2026届湖南长沙市弘益高级中学高三下学期全真模拟适应性考试物理试题

**基本信息** 2026届高三物理三模卷以文化传承（踢毽子）、科技前沿（北斗卫星、嫦娥探月）为情境，融合运动和相互作用、能量等物理观念，通过科学推理与模型建构考查科学思维，适配高考模拟需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6/24|运动和相互作用、能量|以踢毽子情境考查牛顿第三定律，直升机吊装问题体现运动合成| |多选题|4/20|功能关系、天体运动|结合北斗卫星考查同步轨道特点，匀强电场问题强化科学论证| |实验题|2/18|机械能守恒、带电体运动|设计遮光条测速实验，验证机械能守恒时无需测质量，突出科学探究| |计算题|3/38|动量、能量、电场|嫦娥卫星变轨问题综合天体运动与能量守恒，带电小球运动考查电场力做功与轨道临界条件|

绝密★启用前 2026届高三全真模拟适应性考试 物理 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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1.据历史文献和出土文物证明，踢毽子起源于中国汉代，盛行于隋唐。毽子由羽毛、金属片和胶垫组成。如图是两同学练习踢毽子，毽子离开脚后，恰好沿竖直方向运动，下列说法正确的是(    ) A. 脚对毽子的作用力大于毽子对脚的作用力，所以才能把毽子踢起来 B. 图为毽子被踢上去的漫画，符合物理规律的是图 C. 毽子上升过程机械能减少，下落过程机械能增加 D. 因为空气阻力存在，毽子在空中运动时加速度总是小于重力加速度 2.近年来，中国军力发展很快，即直和直等直升机以及歼等战斗机入列，大大提高中国空军的综合作战能力。如图为直直升飞机吊装全地形车的情景，飞机水平飞行的同时把全地形车往上提升，在此过程中绳始终保持竖直，不计全地形车受到的空气阻力，则下列判断正确的是(    ) A. 全地形车的轨迹一定是一条曲线 B. 全地形车的轨迹一定是一条倾斜直线 C. 飞机一定做匀速直线运动 D. 绳对全地形车的拉力大小始终大于全地形车的重力 3.如图甲所示，一个小物块从斜面底端冲上固定的光滑斜面，改变小物块的初动能，得出小物块轨迹的最高点距地面高度与其初动能的关系图像如图乙所示。已知重力加速度为，空气阻力不计，下列说法正确的是(    ) A. 小物块的质量为 B. 斜面的长度为 C. 当小物块以大小为的初速度冲上斜面时，刚好能到达斜面的顶端 D. 当小物块以初动能为冲上斜面时，小物块到达最高点时离出发点的水平距离为 4.如图所示，空间存在一个正四面体，其棱长为，在水平面上的、、三个顶点各固定一个电荷量为的点电荷，一个质量为的试探电荷恰好可以静止在点。若把试探电荷从点移动到无穷远处，电场力对其做功的大小为。以无穷远处电势为零，已知静电力常量为，重力加速度为。则下列说法正确的是(    ) A. 试探电荷电量大小为 B. 移走后，连线中点处场强的大小为 C. B、、处的三个点电荷在点产生的电势为 D. 将试探电荷从点移至中点，电势能一直减小 5.如图所示，用粗细均匀，电阻率也相同的导线绕制的直角边长为或的四个闭合导体线框、、、，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，在每个线框刚进入磁场时，、两点间的电压分别为、、和。下列判断正确的是(    ) A. B. C. D. 6.如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球，从离弹簧上端高处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴，做出小球所受弹力大小随小球下落的位置坐标的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为。以下判断正确的是(    ) A. 小球机械能守恒 B. 小球动能的最大值为 C. 当时，系统重力势能与弹性势能之和最小 D. 当时，小球的重力势能最小 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7.如图所示，质量为的物体在水平恒力的推动下，从山坡底部处由静止运动至高为的坡顶，获得速度为，的水平距离为。下列说法正确的是(    ) A. 物体重力所做的功是 B. 推力对物体做的功是 C. 合力对物体做的功是 D. 阻力对物体做的功是 8.年月日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗卫星导航系统第颗导航卫星，至此北斗卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统第颗卫星为地球同步轨道卫星，第颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，它们的轨道半径约为．，运行周期都等于地球的自转周期。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量．，下列说法正确的是(    ) A. 根据题目数据可估算出地球的质量 B. 同步轨道卫星可能经过北京上空 C. 倾斜地球同步轨道卫星一天次经过赤道正上方同一位置 D. 倾斜地球同步轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度 9.如图所示，在匀强电场中，有边长为的等边三角形，三角形所在平面与匀强电场平行，为三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为，，，下列说法中不正确的是(    ) A. 匀强电场的场强为，方向由指向 B. 将一电子从点沿直线移动到点，电场力做功为 C. 将一质子带电量为 从移动到点，则电势能增加 D. 在三角形的外接圆的圆周上，电势最高的点的电势为 10.如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数为，电阻不计，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，定值电阻与的阻值均为，所用电表均为理想交流电表。当线圈转动的角速度大小为时，电压表的示数为，则(    ) A. 此时电流表的示数为 B. 从图示位置线圈与磁场方向平行开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为 C. 在线圈转动的过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为 D. 当线圈转动的角速度大小为时，电压表的示数为 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11.某兴趣小组学生利用如图甲所示装置探究合外力做功与动能变化之间的关系，通过改变悬挂钩码的质量由表示改变小车所受合外力大小，弹簧测力计示数由表示。钩码每次从同一位置由静止释放落到垫台上由竖直放置的刻度尺测出释放点离垫台高度。由打点计时器和纸带记录小车的运动。实验时，保证小车的质量由表示不变，逐次增加钩码的质量，打下纸带记录相关数据。 实验前首先要做的步骤是____________________。 实验中小车的合力做的功为________表达式用题中所给字母表示。若在靠近木板的左端安装一光电计时器图中未画，在小车的前端安装一个质量可以忽略的挡光条，宽度为，如图游标卡尺测得遮光条的宽度______ 某次实验光电计时器显示挡光时间，图乙是实验打出的一条纸带，则打点计时器使用的交流电的频率为：_______ 12.Ⅰ如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。长的轻绳一端拴住摆锤，另一端固定在点，在上边缘处放一个小铁片，现将摆锤拉起。使绳偏离竖直方向成角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动，水平位移为，平抛高度为。 用测得的物理量表示摆锤在最低点的速度        题意中字母表示。 为了验证摆锤在摆到最低点前的运动中机械能守恒        测定摆锤质量填“需要”或“不需要”。 Ⅱ物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量，如图所示，他将一由绝缘材料制成的小物块放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块相连，操作步骤如下，请结合操作步骤完成以下问题： 为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推一下小物块，使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹        ，测出此时木板与水平面间的倾角，记为。 如图所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块与物块相连，绳与滑轮摩擦不计。给物块带上一定量的正电荷，保持倾角不变，接通打点计时器，由静止释放小物块，该过程可近似认为物块带电量不变，下列关于纸带上点迹的分析正确的是        。 A.纸带上的点迹间距先增加后减小至零 B.纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值 C.纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变 D.纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变 用重力加速度，磁感应强度、和所测得物块的质量和两物块最终的速度，可得出的表达式为        。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.如图所示，水平光滑桌面上有一轻弹簧，左端固定在点，自然状态时其右端位于点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道，其形状为半径的圆剪去了左上角的圆弧，为其竖直直径，点到桌面的竖直距离为。用质量的物块将弹簧缓慢压缩到点，释放后物块飞离桌面并由点沿切线落入圆轨道。，求： 物块到达点时的速度    弹簧把物块弹出过程释放的弹性势能P ​​​​​​​通过计算判断能否沿圆轨道到达点。 14.嫦娥一号在西昌卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道．随后，嫦娥一号经过变轨和制动成功进入环月轨道．如图所示，阴影部分表示月球，设想飞船在圆形轨道Ⅰ上作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅰ上飞行圈所用时间为到达点时经过暂短的点火变速，进入椭圆轨道Ⅱ，在到达轨道Ⅱ近月点点时再次点火变速，进入近月圆形轨道Ⅲ，而后飞船在轨道Ⅲ上绕月球作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅲ上飞行圈所用时间为不考虑其它星体对飞船的影响，求： 月球的平均密度是多少？ 如果在Ⅰ、Ⅲ轨道上有两只飞船，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两飞船相距最近两飞船在月球球心的同侧，且两飞船与月球球心在同一直线上，则经过多长时间，他们又会相距最近？ 飞船从轨道Ⅱ上远月点运动至近月点所用的时间． 15.如图所示，平面直角坐标系，轴沿水平方向，轴沿竖直方向，为坐标原点，、、、分别为坐标平面内的四个点，其中，整个区域内存在平行于平面但方向未知的匀强电场未画出。点有一个发射装置能向竖直面内的任意方向分别发射质量为、电荷量为 C、速率为的带电小球可看作质点。小球甲从点射出后通过点时速率为；小球乙从点射出后通过点时的速率为；小球丙从点射出后恰好从固定圆轨道上的缺口处沿切线射入圆内，圆心与点连线与轴正方向的夹角为。不计小球间的相互作用，带电小球在运动过程中电量保持不变，，不计阻力。求： 若取点的电势为，则、两点的电势是多少； 匀强电场电场强度的大小和方向； 小球丙从点切线射入后，缺口自动闭合成一完整的光滑绝缘圆形轨道，要使小球不脱离轨道，则圆轨道的半径的范围是多少？ 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 2026届高三全真模拟适应性考试 物理 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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1.据历史文献和出土文物证明，踢毽子起源于中国汉代，盛行于隋唐。毽子由羽毛、金属片和胶垫组成。如图是两同学练习踢毽子，毽子离开脚后，恰好沿竖直方向运动，下列说法正确的是(    ) A. 脚对毽子的作用力大于毽子对脚的作用力，所以才能把毽子踢起来 B. 图为毽子被踢上去的漫画，符合物理规律的是图 C. 毽子上升过程机械能减少，下落过程机械能增加 D. 因为空气阻力存在，毽子在空中运动时加速度总是小于重力加速度 【答案】B  【解析】【分析】 本题考查作用力与反作用力的特征，惯性的应用，牛顿第二定律和功能关系的应用，基础题目。 根据作用力与反作用力知识分析即可判断；根据惯性知识分析即可判断；分析空气阻力做功情况，结合功能关系即可判断；分析毽子上升和下降过程阻力的方向情况，结合牛顿第二定律得出加速度与重力加速度的大小关系即可判断。 【解答】 A、脚对毽子的作用力和毽子对脚的作用力互为施力物体和受力物体，是一对相互作用力，大小相等，毽子被踢起来是因为开始时脚对毽子的作用力比毽子的重力大，故A错误； B、因为空气阻力的存在，符合物体规律的是图，故B正确； C、毽子运动中受到空气阻力作用，毽子上升和下降过程空气阻力都做负功，由动能定理知，毽子的机械能一直减小，故C错误； D、毽子上升过程所受的阻力向下，此时加速度大于重力加速度；毽子下降过程所受的阻力向上，此时加速度小于重力加速度，故D错误。 2.近年来，中国军力发展很快，即直和直等直升机以及歼等战斗机入列，大大提高中国空军的综合作战能力。如图为直直升飞机吊装全地形车的情景，飞机水平飞行的同时把全地形车往上提升，在此过程中绳始终保持竖直，不计全地形车受到的空气阻力，则下列判断正确的是(    ) A. 全地形车的轨迹一定是一条曲线 B. 全地形车的轨迹一定是一条倾斜直线 C. 飞机一定做匀速直线运动 D. 绳对全地形车的拉力大小始终大于全地形车的重力 【答案】C  【解析】解：因在此过程中绳始终保持竖直，可知水平方向上做匀速直线运动，因全地形车吊装上升时竖直方向的运动不确定，则不能确定全地形车的运动轨迹，故C正确，AB错误； D.若全地形车向上做匀速运动，则绳对全地形车的拉力大小等于全地形车的重力；若全地形车向上做加速运动，则绳对全地形车的拉力大小大于全地形车的重力；若全地形车向上做减速运动，则绳对全地形车的拉力大小小于全地形车的重力，故D错误。 故选：。 全地形车参与了水平方向的直线运动以及竖直方向的直线运动，分析全地形车的受力情况，判断其运动情况，结合运动的合成分析全地形车的运动规律。 解决本题的关键知道全地形车在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合受力情况和运动情况进行分析。 3.如图甲所示，一个小物块从斜面底端冲上固定的光滑斜面，改变小物块的初动能，得出小物块轨迹的最高点距地面高度与其初动能的关系图像如图乙所示。已知重力加速度为，空气阻力不计，下列说法正确的是(    ) A. 小物块的质量为 B. 斜面的长度为 C. 当小物块以大小为的初速度冲上斜面时，刚好能到达斜面的顶端 D. 当小物块以初动能为冲上斜面时，小物块到达最高点时离出发点的水平距离为 【答案】C  【解析】解：、根据题意分析可知，由图乙可得，当小物块初动能为时，小物块未冲出斜面，根据动能定理有 解得 故小物块的质量为，故A错误； B、根据题意分析可知，设斜面的长度为、倾角为，小物块能冲出斜面时初动能为，冲出斜面后做斜抛运动的速度为，从斜面底端到顶端，根据动能定理有 冲出斜面后做斜抛运动，还能上升的高度 小物块轨迹的最高点距地面高度 联立解得 由图像乙中初动能为时，小物块冲出斜面，这条一次函数表达式为 故有， 联立解得， 故斜面的长度为，故B错误； C、根据题意分析可知，设小物块以初速度冲上斜面时，刚好能到达斜面顶端，有 解得 即此时速度刚好达到斜面顶端，故C正确； D、根据题意分析可知，当小物块以初动能为冲上斜面时，设小物块冲出斜面后做斜抛运动的速度为，从斜面底端到顶端有 解得 从斜面顶端到最高点的运动时间 从斜面顶端到最高点的水平距离 解得 故从出发点到最高点的水平距离，故D错误。 故选：。 小物块冲上斜面分为两种情况：初动能较小时沿斜面上升到最高点速度为零；初动能较大时冲过斜面顶端后做斜抛运动，在空中达到最高点时竖直方向速度为零。根据动能定理和机械能守恒来处理这两种情况。 解决此类问题要区分物体是否离开斜面，分情况讨论，结合动能定理和运动学公式分析。 4.如图所示，空间存在一个正四面体，其棱长为，在水平面上的、、三个顶点各固定一个电荷量为的点电荷，一个质量为的试探电荷恰好可以静止在点。若把试探电荷从点移动到无穷远处，电场力对其做功的大小为。以无穷远处电势为零，已知静电力常量为，重力加速度为。则下列说法正确的是(    ) A. 试探电荷电量大小为 B. 移走后，连线中点处场强的大小为 C. B、、处的三个点电荷在点产生的电势为 D. 将试探电荷从点移至中点，电势能一直减小 【答案】C  【解析】解：、固定的每个负点电荷对试探电荷的库仑力大小为，设与竖直方向的夹角为，由几何关系可得，对试探电荷，，可得试探电荷电量大小为，故A错误； B、因、处点电荷在其连线中点处产生的场强为，故只需求处点电荷在此处产生的场强，到、连线中点处距离为，其场强大小为，联立得，故B错误； C、三个点电荷在点产生的电势，故C正确； D、处点电荷对试探电荷一直做负功，、处点电荷合电场力也对试探电荷做负功，点电荷电势能增加，故D错误。 故选：。 A、根据正四面体的几何结构和点的受力平衡条件，分析三个负点电荷在点的电场力合力，结合重力平衡关系，推导试探电荷的电荷量； B、移走试探电荷后，对连线中点处的场强进行分析，分别计算三个点电荷在该点的场强，再通过矢量叠加判断合场强大小； C、根据电场力做功与电势能变化的关系，结合电势的定义，由点到无穷远的电场力做功，反推点的电势； D、分析试探电荷从点移至中点过程中，电场力的方向和做功情况，判断电势能的变化趋势。 该题以正四面体几何模型为载体，将库仑力的矢量合成、电场强度叠加、电势与电势能的关系、电场力做功等核心静电场考点融为一体，既考查了空间几何分析能力，又检验了学生对电场力平衡、电势叠加、电势能变化等规律的综合应用能力，考点分布全面，思维层次丰富，能有效区分学生对静电场核心概念的理解深度与综合分析能力，是一道兼具难度与区分度的高考物理压轴型选择题。 5.如图所示，用粗细均匀，电阻率也相同的导线绕制的直角边长为或的四个闭合导体线框、、、，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，在每个线框刚进入磁场时，、两点间的电压分别为、、和。下列判断正确的是(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】【分析】 当线框进入磁场时，边切割磁感线，相当于电源，因此两端的电压为路端电压，根据闭合电路欧姆定律可正确解答。 本题考查了导体切割磁感线时的感应电动势、全电路欧姆定律；对于这类电磁感应与电路的结合的问题，弄清那部分是电源以及外电路的串并联情况，然后根据有关闭合电路的知识进行求解。 【解答】 对于：为除竖直边外的两边的分压则：； 对于：为除竖直边外的两边的分压则：； 对于：为除竖直边外的两边的分压则：； 对于：为除竖直边外的两边的分压则：； 由以上表达式可知：； 故B正确，ACD错误。 故选B。 6.如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球，从离弹簧上端高处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴，做出小球所受弹力大小随小球下落的位置坐标的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为。以下判断正确的是(    ) A. 小球机械能守恒 B. 小球动能的最大值为 C. 当时，系统重力势能与弹性势能之和最小 D. 当时，小球的重力势能最小 【答案】C  【解析】解：小球在下落过程中，除重力做功外，弹簧的弹力也做功，故小球的机械能不守恒，故A错误； B.当时，有小球达到最大速度，根据动能定理可知 解得最大动能为： 故B错误； C.根据乙图可知，当，小球的重力等于弹簧的弹力，此时小球具有最大速度，小球的动能最大。以弹簧和小球组成的系统为研究对象，由系统机械能守恒可知，当，小球的重力势能与弹性势能之和最小，故C正确； D、若小球从弹簧原长处静止释放，此后小球做简谐运动，下降时速度最大，根据对称性可知小球达到最低点时下降的高度为。现在小球从弹簧原长上方某一位置由静止释放，最低点的高度比由原长处释放时更低，所以当时，小球速度不为零，还要向下运动，此时的重力势能不是最小，故D错误。 故选：。 根据小球所受的弹力变化情况，分析小球的合力变化情况，当小球的合力为零时速度最大，动能最大，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小；由小球和弹簧组成的机械能守恒求小球的动能最大值；根据对称性分析小球重力势能最小时的位置。 本题考查对于下落到弹簧上的小球的运动以及受力情况，解答本题关键是知道平衡位置处动能最大，达到最低点时重力势能最小。 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7.如图所示，质量为的物体在水平恒力的推动下，从山坡底部处由静止运动至高为的坡顶，获得速度为，的水平距离为。下列说法正确的是(    ) A. 物体重力所做的功是 B. 推力对物体做的功是 C. 合力对物体做的功是 D. 阻力对物体做的功是 【答案】BC  【解析】解：、物体从运动到，上升高度为，重力方向竖直向下，与位移方向夹角为钝角，重力做功为，故A错误； B、推力为水平恒力，物体在水平方向上的位移为，推力做功为，故B正确； C、根据动能定理，合力对物体做的功等于物体动能的变化量，初速度为，末速度为，则合力做功为，故C正确； D、由动能定理，即，解得阻力做功，故D错误。 故选：。 分析过程需明确各力做功的特点及与动能变化的关系。重力做功取决于竖直方向的高度变化，推力做功需结合其方向与水平位移，合力做功对应物体动能的变化量，阻力做功则需通过动能定理结合其他力做功与动能变化来间接确定。核心在于准确识别各力方向与位移方向的夹角，并正确运用动能定理建立各力做功与动能变化的关系。 本题以物体在恒力推动下沿山坡运动为背景，综合考查了功的计算、动能定理的应用以及功能关系的理解。题目计算量不大，但涉及对恒力做功、重力做功、合力做功及阻力做功等多个功的表达式进行辨析，要求学生准确掌握功的定义式和动能定理这两个核心规律。本题的亮点在于将动能定理与各力做功的具体计算紧密结合，有效检验了学生对功能关系基本概念的理解深度和综合应用能力。其中，判断重力做功为负值以及通过动能定理求解阻力做功是解题的关键环节，有助于锻炼学生严谨的逻辑推理能力。 8.年月日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗卫星导航系统第颗导航卫星，至此北斗卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统第颗卫星为地球同步轨道卫星，第颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，它们的轨道半径约为．，运行周期都等于地球的自转周期。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量．，下列说法正确的是(    ) A. 根据题目数据可估算出地球的质量 B. 同步轨道卫星可能经过北京上空 C. 倾斜地球同步轨道卫星一天次经过赤道正上方同一位置 D. 倾斜地球同步轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度 【答案】AC  【解析】【分析】 同步卫星轨道平面一定在赤道平面上；卫星绕着地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，列出周期公式，计算地球质量；第一宇宙速度是卫星最小的发射速度；倾斜地球同步轨道卫星，轨道平面和赤道平面的倾角不为零，周期和地球的自转周期相同。 此题考查了人造卫星的相关知识，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度，理解倾斜的地球同步轨道卫星概念，注意区别两个同步卫星的不同。 【解答】 根据可得，可估算出地球的质量，故正确； 由于地球同步卫星相对地面静止，因此一定自西向东运动，且轨道的圆心一定在地心上，故同步卫星一定在地球赤道的正上方，不可能运动到北京的正上方，故错误； 倾斜同步卫星若某时刻经过赤道正上方某位置，经过半个周期，恰好地球也转了半个周期，因此又会经过赤道上方的同一位置，故正确； 根据可得由于轨道半径越大，运动速度越小，第一宇宙速度是贴近地球表面运动的卫星的速度，同步卫星的运动速度小于第一宇宙速度，故错误。 故选。 9.如图所示，在匀强电场中，有边长为的等边三角形，三角形所在平面与匀强电场平行，为三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为，，，下列说法中不正确的是(    ) A. 匀强电场的场强为，方向由指向 B. 将一电子从点沿直线移动到点，电场力做功为 C. 将一质子带电量为 从移动到点，则电势能增加 D. 在三角形的外接圆的圆周上，电势最高的点的电势为 【答案】AD  【解析】【分析】 由等势面和电场强度的关系可得，点电势和中点点的电势相等，再根据等势线和电场线互相垂直，且电场线有高电势指向低电势画出电场线，再结合得出电场强度的大小。根据得出电场力做功，进而求解电势能变化。 本题是匀强电场中电场强度和电势差的关系及电场力做功和电势能的变化的对应关系的考查，常规题目。 【解答】 A.由等势面和电场强度的关系可得，点电势和中点点的电势相等，如图所示 由电场强度与电势差间的关系得 强场方向垂直于从到，故A错误； B.将电子从点移到点电场力做功为 故B正确； C.将一质子带电量为从移动到点， 故C正确； D.在三角形外接圆周上，沿直径方向电势降落最快，电势最高点不是点，由图可知，电势最高的点是点，点电势高于点电势，所以最高电势不是，故D错误。 故选AD。 10.如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数为，电阻不计，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，定值电阻与的阻值均为，所用电表均为理想交流电表。当线圈转动的角速度大小为时，电压表的示数为，则(    ) A. 此时电流表的示数为 B. 从图示位置线圈与磁场方向平行开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为 C. 在线圈转动的过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为 D. 当线圈转动的角速度大小为时，电压表的示数为 【答案】AC  【解析】【分析】 线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动，产生正弦式交变电流，最大值；然后结合变压器的变压比公式和输入、输出功率关系列式分析。 本题关键熟悉交流电的产生和变压器的变压比公式，同时要结合能量守恒定律分析，基础题。 【解答】 A.流过副线圈的电流，根据可知，流过电流表的电流，故A正确； B.变压器中原线圈的电压为，根据，可知电压，电阻分得的电压，故线圈产生的感应电动势的有效值为，最大值，故从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式为，故B错误； C.根据可知，故C正确； D.根据可知，转动角速度加倍，产生的感应电动势加倍，故电压表的示数加倍，故D错误。 故选AC。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11.某兴趣小组学生利用如图甲所示装置探究合外力做功与动能变化之间的关系，通过改变悬挂钩码的质量由表示改变小车所受合外力大小，弹簧测力计示数由表示。钩码每次从同一位置由静止释放落到垫台上由竖直放置的刻度尺测出释放点离垫台高度。由打点计时器和纸带记录小车的运动。实验时，保证小车的质量由表示不变，逐次增加钩码的质量，打下纸带记录相关数据。 实验前首先要做的步骤是____________________。 实验中小车的合力做的功为________表达式用题中所给字母表示。若在靠近木板的左端安装一光电计时器图中未画，在小车的前端安装一个质量可以忽略的挡光条，宽度为，如图游标卡尺测得遮光条的宽度______ 某次实验光电计时器显示挡光时间，图乙是实验打出的一条纸带，则打点计时器使用的交流电的频率为：_______ 【答案】平衡摩擦力；，；  【解析】【分析】 该题主要考查探究合外力做功与动能变化之间的关系实验相关知识。熟知实验原理、试验操作方法和步骤、实验注意事项是解决本题的关键。 根据实验操作方法和步骤分析； 根据求解合力做功，根据由纸带数据可知小车第点后匀速运动，获得最后动能，根据求解小车速度；根据游标卡尺读数方法读数； 根据挡光时间计算小车速度，根据动能定理计算交流电频率。 【解答】 实验必须半衡小车受到的摩擦力，小车合力才能确定为绳的拉力； 小车合外力大小为弹簧簧测力计读数，小车位移为钩码下落高度倍，小车的合外力做的功是；根据游标卡尺的读数为主尺刻度游标尺刻度，即为； 由于第个点时速度已经匀速，故分析计数点的速度，可知，得，故。 故答案为：平衡摩擦力；，； 12.Ⅰ如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。长的轻绳一端拴住摆锤，另一端固定在点，在上边缘处放一个小铁片，现将摆锤拉起。使绳偏离竖直方向成角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动，水平位移为，平抛高度为。 用测得的物理量表示摆锤在最低点的速度        题意中字母表示。 为了验证摆锤在摆到最低点前的运动中机械能守恒        测定摆锤质量填“需要”或“不需要”。 Ⅱ物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量，如图所示，他将一由绝缘材料制成的小物块放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块相连，操作步骤如下，请结合操作步骤完成以下问题： 为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推一下小物块，使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹        ，测出此时木板与水平面间的倾角，记为。 如图所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块与物块相连，绳与滑轮摩擦不计。给物块带上一定量的正电荷，保持倾角不变，接通打点计时器，由静止释放小物块，该过程可近似认为物块带电量不变，下列关于纸带上点迹的分析正确的是        。 A.纸带上的点迹间距先增加后减小至零 B.纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值 C.纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变 D.纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变 用重力加速度，磁感应强度、和所测得物块的质量和两物块最终的速度，可得出的表达式为        。 【答案】 不需要 间距相等   【解析】解：Ⅰ平抛运动，竖直方向为自由落体运动，有：，运动时间为： 水平方向匀速直线运动位移为：，可得： 设摆锤质量为，若在运动中机械能守恒，应满足 即 整理得 为了验证摆锤在摆到最低点前的运动中机械能守恒，不需要测定摆锤质量。 Ⅱ为消除摩擦力的影响，多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹间距相等，测出此时木板与水平面间的倾角，记为说明此时滑块做匀速直线运动。 设的质量为，的质量为，没有磁场时，由平衡条件可知 解得 当存在磁场时，以、整体为研究对象，由牛顿第二定律可得 由此式可知和是变量，其他都是不变的量，所以、一起做加速度减小的加速运动，直到加速度减为零后做匀速运动，即速度在增大，加速度在减小，最后速度不变。 所以纸带上的点迹间距逐渐增加，说明速度增大； 根据逐差公式可知加速度减小，则相邻两点间的距离之差逐渐减小； 匀速运动时，间距不变，故D正确，ABC错误。 故选：。 根据 可得当加速度减为零时，速度最大，设最大速度为，则有 把代入，联立解得 故答案为：Ⅰ；不需要；Ⅱ间距相等；；。 Ⅰ根据平抛运动，竖直方向为自由落体运动，水平方向匀速直线运动分析求解； 根据在运动中机械能守恒，动能与重力势能的关系分析求解； Ⅱ根据为消除摩擦力的影响，多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹间距相等分析求解； 根据以、整体为研究对象，结合平衡条件和牛顿第二定律，综合匀变速直线运动逐差公式分析求解； 根据牛顿第二定律，结合加速度减为零时，速度最大分析求解。 本题考查了验证机械能守恒定律相关实验，理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.如图所示，水平光滑桌面上有一轻弹簧，左端固定在点，自然状态时其右端位于点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道，其形状为半径的圆剪去了左上角的圆弧，为其竖直直径，点到桌面的竖直距离为。用质量的物块将弹簧缓慢压缩到点，释放后物块飞离桌面并由点沿切线落入圆轨道。，求： 物块到达点时的速度    弹簧把物块弹出过程释放的弹性势能P ​​​​​​​通过计算判断能否沿圆轨道到达点。 【答案】解：将物体到达点时的速度分解为水平和竖直两个方向的分速度， 由几何知识可知，在点，， 由平抛运动的竖直分运动为自由落体可得：， 联立解得：； 物块从到做的平抛运动，则物块在点时的速度为平抛运动的水平分速度，则由平抛运动的水平分运动为匀速直线运动可得：， 所以从到过程中由能量守恒得：； 若能够沿圆弧轨道运动经过点，在点的最小速度为， 由竖直方向圆周运动的临界情况知：， 解得临界速度为：， 则从点到点，由动能定理得：， 解得：， 由于，所以物块能够到达点。  【解析】由于小球恰好由点沿切线落入圆轨道，则根据平抛运动的规律结合几何知识，求解物块到达点时速度； 由平抛运动的规律求解水平方向的分速度，再由能量守恒求解弹簧把物块弹出过程释放的弹性势能； 首先求出物块能够做圆周运动到达点的临界速度，再由动能定理求解物块能到达点的速度，两速度比较分析即可判断。 解决本题的关键是掌握平抛运动的规律，在竖直方向上能做圆周运动时，在最顶点的临界速度，结合动能定理进行分析解答。 14.嫦娥一号在西昌卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道．随后，嫦娥一号经过变轨和制动成功进入环月轨道．如图所示，阴影部分表示月球，设想飞船在圆形轨道Ⅰ上作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅰ上飞行圈所用时间为到达点时经过暂短的点火变速，进入椭圆轨道Ⅱ，在到达轨道Ⅱ近月点点时再次点火变速，进入近月圆形轨道Ⅲ，而后飞船在轨道Ⅲ上绕月球作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅲ上飞行圈所用时间为不考虑其它星体对飞船的影响，求： 月球的平均密度是多少？ 如果在Ⅰ、Ⅲ轨道上有两只飞船，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两飞船相距最近两飞船在月球球心的同侧，且两飞船与月球球心在同一直线上，则经过多长时间，他们又会相距最近？ 飞船从轨道Ⅱ上远月点运动至近月点所用的时间． 【答案】解：在圆轨道Ⅲ上的周期： 由万有引力提供向心力有： 又： 联立得： 设飞船在轨道上的角速度为、在轨道上的角速度为，有： 所以 设飞船再经过时间相距最近，有： 所以有： 设飞船在轨道上的运动周期为，在轨道有： 又： 联立得： 设飞船在轨道上的运动周期，而轨道的半长轴为： 根据开普勒定律得： 可解得： 所以飞船从到的飞行时间为：   【解析】根据万有引力提供圆周运动向心力求得中心天体质量，再根据密度公式求得密度； 相距最近时，两飞船中运动得快的比运动得慢的多绕月飞行周，根据角速度关系求解所用时间即可 根据开普勒行星第三定律由半长轴的关系求得周期，从远月点飞到近月点所用时间为椭圆轨道的。 本题主要考查万有引力定律的应用，开普勒定律的应用．同时根据万有引力提供向心力列式计算。 15.如图所示，平面直角坐标系，轴沿水平方向，轴沿竖直方向，为坐标原点，、、、分别为坐标平面内的四个点，其中，整个区域内存在平行于平面但方向未知的匀强电场未画出。点有一个发射装置能向竖直面内的任意方向分别发射质量为、电荷量为 C、速率为的带电小球可看作质点。小球甲从点射出后通过点时速率为；小球乙从点射出后通过点时的速率为；小球丙从点射出后恰好从固定圆轨道上的缺口处沿切线射入圆内，圆心与点连线与轴正方向的夹角为。不计小球间的相互作用，带电小球在运动过程中电量保持不变，，不计阻力。求： 若取点的电势为，则、两点的电势是多少； 匀强电场电场强度的大小和方向； 小球丙从点切线射入后，缺口自动闭合成一完整的光滑绝缘圆形轨道，要使小球不脱离轨道，则圆轨道的半径的范围是多少？ 【答案】解：若取点的电势为，由动能定理得： 代入数据解得： 同理有： 解得： 由， 可得：，； 根据，，，可知为等势面，电场线与等势面垂直由高电势指向低电势，故电场强度方向沿轴负方向竖直向下， 电场强度大小为：； 小球的加速度： 假设小球丙从到做类平抛运动，则运动时间： 竖直位移：，假设成立。 小球丙从点射出后恰好从固定圆轨道上的缺口处沿切线射入圆内， 由速度的分解可得，小球从点进入轨道的速度： 要使小球不脱离轨道，存在两种情况： 圆轨道半径较小，小球恰好能通过轨道最高点，则 在轨道最高点有： 从到最高点过程，由动能定理得： 联立解得： 圆轨道半径较大，小球到达与圆轨道圆心等高位置速度恰好为，由动能定理： 解得 故满足条件的轨道半径为：或。  【解析】本题考查带电粒子在复合场中的运动，关键是掌握电场力做功与路径无关，知道电场线与等势面垂直由高电势指向低电势，结合动能定理和牛顿第二定律求解。 对小球从到和从到过程，根据动能定理分别列式，求出、，即可求出、两点的电势； 由、、三点的电势，可确定为等势面，根据电场线与等势面垂直由高电势指向低电势，从而确定电场强度方向，根据求出电场强度大小； 小球丙从到做类平抛运动，在处沿切线射入圆内，根据速度的分解可求点的速度，根据不脱离轨道的条件结合动能定理、圆周运动知识即可判断。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $