精品解析：天津市天津市南开区南开大学附属中学2025-2026学年高三上学期12月月考物理试题

南开大学附中25-26学年上学期第三次阶段检测 高三物理学科试卷 一、单选题（只有一个正确答案，每题5分，共25分） 1. 2025年7月30日15时49分，我国利用运载火箭长征八号成功发射互联网低轨06组卫星，卫星发射成功后关闭动力系统，由于空气阻力的影响，导致卫星轨道逐渐变化，下列说法正确的是（　　） A. 卫星的轨道高度逐渐变大 B. 卫星的周期逐渐增大 C. 卫星的机械能逐渐减小 D. 卫星的动量逐渐减小 2. 如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子在、两点之间做简谐运动，点为平衡位置，振子到达点开始计时，规定竖直向下为正方向。图乙是弹簧振子做简谐运动的图像，则（　　） A. 弹簧振子在O点时弹力为零 B. 弹簧振子从点经过点再回到点为一次全振动 C. 弹簧振子的振动方程为 D. 弹簧振子在前内的路程为 3. 如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（　　） A. 材料竖直方向尺度减小 B. 极板间电场强度不变 C. 极板间电场强度变大 D. 电容器电容变大 4. 某城市新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。其内部电路简化原理图如图所示，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当随着傍晚到来光照逐渐减弱时，则下列判断正确的是（　　） A. A灯变亮，B灯变亮 B. A灯变亮，B灯变暗 C. 电源的效率变小 D. 上电流的变化量等于上电流变化量 5. 电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向流动，圆管壁上的两点连线为直径，且垂直于磁场方向，两点的电势差为。下列说法错误的是（　　） A. N点电势比M点高 B. 正比于流量Q C. 在流量Q一定时，管道半径越小，越小 D. 若直径与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小 二、多选题（有一个以上正确答案，每题6分，少选得3分，共18分） 6. 一列简谐横波在介质中沿直线传播，其波长大于，a、b为介质中平衡位置相距的两质点，其振动图像如图所示。则时的波形图可能为（ ） A. B. C. D. 7. x轴上有两个不等量点电荷、，两电荷连线上各点电势随位置坐标变化的图像如图所示，图线与轴正交，交点处的纵坐标为，a、b为x轴上关于原点O对称的两个点，原点O处电势最低。正电子的质量为m，电荷量为e，取无穷远处电势为0，下列说法正确的是（　　） A. 、带同种电荷 B. 两电荷电量之比 C. 将一正电子从a点由静止释放，若经过O点时速度为，则a点电势 D. 将一正电子从b点由静止释放，则电场力先做正功后做负功，正电子经过O点后可以到达a点 8. 2关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲是回旋加速器的结构示意图，若仅增大交流电源的电压，则被加速后的粒子从回旋加速器中射出的动能增大 B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出极板是发电机的正极，极板是负极 C. 图丙是某一霍尔元件的原理示意图，若磁感应强度增大，则、两表面间的电压增大 D. 图丁为速度选择器和质谱仪的组合装置示意图，不改变各区域的电场及磁场，从板间向下射入的粒子若能在板间做直线运动，则击中底片同一位置的这些粒子一定是同种粒子 三、实验题（第9题5分，第10题8分，共13分） 9. 学习了单摆后，同学们做“利用单摆测重力加速度”的实验，实验中进行了如下的操作： （1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图1所示，摆球直径d的测量值为______mm。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长L，通过计算得到摆长l。 （2）使摆球在竖直平面内摆动稳定后，当摆球到达______（选填“最低点”或“最高点”）时启动停表开始计时，并记录此后摆球再次经过计时起点的次数n（、2、3……），当时停止计时，此时停表的示数如图2所示，其读数为______s。 （3）经过正确的操作与测量，得到多组周期T与对应的摆长l数值后，画出图像是一条过坐标原点的直线，测得此直线的斜率为k，则实验所测得重力加速度的表达式为______（用k及相关的常数表示）。 （4）若某小组的同学用测量出多组周期T和对应摆长l数值，画出图像如图3所示，造成图线不过坐标原点的原因可能是______。 A. 摆球的振幅过小 B. 将L计为摆长l C. 将计为摆长l D. 摆球质量过大 10. 某同学测量金属丝的电阻R大小。 （1）首先使用多用电表的欧姆挡进行粗测，用“×1”挡正确测量，指针偏转如图所示对应的读数为_________Ω； （2）该同学设计了如图所示的电路，再次开展测量，除学生电源(输出电压为4V)、滑动变阻器、开关、导线外，还提供如下器材： A．电压表（量程0—15V，内阻约15kΩ） B．电压表（量程0—3V，内阻约3kΩ） C．电流表（量程0—3A，内阻约0.025Ω） D．电流表（量程0—0.6A，内阻约0.125Ω） ①为了测量准确，实验时应选用_________测量电压U，应选用_________测量电流I；（填器材前对应字母） ②关于该实验下列哪些说法是正确的？_________ A．电压表内阻分流引起的误差是系统误差 B．闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于b端 C．滑动变阻器采用图示接法电压U可以调为零 D．通过测量多组数据绘制图像可减小系统误差 四、解答题（共44分） 11. 如图所示，用长的轻绳将小球悬挂在点，初始时将质量的小球拉至某位置由静止释放，当小球下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上、质量的物块发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。碰撞后物块在水平面上滑行的最大距离。已知物块与水平面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，物块、小球均可视为质点，不计空气阻力。求： （1）碰撞后瞬间物块的速度大小； （2）碰撞前瞬间轻绳对小球的拉力大小； （3）碰撞后小球上升的最高点到水平面的距离。 12. 如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆形轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径，电场强度的大小为。一带电荷量的小滑块质量为，与水平轨道间的动摩擦因数，滑块从水平轨道上某处由静止释放，小滑块恰好运动到半圆形轨道的最高点C。g取，求： （1）滑块在水平轨道上由静止释放的位置离N点的距离 （2）滑块通过半圆形轨道中点P点时对轨道压力大小 （3）小滑块经过C点后的落地点离N点的距离。 13. 磁屏蔽技术可以降低外界磁场对屏蔽区域的干扰。如图所示，区域存在垂直平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为（未知）。第一象限内存在边长为的正方形磁屏蔽区ONPQ，经磁屏蔽后，该区域内的匀强磁场方向仍垂直平面向里，其磁感应强度大小为（未知），但满足。某质量为m、电荷量为的带电粒子通过速度选择器后，在平面内垂直y轴射入区域，经磁场偏转后刚好从ON中点垂直ON射入磁屏蔽区域。速度选择器两极板间电压U、间距d、内部磁感应强度大小已知，不考虑该粒子的重力。 （1）求该粒子通过速度选择器的速率； （2）求以及y轴上可能检测到该粒子的范围； （3）定义磁屏蔽效率，若在Q处检测到该粒子，则是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南开大学附中25-26学年上学期第三次阶段检测 高三物理学科试卷 一、单选题（只有一个正确答案，每题5分，共25分） 1. 2025年7月30日15时49分，我国利用运载火箭长征八号成功发射互联网低轨06组卫星，卫星发射成功后关闭动力系统，由于空气阻力的影响，导致卫星轨道逐渐变化，下列说法正确的是（　　） A. 卫星的轨道高度逐渐变大 B. 卫星的周期逐渐增大 C. 卫星的机械能逐渐减小 D. 卫星的动量逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于空气阻力做负功，导致同一轨道时卫星的速度减小，万有引力大于所需的向心力，卫星做近心运动，轨道高度变小，故A错误； C．由于空气阻力做负功，卫星的机械能逐渐减小，故C正确； BD．根据 可得， 由于轨道半径变小，则卫星的周期逐渐减小，卫星的速度逐渐增大，根据可知，卫星的动量逐渐增大，故BD错误。 故选C。 2. 如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子在、两点之间做简谐运动，点为平衡位置，振子到达点开始计时，规定竖直向下为正方向。图乙是弹簧振子做简谐运动的图像，则（　　） A. 弹簧振子在O点时弹力为零 B. 弹簧振子从点经过点再回到点为一次全振动 C. 弹簧振子的振动方程为 D. 弹簧振子在前内的路程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．弹簧振子在O点时弹力等于振子重力，故A错误； B．由于点不是图像的极值点，因此弹簧振子从点经过点再回到点的过程不是一次全振动，故B错误； C．由图乙知周期为，弹簧振子的振幅为 根据角速度与周期之间的公式有 规定竖直向下为正方向，振子到达点开始计时,时刻位移为，可知初相为 则弹簧振子的振动方程为，故C错误； D．弹簧振子在前内的路程为 代入得，故D正确。 故选D。 3. 如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（　　） A. 材料竖直方向尺度减小 B. 极板间电场强度不变 C. 极板间电场强度变大 D. 电容器电容变大 【答案】A 【解析】 【详解】BCD．根据电容的决定式可知，根据题意可知极板之间电压不变，极板上所带电荷量变少，极板间距增大，电容减小，极板之间形成匀强电场，根据可知极板间电场强度减小，BCD错误； A．极板间距增大，材料竖直方向尺度减小，A正确； 故选A。 4. 某城市新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。其内部电路简化原理图如图所示，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当随着傍晚到来光照逐渐减弱时，则下列判断正确的是（　　） A. A灯变亮，B灯变亮 B. A灯变亮，B灯变暗 C. 电源的效率变小 D. 上电流的变化量等于上电流变化量 【答案】A 【解析】 【详解】光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大。 AB．外电压增大，A灯变亮；支路R0上的电流减小，R0上的电压减小，又因为外电压增大，所以B灯电压增大，所以B灯变亮，故A正确，B错误； C．因为外电阻变大，根据 可知，电源的效率变大，故C错误； D．对于支路R0，有 其中、，所以 故D错误。 故选A。 5. 电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向流动，圆管壁上的两点连线为直径，且垂直于磁场方向，两点的电势差为。下列说法错误的是（　　） A. N点电势比M点高 B. 正比于流量Q C. 在流量Q一定时，管道半径越小，越小 D. 若直径与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知正离子向下偏，负离子向上偏，故N点电势比M点高，故A正确； BC．设管道半径为r，稳定时，离子受到的洛伦兹力与电场力平衡有 同时有 联立解得 故正比于流量Q；流量Q一定时，管道半径越小，越大； 故B正确，C错误； D．若直径MN与磁场方向不垂直，根据可知此时式中磁场强度为磁感应强度的一个分量，即此时测量时代入的磁场强度偏大，故测得的流量Q偏小； 故D正确。 本题选错误的，故选C。 二、多选题（有一个以上正确答案，每题6分，少选得3分，共18分） 6. 一列简谐横波在介质中沿直线传播，其波长大于，a、b为介质中平衡位置相距的两质点，其振动图像如图所示。则时的波形图可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】根据振动图像可知当波的传播方向为a到b时，， 解得 即 当波的传播方向为b到a时，， 解得 即 同时时，a处于平衡位置，b处于波谷位置，结合图像可知AD符合； 故选AD。 7. x轴上有两个不等量点电荷、，两电荷连线上各点电势随位置坐标变化的图像如图所示，图线与轴正交，交点处的纵坐标为，a、b为x轴上关于原点O对称的两个点，原点O处电势最低。正电子的质量为m，电荷量为e，取无穷远处电势为0，下列说法正确的是（　　） A. 、带同种电荷 B. 两电荷电量之比 C. 将一正电子从a点由静止释放，若经过O点时速度为，则a点电势 D. 将一正电子从b点由静止释放，则电场力先做正功后做负功，正电子经过O点后可以到达a点 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图可知轴上的和之间的电势都大于零，故两个点电荷一定都是正电荷，故A正确； B．在处图像切线的斜率为零，则该点处的电场强度为零，有 解得，故B错误； C．将一正电子从a点由静止释放，若经过O点时速度为，由动能定理可得 可得，故C正确； D．将一正电子从点由静止释放初始动能为零，由于点电势大于点电势，正电子在点的电势能大于点电势能，根据能量守恒可知，不可能到达点，故D错误。 故选AC。 8. 2关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲是回旋加速器的结构示意图，若仅增大交流电源的电压，则被加速后的粒子从回旋加速器中射出的动能增大 B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出极板是发电机的正极，极板是负极 C. 图丙是某一霍尔元件的原理示意图，若磁感应强度增大，则、两表面间的电压增大 D. 图丁为速度选择器和质谱仪的组合装置示意图，不改变各区域的电场及磁场，从板间向下射入的粒子若能在板间做直线运动，则击中底片同一位置的这些粒子一定是同种粒子 【答案】BC 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做圆周运动有（R为D形盒半径） 动能 整理得 可知若仅增大交流电源的电压，则加速后的粒子从回旋加速器中射出的动能不变，故A错误； B．图乙根据左手定则可知，正电荷向下偏转，所以B极板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B正确； C．图丙最终带电粒子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有 解得 若磁感应强度增大，则a、b两表面间的电压增大，故C正确； D．图丁在速度选择器中有 在偏转磁场中有 整理得 可知击中底片同一位置的粒子比荷相同，但不一定是同种粒子，故D错误。 故选BC。 三、实验题（第9题5分，第10题8分，共13分） 9. 学习了单摆后，同学们做“利用单摆测重力加速度”的实验，实验中进行了如下的操作： （1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图1所示，摆球直径d的测量值为______mm。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长L，通过计算得到摆长l。 （2）使摆球在竖直平面内摆动稳定后，当摆球到达______（选填“最低点”或“最高点”）时启动停表开始计时，并记录此后摆球再次经过计时起点的次数n（、2、3……），当时停止计时，此时停表的示数如图2所示，其读数为______s。 （3）经过正确的操作与测量，得到多组周期T与对应的摆长l数值后，画出图像是一条过坐标原点的直线，测得此直线的斜率为k，则实验所测得重力加速度的表达式为______（用k及相关的常数表示）。 （4）若某小组的同学用测量出多组周期T和对应摆长l数值，画出图像如图3所示，造成图线不过坐标原点的原因可能是______。 A. 摆球的振幅过小 B. 将L计为摆长l C. 将计为摆长l D. 摆球质量过大 【答案】（1）18.4 （2） ①. 最低点 ②. 67.5 （3） （4）B 【解析】 【小问1详解】 10分度游标卡尺的精确值为，由图可知摆球直径d的测量值为 【小问2详解】 [1]摆球在竖直平面内摆动稳定后，当摆球到达最低点时启动停表开始计时。 [2]由图示秒表可知，其读数为 【小问3详解】 由单摆周期公式，可得 可知图像的斜率为 解得重力加速度为 【小问4详解】 题图3图线不通过坐标原点，将图线向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同的周期下，摆长偏小1cm，可能是测摆长时漏掉了摆球的半径，将L计为摆长l。 故选B。 10. 某同学测量金属丝的电阻R大小。 （1）首先使用多用电表的欧姆挡进行粗测，用“×1”挡正确测量，指针偏转如图所示对应的读数为_________Ω； （2）该同学设计了如图所示的电路，再次开展测量，除学生电源(输出电压为4V)、滑动变阻器、开关、导线外，还提供如下器材： A．电压表（量程0—15V，内阻约15kΩ） B．电压表（量程0—3V，内阻约3kΩ） C．电流表（量程0—3A，内阻约0.025Ω） D．电流表（量程0—0.6A，内阻约0.125Ω） ①为了测量准确，实验时应选用_________测量电压U，应选用_________测量电流I；（填器材前对应字母） ②关于该实验下列哪些说法是正确的？_________ A．电压表内阻分流引起的误差是系统误差 B．闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于b端 C．滑动变阻器采用图示接法电压U可以调为零 D．通过测量多组数据绘制图像可减小系统误差 【答案】 ①. 7 ②. B ③. D ④. AC##CA 【解析】 【详解】（1）[1]电阻大小读数为 7Ω×1=7Ω （2）[2]由于同学们使用学生电源（4V），则为减小读数误差，则应选择量程为0—3V的电压表测量电压U，即实验时应选用B测量电压U。 故选B。 [3]电路中的最大电流为 则应选用量程0—0.6A的电流表测量电流I，即应选用D测量电流I。 故选D。 [4]A．电压表分流属于系统误差，故A正确； B．为保护电路，实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端，使电压表示数为零，故B错误； C．如图所示的电路为分压式电路，可以通过调节滑片使电压表示数为0，即滑动变阻器滑片调到a端，电压表示数为零，故C正确； D．通过测量多组数据绘制图像可减小偶然误差，故D错误。 故选AC。 四、解答题（共44分） 11. 如图所示，用长的轻绳将小球悬挂在点，初始时将质量的小球拉至某位置由静止释放，当小球下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上、质量的物块发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。碰撞后物块在水平面上滑行的最大距离。已知物块与水平面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，物块、小球均可视为质点，不计空气阻力。求： （1）碰撞后瞬间物块的速度大小； （2）碰撞前瞬间轻绳对小球的拉力大小； （3）碰撞后小球上升的最高点到水平面的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 碰撞后物块做匀减速直线运动，有 解得。 【小问2详解】 以水平向左为正方向，小球与物块碰撞过程中动量守恒，有 碰撞为弹性碰撞，则有 解得， 对碰撞前瞬间的小球受力分析有 解得。 【小问3详解】 碰撞后小球从最低点运动到最高点有 解得。 12. 如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆形轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径，电场强度的大小为。一带电荷量的小滑块质量为，与水平轨道间的动摩擦因数，滑块从水平轨道上某处由静止释放，小滑块恰好运动到半圆形轨道的最高点C。g取，求： （1）滑块在水平轨道上由静止释放的位置离N点的距离 （2）滑块通过半圆形轨道中点P点时对轨道压力大小 （3）小滑块经过C点后的落地点离N点的距离。 【答案】（1） （2），方向水平向左 （3） 【解析】 【小问1详解】 小滑块在C点时，重力提供向心力，有 代入题中数据，解得 整个过程，由动能定理得 解得 【小问2详解】 滑块从初位置到达P点，由动能定理得 滑块到达P点时轨道对滑块的弹力和电场力的合力提供向心力，有 联立解得 由牛顿第三定律，P点时滑块对轨道压力大小为 方向水平向左。 【小问3详解】 滑块经C点后，竖直方向做自由落体运动 滑块水平方向做匀减速运动，则有， 联立解得 13. 磁屏蔽技术可以降低外界磁场对屏蔽区域的干扰。如图所示，区域存在垂直平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为（未知）。第一象限内存在边长为的正方形磁屏蔽区ONPQ，经磁屏蔽后，该区域内的匀强磁场方向仍垂直平面向里，其磁感应强度大小为（未知），但满足。某质量为m、电荷量为的带电粒子通过速度选择器后，在平面内垂直y轴射入区域，经磁场偏转后刚好从ON中点垂直ON射入磁屏蔽区域。速度选择器两极板间电压U、间距d、内部磁感应强度大小已知，不考虑该粒子的重力。 （1）求该粒子通过速度选择器的速率； （2）求以及y轴上可能检测到该粒子的范围； （3）定义磁屏蔽效率，若在Q处检测到该粒子，则是多少？ 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由于该粒子在速度选择器中受力平衡，故 其中 则该粒子通过速度选择器的速率为 【小问2详解】 粒子在区域内做匀速圆周运动，从ON的中点垂直ON射入磁屏蔽区域，由几何关系可知 由洛伦兹力提供给向心力 联立可得 由于，根据洛伦兹力提供给向心力 解得 当时粒子磁屏蔽区向上做匀速直线运动，离开磁屏蔽区后根据左手定则，粒子向左偏转，如图所示 根据洛伦兹力提供向心力 可得 故粒子打在y轴3L处，综上所述y轴上可能检测到该粒子的范围为。 【小问3详解】 若在Q处检测到该粒子，如图 由几何关系可知 解得 由洛伦兹力提供向心力 联立解得 其中 根据磁屏蔽效率可得若在Q处检测到该粒子，则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $