河南叶县博文学校2025-2026学年高三上学期期中物理试卷

2025-2026学年度高三上学期物理期中考试卷 一、单项选择题（本题7小题，每题4分，共28分） 1．如图所示，在光滑的绝缘水平桌面上放置两线圈，线圈的右侧存在竖直向下的匀强磁场，当右线圈突然进入右边磁场区域时，下列说法正确的是（　　） A．线圈不动 B．线圈没电流 C．线圈向左运动 D．线圈与线圈电流方向相反 2．如图所示，一倾角为的光滑固定斜面底端装有一固定挡板，劲度系数为的轻质弹簧的下端与挡板连接，上端与一质量为的小物块连接。初始时小物块静止于点，某时刻，给小物块施加一个方向沿斜面向上，大小的恒力，小物块最高能达到点，小物块运动到点时弹簧恰好处于原长，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．小物块先做简谐运动，再做匀变速直线运动 B．、两点的高度差为 C．小物块经过点时，速度达到最大值 D．当小物块处于、点时，弹簧的弹性势能一样大 3．如图所示，Ⅰ和Ⅱ分别为神舟二十号飞船的近地圆轨道、椭圆变轨轨道，Ⅲ为天和核心舱运行圆轨道，P、Q为变轨点。不计阻力，飞船在轨道Ⅱ上从P点到Q点运动过程中，下列选项正确的是（　　） A．速率增大，机械能增大 B．速率减小，机械能减小 C．速率增大，机械能不变 D．速率减小，机械能不变 4．如图，用水平向右的力将质量为的物块压在粗糙倾斜的墙上，墙壁与水平面的夹角为，物块与墙壁间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列相关分析正确的是（　　） A．无论什么情况，物块都不可能静止 B．物块有可能只受三个力的作用而处于静止状态 C．物块若处于静止状态则一定受四个力的作用 D．恒力作用于物块时，物块不可能做匀加速直线运动 5．如图所示，正三角形为玻璃薄板，以正三角形的几何中心点为圆心挖出一圆孔（可视为真空），现将一点光源放置在点处，只考虑光源在薄板平面内发光，该光源向各方向均匀发光且发射波长为的蓝光，为边的中垂线。已知光在真空中的传播速度为，蓝光在正三角形玻璃薄板中传播的波长为，（不考虑多次反射）则（　　） A．蓝光在玻璃薄板中传播时的频率 B．正三角形玻璃薄板对蓝光的折射率为0.5 C．能直接从边射出光子的长度为边长度的一半 D．有一半光子能直接从正三角玻璃板中射出 6．如图所示，为了将一平房屋顶的货物搬下楼，工人将一根钢管倚靠在墙上并固定，一轻质滑环套在钢管上，绳子A一端与滑环相连，另一端与绳子B和绳子C系于O点，工人将货物系在绳子C上，通过滑轮控制绳子A让货物缓慢下降至地面。忽略绳子质量和弹性，不计滑环与钢管及滑轮与绳子之间的摩擦，则（　　） A．绳子A上的拉力先增大后减小 B．绳子A上的拉力一直增大 C．绳子B上的拉力先增大后减小 D．绳子B上的拉力一直增大 7．竖直平面内的四个光滑轨道，由直轨道和平滑连接的圆弧轨道组成，圆轨道的半径为R，P为圆弧轨道的最低点。P点左侧的四个轨道均相同，P点右侧的四个圆弧轨道的形状如图所示。现让四个相同的小球（可视为质点，直径小于图丁中圆管内径）分别从四个直轨道上高度均为h处由静止下滑，关于小球通过P点后的运动情况，下列说法不正确的是（　　） A．若，则四个小球能达到的最大高度均相同 B．若h=R，则四个小球能达到的最大高度均相同 C．若，则图乙中的小球能达到的高度最大 D．若，则图甲、图丙中的小球能达到的最大高度相同 二、多项选择题（本题3小题，每题6分，共18分） 8．质量为的小球在竖直平面内沿逆时针方向做半径为周期为的匀速圆周运动，下方光滑的水平面上放质量也为的弹簧振子。两者运动后用竖直向下的平行光照射小球，观察到小球在水平面上的投影始终与弹簧振子重叠。以圆心正下方的为原点，轴正方向如图，下列说法正确的是（　　） A．弹簧振子的动能变化周期为 B．时小球与弹簧振子动能相同 C．时弹簧对弹簧振子的弹力为 D．弹簧振子在点的速度大小为 9．我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n = 3和n = 4能级向n = 2能级跃迁产生的谱线（如图），则（   ） A．Hα的波长比Hβ的小 B．Hα的频率比Hβ的小 C．Hβ对应的光子能量为3.4eV D．Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态 10．如图所示，物块A放置在足够长的物块B上，在水平拉力F作用下一起沿水平面做匀速直线运动，已知A、B的质量满足，A、B间的动摩擦因数为0.1，B与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，某时刻撤去水平拉力F，则下列说法正确的是（    ）    A．拉力 B．拉力 C．撤去拉力后，A、B之间的摩擦力大小为0.1mg D．撤去拉力后，A、B之间的摩擦力大小为0.2mg 三、解答题（本题5小题，共54分） 11．（10分）光滑水平地面上木板A和滑块B以共同的速度向右滑行，木板A右侧有一滑块C静止于地面上。某时刻A与C发生碰撞，碰撞过程时间很短且没有机械能损失。A、B、C的质量分别为、、，A、B间的动摩擦因数为，A与C碰撞后B未从A上滑落，重力加速度，求： （1）A、C碰撞后一瞬间各自的速度？(4分） （2）A的长度至少为多少？（3分） （3）A、C碰撞后经过多长时间发生第二次碰撞？（3分）      12．（11分）如图，两足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L=1m，导轨平面与水平面的夹角θ=30°，导轨上端连接一定值电阻R=0.3Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T。现将长也为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，从紧靠NQ处由静止释放，最终达到稳定速度。已知金属棒cd质量m=0.8kg、电阻r=0.1Ω，不计导轨电阻，cd棒与导轨始终保持良好接触，g取10m/s2。 (1)求cd棒的稳定速度vm；（3分） (2)cd棒从静止释放经t=1.4s速度变为v=5m/s，求该过程中回路产生的总焦耳热Q；（4分） (3)将cd棒速度达到v=5m/s的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，保证回路不产生感应电流，请推导磁感应强度Bt与时间t的关系式。（4分） 13．如图所示，光滑斜面上有一个重力为200N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知轻绳与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，整个装置处于静止状态。求小球受到拉力和支持力的大小。（6分） 14．（14分）一台质谱仪的工作原理如图所示，不同比荷的正离子飘入电压为的加速电场，其初速度几乎为零，这些离子经过加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上，已知放置底片的区域MN=L，且OM=L。某次测量发现MN中左侧一半区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧一半区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到。 (1)求原本打在MN中M点的离子的比荷（4分） (2)为使原本打在M点的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围；（5分） (3)是否可以仅调节一次加速电压，使其为使原本打在MQ区域的所有离子全部打到QN区域，若能，请计算n的范围，若不能，请说明理由。（5分） 15．（13分）如图所示，质量m=0.1kg的小球（可视为质点）用长L=1.25m的轻质细线悬于点。将小球向左拉起使悬线呈水平伸直状态后，无初速地释放小球，小球运动到最低点O时细线恰好被拉断，B为O点正下方地面上的点，且OB高度h=5m。取g=10m/s2，求： (1)小球到O点时的速度大小；（4分） (2)细线所能承受的最大拉力；（4分） (3)小球落地点与B点距离。（5分） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2025-2026学年度高三上学期物理期中考试卷参考答案 1．C 【详解】BD．在线圈b进入磁场的过程中，线圈b中竖直向下的磁场在增加，磁通量会发生改变，所以在线圈b中会产生感应电流，根据楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向。 线圈b中的感应电流在线圈a处产生竖直向下的磁场，会使得线圈a的磁通量发生变化，同样根据楞次定律可分析出线圈a中会感应出逆时针方向电流，两个线圈的感应电流方向是相同的，故BD错误； AC．线圈a感应出逆时针方向电流后，根据左手定则判断安培力的方向，可得到两个线圈之间排斥，线圈a会向左运动，故A错误，C正确。 故选C。 2．B 【详解】A．由于小物块与弹簧连在一起，所以小物块在、间做简谐运动，故A错误； B．初始时小物块静止于点，此时弹簧的压缩量为 给小物块施加一个方向沿斜面向上，大小的恒力，小物块在点的加速度大小为 根据对称性可知小物块在点的加速度大小为 方向沿斜面向下；在点根据牛顿第二定律可得 解得在点弹簧的伸长量为 则、两点的高度差为，故B正确； C．根据简谐运动规律可知，小物块经过平衡位置时，速度达到最大，根据平衡条件可得 解得平衡位置弹簧的伸长量为 可知小物块经过点时，速度没有达到最大值，故C错误； D．当小物块处于、点时，由于弹簧的形变量不相等，所以弹簧的弹性势能不相等，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】根据题意可知，飞船在轨道Ⅱ上从P点到Q点运动过程中，只有万有引力做负功，则机械能不变，动能减小，即速率减小。 故选D。 4．B 【详解】A．建立沿斜面和垂直斜面的坐标系，将重力和水平力分解，垂直斜面方向墙壁对物块的支持力 平行斜面方向， 物块要保持静止，需要满足静摩擦力小于等于最大静摩擦力，物块有沿斜面向上或向下滑动的趋势，所受的静摩擦力 若物体保持静止则，故A错误； BC．物块受重力、水平力、支持力和摩擦力，若要只受三个力作用而静止当摩擦力时，物块沿斜面方向的合力为零，即 解得 当满足此条件时，物块恰好受重力、水平力和支持力三个力作用而处于静止状态，B正确，C错误； D．当恒力作用于物块，且物块沿斜面滑动时，它受到的滑动摩擦力 物块沿斜面方向的合力 由于是一个恒定的值，根据牛顿第二定律 物块的加速度也是一个恒定的值，物块可以做匀加速直线运动，故D错误。 故选B。 5．D 【详解】．蓝光在真空中速度为c，波长λ0，所以为蓝光的频率 在玻璃中传播时频率不变，仍为，故A错误； B．蓝光在玻璃中的传播速度，折射率 代入数据可得n=2，故B错误； C．蓝光在玻璃中的全反射角满足，代入数据可得全反射角为30°，如图所示： △ODE为正三角形，光只能从DE段射出，由几何关系可知，，故C错误； D．由上述分析可知，△ODE为正三角形，对应的圆心角为60°，则从DE段射出的光子占总数的，由几何关系可知，从玻璃板中射出的光子占总数的一半，故D正确。 故选D。 6．B 【详解】由于过程进行得缓慢，轻质滑环受到的钢管支持力和绳子A对它的拉力是一对平衡力，故绳子A的方向始终与钢管垂直。节点O受绳子A、B、C的三个拉力处于平衡状态，三力构成封闭三角形，如图所示 三个内角分别是、、，在货物下滑过程中不变，增大，减小。由于货物下滑过程中绳B不会与钢管平行，故不会小于，根据 所以TA一直增大，TB一直减小。 故选B。 7．B 【详解】A．若，根据机械能守恒定律可知，四个小球都不会脱离轨道，且上升到最高点时速度均为零，所以四个小球能达到的最大高度均相同，故A正确，不符合题意； B．若h=R，根据机械能守恒可知，甲、乙、丁都能上升到右侧高度R处而不会越过圆弧的四分之一轨道，而丙图中小球做斜上抛运动离开轨道，到达最高点时还有水平速度，最大高度小于R，故B错误，符合题意； C．若，甲、丁两图中的小球不会脱离圆轨道，最高点的速度不为零，丙图小球离开轨道，最高点速度也不为零，乙图中小球离开轨道，上升到最高点的速度为零，根据机械能守恒知，图乙中小球到达的高度最大，故C正确，不符合题意； D．若，图甲中小球到达的最大高度为2R，根据机械能守恒得 解得最高点的速度为 对于图丙，设小球离开轨道时的速度为v1，根据机械能守恒得 而到达最高点的速度 联立解得最高点的速度为 由于两球到达最高点的速度相等，根据机械能守恒可得，甲、丙图中小球到达的最大高度相等，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．AC 【详解】A．小球在水平面上的投影始终与弹簧振子重叠，则弹簧振子的简谐振动周期为，弹簧振子的动能变化周期为，故A正确； BD．小球做匀速圆周运动，弹簧振子只有在平衡位置时，振子的速度才与小球的速度相等，大小为 其他位置时，弹簧振子的速度为小球在水平方向的分速度，小于在平衡位置的速度，因此在时小球的动能大于弹簧振子动能，故BD错误； C．弹簧振子由平衡位置到处时，根据机械能守恒定律可得 其中 此时弹簧的弹力为，故C正确。 故选AC。 9．BD 【详解】AB．氢原子n = 3与n = 2的能级差小于n = 4与n = 2的能级差，则Hα与Hβ相比，Hα的波长大、频率小，故A错误、B正确； C．Hβ对应的光子能量为 E = (－0.85)eV－(－3.40)eV = 2.55eV 故C错误； D．氢原子从基态跃迁到激发态至少需要能量 E = (－3.40)eV－(－13.60)eV = 10.2eV Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态，故D正确。 故选BD。 10．BC 【详解】AB．撤去拉力F前，根据整体受力平衡有 故A错误，B正确； CD．撤去拉力F后，由于 可知A在B上滑动，根据 可知 故C正确，D错误。 故选BC。 11．（1），；（2）；（3） 【详解】（1）A、C碰撞过程满足由动量守恒和能量守恒得 得 ， （2）A、B相互作用过程，对系统由动量守恒和能量守恒得 得 ， （3）A、B相互作用过程，对有 对B有 此后 所求时间为 联立得 12．(1)10m/s (2)6J (3) 【详解】（1）棒速度达到稳定时所受合外力为零，由平衡条件得 由闭合电路欧姆定律得 又 解得 （2）设棒下滑的距离为，沿斜面向下为正方向，由动量定理 又 解得 棒从静止释放到的过程中，由功能关系得 解得 （3）cd棒不受安培力，做匀加速运动，设加速度大小为a，由牛顿第二定律得 回路不产生感应电流，则回路中磁通量不变，时磁感应强度 则有 解得 13．， 【详解】对小球受力分析如图所示 将各力进行分解，沿水平方向则有 竖直方向则有 联立解得， 14．(1) (2) (3)不能，见解析 【详解】（1）离子在电场中加速，根据动能定理，得 离子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，得 联立解得 打在MN中M点的离子，加速电压，得 解得， （2）由（1）知， 原本打在MQ的离子半径范围为 原本打在M点的离子打在点时，代入得 原本打在M点的离子打在点时，代入得 加速电压U的调节范围为 （3）由题意知，原本打在MQ的离子半径范围为 由（1）可知，，电压变为倍后，间的粒子半径变为原来的倍，即 设打在底片上的范围为d，则 又，故离子可打到的范围为，超出了区间，所以原本打在MQ区域的所有离子不能全部打到QN区域。 15．(1)5m/s (2)3N (3)5m 【详解】（1）小球由A到O的过程，由机械能守恒定律得 解得v0=5m/s （2）在O点由牛顿第二定律得 解得F=3N （3）绳被拉断后，小球做平抛运动 水平方向x=v0t 竖直方向 解得 x=5m 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $