精品解析：北京市中国人民大学附属中学2025-2026学年高三下学期自主复习测试物理试卷

人大附中2026届高三自主复习测试 物理 说明： 1．本练习共10页，20题；共100分。练习时间90分钟； 2．请务必在答题卡上指定位置填写个人信息，并将条形码贴在答题卡的相应位置上，在试卷上作答无效。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 温度相同的物体内能一定相同 B. 液体中液体分子的无规则运动称为布朗运动，布朗运动随温度的升高而更加剧烈 C. 一定质量理想气体，当温度不变、压强增大时，其体积可能增大 D. 在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁仍有压强 【答案】D 【解析】 【详解】A. 内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和，其大小取决于物体的温度、体积、物态和分子数。温度相同仅表明分子平均动能相同，但内能还可能因其他因素不同而不同，故A错误； B. 布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它是液体分子无规则热运动的反映，而非液体分子本身的运动。液体分子的无规则运动称为热运动。布朗运动随温度升高而加剧，故B错误； C 根据理想气体状态方程 C为常数，当温度不变、压强增大时，其体积减小，故C错误； D. 气体压强是由气体分子无规则热运动频繁碰撞器壁产生的，与重力无关。在完全失重状态下，分子热运动不受影响，对器壁的碰撞仍会产生压强，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一小球，轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中A点为最高点、C点为最低点，B点与O点等高，下列说法正确的是（　　） A. 小球经过A点时，所受杆的作用力方向一定竖直向下 B. 小球经过B点时，所受杆的作用力方向沿着BO方向 C. 从A点到C点的过程，杆对小球的作用力做负功 D. 从A点到C点的过程，小球重力的功率保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球经过A点时，合外力提供向心力，则当小球速度较小时 则所受杆的作用力竖直向上；当小球速度较大时 则所受杆作用力竖直向下；当小球速度 则杆对小球无作用力。故A错误； B．合外力提供向心力，小球受重力和杆给的作用力，则小球所受杆的作用力为右上方。故B错误； C．A到C的过程中，重力做正功，根据动能定理可知 故杆对小球的作用力做负功。故C正确； D．A点和C点处重力与速度方向垂直，则小球重力的功率为0，B点处重力与速度共线，故重力功率不为0，则从A点到C点的过程，小球重力的功率先增大再减小。故D错误。 故选C。 3. 如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图。矩形线圈在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动。矩形线圈面积为S，匝数为，线圈电阻为，外接负载电阻为。下列说法正确的是（ ） A. 图示时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最小 B. 从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为 C. 线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量 D. 线圈由图示位置转过的过程中，电阻产生的热量 【答案】C 【解析】 【详解】 A．线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，故A错误； B．从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为 故B错误； C．从题图所示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 故C正确； D．线圈由图示位置转过的过程中，电阻R上所产生的热量 故D错误。 故选C。 4. 如图所示，长方体物块叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。B受力的个数为（　　） A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，对A受力分析可知，受重力、B的支持力，由于A静止，则A还受B沿斜面向上的静摩擦力，对B受力分析可知，受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力、B还受A沿斜面向下的摩擦力，由于B静止，则受沿斜面向上的摩擦力，即B受6个力作用。 故选C。 5. 如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为γ的激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知∠COD = 120°，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ） A. 一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小 B. 改变入射角α的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射 C. 此激光束在玻璃中穿越的时间为（c为真空中的光速） D. 激光束的入射角为α = 45° 【答案】C 【解析】 【详解】A．光在不同介质中传播时，频率不会发生改变，所以光子在穿过玻璃球的过程中能量不变，A错误； B．激光束从C点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角，折射角都小于临界角，根据几何知识可知光线在玻璃球内表面的入射角不可能大于临界角，所以都不可能发生全反射，B错误； C．此激光束在玻璃中的波速为 CD间的距离为 则光束在玻璃球中从到传播的时间为 C正确； D．由几何知识得到激光束在在点折射角r = 30°，由 可得入射角α = 60°，D错误。 故选C。 6. 图甲为一列简谐横波在时的波动图像，图乙为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 时的波动图像如图丙所示 B. 该波向x轴正方向传播 C. 质点P与M的相位总相反 D. 质点P与M的速度总相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，该波的周期 T= 4s。图甲是 t =2s 时的波形，t = 3.0s 时，时间过去了 由图乙可知，在 t = 2s 时，质点 P 位于平衡位置且向 y 轴负方向运动。经过的时间，即在 t = 3s 时，质点 P 运动到负向最大位移处。而图丙中 x= 2cm处的质点位于正向最大位移处，故 A 错误； B．由图乙可知，在 t = 2s时，质点 P 的振动方向是沿 y 轴负方向。在图甲的波动图像中，根据“上下坡法”或“平移法”，可以判断出波的传播方向。若波向右传播，x= 2cm 处的质点 P 应向上运动；若波向左传播，x= 2cm处的质点 P 应向下运动。因此，该波向 x 轴负方向传播，故 B 错误； C．由图甲可知，波长 λ=4cm。质点 P 的坐标为，质点 M 的坐标为，它们之间的距离为 ，它们的振动情况总是相反，即相位总相反，故 C 正确； D．由于质点 P 与 M 是反相点，它们的位移始终满足。根据简谐运动速度与位移的关系，它们的速度大小在任意时刻相等，但方向始终相反，因此，它们的速度不总相同，故 D 错误。 故选 C。 7. 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，我们称之为双星系统.设某双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，转动周期为T，轨道半径分别为RA、RB且RA<RB，引力常量G已知，则下列说法正确的是（　　） A. 星球A的向心力大于星球B的向心力 B. 星球A的线速度一定大于星球B的线速度 C. 星球A和星球B的质量之和为 D. 双星的总质量一定，若双星之间的距离增大，其转动周期也变大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由双星运动规律可知，双星靠相互间的万有引力提供彼此圆周运动的向心力，所以两个星球的向心力大小相等，故A错误； B．由双星运动规律可知，双星的角速度相等，根据 可得，星球A的线速度一定小于星球B的线速度，故B错误； C．对于星球A有 对于星球B有 联立解得 故C正确； D．根据 双星之间的距离增大，总质量不变，则转动的周期变大，故D正确。 故选CD。 8. 如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路．刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量．测量时表针摆过了一定角度， 李辉由此确认线圈没有断路． 正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感．下列说法正确的是 A. 刘伟被电击时变压器线圈中的电流瞬间变大 B. 刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压 C. 刘伟受到电击的同时多用电表也可能被烧坏 D. 实验过程中若李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，他也会受到电击 【答案】B 【解析】 【详解】当回路断开时电流要立即减小到零但由于线圈的自感现象会产生感应电动势，该自感电动势较大，所以刘伟倍“电”到，即刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压，故A错误，B正确；因多用表的表笔已经与被测线圈脱离，则多用电表不可能被烧坏，选项C错误；实验过程中若李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，当与线圈脱离后，在电表回路不会产生感应电动势，则他不会受到电击，选项D错误；故选B. 点睛：本题考查了自感电动势产生的条件，要知道欧姆表测电阻时，电流是很小的；当电流变化时变压器的线圈会产生较大的自感电动势． 9. 蹦床运动中，体重为60kg的运动员在时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取。下列说法正确的是（　　） A. 时，运动员的机械能最大 B. 时，运动员的加速度大小为0 C. 时，运动员恰好运动到最大高度处 D. 运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N 【答案】D 【解析】 【详解】A. 时运动员在最低点，速度为零，机械能最小，故A错误； B. 时运动员刚离开蹦床，只受重力，加速度为，故B错误； C. 空中运动时间 ，上升时间 ，离开时刻 ，最高点应在 ，故C错误； D. 离开时速度 由动量定理 代入数据得 ，故D正确。 故选D。 10. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲是回旋加速器的结构示意图，粒子从磁场中获得能量被加速 B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的负极，A极板是正极 C. 图丙是某霍尔元件的原理示意图，若要提高其测量磁场的灵敏度，可让电流I大一些 D. 图丁为速度选择器和质谱仪的组合装置示意图，不改变电场及磁场，沿直线经过速度选择器的粒子，则击中底片同一位置的粒子具有相同质量 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲是回旋加速器的示意图。带电粒子在回旋加速器中，磁场的作用是使粒子做圆周运动，改变粒子的运动方向，但洛伦兹力始终与速度方向垂直，对粒子不做功，所以粒子不能从磁场中获得能量。粒子是在D形盒之间的电场中被加速，从而获得能量，故A错误； B．图乙是磁流体发电机的示意图。等离子体（包含正、负离子）射入磁场，磁场方向水平向左。根据左手定则，正离子受到的洛伦兹力方向向下，向B极板偏转，使B极板带正电；负离子受到的洛伦兹力方向向上，向A极板偏转，使A极板带负电。因此，A极板是发电机负极，B极板是正极，故B错误； C．图丙是霍尔元件的原理示意图。设霍尔元件沿y轴宽为b，沿z轴高为h，当达到稳定状态时，有 电流的微观表达式 霍尔电压表达式 若要提高其测量磁场的灵敏度，可让电流I大一些，故C正确； D．图丁为质谱仪的示意图。能沿直线通过速度选择器的粒子有 进入偏转磁场有 解得 不改变电场及磁场，沿直线经过速度选择器的粒子，则击中底片同一位置的粒子不一定具有相同质量，故D错误。 故选C。 11. 一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图（b）示，则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】物体在其轨迹最高点P处只有水平速度，其水平速度大小为 在最高点，把物体的运动看成圆周运动的一部分，物体的重力作为向心力，由向心力的公式得 所以在其轨迹最高点P处的曲率半径是 故B正确。 故选B。 12. 某实验小组模拟输电网供电的装置如图所示。发电机产生的交变电流经升压、降压变压器传输给用户。电阻并联在升压变压器原线圈a、b两端，降压变压器副线圈匝数可通过滑动触头P调节，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻，用户端电阻为，，不计其余电阻。已知发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 若的阻值增大，则用户端电阻消耗的功率减小 B. 若在用户端再并联一个电阻，则上消耗的功率增大 C. 若将滑片P向上滑动，则电阻消耗的功率减小 D. 若用户端电阻增大，则用户端消耗的功率先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．若R1的阻值增大，但是ab端的输入电压不变，升压变压器次级电压恒定不变，则用户端电阻R2消耗的功率不变，选项A错误； B．将降压变压器以及R2等效为 则若在用户端再并联一个电阻，等效于R2减小，R等减小，通过R0的电流 变大，则R0上消耗的功率 功率增大，选项B正确； C．若仅将滑片P向上滑动，则n4变大，则 减小，则通过R0的电流 变大，电阻R0消耗的功率 功率增大，选项C错误； D．将R0等效为电动势为U2的电源的内阻，R等为外电阻，则当R0=R等时R2的功率最大；因开始时R2>R0， n3>n4，则R等>R0，若用户端电阻R2增大，R等远离R0的值，则用户端消耗的功率会一直减小，选项D错误。 故选B。 13. 桌面上放置一“U”形磁铁，用能绕端点转动的绝缘轻杆悬挂一半径为r、厚度为d的铝制薄圆盘，圆盘的平衡位置恰好位于两磁极之间，如图甲所示。若将圆盘拉离平衡位置一个固定角度后由静止释放（如图乙所示），圆盘在竖直平面内来回摆动（圆盘面始终与磁场垂直），经时间停下；若仅将圆盘厚度改变为2d，重复以上实验，圆盘经时间停下；若保持圆盘半径r和厚度d不变，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，重复以上实验，圆盘经时间停下。不计转轴和空气的阻力，则观察到的现象是（　　） A. 与几乎相等 B. 明显小于 C. 明显小于 D. 与几乎相等 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据 若仅将圆盘厚度改变为2d，则电阻减小，相同条件下，圆盘产生的电流变大，圆盘受到的安培力变大，但是圆盘质量也变大，阻碍作用不好判断，考虑两个一模一样的圆盘，从同一高度单独释放到停下所用时间相同，那么两个圆盘并排贴在一起（相当于厚度加倍），从同一高度单独释 放到停下所用时间应该不变，即与几乎相等，故A正确，B错误； CD．结合以上分析，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，电阻变大，相同条件下，圆盘产生的电流变小，圆盘受到的安培力变小，同时圆盘质量变大，阻碍作用变小，则圆盘停下来所用时间变长，即明显大于t1，故CD错误。 故选A。 14. 亥姆霍兹线圈是一种制造小范围均匀磁场的器件，由一对完全相同的平行圆形导体线圈组成。线圈半径为R，圆心间距为d，以圆心连线中点O为坐标原点，以连线所在直线（轴线）为x轴建立空间直角坐标系O-xyz，如右图所示，通恒定的同向平行电流I后在真空室内产生磁场，位于O点的粒子源向右侧各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q、最大速度为的带正电的粒子（所有粒子速度方向与x轴正方向夹角，不考虑粒子受到的重力）。当时，在到区间轴线附近的磁场可以视为匀强磁场，磁感应强度为，如左下图所示当时，在到区间轴线附近区域的磁场磁感线类似“磁瓶”形状的呈现对称性的非匀强磁场，如右下图所示，沿轴线方向的磁感应强度分量沿x轴从O点向两侧逐渐增大，最大和最小的关系为：，在粒子运行过程中，垂直轴线方向速度的平方与沿轴线方向的磁感应强度的大小之比为一常数，即。 关于上述描述，下列说法正确的是（　　） A. 时，向右侧各方向发射的粒子在到区间内运动过程中的加速度最大值等于 B. 时，若施加一个与磁场方向平行的恒定匀强电场，则向右侧各方向发射的所有粒子在到区间内运动过程中加速度大小随粒子位置的变化而变化 C. 时，若粒子能在到区间内做往返运动，则粒子在运动过程中动能发生周期性变化，变化周期等于粒子一次往返全过程的时间的一半 D. 时，若粒子能在到区间内做往返运动，则粒子源射出的粒子的速度与轴线的夹角满足 【答案】D 【解析】 【详解】A．当时，在到区间轴线附近的磁场可以视为匀强磁场，磁感应强度为，因此粒子受到的洛伦兹力为，又因为所有粒子速度方向与x轴正方向夹角，所以，因此，故A错误； B．粒子受到沿x轴方向的恒定的电场力，又受到垂直于x轴方向的恒定的洛伦兹力，两个力的合力大小不变，因此加速度大小不变，故B错误； C．粒子在磁场中仅受洛伦兹力，而洛伦兹力不做功，因此动能不变，故C错误； D．初始点为O点，，，最远点，要粒子能够做往返运动，而洛伦兹力不做功，因此在最远点时，，因此，即，所以，因此要粒子能够做往返运动，粒子的速度与轴线的夹角满足，故D正确。 故选D。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 下列实验操作，正确的是________。 A. 用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球并同时开始计时 B. 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流电压挡测电压 C. 使用多用电表测电阻时，换挡之后短时间内测量电阻可以不用进行欧姆调零 【答案】B 【解析】 【详解】A．在单摆测重力加速度实验中，应在摆球经过平衡位置（最低点）时开始计时，因为此时摆球速度最大，计时误差较小。从最高点开始计时误差较大，故A错误； B．在探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验中，变压器工作在交流电下，使用多用电表的交流电压挡测量电压，故B正确； C．使用多用电表测电阻时，换挡后必须进行欧姆调零，以校准零点，确保测量准确，故C错误。 故选B。 16. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸加入酒精中，制成总体积为的油酸酒精溶液，测得1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S。已知1滴该油酸酒精溶液的体积为，则油酸分子的直径________。（用、、和S表示） 【答案】 【解析】 【详解】油酸酒精溶液的浓度为 一滴溶液中含纯油酸的体积为  油酸分子的直径 17. 用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如下图所示。 （1）双缝应该放置在图1中_______处（填“A”或“B”）。 （2）分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为_______mm。 【答案】（1）B （2）3.184 【解析】 【小问1详解】 在双缝干涉实验中，光的传播顺序是：光源→透镜→滤光片→单缝→双缝→遮光筒→测量头。单缝的作用是获得线光源，双缝的作用是将一束光分成两束相干光。因此，双缝应放置在滤光片之后、遮光筒之前的B处。 【小问2详解】 螺旋测微器的读数规则是：固定刻度读数+可动刻度读数×0.01mm。 图中固定刻度：3.0mm 可动刻度：18.4×0.01mm=0.184mm 读数：3.0mm+0.184mm=3.184mm（3.182~3.186mm均合理） 18. 某欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“×10”“×100”两个挡位。已知电源电动势，表头允许通过的电流最大值，内阻。现用该表测量一个阻值小于的定值电阻。 （1）图甲a为_______（选填“红”或“黑”）表笔，要测量，选择开关c应与_______（选填“d”或“e”）相连，然后进行欧姆调零。测量时指针位置如图乙所示，欧姆表读数为_______； （2）若与相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中_______Ω。 （3）欧姆表电源经久未换，测量后发现其电动势小于1.5V，在正确的操作下，定值电阻的测量值_______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1） ①. 黑 ②. ③. 320 （2）30 （3）大于 【解析】 【小问1详解】 [1] 表笔与电源正极相连，故其为黑表笔。 [2]由图甲可知接时干路电流的最大值大于接时干路电流的最大值，结合欧姆表的内阻可知，接时为“×10”挡位，接时为“×100”挡位，结合图乙可知应选用“×10”挡位，故应该接。 [3]图乙中的读数为 【小问2详解】 若与相连，欧姆表的内阻为 干路中流过的电流最大值 表头量程扩大为10倍，故 可得 【小问3详解】 使用欧姆表的时候换挡必须调零，欧姆调零之后有 根据闭合回路欧姆定律可知，此时干路电流 变小了，流过表头的电流将变小，指针较正常时往左偏，测量值大于真实值。 19. 如图所示，在距水平地面高h=0.80m的水平桌面左边缘有一质量mA=1.0kg的物块A以v0=5.0m/s的初速度沿桌面运动，经过位移s=1.8m与放在桌面右边缘O点的物块B发生正碰，碰后物块A的速度变为0，物块B离开桌面后落到地面上。设两物块均可视为质点，它们的碰撞时间极短，物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，物块B的质量mB=1.6kg，重力加速度g=10m/s2。求： (1)两物块碰撞前瞬间，物块A的速度大小vA； (2)物块B落地点到桌边缘O点的水平距离x； (3)物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能E。 【答案】(1)4.0m/s；(2)1.0m；(3)3.0J 【解析】 【详解】(1)物块A沿桌面滑动所受摩擦力 f=μmAg 做匀减速运动的加速度大小 a=μg=2.5m/s2 对于碰撞前物块A的运动，根据运动学公式 v02 –vA2=2as 解得 vA=4.0m/s (2)设两物块碰撞后瞬间，物块B的速度大小为vB，因碰撞时间极短，根据动量守恒定律有 mAvA=mBvB 解得 vB=2.5m/s 物块B离开桌面后做平抛运动的时间 t==0.40s 物块B落地点到桌边缘O点的水平距离 x=vBt=1.0m (3)物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能 E=mAvA2-mBvB2=3.0J 20. 如下图所示的是电动机原理的简化情景，在竖直向下的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，导轨之间间距为L，电阻不计。金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，轨道端点MP间接有直流电源，电源电动势为，内阻为，导体棒ab通过滑轮把静止于地面的重物提升到高处。已知金属棒始终在磁场中运动，处于水平且与导轨接触良好，金属导体棒长度为L，阻值为R，磁感应强度为B，磁场区域足够大，导轨足够长，重力加速度为g，电子电荷量为e，问： （1）用此装置提升物体的最大质量应小于，则是多少？ （2）若物体质量为m，m小于此装置能提升的最大质量。从闭合开关开始，请定性描述物体m的运动情况，并求出重物向上运动的最大速度。（假设绳子足够长，物体离导轨所在的平面足够远） （3）当物体M以最大速度被匀速提升时，导体棒也以相同的速率向右运动。我们知道，导体棒内的电子有跟随导体棒向右运动的分速度，也有沿导体棒运动的分速度。导体棒内的自由电子沿导体棒定向移动的过程中，由于和金属离子的碰撞而受到阻碍作用，该作用可等效为施加在自由电子上的一个沿导线的平均阻力。 ①请你定性画出导体棒中自由电子合速度的方向，并画出其受到的洛伦兹力的方向。 ②求自由电子沿导体棒定向移动过程中因与金属离子碰撞而受到的等效平均阻力大小。 【答案】（1） （2） （3）① ；② 【解析】 【小问1详解】 开关闭合瞬间电流最大，金属导体棒所受安培力最大，导体棒通过的电流 受安培力 用此装置提升物体的重力m0g应小于F，故m0最大为 【小问2详解】 物体m加速向上运动，当导体棒受到的安培力等于物体重力时，速度最大，此时，导体棒通过的电流 受安培力 解得 【小问3详解】 ①自由电子除了要沿导体棒定向移动，还要随导体棒向右运动，自由电子实际的速度方向和所受洛伦兹力的方向如图所示，洛伦兹力的方向与带电粒子的运动方向垂直，洛伦兹力不做功。 ② ab两端电势差 电子受电场力 电子受磁场力 故 解得 21. 对于物理问题，常常可以从微观角度进行研究，能更加深刻地理解其物理本质。从微观角度研究，也可以帮助我们理解宏观上表现的物理特性。 （1）单个微小粒子撞击巨大物体的力是局部而短促的脉冲，但大量粒子撞击物体的平均效果是均匀而持续的力，宏观上表现为压力。我们假定单位体积内粒子数量为n，每个粒子的质量为m，粒子运动速率均为v，如果所有粒子都垂直物体表面运动并与其碰撞，碰撞后粒子垂直物体表面返回的速度大小也是v，利用所学力学知识，导出物体表面单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。 （2）对于一定质量的密闭理想气体，若用N表示单位时间内分子与容器壁单位面积碰撞的次数，分子的质量为m，速率为v，假设分子与容器壁的碰撞都是垂直容器壁方向，且碰撞前后速率不变。 ①请通过计算写出气体对容器壁的压强表达式。 ②若改变密闭气体的温度和体积，但保持的比值不变，请问N如何变化？ （3）在压缩气体做功的过程中，关于机械能是如何转化为内能的，可以参考下图，建立如下模型：活塞某时刻以某速度运动压缩气体，气体分子迎面撞到运动着的活塞，与活塞发生相互作用，分子在弹离活塞时速率会变反。只考虑分子与活塞之间的相互作用力，假定分子与活塞的相互作用是弹性正撞。 ①研究一个分子与活塞的相互作用，通过计算说明为何分子在弹离活塞时比碰上去之前速率更大。（计算中所需物理量自行设定） ②简述压缩气体做功导致气体内能变大的原因。 【答案】（1） （2）①；②见解析 （3）①见解析；②活塞机械能通过碰撞转化为了气体分子的动能，从而使气体的内能增加 【解析】 【小问1详解】 取物体表面面积为S，在时间Δt内，撞击到该面积上的粒子来自于一个底面积为S、高为的柱体内。该柱体的体积为 其中粒子的总数为 每个粒子垂直撞击表面后以原速率反弹，其动量变化为 在Δt时间内，所有粒子的总动量变化为 根据动量定理，可得物体表面受到的平均作用力 单位面积所受的压力（即压强）为 【小问2详解】 ①单个分子的动量变化分子垂直碰撞容器壁后速率不变，动量变化为 单位时间内，单位面积上碰撞的分子数为N，因此总动量变化（即容器壁受到的总冲量）为 根据动量定理，压强等于单位时间内单位面积上受到的冲量，因此 ②理想气体状态方程为，变形可得 题目中保持不变，因此压强p也保持不变。分子的平均速率与热力学温度T的平方根成正比，当温度T升高时，分子的平均速率增大。由①中得到的压强表达式，在压强p不变的情况下，N与v成反比，所以可知当温度T升高时，N减小；温度T降低，则N增大。 【小问3详解】 ①设分子质量m；碰撞前分子相对地面的速率：v（方向向左）；活塞质量：M；碰撞前活塞相对地面的速率：u（方向向右，压缩气体） 碰撞为弹性正碰，满足动量守恒和动能守恒。以向右为正方向，根据动量守恒有 动能守恒 联立两式，解得碰撞后分子的速率 由于活塞质量，可近似，，代入得： 分子弹离活塞时的速率大小为，这明显大于碰撞前的速率。 ②压缩气体时，活塞对气体做功，从微观上看：运动的活塞会与迎面碰撞的气体分子发生弹性碰撞。根据①的计算，碰撞后分子的速率会增大，即分子的平均动能增加。理想气体的内能只与分子的平均动能有关，因此分子平均动能的增加，导致了气体内能的增大。简单来说，就是活塞的机械能通过碰撞转化为了气体分子的动能，从而使气体的内能增加。 22. 静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场。 （1）如图1所示，真空中一个静止的均匀带电球体，所带电荷量为，半径为R，静电力常量为k。该球体在空间产生的电场分布如图2所示。 ①类比是一种常用的研究方法。类比直线运动中由图像求位移的方法，根据图2所示的距球心r处电场强度E的大小关系图像，求球心到球面R处的电势差大小U ②根据图，定性画出从O到无穷远空间电势随r的变化图。（假设无穷远处电势为零） （2）如图3，以O为圆心、半径为a的圆形区域内，分布着垂直纸面向里的磁场，磁感应强度（）。圆形区域内变化的磁场会激发感生电场，该感生电场的电场线是以O为圆心的一系列同心圆（图中未画出），可形象称之为“涡旋电场”。 ①求距圆心处的涡旋电场强度大小E ②如图4，该圆形磁场附近有一导体棒，长度2a，圆心到导体棒距离为，导体棒中点在O点正下方。因涡旋电场力的作用，电荷在导体棒两端聚集，产生电动势。求该电动势 （3）电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，基本原理如图5所示，图的上部分为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。图的下部分为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出，当电磁铁线圈电流的大小与方向变化满足相应要求时，电子在真空室中沿虚线圆轨迹运动，不断被加速。若某次加速中，电子圆周运动轨迹的半径为R，圆形轨迹上的磁场为，且。圆形轨迹区域内平均磁场记为（由于圆形轨迹区域内各处磁场分布不均匀，即为穿过圆形轨道区域内的磁通量与圆的面积比值），且。设图5装置中标出的电流方向为正方向，电磁铁中通有如图6所示的正弦交变电流，在0-时间内可以让电子加速数十万圈，获得很大的能量。若使电子被控制在圆形轨道R上不断被加速，与之间应满足一定的关系，请你推导与的关系。 【答案】（1）①；② （2）①；② （3） 【解析】 【小问1详解】 ①根据图像所围面积表示电势差，球心到球面R处的电势差大小 ②根据题意，可得从O到无穷远空间电势随r的变化图，如下图 【小问2详解】 ①根据法拉第电磁感应定律得 因， 联立解得 ②画辅助线，导体棒两个端点和圆心，构建一个三角形。可用法拉第电磁感应定律求闭合三角形回路的电动势，则三角形回路感应电动势为 假想一个正电荷绕三角形一圈，只有一条边非静电力做功，则有 【小问3详解】 做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供：设某时刻电子运动的速度为v，则有 由(2)问中的结论可得，此时轨道处的涡旋电场场强大小 因为（切向） 联立解得 累加求和有 解得 联立以上解得 可得. 因此 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 人大附中2026届高三自主复习测试 物理 说明： 1．本练习共10页，20题；共100分。练习时间90分钟； 2．请务必在答题卡上指定位置填写个人信息，并将条形码贴在答题卡的相应位置上，在试卷上作答无效。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 温度相同的物体内能一定相同 B. 液体中液体分子的无规则运动称为布朗运动，布朗运动随温度的升高而更加剧烈 C. 一定质量的理想气体，当温度不变、压强增大时，其体积可能增大 D. 在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁仍有压强 2. 如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一小球，轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中A点为最高点、C点为最低点，B点与O点等高，下列说法正确的是（　　） A. 小球经过A点时，所受杆的作用力方向一定竖直向下 B. 小球经过B点时，所受杆的作用力方向沿着BO方向 C. 从A点到C点的过程，杆对小球的作用力做负功 D. 从A点到C点的过程，小球重力的功率保持不变 3. 如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图。矩形线圈在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动。矩形线圈面积为S，匝数为，线圈电阻为，外接负载电阻为。下列说法正确的是（ ） A. 图示时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最小 B. 从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为 C. 线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量 D. 线圈由图示位置转过的过程中，电阻产生的热量 4. 如图所示，长方体物块叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。B受力的个数为（　　） A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 5. 如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为γ的激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知∠COD = 120°，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ） A. 一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小 B. 改变入射角α大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射 C. 此激光束在玻璃中穿越的时间为（c为真空中的光速） D. 激光束的入射角为α = 45° 6. 图甲为一列简谐横波在时的波动图像，图乙为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 时的波动图像如图丙所示 B. 该波向x轴正方向传播 C. 质点P与M的相位总相反 D. 质点P与M的速度总相同 7. 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，我们称之为双星系统.设某双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，转动周期为T，轨道半径分别为RA、RB且RA<RB，引力常量G已知，则下列说法正确的是（　　） A. 星球A的向心力大于星球B的向心力 B. 星球A的线速度一定大于星球B的线速度 C. 星球A和星球B的质量之和为 D. 双星的总质量一定，若双星之间的距离增大，其转动周期也变大 8. 如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路．刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量．测量时表针摆过了一定角度， 李辉由此确认线圈没有断路． 正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感．下列说法正确的是 A. 刘伟被电击时变压器线圈中的电流瞬间变大 B. 刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压 C. 刘伟受到电击的同时多用电表也可能被烧坏 D. 实验过程中若李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，他也会受到电击 9. 蹦床运动中，体重为60kg的运动员在时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取。下列说法正确的是（　　） A. 时，运动员的机械能最大 B. 时，运动员的加速度大小为0 C. 时，运动员恰好运动到最大高度处 D. 运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N 10. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲是回旋加速器的结构示意图，粒子从磁场中获得能量被加速 B. 图乙是磁流体发电机结构示意图，可以判断出B极板是发电机的负极，A极板是正极 C. 图丙是某霍尔元件的原理示意图，若要提高其测量磁场的灵敏度，可让电流I大一些 D. 图丁为速度选择器和质谱仪的组合装置示意图，不改变电场及磁场，沿直线经过速度选择器的粒子，则击中底片同一位置的粒子具有相同质量 11. 一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图（b）示，则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（　　） A. B. C. D. 12. 某实验小组模拟输电网供电的装置如图所示。发电机产生的交变电流经升压、降压变压器传输给用户。电阻并联在升压变压器原线圈a、b两端，降压变压器副线圈匝数可通过滑动触头P调节，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻，用户端电阻为，，不计其余电阻。已知发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 若的阻值增大，则用户端电阻消耗的功率减小 B. 若在用户端再并联一个电阻，则上消耗的功率增大 C. 若将滑片P向上滑动，则电阻消耗功率减小 D. 若用户端电阻增大，则用户端消耗的功率先增大后减小 13. 桌面上放置一“U”形磁铁，用能绕端点转动的绝缘轻杆悬挂一半径为r、厚度为d的铝制薄圆盘，圆盘的平衡位置恰好位于两磁极之间，如图甲所示。若将圆盘拉离平衡位置一个固定角度后由静止释放（如图乙所示），圆盘在竖直平面内来回摆动（圆盘面始终与磁场垂直），经时间停下；若仅将圆盘厚度改变为2d，重复以上实验，圆盘经时间停下；若保持圆盘半径r和厚度d不变，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，重复以上实验，圆盘经时间停下。不计转轴和空气的阻力，则观察到的现象是（　　） A. 与几乎相等 B. 明显小于 C. 明显小于 D. 与几乎相等 14. 亥姆霍兹线圈是一种制造小范围均匀磁场的器件，由一对完全相同的平行圆形导体线圈组成。线圈半径为R，圆心间距为d，以圆心连线中点O为坐标原点，以连线所在直线（轴线）为x轴建立空间直角坐标系O-xyz，如右图所示，通恒定的同向平行电流I后在真空室内产生磁场，位于O点的粒子源向右侧各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q、最大速度为的带正电的粒子（所有粒子速度方向与x轴正方向夹角，不考虑粒子受到的重力）。当时，在到区间轴线附近的磁场可以视为匀强磁场，磁感应强度为，如左下图所示当时，在到区间轴线附近区域的磁场磁感线类似“磁瓶”形状的呈现对称性的非匀强磁场，如右下图所示，沿轴线方向的磁感应强度分量沿x轴从O点向两侧逐渐增大，最大和最小的关系为：，在粒子运行过程中，垂直轴线方向速度的平方与沿轴线方向的磁感应强度的大小之比为一常数，即。 关于上述描述，下列说法正确的是（　　） A. 时，向右侧各方向发射的粒子在到区间内运动过程中的加速度最大值等于 B. 时，若施加一个与磁场方向平行的恒定匀强电场，则向右侧各方向发射的所有粒子在到区间内运动过程中加速度大小随粒子位置的变化而变化 C. 时，若粒子能在到区间内做往返运动，则粒子在运动过程中动能发生周期性变化，变化周期等于粒子一次往返全过程的时间的一半 D. 时，若粒子能在到区间内做往返运动，则粒子源射出的粒子的速度与轴线的夹角满足 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 下列实验操作，正确的是________。 A. 用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球并同时开始计时 B. 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流电压挡测电压 C. 使用多用电表测电阻时，换挡之后短时间内测量电阻可以不用进行欧姆调零 16. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸加入酒精中，制成总体积为的油酸酒精溶液，测得1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S。已知1滴该油酸酒精溶液的体积为，则油酸分子的直径________。（用、、和S表示） 17. 用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如下图所示。 （1）双缝应该放置在图1中_______处（填“A”或“B”）。 （2）分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为_______mm。 18. 某欧姆表内部示意图如图甲所示，该表有“×10”“×100”两个挡位。已知电源电动势，表头允许通过的电流最大值，内阻。现用该表测量一个阻值小于的定值电阻。 （1）图甲a为_______（选填“红”或“黑”）表笔，要测量，选择开关c应与_______（选填“d”或“e”）相连，然后进行欧姆调零。测量时指针位置如图乙所示，欧姆表读数为_______； （2）若与相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中_______Ω。 （3）欧姆表电源经久未换，测量后发现其电动势小于1.5V，在正确的操作下，定值电阻的测量值_______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 19. 如图所示，在距水平地面高h=0.80m的水平桌面左边缘有一质量mA=1.0kg的物块A以v0=5.0m/s的初速度沿桌面运动，经过位移s=1.8m与放在桌面右边缘O点的物块B发生正碰，碰后物块A的速度变为0，物块B离开桌面后落到地面上。设两物块均可视为质点，它们的碰撞时间极短，物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，物块B的质量mB=1.6kg，重力加速度g=10m/s2。求： (1)两物块碰撞前瞬间，物块A的速度大小vA； (2)物块B落地点到桌边缘O点的水平距离x； (3)物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能E。 20. 如下图所示的是电动机原理的简化情景，在竖直向下的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，导轨之间间距为L，电阻不计。金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，轨道端点MP间接有直流电源，电源电动势为，内阻为，导体棒ab通过滑轮把静止于地面的重物提升到高处。已知金属棒始终在磁场中运动，处于水平且与导轨接触良好，金属导体棒长度为L，阻值为R，磁感应强度为B，磁场区域足够大，导轨足够长，重力加速度为g，电子电荷量为e，问： （1）用此装置提升物体最大质量应小于，则是多少？ （2）若物体质量为m，m小于此装置能提升的最大质量。从闭合开关开始，请定性描述物体m的运动情况，并求出重物向上运动的最大速度。（假设绳子足够长，物体离导轨所在的平面足够远） （3）当物体M以最大速度被匀速提升时，导体棒也以相同的速率向右运动。我们知道，导体棒内的电子有跟随导体棒向右运动的分速度，也有沿导体棒运动的分速度。导体棒内的自由电子沿导体棒定向移动的过程中，由于和金属离子的碰撞而受到阻碍作用，该作用可等效为施加在自由电子上的一个沿导线的平均阻力。 ①请你定性画出导体棒中自由电子合速度的方向，并画出其受到的洛伦兹力的方向。 ②求自由电子沿导体棒定向移动过程中因与金属离子碰撞而受到的等效平均阻力大小。 21. 对于物理问题，常常可以从微观角度进行研究，能更加深刻地理解其物理本质。从微观角度研究，也可以帮助我们理解宏观上表现的物理特性。 （1）单个微小粒子撞击巨大物体的力是局部而短促的脉冲，但大量粒子撞击物体的平均效果是均匀而持续的力，宏观上表现为压力。我们假定单位体积内粒子数量为n，每个粒子的质量为m，粒子运动速率均为v，如果所有粒子都垂直物体表面运动并与其碰撞，碰撞后粒子垂直物体表面返回的速度大小也是v，利用所学力学知识，导出物体表面单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。 （2）对于一定质量的密闭理想气体，若用N表示单位时间内分子与容器壁单位面积碰撞的次数，分子的质量为m，速率为v，假设分子与容器壁的碰撞都是垂直容器壁方向，且碰撞前后速率不变。 ①请通过计算写出气体对容器壁的压强表达式。 ②若改变密闭气体的温度和体积，但保持的比值不变，请问N如何变化？ （3）在压缩气体做功的过程中，关于机械能是如何转化为内能的，可以参考下图，建立如下模型：活塞某时刻以某速度运动压缩气体，气体分子迎面撞到运动着的活塞，与活塞发生相互作用，分子在弹离活塞时速率会变反。只考虑分子与活塞之间的相互作用力，假定分子与活塞的相互作用是弹性正撞。 ①研究一个分子与活塞的相互作用，通过计算说明为何分子在弹离活塞时比碰上去之前速率更大。（计算中所需物理量自行设定） ②简述压缩气体做功导致气体内能变大的原因。 22. 静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场。 （1）如图1所示，真空中一个静止的均匀带电球体，所带电荷量为，半径为R，静电力常量为k。该球体在空间产生的电场分布如图2所示。 ①类比是一种常用的研究方法。类比直线运动中由图像求位移的方法，根据图2所示的距球心r处电场强度E的大小关系图像，求球心到球面R处的电势差大小U ②根据图，定性画出从O到无穷远空间电势随r的变化图。（假设无穷远处电势为零） （2）如图3，以O为圆心、半径为a的圆形区域内，分布着垂直纸面向里的磁场，磁感应强度（）。圆形区域内变化的磁场会激发感生电场，该感生电场的电场线是以O为圆心的一系列同心圆（图中未画出），可形象称之为“涡旋电场”。 ①求距圆心处的涡旋电场强度大小E ②如图4，该圆形磁场附近有一导体棒，长度2a，圆心到导体棒距离为，导体棒中点在O点正下方。因涡旋电场力的作用，电荷在导体棒两端聚集，产生电动势。求该电动势 （3）电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，基本原理如图5所示，图的上部分为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。图的下部分为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出，当电磁铁线圈电流的大小与方向变化满足相应要求时，电子在真空室中沿虚线圆轨迹运动，不断被加速。若某次加速中，电子圆周运动轨迹的半径为R，圆形轨迹上的磁场为，且。圆形轨迹区域内平均磁场记为（由于圆形轨迹区域内各处磁场分布不均匀，即为穿过圆形轨道区域内的磁通量与圆的面积比值），且。设图5装置中标出的电流方向为正方向，电磁铁中通有如图6所示的正弦交变电流，在0-时间内可以让电子加速数十万圈，获得很大的能量。若使电子被控制在圆形轨道R上不断被加速，与之间应满足一定的关系，请你推导与的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $