2027届张家界市高考物理二模试卷（含答案解析）

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2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再到状态C，最后变化到状态A，完成循环。下列说法正确的是（ ）
A．状态A到状态B是等温变化B．状态A时所有分子的速率都比状态C时的小
C．状态A到状态B，气体对外界做功为D．整个循环过程，气体从外界吸收的热量是
2、某国际研究小组借助于甚大望远镜观测到了如图所示的一-组“双星系统”，双星绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，此双星系统中体积较小的成员能“吸食”另一颗体积较大的星体表面物质，达到质量转移的目的。假设两星体密度相当，在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中，下列说法错误的是（ ）
A．它们做圆周运动的万有引力逐渐增大
B．它们做圆周运动的角速度保持不变
C．体积较大星体做圆周运动轨迹半径变大，线速度也变大
D．体积较大星体做圆周运动轨迹半径变小，线速度变大
3、如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A上的顶端O处，细线另一端拴一质量为m=0.2kg的小球静止在A上．若滑块从静止向左匀加速运动时加速度为a．(取)则( )
A．当a=5m/s2时，线中拉力为
B．当a=10m/s2时, 小球受的支持力为
C．当a=12m/s2时, 经过1秒钟小球运动的水平位移是6m
D．在稳定后，地面对A的支持力一定小于两个物体的重力之和
4、如图所示空间中存在沿水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，将长度为2L的通电直导线由中点O处弯成折线，夹角为60°，现在导线中通有恒定电流。如果在空间另外施加一磁感应强度大小为的匀强磁场，且使导线MO、NO所受的安培力相等，则下列说法正确的是（ ）
A．磁场的方向斜向左下方与水平方向成60°角，MO受到的安培力的大小为
B．磁场方向竖直向上，MO受到的安培力的大小为
C．磁场方向竖直向下，MO受到的安培力的大小为
D．磁场方向斜向右上方与水平方向成60°角，MO受到的安培力的大小为
5、空间存在一静电场，x轴上各点电势随x变化的情况如图所示。若在-x0处由静止释放一带负电的粒子，该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中，下列关于带电粒子的a-t图线，v-t图线，Ek-t图线，Ep-t图线正确的是（ ）
A．B．C．D．
6、带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，实线是电场线，关于粒子，下列说法正确的是
A．在a点的加速度大于在b点的加速度
B．在a点的电势能小于在b点的电势能
C．在a点的速度小于在B点的速度
D．电场中a点的电势一定比b点的电势高
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（a），质量M = 4kg、倾角为θ的斜面体置于粗糙水平面上，质量m = 1kg的小物块置于斜面顶端， 物块与斜面间的动摩擦因数μ = tanθ。t=0时刻对物块施加一平行于斜面向下的推力F，推力F的大小随时间t变化的图像如图（b）所示，t=2s时物块到达斜面底端。斜面体始终保持静止，重力加速度g = 10ms2，在物块沿斜面下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块到达斜面底端时的动能为32 J
B．斜面的长度为8 m
C．斜面体对水平面的压力大小始终为50 N
D．水平面对斜面体的摩擦力水平向右且逐渐增大
8、如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R，将等电量的两正点电荷Q放在圆周上，它们的位置关于AC对称，与O点的连线和OC间夹角为30°，下列说法正确的是（ ）
A．电荷q从A点运动到C点，电场力做功为零
B．电荷q从B点运动到D点，电场力做功为零
C．O点的场强大小为
D．O点的场强大小为
9、如图所示，光滑平行金属导轨与水平面间的夹角为θ，导轨电阻不计，下端与阻值为R的电阻相连。匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为B。 一质量为m、长为L、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，从ab位置以初速度v沿导轨向上运动，刚好能滑行到与ab相距为s的a′b′位置，然后再返回到ab。该运动过程中导体棒始终与导轨保持良好接触，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．向上滑行过程中导体棒做匀减速直线运动
B．上滑过程中电阻R产生的热量为
C．向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为
D．电阻R在导体榛向上滑行过程中产生的热量小于向下滑行过程中产生的热量
10、如图，从倾角为45°的足够长斜面顶端垂直于斜面向上抛出一质量为m的物体（可视为质点），物体初速度大小为v，受到水平向右、大小与物体重力相等的水平风力作用，重力加速度为g，不计空气阻力，从抛出开始计时，下列说法正确的是
A．物体距斜面的最远距离为
B．以抛出点所在水平面为零势能面，物体重力势能的最大值为
C．经过时间，物体回到斜面
D．物体重力势能最大时，水平风力的瞬时功率为
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）小明所在的课外活动小组在实验室测量导线的电阻率，他们在实验室选取了一段金属丝，经过讨论他们进行了如下操作。
（1）先用刻度尺测量其长度如图l所示，该段金属丝的长度为___ cm。
（2）接着他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔，选择电阻挡“×l”；
②____，调整欧姆调零旋钮，____；
③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，多用电表的示数如图2所示。
（3）根据多用电表示数，为了减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图3中的四个电路中选择___电路来测量金属丝电阻，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最__（填“左”或“右”）端，多次测量求平均值后测得该金属丝的电阻为5.2Ω。
A． B． C． D．
（4）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图4所示，金属丝的直径为___mm。
（5）根据以上数据可以计算出该金属丝的电阻率为=____（结果保留两位有效数字）。
12．（12分）实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3V和15V，其内部电路如图所示，因电压表的表头G已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻R1、R2完好，测得R1=2.9kΩ，R2=14.9kΩ．现有两个表头，外形都与原表头G相同，已知表头G1的满偏电流为1mA，内阻为50Ω；表头G2的满偏电流0.5mA，内阻为200Ω，又有三个精密定值电阻r1=100Ω，r2=150Ω，r3=200Ω．若保留R1、R2的情况下，对电压表进行修复，根据所给条件回答下列问题：
（1）原表头G满偏电流I=_______，内阻r=_______．
（2）在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路_____（标识出所选用的相应器材符号）
（3）某学习小组利用修复的电压表，再加上可以使用的以下器材，测量一未知电阻Rx的阻值：
电流表A量程0～5mA，内阻未知；
最大阻值约为100Ω的滑动变阻器；
电源E（电动势约3V）；
开关S、导线若干．
由于不知道未知电阻的阻值范围，学习小组为精确测出未知电阻的阻值，选择合适的电路，请你帮助他们补充完整电路连接 ____________，正确连线后读得电压表示数为2.40V，电流表示数为4.00mA，则未知电阻阻值Rx为____Ω．
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）某种弹射装置的示意图如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处于倾斜传送带理想连接，传送带长度L=15.0m，皮带以恒定速率v=5m/s顺时针转动，三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B与轻弹簧连接，C未连接弹簧，B、C处于静止状态且离N点足够远，现让滑块A以初速度v0=6m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起．碰撞时间极短，滑块C脱离弹簧后滑上倾角θ=37°的传送带，并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上，已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.1．
（1）滑块A、B碰撞时损失的机械能；
（2）滑块C在传送带上因摩擦产生的热量Q；
（3）若每次实验开始时滑块A的初速度v0大小不相同，要使滑块C滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，则v0的取值范围是什么？（结果可用根号表示）
14．（16分）如图，在真空室内的P点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q，质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=L．当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q点；当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时，所有粒子都能到达ab直线，且它们到达ab直线时动能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点．已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)a粒子的发射速率
(2)匀强电场的场强大小和方向
(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值
15．（12分）如图所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞．两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管导热性良好．左、右两边容器中装有相同的理想气体，开始时阀门打开，平衡时活塞到容器底的距离为H．现将阀门关闭，在活塞上放一个质量也为M的砝码，活塞缓慢下降，直至系统达到新的平衡．已知外界温度恒定，外界大气压强为，重力加速度为g，．
求：(1)当系统达到新的平衡时，活塞距底端的高度；
(2)当系统达到平衡后再打开阀门，活塞又缓慢下降，直到系统再次达到平衡，求左边气体通过阀门进入右边容器的质量与右边气体原有质量的比值．
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、D
【解析】
A．从状态A到状态B，体积和压强都增大，根据理想气体状态方程
温度一定升高，A错误。
B．从状态C到状态A，压强不变，体积减小，根据理想气体状态方程
温度一定降低，分子平均速率减小，但平均速率是统计规律，对于具体某一个分子并不适应，故不能说状态A时所有分子的速率都比状态C时的小，B错误。
C．从状态A到状态B，压强的平均值
气体对外界做功为大小
C错误；
D．从状态B到状态C为等容变化，气体不做功，即；从状态C到状态A为等压变化，体积减小，外界对其他做功
对于整个循环过程，内能不变，，根据热力学第一定律
得
代入数据解得
D正确。
故选D。
2、D
【解析】
A．设体积较大星体的质量为m1，体积较小星体的质量为m2，根据万有引力定律
因+为一定值，根据均值不等式可以判断出最初演变的过程中，逐渐变大，它们之间的万有引力逐渐变大，故A正确，不符合题意；
B．根据
得
将代入
解得
因+为一定值，r不变，则角速度不变，故B正确，不符合题意；
CD．根据
因体积较大的星体质量m1变小，而m1+m2保持不变，故m2变大，则体积较大的星体做圆周运动轨迹半径r1变大，根据
可知角速度不变，半径变大，故其线速度也变大，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
3、A
【解析】
当小球对滑块的压力恰好等于零时，小球所受重力mg和拉力T使小球随滑块一起沿水平方向向左加速运动，由牛顿运动定律得小球和滑块共同的加速度为：．
A．当时，斜面对小球有支持力，将小球所受的力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，有：，，联立解得：，故A正确；
B．当时，斜面对小球恰好没有支持力，故N=0，故B错误；
C．当时，滑块的位移为，而小球要先脱离斜面，然后保持与滑块相同的运动状态，故在这1s内小球运动的水平位移小于6m，故C错误；
D．在稳定后，对小球和滑块A整体受力分析可知，在竖直方向没有加速度，故地面对A的支持力等于两个物体重力之和，故D错误．
4、D
【解析】
A．当所加磁场的方向斜向左下方与水平方向成60°角时，NO受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为，MO受到的安培力垂直纸面向外，大小为，A错误；
B．当所加磁场方向竖直向上时，NO受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为，MO受到的安培力垂直纸面向里，大小为，B错误；
C．当所加磁场方向竖直向下时，NO受到安培力垂直纸面向里，大小为，MO受到的安培力垂直纸面向外，大小为，C错误；
D．当所加磁场方向斜向右上方与水平方向成60°角时，NO受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为当，MO受到的安培力垂直纸面向里，大小为，D正确。
故选D。
5、B
【解析】
AB、由图可知，图像的斜率表示电场强度，从到的过程中电场强度先减小后增大，受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大，粒子的加速度也是先减小后增大，在位置加速度为零；粒子在运动过程中，粒子做加速度运动，速度越来越大，先增加得越来越慢，后增加得越来越快，故B正确，A错误；
C、粒子在运动过程中，受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大，根据动能定理可知图像的斜率先变小再变大，在位置的斜率为零，故C错误；
D、由于粒子带负电，根据电势能可知，变化规律与变化规律相反，故D错误；
图线正确的是选B。
6、C
【解析】
电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，可知EA＜EB，所以a、b两点比较，粒子的加速度在b点时较大，故A错误；由粒子的运动的轨迹可以知道，粒子受电场力的方向应该指向轨迹的内侧，根据电场力方向与速度方向的夹角得电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，整个过程电场力做正功，电势能减小，即在a点的电势能大于在b点的电势能，故B错误；整个过程电场力做正功，根据动能定理得经b点时的动能大于经a点时的动能，所以无论粒子带何种电，经b点时的速度总比经a点时的速度大，故C正确；由于不知道粒子的电性，也不能确定电场线的方向，所以无法确定a点的电势和b点的电势大小关系，故D错误；故选C．
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、AC
【解析】
A．物块与斜面间的动摩擦因数μ = tanθ可知
则物体所受的合力为F，由F-t图像以及动量定理可知
可得
v=8m/s
则动能
选项A正确；
B．若物块匀加速下滑，则斜面的长度为
而物块做加速度增大的加速运动，则物块的位移大于8m，即斜面长度小于8m，选项B错误；
CD．滑块对斜面体有沿斜面向下的摩擦力，大小为
垂直斜面的压力大小为 两个力的合力竖直向下，大小为mg ，则斜面体对水平面的压力大小始终为Mg+mg=50 N，斜面体在水平方向受力为零，则受摩擦力为零，选项C正确，D错误；
故选AC。
8、BD
【解析】
电荷q从A点运动到C点，所受电场力竖直向上，电场力做负功，A错，根据对称性B正确，O点的场强大小为，C错，D正确．
9、BC
【解析】
向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据牛顿第二定律分析加速度的变化情况；上滑过程中根据功能关系结合焦耳定律求解电阻R产生的热量；根据电荷量的计算公式求解向下滑行过程中通过电阻R的电荷量；根据分析电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量与向下滑行过程中产生的热量的大小。
【详解】
A．向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据右手定则可得棒中的电流方向，根据左手定则可得安培力方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律可得：
其中：
解得：
由于速度减小，则加速度减小，棒不做匀减速直线运动，故A错误；
B．设上滑过程中克服安培力做的功为W，根据功能关系可得：
克服安培力做的功等于产生的焦耳热，则：
上滑过程中电阻R产生的热量为：
故B正确；
C．向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为：
故C正确；
D．由于上滑过程中和下滑过程中导体棒通过的位移相等，即导体棒扫过的面积S相等，根据安培力做功计算公式可得：
由于上滑过程中的平均速度大于，下滑过程中的平均速度，所以上滑过程中平均电流大于下滑过程中的平均电流，则电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量大于向下滑行过程中产生的热量，故D错误。
故选BC。
10、BD
【解析】
AC．根据题意可知，物体受竖直向下的重力和与重力等大的水平向右的风力，则物体受到的合外力沿着斜面向下，与初速度方向相互垂直，物体做类平抛运动，无法落在斜面上，并且离斜面的距离越来越远，故AC错误；
B．物体在竖直方向上上升的最大高度为
则重力势能的最大值为

故B正确；
D．物体重力势能最大时，竖直方向的速度为0，所用时间为
水平方向的速度为

所以水平风力的瞬时功率为

故D正确。
故选BD。
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、60.50（60.48～60.52均可） 将红、黑表笔短接 使指针指向电阻刻度“0”刻线 D 左 0.200
【解析】
（1）[1]毫米刻度尺的分度值为，所以读数为：70.50cm-10.00cm=60.50cm；
（2）[2][3]②将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向表盘右侧的“0”刻度线，即表盘中电阻刻度“0”刻线；
（3）[4][5]电阻为，电流表的分压相对较为明显，所以电流表应采用外接法；为获得较大的电压调节范围，滑动变阻器应选用分压式接法，所以选择电路D，滑片P开始应调节至左端，使电压从0开始调节；
（4）[6]螺旋测微器的精度为，所以读数为：
；
（5）[7]根据电阻定律：
金属丝的横截面积：
所以电阻率：
。
12、1mA 100Ω 750Ω
【解析】
（1）由图示电路图可知，电压表量程：
Ig（rg+R1）=3V
Ig（rg+R2）=15V
代入数据解得：Ig=1mA，rg=100Ω；
（2）修复电压表，表头满偏电流为，Ig=1mA，电阻应为：rg=100Ω，需要的实验器材为：表头的满偏电流0.5mA，内阻为200Ω的表头以及r3，即将表头和r3并联在电路中使用，电路图如图所示：
（3）根据题意可明确实验中应采用分压接法，电流表采用外接法，故实物图如图所示：电压表量程为3V，则其内阻RV＝＝3000Ω，根据欧姆定律可知 ．
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) (3)
【解析】
试题分析：（1）A、B碰撞过程水平方向的动量守恒，由此求出二者的共同速度；由功能关系即可求出损失的机械能；（2）A、B碰撞后与C作用的过程中ABC组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出C与AB分开后的速度，C在传送带上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律求出加速度，然后应用匀变速直线运动规律求出C相对于传送带运动时的相对位移，由功能关系即可求出摩擦产生的热量．（3）应用动量守恒定律、能量守恒定律与运动学公式可以求出滑块A的最大速度和最小速度．
（1）A与B位于光滑的水平面上，系统在水平方向的动量守恒，设A与B碰撞后共同速度为，选取向右为正方向，对A、B有：
碰撞时损失机械能
解得：
（2）设A、B碰撞后，弹簧第一次恢复原长时AB的速度为，C的速度为
由动量守恒得：
由机械能守恒得：
解得：
C以滑上传送带，假设匀加速的直线运动位移为x时与传送带共速
由牛顿第二定律得：
由速度位移公式得：
联立解得：x=11.25m＜L
加速运动的时间为t，有：
所以相对位移
代入数据得：
摩擦生热
（3）设A的最大速度为，滑块C与弹簧分离时C的速度为，AB的速度为，则C在传送带上一直做加速度为的匀减速直线运动直到P点与传送带共速
则有：
根据牛顿第二定律得：
联立解得：
设A的最小速度为，滑块C与弹簧分离时C的速度为，AB的速度为，则C在传送带上一直做加速度为的匀加速直线运动直到P点与传送带共速
则有：
解得：
对A、B、C和弹簧组成的系统从AB碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中
系统动量守恒，则有：
由机械能守恒得：
解得：
同理得：
所以
14、（1）粒子发射速度为
（2）电场强度的大小为
（3）粒子到达直线ab所用最长时间和最短时间的比值
【解析】
（1）设粒子做匀速圆周运动的半径R，过O作PQ的垂线交PQ于A点，如图三所示：
由几何知识可得

代入数据可得粒子轨迹半径
洛仑磁力提供向心力
解得粒子发射速度为
（2）真空室只加匀强电场时，由粒子到达直线的动能相等，可知为等势面，电场方向垂直向下．
水平向左射出的粒子经时间t到达Q点，在这段时间内


式中
解得电场强度的大小为
（3）只有磁场时，粒子以O1为圆心沿圆弧PD运动，当圆弧和直线相切于D点时，粒子速度的偏转角最大，对应的运动时间最长，如图四所示．据图有
解得
故最大偏转角
粒子在磁场中运动最大时长
式中T为粒子在磁场中运动的周期．
粒子以O2为圆心沿圆弧PC运动的速度偏转角最小，对应的运动时间最短．据图四有
解得
速度偏转角最小为
故最短时长
因此，粒子到达直线ab所用最长时间和最短时间的比值

点睛：此题是关于带电粒子在电场及磁场中的运动问题；掌握类平抛运动的处理方向，在两个方向列出速度及位移方程；掌握匀速圆周运动的处理方法，确定好临界状态，画出轨迹图，结合几何关系求解.
15、 (1) (2)
【解析】
(1)以左边气体为研究对象，活塞上未放物体前
气体压强、体积
放上物体后
气体压强、体积
由玻意耳定律得：
代入数据解得：
(2)以右边封闭气体为研究对象，设气体压强与左边相等时气柱高为
由玻意耳定律得：
代入数据解得：
根据几何关系得左边气体通过阀门进入右边容器的质量与右边气体原来质量的比值