的电流表读数为38.0mA．(2)根据电流必须从电流表正接线柱流入，电流从欧姆表的红表笔流入，黑表笔流出，电路中电流表在e端为负极，即电流经过电流表的方向为d→e，则操作步骤④中，多用电表黑表笔应接c点，红表笔应接e点．(3)将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转，说明ac间有断路．将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数不为零，所以电路的故障是灯泡断路．(4)由操作步骤③中多用电表指针正好指在中间刻度，根据欧姆表的中值电阻等于其内阻，则知欧姆表的内阻为R欧＝15Ω.根据闭合电路欧姆定律得I＝，又R0＋RmA＝24Ω，故E′＝I(R0＋RmA＋R欧)＝38.0×10－3×(24＋15)V≈1.48V.12.(1)A(2)x1−x2f275(3)长木板的左侧垫得过高db−c

【解析】(1)该实验是验证加速度与力、质量关系的实验，必须先使某一个量不变，研究另两个量之间的关系，运用了控制变量法，(2)根据逐差法得x1−x2(3)图像在纵轴的截距大于0，即F=0时加速度大于0，平衡摩擦力过度(长木板的左侧垫得过高或长木板的倾角过大)；对滑块由牛顿第二定律得F+mgsinθ−Ff=ma，整理得a=1m四、解答题13.(1)所需最长时间为t=(2+(2)半球体上可出射区域的面积为S=(4+2−6)πR22光从O′