2025-2026学年湖南市株洲市第一中学高三上学期期中物理试卷（学生版）

这是一份2025-2026学年湖南市株洲市第一中学高三上学期期中物理试卷（学生版），共14页。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1. 某人坐在摩天轮吊舱里随摩天轮做匀速圆周运动，下列不变的物理量是（ ）
A. 人的动能B. 人的速度
C. 人的动量变化率D. 人的动量
2. 如图所示，两物块之间夹一个处于压缩状态的轻弹簧（物块与弹簧未连接），静止于水平粗糙木板上，已知物块P的质量大于物块Q。现将整体自由下落，可观察到的现象是（ ）
A. 两物块相对木板静止
B. 物块P的速度大于Q
C. 两物块相对木板运动且彼此远离
D. 物块P、Q的速度大小相等
3. 大连相干光源是世界上唯一工作在极紫外波段的激光装置，发射激光波长连续可调，若某次调试时激光光子能量从10 eV开始每次增大0.01 eV并维持0.2 s直到13 eV，激光接收端有一处于基态的固定氢原子，氢原子跃迁到激发态后迅速（s左右）向低能级跃迁，图为氢原子的能级示意图，不考虑激发态氢原子吸收光子的情况，则调试过程中该氢原子释放的光子种类应该有（ ）
A. 6种B. 5种C. 4种D. 3种
4. 下列四幅物理量与时间的图像，能表示机车以恒定功率启动的是（ ）
A. B.
C. D.
5. 2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心圆满完成了发射，26日神舟十八号飞船与天和核心舱成功对接。假定飞船变轨前绕地稳定运行在圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B点，则神舟十八号（ ）
A. 在图示运动过程中在Ⅰ轨道上时有最大动能
B. 在Ⅱ轨道上经过A点的速度可能大于11.2 km/s
C. 从Ⅰ轨道到Ⅱ、Ⅲ轨道，周期先增大后减小
D. 最好在Ⅲ轨道上的B点附近与天和核心舱对接
6. 如图所示，在P点固定一点电荷Q，一带负电的小球a在库仑力作用下在光滑水平面内沿椭圆轨道运动（轨迹为图中的实线），A、B为椭圆长轴的两个端点，C、D为短轴的两个端点。下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷Q带负电
B. 小球在C、D两点加速度相同
C. 小球在A、C间运动时间小于在B、C间运动时间
D. 小球经过A点时的电势能大于经过B点时的电势能
7. 如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶点b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（M>m）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）
A. 两滑块组成系统的机械能守恒
B. 重力对M做的功等于M动能的增加
C. 轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D. 两滑块组成系统的重力势能损失的数值等于摩擦产生的热量的数值
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8. 可视为质点的甲、乙两小球用铰链与轻杆连接，甲球套在固定的竖直杆上，乙球处于水平地面上，初始时轻杆与水平方向夹角为杆长为L。无初速度释放两球到甲球落地的过程中，两球的速率随时间变化如图所示，其中t₂时刻乙球速率最大。已知甲球质量为2m，乙球质量为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，则（ ）
A. t₁时刻轻杆与水平方向夹角为
B. t₂时刻甲球的加速度等于g
C. t₃时刻甲球的速率为
D. 0~t₃过程甲、乙两球的速率图线与时间轴所围成的面积之比为
9. 如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子在M、N两点之间做简谐运动，O点为平衡位置，振子到达N点开始计时，规定竖直向下为正方向。图乙是弹簧振子做简谐运动的x−t图像，则（ ）
A. 弹簧振子从N点经过O点再运动到M点为一次全振动
B. 乙中的P点时刻振子的速度方向与加速度方向都沿正方向
C. 弹簧振子的振动方程为
D. 弹簧振子在前2.5s内的路程为0.35m
10. 如图所示是模拟电能输送的示意图，间接输出电压有效值恒定的正弦交流电源，可通过移动保证负载端电压维持在合理的范围内，用户端负载（并联）的增减可通过移动表示，是输电线的等效电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 某个负载发生断路时相当于上移
B. 负载增多时，将向下滑动可使负载端电压不变
C. 向上滑动，向下滑动，上消耗的功率一定减小
D. 向下滑动，向上滑动，负载消耗的总功率可能先增大后减小
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11. 用图甲所示实验装置测两种新型材料表面之间的动摩擦因数。把两种材料分别安装在水平放置木板的上表面和物块的下表面，安装后测出物块和下表面材料的总质量为。查资料获得实验室所在位置的重力加速度为。
（1）下列实验操作正确的是______。
A. 满足总质量远大于砝码及盘的总质量
B. 将木板左侧适当垫高，平衡摩擦力
C. 调节定滑轮高度使细线与木板平行
D. 测量时先释放物块，再打开打点计时器
（2）某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，0、1、2、3、4、5、6是选取的计数点，相邻两计数点间还有3个计时点（图中未标出），已知交流电源的频率为50 Hz，根据图乙中数据计算出物块加速度______。（保留2位小数）
（3）改变所加砝码的质量，进行多次实验，测出多组拉力和加速度，作出的图像如图丙所示，则本次实验测得的动摩擦因数为______。
12. 中国新能源汽车技术持续创新，产销量居全球第一。某探究小组尝试测量某新能源汽车上蓄电池电动势和内阻。已知汽车处于休眠状态时只有少量用电设备（视为纯电阻）在工作，蓄电池输出电流在50 mA左右。
（1）甲同学用多用电表粗测该汽车行驶较长时间后在休眠状态下的路端电压，选择直流电压50 V挡位，调零后将红、黑表笔分别接在电池______（选填“正负”或“负正”）极，表盘示数如图所示，则此时路端电压为______V。
（2）乙同学找来一数字电流计A，阻值为1 Ω，接在电池一侧干路上，然后将数字电压表V（可视为理想电表）并联在电池和A两端，将汽车唤醒（用电设备均视为纯电阻），记录两表示数，然后逐一打开部分用电器，将稳定时两表示数记录在下表中，这些用电器应该是______（选填“串联”或“并联”）在蓄电池两端；该状态下蓄电池的电动势为______V，内阻为______Ω。（结果均保留1位小数）
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13. 气压传动是以压缩空气为动力源来驱动和控制各种机械设备的技术。图示为某气动元件的结构简图，长度为3L的汽缸被两立柱均分为3份，轻质活塞可在立柱间保持竖直左右自由活动，体积不计的轻质弹簧两端分别固定在左缸底和活塞左侧，弹簧原长为L，劲度系数，由活塞右侧固定的轻杆对外输出动力，A端与高压气源相连，B、C端与大气相连，通过A、C处阀门的开闭，使活塞在两立柱间做往复运动，且对立柱无作用力，已知汽缸的横截面积为S，轻杆对活塞的作用力始终为2pS，大气压强为p，汽缸导热性能良好且外界温度恒定。
（1）正常工作过程关闭C，缓慢打开A，求活塞从左侧立柱缓慢运动到右侧立柱过程气源充入左缸的气体在压强为p时的体积；
（2）正常工作过程关闭A，缓慢打开C，求活塞从右侧立柱缓慢运动到左侧立柱过程左缸气体与外界交换的热量。
14. 如图所示，倾角的光滑斜面的下端与一水平传送带平滑对接，传送带正以的速度顺时针转动，一个质量为的物体（可视为质点）从高处由静止沿斜面下滑，物体向左能滑到传送带左右两端的中点处，物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取。求：
（1）物体第一次下滑到点时的速度大小；
（2）传送带左右两端间的距离；
（3）物体由静止沿斜面下滑一直到返回斜面最大高度的时间。
15. 如图所示，在平面直角坐标系中，有一圆形匀强磁场区域与轴相切，其半径为，磁感应强度大小为。在第三、四象限分别有匀强电场，第三象限的电场方向沿轴正方向，电场强度大小为E，第四象限的电场方向沿轴负方向。将比荷为的甲、乙粒子分别从磁场的左侧边界处和处沿轴正方向同时射入磁场，均从点射出磁场，在轴下方两粒子第一次经过轴的位置相同。不计粒子的重力和粒子间的库仑力，求：
（1）两粒子在磁场区域运动时间的差值；
（2）轴下方粒子运动轨迹交点坐标。
参考答案
1. 【答案】A
【解析】A．动能是标量，公式为，匀速圆周运动中速率不变，质量不变，故动能不变，A正确；
B．速度是矢量，匀速圆周运动中速度方向始终沿切线方向变化，故B错误；
C．根据动量定理，动量变化率等于合力。匀速圆周运动中，合力为向心力 ，方向始终指向圆心，方向不断变化，故动量变化率始终变化，C错误；
D．动量，因速度方向变化，动量方向随之变化，故D错误。故选A。
2. 【答案】C
【解析】AC．将整体自由下落，则两物块与木板都处于完全失重状态，物块对木板的压力变为零，摩擦力为零，轻弹簧处于压缩状态，此时两物块在弹力作用下相对木板运动且彼此远离，故A错误，C正确；
BD．根据水平方向动量守恒可知，物块P、Q的动量大小相等，方向相反，物块P的质量大于物块Q，根据可知物块P的速度小于Q，故BD错误。故选C。
3. 【答案】A
【解析】根据题意，处于基态的氢原子吸收激光光子能量后，最多跃迁到n=4能级，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁最多释放的光子种类有种，故选A。
4. 【答案】C
【解析】A．在A图中，开始一段时间，机车的功率逐渐增大，则机车的功率不恒定，故A不符合题意；
B．在B图中，开始一段时间，机车的速度随时间均匀增大，加速度是定值，机车是以恒定的加速度启动，不是以恒定的功率启动，故B不符合题意；
C．若机车以恒定的功率启动，则其速度增加，牵引力减小，当牵引逐渐减小到与阻力等大时，机车以最大的速度做匀速运动，故C符合题意；
D．在D图中，开始一段时间，机车的加速度是定值，机车是以恒定的加速度启动，不是以恒定的功率启动，故D不符合题意。故选C。
5. 【答案】D
【解析】A．神舟十八号在Ⅰ轨道上A点需点火加速才能变轨到Ⅱ轨道上，故在Ⅱ轨道上A点的动能要比Ⅰ轨道上的动能大，故A错；
B．11.2 km/s是第二宇宙速度，是卫星脱离地球成为太阳卫星的最小发射速度，神舟十八号在图示运动过程中都没有脱离地球，故B错；
C．由开普勒第三定律有
可得从Ⅰ轨道到Ⅱ、Ⅲ轨道，周期的关系为，故C错；
D．神舟十八号在轨道Ⅱ上B点附近加速可从B点附近进入轨道Ⅲ，若在B点附近未与核心舱对接，则其需要加（减）速追赶核心舱，导致神舟十八号进入新轨道，再次减（加）速到Ⅲ轨道尝试与核心舱对接，步骤多消耗越大，越容易发生事故，故D正确。故选D。
6. 【答案】C
【解析】A．如图所示，小球a沿椭圆轨道运动时，受到的库仑力指向轨道弯曲的内侧，故点电荷Q带正电，A错误；
B．分析小球受力可知，库仑力提供加速度，有，小球在C、D两点加速度大小相等，但方向不同，B错误；
C．根据开普勒第二定律，小球越靠近Q速度越快，远离Q速度变慢，故小球A、C间运动时间小于在B、C间运动时间，C正确；
D．取无穷远处电势为零，点电荷Q带正电，其形成的电场的电势都是正值，小球a带负电，根据，电势越高的地方，小球的电势能越小，故小球经过A点时的电势能小于经过B点时的电势能，D错误。故选C。
7. 【答案】C
【解析】A．因M与斜面ab之间存在摩擦力，可知两滑块组成系统的机械能不守恒，A错误
B．对M由动能定理可知，
即重力对M做的功等于M动能的增加量与克服绳的拉力做功以及克服摩擦力做功之和，B错误；
C．除重力以外的其它力做功等于机械能的增加量，可知轻绳对m做的功等于m机械能的增加，C正确；
D．由能量关系可知，两滑块组成系统的重力势能损失的数值等于摩擦产生的热量的数值与两滑块动能增量之和，D错误。故选C。
8. 【答案】BD
【解析】A．设t1时刻轻杆与水平方向夹角为θ，将v甲和v乙沿杆方向和垂直于杆方向正交分解如图：
沿杆方向速度相等，则有v甲sinθ=v乙csθ
从图像中可以看出此时v甲=v乙，所以sinθ=csθ，θ=45°，故A错误；
B．t2时刻乙球速率最大，此时图像中斜率为0，即加速度为0，则合外力为0，杆对乙球没有力，则杆对甲球也没有力，所以甲球只受重力，加速度为g，故B正确；
C．t3时刻甲球落地，乙球速度为0，根据动能定理有
解得，C错误；
D．0～t3过程甲、乙两球的速率图线与时间轴所围成的面积为甲和乙的位移，甲球的位移为x甲=Lsin60°=L
乙球的位移为x乙=L- Lcs60°=L，所以x甲：x乙=：1
即0～t3过程甲、乙两球的速率图线与时间轴所围成的面积之比为：1，故D正确。
故选BD。
9. 【答案】BD
【解析】A．弹簧振子从N点经过O点再运动到M点为次全振动，故A错误；
B．图乙的斜率代表质点的速度，则P点时刻振子的速度方向为正方向，根据可知，加速度方向沿正方向，故B正确；
C．由图乙知周期为T=2s，弹簧振子振幅为A=0.07m，则
规定竖直向下为正方向，振子到达N点开始计时，t=0时刻位移为0.07m，可知初相为，则弹簧振子的振动方程为，故C错误；
D．弹簧振子在前2.5s内的路程为，故D正确。故选BD。
10. 【答案】AD
【解析】A．在变压器副线圈中各负载是并联的，所以当某个负载发生断路时副线圈的总电阻增大，故相当于上移，则的有效阻值增大，故A正确；
B．由题知，间接正弦交流电源，其电压有效值恒定，设为，同时令原副线圈的电压分别为、，电流分别为、，匝数分别为、。将看成电源的内阻，将理想变压器和负载看成一个等效电阻，设阻值为，则有
又，，，联立解得
在变压器副线圈中各负载是并联的，负载增多时，则副线圈的总电阻减小，即相当于减小，将向下滑动，减小，可知等效电阻减小，
根据闭合电路欧姆定律有
可知原线圈的电流增大；则等效电阻两端的电压
可知等效电阻两端的电压减小，即负载端的电压减小，故B错误；
C． 将向上滑动，即增大，向下滑动，即减小，根据等效电阻
可知等效电阻变化情况无法确定，则等效电路的电流无法确定，故上消耗的功率无法确定，故C错误；
D．将向下滑动，即减小，向上滑动，即增大，根据等效电阻
可知等效电阻变化情况无法确定，则等效电路的电流无法确定，故负载消耗的总功率可能先增大后减小，故D正确。故选AD。
11. 【答案】（1）C （2）0.62 （3）
【解析】【小问1】ABC．由于力传感器是连接在绳子下端，研究对象是物块，利用传感器测量物块所受细绳拉力的大小F，调节定滑轮高度使细线与木板平行，根据牛顿第二定律有，所以无需满足总质量远大于砝码及盘的总质量，不需要平衡摩擦力，故AB错误，C正确；
D．为充分利用纸带，实验时应先打开打点计时器，然后释放物块，故D错误。故选C。
【小问2】每相邻两计数点间还有3个计时点，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得滑块加速度为
【小问3】以物块为对象，根据牛顿第二定律可得
可得，可知图像的横轴截距为，解得
12. 【答案】（1）正负 ；14.0 （2） 并联 ；13.1 ；0.1
【解析】【小问1】多用电表选用直流电压挡位测电压时，应遵循“红进黑出”原则，即调零后将红、黑表笔分别接在电池正负极，此时多用电表读数为14.0V。
【小问2】逐一打开部分电器，电表都有示数，说明这些用电器互不影响，所以这些用电器是并联在蓄电池两端。
设电压表示数为U，电流计示数为I，根据闭合电路欧姆定律有，将表格中数据代入解得，
13. 【答案】（1） （2）
【解析】【小问1】右侧缸内气体始终与外界大气相连，则右侧缸内气体压强始终为，关闭前活塞对左侧立柱恰无作用力时，左侧缸内气体体积为，
压强满足
活塞恰运动到右侧立柱时左侧缸内气体体积为，压强满足
设充入气体在压强时的体积为，则对左侧缸内气体和充入气体整体有，解得
【小问2】活塞从右侧立柱缓慢移动到左侧立柱过程，活塞对气体的作用力从随位移线性减为，则活塞对左侧缸内气体做的功为
从处阀门排出气体在大气压强下的体积为，对外界做的功为
则该过程左侧缸内气体从外界吸收的热量
14. 【答案】（1）8m/s （2）12.8m （3）6s
【解析】小问1】设物体到达点时的速度为，物体在斜面上运动的加速度为，根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有，解得
小问2】物体在传送带上速度为零时离点最远，设物体在传送带上运动的加速度为，位移为，根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有，解得
故、间的距离
【小问3】因，故物体在传送带上向左减速至速度为零后向右先做匀加速直线运动后做匀速直线运动直至点，设物体在传送带上向右做匀加速直线运动的时间为，位移为，做匀速直线运动的时间为，在斜面上做匀减速直线运动的时间为，根据运动学公式有，，，，解得，
设物体沿斜面下滑的时间为，在传送带向左运动的时间为，
根据运动学公式有，，解得
故物体运动的总时间
15. 【答案】（1） （2）
【解析】【小问1】第一步：找粒子在磁场中的轨迹半径
甲从A到过程，只受洛伦兹力，做匀速圆周运动，设半径为r，作出运动轨迹，结合几何知识可知A点的横坐标为。
则r满足的数学关系为，解得
第二步：找粒子轨迹所对圆心角，进而求时间差。
甲在磁场区域的轨迹所对圆心角为，又粒子在磁场中运动的周期
则甲在磁场中运动时间为
同理得乙在磁场中运动时间为
则两粒子在磁场区域运动的时间差为
【小问2】第一步：结合粒子在磁场的运动找粒子在点的速度
结合（1）中分析可知甲、乙运动到点时速度与y轴负方向的夹角均为，轨迹半径均为r，由牛顿第二定律有
解得两粒子在点的速度大小均为
第二步：分析粒子在电场中的运动过程
对甲，方向做匀变速直线运动，有
从到第一次经过y轴，有
同理对乙，有，
[提示：两粒子在y方向做速度相等的匀速运动，经过相同位移的时间相等]
解得第四象限的场强
得两粒子轨迹关于y轴对称，交点始终在y轴上，且
则粒子轨迹交点的纵坐标
则粒子轨迹交点的坐标为启动元件
唤醒
前车厢灯
雨刷
后车厢灯
转向灯
电流计/A
0.5
0.9
0.96
1.4
3.6
电压表/V
12.504
12.065
12.000
11.487
9.131