2027届长治市高考仿真模拟物理试卷（含答案解析）

这是一份2027届长治市高考仿真模拟物理试卷（含答案解析），共3页。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，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、下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动是指液体分子的无规则运动
B．物体对外做功，其内能一定减小
C．两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大
D．用打气筒往自行车轮胎内打气时需要用力，说明气体分子间存在斥力
2、为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1，环绕速度为v1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离该星球更近的半径为r2的圆轨道上运动环绕速度为v2，周期为T2，登陆舱的质量为m2，引力常量为G，则（ ）
A．该星球的质量为
B．该星球表面的重力加速度为
C．
D．
3、如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图．M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒N的半径为R，内筒的半径比R小得多，可忽略不计．筒的两端封闭，两筒之间抽成真空，两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动．M筒开有与转轴平行的狭缝S，且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子，分子到达N筒后被吸附，如果R、v1、v2保持不变，ω取某合适值，则以下结论中正确的是（ ）
A．当时（n为正整数），分子落在不同的狭条上
B．当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上
C．只要时间足够长，N筒上到处都落有分子
D．分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上
4、在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB=2BC，如图所示，由此可知（ ）
A．小球带正电
B．电场力大小为3mg
C．小球从A到B与从B到C的运动时间相等
D．小球从A到B与从B到C的速度变化相等
5、质量为m的小球套在竖直的光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．让小球从A点开始释放，此时弹簧处于原长，当小球下降的最大竖直高度为h时到达B点，若全过程中弹簧始终处于弹性限度内，竖直杆与OB的夹角为30°，下列研究小球从A到B全过程的说法正确的是
A．当弹簧与杆垂直时，小球速度最大
B．小球的加速度为重力加速度的位置共有三个
C．弹簧的弹性势能先增大后减小
D．弹簧的弹性势能增加量大于mgh
6、跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，若在下落过程中受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．风力越大，下落过程重力的冲量越大
B．风力越大，着地时的动能越大
C．风力越大，下落的时间越短
D．下落过程的位移与风力无关
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、2019 年 11 月 5 日 01 时 43 分，我国在西昌卫展发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射了第 49 颗北斗导航卫星。该卫星属倾斜地球同步轨道卫星，标志着北斗三号系统 3 颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星， 它的运行周期与“同步卫星”相同(T＝24h)，运动轨迹如图所示。关于该北斗导航卫星说法正确的是（ ）
A．该卫星与地球上某一位置始终相对静止
B．该卫星的高度与“同步卫星”的高度相等
C．该卫星运行速度大于第一宇宙速度
D．该卫星在一个周期内有 2 次经过赤道上同一位置
8、有一定质量的理想气体，其压强随热力学温度的变化的图象如图所示，理想气体经历了的循环过程。下列分析正确的是（ ）
A．过程中气体吸收热量
B．四个状态中，只有状态时理想气体分子的平均动能最大
C．过程气体对外界做功，并从外界吸收热量
D．过程中气体吸收热量并对外做功
E.四个状态中，状态时气体的体积最小
9、如图所示，两个质量分布均匀的球体P、Q静止在倾角为的固定斜面与固定挡板之间.挡板与斜面垂直。P、Q的质量分别为m、2m，半径分别为r、2r，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．P受到四个力的作用B．挡板对P的支持力为3mg
C．P所受弹力的合力大于mgD．Q受到P的支持力大于mg
10、如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化，内阻为r的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R的负载，如果要求负载上消耗的电动率最大，则下列说法正确的是（ ）
A．该交流电源的电动势的瞬时值表达式为V
B．变压器原副线圈匝数的比值为
C．电流表的读数为
D．负载上消耗的热功率
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）某同学要测定一电源的电动势E和内阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用I表示），一只电阻箱（阻值用R表示），一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。

(1)该同学设计实验的原理表达式是E=________（用r、I、R表示）。
(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到________（选填“最大值”“最小值”或“任意值”），实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω。
(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的－R图象，则由图象可求得，该电源的电动势E=______V，内阻r=________Ω。（结果均保留两位有效数字）
12．（12分）为了测量一个电动势约为6V~8V，内电阻小于的电源，由于直流电压表量程只有3V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程9V的电压表，然后再用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是他们的实验操作过程：
(1)把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空。
第一步：按电路图连接实物
第二步：把滑动变阻器滑动片移到最右端，把电阻箱阻值调到零
第三步：闭合电键，把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为3.0V
第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为__________V。
第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为9V的电压表
(2)以上实验可供选择的器材有：
A．电压表（量程为3V，内阻约）
B．电流表（量程为3A，内阻约）
C．电阻箱（阻值范围）
D.电阻箱（阻值范围）
E.滑动变阻器（阻值为，额定电流3A）
F.滑动变阻器（阻值为，额定电流0.2A）
电阻箱应选_______，滑动变阻器应选_______。
③用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电源电动势E和内电阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压表U和电流I的值，并作出U—I图线如图丙所示，可知电池的电动势为____V，内电阻为_____。（结果保留2位有效数字）
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，光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m、相距为x0的小球A和B，A球所带电荷量为+q，B球不带电。现在A球右侧区域的有限宽度范围内加上水平向右的匀强电场，电场强度为E，小球A在电场力作用下由静止开始运动，然后与B球发生弹性正碰，A、B碰撞过程中没有电荷转移，且碰撞过程时间极短，求：
(1)A球与B球发生第一次碰撞后B球的速度；
(2)从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功；
(3)要使A、B两球只发生三次碰撞，所加电场的宽度d应满足的条件。
14．（16分）如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：
（1）哪个直线加速器加速的是正电子；
（2）正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。
（3）正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。
15．（12分）如图所示，材质相同的直角三角形和圆形玻璃砖紧紧贴在一起（不考虑中间缝隙），AB=BD=L，其中AD是一个平面镜，一束平行光线垂直于AB边从空气射入玻璃砖，通过BD边的光线中，只有占BD长度的光线可以从圆弧CD射出，光在真空中传播速度为c，则：（可能用到的数值：sin74°=0.96，结果用分数表示）
(1)玻璃砖对光线的折射率n；
(2)恰好没有从圆弧面CD射出的光线在玻璃中的传播的时间t。
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】
A．布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故A错误；
B．改变内能的方式有做功和热传递，只知道物体对外做功，而不知道热传递的情况，无法确定其内能变化，故B错误；
C．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快，故C正确；
D．用打气筒往自行车轮胎内打气时需要用力，是因为气体压强增大的缘故，并不能说明气体分子间存在斥力，而且气体分子间的分子力几乎可以忽略不计，故D错误。
故选C。
2、D
【解析】
由和
A．该星球的质量为
选项A错误；
B．由
星球的半径R未知，不能求解其表面的重力加速度，选项B错误；
C．由表达式可知
选项C错误；
D．由表达式可知
选项D正确。
故选D。
3、A
【解析】
微粒从M到N运动时间 ，对应N筒转过角度 ，即如果以v1射出时，转过角度： ，如果以v2射出时，转过角度： ，只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍，即当 时（n为正整数），分子落在不同的两处与S平行的狭条上，故A正确，D错误；若相差2π的整数倍，则落在一处，即当 时（n为正整数），分子落在同一个狭条上．故B错误；若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍，微粒只能到达N筒上固定的位置，因此，故C错误．故选A
点睛：解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等，在此基础上分别以v1、v2射出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置．
4、B
【解析】
根据小球从B点进入电场的轨迹可看出，小球带负电，故A 错误；因为到达C点时速度水平，所以C点速度等于A点速度，因为AB=2BC，设BC的竖直高度为h，则AB的竖直高度为2h，由A到C根据动能定理：mg×3h-Eqh=0，即Eq=3mg，故B正确；小球从A到B在竖直方向上的加速度为g，所用时间为：；在从B到C，的加速度为向上，故所用时间：，故t1=2t2，故C 错误；小球从A到B与从B到C的速度变化大小都等于，但方向相反，故D 错误。
5、B
【解析】
小球A运动过程如右图所示：
当小球滑至C点时，弹簧与杆垂直，水平方向弹簧弹力与杆的弹力平衡，小球在竖直方向受重力，则小球的加速度为重力加速度，小球仍向下加速，此时速度不是最大，当合力为零时速度最大，而合力为零的位置应在弹簧与杆垂直位置的下方，故A错误．在图中A、D两位置，弹簧处于原长，小球只受重力，即小球加速度为重力加速度的位置有A、C、D三个，故B正确；弹簧的形变量先增大后减小再增大，其弹性势能先增大后减小再增大，故C错误；小球与弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒．根据系统机械能守恒定律可知，小球从A到B全过程中增加的弹性势能应等于减少的重力势能mgh，故D错误．所以B正确，ACD错误．
6、B
【解析】
AC．运动员参加两个分运动，水平方向随空气受风力影响，竖直方向在降落伞张开前先加速，降落伞张开后先减速后匀速，由于竖直分运动不受水平分运动的干扰，故运动时间与风速无关，由公式可知，下落过程重力的冲量与分力无关，故AC错误；
B．运动员落地速度由水平分速度和竖直分速度合成，水平分速度由风速决定，故风速越大，合速度越大，即着地动能越大，故B正确；
D．运动时间与风速无关，风力越大，水平位移越大，下落过程的位移为
则风力越大，水平位移越大，下落过程的位移越大，故D错误。
故选B。
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、BD
【解析】
A．同步卫星相对于地球静止，必须为地球赤道面上的同步卫星，因为此卫星为倾斜轨道，因此不能与地球保持相对静止;A错误；
B．由公式可得，因为两个卫星的周期是一样的，其他常量都相同，所以高度相同;B正确.
C．地球的第一宇宙速度是最大的环绕速度，该卫星比近地卫星轨道半径大，所以速度小于第一宇宙速度;C错误
D．此卫星的轨道为倾斜轨道，因此当卫星转一周时，两次通过赤道;D正确.
故选BD。
8、ACE
【解析】
A.由图象可知，过程压强不变，温度升高，内能增加，由可知，气体体积增大，对外做功，由知，气体吸热，故A正确；
B.恒温过程，气体分子平均动能不变，故B错误；
C.过程，，压强减小，由可知体积增加，气体对外做功，因此气体一定吸热，故C正确；
D.过程，压强恒定，减小，减小，由可知体积减小，则外界对气体做功，由可知，气体放热，故D错误；
E.延长线通过原点，体积相等，即，过程，过程，综上分析可知，状态气体体积最小，故E正确。
故选：ACE。
9、AD
【解析】
A．P受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和Q的压力，故A正确；
B．两球整体受力平衡，故挡板对P的支持力大小
N1=3mgsin=mg
故B错误；
C．P所受三个弹力的合力与重力mg平衡，则P所受弹力的合力大小为mg，故C错误；
D．Q受力如图所示，有
F=2mg
故
N2>Fsin=mg
故D正确。
故选AD。
10、BC
【解析】
A．由图可知周期T＝4×10-2s，角速度
所以该交流电源的电动势的瞬时值表达式为
e＝Emsin(50πt)
故A错误；
B．设原副线圈中的匝数分别为n1和n2，电流分别为I1和I2，电压分别为U1和U2，则
U1＝E−I1r
电阻R消耗的功率
P＝U2I2=U1I
即
P＝(E−I1r)I1＝−I12r−EI1
可见
I1＝
时，P有最大值
此时
则
所以
故B正确；
C．电流表的读数为有副线圈电流的有效值：原线圈电流有效值为
则
故C正确；
D．负载上消耗的功率
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、I（R＋r） 最大值 21 6.3（6.1~6.4） 2.5（2.4~2.6）
【解析】
(1)[1]根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是E=I(R＋r)
(2)[2]根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值
[3]根据电阻箱读数规则，电阻箱接入电路的阻值为2×10Ω＋1×1Ω=21Ω
(3)[4][5]由E=I（R＋r）可得
图像斜率等于
得
由于误差(6.1~6.4)V均正确，图像的截距
得

由于误差(2.4~2.6)均正确
12、1.0 C E 6.9 1.5
【解析】
(1)[1]把3V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为9V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为3V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为
(2)[2]由题，电压表的量程为3V，内阻约为2kΩ，要改装成9V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱电阻应为
2×2kΩ=4kΩ
故电阻箱应选C；
[3]在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E；
(3)[4]由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为
U=2.3V
则电源的电动势为
[5]内阻为
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、（1） （2）5qEx0（3）8x0