河南省南阳市金太阳联考2025-2026学年高三上学期1月期末物理试题（含答案）

河南省南阳市金太阳联考2025-2026学年高三上学期1月期末
物理试题
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列关于近代物理的叙述正确的是( )
A. 组成原子核的核子越多，它的比结合能越大
B. 质子、中子、粒子的质量分别为，两个质子和两个中子结合成一个粒子释放的能量是
C. 贝克勒尔发现的天然放射现象说明原子核具有复杂的结构
D. 铀核裂变的一种核反应方程为
2.图甲为一列简谐横波在时的波动图像，图乙为该波中平衡位置在处的质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴负方向传播 B. 质点在内通过的路程为
C. 质点在内沿轴移动 D. 该波的波速大小为
3.如图所示，在光滑的水平面上放置一质量的长木板，物块放在长木板上，、间的动摩擦因数为，的质量，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。现将力分别作用在长木板、物块上，下列说法正确的是( )
A. 若力作用在长木板上且，则长木板的加速度为，物块的加速度为
B. 若力作用在长木板上且，则长木板的加速度为，物块的加速度为
C. 若力作用在物块上且，则长木板的加速度为，物块的加速度为
D. 若力作用在物块上且，则长木板的加速度为，物块的加速度为
4.如图所示，、、三点为一直角三角形的三个顶点，。现在、两点放置两个点电荷，点放置的点电荷电荷量绝对值为。、两点间的距离为，静电力常量为，测得点电场强度方向与平行且水平向左。下列说法正确的是( )
A. 点放置的点电荷带正电 B. 点放置的点电荷带负电
C. 点电场强度的大小 D. 点放置的点电荷的电荷量
5.如图所示，圆心为、半径为的光滑圆形轨道竖直放置，现有两根长度均为、质量均为的细导线、，导线固定在轨道的最低点并通有垂直纸面向里、大小为大小已知的电流，当导线中通有方向垂直纸面、大小为大小未知的电流时，导线恰好能静止在与圆心等高的圆形轨道内壁上。已知通电导线在其周围某处产生磁场的磁感应强度大小式中为常数，为通电导线中的电流大小，为该处到通电导线的距离，现保持中电流大小不变，缓慢减小导线的电流，导线始终没离开轨道。重力加速度大小为，下列说法正确的是( )
A. 导线中的电流方向垂直纸面向里
B.
C. 缓慢减小的过程中，导线、之间的安培力增大
D. 缓慢减小的过程中，轨道对导线的弹力变大
6.一简易发电机与理想变压器原线圈相接的简化图如图所示，发电机转子为电阻、面积匝的矩形导线框，导线框在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度。理想变压器原、副线圈的匝数比，定值电阻是滑动变阻器阻值的变化范围为，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 减小发电机转速，电压表的示数不变
B. 时，理想变压器的输出功率最大
C. 理想变压器的最大输出功率
D. 理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为
7.如图所示，天问一号经过变轨成功进入近火圆轨道，其中轨道是圆轨道，轨道是椭圆轨道，轨道是近火圆轨道，图中点为轨道、的切点，点为轨道、的切点。已知天问一号在轨道上的运行周期为，为火星中心，为轨道上的一点，与的最大夹角为。下列说法正确的是( )
A. 天问一号经过、两点时的加速度大小相等
B. 天问一号在轨道上经过点时加速才能进入轨道
C. 天问一号在轨道上经过点时的速度小于在轨道的速度
D. 天问一号在轨道上的运行周期为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成。某段光导纤维长为，侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为、两束单色光，已知内芯材料对光的折射率为，真空中的光速为。下列说法正确的是( )
A. 入射角逐渐增大时，单色光全反射现象先消失
B. 在内芯介质中，单色光的传播速度比单色光的大
C. 从空气射入光导纤维，、单色光的波长都变短
D. 若入射角时，、单色光在内芯和外套的分界面都发生全反射，则单色光在介质中传播的时间为
9.如图所示，水平圆盘绕过圆心的竖直轴以角速度匀速转动，、、三个木块放置在圆盘上面的同一条直径上，已知的质量为，与圆盘间的动摩擦因数为，和的质量均为，与圆盘间的动摩擦因数均为，、、长均为，开始时，圆盘匀速转动时的角速度比较小，随后使圆盘转动的角速度不断缓慢增大，重力加速度大小为，则下列说法正确的是( )
A. 随着圆盘转动的角速度不断增大，木块与圆盘发生相对滑动的顺序依次是、、
B. 若、之间用一根长的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度时，轻绳无张力
C. 若、之间用一根长的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度时，、均与圆盘发生相对滑动
D. 若、之间用一根长的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度时，、均不能与圆盘保持相对静止
10.如图所示，平行金属导轨由水平部分和倾斜部分组成，倾斜部分是两个竖直放置的四分之一圆弧导轨，圆弧半径。水平部分是两段均足够长但不等宽的光滑导轨，，水平导轨与圆弧导轨在处平滑连接。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度，导体棒、的质量分别为，长度分别为，电阻分别为固定在宽水平导轨上。现给导体棒一个初速度，使其在外力作用下恰好沿圆弧导轨从最高点匀速率下滑，到达圆弧最低处位置前瞬间撤去外力，在时克服安培力做功的瞬时功率为，取重力加速度大小，不计导轨电阻，导体棒、与导轨一直接触良好，则( )
A. 沿圆弧导轨从最高点匀速率下滑的速度大小为
B. 到达圆弧导轨最低处位置时对导轨的压力大小为
C. 沿圆弧导轨下滑过程中，克服安培力做的功为
D. 若到达位置时释放，之后的运动过程中通过回路的电荷量为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.“祖冲之”实验小组为了验证对心碰撞过程中动量守恒，设计了如下实验。
如图甲所示，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的小钢球和硬塑料球进行实验，测量出、两个小球的质量，为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，未放球时，球的平均落点是点，用刻度尺测量到的距离分别为。若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为 用测量的物理量表示。
用如图乙所示的装置也可以验证碰撞中的动量守恒，实验步骤与上述实验类似。未放质量为的小球时，质量为的小球的落点是，图中、、到抛出点的距离分别为。若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为 用测量的物理量表示。
如图丙所示，实验时让两滑块分别从水平气垫导轨的左、右两侧向中间运动，滑块运动过程中所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘在一起。实验测得滑块的总质量为、滑块的总质量为，两滑块上的遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如表所示。
左侧光电门 右侧光电门
碰前
碰后 无
在实验误差允许范围内，若满足关系式 用测量的物理量表示，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。
12.某物理兴趣小组想测定一种特殊电池的电动势和内阻。利用下列器材进行实验：
A.毫安表量程为，内阻
B.毫安表量程为，内阻约为；
C.滑动变阻器
D.定值电阻阻值为和阻值为可选；
E.定值电阻
F.开关一个，导线若干。
为了使测量结果尽可能精确，请将图甲虚线方框内的实验电路图补充完整 。
实验时，的示数为，的示数为，根据实验数据绘出的图像如图乙所示，则所选的定值电阻 填或，该电池的电动势 ，内阻 。后两空结果均保留三位有效数字
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，在两端封闭、粗细均匀的形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段理想气体。当形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为和，左边气体的压强为，初始时环境温度。现将形管缓慢平放在水平桌面上的恒温热水盘中，热水温度，在整个过程中，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求稳定后形管两边空气柱的长度和压强。答案可用分数表示
14.如图所示，竖直放置的轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端与物块甲连接，初始时物块甲静止在位置。质量为的物块乙从距物块甲上方处由静止释放，直到与甲相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间甲、乙两物块的总动能为，然后一起向下运动不粘连到最低点未画出，这一过程中，甲、乙整体经过点未画出时的动能最大且为。整个过程中弹簧始终在弹性限度内且处于竖直状态，重力加速度大小为。
求物块甲的质量；
求位置到最低点的距离；
通过分析判断从最低点反弹后甲、乙是否会分离，并说明如果会分离，在什么位置分离，如果不会分离，最高点在什么位置。
15.如图所示，两相同极板长度为，两极板的距离也为，加上电压使上极板带负电，下极板带正电，质量为、电荷量为的带电粒子，以初速度从左侧中点沿两极板中心线进入电场，在虚线右侧有方向垂直纸面向外、磁感应强度的匀强磁场，不计重力。
要使带电粒子恰好从上极板最右端点出电场，求所加电压；
若在虚线右侧再加一个水平向左的匀强电场，电场强度，求中从点离开电场的粒子经偏转后返回到虚线的位置；
在点持续发射带电粒子，在保证上极板带负电，下极板带正电的前提下，两极板的电压从逐渐增大，求带电粒子经过磁场偏转后返回到虚线上的范围的长度。
答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.

【解析】 。


12.（1）
（2）

13.解：根据题意可知，将形管缓慢平放在水平桌面上的恒温热水盘中，稳定后形管两边空气柱的压强相等，设为 ，空气柱长度分别为 和 ，气体温度为 ，设初始状态左、右两边空气柱的压强分别为 和 ，则有
其中 为水银密度， 为重力加速度大小，由理想气体状态方程有 ，
两边空气柱总长度不变，则有
联立解得 ， ，
14.解：物块乙自由下落过程中，由动能定理有
甲、乙两物块碰撞前后动量守恒，则有
根据题中条件可知
联立解得
根据题意，设弹簧的劲度系数为 ，在 点，由平衡条件和胡克定律有
在 点，整体动能最大，整体所受合力为，则有
从 点到 点，由动能定理有
解得 ，
从 到 过程中，对甲、乙整体由动能定理有
解得
假设甲、乙不分离，可知甲、乙整体做以 点为平衡位置的简谐运动，则从 点到最低点 的位移是
由对称性可知，甲、乙整体在最高点时，到 点距离也是 ，而甲、乙如果分离，就必须到达弹簧原长处，即到 点距离为
显然 ，故甲、乙不会分离，最高点在 点上方 处。
15.解：粒子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向
竖直方向 ，
解得
粒子从点出电场时，根据速度时间关系有 ，可得
在右侧空间同时有正交的电场，磁场，用配速法来分析粒子运动过程
粒子受到的电场力方向水平向左，
由 产生的洛伦兹力 ，方向水平向右。
以上两个力大小相等，方向相反。粒子在竖直向上的方向上做匀速直线运动。
粒子的另一分速度为 ，方向水平向右，在对应的洛伦兹力作用下，将顺时针做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
可得 ，
粒子的实际运动为以上两个分运动的合成。经半个周期后，粒子回到处
在此段时间内，匀速直线运动的位移
匀速圆周运动，在半个周期内
粒子位移在点上方
设粒子从点进入磁场时速度为 ，方向与水平方向成 角，则
洛伦兹力提供向心力，设轨迹半径为 ，则有
设粒子返回到边界线上的点，由几何关系可得
解得
即所有粒子经过磁场偏转后返回到虚线上位置均比离开虚线时的位置向下偏移
当两板间电压为时，粒子从两板正中间离开，电压增大到最大值时，从点离开，间距为
所以，粒子返回到虚线上的范围长度为 。

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