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【能力提升卷】

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【能力提升卷】【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]火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知： A．太阳位于木星运行轨道的中心 B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D．相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 2．[4分]高速公路的测速有两种：一种是定点测速，定点测速不超过限速的10%不会被处罚；另一种是区间测速，区间测速由两个测速点组成，分别是区间的起点位置和终点位置，在起点记录通过的时刻，在终点再记录一次通过的时刻，根据区间的里程和前后两次时间间隔，确定该路段是否超速行驶。某段高速路上的定点测速提示牌如图甲所示，该路段的区间测速提示牌如图乙所示，下列说法正确的是（    ） A．该路段小车的区间限速为120 B．图乙中的100是指该区间大车行驶的最大瞬时速度 C．若小车某时刻瞬时速度达到35，但该小车不一定会受到处罚 D．若小车通过该区间测速路段的时间为7min，该小车违反区间测速的限速规定 3．[4分]2025年中国航天将迎来更多突破，新一代载人飞船和月面着陆器将进入实质性测试阶段，我国第四批预备航天员不仅要执行空间站任务，未来也将执行载人登月任务。假设以同样大小的初速度分别在月面和地面竖直上抛小球（不计地面上的空气阻力），小球在月面上升的最大高度为在地面上的6倍。已知地球半径为月球半径的4倍，则地球和月球的平均密度之比为（　　） A．6∶1 B．1∶6 C．2∶3 D．3∶2 4．[4分]a、b为两个质量不同的木块，叠放于水平桌面上，水平向右的恒力F作用于木块a，两木块以共同速度v沿水平桌面匀速向右移动，如图所示。则在运动过程中（　　） A．b作用于a的静摩擦力为零 B．b作用于a的静摩擦力大小为，方向水平向左 C．桌面作用于b的滑动摩擦力大小为，方向水平向左 D．b作用于桌面的滑动摩擦力大小为F，方向水平向右 5．[4分]如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平面上，在斜面和固定的竖直挡板之间有两个均匀球体P和Q，Q球的质量为m，P球的质量为3m，P和Q两球均处于静止状态，各接触面均光滑。则P、Q两球球心的连线与竖直方向的夹角的正切值为（　　） A． B． C． D． 6．[4分]假设将一个单摆带入月球地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则下列说法正确的是（     ） A．此单摆的摆长约为8 cm B．此单摆的固有周期约为0.5 s C．若增大摆长，则共振曲线的峰将向左移动 D．从地球带入月球，单摆的固有频率增大 7．[4分]图甲为“弹簧公仔”的玩具，由头部、轻弹簧及底座组成，可简化为如图乙所示模型，物块A静止时，弹簧的压缩量为x，现用力向下按物块A，使弹簧的压缩量为3 x时撤去压力，物块A在竖直方向上做简谐运动，当物块A运动到最高点时物块B对水平面的压力恰好为零，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。从某时刻开始计时，物块A的位移随时间的变化规律如图丙所示，下列说法正确的是（     ） A．t=0.2 s和t=0.3 s时，A的加速度相同 B．撤去压力的瞬间，物块A的加速度大小为3 g C．物块A、B的质量相等 D．物块A的振动方程为 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]如图所示，用等长绝缘线分别悬挂两个质量、电荷量都相同的带电小球A和B，两线上端固定于O点，B球固定在O点正下方，当A球静止时，两悬线夹角为θ，能保持夹角θ不变的方法是（　　） A．同时使两悬线长度减半 B．同时使A球的质量和电荷量都减半 C．同时使两球的质量和电荷量都减半 D．同时使两悬线长度和两球的电荷量都减半 9．[5分]如图甲所示，小明设计的一种玩具小车由边长为d的正方形金属框efgh和四个轮子构成，小车沿水平绝缘轨道向右运动，轨道内交替分布有边长均为d的正方形匀强磁场和无磁场区域，磁场区域的磁感应强度大小为B，方向竖直向上。gh段在磁场区域运动时（过程Ⅰ），受到水平向右的拉力 ，且gh段两端的电压随时间均匀增加；当gh段在无磁场区域运动时（过程Ⅱ）， 。gh段速度大小v与运动路程S的关系如图乙所示，图中 为gh段每次刚进入磁场区域时的速度大小，忽略摩擦力。则（ ） A．gh段在过程Ⅰ中做加速度减小的加速运动 B．gh段在过程Ⅰ中产生的焦耳热大于在过程Ⅱ中产生的焦耳热 C．小车的最大速率为 D．小车质量为 10．[5分]如图所示，AB两物体通过轻弹簧连在一起，然后用细绳悬挂在天花板上，在物体B下面用薄板向上托着，使弹簧处于压缩状态且弹力大小等于物体B受到的重力，整个系统处于静止状态。已知AB两物体的质量分别为和，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．托着薄板剪断细绳的瞬间，A的加速度大小为 B．托着薄板剪断细绳后，B的加速度大小为 C．仅撤走薄板的瞬间，A的加速度大小为 D．仅撤走薄板的瞬间，B的加速度大小为 第二部分（非选择题 共57分） 2、 非选择题：本大题共5题，共57分。 11．[9分]某同学利用图中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系，所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为200g，其上可放钩码）、刻度尺，当地重力加速度为，实验操作步骤如下： ①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图所示； ②接通电源，静止释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度； ③保持最下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤； ④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量及系统总机械能的减少量，结果如下表所示： 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.582 0.490 0.392 0.294 0.195 0.398 0.490 0.686 0.785 回答下列问题： （1）实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为________J（保留三位有效数字）； （2）步骤④中的表格所缺数据为________； （3）若M为横轴（单位为kg），为纵轴（单位为J），利用计算机绘出图像，如下图所示。若系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做功，则物块与木板之间的摩擦因数为________（保留两位有效数字）。 12．[9分]某实验小组为了测量一节干电池的电动势E和内阻r，设计了如下实验方案。实验提供的器材如下：待测干电池；电流表A（量程，内阻）；电压表V（量程，内阻）；滑动变阻器（最大阻值）：开关、导线若干。 （1）实验小组采用了图甲和图乙两种常规伏安法电路进行测量。闭合开关前，两图都应该将滑动变阻器的滑片P调到最___________（选填“左”或“右”）端。 （2）由于系统误差，乙电路电动势测量值___________、内阻测量值___________（选填“>”“<”或“=”）。 （3）实验小组分别按照图甲和图乙做实验，改变滑动变阻器的阻值，记录电压表和电流表的示数，做出图像如图丙所示，请根据图丙中的实验结果，用图中相应的物理量表达出电池的真实内阻___________。 13．[12分]如图所示，纸面内a、b、c三点构成的三角形，ab与ac互相垂直，ac=L，∠c=60°。电荷量分别为-q、+4q的点电荷分别固定放置在a、b两点，d点在a、b两点的连线上，且两个点电荷分别在d点产生的电场强度大小相等，e点在b、c两点连线上，且ae与be互相垂直，静电力常量为k，求∶ （1）e点电场强度的大小； （2）c点电场强度的大小和方向； （3）a、d两点的间距。 14．[12分]如图，轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端与一质量的小滑块接触，滑块与弹簧不栓接，光滑水平面AB的右端B与倾角的传送带平滑连接，传送带以恒定速率顺时针转动，传送带上端C与半径的光滑的圆弧轨道相切，圆弧轨道上D点与圆心O等高。已知传送带BC长，滑块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，所有装置在同一竖直平面内，弹簧始终处于弹性限度内，弹簧原长小于AB间距。 （1）向左推动滑块压缩弹簧并锁定，此时弹簧储存的弹性势能，解除锁定，滑块在弹簧作用下向右运动，求滑块到达C点的速度大小； （2）求（1）问中滑块通过传送带由B到C的过程中，因摩擦产生的热量 （3）调节轻弹簧锁定的位置，小滑块仍紧靠弹簧右端，当弹簧锁定后储存的弹性势能为时，释放滑块，滑块恰好在圆弧上点脱离轨道，求弹簧的弹性势能。 15．[15分]如图所示，质量为的木板静置在光滑的水平面上，在木板最左端正上方高处静置一质量为的小球。初始时刻，给小球一个水平向右的初速度，小球下落过程中恰好击中木板上表面的点，点距木板左端的距离为四分之一板长，碰后小球运动轨迹的最高点与初始位置等高。一段时间后，小球与木板发生第二次碰撞，恰好击中木板上表面的中点。已知所有的碰撞时间极短，木板上表面粗糙程度相同，重力加速度为，不计空气阻力，小球可看作质点，求： （1）木板B的长度； （2）第一次碰撞后木板的速度大小； （3）第一次碰撞过程中，小球损失的机械能。 参考答案 1．【答案】C 【详解】太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B错误；根据开普勒行星运动第三定律可知， 木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D错误；故选C. 【知识总结】开普勒第一定律：太阳位于行星椭圆轨道的一个焦点而非中心；开普勒第二定律只针对同一颗行星，不同行星不能比较相同时间扫过的面积；第三定律适用于绕同一中心天体的天体。 2．【答案】C 【详解】根据图乙可知，该路段小车的区间限速为，故A错误；图乙中的100是指该区间大车行驶的最大平均速率，故B错误；由于，则有 可知未超过定点测速的10%，从定点测速的角度该看，小车不会受到处罚，而区间测速的平均速率是否超过未知，无法判断该小车从区间测速的角度是否会受到处罚，故C正确；在不超速的情况下小车通过该区间测速路段的最短时间 故该小车未违反区间测速的限速规定，故D错误。 3．【答案】D 【详解】根据，可得，根据，，可得。 4．【答案】D 【详解】两木块以共同速度v沿水平桌面匀速向右移动，根据二力平衡条件知，b作用于a的静摩擦力大小为F，方向水平向左，故A、B错误；对整体进行分析，根据二力平衡条件知桌面作用于b的滑动摩擦力大小为F，方向水平向左，故C错误；根据牛顿第三定律可知，b作用于桌面的滑动摩擦力大小为F，方向水平向右，故D正确。 5．【答案】D 【详解】对P、Q整体进行受力分析，如图所示 根据平衡条件有 对Q进行受力分析，如图所示 根据平衡条件有 解得 【关键点拨】多个光滑接触球体的静力学问题，优先整体法求出外界接触面的弹力，再隔离其中单个小球做受力分析，画出力的矢量三角形，利用几何关系求解角度正切值。 6．【答案】C 【详解】发生共振时驱动力频率等于单摆的固有频率，由图得，故单摆的固有周期=，月球表面的重力加速度约为，由单摆周期公式有，解得=，故A错误；由共振曲线可知单摆的固有频率为，由，整理得，故B错误；由，可知，增大摆长时减小，共振曲线的峰值向低频方向移动，即向左移动；从地球带到月球时重力加速度减小，减小，故C正确，D错误。 7．【答案】C 【详解】由图丙可知 t=0.2 s和t=0.3 s时，A的位移大小相等，但方向相反，所以A的加速度大小相等，方向不相同，故A错误；物块A静止时，弹簧的压缩量为x，此时物块A处于平衡位置，由题意可知，可得，令物块A的质量为m，撤去压力的一瞬间，弹簧弹力不变，对物块A受力分析，由牛顿第二定律，其中，联立可得物块A的加速度大小为，故B错误；当物块A运动到最高点，由对称性可知，弹簧此时伸长量为x，对B有，其中，解得物块B的质量大小为，故C正确；由图丙可知，振幅为，周期为，物块A的振动方程为，代入数据可得，故D错误。 8．【答案】BD 【详解】由题可知，对小球A受力分析，有重力，绳子的拉力和两球之间的库仑力。小球处于静止状态，三个力合力为零。如果同时使两悬线长度减半，两小球间的距离变短，由库仑定律可得，库仑力增大，想要再次达到平衡，θ角一定发生了变化，所以A错误；同理，小球所受合力为零，由题意可知，绳子的拉力和重力相等。由力的平衡条件可得，如果同时使A球的质量和电荷量都减半，即，，代入化简可得，如果同时使两球的质量和电荷量都减半，即，，，代入化简可得，即角变化了。如果同时使两悬线长度和两球的电荷量都减半，即，，，代入化简可得，所以BD正确，C错误。 9．【答案】BD 【详解】由题知gh两端的电压随时间均匀增加，则说明gh在磁场中运动时做匀变速直线运动，故A错误；过程Ⅰ中安培力的平均值大于过程Ⅱ中安培力的平均值，运动距离相同的情况下，前者克服安培力做功更多，产生的焦耳热更多，故B正确；设过程Ⅰ中运动的速度为 v，则有 ，由欧姆定律可得 ，导体棒受到的安培力 ，根据牛顿第二定律可得 ，联立有 ，由于匀变速直线运动加速度不变，则有 ， 在过程Ⅱ中 ，根据动量定理有 在过程Ⅰ做匀变速直线运动有 ，结合 ，解得 ， ，故C错误，D正确。 10．【答案】AD 【详解】剪断细绳的瞬间，对受力分析有 其中 解得 选项A正确；剪断细绳的瞬间，B的受力都不受影响，因此B的加速度大小为0，选项B错误；撤走薄板的瞬间，的受力都不受影响，因此的加速度大小为0，选项C错误；撤走薄板的瞬间，对受力分析有 解得 选项D正确。 11．【答案】（1）0.980 （2）0.588 （3）0.40 【详解】（1）四个钩码重力势能的减少量为 （2）根据能量关系：系统重力势能减少量=系统机械能减少量+系统动能增加量 即 （3）系统机械能减少量等于克服摩擦力做功，摩擦力，位移为，因此 对比图像的表达式，斜率 代入、 可得 12．【答案】（1）左 （2）； （3） 【详解】（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，即将滑片P调到左端。 （2）由于图乙中电压表的分流作用引起测量误差，理论上 而实验中忽略了通过电压表的电流形成的误差，即有，，当时，则有。用U真、I真作出修正图如下，由图可知，，，此时短路时的电流测量准确。 （3）对图甲分析可知，理论上，I为电源电流的真实值，而电压表的示数不是路端电压的真实值，且由此可知，干路电流越大越大，当I=0时，即纵截距的测量没有误差，如图所示。结合上述分析可知，图甲的电动势测量没有误差，图乙的短路电流测量没有误差，因此电池内阻的真实值为。 13．【答案】（1） （2），与ca边的夹角为，斜向左下方 （3） 【详解】（1）由几何关系得 在e点产生的电场强度分别为 互相垂直，由矢量的合成，e点的电场强度 联立，解得 （2）由几何关系得 在c点产生的电场强度分别为 的夹角为，由矢量的合成，c点的电场强度 与ca边的夹角为，斜向左下方。 （3）设a、d两点间的距离为x，则b、d两点间的距离为，-q在d点产生的电场强度为 在d点产生的电场强度为 由可得 解得‍ 【关键点拨】点电荷电场叠加问题，先分别求出各个点电荷在该点场强的大小，再按照矢量运算法则进行合成，注意场强方向，几何关系是解题基础。 14．【答案】（1）0 （2） （3） 【详解】（1）对滑块在AB段有 解得 因，，所以滑块在传送带上一直减速运动， 从B到C由动能定理有 解得 （2）根据牛顿第二定律有 解得 滑块在传送带上运动的时间 传送带运动的位移 则滑块与传送带的相对位移为 因摩擦产生的热量： 解得 （3）滑块恰好在圆弧上点脱离轨道，对物块在F点受力分析有 解得 从C到F由动能定理有 解得 假设由B到C物体所受摩擦力一直沿传送带向上，由动能定理有 解得 所以假设成立，因此弹簧的弹性势能为 15．【答案】（1） （2） （3） 【详解】（1）设小球第一次从高处下落的时间为，根据平抛运动的规律 竖直方向：，可得 水平方向：，可得 （2）设第一次碰后小球沿水平方向的速度为，木板的速度为，规定水平向右为正方向，第二次碰撞恰好击中木板上表面的中点，此过程运动时间为，则位移关系为 和组成的系统水平方向动量守恒，则 联立可得， （3）第一次碰撞过程中，小球损失的机械能 解得 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $