湖南省长沙市2027届高三上学期物理零模模拟自主练习物理试卷1

**基本信息** 以μ氢原子跃迁、天舟九号对接等科技情境为载体，覆盖原子物理、天体运动等核心知识，通过实验探究与综合计算考查科学思维与物理观念。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题43分|原子物理（第1题）、天体运动（第2题）、电磁学（第6题）等|结合2025年天舟九号对接考查开普勒定律，体现科技前沿情境| |非选择题|5题57分|实验（验证加速度与质量关系）、气体定律（第13题）、电磁场综合（第15题）|第14题以火箭发射动压分析为背景，融合运动学与功能关系，考查科学推理与模型建构|

湖南省长沙市 2027届高三上学期物理零模模拟自主练习物理试卷1【含答案word版】 学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上． 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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．写在本试卷上无效． 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 第一部分（选择题 共43分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 一、单选题（本大题共7小题，共28分） 1．[4分]μ氢原子的跃迁理论与氢原子跃迁理论类似,如图所示为μ氢原子的能级示意图。一群处于n=4能级的μ氢原子向低能级跃迁,则产生的波长最短的光子的能量为 A．2 371.5 eV B．1 897.2 eV C．123 eV D．474.3 eV 2．[4分]2025年7月15日，天舟九号货运飞船成功对接空间站天和核心舱，交会对接的示意图如图所示，飞船首先进入预定圆轨道I，之后经椭圆轨道II与在圆轨道III运行的空间站在点完成交会对接，对接后空间站仍在圆轨道III运行。已知轨道I、III的半径分别为、，轨道I、II相切于点，轨道II、III相切于点。下列说法正确的是（　　） A．飞船在轨道I上的周期小于在轨道II上的周期 B．飞船在轨道I上的机械能大于在轨道II上的机械能 C．飞船与空间站完成对接后，空间站的运行加速度变小 D．飞船在轨道II上运行时，在、两点的速度之比为 3．[4分]如图所示，是一个用折射率的透明介质做成的棱镜，其截面为等腰直角三角形。现有一束光从图示位置垂直入射到棱镜的面上，则该光束 （　　） A．能从面射出 B．能从面射出 C．进入棱镜后速度不变 D．进入棱镜后波长变长 4．[4分]一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是（　　） A．加速度的大小增大，动能、电势能都增加 B．加速度的大小减小，动能、电势能都减少 C．加速度增大，动能增加，电势能减少 D．加速度增大，动能减少，电势能增加 5．[4分]滑索是一项体育游乐项目。如图所示，游客从起点利用自然落差加速向下滑行，越过钢索的最低点减速滑至终点。滑轮与钢索间的摩擦不可忽略，不考虑空气对人的作用力。下列四幅图中，两条虚线分别表示与钢索垂直方向和竖直方向，能正确表示游客加速下滑或减速上滑的是（　　） A．加速下滑 B．加速下滑 C．减速上滑 D．减速上滑 6．[4分]如图甲所示，高压输电线上有a、b、c三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I。a′、b′、c′为同一竖直面上与导线a、b、c相交的三个点，连接三点构成等腰直角三角形（a′b′ = b′c′），O为连线a′c′的中点。顺着电流方向观察得到如图乙所示的截面图。已知单独一根通电导线a在O处产生的磁感应强度大小为B，不计地磁场的影响，则下列说法正确的是（　　） A．O点的磁感应强度大小为3B B．O点的磁感应强度方向是从O指向c′ C．导线a、c在b导线位置产生的磁感应强度大小为 D．导线b受到的安培力方向竖直向上 7．[4分]一列简谐横波沿x轴正方向传播。时的波形如图所示，平衡位置在处的质点M在时位移第一次为5cm，下列说法正确的是（　　） A．简谐横波的周期为24s B．波速大小为2.5m/s C．时，M点沿y轴负方向运动 D．时，M点运动到处 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，有多项是符合题目要求。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．[5分]甲、乙两车在一条路上沿同一方向做直线运动，初始时刻乙车在甲车前，且间距为，如图1所示，图2为甲车的v2-x图像，图3为乙车的图像，已知两车的运动互不影响，则（　　） A．甲车运动24m时，与乙车第一次相遇 B．甲、乙两车能相遇两次，且甲车已经停止运动后，与乙车第二次相遇 C．从第一次相遇到第二次相遇甲车的位移为21.12m D．甲、乙两车能相遇两次，第二次相遇时乙车共运行的位移为25.92m 9．[5分]如图甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为和的物块、用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为 ，当用水平力作用于上，且两物块以相同加速度向右做匀加速直线运动时，弹簧的伸长量为；如图乙所示，当用同样大小的恒力沿着倾角为 的光滑斜面方向作用于上且两物块以相同加速度沿斜面向上做匀加速直线运动时，弹簧的伸长量为，下列说法中正确的是（ ） 甲 乙 A．若，有 B．若，有 C．若 ，有 D．若 ，有 10．[5分]如图所示，一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场，之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（　　） A．偏转电场对二价氦粒子做功最多 B．三种粒子打到屏上时的速度一样大 C．三种粒子运动到屏上所用时间相同 D．三种粒子打到屏上的同一位置 第二部分（非选择题 共57分） 3、 非选择题：本大题共5题，共57分。 11．[9分]某同学用图示的装置来验证加速度和质量成反比，在自制的双层架子上固定平板玻璃，架子放在水平桌面上，连接小车的细绳跨过定滑轮与小桶相连，实验步骤如下： ①在两个小桶中装入适量细砂，并使两桶质量（含沙子）相同 ②两车紧靠架子左边的挡板，在乙车上放一个砝码，同时释放两车，当车运动一段时间后，用手机对整个装置进行拍照，在照片上，通过装置上的刻度尺，测出甲、乙两车运动的距离x1，x2， ③在乙车上逐渐增加砝码个数，重复步骤② （1）本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车的质量成 ，来验证合外力一定时加速度与质量成反比； （2）实验前，该同学将装置的左端适当垫高了一些，目的是 ，实验过程中 车（填“甲”或“乙”）受到的拉力更接近沙桶（含沙子）的重力 （3）若该同学以为横坐标，以乙车（含砝码）的质量m为纵坐标，作出的图线是直线，该直线的斜率为 的质量（填“甲车”、“乙车”（含砝码）或“沙桶”（含沙子）） 12．[9分]学习小组想较准确地测量一节干电池的电动势和内阻。 （1）先利用图甲所示的电路测量电流表的内阻，闭合开关，若滑动变阻器的滑片移到中间附近时，电流表的指针接近满偏，但电流表的指针偏转过小。经过调节后两个电流表的指针都接近满偏。下列调节恰当的是_______（填标号）。 A．减小电阻箱的阻值，滑动变阻器的滑片向右移 B．减小电阻箱的阻值，滑动变阻器的滑片向左移 C．增加电阻箱的阻值，滑动变阻器的滑片向右移 D．增加电阻箱的阻值，滑动变阻器的滑片向左移 （2）调节完成后，电流表的读数为，的读数为，此时电阻箱的阻值为，则电流表的内阻 。（用、和表示） （3）利用图乙所示的电路测量电池的电动势和内阻。前述步骤测得电流表的内阻，与电流表并联的定值电阻。当电阻箱的阻值为时，电流表的读数为，改变电阻箱的阻值，得到多组数据。作出图像为一条直线，如图丙所示。则待测电源的电动势 ，内阻 。（结果均保留两位有效数字） 13．[12分]家用储水式压力罐常被用于二次供水，其简要结构如图所示。压力罐的总容积为360L，初始时罐内无水，水龙头处于关闭状态，水管容积可忽略不计，罐内气体压强为。接通电源，第一次启动水泵给罐补水，当罐内压强增大到时水泵自动断开电源，停止补水。罐内气体可视为理想气体，压力罐密闭性、导热性能良好，环境温度不变，已知10m高水柱产生的压强为，水龙头到压力罐底的高度为，当水龙头不出水时，压力罐中剩余水深，再次启动水泵补水。求： (1)水泵第一次工作注入水的体积； (2)水泵工作一次可给用户输送水的体积。 14．[12分]我国于2026年2月11日在文昌航天发射场，实施了长征十号运载火箭系统低空飞行演示与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸实验，实现了载人飞船的成功分离与火箭一级箭体海上安全溅落，向载人登月迈出了关键的一步。已知重力加速度为g，忽略火箭发射过程中g的变化。 （1）一级箭体分离后经过气动减速和发动机反推减速等一系列减速过程，最终缓慢竖直落到海面。为了研究的方便，将一级箭体下落过程简化为先由静止自由下落h1，然后减速下落h2，最终在接近海面处速度减为0。已知一级箭体的质量为M，求箭体下落过程中空气阻力和发动机反推力对箭体做的总功W。 （2）火箭发射过程中的动压（记为q），是在火箭高速穿越大气层时，迎面气流对箭体单位面积产生的动态冲击力的大小，是考验火箭结构强度与飞行安全性能的核心气动参数，其表达式为，其中为空气的密度，v为火箭相对空气的速度。假设火箭从静止开始以平均加速度a竖直发射，地表空气密度为，随着火箭升空，单位高度空气密度减少。 a.根据动压的表达式，推导火箭发射过程中动压q随高度h的变化规律，并在图2中定性画出图像。 b.在火箭发射过程中动压越大越危险。若在最危险的时刻进行载人飞船分离，处于火箭前端的载人飞船系统需获得至少8g的竖直加速度。设载人飞船系统横截面直径为d，质量为m，请估算为使载人飞船系统在最危险的时刻安全分离，需要给它提供至少多大的推力F。 15．[15分]如图所示，坐标原点O处有一点状的放射源，它能向xOy平面内的x轴上方各个方向发射质量为m、电荷量为q的a粒子，a粒子的速度大小均为v0．在0＜y＜d的区域内存在有指向y轴正方向的匀强电场，场强大小为E＝：在y＞d的区域内存在有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝．ab为一块平行于x轴的面积很大的平面感光板．现发现沿x轴正方向进入电场的粒子恰好无法打到ab板上．若不考虑a粒子的重力，求： （1）a粒子刚进入磁场时的速度大小； （2）ab板与y轴交点的坐标 （3）将ab板沿y轴平移，所有粒子均能打到板上时ab与y轴交点的坐标． 参考答案 1．【答案】A 【解析】基础考点: 玻尔理论 从n=4能级跃迁到n=1能级释放出的光子能量最大,波长最短,该光子的能量为ε=-158.1 eV-(-2 529.6 eV)=2 371.5 eV,A正确。 2．【答案】A 【详解】由开普勒第三定律可得，轨道I半径小于轨道II的半长轴，故飞船在轨道I上的周期小于在轨道II上的周期，故A正确；飞船从轨道I变轨到轨道II需加速，机械能增大，故B错误；对接后空间站质量增大但轨道不变，根据，可得加速度不变，故C错误；由开普勒第二定律可得，得 ，故D错误。 3．【答案】B 【详解】因，故光从介质射入空气时的临界角 。由题知光从面射向空气时入射角为 ，将在面上发生全反射，垂直面射出，故错误，正确。光从空气射入介质时，频率不变而速度变小，由 可知，波长变短，故、错误。 4．【答案】C 【详解】 电荷在A点电场线比B点疏，所以A点的电场力小于B点的电场力，则A点的加速度小于B点的加速度；由曲线运动的合外力特点可知，从A到B，电场力大致斜向上，电场力与速度方向的夹角为锐角，则电场力做正功，根据动能定理，动能增加；电场力做正功，电势能减小。故C正确，ABD错误。 故选C。 5．【答案】A 【详解】A．对游客和滑轮受力分析，如图所示 设钢索与水平方向的夹角为θ，绳与钢索垂直方向的夹角为α，根据牛顿第二定律有，对游客，有，对整体，有，由此可知，游客的加速度与和滑轮和游客的整体的加速度可能相同，A正确； B．对游客和滑轮受力分析，如图所示 根据牛顿第二定律有，对游客，有，对整体，有，由此可知，游客的加速度大于整体的加速度，B错误； C．对游客和滑轮受力分析，如图所示 根据牛顿第二定律有，对游客，有，对整体，有，由此可知，整体的加速度大于游客的加速度，C错误； D．对游客和滑轮受力分析，如图所示 根据牛顿第二定律有，对游客，有，对整体，有，根据受力分析可知，整体的加速度大于游客的加速度，D错误。选A。 6．【答案】B 【详解】AB．由题意可知，通电导线a、b、c在O处产生的磁感应强度大小均为B，方向分别为竖直向上、水平向左、竖直向下，如图所示，根据磁场强度的叠加原理可知，O点的磁感应强度大小为B，方向从O指向c′，A错误，B正确； C．导线a、c在b导线位置产生的磁感应强度如图所示 导线b处的合磁感应强度水平向右，设，则，因，则 处的合磁感应强度的大小为故C错误； D．根据左手定则可知导线b受到的安培力方向竖直向下，D错误。故选B。 7．【答案】A 【详解】波沿x轴正方向传播，根据图像可知此时质点M正处于平衡位置向上振动，可写出M点的振动方程为，代入数据时，解得，故A正确，C错误；根据图像可知波长为，所以波速，故B错误；波上的质点只在其平衡位置附近振动，不会沿着波的传播方向移动，故D错误。 【易错点】机械波传播时质点只在平衡位置附近往复振动，质点不会随波迁移；可结合振动方程分析质点到达某一位移对应的时刻。 8．【答案】AC 【详解】对图2，根据，整理得，结合图2可知，解得，对图3，根据，整理得，根据图3可知，，，解得，若甲乙相遇则有，代入题中数据，解得，甲车做匀加速运动的时间，说明在甲车匀加速的末态两车相遇，即甲车运动24m时，与乙车第一次相遇，故A正确；时，乙车的速度为，可知两车相遇后，甲车在前方减速运动，乙车在后方加速运动，两车一定能再次相遇，假设在甲车停止运动前两车相遇，设经过时间，两车再次相遇，有，解得，图2可知减速过程甲的加速度大小，则甲车匀减速到停止需要的时间为，由于，则假设成立，在甲车停止之前两车相遇。从第一次相遇到第二次相遇甲车的位移为，故B错误，C正确；甲、乙两车第二次相遇的时刻，第二次相遇时乙车共运行的位移为，故D错误。 9．【答案】BD 【详解】两物块在水平面上做匀加速直线运动时，对、整体有，对有，联立可得；两物块在光滑斜面上做匀加速直线运动时，对、整体有，对有，联立可得，则总有，、错误，、正确. 10．【答案】AD 【详解】根据题意，设加速电场的极板间距离为，偏转电场的极板长为，偏转电场右端到屏的水平距离为，粒子的带电量为，质量为，粒子在加速电场中加速，由动能定理有，解得，根据运动学公式可得，粒子在加速电场中的运动时间为，粒子进入偏转电场后，做类平抛运动，水平方向有，解得粒子在偏转电场中的运动时间为，竖直方向上，由牛顿第二定律有，可得，根据运动学公式可得，粒子离开偏转电场时，竖直分速度为，由运动学公式可得，竖直位移为，粒子离开偏转电场后，做匀速直线运动，水平方向上有，可得运动时间为，竖直方向上的位移为。 A．根据做功公式可得，偏转电场对粒子做功为，可知粒子带电量越多，偏转电场做功越多，即偏转电场对二价氦离子做功最多，故A正确； B．根据上述分析可知，粒子打在屏上的速度大小为，由于三种粒子的比荷不相等，则三种粒子打到屏上时的速度不一样大，故B错误； C．根据上述分析可得，粒子运动到屏上所用时间为，由于三种粒子的比荷不相等，三种粒子运动到屏上所用时间不相同，故C错误； D．根据上述分析可得，粒子运动到屏上向下运动的位移为，可知粒子运动到屏上向下运动的位移与粒子的比荷无关，则三种粒子打到屏上的同一位置，故D正确。 11．【答案】 反比 平衡摩擦力 乙 甲车 【详解】（1）[1]由牛顿第二定律： ，小车受到拉力相同时，加速度与质量成反比，而位移与加速度成正比； （2）[2][3]将装置的左端适当垫高了一些，目的是平衡摩擦力；由于乙车增加了砝码，故车的质量比沙的质量要大很多； （3）[4]由于小车发生的位移与小车的质量成反比，可知 故斜率为甲车质量。 12．【答案】（1）B；（2）；（3）1.5V；1.5 【详解】（1）在保证电流表的电流基本不变的情况下，增加电流表的电流，需要电阻箱分担更多的电流，所以需减小电阻箱的阻值。若只减小电阻箱的阻值，并联电阻减小，分压减小，电流表的示数减小，这时需减小滑动变阻器的阻值，可让电流表的读数再次接近满偏，电流表的读数也会增加。若调节合适，两个电流表的指针都接近满偏。 （2）通过电阻箱的电流为，电阻箱两端的电压为，电流表的电压等于电阻箱两端的电压。由欧姆定律可得，电流表的内阻。 （3）电流表与定值电阻的并联电阻为，通过电池的电流，当电阻箱的阻值为时，由闭合电路欧姆定律可知，两边同时取倒数，可得，即，可得，可知图像为一条直线，直线的斜率，可得，与纵轴的截距，可知。 13．【答案】(1)；(2) 【详解】（1）以罐内的气体为研究对象，在初始状态时，有，，末状态时，有，气体的体积为，由于气体发生等温变化，由玻意耳定律可得，解得，则水泵第一次工作注入水的体积为。 （2）设水龙头不出水时，气体的压强为，体积为，而，对气体，由玻意耳定律可得，联立代入数据解得，则水泵工作一次可给用户输送水的体积为。 14．【答案】（1） （2）a. ，b. 【详解】（1）一级箭体下落过程，根据动能定理有 解得 （2）a．假设火箭做匀加速直线运动，由运动学公式有 空气密度 根据动压表达式有 故定性画出图像如图所示 b．最危险的时刻即动压最大的时刻，根据 可知 为安全分离，载人飞船系统，根据牛顿第二定律有 解得 15．【答案】（1）2v0；（2）（0，2d）（3）（0，）． 【详解】 （I）根据动能定理Eqd＝ 解得：ν1＝2ν0 （2）对于沿x轴正方向射出的粒子进入磁场时速度v与x轴正方向夹角为θ， 若此粒子恰好不能打到ab板上，因此此粒子轨迹必与ab板相切， 洛伦兹力提供向心力 r＝d 可得y＝d+（r+rsin30°）＝2d ab板与y轴交点的坐标为（0，2d） （3）作图可知，沿x轴负方向射出的粒子若能打到ab板上，则所有粒子均能打到板上．其临界情况就是此粒子轨迹恰好与ab板相切． 由图可知此时磁场宽度为d’ d'＝r﹣rsin30°＝d 即当ab板下移到y＝d+d＝d的位置时，ab与y轴交点的坐标为（0，d）恰好所有粒子均能打到板上． 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $