浙江省永嘉中学2025-2026学年高三上学期Z20开学考试物理试题

参考答案及部分题目解析 2025.8 一．单项选择题部分(本题共10小题，每小题3分，共计30分，每题有且仅有一个备选项符合题意，仅选择正确得分）: 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B D D D D A C D 二．不定项选择题部分(本题共3小题，每小题4分，共计12分，每题至少有一个选项符合题意，全选对得4分，选对但补全得2分）: 题号 11 12 13 答案 BD AB BCD 三．非选择题部分(本题共5小题，共计58分）: 14.Ⅰ（本部分7分）匀强磁场（1分） 丙 螺线管导线存在电阻 短接电流表前后各摇动电流表一次，比较指针偏转，有明显变化，则线圈断了，反之则未断 14.Ⅱ（本部分5分）（1）a改用白光时： 中央条纹为白色，因所有波长的光在该位置光程差为零，干涉相长；其他级次条纹会因不同波长光的衍射角差异而 色散成彩虹状（如红光在外侧，紫光在内侧）；高级次条纹因不同颜色重叠而模糊甚至消失（2分） b条纹间距异常的可能原因：周期 d 的测量误差：若实际周期 d 小于理论值，条纹间距会变小；斜入射影响：若激光未垂直入射光栅，光程差公式需修正，导致条纹位置偏移；羽毛结构非理想：实际结构可能存在不均匀性或非严格周期性，导致衍射效率降低。（2分） （2）实验设计步骤与公式： 1.固定激光笔与羽毛，使激光垂直照射羽毛，并在后方距离 L 处放置屏幕； 2.测量屏幕上第k 级亮纹与中央亮纹的间距 x ,由小角度近似 d≈ 3.改变 k 多次测量取平均值，提高精度。（3分） 14.Ⅲ（本部分3分）（1）短时点火使探测器速度突增，但未持续推力，此时动能增加导致机械能大于原圆轨道机械能，但新轨道仍为闭合曲线，故变为椭圆。 （2）点火失败后，探测器沿原转移轨道继续绕地球运行，周期不变。（1分） 选择题解析： 1．粒子与Rn核，动量守恒与能量守恒有 ，解得 2．卫星在低轨时的动能为，卫星在低轨时的势能为 卫星在高轨时的动能为，卫星在高轨时的势能为 令卫星在Q处加速过程发动机做的功为，根据动能定理有 3．，当增大M值后会减小，小球和半圆形凹槽在水平方向的动能会减小。半圆形凹槽竖直方向没有速度，则小球在竖直方向的速度一定增加，小球会飞的更高，故B正确。 4．F=当后 6．D．由，联立解得bcd过程的如图 由图可知，b到c和c到d的体积差相等。由于图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功，显然b到c，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律得c到d，气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律得联立可得 7．设导轨宽度为L，回路电阻为R，PQ 进入磁场时速度为，MN进入磁场时速度为，易判断，已知进入磁场时恰好匀速，则有安培力等于，回路电流情况1：若PQ出磁场时，MN未进入磁场，则当PQ匀速出磁场过程，电流不变，右手定则可知电流方向为Q指向P，之后当MN进入磁场时，回路电流右手定则可知，电流方向P到Q，因为，所以有，分析可知MN棒做减速运动，即会逐渐减小到可能等于的过程；情况2：若PQ出磁场前，MN已进入磁场，则此时回路电流楞次定律可知电流方向为P到Q，由于不知道具体大小，故可能此时有，则有，之后MN减速，PQ加速，即减小，减小. 8．A．有5个点位移为-10cmB．在叠加稳定时两波源间（不含波源）有9个质点的振幅为30cm。C．P起振方向沿y轴负方向，而Q起振方向沿y轴正方向，因此起振方向相反，C错误；D.两列波的频率均 为0.5Hz，叠加区域有稳定干涉图样，D错误。 9．B．在t时间内回路中磁通量的变化量对应如图甲所示的阴影部分，则金属棒转动一周回路中磁通量的变化量为，通过回路某截面的电荷量为 CD．从图示位置开始计时，t时刻金属棒转过的角度为结合如图乙所示的几何关系，回路中产生的感应电动势通过电阻R的瞬时电流. 10．A．若光被反射，反射前后频率不变，则方向垂直于S1面.B．单位时间打到半球面上的光子数C．在时间内，射到S1面上的光子数为光子被全部反射，光子受到的力大小为F10，,S1面受到的力大小为 D．在时间内，射到S2面上的光子数为太阳光直接穿过球面照射到S2上再被S2反射，反射前后频率不变根据动量定理，光子受到的力大小为得由于得 根据牛顿第三定律，S2面受到的力大小为 12. C、因为灯泡A和B电压之和增大，而灯泡A两端电压减小，则灯泡B两端电压增大，并且灯泡B两端电压变化的值大于灯泡A两端电压变化的值，故C错误；D、由于R3两端电压变大，所以R3消耗功率变大，故D错误。 解答题 15．(1)（3分）初始状态玻璃管内气体的压强和体积分别为 末状态玻璃管内气体的压强和体积分别为 玻璃管内的气体做等温变化，由玻意耳定律得求得 (2)（4分）初始气缸内气体的压强和体积分别为末状态压强和体积分别为由玻意耳定律得求得 16.（1）（3分）物块以一定的初速度沿轨道恰好运动到点，设物块到达点的速度为，则有 根据机械能守恒可得联立解得物块在点的速度大小为 （2）（4分）根据图像可知，当时，物块与轨道相对静止，加速度根据图像斜率可知当时，物块与轨道相对运动，物块加速度根据图像斜率可知可得轨道加速度解得 （3）（4分）时，则物块与轨道相对运动，由图可知，物块加速度轨道加速度； 物块运动到点所用时间为，则物块速度则轨道速度设物块沿轨道恰好到达与圆心O点等高处时的速度为，根据动量守恒有根据能量守恒有 解得物块运动到点过程中位移为此过程中轨道位移为轨道水平部分长度为由于、质量相等，再次回到B点时交换速度，，物块再加速，轨道再减速，最终达到共同速度则有解得解得从B点开始，物块对地，可知说明物块恰好停在轨道的A处。 17.（1）（4分）运动的导体棒充当电源，则导体棒切割磁感线根据题意可知，在时刻导体棒恰好运动到处时，此时， （2）（4分）回复力与偏离平衡位置的距离成正比，由图像可知到点为平衡位置，根据动能定理又根据，联立得金属棒产生的焦耳热为 （3）（4分）在到范围内，安培力大小为可知安培力随位置线性变化，即代入数据得在处，导体棒速度为根据动能定理可知又因为，解得对全过程列动能定理，有 故金属棒从运动到过程中外力的平均功率为 18.（1）（4分）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有解得 粒子在磁场中运动的周期为Q点入射弦切角为，有弦所对圆心角为，弦长等于半径所以粒子在磁场中做圆周运动，轨迹对应的圆心角为则粒子第一次在磁场中运动的时间解得 （2）（5分）因为则与弦切角相等，故粒子沿x轴正方向出磁场，匀速经无场区后，进入电场做类平抛运动，方向有由几何关系可知方向有由几何关系可知联立解得， （3）（4分）粒子在电场中类平抛到Q点速度与x轴的夹角始终为，则又由（1）得其中解得第n次在磁场中运动的时间为其中故第n次在磁场中运动的时间为第n次在无场区和电场中的类平抛，x轴方向保持匀速运动，由第n次在无场区和电场中的时间为其中故第n次在无场区和电场中的时间为所以粒子第n次从Q进入磁场再回Q点的时间 学科网（北京）股份有限公司 $$试题第 1页，共 6页 浙江省永嘉中学 Z20 考前模拟物理试题 姓名：______________准考证号：___________________ 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共 6页，满分 100 分，考试时间 90 分钟。 考生注意： 1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 一．单项选择题部分(本题共 10 小题，每小题 3分，共计 30 分，每题有且仅有一个备选项符合题意，仅选择正确得分）: 1．已知衰变方程：226 222 488 86 2Ra Rn He    。 226 88 Ra， 222 86 Rn， 4 2He的质量分别为 226.0254u，222.0175u，4.0026u。 不计光子的动量和能量，1u相当于 931MeV，此衰变产生的 粒子动能约为（ ） A．0.087MeV B．1.67MeV C．3.25MeV D．4.85MeV 2．如图，卫星从低轨转移到高轨，可以通过在 P、Q两处启动发动机短暂加速 完成。若卫星在低轨、高轨运动时视为匀速圆周运动，高轨的半径是低轨半径 的两倍，PQ恰好为椭圆的长轴，卫星在低轨时的动能为 kE ，在 P处加速过程 发动机做的功为 W，忽略空气阻力，卫星在变轨过程中质量不变，则卫星在 Q 处加速过程发动机做的功为（ ） A． k2E W B． k4E W C． k 1 2 E W D． k 1 4 E W 3．质量为 M的半圆形凹槽静置在光滑水平 面上，质量为 m的光滑小球静止在凹槽底部。 初始时刻给小球一个水平初速度 0v ，计算机 模拟得到小球的部分轨迹如图，已知图中轨 迹顶点与凹槽端口等高，则（ ） A．m>M B．仅增大 M值后重新模拟，小球能飞离凹槽 C．长时间观察，有些时间段内凹槽对地向左运动 D．小球从图中 A到 B运动过程中，凹槽先加速后减速 4．如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长 的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球 b，另一端与套在水平细杆上的小 球 a连接。在水平拉力 F作用下小球 a从图示虚线（最初是竖直 的）位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为不变）。已知 小球 b的质量是小球 a的 2倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力， 小球 a与细杆间的动摩擦因数为 3 3   。则拉力 F（ ） A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．一直减小 D．一直增大 5．如图所示，入射光 1经全反射棱镜折射、反射后沿与入射光线平行且相反的方向射出， 如图中光线 2所示，若将棱镜绕A点沿顺时针方向转过一个较小的角度（如图中虚线所 示），光线仍在棱镜中发生两次全反射，则（ ） A．出射光线顺时针偏转 角 B．出射光线逆时针偏转 角 C．出射光线顺时针偏转 2角 D．出射光线方向不变 6．一定质量的理想气体经历 a→b→c→d→a四段状态变化过程，其 p t 图像如图所示。其中 da延长线与 试题第 2页，共 6页 横轴的交点为 273.15 ℃，bc和 cd分别平行于横轴和纵轴，b、c、d三个状态的体积关系为 2 c b dV V V  ， 下列说法正确的是（ ） A．从 a到 b，气体的体积不变 B．从 b到 c，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加 C．c、d两状态的体积之比为 2:3 D．从 b到 c的过程气体从外界吸收的热量大于 从 c到 d的过程气体从外界吸收的热量 7．如图，两条固定的光滑平行金属导轨与水平面夹角为，导轨电阻 忽略不计。虚线 ab、 cd 均与导轨垂直，在 ab与 cd 之间的区域存在垂 直于导轨平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN同时自导轨 上图示位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进 入磁场时恰好匀速。从PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场的过程 中，导体棒PQ中的电流随时间变化的图像可能正确的是（ ） A． B． C． D． 8．一根长20m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上， 以绳中点为坐标原点，以绳上各质点的平衡位置为 x 轴建立图示坐标系。两人在绳端 P、Q沿 y轴方向不 断有节奏地抖动，形成两列振幅分别为10cm、20cm 的相向传播的机械波。已知 P的波速为 2m/s。 0t  时刻的波形如图所示。下列判断正确的有（ ） A． 6st  时，在 PQ之间（不含 PQ两点）绳上一共有 5个质点的位移为 10cm B．两列波叠加稳定时 PQ之间（不含 PQ两点）绳上有 10个质点的振幅为30cm C．两波源的起振方向相同 D．两列波的叠加区域没有稳定干涉图样 9．如图所示，半径为 2L的光滑圆导轨内部存在理想边界的匀强磁场，其边界为与导轨内切、半径均为 L 的两个外切圆，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里。一根长度为 2L的金属棒一端铰接于圆 心 O，另一端搭在导轨上，从导轨和圆心处分别引出两根导线接在阻值为 R的定值电阻两端，金属棒在外 力作用下以角速度ω顺时针匀速转动，转动过程中始终与导轨接触良好，电路中除定值电阻以外的电阻均 不计，下列说法正确的是（ ） A．通过定值电阻 R的最大电流为 2BL R  B．金属棒转动一周通过电阻 R某截面的电荷量为 2BL R  C．从图示位置开始计时，电阻 R两端的瞬时电压  2 22 sine BL t  试题第 3页，共 6页 D．从图示位置开始计时，通过电阻 R的瞬时电流   2 2sinBL t i R    10．已知太阳光垂直射到地球表面上时，地球表面的单位面积上单位时间接收到的太阳光的能量为 0P 。假 如认为太阳光为单一频率的光，且波长为  ，光速为 c，普朗克常量为 h。由于地球离太阳很远，所以照 射到地球表面的太阳光可近似看成平行光。现有一个半径为 R的薄壁球壳，球心为O，倒扣在地面上，太 阳光垂直于地面入射到半球面上，如图甲所示。图乙为平放在地面上的半径同为 R的圆盘。由于太阳光的 作用，会使薄壁球壳或圆盘受到一个向下的压力。为研究该压力，小杨同学在半球面上取一条很窄的环带 状球面 ,ABCD AB是一个以 1O为圆心的圆的直径，CD是以 1O正上方离 1O很近的 2O （图中未画出）为圆心的圆 的直径， 1AOO   。由于 AD很短，故整个环带状球面可看成与水平方向成角的斜面。设该环带状球面 的面积为 1S ，其在地面上的投影记为 2S 。则下列说法中正确的是（  ） A．光子动量的变化量大小Δ hcp   B．单位时间打到半球面上的光子数 2 04P RN hc  甲 C．假设所有照射到球面上的太阳光均被反射，反射前后频率不变，且反射方向遵循光的反射定律，则 1S 面 上所受压力大小为 2 0 1 1 2 cosP SF c   D．假设太阳光均直接穿过球面照射到 2S 上再被 2S 反射，反射前后频率不变，且反射方向遵循光的反射定 律，则 2S 面上所受压力大小为 0 12 2 cosP SF c   二．不定项选择题部分(本题共 3 小题，每小题 4 分，共计 12 分，每题至少有一个选项符合题意，全选对得 4 分，选对但补全得 2 分）: 11.如图所示，在充满某稀薄气体的容器内，某同学在金属针 尖和屏幕之间施加恒定高压U，使针尖表面附近气体电离为 一价离子，这些离子在电场加速下轰击屏幕，均被屏幕吸收。 若该针尖顶部可视为半径为 r的半球，球心到屏幕表面中心 的垂直距离为 L（ L r ）。则以下说法正确的是（ ） A．离子离开针尖表面后作匀加速直线运动 B．针尖表面附近电场强度与 r成反比 C．若微安表示数为 I ，则单位时间电离的离子数量为 I e e（ 为电子的电荷量） D．若针尖表面间距为 a的两个离子，撞击到屏幕上的间距至少为 al r 12.在如图所示的电路中，灯泡 A和 R1的阻值均为 2Ω，灯泡 B和 R2的阻值均为 4Ω，电源电动势 E＝15V， 试题第 4页，共 6页 内阻 r＝5Ω，灯泡 A和 B的额定电压均为 2.4V，R3为定值电阻，闭合开关 S，灯泡 A和 B恰好正常发光， 若某时刻 R2突然发生断路（A、B 均不会被烧坏）则（ ） A．A灯泡不变亮 B．灯泡 A和灯泡 B的功率之和变大 C．灯泡 A两端电压变化比灯泡 B两端电压变化大 D．R3消耗的电功率变小 13.如图，光滑斜面的倾角为θ＝45°，斜面足够长，在斜面上 A点向斜上方抛出一小球， 初速度方向与水平方向夹角为α，小球与斜面垂直碰撞于 D点，不计空气阻力；若小球 与斜面碰撞后返回 A点，碰撞时间极短，且碰撞前后能量无损失，由此不能求出的物 理量有（ ） A．α的值 B．小球的初速度 v0 C．小球在空中运动时间 D．小球初动能 三．非选择题部分(本题共 5小题，共计 58分）: 14.Ⅰ（本部分 7 分）如图，某同学搭建如右图电路以研究通电螺线管 的磁感应强度，电流从接线柱 A流入螺线管，从接线柱 B流出螺线管． （1）实验操作正确，得到螺线管中心轴线上的磁感应强度 B的分布 如图中的图线 1，从图中可以看出，螺线管中部的磁感应强度特点 是 ． （2）该同学发现螺线管是由很细的导线紧密绕制而成，其右侧 还有一个接线柱 C．为了探究螺线管导线的绕线方式及其如何 与三个接线柱 A、B、C相连，他接着做了以下探究性实验：保 持其它条件不变，仅使电流从接线柱 A流入，从接线柱 C流出 螺线管，得到螺线管中心轴线上的磁感应强度分布如图中的图 线 2，且发现图线 2中间部分的磁感应强度比图线 1中间部分 的磁感强度的一半值略大些．保持其它条件不变，仅使电流从 接线柱 C流入，从接线柱 B流出螺线管，得到螺线管中心轴线 上的磁感应强度分布与图线 2相似，请根据实验结果猜测螺线 管绕线可能是图（c）中的 （选填“甲”、“乙”或“丙”）． （3）该同学通过理论分析，认为第 2次实验结果中通电螺线 管中心处的磁感强度应该是第 1次实验结果的一半，而实际 测量结果却存在差异，试推测可能的原因。 （4）仅用一根导线，如何判断电流表内部线圈是否断了？ 14.Ⅱ（本部分 5分）某同学在实验室中用激光笔（波长λ=650nm）照射一片鸟类羽毛，观察到羽毛表面呈 现彩色条纹。已知羽毛表面具有周期性微观结构，类似天然的光栅。请结合光的波动性知识回答以下问题： （1）从 a和 b两个问题中任选其一作答。 a.若改用白光照射，条纹会发生什么变化？为什么？ b.若该同学发现实际条纹间距比理论值小，可能是什么原因导致的？ （2）若仅提供激光笔、羽毛、屏幕和刻度尺，请设计一种方法估算羽毛微观结构的周期 d，写出关键步骤。 14.Ⅲ（本部分 3 分）某国飞行器登月工程中，宇宙探测器需从绕地球的圆形轨道变轨进入地月转移轨道。 （1）探测器在初始轨道 A点通过短时点火加速进入椭圆转移轨道。解释为何加速后轨迹变为椭圆，而非 更大的圆轨道； （2）若探测器在转移轨道 B点（远地点）点火失败：定性判断探测器后续运动周期大小。 试题第 5页，共 6页 15.（本题 7 分）如图有一个开口向上的汽缸内盛有一定深度的水银，一粗细均匀、 长度 20cml  且下端开口的细玻璃管竖直漂浮在水银中。平衡时，玻璃管露出水银 面的高度和进入玻璃管中的水银柱长度均为 1 5cmh  ，轻质活塞到水银面的高度 0 11.9cmh  ，水银面上方的气体压强 0 76cmHgp  。现施加外力使活塞缓慢向下移动， 当玻璃管内气体的压强 2p  129cmHg时，玻璃管上端恰好与水银面齐平，活塞与汽 缸壁间的摩擦不计且密封性良好，玻璃管的横截面积远小于汽缸的横截面积，整 个过程中各部分气体的温度保持不变。试求： (1)此时玻璃管中的水银柱长度 2h ； (2)整个过程中活塞向下移动的距离 x 。 16.（本题 11 分）如图（a），质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分 AB上表面粗糙，竖直 半圆形部分 BC内表面光滑，半径 0.4 m,R B C 、 分别为半圆形轨道的最低点和最高点。质量为m的物块（可 视为质点）静置在轨道上左端 A处，与水平轨道间的动摩擦因数为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若轨道固定，给物块一个水平瞬时冲量，物块沿轨道恰好运动到C点，求物块在 B点的速度大小 v（结 果可用根号表示）； (2)若轨道不固定，对物块施加水平向右逐渐增大的推力 F ，物块在轨道 AB段运动时，物块和轨道的加速 度 a与 F 对应关系如图（b）所示，求 和物块的质量m； (3)将（2）问中推力换成水平向右 8 NF  的恒力，当物块运动到 B点时撤去 F ，物块沿轨道恰好到达圆心O 点等高处，求轨道 AB段长度且说明物块最终停在什么位置。 17.（本题 12 分）如图甲所示，在 xOy水平面内，固定放置着间距为 0.4ml  ，电阻不计的两平行光滑金 属直导轨，其间连接有阻值为 0.15ΩR  的电阻，电阻两端连接示波器（内阻可视为无穷大），可动态显示 电阻 R两端的电压。两导轨间存在的磁场满足的条件如下： 0.5 0.5( 0) ( ) 0.5( 0) x x B x x      （单位：T），其方向垂 直导轨平面向下。一根质量 0.1kgm  、电阻 0.05Ωr  的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用 下从负半轴 1x    （单位：m）处从静止开始沿导轨向右运动， 1t 时刻恰好运动到 0x  处（ 1t 未知），并在外 力作用下继续往 x轴正半轴运动，整个过程中观察到示波器显示的电压随时间变化的波形是如图乙所示， 10 t 时间内为 1 4 周期的正弦曲线，示数最大值为 0.3V，1t 以后示数恒为 0.3V。（提示：简谐振动满足 F kx 回 ， 周期 2 mT k  ，其中m为运动物体的质量）试求： （1）金属棒整个运动过程中的最大速度； （2）金属棒从 1x    运动到 0mx  过程中金属棒产生的焦耳热； （3）金属棒从 1x    运动到 2mx  过程中外力的平均功率。 试题第 6页，共 6页 18.（本题 13 分）如图所示，在直角坐标系 xOy中，Q点坐标为  3 0L， ，M点坐标为（0，L），N点坐 标为 3(0 ) 2 L ， 。虚线 NQ右侧且在 x轴上方有沿 y轴负方向的匀强电场，直线 MQ左下方有垂直 xOy平面向 外的匀强磁场，NQ和 MQ之间是无场区。质量 m、电量 q的带正电粒子，从 Q点与直线 MQ成 30°角， 以大小为 v0的速度射入磁场，经磁场和电场偏转后恰好能从 Q点再次进入磁场。已知匀强磁场的磁感应强 度大小 0 0 mvB qL  ，不计重力，不考虑边界效应。 （1）求粒子第一次在磁场中运动的时间； （2）求匀强电场的电场强度大小； （3）若从第二次进入磁场开始，每次从 Q点进入磁场时，磁感应强度的大小都变为上一次的一半，求第 n次从 Q点进入磁场到下一次回到 Q点的时间。