安徽省芜湖市2025-2026学年高三（上）期末模拟物理试卷物理试题（含答案）

安徽省芜湖市2025-2026学年高三（上）期末模拟物理试卷
物理试题
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。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1.在物理学发展过程中，有许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是( )
A. 牛顿通过多年观测记录行星的运动，提出了行星运动的三大定律
B. 卡文迪许发现万有引力定律，被人们称为“能称出地球质量的人”
C. 伽利略利用“理想斜面”得出“力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因”的观点
D. 开普勒从理论和实验两个角度，证明了轻、重物体下落一样快，从而推翻了古希腊学者亚里士多德的“小球质量越大下落越快”的错误观点
2.如图甲为链子鞭，又名狐狸鞭、掌中甩、腰里横，属于传统武术软兵器。如图乙所示，支架上竖直悬挂着质量为粗细均匀的链子鞭，悬点、处切线与竖直方向的夹角分别为和，点为最低点，已知，，重力加速度取，则( )
A. 悬点对链子鞭拉力大小为 B. 悬点对链子鞭拉力大小为
C. 最低点处张力大小为 D. 段链子鞭质量为
3.年月北京举办了第届冬季奥运会，苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台项目金牌，成为中国首个单板滑雪奥运冠军。图甲是一观众用手机连拍功能拍摄苏翊鸣从起跳到落地的全过程的合成图。图乙为首钢滑雪大跳台的赛道的示意图，分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点四个部分，运动员从一百多米的助滑跑道滑下，腾空高度平均可达，落地前的速度与着陆坡之间有一定的夹角。以下说法正确的是( )
A. 运动员由于与着陆坡作用时间短，所以不会受伤
B. 运动员由于受到空气阻力，机械能减少，速度降低，所以不会受伤
C. 适当增加着陆坡与水平方向的倾角可以减小运动员受到的撞击力，增加安全性
D. 运动员落到着陆坡时，由于运动员动量变化量小，所以受到的撞击力小
4.如图所示，为置于地球赤道上待发射的卫星，为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，为地球同步卫星。已知的线速度大小为，运行周期为，轨道半径为地球半径的倍，的轨道半长轴为地球半径的倍。下列说法正确的是( )
A. 的线速度大小为
B. 的运行周期为
C. 经过轨道上点时的加速度大小为
D. 欲使进入地球同步轨道，其发射速度至少为
5.固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于( )
A. 它滑过的弧长 B. 它下降的高度
C. 它到点的距离 D. 它与点的连线扫过的面积
6.如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平桌面上。现使瞬时获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，以下说法正确的是( )
A. 两物块的质量之比为
B. 在时刻和时刻弹簧的弹性势能均达到最大值
C. 时间内，弹簧的长度大于原长
D. 时间内，弹簧的弹力逐渐减小
7.空间中存在沿轴的静电场，其电势沿轴的分布如图所示，是轴上的四个点，质量为、带电量为。的粒子不计重力，以初速度从点沿轴正方向进入电场，在粒子沿轴运动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 粒子在点的速度为
B. 从到点的过程中，粒子的电势能先减小后增大
C. 若，则粒子在运动过程中的最大动能为
D. 若粒子能到达处，则的大小至少应为
8.如图所示，空间存在垂直纸面向里的水平磁场，磁场上边界水平，以点为坐标原点，磁场上边界为轴，竖直向下为轴，磁感应强度大小在轴方向保持不变、轴方向满足，为大于零的常数。边长为的单匝正方形导体线框通过轻质绝缘细线悬挂于天花板，线框质量为，通有顺时针方向的恒定电流，电流强度为，系统处于平衡状态，已知该地的重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 边与边所受安培力相同
B. 细线中拉力大小为
C. 若仅将细线长度加长，线框始终在磁场内，则稳定后细线弹力变大
D. 若仅将磁场调整为磁感应强度为的匀强磁场，方向不变，则稳定后细线中弹力为
二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
9.如图所示为波轮式洗衣机的工作原理示意图，当甩衣桶在电机的带动下高速旋转时，衣服紧贴在甩衣桶器壁上，从而迅速将水甩出。衣服带水，可视为质点质量为，衣服和器壁的动摩擦因数约为，甩衣桶的半径为，洗衣机的外桶的半径为，当角速度达到时，衣服上水恰好被甩出，假设滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 衣服带水做匀变速曲线运动
B. 电动机的角速度至少为时，衣服才掉不下来
C. 当时，水滴下落高度打到外筒上
D. 当时，水滴下落高度打到外筒上
10.如图所示，质量为、电阻为的正方形金属线框用绝缘细线吊着处于静止状态，边长为，水平边界、间有垂直于线框平面向里的匀强磁场Ⅰ，水平边界下方有垂直于线框平面向外的匀强磁场Ⅱ，与间、与间、与间距离均为，两磁场的磁感应强度大小均为。剪断细线，金属线框运动过程中始终在垂直于磁场的竖直面内，边始终水平，当边刚进入磁场Ⅰ的瞬间，线框的加速度为，重力加速度大小为，则下列判断正确的是( )
A. 边进磁场Ⅰ前的瞬间，线框的加速度大小为
B. 边穿过磁场Ⅰ的过程中，通过线框截面的电量为
C. 线框中产生的总焦耳热为
D. 线框完全在磁场Ⅱ中运动时，边有自由电子从向移动
三、非选择题：本题共5小题，共58分
11.（6分）某探究学习小组的同学用如图甲所示装置测量滑块和木板间的动摩擦因数。装置由弹簧测力计、两个光电门、滑块、长木板和砝码盘含砝码等组成。光电门可以测出滑块上的遮光条依次通过两个光电门的时间、，游标卡尺测出遮光条的宽度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，不计滑轮的质量和摩擦。
测量时，游标卡尺主尺的最小分度为的示数如图乙所示，则遮光条的宽度为 。
改变砝码盘中的砝码，记录弹簧测力计的示数和用所测数据求出滑块对应的加速度。以弹簧测力计的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图象是一条直线，直线与横坐标的截距为，直线的斜率为，重力加速度为。则滑块与木板间的动摩擦因数可表示为 用、、表示。
如果换成表面更加粗糙的木板重新进行实验，则得到的图象的斜率将 填“变大”“变小”或“不变”。
12.（8分）某实验小组想验证向心力公式表达式，实验装置如图所示，一个半圆形光滑轨道，右侧所标记的刻度为该点与圆心连线和竖直方向的夹角，圆弧轨道最低点固定一个力传感器，小球达到该处时可显示小球在该处对轨道的压力大小，小球质量为，重力加速度为。
实验步骤如下：
将小球在右侧轨道某处由静止释放，记录该处的角度
小球到达轨道最低点时，记录力传感器的示数
改变小球释放的位置，重复以上操作，记录多组、的数值
以为纵坐标，为横坐标，作出的图像，如图所示。
回答以下问题：
若该图像斜率的绝对值 ，纵截距 ，则可验证在最低点的向心力表达式。
某同学认为小球运动时的轨道半径为圆轨道半径与小球半径的差值，即小球球心到轨道圆心的距离才为圆周运动的半径，因此图像斜率绝对值的测量值与真实值相比 填“偏大”“偏小”或“相等”。
13.（12分）如图所示，竖直面内的圆形虚线区域内有一匀强电场，电场方向平行圆平面。圆形区域的半径为，是一条直径，与水平方向的夹角，点位于点的正下方。一个质量为，带电荷量为的粒子，从点由静止释放后，从点以速度射出电场区域，不计带电粒子的重力。求：
匀强电场的电场强度大小和方向
若粒子从点水平射入电场，要使粒子恰好能从点射出，求粒子的入射速度
若粒子从点沿某一方向射入电场时，电势能变化量最大，求此过程中粒子电势能变化量的最大值
14.（16分）物块静止在木板上，、的质量分别为、，、之间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数在点左侧为，在点右侧为。点右侧某处有个质量均为的光滑小球沿直线紧密排列，球的直径等于木板的厚度且小球足够多。用带有橡胶指套的手指作用在物块的上表面并以某一恒定速度水平向右运动，手指对物块施加的压力大小恒为，运动时间后撤离手指。手指作用过程中，物块上表面留下的指痕长度恰好等于物块在木板上痕迹长度的。手指撤离后再经过时间，木板的右端刚好抵达点，此时物块、木板速度恰好相等。木板完全通过点又经过一段距离后其右端与小球相接触，此时速度为木板右端刚到点速度的。已知物块始终未脱离木板且木板的左端不再回到点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间忽略不计，重力加速度大小为。
求、过程中木板的加速度大小
求木板右端刚好到达点时的速度大小
求橡胶指套与物体上表面间的动摩擦因数
求木板第一次与小球碰撞到静止的总运动时间及此过程中、间因摩擦产生的热量。
15.（16分）人们通常利用带电粒子在电场和磁场中会受到场力的作用特点，来控制带电粒子的运动，或对带电粒子进行分析，如回旋加速器、质谱仪等。如图所示，在平面直角坐标系的第一、四象限内存在磁感应强度大小为、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限内存在沿轴正方向的匀强电场。一带电量为，质量为的粒子从轴上的点沿轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转后从轴上的点进入第一象限，然后从轴上的点进入第四象限。为了对带电粒子的有效控制，在实际应用中我们只需要一个比较小的磁场区域即可实现，如把原磁场撤去，在第一象限某区域只需要加一磁感应强度大小为、方向垂直于坐标平面向外的圆形磁场，即可以使带电粒子与轴正方向成角向下经过点。不计带电粒子的重力和其他阻力。求：
匀强电场的场强大小；
匀强磁场的磁感应强度大小；
磁感应强度大小为的圆形磁场的最小面积。
答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11. 不变
12. 相等
13. 【解】粒子由点到点匀加速运动， ，，
解得：， 电场强度方向竖直向下；
粒子由点到点做类平抛运动，设粒子的入射速度，水平方向：， ，
解得：
粒子从圆周上点正下方射出时，电势能变化量最大，，
解得：电势能最大变化量
14. 【解】过程中，对木板分析可得解得，
过程中，对木板分析可得解得
在过程中，对木板由运动学分析可得
过程中，对物块分析可得解得
设手指与物块间相对滑动的时间为，手指、物块、木板的速度时间关系图像如下
则可得解得，，解得，，对物块受力分析有解得；
物块和木板越过点和小球碰前速度，木板与小球发生弹性碰撞可得，，解得，，此后，、发生相对滑动，号小球与后边小球碰撞后速度交换，号球仍停留在原处，最后一个小球向右运动碰后木板向左减速运动，对木板分析可得，木板速度减为后，又反向向右运动，对木板分析可得，设木板向左最远运行距离为，则，代入数据，联立解得，，，，，此时可得出，即木板再次返回时，未与物块达到共速，且第二次碰撞前木板的速度为第一次碰撞前木板速度的，同理可得木板此后的运动时间为等比数列，公比为，且碰撞次数足够多，从木板第一次与小球碰撞到静止的过程，物块的位移，木板的位移，。
15.【解】带电粒子在第二象限电场中做类平抛运动，垂直电场方向做匀速直线运动，则有
沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，有，
联立解得
设带电粒子运动到点时，水平分速度为，则水平方向有
解得
则带电粒子进入第一象限的速度为
设速度方向与水平方向的夹角为，则有
连接，由几何关系可得
解得
则带电粒子进入磁场时，与的夹角为，由带电粒子在直边界磁场中的运动可知，带电粒子到达点时，速度方向与的夹角也为，即垂直轴向下，其运动轨迹如图所示。
由几何关系得
解得粒子的轨迹半径
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
加一磁感应强度为的圆形磁场，则根据洛伦兹力提供向心力有
解得
使带电粒子与轴正方向成角向下经过点，即粒子速度偏转，圆弧轨迹为半径为的圆弧，如图所示。
可知，所加面积最小的圆形磁场的直径为
面积为
答：匀强电场的场强大小为；
匀强磁场的磁感应强度大小为；
磁感应强度大小为的圆形磁场的最小面积为。