精品解析：浙江杭州高级中学2025-2026学年高三下学期5月阶段检测物理试题

绝密★启用前 2025学年第二学期 高三5月月考 物理 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交回。 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 我国量子通信卫星“墨子号”采用单光子作为信息载体。已知单光子能量与频率的关系为，其中的单位可表示为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】能量的单位为焦耳（）， 频率的单位为赫兹（）， 因此由光子能量公式可得，通过量纲推导判断的单位为，故A正确。 故选A。 2. 2026年央视春晚武术节目《武BOT》中，数十台宇树科技人形机器人与塔沟武校的武术演员同台表演，完成了前空翻、后空翻、腾空360度翻转等高难度动作。在下列研究情境中，可将机器人视为质点的是（ ） A. 研究机器人完成空翻动作时的身体姿态 B. 研究机器人从舞台一侧移动到另一侧的路径长度 C. 研究机器人手持双节棍时手腕的转动轨迹 D. 研究机器人与小演员对练棍法时的肢体协调 【答案】B 【解析】 【详解】A．研究机器人完成空翻动作时的身体姿态，需要关注机器人肢体的形状、弯曲程度及相对位置，机器人的大小和形状不能忽略，故不能视为质点，A错误； B．研究机器人从舞台一侧移动到另一侧的路径长度时，机器人的大小和形状相对于舞台距离可以忽略不计，只关注其位置变化，故可视为质点，B正确； C．研究机器人手持双节棍时手腕的转动轨迹，需要关注机器人手腕这一具体部位的运动，涉及机器人的局部结构，故不能视为质点，C错误； D．研究机器人与小演员对练棍法时的肢体协调，必须考虑机器人各肢体的动作配合，形状和大小不可忽略，故不能视为质点，D错误。 故选B。 3. 如图所示，一直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯处于静止状态，直梯的重心位于直梯的几何中心，其情景可以抽象成图乙模型，梯子AB和竖直墙的夹角为。则下面说法正确的是（ ） A. 直梯受到5个力作用 B. 墙面对直梯的支持力垂直于AB向上 C. 地面对直梯的作用力沿图中BA方向 D. 角减小，直梯仍能静止，地面对梯子的摩擦力减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．直梯受竖直向下的重力、地面竖直向上的支持力、墙壁水平方向的支持力、地面水平方向的静摩擦力共四个力，故AB错误； C．地面对直梯的作用力是竖直向上的支持力和摩擦力的合力，设梯子长为 L，以 B 点为转轴，根据力矩平衡条件有 解得 根据水平方向的受力平衡有 竖直方向平衡有 设地面对直梯的作用力与竖直方向夹角为 θ，则，故C错误； D．由C选项分析可知，角减小，直梯仍能静止，则地面对梯子的摩擦力减小，故D正确； 故选D。 4. 有关下列四幅图的说法正确的是（ ） A. 甲：中高压输电线上方的两条导线与大地连接，将高压线屏蔽避免遭雷击 B. 乙：中电容器在图示时刻处于放电状态 C. 丙：光敏电阻在光照减少时，载流子增多，导电性能变好 D. 丁：将A球偏离平衡位置后释放，振动稳定时C球的振动周期大于B球 【答案】A 【解析】 【详解】A．高压输电线上方的两条导线是避雷线（架空地线），它们与大地连接，利用静电屏蔽原理，将高压输电线屏蔽在内部，避免遭雷击，故A正确； B．由图乙可知，电容器内部电场E方向向上，说明下极板带正电，上极板带负电；电路中电流方向为逆时针方向（上方导线电流向左，下方导线电流向右），即电流流向带正电的下极板，电容器电荷量增加，处于充电状态，故B错误； C．光敏电阻由半导体材料制成，光照减少时，载流子减少，电阻增大，导电性能变差，故C错误； D．A球振动带动B、C球做受迫振动，振动稳定时，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即TB=TC=TA，故D错误。 故选A。 5. 如图，一块涂有感光材料的长方形纸板竖立在水平桌面的边缘。一个荧光球静止在桌面边缘，它经过感光板时能直接在感光板上留下痕迹，记录小球的运动轨迹。先将长纸板由静止释放，一段时间后将小球沿桌面向右水平抛出。小球与纸板不接触，从板的右侧离开板面，桌面足够高，不计空气阻力，则小球在板面上留下的痕迹可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】小球抛出后相对于木板在水平方向向右做匀速直线运动，由于纸板先释放，当小球抛出时，纸板已有向下的速度，二者加速度相等，则在竖直方向小球相对纸板向上做匀速直线运动，因此相对于木板斜向右上方做匀速直线运动。 故选A。 6. 库仑力和万有引力的性质相似。如图所示电子在库仑力的作用下绕质子做椭圆运动，其中为椭圆的长轴，CD为短轴。已知在相同时间内电子和质子的连线扫过的面积相等，则下列说法正确的是（ ） A. 电子从A点向B点运动，机械能守恒 B. 电子从C到D与从D到C的时间相等 C. 电子距离质子越远，所受库仑力越小，速度越大 D. 电子在椭圆轨道上两点的速度比等于两点所在位置到质子距离的反比 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子从A点向B点运动，库仑力为吸引力，其方向与电子运动方向的夹角为钝角，库仑力做负功，机械能不守恒，故A错误； B．根据开普勒第二定律（等面积定律）可知，电子靠近质子时速度大，远离时速度小。因此从C到D与从D到C过程，电子速率不同，但两段路程相等，故运动时间不相等，故B错误； C．根据可知，电子距离质子越远，所受库仑力越小，根据开普勒第二定律可知，距离质子越远，电子线速度越小，故C错误； D．开普勒第二定律：相同时间内连线扫过面积相等，取极短时间，则有 解得，故D正确。 故选D。 7. 高血压已成为危害人类健康的一种常见病，血管变细是其诱因之一。设血液通过血管时受到的阻力与血液流速成正比，即（其中与血管粗细无关）。为维持血液匀速流动，血管两端需要有一定的压强差。若血液流量（单位时间流过的血液体积）不变，若血管内径减为原来的，则将变为原来的（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】血液匀速流动时受力平衡，压强差提供的动力等于阻力，其中为血管横截面积，为血液流速 血液流量（单位时间流过的体积）定义为 题目中不变，因此 整理得，、为定值，故与成反比 横截面积，即，因此，可得 当内径减为原来的时，故B正确。 故选B。 8. 某手机充电装置由理想变压器、四个二极管构成的桥式电路和滤波电容组成，如图所示。变压器原副线圈匝数比，副线圈两端、间接有4个理想二极管组成的桥式电路，、端接电容器和手机电池，手机电池可视为纯电阻负载。现在AB端输入电压，则下列说法正确的是（ ） A. 桥式电路中M点电势始终高于N点电势 B. 副线圈的电流经过桥式电路后，通过手机电池的仍是交流电 C. 当二极管中任何一个发生断路故障时，负载上电压的有效值会降低 D. 若电容器两端再并联一个阻值为的纯电阻负载，则此时原线圈的输入功率等于纯电阻的功率和手机电池充电功率之和 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当AB端输入交流电时，由于二极管的单向导电性，使得电流总是从N端经过手机流向M端，所以副线圈的电流经过桥式电路后，通过手机电池的电流变为直流电，且电路中N点电势总是高于M点电势，故AB错误； C．当任意一个二极管断路时，电路会从桥式全波整流变成半波整流，负载上只有半个周期有电流，所以负载上电压的有效值会降低，故C正确； D．理想电容器充电时，它从电路中吸收电能，转化为电场能储存起来；放电时，它又把储存的电场能释放回电路。所以在一个完整的交流周期内，电容器吸收的电能和释放的电能大小相等，平均功率（有功功率）为0，所以理想电容器不消耗有功功率。但电容器在充放电过程中会产生无功功率，虽然不消耗有功功率，但会影响电路的功率因数，所以原线圈的输入功率并不等于纯电阻的功率和手机电池充电功率之和。故D错误。 故选C。 9. 蒸发离子显微镜工作原理如图所示，在纳米针尖和荧光屏之间施加一脉冲高压，使针尖表面原子电离，这些正离子在电场作用下从针尖表面脱离（初速度可忽略）并被加速，轰击屏幕后产生亮点，在屏幕上形成针尖表面原子结构的二维图像。假设该针尖头部为的半球，球心到荧光屏表面的距离，离子质量为，电荷量为。假设离子打到荧光屏上均被吸收，以下说法正确的是（ ） A. 该显微镜的放大倍率为 B. 正离子从针尖射出后做匀加速直线运动 C. 针尖头部半径r越小，针尖表面附近的电场强度越小 D. 若荧光屏单位时间内吸收个离子，则其最大受力为 【答案】D 【解析】 【详解】A．放大倍率近似为屏幕到针尖的距离与针尖半径之比，即，故A错误； B．针尖与屏幕间的电场类似于点电荷的电场，是非匀强电场，离子受到的电场力 F=qE 随位置变化，加速度变化，做变加速直线运动，故B错误； C．导体带电时，尖端曲率半径越小，表面电荷密度越大，表面附近电场强度越大（尖端效应），因此针尖半径r越小，电场强度越大，故C错误； D．离子在电场中加速，根据动能定理有 解得离子到达屏幕的速度  离子被屏幕吸收，根据动量定理，屏幕受到的平均作用力 F 等于单位时间内离子动量的变化量，即 其中，解得，故D正确。 故选D。 10. 一根长直光导纤维如图，其截面为同心圆，中间为纤芯，外面为包层，总长为。一束激光从左侧与端面成入射，恰好在纤芯与包层之间发生全反射。纤芯的折射率为，包层折射率，，（已知光从折射率的介质射入折射率的介质，入射角与折射角分别为与，有）。则下列说法正确的是（ ） A. 纤芯的折射率小于包层的折射率 B. 纤芯的折射率 C. 改变入射角，激光不会进入包层 D. 改变入射角，激光在纤芯中的最大传播时间与最小传播时间之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．光导纤维依靠全反射传输光，全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，因此纤芯的折射率一定大于包层的折射率，故A错误； B．入射光线与端面成，端面的法线垂直端面，因此空气中入射角为 设端面折射角为，由折射定律得 光线恰好全反射，纤芯—包层界面的临界角C满足 由几何关系得 则有 又 联立可得 其中，解得纤芯的折射率，故B正确； C．改变入射角后，若纤芯—包层界面的入射角小于临界角，就不会发生全反射，激光会进入包层，故C错误； D．光在纤芯中的速度为 光导纤维轴向总长为L，设光线与轴线夹角为，则光的实际路程为 光在纤芯中的传播时间为 发生全反射时，的范围为 故有， 则激光在纤芯中的最大传播时间与最小传播时间之比为，故D错误。 故选B。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 有关下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 甲：水平矩形闭合线圈从A下落到C的过程中（A、B和B、C间的距离较小），从上向下看感应电流始终沿顺时针方向 B. 乙：金属棒ab在空中做平抛运动，金属棒中产生的感应电动势保持不变 C. 丙：电容式传感器能把物体的速度这个力学量转换为电容这个电学量 D. 丁：强相互作用是引起原子核衰变的原因，即引起中子向质子转变 【答案】B 【解析】 【详解】A．水平矩形闭合线圈从A下落到B的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小，磁场方向向上，根据楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，从B运动到C的过程中，磁通量不断增大，磁场方向向下，所以感应电流沿逆时针方向，即整个下落过程中感应电流方向一直沿逆时针方向，故A错误； B．金属棒ab在空中做平抛运动，水平速度不变，则金属棒中产生的感应电动势保持不变，故B正确； C．电容式传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量，故C错误； D．弱相互作用是引起原子核衰变的原因，即引起中子向质子转变，故D错误。 故选B。 12. 如图，平面直角坐标系中，x=6m处为介质1与介质2的分界面，两波源、分别位于（0，0）和（12m，0），频率均为2Hz、两波源同时起振且起振方向相同。波在介质1中的传播速度为4m/s，在介质2中的传播速度为2m/s。下列说法正确的是（　　） A. 两列波在介质1中的波长均为2m B. 发出的波刚到达处时，发出的波也刚好到达该点 C. 是两波干涉后稳定的振动加强点，是振动减弱点 D. 的范围内，两波的波程差随位置线性变化，存在6个加强点 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在介质1中，根据 解得，两列波在介质1中的波长均为，故A正确； B．发出的波到达处所需时间 发出的波到达处所需时间 可知，两波不是同时到达处，故B错误； C．波的周期 发出的波传播到处经历时间 发出的波传播到处经历时间 则时间差 即时间差为周期的整数倍，由于两波源同时起振且起振方向相同，可知，是两波干涉后稳定的振动加强点；对于处的点，发出的波传播到该点经历时间 发出的波沿直线传播，在介质2和介质1中传播距离均为 则发出的波传播到该点经历时间 则时间差 由于时间差不是半周期的奇数倍，可知不是振动减弱点，故C错误； D．在范围内，发出的波传播的时间 发出的波传播时间 时间差 振动加强点满足（n=0，1，2，3…） 即有 解得 当时有 当时有或 当时有或 当时有或（不在范围内，舍去） 综上所述可知，存在6个加强点，故D正确。 故选AD。 13. 弗兰克-赫兹实验证明汞原子能量具有量子化特性，为玻尔理论提供有力支撑。实验装置如图甲所示，在一真空室内充满汞蒸气，由电子发生装置阴极K产生电子，栅极G和集电极A分别接入电路中。电子初速度近似为零，经过KG间电场加速，再经过GA间电场减速。在运动过程中电子可能与汞原子发生碰撞（电子质量很小，因此汞原子碰撞前后动能变化可忽略）。若电子达到集电极A，则会形成电流。实验记录了GK间电压为U，集电极电流为I，结果如图乙所示：电流I的峰值呈周期性出现，峰值的水平间距为4.9V，有关本实验下列说法合理的是（　　） A. 电子的动能为4.9eV的整数倍时，才能激发汞原子 B. 若U=6V时，则一个电子成功激发汞原子后到达集电极A的动能约为0.6eV C. 由乙图可知，汞原子第一激发态与基态的能量差为4.9eV，第二激发态与基态的能量差为9.8eV D. 若将GA间电压从0.5V变为1.0V，其他条件不变，则乙图中各电流峰值对应的电压U会整体增大 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．由乙图可知，电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，说明汞原子基态和第一激发态之间的能级之差等于4.9eV，第二激发态与基态的能量差不一定为9.8eV，根据玻尔的跃迁条件可知，当电子的动能等于或者大于4.9eV都能激发汞原子，故AC错误； B．若U=6V时，一个电子成功激发汞原子后到达集电极A的过程，根据能量守恒定律可得 解得，故B正确； D．若将GA间电压从0.5V变为1.0V，即减速电压变大，为了使电子能到达集电极，则加速电压也应该增大，即乙图中各电流峰值对应的电压U会整体增大，故D正确。 故选BD。 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，下列操作正确的是（　　） A. 应选择劲度系数较大的橡皮筋 B. F1、F2的夹角应适当大一点，但必须小于90° C. 不同实验组的学生可以采用不同的标度 D. 在使用弹簧测力计时要注意弹簧测力计中的弹簧不能与外壳摩擦 【答案】CD 【解析】 【详解】A．实验中为了保证一个力拉橡皮筋和两个力拉橡皮筋作用效果相同，即将橡皮筋的结点拉到同一位置，所以要求伸长量较明显，应选择劲度系数适当的橡皮筋，故A错误； B．F1、F2的夹角应适当大一些，方便作图减小误差，并非必须小于90°，故B错误； C．不同实验组的学生可以采用不同的标度，但同一实验必须选择相同标度，故C正确； D．在使用弹簧测力计时要注意弹簧测力计中的弹簧不能与外壳摩擦，以免增大误差，故D正确。 故选CD。 15. 用多用电表（表盘如图）测量一个约为20Ω的电阻的阻值，从下列操作步骤中选出正确的并进行排序，其操作顺序为_________。 A．将选择开关置于“×1”位置 B．将选择开关置于“×10”位置 C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读数后随即断开 D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆挡“0”刻度 【答案】ADC 【解析】 【详解】欧姆表读数时指针应指在表盘中间位置附近，所以选择开关应置于“×1”位置，然后红黑表笔短接，进行欧姆调零，即将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆挡“0”刻度，最后将两表笔分别接触待测电阻两端，读数后随即断开。故正确的操作顺序为ADC。 16. 用如图所示的装置验证动量守恒定律，图中的O点为小球抛出点在记录纸上的投影。先使球1多次从斜槽上位置S由静止释放，其平均落地点记为P。再把半径相同的球2置于水平轨道的末端，而后将球1从位置S由静止释放，与球2相碰，重复多次，碰后球1和球2的平均落地点记为M和N。分别测出O点到平均落地点的距离OM、OP、ON（P、M、N未画出），已测得球1的质量为m1，球2的质量为m2，且m1>m2。 （1）下列实验步骤中必要的是（　　） A. 测量球1静止释放的高度h B. 测量抛出点距地面的高度H C. 测量两小球的半径 D. 利用重锤线确定O点的位置 （2）进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设OP=x1、ON=x2，仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。以下有可能反映两球发生弹性碰撞的是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）D （2）BC 【解析】 【小问1详解】 AB．球1从斜槽上同一位置S由静止释放，到达斜槽末端速度相同；小球离开斜槽后做平抛运动，运动时间为 下落高度相同，则运动时间相同，平抛的初速度大小为 动量守恒式中t可约去，用x代替v，因此不需要测量释放高度和抛出点高度，故AB错误； C．实验中要求小球半径相同即可，不需要测量小球半径，故C错误； D．本题中O为抛出点在记录纸上的垂直投影，实验直接测量O点到落地点的距离，必须用重锤线确定O点位置，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 AB．若两球发生弹性碰撞，根据动量守恒定律可得 根据机械能守恒定律可得 联立可得 又， 所以 仅增大m1时，减小，且逐渐趋近于，故A错误，B正确； CD．仅增大m2时，线性增大，纵截距为，故C正确，D错误。 故选BC。 17. 通过实验，某电阻两端的电压与通过它的电流关系，描绘如图所示，在实验过程中，电阻的横截面积和长度保持不变，依据图像分析： （1）电阻阻值为R，其材料电阻率为，由图可知，随着电阻两端的电压增大，则( ) A. R增大，增大 B. R减小，减小 C. R增大，不变 D. R减小，不变 （2）根据图像分析，当电阻两端电压为时，该电阻的功率为______W。 （3）根据图像，推测该实验电路为( ) A. B. C. D. 【答案】（1）B （2）0.225 （3）C 【解析】 【小问1详解】 因为电阻图线的斜率为电阻的倒数，随着电阻两端的电压增大，可知斜率在不断增大，故随着电阻两端的电压增大，R减小，再根据电阻定律 可得也在减小，故选B。 【小问2详解】 根据图像分析，当电阻两端电压为时，可读出此时流过电阻的电流为0.125A，根据公式，解得电阻的功率 【小问3详解】 根据图像，当电阻两端的电压很小时，斜率几乎为零，电阻阻值很大，滑动变阻器用限流式接法不符合实际情况，所以滑动变阻器采用分压式接法。随着电阻两端的电压增大，流过电阻的电流也在增大，电流表测流过电阻的电流，可推测该实验电路符合条件的只有C选项，故选C。 18. 图甲为战国时期铜汲酒器，我们根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A，储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄没入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3，大气压p0=1.0×105Pa。整个过程大气压和温度均保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。 （1）堵住孔A将汲液器竖直提出液面的过程中，汲液器内气体分子数密度将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），单位时间撞击单位面积器壁次数___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）求x； （3）保持A孔堵住，提起汲液器，在B孔刚要出液面还未出时，此时容器内液面相对于外部液面的高度差为h=20.0cm。缓慢降低室温，同时调节汲液器的竖直位置，保持容器内液面相对于外部液面的高度差为h=20.0cm。则当容器内液面到达长柄一半时，罐内气体放出热量11J，求容器内气体内能变化量∆U。 【答案】（1） ①. 减小 ②. 减小 （2）2cm （3）-6.1J 【解析】 【小问1详解】 [1][2]堵住孔A将汲液器竖直提出液面的过程中，封闭气体温度不变，体积增大，压强减小，则汲液器内气体分子数密度将减小，单位时间撞击单位面积器壁次数减小； 【小问2详解】 堵住孔A将汲液器竖直提出液面的过程中，气体温度不变，根据玻意耳定律可得， 联立解得 【小问3详解】 缓慢降低室温，保持容器内液面相对于外部液面的高度差为h=20.0cm。气体压强为 由此可知，气体压强不变，且 气体体积减小量 外界对气体做功 根据热力学第一定律可得， 联立解得 19. 如图所示，一质量为且左右对称的光滑小车（不计轮子质量）放置于光滑水平面上，轮子被固定住。将一个质量为的小球从点自由释放，其下落之后自B点进入半径为的圆弧部分，滑至点飞出，恰好在点沿切线进入右侧圆弧，最终上升到右侧与开始相同的高度。已知过的半径与竖直方向夹角，，，求： （1）小球在C点对小车的压力大小； （2）l的长度； （3）不再固定轮子，仍将小球从A点自由释放，求小球在C点的速度大小。（结果可用根号表示） 【答案】（1）76N （2）0.384m （3） 【解析】 【小问1详解】 小球从A运动到C的过程，小车固定，只有重力做功，机械能守恒。由图及题意可知，A点到B点高度为，B点到圆弧最低点高度为，C点相对于最低点的高度为。则A到C的高度差 代入数据得 根据机械能守恒定律 解得。 在C点，小球受重力和支持力，合力提供向心力。由几何关系，C点半径与竖直方向夹角为，根据牛顿第二定律 代入数据解得 根据牛顿第三定律，小球对小车的压力大小为。 【小问2详解】 小球从C点飞出后做斜抛运动。C点速度，方向沿切线斜向上，与水平方向夹角为。水平分速度 竖直分速度 小球恰好在D点沿切线进入右侧圆弧，小球从C到D做斜抛运动，竖直方向先上抛后下落，时间 水平位移 【小问3详解】 不再固定轮子，小球下滑过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒；只有重力做功，系统机械能守恒。设小球在C点的速度大小为，方向与水平方向成角斜向上；小车速度大小为，方向水平向左。水平方向动量守恒，取向右为正，有 代入数据解得 系统机械能守恒 代入数据解得 20. 在倾角为θ的足够长绝缘斜面上铺设如图所示的金属导轨，顶端OA1、OA2为“”形，D1与D2是两条足够长平行金属导轨的上端点。两电阻不计的平行直金属丝A1D1、A2D2将金属导轨“”形轨道和D1、D2连接，C1、C2是其中间对称的两点。在C1C2上方区域均存在垂直导轨平面向外的匀强磁场B1，D1D2下方区域存在沿导轨平面向上的匀强磁场B2，其他部分无磁场。质量为m的导体棒PQ在导轨上运动，它与D1D2下方区域的动摩擦因数为µ，其余部分摩擦不计，运动过程中始终保持与A1A2平行。已知金属导轨单位长度的电阻为λ，其余电阻均不计，OA1、OA2及导轨间距A1A2均为d且d=2m，m=0.8kg，λ=0.5Ω/m，µ=0.5，θ=30°，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，两磁场互不影响。 （1）若B1=1T，金属棒PQ从“”形轨道上端O点开始，在沿外力作用下以v=1m/s的速度沿导轨匀速下滑，滑至A1A2处撤去外力。 ①求PQ到达A1A2处的瞬间，回路中感应电流的大小与方向； ②若PQ滑过A1A2后下滑x=3.6m再次达到匀速（未离开磁场B1），求变速过程的时间t； ③若PQ单位长度的电阻也为λ，求PQ滑动至OA1、OA2的中点连线处瞬间，PQ两端的电势差UPQ； （2）若磁场B1、B2均从0开始随时间以的变化率均匀增加，让金属PQ从D1D2处由静止释放，同时对PQ施加平行于导轨向下的外力F，使其做加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动，求经过多少时间，外力F达到最大值。 【答案】（1）①1A，从上向下看为顺时针方向；②2s；③ （2） 【解析】 【小问1详解】 ①PQ到达A1A2处的瞬间，感应电动势大小为 回路中感应电流的大小为 根据右手定则可知，感应电流的方向从上向下看为顺时针方向； ②PQ滑过A1A2后再次达到匀速时，根据平衡条件可得， 解得 对PQ棒，根据动量定理可得，， 联立解得 ③若PQ单位长度的电阻也为λ，则 PQ两端的电势差为 【小问2详解】 沿导轨平面方向，根据牛顿第二定律可得 垂直导轨平面方向，有， 回路中感应电流为 联立解得 根据数学知识可得，当时，即时，外力F达到最大。 21. 质子放射疗法相比传统射线疗法治疗肿瘤，对正常人体组织伤害较小。已知质子释放的能量深度与质子动能关系为：，其物理原理可以简化为如下所述：首先电离氢原子产生初速度可以忽略的质子，经过直线加速器加速到一定能量后进入两个正交的匀强磁场偏转区域和（大小未知），通过改变和的大小可以达到控制质子束的偏转方向以精准到达靶向位置。现以质子离开磁场的位置为坐标原点，以质子进入磁场前速度方向为轴，两个偏转磁场方向分别为轴与轴（它们在轴方向上宽度均为），目标靶与平面平行，靶到坐标圆点的距离为l，如图所示。其中、、、l均已知，且。质子质量为，电荷量为，不计质子重力和一切阻力。 （1）高能质子进入人体后与氧原子碰撞后将放出中子，请写出其核反应方程。 （2）若需要质子释放深度为，使用的直线加速器加速电场为，求加速的直线长度。 （3）若质子以进入偏转磁场，在磁场中偏转角度很小（当角度很小时，），且已知和，求质子打在靶上的坐标。 （4）基于（3）问，现需要控制偏转磁场大小让质子束在靶上打出一以为圆心、半径为的圆形轨迹，请画出-t和-t图像。 【答案】（1） （2） （3） （l，，） （4） 【解析】 【小问1详解】 质子轰击氧核，打出中子，根据质量数和电荷数守恒得 【小问2详解】 直线加速器匀强电场，电场力做功等于动能增量 由深度公式 联立方程解得 【小问3详解】 ​质子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力 因偏转角很小，则磁场沿x宽度d，偏转圆心角 出磁场后直线段长l，总侧向偏移 沿z方向偏移，沿y方向偏移。 联立方程解得： y方向偏移量：，z方向偏移量 靶面平行yOz，x坐标恒为l，因此打在靶上坐标：（l，，） 【小问4详解】 要求质子在靶上形成以 为圆心、半径为的圆，即满足：​ 令，代入第三问结果得 即 和​需满足圆关系，为形成匀速圆周运动，应使二者相位差，例如：，即如下图： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 2025学年第二学期 高三5月月考 物理 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交回。 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 我国量子通信卫星“墨子号”采用单光子作为信息载体。已知单光子能量与频率的关系为，其中的单位可表示为（ ） A. B. C. D. 2. 2026年央视春晚武术节目《武BOT》中，数十台宇树科技人形机器人与塔沟武校的武术演员同台表演，完成了前空翻、后空翻、腾空360度翻转等高难度动作。在下列研究情境中，可将机器人视为质点的是（ ） A. 研究机器人完成空翻动作时的身体姿态 B. 研究机器人从舞台一侧移动到另一侧的路径长度 C. 研究机器人手持双节棍时手腕的转动轨迹 D. 研究机器人与小演员对练棍法时的肢体协调 3. 如图所示，一直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯处于静止状态，直梯的重心位于直梯的几何中心，其情景可以抽象成图乙模型，梯子AB和竖直墙的夹角为。则下面说法正确的是（ ） A. 直梯受到5个力作用 B. 墙面对直梯的支持力垂直于AB向上 C. 地面对直梯的作用力沿图中BA方向 D. 角减小，直梯仍能静止，地面对梯子的摩擦力减小 4. 有关下列四幅图的说法正确的是（ ） A. 甲：中高压输电线上方的两条导线与大地连接，将高压线屏蔽避免遭雷击 B. 乙：中电容器在图示时刻处于放电状态 C. 丙：光敏电阻在光照减少时，载流子增多，导电性能变好 D. 丁：将A球偏离平衡位置后释放，振动稳定时C球的振动周期大于B球 5. 如图，一块涂有感光材料的长方形纸板竖立在水平桌面的边缘。一个荧光球静止在桌面边缘，它经过感光板时能直接在感光板上留下痕迹，记录小球的运动轨迹。先将长纸板由静止释放，一段时间后将小球沿桌面向右水平抛出。小球与纸板不接触，从板的右侧离开板面，桌面足够高，不计空气阻力，则小球在板面上留下的痕迹可能是（ ） A. B. C. D. 6. 库仑力和万有引力的性质相似。如图所示电子在库仑力的作用下绕质子做椭圆运动，其中为椭圆的长轴，CD为短轴。已知在相同时间内电子和质子的连线扫过的面积相等，则下列说法正确的是（ ） A. 电子从A点向B点运动，机械能守恒 B. 电子从C到D与从D到C的时间相等 C. 电子距离质子越远，所受库仑力越小，速度越大 D. 电子在椭圆轨道上两点的速度比等于两点所在位置到质子距离的反比 7. 高血压已成为危害人类健康的一种常见病，血管变细是其诱因之一。设血液通过血管时受到的阻力与血液流速成正比，即（其中与血管粗细无关）。为维持血液匀速流动，血管两端需要有一定的压强差。若血液流量（单位时间流过的血液体积）不变，若血管内径减为原来的，则将变为原来的（ ） A. B. C. D. 8. 某手机充电装置由理想变压器、四个二极管构成的桥式电路和滤波电容组成，如图所示。变压器原副线圈匝数比，副线圈两端、间接有4个理想二极管组成的桥式电路，、端接电容器和手机电池，手机电池可视为纯电阻负载。现在AB端输入电压，则下列说法正确的是（ ） A. 桥式电路中M点电势始终高于N点电势 B. 副线圈的电流经过桥式电路后，通过手机电池的仍是交流电 C. 当二极管中任何一个发生断路故障时，负载上电压的有效值会降低 D. 若电容器两端再并联一个阻值为的纯电阻负载，则此时原线圈的输入功率等于纯电阻的功率和手机电池充电功率之和 9. 蒸发离子显微镜工作原理如图所示，在纳米针尖和荧光屏之间施加一脉冲高压，使针尖表面原子电离，这些正离子在电场作用下从针尖表面脱离（初速度可忽略）并被加速，轰击屏幕后产生亮点，在屏幕上形成针尖表面原子结构的二维图像。假设该针尖头部为的半球，球心到荧光屏表面的距离，离子质量为，电荷量为。假设离子打到荧光屏上均被吸收，以下说法正确的是（ ） A. 该显微镜的放大倍率为 B. 正离子从针尖射出后做匀加速直线运动 C. 针尖头部半径r越小，针尖表面附近的电场强度越小 D. 若荧光屏单位时间内吸收个离子，则其最大受力为 10. 一根长直光导纤维如图，其截面为同心圆，中间为纤芯，外面为包层，总长为。一束激光从左侧与端面成入射，恰好在纤芯与包层之间发生全反射。纤芯的折射率为，包层折射率，，（已知光从折射率的介质射入折射率的介质，入射角与折射角分别为与，有）。则下列说法正确的是（ ） A. 纤芯的折射率小于包层的折射率 B. 纤芯的折射率 C. 改变入射角，激光不会进入包层 D. 改变入射角，激光在纤芯中的最大传播时间与最小传播时间之比为 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 有关下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 甲：水平矩形闭合线圈从A下落到C的过程中（A、B和B、C间的距离较小），从上向下看感应电流始终沿顺时针方向 B. 乙：金属棒ab在空中做平抛运动，金属棒中产生的感应电动势保持不变 C. 丙：电容式传感器能把物体的速度这个力学量转换为电容这个电学量 D. 丁：强相互作用是引起原子核衰变的原因，即引起中子向质子转变 12. 如图，平面直角坐标系中，x=6m处为介质1与介质2的分界面，两波源、分别位于（0，0）和（12m，0），频率均为2Hz、两波源同时起振且起振方向相同。波在介质1中的传播速度为4m/s，在介质2中的传播速度为2m/s。下列说法正确的是（　　） A. 两列波在介质1中的波长均为2m B. 发出的波刚到达处时，发出的波也刚好到达该点 C. 是两波干涉后稳定的振动加强点，是振动减弱点 D. 的范围内，两波的波程差随位置线性变化，存在6个加强点 13. 弗兰克-赫兹实验证明汞原子能量具有量子化特性，为玻尔理论提供有力支撑。实验装置如图甲所示，在一真空室内充满汞蒸气，由电子发生装置阴极K产生电子，栅极G和集电极A分别接入电路中。电子初速度近似为零，经过KG间电场加速，再经过GA间电场减速。在运动过程中电子可能与汞原子发生碰撞（电子质量很小，因此汞原子碰撞前后动能变化可忽略）。若电子达到集电极A，则会形成电流。实验记录了GK间电压为U，集电极电流为I，结果如图乙所示：电流I的峰值呈周期性出现，峰值的水平间距为4.9V，有关本实验下列说法合理的是（　　） A. 电子的动能为4.9eV的整数倍时，才能激发汞原子 B. 若U=6V时，则一个电子成功激发汞原子后到达集电极A的动能约为0.6eV C. 由乙图可知，汞原子第一激发态与基态的能量差为4.9eV，第二激发态与基态的能量差为9.8eV D. 若将GA间电压从0.5V变为1.0V，其他条件不变，则乙图中各电流峰值对应的电压U会整体增大 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，下列操作正确的是（　　） A. 应选择劲度系数较大的橡皮筋 B. F1、F2的夹角应适当大一点，但必须小于90° C. 不同实验组的学生可以采用不同的标度 D. 在使用弹簧测力计时要注意弹簧测力计中的弹簧不能与外壳摩擦 15. 用多用电表（表盘如图）测量一个约为20Ω的电阻的阻值，从下列操作步骤中选出正确的并进行排序，其操作顺序为_________。 A．将选择开关置于“×1”位置 B．将选择开关置于“×10”位置 C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读数后随即断开 D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆挡“0”刻度 16. 用如图所示的装置验证动量守恒定律，图中的O点为小球抛出点在记录纸上的投影。先使球1多次从斜槽上位置S由静止释放，其平均落地点记为P。再把半径相同的球2置于水平轨道的末端，而后将球1从位置S由静止释放，与球2相碰，重复多次，碰后球1和球2的平均落地点记为M和N。分别测出O点到平均落地点的距离OM、OP、ON（P、M、N未画出），已测得球1的质量为m1，球2的质量为m2，且m1>m2。 （1）下列实验步骤中必要的是（　　） A. 测量球1静止释放的高度h B. 测量抛出点距地面的高度H C. 测量两小球的半径 D. 利用重锤线确定O点的位置 （2）进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设OP=x1、ON=x2，仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。以下有可能反映两球发生弹性碰撞的是（　　） A. B. C. D. 17. 通过实验，某电阻两端的电压与通过它的电流关系，描绘如图所示，在实验过程中，电阻的横截面积和长度保持不变，依据图像分析： （1）电阻阻值为R，其材料电阻率为，由图可知，随着电阻两端的电压增大，则( ) A. R增大，增大 B. R减小，减小 C. R增大，不变 D. R减小，不变 （2）根据图像分析，当电阻两端电压为时，该电阻的功率为______W。 （3）根据图像，推测该实验电路为( ) A. B. C. D. 18. 图甲为战国时期铜汲酒器，我们根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A，储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄没入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3，大气压p0=1.0×105Pa。整个过程大气压和温度均保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。 （1）堵住孔A将汲液器竖直提出液面的过程中，汲液器内气体分子数密度将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），单位时间撞击单位面积器壁次数___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）求x； （3）保持A孔堵住，提起汲液器，在B孔刚要出液面还未出时，此时容器内液面相对于外部液面的高度差为h=20.0cm。缓慢降低室温，同时调节汲液器的竖直位置，保持容器内液面相对于外部液面的高度差为h=20.0cm。则当容器内液面到达长柄一半时，罐内气体放出热量11J，求容器内气体内能变化量∆U。 19. 如图所示，一质量为且左右对称的光滑小车（不计轮子质量）放置于光滑水平面上，轮子被固定住。将一个质量为的小球从点自由释放，其下落之后自B点进入半径为的圆弧部分，滑至点飞出，恰好在点沿切线进入右侧圆弧，最终上升到右侧与开始相同的高度。已知过的半径与竖直方向夹角，，，求： （1）小球在C点对小车的压力大小； （2）l的长度； （3）不再固定轮子，仍将小球从A点自由释放，求小球在C点的速度大小。（结果可用根号表示） 20. 在倾角为θ的足够长绝缘斜面上铺设如图所示的金属导轨，顶端OA1、OA2为“”形，D1与D2是两条足够长平行金属导轨的上端点。两电阻不计的平行直金属丝A1D1、A2D2将金属导轨“”形轨道和D1、D2连接，C1、C2是其中间对称的两点。在C1C2上方区域均存在垂直导轨平面向外的匀强磁场B1，D1D2下方区域存在沿导轨平面向上的匀强磁场B2，其他部分无磁场。质量为m的导体棒PQ在导轨上运动，它与D1D2下方区域的动摩擦因数为µ，其余部分摩擦不计，运动过程中始终保持与A1A2平行。已知金属导轨单位长度的电阻为λ，其余电阻均不计，OA1、OA2及导轨间距A1A2均为d且d=2m，m=0.8kg，λ=0.5Ω/m，µ=0.5，θ=30°，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，两磁场互不影响。 （1）若B1=1T，金属棒PQ从“”形轨道上端O点开始，在沿外力作用下以v=1m/s的速度沿导轨匀速下滑，滑至A1A2处撤去外力。 ①求PQ到达A1A2处的瞬间，回路中感应电流的大小与方向； ②若PQ滑过A1A2后下滑x=3.6m再次达到匀速（未离开磁场B1），求变速过程的时间t； ③若PQ单位长度的电阻也为λ，求PQ滑动至OA1、OA2的中点连线处瞬间，PQ两端的电势差UPQ； （2）若磁场B1、B2均从0开始随时间以的变化率均匀增加，让金属PQ从D1D2处由静止释放，同时对PQ施加平行于导轨向下的外力F，使其做加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动，求经过多少时间，外力F达到最大值。 21. 质子放射疗法相比传统射线疗法治疗肿瘤，对正常人体组织伤害较小。已知质子释放的能量深度与质子动能关系为：，其物理原理可以简化为如下所述：首先电离氢原子产生初速度可以忽略的质子，经过直线加速器加速到一定能量后进入两个正交的匀强磁场偏转区域和（大小未知），通过改变和的大小可以达到控制质子束的偏转方向以精准到达靶向位置。现以质子离开磁场的位置为坐标原点，以质子进入磁场前速度方向为轴，两个偏转磁场方向分别为轴与轴（它们在轴方向上宽度均为），目标靶与平面平行，靶到坐标圆点的距离为l，如图所示。其中、、、l均已知，且。质子质量为，电荷量为，不计质子重力和一切阻力。 （1）高能质子进入人体后与氧原子碰撞后将放出中子，请写出其核反应方程。 （2）若需要质子释放深度为，使用的直线加速器加速电场为，求加速的直线长度。 （3）若质子以进入偏转磁场，在磁场中偏转角度很小（当角度很小时，），且已知和，求质子打在靶上的坐标。 （4）基于（3）问，现需要控制偏转磁场大小让质子束在靶上打出一以为圆心、半径为的圆形轨迹，请画出-t和-t图像。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $