大庆铁人中学2026届高三下学期联合考试物理试题含解析

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2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
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、如图所示为氢原子的能级图，一个处于基态的氢原子，吸收一个光子受到发后最多可以辐射三种不同率的光子，则被吸收光子的能量为
A．10.2eVB．12.09evC．12.75eVD．13.06eV
2、在观察频率相同的两列波的干涉现象实验中，出现了稳定的干涉图样，下列说法中正确的是（ ）
A．振动加强是指合振动的振幅变大B．振动加强的区域内各质点的位移始终不为零
C．振动加强的区域内各质点都在波峰上D．振动加强和减弱区域的质点随波前进
3、科学家通过实验研究发现，放射性元素有多种可能的衰变途径：先变成，可以经一次衰变变成，也可以经一次衰变变成（X代表某种元素），和最后都变成，衰变路径如图所示。则以下判断正确的是（ ）
A．a＝211，b＝82
B．①是β衰变，②是α衰变
C．①②均是α衰变
D．经过7次α衰变5次β衰变后变成
4、如图所示，由均匀导线绕成的直角扇形导线框OMN绕O点在竖直面内从匀强磁场边界逆时针匀速转动，周期为T，磁场的方向垂直于纸面向里，线框电阻为R，线框在进入磁场过程中回路的电流强度大小为I，则（ ）
A．线框在进入磁场过程中回路产生的电流方向为顺时针
B．线框在进入与离开磁场的过程中ON段两端电压大小相等
C．线框转动一周过程中产生的热量为I2RT
D．线框转动一周过程中回路的等效电流大小为
5、一滴水的质量为0.05g，水滴间隔相等的时间从距石头上方5m处由静止下落，水滴和石头的撞击时间为0.01s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。若在一滴水撞击石头的同时下一滴水开始落下，则一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小约为（ ）
A．1N▪sB．10N▪sC．20N▪sD．40N▪s
6、一平行板电容器的电容为C，A极板材料发生光电效应的极限波长为，整个装置处于真空中，如图所示。现用一波长为（＜）的单色光持续照射电容器的A极板，B极板接地。若产生的光电子均不会飞出两极板间，则下列说法正确的是（ ）（已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，光电子的电量为e）
A．光电子的最大初动能为
B．光电子的最大初动能为
C．平行板电容器可带的电荷量最多为
D．平行板电容器可带的电荷量最多为
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、如图甲所示，一质量为m的物体静止在水平面上，自t=0时刻起对其施加一竖直向上的力F，力F随时间t变化的关系如图乙所示，已知当地重力加速度为g，在物体上升过程中，空气阻力不计，以下说法正确的是（ ）
A．物体做匀变速直线运动
B．时刻物体速度最大
C．物体上升过程的最大速度为
D．时刻物体到达最高点
8、下列说法正确的是____________
A．两个分子间的距离r存在某一值r0（平衡位置处），当r大于r0时，分子间斥力大于引力；当r小于r0时分子间斥力小于引力
B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以反映出分子在做无规则运动
C．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙
D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但最终还是达不到绝对零度
E.对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少
9、如图所示，在竖直平面内有一边长为L的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速V0进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（ ）
A．可能等于零
B．可能等于
C．可能等于mv02+qEL-mgL
D．可能等于mv02+qEL+mgL
10、带电粒子只在电场力作用下沿直线运动，其动能Ek随位移x变化图线如图所示，其中a、b、c为粒子运动中所经过的三点，且ab=bc，ab段为直线，bc段为曲线。则下面判断正确的是（ ）
A．a、b、c三点电场强度大小关系为Ea>Eb>Ec
B．粒子在a、b、c三点受到的电场力大小关系为Fa=Fb>Fc
C．a、b、c三点电势大小关系为φa>φb>φc
D．ab间电势差的绝对值大于bc间电势差的绝对值
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）某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验时，把数据记录在表格中，数据是按加速度大小排列的，第8组数据中小车质量和加速度数据漏记
(1)该同学又找到了第8组数据对应的纸带以及小车质量，纸带如图乙所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出。请你帮助该同学求出第8组中的加速度a=___m/s2；
(2)如果要研究加速度与力的关系，需取表格中___组数据（填组号），做图像；如果要研究加速度与质量的关系，需取表格中____组数据（填组号），做图像。这种研究方法叫做_____法；
(3)做出图像如图丙所示，由图像_____（填“可以”或“不可以”）判断a与m成正比。
12．（12分）某校物理兴趣小组利用如图甲所示装置探究合力做功与动能变化的关系。在滑块上安装一遮光条，系轻细绳处安装一拉力传感器（可显示出轻细绳中的拉力），把滑块放在水平气垫导轨上A处，细绳通过定滑轮与钩码相连，光电门安装在B处，气垫导轨充气，将滑块从A位置由静止释放后，拉力传感器记录的读数为F，光电门记录的时间为。
(1)多次改变钩码的质量（拉力传感器记录的读数相应改变），测得多组和数据，要得到线性变化图像，若已经选定F作为纵坐标，则横坐标代表的物理量为___；
A． B． C． D．
(2)若正确选择横坐标所代表的物理量后，得出线性变化图像的斜率为，且已经测出A、B之间的距离为，遮光条的宽度为，则滑块质量（含遮光条和拉力传感器）的表达式为____。
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，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。
（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；
（3）在上问中，若R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向；
（4）若ab棒从静止到速度稳定下滑的距离为20m，求此过程R产生的热量。（sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）
14．（16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。
15．（12分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，一个电子电量为e．该导线通有恒定电流时，导线两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v．
（1）求导线中的电流I；
（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功．为了求解在时间t内电流做功W为多少，小红和小明给出了不同的想法：
小红记得老师上课讲过，W=UIt，因此将第（1）问求出的I的结果代入，就可以得到W的表达式．但是小红不记得老师是怎样得出W=UIt这个公式的．小明提出，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即，设导体中全部电荷为q后，再求出电场力做的功，将q代换之后，小明没有得出W=UIt的结果．
请问你认为小红和小明谁说的对？若是小红说的对，请给出公式的推导过程；若是小明说的对，请补充完善这个问题中电流做功的求解过程．
（3）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量．若已知该导线中的电流密度为j，导线的电阻率为ρ，试证明：．
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、C
【解析】
一个氢原子处于激发态最多可以辐射三种不同频率的光子，则该氢原子处于n=4激发态，该氢原子处于基态时吸收的光子能量为：
hv =（-0.85eV）-（-13.6 eV）=12.75eV．
ABD.由计算可得被吸收光子的能量为12.75eV ，ABD错误；
C.由计算可得被吸收光子的能量为12.75eV ，C正确．
2、A
【解析】
只有两个频率完全相同的波能发生干涉，有的区域振动加强，有的区域震动减弱。而且加强和减弱的区域相间隔。
【详解】
A．在干涉图样中振动加强是指合振动的振幅变大，振动质点的能量变大，A符合题意；
B．振动加强区域质点是在平衡位置附近振动，有时位移为零，B不符合题意；
C．振动加强的区域内各质点的振动方向均相同，可在波峰上，也可在波谷，也可能在平衡位置，C不符合题意；
D．振动加强和减弱区域的质点不随波前进，D不符合题意。
故选A。
3、D
【解析】
ABC．经过①变化为，核电荷数少2，为衰变，即，故
a＝210－4＝206
经过②变化为，质量数没有发生变化，为β衰变，即，故
b＝83＋1＝84
故ABC错误；
D．经过7次衰变，则质量数少28，电荷数少14，在经过5次β衰变后，质量数不变，电荷数增加5，此时质量数为
238－28＝210
电荷数为
92－14＋5＝83
变成了，故D正确。
故选D。
4、C
【解析】
A．线框在进入磁场过程中，磁通量向里增加，由楞次定律判断知回路产生的电流方向为逆时针，故A错误；
B．线框在进入磁场时，ON段电压是外电压的一部分；线框在离开磁场时，ON段电压是外电压，而两个过程外电压相等，所以线框在进入与离开磁场的过程中ON段两端电压大小不等，故B错误；
C．线框转动一周过程中产生的热量为
故C正确；
D．设线框转动一周过程中回路的等效电流大小为I′，则
Q=I′2RT
解得
故D错误。
故选C。
5、D
【解析】
设一滴水与石头撞击时的作用力为，水与石头撞击时的速度为
设向上为正方向，由动量定理得
水滴间隔
一天时间内有N滴水撞击石头，则有
一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小
联立解得
故ABC错误，D正确。
故选D。
6、C
【解析】
AB．根据光电效应方程可知

选项AB错误；
CD．随着电子的不断积聚，两板电压逐渐变大，设最大电压为U，则
且
Q=CU
解得

选项C正确，D错误。
故选C。
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、BD
【解析】
由图可得力F与时间的关系为，则可得物体的合外力与时间的关系为，由牛顿第二定律可得加速度与时间的关系式为，则可知物体先向上做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，然后再向下做加速度增大的加速运动，在上升过程中，当加速度为零时，速度最大，即，可得，故A错误，B正确；由初速度大小为零，所以末速度大小等于速度的变化大小，由前面的分析可知，加速度与时间成线性关系，所以最大速度大小为，故C错误；由前面的分析可知在t=t0时，加速度为 ，根据运动的对称性规律可知，此时间速度减小为0，物体运动到最高点，故D正确。故选：BD。
8、BDE
【解析】
A、两个分子间的距离r存在某一值r0（平衡位置处），当r大于r0时，分子间斥力小于引力；当r小球r0时分子间斥力大于引力，所以A错误；
B、布朗运动不是液体分子的运动，是固体微粒的无规则运动，但它可以反映出液体分子在做无规则运动，所以B正确；
C、用手捏面包，面包体积会缩小，只能说明面包内有气孔，所以C错误；
D、绝对零度只能无限接近，不能到达，所以D正确；
E、对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位面积上分子数减小，则单位时间碰撞分子数必定减少，所以E正确．
9、BCD
【解析】
要考虑电场方向的可能性，可能平行于AB向左或向右，也可能平行于AC向上或向下．分析重力和电场力做功情况，然后根据动能定理求解．
【详解】
令正方形的四个顶点分别为ABCD，如图所示
若电场方向平行于AC：
①电场力向上，且大于重力，小球向上偏转，电场力做功为qEL，重力做功为-mg，根据动能定理得：Ek−mv1＝qEL−mgL，即Ek＝mv1+qEL−mgL
②电场力向上，且等于重力，小球不偏转，做匀速直线运动，则Ek=mv1．
若电场方向平行于AC，电场力向下，小球向下偏转，电场力做功为qEL，重力做功为mgL，根据动能定理得：Ek−mv1＝qEL+mgL，即Ek＝mv1+qEL+mgL．
由上分析可知，电场方向平行于AC，粒子离开电场时的动能不可能为2．
若电场方向平行于AB：
若电场力向右，水平方向和竖直方向上都加速，粒子离开电场时的动能大于2．若电场力向右，小球从D点离开电场时，有 Ek−mv1＝qEL+mgL则得Ek＝mv1+qEL+mgL
若电场力向左，水平方向减速，竖直方向上加速，粒子离开电场时的动能也大于2．故粒子离开电场时的动能都不可能为2．故BCD正确，A错误．故选BCD．
【点睛】
解决本题的关键分析电场力可能的方向，判断电场力与重力做功情况，再根据动能定理求解动能．
10、BD
【解析】
AB．粒子仅在电场力作用下运动，根据动能定理
可知图线斜率表示电场力，可得出
根电场强度的定义式
可知电场强度的大小关系
A错误，B正确；
CD．根据
可知
因粒子电性未知，所以
而a、b、c三点电势无法大小确定，C错误，D正确。
故选BD。
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、0.90（0.89~0.92） 2、4、5、7、9 1、3、6、7、8 控制变量 不可以
【解析】
(1)[1]每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出，故相邻点之间的时间间隔为：
T=0.02×5s=0.1s
根据逐差公式可得
，
故加速度为
代入数据可得
.
(2)[2]研究加速度与力的关系，需要保证质量不变，选取2、4、5、7、9组数据。
[3]研究加速度与质量的关系时，需要控制力F不变，选取1、3、6、7、8组数据。
[4]涉及多个变量时，需要控制其他变量恒定，改变其中一个变量，这种方法为控制变量法。
(3)[5]分析丙图可知，图线为曲线，并不能说明是正比例关系，故应作图线，研究a与成正比关系。
12、D
【解析】
(1)设A、B之间的距离为，遮光条的宽度为，根据动能定理
联立解得
选定作为纵坐标，要得到线性变化图像，则横坐标代表的物理量为，故D正确，ABC错误。
故选D。
(2)由知，得出线性变化图像的斜率为，则
滑块质量（含遮光条和拉力传感器）的表达式为
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）4m/s2（2）10m/s（3）0.4T，方向垂直导轨平面向上（4）6J
【解析】
考查导体切割磁感线运动。
【详解】
（1）因为金属棒刚开始下滑的速度为零，所以不受到安培力作用，由牛顿第二定律得：
代入数据解得a＝4m/s2
（2）金属棒下滑速度稳定时，棒受力平衡，根据平衡条件有
又因为金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率
代入数据解得v＝10m/s
（3）设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B，则
因为：
联立解得B＝0.4T。磁场方向垂直导轨平面向上。
（4）由功能关系得，减少的重力势能转化为导体棒的动能、摩擦生热和电阻R上的焦耳热，摩擦力做功为：
所以摩擦生热产生的能量为Q＝8J，因此，电阻R上产生的热量为
。
14、（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。
15、（1）（2）见解析（3）见解析
【解析】
（1）电流定义式，在t时间内，流过横截面的电荷量，因此；
（2）小红和小明说的都有一定道理
a.小红说的对．由于，在t时间内通过某一横截面的电量Q=It，对于一段导线来说，每个横截面通过的电量均为Q，则从两端来看，相当于Q的电荷电势降低了U，则
．
b.小明说的对．恒定电场的场强，导体中全部电荷为，
电场力做的功；
又因为，则．
（3）由欧姆定律：、，、由电阻定律：；
则，则；
由电流密度的定义：；
故；
组号
F/N
m/kg
a/m•s2
1
0.29
0.86
0.34
2
0.14
0.36
0.39
3
0.29
0.61
0.48
4
0.19
0.36
0.53
5
0.24
0.36
0.67
6
0.29
0.41
0.71
7
0.29
0.36
0.81
8
0.29
9
0.34
0.36
0.94