湖北省武汉市2025-2026学年高三上学期1月测试物理试卷

高三物理 一、选择题：本题共10小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有 一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不 全对的得2分，有选错的得0分。 1.下列关于物理学史的史实中，正确的是（) A.如果能发生光电效应，一旦增大入射光强度，光电子的最大初动能必定增加 B.德布罗意最先提出了物质波，认为所有物质都有波动性和粒子性 C.卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子与中子组成的，原子的质量几乎全部集 中在原子核上 D.物理规律是实验与理论反复验证的结果，伽利略直接通过多次自由落体运动的实验证实 了自由落体运动是匀加速直线运动 2.轻绳1两端分别固定在M、N两点，N点高于M点，绳上套有一个轻质的光滑小环O,如 图所示。物块P通过另一根轻绳2悬挂在环的下方，处于静止状态。现 用一水平力F缓慢拉动物块，直到轻绳2与MN连线方向垂直。则轻绳 1与轻绳2上拉力的变化情况分别是（) A.先增大后减小增大 B.减小减小 C.先减小后增大增大 D.增大增大 P一F 3.某汽车发动机研发团队在研究一个特殊的热力学循环来模拟气缸内气体的状态变化。他们将 一定质量的空气（视为理想气体）作为工作物质，经历A→B→C→A的循环，并用p-T图 描述该过程，得到如下特征：A→B:火花塞点燃燃料前，活塞不动，AB的反向延长线过坐 标原点O:B→C:燃料燃烧推动活塞做功，BC平行于T轴；C→A:排气并重新吸入新鲜空 气，此过程可将气缸内气体视为质量不变，CA平行于p轴。实验测得状态B时气缸容积 4×103m3,状态C时气缸容积7×103m3。下列说法错误的是() p/(×105Pa A.从状态B到状态C,外界对气体做功300J 15 B.从状态A到状态B,气体分子热运动的平均动能减小 1.0-,B C.从状态A经状态B到状态C,气体从外界吸收热量300J D,整个循环过程中，气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量 T水 4.天舟七号货运飞船为“天宫”空间站完成货物补给，其发射过程简化为：飞船首先进入环绕 地球的近地停泊轨道，自停泊轨道B点进入椭圆形转移轨道，在转移轨道上无动力飞行至A 点开启发动机进入空间站轨道与空间站对接，忽略飞船在发射过程中质量的变化和运动中所 受极其稀薄大气的阻力。下列说法正确的是() A.飞船在停泊轨道的动能小于在空间站轨道的动能 B.飞船在停泊轨道上B点动能小于转移轨道上A点动能 C.飞船在转移轨道无动力飞行时从B点到A点过程中机械能逐渐减小 D.飞船在空间站轨道的机械能大于在停泊轨道的机械能 (共6页)第1页 5.在x轴上的A、B两点分别固定两个点电荷，如图是x轴上各点电场强度E随位置x变化的 关系图像，图中图线关于O点中心对称，x轴上C、D两点关于O点对称。规定x轴正方向 ·为电场强度正方向，下列说法正确的是() A.C、D两点电场强度不同，但电势相同 B.从A点到B点，电场强度逐渐减小，电势逐渐降低 C.A、B两点固定的是等量异种电荷 D,一正电荷从C点自由释放，仅在电场力作用下运动到D点过程中其电势能先增大后减小 6.在一次冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如 图()所示，碰撞前后两壶运动的yt图线如图(b)中实线所示，其中红壶碰撞前后的图 线平行，两冰壶质量相等，则( tv/m.s /蓝壶 1.4外红壶 1.2 蓝壶 一红壶 0,2人红壶 01 6*s 图(a】 图6) A.碰后红壶将被反弹回来 B.碰后蓝壶速度为0.8m/s C.碰后蓝壶移动的距离为2.5m D.碰后红壶所受摩擦力等于蓝壶所受的摩擦力 7.如图，风力发电机监测实验装置中，有一个矩形检测线框abcd放置于匀强磁场区域内，磁 场方向垂直纸面向里，右边界为固定支架MN,初始时线框cd边与××× MN重合。实验人员为了研究线框在不同转动轴下的发电特性，进行 了两次测试： 第一次：线框绕边界MN轴以角速度o匀速转动： 第二次：线框绕其水平中心轴P2(通过ab、cd中点)以相同角速度o 匀速转动。已知线框电阻为R,则() A.线框从图示位置开始绕MN轴转动时，电流在一个周期内呈现正弦式变化 B.在一个周期内，两次转动线框产生的焦耳热分别为2、22，则2：Q2=1:√2 C.第二次测试线框绕PQ转动一圈，感应电流方向改变2次 D.两次转动过程中线框中感应电动势最大值不同 8.如图所示，边长为2√3L的正三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未 画出)，正三角形中心O有一粒子源，可以沿abc平面任意方向发射相同的带电粒子，粒子 质量为m,电荷量为+q。粒子速度大小为v时，恰好没有粒子穿出磁场区域，不计粒子的重 力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是() (共6页)第2页 A.磁感应强度大小为2m qL B. 磁感应强度大小为 qL C.若发射粒子速度大小为V反v时，在磁场中运动的最短时间为 4y D.若发射粒子速度大小为反v时，在磁场中运动的最短时间为 4v 9.一群处于=4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出多种不同频率的光，将这些光分别 照射到图甲电路阴极K的金属上，实验只测得3条电流随电压变化的图像，如图乙所示。已 知氢原子的能级图如图丙，则下列推断正确的是() EleV c光 n04 0.85 3 b光 -1.51 -3.40 a光 -U。U6U.0 亦N 电源 -13.6 图甲 图乙 图丙 A.动能为2eV的电子不能使处于n=3能级的氢原子发生跃迁 1<1+1 B.a、b、c三种光的波长关系：元<元元 C.图乙中的a光是氢原子由m=2能级向基态跃迁发出的 D.阴极金属的逸出功可能为Wo2.65eV 10.如图甲，劲度系数k=20N加的轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端栓接一个质量为M的木板。 开始时弹簧处于原长，木板静止在光滑的水平桌面上，在0时刻一质量m=2kg的物块（可 视为质点)从木板左端以初速度o4s滑上木板，=2s时恰好到达木板的右端。图乙中A、 B分别为物块和木板的速度随时间变化关系图像，其中A为直线，B为正弦图线。已知重力 加速度g=10加S2,弹簧的弹性势能公式B,-号2，根据图中所给信息可得() ↑v/(m/s) B wwwwi 0 图甲 图乙 A.木板的长度为4m B.t=1s时，弹簧的弹性势能为1.6J C.t=1s时，木板受到物块的摩擦力与弹簧的弹力大小相等 D.2s内物块和木板因摩擦产生的热量为16J (共6页)第3页 二、非选择题：本题共5小题。共60分。 11.(8分)（本题每空2分） 某同学用图甲所示装置探究加速度与合外力之间的关系。图中长木板水平放置，轻绳跨过定 滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码，本实验中可用的钩码共有N个，每个 钩码的质量为m,小车的质量为M,重力加速度大小为g。 小车、钩码打点计时器 单位：cm 9.3011.01 12.72 接交流电源 5.87758日 图甲 图乙 图丙 (1)平衡摩擦力：将N个钩码全部放入小车中，在长木板不带滑轮的一端下方垫上一个小 物块后，发现小车（和钩码）做加速运动，则应将小物块向 (选填“左”或“右”)移 动，才会使小车（和钩码）在板上做匀速运动。 (2)平衡摩擦力后，将n(依次取n=1,2,3,4…)个钩码挂在轻绳左端，其余N-n个 钩码放在小车内，用手按住小车并使轻绳与木板平行，打开电源，释放小车，获得一条清晰的纸 带如图乙，相邻计数点间的时间间隔均为0.1s,则可计算出小车的加速度大小a/s2(结 果保留3位有效数字)。 (3)丙图是利用不同n对应不同a作出的a-n图像，如果图线斜率为k,则e (用 g、m、从、M表示)。 (4)关于该实验，下列说法正确的是() A.实验时先接通电源，再释放小车 B.实验不需要满足小车质量远大于钩码质量 C.平衡摩擦力时倾角过大，会使a-n图线斜率增大 D.a-n图线不过原点一定是没有平衡摩擦力 12.(10分)（本题1、2小题每空1分，3、4小题每空2分） 某新型智能恒流源（输出电流大小恒定）与定值电阻R,并联后作为一个整体可看作一个实际电 源，某实验小组找来了一块电流表A(内阻未知且很小)、电阻箱R、导线若干，并连接如图1所示 电路图，测量恒流源的输出电流I,和并联电阻R,。调节电阻箱R的阻值，测得电流表多组I值。 恒流源 A 图1 图2 (共6页)第4页 (1)为了保证电流表的安全，闭合开关前应将电阻箱R的阻值调到 (选填“最大” 或“最小”)。 (2)该实验小组通过改变电阻箱的阻值R,同时记录电流表A的示数为I,得到多组数据， 并采用图像法处理数据，为使图像为一条直线（如图2），应描绘的是()图像。 A.I-R B月 c.1- R D.I-R （3)根据测量数据和图2所示的图像，不考虑电流表内阻，则1。=一，R= (用a,b,c表示) (4)若实验中电流表实际内阻不可忽略，且未采取消除误差的措施，则I。测量值比真实 值 R,测量值比真实值 。(两空均选填“偏大”“偏小”或“不变”) 13.(10分) 在光学实验室中，小薇发现水下点光源发出的光射出水面后能形成一光斑，为研究点光源运 动引起的光斑变化，设计了如下装置：透明水槽底部固定一个竖直方向的轻质弹簧，弹簧顶端连 接一个可视为点光源的小灯泡（体积、重力忽略不计）。初始时，点光源静止于位置O点，距离 水面深度为O0'=h=0.3m,现让点光源在竖直方向做简谐运动，振动方程为y=0.2si血(t)(m) (原点为O点，y轴正方向竖直向上，图中未面出)，已知水的折射率为1=，求：（计算结果 可用π、根式或分数表示) (1)点光源在平衡位置O点时，光斑的面积S: (2)该光斑边缘上的c点在水面上ea间做简谐运动的周期T和振幅A。 空气 二界面 点光源 水槽底 14.（14分) 某工程团队为深海探测浮标设计了应急能量回收模块，简化模型如图所示：足够长的平行金 属双导轨N、PQ固定在海底水平基座上，导轨间距为L,整个装置处于垂直导轨平面向下且磁 感应强度为B的匀强磁场中，导轨左端与一阻值为2R的定值电阻相连。质量为m、有效电阻为R、 长度为L的导体棒a与导轨垂直放置并始终良好接触，始终平行于导轨的绝缘细轻绳一端连于棒 a的中点，另一端跨过定滑轮，与一个体积不计、质量为2m的配重块b相连。初始时a、b均静 止，细绳紧绷，不计一切摩擦、海水的作用力及导轨电阻，已知重力加速度为8。 (共6页)第5页 (1)释放配重块b后，系统开始运动，最终导体棒a匀速运动，求此时a的速度v: (2)从释放b到导体棒α匀速的过程中，若b下落高度为h,求定值电阻上产生的焦耳热2： (3)若释放b后，经t。时间配重块b从细绳上脱落，导体棒a在导轨上滑行的总距离为d, 求脱落时a的速度vo。 M B 15.(18分) 机场智能物流系统的一部分模型如图，固定在地面上的倾斜传送带上表面平直部分AB长 g 5m,与水平面夹角为30，传送带轮的半径R1=0.1m,以速度2ms顺时针转动.质量m0,5g 的一小滑块（可视为质点），与传送带间动摩擦因数为4= 5 ,以沿传送带向上的初速度vo3m/s, 6 由其底端A点开始上滑并从其上端某处抛出，之后从右下方半径R201m的固定光滑弧形轨道的 C点切入下滑(BC连线与水平方向夹角为30°)，在即将离开D点(OD竖直，角COD未知)时， 瞬间被带上q=10C的正电荷量，沿光滑水平直轨道DE运动后滑上静止于轨道上可自由滑动的 弧形滑槽P,滑槽P的弧面光滑、绝缘、足够高且最低点切线水平。D点右侧的区域存在着垂直 于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=1T,不计空气阻力，最大静摩擦等于滑动摩擦力，重力 加速度g取10m/s2。求： (1)小滑块在传送带上表面AB段的运动时间： (2)通过计算说明小滑块能否在B点与传送带分离，若能则求出脱离点B与C点之间的距 离d (3)小滑块在弧形滑槽P上能够上滑的最大高度。（计算结果可用根式表示） + 30 XX E (共6页)第6页 高三物理答案 1.【答案】B【解析】A错：光电效应中，光强增大一光电流增大、光子数增多，但最大初动 能只与入射光频率有关。B对：德布罗意提出物质波假说，实物粒子也具有波粒二象性。 C错：卢瑟福α散射实验只得出原子核式结构，并未证明中子（中子1932年才由查德威克发现）。 D错：伽利略并未直接做自由落体实验测量，而是用斜面实验外推并逻辑推理得出的。 2.【答案】D【解析】物块在缓慢移动过程中，易知轻绳2上的拉力一直增大。又由于M、N之 间的轻绳1长度不变，根据数学知识可知，小环O的运动轨迹为椭圆，M、N为椭圆的两个焦点： 当轻绳2与MN连线方向垂直时，小环O刚好位于椭圆的短轴顶点上，根据椭圆知识可知此时 ∠MON最大，则此过程∠MON=α逐渐增大，以小环O为对象，根据受力平衡可知此过程轻绳 1的拉力一直增大。 3.【答案】A【解析】从状态B到状态C的过程中，气体的压强不变，温度升高，则气体体积增大， 气体对外做功，即外界对气体做负功，气体压强为p1.0×10P,气体在状态B时的体积为 4×103m3,在状态C时的体积为7×103m3,则外界对气体做的功为W=一p(V。一a)=一300，A错 误：从状态A到状态B的过程中，气体的温度降低，气体分子的平均动能减小，B正确：由于状 态A与状态C的温度相同，所以气体从状态A经状态B到状态C的过程中，内能变化量△U=O, 根据热力学第一定律△U=Q+W1,从状态A到状态B的过程中气体体积不变，则外界对气体不做 功，故气体从状态A经状态B到状态C过程中外界对气体做功为W=一300J,所以此过程中气体 从外界吸收的热量为Q=300J,C正确：从状态C回到状态A的过程中，气体温度不变，则内能 不变，即△U0,气体体积减小，则外界对气体做功，即W2>0,根据热力学第一定律△U=Q2+W2, 有Q2<0,即气体对外界放热，从图像可得气体对外做功时气体的压强小于外界对气体做功时气体 的平均压强，则WKW,Q<Q,在整个过程中气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量， D正确。 4.【答案】D【解析】由GMm=m GM 2 =m可得v= \r ，飞船在停泊轨道的运行速度大于在空间站 轨道运行速度，则飞船在停泊轨道的动能大于在空间站轨道的动能，故A错误： B.停泊轨道B点速度小于转移轨道B点速度（因为B点加速进入椭圆），飞船在停泊轨道的运行 速度大于在空间站轨道运行速度，转移轨道A点速度小于转移轨道B点速度，故飞船在停泊轨道 上B点动能大于于转移轨道上A点动能，故B错误； C.飞船在转移轨道无动力飞行时只有引力势能与动能的相互转化，机械能守恒，故C错误： D.卫星从停泊轨道转移到同步轨道需要点火加速，因此卫星在同步轨道的机械能大于在停泊轨道 的机械能，故D正确。 (共6页)第1页 5.【答案】A【解析】C、D两点处于连线上对称位置，电场强度方向不同，大小相同，电势相 同，故A正确；B.由图知，A到B过程各点场强方向先沿x轴正方向，再沿x轴负方向，场强先 减小到O,再反向增大，由沿电场线方向电势逐渐降低时，从A点到B点，电势先降低后升高， 故B错误：C根据O点场强为0，结合等量电荷的电场特点分析即可判断，A、B两点固定的是 等量同种电荷，故C错误：D.一正电荷从C点自由释放后运动至O点前所受的电场力方向沿x轴 正方向，经过O点后所受电场力方向沿x轴负方向，可见正电荷所受的电场力先做正功后做负功， 其电势能先减小后增大，故D错误。 6.【答案】C【解析】A.由图知：碰前红壶的速度6=1.2m/s,碰后速度为%=0.2m/s,可知， 碰后红壶沿向运动，A错误：B.设碰后蓝壶的速度为，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根 据动量守恒定律可得：m%=v+mv,解得=1.0ms,故B错误；C.根据速度图象与坐标轴围 成的面积表示位移，可得碰后蓝壶移动的位移大小x=1=×5=2.5m,故C正确；D.根据图象 22 的斜率表示加速度，知碰后红壶的加速度大于蓝壶的加速度，两者的质量相等，由牛顿第二定律 知碰后红壶所受摩擦力大于蓝壶所受的摩擦力。 7.【答案】C【解析】一个周期内只有一半时间处于磁场中，电流在一个周期内不呈现正弦式变 化，故A错误；B.两线圈转动的角速度相同，则两线圈转动的周期相同。当线圈绕MN轴转动时， 感应电动势的最大值Em=BS⊙，一个周期内只有一半时间处于磁场中，则一个周期内产生的热 T √2R R·)当线圈绕PO转动时，感应电动势的最大值E,m=BSo,整个 处于磁场中，则一个周期内产生的热量Q,=(}RT,联立知，Q:,=1:2,故B错误： V2R C第二次测试线框绕PO转动一圈，一个周期内感应电流方向改变2次，故C正确： D.当线圈绕MN轴转动时，感应电动势的最大值Em=BSo,当线圈绕PQ转动时，感应电动势 的最大值E2m=BSo,两次相同，故D错误。 8.【答案】AC【解析】当粒子速度为v时，恰好没有粒子穿出磁场区域，则粒子做圆周运动的半 径r=2N5L×5xx!-,根据洛伦兹力提供向心力公式gw8=m 2×322 ,得B=2m L,故A正确， B错误：当粒了速度为V2,根据洛伦兹力提供向心力的公式，新的半径广-m2=2L,粒 gB 2 π2， 子在磁场中运动时间最短时轨迹对应的圆心角为0=子，则最短时间为，=2×之 nL, 故C正确，D错误。 9.【答案】BD【解析】电子需要吸收特定能量才能使氢原子发生跃迁，=3能级的氢原子至少需 要吸收0.66®V才能发生跃迁，因此动能2eV的电子可以使其发生跃迁，A错误： (共6页)第2页 a,b,c三种光对应的能量分别为12.75eV(4-1)、12.09eV(3→1)、10.2eV(2→1)，则 hc<hcthc 1<1+1 云+小元，则可得元方十衣，B正确：图乙中的a光是氢原子由m4能级向基态跃 迁发出的，C错误：该金属的逸出功要大于4→2跃迁释放光子的能量，故逸出功要大于2.55V, D正确。 10.【答案】ABD【解析】v-t图像与t轴围成的面积表示位移，由图乙所示图像可知，物块一直 向右运动，位移=4×2×0.5m=4m,木板先向右后向左运动，2s内总位移为0，因此，物块运动 的位移即为木板长度，即木板长度L=4m,故A错误；由图乙所示图像可知，物块做减速运动的 加速度大小a=△v△仁2m/s2;物块在仅受摩擦力的作用下做匀减速运动，根据牛顿第二定律得： 尸ma=2×2N=4N,-0.5s木板速度最大，加速度为0，此时弹簧弹力与摩擦力相等，且弹簧伸长 量的大小应为木板的位移x,则有：a=f解得x0.2,由正弦图线对称性可知，仁1s时，木板 位移为2x,则弹性势能为=1.6，B正确：=1s时，木板受到的摩擦力小于弹簧的弹力，C 错误；2s内物块和木板系统的摩擦生热Q公s,而由图像可知，全过程物块与木板的相对路程即 等于物块的位移s,因此摩擦生热为Q=4×4J=16J。 11.【答案】(8分) (1)(2分)右 发现小车做加速运动，说明斜面倾角过大，应减小倾角，则应将小物块向右 移动，才会使小车在板上做匀速运动 (2)(2分)1.71相邻两计数点间的时间间隔T=5× 505=0.15由逐差法 a=(scp-s)+(SDE-Sc)+(SEE-ScD)=1.71ms 3×2T2 (3)(2分) mg 以小车和N个砝码为整体，根据牛顿第二定律可得g=(M+Nm)a, Nm+M 整理可得a= mg Nm+M n,可知a-n图像的斜率为k=,mg Nm+M (4)(2分)AB实验时小车应靠近打点计时器，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再 释放小车，A正确：由于本实验中的研究对象是小车和N个砝码，不用计算绳子拉力，因此不需 要满足“小车及车上钩码的总质量远大于所挂钩码质量”的条件，B正确：因为u<tnO,分析可 得C错误：a-n图线不过原点可能是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力过度，D错误。 12.【答案】(10分) (1)最大(1分) 要使电流表不烧坏，最初通过电流表的电流应最小，故电阻箱R的阻值应 调到最大。 (2)D(1分) L=1R+ 由图1所示电路图得R=山-)R,解得7，RR+。,故选D。 (共6页)第3页 (3)↓2分) ac(2分) 1 由于直线纵截距为a,斜率为k=6-“则 =a b-a 1 -=k,解得1o=二， Ro=b-a ac 1oR a (4)偏小(2分)，偏大(2分)，若考虑电流表内阻带来的系统误差，则I(R+R)=I。-I)R, 得三，】R+R,+R,R的测量值大于真实值，6的测量值小于真实值。 解得1R 1o Ro 13.【答案】(10分) (1)设光从水中射出空气发生全反射的临界角为C,点光源在O点时，根据全反射临界角公式 sinC=-3(2分)计算可得anC=3万 n 4 根据几何关系可得aC=方，解得r=htan C= 91（m(2分) 70 则有光射出水面的面积为S=2=81元 πm2）(2分) 700 (2)根据几何关系可得振幅满足anC=4 A 依愿意知点光源振动的角频率=，则T=-2江=2s)（2分 可知c点振幅为A=4amC=0.2×3V5_3 (m)(2分) 735 14.【答案】(14分) (1)a棒稳定时，a受重力、支持力、拉力和向左的安培力，a棒运动时产生的感应电动势为 E=BLv(1分) 感应电流为1=E (1分) R+2R 受到的安培力为F=BL(1分) 对b分析F=2mg,(1分) 又F=FA(1分) 联立解得v= 6mgR (1分) BPL （2)对整个系统，根据能的转化和守恒得2mgh=(m+2m)加2+Q。(1分) 2 2 定值电阻上产生的热量)=9急(1分) 3 联立解得0=4mg136g2R2m (2分) 3 BL (共6页)第4页