精品解析：天津市卓越中学2025-2026学年高三上学期12月阶段训练物理试卷

2025-2026卓越中学高三阶段训练 一、单选题（每题4分，共24分） 1. 市政单位经常使用共振破碎机来破碎旧水泥路面，破碎机有专用传感器感应路面的振动。某次破碎机工作时获得水泥路面的振幅A随锤头击打水泥路面的频率f变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 为使得破碎效果最佳，锤头击打水泥路面的频率应为f0 B. 水泥路面的振动频率与锤头击打水泥路面的频率无关 C. 只要增大锤头击打水泥路面的频率，水泥路面的振幅就一定增大 D. 破碎机停止击打路面，水泥路面也立即停止振动 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据共振发生的条件可知，当锤头的振动频率等于水泥路面的固有频率时，水泥路面发生共振，振幅最大，破碎效果最佳，所以锤头击打水泥路面的频率应为，故A正确； B．不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，所以水泥路面的振动频率与锤头击打水泥路面的频率相等，B错误； C．由图像可知，锤头击打水泥路面的频率等于水泥路面的固有频率时，水泥路面的振幅最大，锤头击打水泥路面的频率大于水泥路面的固有频率后，振幅减小，所以增大锤头击打水泥路面的频率，水泥路面的振幅不一定增大，C错误； D．破碎机停止击打路面，水泥路面不能立即停止振动，需要经过一段时间振动才会停止，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，已知重力加速度为g，则在振动过程中（　　） A. 弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变 B. 物体的最大动能应等于 C. 弹簧的最大弹性势能小于 D. 物体在最低点时的弹力大小应等于 【答案】D 【解析】 【详解】A．由机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能、重力势能和物体的动能总和不变，A错误； B．物体从最高点到平衡位置时动能最大，则由能量关系，可知物体的最大动能应小于，B错误； C．物体在最低点时弹性势能最大，则从最高点到最低点，由能量关系，即弹簧的最大弹性势能等于，C错误； D．物体在平衡位置时 物体在最低点时的弹力大小，D正确。 故选D。 3. 下列说法正确的是（　　） A. “回声”是声波衍射现象 B. 集体列队经过桥梁时要便步走，以防止桥梁发生共振垮塌 C. 当观察者靠近波源运动时，观察者观测到的频率变小 D. “未见其人，先闻其声”是声波干涉的结果 【答案】B 【解析】 【详解】A．“回声”是声波遇到障碍物后反射形成的现象，不属于衍射，故A错误； B．集体列队便步走可避免步伐的频率与桥梁的固有频率一致，防止桥梁发生共振导致振幅过大垮塌，故B正确； C．根据多普勒效应，观察者靠近波源时，单位时间内接收到的波的数量增加，观测到的频率变大，故C错误； D．“未见其人，先闻其声”是声波波长较长，能绕过障碍物传播的衍射现象，与干涉无关，故D错误。 故选B。 4. 一列简谐横波沿x轴传播，其在t=0.2s时的波形图如图甲所示，该波上A质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 该波的波速为2.5m/s B. 该波沿x轴负方向传播 C. 若该波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为0.4Hz D. 若某障碍物的尺寸比2m小，则该波遇到这个障碍物时一定能发生明显的衍射现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，T=0.4s，λ=2m，则波速，故A错误； B．由图乙可知，t=0.2s时刻，质点A正通过平衡位置向上振动，根据波形的平移法可知，该波沿x轴正方向传播，故B错误； C．发生稳定的干涉现象需要两列波的频率相同，则所遇到的波的频率为，故C错误； D．若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象，则该障碍物的尺寸可能与2m差不多或比2m小，故D正确。 故选D。 5. 某介电电泳实验使用非匀强电场，该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点分别位于电势为－2V、－1V、1V、2V的等势线上，则（ ） A. a、b、c、d中a点电场强度最小 B. a、b、c、d中d点电场强度最大 C. 一个电子从b点移动到c点电场力做功为2eV D. 一个电子从a点移动到d点电势能增加了4eV 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据等势面越密集电场强度越大，可知a、b、c、d中a点电场强度最大，故AB错误； C．一个电子从b点移动到c点电场力做功为Wbc = －eUbc = 2eV 故C正确； D．一个电子从a点移动到d点电场力做功为Wad = －eUad = 4eV 由于电场力做正功电势能减小，则一个电子从a点移动到d点电势能减小了4eV，故D错误。 故选C。 6. 如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则（　　） A. 两绳中的张力大小一定相等 B. P的质量一定大于Q的质量 C. P的电荷量一定小于Q的电荷量 D. P的电荷量一定大于Q的电荷量 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知设Q和P两球之间的库仑力为F，绳子的拉力分别为T1，T2，质量分别为m1，m2；与竖直方向夹角为θ，对于小球Q有 对于小球P有 联立有 所以可得 又因为 可知，即P的质量一定大于Q的质量；两小球的电荷量则无法判断。 故选B。 二、多选题（每题5分，共20分） 7. 电容式传感器在日常生活中应用极其广泛，比如话筒、智慧黑板、计算机键盘等。如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行、间距为的活动金属片和固定金属片组成，两金属片间有空气间隙，两金属片组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路、如图丙所示，当松开键盘过程中，则（　　） A. 电容器的电容变小 B. 电容器所带电荷量变大 C. 电容器的电场强度变大 D. 电容器的电场强度变小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．松开键盘过程中，金属片间距变大，即变大，由知C变小，A正确； B．由丙图可知，电容器电压不变，由知C变小Q变小，B错误； CD．U不变，d变大，由知电容器的电场强度变小，C错误，D正确。 故选AD。 8. 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，正极板与静电计相连，两板间有一个正检验电荷固定在P点。若正极板保持不动，将负极板缓慢向左平移一小段距离x0的过程中，静电计带电量的变化可忽略。下列说法正确的是（　　） A. 电容器的电容值变大 B. 电容器两板间的电场强度不变 C. 电容器两板间P点的电势不变 D. 电容器两板间固定在P点的检验电荷的电势能增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当负极板向左平移一小段距离时，根据可知，d增大，电容C减小，故A错误； B．根据，和可得 因极板的总电量不变，故不论极板间距如何变化，电场强度不变，故B正确； CD．由于电场强度不变，P点与负极板间的距离变大，则P点与负极板间的电势差变大，因负极板接地，其电势为零，所以P点电势升高，根据可知，固定在P点的正检验电荷的电势能增大，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，铜环两端、处于同一水平线。若环中通有大小为、方向从到的电流，细绳处于绷直状态，则（　　） A. 两根细绳拉力均比未通电流时的大 B. 两根细绳拉力均比未通电流时的小 C. 铜环所受安培力大小为 D. 铜环所受安培力大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】方法一：微元法 AB．如图，取通电半圆形铜环的一小段，可将其视为直导线，根据左手定则可知，改小段导线受到的安培力方向如图所示，其大小 根据对称性可得，如图所示对称的两小段所受的安培力在水平方向的分力大小相等，方向相反，相互抵消，则通电后半圆形铜环受到的安培力竖直向下，根据受力分析可知，通电后两绳拉力变大，故A正确，B错误； CD．对每小段导线所受安培力在竖直方向的分力求和，可得 故C正确，D错误。 故选AC。 方法二：等效法 通电半圆形铜环可等效为等效长度为直径，电流方向，根据左手定则可知半圆形铜环受到的安培力方向竖直向下，大小 根据受力分析可得，通电后，绳子拉力 两根细绳拉力均比未通电流时的大。 故选AC。 10. 光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上P点开有一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从P点沿PO射入，然后与筒壁发生碰撞。假设粒子在每次碰撞前、后瞬间，速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变，沿法线方向的分量大小不变、方向相反；电荷量不变。不计重力。下列说法正确的是（ ） A. 粒子的运动轨迹可能通过圆心O B. 最少经2次碰撞，粒子就可能从小孔射出 C. 射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短 D. 每次碰撞后瞬间，粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线 【答案】BD 【解析】 【详解】D．假设粒子带负电，第一次从A点和筒壁发生碰撞如图，为圆周运动的圆心 由几何关系可知为直角，即粒子此时的速度方向为，说明粒子在和筒壁碰撞时速度会反向，由圆的对称性在其它点撞击同理，D正确； A．假设粒子运动过程过O点，则过P点的速度的垂线和OP连线的中垂线是平行的不能交于一点确定圆心，由圆形对称性撞击筒壁以后的A点的速度垂线和AO连线的中垂线依旧平行不能确定圆心，则粒子不可能过O点，A错误； B．由题意可知粒子射出磁场以后的圆心组成的多边形应为以筒壁的内接圆的多边形，最少应为三角形如图所示 即撞击两次，B正确； C．速度越大粒子做圆周运动的半径越大，碰撞次数会可能增多，粒子运动时间不一定减少， C错误。 故选BD。 三、实验题（每空2分，共8分） 11. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的实验装置，利用单摆测量当地的重力加速度。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______（填字母）。 A. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相对平衡位置时有较大的偏角 B. 摆球尽量选择质量较大、体积较小的 C. 摆线要选择较轻、无伸缩性，并且适当长一些的 （2）测量单摆周期时，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时数“0”，当摆球再次通过最低点时数“1”，依此类推，当他数到“40”时，秒表停止计时，读出这段时间t，则该单摆的周期为______。 （3）改变摆线长度，测量出多组周期T、摆线长L的数值后，画出T2−L图像如图乙所示，测得此图像斜率为k，则当地重力加速度的表达式为g=______。 （4）T2−L图像不过坐标原点的原因是______。 【答案】（1）BC （2） （3） （4）由于忽略了摆球半径，使摆长测量值偏小 【解析】 【小问1详解】 A．单摆摆角应小于5°，故A错误； B．为尽量减小空气阻力的影响，摆球尽量选择质量较大、体积较小的，故B正确； C．为避免单摆摆动过程中摆长变化，摆线应选用不易伸缩的轻质细绳，故C正确。 故选BC。 【小问2详解】 计数40时，单摆完成20次全振动，故周期 【小问3详解】 由单摆周期公式有 化简得 故有 解得 【小问4详解】 由（3）可得，不过坐标原点的原因是忽略了摆球半径，使摆长测量值偏小。 四、解答题（共48分） 12. 某质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器；B为速度选择器，磁场与电场正交，速度选择器两板间电压为，两板间距离为；C为偏转分离器，磁感应强度为。一质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力），经粒子加速器加速后速度大小为，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）粒子加速器的加速电压； （2）速度选择器中磁感应强度大小； （3）该粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在粒子加速器中加速，由动能定理得 解得粒子加速器的加速电压 【小问2详解】 带电粒子在速度选择器中 解得 【小问3详解】 粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动，则 解得 13. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图，当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电子在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。已知匀强磁场的磁感应强度大小为，通过的电流为，霍尔元件的厚度为，单位体积内的自由电子数为，单个自由电子的电荷量为。 （1）判断霍尔元件前后两侧面哪侧电势高； （2）请用以上条件推导霍尔电势差的表达式。 【答案】（1）后表面的电势高 （2） 【解析】 【小问1详解】 电子的运动方向与电流的方向相反，根据左手定则，电子所受的洛伦兹力的方向向垂直纸面向外，前表面电势低，后表面的电势高； 【小问2详解】 设前后表面的距离为l，根据平衡条件得 又因为， 解得 14. 如图所示，在平面内的第三象限存在沿轴正方向的匀强电场，场强为；在的区域存在磁感应强度大小为的匀强磁场，方向垂直纸面向外。一质量为、带电量为的电荷从点以沿轴正方向的速度进入电场，恰能从点进入磁场。已知点到轴的距离为到轴距离的一半，不计电荷所受重力，求： （1）电荷进入磁场后第一次穿过轴的位置到点的距离； （2）电荷从运动到所经历的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设位移方向角为α，据题意有 设θ为速度方向角，则有tanθ=2tanα=1 可知 故电荷进入磁场时的速度 电荷在磁场中的轨迹如图 由 解得 则电荷第一次穿过y轴的位置P到O点的距离 【小问2详解】 电荷在电场中作类平抛运动，有qE=ma 在电场中的运动时间 电荷在磁场中的运动时间 所求时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026卓越中学高三阶段训练 一、单选题（每题4分，共24分） 1. 市政单位经常使用共振破碎机来破碎旧水泥路面，破碎机有专用传感器感应路面的振动。某次破碎机工作时获得水泥路面的振幅A随锤头击打水泥路面的频率f变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 为使得破碎效果最佳，锤头击打水泥路面的频率应为f0 B. 水泥路面的振动频率与锤头击打水泥路面的频率无关 C. 只要增大锤头击打水泥路面的频率，水泥路面的振幅就一定增大 D. 破碎机停止击打路面，水泥路面也立即停止振动 2. 如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，已知重力加速度为g，则在振动过程中（　　） A. 弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变 B. 物体的最大动能应等于 C. 弹簧的最大弹性势能小于 D. 物体在最低点时的弹力大小应等于 3. 下列说法正确的是（　　） A. “回声”是声波衍射现象 B. 集体列队经过桥梁时要便步走，以防止桥梁发生共振垮塌 C. 当观察者靠近波源运动时，观察者观测到的频率变小 D. “未见其人，先闻其声”是声波干涉的结果 4. 一列简谐横波沿x轴传播，其在t=0.2s时的波形图如图甲所示，该波上A质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 该波的波速为2.5m/s B. 该波沿x轴负方向传播 C. 若该波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为0.4Hz D. 若某障碍物的尺寸比2m小，则该波遇到这个障碍物时一定能发生明显的衍射现象 5. 某介电电泳实验使用非匀强电场，该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点分别位于电势为－2V、－1V、1V、2V的等势线上，则（ ） A. a、b、c、d中a点电场强度最小 B. a、b、c、d中d点电场强度最大 C. 一个电子从b点移动到c点电场力做功为2eV D. 一个电子从a点移动到d点电势能增加了4eV 6. 如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则（　　） A. 两绳中的张力大小一定相等 B. P的质量一定大于Q的质量 C. P的电荷量一定小于Q的电荷量 D. P的电荷量一定大于Q的电荷量 二、多选题（每题5分，共20分） 7. 电容式传感器在日常生活中应用极其广泛，比如话筒、智慧黑板、计算机键盘等。如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行、间距为的活动金属片和固定金属片组成，两金属片间有空气间隙，两金属片组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路、如图丙所示，当松开键盘过程中，则（　　） A. 电容器的电容变小 B. 电容器所带电荷量变大 C. 电容器的电场强度变大 D. 电容器的电场强度变小 8. 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，正极板与静电计相连，两板间有一个正检验电荷固定在P点。若正极板保持不动，将负极板缓慢向左平移一小段距离x0的过程中，静电计带电量的变化可忽略。下列说法正确的是（　　） A. 电容器的电容值变大 B. 电容器两板间的电场强度不变 C. 电容器两板间P点的电势不变 D. 电容器两板间固定在P点的检验电荷的电势能增大 9. 如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，铜环两端、处于同一水平线。若环中通有大小为、方向从到的电流，细绳处于绷直状态，则（　　） A. 两根细绳拉力均比未通电流时的大 B. 两根细绳拉力均比未通电流时的小 C. 铜环所受安培力大小为 D. 铜环所受安培力大小为 10. 光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上P点开有一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从P点沿PO射入，然后与筒壁发生碰撞。假设粒子在每次碰撞前、后瞬间，速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变，沿法线方向的分量大小不变、方向相反；电荷量不变。不计重力。下列说法正确的是（ ） A. 粒子的运动轨迹可能通过圆心O B. 最少经2次碰撞，粒子就可能从小孔射出 C. 射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短 D. 每次碰撞后瞬间，粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线 三、实验题（每空2分，共8分） 11. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的实验装置，利用单摆测量当地的重力加速度。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______（填字母）。 A. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相对平衡位置时有较大的偏角 B. 摆球尽量选择质量较大、体积较小的 C. 摆线要选择较轻、无伸缩性，并且适当长一些的 （2）测量单摆周期时，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时数“0”，当摆球再次通过最低点时数“1”，依此类推，当他数到“40”时，秒表停止计时，读出这段时间t，则该单摆的周期为______。 （3）改变摆线长度，测量出多组周期T、摆线长L的数值后，画出T2−L图像如图乙所示，测得此图像斜率为k，则当地重力加速度的表达式为g=______。 （4）T2−L图像不过坐标原点的原因是______。 四、解答题（共48分） 12. 某质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器；B为速度选择器，磁场与电场正交，速度选择器两板间电压为，两板间距离为；C为偏转分离器，磁感应强度为。一质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力），经粒子加速器加速后速度大小为，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）粒子加速器的加速电压； （2）速度选择器中磁感应强度大小； （3）该粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径。 13. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图，当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电子在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。已知匀强磁场的磁感应强度大小为，通过的电流为，霍尔元件的厚度为，单位体积内的自由电子数为，单个自由电子的电荷量为。 （1）判断霍尔元件前后两侧面哪侧电势高； （2）请用以上条件推导霍尔电势差的表达式。 14. 如图所示，在平面内的第三象限存在沿轴正方向的匀强电场，场强为；在的区域存在磁感应强度大小为的匀强磁场，方向垂直纸面向外。一质量为、带电量为的电荷从点以沿轴正方向的速度进入电场，恰能从点进入磁场。已知点到轴的距离为到轴距离的一半，不计电荷所受重力，求： （1）电荷进入磁场后第一次穿过轴的位置到点的距离； （2）电荷从运动到所经历的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $