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2026年高考物理仿真模拟卷北京卷1
（总分100分 考试时间90分钟）
考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。
1．如图所示，一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖；经折射后射出到空气中。该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是（ ）
A．a光是蓝光，b光是红光
B．在该玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C．该玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D．若增加入射光与法线的夹角，b光先发生全反射
2．玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n =3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、 的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（ ）
A．频率为的光，其动量为
B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为
C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。
D．若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，入射光的频率
3．关于热现象，下列理解正确的是（ ）
A．物体向外界放出热量，其内能必定减少
B．两分子间距离减小时，其分子势能一定增大
C．气体对容器壁的压强源于大量分子对壁的持续、频繁碰撞
D．悬浮在液体中的固体颗粒越大，周围液体分子撞击的机会越多，布朗运动越明显
4．一列简谐横波沿x轴传播，图1是t=1s时刻的波形图；P是介质中位于x=2m处的质点，其振动图像如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．波速为3m/s
B．波的振幅是10cm
C．波向x轴负方向传播
D．质点P的运动方程为y=0.05sin(πt+π)（m）
5．如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车表面足够长，则下列说法正确的是（ ）
A．木块的最终速度为
B．车上表面越粗糙，木块减少的动量越多
C．车上表面越粗糙，因摩擦产生的热量越多
D．改变车上表面的粗糙程度，小车获得的动量不变
6．下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（ ）
A．图甲中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，因此可选用左边材料作为酱油瓶的瓶口制作材料
B．图乙中水黾可以静止在水面上，是浮力和重力平衡的结果
C．图丙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明石蜡具有各向异性特点，是单晶体
D．图丁中天然石英本身是晶体，将其熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）变为非晶体
7．一根软铁棒被磁化是因为（ ）
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失了
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
8．如图为交流发电机的示意图，N、S极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，单匝矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为，外电路接有阻值的定值电阻，线圈电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．电流变化的周期为0.01s
B．电流表的示数为2A
C．线圈在图示位置时，线圈磁通量的变化率
D．线圈经过图示位置，电流方向改变
9．如图所示，在真空中有两个带等量负电的点电荷，分别置于、两点，是他们连线的中点，A、、C为、连线的中垂线上的三点，且，下列说法正确的是（ ）
A．A、、、四点中，点电势最低
B．同一点电荷在A、两点所受静电力相同
C．A点的电场强度一定大于点的电场强度
D．点的电势一定低于点的电势
10．如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈与滑动变阻器R相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表，变压器的滑片向a端滑动，则（ ）
A．电压表的示数增大
B．电流表的示数增大
C．变压器的输出功率减小
D．变压器的输入功率不变
11．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为，磁感应强度的大小为。一直角边长为的等腰直角三角形均匀导线框ABC从图示位置开始沿轴正方向以速度匀速穿过磁场区域。规定逆时针电流方向为正，水平向左为安培力的正方向。则关于线框中的电流，线框受到的安培力与线框移动距离的关系图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
12．一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．根据公式可知，它的半径越大所需的向心力越大
B．根据公式可知，它的向心力大小跟半径成反比
C．根据公式可知，它的向心力大小跟半径的平方成反比
D．根据公式可知，它的向心力大小跟半径无关
13．如图所示，圆形线圈的匝数为n，半径为r，电阻为R，电容器的电容为C，右侧定值电阻的阻值为2R，不计其余电阻，匀强磁场垂直于线圈平面向下，磁感应强度在t时间内从0均匀增加到B，然后保持不变，忽略电容器充电时对电路的影响。下列说法正确的是（ ）
A．磁场变化过程中，电容器两端电压为
B．磁场变化过程中，线圈产生的热量为
C．磁场变化过程中，通过右侧定值电阻的电流方向从上往下
D．磁场停止变化后，通过右侧定值电阻的总电荷量为
14．霍尔元件作为核心传感器件，极大地推动了打印、扫描、复印设备的智能化进程，使其功能丰富，操作便捷，成为现代办公不可或缺的工具。如图所示是长为、宽为、厚度为的金属材质霍尔元件，电阻率为，其单位体积内的自由电子数为，电子电量大小为，磁场方向垂直霍尔元件工作面向上，磁感应强度大小为当通以图示方向的电流时，前后两表面间将出现电压，该电压称为霍尔电压，用表示。下列说法正确的是（ ）
A．前表面电势比后表面低
B．
C．闭合开关，仅考虑霍尔元件的电阻，则开关所在回路电流为
D．与霍尔元件的几何形状、单位体积内的自由电子数无关
第二部分
本部分共6题，共58分。
15．（8分）实验小组设计方案验证机械能守恒定律。
(1)甲组同学设计了图所示的实验装置进行实验。
①为了完成实验，甲组同学选择从重物开始下落的位置至某一位置的过程进行研究，必须 。（选填选项前的字母）
A．测量重物下落的时间
B．测量重物下落的高度
C．计算重物下落至某位置的速度
②实验中，某同学接通电源后释放重物，得到一条纸带。在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点的距离，计算计数点对应的重物速度，描绘图像，得到一条斜率为的直线。在实验误差允许范围内，若斜率与当地重力加速度的关系满足 ，则可认为重物下落过程中机械能守恒。
(2)乙组同学设计了图所示装置验证机械能守恒定律。已知弹簧的弹性势能，为弹簧的劲度系数，为弹簧形变量。
实验中，乙组同学先测得小球静止时力传感器的示数，然后用手将小球缓慢向上托起，当传感器示数恰好为0时静止释放小球，再测得小球下落过程中传感器示数的最大值。更换不同质量的小球，重复上述实验，得到多组、。
该组同学进一步作出图像，并作如下判断：若图像是一条过原点的直线，且斜率接近，则小球与弹簧及地球组成的系统机械能守恒。不计弹簧的质量，且弹簧始终处于弹性限度范围内。
判断该组同学的设计方案是否合理，并说明理由。
16．（10分）某同学设计一个实验测量某金属丝的电阻率（金属丝的电阻约为5Ω），除被测金属丝、电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）、开关和导线外，还有下列电表：
A．电流表（0~3A，内阻约0.025Ω）
B．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）
C．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（0~15V，内阻约15kΩ）
(1)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用 （选填器材前的字母），实验电路应采用图1中的 （选填“甲”或“乙”）。
(2)图2是测量金属丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（1）问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线 。
(3)若通过测量可知，金属丝接入电路的长度为L，直径为D，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ= 。（用题目所给字母表示）
(4)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，随滑片移动距离的增加，待测电阻两端的电压也随之增加，下列反映关系的示意图中正确的是________。
A． B． C．
17．（9分）斜雪道顶端以水平速度飞出，恰好落到倾斜雪道底端。雪道顶端高度为h，重力加速度为g。不计空气阻力，求：
(1)运动员在空中运动的时间t1；
(2)运动员落回雪道时的速度v；
(3)运动员落到斜面时，重力的瞬时功率P。
18．（9分）图为一金属平板M的侧视图，一细束紫外线持续照射到平板上的O点时，会不停地发射电子。如图所示，假设板上的O点沿着平板右侧空间各个方向持续射出速率v相同的电子。已知电子质量为 m，电荷量为e，不考虑电子的重力以及出射电子间的相互作用。
请你展开想象的翅膀，运用电学和磁学等知识，设计出三种可行的实验方案，测量这些电子的速率v。对器材工具进行说明，用文字、公式、示意图等描述测量过程，最后将v用相关物理量表示出来。注重设计的可行性、科学性和创造性。
（1）设计方案1；
（2）设计方案2；
（3）设计方案3。
19．（11分）光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理示意图如图所示。图中A为轻质绝缘弹簧，C为位于纸面上的线圈，虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场；M为置于平台上的轻质小平面反射镜，轻质刚性细杆D的一端与M固连且与镜面垂直、另一端与弹簧下端相连，为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，的圆心位于M的中心。使用前需调零:使线圈内没有电流通过时，M竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向经上的O点射到M上后沿原路反射。线圈通入电流后弹簧长度改变，使M发生倾斜，入射光束在M上的入射点仍近似处于的圆心，通过读取反射光射到上的位置，可以测得电流的大小。已知弹簧的劲度系数为k，磁场磁感应强度大小为B，线圈C的匝数为N。沿水平方向的长度为l，细杆D的长度为d，圆弧的半径为r﹐，d远大于弹簧长度改变量的绝对值。
（1）若在线圈中通入的微小电流为I，求平衡后弹簧长度改变量的绝对值及上反射光点与O点间的弧长s；
（2）某同学用此装置测一微小电流，测量前未调零，将电流通入线圈后，上反射光点出现在O点上方，与O点间的弧长为、保持其它条件不变，只将该电流反向接入，则反射光点出现在О点下方，与O点间的弧长为。求待测电流的大小。
20．（11分）物理问题的研究首先要确定研究对象。当我们研究水流，气流等流体问题时，经常会选取流体中的一小段来进行研究，通过分析能够得出一些有关流体的重要结论。
(1)水刀应用高压水流切割技术，相比于激光切割有切割材料范围广，效率高，安全环保等优势。某型号水刀工作过程中，将水从面积S=0.1mm2的细喷嘴高速喷出，直接打在被切割材料表面，从而产生极大压强，实现切割。已知该水刀每分钟用水600g，水的密度为ρ=1.0×103kg/m3
a．求从喷嘴喷出水的流度v的大小
b．高速水流垂直打在材料表面上后，水速几乎减为0，求水对材料表面的压强p约为多大。
(2)某同学应用压力传感器完成以下实验，如图所示，他将一根均匀的细铁链上端用细线悬挂在铁架台上，调整高度使铁链的下端刚好与压力传感器的探测面接触。剪断细线，铁链逐渐落在探测面上。传感器得到了探测面所受压力随时间的变化图象。通过对图线分析发现铁链最上端落到探测面前后瞬间的压力大小之比大约是N1:N2=3:1，后来他换用不同长度和粗细的铁链重复该实验，都得到相同结果。请你通过理论推理来说明实验测得的结果是正确的。（推理过程中需要用到的物理量的字母请自行设定）
试卷第2页，共22页
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（总分100分 考试时间90分钟）
考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。
1．如图所示，一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖；经折射后射出到空气中。该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是（ ）
A．a光是蓝光，b光是红光
B．在该玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C．该玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D．若增加入射光与法线的夹角，b光先发生全反射
【答案】A
【详解】AC．两种光从玻璃砖射出时，设入射角为，折射角分别为、，根据折射定律
由题图可知
则
则光是蓝光，光是红光，故A正确，C错误；
B．根据可知在该玻璃砖中，光的传播速度小于光的传播速度，故B错误；
D．根据全反射发生的条件
可知光发生全反射的临界角较小，则光先发生全反射，故D错误。
故选A。
2．玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n =3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、 的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（ ）
A．频率为的光，其动量为
B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为
C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。
D．若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，入射光的频率
【答案】B
【详解】A．根据玻尔理论可知
则频率为的光，其动量为
选项A错误；
B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装量，均产生光电子，其最大初动能分别为
最大初动能之差为
选项B正确；
C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，根据条纹间距表达式
产生的干涉条纹间距之差为
选项C错误；
D．若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，则
可得入射光的频率
选项D错误；
故选B。
3．关于热现象，下列理解正确的是（ ）
A．物体向外界放出热量，其内能必定减少
B．两分子间距离减小时，其分子势能一定增大
C．气体对容器壁的压强源于大量分子对壁的持续、频繁碰撞
D．悬浮在液体中的固体颗粒越大，周围液体分子撞击的机会越多，布朗运动越明显
【答案】C
【详解】A．物体内能变化由热传递和做功共同决定。根据热力学第一定律
若物体放热（）但外界对物体做功（），内能可能增加，故A错误；
B．分子势能与分子间距的关系：当分子间距大于平衡距离时，减小距离，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距小于平衡距离时，减小距离，分子力做负功，分子势能增大，所以分子间距减小时势能不一定增大，故B错误；
C．气体压强是大量分子频繁碰撞容器壁产生的宏观效果，故C正确；
D．布朗运动的明显程度与颗粒大小有关。颗粒越大，液体分子撞击的合力越易平衡，布朗运动越不明显；颗粒越小，撞击的不平衡性越显著，布朗运动越明显，故D错误。
故选C。
4．一列简谐横波沿x轴传播，图1是t=1s时刻的波形图；P是介质中位于x=2m处的质点，其振动图像如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．波速为3m/s
B．波的振幅是10cm
C．波向x轴负方向传播
D．质点P的运动方程为y=0.05sin(πt+π)（m）
【答案】D
【详解】A．波长 ，周期 波速为 ，A错误；
B．波的振幅是，B错误；
C．t=1s时P向上振动，波向x轴正方向传播，C错误；
D．根据题意得，
质点P的运动方程为
代入数值得
质点P的运动方程为y=0.05sin(πt+π)（m），D正确。
故选D。
5．如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车表面足够长，则下列说法正确的是（ ）
A．木块的最终速度为
B．车上表面越粗糙，木块减少的动量越多
C．车上表面越粗糙，因摩擦产生的热量越多
D．改变车上表面的粗糙程度，小车获得的动量不变
【答案】D
【详解】A．由于地面光滑，小车和木块组成的系统动量守恒，木板足够长，二者最终达到相同速度v，有
解得，故A错误；
BD．无论小车表面粗糙程度如何，由A分析知木块和小车的最终速度不变，故木块减小的动量、小车获得的动量均是定值，故B错误，D正确；
C．根据能量守恒定律，系统产生的摩擦热等于系统动能的损失，无论小车表面粗糙程度如何，系统的初动能和末动能均是定值，系统动能的损失不变，即系统产生的摩擦热不变，故C错误。
故选D。
6．下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（ ）
A．图甲中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，因此可选用左边材料作为酱油瓶的瓶口制作材料
B．图乙中水黾可以静止在水面上，是浮力和重力平衡的结果
C．图丙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明石蜡具有各向异性特点，是单晶体
D．图丁中天然石英本身是晶体，将其熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）变为非晶体
【答案】D
【详解】A．图甲中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，因此可选用右边材料作为酱油瓶的瓶口制作材料，故A错误；
B．图乙中水黾可以静止在水面上，是因为液体表面张力使液面形成一层膜，水黾受到膜的支持力等于重力平衡，故B错误；
C．图丙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明云母片具有各向异性特点，是单晶体，故C错误；
D．图丁中天然石英本身是晶体，将其熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）变为非晶体，故D正确。
故选D。
7．一根软铁棒被磁化是因为（ ）
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失了
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
【答案】D
【详解】根据安培的分子电流假说，一根软铁棒被磁化是因为软铁棒中分子电流取向变得大致相同。
故选D。
8．如图为交流发电机的示意图，N、S极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，单匝矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为，外电路接有阻值的定值电阻，线圈电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．电流变化的周期为0.01s
B．电流表的示数为2A
C．线圈在图示位置时，线圈磁通量的变化率
D．线圈经过图示位置，电流方向改变
【答案】C
【详解】A．由题意可知
故A错误；
B．有题意可知，电压的有效值为
则电流表的示数为
故B错误；
C．线圈在图示与中性面垂直的位置时，产生的电动势最大，为
根据法拉第电磁感应定律
解得
即线圈磁通量的变化率，故C正确；
D．线圈经过中性面时，电流方向改变，图示位置为与中性面垂直的位置，电流方向不变，故D错误。
故选C。
9．如图所示，在真空中有两个带等量负电的点电荷，分别置于、两点，是他们连线的中点，A、、C为、连线的中垂线上的三点，且，下列说法正确的是（ ）
A．A、、、四点中，点电势最低
B．同一点电荷在A、两点所受静电力相同
C．A点的电场强度一定大于点的电场强度
D．点的电势一定低于点的电势
【答案】A
【详解】A．根据等量负点电荷电场线分布的对称性可知，A、C两点电势
由于沿电场线电势降低，根据等量负点电荷电场线的分布规律可知
即A、、、四点中，点电势最低，故A正确；
B．根据量负点电荷电场线分布的对称性可知，A、两点电场强度大小相等，方向相反，则同一点电荷在A、两点所受静电力大小相等，方向相反，则同一点电荷在A、两点所受静电力不相同，故B错误；
C．根据电场的叠加可知，O点的电场强度为0，而在中垂线上无穷远处的电场强度也为0，可知，从O点沿中垂线至无穷远处电场强度大小一定先增大后减小，即之间某一位置电场强度存在有最大值，由于该位置与A、B位置的关系不确定，则A点的电场强度与点的电场强度大小关系也不能够确定，故C错误；
D．结合上述可知点的电势一定高于点的电势，故D错误。
故选A。
10．如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈与滑动变阻器R相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表，变压器的滑片向a端滑动，则（ ）
A．电压表的示数增大
B．电流表的示数增大
C．变压器的输出功率减小
D．变压器的输入功率不变
【答案】C
【详解】A．变压器的滑片向a端滑动，根据 ，电压表的示数不变，A错误；
B．变压器的滑片向a端滑动，R变大，U2不变，电流表的示数增小，B错误；
C．变压器的滑片向a端滑动，R变大，U2不变，电流表的示数增小，根据 ，变压器的输出功率减小，C正确；
D．根据 ，变压器的输入功率变小，D错误。
故选C。
11．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为，磁感应强度的大小为。一直角边长为的等腰直角三角形均匀导线框ABC从图示位置开始沿轴正方向以速度匀速穿过磁场区域。规定逆时针电流方向为正，水平向左为安培力的正方向。则关于线框中的电流，线框受到的安培力与线框移动距离的关系图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】AB．导线框进入磁场中切割磁感线的有效长度与位移大小相等，导线框进入磁场中的感应电动势
此过程的感应电流
感应电流与位移大小成正比，根据右手定则可知，感应电流方向沿逆时针方向，即感应电流为正值，上述过程导线框的位移为L；当导线框的A出磁场后，导线框切割磁感线的有效长度始终为L，即感应电动势一定，感应电流一定，根据右手定则可知，感应电流方向沿逆时针方向，感应电流为正值，此过程维持的位移大小为L；当导线框的BC边开始进入磁场时，令从导线框刚刚进入磁场作为初始位置，总位移为，则磁感线的有效长度，导线框进入磁场中的感应电动势
根据右手定则可知，感应电流方向沿顺时针方向，为负值，则此过程的感应电流
结合上述可知，A正确，B错误；
CD．结合上述可知，导线框刚刚进入磁场时感应电流方向沿逆时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为
可知，安培力与位移成二次函数的关系；当导线框的A出磁场后，感应电流方向沿逆时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为
当导线框的BC边开始进入磁场时，感应电流方向沿顺时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为
可知，安培力与位移成二次函数的关系，故CD错误。
故选A。
12．一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．根据公式可知，它的半径越大所需的向心力越大
B．根据公式可知，它的向心力大小跟半径成反比
C．根据公式可知，它的向心力大小跟半径的平方成反比
D．根据公式可知，它的向心力大小跟半径无关
【答案】C
【详解】根据题意，由万有引力提供向心力有，
可得，
可知，随着轨道半径增大，卫星的线速度和角速度都减小
A．根据公式可知，若不变，则轨道半径越大所需的向心力越大，而卫星的角速度随轨道半径的增大而减小，故A错误；
B．根据公式可知，若不变，则向心力跟轨道半径成反比，而卫星的线速度随轨道半径的增大而减小，故B错误；
C．由万有引力公式可知，万有引力跟轨道半径的平方成反比，由万有引力提供向心力可知，向心力跟轨道半径的平方成反比，故C正确；
D．根据公式可知，由于卫星做圆周运动的线速度和角速度都与轨道半径有关，不能说向心力跟轨道半径无关，故D错误。
故选C。
13．如图所示，圆形线圈的匝数为n，半径为r，电阻为R，电容器的电容为C，右侧定值电阻的阻值为2R，不计其余电阻，匀强磁场垂直于线圈平面向下，磁感应强度在t时间内从0均匀增加到B，然后保持不变，忽略电容器充电时对电路的影响。下列说法正确的是（ ）
A．磁场变化过程中，电容器两端电压为
B．磁场变化过程中，线圈产生的热量为
C．磁场变化过程中，通过右侧定值电阻的电流方向从上往下
D．磁场停止变化后，通过右侧定值电阻的总电荷量为
【答案】B
【详解】A．磁场变化过程中，产生的感应电动势
电容器两端电压为，A错误；
B．磁场变化过程中，线圈产生的热量为，B正确；
C．根据楞次定律可知，磁场变化过程中，通过右侧定值电阻的电流方向从下往上，C错误；
D．电容器带电量为
磁场停止变化后，通过右侧定值电阻的总电荷量为，D错误。
故选B。
14．霍尔元件作为核心传感器件，极大地推动了打印、扫描、复印设备的智能化进程，使其功能丰富，操作便捷，成为现代办公不可或缺的工具。如图所示是长为、宽为、厚度为的金属材质霍尔元件，电阻率为，其单位体积内的自由电子数为，电子电量大小为，磁场方向垂直霍尔元件工作面向上，磁感应强度大小为当通以图示方向的电流时，前后两表面间将出现电压，该电压称为霍尔电压，用表示。下列说法正确的是（ ）
A．前表面电势比后表面低
B．
C．闭合开关，仅考虑霍尔元件的电阻，则开关所在回路电流为
D．与霍尔元件的几何形状、单位体积内的自由电子数无关
【答案】B
【解析】A．由左手定则知，电子向后表面偏转，则前表面的电势比后表面的高，故A错误；
BD．稳定后，电子受力平衡得
解得
结合电流的微观表达式
可得，故B正确，D错误；
C．闭合开关，电压为霍尔电压，电阻
则电流为，故C错误。故选B。
第二部分
本部分共6题，共58分。
15．（8分）实验小组设计方案验证机械能守恒定律。
(1)甲组同学设计了图所示的实验装置进行实验。
①为了完成实验，甲组同学选择从重物开始下落的位置至某一位置的过程进行研究，必须 。（选填选项前的字母）
A．测量重物下落的时间
B．测量重物下落的高度
C．计算重物下落至某位置的速度
②实验中，某同学接通电源后释放重物，得到一条纸带。在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点的距离，计算计数点对应的重物速度，描绘图像，得到一条斜率为的直线。在实验误差允许范围内，若斜率与当地重力加速度的关系满足 ，则可认为重物下落过程中机械能守恒。
(2)乙组同学设计了图所示装置验证机械能守恒定律。已知弹簧的弹性势能，为弹簧的劲度系数，为弹簧形变量。
实验中，乙组同学先测得小球静止时力传感器的示数，然后用手将小球缓慢向上托起，当传感器示数恰好为0时静止释放小球，再测得小球下落过程中传感器示数的最大值。更换不同质量的小球，重复上述实验，得到多组、。
该组同学进一步作出图像，并作如下判断：若图像是一条过原点的直线，且斜率接近，则小球与弹簧及地球组成的系统机械能守恒。不计弹簧的质量，且弹簧始终处于弹性限度范围内。
判断该组同学的设计方案是否合理，并说明理由。
【答案】(1) BC
(2)不合理，该组同学只利用一次实验过程中两个特定状态的物理量的关系，不能验证小球下落整个过程中系统的机械能守恒。
【详解】（1）①[1]甲组同学选择从重物开始下落的位置至某一位置的过程进行研究，需验证的关系为
即
必须测量重物下落的高度和计算重物下落至某位置的速度，故选BC；
②[2]根据，描绘图像，则当斜率为时，则可认为重物下落过程中机械能守恒。
（2）乙组实验仅通过“小球静止时的力传感器示数F0”和“下落过程中传感器示数的最大值Fm”这两个特定状态的物理量关系，推导机械能守恒。但机械能守恒需要验证整个下落过程中所有状态的机械能是否守恒，仅两个状态的关系无法覆盖整个过程的机械能变化。因此，该设计方案不合理，理由是：该组同学只选用小球在整个下落过程中两个特定状态的物理量关系，无法验证整个下落过程中系统的机械能是否守恒，所以设计不合理。
16．（10分）某同学设计一个实验测量某金属丝的电阻率（金属丝的电阻约为5Ω），除被测金属丝、电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）、开关和导线外，还有下列电表：
A．电流表（0~3A，内阻约0.025Ω）
B．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）
C．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（0~15V，内阻约15kΩ）
(1)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用 （选填器材前的字母），实验电路应采用图1中的 （选填“甲”或“乙”）。
(2)图2是测量金属丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（1）问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线 。
(3)若通过测量可知，金属丝接入电路的长度为L，直径为D，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ= 。（用题目所给字母表示）
(4)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，随滑片移动距离的增加，待测电阻两端的电压也随之增加，下列反映关系的示意图中正确的是________。
A． B． C．
【答案】(1) B 甲
(2)
(3)
(4)A
【详解】（1）[1][2]在实验中，电路可能达到的最大电流为，则电流表应选用B；因测量的电阻阻值较小，则采用电流表外接，即实验电路应采用图1中的甲。
（2）实物间的连线如图
（3）根据
可得
（4）由电路图可知，当x=0时U=0；
因被测电阻Rx两端的电压U随着x增大而增大，所以滑动变阻器的滑片是由左端滑向右端，设滑动变阻器的总电阻为R，滑动变阻器的滑片从左端滑向右端的滑过的总距离为L，则当滑片滑过x时（此时滑动变阻器滑片左侧的电阻为R1）电压表读数
其中，可知U-x为非线性关系，当滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压增大，且增加越来越快，则U-x图象如图A所示。
故选A。
17．（9分）斜雪道顶端以水平速度飞出，恰好落到倾斜雪道底端。雪道顶端高度为h，重力加速度为g。不计空气阻力，求：
(1)运动员在空中运动的时间t1；
(2)运动员落回雪道时的速度v；
(3)运动员落到斜面时，重力的瞬时功率P。
【答案】(1)
(2)，方向与水平方向成角，满足
(3)
【详解】（1）运动员从雪道顶端飞出过程可视为平抛运动，在竖直方向上
解得
（2）运动员在水平方向的分速度
运动员在竖直方向的分速度
运动员落回雪道时的速度
设合速度与水平方向夹角为，则
（3）根据重力的瞬时功率公式
将代入得
18．（9分）图为一金属平板M的侧视图，一细束紫外线持续照射到平板上的O点时，会不停地发射电子。如图所示，假设板上的O点沿着平板右侧空间各个方向持续射出速率v相同的电子。已知电子质量为 m，电荷量为e，不考虑电子的重力以及出射电子间的相互作用。
请你展开想象的翅膀，运用电学和磁学等知识，设计出三种可行的实验方案，测量这些电子的速率v。对器材工具进行说明，用文字、公式、示意图等描述测量过程，最后将v用相关物理量表示出来。注重设计的可行性、科学性和创造性。
（1）设计方案1；
（2）设计方案2；
（3）设计方案3。
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析
【详解】（1）设计方案1
器材工具：导体平板，励磁线圈，电流计，直流电源等
测量过程：
如图所示，在发射粒子的前方设置一速度选择器，由间距为d的两导体平板产生静电场，励磁线圈产生匀强磁场。A板设置一入口，B板设置一出口。
在出口处设置一金属网C连上灵敏电流计并接地。调整磁场B和电压U的大小，若是电流表能够检测到电流，意味着有电子通过该速度选择器。
(备注：步骤中也可以是用荧光板等装置用以检测通过的电子)
速率结果：
eE=evB
解得
（2）设计方案2
器材工具：导体平板或金属网，电流计，电压可调直流电源等
测量过程：如图所示连接好电路，在M的旁边放置一个导体平板或金属网N，在M、N之间加可调直流电压U，当U大于某个值时电流表中的电流消失，记录此时的电压U。
速率结果
解得
（3）设计方案3
器材工具：导体平板或金属网，电流计，产生匀强磁场的励磁线圈或磁铁、刻度尺等
测量过程：如图所示连接好电路，在 M的旁边放置一个导体平板或金属网 N，在 M、N 板间距为D。板间存在匀强磁场，当磁感应强度大于某个值时电流表中的电流消失，记录此时的电压B。
速率结果
解得
19．（11分）光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理示意图如图所示。图中A为轻质绝缘弹簧，C为位于纸面上的线圈，虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场；M为置于平台上的轻质小平面反射镜，轻质刚性细杆D的一端与M固连且与镜面垂直、另一端与弹簧下端相连，为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，的圆心位于M的中心。使用前需调零:使线圈内没有电流通过时，M竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向经上的O点射到M上后沿原路反射。线圈通入电流后弹簧长度改变，使M发生倾斜，入射光束在M上的入射点仍近似处于的圆心，通过读取反射光射到上的位置，可以测得电流的大小。已知弹簧的劲度系数为k，磁场磁感应强度大小为B，线圈C的匝数为N。沿水平方向的长度为l，细杆D的长度为d，圆弧的半径为r﹐，d远大于弹簧长度改变量的绝对值。
（1）若在线圈中通入的微小电流为I，求平衡后弹簧长度改变量的绝对值及上反射光点与O点间的弧长s；
（2）某同学用此装置测一微小电流，测量前未调零，将电流通入线圈后，上反射光点出现在O点上方，与O点间的弧长为、保持其它条件不变，只将该电流反向接入，则反射光点出现在О点下方，与O点间的弧长为。求待测电流的大小。
【答案】（1），；（2）
【详解】（1）由题意当线圈中通入微小电流I时，线圈中的安培力为
F = NBIl
根据胡克定律有
F = NBIl = k│x│
如图所示
设此时细杆转过的弧度为θ，则可知反射光线转过的弧度为2θ，又因为
d >> x，r >> d
则
sinθ ≈ θ，sin2θ ≈ 2θ
所以有
x = dθ
s = r2θ
联立可得
（2）因为测量前未调零，设没有通电流时偏移的弧长为s′，当初始时反射光点在O点上方，通电流I′后根据前面的结论可知有
当电流反向后有
联立可得
同理可得初始时反射光点在O点下方结果也相同，故待测电流的大小为
20．（11分）物理问题的研究首先要确定研究对象。当我们研究水流，气流等流体问题时，经常会选取流体中的一小段来进行研究，通过分析能够得出一些有关流体的重要结论。
(1)水刀应用高压水流切割技术，相比于激光切割有切割材料范围广，效率高，安全环保等优势。某型号水刀工作过程中，将水从面积S=0.1mm2的细喷嘴高速喷出，直接打在被切割材料表面，从而产生极大压强，实现切割。已知该水刀每分钟用水600g，水的密度为ρ=1.0×103kg/m3
a．求从喷嘴喷出水的流度v的大小
b．高速水流垂直打在材料表面上后，水速几乎减为0，求水对材料表面的压强p约为多大。
(2)某同学应用压力传感器完成以下实验，如图所示，他将一根均匀的细铁链上端用细线悬挂在铁架台上，调整高度使铁链的下端刚好与压力传感器的探测面接触。剪断细线，铁链逐渐落在探测面上。传感器得到了探测面所受压力随时间的变化图象。通过对图线分析发现铁链最上端落到探测面前后瞬间的压力大小之比大约是N1:N2=3:1，后来他换用不同长度和粗细的铁链重复该实验，都得到相同结果。请你通过理论推理来说明实验测得的结果是正确的。（推理过程中需要用到的物理量的字母请自行设定）
【答案】(1)a．100m/s；b．；(2)推导过程见解析
【详解】(1)a．一分钟喷出的水的质量为
所以水的流速
代入数据得v=100m/s
b．选取时间内打在材料表面质量为水为研究对象，由动量定理得
其中
解得
根据牛顿第三定律，材料表面受到的压力
则根据压强公式
解得
(2)设单位长度的铁链质量为b，铁链的长度为L，当铁链的最上端落在探测面上时，选取铁链最上端的一小段为研究对象，其质量
根据自由落体运动公式
可知速度
设向下方向为正，根据动量定理
解得
则探测面受到铁链最上端的压力为
此时除最上端外，其余部分的铁链已经落在探测面上，对探测面的压力
其中
则探测面受到的总压力为
当铁链的最上端落在探测面上后，探测面受到的压力大小
由此可得
实验结果是正确的。
试卷第2页，共22页
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