河北省石家庄市正定县弘文中学2026届高三3月份第一次模拟考试物理试卷含解析
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这是一份河北省石家庄市正定县弘文中学2026届高三3月份第一次模拟考试物理试卷含解析,共11页。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置.
3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符.
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.作答非选择题,必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效.
5.如需作图,须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗.
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,一个半径为r的半圆形线圈,以直径ab为轴匀速转动,转速为n,ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场,磁感应强度为B。M和N是两个集流环,负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计,则电流表的示数为。( )
A.B.
C.D.
2、如图所示,绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角θ=30°.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行,且小球A正好静止在斜面中点.在小球A的正下方地面处固定放置一带电小球B,两球相距为d.已知两球的质量均为m、电荷量均为+q,静电力常量为k,重力加速度为g,两球均可视为点电荷.则下列说法不正确的是( )
A.两球之间的库仑力F=k
B.当时,斜面对小球A的支持力为
C.当时,细线上拉力为0
D.将小球B移到斜面底面左端C点,当时,斜面对小球A的支持力为0
3、如图所示,空间存在垂直于斜面向下的匀强电场(图中未画出),两个带电物块A和B位于图中位置,A固定于水平地面上,B置于光滑斜面上,B的重力为G。则下列情况能让B在斜面上保持静止且让B对斜面的压力小于Gcsθ的是( )
A.A和B都带正电荷
B.A和B都带负电荷
C.A带正电荷,B带负电荷
D.A带负电荷,B带正电荷
4、AC、CD为两个倾斜角度不同的固定光滑斜面,其中,水平距离均为BC,两个完全相同且可视为质点的物块分别从A点和D点由静止开始下滑,不计一切阻力,则( )
A.沿AC下滑的物块到底端用时较少
B.沿AC下滑的物块重力的冲量较大
C.沿AC下滑的物块到底端时重力功率较小
D.沿AC下滑的物块到底端时动能较小
5、如图所示,做实验“探究感应电流方向的规律”。竖直放置的条形磁体从线圈的上方附近竖直下落进入竖直放置的线圈中,并穿出线圈。传感器上能直接显示感应电流随时间变化的规律。取线圈中电流方向由到为正方向,则传感器所显示的规律与图中最接近的是( )
A.B.
C.D.
6、明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象.如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是
A.若增大入射角i,则b光先消失
B.在该三棱镜中a光波长小于b光
C.a光能发生偏振现象,b光不能发生
D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低
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,在粗糙的水平地面上放着一左测截面是半圆的柱状物体B,在物体B与竖直墙之间放置一光滑小球A,整个系统处于静止状态。现用水平力F拉着物体B缓慢向右移动一小段距离后,系统仍处于静止状态,在此过程中,下列判断正确的是( )
A.小球A对物体B的压力逐渐增大B.小球A对物体B的压力逐渐减小
C.拉力F逐渐减小D.墙面对小球A的支持力先增大后减小
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,A、B两板间电压为600V,A板带正电并接地,A、B两板间距离为12cm,C点离A板4cm,下列说法正确的是( )
A.E=2000V/m,φC=200V
B.E=5000V/m,φC=-200V
C.电子在C点具有的电势能为-200eV
D.电子在C点具有的电势能为200eV
10、A、B两物体质量均为m,其中A带正电,带电量为q,B不带电,通过劲度系数为k的绝缘轻质弹簧相连放在水平面上,如图所示,开始时两者都处于静止状态。现在施加竖直向上的匀强电场,电场强度E = ,式中g为重力加速度,若不计空气阻力,不考虑A物体电量的变化, 则以下判断正确的是( )
A.从开始到B刚要离开地面过程,A物体速度大小先增大后减小
B.刚施加电场的瞬间,A的加速度为4g
C.从开始到B刚要离开地面的每段时间内,A物体的机械能增量一定等于电势能的减少量
D.B刚要离开地面时,A的速度大小为2g
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)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中:
(1)甲同学在做该实验时,通过处理数据得到了图甲所示的F﹣x图象,其中F为弹簧弹力,x为弹簧长度.请通过图甲,分析并计算,该弹簧的原长x0=_____cm,弹簧的弹性系数k=_____N/m.该同学将该弹簧制成一把弹簧秤,当弹簧秤的示数如图乙所示时,该弹簧的长度x=_____cm.
(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示.下列表述正确的是_____.
A.a的原长比b的长 B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小 D.测得的弹力与弹簧的长度成正比.
12.(12分)某实验小组为了测量滑块与水平轨道间的动摩擦因素,设计如图(a)所示的实验装置,弹簧左侧固定在挡板A上,处于原长的弹簧右端位于C,弹簧与滑块接触但不拴接,滑块上安装了宽度为d的遮光板,轨道B处装有光电门。
(1)实验的主要步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d,如图(b)所示,d=______cm;
②将滑块向左压缩弹簧,由静止释放滑块,同时记录遮光片通过光电门的时间t;
③测量并记录光电门与滑块停止运动位置之间的距离x;
④改变弹簧压缩量,多次重复步骤②和③。
(2)实验手机的数据并处理如下。
①实验小组根据上表数据在图中已描绘出五个点,请描绘出余下的点并作出图像__________。
②根据所作图像,可得滑块与水平轨道间的动摩擦因数为________(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)。
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,在真空室内的P点,能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q,质量为m的粒子(不计重力),粒子的速率都相同.ab为P点附近的一条水平直线,P到直线ab的距离PC=L,Q为直线ab上一点,它与P点相距PQ=L.当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时,水平向左射出的粒子恰到达Q点;当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时,所有粒子都能到达ab直线,且它们到达ab直线时动能都相等,其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点.已知sin37°=0.6,cs37°=0.8,求:
(1)a粒子的发射速率
(2)匀强电场的场强大小和方向
(3)仅有磁场时,能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值
14.(16分)图示为深圳市地标建筑——平安金融大厦。其内置观光电梯,位于观景台的游客可鸟瞰深圳的景观。电梯从地面到116层的观景台只需58s,整个过程经历匀加速、匀速和匀减速,匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等,其上行最大加速度为10m/s。当电梯加速上升时,质量为50kg的人站在置于电梯地板的台秤上时,台秤的示数为65kg,g取10m/s2,求:
(1)电梯加速上升的加速度大小;
(2)观景台距地面的高度。
15.(12分)如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面),O为圆心.在柱形区域内加一方向垂直于纸面向外的匀强磁场,一质量为m、电荷量为+q的粒子沿图中直径从圆上的A点射入柱形区域,在圆上的D点离开该区域,已知图中θ=120°,现将磁场换为竖直向下的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直径从A点射入柱形区域,也在D点离开该区域.若磁感应强度大小为B,不计重力,试求:
(1)电场强度E的大小;
(2)经磁场从A到D的时间与经电场从A到D的时间之比.
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】
线圈绕轴匀速转动时,在电路中产生如图所示的交变电流。
此交变电动势的最大值为
设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′,由有效值的定义得
解得
故电流表的示数为
故选D。
2、C
【解析】
A. 依据库仑定律,则两球之间的库仑力大小为F= k,故A正确;
BC、当时,则有k= mg,
对球受力分析,如图所示:
根据矢量的合成法则,依据三角知识,则斜面对小球A的支持力为N= mg;
T= mg,故B正确,C错误;
D. 当小球B移到斜面底面左端C点,对球受力分析,如图所示:
依据几何关系可知,T与F的夹角为120∘,当时,即有k=mg,根据矢量的合成法则,则有电场力沿垂直斜面方向的分力与重力沿垂直斜面方向的分力等值反向,那么斜面对小球A的支持力为N=0,故D正确;
本题选择错误的答案,故选C.
3、B
【解析】
CD.B能保持静止,说明B受到的合力为零,两物块A、B带异种电荷,B受到的合力不为零,CD错误;
A.如果B带正电,则让B对斜面的压力大于Gcsθ,A错误;
B.如果B带正电,则让B对斜面的压力小于Gcsθ,B正确。
故选B。
4、A
【解析】
A.由于两者水平距离相同,均可用水平距离表示出运动时间,设水平距离为x,斜面倾角为,则:
得:
则倾角越大用时越少,A正确;
B.重力冲量:
沿轨道AC下滑的物块到底端用时较小,重力的冲量较小,B错误;
CD.由动能定理:
可知沿轨道AC下滑的物块重力做功大,所以到底端时速度大,动能较大;沿轨道AC下滑的物块到底端时速度大,倾斜角度θ大,由重力瞬时功率功率:
可知其重力瞬时功率较大,C错误,D错误。
故选A。
5、B
【解析】
磁体进入线圈端的过程,其磁场穿过线圈向上且增加,由楞次定律知感应电流的磁场向下,则线圈中的电流方向从到,为负值。磁体在线圈中间运动时,其磁场穿过线圈的磁通量不变,无感应电流,磁体离开线圈端的过程,磁场穿过线圈向上且减小,由楞次定律知感应电流的磁场向上,则电流方向从到,为正值,且此过程磁体运动速度大于进入过程,磁通量的变化率大。由法拉第电磁感应定律知,该过程的感应电动势大,则感应电流大,故B正确。
故选B。
6、D
【解析】
设折射角为α,在右界面的入射角为β,根据几何关系有:,根据折射定律:,增大入射角i,折射角α增大,β减小,而β增大才能使b光发生全反射,故A错误;由光路图可知,a光的折射率小于b光的折射率(),则a光的波长大于b光的波长(),故B错误;根据光电效应方程和遏止电压的概念可知:最大初动能,再根据动能定理:,即遏止电压,可知入射光的频率越大,需要的遏止电压越大,,则a光的频率小于b光的频率(),a光的遏止电压小于b光的遏止电压,故D正确;光是一种横波,横波有偏振现象,纵波没有,有无偏振现象与光的频率无关,故C错误.
点睛:本题考查的知识点较多,涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等,解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系,并能熟练利用几何关系.
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、AC
【解析】
ABD.对A球受力分析并建立直角坐标系如图,由平衡条件得:竖直方向
水平方向
联立解得
B缓慢向右移动一小段距离,A缓慢下落,则θ增大。所以FN增大,N增大,由牛顿第三定律知故小球A对物体B的压力逐渐增大,故A正确,BD错误;
C.整体水平方向受力平衡,则
由于最大静摩擦力不变,N增大、则F减小,故C正确。
故选AC。
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、BD
【解析】
由U=Ed可求得场强E,C点的电势等于C与A板的电势差,由U=Ed求解C点的电势;由Ep=qφC可求得电子在C点具有的电势能.
【详解】
A、B、AB间有匀强电场,场强为,AC间的电势差为 UAC=Ed1=5000×0.04V=200V,因A带正电且电势为零,C点电势低于A点的电势,故φC=-UAC=-200V,故A错误,B正确;
C、D、电子在C点具有的电势能EP=φC×(-e)=200eV;故C错误,D正确;
故选BD.
【点睛】
在研究电场中电势时一定要注意各个量的正负,明确各点间电势的高低,注意电势的符号.
10、BD
【解析】
AB. 在未施加电场时,A物体处于平衡状态,当施加上电场力瞬间,A物体受到的合力为施加的电场力,故有:
qE=4mg=ma
解得:
a=4g,方向向上
B刚要离开地面时,弹簧的拉力为mg,此时A物体合力为2mg,加速度为2g,向上,从开始到B刚要离开地面过程,A物体做加速度逐渐变小的加速运动,即A物体速度一直增大,故A错误B正确;
C. 从开始到弹簧恢复原长的过程,A物体的机械能增量等于电势能与弹性势能的减少量的和,从弹簧恢复原长到B刚要离开地面的过程,A物体的机械能增量等于电势能的减少量与弹性势能的增加量的差值,故C错误;
D. 当B离开地面时,此时B受到弹簧的弹力等于B的重力,从施加电场力到B离开地面,弹簧的弹力做功为零,A上升的距离为:
根据动能定理可知:
解得:
故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、8 25 20 B
【解析】
(1)当弹力为零时,弹簧处于原长状态,故原长为:x0=8cm,在F﹣x图象中斜率代表弹簧的劲度系数,则:,在乙图中弹簧秤的示数:F=3.00N,根据F=kx,可知:,故此时弹簧的长度:L=x+x0=20cm.
(2)A.在丙图中,当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长,故b的原长大于a的原长,故A错误;
BC.斜率代表劲度系数,故a的劲度系数大于b的劲度系数,故B正确,C错误;
D.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,故D错误.
12、1.650cm 0.048-0.052
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为:1.6cm,游标尺上第10条刻度线和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为10×0.05mm=0.50mm,所以最终读数为:1.6cm+0.50mm=1.650cm
(2)[2]第5点速度为
则
将余下的点描在坐标纸上,且将所有点拟合成直线,如图
(3)[3]由实验原理得
则图像斜率
由图像可得
解得
由于误差,则0.048-0.052均可
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)粒子发射速度为
(2)电场强度的大小为
(3)粒子到达直线ab所用最长时间和最短时间的比值
【解析】
(1)设粒子做匀速圆周运动的半径R,过O作PQ的垂线交PQ于A点,如图三所示:
由几何知识可得
代入数据可得粒子轨迹半径
洛仑磁力提供向心力
解得粒子发射速度为
(2)真空室只加匀强电场时,由粒子到达直线的动能相等,可知为等势面,电场方向垂直向下.
水平向左射出的粒子经时间t到达Q点,在这段时间内
式中
解得电场强度的大小为
(3)只有磁场时,粒子以O1为圆心沿圆弧PD运动,当圆弧和直线相切于D点时,粒子速度的偏转角最大,对应的运动时间最长,如图四所示.据图有
解得
故最大偏转角
粒子在磁场中运动最大时长
式中T为粒子在磁场中运动的周期.
粒子以O2为圆心沿圆弧PC运动的速度偏转角最小,对应的运动时间最短.据图四有
解得
速度偏转角最小为
故最短时长
因此,粒子到达直线ab所用最长时间和最短时间的比值
点睛:此题是关于带电粒子在电场及磁场中的运动问题;掌握类平抛运动的处理方向,在两个方向列出速度及位移方程;掌握匀速圆周运动的处理方法,确定好临界状态,画出轨迹图,结合几何关系求解.
14、 (1)a=3m/s2(2)H=m
【解析】
(1)当电梯加速上升时,有
代入数据,可解得
a=3m/s2
(2)设匀加速运动高度为h1,时间为t,则有
h=,t=
代入数值解得:
h=m,t=s
因匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等,所以两个阶段的时间和位移量相同。故匀速运动时间为t1,则
高度为
h1=vt1
代入数值解得
t1=s,h1=m
故观景台距地面的高度
H=h1+2h
代入数值解得
H=m
15、(1)电场强度E的大小是;
(2)经磁场从A到D的时间与经电场从A到D的时间之比是2π:1
【解析】
试题分析:(1)加磁场时,粒子做匀速圆周运动,画出粒子在磁场中的运动轨迹图象,由几何关系可以得到轨道半径,进而由洛伦兹力提供向心力可得粒子初速度v0的大小;
粒子在匀强电场中粒子做类平抛运动,由平抛规律可得电场强度大小.
(2)粒子在磁场中运动时,根据轨迹的圆心角求解时间,由类平抛的规律得到电场运动的时间,即可解答.
解:(1)加磁场时,粒子从A到D有:qBv0=m①
由几何关系有:r=Rtan=R ②
加电场时,粒子从A到D有:
R+Rcs60°=v0t ③
Rsin60°=④
由①~④得:E=⑤
(2)粒子在磁场中运动,由几何关系可知:圆心角α=60°
圆运动周期:T==⑦
经磁场的运动时间:t′=T=⑧
由①~④得粒子经电场的运动时间:t=⑨
即:=⑩
答:
(1)电场强度E的大小是;
(2)经磁场从A到D的时间与经电场从A到D的时间之比是2π:1.
【点评】本题的关键问题是做出粒子的运动轨迹,再加上熟练应用几何关系才能解决这个题,带点粒子在磁场中的运动,一定要掌握好几何工具.
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