精品解析：2026届北京市十一学校等校高三下学期考前学情自测物理试题

2026年普通高中学业水平等级性考试物理（北京卷）（模拟） 本试卷共10页，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，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 当分子间距离增大时，分子间作用力一定减小 C. 一定质量的理想气体，温度升高，其内能一定增加 D. 热量可以从低温物体传到高温物体而不引起其他变化 【答案】C 【解析】 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体小颗粒的无规则运动，而这种无规则运动是由液体（或气体）分子的无规则运动引起的，故A错误； B．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，斥力减小得快。当分子间距离小于r0时，分子间斥力大于引力，分子力表现为斥力，随分子间距离的增大而减小；当分子间距离大于r0时，分子间斥力小于引力，分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，故B错误； C．理想气体温度升高，气体的内能一定增加，故C正确； D．由热力学第二定律知，热量不可以从低温物体传到高温物体而不引起其它变化，故D错误。 故选C。 2. 下列核反应方程及其类型的表述正确的是（ ） A. ，是核聚变反应 B. ，是核裂变反应 C. ，是衰变 D. ，是衰变 【答案】C 【解析】 【详解】A．该反应是钍核吸收中子生成其同位素的反应，不是轻核聚合的核聚变，故A错误； B．该反应放出电子，质量数不变、电荷数+1，属于衰变，不是重核分裂的核裂变，故B错误； C．该反应放出电子，满足反应后电荷数+1、质量数不变的衰变特征，是衰变，故C正确； D．该反应是重核受中子轰击分裂为两个中等质量核的核裂变反应，是裂变伴随释放的光子，不是衰变，故D错误。 故选C。 3. 关于光的应用，下列说法正确的是（ ） A. 照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理 B. 光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率 C. 利用激光能够比较精确测量地球到月球的距离，主要是由于激光的亮度高 D. 光经过刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是由于光的衍射 【答案】D 【解析】 【详解】A．照相机镜头的增透膜应用了光的薄膜干涉原理，通过使膜层前后表面的反射光干涉相消减少反射光强、增加透射光强，与光的衍射无关，故A错误； B．光导纤维利用光的全反射传输信号，全反射要求光从光密介质射入光疏介质，因此内层折射率应大于外层折射率，故B错误； C．激光能够精确测量地月距离，主要是因为激光的平行度好，传播很远距离仍能保持集中，与亮度高无直接关系，故C错误； D．光经过刮胡须的刀片时，会发生衍射现象绕过刀片边缘，导致影子边缘模糊不清，故D正确。 故选D。 4. 一列简谐横波在时的波形图如图所示。此时介质中x=2 m处的质点P由平衡位置向y轴正方向运动，其振动周期为0.4 s。下列说法正确的是（ ） A. 该列波向右传播 B. 该列波的波长为6 m C. 该列波的波速为5 m/s D. t=0.2 s时x=4 m位置的质点运动速度为0 【答案】A 【解析】 【详解】A．由介质中x=2 m处的质点P由平衡位置向y轴正方向运动，可知波向右传播，故A正确； B．由波形图得波长为4 m，故B错误； C．由，故C错误； D．经，x=4 m的质点从平衡位置到波谷再回到平衡位置向y轴正方向运动，速度最大，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动会产生正弦式交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈处于中性面位置 B. 线圈中瞬时感应电动势为零 C. 穿过线圈平面的磁通量变化率最大 D. 线圈中电流方向为abcda 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．当线圈处于图示水平位置时，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，线圈中瞬时感应电动势最大，故AB错误，C正确； D．当线圈逆时针转动到图示水平位置时，图中ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中电流方向为adcba，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开，物体停在B处。此过程中（ ） A. 手的支持力先增大后减小 B. 手的支持力一直做正功 C. 弹簧的弹性势能先增加后减少 D. 物体与弹簧组成的系统机械能不守恒 【答案】D 【解析】 【详解】A．对物体受力分析可知，物体缓慢下降时，弹力逐渐变大，可知手的支持力逐渐减小，A错误； B．手的支持力向上，与物体的位移方向相反，可知手的支持力一直做负功，B错误； C．弹簧的长度从原长一直增加，可知弹性势能一直增加，C错误； D．因手对物体做负功，则物体与弹簧组成的系统机械能减小，D正确。 故选D。 7. 图中的甲乙丙丁是教材中的四幅图，以下说法正确的是（ ） A. 图甲是演示通电自感现象的实验电路图，闭合开关S，A先亮，B逐渐变亮 B. 图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断A极板是发电机的正极 C. 图丙是组装后的变压器，通交变电流后，能听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，是因为交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声 D. 图丁是回旋加速器示意图，要使粒子飞出加速器时的动能增大，可仅增加电压 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲是演示通电自感现象的实验电路图，闭合开关S，线圈中产生自感电动势阻碍电流增加，则线圈相当于断路，则A B一起变亮，A错误； B．图乙是磁流体发电机结构示意图，由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向下，即下B板集聚正电荷，即可以判断B极板是发电机的正极，B错误； C．图丙是组装后的变压器，通交变电流后，能听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，是因为交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声，C正确； D．图丁是回旋加速器示意图，粒子飞出加速器时 最大动能，可知仅增加电压，最大动能不变，D错误。 故选C。 8. 小物块沿粗糙斜面从静止开始向下滑动，频闪相机每隔相同时间拍照一次，拍摄的频闪照片如图所示，斜面始终与地面保持静止。在下滑过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小物块受到的摩擦力沿斜面向下 B. 斜面受到5个力作用 C. 地面对斜面的摩擦力方向水平向左 D. 地面对斜面的支持力等于斜面与小物块的重力之和 【答案】B 【解析】 【详解】A．小物块沿斜面向下滑动，相对斜面向下运动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，故小物块受到的摩擦力沿斜面向上，故A错误； BC．对小物块和斜面组成的整体进行分析，小物块沿斜面加速下滑，加速度方向沿斜面向下，该加速度可分解为水平向右和竖直向下两个分量，斜面静止，加速度为零。根据牛顿第二定律，整体在水平方向受到的合外力方向水平向右，该合外力即为地面对斜面的摩擦力，故地面对斜面的摩擦力方向水平向右；对斜面进行受力分析可知，斜面受到重力、地面支持力、地面向右的摩擦力、物块压力和物块的摩擦力，共5个作用力，故C错误、B正确； D．由于小物块有竖直向下的加速度分量，整体处于失重状态，地面对斜面的支持力小于斜面与小物块的重力之和，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，汽车在平直路面上匀速行驶，通过O点后进入足够长的斜坡。若始终保持油门不变（即发动机的输出功率不变），且忽略全程所受摩擦和空气阻力大小的变化，不计通过O点前后能量的损失，则下列关于上述过程中汽车的速度随时间变化的图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】初始时刻小车匀速行驶，牵引力与阻力大小相等有 由于阻力不变，所以牵引力不变，根据 可知，速度保持不变，所以前面一段时间图像是一条平行于轴直线， 上斜坡后，受力分析有 联立第一个表达式可知，刚上坡瞬间  与运动方向相反，做减速运动，而 得到 可知牵引力在增加，所以数学中加速度由一个负值缓慢变化到，即的绝对值在减小，那么斜率在变得平缓，并且是一个减速运动，当加速度时，汽车匀速运动，此时图像再次变成与轴平行的直线。 故选A。 10. 金属板M受到紫外线照射时，会持续向各个方向发射不同速率的电子，电子最大速率为，质量为m，电量为e。正对M放置一金属网N，M与N间距为d（远小于板长）。在M、N之间加一个恒定电压U，M与电源正极相连，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. U增大，电流表的读数将增大 B. d减小，电子由M到N的过程，动能变化量将减小 C. 仅将正、负极对调，从M逸出的电子，到达N时的最大动能为 D. 仅将正、负极对调，电流表的读数将减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于M与电源正极相连，可知所加电压为反向电压，电场力对电子做负功，则U增大，电流表的读数将减小，故A错误； B．电子由M到N的过程，根据动能定理可得 可知d减小，由于电压U不变，则动能变化量不变，故B错误； C．仅将正、负极对调，则电场力对电子做正功，从M逸出的电子，根据动能定理可得 可得到达N时的最大动能为 故C正确； D．仅将正、负极对调，所加电压为正向电压，电场力对电子做正功，电流表的读数将增大，故D错误。 故选C。 11. 如图所示，空间中A点和B点存在两等量正点电荷，O点是两点电荷连线的中点，现以O点为圆心，在两点电荷连线中垂面内作一个圆，圆上有M、N、P三点，其中O、Q分别是线段MN和OP的中点。用U表示两点间的电势差，则下列关系中一定正确的是（ ） A. M点和N点的场强相同 B. P点处的电场强度大于Q点处的电场强度 C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据对称性可知M点和N点的场强大小相同，方向不同，故A错误； B．根据等量同种电荷的电场分布可知，O点的场强为零，无穷远处场强为零，从O点向垂直AB向外方向的场强先增加后减小，但是无法确定P点处的电场强度与Q点处的电场强度大小关系，故B错误； CD．根据和电势叠加遵循代数和可知M、N的电势相等，可知 根据场强叠加遵循矢量和可知上电场方向由O点指向P点，又沿电场线方向电势逐渐降低，可知， 即，故C错误，D正确。 故选D。 12. 星下点监控可实时显示卫星的运行状态。卫星和地心的连线与地球表面的交点称为星下点，即卫星在地面上的投影点，如图甲所示。图乙是航天控制中心大屏幕上显示某气象卫星的“星下点”在一段时间内的轨迹展开图，下方数值表示经度。已知卫星绕行方向如图甲所示。则下列说法中正确的是（ ） A. 该气象卫星的轨道一定是圆形 B. 该气象卫星线速度介于第一、二宇宙速度之间 C. 该气象卫星的周期大于地球自转周期 D. 该气象卫星受地球的引力一定大于静止卫星受地球的引力 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图乙可知，该气象卫星相邻两次经过赤道正上方所用的时间相等，所以该气象卫星的轨道是圆，故A正确； B．根据万有引力提供向心力有 解得 轨道半径越大线速度越小，第一宇宙速度是最大环绕速度，所以该气象卫星线速度应小于第一宇宙速度，故B错误； C．由图乙可知，卫星在赤道上的“星下点”的经度间隔为，说明地球每转动，卫星转动，可知气象卫星的角速度和地球的角速度之比为，根据可知周期之比为，故该气象卫星的周期小于地球自转周期，故C错误； D．因该卫星与地球静止卫星的质量关系未知，所以无法比较该气象卫星受地球的引力与静止卫星受地球的引力的大小关系，故D错误。 故选A。 13. 图甲为某声敏电阻的阻值R随声音强度L（单位：dB）变化关系的图像，某同学利用该声敏电阻制作了声音强度检测装置，其简化电路如图乙所示。电源电动势E=8 V，内阻r=2 Ω，电阻R1、R2中的一个是定值电阻，另一个是声敏电阻。已知定值电阻的阻值为10 Ω，电压表的量程为0～3 V，声音强度越大，电压表的示数也越大。下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数与声音强度呈线性关系 B. 为定值电阻，为声敏电阻 C. 该电路能测量的最大声音强度为120 dB D. 若换用阻值更小的定值电阻，则电路能测量的最大声音强度将变大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．声音强度越大，声敏电阻的阻值R越小，根据串联电路的分压原理，其分得的电压越小，而电压表的示数也越大，说明为定值电阻，为声敏电阻，根据闭合电路的欧姆定律 即 声敏电阻的阻值随声音强度L是非线性关系，故电压表的示数与声音强度L呈非线性关系，故AB错误； C．由 又 解得声敏电阻最小为 与图像甲对比得该电路能测量的最大声音强度约为104 dB，故C错误； D．由 得 换用阻值小的定值，E、r一定，要使U最大仍达到3V，则声敏电阻的阻值变小，即能测量的最大声音强度将变大,故D正确。 故选D。 14. 在超高速粒子加速器、大气远程传感等领域的研究中，科学家发现，用强激光脉冲照射空气时，可能激发空气等离子体波，而空气等离子体波会对空气中的自由电子产生额外的作用。这个过程可简化为以下模型：一束载频为的线偏振激光以适当方式入射，激发出沿方向传播的空气等离子体波，如图所示。在某一局部区域内，该等离子体波可视为振荡电场，电场强度随坐标和时刻变化的情况近似为，其中为振幅， 为特征宽度（为定值），的方向沿 方向。 设沿轴各处自由电子的初速度与初始 坐标均为0。处于等离子体波振荡电场中的自由电子会做简谐运动。显然，坐标不同的电子的振动情况不同。可将电子振动一个周期的平均动能称为“有质动力势能”。与此对应，电子额外会受到的作用力称为“有质动力”。忽略相对论效应。已知电子电荷量为、质量为。根据以上信息及所学知识，下列说法正确的是（ ） A. 电子在 方向上以初始位置为平衡位置做简谐运动 B. 电子在 方向上简谐运动振幅为 C. 电子的“有质动力势能”为 D. 处于位置的电子，受到的“有质动力”沿轴负方向 【答案】B 【解析】 【详解】方法一： A.由题可知，电子在 方向上做简谐运动，但是初始位置速度为0，简谐运动平衡位置速度最大，故A错误； B.电子在 方向上做简谐运动，由简谐运动周期，则 则 回复力，即 则 则电子在 方向上简谐运动振幅为，故B正确； C.解法一：电子简谐运动的动能最大值为 根据题意可知“有质动力势能”为电子振动一个周期的平均动能，因此，故C错误； 解法二：电子从速度为0处，运动到平衡位置的过程中，回复力做功 电子简谐运动的速度 电子动能 也等价于 则“有质动力势能”为电子振动一个周期的平均动能，则，故C错误； D.“有质动力势能”与动能有关，可知 在的趋于，随着增大，减小，受力方向由高势能指向低势能，因此电子受到的有质动力沿轴正方向，D错误。 故选B。 方法二：微积分 A．对z位置的电子，  由牛顿第二定律得 加速度和位移不满足，不是以初始位置为平衡位置做简谐运动，故A错误； B．由 初速度为0，积分求速度 再积分（初位移为零）得 位移形式为 简谐运动的振幅大小为，故B正确； C．动能 题目定义有质动力势能为一个周期的平均动能。速度 一个周期内​ 因此平均动能，故C错误； D．有质动力势能 势能随z增大而减小，保守力 因此  当时，即力沿z轴正方向，故D错误。 故选B。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. （1）某同学利用双缝干涉实验装置测定红光的波长，已知双缝间距，双缝到屏的距离。 ①将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第一亮条纹，其示数如图所示，此时的示数为________mm。 ②再转动测量头，使分划板中心刻线与第五亮条纹的中心对齐，测出第五亮条纹与第一亮条纹的中心线间距离为。由以上数据可求得该红光的波长为________m（保留两位有效数字）。 （2）某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现、两个灯泡都不亮，断开开关S后，该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障，检查结果如下表所示。由此判断电路故障的可能原因是________（选填选项前的字母）。 检测点 、 、 、 欧姆表示数 无穷大 无穷大 10 Ω A. 滑动变阻器断路 B. 滑动变阻器短路 C. A灯断路 D. B灯断路 【答案】（1） ①. 6.725（6.723-6.728） ②. （2）C 【解析】 【小问1详解】 [1]测量头读数为； [2]根据双缝干涉条纹间距 可得。 【小问2详解】 由于、两个灯泡都不亮，所以电路中有断路部分，根据、和、电阻无穷大，可知、中有断路，又由于、电阻为，可以判断灯泡断路。 故选C。 16. 两组同学分别设计了实验方案验证机械能守恒定律。 （1）甲小组同学利用图所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50 Hz）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 ①关于该实验，下列说法正确的是________； A.为减小阻力，用电磁打点计时器比用电火花计时器更好 B.重物可以选择较轻的物体，以延长下落的时间，实验效果更好 C.释放纸带前应该使重物靠近打点计时器，先接通电源，再释放纸带 D.若打出的纸带前面一小段被损毁，利用纸带剩余部分也能验证机械能守恒定律 ②如图所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为________m/s（小数点后保留两位数字）。 ③定义单次测量的相对误差，其中是重锤重力势能的减小量，是其动能增加量，当地重力加速度大小取；则以起点到B点来计算，实验相对误差为________%（保留1位有效数字），若，可认为在实验误差允许的范围内机械能守恒。 （2）乙小组同学利用了光电门测速，用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为，质量为的小球从A点由静止下落，小球球心正下方（）处固定一个光电门B，小球经过光电门的挡光时间可由计时器测出，重力加速度为 。 ①改变，重复实验得到多组数据，用图象法处理数据，为了达到实验目的，应该画________； A.图象 B.图象 C.图象 D.图象 ②若小球下落时，球心偏向光电门激光束的左侧，俯视图如图乙所示，则测量所得小球经过光电门B时的动能与真实值相比是偏大、偏小还是相等，请说明理由________。 【答案】（1） ①. CD##DC ②. 1.80 ③. 3 （2） ①. C ②. 偏大，小球下落时，球心偏向光电门激光束的左侧，使得小球挡光时间变小，根据可知，小球速度测量值偏大，故小球经过光电门B时的动能测量值比真实值大。 【解析】 【小问1详解】 [1] A．电火花计时器通过电火花在纸带上打点，阻力非常小。而电磁打点计时器通过振针和复写纸打点，会产生较大的摩擦力。因此，为了减小阻力，电火花计时器是更好的选择，故A错误； B．为了减小空气阻力等对实验的影响，应选择质量较大、体积较小的重物，使得重力远大于阻力，这样实验结果更精确。选择轻的物体会使阻力的影响更显著，故B错误； C．先接通电源，待打点计时器稳定工作后，再释放纸带，可以确保纸带开始运动时就能被打上点，从而充分利用纸带，故C正确； D．验证机械能守恒定律不一定非要从速度为零的起点开始。我们可以选取纸带上任意两个清晰的点（例如M和N），计算从M到N的过程中，重力势能的减少量是否等于动能的增加量。因此，即使纸带开头部分损坏，实验依然可以进行，故D正确。 故选CD。 [2]根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔 根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度 [3]根据题意有，重力加速度大小取 代入数据可得 【小问2详解】 [1]重力势能减少量为 小球速度为 小球经过光电门时动能为 若要验证机械能守恒，即 则有 化简变形可得 从上述关系式可以看出，与成正比，则应该画图像，如果图像是一条过原点的直线，则说明机械能守恒，故ABD错误、C正确。 故选C。 [2]小球下落时，球心偏向光电门激光束的左侧，使得小球竖向挡光宽度变窄，从而使测量时间变小，根据可知，小球速度测量值偏大，故小球经过光电门B时的动能测量值比真实值大。 17. 如图所示，光滑的圆弧轨道位于竖直平面内，半径为R，OB沿竖直方向，圆弧轨道上端A点距地面高度为5R。两个相同的可视为质点的滑块，质量均为m，一个静止在B点，另一个从A点由静止释放，滑动到B点，与静止的滑块碰撞后，粘在一起水平飞出，落在地面C点处。不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）滑块从A点滑到B点时的速度大小； （2）碰撞过程中两滑块损失的机械能； （3）落地点C与B点的水平距离x。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块从A点滑到B点的过程，由机械能守恒定律 解得 【小问2详解】 两滑块碰撞的过程，规定滑块A的速度方向为正方向，根据动量守恒和能量守恒，有， 解得碰撞过程中两滑块损失的机械能为 【小问3详解】 碰撞后两滑块粘在一起水平飞出，由平抛运动规律，有， 解得x＝2R 18. 电磁弹射是航空母舰上舰载机的一种起飞方式，是航空母舰的核心技术之一。某学习小组设计了一个简易的电容式电磁弹射装置，如图甲所示，在竖直向下的匀强磁场中，两根相距为 平行金属导轨水平放置，左端接电容为 的电容器，一导体棒MN放置在导轨右侧，与导轨垂直且接触良好。单刀双掷开关S先接1，经过足够长的时间后，再把开关S接到2，导体棒向右离开导轨后水平射出。已知匀强磁场的磁感应强度大小为，导体棒的质量为，接入电路部分的电阻为，电源的电动势为。不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。 （1）将开关S接1给电容器充电，经过足够长的时间后，求电容器某极板所带的电荷量； （2）求开关S接2的瞬间导体棒的加速度大小； （3）若某次试验导体棒弹射出去后电容器两端的电压减为初始值的，求导体棒离开导轨时的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据电容的定义 得 【小问2详解】 开关S接2的瞬间，金属棒中电流 安培力大小 加速度大小 【小问3详解】 根据动量定理 电容器两端的电压减为初始值的过程中，通过导体棒的电荷量 所以 得 19. 2025年5月29日我国成功发射的火箭搭载了天问二号探测器，计划对小行星2016HO3开展伴飞探测、采样并返回地球。已知小行星2016HO3绕太阳做半径为r的圆周运动，它的质量为m、半径为R，引力常量为G，太阳质量为M，真空中光速为c。 （1）已知质量为和、距离为的两个质点间的引力势能表达式为，求小行星2016HO3在轨道上运行时的机械能； （2）在实际运行过程中，小行星2016HO3源源不断吸收太阳辐射，由于它的尺寸很小、自转较快，向阳面与背阳面存在温度差，使得其表面的红外辐射不对称。 a.已知太阳辐射功率为，小行星2016HO3的红外辐射效率为（）。红外辐射不对称将使小行星2016HO3受到微小的切向净推力，该净推力可视为由沿公转速度反方向射出的辐射光子产生。假设沿公转速度反方向射出光子总能量占总红外辐射能量的10%，且光子的频率均相同，已知光子动量与能量的关系为，求此时微小切向净推力的大小； b.微小切向净推力会导致轨道半径缓慢变化，但小行星每圈仍可近似视为圆周运动。请估算小行星的轨道半径对时间变化率。（结果中的微小切向净推力用表示，无需代入（2）a的结果） 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 设小行星在轨道上运行时的速率为，有 可得 动能 机械能 【小问2详解】 a．吸收功率为 所以辐射光子的总功率为 光子动量与能量的关系为 设小行星对光子的作用力为，对时间内发出的光子由动量定理 可得 由牛顿第三定律 b．时间内， 解得 （或利用一个周期内 解得 一个周期 轨道半径对时间变化率） 20. 一种新型质谱仪的核心结构由接地的金属外部圆筒电极A和中心电极B组成。如图所示，取中心电极的正中心为坐标原点O，其对称轴为z轴，建立坐标系。当电极A、B之间存在电势差U时，测量室内（可视为真空）存在径向电场，其大小满足（其中r为空间某点到z轴的距离，k为已知常数），其方向平行于xOy平面且始终指向z轴。现有一束带正电的目标离子从静止开始经加速电压加速后，到达平面。离子的重力及离子间的库仑斥力均可忽略不计。 （1）若该束目标正离子均从与z轴距离为的P点处注入测量室，速度方向与xOy平面平行，且在注入后恰能在平面内做匀速圆周运动，求此时电极A、B之间的电势差； （2）为了便于测量，对（1）中的离子束采用“动态挤压”技术，即调整电极A、B之间的电势差（只考虑电场强度的改变，不考虑引起的磁场），使离子运动轨道缓慢变小，最后被成功束缚在半径为的稳定圆轨道上。每一圈可视为圆周运动，其圆周运动的线速度大小v与其轨道半径r的乘积保持不变。质谱仪中装有测量周期性运动频率的探测器，通过测量离子的运动频率可以得到离子的比荷信息。若另一离子仍从与z轴距离为的P点处注入测量室，但注入的速度方向与xOy平面的夹角为 ，且在xOy平面内的分速度垂直于P点到z轴的连线。 a.稳定后测得该离子绕z轴做圆周运动的频率为，求该离子的荷质比； b.除了径向电场外，测量室中还有轴向电场：场强方向平行于z轴，且始终指向平面，场强大小满足（为大于0的可调常数）。质谱仪中的探测器还可以测量沿z轴的方向上的周期性运动的频率。在实际情况中，离子注入时的速度方向、动能大小和注入位置均可能存在微小的差异，为了实现高精度的比荷测量，请判断测量频率更合理（选填“”或“”），并请通过推导说明理由。 【答案】（1） （2）a .；b .更合理的测量频率是​；推导如下： 沿方向，电场 始终指向，离子受到的轴向力为 该力符合简谐运动的回复力 劲度系数 因此简谐运动的频率为 整理得   可见​仅由比荷和已知常数决定，与注入位置、初始动能、注入速度方向（夹角 ）均无关；因此即使注入存在微小差异，测量仍能得到高精度的比荷，故选择。 【解析】 【小问1详解】 离子经加速电压加速，根据动能定理 ​ 离子在平面做匀速圆周运动，径向电场力提供向心力 解得 【小问2详解】 a.求离子荷质比 离子总动能满足 xOy平面分速度 因此   由题意，离子运动过程中为常数，初始，故​ 稳定后频率​ 因此  可得，​  代入的表达式 整理得  b.略。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年普通高中学业水平等级性考试物理（北京卷）（模拟） 本试卷共10页，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，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 当分子间距离增大时，分子间作用力一定减小 C. 一定质量的理想气体，温度升高，其内能一定增加 D. 热量可以从低温物体传到高温物体而不引起其他变化 2. 下列核反应方程及其类型的表述正确的是（ ） A. ，是核聚变反应 B. ，是核裂变反应 C. ，是衰变 D. ，是衰变 3. 关于光的应用，下列说法正确的是（ ） A. 照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理 B. 光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率 C. 利用激光能够比较精确测量地球到月球的距离，主要是由于激光的亮度高 D. 光经过刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是由于光的衍射 4. 一列简谐横波在时的波形图如图所示。此时介质中x=2 m处的质点P由平衡位置向y轴正方向运动，其振动周期为0.4 s。下列说法正确的是（ ） A. 该列波向右传播 B. 该列波的波长为6 m C. 该列波的波速为5 m/s D. t=0.2 s时x=4 m位置的质点运动速度为0 5. 如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动会产生正弦式交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈处于中性面位置 B. 线圈中瞬时感应电动势为零 C. 穿过线圈平面的磁通量变化率最大 D. 线圈中电流方向为abcda 6. 如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开，物体停在B处。此过程中（ ） A. 手的支持力先增大后减小 B. 手的支持力一直做正功 C. 弹簧的弹性势能先增加后减少 D. 物体与弹簧组成的系统机械能不守恒 7. 图中的甲乙丙丁是教材中的四幅图，以下说法正确的是（ ） A. 图甲是演示通电自感现象的实验电路图，闭合开关S，A先亮，B逐渐变亮 B. 图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断A极板是发电机的正极 C. 图丙是组装后的变压器，通交变电流后，能听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，是因为交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声 D. 图丁是回旋加速器示意图，要使粒子飞出加速器时的动能增大，可仅增加电压 8. 小物块沿粗糙斜面从静止开始向下滑动，频闪相机每隔相同时间拍照一次，拍摄的频闪照片如图所示，斜面始终与地面保持静止。在下滑过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小物块受到的摩擦力沿斜面向下 B. 斜面受到5个力作用 C. 地面对斜面的摩擦力方向水平向左 D. 地面对斜面的支持力等于斜面与小物块的重力之和 9. 如图所示，汽车在平直路面上匀速行驶，通过O点后进入足够长的斜坡。若始终保持油门不变（即发动机的输出功率不变），且忽略全程所受摩擦和空气阻力大小的变化，不计通过O点前后能量的损失，则下列关于上述过程中汽车的速度随时间变化的图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 金属板M受到紫外线照射时，会持续向各个方向发射不同速率的电子，电子最大速率为，质量为m，电量为e。正对M放置一金属网N，M与N间距为d（远小于板长）。在M、N之间加一个恒定电压U，M与电源正极相连，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. U增大，电流表的读数将增大 B. d减小，电子由M到N的过程，动能变化量将减小 C. 仅将正、负极对调，从M逸出的电子，到达N时的最大动能为 D. 仅将正、负极对调，电流表的读数将减小 11. 如图所示，空间中A点和B点存在两等量正点电荷，O点是两点电荷连线的中点，现以O点为圆心，在两点电荷连线中垂面内作一个圆，圆上有M、N、P三点，其中O、Q分别是线段MN和OP的中点。用U表示两点间的电势差，则下列关系中一定正确的是（ ） A. M点和N点的场强相同 B. P点处的电场强度大于Q点处的电场强度 C. D. 12. 星下点监控可实时显示卫星的运行状态。卫星和地心的连线与地球表面的交点称为星下点，即卫星在地面上的投影点，如图甲所示。图乙是航天控制中心大屏幕上显示某气象卫星的“星下点”在一段时间内的轨迹展开图，下方数值表示经度。已知卫星绕行方向如图甲所示。则下列说法中正确的是（ ） A. 该气象卫星的轨道一定是圆形 B. 该气象卫星线速度介于第一、二宇宙速度之间 C. 该气象卫星的周期大于地球自转周期 D. 该气象卫星受地球的引力一定大于静止卫星受地球的引力 13. 图甲为某声敏电阻的阻值R随声音强度L（单位：dB）变化关系的图像，某同学利用该声敏电阻制作了声音强度检测装置，其简化电路如图乙所示。电源电动势E=8 V，内阻r=2 Ω，电阻R1、R2中的一个是定值电阻，另一个是声敏电阻。已知定值电阻的阻值为10 Ω，电压表的量程为0～3 V，声音强度越大，电压表的示数也越大。下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数与声音强度呈线性关系 B. 为定值电阻，为声敏电阻 C. 该电路能测量的最大声音强度为120 dB D. 若换用阻值更小的定值电阻，则电路能测量的最大声音强度将变大 14. 在超高速粒子加速器、大气远程传感等领域的研究中，科学家发现，用强激光脉冲照射空气时，可能激发空气等离子体波，而空气等离子体波会对空气中的自由电子产生额外的作用。这个过程可简化为以下模型：一束载频为的线偏振激光以适当方式入射，激发出沿方向传播的空气等离子体波，如图所示。在某一局部区域内，该等离子体波可视为振荡电场，电场强度随坐标和时刻 变化的情况近似为，其中为振幅， 为特征宽度（为定值），的方向沿 方向。 设沿轴各处自由电子的初速度与初始 坐标均为0。处于等离子体波振荡电场中的自由电子会做简谐运动。显然，坐标不同的电子的振动情况不同。可将电子振动一个周期的平均动能称为“有质动力势能”。与此对应，电子额外会受到的作用力称为“有质动力”。忽略相对论效应。已知电子电荷量为、质量为。根据以上信息及所学知识，下列说法正确的是（ ） A. 电子在 方向上以初始位置为平衡位置做简谐运动 B. 电子在 方向上简谐运动振幅为 C. 电子的“有质动力势能”为 D. 处于位置的电子，受到的“有质动力”沿轴负方向 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. （1）某同学利用双缝干涉实验装置测定红光的波长，已知双缝间距，双缝到屏的距离。 ①将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第一亮条纹，其示数如图所示，此时的示数为________mm。 ②再转动测量头，使分划板中心刻线与第五亮条纹的中心对齐，测出第五亮条纹与第一亮条纹的中心线间距离为。由以上数据可求得该红光的波长为________m（保留两位有效数字）。 （2）某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现、两个灯泡都不亮，断开开关S后，该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障，检查结果如下表所示。由此判断电路故障的可能原因是________（选填选项前的字母）。 检测点 、 、 、 欧姆表示数 无穷大 无穷大 10 Ω A. 滑动变阻器断路 B. 滑动变阻器短路 C. A灯断路 D. B灯断路 16. 两组同学分别设计了实验方案验证机械能守恒定律。 （1）甲小组同学利用图所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50 Hz）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 ①关于该实验，下列说法正确的是________； A.为减小阻力，用电磁打点计时器比用电火花计时器更好 B.重物可以选择较轻的物体，以延长下落的时间，实验效果更好 C.释放纸带前应该使重物靠近打点计时器，先接通电源，再释放纸带 D.若打出的纸带前面一小段被损毁，利用纸带剩余部分也能验证机械能守恒定律 ②如图所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为________m/s（小数点后保留两位数字）。 ③定义单次测量的相对误差，其中是重锤重力势能的减小量，是其动能增加量，当地重力加速度大小取；则以起点到B点来计算，实验相对误差为________%（保留1位有效数字），若，可认为在实验误差允许的范围内机械能守恒。 （2）乙小组同学利用了光电门测速，用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为，质量为的小球从A点由静止下落，小球球心正下方（）处固定一个光电门B，小球经过光电门的挡光时间 可由计时器测出，重力加速度为 。 ①改变，重复实验得到多组数据，用图象法处理数据，为了达到实验目的，应该画________； A.图象 B.图象 C.图象 D.图象 ②若小球下落时，球心偏向光电门激光束的左侧，俯视图如图乙所示，则测量所得小球经过光电门B时的动能与真实值相比是偏大、偏小还是相等，请说明理由________。 17. 如图所示，光滑的圆弧轨道位于竖直平面内，半径为R，OB沿竖直方向，圆弧轨道上端A点距地面高度为5R。两个相同的可视为质点的滑块，质量均为m，一个静止在B点，另一个从A点由静止释放，滑动到B点，与静止的滑块碰撞后，粘在一起水平飞出，落在地面C点处。不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）滑块从A点滑到B点时的速度大小； （2）碰撞过程中两滑块损失的机械能； （3）落地点C与B点的水平距离x。 18. 电磁弹射是航空母舰上舰载机的一种起飞方式，是航空母舰的核心技术之一。某学习小组设计了一个简易的电容式电磁弹射装置，如图甲所示，在竖直向下的匀强磁场中，两根相距为 平行金属导轨水平放置，左端接电容为 的电容器，一导体棒MN放置在导轨右侧，与导轨垂直且接触良好。单刀双掷开关S先接1，经过足够长的时间后，再把开关S接到2，导体棒向右离开导轨后水平射出。已知匀强磁场的磁感应强度大小为 ，导体棒的质量为，接入电路部分的电阻为，电源的电动势为。不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。 （1）将开关S接1给电容器充电，经过足够长的时间后，求电容器某极板所带的电荷量； （2）求开关S接2的瞬间导体棒的加速度大小 ； （3）若某次试验导体棒弹射出去后电容器两端的电压减为初始值的，求导体棒离开导轨时的速度大小。 19. 2025年5月29日我国成功发射的火箭搭载了天问二号探测器，计划对小行星2016HO3开展伴飞探测、采样并返回地球。已知小行星2016HO3绕太阳做半径为r的圆周运动，它的质量为m、半径为R，引力常量为G，太阳质量为M，真空中光速为c。 （1）已知质量为和、距离为的两个质点间的引力势能表达式为，求小行星2016HO3在轨道上运行时的机械能； （2）在实际运行过程中，小行星2016HO3源源不断吸收太阳辐射，由于它的尺寸很小、自转较快，向阳面与背阳面存在温度差，使得其表面的红外辐射不对称。 a.已知太阳辐射功率为，小行星2016HO3的红外辐射效率为（）。红外辐射不对称将使小行星2016HO3受到微小的切向净推力，该净推力可视为由沿公转速度反方向射出的辐射光子产生。假设沿公转速度反方向射出光子总能量占总红外辐射能量的10%，且光子的频率均相同，已知光子动量与能量的关系为，求此时微小切向净推力的大小； b.微小切向净推力会导致轨道半径缓慢变化，但小行星每圈仍可近似视为圆周运动。请估算小行星的轨道半径对时间变化率。（结果中的微小切向净推力用表示，无需代入（2）a的结果） 20. 一种新型质谱仪的核心结构由接地的金属外部圆筒电极A和中心电极B组成。如图所示，取中心电极的正中心为坐标原点O，其对称轴为z轴，建立坐标系。当电极A、B之间存在电势差U时，测量室内（可视为真空）存在径向电场，其大小满足（其中r为空间某点到z轴的距离，k为已知常数），其方向平行于xOy平面且始终指向z轴。现有一束带正电的目标离子从静止开始经加速电压加速后，到达平面。离子的重力及离子间的库仑斥力均可忽略不计。 （1）若该束目标正离子均从与z轴距离为的P点处注入测量室，速度方向与xOy平面平行，且在注入后恰能在平面内做匀速圆周运动，求此时电极A、B之间的电势差； （2）为了便于测量，对（1）中的离子束采用“动态挤压”技术，即调整电极A、B之间的电势差（只考虑电场强度的改变，不考虑引起的磁场），使离子运动轨道缓慢变小，最后被成功束缚在半径为的稳定圆轨道上。每一圈可视为圆周运动，其圆周运动的线速度大小v与其轨道半径r的乘积保持不变。质谱仪中装有测量周期性运动频率的探测器，通过测量离子的运动频率可以得到离子的比荷信息。若另一离子仍从与z轴距离为的P点处注入测量室，但注入的速度方向与xOy平面的夹角为 ，且在xOy平面内的分速度垂直于P点到z轴的连线。 a.稳定后测得该离子绕z轴做圆周运动的频率为，求该离子的荷质比； b.除了径向电场外，测量室中还有轴向电场：场强方向平行于z轴，且始终指向平面，场强大小满足（为大于0的可调常数）。质谱仪中的探测器还可以测量沿z轴的方向上的周期性运动的频率。在实际情况中，离子注入时的速度方向、动能大小和注入位置均可能存在微小的差异，为了实现高精度的比荷测量，请判断测量频率更合理（选填“”或“”），并请通过推导说明理由。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $