陕西西安市西北大学附属中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

西北大学附属中学2026-2027学年度第一学期摸底质量监测试题 高三物理 第Ⅰ卷（选择题 46分） 一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1．2026年美加墨世界杯完美落幕，在120分钟的激战中，西班牙1∶0战胜阿根廷后第二次捧得大力神杯。西班牙天才小将亚马尔在某次踢球时，将质量为的足球由静止从地面上以与水平方向成、大小为的速度踢出，足球在空中的轨迹如图所示，b为轨迹的最高点，c为落地点，重力加速度g取，，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ） A．足球在空中运动的过程中机械能先增大后减小 B．足球在b点的动能为0 C．亚马尔对足球做功为405 J D．足球落在c点前瞬间，重力做功的瞬时功率为108 W 2．民间有“冬腊风腌，蓄以御冬”的习俗。大雪后气温急剧下降，天气变得干燥，是日光下晒腊肉的好时候。如图所示，室外固定一个用于晾腊肉的折杆MNP，其由水平直杆MN和倾斜直杆NP相连而成。一轻绳一端固定在M点，另一端Q与PN相连，轻绳上用光滑挂钩挂上腊肉，腊肉处于静止状态。现将轻绳的Q端从图示位置开始沿折杆缓慢移动到MN的中点，则此过程中轻绳中的张力将（ ） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 3．库仑力和万有引力的性质相似。如图所示电子仅在库仑力的作用下绕质子做椭圆运动，质子位置不变，其中AB为椭圆的长轴。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A点向B点运动，速度加快 C．若电子轨道变化，电子绕质子转一圈需要的时间一定变化 D．电子在椭圆轨道上A、B两点的速度比等于两点所在位置到质子距离的反比 4．如图甲，一粗细均匀的闭合金属圆环，用绝缘细线悬挂在竖直平面内。圆环的上半部分处在方向垂直圆环向里的有界匀强磁场中，磁场磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。已知圆环半径，单位长度的电阻为，则（ ） A．时，穿过圆环的磁通量为 B．时，圆环所受安培力大小为0.01 N C．内，通过圆环导体某横截面的电量为0.05 C D．圆环中的感应电流方向为顺时针，且环有扩张趋势 5．如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，副线圈接有一台电动机，其额定电压为380 V，内阻为，电动机正常工作时（主要是把电能转变为机械能），1 s内可将68 kg的水抽到10 m高处，原线圈与输出电压如图乙所示的交流电源相连，电动机恰好能正常工作，重力加速度g取，则与原线圈相连的理想交流电流表的示数为（ ） A．10 A B．12.5 A C．20 A D．15 A 6．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是（ ） A． B． C． D． 7．卢瑟福粒子散射实验的装置示意图如图所示，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时，关于在相同时间（足够长）内观察到的现象，下列说法正确的是（ ） A．在B位置时观察到屏上的闪光最多 B．在B位置时屏上能观察到闪光，是因为粒子发生了衍射 C．在D位置时屏上一定不能观察到闪光 D．在C位置时观察到屏上的闪光次数比在D位置时观察到的多 二、多选题（共3小题，每小题6分，合计18分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得部分分，有选错的得0分） 8．如图是一种导热材料做成的“强力吸盘挂钩”，图甲、乙是它的工作原理图。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲所示），吸盘中的空气（可视为理想气体）被挤出一部分。然后把锁扣缓慢扳下（如图乙所示），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出。在拉起吸盘的同时，锁扣对盘盖施加压力，致使盘盖以很大的压力压住吸盘，保持吸盘内气体密闭，环境温度保持不变。下列说法正确的是（ ） A．锁扣扳下后，吸盘与墙壁间的摩擦力变大 B．锁扣扳下过程中，锁扣对吸盘中的气体做正功，气体内能增加 C．锁扣扳下后吸盘内气体分子数密度减小，气体压强减小 D．锁扣扳下后吸盘内气体分子单位时间撞击单位面积吸盘内表面的次数减少 9．某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是（ ） A．用频率为的光照射时，光电子的最大初速度 B．若两束光同时照射，则遏止电压为 C．阴极K金属的极限频率 D．普朗克常数 10．如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是（ ） A．拉力F的最小值为 B．框架对小球的支持力先减小后增大 C．地面对框架的摩擦力始终在减小 D．框架对地面的压力先增大后减小 三、实验题（本题共2小题，共16分，每空2分） 11．某实验小组用如图甲所示装置测当地的重力加速度g，光电门（距底座有一定的高度）可测量小铁球通过光电门时挡光时间，位移传感器可测量电磁铁到底座的距离，请回答下列问题： （1）用游标卡尺测小铁球的直径，示数如图乙所示，则小铁球直径__________mm。 （2）小铁球被吸在电磁铁上，现给电磁铁断电，小铁球自由下落，若小铁球通过光电门的挡光时间为，则小铁球通过光电门时的速度大小__________（用d和表示），保持光电门的位置不变，多次改变电磁铁的位置（电磁铁和光电门间的距离远大于小铁球的直径），重复实验，与光电门和位移传感器连接的计算机将测得每次实验小球的挡光时间t及底座到电磁铁的距离h，拟合成图像，则得到的图像应该是__________（选填“A”“B”或“C”）。 A． B． C． （3）若图像的斜率为k，则当地的重力加速度__________（用k、d表示）。 12．小华同学用如图所示的装置制作了一个测量物体重力的仪器。将一长度（不含针头）为20 cm、横截面积为的注射器固定在铁架台上，右侧竖直固定一刻度尺，0刻度与注射器柱体顶端水平对齐，注射器内有一密封性良好的轻质薄活塞，其下方通过轻质细线悬挂被测重物。某次使用时，先让注射器针头与大气相通，调整活塞的初始位置，使其距注射器柱体顶端距离为4 cm时封闭针头，然后在细线下端悬挂待测重物，当活塞不再移动时，记下刻度尺读数，由此可计算重物的重力。忽略活塞与注射器之间的摩擦力，环境温度保持不变，大气压强。 （1）若稳定后活塞静止在距离注射器柱体顶端8 cm处，则待测重物的重力为__________N。 （2）若每次不挂重物时活塞初始距注射器柱体顶端距离均为4 cm时封闭针头，则注射器所能测量的重物最大重力为__________N，在注射器壁4 cm下方等间距地标出所测重物的重力示数，则重力示数随活塞距柱体顶端距离__________（填“线性”或“非线性”）变化。 （3）若注射器热传导时间较长，则在悬挂重物后，活塞初步平衡时立刻读数，测量的重力与真实值相比__________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 四、解答题（本大题共3小题，共38分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤，考生请注意在答题卡规定区域内用黑色笔作答，超出指定区域答题不给分） 13．如图所示，质量的木板静置于足够大的水平地面上，其下表面与地面间的动摩擦因数，上表面P点左侧粗糙、右侧光滑，木板右端凸起形成挡板。两个完全相同，质量均为的滑块A、B（均可视为质点）放在木板上，其中滑块A放置于木板左端，滑块B放置于P点。现给滑块A一向右的瞬时冲量，滑块A开始向右运动，A、B碰后粘在一起，最终恰好能回到滑块B相对地面的初始位置。已知P点到木板左端的距离，滑块与木板P点左侧的动摩擦因数，滑块与木板右端挡板的碰撞为弹性碰撞，滑块A、B与挡板的碰撞时间均极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求： （1）滑块B的最大速度v大小； （2）AB与挡板发生弹性碰撞后AB的速度大小、木板的速度大小； （3）木板的长度。 14．如图所示，沿平直路面行驶的小车（未画出）上固定着一个敞口的长方体水箱，水箱内盛有待测试的液体，水箱底部中心O点有一激光源，可竖直向上射出激光束。小车匀速行驶时，液面水平，水箱壁左侧液面处记为A点；小车以加速度大小行驶时，液面呈斜面，水箱壁左侧液面处记为B点，此时光线经液面折射后打在P点，若水箱底部长2L，，重力加速度为g，液体足够多且不会泼洒出水箱。 （1）求该液体的折射率； （2）若激光束恰好不从液面射出，求小车加速度。 15．如图所示，在xOy坐标平面的第一、四象限内有正交的匀强电场和匀强磁场Ⅰ，电场沿y轴负方向，磁场Ⅰ垂直于坐标平面向里；在第二、三象限内，以为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小均为B。第一次让一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在磁场Ⅱ边界上的点以某一速率指向圆心射入磁场Ⅱ，粒子经磁场Ⅱ偏转后从点离开磁场Ⅱ，进入第四象限，在正交的电磁场中做直线运动。第二次以另一速率仍从P点指向圆心方向射入同样的粒子，粒子经磁场Ⅱ偏转后从坐标原点O进入第一象限的正交电磁场中。不计粒子重力，求： （1）电场强度的大小E； （2）粒子第二次进入磁场Ⅱ运动的速率v； （3）粒子在第一象限正交电磁场中运动时距x轴的最大距离。 学科网（北京）股份有限公司 $ 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D B A D D CD AC AC 11．（1）10.75 （2） A （3） 12．（1）10 （2）16 非线性 （3）偏小 13．（1） （2）， （3） 【详解】（1）设滑块A与木板间的滑动摩擦力大小为，木板与地面间的滑动摩擦力大小为f， 则有，， 因，故A、B碰撞前木板相对地面不动。 设给滑块A一瞬时冲量后滑块A的速度大小为，滑块A与滑块B碰撞前的速度大小为， 滑块A与滑块B碰撞后，滑块B的速度最大，则有，， 碰撞过程动量守恒有，联立解得。 （2）滑块进入P点右侧光滑部分后做匀速直线运动，直到与挡板发生弹性碰撞，取水平向右为正方向， 设碰后滑块的速度大小为，木板的速度为， 根据动量守恒有， 根据机械能守恒有，解得，。 （3）与挡板碰后滑块向左做匀速直线运动，木板向右做匀减速直线运动， 设木板做匀减速直线运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得， 当滑块到达P点后，开始做匀减速直线运动，回到滑块B相对地面的初始位置时速度变为零。 设滑块从与挡板碰撞后至运动到P点的时间为，滑块做匀减速直线运动的位移大小为， 此过程滑块的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得， 则滑块与木板碰后，在时间内木板向右运动的位移大小也为，即，， 根据几何关系可得，联立解得。 14．（1） （2） 【详解】（1）小车以加速度大小行驶时，以液面上某质点为研究对象，作受力分析图， 由牛顿第二定律有，解得， 在中，解得，解得， 由折射定律有，解得。 （2）由全反射临界角公式有，由（1）分析可知，解得。 15．（1） （2） （3） 【详解】（1）由题意，设第一次的速率为，粒子从Q点出磁场Ⅱ， 根据牛顿第二定律有，由几何关系可知，解得， 进入电磁场后，做匀速直线运动，有，求得电场强度。 （2）设与x轴负向成角，如图 由几何关系可知，即，由几何关系可知， 由题意，粒子从O点出磁场Ⅱ，根据牛顿第二定律有，解得。 （3）粒子以速度v进入正交电磁场时， 将粒子刚进电磁场时的速度分解为沿x轴正向的分速度和分速度，如图 且满足，则，而， 其负方向与x轴正方向的夹角，解得， 此后，粒子在叠加场中的运动可以分解成以速度沿x轴正向做匀速直线运动和以速率做逆时针匀速圆周运动。设做匀速圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有，解得，如图 可知离x轴的最大距离 学科网（北京）股份有限公司 $