陕西西安市某校2025-2026学年高三下学期期中物理试卷

2025-2026学年度第二学期高三年级期中考试物理试题 本试卷共100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。 1．某同学手握弹簧左侧左右来回振动，使弹簧在光滑水平桌面上形成如图所示的纵波。已知相邻的密部和疏部相距0.4 m，手每分钟完整振动30次，则该波的（ ） A．波长为0.4 m B．波长为0.8 m C．波速为4 m/s D．波速为8 m/s 2．图（a）所示的油纸伞是我国古人智慧的结晶。图（b）为其结构示意图，ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨，伞撑两端分别与ON中点M和滑环P铰接。保持伞柄不动，向上推滑环P，使得伞骨ON以恒定角速度开伞，则（ ） A．M点的线速度方向总是沿PM方向 B．M点的向心加速度方向沿MP方向 C．N点线速度大小是M点的2倍 D．N点的向心加速度大小是M点的4倍 3．如图，汽车定速巡航（即速率不变）通过路面abcd，t1时刻经过b，t2时刻经过c，t3时刻经过d，若汽车行驶过程所受空气阻力和摩擦阻力的大小不变，则该过程汽车的功率P随时间t变化的图像可能正确的是（ ） A． B． C． D． 4．如图甲所示，点电荷q1固定在A点，点电荷q2固定在B点，A、B之间的距离为r1，现把点电荷q2，从B点移到C点，A、C之间的距离为r2，图乙是点电荷q1、q2之间的库仑力F随距离r的变化图像，已知F—r图像下面阴影部分曲边梯形的面积为S，则B、C之间电势差为UBC为（ ） A． B． C． D． 5．某吹风机内部的简化电路图如图甲所示，理想变压器输入端电压的有效值可视为不变，原、副线圈的匝数比为2:1，已知当开关K断开时变压器副线圈中的电流I随时间t的变化图像如图乙所示，电动机两端的电压为U0。当开关K闭合后，原线圈的输入功率变为原来的3倍。下列说法正确的是（ ） A．原线圈中电流的周期为0.04 s B．当开关K断开时，原线圈的输入功率为U0I1 C．定值电阻R的阻值为 D．当开关K闭合后，副线圈的输出电压变大 6．如图所示，可以用标准件A检测加工件B与标准件的高度误差，两工件的上下端面均水平。将两工件放置在水平平台上，上方放置一光学平板玻璃，波长为560 nm的光竖直照射到玻璃上，两工件上方的相邻干涉亮条纹间距均为0.2 mm。已知A左侧到B左侧的水平距离为4 mm，则两工件的高度差为（ ） A．5.6×10-3 mm B．4.2×10-3 mm C．2.8×10-3 mm D．1.4×10-3 mm 7．如图（a）所示，两间距L=1 m、左侧接有一电容器的光滑足够长的水平导轨处于垂直纸面向里的磁场中，已知电容器的电容C=100 μF，磁感应强度B随位置x的变化如图（b）所示。一长为L=1 m、质量m=0.16 kg的金属棒在外力F的作用下从坐标原点O沿x轴正方向以v0=10 m/s的速度匀速运动到x1=1 m处，此时电容器被击穿，电容器变成一个R=1000 Ω的电阻，通过改变外力F，使电路中电流保持不变，已知在运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。则下列说法正确的是（ ） A．电容器被击穿之前外力F为恒力 B．电容器被击穿之前外力F做的功为20 J C．电容器被击穿之后，金属棒运动1 m所需要的时间为0.15 s D．电容器被击穿之后，金属棒运动1 m外力F做的功为12 J 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．已知金属锌的逸出功为3.34 eV。如图所示为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=3能级跃迁到n=1能级可产生a光，从n=2能级跃迁到n=1能级可产生b光。a光和b光的波长分别为和。现用a、b两光分别照射金属锌表面均可产生光电效应，遏止电压分别为Ua和Ub。下列说法正确的是（ ） A．b光的光子能量为3.4 eV B． C．Ub<Ua D．a光照射金属锌表面产生的光电子的最大初动能为6.86 eV 9．如图所示，空间直角坐标系O-xyz中存在匀强磁场，两足够长的、电阻不计的金属导轨平行固定在绝缘长木板ABCD上，导轨左端通过导线连接电流表A，电阻R=2 Ω的金属棒垂直导轨放置，以y=1 m/s的速度沿导轨运动，金属棒始终与导轨接触良好，金属棒长度和导轨间距均为L=1 m，木板所在平面与电流表A示数的关系如表所示。则（ ） 木板所在平面 电流表示数/A xOy 0.25 xOz 0.20 yOz 0.15 A．在xOy平面时金属棒消耗的电功率为0.25 W B．磁感应强度沿y轴方向的分量大小为0.4 T C．木板在yOz平面时棒所受安培力大小为0.45 N D．空间中磁感应强度大小为 10．如图所示，绝缘水平面上有两竖直且正对的金属板M、N，带电荷量的绝对值为Q，两板间距为d。在靠近M板处的水平面上竖直向上抛出一动能为16 J的带正电小球，小球到达最高点时恰垂直击中N板，击中前瞬间小球的动能为9 J。小球可视为质点，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ） A．小球击中挡板时的位置到水平面的距离为 B．小球在空中运动过程的最小动能为5.76 J C．仅将N板向右平移3d，小球恰打不到N板 D．仅将极板带电荷量变为，小球恰打不到N板 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（6分）如图甲所示，某实验小组用一辆改装的小车来探究做功与动能增量的关系，其示意图如图乙所示，用一根细线通过固定在长木板上的定滑轮连接小车和钩码，小车与滑轮间的细线与长木板平行。在钩码牵引下，载有小球的小车在长木板上从静止开始加速运动，小车运动到固定挡条处发生碰撞，使置于小车固定平台上的小球被水平抛出，并落在平铺在长木板上的白纸上的复写纸上。已知小车质量为M，小球质量为m，钩码质量为m0，重力加速度为g。 （1）使小车从同一位置出发，重复多次实验，小球抛出后落在复写纸上，在白纸上留下多个印迹，现用画圆的方法确定小球的平均落点，如图丙所示，所画的圆较合理的是_______。 A．a B．b （2）进一步测量得到小车在碰撞固定挡条前的位移为x，小球水平抛出后落到复写纸上的水平位移为s，竖直位移为h，由此可以确定小车与挡条碰撞前瞬间的速度大小为v=_______。 A． B． C． D． （3）为了探究重力做功与动能增量的关系，本实验_______（选填“需要”或“不需要”）平衡阻力；实验中钩码重力做功为W=m0gx，若第二问中的速度用v表示，则动能增量ΔEk=_______（用题目中的物理量及v表示）。 12．（9分）硅光电池被一定条件的光照射时，可以对外供电。某实验小组设计实验测试某款硅光电池在太阳光照射下的输出特性。 （1）电路连接 实验小组设计了如图（a）的电路图，请根据电路图完成图（b）实物图连线。 （2）光强一定时，硅光电池输出功率测量 ①用碘钨灯（发出的光近似于太阳光）在20 cm处正对照射硅光电池，电阻箱取不同阻值时，记录多组电压表读数U和毫安表读数I，当电压表读数为1.40 V时，毫安表示数如图（c），读数为________mA。 ②硅光电池输出功率P=UI。根据记录的数据，求得不同输出电压下的硅光电池输出功率，并作P-U图像如图（d）。 （3）硅光电池的转化效率测试 ①如图（e），利用（2）中的碘钨灯正对照射光功率计，距离仍为20 cm时，光功率计测得单位受光面积的光功率为38 mW/cm2。已知步骤（2）中，硅光电池的受光面积为25 cm2，则入射到硅光电池的光功率Pi=_______mW。 ②硅光电池的转化效率定义为η=，实验中硅光电池的转化效率为_______%。（结果保留3位有效数字） （4）误差分析 若电表内阻影响不可忽略，则实验测得的转化效率_______（选填“大于”“等于”或“小于”）实际的转化效率。 13．（9分）如图是地铁隧道防洪气囊，使用时通过充气机向气囊内充气，使其膨胀为长度L=10 m、横截面积S=20 m2的柱体，当其内部气压满足时，可以阻断洪水。已知隧道内大气压强恒为P0=1.0×105 Pa，充气机每秒从隧道中吸入体积为ΔV=0.5 m3的空气并充入气囊。气囊不漏气且导热良好，内部气体可视为理想气体。 （1）充气前气囊内气体可忽略，要使气囊内部气压达到1.8×105 Pa，求充气时间； （2）某次防洪演练，将气囊气压充至2.0×105 Pa，一段时间后，隧道内温度由300 K降至288 K，气囊体积不变，通过计算判断气囊气压是否仍满足阻断洪水的要求。 14．（14分）如图所示，长为0.5 m的传送带位于两光滑的水平台面中间，传送带上表面与台面相平，轻弹簧一端固定在墙壁上的O点，另一端与质量为2 kg的物块B相连，一颗质量为50 g的子弹以Ek=200 J的动能击中质量为0.95 kg的静止物块A并嵌入其中。物块A与传送带之间的动摩擦因数为0.4，传送带在电动机的控制下以2 m/s的恒定速度顺时针方向转动。在物块B上方、弹簧原长处设有一挡板，物块B刚好被挡板挡住。由于挡板的作用，物块A与B的碰撞位置都发生在弹簧原长处，且物块B与挡板碰撞后速度即刻减为0。已知两滑块的碰撞属于弹性碰撞，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）物块A被子弹击中后瞬间的运动速度的大小。 （2）物块A通过传送带后与物块B发生碰撞，碰后物块A、B各自的速度大小。 （3）物块A与B发生第2次碰撞后，物块A滑上传送带的最大位移以及弹簧获得的最大弹性势能各是多少。 15．（16分）如图空间直角坐标系O-xyz将y≥0的空间划分为四个区域，Ⅳ区域存在沿z轴负方向的匀强电场，Ⅱ、Ⅲ区域存在沿y轴负方向的匀强磁场。在xOy平面内x>0区域放置一足够大的吸收屏，吸收屏下方紧靠P（l，0，0）处有一粒子源可向x轴负方向发射速率为v0、质量为m、带电量为+q的粒子（重力不计）。粒子运动经过Q（0，0，）点，且刚好打在屏上P点，粒子打在吸收屏上即被吸收且不影响空间电、磁场分布。 （1）求匀强电场的电场强度大小E0； （2）求匀强磁场的磁感应强度大小B0； （3）若在Ⅰ区域加沿y轴正方向、电场强度大小为2E0的匀强电场，同时调节Ⅳ区域中电场强度大小为kE0（电场方向不变），求粒子打在吸收屏上落点的坐标。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第二学期 高三年级期中考试物理答案 1.答案：B 解析：在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长，结合题述可知，该波的波长为0.8 m，B正确，A错误。手每分钟完整振动30次，则振动的周期，则该波的波速为0.4 m/s，CD错误。 2. 答案C 3. 答案B 【详解】根据题意可知，汽车运动速率不变，设汽车行驶过程所受空气阻力和摩擦阻力的大小为f，在段，有在段，有在段，有 可知且、、保持不变，由公式可知，汽车的功率 且、、保持不变，故选B。 4.答案D F-r图像下面阴影部分曲边梯形的面积的物理意义代表点电荷q₂从r₁到r₂运动过程中库仑力所做的功，电荷q₂从r₁到 r₂克服电场力做功，即电场力做负功，W=-S，因为 所以 D正确. 5.答案 C 由题图乙可知副线圈中电流的周期为 0.02 s，变压器只改变交变电流的电压不改变周期，A错误；由图乙可知，当开关 K 断开时，副线圈中电流的有效值为 此时原线圈的输入功率为 B错误；由题意可知，当开关 K 闭合后，定值电阻 R 消耗的功率为电动机消耗功率的2倍，有 解得 C正确；副线圈的输出电压由原线圈的输入电压和变压器原、副线圈的匝数比决定，所以开关 K 闭合后，副线圈的输出电压不变，D错误. 6.答案：A 解析：设两工件上方的劈尖的夹角为θ，入射光的波长为λ，相邻亮条纹间距为，则相邻两亮纹对应空气膜的厚度分别满足，，又，解得，根据几何关系有，联立解得，A正确。 7.答案 C 解析 由题图(b)可知,在0≤x≤1m内,B=20x(T),金属棒匀速运动，金属棒中的电流其中 解得I=0.2A，外力 F 与棒受到的安培力始终平· 衡，即F=BIL，F越来越大，则电容器被击穿之前外力 F做的功为 此处可用B-x图线的面积表示Bx₁进行求解。选项A、B错误。由题可知电容器被击穿后变成一个R=1000Ω电阻，由于电路中电流不变，设此后某时刻金属棒速度为v，则由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得BLv=E=IR，代入数据后得数值上有 xv=10，为了求金属棒运动时间，可以作 图像，如图所示。由图可求出金属棒从 到 金属棒的运动时间为阴影部分面积， 选项C正确。由功能关系可知，电容器被击穿之后，金属棒运动1m，根据电流不变，列出v与x的关系.将方程变形为 与x的式子 再结合图像的面积求解。力 F做的功 ，代入数据解得 选项 D错误。 答案：C 8. 答案 BC 由题可知，吸气过程中，“气球肺”内气体的压强始终等于外界的大气压强，对于瓶内封闭气体，整个过程相当于等温变化，根据玻意耳定律pV=C可知，气体的体积增大时，封闭气体的压强减小，A正确，B错误；由题可知，吸气过程中，瓶内气体对外做功，则有 W<0封闭气体的温度不变，内能不变，则有 △U=0根据热力学第一定律可得△U=W+Q解得Q=—W>0说明封闭气体要从外界吸收热量，C正确；同理可知，松开橡胶膜，瓶内封闭气体的体积减小，压强增大，从而将“气球肺”内的气体压出“气球肺”的外部，实现呼气过程，D错误. 9.答案：BD 解析：由题述条件可知，在xOy平面时金属棒消耗的电功率为，A错误；由法拉第电磁感应定律可知，要计算磁感应强度沿y轴方向的分量大小，需要结合木板在xOz平面时电流表的示数，设磁感应强度沿y轴方向的分量大小为，则金属棒切割磁场产生的感应电动势大小，电流表的示数，结合题给数据，可得，B正确；结合B项分析，同理可得，磁感应强度沿轴方向的分量大小为，则木板在yOz平面时棒所受安培力大小为，C错误；由矢量合成知识可得，空间中磁感应强度大小，D正确。 10.答案：BC 解析：设小球抛出时的速度大小为，打到N板前瞬间的速度大小为，水平方向有，竖直方向有，又，联立得，根据牛顿第二定律可知电场力与重力之比为3:4，有，设小球所受合力与水平方向夹角的正切值为θ，则有，小球在空中运动过程中，速度与所受合力垂直时，速度最小，即最小速度为，此时的动能为，A错误，B正确。电容的决定式为，板间电压，板间电场强度，联立得，可知仅将N板向右平移，板间电场不变，假设小球运动过程中不与N板接触，从最高点到落到水平面的时间也为t，根据匀变速直线运动的推论可知，仅将N板向右平移3d，小球恰打不到N板，C正确。不改变电荷量时，水平方向有，改变电荷量后，小球恰打不到N板时，根据以上分析可知从抛出到落回水平面的时间为2t，水平方向有，可得，根据牛顿第二定律可知电场强度应变为原来的四分之一，即电荷量变为原来的四分之一，D错误。 11.答案(1)B(2)C(3)需要 解析：(1)确定小球平均落点时，应将大部分印迹包含在圆内，圆b更合理地包含了多个印迹，能准确反映平均落点.故选 B.(2)根据平抛运动规律有 h= 联立解得小车与挡条碰撞前瞬间的速度大小 故选 C.(3)为了使钩码的重力做功等于系统动能的增量，需平衡阻力，消除摩擦力的影响，故填需要.系统动能增量为 12．（9分）参考答案： （1）如答图 （2）①50 （3）①950 ②10.5（4）小于 13．（9分）解：（1）充气完成后，气囊内气体体积V=LS ① 设充入的环境空气体积为V0时，气囊气压达到防洪气压pmin，充入的气体温度不变，由玻意耳定律，有 ②， 解得V0=360m3 ③ 依题意有 =720 ④，故充气时间为720s。 （2）设降温后，温度为T1时气囊内气体压强为p1，气体做等容变化，由查理定律，有 ⑤ ，解得 p1=1. 92×105Pa ⑥ 由于p1>pmin=1. 8×105Pa，故气囊仍能满足防洪气压要求。 ⑦ 14.(1)设子弹打入木块后，子弹和木块共同速度为 v共设子弹的动量为 p，根据动量守恒 (1分) 根据动量和动能的关系 (1分) 解得 (1分) (2)设物块 A 在传送带上运动时加速度的大小为a (1分) 设物块 A 通过传送带后的速度为v₀ 根据运动公式 (1分) 解得 (1分) A、B碰撞动量守恒、动能守恒，以向右为正方向 (1分) (1分) 所以，第一次碰后 A 的速度 (1分) 第一次碰后 B 的速度 (1分) (3)第1次碰后物块 A 在传送带上运动的最大位移为x₁ (1分) 解得 (1分) 因为 所以物块 A 又会返回传送带的右端，返回速度仍等于 v₁, 物块 A 以速度v₁ 与 B 发生第2次碰撞，根据(2)中的动量守恒和能量守恒，物块 A、B的速度分别为 (1分) (1分) 第2次碰撞后，A在传送带上运动的最大位移 解得 (1分) 第2次碰撞后弹簧获得的最大弹性势能 (1分) 15．（16分）解：（1）粒子从P到Q做类平抛运动，设运动时间为t1 x方向： ① z方向： ② 其中 ③ 联立①、②、③式，得： ④ （2）设粒子到达Q点时，速度方向与x轴成θ角 由 得 ⑤ 粒子在磁场中做匀速圆周运动，从Q点进入磁场，从M点离开磁场。设粒子圆周运动半径为r，速度vQ ⑥ vQ cosθ= v0 ⑦ 粒子打在P点，有： = 2rcosθ ⑧ 联立⑤、⑦、⑧，得： ⑨ （3）调节I、IV区域的电场分布后，设粒子从Q'点进入磁场，再从M'点离开磁场 ⑩ 由⑦、⑨可知，，与IV区域电场强度大小无关。 ⑪ 粒子要进入I区域，打在吸收板上，需满足，即 ⑫ 粒子到达M'点时，z方向的分速度 ⑬ 粒子在I区域运动，设经历时间t2，落点在吸收屏上坐标设为（x,y,0） ⑭ 得 故 ⑮ ⑯ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $