2025-2026 学年下学期物理高三阶段作业(一)
说明:1 .本试卷共 8 页,15 小题,满分 100 分,考试时间75 分钟。
2.本试卷为试题卷和答题卡,答案要求写在答题卡上,在试题卷上作答不给分。
一、选择题:本题共 10 小题,共 46 分。在每小题题给出的四个选项中,第 1~7题只有一项符合题目要求,每小题 4 分;第 8~11 题有多项符合题目要求,每小题 6 分,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。
1 .据新闻报道, 我国科学家在江门地下 700m 的实验室捕捉到中微子 v。中微子n 是最基本的粒子之一, 它几乎没有质量且不带电, 民间戏称为“ 幽灵粒子”。中微子n 与水中的 1 (1)H发生核反应的方程式为n +1 (1) H → e + x ,则 x 粒子为( )
A . 1 (1)H B .-1 (0)e C . 0 (1)n D . 1 (2)H
2 .艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。下图为某运动员进行的带操比赛的照片。某段过程中彩带的运动可简化为沿x 轴方向传播的简谐横波t = 1.0s 时的波形图如图甲所示,质点Q 的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A .简谐波沿x 轴负方向传播 B .该时刻P 点的位移为53cm
C .再经过0.75s, P 点到达波谷位置 D .质点Q 的振动方程为y = 10sin (πt )cm
3 .一原、副线圈都有中心抽头(匝数一半处)的理想变压器如图所示,原线圈通过单刀双掷开关S1 与一电压最大值为U 的正弦交流电源连接,副线圈通过另一单刀双掷开关S2 与阻值为 R 的定值电阻、理想交流电流表相连接。通过对S1、S2 的操作可以改变原、副线圈的匝数,当S1 接 a 、S2 接 d 时,电流表的示数为I0 ,已知原线圈的总匝数为 n1 ,则( )
试卷第 1 页,共 8 页
A .副线圈的总匝数n
B .副线圈的总匝数n
C .当S1 接 a 、S2 接 c 时,输出电压为2I0R
D .当S1 接 b 、S2 接 c 时,电流表示数为3I0
4.中国的二十四节气是中华民族优秀的文化传统与祖先广博智慧的世代传承, 被国际气象界誉为中国“第五大发明”。如图所示为地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处的四个位置, 分别对应我国的四个节气。冬至和夏至时地球中心与太阳中心的距离分别为 r1 、r2 ,下列说法正确的是( )
A .冬至时地球的运行速度最小
(
r
)B .地球运行到冬至和夏至时,运行速度之比为 2
(
1
)r
(
1
)C .地球从秋分到冬至的运行时间为公转周期的
4
D .地球在冬至和夏至时, 所受太阳的万有引力之比为
5 .除颤仪用于心脏不规则跳动病人的治疗,其基本原理如图所示,先用高压电源给电容器充电,随后开关接通除颤电路,电容器通过自感线圈、贴到人体上的两个电极向人体(可看成电阻)放电,使心脏纤维颤动细胞膜电位恢复正常,再附加其他急救措施后,从而使心脏跳动恢复正常。下列说法正确的是( )
试卷第 2 页,共 8 页
A .电容器充电时连接高压交流电源
B .电容器充电时连接高压直流或交流电源均可
C .开关接通瞬间电流为零
D .开关接通瞬间电流最大
6 .溜索已经成为某些景点常见的娱乐项目,如图 1 所示。若溜索简化为如图 2 所示模型,将倾斜的索道看作直轨道,滑轮质量不可忽略,在某段下滑过程中游客和滑轮匀速下滑,不计滑轮下方连接游客的绳子质量,不计空气阻力,则( )
A .绳子的拉力小于游客的重力
B .索道对滑轮的作用力方向一定竖直向上
C .绳子对游客的拉力可能垂直于索道
D .滑轮受到 3 个力的作用
7 .质量为m 的钢板与直立轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地上。平衡时, 弹簧的压缩量为x0 ,如图所示,一物块从钢板正上方距离为3x0 的处自由落下,与钢板碰撞后一起向下运动(不粘连)。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为 m ,弹簧的弹性势能
Ep kx2 (k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量),碰撞时间极短,下列说法正确的是( )
试卷第 3 页,共 8 页
A .碰后物块与钢板一起做简谐运动,振幅为x0
B .物块与钢板在返回O 点前已经分离
C .运动过程中弹簧的最大弹性势能为8mgx0
D .物块与钢板碰撞过程中损失的机械能为3mgx0
8 .关于四幅图片中的信息,下列说法正确的是( )
A .甲图中薄板一定是非晶体
B .乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化,且T1 < T2
C .丙图说明了微粒分子做无规则运动
D .丁图中分子间距为r1 时,分子力为零
9 .某自行车所装车灯发电机如图甲所示,其结构如图乙所示。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动,从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端 c 、d 作为发电机输出端。通过导线与灯泡 L 相连。当车轮匀速转动时,发电机输出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变, 摩擦轮与轮胎间不打滑。在磁铁从图示位置匀速转过180° 的过程中,下列说法正确的是( )
A .通过L 的电流方向为c → d B .通过L 的电流方向为d → c
C .L 中的电流先变大后变小 D .L 中的电流大小不变
10.如图所示,以v = 5 m / s 的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与粗糙的弧形轨道平滑对接,右端与光滑水平面平滑对接。水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的 5 个相
试卷第 4 页,共 8 页
同小球,小球质量m0 = 0.2 kg 。质量 m = 0.1 kg 的物体从轨道上高h = 4.0 m 的P 点由静止开始下滑,滑到传送带上的 A 点时速度大小v0 = 7 m / s ,物体和传送带之间的动摩擦因数
μ = 0.5 ,传送带 AB 之间的距离L = 3.4 m 。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰,重力加速度g = 10 m / s2 。下列说法正确的是( )
A .物体从P 点下滑到 A 点的过程中,克服摩擦力做的功为1.55J
B .物体第一次向右通过传送带的过程中,摩擦生热为0.2J
C .第 1 个小球最终的速度大小为5 m / s
5
D .物体第一次与小球碰撞后,在传送带上向左滑行的最大距离为 m 18
二、非选择题:本题共 5 小题,共 54 分
11 .某小组探究小球做平抛运动的规律。
步骤一:探究平抛运动竖直分运动的特点
在如图甲所示实验中,用小锤击打弹性金属片后,A 球沿水平方向抛出,同时 B 球被释放,自由下落。
(1)请预测可能观察到的实验现象是: 。
(2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次重复实验,发现实验现象类似。上述实验表明,平抛运动在竖直方向分运动为: 。
步骤二:探究平抛运动水平分运动的特点
让小球从如图乙装置上由静止释放,用手机录像功能拍摄小球做平抛运动的过程。录像每秒
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1
30 帧,即每相邻两帧的时间间隔为 s 。现采用逐帧分析的办法,拼叠各帧画面,还原小30
球平抛运动轨迹如图丙。标记 1 、2 、3 分别为小球运动轨迹上相邻三帧的位置,坐标分别用x 、y 表示,以下角标作为区分。
(1)标记 1 、3 两处的时间间隔为: s 。
(2)O 为抛出点,且y1 : y2 : y3 = 1: 4 : 9 。若要证明水平分运动为匀速直线运动,则需证明
比例式:x1: x2: x3 = 成立。
12 .体重秤的核心部件力传感器的简要原理如图(a)所示,金属板的上下两侧各贴有电阻应变片R1 ,R2 ;金属板左端固定,在金属板右端施加向下的力时,金属板向下弯曲,使上 表面的电阻应变片被拉伸而发生形变,电阻变大;下表面的电阻应变片被压缩而发生形变,电阻减小。已知在日常体重测量范围内, 金属板上下所贴电阻应变片的阻值变化量的绝对值 ΔR 与金属板受力的大小 F 的关系均为 ΔR = λF ,其中 λ 为常量。某同学利用该力传感器和电压传感器将力信号转化为电信号,制作了简易的体重秤。如图(b)所示,电源电动势为 E,内阻不计;R1 、R2 为两电阻应变片,在金属板不受力时阻值均为 R ,R3 为定值电阻,R4为滑动变阻器;电压传感器内阻很大。回答下列问题:
(1)当金属板右端受到向下的力时,R1 + R2 的阻值 ;(均选填“增大”“减小”或“不变”)
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(2)当金属板受力为零时,闭合开关,将滑动变阻器R4 的滑片滑到适当位置,使电压传感器的示数为零;
(3)当金属板右端受到向下的力时,电压传感器的示数Uab 0(选填“>”“<”或“=”)
(4)将不同质量的物体放在体重秤上,记录对应的电压传感器示数,列出表格并在坐标纸上画出了 U-m 图像,如图(c)所示。若图线的斜率为 k,当地重力加速度为 g,则 λ = (用 E、R 、k、g 表示);
(5)体重秤使用一段时间后,电源的内阻增大,以致不可忽略,则体重秤的测量结果将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13.激光雷达(LiDAR)是自动驾驶技术的核心传感器,其光学系统常由棱镜和透镜组合构成。简化图如图所示,等腰直角三角形 ABC 为三棱镜的横截面,半球形玻璃砖的半径为 R, O 为球心,O9O 为半球形玻璃砖的对称轴。间距为 R 的两激光束从空气中由左侧垂直 AB 边射入棱镜,经 AC 边反射后进入半球形玻璃砖,反射光线关于轴线O9O 对称,最后会聚于玻璃砖另一侧探测点 P。半球形玻璃砖的折射率为2 ,光在真空中的传播速度为 c,
(
6
-
2
sin15
° =
。
4
)
(1)要使射向半球形玻璃砖的光线不能从三棱镜的 AC 边射出,求三棱镜折射率的最小值;
(2)求激光从开始进入半球形玻璃砖到会聚到 P 点的时间。
14 .如图所示,足够长的水平传送带 MN 以速度v0 = 4m/s 自西向东匀速运动,某时刻将一质量m = 1.0kg 的小物块轻放在传送带上,离放置小物块的位置足够远的地方固定有南北方向的竖直挡板 ABCD,当小物块运动到此处时,挡板可阻止小物块继续向东运动。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数μ1 = 0.2 ,与挡板之间的动摩擦因数μ2 = 0.25 ,重力加速度 g
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取10m/s2 。求:
(1)在小物块到达挡板之前,物块与传送带间因摩擦产生的热量 Q;
(2)小物块被挡板阻止后,对小物块施加一水平向南的拉力 F,使小物块相对地面以v = 3m/s的速度向南匀速滑动,该拉力 F 的大小。
15 .如图所示,在平面直角坐标系 xOy 的第Ⅱ象限内有沿y 轴负方向的匀强电场,x 轴下方有垂直纸面向里的匀强磁场。现从y 轴上的A 点沿 x 轴负方向发射一初速度为v0 的带正电粒子,经电场偏转后与 x 轴负方向成θ = 60° 夹角进入磁场区域,粒子刚好能打在与y 轴垂直的足够大荧光屏 P 上。已知荧光屏 P 到 x 轴的距离为l ,A 点到坐标原点 O 的距离为 d,不计粒子重力。求:
(1)进入磁场时的入射点到坐标原点 O 的距离;
E
(2)电场强度 E 与磁感应强度 B 的比值 ;
B
(3)若改变初速度的大小,让粒子从y 轴上 M 点(图中未画出)沿 x 轴负方向射出,现要求粒子仍能以与 x 轴负方向成θ = 60° 夹角进入磁场,且进入磁场后垂直打在荧光屏 P 上,此时 M 点到坐标原点 O 的距离d , 。
试卷第 8 页,共 8 页
1 .C
根据质量数守恒和电荷数守恒可知 x 粒子的电荷数为 0,质量数为 1,即 x 粒子为0 (1)n 。
故选 C。
2 .C
A .由乙图可知,t = 1.0s 时,质点Q 向上运动,根据同侧法,波沿x 轴正方向传播,故 A 错误;
B .由图甲可知,波长λ = 2 (7m - 3m) = 8m
由P 点和Q 点平衡位置相距3m 可知,t = 1.0s 时P 点的位移y = 10sin cm cm ,故 B错误;
C.波速为v m / s = 4m / s ,再经过0.75s ,波将沿x 轴正方向前进 3m,波谷刚好传到P 质点所在位置,即P 点到达波谷位置,故 C 正确;
D .t = 0 时Q 点向下振动,故质点Q 的振动方程为y = 10sin (πt + π )cm ,故 D 错误。故选 C。
3 .C
AB .设副线圈的总匝数为n2 ,电流表测的是电流有效值,根据题意得原线圈电压有效值为 ,根据变压器电压与匝数关系,有
解得
故 AB 错误;
C .当S1 接 a 、S2 接 c 时,设输出电压为U2 ,则有
联立以上解得
U2 = 2I0R0
答案第 1 页,共 12 页
故 C 正确;
D .当S1 接 b 、S2 接 c 时,电流表示数为I1 ,则有
联立以上解得
(
1
0
)I = 4I
故 D 错误。
故选 C。
4 .B
A .由开普勒第二定律可知,地球绕太阳做椭圆运动时,近地点的速度大于远地点的速度,所以冬至时运行速度大,A 错误;
B .行星从轨道的冬至位置经足够短的时间 t ,与太阳的连线扫过的面积可看作很小的扇形,其面积S ;同理行星从轨道的夏至位置经足够短的时间 t,与太阳的连线扫过的面积 可看作很小的扇形,其面积S ,;根据开普勒第二定律,得 ,即速度
(
r
)之比为 2 ,B 正确;
(
1
)r
(
1
)
C .由开普勒第二定律可知,冬至附近速度快,时间短,所以周期小于公转的 ,C 错误;
4
D .由万有引力公式 F 可知, F 与R2 成反比,所以引力之比为 ,D 错误。故选 B。
5 .C
AB .电容器充电是将电能储存起来,为了使电容器能够稳定地储存电荷,需要一个能够提供恒定电压的电源。高压交流电源的电压方向和大小随时间做周期性变化, 无法使电容器稳定充电。而高压直流电源可以提供恒定的电压, 能够让电容器稳定地储存电荷。所以电容器充电时应连接高压直流电源,故 AB 错误。
CD .当开关接通瞬间,由于自感线圈的存在,根据自感现象的特点,自感线圈会产生感应电动势来阻碍电流的变化。
此时电流不能瞬间发生变化,而在开关接通前电路中电流为零,所以开关接通瞬间电流为零,故 C 正确,D 错误。
答案第 2 页,共 12 页
6 .B
A.游客匀速运动,受力平衡,所受合力为零,则绳子的拉力大小等于游客的重力,故 A 错误;
B .滑轮匀速运动,受力平衡,所受合力为零,则索道对滑轮的作用力与绳子对滑轮的拉力等大反向,故索道对滑轮的作用力方向一定竖直向上,故 B 正确;
C .绳子对游客的拉力竖直向上,不可能垂直于索道,故 C 错误;
D .滑轮受到重力、拉力、支持力和摩擦阻力共 4 个力的作用,故 D 错误。
故选 B。
7 .C
A.对物块,根据动能定理有
解得
设v1 表示质量为m 的物块与钢板碰撞后一起开始向下运动的速度,因碰撞时间极短,动量守恒,取v0 方向为正,由动量守恒定律得
mv0 = 2mv1
解得
由能量守恒得
根据平衡条件可得
kx0 = mg
联立解得
x1 = 4x0
当物块与钢板受力平衡时,为平衡位置,有
2mg = kx2
故选 C。
答案第 3 页,共 12 页
解得
x2 = 2x0
所以振幅
A = x1 - x2 = 2x0
故 A 错误;
B.物块与钢板在返回O 点前弹簧一直被压缩,弹力竖直向上,整体加速度小于重力加速度,若已经分离,则物块的加速度等于重力加速度,则此后物块的速度将小于钢板的速度,与实际不符,所以物块与钢板在返回O 点前不可能分离,故 B 错误;
C. 当物块与钢板运动到最低点时,弹簧的弹性势能最大
故 C 正确;
D.物块与钢板碰撞过程中损失的机械能
故 D 错误。
故选 C。
8 .BD
A .甲图说明薄板具有各向同性,多晶体和非晶体都具有各向同性,说明薄板可能是多晶体,也可能是非晶体,A 错误;
B .温度越高,分子的平均速率越大,由乙图可知,温度越高,各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移,可得T1 < T2 ,B 正确;
C .丙图反映了固体微粒的无规则运动,间接说明了液体分子在做无规则的热运动,不能反映微粒分子的无规则运动,C 错误;
D .丁图中分子间距为r1 时分子势能最小,可知该位置为平衡位置,分子力为零,D 正确。故选 BD。
9 .AC
AB .根据题意,由楞次定律可知,通过 L 的电流方向由 c 到 d,故 A 正确,B 错误;
CD .由图可知,开始阶段,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小,转动后,磁通
答案第 4 页,共 12 页
量减小,磁通量的变化率增大,当转过90o 时,穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大,当转过180o 时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小,可知,转动过程中 L 中的电流先变大后变小,故 C 正确,D 错误;
故选 AC。
10 .ABD
A .物体由 P 到A 的过程,满足
解得
Wf = -1.55J
则克服摩擦力做的功为 1.55J。故 A 正确;
B .物体滑上传送带后,在滑动摩擦力作用下匀减速运动,加速度大小为
减速至与传送带速度相等时所用的时间
匀减速运动的位移
传送带位移
x2 = vt1 = 2m
物体第一次向右通过传送带的过程中,摩擦生热为
Q = μmg . x2 - x1 = 0.2J故 B 正确;
D .物体与小球 1 发生弹性正碰,设物体反弹回来的速度大小为v1 ,小球 1 被撞后的速度大小为u1 ,由动量守恒和能量守恒定律得
解得
答案第 5 页,共 12 页
物体被反弹回来后,在传送带上向左运动过程中,由运动学公式得
0 - v1 (2) = -2ax
解得
故 D 正确;
C .由于小球质量相等,且发生的都是弹性正碰,它们之间将进行速度交换。由 C 可知,物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小为零,接下来将再次向右做匀加速运动,直到速度增加到v1 ,再跟小球 1 发生弹性正碰,同理可得,第二次碰后,物体和小球的速度大小分别为
以此类推,物体与小球 1 经过 n 次碰撞后,他们的速度大小分别为
第 1 个小球最终的速度大小不可能为 5m/s。故 C 错误。
故选 ABD。
11 . 在误差允许的范围内两球同时落地或听到同时落地的撞击声 自由落体运动
1
1: 2 : 3
15
步骤一(1)[ 1]根据平抛运动规律可知,可观察到的现象是:在误差允许的范围内两球同时落地或者听到同时落地的撞击声;
(2)[2]实验表明平抛运动在竖直方向分运动为自由落体运动;
1
步骤二(1)[3] 由于每相邻两帧的时间间隔为 s ,则标记 1 、3 两处的时间间隔为
30
(2)[4]O 为抛出点,且y1 : y2 : y3 = 1: 4 : 9 ,根据匀变速直线运动规律可知时间之比为
1: 2 : 3 ,若水平方向为匀速直线运动,则根据水平方向匀速直线运动规律
x =v0t
可知
x1 : x2 : x3 = 1: 2 : 3
答案第 6 页,共 12 页
2kR
12 . 不变 > 偏小
Eg
(1)[ 1][2] 当金属板右端受到向下的力时,上表面被拉伸,应变片R1 的电阻变大,
下表面被压缩,应变片R2 的电阻变小。电阻大小随 F 的变化关系均为 ΔR = λF可知R1 + R2 的阻值不变。
(3)[3] 当金属板受力为零时,闭合开关,将滑动变阻器的滑片滑到适当位置,使电压传感器的示数为零,可知a、b 两点电势相等;当金属板右端受到向下的力时,R1 的电阻变大,R2的电阻变小,故R1 两端电压增大,a 点电势升高,电压传感器的示数Uab > 0
(4)[4] 因为 ΔR = λF 且R1 + R2 阻值不变,则R1、R2 所在支路电流大小不变,设电源负极为电势零点,则a 点电势
b 点电势
电压传感器示数U = φa - φb m可知图线斜率k
解得
(5)[5]使用一段时间后,电源的内阻增大,导致电流变小,R1 两端电势差相比电源没有内阻时减小, φa 减小,电压传感器示数偏小,则体重秤的测量结果偏小。
13 .(1) 2
(1)依题意,可知光射到三棱镜 AC 边的入射角为 45°,由 sinC 可得sin
所以三棱镜的折射率至少为 2
(2)如图所示,光在半球形玻璃砖内传播过程,设由 D 点进入,由球形玻璃砖下端点 E 点射出,由两条光束会聚到 P 点可知OD
答案第 7 页,共 12 页
由折射定律得n
得θ2 = 45° ,在 △OEP 中,由正弦定理得 解得EP R
光在玻璃砖中的传播速度v
光在玻璃砖中的传播时间t
光射出玻璃砖后的传播时间t
所以激光从进入半球形玻璃砖到会聚到 P 点的时间t = t1 + tR
14 .(1)Q = 8J
(2) F = 1.6N
(1)设小物块的加速度大小为a1 ,则有
μ1mg = ma1
设小物块与传送带共速所需的时间为
小物块的位移大小为
传送带的位移大小为
x2 = v0 t
答案第 8 页,共 12 页
故系统产生的热量
Q = μ1mg (x2 - x1)
以上各式联立可解得
Q = 8J
(2)设v 与v合 之间的夹角为θ ,则有
(
合
合
)
而
小物块相对于传送带和挡板的运动情况与受力情况如图所示
传送带对小物块的摩擦力大小为
f1 = μ1mg挡板对小物块的摩擦力大小为
f2 = μ2FN故拉力F 的大小为
F = f2 + f1cos θ又因为
FN = f1sin θ以上各式联立可解得
F = 1.6N
(3) d , = 9d
答案第 9 页,共 12 页
(1)设粒子在电场中运动时,沿y 轴负方向获得的分速度为vy ,则由速度合成规律可得
设粒子在电场中的运动时间为t ,则有
解得
(2)由
可解得粒子在电场中的运动时间为
又由
可解得
粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图 1 所示。
图 1
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r ,则有
r + rcosθ = l
解得
答案第 10 页,共 12 页
设粒子进入磁场时的速度大小为v ,则有
由牛顿第二定律可得
解得
故有
(3)设粒子以初速度v0, 从y 轴上的M 点射入电场,由于粒子进入磁场时的角度不变,故粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为
v, = 2v0,
粒子在磁场中的运动情况如图 2 所示。
图 2
由几何关系可知,此时粒子在磁场中做圆周运动的半径r, 为
粒子在电场中沿y 轴负方向运动时,有
又因为
vy, = v,sin θ由牛顿第二定律可知
答案第 11 页,共 12 页
以上各式联立可解得
d , = 9d
答案第 12 页,共 12 页