2027届湖南湘潭市高考一模物理试题

2027届湘潭市高三第一次模拟考试 物 理 本试卷共6页，15个小题。满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1,答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上。将条形码横贴在 答题卡上“条码粘贴区”。 2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案 信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦千净后，再选涂其他答案。涂写在本试卷上无效。 3.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4.保持答题卡的整洁。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的4个选项中，只有 一项是符合题目要求的。 1.在光电效应实验中，某小组用同一光电管在不同实验条件下，得到了如图所示的三条 光电流与电压之间的关系曲线，则 A.a光的频率大于b光的频率 6 B.a光的强度小于c光的强度 c C.b光的波长小于c光的波长 U U2 O D.b光光子的动量小于c光光子的动量 2.某校无人机兴趣小组为研究无人机的飞行性能，利用速度传感器记录了无人机竖直升 空过程中的一t图像如图所示（取竖直向上为正方向）。其中t。时刻为无人机起飞时刻， DE段为倾斜直线，全程不计空气阻力，则关于该无人机的运动，下列说法正确的是 Ao时间内无人机的平均速度等于受 D B.t1~t2时间内无人机的加速度逐渐减小 C.无人机在t2时刻上升至最高点 D.t3~t4时间内无人机做自由落体运动 A 06 t 3.某材料制成的透明砖的截面为如图所示的直角三角形，∠C=60°，OB=d。一细束单 色光从BC的中点P垂直于BC面人射后，在OC面恰好发生全反射。已知光在真空中 的速度大小为c,则 A.光从空气射入透明砖频率变大 B.光从空气射入透明砖波长不变 C.透明砖对该光的折射率为2 3 D.光从P点到OC面用时为2C 0 4.“太空天梯”是经典的航天科幻设想，天梯一端固定于地球赤道，其中轴线过地心，随 地球一起绕地心转动，如下图所示。现利用天梯将货物从地球赤道基地运送至静止轨 道空间站A,某时刻质量为m的货物到达离地心距离为r的位置P(未到达空间站A), 且相对天梯静止。此时在空间站A外侧有卫星B同向绕地运行，且两者相距最近，经 过时间t后，A、B第一次相距最远，已知地球质量为M,自转周期为T。下列说法正 确的是 卫星B 静止轨道空间站A 赤 天梯 A.到达位置P时，天梯内的货物处于完全失重状态 B.P位置天梯外部某物体脱落时，将沿距离地心为？的轨道做匀速圆周运动 C到达位置P时，天梯对货物的作用力大小为。g，方向沿天梯指向地心 -2 D卫星B绕地球做圆周运动的周期为T 5.如图，真空中水平面内有一边长为a的正方形ABCD,A、C两点均固定电荷量为Q 的正点电荷，O为正方形的中心，P是O点正上方的某点。则下列说法正确的是 P A.O点的电势高于B点的电势 B.B、D两，点的电场强度相同 C.将一正检验电荷从P点移到O点，电势能一定减小 D.将一正检验电荷从P点移到O点，所受电场力一定减小 6.如图为装有桶装水的推车，OB为固定的车底板，O点处有一锁定装置，锁定时挡板 OA被固定，且∠AOB=60°，未锁定时，OA可绕O点转动。图示初始状态：工人拾 起把手，OA被锁定且处于竖直状态，推车和质量为m的桶装水（水和桶）均保持静止， OA、OB对水桶的弹力分别为F1、F2。不计桶所受摩擦力，重力加速度为g,下列说 法正确的是 A.桶装水对OA的压力为2ng 桶装水 B.若突然撤去OA,则F,将增大 把 C.若解除锁定，使OA逆时针缓慢转动60°的过程中， F1将先减小后增大 一车轴 7 D.OA锁定时，使推车整体从图示位置绕车轴逆时针缓 慢转动30°的过程中，F2将先增大后减小 2027届湘潭市高三第一次模拟考试（物理）第2页（共6页） 7.如图，光滑的细杆与水平方向成37°角固定放置，不可伸长的轻质细线跨过两个轻质定 滑轮，将质量为m的小球与质量为2m的物块连接。小球套在细杆上由静止开始上滑， 当运动到线与杆之间的夹角为37的A点时，v4=√gL,方向沿杆斜向上；当运动到 B点时，线与杆垂直。已知A、B间的距离为L,重力加速度为g,细线一直处于伸 直状态，整个过程中物块没有落地，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是 A.当小球运动到B点时，物块速率最大 atlllalllaltttllttltlllll B当小球在A点时，物块的速度大小为红 5 B C.小球从A,点运动到B点，系统总重力势能的减小量为gL 37e D。小球从A点运动到B点，细线对小球做的功为g9 37 7722 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多 项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.图甲所示的电蚊拍，图乙为其简化工作电路，电池的8V电压通过高频转换器（不改变 电压有效值)转变为u=8√2sinl0000πt(V)的交变电压，通过理想变压器得到峰值为 2200√2V的高压，加在高压电击网上，刚好正常击杀蚊虫。下列说法正确的是 电蚊拍的高 压电击网 高频转 换器 甲 A.高压电击网上电压的频率为5000Hz B.理想交流电压表的示数为8√2V C变压器原线圈与副线圈的匝数比1= n2275 D.换用3V的电池和更高频率的转换器，也可以正常击杀蚊虫 9.湖面上，两个浮子做简谐运动，其频率均为2.5Hz,振幅均为5cm,它们的平衡位置 分别为S1、S2。以S1为原点，平行于湖面建立如图所示直角坐标系，S2在x轴正半 轴上（图中未画出）。t=0时，两浮子同时从平衡位置垂直湖面向外起振，激起同心圆 水波，规定垂直湖面向外为简谐运动的正方向；t=0.3s时，S1处浮子发出的波刚好传 到了图中的虚线位置，且恰好与S2处浮子发出的波的最远波峰相遇，下列说法正确的是 A.波的传播速度是2m/s ty/m B.S2的坐标为(2.5,0) S C.在x轴上，S1和S2之间有2个振动加强，点 -1.5 2345xm D.0~1s时间内，x=0.75m处的质点运动的路程为10cm 2027届湘潭市高三第一次模拟考试（物理）第3页（共6页） 10.如图为某电磁阻尼健身器的简化模型，矩形框架边缘绕有一个100匝、总电阻为102 的闭合金属线圈abcd,框架和线圈总质量为30kg,ab边长为0.4m。在MNPQ区 域内存在垂直框架平面向里、大小为0.5T的匀强磁场。初始时，框架静置于下端固 定的竖直弹簧上（不拴接），弹簧的压缩量为0.2，绝缘绳索跨过定滑轮将框架上端 与拉杆GH相连。现用450N的恒力向下拉动拉杆，框架开始竖直向上运动，ab边 上升到PQ时，弹簧恰好恢复原长；ab边上升到MN时，框架速 度为3/s。之后撤去拉力，框架回到初始位置，整个过程框架 不与定滑轮相碰。已知弹簧弹性势能表达式为之x2,不计绳索、 定滑轮与拉杆的质量，不计空气阻力和摩擦阻力，g取10m/s2, 测下列说法正确的是 A.线圈ab边刚进入磁场时，ab边中电流的方向向右 B.弹簧的劲度系数为1500N/m C.ab边刚进入磁场时框架的加速度大小为 3m/s2 777777 D.若ab边通过磁场的时间为0.4s,此过程中通过线圈的电荷量为1.5C 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11.(8分) 某同学利用智能手机内置的磁传感器和双线摆来测当地的重力加速度，如图甲所示。 两根不可伸长的轻质细线长度均为1，下端系在磁性小球的同一点，上端分别悬挂在同一 水平线上的A、B两点，A、B间距离为L,测得磁性小球的直径为d,打开智能手机的 磁传感器并将其平放在小球的正下方，不考虑手机对小球运动的影响。 B B 磁性小球ǒ M 三■智能手机 t/s 甲 (1)相比于单摆装置，用双线摆装置进行实验的优势是 (填选项字母) A.摆动的幅度较小 B.摆线的质量可忽略不计 C.更易保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2)此双线摆的等效摆长L= (用l、d表示)； (3)使图甲所示双线摆垂直纸面做摆角小于5°的摆动，若某时刻起手机磁传感器测得 的磁感应强度大小随时间变化的规律如图乙所示，则小球t1时刻处于 (选填“平 衡”或“最大位移”)位置。由此可知当地的重力加速度g= (用L、d和t。表示)。 2027届湘潭市高三第一次模拟考试（物理）第4页（共6页） 12.(8分) 某特殊材料制成的一段均匀电阻丝，其电阻R.约为几十千欧，为测定这种材料的电 阻率，进行了以下操作。 35 30 S E 甲 乙 (1)用刻度尺测得其长为L=10.0cm,测量其外径d时螺旋测微器示数如图甲，则 d- mm。 (2)用如图乙所示电路测量电阻丝的阻值Rx。 先将S2置于a处，闭合S,调节滑动变阻器，使灵敏电流计示数为200A;断开S, 将S2置于b处，再次闭合S,保持滑动变阻器滑片不动，调节电阻箱的阻值至295002时， 灵敏电流计示数为160uA。已知灵敏电流计的内阻为5002，则Rz= k2,该 测量值与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 (3)这种材料的电阻率ρ= (用L、d、Rx表示)。 13.(10分) 如图甲所示的“空气弹簧”，是在密封的橡胶气囊中充人空气，利用气体的可压缩性实 现其弹性作用。实验小组用图乙所示装置来模拟其工作，在导热良好且内壁光滑的汽缸和 可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的空气（可视为理想气体），活塞和重物的总质量 M=150kg,活塞的横截面积S=150cm2,初始时缸内空气柱的高度h=30cm。已知大 气压强。=1×105Pa,外界环境温度保持不变，g取10m/s2,求： (1)初始时汽缸内部气体的压强1； (2)将重物的质量增加△m=30kg,稳定后汽缸中空气柱的高度h'(保留两位有效数字)。 2027届湘潭市高三第一次模拟考试（物理）第5页（共6页） 14.(14分) 如图所示的竖直平面直角坐标系xOy中，第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁 场，电场方向竖直向下，磁场垂直xOy平面（纸面）向里。一质量为m、带电量为一q的 小球，从y轴上某点以平行于x轴方向的初速度进人第一象限，当运动到点A(L,L)时， 其他条件均不变，仅将电场方向突变为水平向左，之后小球沿直线匀速运动到O点。不计 空气阻力，重力加速度为g,小球视为质点。求： (1)电场强度E的大小； (2)磁感应强度B的大小； (3)小球在第一象限中运动的时间t。 ·A(L,L) 45y 15.(17分) 某商场设计了一种新型游戏机，如图所示，竖直放置的半径为R的圆盘，内置电磁 铁，通电时对质量为2m的小钢球产生大小为F的恒定磁吸力，将其吸附于圆盘边缘，并 使小球随圆盘以恒定角速度ω顺时针转动。圆盘上方一定高度处水平固定一根足够长的光 滑杆，与圆盘位于同一竖直平面内，杆左端固定在游戏机内壁上。质量为m的小环套在 杆上，下端用轻绳悬挂质量为2m的玩具熊，玩家可以任意调节轻绳长度和小环位置。操 作时，玩家选准时机断开电磁铁电源，小球立即脱离圆盘做抛体运动，若小球能击中玩具 熊，玩具熊和小环便可以从杆右端脱离，落人出物口，视为游戏成功。重力加速度为g, 小球、小环和玩具熊均视为质点，忽略空气阻力，不考虑小球击中杆、小环、轻绳和内壁 等的情况。 (1)设小球与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为确保两者不发生相对滑动， 两者间动摩擦因数μ至少为多少？ (2)某玩家将轻绳长度设置为L,小环与金属杆右端的距离为x,小球发射后，恰好 以3。的速度水平击中玩具熊并发生弹性正碰（碰撞时间极短）。当小环到达金属杆最右端 时，玩具熊第一次到达金属杆所在高度，求： ①小环运动到金属杆最右端所用时间t; ②从小环开始运动至到达杆右端的过程中，杆对小环的冲量大小I。 m 岛2m 2m 出物口 2027届湘潭市高三第一次模拟考试（物理）第6页（共6页）2027届湘潭市高三第一次模拟考试参考答案与评分标准 物理 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 答 案 C B C D A C D 1.【答案】0 【详解】 A.由|U。>|Uc2|,由eU。=hy-W。知：yb>ya=e,A错误。 B.a、c频率相同，a饱和光电流更大，a光强度更大，B错误。 C.w>y,由入=C知<入，C正确。 D%一YA,由b会p>pD错误。 2.【答案】B 【详解】 A.若句加速直线运动，平均速度为？；本阶段图像向上凸，相同时问位移大于匀加速直线 运动的位移，平均逵度>9A错误。 B.1一t2图像斜率不断变小，加速度逐渐减小，B正确。 C.2时刻速度为最大值，仍向上运动；只有v=0时才是最高点，C错误。 D.3~14速度为正，向上匀减速；自由落体初速度为0、向下运动，条件不符，D错误。 3.【答案】C 【详解】 A.光的频率由光源决定，传播过程中始终不变，A错误。 B.光进入介质波速减小，频率不变，由入=二可知波长变短，B错误。 f 123 C.在OC面恰好发生全反射，临界角C=60°，n= sin60° 3,C正确。 D.由几何关系得P,点到OC面的光程：x= 2,传播时间1=之=3 d ,D错误 3c 4.【答案D 【详解】 A.天梯上的货物除万有引力外，还受天梯的弹力作用，合力不等于万有引力，不是完全失 重，A错误。 2027届湘潭市高三第一次模拟考试参考答案与评分标准（物理）第1页（共6页） B.天梯上的物体角速度等于地球自转角速度，该角速度大于对应轨道半径下卫星的环绕 角速度（同步轨道为唯一匹配轨道）。物体脱落后，万有引力不足以提供向心力，会做离心 运动，无法维持原轨道匀速圆周运动，B错误。 C.货物随地球自转做匀速圆周运动，向心力指向地心。设天梯弹力为F(背离地心为正)， 4π 、公力八术.GYmF=m。=T,整理得F=2一m丁：，弹力方向背离地心，C 2 错误。 D.A为同步卫星，周期T,=T、角速度A-:设B周期为TB,角速度= ΓTB 同向转动，最近到最远，角度差π：（ωB一wA)t=π 2TL 代入化简：（红=元，解得T中2D正确。 5.【答案】A 【详解】由等量同种正电荷周围电场线分布情况可知，O点的电势高于B点的电势，B、D 两点的电场强度方向相反，故A正确B错误；将一正检验电荷从P点移到O点，电场力做 负功，电势能增加，C错误，因不知道P点与最大场强，点的位置关系，故电场力大小无法判 断，D错误。 6.【答案C 【详解】限据力的分解可知F,= 3mg,F,=2 mg,A错 桶装水 误：如果突然撮去0A板，则撒去后0B板的弹力为 2 mg, F2将减小，B错误；根据动态三角形可知，F1将先减小后 车轴 0g随着整依 增大，C正确；由右图受力分析可知，mg= F2 逆时针旋转，0一直为定值，3从直角增加为钝角，D错误。 7.【答案】D 【详解】由关联速度可知，物块在B,点时的速度为0，A错误；小球在A点时，把实际速度 U1分别沿着细线和垂直细线分解，沿着细线方向的分速度为U=U40s37°=4，B错 误：小球从A到B,小球的重力势能增加量为△Ep,=mgLsins37=3mg 5 ,物块下落的高 度为h= c0s37元Ltan37°三号，则物块的重力势能减少量为AEr2=2mgh=mgL,故系 统总重力势能的减少量为△Ep=△Eg一△Ep1=2gL,C错误；小球从A点运动到B 5 点过程，细线对小球做的功为W与细线对物体做的功为W',大小相等，一正一负。对物 2027届湘潭市高三第一次模拟考试参考答案与评分标准（物理）第2页（共6页） 块分析，根据动能定理有2ngh十W=0-号×2m品，解得W=_41L,故细线对小球 25 做的功为W=w'=41mL,D正确。 25 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。 题号 8 9 10 答案 AC BD BD 8.【答案】AC 【详解高频转换器产生的交变电压的频率” 2_10000rH2=5000H2,变压器不改变 2π 交变电压的频率，则高压电击网上电压的频率也为5000Hz,故A正确；交流电压表测量 的是交变电压的有效值U= =8V,故B错误；根据理想变压器的原理可得原线圈与副 线圈的臣数比光，由于U。=20厄V所以公一，故C正确：由于换用高频车 n2 U2m 的转换器无法改变电压的有效值，经过转换后的电压的峰值为3√2V,通过该变压器升压 后不能正常击杀蚊虫，故D错误。 9.【答案BD 【详解】A.由频率f=2.5H,可得周期T= 了=0.4，传播速度u=A虹15 △t0.3 5m/s,故A 错误； 且在1=03s时波源5，发出的简瑞波已振动T且传到了图示中的往置，则 1.5m,因此波长为入=2m,t=0.3s时，波源S1发出的简谐波刚好与波源S2发出的简谐 波的最远波峰相遇，可知S2波源的位置应为(2.5m,0),故B正确； C.两波源中点x=1.25米处振动情况相同，为振动加强，点，则通过计算两波源之间有3个 加强，点(x=0.25m,1.25m,2.25m),故C错误； D.0~0.15s时x=0.75m质点没有振动，路程为0,0.15s波源S1发出的波传到质点处， 0.15s~0.35s质点运动路程为10cm,0.35s波源S2发出的波在x=0.75m处叠加，质点 处为振动减弱点，运动路程为0，故D正确。 故选BD。 10.【答案】BD 【详解】ab边刚进入磁场时，根据右手定则可得ab中电流的方向为从b到a,故A错误； 框架在初始位置处于静止状态，由平衡条件得mg=k.x,解得k=1500N/m,故B正确； 框架从静止运动到PQ的过程，根据动能定理有Fx一mgx十W弹=2ui,W弹= 2027届湘潭市高三第一次模拟考试参考答案与评分标准（物理）第3页（共6页） .朕立解得=2m/s,b边刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律有 NBL1,根据闭合电路欧姆定律有I1= ，根据牛顿第二定律有F-mg一NBI,L= E ma,联立解得a= 3m/s,故C错误： D.ab边从PQ运动到MN的过程中，根据动量定理有Ft-mgt-NBLq=mv2一mw1, 联立解得q=1.5C,故D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 1.【答案】1)C(2)B1+d (3)最大位移 2x2(3l+d) 16 【详解】(1)A:单摆、双线摆都可以控制小幅度摆动，不是双线摆特有优势；B:两种实验 均使用轻质细线，摆线质量均可忽略，不具备区分性；C:双线左右限位，约束小球运动轨 迹，能有效避免单摆容易出现的圆锥摆、椭圆摆动，稳定限制小球在单一竖直平面内摆 动，是双线摆核心优势。故选C: (2)等效摆长求解：由两悬点AB=L,两根细线长均为1，则结点到悬点水平线的竖直高 度为等边三角形的高=P（台-，等效摆长为：悬点水子线到小球球心的距 离小球半径号，得L=1+d4 N (3)位置判断：磁性小球距离手机磁传感器越近，磁场越强；距离越远，磁场越弱。1为磁 感应强度最小值点，代表小球离传感器最远，即最大位移处。周期计算：由乙图，总时长。 内小球刚好完成1次完整全振动，因此摆动周期即为T=。,重力加速度：由单摆简谐运动周 期公式T=2x√任变形得g票将L-T=6代人计算得g 2x2(W3l+d) 2 12.【答案】(1)5.315(5.314~5.317) (2)23.5偏大 (3)dR 4L 【解析】(1)用螺旋测微器测得外径为d=5mm+31.5×0.01mm=5.315mm; (2)由欧姆定律可知I1(Rx十R。)=I2(R,十R。),代人数据解得R,=235002=23.5k2 本实验中S2置于a处的电流大于开关S,置于b处的电流，则S2置于a处与滑动变阻 器左侧的并联的部分分压较小，实际有I,(R,十R,)<L,(R。十R),R,<(R。十R R。,故R,的测量值会偏大，即R,的测量值大于真实值； (3)根据电阻定律R,=pS=p ,可得这种特殊材料的电阻率为ρ= πd2R 4L。 2027届湘潭市高三第一次模拟考试参考答案与评分标准（物理）第4页（共6页） 13.【答案】(1)2.0×10Pa (2)0.27m 【解析】(1)对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知pS十g=p1S,…2分 解得p1=2.0X105Pa… 2分 (2)总质量增大后，对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知： p0S十（△n十m)g=p2S…1分 解得p2=2.2X105Pa…1分 根据玻意耳定律可得p1hS=p2h'S 2分 解得h'=0.27m… 2分 14.【答案】(1)mg (2) 8 ,方向垂直纸面向里 【详解】(1)微粒从A点到O点做匀速直线运动，小球受力如下图，重力、电场力、洛伦兹 力的合力为零，分析可知： Eq=mg 2分 得：E=g 1分 Eq A(L,L） mg (2)小球运动轨迹如上图所示，电场变化前，微粒所受重力与电场力平衡，由平衡条件得： qwB=√2mg …1分 电场方向变化后，微粒所受重力与静电力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动 2 有：qvB=m …2分 由几何知识可得r=√2L …1分 联立解得v=√2gl 解得B=加 g …2分 (3)微粒做匀速直线运动的时间t1 2分 3 4π·V21 微粒做匀速圆周运动的时间t2= 3π7 …2分 4g 2027届湘潭市高三第一次模拟考试参考答案与评分标准（物理）第5页（共6页） 微粒在复合场中的运动时间=4：十：=（俨+1以√日 …1分 15.(1)km= 2m(g十w2R) F (2)①1=3r+2L ②1=mg(3+2L）+2m√/3w-2gL 6v0 2v0 【详解】()当小球在圆盘最低点处时，其所需向心力竖直向上，此时静摩擦力达到最大， 依据牛顿第二定律可得fmx一2g=2wR…2分 其中最大静摩擦力fx=以mF …1分 解得小球与圆盘间动摩擦因数的最小值为以m= 2m(g+0R) … F 2分 (2)①质量为2m的小钢球与质量为2m的玩具熊发生弹性正碰，有2m×3=2w1十2w2 由于是弹性碰撞，机械能守恒，即2×2m(3,)°- _x2mvi+2 1 X2mvw号 可解得碰后玩具熊的速度为v2=300………4分 当细线第一次到达水平状态的过程中，玩具熊与环的运动满足水平方向动量守恒， 即2m02=03十2m04……1分 等式两边乘时间t,整理后有60ol=03t十21t=x3十2x4…1分 其中小环运动的水平位移x3=x 玩具熊运动的水平位移x4=x十L 所以运动时间1=3x十2L …1分 600 ②当细线第一次到达水平状态的过程中，玩具熊与环的运动满足水平方向动量守恒， 即2mv2=mo3十2m04,又v3=v4 …1分 由玩具熊与环的系统机械能守恒有： 2×2nu2=2m,+7×2m(@,2+u,2)+2ngL…1分 设这个运动过程中杆对小环的冲量大小为I,对玩具熊与环竖直方向动量定理得： I-3mgt=2m0y……2分 联立解得I=mg3r+21+2m√3u,-2g …1分 200 2027届湘潭市高三第一次模拟考试参考答案与评分标准（物理）第6页（共6页）