精品解析：2026届湖南长沙市长郡金洲新城中学等校高三下学期物理模拟卷一

高三物理模拟卷一 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 衰变能放出粒子，说明粒子是原子核的组成部分 B. 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，因此黑体不辐射能量 C. 由玻尔理论可知，不同的原子具有不同的结构，能级各不相同，辐射（或吸收）的光子频率也不相同，因此不同元素的原子具有不同的特征谱线 D. 在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给了电子，因此光子散射后波长变短 2. 前不久长郡中学举办了首届春季校园运动会，高三年级的集体项目“迎面接力”比赛竞争激烈，吸引了众多的观众。两条长50 m的平行直跑道，每支队伍使用一个跑道，甲、乙两队各30名队员，跑道两端各站15人，两队的1号队员同时出发拿着接力棒冲向跑道的另一端把棒交给2号队员，2号队员又跑回这端把棒交给3号队员，以此类推，哪队先完成30人的全部接力就获胜。比赛刚开始（）后的一段时间内，两队队员运动的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 甲队在时刻完成第一次交接棒 B. 时刻乙队追上甲队 C. 时间内两队的平均速率相同 D. 时刻乙队领先 3. 将质量为m的物料放在倾角为的固定粗糙斜面上，用拉力F拉着物料匀速上滑，拉力F与斜面之间的夹角为，若适当增大，物料仍然匀速上滑，则下列说法正确的是（　　） A. 物料对斜面的压力可能为零 B. 斜面对物料的摩擦力一定减小 C. 斜面对物料的作用力方向一定改变 D. 拉力F一定减小 4. 一质量为m，电荷量大小为q的带正电小球在光滑绝缘的水平面上以初速度做匀速直线运动。现平行水平面施加一匀强电场，经时间t后小球速度大小仍为，其速度方向与初速度方向的夹角为，则匀强电场场强的大小E和场强方向与初速度方向的夹角分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 5. 某同学设计了一个光学实验来研究光的折射和反射现象，装置如图所示，ABC为等边三棱镜的竖直切面，P为AB边的中点，BC面水平且镀有一层银，构成一个反射面，用激光笔发出的蓝光垂直于BC面从P点射入三棱镜，经AB面折射、BC面反射后刚好照射在AC边的中点，并在三棱镜上方平行于BC面的光屏上形成一个亮点。不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A. 若将光屏上下平移，亮点的位置会相对于光屏移动 B. 三棱镜对蓝光的折射率为 C. 若仅将蓝光变成红光，则亮点相对于光屏左移 D. 若仅改变激光笔发光的颜色，均不可能在AC面上发生全反射 6. 自从进入电力时代，变压器在我们的生活中就无处不在。某带有照明系统的电动装置电路如图所示，理想变压器原线圈的匝数为，副线圈匝数分别为、，原线圈两端接电压的交流电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机线圈的电阻为，灯泡的电阻恒为，其他电阻不计。开关S闭合时，电动机和灯泡都正常工作，理想电流表的示数为。下列说法错误的是（　　） A. 开关S闭合时，灯泡中的电流为 B. 开关S闭合时，电动机中的电流为 C. 开关S断开后，电动机的输出功率约为 D. 开关S断开后，电动机仍能正常工作 7. 如图所示，P是倾角为的光滑固定斜面。劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端的固定挡板C上，另一端与质量为m的物块A相连接。细绳的一端系在物块A上，细绳跨过不计质量和摩擦的定滑轮，另一端有一个不计质量的小挂钩。小挂钩不挂任何物体时，物块A处于静止状态。在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为m的物块B后，物块A沿斜面向上运动，细绳与斜面平行。在物体A沿斜面向上滑动的过程中，弹簧形变始终处于弹性限度内，不计一切阻力，A始终未与滑轮相碰，物块B始终未落地，重力加速度为g，已知简谐运动的周期。则下列说法正确的是（　　） A. 物块B轻轻挂上的瞬间，物块B的加速度大小为g B. 在物块A向上滑动到最高点的过程中，物块B的最大速度为 C. 在物块A向上滑动到最高点的过程中，细绳的拉力对物块A的冲量大小为 D. 在物块A向上滑动到最高点的过程中，物块A的机械能一直增大 二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A. 甲图中容器在完全失重的情况下，容器内的气体对器壁没有压强 B. 乙图中石蜡在水平云母片上熔化成椭圆形，说明石蜡具有各向异性特点 C. 丙图中机械把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，可以保存地下的水分 D. 丁图中空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外释放的热量 9. 火星是太阳系中距离太阳第四近的行星，也是太阳系里四颗类地行星之一。作为地球的近邻，火星拥有与地球相似的自转周期（24小时37分）和四季变化，是目前人类深空探测的重点目标。观察测出：火星半径为R，绕太阳做圆周运动的半径为r、周期为；火星表面附近的卫星绕火星做圆周运动的周期为。已知万有引力常量为G，则根据题中给定条件（　　） A. 能求出火星的密度 B. 能求出火星与卫星间的万有引力 C. 能求出太阳与火星间的万有引力 D. 能求出火星同步轨道离火星表面距离 10. 前不久，我国宇航员在天宫空间站梦天实验舱内进行了如下实验。如图所示，在一足够大的真空实验装置内建立xOy直角坐标系，在处有一垂直于xOy平面的足够大挡板PQ，实验装置内存在垂直于xOy平面的匀强磁场。在原点O处有一质量为m的带电小颗粒a，以沿x轴正方向的初速度射入磁场、经时间恰好垂直打在PQ板上并粘在板上，且电量瞬间消失。现在向实验装置内充入空气，其他条件不变，将另一与a完全相同的带电小颗粒b以沿x轴正方向的初速度v射入磁场，b受空气阻力大小与运动速率成正比，比例系数为k，方向与速度方向相反，b经时间t恰好以大小为的速度垂直打在PQ板上的位置。下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场方向一定垂直xOy平面向里 B. C. D. 三、实验题（本题共2小题，共17分） 11. 某同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，设计了如图甲所示的实验装置。 （1）关于本实验操作，下列说法正确的是________。 A. 在悬挂钩码后，需待钩码静止后再读数 B. 用几个不同的弹簧，各测出一组弹力与伸长量，可得出弹力与伸长量成正比 C. 安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直 D. 随意增减钩码，记下弹力与伸长量 （2）该同学经过多次实验，记录多组弹簧弹力F与弹簧长度L数据后描点连线得到图像，如图乙所示，由图线可得弹簧的劲度系数为________N/m，弹簧的原长为________cm（结果均保留2位有效数字）。 （3）该同学在测量时没有考虑弹簧自身有重量，其劲度系数的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 12. 比亚迪公司推出的第二代刀片电池技术于2026年3月5日发布，其具备常温闪充、低温闪充、高能量密度、高安全与长寿命等特点，常温环境下，电量从10%充至70%仅需5分钟，从10%充至97%仅需9分钟。某学习小组得到一块刀片电池后，尝试用所学知识去测量该电源的电动势E和内阻r。通过查询资料，该电池的电动势约为2 V左右，内阻很小，经过讨论设计出了两种方案。 方案一： ①选用量程为3 V的电压表V、量程为0.6 A的电流表A以及阻值的定值电阻按图1连接好电路 ②接法I：将单刀双掷开关S与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据的值，断开开关 ③接法II：将单刀双掷开关S与2接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据的值，断开开关 ④分别作出两种情况所对应的和图像 （1）某次测量电压时，电压表示数如图2所示，则电压读数为________V。 （2）由图3可知____________（填“接法I”或“接法II”）测得的电源电动势误差最小，________（填“接法I”或“接法II”）测得的电源内阻误差最小。 方案二： （3）按图4电路图连接好电路，将滑动变阻器、调到合适的阻值，闭合开关S，反复调节滑动变阻器、，直到灵敏电流表G的示数为零，电压表、的示数记为和，电流表、的示数记为和。 （4）断开开关S，适当调大滑动变阻器的阻值，再次闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，直至灵敏电流表G的示数再次为零，记录电压表、电流表读数。 （5）重复（2）的步骤，记录多组电压表、电流表读数，作出图像如图5所示，由图像可得电源的电动势为________________，内阻r为________________________。（均用a、b、表示） 四、计算题（本题共3小题，共40分。其中第13题10分，第14题14分，第15题16分） 13. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波的波形图，实线为时刻的波形，虚线为时刻的波形，P为平衡位置在处的质点。求： （1）该波中各质点振动的周期T和波的传播速度大小v； （2）时刻质点P所处位置的纵坐标y，以及质点P在至时间内走过的路程s。 14. 如图所示，空间存在两电阻不计的平行光滑金属导轨MNPQ、M′N′P′Q′，导轨间距均为L=1.0m，其中MN、M′N′段倾斜放置，倾角θ=30°，PQ、P′Q′段水平放置，两段之间通过一小段（大小可忽略）光滑圆弧形绝缘材料平滑相连。倾斜导轨上端连接一个阻值为R=1Ω的电阻，倾斜导轨MNN′M′所在平面内有垂直于倾斜导轨平面向下，磁感应强度大小B1=1T的匀强磁场。在水平导轨的PP′右侧区域内有方向竖直向下磁感应强度大小满足B2=0.5x（x单位为m，B2单位为T）的磁场，其中x为到PP′边界的距离。一质量M=0.6kg，总电阻为R0=3Ω的“”形框架左侧紧贴PP′放置在水平轨道上，“”形框架三边等长，每边电阻都相等，其中两平行边始终与水平导轨紧密接触。现让一根质量为m=0.2kg、电阻为R=1Ω的金属细杆a在NN′上方某处紧贴导轨由静止释放，金属杆a与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，金属杆a到达水平面上前已经匀速运动，忽略转角处的能量损失，金属棒与框架碰撞后连在一起向右运动，重力加速度g=10m/s2，，。求： （1）a杆进入水平导轨的速度大小v1； （2）a杆与框架一起运动过程中，a杆上产生的热量Q； （3）a杆与框架一起运动过程中，通过a杆截面的电荷量及框架向右运动的距离。 15. 某大型商场设计了一种新型抓娃娃机，如图所示，质量为m的小钢球吸附于竖直放置的半径为R的圆盘边缘，圆盘圆心O距底面的高度为h，圆盘内置电磁铁，对小球产生恒定磁吸力N，并带动小球以角速度顺时针匀速转动。距底面高度为H处水平固定一根足够长的光滑杆，与圆盘位于同一竖直平面内，杆左端固定在娃娃机左侧内壁上，右端悬空。将质量均为2m的小环和玩具娃娃用长度可调节的轻绳拴接，小环穿过杆悬挂，玩家可以任意调整轻绳长度和小环位置。游戏开始，玩家瞅准时机断开电磁铁开关，圆盘磁力消失，小球脱离圆盘做斜抛运动，若小球能击中娃娃，则娃娃和小环可以从杆右端脱离，落入出物口，游戏成功。重力加速度为g，小球、小环和娃娃均视为质点，忽略一切阻力，不考虑小球击中杆和内壁的情况，求： （1）最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球不与圆盘发生相对滑动，求小球与圆盘间动摩擦因数的最小值； （2）玩家发现，当绳长小于某最小值时，该游戏必定失败，求该最小值； （3）某玩家将轻绳长度设置为L，小球发射后，恰好以水平速度击中玩具娃娃并发生弹性正碰。随后小环位移为x时到达金属杆右端，此时细线第一次到达水平状态，求小环运动过程中杆对小环的冲量大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理模拟卷一 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 衰变能放出粒子，说明粒子是原子核的组成部分 B. 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，因此黑体不辐射能量 C. 由玻尔理论可知，不同的原子具有不同的结构，能级各不相同，辐射（或吸收）的光子频率也不相同，因此不同元素的原子具有不同的特征谱线 D. 在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给了电子，因此光子散射后波长变短 【答案】C 【解析】 【详解】A．β衰变释放的β粒子（电子）是原子核内的中子衰变为质子时产生的，原子核的组成只有质子和中子，不含电子，因此β粒子不是原子核的组成部分，故A错误； B．黑体的定义是可完全吸收入射的各波长电磁波、不发生反射，但黑体同时会向外辐射电磁波，且其辐射强度随波长的分布仅与黑体温度有关，故B错误； C．由玻尔理论可知，不同的原子具有不同的结构，能级各不相同，辐射（或吸收）的光子频率也不相同，因此不同元素的原子具有不同的特征谱线，故C正确； D．康普顿效应中，光子与电子碰撞后将部分能量转移给电子，光子自身能量减小，由可知，波长变长，故D错误。 故选C。 2. 前不久长郡中学举办了首届春季校园运动会，高三年级的集体项目“迎面接力”比赛竞争激烈，吸引了众多的观众。两条长50 m的平行直跑道，每支队伍使用一个跑道，甲、乙两队各30名队员，跑道两端各站15人，两队的1号队员同时出发拿着接力棒冲向跑道的另一端把棒交给2号队员，2号队员又跑回这端把棒交给3号队员，以此类推，哪队先完成30人的全部接力就获胜。比赛刚开始（）后的一段时间内，两队队员运动的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 甲队在时刻完成第一次交接棒 B. 时刻乙队追上甲队 C. 时间内两队的平均速率相同 D. 时刻乙队领先 【答案】A 【解析】 【详解】A．在时刻，甲队的1号队员跑到终点给2号队员完成第一次交接棒，故A正确； B．时刻，甲队的2号队员与乙队的1号队员迎面相遇，乙队没有追上甲队，故B错误； C．时间内，两队的位移相同，两队的平均速度相同，但甲队的路程更大，甲队的平均速率更大，故C错误； D．时刻甲队领先，故D错误。 故选A。 3. 将质量为m的物料放在倾角为的固定粗糙斜面上，用拉力F拉着物料匀速上滑，拉力F与斜面之间的夹角为，若适当增大，物料仍然匀速上滑，则下列说法正确的是（　　） A. 物料对斜面的压力可能为零 B. 斜面对物料的摩擦力一定减小 C. 斜面对物料的作用力方向一定改变 D. 拉力F一定减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．对物料进行受力分析，物料受重力、支持力、滑动摩擦力和拉力。建立沿斜面向上为轴、垂直斜面向上为轴的坐标系。根据平衡条件，在轴方向有 在轴方向有 且 由轴方向平衡方程得 物料在斜面上匀速上滑，说明物料与斜面接触且有挤压，即。由牛顿第三定律可知物料对斜面的压力不为零，故A错误； B．联立平衡方程解得 则 当增大时，减小，分母减小，故增大。由可知减小。因为，所以摩擦力一定减小，故B正确； C．斜面对物料的作用力是支持力和摩擦力的合力，合力方向与垂直斜面方向的夹角满足 因不变，故作用力方向不变，故C错误； D．由平衡方程解得拉力 分母 其中 当增大时，分母可能先增大后减小，故拉力可能先减小后增大，故D错误。 故选B。 4. 一质量为m，电荷量大小为q的带正电小球在光滑绝缘的水平面上以初速度做匀速直线运动。现平行水平面施加一匀强电场，经时间t后小球速度大小仍为，其速度方向与初速度方向的夹角为，则匀强电场场强的大小E和场强方向与初速度方向的夹角分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】设初速度方向为x轴正方向，末速度（与初速度夹角90°）方向为y轴正方向，小球带正电，电场力方向与场强方向一致，根据动量定理分析两个方向的分量 x方向有 解得 负号表示x方向场强分量与初速度方向相反 y方向 解得，y方向场强分量沿y轴正方向 场强大小 场强在第二象限，与x负方向夹角满足 解得 因此与初速度（x正方向）的夹角 故选A。 5. 某同学设计了一个光学实验来研究光的折射和反射现象，装置如图所示，ABC为等边三棱镜的竖直切面，P为AB边的中点，BC面水平且镀有一层银，构成一个反射面，用激光笔发出的蓝光垂直于BC面从P点射入三棱镜，经AB面折射、BC面反射后刚好照射在AC边的中点，并在三棱镜上方平行于BC面的光屏上形成一个亮点。不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A. 若将光屏上下平移，亮点的位置会相对于光屏移动 B. 三棱镜对蓝光的折射率为 C. 若仅将蓝光变成红光，则亮点相对于光屏左移 D. 若仅改变激光笔发光的颜色，均不可能在AC面上发生全反射 【答案】D 【解析】 【详解】A．画出光路图 根据对称性及光路可逆结合几何关系，在AB边折射角等于AC边入射角，可知光由面射出以后垂直于边向上，所以当将光屏上下平行移动时，亮点的位置不会相对于屏移动，A错误； B．光在面的入射角，折射角 根据折射定律有，B错误； C．若仅将蓝光变成红光，折射率变小，则折射角变大，作出光路图分析可知亮点相对于光屏右移，C错误； D．仅改变激光笔发光的颜色，根据光路可逆性可知，AB边折射角等于AC边入射角，所以不可能发生全反射，D正确。 故选D。 6. 自从进入电力时代，变压器在我们的生活中就无处不在。某带有照明系统的电动装置电路如图所示，理想变压器原线圈的匝数为，副线圈匝数分别为、，原线圈两端接电压的交流电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机线圈的电阻为，灯泡的电阻恒为，其他电阻不计。开关S闭合时，电动机和灯泡都正常工作，理想电流表的示数为。下列说法错误的是（　　） A. 开关S闭合时，灯泡中的电流为 B. 开关S闭合时，电动机中的电流为 C. 开关S断开后，电动机的输出功率约为 D. 开关S断开后，电动机仍能正常工作 【答案】B 【解析】 【详解】A．由变压器电压与匝数的关系 代入原线圈电压有效值，解得开关S闭合时，灯泡两端的电压 所以开关S闭合时，灯泡中的电流为，故A正确；  B．由变压器电压与匝数的关系 代入原线圈电压有效值，解得开关S闭合时，电动机两端的电压为 根据理想变压器输入功率等于输出功率，有 代入数据解得电动机中的电流为，故B错误； CD．开关S断开后，灯泡支路断路，但原线圈电压不变，匝数比不变，故电动机两端电压仍为，电动机仍正常工作，电流 电动机的总功率 电动机线圈热功率 电动机的输出功率，故CD正确。 本题选择错误的，故选B。 7. 如图所示，P是倾角为的光滑固定斜面。劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端的固定挡板C上，另一端与质量为m的物块A相连接。细绳的一端系在物块A上，细绳跨过不计质量和摩擦的定滑轮，另一端有一个不计质量的小挂钩。小挂钩不挂任何物体时，物块A处于静止状态。在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为m的物块B后，物块A沿斜面向上运动，细绳与斜面平行。在物体A沿斜面向上滑动的过程中，弹簧形变始终处于弹性限度内，不计一切阻力，A始终未与滑轮相碰，物块B始终未落地，重力加速度为g，已知简谐运动的周期。则下列说法正确的是（　　） A. 物块B轻轻挂上的瞬间，物块B的加速度大小为g B. 在物块A向上滑动到最高点的过程中，物块B的最大速度为 C. 在物块A向上滑动到最高点的过程中，细绳的拉力对物块A的冲量大小为 D. 在物块A向上滑动到最高点的过程中，物块A的机械能一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．挂上B瞬间，弹簧弹力不变，对A、B整体，合力 解得，A错误； B．挂上B后，A、B做简谐运动，设A从初始位置向上位移，整体合力满足 即简谐运动的振幅 根据简谐运动的周期 可得角频率 最大速度出现在平衡位置， B错误； C．从初始位置到最高点，运动时间为半个简谐运动周期，半个周期 对由动量定理有，绳子拉力冲量 解得细绳的拉力冲量，C错误； D．A的机械能变化等于除重力外，绳子拉力和弹簧弹力的总功，在物块A向上滑动到最高点的过程中，拉力与弹簧弹力的合力始终沿斜面向上，与位移方向相同，总功一直为正，因此的机械能一直增大，D正确。 故选D。 二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A. 甲图中容器在完全失重的情况下，容器内的气体对器壁没有压强 B. 乙图中石蜡在水平云母片上熔化成椭圆形，说明石蜡具有各向异性特点 C. 丙图中机械把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，可以保存地下的水分 D. 丁图中空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外释放的热量 【答案】CD 【解析】 【详解】A．气体压强是由气体分子无规则热运动不断碰撞器壁产生的，与重力、系统是否处于失重状态无关；完全失重时气体分子的热运动不会消失，仍会持续碰撞器壁，因此容器内气体对器壁仍有压强，故A错误； B．石蜡在水平云母片上熔化成椭圆形，是因为单晶体云母的导热性具有各向异性，石蜡本身属于非晶体，具有各向同性的特点，故B错误； C．土壤中的毛细管会产生毛细现象，使地下水分沿毛细管上升到地表被蒸发；将土壤锄松可以破坏土壤中的毛细管，减少水分向上输送，从而保存地下的水分，故C正确； D．空调制冷属于逆热力学循环，工作过程需要消耗电能做功；根据能量守恒定律，空调向室外释放的热量等于从室内吸收的热量与消耗的电能之和，因此从室内吸收的热量少于向室外释放的热量，故D正确。 故选CD。 9. 火星是太阳系中距离太阳第四近的行星，也是太阳系里四颗类地行星之一。作为地球的近邻，火星拥有与地球相似的自转周期（24小时37分）和四季变化，是目前人类深空探测的重点目标。观察测出：火星半径为R，绕太阳做圆周运动的半径为r、周期为；火星表面附近的卫星绕火星做圆周运动的周期为。已知万有引力常量为G，则根据题中给定条件（　　） A. 能求出火星的密度 B. 能求出火星与卫星间的万有引力 C. 能求出太阳与火星间的万有引力 D. 能求出火星同步轨道离火星表面距离 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．对于火星表面附近的卫星，其轨道半径近似等于火星半径，由万有引力提供向心力 可得火星质量为 火星体积，则火星密度 密度表达式仅含已知常量和已知周期，故可以求出火星密度，A 正确； B．火星与卫星间的万有引力为 其中卫星质量未知，且题目未给出，故无法求出该引力值，B错误； C．火星绕太阳做圆周运动，由万有引力提供向心力，太阳与火星之间的引力即为火星所需的向心力 式中火星质量可由 A 中结果得到，代入得：，所有量均为已知，C 正确； D．火星自转周期已知（24小时37分）。设同步卫星轨道半径为（从火星中心算起），周期等于火星自转周期，由万有引力提供向心力： 代入得： 则同步轨道距火星表面的高度：，D正确。 故选ACD。 10. 前不久，我国宇航员在天宫空间站梦天实验舱内进行了如下实验。如图所示，在一足够大的真空实验装置内建立xOy直角坐标系，在处有一垂直于xOy平面的足够大挡板PQ，实验装置内存在垂直于xOy平面的匀强磁场。在原点O处有一质量为m的带电小颗粒a，以沿x轴正方向的初速度射入磁场、经时间恰好垂直打在PQ板上并粘在板上，且电量瞬间消失。现在向实验装置内充入空气，其他条件不变，将另一与a完全相同的带电小颗粒b以沿x轴正方向的初速度v射入磁场，b受空气阻力大小与运动速率成正比，比例系数为k，方向与速度方向相反，b经时间t恰好以大小为的速度垂直打在PQ板上的位置。下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场方向一定垂直xOy平面向里 B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．带电小颗粒的电性未知：若颗粒带正电，要向上偏转90°垂直打在挡板上，磁场需垂直xOy平面向里；若颗粒带负电，磁场垂直xOy平面向外时，洛伦兹力同样会使颗粒向上偏转90°，因此磁场方向不一定向里，故A错误； B．对无空气阻力的颗粒a，洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，偏转90°的时间为四分之一周期，即 对有空气阻力的颗粒b，将速度分解为、，洛伦兹力的法向分量与速率成正比，因此速度的偏转角速度恒为 ，与速率大小、阻尼无关。由于b最终也垂直打在挡板上，速度方向同样偏转90°，因此运动时间，故B正确； C．首先对颗粒a，圆周运动半径等于y方向位移d： 对颗粒b，对x、y方向分别应用动量定理， y方向初动量为0，末动量为 合外力冲量等于动量变化 其中 （打在挡板上的x坐标），（y方向位移） 代入， 得 整理得，故C正确； D．对x方向应用动量定理：初动量为，末动量为0，因此： 代入和 得，故D错误。 故选BC。 三、实验题（本题共2小题，共17分） 11. 某同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，设计了如图甲所示的实验装置。 （1）关于本实验操作，下列说法正确的是________。 A. 在悬挂钩码后，需待钩码静止后再读数 B. 用几个不同的弹簧，各测出一组弹力与伸长量，可得出弹力与伸长量成正比 C. 安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直 D. 随意增减钩码，记下弹力与伸长量 （2）该同学经过多次实验，记录多组弹簧弹力F与弹簧长度L数据后描点连线得到图像，如图乙所示，由图线可得弹簧的劲度系数为________N/m，弹簧的原长为________cm（结果均保留2位有效数字）。 （3）该同学在测量时没有考虑弹簧自身有重量，其劲度系数的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）AC （2） ①. ②. （3）等于 【解析】 【小问1详解】 A．悬挂钩码后，待钩码静止时弹簧弹力与钩码重力平衡，此时读数才能准确反映弹簧的弹力大小，故A正确； B．探究弹簧弹力与形变量的关系需使用同一根弹簧完成实验，不同弹簧劲度系数不同，混合多根弹簧的数据无法得到统一的弹力与伸长量正比关系，故B错误； C．弹簧为竖直悬挂，伸长量是竖直方向的长度变化，因此刻度尺必须保持竖直才能准确测量弹簧的实际长度，故C正确； D．增减钩码需要保证弹簧始终在弹性限度内，不能随意增减，否则弹簧发生塑性形变后不再满足弹力与伸长量成正比的规律，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 根据胡克定律，其中为弹簧总长度，为弹簧原长，为劲度系数。可知图像的斜率大小等于劲度系数，即 当时对应的横坐标值即为弹簧原长。 【小问3详解】 劲度系数由图像的斜率计算得到，弹簧自身重量只会使弹簧在不受外力时就存在一定的初始伸长量，仅会改变图像的截距，不会影响图像的斜率大小，因此劲度系数的测量值等于真实值。 12. 比亚迪公司推出的第二代刀片电池技术于2026年3月5日发布，其具备常温闪充、低温闪充、高能量密度、高安全与长寿命等特点，常温环境下，电量从10%充至70%仅需5分钟，从10%充至97%仅需9分钟。某学习小组得到一块刀片电池后，尝试用所学知识去测量该电源的电动势E和内阻r。通过查询资料，该电池的电动势约为2 V左右，内阻很小，经过讨论设计出了两种方案。 方案一： ①选用量程为3 V的电压表V、量程为0.6 A的电流表A以及阻值的定值电阻按图1连接好电路 ②接法I：将单刀双掷开关S与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据的值，断开开关 ③接法II：将单刀双掷开关S与2接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据的值，断开开关 ④分别作出两种情况所对应的和图像 （1）某次测量电压时，电压表示数如图2所示，则电压读数为________V。 （2）由图3可知____________（填“接法I”或“接法II”）测得的电源电动势误差最小，________（填“接法I”或“接法II”）测得的电源内阻误差最小。 方案二： （3）按图4电路图连接好电路，将滑动变阻器、调到合适的阻值，闭合开关S，反复调节滑动变阻器、，直到灵敏电流表G的示数为零，电压表、的示数记为和，电流表、的示数记为和。 （4）断开开关S，适当调大滑动变阻器的阻值，再次闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，直至灵敏电流表G的示数再次为零，记录电压表、电流表读数。 （5）重复（2）的步骤，记录多组电压表、电流表读数，作出图像如图5所示，由图像可得电源的电动势为________________，内阻r为________________________。（均用a、b、表示） 【答案】 ①. 1.00##0.99##1.01 ②. 接法I ③. 接法II ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]电压表选用量程，分度值为，需估读到分度值下一位，由图2指针位置得读数为。 （2）[2]接法I中，电压表测量滑动变阻器与电流表的总电压，电流表测量干路电流，无电压表分流误差，图像纵轴截距与真实电源电动势一致，故接法I测得的电动势误差最小； [3]由于电源内阻很小，电流表内阻与电源内阻数量级相当，接法I的内阻测量值会引入电流表内阻的系统误差；而接法II中电压表内阻极大，分流误差可忽略，故接法II测得的电源内阻误差最小。 （5）[4][5]当灵敏电流表G示数为零时，G两端电势相等，干路总电流为，外电路总电压为 根据闭合电路欧姆定律有 整理得，结合图5的图像 纵轴截距对应总电流为0时的路端电压，等于电源电动势，即 横轴截距对应时的短路电流，代入得 解得 四、计算题（本题共3小题，共40分。其中第13题10分，第14题14分，第15题16分） 13. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波的波形图，实线为时刻的波形，虚线为时刻的波形，P为平衡位置在处的质点。求： （1）该波中各质点振动的周期T和波的传播速度大小v； （2）时刻质点P所处位置的纵坐标y，以及质点P在至时间内走过的路程s。 【答案】（1）、 （2） 【解析】 【小问1详解】 波沿x轴正方向传播，内波传播的距离满足 代入得 因此波的传播速度为 由公式，得质点振动周期 【小问2详解】 由波形图可知，时刻，平衡位置在处的质点P的纵坐标 在至时间内，质点P经过的周期数为 所以质点P走过的路程为 14. 如图所示，空间存在两电阻不计的平行光滑金属导轨MNPQ、M′N′P′Q′，导轨间距均为L=1.0m，其中MN、M′N′段倾斜放置，倾角θ=30°，PQ、P′Q′段水平放置，两段之间通过一小段（大小可忽略）光滑圆弧形绝缘材料平滑相连。倾斜导轨上端连接一个阻值为R=1Ω的电阻，倾斜导轨MNN′M′所在平面内有垂直于倾斜导轨平面向下，磁感应强度大小B1=1T的匀强磁场。在水平导轨的PP′右侧区域内有方向竖直向下磁感应强度大小满足B2=0.5x（x单位为m，B2单位为T）的磁场，其中x为到PP′边界的距离。一质量M=0.6kg，总电阻为R0=3Ω的“”形框架左侧紧贴PP′放置在水平轨道上，“”形框架三边等长，每边电阻都相等，其中两平行边始终与水平导轨紧密接触。现让一根质量为m=0.2kg、电阻为R=1Ω的金属细杆a在NN′上方某处紧贴导轨由静止释放，金属杆a与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，金属杆a到达水平面上前已经匀速运动，忽略转角处的能量损失，金属棒与框架碰撞后连在一起向右运动，重力加速度g=10m/s2，，。求： （1）a杆进入水平导轨的速度大小v1； （2）a杆与框架一起运动过程中，a杆上产生的热量Q； （3）a杆与框架一起运动过程中，通过a杆截面的电荷量及框架向右运动的距离。 【答案】（1）2m/s （2）0.05J （3）3.2m 【解析】 【小问1详解】 金属杆a沿倾斜轨道匀速滑行过程中，有， 由牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 a杆与框架碰撞过程，由动量守恒定律可得 解得 碰撞后，金属杆和框架在磁场中做减速运动，根据能量守恒定律可得 由于金属导轨没有电阻，则框架接入电路的总电阻为 所以 【小问3详解】 a杆与框架碰撞后一起运动过程中，由动量定理可得 则有 依题意得 代入数据得 又 所以 即 解得 15. 某大型商场设计了一种新型抓娃娃机，如图所示，质量为m的小钢球吸附于竖直放置的半径为R的圆盘边缘，圆盘圆心O距底面的高度为h，圆盘内置电磁铁，对小球产生恒定磁吸力N，并带动小球以角速度顺时针匀速转动。距底面高度为H处水平固定一根足够长的光滑杆，与圆盘位于同一竖直平面内，杆左端固定在娃娃机左侧内壁上，右端悬空。将质量均为2m的小环和玩具娃娃用长度可调节的轻绳拴接，小环穿过杆悬挂，玩家可以任意调整轻绳长度和小环位置。游戏开始，玩家瞅准时机断开电磁铁开关，圆盘磁力消失，小球脱离圆盘做斜抛运动，若小球能击中娃娃，则娃娃和小环可以从杆右端脱离，落入出物口，游戏成功。重力加速度为g，小球、小环和娃娃均视为质点，忽略一切阻力，不考虑小球击中杆和内壁的情况，求： （1）最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球不与圆盘发生相对滑动，求小球与圆盘间动摩擦因数的最小值； （2）玩家发现，当绳长小于某最小值时，该游戏必定失败，求该最小值； （3）某玩家将轻绳长度设置为L，小球发射后，恰好以水平速度击中玩具娃娃并发生弹性正碰。随后小环位移为x时到达金属杆右端，此时细线第一次到达水平状态，求小环运动过程中杆对小环的冲量大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当小球位于圆盘最低点时所受摩擦力最大，由牛顿第二定律 小球与圆盘恰好相对滑动时 解得动摩擦因数最小值 【小问2详解】 小球脱离圆盘时，线速度大小 若绳长最短，则游戏成功时小球必定在其可能达到的最大高度处以水平速度与娃娃相碰 设小球脱离圆盘时，小球与圆盘圆心O的连线与竖直半径成角，如图所示 小球斜抛的最大高度 由几何关系，绳长 易知当时，绳长有最小值，最小绳长 【小问3详解】 小球以速度3v0与娃娃发生弹性碰撞，设碰后小球速度为v1，娃娃速度为v2，由动量守恒 由能量守恒 解得， 由人船模型计算圆环运动的时间，设娃娃水平位移为x1，运动时间为t0,，对圆环和娃娃系统，由动量守恒 由几何关系x1-x=L 解得圆环运动时间 当细线水平时，设圆环速度为vx，娃娃水平速度为vx，竖直速度为vy 由水平动量守恒 解得 由机械能守恒定律 解得 对小环和杆的整体分析，竖直方向上整体受到杆竖直向上的冲量I和重力竖直向下的冲量，对整体由动量定理 可得杆对小环的冲量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $