广东省广州市2026-2027学年高三上学期开学模拟物理试卷

**基本信息** 以WSBK摩托车赛、低轨卫星互联网等真实情境为载体，融合光电效应、离心分离等核心知识，通过基础辨析与综合建模，考查物理观念与科学思维，适配高三开学学情。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择|10题/46分|力学（圆周运动）、电磁学（电场电势）|结合重金属矿探测情境，考查重力加速度分析，体现科学态度| |实验|2题/18分|游标卡尺测量、压敏电阻特性|设计“渐进弹簧”探究实验，强化科学探究能力| |计算|3题/36分|电子倍增装置、增压水罐供水|电子倍增题综合电场磁场运动，突出模型建构与科学推理|

广东省广州市2026-2027学年高三物理上学期开学模拟卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：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。 第一部分（选择题 共46分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．实验小组探究某金属的光电效应规律，测得遏止电压与入射光频率的关系如图所示。已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．该金属的逸出功为 B．增大入射光强度，也随之增大 C．光电子最大初动能与入射光频率成正比 D．只要照射时间足够长，任意频率的入射光均能使电子逸出 【答案】A 【详解】AB．根据光电效应方程可得 根据动能定理可得 联立可得 由题图可知极限频率为，该金属的逸出功为 增大入射光强度，入射光的频率不变，遏止电压不变，故A正确，B错误； C．根据可知，光电子最大初动能与入射光频率成线性关系，不成正比，故C错误； D．要使电子逸出，发生光电效应现象，入射光的频率需要大于极限频率，故D错误。 故选A。 2．2026年3月28日，世界超级摩托车锦标赛（WSBK）赛场，法国车手驾驶着中国摩托车制造商张雪机车的赛车，连夺SSP组别第一回合与第二回合冠军，实现两连冠。如图所示，赛车手驾驶摩托车在水平路面上转弯时车身向内侧倾斜一定角度，在摩托车转弯过程中，下列说法正确的是（　　） A．地面对车轮的支持力垂直于水平路面向上 B．地面对车轮的支持力沿车身的方向斜向上 C．只要摩托车的速度合适，沿转弯半径方向就可以不受摩擦力作用 D．赛车手与摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 【答案】A 【详解】A B．弹力的方向总是垂直于接触面的，则地面对车轮的支持力垂直于水平路面向上，A正确，B错误； C．由于路面水平，赛车手与摩托车整体做圆周运动向心力只能由摩擦力提供，则转弯时一定会受到摩擦力作用，故 C错误； D．赛车手与摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力的作用，这三个力的合力是向心力，D错误。 故选A。 3．武打片中经常有飞檐走壁的镜头，其实这是借助悬绳拍摄产生的效果，某演员（未画出）在下列四种拍摄场景中均在空中做匀速运动，由绳①和绳②连接演员，若忽略绳所受重力，则绳①受力最小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】分析演员的受力，演员受到自身重力，绳①和绳②的拉力；绳②的拉力方向不变，绳①的拉力方向在变化，三个力使演员处于平衡状态，三个力构成矢量三角形，利用动态三角形进行求解，如图所示 由图可知，当与垂直时最小。 故选A。 4．某同学在参观科技馆时，看到一个有趣的装置：钢球从轨道最底端由静止释放后，会沿轨道运动到最上方，在钢球运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球的重心升高 B．小球的机械能增大 C．轨道对小球的支持力的冲量为0 D．小球对一侧轨道的压力逐渐变大 【答案】D 【详解】A．小球从静止开始运动时，一定是向重心较低的方向移动，即小球的重心降低，A错误； B．小球只在重力作用下运动，则机械能守恒，B错误； C．根据，因轨道对小球的支持力不为零，则轨道对小球的支持力的冲量不为0，C错误； D．设轨道的宽度为d，小球半径为r，轨道倾角为θ，则垂直轨道方向由平衡可知 其中 可得 则随着轨道宽度d逐渐增加，一侧轨道对小球的支持力FN逐渐增加，根据牛顿第三定律可知小球对一侧轨道的压力逐渐变大，D正确。 故选D。 5．地质勘探人员利用重力加速度反常（如地面下方有重金属矿时，重力加速度值比正常值大）可探测地面下的物质分布情况。在地面下某处（远小于地球半径）有一区域内有一重金属矿，探测人员从地面上O点出发，沿水平地面上相互垂直的x、y轴两个方向，测量不同位置的重力加速度值，得到重力加速度值随位置变化如图甲、乙所示，图像的峰值坐标为别为和。由此可初步判断（　　） A．重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 B．重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 C．重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 D．重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 【答案】C 【详解】由图可知在地面，处的重力加速度最大，由于在处重金属矿产生的引力和地球产生的引力直接相加，而在处是金属矿产生的引力分量和地球产生的引力相加，因此，在处重力加速度比处大，且无穷远处的加速度均为g，所以。 故选C。 6．某实验室正在研究一种新型的“人工分子”电子器件。在纳米尺度上将三个带正电的金属探针尖端精确地排列成一个等边三角形，形成三角形的静电势阱阵列。研究人员标记了几个关键位置：为三角形中心；为三边中点；两点关于直线对称，如图所示。实验时，他们向该区域发射探测电子，并测量电子在不同位置的电势能，以绘制出系统的等势面与电场线分布（图中实线即为模拟计算的电场线），规定无穷远处的电势为零。下列说法正确的是（　　） A．点和点的电场强度相同 B．点的电场强度和电势均为零 C．电子在点的电势能相等 D．电子在点的电势能大于在点的电势能 【答案】C 【详解】A．根据图中、的电场线，可知两点的电场强度方向不同，电场强度大小相等，故A错误。 B．根据题意可知，、、为3个带等量正电的点电荷，可知处的电场方向指向外侧，而无穷远处电势为零，故点电势大于零；根据库仑定律，结合3个等量正电荷在等边三角形的顶点，即对称性分布特点，可知处电场强度为零，故B错误。 C．根据对称性特点，可知、、点的电势相等，电子在这三个点的电势能相等，故C正确。 D．根据三个等量点电荷的位置，结合电场的对称性分布特点，可知、处的电势大小相等，电子在这两个点的电势能大小相等，故D错误。 故选C。 7．无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。血液在这个“模拟重力”环境中，也具有“模拟重力势能”。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞a、b，其密度分别为ρa和ρb，它们的大小与周围血浆密度ρ0的关系为ρa<ρ0<ρb。对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．细胞a相对试管向外侧运动，细胞b相对试管向内侧运动 B．细胞a的“模拟重力势能”变小，细胞b的“模拟重力势能”变大 C．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大 D．若某时刻a、b两种细胞沿垂直于转轴方向的速率相等，则“模拟重力”对细胞a做功的功率等于对细胞b做功的功率 【答案】C 【详解】A．转动时细胞做圆周运动需要向心力为 由于a、b两种细胞的ω、r均相同，而ρa<ρ0，细胞a所需的向心力比相同体积的血浆所需的向心力小，则细胞a做向心运动，细胞a相对试管向内侧运动，而ρb>ρ0，细胞b所需的向心力比相同体积的血浆所需的向心力大，则细胞b做离心运动，细胞b相对试管向外侧运动，故A错误； B．“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，细胞b相对试管向外侧运动，“模拟重力”做正功，“模拟重力势能”变小，细胞a相对试管向内侧运动，“模拟重力”做负功，“模拟重力势能”变大，故B错误； C．“模拟重力”大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比，根据 可知，“重力加速度”与其到转轴距离成正比，所以沿转动半径方向向外侧逐渐变大，故C正确； D．根据P=Fvcosθ，若某时刻a、b两种细胞沿垂直于转轴方向的速率相等，由于无法确定a、b细胞的“模拟重力”大小关系，则“模拟重力”对a、b细胞做功的功率大小无法确定，故D错误。 故选C。 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分． 8．如图，在空间直角坐标系Oxyz中有到原点O的距离均相等的a、b、c、d四个点，a、b在x轴上，c在y轴上，d在z轴上。在a、b两点各放置一个带电量为的点电荷。将一个带正电的试探电荷沿直线从c点移动到d点，下列说法正确的是（　　） A．c点和d点的电势相等 B．c点和d点的电场强度相同 C．试探电荷的电势能始终不变 D．试探电荷的电势能先增大后减小 【答案】AD 【详解】A．根据等量同种正点电荷电势的分布特征可知，c点和d点的电势相等，故A正确； B．根据等量同种正点电荷电场的分布特征可知，c点和d点的电场强度大小相等，方向不同，即c点和d点的电场强度不相同，故B错误； CD．带正电的试探电荷沿直线从c点移动到d点过程，试探电荷与原点的间距先减小后增大，根据等量同种正点电荷电场的分布特征可知，电场力先做负功后做正功，则试探电荷的电势能先增大后减小，故C错误，D正确。 故选AD。 9．我国十五五规划将建设低轨卫星互联网列为重点工程。该工程中的国网星座采用500千米以下极低轨与1145千米近地轨的双层架构，兼顾低时延与广覆盖需求。如图，P、Q分别为极低轨和近地轨上的两颗卫星，均以地心为圆心做匀速圆周运动。在两卫星运行过程中，PQ连线和OQ连线的夹角最大值为，则（　　） A．卫星P的加速度大于卫星Q B．P、Q两卫星与点连线在一段时间内扫过的面积相等 C．P、Q两卫星做圆周运动的周期之比为 D．P、Q两卫星做圆周运动的周期之比为 【答案】AC 【详解】A．根据牛顿第二定律及万有引力有 解得，由，则卫星P的加速度大于卫星Q，故A正确； B C D．根据几何关系有，由开普勒第三定律 解得，即 t时间内卫星与地心连线扫过的面积 解得，故BD错误、C正确。 故选AC。 10．如图，坚硬的水平地面上放置一木料，木料上有一个竖直方向的方孔，方孔各侧壁完全相同。木栓材质坚硬，形状为正四棱台，上下底面均为正方形，四个侧面完全相同且与上底面的夹角均为。木栓质量为m，与方孔侧壁的动摩擦因数为。将木栓对准方孔，接触但无挤压，锤子以极短时间撞击木栓后反弹，锤子对木栓冲量为I，方向竖直向下。木栓在竖直方向前进了的位移，未到达方孔底部。若进入的过程方孔侧壁发生弹性形变，弹力呈线性变化，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，则（　　） A．进入过程，木料对木栓的合力的冲量为 B．进入过程，木料对木栓的平均阻力大小约为 C．进入过程，木料和木栓的机械能共损失了 D．木栓前进后木料对木栓一个侧面的最大静摩擦力大小约为 【答案】BD 【详解】A．锤子撞击木栓到木栓进入过程，对木栓分析可知合外力的冲量为0，锤子对木栓的冲量为I，由于重力有冲量，则木料对木栓的合力冲量不为-I，故A错误； B．锤子撞击木栓后木栓获得的动能为 木栓进入过程根据动能定理有 解得平均阻力为 故B正确； C．木栓进入过程损失的动能与重力势能，一部分转化为系统内能另一部分转化为木栓的弹性势能， 故C错误； D．对木栓的一个侧面受力分析如图 由于方孔侧壁弹力成线性变化，则有 且根据B选项求得平均阻力 又因为 联立可得 故D正确。 故选BD。 第二部分（非选择题 共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 11．（8分） “渐进弹簧”是一种特殊弹簧，常用于汽车工业领域。某实验小组设计如下实验探究一渐进式轻质弹簧的特性。弹簧左端固定，右端与质量为（包含挡光片）的滑块接触（不连接），滑块放置于水平气垫导轨上。弹簧处于原长状态时，其右端位于点，光电门位于点右侧。气垫导轨正常工作时，向左缓慢推滑块使弹簧压缩，松手后，滑块被弹出，当滑块上的挡光片经过光电门时，记录挡光时间。 (1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，示数如图2所示，则挡光片宽度________mm。 (2)滑块通过光电门时的速度为________（用字母和表示）。 (3)弹簧压缩量为时的弹性势能________（用字母、和表示）。多次实验，记录弹性势能和对应的弹簧压缩量的关系如下表 弹性势能 压缩量 根据表格数据可得与________（选填“”、“”或“”）成正比，弹簧弹力大小与压缩量成________（选填“正比”“线性关系”或“非线性关系”）关系。 【答案】(1)3.2 (2) (3) 非线性关系 【详解】（1）游标尺0刻度位于主尺后，游标尺第2条刻度与主尺对齐，因此总读数为 （2）挡光片宽度很小，用挡光片通过光电门的平均速度近似表示瞬时速度，因此 （3）[1] 气垫导轨阻力可忽略，由机械能守恒可得，弹簧弹性势能全部转化为滑块动能，因此 [2]根据表格数据：时，，因此与成正比。 [3]若弹力与压缩量为线性关系，由平均力法可得弹性势能 而本题中，，因此弹力与压缩量为非线性关系。 12．（10分） 某些固体材料受到压力作用后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于受到压力作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”，采用这种材料制成的电阻被称为压敏电阻。某压敏电阻在不同压力作用下的阻值如图1所示。 (1)测量压力为0时压敏电阻的阻值。实验器材如下： 电池组：电动势约为，内阻小于 电流表A：量程，内阻 电压表V：量程，内阻未知 压敏电阻 滑动变阻器：最大阻值为 开关、导线若干 ①请用笔画线代替导线，把图2中的实物电路连接完整________。 ②开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到________（选填“最左端”或“最右端”）。 ③当压敏电阻受到压力为0时，电流表读数为，电压表示数如图3所示，读数为________，则此时压敏电阻的阻值________（用题中所给的字母表示）。 (2)若测得压力为0时该压敏电阻的阻值为。把该压敏电阻改造成一个载物平台，设计一个测量物体重力的装置，实验电路图如图4所示。 ①组装电路，平台上不放重物时，调节电阻箱的阻值为时，电流表满偏。 ②平台上放置重物时，调节电阻箱阻值为时，电流表也满偏；则此时压敏电阻的阻值________，该重物的重力________（结果均保留1位小数）。 【答案】(1) 最左端 2.20 (2) 12.0 5.0 【详解】（1）[1]由于电流表内阻已知，电压表内阻未知，为消除系统误差，应采用电流表内接法，如下图 [2]闭合开关前，滑动变阻器接入电路阻值应最大，故滑片应调到最左端。 [3][4]电压表量程为，分度值为，故读数为。根据欧姆定律， 解得 （2）[1][2]电流表满偏，说明电路电流不变，电源电动势和内阻不变，故电路总电阻不变。即 其中，，。解得 由图1可知， 时，重物重力 13．（12分） 如图所示为利用增压水罐为楼房供水的原理示意图，一增压水罐竖直放置于水平地面上，其底面积为，高为，底部两侧分别安装有较细的进水管和供水管，顶部有一呈左右水平放置的较细进气管与罐内气体连通，进气管左端与一横截面积为汽缸底部相连通。汽缸内的活塞可由半径为的转盘和连杆带动在汽缸内做缓慢地往复运动，连杆与转盘、活塞分别通过位于转盘边缘的铰链A和位于活塞中心的铰链B相连。当铰链A位于圆盘最右端时，连杆水平且活塞位于汽缸的底部。活塞上和汽缸底部与进气管连通处均安装有可向右侧开启的单向气阀。供水管与各楼层的水龙头相连。初始时，关闭进气管的阀门和供水管的阀门，此时罐内空气柱高度为，单独打开距离地面高度为处的水龙头时，刚好有水流出。（忽略进气管和供水管的体积，一个标准大气压等于10m高水柱产生的压强。各部分气体所经历的过程可认为温度不变。） (1)打开进气管的阀门，活塞由最左端缓慢向右运动压缩标准状态下的空气，活塞向右运动的位移为多少时，阀门打开？ (2)如果需要使位于地面72m高处的水龙头单独打开时刚好有水流出，活塞至少需要向右压缩空气多少次？ 【答案】(1) (2)次 【详解】（1）位于32m高处的水龙头刚好出水，则供水管内水面与罐内水面高度差高压水罐内气体的压强为 活塞压缩汽缸内的空气压强等于罐内气体压强是，阀门打开，对汽缸内的气体，由玻意耳定律可得 解得活塞的位移为 （2）若使得位于72m高处的水龙头刚好出水，则罐内气体压强为 根据玻意耳定律可得 解得次 14．（12分） 如图，AB是倾角为的固定斜轨道，BC是以恒定速率v0顺时针转动的水平传送带，紧靠C端有半径为R、质量为M置于光滑水平面上的可动半圆弧轨道，水平面和传送带BC处于同一高度，各连接处平滑过渡。现有质量为m的物块，从轨道AB上与B相距L的P点由静止下滑，经传送带末端C点滑入圆弧轨道。物块与传送带间的动摩擦因数为μ，其余接触面均光滑。已知R=0.36m，L=1.6m，v0=5m/s，m=0.2kg，M=1.8kg，μ=0.25，重力加速度取g=10m/s2。不计空气阻力，物块视为质点，传送带足够长。求： (1)物块滑到B点处的速度大小； (2)物块从B到C点过程因摩擦产生的热量； (3)物块到达圆弧轨道最高点时对轨道的压力。 【答案】(1) (2) (3)3N，方向竖直向上 【详解】（1）物块从P到B点，根据动能定理可得 解得 （2）物块从B点匀加速运动到与传送带共速v0，对物块有，， 解得， 对传送带有 根据功能关系可得 解得 （3）物块从进入圆弧槽到达最高点过程，根据水平方向动量守恒和能量守恒可得， 解得，（，，不符合实际舍掉） 物块在圆弧槽最高点时，有 解得 根据牛顿第三定律，物块在圆弧槽最高点时对轨道的压力大小3N，方向竖直向上。 15．（12分） 电子倍增技术常用于信号放大，从而使得信号达到可识别、抗噪的程度。某工程师设计了一款电子倍增装置，其大致示意图（截面图）如图所示：空间中从左往右分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，Ⅰ和Ⅲ三区域分布着磁感应强度相同、垂直纸面向里的匀强磁场，Ⅱ区域中长为3L电子倍增器MN和PQ相距4L平行放置，中轴线上放置电极板，在空间中分别形成向下、向上的匀强电场。带电粒子在装置里的运动轨迹如图所示，粒子在分界线上的a、b、c、d四点以恒定大小的速度水平穿进、穿出电场和磁场，且穿进电场或磁场时，电场强度或磁感应强度恰好发生变化，使得运动轨迹保持不变。现初速度为零，质量为m，带电量为ne的负电粒子经电压为U的加速电场加速后，从a点进入下方电场。已知a和c与倍增器的距离均为L，电子倍增器类似弹性挡板，当带电粒子与倍增器发生接触时，电荷量变为原来的k（）倍，水平方向速度保持不变，垂直方向速度大小不变，方向反向，接触时间忽略不计，重力忽略不计，忽略电磁场变化时产生的电磁感应效应。 (1)若，求： ①带电粒子开始进入电场时，电场强度E的大小； ②带电粒子第一次进入磁场时，磁感应强度B大小； (2)从开始进入电场，到第一次回到a点的过程中运动的时间。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）设粒子经加速电场后的速度大小为，由动能定理得 解得 粒子在下方电场中运动时，碰撞前、后的电荷量大小分别为，。设相应的竖直加速度大小分别为，，由牛顿第二定律得， 设粒子从点运动到下方倍增器的时间为，碰撞后运动到点的时间为。碰撞时竖直速度大小为，粒子到达点时竖直速度减为零，故 解得 粒子的水平速度始终为，由水平方向的位移关系得 解得 由竖直方向的位移关系得 结合前述结果得 由牛顿第二定律得 代入前述,解得 设粒子碰撞后上升到点的高度为，由匀变速直线运动速度与位移的关系得， 点距上方倍增器为，两倍增器相距，而点距下方倍增器为,因此点与点的竖直距离为 粒子在右侧磁场中的轨迹为半圆，其半径为,粒子第一次进入磁场时的电荷量大小为，由洛伦兹力提供向心力得 由上述向心力方程整理得 代入前述和,解得 （2）设粒子在任意一段电场运动中，碰撞前的竖直加速度大小为，到达倍增器前的竖直速度大小为，由匀变速直线运动速度与位移的关系得 碰撞后电荷量变为原来的倍，同一段电场内的竖直加速度大小变为，由匀变速直线运动速度与位移的关系得 因此点距下方倍增器、点距上方倍增器均为。这一结论只使用碰撞前、后加速度的倍数关系，不需要假设上、下两段电场轨迹关于中轴线对称。一般下各关键点到倍增器的距离及两段磁场轨迹的半径关系如图所示。 粒子在每段电场区域内的水平位移均为，水平速度大小始终为，故两段电场运动的总时间为 由两倍增器相距，点和点距相应倍增器均为，可知右侧磁场中点与点的竖直距离为 左侧磁场中点与点的竖直距离为 两段磁场轨迹均为半圆，半径分别为 粒子在磁场中的速度大小保持为，故两段磁场运动的总时间为 因此粒子第一次回到点所用的时间为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 广东省广州市2026-2027学年高三物理上学期开学模拟卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：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。 第一部分（选择题 共46分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．实验小组探究某金属的光电效应规律，测得遏止电压与入射光频率的关系如图所示。已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．该金属的逸出功为 B．增大入射光强度，也随之增大 C．光电子最大初动能与入射光频率成正比 D．只要照射时间足够长，任意频率的入射光均能使电子逸出 2．2026年3月28日，世界超级摩托车锦标赛（WSBK）赛场，法国车手驾驶着中国摩托车制造商张雪机车的赛车，连夺SSP组别第一回合与第二回合冠军，实现两连冠。如图所示，赛车手驾驶摩托车在水平路面上转弯时车身向内侧倾斜一定角度，在摩托车转弯过程中，下列说法正确的是（　　） A．地面对车轮的支持力垂直于水平路面向上 B．地面对车轮的支持力沿车身的方向斜向上 C．只要摩托车的速度合适，沿转弯半径方向就可以不受摩擦力作用 D．赛车手与摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 3．武打片中经常有飞檐走壁的镜头，其实这是借助悬绳拍摄产生的效果，某演员（未画出）在下列四种拍摄场景中均在空中做匀速运动，由绳①和绳②连接演员，若忽略绳所受重力，则绳①受力最小的是（　　） A．B．C． D． 4．某同学在参观科技馆时，看到一个有趣的装置：钢球从轨道最底端由静止释放后，会沿轨道运动到最上方，在钢球运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球的重心升高 B．小球的机械能增大 C．轨道对小球的支持力的冲量为0 D．小球对一侧轨道的压力逐渐变大 5．地质勘探人员利用重力加速度反常（如地面下方有重金属矿时，重力加速度值比正常值大）可探测地面下的物质分布情况。在地面下某处（远小于地球半径）有一区域内有一重金属矿，探测人员从地面上O点出发，沿水平地面上相互垂直的x、y轴两个方向，测量不同位置的重力加速度值，得到重力加速度值随位置变化如图甲、乙所示，图像的峰值坐标为别为和。由此可初步判断（　　） A．重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 B．重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 C．重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 D．重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 6．某实验室正在研究一种新型的“人工分子”电子器件。在纳米尺度上将三个带正电的金属探针尖端精确地排列成一个等边三角形，形成三角形的静电势阱阵列。研究人员标记了几个关键位置：为三角形中心；为三边中点；两点关于直线对称，如图所示。实验时，他们向该区域发射探测电子，并测量电子在不同位置的电势能，以绘制出系统的等势面与电场线分布（图中实线即为模拟计算的电场线），规定无穷远处的电势为零。下列说法正确的是（　　） A．点和点的电场强度相同 B．点的电场强度和电势均为零 C．电子在点的电势能相等 D．电子在点的电势能大于在点的电势能 7．无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。血液在这个“模拟重力”环境中，也具有“模拟重力势能”。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞a、b，其密度分别为ρa和ρb，它们的大小与周围血浆密度ρ0的关系为ρa<ρ0<ρb。对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．细胞a相对试管向外侧运动，细胞b相对试管向内侧运动 B．细胞a的“模拟重力势能”变小，细胞b的“模拟重力势能”变大 C．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大 D．若某时刻a、b两种细胞沿垂直于转轴方向的速率相等，则“模拟重力”对细胞a做功的功率等于对细胞b做功的功率 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分． 8．如图，在空间直角坐标系Oxyz中有到原点O的距离均相等的a、b、c、d四个点，a、b在x轴上，c在y轴上，d在z轴上。在a、b两点各放置一个带电量为的点电荷。将一个带正电的试探电荷沿直线从c点移动到d点，下列说法正确的是（　　） A．c点和d点的电势相等 B．c点和d点的电场强度相同 C．试探电荷的电势能始终不变 D．试探电荷的电势能先增大后减小 9．我国十五五规划将建设低轨卫星互联网列为重点工程。该工程中的国网星座采用500千米以下极低轨与1145千米近地轨的双层架构，兼顾低时延与广覆盖需求。如图，P、Q分别为极低轨和近地轨上的两颗卫星，均以地心为圆心做匀速圆周运动。在两卫星运行过程中，PQ连线和OQ连线的夹角最大值为，则（　　） A．卫星P的加速度大于卫星Q B．P、Q两卫星与点连线在一段时间内扫过的面积相等 C．P、Q两卫星做圆周运动的周期之比为 D．P、Q两卫星做圆周运动的周期之比为 10．如图，坚硬的水平地面上放置一木料，木料上有一个竖直方向的方孔，方孔各侧壁完全相同。木栓材质坚硬，形状为正四棱台，上下底面均为正方形，四个侧面完全相同且与上底面的夹角均为。木栓质量为m，与方孔侧壁的动摩擦因数为。将木栓对准方孔，接触但无挤压，锤子以极短时间撞击木栓后反弹，锤子对木栓冲量为I，方向竖直向下。木栓在竖直方向前进了的位移，未到达方孔底部。若进入的过程方孔侧壁发生弹性形变，弹力呈线性变化，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，则（　　） A．进入过程，木料对木栓的合力的冲量为 B．进入过程，木料对木栓的平均阻力大小约为 C．进入过程，木料和木栓的机械能共损失了 D．木栓前进后木料对木栓一个侧面的最大静摩擦力大小约为 第二部分（非选择题 共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 11．（8分） “渐进弹簧”是一种特殊弹簧，常用于汽车工业领域。某实验小组设计如下实验探究一渐进式轻质弹簧的特性。弹簧左端固定，右端与质量为（包含挡光片）的滑块接触（不连接），滑块放置于水平气垫导轨上。弹簧处于原长状态时，其右端位于点，光电门位于点右侧。气垫导轨正常工作时，向左缓慢推滑块使弹簧压缩，松手后，滑块被弹出，当滑块上的挡光片经过光电门时，记录挡光时间。 (1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，示数如图2所示，则挡光片宽度________mm。 (2)滑块通过光电门时的速度为________（用字母和表示）。 (3)弹簧压缩量为时的弹性势能________（用字母、和表示）。多次实验，记录弹性势能和对应的弹簧压缩量的关系如下表 弹性势能 压缩量 根据表格数据可得与________（选填“”、“”或“”）成正比，弹簧弹力大小与压缩量成________（选填“正比”“线性关系”或“非线性关系”）关系。 12．（10分） 某些固体材料受到压力作用后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于受到压力作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”，采用这种材料制成的电阻被称为压敏电阻。某压敏电阻在不同压力作用下的阻值如图1所示。 (1)测量压力为0时压敏电阻的阻值。实验器材如下： 电池组：电动势约为，内阻小于 电流表A：量程，内阻 电压表V：量程，内阻未知 压敏电阻 滑动变阻器：最大阻值为 开关、导线若干 ①请用笔画线代替导线，把图2中的实物电路连接完整________。 ②开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到________（选填“最左端”或“最右端”）。 ③当压敏电阻受到压力为0时，电流表读数为，电压表示数如图3所示，读数为________，则此时压敏电阻的阻值________（用题中所给的字母表示）。 (2)若测得压力为0时该压敏电阻的阻值为。把该压敏电阻改造成一个载物平台，设计一个测量物体重力的装置，实验电路图如图4所示。 ①组装电路，平台上不放重物时，调节电阻箱的阻值为时，电流表满偏。 ②平台上放置重物时，调节电阻箱阻值为时，电流表也满偏；则此时压敏电阻的阻值________，该重物的重力________（结果均保留1位小数）。 13．（12分） 如图所示为利用增压水罐为楼房供水的原理示意图，一增压水罐竖直放置于水平地面上，其底面积为，高为，底部两侧分别安装有较细的进水管和供水管，顶部有一呈左右水平放置的较细进气管与罐内气体连通，进气管左端与一横截面积为汽缸底部相连通。汽缸内的活塞可由半径为的转盘和连杆带动在汽缸内做缓慢地往复运动，连杆与转盘、活塞分别通过位于转盘边缘的铰链A和位于活塞中心的铰链B相连。当铰链A位于圆盘最右端时，连杆水平且活塞位于汽缸的底部。活塞上和汽缸底部与进气管连通处均安装有可向右侧开启的单向气阀。供水管与各楼层的水龙头相连。初始时，关闭进气管的阀门和供水管的阀门，此时罐内空气柱高度为，单独打开距离地面高度为处的水龙头时，刚好有水流出。（忽略进气管和供水管的体积，一个标准大气压等于10m高水柱产生的压强。各部分气体所经历的过程可认为温度不变。） (1)打开进气管的阀门，活塞由最左端缓慢向右运动压缩标准状态下的空气，活塞向右运动的位移为多少时，阀门打开？ (2)如果需要使位于地面72m高处的水龙头单独打开时刚好有水流出，活塞至少需要向右压缩空气多少次？ 14．（12分） 如图，AB是倾角为的固定斜轨道，BC是以恒定速率v0顺时针转动的水平传送带，紧靠C端有半径为R、质量为M置于光滑水平面上的可动半圆弧轨道，水平面和传送带BC处于同一高度，各连接处平滑过渡。现有质量为m的物块，从轨道AB上与B相距L的P点由静止下滑，经传送带末端C点滑入圆弧轨道。物块与传送带间的动摩擦因数为μ，其余接触面均光滑。已知R=0.36m，L=1.6m，v0=5m/s，m=0.2kg，M=1.8kg，μ=0.25，重力加速度取g=10m/s2。不计空气阻力，物块视为质点，传送带足够长。求： (1)物块滑到B点处的速度大小； (2)物块从B到C点过程因摩擦产生的热量； (3)物块到达圆弧轨道最高点时对轨道的压力。 15．（12分） 电子倍增技术常用于信号放大，从而使得信号达到可识别、抗噪的程度。某工程师设计了一款电子倍增装置，其大致示意图（截面图）如图所示：空间中从左往右分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，Ⅰ和Ⅲ三区域分布着磁感应强度相同、垂直纸面向里的匀强磁场，Ⅱ区域中长为3L电子倍增器MN和PQ相距4L平行放置，中轴线上放置电极板，在空间中分别形成向下、向上的匀强电场。带电粒子在装置里的运动轨迹如图所示，粒子在分界线上的a、b、c、d四点以恒定大小的速度水平穿进、穿出电场和磁场，且穿进电场或磁场时，电场强度或磁感应强度恰好发生变化，使得运动轨迹保持不变。现初速度为零，质量为m，带电量为ne的负电粒子经电压为U的加速电场加速后，从a点进入下方电场。已知a和c与倍增器的距离均为L，电子倍增器类似弹性挡板，当带电粒子与倍增器发生接触时，电荷量变为原来的k（）倍，水平方向速度保持不变，垂直方向速度大小不变，方向反向，接触时间忽略不计，重力忽略不计，忽略电磁场变化时产生的电磁感应效应。 (1)若，求： ①带电粒子开始进入电场时，电场强度E的大小； ②带电粒子第一次进入磁场时，磁感应强度B大小； (2)从开始进入电场，到第一次回到a点的过程中运动的时间。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $