内容正文:
海南中学2026届高三第6次月考
物理试题
考试时间:90分钟 试卷分数:100分
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. 下列物理学史叙述正确的是( )
A. 汤姆孙发现了电子,说明原子核有复杂的结构
B. 卢瑟福通过用α粒子轰击氮原子核的实验发现了质子
C. 牛顿提出了万有引力定律,并通过扭秤实验测出了引力常量
D. 麦克斯韦最早提出了电场的概念,并预言了电磁波的存在
【答案】B
【解析】
【详解】A.汤姆孙发现电子,说明原子具有复杂结构,天然放射现象的发现才证明原子核有复杂结构,故A错误;
B.卢瑟福通过α粒子轰击氮原子核的实验,实现了原子核的人工转变,发现了质子,对应核反应为,故B正确;
C.牛顿提出了万有引力定律,是卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量,故C错误;
D.法拉第最早提出了电场的概念,麦克斯韦预言了电磁波的存在,故D错误。
故选B。
2. 一物体放在水平面上,它的俯视图如图所示,两个相互垂直的力和同时作用在物体上,使物体在水平面做直线运动。经过一段位移的过程中,力和对物体所做的功分别为和,则两个力的合力对物体所做的功为( )
A. 9J B. 5J C. 4J D. 1J
【答案】A
【解析】
【详解】两个力的合力对物体所做的功等于两个分力做功的代数和,即W=4J+5J=9J。
故选A。
3. 光的干涉现象在技术中有许多应用,下列说法正确的是( )
A. 甲图中干涉条纹是样板的上下两个表面的反射光干涉形成的
B. 当稍向右移动图甲中的薄片时,对应的乙图中条纹间距会变大
C. 图丙条纹弯曲处对应甲图中被检查平面的位置是凹陷的
D. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环,可以得到间距相等明暗相间的同心圆环条纹
【答案】BC
【解析】
【详解】A.甲是薄膜干涉(空气劈尖),干涉条纹是空气层上表面(样板下表面)和空气层下表面(待测工件上表面)的反射光干涉形成的,不是样板上下表面反射光干涉形成的。故A错误;
B.设劈尖的夹角为,如图所示:
根据空气薄膜产生干涉亮条纹的条件有
解得两相邻亮条纹间的距离为
当稍向右移动图甲中的薄片时,会变小,所以对应的乙图中条纹间距会变大,故B正确;
C.同一级条纹对应空气厚度相同。条纹向劈尖薄处弯曲,说明弯曲处空气厚度和远处(右侧)厚度一致,所以工件该处向下凹陷。故C正确;
D.牛顿环中的空气膜厚度由中心向边缘增加得越来越快,则亮条纹逐渐变窄,因此得到的是由中心向边缘宽度逐渐变窄的明暗相间的同心圆环,故D错误。
故选BC。
4. 如图所示为小球在做单摆运动,平衡位置为点,、为最大位移处,、点关于点对称。小球运动到点时,小球受到重力和拉力,这两力的合力图示可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球受到拉力T,重力G作用,这两个力的合力为F,如图所示
把重力正交分解为、,沿半径方向的合力指向圆心,所以
所以合力F的方向如右图所示
故选A 。
5. 一辆货车运载着规格相同、质量均为的表面光滑的圆柱形空油桶。在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只桶C,自由地摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定,如图所示。不计摩擦,下列说法正确的是( )
A. 货车匀速行驶时,油桶B和油桶C之间的弹力为
B. 货车向左加速时,A对C的支持力大小会增大
C. 货车向左加速时,B对C的支持力大小会减少
D. 为保证行车安全,货车刹车时的最大加速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.货车匀速行驶时,根据对称性可知,A、B对C的弹力大小相等,对C进行分析,如图所示
根据几何关系有
根据平衡条件有
解得,故A错误;
BC.货车向左加速时,对C进行分析,如图所示
则有,
解得,
可知,货车向左加速时,A对C的支持力大小会减小,B对C的支持力大小会增大,故BC错误;
D.为保证行车安全,货车刹车时,当时,加速度达到最大值,结合上述解得,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,绝缘斜面所处空间存在竖直向上的匀强电场,一带电金属块沿斜面滑下,已知金属块在滑下的过程中动能增加了10J,金属块克服摩擦力做功5J,重力做功20J,则以下判断正确的是( )
A. 金属块的机械能减小10J B. 金属块的电势能增加4J
C. 金属块带负电荷 D. 金属块克服电场力做功8J
【答案】A
【解析】
【详解】A.重力做功20J,重力势能减小20J,动能增加了10J,则金属块的机械能减小20J-10J=10J,故A正确;
B.结合上述可知,重力势能减小20J,金属块克服摩擦力做功5J,内能增加5J,又由于动能增加了10J,则金属块的电势能增加20J-5J-10J=5J,故B错误;
C.结合上述可知,金属块的电势能增加了,则电场力对金属块做负功,金属块所受电场力方向向上,与电场强度方向相同,则金属块带正电荷,故C错误;
D.结合上述可知,金属块的电势能增加5J,则金属块克服电场力做功5J,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,假设在地球附近存在圆轨道卫星1和椭圆轨道卫星2,A、B两点为椭圆轨道长轴两端,C点为两轨道交点。距离地心,距离地心,距离地心,卫星都绕地球逆时针运行。下列说法正确的是( )
A. 卫星2和卫星1的周期不相同
B. 卫星1在点的速度小于卫星2在点的速度
C. 在地球表面发射卫星2的发射速度大于
D. 若卫星2在点适当点火加速,即可在半径为的低轨道绕地球圆周运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.卫星1的轨道半径为 ,卫星2的半长轴为 。根据开普勒第三定律 ,由于 ,所以两卫星的周期相同,故A错误;
B.卫星做匀速圆周运动时有,可得卫星1在C点速度 。假设存在一个半径为 的圆轨道卫星3,其速度 。卫星2在A点(距离地心 )做离心运动(随后运动到更远的B点),说明其在A点的速度 大于该处的环绕速度 ,即 。因为 ,所以 ,即卫星1在C点的速度小于卫星2在A点的速度,故B正确;
C. 是第二宇宙速度,题目单位错误,数值概念错误,第二宇宙速度是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度。卫星2仍绕地球运动,未脱离地球引力范围,其发射速度应小于 ,故C错误;
D.卫星2在A点做离心运动,速度 大于半径为 的圆轨道运行速度。若要在半径为 的低轨道绕地球做圆周运动,必须减小速度,使万有引力等于向心力,所以需要点火减速,故D错误。
故选B。
8. 如图所示,间距为的金属导轨竖直平行放置,空间有垂直于导轨所在平面向里、大小为的匀强磁场,在导轨上端接一电容为的电容器,一质量为的金属棒与导轨始终保持良好接触,由静止开始释放,释放时距地面高度为,(重力加速度为,一切摩擦及电阻均不计)在金属棒下滑至地面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 若足够大,金属棒最终匀速下落
B. 金属棒做匀加速直线运动,加速度大小为
C. 金属棒运动到地面时,电容器储存的电场能为
D. 金属棒运动到地面时,电容器储存的电场能为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.设金属棒的速度大小为v时,经历的时间为t,通过金属棒的电流为i,产生的电动势为e=BLv
金属棒受到的安培力方向沿导轨向上,大小为F=BLi
设在时间间隔(t,t+Δt )内流经金属棒的电荷量为ΔQ,则ΔQ=CΔU=C•Δe
按电流的定义有,ΔQ也是平行板电容器极板在时间间隔Δt内增加的电荷量,在Δt内金属棒的速度变化量为Δv,由加速度的定义有
金属棒在时刻t的加速度方向向下,设其大小为a,根据牛顿第二定律有mg-F=ma
联立上述式可得
则知加速度a为定值,金属棒做匀加速运动,且加速度为 ,故AB错误;
CD.金属棒下降h后的速度为
金属棒运动到地面时,金属棒的动能
金属棒的重力势能转化为金属棒的动能与电容器中的电能,所以金属棒运动到地面时,电容器储存的电能,故D正确,C错误。
故选D。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 有关下列四幅图中的现象,下列说法正确的是( )
A. 图1中,单缝越窄,则光屏上衍射图样的中央亮纹宽度越小
B. 图2中,若仅增大回旋加速器狭缝间的电压,被加速粒子获得的最大动能将增大
C. 图3中,线圈的磁场能量正在减小
D. 图4中,增大调谐电路中电容器的电容,调谐频率将减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.单缝衍射规律:单缝越窄,衍射现象越明显,中央亮纹宽度越大,故 A错误;
B.回旋加速器中,粒子的最大轨迹半径等于D形盒的半径,由洛伦兹力提供向心力
可得最大动能
最大动能仅和磁感应强度、D形盒半径有关,和狭缝间电压无关,增大电压不会改变最大动能,故B错误;
C.图3是LC振荡电路,电场向上说明电容器下极板带正电、上极板带负电;
根据右手螺旋定则,结合线圈绕向和磁场向上,可判断电流方向为:线圈中电流从上到下,最终流入电容器正极(下极板),说明电容器正在充电。
充电过程中,磁场能不断转化为电场能,磁场能量正在减小,C正确;
D.LC调谐电路的固有频率公式为,增大电容器电容,分母增大,调谐频率减小,故D正确。
故选 CD。
10. 如图所示,四幅图中匀强磁场的磁感应强度均为。甲乙丙图中的导线通以恒定电流,丁图导线框接电源。已知甲乙图中,乙图与磁场方向垂直。下列说法正确的是( )
A. 甲图导线受到安培力大小为,方向水平向右
B. 乙图导线受到安培力大小为,方向垂直纸面向里
C. 丙图三角形导线框受到安培力大小为0
D. 丁图导线框受到安培力大小为0
【答案】BC
【解析】
【详解】A.甲图导线的等效长度为,则受到安培力大小为,方向垂直于ac连线斜向右上方,A错误;
B.乙图ab部分受安培力大小,方向垂直纸面向里;bc部分受安培力,方向垂直纸面向外,可知导线受到安培力大小为,方向垂直纸面向里,B正确;
C.丙图三角形导线框等效长度为零,则受到安培力大小为0,C正确;
D.丁图导线框的abc和ac部分都受向上的安培力,则整个导线框受到安培力大小不为0,D错误。
故选BC。
11. 如图所示,质量为的小球和小球均用长为的细线悬挂于点,小球处于静止状态,将小球A拉到一定的高度,使悬挂球的细线与竖直方向的夹角为,由静止释放小球,小球在竖直面内做圆周运动,小球A运动到最低点与小球B沿水平方向发生弹性正碰,碰撞时间极短,第一次碰撞结束后A、B向左、向右反弹的高度相同。小球A、B均可视为质点,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 小球A与B第1次碰撞前瞬间,小球A的速度大小为
B. 小球B的质量为
C. 小球A与B第1次碰撞过程,A对B的冲量大小为
D. 小球A与B第4次碰撞后,小球A上升的高度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.A下摆过程机械能守恒,下落高度,根据机械能守恒
解得,故A正确;
B.碰撞后A、B反弹高度相同,因此碰撞后两者速度大小相等,设为,取向右为正方向,碰撞后,
弹性碰撞满足动量守恒
机械能守恒
解得,,故B错误;
C.根据动量定理,A对B的冲量等于B的动量变化
解得,故C正确;
D.第一次碰撞后,,两球摆回最低点时速度反向,为,,发生第二次碰撞。
由弹性碰撞规律,解得第二次碰撞后,
之后A摆回最低点,速度变为,与静止的B发生第三次碰撞,碰撞后回到第一次碰撞的状态
再摆回碰撞,发生第四次碰撞,第四次碰撞后结果与第二次碰撞一致,。
对A上升过程,机械能守恒
解得,故D错误。
故选 AC。
12. 如图所示,S为一离子源,MN为足够长的荧光屏,S到MN的距离为,MN左侧区域有足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里。某时刻离子源S一次性沿平行纸面各个方向均匀地喷发大量的质量为、电荷量为、速率为的正离子(此后不再喷发),不计离子重力,不考虑离子之间的相互作用力。则( )
A. 打中荧光屏的最短时间为 B. 打中荧光屏的最长时间为
C. 打中荧光屏的宽度为 D. 打到荧光屏的离子数与发射的离子数比值为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.离子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得
其中
解得
离子轨迹对应弦长最短时运动时间最短,即离子轨迹恰好经过P点,如图所示
由几何关系可知,轨迹圆心角为,所以能打在荧光屏的最短时间,故A正确;
B.离子轨迹如图所示
离子速度为从下侧回旋,刚好和边界相切于B点,离子速度为时从上侧回旋,刚好和边界相切于A点,打在荧光屏上的离子运动周期,打在荧光屏的最长时间为,故B错误;
C.离子打在荧光屏的范围总长如上图中的AC长度,由几何关系可知,,故C正确;
D.离子恰好打在MN上的临界运动如图所示
离子速度为时从下侧回旋,刚好和边界相切,离子速度为时从上侧回旋,刚好和边界相切,打到点的离子离开S时的速度方向和打到点的离子离开S时的速度方向的夹角为
故能打到荧光屏上的离子数与发射的离子比值为,故D错误。
故选AC。
13. 如图,电阻不计的两足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨间距为,导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为。质量均为、接入电路的有效电阻均为的金属棒、垂直于导轨放置,均处于静止状态。时刻给棒一个方向水平向右、大小的拉力,时,金属棒和加速度刚好相等。此后撤去拉力,整个过程棒与导轨接触良好。则( )
A. 时金属棒和的加速度大小为
B. 时金属棒的速度大小为
C. 时金属棒的速度大小为
D. 从到回路中电流为零的过程中,金属棒和之间距离的增加量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.时,金属棒和加速度刚好相等,对整体有
解得金属棒和的加速度大小为,故A正确;
BC.根据,,
可得
时,根据牛顿第二定律有
解得
设时金属棒、的速度大小分别为、,可得
根据左手定则可知两棒受安培力大小相等,方向相反,可知安培力对两棒的冲量大小相等,方向相反,根据动量定理有,
可得
联立可得,,故BC错误;
D.从到回路中电流为零的过程中,系统动量守恒可知
解得
对棒,根据动量定理有
解得,故D正确。
故选AD。
三、实验题:本题共2小题,共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
14. 某实验小组同学利用如图(a)所示的装置探究等温情况下一定质量气体压强和体积的关系。
(1)实验中,为了探究注射器内气体的体积与压强的关系,__________(选填“需要”或“不需要”)测空气柱的横截面积。
(2)实验过程中要求缓慢推动活塞,其目的是__________。
(3)为了探究注射器内气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的p-V图像如图(b)所示,由图可知,两次实验气体的温度大小关系为__________(选填“<”、“=”或“>”)。
(4)为了更方便通过图像观察气体做等温变化的规律,实验小组根据实验数据绘制。如果随着压强增大,实验过程中注射器内气体出现漏气的情况,则绘制的图线可能是图(c)中的哪条图线:__________(选填“①”、“②”或“③”)。
【答案】(1)不需要 (2)保持气体的温度不变
(3)> (4)③
【解析】
【小问1详解】
对两个平衡状态,由玻意耳定律,有
可消去横截面积,有
则实验不需要测量空气柱的横截面积。
【小问2详解】
若推动活塞过快,则会使得气体温度快速变化,破坏了实验条件,要保持气体的温度不变,则在实验过程中要求缓慢推动活塞。
【小问3详解】
同一质量的理想气体,体积不变时,温度越高,其压强越大,则由图(b)可知,。
【小问4详解】
由题意,图线是一条延长后过原点的倾斜直线,即
图像斜率即常量与气体温度和气体的物质的量有关。当实验过程中注射器内气体出现漏气的情况,即气体的物质的量减少,则图像斜率减小,绘制的图线可能是图(c)中的③。
15. 小明、小亮两位同学分别用如图甲、乙所示的装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
(1)小明同学测得小球A的质量为m1,被碰撞小球B的质量为m2,图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时,先不放小球B,使小球A从斜槽上某一点S由静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP。再把小球B静置于斜槽轨道末端,让小球A仍从S处由静止释放,与小球B碰撞,并多次重复。该实验需要完成的必要步骤还有 。(选填选项前的字母)
A. 测量两个小球的质量m1、m2
B. 测量小球A的释放点S距桌面的高度h
C. 测量斜槽轨道末端距地面的高度H
D. 分别找到小球A与小球B相碰后平均落地点的位置M、N
E. 测量平抛射程OM、ON
(2)要验证两球碰撞前后动量守恒,仅需验证关系式___________是否成立(请使用(1)测量的物理量)。
(3)小亮同学也用上述两球进行实验,如图乙所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中小球A、小球B与木条的撞击点。实验时,首先将木条竖直立在轨道末端并与轨道接触,让小球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B';然后将木条平移到图乙中所示位置,入射小球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P';再将入射小球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,确定小球A和小球B相撞后的撞击点分别为M'和N'。测得B'与N'、P'、M'各点的高度差别为h1、h2、h3。若满足___________,则小球A和小球B碰撞过程动量守恒。
【答案】(1)ADE (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.本实验要“验证动量守恒定律”,故需测量两个小球的质量m1、m2。故A正确;
B.小球A碰撞前的速度大小可以通过平抛运动规律求得
,
联立,解得
实验中小球A每次都从同一位置S释放即可,无需测量释放点S距桌面的高度h。故B错误;
CDE.由于两小球做平抛运动的竖直高度相同,所以下落时间相同,由
可得它们飞出时的水平速度与其落点的水平射程成正比,所以在验证动量守恒定律时,由
可得
整理,可得
所以,无需测量斜槽轨道末端距地面的高度H,需要测量各球平均落点的水平射程。故C错误;DE正确。
故选ADE。
【小问2详解】
根据第一问分析可知,要验证两球碰撞前后动量守恒,仅需验证关系式
是否成立。
【小问3详解】
依题意,小球在空中做平抛运动,有
,
联立,解得
由乙图可知,两小球做平抛运动的水平位移相同,则
若小球A和小球B碰撞过程动量守恒,则有
联立,解得
16. 如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图,请完成下列问题:
(1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。
当S旋到__________位置时,电表可测量直流电流,且量程较小。
(2)若该多用电表使用一段时间后,电池变化(电动势不变,内阻变大),但此表仍能欧姆调零。用正确使用方法再测量同一个电阻,则测得的电阻值将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理,组装如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下:
A.干电池(电动势为,内阻不计);
B.电流计G(量程,内阻);
C.可变电阻器;
D.定值电阻;
E.导线若干,红黑表笔各一只。
①表盘上刻度线对应的电阻刻度值是__________;
②若将与电流计并联,如图丙所示,则换挡前、后倍率之比为__________。
【答案】(1)2 (2)不变
(3) ①. 10000 ②. 100:1
【解析】
【小问1详解】
多用电表测量直流电流时,开关接1、2位置,原理是表头并联分流电阻:分流电阻越大,分流越小,量程越小。接位置2时,分流总电阻更大,因此量程更小,故填。
【小问2详解】
欧姆表调零满足:满偏电流,即。
本题中电动势不变,表头满偏电流不变,调零后总内阻不变。测量电阻时,电流 与原结果一致,指针位置不变,因此测量值不变。
【小问3详解】
[1]图乙中,满偏电流
欧姆表总内阻
当电流,由
可得
因此
[2]并联后,电流计满偏时,总干路满偏电流
新的中值电阻
欧姆表倍率与中值电阻成正比,因此换挡前后倍率之比
【点睛】
四、计算题:本题共3小题,共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 两个氘核以相等的动能对心碰撞发生核聚变,生成一个新核及一个中子。比结合能为,比结合能为。若核反应释放的核能全部转化为动能,求:
(1)该过程发生的核反应方程;
(2)核反应释放的核能;
(3)中子的动能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据质量数守恒和电荷数守恒,核反应方程为
【小问2详解】
比结合能为原子核结合能与核子数的比值,单个中子为自由核子,结合能为0:
反应前两个氘核的总结合能
反应后氦核的总结合能
释放的核能等于反应后结合能减去反应前结合能
【小问3详解】
两个氘核对心碰撞,动能相等,动量大小相等方向相反,因此系统总动量为0。
根据动量守恒,反应后氦核与中子的总动量也为0,即两者动量大小相等
动能与动量关系为,氦核质量,中子质量,因此动能满足
反应后总动能等于反应前总动能加上释放的核能
将和代入
可得
整理得中子动能
【点睛】
18. 如图所示,长为的不可伸长的轻绳一端固定在点,另一端拴一质量为的小球A。B点在点正下方,点下方固定有一个滑槽装置,由水平直轨道和竖直圆弧轨道组成,其中段为粗糙水平轨道,动摩擦因数为,长度为。部分为光滑圆弧轨道,半径,点为圆弧最高点,点和圆心等高。现将球拉至最高点,以一定初速度向左水平抛出。当小球运动到与点等高的位置时,轻绳才再次被拉直,当小球运动至最低点时,与静止在点的一质量为的滑块发生弹性正碰。碰撞后滑块沿滑向圆弧轨道。滑块和小球均视为质点,重力加速度为,求:
(1)小球从点抛出时的初速度大小;
(2)小球第一次运动到点的速度大小;
(3)要使滑块始终不脱离圆弧轨道,水平轨道段长度的取值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
小球抛出后做平抛运动。平抛运动的时间为t,竖直方向有
水平方向有
解得小球从点抛出时的初速度大小
【小问2详解】
小球运动到与点等高的位置时,轻绳才再次被拉直,水平分速度瞬间归零,只保留竖直向下的分速度,即
从绷紧后到点,根据机械能守恒有
解得
【小问3详解】
小球与滑块发生弹性碰撞过程中,由小球和滑块组成的系统动量守恒、机械能守恒。设碰后小球速度为v1,滑块速度为v2,有,
解得
要使滑块不脱离轨道CDE,有两种情况:
i、滑块能在圆弧轨道CDE做完整的圆周运动,则滑块从B点运动到圆轨道最高点D的过程中,由动能定理可得
在D点时
解得
ii、滑块最高运动到与圆心O′等高处速度恰好为零,沿轨道返回,则有
解得
综上,要使滑块始终不脱离圆弧轨道,水平轨道段长度的取值范围为或
19. 现代科学研究中经常利用电场、磁场来控制带电粒子的运动。在平面直角坐标系中存在如图的电磁场,在轴上方有方向垂直纸面向外、半径为的圆形匀强磁场区域,圆心的位置坐标为,轴下方有宽度为、电场强度为、方向沿轴负向的匀强电场,边界MN与轴平行。在MN下方有垂直纸面向外,磁感应强度随轴衰减的磁场,简化建立如图所示理想模型。
设每个磁场间距均为,磁场分界线与轴平行,从上向下磁场依次减弱,第一区域磁感应强度为,下面各区域是磁感应强度依次为、、、、……的不同区域匀强磁场。在第二象限磁场区域左侧有一平行于轴的线状粒子源(点与等高)源源不断发射沿轴正方向初速度均为的正电粒子进入匀强磁场,从点射出的粒子恰好从点进入电场。已知、、、、、、,粒子重力和其相互间作用力均不计。求:
(1)粒子的初速度和粒子穿过MN边界时的速率;
(2)粒子从进入匀强磁场至运动到MN边界时所经历的最长时间;
(3)若从射出的粒子恰好未进入衰减磁场的第四层,的大小。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从b点射出的粒子恰好从O点进入电场,则粒子在匀强磁场区域做圆周运动的半径
粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力
联立可得
粒子经过电场区域,根据动能定理
解得
【小问2详解】
从a点射出的粒子在磁场和电场中运动的时间最长,故总时间最长,设该粒子在磁场中运动的时间为,则
设粒子在电场中运动的时间为,则电场中恰好做类平抛运动
竖直方向匀加速运动
根据牛顿第二定律
解得
运动总时间
联立可得
【小问3详解】
b射出粒子进入衰减磁场时速度竖直向下、大小为,恰好不进入第四层,说明到达第三层下边界时速度偏转角为。
设向下速度为,水平速度为,在水平方向上应用动量定理
粒子恰好未进入衰减磁场第四层,则有
解得
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海南中学2026届高三第6次月考
物理试题
考试时间:90分钟 试卷分数:100分
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. 下列物理学史叙述正确的是( )
A. 汤姆孙发现了电子,说明原子核有复杂的结构
B. 卢瑟福通过用α粒子轰击氮原子核的实验发现了质子
C. 牛顿提出了万有引力定律,并通过扭秤实验测出了引力常量
D. 麦克斯韦最早提出了电场的概念,并预言了电磁波的存在
2. 一物体放在水平面上,它的俯视图如图所示,两个相互垂直的力和同时作用在物体上,使物体在水平面做直线运动。经过一段位移的过程中,力和对物体所做的功分别为和,则两个力的合力对物体所做的功为( )
A. 9J B. 5J C. 4J D. 1J
3. 光的干涉现象在技术中有许多应用,下列说法正确的是( )
A. 甲图中干涉条纹是样板的上下两个表面的反射光干涉形成的
B. 当稍向右移动图甲中的薄片时,对应的乙图中条纹间距会变大
C. 图丙条纹弯曲处对应甲图中被检查平面的位置是凹陷的
D. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环,可以得到间距相等明暗相间的同心圆环条纹
4. 如图所示为小球在做单摆运动,平衡位置为点,、为最大位移处,、点关于点对称。小球运动到点时,小球受到重力和拉力,这两力的合力图示可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 一辆货车运载着规格相同、质量均为的表面光滑的圆柱形空油桶。在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只桶C,自由地摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定,如图所示。不计摩擦,下列说法正确的是( )
A. 货车匀速行驶时,油桶B和油桶C之间的弹力为
B. 货车向左加速时,A对C的支持力大小会增大
C. 货车向左加速时,B对C的支持力大小会减少
D. 为保证行车安全,货车刹车时的最大加速度为
6. 如图所示,绝缘斜面所处空间存在竖直向上的匀强电场,一带电金属块沿斜面滑下,已知金属块在滑下的过程中动能增加了10J,金属块克服摩擦力做功5J,重力做功20J,则以下判断正确的是( )
A. 金属块的机械能减小10J B. 金属块的电势能增加4J
C. 金属块带负电荷 D. 金属块克服电场力做功8J
7. 如图所示,假设在地球附近存在圆轨道卫星1和椭圆轨道卫星2,A、B两点为椭圆轨道长轴两端,C点为两轨道交点。距离地心,距离地心,距离地心,卫星都绕地球逆时针运行。下列说法正确的是( )
A. 卫星2和卫星1的周期不相同
B. 卫星1在点的速度小于卫星2在点的速度
C. 在地球表面发射卫星2的发射速度大于
D. 若卫星2在点适当点火加速,即可在半径为的低轨道绕地球圆周运动
8. 如图所示,间距为的金属导轨竖直平行放置,空间有垂直于导轨所在平面向里、大小为的匀强磁场,在导轨上端接一电容为的电容器,一质量为的金属棒与导轨始终保持良好接触,由静止开始释放,释放时距地面高度为,(重力加速度为,一切摩擦及电阻均不计)在金属棒下滑至地面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 若足够大,金属棒最终匀速下落
B. 金属棒做匀加速直线运动,加速度大小为
C. 金属棒运动到地面时,电容器储存的电场能为
D. 金属棒运动到地面时,电容器储存的电场能为
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 有关下列四幅图中的现象,下列说法正确的是( )
A. 图1中,单缝越窄,则光屏上衍射图样的中央亮纹宽度越小
B. 图2中,若仅增大回旋加速器狭缝间的电压,被加速粒子获得的最大动能将增大
C. 图3中,线圈的磁场能量正在减小
D. 图4中,增大调谐电路中电容器的电容,调谐频率将减小
10. 如图所示,四幅图中匀强磁场的磁感应强度均为。甲乙丙图中的导线通以恒定电流,丁图导线框接电源。已知甲乙图中,乙图与磁场方向垂直。下列说法正确的是( )
A. 甲图导线受到安培力大小为,方向水平向右
B. 乙图导线受到安培力大小为,方向垂直纸面向里
C. 丙图三角形导线框受到安培力大小为0
D. 丁图导线框受到安培力大小为0
11. 如图所示,质量为的小球和小球均用长为的细线悬挂于点,小球处于静止状态,将小球A拉到一定的高度,使悬挂球的细线与竖直方向的夹角为,由静止释放小球,小球在竖直面内做圆周运动,小球A运动到最低点与小球B沿水平方向发生弹性正碰,碰撞时间极短,第一次碰撞结束后A、B向左、向右反弹的高度相同。小球A、B均可视为质点,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 小球A与B第1次碰撞前瞬间,小球A的速度大小为
B. 小球B的质量为
C. 小球A与B第1次碰撞过程,A对B的冲量大小为
D. 小球A与B第4次碰撞后,小球A上升的高度为
12. 如图所示,S为一离子源,MN为足够长的荧光屏,S到MN的距离为,MN左侧区域有足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里。某时刻离子源S一次性沿平行纸面各个方向均匀地喷发大量的质量为、电荷量为、速率为的正离子(此后不再喷发),不计离子重力,不考虑离子之间的相互作用力。则( )
A. 打中荧光屏的最短时间为 B. 打中荧光屏的最长时间为
C. 打中荧光屏的宽度为 D. 打到荧光屏的离子数与发射的离子数比值为
13. 如图,电阻不计的两足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨间距为,导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为。质量均为、接入电路的有效电阻均为的金属棒、垂直于导轨放置,均处于静止状态。时刻给棒一个方向水平向右、大小的拉力,时,金属棒和加速度刚好相等。此后撤去拉力,整个过程棒与导轨接触良好。则( )
A. 时金属棒和的加速度大小为
B. 时金属棒的速度大小为
C. 时金属棒的速度大小为
D. 从到回路中电流为零的过程中,金属棒和之间距离的增加量为
三、实验题:本题共2小题,共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
14. 某实验小组同学利用如图(a)所示的装置探究等温情况下一定质量气体压强和体积的关系。
(1)实验中,为了探究注射器内气体的体积与压强的关系,__________(选填“需要”或“不需要”)测空气柱的横截面积。
(2)实验过程中要求缓慢推动活塞,其目的是__________。
(3)为了探究注射器内气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的p-V图像如图(b)所示,由图可知,两次实验气体的温度大小关系为__________(选填“<”、“=”或“>”)。
(4)为了更方便通过图像观察气体做等温变化的规律,实验小组根据实验数据绘制。如果随着压强增大,实验过程中注射器内气体出现漏气的情况,则绘制的图线可能是图(c)中的哪条图线:__________(选填“①”、“②”或“③”)。
15. 小明、小亮两位同学分别用如图甲、乙所示的装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
(1)小明同学测得小球A的质量为m1,被碰撞小球B的质量为m2,图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时,先不放小球B,使小球A从斜槽上某一点S由静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP。再把小球B静置于斜槽轨道末端,让小球A仍从S处由静止释放,与小球B碰撞,并多次重复。该实验需要完成的必要步骤还有 。(选填选项前的字母)
A. 测量两个小球的质量m1、m2
B. 测量小球A的释放点S距桌面的高度h
C. 测量斜槽轨道末端距地面的高度H
D. 分别找到小球A与小球B相碰后平均落地点的位置M、N
E. 测量平抛射程OM、ON
(2)要验证两球碰撞前后动量守恒,仅需验证关系式___________是否成立(请使用(1)测量的物理量)。
(3)小亮同学也用上述两球进行实验,如图乙所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中小球A、小球B与木条的撞击点。实验时,首先将木条竖直立在轨道末端并与轨道接触,让小球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B';然后将木条平移到图乙中所示位置,入射小球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P';再将入射小球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,确定小球A和小球B相撞后的撞击点分别为M'和N'。测得B'与N'、P'、M'各点的高度差别为h1、h2、h3。若满足___________,则小球A和小球B碰撞过程动量守恒。
16. 如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图,请完成下列问题:
(1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。
当S旋到__________位置时,电表可测量直流电流,且量程较小。
(2)若该多用电表使用一段时间后,电池变化(电动势不变,内阻变大),但此表仍能欧姆调零。用正确使用方法再测量同一个电阻,则测得的电阻值将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理,组装如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下:
A.干电池(电动势为,内阻不计);
B.电流计G(量程,内阻);
C.可变电阻器;
D.定值电阻;
E.导线若干,红黑表笔各一只。
①表盘上刻度线对应的电阻刻度值是__________;
②若将与电流计并联,如图丙所示,则换挡前、后倍率之比为__________。
四、计算题:本题共3小题,共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 两个氘核以相等的动能对心碰撞发生核聚变,生成一个新核及一个中子。比结合能为,比结合能为。若核反应释放的核能全部转化为动能,求:
(1)该过程发生的核反应方程;
(2)核反应释放的核能;
(3)中子的动能。
18. 如图所示,长为的不可伸长的轻绳一端固定在点,另一端拴一质量为的小球A。B点在点正下方,点下方固定有一个滑槽装置,由水平直轨道和竖直圆弧轨道组成,其中段为粗糙水平轨道,动摩擦因数为,长度为。部分为光滑圆弧轨道,半径,点为圆弧最高点,点和圆心等高。现将球拉至最高点,以一定初速度向左水平抛出。当小球运动到与点等高的位置时,轻绳才再次被拉直,当小球运动至最低点时,与静止在点的一质量为的滑块发生弹性正碰。碰撞后滑块沿滑向圆弧轨道。滑块和小球均视为质点,重力加速度为,求:
(1)小球从点抛出时的初速度大小;
(2)小球第一次运动到点的速度大小;
(3)要使滑块始终不脱离圆弧轨道,水平轨道段长度的取值范围。
19. 现代科学研究中经常利用电场、磁场来控制带电粒子的运动。在平面直角坐标系中存在如图的电磁场,在轴上方有方向垂直纸面向外、半径为的圆形匀强磁场区域,圆心的位置坐标为,轴下方有宽度为、电场强度为、方向沿轴负向的匀强电场,边界MN与轴平行。在MN下方有垂直纸面向外,磁感应强度随轴衰减的磁场,简化建立如图所示理想模型。
设每个磁场间距均为,磁场分界线与轴平行,从上向下磁场依次减弱,第一区域磁感应强度为,下面各区域是磁感应强度依次为、、、、……的不同区域匀强磁场。在第二象限磁场区域左侧有一平行于轴的线状粒子源(点与等高)源源不断发射沿轴正方向初速度均为的正电粒子进入匀强磁场,从点射出的粒子恰好从点进入电场。已知、、、、、、,粒子重力和其相互间作用力均不计。求:
(1)粒子的初速度和粒子穿过MN边界时的速率;
(2)粒子从进入匀强磁场至运动到MN边界时所经历的最长时间;
(3)若从射出的粒子恰好未进入衰减磁场的第四层,的大小。
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