湖南省长沙市2027届高三物理一轮复习人教版力学、电磁学综合复习练习试卷【基础卷】

2027届湖南省长沙市高三物理一轮复习人教版力学、电磁学综合复习练习试卷【基础卷】【含答案】 考试范围：高中物理力学、电磁学全部内容 考试时间：75分钟 总分：100分 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） 1、 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。 1．[4分]德国天文学家开普勒用20年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录，发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，并于十七世纪初发表了开普勒行星运动定律。实际上，行星的轨迹与圆十分接近，我们常常将椭圆轨道按周期相同的圆轨道处理，圆轨道半径R是（     ） A．太阳与行星的最远距离 B．行星椭圆轨道长轴的一半 C．行星椭圆轨道短轴的一半 D．行星椭圆轨道长轴与短轴相加的一半 2．[4分]如图所示，物体A、B叠放在物体C上，水平力F作用于A，使A、B、C一起共同匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是（　　） A．A对C有向左的摩擦力 B．C对B有向左的摩擦力 C．物体C受到三个摩擦力作用 D．C对地有向右的摩擦力 3．[4分]如图为海南省某处甲、乙两个单摆在同一竖直面内的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两个单摆的频率之比为 B．甲、乙两个单摆的摆长之比为 C．时，甲、乙摆球运动方向相反 D．若将该装置原封不动移到洛阳市，则单摆做简谐运动的周期变大 4．[4分]2025年11月1日，神舟二十一号飞船绕地球2圈、经3.5小时快速与中国空间站成功交会对接。对接前后的空间站均在同一轨道上运动，该轨道可视为圆轨道，则对接后的空间站（　　） A．速度增大 B．角速度减小 C．周期不变 D．加速度增大 5．[4分]如图所示，真空中、、三点的连线构成一个等腰三角形，为连线的中垂线，为连线中点.两点电荷分别固定在、点，点的电荷量为，点的电荷量为，、两点相距，静电力常量为.现将另一个电荷量为的点电荷放置在连线的中垂线上距点为的点处，此时该点电荷所受的静电力大小为（ ） A． B． C． D． 6．[4分]如图所示，从空中某点分别以初速度v01、v02将两个相同的小球1、2沿水平方向抛出，两个小球分别经时间t1、t2落到水平地面上，落地时速度大小分别为v1、v2，速度与水平地面的夹角分别为60°、30°，落地时重力的功率分别为P1、P2，水平射程分别为x1、x2，空气阻力不计，则下列结论正确的是（     ） A．t1：t2=1： B．x1：x2=1： C．v01：v02=1：3 D．P1：P2=1： 7．[4分]质量为m=1.6kg的小球，从离桌面H=2.0m高的A处由静止下落，桌面离地面B处高度为h=1.0m，如图所示。若以桌面为参考平面（桌面为零势能面），不计空气阻力，小球可视为质点，重力加速度g取10，下列说法正确的是（　　） A．小球在A点的重力势能为48 J B．小球在B点的动能为16J C．小球在B点的机械能为32J D．由A点下落至B点过程中机械能增加了48J 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]我国的北斗系统可提供全球导航服务，在轨工作卫星共33颗，包含5颗地球静止同步轨道卫星，7颗倾斜地球同步轨道卫星和21颗中圆地球轨道卫星。如图所示为北斗系统中的两颗卫星，分别是中圆地球轨道卫星A和地球静止同步轨道卫星B，两卫星的环绕方向均为顺时针。已知地球自转周期为，地球的半径为，卫星A和卫星B到地球表面的距离分别为、，引力常量为，图示时刻两卫星与地心连线之间的夹角为，下列说法正确的是（     ） A．两卫星的运行速度均小于第一宇宙速度 B．地球的质量 C．从图示时刻开始，经过时间两卫星第一次相距最近 D．卫星A围绕地球做圆周运动的周期 9．[5分]如图所示，在相距为r的A、B两点分别固定点电荷QA和QB，C、D、F均为直线AB连线上的点，且C是线段AB的中点，P是线段AB的垂直平分线上的一点，且CF=CP。现将一个带正电的试探电荷q放入电场中，则下列说法中正确的是（　　） A．如果q在C点受电场力为零，则QA和QB一定是等量异种电荷 B．如果q在D点受电场力为零，则QA和QB一定是异种电荷，且电荷量大小QA>QB C．如果q在F点受电场力为零，且在FB段上移动时始终受到向右的电场力，则QA一定是负电荷且电荷量大小QA<QB D．如果QA和QB是等量异种电荷，则P、C、F三点的电场强度大小关系为 10．[5分]图甲表示一列简谐横波在t＝17s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由甲、乙两图中所提供的信息可知，下列说法正确的是（　　） A．该波的波长为1.5m B．该波的振幅为0.1cm C．该波的传播速度为0.5m/s，方向沿x轴正方向 D．质点P在t＝4.25s时沿y轴负方向运动 第二部分（非选择题 共57分） 三、非选择题：本大题共5题，共57分。 11．[8分]某实验小组对一个待测电池的电动势E（约）和内阻r（小于）进行测量，可用的器材有：一个小量程的电压表（量程为），定值电阻，最大阻值为的电阻箱R，开关S，他们设计如图甲的实验电路。 实验方案如下： （1）在电表安全范围内，闭合开关，改变电阻箱阻值R，记录相应电压表读数U，某次测量时R的读数如图乙，该读数为______； （2）处理测量数据获得图像如图丙，结果表明与成线性关系，其斜率为______（保留3位有效数字）； （3）该小组将图甲中的电压表当成理想电压表，结合图丙可得待测电池的电动势______V（保留2位小数）； （4）该小组发现与预期相差较大，通过查阅电压表的使用说明书，得知电压表的内阻，结合图丙计算得______V（保留2位小数），______（保留1位小数）。 12．[9分]生活中处处是物理，不起眼的硬币也可以用来探究许多物理规律，回答下列有关问题： （1）如图所示，桌面上放置一张纸和一枚硬币，硬币静止在纸面上，现用手迅速拉动纸的一边，硬币相对纸滑动，则此过程中（　　） A．拉动速度越大，硬币受到摩擦力越小 B．拉动速度越小，硬币离开纸时的速度越小 C．手用力越大，硬币受到摩擦力越大 D．手用力越小，硬币离开纸时的速度越大 （2）滚筒洗衣机在运行脱水程序时，有一硬币（可视为质点）被单独甩到滚筒的筒壁上，随筒壁一起在竖直平面内做匀速圆周运动。如图中A、C两点分别为滚筒的最高和最低位置，B、D两点分别为与滚筒水平中心轴等高的位置。则下列说法中错误的是（__________） A．硬币在A点所受合力不小于其自身重力 B．硬币在B、D两点的加速度相同 C．从A点运动到B点的过程中，硬币所受合力逐渐增大 D．从B点运动到C点的过程中，硬币所受的合力做正功 （3）在水平面上，将1个硬币，绕另1个静止的硬币转动做匀速圆周运动（忽略阻力不计），通过该实验可知（　　） A．质点绕某点运转的角速度与该质点所在物体的角速度无关 B．某物体相对另一物体的角速度，与其自身转过的角度不一定成正比 C．做匀速圆周运动的物体的线速度大小与其经过的路程无关 D．若外面转动的硬币半径比内部的硬币大，保持角速度不变，则线速度会减小。 （4）小张同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。 测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2（m1>m2）。将硬币a放置在斜面上某一位置，标记此位置为B。由静止释放a，当a停在水平面上某处时，测量a从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币b放置在O处，左侧与O点重合，将a放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量a、b从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。 ①在本实验中，b选用的是__________（选填“一元”或“一角”）硬币； ②碰撞后，b在O点时速度的大小可表示为__________（设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）； ③若a、b发生弹性碰撞，则__________。 13．[12分]某同学用如图所示装置探究向心力大小与线速度的关系，半径为的圆弧体固定在水平桌面上，圆弧面的最低点与桌面边缘对齐，压力传感器固定在圆弧面最低点处，圆弧面最低点与地面的高度差为。小球的半径远小于和。小球质量为，重力加速度为。 （1）将小球在圆弧面上某位置由静止释放，小球通过圆弧面的最低点时，压力传感器的示数为，则小球通过圆弧面最低点时做圆周运动的向心力大小等于____________； （2）若小球从圆弧面最低点抛出到落地的水平位移为，则小球在圆弧面最低点时的速度大小为____________； （3）改变小球在圆弧面上由静止释放的位置并重复实验，记录每次实验小球通过圆弧面最低点时压力传感器的示数及小球做平抛运动的水平位移，作出图像，如果图像是一条倾斜直线，且图像的斜率等于____________，图像纵截距等于____________，则表明质量和轨迹半径一定时，向心力大小与____________（填“线速度”或“线速度的平方”）成正比。 14．[13分]如图所示，光滑圆弧轨道固定在水平地面上，其圆心角，半径，末端切线水平。两个质量均为、长度均为的木板D、E静止在粗糙的水平地面上，D、E之间不粘连，其上表面与端等高且平滑衔接；足够长的水平传送带顺时针匀速转动。现将质量的物块A轻放于传送带的左端，离开传送带后从点沿切线方向进入轨道，并最终滑上木板E。已知物块A与传送带间的动摩擦因数，物块A与木板间的动摩擦因数均为，、两点间竖直高度差；木板D与水平面间的动摩擦因数，木板E下表面光滑。取，，。求： （1）物块A从开始到与传送带共速时，相对地面的位移大小； （2）物块A滑到点时，受到圆弧轨道支持力的大小； （3）物块A在木板D上运动过程中，木板D克服地面摩擦力所做的功。 15．[15分]某科研小组将威尔逊云室置于如图所示的匀强电场和匀强磁场中，用来显示带电粒子的运动径迹，进而研究带电粒子的性质。平面直角坐标系xOy位于竖直平面内，x轴上有M、N、P三点，三点的横坐标满足，。在区域内，存在沿y轴负方向的匀强电场；在区域内，存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一未知粒子从坐标原点O沿与x轴正方向成角射入（速度大小未知），在点以速度垂直于磁场边界射入磁场，并从P点射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子的重力，。 （1）求该粒子的比荷； （2）求匀强电场的电场强度E的大小及N、P两点之间的距离lNP。 （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子的轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于D点（图中未画出）。求粒子由C点运动到D点的时间t，以及D点的纵坐标。 参考答案 1．【答案】B 【详解】根据开普勒第三定律，所有行星轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值为定值，即。若将椭圆轨道等效为周期相同的圆轨道，对圆轨道有，因此等效圆轨道半径等于椭圆的半长轴。 2．【答案】A 【详解】以物体A为研究对象，做匀速运动，由二力平衡可知，C对A有向右的摩擦力，A对C有向左的摩擦力，选项A正确；对物体B，因其所受合外力为零，故B、C间没有摩擦力，选项B错误；选A、B、C整体为研究对象，在F作用下向左匀速运动，所受合外力为零，故知地面对C有向右的摩擦力，C对地面有向左的摩擦力，C受到A、地面给它的两个摩擦力的作用，CD错误。 【关键点拨】叠放物体整体匀速运动合力为零，利用隔离法逐个分析物体受力，匀速运动的物体若没有相对运动趋势，接触面就不存在静摩擦力。 3．【答案】C 【详解】由题图可知甲、乙两个单摆的周期之比为，由可知，甲、乙两个单摆的频率之比为，故A错误；根据单摆周期公式，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为，故B错误；由题图可知时，甲摆球运动方向为正方向，乙摆球运动方向为负方向，故C正确；若将该装置原封不动移到洛阳市，重力加速度变大，由可知，单摆做简谐运动的周期变小，故D错误。 4．【答案】C 【详解】对接后空间站质量增加，但轨道半径不变。根据万有引力提供向心力，则有，解得卫星的速度，由于地球质量和轨道半径不变，对接后空间站的速度大小不变，A错误。同理可得，，，可知对接后空间站的角速度、周期、加速度均不变，BD错误，C正确。 5．【答案】D 【详解】如图所示，由库仑定律有,其中，则点处点电荷受到的静电力大小，方向由指向，根据几何关系有，联立解得，故D正确. 6．【答案】C 【详解】由，得，则 t1：t2=1：1，故A 错误；由，，得 x1：x2=1：3，故B 错误；由 ，，得v01：v02=1：3，故C 正确；由 P=mg·gt 得 P1：P2=1：1，故D 错误。 【关键点拨】平抛运动下落高度决定运动时间；速度偏角反映合速度和水平方向夹角，将落地速度分解为水平、竖直分量进行分析，重力瞬时功率只看竖直分速度。 7．【答案】C 【详解】以桌面为参考平面，小球在 A 点的高度为 H=2.0m，则小球在 A 点的重力势能为 ，A错误；小球从 A 点下落至 B 点的过程中，根据动能定理，有，则小球在 B 点的动能为 ，B错误；小球下落过程中只受重力作用，机械能守恒。小球在 A 点的机械能为，根据机械能守恒定律，小球在 B 点的机械能等于 A 点的机械能，大小为32J ，C正确，D错误。 8．【答案】AD 【详解】第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是绕地球做圆周运动的最大环绕速度。由万有引力提供向心力得 ，两颗卫星的轨道半径都大于地球半径，因此运行速度都小于第一宇宙速度，A正确；地球静止同步卫星B的轨道半径 = 地球半径 + B到地表的距离，即，对B由万有引力提供向心力 ，解得 ，B错误；根据开普勒第三定律 ，同步卫星周期；A的轨道半径，因此 ，代入开普勒第三定律得，解得，B为地球静止同步轨道卫星，根据角速度，得，，两卫星第一次相距最近时，A比B多转的角度为，由， 解得，C错误、D正确。 9．【答案】BD 【详解】依题意，如果q在C点受电场力为零，则C点的合场强为0，根据场强叠加原理结合点电荷场强公式可知，QA和QB一定是等量同种电荷，A错误；如果q在D点受电场力为零，根据场强叠加原理可知QA和QB一定是异种电荷，由点电荷场强公式可知，电荷量大小，B正确；如果q在F点受电场力为零，则F点的合场强为零，q在FB段上移动时始终受到向右的电场力，可知FB段上的合场强水平向右，根据场强叠加原理结合点电荷场强公式可知，QA和QB一定是同种负电荷，且电荷量大小关系为，C错误；如果QA和QB是等量异种电荷，根据等量异种点电荷连线上的电场分布特点：中点处场强最小，往两边逐渐增大；电荷连线的中垂线上，中点场强最大，往两边逐渐减小。可知，P、C、F三点的电场强度大小关系为，D正确。 10．【答案】BC 【详解】由题图甲可知，波长λ＝100cm＝1m，振幅A＝0.1cm，A错误B正确；由题图乙可知，周期T＝2s，故波速，t=17s时，质点P在平衡位置向下振动，故波向右传播，C正确；根据题图乙可知，质点P在t＝4.25s时位移为正，在向上振动，D错误。 11．【答案】25.0；100；1.00；1.50；1.0 【详解】（1）某次测量时R的读数为25.0Ω； （2）图像斜率为 （3）由闭合电路的欧姆定律可知 解得 由图可知 解得E＇=1.00V （4）若考虑电压表内阻，，则 解得 则， 解得E=1.50V ，r=1.0Ω 12．【答案】（1）D （2）BCD （3）C （4）一角；；1∶1 【详解】（1）硬币相对纸滑动，硬币受到摩擦力为滑动摩擦力，只与动摩擦因数和纸面对硬币的支持力有关，AC错误；硬币在摩擦力作用下做匀加速直线运动，加速度，硬币离开纸时的速度，手用力越小和拉动速度越小，硬币与纸面作用时间越长，硬币离开纸时的速度越大，B错误，D正确。选D。 （2）硬币做匀速圆周运动在A点：，要使硬币不脱离筒壁，则，所以硬币在A点所受合力不小于其自身重力，A正确；加速度是矢量，硬币在B、D两点的加速度方向不相同，B错误；从A点运动到B点的过程中做匀速圆周运动，硬币所受合力大小不变，C错误；从B点运动到C点的过程中做匀速圆周运动动能不变，硬币所受的合力不做功，D错误。由于选择错误选项，选BCD。 （3）质点绕某点运转的角速度与该质点所在物体的角速度相同，A错误；可知：某物体相对另一物体的角速度，与其自身转过的角度变化率有关，B错误；可知：做匀速圆周运动的物体的线速度大小与路程的变化率有关与路程无关，C正确；可知：若外面转动的硬币半径比内部的硬币大，保持角速度不变，则线速度会增大，D错误。选C。 （4）根据图乙可知，a碰撞b后，a的速度方向仍然向右，没有发生反弹，可知a的质量大一些，即在本实验中，a选用的是一元硬币，b选用的是一角硬币。 b从O点运动到N点减速至0，设b在O点的速度大小为，根据动能定理有 b在O点时速度的大小 设a碰撞前到O点是速度大小为，根据动能定理有 a碰撞后到O点是速度大小为，根据动能定理有 若a、b发生弹性碰撞，则碰撞时动量守恒能量守恒， 联立可得 13．【答案】（1） （2） （3）；mg；线速度的平方 【详解】（1）根据牛顿第三定律可知，小球通过圆弧面的最低点时，小球对力传感器的压力与小球受到的支持力等大，因此小球通过圆弧面最低点时做圆周运动的向心力大小等于。 （2）根据平抛运动规律有，，联立解得小球在圆弧面最低点时的速度大小为。 （3）小球通过圆弧面的最低点时有 又因为 联立解得 可知图像斜率、纵截距分别为。 因为上述表达式中F与成正比，而x与成正比，因此表明质量和轨迹半径一定时，向心力与线速度的平方成正比。 14．【答案】（1） （2） （3） 【详解】（1）物块从传送带末端到点做平抛运动，竖直方向有 解得 将点的速度水平竖直分解有， 解得， 物块A在传送带上的加速度 物块在传送带上匀加速到所运动的位移 （2）从点到C点对物块A列动能定理有 对物块A在点受力分析得 联立可得， （3）物块A在木板D上时物块A的加速度 物块A在木板D上时根据牛顿第二定律有 解得木板D的加速度 物块A在木板D上两物体的位移满足，， 解得，（舍去） 物块A离开木板D时 对木板D、E列动能定理有 解得 则木板D克服地面摩擦力所做的功 【关键点拨】物块离开圆弧时速度沿切线方向，需要做速度分解；板块问题要先判断板块之间是否发生相对滑动，再计算位移、做功。 15．【答案】（1） （2）， （3）， 【详解】（1）由题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动，且运动半径为r=d 洛伦兹力提供向心力，则 可得 （2）粒子在电场中做一个反向的平抛运动，则， 解得 由位移关系可得 可得 则 （3）由于阻力作用，粒子速度减小，故半径也减小，但是粒子运动的 周期与速度无关，由 可得 所以 又由粒子的运动轨迹可知 则粒子由C运动到D的时间为 设某时刻粒子的速度大小为v，方向如图所示，将速度分解为粒子到达D点时 把和f=kv作正交分解，则在x方向有 选择的微元过程，即上式两边同时乘以，并有； 对C点到D点全过程累加求和，且有 则 解得 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $