精品解析：2026届陕西西安市西北工业大学附属中学高三下学期大练习十三物理试题

高2026届物理大练习十三 一、单选题（共28分） 1. 下列关于固体、液体、气体的说法中正确的是（　　） A. 玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端就会变钝，这是由于高温使分子无规则热运动加剧的缘故 B. 用磙子压紧土壤，有助于保存地下的水分 C. 液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性 D. 某种液体是否浸润固体，仅由液体性质决定，与固体的性质无关 【答案】C 【解析】 【详解】A．玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故，故A错误； B．用磙子压紧土壤，使土壤中的毛细管变的更细，增强毛细现象，使地下水到地面上来，故B错误； C．液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，故C正确； D．浸润与不浸润与两种接触物质的性质有关，水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，故D错误。 故选C。 2. 矩形波是一种非正弦曲线的波形，其高电平在一个波形周期内占有的时间比值称为占空比，也可理解为电路释放能量的有效释放时间与总时间的比值，占空比为50%的矩形波称之为方波。关于如图所示矩形波，下列说法正确的是（　　） A. 若占空比为，输入电压的有效值为 B. 若占空比为，输入电压的有效值为 C. 若占空比为，输入电压的有效值为 D. 若占空比为，输入电压的有效值为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．若占空比为，根据有效值的概念可知 解得输入电压的有效值为，AB错误； CD．若占空比为，根据有效值的概念可知 解得输入电压的有效值为，C正确，D错误。 故选C。 3. 如图（俯视图），光滑水平面上有一个匀质金属圆环，直线边界线右侧有一竖直向下且足够大的匀强磁场，圆环从边界线左侧以初速度垂直边界线向右进入匀强磁场，圆环完全进入磁场后恰好静止。若仅将圆环半径变为原来的2倍，单位长度的质量和电阻均不变，改变初速度后以同样方式进入磁场，圆环完全进入磁场后仍恰好静止，则圆环中通过的电荷量与半径改变前圆环中通过的电荷量之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设单位长度电阻为，圆环周长 电阻 圆环在进入磁场的过程中，根据，， 解得 磁通量从0增加到 所以 即，所以。 故选B。 4. 某实验小组要测量金属铝的逸出功，经讨论设计出如图所示实验装置，实验方法是：把铝板放置在水平桌面上，刻度尺紧挨着铝板垂直桌面放置，灵敏度足够高的荧光板与铝板平行，并使整个装置处于竖直向上、电场强度为E的匀强电场中；让波长为λ的单色光持续照射铝板表面，将荧光板向下移动，发现荧光板与铝板距离为d时，荧光板上刚好出现辉光。已知普朗克常量为h，光在真空中传播速度为c，电子电量为e，质量为。下列说法正确的是（　　） A. 金属铝的逸出功为 B. 从铝板逸出的光电子的初动能均为Eed C. 将荧光板继续向下移动，移动过程中荧光板上的辉光强度会增强 D. 将荧光板固定在某一位置，增大入射光波长，板上的辉光强度一定增强 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由题意可得 解得金属铝的逸出功为 从铝板逸出的光电子的最大初动能为Eed，选项AB错误； C．将荧光板继续向下移动，则达到荧光板的光电子会增加，则移动过程中荧光板上的辉光强度要增加，选项C正确； D．将荧光板固定在某一位置，增大入射光波长，则光电子最大初动能减小，则达到板上的电子数减小，则板上的辉光强度减小，选项D错误。 故选C。 5. 如图所示，无限长直导线A、B和以点p为圆心的圆形导线C、D固定在xy平面内。导线C、D有强度相同的恒定电流，导线B中有强度为I0、方向为+x的电流。导线C在p点产生的磁感应强度B0。当导线A中的电流改变时，导线A~D的电流在p点产生的磁感应强度大小如下表，下列叙述正确的是（　　） 导线A的电流 导线A~D的电流在p点产生的磁感应强度大小 强度 方向 0 无 0 I0 +y ？ I0 -y B0 A. 表格中的“?”应填入2B0 B. 导线B中电流在p点产生的磁感应强度大小为B0 C. 导线D中电流在p点产生的磁感应强度比导线B产生的要小 D. 导线C中电流在p点产生的磁感应强度方向是垂直xy平面向内 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，当导线A中的电流为0时，p点的合磁感应强度为零，即B、C、D三条导线产生的合磁场为零，当A中的电流为-I0时，p点的合磁感应强度为B0，方向应垂直纸面向外，所以当A中的电流为I0时，p点的合磁感应强度仍为B0，方向应垂直纸面向里，故A错误； B．由于A、B导线到p点距离相等，所以B中电流在p点产生的磁感应强度大小为B0，故B正确； CD．B、C的磁感应强度均为B0，D的磁感应强度大于B0，所以一定是B+C的磁感应强度大小等于D的磁感应强度大小（为2B0），则C的磁感应强度方向和B一致，均向外，故CD错误； 故选B。 6. 四个相同的匀质小球放在光滑水平桌面上，用一根绳子把四个球约束起来，绳子恰无拉力，四个小球的质量均为m，半径都为R，如图所示，再将一个相同小球放在原四球中间正上方，因受绳子约束，下面四个小球并未分离，处于静止状态。设系统处处无摩擦，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 上面小球所受力的合力为 B. 下面每个小球对地面的压力为 C. 上面小球对下面每个小球的压力为 D. 绳子张力为 【答案】D 【解析】 【详解】A．上面小球处于静止状态，所以合力为0，故A项错误； B．对整体分析有 由于四个小球接触地面，所以下面每个小球对地面压力为，故B项错误； CD．相邻小球球心间距离为2R，上面小球与下面小球连线与竖直夹角为，由几何关系 ， 上面小球平衡有 即 下面各球N的水平分力 绳子张力 故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，两个完全相同的轻质小滑轮P、Q固定在天花板上，一段不可伸长的轻质细绳通过滑轮，两端分别系住小球A、B，现用一轻质光滑小挂钩将小球C挂在滑轮PQ之间的水平细绳的中间位置上，静止释放小球C，在小球C下降的某时刻，拉小球C的细绳与水平方向成角。已知三小球ABC的质量均为m，A、B小球始终没有与P，Q相撞，忽略一切阻力，，，则下列关于小球C在下降过程中说法正确的个数为（　　） ①ABC三小球组成的系统机械能守恒 ②小球C重力做功的瞬时功率先变大后变小 ③ABC三小球的速度大小的关系为 ④当时小球C下降到最低点 A. 4个 B. 3个 C. 2个 D. 1个 【答案】B 【解析】 【详解】系统只有重力做功（绳子拉力为内力，做功的代数和为 0），无其他外力做功，因此系统机械能守恒，① 正确。 重力的瞬时功率公式 初始时 C 静止​，功率为 0；下降到最低点时，C 的速度为0，功率也为0； 中间过程​先增大后减小，因此功率P先变大后变小，② 正确。 A、B 的速度等于绳子的速率​。 C 的速度​沿竖直方向，将其分解为沿绳和垂直绳的分量，沿绳分量为 因此，③ 正确。 设拉小球C的细绳与水平方向成θ角时，C球下降到最低点，此时三球速度均为0，根据机械能守恒可知，C球减少的势能等于AB球增加的势能。 设两滑轮间的距离为2L，根据机械能守恒定律 解得，④错误。 正确说法有三个，故选B。 二、多选题（共18分） 8. 关于教材中的四幅图，下列说法正确的是（　　） A. 图甲，扼流圈是利用了电感器对直流的阻碍作用 B. 图乙，示波管的XX'偏转电极通常接入的是扫描电压 C. 图丙，真空冶炼炉利用迅速变化的电流使炉内金属产生涡流进而使金属熔化 D. 图丁，肥皂膜上看到的彩色条纹是由薄膜表面的入射波和反射波共同形成的 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲，扼流圈是利用了电感器对交流的阻碍作用，具有“通直流，阻交流”作用，故A错误； B．图乙，示波管的XX'偏转电极通常接入的是扫描电压，接入信号电压，故B正确； C．图丙，真空冶炼炉利用迅速变化的电流使炉内金属产生涡流进而使金属熔化，故C正确； D．图丁，肥皂膜上看到的彩色条纹是由薄膜前后表面的反射波共同形成的，故D错误。 故选BC。 9. 如图甲所示，水平粗糙导轨左侧接有定值电阻，导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距。一质量，阻值的金属棒在水平向右拉力F作用下由静止开始从CD处运动，金属棒与导轨间动摩擦因数，金属棒的图像如图乙所示，取，下列说法正确的是（　　） A. 时，安培力的大小 B. 拉动过程中，拉力F做的功等于金属棒的焦耳热与克服摩擦力所做的功之和 C. 从起点到发生位移的过程中，金属棒产生的焦耳热为 D. 从起点到发生位移的过程中，拉力F做的功 【答案】AD 【解析】 【详解】A．时，速度 电动势 电流 安培力，故A正确； B．拉动过程中，由图像可知金属棒速度一直增大，初动能为零，末动能不为零，因此拉力F做的功等于回路中产生的焦耳热、金属棒克服摩擦力所做的功与金属棒动能的变化量之和，故B错误； C．回路中产生的焦耳热等于安培力做的功，速度为时的安培力大小 极短位移内安培力做功 从起点到发生位移的过程中，安培力做功 其中为图在内与横轴所围的面积，有 使用相关数据计算出安培力做功为 由于，因此金属棒产生的焦耳热为，故C错误； D．由能量守恒得 将，和相关数据代入得拉力F做的功，故D正确。 故选AD。 10. 一绝缘的固定倾斜斜面，斜面倾角为，空间中存在沿斜面向下的匀强电场，电场强度为。质量为m的物块M、N用一根不可伸长的轻绳绕过滑轮连接，M带正电，电荷量为q，N不带电，N一端与弹簧连接，弹簧另一端固定在地面上，劲度系数为k。初始时有外力作用使M静止在斜面上，轻绳恰好伸直，使M从静止释放，第一次到达最低点的时间为t，不计一切摩擦。则（ ） A. 释放时M的加速度为 B. M下滑的最大速度为 C. M下滑的最大距离为 D. M下滑的距离为时，所用时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．初始时，弹簧弹力等于N的重力，弹簧处于压缩状态，即 可得 释放M时，弹簧弹力不会突变，对M和N，根据牛顿第二定律 可得释放时M的加速度为，A错误； B．当M、N的加速度为零，M的速度最大，设此时弹簧的伸长量为，根据平衡条件 解得 由于，可知弹簧弹性势能不变，M从开始运动到速度达到最大过程，根据动能定理 联立解得M下滑的最大速度为，B正确； CD．以速度最大位置为原点，斜面向上为正方向，M、N所受的合外力与位移的关系满足 可知M、N做简谐运动，刚释放M时，加速度，根据简谐运动的对称性可知当M下滑的最大距离时，加速度大小也为，根据牛顿第二定律 解得M下滑的最大距离为 根据题意，M、N做简谐运动的周期 从释放开始计时，位移随时间变化的表达式为 当下滑距离为时，代入数据有 可得 即M下滑的距离为时，所用时间为，故D正确，C错误。 故选BD。 三、实验题（共12分） 11. 某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧秤两个，橡皮条，细绳套，刻度尺，图钉。 （1）具体操作前，同学们提出了如下实验建议，其中正确的有________。 A．使用弹簧秤时，施力方向应沿其轴线，且弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦 B．实验时，拉伸的橡皮条可以不和两细绳套夹角的角平分线在一条直线上 C．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同 D．只用一个弹簧秤，无法完成该实验 （2）该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示，其中对于提高实验精度最有利的是________。 【答案】 ①. BC##CB ②. B 【解析】 【详解】（1）[1]A．实验中拉弹簧秤时，只需要让弹簧秤与外壳间没有摩擦，即需要沿着轴线的方向拉动弹簧秤，与弹簧秤外壳与木板间是否有摩擦无关，故A错误； B．实验时，拉伸的橡皮条，只需让两橡皮条张开适当的角度，不能过小也不能过大，不需要使两细绳套与两细绳套夹角的角平分线在一条直线上，故B正确； C．只需要保证在同一次实验中，前后两次拉动橡皮筋，使结点O的位置重合即可，而重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，故C正确； D．若只有一个弹簧秤，可用一个弹簧秤钩住其中一根细绳套，用手拉住其中一根细绳套然后互成角度的拉动弹簧秤，记录弹簧秤的示数，即两细绳套的方向，然后在两细绳套方向不变的基础上，手和弹簧秤互换，用弹簧秤去拉动另外一个细绳套，记录弹簧秤的示数，同样可以完成实验，故D错误。 故选BC。 （2）[2]A．为了便于确定拉力的方向，拉橡皮筋的细绳套要稍长一些，同时在白纸上描点时，所描的点不要太靠近结点，故A错误； B．图中所描的点到结点的距离适中，力的大小适中、两个力的夹角也适中，故B正确； C．实验中，两分力应适当大些，读数时引起的相对误差会更小，而图中读数过小，容易引起较大的实验误差，故C错误； D．图中两分力夹角过小，作图时容易引起实验误差，故D错误。 故选B。 12. 某科学小组制作了一个可以测量角度的半圆弧形电阻丝，其中半圆弧ab是电阻率为ρ、横截面积为S且粗细均匀的电阻丝，圆弧的圆心在O点，半径为r，OP为可绕O旋转的金属指针，P端可在圆弧ab上滑动且接触良好，R为滑动变阻器，A1为理想电流表，A2为内阻大小为RA的电流表，指针OP及导线电阻不计。 （1）甲同学按照图甲连接电路，闭合开关S1、S2，旋转OP使其到达圆弧ab的某一位置，该位置OP与Oa的夹角为θ（θ用弧度制表示），调节滑动变阻器，使电流表A1、A2有适当的示数，读出此时电流表A1、A2的示数I1、I2，此时θ与I1、I2的关系式为θ=___________（用题中相关物理量的字母表示）； （2）保持开关S1、S2闭合，甲同学将指针OP调至θ=π，观察到此时电流表A1的示数为2.00A，电流表A2的示数为1.00A，调节指针OP的位置，并调节滑动变阻器R，使电流表A1的示数保持不变，则当电流表A2的示数为0.50A时对应指针OP所处位置弧度为___________； （3）乙同学想利用该装置测定实验所用电源的电动势和内阻，他保持开关S1闭合，断开S2，保持滑动变阻器阻值R不变，改变指针OP的位置，记录每次OP位置对应的弧度θ和电流表A1的示数I，得到多组数据，并作出图像如图乙所示。其中图线斜率为k，与纵轴截距为b，则该电源的电动势和内阻可表示为E=_________，r0=_________。（用R、S、ρ、r、k、b表示）。 【答案】（1） （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 根据并联电路特点可知，电阻丝两端的电压 电流 由欧姆定律可得，金属丝的电阻 结合电阻定律可得 联立解得 【小问2详解】 指针OP调至θ=π时，结合上述分析则有 同理可得 联立解得 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路的欧姆定律可得 变形可得 结合图像可知， 解得， 四、解答题（共62分） 13. 一款温控报警装置的原理图如图所示。固定在水平地面上的导热气缸内，质量横截面积的活塞密封一定质量的理想气体，活塞的上表面涂有导电物质。初始状态下活塞到气缸底部的高度，当环境温度缓慢升至时，活塞开始缓缓上升。温度继续升高，当活塞与两触点接触时，蜂鸣器发出报警声，活塞停止上升，此时活塞到气缸底部的高度。报警后温度开始缓慢降低，活塞先静止不动，然后缓缓下降。已知活塞与气缸之间的滑动摩擦力大小恒为，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，外界大气压强，重力加速度大小，活塞厚度忽略不计。求： （1）蜂鸣器刚报警时的环境温度； （2）从最初活塞开始上升到温度再次降至过程中，封闭气体吸收的净热量（扣除放热后净吸收的热量）。 【答案】（1）350K （2）7J 【解析】 【小问1详解】 气体发生等压变化 解得 【小问2详解】 活塞开始缓缓上升过程中 缓缓下降过程中 解得， 升温结束到刚开始下降为等容变化 解得 下降过程仍为等压变化 解得 温度又回到初始，内能不变，根据热力学第一定律可知，吸收热量等于对外做功 14. 跑酷运动员通过在墙壁间左、右跳跃来爬上高墙。如图所示，两墙壁的间距为2m，左墙壁的高度为5m，运动员（可视为质点）向右冲向墙壁，在离右墙壁2m的地方斜向右上方起跳，与右墙壁作用两次，与左墙壁作用一次，第二次到左墙壁时恰好到达左墙壁上沿。运动员每次和墙壁作用前瞬间竖直速度恰好减到零，作用前、后水平速度大小不变、方向反向，作用后瞬间的竖直速度和在地面起跳时的竖直速度相等。已知运动员每次和墙壁的作用时间都为0.1s且与墙面不发生相对滑动，运动员的质量为50kg，重力加速度，不计空气阻力。求： （1）运动员每次与墙壁作用过程中水平方向和竖直方向的平均作用力大小； （2）运动员从起跳后至跳到左墙壁上沿的过程中，机械能的增加量。 【答案】（1）， （2）1875J 【解析】 【小问1详解】 由分析可知，运动员跳到5m的高墙是4段相同的抛物线轨迹，每一段的水平位移为2m，竖直位移为 且每次上升1.25m时竖直方向的速度恰好减到零，设每次上升1.25m的时间间隔为，竖直方向的初始速度为，则根据运动学公式有， 解得， 设运动员水平方向的运动速度为，由于水平方向做的是匀速直线运动，则有 解得 设墙壁对人的平均作用力的水平分量为，以反弹后的水平运动方向为正方向，则在水平方向列动量定理方程有 解得 设墙壁对人的平均作用力的竖直分量为，以竖直向上为正方向，则在竖直方向列动量定理方程有 解得 【小问2详解】 以地面为重力势能的零势能面，运动员起跳后瞬间的动能为 运动员跳到左墙壁上沿时的机械能为 故运动员从起跳后至跳到左墙壁上沿的过程中，机械能的增加量为 15. 太阳磁暴产生的高能质子流可能撞击处在高轨道的卫星，导致一些卫星器件失效。该场景简化模型如图所示：在赤道平面内有质子流平行射向地球，假设在赤道上空的地磁场为环形区域匀强磁场，磁感应强度为B，方向与赤道平面垂直。已知地球半径为R，静止卫星轨道半径R1=7R，有效磁场半径R2=14R，质子电荷量为q，质量为m，不考虑质子间的相互作用及地球公转。求： （1）质子的速度至少多大才可能撞击静止卫星？ （2）假设某次磁暴中，某个质子沿着地心方向进入磁场后恰好与静止卫星轨道擦肩而过，则与这一质子相同速度的质子流从进入磁场至到达静止卫星轨道处的最短时间为多少？（结果用反三角函数表示：若sinθ=A，则θ=arcsinA，若cosθ=A，则θ=arccosA） （3）若某次磁暴中分布在赤道上的探测器显示只有的赤道范围没有检测到质子，求到达赤道的质子可能包含的速度大小范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 质子以速度进入环形匀强磁场做圆周运动，运动轨道半径为，由洛伦兹力提供向心力，有 解得 质子能够撞击静止卫星的最小轨道如图所示 由图可知，当质子沿磁场左侧边缘相切进入磁场时，能够撞击静止卫星的轨道半径最小，此时的速度即为撞击静止卫星的最小速度，由几何关系，有 解得， 故质子的速度大小至少为才可能撞击静止卫星 【小问2详解】 质子沿着地心方向进入磁场后恰好与静止卫星轨道擦肩而过的运动轨道如图所示 设质子运动轨道半径为，由几何关系，有 解得 质子流从进入磁场至到达静止卫星轨道处的距离最短的运动轨迹如图所示 由几何关系可知，最短轨迹对应的圆心角满足关系 解得 质子流在匀强磁场做圆周运动的周期为 质子流从进入磁场至到达静止卫星轨道处的最短时间为 解得 【小问3详解】 由（1）分析可知，当质子沿磁场左侧边缘相切进入磁场时，质子能够到达赤道的最小轨道半径满足 解得 质子进入环形匀强磁场做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 解得能够到达赤道的质子速度大小至少为 探测器显示只有的赤道范围没有检测到质子，则未检测到质子的赤道范围对应的圆心角为 到达赤道的质子的运动轨道如图所示 由几何关系，有 设到达赤道的质子最大轨道半径为，由几何关系，有 解得 由几何关系，有 解得 联立解得 质子做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 解得到达赤道的质子最大速度大小为 且 故质子流可以到达赤道最左侧边缘，综合上述，到达赤道的质子可能包含的速度大小范围为 16. 离子注入是半导体掺杂的核心技术，其原理是利用电磁场对离子束进行筛选、加速和精准控制，我国科研团队在此领域取得重要突破。如图甲所示，简化装置由离子源、扇形分析磁场、直线加速器和磁场注入区组成。其工作流程如下：离子源将掺杂物质电离。电离出的正离子因具有微小初速度（大小可忽略）形成离子束，再经电压为的电场加速后，获得相同速率。接着以散射角（很小）进入正立的扇形匀强磁场区域（磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，圆弧对应的圆心角为）。此区域不仅能将比荷为的正离子从另一侧直线边界的狭缝中筛选出来，还能对离子进行汇聚（离子离开时的散射角为），其中垂直扇形边界入射的离子恰好垂直边界出射。筛选出的某离子在时进入由4个理想金属细圆筒（筒内磁感应强度和电场强度均为零）组成的直线加速器，每个圆筒内的运动时间为。加速器与扇形磁场边界垂直，其、两端接入有效值为、周期为的交变电压，波形如图乙所示。经圆筒间隙瞬时加速后的离子沿圆筒轴线进入垂直于纸面向里的磁场注入区，以入射点为原点建立坐标系。在区域，磁感应强度大小为；在区域，磁感应强度大小为。其中，末级圆筒长度大于，大小不计的半导体晶圆平行于轴放置在直线上的某处。忽略离子间相互作用、边界效应及相对论效应，。不计离子重力和的平方项。 （1）求离子在扇形磁场中的运动半径； （2）求第3个金属圆筒的长度以及离子进、出扇形分析磁场时，其速度方向与狭缝法线夹角的比值； （3）为使离子束能恰好垂直注入到晶圆表面，求参数应满足的条件。 【答案】（1） （2）， （3）①若，即时 第一种情况： ，取正整数且 第二种情况： ，取正整数且 ②若，即时，则即可。 第一种情况：，取正整数 第二种情况：，取正整数 【解析】 【小问1详解】 加速电场中 解得 扇形磁场中 离子在扇形磁场中的运动半径 【小问2详解】 从离子源到第三个筒一共加速三次 解得 筒内磁感应强度和电场强度均为零，可知第3个金属圆筒的长度 如图1，由几何关系、正弦定理可得 又，化简得 离子进、出扇形分析磁场时，其速度方向与狭缝法线夹角的比值为 【小问3详解】 加速全过程 解得 在磁场B中， 由几何关系易知弦长 在磁场中， 由几何关系易知弦长 第一种情况：离子沿方向垂直注入晶圆，如图 故 又，则 第二种情况：离子沿方向垂直注入晶圆，如图 故 又，则 又离子不能打到第4个圆筒，故 离子不能出左边界，故 即 ①若，即时，第一种情况： ， 故，取正整数且 第二种情况： ， 故，取正整数且 ②若，即时，则即可。 第一种情况：，取正整数 第二种情况：，取正整数 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高2026届物理大练习十三 一、单选题（共28分） 1. 下列关于固体、液体、气体的说法中正确的是（　　） A. 玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端就会变钝，这是由于高温使分子无规则热运动加剧的缘故 B. 用磙子压紧土壤，有助于保存地下的水分 C. 液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性 D. 某种液体是否浸润固体，仅由液体性质决定，与固体的性质无关 2. 矩形波是一种非正弦曲线的波形，其高电平在一个波形周期内占有的时间比值称为占空比，也可理解为电路释放能量的有效释放时间与总时间的比值，占空比为50%的矩形波称之为方波。关于如图所示矩形波，下列说法正确的是（　　） A. 若占空比为，输入电压的有效值为 B. 若占空比为，输入电压的有效值为 C. 若占空比为，输入电压的有效值为 D. 若占空比为，输入电压的有效值为 3. 如图（俯视图），光滑水平面上有一个匀质金属圆环，直线边界线右侧有一竖直向下且足够大的匀强磁场，圆环从边界线左侧以初速度垂直边界线向右进入匀强磁场，圆环完全进入磁场后恰好静止。若仅将圆环半径变为原来的2倍，单位长度的质量和电阻均不变，改变初速度后以同样方式进入磁场，圆环完全进入磁场后仍恰好静止，则圆环中通过的电荷量与半径改变前圆环中通过的电荷量之比为（　　） A. B. C. D. 4. 某实验小组要测量金属铝的逸出功，经讨论设计出如图所示实验装置，实验方法是：把铝板放置在水平桌面上，刻度尺紧挨着铝板垂直桌面放置，灵敏度足够高的荧光板与铝板平行，并使整个装置处于竖直向上、电场强度为E的匀强电场中；让波长为λ的单色光持续照射铝板表面，将荧光板向下移动，发现荧光板与铝板距离为d时，荧光板上刚好出现辉光。已知普朗克常量为h，光在真空中传播速度为c，电子电量为e，质量为。下列说法正确的是（　　） A. 金属铝的逸出功为 B. 从铝板逸出的光电子的初动能均为Eed C. 将荧光板继续向下移动，移动过程中荧光板上的辉光强度会增强 D. 将荧光板固定在某一位置，增大入射光波长，板上的辉光强度一定增强 5. 如图所示，无限长直导线A、B和以点p为圆心的圆形导线C、D固定在xy平面内。导线C、D有强度相同的恒定电流，导线B中有强度为I0、方向为+x的电流。导线C在p点产生的磁感应强度B0。当导线A中的电流改变时，导线A~D的电流在p点产生的磁感应强度大小如下表，下列叙述正确的是（　　） 导线A的电流 导线A~D的电流在p点产生的磁感应强度大小 强度 方向 0 无 0 I0 +y ？ I0 -y B0 A. 表格中的“?”应填入2B0 B. 导线B中电流在p点产生的磁感应强度大小为B0 C. 导线D中电流在p点产生的磁感应强度比导线B产生的要小 D. 导线C中电流在p点产生的磁感应强度方向是垂直xy平面向内 6. 四个相同的匀质小球放在光滑水平桌面上，用一根绳子把四个球约束起来，绳子恰无拉力，四个小球的质量均为m，半径都为R，如图所示，再将一个相同小球放在原四球中间正上方，因受绳子约束，下面四个小球并未分离，处于静止状态。设系统处处无摩擦，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 上面小球所受力的合力为 B. 下面每个小球对地面的压力为 C. 上面小球对下面每个小球的压力为 D. 绳子张力为 7. 如图所示，两个完全相同的轻质小滑轮P、Q固定在天花板上，一段不可伸长的轻质细绳通过滑轮，两端分别系住小球A、B，现用一轻质光滑小挂钩将小球C挂在滑轮PQ之间的水平细绳的中间位置上，静止释放小球C，在小球C下降的某时刻，拉小球C的细绳与水平方向成角。已知三小球ABC的质量均为m，A、B小球始终没有与P，Q相撞，忽略一切阻力，，，则下列关于小球C在下降过程中说法正确的个数为（　　） ①ABC三小球组成的系统机械能守恒 ②小球C重力做功的瞬时功率先变大后变小 ③ABC三小球的速度大小的关系为 ④当时小球C下降到最低点 A. 4个 B. 3个 C. 2个 D. 1个 二、多选题（共18分） 8. 关于教材中的四幅图，下列说法正确的是（　　） A. 图甲，扼流圈是利用了电感器对直流的阻碍作用 B. 图乙，示波管的XX'偏转电极通常接入的是扫描电压 C. 图丙，真空冶炼炉利用迅速变化的电流使炉内金属产生涡流进而使金属熔化 D. 图丁，肥皂膜上看到的彩色条纹是由薄膜表面的入射波和反射波共同形成的 9. 如图甲所示，水平粗糙导轨左侧接有定值电阻，导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距。一质量，阻值的金属棒在水平向右拉力F作用下由静止开始从CD处运动，金属棒与导轨间动摩擦因数，金属棒的图像如图乙所示，取，下列说法正确的是（　　） A. 时，安培力的大小 B. 拉动过程中，拉力F做的功等于金属棒的焦耳热与克服摩擦力所做的功之和 C. 从起点到发生位移的过程中，金属棒产生的焦耳热为 D. 从起点到发生位移的过程中，拉力F做的功 10. 一绝缘的固定倾斜斜面，斜面倾角为，空间中存在沿斜面向下的匀强电场，电场强度为。质量为m的物块M、N用一根不可伸长的轻绳绕过滑轮连接，M带正电，电荷量为q，N不带电，N一端与弹簧连接，弹簧另一端固定在地面上，劲度系数为k。初始时有外力作用使M静止在斜面上，轻绳恰好伸直，使M从静止释放，第一次到达最低点的时间为t，不计一切摩擦。则（ ） A. 释放时M的加速度为 B. M下滑的最大速度为 C. M下滑的最大距离为 D. M下滑的距离为时，所用时间为 三、实验题（共12分） 11. 某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧秤两个，橡皮条，细绳套，刻度尺，图钉。 （1）具体操作前，同学们提出了如下实验建议，其中正确的有________。 A．使用弹簧秤时，施力方向应沿其轴线，且弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦 B．实验时，拉伸的橡皮条可以不和两细绳套夹角的角平分线在一条直线上 C．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同 D．只用一个弹簧秤，无法完成该实验 （2）该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示，其中对于提高实验精度最有利的是________。 12. 某科学小组制作了一个可以测量角度的半圆弧形电阻丝，其中半圆弧ab是电阻率为ρ、横截面积为S且粗细均匀的电阻丝，圆弧的圆心在O点，半径为r，OP为可绕O旋转的金属指针，P端可在圆弧ab上滑动且接触良好，R为滑动变阻器，A1为理想电流表，A2为内阻大小为RA的电流表，指针OP及导线电阻不计。 （1）甲同学按照图甲连接电路，闭合开关S1、S2，旋转OP使其到达圆弧ab的某一位置，该位置OP与Oa的夹角为θ（θ用弧度制表示），调节滑动变阻器，使电流表A1、A2有适当的示数，读出此时电流表A1、A2的示数I1、I2，此时θ与I1、I2的关系式为θ=___________（用题中相关物理量的字母表示）； （2）保持开关S1、S2闭合，甲同学将指针OP调至θ=π，观察到此时电流表A1的示数为2.00A，电流表A2的示数为1.00A，调节指针OP的位置，并调节滑动变阻器R，使电流表A1的示数保持不变，则当电流表A2的示数为0.50A时对应指针OP所处位置弧度为___________； （3）乙同学想利用该装置测定实验所用电源的电动势和内阻，他保持开关S1闭合，断开S2，保持滑动变阻器阻值R不变，改变指针OP的位置，记录每次OP位置对应的弧度θ和电流表A1的示数I，得到多组数据，并作出图像如图乙所示。其中图线斜率为k，与纵轴截距为b，则该电源的电动势和内阻可表示为E=_________，r0=_________。（用R、S、ρ、r、k、b表示）。 四、解答题（共62分） 13. 一款温控报警装置的原理图如图所示。固定在水平地面上的导热气缸内，质量横截面积的活塞密封一定质量的理想气体，活塞的上表面涂有导电物质。初始状态下活塞到气缸底部的高度，当环境温度缓慢升至时，活塞开始缓缓上升。温度继续升高，当活塞与两触点接触时，蜂鸣器发出报警声，活塞停止上升，此时活塞到气缸底部的高度。报警后温度开始缓慢降低，活塞先静止不动，然后缓缓下降。已知活塞与气缸之间的滑动摩擦力大小恒为，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，外界大气压强，重力加速度大小，活塞厚度忽略不计。求： （1）蜂鸣器刚报警时的环境温度； （2）从最初活塞开始上升到温度再次降至过程中，封闭气体吸收的净热量（扣除放热后净吸收的热量）。 14. 跑酷运动员通过在墙壁间左、右跳跃来爬上高墙。如图所示，两墙壁的间距为2m，左墙壁的高度为5m，运动员（可视为质点）向右冲向墙壁，在离右墙壁2m的地方斜向右上方起跳，与右墙壁作用两次，与左墙壁作用一次，第二次到左墙壁时恰好到达左墙壁上沿。运动员每次和墙壁作用前瞬间竖直速度恰好减到零，作用前、后水平速度大小不变、方向反向，作用后瞬间的竖直速度和在地面起跳时的竖直速度相等。已知运动员每次和墙壁的作用时间都为0.1s且与墙面不发生相对滑动，运动员的质量为50kg，重力加速度，不计空气阻力。求： （1）运动员每次与墙壁作用过程中水平方向和竖直方向的平均作用力大小； （2）运动员从起跳后至跳到左墙壁上沿的过程中，机械能的增加量。 15. 太阳磁暴产生的高能质子流可能撞击处在高轨道的卫星，导致一些卫星器件失效。该场景简化模型如图所示：在赤道平面内有质子流平行射向地球，假设在赤道上空的地磁场为环形区域匀强磁场，磁感应强度为B，方向与赤道平面垂直。已知地球半径为R，静止卫星轨道半径R1=7R，有效磁场半径R2=14R，质子电荷量为q，质量为m，不考虑质子间的相互作用及地球公转。求： （1）质子的速度至少多大才可能撞击静止卫星？ （2）假设某次磁暴中，某个质子沿着地心方向进入磁场后恰好与静止卫星轨道擦肩而过，则与这一质子相同速度的质子流从进入磁场至到达静止卫星轨道处的最短时间为多少？（结果用反三角函数表示：若sinθ=A，则θ=arcsinA，若cosθ=A，则θ=arccosA） （3）若某次磁暴中分布在赤道上的探测器显示只有的赤道范围没有检测到质子，求到达赤道的质子可能包含的速度大小范围。 16. 离子注入是半导体掺杂的核心技术，其原理是利用电磁场对离子束进行筛选、加速和精准控制，我国科研团队在此领域取得重要突破。如图甲所示，简化装置由离子源、扇形分析磁场、直线加速器和磁场注入区组成。其工作流程如下：离子源将掺杂物质电离。电离出的正离子因具有微小初速度（大小可忽略）形成离子束，再经电压为的电场加速后，获得相同速率。接着以散射角（很小）进入正立的扇形匀强磁场区域（磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，圆弧对应的圆心角为）。此区域不仅能将比荷为的正离子从另一侧直线边界的狭缝中筛选出来，还能对离子进行汇聚（离子离开时的散射角为），其中垂直扇形边界入射的离子恰好垂直边界出射。筛选出的某离子在时进入由4个理想金属细圆筒（筒内磁感应强度和电场强度均为零）组成的直线加速器，每个圆筒内的运动时间为。加速器与扇形磁场边界垂直，其、两端接入有效值为、周期为的交变电压，波形如图乙所示。经圆筒间隙瞬时加速后的离子沿圆筒轴线进入垂直于纸面向里的磁场注入区，以入射点为原点建立坐标系。在区域，磁感应强度大小为；在区域，磁感应强度大小为。其中，末级圆筒长度大于，大小不计的半导体晶圆平行于轴放置在直线上的某处。忽略离子间相互作用、边界效应及相对论效应，。不计离子重力和的平方项。 （1）求离子在扇形磁场中的运动半径； （2）求第3个金属圆筒的长度以及离子进、出扇形分析磁场时，其速度方向与狭缝法线夹角的比值； （3）为使离子束能恰好垂直注入到晶圆表面，求参数应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $