内容正文:
2026届东北四省(辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古)高三物理自编模拟卷
评分标准
一、选择题:本题共 10 小题,共46 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,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
D
C
C
C
D
D
AC
AC
ACD
二、非选择题:本题共5小题,共54 分。
11.(8分)(1)1.380(2分)(2) (2分) (1分) (1分) 减小(2分)
12.(8分)(1)34(2分)34.0(2分)(2)BD(2分)(3)C(2分)
13.(10分)(1)输液瓶为圆柱体,总容积,总高,因此横截面积
初始药液体积,气室体积
气室高度(1分)
液体总高度20cm,a管上端到液面的高度(1分)
a管上端的压强,可得初始状态气室中的压强(1分)
代入数据得(1分)
(2)药液体积时,中封闭气体体积
压强,(1分)
代入数据得(1分)
由理想气体方程可得,中封闭气体物质的量之比(1分)
代入数据可得(1分)
进入空气与原有空气的物质的量之比(1分)
故此过程中进入气室的空气与原有空气的质量比约为。(1分)
14.(12分)(1)对a物块下滑过程中根据动能定理有(1分)
可得
在B点根据牛顿第二定律有(1分)
可得,方向竖直向上。(1分)
(2)如图
由于h<<r,滑块a所受回复力F,则(1分)
可知滑块受到的回复力F与x成正比,方向与x相反,因此滑块a从释放到第一次到达最低点的运动是简谐运动。(1分)
(3)滑块b在圆弧形斜面上垂直槽轴线方向的运动性质与a相同,平行槽轴线方向做匀速度直线运动。设滑块b的速度沿槽轴线和垂直槽轴线分速度为vbx、vby,如图
当vbx=0时,滑块b第一次滑到最高点,由题意可知滑块b到达的最高点高度与滑块a的开始下滑的高度相等。此时速度为vby,经历的时间t1为;(1分)
因与滑块a最高点相同,由题意可知(1分)
即
因为滑块a、b在最高点发生碰撞,设碰后滑块b的速度为v'by。由动量守恒和机械能守恒有,(1分)
联立解得,。(1分)
(4)碰后滑块a在平行于槽轴线方向的速度始终为va,从MN边界射出的最基本的几种临界情况如图1、2、3、4所示。考虑周期性,则L有多种情况
由题给数据可得,,
滑块a每一次在圆弧型斜面上滑或下滑的时间为
滑块a每一次滑过水平面的时间为(1分)
由于滑块a从任一点出发回到该点同高度位置时的时间相等,设时间为T,则T=4t1+2t2=(2π+1) s
滑块a由碰后到从MN之间飞出的时间t满足,L=0.4t
所以由图1、2可知或,……
由图3、4可知即或者,……
综上分析可知t应满足(1分)
则滑块a能从MN之间飞出时L的范围为,(n=0,1,2,3,4……)。(1分)
15.(16分)(1)设金属圆环转动产生的电动势为E,则有(1分)
解得(1分)
设电容器所带的电荷量为 Q,则有(1分)
解得(1分)
根据右手定则可知,M极板带正电。(1分)
(2)设金属棒的最大速度为,最大速度时电流为,电容器电压为,则(1分)
解得(1分)
根据(1分)
设在达到最大速度过程中通过金属棒的电量为q,则(1分)
在达到最大速度过程中,由动量定理得(1分)
解得(1分)
(3)由于回路电阻为零,金属棒产生的电动势等于自感电动势,则有(1分)
可得(1分)
设金属棒匀速运动时的电流为,则有(1分)
(1分)
则金属棒匀速运动过程中线圈储存的能量为(1分)
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2026届东北四省(辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古)高三物理自编模拟卷
全解全析
(考试时间:75分钟,分值:100分。)
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共 10 小题,共46 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,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.2025年11月24日中国科学院面向国际聚变界首次发布BEST研究计划,BEST作为下一代人造太阳将在2027年底建成。它模拟太阳的聚变过程,利用氢的同位素——氘与氚的聚变反应释放能量,成为新一代人造太阳“中国环流三号”的核心接续装置。该聚变过程的主要核反应方程为,、、、质量依次是、、、,光速为c,下列关于该核反应说法正确的是( )
A.X粒子是质子 B.可以自发产生
C.反应后总质量大于反应前总质量 D.释放的核能为
【答案】D
【详解】A.由质量数守恒有2 + 3 = 4 + m,得m = 1;
由电荷数守恒有1 + 1 = 2 + n,得n = 0。因此X粒子为中子,故A错误;
B.核聚变需克服库仑斥力,需高温高压条件(如太阳内部),在常温常压下不能自发发生,故B错误;
C.聚变反应释放能量,根据质能方程,存在质量亏损,即反应后总质量小于反应前总质量,故C错误
D.由质能方程,核反应释放能量等于质量亏损乘以c²,质量亏损为反应前总质量()减反应后总质量(),即 ,故D正确。故选D。
2.水银具有强毒性与不可降解性,根据《关于汞的水俣公约》,从2026年1月1日起,我国禁止生产水银体温计。水银体温计断裂后,逸出的水银在玻璃表面形成球形的水银滴并能轻松滚落。下列说法正确的是( )
A. 水银能浸润玻璃
B. 水银很难被压缩是因为液体分子间不存在空隙
C. 水银滴呈球形是因为水银滴表面层分子间引力与斥力相等
D. 将两端开口的细玻璃管竖直插入水银中,管内水银面低于管外水银面
【答案】D
【详解】A.水银在玻璃表面形成球形且可轻松滚落,说明水银不会附着在玻璃表面,属于不浸润玻璃的液体,故A错误;
B.液体分子间存在空隙,水银难以压缩的原因是分子间距小于平衡距离时,分子间斥力远大于引力,斥力阻碍压缩,并非分子间无空隙,故B错误;
C.水银滴呈球形是表面张力作用的结果,由于水银表面层分子比内部分子稀疏,分子间距大于平衡距离,分子间表现为引力,使液面收缩为球形,并非引力与斥力相等,故C错误;
D.水银不浸润玻璃,毛细现象中不浸润液体在细管内液面会下降,因此管内水银面低于管外水银面,故D正确。
故选D。
3.智能防摔马甲是一种以保障老人安全为目的的产品。防摔马甲内置气囊,老人不慎摔倒时,气囊可在老人落地前迅速充气弹出,起到缓冲作用。某位老人不慎滑倒,气囊着地前老人的运动方向可视为竖直向下,不计空气阻力。有关从气囊触地到老人安全静止于地面的过程,下列说法正确的是( )
A.由于缓冲作用,老人对气囊的作用力小于气囊对老人的作用力
B.气囊对老人的弹力始终小于老人的重力
C.老人的动能的减少量小于克服气囊弹力做的功
D.气囊对老人的弹力的冲量大小小于老人重力的冲量大小
【答案】C
【详解】A.根据牛顿第三定律,老人对气囊的作用力与气囊对老人的作用力大小相等、方向相反,故A错误;
B.老人减速下落时,加速度向上,由牛顿第二定律
可得,即气囊弹力大于重力,弹力并非始终小于重力,故B错误;
C.设老人初始速度为,根据动能定理有
得
因,可得
即老人的动能的减少量小于克服气囊弹力做的功,故C正确;
D.从气囊触地到老人静止的过程,老人竖直向下运动,以向下为正方向,由
因,可得,故D错误。
故选C。
4.近现代科学家发现,在光照射到半导体表面时,虽然没有光电子逸出,但会使得半导体的导电性能发生变化,这种现象被称之为内光电效应。其原理如图:价电子所具有的能量范围称为价带,自由电子所具有的能量范围称为导带,不存在电子的能量范围称为禁带,当光照射到半导体时,处于价带的电子吸收光子后,跃迁到导带。假定某种半导体价带的能量范围在之间,导带的能量范围在之间,普朗克常量为,下列说法正确的是( )
A.研究电磁波理论并首次发现光电效应的科学家是麦克斯韦
B.用同一种光照射该半导体,光强越强半导体导电性能一定越好
C.若用频率为的光照射该半导体,可能会产生内光电效应
D.照射到半导体的光强一定时,光的频率越高,该半导体的导电性能一定越好
【答案】C
【详解】A.研究电磁波理论并首次发现光电效应的科学家是赫兹,A错误;
BD.用同一种光照射该半导体,只有当处于价带的电子吸收足够的光子的能量后跃迁到导带,成为自由电子才能增加半导体的导电性,而光强越强,光子能量不一定越大,则半导体导电性能不一定越好;而照射到半导体的光强一定时,光的频率越高,单位时间射到半导体上的光子数越少,则成为自由电子的数越少,则该半导体的导电性能也不一定越好,BD错误;
C.若用频率为的光照射该半导体,光子的能量为处于导带的能量范围,即可能会产生内光电效应,C正确。
故选C。
5.2025年9月6日我国在第三届深空探测(天都)国际会议上提出,拟对某小行星实施“伴飞、撞击、伴飞”的动能撞击防御验证任务:先发射观测器抵近观测,再发射撞击器高速撞击,最后观测器再次围绕小行星观测。已知该小行星可视为质量均匀的球体,半径为,表面重力加速度为,引力常量为。观测器绕小行星做半径为的匀速圆周运动;撞击器正面撞击小行星中心处,且撞击后撞击器完全附着,观测器经过调整后仍然围绕小行星做半径为的匀速圆周运动。忽略小行星自转及其他天体引力,下列说法正确的是( )
A.撞击前小行星的质量为
B.撞击前观测器绕小行星运动的周期为
C.撞击后观测器的速度变大
D.撞击后观测器的加速度减小
【答案】C
【详解】A.小行星表面物体的重力约等于万有引力,设小行星的质量为,则,解得,故A错误;
B.观测器做圆周运动的向心力由万有引力提供,则,其中,解得,故B错误;
C.撞击后,小行星的质量增大,根据,可得,所以,速度增大,故C正确;
D.撞击后,小行星的质量增大,根据,可得,所以,加速度增大,故D错误。
故选C。
6.交食双星系统由一颗较亮的主星与一颗较暗的伴星组成,两颗星球在相互引力作用下围绕连线上某点做匀速圆周运动。观测者与双星系统距离遥远,但由于双星相互遮挡可以得到如图所示的亮度变化。已知主星的质量和轨道半径分别为、,伴星的质量和轨道半径分别为、,引力常量和常数,则有()
A.
B.
C.主星与伴星的向心加速度之比为
D.主星与伴星匀速圆周运动的动能之比为
【答案】D
【详解】主星和伴星做匀速圆周运动的角速度相等,周期相等,所需的向心力由彼此间的万有引力提供,故二者所需向心力相等,有
求得
主星与伴星匀速圆周运动的动能之比为,故A错误,D正确;
B.对主星和伴星,根据万有引力提供向心力分别有,
其中
联立得,故B错误;
C.主星与伴星的向心加速度之比为,故C错误。
故选D。
7.“碰一下支付”是某支付软件的一种支付方式(如图甲所示),用户只需将手机解锁并开启近场通信(NFC)功能,随后轻触收款设备即可完成支付。完成支付的简化流程(如图乙所示)为:支付手机通过NFC天线向收款设备中的感应线圈发射一与感应线圈平面垂直的磁场B,感应线圈中产生感应电流I、I产生的感应磁场传至手机完成支付。设某次支付中手机发射了一正弦磁场B(如图丙所示),取向下为B的正方向,采用俯视感应线圈的视角观察,在时间内,关于感应线圈下列说法中正确的是( )
A.时磁通量最大 B.时感应电动势最大
C.时I值最大 D.时I为顺时针方向
【答案】D
【详解】A.由图丙可知时,NFC天线产生的磁场磁感应强度大小为0,感应线圈的磁通量为0,故A错误;
B.时,NFC天线产生的磁场磁感应强度最大,但随时间的变化率为0,根据法拉第电磁感应定律可知该时刻感应线圈产生的电动势满足,故B错误;
C.时,NFC天线产生的磁场磁感应强度最大,但随时间的变化率为0,由上述分析亦可知感应线圈的电动势和感应电流为0,故C错误;
D.时,感应线圈正经历向下的磁通量减少的过程,由楞次定律可知,感应线圈将形成顺时针方向的电流以阻碍变化,故D正确。
故选D。
8.智能家居中的光窗系统常利用光敏电阻自动调节窗帘。如图所示,控制电路由电源(电动势为,内阻)、定值电阻、光敏电阻(光照增强时阻值减小),电机M及电流表A、电压表(均视为理想电表)组成。电机在通过电流超过临界值之前不启动(可视为纯电阻),启动后牵引窗帘遮挡光敏电阻直至电流小于临界值。若外界光照突然增强,电机通过电流始终未超过临界值,则( )
A. 电流表示数增大,电压表示数增大
B. 电流表示数减小,电压表示数减小
C. 通过的电流变大,电机的电流减小,且通过的电流增加量大于通过电机的电流减小量
D. 电源的输出功率一定减小
【答案】AC
【详解】AB.若外界光照突然增强,光敏电阻R阻值减小,则总电阻减小,总电流变大,则电流表示数增大,R0两端电压变大,则电压表示数增大,A正确,B错误;
C.因电阻R0以及电源内阻r的电压都变大,则电阻R以及电动机M并联支路的电压减小,则电机的电流减小,总电流变大,则通过的电流变大,因I=IR+IM可知,通过的电流增加量大于通过电机的电流减小量,C正确;
D.因外电路等效电阻与电源内阻的关系大小不确定,则不能判断电源的输出功率如何变化,D错误。
故选AC。
9.地震监测站监测到一列地震横波,某时刻的波形图如图甲,质点的平衡位置坐标,质点的平衡位置坐标,以此时刻为计时起点,质点振动过程中加速度随时间变化的图像如图乙,则下列说法正确的是( )
A.波沿轴正方向传播
B.该波的传播速度为
C.时,质点的位移为负方向最大
D.内,质点运动的路程小于
【答案】AC
【详解】A.图乙中,时,接下来为正,位移取负值,说明,时,在平衡位置正在向下运动,在图甲中点左边的质点的位移比点低,说明是在左方质点带动下振动的,可得波向右传播,A正确;
B.由甲图可得,由乙图可得,根据,可得,B错误;
C.质点处于平衡位置正在向下运动,时,,正好运动到负向最大位移处,C正确;
D.内,,质点在一个周期内的路程,质点在其余运动的路程为,若质点从负的最大位移处向上运动,在时间内的路程为一个振幅,质点已离开负的最低点,正在向上运动,在时间内的路程,内,质点的路程,D错误。故选AC。
10.医用质子治疗仪利用回旋加速器产生高能质子束轰击肿瘤细胞。为缩小设备体积,科研人员采用紧凑型超导回旋加速器。其核心结构如图所示:D形盒半径,磁感应强度,两D形盒间隙,加速电压。质子质量,电荷量,忽略相对论效应及狭缝中的运动时间。已知运行中磁场发生缓慢线性衰减,变化规律为,衰减系数。若高频电源的频率始终实时调整为该时刻质子回旋频率,以保证质子每次经过狭缝均恰好加速,忽略粒子在磁场中运动时磁场的变化。下列说法正确的是( )
A. 质子最终可获得的最大动能约为
B. 质子从静止加速到最大能量需要被加速约2000次
C. 当磁场随时间衰减时,高频电源频率随时间变化的关系式为
D. 在磁场衰减的情况下,质子从静止加速到最大能量所需时间内,磁感应强度衰减了约0.01T
【答案】ABC
【详解】A.当质子运动半径等于D形盒半径R时,速度最大,动能最大,由洛伦兹力提供向心力有
因为最大动能为
代入题中数据解得,故A正确;
B.每次加速获得的能量为qU,加速次数次,故B正确;
C.回旋频率f等于质子在磁场中做圆周运动的频率
由
联立解得
因为
联立解得,故C正确;
D.质子共加速次,每加速一次对应半个周期,平均磁感应强度近似为,则质子总加速时间
代入数值得
磁感应强度衰减量,故D错误。
故选ABC。
第Ⅱ卷
二、非选择题:本题共5小题,共54 分。
11.(8分)请完成下列实验操作和数据处理。
(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,用20分度的游标卡尺测量小球的直径,示数如图所示,读数为 cm。
(2)实验小组利用铁架台、电磁铁、空心铁球、刻度尺、可以抽气的真空管、手机等器材验证机械能守恒定律。实验装置如图所示,真空管竖直固定在铁架台上,空心铁球被固定在真空管正上方的电磁铁吸引在真空管内,真空管下方连接抽气装置。
①断开电磁铁的电源,铁球由静止下落到缓冲垫上,用手机拍摄铁球下落过程的视频。利用视频软件得到并打印出来铁球圆心的多个时刻位置示意图如图,打印出来的位置示意图为实际轨迹的k倍,相邻两圆心位置的时间间隔为T,测量“0”、“2”两点之间的距离为,“4”、“6”两点之间的距离为,“1”、“5”两点之间的距离为,则“1”点时铁球的速度为 。(用所给字母表示)
②铁球的质量为m,重力加速度为g,则铁球从“1”到“5”两点下落过程中动能增加量为 ,重力势能减少量为 。(用所给字母表示)
③启动抽气装置,对真空管抽气后,重复实验得到类似图的数据,数据处理发现从“1”到“5”两点下落过程中重力势能减少量与动能增加量的差值将 (填写“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)1.380(2) 减小
【详解】(1)由游标卡尺的读数,可得小球的直径为
(2)①[1]由题知,打印出来的位置示意图为实际轨迹的k倍,故“0”、“2”两点之间的实际距离为,根据匀变速直线运动的推论,可知中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,可得经过“1”点时铁球的速度为“0”、“2”两点之间平均速度,则有
②[2[3]]同理,经过“5”点时铁球的速度为
则铁球从“1”到“5”两点下落过程中动能增加量
重力势能减少量
③[4]启动抽气装置,对真空管抽气后,管内空气减少,空气阻力减小,空气阻力做的负功减少,故从“1”到“5”两点下落过程中重力势能减少量与动能增加量的差值将减小。
12.(8分)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中:
(1)小明先用多用电表测量图1变压器的“0”、“1400”接线柱间的电阻。选择开关位置如图2,经规范操作,指针位置如图3,测得阻值为 ________。
(2)用匝数和的两线圈进行实验,分别测得两端电压为和,记录于下表。下列说法正确的是________(多选);
/V
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
/V
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A. 与对应的是副线圈 B. 与对应的是副线圈
C. 实验中采用低压直流电源 D. 多用电表选择开关应调至交流电压挡
(3)小明将两个线圈按图4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为________。
A. B. C.
【答案】(1)34 34.0 (2)BD (3)C
【小问1详解】
从图2可知,多用电表选择开关置于电阻×10挡位,图3中指针指向3.4,所以测得阻值为R=3.4×10=34Ω。
【小问2详解】
AB.根据变压器电压与匝数的关系,匝数多的线圈电压高;而表格中U2>U1,所以n2对应副线圈,故B正确,A错误。
C.变压器的工作原理是电磁感应,需要交流电源,不能用直流电源,C错误。
D.变压器输出的是交流电,测量其电压时,多用电表选择开关应调至交流电压挡,D正确。
故选BD。
【小问3详解】
由题意可知下层线圈输入的是锯齿波电压,它的变化率(斜率)在每个周期内是恒定的;根据电磁感应原理可知上层线圈的感应电动势,与磁通量的变化率成正比,也就是与输入电压的变化率成正比;输入电压的斜率恒定,所以感应电动势的大小也恒定,对应的波形是方波。
故选C。
13.(10分)如图是医院用于静脉输液的示意图,倒置的输液瓶上方有一气室A,密封瓶口处的软木塞上插有两根细管,其中a管与大气相通且药液始终没有进入,b管为输液软管,中间有一气室B,管通过针头接入人体静脉,输液处由于液体压强高于静脉血压,药液顺利进入静脉。气室A内气体温度与室温相同,输液瓶近似为高度22cm的圆柱体,瓶内总体积。初始时,药液体积200ml,输液一段时间后,药液体积减少至100ml。大气压强p0=1×105Pa,药液密度,重力加速度,a管上端到瓶口的距离为L=2cm。求:
(1)初始状态气室A中封闭气体压强pA;
(2)此过程中进入气室A的空气与原有空气的质量比。
【答案】(1)9.82×104Pa (2)5:1
【小问1详解】
输液瓶为圆柱体,总容积,总高,因此横截面积
初始药液体积,气室体积
气室高度
液体总高度20cm,a管上端到液面的高度
a管上端的压强,可得初始状态气室中的压强
代入数据得
【小问2详解】
药液体积时,中封闭气体体积
压强,
代入数据得
由理想气体方程可得,中封闭气体物质的量之比
代入数据可得
进入空气与原有空气的物质的量之比
故此过程中进入气室的空气与原有空气的质量比约为。
14.(12分)如图所示。一宽度为d的光滑长方形平板MNOP,长边MN、PQ分别平滑连接半径均为r的光滑圆弧面,形成“U”形槽,将其整体固定在水平地面上。现有质量为m的物块a,从圆弧面上相对平板竖直高度为h的A点静止下滑(h<< r),途经圆弧面上最低点B,平板上有一质量为的物块b与MN成45°角从O点滑入圆弧面,第一次到达最高点时恰好与同时到达最高点的物块a发生弹性碰撞。两物块均为质点。
(1)求物块a第一次经过B点时速度大小v0和所受支持力大小FN;
(2)从A到B的过程:物块a相对于B点位移为x,求其所受回复力F与x的关系式;
(3)求物块b的初速度大小vb以及碰撞后瞬间物块a的速度大小va;
(4)若h=0.032m,r=10m,d=0.4m,要使物块a从NQ之间滑离,求BQ间距L的范围。
【答案】(1),,方向竖直向上 (2)
(3), (4)见解析
【小问1详解】
对a物块下滑过程中根据动能定理有
可得
在B点根据牛顿第二定律有
可得,方向竖直向上。
【小问2详解】
如图
由于h<<r,滑块a所受回复力F,则
可知滑块受到的回复力F与x成正比,方向与x相反,因此滑块a从释放到第一次到达最低点的运动是简谐运动。
【小问3详解】
滑块b在圆弧形斜面上垂直槽轴线方向的运动性质与a相同,平行槽轴线方向做匀速度直线运动。设滑块b的速度沿槽轴线和垂直槽轴线分速度为vbx、vby,如图
当vbx=0时,滑块b第一次滑到最高点,由题意可知滑块b到达的最高点高度与滑块a的开始下滑的高度相等。此时速度为vby,经历的时间t1为;
因与滑块a最高点相同,由题意可知
即
因为滑块a、b在最高点发生碰撞,设碰后滑块b的速度为v'by。由动量守恒和机械能守恒有,
联立解得,。
【小问4详解】
碰后滑块a在平行于槽轴线方向的速度始终为va,从MN边界射出的最基本的几种临界情况如图1、2、3、4所示。考虑周期性,则L有多种情况
由题给数据可得,,
滑块a每一次在圆弧型斜面上滑或下滑的时间为
滑块a每一次滑过水平面的时间为
由于滑块a从任一点出发回到该点同高度位置时的时间相等,设时间为T,则T=4t1+2t2=(2π+1) s
滑块a由碰后到从MN之间飞出的时间t满足,L=0.4t
所以由图1、2可知或,……
由图3、4可知即或者,……
综上分析可知t应满足
则滑块a能从MN之间飞出时L的范围为,(n=0,1,2,3,4……)。
15.(16分)如图所示,半径r=0.5m的水平金属圆盘绕过中心O的竖直轴以的角速度逆时针匀速转动。圆盘边缘通过电刷与导轨的A1点相连,中心O与单刀双掷开关S的接线柱1相连。水平固定平行导轨A1A2段和B1B2段为粗糙导轨,A2A3段和B2B3段为光滑导轨,且A1A2段与 A2A3段在A2处绝缘,B1B2段与 B2B3段在B2处绝缘。垂直导轨放置的金属棒PQ与粗糙段导轨之间的动摩擦因数为μ=0.5。在导轨的左端连接自感系数为L=0.1H的线圈。圆环和水平导轨均处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小均为B=1.0T。已知金属棒PQ质量m=0.1kg,导轨的宽度d=1.0m,电阻R=5.0Ω,电容器的电容C=0.06F。不计金属棒PQ、导轨和自感线圈的电阻,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。
(1)求电容器所带的电荷量;并判断哪个极板带正电?(选“M极板”或“N极板”)
(2)将开关从1打到2,金属棒PQ由静止开始运动,从开始到最大速度经历的时间t=0.4s,求金属棒的最大速度;
(3)若金属棒经过A2B2时的速度为v0=2.0m/s,此时立即加一外力,使金属棒做匀速运动,求金属棒匀速运动x0=1.0m过程中线圈储存的能量。
【答案】(1),M极板带正电 (2)①;② (3)
【详解】(1)设金属圆环转动产生的电动势为E,则有
解得
设电容器所带的电荷量为 Q,则有
解得
根据右手定则可知,M极板带正电。
(2)设金属棒的最大速度为,最大速度时电流为,电容器电压为,则
解得
根据
设在达到最大速度过程中通过金属棒的电量为q,则
在达到最大速度过程中,由动量定理得
解得
(3)由于回路电阻为零,金属棒产生的电动势等于自感电动势,则有
可得
设金属棒匀速运动时的电流为,则有
则金属棒匀速运动过程中线圈储存的能量为
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2026届东北四省(辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古)高三物理自编模拟卷
(考试时间:75分钟,分值:100分。)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:东北四省(辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古)高考范围
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共 10 小题,共46 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,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.2025年11月24日中国科学院面向国际聚变界首次发布BEST研究计划,BEST作为下一代人造太阳将在2027年底建成。它模拟太阳的聚变过程,利用氢的同位素——氘与氚的聚变反应释放能量,成为新一代人造太阳“中国环流三号”的核心接续装置。该聚变过程的主要核反应方程为,、、、质量依次是、、、,光速为c,下列关于该核反应说法正确的是( )
A.X粒子是质子 B.可以自发产生
C.反应后总质量大于反应前总质量 D.释放的核能为
2.水银具有强毒性与不可降解性,根据《关于汞的水俣公约》,从2026年1月1日起,我国禁止生产水银体温计。水银体温计断裂后,逸出的水银在玻璃表面形成球形的水银滴并能轻松滚落。下列说法正确的是( )
A. 水银能浸润玻璃
B. 水银很难被压缩是因为液体分子间不存在空隙
C. 水银滴呈球形是因为水银滴表面层分子间引力与斥力相等
D. 将两端开口的细玻璃管竖直插入水银中,管内水银面低于管外水银面
3.智能防摔马甲是一种以保障老人安全为目的的产品。防摔马甲内置气囊,老人不慎摔倒时,气囊可在老人落地前迅速充气弹出,起到缓冲作用。某位老人不慎滑倒,气囊着地前老人的运动方向可视为竖直向下,不计空气阻力。有关从气囊触地到老人安全静止于地面的过程,下列说法正确的是( )
A.由于缓冲作用,老人对气囊的作用力小于气囊对老人的作用力
B.气囊对老人的弹力始终小于老人的重力
C.老人的动能的减少量小于克服气囊弹力做的功
D.气囊对老人的弹力的冲量大小小于老人重力的冲量大小
4.近现代科学家发现,在光照射到半导体表面时,虽然没有光电子逸出,但会使得半导体的导电性能发生变化,这种现象被称之为内光电效应。其原理如图:价电子所具有的能量范围称为价带,自由电子所具有的能量范围称为导带,不存在电子的能量范围称为禁带,当光照射到半导体时,处于价带的电子吸收光子后,跃迁到导带。假定某种半导体价带的能量范围在之间,导带的能量范围在之间,普朗克常量为,下列说法正确的是( )
A.研究电磁波理论并首次发现光电效应的科学家是麦克斯韦
B.用同一种光照射该半导体,光强越强半导体导电性能一定越好
C.若用频率为的光照射该半导体,可能会产生内光电效应
D.照射到半导体的光强一定时,光的频率越高,该半导体的导电性能一定越好
5.2025年9月6日我国在第三届深空探测(天都)国际会议上提出,拟对某小行星实施“伴飞、撞击、伴飞”的动能撞击防御验证任务:先发射观测器抵近观测,再发射撞击器高速撞击,最后观测器再次围绕小行星观测。已知该小行星可视为质量均匀的球体,半径为,表面重力加速度为,引力常量为。观测器绕小行星做半径为的匀速圆周运动;撞击器正面撞击小行星中心处,且撞击后撞击器完全附着,观测器经过调整后仍然围绕小行星做半径为的匀速圆周运动。忽略小行星自转及其他天体引力,下列说法正确的是( )
A.撞击前小行星的质量为
B.撞击前观测器绕小行星运动的周期为
C.撞击后观测器的速度变大
D.撞击后观测器的加速度减小
6.交食双星系统由一颗较亮的主星与一颗较暗的伴星组成,两颗星球在相互引力作用下围绕连线上某点做匀速圆周运动。观测者与双星系统距离遥远,但由于双星相互遮挡可以得到如图所示的亮度变化。已知主星的质量和轨道半径分别为、,伴星的质量和轨道半径分别为、,引力常量和常数,则有()
A.
B.
C.主星与伴星的向心加速度之比为
D.主星与伴星匀速圆周运动的动能之比为
7.“碰一下支付”是某支付软件的一种支付方式(如图甲所示),用户只需将手机解锁并开启近场通信(NFC)功能,随后轻触收款设备即可完成支付。完成支付的简化流程(如图乙所示)为:支付手机通过NFC天线向收款设备中的感应线圈发射一与感应线圈平面垂直的磁场B,感应线圈中产生感应电流I、I产生的感应磁场传至手机完成支付。设某次支付中手机发射了一正弦磁场B(如图丙所示),取向下为B的正方向,采用俯视感应线圈的视角观察,在时间内,关于感应线圈下列说法中正确的是( )
A.时磁通量最大 B.时感应电动势最大
C.时I值最大 D.时I为顺时针方向
8.智能家居中的光窗系统常利用光敏电阻自动调节窗帘。如图所示,控制电路由电源(电动势为,内阻)、定值电阻、光敏电阻(光照增强时阻值减小),电机M及电流表A、电压表(均视为理想电表)组成。电机在通过电流超过临界值之前不启动(可视为纯电阻),启动后牵引窗帘遮挡光敏电阻直至电流小于临界值。若外界光照突然增强,电机通过电流始终未超过临界值,则( )
A. 电流表示数增大,电压表示数增大
B. 电流表示数减小,电压表示数减小
C. 通过的电流变大,电机的电流减小,且通过的电流增加量大于通过电机的电流减小量
D. 电源的输出功率一定减小
9.地震监测站监测到一列地震横波,某时刻的波形图如图甲,质点的平衡位置坐标,质点的平衡位置坐标,以此时刻为计时起点,质点振动过程中加速度随时间变化的图像如图乙,则下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.该波的传播速度为3km/s
C.t=1s时,质点Q的位移为负方向最大
D.0~5s内,质点P运动的路程小于50cm
10.医用质子治疗仪利用回旋加速器产生高能质子束轰击肿瘤细胞。为缩小设备体积,科研人员采用紧凑型超导回旋加速器。其核心结构如图所示:D形盒半径,磁感应强度,两D形盒间隙,加速电压。质子质量,电荷量,忽略相对论效应及狭缝中的运动时间。已知运行中磁场发生缓慢线性衰减,变化规律为,衰减系数。若高频电源的频率始终实时调整为该时刻质子回旋频率,以保证质子每次经过狭缝均恰好加速,忽略粒子在磁场中运动时磁场的变化。下列说法正确的是( )
A. 质子最终可获得的最大动能约为
B. 质子从静止加速到最大能量需要被加速约2000次
C. 当磁场随时间衰减时,高频电源频率随时间变化的关系式为
D. 在磁场衰减的情况下,质子从静止加速到最大能量所需时间内,磁感应强度衰减了约0.01T
第Ⅱ卷
二、非选择题:本题共5小题,共54 分。
11.(8分)请完成下列实验操作和数据处理。
(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,用20分度的游标卡尺测量小球的直径,示数如图所示,读数为 cm。
(2)实验小组利用铁架台、电磁铁、空心铁球、刻度尺、可以抽气的真空管、手机等器材验证机械能守恒定律。实验装置如图所示,真空管竖直固定在铁架台上,空心铁球被固定在真空管正上方的电磁铁吸引在真空管内,真空管下方连接抽气装置。
①断开电磁铁的电源,铁球由静止下落到缓冲垫上,用手机拍摄铁球下落过程的视频。利用视频软件得到并打印出来铁球圆心的多个时刻位置示意图如图,打印出来的位置示意图为实际轨迹的k倍,相邻两圆心位置的时间间隔为T,测量“0”、“2”两点之间的距离为,“4”、“6”两点之间的距离为,“1”、“5”两点之间的距离为,则“1”点时铁球的速度为 。(用所给字母表示)
②铁球的质量为m,重力加速度为g,则铁球从“1”到“5”两点下落过程中动能增加量为 ,重力势能减少量为 。(用所给字母表示)
③启动抽气装置,对真空管抽气后,重复实验得到类似图的数据,数据处理发现从“1”到“5”两点下落过程中重力势能减少量与动能增加量的差值将 (填写“增大”“减小”或“不变”)。
12.(8分)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中:
(1)小明先用多用电表测量图1变压器的“0”、“1400”接线柱间的电阻。选择开关位置如图2,经规范操作,指针位置如图3,测得阻值为 ________。
(2)用匝数和的两线圈进行实验,分别测得两端电压为和,记录于下表。下列说法正确的是________(多选);
/V
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
/V
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A. 与对应的是副线圈 B. 与对应的是副线圈
C. 实验中采用低压直流电源 D. 多用电表选择开关应调至交流电压挡
(3)小明将两个线圈按图4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为________。
A. B. C.
13.(10分)如图是医院用于静脉输液的示意图,倒置的输液瓶上方有一气室A,密封瓶口处的软木塞上插有两根细管,其中a管与大气相通且药液始终没有进入,b管为输液软管,中间有一气室B,管通过针头接入人体静脉,输液处由于液体压强高于静脉血压,药液顺利进入静脉。气室A内气体温度与室温相同,输液瓶近似为高度22cm的圆柱体,瓶内总体积。初始时,药液体积200ml,输液一段时间后,药液体积减少至100ml。大气压强p0=1×105Pa,药液密度,重力加速度,a管上端到瓶口的距离为L=2cm。求:
(1)初始状态气室A中封闭气体压强pA;
(2)此过程中进入气室A的空气与原有空气的质量比。
14.(12分)如图所示。一宽度为d的光滑长方形平板MNOP,长边MN、PQ分别平滑连接半径均为r的光滑圆弧面,形成“U”形槽,将其整体固定在水平地面上。现有质量为m的物块a,从圆弧面上相对平板竖直高度为h的A点静止下滑(h<< r),途经圆弧面上最低点B,平板上有一质量为的物块b与MN成45°角从O点滑入圆弧面,第一次到达最高点时恰好与同时到达最高点的物块a发生弹性碰撞。两物块均为质点。
(1)求物块a第一次经过B点时速度大小v0和所受支持力大小FN;
(2)从A到B的过程:物块a相对于B点位移为x,求其所受回复力F与x的关系式;
(3)求物块b的初速度大小vb以及碰撞后瞬间物块a的速度大小va;
(4)若h=0.032m,r=10m,d=0.4m,要使物块a从NQ之间滑离,求BQ间距L的范围。
15.(16分)如图所示,半径r=0.5m的水平金属圆盘绕过中心O的竖直轴以的角速度逆时针匀速转动。圆盘边缘通过电刷与导轨的A1点相连,中心O与单刀双掷开关S的接线柱1相连。水平固定平行导轨A1A2段和B1B2段为粗糙导轨,A2A3段和B2B3段为光滑导轨,且A1A2段与 A2A3段在A2处绝缘,B1B2段与 B2B3段在B2处绝缘。垂直导轨放置的金属棒PQ与粗糙段导轨之间的动摩擦因数为μ=0.5。在导轨的左端连接自感系数为L=0.1H的线圈。圆环和水平导轨均处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小均为B=1.0T。已知金属棒PQ质量m=0.1kg,导轨的宽度d=1.0m,电阻R=5.0Ω,电容器的电容C=0.06F。不计金属棒PQ、导轨和自感线圈的电阻,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。
(1)求电容器所带的电荷量;并判断哪个极板带正电?(选“M极板”或“N极板”)
(2)将开关从1打到2,金属棒PQ由静止开始运动,从开始到最大速度经历的时间t=0.4s,求金属棒的最大速度;
(3)若金属棒经过A2B2时的速度为v0=2.0m/s,此时立即加一外力,使金属棒做匀速运动,求金属棒匀速运动x0=1.0m过程中线圈储存的能量。
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