精品解析：2026届北京市顺义区杨镇第一中学高三下学期考前学情自测物理试题

2026北京市顺义区杨镇第一中学高三三模 物理 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. 关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是（　　） A. β衰变放出的电子是由核内的中子转化的 B. 天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的 C. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 D. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态及外部条件有关 【答案】A 【解析】 【详解】A．β衰变的本质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子（β粒子），电子被释放到核外，故A正确； B．天然放射现象的发现仅揭示了原子核具有复杂内部结构、可再分，原子核由质子和中子组成是后续质子、中子被人类发现后才证实的结论，故B错误； C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应（氢核聚变为氦核），并非核裂变，故C错误； D．放射性元素的半衰期由原子核内部自身的性质决定，与原子所处的化学状态、外部温度、压强等外界条件均无关，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径经状态b、c再回到状态a，其中，图线平行于纵轴、图线平行于横轴。下列说法正确的是（ ） A. 从a到b，气体对外界做功 B. 从b到c，气体温度保持不变 C. 从c到a，气体内能减小 D. 从c到a，气体从外界吸热 【答案】D 【解析】 【详解】A．从a到b，气体体积减小，外界对气体做功，A错误； B．从b到c，气体做等容变化，根据可知压强减小，温度降低，B错误； C．从c到a，气体压强不变，根据可知体积增大，温度升高，气体内能增加，C错误； D．从c到a，气体体积增大，对外做功，而气体内能增加，根据热力学第一定律U=Q＋W，可知气体从外界吸热，D正确。 故选D。 3. 在如图所示的平面内，光束a从介质斜射向空气，出射光为b、c两束单色光。关于b、c两束单色光，下列说法正确的是（　　） A. 介质对b光的折射率较大 B. 在介质中，b光的传播速度较大 C. 发生全反射时，b光的临界角较小 D. 若两束光都能使某种金属发生光电效应，则b光产生光电子的最大初动能较大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据光路图知，c光的偏折程度大于b光，则c光的折射率大于b光，故A错误； B．c光的折射率大，根据知，c光在介质中传播的速度较小，b光的传播速度较大，B正确； C．根据知，c光的折射率大，则c光全反射的临界角较小，故C错误； D．光电子的最大初动能 c光的折射率大，则c光的频率大，c光产生光电子的最大初动能较大，故D错误。 故选B。 4. 一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图所示。已知处的质点P的位移y随时间t变化的关系式为。下列说法正确的是（ ） A. 这列波的波长 B. 质点P此刻速度为零 C. 这列波沿x轴负方向传播 D. 这列波的波速为10m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知这列波的波长 故A错误； B．由图可知，质点P此刻处于平衡位置，速度不为零，故B错误； C．根据质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为，可知下一时刻，P质点将向y轴正方向振动，根据同侧法，可知该波沿x轴正方向传播，故C错误； D．这列波的波速为 又 联立解得 故D正确。 故选D。 5. 如图为交流发电机的示意图，N、S极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为，外电路接有阻值的定值电阻，线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 电流变化的周期为0.01s B. 电流表的示数为2A C. 线圈经过图示位置，电流方向改变 D. 线圈在图示位置时，产生的电动势为20V 【答案】D 【解析】 【详解】A．由可知 解得 电流变化的周期 故A错误； B．由可知电压的有效值为 电流表的示数 故B错误； C．线圈经过中性面时，电流方向改变，图示位置为与中性面垂直的位置，电流方向不变，故C错误； D．线圈在图示与中性面垂直的位置时，产生的电动势最大，为20V。故D正确。 故选D。 6. 如图所示，发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经变轨，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次变轨，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1，2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。当卫星分别在1、2、3轨道上运行时，下列说法正确的是（  ） A. 卫星在轨道2上经过Q点的速度小于在轨道1上经过Q点的速度 B. 卫星在轨道2上经过Q点的机械能等于在轨道2上经过P点的机械能 C. 卫星在轨道2上经过P点的机械能等于在轨道3上经过P点的机械能 D. 卫星在轨道2上经过P点的加速度小于在轨道3上经过P点的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星从轨道1变轨到轨道2，需要在Q点加速做离心运动，所以在轨道1上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度，故A错误； B．卫星在轨道2上运动时只有万有引力做功，机械能守恒，经过Q点的机械能等于在轨道2上经过P点的机械能，故B正确； C．卫星从轨道2变轨到轨道3，需要在P点加速做离心运动，卫星在轨道2上经过P点的机械能小于在轨道3上经过P点的机械能，故C错误； D．根据 卫星在轨道2上经过P点的加速度等于在轨道3上经过P点的加速度，故D错误。 故选B。 7. 如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船的质量为m，其推进器工作时飞船受到的平均推力为F。在飞船与空间站对接后，推进器工作时间为，测出飞船和空间站的速度变化为。下列说法正确的是（ ） A. 空间站的质量为 B. 空间站的质量为 C. 飞船对空间站的作用力大小为F D. 飞船对空间站的作用力大小一定为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由题知，在飞船与空间站对接后，推进器工作∆t时间内，飞船和空间站速度变化为∆v，则飞船与空间站的加速度 ， 联立解得 故A错误，B正确； CD．设飞船与空间站间的作用力大小为，对飞船由牛顿第二定律有 解得 故CD错误。 故选B。 8. 如图所示，点电荷Q周围的三个等势面是同心圆，等势面上的点A、B、C在同一条电场线上，且。现将一电荷量为的试探电荷从A点由静止释放，试探电荷只受静电力作用，则（ ） A. 该电荷沿着电场线做匀加速直线运动 B. 该电荷在AB段动能的增量小于BC段动能的增量 C. 该电荷在AB段电势能的减少量大于BC段电势能的减少量 D. 该电荷在AB段运动的时间小于BC段运动的时间 【答案】C 【解析】 【详解】A．靠近正电荷电场强度越大，所以该电荷沿着电场线做变加速直线运动，故A错误； B．根据动能定理可知 该电荷在AB段受电场力做功较大，所以在AB段动能的增量大于BC段动能的增量，故B错误； C．电场力做功等于电势能的变化，结合B选项可知，电荷在AB段电势能的减少量大于BC段电势能的减少量，故C正确； D．该电荷运动的速度时间关系如图 由图像与坐标轴围成的面积代表位移可知，该电荷在AB段运动的时间大于BC段运动的时间，故D错误； 故选C。 9. 如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为和是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A. 闭合瞬间，与同时亮起 B. 闭合后，亮起后亮度不变 C. 稳定后，与亮度一样 D. 稳定后，电容器的电荷量是 【答案】C 【解析】 【详解】A．闭合开关瞬间，电容器C相当于通路，线圈L相当于断路，所以瞬间亮起，逐渐变亮，A错误； B．闭合开关后，电容器充电，充电完成后相当于断路，所以亮一下后熄灭，B错误； C．稳定后，电容器相当于断路，线圈相当于短路，所以、串联，所以一样亮，C正确； D．稳定后，电容器与并联，两端电压等于两端电压，由于线圈电阻和电源内阻忽略不计，且、串联，两端电压为，根据，可得电容器的电荷量等于，D错误。 故选C。 10. 如图所示，正方形区域abcd内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M以速度v垂直于ad边射入磁场，并恰好从ab边的中点N射出磁场。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子将从a点射出 C. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子将从b点射出 D. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子在磁场中的运动时间将变短 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知粒子带正电。故A错误； BC．根据 解得 设正方形边长为L，粒子以速度v和速度2v进入磁场，有 轨迹如图 可知若粒子射入磁场的速度增大为，射出的位置在Nb之间。故BC错误； D．根据C选项分析可知，若粒子射入磁场的速度增大为，则在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角将变小，由 又 粒子在磁场中的运动时间将变短。故D正确。 故选D。 11. 某智能手环的磁传感器内置霍尔元件（用于将磁场信号转换为电信号），其结构可简化为长方体：元件宽度为，厚度为，匀强磁场垂直元件工作面向下，磁感应强度为，元件内通入图示方向的电流。稳定后，元件左右两侧面间的电势差为。已知元件中自由移动的电荷带负电，电荷量为，单位体积内自由电荷数为。下列说法正确的是（　　） A. 侧面的电势高于侧面的电势 B. 自由电荷受到的电场力为 C. 两侧面电势差与磁感应强度的关系为 D. 元件中自由电荷由负电荷变为正电荷，两侧的电势高低不会发生变化 【答案】C 【解析】 【详解】AD．元件中的自由电荷带负电，根据左手定则，自由电荷向侧面偏转，侧面的电势低于侧面的电势；同理若元件中自由电荷由负电荷变为正电荷，则侧面的电势高于侧面的电势，故AD错误； B．之间的电场强度 自由电荷受到的电场力，故B错误； C．稳定后，自由电荷所受洛伦兹力的大小等于电场力的大小，即 根据电流微观表达式 又 联立可得，故C正确。 故选C。 12. 模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中，受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大，f随时间t的变化如图所示（向上为正）。下列说法正确的是（　　） A. 从到，实验舱处于电磁弹射过程 B. 从到，实验舱加速度大小减小 C. 从到，实验舱内物体处于失重状态 D. 时刻，实验舱达到最高点 【答案】B 【解析】 【详解】A．间，f向下，先增大后减小，可知此时速度方向向上，先增大后减小，故实验舱先处于弹射过程后做竖直上抛运动；故A错误； B．由于受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大则f—t图的形状与v—t图的形状是一模一样的，则实验舱加速度大小在减小，故B正确； C．间，f向上，先增大后减小，可知此时速度方向向下，先增大后减小，先向下加速后向下减速，加速度先向下后向上，先失重后超重，故C错误； D．根据前面分析可知时刻速度方向改变，从向上变成向下运动，故时刻到达最高点，故D错误。 故选B。 13. 磁电式电流表依据的原理是通电线圈因受安培力而转动，其结构如图1所示。极靴和铁芯间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置，其平面都与磁感线平行，如图2所示。线圈左、右两边所在处的磁感应强度的大小都相等。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧发生形变，以反抗线圈的转动。电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大，达到新的平衡。根据题中信息，下面说法正确的是（　　） A. 若线圈中通以如图2所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动 B. 测恒定直流电时，线圈转动过程中受到的安培力的大小变大 C. 若增加线圈的匝数，该电流表的量程会变大 D. 在搬运电流表时，可以把电流表的正负接线柱短接，可以减少指针的晃动 【答案】D 【解析】 【详解】A．若线圈中通以如图2所示的电流时，根据左手定则可知线圈将沿顺时针方向转动，故A错误； B．测恒定直流电时，电流大小不变，根据可知线圈转动过程中受到的安培力的大小不变，故B错误； C．若增加线圈的匝数，电流相同时，安培力比之前更大，可知螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大，该电流表的量程反而变小，故C错误； D．在搬运电流表时，可以把电流表的正负接线柱短接，这样指针晃动时产生的感应电流受到的安培力会阻碍指针晃动，故可以减少指针的晃动，让指针更快停下，故D正确。 故选D。 14. 固体的热膨胀、热传导和扩散等现象都和晶体中粒子的热运动有关。当固体受热温度升高时，粒子的热运动加剧，导致粒子间距离的平均值增大，从而产生固体的热膨胀现象。有极少数的一些物质，例如水，在4℃以上，水的体积随温度降低而减小，但从4℃到0℃时，体积反随温度的降低而增大，达到0℃时开始结冰，冰的密度与水的密度之比为0.9。除水之外，灰铸铁、锑、铋等也在熔化时体积减小，凝固时体积膨胀。晶体的扩散现象也是由粒子的热运动引起的。在一定温度下，总有一些粒子具有较大的能量而脱离原格点，使晶体中形成一些空位，于是空位附近的粒子可以跳到这些空位上去，而另外一些粒子又可以填补新产生的空位。形成晶体的扩散现象。液体分子受分子力的作用，热运动主要表现为在平衡位置附近做热振动。液体分子力的束缚作用相对于固体来说要弱一些。在周围分子振动及其能量起伏影响下，可以挣脱原来的平衡位置而转移到另一个平衡位置附近去振动，即分子的平衡位置是不断改变的。在一定温度和压强下，各种液体分子的振动时间都有一定的平均值，称为定居时间。分子在平衡位置振动上千次后，又转移到另一个平衡位置继续振动上千次…… 根据所给材料，以下说法中正确的是（ ） A. 所有物质都随温度的降低而体积减小 B. 晶体中的粒子总是固定在原来的位置，不发生变化 C. 液体的分子作用力比固体的分子作用力强 D. 定居时间越短，液体的流动性越好 【答案】D 【解析】 【详解】A．题干明确说明水在4℃到0℃时温度降低体积增大，灰铸铁、锑、铋等凝固降温时也会体积膨胀，并非所有物质都随温度降低体积减小，故A错误； B．题干提到晶体中部分能量较大的粒子会脱离原格点，通过填补空位发生移动形成扩散现象，粒子并非总固定在原位置，故B错误； C．题干明确指出“液体分子力的束缚作用相对于固体来说要弱一些”，即液体分子作用力比固体弱，故C错误； D．定居时间是液体分子在单个平衡位置振动的平均时间，定居时间越短，说明分子越容易转移到其他平衡位置，液体的流动性越好，故D正确。 故选D。 第二部分 二、本部分共58分。 15. 某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数如图所示，则该圆柱导体的直径为_____________mm。 【答案】3.274##3.275##3.276##3.277 【解析】 【详解】由图可知圆柱导体的直径。 16. 某同学在“探究平抛运动的特点”实验中，通过采集数据后得到部分运动轨迹如图所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的三个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。那么，小球从P1运动到P2所用的时间为________，小球运动到P2时的速度大小为_________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]由题图可知，到与到的水平距离为，故两段运动时间相等。在竖直方向上有 根据，解得小球从运动到所用的时间为 [2]小球运动到时的竖直分速度为 小球在水平方向的分速度为 根据速度合成，小球运动到时的速度大小为 17. 如图所示，甲同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针，甲同学接下来要完成的必要步骤有（ ） A. 插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B. 插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C. 插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D. 插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 【答案】BD 【解析】 【详解】根据实验原理及操作规范可知必需的操作应为插上大头针P3，使P3挡住P1和P2的像，插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。 故选BD。 18. 智能手机不仅为我们的生活带来了便利，也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验： （1）将摆线上端固定在铁架台上，下端系在小球上，做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长l，再用游标卡尺测得摆球的直径为d（读数如图2所示）。从图2可知，摆球的直径为d=_________mm。 （2）采集到磁感应强度B随时间t变化的图像如图3所示，则单摆的周期T=_________s。（结果保留3位有效数字） （3）根据以上测量的物理量，重力加速度g=_________（用l、d、T表示）。 【答案】（1）10.75 （2）1.82 （3） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的精确度为0.05mm，读数为 【小问2详解】 由图可知单摆的周期 【小问3详解】 根据单摆周期公式有 解得 19. 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，在电路中加了一个保护电阻R0=1Ω，根据如图1所示电路图进行实验。 （1）根据实验测得的5组数据画出的U—I图线如图2所示，则干电池的电动势E＝_____，内阻r＝____。（结果保留3位数字） （2）在本实验中，由于电压表和电流表不是理想电表，干电池内阻的测量值_____。（选填“偏大”或“偏小”） （3）某同学设计了另一种实验方案。利用电阻箱、电流表等实验器材测量电池a的电动势Ea和内阻ra，实验装置如图3所示。调节电阻箱的阻值，测得多组电阻箱阻值R和电流I的数据，得到图4所示的关系图线a。重复上述实验方法测量电池b的电动势Eb和内阻rb，得到图4中的图线b，由图线可知 A. Ea＞Eb，ra＞rb B. Ea＜Eb，ra＜rb C. Ea＝Eb，ra＜rb D. Ea＜Eb，ra＝rb 【答案】（1） ①. 1.45 ②. 1.50 （2）偏小 （3）D 【解析】 【小问1详解】 [1]根据闭合电路欧姆定律，本电路满足   因此图线的纵截距等于电源电动势，由图2可得 [2]图线斜率的绝对值 计算得：   已知，因此电源内阻。 【小问2详解】 电流表测量的电流小于干路实际电流，测量得到的内阻实际上是电源内阻与电压表内阻的并联电阻，因此内阻测量值小于真实值，即测量值偏小。 【小问3详解】 对图3电路，由闭合电路欧姆定律 整理得   因此图线中斜率 更陡，斜率更大，因此 得。 令，得交点横坐标，图中两图线延长线交于横轴同一点，说明交点横坐标相同，因此。 故选。 20. 如图所示，光滑水平面与粗糙的竖直半圆轨道在B点相切，半圆轨道的半径，D是半圆轨道的最高点。将一质量的物体（可视为质点）向左压缩轻弹簧至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右速度，并脱离弹簧在水平面上做直线运动，其经过B点时的速度，之后物体沿半圆轨道运动，恰好能通过D点。取重力加速度。求： （1）弹簧被压缩至A点时的弹性势能。 （2）物体通过D点时的速度大小。 （3）物体沿半圆轨道运动过程中克服阻力所做的功W。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由能量守恒可知，弹簧弹性势能完全转化为物体的动能 可得弹簧被压缩至A点时的弹性势能 【小问2详解】 物体恰好能通过D点，则根据牛顿运动定律有 解得 【小问3详解】 物体沿半圆轨道运动过程中由动能定理有 解得 21. 电动汽车具有零排放、噪声低、低速阶段提速快等优点。随着储电技术的不断提高，电池成本的不断下降，电动汽车逐渐普及。电动机是电动汽车的核心动力部件，其原理可以简化为如图所示的装置：无限长平行光滑金属导轨相距，导轨平面水平，电源电动势为，内阻不计。垂直于导轨放置一根质量为的导体棒，导体棒在两导轨之间的电阻为，导轨电阻可忽略不计。导轨平面与匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度大小为，导体棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好。闭合开关S，导体棒由静止开始运动，运动过程中切割磁感线产生动生电动势，该电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势，此时闭合回路的电流大小可用来计算。求： （1）求闭合开关瞬间，流经金属杆的电流，判断并分析电流之后的变化趋势； （2）导体棒运动的速度大小为时，导体棒的加速度的大小； （3）导体棒从开始运动到稳定的过程中电源释放的总电能的大小； 【答案】（1）；电流逐渐减小，直到趋于零 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 闭合开关瞬间，金属杆的速度为零，此时没有反电动势，则流经金属杆的电流为 导体棒从静止开始运动，设导体棒运动速度为v，根据反电动势的公式及闭合电路欧姆定律有导体棒中的电流 随着速度的增大，电流逐渐减小，直到趋于零。 【小问2详解】 导体棒从静止开始运动，设导体棒运动速度为，根据反电动势的公式及闭合电路欧姆定律有导体棒中的电流 由牛顿第二定律有 解得导体棒运动的加速度为 【小问3详解】 设从开始到导体棒速度恰稳定时所需时间为，则对导体棒根据动量定理 而当速度最大时，此时加速度为零，由上一问结论有 那么电源释放的电能为 解得 22. 物理学研究问题一般从最简单的理想情况入手，由简入繁，逐渐贴近实际。在研究真实的向上抛出的物体运动时，我们可以先从不受阻力入手，再从受恒定阻力研究，最后再研究受到变化阻力的接近真实的运动情形。现将一个质量为的小球以速度竖直向上抛出，规定向上为正方向，已知重力加速度为。 （1）若忽略空气阻力影响，求小球回到抛出点的时间； （2）若空气阻力大小恒定为小球所受重力的倍（），试在甲图中定性画出小球运动的图像，并求小球回到抛出点的时间； （3）若空气阻力与速度成正比，已知小球落回抛出点时的速度大小为，试在乙图中定性画出小球运动的图像，并求小球回到抛出点的时间。 【答案】（1） （2）， （3）， 【解析】 【小问1详解】 忽略空气阻力影响，小球做竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，小球落回抛出点时速度大小也是 根据，可得 【小问2详解】 若空气阻力大小恒定为小球所受重力的k倍（0<k<1），则空气阻力大小为f=kmg 根据牛顿第二定律 小球竖直向上运动的时间为 小球竖直向上运动的最大位移为 下落过程，根据牛顿第二定律 小球竖直向下运动 则小球回到抛出点的时间 解得 定性画出小球运动的v-t图像如下图甲。 【小问3详解】 若空气阻力与速度成正比，则空气阻力大小f=kv 设小球竖直向上运动的最大高度为H，向上运动的时间为，向下运动的时间为'。 小球竖直向上运动的过程，应用动量定理 其中 解得 小球竖直向下运动的过程，应用动量定理 其中 解得 小球回到抛出点的时间 联立解得： 小球上升过程加速度随速度的减小而减小，小球下降过程加速度随速度的增加而减小， 定性画出小球运动的图像如上图乙。 23. 在半导体芯片加工中常用等离子体对材料进行蚀刻，用于形成半导体芯片上的细微结构。利用电磁场使质量为m、电荷量为e的电子发生回旋共振是获取高浓度等离子体的一种有效方式。其简化原理如下：如图1所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B；旋转电场的方向绕过O点的垂直纸面的轴顺时针旋转，电场强度的大小为E；旋转电场带动电子加速运动，使其获得较高的能量，利用高能的电子使空间中的中性气体电离，生成等离子体。 （提示：不涉及求解半径的问题，圆周运动向心加速度的大小可表示为） （1）若空间只存在匀强磁场，电子只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，求电子做圆周运动的角速度。 （2）将电子回旋共振简化为二维运动进行研究。施加旋转电场后，电子在图2所示的平面内运动，电子运动的过程中会受到气体的阻力，其方向与速度的方向相反，大小，式中k为已知常量。最终电子会以与旋转电场相同的角速度做匀速圆周运动，且电子的线速度与旋转电场力的夹角（小于90°）保持不变。只考虑电子受到的匀强磁场的洛伦兹力、旋转电场的电场力及气体的阻力作用，不考虑电磁波引起的能量变化。 a．若电场旋转的角速度为，求电子最终做匀速圆周运动的线速度大小v； b．电场旋转的角速度不同，电子最终做匀速圆周运动的线速度大小也不同。求电场旋转的角速度多大时，电子最终做匀速圆周运动的线速度最大，并求最大线速度的大小。 c．旋转电场对电子做功的功率存在最大值，为使电场力的功率不小于最大功率的一半，电场旋转的角速度应控制在范围内，求的数值。 【答案】（1）；（2）a．，b．，c． 【解析】 【详解】（1）电子在洛伦兹力作用下做圆周运动 得 （2）a．设电场力与速度方向夹角为，沿圆周的半径方向，根据牛顿第二定律 　① 沿圆周的切线方向 　② 联立①②两式，可得 b．由a问可知，当 即 时，电子运动的速度最大，电子最终做匀速圆周运动的最大速度 c．设电场力与速度方向夹角为，旋转电场对电子做功的功率 当 即 时，电场对电子做功的功率最大 若 可知 解得 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026北京市顺义区杨镇第一中学高三三模 物理 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. 关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是（　　） A. β衰变放出的电子是由核内的中子转化的 B. 天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的 C. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 D. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态及外部条件有关 2. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径经状态b、c再回到状态a，其中，图线平行于纵轴、图线平行于横轴。下列说法正确的是（ ） A. 从a到b，气体对外界做功 B. 从b到c，气体温度保持不变 C. 从c到a，气体内能减小 D. 从c到a，气体从外界吸热 3. 在如图所示的平面内，光束a从介质斜射向空气，出射光为b、c两束单色光。关于b、c两束单色光，下列说法正确的是（　　） A. 介质对b光的折射率较大 B. 在介质中，b光的传播速度较大 C. 发生全反射时，b光的临界角较小 D. 若两束光都能使某种金属发生光电效应，则b光产生光电子的最大初动能较大 4. 一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图所示。已知处的质点P的位移y随时间t变化的关系式为。下列说法正确的是（ ） A. 这列波的波长 B. 质点P此刻速度为零 C. 这列波沿x轴负方向传播 D. 这列波的波速为10m/s 5. 如图为交流发电机的示意图，N、S极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为，外电路接有阻值的定值电阻，线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 电流变化的周期为0.01s B. 电流表的示数为2A C. 线圈经过图示位置，电流方向改变 D. 线圈在图示位置时，产生的电动势为20V 6. 如图所示，发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经变轨，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次变轨，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1，2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。当卫星分别在1、2、3轨道上运行时，下列说法正确的是（  ） A. 卫星在轨道2上经过Q点的速度小于在轨道1上经过Q点的速度 B. 卫星在轨道2上经过Q点的机械能等于在轨道2上经过P点的机械能 C. 卫星在轨道2上经过P点的机械能等于在轨道3上经过P点的机械能 D. 卫星在轨道2上经过P点的加速度小于在轨道3上经过P点的加速度 7. 如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船的质量为m，其推进器工作时飞船受到的平均推力为F。在飞船与空间站对接后，推进器工作时间为，测出飞船和空间站的速度变化为。下列说法正确的是（ ） A. 空间站的质量为 B. 空间站的质量为 C. 飞船对空间站的作用力大小为F D. 飞船对空间站的作用力大小一定为 8. 如图所示，点电荷Q周围的三个等势面是同心圆，等势面上的点A、B、C在同一条电场线上，且。现将一电荷量为的试探电荷从A点由静止释放，试探电荷只受静电力作用，则（ ） A. 该电荷沿着电场线做匀加速直线运动 B. 该电荷在AB段动能的增量小于BC段动能的增量 C. 该电荷在AB段电势能的减少量大于BC段电势能的减少量 D. 该电荷在AB段运动的时间小于BC段运动的时间 9. 如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为和是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A. 闭合瞬间，与同时亮起 B. 闭合后，亮起后亮度不变 C. 稳定后，与亮度一样 D. 稳定后，电容器的电荷量是 10. 如图所示，正方形区域abcd内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M以速度v垂直于ad边射入磁场，并恰好从ab边的中点N射出磁场。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子将从a点射出 C. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子将从b点射出 D. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子在磁场中的运动时间将变短 11. 某智能手环的磁传感器内置霍尔元件（用于将磁场信号转换为电信号），其结构可简化为长方体：元件宽度为，厚度为，匀强磁场垂直元件工作面向下，磁感应强度为，元件内通入图示方向的电流。稳定后，元件左右两侧面间的电势差为。已知元件中自由移动的电荷带负电，电荷量为，单位体积内自由电荷数为。下列说法正确的是（　　） A. 侧面的电势高于侧面的电势 B. 自由电荷受到的电场力为 C. 两侧面电势差与磁感应强度的关系为 D. 元件中自由电荷由负电荷变为正电荷，两侧的电势高低不会发生变化 12. 模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中，受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大，f随时间t的变化如图所示（向上为正）。下列说法正确的是（　　） A. 从到，实验舱处于电磁弹射过程 B. 从到，实验舱加速度大小减小 C. 从到，实验舱内物体处于失重状态 D. 时刻，实验舱达到最高点 13. 磁电式电流表依据的原理是通电线圈因受安培力而转动，其结构如图1所示。极靴和铁芯间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置，其平面都与磁感线平行，如图2所示。线圈左、右两边所在处的磁感应强度的大小都相等。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧发生形变，以反抗线圈的转动。电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大，达到新的平衡。根据题中信息，下面说法正确的是（　　） A. 若线圈中通以如图2所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动 B. 测恒定直流电时，线圈转动过程中受到的安培力的大小变大 C. 若增加线圈的匝数，该电流表的量程会变大 D. 在搬运电流表时，可以把电流表的正负接线柱短接，可以减少指针的晃动 14. 固体的热膨胀、热传导和扩散等现象都和晶体中粒子的热运动有关。当固体受热温度升高时，粒子的热运动加剧，导致粒子间距离的平均值增大，从而产生固体的热膨胀现象。有极少数的一些物质，例如水，在4℃以上，水的体积随温度降低而减小，但从4℃到0℃时，体积反随温度的降低而增大，达到0℃时开始结冰，冰的密度与水的密度之比为0.9。除水之外，灰铸铁、锑、铋等也在熔化时体积减小，凝固时体积膨胀。晶体的扩散现象也是由粒子的热运动引起的。在一定温度下，总有一些粒子具有较大的能量而脱离原格点，使晶体中形成一些空位，于是空位附近的粒子可以跳到这些空位上去，而另外一些粒子又可以填补新产生的空位。形成晶体的扩散现象。液体分子受分子力的作用，热运动主要表现为在平衡位置附近做热振动。液体分子力的束缚作用相对于固体来说要弱一些。在周围分子振动及其能量起伏影响下，可以挣脱原来的平衡位置而转移到另一个平衡位置附近去振动，即分子的平衡位置是不断改变的。在一定温度和压强下，各种液体分子的振动时间都有一定的平均值，称为定居时间。分子在平衡位置振动上千次后，又转移到另一个平衡位置继续振动上千次…… 根据所给材料，以下说法中正确的是（ ） A. 所有物质都随温度的降低而体积减小 B. 晶体中的粒子总是固定在原来的位置，不发生变化 C. 液体的分子作用力比固体的分子作用力强 D. 定居时间越短，液体的流动性越好 第二部分 二、本部分共58分。 15. 某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数如图所示，则该圆柱导体的直径为_____________mm。 16. 某同学在“探究平抛运动的特点”实验中，通过采集数据后得到部分运动轨迹如图所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的三个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。那么，小球从P1运动到P2所用的时间为________，小球运动到P2时的速度大小为_________。 17. 如图所示，甲同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针，甲同学接下来要完成的必要步骤有（ ） A. 插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B. 插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C. 插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D. 插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 18. 智能手机不仅为我们的生活带来了便利，也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验： （1）将摆线上端固定在铁架台上，下端系在小球上，做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长l，再用游标卡尺测得摆球的直径为d（读数如图2所示）。从图2可知，摆球的直径为d=_________mm。 （2）采集到磁感应强度B随时间t变化的图像如图3所示，则单摆的周期T=_________s。（结果保留3位有效数字） （3）根据以上测量的物理量，重力加速度g=_________（用l、d、T表示）。 19. 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，在电路中加了一个保护电阻R0=1Ω，根据如图1所示电路图进行实验。 （1）根据实验测得的5组数据画出的U—I图线如图2所示，则干电池的电动势E＝_____，内阻r＝____。（结果保留3位数字） （2）在本实验中，由于电压表和电流表不是理想电表，干电池内阻的测量值_____。（选填“偏大”或“偏小”） （3）某同学设计了另一种实验方案。利用电阻箱、电流表等实验器材测量电池a的电动势Ea和内阻ra，实验装置如图3所示。调节电阻箱的阻值，测得多组电阻箱阻值R和电流I的数据，得到图4所示的关系图线a。重复上述实验方法测量电池b的电动势Eb和内阻rb，得到图4中的图线b，由图线可知 A. Ea＞Eb，ra＞rb B. Ea＜Eb，ra＜rb C. Ea＝Eb，ra＜rb D. Ea＜Eb，ra＝rb 20. 如图所示，光滑水平面与粗糙的竖直半圆轨道在B点相切，半圆轨道的半径，D是半圆轨道的最高点。将一质量的物体（可视为质点）向左压缩轻弹簧至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右速度，并脱离弹簧在水平面上做直线运动，其经过B点时的速度，之后物体沿半圆轨道运动，恰好能通过D点。取重力加速度。求： （1）弹簧被压缩至A点时的弹性势能。 （2）物体通过D点时的速度大小。 （3）物体沿半圆轨道运动过程中克服阻力所做的功W。 21. 电动汽车具有零排放、噪声低、低速阶段提速快等优点。随着储电技术的不断提高，电池成本的不断下降，电动汽车逐渐普及。电动机是电动汽车的核心动力部件，其原理可以简化为如图所示的装置：无限长平行光滑金属导轨相距，导轨平面水平，电源电动势为，内阻不计。垂直于导轨放置一根质量为的导体棒，导体棒在两导轨之间的电阻为，导轨电阻可忽略不计。导轨平面与匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度大小为，导体棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好。闭合开关S，导体棒由静止开始运动，运动过程中切割磁感线产生动生电动势，该电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势，此时闭合回路的电流大小可用来计算。求： （1）求闭合开关瞬间，流经金属杆的电流，判断并分析电流之后的变化趋势； （2）导体棒运动的速度大小为时，导体棒的加速度的大小； （3）导体棒从开始运动到稳定的过程中电源释放的总电能的大小； 22. 物理学研究问题一般从最简单的理想情况入手，由简入繁，逐渐贴近实际。在研究真实的向上抛出的物体运动时，我们可以先从不受阻力入手，再从受恒定阻力研究，最后再研究受到变化阻力的接近真实的运动情形。现将一个质量为的小球以速度竖直向上抛出，规定向上为正方向，已知重力加速度为。 （1）若忽略空气阻力影响，求小球回到抛出点的时间； （2）若空气阻力大小恒定为小球所受重力的倍（），试在甲图中定性画出小球运动的图像，并求小球回到抛出点的时间； （3）若空气阻力与速度成正比，已知小球落回抛出点时的速度大小为，试在乙图中定性画出小球运动的图像，并求小球回到抛出点的时间。 23. 在半导体芯片加工中常用等离子体对材料进行蚀刻，用于形成半导体芯片上的细微结构。利用电磁场使质量为m、电荷量为e的电子发生回旋共振是获取高浓度等离子体的一种有效方式。其简化原理如下：如图1所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B；旋转电场的方向绕过O点的垂直纸面的轴顺时针旋转，电场强度的大小为E；旋转电场带动电子加速运动，使其获得较高的能量，利用高能的电子使空间中的中性气体电离，生成等离子体。 （提示：不涉及求解半径的问题，圆周运动向心加速度的大小可表示为） （1）若空间只存在匀强磁场，电子只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，求电子做圆周运动的角速度。 （2）将电子回旋共振简化为二维运动进行研究。施加旋转电场后，电子在图2所示的平面内运动，电子运动的过程中会受到气体的阻力，其方向与速度的方向相反，大小，式中k为已知常量。最终电子会以与旋转电场相同的角速度做匀速圆周运动，且电子的线速度与旋转电场力的夹角（小于90°）保持不变。只考虑电子受到的匀强磁场的洛伦兹力、旋转电场的电场力及气体的阻力作用，不考虑电磁波引起的能量变化。 a．若电场旋转的角速度为，求电子最终做匀速圆周运动的线速度大小v； b．电场旋转的角速度不同，电子最终做匀速圆周运动的线速度大小也不同。求电场旋转的角速度多大时，电子最终做匀速圆周运动的线速度最大，并求最大线速度的大小。 c．旋转电场对电子做功的功率存在最大值，为使电场力的功率不小于最大功率的一半，电场旋转的角速度应控制在范围内，求的数值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $