精品解析：2026届山东临沂市高三下学期学业等级考试模拟物理试题

普通高中学业水平等级考试模拟试题 物理 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、座号等信息填写在答题卡和试卷指定位置处。 2．回答选择题时，选出每小题的答案后，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，再选涂其它答案标号。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收回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 2025年10月，我国科学家在“墨子号”量子科学实验卫星上成功实现了基于微重力环境的里德堡原子量子操控。里德堡原子是指核外电子被激发到高激发态的原子，其能级间隔远小于普通低激发态原子，对外界电磁场、引力场等环境扰动极为敏感，可用于高精度量子传感。以下关于里德堡原子与相关量子理论的说法正确的是（　　） A. 里德堡原子的核外电子被激发到高激发态时，核外电子动能增大，电势能增大 B. 玻尔提出了轨道量子化与定态理论 C. 在核反应中，反应前的结合能之和大于反应后的结合能 D. 天然放射现象中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚形成的 2. 为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，某动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 动力车的初速度为10m/s B. 刹车过程中加速度大小为 C. 刹车过程持续的时间为8s D. 从开始刹车时计时，经过6s该车的位移大小为90m 3. 临沂城区滨河路、沂蒙路等路段骑行流量大，雨天自行车后轮甩出的泥水易打在挡泥板上。现某一物理兴趣小组研究挡泥板受到的冲击力：已知自行车后轮角速度为ω，轮子半径为R，泥水密度为ρ，挡泥板有效受力面积为S。泥水打到挡泥板后速度大小不变、方向反向（完全弹性碰撞），且单位时间内甩出的泥水在挡泥板处分布均匀，忽略重力影响。下列说法正确的是（　　） A. 泥水滴甩出时的线速度大小为 B. 单位时间内打在挡泥板上的泥水滴动量变化量大小为 C. 挡泥板对泥水滴的平均作用力大小为 D. 单位时间内打在挡泥板上的泥水滴总动能为 4. 2026年某次区域联合演训中，我国东风系列战术导弹从山地发射阵地（海拔高度为H）以初速度、抛射角θ斜向上发射，打击敌方位于低洼山谷的目标（目标阵地比发射阵地海拔低h）。导弹飞行过程中忽略空气阻力，重力加速度为g，导弹质量为m，下列说法正确的是（　　） A. 导弹飞行总时间 B. 当θ角为45°时导弹水平射程一定最大 C. 导弹击中目标时的动能为，飞行全过程机械能守恒 D. 若导弹在最高点受干扰炸裂为质量相等的两块，炸裂后瞬间一块竖直自由下落，则另一块的速度大小为 5. 智能手环的心率检测采用光电容积脉搏波（PPG）技术：绿光LED（真空中波长为）发出的光经皮肤反射后，通过由单层增透膜、衍射圆孔等组成的微型光电传感器。已知空气折射率，增透膜折射率，下列说法正确的是（　　） A. 相同衍射圆孔装置下，绿光的衍射现象比紫光更明显 B. 绿光从空气射入增透膜后波长变为，光子能量随之减小 C. 增透膜是利用光的衍射相消原理 D. 相同双缝干涉装置下，绿光的干涉条纹间距比红光更大 6. 如图所示，理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，原线圈串联定值电阻后，ab端接在电压有效值U=220V恒定的正弦式交流电源上。副线圈与定值电阻和最大阻值为的滑动变阻器相连，c点位于滑动变阻器中点右侧（距右端总长度处），电流表和电压表均为理想电表。将滑动变阻器的滑片从左端滑至c点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 定值电阻消耗的电功率一直减小 B. 理想变压器副线圈的输出功率先增大后减小 C. 电压表示数先减小后增大，电流表示数先增大后减小 D. 若电压表和电流表示数变化量分别为和，则 7. 在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a—x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的2倍，则（　　） A. 星球M与N重力加速度之比为 B. 星球M与N的第一宇宙速度之比 C. Q下落过程中的最大动能是P的4倍 D. Q下落过程中弹簧的最大弹性势能是P的6倍 8. 如图所示，在一条绝缘窄纸带的两边和中间镶上相同的3条铜丝，每个铜丝的电阻为r，将纸带一端扭转180°，与另一端通过铜丝连接，形成莫比乌斯环。连接后3条铜丝形成2个通路，纸环围合部分可近似为水平放置的半径为R的扁平圆柱。现将该莫比乌斯环水平向右以恒定的速度v（线圈平面垂直磁感线）进入竖直向上、磁感应大小为B的匀强磁场，下列说法中正确的是（　　） A. 莫比乌斯环进入磁场过程中通过铜丝横截面的电荷量为 B. 莫比乌斯环进入磁场过程中通过铜丝横截面的电荷量为 C. 若莫比乌斯环速度变为2v，则进入磁场过程中产生的焦耳热变为原来的4倍 D. 若莫比乌斯环速度变为2v，则进入磁场过程中产生的焦耳热变为原来的2倍 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，在光滑绝缘水平面xoy内固定一等量异种点电荷系统，两正负电荷关于y轴对称。一固定光滑绝缘弧形细管穿过坐标原点O，细管上标记a、b、c、d、e五个点：c与原点O重合，a、e在y轴上关于x轴对称，。一质量为m、带电量为-q的绝缘小球从管道口a点由静止释放沿细管运动，小球直径略小于管道直径，下列说法正确的是（　　） A. 小球从a点运动到c点的过程中，电势能先减小后增大 B. b点和d点处的场强相同 C. 小球从a点运动到c点的过程中，动能先减小后增大 D. 小球将在a点和c点之间做往复运动 10. 位于x=0.25m的波源p从t=0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在t=2.0s时波源停止振动，t=2.1s时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置，质点b的平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. 在t=2.1s时，质点a与质点b的速度大小相等，方向相反 B. t=0.78s时，波源的位移为负 C. 在0到2s内，质点b运动总路程是2.45m D. 若在x=3.25m处存在完全相同的波源q同时开始振动，则在p、q之间共有5个振动加强点 11. 王羲之故居是全国文物重点保护单位，故居中的很多建筑采用瓦片屋顶，屋顶结构可简化为下图所示，若一块弧形瓦片恰好静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为θ，该瓦片质量为m，椽子与瓦片间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（　　） A. 两根椽子对瓦片支持力方向竖直向上 B. 设瓦片横截面圆弧对应的圆心角为α，则每根椽子对瓦片的支持力大小为 C. 两根椽子与水平面夹角从0°逐渐增大到90°的过程中，瓦片受到的摩擦力先增大后减小 D. 保持θ不变，减小两根椽子的距离，瓦片仍静止，则每根椽子对瓦片摩擦力不变 12. 如图所示，MN、PQ为带电平行金属板，板间电压为U，间距为2d，同时存在垂直纸面向里的匀强磁场。带正电粒子以平行于金属板的速度从板间中点O射入复合场，恰好沿直线通过。已知粒子比荷，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 若仅撤去电场，粒子打在上极板上距板左端的水平距离为 C. 若仅将板间电压变为，粒子沿电场线方向的最大偏移量为 D. 若仅将板间电压变为0，且粒子受与速度成正比的阻力f=kv，则粒子从射入到速度为零的路程为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组在物理实验室开展探究动能定理的实验如图。小组先将气垫导轨放置在水平实验台上，尝试固定后，将滑块放在导轨上，发现滑块有轻微滑动，却未进一步调试便将力传感器固定在滑块上；随后将细线一端连接力传感器，另一端跨过定滑轮悬挂钩码，仔细调节滑轮高度，使细线与导轨保持平行，确保滑块由静止释放后，遮光条能顺利通过光电门，随后正式开始实验操作。请结合该实验情景完成下列问题： （1）实验中，力传感器实时显示滑块所受拉力大小。由于小组在实验前发现滑块有轻微滑动却未调整导轨水平，若导轨是右高左低，这种不规范操作会导致测量的合外力与真实合外力的偏差________（选填“偏大”“偏小”或“无法确定”）； （2）实验过程中，为计算滑块通过光电门的瞬时速度，小组用20分度游标卡尺测量遮光条宽度。测量时，一名同学先观察主尺，读出主尺读数为5mm，再观察游标，发现游标上第12条刻度线与主尺刻度线对齐，同时注意到游标零刻度线在主尺零刻度线右侧偏移了0.05mm（即游标初始有微小偏移），忽略读数时的视线误差，遮光条的实际宽度d=________cm； （3）针对上述不规范操作，小组重新调试装置，反复调整导轨高度直至滑块静止在导轨上（确保导轨水平），规范操作后再次实验。实验中，准确记录下遮光条宽度d、遮光条通过光电门的遮光时间t、滑块从静止释放到通过光电门的运动距离x、力传感器的稳定示数F，已知滑块与遮光条总质量为M、钩码质量为m，不计空气阻力、滑轮摩擦及细线质量，结合此次规范实验情景，验证动能定理的表达式为________（用上述物理量符号表示）。 14. 某实验小组为精准测量某国产NPO电容器的电容，探究其充放电规律，设计了如图甲所示的实验电路，开展了一系列综合实验。已知实验器材参数：电源内阻不计；定值电阻，电流传感器内阻可忽略，能精确记录充、放电过程中电流随时间变化的I—t图像；待测NPO电容器（额定电压≥6V，电容未知）；单刀双掷开关及导线若干。 实验步骤如下：①按图甲正确连接电路，检查电路无误后，将开关掷向1端，给电容器充电至稳定状态；②将开关迅速掷向2端，让电容器通过定值电阻放电，记录放电I—t图像；③更换放电电阻，重复上述实验，对比分析图像变化规律。请回答下列问题： （1）开关接1端充电至稳定后，电容器两端的电压等于________V； （2）计算机测得某次放电I—t图像如乙图与坐标轴围成的面积为，忽略电流传感器误差，则该NPO电容器的电容为________F（保留两位有效数字）。 （3）若将定值电阻由50Ω换为100Ω，重复放电实验（充电电压不变），则新放电I—t图像是丙图的曲线________（选填b或者c）图像总面积与原总面积之比为________。 15. 生活中常用的玻璃装饰柱多采用特殊截面设计，某款直角梯形玻璃装饰柱（可视为均匀玻璃柱体），如图上底CD平行于下底AB，∠DAB=60°，∠ABC=90°，。为测试该玻璃的光学特性，一束复色光（模拟日常太阳光，包含红光和紫光）从AD边中点P，与AD边的夹角为30°入射。已知玻璃对红光的折射率，对紫光的折射率，真空中光速。求： （1）玻璃对紫光的临界角； （2）红光在玻璃中的传播时间。 16. 一倾角θ=30°的光滑斜面上放置一个带有绝热活塞A和绝热汽缸B，活塞用平行于斜面的轻弹簧拉住，弹簧的另一端被固定，弹簧的劲度系数为，其活塞有效面积为，活塞的质量为m=0.8kg，汽缸质量为M=0.4kg，若活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部内侧的距离为，汽缸底部到斜面底端挡板（垂直斜面）的距离，汽缸内气体的初始温度为。该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，，不计一切摩擦，，大气压为。现对汽缸进行缓慢加热，求： （1）汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板时，气体吸收的热量； （2）弹簧刚恢复原长时，汽缸内气体的温度为多少。 17. 如图所示，长度为EF=2h的光滑斜坡倾角θ=30°，其底端F点与水平面FI平滑连接（物块经过F点时无机械能损失），FI=2h，I处固定一竖直弹性挡板N。物块A（视为质点）从E点由静止释放，已知重力加速度为g，碰撞发生在F点时视为水平方向的正碰。 （1）设物块A与水平面FI之间的动摩擦因数为μ，每次与挡板N碰撞的碰后速率与碰前速率的比值均为k，求物块A与挡板N发生第一次碰撞后物块A返回斜面的高度。 （2）设水平面FI光滑，质量为m的物块A从斜面E点滑到F处与质量相同的B物块（视为质点）发生碰撞，碰后粘在一起向右运动，物体AB与挡板N发生多次碰撞后最终停止，物体AB与挡板N的碰撞视为弹性碰撞且忽略与挡板N碰撞的时间，若物体AB运动的整个过程中空气阻力的冲量大小为I，求物体AB在斜面上下滑阶段的总时间与上滑阶段的总时间之差Δt。 18. 如图甲所示，间距为L=0.5m的两条足够长的平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，倾斜轨道的倾角θ=37°，水平导轨左端接有一单刀双掷开关K，可以连接电动势为E（未知）、内阻为r=0.5Ω的电源以及电容为的电容器，整个导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=2T，两根长度为L=0.5m的相同金属棒a、b分别垂直导轨放置于导轨的倾斜部分和水平部分（与金属框接触良好），每根金属棒的质量为m=20g，每根金属棒接入导轨间的电阻均为R=1Ω，锁定导体棒b使其固定不动，闭合开关K接通1，导体棒a恰好静止在倾斜导轨上，不计一切摩擦和导轨电阻，重力加速度。 （1）求电源的电动势E； （2）如图乙所示，将a杆用轻绳（在倾斜轨道平面内）通过一个定滑轮与一电动机相连，t=0时刻，开关K断开（既不接1也不接2），同时解除导体棒b的锁定，电动机以恒定拉力沿倾斜轨道牵引导体棒（导体棒不脱离轨道）向上运动，求两导体棒达到稳定运动状态后，两棒的加速度大小。 （3）若导体棒b锁定，将a杆通过轻绳（在倾斜轨道平面内）与一恒定功率的电动机相连，t=0时刻，开关K断开（既不接1也不接2），电动机以恒定功率牵引导体棒a向上运动，t=4s时导体棒a恰好达到最大速度，此时导体棒运动了2.25m，同时立刻断开电动机牵引a杆的轻绳，并拿走b杆；t=4.5s时，将开关K接2。求导体棒a回到初始位置时速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 普通高中学业水平等级考试模拟试题 物理 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、座号等信息填写在答题卡和试卷指定位置处。 2．回答选择题时，选出每小题的答案后，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，再选涂其它答案标号。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收回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 2025年10月，我国科学家在“墨子号”量子科学实验卫星上成功实现了基于微重力环境的里德堡原子量子操控。里德堡原子是指核外电子被激发到高激发态的原子，其能级间隔远小于普通低激发态原子，对外界电磁场、引力场等环境扰动极为敏感，可用于高精度量子传感。以下关于里德堡原子与相关量子理论的说法正确的是（　　） A. 里德堡原子的核外电子被激发到高激发态时，核外电子动能增大，电势能增大 B. 玻尔提出了轨道量子化与定态理论 C. 在核反应中，反应前的结合能之和大于反应后的结合能 D. 天然放射现象中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚形成的 【答案】B 【解析】 【详解】A．核外电子被激发到高激发态时轨道半径增大，由库仑力提供向心力，推得电子动能，增大则动能减小；电子跃迁到高能级需要吸收能量，总能量增大，而动能减小，因此电势能增大，故A错误； B．玻尔原子理论的核心假设包含轨道量子化、定态、跃迁频率条件，故B正确； C．该反应为放能核聚变反应，反应后生成的原子核更稳定，而原子核越稳定其结合能（将原子核完全拆为自由核子所需的能量）越大，因此反应前结合能之和小于反应后结合能之和，故C错误； D．射线的本质是原子核内部中子衰变为质子时释放的电子，来源于原子核内部，不是核外电子挣脱束缚形成的，故D错误。 故选B。 2. 为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，某动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 动力车的初速度为10m/s B. 刹车过程中加速度大小为 C. 刹车过程持续的时间为8s D. 从开始刹车时计时，经过6s该车的位移大小为90m 【答案】B 【解析】 【详解】AB．题图图像的函数关系为 根据匀变速直线运动位移与时间的关系式 变形得 所以动力车的初速度为 由 解得 加速度是矢量，负号代表其方向与规定的正方向相反，所以刹车过程中加速度大小为，故A错误，B正确； C．根据匀变速直线运动速度与时间的关系式可知，刹车过程持续的时间为，故C错误； D．由于动力车经过刹车结束，所以从开始刹车时计时，经过6s该车的位移大小为，故D错误。 故选B。 3. 临沂城区滨河路、沂蒙路等路段骑行流量大，雨天自行车后轮甩出的泥水易打在挡泥板上。现某一物理兴趣小组研究挡泥板受到的冲击力：已知自行车后轮角速度为ω，轮子半径为R，泥水密度为ρ，挡泥板有效受力面积为S。泥水打到挡泥板后速度大小不变、方向反向（完全弹性碰撞），且单位时间内甩出的泥水在挡泥板处分布均匀，忽略重力影响。下列说法正确的是（　　） A. 泥水滴甩出时的线速度大小为 B. 单位时间内打在挡泥板上的泥水滴动量变化量大小为 C. 挡泥板对泥水滴的平均作用力大小为 D. 单位时间内打在挡泥板上的泥水滴总动能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．泥水滴随后轮做圆周运动，甩出时线速度满足圆周运动线速度与角速度关系，故A错误； B．时间内打在挡泥板上的泥水质量 取泥水初速度方向为正方向，碰撞后速度反向大小不变，内动量变化量大小 则单位时间动量变化量大小为，故B错误； C．根据动量定理 代入得挡泥板对泥水滴的平均作用力大小，故C正确； D．单位时间内泥水总动能为，故D错误。 故选C。 4. 2026年某次区域联合演训中，我国东风系列战术导弹从山地发射阵地（海拔高度为H）以初速度、抛射角θ斜向上发射，打击敌方位于低洼山谷的目标（目标阵地比发射阵地海拔低h）。导弹飞行过程中忽略空气阻力，重力加速度为g，导弹质量为m，下列说法正确的是（　　） A. 导弹飞行总时间 B. 当θ角为45°时导弹水平射程一定最大 C. 导弹击中目标时的动能为，飞行全过程机械能守恒 D. 若导弹在最高点受干扰炸裂为质量相等的两块，炸裂后瞬间一块竖直自由下落，则另一块的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．斜抛运动落回与发射点同一高度时的总飞行时间为 目标比发射点海拔低，竖直方向位移为，由匀变速位移公式 解得，故A错误； B．抛射角为45°时水平射程最大的结论仅适用于发射点和落地点等高的情况，本题两点存在高度差，该结论不成立，故B错误； C．忽略空气阻力，全过程只有重力做功，机械能守恒；发射点比目标高，重力势能减少，因此击中目标时动能为，和海拔高度无关，故C错误； D．导弹在最高点的速度为水平方向，大小为 炸裂时内力远大于外力，水平方向动量守恒，炸裂后两块质量均为，竖直自由下落的碎片水平速度为0，设另一块速度为，由动量守恒定律 解得，故D正确。 故选D。 5. 智能手环的心率检测采用光电容积脉搏波（PPG）技术：绿光LED（真空中波长为）发出的光经皮肤反射后，通过由单层增透膜、衍射圆孔等组成的微型光电传感器。已知空气折射率，增透膜折射率，下列说法正确的是（　　） A. 相同衍射圆孔装置下，绿光的衍射现象比紫光更明显 B. 绿光从空气射入增透膜后波长变为，光子能量随之减小 C. 增透膜是利用光的衍射相消原理 D. 相同双缝干涉装置下，绿光的干涉条纹间距比红光更大 【答案】A 【解析】 【详解】A．衍射现象的明显程度与波长正相关，相同衍射装置下，波长越长衍射越明显。可见光中绿光波长大于紫光，因此绿光衍射现象更明显，故A正确； B．光从空气射入增透膜时频率不变，光子能量仅由频率决定，因此光子能量不变； 由可得波长变为，故B错误； C．增透膜的原理是薄膜上下表面的反射光发生干涉相消，减少反射光强度、增大透射光强度，利用的是光的干涉而非衍射，故C错误； D．双缝干涉条纹间距公式为，相同装置下相同，条纹间距与波长正相关。绿光波长小于红光，因此绿光的干涉条纹间距比红光更小，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，原线圈串联定值电阻后，ab端接在电压有效值U=220V恒定的正弦式交流电源上。副线圈与定值电阻和最大阻值为的滑动变阻器相连，c点位于滑动变阻器中点右侧（距右端总长度处），电流表和电压表均为理想电表。将滑动变阻器的滑片从左端滑至c点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 定值电阻消耗的电功率一直减小 B. 理想变压器副线圈的输出功率先增大后减小 C. 电压表示数先减小后增大，电流表示数先增大后减小 D. 若电压表和电流表示数变化量分别为和，则 【答案】D 【解析】 【详解】最大阻值为的滑动变阻器连接方式的等效电阻，将滑动变阻器的滑片从左端滑至c点的过程中电阻先增大后减小。 A．副线圈的等效电阻 因此等效总电阻也先增大后减小。 原边总电流，故原线圈电流先减小后增大； 定值电阻消耗的电功率，故电功率先减小后增大，故A错误； B．变压器输出功率等于等效电阻的功率，电源内阻为，而 ，因此最小为 根据电源输出功率规律：外电阻大于内阻时，外电阻越大，输出功率越小。先增大后减小，因此输出功率先减小后增大，故B错误； C．原线圈电流先减小后增大,原线圈电压，故先增大后减小，故C错误； D．原线圈电压，， 故 即 ，故D正确。 故选D。 7. 在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a—x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的2倍，则（　　） A. 星球M与N重力加速度之比为 B. 星球M与N的第一宇宙速度之比 C. Q下落过程中的最大动能是P的4倍 D. Q下落过程中弹簧的最大弹性势能是P的6倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律可知物体下落的加速度 可知两星球表面的重力加速度之比为，故A错误； B．星球M的半径是星球N的2倍，由第一宇宙速度可知星球M与星球N的第一宇宙速度之比为，故B错误； C．由物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系图，结合公式可知图像面积代表，P下落过程中的最大动能 Q下落过程中的最大动能 又由可知两图线斜率绝对值之比为质量反比，即 可得，即Q下落过程中的最大动能是P的4倍，故C正确； D．由运动的对称性，对P物体，下落速度最大，下落2速度变为0，弹簧压缩量达到最大；对Q物体，下落2速度最大，下落4速度变为0，弹簧压缩量达到最大，故Q的弹簧最大压缩量是P的2倍，由可知Q下落过程中弹簧的最大弹性势能是P的4倍，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，在一条绝缘窄纸带的两边和中间镶上相同的3条铜丝，每个铜丝的电阻为r，将纸带一端扭转180°，与另一端通过铜丝连接，形成莫比乌斯环。连接后3条铜丝形成2个通路，纸环围合部分可近似为水平放置的半径为R的扁平圆柱。现将该莫比乌斯环水平向右以恒定的速度v（线圈平面垂直磁感线）进入竖直向上、磁感应大小为B的匀强磁场，下列说法中正确的是（　　） A. 莫比乌斯环进入磁场过程中通过铜丝横截面的电荷量为 B. 莫比乌斯环进入磁场过程中通过铜丝横截面的电荷量为 C. 若莫比乌斯环速度变为2v，则进入磁场过程中产生的焦耳热变为原来的4倍 D. 若莫比乌斯环速度变为2v，则进入磁场过程中产生的焦耳热变为原来的2倍 【答案】D 【解析】 【详解】AB．莫比乌斯环匀速切割磁场，产生的动生电动势为 两条铜丝并联，再与一条铜丝串联，总电阻为 通过铜丝横截面的电荷量为，， 联立解得，故AB错误； CD．莫比乌斯环穿过磁场的时间为 产生的焦耳热为 可见，所以当速度变为时，焦耳热变为原来的2倍，故C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，在光滑绝缘水平面xoy内固定一等量异种点电荷系统，两正负电荷关于y轴对称。一固定光滑绝缘弧形细管穿过坐标原点O，细管上标记a、b、c、d、e五个点：c与原点O重合，a、e在y轴上关于x轴对称，。一质量为m、带电量为-q的绝缘小球从管道口a点由静止释放沿细管运动，小球直径略小于管道直径，下列说法正确的是（　　） A. 小球从a点运动到c点的过程中，电势能先减小后增大 B. b点和d点处的场强相同 C. 小球从a点运动到c点的过程中，动能先减小后增大 D. 小球将在a点和c点之间做往复运动 【答案】ABD 【解析】 【详解】AC．根据等量异种电荷电势分布特点可知y轴为等势面，根据等量异种电荷电场分布特点可知小球从a点运动到c点的过程中，电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，动能先增大后减小，故A正确，C错误； B．根据等量异种电荷电场分布特点可知b点和d点处的场强大小相等，方向相同，故B正确； D．因为a、c两点电势相等，根据能量守恒可知小球将在a点和c点之间做往复运动，故D正确。 故选ABD。 10. 位于x=0.25m的波源p从t=0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在t=2.0s时波源停止振动，t=2.1s时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置，质点b的平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. 在t=2.1s时，质点a与质点b的速度大小相等，方向相反 B. t=0.78s时，波源的位移为负 C. 在0到2s内，质点b运动总路程是2.45m D. 若在x=3.25m处存在完全相同的波源q同时开始振动，则在p、q之间共有5个振动加强点 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在t=2.1s时，质点a在波谷，速度为零，质点b在平衡位置，速度最大，根据“同侧法”判断知方向沿y轴负方向，故A错误； B．从图中可得波长  波速 周期 波源起振方向向上。，位移为负，故B正确； C．b 平衡位置距波源距离 波传到的时间  振动总时间 总路程，C错误； D．pq间距 两波源同相位，振动加强点满足路程差（为整数） 可取，共5个加强点，D正确。 故选BD。 11. 王羲之故居是全国文物重点保护单位，故居中的很多建筑采用瓦片屋顶，屋顶结构可简化为下图所示，若一块弧形瓦片恰好静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为θ，该瓦片质量为m，椽子与瓦片间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（　　） A. 两根椽子对瓦片支持力方向竖直向上 B. 设瓦片横截面圆弧对应的圆心角为α，则每根椽子对瓦片的支持力大小为 C. 两根椽子与水平面夹角从0°逐渐增大到90°的过程中，瓦片受到的摩擦力先增大后减小 D. 保持θ不变，减小两根椽子的距离，瓦片仍静止，则每根椽子对瓦片摩擦力不变 【答案】CD 【解析】 【详解】A．每根椽子对瓦片的支持力垂直于接触面，两个支持力分别向斜内侧上方，并非竖直向上，两个支持力与两个摩擦力的合力才竖直向上平衡重力，A错误； B．已知圆弧圆心角为，即两个支持力夹角为，设每根支持力为，由力的合成得 解得，B错误； C．瓦片未滑动前沿椽子方向平衡，总摩擦力 可得每根的摩擦力 增大时，摩擦力增大。瓦片滑动后有每根的摩擦力 增大时，摩擦力减小，故两根椽子与水平面夹角从0°逐渐增大到90°的过程中，瓦片受到的摩擦力先增大后减小，C正确； D．瓦片仍静止，沿椽子方向满足每根的摩擦力 不变、不变时，因此每根椽子对瓦片的摩擦力不变，D正确。 故选CD。 12. 如图所示，MN、PQ为带电平行金属板，板间电压为U，间距为2d，同时存在垂直纸面向里的匀强磁场。带正电粒子以平行于金属板的速度从板间中点O射入复合场，恰好沿直线通过。已知粒子比荷，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 若仅撤去电场，粒子打在上极板上距板左端的水平距离为 C. 若仅将板间电压变为，粒子沿电场线方向的最大偏移量为 D. 若仅将板间电压变为0，且粒子受与速度成正比的阻力f=kv，则粒子从射入到速度为零的路程为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对粒子进行受力分析，根据共点力平衡条件有 又因为 联立解得匀强磁场的磁感应强度大小为，故A错误； B．若仅撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示： 由洛伦兹力提供向心力有 解得粒子做匀速圆周运动的半径为 所以粒子打在上极板上距板左端的水平距离为，故B正确； C．若仅将板间电压变为，通过配速让电场力与洛伦兹力平衡有 又因为 联立解得 即将粒子的初速度分解为向右的和向左的，分别对应匀速直线运动和匀速圆周运动，如图所示： 由洛伦兹力提供向心力有 解得此时粒子做匀速圆周运动的半径为 则沿电场线方向的最大位移为 由于，所以粒子沿电场线方向的最大偏移量为，故C正确； D．若仅将板间电压变为0，对粒子列动量定理方程有 将代入上式有 由于 联立解得粒子从射入到速度为零的路程为，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组在物理实验室开展探究动能定理的实验如图。小组先将气垫导轨放置在水平实验台上，尝试固定后，将滑块放在导轨上，发现滑块有轻微滑动，却未进一步调试便将力传感器固定在滑块上；随后将细线一端连接力传感器，另一端跨过定滑轮悬挂钩码，仔细调节滑轮高度，使细线与导轨保持平行，确保滑块由静止释放后，遮光条能顺利通过光电门，随后正式开始实验操作。请结合该实验情景完成下列问题： （1）实验中，力传感器实时显示滑块所受拉力大小。由于小组在实验前发现滑块有轻微滑动却未调整导轨水平，若导轨是右高左低，这种不规范操作会导致测量的合外力与真实合外力的偏差________（选填“偏大”“偏小”或“无法确定”）； （2）实验过程中，为计算滑块通过光电门的瞬时速度，小组用20分度游标卡尺测量遮光条宽度。测量时，一名同学先观察主尺，读出主尺读数为5mm，再观察游标，发现游标上第12条刻度线与主尺刻度线对齐，同时注意到游标零刻度线在主尺零刻度线右侧偏移了0.05mm（即游标初始有微小偏移），忽略读数时的视线误差，遮光条的实际宽度d=________cm； （3）针对上述不规范操作，小组重新调试装置，反复调整导轨高度直至滑块静止在导轨上（确保导轨水平），规范操作后再次实验。实验中，准确记录下遮光条宽度d、遮光条通过光电门的遮光时间t、滑块从静止释放到通过光电门的运动距离x、力传感器的稳定示数F，已知滑块与遮光条总质量为M、钩码质量为m，不计空气阻力、滑轮摩擦及细线质量，结合此次规范实验情景，验证动能定理的表达式为________（用上述物理量符号表示）。 【答案】（1）偏小 （2）0.555 （3） 【解析】 【小问1详解】 导轨右高左低时（设θ为导轨倾角），滑块与遮光条的合力为，但实验中我们直接把拉力F当作合外力，所以测量的合外力比真实值偏小。 【小问2详解】 遮光条的实际宽度 【小问3详解】 该过程拉力做功为，M、m整体通过光电门时的速度 根据动能定理有 验证该表达式即可。 14. 某实验小组为精准测量某国产NPO电容器的电容，探究其充放电规律，设计了如图甲所示的实验电路，开展了一系列综合实验。已知实验器材参数：电源内阻不计；定值电阻，电流传感器内阻可忽略，能精确记录充、放电过程中电流随时间变化的I—t图像；待测NPO电容器（额定电压≥6V，电容未知）；单刀双掷开关及导线若干。 实验步骤如下：①按图甲正确连接电路，检查电路无误后，将开关掷向1端，给电容器充电至稳定状态；②将开关迅速掷向2端，让电容器通过定值电阻放电，记录放电I—t图像；③更换放电电阻，重复上述实验，对比分析图像变化规律。请回答下列问题： （1）开关接1端充电至稳定后，电容器两端的电压等于________V； （2）计算机测得某次放电I—t图像如乙图与坐标轴围成的面积为，忽略电流传感器误差，则该NPO电容器的电容为________F（保留两位有效数字）。 （3）若将定值电阻由50Ω换为100Ω，重复放电实验（充电电压不变），则新放电I—t图像是丙图的曲线________（选填b或者c）图像总面积与原总面积之比为________。 【答案】（1）4.5 （2） （3） ①. c ②. 【解析】 【小问1详解】 开关充电至稳定后，电容器电压等于电源电动势。放电初始时刻，电容器电压等于充电电压，由图乙得初始放电电流 根据欧姆定律 【小问2详解】 图像与坐标轴围成的面积表示放电过程的总电荷量，则 根据电容定义 可得 【小问3详解】 [1]充电电压不变，放电电阻变为后，初始放电电流 增大则​减小，即时电流小于原初始电流，因此新图像对应丙图的曲线。 [2]总电荷量 电容和充电电压都不变，因此总电荷量不变，而图像总面积等于总电荷量，因此总面积之比为。 15. 生活中常用的玻璃装饰柱多采用特殊截面设计，某款直角梯形玻璃装饰柱（可视为均匀玻璃柱体），如图上底CD平行于下底AB，∠DAB=60°，∠ABC=90°，。为测试该玻璃的光学特性，一束复色光（模拟日常太阳光，包含红光和紫光）从AD边中点P，与AD边的夹角为30°入射。已知玻璃对红光的折射率，对紫光的折射率，真空中光速。求： （1）玻璃对紫光的临界角； （2）红光在玻璃中的传播时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据全反射临界角公式 解得 【小问2详解】 入射光与AD边夹角为，因此入射角 根据折射定律 解得 有几何关系可知传播路程  红光在玻璃中的速度 因此传播时间 16. 一倾角θ=30°的光滑斜面上放置一个带有绝热活塞A和绝热汽缸B，活塞用平行于斜面的轻弹簧拉住，弹簧的另一端被固定，弹簧的劲度系数为，其活塞有效面积为，活塞的质量为m=0.8kg，汽缸质量为M=0.4kg，若活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部内侧的距离为，汽缸底部到斜面底端挡板（垂直斜面）的距离，汽缸内气体的初始温度为。该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，，不计一切摩擦，，大气压为。现对汽缸进行缓慢加热，求： （1）汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板时，气体吸收的热量； （2）弹簧刚恢复原长时，汽缸内气体的温度为多少。 【答案】（1）0.2J （2）560K 【解析】 【小问1详解】 加热过程中汽缸向下运动，压强保持不变，初始状态， 汽缸接触挡板时 由盖吕萨克定律 解得  内能变化 对汽缸受力平衡分析  解得  气体膨胀对外做功，外界对气体做功  由热力学第一定律  解得 【小问2详解】 对整体初始受力平衡 解得 弹簧恢复原长时，对活塞受力平衡 解得 汽缸已停在挡板处，气体长度 此时气体体积 由理想气体状态方程 解得 17. 如图所示，长度为EF=2h的光滑斜坡倾角θ=30°，其底端F点与水平面FI平滑连接（物块经过F点时无机械能损失），FI=2h，I处固定一竖直弹性挡板N。物块A（视为质点）从E点由静止释放，已知重力加速度为g，碰撞发生在F点时视为水平方向的正碰。 （1）设物块A与水平面FI之间的动摩擦因数为μ，每次与挡板N碰撞的碰后速率与碰前速率的比值均为k，求物块A与挡板N发生第一次碰撞后物块A返回斜面的高度。 （2）设水平面FI光滑，质量为m的物块A从斜面E点滑到F处与质量相同的B物块（视为质点）发生碰撞，碰后粘在一起向右运动，物体AB与挡板N发生多次碰撞后最终停止，物体AB与挡板N的碰撞视为弹性碰撞且忽略与挡板N碰撞的时间，若物体AB运动的整个过程中空气阻力的冲量大小为I，求物体AB在斜面上下滑阶段的总时间与上滑阶段的总时间之差Δt。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 物块A从释放到与挡板N发生第一次碰撞前，根据动能定理 与挡板N第一次碰后速率 物块A与挡板N发生第一次碰撞后物块A返回斜面，根据动能定理 解得 【小问2详解】 物块A从释放到底端F点，根据动能定理 AB碰撞过程由动量守恒定律得 对全过程根据动量定理 解得 18. 如图甲所示，间距为L=0.5m的两条足够长的平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，倾斜轨道的倾角θ=37°，水平导轨左端接有一单刀双掷开关K，可以连接电动势为E（未知）、内阻为r=0.5Ω的电源以及电容为的电容器，整个导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=2T，两根长度为L=0.5m的相同金属棒a、b分别垂直导轨放置于导轨的倾斜部分和水平部分（与金属框接触良好），每根金属棒的质量为m=20g，每根金属棒接入导轨间的电阻均为R=1Ω，锁定导体棒b使其固定不动，闭合开关K接通1，导体棒a恰好静止在倾斜导轨上，不计一切摩擦和导轨电阻，重力加速度。 （1）求电源的电动势E； （2）如图乙所示，将a杆用轻绳（在倾斜轨道平面内）通过一个定滑轮与一电动机相连，t=0时刻，开关K断开（既不接1也不接2），同时解除导体棒b的锁定，电动机以恒定拉力沿倾斜轨道牵引导体棒（导体棒不脱离轨道）向上运动，求两导体棒达到稳定运动状态后，两棒的加速度大小。 （3）若导体棒b锁定，将a杆通过轻绳（在倾斜轨道平面内）与一恒定功率的电动机相连，t=0时刻，开关K断开（既不接1也不接2），电动机以恒定功率牵引导体棒a向上运动，t=4s时导体棒a恰好达到最大速度，此时导体棒运动了2.25m，同时立刻断开电动机牵引a杆的轻绳，并拿走b杆；t=4.5s时，将开关K接2。求导体棒a回到初始位置时速度大小。 【答案】（1）0.3V （2）b棒加速度大小为，a棒加速度大小为 （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒静止在倾斜导轨上，由平衡条件得 设通过电源的电流为，则通过导体棒的电流为 电路总电阻为电源内阻与两金属棒电阻之和 由闭合电路的欧姆定律 联立，代入相关已知数据解得 【小问2详解】 对导体棒（沿斜面向上为正方向），由牛顿第二定律 对导体棒（水平向右为正方向），由牛顿第二定律 回路电流 开始时，，故，增大，电流增大，减小、增大。稳定状态下，恒定、恒定，、恒定，此时 即 联立方程得 解得 【小问3详解】 对导体棒，由牛顿第二定律 导体棒产生的感应电动势 流过导体棒的电流 安培力 电动机功率 当速度达到最大时，合力为零 整理得方程 解得：（另一个解舍去） 内，导体棒做匀减速运动，加速度 则时导体棒的速度 即导体棒在时速度为0 后，导体棒向下运动，由牛顿第二定律 对电容器，有 充电电流 整理得 得出 可知与时间无关，为定值，计算可得，即4.5s后导体棒做匀加速运动。导体棒在向上运动的位移为 在匀减速向上运动的位移为 所以导体棒回到初始位置需要向下运动的位移为 回到初位置时的速度大小为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $