北京市海淀实验中学2026届高三下学期联合考试物理试题含解析
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这是一份北京市海淀实验中学2026届高三下学期联合考试物理试题含解析试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容,欢迎下载使用。
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.答题时请按要求用笔。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、图甲为研究光电效应的电路图,当用频率为的光照射金属阴极时,通过调节光电管两端电压,测量对应的光电流强度,绘制了如图乙所示的图象。已知电子所带电荷量为,图象中遏止电压、饱和光电流及射光的频率、普朗克常量均为已知量。下列说法正确的是( )
A.光电子的最大初动能为
B.阴极金属的逸出功为
C.若增大原入射光的强度,则和均会变化
D.阴极金属的截止频率为
2、2017年11月5日,又有两颗北斗导航系统组网卫星通过“一箭双星”发射升空,并成功进入预定轨道,两颗卫星绕地球运动均看作匀速圆周运动。如果两颗卫星的质量均为M,其中的1号卫星轨道距离地面高度为h,2号卫星轨道距离地面高度为h',且h'>h,把地球看做质量分布均匀的球体,已知地球半径为R,地球表面的重力加速度大小为g,引力常量为G下列说法正确的是( )
A.l号卫星绕地球运动的线速度
B.1号卫星绕地球运动的周期
C.1号卫星和2号卫星做匀速圆周运动的向心力大小之比为
D.稳定在轨运行时1号卫星的机械能大于2号卫星的机械能
3、以下仪器能测量基本物理量的是( )
A.弹簧测力计B.电磁打点计时器
C.电压表D.量筒
4、观看科幻电影《流浪地球》后,某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景,如图所示,轨道上P点距木星最近(距木星表面的高度可忽略)。则
A.地球靠近木星的过程中运行速度减小
B.地球远离木星的过程中加速度增大
C.地球远离木星的过程中角速度增大
D.地球在P点的运行速度大于木星第一宇宙速度
5、小朋友队和大人队拔河比赛,小朋友队人数多,重心低,手握绳的位置低,A、B两点间绳倾斜,其余绳不一定水平,此可以简化为如图所示的模型。相持阶段两队都静止,两队的总质量相等,脚与地面的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。各队员手紧握绳不滑动,绳结实质量不计。以下说法正确的是( )
A.相持阶段小朋友队和大人队所受地面的摩擦力大小不等
B.无论相持还是胜败,两队脚与地面的摩擦力大小永远相等
C.绳上拉力增大时,大人队会先败
D.绳上A点对B点的拉力,其大小一定等于B点对A点的拉力
6、一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上,A、B两物体通过细绳连接,并处于静止状态,不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦,如图所示.现用水平力F作用于物体B上,缓慢拉开一小角度,此过程中斜面体与物体A仍然静止.则下列说法正确的是
A.在缓慢拉开B的过程中,水平力F不变
B.物体A所受细绳的拉力一定变大
C.物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
D.物体A所受斜面体的作用力的合力一定变大
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,一束红光从空气射向折射率n=种玻璃的表面,其中i为入射角,则下列说法正确的是( )
A.当i=45°时会发生全反射现象
B.无论入射角i为多大,折射角r都不会超过45°
C.当入射角的正切值tani=,反射光线与折射光线恰好相互垂直
D.光从空气射入玻璃,速度减小
E.若将入射光换成紫光,则在同样入射角i的情况下,折射角r将变大
8、2019年6月25日02时09分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射第46颗北斗导航卫星。北斗导航系统中包含多颗地球同步卫星,下列关于地球同步卫星的说法正确的是
A.所有同步卫星的轨道半径都相同
B.同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度
C.同步卫星相对地面静止,所以它处于平衡状态
D.同步卫星的向心加速度小于地球表面处的重力加速度
9、如图所示,质量为M的长木板静止在光滑水平面上,上表面OA段光滑,AB段粗糙且长为l,左端O处固定轻质弹簧,右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上,轻绳所能承受的最大拉力为F.质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧,弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断,再过一段时间后长木板停止运动,小滑块恰未掉落.则( )
A.细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为
B.细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为
C.弹簧恢复原长时滑块的动能为
D.滑块与木板AB间的动摩擦因数为
10、如图所示的电路中,电源内阻不能忽略,电流表和电压表均为理想电表,下述正确的是( )
A.若R2短路,电流表示数变小,电压表示数变大
B.若R2短路,电流表示数变大,电压表示数变小
C.若R4断路,电流表示数变大,电压表示数变小
D.若R4断路,电流表示数变大,电压表示数变大
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)举世瞩目的嫦娥四号,其能源供给方式实现了新的科技突破:它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能,也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器。图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板,光伏发电板在外太空将光能转化为电能。
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系,图中定值电阻R0=5Ω,设相同光照强度下光伏电池的电动势不变,电压表、电流表均可视为理想电表。
(1)实验一:用一定强度的光照射该电池,闭合开关S,调节滑动变阻器R0的阻值,通过测量得到该电池的U-I如图丁曲线a,由此可知,该电源内阻是否为常数______(填“是”或“否”),某时刻电压表示数如图丙所示,读数为______V,由图像可知,此时电源内阻值为______Ω。
(2)实验二:减小实验一光照的强度,重复实验,测得U-I如图丁曲线,在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.0V,则在实验二中滑动变阻器仍为该值时,滑动变阻器消耗的电功率为______W(计算结果保留两位有效数字)
12.(12分)某研究性学习小组从一个数码设备中拆下了一个旧电池,已知该电池的电动势约为12V内阻约为2Ω,该小组的同学为了测定电池的电动势和内阻,从实验室借来了如下实验器材:
A.电压表(量程为0~3V,内阻为2kΩ) B.电流表(量程为0~3A,内阻约为0.1Ω)
C.定值电阻4kΩ D.定值电阻8kΩ E.定值电阻1Ω F.定值电阻3Ω
G.滑动变阻器0~20Ω H.滑动变阻器0~2kΩ I.开关一个,导线若干
(1)该小组的同学设计了如图甲所示的实验电路,电阻R1应选____________,电阻R2应选__________,滑动变阻器应选__________。(选填相应器材前面的字母)
(2)开关闭合以前,应将滑动变阻器的滑片调至__________(填“最左端”或“最右端”),闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,可得到多组电压表和电流表的读数U和I,利用得到的实验数据作出U-I图像如图乙所示,根据图像可知该电池的电动势E=__________ V,内阻r=__________Ω。(计算结果保留三位有效数字)
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)如图所示,质量均为m的木块A、B,静止于光滑水平面上。A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量也为m的球C,现将球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放。当球C第一次到达最低点时,木块A与B发生弹性碰撞。求:
(1)球C静止释放时A、B木块间的距离;
(2)球C向左运动的最大高度;
(3)当球C第二次经过最低点时,木块A的速度。
14.(16分)如图所示,C是放在光滑的水平面上的一块木板,木板的质量为3m,在木板的上面有两块质量均为m的小木块A和B,它们与木板间的动摩擦因数均为μ,最初木板静止,A、B两木块同时以方向水平向右的初速度v0和2v0在木板上滑动,木板足够长,A、B始终未滑离木板,重力加速度为g,求:
(1)木块B从刚开始运动到与木板C速度刚好相等的过程中,木块B所发生的位移;
(2)木块A在整个过程中的最小速度;
(3)整个过程中,A、B两木块相对于木板滑动的总路程是多少?
15.(12分)如图所示,光滑的水平面AB与半径R=0.5m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切,D点为半圆轨道最高点,A点的右侧连接一粗糙的水平面,用细线连接甲、乙两物体,中间夹一轻质压缩弹簧,弹簧与甲、乙两物体不拴接,甲的质量m1=4kg,乙的质量m1=5kg,甲、乙均静止.若烧断细线,甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道,过D点时对轨道的压力恰好为零.取g=10m/s1.甲、乙两物体可看做质点,求:
(1)甲离开弹簧后经过B点时的速度的大小vB;
(1)烧断细线吋弹簧的弹性势能EP;
(3)若固定甲,将乙物体换为质量为m的物体丙,烧断细线,丙物体离开弹簧后从A点进入动摩擦因数μ=0.5的粗糙水平面,AF是长度为4l的水平轨道,F端与半径为l的光滑半圆轨道FCH相切,半圆的直径FH竖直,如图所示.设丙物体离开弹簧时的动能为6mgl,重力加速度大小为g,求丙物体离开圆轨道后落回到水平面BAF上的位置与F点之间的距离s;
(4)在满足第(3)问的条件下,若丙物体能滑上圆轨道,且能从GH间离开圆轨道滑落(G点为半圆轨道中点),求丙物体的质量的取值范围
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、D
【解析】
A.光电子的最大初动能为,选项A错误;
B.根据光电效应方程:
则阴极金属的逸出功为
选项B错误;
C.若增大原入射光的强度,则最大初动能不变,则截止电压不变;但是饱和光电流会变化,选项C错误;
D.根据可得,阴极金属的截止频率为
选项D正确;
故选D.
2、A
【解析】
A.设地球质量m,根据公式
和
解得
故A正确;
B.根据公式
和
解得:
故B错误;
C.根据
所以
故C错误;
D.由于,卫星从低轨道向高轨道要点火加速,化学能转化为机械能,所以稳定在轨运行时1号卫星的机械能小于2号卫星的机械能,故D错误。
故选A.
3、B
【解析】
A.弹簧测力计测量的是力,不是基本物理量,故A错误;
B.电磁打点计时器测量的是时间,是基本物理量,故B正确;
C.电压表测量的是电压,不是基本物理量,故C错误;
D.量筒测量的是体积,不是基本物理量,故D错误。
故选B。
4、D
【解析】
A.地球靠近木星时所受的万有引力与速度成锐角,做加速曲线运动,则运行速度变大,A错误;
B.地球远离木星的过程,其距离r变大,则可知万有引力增大,由牛顿第二定律:
则加速度逐渐减小,B错误;
C.地球远离木星的过程线速度逐渐减小,而轨道半径逐渐增大,根据圆周运动的角速度关系,可知运行的角速度逐渐减小,C错误;
D.木星的第一宇宙速度指贴着木星表面做匀速圆周的线速度,设木星的半径为R,满足,而地球过P点后做离心运动,则万有引力小于需要的向心力,可得
可推得:
即地球在P点的运行速度大于木星第一宇宙速度,D正确;
故选D。
5、D
【解析】
A.可以用整体法处理问题,所以不在乎同队员之间的绳水平。相持阶段小朋友队和大人队脚下属于静摩擦力,永远相等,所以选项A错误。
BC.当倾斜的绳上拉力增大时,大人队的压力更加大于其重力,最大静摩擦力也增大,而小朋友队和地面之间的压力小于其总重力,脚下会产生滑动摩擦力,平衡被打破,小朋友队败而且还有加速度,两队摩擦力大小不等。所以选项BC错误。
D.作用力与反作用力永远相等,无论拔河的哪个阶段,绳上A点对B点的拉力,其大小一定等于B点对A点的拉力,所以选项D正确。
故选D。
6、B
【解析】
先对物体B分析,根据共点力平衡条件求出绳子拉力;再对木块A分析,可以得出各个力的情况。
【详解】
A.对木块B受力分析,如图所示,根据共点力平衡条件有:,在缓慢拉开B的过程中,θ变大,故F变大,故A错误;
B.根据共点力平衡有,在缓慢拉开B的过程中,θ变大,故T变大,B正确;
C.物体A受重力、支持力、细线的拉力,可能没有静摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受沿斜面向上的静摩擦力,故拉力T变大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,C错误;
D.支持力不变,故斜面对物体A的作用力的合力可能增大也可能减小或不变,D错误。
【点睛】
本题关键分别对A、B受力分析,然后根据共点力平衡条件分析求解。
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】
A.光线从空气进入玻璃中时,由光疏射向光密介质,不可能会发生全反射现象,选项A错误;
B.根据当i=90°时r=45°,可知无论入射角i为多大,折射角r都不会超过45°,选项B正确;
C.当反射光线与折射光线恰好相互垂直时,则
解得
选项C正确;
D.光从空气射入玻璃,由光疏射向光密介质,速度减小,选项D正确;
E.若将入射光换成紫光,则由于紫光的折射率大于红光,则在同样入射角i的情况下,折射角r将变小,选项E错误。
故选BCD。
8、AD
【解析】
A.所有地球同步卫星的周期相同,由
可知,所有地球同步卫星的轨道半径都相同,故A正确;
B.由
可知,轨道半径越大,线速度越小,故B错误;
C.卫星虽然相对地面静止,但在做匀速圆周运动,不是平衡状态,故C错误;
D.同步卫星的向心加速度
地球表面的重力加速度
,
所以,故D正确。
9、ABD
【解析】
A.细绳被拉断瞬间,对木板分析,由于OA段光滑,没有摩擦力,在水平方向上只受到弹簧给的弹力,细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F,根据牛顿第二定律有:
解得,A正确;
B.滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧,到弹簧压缩量最大时速度为0,由系统的机械能守恒得:细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为,B正确;
C.弹簧恢复原长时木板获得的动能,所以滑块的动能小于,C错误;
D.由于细绳被拉断瞬间,木板速度为零,小滑块速度为零,所以小滑块的动能全部转化为弹簧的弹性势能,即,小滑块恰未掉落时滑到木板的右端,且速度与木板相同,设为,取向左为正方向,由动量守恒定律和能量守恒定律得
联立解得,D正确。
故选ABD。
10、AD
【解析】
AB.若R2短路,电路总电阻减小,电路总电流I增大,电源内电压增大,电源的路端电压U减小,流过R3的电流减小,电流表示数变小;电源的路端电压U减小,流过R4的电流减小,流过R1的电流增大,R1的两端的电压增大,电压表示数变大;故A项正确,B项错误。
CD.若R4断路,电路总电阻增大,电路总电流I减小,电源内电压减小,电源的路端电压U增大,流过R3的电流增大,电流表示数变大;电源的路端电压U增大,R1的两端的电压增大,电压表示数变大;故C项错误,D项正确。
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、否 1.80 4.78 2.5
【解析】
(1)[1].根据闭合电路欧姆定律有:U=E-Ir,所以图象的斜率为电源内阻,但图象的斜率在电流较大时,变化很大,所以电源的内阻是变化的。
[2] [3].从电压表的示数可以示数为1.80V,再从图象的纵轴截距为2.9V,即电源的电动势为2.9V,又从图象看出,当路端电压为1.80V时,电流为0.23A,所以电源的内阻
。
(2)[4].在实验一中,电压表的示数为2.0V,连接坐标原点与电源的(2.0V路端电压)两点,作出定值的伏安特性曲线如图所示,
此时还能求出滑动变阻器的阻值
R=Ω-R0≈4.5Ω
同时该直线与图象b有一交点,则该交点是电阻是实验二对应的值,由交点坐标可以读出:0.7V,0.75A。
所以滑动变阻器此时消耗的功率
P=(0.75)2×4.5W=2.5W。
12、D F G 最右端 12.5 1.69
【解析】
(1)[1][2][3].电压表量程为0~3V,内阻为2kΩ,则要要使此电压表的量程扩大到12V左右,则需串联一个 8kΩ的电阻,故定值电阻选择D;电源内阻为2Ω左右,R2做为保护电阻,则应该选择与内阻阻值相当的F即可;滑动变阻器选择与内阻阻值差不多的G即可;
(2)[4].开关闭合以前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大的最右端;
(3)[5][6].根据图像可知外电路电流为0时电压表读数为2.5V,则此时路段电压为5×2.5V=12.5V,即电源电动势为E=12.5V,内阻
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)(3),方向水平向左
【解析】
(1)若C到最低点过程中,A、C的水平位移为xA、xC,A、C水平动量守恒,有:
mxC=mxA
xA+xC=L
联立可解得
xA=
即球C静止释放时A、B木块间的距离为
(2)若C到最低点过程中,A、C的速度大小为vA、vC,对A、C水平动量守恒和机械能守恒,有:
mvC=mvA
解得
vA=vC=
因为A和B质量相等,弹性碰撞过程二者交换速度,则碰撞后
,vB=
当C第一次向左运动到最高点时,设A和C的共同速度为vAC,对A、C有:
联立可解得
h=
(3)C第一次到最低点至第二次到最低点的过程中,对A、C,由水平动量守恒和机械能守恒,因为A和C质量相等,二者交换速度,则木块A的速度为
方向水平向左
14、(1),(2),(3)
【解析】
试题分析:(1)木块A先做匀减速直线运动,后做匀加速直线运动;木块B一直做匀减速直线运动;木板C做两段加速度不同的匀加速直线运动,直到A、B、C三者的速度相等为止,设为v1.对A、B、C三者组成的系统,由动量守恒定律得:mv2+2mv2=(m+m+3m)v1
解得:v1=2.6 v2
对木块B运用动能定理,有:
解得:
(2)设木块A在整个过程中的最小速度为v′,所用时间为t,由牛顿第二定律:
对木块A:a1=μmg/m=μg,对木块C:a2=2μmg/3m=2μg/3,
当木块A与木板C的速度相等时,木块A的速度最小,因此有:v2-μgt=(2μg/3)t
解得t=3v2/(3μg)
木块A在整个过程中的最小速度为:v′=v2-a1t=2v2 /3.
(3)Q总=Q1+Q2 = fs相1+fs相2=ΔEk损
所以
15、 (1)5m/s;(1)90J;(3)s=4l; (4)
【解析】
(1)甲在最高点D,由牛顿第二定律,有
甲离开弹簧运动到D点的过程机械能守恒:
联立解得:vB=5m/s;
(1)烧断细线时动量守恒:0=m1v3-m1v1
由于水平面AB光滑,则有v1=vB=5m/s,解得:v1=4m/s
根据能量守恒,弹簧的弹性势能E==90J
(3)甲固定,烧断细线后乙物体减速运动到F点时的速度大小为vF,
由动能定理得:,解得vF=1
从P点滑到H点时的速度为vH,由机械能守恒定律得
联立解得vM=1
由于vM=1>,故乙物体能运动到H点,并从H点以速度vH水平射出.设乙物体回到轨道AF所需的时间为t,由运动学公式得:
乙物体回到轨道AF上的位置与B点之间的距离为s=vHt
联立解得;
(4)设乙物体的质量为M,到达F点的速度大小为vF,
由动能定理得:,解得vF=
为使乙物体能滑上圆轨道,从GH间离开圆轨道,满足的条件是:
一方面乙物体在圆轨道上的上升高度能超过半圆轨道的中点G,由能量关系有:
另一方面乙物体在圆轨道的不能上升到圆轨道的最高点H,由能量关系有
联立解得:
【点睛】
(1)根据牛顿第二定律求出最高点D的速度,根据机械能守恒求出过B点的速度;
(1)根据动量守恒定律求出乙的速度,根据能量守恒求出弹性势能;
(3)根据动能定理可求F点的速度,根据机械能守恒定律可求M点的速度,根据平抛运动的规律可求水平位移;
(4)能从GH间离开圆轨道需要满足在圆轨道上的上升高度能超过半圆轨道的中点,且不能上升到圆轨道的最高点.
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