精品解析：北京市第一零一中学2025-2026学年高三下学期考前学情自测物理试题

北京一零一中学 2025—2026 学年度高三物理三模 一、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. 一定质量的理想气体经历了a→b→c→a循环，其V-T图像如图所示，气体在各状态时的温度、压强和体积部分已标出。已知该气体在状态a时的温度为T0、体积为V0、压强为p0。下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态b的压强是2p0 B. 气体由状态c到状态a的过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 C. 气体由状态b到状态c的过程，气体内能增大，气体从外界吸热 D. 气体由状态a到状态b的过程，外界对气体做功，气体从外界吸热 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，气体由状态到状态发生等温变化，根据玻意耳定律有，解得，故A错误； B．由图可知，气体由状态到状态的过程中，图像为过原点的倾斜直线，说明气体发生等压变化，压强不变；温度降低，分子的平均动能减小，单个分子对器壁的平均撞击力减小，为了维持压强不变，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数必须增多，故B错误； C．气体由状态到状态的过程，体积不变，外界对气体不做功，；温度升高，气体内能增大，； 根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故C正确； D．气体由状态到状态的过程，温度不变，内能不变，；体积增大，外界对气体做负功，； 根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故D错误。 故选C。 2. 三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。由红、蓝两种单色光组成的复色光以一定的入射角从空气斜射向平行玻璃砖，射出时形成如图中a、b所示的两束光，下列说法正确的是（　　） A. a光为蓝光 B. b光频率较大 C. b光在玻璃砖中传播的速度更大 D. a、b光通过同一狭缝时b光的衍射现象更明显 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，复色光进入玻璃砖后，b光的偏折程度较大（折射角较小），根据折射定律可知，玻璃对b光的折射率较大，即。蓝光的频率高于红光，折射率也大于红光，所以b光为蓝光，a光为红光，故A错误； B．由A分析可知，b光为蓝光，a光为红光，蓝光的频率大于红光的频率，所以b光频率较大，故B正确； C．根据，因为，所以b光在玻璃砖中的传播速度较小，故C错误； D．b光频率大，根据可知b光在真空中的波长较短。波长越长，衍射现象越明显，所以通过同一狭缝时a光衍射现象更明显，故D错误。 故选B。 3. 2025年诺贝尔物理学奖授予三位科学家，表彰他们在电路中发现宏观量子隧穿与能量量子化，量子化观念是解释氢原子能级与跃迁规律的基础。下列说法正确的是（　　） A. 氢原子在高能级不会自发向低能级跃迁 B. 氢原子从低能级向高能级跃迁时，放出光子 C. 氢原子跃迁时吸收或释放的能量可以是任意值 D. 氢原子跃迁时吸收或释放的能量只能是特定值 【答案】D 【解析】 【详解】A．处于高能级的氢原子状态不稳定，会自发向低能级跃迁并释放光子，故A错误； B．氢原子从低能级向高能级跃迁时需要吸收能量，因此会吸收光子，故B错误； CD．氢原子的能级是量子化的，不同能级的差值为固定的特定值，跃迁时吸收或释放的能量必须等于能级差，为特定值，不能为任意值，故C错误，D正确。 故选D。 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波刚好传播到x=5 m处，此时x=3 m处的质点M刚好振动了0.2 s，质点N的平衡位置在x=9 m处，下列说法正确的是（　　） A. 坐标原点处质点起振方向为轴正方向 B. 简谐横波的波长为5 m C. 波的传播速度大小为10 m/s D. t=1 s时，质点N已运动的路程为0.8 m 【答案】C 【解析】 【详解】A．波沿正方向传播，用上下坡法：沿传播方向，波前处质点处于上坡，振动方向沿轴负方向，所有质点起振方向与波前一致，因此原点起振方向为轴负方向，故A错误； B．由波形图可知，相邻两个波谷（和）间距为波长，得，故B错误； C．波从传到用时，其路程为2m，波速，故C正确； D．从0时刻开始，波传播到质点N所用的时间为  其周期 时，N振动的时间，即质点N从平衡位置开始振动了个周期，总路程 为，故D错误。 故选C。 5. 如图甲所示，在匀强磁场中矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈匝数，磁场的磁感应强度，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 时，线圈平面与中性面重合 B. 矩形线圈的面积为 C. 感应电动势有效值为 D. 感应电动势随时间的变化关系为 【答案】B 【解析】 【详解】A．时，由题图可知线圈电动势最大，此时线圈平面与中性面垂直，故A错误； B．根据 由图乙可知周期为，则角速度为 联立解得矩形线圈的面积为，故B正确； C．感应电动势有效值为，故C错误； D．感应电动势随时间的变化关系为，故D错误。 故选B。 6. 2025年3月初，随嫦娥六号登月归来的四种饲草种子将进行解封试种。若嫦娥六号探测器在月球附近轨道上运行的示意图如图所示，嫦娥六号探测器先在圆轨道上做匀速圆周运动，运动到A点时变轨为椭圆轨道，B点是近月点。下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥六号探测器在椭圆轨道上运行的周期比在圆轨道上运行的周期短 B. 嫦娥六号探测器在椭圆轨道上从B点运动到A点的过程中动能增大 C. 嫦娥六号探测器要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在A点加速 D. 嫦娥六号探测器在椭圆轨道上运行时经过A点的加速度比在圆轨道上运行时经过A点的加速度大 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律，圆轨道的半径大于椭圆轨道的半长轴，所以嫦娥六号探测器在椭圆轨道上运行的周期比在圆轨道上运行的周期短，故A正确； B．嫦娥六号探测器在椭圆轨道上从点运动到点的过程中，万有引力做负功，动能减小，故B错误； C．嫦娥六号探测器从圆轨道进入椭圆轨道，做近心运动，需要的向心力小于万有引力，即，所以必须在点减速，故C错误； D．根据牛顿第二定律，解得，探测器在椭圆轨道上运行时经过点和在圆轨道上运行时经过点时，距离月球球心的距离相等，所以加速度大小相等，故D错误。 故选A。 7. 质量为、摆长为的单摆，拉开一定角度后，时刻由静止释放。在、、时刻（），摆球动能与势能第一次出现如图关系，其中为单摆的总机械能，取摆球最低点为零势能点。则（ ） A. 此单摆周期为，摆球在最低点的向心加速度为 B. 此单摆周期为，摆球在最低点的向心加速度为 C. 此单摆周期为，摆球在最低点的向心加速度为 D. 此单摆周期为，摆球在最低点的向心加速度为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．时刻：动能，势能，此摆球处于最高点。 时刻：，，此时动能和势能相等，说明摆球正处于从最高点向最低点运动过程中的某一中间位置，且高度为最大高度的一半。 时刻：，。此时势能为零，动能最大，说明摆球刚好到达最低点。 摆球从最高点释放，第一次到达最低点所用的时间，正好是单摆周期的四分之一。 即，故A错误，B错误； CD．摆球在最低点势能为零，动能最大。 由动能公式： 在最低点向心力公式： 可得，故C正确，D错误。 故选C。 8. 如图所示，真空中存在直角坐标系，以点为圆心、为半径的圆弧上存在、两点，、连线与轴平行，与轴交于点。已知、的间距为，、两点均固定一个电荷量为的正点电荷，已知静电力常量为。下列说法正确的是（ ） A. 轴上点电势最低 B. 点的电场强度大小为 C. 将电子沿轴负方向从点移动到点，电场力不做功 D. 点的电场强度方向沿轴正方向 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据等量同种正点电荷的电场分布规律，在点上方，电场方向沿轴正方向；在点下方，电场方向沿轴负方向。根据沿着电场线方向电势逐渐降低，点是轴上电势最高的点，故A错误； BD．a和b两点在O点的电场强度方向如图： 根据电场的矢量叠加原理， 方向沿轴负方向，故B正确，D错误； C．在点下方，电场方向沿轴负方向，电子沿轴负方向从点移动到点，电场力沿轴正方向，电场力做负功，故C错误； 故选B。 9. 如图所示，磁轴键盘中，永磁铁随按键在竖直方向移动，长、宽、高分别为、、的霍尔传感器通有恒定电流，则在其对应侧面上产生霍尔电压。按下按键，当电压超过某一定值时，开始输出信号。松开按键，永磁铁恢复原位，输出信号停止。要增加该磁轴键盘的灵敏度（按键被按下更短的距离即可输出信号），下列调整可行的是（　　） A. 仅减小 B. 仅减小 C. 仅增加 D. 仅增加 【答案】A 【解析】 【详解】霍尔电压稳定时，载流子受力平衡，洛伦兹力等于电场力 解得 结合电流微观表达式  电流沿长度方向，横截面积 可得​ 将代入霍尔电压表达式得​ 灵敏度增加意味着按键按下更短距离，霍尔电压就能达到触发定值，即要求相同下，霍尔电压更大，根据 可知与成反比，与成正比，与、无关。仅减小，增大，更小的即可达到触发电压，灵敏度提高；仅减小，减小，需要更大的（更长按下距离）才能触发，灵敏度降低。 故选A。 10. 一物体在竖直向上的恒力作用下，由静止开始向上运动，在某一高度时撤去该力，不计空气阻力，则在整个上升过程中，物体的重力势能随时间t或位移x变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】CD．设物体运动的起点为零势面，则有恒力作用时，物体的重力势能 重力势能与位移x变化关系的图象斜率表示重力，且不变，因此，图象是一条过原点的倾斜直线，故CD错误； AB．恒力撤前，由匀变速度直线运动的位移 则重力势能与时间的关系 因此重力势能与时间t变化关系的图象是开口向上的抛物线。 经一段时间t1后撤去恒力，物体的位移 则重力势能与时间的关系 因此重力势能与时间t变化关系的图象是开口向下的抛物线，故A正确，B错误； 故选A。 11. 康普顿的理论和实验证明光具有粒子性，光子和电子、质子这样的实物粒子一样，也具有动量（光子的动量为，为普朗克常量），光子与晶体中电子的相互作用过程严格地遵守动量守恒定律。如图所示，在真空环境中一光子与一静止的电子发生弹性斜碰，碰后光子的偏转角为，电子沿与光子的入射方向成角飞出。已知入射光子的波长为，则碰后光子的波长为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】光子与一静止的电子发生弹性斜碰，根据动量守恒定律可得， 联立解得碰后光子的波长为 故选A。 12. 如图所示，一个质量为m的木块以水平初速度滑上匀速转动的水平传送带上，传送带的传送速率为v，，木块刚滑上传送带时两速度的方向相互垂直，木块与传送带之间的动摩擦因数恒为μ。若木块最终与传送带共速，则下列说法正确的是（　　） A. 支持力对木块的冲量为零 B. 摩擦力对木块的冲量大小为 C. 随着木块与传送带之间的相对速度的逐渐减小，木块所受的摩擦力也逐渐减小 D. 木块与传送带共速之前做加速度大小不变的曲线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．木块在竖直方向受力平衡，支持力，作用时间，根据冲量定义，支持力对木块的冲量不为零，故A错误； B．木块最终与传送带共速，末速度为，方向与初速度垂直。根据动量定理，摩擦力的冲量等于动量的变化量，即  由于  且 ，则动量变化量的大小，故摩擦力冲量大小为，故B错误； C．木块在传送带上滑动过程中，受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为。只要发生相对滑动，摩擦力大小恒定，与相对速度的大小无关，故C错误； D．木块受到的合外力即为滑动摩擦力，大小 恒定，根据牛顿第二定律，加速度大小不变； 初始时刻，木块速度  与传送带速度  垂直，相对速度方向与  不共线，摩擦力方向与  不共线，所以木块做曲线运动。综上，木块做加速度大小不变的曲线运动，故D正确。 故选D。 13. 霍尔推进器是未来星际航行的绿色引擎，其放电室横截面可简化为一个圆环区域，圆环内存在辐射状磁场，如图所示。另有方向均垂直圆环平面向里的匀强磁场和匀强电场（未画出），且磁感应强度大小为，电场强度大小为。电荷量为、质量为的电子恰好能够沿半径为的轨道做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（ ） A. 电场力对电子做正功 B. 电子沿逆时针方向做圆周运动 C. 电子做匀速圆周运动的线速度大小为 D. 轨道处辐射状磁场的磁感应强度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．因电场力垂直圆环平面向外，电子在圆环平面内做圆周运动，电场力对电子不做功，故A错误； B．电子由于带负电，故所受电场力垂直圆环平面向外，与辐射状磁场对粒子的洛伦兹力平衡，电子受垂直圆环平面向里的匀强磁场的洛伦兹力方向指向圆心O，根据左手定则可知，电子在圆环内沿顺时针方向运动，故B错误； CD．电子在圆环内受到磁场Ⅱ的洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力 解得： 电子在垂直环平面方向受力平衡 解得：，故C错误，D正确。 故选D。 14. 绝缘细圆环总质量为m，半径为R，电荷量为Q的正电荷均匀分布在圆环上。用外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动，如图所示。角速度ω随时间t均匀增加，即（λ为已知量）。圆环转动形成等效电流，该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比，比例系数为k（k为已知量），不计圆环上的电荷作加速运动时所产生的电磁辐射。下列说法正确的是（ ） A. 圆环转动形成等效电流的大小为 B. 圆环中产生的感应电动势大小为 C. 圆环每转一圈动能增加 D. 圆环每转一圈外力做功 【答案】C 【解析】 【详解】A．在圆环上任取一小段Δx，则其电荷量为Δq，则有 经Δt时间形成的等效电流为 结合题意可知， 联立解得，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可得圆环中产生的电动势大小为，故B错误； C．设圆环转动一周的初、末角速度分别为ω0、ωt，则有 故转动一周圆环动能的增加量，故C正确； D．圆环每转动一周外力所做的功，一部分增加圆环的动能，一部分增加圆环的电能，根据功能关系则有，故D错误。 故选C。 二、实验题（本题共 2 小题，共 18 分） 15. 小明组装单摆，完成测量当地重力加速度g的实验，装置如图甲所示。 （1）用秒表记录单摆50次全振动所用时间，如图乙所示，则可知该次实验中50次全振动所用的时间为______s； （2）用甲图中的多组实验数据作出图像，也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的图线的示意图如下图中的a、b、c所示，其中，a和b都过原点，b和c平行，图线b对应的g值最接近当地重力加速度g的值。则相对于图线b，下列分析错误的是_______（选填选项前的字母）。 A.计算单摆的全振动次数时，应以摆球到达最高点开始计时，到达同一侧最高点时记为一次全振动； B.出现图线a的原因可能是误将49次全振动记为了50次 C.出现图线c的原因可能是误将悬点到小球上端的距离直接记为了摆长L D.多次改变摆线长l，测量多组50次全振动对应的时间t，通过绘制的关系图线也可以测定重力加速度 （3）某同学在家测度力加速度g，手边没有实验用的小球。于是他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图丙所示。由于家里只有一根量程为的刻度尺。于是他在细线上的A点做了一个标记，使得O点到A点间的细线长度等于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，分别以O点和A点为悬点，测得相应单摆的周期为、。由此可得重力加速度_______（结果保留3位有效数字，）。 【答案】 ①. 99.8 ②. A ③. 9.47 【解析】 【详解】（1）[1]由图示秒表可以知道，秒表读数 （2）[2] A．计算单摆的全振动次数时，若以摆球到达最高点开始计时，到达同一侧最高点时记为一次全振动，由于在最高点的速度太小无法找到真正的最高点，计时会出现较大误差，因此不能从最高点计时，应从经过最低点计时，A错误； B．由图线a可知在同样摆长的情况下，振动周期偏小，可能是实验中误将49次全振动记为50次，从而周期测量偏小导致，B正确； C．由题图可知，对图线ｃ，当L为零时T２不为零，可能是把悬线长度作为摆长，即把悬点到摆球上端的距离作为摆长，C正确； D．根据可得 又由可得 图线斜率 n是定值50次，因此是可以测定重力加速度的，D正确． 故选A； （3）[3]设铁锁重心到A点距离为d，悬点在O点时有 悬点在A点时有 两式联立解得 16. 利用如图1所示的电路研究电容器的充、放电规律，其中数字电压表的内阻可视为无穷大。 （1）关于本实验，以下说法正确的是__________。 A. 开关接1，电压表示数不断增大，随后逐渐稳定在某一数值 B. 开关接1，电流表指针迅速偏至最大值，随后逐渐指在0刻度处 C. 开关接1和接2，电压表会出现正、负示数的变化 D. 其他器材都相同，若使用的电容器电容越大，充电过程中电流的最大值就越大 （2）使用上述电路记录的电容器放电过程电压随时间变化的图像如图2所示。已知时电压表的示数为。通过数据处理可得到该图线与坐标轴围成的“面积”约为（单位： ）。已知定值电阻的阻值为，根据上述数据可估算该电容器的电容__________。 （3）已知图2中的曲线符合方程（式中为放电电路的电阻值，为自然常数）。结合（2）问中的图像和（3）问中的方程式，可测得“”的数值。仅不断改变图1中定值电阻的阻值，多次重复实验，结果显示测量值“”总是大于（为定值电阻的标准准确值，为电容器电容的标准准确值），且二者的差值基本不变。请分析解释其原因：________________________________________。 （4）电容器充电后就储存了能量。某同学研究电容器储存的能量与电容器的电容、电荷量及电容器两极间电压之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他作出电容器两极间的电压随电荷量变化的图像如图所示。按他的想法，下列说法正确的是（ ） A. 图线的斜率越大，电容越大 B. 对同一电容器，电容器储存的能量与两极间电压成正比 C. 若电容器电荷量为时储存的能量为，则电容器电荷量为时储存的能量为 D. 由于图线是一条过原点的直线，所以既可以用图线与横轴所围成的面积表示电容器储能，也可以用图线跟纵轴所围成的面积表示电容器储能 【答案】（1）AB （2） （3）因为电流表有内阻，实验测得的电阻值包含了电流表内阻，因此测量值偏大。二者差值等于电流表内阻与电容的乘积，为定值。 （4）CD 【解析】 【小问1详解】 AB．充电过程中，电流逐渐减小，并减小得越来越慢，电容器的电荷量增加得越来越慢，充电结束电流为零；电压表示数先迅速增大，然后逐渐稳定为某一数值，故AB正确； C．开关S接1和接2，电容器只是通过定值电阻R放电，没有反向充电，电压表不会出现正、负示数的变化，故C错误； D．在电源电压和回路电阻不变的情况下，电容器充电过程中电流的最大值仅取决于电源电压和回路电阻，与电容器的电容大小‌无关‌，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 因 所以两边对时间累加有 故图中面积表示电荷量与电阻乘积，即 时电压表的示数为，所以电容器的电容 【小问3详解】 因为电流表有内阻，实验测得的电阻值包含了电流表内阻，因此测量值偏大。二者差值等于电流表内阻与电容的乘积，为定值。 【小问4详解】 A．根据可得 图线的斜率越大，电容C越小，故A错误； BC．他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功，也等于图像所围的面积，则有 可知对同一电容器，电容器储存的能量与两极间电压的平方成正比；电容器储存的能量也与电容器电荷量的平方成正比，故B错误，C正确； D．图像中图线为过原点的直线时，图线与横轴围成的面积数值为，图线与纵轴围成的面积数值也为，均等于电容器储能，故D正确。 故选CD。 三、计算论述题（本题共 4 小题，共 40 分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到、但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 17. 跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图位移简化后的跳台滑雪的雪道示意图．助滑坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC为R=10m的圆弧面，二者相切与B点，与水平面相切于C，AC竖直高度差，CD为竖直跳台，运动员连通滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下，通过C点水平飞出，飞行一段时间落到着陆到DE上，CE间水平方向的距离x=100m，竖直高度差为，不计空气阻力，取，求： （1）运动员到达C点的速度大小； （2）运动员到达C点时对滑道的压力大小； （3）运动员由A滑到C雪坡阻力做了多少功． 【答案】（1），（2），（3）. 【解析】 【详解】试题分析：（1）运动员从C点飞出做平抛运动，根据平抛运动规律可求解平抛的水平初速度；（2）运动员在C点，竖直方向受重力、支持力作用，由牛顿第二定律和牛顿第三定律可求出运动员在C点对轨道的压力大小；（3）运动员从A滑到C过程，由动能定理可求出摩擦力做的功. （1）依据题意，运动员从C点飞出做平抛运动，设C点的速度为v 水平方向： 竖直方向： 联立得： （2）运动员在C点，竖直方向受重力、支持力作用 由牛顿第二定律得： 解得： 由牛顿第三定律可知运动员到达C点时对滑道的压力大小为5800N. （3）运动员从A滑到C过程，由动能定理得： 解得： 18. 如图所示，空间内有一磁感应强度的水平匀强磁场，其上下水平边界的间距为H，磁场的正上方有一长方形导线框，其长和宽分别为、，质量，电阻。将线框从距磁场高处由静止释放，线框平面始终与磁场方向垂直，线框上下边始终保持水平，重力加速度取。求： (1)线框下边缘刚进入磁场时加速度的大小； (2)若在线框上边缘进入磁场之前，线框已经开始匀速运动。求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q； (3)请画出从线框由静止开始下落到线框上边缘进入磁场的过程中，线框速度v随t变化的图像（定性画出）。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)线框从静止释放到下边缘刚进入磁场，根据动能定理 解得 线框下边切割磁感线，感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律 安培力大小为 根据牛顿第二定律 解得 (2)线框匀速运动，重力和安培力等大反向 解得 从线框静止释放到上边缘刚进入磁场，根据动能定理 解得 (3)线框未进入磁场前做自由落体运动，进入磁场后先做加速度减小的加速运动，然后做匀速直线运动，图像如图： 19. 如图所示，某兴趣小组设计了一新型水平弹射系统和回收系统。装置有两段水平轨道，相连处彼此绝缘。电磁弹射装置由间距为的水平金属导轨、可在导轨上滑行的导电动子、输出电压恒为的电源和开关组成，由此构成的回路总电阻为；动子的右侧装有一锁定的机械弹射装置，机械弹射装置由固定在动子内的弹簧和与之接触的金属滑杆、锁定在滑杆上的模型飞机（图中未画出）组成。已知右侧轨道足够远的两端连有阻值为的电阻；绝缘处左侧导轨间存在竖直向下、大小为的匀强磁场，绝缘处右侧轨道间存在竖直向上、大小为的匀强磁场；导电动子与轨道间的阻力恒为，金属滑杆滑上轨道时还受到与速度成正比的其它阻力作用，比例系数为。动子及其上的所有装备的总质量为，其中飞机质量为，滑杆的质量为，滑杆的电阻为。运动过程中，动子、滑杆始终与导轨保持良好接触，忽略导轨电阻、绝缘处的长度和空气阻力。求： （1）接通开关，动子从静止开始运动，动子运动到绝缘处前已达到稳定状态。 ①接通瞬间动子加速度的大小； ②动子在轨道上稳定滑行时的速度的大小。 （2）动子运动到绝缘处时解锁机械弹射装置，动子速度瞬间变为零，滑杆和飞机达到起飞速度，飞机与滑杆立即分离，之后金属滑杆滑上右侧轨道并回收，滑杆在轨道上滑行的距离。 【答案】（1）①；② （2） 【解析】 【小问1详解】 ①接通S瞬间，无反电动势则，由牛顿第二定律得， 解得 ②动子在轨道上稳定滑行时 根据平衡条件 解得 【小问2详解】 机械弹射装置作用前后动子整体动量守恒，有，可得 滑杆滑上轨道安培力为，阻力为 滑杆滑上右侧轨道直至停止，对滑杆全过程应用动量定理 其中位移，代入得 滑杆在轨道上滑行的距离 联立可得 20. 利用磁偏转系统可以测量不同核反应中释放的高能粒子能量，从而研究原子核结构。如图1所示，用回旋加速器使氘原子核（）获得动能，让其在S处撞击铝核（）发生核反应，产生处于某一激发态和基态的同位素核（）以及两种不同能量的质子（）。产生的质子束经狭缝沿水平直径方向射入半径为、方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为的圆形匀强磁场区域，经偏转后打在位于磁场上方的探测板、处（探测板与磁场边界相切于点，点与磁场圆心处在同一竖直线上），获得如图2所示的质子动能能谱图。元电荷取。 （1）写出氘核撞击铝核的核反应方程； （2）打在探测板处的质子运动的圆半径； （3）若从回旋加速器引出的高能氘核流为，求回旋加速器的输出功率； （4）处于激发态的核会发生衰变，核反应方程是。若核质量等于核质量，电子质量为，在上述两个核反应过程中，原子核被视为静止，求衰变释放的能量。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 氘核撞击铝核的核反应方程 【小问2详解】 由图2所示的质子动能能谱图可知两种质子的动能分别为3MeV和9MeV，动能之比为，则速度之比为，根据可知 可知两种质子在磁场中的半径之比为 由上图可知打到D处的质子运动的圆半径为，则打到A处的质子运动的圆半径为 【小问3详解】 若从回旋加速器引出的高能氘核流为1.0mA，则时间t射出氘核的数量为 用回旋加速器使氘原子核（）获得动能，则回旋加速器的输出功率为 【小问4详解】 氘核撞击铝核发生核反应，产生处于某一激发态和基态的同位素核（）以及两种不同能量的质子。根据能量守恒可得，质子动能能谱图中能量为3MeV和9MeV质子分别对应处于激发态的和处于基态的。激发态的回到基态会释放能量 核质量等于核质量，衰变中变化的质量等于电子的质量，衰变释放的能量主要来源于激发态的核跃迁产生的能量差，则衰变释放能量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京一零一中学 2025—2026 学年度高三物理三模 一、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. 一定质量的理想气体经历了a→b→c→a循环，其V-T图像如图所示，气体在各状态时的温度、压强和体积部分已标出。已知该气体在状态a时的温度为T0、体积为V0、压强为p0。下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态b的压强是2p0 B. 气体由状态c到状态a的过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 C. 气体由状态b到状态c的过程，气体内能增大，气体从外界吸热 D. 气体由状态a到状态b的过程，外界对气体做功，气体从外界吸热 2. 三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。由红、蓝两种单色光组成的复色光以一定的入射角从空气斜射向平行玻璃砖，射出时形成如图中a、b所示的两束光，下列说法正确的是（　　） A. a光为蓝光 B. b光频率较大 C. b光在玻璃砖中传播的速度更大 D. a、b光通过同一狭缝时b光的衍射现象更明显 3. 2025年诺贝尔物理学奖授予三位科学家，表彰他们在电路中发现宏观量子隧穿与能量量子化，量子化观念是解释氢原子能级与跃迁规律的基础。下列说法正确的是（　　） A. 氢原子在高能级不会自发向低能级跃迁 B. 氢原子从低能级向高能级跃迁时，放出光子 C. 氢原子跃迁时吸收或释放的能量可以是任意值 D. 氢原子跃迁时吸收或释放的能量只能是特定值 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波刚好传播到x=5 m处，此时x=3 m处的质点M刚好振动了0.2 s，质点N的平衡位置在x=9 m处，下列说法正确的是（　　） A. 坐标原点处质点起振方向为轴正方向 B. 简谐横波的波长为5 m C. 波的传播速度大小为10 m/s D. t=1 s时，质点N已运动的路程为0.8 m 5. 如图甲所示，在匀强磁场中矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈匝数，磁场的磁感应强度，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 时，线圈平面与中性面重合 B. 矩形线圈的面积为 C. 感应电动势有效值为 D. 感应电动势随时间的变化关系为 6. 2025年3月初，随嫦娥六号登月归来的四种饲草种子将进行解封试种。若嫦娥六号探测器在月球附近轨道上运行的示意图如图所示，嫦娥六号探测器先在圆轨道上做匀速圆周运动，运动到A点时变轨为椭圆轨道，B点是近月点。下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥六号探测器在椭圆轨道上运行的周期比在圆轨道上运行的周期短 B. 嫦娥六号探测器在椭圆轨道上从B点运动到A点的过程中动能增大 C. 嫦娥六号探测器要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在A点加速 D. 嫦娥六号探测器在椭圆轨道上运行时经过A点的加速度比在圆轨道上运行时经过A点的加速度大 7. 质量为、摆长为的单摆，拉开一定角度后，时刻由静止释放。在、、时刻（），摆球动能与势能第一次出现如图关系，其中为单摆的总机械能，取摆球最低点为零势能点。则（ ） A. 此单摆周期为，摆球在最低点的向心加速度为 B. 此单摆周期为，摆球在最低点的向心加速度为 C. 此单摆周期为，摆球在最低点的向心加速度为 D. 此单摆周期为，摆球在最低点的向心加速度为 8. 如图所示，真空中存在直角坐标系，以点为圆心、为半径的圆弧上存在、两点，、连线与轴平行，与轴交于点。已知、的间距为，、两点均固定一个电荷量为的正点电荷，已知静电力常量为。下列说法正确的是（ ） A. 轴上点电势最低 B. 点的电场强度大小为 C. 将电子沿轴负方向从点移动到点，电场力不做功 D. 点的电场强度方向沿轴正方向 9. 如图所示，磁轴键盘中，永磁铁随按键在竖直方向移动，长、宽、高分别为、、的霍尔传感器通有恒定电流，则在其对应侧面上产生霍尔电压。按下按键，当电压超过某一定值时，开始输出信号。松开按键，永磁铁恢复原位，输出信号停止。要增加该磁轴键盘的灵敏度（按键被按下更短的距离即可输出信号），下列调整可行的是（　　） A. 仅减小 B. 仅减小 C. 仅增加 D. 仅增加 10. 一物体在竖直向上的恒力作用下，由静止开始向上运动，在某一高度时撤去该力，不计空气阻力，则在整个上升过程中，物体的重力势能随时间t或位移x变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 康普顿的理论和实验证明光具有粒子性，光子和电子、质子这样的实物粒子一样，也具有动量（光子的动量为，为普朗克常量），光子与晶体中电子的相互作用过程严格地遵守动量守恒定律。如图所示，在真空环境中一光子与一静止的电子发生弹性斜碰，碰后光子的偏转角为，电子沿与光子的入射方向成角飞出。已知入射光子的波长为，则碰后光子的波长为（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示，一个质量为m的木块以水平初速度滑上匀速转动的水平传送带上，传送带的传送速率为v，，木块刚滑上传送带时两速度的方向相互垂直，木块与传送带之间的动摩擦因数恒为μ。若木块最终与传送带共速，则下列说法正确的是（　　） A. 支持力对木块的冲量为零 B. 摩擦力对木块的冲量大小为 C. 随着木块与传送带之间的相对速度的逐渐减小，木块所受的摩擦力也逐渐减小 D. 木块与传送带共速之前做加速度大小不变的曲线运动 13. 霍尔推进器是未来星际航行的绿色引擎，其放电室横截面可简化为一个圆环区域，圆环内存在辐射状磁场，如图所示。另有方向均垂直圆环平面向里的匀强磁场和匀强电场（未画出），且磁感应强度大小为，电场强度大小为。电荷量为、质量为的电子恰好能够沿半径为的轨道做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（ ） A. 电场力对电子做正功 B. 电子沿逆时针方向做圆周运动 C. 电子做匀速圆周运动的线速度大小为 D. 轨道处辐射状磁场的磁感应强度大小为 14. 绝缘细圆环总质量为m，半径为R，电荷量为Q的正电荷均匀分布在圆环上。用外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动，如图所示。角速度ω随时间t均匀增加，即（λ为已知量）。圆环转动形成等效电流，该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比，比例系数为k（k为已知量），不计圆环上的电荷作加速运动时所产生的电磁辐射。下列说法正确的是（ ） A. 圆环转动形成等效电流的大小为 B. 圆环中产生的感应电动势大小为 C. 圆环每转一圈动能增加 D. 圆环每转一圈外力做功 二、实验题（本题共 2 小题，共 18 分） 15. 小明组装单摆，完成测量当地重力加速度g的实验，装置如图甲所示。 （1）用秒表记录单摆50次全振动所用时间，如图乙所示，则可知该次实验中50次全振动所用的时间为______s； （2）用甲图中的多组实验数据作出图像，也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的图线的示意图如下图中的a、b、c所示，其中，a和b都过原点，b和c平行，图线b对应的g值最接近当地重力加速度g的值。则相对于图线b，下列分析错误的是_______（选填选项前的字母）。 A.计算单摆的全振动次数时，应以摆球到达最高点开始计时，到达同一侧最高点时记为一次全振动； B.出现图线a的原因可能是误将49次全振动记为了50次 C.出现图线c的原因可能是误将悬点到小球上端的距离直接记为了摆长L D.多次改变摆线长l，测量多组50次全振动对应的时间t，通过绘制的关系图线也可以测定重力加速度 （3）某同学在家测度力加速度g，手边没有实验用的小球。于是他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图丙所示。由于家里只有一根量程为的刻度尺。于是他在细线上的A点做了一个标记，使得O点到A点间的细线长度等于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，分别以O点和A点为悬点，测得相应单摆的周期为、。由此可得重力加速度_______（结果保留3位有效数字，）。 16. 利用如图1所示的电路研究电容器的充、放电规律，其中数字电压表的内阻可视为无穷大。 （1）关于本实验，以下说法正确的是__________。 A. 开关接1，电压表示数不断增大，随后逐渐稳定在某一数值 B. 开关接1，电流表指针迅速偏至最大值，随后逐渐指在0刻度处 C. 开关接1和接2，电压表会出现正、负示数的变化 D. 其他器材都相同，若使用的电容器电容越大，充电过程中电流的最大值就越大 （2）使用上述电路记录的电容器放电过程电压随时间变化的图像如图2所示。已知时电压表的示数为。通过数据处理可得到该图线与坐标轴围成的“面积”约为（单位： ）。已知定值电阻的阻值为，根据上述数据可估算该电容器的电容__________。 （3）已知图2中的曲线符合方程（式中为放电电路的电阻值，为自然常数）。结合（2）问中的图像和（3）问中的方程式，可测得“”的数值。仅不断改变图1中定值电阻的阻值，多次重复实验，结果显示测量值“”总是大于（为定值电阻的标准准确值，为电容器电容的标准准确值），且二者的差值基本不变。请分析解释其原因：________________________________________。 （4）电容器充电后就储存了能量。某同学研究电容器储存的能量与电容器的电容、电荷量及电容器两极间电压之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他作出电容器两极间的电压随电荷量变化的图像如图所示。按他的想法，下列说法正确的是（ ） A. 图线的斜率越大，电容越大 B. 对同一电容器，电容器储存的能量与两极间电压成正比 C. 若电容器电荷量为时储存的能量为，则电容器电荷量为时储存的能量为 D. 由于图线是一条过原点的直线，所以既可以用图线与横轴所围成的面积表示电容器储能，也可以用图线跟纵轴所围成的面积表示电容器储能 三、计算论述题（本题共 4 小题，共 40 分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到、但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 17. 跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图位移简化后的跳台滑雪的雪道示意图．助滑坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC为R=10m的圆弧面，二者相切与B点，与水平面相切于C，AC竖直高度差，CD为竖直跳台，运动员连通滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下，通过C点水平飞出，飞行一段时间落到着陆到DE上，CE间水平方向的距离x=100m，竖直高度差为，不计空气阻力，取，求： （1）运动员到达C点的速度大小； （2）运动员到达C点时对滑道的压力大小； （3）运动员由A滑到C雪坡阻力做了多少功． 18. 如图所示，空间内有一磁感应强度的水平匀强磁场，其上下水平边界的间距为H，磁场的正上方有一长方形导线框，其长和宽分别为、，质量，电阻。将线框从距磁场高处由静止释放，线框平面始终与磁场方向垂直，线框上下边始终保持水平，重力加速度取。求： (1)线框下边缘刚进入磁场时加速度的大小； (2)若在线框上边缘进入磁场之前，线框已经开始匀速运动。求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q； (3)请画出从线框由静止开始下落到线框上边缘进入磁场的过程中，线框速度v随t变化的图像（定性画出）。 19. 如图所示，某兴趣小组设计了一新型水平弹射系统和回收系统。装置有两段水平轨道，相连处彼此绝缘。电磁弹射装置由间距为的水平金属导轨、可在导轨上滑行的导电动子、输出电压恒为的电源和开关组成，由此构成的回路总电阻为；动子的右侧装有一锁定的机械弹射装置，机械弹射装置由固定在动子内的弹簧和与之接触的金属滑杆、锁定在滑杆上的模型飞机（图中未画出）组成。已知右侧轨道足够远的两端连有阻值为的电阻；绝缘处左侧导轨间存在竖直向下、大小为的匀强磁场，绝缘处右侧轨道间存在竖直向上、大小为的匀强磁场；导电动子与轨道间的阻力恒为，金属滑杆滑上轨道时还受到与速度成正比的其它阻力作用，比例系数为。动子及其上的所有装备的总质量为，其中飞机质量为，滑杆的质量为，滑杆的电阻为。运动过程中，动子、滑杆始终与导轨保持良好接触，忽略导轨电阻、绝缘处的长度和空气阻力。求： （1）接通开关，动子从静止开始运动，动子运动到绝缘处前已达到稳定状态。 ①接通瞬间动子加速度的大小； ②动子在轨道上稳定滑行时的速度的大小。 （2）动子运动到绝缘处时解锁机械弹射装置，动子速度瞬间变为零，滑杆和飞机达到起飞速度，飞机与滑杆立即分离，之后金属滑杆滑上右侧轨道并回收，滑杆在轨道上滑行的距离。 20. 利用磁偏转系统可以测量不同核反应中释放的高能粒子能量，从而研究原子核结构。如图1所示，用回旋加速器使氘原子核（）获得动能，让其在S处撞击铝核（）发生核反应，产生处于某一激发态和基态的同位素核（）以及两种不同能量的质子（）。产生的质子束经狭缝沿水平直径方向射入半径为、方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为的圆形匀强磁场区域，经偏转后打在位于磁场上方的探测板、处（探测板与磁场边界相切于点，点与磁场圆心处在同一竖直线上），获得如图2所示的质子动能能谱图。元电荷取。 （1）写出氘核撞击铝核的核反应方程； （2）打在探测板处的质子运动的圆半径； （3）若从回旋加速器引出的高能氘核流为，求回旋加速器的输出功率； （4）处于激发态的核会发生衰变，核反应方程是。若核质量等于核质量，电子质量为，在上述两个核反应过程中，原子核被视为静止，求衰变释放的能量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $