精品解析：江苏南通市海门区2026-2027学年高三上学期10月阶段检测物理试题

2027届高三第一次调研考试 物理试卷 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1．本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卷交回。 2．答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。 4．作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示，金属板M受到频率为的紫外线照射时，会持续向各个方向发射不同速率的电子，其中最大速率为v，已知电子质量为m。则金属板M的逸出功为（ ） A. B. C. D. 2. 若有一质量为m的氦原子，其德布罗意波长为λ，则氦原子的速度为（ ） A. B. C. D. 3. 黑磷烯存在可调带隙，可以用作光电探测器材，不同方位测量黑磷烯薄片光学性质不一样，则黑磷烯薄片（ ） A. 具有固定熔点 B. 光学性能各向同性 C. 可能是多晶体 D. 所有性质各向异性 4. 汽车搭载空气悬挂有助于提升汽车的舒适性，某国产汽车的空气悬挂由空气弹簧与避震筒芯所组成。某次测试中，空气弹簧内密封有一定质量的理想气体，遵循如图所示的图像。其中为等温过程，为绝热过程，则气体（ ） A. 在过程中温度不变 B. 在过程中外界对气体做功 C. 在过程中释放热量 D. 在过程热运动的平均动能增大 5. 如图所示，汽缸内封闭一定质量的理想气体，压强为p，用力快速推动活塞，使缸内气体体积减小到原来的一半，则此时理想气体压强（ ） A. 大于2p B. 小于2p C. 小于 D. 大于 6. 如图所示，一物块恰能沿一固定的圆弧面匀速下滑，不计空气阻力。物块在下滑过程中（ ） A. 所受合力为零 B. 所受支持力不变 C. 机械能守恒 D. 所受重力与摩擦力的合力不做功 7. 质量为m的汽车在水平直道上进行刹车性能测试。汽车速度为v0时开始刹车，经时间t停止。已知汽车在刹车过程中受外界阻力大小恒为f，刹车系统提供的制动力大小恒定。则刹车过程中汽车发动机需提供的制动力F为（ ） A. B. C. D. 8. 某半径为R质量分布均匀的天体，同步卫星的高度为h，环绕速度为v，则该天体第一宇宙速度为（ ） A. v B. C. D. 9. 现代战争中会出现强电磁脉冲，会产生强大的外部电场。战斗机座舱会设置金属屏蔽壳体，等效为导体壳，用来保护舱内仪器设备不受外部电磁脉冲的影响，当战斗机处在外部强电场环境下，下列说法正确的是（ ） A. 金属屏蔽壳的内、外表面带异种感应电荷 B. 金属屏蔽壳外表面处的电场强度方向沿壳体表面切线方向 C. 屏蔽壳内部（仪器所在空腔）任意两点之间电势差为零 D. 金属壳上的感应电荷，在壳体空腔内部各点激发的电场强度等于0 10. x轴两点电荷在x轴上产生的电场场强E在x轴上分布如图所示，坐标和x0上下两部分图像与x轴围成面积分别为S1和S2。已知S1＞S2，一质子在仅受电场力的作用下，从x0处由静止释放，取x轴的正方向为E的正方向。下列说法中正确的是（ ） A. 质子的加速度一直增大 B. 沿方向电势一直增加 C. 质子运动过程中电势能先增加后减小 D. 质子不可到达 11. 如图所示。质量均为m的两小球由长为的轻杆连接，穿在半径为R的光滑竖直固定圆环上，A球在最高点，静止起释放两小球，B球到达最低点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 杆中弹力先增大后减小 B. 杆中弹力先减小后增大 C. B球速度最大时加速度为0 D. A球的机械能最大时加速度为0 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某同学利用自由落体“验证机械能守恒定律”实验 （1）实验中纸带下所挂物体应选图甲中的____________（填“A”、“B”或“C”）； （2）下列关于该实验的说法正确的是____________； A. 打点计时器应接直流电源 B. 实验过程中应先释放纸带后打开电源 C. 释放前应让纸带竖直拉直 （3）实验得到乙图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到物体下落的起始点O的距离分别为hA、hB、hC。计时器打点周期为T，设物体的质量为m，则物体在B点时的动能Ek=____________（用题干中字母表示）； （4）取计数点0所在水平面为零势能面，图丙为该物体动能Ek和重力势能Ep随下落高度h的变化图像，其中表示Ek随h变化的图像是____________（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”），图线Ⅰ斜率变小的原因________________________。 13. 近年来，我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就，中国空间站全面建成并进入常态化运营，深空探测任务不断取得新突破。航天器携带的核燃料铀核（）捕获一个中子后，裂变为钡核（）和氪核（），同时释放巨大的核能。 （1）请写出上述过程的核反应方程； （2）若核反应发生前，所有参与反应物质的总质量为M1；反应完成后，所有生成物的总质量为M2。已知真空中的光速为c，则求核反应过程中释放的核能。 14. 在一种新型的“电场导引质子治疗系统”中，一质子由静止进入一个电场与水平方向成60°斜向下的匀强电场区域Ⅰ，紧接着进入一个水平向右的匀强电场区域Ⅱ，已知两区域电场强度大小均为E，区域Ⅰ电场宽度为d，质子质量为m，电量为+q，不计重力。求： （1）质子出区域Ⅰ的速度v； （2）质子若恰好能从区域Ⅱ左边界出射，区域Ⅱ的宽度L。 15. 如图甲所示，高度为h的水平桌面上固定一内壁光滑的弹簧枪，枪口与桌面右边缘平齐，且弹簧原长与枪筒长度相等。将质量为m的弹丸（直径略小于枪筒）压至枪筒某处，由静止释放，弹丸合力随水平位移x的变化关系如图乙所示。不计空气阻力，已知重力加速度为g。求： （1）弹簧的劲度系数k； （2）弹丸第一次落地的速度大小v； （3）若弹丸每次与地面碰撞后竖直方向的速度均为碰前的，水平速度不变，求弹丸运动的最远位置与枪口的水平距离x。 16. 在光滑的水平面上，一根总长为的轻质细线，两端分别系住质量均为的小钢球、，两小球之间用原长为的轻弹簧连接，为细线的中点。如图所示，初始时两球静止，弹簧处于原长，两段细线均绷紧。时刻，对中点施加一个垂直于弹簧方向的水平恒力，小球均可视为质点。求： （1）时刻，细线的拉力； （2）球的最小加速度； （3）若、两球最小距离为，求弹簧的最大弹性势能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高三第一次调研考试 物理试卷 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1．本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卷交回。 2．答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。 4．作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示，金属板M受到频率为的紫外线照射时，会持续向各个方向发射不同速率的电子，其中最大速率为v，已知电子质量为m。则金属板M的逸出功为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据爱因斯坦光电方程 可得金属板M的逸出功为 故选C。 2. 若有一质量为m的氦原子，其德布罗意波长为λ，则氦原子的速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据德布罗意波长公式（其中为普朗克常量，为粒子动量），低速运动的氦原子动量满足 联立可得速度表达式为 故选D。 3. 黑磷烯存在可调带隙，可以用作光电探测器材，不同方位测量黑磷烯薄片光学性质不一样，则黑磷烯薄片（ ） A. 具有固定熔点 B. 光学性能各向同性 C. 可能是多晶体 D. 所有性质各向异性 【答案】A 【解析】 【详解】A．黑磷烯薄片的光学性质随方向而异，表现出单晶体的各向异性，因而可判断其为单晶体。晶体具有固定的熔点，故A正确； B．不同方位测得的光学性质不同，表明其光学性能具有各向异性，故B错误； C．多晶体由许多取向杂乱的小晶粒组成，宏观上表现为各向同性，与题述光学性质不符，故C错误； D．单晶体的各向异性是指某些物理性质随方向不同而不同，不能推广为所有性质都各向异性，故D错误。 故选A。 4. 汽车搭载空气悬挂有助于提升汽车的舒适性，某国产汽车的空气悬挂由空气弹簧与避震筒芯所组成。某次测试中，空气弹簧内密封有一定质量的理想气体，遵循如图所示的图像。其中为等温过程，为绝热过程，则气体（ ） A. 在过程中温度不变 B. 在过程中外界对气体做功 C. 在过程中释放热量 D. 在过程热运动的平均动能增大 【答案】C 【解析】 【详解】B．由图可知过程中气体体积V增大，气体对外界做功（即外界对气体做负功），故B错误； C．且该过程为绝热过程，满足 结合热力学第一定律 因此，即气体在过程中释放热量，故C正确； AD．理想气体内能仅与温度有关，故气体温度降低，则气体热运动的平均动能减小，故AD错误。 故选C。 5. 如图所示，汽缸内封闭一定质量的理想气体，压强为p，用力快速推动活塞，使缸内气体体积减小到原来的一半，则此时理想气体压强（ ） A. 大于2p B. 小于2p C. 小于 D. 大于 【答案】A 【解析】 【详解】用力快速推动活塞，使缸内气体体积减小到原来的一半，可视为气体与外界无热交换，故 压缩气体时外界对气体做正功，故 由热力学第一定律 可知，气体内能增加。理想气体的内能只与温度有关，故 由理想气体状态方程有 解得 故选A。 6. 如图所示，一物块恰能沿一固定的圆弧面匀速下滑，不计空气阻力。物块在下滑过程中（ ） A. 所受合力为零 B. 所受支持力不变 C. 机械能守恒 D. 所受重力与摩擦力的合力不做功 【答案】D 【解析】 【详解】A．物块虽做匀速运动，但“匀速”仅表示速率不变；沿圆弧运动时速度方向不断改变，若圆弧半径为，则存在指向圆心的向心加速度，由牛顿第二定律可知合力不为零，故A错误； B．物块沿圆弧不同位置运动时，重力在法线方向的分量随位置改变；为满足相应的向心运动，支持力也随位置改变，故B错误； C．物块速率不变，动能不变；下滑过程中重力势能减小，摩擦力做负功，机械能随之减小，故C错误； D．支持力始终垂直于物块的瞬时位移，支持力不做功。由动能定理，合力做功等于动能变化量，因此合力做功为 又有，所以重力和摩擦力的合力做功为，故D正确。 故选D。 7. 质量为m的汽车在水平直道上进行刹车性能测试。汽车速度为v0时开始刹车，经时间t停止。已知汽车在刹车过程中受外界阻力大小恒为f，刹车系统提供的制动力大小恒定。则刹车过程中汽车发动机需提供的制动力F为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据加速度定义式有，汽车刹车过程中做匀减速直线运动，合外力方向与运动方向相反，大小为 刹车过程中，外界阻力和制动力方向均与运动方向相反，根据牛顿第二定律有 解得 故选B。 8. 某半径为R质量分布均匀的天体，同步卫星的高度为h，环绕速度为v，则该天体第一宇宙速度为（ ） A. v B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对于同步卫星，由万有引力提供向心力 该天体的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，轨道半径近似为天体半径，设为，有 联立解得 故选B。 9. 现代战争中会出现强电磁脉冲，会产生强大的外部电场。战斗机座舱会设置金属屏蔽壳体，等效为导体壳，用来保护舱内仪器设备不受外部电磁脉冲的影响，当战斗机处在外部强电场环境下，下列说法正确的是（ ） A. 金属屏蔽壳的内、外表面带异种感应电荷 B. 金属屏蔽壳外表面处的电场强度方向沿壳体表面切线方向 C. 屏蔽壳内部（仪器所在空腔）任意两点之间电势差为零 D. 金属壳上的感应电荷，在壳体空腔内部各点激发的电场强度等于0 【答案】C 【解析】 【详解】A．处于外电场中的金属屏蔽壳达到静电平衡时，感应电荷仅分布在屏蔽壳的外表面，内外表面不会带异种感应电荷，故A错误； B．静电平衡时，屏蔽壳表面是等势面，电场线必须与等势面垂直，因此金属屏蔽壳外表面的电场强度方向是垂直于壳体表面，而非沿切线方向，故B错误； C．静电屏蔽使腔内合场强处处为零，整个空腔是等势区，任意两点电势差为零，故C正确； D．金属屏蔽壳上的感应电荷在空腔内激发的电场，与外部强电场在空腔内激发的电场大小相等、方向相反，合场强为0，但感应电荷单独在空腔各点激发的电场并不等于0，故D错误。 故选C。 10. x轴两点电荷在x轴上产生的电场场强E在x轴上分布如图所示，坐标和x0上下两部分图像与x轴围成面积分别为S1和S2。已知S1＞S2，一质子在仅受电场力的作用下，从x0处由静止释放，取x轴的正方向为E的正方向。下列说法中正确的是（ ） A. 质子的加速度一直增大 B. 沿方向电势一直增加 C. 质子运动过程中电势能先增加后减小 D. 质子不可到达 【答案】D 【解析】 【详解】A．质子加速度满足 由图可知电场强度的大小先从​到场强零点逐渐减小，再从场强零点到​逐渐增大，因此加速度是先减小后增大，故A错误； B．电势沿着电场线方向逐渐降低，x₀到场强零点，电场方向沿-x方向，故沿-x方向电势逐渐降低；从电场零点到-x₀，电场沿+x方向，故沿-x方向电势逐渐升高，因此沿-x方向电势不是一直增加，故B错误； C．质子从静止释放后，初始阶段电场沿x负方向，电场力沿x负方向，电场力做正功，电势能减小；后续运动到电场零点区域后电场沿x正方向，电场力沿x正方向，与质子运动方向相反，电场力做负功，电势能增加，因此质子电势能是先减小后增大，故C错误； D．在E-x图中图像与x轴所夹面积为电势差，根据 因图像与x轴围成面积分别为S1和S2，且S1＞S2，故电荷从x0运动到场强零点电场力做的正功为 根据动能定理，电荷从场强零点继续运动到图像与x轴所夹面积为时，电荷速度减为0，故质子不可到达处。 故D正确。 故选D 。 11. 如图所示。质量均为m的两小球由长为的轻杆连接，穿在半径为R的光滑竖直固定圆环上，A球在最高点，静止起释放两小球，B球到达最低点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 杆中弹力先增大后减小 B. 杆中弹力先减小后增大 C. B球速度最大时加速度为0 D. A球的机械能最大时加速度为0 【答案】B 【解析】 【详解】两球都在半径为R的圆环上，轻杆长度为，根据几何关系可知两球与圆环圆心的连线夹角为，当B滑到圆环最低点的过程中，A会沿圆环从最高点滑到圆心正右方位置，两球始终在同一圆环上以相同角速度做圆周运动，线速度大小始终相等； 对系统机械能守恒分析：系统只有重力做功，机械能守恒。初始时A在圆环最高点，B在图示右侧位置，释放后B向最低点运动、A沿圆环向下运动，过程中杆的弹力为系统内力： AB．两球组成的系统机械能守恒，设转过的圆心角为θ，可得速度v随θ连续变化，对两球沿杆方向列受力方程，可推得杆的弹力从初始的非零值，先减小到零，再反向增大，因此杆中弹力先减小后增大，故A错误，B正确； C．B球速度最大时，沿圆周切线方向的合力为0，但此时B做圆周运动，存在向心加速度，合加速度不为0，故C错误； D．A球的机械能最大时，对应杆的弹力对A做功由正变负的临界点，此时杆的弹力为0，但A仍做圆周运动，存在向心加速度，加速度不为0，故D错误。 故选B。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某同学利用自由落体“验证机械能守恒定律”实验 （1）实验中纸带下所挂物体应选图甲中的____________（填“A”、“B”或“C”）； （2）下列关于该实验的说法正确的是____________； A. 打点计时器应接直流电源 B. 实验过程中应先释放纸带后打开电源 C. 释放前应让纸带竖直拉直 （3）实验得到乙图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到物体下落的起始点O的距离分别为hA、hB、hC。计时器打点周期为T，设物体的质量为m，则物体在B点时的动能Ek=____________（用题干中字母表示）； （4）取计数点0所在水平面为零势能面，图丙为该物体动能Ek和重力势能Ep随下落高度h的变化图像，其中表示Ek随h变化的图像是____________（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”），图线Ⅰ斜率变小的原因________________________。 【答案】（1）B （2）C （3） （4） ①. Ⅰ ②. 阻力越来越大 【解析】 【小问1详解】 验证机械能守恒的实验中，为了减小空气阻力的影响，应选择密度大、重力远大于阻力的重锤，因此选B。 【小问2详解】 A．打点计时器必须接交流电源，直流电源无法正常打点，A错误； B．实验规范操作是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，若先释放纸带会导致纸带前端无点迹，数据利用率低，B错误； C．释放前让纸带竖直拉直，可减小纸带与限位孔的摩擦，降低实验误差，C正确。 故选C。 【小问3详解】 匀变速直线运动中，某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度，因此B点的速度 则物体在B点时的动能 【小问4详解】 [1]以0点为零势能面，物体下落高度h增大时，重力势能 为负值、随h增大线性减小，对应图线Ⅱ；动能随下落高度增加而增大，对应图线Ⅰ； [2]图线Ⅰ的物理意义是动能随下落高度的变化关系，由动能定理可知斜率等于合外力大小；由于下落过程中物体受空气阻力和纸带摩擦阻力，且速度越大阻力越大，向下的合外力逐渐减小，因此动能的增长速率变慢，图线斜率变小。 13. 近年来，我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就，中国空间站全面建成并进入常态化运营，深空探测任务不断取得新突破。航天器携带的核燃料铀核（）捕获一个中子后，裂变为钡核（）和氪核（），同时释放巨大的核能。 （1）请写出上述过程的核反应方程； （2）若核反应发生前，所有参与反应物质的总质量为M1；反应完成后，所有生成物的总质量为M2。已知真空中的光速为c，则求核反应过程中释放的核能。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 核裂变反应满足质量数守恒和电荷数守恒。设生成的中子数为，由质量数守恒得 由电荷数守恒得 解得，所以核反应方程为 【小问2详解】 核反应释放的能量来自反应前后静质量的减少，质量亏损为。由质能方程可得释放的核能为 14. 在一种新型的“电场导引质子治疗系统”中，一质子由静止进入一个电场与水平方向成60°斜向下的匀强电场区域Ⅰ，紧接着进入一个水平向右的匀强电场区域Ⅱ，已知两区域电场强度大小均为E，区域Ⅰ电场宽度为d，质子质量为m，电量为+q，不计重力。求： （1）质子出区域Ⅰ的速度v； （2）质子若恰好能从区域Ⅱ左边界出射，区域Ⅱ的宽度L。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 区域Ⅰ电场与水平方向成60°，水平宽度为d，质子沿电场方向运动，沿电场方向位移为 由动能定理 可得 【小问2详解】 水平方向，根据牛顿第二定律 水平方向分速度 根据 可得 15. 如图甲所示，高度为h的水平桌面上固定一内壁光滑的弹簧枪，枪口与桌面右边缘平齐，且弹簧原长与枪筒长度相等。将质量为m的弹丸（直径略小于枪筒）压至枪筒某处，由静止释放，弹丸合力随水平位移x的变化关系如图乙所示。不计空气阻力，已知重力加速度为g。求： （1）弹簧的劲度系数k； （2）弹丸第一次落地的速度大小v； （3）若弹丸每次与地面碰撞后竖直方向的速度均为碰前的，水平速度不变，求弹丸运动的最远位置与枪口的水平距离x。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，弹丸压缩量为时，弹簧弹力为，由胡克定律得 解得劲度系数 【小问2详解】 图像的面积表示弹力做功，由动能定理得 解得 【小问3详解】 弹丸离开桌面时，由动能定理得 解得弹丸水平速度 由自由落体运动规律，第一次落地竖直方向速度 第一次落地时间 之后每次弹丸反弹后均做竖直上抛运动，第一次反弹至落地时间 第二次反弹至落地时间 第三次反弹至落地时间 第n次反弹至落地时间 弹丸在地面弹跳的总时间 解得 则求弹丸运动的最远位置与枪口的水平距离 16. 在光滑的水平面上，一根总长为的轻质细线，两端分别系住质量均为的小钢球、，两小球之间用原长为的轻弹簧连接，为细线的中点。如图所示，初始时两球静止，弹簧处于原长，两段细线均绷紧。时刻，对中点施加一个垂直于弹簧方向的水平恒力，小球均可视为质点。求： （1）时刻，细线的拉力； （2）球的最小加速度； （3）若、两球最小距离为，求弹簧的最大弹性势能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 初始时弹簧处于原长，两球间距离为，两段细线长度均为。由对称性和几何关系可知，两段细线与恒力方向的夹角均为 中点处的细线质量不计，其所受合力为零，有 解得 【小问2详解】 取恒力方向为轴正方向，在水平面内取垂直于恒力、由两球连线中点指向小球的方向为轴正方向。设两段细线与恒力方向的夹角为，小球的加速度分量为、 由中点处受力平衡及小球在方向的牛顿第二定律，有， 解得 小球的加速度大小满足 初始时弹簧弹力为零，小球沿轴负方向加速；两球开始靠近后，相对运动速率先增大，到达最小间距时又减为零，故其间必有的时刻。 因此小球的最小加速度为 【小问3详解】 设两球连线中点为，点到两球连线的距离初始为，两球间距最小时为。由几何关系，有， 设从开始运动到两球间距最小，点沿恒力方向的位移为，此时两球沿恒力方向的共同速度为。由于两球间距达到极小值，且两球运动对称，此时两球沿弹簧方向的速度均为零。 由第（2）问可知，两球沿恒力方向均做初速度为零的匀加速运动，有 此时两球的总动能为 点沿恒力方向的位移为。初始弹簧弹性势能和两球动能均为零，由功能关系，有 代入并整理得 两球间距最小时，弹簧压缩量最大，故此时弹性势能达到最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $