精品解析：北京景山学校2026-2027学年高三上学期开学物理试题

北京市景山学校2026~2027学年度第一学期高三开学 物理试卷 2026.8 （考试时间120分钟 满分150分） 本试卷分为选择题（共42分）和非选择题（共58分）两部分，考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（　　） A. “3D电影”的播放和观看利用了光的干涉 B. 水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 C. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D. 一束单色光由空气射入玻璃，这束光的波长变长 2. 某同学用量角器、细线和小钢球制作了一个测量加速度的仪器。如图所示，他用细线将小钢球悬挂于量角器的圆心。某次测量中，他将测量仪置于沿水平路面行驶的车厢的地板上，调整量角器处于竖直平面内，并使量角器的直径边与车辆运动方向平行。车辆行进中观察到细线在一段时间内稳定在刻线的位置（图示位置），由此可知车辆的加速度（　　） A. 大小为，方向水平向右 B. 大小为，方向水平向左 C. 大小为，方向水平向右 D. 大小为，方向水平向左 3. 下列各种物理现象中，与原子核内部变化有关的是（　　） A. 用紫外线照射锌板，锌板向外发射光电子的现象 B. 氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象 C. 用α粒子轰击金箔后，极少数α粒子发生大角度偏转的现象 D. 比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时释放核能的现象 4. 如图所示，一理想变压器原线圈接在）的交流电源上，副线圈与滑动变阻器R相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数减小 C. 变阻器的滑片向a端滑动，电流表的示数增大 D. 变阻器的滑片向a端滑动，变压器的输入功率减小 5. 关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（ ） A. 图甲，摇动手柄使磁铁转动，铝框不动 B. 图乙，真空冶炼炉可以接高电压的恒定电流 C. 图丙，铜盘转动时，穿过铜盘的磁通量不变，铜盘中没有感应电流 D. 图丁，微安表在运输时把正、负接线柱用导线连在一起，对电表起到了保护作用 6. 如图所示，轻弹簧下端连接一重物，用手托住重物并使弹簧处于压缩状态。然后手与重物一同缓慢下降，直至重物与手分离并保持静止。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的弹性势能与物体的重力势能之和先减少再增加 B. 弹簧对重物做的功等于重物机械能的变化量 C. 重物对手的压力随下降的距离均匀变化 D. 手对重物做的功一定等于重物重力势能的变化量 7. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m，可视为质点的小球。重力加速度大小为g。将小球托起至O点，弹簧恰好处于原长，松手后小球在竖直方向做简谐运动，最远能够到达B点，A点为OB的中点。下列说法正确的是（ ） A. O点到B点弹力的冲量大小等于重力冲量的大小 B. O点到B点弹簧先做正功，后做负功 C. O点到A点弹力做功与A点到B点弹力做功一样多 D. 小球经过A点时的加速度大小为g 8. 用小球和轻弹簧组成弹簧振子，使其沿水平方向振动，振动图像如图所示，下列描述正确的是（　　） A. 1~2s内，小球的速度逐渐减小，加速度逐渐增大 B. 2~3s内，弹簧的势能逐渐减小，弹簧弹力逐渐增大 C. t =4s时，小球的动能达到最大值，弹簧的势能达到最小值 D. t =5s时，弹簧弹力为正的最大值，小球的加速度为负的最大值 9. 某同学用如图所示实验来认识超重和失重现象，先保持手指和钩码静止，感受套在手指上的橡皮筋对手指的压力。然后设法使钩码上下振动，手指保持静止感受橡皮筋对手指压力的变化。下列说法中正确的是（　　） A. 钩码下降过程，处于失重状态 B. 钩码上升过程，处于失重状态 C. 钩码下降和上升过程，都能出现失重现象 D. 钩码由最高点下降到最低点的过程，先出现超重现象，后出现失重现象 10. 如图所示，嫦娥五号、天问一号探测器分别在近月、近火星轨道运行。已知火星的质量约为月球质量的9倍、半径约为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布球体，忽略其自转影响，则下列说法正确的是（　　） A. 月球表面重力加速度大于火星表面重力加速度 B. 嫦娥五号绕月球的运行速度大于天问一号绕火星的运行速度 C. 相同时间内，嫦娥五号与月球的连线扫过的面积与天问一号与火星的连线扫过的面积相等 D. 嫦娥五号绕月球转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值小于天问一号绕火星转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值 11. 图中箭头所示的是真空中两点电荷中垂线上某点p的场强方向，关于两点电荷带电性质以及电量多少的判断，下列选项中正确的是（　　） A. ，且带正电 B. ，带正电，带负电 C. ，负电，正电 D. ，正电，负电 12. 如图，等离子体以平行两极板向右的速度v=100m/s进入两极板之间，平行极板间有磁感应强度大小为0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，两极板间的距离为10cm，两极板间等离子体的电阻r=1Ω。某同学在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电路中B点，沿边缘放一个圆环形电极接电路中A点后完成“旋转的液体”实验。若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，上半部分为S极，R0=2.0Ω，闭合开关后，当液体稳定旋转时电压表（视为理想电压表）的示数恒为2.0V，则（　　） A. 玻璃皿中的电流方向由中心流向边缘 B. 由上往下看，液体做顺时针旋转 C. 通过R0的电流为1.5A D. 闭合开关后，R0的热功率为2W 13. 核磁共振（NMR）是一种在化学生物等方面具有极多应用的检验手段。已知氢原子核有自旋，自旋产生微小环形电流，环形电流产生磁场，其效果类似小磁针。如图1所示为核磁共振仪工作原理的简化图。与扫描发生器、射频发生器、探测器相连的线圈分别称作扫描线圈、射频线圈、探测线圈。核磁共振仪开始工作后，扫描线圈中通以强电流，形成水平方向的强磁场。此时氢原子小磁针的运动形式可类比为陀螺：可认为一端固定，另一端点以外界强磁场方向为轴做圆周运动，这一运动形式称为进动，如图2所示。当氢原子小磁针在强磁场中排列稳定后，在射频线圈中通以正弦交变电流。类似核外电子吸收能量跃迁至更高能级，射频线圈产生的电磁波激发氢原子核跃迁至更高能级，氢原子小磁针进动模式因而发生改变。随后撤去射频电流，氢原子小磁针重新回到原进动模式。在这一恢复过程中，大量氢原子小磁针所产生的宏观磁场切割探测线圈，所形成的电流经处理最终成像。下列说法正确的是（ ） A. 氢原子小磁针进动时，原子核的自旋以为轴 B. 氢原子小磁针在重回原进动模式的过程中会释放能量 C. 进动模式恢复过程中，探测线圈中的磁通量不变 D. 射频线圈产生的电磁波频率高于射线 14. 核聚变过程可以释放大量能量。一种典型的聚变反应就是四个氢原子核（质子）结合成一个氦原子核，大约释放28MeV的能量。太阳内部就时刻发生着核聚变。如果想实现人工核聚变，困难在于原子核都带正电，互相排斥，一般情况下不能相互靠近而发生结合，只有在温度达到极高温度时，原子核的热运动速度非常大，才能冲破库仑斥力的壁垒，碰撞到一起发生结合，这叫热核反应。根据统计物理学，绝对温度为T时，粒子的平均动能，其中，叫做玻尔兹曼常量。理论计算表明，当质子的平均动能达到约时，热运动的质子容易发生结合而发生聚变反应。不考虑量子效应及相对论效应，根据以上信息结合经典理论，判断下列说法中正确的是（　　） A. 目前核电站利用核聚变反应 B. 将氦核的核子全部分开，大约需要28MeV的能量，氦核的比结合能约为14MeV C. 若两个质子以相同初动能E0相向运动正碰而恰好结合，则一个质子从远处以初动能2E0与另一个静止的质子发生正碰，也能恰好结合 D. 由以上信息可以估算出发生热核反应时的温度约为量级 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶塞和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺上读取，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表上读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。 （1）在相同温度下，A、B两个小组分别进行了实验，并在同一坐标纸上作出了如图乙所示的图像，两组同学实验所用注射器内的气体质量分别为和，由图像可知______（选填“＞”“＝”或“＜”）。 （2）如图丙，该小组换用传感器继续探究气体等温变化的规律。实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示。实验过程中该同学用手紧紧握住了注射器针筒，则实验得到的图像可能是______。 A. B. C. D. （3）①该小组的同学调整坐标参数后，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的体积，则横坐标表示的物理量是封闭气体的______。 A、热力学温度T B、摄氏温度t C、压强p D、压强的倒数 ②细心的同学发现该图线没有过坐标原点，反映了实验中有一定的误差。若该实验的误差仅由注射器与传感器之间细管中的气体体积导致，由图线可得大小为______mL（结果保留1位有效数字）。 16. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。 ①从图乙可知，摆球的直径为________。 ②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将________。（选填偏大、偏小、不变） （2）第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式________。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。 （3）在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。 17. 某人站在水平地面上，手握住绳（不可伸长）的一端，另一端系有质量为的小球，小球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。某次运动到最低点时，绳的拉力最大且刚好被拉断，小球以速度水平飞出，如图所示。已知手离地面的高度为，手与小球之间的绳长为，绳的质量忽略不计，重力加速度为。 （1）无风时，绳断后小球做平抛运动。求： a．小球运动的水平位移大小； b．绳能承受的最大拉力大小。 （2）若有风吹过时，小球落地时的速度为，求风对小球做的功。 18. 如图所示，在坐标系xOy第一象限内有场强大小为E、方向沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内有半径为2L的圆形匀强磁场，其磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向里且与x轴相切于P点，P点的坐标为。一电子以沿y轴正方向、大小为的初速度从P点射入磁场，经过磁场偏转后通过y轴的Q点进入第一象限。已知电子的质量为m、电荷量数值为e，不计电子重力。求： （1）电子在磁场中运动的半径； （2）若在处有一粒子接收屏。 （i）电子打到屏上点的横坐标； （ii）电子从释放到接收屏的时间。 19. 导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。 如图1所示为固定于水平面的U形平行金属框处于竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，平行导轨间距为L。间接有电阻R，导体棒在与其垂直的水平恒力的作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，恒力方向与速度v相同，始终与导线框形成闭合电路，已知电阻为r，其长度恰好等于平行轨道间距，忽略摩擦阻力、空气阻力和导线框的电阻。已知电子电量为e（绝对值），电路稳定后电子在导体棒中沿导体棒做匀速直线运动。 （1）通过公式推导验证：在时间内，水平恒力对导体棒所做的功W等于金属框总电路中产生的焦耳热Q； （2）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。在此基础上，求出导线中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力的表达式。 （3）实际上，由于电子沿导线方向运动，电子所受洛伦兹力并不沿着导体棒方向，洛伦兹力在垂直于导体棒方向也有分力。而另一方面，通电导体在磁场中也会在的左右两侧产生霍尔电压，相应对电子产生霍尔电场力。将导体棒放大如图2，其宽为d、厚为h，已知单位体积内的自由电子数为n，求。 20. 静电除尘先使空气中的灰尘带一定的电荷，后利用静电场使带电灰尘运动到指定区域进行收集。 （1）现对一个半径为R的圆桶内部区域除尘。一根沿圆桶轴线的细导线作为电极，电极外套一个半径为的圆桶保护管，其轴线与直导线重合。紧贴圆桶内壁加一个薄金属桶作为另一电极，在两电极间加上恒定的电压使得筒壁处电场强度的大小为。已知沿圆桶半径方向电场强度大小为，式中r为所研究的点与直导线的距离。 若设每个灰尘质量相同，电荷量均为，其所受空气阻力与其速度大小成正比（k为大于0的已知常量）。由于灰尘较小，其受电场力作用在空气中达到匀速运动的时间及通过的位移可忽略不计。不计灰尘颗粒之间的作用力及灰尘所受重力。 ①试通过计算，带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到桶壁的过程中，其瞬时速度大小v与r之间的关系； ②请你借鉴教科书中由图像下的面积求位移的方法，画出随r变化的图像，根据图像求出带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到桶壁的时间。 （2）空气分子先电离，尘埃吸附电子而带电，使分子或原子电离需要一定条件。不同于氢原子，多电子原子核，内、外层电子都可能被激发而产生光电效应。内层电子离原子核更近，电离能更大，如果要激发内层电子，需要更大能量。如图1，一束高能电子将某原子内层（如K层）的一个电子击出，形成一个空穴。随后，较外层（如L层）的一个电子跃迁至该空穴，并释放出能量，该能量可能以X光子的形式射出，也可能立即将另一核外电子（如L层或M层的电子）电离，该电子称为俄歇电子： 现用电子动能的电子束轰击某原子，成功激发KLM俄歇过程（即初始空穴为K层、跃迁电子来自L层、逸出电子来自M层）和KLL俄歇过程（逸出电子来自L层）。已知该原子K层的电离能，L层的电离能，已知电子的电荷量，电子质量，光速，普朗克常量。请回答：（计算结果保留一位有效数字） ①求射出的X光子的波长； ②某同学利用如图2示磁场测量俄歇电子动能；俄歇电子从原点O垂直y轴和磁场方向进入匀强磁场，在和处被探测到，通过测得的俄歇电子的动能，求原子M层的电离能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市景山学校2026~2027学年度第一学期高三开学 物理试卷 2026.8 （考试时间120分钟 满分150分） 本试卷分为选择题（共42分）和非选择题（共58分）两部分，考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（　　） A. “3D电影”的播放和观看利用了光的干涉 B. 水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 C. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D. 一束单色光由空气射入玻璃，这束光的波长变长 【答案】B 【解析】 【详解】A．“3D电影”的播放和观看利用了光的偏振现象，故A错误； B．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故B正确； C．电磁波可以在真空中传播，也可以在光导纤维中传播，故C错误； D．光疏介质进入光密介质，由可知其传播速度变慢，单色光在不同的介质中传播的频率不变，由v=λf可知其波长变短，故D错误。 故选B。 2. 某同学用量角器、细线和小钢球制作了一个测量加速度的仪器。如图所示，他用细线将小钢球悬挂于量角器的圆心。某次测量中，他将测量仪置于沿水平路面行驶的车厢的地板上，调整量角器处于竖直平面内，并使量角器的直径边与车辆运动方向平行。车辆行进中观察到细线在一段时间内稳定在刻线的位置（图示位置），由此可知车辆的加速度（　　） A. 大小为，方向水平向右 B. 大小为，方向水平向左 C. 大小为，方向水平向右 D. 大小为，方向水平向左 【答案】D 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律可知 可得 方向水平向左。 故选D。 3. 下列各种物理现象中，与原子核内部变化有关的是（　　） A. 用紫外线照射锌板，锌板向外发射光电子的现象 B. 氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象 C. 用α粒子轰击金箔后，极少数α粒子发生大角度偏转的现象 D. 比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时释放核能的现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故A错误； B．原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故B错误； C．α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故C错误； D．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时原子核发生变化，即原子核内部变化，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，一理想变压器原线圈接在）的交流电源上，副线圈与滑动变阻器R相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数减小 C. 变阻器的滑片向a端滑动，电流表的示数增大 D. 变阻器的滑片向a端滑动，变压器的输入功率减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．该交流电的频率为 选项A错误； B．电压表的示数等于变压器次级电压，根据可知总是不变的，变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数不变，选项B错误； CD．变阻器的滑片向a端滑动，R阻值变大，可知次级电流减小，即电流表的示数减小，根据P=I2U2可知，次级功率减小，则变压器的输入功率减小，选项C错误，D正确。 故选D。 5. 关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（ ） A. 图甲，摇动手柄使磁铁转动，铝框不动 B. 图乙，真空冶炼炉可以接高电压的恒定电流 C. 图丙，铜盘转动时，穿过铜盘的磁通量不变，铜盘中没有感应电流 D. 图丁，微安表在运输时把正、负接线柱用导线连在一起，对电表起到了保护作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使磁铁转动，铝框会同向转动，故A错误； B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生涡流，铁块中产生大量热量，从而冶炼金属，真空冶炼炉不可以接高电压的恒定电流，故B错误； C．当转动铜盘时，导致铜盘切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培力，由楞次定律可知，产生的安培力将阻碍铜盘切割磁感线运动，则铜盘转动将变慢，故C错误； D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，可以减小电表指针摆动角度，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼的原理，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，轻弹簧下端连接一重物，用手托住重物并使弹簧处于压缩状态。然后手与重物一同缓慢下降，直至重物与手分离并保持静止。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的弹性势能与物体的重力势能之和先减少再增加 B. 弹簧对重物做的功等于重物机械能的变化量 C. 重物对手的压力随下降的距离均匀变化 D. 手对重物做的功一定等于重物重力势能的变化量 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题可知，重物的动能变化量为零，由于手对重物的作用力一直竖直向上，将弹簧与重物视作一个整体，故手对整体一直做负功，故弹簧的弹性势能与物体的重力势能之和一直在减少，故A错误； B．弹簧和手对重物的功等于重物机械能的变化量，故B错误； C．由题可知，当弹簧的弹力与重物的重力相等时，手与重物间的弹力为零，则两者分离，设此时弹簧的形变量为，则有 当弹簧处于压缩状态下重物静止缓慢向下，设重物向下降的距离为，则有 联立解得 故C正确； D．物体重力做的功等于重物重力势能的变化量，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m，可视为质点的小球。重力加速度大小为g。将小球托起至O点，弹簧恰好处于原长，松手后小球在竖直方向做简谐运动，最远能够到达B点，A点为OB的中点。下列说法正确的是（ ） A. O点到B点弹力的冲量大小等于重力冲量的大小 B. O点到B点弹簧先做正功，后做负功 C. O点到A点弹力做功与A点到B点弹力做功一样多 D. 小球经过A点时的加速度大小为g 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球从O到B根据动量定理有 IG－I弹 = 0 则O点到B点弹力的冲量大小等于重力冲量的大小，故A正确； B．O点到B点弹簧一直被拉伸，弹簧一直做负功，故B错误； C．O点到A点的弹力要比A点到B点的弹力小，则O点到A点弹力做的功小于A点到B点弹力做的功，故C错误； D．A点为OB的中点，即小球做简谐运动的平衡位置，则小球经过A点时的加速度大小为0，故D错误。 故选A。 8. 用小球和轻弹簧组成弹簧振子，使其沿水平方向振动，振动图像如图所示，下列描述正确的是（　　） A. 1~2s内，小球的速度逐渐减小，加速度逐渐增大 B. 2~3s内，弹簧的势能逐渐减小，弹簧弹力逐渐增大 C. t =4s时，小球的动能达到最大值，弹簧的势能达到最小值 D. t =5s时，弹簧弹力为正的最大值，小球的加速度为负的最大值 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由图可知，1~2s内小球的位移减小，说明弹性势能转化为动能即速度增大，由可知，加速度减小，故A错误； B．由图可知，2~3s内小球的位移增大，说明动能转化弹性势能即弹性势能增大，弹簧弹力逐渐增大，故B错误； C．由图可知，t =4s时，小球位于平衡位置此时动能最大，由能量守恒可知，弹簧的势能达到最小值，故C正确； D．t =5s时，小球的位移正向最大，则弹簧弹力为负的最大值，小球的加速度为负的最大值，故D错误。 故选C。 9. 某同学用如图所示实验来认识超重和失重现象，先保持手指和钩码静止，感受套在手指上的橡皮筋对手指的压力。然后设法使钩码上下振动，手指保持静止感受橡皮筋对手指压力的变化。下列说法中正确的是（　　） A. 钩码下降过程，处于失重状态 B. 钩码上升过程，处于失重状态 C. 钩码下降和上升过程，都能出现失重现象 D. 钩码由最高点下降到最低点的过程，先出现超重现象，后出现失重现象 【答案】C 【解析】 【详解】AD．钩码由最上端向下运动的过程中，先是加速下降，后是减速下降，其加速度的方向先是向下的，后是向上的，所以是先失重后超重；故AD错误； B．钩码由最下端向上运动的过程中，先是加速上升，后是减速上升，其加速度的方向先是向上的，后是向下的，所以是先超重后失重；故B错误； C．钩码下降和上升过程，都有加速度向下的阶段，所以都能出现失重现象，故C正确。 故选C。 10. 如图所示，嫦娥五号、天问一号探测器分别在近月、近火星轨道运行。已知火星的质量约为月球质量的9倍、半径约为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布球体，忽略其自转影响，则下列说法正确的是（　　） A. 月球表面重力加速度大于火星表面重力加速度 B. 嫦娥五号绕月球的运行速度大于天问一号绕火星的运行速度 C. 相同时间内，嫦娥五号与月球的连线扫过的面积与天问一号与火星的连线扫过的面积相等 D. 嫦娥五号绕月球转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值小于天问一号绕火星转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体环绕中心天体表面做圆周运动时有 可得 由此可得月球表面重力加速度与火星表面重力加速度之比为 则月球表面重力加速度小于火星表面重力加速度，故A错误； B．物体环绕中心天体表面做圆周运动时的速度即为第一宇宙速度，因此有 可得第一宇宙速度为 由于月球的重力加速度和半径都较小，则月球的第一宇宙速度较小，故B错误； C．根据开普勒第二定律可知，环绕同一中心天体且轨道半径相同的物体，相同时间内与中心天体中心的连线扫过的面积相等，而嫦娥五号与天问一号所环绕中心天体以及轨道半径均不同，故C错误； D．根据万有引力提供向心力 解得 火星的质量大于月球的质量，故D正确。 故选D。 11. 图中箭头所示的是真空中两点电荷中垂线上某点p的场强方向，关于两点电荷带电性质以及电量多少的判断，下列选项中正确的是（　　） A. ，且带正电 B. ，带正电，带负电 C. ，负电，正电 D. ，正电，负电 【答案】A 【解析】 【详解】合场强向外，且夹在ap、bp连线之间偏右，则可知，且ab均为正电荷，两点电荷电荷在P点的原场强如图所示 故选A。 12. 如图，等离子体以平行两极板向右的速度v=100m/s进入两极板之间，平行极板间有磁感应强度大小为0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，两极板间的距离为10cm，两极板间等离子体的电阻r=1Ω。某同学在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电路中B点，沿边缘放一个圆环形电极接电路中A点后完成“旋转的液体”实验。若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，上半部分为S极，R0=2.0Ω，闭合开关后，当液体稳定旋转时电压表（视为理想电压表）的示数恒为2.0V，则（　　） A. 玻璃皿中的电流方向由中心流向边缘 B. 由上往下看，液体做顺时针旋转 C. 通过R0的电流为1.5A D. 闭合开关后，R0的热功率为2W 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．由左手定则可知，正离子向上偏，所以上极板带正电，下极板带负电，所以由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故AB错误； CD．当电场力与洛伦兹力相等时，两极板间的电压不变，则有 解得 U=Bdv=5V 由闭合电路欧姆定律有 U-UV=I（r+R0） 解得：I=1A，R0的热功率 PR0=I2R0=12×2W=2W 故C错误，D正确。 故选D。 13. 核磁共振（NMR）是一种在化学生物等方面具有极多应用的检验手段。已知氢原子核有自旋，自旋产生微小环形电流，环形电流产生磁场，其效果类似小磁针。如图1所示为核磁共振仪工作原理的简化图。与扫描发生器、射频发生器、探测器相连的线圈分别称作扫描线圈、射频线圈、探测线圈。核磁共振仪开始工作后，扫描线圈中通以强电流，形成水平方向的强磁场。此时氢原子小磁针的运动形式可类比为陀螺：可认为一端固定，另一端点以外界强磁场方向为轴做圆周运动，这一运动形式称为进动，如图2所示。当氢原子小磁针在强磁场中排列稳定后，在射频线圈中通以正弦交变电流。类似核外电子吸收能量跃迁至更高能级，射频线圈产生的电磁波激发氢原子核跃迁至更高能级，氢原子小磁针进动模式因而发生改变。随后撤去射频电流，氢原子小磁针重新回到原进动模式。在这一恢复过程中，大量氢原子小磁针所产生的宏观磁场切割探测线圈，所形成的电流经处理最终成像。下列说法正确的是（ ） A. 氢原子小磁针进动时，原子核的自旋以为轴 B. 氢原子小磁针在重回原进动模式的过程中会释放能量 C. 进动模式恢复过程中，探测线圈中的磁通量不变 D. 射频线圈产生的电磁波频率高于射线 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图2可知氢原子自旋不是以为轴，而是以NS极方向为轴转动，故A错误； B．由题意可知，“射频线圈产生的电磁波激发氢原子核跃迁至更高能级”，说明激发后的状态能量较高。当氢原子小磁针“重新回到原进动模式”时，是从高能级跃迁回低能级（稳定态），根据能量守恒定律，该过程必然释放能量，这部分能量转化为探测线圈中的电能，故B正确； C．在恢复过程中，探测线圈中形成了电流，根据法拉第电磁感应定律，穿过探测线圈的磁通量必然发生变化，若磁通量不变则不会产生感应电流，故C错误； D．射频属于无线电波波段，其频率远低于X射线的频率，故D错误。 故选B。 14. 核聚变过程可以释放大量能量。一种典型的聚变反应就是四个氢原子核（质子）结合成一个氦原子核，大约释放28MeV的能量。太阳内部就时刻发生着核聚变。如果想实现人工核聚变，困难在于原子核都带正电，互相排斥，一般情况下不能相互靠近而发生结合，只有在温度达到极高温度时，原子核的热运动速度非常大，才能冲破库仑斥力的壁垒，碰撞到一起发生结合，这叫热核反应。根据统计物理学，绝对温度为T时，粒子的平均动能，其中，叫做玻尔兹曼常量。理论计算表明，当质子的平均动能达到约时，热运动的质子容易发生结合而发生聚变反应。不考虑量子效应及相对论效应，根据以上信息结合经典理论，判断下列说法中正确的是（　　） A. 目前核电站利用核聚变反应 B. 将氦核的核子全部分开，大约需要28MeV的能量，氦核的比结合能约为14MeV C. 若两个质子以相同初动能E0相向运动正碰而恰好结合，则一个质子从远处以初动能2E0与另一个静止的质子发生正碰，也能恰好结合 D. 由以上信息可以估算出发生热核反应时的温度约为量级 【答案】D 【解析】 【详解】A．目前核电站利用核裂变反应。故A错误； B．四个氢原子核（质子）结合成一个氦原子核，大约释放28MeV的能量，反之将氦核的核子全部分开，大约需要28MeV的能量，氦核的比结合能约为 故B错误； C．若两个质子以相同初动能E0相向运动正碰而恰好结合，由动量和能量守恒可知，质子结合能为2E0。则一个质子从远处以初动能2E0与另一个静止的质子发生正碰，假如结合在一起，由动量和能量守恒可知 ， 质子结合能为E0小于2E0。则它们不能结合。故C错误； D．由题意有 解得 故D正确。 故选D 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶塞和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺上读取，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表上读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。 （1）在相同温度下，A、B两个小组分别进行了实验，并在同一坐标纸上作出了如图乙所示的图像，两组同学实验所用注射器内的气体质量分别为和，由图像可知______（选填“＞”“＝”或“＜”）。 （2）如图丙，该小组换用传感器继续探究气体等温变化的规律。实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示。实验过程中该同学用手紧紧握住了注射器针筒，则实验得到的图像可能是______。 A. B. C. D. （3）①该小组的同学调整坐标参数后，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的体积，则横坐标表示的物理量是封闭气体的______。 A、热力学温度T B、摄氏温度t C、压强p D、压强的倒数 ②细心的同学发现该图线没有过坐标原点，反映了实验中有一定的误差。若该实验的误差仅由注射器与传感器之间细管中的气体体积导致，由图线可得大小为______mL（结果保留1位有效数字）。 【答案】（1）＞ （2）B （3） ①. D ②. 1 【解析】 【小问1详解】 由题设条件及乙图知，体积和温度相同时，据气体压强的微观意义可知A组中气体分子数密度较大，故有。 【小问2详解】 根据理想气体状态方程有 解得，由于实验过程中该同学用手紧紧握住针筒，导致密封气体温度升高，图像的斜率会逐渐变大，故B正确。 【小问3详解】 [1]根据玻意耳定律有，则图像是一条直线。 [2]图线不过原点，其纵截距反映的是注射器与传感器之间细管中的气体体积，由图可读出 16. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。 ①从图乙可知，摆球的直径为________。 ②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将________。（选填偏大、偏小、不变） （2）第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式________。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。 （3）在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。 【答案】（1） ①. 5.980 ②. 偏大 （2） ①. ②. 不影响 （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 ①[1]从图乙可知，摆球的直径为 ②[2]实验中，单摆的周期为 该小组的一位同学认为单摆周期为，则周期的测量值偏小，根据 解得 可知由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将偏大。 【小问2详解】 [1]根据 解得 结合图像，可得 解得 [2]如果在测量摆长时，忘记了加摆球的半径r，图像的斜率并没有受到影响，则不会影响重力加速度的计算。 【小问3详解】 以L表示摆线长，表示摆线与竖直方向的夹角，m表示摆球的质量，F表示摆线对摆球的拉力，T表示摆球圆锥摆运动的周期，如图 由牛顿第二定律得 在竖直方向，由平衡条件得 解得 单摆的周期公式 单摆运动的等效摆长小于单摆摆长L，则单摆周期的测量值偏小，根据单摆周期公式求出的重力加速度 偏大，即重力加速度的测量值大于真实值。 17. 某人站在水平地面上，手握住绳（不可伸长）的一端，另一端系有质量为的小球，小球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。某次运动到最低点时，绳的拉力最大且刚好被拉断，小球以速度水平飞出，如图所示。已知手离地面的高度为，手与小球之间的绳长为，绳的质量忽略不计，重力加速度为。 （1）无风时，绳断后小球做平抛运动。求： a．小球运动的水平位移大小； b．绳能承受的最大拉力大小。 （2）若有风吹过时，小球落地时的速度为，求风对小球做的功。 【答案】（1）a．；b． （2） 【解析】 【小问1详解】 a．小球做平抛运动，则水平方向 竖直方向 解得运动的水平位移大小； b．小球在圆周的最低点时 绳能承受的最大拉力大小。 【小问2详解】 若有风吹过时，小球落地时的速度为，则由动能定理 解得 18. 如图所示，在坐标系xOy第一象限内有场强大小为E、方向沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内有半径为2L的圆形匀强磁场，其磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向里且与x轴相切于P点，P点的坐标为。一电子以沿y轴正方向、大小为的初速度从P点射入磁场，经过磁场偏转后通过y轴的Q点进入第一象限。已知电子的质量为m、电荷量数值为e，不计电子重力。求： （1）电子在磁场中运动的半径； （2）若在处有一粒子接收屏。 （i）电子打到屏上点的横坐标； （ii）电子从释放到接收屏的时间。 【答案】（1）2L （2）（i）；（ii） 【解析】 【小问1详解】 电子在磁场中运动，由洛伦兹力公式 代入 解得 【小问2详解】 （i）磁场圆的半径，电子垂直y轴进入电场，Q点的坐标为； 电子进入第一象限后做类平抛运动，由几何知识的电子在第一象限沿y轴移动的距离 电场中y轴方向： 解得 x轴方向： （ii）电子在匀强磁场中运动的周期 电子在磁场区中的运动时间 出磁场之后做匀速直线运动，可得 则 19. 导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。 如图1所示为固定于水平面的U形平行金属框处于竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，平行导轨间距为L。间接有电阻R，导体棒在与其垂直的水平恒力的作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，恒力方向与速度v相同，始终与导线框形成闭合电路，已知电阻为r，其长度恰好等于平行轨道间距，忽略摩擦阻力、空气阻力和导线框的电阻。已知电子电量为e（绝对值），电路稳定后电子在导体棒中沿导体棒做匀速直线运动。 （1）通过公式推导验证：在时间内，水平恒力对导体棒所做的功W等于金属框总电路中产生的焦耳热Q； （2）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。在此基础上，求出导线中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力的表达式。 （3）实际上，由于电子沿导线方向运动，电子所受洛伦兹力并不沿着导体棒方向，洛伦兹力在垂直于导体棒方向也有分力。而另一方面，通电导体在磁场中也会在的左右两侧产生霍尔电压，相应对电子产生霍尔电场力。将导体棒放大如图2，其宽为d、厚为h，已知单位体积内的自由电子数为n，求。 【答案】（1）见解析 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体切割磁感线，产生的动生电动势为 根据闭合电路欧姆定律可得感应电流为 所以 外力做功为 产生的焦耳热为 所以 【小问2详解】 电子在平均阻力、电场力和洛伦兹力的作用下做匀速直线运动，所以沿导线长度方向 受力如图，其中电场力 洛伦兹力沿杆方向的分力 电子在导体中沿导体棒做匀速直线运动，可得碰撞阻力 【小问3详解】 设沿导体棒方向电子运动速度为，有 而 联立解得 在垂直于杆方向有 解得 20. 静电除尘先使空气中的灰尘带一定的电荷，后利用静电场使带电灰尘运动到指定区域进行收集。 （1）现对一个半径为R的圆桶内部区域除尘。一根沿圆桶轴线的细导线作为电极，电极外套一个半径为的圆桶保护管，其轴线与直导线重合。紧贴圆桶内壁加一个薄金属桶作为另一电极，在两电极间加上恒定的电压使得筒壁处电场强度的大小为。已知沿圆桶半径方向电场强度大小为，式中r为所研究的点与直导线的距离。 若设每个灰尘质量相同，电荷量均为，其所受空气阻力与其速度大小成正比（k为大于0的已知常量）。由于灰尘较小，其受电场力作用在空气中达到匀速运动的时间及通过的位移可忽略不计。不计灰尘颗粒之间的作用力及灰尘所受重力。 ①试通过计算，带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到桶壁的过程中，其瞬时速度大小v与r之间的关系； ②请你借鉴教科书中由图像下的面积求位移的方法，画出随r变化的图像，根据图像求出带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到桶壁的时间。 （2）空气分子先电离，尘埃吸附电子而带电，使分子或原子电离需要一定条件。不同于氢原子，多电子原子核，内、外层电子都可能被激发而产生光电效应。内层电子离原子核更近，电离能更大，如果要激发内层电子，需要更大能量。如图1，一束高能电子将某原子内层（如K层）的一个电子击出，形成一个空穴。随后，较外层（如L层）的一个电子跃迁至该空穴，并释放出能量，该能量可能以X光子的形式射出，也可能立即将另一核外电子（如L层或M层的电子）电离，该电子称为俄歇电子： 现用电子动能的电子束轰击某原子，成功激发KLM俄歇过程（即初始空穴为K层、跃迁电子来自L层、逸出电子来自M层）和KLL俄歇过程（逸出电子来自L层）。已知该原子K层的电离能，L层的电离能，已知电子的电荷量，电子质量，光速，普朗克常量。请回答：（计算结果保留一位有效数字） ①求射出的X光子的波长； ②某同学利用如图2示磁场测量俄歇电子动能；俄歇电子从原点O垂直y轴和磁场方向进入匀强磁场，在和处被探测到，通过测得的俄歇电子的动能，求原子M层的电离能。 【答案】（1）①；②， （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 ①设在距直导线为r处的场强大小为E，则有 解得 设灰尘颗粒运动到与直导线距离为r时的速度为v，则有 解得； ②以r为横轴，以为纵轴，作出的图像，如图所示 在r到微小距离内，电场强度可视为相同，其速度v可视为相同，对应于的一段的图线下的面积为小矩形的面积等于灰尘微粒通过的时间 总时间t等于从到R一段的图线下的面积 【小问2详解】 ①因X光子是电子从L层跃迁到K层时释放，则光子的能量为 则由 解得 ②电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 俄歇电子的动能为（d表示直径） 设KLL俄歇电子的动能为；KLM俄歇电子的动能为，则有 KLL俄歇电子：K层空穴由L层电子填充，释放的能量为，并传递给L层另一个电子使其逸出，又消耗，则KLL俄歇电子的动能为 同理可得，KLM俄歇电子的动能为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $