湖南省长沙市第一中学2025-2026学年高三上学期2月期末物理试题（含答案）

这是一份湖南省长沙市第一中学2025-2026学年高三上学期2月期末物理试题（含答案），共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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.量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是
A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B.光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出
C.康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D.德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性
2.很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况，用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，得到如图所示的加速度随时间变化的图像，图中t1=0.33 s，t2=0.58 s，t3=0.76 s，t4=1.36 s，重力加速度g取10 m/s2，下列说法不正确的是
A.t1时刻手机的加速度最大，速度不是最大
B.t2时刻手机离开手掌
C.t3时刻手机处于失重状态
D.手机离开手掌后上升的最大高度为0.45 m
3.如图所示，一足够长的轻质细绳一端固定于竖直墙壁上的O点，另一端跨过大小可忽略、不计摩擦的定滑轮P悬挂物块B，OP段的绳子水平，长度为L。现将一带光滑挂钩的物块A挂到OP段的绳子上，A、B物块最终静止。已知A（包括挂钩）、B的质量比为mAmB=85，sin37°=0.6，cs37°=0.8，则此过程中物块B上升的高度为
A.LB.L2
C.45LD.23L
4. 篮球运动是大众喜爱的体育活动。假设某篮球运动员在练习投篮时，两次球出手的位置和速度方向保持不变（即抛出速度与水平方向的夹角θ保持不变），第一次击中篮板时速度方向为水平，第二次击中篮板的位置与抛出点处于同一高度，如图所示。则第一次与第二次投球过程中篮球初速度的比值是
A.2B. 2
C. 12D. 22
5. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。将一块平板玻璃a放置在另一平板玻璃b之上，在一端夹入一张薄纸片c，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当红光从上方入射后，从上往下看有明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是
A. 当纸片c向右往底边方向拉出少许，图中的条纹间距会变得宽一些
B. 保持其他条件不变，仅将红光换成绿光从上方入射，则干涉条纹会变疏
C. 若增大红光射到平板玻璃a上表面的入射角，则红光有可能在平板玻璃a的下表面发生全反射
D. 若平板玻璃b的上表面某处有一个细小的凹坑，则此处对应的干涉条纹会向右弯曲
6. 如图甲所示，一圆形线圈面积S=πR02=100 cm2，匝数N=100，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图像如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向），线圈距离右边电路无穷远，且线圈开口极小。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为1:10，与副线圈连接的电阻R1=R2=200 Ω，D为理想二极管，下列说法正确的是
A. t=0.01 s时，圆形线圈中有逆时针方向的电流
B. t=0.005 s时，原线圈中电势差为20π V
C. 0∼0.005 s内，圆形线圈内流过的电荷量为0.01 C
D. 1 s内原线圈输入的能量为200π2 J
7. 随着我国航天事业的发展，人们畅想研制一种核聚变能源星际飞行器。从某星球表面发射的星际飞行器在飞行过程中只考虑该星球引力，不考虑自转，该星球可视为质量分布均匀的球体，半径为R0，表面重力加速度为g0。质量为m的飞行器与星球中心距离为r时，引力势能为mg0R021R0−1r(r≥R0)，若要使飞行器经历最少变轨次数到达距离星球表面高度为2R0的轨道上做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A. 飞船到达目标轨道做匀速圆周运动时，其引力势能为mg0R02
B. 从发射到变轨，经历的最短时间为2πR0g0
C. 发射的初速度为32g0R0
C. 第一次变轨时，推进器对飞行器做功16mg0R0
二、选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 一简谐横波沿x轴方向传播，已知t=0.9 s时的波形图如图甲所示，图乙是x=2 m处的质点的振动图像，下列说法正确的是
A. 该简谐横波沿x轴正方向传播
B. 该简谐横波的波速为20 m/s
C. 该简谐横波遇到尺寸为10 m的障碍物时，不能发生衍射
D. x=0.5 m处的质点，在t=0.95 s时到达平衡位置，且沿y轴负方向运动
9. 如图所示，半径为R、圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，AB和CD为该圆直径。∠AOC=60°，电子从A点移动到B点，电场力做功为W(W>0)；若将该电子从C点移动到D点，电场力做功为3W，电子电荷量的值为e，下列说法正确的是
A. B点电势低于D点电势
B. 匀强电场方向与CD连线所成夹角的正切值为39
C. 该匀强电场的场强大小为21W6eR
D. 若将该电子从C点移动到B点，电场力做功12W
10. 如图，C是放在光滑水平面上的一块右端有固定挡板的长木板，在木板的上面有两块可视为质点的小滑块A和B，三者的质量均为m，滑块A、B与木板间的动摩擦因数均为μ，最初木板C静止。A以初速度v0从C的左端水平向右滑上木板C，同时，B以初速度2v0从木板上某一位置水平向右滑上木板C。在之后的运动过程中B曾以43v0的速度与C的右挡板发生过一次弹性碰撞，重力加速度为g。则对整个运动过程说法正确的是
A. 滑块A的最小速度为23v0
B. 滑块A的最小速度为56v0
C. AB刚滑上木板C时，二者之间的最小距离为5v0212μg
D. AB刚滑上木板C时，二者之间的最小距离为7v0212μg
三、非选择题（本大题共5题，共57分）
11.（8分）某实验小组用图1所示的装置探究加速度与力的关系。滑块与遮光条的总质量为M。
（1） 用游标卡尺测出遮光条的宽度，示数如图2所示，则遮光条宽度d=______ mm；
（2） 实验前需要调节气垫导轨使其水平：不悬挂沙桶和动滑轮，接通气源，轻推滑块使其依次通过光电门1、2，记录滑块通过两光电门1、2时遮光条的挡光时间t1、t2，如果t1>t2，则应调节气垫导轨底座螺钉，使气垫导轨右端适当调______（填“高”或“低”），直至轻推滑块后，滑块通过两光电门的挡光时间相等；
（3） 本实验______（填“需要”或“不需要”）满足沙桶的总质量远小于滑块与遮光条的总质量；
（4） 按图1装置，做好各种调节后进行实验，测出两光电门间的距离L，多次改变沙桶中沙的质量进行实验，记录每次实验中弹簧测力计的示数F及滑块通过两光电门1、2时遮光条的挡光时间t1、t2，根据测得的数据，以1t22−1t12为纵轴，以F为横轴作图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率为______（用M、L、d表示），表明质量一定时，加速度与合外力成正比。
12.（8分）新型硅基负极材料标志着低成本高硅负极技术的重大突破，硅基负极电池内阻很小，电动势约为3.7 V，某实验小组为了准确测量某硅基电池的电动势E和内阻r，设计了如下两组实验：
（1） 利用图甲测量定值电阻R0的大小。已知电流表A1的内阻为RA1，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则定值电阻R0=______。从设计原理看，其测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
（2）乙实验中，闭合开关 S1、S2，调节滑动变阻器和电阻箱，使电流计 G 示数为0，记录 A1 示数 I1，A2 示数 I2，电阻箱示数 R，重复调节滑动变阻器和电阻箱，每次都使电流计 G 示数为0，记录电阻箱取不同值时对应的 A1 和 A2 的示数，做出 I2R−I1 图像，若图像的纵截距为 b，斜率的绝对值为 k，则该硅基电池的电动势 E= ，内阻 r= （用 b、k、R0 表示）。
13.（10分）一定质量的某种理想气体，沿 p−T 图像中箭头所示方向，从状态 A 开始先后变化到状态 B、C、D，其中状态 A 和状态 D 温度相同， BA、CD 的延长线经过坐标原点。已知气体在状态 A 时的体积为1.0 L。求：
（1）气体在状态 C 时的体积 VC；
（2）气体在 A→B→C→D 过程中吸收的总热量 Q。
14.（15分）如图所示为某研究光电效应的装置示意图。足够大的金属板M和金属筛网N竖直正对放置，金属筛网N接地，且只能让速度方向垂直其平面的粒子通过。筛网右侧分布有区域足够大，方向平行于金属板且水平向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。沿磁场方向放置一半径为R的足够长金属圆筒Q，其轴线O与筛网N的距离为3R，圆筒通过导线和内阻为 r0 的电流表A接地，其最右侧壁记为A点。现用频率为 ν1 的光照射板M右表面时，当金属圆筒不带电时，以最大初动能出射的电子，只能射到圆筒上以A点和C点为界的ABC弧上，而ADC弧上各点均不能接收到电子。已知电子质量为m，电荷量为e，普朗克常量为h，忽略运动电子间的相互作用。
（1）求逸出光电子的最大初速度 v0 以及弧ABC对应的圆心角；
（2）若逐渐降低入射光频率，发现某时刻电流表A的示数恰为零，求此时入射光的频率 ν2；
（3）若在金属板M和筛网N间加一电压U（M板电势小于0），仍以频率为 ν1 的光照射M板右表面，当金属圆筒Q上电荷量达到相对稳定后，测得电流表A的示数为I。求电流恒定时电子到达圆筒Q时的最大速度v。
15.（16分） 如图所示，两根足够长的平行金属导轨 MN、PQ，电阻忽略不计，固定在倾角（θ=30°）的斜面上，间距为 L=1 m，整个空间分布着磁感应强度大小为 B=1 T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将两根金属棒 a、b 放置在导轨上，并用绝缘轻绳绕过定滑轮将 b 和物块 c 连接，滑轮左侧轻绳与导轨平行，右侧轻绳竖直。已知 a、b 棒的长度均为 L，电阻均为 R=1 Ω，a、b 的质量分别为 ma=0.2 kg，mb=0.1 kg。金属棒 a、b 始终与导轨垂直且接触良好，与导轨间动摩擦因数均为 μ，其他摩擦不计。初始时 b、c 间轻绳恰好绷直，a、b 始终在导轨上，c 始终在竖直方向运动且不会碰到地面和滑轮。重力加速度 g 取 10 m/s2。
（1） 若 μ=33，同时由静止释放 a、b、c，发现 a 棒能始终保持静止，求 c 的最大质量 mc1；
（2） 若 μ=0，将 c 的质量调整为 mc2=0.15 kg，同时由静止释放 a、b、c，详细说明 a、b 最终能达到的运动状态，并求 a 棒运动位移 d=2 m 的过程中流过 a 棒的电荷量 q；
（3） 若 μ=0，将 c 的质量调整为 mc3=0.2 kg，同时由静止释放 a、b、c，若经时间 t0=17625 s 可认为系统达到稳定状态，求此时相对于释放时 a、b 棒之间增加的距离 Δx。
高三物理参考答案
一、二选择题（1～7每小题4分。8～10每小题5分，选对但不全得3分）
三、非选择题（本题共5小题，共57分）
11.（8分，每空2分）（1）3.00（2）低 （3）不需要 （4）2LMd2
12.（8分，每空2分）（1）I1RA1I2−I1 等于 （2）b k−R0
13.（10分）（1）气体从A到B经历等容变化过程，从B到C经历等压变化过程，
由盖—吕萨克定律得VBTB=VCTC …………………………………………………………………………（2分）
解得VC=3×10−3 m3 …………………………………………………………………………（2分）
（2）气体从A到B及从C到D经历等容变化过程，外界对气体不做功。
从A到B过程由查理定律得pATA=pBTB …………………………………………………………………………（2分）
解得pB=2.2×105 Pa。
从B到C过程，外界对气体做功为：W=−pB(VC−VB) ……………………………………………………（2分）
解得W=−440 J。由于TA=TD，气体内能不变，故ΔU=0。
气体经历A→B→C→D过程，根据热力学第一定律得：ΔU=W+Q ……………………………………………………（1分）
解得Q=440 J …………………………………………………………………………（1分）
14.（15分）（1）根据题意，逸出初速度最大的光电子在磁场中运动的轨道半径r1=4R ………………（1分）
由Bev0=mv02r1 …………………………………………………………………………（2分）
得v0=4eBRm
设OC连线与金属圆筒水平直径之间的夹角为θ，根据几何关系有5Rcsθ=3R ………………………………（1分）
则θ=53°，故弧所对圆心角为233° …………………………………………………………………………（1分）
（2）用频率ν1的光照射金属板M时，根据爱因斯坦光电效应方程得hν1=12mv02+W0 hν1=12mv02+W0 ………… （2分）
入射光的频率为ν2时，所有电子恰好不能打在圆筒Q，可知r'=2R ……………………………… （1分）
设逸出光电子的最大初速度为v'，则有ev'B=mv'2r' ev'B=mv'2r' …………………………………………………… （1分）
由爱因斯坦光电效应方程hν2=12mv'2+W0 hν2=12mv'2+W0 …………………………………………… （1分）
联立解得ν2=ν1−6e2B2R2mh ν2=ν1−6e2B2R2mh …………………………………………………… （1分）
（3）稳定时，圆筒上电荷不再增加，电流表A两端电压为UA=Ir0 ………………………………………… （1分）
以最大速度打到金属圆筒的粒子，射到圆柱表面时速度满足eU−eUA=12mv2−12mv02 eU−eUA=12mv2−12mv02 ………… （2分）
解得v=2e(U−Ir0)m+16e2B2R2m2 v=2e(U−Ir0)m+16e2B2R2m2 …………………………………………………… （1分）
15.（16分）（1）当棒b运动后，要保证金属棒a始终静止，允许通过的最大电流为I1，
根据平衡条件有magsinθ+μmagcsθ=BI1L magsinθ+μmagcsθ=BI1L …………………………………………………… （1分）
解得I1=2 A …………………………………………………………………………………… （1分）
对棒b分析，做加速度减小的加速运动，最终匀速时电流最大，根据平衡条件有
mc1g=mbgsinθ+μmbgcsθ+BI1L mc1g=mbgsinθ+μmbgcsθ+BI1L …………………………………………… （1分）
解得mc1=0.3 kg …………………………………………………………………………… （2分）
（2）对a、b、c整体，动量守恒且总动量为0，最终均做匀速运动。设最终a的速度为v1，位移为x1，b、c整体的
速度为v2，位移为x2，根据动量守恒有，mav1=(mb+mc)v2 mav1=(mb+mc)v2 ………………………………………… （1分）
故x1x2=v1v2=54 x1x2=v1v2=54 ……………………………………………………………… （1分）
棒切割磁感线产生的电动势相互叠加，回路中的电流为I=BL(v1+v2)2R I=BL(v1+v2)2R
对棒分析，受力平衡，故BIL=magsin30° BIL=magsin30° …………………………………………………… （1分）
联立解得v1=109 m/s，v2=89 m/s v1=109 m/s，v2=89 m/s …………………………………………………… （1分）
当a棒运动位移d=2 m时，b棒运动位移为d'=45d=1.6 m ………………………………………… （1分）
根据q=BL(d+d')2R q=BL(d+d')2R
解得q=1.8 C …………………………………………………………………………… （1分）
（3）稳定后，最终均做匀变速运动，设加速度为a，对整体分析：mcg−(ma+mb)gsinθ=(ma+mb+mc)a，
解得a=1 m/s2 a=1 m/s2 ………………………………………………………………………… （1分）
设刚稳定时，a、b速度分别为v1，v2 （v1，v2均为矢量），相对速度为v相=v2−v1，
对a棒分析：B2L2v相2R−magsinθ=maa B2L2v相2R−magsinθ=maa …………………………………………… （1分）
解得v相=v2−v1=2.4 m/s v相=v2−v1=2.4 m/s
对a、b、c整体，研究0∼t0时间内，根据动量定理，
(ma+mb+mc)·a·t0=mav1+(mb+mc)v2 (ma+mb+mc)·a·t0=mav1+(mb+mc)v2 ……………………………… （1分）
联立解得v1=5.6 m/s，v2=8 m/s v1=5.6 m/s，v2=8 m/s …………………………………………………… （1分）
对a棒，根据动量定理：−magsinθ·t0+∑B2L2v相'2R·Δt=mav1 −magsinθ·t0+∑B2L2v相'2R·Δt=mav1 ……………………………… （1分）
解得Δx=∑v相'Δt=16.32 m Δx=∑v相'Δt=16.32 m …………………………………………………… （1分）题号
1
2
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4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
D
B
A
C
C
AD
AB
AD