精品解析：2026届浙江省富阳中学等三校高三上学期第四次联考（一模）物理试题

2026届高三第四次三校联考物理试题 命题学校：富阳中学 选择题部分 一、选择题1（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 在科学发展的历史上，有许多物理学家在各自的领域内做出卓越的贡献，为了纪念他们，把他们的名字作为某一物理量的专用单位。而在单位制中，除了基本单位，其他单位都是导出单位，下列物理量、专用单位、导出单位相符合的是（　　） A. 力 N B. 自感系数 H C. 磁感应强度 D. 磁通量 T 【答案】B 【解析】 【详解】A．力的专用单位是N，由牛顿第二定律 F=ma 知其导出单位，A错误； B．自感系数的专用单位是H，由自感电动势公式 知其导出单位是，B正确； C．磁感应强度的专用单位是T，由其定义式 知其导出单位是，C错误； D．磁通量的专用单位是Wb，由 得其导出单位是，D错误。 故选B。 2. 如图为第五届索尔维会议上科学家们的合影，是世界公认的人类史上最伟大的照片之一。根据所学知识认真推理，找出下列的正确选项（ ） A. 这一年恰逢居里夫人六十大寿，她因发现元素钋和射线而两度获得诺贝尔奖 B. 贵族德布罗意与同龄的远方客人康普顿并肩而坐，他提出光有粒子性 C. 海森堡远渡重洋来领这一年的诺贝尔物理学奖，他通过实验证实光子具有动量 D. 上帝掷骰子吗？这是本届会议中爱因斯坦与玻尔争论的主题，直到2022年诺奖颁给量子纠缠，算是人类官宣玻尔获胜 【答案】D 【解析】 【详解】A．1927年第五届索尔维会议在比利时布鲁塞尔召开，此时居里夫人刚好六十岁，1903年居里夫人与丈夫皮埃尔·居里和贝克勒尔共同获得诺贝尔物理学奖，表彰他们发现“钋”和“镭”，并揭示其放射性；但X射线不是她发现的，故A错误； B．德布罗意提出物质波，爱因斯坦提出了光的波粒二象性，故B错误； C．证实光子具有动量的是康普顿，而不是海森堡，故C错误； D．贝尔不等式可以巧妙地证明量子纠缠之间是否存在隐含变量，实验结果没有，量子世界是随机的，爱因斯坦的确是“输了”，故D正确。 故选D。 3. 下列四幅图的描述正确的是（　　） A. 图1是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角逐渐增大到某一值（）后不会再有光线从面射出 B. 图2表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 C. 图3是测量储罐中不导电液体高度的装置，当储罐中液面高度升高时，LC回路中振荡电流频率将变大 D. 图4中，三个大线圈连接到三相电源上就能产生旋转磁场，内部的小线框由于电磁驱动可以与磁场同方向地转动起来 【答案】D 【解析】 【详解】A．玻璃砖上下界面平行，上界面的折射角等于下界面的入射角，根据光路可逆原理可知，下界面的折射角一定等于上界面的入射角，即即使入射角逐渐增大到某一值（）后仍然会再有光线从面射出，故A错误； B．图2表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小，故B错误； C．根据 当储罐中液面高度升高时，介电常数增大，电容器的电容增大，根据 可知，LC回路中振荡电流频率将变小，故C错误； D．三个大线圈连接到三相电源上就能产生旋转磁场，穿过内部小线框的磁通量发生变化，小线框中产生感应电流，旋转磁场对小线框有安培力作用，在该安培力作用下，小线框将与旋转磁场同方向地转动，即小线框由于电磁驱动可以与磁场同方向地转动起来，故D正确。 故选D。 4. 羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。某研究小组的同学为研究羽毛球飞行规律，描绘出了如图所示的若干条羽毛球飞行轨迹图，图中A、B是其中同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，则该羽毛球（　　） A. 在P点时羽毛球的加速度方向竖直向下 B. 整个飞行过程中经P点的速度最小 C. 段的运动时间小于段的运动时间 D. 在A点的重力功率大小等于在B点的重力功率 【答案】C 【解析】 【详解】A．在P点时除重力之外，羽毛球还受到水平向左的空气阻力，则羽毛球的合外力方向指向左下方，加速度方向指向左下方，A错误； B．因为P点时合外力与速度夹角是钝角，故羽毛球继续做减速运动，则P点速度不是最小的，B错误； C．由于存空气阻力作用，AP段羽毛球处于上升阶段，由牛顿第二定律 PB段羽毛球处于下降阶段，由牛顿第二定律，故 竖直方向，由于位移大小相等，所以AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，故C正确； D．由，可得 则由重力的瞬时功率可知，在A点的重力功率大小大于在B点的重力功率，D错误。 故选C。 5. 我国第四代反应堆——钍基熔盐堆能源系统（TMSR）研究已获重要突破。在相关中企发布熔盐反应堆驱动的巨型集装箱船的设计方案之后，钍基熔盐核反应堆被很多人认为是中国下一代核动力航母的理想动力。钍基熔盐核反应堆的核反应方程式主要包括两个主要的核反应，其中一个是：。已知核、、、的质量分别为是、、、，根据质能方程，物质的能量相当于。下列说法正确的是（ ） A. 核反应方程中的， B. 一个核裂变放出的核能约为 C. 核裂变放出一个光子，若该光子撞击一个粒子后动量大小变小，则波长会变长 D. 核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可得， 解得，，故A错误； B．亏损的质量为 则一个核裂变放出的核能为，故B错误； C．根据，核裂变放出一个光子，若该光子撞击一个粒子后动量大小变小，则波长会变长，故C正确； D．核反应堆通过核裂变将核能转化内能，再经热机转化为机械能，最终转化为电能，而非直接转化，故D错误。 故选C。 6. 汽车的“点火线圈”实际上是一个变压器低压直流通过一个开关输入初级线圈，在开关断开或闭合的瞬间，将会在次级线圈中产生脉冲高电压形成电火花图1和图2分别是初级线圈、次级线圈电压随时间变化的图像，则（　　） A. t1时刻开关刚断开 B. 次级线圈的匝数比初级线圈要多 C. t2至t3间穿过次级线圈的磁通量为零 D. 开关断开与闭合瞬间次级线圈产生的感应电动势方向相同 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．根据图像可知t1时刻开关刚闭合。故A错误； B．依题意需要用低电压产生高电压电火花，则需要次级线圈的匝数比初级线圈要多，故B正确； C．t2至t3间穿过次级线圈的磁通量不为零，磁通量的变化量为零，故C错误； D．根据图像可知断开瞬间电压相反，感应电动势方向相反，故D错误。 故选B。 7. 某学习小组估测当地的地磁场磁感应强度大小，如图所示，一根折成半圆形的金属导线两端连接一个交流电压表，两人站在不同方位匀速摇动导线，电压表的示数不同，其中最大示数为Ｕ，已知半圆的半径为R，转动的角速度为，导线电阻不计，当地的地磁场磁感应强度B的大小约为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】地磁场可看成是匀强磁场，当电压表的示数最大时转轴与磁感线垂直，有 又 解得 故选D。 8. 汽车的HUD（平视显示器）的应用使驾驶员不必低头就能看到相关信息，提高驾驶安全性。如图所示为HUD系统简化光路图，光线从光源出发经固定反射镜反射，再经自由反射镜（可绕点旋转）反射，以入射角射向挡风玻璃后反射进入人眼，形成虚像。由于光线在挡风玻璃内、外表面都存在反射，反射形成的两条光线同时进入人眼可能会形成重影。图中小段的挡风玻璃内、外表面可认为平整且相互平行，下列说法正确的是（　　） A. 增大，可使光在外表面上发生全反射 B. 越大，重影越明显 C. 使用红光比使用紫光更有利于减弱重影 D. 若需要降低虚像的高度，可使自由反射镜顺时针旋转 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据光路可逆以及平行玻璃砖的模型，光从空气进入玻璃，则在玻璃内的折射角会小于临界角，到外表面出射时，入射角也小于临界角，不会发生全反射，A项错误； B．折射角增大，经内表面的出射点会离入射点更远，重影越明显，B项正确； C．红光频率比紫光频率小，则玻璃中频率更小的光，折射率更小，光线进入后折射角更大，经内表面的出射点会离入射点更远，重影更明显，C项错误； D．顺时针旋转自由反射镜会使增加，人看到的虚像会更高，D项错误。 故选B。 9. 静止在点的碘原子核发生衰变的同时，在空间中外加一个如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 碘131原子核发生的是衰变 B. 两个粒子的轨迹为两个外切的圆弧 C. A粒子初动能小于B粒子初动能 D. 两粒子初速度大小相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据两粒子的运动轨迹可知，A粒子所受电场力与电场方向相同，带正电，B 粒子所受电场力与电场方向相反，带负电，因此碘原子核发生的是衰变，故A错误； B．由于衰变过程动量守恒，A、B粒子的速度方向均沿各自轨迹切线的方向，受到恒定的电场力作用，两个粒子的轨迹不是圆弧，故B错误； CD．衰变过程动量守恒可得 结合上述分析可知 可得 有因为 由于，则有，故C正确，D错误。 故选C。 10. 实验室里有一款电子发射器，可以在水平方向以任意角度发射电子。现在空间中存在竖直向下的匀强电场，并在一适当位置竖直放置一块很大的粒子接收屏，如图所示。若固定电子的初速度大小不变，并任意地调节发射器的角度，忽略电子重力，则打到接收屏的电子构成的几何图形是（　　） A. V形折线 B. 圆或椭圆 C. 抛物线 D. 双曲线的一支 【答案】C 【解析】 【详解】设电子源距离接收屏距离为d，电子出射的方向与电子源到屏的垂线之间的夹角为θ，电子的出射速度为v0，则电子到达屏的时间为 电子水平方向做匀速运动，则 竖直方向做匀加速运动，设加速度为a，则 消掉θ可得 故打到接收屏的电子构成的几何图形是抛物线。 故选C。 二、选择题II（本大题共3小题，每小题4分，共12分，四个选项中至少有一个选项是正确的，少选得2分，错选或不选不得分） 11. 下列说法中正确的是（　　） A. 当处于电谐振时，所有电磁波仍能在接收电路中产生感应电流 B. 泊松亮斑是光通过小圆孔时发生的衍射现象 C. 偏振光振动方向与偏振片的透振方向成45°夹角时，偏振光无法透过偏振片 D. 在液晶显示技术中给上下基板加较强电场后液晶会失去旋光性而呈现暗态 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟调谐电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激起的感应电流最强，故A正确； B．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，而不是圆孔衍射，故B错误； C．光振动方向和偏振片透振方向平行的光才能够通过偏振片，光振动方向和偏振片透振方向垂直的光不能够通过偏振片，故C错误； D．在液晶显示技术中给上下基板加较强电场后液晶会失去旋光性而呈现暗态，故D正确。 故选AD。 12. 如图所示为某水池的剖面图，A、B两区域的水深分别为hA、hB，其中hB=2.5m，点O位于两部分水面分界线上，M和N是A、B两区域水面上的两点，OM=4m，ON=7.5m，t=0时刻M点从平衡位置向下振动，N点从平衡位置向上振动，形成以M、N点为波源的水波（看作是简谐横波），两波源的振动频率均为1Hz，振幅均为5cm，当t=1s时，O点开始振动且振动方向向下，已知水波的波速跟水深的关系为，式中h为水深，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. B区域中水波的波长为5m B. 区域A的水深为hA=1.5m C. t=2s时，O点的振动方向向上 D. MN连线之间（不包括M、N）共有4个振动加强点 【答案】AD 【解析】 【详解】A．区域B的波速 水波周期都是1s，所以 故A正确； B．区域A的波速 根据 可得 所以 故B错误； C．t=2s时，M波在O点完成了一次全振动，则该波在O点产生的波正在平衡位置向下振动，N波传递到O点需要 t=2s时，N波在O点完成半个周期的振动，则该波在O点产生的波正在平衡位置向下振动，所以t=2s时，O点的振动方向向下，故C错误； D．振动由M传至O点用时t=1s，此时N点正好完成一次全振动，对于NO之间的质点，O与N相当两个反相相干波源，可以判知ON间有2个振动加强点，振动由N传至O点用时 此时M点振动了 对于MO之间的质点，O与M相当两个同相相干波源，可以判知间有1个振动加强点，另外由C知，O点也是振动加强点，故一共有4个，故D正确。 故选AD。 13. 2024年9月，我国成功发射北斗卫星导航系统第60颗卫星，标志着“北斗三号”全球卫星导航系统建设的圆满收官。图（a）是西安卫星测控中心对某卫星的监控画面，图中左侧数值表示纬度，下方数值表示经度，曲线是运行过程中，卫星和地心的连线与地球表面的交点（即卫星在地面上的投影点，称为星下点）的轨迹展开图。该卫星运行的轨道I近似为圆轨道，高度低于地球静止卫星轨道，绕行方向如图（b）所示。一段时间后，卫星在轨道I、II交点处通过快速喷气变轨到轨道II，如图（c）所示，轨道II为赤道平面圆轨道，I为倾斜圆轨道，I、II轨道高度相同。地球自转周期为24小时，卫星质量为，卫星在轨道上运行的速率，不考虑喷气时卫星的质量变化。根据以上信息可以判断（ ） A. 卫星在该轨道II运行时比赤道上随地球自转的物体所受的向心力大 B. 该卫星运行速度大于第一宇宙速度 C. 该卫星运行周期为12小时 D. 喷气变轨时，卫星受到的冲量大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．向心力，卫星与赤道上物体的质量未知，无法比较向心力大小，故A错误； B．第一宇宙速度是近地卫星的最大环绕速度，该卫星轨道高度低于地球静止卫星轨道，但仍大于地球半径，故运行速度小于第一宇宙速度，B 错误； C．由图（a）可知，该卫星绕地球转过两圈，地球自转一圈，所以 地球自转一圈时间为，所以，C正确； D．由图（a）可知，卫星在轨道Ⅰ运行时，轨道Ⅰ与赤道平面夹角为，即与轨道Ⅱ的夹角为，短暂喷气使卫星由轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，根据动量定理有卫星受到冲量大小 解得，故D正确。 故选CD。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 利用如图甲的实验装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。 （1）图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为，则小车的加速度大小为____________（结果保留3位有效数字）。 （2）实验得到的理想图像应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图丙所示的①、②、③三种情况．下列说法正确的是______________ A. 图线①的产生原因是小车的质量太大 B. 图线②的产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大 C. 图线③的产生原因是小车的质量太小 （3）实验小组的同学觉得用图甲装置测量加速度较大时系统误差较大，所以大胆创新，选用图丁所示器材进行实验，测量小车质量M，所用交流电频率为，共5个槽码，每个槽码的质量均为．实验步骤如下：i．安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着5个槽码．调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点；ii．保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂4个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；iii．逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；iv。以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。测得关系图线的斜率为，则小车质量______________（计算结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）2.86 （2）B （3）0.20 【解析】 【小问1详解】 相邻计数点之间的时间间隔 根据逐差法可得小车的加速度 【小问2详解】 A．图线①的产生原因是，砝码盘和砝码的总质量增大到一定程度后不再满足砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量，是由于小车质量太小造成的，A错误； B．图线②说明时小车就有加速度，其产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大，B正确； C．图线③说明F增大到一定程度小车才开始有加速度，其产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角偏小或未平衡摩擦力，C错误。 故选B。 【小问3详解】 对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有， 两式联立，求得 由的关系式可知，关系图线的斜率 解得 15. 某热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图甲所示，现要利用该热敏电阻组装一个报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过时，系统报警。提供的器材有；热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警，流过的电流超过时，报警器可能损坏），电阻箱（最大阻值为），直流电源（输出电压为，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为），滑动变阻器（最大阻值为），单刀双掷开关一个，导线若干。 （1）使用过程中，为了报警器能正常使用，滑动变阻器应选择_____（填“A”或“B”）； （2）按乙图所示的电路图组装电路，并按照下列步骤调节此报警系统： ①电路接通前，滑动变阻器的滑片应置于_____（填“a”或“b”）端附近； ②根据实验要求，先将电阻箱调到_____Ω； ③将开关向_____（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警； ④保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。 【答案】（1）B （2） ①. b ②. 600.0 ③. c 【解析】 【小问1详解】 为了让报警器能调到预定温度时报警，并且防止温度较高时，流过的电流超过20mA，报警器可能损坏，若用滑动变阻器A，可能会使报警器的电流超过20mA，所以滑动变阻器选择B。 【小问2详解】 [1] 为防止接通电源后，流过报警器的电流过大，滑动变阻器的接入电阻应最大，滑动变阻器的滑片应置于b端； [2] 本题采用的是等效替换法，先用电阻箱来代替热敏电阻，所以电阻箱的阻值要调节到系统报警时热敏电阻的临界电阻，也就是在60℃时的阻值为600.0Ω。 [3] 先把电阻箱接入电路，即将开关向c端闭合，调节滑动变阻器的电阻，调至报警器开始报警时，保持滑动变阻器的阻值不变，接到热敏电阻上，即开关接d端，当热敏电阻的阻值是600Ω时，也就是温度达到了60℃，报警器开始报警，报警系统即可正常使用。 16. 如图是某超重报警装置示意图，它由导热性能良好的密闭汽缸、固定有平台活塞、报警电路组成，当活塞下移两触点接触时，电路发出超重报警。已知活塞与平台的总质量为m，活塞横截面积为S，弹簧长为l，大气压为。平台不放物体，在环境温度为时，活塞距汽缸底高为2l。不考虑活塞与汽缸间摩擦，忽略上触点与活塞之间的距离，汽缸内气体视为理想气体。 （1）平台下移过程中气体分子间作用力为______（选填“引力”、“斥力”或“零”），单位面积汽缸壁受到气体分子的撞击力______（选填“增大”、“不变”或“减小”）； （2）轻放重物，活塞缓慢下移，求刚好触发超重预警时所放重物的质量M； （3）不放重物，若外界温度缓慢降低，从图示位置到刚触发超重预警过程，气体向外界放出热量Q。求气体内能的变化。 【答案】（1） ①. 零 ②. 增大 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]因气体视为理想气体，则平台下移过程中气体分子间作用力为零，气体体积变小，因活塞导热性良好，可知气体温度不变，则气体压强变大，则单位面积汽缸壁受到气体分子的撞击力增大； 【小问2详解】 气体进行等温过程，则根据玻意耳定律： 可得 得 【小问3详解】 等压变化，外界对气体做功 由热力学第一定律 解得 17. 如图所示为某游戏装置侧面图，半径R=1.0m的圆弧轨道AB固定，质量M=0.2kg、半径r=0.06m的半圆弧轨道CD锁定在水平面MN上，一长为L=0.8m、质量也为M=0.2kg、的平板小车停在MN轨道的最左端紧靠BM，小车上表面与B、C点等高，将一可视为质点、质量m=0.8kg的滑块从距B点高度为h处静止释放，滑上小车后带动小车向右运动，小车与轨道CD碰撞（碰撞时间极短）后即被粘在C处，滑块可沿轨道CD继续运动。已知水平轨道MN、BC间距均足够长，滑块与小车的动摩擦因数μ=0.25，其余接触面均光滑，取g=10m/s2，求： （1）若h1=0.2m，滑块运动到圆弧底端B点时受到的支持力大小； （2）要使滑块不会从小车上掉下，最大的高度h2； （3）要使滑块能过最高点D，则h的取值范围： （4）若撤去小车，将半圆弧轨道CD紧靠BM放置且不固定，滑块从h3=0.8m处静止释放运动到D点时受到的压力。 【答案】（1）11.2N （2）1.0m （3） （4）45.3N，方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 滑块从起点滑到圆弧轨道底端B点，根据机械能守恒定律 滑块做圆周运动，在B点，由牛顿第二定律得 联立解得 【小问2详解】 下滑阶段，根据机械能守恒定律有 滑块与车达到共速时，恰好位于小车右端，根据动量守恒定律可得 系统损失的动能转化为摩擦生热 联立求得 【小问3详解】 要使滑块能从D点飞出，最大高度为 设最小高度为h′2，滑块到C轨道的最高点速度为vD，滑块滑到B点速度为v2，与小车达到共速为v共2，小车滑到C点速度为vC，沿AB弧线下滑机械能守恒 根据动量守恒定律 根据能量守恒 在D点，有 联立求得 所以h的取值范围 【小问4详解】 滑块释放高度为h3，且滑块到达D的过程中，有，， 联立得， 根据牛顿第二定律可得 解得 方向竖直向下。 18. 随着社会的发展，新能源汽车已经成为我们日常生活中非常普遍的交通工具之一。电机系统是新能源汽车核心技术之一，当前新能源汽车主要使用的电机包括永磁同步电机和交流感应电机（如图1）。交流感应电动机就是利用电磁驱动工作的，其原理是利用配置的三个线圈连接到三相电源上，产生旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动，就这样，电动机把电能转化成机械能。其原理类似于如图2所示的高中教材中的演示实验。为方便理解图1中交流感应电动的工作原理，我们将其简化等效为如图3所示的模型（俯视图），其中单匝线圈处于辐向磁场中，所处的磁感应强度相同，大小均为，两无磁场区域夹角均为，已知导线框的边长均为为，线框总电阻为。两边质量均为为，在磁场中转动时，受到的阻力均为，其中比例系数为线速度，其余两边质量和所受阻力不计，无磁场区域一切阻力忽略不计。现让磁场以恒定角速度顺时针转动，线框初始静止锁定，时刻解锁如图3所示的正方形导线框，导线框由静止开始转动。 （1）判断时刻，线框中的电流方向（用字母表示）； （2）求线框稳定转动时的角速度、及线框中电流的有效值； （3）系统稳定转动后某时刻磁场停止转动，求边还能转过的最大路程。 【答案】（1）电流方向为 （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由右手切割定则可知电流方向为。 【小问2详解】 以边为研究对象，当线框稳定转动时， 即，其中 可得则 由，得 根据电流有效值定义可得 【小问3详解】 把手停止后，线框由于惯性继续转动切割磁感线。由动量定理可得 即， 代入数据可得 结合空缺区域磁场 19. 科学家发现通过人工磁场可使光子晶体中的光发生偏转，打破了光学的对称性。某实验室设计了一种新型光子晶体，能使光子在传播过程中受到类似洛伦兹力的作用。如图所示，一束激光（波长，功率）从光源O点发出，从P点沿x轴入射，穿过宽度的平行光子晶体区域（区域中存在垂直平面向里的“人工磁场”）。已知光子在晶体中的速度，等效电荷。在光子晶体右侧平行x轴放置完全反射的探测面，经偏转后的光束以角度（未知）撞击探测面。普朗克常量，光速，传播过程中激光能量不衰减。提示：单个光子等效质量，其中为单个光子能量。（，）求： （1）单个光子的等效质量； （2）光子在晶体中的轨迹半径和偏转位移； （3）若磁场存在梯度分布：以P点为坐标原点，，求激光束打在探测板上对探测板的作用力F（仅考虑出射晶体时的折射情况）； （4）若可调节晶体折射率，使光子在晶体中速度可在范围内变化，光从P点进入一块上述光子晶体，，请你设计光子晶体的形状，使光子在以上速度范围内经过晶体内磁场偏转后都可以回到O点，画出晶体形状，并计算最小面积。（不考虑进出晶体界面处由于折射反射引起的方向改变） 【答案】（1） （2）， （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 光子的能量为 根据质能方程可知，光子的等效质量为 解得 【小问2详解】 洛伦兹力充当向心力，故有 解得 根据几何关系有 【小问3详解】 将粒子的速度分解，在方向上的洛伦兹力与水平分速度有关，列动量定理，有 即 可解得 所以 方向 根据折射率公式，有 碰撞时有动量定理，可知 【小问4详解】 由于 当时， 如图所示，曲线1为速度最大值时对应的轨迹，曲线2为速度为时对应的一般轨迹，假设出射点为。 由几何关系得， 即所有出射点连接起来为圆弧。所以满足题意可设计如下图所示形状的光子晶体。 则光子晶体的最小面积为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高三第四次三校联考物理试题 命题学校：富阳中学 选择题部分 一、选择题1（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 在科学发展的历史上，有许多物理学家在各自的领域内做出卓越的贡献，为了纪念他们，把他们的名字作为某一物理量的专用单位。而在单位制中，除了基本单位，其他单位都是导出单位，下列物理量、专用单位、导出单位相符合的是（　　） A. 力 N B. 自感系数 H C. 磁感应强度 D. 磁通量 T 2. 如图为第五届索尔维会议上科学家们的合影，是世界公认的人类史上最伟大的照片之一。根据所学知识认真推理，找出下列的正确选项（ ） A. 这一年恰逢居里夫人六十大寿，她因发现元素钋和射线而两度获得诺贝尔奖 B. 贵族德布罗意与同龄的远方客人康普顿并肩而坐，他提出光有粒子性 C. 海森堡远渡重洋来领这一年的诺贝尔物理学奖，他通过实验证实光子具有动量 D. 上帝掷骰子吗？这是本届会议中爱因斯坦与玻尔争论的主题，直到2022年诺奖颁给量子纠缠，算是人类官宣玻尔获胜 3. 下列四幅图的描述正确的是（　　） A. 图1是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角逐渐增大到某一值（）后不会再有光线从面射出 B. 图2表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 C. 图3是测量储罐中不导电液体高度的装置，当储罐中液面高度升高时，LC回路中振荡电流频率将变大 D. 图4中，三个大线圈连接到三相电源上就能产生旋转磁场，内部的小线框由于电磁驱动可以与磁场同方向地转动起来 4. 羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。某研究小组的同学为研究羽毛球飞行规律，描绘出了如图所示的若干条羽毛球飞行轨迹图，图中A、B是其中同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，则该羽毛球（　　） A. 在P点时羽毛球的加速度方向竖直向下 B. 整个飞行过程中经P点的速度最小 C. 段的运动时间小于段的运动时间 D. 在A点的重力功率大小等于在B点的重力功率 5. 我国第四代反应堆——钍基熔盐堆能源系统（TMSR）研究已获重要突破。在相关中企发布熔盐反应堆驱动巨型集装箱船的设计方案之后，钍基熔盐核反应堆被很多人认为是中国下一代核动力航母的理想动力。钍基熔盐核反应堆的核反应方程式主要包括两个主要的核反应，其中一个是：。已知核、、、的质量分别为是、、、，根据质能方程，物质的能量相当于。下列说法正确的是（ ） A. 核反应方程中的， B. 一个核裂变放出的核能约为 C. 核裂变放出一个光子，若该光子撞击一个粒子后动量大小变小，则波长会变长 D. 核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电 6. 汽车的“点火线圈”实际上是一个变压器低压直流通过一个开关输入初级线圈，在开关断开或闭合的瞬间，将会在次级线圈中产生脉冲高电压形成电火花图1和图2分别是初级线圈、次级线圈电压随时间变化的图像，则（　　） A. t1时刻开关刚断开 B. 次级线圈匝数比初级线圈要多 C. t2至t3间穿过次级线圈的磁通量为零 D. 开关断开与闭合瞬间次级线圈产生的感应电动势方向相同 7. 某学习小组估测当地的地磁场磁感应强度大小，如图所示，一根折成半圆形的金属导线两端连接一个交流电压表，两人站在不同方位匀速摇动导线，电压表的示数不同，其中最大示数为Ｕ，已知半圆的半径为R，转动的角速度为，导线电阻不计，当地的地磁场磁感应强度B的大小约为（　　） A. B. C. D. 8. 汽车的HUD（平视显示器）的应用使驾驶员不必低头就能看到相关信息，提高驾驶安全性。如图所示为HUD系统简化光路图，光线从光源出发经固定反射镜反射，再经自由反射镜（可绕点旋转）反射，以入射角射向挡风玻璃后反射进入人眼，形成虚像。由于光线在挡风玻璃内、外表面都存在反射，反射形成的两条光线同时进入人眼可能会形成重影。图中小段的挡风玻璃内、外表面可认为平整且相互平行，下列说法正确的是（　　） A. 增大，可使光在外表面上发生全反射 B. 越大，重影越明显 C. 使用红光比使用紫光更有利于减弱重影 D. 若需要降低虚像的高度，可使自由反射镜顺时针旋转 9. 静止在点的碘原子核发生衰变的同时，在空间中外加一个如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 碘131原子核发生的是衰变 B. 两个粒子的轨迹为两个外切的圆弧 C. A粒子初动能小于B粒子初动能 D. 两粒子初速度大小相同 10. 实验室里有一款电子发射器，可以在水平方向以任意角度发射电子。现在空间中存在竖直向下匀强电场，并在一适当位置竖直放置一块很大的粒子接收屏，如图所示。若固定电子的初速度大小不变，并任意地调节发射器的角度，忽略电子重力，则打到接收屏的电子构成的几何图形是（　　） A. V形折线 B. 圆或椭圆 C. 抛物线 D. 双曲线的一支 二、选择题II（本大题共3小题，每小题4分，共12分，四个选项中至少有一个选项是正确的，少选得2分，错选或不选不得分） 11. 下列说法中正确的是（　　） A. 当处于电谐振时，所有电磁波仍能在接收电路中产生感应电流 B. 泊松亮斑是光通过小圆孔时发生的衍射现象 C. 偏振光的振动方向与偏振片的透振方向成45°夹角时，偏振光无法透过偏振片 D. 在液晶显示技术中给上下基板加较强电场后液晶会失去旋光性而呈现暗态 12. 如图所示为某水池的剖面图，A、B两区域的水深分别为hA、hB，其中hB=2.5m，点O位于两部分水面分界线上，M和N是A、B两区域水面上的两点，OM=4m，ON=7.5m，t=0时刻M点从平衡位置向下振动，N点从平衡位置向上振动，形成以M、N点为波源的水波（看作是简谐横波），两波源的振动频率均为1Hz，振幅均为5cm，当t=1s时，O点开始振动且振动方向向下，已知水波的波速跟水深的关系为，式中h为水深，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. B区域中水波的波长为5m B. 区域A的水深为hA=1.5m C. t=2s时，O点的振动方向向上 D. MN连线之间（不包括M、N）共有4个振动加强点 13. 2024年9月，我国成功发射北斗卫星导航系统第60颗卫星，标志着“北斗三号”全球卫星导航系统建设的圆满收官。图（a）是西安卫星测控中心对某卫星的监控画面，图中左侧数值表示纬度，下方数值表示经度，曲线是运行过程中，卫星和地心的连线与地球表面的交点（即卫星在地面上的投影点，称为星下点）的轨迹展开图。该卫星运行的轨道I近似为圆轨道，高度低于地球静止卫星轨道，绕行方向如图（b）所示。一段时间后，卫星在轨道I、II交点处通过快速喷气变轨到轨道II，如图（c）所示，轨道II为赤道平面圆轨道，I为倾斜圆轨道，I、II轨道高度相同。地球自转周期为24小时，卫星质量为，卫星在轨道上运行的速率，不考虑喷气时卫星的质量变化。根据以上信息可以判断（ ） A. 卫星在该轨道II运行时比赤道上随地球自转的物体所受的向心力大 B. 该卫星运行速度大于第一宇宙速度 C. 该卫星运行周期为12小时 D. 喷气变轨时，卫星受到的冲量大小为 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 利用如图甲的实验装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。 （1）图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为，则小车的加速度大小为____________（结果保留3位有效数字）。 （2）实验得到的理想图像应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图丙所示的①、②、③三种情况．下列说法正确的是______________ A. 图线①的产生原因是小车的质量太大 B. 图线②的产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大 C. 图线③产生原因是小车的质量太小 （3）实验小组的同学觉得用图甲装置测量加速度较大时系统误差较大，所以大胆创新，选用图丁所示器材进行实验，测量小车质量M，所用交流电频率为，共5个槽码，每个槽码的质量均为．实验步骤如下：i．安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着5个槽码．调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点；ii．保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂4个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；iii．逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；iv。以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。测得关系图线的斜率为，则小车质量______________（计算结果保留两位有效数字）。 15. 某热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图甲所示，现要利用该热敏电阻组装一个报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过时，系统报警。提供的器材有；热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警，流过的电流超过时，报警器可能损坏），电阻箱（最大阻值为），直流电源（输出电压为，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为），滑动变阻器（最大阻值为），单刀双掷开关一个，导线若干。 （1）使用过程中，为了报警器能正常使用，滑动变阻器应选择_____（填“A”或“B”）； （2）按乙图所示电路图组装电路，并按照下列步骤调节此报警系统： ①电路接通前，滑动变阻器的滑片应置于_____（填“a”或“b”）端附近； ②根据实验要求，先将电阻箱调到_____Ω； ③将开关向_____（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警； ④保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。 16. 如图是某超重报警装置示意图，它由导热性能良好的密闭汽缸、固定有平台活塞、报警电路组成，当活塞下移两触点接触时，电路发出超重报警。已知活塞与平台的总质量为m，活塞横截面积为S，弹簧长为l，大气压为。平台不放物体，在环境温度为时，活塞距汽缸底高为2l。不考虑活塞与汽缸间摩擦，忽略上触点与活塞之间的距离，汽缸内气体视为理想气体。 （1）平台下移过程中气体分子间作用力为______（选填“引力”、“斥力”或“零”），单位面积汽缸壁受到气体分子的撞击力______（选填“增大”、“不变”或“减小”）； （2）轻放重物，活塞缓慢下移，求刚好触发超重预警时所放重物的质量M； （3）不放重物，若外界温度缓慢降低，从图示位置到刚触发超重预警过程，气体向外界放出热量Q。求气体内能的变化。 17. 如图所示为某游戏装置侧面图，半径R=1.0m的圆弧轨道AB固定，质量M=0.2kg、半径r=0.06m的半圆弧轨道CD锁定在水平面MN上，一长为L=0.8m、质量也为M=0.2kg、的平板小车停在MN轨道的最左端紧靠BM，小车上表面与B、C点等高，将一可视为质点、质量m=0.8kg的滑块从距B点高度为h处静止释放，滑上小车后带动小车向右运动，小车与轨道CD碰撞（碰撞时间极短）后即被粘在C处，滑块可沿轨道CD继续运动。已知水平轨道MN、BC间距均足够长，滑块与小车的动摩擦因数μ=0.25，其余接触面均光滑，取g=10m/s2，求： （1）若h1=0.2m，滑块运动到圆弧底端B点时受到的支持力大小； （2）要使滑块不会从小车上掉下，最大的高度h2； （3）要使滑块能过最高点D，则h的取值范围： （4）若撤去小车，将半圆弧轨道CD紧靠BM放置且不固定，滑块从h3=0.8m处静止释放运动到D点时受到的压力。 18. 随着社会的发展，新能源汽车已经成为我们日常生活中非常普遍的交通工具之一。电机系统是新能源汽车核心技术之一，当前新能源汽车主要使用的电机包括永磁同步电机和交流感应电机（如图1）。交流感应电动机就是利用电磁驱动工作的，其原理是利用配置的三个线圈连接到三相电源上，产生旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动，就这样，电动机把电能转化成机械能。其原理类似于如图2所示的高中教材中的演示实验。为方便理解图1中交流感应电动的工作原理，我们将其简化等效为如图3所示的模型（俯视图），其中单匝线圈处于辐向磁场中，所处的磁感应强度相同，大小均为，两无磁场区域夹角均为，已知导线框的边长均为为，线框总电阻为。两边质量均为为，在磁场中转动时，受到的阻力均为，其中比例系数为线速度，其余两边质量和所受阻力不计，无磁场区域一切阻力忽略不计。现让磁场以恒定角速度顺时针转动，线框初始静止锁定，时刻解锁如图3所示的正方形导线框，导线框由静止开始转动。 （1）判断时刻，线框中的电流方向（用字母表示）； （2）求线框稳定转动时的角速度、及线框中电流的有效值； （3）系统稳定转动后某时刻磁场停止转动，求边还能转过的最大路程。 19. 科学家发现通过人工磁场可使光子晶体中的光发生偏转，打破了光学的对称性。某实验室设计了一种新型光子晶体，能使光子在传播过程中受到类似洛伦兹力的作用。如图所示，一束激光（波长，功率）从光源O点发出，从P点沿x轴入射，穿过宽度的平行光子晶体区域（区域中存在垂直平面向里的“人工磁场”）。已知光子在晶体中的速度，等效电荷。在光子晶体右侧平行x轴放置完全反射的探测面，经偏转后的光束以角度（未知）撞击探测面。普朗克常量，光速，传播过程中激光能量不衰减。提示：单个光子等效质量，其中为单个光子能量。（，）求： （1）单个光子的等效质量； （2）光子在晶体中的轨迹半径和偏转位移； （3）若磁场存在梯度分布：以P点为坐标原点，，求激光束打在探测板上对探测板的作用力F（仅考虑出射晶体时的折射情况）； （4）若可调节晶体折射率，使光子在晶体中速度可在范围内变化，光从P点进入一块上述光子晶体，，请你设计光子晶体的形状，使光子在以上速度范围内经过晶体内磁场偏转后都可以回到O点，画出晶体形状，并计算最小面积。（不考虑进出晶体界面处由于折射反射引起的方向改变） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $