精品解析:2027届浙江强基联盟高三上学期一模物理试题
2026-10-12
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内容正文:
2026年高三10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. 在国际单位制中,速度单位的符号是( )
A. B. C. Wb D. C
【答案】B
【解析】
【详解】根据可知,由于在国际单位制中,位移的单位为,时间的单位为,所以在国际单位制中,速度单位的符号是。
故选B。
2. 2025年11月25日,“神舟二十二号”飞船成功对接天和核心舱前向端口,并转入组合体停靠段。下列研究的问题中,可以把“神舟二十二号”飞船看成质点的是( )
A. 研究对接前飞船的飞行轨迹 B. 监控对接过程中飞船的姿态
C. 控制飞船姿态以完成对接过程 D. 分析对接后飞船舱门开启过程
【答案】A
【解析】
【详解】A.研究飞船对接前的运行轨迹,神舟二十二号飞船的大小相对于运动的轨迹可以忽略不计,可以看作质点,故A正确;
B.监控对接过程中飞船的姿态,飞船的大小和形状不能忽略,否则没有所谓的“姿态”,不能视为质点,故B错误;
C.控制飞船姿态以完成对接过程,飞船的大小和形状不能忽略,不能视为质点,故C错误;
D.分析对接后飞船舱门开启过程,需要考虑飞船大小、形状,不能视为质点,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,一个小孩用水平推力使沙发在水平地面上匀速移动,则( )
A. 小孩和沙发整体机械能守恒
B. 沙发受到地面的作用力竖直向上
C. 沙发所受重力和地面对沙发的支持力是一对平衡力
D. 小孩受到地面的摩擦力和地面受到沙发的摩擦力是一对作用力和反作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功。本题中小孩和沙发运动时,地面的滑动摩擦力对沙发做负功,同时小孩体内的化学能也在转化,整体机械能不守恒,故A错误;
B.沙发受到地面的作用力是地面对沙发的支持力(竖直向上)和地面对沙发的滑动摩擦力(水平向后)的合力,该合力方向斜向后上方,并非竖直向上,故B错误;
C.沙发在竖直方向没有加速度,竖直方向上仅受自身重力、地面对沙发的支持力,二者大小相等、方向相反、作用在同一物体同一直线上,是一对平衡力,故C正确;
D.作用力与反作用力是两个物体之间的相互作用,小孩受到地面的摩擦力的施力物体是地面,地面受到沙发的摩擦力的施力物体是沙发,这两个力并非两个物体间的相互作用,不满足作用力反作用力的定义,D错误。
故选C。
4. 如图所示,两颗质量相等的卫星A和B都围绕地球做匀速圆周运动,他们的轨道半径之比为2∶3,则它们受到地球的万有引力之比为( )
A. 2∶3 B. 3∶2 C. 4∶9 D. 9∶4
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意,由万有引力定律有
可知,卫星A和B受到地球的万有引力之比为
故选D。
5. 污水中的污泥絮体经预处理后带负电,可借助电泳原理实现泥水分离、沉淀去污,装置原理如图:底部放置涂有绝缘层的金属圆盘,中心竖直插入金属棒,二者分别接电源正极、负极,污水内部形成图示电场;图中实线代表电场线,虚线代表等势线,则( )
A. B点和C点的电势相等
B. A点和D点的电场强度大小相等
C. 污泥絮体从B点运动到A点过程中静电力做负功
D. C点的污泥絮体会在静电力作用下沿电场线运动到D点
【答案】A
【解析】
【详解】A.B点和C点均在金属棒上,金属棒表面电势处处相等,则B点和C点的电势相等,故A正确;
B.电场线分布的疏密程度表示电场的强弱,根据图示可知,A点的电场线分布比D点的稀疏一些,则A点的电场强度比D点的小,故B错误;
C.沿电场线电势降低,根据图示可知,A点电势大于B点电势,由于污泥絮体带负电,可知,从B点移到A点,根据
则静电力对其做正功,故C错误;
D.电场线为曲线,污泥絮体在静电力作用下运动,其运动轨迹不会与电场线重合,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,用绳子悬挂一盏重为G的艺术灯。左右两根绳子与水平方向夹角分别为和,其拉力分别为、。已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对艺术灯的结点进行受力分析,结点受三个力,重力G、两根绳子的拉力、,三力平衡,合力为0。 将两个拉力沿水平、竖直方向正交分解,水平方向有
竖直方向有
联立可得,
故选B。
7. 如图所示,小明家屋顶安装了的光伏板,光电转换效率约为20%。当地单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量为,每天相当于太阳直射光伏板4 h。当地火电厂热电转换效率约为35%,烟煤燃烧值为。已知当地家庭年生活用电量约为度,当地民用电价格为0.53元/度,则小明家的光伏板每年( )
A. 发电量约为 B. 可提供约8个月的生活用电
C. 可节约9 t火力发电的烟煤 D. 可节约电费约1千元
【答案】D
【解析】
【详解】A.年总太阳直射时长
年接收太阳能总能量
小明家的光伏板每年发电量,故A错误;
B.,家庭年用电度,月均用电,因此年发电量仅能提供约2个月的生活用电,远不足8个月,故B错误;
C.火力发电得到的电能,需要的烟煤燃烧总热量为
烟煤燃烧值为
对应烟煤质量,远小于9t,故C错误;
D.年发电量约,对应电费
可节约电费约为1千元,故D正确。
故选D。
8. 微波技术中某种磁控管装置可简化为如图1的示意图。一电子群在垂直于磁场的平面内沿虚线轨迹做圆周运动,它们时而接近位置1,时而接近位置2,从而使位置1与位置2之间的电势差随时间周期性变化,如图2所示。虚线轨迹的中心位于位置1和位置2连线的中点O上,轨迹上P点距离位置1最近。可将电子群整体视为点电荷。已知点电荷Q产生的电场中距离r处某点电势,则( )
A. 增大磁场的大小,可以增大
B. 当时,电子群可能运动到P点
C. 完成一次完整周期性变化的时间等于电子圆周运动周期
D. 若电子群绕O点做半径减半的圆周运动,则图2中的值也减半
【答案】C
【解析】
【详解】A.首先明确电势差定义
设电子群总电荷量为(),结合点电荷电势公式得,
可得
当粒子最远离位置1时,即,
设位置1、2到O点的距离均为,电子群做圆周运动的轨道半径为。电子在垂直磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力
得轨道半径
电子群运动到最远离位置1时,
若电子动能不变,增大磁感应强度,电子圆周运动的轨道半径会减小。可得更小,更大,的最大值会随之减小,故A错误;
B.当电子群运动到P点(距离位置1最近)时,取最小值、取最大值,且,代入的表达式可得此时为负的最大值,而非,故B错误;
C.电子每完成一次完整的圆周运动,电子群会依次完成“靠近位置1→远离位置1→靠近位置2→远离位置2”的全过程,刚好完成一次从到再回到初始状态的完整周期性变化,因此的变化周期等于电子圆周运动的周期,故C正确。
D.当电子在最远离位置1处时,
可得
该值和不是线性正比关系,若半径减半为,
,即图2中的值并不会随之减半,故D错误。
故选C。
9. 如图所示,在同一均匀介质中,波源和相距10 m,质点P与两波源的连线相互垂直,且。时,两波源同时垂直纸面起振,振动频率均为2 Hz。它们产生的简谐波朝各个方向传播,到达质点P的时间差是1 s,两波到达P点时各自振幅分别为、。时,质点P经过的路程为40 cm,则( )
A. 简谐波的波长为2 m
B. 两个波源起振方向相同
C. 时,质点P的速度为0
D. 在以波源为圆心、半径为6 m的圆上有24个振动加强点
【答案】D
【解析】
【详解】A.由几何关系,,且,因此
两波到达P点的时间差为1s,即
代入得波速
已知振动频率,根据波长与波速的关系可得
解得波长,故A错误;
B.波速,因此的波先传到点,传播时间
的波后传到点,传播时间
,静止;,仅的波让振动,振动频率,周期
时长,单波振动的路程为
,两波同时在点叠加,时长
此阶段的总路程为
可得点合振幅
两波到达P点时各自振幅分别为、
可得点为振动减弱点,合振幅
根据,可得两波源起振方向相反,故B错误;
C.后始终处于振动减弱的稳定叠加状态,合振动为简谐运动,周期仍为,合振幅。与的时间差
从时,从平衡位置向波源起振方向运动,经过后,恰好回到平衡位置,此时简谐运动的速度为最大值,并非0。故C错误;
D.两波源到该点的路程差
两波源起振方向相反,加强条件为
已知,圆上任意点到距离为,因此到的距离范围为
结合波长,满足加强条件的整数共12组取值,每组取值对应圆上2个对称点,总加强点数量为24个。故D正确。
故选D。
10. 如图甲所示,在水平实验台上固定一个周长为的超导圆环,一块质量为的永磁铁极向下,沿圆环中心轴线从正上方缓慢向下运动,永磁铁最终悬浮在圆环正上方高度处。由于外界因素影响,圆环中出现极小的电阻导致电流衰减,永磁铁的悬浮位置会随时间缓慢下移,经过时间,悬浮高度变为。已知永磁铁在高度、处时,圆环所在位置的磁感应强度大小分别为、,磁场方向与水平方向的夹角分别为、,圆环中的感应电流大小分别为、。图乙为实验测得的圆环中电流大小的平方随时间变化的图像,重力加速度为,忽略磁场能的变化。则( )
A. 从上向下看,圆环中感应电流的方向为顺时针方向
B. 永磁铁在高度处时,圆环所受安培力的大小为
C. 永磁铁从到的过程中,圆环上产生的热量为
D. 该圆环的电阻值为
【答案】C
【解析】
【详解】A.永磁铁悬浮,说明圆环对永磁铁的安培力竖直向上和重力平衡,根据牛顿第三定律,永磁铁对圆环的安培力竖直向下。根据磁场方向可知永磁铁下端为N极,穿过圆环向下的磁通量随磁铁下移增大,由楞次定律,从上向下看感应电流应为逆时针,故A错误;
B.将磁场分解为水平分量和竖直分量,竖直分量对圆环电流的安培力相互抵消,总安培力为零;只有水平分量对圆环产生竖直方向的安培力,大小为,而非,故B错误;
C.永磁铁缓慢下移,动能始终近似为0,题目说明忽略磁场能变化,根据能量守恒可得永磁铁减少的重力势能全部转化为圆环电阻产生的焦耳热,即,故C正确;
D.焦耳热的计算公式为
图乙中图像为直线,积分结果为图像面积乘以,即
联立
可得,故D错误。
故选C。
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. 下列说法正确的是( )
A. 图甲中光入射到劈形空气薄膜后若抽去1张纸片,则可观察到干涉条纹变稀疏
B. 图乙中增加初始状态的弹簧压缩量,可减小弹簧振子的振动周期
C. 图丙中降低环境温度,可降低放射性元素的衰变速率
D. 图丁中插入电介质,电容器的带电量几乎不变
【答案】AD
【解析】
【详解】A.劈尖干涉中,相邻明(暗)条纹对应的空气膜厚度差为固定值。抽去1张纸片后,劈形空气膜的最大厚度减小,劈尖的倾角变小,相邻干涉条纹的间距会变大,因此干涉条纹变稀疏,故A正确;
B. 弹簧振子的振动周期公式为
周期仅由振子质量和弹簧劲度系数决定,与初始压缩量(振幅)无关,因此增加初始压缩量不会改变振动周期,故B错误;
C. 放射性元素的衰变速率由原子核内部自身性质决定,温度、压强等外界环境因素都无法改变半衰期和衰变速率,故C错误;
D. 图丁中电容器始终与静电计相连,没有外接电源,平行板电容器的电荷量和静电计的电荷量总和保持不变,插入电介质时,平行板电容增大,平行板的电荷量和静电计的极小附加电容之间会重新分配,但由于静电计的附加电容远小于平行板电容器的电容,平行板上的带电量变化很小,可以近似认为保持不变;故D正确。
故选AD。
12. 如图所示是一种用于检测液面高度的光液面传感器,由一支玻璃管和一块两面镀膜的玻璃板组成。玻璃板插入玻璃管中央,两者底部不接触。检测时,入射光从玻璃板一侧射入,在玻璃管内壁与玻璃板之间来回发生反射并进入玻璃管底部,然后在玻璃板另一侧反射出来。检测出射光的强弱即可判断玻璃管外液面的高度。已知光以相同的入射角入射到两种介质的界面上时,介质折射率相差越大,光在这个界面上的反射光就越强,则( )
A. 光在玻璃管内壁一定会发生全反射
B. 光在玻璃管外壁一定不会发生全反射
C. 液面高度增加时出射光强度减弱
D. 液体与玻璃的折射率相差越大则传感器灵敏度越高
【答案】CD
【解析】
【详解】A.全反射的发生需要两个前提:①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于等于临界角。光从玻璃管内部的空气(光疏)射向玻璃管壁(光密),不满足“光密→光疏”的全反射前提,故A错误;
B.光在玻璃管外壁传播时,是从玻璃(光密介质)射向管外的介质,如果管外液体的折射率小于玻璃的折射率,且光的入射角大于等于玻璃与液体界面的临界角时,完全可以满足全反射条件,故B错误;
C.当液面高度增加时,玻璃管被液体浸没的长度变长,原本在未浸没区域,玻璃管外侧是空气,玻璃与空气的折射率差很大,界面反射光很强;而浸没区域的玻璃外侧是液体,玻璃与液体的折射率差远小于玻璃与空气的折射率差,根据题干给出的规律“介质折射率相差越小,界面反射光越弱”,更多的光会在浸没的管壁处折射穿出玻璃管,导致后续来回反射最终从玻璃板出射的光能量减少,因此出射光强度随液面高度增加而减弱。故C正确;
D.若液体与玻璃的折射率相差越大,光在这个界面上的反射光就越强,液面高度变化相同时,出射光的强度变化幅度会更大,微小的液面高度改变就能引起出射光强的明显变化,因此传感器的灵敏度越高,故D正确。
故选CD。
13. 如图所示,电子和正电子以相同速率绕二者连线中点做匀速圆周运动,形成亚稳定束缚态,称为电子偶素。电子偶素属于奇特原子的一种,它没有原子核,性质类似氢原子但更轻,可用玻尔理论解释其特征谱线。已知电子质量、速率和电子间距满足量子化条件(n=1、2、3、…,h是普朗克常量),元电荷为,电子偶素基态能量为,则( )
A. 电子和正电子连线中点的电场强度
B. 对应轨道中电子的物质波波长
C. 对应轨道中正电子的动能
D. 处于激发态的电子偶素向外辐射光子的最大波长
【答案】BC
【解析】
【详解】A.中点到电子和正电子的距离均为。两粒子带异号电荷,在中点处正电子产生的电场方向由正电子指向中点,电子产生的电场方向也指向电子,二者方向相同。由点电荷场强公式及叠加原理,中点场强大小为,故A错误;
B.电子的德布罗意波长满足
由题给量子化条件
所以,故B正确;
C.电子的动能为。由量子化条件得
代入可得,故C正确;
D.电子偶素辐射光子的能量等于跃迁前后能级差,即满足
光子波长由能级差决定,有
不同能级间的能量差不能直接用基态能量代替;且高能级相邻跃迁的能量差可趋近于零,波长不由给出,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. 小张同学利用甲、乙两套装置分别做“探究平抛运动的特点”和“验证动量守恒定律”两个实验。
(1)“验证动量守恒定律”实验应使用图1中________(选填“甲”或“乙”)装置;
(2)关于两个实验,下列说法正确的是________(多选);
A. 悬挂重锤线的目的相同
B. 对斜槽的光滑程度都没有要求
C. 都需要调节斜槽使其末端切线水平
D. 在同一次实验中都应将小球从同一位置静止释放
(3)图2为一张已经将记录的印迹用平滑曲线连接的实验方格纸,由于操作不当造成破损,使得抛出点位置缺失。已知方格纸每个小方格边长为4 mm,请计算小球抛出时的水平速度________m/s(g取,结果保留小数点后一位)。
【答案】(1)乙 (2)BCD
(3)0.6
【解析】
【小问1详解】
验证动量守恒定律需要两球碰后都做平抛运动,并用重锤线确定抛出点的投影位置,故应使用图 1 中的乙装置。
【小问2详解】
A.平抛实验悬挂重锤线是为了确定竖直方向,验证动量守恒的实验中悬挂重锤线是为了确定抛出点在水平地面的投影(即落点测量的起点),二者目的不同,故A错误;
B.两个实验都只要求小球离开斜槽末端后做平抛运动,只要每次从同一位置由静止释放、保证摩擦力情况相同即可,对斜槽是否光滑没有要求,故B正确;
C.两个实验都要保证小球做平抛运动,因此都必须调节斜槽使其末端切线水平,故C正确;
D.同一次实验中每次都要把小球从同一位置由静止释放,才能保证初速度相同(平抛)或碰前速度相同(验证动量守恒),故D正确。
故选BCD。
【小问3详解】
由图 2 可知,相邻两记录点间的水平距离均约为 4 小格,即
竖直方向相邻两点间的竖直位移之差约为 2 小格,即
由竖直方向的自由落体规律得
故小球抛出时的水平速度
15. 某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下:
(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动________(选填“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,最后通过锁紧装置A________旋转(选填“向左”或“向右”)进行锁定。
(2)用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“×1”挡,正确操作后,指针位置如图2所示,则读数为________Ω。
(3)图3中,为待测电阻丝。请在答题纸上相应位置用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图4实物电路中的正确位置________。
(4)为测量,利用图3所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压和电流的值,作出的关系图像如图5所示。接着,将电压表改接在、两端,测得5组电压和电流的值,数据见下表:
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
请根据表中的数据,在方格纸上作出图像。________
(5)由此,可求得电阻丝的________。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率(结果保留小数点后一位)。
【答案】(1) ①. C ②. 向左
(2)20.0##20.1##19.9
(3) (4) (5)
【解析】
【小问1详解】
[1]螺旋测微器测量时,为避免压力过大夹坏被测物或螺纹,接触被测物时要旋动微调旋钮C,听到“喀喀”声即压力合适;
[2]锁紧装置A是测微螺杆的锁定旋钮,向左旋转(顺时针)可将测微螺杆固定,进行锁定。
【小问2详解】
多用电表选择“×1”欧姆挡,读数为表盘示数乘以倍率,图2指针指向欧姆刻度20附近,因此读数为
【小问3详解】
用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图4实物电路中的正确位置如图所示
【小问4详解】
根据表中的数据,在方格纸上作出图像如图所示
【小问5详解】
第一次电压表测的是、电流表、的总电压,可得
因此图线的斜率
第二次电压表接在两端,测的是电流表和的总电压,可得
图线的斜率
因此待测电阻
从图5得
从数据得
可得
16. 如图所示,水银气压计中混入了一个气泡,上升到水银柱的上方,使竖直水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768 mm高的水银柱产生的压强时,这个水银气压计的示数,此时管中的水银面到管顶的距离为。若外界气温恒定,当这个气压计的示数减小为时
(1)与示数为时比较,管中气体分子平均动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”),气体分子数密度________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)管中气体的压强相当于多高水银柱产生的压强;
(3)实际的大气压相当于多高水银柱产生的压强。
【答案】(1) ①. 不变 ②. 变小
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]温度是分子平均动能的标志,题目明确外界气温恒定,因此管内气体分子平均动能不变;
[2]气压计示数从750mm降至740mm,说明管内水银面下降10mm,气泡占据的空间体积变大,而管内气体分子总数不变,因此分子数密度变小。
【小问2详解】
以管内封闭气泡为研究对象,过程为等温变化。初态时,实际大气压为768mmHg,气压计示数750mmHg,因此气泡初态压强
设玻璃管横截面积为,初态气柱长度,因此初态体积
末态时,气压计示数为740mm,水银面下降了
因此末态气柱长度,末态体积
根据玻意耳定律
代入解得末态气体压强,即相当于16mm高水银柱产生的压强。
【小问3详解】
根据气压计的压强平衡关系,实际大气压为
17. 某研究碰撞装置的模型如图所示,它由水平直轨道AB、CD、EG与螺旋形轨道BC以及水平传送带DE无缝平滑连接而成,其中水平直轨道AB与CD的高度差,螺旋形轨道半径,水平传送带DE长度,以速度(可调但未知)顺时针转动且动摩擦因数,除传送带外所有轨道均光滑。质量的滑块1(视为质点)放置于水平直轨道AB上,并用弹性势能的弹簧锁定,质量的滑块2放置于水平直轨道EG。现将弹簧解锁,重力加速度g取。则
(1)滑块1经过B点时的速度大小;
(2)从B点下降,螺旋形轨道侧壁对滑块1的支持力大小;
(3)若传送带速度,滑块1经过传送带的过程中所产生的热量Q;
(4)滑块1冲上滑块2后所能达到的最大高度H与传送带速度的关系。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)当时,,当时,,当时,
【解析】
【小问1详解】
根据题意,由机械能守恒定律有
可得
【小问2详解】
根据题意,由机械能守恒定律有
可得
设螺旋形轨道为倾角为θ的斜坡,根据几何关系结合图像有
根据牛顿第二定律有
可得
【小问3详解】
根据题意,由动能定理有
可得
根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动规律有
可得
相对位移表达式
可得
根据摩擦生热规律有
可得
【小问4详解】
当时,滑块1全程减速,则有
可得
当时,滑块1全程加速,则有
可得
当时,滑块1达到点的速度等于传送带速度,得
滑块1与滑块2的碰撞过程中,
根据水平方向动量守恒
根据机械能守恒定律有
即当时,
当时,
当时,
18. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动,如图所示,纸面内轴上方存在一个平行板电容器,两平行板金属板CD之间的距离为,D极板中间有一个空隙且离轴的距离为,轴下方有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一质量为、电荷量为的带正电粒子(不计重力)从极板C的中点M由静止释放,经过匀强电场加速后,穿过D极板的空隙,从P点进入匀强磁场,恰好能经过y轴上距离O点为的N点,P、O两点的距离为。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子从极板中点M运动到N点的时间;
(3)若在磁场区域增加沿y轴正方向的匀强电场,大小与平行板电容器的电场强度E相同,重新让粒子从C板中间静止释放,经过一段时间粒子第一次到达最低点A(图中未标出),不计粒子重力,粒子经过A点时速度大小和A点离x轴的距离y。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
设粒子圆周运动的轨道半径为,则有
解得
洛伦兹力提供圆周运动的向心力,则有
解得粒子进入磁场中的速度
根据动能定理则有
解得
【小问2详解】
粒子在平行板电容器中匀加速运动的时间
粒子在极板到轴的匀速运动时间
由几何知识可知,圆弧对应的圆心角
解得
粒子在磁场中从到运动的时间,其中
故粒子从点运动到点的时间为总时间
【小问3详解】
将粒子从到的过程中某时刻的速度分解为水平向右和竖直向下的分速度,分别为、,设粒子在最低点的速度大小为,点离轴的距离为,以向右为正方向,水平方向上由动量定理可得
可得
由动能定理可得
解得
A点离x轴的距离
19. 如图甲所示是磁力联轴器,它是一种采用非接触方式传递动力的装置,由永磁转子和导体转子组成,两者间存在间隙,不直接接触。永磁转子和电机转轴相连,导体转子输出动力。其工作原理可简化成图乙所示,永磁转子由四个形状相同的永磁体组成,这些磁体能产生辐向磁场且相邻磁场方向相反;导体转子由四个相同的、相互绝缘的单匝弧形线圈组成,这些线圈紧靠并组成半径为r的圆筒形,线圈所在处磁感应强度大小均为B。传动过程中,电机驱动永磁转子以角速度转动。导体转子由静止开始转动,经后达到稳定传动状态且导体转子角速度为。已知导体转子中单个线圈的质量为m,电阻为R,沿电机轴的直边长为l。若忽略所有摩擦和转子间空隙,求
(1)导体转子中单个线圈的感应电动势最大值;
(2)达到稳定传动状态后,导体转子输出的功率;
(3)导体转子在由静止开始转动的内,所放出的热量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
取永磁转子的转动方向为正方向,设导体转子的瞬时角速度为,直边相对磁场的速度大小为
单个线圈的两条轴向直边处于方向相反的辐向磁场中,均与相对速度、磁场方向垂直。每条直边的动生电动势大小为
两条直边的电动势沿同一回路方向相加,圆弧边不贡献动生电动势,故单个线圈的感应电动势大小为
导体转子从静止开始转动,初始相对速度最大,故感应电动势的最大值为
【小问2详解】
稳定传动时,导体转子的角速度为,由第(1)问的电动势关系和闭合线圈的欧姆定律,单个线圈中的电流大小为
将单个线圈所在的圆筒面展开,电流及安培力方向示意如下。图中表示直边相对磁场的速度,表示每条直边的切向安培力,右方为驱动方向;⊗、⊙分别表示局部磁场垂直展开面向内、向外。
根据楞次定律,安培力阻碍两转子的相对运动,因而驱动导体转子沿永磁转子的转动方向运动。每条直边中的电流均与磁场垂直,安培力大小为
用表示单个线圈两条直边的切向安培力大小之和,由两条直边的安培力大小相等,得
稳定传动时角速度不变,单个线圈的驱动力矩与负载阻力矩平衡,因此单个线圈输出的功率等于安培力做功的功率,即
四个线圈相同,导体转子输出的总功率为
【小问3详解】
启动阶段按无负载阻力矩处理,安培力只用于加速导体转子。对单个线圈,在任意时刻,由第(1)问的电动势关系、欧姆定律及安培力公式,切向安培力大小之和为
把启动过程分成许多极短时间段,设第段的时长为,角速度增加量为,相对速度大小为,单个线圈的切向安培力大小之和为。线圈的各质量元均位于半径处,沿各质量元的局部切向应用牛顿第二定律并累计,得到
设从启动到角速度增至时,直边相对磁场的累计位移大小为,将各小段相加,利用初始角速度为零,得到
由此得到角速度与累计相对位移的关系
将该关系代入第(1)问的相对速度表达式,再代入安培力表达式,得
因此,切向安培力大小之和随累计相对位移线性减小。启动结束时,角速度增至,累计相对位移为
图像起点和终点的纵坐标分别为和
作单个线圈的图像如下,图线下的梯形面积表示切向安培力对相对位移的累计乘积。
两转子间的电磁作用力矩等大反向,忽略间隙后对应作用半径均为。每个极短时间段内,一对电磁作用力做功之和等于负的切向安培力与相对位移的乘积。因此,单个线圈及其对应永磁体之间的电磁作用力在整个启动过程中做功之和为梯形面积的负值,即
电磁作用导致的机械能减少量转化为线圈产生的热量,故单个线圈产生的热量为
四个线圈产生的总热量为
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2026年高三10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. 在国际单位制中,速度单位的符号是( )
A. B. C. Wb D. C
2. 2025年11月25日,“神舟二十二号”飞船成功对接天和核心舱前向端口,并转入组合体停靠段。下列研究的问题中,可以把“神舟二十二号”飞船看成质点的是( )
A. 研究对接前飞船的飞行轨迹 B. 监控对接过程中飞船的姿态
C. 控制飞船姿态以完成对接过程 D. 分析对接后飞船舱门开启过程
3. 如图所示,一个小孩用水平推力使沙发在水平地面上匀速移动,则( )
A. 小孩和沙发整体机械能守恒
B. 沙发受到地面的作用力竖直向上
C. 沙发所受重力和地面对沙发的支持力是一对平衡力
D. 小孩受到地面的摩擦力和地面受到沙发的摩擦力是一对作用力和反作用力
4. 如图所示,两颗质量相等的卫星A和B都围绕地球做匀速圆周运动,他们的轨道半径之比为2∶3,则它们受到地球的万有引力之比为( )
A. 2∶3 B. 3∶2 C. 4∶9 D. 9∶4
5. 污水中的污泥絮体经预处理后带负电,可借助电泳原理实现泥水分离、沉淀去污,装置原理如图:底部放置涂有绝缘层的金属圆盘,中心竖直插入金属棒,二者分别接电源正极、负极,污水内部形成图示电场;图中实线代表电场线,虚线代表等势线,则( )
A. B点和C点的电势相等
B. A点和D点的电场强度大小相等
C. 污泥絮体从B点运动到A点过程中静电力做负功
D. C点的污泥絮体会在静电力作用下沿电场线运动到D点
6. 如图所示,用绳子悬挂一盏重为G的艺术灯。左右两根绳子与水平方向夹角分别为和,其拉力分别为、。已知,,则( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,小明家屋顶安装了的光伏板,光电转换效率约为20%。当地单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量为,每天相当于太阳直射光伏板4 h。当地火电厂热电转换效率约为35%,烟煤燃烧值为。已知当地家庭年生活用电量约为度,当地民用电价格为0.53元/度,则小明家的光伏板每年( )
A. 发电量约为 B. 可提供约8个月的生活用电
C. 可节约9 t火力发电的烟煤 D. 可节约电费约1千元
8. 微波技术中某种磁控管装置可简化为如图1的示意图。一电子群在垂直于磁场的平面内沿虚线轨迹做圆周运动,它们时而接近位置1,时而接近位置2,从而使位置1与位置2之间的电势差随时间周期性变化,如图2所示。虚线轨迹的中心位于位置1和位置2连线的中点O上,轨迹上P点距离位置1最近。可将电子群整体视为点电荷。已知点电荷Q产生的电场中距离r处某点电势,则( )
A. 增大磁场的大小,可以增大
B. 当时,电子群可能运动到P点
C. 完成一次完整周期性变化的时间等于电子圆周运动周期
D. 若电子群绕O点做半径减半的圆周运动,则图2中的值也减半
9. 如图所示,在同一均匀介质中,波源和相距10 m,质点P与两波源的连线相互垂直,且。时,两波源同时垂直纸面起振,振动频率均为2 Hz。它们产生的简谐波朝各个方向传播,到达质点P的时间差是1 s,两波到达P点时各自振幅分别为、。时,质点P经过的路程为40 cm,则( )
A. 简谐波的波长为2 m
B. 两个波源起振方向相同
C. 时,质点P的速度为0
D. 在以波源为圆心、半径为6 m的圆上有24个振动加强点
10. 如图甲所示,在水平实验台上固定一个周长为的超导圆环,一块质量为的永磁铁极向下,沿圆环中心轴线从正上方缓慢向下运动,永磁铁最终悬浮在圆环正上方高度处。由于外界因素影响,圆环中出现极小的电阻导致电流衰减,永磁铁的悬浮位置会随时间缓慢下移,经过时间,悬浮高度变为。已知永磁铁在高度、处时,圆环所在位置的磁感应强度大小分别为、,磁场方向与水平方向的夹角分别为、,圆环中的感应电流大小分别为、。图乙为实验测得的圆环中电流大小的平方随时间变化的图像,重力加速度为,忽略磁场能的变化。则( )
A. 从上向下看,圆环中感应电流的方向为顺时针方向
B. 永磁铁在高度处时,圆环所受安培力的大小为
C. 永磁铁从到的过程中,圆环上产生的热量为
D. 该圆环的电阻值为
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. 下列说法正确的是( )
A. 图甲中光入射到劈形空气薄膜后若抽去1张纸片,则可观察到干涉条纹变稀疏
B. 图乙中增加初始状态的弹簧压缩量,可减小弹簧振子的振动周期
C. 图丙中降低环境温度,可降低放射性元素的衰变速率
D. 图丁中插入电介质,电容器的带电量几乎不变
12. 如图所示是一种用于检测液面高度的光液面传感器,由一支玻璃管和一块两面镀膜的玻璃板组成。玻璃板插入玻璃管中央,两者底部不接触。检测时,入射光从玻璃板一侧射入,在玻璃管内壁与玻璃板之间来回发生反射并进入玻璃管底部,然后在玻璃板另一侧反射出来。检测出射光的强弱即可判断玻璃管外液面的高度。已知光以相同的入射角入射到两种介质的界面上时,介质折射率相差越大,光在这个界面上的反射光就越强,则( )
A. 光在玻璃管内壁一定会发生全反射
B. 光在玻璃管外壁一定不会发生全反射
C. 液面高度增加时出射光强度减弱
D. 液体与玻璃的折射率相差越大则传感器灵敏度越高
13. 如图所示,电子和正电子以相同速率绕二者连线中点做匀速圆周运动,形成亚稳定束缚态,称为电子偶素。电子偶素属于奇特原子的一种,它没有原子核,性质类似氢原子但更轻,可用玻尔理论解释其特征谱线。已知电子质量、速率和电子间距满足量子化条件(n=1、2、3、…,h是普朗克常量),元电荷为,电子偶素基态能量为,则( )
A. 电子和正电子连线中点的电场强度
B. 对应轨道中电子的物质波波长
C. 对应轨道中正电子的动能
D. 处于激发态的电子偶素向外辐射光子的最大波长
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 小张同学利用甲、乙两套装置分别做“探究平抛运动的特点”和“验证动量守恒定律”两个实验。
(1)“验证动量守恒定律”实验应使用图1中________(选填“甲”或“乙”)装置;
(2)关于两个实验,下列说法正确的是________(多选);
A. 悬挂重锤线的目的相同
B. 对斜槽的光滑程度都没有要求
C. 都需要调节斜槽使其末端切线水平
D. 在同一次实验中都应将小球从同一位置静止释放
(3)图2为一张已经将记录的印迹用平滑曲线连接的实验方格纸,由于操作不当造成破损,使得抛出点位置缺失。已知方格纸每个小方格边长为4 mm,请计算小球抛出时的水平速度________m/s(g取,结果保留小数点后一位)。
15. 某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下:
(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动________(选填“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,最后通过锁紧装置A________旋转(选填“向左”或“向右”)进行锁定。
(2)用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“×1”挡,正确操作后,指针位置如图2所示,则读数为________Ω。
(3)图3中,为待测电阻丝。请在答题纸上相应位置用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图4实物电路中的正确位置________。
(4)为测量,利用图3所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压和电流的值,作出的关系图像如图5所示。接着,将电压表改接在、两端,测得5组电压和电流的值,数据见下表:
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
请根据表中的数据,在方格纸上作出图像。________
(5)由此,可求得电阻丝的________。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率(结果保留小数点后一位)。
16. 如图所示,水银气压计中混入了一个气泡,上升到水银柱的上方,使竖直水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768 mm高的水银柱产生的压强时,这个水银气压计的示数,此时管中的水银面到管顶的距离为。若外界气温恒定,当这个气压计的示数减小为时
(1)与示数为时比较,管中气体分子平均动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”),气体分子数密度________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)管中气体的压强相当于多高水银柱产生的压强;
(3)实际的大气压相当于多高水银柱产生的压强。
17. 某研究碰撞装置的模型如图所示,它由水平直轨道AB、CD、EG与螺旋形轨道BC以及水平传送带DE无缝平滑连接而成,其中水平直轨道AB与CD的高度差,螺旋形轨道半径,水平传送带DE长度,以速度(可调但未知)顺时针转动且动摩擦因数,除传送带外所有轨道均光滑。质量的滑块1(视为质点)放置于水平直轨道AB上,并用弹性势能的弹簧锁定,质量的滑块2放置于水平直轨道EG。现将弹簧解锁,重力加速度g取。则
(1)滑块1经过B点时的速度大小;
(2)从B点下降,螺旋形轨道侧壁对滑块1的支持力大小;
(3)若传送带速度,滑块1经过传送带的过程中所产生的热量Q;
(4)滑块1冲上滑块2后所能达到的最大高度H与传送带速度的关系。
18. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动,如图所示,纸面内轴上方存在一个平行板电容器,两平行板金属板CD之间的距离为,D极板中间有一个空隙且离轴的距离为,轴下方有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一质量为、电荷量为的带正电粒子(不计重力)从极板C的中点M由静止释放,经过匀强电场加速后,穿过D极板的空隙,从P点进入匀强磁场,恰好能经过y轴上距离O点为的N点,P、O两点的距离为。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子从极板中点M运动到N点的时间;
(3)若在磁场区域增加沿y轴正方向的匀强电场,大小与平行板电容器的电场强度E相同,重新让粒子从C板中间静止释放,经过一段时间粒子第一次到达最低点A(图中未标出),不计粒子重力,粒子经过A点时速度大小和A点离x轴的距离y。
19. 如图甲所示是磁力联轴器,它是一种采用非接触方式传递动力的装置,由永磁转子和导体转子组成,两者间存在间隙,不直接接触。永磁转子和电机转轴相连,导体转子输出动力。其工作原理可简化成图乙所示,永磁转子由四个形状相同的永磁体组成,这些磁体能产生辐向磁场且相邻磁场方向相反;导体转子由四个相同的、相互绝缘的单匝弧形线圈组成,这些线圈紧靠并组成半径为r的圆筒形,线圈所在处磁感应强度大小均为B。传动过程中,电机驱动永磁转子以角速度转动。导体转子由静止开始转动,经后达到稳定传动状态且导体转子角速度为。已知导体转子中单个线圈的质量为m,电阻为R,沿电机轴的直边长为l。若忽略所有摩擦和转子间空隙,求
(1)导体转子中单个线圈的感应电动势最大值;
(2)达到稳定传动状态后,导体转子输出的功率;
(3)导体转子在由静止开始转动的内,所放出的热量。
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