2026届福建厦门第六中学高三下学期联合考试物理试题含解析
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这是一份2026届福建厦门第六中学高三下学期联合考试物理试题含解析,共16页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号等内容,欢迎下载使用。
1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、用两个相同且不计重力的细绳,悬挂同一广告招牌,如图所示的四种挂法中,细绳受力最小的是( )
A.B.C.D.
2、光电效应实验中,一组同学用同一光电管在不同实验条件下得到了四条光电流与电压之间的关系曲线(甲、乙、丙、丁),如图所示。以下判断正确的是( )
A.甲光的频率大于乙光B.丙光的频率等于丁光
C.甲光的强度等于丙光D.乙光的强度等于丁光
3、现用某一频率的光照射锌板表面,能发生光电效应,若( )
A.只增大入射光的频率,遏止电压不变
B.只增大入射光的频率,锌的逸出功变大
C.只增大入射光的强度,饱和光电流变大
D.只增大入射光的强度,光电子的最大初动能变大
4、如图所示,矩形线圈处在磁感应强度大小为 B 、方向水平向右的匀强磁场中,线圈通过电刷与定值电阻 R 及理想电流表相连接,线圈绕中心轴线OO 以恒定的角速度 匀速转动,t=0 时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n 、面积为S 、阻值为r 。则下列说法正确的是( )
A.t=0 时刻流过电阻 R 的电流方向向左
B.线圈中感应电动势的瞬时表达式为e nBS sint
C.线圈转动的过程中,电阻 R 两端的电压为
D.从 t=0 时刻起,线圈转过 60°时电阻 R 两端的电压为
5、下列说法正确的是( )
A.做匀速圆周运动的物体,转动一周,由于初末位置速度相同,故其合力冲量为零
B.做曲线运动的物体,任意两段相等时间内速度变化一定不相同
C.一对作用力和反作用力做的功一定大小相等,并且一个力做正功另一个力做负功
D.在磁场中,运动电荷所受洛伦兹力为零的点,磁感应强度B也一定为零
6、如图所示,为某运动员(可视为质点)参加跳板跳水比赛时,其竖直方向的速度随时间变化的v-t图象以他离开跳板时为计时起点,不计空气阻力。则下说法中正确的是( )
A.t3时刻达到最高点
B.t2时刻的位移最大
C.t1时刻的加速度为负
D.在t1~t2时间内重力做功WG小于t2~t3时间内克服阻力做功Wf
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、如图所示,在半径为R的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度为B。P是磁场边界上的一点,大量电荷量为q、质量为m、相同速率的离子从P点沿不同方向同时射入磁场。其中有两个离子先后从磁场边界上的Q点(图中未画出)射出,两离子在磁场边缘的出射方向间的夹角为,P点与Q点的距离等于R。则下列说法正确的是( )
A.离子在磁场中的运动半径为
B.离子的速率为
C.两个离子从Q点射出的时间差为
D.各种方向的离子在磁场边缘的出射点与P点的最大距离为
8、如图所示,小球放在光滑固定的板与装有铰链的光滑轻质薄板之间。当薄板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中,下列说法正确的是( )
A.薄板对小球的弹力在逐渐增大
B.小球对薄板的压力先减小后增大
C.两板对小球的弹力可能同时小于小球的重力
D.两板对小球弹力的合力可能小于小球的重力
9、为了测定一个水平向右的匀强电场的场强大小,小明所在的物理兴趣小组做了如下实验:用长为L的绝缘轻质细线,上端固定于O点,下端拴一质量为m、带电荷量为+q的小球(可视为质点),如图所示,开始时,将线与小球拉成水平,然后释放,小球由静止开始向下摆动,摆到B点时速度恰好为零,然后又从B点向A点摆动,如此往复.小明用测量工具测量与水平方向所成的角度θ,刚好为60°.不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.在B点时小球受到的合力为0
B.电场强度E的大小为
C.小球从A运动到B,重力势能减小
D.小球在下摆的过程中,小球的机械能和电势能之和先减小后增大
10、如图,正四棱柱abcd—a′b′c′d′的两条棱bb′和dd′上各有一根通有相同恒定电流的无限长直导线,则( )
A.a点磁场方向平行于db连线
B.a、c两点的磁感应强度相同
C.ac连线上由a到c磁感应强度先增大后减小
D.穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度,光电门A、B与光电计时器相连,可记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间
(1)实验前用游标卡尺测量小球的直径,示数如图乙所示,则小球的直径d=_____mm
(2)让小球紧靠固定挡板,由静止释放,光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间t1、t2,测出两光电门间的高度差h,则测得的重力加速度g=_____(用测得的物理量的符号表示)。
(3)将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间,保持光电门B的位置不变,多次改变光电门A的位置,每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放,记录每次两光电间的高度差h及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间t,作出图象如图丙所示,若图象斜率的绝对值为k,则图象与纵轴的截距意义为____,当地的重力加速度为____
12.(12分)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”,设计的实验装置如图固定在竖直木板上的量角器直边水平,橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点,另一端系绳套1和绳套2。
(1)实验步骤如下:
①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O点,记下弹簧测力计的示数F;
②弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点达到O点,此时绳套1沿0°方向,绳套2沿120°方向,弹簧测力计的示数为F1;
③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′=________;
④比较________________,即可初步验证力的平行四边形定则。
(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向,同时绳套2沿120°方向不变,此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动,关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是________。
A.逐渐增大 B.先增大后减小
C.逐渐减小 D.先减小后增大
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图圆柱形导热气缸质量为,内部横截面积为,活塞的质量为,稳定时活塞到气缸底部的距离为。用竖直方向的力将活塞缓慢向上拉,直到气缸即将离开地面为止,此时活塞仍在气缸中,此过程中拉力做的功为。已知大气压强为,重力加速度为,环境温度不变,气缸密闭性良好且与活塞之间无摩擦。求:
(1)最终活塞到气缸底部的距离;
(2)上拉过程中气体从外界吸收的热量。
14.(16分)如图所示,直角坐标系Oxy位于竖直平面内,x轴与绝缘的水平面重合,在y轴右方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场.质量为m2=8×10-3kg的不带电小物块静止在原点O,A点距O点L=0.045m,质量m1=1×10-3kg的带电小物块以初速度v0=0.5m/s从A点水平向右运动,在O点与m2发生正碰并把部分电量转移到m2上,碰撞后m2的速度为0.1m/s,此后不再考虑m1、m2间的库仑力.已知电场强度E=40N/C,小物块m1与水平面的动摩擦因数为μ=0.1,取g=10m/s2,求:
(1)碰后m1的速度;
(2)若碰后m2做匀速圆周运动且恰好通过P点,OP与x轴的夹角θ=30°,OP长为Lp=0.4m,求磁感应强度B的大小;
(3)其它条件不变,若改变磁场磁感应强度的大小为B/使m2能与m1再次相碰,求B/的大小?
15.(12分)如图所示为回旋加速器的结构示意图,匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2,磁感应强度为B,金属盒的半径为R,两盒之间有一狭缝,其间距为d,且R≫d,两盒间电压为U。A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子,粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中,经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化,可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q。
(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。
①求粒子可获得的最大动能Ekm;
②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1,粒子第2次进入D1盒在其中的轨道半径为r2,求r1与r2之比;
③求粒子在电场中加速的总时间t1与粒子在D形盒中回旋的总时间t2的比值,并由此分析:计算粒子在回旋加速器中运动的时间时,t1与t2哪个可以忽略?(假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数);
(2)实验发现:通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV后,就很难再加速了。这是由于速度足够大时,相对论效应开始显现,粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象,分析在粒子获得较高能量后,为何加速器不能继续使粒子加速了。
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、B
【解析】
由题意可知,两绳子的拉力的合力与广告招牌的重力大小相等,方向相反,是相等的,根据力的平行四边形定则,可知当两绳子的夹角越大时,其拉力也越大。因此对比四个图可知,B图的拉力方向相同,拉力的大小最小,故B正确,ACD均错误。
故选B。
2、A
【解析】
AB.根据爱因斯坦光电效应方程
Ek=h-W0
反向裁止电压
Ek=eUc
同一光电管的逸出功W0相同,由于Uc1Uc2,所以可以判定:甲光的频率大于乙光的频率;丙光的频率(等于甲光)大于丁光的频率(等于乙光),故A正确,B错误;
CD.根据饱和光电流与照射光强度的关系可知,甲光的强度大于丙光,乙光的强度大于丁光,故CD错误。
故选A。
3、C
【解析】
A.根据光电效应的规律
而遏止电压
可知遏止电压的大小与照射光的频率有关,只增大入射光的频率,遏止电压增大,A错误;
B.金属的逸出功与入射光无关,B错误;
CD.光强度只会影响单位时间内逸出的光电子数目,只增大入射光的强度,单位时间内逸出的光电子数目增大,饱和光电流变大,对光电子的最大初动能不影响,C正确D错误。
故选C。
4、D
【解析】
A.t=0时刻线框与磁场方向平行,即线框的速度与磁场方向垂直,右手定则可知,流过电阻 R 的电流方向向右,故A错误;
B.从与中性面垂直的位置开始计,感应电动势随时间按正弦规律变化,且最大感应电动势
Em=nBSω
所以感应电动势的瞬时值表达式为
e=nBSωcsωt(V)
故B错误;
C.线圈转过的过程中,最大感应电动势Em=nBSω,则产生的感应电动势的有效值为
E=nBSω
因此电阻 R 两端的电压为
故C错误;
D.线圈从t=0开始转过60°时,电阻 R 两端的电压为
故D正确。
故选D。
5、A
【解析】
A.根据动量定理,合力的冲量等于动量的变化,物体在运动一周的过程中,动量变化为零,故合力的冲量为零,故A正确;
B.在匀变速曲线运动中,加速度不变,根据
可知在任意两段相等时间内速度变化相同,故B错误;
C.一对作用力和反作用力做的功没有定量关系,一对作用力和反作用力可以同时做正功,也可以同时做负功,或不做功,故C错误;
D.在磁场中,若带电粒子的运动方向与磁场方向平行,不会受到洛伦兹力的作用,但磁感应强度不为零,故D错误。
故选A。
6、D
【解析】
A.运动员起跳时的速度方向向上,可知,t1时刻达到最高点,故A错误。
B.在0-t2时间内,v-t图象为直线,加速度不变,所以在0-t2时间内人在空中,t1时刻达到最高点,t1-t2时间内下落,t2时刻开始进入水面,t3时刻达到水中最深处,t3时刻的位移最大,故B错误。
C.根据速度图象的斜率表示加速度,知t1时刻的加速度为正,故C错误。
D.在t1-t3时间内,根据动能定理知
即
所以在t1~t2时间内重力做功WG12小于t2~t3时间内克服阻力做功Wf23,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、BCD
【解析】
从Q点能射出两个离子,则离子圆周运动半径r小于磁场区域圆半径R,运动轨迹如图所示。为等边三角形。
A.由几何关系得
又有
解两式得
①
选项A错误;
B.在磁场中做圆周运动有
②
解①②式得
选项B正确;
C.圆周运动的周期为
两离子在磁场中运动的时间分别为
则从磁场射出的时间差为
选项C正确;
D.各种方向的离子从磁场中的出射点与P点的最大距离为
选项D正确;
故选BCD.
8、BC
【解析】
AB.以小球为研究对象,分析受力情况,根据力图看出,薄板的作用力先减小后增大,木板对小球的作用力一直减小,由牛顿第三定律得知,小球对薄板的压力先减小后增大,小球对木板的压力减小,故A错误,B正确;
C.根据图中线段的长度可以看出,两板对小球的弹力可能同时小于小球的重力,故C正确;
D.根据平衡条件可知,两板对小球弹力的合力等于小球的重力,故D错误。
故选BC。
9、BC
【解析】
试题分析:小球在B点受重力竖直向下,电场力水平向右,故合力一定不为零,故A错误;小球由A到B的过程中,由动能定理可得:mgLsinθ-EqL(1-cs60°)=0,则电场强度的大小为,选项B正确;小球从A运动到B,重力做正功,W=mgh=mgLsinθ,故重力势能减小mgLsinθ=,故C正确;小球在下摆过程中,除重力做功外,还有电场力做功,故机械能不守恒,但机械能和电势能总能力之和不变,故D错误.故选BC.
考点:动能定理;能量守恒定律
10、AD
【解析】
A.由右手螺旋定则可知,bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度垂直纸面向外,dd′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿ab向下,且两导线在a处产生的磁感应强度大小相等,由矢量合成可知,a点磁场方向平行于db连线,故A正确;
B.由右手螺旋定则可知,dd′处通电导线在c点产生的磁感应强度垂直纸面向里,bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿cd向上,且两导线在c处产生的磁感应强度大小相等,由矢量合成可知,c点磁场方向平行于db连线,但与a点磁场方向相反,故B错误;
C.由于ac与bd相互垂直,设垂足为M,由右手螺旋定则可知,M点的磁感应强度为0,则ac连线上由a到c磁感应强度先减小后增大,故C错误;
D.bb′处通电导线产生的磁场穿过矩形abb′a′的磁通量为0,dd′处通电导线产生的磁场穿过矩形add′a′的磁通量为0,则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数别为dd′处通电导线产生的磁场和bb′处通电导线产生的磁场,由于两导线电流相等,分别到两距形的距离相等,则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等,故D正确。
故选AD。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、11.4 小球经过光电门B时的速度 2k
【解析】
(1)[1]由图示游标卡尺可知,其示数为
d=11mm+4×0.1mm=11.4mm
(2)[2]小球经过光电门时的速度为
小球做自由落体运动,由速度位移公式得
解得
(3)[3][4]小球释放点的位置到光电门B的位置是恒定的,小球每次经过光电门时的速度是一定的,则有
整理得
则图象与纵轴的截距表示小球经过光电门B时的速度vB,图象斜率的绝对值为
解得
12、F F1与F1′的大小 D
【解析】
(1)③[1]根据力的平行四边形定则,计算绳套1的拉力
④[2]比较F1和F2的大小,即可初步验证力的平行四边形器定则;
(2)[3]保持绳套2方向不变,绳套1从图示位置向下缓慢转动90°,此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动,说明两个细绳拉力的合力不变,作图如下
故绳套1的拉力先减小后增加,故ABC错误,D正确。
故选D。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、(1);(2)
【解析】
(1)以封闭的气体为研究对象,初始状态下,活塞受力平衡,有
所以气体压强
体积
气缸即将离开地面时,气缸受力平衡,有
所以压强
封闭气体体积
气体做等温变化,由玻意耳定律有
解得
(2)设活塞移动过程中气体对活塞做的功为,由动能定理有
由热力学第一定律有
结合等温变化
解得
14、(1)0.4m/s,方向向左 (2)1T (3)0.25T
【解析】
试题分析:(1)m1与m2碰前速度为v1,由动能定理
-μm1gl=m1v-m1v
代入数据解得:v1=0.4 m/s
设v2=0.1 m/s,m1、m2正碰,由动量守恒有:
m1v1=m1v1′+m2v2
代入数据得:v1′=-0.4 m/s,方向水平向左
(2)m2恰好做匀速圆周运动,所以qE=m2g
得:q=2×10-3C
粒子由洛伦兹力提供向心力,设其做圆周运动的半径为R,则
qv2B=m2
轨迹如图,由几何关系有:R=lOP
解得:B=1 T
(3)当m2经过y轴时速度水平向左,离开电场后做平抛运动,m1碰后做匀减速运动.
m1匀减速运动至停,其平均速度为:
=v1′=0.2 m/s>v2=0.1 m/s
所以m2在m1停止后与其相碰
由牛顿第二定律有:f=μm1g=m1a
m1停止后离O点距离:s=
则m2平抛的时间:t=
平抛的高度:h=gt2
设m2做匀速圆周运动的半径为R′,由几何关系有:
R′=h
由qv2B′=
联立得:B′=0.25 T
考点:本题考查了带电粒子在磁场中运动和数形结合能力
15、(1)①;②;③, t1可以忽略;(2)见解析
【解析】
(1)①粒子离开回旋加速器前,做的还是圆周运动,由洛仑兹力提供向心力,根据牛顿第二定律可得
解得
②设带电粒子在两盒间加速的次数为N ,在磁场中有
在电场中有
第一次进入D1盒中N=1,第二次进入D1盒中N=3,可得
③带电粒子在电场中的加速度为
所以带电粒子在电场中的加速总时间为
设粒子在磁场中回旋的圈数为n,由动能定理得
带电粒子回旋一圈的时间为
所以带电粒子在磁场中回旋的总时间为
已知可知,所以可以忽略。
(2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动周期为
对一定的带电粒子和一定的磁场来说,这个周期是不变的。如果在两盒间加一个同样周期的交变电场,就可以保证粒子每次经过电场时都能被加速,当粒子的速度足够大时,由于相对论效应,粒子的质量随速度的增加而增大,质量的增加会导致粒子在磁场中的回旋周期变大,从而破坏了与电场变化周期的同步,导致无法继续加速。
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