江苏南京市中华中学2027届高三上学期9月期初统测模前模物理试卷

中华中学2027届高三年级期初统测模前模 高三物理 本卷考试时间：75分钟总分：100分 命题人：赵衡审题人：钱嘉伟 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每小题只有一个选项符合题意。 1.如图，将橡皮擦放置在物理课本上，让物理课本以O点所在的左侧边缘为 轴，从与水平面夹角=0°开始缓慢转动过程中，橡皮擦始终相对物理课本静 橡皮擦一 止。则该过程中，橡皮擦对物理课本的作用力() 物理课本 n A.先减小后增大B.先增大后减小 C.减小 D.不变 2.根据你所学的知识，判断下列说法正确的是() 点计时器 验电器 光子 光子 M 碰撞前 Q碰撞后 甲 丙 丁 A.甲图中，电磁打点计时器的工作电压为220V B.乙图中，利用油膜法测量分子直径，计算油膜面积时，需舍去所有不足一格的方格 C.丙图中，用紫外线灯照射连接验电器带负电的锌板，验电器指针张角会变小后变大 D.研究石墨对X射线的散射时，散射后的X射线波长变长，动量变大 3.如图甲所示，利用注射器与气体压强传感器探究理想气体的等 温变化规律，记录柱塞在不同位置时注射器的示数（视为气体体积 )和封闭气体的压强卫，并作出体积随压强倒数变化关系图像如 图乙所示。关于该实验，下列说法中正确的是() A.图线不过坐标原点，是因为注射器中的气体有泄漏 B.推动注射器时，手不能握住注射器 C.图线向下弯曲，可能是随着体积增大封闭气体的温度升高了 D.在柱塞上涂润滑油，主要目的是减小柱塞与筒壁间的摩擦力 4,如图所示，一质点做匀加速直线运动先后经过A、B、C三点，己 知从A到B和从B到C速度的增加量△v均为6m/s,AB间的距离x1= 3m,BC间的距离x2=13m,则该质点的加速度大小为(） A.3.6m/s2B.4m/s2C.4.2m/s2D.4.8m/s2 5.如图半径为R的半球形碗固定在绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过半球形碗的球心O的对 称轴OO重合。转台以角速度ω匀速转动，此时碗内有两个相同的小物块A和B分别位于碗壁不同高度 处，随碗一同转动且相对碗壁静止。忽略空气阻力，下列说法正确的是() A.两物块的向心力大小相等 B.两物块所受的摩擦力可能都为零 C.在碗转动半圈的过程中，两物体所受重力的冲量大小相等 D.在碗转动半圈的过程中，两物体所受合力的冲量大小相等 6.如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为的滑 块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为F,用水平的恒定拉力F 作用于滑块，当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为5，滑块速 度为v1,木板速度为v2,下列结论中正确的是() 第1页共4页 A.F做功大小为mv?+Mv好 B.其他条件不变，F越大，滑块到达右端所用时间越长 C.其他条件不变，M越大，s越大D.其他条件不变，F越大，滑块与木板间产生的热量越多 7.如图所示，左侧水平面光滑，右侧水平面粗糙。两相同物块A、B用轻绳连接，在水平恒力F作用 下，均在左侧光滑水平面上做匀加速直线运动时，加速度为a1,轻绳的弹力为Fr1;两物块均滑到右侧 粗糙水平面后，加速度为a2,轻绳的弹力为Fr2,则() A.a>a2,FT1=Fr B.a>a2,FT1>Fr2 BAB C.a>a2,FT1<FT2 D.a=a2,FT1=FT2 8.斜面上，轻质弹簧的一端固定在斜面底端的挡板上，另一端连接Q,初始时，施加外力将P静置于 N点，轻绳恰好伸直但无拉力，现将P由静止释放，不计一切阻力，则P从N点下滑到最低点M的过 程中() A.P的机械能先减小后增大 B.P的机械能一直减小 C.P、Q组成的系统机械能守恒 WWWWww 0 D.经过M点前P与Q的速度大小关系vp<vQ 9.如图甲，在水面下深h处有一个点光源S,它发出的两种不同颜色的a光和b光在水面上形成了一个有 光线射出的圆形区域，该区域的中间为由α、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域 且为a光的颜色（见图乙），以下说法正确的是() a光的单色光区域 A.发生全反射的临界Ca<Cb B.ab光在水中的折射率naP -复色光区域 C.a光的光子能量小于b光的光子能量 D.在同一装置的双缝干涉实验中，a光条纹间距比b光窄 甲 乙 10.在如图所示的四个物体的直线运动图像中，已知四个图像的斜率的数值相同，所有物理量的单位 均为国际制单位，从t=0或x=0时开始计时，经过相同时间，物体的位移最大的是() VA 11.如图所示，两侧带有固定挡板的平板车乙静止在光滑水平地面上，挡板的厚度可忽略不计，车长 为2L,与平板车质量相等的物块甲（可视为质点）由平板车的中点处以初速度o向右运动，已知甲、 乙之间的动摩擦因数为4，重力加速度为8，忽略甲、乙碰撞过程中的能量损失，下列说法正确的是( ) A.甲、乙达到共同速度所需的时间为 g 甲 B.甲、乙共速前，乙的速度一定始终小于甲的速度 C.甲、乙相对滑动的总路程为近 Aug D.如果甲、乙碰撞的次数为n(≠0)，则最终甲距离乙左端的距离可能为哈 -2nl 4ug 二、非选择题：共5题，共56分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出 最后答案的不能得分：有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12.某兴趣小组用如图所示的实验装置来“验证动量守恒定律”。进行如下的操作： ①取两个体积相同的小球A和B; ②将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平； ③在倾斜长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸： ④先让小球A多次从斜槽上的同一位置静止释放； 长木板 ⑤然后把小球B静置于斜槽的末端，再将小球A仍从斜槽上同一位置由 静止释放，与小球B相撞： ⑥多次重复步骤⑤，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点，其中P点为小球A单 独运动的落点。 第2页共4页 (1)为保证小球发生对心碰撞，小明同学用螺旋测微器比较小球直径。如图所 示，小球直径为 mm。 (2)碰撞后小球A的落点是 (选填“M”或“N”): (3)关于对本实验的操作，下列正确的是 10 A.不需测量A、B两小球的质量分别为m1和m2 B.需测量小球从释放至落到斜面的飞行时间t C.需测量释放点到斜槽末端的高度h D.需测量N、P、M到斜槽末端0点的长度L1、L2、L3 (4)若两球碰撞过程中动量守恒，则关系式 成立（用m1、m2、L1、L2、L3表示）： (5)小明认为如果两个小球的碰撞是弹性碰撞，则不需要测量A、B两小球的质量也能验证动量守恒定 律。你是否同意他的观点？若不同意请说明理由，若同意请写出不含质量的动量守恒定律的表达式。 13.2020年诺贝尔物理学奖授予黑洞的理论研究和天文观测的三位科学家。他们发现某明亮恒星绕银 河系中心O处的黑洞做圆周运动，利用多普勒效应测得该恒星做圆周运动的速度为，用三角视差法测 得地球到银河系中心的距离为L,明亮恒星的运动轨迹对地球的最大张角为2，如图所示。已知万有 引力常量为G。求： 恒星 (1)恒星绕银河系中心黑洞运动的周期T; (2)银河系中心黑洞的质量M。 120 14.如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在固定汽缸中，活塞能无摩擦地滑动，活塞的面积为S, 与汽缸底部相距L,汽缸和活塞导热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为和T。。 现对活塞施加一水平拉力，使活塞缓慢向右移动距离L后停止，整个过程中水平拉力做功为W,外界 大气压和温度不变，求： 一L-L (1)最终活塞所受水平拉力大小F: (2)该过程中，缸内气体吸收的热量Q。 第3页共4页 15.如图所示，质量M=3.0kg的滑块内有圆弧管道，管道处于竖直面内，由两个半径R=0.4m的圆 弧形细管组成，P为两圆弧连接处。质量=1.0kg的小球沿水平面从左侧以某一初速度进入管道内， 已知管道直径远小于圆弧半径，不计一切摩擦，g=10m/s2。 (1)锁定滑块，若小球恰能穿过管道，求小球的初速度大小v1: (2)解除锁定，小球以初速度2=4.0m/s进入管道后运动至P点，求此过程中滑块对小球做的功W。 16.如图所示，一轻支架由水平段OW和竖直段OO'组成。轻弹簧一端固定于O点，另一端与套在水 平杆0N上的A球相连，一根长为L=10cm的轻绳连接A、B两球A球质量ma=1kg,B球质量mg=4kg, A球与水平杆的动摩擦因数u=0.36,弹簧原长l=20cm,劲度系数k=450N/m。初始时使A球尽量 压缩弹簧并恰好处于静止状态。现使系统绕OO'轴缓慢转动起来，转动过程中保持A、B两球始终与 OO'在同一竖直平面内。当系统以某角速度稳定转动时，细绳与竖直方向成37°角，此时弹簧的弹力 大小恰好与初始时相同。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。s37°=0.6，cos37°=0.837， g=10m/2,求： (1)初始时弹簧的形变量： (2)细绳与竖直方向成37°角时，系统转动的角速度： (3)整个过程中产生的摩擦热和驱动力对系统所做的功。 OB 第4页共4页 中华中学2027届高三年级期初统测模前模物理详解 1.【答案】D【详解】课本缓慢逆时针转动过程中，橡皮擦始终保持平衡状态，所受合力始终为零， 即橡皮擦所受重力与课本对橡皮擦的作用力始终等大、反向，即课本对橡皮擦的作用力不变，根据牛 顿第三定律可得，橡皮擦对物理课本的作用力不变。 2.【答案】C【详解】A.电磁打点计时器使用低压交流电源，A错误。 B.计算油膜面积时，不足半格方格舍去，超过半格算一格，B错误。 C.紫外线照射锌板发生光电效应，锌板逸出光电子。初始验电器带负电，负电荷先减少，指针张角变 小：负电荷耗尽后锌板带正电，正电荷累积使张角再次变大，C正确。 D.康普顿散射中散射X射线波长变长，由p得光子动量变小，D错误。 3.【答案】B【详解】A.图线不过原点，是因为注射器与压强传感器连接处存在额外的气体体积， 这部分体积未被计入注射器的读数，不是气体泄漏导致的 B.本实验要求气体做等温变化，如果用手握住注射器会改变封闭气体的温度，不满足实验条件」 C.由理想气体状态方程兴=C,得V=CT若实验过程温度降低，V-图线的斜率逐渐减小，图线 会向下弯曲，C错误： D.柱塞涂润滑油的主要目的是密封，防止气体泄漏，保证封闭气体质量不变，不是为了减小摩擦力， D错误主要目的是密封。 4.【答案】A【详解】因为从A到B和从B到C速度的增加量4v均为6m/s,可知从A到B的时间和 从B到C的时间相等，有4v=aT=6m/s,4x=x2-x1=aT2=10m,联立可得T=s,a= 3.6m/s2 5.【答案】C【详解】A.两物块做匀速圆周运动，角速度相等，运动半径不相等，根据F=mωr可 知两物块向心力不相等，故A错误： B.物块A的摩擦力恰好为零时，重力和支持力提供向心力，则有mw2r4=mg tan0a,变化可得w2= 二Rsn=R同理可得物块B的摩擦力恰好为零时有w2=Rag因为9a与9g不相等， gtanengtanA g 9 TA 所以以上两式无法同时成立，则两物块所受的摩擦力不可能都为零，故B错误： C.在碗转动半圈的过程中，重力不变，则两物体所受重力的冲量都为g,故C正确： D.在碗转动半圈的过程中，由合力提供向心力，两物体圆周运动线速度大小不同，则根据Ft=mv2一 mv1,可知两物体所受合力的冲量大小不相等，故D错误。 6.【答案】D【详解】A.由功能关系可知拉力F做功除了增加两物体的动能外，还有系统摩擦产生了 热量，故A错误： B.由于滑块和木板都是做初速度为零的匀加速运动，木板的加速度由滑块对它的摩擦力提供，在其它 条件不变的情况下增大F,木板受到的摩擦力大小不变，因此木板的运动情况不变，滑块和木板的相对 位移还是L,但增大F后滑块的加速度增大，离开木板的时间就越短，故B错误： C.由于木板受到的摩擦力大小不变，因此当M越大时木板的加速度越小，而滑块的加速度不变，相 对位移仍是L,滑块在木板上的运动时间越短，所以木板运动的位移越小，故C错误： D.系统产生的热量等于摩擦力和相对位移的乘积，相对位移不变化，因此摩擦力F越大，产生的热量 越多，故D正确。 7.【答案】A【详解】当水平面光滑时，根据牛顿第二定律，对整体有F=2ma1,对B有F1=ma1联 立解得a一品，：-号当水平面粗糙时，根据牛顿第二定律，对整体有F-2mg=2ma2,对B有 R2-mg=ma联立解得a,=品-g,F2=5所以a,>a,F:=R2 8.【答案】B【详解】AB.P下滑过程中，除了重力对P做功外，轻绳的拉力对P一直做负功，P的机 械能一直减小 C.由于弹簧弹力对Q做功，所以P、Q组成的系统机械能不守恒，故C错误： D.设轻绳与杆的夹角为0，则P沿绳方向的分速度等于Q的速度，即Vp COS日=vQ,所以除了N点和 试卷第1页，共3页 M点外，P与Q的速度大小关系为vp>vQ,故D错误。 9.【答案】C【详解】在水面上被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C,α 光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，可知a光的临界角较大，根据smC=是水对a光的折射率比b 光小，则在真空中，Q光的频率较小，波长较长，根据p=可知a光子的动量较小，能量小。 在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，根据4x=三入，因为a光波长长，则a光条纹间距比b光宽， l0.【答案】B【详解】根据v=vo+at可知v-t图像斜率等加速度； 根据x=vot+三at2可得=vo+三at可知-t图像斜率等于倍的加速度； 根据v2-?=2ax可得v2=2ax+v子可知v2-t图像斜率等于二分之一倍加速度； 四个物体运动的初速度都相同，A图像中物体的加速度等于斜率k,B图像中物体的加速度大小为2k, C图像中物体的加速度为，D图像中物体做减速运动。所以B图像中物体的加速度最大，根据x=ot+ at2可知相同时间内物体的位移最大。 11.【答案】C【详解】AB.设甲、乙质量均为m,碰前瞬间甲的速度为v1,乙的速度为v2,碰后瞬间 甲的速度为v1,乙的速度为v2,由动量守恒定律和机械能守恒定律有mv1十mv2=mvi+mv2 2m好+mv吃=m+mv2解得v1=v2v2=,即甲、乙发生碰撞时速度互换，设甲、乙 最终的共同速度为加3，则m。=2m,得，-兰则达到共速所需的时间为t=。碰撞使得两者 速度互换，即甲、乙共速前，乙的速度不一定小于甲的速度，故A错误，B错误： C.从开始到相对静止过程中，甲、乙相对滑动的总路程为5，根据动能定理可得 umgs=×2m×学2-mg2解得s=需放c正确： D.甲、乙碰撞的次数为n,最终相对静止时甲距离乙左端的距离为so,若第n次碰撞发生在平板车的 左挡板，则有L十201-1)+=s0a=246)为解得5。-需+L-2L0n=246若第n次碰 撞发生在平板车的右挡板，则有L+2L(n-1)+2L-so=s(n=1,3,5…),解得so=2nL+L- 需m-135)小即最终甲距离乙左端的距离不可能为高。-2m。放D错误。 12.【答案】(1)15.375/15.376/15.377(2)N(3)D(4)要验证的关系是m1vo=m11+m2v2, 由于小球做平抛运动，则由an0=,y=gt2,x=vt,Lcos0=vt,可得u= gLcose 2tan日cxVT,可 知表达式可变形为m1yL2=m1VL1+m2VL3(5)同意，√L2+√L=√L3 13.【答案】)T=sin0；(2)M=是in0 【详解】（①设恒星绕黑洞做圆周运动的半径为r,则有，=Lsn0,T=罗，解得T=兴sn0 (②恒星受到黑洞对它的万有引力提供向心力，设恒星的质量为m,有，="二，解得M=普告sm0 r2 14【答案】)F-P:(2)Q=pL-w 【详解】(1)根据玻意耳定律可知poLS=卫·2LS,解得p1=P0 对活塞受力分析可知p,S+F=poS,解得F=)PS (3)根据热力学第一定律，气体温度不变，则内能不变，即4U=0 气体对外做功W=W-poSL,则根据△U=-W+poSL+Q 由于外界气体对活塞做功大于内部气体对活塞做功，则可知气体吸热Q=PSL一W 15.【答案】(1)v1=4.0m/s:(2)-1.5/: 【详解】(1)若小球恰能穿过管道，小球在圆弧管道最高点速度为零，则mv子=mg·2R 解得v1=4.0m/s 试卷第2页，共3页 (2)小球运动到P点时，小球的水平分速度与管道的速度相同，水平方向，由动量守恒定律：v2= (M+m)v 管道的速度v'=1m/s 由能量守恒定律m竖-mw染-Mo')2=mgR 解得小球的速度v球=V5m/s 对小球，由动能定理：W-mgR=mv续-m吃 解得滑块对小球做功W=-1.5) 16.【答案】(1)4cm;(2)5rad/s;(3)7.46J 【详解】(I)初始时弹簧处于压缩状态，A球恰好处于静止状态，则k△1=u(m+m)g 解得△l=0.04m (2)当系统以某角速度稳定转动，弹簧的弹力大小与初始时相同时，弹簧处于拉伸状态，拉伸量与初 始状态的压缩量相等，对B球有gtan37°=m.org,B=+△1+Lsin37° 解得w=5rad/s 3因摩擦产生的内能，0=umA+ms)g·4L,解得Q=1.44J 根据能量守恒，整个过程中驱动力对系统所做的功等于A、B球的动能增加，B球的重力势能增加，A球 与水平楼杆间摩家产生的内能，则有W=2心+叫+m8亿-10s37）+(m,+m)82N 2 其中Va=0,Ta=1+△1，g=B,解得W=7.46J 试卷第3页，共3页