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2

**基本信息** 湖南省长沙市2027届高三物理零模卷，以硼中子俘获疗法、神舟二十二号等真实科技情境为载体，通过6单选、4多选及5综合题（含实验与计算），考查物理观念与科学思维，适配高三模拟预测需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6/24|核反应方程、机械波传播、电场力做功|结合前沿医疗技术，强化守恒观念与模型分析| |多选题|4/20|光学折射、板块模型、远距离输电|以白鹤滩水电站为背景，体现科学态度与社会责任| |非选择题|5/56|电动势测量、电磁感应综合、碰撞问题|实验题注重科学探究，综合题考查复杂过程推理与能量分析|

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2【含答案word版】 试卷副标题 学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题（本大题共6小题，共24分） 1．[4分]硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一BnXY是该疗法中一种核反应的方程,其中X、Y代表两种不同的原子核,则 (　　) A．a=7,b=1 B．a=7,b=2 C．a=6,b=1 D．a=6,b=2 2．[4分]在某均匀介质中有一沿x轴方向传播的简谐横波，t=2s时其波形图如图甲所示。图乙为x=2cm处的质点振动图像。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　） A．波速为1cm/s B．沿x轴正方向传播 C．传到另一种均匀介质时，周期发生变化 D．遇到尺寸为10cm的障碍物，不能发生衍射 3．[4分]如图所示，半径为R、圆心在O点的绝缘光滑圆环固定在竖直面内，环上套着一个质量为m的带正电小球，两个等量异种点电荷分别固定在圆环平面内过O点的水平虚线上E、F两点，且EO=FO>R。小球以初速度v0从A点开始沿逆时针方向运动，不考虑小球的运动对两个点电荷形成的电场的影响，小球可视为质点，重力加速度大小为g。下列判断正确的（　　） A．在A、C两点，小球所受电场力不同 B．从A经B到C点，小球的电势能先减小后增大 C．从B经C到D点，电场力对小球先做正功后做负功 D．在C点，小球对圆环的作用力大小为 4．[4分]北京时间2025年11月25日，神舟二十二号飞船满载物资，成功与空间站对接．我国空间站的轨道距离地面高度为，绕地球一周的周期为．已知引力常量为，以下分析中正确的是（ ） A．由上述物理量可以估算地球质量 B．由上述物理量可以估算地球密度 C．空间站的运行速度小于地球第一宇宙速度 D．空间站的向心加速度大于地球表面的重力加速度 5．[4分]如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，则下列说法正确的是（　　） A．匀强电场的场强大小为 B．匀强电场的场强大小为 C．电荷量为的正点电荷从E点移到F点，电场力做功为 D．电荷量为的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减小 6．[4分]如图所示，竖直平面内半径为R的圆形区域内有垂直于圆面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，P、Q为圆形区域竖直直径的两个端点，M、N为圆形区域水平直径的两个端点。质最均为m、电荷量均为q的大量带正电的粒子，以相同的速率从P点向圆面内的各个方向射入磁场区域。粒子的重力和粒子间的相互作用力均不计，则下列说法正确的是（　　） A．若粒子射入磁场的速率为，则粒子均沿竖直方向射出磁场 B．若粒子射入磁场的速率为，则粒子最远可以从M点射出磁场 C．若粒子射入磁场的速率为，则粒子在磁场中运动的时间可能为 D．若粒子射入磁场的速率为，则不可能有粒子从N点射出磁场 二、多选题（本大题共4小题，共20分） 7．[5分]柱状光学器件横截面如图所示，OF左侧是以O为圆心，半径为R的圆，右侧是矩形，OB长为R。一细激光束从EB面入射，入射方向与EB面夹角始终为，入射点从E向B移动，当入射点为A时，激光从F点射出。已知光速为c，，不考虑光线在器件内部的多次反射，下列说法正确的是（　　） A．光学器件折射率为 B．入射点为O时，激光在光学器件中传播路程为R C．入射点为O时，激光在光学器件中传播路程为R D．入射点为O时，激光在光学器件中传播时间为 8．[5分]如图所示，一质量为的长木板静止在水平地面上，一质量为的滑块（可视为质点）以的水平速度从长木板最左端滑上木板，同时对长木板施加一个水平向左的恒力，当滑块运动到长木板最右端时恰好与长木板相对静止。滑块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小取，忽略空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则从物块滑上长木板到恰好与长木板相对静止的过程中，下列说法正确的是（） A．当物块运动到长木板的中间位置时，长木板的加速度大小为 B．长木板的长度为 C．该过程中因摩擦产生的总内能为 D．该过程中长木板对物块做的总功为零 9．[5分]如图甲，2022年12月全面建成的白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，总装机容量1600万千瓦，截至2026年3月累计发电量已突破2000亿千瓦时。如图乙为远距离输电线路原理图，输电线的电阻是不可忽略的，水电站输出电压稳定的正弦交流电，经升压至特高压U后向华中、华东地区输电，输电的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为、，为输电线总电阻，为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为、，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A． B． C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为 D．输电线路上损耗的功率为 10．[5分]如图所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,弹簧原长为,质量为的小球（可视为质点）从距弹簧上端高度为的点由静止释放,小球与弹簧接触后立即与弹簧上端粘连,并在竖直方向上振动.一段时间后,小球静止在点,此时弹簧长度为,弹簧的弹性势能为,重力加速度为,弹簧始终在弹性限度内.下列说法正确的是（ ） A．弹簧的劲度系数为 B．小球在运动过程中,小球与弹簧组成的系统机械能守恒 C．小球第一次下落过程中速度最大位置在点 D． 三、非选择题（本大题共5小题，共56分） 11．[8分]（8分）某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻、电阻箱、开关、导线等.按电路图连接电路，将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关，逐次改变电阻箱的阻值，用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流.回答下列问题： 图（a） 图（b） （1）在电路中起________（填“保护”或“分流”）作用. （2）与、、、的关系式为____________________. （3）根据记录数据作出图像，如图（b）所示.已知 ，可得__________________________________（保留三位有效数字），________________________________________ （保留两位有效数字）. （4）电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______（填“有”或“无”）影响. 12．[9分]某同学采用如图所示装置验证动滑轮下方悬挂的物块A与定滑轮下方悬挂的物块B（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调，滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油，以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。A、B质量不相同，重力加速度为g，测得遮光条宽度为d，实验时将B由静止释放。 （1）为完成实验，还需要的器材有______（填正确选项序号）； A．天平 B．刻度尺 C．秒表 （2）为使B下降，A上升，A的质量与B的质量之间的关系应满足________； （3）若测得光电门的中心与遮光条释放点的竖直距离为h，遮光条通过光电门的挡光时间为t，A的质量为，B的质量为，则从释放点下落至遮光条通过光电门中心时的系统动能的增加量________，系统重力势能的减少量________。（用题中所给物理量的字母表示） 13．[12分]一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置。活塞的质量，横截面积，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离，离汽缸口的距离。外界气温为27 ℃，大气压强为，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知，求： （1）此时气体的温度为多少？ （2）在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收的热量，则气体增加的内能多大？ 14．[12分]如图所示，倾角为，间距为的两根足够长的平行金属导轨、固定在绝缘斜面上，上端接有一阻值的定值电阻。整个斜而有垂直斜面向上，磁感应强度的匀强磁场。有一质量，电阻的金属棒，从导轨上某点静止开始下滑。电路中其余电阻不计。不计其他一切阻力的影响。已知金属棒与导轨间动摩擦因数，求：（取） （1）当金属棒沿导轨向下运动的速度时，的加速度大小； （2）金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率； （3）若从金属棒开始下滑至达到最大速度过程中，流经电阻R上的电量为，求此过程中电阻R上产生的焦耳热。 15．[15分]如图所示，长的水平传送带以恒定的速率顺时针转动，右端通过光滑水平轨道与竖直墙壁相连。质量为的小球B与长度为的轻杆相连，轻杆的另一端通过铰链与质量为的小滑块C相连，小滑块C套在光滑的水平杆上，水平杆固定且足够长。初始时轻杆竖直靠墙，小球B刚好处在水平轨道的末端。现将质量为的小滑块A轻放在传送带的左端，小滑块A在轨道的末端与小球B发生弹性正碰，碰后传送带停止转动。已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为，轻杆在运动过程中不会和水平杆相碰。重力加速度的大小，不计空气阻力。求： （1）滑块A运动至水平轨道上的速度大小； （2）滑块A与小球B碰后的瞬间，小球B对轻杆的作用力； （3）轻杆第一次水平时，小球的速度（角的大小可用三角函数表示）。 参考答案 1．【答案】B 【命题点】核反应方程 【详解】根据核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒,有10+1=a+4,5+0=3+b,解得a=7,b=2,B正确。 2．【答案】A 【详解】该波的波长为λ=4cm，周期为T=4s，则波速为，A正确；由图像乙可知，t=2s时x=2cm处的质点沿y轴负方向振动，结合波形图可知，波沿x轴负方向传播，B错误；波的周期由波源决定，与介质无关，则波传到另一种均匀介质时，周期不会发生变化，C错误；波遇到尺寸为10cm的障碍物，也能发生衍射，只是不能发生明显衍射，D错误。 3．【答案】D 【详解】根据等量异种电荷连线中垂线上的电场分布可知，AC两点的场强相同，可知在A、C两点，小球所受电场力相同，A错误；从A经B到C点，电场力对小球先做负功，后做正功，可知小球的电势能先增大后减小，B错误；从B经C到D点，电场力对小球一直做正功，C错误；根据对称性，从A到C的过程中，电场力对小球做功为零，只有重力做功，由动能定理可得，在C点由牛顿第二定律有，由牛顿第三定律可得小球对圆环的作用力大小为，D正确。 4．【答案】C 【详解】由万有引力提供向心力有，得地球质量，其中轨道半径为地球半径，题干未给出，仅凭、、无法计算，A错误；地球密度，由A项知未知，故无法计算密度，B错误；由万有引力提供向心力有，得空间站运行速度，第一宇宙速度，因，故，C正确；由万有引力提供向心力有，空间站向心加速度，不计地球自转影响则地表重力加速度约为，因，故，D错误． 【关键点拨】 宇宙速度与运动轨迹的关系 （1）时，卫星绕地球表面做匀速圆周运动． （2）时，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆． （3）时，卫星绕太阳运动的轨迹为椭圆． （4），卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间． 5．【答案】C 【详解】连接CA和EB，由几何知识可知，结合题意可知为电场线，为等势线，如图所示 电势差，BA间的距离，匀强电场的场强大小为，AB错误；根据上述分析可知，，则将电荷量为的正点电荷从E点移到F点，电场力所做的功，C正确；同理可知，电荷量为的负点电荷从F点移到D点，电场力所做的功，即电荷量为的负点电荷从F点移到D点，电场力做了的正功，结合电场力做功特点可知，电荷的电势能减小，D错误。 6．【答案】B 【详解】由洛伦兹力提供向心力可得，可得，若粒子射入磁场的速率为，则带电粒子在磁场中运动的轨迹半径，根据磁扩散模型可知带电粒子均沿水平方向射出磁场，A错误；若粒子射入磁场的速率为，则带电粒子在磁场中运动的轨迹半径，当粒子在磁场中运动半个周期时，刚好可以从M点射出磁场，B正确；若粒子射入磁场的速率为，则粒子在磁场中运动的轨迹半径，当粒子圆周运动的轨迹以磁场圆直径为弦时，粒子在圆形磁场中的运动时间最长，则粒子的运动轨迹如图a所示 设此轨迹在磁场中的偏转角为，根据几何关系可知，所以，粒子在磁场中运动的最长时间，粒子在磁场中的运动时间不可能为，C错误；若粒子射入磁场的速率为，则粒子在磁场中运动的轨迹半径，当入射速度的方向合适时，是可以确定从N点射出的粒子圆周运动的圆心的，如图b所示 作PN的中垂线，以P或N点为圆心、以3R为半径画圆弧交PN中垂线于O，O点即为能通过N点轨迹的圆心，D错误。 7．【答案】A 【详解】入射点为A时，激光从F点射出，入射方向与EB面夹角始终为，则入射角，根据几何关系，折射角，光学器件折射率为，故A正确入射点为O时，光线先折射再反射，根据几何关系，在光学器件中反射光线恰好经过F点，由题，当入射点为A时，激光从F点射出，可知在光学器件中反射光线从F点射出，激光在光学器件中传播路程，故B错误，C错误；入射点为O时，激光在光学器件中传播时间为，故D错误。 8．【答案】BD 【详解】A．物块在长木板上运行时，由牛顿第二定律可知，对于物块，有，对于长木板，有，解得，，A错误； B．规定水平向左为正方向，共速时，有，解得，所以，长木板的长度为，B正确； C．与间产生的内能，与地面摩擦产生的内能，总内能，C错误； D．物块的位移 物块与长木板相对静止时，物块恰好回到出发点，且速度大小与初速度大小相同，该过程中长木板对物块做的总功为零，D正确。 9．【答案】BD 【详解】设用户端理想变压器原副线圈两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，则，根据理想变压器特点U1I1=U2I2，U1：U2=n1：n2，可得，，对原线圈电路有，由上式可得，A错误，B正确；由，结合，，联立可得，C错误；根据C中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为R’，则R1上消耗功率为，D正确。 10．【答案】AD 【详解】小球停止运动时,受力平衡,根据平衡条件和胡克定律得,,解得,正确；由分析可知小球开始从高处下落,第一次经过点动能不为零,最后在该位置静止,说明运动过程中有阻力作用,故小球与弹簧组成的系统机械能不守恒,错误；由于小球在运动过程中有阻力作用,第一次下落过程中合力为零的位置并不在最后的静止位置,故点不是下落过程中速度最大处,错误；小球从被释放到第一次经过最后的静止位置,根据能量守恒定律有,则,正确. 11．【答案】（1）保护（2分）（2）（2分）（3）均给分（1分）； 均给分（1分）（4）有（2分） 【详解】串联在电路中，起保护作用. （2）由闭合电路欧姆定律得，整理得. （3）根据上述分析，结合题图（b）可知，，，解得， . （4）电流传感器有内阻时，，解得，则，则，故电流传感器的电阻对干电池内阻的测量结果有影响. 12．【答案】（1）AB （2） （3）； 【详解】（1）A．验证机械能守恒定律需要计算系统的动能和重力势能，表达式中均包含质量，因此需要天平测量物块A和B的质量，A正确； B．实验中需要测量遮光条的宽度以及光电门与释放点的竖直距离，因此需要刻度尺，B正确； C．遮光条通过光电门的时间由光电计时器自动测量，不需要秒表，C错误。 （2）由图可知，与动滑轮相连的绳子股数为2，当物块B下降时，物块A上升。要使B下降、A上升，系统重力势能的减少量应大于零，即，解得 （3）遮光条通过光电门时的瞬时速度近似等于平均速度，即，根据动滑轮的运动特点，物块A的速度，系统动能的增加量，代入数据解得。 在此过程中，物块B重力势能减少，物块A重力势能增加，则系统重力势能的减少量。 13．【答案】（1） （2） 【详解】（1）当汽缸水平放置时，，，，当汽缸口向上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析图如图所示，有，则，，由理想气体状态方程得，则； （2）当汽缸口向上，未加热稳定时，由玻意耳定律得，则 加热后，气体做等压变化，外界对气体做功为，根据热力学第一定律，得。 14．【答案】（1） （2） （3） 【详解】（1）对金属棒进行受力分析，沿斜面方向安培力 根据牛顿第二定律有 代入数据得 （2）当金属棒的加速度为零时，速度达到最大，则有 解得 可知当速度最大时，电流最大，则有 根据 可知此时电功率最大，则有 （3）流经电阻的电量，，， 联立得 代入数据求得金属棒下滑的距离 根据能量守恒有 解得 故电阻R上产生的焦耳热 解得 15．【答案】（1） （2）2.25N，方向竖直向下 （3），与水平方向夹角满足 【详解】（1）假设A在传送带上一直做匀加速运动，有， 代入数据得 假设成立，A在水平轨道上的速度大小为 （2）A、B发生弹性正碰，根据动量守恒和机械能守恒有， 联立解得 碰后，对B有 解得 由牛顿第三定律可知，B对轻杆的作用力大小为2.25N，方向竖直向下。 （3）杆由推力变为拉力时，C开始离开墙壁，此时杆的作用力为0，设此时杆与水平方向的夹角为，对B球受力分析，如图所示 有， 解得， 轻杆水平时，C与B的水平分速度相等，设为，C离墙后，C、B组成的系统水平方向动量守恒，有 解得 设杆第一次水平时小球B的竖直速度为，从杆的弹力为零到杆第一次水平时，由动能定理可得 解得 轻杆第一次水平时，小球的速度大小为 与水平方向夹角满足 第 page number 页，共 number of pages 页 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $