精品解析:山东青岛市2026-2027学年高三上学期期初考试物理试题
2026-09-13
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内容正文:
2026年高三年级期初调研检测
物理试题
2026.09
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 物理学家密立根在光电效应实验中以锂为阴极,改变入射光频率,测量相应遏止电压,并由实验数据得到与的关系式为,已知元电荷,由此可得普朗克常量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据爱因斯坦光电效应方程可得
整理可得
根据题意可得
所以普朗克常量为
故选A。
2. 如图所示为某商场安装的自动感应门,一扇门从开启到关闭的过程中,下列关于门的位移x和速度v随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设开门方向为正方向,门关闭时的位置为初位置,位移
AB.开门时,位移从逐渐增大到最大值
关门时,位移从最大值逐渐减小,最终回到,此时门完全关闭
因此,图像应为从原点出发,先上升至最大值,一段时间后下降回到轴的曲线
图A有两个上升波峰,说明开启两次,故A错误;
图B位移越过轴进入负半轴,代表门越过了关闭位置,向反方向打开,不符合物理实际,故B错误;
CD.开门阶段,门向正方向先加速后减速,速度
关门阶段,门向反方向先加速后减速,速度,且最终静止时速度为
图C速度始终为正,说明门一直向同一方向运动,无法关闭,故C错误;
图D速度先正后负,符合实际,故D正确。
故选D。
3. 2026年中国科学院近代物理研究所通过熔合蒸发首次成功合成了新核素锫(Bk),核反应式为,若结合能为,结合能为,结合能为E,则该核反应吸收的能量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据结合能的物理意义:原子核的静能等于其组成核子自由状态下的总静能减去原子核的结合能,即。
核反应吸收的能量等于反应后系统总静能与反应前总静能的差值,且该反应核子总数守恒,因此反应前后全部核子的总静能相等,记为;反应前总静能:Ar和Au的总静能为;反应后总静能:生成物为Bk和2个自由中子(自由中子结合能为0),总静能为。
因此吸收的能量。
故选A。
4. 如图所示,导热性能良好的封闭容器盛有水,水面上方通过阀门与充气泵相连,一端封闭的玻璃管开口向下漂浮在水面上。初始时水面上方空气压强为,此时管内空气柱长度为15 cm,露出水面部分长度为5 cm,水的密度为,重力加速度为,容器内空气可看作理想气体。现用气泵缓慢充气,当玻璃管上端恰好与水面相平时,管内空气的压强为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】 设玻璃管横截面积为,玻璃管重力为。初始时管内水面比容器水面低的深度为
对管内气体,初始压强
解得
初始时玻璃管漂浮,浮力等于重力,则
可得玻璃管重力
当玻璃管上端恰好与水面相平时,设此时管内空气柱长度为,由于玻璃管仍漂浮,浮力仍等于重力,因此
可得
即此时管内空气柱长度为10cm。容器导热、过程缓慢,则管内气体做等温变化,初始体积,末态体积
由玻意耳定律有
解得
故选B。
5. 如图所示,边长为L的等边三角形ABC位于水平面内,O为AC边中点,F为O点正上方一点,,在A、C两点分别固定等量正电荷,在F、B间固定光滑绝缘细杆。现将带负电小球套在细杆上并从F点释放,重力加速度为g。在小球下滑过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球电势能一直减小 B. 小球电势能先增大后减小
C. 运动到杆中点时,小球加速度大小为 D. 运动到杆中点时,小球加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.A、C为等量正电荷,O是AC中点。水平面内的OB段是AC的中垂线,电场方向沿中垂线背离O点;FO是竖直方向的AC中垂线,电场方向也沿FO背离O点。带负电的小球受到的电场力方向与电场方向相反,始终指向O点。小球从F沿杆下滑到B的过程中,到O点的距离先减小后增大。负电荷靠近O运动时,电场力做正功,电势能减小;远离O运动时,电场力做负功,电势能增大。因此小球电势能先减小后增大,AB错误;
CD.等边三角形边长为L,O是AC中点,故,
由勾股定理得
同时水平面内等边三角形的高
因此
是等腰直角三角形,细杆FB与竖直方向夹角为45°。杆的中点恰好是FB的中点,由几何关系可知,该点电场方向与细杆垂直。因此电场力沿细杆方向的分量为0,沿杆方向的合力仅为重力的分力,则小球加速度大小为 ,故C错误,D正确。
故选D。
6. “嫦娥七号”登陆月球将经历如图所示的变轨过程,图中I为圆轨道,轨道Ⅱ为椭圆轨道。轨道Ⅱ与月面、轨道I分别相切于A点和C点,为轨道Ⅱ的中心,其短轴BD与月球表面相切于点。设探测器在轨道I上的机械能为,在轨道Ⅱ上A、C两点的机械能分别为、,轨道Ⅱ上运行速度大小v与距月心的距离r满足:(为v和r的夹角,c为常量)。关于探测器,下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 经过轨道Ⅱ上A、B两点的速度之比为
D. 经过轨道Ⅱ上A、B两点的速度之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.探测器从圆轨道I变轨到椭圆轨道Ⅱ,需要在切点C处减速,使探测器受到的引力大于所需的向心力,探测器做近心运动,因此探测器在轨道I的机械能大于在轨道Ⅱ的机械能,即,故A错误;
B.同一椭圆轨道上探测器仅受月球引力,机械能守恒,在轨道Ⅱ上A、C两点的机械能相等,即
可得,故B错误;
CD.设月球半径为,椭圆近月点A与月面相切,因此A到月心的距离
A点速度方向与垂直,,,代入题给公式得
椭圆中心为,短轴BD与月面相切于,结合几何关系可得椭圆半长轴,焦距,椭圆半短轴满足
B点到月心的距离
在B点,速度方向沿椭圆切线,平行于椭圆长轴,设速度方向与的夹角为,则
可得
联立得
解得,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,从距地面同一高度上的A、B两点同时水平相向抛出两个完全相同的小球,初速度大小分别为、,当两球发生正碰时,速度方向互相垂直,碰后粘在一起恰好落在A点正下方。已知重力加速度为g,则两球碰撞点P的离地高度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设两球从抛出到碰撞经历的时间为,碰撞时竖直分速度大小均为
两球发生正碰时速度方向互相垂直,由速度矢量点积为零可得
则有
解得
碰后两球粘在一起,水平方向动量守恒(取向右为正):
解得,即碰后合速度水平向左,大小为
竖直方向碰后速度仍为,方向向下
碰后两球恰好落在点正下方,说明碰后水平向左的位移大小等于碰前球向右的水平位移大小为
解得
碰撞点离地高度等于碰后下落的高度为
将代入上式
解得,故A正确。
故选A。
8. 两足够长平行挡板M、N固定在光滑水平桌面上,其俯视图如图所示。质量为m的小球以初速度射入两板间,方向与N板夹角为。小球与挡板每次碰撞前后垂直挡板方向速度大小不变且作用时间极短,与挡板间的动摩擦因数为。已知两挡板间距为d,小球可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 小球最终的速度大小为
B. 小球最终停在两板间某一位置
C. 小球与挡板第一次碰撞后沿板前进的最大距离为
D. 小球与挡板第一次碰撞后沿板前进的最大距离为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.小球每次碰撞前后,垂直挡板方向的速度大小恒为
由动量定理知,此过程挡板对小球的弹力的冲量大小恒为
由知,每次碰撞挡板对小球的摩擦力的冲量大小恒为
此过程小球沿挡板方向的分速度变化
(取平行挡板向右为正方向),即小球每次与挡板碰后沿挡板方向的分速度大小减小 。由于
可见小球与挡板碰撞6次后沿挡板方向的分速度减为0,最终小球以在垂直挡板方向运动,反复与挡板垂直碰撞,故A错误,B错误;
CD.小球与挡板每次碰后沿挡板方向的分速度大小分别为:
小球与挡板每次碰后至刚要发生下次碰撞所用的时间均为
故小球与挡板第一次碰撞后沿板前进的最大距离
故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,为某探究小组设计的钢缆断裂后电梯坠落应急安全模拟装置,在塑料筒上绕制闭合线圈A、B,用条形磁铁模拟电梯轿厢。当磁铁在线圈A、B之间下落时,下列说法正确的是( )
A. 线圈A有扩张的趋势
B. 磁铁可停在A、B之间
C. 从上往下看线圈B的感应电流方向为顺时针
D. 当磁铁运动至线圈B下方时,其加速度等于重力加速度
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当磁铁在线圈A、B之间下落时,穿过线圈A的磁通量减小,由楞次定律可知,线圈A有扩张的趋势,故A正确;
B.电梯轿厢在金属线圈A、B的阻碍作用下速度逐渐减小,加速度也在减小,等到加速度减为零开始匀速下降,不能阻止磁铁的运动,故轿厢最终不能停在A、B之间,故B错误;
C.当磁铁在线圈A、B之间下落时,B中向上的磁场增强,由楞次定律可知,从上往下看线圈B的感应电流方向为顺时针,故C正确;
D.当磁铁运动至线圈B下方时,在金属线圈B的阻碍作用下,其加速度小于重力加速度,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,在xOy平面内,有、、三点,O、A为波源。时,两波源从平衡位置沿z轴正向起振,频率均为5 Hz,振幅均为5 cm。两波源产生的简谐横波在xOy平面内向各个方向传播,波速均为10 m/s。下列说法正确的是( )
A. y轴上总共有3个振动加强点
B. 两波源的振动方程为
C. 时,B处质点的位置坐标为
D. 1.2 s内B处质点通过的路程为10 cm
【答案】AD
【解析】
【详解】波的周期为
波长为
角频率为
A.设轴上某点的坐标为,该点到两波源的距离分别为,
由于两波源同相,振动加强的条件为
当时,有
在该区间内,路程差的取值范围为,满足加强条件的路程差为或
当时,
解得
当时,
解得或
当或时,路程差恒为
此时两列波的相位相反,属于振动减弱区域。因此轴上共有3个振动加强点,故A正确;
B.两波源在时均位于平衡位置,且沿轴正方向起振,所以其振动方程为
若写成,则时波源位于正向最大位移处,不符合题意,故B错误;
C.点到两波源的距离分别为,
两列波分别传播到点所需的时间为,
在时,波源产生的波已经到达点,而波源产生的波尚未到达。此时点的位移为
因此处质点的位置坐标为,故C错误;
D.在内,两列波均未到达点,处质点静止
在内,只有波源产生的波到达点。该过程持续时间为
在半个周期内,处质点从平衡位置沿轴正方向运动到正向最大位移处,再返回平衡位置,通过的路程为
在后,两列波都到达点。两列波到达点的路程差为
两列波在点的相位差为,且振幅相同,故两列波始终完全抵消,处质点保持在平衡位置。因此在内,处质点通过的总路程为,故D正确。
故选AD。
11. 如图所示,理想变压器原线圈串接定值电阻后与交流发电机连接,交流发电机线圈绕其轴线匀速旋转,理想变压器原副线圈匝数比为k,副线圈回路中接有定值电阻、和滑动变阻器,发电机的内阻为r,电流表和电压表均为理想电表。设电流表示数为I,电压表、的示数分别为、。若滑动变阻器的滑片向下滑动时,下列说法正确的是( )
A. 变小
B.
C. 与I的变化量分别为、,则
D. 若滑片不动,发电机线圈转速变为原来的2倍,则变为原来的2倍
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据题意,设原线圈等效电阻为,副线圈总电阻为,原线圈输入电压为,电流为,副线圈输出电压为,电流为,则有,,,
可得
若滑动变阻器的滑片向下滑动时,滑动变阻器接入电路中电阻变大,则变大,也变大,设发电机产生感应电动势的有效值为,则由可知,减小,则减小,原线圈输入电压增大,也增大,则也增大,故A错误;
B.根据题意,由欧姆定律有
又有
则有,故B错误;
C.结合A分析有
则有,故C正确;
D.根据题意,结合A分析可得
若滑片不动,发电机线圈转速变为原来的2倍,则不变,变为原来的2倍,则也变为原来的2倍,故D正确。
故选CD。
12. 如图所示,两根足够长平行光滑金属导轨固定在水平面上,间距为1 m,导轨通过单刀双掷开关与电容为0.8 F的电容器连接,电容器不带电。MN左侧存在磁感应强度为1 T的匀强磁场,PQ右侧存在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场,磁场方向均竖直向下。质量分别为0.2 kg和0.1 kg,长度均为1 m的金属杆a、b垂直导轨静置,且接触良好,b距PQ足够远。现将开关S接通1,在杆a的中点施加垂直杆水平向左、大小为2 N的拉力,2 s后撤去拉力;然后开关S每次待杆运动稳定后,反复在1、2间交替接通,直到a、b运动达到最终的稳定状态,不计一切电阻。下列说法正确的是( )
A. 电容器上极板所带电荷电性交替变化
B. 整个运动过程,a的最大速度大小为4 m/s
C. 稳定后a、b两杆速度大小分别为、
D. 稳定后a、b两杆速度大小分别为2 m/s、4 m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.a杆向左运动时,由右手定则知向电容器下极板充正电荷,a杆向左运动期间,由牛顿第二定律得,即,力作用2 s后撤去时对应速度为,当开关拨至2时,电容器通过b杆放电,随放电两极板间电压减小,b杆随速度增加感应电动势增加,当b杆感应电动势与板间电压相等时,b杆开始匀速运动,在此期间下板始终带正电,开关再次拨回1时,由于电容器板间电压减小,向左匀速运动的a杆继续向电容器充电,安培力使a杆速度减小,直至板间电压升高到与a杆感应电动势相等,期间仍然是下板带正电,故A错误B正确;
CD.根据动量定理,对a、b杆有,,可知a杆动量减少的过程对电容器充电,电容器放电使b杆动量增加,设a杆最终速度为,b杆最终速度为,因最终达到稳定状态,充放电不再进行,故有,开关S反复拨动过程中,对a杆有,对b杆有,,代入数据解得,,C正确,D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某实验小组利用手机摄像功能验证A、B两小球在一维碰撞过程中动量是否守恒,操作步骤如下:
a.用天平测量两球的质量、,将A、B两小球静置在水平桌面上,在桌面正上方固定好手机;
b.启动手机摄像功能,给A球一初速度,使A、B两球发生碰撞;
c.将视频导入电脑,利用视频分析软件获得两球在连续相等时间间隔末的位置如图所示;
d.通过转换比例,测出碰前A球的平均间距和碰后A、B两球各自的平均间距、,将测得数据记录在表格中。
名称
质量(g)
碰前平均间距(cm)
碰后平均间距(cm)
碰前动量()
碰后动量()
A
60.0
2.50
0.49
0.150
0.029
B
40.0
2.98
请回答以下问题:
(1)根据表格中数据,可求得______(结果保留3位有效数字);
(2)实验小组根据实验结果,可以认为:在误差允许范围内,两小球碰撞前后动量守恒。但也发现,碰前的总动量总是略大于碰后的总动量,其原因是__________________;
(3)若要进一步研究是否为弹性碰撞,需要验证的表达式为__________________(用、、、、表示)。
【答案】(1)0.119
(2)小球受到桌面摩擦力作用##小球受到空气阻力作用
(3)
【解析】
【小问1详解】
设手机拍摄的时间间隔为,由碰前A球的动量
代入、,解得
碰后B球的动量
代入、、,解得
【小问2详解】
本实验中两球并非理想的不受外力系统,桌面的摩擦或空气阻力会使碰撞前后的运动过程中,系统动量持续减小,因此测得的碰前总动量会略大于碰后总动量。
【小问3详解】
弹性碰撞的判定条件是碰撞前后系统总动能守恒,即
其中,,
代入整理得表达式
14. 某同学在课外探究活动中探究数字多用电表测量电阻的原理,他查阅资料得知数字多用电表电阻挡常采用“电流源-电压”测量法,据此该同学设计如图所示电路,虚线框内为电阻挡的测量电路,为能输出恒定电流的电流源,V为量程为200.0 mV的数字电压表表头(内阻约为),为待测电阻。
请回答以下问题:
(1)若设定电流源输出电流为1.000 mA,通过电压表的电流可忽略,将两表笔与待测电阻两端接触,电压表示数为150.0 mV,则待测电阻阻值为_______(结果保留到小数点后1位);改变待测电阻阻值,电压表示数与待测电阻阻值成_________(选填“线性”或“非线性”)关系;
(2)若要改装成量程为的电阻表,需将电流源输出电流设定为________(选填“”“”或“”);
(3)电压表有如下特点:读数越大,电表相对误差越小。为精确测量阻值约为的待测电阻,需将电流源输出电流设定为_______(选填“2 mA”“20 mA”或“200 mA”);
(4)在(3)中设置输出电流后,该同学认为测量小电阻时,表笔导线本身电阻会影响测量精度,但数字电阻表不能欧姆调零,于是先将两表笔短接,此时电压表读数为68.0 mV,然后将两表笔与待测电阻两端接触,此时电压表读数为178.0 mV,则的阻值为_______(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①. 150.0 ②. 线性
(2)
(3)
(4)0.55
【解析】
【小问1详解】
[1]由图可知,电流源与电压表并联后接在两表笔之间,待测电阻接在两表笔外侧,电流源输出的恒定电流几乎全部流过待测电阻,电压表内阻约,远大于待测电阻,通过电压表的电流可以忽略,待测电阻中的电流即为电流源输出的电流,电压表读数也就是待测电阻两端的电压。由电阻的定义式
代入数据
[2]电流源输出电流保持不变,由欧姆定律得电压表示数,与成正比,故电压表示数与待测电阻阻值成线性关系。
【小问2详解】
电阻表的量程指满偏时对应的待测电阻阻值,量程为,满偏时电压表读数恰好达到电压表量程,此时通过待测电阻的电流就是需要设定的电流源输出电流。由欧姆定律
代入数据得
【小问3详解】
电压表读数越大,电表的相对误差越小;待测电阻阻值不变时,电流源输出电流越大,电压表读数越大,所以应在不超过量程的前提下选择最大的输出电流。由欧姆定律,代入数据,输出电流为时读数为
若输出电流取或,读数分别只有和,相对误差明显更大,故应把电流源输出电流设定为,此时读数最大且不超过量程。
【小问4详解】
两表笔短接时,电流源输出的电流全部流过表笔导线,电压表读数就是表笔导线电阻上的电压。
设表笔导线电阻为,由欧姆定律
代入数据
两表笔接到待测电阻两端后,表笔导线电阻与待测电阻串联,电压表读数等于两者电压之和。由欧姆定律
代入数据得
故待测电阻阻值为
结果保留2位有效数字,待测电阻阻值约为
15. 盐灯由水晶盐制作而成,能够发出柔和的光芒,是因为水晶盐对黄光具有良好的透光性。如图所示,盐灯外形为棱长为a的正方体,内部正中央有半径为R的球形中空区域,球心处有一个点光源。已知该水晶盐介质均匀,水晶盐对黄光的折射率,光在真空中的传播速度为c,不考虑界面的反射光和射到棱上的光线。求:
(1)黄光在盐灯中传播的最短时间;
(2)盐灯的外表面有黄光射出区域的总面积。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光在空腔中传播时间
根据
光在水晶盐中的传播时间
总时间
【小问2详解】
设临界角为C,根据折射定律
一个面有光出射的区域的半径
立方体有光出射的总面积
解得
16. 如图甲所示,轻质弹性细绳上端固定在天花板上的O点,下端穿过位于O点正下方的固定光滑小圆环P,与质量为m的小球连接并自然下垂保持静止;然后在纸面内将小球拉离竖直位置,并给小球一方向垂直纸面向里、大小为的初速度,小球恰好能在水平面内做匀速圆周运动,如图乙所示。已知O、P间距离与弹性绳的原长相等,弹性绳的弹力与其伸长量满足胡克定律,其劲度系数为k,重力加速度为g。求:
(1)小球做匀速圆周运动的周期T;
(2)甲乙两种情形下弹性绳伸长量与的比值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
图乙情形下,设绳与竖直方向间夹角为,对小球,根据牛顿第二定律,有
解得
【小问2详解】
图甲情形下,对小球,根据平衡条件,有
图乙情形下,对小球,根据平衡条件,有
设小球运动半径为R,有
半径为
解得甲乙两种情形下弹性绳伸长量之比为
17. 如图所示,质量、倾角的斜面静止在水平台面上,斜面左端与台面左端对齐,质量的小物块在外力作用下静止在斜面底端。质量的小球从O点以沿与水平夹角方向、大小的速度抛出,小球到达斜面底端时速度恰好沿斜面向上,此时撤去外力,小球与物块发生对心弹性碰撞,碰后物块恰好不从斜面上端滑出。重力加速度大小,不计一切摩擦。
(1)求小球与物块碰后瞬间物块的速度大小;
(2)求斜面的长度L;
(3)已知物块在斜面上运动过程中,斜面一直做匀加速直线运动,求物块再次回到斜面底端时的速度大小及其方向与水平夹角的正切值。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
小球从点抛出后做斜上抛运动,到达斜面底端时速度恰好沿斜面向上,与水平方向成角;抛出时速度大小,方向与水平方向成角。斜上抛运动中水平方向的分速度不变,设小球到达斜面底端时的速度大小为,则
代入数据解得
小球到达斜面底端时与物块发生对心弹性碰撞,碰撞前物块在斜面上受外力保持静止。取沿斜面向上为正方向,设碰后小球和物块的速度分别为和,由动量守恒定律得
由弹性碰撞的机械能守恒得
联立解得,,即碰后小球静止在斜面底端,物块沿斜面向上运动。
【小问2详解】
物块以速度沿斜面向上滑动,同时推动斜面沿水平台面滑动。物块恰好不从斜面上端滑出,说明物块滑到斜面顶端时与斜面恰好达到共同速度,物块沿斜面上升的距离等于斜面长度。物块与斜面组成的系统在水平方向上不受外力,水平方向动量守恒;不计一切摩擦,系统机械能守恒。设物块滑到斜面顶端时物块与斜面的共同速度为,取水平向右为正方向,由水平方向动量守恒得
由机械能守恒定律得
联立解得,
【小问3详解】
物块沿斜面上升再返回的过程中,斜面一直做匀加速直线运动,物块在斜面上滑动时的受力情况不变,因此物块的加速度在水平方向和竖直方向的分量都不变。物块从斜面底端出发,最后又回到斜面底端,竖直方向上的位移为零,所以物块回到斜面底端时的竖直分速度与它离开斜面底端时的竖直分速度大小相等、方向相反,即
物块在斜面上运动的全过程中,物块与斜面组成的系统在水平方向上不受外力,水平方向动量守恒;不计一切摩擦,系统机械能守恒。设物块回到斜面底端时斜面的速度为,物块的水平分速度为,仍取水平向右为正方向,由水平方向动量守恒得
由机械能守恒定律得
联立解得,,其中负号表示物块的水平分速度方向向左。物块再次回到斜面底端时的速度方向斜向左下方,速度与水平方向的分解关系如图所示。
由速度分解的平行四边形定则得
速度方向与水平方向的夹角满足
所以物块再回到斜面底端时的速度大小为,方向斜向左下方,与水平方向夹角的正切值为。
18. 在现代电子装备中,常通过电场和磁场对带电粒子运动轨迹实施精准控制。如图所示,平面直角坐标系Oxy的第一象限内,MN间的虚线与y轴之间存在沿x轴负向的匀强电场;第二象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场I,磁感应强度大小为B,第四象限内直线上方与x轴正半轴之间(包含x轴)存在沿y轴负向的匀强电场。直线下方存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B。将若干质量均为m、电荷量均为的粒子从虚线MN上由静止释放,粒子经过第一、二象限的电场和磁场后,均从O点进入第四象限。磁场中有一长直收集板(未画出),所有粒子在返回电场前均垂直到达该板并被吸收。已知两电场的电场强度大小分别为、,M点坐标为,N点横坐标,不计粒子重力。求:
(1)粒子经过O点的最大速度;
(2)虚线MN的曲线方程;
(3)从N点释放的粒子进入磁场时的位置坐标;
(4)收集板所在位置的直线方程。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
设粒子从虚线上的任一点由静止释放,到达轴时速度大小为。电场力做功,由动能定理得
粒子以水平向左的速度进入磁场Ⅰ,所受洛伦兹力方向向下。粒子从入射点运动到点,入射点和点为圆轨迹一条竖直直径的两端,故轨迹半径满足
由洛伦兹力提供向心力得,结合上述半径关系可得
虚线上点的纵坐标最大,故粒子从点释放时经过点的速度最大,最大速度为
【小问2详解】
沿用小问1中同一粒子在磁场Ⅰ内的推导,且和均未改变。将题给代入小问1的动能定理方程,并结合此前速度与的关系,整理得
因此虚线的轨迹方程为
由端点和可得取值范围为
【小问3详解】
将点横坐标代入虚线的轨迹方程,得
沿用小问1已推导的速度关系,且磁场Ⅰ的条件不变,点释放的粒子经过点时速度大小为
粒子从点沿轴正方向进入电场。沿轴负方向应用牛顿第二定律,有,代入题给场强可得
粒子从轴运动到电场与磁场Ⅱ的分界线,沿轴负方向的位移满足
解得
水平方向做匀速直线运动,故到达分界线时坐标为
所以粒子进入磁场Ⅱ时的位置坐标为。
【小问4详解】
仍设粒子在虚线上的释放点纵坐标为。沿用小问1的推导,粒子从点进入第四象限时的水平速度为
电场及分界线位置不变,故由小问3的推导可知粒子在电场中的运动时间仍为。粒子进入磁场Ⅱ的位置为
粒子进入磁场Ⅱ时,水平速度大小和竖直速度大小分别为和。
设此时速度方向与轴正方向的夹角为,则和。在磁场Ⅱ中,洛伦兹力提供向心力,有
由此解得轨迹半径
圆心相对点的水平向左距离为
圆心相对点的竖直向下距离为
因此圆心坐标满足和。
粒子到达收集板时速度沿圆轨迹的切线方向。由于所有粒子均垂直到达收集板,碰板处的半径均沿收集板方向,故收集板就是各圆轨迹的圆心轨迹。下图表示粒子在磁场Ⅱ中的圆心、轨迹与收集板的几何关系。
消去,得收集板所在直线的方程为
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2026年高三年级期初调研检测
物理试题
2026.09
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 物理学家密立根在光电效应实验中以锂为阴极,改变入射光频率,测量相应遏止电压,并由实验数据得到与的关系式为,已知元电荷,由此可得普朗克常量为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示为某商场安装的自动感应门,一扇门从开启到关闭的过程中,下列关于门的位移x和速度v随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 2026年中国科学院近代物理研究所通过熔合蒸发首次成功合成了新核素锫(Bk),核反应式为,若结合能为,结合能为,结合能为E,则该核反应吸收的能量为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,导热性能良好的封闭容器盛有水,水面上方通过阀门与充气泵相连,一端封闭的玻璃管开口向下漂浮在水面上。初始时水面上方空气压强为,此时管内空气柱长度为15 cm,露出水面部分长度为5 cm,水的密度为,重力加速度为,容器内空气可看作理想气体。现用气泵缓慢充气,当玻璃管上端恰好与水面相平时,管内空气的压强为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,边长为L的等边三角形ABC位于水平面内,O为AC边中点,F为O点正上方一点,,在A、C两点分别固定等量正电荷,在F、B间固定光滑绝缘细杆。现将带负电小球套在细杆上并从F点释放,重力加速度为g。在小球下滑过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球电势能一直减小 B. 小球电势能先增大后减小
C. 运动到杆中点时,小球加速度大小为 D. 运动到杆中点时,小球加速度大小为
6. “嫦娥七号”登陆月球将经历如图所示的变轨过程,图中I为圆轨道,轨道Ⅱ为椭圆轨道。轨道Ⅱ与月面、轨道I分别相切于A点和C点,为轨道Ⅱ的中心,其短轴BD与月球表面相切于点。设探测器在轨道I上的机械能为,在轨道Ⅱ上A、C两点的机械能分别为、,轨道Ⅱ上运行速度大小v与距月心的距离r满足:(为v和r的夹角,c为常量)。关于探测器,下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 经过轨道Ⅱ上A、B两点的速度之比为
D. 经过轨道Ⅱ上A、B两点的速度之比为
7. 如图所示,从距地面同一高度上的A、B两点同时水平相向抛出两个完全相同的小球,初速度大小分别为、,当两球发生正碰时,速度方向互相垂直,碰后粘在一起恰好落在A点正下方。已知重力加速度为g,则两球碰撞点P的离地高度为( )
A. B. C. D.
8. 两足够长平行挡板M、N固定在光滑水平桌面上,其俯视图如图所示。质量为m的小球以初速度射入两板间,方向与N板夹角为。小球与挡板每次碰撞前后垂直挡板方向速度大小不变且作用时间极短,与挡板间的动摩擦因数为。已知两挡板间距为d,小球可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 小球最终的速度大小为
B. 小球最终停在两板间某一位置
C. 小球与挡板第一次碰撞后沿板前进的最大距离为
D. 小球与挡板第一次碰撞后沿板前进的最大距离为
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,为某探究小组设计的钢缆断裂后电梯坠落应急安全模拟装置,在塑料筒上绕制闭合线圈A、B,用条形磁铁模拟电梯轿厢。当磁铁在线圈A、B之间下落时,下列说法正确的是( )
A. 线圈A有扩张的趋势
B. 磁铁可停在A、B之间
C. 从上往下看线圈B的感应电流方向为顺时针
D. 当磁铁运动至线圈B下方时,其加速度等于重力加速度
10. 如图所示,在xOy平面内,有、、三点,O、A为波源。时,两波源从平衡位置沿z轴正向起振,频率均为5 Hz,振幅均为5 cm。两波源产生的简谐横波在xOy平面内向各个方向传播,波速均为10 m/s。下列说法正确的是( )
A. y轴上总共有3个振动加强点
B. 两波源的振动方程为
C. 时,B处质点的位置坐标为
D. 1.2 s内B处质点通过的路程为10 cm
11. 如图所示,理想变压器原线圈串接定值电阻后与交流发电机连接,交流发电机线圈绕其轴线匀速旋转,理想变压器原副线圈匝数比为k,副线圈回路中接有定值电阻、和滑动变阻器,发电机的内阻为r,电流表和电压表均为理想电表。设电流表示数为I,电压表、的示数分别为、。若滑动变阻器的滑片向下滑动时,下列说法正确的是( )
A. 变小
B.
C. 与I的变化量分别为、,则
D. 若滑片不动,发电机线圈转速变为原来的2倍,则变为原来的2倍
12. 如图所示,两根足够长平行光滑金属导轨固定在水平面上,间距为1 m,导轨通过单刀双掷开关与电容为0.8 F的电容器连接,电容器不带电。MN左侧存在磁感应强度为1 T的匀强磁场,PQ右侧存在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场,磁场方向均竖直向下。质量分别为0.2 kg和0.1 kg,长度均为1 m的金属杆a、b垂直导轨静置,且接触良好,b距PQ足够远。现将开关S接通1,在杆a的中点施加垂直杆水平向左、大小为2 N的拉力,2 s后撤去拉力;然后开关S每次待杆运动稳定后,反复在1、2间交替接通,直到a、b运动达到最终的稳定状态,不计一切电阻。下列说法正确的是( )
A. 电容器上极板所带电荷电性交替变化
B. 整个运动过程,a的最大速度大小为4 m/s
C. 稳定后a、b两杆速度大小分别为、
D. 稳定后a、b两杆速度大小分别为2 m/s、4 m/s
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某实验小组利用手机摄像功能验证A、B两小球在一维碰撞过程中动量是否守恒,操作步骤如下:
a.用天平测量两球的质量、,将A、B两小球静置在水平桌面上,在桌面正上方固定好手机;
b.启动手机摄像功能,给A球一初速度,使A、B两球发生碰撞;
c.将视频导入电脑,利用视频分析软件获得两球在连续相等时间间隔末的位置如图所示;
d.通过转换比例,测出碰前A球的平均间距和碰后A、B两球各自的平均间距、,将测得数据记录在表格中。
名称
质量(g)
碰前平均间距(cm)
碰后平均间距(cm)
碰前动量()
碰后动量()
A
60.0
2.50
0.49
0.150
0.029
B
40.0
2.98
请回答以下问题:
(1)根据表格中数据,可求得______(结果保留3位有效数字);
(2)实验小组根据实验结果,可以认为:在误差允许范围内,两小球碰撞前后动量守恒。但也发现,碰前的总动量总是略大于碰后的总动量,其原因是__________________;
(3)若要进一步研究是否为弹性碰撞,需要验证的表达式为__________________(用、、、、表示)。
14. 某同学在课外探究活动中探究数字多用电表测量电阻的原理,他查阅资料得知数字多用电表电阻挡常采用“电流源-电压”测量法,据此该同学设计如图所示电路,虚线框内为电阻挡的测量电路,为能输出恒定电流的电流源,V为量程为200.0 mV的数字电压表表头(内阻约为),为待测电阻。
请回答以下问题:
(1)若设定电流源输出电流为1.000 mA,通过电压表的电流可忽略,将两表笔与待测电阻两端接触,电压表示数为150.0 mV,则待测电阻阻值为_______(结果保留到小数点后1位);改变待测电阻阻值,电压表示数与待测电阻阻值成_________(选填“线性”或“非线性”)关系;
(2)若要改装成量程为的电阻表,需将电流源输出电流设定为________(选填“”“”或“”);
(3)电压表有如下特点:读数越大,电表相对误差越小。为精确测量阻值约为的待测电阻,需将电流源输出电流设定为_______(选填“2 mA”“20 mA”或“200 mA”);
(4)在(3)中设置输出电流后,该同学认为测量小电阻时,表笔导线本身电阻会影响测量精度,但数字电阻表不能欧姆调零,于是先将两表笔短接,此时电压表读数为68.0 mV,然后将两表笔与待测电阻两端接触,此时电压表读数为178.0 mV,则的阻值为_______(结果保留2位有效数字)。
15. 盐灯由水晶盐制作而成,能够发出柔和的光芒,是因为水晶盐对黄光具有良好的透光性。如图所示,盐灯外形为棱长为a的正方体,内部正中央有半径为R的球形中空区域,球心处有一个点光源。已知该水晶盐介质均匀,水晶盐对黄光的折射率,光在真空中的传播速度为c,不考虑界面的反射光和射到棱上的光线。求:
(1)黄光在盐灯中传播的最短时间;
(2)盐灯的外表面有黄光射出区域的总面积。
16. 如图甲所示,轻质弹性细绳上端固定在天花板上的O点,下端穿过位于O点正下方的固定光滑小圆环P,与质量为m的小球连接并自然下垂保持静止;然后在纸面内将小球拉离竖直位置,并给小球一方向垂直纸面向里、大小为的初速度,小球恰好能在水平面内做匀速圆周运动,如图乙所示。已知O、P间距离与弹性绳的原长相等,弹性绳的弹力与其伸长量满足胡克定律,其劲度系数为k,重力加速度为g。求:
(1)小球做匀速圆周运动的周期T;
(2)甲乙两种情形下弹性绳伸长量与的比值。
17. 如图所示,质量、倾角的斜面静止在水平台面上,斜面左端与台面左端对齐,质量的小物块在外力作用下静止在斜面底端。质量的小球从O点以沿与水平夹角方向、大小的速度抛出,小球到达斜面底端时速度恰好沿斜面向上,此时撤去外力,小球与物块发生对心弹性碰撞,碰后物块恰好不从斜面上端滑出。重力加速度大小,不计一切摩擦。
(1)求小球与物块碰后瞬间物块的速度大小;
(2)求斜面的长度L;
(3)已知物块在斜面上运动过程中,斜面一直做匀加速直线运动,求物块再次回到斜面底端时的速度大小及其方向与水平夹角的正切值。
18. 在现代电子装备中,常通过电场和磁场对带电粒子运动轨迹实施精准控制。如图所示,平面直角坐标系Oxy的第一象限内,MN间的虚线与y轴之间存在沿x轴负向的匀强电场;第二象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场I,磁感应强度大小为B,第四象限内直线上方与x轴正半轴之间(包含x轴)存在沿y轴负向的匀强电场。直线下方存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B。将若干质量均为m、电荷量均为的粒子从虚线MN上由静止释放,粒子经过第一、二象限的电场和磁场后,均从O点进入第四象限。磁场中有一长直收集板(未画出),所有粒子在返回电场前均垂直到达该板并被吸收。已知两电场的电场强度大小分别为、,M点坐标为,N点横坐标,不计粒子重力。求:
(1)粒子经过O点的最大速度;
(2)虚线MN的曲线方程;
(3)从N点释放的粒子进入磁场时的位置坐标;
(4)收集板所在位置的直线方程。
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