新疆省乌鲁木齐市2025--2026学年第一学期2026届高三年级1月份一模物理试题（含解析）

新疆省乌鲁木齐市2025--2026学年第一学期2026届
高三年级1月份一模物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（本大题共5小题，共20分）
1．[4分]若某介质中有一列简谐横波传播，则介质中质点的振动方向与波的传播方向间的夹角为（　　）
A． B． C． D．
2．[4分]用频率为v的单色光照射阴极K时，能发生光电效应，改变光电管两端的电压，测得电流随电压变化的图象如图所示，U0为遏止电压．已知电子的带电荷量为e，普朗克常量为h，则阴极K的极限频率为（ ）
A． B．
C． D．v
3．[4分]如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一直角三角形导线框ABC，其中AB=L，BC=2L，两平行虚线间有一垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场宽度为L，导线框BC边与虚线边界垂直．现让导线框从图示位置开始沿BC方向匀速穿过磁场区域．设线框中产生顺时针方向的感应电流为正，则在线框穿过磁场的过程中，产生的感应电流与线框运动距离x的函数关系图象正确的是
A． B．
C． D．
4．[4分]如图所示，一质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点，小球在水平力作用下，从最低点点缓慢地移到点。此时轻绳与竖直方向夹角为 ，重力加速度为，则拉力所做的功为（ ）
A． B．
C． D．
5．[4分]2024年8月22日，中星4A卫星顺利进入预定轨道，如图所示为质量为m0的中星4A卫星发射变轨过程的简化示意图，其中轨道Ⅰ为近地圆形轨道，轨道Ⅲ为距离地面高度为6R的圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ和轨道Ⅲ分别相切于P点和Q点.已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转的影响.若取无穷远处引力势能为零，质量为m的物体在距离地球球心为r时的引力势能Ep=-(M为地球的质量)，下列说法错误的是 (　　)
A．中星4A卫星在轨道Ⅱ上经过P点的速度大于经过Q点的速度
B．中星4A卫星在轨道Ⅲ上的动能为
C．中星4A卫星从轨道Ⅰ运动到轨道Ⅲ机械能增加了
D．中星4A卫星在轨道Ⅱ上运行的周期是在轨道Ⅲ上运行的周期的
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
6．[4分]如图所示，C是放在光滑水平面上的一块右端有固定挡板的长木板，在木板的上面有两块可视为质点的小滑块A和B，三者的质量均为m，滑块A、B与木板间的动摩擦因数均为μ.最初木板静止，A以初速度v0从木板的左端水平向右运动，B以初速度2v0从木板中间某一位置同时水平向右运动．在之后的运动过程中B以v0的速度与C的右挡板发生一次弹性碰撞，则对整个运动过程，下列说法正确的是(　　)
A．滑块A的最小速度为v0
B．滑块B的最小速度为v0
C．滑块A与B可能发生碰撞
D．系统的机械能减少了40%
7．[4分]下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有( )，不违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律的有( )。
A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低
C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响
D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
8．[4分]（多选）在轻弹簧上放置一质量为的小物块，在用力将弹簧压缩到距离地面高度为后锁定，如图1所示．解除弹簧的锁定后，小物块向上运动，其动能与离地高度的关系如图2所示，其中到间的图像为直线，其余部分均为曲线，对应图像的最高点．不计空气阻力，已知重力加速度为，弹簧的劲度系数为，弹簧的弹性势能,下列说法正确的是（ ）
图1 图2
A． 小物块从上升至的时间小于从上升至的时间
B． 弹簧的最大弹性势能为
C． 小物块运动的最大加速度为
D． 小物块上升到处时弹簧的弹性势能为
三、非选择题（本大题共5小题，共68分）
9．[16分]如图,有一内半径为2r、长为L的圆筒,左右端面圆心O'、O处各开有一小孔。以O为坐标原点,取O'O方向为x轴正方向建立xyz坐标系。在筒内x≤0区域有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向沿x轴正方向;筒外x≥0区域有一匀强电场,场强大小为E,方向沿y轴正方向。一电子枪在O'处向圆筒内多个方向发射电子,电子初速度方向均在xOy平面内,且在x轴正方向的分速度大小均为v0。已知电子的质量为m、电量为e,设电子始终未与筒壁碰撞,不计电子之间的相互作用及电子的重力。
(1)若所有电子均能经过O进入电场,求磁感应强度B的最小值;
(2)取(1)问中最小的磁感应强度B,若进入磁场中电子的速度方向与x轴正方向最大夹角为θ,求tan θ的绝对值;
(3)取(1)问中最小的磁感应强度B,求电子在电场中运动时y轴正方向的最大位移。
10．[10分]如图甲所示，某实验兴趣小组用铜片、铝片和可乐制成可乐电池，其电动势小于1V，内阻大于1kΩ，为测量该可乐电池的电动势和内阻，提供的实验器材如下：
A．电流表（0~0.6A，内阻为）；
B．电流表（，内阻为）；
C．电阻箱（）；
D．电阻箱（）；
E.开关，导线若干。
(1)实验时，为了更准确测量可乐电池的电动势和内阻，电流表应选择 （选填“A”或“B”），电阻箱应选择 （选填“C”或“D”）。
(2)根据选择的实验器材，设计实验，并在图乙的虚线框中画出实验电路图（电阻箱符号）。
(3)通过实验数据画出相应的可乐电池的图像如图丙中实线所示，可知该可乐电池的电动势约为 V（保留1位有效数字），内阻约为 （保留2位有效数字）。
(4)将该可乐电池静置一段时间后再次测量，获得的图像如图丙中虚线所示，可知该可乐电池静置后的内阻 （选填“大于”“小于”或“等于”）静置前的内阻。
11．[12分]在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全，g取。已知摩托车的最大速度为20m/s，则
（1）摩托车到达对面所需时间为多少？
（2）摩托车要安全落到对面，壕沟的宽度x不能超过多少？
（3）摩托车落到壕沟对面时速度大小是多少？
12．[16分](12分)如图，两金属板P、Q水平放置，间距为d。两金属板正中间有一水平放置的金属网G，P、Q、G的尺寸相同。G接地，P、Q的电势均为φ(φ＞0)。质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度v0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计。
(1)求粒子第一次穿过G时的动能，以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小；
(2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？
13．[14分]某同学用如图1所示的装置探究碰撞中的不变量，实验开始前在水平放置的气垫导轨左端装一个弹射装置，滑块碰到弹射装置时将被锁定，打开控制开关，滑块可被弹射装置向右弹出。滑块甲和滑块乙上装有相同宽度的挡光片，在滑块甲的右端和滑块乙的左端装上了弹性碰架（图中未画出），可保证在滑块碰撞过程中能量损失极小。开始时，滑块甲被弹射装置锁定，滑块乙静置于两个光电门之间。
（1）该同学用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图2所示，则cm；
（2）为使碰撞后两个滑块能够先后通过光电门2，则选用下列哪组滑块能使实验效果好______；
A．， B．， C．，
（3）某次实验时，该同学记录下滑块甲（质量为）通过光电门1的时间为，滑块乙（质量为）通过光电门2的时间为，滑块甲通过光电门2的时间为，根据实验器材等测量条件确定误差范围。
①只要等式成立，则可说明碰撞过程中动量守恒；②只要等式成立，则可说明这次碰撞为弹性碰撞。
（注：以上2个等式必须用、、、、等字母表示）
参考答案
1．【答案】D
【详解】
横波中质点的振动方向与该波的传播方向垂直；纵波中质点的振动方向与该波的传播方向在一条直线上。由于该波是横波，所以质点的振动方向与该波的传播方向间的夹角为。
故选D。
2．【答案】B
【分析】
本题直接利用爱因斯坦的光电效应方程即可求出答案．
【详解】
根据光电效应方程，，得出，B正确．
3．【答案】D
【详解】
在线圈进入0-L范围时，线圈内产生的感应电流为逆时针方向；切割磁感线的有效长度从0均匀增加到，可知感应电流均匀增加；从L-2L，线圈切割磁感线的有效长度为不变，感应电流不变，方向为逆时针方向；从2L-3L，线圈切割磁感线的有效长度从逐渐增加到L，则感应电动势增加到原来的2倍，感应电流增加到2倍，方向为顺时针方向，故选D.
4．【答案】D
【详解】小球在缓慢移动的过程中，水平力是变力，不能通过功的公式求解功的大小，根据动能定理得，解得水平力所做的功为，正确。
5．【答案】D　
【详解】本题考查卫星发射及变轨问题中各物理量的变化.根据开普勒第二定律可知，卫星在近地点(P点)的速度大于在远地点(Q点)的速度，A正确，不符合题意；在地球表面放一质量为m的物体，有=mg，卫星在轨道Ⅲ上，有=，故动能Ek3=m0v2=，B正确，不符合题意；卫星在轨道Ⅲ上的机械能E3=Ek3+Ep3=-=-，同理，在轨道Ⅰ上，有=，动能Ek1=m0=，机械能E1=Ek1+Ep1=-=-，卫星从轨道Ⅰ运动到轨道Ⅲ机械能增加了ΔE=E3-E1=，C正确，不符合题意；轨道Ⅱ的半长轴a==4R，由开普勒第三定律有=，解得=，D错误，符合题意.
6．【答案】ABD　
【详解】当小滑块A和B的相对长木板向右滑动时，受到的滑动摩擦力相同，根据动量定理可知，在相同的时间内小滑块A和B的速度变化量相同；当长木板与小滑块A第一次共速时滑块A的速度最小，设滑块A的最小速度为vmin，速度减少量为v0－vmin，长木板、小滑块A和B组成的系统动量守恒，规定水平向右为正方向，则有mv0＋m·2v0＝m[2v0－(v0－vmin)]＋2mvmin，解得vmin＝v0；设小滑块B与挡板发生碰撞前一瞬间长木板速度为v1，根据动量守恒定律则有mv0＋m·2v0＝m·v0＋2mv1，解得v1＝v0；小滑块B与挡板发生弹性碰撞，小滑块B与长木板交换速度，此时小滑块A与B的速度相等，之后小滑块A和B做匀加速直线运动，长木板做匀减速直线运动，直到共速，所以滑块A与B不可能发生碰撞，小滑块B的最小速度为v0；设长木板、小滑块A和B的共同速度为v2，根据动量守恒定律则有mv0＋m·2v0＝3mv2，解得v2＝v0，系统的机械能减少了ΔE＝mv02＋m(2v0)2－·3mv02＝mv02，即＝×100%＝40%，故A、B、D正确，C错误．
7．【答案】BC　
【详解】本题考查对热力学定律的理解。汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热，不违背热力学第一定律和第二定律；冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低，这违背了热力学第一定律；某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响，不违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律。冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，同时消耗电能，不违背热力学第一定律和第二定律。
8．【答案】AD
【解析】由题意可知，小物块上升到离地高度为时，弹簧恢复原长，物块与弹簧分离做竖直上抛运动，到离地高度为时物块速度减为0．假设小物块上升到离地高度后，物块与弹簧连接在一起，物块连着弹簧继续上升到离地高度为时速度减为0，根据对称性可知，小物块从上升至的时间等于从上升至的时间，而从上升至的时间小于从上升至的时间，故小物块从上升至的时间小于从上升至的时间，A正确；设弹簧的最大弹性势能为，小物块从上升至的过程中，根据能量守恒可得，B错误；小物块离地高度为时，小物块受到的合力最大，加速度最大，根据牛顿第二定律可得，可得小物块运动的最大加速度为，C错误；小物块离地高度为时，动能最大，此时小物块受力平衡，则此时弹簧的压缩量为，由题图2中图线的对称性可知，小物块上升到处时弹簧的压缩量为，则小物块从上升至过程，弹簧弹力做的功为，根据功能关系可知，小物块上升到处时弹簧的弹性势能为，D正确．
9．【答案】(1)　(2)　(3)
【命题点】带电粒子在电磁场(组合场)中的运动+运动的合成与分解
【详解】(1)电子在匀强磁场中运动时,将其分解为沿x轴的匀速直线运动和在yOz平面内的匀速圆周运动,设电子入射时沿y轴的分速度大小为vy,由电子在x轴方向做匀速直线运动得L=v0t (1分)
在yOz平面内,设电子做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,由牛顿第二定律知Bevy=m,可得R= (1分)
T== (1分)
由题意可知所有电子均能经过O进入电场,则有
t=nT(n=1,2,3,…) (1分)
联立得B=,当n=1时,B有最小值,可得Bmin= (2分)
(2)如图所示,tan θ= (1分)
当tan θ有最大值时,vy最大,R最大,此时R=r (1分)
又B=,R=,
联立可得vym=,tan θ= (2分)
(3)当vy最大时,电子在电场中运动时沿y轴正方向有最大位移ym,根据匀变速直线运动规律有ym= (1分)
由牛顿第二定律知a= (1分)
又vym=,
联立得ym= (2分)
10．【答案】(1) B，C；(2)；(3)0.5，1.7；(4)大于
【详解】（1）电路最大电流约为，为减小实验误差，电流表应选择B；
电路最小总电阻约为，电阻箱应选择C。
（2）电池、电流表与电阻箱组成串联电路，实验电路图如图所示
（3）根据图示电路图，由闭合电路的欧姆定律得，整理得，由图丙所示实线可知，图像斜率 ，纵轴截距绝对值b=r+RA=2000Ω，电池内阻r=1700Ω=1.7kΩ。
（4）由图丙所示图像可知，虚线纵轴截距的绝对值大于静置前纵轴截距的绝对值，则可乐电池静置后电池内阻增大。
11．【答案】（1）1s
（2）20m
（3）
【详解】（1）由题意可知摩托车在竖直方向做自由落体运动，则有，解得摩托车到达对面所需时间为
（2）摩托车要安全落到对面，壕沟的宽度x不能超过
（3）摩托车落地时竖直分速度大小为
摩托车落到壕沟对面时速度大小为
12．【答案】(1)m＋qh　v0　(2)2v0
【解析】(1)PG、QG间场强大小相等，均为E。粒子在PG间所受电场力F的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a，有
E＝　①(2分)
F＝qE＝ma　②(2分)
设粒子第一次到达G时动能为Ek，由动能定理有
qEh＝Ek－m　③(2分)
设粒子第一次到达G时所用的时间为t，粒子在水平方向的位移大小为l，则有h＝at2　④(1分)
l＝v0t　⑤(1分)
联立①②③④⑤式解得Ek＝m＋qh　⑥(1分)
l＝v0　⑦(1分)
(2)若粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短。由对称性知，此时金属板的长度为L＝2l＝2v0　⑧(2分)
【一题多解】
(1)中求粒子经过G点的动能时，也可以用Uq＝Ek－m，而U＝·h＝，代入可解出Ek。
13．【答案】（1）2.145
（2）B
（3）；
【详解】（1）由图2可知游标卡尺精度为0.05mm，。
（2）为使碰撞后两个滑块能够先后通过光电门，所以入射球不能反弹，所以应用质量较大的球去碰质量较小的球，可知B选项符合题意。
（3）碰前，滑块甲通过光电门1的速度，碰后，滑块甲、乙的速度分别为，规定向右为正方向，由动量守恒有，联立解得。
若为弹性碰撞，则有，联立上式解得。
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