精品解析:福建福州第一中学2026届高三下学期5月质量检测物理试卷
2026-06-27
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内容正文:
福州一中2026届高三5月质量检测
物理学科试卷
(完卷75分钟满分100分)
一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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. 2026年央视春晚合肥分会场的舞台上,一场精心设计的“空中灯光秀”成为当晚的一大看点。演出当晚,16架无人机载着特制彩灯从地面升腾而起,在舞台周围形成一个圆,象征着团圆美好的节日寓意。若某无人机竖直升空过程中的速度一时间图像如图所示,则( )
A. 时刻无人机上升至最高点
B. 时刻无人机开始下降
C. 时间内无人机上装载的物品处于超重状态
D. 时间内的平均速度大于时间内的平均速度
【答案】D
【解析】
【详解】A B.v-t图像中,整个过程速度始终为正(图像始终在t轴上方),说明0∼t3时间内无人机速度方向一直向上,持续上升,t3时刻速度减为0才到达最高点,故AB错误;
C.t2∼t3时间内,无人机向上做减速运动,速度向上,减速时加速度方向向下;加速度向下时物体处于失重状态,故C错误;
D.v-t图像与时间轴围成的面积表示位移,平均速度
若两段时间均为匀变速直线运动,根据
则有
即时间内的平均速度大于时间内的平均速度,故D正确,
故选D。
2. 两个带有等量异种电荷的均匀带电圆环相隔一定距离同轴正对固定,以两环圆心连线的中点为坐标原点O、以过两环中心的轴线为x轴建立坐标系,两环圆心的坐标分别为x=−a和x=a,x轴上电势变化如图所示。以无穷远处为电势零点,电势极值φm和-φm对应的坐标分别为x=rm和x=−rm。现将一带电量为+q的试探电荷从x=−a处沿x轴正方向移到无穷远处,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷在x=0处受到的电场力为零
B. 从x=−a处运动到x=a处的过程中,试探电荷的电势能先减小后增大
C. x=−a与x=a处电场强度相同
D. 从x=−rm处沿x轴正方向移到无穷远处的过程中,电场力对试探电荷做功为qφm
【答案】C
【解析】
【详解】A.φ-x图线切线的斜率表示电场强度,可知x=0处电场强度不为零,故试探电荷在该处受到的电场力不为零,故A错误;
B.从x=−a处运动到x=a处的过程中,电势不断升高,试探电荷的电势能不断增大,故B错误;
C.x=−a与x=a处图线切线的斜率相等,则电场强度相同,故C正确;
D.从x=−rm处沿x轴正方向移到无穷远处的过程中,电场力对试探电荷做功为,故D错误。
故选C。
3. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示,自行车前轮的辐条上安装一块磁铁,轮子每转一圈,这块磁铁就通过传感器一次,传感器会输出一个脉冲电压。当磁场靠近霍尔元件时,导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转,最终使导体在与磁场,电流方向都垂直的方向上产生如图乙所示的霍尔电势差。下列说法正确的是( )
A. 自行车的车速不影响霍尔电势差的高低
B. 图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的
C. 根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的辐条数即可获知车速大小
D. 如果电源电动势减小,则霍尔电势差增加
【答案】A
【解析】
【详解】A.达到稳定状态时自由电荷受到的电场力与洛伦兹力平衡,设产生霍尔电势差的两个表面间的距离为,沿磁场方向的厚度为,自由电荷的定向移动速率为,根据平衡条件有
解得
设霍尔元件单位体积内的自由电荷数为,根据电流的微观表达式有
联立解得
可知霍尔电势差的大小由磁感应强度、流过元件的电流以及元件本身的性质决定,与自行车的车速大小无关,故A正确;
B.根据图乙可知,磁场方向向下,电流方向向左,由左手定则可知电荷受到的洛伦兹力指向前表面;而由图乙可知,霍尔元件前表面一侧的引脚标有“-”,即前表面的电势低于后表面,这说明前表面偏转并聚集的是带负电的自由电荷,因此图乙中霍尔元件的电流是由带负电的自由电荷定向运动形成的,故B错误;
C.自行车前轮只安装了一块磁铁,轮子每转一圈输出一个脉冲,设单位时间内的脉冲数为,则车轮转动的频率为,若要计算自行车的车速还需要知道车轮的半径,根据圆周运动的规律有
可知该车速的计算与车轮的辐条数无关,因此仅根据单位时间内的脉冲数和车轮的辐条数无法获知车速大小,故C错误;
D.如果电源电动势减小,根据闭合电路欧姆定律可知流过霍尔元件的电流减小,由选项A的推导结果可知霍尔电势差将减小,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,两根轻绳连接小球P,右侧绳一端固定于A点,左侧绳通过光滑定滑轮B连接一物体Q,物体Q、N通过一轻弹簧连接。Q、N的质量均为m,整个系统处于静止状态时,小球P位于图示位置,两绳与水平方向夹角分别为37°和53°,PA=L,此时物体N与地面间弹力恰好为零。现将小球P托至与A、B两点等高的水平线上,两绳均拉直且无弹力,释放小球P开始运动。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. P的质量为
B. 弹簧的劲度系数
C. 当P运动到图示位置时,Q的速度大小
D. P从释放到图示位置的过程中,P、Q两物体组成的系统机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.初始时物体N与地面间弹力恰好为零,则弹簧处于伸长状态,且弹力与物体N的重力平衡,即
对物体Q,有
对小球P,有
联立解得,故A错误;
B.将小球P托至与A、B两点等高的水平线上时,两绳均拉直且无弹力,则弹簧处于压缩状态,对物体Q,有
根据几何关系可得,,
联立解得,故B错误;
C.小球P从A、B两点等高的水平线上释放后绕A点做圆周运动,到达图中位置时小球的速度方向沿BP方向,则此时小球P和物体Q速度相等,且两个位置弹簧形变量相同,弹性势能相同,根据能量守恒定律可得
解得,故C正确;
D.P从释放到图示位置的过程中,弹簧弹力先做正功后做负功,则P、Q两物体组成的系统机械能不守恒,故D错误。
故选C。
二、双项选择题(每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有两项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
5. 2025年5月29日发射的“天问二号”探测器在完成对小行星2016H03的采样返回任务后,将转而对主带彗星311P开展伴飞探测。可认为:探测器无动力绕311P做匀速圆周运动,半径为,周期为;地球绕太阳做匀速圆周运动,半径为,周期为;绕太阳做椭圆轨道运动,半长轴为,周期为。下列选项正确的是( )
A.
B. 311P在远日点的线速度小于地球运行的线速度
C. 311P在近日点的加速度大于地球运行的加速度
D. 地球与太阳的连线和311P与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等
【答案】BD
【解析】
【详解】A.开普勒第三定律,常数仅与中心天体有关。探测器绕311P运动,中心天体是311P,地球和311P绕太阳运动,中心天体是太阳。中心天体不同,不同,因此,故A错误;
B.由轨道图可知,311P椭圆半长轴,远日点到太阳的距离
对绕太阳做匀速圆周运动的天体,由万有引力提供向心力,有
解得线速度
因此处的圆轨道线速度
而311P在远日点需要向近日点做近心运动,线速度小于同距离圆轨道的线速度,则311P在远日点的线速度小于地球运行的线速度,故B正确;
C.万有引力提供加速度,由牛顿第二定律,得
解得加速度
由轨道图可知,地球轨道完全在311P椭圆轨道内部,因此311P近日点到太阳的距离,可得,即近日点加速度小于地球加速度,故C错误;
D.根据开普勒第二定律可知,对同一绕中心天体运动的天体,与中心天体的连线在相等时间内扫过相等面积,该结论不适用于不同天体,因此地球和311P与太阳的连线,相同时间内扫过的面积不相等,故D正确。
故选BD。
6. 近年来我国新能源汽车产业快速发展,全液冷超级充电桩可实现“一秒一公里”的充电速度。下图是充电系统的示意图,已知升压变压器原线圈两端电压的有效值恒为,输电线的总电阻,降压变压器的匝数比为,变压器均视为理想变压器。若某汽车使用充电桩1充电时,充电桩1两端电压为800V,充电功率为320kW,充电桩2、3闲置,下列说法正确的是( )
A. 流经充电桩1电流的最大值为400A
B. 若充电桩1、2、3同时工作时,充电桩的总功率为960kW
C. 升压变压器的匝数比为
D. 若充电桩1、2、3同时工作时,充电桩1两端电压减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.流经充电桩电流的有效值为
最大值应为,故A错误;
B.假设充电桩1、2、3同时工作时,充电桩的总功率为960kW,即每个充电桩的功率仍为320kW,则不变,变为原来的3倍,根据且不变,得不变,根据且不变,得变为原来的3倍,根据
可知增大,但由于恒定且升压变压器匝数比不变,所以实际情况是不变,相互矛盾,所以充电桩1、2、3同时工作时,充电桩的总功率不可能为960kW,故B错误;
C.根据得
根据得
则
所以,故C正确;
D.若充电桩1、2、3同时工作时,增大,根据且不变,得增大,因不变,根据且不变,得不变,根据
得减小,则减小,故D正确。
故选CD。
7. 如图甲为研究光电效应的实验电路,图乙纵坐标为实验中AK间的电压U(A电势高于K为正),横坐标为入射光的频率ν,图乙中BC为平行于U轴的直线,CD是一条斜率绝对值为k的直线,C点的坐标为(b,0),图中阴影部分表示能产生光电流的区域。现有大量氢原子处于某激发态,在向低能级跃迁时只能放出1种可见光,且该可见光恰好能使实验所用的金属材料发生光电效应,已知氢原子各能级关系为,其中E1为基态能级值,量子数n=1,2,3……,电子电量为e,光速为c,则( )
A. 直线CD是滑片P在aO之间滑动所收集的数据绘制而成
B. 斜率绝对值k等于普朗克常量数值
C. 能使实验所用金属材料发生光电效应的可见光光子动量至少为
D. 根据实验结果,氢原子基态的能级值为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由图可知,直线CD表示AK间电压为负值,则A电势低于K,所以滑片P应在aO之间滑动,故A正确;
B.根据光电效应方程可得
所以
所以斜率绝对值,
故B错误;
C.能使实验所用金属材料发生光电效应的可见光光子动量至少为
故C正确;
D.根据题意可知,,
所以氢原子基态的能级值为
故D正确。
故选ACD。
8. 如图,绝缘水平面上方有一宽、离地高的区域,区域内存在垂直纸面向里,磁感应强度为的匀强磁场。右侧水平地面上方区域存在垂直纸面向外、磁感应强度分布为的磁场(为右侧磁场中某点到的水平距离,)。左侧竖直静置一正方形线框,初始时边与相距。紧靠竖直静置一正方形线框。现将水平向右、大小为的外力作用在线框上,直到边刚到达时,仅改变的大小使线框匀速进入匀强磁场,当边刚到达时,撤去外力。已知两线框发生的碰撞为弹性碰撞,忽略碰撞时间,两个磁场区域的上边沿均高于边,两线框的具体信息如下表格所示,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
质量
匝数
总电阻
边长
与水平面间的动摩擦因数
线框
匝
线框
匝
忽略不计
A. 边刚越过时,线框中的电流方向为顺时针方向
B. 边刚越过时,线框中的电流大小为
C. 从边刚越过到边刚到达的过程,外力做功为
D. 碰后足够长的时间,边与边相距
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据题意,由右手定则可知,边刚越过时,线框中的电流方向为逆时针方向,故A错误;
B.从开始运动到边刚越过过程,由动能定理有
解得
感应电动势为
感应电流为,故B正确;
C.线框abcd进入磁场过程中匀速运动,则刚进入磁场时有
完全进入磁场时有
则外力做功的大小为
联立代入数据解得,故C错误;
D.线框abcd完全进入磁场后不受磁场力作用,设abcd与efhj碰撞时的速度为。根据动能定理有
由题意,碰撞后abcd会反向运动。根据动量守恒定律与机械能守恒定律有,
联立解得,
碰撞后,对线框abcd根据动能定理有
解得
由题意可知,线框左右两边所处在位置的磁感应强度大小之差为
且保持不变。对线框,根据动量定理有
又有,,
联立解得
则碰后足够长的时间,边与边相距,故D正确;
故选BD。
三、填空题(共21分)
9. 如图甲所示为光的双缝干涉示意图,与两狭缝、距离相等,处亮纹为0级亮条纹,由向上分别为1级暗条纹、1级亮条纹、2级暗条纹……以此类推。某同学将两种不同波长的单色光、分别通过同一套双缝干涉装置,发现光干涉图样的2级亮纹中心与光干涉图样的2级暗纹中心正好位于屏上同一位置,则光所产生干涉图样的条纹间距______(填“大于”、“小于”或“等于”)光所产生干涉图样的条纹间距,且单色光、的波长之比______。如图乙所示,、两束复色光从点以入射角射入玻璃球中,两束光在玻璃球中传播的时间分别为和,则______(填“”、“”或“”)
【答案】 ①. 小于 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]同一套双缝干涉装置中,光干涉图样的2级亮纹中心与光干涉图样的2级暗纹中心正好位于屏上同一位置,根据图可知光的条纹间距小,即光所产生干涉图样的条纹间距小于光所产生干涉图样的条纹间距。
[2]设光干涉图样的2级亮纹中心与P点的距离为,则a光干涉图样相邻两明条纹或暗条纹之间的距离为
同理b光干涉图样相邻两明条纹或暗条纹之间的距离为
则有
[3]根据题意,画出光路图,如图所示
由几何关系可知,光在玻璃球中的传播距离为
由折射定律有
光在玻璃球中的传播速度
光在玻璃球中的传播时间为
由于,则有,可得,则。
10. 正、负电子(、)从静止开始分别经过同一回旋加速器加速后,从回旋加速器D形盒边缘引出后注入到正负电子对撞机中。在对撞机中,正、负电子对撞后湮灭成为两个同频率的γ光子。该核反应方程为______,若回旋加速器D形盒中的磁感应强度为B0,半径为R,正、负电子质量都为m,电量为e,真空中光速为c,普朗克常量为h,则正、负电子进入对撞机时分别具有的动能E=______。正、负电子对湮灭后产生的光子频率ν=______。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]正、负电子对撞后湮灭成为两个同频率的γ光子,该核反应方程为;
[2]根据洛伦兹力提供向心力
正、负电子进入对撞机时的动能为
联立解得
[3]正、负电子对撞湮灭时动量守恒,能量守恒,则有
正、负电子对撞湮灭后产生的光子频率为
11. 如图所示,三根细线在点处打结,、端固定在同一水平面上,使,,已知线长,点系着一个小球,其表面包有一小块橡皮泥。让小球在垂直纸面内振动,小球可视为质点且做极小角度摆动,重力加速度大小为,则周期______。当小球运动到最低点时橡皮泥脱落(不考虑单摆摆长的变化及这一极短暂过程小球速度的变化),此后单摆周期______(填“变大”、“变小”或“不变”),单摆振幅______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. ②. 不变 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]根据题意可知,让小球垂直纸面内振动,在偏角很小时,单摆做简谐运动,由几何关系可得,等效摆长为
则周期
[2]当小球运动到最低点时橡皮泥脱落,不考虑单摆摆长的变化,则单摆周期不变。
[3]设小球能够到达最高点的高度为,运动到最低点时速度为,由机械能守恒定律有
解得
当小球运动到最低点时橡皮泥脱落,不考虑这一极短暂过程小球速度的变化,则小球能够到达最高点的高度不变,可知,单摆振幅不变。
12. 用如图所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。
(1)本实验中,压强传感器( )
A. 需要调零 B. 不需要调零
(2)实验操作要求推动活塞过程中,不能用手握住注射器封闭气体部分,并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是______。
(3)下列图像中,最能直观反映缓慢压缩气体过程中压强随体积变化规律的图像是( )
A. B. C. D.
(4)甲乙两位同学用同一种气体完成该实验,并通过实验在p-V图像中分别得到两条双曲线,如图所示。两人实验均操作无误,产生该情况的原因可能是( )
A. 甲同学实验环境温度比乙高
B. 乙同学实验环境温度比甲高
C. 甲同学注射器内的封闭气体质量比乙大
D. 乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大
【答案】(1)B (2)保持玻璃管内的空气温度不变 (3)C (4)BD
【解析】
【小问1详解】
在探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系实验中,压强传感器测量的是一定体积时对应的压强值,不需要调零。
故选B。
【小问2详解】
实验中推动活塞不能用手握住注射器封闭气体部分,并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是保持注射器内的空气温度不变。
【小问3详解】
根据玻意耳定律可得
即
由于缓慢压缩气体过程中气体体积减小,压强增大。最能直观反映缓慢压缩气体过程中压强随体积变化规律的图像是直线。
故选C。
【小问4详解】
AB.p-V图像为双曲线,说明满足玻意耳定律
两条不同的双曲线,代表常数C不同,根据理想气体状态方程可知,在操作无误的前提下,C不同的可能原因是实验时温度不同,由图可知乙的温度高,故A错误,B正确;
CD.C不同,也可能是气体的物质的量不同(n不同,即封闭气体的质量不同),即乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大,故C错误,D正确。
故选BD。
13. 物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。如图甲所示的磁敏电阻就是具有磁阻效应的电阻元件。为了测量并描绘磁敏电阻RM的阻值随磁感应强度B的变化的曲线,设计了如图乙所示的电路,电路还没有连接完整。电路中的器材:电源E(6V)、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω),电压表V(量程0~3V,内阻为2kΩ)和毫安表A(选用量程为0~6mA,内阻忽略),磁敏电阻RM,定值电阻R0,开关、导线若干。
(1)请用笔代替导线在乙图中将电路补充完整______,并选择一个阻值合理的定值电阻R0=______(选填“2kΩ”“200Ω”或“20Ω”)。
(2)实验中得到该磁敏电阻阻值RM随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示。
(3)某次测量时电压表的示数如图丙所示,电流表读数为1.0mA,对应的磁感应强度大小为______T(保留2位小数)。
(4)现利用该磁敏电阻制作了一种报警器,电路如图戊所示。图中E为直流电源(电动势为6.0V,内阻不计),Ra和Rb中有一个是磁敏电阻。电压输出部分电路可以等效为电阻Rb与阻值为8kΩ的电阻并联,报警器的工作电压等于Rb两端的电压,报警器的工作电压达到或超过3V时,报警器报警。要求当磁感应强度大于或等于0.32T,报警器报警,则图中______(填“Ra”或“Rb”)是磁敏电阻,另一固定电阻的阻值应为______kΩ(保留2位有效数字)。
(5)在图戊所示电路中,如果要提高此装置的灵敏度(即在磁感应强度更小时就能触发报警),应该______(填“增大”或“减小”)磁敏电阻之外的定值电阻(8kΩ的电阻保持不变)。
【答案】 ①. ②. 2kΩ ③. 0.40##0.41##0.42 ④. Rb ⑤. 1.6 ⑥. 减小
【解析】
【详解】[1]电路连接,如图所示
[2]电压表内阻为2kΩ,若与2kΩ的定值电阻R0串联,可将电压表的量程扩大为6V,可满足实验要求;
[3]电压表读数为1.30V,则磁敏电阻两端电压为2.60V,电流为1.0mA,则磁敏电阻的电阻值为
由图可知,此时的磁感应强度为0.40T;
[4]要求当磁感应强度大于或等于0.32T,报警器报警,由图丁可知,磁感应强度B越大,磁敏电阻阻值越大,回路中的电流越小,定值电阻两端电压越小,磁敏电阻两端的电压越大,若大于3V开始报警,可知Rb是磁敏电阻,Ra是定值电阻;
[5]当磁感应强度等于0.32T,此时磁敏电阻阻值为2kΩ,电路总电流为
则
[6]如果要提高此装置的灵敏度(即在磁感应强度更小时就能触发报警),此时磁敏电阻阻值较小,则应该减小磁敏电阻之外的定值电阻。
四、解答题(本题共3小题,共39分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到,但题目中没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的,答案中必须写出数值和单位。)
14. 2026年张雪机车在世界超级摩托车锦标赛中获得三连冠,成为本赛季最大黑马。在匈牙利站的比赛中,53号车手驾驶张雪机车,由起点沿直线赛道从静止出发,以加速度加速后,获得的速度。为了安全通过弯道,机车需减速至,已知机车减速最大加速度为,设加速和减速过程均视为匀变速直线运动,车手和机车总质量,取重力加速度大小。求:
(1)机车匀加速时间;
(2)机车匀减速距离至少为多少;
(3)若通过水平弯道的运动可视为半径的匀速圆周运动,求过弯道过程中地面对机车作用力的大小。
【答案】(1)5s (2)135m
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,由公式可得,机车匀加速时间
【小问2详解】
根据题意,由公式可得,机车匀减速距离
【小问3详解】
根据题意,水平方向上,由牛顿第二定律有
竖直方向上有
地面对机车作用力
联立解得
15. 如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,一个质量为m,电荷量为q的带负电小滑块从y轴上y=3L的P点以初速度沿x轴正方向(水平方向)射出,第一、二象限存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为。第四象限存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场和方向沿y轴负方向的匀强电场,匀强电场场强大小为。第三象限存在与第四象限大小都相等、方向都相反的匀强电场和匀强磁场。小滑块经第一象限后从x轴上的Q(图中未标出)点进入第四象限,经过第四象限后恰好能垂直于y轴从M点与传送带水平面相切进入第三象限,若传送带顺时针转动且足够长,小滑块与传送带之间的动摩擦因数为µ,小滑块从滑上传送带后开始计时经过时间t后返回M点且还未与传送带达到共速,重力加速度为g。求:
(1)Q点到原点O的距离;
(2)第四象限磁场的磁感应强度大小;
(3)小滑块滑上传送带经过时间t的过程中,传送带对小滑块所做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对小滑块在第一象限受力分析得,
解得
方向竖直向下,小滑块竖直方向,有
水平方向,有
联立解得
【小问2详解】
小滑块运动至Q点时,有
小滑块的速度大小为
设速度方向与水平方向的夹角为θ,则
可得
小滑块在第四象限运动时,受到电场力和重力刚好大小相等,方向相反,则
则小滑块在第四象限受磁场力作用下做匀速圆周运动,由几何关系可得
解得
根据洛伦兹力提供向心力
解得
【小问3详解】
对滑块,从滑上传送带至返回M点过程,规定水平向右为正,设返回M点时速度大小为v,根据动量定理可得
即
由于
所以
传送带对滑块做功为
16. 如图(a),水平面上电荷量的滑块A静置在绝缘不带电木板B的中间。水平面右侧放置一辆平板小车C,其上表面和B上表面等高,物块D放在C上通过水平轻质弹簧与车的右端相连,弹簧处于原长。时刻A、B、C、D均处于静止状态,在空间加一水平向右的匀强电场,电场强度E随时间t变化关系如图(b)所示。时刻木板B恰碰到大小不计的固定立柱,立即停止,同时A恰平滑滑上小车C并撤去电场。A与D碰撞后粘在一起,碰后弹簧弹性势能第一次达到最大。已知A、B、D的质量m均为1kg,小车C的质量为2kg,A、D可视为质点。A和B间的动摩擦因数为,B和地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,不计小车C与其他物体间的摩擦。弹簧的弹性势能公式为,弹簧劲度系数,x为弹簧形变量,弹簧始终在弹性限度内。取重力加速度大小,不计电磁辐射。求:
(1)滑块B的加速度大小;
(2)时滑块A的速度大小;
(3)木板B的长度L;
(4)碰后时间内小车C的位移大小。
【答案】(1)0.5m/s2
(2)1m/s (3)2m
(4)
【解析】
【小问1详解】
设和地面恰好相对运动时,有
由题图(b)的E-t图像可知对应时刻为
由于,即4s之后A、B一起向右加速,再随E继续增大,A在t2时刻相对木板B向右滑动,对、系统,有
对B,有
解得,
时,A、B恰好相对滑动,则时,对A、B系统,有
解得
【小问2详解】
4~6s内,对系统,由动量定理有
代入数据解得
【小问3详解】
6~7s内,对A,有
根据位移时间关系可得
对B,有
根据位移时间关系可得,
联立解得
【小问4详解】
A滑上车的速度
A、D碰撞过程,有
AD、C共速时,弹性势能最大,有
A、D碰撞后到弹性势能最大的过程中,根据能量守恒定律可得
根据动量守恒定律、微元、累加可得
解得,
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福州一中2026届高三5月质量检测
物理学科试卷
(完卷75分钟满分100分)
一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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. 2026年央视春晚合肥分会场的舞台上,一场精心设计的“空中灯光秀”成为当晚的一大看点。演出当晚,16架无人机载着特制彩灯从地面升腾而起,在舞台周围形成一个圆,象征着团圆美好的节日寓意。若某无人机竖直升空过程中的速度一时间图像如图所示,则( )
A. 时刻无人机上升至最高点
B. 时刻无人机开始下降
C. 时间内无人机上装载的物品处于超重状态
D. 时间内的平均速度大于时间内的平均速度
2. 两个带有等量异种电荷的均匀带电圆环相隔一定距离同轴正对固定,以两环圆心连线的中点为坐标原点O、以过两环中心的轴线为x轴建立坐标系,两环圆心的坐标分别为x=−a和x=a,x轴上电势变化如图所示。以无穷远处为电势零点,电势极值φm和-φm对应的坐标分别为x=rm和x=−rm。现将一带电量为+q的试探电荷从x=−a处沿x轴正方向移到无穷远处,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷在x=0处受到的电场力为零
B. 从x=−a处运动到x=a处的过程中,试探电荷的电势能先减小后增大
C. x=−a与x=a处电场强度相同
D. 从x=−rm处沿x轴正方向移到无穷远处的过程中,电场力对试探电荷做功为qφm
3. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示,自行车前轮的辐条上安装一块磁铁,轮子每转一圈,这块磁铁就通过传感器一次,传感器会输出一个脉冲电压。当磁场靠近霍尔元件时,导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转,最终使导体在与磁场,电流方向都垂直的方向上产生如图乙所示的霍尔电势差。下列说法正确的是( )
A. 自行车的车速不影响霍尔电势差的高低
B. 图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的
C. 根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的辐条数即可获知车速大小
D. 如果电源电动势减小,则霍尔电势差增加
4. 如图所示,两根轻绳连接小球P,右侧绳一端固定于A点,左侧绳通过光滑定滑轮B连接一物体Q,物体Q、N通过一轻弹簧连接。Q、N的质量均为m,整个系统处于静止状态时,小球P位于图示位置,两绳与水平方向夹角分别为37°和53°,PA=L,此时物体N与地面间弹力恰好为零。现将小球P托至与A、B两点等高的水平线上,两绳均拉直且无弹力,释放小球P开始运动。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. P的质量为
B. 弹簧的劲度系数
C. 当P运动到图示位置时,Q的速度大小
D. P从释放到图示位置的过程中,P、Q两物体组成的系统机械能守恒
二、双项选择题(每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有两项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
5. 2025年5月29日发射的“天问二号”探测器在完成对小行星2016H03的采样返回任务后,将转而对主带彗星311P开展伴飞探测。可认为:探测器无动力绕311P做匀速圆周运动,半径为,周期为;地球绕太阳做匀速圆周运动,半径为,周期为;绕太阳做椭圆轨道运动,半长轴为,周期为。下列选项正确的是( )
A.
B. 311P在远日点的线速度小于地球运行的线速度
C. 311P在近日点的加速度大于地球运行的加速度
D. 地球与太阳的连线和311P与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等
6. 近年来我国新能源汽车产业快速发展,全液冷超级充电桩可实现“一秒一公里”的充电速度。下图是充电系统的示意图,已知升压变压器原线圈两端电压的有效值恒为,输电线的总电阻,降压变压器的匝数比为,变压器均视为理想变压器。若某汽车使用充电桩1充电时,充电桩1两端电压为800V,充电功率为320kW,充电桩2、3闲置,下列说法正确的是( )
A. 流经充电桩1电流的最大值为400A
B. 若充电桩1、2、3同时工作时,充电桩的总功率为960kW
C. 升压变压器的匝数比为
D. 若充电桩1、2、3同时工作时,充电桩1两端电压减小
7. 如图甲为研究光电效应的实验电路,图乙纵坐标为实验中AK间的电压U(A电势高于K为正),横坐标为入射光的频率ν,图乙中BC为平行于U轴的直线,CD是一条斜率绝对值为k的直线,C点的坐标为(b,0),图中阴影部分表示能产生光电流的区域。现有大量氢原子处于某激发态,在向低能级跃迁时只能放出1种可见光,且该可见光恰好能使实验所用的金属材料发生光电效应,已知氢原子各能级关系为,其中E1为基态能级值,量子数n=1,2,3……,电子电量为e,光速为c,则( )
A. 直线CD是滑片P在aO之间滑动所收集的数据绘制而成
B. 斜率绝对值k等于普朗克常量数值
C. 能使实验所用金属材料发生光电效应的可见光光子动量至少为
D. 根据实验结果,氢原子基态的能级值为
8. 如图,绝缘水平面上方有一宽、离地高的区域,区域内存在垂直纸面向里,磁感应强度为的匀强磁场。右侧水平地面上方区域存在垂直纸面向外、磁感应强度分布为的磁场(为右侧磁场中某点到的水平距离,)。左侧竖直静置一正方形线框,初始时边与相距。紧靠竖直静置一正方形线框。现将水平向右、大小为的外力作用在线框上,直到边刚到达时,仅改变的大小使线框匀速进入匀强磁场,当边刚到达时,撤去外力。已知两线框发生的碰撞为弹性碰撞,忽略碰撞时间,两个磁场区域的上边沿均高于边,两线框的具体信息如下表格所示,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
质量
匝数
总电阻
边长
与水平面间的动摩擦因数
线框
匝
线框
匝
忽略不计
A. 边刚越过时,线框中的电流方向为顺时针方向
B. 边刚越过时,线框中的电流大小为
C. 从边刚越过到边刚到达的过程,外力做功为
D. 碰后足够长的时间,边与边相距
三、填空题(共21分)
9. 如图甲所示为光的双缝干涉示意图,与两狭缝、距离相等,处亮纹为0级亮条纹,由向上分别为1级暗条纹、1级亮条纹、2级暗条纹……以此类推。某同学将两种不同波长的单色光、分别通过同一套双缝干涉装置,发现光干涉图样的2级亮纹中心与光干涉图样的2级暗纹中心正好位于屏上同一位置,则光所产生干涉图样的条纹间距______(填“大于”、“小于”或“等于”)光所产生干涉图样的条纹间距,且单色光、的波长之比______。如图乙所示,、两束复色光从点以入射角射入玻璃球中,两束光在玻璃球中传播的时间分别为和,则______(填“”、“”或“”)
10. 正、负电子(、)从静止开始分别经过同一回旋加速器加速后,从回旋加速器D形盒边缘引出后注入到正负电子对撞机中。在对撞机中,正、负电子对撞后湮灭成为两个同频率的γ光子。该核反应方程为______,若回旋加速器D形盒中的磁感应强度为B0,半径为R,正、负电子质量都为m,电量为e,真空中光速为c,普朗克常量为h,则正、负电子进入对撞机时分别具有的动能E=______。正、负电子对湮灭后产生的光子频率ν=______。
11. 如图所示,三根细线在点处打结,、端固定在同一水平面上,使,,已知线长,点系着一个小球,其表面包有一小块橡皮泥。让小球在垂直纸面内振动,小球可视为质点且做极小角度摆动,重力加速度大小为,则周期______。当小球运动到最低点时橡皮泥脱落(不考虑单摆摆长的变化及这一极短暂过程小球速度的变化),此后单摆周期______(填“变大”、“变小”或“不变”),单摆振幅______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
12. 用如图所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。
(1)本实验中,压强传感器( )
A. 需要调零 B. 不需要调零
(2)实验操作要求推动活塞过程中,不能用手握住注射器封闭气体部分,并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是______。
(3)下列图像中,最能直观反映缓慢压缩气体过程中压强随体积变化规律的图像是( )
A. B. C. D.
(4)甲乙两位同学用同一种气体完成该实验,并通过实验在p-V图像中分别得到两条双曲线,如图所示。两人实验均操作无误,产生该情况的原因可能是( )
A. 甲同学实验环境温度比乙高
B. 乙同学实验环境温度比甲高
C. 甲同学注射器内的封闭气体质量比乙大
D. 乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大
13. 物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。如图甲所示的磁敏电阻就是具有磁阻效应的电阻元件。为了测量并描绘磁敏电阻RM的阻值随磁感应强度B的变化的曲线,设计了如图乙所示的电路,电路还没有连接完整。电路中的器材:电源E(6V)、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω),电压表V(量程0~3V,内阻为2kΩ)和毫安表A(选用量程为0~6mA,内阻忽略),磁敏电阻RM,定值电阻R0,开关、导线若干。
(1)请用笔代替导线在乙图中将电路补充完整______,并选择一个阻值合理的定值电阻R0=______(选填“2kΩ”“200Ω”或“20Ω”)。
(2)实验中得到该磁敏电阻阻值RM随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示。
(3)某次测量时电压表的示数如图丙所示,电流表读数为1.0mA,对应的磁感应强度大小为______T(保留2位小数)。
(4)现利用该磁敏电阻制作了一种报警器,电路如图戊所示。图中E为直流电源(电动势为6.0V,内阻不计),Ra和Rb中有一个是磁敏电阻。电压输出部分电路可以等效为电阻Rb与阻值为8kΩ的电阻并联,报警器的工作电压等于Rb两端的电压,报警器的工作电压达到或超过3V时,报警器报警。要求当磁感应强度大于或等于0.32T,报警器报警,则图中______(填“Ra”或“Rb”)是磁敏电阻,另一固定电阻的阻值应为______kΩ(保留2位有效数字)。
(5)在图戊所示电路中,如果要提高此装置的灵敏度(即在磁感应强度更小时就能触发报警),应该______(填“增大”或“减小”)磁敏电阻之外的定值电阻(8kΩ的电阻保持不变)。
四、解答题(本题共3小题,共39分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到,但题目中没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的,答案中必须写出数值和单位。)
14. 2026年张雪机车在世界超级摩托车锦标赛中获得三连冠,成为本赛季最大黑马。在匈牙利站的比赛中,53号车手驾驶张雪机车,由起点沿直线赛道从静止出发,以加速度加速后,获得的速度。为了安全通过弯道,机车需减速至,已知机车减速最大加速度为,设加速和减速过程均视为匀变速直线运动,车手和机车总质量,取重力加速度大小。求:
(1)机车匀加速时间;
(2)机车匀减速距离至少为多少;
(3)若通过水平弯道的运动可视为半径的匀速圆周运动,求过弯道过程中地面对机车作用力的大小。
15. 如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,一个质量为m,电荷量为q的带负电小滑块从y轴上y=3L的P点以初速度沿x轴正方向(水平方向)射出,第一、二象限存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为。第四象限存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场和方向沿y轴负方向的匀强电场,匀强电场场强大小为。第三象限存在与第四象限大小都相等、方向都相反的匀强电场和匀强磁场。小滑块经第一象限后从x轴上的Q(图中未标出)点进入第四象限,经过第四象限后恰好能垂直于y轴从M点与传送带水平面相切进入第三象限,若传送带顺时针转动且足够长,小滑块与传送带之间的动摩擦因数为µ,小滑块从滑上传送带后开始计时经过时间t后返回M点且还未与传送带达到共速,重力加速度为g。求:
(1)Q点到原点O的距离;
(2)第四象限磁场的磁感应强度大小;
(3)小滑块滑上传送带经过时间t的过程中,传送带对小滑块所做的功。
16. 如图(a),水平面上电荷量的滑块A静置在绝缘不带电木板B的中间。水平面右侧放置一辆平板小车C,其上表面和B上表面等高,物块D放在C上通过水平轻质弹簧与车的右端相连,弹簧处于原长。时刻A、B、C、D均处于静止状态,在空间加一水平向右的匀强电场,电场强度E随时间t变化关系如图(b)所示。时刻木板B恰碰到大小不计的固定立柱,立即停止,同时A恰平滑滑上小车C并撤去电场。A与D碰撞后粘在一起,碰后弹簧弹性势能第一次达到最大。已知A、B、D的质量m均为1kg,小车C的质量为2kg,A、D可视为质点。A和B间的动摩擦因数为,B和地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,不计小车C与其他物体间的摩擦。弹簧的弹性势能公式为,弹簧劲度系数,x为弹簧形变量,弹簧始终在弹性限度内。取重力加速度大小,不计电磁辐射。求:
(1)滑块B的加速度大小;
(2)时滑块A的速度大小;
(3)木板B的长度L;
(4)碰后时间内小车C的位移大小。
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