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2026年高考物理仿真模拟卷山东卷3
（试卷满分：100分，考试时间：90分钟）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；回答非选择题时，用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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．如图所示为研究光电效应的实验装置，某同学要用该装置测量普朗克常量，操作步骤如下：先用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流，调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数；改用频率为的光照射光电管，重复前面步骤，记下电压表的示数。已知电子的电荷量为，根据以上实验，普朗克常量实验测量值的计算式为（ ）
A． B． C． D．
2．下列说法正确的是（ ）
A．擦黑板时看到的粉尘四处飘落是布朗运动的表现
B．水和酒精混合后总体积变小说明液体分子间存在分子引力
C．当分子之间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
D．一定质量的理想气体，当温度升高时每秒撞击单位面积器壁的气体分子数一定增多
3．如图所示，利用微流芯片技术制作双通道微流芯片作为双缝干涉装置，将基准液体及待测液体分别输入双缝，采集接收屏上的激光干涉图样，分析干涉条纹的数据，可以测量待测液体的折射率及浓度。下列说法正确的是（ ）
A．同时到达双缝的激光一定也会同时到达接收屏正中央
B．若接收屏正中央是亮条纹，则两种液体的折射率一定相同
C．换频率更小的单色光照射，屏上的干涉条纹间距变大
D．增大双缝和接收屏的距离，屏上的干涉条纹间距变小
4．如图所示，轻杆OB长为2l，在其中点A和端点B固定两个小球（均可视为质点），质量分别为m和2m，当轻杆绕端点O在光滑水平桌面上以角速度匀速转动时，轻杆OA段和AB段上拉力的大小分别为（ ）
A．、 B．、
C．、 D．、
5．京沪杭高铁综合试验运行最高速度达到，刷新了世界纪录，铁路提速再次引起世人的关注。铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高火车牵引力功率是一个重要问题，假设匀速行驶时，火车所受阻力与速度的平方成正比，那么当火车分别以和的速率在水平轨道上匀速行驶时，火车的牵引力功率之比为（ ）
A． B． C． D．
6．华为mate60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示通信卫星轨道平面与地球赤道平面在同一平面内，三颗通信卫星在同一轨道的适当位置，信号恰好可以覆盖地球的全部赤道表面，已知地球的半径为R，地球静止轨道卫星离地高度为，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．通信卫星距赤道表面的高度为
B．三颗通信卫星的质量必须相等
C．三颗通信卫星的周期大小均为
D．通信卫星的角速度小于地球静止轨道卫星的角速度
7．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第Ⅰ象限和第Ⅳ象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小也为B的匀强磁场。一半径为L、电阻为R、圆心角为的扇形闭合线圈在纸面内绕O点逆时针匀速转动，角速度为，时，半径OA与x轴重合。线圈转动一周的过程中产生的感应电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，物块a、b、c的质量均为m=1.5kg，开始时a、b用劲度系数k=150N/m的轻弹簧固定拴接，竖直静止在水平地面上。位于a正上方的物块c由静止释放，与a碰撞后立即粘在一起，碰撞时间极短，之后a、c一起在竖直方向上做简谐运动，运动过程中物块b恰好没有脱离地面。已知轻弹簧始终在弹性限度内，重力加速度，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ）
A．c、a碰后一起向下做减速运动 B．此简谐运动的振幅为0.3m
C．a、c一起运动的最大加速度为10m/s D．物块c刚释放时离a的高度为0.2m
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
9．某简谐横波沿x轴传播，在t=0时刻的波形如图所示，此时介质中有三个质点B、C和D，B的横坐标为0，C的纵坐标为0，D与C间沿x轴方向的距离为波长的，质点B的振动方程为。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的波长为12m
C．该波的波速大小为12m/s
D．t=0时刻起，质点D回到平衡位置的最短时间为0.5s
10．如图所示，放置在竖直平面内的光滑杆AB，是按照从高度为处以初速度平抛的运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点。现将一质量为0.5kg小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下。已知重力加速度为，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球到达B端的速率为6m/s
B．小球到达B端的水平速度大小为4.8m/s
C．从A到B过程光滑杆对小球的冲量为0
D．从A到B过程重力对小球的冲量为
11．两根长度均为R的绝缘细绳结点为O，绝缘细绳拉着带电量分别为+2q和+q的小球甲、乙刚好静止于A、B两点，C、D两点位置如图所示，满足OC = OD = R，OC沿竖直方向，，，A、B两点间距离为，E、F为AB连线的三等分点。下列说法正确的是（ ）
A．甲的质量小于乙的质量
B．C点电势高于D点电势
C．E、F两点电场强度大小相等，方向相同
D．沿直线从O点到D点，电势先升高后降低
12．现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内虚线上方存在竖直向下的匀强电场，下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。现有质量为m、电荷量为+q的带电粒子在O点由静止释放，从P 点进入磁场，恰好经过磁场中的Q点。OP 间的距离为d，Q点与 P 点的水平距离为 竖直距离为 若磁场所在区域也存在上述匀强电场，如图乙所示，重新让粒子从O点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N（图中未标出）。不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的场强大小为
B．粒子从O 点运动到Q 点的时间为
C．P、N两点的竖直距离为
D．粒子经过N点时速度大小为
三、非选择题：本题共6小题，共60分.
13．（6分）光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备，如图甲所示，S是光源，K是光接收器，当有不透明物体通过光电门时，物体会遮住光源，接收器K接收不到光信号，计时器便开始计时，当物体通过后，接收器K重新接收到光信号，计时结束，即可记录物体通过光电门所用的时间。如图乙所示，某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度和加速度，小车上安装有遮光板，A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门（计算结果均保留3位有效数字）。
(1)若已知遮光板宽度d=2cm，让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动，两光电门计时器记录的时间分别为t1=0.02s，t2=0.01s，则小车通过A、B两光电门的速度分别为vA= m/s，vB= m/s；
(2)在（1）的基础上，又测得挡光片从光电门A遮光结束到光电门B遮光结束的时间为t3=0.500s。根据，可得小车在AB间的加速度a= m/s2，但这样测到的加速度 真实的加速度（填“大于”、“等于”或“小于”）。
14．（10分）物理兴趣小组用可拆变压器“探究变压器原副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
(1)探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是_____。
A．等效法 B．理想模型法
C．控制变量法 D．演绎法
(2)器原、副线圈匝数分别选择匝、匝，原线圈与10V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压，输出电压测量值明显小于理论值，造成这种现象的主要原因是____。
A．副线圈匝数略少于400 匝
B．变压器存在电磁辐射
C．原、副线圈存在电流热效应
D．两块变压器铁芯没有组装在一起
(3)等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。图丙为某电学仪器原理图，变压器原副线圈的匝数分别为、。若将右侧实线框内的电路等效为一个电阻，可利用闭合电路的规律解决如下极值问题：在交流电源的电压有效值不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当 时（用、、表示），R获得的功率最大。
15．（6分）如图所示，正三角形ABC为玻璃薄板，以正三角形ABC的几何中心O点为圆心挖出一圆孔（可视为真空），将一点光源放置在O点处，向各方向均匀发射波长为λ的蓝光，CH为AB边的中垂线，已知光在真空中的传播速度为c，蓝光在正三角形ABC玻璃薄板中传播的波长为，求：
(1)蓝光在玻璃薄板中速度大小v；
(2)射向AB边上的光子能直接射出的比例η。
16．（8分）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56℃时，30分钟就可以灭活。如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热汽缸下部内，汽缸顶端有一绝热阀门，汽缸底部接有电热丝。缸内被封闭气体初始温度℃，活塞位于汽缸中央，与底部的距离，活塞和汽缸间的摩擦不计。
（1）若阀门始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离，持续30分钟后，试分析说明内新冠病毒能否被灭活？
（2）若阀门始终闭合，电热丝通电一段时间，给缸内气体传递了的热量，稳定后气体内能增加了，求此过程气体的内能增加量。
17．（10分）如图所示，内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上，P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高度，P处轨道的切线沿水平方向，Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上，b被锁定。一质量的小球自Q点正上方处自由下落，无能量损失地滑入轨道，并从P点水平抛出，恰好击中a，与a粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到时，b解除锁定开始运动。已知a的质量，b的质量，方形物体的质量，重力加速度大小，弹簧的劲度系数，整个过程弹簧均在弹性限度内，弹性势能表达式（x为弹簧的形变量），所有过程不计空气阻力。求：
(1)小球到达P点时，小球及方形物体相对于地面的速度大小、；
(2)弹簧弹性势能最大时，b的速度大小及弹性势能的最大值。
18．（20分）如图所示，边长为、质量为、电阻为的匀质正方形刚性导体线框和直角坐标系（x轴水平，y轴竖直）均处于竖直平面内。在第一象限的空间内存在垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度在x方向均匀分布，y方向上满足（各量均采用国际单位，k为大于0的未知量）。初始时，线框的A点与坐标原点O重合，边与x轴重合（记为位置1）。现给线框一个沿着x轴正方向的速度，并且给线框一个竖直向上的恒力，当线框A点下降的高度为（记为位置2）时，可以认为线框恰好达到最大速度，且线框中的电流。此后恒力F保持大小不变，方向改为x方向，线框继续运动到位置3（位置3和位置2中A点的横坐标相距），此后轨迹是抛物线。若整个运动过程中，线框始终处于同一竖直平面内，边始终保持水平，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）k的数值；
（2）线框从位置1到位置2的时间；
（3）线框从位置2运动到位置3的竖直高度差h。
试卷第18页，共19页
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（试卷满分：100分，考试时间：90分钟）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；回答非选择题时，用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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．如图所示为研究光电效应的实验装置，某同学要用该装置测量普朗克常量，操作步骤如下：先用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流，调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数；改用频率为的光照射光电管，重复前面步骤，记下电压表的示数。已知电子的电荷量为，根据以上实验，普朗克常量实验测量值的计算式为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】根据光电效应方程和动能定理可得
则有，
联立解得普朗克常量实验测量值的计算式为
故选C。
2．下列说法正确的是（ ）
A．擦黑板时看到的粉尘四处飘落是布朗运动的表现
B．水和酒精混合后总体积变小说明液体分子间存在分子引力
C．当分子之间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
D．一定质量的理想气体，当温度升高时每秒撞击单位面积器壁的气体分子数一定增多
【答案】C
【详解】A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，需在显微镜下观察，粉尘飘落主要受重力和气流影响，故A错误；
B．水和酒精混合体积减小说明分子间存在间隙，而非引力，故B错误；
C．当分子力为斥力时（rD．温度升高时，若气体体积增大，单位体积分子数减少，撞击次数可能减少，故D错误。
故选C。
3．如图所示，利用微流芯片技术制作双通道微流芯片作为双缝干涉装置，将基准液体及待测液体分别输入双缝，采集接收屏上的激光干涉图样，分析干涉条纹的数据，可以测量待测液体的折射率及浓度。下列说法正确的是（ ）
A．同时到达双缝的激光一定也会同时到达接收屏正中央
B．若接收屏正中央是亮条纹，则两种液体的折射率一定相同
C．换频率更小的单色光照射，屏上的干涉条纹间距变大
D．增大双缝和接收屏的距离，屏上的干涉条纹间距变小
【答案】C
【详解】A．因激光在基准液体和待测液体中的传播速度不一定相等，可知同时到达双缝的激光不一定也会同时到达接收屏正中央，选项A错误；
B．若接收屏正中央是亮条纹，则只能说明到达接收屏正中央的两束激光的路程差等于波长的整数倍，即路程差不一定是零，则激光在两种液体中的速度不一定相同，即两种液体的折射率也不一定相同，选项B错误；
CD．换频率更小的单色光照射，波长较大，根据
可知，屏上的干涉条纹间距变大，增大双缝和接收屏的距离，屏上的干涉条纹间距变大，选项C正确，D错误。
故选C。
4．如图所示，轻杆OB长为2l，在其中点A和端点B固定两个小球（均可视为质点），质量分别为m和2m，当轻杆绕端点O在光滑水平桌面上以角速度匀速转动时，轻杆OA段和AB段上拉力的大小分别为（ ）
A．、 B．、
C．、 D．、
【答案】D
【详解】轻杆OA段的拉力为
轻杆AB段的拉力为
故选D。
5．京沪杭高铁综合试验运行最高速度达到，刷新了世界纪录，铁路提速再次引起世人的关注。铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高火车牵引力功率是一个重要问题，假设匀速行驶时，火车所受阻力与速度的平方成正比，那么当火车分别以和的速率在水平轨道上匀速行驶时，火车的牵引力功率之比为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】由题意知，火车所受阻力为
而火车匀速行驶时，火车的牵引力大小等于其所受阻力，则火车的牵引力的功率
故功率之比为
故选C。
6．华为mate60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示通信卫星轨道平面与地球赤道平面在同一平面内，三颗通信卫星在同一轨道的适当位置，信号恰好可以覆盖地球的全部赤道表面，已知地球的半径为R，地球静止轨道卫星离地高度为，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．通信卫星距赤道表面的高度为
B．三颗通信卫星的质量必须相等
C．三颗通信卫星的周期大小均为
D．通信卫星的角速度小于地球静止轨道卫星的角速度
【答案】C
【详解】A．三颗通信卫星在同一轨道的适当位置，信号恰好可以覆盖地球的全部赤道表面，此时这三颗卫星两两之间与地心连线的夹角为，每颗卫星与地心的连线和卫星与地表的切线以及地球与切点的连线恰好构成直角三角形，根据几何关系可知，此种情况下卫星到地心的距离为
则通信卫星距赤道表面的高度为
故A错误；
BC．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
在地球表面有
联立解得三颗通信卫星的周期大小均为
由于表达式中卫星的质量被约去，所以三颗通信卫星的质量不一定相等，故B错误，C正确；
D．由万有引力提供向心力得
可得
由于通信卫星的轨道半径小于地球静止轨道半径，所以通信卫星的角速度大于地球静止轨道卫星的角速度，故D错误。
故选C。
7．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第Ⅰ象限和第Ⅳ象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小也为B的匀强磁场。一半径为L、电阻为R、圆心角为的扇形闭合线圈在纸面内绕O点逆时针匀速转动，角速度为，时，半径OA与x轴重合。线圈转动一周的过程中产生的感应电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】半径OC切割磁感线产生的感应电动势为
只有半径OC切割磁感线产生的感应电流为
根据有效值的定义，有
所以
故选A。
8．如图所示，物块a、b、c的质量均为m=1.5kg，开始时a、b用劲度系数k=150N/m的轻弹簧固定拴接，竖直静止在水平地面上。位于a正上方的物块c由静止释放，与a碰撞后立即粘在一起，碰撞时间极短，之后a、c一起在竖直方向上做简谐运动，运动过程中物块b恰好没有脱离地面。已知轻弹簧始终在弹性限度内，重力加速度，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ）
A．c、a碰后一起向下做减速运动 B．此简谐运动的振幅为0.3m
C．a、c一起运动的最大加速度为10m/s D．物块c刚释放时离a的高度为0.2m
【答案】B
【详解】A．c碰a前，弹簧弹力等于a重力，c、a碰后ca整体重力大于弹簧弹力，故c、a碰后一起向下先做加速运动，后做减速运动，故A错误；
B．设在平衡位置处弹簧压缩，则有
运动过程中物块b恰好没有脱离地面，则c和a达到最高点时弹簧伸长
此简谐运动的振幅
代入题中数据，联立解得A=0.3m，故B正确；
C．a、c一起运动到最大加速度时位于振幅处（最高点），此时弹簧弹力等于b的重力，可知ac最大加速度，故C错误；
D．初状态与最高点弹簧压缩量和伸长量相等，弹性势能变化为零。 设碰撞后的速度为，根据能量守恒定律可得
解得
设碰撞前c的速度大小为，取向下为正方向，根据动量守恒定律可得
解得
设物块c刚释放时离a的高度为h，根据自由落体运动的规律可得
联立解得，故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
9．某简谐横波沿x轴传播，在t=0时刻的波形如图所示，此时介质中有三个质点B、C和D，B的横坐标为0，C的纵坐标为0，D与C间沿x轴方向的距离为波长的，质点B的振动方程为。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的波长为12m
C．该波的波速大小为12m/s
D．t=0时刻起，质点D回到平衡位置的最短时间为0.5s
【答案】ABD
【详解】A．由
得时，，经过极短的时间，有
即时质点沿轴正方向振动，结合图像知，该波沿轴正方向传播，A正确；
B．质点振动的周期
设时刻，质点第一次到达平衡位置处，即
解得
即波再传播质点处于平衡位置，如图中虚线所示，则
解得，故B正确；
C．波速，故C错误；
D．时刻起，质点回到平衡位置的最短时间为，故D正确。
故选ABD。
10．如图所示，放置在竖直平面内的光滑杆AB，是按照从高度为处以初速度平抛的运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点。现将一质量为0.5kg小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下。已知重力加速度为，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球到达B端的速率为6m/s
B．小球到达B端的水平速度大小为4.8m/s
C．从A到B过程光滑杆对小球的冲量为0
D．从A到B过程重力对小球的冲量为
【答案】AB
【详解】A．由机械能守恒定律
解得小球到达B端的速率为，故A正确；
B．当小球滑到B点时，设小球的速度与水平方向间的夹角为，由于轨道是按照平抛的运动轨迹制成的，则对于平抛运动的情景有
可得
小球到达B端的水平速度大小为，故B正确；
C．从A到B过程小球水平方向的动量变化量等与光滑杆对小球的水平冲量，所以从A到B过程光滑杆对小球的冲量一定不为0，故C错误；
D．从A到B过程竖直方向根据动量定理
所以从A到B过程重力对小球的冲量大于3N s，故D错误。
故选AB。
11．两根长度均为R的绝缘细绳结点为O，绝缘细绳拉着带电量分别为+2q和+q的小球甲、乙刚好静止于A、B两点，C、D两点位置如图所示，满足OC = OD = R，OC沿竖直方向，，，A、B两点间距离为，E、F为AB连线的三等分点。下列说法正确的是（ ）
A．甲的质量小于乙的质量
B．C点电势高于D点电势
C．E、F两点电场强度大小相等，方向相同
D．沿直线从O点到D点，电势先升高后降低
【答案】BD
【详解】A．AB与OC的交点G就是两个小球的重心位置，如图所示。
因为，所以，A错误；
B．根据点电荷场强公式，由场强叠加知识，可知C到D之间的圆弧上各点场强方向都向右下方，若有一正试探电荷从C运动到D的过程中，电场力做正功，电势能减小，故可判断C点电势高于D点电势，B正确；
C．在AB连线上，一定有一点电场强度等于0，设该点为H。
设A、B之间的距离为L，A、H之间的距离为x，则B、H之间的距离为L-x。
解得，如图所示。
在AB连线上，AH段各点电场强度方向均由A点指向H点。BH段各点的电场强度方向均由B点指向H点，所以E、F两点电场强度方向相反，C错误；
D．电势是标量，OD与AB线段的交点距离两带电小球最近，所以该点电势最大，那么沿直线从O点到D点，电势先升高后降低，D正确。
选BD。
12．现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内虚线上方存在竖直向下的匀强电场，下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。现有质量为m、电荷量为+q的带电粒子在O点由静止释放，从P 点进入磁场，恰好经过磁场中的Q点。OP 间的距离为d，Q点与 P 点的水平距离为 竖直距离为 若磁场所在区域也存在上述匀强电场，如图乙所示，重新让粒子从O点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N（图中未标出）。不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的场强大小为
B．粒子从O 点运动到Q 点的时间为
C．P、N两点的竖直距离为
D．粒子经过N点时速度大小为
【答案】AD
【详解】A．作出粒子进入磁场中偏转的运动轨迹，如图所示
设PQ与PM间的夹角为，由题可知
故有
粒子圆周运动的轨道半径为r，则有
解得
洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有
解得粒子进入磁场中的速度
在电场中，根据动能定理则有
联立解得
A正确；
B．粒子在电场中运动的时间
由几何知识可知，圆弧PQ对应的圆心角
解得
故粒子在磁场中从P到Q运动的时间
其中
故粒子从O 点运动到Q 点的时间为 ，B错误；
CD．将粒子从P到N的过程中某时刻的速度分解为水平向右和竖直向下的分量，分别为、，设粒子在最低点N的速度大小为，PN的竖直距离为y。以向右为正方向，水平方向上由动量定理可得
由动能定理可得
解得，
C错误，D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分.
13．（6分）光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备，如图甲所示，S是光源，K是光接收器，当有不透明物体通过光电门时，物体会遮住光源，接收器K接收不到光信号，计时器便开始计时，当物体通过后，接收器K重新接收到光信号，计时结束，即可记录物体通过光电门所用的时间。如图乙所示，某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度和加速度，小车上安装有遮光板，A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门（计算结果均保留3位有效数字）。
(1)若已知遮光板宽度d=2cm，让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动，两光电门计时器记录的时间分别为t1=0.02s，t2=0.01s，则小车通过A、B两光电门的速度分别为vA= m/s，vB= m/s；
(2)在（1）的基础上，又测得挡光片从光电门A遮光结束到光电门B遮光结束的时间为t3=0.500s。根据，可得小车在AB间的加速度a= m/s2，但这样测到的加速度 真实的加速度（填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】(1) 1.00 2.00
(2) 2.00 大于
【详解】（1）[1][2] 小车通过A、B两光电门的速度分别为
（2）[1][2]小车在AB间的加速度
因为挡光片从光电门A遮光结束到光电门B遮光结束的时间小于遮光片从光电门A的中间位置到光电门B的中间位置的时间，则测量的加速度大于真实值。
14．（10分）物理兴趣小组用可拆变压器“探究变压器原副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
(1)探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是_____。
A．等效法 B．理想模型法
C．控制变量法 D．演绎法
(2)器原、副线圈匝数分别选择匝、匝，原线圈与10V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压，输出电压测量值明显小于理论值，造成这种现象的主要原因是____。
A．副线圈匝数略少于400 匝
B．变压器存在电磁辐射
C．原、副线圈存在电流热效应
D．两块变压器铁芯没有组装在一起
(3)等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。图丙为某电学仪器原理图，变压器原副线圈的匝数分别为、。若将右侧实线框内的电路等效为一个电阻，可利用闭合电路的规律解决如下极值问题：在交流电源的电压有效值不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当 时（用、、表示），R获得的功率最大。
【答案】(1)C
(2)D
(3)
【详解】（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。
故选C。
（2）A．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
副线圈匝数略少于400匝，可知副线圈电压应略小于5V，不会明显小于理论值，A错误；
B．变压器存在电磁辐射，辐射电磁波，放出能量，但辐射能量较少，输出电压测量值不会明显小于理论值，B错误；
C．原、副线圈存在电流热效应，副线圈电压将小于5V，不会明显小于理论值，C错误；
D．两块变压器铁芯没有组装在一起，会出现漏磁，副线圈电压将明显小于理论值，D正确。
故选D。
（3）根据变压器原理可得，
根据欧姆定律
则副线圈的等效电阻为
将等效为电源电动势，等效为电源内阻，等效为外电阻，当R获得的功率最大时，则有
解得
15．（6分）如图所示，正三角形ABC为玻璃薄板，以正三角形ABC的几何中心O点为圆心挖出一圆孔（可视为真空），将一点光源放置在O点处，向各方向均匀发射波长为λ的蓝光，CH为AB边的中垂线，已知光在真空中的传播速度为c，蓝光在正三角形ABC玻璃薄板中传播的波长为，求：
(1)蓝光在玻璃薄板中速度大小v；
(2)射向AB边上的光子能直接射出的比例η。
【答案】(1)
(2)50%
【详解】（1）设蓝光在玻璃薄板中传播时的速度为，由波速公式、折射率和波速关系可得，
解得
（2）由临界角公式可得
解得
射向边上的光子对应的角度为，能直接射出的光子对应的角度为
可得
16．（8分）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56℃时，30分钟就可以灭活。如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热汽缸下部内，汽缸顶端有一绝热阀门，汽缸底部接有电热丝。缸内被封闭气体初始温度℃，活塞位于汽缸中央，与底部的距离，活塞和汽缸间的摩擦不计。
（1）若阀门始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离，持续30分钟后，试分析说明内新冠病毒能否被灭活？
（2）若阀门始终闭合，电热丝通电一段时间，给缸内气体传递了的热量，稳定后气体内能增加了，求此过程气体的内能增加量。
【答案】（1）新冠病毒能被灭活；（2）
【详解】（1）设活塞横截面积为S，则对a气体初始状态有
，
末状态有
，
阀门K打开，加热过程a气体做等压变化，由盖·吕萨克定律得
由以上各式可得
因57℃＞56℃，由题意可知a内新冠病毒能被灭活。
（2）阀门K闭合，由于系统绝热，a气体膨胀对b气体做功，由热力学第一定律有
代入数据得
对b气体，由于系统绝热，则此过程气体的内能增加量为
17．（10分）如图所示，内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上，P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高度，P处轨道的切线沿水平方向，Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上，b被锁定。一质量的小球自Q点正上方处自由下落，无能量损失地滑入轨道，并从P点水平抛出，恰好击中a，与a粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到时，b解除锁定开始运动。已知a的质量，b的质量，方形物体的质量，重力加速度大小，弹簧的劲度系数，整个过程弹簧均在弹性限度内，弹性势能表达式（x为弹簧的形变量），所有过程不计空气阻力。求：
(1)小球到达P点时，小球及方形物体相对于地面的速度大小、；
(2)弹簧弹性势能最大时，b的速度大小及弹性势能的最大值。
【答案】(1)，水平向左，，水平向右
(2)，水平向左，
【详解】（1）根据题意可知，小球从开始下落到处过程中，水平方向上动量守恒，则有
由能量守恒定律有
联立解得，
即小球速度为，方向水平向左，大物块速度为，方向水平向右。
（2）由于小球落在物块a正上方，并与其粘连，小球竖直方向速度变为0，小球和物块水平方向上动量守恒，则有
解得
设当弹簧形变量为时物块的固定解除，此时小球和物块的速度为，根据胡克定律
系统机械能守恒
联立解得，
固定解除之后，小球、物块和物块组成的系统动量守恒，当三者共速时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律有
解得，方向水平向左。
由能量守恒定律可得，最大弹性势能为
18．（20分）如图所示，边长为、质量为、电阻为的匀质正方形刚性导体线框和直角坐标系（x轴水平，y轴竖直）均处于竖直平面内。在第一象限的空间内存在垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度在x方向均匀分布，y方向上满足（各量均采用国际单位，k为大于0的未知量）。初始时，线框的A点与坐标原点O重合，边与x轴重合（记为位置1）。现给线框一个沿着x轴正方向的速度，并且给线框一个竖直向上的恒力，当线框A点下降的高度为（记为位置2）时，可以认为线框恰好达到最大速度，且线框中的电流。此后恒力F保持大小不变，方向改为x方向，线框继续运动到位置3（位置3和位置2中A点的横坐标相距），此后轨迹是抛物线。若整个运动过程中，线框始终处于同一竖直平面内，边始终保持水平，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）k的数值；
（2）线框从位置1到位置2的时间；
（3）线框从位置2运动到位置3的竖直高度差h。
【答案】（1）；（2） ；（3）
【详解】（1）由右手定则可知线框内电流的方向为逆时针或者，线框位于位置2时恰好达到平衡状态，设下边所在处磁感强度为，上边所在处为，则有
解得
（2）由闭合电路的欧姆定律有
解得
线框从位置1到位置2，线框所受安培力合力方向向下
安培力冲量
带入得
在y方向由动量定理得
解得
（3）线框从位置2到位置3，水平方向做匀加速运动，由牛顿第二定律
得
由运动学规律
得到
轨迹为抛物线，则y方向为匀速运动，有
从位置2到位置3，y方向列动量定理
代入数据可解得
试卷第18页，共19页
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