精品解析：2026届北京市朝阳区高三第二学期质量检测一物理试卷

北京市朝阳区高三年级第二学期质量检测一 物理试卷 第一部分 一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 电子的发现说明原子不是组成物质的最小微粒 B. 粒子散射实验表明原子核的核子之间存在核力 C. 衰变放出的电子是原子的最外层电子吸收能量之后放出来的 D. 核反应前后电荷数守恒但质量数不守恒 【答案】A 【解析】 【详解】A．电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子可以再分，不是组成物质的最小微粒，故A正确； B．粒子散射实验的结论是原子具有核式结构，无法证明原子核内核子之间存在核力，故B错误； C．衰变放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，不是原子最外层电子，故C错误； D．核反应前后电荷数和质量数均守恒，故D错误。 故选A。 2. 小明观看了一段视频：落水者用双手环抱倒扣的塑料盆，将盆口压入水中实现自救，如图所示。若盆中空气可视为质量一定的理想气体，且温度保持不变，则在盆被下压的过程中盆中气体（　　） A. 对外做功 B. 压强增大 C. 从外界吸收热量 D. 分子平均动能增加 【答案】B 【解析】 【详解】B．将盆口下压的过程中，盆中气体的体积减小，由玻意耳定律可知，盆中气体的压强增大，故B正确； AC．将盆口下压的过程中，盆中气体的体积减小，外界对盆中气体做正功，由于温度不变，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，故AC错误； D．因为温度保持不变，所以分子平均动能不变，故D错误。 故选B。 3. 一束单色光从某种均匀介质射入空气中时，入射角为θ1，折射角为θ2，折射光路如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 此介质的折射率为 B. 光在介质中的速度与光在空气中速度的比值为 C. 当入射角减小时，光在介质中的波长也随之减小 D. 当入射角减小时，折射角也随之减小，但折射率不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据斯涅尔定律有，空气的折射率约等于1，则介质的折射率为，故A错误； B．根据折射率定义，则，故B错误； C．光在介质中的波长，显然为一定值，与入射角无关，故C错误； D．介质的折射率是其固有的物理属性，对于给定的介质和特定频率的光，它是一个恒定的值，不会因为入射角或折射角的变化而改变，由可知，当入射角减小时，折射角也随之减小，故D正确。 故选D。 4. 振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为位移x的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下图的四个图中能表示P点振动图像的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由于波源起振方向沿y轴负方向，因此当波传到P点时，P点首先从平衡位置向下振动，即0时刻处于平衡位置，下一时刻向下运动。 故选C。 5. 一理想变压器原、副线圈的匝数比为11:5，原线圈与正弦交流电源连接，其输入电压u随时间t的变化如图所示。若副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则（　　） A. 输入电压 B. 流过电阻的电流是22A C. 流过电阻的电流方向每秒钟改变50次 D. 经过1 min电阻产生的热量是 【答案】D 【解析】 【详解】A．从图像可得：输入电压最大值，周期，因此角速度 时电压为峰值，瞬时电压表达式为，故A错误； B．原线圈输入电压有效值，根据理想变压器电压比，代入匝数比得副线圈电压 流过电阻的电流，故B错误； C．交流电频率，一个周期内电流方向改变2次，因此每秒电流方向改变100次，故C错误； D．根据焦耳定律，1分钟电阻产生的热量，故D正确。 故选D。 6. 2025年10月，神舟二十一号载人飞船成功发射，历时3.5小时完成与天和核心舱的对接，实现了最快对接记录。飞船变轨前绕地稳定运行在圆形轨道Ⅰ上，飞船的转移轨道为椭圆轨道Ⅱ，核心舱稳定运行在圆形轨道Ⅲ上。轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点。则飞船在轨道Ⅱ上运行时（　　） A. 在A点的加速度小于核心舱在轨道Ⅲ上B点的加速度 B. 在A点的速度大于核心舱在轨道Ⅲ上B点的速度 C. 由A向B运行的过程中机械能逐渐增大 D. 由A向B运行的过程中宇航员先超重后失重 【答案】B 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律可知，则，即，故在A点的加速度大于核心舱在轨道Ⅲ上B点的加速度，故A错误； B．根据万有引力提供向心力有 化简可得，则轨道Ⅰ的速度大于轨道Ⅲ的速度（即），又飞船从轨道Ⅰ到转移轨道Ⅱ时需要加速，则，故在A点的速度大于核心舱在轨道Ⅲ上B点的速度，故B正确； C．由A向B运行的过程中，只有引力做功，飞船动能和势能相互转化，机械能不变，故C错误； D．点火后，飞船在轨道Ⅱ上从A向B运行时做离心运动，只受万有引力且处于完全失重状态，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，光滑水平地面上，一质量为m的物体P以速度v向右运动，物体Q 静止且左端固定一轻弹簧。P撞上弹簧后，弹簧被压缩至最短时（　　） A. P、Q系统总动量大小为mv B. P的动量变为0 C. Q的动量达到最大值 D. 弹簧的弹性势能一定为 【答案】A 【解析】 【详解】A．水平面光滑，P、Q组成的系统水平方向不受外力，动量守恒。系统初始总动量为，因此弹簧压缩至最短时，总动量大小仍为，故A正确； B．弹簧压缩到最短时，P、Q速度相等，速度不为零，因此P的动量不为0，故B错误； C．弹簧压缩最短后，弹簧恢复原长的过程中，弹力仍对Q做正功，Q继续加速、动量继续增大，因此压缩至最短时Q的动量未达到最大值，故C错误； D．设Q质量为，由动量守恒​ 弹性势能 仅当时才有 题目未给出Q的质量，弹性势能不是一定为，故D错误。 故选A。 8. 如图甲所示，边长为l的正方形导线框abcd，以恒定速度沿x轴向右运动，穿过图中所示的匀强磁场区域。从导线框在图示位置的时刻开始计时，则乙图的纵轴对应的物理量为导线框（　　） A. 所包围面积的磁通量 B. b、c两点的电势差Ubc C. bc边所受安培力大小 D. 所受外力的功率 【答案】B 【解析】 【详解】A． 磁通量 时，线框进入磁场，进入磁场的面积随增大线性增大，也线性增大，不符合乙图中该段为恒定值的特点，故A错误； B．设线框总电阻为，每边电阻为​，线框速度为。时，线框未进入磁场，无感应电动势，，符合；时，边切割磁感线，总感应电动势，电流，为路端电压，大小，为恒定值，符合； 时，整个线框在磁场中，感应电流，但边仍切割磁感线，电动势为，无电流时，为恒定值，符合； 时，线框出磁场，边切割磁感线，电流，为外电路电阻，，为恒定值，符合乙图规律，故B正确； C．由B选项，时，线框感应电流，因此边安培力为，不符合乙图中该段为最大值的特点，故C错误； D．线框匀速运动，外力功率等于感应电流功率，时感应电流为，功率为，不符合乙图中该段为最大值的特点，故D错误。 故选B。 9. 老师在课堂上做了一个如图所示的实验：把粉笔盒静置于水平桌面上的课本上，用水平向右的恒力F将课本迅速抽出，粉笔盒移动较小的距离。若粉笔盒和课本的质量均为m，各接触面间的动摩擦因数均为μ，抽出课本的过程历时t。最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 课本受到5个力作用 B. 课本受到的摩擦力大小为2μmg C. F大于4μmg才可能将课本从粉笔盒下抽出 D. 粉笔盒最终将停留在初始位置右侧处 【答案】C 【解析】 【详解】A．通过受力分析可知，课本受到拉力、重力、桌面支持力、粉笔盒压力、桌面摩擦力和粉笔盒摩擦力共6个力的作用，故A错误； B．桌面对课本的摩擦力，粉笔盒对课本的摩擦力，则课本受到的摩擦力，故B错误； C．课本和粉笔盒刚好要发生相对运动时，粉笔盒受到摩擦力 解得 对整体牛顿第二定律有 联立解得 则F大于4μmg才可能将课本从粉笔盒下抽出，故C正确； D．抽出课本过程，粉笔盒以为加速度做匀加速直线运动，抽出后由于桌面摩擦力大小不变方向反向，粉笔盒以为加速度做匀减速直线运动，故粉笔盒总位移 则粉笔盒最终将停留在初始位置右侧处，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，小明同学用一个悬挂的强磁铁和一块铜片演示了一个神奇的实验，当磁铁从左侧某一高度处由静止释放摆至右侧最高位置的过程中，其下方放在圆珠笔芯上的铜片发生了运动（此过程铜片始终未脱离笔芯）。在此过程中，磁铁重力做功为WG，磁铁克服磁场力做功为W1，磁场力对铜片做功为W2，铜片获得的动能为Ek，铜片上产生的电热为Q。不计磁铁产生的电热，忽略空气阻力以及铜片在笔芯上所受的摩擦力，不计地磁场影响。则（　　） A. WG > W1 B. W2= Ek C. W1=W2 D. WG=W1+Ek+Q 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁铁从左侧静止释放，摆到右侧最高点时速度为0，初末动能均为0。对磁铁由动能定理 得 ，故A错误； B．铜片初始静止，末态动能为，题干说明不计铜片受到的摩擦力，重力、支持力不做功，只有磁场力对铜片做功。根据动能定理​，故B正确； C．磁铁相对铜片运动时，铜片内产生涡流，机械能转化为电热。根据能量关系，磁铁克服磁场力做功，一部分转化为铜片动能，一部分转化为电热，即 ，结合得，因此，故C错误； D．由ABC推导得，即重力对磁铁做的功最终全部转化为铜片的动能和电热，故D错误。 故选B。 11. 如图所示的矩形区域ABCD内分布有平行于AD方向的匀强电场，AB=2BC，P为CD中点。质量相同的带电粒子a、b分别从A点和D点平行于AB同时进入电场，并同时到达P、B点，二者的运动轨迹交于O点（图中未标出）。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用。则带电粒子a、b（　　） A. 具有不同的比荷 B. 电势能均随时间逐渐增大 C. 到达O点所用的时间之比为1:2 D. 到达P、B点时的动能之比为5:8 【答案】D 【解析】 【详解】A．带电粒子a、b同时到达P、B点，沿电场方向的位移大小相等，由可知两粒子的加速度大小相等，由牛顿第二定律可得 解得 所以两粒子的比荷相等，故A错误； B．带电粒子运动过程中，电场力均做正功，电势能均随时间逐渐减小，故B错误； C．带电粒子a、b同时到达P、B点，沿垂直电场方向的位移大小为，由可知两粒子的初速度大小之比为，带电粒子a、b到达O点的垂直电场方向的位移大小相等，所用的时间之比为，故C错误； D．带电粒子a、b同时到达P、B点，沿电场方向的位移大小相等，由，可知带电粒子a、b到达P、B点沿电场方向的速度大小相等；对b粒子，到达B点， 所以 由于带电粒子a、b的初速度大小之比为，所以 到达P、B点时的动能之比为，故D正确。 故选D。 12. 如图所示为某环境监控电路简图，R1、R2均为可变电阻，M、N两元件中有一个是光敏电阻，另一个是热敏电阻。已知热敏电阻阻值随温度升高而减小，光敏电阻阻值随光照增强而减小。忽略光照对环境温度的影响。报警器1两端电压大于某值时报警，报警器2上通过的电流大于某值时报警。闭合开关后，两报警器1、2均未报警。不计报警器对电路的影响。下列说法正确的是（　　） A. 仅温度升高，若只有报警器1报警，则M为热敏电阻 B. 仅光照增强，若只有报警器2报警，则N为光敏电阻 C. 仅增大R1的阻值，报警器1、2可能都报警 D. 仅增大R2的阻值，报警器1、2可能都报警 【答案】D 【解析】 【详解】A．若M为热敏电阻，仅温度升高时，热敏电阻阻值减小，并联部分总电阻减小，干路电流增大，根据闭合电路的欧姆定律 可知并联部分电压减小，元件N所在支路电流减小，报警器1两端电压减小，不会报警；而报警器2所在支路电流增大，报警器2可能报警，故A错误； B．若N为光敏电阻，仅光照增强时，光敏电阻阻值减小，并联部分总电阻减小，干路电流增大，根据闭合电路的欧姆定律 可知并联部分电压减小，报警器2所在支路电流减小，不会报警；而元件N所在支路电流增大，报警器1两端电压增大，可能报警，故B错误； C．仅增大R1的阻值，电路总电阻增大，干路电流减小，根据闭合电路的欧姆定律 可知并联部分电压减小，报警器2所在支路电流和报警器1两端电压都减小，不会报警，故C错误； D．仅增大R2的阻值，则并联部分总电阻增大，干路电流减小，根据闭合电路的欧姆定律 可知并联部分电压会增大，报警器2所在支路电流增大，报警器2可能报警；因干路电流减小，由上述分析可知元件N所在支路电流减小，元件N上的分压减小，报警器1上的电压增大，报警器1可能报警，故D正确。 故选D。 13. 一种磁流体发电装置如图甲所示。间距为d的平行金属板M、N之间充满垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。等离子体（高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度 v 沿垂直于磁场的方向射入磁场，M、N两板间便产生电压。某同学设想了另一种方案：如图乙所示，一细束质量为m、电荷量为q的带正电的离子束以相同的速度v紧邻下极板N射入磁场（N板接地），M、N两板间也同样能够产生电压。已知，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中M板是电源的负极 B. 图甲中M、N板间的最大电压大于Bdv C. 图乙中M、N板间的最大电压为 D. 图甲与图乙中M、N板间的最大电压均为Bdv 【答案】C 【解析】 【详解】A．在图甲中，根据左手定则，可知正离子向上偏，负离子向下偏，故M板是电源的正极，N板是电源的负极，故A错误； B．在图甲中，当带电离子在叠加场做匀速直线运动时，M、N板间产生稳定的电压，即最大电压，根据平衡条件有 其中 解得，故B错误； C．图乙中，负离子一进入极板间就会打到N板而后流入大地，因此只要考虑正离子的运动即可。初始时极板间无电压，正离子做匀速圆周运动的半径为 则正离子会打在M板上。随着正离子在M板聚集，会产生电压U，后续进入的正离子将会做摆线运动，使用配速法，将速度分解为，其中满足 即离子其中的一个运动为以向右做匀速直线运动，另一个运动为做匀速圆周运动，U较小时，较小，仍较大，则做匀速圆周运动的半径仍能大于，正离子将继续打到M板上，则电压U将继续增大，直到做匀速圆周运动的半径仍能等于，之后进入极板间的粒子将不再打到M板上。则M、N板间达到最大电压后，对向右做匀速直线运动的分运动，有 对做匀速圆周运动的分运动有 且， 联立解得，故C正确，D错误。 故选C。 14. “谁将春晚作冬看，添着绵衣减却难。”人们一年四季穿着的变化与热传递过程密切相关。热传递是一种热能的转移过程，与自然界中其他转移过程（如电荷量的转移）有类似之处，它们的共性可归结为“”，在电学中体现为欧姆定律，即，在热能的转移过程中，动力量表现为温度差，与电阻对应的物理量称为热阻。如图所示，某长方体导热板，侧面1、2的面积均为A，温度分别为T1、T2。坐标轴x与侧面垂直，坐标原点在侧面1上，导热板各处的温度T仅随x线性变化。科学家发现单位时间从侧面1传递到侧面2的热量，其中λ是常量，仅与导热材料有关，为两侧面的间距。下列说法错误的是（　　） A. 该导热物体的热阻为 B. λ的单位可表示为 C. 热量先后通过多层不同材料的总热阻等于各层热阻之和 D. 在导热板垂直于x轴的任意截面上，单位时间传递的热量都相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．题目给出单位时间传热量 对比规律 可得热阻 与选项相符，故A错误； B．推导的单位：单位时间热量的单位为，单位，单位，温度差单位。 由 代入单位得的单位为 与选项不符，故B正确； C．多层材料串联导热时，稳定导热下各层单位时间传热量相同，总温差为各层温差之和 因此总热阻 和串联电阻规律一致，与选项相符，故C错误； D．本题导热过程为稳定导热（温度分布不随时间变化），不会在中间截面积累热量，因此任意垂直x轴的截面上，单位时间传递的热量相等，与选项相符，故D错误。 故选B。 第二部分 二、本部分共6题，共58分。 15. 在“探究加速度与力的关系”的实验中，打出的一条纸带如图所示，A、B、C为依次选取的三个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，则小车的加速度a=______。 【答案】 【解析】 【详解】根据匀变速直线运动的推论：连续相等时间间隔内的位移差满足 由图可知，AB段位移为，BC段位移为​， 两段位移差 代入 整理得加速度 16. “用双缝干涉测量光的波长”的实验中，在测量相邻两条亮条纹的间距时，先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该条纹定为第1亮条纹，读数记为x1；然后转动手轮，使分划板中心刻线与第6亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图所示，读数记为x2，则 x2=__________mm。若已知双缝间的距离为d，双缝到光屏间的距离为L，由此计算光的波长表达式为λ=_________（用题中字母表示）。 【答案】 ①. 9.150 ②. 【解析】 【详解】[1]螺旋测微器读数 [2]从第1条亮条纹到第6条亮条纹，相邻亮条纹间距 根据双缝干涉公式，变形得波长表达式 17. （1）某同学用图1所示装置探究气体等温变化的规律，该同学在不同环境温度下对同一封闭气体进行了两组实验，得到的图像如图2所示。由图可知两组实验气体的温度大小关系为T₁__________T₂（选填“<”“=”或“>”）。 （2）另一位同学用传感器进行该实验，实验装置如图所示。注射器内密封一段气体（气密性良好），通过塑料管与气体压强传感器连接。然后缓慢移动柱塞确保温度不变，记录注射器的刻度值得到空气柱的体积V，由计算机得到对应的气体压强值p。重复该过程，获得多组数据并进行数据处理。该方案系统误差的主要来源为_____。 【答案】（1）< （2）空气柱体积未包含塑料管内的气体体积 【解析】 【小问1详解】 根据理想气体状态方程 ，本题中是同一封闭气体，气体物质的量不变，因此 与热力学温度成正比。在图中取相同的体积，由图2可知 ，因此 ，可得 。 【小问2详解】 本实验中，封闭气体由两部分组成：注射器内的气体、连接注射器和压强传感器的塑料管内的气体。实验中只将注射器刻度读出的体积作为封闭气体的体积，未计入塑料管内的气体体积，因此带来系统误差。 18. 某小组测量一段金属丝的电阻率。 （1）先用多用电表“×1”挡粗测某金属丝的电阻，表针位置如图1所示，可知金属丝的电阻__________Ω； （2）再用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材除电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）、开关及导线若干外，下列器材中电流表应选用__________，电压表应选用__________。（填写选项前的字母） A．电流表（0~0.6A，内阻约10Ω） B．电流表（0~1mA，内阻约20Ω） C．电压表（0~3V，内阻约3kΩ） D．电压表（0~15V，内阻约15kΩ） （3）该小组完成上述实验后，对一种导电硅胶条的电阻率感兴趣，他们取两条材质完全相同的导电胶条，规格如下： 导电胶条A：长350mm、宽10mm、厚4mm 导电胶条B：长350mm、宽40mm、厚4mm a．该小组首先用多用电表粗测两胶条电阻，阻值均为几千欧左右。选用（2）中合适的器材，为尽可能准确测量导电胶条的电阻率，请在图2中用笔代替导线完成电路器材连接__________。 b．该小组在导电胶条两端安装小圆柱电极并接入电路，如图3所示。测量两电极间的距离作为有效长度L，测量胶条宽度和厚度以二者乘积作为横截面积S。通过计算发现，胶条B的电阻率测量值比胶条A的电阻率测量值要大些，多次测量结果均如此。请从恒定电场与静电场的相似性出发，建构合适的模型解释其原因__________。 【答案】（1）5 （2） ①. A ②. C （3） ①. ②. 因圆柱电极较小、胶条有一定宽度，两极间的恒定电场类似等量异种电荷间的静电场，两极间的电流流过的实际长度比胶条的长度大，实际横截面积比胶条的横截面积小，致使实验的测量值L均偏小、S均偏大，由可得测量值均偏大。因胶条B比胶条A宽度大，影响更大，所以 【解析】 【小问1详解】 多用电表“×1”挡粗测某金属丝的电阻，可知金属丝的电阻 【小问2详解】 [1]根据待测金属丝的电阻（约为），现有电池组3V，可知电路中电流约0.6A左右，电流表应选用A。 故选A。 [2]电动势3V，可知电压表应选用C。 故选C。 【小问3详解】 [1]用多用电表粗测两胶条电阻，阻值均为几千欧左右，根据可知导电硅胶条为大电阻，电流表内接，为尽可能准确测量导电胶条的电阻率，滑动变阻器为分压式接法，如图所示。 [2]因圆柱电极较小、胶条有一定宽度，两极间的恒定电场类似等量异种电荷间的静电场，两极间的电流流过的实际长度比胶条的长度大，实际横截面积比胶条的横截面积小，致使实验的测量值L均偏小、S均偏大，由可得测量值均偏大。因胶条B比胶条A宽度大，影响更大，所以 19. 如图所示，光滑水平面与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相切，导轨半径为R=0.4m。一质量为m=1kg的物体（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一速度后脱离弹簧，之后沿半圆形导轨恰好运动至最高点C，该过程损失的机械能为=8J，重力加速度取g=10m/s²。不计空气阻力影响。求： （1）物体在C点的速度大小vC； （2）弹簧最初压缩时储存的弹性势能Ep； （3）物体离开C点后落地点距离C点的水平位移大小x。 【答案】（1）2m/s （2）18J （3）0.8m 【解析】 【小问1详解】 物体恰好运动至半圆形导轨最高点，此时重力提供圆周运动的向心力，由向心力公式 代入， 解得 【小问2详解】 根据能量守恒，弹簧的弹性势能，等于过程损失的机械能与物体在点的机械能之和。点相对于水平面的高度为，因此 代入， 得 【小问3详解】 物体离开点后做平抛运动： 竖直方向自由下落 解得运动时间 水平方向匀速运动，水平位移 20. 如图为早期设计的质谱仪原理简图。电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度可视为0，之后从小孔S沿垂直于磁场的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，旋转半周后打到照相底片D上的M1刻线处。不计粒子重力。 （1）求该粒子进入磁场时的动能Ek； （2）若测得M1与小孔S的间距为L，求该粒子的质量m； （3）若底片的右半部损坏，为使该粒子能打在左半部的刻线M2处，可以仅调节加速电压来实现。已知M2与小孔S的间距为nL。求调节后的加速电压大小U´；并说明还可以通过什么方法使该粒子能打在M2处。 【答案】（1） （2） （3）；仅改变磁感应强度的大小，使其变为原来的即可 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理，有 有 【小问2详解】 粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿运动定律有 其中 结合（1）问的结果 得 【小问3详解】 同理，调节后到间距为，即新的圆周运动直径， 根据(2)中推导可得半径通式，可知 因此 解得调节后的加速电压  由，，因此也可以仅调节磁感应强度，将磁感应强度减小为原来的​，即可使粒子打在处。 21. 物理图像是形象的思维工具。图像所包围的“面积”往往有特定的物理含义。 （1）图1中的甲图为某球形金属电极静电除尘器的主体部分，表面均匀分布着正电荷，其半径为R，在空间各点产生球对称的电场。场强大小E与该点到球心距离r的变化图像如图1中的乙图所示。已知E-r曲线下R～2R部分的面积为S。若电荷量为-q的尘埃微粒从距球心2R处被吸附至球壳表面，求此过程尘埃微粒电势能的变化量； （2）图2中甲图为某发电机的简化模型。质量为m的导体棒在水平驱动力F的作用下，以恒定加速度a从静止开始沿光滑水平导轨向右运动。定值电阻阻值为R，忽略其余电阻。磁感应强度大小为B，磁场方向垂直于导轨平面。导轨间距为L。 a．写出驱动力F与运动时间t的关系式； b．在图2乙给出的坐标系中定性画出驱动力F大小随运动时间t的变化图像，并结合图像求出0～t0时间内F的冲量大小I。 （3）如图3所示，y随t按照正弦规律变化，其中Ym、t0均为已知量。为得到内的阴影面积，除利用函数微积分方法外，请你展开想象的翅膀借助物理量间的内在关联，构建物理模型，求此阴影面积A。 【答案】（1）= - qS （2）a．；b．； （3） 【解析】 【小问1详解】 图中面积为球壳表面与2R处的电势差，根据功能关系有 【小问2详解】 a．导体棒速度为v时， 产生的电动势为 其中 回路的电流 根据牛顿第二定律有 得 b．由上式可知，F随t的变化为线性图线，如图所示 时间内F的冲量大小即为图中阴影部分的面积，可得 【小问3详解】 设内y-t图像的平均值为，则面积 可建构下列不同的物理模型，求出内y-t图像的平均值与最大值之间满足关系。 方法一，将y想象成正弦交变电流i，则图中阴影面积代表半周期内电路通过的电量q。建立模型如下，①在匀强磁场B中有一N匝线圈，面积为S，电阻为R；②线圈的转动轴垂直于磁场；③线圈以角速度转动，t=0时线圈与磁场垂直。 在上述模型条件下，线圈中的电流的最大值为 半周期内电路中通过的电量为 半周期内电路中电流的平均值 类比可知，y-t图像的面积 方法二，将y想象成匀速圆周运动在x方向的分速度vx，则图中阴影面积代表半周期内质点在该方向通过的位移大小x。建立模型如下， ①质点在平面内做半径为R的匀速圆周运动，角速度为；②t=0时质点位于x轴上，其线速度与x轴垂直。 质点沿该方向的最大速度 质点转动半周期在该方向上通过的距离 在该方向的平均速度为 类比可知，y-t图像的面积 方法三，将物理量y想象成单摆做简谐运动时摆球的速度v，则图中阴影面积表示半周期内摆球通过的路程x。建立模型如下，①摆长为L的单摆，t=0时质点从细线偏离竖直很小的θ角处由静止释放；②摆球仅在细线拉力和重力作用下运动。 单摆从最高点摆至最低点，根据动能定理有 得 小球从静止开始摆动半个周期过程内的位移 运动时间 可得小球的平均速度为 类比可知，y-t图像的面积 方法四，将物理量y想象成单摆做简谐运动过程中受到的回复力F，则图中阴影面积表示半周期内摆球受到的回复力的冲量I。建立模型如下，①摆长为L的单摆，t=0时质点从平衡位置开始摆动，最大摆角θ很小；②摆球仅在细线拉力和重力作用下运动。 单摆在摆动过程中受到的最大回复力 单摆从最高点摆至最低点，根据动能定理 得 运动时间 根据动量定理 类比可知，y-t图像的面积 22. 篮球运动是中学生喜爱的运动之一，其技术动作蕴含着丰富的物理学原理。已知篮球质量为m，重力加速度为g，篮球可视为质点，不计空气阻力。 （1）空中投篮：如图1所示，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐。已知投球点和篮筐正好在同一水平面上，设投球点到篮筐的距离为x，求篮球出手时的速度大小v。 （2）原地拍球：如图2所示，实际拍球过程中，为使篮球每次都达到相同的最大高度h，运动员通常在篮球上升到某高度时，手就会接触篮球并对球施加一个向下的阻力F1，球和手一起上升距离s后到达最高点，紧接着手对球施加向下的动力F2，下降距离s后，手与篮球分开。手对球的两次作用力均视为恒力。球与地面碰撞时存在机械能损失，请通过计算推证F2 >F1。 （3）转身运球：如图3甲所示，为运动员拉球转身的一瞬间。可将转身运球的过程理想化为如图3乙所示的模型，薄长方体代表手掌，转身时球紧贴竖立的手掌，篮球绕着转轴（左脚所在竖直线）在水平面内做圆周运动。在转身快要结束时，篮球有一段速率随时间均匀减小的运动过程，直到篮球刚好滑离手掌。已知篮球刚开始减速时的初速度为v0，减速过程中沿圆周轨迹切线方向的加速度大小为。假设手掌和球之间的动摩擦因数为μ，手掌到转轴的距离为r。最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力。求： a．篮球减速过程中手掌对篮球的摩擦力大小f； b．篮球从开始减速到刚好滑离手掌的过程中所运动的路程L。 【答案】（1） （2）见解析 （3）a．；b． 【解析】 【小问1详解】 将斜抛运动分解为水平方向匀速直线运动、竖直方向竖直上抛运动： 初速度分解， 总飞行时间 水平射程 利用 化简得 因此 【小问2详解】 对篮球一个完整运动过程（从本次最高点，速度为0，到下一次最高点，速度为0）应用动能定理​做功 ​做功 重力总做功，整个过程初末高度相同，重力总做功为，碰撞地面损失机械能 ，总动能变化  动能定理 整理得 因此 得证。 【小问3详解】 a. 对篮球做受力分析。 篮球竖直方向受力平衡，摩擦力竖直分量平衡重力 切线方向摩擦力分量提供切向加速度 总摩擦力为两个垂直分量的合力 b. 刚好滑离时摩擦力达到最大静摩擦力 其中径向弹力提供向心力（为滑离时的速率） 代入 得 即 减速过程切向加速度恒定，为匀减速运动，满足 代入 得​ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市朝阳区高三年级第二学期质量检测一 物理试卷 第一部分 一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 电子的发现说明原子不是组成物质的最小微粒 B. 粒子散射实验表明原子核的核子之间存在核力 C. 衰变放出的电子是原子的最外层电子吸收能量之后放出来的 D. 核反应前后电荷数守恒但质量数不守恒 2. 小明观看了一段视频：落水者用双手环抱倒扣的塑料盆，将盆口压入水中实现自救，如图所示。若盆中空气可视为质量一定的理想气体，且温度保持不变，则在盆被下压的过程中盆中气体（　　） A. 对外做功 B. 压强增大 C. 从外界吸收热量 D. 分子平均动能增加 3. 一束单色光从某种均匀介质射入空气中时，入射角为θ1，折射角为θ2，折射光路如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 此介质的折射率为 B. 光在介质中的速度与光在空气中速度的比值为 C. 当入射角减小时，光在介质中的波长也随之减小 D. 当入射角减小时，折射角也随之减小，但折射率不变 4. 振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为位移x的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下图的四个图中能表示P点振动图像的是（　　） A. B. C. D. 5. 一理想变压器原、副线圈的匝数比为11:5，原线圈与正弦交流电源连接，其输入电压u随时间t的变化如图所示。若副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则（　　） A. 输入电压 B. 流过电阻的电流是22A C. 流过电阻的电流方向每秒钟改变50次 D. 经过1 min电阻产生的热量是 6. 2025年10月，神舟二十一号载人飞船成功发射，历时3.5小时完成与天和核心舱的对接，实现了最快对接记录。飞船变轨前绕地稳定运行在圆形轨道Ⅰ上，飞船的转移轨道为椭圆轨道Ⅱ，核心舱稳定运行在圆形轨道Ⅲ上。轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点。则飞船在轨道Ⅱ上运行时（　　） A. 在A点的加速度小于核心舱在轨道Ⅲ上B点的加速度 B. 在A点的速度大于核心舱在轨道Ⅲ上B点的速度 C. 由A向B运行的过程中机械能逐渐增大 D. 由A向B运行的过程中宇航员先超重后失重 7. 如图所示，光滑水平地面上，一质量为m的物体P以速度v向右运动，物体Q 静止且左端固定一轻弹簧。P撞上弹簧后，弹簧被压缩至最短时（　　） A. P、Q系统总动量大小为mv B. P的动量变为0 C. Q的动量达到最大值 D. 弹簧的弹性势能一定为 8. 如图甲所示，边长为l的正方形导线框abcd，以恒定速度沿x轴向右运动，穿过图中所示的匀强磁场区域。从导线框在图示位置的时刻开始计时，则乙图的纵轴对应的物理量为导线框（　　） A. 所包围面积的磁通量 B. b、c两点的电势差Ubc C. bc边所受安培力大小 D. 所受外力的功率 9. 老师在课堂上做了一个如图所示的实验：把粉笔盒静置于水平桌面上的课本上，用水平向右的恒力F将课本迅速抽出，粉笔盒移动较小的距离。若粉笔盒和课本的质量均为m，各接触面间的动摩擦因数均为μ，抽出课本的过程历时t。最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 课本受到5个力作用 B. 课本受到的摩擦力大小为2μmg C. F大于4μmg才可能将课本从粉笔盒下抽出 D. 粉笔盒最终将停留在初始位置右侧处 10. 如图所示，小明同学用一个悬挂的强磁铁和一块铜片演示了一个神奇的实验，当磁铁从左侧某一高度处由静止释放摆至右侧最高位置的过程中，其下方放在圆珠笔芯上的铜片发生了运动（此过程铜片始终未脱离笔芯）。在此过程中，磁铁重力做功为WG，磁铁克服磁场力做功为W1，磁场力对铜片做功为W2，铜片获得的动能为Ek，铜片上产生的电热为Q。不计磁铁产生的电热，忽略空气阻力以及铜片在笔芯上所受的摩擦力，不计地磁场影响。则（　　） A. WG > W1 B. W2= Ek C. W1=W2 D. WG=W1+Ek+Q 11. 如图所示的矩形区域ABCD内分布有平行于AD方向的匀强电场，AB=2BC，P为CD中点。质量相同的带电粒子a、b分别从A点和D点平行于AB同时进入电场，并同时到达P、B点，二者的运动轨迹交于O点（图中未标出）。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用。则带电粒子a、b（　　） A. 具有不同的比荷 B. 电势能均随时间逐渐增大 C. 到达O点所用的时间之比为1:2 D. 到达P、B点时的动能之比为5:8 12. 如图所示为某环境监控电路简图，R1、R2均为可变电阻，M、N两元件中有一个是光敏电阻，另一个是热敏电阻。已知热敏电阻阻值随温度升高而减小，光敏电阻阻值随光照增强而减小。忽略光照对环境温度的影响。报警器1两端电压大于某值时报警，报警器2上通过的电流大于某值时报警。闭合开关后，两报警器1、2均未报警。不计报警器对电路的影响。下列说法正确的是（　　） A. 仅温度升高，若只有报警器1报警，则M为热敏电阻 B. 仅光照增强，若只有报警器2报警，则N为光敏电阻 C. 仅增大R1的阻值，报警器1、2可能都报警 D. 仅增大R2的阻值，报警器1、2可能都报警 13. 一种磁流体发电装置如图甲所示。间距为d的平行金属板M、N之间充满垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。等离子体（高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度 v 沿垂直于磁场的方向射入磁场，M、N两板间便产生电压。某同学设想了另一种方案：如图乙所示，一细束质量为m、电荷量为q的带正电的离子束以相同的速度v紧邻下极板N射入磁场（N板接地），M、N两板间也同样能够产生电压。已知，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中M板是电源的负极 B. 图甲中M、N板间的最大电压大于Bdv C. 图乙中M、N板间的最大电压为 D. 图甲与图乙中M、N板间的最大电压均为Bdv 14. “谁将春晚作冬看，添着绵衣减却难。”人们一年四季穿着的变化与热传递过程密切相关。热传递是一种热能的转移过程，与自然界中其他转移过程（如电荷量的转移）有类似之处，它们的共性可归结为“”，在电学中体现为欧姆定律，即，在热能的转移过程中，动力量表现为温度差，与电阻对应的物理量称为热阻。如图所示，某长方体导热板，侧面1、2的面积均为A，温度分别为T1、T2。坐标轴x与侧面垂直，坐标原点在侧面1上，导热板各处的温度T仅随x线性变化。科学家发现单位时间从侧面1传递到侧面2的热量，其中λ是常量，仅与导热材料有关，为两侧面的间距。下列说法错误的是（　　） A. 该导热物体的热阻为 B. λ的单位可表示为 C. 热量先后通过多层不同材料的总热阻等于各层热阻之和 D. 在导热板垂直于x轴的任意截面上，单位时间传递的热量都相等 第二部分 二、本部分共6题，共58分。 15. 在“探究加速度与力的关系”的实验中，打出的一条纸带如图所示，A、B、C为依次选取的三个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，则小车的加速度a=______。 16. “用双缝干涉测量光的波长”的实验中，在测量相邻两条亮条纹的间距时，先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该条纹定为第1亮条纹，读数记为x1；然后转动手轮，使分划板中心刻线与第6亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图所示，读数记为x2，则 x2=__________mm。若已知双缝间的距离为d，双缝到光屏间的距离为L，由此计算光的波长表达式为λ=_________（用题中字母表示）。 17. （1）某同学用图1所示装置探究气体等温变化的规律，该同学在不同环境温度下对同一封闭气体进行了两组实验，得到的图像如图2所示。由图可知两组实验气体的温度大小关系为T₁__________T₂（选填“<”“=”或“>”）。 （2）另一位同学用传感器进行该实验，实验装置如图所示。注射器内密封一段气体（气密性良好），通过塑料管与气体压强传感器连接。然后缓慢移动柱塞确保温度不变，记录注射器的刻度值得到空气柱的体积V，由计算机得到对应的气体压强值p。重复该过程，获得多组数据并进行数据处理。该方案系统误差的主要来源为_____。 18. 某小组测量一段金属丝的电阻率。 （1）先用多用电表“×1”挡粗测某金属丝的电阻，表针位置如图1所示，可知金属丝的电阻__________Ω； （2）再用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材除电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）、开关及导线若干外，下列器材中电流表应选用__________，电压表应选用__________。（填写选项前的字母） A．电流表（0~0.6A，内阻约10Ω） B．电流表（0~1mA，内阻约20Ω） C．电压表（0~3V，内阻约3kΩ） D．电压表（0~15V，内阻约15kΩ） （3）该小组完成上述实验后，对一种导电硅胶条的电阻率感兴趣，他们取两条材质完全相同的导电胶条，规格如下： 导电胶条A：长350mm、宽10mm、厚4mm 导电胶条B：长350mm、宽40mm、厚4mm a．该小组首先用多用电表粗测两胶条电阻，阻值均为几千欧左右。选用（2）中合适的器材，为尽可能准确测量导电胶条的电阻率，请在图2中用笔代替导线完成电路器材连接__________。 b．该小组在导电胶条两端安装小圆柱电极并接入电路，如图3所示。测量两电极间的距离作为有效长度L，测量胶条宽度和厚度以二者乘积作为横截面积S。通过计算发现，胶条B的电阻率测量值比胶条A的电阻率测量值要大些，多次测量结果均如此。请从恒定电场与静电场的相似性出发，建构合适的模型解释其原因__________。 19. 如图所示，光滑水平面与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相切，导轨半径为R=0.4m。一质量为m=1kg的物体（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一速度后脱离弹簧，之后沿半圆形导轨恰好运动至最高点C，该过程损失的机械能为=8J，重力加速度取g=10m/s²。不计空气阻力影响。求： （1）物体在C点的速度大小vC； （2）弹簧最初压缩时储存的弹性势能Ep； （3）物体离开C点后落地点距离C点的水平位移大小x。 20. 如图为早期设计的质谱仪原理简图。电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度可视为0，之后从小孔S沿垂直于磁场的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，旋转半周后打到照相底片D上的M1刻线处。不计粒子重力。 （1）求该粒子进入磁场时的动能Ek； （2）若测得M1与小孔S的间距为L，求该粒子的质量m； （3）若底片的右半部损坏，为使该粒子能打在左半部的刻线M2处，可以仅调节加速电压来实现。已知M2与小孔S的间距为nL。求调节后的加速电压大小U´；并说明还可以通过什么方法使该粒子能打在M2处。 21. 物理图像是形象的思维工具。图像所包围的“面积”往往有特定的物理含义。 （1）图1中的甲图为某球形金属电极静电除尘器的主体部分，表面均匀分布着正电荷，其半径为R，在空间各点产生球对称的电场。场强大小E与该点到球心距离r的变化图像如图1中的乙图所示。已知E-r曲线下R～2R部分的面积为S。若电荷量为-q的尘埃微粒从距球心2R处被吸附至球壳表面，求此过程尘埃微粒电势能的变化量； （2）图2中甲图为某发电机的简化模型。质量为m的导体棒在水平驱动力F的作用下，以恒定加速度a从静止开始沿光滑水平导轨向右运动。定值电阻阻值为R，忽略其余电阻。磁感应强度大小为B，磁场方向垂直于导轨平面。导轨间距为L。 a．写出驱动力F与运动时间t的关系式； b．在图2乙给出的坐标系中定性画出驱动力F大小随运动时间t的变化图像，并结合图像求出0～t0时间内F的冲量大小I。 （3）如图3所示，y随t按照正弦规律变化，其中Ym、t0均为已知量。为得到内的阴影面积，除利用函数微积分方法外，请你展开想象的翅膀借助物理量间的内在关联，构建物理模型，求此阴影面积A。 22. 篮球运动是中学生喜爱的运动之一，其技术动作蕴含着丰富的物理学原理。已知篮球质量为m，重力加速度为g，篮球可视为质点，不计空气阻力。 （1）空中投篮：如图1所示，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐。已知投球点和篮筐正好在同一水平面上，设投球点到篮筐的距离为x，求篮球出手时的速度大小v。 （2）原地拍球：如图2所示，实际拍球过程中，为使篮球每次都达到相同的最大高度h，运动员通常在篮球上升到某高度时，手就会接触篮球并对球施加一个向下的阻力F1，球和手一起上升距离s后到达最高点，紧接着手对球施加向下的动力F2，下降距离s后，手与篮球分开。手对球的两次作用力均视为恒力。球与地面碰撞时存在机械能损失，请通过计算推证F2 >F1。 （3）转身运球：如图3甲所示，为运动员拉球转身的一瞬间。可将转身运球的过程理想化为如图3乙所示的模型，薄长方体代表手掌，转身时球紧贴竖立的手掌，篮球绕着转轴（左脚所在竖直线）在水平面内做圆周运动。在转身快要结束时，篮球有一段速率随时间均匀减小的运动过程，直到篮球刚好滑离手掌。已知篮球刚开始减速时的初速度为v0，减速过程中沿圆周轨迹切线方向的加速度大小为。假设手掌和球之间的动摩擦因数为μ，手掌到转轴的距离为r。最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力。求： a．篮球减速过程中手掌对篮球的摩擦力大小f； b．篮球从开始减速到刚好滑离手掌的过程中所运动的路程L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $