精品解析:2027届浙江省强基联盟高三一模物理试题
2026-08-28
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内容正文:
2026年高三8月题库
物理试题
考生注意:
1、本试卷分为选择题和非选择题两部分,共8页,满分100分,考试时间90分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3、可能用到的参数:重力加速度取,,。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 达因()是厘米克秒制中的一个常用单位,已知,从单位制角度分析,达因是下列哪个物理量的单位( )
A. 功率 B. 力 C. 能量 D. 速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据公式
可得功率的国际单位为,故A错误;
B.根据牛顿第二定律
力的国际单位为
题目给出,故B正确;
C.功为衡量能量转化的物理量,根据公式
可得能量的国际单位为,故C错误;
D.速度的单位为,故D错误。
故选B。
2. 2026年7月10日12时15分,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场点火升空,火箭一二级分离约6分钟后,一级火箭最后垂直落回海上回收平台。下列说法正确的是( )
A. 一级火箭返回过程,一直处于失重状态
B. “12时15分”、“约6分钟”均指时间间隔
C. 从发射至回收,一级火箭位移不为0
D. 研究一级火箭回收过程时的姿态,可将其视为质点
【答案】C
【解析】
【详解】A.一级火箭返回过程中,临近回收平台时需要减速落地,此时加速度向上,处于超重状态,并非一直失重,故A错误;
B.“12时15分”对应火箭点火的瞬间,是时刻;“约6分钟”对应一二级分离到一级落地的过程时长,是时间间隔,二者不都为时间间隔,故B错误;
C.一级火箭初始位置是陆地发射场,最终落回海上回收平台,初末位置不重合,因此位移不为0,故C正确;
D.研究火箭回收姿态时,需要关注火箭的形状、朝向等自身特征,不能忽略其大小和形状,因此不可视为质点,故D错误。
故选C。
3. 图中港珠澳大桥上一辆电动汽车正匀速行驶在水平路段,对于该过程下列说法正确的是( )
A. 汽车重力的冲量为0
B. 汽车的机械能保持不变
C. 汽车对桥面的压力就是汽车的重力
D. 轮胎受到的支持力由轮胎形变产生的
【答案】B
【解析】
【详解】A.由冲量公式可得,汽车重力的冲量为,其中重力和时间均不为0,则汽车重力的冲量不为0,故A错误;
B.汽车匀速行驶在水平路段,动能和重力势能均不变,则汽车的机械能保持不变,故B正确;
C.汽车对桥面的压力大小等于汽车的重力大小,但压力不是重力,故C错误;
D.轮胎受到的支持力的施力物体是桥面,是由桥面形变产生的,故D错误。
故选B。
4. 关于教材中的插图,下列说法正确的是( )
A. 图甲实验可以估算原子核的尺寸
B. 图乙实验中电子的速度越大,中心的亮斑半径越大
C. 图丙装置中利用的射线是射线
D. 图丁中镉棒使“快中子”变为“慢中子”
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲是卢瑟福的α粒子散射实验,通过对大角度散射α粒子的分析,可以估算出原子核的直径数量级,从而估算原子核的尺寸,故A正确;
B.根据德布罗意关系,电子速度越大,动量越大,对应的物质波波长越短。由衍射规律可知,波长越短,衍射现象越不明显,中心亮斑的半径越小,故B错误;
C.α射线穿透能力很弱,无法穿透厚的塑料板或金属板,图丙的测厚装置利用的是穿透能力较强的γ射线,并非α射线,故C错误;
D.核反应堆中,使快中子减速为慢中子的是慢化剂(如重水、石墨),镉棒的作用是吸收中子,控制链式反应的速率,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,一台空调外机用2个三角形支架固定在外墙上,重力大小为,重心恰好与横梁和斜梁连接点在同一竖直面内。水平,跟的夹角为,梁所受力方向均沿梁,下列说法正确的是( )
A. 对点的作用力大小为
B. 对点的拉力大小为
C. 保持点位置不变,若加长,则受力将增大
D. 保持点位置不变,若加长,则受力将增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.将BO的作用力沿水平、竖直方向分解: 竖直方向与一半重力平衡:
解得,故A错误;
B.水平方向平衡:
代入得,故B正确;
CD.O点位置不变,加长BO时,BO与水平AO的夹角会变大。根据平衡关系:,,增大时,增大、减小,因此减小,也减小,故CD错误。
故选 B。
6. 太空碎片会对航天器带来危害。空间站绕地球做逆时针方向的匀速圆周运动,如图中实线所示,太为了避开碎片,空间站在点以极短时间喷射气体,喷射方向沿径向(图中箭头所示)。变轨后轨道如图中虚线所示,其半长轴大于原轨道半径。则空间站( )
A. 变轨后的运动周期变小
B. 变轨前、后经过点的速率变小
C. 变轨前的速率比变轨后的远地点速率大
D. 变轨前、后经过点的向心加速度大小不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为变轨后其半长轴大于原轨道半径,根据开普勒第三定律可知,空间站变轨后的运动周期比变轨前的大,故A错误;
B.变轨后在P点因反冲运动相当于瞬间获得竖直向下的速度,原水平向左的圆周运动速度不变,因此合速度变大,即空间站变轨后在P点的速度比变轨前的大,故B错误;
C.设变轨后远地点到地球球心为半径的圆轨道的速度为,由万有引力提供向心力有
可得
可知,变轨前的速率大于,从远地点进入椭圆轨道需减速做近心运动,则变轨后的远地点速率小于,则有变轨前的速率比变轨后的远地点速率大,故C正确;
D.由牛顿第二定律有
解得
可知,变轨前、后经过点的加速度大小不变,由于变轨前的加速度即为向心加速度,变轨后经过点时加速度为切向加速度和向心加速度的合加速度,则变轨前、后经过点的向心加速度大小改变,故D错误。
故选C。
7. 尼科尔棱镜是利用方解石双折射特性制造的偏振器件。其原理是一束单色自然光入射到第一块棱镜端面上,进入棱镜后分为o光和e光,o光以入射到树胶等厚薄层,恰好发生全反射,其光路如图所示。而e光会经树胶薄层从第二块棱镜端面射出,得到纯度极高的线偏振光。下列说法正确的是( )
A. 方解石晶体属于多晶体
B. o光光子能量大于e光光子能量
C. o光在方解石晶体中传播速度为
D. e光从偏振器件右端出射方向与左端入射方向平行
【答案】D
【解析】
【详解】A.方解石是光学各向异性晶体,具有双折射现象,这说明它属于单晶体,故A错误;
B.o光、e光是同一束单色自然光分解出来的,频率相同;光子能量,所以光子能量相等。故B错误;
C.o光在树胶层界面恰好全反射,入射角等于临界角C,所以
o光在方解石晶体中传播速度为
故C错误;
D.树胶层是等厚平行薄层,前后两个界面互相平行。光线穿过平行的薄层介质:入射面与出射面平行,出射光线和入射光线互相平行,只发生侧移,传播方向不变。左边入射端面、右边出射端面也是平行的,所以e光从器件右端出射方向,与左端入射方向平行。故D正确。
故选D。
8. 物体只在重力和空气阻力作用下的运动轨迹如图所示,已知物体的质量为,所受空气阻力与速率成正比,,方向与速度方向相反,抛出瞬间速度大小为,与水平方向的夹角为,落地瞬间速度大小为,与水平方向的夹角为。关于物体从抛出到落地的整个过程,下列说法正确的是( )
A. 物体经过最高点时速率最小
B. 空气阻力对物体做功为
C. 物体的水平射程为
D. 物体在空中飞行的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体经过最高点时受竖直向下的重力和水平向左的阻力,合力方向与速度方向夹角大于,此时速率不是最小值,故A错误;
B.从抛出到落地整个过程只有重力和空气阻力做功,且重力做功等于零,根据动能定理有空气阻力对物体做功为,故B错误;
C.在水平方向上,物体仅受空气阻力的水平分力作用,设瞬时水平分速度为,在微小时间内根据动量定理有
对整个运动过程进行累积求和有
解得
其中,
物体的水平射程,故C错误;
D.在竖直方向上,取竖直向上为正方向,设瞬时竖直分速度为,在微小时间内根据动量定理有
对整个运动过程进行累积求和有
解得
其中,
物体由水平地面抛出又落回同一水平地面,整个过程竖直位移为零,即
解得物体在空中飞行的时间为,故D正确。
故选D。
9. 如图是我国自主研发的全球最大海上风力发电机,其叶片转动时可形成直径的圆面。某时间内该地区的风速是,风向恰好跟叶片转动的圆面垂直,完整转一圈产生电能,已知空气的密度为,假如这个风力发电机能将此圆内40%的空气动能转化为电能。下列估算正确的是( )
A. 叶轮的转速约为
B. 发电机的发电功率约
C. 叶尖线速度大小约
D. 叶轮完整转一圈冲击叶片圆面的空气动能约
【答案】B
【解析】
【详解】A.设叶轮转一圈所用时间为T,则T时间内通过叶片所在圆面的空气质量为
这部分空气的动能
又
联立解得
叶轮的转速约为。故A错误;
B.发电机的发电功率约
故B正确;
C.叶尖线速度大小约
故C错误;
D.由得,叶轮完整转一圈冲击叶片圆面的空气动能约。故D错误。
故选B。
10. 如图所示,磁极N、S间的磁场可看作匀强磁场,磁感应强度,矩形线框的面积,共匝,内阻,边与滑环E相连,边与滑环F相连,理想二极管与串联,其中。若线圈正在绕轴以角速度顺时针匀速转动,图中线圈所在位置恰好与磁场垂直,此时开始计时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数为
B. 两端电压表达式为
C. 转一周过程中,外力所做的功为
D. 线框转过一周,外电路流过电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.线圈在图示位置时,与中性面重合,线圈不切割磁感线,感应电流为零,此时开始计时,所以电动势表达式
其中电动势最大值
电动势有效值
因为理想二极管与串联,所以只有半个周期有电流通过,且与并联,
这半个周期的过程中,电流有效值
没有电流通过,电流有效值
整个周期电流的有效值为,内电阻产生热有
解得
电流表示数为,故A错误;
B.根据楞次定律可得从图示位置开始的半个周期点电势高,二极管断路,没有电流通过,、两端电压有效值
最大值为
、两端电压表达式为
之后半个周期有电流通过,、两端电压有效值
最大值为
、两端电压表达式为,故B错误;
C.转一周的过程中,外力所做的功等于回路消耗的电能,有
解得,故C错误;
D.线框转过一周,只有半个周期有电流通过,此过程与并联,
通过电阻的电荷量
其中,
解得外电路流过电荷量为,故D正确。
故选D。
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. “地震预警”是在地震发生后,在地震波传播到受灾地区前,提前几秒至几十秒发出警报,通知目标区域从而实现预警。科研机构研究地震波时将其简化为简谐波处理,时的波形图如图甲所示,、分别是平衡位置处于、处的质点,图乙为质点的振动图像,则( )
A. 该横波的波速大小为
B. 该波沿轴正方向传播
C. 时,质点运动到处
D. 时,质点的加速度沿轴正方向
【答案】BD
【解析】
【详解】A. 从甲图可得波长,从乙图可得周期,根据波速公式,故A错误;
B.由乙图可知,时质点M在平衡位置,且向轴负方向运动。根据波形图的“上下坡法”,可判断波沿x轴正方向传播,故B正确;
C.横波中质点仅在平衡位置附近沿y方向振动,不会随波迁移到其他x坐标处,故C错误;
D. 时,质点N在平衡位置,因波沿x正方向传播,此时N向y轴正方向运动。周期,从到经过了,此时N位于波谷,加速度方向沿y轴正方向,故D正确。
故选BD 。
12. 某种光伏电池如图甲所示,其中透明导电的球壳为阳极,球形感光材料为阴极,现用理想电压表连接阴极和阳极。图乙为氢原子能级图,一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中,辐射光照射阴极,只有频率为和的光能发生光电效应,电压表最大示数分别为和,其中。已知光速。下列说法正确的是( )
A. 光的光子能量为
B. 、两种光的光子动量之差为
C. 图甲中,光产生的光电子初动能一定大于光产生的
D. 图乙中,该群氢原子向低能级跃迁能辐射3种不同频率的可见光
【答案】AB
【解析】
【详解】一群能级的氢原子向低能级跃迁,共辐射6种频率的光子,能量从大到小依次为 、、、、、。
题目中只有2种光能发生光电效应,因此能发生光电效应的是能量最大的两种光子和。结合(遏止电压越大对应光子能量越高),可知对应12.75 eV的光子,对应的光子。
A.由以上分析可知对应的光子,故A正确;
B.光子动量满足,因此两种光的动量差 ,故B正确;
C.根据光电效应方程,光产生的光电子最大初动能更大,但单个光电子的初动能是随机的,存在光的光电子初动能大于光的光电子初动能的情况,故C错误;
D.可见光属于巴尔末系:跃迁到n=2,4→2、3→2,只有2 种可见光,不是 3 种,故D错误。
故选 AB。
13. 现有一缓冲装置放于水平光滑桌面,如图所示,一长为的轻杆左端与一劲度系数为的轻弹簧相连,右端恰好放置在槽口处,槽固定在桌面上。质量为的物块以的速度向右撞击弹簧,使轻杆插入槽中,但不超过,弹簧始终在弹性限度内。已知轻杆与槽之间阻力满足,为常数,为轻杆插入槽的深度;弹簧的弹性势能,其中为形变量。物体从接触弹簧到离开弹簧过程中,下列说法正确的是( )
A. 轻杆与槽之间的阻力冲量大小为
B. 轻杆插入的最大深度为
C. 最终物块的动量变化量大小为
D. 轻杆插入最大深度的一半时,物块的动能为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由题意可知物体离开弹簧时有向左的速度,取向左为正方向,对物体、弹簧和轻杆组成的系统,由动量定理可得,故A错误;
B.由于是轻杆,杆和弹簧组成的整体两端的力大小相等,即
设轻杆最大插入深度为,阻力是随深度线性变化的力,克服阻力做功为变力功
由能量守恒,物块初动能全部转化为弹簧弹性势能和克服阻力的功
方程联立,解得轻杆插入的最大深度为,故B正确;
C.根据B选项分析可知的最大值为
则弹簧最大的弹性势能
物块向左运动时弹簧弹性势能转化为物块的动能,即
解得
最终物块的动量变化量大小为,故C正确;
D.轻杆插入最大深度的一半时,
因此物块此时的动能为,故D错误。
故选BC。
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 某小组需要完成三个实验:实验1探究小车(或滑块)速度随时间变化规律;实验2探究小车(或滑块)加速度与力、质量的关系;实验3验证机械能守恒定律,现有如下甲乙两装置可供选择。其中槽码质量为,小车或滑块质量为。
(1)下面说法正确的是__________。
A. 用图甲装置完成实验1和2均需满足远大于
B. 当图甲装置补偿阻力后,仍不能完成实验3
C. 用图乙装置完成实验2时只需要绳子平行于轨道
D. 用图乙装置完成实验3时轨道必须倾斜一定角度
(2)丙图为某同学利用甲装置打出纸带的一部分,已知计时器使用交流电频率为,则小车的加速度大小为__________(结果保留2位有效数字)
(3)利用装置甲探究“小车质量一定,加速度与力的关系”,补偿小车阻力后,通过改变槽码质量,得到多组数据。以加速度为纵轴,槽码重力为横轴,甲同学利用最初的几组数据拟合了一条直线①;乙同学利用所有数据得到了图丁中的曲线②。分析乙同学图线弯曲的原因__________。过作一条平行纵轴的虚线,分别与图线相交、两点,则、所对应的纵坐标之比__________(用、表示)。
【答案】(1)B (2)0.72##0.73
(3) ①. 不满足的近似条件 ②.
【解析】
【小问1详解】
A.实验1中不涉及利用槽码的重力去等效替代细线的拉力,因此无需满足槽码质量远小于小车总质量的条件,实验2才需要,故A错误;
B.甲装置补偿阻力后,小车受到拉力、摩擦力抵消,还有纸带阻力,运动过程中除重力外还有纸带阻力做功,机械能不守恒,不能完成实验3,故B正确;
C.乙装置做实验 2,除绳子平行轨道外,还需要平衡摩擦力,故C错误;
D.乙装置做实验3,是验证槽码与滑块组成的系统机械能守恒,即系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量,所以不需要将轨道倾斜一定角度,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
由图丙可得,,根据逐差法,可得
其中
代入数据解得
【小问3详解】
[1] 随着槽码质量增大,不满足的近似条件,槽码重力大于细绳实际拉力,图像向下弯曲;
[2]直线①,满足的近似条件,槽码重力等于细绳实际拉力,根据牛顿第二定律有
曲线②,不满足的近似条件,槽码重力大于细绳实际拉力,根据牛顿第二定律,对槽码有
对小车有
联立解得
联立可得
15. 某小组为探究某款5号充电电池的电动势和实际容量是否与标称的一致,进行如下两组实验:
(1)将4节该型号充电电池串联,与开关、数字电流表(可视为理想电流表)、电阻箱连成一个回路,实物连线图如图甲所示,闭合开关,记录数字电流表示数及电阻箱阻值;断开开关,改变,重复以上步骤,得到和的关系如图乙所示,由图乙可得每节充电电池的电动势________(结果保留2位有效数字)。
(2)为研究电池容量,可以使用“电子负载”对其进行放电测试。电子负载是用电子器件实现“负载”功能的设备,可以准确测出两端电压,精确调整电流,“负载”符合欧姆定律。测试电路如图丙所示,将4节电池串联成电池组,设置电子负载参数为“恒定电流”放电,得到放电曲线如图丁所示,即电池组的端压随放出电量的变化曲线。
①当每节电池两极间电压降到时,所放出的总电量为电池的最大可用容量。根据放电曲线,可得每节充电电池的最大可用容量________;
②已知充电电池放电过程中电动势基本保持不变,根据放电曲线,可知放电过程中电池内阻________(填“变大”或“变小”);电池的输出功率________(填“变大”或“变小”)。
【答案】(1)1.4 (2) ①. 1800##1790##1810 ②. 变大 ③. 变小
【解析】
【小问1详解】
设4节串联电池的总电动势为,总内阻为,由于电流表是理想电流表,根据闭合电路欧姆定律:
整理得 ,因此图像的斜率等于总电动势
结合图像可得总电动势
每节电池电动势
【小问2详解】
[1] 4节串联电池的总截止电压为,对应图丁中的位置,横坐标的单位是,读出总放出电量约为,这就是单节电池的最大可用容量。
[2][3]根据闭合电路欧姆定律,电池组的路端电压,题目说明总电动势、放电电流均恒定,从放电曲线可见路端电压逐渐减小,因此总内阻逐渐变大; 电池输出功率,由于电流恒定、路端电压不断减小,因此输出功率逐渐变小。
【点睛】
16. 关于光学、热学几个实验,下列说法正确的是__________
A. 在“测量玻璃的折射率”的实验中,操作过程如图(a)所示,测得的折射率偏大
B. 在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,根据图(b)估测出的分子的直径偏大
C. “探究气体等温变化的规律”实验装置如图(c)所示,此装置必须保持竖直
D. “用双缝干涉测量光的波长”实验时,用图(d)所示进行测量,测得的波长偏大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.测量玻璃折射率实验中,图(a)的玻璃砖下边沿偏下,会导致出射点标记偏右,测得的折射角比真实折射角偏大,根据折射定律
可知偏大,则计算得到的折射率偏小,故A错误;
B.油膜法估测分子直径实验中,图(b)的油膜轮廓有大量尖刺,会出现许多不足半格的方格,若按此轮廓计算油膜面积,会把面积估测得比真实油膜面积偏小,根据
可知偏小,则得到的分子直径偏大,故B正确;
C.探究气体等温变化规律的实验中,研究的是封闭气体的压强和体积的关系,压强可由压力表直接读出,装置不需要必须保持竖直,故C错误;
D.用双缝干涉测量光的波长时,分划板的中心刻线没有对齐干涉条纹,而是斜着跨过多条条纹,会导致条纹间距的测量值比真实值偏大,根据公式
可得
可知测量偏大时,波长λ会偏大,故D正确。
故选BD。
17. “”形且上端开口的玻璃管如图甲所示,管内有一部分水银封住密闭气体,上管足够长,图中粗、细部分的横截面积分别为、,其中。封闭气体初始温度为,气体长度,图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线。(大气压强为)求:
(1)当水银柱恰好全部进入细管时的温度;
(2)水银柱总体积;
(3)图乙中状态至状态过程,内能改变,气体吸收多少热量?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
恰好全部进入细管时,水银高度差不变,气体压强不再变化,对应点
解得
【小问2详解】
加热至时,此时水银全部进入细管中,故粗管高度为
最初的水银柱高度差为
在粗管部分
细管部分
全部进入细管后水银高度差为
则水银柱的体积
解得,
【小问3详解】
根据图像可得,图乙中状态至状态过程,外界对气体做功
由热力学第一定律得
解得
18. 如图所示,为竖直平面内的倾斜轨道和圆轨道,两者在点平滑相切连接,且和略错开,直轨道、和半圆形弯道固定在光滑水平桌面上,整个空间存在水平向右的匀强电场。倾角,长为;竖直圆轨道和半圆弯道半径均为;直轨道和长均为。一质量为、带正电的滑块(可视为质点)在点获得初动能后沿轨道运动。已知滑块所受电场力大小恒为,滑块与直轨道、的动摩擦因数,其余轨道均光滑,所有轨道绝缘。
(1)若,求滑块到达圆轨道最低点的速度大小;
(2)若滑块恰能在竖直圆轨道上做完整的圆周运动,求滑块对竖直圆轨道的最大弹力大小;
(3)在处固定一竖直挡板,滑块与挡板碰后能原速率反弹,若滑块经一次反弹后不再进入半圆形弯道,求初动能应满足的条件。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对小滑块受力分析,可知电场力和重力的合力大小为,方向与斜面垂直向下,故小滑块合外力为0,在段小滑块做匀速直线运动,则有
对到,根据动能定理
解得
【小问2详解】
等效重力等于电场力和重力的合力大小为,恰好做完整的圆周运动时,在等效最高点处有
从等效最高点到等效最低点,根据动能定理有
解得
弹力和等效重力提供所需向心力,则有
解得
根据牛顿第三定律可得,滑块对竖直圆轨道的最大弹力大小为
【小问3详解】
①能过圆轨道,则段合外力做功
不脱离竖直圆轨道需要到达点的速度满足
因此
②能过半圆弯道最左侧,则段合外力做功
滑块在段不脱离时,在圆轨道最左侧处电场力和轨道支持力一起提供所需向心力,则有
同时滑块到最左侧时,根据动能定理有
联立解得
③反弹后不进入半圆弯道,则从到再反弹回,外力做功为
从到经反弹回,根据动能定理有
解得
综上分析可得
19. 图甲是简单的直流电动机模型示意图,固定部分为一对磁极和圆柱形铁芯,它们之间的磁场可认为沿径向分布;旋转部分为单匝矩形导线框,能绕轴心线转动,线框无论转到什么位置,线框平面都跟图乙中的磁感线平行,线框的、边所处位置的磁感应强度大小处处为。线框通过换向器与直流电源连接。已知、边的质量均为、长度均为,其他部分质量不计,线框总电阻为。电源电动势为,内阻为。当闭合开关,线框由静止开始在磁场中转动,忽略一切摩擦以及线圈的自感系数。
(1)求刚闭合开关瞬间,线框中的电流;
(2)求闭合开关后,线框由静止开始转动到转动速率达到稳定的过程中,线框边能达到的最大速率和电源所释放的电能;
(3)当用电动机带动其他机器稳定工作时,线框的、边相当于都受到与转动速度方向相反、大小恒定的阻力。写出此时电动机工作效率的表达式。
【答案】(1)
(2);
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合回路欧姆定律可得
【小问2详解】
线框受到的安培力为动力,不断加速,直至线框切割磁场产生的感应电动势(反电动势)和电源电动势大小相等时,电流为0,安培力为0,转动速率达到稳定,有
解得
设加速时间为,对线框由动量定理可得
而
解得
电源释放的电能
得
【小问3详解】
根据题意,线框稳定工作时
解得
此时,线框转动,仍有感应电动势(反电动势)
由闭合电路欧姆定律可得
工作效率
20. “彭宁离子阱”是可以用来储存带电粒子的装置,其结构主要由一个旋转对称的环电极和上下两个相同的端电极组成。如图(a)所示,以阱中心为坐标原点,旋转对称轴为轴,建立空间坐标系。在环电极和端电极间加电压,阱内形成电场,纵截面的部分电场线和等势线分布如图(b)所示。为研究问题方便,阱内电场分解为、两部分:电场在垂直轴平面(即平行平面)内,以轴为中心的水平径向电场,同一圆周电场强度大小相等,方向如图(c)所示;电场平行轴,如图(d)所示,其中。质量为、电荷量为的氢离子被束缚在阱内运动,忽略重力、阻力、相对论效应和辐射。(简谐运动的周期公式,为回复力系数)
(1)比较图(b)中、、、四点之间的电势大小关系;
(2)阱内同时存在沿方向的匀强磁场,磁感应强度。氢离子在平面内,做以点为圆心,半径为的匀速圆周运动,速率,求氢离子轨迹所在处的场强大小;
(3)阱内施加沿方向的匀强磁场,磁感应强度,且阱内电场满足:,(为到轴的距离)。若在坐标处有一速度沿轴正方向的氢离子,速度大小为,求该氢离子经过平面的坐标;
(4)在(3)的基础上,仅调节,使得氢离子的运动轨迹如图(e)所示,求值。
【答案】(1)
(2)
(3)或
(4)
【解析】
【小问1详解】
由图b等势线的对称分布可知,P、Q和M在同一等势面上,根据电场线的性质:沿电场线方向电势逐渐降低,因此电势关系为:
【小问2详解】
洛伦兹力和电场力提供向心力
得
【小问3详解】
在水平方向上,离子受到洛伦兹力和径向电场力,合外力与所需向心力有
即
两者相等,所以水平方向上离子做以轴为圆心,半径为的圆周运动。其周期满足
在竖直面上,,离子平面上方时,受到向下的电场力;在平面下方时,受到向上的电场力,大小与偏离平面的距离成正比
可知竖直方向上在做简谐运动
其周期满足
每次离子回到平衡位置平面时的经过时间
水平方向上离子转过或者圆弧(如图所示)
此时离子的坐标为或
【小问4详解】
由图知,此时竖直方向上简谐运动的周期为水平方向圆周运动的周期的两倍,故
得
【点睛】
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2026年高三8月题库
物理试题
考生注意:
1、本试卷分为选择题和非选择题两部分,共8页,满分100分,考试时间90分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3、可能用到的参数:重力加速度取,,。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 达因()是厘米克秒制中的一个常用单位,已知,从单位制角度分析,达因是下列哪个物理量的单位( )
A. 功率 B. 力 C. 能量 D. 速度
2. 2026年7月10日12时15分,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场点火升空,火箭一二级分离约6分钟后,一级火箭最后垂直落回海上回收平台。下列说法正确的是( )
A. 一级火箭返回过程,一直处于失重状态
B. “12时15分”、“约6分钟”均指时间间隔
C. 从发射至回收,一级火箭位移不为0
D. 研究一级火箭回收过程时的姿态,可将其视为质点
3. 图中港珠澳大桥上一辆电动汽车正匀速行驶在水平路段,对于该过程下列说法正确的是( )
A. 汽车重力的冲量为0
B. 汽车的机械能保持不变
C. 汽车对桥面的压力就是汽车的重力
D. 轮胎受到的支持力由轮胎形变产生的
4. 关于教材中的插图,下列说法正确的是( )
A. 图甲实验可以估算原子核的尺寸
B. 图乙实验中电子的速度越大,中心的亮斑半径越大
C. 图丙装置中利用的射线是射线
D. 图丁中镉棒使“快中子”变为“慢中子”
5. 如图所示,一台空调外机用2个三角形支架固定在外墙上,重力大小为,重心恰好与横梁和斜梁连接点在同一竖直面内。水平,跟的夹角为,梁所受力方向均沿梁,下列说法正确的是( )
A. 对点的作用力大小为
B. 对点的拉力大小为
C. 保持点位置不变,若加长,则受力将增大
D. 保持点位置不变,若加长,则受力将增大
6. 太空碎片会对航天器带来危害。空间站绕地球做逆时针方向的匀速圆周运动,如图中实线所示,太为了避开碎片,空间站在点以极短时间喷射气体,喷射方向沿径向(图中箭头所示)。变轨后轨道如图中虚线所示,其半长轴大于原轨道半径。则空间站( )
A. 变轨后的运动周期变小
B. 变轨前、后经过点的速率变小
C. 变轨前的速率比变轨后的远地点速率大
D. 变轨前、后经过点的向心加速度大小不变
7. 尼科尔棱镜是利用方解石双折射特性制造的偏振器件。其原理是一束单色自然光入射到第一块棱镜端面上,进入棱镜后分为o光和e光,o光以入射到树胶等厚薄层,恰好发生全反射,其光路如图所示。而e光会经树胶薄层从第二块棱镜端面射出,得到纯度极高的线偏振光。下列说法正确的是( )
A. 方解石晶体属于多晶体
B. o光光子能量大于e光光子能量
C. o光在方解石晶体中传播速度为
D. e光从偏振器件右端出射方向与左端入射方向平行
8. 物体只在重力和空气阻力作用下的运动轨迹如图所示,已知物体的质量为,所受空气阻力与速率成正比,,方向与速度方向相反,抛出瞬间速度大小为,与水平方向的夹角为,落地瞬间速度大小为,与水平方向的夹角为。关于物体从抛出到落地的整个过程,下列说法正确的是( )
A. 物体经过最高点时速率最小
B. 空气阻力对物体做功为
C. 物体的水平射程为
D. 物体在空中飞行的时间为
9. 如图是我国自主研发的全球最大海上风力发电机,其叶片转动时可形成直径的圆面。某时间内该地区的风速是,风向恰好跟叶片转动的圆面垂直,完整转一圈产生电能,已知空气的密度为,假如这个风力发电机能将此圆内40%的空气动能转化为电能。下列估算正确的是( )
A. 叶轮的转速约为
B. 发电机的发电功率约
C. 叶尖线速度大小约
D. 叶轮完整转一圈冲击叶片圆面的空气动能约
10. 如图所示,磁极N、S间的磁场可看作匀强磁场,磁感应强度,矩形线框的面积,共匝,内阻,边与滑环E相连,边与滑环F相连,理想二极管与串联,其中。若线圈正在绕轴以角速度顺时针匀速转动,图中线圈所在位置恰好与磁场垂直,此时开始计时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数为
B. 两端电压表达式为
C. 转一周过程中,外力所做的功为
D. 线框转过一周,外电路流过电荷量为
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. “地震预警”是在地震发生后,在地震波传播到受灾地区前,提前几秒至几十秒发出警报,通知目标区域从而实现预警。科研机构研究地震波时将其简化为简谐波处理,时的波形图如图甲所示,、分别是平衡位置处于、处的质点,图乙为质点的振动图像,则( )
A. 该横波的波速大小为
B. 该波沿轴正方向传播
C. 时,质点运动到处
D. 时,质点的加速度沿轴正方向
12. 某种光伏电池如图甲所示,其中透明导电的球壳为阳极,球形感光材料为阴极,现用理想电压表连接阴极和阳极。图乙为氢原子能级图,一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中,辐射光照射阴极,只有频率为和的光能发生光电效应,电压表最大示数分别为和,其中。已知光速。下列说法正确的是( )
A. 光的光子能量为
B. 、两种光的光子动量之差为
C. 图甲中,光产生的光电子初动能一定大于光产生的
D. 图乙中,该群氢原子向低能级跃迁能辐射3种不同频率的可见光
13. 现有一缓冲装置放于水平光滑桌面,如图所示,一长为的轻杆左端与一劲度系数为的轻弹簧相连,右端恰好放置在槽口处,槽固定在桌面上。质量为的物块以的速度向右撞击弹簧,使轻杆插入槽中,但不超过,弹簧始终在弹性限度内。已知轻杆与槽之间阻力满足,为常数,为轻杆插入槽的深度;弹簧的弹性势能,其中为形变量。物体从接触弹簧到离开弹簧过程中,下列说法正确的是( )
A. 轻杆与槽之间的阻力冲量大小为
B. 轻杆插入的最大深度为
C. 最终物块的动量变化量大小为
D. 轻杆插入最大深度的一半时,物块的动能为
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 某小组需要完成三个实验:实验1探究小车(或滑块)速度随时间变化规律;实验2探究小车(或滑块)加速度与力、质量的关系;实验3验证机械能守恒定律,现有如下甲乙两装置可供选择。其中槽码质量为,小车或滑块质量为。
(1)下面说法正确的是__________。
A. 用图甲装置完成实验1和2均需满足远大于
B. 当图甲装置补偿阻力后,仍不能完成实验3
C. 用图乙装置完成实验2时只需要绳子平行于轨道
D. 用图乙装置完成实验3时轨道必须倾斜一定角度
(2)丙图为某同学利用甲装置打出纸带的一部分,已知计时器使用交流电频率为,则小车的加速度大小为__________(结果保留2位有效数字)
(3)利用装置甲探究“小车质量一定,加速度与力的关系”,补偿小车阻力后,通过改变槽码质量,得到多组数据。以加速度为纵轴,槽码重力为横轴,甲同学利用最初的几组数据拟合了一条直线①;乙同学利用所有数据得到了图丁中的曲线②。分析乙同学图线弯曲的原因__________。过作一条平行纵轴的虚线,分别与图线相交、两点,则、所对应的纵坐标之比__________(用、表示)。
15. 某小组为探究某款5号充电电池的电动势和实际容量是否与标称的一致,进行如下两组实验:
(1)将4节该型号充电电池串联,与开关、数字电流表(可视为理想电流表)、电阻箱连成一个回路,实物连线图如图甲所示,闭合开关,记录数字电流表示数及电阻箱阻值;断开开关,改变,重复以上步骤,得到和的关系如图乙所示,由图乙可得每节充电电池的电动势________(结果保留2位有效数字)。
(2)为研究电池容量,可以使用“电子负载”对其进行放电测试。电子负载是用电子器件实现“负载”功能的设备,可以准确测出两端电压,精确调整电流,“负载”符合欧姆定律。测试电路如图丙所示,将4节电池串联成电池组,设置电子负载参数为“恒定电流”放电,得到放电曲线如图丁所示,即电池组的端压随放出电量的变化曲线。
①当每节电池两极间电压降到时,所放出的总电量为电池的最大可用容量。根据放电曲线,可得每节充电电池的最大可用容量________;
②已知充电电池放电过程中电动势基本保持不变,根据放电曲线,可知放电过程中电池内阻________(填“变大”或“变小”);电池的输出功率________(填“变大”或“变小”)。
16. 关于光学、热学几个实验,下列说法正确的是__________
A. 在“测量玻璃的折射率”的实验中,操作过程如图(a)所示,测得的折射率偏大
B. 在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,根据图(b)估测出的分子的直径偏大
C. “探究气体等温变化的规律”实验装置如图(c)所示,此装置必须保持竖直
D. “用双缝干涉测量光的波长”实验时,用图(d)所示进行测量,测得的波长偏大
17. “”形且上端开口的玻璃管如图甲所示,管内有一部分水银封住密闭气体,上管足够长,图中粗、细部分的横截面积分别为、,其中。封闭气体初始温度为,气体长度,图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线。(大气压强为)求:
(1)当水银柱恰好全部进入细管时的温度;
(2)水银柱总体积;
(3)图乙中状态至状态过程,内能改变,气体吸收多少热量?
18. 如图所示,为竖直平面内的倾斜轨道和圆轨道,两者在点平滑相切连接,且和略错开,直轨道、和半圆形弯道固定在光滑水平桌面上,整个空间存在水平向右的匀强电场。倾角,长为;竖直圆轨道和半圆弯道半径均为;直轨道和长均为。一质量为、带正电的滑块(可视为质点)在点获得初动能后沿轨道运动。已知滑块所受电场力大小恒为,滑块与直轨道、的动摩擦因数,其余轨道均光滑,所有轨道绝缘。
(1)若,求滑块到达圆轨道最低点的速度大小;
(2)若滑块恰能在竖直圆轨道上做完整的圆周运动,求滑块对竖直圆轨道的最大弹力大小;
(3)在处固定一竖直挡板,滑块与挡板碰后能原速率反弹,若滑块经一次反弹后不再进入半圆形弯道,求初动能应满足的条件。
19. 图甲是简单的直流电动机模型示意图,固定部分为一对磁极和圆柱形铁芯,它们之间的磁场可认为沿径向分布;旋转部分为单匝矩形导线框,能绕轴心线转动,线框无论转到什么位置,线框平面都跟图乙中的磁感线平行,线框的、边所处位置的磁感应强度大小处处为。线框通过换向器与直流电源连接。已知、边的质量均为、长度均为,其他部分质量不计,线框总电阻为。电源电动势为,内阻为。当闭合开关,线框由静止开始在磁场中转动,忽略一切摩擦以及线圈的自感系数。
(1)求刚闭合开关瞬间,线框中的电流;
(2)求闭合开关后,线框由静止开始转动到转动速率达到稳定的过程中,线框边能达到的最大速率和电源所释放的电能;
(3)当用电动机带动其他机器稳定工作时,线框的、边相当于都受到与转动速度方向相反、大小恒定的阻力。写出此时电动机工作效率的表达式。
20. “彭宁离子阱”是可以用来储存带电粒子的装置,其结构主要由一个旋转对称的环电极和上下两个相同的端电极组成。如图(a)所示,以阱中心为坐标原点,旋转对称轴为轴,建立空间坐标系。在环电极和端电极间加电压,阱内形成电场,纵截面的部分电场线和等势线分布如图(b)所示。为研究问题方便,阱内电场分解为、两部分:电场在垂直轴平面(即平行平面)内,以轴为中心的水平径向电场,同一圆周电场强度大小相等,方向如图(c)所示;电场平行轴,如图(d)所示,其中。质量为、电荷量为的氢离子被束缚在阱内运动,忽略重力、阻力、相对论效应和辐射。(简谐运动的周期公式,为回复力系数)
(1)比较图(b)中、、、四点之间的电势大小关系;
(2)阱内同时存在沿方向的匀强磁场,磁感应强度。氢离子在平面内,做以点为圆心,半径为的匀速圆周运动,速率,求氢离子轨迹所在处的场强大小;
(3)阱内施加沿方向的匀强磁场,磁感应强度,且阱内电场满足:,(为到轴的距离)。若在坐标处有一速度沿轴正方向的氢离子,速度大小为,求该氢离子经过平面的坐标;
(4)在(3)的基础上,仅调节,使得氢离子的运动轨迹如图(e)所示,求值。
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