安徽省皖东名校2025-2026学年第一学期高三开学摸底检测物理试题（含解析）

安徽省皖东名校2025-2026学年第一学期高三开学摸底检测物理试题
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.图甲中闭合开关，电路达到稳定状态后，时断开，图乙表示某物理量随时间变化的规律。下列说法正确的是( )
A. 可能为线圈中的电流
B. 可能为电容器所带电荷量
C. 时刻线圈的磁场能最大
D. 将自感系数和电容同时增大为原来的倍，电磁振荡的频率变为原来的
2.最新国产载人喷气飞行背包的最高时速可达公里每小时，将来会在抢险救灾、追逃登船等领域发挥作用。某款式喷气飞行背包由两个主喷气发动机和几个副喷气发动机组成，主喷气发动机负责动力，副喷气发动机负责转向等辅助功能。假设主喷气发动机喷口半径为，飞行背包系统含操作者的总质量为。不考虑飞行背包系统受到的空气阻力和浮力，重力加速度为，空气的密度为。飞行背包系统在空中悬浮时主发动机向下喷出气体的速度大小为( )
A. B. C. D.
3.如图所示，闭合矩形线圈以速度从无磁场区域垂直磁场匀速穿过匀强磁场区域。以顺时针方向为电流的正方向，能正确反映两点间的电势差、线圈中电流随时间变化关系的图像是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示，正方形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，其电动势随时间变化的图像如图所示。已知线圈的匝数为，下列判断正确的是( )
A. 正方形线圈可能是以边为轴匀速转动
B. 该交变电流电压的有效值为
C. 时，穿过线圈的磁通量为零
D. 穿过线圈的磁通量最大值为
5.如图所示，劲度系数为的轻弹簧一端固定在墙上空间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一个带正电的小物块可视为质点从点以初速度向左运动，接触弹簧后运动到点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内已知物块质量为，、两点间距离为，物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为。则物块由点运动到点的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小物块的加速度先不变后减小
B. 弹簧的弹性势能增加量为
C. 小物块与弹簧接触的过程中，弹簧弹力的功率先增加后减小
D. 小物块运动到点时速度为零，加速度也一定为零
6.如图所示，一根足够长的光滑绝缘杆，与水平面的夹角为，固定在竖直平面内，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场充满杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为的带电小环沿杆下滑到图中的处时，对杆有垂直杆向下的压力作用，压力大小为。已知小环的电荷量为，重力加速度大小为，，下列说法正确的是( )
A. 小环带正电
B. 小环滑到处时的速度大小
C. 当小环的速度大小为时，小环对杆没有压力
D. 当小环与杆之间没有正压力时，小环到的距离
7.如图甲为某台灯的电路图，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压随时间变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“，”的灯泡若灯泡正常发光，下列说法正确的是( )
A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 副线圈中电流的有效值为
C. 原、副线圈匝数之比为 D. 原线圈的输入功率为
8.如图甲所示，质量分别为、的物块和静止在光滑的水平地面上，其中物块左端拴接一轻弹资，弹簧开始处于原长给物块一向右的初速度，物块与弹簧作用的过程中，物块、的速度、的部分大小关系如图乙所示，弹簧始终在弹性限度内，已知，结合图乙中的数据，下列说法正确的是( )
A. 物块的初速度
B. 物块的质量
C. 从物块碰到弹簧到弹簧压缩最短的过程中，弹簧给物块的冲量大小为
D. 弹簧第一次恢复原长时，物块的速度大小为
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图甲所示，用材料和粗细均相同的金属导线制成的单匝矩形线框固定在水平绝缘桌面上，线框两长边中点所在直线一侧区域存在匀强磁场，时磁场方向垂直于桌面向上，磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示。已知线框长为，宽为，单位长度电阻为，则在时间内，下列说法正确的是( )
A. 俯视桌面，线框中感应电流的方向始终为逆时针方向
B. 线框中感应电流的大小为
C. 线框受到的安培力大小恒为
D. 通过导线某横截面的电荷量为
10.已知一滴雨滴的重力可达蚊子体重的几十倍，但是下雨时蚊子却可以在“雨中漫步”。为研究蚊子不会被雨滴砸死的诀窍，科学家用高速相机拍摄并记录蚊子的运动情况，研究发现蚊子被雨滴击中时并不抵挡雨滴，而是与雨滴融为一体，顺应雨滴的趋势落下，随后迅速侧向微调与雨滴分离。已知蚊子的质量为，初速度为零雨滴质量为，击中蚊子前竖直匀速下落的速度为，蚊子与雨滴的作用时间为，以竖直向下为正方向，假设雨滴和蚊子组成的系统所受合外力为零。则( )
A. 蚊子与雨滴融为一体后，整体的速度大小为
B. 蚊子与雨滴融为一体的过程中，雨滴的动量变化量与蚊子的动量变化量完全相同
C. 蚊子与雨滴融为一体的过程中，蚊子受到的平均作用力为
D. 若雨滴直接砸在停在地面的蚊子上，蚊子受到的平均作用力将变小
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。
(1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是 ；
A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 D．微元求和法
(2)学习小组中小明先将图1中的零件组装成图2中的变压器，再将原线圈接在交流电源上，之后再将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈输出电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，小明可能在t1~t2时间内进行的操作是 ；
A．减少了原线圈的匝数 B．拔掉了变压器铁芯Q
C．减小了交流电源的频率 D．增大了原线圈的输入电压
(3)学习小组中的小华在实验过程中，选择不同的变压器的原、副线圈匝数，利用电压传感器测量相应电压（N1、N2上电压分别为U1、U2），记录如图4所示，由数据可知N1一定是 线圈的匝数（填“原”或“副”）；
N1/匝 100 100 200 200
N2/匝 200 400 400 800
U1/V 1.50 2.12 4.98 5.66
U2/V 2.95 8.32 9.92 22.58
图4
(4)学习小组中的小文在实验室中找到了一只标有“220V/11V”的变压器，如图5所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、b引线比c、d引线粗。在没有相应的说明书情况下，他应该把引线 接交流“220V”（选填“a、b”或“c、d”）；
(5)学习小组中的小雨拆开一理想变压器后，如图6所示，把一个定值电阻R0与变压器的原线圈连接，把一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2.在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当= 时，R获得的功率最大。
12.如图甲所示为验证碰撞中的动量守恒的实验装置，其中是斜槽，是水平槽，斜槽与水平槽平滑相接，实验操作如下：
利用重垂线，记录水平槽末端在白纸上的投影点
取小球，使小球从斜槽上某一位置由静止释放，落在垫有复写纸的白纸上留下痕迹，重复本操作多次
把小球放在水平槽的末端，小球从原位置由静止释放，与小球碰撞后，落在白纸上留下各自的落点痕迹，重复本操作多次
在白纸上确定平均落点的位置、、。
实验中小球的质量为，半径为，小球的质量为，半径为，则两小球的质量和半径关系需满足 填正确答案标号。
A.，
B.，
C.，
D.，
已知刻度尺的零刻度线与点对齐，由图乙读得 。
图甲中点为碰撞后小球 填“”或“”的落点平均位置，正确操作实验后，测量出各落点距点的水平距离、、，则在实验误差允许的范围内本实验中用来验证动量守恒定律的表达式为 用、、、、表示，、较小，可忽略不计。
如图甲所示，若实验小组在记录投影点后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，再进行上述步骤，则计算得到的碰撞前系统的总动量 填“大于”“等于”或“小于”碰撞后的总动量。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图，光滑水平轨道上放置一足够长木板和一滑块，另一滑块置于的左端，滑块均可视为质点，三者质量分别为，，。开始时静止，、一起以的速度匀速向右运动。已知与之间的动摩擦因数，重力加速度。
若与发生碰撞碰撞时间极短，碰撞后向右的速度为，求碰撞后瞬间、的速度大小；
在的条件下，求、因摩擦产生的热量；
若与发生的是弹性碰撞，求、达到共同速度时，与之间的距离。
14.如图所示，平面直角坐标系的第四象限内，一虚线边界与轴之间有沿轴正方向的匀强电场，在半径为的圆形区域内有垂直于坐标平面向外匀强磁场Ⅰ，圆与轴相切于点，在第二、三象限内有垂直于坐标平面向里、磁感应强度大小与第四象限相同的匀强磁场Ⅱ，在第三象限内有一平行于轴的无限长荧光屏图中未画出，在点有一粒子源向第四象限内各方向发射速度大小为、质量为、电荷量为的带正电的粒子，其中沿轴负方向发射的粒子在磁场Ⅰ中偏转后从虚线边界上点沿轴负方向进入电场，经电场偏转刚好从坐标原点射入匀强磁场Ⅱ中，后恰好垂直打在荧光屏上。已知点和轴间距为，不计粒子的重力。
求磁感应强度和电场强度的大小
若粒子进入电场后均能从点射入磁场Ⅱ，求虚线边界需满足的轨迹方程
在满足第问的条件下，求荧光屏上能接收到粒子的区域长度。
15.如图所示，两根足够长的平行金属直导轨、间距为，固定在同一水平面内，导轨左端点分别与两条倾角相同、间距也为的直导轨平滑相接。、连线与两侧直导轨均垂直，其右侧存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。两根长度均为、电阻均为的金属棒、之间用绝缘轻杆固定拴接后放置在水平导轨上。另一长度为、电阻为的金属棒放在倾斜导轨上，并处于锁定状态，距离水平导轨的高度为。已知金属棒、质量均为，金属棒质量为，忽略导轨的电阻以及所有的摩擦，金属棒均与导轨接触良好，重力加速度大小为。现将金属棒由静止释放，已知此后整个运动过程中始终不与接触，求：
金属棒刚越过时，两端的电势差及的加速度大小
金属棒的初始位置到的最小距离
从金属棒释放到与金属棒相距最近的过程中，金属棒产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】
【解析】断开关前，线圈中存在电流，但电压为零，故此时电容器两端电压为零，电量为零；断开开关，电感线圈与电容器构成振荡回路，中的电流从某一最大值减小，产生自感电动势对电容器充电，磁场能转化为电场能，电容器所带电荷量从增加，当中的电流减为零，电容器充满电，所带电荷量达到最大，振荡电路经历 ，此时磁场能为零，电场能最大，随后电容器放电，所带电荷量减小，中电流反向增加，电场能转化为磁场能，依此形成振荡电路，故AC错误，B正确；
D.由振荡电路的周期为 知，电磁振荡的频率为 ，将自感系数和电容同时增大为原来的倍，电磁振荡的频率变为原来的 倍，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】设时间内每个喷口向下喷出的空气的质量为，喷气速度为，则有，由几何关系有，飞行背包系统在空中悬浮，反冲作用力为，根据动量定理有，解得，对飞行背包系统受力分析有，解得，故A正确，、、D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】根据楞次定律判断可知，线圈进入磁场时，感应电流方向为顺时针方向，为正值；线圈穿出磁场时，感应电流方向为逆时针方向，为负值；由知线圈进入和穿出磁场时感应电流的大小不变；线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生，故C正确，D错误；
线圈进入磁场时，边切割磁感线相当于电源，感应电流方向为顺时针方向，则点为高电势，线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生，此时两点间的电势差为零，线圈出磁场时，边切割磁感线相当于电源，感应电流方向为逆时针方向，则点为高电势故AB错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】A.若以边为轴匀速转动，线圈中的磁通量一直为零，线圈中不会产生交变电流，所以正方形线圈不可能以边为轴匀速转动，故A错误；
B.由图可知，该交变电动势的最大值 ，对于正弦式交变电流，根据为有效值，可得该交变电流电动势的有效值 ，电压有效值等于电动势有效值为，故B正确；
C. 时，感应电动势 ，此时线圈处于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，故C错误；
D.根据 为匝数， 为磁通量最大值， 为角速度，由图可知 ，则 ，又因为 ， ，且 ，所以 ，故D错误。
5.【答案】
【解析】A.物块与水平面间动摩擦因数为，由于摩擦力做功机械能减小，物块的速度减小，根据，可知物块受到的洛伦兹力减小。由左手定则可知物块向左运动的过程中受到的洛伦兹力的方向向下，洛伦兹力减小，则物块受到的向上的支持力减小，所以摩擦力：也减小，物块的加速度也减小；当物块接触弹簧后，物体的加速度：，减小，而增大，所以不能判断出加速度的变化。由以上的分析，总体上，是错误的。故A错误；
B.此过程动能转换为弹性势能和内能，根据能量守恒知物块克服摩擦力做的功为，由于摩擦力是变力，而且，可知弹簧的弹性势能增加量一定不是故B错误；
C.小物块与弹簧接触的过程中，弹簧弹力逐渐增大，而物块的速度逐渐减小，由，可知开始时弹簧的功率为，开始时逐渐增大；最后速度等于时，弹簧的功率也是，速可知，弹簧的功率在增大都某一个最大值后又开始减小，即弹簧的弹力的功率先增加后减小，故C正确；
D、根据项分析可知，物块接触弹簧后，物体的加速度：，减小，而增大，小物块运动到点时速度为零，加速度不为零，故D错误
6.【答案】
【解析】A.小环的重力在垂直杆方向上的分力：，根据题意知，带电小环沿杆下滑到图中的处时，小环对杆的压力为，压力小于，根据牛顿第三定律可知杆对小环的支持力垂直杆向上，大小为，所以小环受到的洛伦兹力方向应垂直杆斜向上。由左手定则可知，小环带负电，故A错误；
B.设小环滑到处的速度为，在处小环的受力如图所示：
，
在垂直杆的方向上，对环根据平衡条件有：，其中，解得，故B错误；
C.当小环的速度大小为时，可得其受的洛伦兹力为：，其大小大于小环重力垂直于杆的分力，故此时杆对小环有垂直杆向下的分力，根据牛顿第三定律，小环对杆有压力，故C错误；
D.在小环由处下滑到处，小环与杆之间没有正压力，小环受力如图：
此时小环的速度大小为，垂直杆方向，由平衡条件得，变形解得，在小环由处滑到处的过程中，小球向下运动的过程中只有重力做功，洛伦兹力不做功，设两点之间的距离是，则：解得：，故D正确。
7.【答案】
【解析】A. 由题图乙知，理想变压器原线圈电压最大值为，则有效值为，故A错误；
B. 灯泡正常发光，由得，副线圈中电流有效值为，故B错误；
C. 由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系可知，故C正确；
D. 理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】由图乙可得物块的初速度为
故A错误；
B.根据系统动量守恒可得
由图乙可得，当 时， ，代入可得物块的质量为
故B错误；
C.弹簧压缩最短时，物块、速度相等，根据动量守恒可得
解得
由动量定理可得弹簧给物块的冲量大小为
故C正确；
D.从接触弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程，相当于弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒可得
，
解得
故D错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】、由楞次定律，时间内，磁通量向上减小。时间内磁通量向下增加，线框中的感应电流方向相同，都沿逆时针方向，故A正确；
B、由法拉第电磁感应定律得线框中产生的感应电动势为，感应电流大小为，联立解得，故B正确；
C、由上分析可知，线框中感应电流恒定不变，线框受到的安培力大小为，由于在变化，所以安培力大小是变化的，故C错误；
D、通过导线某横截面的电荷量为，故D正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】A.蚊子与雨滴融为一体的过程中根据动量守恒有解得：，故A正确
B.雨滴的动量变化量与蚊子动量变化量等大反向，故B错误；
C.设蚊子受到的平均作用力为，根据动量定理有，解得：，故C正确
D.若雨滴直接砸在停在地面的蚊子上，蚊子与雨滴的作用时间变短，雨滴的动量变化量变大，则雨滴受到的平均作用力将变大，蚊子受到的平均作用力也变大， D错误。
11.【答案】A B 原 c、d
【解析】（1）根据实验原理可知，实验中需要运用的科学方法是控制变量法，故选A。
（2）AD．由图知， 时刻前的电压值大于 时刻后的电压值，而周期不变，根据减少了原线圈的匝数，或增大了原线圈的输入电压，副线圈输出电压 均增大，故AD错误；
B．拔掉了变压器铁芯Q，副线圈磁通量减小，则输出电压 减小，故B正确；
C．只减小交流电源的频率，不能改变副线圈输出电压 ，故C错误。
故选B。
（3）根据变压器电压与线圈匝数之比可知 ，结合变压器中存在漏磁现象可知，N1一定是原线圈的匝数。
（4）理想变压器的输入功率等于输出功率，因为是降压变压器，所以副线圈的电压小于原线圈的电压，副线圈的电流大于原线圈的电流，为了减少功率损失，根据电阻定律可知副线圈应用较粗的铜导线绕制，故应将较细的线圈作为原线圈，他应该把引线c、d接交流“220 V”。
（5）把变压器和 等效为一个电阻 ， 作为电源内阻，当内、外电阻相等时输出功率最大，即 ，由 ，得 ，将 代入上式可得 ，则 ，此时R获得的功率最大。
12.【答案】 大于

【解析】为使两小球发生正碰且碰撞后不发生反弹，小球的质量应大于小球的质量，且半径相同，即，，项正确。
由刻度尺的读数规则可得。
点的水平位移最小，是碰撞后小球平均落点的位置，根据动量守恒定律可得，可得。
如图甲所示，若实验小组在记录投影点后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，则测量的小球的水平位移都变小，设白纸水平向右移动的距离为，则碰撞前系统的总动量减小碰撞后系统的总动量减小，则，可知，所以计算得到的碰撞前系统的总动量大于碰撞后的总动量。
13.【解析】与发生碰撞，由于碰撞时间极短，在碰撞过程中滑块对长木板的冲量可忽略。对、，由动量守恒定律，有，解得，；
对、，由动量守恒定律，有，
由能量守恒定律，有，解得：；
对、：由动量守恒定律有，
由机械能守恒定律有，解得，，
对、：由动量守恒定律有，解得，
A、共速过程中，对由动量定理，有，解得，
在时间内，前进位移，解得，
在时间内，前进位移，，
在时间内，、位移差。
14.【解析】粒子在磁场中的运动由几何关系知，运动半径
联立得
在匀强电场中，粒子做类平抛运动
由类平抛规律得
联立得
经分析知，所有粒子均垂直轴进入匀强电场，且均能从点进入磁场Ⅱ，则电场中类平抛运动，有
联立得
故轨迹方程为抛物线方程
设点的速度为，与轴负方向的夹角为，则有
，
故为定值即为荧光屏到轴的距离，
即所有粒子进入磁场后做圆周运动的圆心均在荧光屏上，且均垂直打到荧光屏上。
由几何知识得，打到屏上与轴的距离为
经分析，在点沿轴正方向进入磁场中的粒子，进入磁场Ⅱ时速度最大，半径最大，且与轴负方向的夹角最大，打在荧光屏上时与轴的距离最远在点沿轴负方向进入磁场的粒子，打在荧光屏上时与轴的距离最近
在点沿轴正方向进入磁场的粒子，进入电场中运动，有由几何知识得
由动能定理得，
带入数据解得
同理，在点沿轴负方向进入磁场的粒子，在点沿轴负方向进入磁场Ⅱ，速度
打荧光屏上与轴的距离为
故黄光屏上能接收到粒子的区域长度为
15.【解析】金属棒由静止释放到刚越过时：，
此时，
，
，
对，其中，
以、为整体：，
。
由题意可知，与、组成的系统动量守恒，做减速运动，、做加速运动，整个运动过程中不与接触，则有当与、速度相等时，恰好追上，设此时共同速度为，由动量守恒定律得：
，
解得，
对，由动量定理得：，
，
，
，
金属棒的初始位置到的最小距离。
从金属棒释放到与金属棒相距最近的过程中，整个回路中产生的焦耳热为，由能量守恒定律得：
，
金属棒产生的焦耳热，
解得。
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