精品解析：2026届北京昌平区高三下学期第一次统一练习物理试卷

2026届北京昌平区高三下学期第一次统一练习物理试卷 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。 第一部分 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. 某放射性元素经过6天后，还剩下没有衰变，它的半衰期是（　　） A. 2天 B. 3天 C. 4天 D. 5天 2. 气球在空中缓慢上升，上升过程中气球体积逐渐变大。气球内的气体可视为理想气体，且气球不漏气。已知外界温度随高度增加而降低。在此过程中，球内气体（　　） A. 分子的平均动能变小 B. 对外界做负功 C. 压强变大 D. 一定放出热量 3. 一束电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样，下列说法正确的是（　　） A. 该实验表明电子具有粒子性 B. 亮纹处电子出现的概率大 C. 亮纹为电子运动的轨迹 D. 暗纹处说明没有电子到达 4. 点电荷产生的电场如图所示，a、b是同一条电场线上的两点，下列说法正确的是（　　） A. 点电场强度比点的小 B. 电子在点的电势能比点的大 C. 若变为原来的2倍，a、b两点间电势差不变 D. 若变为原来的2倍，点电场强度变为原来的2倍 5. 一列简谐横波沿轴传播，和时刻的波形分别如图中的实线和虚线所示。已知在时刻处的质点沿轴负方向运动。则该简谐波（　　） A. 波长为2m B. 沿轴正方向传播 C. 周期可能为0.6s D. 波速可能为 6. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈接在的交流电源上，副线圈接阻值的定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率为100Hz B. 两端的电压为31.1V C. 原线圈电流的有效值为1A D. 原线圈的输入功率为22W 7. 某空间站绕地球做匀速圆周运动，运行一圈所用时间约为90分钟。已知地球半径为，引力常量为。下列说法正确的是（　　） A. 由以上信息可求出地球的质量 B. 空间站绕地球运行的线速度小于地球第一宇宙速度 C. 若空间站在半径更大的轨道上匀速绕行，其周期将小于90分钟 D. 航天员在空间站内处于完全失重状态，其受到的地球引力为零 8. 如图所示，在粗糙的水平地面上有一个质量为、倾角为的斜面体，斜面体上有一个质量为的小滑块，小滑块与斜面体的接触面光滑。在小滑块沿斜面体下滑的过程中，斜面体始终保持静止。重力加速度为。在小滑块下滑过程中，（　　） A. 斜面体对滑块的支持力大小为 B. 地面对斜面体的支持力大小为 C. 地面对斜面体的支持力小于 D. 地面对斜面体的摩擦力为零 9. 如图所示，劲度系数为的轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端连接一个质量为的小球，小球静止时位于点。现竖直向下拉动小球至点后由静止释放，小球在竖直平面内做简谐运动。已知O、P两点间的距离为，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，弹簧的弹性势能与弹簧形变量之间的关系式为。下列说法正确的是（　　） A. 简谐运动的振幅为 B. 从向点运动时，弹簧的弹性势能转化为小球的动能 C. 在点处，小球的速度最大，大小为 D. 在弹簧原长处，小球的速度最大，大小为 10. 时刻，质点从原点由静止开始做直线运动，在时间内，其加速度随时间变化关系的图像如图所示。下面正确的是（　　） A. 时，的速度最小 B. 时，回到原点 C. 时，的速度与时相同 D. 时，到原点的距离最远 11. 某热敏电阻的特性曲线如图1所示，某同学利用该热敏电阻设计了图2所示的温度自动控制电路。图2中，为热敏电阻，为可变电阻，控制系统可视作的定值电阻，电源的电动势，内阻不计。当通过控制系统的电流小于2mA时，加热系统将开启；当通过控制系统的电流等于2mA时，加热系统将关闭。下列说法正确的是（　　） A. 该热敏电阻的阻值随环境温度升高而变大 B. 若要求环境温度低于时开启加热系统，应将调为 C. 保持不变，环境温度降低，通过控制系统的电流将增大 D. 保持不变，通过控制系统的电流大小随环境温度均匀变化 12. 无线充电线圈示意图如图1所示，线圈匝数为，横截面积为。磁场平行于线圈轴线穿过线圈，取向右方向为正，在时间内，磁感应强度随时间变化的图像如图2所示。在这段时间内，下列说法正确的是（　　） A. 点的电势低于点的电势 B. a、b之间的电压随时间均匀减小 C. 时刻，a、b之间的电压为零 D. a、b之间的电压恒为 13. 图为一空间探测器示意图，、、、是四台喷气发动机，每台发动机工作时都能给探测器提供推力。在空间建立固定直角坐标系，以初始时刻、的连线为轴，、的连线为轴。探测器在运动过程中不发生转动，探测器的质量变化可忽略。开始时，探测器以恒定的速度沿轴正方向运动，要使探测器速度的大小不变，方向改为轴正方向与轴负方向之间，且与轴负方向成角的方向运动，下列操作可行的是（　　） A. 分别打开和，且两个发动机提供的冲量之比为 B. 分别打开和，且两个发动机提供的冲量之比为 C. 同时打开和，且两个发动机提供的冲量之比为1∶2 D. 同时打开和，且两个发动机提供的冲量之比为1∶2 14. 一对正、负电子碰撞会发生湮灭，生成光子。已知电子的质量为，光子的频率为，真空中的光速为，普朗克常量为，碰撞前电子的动能不计。关于此过程，下列说法不正确的是（　　） A. 若生成两个光子，每个光子的频率为 B. 该过程可能生成单个高能光子，其能量为 C. 生成光子的总能量为 D. 光子所带电荷量为0 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 用如图所示的向心力演示器探究影响向心力大小的因素，1、2表示长槽上两个可放置小球的位置，3表示短槽上可放置小球的位置，均为塔轮，其中4轮和9轮半径相同。要探究向心力大小与轨道半径的关系，需保持角速度相同，皮带应连接4轮和___________轮。（填“7”“8”或“9”）；取两个质量相同的小球，分别放在短槽的3位置和长槽的___________位置（填“1”或“2”）。 16. 在“测量玻璃折射率”的实验中，图中、、、为所插大头针的位置，下列插针步骤正确的是___________ A. 在入射光线AO上插入两枚大头针，即为、处，并使其距离稍大些 B. 在侧插入第3枚大头针，使其与连线与AO平行，确定位置 C. 在侧插入第4枚大头针，使其挡住处的大头针，确定位置 17. 某学生在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，发现计算的直径偏小，可能的原因是___________ A. 爽身粉撒得过多 B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C. 在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间，导致油酸溶液的浓度偏高 D. 在向量筒中滴入总体积为1mL的油酸酒精溶液时，滴数多记了10滴 18. 某实验小组做“测量金属丝的电阻率”的实验。 （1）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量时螺旋测微器的示数如图1所示，其读数为___________mm。 （2）用电流表（内阻约为）和电压表（内阻约为）测量金属丝的电阻（阻值约为），要求尽量减小实验误差，应该选择的部分测量电路是图2中的___________（填“甲”或“乙”），若用图2中的甲电路测量金属丝电阻，不考虑偶然误差，测量值与真实值相比较将___________（填“偏大”“偏小”或“不变”），误差主要是由___________（填“电流表”或“电压表”）的内阻引起的。 （3）某同学用图3所示的电路测量金属丝的电阻率。实验步骤如下： ①将滑动触头P调节至某位置，测量P到金属丝端之间的距离； ②闭合开关S，调节电阻箱的阻值，使电流表示数，读出相应的电压表示数，断开开关S； ③改变P的位置，重复步骤①、②，测量多组和，作出图像如图4所示，得到直线的斜率。 写出测量金属丝电阻率的表达式___________（用k、d、I表示）；根据图像计算出该金属丝的电阻率___________（取图1所示示数；取3；结果保留两位有效数字）。 19. 有一项荡绳过河的运动项目，可简化为如图所示的模型，不可伸长的轻绳一端固定在点，运动员（可看作质点）抓住绳子另一端从高台边缘点无初速度离开，在最低点松开绳子，落在水平地面上的点。已知绳的长度为l，AO与竖直方向的夹角为间的竖直高度为，运动员的质量为，重力加速度为，忽略空气阻力。求： （1）到达点时运动员的速度大小； （2）到达点（未松开绳）时绳对运动员的拉力大小； （3）落地时运动员的速度大小。 20. 回旋加速器的工作原理如图所示，两个半径为的D形金属盒与一高频交流电源两极相接，两盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为。处的粒子源产生质量为、电荷量为的带电粒子，初速度不计。粒子在两盒之间的缝隙被电场加速，然后在磁场中做圆周运动，最终从D形盒的边缘射出。不计粒子重力和粒子间相互作用，不计粒子经过盒缝的时间。 （1）若粒子每次经过盒缝时都能被加速，求交流电源的频率应满足的条件； （2）求粒子获得的最大动能； （3）有同学认为，只增大交流电源电压即可使粒子获得更高能量。你是否同意该同学的说法？简要说明理由。 21. 物理学中寻求“守恒量”已经成为物理学研究的一种重要思想方法。 情境一：如图1所示，质量为的小球以速度与静止在光滑水平面上质量为的小球发生对心碰撞，碰后两小球粘在一起共同运动。 情境二：电路图如图2所示，电容器A的电容为，电容器B的电容为，把开关S接1接线柱，A充满电时极板间电压为，再把开关S接2接线柱，A放电稳定后两电容器极板间电压相同。 （1）a.求情境一中两小球碰后的速度大小； b.求情境二中A放电稳定后极板间电压； （2）A充电过程中极板间电压随极板带电量变化关系如图3所示。若A极板间电压为时，储存的电场能为。证明从开关S接2接线柱到A、B电压相同的过程中，损失的电场能为； （3）类比情境一和情境二中的守恒量和能量转化情况，完成下表。（不需要书写计算过程） 情境一 情境二 动量守恒 __________ __________ 损失的电场能 22. 为使飞机能够在有限长度的甲板上安全着陆，甲板上会设置阻拦系统，阻拦系统对飞机施加一作用力，使飞机短距离滑行后停下。为模拟飞机的着陆过程，某学习小组设计了两种阻拦系统模型。 （1）第一种模型如图1所示，两根相距为的平行长直金属导轨（电阻不计）固定在水平地面上，左端接阻值为的电阻，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。一根导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。模型飞机在轨道平面内以与轨道平行的速度钩住导体棒，并关闭动力系统，然后与导体棒以共同速度进入匀强磁场中。已知模型飞机的质量为，导体棒的质量为、接入电路中的电阻为。不计空气阻力及导体棒与导轨间、模型飞机与地面间的摩擦。求： a.进入磁场前该飞机与导体棒的共同速度； b.进入磁场后该飞机在地面上滑行的距离。 （2）第二种模型如图2所示，一根不可伸长的轻质阻拦索两端固定在地面上，动十字头与液压缸中的活塞通过长杆连接，定十字头与液压缸连接并固定在地面上，定滑轮A、B间绳索的长度为，阻拦索连接方式如图2所示。质量为的模型飞机以沿速度在点钩住阻拦索，并关闭动力系统，阻拦索在飞机拖动下伸长时，动十字头会在阻拦索的作用下带动液压缸的活塞移动，若活塞移动，固定点与定滑轮D之间的绳索可视为收缩（是已知常量）。已知模型飞机从钩住阻拦索到停下的过程中液压缸压强的平均值为，活塞横截面积为。不计动十字头、活塞和长杆的质量及活塞与液压缸内壁间的摩擦，不计定滑轮质量及轮与轴间的摩擦且滑轮与绳索间不打滑，不计模型飞机与地面间的摩擦以及尾钩与绳索间的摩擦，不计空气阻力。求该飞机从钩住阻拦索到停下所滑行的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届北京昌平区高三下学期第一次统一练习物理试卷 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。 第一部分 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. 某放射性元素经过6天后，还剩下没有衰变，它的半衰期是（　　） A. 2天 B. 3天 C. 4天 D. 5天 【答案】A 【解析】 【详解】放射性元素的剩余质量与初始质量满足衰变规律 其中为总衰变时间，为半衰期。由题可知，天，代入公式得，解得天 故选A。 2. 气球在空中缓慢上升，上升过程中气球体积逐渐变大。气球内的气体可视为理想气体，且气球不漏气。已知外界温度随高度增加而降低。在此过程中，球内气体（　　） A. 分子的平均动能变小 B. 对外界做负功 C. 压强变大 D. 一定放出热量 【答案】A 【解析】 【详解】A．理想气体的分子平均动能仅由温度决定，气球缓慢上升时与外界充分热交换，球内气体温度随外界温度降低而降低，因此分子平均动能变小，故A正确。 B．气球体积逐渐变大，球内气体膨胀，对外界做正功，而非对外界做负功，故B错误。 C．气球不漏气则气体物质的量不变，根据理想气体状态方程，体积增大、温度降低，可得压强一定减小，故C错误。 D．根据热力学第一定律 气体温度降低则，气体对外做功则，则的正负不确定，因此气体不一定放出热量，故D错误。 故选A。 3. 一束电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样，下列说法正确的是（　　） A. 该实验表明电子具有粒子性 B. 亮纹处电子出现的概率大 C. 亮纹为电子运动的轨迹 D. 暗纹处说明没有电子到达 【答案】B 【解析】 【详解】A．衍射是波的特有现象，该实验证明电子具有波动性，而非粒子性，故A错误； B．根据概率波的解释，衍射图样中的亮纹是电子出现概率大的区域，暗纹是电子出现概率小的区域，故B正确； C．电子的运动没有确定的轨迹，亮纹只是电子到达概率高的位置，并非电子的运动轨迹，故C错误； D．暗纹处只是电子出现的概率极小，并非完全没有电子到达，故D错误。 故选B。 4. 点电荷产生的电场如图所示，a、b是同一条电场线上的两点，下列说法正确的是（　　） A. 点电场强度比点的小 B. 电子在点的电势能比点的大 C. 若变为原来的2倍，a、b两点间电势差不变 D. 若变为原来的2倍，点电场强度变为原来的2倍 【答案】D 【解析】 【详解】AD．根据点电荷的电场强度公式可知，由于a点比b点更靠近点电荷，所以点的电场强度比点的大；同理由公式可知，若变为原来的2倍，则点的电场强度也变为原来的2倍，故A错误，D正确； B．已知正电荷周围的电势都是正值，且离正电荷越近，其电势越高，所以有 根据可知，负电荷在电势越高的地方具有的电势能越小，由于电子带负电，所以电子在a点的电势能比b点的小。故B错误； C．根据点电荷的电势公式可知，a、b两点间的电势差为 所以若变为原来的2倍，a、b两点间的电势差也变为原来的2倍，故C错误。 故选D。 5. 一列简谐横波沿轴传播，和时刻的波形分别如图中的实线和虚线所示。已知在时刻处的质点沿轴负方向运动。则该简谐波（　　） A. 波长为2m B. 沿轴正方向传播 C. 周期可能为0.6s D. 波速可能为 【答案】C 【解析】 【详解】A.根据图像知波长为4m，故A错误； B.根据同侧法判断知， 处的质点向轴负方向运动时，该波沿轴负方向传播，故B错误； C.根据题意处的质点向轴负方向运动，0.45秒后振幅达到轴正方向最大，故 周期可能为0.6s，故C正确； D.波速为 故波速 不可能为2.2m/s，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈接在的交流电源上，副线圈接阻值的定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率为100Hz B. 两端的电压为31.1V C. 原线圈电流的有效值为1A D. 原线圈的输入功率为22W 【答案】D 【解析】 【详解】A．交流电的频率为，A错误； B．原线圈电压有效值为 则，即两端的电压为22V，B错误； CD．根据原副线圈的功率相等可知 解得I1=0.1A，P=22W，即原线圈电流的有效值为0.1A，原线圈的输入功率为22W，C错误，D正确。 故选D。 7. 某空间站绕地球做匀速圆周运动，运行一圈所用时间约为90分钟。已知地球半径为，引力常量为。下列说法正确的是（　　） A. 由以上信息可求出地球的质量 B. 空间站绕地球运行的线速度小于地球第一宇宙速度 C. 若空间站在半径更大的轨道上匀速绕行，其周期将小于90分钟 D. 航天员在空间站内处于完全失重状态，其受到的地球引力为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力公式 推导得地球质量 题目仅给出地球半径，未给出空间站轨道高度，无法确定空间站轨道半径，因此无法求出地球质量，故A错误。 B．第一宇宙速度是近地卫星（轨道半径等于地球半径）的环绕速度，由 推导得线速度 空间站轨道半径，因此其线速度小于第一宇宙速度，故B正确。 C．由周期公式 可知，轨道半径越大，周期越大，因此空间站在半径更大的轨道运行时，周期大于90分钟，故C错误。 D．航天员处于完全失重状态，是因为地球引力全部提供其做圆周运动的向心力，并非不受地球引力，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，在粗糙的水平地面上有一个质量为、倾角为的斜面体，斜面体上有一个质量为的小滑块，小滑块与斜面体的接触面光滑。在小滑块沿斜面体下滑的过程中，斜面体始终保持静止。重力加速度为。在小滑块下滑过程中，（　　） A. 斜面体对滑块的支持力大小为 B. 地面对斜面体的支持力大小为 C. 地面对斜面体的支持力小于 D. 地面对斜面体的摩擦力为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．对小滑块受力分析可得斜面体对滑块的支持力大小为，故A错误； BC．设小滑块的加速度为，根据牛顿第二定律有 的水平分量向左，竖直分量向下，对小滑块和斜面整体受力分析可得， 可得地面对斜面体的支持力小于，故B错误，C正确； D．地面对斜面体的摩擦力为，故D错误。 故选C。 9. 如图所示，劲度系数为的轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端连接一个质量为的小球，小球静止时位于点。现竖直向下拉动小球至点后由静止释放，小球在竖直平面内做简谐运动。已知O、P两点间的距离为，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，弹簧的弹性势能与弹簧形变量之间的关系式为。下列说法正确的是（　　） A. 简谐运动的振幅为 B. 从向点运动时，弹簧的弹性势能转化为小球的动能 C. 在点处，小球的速度最大，大小为 D. 在弹簧原长处，小球的速度最大，大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在O点时弹簧伸长量为，因O、P两点间的距离也为，可知简谐运动的振幅为，A错误； B．从向点运动时，弹簧的弹性势能减小量转化为小球的动能和重力势能，B错误； C．点处是平衡位置，小球的速度最大，由能量关系 解得大小为，C正确； D．在弹簧原长处，小球恰好在最高点，此时的速度为零，D错误。 故选C。 10. 时刻，质点从原点由静止开始做直线运动，在时间内，其加速度随时间变化关系的图像如图所示。下面正确的是（　　） A. 时，的速度最小 B. 时，回到原点 C. 时，的速度与时相同 D. 时，到原点的距离最远 【答案】C 【解析】 【详解】A．内，加速度为正，质点的速度一直增大，时，的速度最大，故A错误； B．内，加速度为正，质点的速度一直增大，速度方向没有改变，时，没有回到原点，故B错误； C．加速度与时间轴所围面积为速度，与的面积大小相等，速度大小相等，方向相反，因此的速度为零；与的面积相同，初速度相同，因此时，的速度与时相同，故C正确； D．内速度方向没有改变，后，质点从零开始加速，速度方向与内速度方向相同，因此质点一直远离原点，时，到原点的距离不是最远，故D错误。 故选C。 11. 某热敏电阻的特性曲线如图1所示，某同学利用该热敏电阻设计了图2所示的温度自动控制电路。图2中，为热敏电阻，为可变电阻，控制系统可视作的定值电阻，电源的电动势，内阻不计。当通过控制系统的电流小于2mA时，加热系统将开启；当通过控制系统的电流等于2mA时，加热系统将关闭。下列说法正确的是（　　） A. 该热敏电阻的阻值随环境温度升高而变大 B. 若要求环境温度低于时开启加热系统，应将调为 C. 保持不变，环境温度降低，通过控制系统的电流将增大 D. 保持不变，通过控制系统的电流大小随环境温度均匀变化 【答案】B 【解析】 【详解】A．温度越高，热敏电阻的阻值越小，故该热敏电阻的阻值随环境温度升高而降低，故A错误； B．控制系统的电流等于2mA时，电路中的总电阻 热敏电阻的阻值为 控制系统可视作的定值电阻，若要求环境温度低于时开启加热系统，应将调为，故B正确； C．保持不变，环境温度降低，热敏电阻的阻值变大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知通过控制系统的电流将减小，故C错误； D．热敏电阻的阻值与温度成线性关系，通过控制系统的电流 可知通过控制系统的电流大小与热敏电阻的阻值不是线性关系，即保持不变，通过控制系统的电流大小随环境温度不是均匀变化，故D错误。 故选B。 12. 无线充电线圈示意图如图1所示，线圈匝数为，横截面积为。磁场平行于线圈轴线穿过线圈，取向右方向为正，在时间内，磁感应强度随时间变化的图像如图2所示。在这段时间内，下列说法正确的是（　　） A. 点的电势低于点的电势 B. a、b之间的电压随时间均匀减小 C. 时刻，a、b之间的电压为零 D. a、b之间的电压恒为 【答案】D 【解析】 【详解】A. 时间内，磁通量向右且减小，时间内，磁通量向左且增大，根据电磁感应原理，时间内感应电流的方向从指向，所以点电势高于点电势，故A错误； B. a、b之间的电压为 图像斜率不变，所以不变，所以E不变，故B错误； C. 时刻线圈中的磁通量为0，但是磁通量的变化率不为0，感应电动势也不为0，故C错误； D. 根据B选项中的解析，a、b之间的电压为，故D正确。 故选D。 13. 图为一空间探测器示意图，、、、是四台喷气发动机，每台发动机工作时都能给探测器提供推力。在空间建立固定直角坐标系，以初始时刻、的连线为轴，、的连线为轴。探测器在运动过程中不发生转动，探测器的质量变化可忽略。开始时，探测器以恒定的速度沿轴正方向运动，要使探测器速度的大小不变，方向改为轴正方向与轴负方向之间，且与轴负方向成角的方向运动，下列操作可行的是（　　） A. 分别打开和，且两个发动机提供的冲量之比为 B. 分别打开和，且两个发动机提供的冲量之比为 C. 同时打开和，且两个发动机提供的冲量之比为1∶2 D. 同时打开和，且两个发动机提供的冲量之比为1∶2 【答案】A 【解析】 【详解】设探测器的速度为v，要使探测器速度的大小不变，方向改为轴正方向与轴负方向之间，且与轴负方向成角的方向运动，可知沿x轴正向的速度变为，沿y轴负向的速度为，即在x正方向减速，在y负方向加速，则应该分别打开和，且的冲量为 的冲量为 即两个发动机提供的冲量之比为。 故选A。 14. 一对正、负电子碰撞会发生湮灭，生成光子。已知电子的质量为，光子的频率为，真空中的光速为，普朗克常量为，碰撞前电子的动能不计。关于此过程，下列说法不正确的是（　　） A. 若生成两个光子，每个光子的频率为 B. 该过程可能生成单个高能光子，其能量为 C. 生成光子的总能量为 D. 光子所带电荷量为0 【答案】B 【解析】 【详解】A．正负电子碰撞前动能不计，系统总质能为。若生成两个光子，由能量守恒，每个光子能量为，结合光子能量公式 得每个光子频率，故A正确； B．正负电子对撞，系统总动量为0，单个光子动量，若生成单个光子不满足动量守恒；因此不可能生成单个光子，故B错误； C．由质能方程，该过程总质量亏损为，释放的总能量即生成光子的总能量为，故C正确； D．光子不带电，所带电荷量为0，故D正确。 本题选不正确的，故选B。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 用如图所示的向心力演示器探究影响向心力大小的因素，1、2表示长槽上两个可放置小球的位置，3表示短槽上可放置小球的位置，均为塔轮，其中4轮和9轮半径相同。要探究向心力大小与轨道半径的关系，需保持角速度相同，皮带应连接4轮和___________轮。（填“7”“8”或“9”）；取两个质量相同的小球，分别放在短槽的3位置和长槽的___________位置（填“1”或“2”）。 【答案】 ①. 9 ②. 2 【解析】 【详解】[1][2]要探究向心力大小与轨道半径的关系，根据控制变量法，必须保持角速度ω相同、质量m相同，只改变轨道半径r，皮带连接的两个塔轮，边缘线速度v大小相等 根据可知，两个塔轮半径必须相同，因此皮带应连接4轮和9轮，再取两个质量相同的小球，分别放在短槽的3位置和长槽的2位置。 16. 在“测量玻璃折射率”的实验中，图中、、、为所插大头针的位置，下列插针步骤正确的是___________ A. 在入射光线AO上插入两枚大头针，即为、处，并使其距离稍大些 B. 在侧插入第3枚大头针，使其与连线与AO平行，确定位置 C. 在侧插入第4枚大头针，使其挡住处的大头针，确定位置 【答案】A 【解析】 【详解】A．使、处的两枚大头针距离大些，可使误差更小，故A正确； B．在侧插入第3枚大头针时，应使其挡住、处大头针的像，确定位置，故B错误； C．在侧插入第4枚大头针时，应使其挡住处的大头针和、处大头针的像，确定位置，故C错误。 故选A。 17. 某学生在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，发现计算的直径偏小，可能的原因是___________ A. 爽身粉撒得过多 B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C. 在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间，导致油酸溶液的浓度偏高 D. 在向量筒中滴入总体积为1mL的油酸酒精溶液时，滴数多记了10滴 【答案】CD 【解析】 【详解】油酸分子直径的计算公式为，其中为纯油酸的体积，为油膜的面积。 A．爽身粉撒得过多，油酸膜无法充分展开，导致测得的油膜面积偏小，由可知，计算的直径偏大，故A错误； B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致测得的油膜面积偏小，由可知，计算的直径偏大，故B错误； C．配制的溶液在空气中搁置了较长时间，酒精挥发导致油酸溶液的浓度偏高。在实验计算时，通常仍按配制时的浓度计算纯油酸体积，而实际滴入水面的纯油酸体积变大，导致形成的油膜面积偏大。由可知，计算的直径偏小，故C正确； D．在向量筒中滴入总体积为的油酸酒精溶液时，滴数多记了10滴，即偏大。根据可知，计算出一滴溶液的体积偏小，进而计算出的纯油酸体积偏小。而实际形成的油膜面积不变，由可知，计算的直径偏小，故D正确。 故选CD。 18. 某实验小组做“测量金属丝的电阻率”的实验。 （1）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量时螺旋测微器的示数如图1所示，其读数为___________mm。 （2）用电流表（内阻约为）和电压表（内阻约为）测量金属丝的电阻（阻值约为），要求尽量减小实验误差，应该选择的部分测量电路是图2中的___________（填“甲”或“乙”），若用图2中的甲电路测量金属丝电阻，不考虑偶然误差，测量值与真实值相比较将___________（填“偏大”“偏小”或“不变”），误差主要是由___________（填“电流表”或“电压表”）的内阻引起的。 （3）某同学用图3所示的电路测量金属丝的电阻率。实验步骤如下： ①将滑动触头P调节至某位置，测量P到金属丝端之间的距离； ②闭合开关S，调节电阻箱的阻值，使电流表示数，读出相应的电压表示数，断开开关S； ③改变P的位置，重复步骤①、②，测量多组和，作出图像如图4所示，得到直线的斜率。 写出测量金属丝电阻率的表达式___________（用k、d、I表示）；根据图像计算出该金属丝的电阻率___________（取图1所示示数；取3；结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）0.730 （2） ①. 甲 ②. 偏小 ③. 电压表 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 图1可知直径 【小问2详解】 [1]由题中数据发现，可知电流表应采用外接法，故选甲。 [2][3]若用图2中的甲电路测量金属丝电阻，电压表测量真实电压，电流表测量值为金属丝电流和电压表电流，电流的测量值偏大，根据可知电阻的测量值偏小，误差来源为电压表的分流作用。 【小问3详解】 [1]根据 可知图像斜率为 解得 [2]根据图4可知斜率 题意可知I=0.40A，联立解得 19. 有一项荡绳过河的运动项目，可简化为如图所示的模型，不可伸长的轻绳一端固定在点，运动员（可看作质点）抓住绳子另一端从高台边缘点无初速度离开，在最低点松开绳子，落在水平地面上的点。已知绳的长度为l，AO与竖直方向的夹角为间的竖直高度为，运动员的质量为，重力加速度为，忽略空气阻力。求： （1）到达点时运动员的速度大小； （2）到达点（未松开绳）时绳对运动员的拉力大小； （3）落地时运动员的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 运动员从A到B过程，由机械能守恒有 联立解得 【小问2详解】 对运动员，在B点有 联立解得 【小问3详解】 从A到C过程，由机械能守恒有 解得 20. 回旋加速器的工作原理如图所示，两个半径为的D形金属盒与一高频交流电源两极相接，两盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为。处的粒子源产生质量为、电荷量为的带电粒子，初速度不计。粒子在两盒之间的缝隙被电场加速，然后在磁场中做圆周运动，最终从D形盒的边缘射出。不计粒子重力和粒子间相互作用，不计粒子经过盒缝的时间。 （1）若粒子每次经过盒缝时都能被加速，求交流电源的频率应满足的条件； （2）求粒子获得的最大动能； （3）有同学认为，只增大交流电源电压即可使粒子获得更高能量。你是否同意该同学的说法？简要说明理由。 【答案】（1） （2） （3）不同意，粒子的最大动能仅与磁感应强度B、D形盒半径R、粒子的电荷量q和质量m有关，与交流电源的电压U无关。 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中做圆周运动有 因为 联立解得 为保证粒子每次经过盒缝时都能被加速，交流电源的周期必须与粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，所以交流电源电压的频率为 【小问2详解】 当粒子从D形盒边缘射出时，做圆周运动的轨道半径达到最大，即为R，则有 粒子的最大动能为： 联立解得 【小问3详解】 由（2）中推导的最大动能公式可知，粒子的最大动能仅与磁感应强度B、D形盒半径R、粒子的电荷量q和质量m有关，与交流电源的电压U无关。因此只增大交流电源电压U不能使粒子获得更高能量。 21. 物理学中寻求“守恒量”已经成为物理学研究的一种重要思想方法。 情境一：如图1所示，质量为的小球以速度与静止在光滑水平面上质量为的小球发生对心碰撞，碰后两小球粘在一起共同运动。 情境二：电路图如图2所示，电容器A的电容为，电容器B的电容为，把开关S接1接线柱，A充满电时极板间电压为，再把开关S接2接线柱，A放电稳定后两电容器极板间电压相同。 （1）a.求情境一中两小球碰后的速度大小； b.求情境二中A放电稳定后极板间电压； （2）A充电过程中极板间电压随极板带电量变化关系如图3所示。若A极板间电压为时，储存的电场能为。证明从开关S接2接线柱到A、B电压相同的过程中，损失的电场能为； （3）类比情境一和情境二中的守恒量和能量转化情况，完成下表。（不需要书写计算过程） 情境一 情境二 动量守恒 __________ __________ 损失的电场能 【答案】（1）a.，b. （2）根据图像可知，电容器A极板间电压为时，储存的电场能为，则 开关S接2接线柱到A、B电压相同，由第（1）小问分析可知，两电容器储存的电场能为 故该过程损失的电场能为 （3） ①. 电荷守恒 ②. 损失的机械能 【解析】 【小问1详解】 a.质量为的小球以速度与静止的质量为的小球发生对心碰撞，碰后两小球粘在一起共同运动，满足系统动量守恒，即 解得 b.电容器A充满电时的带电量满足 A放电稳定后两电容器极板间电压相同，满足 电容器A放出的电量与电容器B获得的电量相同，设A放电稳定后极板间电压为，则 解得 【小问2详解】 略； 【小问3详解】 [1]类比情境一，对于情境二，与的乘积表示电荷，且电容器A放出的电量与电容器B获得的电量相同，系统电荷量总和不变，所以该空填电荷守恒。 [2]情境一中两球的碰撞为完全非弹性碰撞，系统损失的机械能满足 结合 解得 22. 为使飞机能够在有限长度的甲板上安全着陆，甲板上会设置阻拦系统，阻拦系统对飞机施加一作用力，使飞机短距离滑行后停下。为模拟飞机的着陆过程，某学习小组设计了两种阻拦系统模型。 （1）第一种模型如图1所示，两根相距为的平行长直金属导轨（电阻不计）固定在水平地面上，左端接阻值为的电阻，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。一根导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。模型飞机在轨道平面内以与轨道平行的速度钩住导体棒，并关闭动力系统，然后与导体棒以共同速度进入匀强磁场中。已知模型飞机的质量为，导体棒的质量为、接入电路中的电阻为。不计空气阻力及导体棒与导轨间、模型飞机与地面间的摩擦。求： a.进入磁场前该飞机与导体棒的共同速度； b.进入磁场后该飞机在地面上滑行的距离。 （2）第二种模型如图2所示，一根不可伸长的轻质阻拦索两端固定在地面上，动十字头与液压缸中的活塞通过长杆连接，定十字头与液压缸连接并固定在地面上，定滑轮A、B间绳索的长度为，阻拦索连接方式如图2所示。质量为的模型飞机以沿速度在点钩住阻拦索，并关闭动力系统，阻拦索在飞机拖动下伸长时，动十字头会在阻拦索的作用下带动液压缸的活塞移动，若活塞移动，固定点与定滑轮D之间的绳索可视为收缩（是已知常量）。已知模型飞机从钩住阻拦索到停下的过程中液压缸压强的平均值为，活塞横截面积为。不计动十字头、活塞和长杆的质量及活塞与液压缸内壁间的摩擦，不计定滑轮质量及轮与轴间的摩擦且滑轮与绳索间不打滑，不计模型飞机与地面间的摩擦以及尾钩与绳索间的摩擦，不计空气阻力。求该飞机从钩住阻拦索到停下所滑行的距离。 【答案】（1）a.,b. （2） 【解析】 【小问1详解】 a.模型飞机以与轨道平行的速度钩住导体棒，由动量守恒可知飞机与导体棒系统的共同速度满足 解得 b.设系统在磁场中运动过程中，某一时刻的瞬时速度为，根据法拉第电磁感应定律可知 通过回路的瞬时电流为 对系统根据动量定理有 等式两边对时间微元求和得 解得 【小问2详解】 设飞机从钩住阻拦索到停下所滑行的距离，由几何关系可知定滑轮A、B右侧的绳索的长度变为 则A、B右侧的绳索的伸长量为 因绳索总长度不变，A、B右侧的绳索的伸长量与固定点与定滑轮D之间的绳索的收缩量相等，故 解得 可知模型飞机减速滑行过程中，阻拦索对活塞做的功 因不计空气阻力和各处摩擦，由能量守恒可知模型飞机的动能减少量等于阻拦索对活塞做的功，即 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $