精品解析：湖北省宜昌市2025-2026学年高三上学期元月调研物理试卷

2025-2026学年湖北省宜昌市高三（上）元月调研物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 家用室内引体向上器是一种简单实用健身器材。它通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与门框或墙壁的摩擦力起到固定作用。如图所示，当人在引体向上器上悬停时（　　） A. 手臂间距离越小，人受到引体向上器的作用力越小 B. 手臂间距离越小，人受到引体向上器的作用力越大 C. 人的质量越大，橡胶垫与门框间的摩擦力越小 D. 人的质量越大，橡胶垫与门框间的摩擦力越大 2. 带电金属杆在空间中形成的等势面如图中虚线所示，相邻等势面的电势差相等。实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b为运动轨迹和等势面的两个交点，则下列说法正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 粒子在a点的加速度大于b点的加速度 C. 粒子在a点的动能小于b点的动能 D. 粒子在a点的电势能小于b点的电势能 3. 氟具有放射性，可用来标记药物，其衰变方程为。某含的化合物中，核的数量与核的数量比值k随时间t变化的图线如图所示，则的半衰期为（　　） A. 年 B. 年 C. 年 D. 年 4. “天链一号”卫星属于地球同步轨道卫星，被称为“天上数据中转站”，是北斗导航系统的重要组成部分。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T，则“天链一号”卫星的向心加速度大小为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由a、b两色光组成的复合光沿AO方向从真空射入玻璃，入射角为i，a、b光分别射到B、C点。下列说法正确的是（　　） A. a光的频率小于b光的频率 B. a在玻璃中波长大于b光在玻璃中的波长 C. a光从O到B的传播时间等于b光由O到C的传播时间 D. 入射角由0逐渐增大的过程中a光比b光先射出玻璃 6. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端连接质量分别为2m、3m的物块a和b，物块a、b用细线连接，系统处于静止状态。时刻烧断细线，经过时间物块a第一次上升到最高点。取向下为正方向，重力加速度为g，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。物块a做简谐运动的位移x与时间t关系为（　　） A B. C. D. 7. 一带正电荷的粒子以某一初速度进入匀强电场中。忽略重力影响，为了使粒子的速度方向在最短的时间内发生的偏转，则电场方向与粒子的初速度方向之间的夹角是（ ） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 如图所示，空间存在水平向右的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B。单匝导体线框MNKL位于匀强磁场中，面积为S，MN边水平。导体线框绕某一竖直轴 以角速度匀速转动。当导体线圈转至图示位置时，MN边与磁场方向的夹角为，把此时刻作为计时起点。下列说法正确的是（　　） A. 线框位于图示位置时，穿过线框平面的磁通量为 B. 线框从图示位置转动时，线框中感应电流为零 C. 线框从图示位置转动时，穿过线框平面磁通量变化率零 D. 若规定为正方向，线框产生的感应电动势 9. 如图所示，质量分别为2m、未知的小球b、c静止放置在光滑水平面上，一质量为m的小球a以速度v水平向右运动，所有碰撞均为弹性碰撞。若a与b只发生一次碰撞，则k的值可能为（　　） A. B. 6 C. D. 9 10. 如图所示，倾斜放置的两根足够长的光滑平行金属导轨，倾角为，上端接一电阻R，虚线、之间存在垂直斜面向上的匀强磁场，、平行且垂直于两导轨，、之间的距离为d，上方放置两导体棒A、B，A、B均平行于，其中导体棒A质量为2m、接入回路电阻为R，导体棒B质量为m、接入回路电阻为2R，从图示位置同时静止释放，且都能匀速穿过磁场区域，当B刚穿出磁场时，A恰好进入磁场，整个过程A、B与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计，则（　　） A. 导体棒A、B进入磁场时速度大小之比为 B. 整个过程中，B导体棒产生的热量为 C. 导体棒B通过磁场的时间为 D. 释放时导体棒A、B间的距离为 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 某物理学习小组同学用位移传感器测量物块与斜面之间的动摩擦因数，实验装置如图（a）所示。甲同学给木块一个初速度，使物块沿斜面上滑。随后乙同学启动位移传感器，开始记录数据，计算机屏幕显示物块到传感器的距离s与时间t图线如图（b）所示。 （1）木块上滑时的初速度大小__________，上滑过程中的加速度大小__________。 （2）已知重力加速度为g，为了求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是          （填选项前的序号） A. 物块的质量m B. 斜面的高度H C. 斜面的长度L （3）木块与斜面间的动摩擦因数__________。（用“a”“g”、第（2）问中所选择的物理量符号表示） 12. 某同学设计实验，测量电压表内阻，并进行改装扩大其量程。实验器材如下： 学生电源（电动势为3V，内阻不计） 待测电压表（量程，内阻未知） 电阻箱（） 开关、导线若干 （1）该同学按图（a）连接好实验电路，改变电阻箱的阻值，读取多组电压表示数U与电阻箱的阻值R，并描绘如图（b）所示的图像，由图像可得电压表内阻为__________； （2）要将该电压表量程改装为，先将电阻箱的阻值调到__________，并与该电压表__________（填“串联”或“并联”），然后对表盘进行重新标注； （3）该同学在改装过程中，误将电阻箱阻值调整为，然后用改装后的电压表测量某电阻两端电压，示数为，则电阻两端电压的真实值为__________V。 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 底端开有小孔的足够高圆柱形绝热气缸倒扣在水平地面上，缸内有一绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下吊一质量为的重物，活塞质量为m，活塞的截面积为S，初始时封闭气体高为h，温度为。通过缸内电热丝缓慢加热缸内气体，活塞下降高度h，气体吸收热量Q。已知大气压强为，重力加速度为g，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气。求： （1）活塞下降高度h时气体的温度； （2）活塞下降高度h过程气体内能的增加量。 14. 如图所示，平行金属极板a、b竖直放置，两端所加电压为U，板间产生水平向右的匀强电场，极板a、b板长和间距均为L。紧靠b极板上端水平放置一长为2L的探测板，金属极板上方空间存在矩形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为。一束宽度为L，均匀分布的正离子束平行于电极板进入电场，有一部分离子经磁场偏转后打到了探测板上。已知正离子比荷为k，离子进入电场的初速度大小。离子重力、离子间相互作用力、极板厚度不计，忽略电场的边缘效应，离子打到探测板后立即被导走。 （1）求进入矩形磁场区域的粒子数占总离子数的百分比； （2）若在a、b极板区域内加-垂直纸面的匀强磁场，粒子恰能沿直线运动。 （ⅰ）求的大小和方向； （ⅱ）保持磁场下边界始终紧靠极板边缘，调整矩形磁场区域的大小，使粒子能全部打到探测板，求矩形磁场区域的最小面积S。 15. 如图（a）所示，一光滑圆弧槽固定在水平面上，圆弧两端点a、b间对应的圆心角，圆弧半径，b点与圆心O的连线竖直。圆弧右侧是光滑的水平面。质量，长度为L的木板，紧挨平台放置，木板上表面与圆弧槽b点等高，左端恰好位于O点正下方。质量的物块静置于木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数。将质量的小球从圆弧槽的a点由静止释放，小球在圆弧槽的b点与物块发生弹性正碰，在碰撞结束瞬间取走小球，同时给木板施加一个水平向右的恒力F，物块在木板上滑动因摩擦产生的热量为Q。若小球从a点释放时，给木板施加不同的恒力F，得到的关系的图像如图（b）所示。物块、小球大小不计，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，。求： （1）小球与物块碰后瞬间物块速度大小； （2）木板的长度L和的大小； （3）图（b）中EF段对应的函数关系和F的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年湖北省宜昌市高三（上）元月调研物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 家用室内引体向上器是一种简单实用的健身器材。它通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与门框或墙壁的摩擦力起到固定作用。如图所示，当人在引体向上器上悬停时（　　） A. 手臂间距离越小，人受到引体向上器的作用力越小 B. 手臂间距离越小，人受到引体向上器的作用力越大 C. 人的质量越大，橡胶垫与门框间的摩擦力越小 D. 人质量越大，橡胶垫与门框间的摩擦力越大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．人在引体向上器上悬停时，以人为研究对象，人处于平衡状态，受到引体向上器的作用力的大小始终等于人的重力大小，跟手臂间距离越小或者越大无关，故AB错误； CD．人在引体向上器上悬停时，把人与引体向上器作为研究对象，摩擦力的大小等于人与室内引体向上器的总重力，故人的质量越大，橡胶垫与门框间的摩擦力越大， C错误，D正确。 故选D。 2. 带电金属杆在空间中形成的等势面如图中虚线所示，相邻等势面的电势差相等。实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b为运动轨迹和等势面的两个交点，则下列说法正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 粒子在a点的加速度大于b点的加速度 C. 粒子在a点的动能小于b点的动能 D. 粒子在a点电势能小于b点的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据沿电场方向电势降低，可知b处的电场方向向下，而粒子受到的电场力处于轨迹的凹侧，则在b处的电场力方向向上，可知粒子带负电，故A错误； B．根据 可知相邻等差等势面越密集的位置场强越大，则a点的电场强度小于b点的电场强度，粒子在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力，粒子在a点的加速度小于b点的加速度，故B错误； CD．根据 由于a点电势高于b点电势，且粒子带负电，则粒子在a点电势能小于b点的电势能；由于粒子只受电场力作用，电势能与动能之和保持不变，则粒子在a点的动能大于b点的动能，故C错误，D正确。 故选D。 3. 氟具有放射性，可用来标记药物，其衰变方程为。某含的化合物中，核的数量与核的数量比值k随时间t变化的图线如图所示，则的半衰期为（　　） A. 年 B. 年 C. 年 D. 年 【答案】A 【解析】 【详解】由图像可知，刚开始核的数量与核的数量的比值等于2，设核的数量为2x，则核的数量为x，经过一个半衰期，核的数量为x，衰变产物为氧，则核的数量为2x，比值变为 结合图像可知此时对应的时刻为，故半衰期为。 故选A。 4. “天链一号”卫星属于地球同步轨道卫星，被称为“天上数据中转站”，是北斗导航系统的重要组成部分。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T，则“天链一号”卫星的向心加速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设地球同步卫星做匀速圆周运动的轨道半径为，卫星的质量为，地球的质量为，根据万有引力提供向心力有 在地球表面，物体受到的重力等于万有引力，则有 联立解得 所以“天链一号”卫星的向心加速度大小为 故选A。 5. 如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由a、b两色光组成的复合光沿AO方向从真空射入玻璃，入射角为i，a、b光分别射到B、C点。下列说法正确的是（　　） A. a光的频率小于b光的频率 B. a在玻璃中的波长大于b光在玻璃中的波长 C. a光从O到B的传播时间等于b光由O到C的传播时间 D. 入射角由0逐渐增大的过程中a光比b光先射出玻璃 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图可知，照射到B点的a光折射角更小，根据折射定律可知a光折射率更大，a光的频率比b光大，根据可知a在玻璃中的波长小于b光在玻璃中的波长，故AB错误； C．对a、b中任一束光，设入射角为i，折射角为r，则在玻璃中传播的路程为 光传播的速度 传播时间 可知传播时间与折射率无关，则a光从O到B的时间与b光从O到C的时间相等，故C正确； D．由于a光折射率更大，根据可知其临界角更小，同时a光折射角更小，进入玻璃后，更容易达到临界角，发生全反射，可知b光比a光先射出玻璃，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端连接质量分别为2m、3m的物块a和b，物块a、b用细线连接，系统处于静止状态。时刻烧断细线，经过时间物块a第一次上升到最高点。取向下为正方向，重力加速度为g，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。物块a做简谐运动的位移x与时间t关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】烧断细线前，对a、b整体，弹簧的伸长量为 烧断细线后，物体a做简谐运动，当a处于平衡位置时，弹簧的伸长量为 所以物体a振动的振幅为 a从最低点到最高点时间为，圆频率 取向下为正方向，初始时a在正向最大位移处，所以a的位移x与时间t的关系为。 故选B。 7. 一带正电荷的粒子以某一初速度进入匀强电场中。忽略重力影响，为了使粒子的速度方向在最短的时间内发生的偏转，则电场方向与粒子的初速度方向之间的夹角是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设，电场方向与粒子的初速度方向之间的夹角为，电场力产生的加速度为，速度方向发生的偏转所需的时间为，根据矢量关系可得 令，可整理为 变形可得 分子分母同时乘以，可得 代入可得 要使得时间最短，即需要满足的取值最大，即 可得 解得 故选A。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 如图所示，空间存在水平向右的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B。单匝导体线框MNKL位于匀强磁场中，面积为S，MN边水平。导体线框绕某一竖直轴 以角速度匀速转动。当导体线圈转至图示位置时，MN边与磁场方向的夹角为，把此时刻作为计时起点。下列说法正确的是（　　） A. 线框位于图示位置时，穿过线框平面的磁通量为 B. 线框从图示位置转动时，线框中感应电流为零 C. 线框从图示位置转动时，穿过线框平面磁通量变化率为零 D. 若规定为正方向，线框产生的感应电动势 【答案】BD 【解析】 【详解】A．线框位于图示位置时，穿过线框的磁通量为，故A错误； B．转动60时，线框处于中性面，此时线框中的感应电动势为零，感应电流为零，故B正确； C．从图示位置转过后，线框平面与磁感应强度平行，磁通量为零，磁通量变化率最大，故C错误； D．图示位置磁通量正在增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场向左，感应电流方向为正方向，感应电动势，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，质量分别为2m、未知的小球b、c静止放置在光滑水平面上，一质量为m的小球a以速度v水平向右运动，所有碰撞均为弹性碰撞。若a与b只发生一次碰撞，则k的值可能为（　　） A. B. 6 C. D. 9 【答案】AB 【解析】 【详解】设a与b碰后速度分别为和，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得， 设b与c碰后速度分别为和，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得 为了保证a与b只发生一次碰撞，只需 解得。 故选AB。 10. 如图所示，倾斜放置的两根足够长的光滑平行金属导轨，倾角为，上端接一电阻R，虚线、之间存在垂直斜面向上的匀强磁场，、平行且垂直于两导轨，、之间的距离为d，上方放置两导体棒A、B，A、B均平行于，其中导体棒A质量为2m、接入回路电阻为R，导体棒B质量为m、接入回路电阻为2R，从图示位置同时静止释放，且都能匀速穿过磁场区域，当B刚穿出磁场时，A恰好进入磁场，整个过程A、B与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计，则（　　） A. 导体棒A、B进入磁场时速度大小之比为 B. 整个过程中，B导体棒产生的热量为 C. 导体棒B通过磁场的时间为 D. 释放时导体棒A、B间的距离为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设导体棒B在磁场中匀速运动速度为，此时B棒相当于电源，A棒与R并联，此时整个电路的总电阻为 B棒中电流 由平衡条件可得 设导体棒A在磁场中匀速运动速度为，此时A棒相当于电源，B棒与R并联，此时整个电路总电阻为 由平衡条件可得 解得 故A正确； B．当B棒穿过磁场时，由能量守恒可知 此时B棒产生热量 当A棒穿过磁场时，由能量守恒可知 此时B棒产生热量 全过程 故B错误； C．设导体棒B在磁场中运动时间为t，则有 又因B刚穿出磁场时A进入磁场，则有 又因 解得， 故C正确； D．设释放时，B、A棒距离的距离为，，， 解得， 故AB间距离 故D错误。 故选AC。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 某物理学习小组同学用位移传感器测量物块与斜面之间的动摩擦因数，实验装置如图（a）所示。甲同学给木块一个初速度，使物块沿斜面上滑。随后乙同学启动位移传感器，开始记录数据，计算机屏幕显示物块到传感器的距离s与时间t图线如图（b）所示。 （1）木块上滑时的初速度大小__________，上滑过程中的加速度大小__________。 （2）已知重力加速度为g，为了求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是          （填选项前的序号） A. 物块的质量m B. 斜面的高度H C. 斜面的长度L （3）木块与斜面间的动摩擦因数__________。（用“a”“g”、第（2）问中所选择的物理量符号表示） 【答案】（1） ①. 4.8 ②. 9.6 （2）BC （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]，木块位移，时间，由 得，加速度 【小问2详解】 设斜面倾角为，木块上滑过程，对木块有 解得 又因为， 解得 根据表达式可知，需要斜面的高度H 和斜面的长度L。故选BC。 【小问3详解】 木块与斜面间的动摩擦因数 12. 某同学设计实验，测量电压表的内阻，并进行改装扩大其量程。实验器材如下： 学生电源（电动势为3V，内阻不计） 待测电压表（量程，内阻未知） 电阻箱（） 开关、导线若干 （1）该同学按图（a）连接好实验电路，改变电阻箱的阻值，读取多组电压表示数U与电阻箱的阻值R，并描绘如图（b）所示的图像，由图像可得电压表内阻为__________； （2）要将该电压表量程改装为，先将电阻箱的阻值调到__________，并与该电压表__________（填“串联”或“并联”），然后对表盘进行重新标注； （3）该同学在改装过程中，误将电阻箱阻值调整为，然后用改装后的电压表测量某电阻两端电压，示数为，则电阻两端电压的真实值为__________V。 【答案】（1）1.2 （2） ①. ②. 串联 （3）7.5 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律有 整理可得 可得图像的斜率 可得电压表内阻为 学生电源电动势为3V，斜率，代入数据解得 【小问2详解】 [1]要将该电压表量程由，改装为，设串联电阻箱的阻值为，则有 代入数据有 得 [2]连接方式为串联。 【小问3详解】 用改装后的电压表测量某电阻两端电压，示数为，有 设电阻两端的真实电压为U，电阻箱阻值调整为，有 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 底端开有小孔的足够高圆柱形绝热气缸倒扣在水平地面上，缸内有一绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下吊一质量为的重物，活塞质量为m，活塞的截面积为S，初始时封闭气体高为h，温度为。通过缸内电热丝缓慢加热缸内气体，活塞下降高度h，气体吸收热量Q。已知大气压强为，重力加速度为g，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气。求： （1）活塞下降高度h时气体的温度； （2）活塞下降高度h过程气体内能的增加量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 活塞下降h时，气体进行等压变化，气体的温度设为T，根据盖吕萨克定律 解得 【小问2详解】 设初始时刻气体压强为p，对活塞和重物，由平衡条件 解得 气体对外做功设为W， 联立解得 气体内能增加 解得 14. 如图所示，平行金属极板a、b竖直放置，两端所加电压为U，板间产生水平向右的匀强电场，极板a、b板长和间距均为L。紧靠b极板上端水平放置一长为2L的探测板，金属极板上方空间存在矩形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为。一束宽度为L，均匀分布的正离子束平行于电极板进入电场，有一部分离子经磁场偏转后打到了探测板上。已知正离子比荷为k，离子进入电场的初速度大小。离子重力、离子间相互作用力、极板厚度不计，忽略电场的边缘效应，离子打到探测板后立即被导走。 （1）求进入矩形磁场区域的粒子数占总离子数的百分比； （2）若在a、b极板区域内加-垂直纸面的匀强磁场，粒子恰能沿直线运动。 （ⅰ）求的大小和方向； （ⅱ）保持磁场下边界始终紧靠极板边缘，调整矩形磁场区域的大小，使粒子能全部打到探测板，求矩形磁场区域的最小面积S。 【答案】（1） （2）（ⅰ），方向垂直纸面向里；（ⅱ） 【解析】 【小问1详解】 对于刚好从b板上端射出的粒子，入射点与 b板的水平距离为x，在板间类平抛运动时间为t，加速度大小为a 竖直方向匀速直线运动 水平方向匀加速直线运动， 联立可得  得 【小问2详解】 （ⅰ）a、b极板区域内加上匀强磁场后，电场力与洛伦兹力平衡 解得，方向垂直纸面向里  ⅱ离子在上方磁场中圆周运动的轨道半径为r，运动轨迹如图所示 根据洛伦兹力提供向心力 可得 由几何关系得 可得 矩形磁场区域长为 矩形磁场区域高为r 则矩形磁场区域的最小面积。 15. 如图（a）所示，一光滑圆弧槽固定在水平面上，圆弧两端点a、b间对应的圆心角，圆弧半径，b点与圆心O的连线竖直。圆弧右侧是光滑的水平面。质量，长度为L的木板，紧挨平台放置，木板上表面与圆弧槽b点等高，左端恰好位于O点正下方。质量的物块静置于木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数。将质量的小球从圆弧槽的a点由静止释放，小球在圆弧槽的b点与物块发生弹性正碰，在碰撞结束瞬间取走小球，同时给木板施加一个水平向右的恒力F，物块在木板上滑动因摩擦产生的热量为Q。若小球从a点释放时，给木板施加不同的恒力F，得到的关系的图像如图（b）所示。物块、小球大小不计，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，。求： （1）小球与物块碰后瞬间物块速度大小； （2）木板的长度L和的大小； （3）图（b）中EF段对应的函数关系和F的取值范围。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 小球从凹槽滑至N点速度大小为，对小球 得 小球与物块碰后瞬间速度分别为和，根据动量守恒与机械能守恒有， 联立解得， 即碰后物块速度大小为 【小问2详解】 由题意可知 得 在拉力作用下，物块刚好不会从长木板右端滑下。 此过程，木块匀减速运动的加速度大小为，长木板匀加速运动的加速度大小 由 得 由牛顿第二定律得 设经过时间t物块与长木板达到共同速度v，则v， 其中 联立解得，，， 【小问3详解】 当拉力大小等于时，物块和长木板达共速后，相对静止匀加速运动。在拉力作用下，物块与木板加速度大小为a，对物块和长木板 对物块 得 当时，长木板加速度为，设经过时间，物块与木板达共速，相对位移为s 则有 联立解得，，。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $