湖北襄阳市第四中学2025-2026学年高三上学期晚自习测试（十五）物理试卷

襄阳四中2026届高三上学期晚自习测试（十五） 物 理 试 题 一、选择题：本题共10小题，每小题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．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分． 1．近日，我国科研人员成功合成了一种新的钚元素同位素钚-227（），并依托兰州重离子加速器观测到了该同位素的α衰变过程，衰变方程为，测量得出其半衰期约为0.78s。其中钚核（Pu）质量为mPu，铀核（U）的质量为mU，α粒子的质量为mα，真空中的光速为c，则以下说法不正确的是 A．X=223，Y=92 B．200g的原子经过2.34s剩余质量为25g C．该核反应释放的核能为 D．衰变过程释放能量，所以的比结合能小于 2．牛顿根据行星运动规律得出“天体间引力遵循平方反比规律”后，进一步设想“使苹果落向地面的力”与天体间的引力是同一性质的力。设地球质量为、月球质量为、苹果质量为，地球中心与月球中心的距离为r，地球中心与苹果的距离为R，引力常量为G，地球表面重力加速度为g。假设地球与树上苹果的作用力和地球与月球间的作用力也是同一性质的力，则月球绕地球做圆周运动的向心加速度和苹果的自由落体加速度之间的大小关系应满足 A． B． C． D． 3．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为2m/s。t=0时刻二者在x=2m处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在x=2m处的质点P，下列说法正确的是 A．t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为0 B．t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为2cm C．t=1.0s时，P向y轴负方向运动 D．t=1.0s时，P向y轴正方向运动 4．如图所示，真空中四个点电荷分别位于边长为l的正方形的四个顶点A、B、C、D上，A、C两点放置，B、D两点放置，O为正方形的中心。以O为坐标原点，平行于方向为x轴正方向。现在x轴上放置电荷量为的电荷Q，使O点的场强为零，则Q的位置为 A．若电荷Q为正电荷，放置在处 B．若电荷Q为正电荷，放置在处 C．若电荷Q为负电荷，放置在处 D．若电荷Q为负电荷，放置在处 5．如图，质量为的滑块套在固定的水平杆上，一轻杆上端通过铰链固定在上，下端与一质量为的小球相连。某时刻给小球一水平向左、大小为的初速度，经时间小球在水平方向上的位移为。规定水平向左为正方向，忽略一切摩擦，则滑块在水平方向上的位移为 A． B． C． D． 6．如图所示，光滑竖直墙壁与光滑水平地面交于B点，质量为M的光滑半圆柱体，紧靠竖直墙壁置于水平地面上，O为半圆柱体横截面的圆心。质量为m且可视为质点的小球，用长度为L的细线悬挂于竖直墙壁上的A点，小球静置于半圆柱体上。当换用质量不变，而半径不同的光滑半圆柱体时，细线与竖直墙壁的夹角θ就会跟着发生改变。已知AB之间距离也为L，重力加速度为g，不计各接触面间的摩擦，关于小球和圆柱体的受力说法正确的是   A．当时，细线对小球的拉力大小为mg B．当时，半圆柱体对小球的支持力大小为mg C．在θ逐渐减小的过程中，圆柱体受到水平地面的弹力始终保持不变 D．在θ逐渐减小的过程中，圆柱体受到竖直墙壁的弹力始终保持不变 7．如图，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN，MN到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子所带电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则 A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B．薄板的上表面接收到粒子的区域长度为 C．薄板的下表面接收到粒子的区域长度为d D．薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 8．如图所示，正方形导线框的边中点和边中点分别接有接线柱，两接线柱通过导线与阻值为的定值电阻相连。的左侧有方向垂直纸面向里的匀强磁场，右侧有方向垂直纸面向外的匀强磁场，两磁场的磁感应强度均为。从某时刻开始，正方形导线框绕过的轴以恒定角速度转动，初始边速度方向垂直纸面向外。已知正方形导线框边长为，正方形导线框、接线柱、导线的电阻均不计，下列说法正确的是 A．正方形导线框转到图示位置时，流过定值电阻的电流为0 B．定值电阻消耗的电功率为 C．流过正方形导线框边的电流有效值为 D．正方形线框产生的感应电动势最大值为 9．一定质量的理想气体从状态a经过状态b、c、d回到状态a，其压强p与体积倒数的关系如图所示。状态b、d的体积相等。下列说法正确的是 A．b→c过程中气体要从外界吸收热量 B．d→a过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数不断减小 C．a→b过程中外界对气体做的功大于气体放出的热量 D．b→c过程中外界对气体做的功大于c→d过程中气体对外界所做的功 10．如图所示，在上表面光滑的固定水平桌面上有一质量为的物块甲，其左端通过一根劲度系数为的轻质弹簧连接于固定挡板，右端通过两个轻质滑轮和一根不可伸长的轻质细线和质量为的物块乙相连。在弹簧处于原长状态时，将甲、乙从静止状态自由释放，运动过程中细线始终伸直，两滑轮不会相碰。不计所有阻力，重力加速度为，轻弹簧在形变量为时的弹性势能。则 A．释放瞬间甲的加速度大小等于重力加速度 B．释放瞬间轻绳的拉力大小为 C．甲的速度第一次最大时，弹簧的弹力大小为 D．甲的速度第一次最大时，其速度大小为 二、非选择题:本题共5小题，共60分． 11．（8分） 某同学利用智能手机研究平抛运动规律，实验操作如下： ①让小球从斜槽口水平抛出，在小球运动轨迹平面内竖直固定一长为1.8m的标杆，手机正对小球轨迹平面固定； ②打开手机的频闪照相功能记录小球运动轨迹，频闪照相的频率为10Hz； ③将频闪照相得到的多张照片叠放在一起，用针在小球位置打孔，将下落位置记录在一张照片中，如图所示，O、A、B、C为下落过程中连续记录的一些位置，以竖直杆的垂线为水平方向，沿杆方向为竖直方向； ④打开手机的测量功能，测出照片中标杆长度为15cm，A、B两点间的竖直高度hAB=2.02cm，B、C间的竖直高度为hBC=2.83cm，A、B间的水平距离为5.00cm，B、C间的水平距离为4.98cm。 通过数据分析完成下列问题： （1）当地的重力加速度大小为 m/s2（保留3位有效数字）； （2）在误差允许范围内水平方向物体做 运动，平抛的初速度大小为 m/s（保留2位有效数字）； （3）物体运动到B点时已经从斜槽口抛出后运动了 s（保留1位有效数字）。 12．（10分） 某实验小组为了测量一节干电池的电动势E和内阻r，设计了如下实验方案。实验提供的器材如下： 待测干电池（，）；电流表A（量程0.6A，内阻）； 电压表V（量程3V，内阻）；滑动变阻器（最大阻值）；开关、导线若干。 （1）实验小组采用了图甲和图乙两种常规伏安法电路进行测量。闭合开关前，两图都应该将滑动变阻器的滑片P调到最 （选填“左”或“右”）端。 （2）图甲电路系统误差主要来源是 （选填“a”或“b”，其中a表示“电压表内阻的分流”，b表示“电流表内阻的分压”）；对比甲、乙两电路，其中乙电路电动势测量值 、内阻测量值 （选填“”“”或“”）。 （3）实验小组分别按照图甲和图乙做实验，改变滑动变阻器的阻值，记录电压表和电流表的示数，做出图像如图丙所示，请根据图丙中的实验结果，用图中相应的物理量表达出电池的真实内阻 。 13．（10分） 如图所示，横截面为半圆的透明介质，圆心为O，半径为R，与水平地面相切于P点。介质的折射率为n=。一束单色光均匀入射到上表面直径上各点，入射光与直径成夹角。光的反射只考虑全反射。求： （1）从圆心入射的光，射到地面上的位置与P的距离是多少； （2）从半圆弧面上有光射出部分的圆弧长度是多少。 14．（14分） 如图所示，长度均为s的两根光滑金属直导轨MN和PQ固定在水平绝缘桌面上，两者平行且相距l，M、P连线垂直于导轨，定滑轮位于N、Q连线中点正上方h处。MN和PQ单位长度的电阻均为r，M、P间连接一阻值为的电阻。空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。过定滑轮的不可伸长绝缘轻绳拉动质量为m、电阻不计的金属杆沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v。零时刻，金属杆位于M、P连线处。金属杆在导轨上时与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度大小为g。求： （1）金属杆在导轨上运动时，回路的感应电动势； （2）金属杆在导轨上与M、P连线相距d时，回路的热功率； （3）金属杆在导轨上保持速度大小v做匀速直线运动的最大路程。 15．（18分） 如图所示，长l=1m的非弹性轻绳一端固定在O点，另一端拴有小球A，O点正下方l处有一小物块B静置于木板C最右端，小物块D距离C右端2m。开始时C被锁定，轻绳伸直与水平方向间夹角θ=30°，A由静止释放，运动到最低点与B发生弹性碰撞，之后B向左运动，与D发生弹性碰撞后瞬间解除C的锁定，最终D恰好未从C上滑落。已知A、B、C的质量均为m=0.4kg，D的质量为M=0.8kg，B、D与C间的动摩擦因数均为µ=0.4，重力加速度大小g=10m/s2。地面光滑，A、B、D均可视为质点，求： （1）A与B碰撞前A的速度大小； （2）C的长度； （3）整个过程中B、C间因摩擦产生的热量。 襄阳四中2026届高三上学期晚自习测试（十五） 物 理 试 题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D C C A C AB BD CD 6．A 【详解】AB．对均匀球进行受力分析如图1所示连接O2B和O1O2，设O2B与水平面之间的夹角为，O1O2与水平面之间的夹角为，当时，由几何关系可知，由于AB=AO2，，所以△ABO2为等边三角形 由圆心角与圆周角之间的关系可知可知小球受到的绳子的拉力T与半圆柱体对小球的支持力N相互垂直，水平方向 竖直方向联立得，故A正确，B错误； CD．若θ逐渐减小，当小球平衡时，小球的位置在以AB为半径的圆弧上，如图2所示：由几何关系可知，直线O1O2是该圆的切线方向，所以AO2⊥O1O2，则以小球与半圆柱体组成的整体为研究对象，在竖直方向，半圆柱体受的支持力 由几何关系可知减小，由上式可知，将减小，根据牛顿第三定律可知，半圆柱体对地面的压力将减小；在水平 可知，当时，半圆柱体受到墙对半圆柱体的弹力最大，所以圆柱体受到竖直墙壁的弹力是变化的，故CD错误； 7．C 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有，可得，故A错误； B．当粒子沿x轴正方向射出时，上表面接收到的粒子离y轴最近，如图轨迹1，根据几何关系可知；当粒子恰能通过N点到达薄板上方时，薄板上表面接收点距离y轴最远，如图轨迹2，根据几何关系可知，，故上表面接收到粒子的区域长度为，故B错误； C．根据图像可知，粒子可以恰好打到下表面N点；当粒子沿y轴正方向射出时，粒子下表面接收到的粒子离y轴最远，如图轨迹3，根据几何关系此时离y轴距离为d，故下表面接收到粒子的区域长度为d，故C正确； D．根据图像可知，粒子恰好打到下表面N点时转过的圆心角最小，用时最短，有，故D错误。 8．AB 【详解】BD．由电磁感应定律可得线框产生的最大电动势为交流电的有效值为定值电阻消耗的电功率为B正确；D错误；C．因ab与cd处于并联关系，因此流经正方形导线框边的电流有效值为C错误。 9．BD 【详解】C．a→b过程为等温变化，内能不变，体积减小，根据，可知外界对气体做功与放出热量相等，C错误； A．b→c过程为等压变化，根据图像中与原点连线斜率表示温度，可知，温度降低，内能减小，体积减小，外界对其做功，根据，可知气体向外界放热，A错误； B．d→a为等压变化，由，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的平均碰撞次数减小，B正确； D．b、d两状态气体体积相同，即b→c过程气体体积的变化量与c→d过程中气体体积变化量大小相等，b→c过程压强不变，而c→d过程压强减小，根据可知b→c过程中外界对气体做的功大于从c→d过程中气体对外界所做的功，D正确。 10．CD 【详解】AB．设释放瞬间轻绳的拉力大小为，乙的加速度，甲的加速度为，对乙受力分析，根据牛顿第二定律可得对于甲而言，则有根据运动学规律可得联立解得，，故AB错误； C．甲的速度最大时，受力平衡，甲的加速度为零，结合上述分析可知，乙的加速度也为零，此时设轻绳的拉力为，对乙则有对甲则有，故C正确； D．根据上述分析可知，甲的速度最大时，甲移动的位移为（即弹簧的伸长量）则乙移动的距离为此时甲的速度为，则乙的速度为，由能量守恒可得 联立解得，故D正确。 11．（8分）（每空2分）【答案】（1）9.72 （2）匀速直线 6.0 （3）0.3 12．（10分）（每空2分）【答案】（1）左 （2） b （3） 13．（10分）【答案】（1）（5分） （2）（5分） 【详解】（1）作出光路如图所示从O点入射的光入射角i=45° 折射角为r，根据折射定律有n= PN距离为x=Rtanr 解得x= （2）根据全反射可知，设临界角为C，有sinC= 解得C=45° 作出光路如上图，从A和B点入射的光分别在圆弧面上F和E点发生全反射，应用数学知识可知α=(90°-r）-C=15°，β=180°-C-（90°-r)=75° 能从圆弧上射出光对应圆心角θ=π-α-β= 从半圆弧面上有光射出部分的圆弧长度L=Rθ 解得L= 14．（14分）【答案】（1） （4分） （2）（4分） （3）（6分） 【详解】（1）金属杆在导轨上运动时，切割磁感线，产生感应电动势 （2）金属杆运动距离d时，电路中的总电阻为 故此时回路中的总的热功率为 （3）设金属杆保持速度大小v做匀速直线运动的最大路程为，此时刚好将要脱离导轨，此时绳子拉力为T，与水平方向的夹角为 ，对金属杆根据受力平衡可知， 根据位置关系有 同时有， 联立解得 15．（18分）【答案】（1）5m/s（6分） （2）2.25m（6分） （3）3.75J（6分） 【详解】（1）A由静止开始自由下落，当绳再次绷紧时，有 绳绷紧后瞬间，A的速度变为 A从绳绷紧后运动到最低点，由动能定理得 解得A与B碰撞前的速度 （2）A、B碰撞过程，有， 解得 设B与D碰撞前速度为v，B在C上减速时加速度为 由运动规律得 解得 B、D碰撞过程，有， 碰后B、D的速度分别为， 碰后D的加速度为 对C，由牛顿第二定律得 解得 设C加速后经过时间t与D共速，则 解得， 从D开始运动到刚好不滑落C，C、D间的相对距离 解得 木板C的长度 （3）C、D共速时，B的速度 从B、D碰撞到C、D共速，B相对C的距离 从C、D共速到B、C、D三者共速，对系统，由动量守恒定律得 对B，有 B相对C的路程为 B、C间由于摩擦产生的热量 学科网（北京）股份有限公司 $