2026届湖南师范大学附属中学高三下学期一模考试物理试题含解析

这是一份2026届湖南师范大学附属中学高三下学期一模考试物理试题含解析，共17页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能是重力势能的4倍。不计空气阻力，该物块落地时的位移方向与水平方向夹角的正切值（ ）
A．0.25B．0.5C．1D．2
2、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在2020年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕”、“落”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知（ ）
A．发射火星探测器需要的速度不能小于16.7km/s
B．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小
C．火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍
D．在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度
3、如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径等于地球半径），c为地球的同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（ ）
A．a、b、c的向心加速度大小关系为
B．a、b、c的向心加速度大小关系为
C．a、b、c的线速度大小关系为
D．a、b、c的周期关系为
4、如图，正方形abcd中△abd区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，△bcd区域内有方向平行bc的匀强电场（图中未画出）．一带电粒子从d点沿da方向射入磁场，随后经过bd的中点e进入电场，接着从b点射出电场，不计粒子的重力，则（ ）
A．粒子带正电
B．电场的方向是由c指向b
C．粒子在b点和d点的动能相等
D．粒子在磁场、电场中运动的时间之比为∶2
5、如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。若电流的方向和磁场的方向均保持不变，金属细杆的电流大小由I变为0.5I，磁感应强度大小由B变为4B，金属细杆仍然保持静止，则（ ）
A．金属细杆中电流方向一定垂直纸面向外B．金属细杆受到的安培力增大了
C．金属细杆对斜面的压力可能增大了BILD．金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL
6、 “黑洞”是密度超大的星球，吸纳一切，光也逃不了。科学界已经证实了宇宙中“黑洞”的存在，某同学思考若把地球看作“黑洞”，那么月球的环绕周期最接近下列哪个数值（假设地球半径和月、地间距离不变）（ ）
A．10hB．10min
C．10sD．1min
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场B和匀强电场E，B1磁场方向垂直于纸面向里，平板S上有可让粒子通过狭缝到达记录粒子位置的胶片。平板S右方有垂直于纸面向外的匀强磁场B2，则下列相关说法中正确的是
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．该束带电粒子带负电
C．速度选择器的P1极板带负电
D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小
8、下列说法正确的是
A．一定质量的理想气体，压强变小时，分子间的平均距离可能变小
B．晶体的物理性质表现为各向异性，是由于组成晶体的微粒在空间排列不规则
C．物体内能改变时，其温度一定变化
D．机械能可通过做功全部转化为内能，但内能一定不能通过做功全部转化为机械能而不引起其它的变化
E.将0.05mL浓度为0.02%的油酸酒精溶液滴入水中，测得油膜面积为20cm2，则可测得油酸分子的直径为5×10-9m
9、半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒中的电流方向为A→B
B．导体棒A端相等于电源正极
C．导体棒AB两端的电压为
D．若保持导体棒转动的角速度不变，同时使竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则通过电阻R的电流可能一直为零
10、如图所示，轻绳一端连接小木块A，另一端固定在O点，在A上放小物块B，现使轻绳偏离竖直方向成角由静止释放，当轻绳摆到竖直方向时，A受到挡板的作用而反弹，B将飞离木块（B飞离瞬间无机械能损失）做平抛运动.不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．若增大角再由静止释放，可以增大B落地时速度方向与水平方向之间夹角
B．若增大角再由静止释放，平抛运动的水平位移将增大
C．A、B一起摆动过程中，A、B之间的弹力一直增大
D．A、B一起摆动过程中，A所受重力的功率一直增大
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图所示的电路测量该铅笔芯的电阻值．所用器材有电流表、，电阻箱、滑动变阻器、待测铅笔芯、电源E、开关S及导线等．操作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值：记录两个电流表、的示数分别为、，
请回答以下问题：
（1）若电流的内阻可忽略．则电流表示数______时，电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值．
（2）用螺旋测微器测量该笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图所示，该笔芯的直径为______mm．
（3）已测得该笔芯的长度，电阻箱的读数为，根据上面测量的数据可计算出笔芯的电阻率______．（结果保留3位有效数字）
（4）若电流表的内阻不能忽略，仍利用（l）中方法，则笔芯电阻的测量值______真实值（填“大于”“小于”或“等于”）．
12．（12分）某课外活动小组使用如图所示的实验装置进行《验证机械能守恒定律》的实验，主要步骤：
A、用游标卡尺测量并记录小球直径d
B、将小球用细线悬于O点，用刻度尺测量并记录悬点O到球心的距离l
C、将小球拉离竖直位置由静止释放，同时测量并记录细线与竖直方向的夹角θ
D、小球摆到最低点经过光电门，光电计时器（图中未画出）自动记录小球通过光电门的时间Δt
E、改变小球释放位置重复C、D多次
F、分析数据，验证机械能守恒定律
请回答下列问题：
(1)步骤A中游标卡尺示数情况如下图所示，小球直径d=________mm
(2)实验记录如下表，请将表中数据补充完整（表中v是小球经过光电门的速度
(3)某同学为了作出v 2- csθ图像，根据记录表中的数据进行了部分描点，请补充完整并作出v 2- csθ图像（______）
(4)实验完成后，某同学找不到记录的悬点O到球心的距离l了，请你帮助计算出这个数据l=____m （保留两位有效数字），已知当地重力加速度为9.8m/s2。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图，内壁光滑的绝热气缸竖直放置，内有厚度不计的绝热活塞密封，活塞质量m=10kg。初始时，整个装置静止且处于平衡状态，活塞与底部的距离为l0，温度T0=300K。现用电阻丝（体积不计）为气体加热，同时在活塞上添加细砂保持活塞的位置始终不变直到T=600K。已知大气压强p0=1×105Pa，活塞截面积S=1.0×10-3m2，取g=10m/s2，求：
(i)温度为T时，气体的压强；
(ii)活塞上添加细砂的总质量△m。
14．（16分）小王在实验室做单摆实验时得到如图甲所示的单摆振动情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的左右最远位置，此时的摆动角度为θ，小王通过实验测得当地重力加速度为g＝10m/s2，并且根据实验情况绘制了单摆的振动图象如图乙所示，设图中单摆向右摆动为正方向。求：
(1)单摆的振幅、摆长约为多少；
(2)估算单摆振动时最大速度v。(可能用到的公式1－csθ＝2sin2)(计算结果均保留三位有效数字)
15．（12分）如图直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在场强为E，沿x轴负方向的匀强电场，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子，从P（l，l）处由静止开始运动，第1次通过x轴时沿y轴负方向。不计粒子重力。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）粒子第3次经过y轴时的纵坐标；
（3）通过计算说明粒子离开P点后能否再次经过P点。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、A
【解析】
取水平地面为重力势能零点，设抛出时物体的初速度为v0，高度为h，物块落地时的竖直方向的速度大小为vy，落地速度与水平方向的夹角为，位移方向与水平方向的夹角为，根据题有
解得
竖直方向有
解得
根据几何关系得
代、解得
又根据速度夹角正切值与位移夹角正切值的关系有
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
2、D
【解析】
A．火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A错误；
B．根据引力，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为2：5。可得探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力，有
可得
因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的倍，故C错误；
D．在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由
得第一宇宙速度公式
可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：，所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。
故选D。
3、A
【解析】
AB．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据a=rω2知，c的向心加速度大于a的向心加速度。根据得b的向心加速度大于c的向心加速度。即
故A正确，B错误。
C．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据v=rω，c的线速度大于a的线速度。根据得b的线速度大于c的线速度，故C错误；
D．卫星C为同步卫星，所以Ta=Tc，根据得c的周期大于b的周期，故D错误；
故选A。
4、D
【解析】
A．带电粒子从d点沿da方向射入磁场，随后经过bd的中点e进入电场，偏转方向往右，由左手定则可知 ，粒子带负电，故A错误；
B．粒子从e点射出时，速度方向与bd的夹角为，即水平向右射出，在电场中做类平抛运动，从b点射出电场，所受电场力方向由c指向b，负电荷所受电场力方向与场强方向相反，则电场方向由b指向c，故B错误；
C．粒子从d到e过程中洛伦兹力不做功，但在e到b的类平抛运动过程中，电场力做下功，则粒子在b点的动能大于在d点的动能，故C错误；
D．假设ab边长的一半为r，粒子从d点射入磁场的速度为v，因为粒子在磁场中运动的时间为弧长de除以速率v，即，粒子在电场中做类平抛运动，其在平行ab方向的分运动速度大小为v的匀速直线运动，分位移为r，可得粒子在电场中运动时间为，故D正确。
故选D。
5、D
【解析】
A．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，金属细杆中电流方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，故A错误；
B．由于磁场与电流方向垂直，开始安培力为，后来的安培力为
则金属细杆受到的安培力增大了
故B错误；
C．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，将斜面的支持力分解成水平方向和竖直方向，则水平方向和竖直方向的合力均为零，由于金属细杆的重力不变，故斜面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，金属细杆对斜面的压力不变，故C错误；
D．由于金属细杆受到斜面的支持力不变，故安培力的大小变化量与挡板的支持力的大小变化量相等；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向里，安培力方向水平向右，当安培力增大，则金属细杆对挡板的压力增大，由于安培力增大BIL，所以金属细杆对竖直挡板的压力增大了BIL；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向外，安培力方向水平向左，当安培力增大BIL，则金属细杆对挡板的压力减小BIL，故金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL，D正确。
故选D。
6、D
【解析】
设地球的半径为R，月、地间的距离为r，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，可有
7900=
月球的周期约为30天，可有
30×24×3600=2π
若把地球看作“黑洞”，上面两种关系变为
3×108=
T=2π
联立解得
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AD
【解析】
A．质谱仪是分析同位素的重要工具，故A正确；
B．带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外。根据左手定则知，该束粒子带正电，故B错误；
C．在平行极板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的极板带正电，选项C错误；
D．进入磁场中的粒子速度是一定的，根据
得
知越大，比荷越小，故D正确。
故选：AD。
8、ADE
【解析】
A．根据气态方程，压强变小时，如果温度降低，则气体的体积可能减小，分子间的平均距离可能变小，故A正确；
B．晶体的物理性质表现为各向异性，是由于组成晶体的微粒在空间排列规则，故B错误；
C．物体的内能包括分子动能和分子势能两部分，物体内能改变时，可能是分子势能发生了变化，而分子平均动能并没有发生变化，即温度可能不变化。故C错误；
D．根据热力学第二定律可知，机械能可通过做功全部转化为内能，但内能一定不能通过做功全部转化为机械能而不引起其它的变化，故D正确；
E．根据题意，一滴油酸酒精溶液含有的油酸体积为：
V=0.05×0.02% mL=1×10-5mL
所以油酸分子直径的大小：
故E正确；
故选ADE。
9、AC
【解析】
AB．由右手定则可知，导体棒中的电流方向为A→B，导体棒相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，则B端相当于电源正极，故A正确，B错误；
C．AB棒产生的感应电动势为
导体棒AB两端的电压为
故C正确；
D．若保持导体棒转动的角速度不变，由于磁场均匀增大，则导体棒切割磁感线产生的电动势增大，如果导体棒不动，竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，回路中产生的电动势不变，且与导体棒切割磁感线产生的电动势方向相反，则两电动势不可能一直相等，即通过电阻R的电流不可能一直为零，故D错误。
故选AC。
10、BC
【解析】
A．设绳子的长度为L，A的质量为M，B的质量为m，A从最高点到最低点的过程中机械能守恒，设到达最低点时的速度为v，则：
(M+m)v2＝(M+m)gL(1−csθ)
可得

若增大θ角再由静止释放，则A到达最低点的速度增大；
B开始做平抛运动时的速度与A是相等的，设抛出点的高度为h，则B落地时沿水平方向的分速度

B落地时速度方向与水平方向之间夹角设为α，则

可知θ增大则α减小，所以增大θ角再由静止释放，B落地时速度方向与水平方向之间夹角将减小。故A错误；
B．若增大θ角再由静止释放，平抛运动的水平位移
可知增大θ角再由静止释放，平抛运动的水平位移将增大，故B正确；
C．A与B一起摆动的过程中B受到的支持力与重力沿AO方向的分力的合力提供向心力，在任意位置时

在摆动的过程中A与B的速度越来越大，绳子与竖直方向之间的夹角减小，所以支持力FN越来越大。故C正确；
D．A、B一起摆动过程中，开始时它们的速度为零，则重力的功率为零；A与B一起恰好到达最低点时，沿竖直方向的分速度为零，所以重力的瞬时功率也等于零，可知A所受重力的功率一定是先增大后减小，故D错误。
故选BC。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、 1.000 小于
【解析】
(1)[1]若电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值，则两条支路的电流相等，所以：
(2)[2]主尺上的刻度为0.5mm，副尺上的刻度为50格，所以读数为：
(3)[3] 铅笔芯的横截面积：
带入电阻定律得：
带入数据得：
(4)[4]若电流表的内阻不能忽略，则笔芯电阻的测量值为，真实值为,则笔芯电阻的测量值小于真实值．
12、9.80 1.63 2.66 1.0
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺上第16个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为16×0.05mm=0.80mm，所以最终读数为：9mm+0.80mm=9.80mm；
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球经过光电门时的速度为：
[3]则有：
(3)[4]先根据记录表中的数据进行了描点，作出图像如图：
(4)[5]由图像可得图像斜率的绝对值为：
要验证机械能守恒定律，必须满足：
化简整理可得：
则有：
解得：
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (i)4×105Pa；(ii)20kg。
【解析】
(i)初状态时，设气体的压强为，以活塞为研究对象，由平衡条件知
末状态时，设气体的压强为，由查理定律有
解得
=4×105Pa
(ii)末状态时.以活塞为研究对象，由平衡条件知
解得:
Δm=20kg
14、 (1) ；；(2)
【解析】
(1)由题图乙读出单摆的振幅，周期
根据单摆的周期公式得摆长
(2)根据机械能守恒定律
又因为很小，故有
15、（1）；（2）；（3）以后粒子的轨迹逐渐向上不会再次经过P点，证明见解析。
【解析】
（1）设粒子经第Ⅰ象限的电场加速后，到达y轴时的速度为，根据动能定理
①
由左手定则可以判断，粒子向－y方向偏转，如图所示：
由几何关系知，粒子在磁场中运动的半径为②
由牛顿第二定律得：
③
由①②③得：④
（2）粒子第2次经过x轴时，速度沿+y方向，位置坐标为⑤
粒子在电场中做类平抛运动，经历的时间，第3次经过y轴时，轨迹如图
⑥
⑦
⑧
由①⑤⑥⑦⑧得
（3）粒子第2 次离开电场时，根据动能定理有：
解得，θ=45°
粒子第2次进入磁场时做圆周运动的半径R2，根据半径公式可得：
第三次进入电场是从坐标原点O处沿与x轴正向45°角斜向上方向。由类平抛对称性可知，粒子运动的横坐标为l时，纵坐标的值为2l，可知本次不会经过P点。
粒子将从y=4l处第3次离开电场， 第3次通过磁场后从y=2l处与+x方向成45°角斜向上第4次过电场，不会经过P点。 以后粒子的轨迹逐渐向上不会再次经过P点。
θ
10°
20°
30°
40°
50°
60°
csθ
0.98
0.94
0.87
0.77
0.64
0.50
Δt/ms
18.0
9.0
6.0
4.6
3.7
3.1
v/ms-1
0.54
1.09
①_____
2.13
2.65
3.16
v 2/m2s-2
0.30
1.19
②_______
4.54
7.02
9.99