安徽省淮南市淮南第四中学2025-2026学年高三上学期期中物理试卷（学生版）

这是一份安徽省淮南市淮南第四中学2025-2026学年高三上学期期中物理试卷（学生版），共14页。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1. 核电池是利用放射性同位素衰变释放能量发电的装置，其应用在了“嫦娥四号”的着陆器和月球车上。某种核电池原料为钚（）的氧化物，核反应方程为。则X为（ ）
A. B. C. D.
2. 一定质量的理想气体，压强保持不变。在①、②两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 图中两条曲线下面积不相等
B. 与状态①相比，该气体在状态②时体积较小
C. 与状态①相比，该气体在状态②时分子的数密度较大
D. 与状态①相比，该气体在状态②时内能较大
3. 如图所示，当汽车（可视为质点）通过圆弧形凹桥最低点的速度为v时，汽车对桥的压力大小是自身重力大小的3倍，当该车通过该桥最低点的速度为2v时，汽车对桥的压力大小为该车自身重力大小的（ ）
A. 6倍B. 9倍C. 12倍D. 15倍
4. 在竖直平面内，质点绕定点沿逆时针方向做匀速圆周运动，质点沿竖直方向做直线运动，、在运动过程中始终处于同一高度。时，、与点位于同一直线上，如图所示。此后在运动一周的过程中，运动的加速度随时间变化的图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
5. 工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板，向坡底运送长方体建筑材料。如图所示，坡面与水平面夹角为，交线为PN，坡面内QN与PN垂直，挡板平面与坡面的交线为MN，。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
6. 水平面上竖直固定着一根轻质弹簧，劲度系数为80N/m，弹簧上端叠放着两物块P和Q且处于静止状态，质量分别为kg，kg。时刻用一个竖直向上的外力拉物块P，如图所示，使物块P以1m/s2的加速度匀加速竖直向上运动，重力加速度g取10m/s2，不计阻力。下列图像中能正确表示拉力F与时间t的变化关系的是（ ）
A. B.
C. D.
7. 如图所示，一小球从某高度处水平抛出，经过时间到达地面时，速度与水平方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是
A. 小球水平抛出时的初速度大小为
B. 小球在时间内的位移与水平方向的夹角为
C. 若小球初速度增大，则平抛运动时间变长
D. 若小球初速度增大，则增大
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8. 如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. Q的频率大于R的频率
B. P、Q产生的光电子在K处对应的最小德布罗意波长，P小于Q
C. 对应于图2中的交点M，单位时间到达阳极A的光电子数目，P等于Q
D. 玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功的解释了氢原子光谱的实验规律
9. 如图，矩形区域MNPQ内有垂直于纸面向外的匀强磁场，区域的长宽分别为2L和L。速度大小为的带电粒子从P点处沿PQ方向射入矩形区域，经过时间t从MN的中点离开磁场。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电
B. 仅将粒子的速度变为，粒子将从M点离开矩形区域
C. 仅将粒子的速度变为，粒子在矩形区域磁场中的运动时间为
D. 仅将粒子的速度变为，粒子在矩形区域磁场中的运动时间为
10. 月球有类似于地球的南北两极和纬度。如图所示，月球半径为R，表面的重力加速度为，不考虑月球自转。从月球北极正上方水平发射一物体，要求落在纬度的M处，其运动轨迹为椭圆的一部分。假设月球质量集中在球心O点，如果物体沿椭圆运动的周期最短，则（ ）
A. 此椭圆长轴长度为
B. 物体沿椭圆运动的周期为
C. 物体从发射点运动到M点的过程中任意相等时间内速度变化相同
D. 若水平发射的速度为v，发射高度为h，则物体落到M处的速度小于
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11. 某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
（1）利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车______（填正确答案标号）。
a.能在轨道上保持静止
b.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动
c.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动
（2）利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力FN和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的FN和a随时间t变化的图像，以竖直向上为正方向。t=3s时，物体处于______（填“超重”或“失重”）状态；以FN为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的a-FN图像为图丁中的图线A。
②若将物体质量减小为原来的一半，重新进行实验，其a-FN图像为图丁中的图线______（填“B”“C”或“D”）。
12. 用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件，否则称为非线性电阻元件。
（1）图a是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线，由图可知，所测元件是________（选填“线性”或“非线性”）电阻元件。当元件两端的电压为时，其电阻为________。（结果保留三位有效数字）
（2）使用图b电路利用伏安法测量某元件的电阻，电流表和电压表的示数分别记为I和U。则________元件的电阻。（选填“小于”或“大于”）
（3）为了准确测量的阻值，改用了图c电路进行测量，使用的器材为电流表（内阻）、电流表（内阻未知）以及一个用作保护电阻的定值电阻（阻值未知）。某次测量中电流表和的示数分别为和，则________（用、和表示）。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13. 某一长直的赛道上，一辆赛车前方200m处有一安全车正以10m/s的速度匀速前进，这时赛车从静止出发以2的加速度追赶。
（1）求赛车出发3s末的瞬时速度大小；
（2）求赛车何时追上安全车；
（3）当赛车刚追上安全车时，赛车手立即刹车，加速度大小为4，则两车再经过多长时间第二次相遇？（赛车可以从安全车旁经过而不相碰）
14. 机场安检是保障乘客安全的必要程序。如图甲所示，在某机场安检员将乘客的物品放入置物筐后，无初速度地将置物筐放在传送带上，此时置物筐的左端恰好在传送带的最左端A点（物品与置物筐均无初速度），安检机简化为如图乙所示。已知物品与置物筐之间的动摩擦因数为，置物筐与传送带之间的动摩擦因数为，传送带顺时针转动的速度恒定为。物品的质量和置物筐的质量均为，传送带AB间的距离，置物筐的长度为，物品可视为质点，不考虑其他因素的影响，重力加速度g取。
（1）求物品加速过程的加速度大小；
（2）若物品与置物筐恰好不相撞，求最初物品应放置在距离置物筐左端的长度；
（3）在（2）的基础上求从置物筐放在传送带上至置物筐的右端到达B点的总时间。
15. 如图，两条平行光滑金属导轨水平放置，间距为L，中间有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场；导轨右侧接有一个阻值为R的定值电阻。一个边长为L的正方形导线框abcd置于导轨左侧，其ab、cd边始终与导轨接触良好。导线框的ac、bd两边电阻均为R，ab、cd边电阻可忽略，现给导线框一个初速度v，当它完全进入磁场区域时，速度变为，求：
（1）线框进入磁场区域左边界瞬间bd两点间的电压U；
（2）线框的质量m；
（3）上述过程中导轨右侧定值电阻R上产生的焦耳热Q。
参考答案
1. 【答案】C
【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X粒子的质量数和电荷数分别为4和2，所以X粒子为（氦核）。故选C。
2. 【答案】D
【解析】A．由题图可知，在两种不同情况下图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A错误；
BCD．一定质量的理想气体，两个状态下气体的压强相同，根据题图可知，②状态下气体速率大的分子占比较多，则②状态下气体温度较高，内能较大，体积较大，分子的数密度较小，故BC错误，D正确。故选D。
3. 【答案】B
【解析】根据牛顿第二定律和牛顿第三定律可知，当汽车通过圆弧形凹桥最低点的速度为v时，有
当汽车通过圆弧形凹桥最低点的速度为2v时，有
解得，故选B。
4. 【答案】C
【解析】因为M、N在运动过程中始终处于同一高度，所以N的速度与M在竖直方向的分速度大小相等，设M做匀速圆周运动的角速度为，半径为r，其竖直方向分速度
即
加速度等于速度对时间得导数，所以
如果取向下为正，则
加速度时间图像是正弦函数图像。故选C。
5. 【答案】C
【解析】根据牛顿第二定律有
可得
故选C。
6. 【答案】B
【解析】一开始系统静止，弹簧的弹力等于P和Q的重力，即
施加拉力后，二者一起做匀加速直线运动，此时拉力最小，即
当P和Q分离的瞬间，拉力最大，即
弹簧的形变量为有，
解得N，N，s，故选B。
7. 【答案】A
【解析】A．物体落地时竖直方向上的分速度为：
因为落地时速度方向与水平方向的夹角为，所以小球的初速度为：
故A正确；
B．物体落地时速度与水平方向夹角的正切值：
位移与水平方向夹角的正切值：
所以，但，故B错误；
C．根据：解得：，可知物体运动时间与下落高度有关，与初速度无关，则若小球初速度增大，则平抛运动的时间不变，故C错误；
D．速度与水平方向夹角的正切值为：
若小球初速度增大，下落时间不变，所以减小，即减小，故D错误。故选A．
8. 【答案】ACD
【解析】A．根据
因Q的遏止电压大于R，可知Q的频率大于R的频率，故A正确；
B．同理可知，P、Q产生的光电子在K处时Q的最大初动能比P的大，根据可知对应的最小德布罗意波长，P大于Q，故B错误；
C．对应于图2中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，故C正确；
D．玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱的实验规律，故D正确。故选ACD。
9. 【答案】AD
【解析】A．根据题意可知，粒子进入磁场后受竖直向下的洛伦兹力，由左手定则可知，粒子带正电，故A正确；
BCD．根据题意，设粒子以进入磁场时轨迹半径为，由几何关系有
解得
即经过时间t粒子从MN的中点垂直离开磁场，此时轨迹的圆心角为，则有
仅将粒子的速度变为，由洛伦兹力提供向心力有
可得，此时轨迹半径为
设粒子从点离开磁场，到点的距离为，由几何关系有
解得
即粒子不是从M点离开矩形区域，设此时轨迹的圆心角为，则有
解得
则粒子在矩形区域磁场中的运动时间为，故BC错误，D正确。
故选AD
10. 【答案】BD
【解析】A．根据题意可知椭圆轨道的一个焦点为O，设椭圆的另外一个焦点为，椭圆的半长轴为a，焦距为2c，根据椭圆知识可知
根据开普勒第三定律
可知，如果物体沿椭圆运动的周期最短，则椭圆的半长轴最小，根据几何关系可知，当垂直于时，半长轴a最小，如图所示。
由几何关系有解得
此椭圆长轴长度为，A项错误；
B．设物体绕月球表面做匀速圆周运动时的周期为，则由重力提供向心力有
结合开普勒第三定律
联立可得物体沿椭圆运动的周期为，B项正确；
C．由题意可知，运动过程中加速度不断增大，且最大为，速度变化
物体从发射点运动到M点的过程中任意相等时间内速度变化不相同，C项错误；
D．由动能定理
因为运动过程中加速度不断增大，且最大为，则
，D项正确。故选BD。
11. 【答案】（1）b （2） ①. 超重 ②. B
【解析】【小问1】平衡阻力的方法：调整轨道的倾斜度，使小车不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动。故选b。
【小问2】根据图像可知，t=3s时，加速度方向竖直向上，故处于超重状态；
对物体，根据牛顿第二定律有
整理得
可知图像的斜率为，故将物体质量减小为原来的一半，图像斜率变大，纵轴截距不变，其a-FN图像为图丁中的图线B。
12. 【答案】（1）非线性 ；140 （2）大于 （3）
【解析】【小问1】根据线性元件与非线性原件的定义由图a可知，所测元件的伏安特性曲线不是直线，所以所测元件是非线性电阻元件；
由图a可知，当元件两端电压为1.925V时，电流约为13.75A，根据欧姆定律可得电阻为
【小问2】如图所示，将电流表内接，电流表与元件串联，电流表的示数为流过元件的真实电流，而电压表测量的是电流表和元件两端的总电压，所以U大于元件两端的电压。根据可知，此时U偏大，I为真实值，所以大于元件的电阻。
【小问3】根据并联电路电压相等有可得
13. 【答案】（1）6m/s （2）20s （3）20s
【解析】【小问1】赛车3s末的速度
小问2】设经时间追上安全车，由位移关系得解得
【小问3】假设再经时间两车第二次相遇（两车一直在运动）
由位移关系得
其中
解得
赛车停下来的时间
所以不合实际，两车第二次相遇时赛车已停止运动。
设再经时间两车第二次相遇，应满足解得
14. 【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1】由于物品和置物筐没有初速度，所以根据牛顿第二定律可得物品加速度
【小问2】根据牛顿第二定律可得置物筐的加速度
二者共速后物品不再相对滑动，物品与传送带共速的时间为
置物筐与传送带共速的时间为
综上可得m，
相对位移为
即物品放置在距置物筐左侧6cm的位置。
【小问3】根据（2）可知，共速时置物筐已经运动了0.15m，剩余的位移置物筐做匀速直线运动，即
所以置物筐剩余的时间为
置物筐在传送带上运动的总时间为
15. 【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1】bd边切割磁感线，电动势
由欧姆定律即，解得
b、d两点间电压，解得
【小问2】线框进入磁场的过程，根据动量定理有
其中，，解得
【小问3】由系统能量守恒得系统产生总焦耳热
解得
根据
其中，，
解得