河北省名校协作体2025-2026学年高三上学期12月期中物理试题

高三年级物理考试 本试卷满分100分，考试时间75 分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1.科学家鲍林提出了多电子原子的原子轨道近似能级图，部分结构如图所示。若某原子核外电子从 4d能级跃迁到4s能级时释放出a光，从5s能级跃迁到4s能级时释放出b光，用a光和b光分别照射同一双缝干涉实验装置，则得到的干涉条纹图像组合正确的是 2.商店自动感应门如图所示，两扇门宽均为1m ，门打开过程先匀加速后匀减速，加速度大小均为2m /s²,完全打开时速度恰好为零。已知门的感应距离为门前2m，感应到人0.3s 后门开始运动，两门间隙为0.5m时人恰能安全通过，则人正对门中间匀速通过时，速度应不大于 A.2m /s B.2.5m/s C.3.5m /s D.4 m/s 3.1970年4 月24 日，我国首颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射；2020年7月23 日，我国首颗火星探测器“天问一号”成功发射。跨越半个世纪，中国航天人将星际探测事业从“近地探索”迈向“深空探测”。已知“东方红一号”绕地球运行周期为1.9小时，“天问一号”绕火星运行周期为8.2小时，卫星均视为绕行星做匀速圆周运动。根据以上信息可知 A.“东方红一号”的发射速度大于第二宇宙速度 B.“天问一号”的发射速度大于第二宇宙速度 C.“东方红一号”的轨道半径与“天问一号”的轨道半径的比值为 D.“东方红一号”与地心连线和“天问一号”与火星中心连线在任意相等时间内扫过的面积相等 4.如图甲所示，水面上有两个浮球A、B，水面上的振源O垂直于水面持续沿竖直方向振动，形成沿水面传播、波长λ=20m的水波。当浮球B起振时开始计时，以竖直向上为z轴正方向，浮球B的振动图像如图乙所示。已知OB=15m，OA=20 m，下列说法正确的是 A.浮球的振动频率为1.5 Hz B. t=1s时,浮球A开始振动 C. t=1.5s 时,浮球A位于最高点 D. t=1.5s 时,浮球A的速度最大 5.某同学在实验室找到四块透明介质，四块介质折射率满足 他将透明介质叠放在一起，用一束单色光照射，已知最上方和最下方介质中的光线平行，下列介质折射率标记正确的是 6.供电端给高铁动力系统供电时，需要通过一系列降压变压器，整个供电过程示意图如图所示。若不考虑其他高铁列车，供电端输出电压的有效值保持不变，架空线的等效电阻为r。高铁出站时，通过调节动力系统，使电流I₄增大，则 A. U₃减小 B. U₄增大 C.架空线上消耗的功率减小 D.牵引变电所输入功率不变 7. a、b、c、d四个带电粒子的质量分别为m、2m、3m、m,带电荷量分别为+q、-2q、+q、-2q,四个粒子从同一点以相同的初速度射出。以四个粒子的射出点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向、垂直初速度向上为y轴正方向建立平面直角坐标系，若空间中存在沿y轴正方向的匀强电场，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则下列粒子运动轨迹可能正确的是 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.目前，手机无线充电技术已经得到了广泛应用。某次对受电线圈进行测试的过程中，将两个完全相同的金属闭合线圈A、B分别放在两个变化的磁场中，穿过两线圈的磁通量φ随时间t变化的情况如图所示，下列说法正确的是 时，线圈A 的感应电流大于线圈B 的感应电流 B.0~t₀时间内，经过线圈A 横截面的电荷量大于经过线圈 B 横截面的电荷量 C.0~t₀l时间内，线圈A 产生的焦耳热等于线圈 B 产生的焦耳热 D0~t₀l时间内，线圈A 产生的焦耳热小于线圈B 产生的焦耳热 9.如图所示，O点为斜面的中点，轻弹簧一端固定在斜面顶端A，另一端与位于斜面底端B处的滑块拴接在一起。已知AO=OB=L，弹簧原长为L，斜面倾角为θ，重力加速度为g，滑块质量为m，弹簧劲度系数为 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=tanθ。现将滑块由静止释放，则 A.滑块释放瞬间，加速度大小为4gsinθ B.滑块沿斜面运动到最高点时，滑块机械能增加 C.滑块最终静止的位置与B点相距 D.滑块的最大动能为 10.如图，水平正方形桌面高度为 桌面边长为 一根细绳穿过桌面中心的小孔O连接a、b两球。a球在桌面上做半径为r₁的匀速圆周运动，b球在桌面下方某水平面上做半径为r₂的匀速圆周运动。a、b两小球的质量之比为 做圆周运动的线速度大小之比为 0、b连线与竖直方向的夹角θ=37°。某时刻剪断细绳，当b球落到地面时a球恰运动到桌面某顶点上，不计一切摩擦，重力加速度g取 则 A.小球a、b所需向心力大小之比为2：1 C. b球经2 s落地 D.细绳总长度为4m 三、非选择题：本题共5 小题，共54分。 11.(6分)某同学用如图所示的实验电路测量待测电阻 Rx的阻值，实验器材如下：电压表、电流表、单刀单掷开关、单刀双掷开关、导线若干、电源、待测电阻 Rx、滑动变阻器R₁(最大电阻10Ω)、滑动变阻器R₂(最大电阻100 Ω)。实验步骤如下。 学科网（北京）股份有限公司 (1)本实验中,滑动变阻器应选 (选填“R₁”或“R₂”)。 (2)闭合开关S₁前，应将滑动变阻器的滑片移动至 (选填“最左端”或“最右端”)。 (3)闭合开关S₁，将滑动变阻器的滑片移到合适位置。 (4)将开关S₂拨到1，记录下电压表和电流表的示数分别为U₁和I₁；再将开关S₂拨到2，记录下电压表和电流表的示数分别为 U₂ 和I₂。 (5)对比数据发现 则开关S₂拨到 (选填“1”或“2”)时测量结果较准确。 (6)若已知电压表内阻为 Rv，则实验时开关S₂应拨到 (选填“1”或“2”)，此时Rₓ的测量值 真实值(选填“等于”“大于”或“小于”)。 12.(9分)实验小组用图甲所示的装置探究加速度与物体质量的关系。在倾斜导轨上安装两个光电门，滑块上固定一遮光片，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。 (1)为消除摩擦力的影响，调节倾角θ，将滑块(此时不与钩码相连)放在O点，轻推滑块，当两光电门记录的遮光时间 (选填“相等”或“不等”)时，停止调整。 (2)测得遮光片的宽度为d，两光电门中心间的距离为L，用天平测出滑块(含遮光片、力传感器)质量。 (3)用钩码牵引滑块加速下滑，光电门1 和光电门2记录的遮光时间分别为t₁和t₂，则滑块经过光电门1时的速度为 ，滑块的加速度大小为a= 。(均用题给字母表示) (4)在滑块上添加不同数量的砝码，调节钩码质量，保持力传感器示数不变，记录滑块、砝码的总质量为m,重复步骤(2)(3)。 (5)实验小组想根据图像判断滑块的加速度a与滑块和砝码的总质量m 的关系，以a为纵轴，为使结果清晰直观，应以 为横轴绘制图像。 (6)某同学用图甲所示装置探究加速度a与合外力F的关系，保持滑块的质量不变，改变钩码的质量，记录下每次力传感器的读数，并测出对应的加速度。多次测量，若作出的a–F图像如图乙所示，则图像不过坐标原点的原因是 。 13.(9分)气压式升降椅的简化结构如图甲所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状汽缸杆与底座固定连接。可上下移动的汽缸与汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体，汽缸气密性、导热性良好，不计汽缸与汽缸杆间的摩擦。初始时缸内气体压强为p₀，体积为 ，一质量为 的人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，缸内气体达到稳定状态B，此过程气体的p-V图像如图乙所示。已知汽缸的横截面积为S，重力加速度大小为g。 (1)求缸内气体达到状态 B时的体积。 (2)如图丙，反比例函数 图像上a、b间的曲线与x轴所围成的面积 求A→B过程中，缸内气体与外界之间交换的热量。 14.(11分)如图，物块A、C并排固定在光滑水平面上，A的上表面为半径R=0.2mR=0.2m的 光滑圆弧，圆弧底端切线水平，圆弧底端放置着物块B。初始时，子弹以某一初速度水平射入物块B并留在其中(时间极短)，物块B 恰能达到圆弧最高点。已知B 的质量为 ，A、C质量均为 1.5kg ,子弹质量为m=0.01 kg,重力加速度. (1)求子弹的初速度大小及子弹射入物块B 过程中损失的机械能； (2)若解除物块A、C的固定，子弹仍以相同初速度射入物块B，求物块B返回圆弧底端瞬间所受支持力的大小。 学科网（北京）股份有限公司 15.(19分)质谱仪是分析同位素的重要仪器，其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器；Ⅱ为速度选择器，其内部存在沿纸面向左的匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 Ⅲ为偏转分离器，该区域匀强磁场的磁感应强度大小为 方向垂直纸面向里。在A 点由静止释放带电粒子(不计重力)，粒子加速后进入速度选择器做直线运动，再由O点进入偏转分离器做圆周运动，最后打到荧光屏上的P点处。已知粒子的比荷为k，O、P两点间的距离为L。 (1)求加速器的加速电压U及速度选择器中的电场强度大小. (2)在Ⅲ区加入方向竖直向下、电场强度大小为 的匀强电场，粒子进入Ⅲ区的时刻记为零时刻，粒子打到荧光屏后被吸收，粒子的质量为m。 ①从粒子进入Ⅲ区到粒子打到荧光屏上，求粒子的位移大小。 ②从粒子进入Ⅲ区到粒子与荧光屏相距最远，求粒子所受洛伦兹力冲量的大小。 物理答案 1—5 CBBCD 6—7 AD 8.AD 9.ACD 10.BC 11. (1)R₁(1分) (2)最左端(1分) (5)2(2分) (6)1 (1分) 等于(1分) 12. (1)相等(2分) (3) (1分) (2分)(5) (2分) (6)平衡摩擦力不足(2分) 13. 解：(1)设椅面和汽缸的质量为m₀，由平衡条件得 (1分) (1分) 解得 (1分) 缸内气体发生等温变化，由玻意耳定律得 (1分) 解得 (1分) (2)A→B过程中，外界对缸内气体做的功为 (1分) 因为缸内气体温度保持不变，则 △U=0 (1分) 由热力学第一定律得△U=W+Q (1分) 解得 (1分) 14.动量守恒、机械能守恒+逻辑推理能力 解：(1)设子弹的初速度大小为v₁，击中B后，二者共同的速度大小为v₂，由动量守恒定律得 (1分) 子弹射入B后瞬间到B到达最高点的过程，由机械能守恒定律得 (1分) 解得 (1分) 子弹射入物块 B 过程中损失的机械能为 (2分) (2)设B返回圆弧底端时速度为v₄，此时A、C的速度为v₃，有 (1分) 由机械能守恒定律得 (1分) 解得 (1分) 由牛顿第二定律得 (1分) 解得 (2分) 15. 解：(1)带电粒子在Ⅲ区运动时，有 (1分) 由几何关系得 (1分) 又 联立各式得 由平衡条件得 (1分) 解得 (1分) 由动能定理得 (1分) 解得 (1分) (2)①将粒子进入Ⅲ区的初速度 v₀ 分解成v₁ 和v₂，如图1所示 令 (1分) 解得 (1分) 由几何关系得 (1分) 粒子以速度大小v₂在磁场中做匀速圆周运动的半径为 (1分) 如图2所示，第一次打到荧光屏上时，圆周运动沿屏方向的分位移为 (1分) 粒子以速度大小v₂ 在磁场中做匀速圆周运动的时间为 (1分) 如图3所示，以速度v₁沿屏方向运动的位移 (1分) 从粒子进入Ⅲ区到粒子打到荧光屏上，粒子的位移大小为x= (1分) ②从粒子进入Ⅲ区到粒子与荧光屏相距最远，运动时间为 (1分) 洛伦兹力 的冲量为 方向向上 (1分) 由动量定理可知，洛伦兹力 的冲量分量分别为 ，方向向右 (1分) 方向向上 (1分) 洛伦兹力 的 合冲量大 小为 (1分) $