精品解析:上海市建平中学2026-2027学年高三上学期11月期中物理试题
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内容正文:
建平中学2026学年第一学期期中质量检测
高三物理试卷
1.考试时间:60分钟。满分:100分;
2.请将答案填在答题卷上。
1. 运动会
建平中学每年都会举行运动会,运动会中的许多项目,诸如:旋风跑、蹲步走、跳绳、跳高、跳远、铅球等活动深受同学们喜爱。运动会中有许多现象可以利用物理知识来理解、解释。
(1)校园运动会折返跑项目中,两条平行直跑道长50 m,甲、乙两同学同时从起点出发,跑向另一端再跑回起点。比赛开始后的一段时间内,甲、乙两同学运动的位移x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. t1时刻甲同学的速度大于乙同学的速度
B. t3时刻甲、乙两同学运动方向相同
C. 0~t2时间内甲、乙两同学通过的路程相同
D. 0~t2时间内甲、乙两同学的平均速度相同
(2)运动员在立定跳远时,脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是( )
A. B.
C. D.
(3)(多选)如图,运动会400 m比赛中,关于运动员沿水平跑道转弯过程,下列说法正确的是( )
A. 地面对运动员的作用力竖直向上
B. 地面对运动员的作用力大于其重力
C. 运动员所需向心力的大小等于地面对运动员的作用力
D. 运动员所需向心力由地面对运动员的摩擦力提供
(4)运动会上有一种“背夹球”游戏(如图左),A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作,其过程可以简化为右图所示,假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内,不计摩擦,现保持A运动员背部竖直,B运动员背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大,而篮球保持静止,在此过程中下列说法正确的是( )
A. A运动员对篮球的力与篮球对A的力是一对平衡力
B. 两位运动员对篮球的合力不变
C. A运动员对篮球的压力增大
D. B运动员对篮球的压力减小
(5)运动会时,无人机为同学们记录下无数精彩瞬间。如图所示,某款无人机有4个半径均为R的动力螺旋桨。在没有风的天气,让每个螺旋桨桨叶均以大小相等的转速旋转、并沿竖直方向向下吹风,从而产生反作用力,使无人机悬停在空中。已知当地的空气密度为ρ,无人机的重力为G,则空气被每个桨叶向下吹出的速度大小为( )
A. B. C. D.
(6)运动会铅球比赛中,某次投掷后铅球的飞行轨迹如图所示,铅球从A点离手后朝斜向上方飞出,经过最高点B后落到水平地面上的C点。已知A点离地面高为h,最高点B离地高H,落地点C离A点正下方O点的水平距离x,重力加速度g,铅球可视为质点,不计空气阻力,则( )
A. 铅球离手后在空中的运动时间是
B. 铅球离手时的速度大小可求出
C. 铅球在空中运动过程中机械能守恒
D. 铅球落地时速度与水平方向夹角的正切值不可求出
E. 任意相等时间内铅球的速度变化量相同
F. 任意相等时间内铅球的动能变化量相等
【答案】(1)D (2)A (3)BD (4)BD (5)C (6)BCE
【解析】
【小问1详解】
A.图像中某点的斜率表示运动的瞬时速度,乙的图线斜率更大,说明乙的速度大于甲,故A错误;
B.根据图像可知在t3时刻乙同学的速度方向与规定的正方向相同,甲同学的速度方向与规定的正方向相反,故B错误;
C.0∼t2时间内甲同学先向正方向运动后向负方向运动,故甲的运动路程大于乙的路程,故C错误;
D.0∼t2时间内甲乙两位同学的位移是相同的,所以平均速度也是相同的,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
重力方向竖直向下,支持力方向垂直水平地面向上,蹬地时运动员相对地面有向后的运动趋势,所以地面对运动员有向前的摩擦力。
故选A。
【小问3详解】
AB.弹力的方向总是垂直于接触面的,所以地面对运动员的支持力竖直向上,地面对运动员的静摩擦力的方向沿水平方向指向圆心;根据平衡条件,支持力等于重力,所以地面对运动员的合力大于重力,合力(作用力)的方向斜向上,A错误,B正确;
CD.运动员所需的向心力由地面的摩擦力提供,是地面对运动员作用力的水平分量,不等于地面对运动员的总作用力,C错误,D正确。
故选BD。
【小问4详解】
A.A运动员对篮球的力与篮球对A的力是一对作用力与反作用力,不是一对平衡力,故A错误;
B.由于篮球始终保持静止状态,篮球所受合外力始终为零,即A、B对篮球的合力始终等于篮球的重力,保持不变,故B正确;
CD.根据篮球受到的三个力对应的矢量三角形,如图所示:
可得在α角增大的过程中,A、B对篮球的压力均减小,故C错误、D正确。
故选BD。
【小问5详解】
取极短时间内喷出空气为对象,列动量定理
由平衡得
解得
故选C。
【小问6详解】
A.竖直方向分两段:A到B上升高度为H-h,时间
B到C自由下落高度为H,时间
故在空中运动的时间为
A错误;
B.水平分速度
竖直分速度
离手速度
式中各量均可由已知量表达,可以求出,故B正确;
C.不计空气阻力,铅球在空中只受重力,只有重力做功,动能与重力势能相互转化而机械能总量保持不变,故C正确;
D.落地时竖直分速度
水平分速度
则
右端各量均可由已知量表达,正切值可以求出,故D错误;
E.加速度恒为g,由
可知任意相等时间内速度变化量的大小均为,方向均竖直向下,故E正确;
F.由动能定理
动能变化量由该段时间内的竖直位移决定,而竖直方向为匀变速运动,相等时间内的竖直位移大小不等、方向亦可能改变,重力做功不等,故F错误。
故选BCE。
2. 无人驾驶
当前我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。
(1)无人驾驶快递车可以自动规避危险。某快递车以额定功率在平直公路上匀速行驶,它检测到前方道路两侧行人增多,立刻把功率调整为额定功率的一半并保持该功率不变继续行驶,快递车所受阻力大小不变。下列表示快递车的v–t图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
(2)(多选)如图,载有物资的无人驾驶小车,在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶,在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶。已知小车总质量为50 kg,MN=PQ=20 m,PQ段的倾角为30°,取g=10 m/s2,不计拐弯处的能量损失。下列说法正确的有( )
A. 从M到N,小车牵引力大小为40 N
B. 从P到Q,小车克服阻力做功700 J
C. 从P到Q,小车重力势能增加104 J
D. 从M到N,小车克服阻力做功400 J
(3)(多选)为早日实现无人驾驶,某公司对汽车性能进行了一项测试,让质量为m的汽车沿一倾角固定的山坡直线行驶。测试中发现,下坡时若关掉油门,则汽车的速度保持不变;若以恒定的功率P上坡,则从静止启动做加速运动,发生位移s时速度刚好达到最大值vm。设汽车整个运动过程中所受阻力的大小始终保持不变,下列说法正确的是( )
A. 关掉油门后的下坡过程,汽车的机械能守恒
B. 关掉油门后的下坡过程,坡面对汽车的支持力的冲量不为零
C. 上坡过程中,汽车速度由增至,所用的时间可能等于
D. 上坡过程中,汽车从静止启动到刚好达到最大速度vm,所用时间一定小于
(4)如图(左)所示,在汽车安全气囊的性能测试中,质量m=20 kg的头锤(视为质点)从距气囊表面高度H=3.2 m处由静止下落,与正下方的气囊发生碰撞,以头锤到达气囊表面为计时起点,气囊对头锤竖直方向的作用力F随时间t变化的规律如图(右)所示。碰撞结束后头锤上升的最大高度h=0.2 m,取重力加速度大小g=10 m/s2,不计空气阻力。求:
①碰撞前后头锤动量变化量的大小;
②碰撞过程中F的冲量大小I;
③气囊对头锤竖直方向的作用力的最大值Fm。
【答案】(1)B (2)AB (3)BD
(4)①
②
③
【解析】
【小问1详解】
设刚开始匀速行驶的速度大小为,额定功率为,,由得,快递车的牵引力为
当快递车的功率调整为额定功率的一半时,牵引力变为
由牛顿第二定律得,此时的加速度为
分析可得,快递车开始做减速运动,且速度减小,功率不变,阻力不变,可得牵引力增大,则加速度减小,即快递车开始做加速度减小的减速运动,直到加速度为0,速度保持不变,做匀速运动。图像的斜率表示加速度,则图像第二段应为曲线,且斜率逐渐减小直到为0。
故选B。
【小问2详解】
A.小车从M到N,由得,小车牵引力大小为,故A正确
B.小车从P到Q,由得,小车牵引力大小为
小车做匀速直线运动,由牛顿第二定律得
解得PQ阶段的阻力大小为
由功的定义式可得,小车克服阻力做功,故B正确
C.重力势能的增加量等于克服重力做的功,则重力势能的增加量,故C错误;
D.小车从M到N,小车做匀速运动,则阻力大小为
同理得,小车克服阻力做的功为,故D错误。
故选AB。
【小问3详解】
A.关掉油门后的下坡过程中,汽车匀速运动,分析可得,汽车运动过程中受到阻力作用,所以机械能不守恒,故A错误;
B.关掉油门后的下坡过程中,坡面对汽车的支持力不为0,由得,坡面对汽车的支持力的冲量不为零,故B正确;
C.上坡过程中,功率保持不变,汽车加速运动,牵引力减小,由牛顿第二定律得
分析可得加速度减小,即汽车上波过程做加速度减小的加速运动。当时,速度最大,由得,最大速度①
依据题意,下坡过程中汽车做匀速运动,则有②
上坡过程中,汽车速度由增至,由动能定理得③
联立①②③式,解得时间
分析可得,,时间,故C错误;
D.汽车如果做匀加速直线运动,由得,时间
但汽车做的是加速度减小的加速运动,运动过程中的平均速度一定大于,则位移相同的情况下,实际汽车运动的时间一定小于,故D正确。
故选BD。
【小问4详解】
[1]碰撞前,头锤做自由落体运动,由得,碰前速度大小为,方向向下;
碰撞结束后,头锤做竖直上抛运动,同理得,碰后的速度大小,方向向上;
则取向上为正方向,由得,头锤碰撞前后的动量变化量的大小为
[2]碰撞过程中,由动量定理得,
结合图像可得碰撞总时间为,代入得F的冲量大小为
[3]图像的面积表示F的冲量,可得
解得头锤竖直方向的作用力的最大值
3. B超
B超是以灰阶即亮度(Brightness)模式形式来诊断疾病的,称“二维显示”,因亮度第一个英文字母是B,故称B超,又称二维超声或灰阶超声。B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计算机处理,从而形成B超图像。
(1)超声波由空气进入人体后不发生改变的是( )
A. 频率 B. 波速 C. 波长
(2)医用彩色B超利用超声波的多普勒效应测量人体血液的流向与流速。在彩色多普勒超声图像中,红色代表朝向探头的血流,蓝色代表背离探头的血流。当超声波探头固定于皮肤表面时,在彩色多普勒超声图像中,显示红色时与显示蓝色时相比( )
A. 接收波的频率更小 B. 接收波的波长更短
C. 接收波的波速更小 D. 接收波的波速更大
(3)(多选)如图所示为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像,t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz。下列说法正确的是( )
A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s
B. 质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C. t=1.25×10-7 s时质点M运动到横坐标x=3.5×10-4 m处
D. 0~1.25×10-7 s内质点M的路程为2 mm
E. t=2.5×10-7 s时,质点N恰好第二次处于波谷
(4)接上题,从波传到N点开始计时,质点N做简谐运动的表达式(要求直接用正弦函数表示)为y=__________________(m)。
(5)(多选)某次B超成像时,探头发射的简谐超声波在t=2.5×10-8 s时在人体组织中的波形如图甲所示,质点Q的平衡位置在x=9×10-2 mm处,乙图为平衡位置在x=4×10-2 mm处的质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 超声波沿x轴负方向传播
B. 超声波的波速大小为1.6×103 m/s
C. t=1×10-8 s时,质点P的加速度正在增大
D. 甲图中,质点Q第一次回到平衡位置所用的时间为1.25×10-8 s
E. 甲图中,质点Q在之后2.5×10-8 s内通过的路程等于0.4 mm
【答案】(1)A (2)B (3)ADE
(4) (5)BCE
【解析】
【小问1详解】
波的频率由波源决定,超声波从空气进入人体时,波源不变,因此频率不变;超声波在不同介质中的传播速度不同,由可知,波长也会随波速改变而变化。
故选A。
【小问2详解】
红色代表血流朝向探头,根据多普勒效应,观察者(探头)接收到的波的频率会高于发射频率;蓝色代表血流背离探头,接收频率低于发射频率。超声波在人体组织中的波速由介质决定,保持不变。由可知,红色对应的接收频率更大,波长更短。
故选B。
【小问3详解】
A.由波形图得波长
根据
代入,得,故A正确;
B.波沿正方向传播,用上下坡法可知质点起振方向沿轴负方向,故B错误;
C.机械波传播过程中,质点仅在平衡位置附近振动,不会随波迁移,故C错误;
D.周期
已知
质点的振动路程为,故D正确;
E.波传到点的时间
起振方向沿轴负方向,第一次到达波谷的时间为,第二次到达波谷的时间为,故E正确。
故选ADE。
【小问4详解】
从波传到点开始计时,时在平衡位置,起振方向沿轴负方向,振幅
角频率
整理为正弦形式
【小问5详解】
A.由质点的振动图像可知,时沿轴正方向振动,结合波形图的上下坡法,可判断波沿轴正方向传播,故A错误;
B.由振动图像得周期,由波形图得波长,波速
解得波速,故B正确;
C.时,处于区间内,此阶段质点正从平衡位置向轴负方向的最大位移处运动,位移大小持续增大。可得加速度
位移越大,加速度越大,因此质点的加速度正在增大,故C正确;
D.波沿正方向传播,甲图中处的平衡位置状态传到点的时间,故D错误;
E.,质点在任意半个周期内的路程为,故E正确。
故选BCE。
4. 太空之旅
探索宇宙之谜古已有之,百年的航空航天技术使太空之旅得以实现,特别是2024年4月25日,中国的“神舟十八号”载人飞船顺利又将三名航天员送入太空,成功对接天和核心舱,我国在该领域取得的重大成就标志着我们国家科技水平已居世界领先水平!
(1)下列情况中,可将飞船视为质点的是( )
A. 研究飞船升空后的轨迹
B. 宇航员在飞船中做实验
C. 研究飞船与核心舱对接前的姿势
D. 研究飞船与核心舱对接的过程
(2)(多选)许多科学家对天文学发展都做出了贡献,下列说法正确的是( )
A. 开普勒发现行星运动的三大定律
B. 牛顿发现万有引力定律,并测出了引力常量
C. 爱因斯坦用广义相对论成功地解释了水星近日点的进动
D. 爱因斯坦发现牛顿力学在强引力场下依然精确
(3)为验证广义相对论时钟快慢问题,1971年,两位物理学家将铯原子钟由民航飞机携带至万米高空绕地飞行,发现引力场越强,钟慢效应越( )
A. 显著 B. 不显著
(4)(多选)宇宙射线中的μ子,其速度v=0.998c(c为光速),其“寿命”只有2×10-6 s,“终其一生”它运动的距离只有,但事实上,地面实验室确实观察到了穿越大气层到达地面实验室的μ子,它实际运动了约9500 m,这是因为( )
A. 在地面观察者看来,由于时间膨胀,μ子的寿命增长,速度仍为0.998c,所以实际运动距离增大
B. 在地面观察者看来,由于时间膨胀,观察者的时钟变慢,速度仍为0.998c,所以实际运动距离增大
C. 在μ子看来,地面以速度-v在运动,由于长度收缩,μ子和观察者的距离减小
D. 在μ子看来,地面以速度-v在运动,由于长度收缩,μ子实际运动了约9500 m
(5)(多选)在圆轨道上绕地球运转的核心舱中,下面哪些仪器能继续使用( )
A. 磁传感器 B. 位移传感器 C. 天平 D. 电流表
(6)(多选)下列关于人造地球卫星运动的说法中,正确的是( )
A. 卫星离地面越高,其运行速率越小
B. 卫星运行轨道一定时,其运行周期就一定
C. 同步静止卫星只能在唯一的轨道上运行
D. 同步卫星的线速度是恒定的
(7)如图所示,人造卫星沿半径为r的同步轨道绕地球运动,周期为T,运行至变轨点2时,启动制动火箭,卫星速度瞬间降低,沿与地球相切的椭圆形转移轨道运行至变轨点1,问卫星经过多长时间从变轨点2到变轨点1?(不计空气阻力,地球半径为R,圆形轨道是椭圆轨道的一种特殊形式)
(8)返回舱以竖直向下的速度v0落入大气层返回地面,所受重力mg恒定,不计地球自转,若大气阻力f正比于速率v,即,(k为定值),返回舱经t时间恰好匀速,试问其间下落的高度H是多少?
返回舱着地时还可以采用电磁阻尼减震器:其构造原理如图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上相同且相互紧挨着的多个相互绝缘的矩形线圈组成。绝缘滑动杆及线圈的总质量为m,每个矩形线圈的匝数为N,阻值为R,线圈ab边长为L、bc边长为0.5 L,若该装置沿光滑竖直滑道以速度v向下进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。
①第一个线圈进入磁场过程中,线圈中感应电流的方向为( )
A.顺时针方向(图中1线圈)
B.逆时针方向(图中1线圈)
②第一个线圈进入磁场过程中,通过线圈截面的电荷量为( )
A. B. C. D.
③第一个线圈刚进入磁场时,该减震器受到的安培力大小为( )
A. B. C.
D. E. F.
【答案】(1)A (2)AC (3)A (4)AC (5)ABD (6)ABC
(7)
(8)
① B
②A
③B
【解析】
【小问1详解】
A.当物体的大小、形状对研究问题的影响可以忽略时,可将物体视为质点。研究飞船升空轨迹时,飞船自身尺寸远小于轨迹长度,可忽略,能视为质点,故A正确;
BCD.宇航员在飞船中做实验、研究飞船与核心舱对接前的姿势、对接过程都需要考虑飞船的姿态、局部结构,不能忽略飞船形状大小,无法视为质点,故BCD错误。
故选A。
【小问2详解】
A.开普勒在第谷观测数据基础上发现行星运动三大定律,故A正确;
B.牛顿发现万有引力定律,但引力常量是卡文迪什通过扭秤实验测出的,故B错误;
C.广义相对论可以完美解释牛顿力学无法解释的水星近日点进动现象,故C正确;
D.牛顿力学仅在弱引力场、低速场景下精确,强引力场下需要用广义相对论修正,故D错误。
故选AC。
【小问3详解】
根据广义相对论的引力时间膨胀效应:引力场越强的位置,时间流逝越慢,钟慢效应越显著。地面比万米高空的引力场更强,地面时钟比高空原子钟走得更慢,验证了引力场越强钟慢效应越显著。
故选A。
【小问4详解】
A.地面参考系中,高速运动的μ子自身的时间流逝变慢(时间膨胀),μ子的固有寿命被地面观察者拉长,速度仍接近光速,因此运动距离远大于600m,故A正确;
B.时间膨胀是地面观察者看到运动的μ子的时钟变慢,不是观察者自身的时钟变慢,故B错误;
C.μ子自身的参考系中,μ子寿命仍是固有寿命2×10⁻⁶s,但大气层相对μ子高速运动,发生长度收缩,地面到μ子的距离被大幅压缩,因此μ子可以在寿命内到达地面,故C正确;
D.9500m是地面参考系中测量的大气层厚度,μ子参考系中因长度收缩,实际经过的距离远小于9500m,故D错误。
故选AC。
【小问5详解】
A.核心舱在圆轨道上绕地球运行时处于完全失重状态,依靠重力工作的仪器无法使用。磁传感器利用磁效应工作,和重力无关,可正常使用,故A正确;
B.位移传感器通过测量相对位置工作,不受失重影响,可正常使用,故B正确;
C.天平依靠重力产生的压力测量质量,完全失重时物体对托盘压力为0,无法使用,故C错误;
D.电流表利用电流的磁效应/安培力工作,和重力无关,可正常使用,故D正确。
故选ABD。
【小问6详解】
A.根据万有引力提供向心力得
可得运行速率
卫星离地面越高轨道半径越大,运行速率越小,故A正确;
B.根据万有引力提供向心力得
轨道确定则轨道半径确定,可知运行周期唯一确定,故B正确;
C.同步静止卫星要求周期等于地球自转周期,且与地球赤道共面,即在赤道正上方、轨道半径唯一的特定轨道上运行,故C正确;
D.线速度是矢量,同步卫星做圆周运动时线速度方向不断变化,因此线速度不是恒定的,故D错误。
故选ABC。
【小问7详解】
椭圆转移轨道的半长轴
根据开普勒第三定律得
解得椭圆轨道的总周期
从变轨点2到变轨点1运动时间为
【小问8详解】
取向下为正方向,返回舱下落过程由动量定理得
匀速时受力平衡
得返回舱末速度
下落的高度
代入展开得
解得下落高度
① 第一个线圈进入磁场过程,线圈向下进入垂直纸面向里的磁场,穿过线圈的向里的磁通量增加,根据楞次定律,感应电流产生的磁场方向向外,由右手螺旋定则得感应电流为逆时针方向。
故选B。
②第一个线圈进入磁场过程中, 电磁感应通过截面的电荷量
线圈进入磁场过程磁通量变化量
代入得
故选A。
③第一个线圈刚进入磁场时,感应电动势
感应电流
安培力
代入电流表达式得
故选B。
5. 电磁感应现象
电磁感应现象让我们生活更为便利。某同学在做探究电磁感应现象的实验中,选择了一个灵敏电流计G,在没有电流通过时灵敏电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中,电流计的指针如图甲中所示。
(1)为了探究感应电流方向,他将灵敏电流计G与一螺线管串联,如图乙所示,观察到指针左偏。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是( )
A. 向上拔出 B. 向下插入
(2)(多选)接上题,该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。合上开关后,灵敏电流计的指针向右偏了一下,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是( )
A. 断开开关
B. 在A线圈中插入铁芯
C. 变阻器的滑片向右滑动
D. 变阻器的滑片向左滑动
(3)电磁炉的发热主体就是锅体,其原理是电磁感应。现将电磁炉看成是一个理想变压器,工作原理简化如图,下面的炉盘相当于原线圈,锅体既是副线圈又是负载。已知原、副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1,交变电源的电压有效值为U=220 V,炉盘中配有定值电阻R0=20 Ω,锅体回路中的电阻相当于负载R。当R=50 Ω时,炉盘中的电流为________A,负载R消耗的电功率为________W。
【答案】(1)B (2)AC
(3) ①. 1 ②. 200
【解析】
【小问1详解】
结合甲图中电流表指针偏转方向和电流方向的关系判断,图乙中感应电流的方向为顺时针方向,感应电流产生的磁场方向在螺线管处向下,与条形磁铁产生的磁场方向相反,由楞次定律“增反减同”,判断出通过螺线管的磁通量增大,所以条形磁铁应向下插入。
故选B。
【小问2详解】
A.合上开关后,通过B螺线管的磁通量增大,灵敏电流计的指针向右偏了,断开开关,通过B螺线管的磁通量减小,在原磁场方向不变的情况下,由楞次定律判断,灵敏电流计的指针向左偏转,故A正确;
B.在A线圈中插入铁芯,通过B螺线管的磁通量增大,由楞次定律判断,灵敏电流计的指针向右偏转,故B错误;
C.变阻器的滑片向右滑动,通过A线圈的电流减小,通过B螺线管的磁通量减小,在原磁场方向不变的情况下,由楞次定律判断,灵敏电流计的指针向左偏转,故C正确;
C.由选项C可知,变阻器的滑片向左滑动,灵敏电流计的指针向右偏转,故D错误。
故选AC。
【小问3详解】
[1]设通过原线圈的电流为,原线圈两端电压为,通过副线圈的电流为,副线圈两端电压为
对原线圈有
对副线圈有
对理想变压器有 ,
联立解得,
[2]负载R消耗的电功率为
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建平中学2026学年第一学期期中质量检测
高三物理试卷
1.考试时间:60分钟。满分:100分;
2.请将答案填在答题卷上。
1. 运动会
建平中学每年都会举行运动会,运动会中的许多项目,诸如:旋风跑、蹲步走、跳绳、跳高、跳远、铅球等活动深受同学们喜爱。运动会中有许多现象可以利用物理知识来理解、解释。
(1)校园运动会折返跑项目中,两条平行直跑道长50 m,甲、乙两同学同时从起点出发,跑向另一端再跑回起点。比赛开始后的一段时间内,甲、乙两同学运动的位移x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. t1时刻甲同学的速度大于乙同学的速度
B. t3时刻甲、乙两同学运动方向相同
C. 0~t2时间内甲、乙两同学通过的路程相同
D. 0~t2时间内甲、乙两同学的平均速度相同
(2)运动员在立定跳远时,脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是( )
A. B.
C. D.
(3)(多选)如图,运动会400 m比赛中,关于运动员沿水平跑道转弯过程,下列说法正确的是( )
A. 地面对运动员的作用力竖直向上
B. 地面对运动员的作用力大于其重力
C. 运动员所需向心力的大小等于地面对运动员的作用力
D. 运动员所需向心力由地面对运动员的摩擦力提供
(4)运动会上有一种“背夹球”游戏(如图左),A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作,其过程可以简化为右图所示,假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内,不计摩擦,现保持A运动员背部竖直,B运动员背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大,而篮球保持静止,在此过程中下列说法正确的是( )
A. A运动员对篮球的力与篮球对A的力是一对平衡力
B. 两位运动员对篮球的合力不变
C. A运动员对篮球的压力增大
D. B运动员对篮球的压力减小
(5)运动会时,无人机为同学们记录下无数精彩瞬间。如图所示,某款无人机有4个半径均为R的动力螺旋桨。在没有风的天气,让每个螺旋桨桨叶均以大小相等的转速旋转、并沿竖直方向向下吹风,从而产生反作用力,使无人机悬停在空中。已知当地的空气密度为ρ,无人机的重力为G,则空气被每个桨叶向下吹出的速度大小为( )
A. B. C. D.
(6)运动会铅球比赛中,某次投掷后铅球的飞行轨迹如图所示,铅球从A点离手后朝斜向上方飞出,经过最高点B后落到水平地面上的C点。已知A点离地面高为h,最高点B离地高H,落地点C离A点正下方O点的水平距离x,重力加速度g,铅球可视为质点,不计空气阻力,则( )
A. 铅球离手后在空中的运动时间是
B. 铅球离手时的速度大小可求出
C. 铅球在空中运动过程中机械能守恒
D. 铅球落地时速度与水平方向夹角的正切值不可求出
E. 任意相等时间内铅球的速度变化量相同
F. 任意相等时间内铅球的动能变化量相等
2. 无人驾驶
当前我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。
(1)无人驾驶快递车可以自动规避危险。某快递车以额定功率在平直公路上匀速行驶,它检测到前方道路两侧行人增多,立刻把功率调整为额定功率的一半并保持该功率不变继续行驶,快递车所受阻力大小不变。下列表示快递车的v–t图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
(2)(多选)如图,载有物资的无人驾驶小车,在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶,在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶。已知小车总质量为50 kg,MN=PQ=20 m,PQ段的倾角为30°,取g=10 m/s2,不计拐弯处的能量损失。下列说法正确的有( )
A. 从M到N,小车牵引力大小为40 N
B. 从P到Q,小车克服阻力做功700 J
C. 从P到Q,小车重力势能增加104 J
D. 从M到N,小车克服阻力做功400 J
(3)(多选)为早日实现无人驾驶,某公司对汽车性能进行了一项测试,让质量为m的汽车沿一倾角固定的山坡直线行驶。测试中发现,下坡时若关掉油门,则汽车的速度保持不变;若以恒定的功率P上坡,则从静止启动做加速运动,发生位移s时速度刚好达到最大值vm。设汽车整个运动过程中所受阻力的大小始终保持不变,下列说法正确的是( )
A. 关掉油门后的下坡过程,汽车的机械能守恒
B. 关掉油门后的下坡过程,坡面对汽车的支持力的冲量不为零
C. 上坡过程中,汽车速度由增至,所用的时间可能等于
D. 上坡过程中,汽车从静止启动到刚好达到最大速度vm,所用时间一定小于
(4)如图(左)所示,在汽车安全气囊的性能测试中,质量m=20 kg的头锤(视为质点)从距气囊表面高度H=3.2 m处由静止下落,与正下方的气囊发生碰撞,以头锤到达气囊表面为计时起点,气囊对头锤竖直方向的作用力F随时间t变化的规律如图(右)所示。碰撞结束后头锤上升的最大高度h=0.2 m,取重力加速度大小g=10 m/s2,不计空气阻力。求:
①碰撞前后头锤动量变化量的大小;
②碰撞过程中F的冲量大小I;
③气囊对头锤竖直方向的作用力的最大值Fm。
3. B超
B超是以灰阶即亮度(Brightness)模式形式来诊断疾病的,称“二维显示”,因亮度第一个英文字母是B,故称B超,又称二维超声或灰阶超声。B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计算机处理,从而形成B超图像。
(1)超声波由空气进入人体后不发生改变的是( )
A. 频率 B. 波速 C. 波长
(2)医用彩色B超利用超声波的多普勒效应测量人体血液的流向与流速。在彩色多普勒超声图像中,红色代表朝向探头的血流,蓝色代表背离探头的血流。当超声波探头固定于皮肤表面时,在彩色多普勒超声图像中,显示红色时与显示蓝色时相比( )
A. 接收波的频率更小 B. 接收波的波长更短
C. 接收波的波速更小 D. 接收波的波速更大
(3)(多选)如图所示为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像,t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz。下列说法正确的是( )
A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s
B. 质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C. t=1.25×10-7 s时质点M运动到横坐标x=3.5×10-4 m处
D. 0~1.25×10-7 s内质点M的路程为2 mm
E. t=2.5×10-7 s时,质点N恰好第二次处于波谷
(4)接上题,从波传到N点开始计时,质点N做简谐运动的表达式(要求直接用正弦函数表示)为y=__________________(m)。
(5)(多选)某次B超成像时,探头发射的简谐超声波在t=2.5×10-8 s时在人体组织中的波形如图甲所示,质点Q的平衡位置在x=9×10-2 mm处,乙图为平衡位置在x=4×10-2 mm处的质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 超声波沿x轴负方向传播
B. 超声波的波速大小为1.6×103 m/s
C. t=1×10-8 s时,质点P的加速度正在增大
D. 甲图中,质点Q第一次回到平衡位置所用的时间为1.25×10-8 s
E. 甲图中,质点Q在之后2.5×10-8 s内通过的路程等于0.4 mm
4. 太空之旅
探索宇宙之谜古已有之,百年的航空航天技术使太空之旅得以实现,特别是2024年4月25日,中国的“神舟十八号”载人飞船顺利又将三名航天员送入太空,成功对接天和核心舱,我国在该领域取得的重大成就标志着我们国家科技水平已居世界领先水平!
(1)下列情况中,可将飞船视为质点的是( )
A. 研究飞船升空后的轨迹
B. 宇航员在飞船中做实验
C. 研究飞船与核心舱对接前的姿势
D. 研究飞船与核心舱对接的过程
(2)(多选)许多科学家对天文学发展都做出了贡献,下列说法正确的是( )
A. 开普勒发现行星运动的三大定律
B. 牛顿发现万有引力定律,并测出了引力常量
C. 爱因斯坦用广义相对论成功地解释了水星近日点的进动
D. 爱因斯坦发现牛顿力学在强引力场下依然精确
(3)为验证广义相对论时钟快慢问题,1971年,两位物理学家将铯原子钟由民航飞机携带至万米高空绕地飞行,发现引力场越强,钟慢效应越( )
A. 显著 B. 不显著
(4)(多选)宇宙射线中的μ子,其速度v=0.998c(c为光速),其“寿命”只有2×10-6 s,“终其一生”它运动的距离只有,但事实上,地面实验室确实观察到了穿越大气层到达地面实验室的μ子,它实际运动了约9500 m,这是因为( )
A. 在地面观察者看来,由于时间膨胀,μ子的寿命增长,速度仍为0.998c,所以实际运动距离增大
B. 在地面观察者看来,由于时间膨胀,观察者的时钟变慢,速度仍为0.998c,所以实际运动距离增大
C. 在μ子看来,地面以速度-v在运动,由于长度收缩,μ子和观察者的距离减小
D. 在μ子看来,地面以速度-v在运动,由于长度收缩,μ子实际运动了约9500 m
(5)(多选)在圆轨道上绕地球运转的核心舱中,下面哪些仪器能继续使用( )
A. 磁传感器 B. 位移传感器 C. 天平 D. 电流表
(6)(多选)下列关于人造地球卫星运动的说法中,正确的是( )
A. 卫星离地面越高,其运行速率越小
B. 卫星运行轨道一定时,其运行周期就一定
C. 同步静止卫星只能在唯一的轨道上运行
D. 同步卫星的线速度是恒定的
(7)如图所示,人造卫星沿半径为r的同步轨道绕地球运动,周期为T,运行至变轨点2时,启动制动火箭,卫星速度瞬间降低,沿与地球相切的椭圆形转移轨道运行至变轨点1,问卫星经过多长时间从变轨点2到变轨点1?(不计空气阻力,地球半径为R,圆形轨道是椭圆轨道的一种特殊形式)
(8)返回舱以竖直向下的速度v0落入大气层返回地面,所受重力mg恒定,不计地球自转,若大气阻力f正比于速率v,即,(k为定值),返回舱经t时间恰好匀速,试问其间下落的高度H是多少?
返回舱着地时还可以采用电磁阻尼减震器:其构造原理如图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上相同且相互紧挨着的多个相互绝缘的矩形线圈组成。绝缘滑动杆及线圈的总质量为m,每个矩形线圈的匝数为N,阻值为R,线圈ab边长为L、bc边长为0.5 L,若该装置沿光滑竖直滑道以速度v向下进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。
①第一个线圈进入磁场过程中,线圈中感应电流的方向为( )
A.顺时针方向(图中1线圈)
B.逆时针方向(图中1线圈)
②第一个线圈进入磁场过程中,通过线圈截面的电荷量为( )
A. B. C. D.
③第一个线圈刚进入磁场时,该减震器受到的安培力大小为( )
A. B. C.
D. E. F.
5. 电磁感应现象
电磁感应现象让我们生活更为便利。某同学在做探究电磁感应现象的实验中,选择了一个灵敏电流计G,在没有电流通过时灵敏电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中,电流计的指针如图甲中所示。
(1)为了探究感应电流方向,他将灵敏电流计G与一螺线管串联,如图乙所示,观察到指针左偏。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是( )
A. 向上拔出 B. 向下插入
(2)(多选)接上题,该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。合上开关后,灵敏电流计的指针向右偏了一下,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是( )
A. 断开开关
B. 在A线圈中插入铁芯
C. 变阻器的滑片向右滑动
D. 变阻器的滑片向左滑动
(3)电磁炉的发热主体就是锅体,其原理是电磁感应。现将电磁炉看成是一个理想变压器,工作原理简化如图,下面的炉盘相当于原线圈,锅体既是副线圈又是负载。已知原、副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1,交变电源的电压有效值为U=220 V,炉盘中配有定值电阻R0=20 Ω,锅体回路中的电阻相当于负载R。当R=50 Ω时,炉盘中的电流为________A,负载R消耗的电功率为________W。
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