河北省石家庄市晋州一中实验班2026届高三第四次模拟考试物理试卷含解析

这是一份河北省石家庄市晋州一中实验班2026届高三第四次模拟考试物理试卷含解析，共19页。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，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、如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则
A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷
C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷
2、由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，为弹道曲线上的五点，其中点为发射点，点为落地点，点为轨迹的最高点，为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（ ）
A．到达点时，炮弹的速度为零
B．到达点时，炮弹的加速度为零
C．炮弹经过点时的速度大于经过点时的速度
D．炮弹由点运动到点的时间大于由点运动到点的时间
3、2019年12月16日，第52、53颗北斗导航卫星成功发射，北斗导航卫星中包括地球同步卫星和中圆轨道卫星，它们都绕地球做圆周运动，同步卫星距地面的高度大于中圆轨道卫星距地面的高度．与同步卫星相比，下列物理量中中圆轨道卫星较小的是( )
A．周期B．角速度C．线速度D．向心加速度
4、在下列四幅u-t图像中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是（ ）
A．B．C．D．
5、P、Q两种不同波长的光，以相同的入射角从玻璃射向空气，P光发生全反射，Q光射入空气，则（ ）
A．玻璃对P光的折射率小于对Q光的折射率
B．玻璃中P光的波长大于Q光的波长
C．玻璃中P光的速度大于Q光的速度
D．P光的光子能量大于Q光的光子能量
6、做竖直上抛运动的物体，在任意相同时间间隔内，速度的变化量( )
A．大小相同、方向相同B．大小相同、方向不同
C．大小不同、方向不同D．大小不同、方向相同
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，半径分别为R和2R的甲、乙两薄圆盘固定在同一转轴上，距地面的高度分别为2h和h，两物块a、b分别置于圆盘边缘，a、b与圆盘间的动摩擦因数μ相等，转轴从静止开始缓慢加速转动，观察发现，a离开圆盘甲后，未与圆盘乙发生碰撞，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A．动摩擦因数μ一定大于
B．离开圆盘前，a所受的摩擦力方向一定指向转轴
C．离开圆盘后，a运动的水平位移大于b运动的水平位移
D．若，落地后a、b到转轴的距离之比为
8、如图为一列简谐横波在t=0时的波形图，波源位于坐标原点，已知当t=0.5s时x=4cm处的质点第一次位于波谷，下列说法正确的是（ ）
A．此波的波速为5cm/s
B．此波的频率为1.5Hz
C．波源在t=0时运动速度沿y轴正方向
D．t=0时波源振动已经历0.6s
E.x=10cm的质点在t=1.5s时处于波峰
9、如图所示，在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽，在某一过直径的直线上有O、A、D、B四点，其中O为圆心，D在圆上，半径OC垂直于OB．A点固定电荷量为Q的正电荷，B点固定一个未知电荷，使得圆周上各点电势相等．有一个质量为m，电荷量为-q的带电小球在滑槽中运动，在C点受的电场力指向圆心，根据题干和图示信息可知（ ）
A．固定在B点的电荷带正电
B．固定在B点的电荷电荷量为Q
C．小球在滑槽内做匀速圆周运动
D．C、D两点的电场强度大小相等
10、在倾角为的光谱固定绝缘斜面上有两个用绝缘轻弹簧连接的物块和，它们的质量分别为和，弹簧的劲度系数为，为一固定挡板，开始未加电场系统处于静止状态，不带电，带电量为，现加一沿斜面方问向上的匀强电场，物块沿斜面向上运动，当刚离开时，的速度为，之后两个物体运动中当的加速度为时，的加速度大小均为，方向沿斜面向上，则下列说法正确的是（ ）
A．从加电场后到刚离开的过程中，发生的位移大小为
B．从加电场后到刚离开的过程中，挡板对小物块的冲量为
C．刚离开时，电场力对做功的瞬时功率为
D．从加电场后到刚离开的过程中，物块的机械能和电势能之和先增大后减小
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）小明同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，轻绳两端跨过转轴光滑的轻滑轮系着质量均为M的重物A和B，将质量为m的小砝码C挂在在物体B上，B下方距离为h处固定一个光电门，物块B装有一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为d，将系统静止释放，当挡光片通过光电门（固定光电门的装置未画出）时，可通过计算机系统记录挡光时间△t。改变高度差h，重复实验，采集多组h和△t的数据。
(1)若某次记录的挡光时间为△t1，则挡光片到达光电门处时B的速度大小为__。
(2)小明设想，为了确定△t与h的关系，可以分别对△t与h取对数，并以lg△t为纵轴，以lgh为横轴建立坐标系，得到的lg△t﹣lgh图线为一直线，该直线的斜率为__。
(3)若lg△t﹣lgh图线与纵轴交点坐标为c，若机械能守恒，可以得到该地重力加速度g=__。
12．（12分）某同学利用图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”。图中装有砝码的小车放在长木板上，左端拴有一不可伸长的细绳，跨过固定在木板边缘的定滑轮与一砝码盘相连。在砝码盘的牵引下，小车在长木板上做匀加速直线运动，图乙是该同学做实验时打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带，已知纸带上每相邻两个计数点间还有一个点没有画出，相邻两计数点之间的距离分别是、、、、、，打点计时器所接交流电的周期为，小车及车中砝码的总质量为，砝码盘和盘中砝码的总质量为，当地重力加速度为。

(1)根据纸带上的数据可得小车运动的加速度表达式为________（要求结果尽可能准确）。
(2)该同学探究在合力不变的情况下，加速度与物体质量的关系。下列说法正确的是________。
A．平衡摩擦力时，要把空砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上，纸带通过打点计时器与小车连接，再把木板不带滑轮的一端用小垫块垫起，移动小垫块，直到小车恰好能匀速滑动为止
B．平衡摩擦后，还要调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳保持水平
C．若用表示小车受到的拉力，则为了减小误差，本实验要求
D．每次改变小车上砝码的质量时，都要重新平衡摩擦力
(3)该同学探究在和的总质量不变情况下，加速度与合力的关系时，他平衡摩擦力后，每次都将小车中的砝码取出一个放在砝码盘中，并通过打点计时器打出的纸带求出加速度。得到多组数据后，绘出如图丙所示的图像，发现图像是一条过坐标原点的倾斜直线。图像中直线的斜率为________（用本实验中相关物理量的符号表示）。
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）理论研究表明暗物质湮灭会产生大量高能正电子，所以在宇宙空间探测高能正电子是科学家发现暗物质的一种方法。下图为我国某研究小组设计的探测器截面图：开口宽为的正方形铝筒，下方区域Ⅰ、Ⅱ为方向相反的匀强磁场，磁感应强度均为B，区域Ⅲ为匀强电场，电场强度，三个区域的宽度均为d。经过较长时间，仪器能接收到平行铝筒射入的不同速率的正电子，其中部分正电子将打在介质MN上。已知正电子的质量为m，电量为e，不考虑相对论效应及电荷间的相互作用。
(1)求能到达电场区域的正电子的最小速率；
(2)在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为的区域有正电子射入电场，求正电子的最大速率；
(3)若L=2d，试求第（2）问中最大速度的正电子打到MN上的位置与进入铝筒位置的水平距离。
14．（16分）如图，xOy坐标系中存在垂直平面向里的匀强磁场，其中，x≤0的空间磁感应强度大小为B；x>0的空间磁感应强度大小为2B。一个电荷量为+q、质量为m的粒子a，t=0时从O点以一定的速度沿x轴正方向射出，之后能通过坐标为（，）的P点，不计粒子重力。
(1)求粒子速度的大小；
(2)在a射出后，与a相同的粒子b也从O点以相同的速率沿y轴正方向射出。欲使在运动过程中两粒子相遇，求。（不考虑粒子间的静电力）
15．（12分）如图所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞．两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管导热性良好．左、右两边容器中装有相同的理想气体，开始时阀门打开，平衡时活塞到容器底的距离为H．现将阀门关闭，在活塞上放一个质量也为M的砝码，活塞缓慢下降，直至系统达到新的平衡．已知外界温度恒定，外界大气压强为，重力加速度为g，．
求：(1)当系统达到新的平衡时，活塞距底端的高度；
(2)当系统达到平衡后再打开阀门，活塞又缓慢下降，直到系统再次达到平衡，求左边气体通过阀门进入右边容器的质量与右边气体原有质量的比值．
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】
AB．受力分析可知，P和Q两小球，不能带同种电荷，AB错误；
CD．若P球带负电，Q球带正电，如下图所示，恰能满足题意，则C错误D正确，故本题选D．
2、C
【解析】
A．炮弹在最高点竖直方向上的速度为零，水平方向上的速度不为零，故炮弹在最高点速度不为零，A错误；
B．在最高点受空气阻力（水平方向上的阻力与水平速度方向相反），重力作用，二力合力不为零，故加速度不为零，B错误；
C．由于空气阻力恒做负功，所以根据动能定理可知经过点时的速度大于经过点时的速度，C正确；
D．从O到b的过程中，在竖直方向上，受到重力和阻力在竖直向下的分力，即
解得
在从b到d的过程中，在竖直方向，受到向下的重力和阻力在竖直向上的分力，即
解得
故，根据逆向思维，两个阶段的运动可看做为从b点向O点和从b点向d点运动的类平抛运动，竖直位移相同，加速度越大，时间越小，所以炮弹由O点运动到b点的时间小于由b点运动到d点的时间，故D错误；
3、A
【解析】
根据卫星所受的万有引力提供向心力可知：
可得
同步卫星的轨道半径大于中圆轨道卫星，则中圆轨道卫星的周期小，角速度、线速度和向心加速度均大，故A正确，BCD错误。
故选A。
4、C
【解析】
我们日常生活中用的都是交流电，电压是220V，频率是50Hz．周期为0.02s；电压的最大值为：220V=311V，只有C正确。
故选C。
5、D
【解析】
A．根据临界角公式，光束的折射率小，光束的折射率大，故A错误；
B．在玻璃球体中，光的波长
是光在真空中的波长，光的折射率大，频率大，在真空中的波长短，由知在玻璃球体中，光的波长小于光的波长，故B错误；
C．根据可知玻璃中光的速度小于光的速度，故C错误；
D．光的折射率大，频率大，根据可知光的光子能量大，所以光的光子能量大于光的光子能量，故D正确。
故D正确。
6、A
【解析】
试题分析：根据速度的公式v=v0﹣gt可得，
在任意相同时间间隔内，速度的变化量为△v=﹣g△t，
即，速度变化的大小为g△t，方向与初速度的方向相反，所以A正确．
故选A．
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、ABD
【解析】
A．由题意可知，两物块随圆盘转动的角速度相同，当最大静摩擦力提供物体向心力时，此时的角速度为物体随圆盘做圆周运动的最大角速度，为临界角速度，根据牛顿第二定律得
解得b物体滑离圆盘乙的临界角速度为
同理可得，a物块的临界角速度为
由几何知识知，物体a滑离圆盘时，其位移的最小值为
由题意知，其未与圆盘乙相碰，根据平抛运动规律可知
解得
所以A正确；
B．离开圆盘前，a随圆盘一起做匀速圆周运动，由静摩擦力来提供向心力，所以a所受的摩擦力方向一定指向转轴，B正确；
C．由于
所以一定是b物块先离开圆盘，离开圆盘后，物块做平抛运动，对b物体的水平位移为
同理可得，a物体的水平位移为
故离开圆盘后a的水平位移等于b的水平位移，所以C错误；
D．当
时
a的落地点距转轴的距离为
同理，b的落地点距转轴的距离为
故
所以D正确。
故选ABD。
8、ADE
【解析】
A．由图可得，t=0时平衡位置为1.5cm质点处于波谷，t=0.5s时，x=4cm处的质点第一次位于波谷，则有
故A正确；
B．根据
那么频率
故B错误；
C．由波的传播方向沿着x轴正方向，依据上下波法，则波源在t=0时，运动速度沿y轴负方向，故C错误；
D．由图可知，正好是波长的一个半，而周期为0.4s，因此此时波源振动已经历0.6s，故D正确；
E．当t=0时，x=2.5cm质点处于波峰，而波峰传播x=10cm的质点的时间为
故E正确。
故选ADE。
【点睛】
此题是机械波的传播问题，考查波长、波速及周期的关系，掌握由波的传播方向来确定质点的振动方向的方法：上下波法、同侧法等。
9、BC
【解析】
A．由小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度知：小球在C点的合力方向一定沿CO，且指向O点．
A对小球吸引，B对小球排斥，因此小球带负电、B带负电，故A错误；
B．由∠ABC=∠ACB=30°知：∠ACO=30°，AB=AC=L；
BC=2ABcs30°=
由力的合成可得
即
故B正确；
C．圆周上各点电势相等，小球在运动过程中电势能不变，根据能量守恒得知，小球的动能不变，小球做匀速圆周运动，故C正确；
D．由库仑定律及场强的叠加知，D点的电场强度大于C点，故D错误．
故选BC．
10、ACD
【解析】
A．开始未电场时，弹簧处于压缩状态，对A，根据平衡条件和胡克定律有
解得
物块B刚要离开C时，弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力，根据胡克定律，有
解得
故从加电场后到B刚离开C的过程中，A发生的位移大小为
选项A正确；
B．从加电场后到B刚离开C的过程中，挡板C对小物块B的作用力不为零，由I=Ft知挡板C对小物块B的冲量不为0，选项B错误；
C．设A所受的电场力大小为F，当A的加速度为0时，B的加速度大小均为a，方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律，
对A有
对B有
故有
B刚离开C时，电场力对A做功的瞬时功率为
选项C正确；
D．对A、B和弹簧组成的系统，从加电场后到B刚离开C的过程中，物块A的机械能、电势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，弹簧的弹性势能先减小后增大，则物块A的机械能和电势能之和先增大后减小，选项D正确。
故选ACD。
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、
【解析】
(1)[1]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，挡光片到达光电门处的速度大小为：
(2)[2]系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，有：
即：
整理可得：
若图线为一直线，则该图线的斜率为
(3)[3]根据得：
则有：
所以有：
可知纵轴截为：
解得：
12、 C
【解析】
(1)[1]因为每相邻两计数点之间还有一个点为画出，为了减小偶然误差，采用逐差法处理数据，则有
，，，
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得
解得
(2)[2]A．在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故在平衡摩擦力时，细绳的另一端不能悬挂装砝码的砝码盘，故A错误；
B．平衡摩擦后，还要调节定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，故B错误；
C．本实验中，对小车及车中砝码由牛顿第二定律得
对托盘和钩码由牛顿第二定律得
两式联立解得
由此可知只有满足盘和砝码的总质量远小于小车质量时，近似认为，故C正确；
D．由于平衡摩擦力之后有
故
所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，故D错误。
故选C。
(3)[3]对盘和砝码
对小车
联立解得
认为合力，所以
即
图象是过坐标原点的倾斜直线，直线的斜率表示。
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)
【解析】
(1)正电子在磁场中只受洛伦兹力作用，故正电子做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力；在电场中正电子只受电场力作用，做匀变速运动；正电子离开电场运动到MN的过程不受力，做匀速直线运动；
根据两磁场磁场方向相反，磁感应强度相等，故正电子在其中做匀速圆周运动的轨道半径相等，偏转方向相反，所以正电子离开磁场时的速度竖直向下；
故正电子能到达电场区域，则正电子在磁场中在匀速圆周运动的轨道半径R≥d；
那么由洛伦兹力做向心力可得

所以正电子速度
故能到达电场区域的正电子的最小速率为；
(2)根据几何关系可得：正电子进入磁场运动到区域Ⅱ和Ⅲ的分界线时，正电子水平位移偏移

故轨道半径R越大，水平偏移量越小；由(1)可得：最大偏移量
△xmax=2d；
故有探测器正方向开口宽为，在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为的区域有正电子射入电场可得：正电子最小偏移量
所以由可得正电子运动轨道半径最大为
故根据洛伦兹力做向心力可得：正电子的最大速率

(3)速度最大的正电子垂直射入电场时，在电场中运动的时间

在电场中水平方向的位移

解得

进入无场区域时运动的时间

在无场区域内运动的水平位移
解得
则最大速度的正电子打到MN上的位置与进入铝筒位置的水平距离
14、 (1)；(2)和
【解析】
(1)设粒子速度的大小为v，a在x>0的空间做匀速圆周运动，设半径为，则有
由几何关系有
解得
联立以上式子解得
(2)粒子a与b在x≤0的空间半径相等，设为，则
解得
两粒子在磁场中运动轨迹如图
只有在M、N、O、S四点两粒子才可能相遇。粒子a在x>0的空间做匀速圆周运动的周期为，则
粒子a和b在x≤0的空间作匀速圆周运动的周期为，则
(i)粒子a、b运动到M的时间
(ii)同理，粒子a、b到N的时间
粒子不能在N点相遇。
(iii)粒子a、b到O的时间
；
粒子不能在O点相遇。
(iv)粒子a、b到S的时间
；
所以粒子b与a射出的时间差为和时，两粒子可以相遇。
15、 (1) (2)
【解析】
(1)以左边气体为研究对象，活塞上未放物体前
气体压强、体积
放上物体后
气体压强、体积
由玻意耳定律得：
代入数据解得：
(2)以右边封闭气体为研究对象，设气体压强与左边相等时气柱高为
由玻意耳定律得：
代入数据解得：
根据几何关系得左边气体通过阀门进入右边容器的质量与右边气体原来质量的比值