湖南省长沙市第二十一中学2026届高三第一次模拟考试物理试卷含解析

这是一份湖南省长沙市第二十一中学2026届高三第一次模拟考试物理试卷含解析，共21页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
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、如图所示，在光滑的水平面上放有两个小球A和B，其质量，B球上固定一轻质弹簧。A球以速率v去碰撞静止的B球，则（ ）
A．A球的最小速率为零
B．B球的最大速率为v
C．当弹簧恢复原长时，B球速率最大
D．当弹簧压缩量最大时，两球速率都最小
2、1897年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907-1916密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这数值为基本电荷，如图所示，两块完全相同的金属极板止对若水平放置，板间的距离为d，当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时，所受它气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，得以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为t1；当两板间加电压U（上极板的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t2内运动的距离与在时间t1内运动的距离相等。忽略空气浮力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．根据上板电势高时观察油滴竖直向上做匀速运动可以判定油滴带正电
B．密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是1.6×10-19C
C．根据不加电压和加电压两个匀速过程可以求解出油滴所带的电荷量Q=
D．根据两板间加电压U（上极板的电势高）时观察到同油滴竖直向上做匀速运动，可以计算出油滴的电荷量Q=
3、放射性元素A经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了
A．1位B．2位C．3位D．4位
4、用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）
A．B．C．D．
5、 “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面电势分别为φA和φB，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是
A．A球面电势比B球面电势高
B．电子在AB间偏转电场中做匀变速运动
C．等势面C所在处电场强度的大小为E=
D．等势面C所在处电势大小为
6、如图所示，在粗糙的水平面上放一质量为2kg的物体，现用F=8N的力，斜向下推物体，力F与水平面成角，物体与水平面之间的滑动摩擦系数为μ=0.5，则
A．物体对地面的压力为24N
B．物体所受的摩擦力为12N
C．物体加速度为
D．物体将向右匀速运动
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、如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），MN始终保持静止，则0～t2时间（ ）
A．电容器C的电荷量大小始终没变B．电容器C的a板先带正电后带负电
C．MN所受安培力的大小始终没变D．MN所受安培力的方向先向右后向左
8、如图所示，A、B两带电小球的质量均为m，电荷量的大小均为Q（未知）。小球A系在长为L的绝缘轻绳下端，小球B固定于悬挂点的正下方，平衡时，小球A、B位于同一高度，轻绳与竖直方向成角。已知重力加速度为g，静电力常量为k，则以下说法正确的是（ ）
A．小球A、B带异种电荷
B．小球A所受静电力大小为
C．小球A、B所带电荷量
D．若小球A的电荷量缓慢减小，则小球A的重力势能减小，电势能增大
9、关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是（ ）
A．当液体与固体接触时，如果附着层内分子间的作用表现为斥力，这样的液体与固体间就表现为浸润
B．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
C．晶体一定具有规则的几何外形
D．液体表面张力有使其表面积收缩到最小的趋势
E.饱和汽压与液体的温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大
10、如图是倾角θ=37°的光滑绝缘斜面在纸面内的截面图。一长为L、质量为m的导体棒垂直纸面放在斜面上，现给导体棒通人电流强度为I，并在垂直于导体棒的平面内加匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，已知当地重力加速度为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8.则以下说法正确的是（ ）
A．所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为
B．所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为
C．所加磁场的磁感应强度的最小值为
D．所加磁场的磁感应强度的最小值为
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）某实验小组用如图所示的装置，做验证机械能守恒定律的实验。当地重力加速度为：
(1)电磁铁通过铁夹固定在铁架台上，给电磁铁通电，小球被吸在电磁铁下方（光电门的正上方）。电磁铁断电，小球由静止释放，测得小球通过光电门所用时间为，测得小球直径为，电磁铁下表面到光电门的距离为，根据测得数值，得到表达式_______（用已知和测得的物理量表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律得到验证；
(2)若保持电磁铁位置不变，改变光电门的位置，重复上述实验，得到多组及小球通过光电门的时间，为了能通过图像直观地得到实验结果，需要作出_____（填“”“”“”或“”）图像，当图像是一条过原点的倾斜直线时，且在误差允许的范围内，斜率等于___________（用已知和测得的物理量表示），则机械能守恒定律得到验证；
(3)下列措施可以减小实验误差的是______。
A．选用直径较小，质量较大的小球 B．选用直径较大，质量较大的小球
C．电磁铁下表面到光电门的距离适当大些 D．尽量让小球球心通过光电门
12．（12分）某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”，设计的实验装置如图固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2。
(1)实验步骤如下：
①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，记下弹簧测力计的示数F；
②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，弹簧测力计的示数为F1；
③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′=________；
④比较________________，即可初步验证力的平行四边形定则。
(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2沿120°方向不变，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________。
A．逐渐增大 B．先增大后减小
C．逐渐减小 D．先减小后增大
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）如图所示，空中固定一粗糙的水平直杆，将质量为的小环静止套在固定的水平直杆上环的直径略大于杆的截面直径，小环和直杆间的动摩擦因数，现对小环施加一位于竖直面内斜向上，与杆的夹角为的拉力F，使小环以的加速度沿杆运动，求拉力F的大小．已知重力加速度，，
14．（16分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻波形如图所示，图线上质点M的位移为振幅的倍，经过时间0.1s，质点M第一次到达正的最大位移处。求：
①该简谐横波的传播速度；
②从计时后的0.5s内，质点M通过的路程。
15．（12分）如图所示，柴油打桩机的重锤质量，重锤在桩之上高度处由静止开始自由落下，与质量为的桩碰撞。碰撞同时，碰撞处的柴油燃烧产生猛烈爆炸，在极短的时间内使锤和桩上下分离。之后，锤向上反弹上升的高度，桩在泥土中向下移动的距离。忽略空气阻力，重力加速度取。
(1)求重锤下落至刚接触桩时的速度大小；
(2)若桩向下运动过程受泥土的阻力大小恒定，求此力的大小。
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、C
【解析】
分析小球的运动过程：A与弹簧接触后，弹簧被压缩，弹簧对A产生向左的弹力，对B产生向右的弹力，A做减速运动，B做加速运动，当B的速度等于A的速度时压缩量最大，此后A球速度继续减小，B球速度继续增大，弹簧压缩量减小，当弹簧第一次恢复原长时，B球速率最大，A球速度最小，此时满足
解得
因为，可知A球的最小速率不为零，B球的最大速率大于v，选项ABD错误，C正确。
故选C。
2、C
【解析】
A．当极板上加了电压U后，该油滴竖直向上做匀速运动，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电，A错误；
B．油滴所带的电荷量大约都是1.6×10-19C的整数倍，B错误；
C．设油滴运动时所受空气阻力f与速度大小v满足关系为
当不加电场时，设油滴以速率v1匀速下降，受重力和阻力而平衡，即
当极板加电压U时，设油滴以速率v2匀速上升，受电场力、重力和阻力，即
其中
根据题意有
解得
C正确；
D．加上电压时，油滴运动过程中，不仅仅只受电场力和重力作用，还受阻力作用，所以，D错误。
故选C。
3、C
【解析】
α粒子是，β 粒子是，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β 衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位．故选项C正确．
【点睛】
衰变前后质量数和电荷数守恒，根据发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β 衰变电荷数增加1可以计算出放射性元素电荷数的变化量．
4、A
【解析】
本题考查力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．
【详解】
一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．
绳子与竖直方向的夹角为：θ=60°，绳子长为：L0=1m，则有：mg=2Fcsθ，两个挂钉的间距离：L＝，解得：L=m
5、C
【解析】
A．电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，受力的方向与电场的方向相反，所以板的电势较高；故A错误；
B．电子做匀速圆周运动，受到的电场力始终始终圆心，是变力，所以电子在电场中的运动不是匀变速运动．故B错误；
C．电子在等势面所在处做匀速圆周运动，电场力提供向心力：
又：
，
联立以上三式，解得：
故C正确；
D．该电场是放射状电场，内侧的电场线密，电场强度大，所以有：
即有：
所以可得：
故D错误；
故选C。
6、A
【解析】
受力分析如图所示，在竖直方向上，由平衡条件得，物体与水平地面间最大静摩擦力，水平方向上 ，由于，物体将静止不动，故物体所受的摩擦力为静摩擦力，综上分析，正确答案为A．
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、B：由乙图知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生恒定电动势，电路中电流恒定，电阻R两端的电压恒定，则电容器的电压恒定，故电容器C的电荷量大小始终没变．根据楞次定律判断可知，通过R的电流一直向下，电容器上板电势较高，一直带正电．故A正确，B错误；
C：根据安培力公式F＝BIL，I、L不变，由于磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，故C错误．
D：由右手定则判断得知，MN中感应电流方向一直向上，由左手定则判断可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，故D正确．
故选AD．
8、BD
【解析】
AB．带电的小球A处于平衡状态，A受到库仑力F、重力mg以及绳子的拉力T的作用，其合力为零，则有
解得
由图可知，AB间库仑力为排斥力，即AB为同种电荷，故A错误，B正确；
C．根据库仑定律有，而
解得
故C错误；
D．若小球A的电荷量缓慢减小，AB间的库仑力减小，小球A下摆，则小球A的重力势能减小，库仑力做负功，电势能增大，故D正确。
故选BD。
9、ADE
【解析】
A.液体对固体的浸润，则分子间距小于液体内部，则液面分子间表现为斥力，液面呈现凹形，表面有扩张的趋势，故A正确；
B.当人们感到潮湿时，是因为空气的相对湿度较大，而绝对湿度的大小无法确定，故B错误；
C.单晶体一定具有规则的几何外形，多晶体不一定具有规则的几何外形，故C错误；
D.液体表面分子间距较大，故有张力，使其表面积有收缩到最小的趋势，故D正确；
E.饱和汽压与液体种类和温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大，故E正确。
故选ADE。
10、BC
【解析】
AB．根据共点力平衡知，安培力的方向在垂直斜面向下与竖直向上的这两个方向之间，根据左手定则知，所加磁场方向与x轴正方向的夹角θ的范围应为，故A错误，B正确。
CD．当安培力的方向与支持力方向垂直时，安培力最小，根据矢量三角形定则有
则磁感应强度的最小值
故C正确，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、 ACD
【解析】
(1)[1]由机械能守恒有
故要验证的表达式为。
(2)[2][3]由得
即为了直观地得到实验结果，应作图像，在误差允许的范围内图像的斜率为，则机械能守恒定律得到验证。
(3)[4]
AB．为了减少实验误差，应选用质量大、体积小的小球，选项A正确，选项B错误；
CD．电磁铁下表面到光电门的距离适当大些可以减小长度及速度测量的误差，尽量让小球球心通过光电门，减小因小球遮光长度不是直径引起的误差，选项C、D正确。
故填ACD。
12、F F1与F1′的大小 D
【解析】
(1)③[1]根据力的平行四边形定则，计算绳套1的拉力
④[2]比较F1和F2的大小，即可初步验证力的平行四边形器定则；
(2)[3]保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，说明两个细绳拉力的合力不变，作图如下
故绳套1的拉力先减小后增加，故ABC错误，D正确。
故选D。
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、1N和9N
【解析】
对环进行受力分析得，环受重力、拉力、弹力和摩擦力．令，得，此时环不受摩擦力的作用．
当时，杆对环的弹力竖直向上，由牛顿第二定律可得：
得
当时，杆对环的弹力竖直向下，由牛顿第二定律可得：
得
则F的大小可能值为1N和9N.
【点睛】
本题考查牛顿第二定律的应用，要注意明确本题中可能存在的两种情况，明确拉力过大时，物体受杆下部的挤压，而拉力较小时，受杆上端的挤压，要求能找出这两种情况才能全面分析求解．
14、①1.25m/s；②cm。
【解析】
①根据波形图可知波长m，质点振幅cm由图象可知，波动方程为
（m）
将质点M的纵坐标值代入波动方程，结合图象解得质点M的坐标为（m，m）
由于经过时间0.1s，质点M第一次运动到正的最大位移处，即质点M左侧相邻的波峰传播到质点M，距离等于
m=m
波的速度
代入数据得m/s
②波的传播方向上任意质点的振动周期
代入数据可得T=0.8s
假设质点M在此过程中振动了n个周期，则
t=nT
代入数据可得
t=0时刻质点M向上振动，t=0.5s时刻质点M第一次运动负的最大位移处，所以质点M通过的路程为
cm+2A=cm
15、 (1)6.3m/s；(2)
【解析】
(1)重锤自由下落过程有
解得
①
(2)碰撞后桩的速度为，重锤速度为，重锤上升过程有
②
取向下为正方向，系统动量守恒有
③
桩下降过程中，由功能关系得
④
解①②③④式得