2025_2026学年湖北黄冈市蕲春县第一中学高三上学期二月阶段物理试卷 [含解析]

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考试时长：75分钟 试卷满分：100分
第Ⅰ卷 选择题（共40分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1. 铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变生成钡和氪，同时放出3个X粒子，核反应方程是，其中铀核、中子、钡核和氪核的质量分别为m1、m2、m3和m4。下列说法正确的是（ ）
A. X是
B. X的质量为
C. 铀核的结合能大于氪核的结合能
D. 铀核的比结合能大于氪核的比结合能
【答案】C
【解析】
【详解】A．由电荷数守恒和质量数守恒，得X电荷数为零，质量数为1，X是n。A错误；
B．该核反应释放核能，存在质量亏损，X的质量小于，B错误；
C．铀核的结合能大于氪核的结合能，C正确；
D．铀核的比结合能小于氪核的比结合能，D错误。
故选C
2. 小明站在水池边玩激光笔，他用单色光a斜射向水面，其折射光线把水池底的小鹅卵石P照亮，一会儿水池水面上升一些，他换用单色光b沿同一路径斜射向水面，其折射光线恰好也把小鹅卵石P照亮。小鹅卵石P可以看成一个点，则下列说法正确的是（ ）
A. a光的波长比b光长
B. 水对a光的折射率比b光大
C. a光在水中传播速度比b光大
D. 用同一装置做双缝干涉实验，a光的相邻干涉条纹间距比b光大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题意，画出两次光路图如图所示，由图可见，a、b两种色光在水面入射角相同，a光的折射角小，说明a光的频率大，波长短，水对a光的折射率比b光大，故A错误，B正确；
C．据光速公式
可知，a光在水中传播速度比b光小，故C 错误；
D．据双缝干涉公式
可知，用同一装置做双缝干涉实验，a光的相邻干涉条纹间距比b光小，故D错误。
故选B。
3. 如图甲所示，窗户上的连杆通常被称为滑撑或铰链。它是一种连杆式活动链接装置，主要用于连接窗扇和窗框，使窗户能够顺利开启和关闭，它通常由滑轨、滑块、悬臂组成，示意图如图乙所示。水平悬臂通过转轴分别与竖直窗扇和滑块相连，窗扇可绕轴转动。现将窗扇打开，使窗扇与窗户垂直，此时悬臂与窗户之间的夹角为，若要求此时无论多大的风力均不能将窗扇关闭，则滑块与滑轨之间的动摩擦因数应满足的条件是（ ）
A B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设悬臂推力为F，则悬臂对滑块的压力为
若要求此时无论多大的风均不能将窗扇关闭，则有
解得
故选D。
4. 2025年7月15日5时34分，搭载天舟九号货运飞船的长征七号遥十运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，8时52分，天舟九号与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。若天舟九号先在近地圆轨道1运动，在P点加速进入椭圆转移轨道2，第一次运动到远地点Q时恰好与圆轨道3上的空间站组合体相遇并完成对接。如图所示，轨道3的半径为a，轨道1的半径近似等于地球半径R，O为地心，P、Q分别为轨道2与轨道1、3的切点，天舟九号在轨道1上沿顺时针方向转动，空间站组合体也沿顺时针方向转动。已知天舟九号在P点加速进入轨道2时，空间站组合体位于图中M点，则OP与OM的夹角θ为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据开普勒第三定律可知，天舟九号沿椭圆轨道2与空间站沿圆轨道3运动的周期之比为
由题意可知
解得
故选C。
5. 如图甲所示，一运动员在练习投冰壶，开始时冰壶静止在发壶区固定位置，运动员对冰壶施加一个水平推力，作用一段时间后撤去。若运动员施加的水平推力第一次为，第二次为，两次冰壶恰好能停在冰面上的同一位置，两次冰壶运动的动能随位移的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 做的功小于做的功
B. 的平均功率等于的平均功率
C. 的冲量大于的冲量
D. 两次运动中摩擦力的冲量相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据动能定理可知，图线的斜率等于冰壶所受的合外力，冰壶的最大动能对应撤去水平推力的时刻，撤去推力后两图线的斜率相同，即摩擦力相同，撤去推力前第一次图线的斜率小，可知小于，由两次运动的整个过程动能变化量均为零，可知合外力做功为零，即、做的功等于整个过程克服摩擦力做的功，而摩擦力大小及冰壶的位移均相同，故、做的功相等，A项错误；
B．由图乙可知撤去时冰壶动能小，即最大速度小，加速过程的平均速度小，由平均功率可知，的平均功率小于的平均功率，B项错误；
CD．两次冰壶的整个运动过程动量变化量为零，即合外力冲量等于零，所以、的冲量大小等于摩擦力的冲量大小，因两次运动的位移相同，而第一次撤去外力时冰壶的速度小，可知第一次运动的时间大于第二次运动的时间，故第一次运动中摩擦力的冲量大于第二次运动中摩擦力的冲量，即的冲量大于的冲量，C项正确，D项错误。
故选C。
6. 质谱仪的示意图如图所示，电荷量相同的、两种不同的粒子持续从容器下方的小孔飘入电压为的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过小孔沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后打到照相底片上、点并被吸收。已知单位时间从容器飘出的两种粒子的数目相同，、点到的距离之比为，不计粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A. 、两种粒子的质量之比为
B. 、两种粒子在磁场中运动时间之比为
C. 、两种粒子对底片的作用力大小之比为
D. 要使粒子打到P点，则加速电压变为
【答案】C
【解析】
【详解】A．在加速电场中有
在磁场中有
解得质量
由于半径之比为
则质量之比为，故A错误；
B．带电粒子在磁场中，则有
运动周期
运动时间
则运动时间之比为，故B错误；
C．单位时间飘出的、粒子数目都为，则时间内各有数目的粒子打到底片上，由动量定理得
解得
则作用力大小之比为，故C正确；
D．在加速电场中有
在磁场中有
解得
若半径由原来的变为，则电压变为原来的，故D错误。
故选C。
7. 某种游戏的弹射装置的简化示意图如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处与倾斜传送带理想连接，传送带长度，并以恒定速率顺时针转动，三个质量均为的滑块A、B、C置于水平导轨上，B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B与轻弹簧连接，C未连接弹簧，B、C处于静止状态且离N点足够远，现让滑块A以初速度沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘连在一起，碰撞时间极短，滑块C脱离弹簧后滑上倾角的传送带，并从传送带顶端滑出.已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度g取，，，则下列说法正确的是（ ）
A. 滑块C与弹簧脱离的瞬间获得的速度
B. 轻弹簧长度最短时，所具有的弹性势能
C. 滑块C在传送带上因摩擦产生的热量
D. 传送带因传送滑块C到顶端而电动机多做的功
【答案】C
【解析】
【详解】B．设A与B碰撞后共同速度为，弹簧长度最短时，A、B、C共同速度为，以向右为正方向，根据动量守恒定律和能量守恒定律有，，
解得
故B错误；
A．设A、B碰撞后，弹簧第一次恢复原长时，A、B整体的速度为，C的速度为，由动量守恒定律有：
由机械能守恒定律有：
解得
故A错误；
C．C以滑上传送带，假设做匀加速直线运动的位移为时与传送带共速，由运动学公式得
由
得
解得
设C在传送带上加速运动的时间为，有
所以相对位移
摩擦产生的热量
解得
故C正确；
D．根据能量守恒定律，电动机多做的功等于滑块增加的机械能与在传送带上因摩擦产生的热量之和，即
故D错误。
故选C。
8. 某实验小组在研究机械振动和机械波的实验中，得到甲、乙两个图像。如图所示，图甲为波在时的波形，点是距平衡位置的质点，图乙是点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的传播方向为方向
B. 这列简谐横波的波速为
C. 时质点具有最大的加速度和位移
D. 内质点的速度一直增大，加速度一直减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由图乙可知，质点向上振动，根据波形平移法可知，这列波的传播方向为方向，故A错误；
B．由题图可知，波长为，周期为，则波速为，故B正确；
C．由图乙可知，质点处于最大位移处，此时具有最大的加速度和位移，故C正确；
D．根据波形平移法可知，质点向下振动，内，即经过时间，质点经过平衡位置向下运动，做质点的速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，小型发电机连在原、副线圈匝数比为的理想变压器电路中，已知发电机输出电压为，定值电阻，滑动变阻器阻值可调，电流表为理想交流电表，其余电阻均不计，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈在图示位置时感应电动势最大
B. 流经的电流方向每秒改变次
C. 调节，当电流表的示数为时阻值为
D. 调节，当电流表的示数为时消耗的电功率最大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．当线圈在图示位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，所以感应电动势为零，故A错误；
B．线圈转动角速度为，由
可得
变压器不能改变交流电的频率，所以流经R的电流频率也为50Hz，电流方向每秒改变100次，故B正确；
C．发电机电压有效值
当电流表的示数为0.50A时，变压器输入电压为
根据匝数关系可知变压器输出电压为，电流为，R阻值为，故C错误；
D．可将发电机与R0一起当作电源，R0当作电源内阻，当内、外电阻相等时电源输出功率最大，此时R0分得的电压为电源电动势的一半即10V，可知，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，纸面为竖直面，MN为竖直线段，MN之间的距离为h，空间存在平行于纸面的足够宽广的匀强电场，其大小和方向均未知（图中未画出）。一带电量为，质量为m的小球从M点在纸面内以的速度水平向左开始运动，以后恰好以大小为的速度通过N点。已知重力加速度为g，不计空气阻力。则（ ）
A.
B. 小球经过N点时速度方向一定与水平向右的方向成
C. 电场强度方向有可能斜向右上方
D. 小球在运动过程中的最小速度为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．小球从M到N的运动过程中，根据动能定理有
解得，故A正确；
B．小球在水平方向的运动具有对称性，故到达N点时，小球水平方向的速度大小为，所以在N点小球在竖直方向的速度为
设小球经过N点时速度方向与水平方向的夹角为，则有
解得，故B正确；
C．若小球在竖直方向只受重力的作用，则有
解得
故小球一定受到竖直向下的电场力的分力，由于小球带正电，所以电场强度一定有竖直向下的分量，因此电场强度方向不可能斜向右上方，故C错误；
D．画出小球从M到N的速度变化矢量图，如图所示：
可知，实际速度与垂直时速度最小，则
所以小球在运动过程中的最小速度为，故D正确。
故选ABD。
第Ⅱ卷 非选择题（共60分）
二、实验题（共16分）
11. 某同学用图甲所示装置探究加速度与合外力之间的关系。图中长木板水平放置，轻绳跨过定滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码，本实验中可用的钩码共有N个，每个钩码的质量为m，小车的质量为M，重力加速度大小为g。
（1）平衡摩擦力：将N个钩码全部放入小车中，在长木板不带滑轮的一端下方垫上一个小物块，发现轻推小车后小车（和钩码）做减速运动，则应将小物块向_______（选填“左”或“右”）移动，才会使小车（和钩码）在板上做匀速运动；
（2）平衡摩擦力后，将n（依次取…）个钩码挂在轻绳左端，其余N-n个钩码放在小车内，用手按住小车并使轻绳与木板平行，打开电源，释放小车，获得一条清晰的纸带如图乙，相邻计数点间的时间间隔均为0.1s，则可计算出小车的加速度大小a=_________m/s2（结果保留2位有效数字）；
（3）丙图是利用不同n对应不同a作出的a-n图像，如果图线斜率为k，通过理论分析可知本实验中可用的钩码个数N=_______。（用g、k、m、M表示）。
【答案】（1）左 （2）0.80
（3）
【解析】
【小问1详解】
发现小车做减速运动，说明斜面倾角过小，应增大倾角，则应将小物块向左移动，才会使小车在板上做匀速运动；
【小问2详解】
根据逐差法可得小车的加速度大小为
【小问3详解】
以小车和N个钩码为整体，根据牛顿第二定律可得
整理可得
可知a-n图像的斜率为
解得本实验中可用的钩码个数为
12. 某实验小组利用压敏电阻的阻值随外力变化而变化的特性，尝试制作一种简易的压力传感器。器材有：电源E（电动势6V，内阻不计）、电压表V1和V2（量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大）、滑动变阻器R、电阻箱R0和压敏电阻RF、开关、导线若干。实验如下：
（1）该实验小组设计了如图甲所示的电路，来检测压敏电阻的特性，其中压敏电阻RF和电阻箱R0串联在电路中。
（2）压敏电阻RF的阻值与压力关系定性测试：
①开关S闭合前，滑动变阻器R的滑动触头应置于最左端：
②闭合开关S，调节电阻箱R0接入电路的阻值，直到两电压表示数相等，并调节滑动变阻器R，使得此时两电压表指针偏转角度均较大；
③对压敏电阻RF施加一定的压力，此时电压表V1示数为2.20V，电压表V2的示数如图乙所示为______V，且压力越大时，V2示数越小，V1示数越大。这表明压敏电阻RF受到的压力越大时，其阻值______（选填“越大”或“越小”）；
④断开开关S0。
（3）压敏电阻RF的阻值与压力关系定量测试：
①保持电阻箱R0阻值不变，对压敏电阻RF施加不同的压力，调节滑动变阻器R，使电压表指针均有较大的偏转，读出两电压表的示数U1、U2，并根据电阻箱R0阻值推算不同压力时压敏电阻RF对应的阻值，根据串联电路知识，可以知道电阻箱R0的阻值与压敏电阻RF的阻值之比等于______（用U1、U2表示）；
②在电阻箱R0的阻值为1.2kΩ的某次实验中，对压敏电阻RF施加压力为60N时，电压表V1、V2的示数分别为2.80V、0.70V，则此时压敏电阻RF的阻值为______kΩ；
③保持电阻箱R0的阻值为1.2kΩ不变，通过多次实验，作出电阻箱R0的阻值与压敏电阻RF的阻值之比随压力F变化的图像如图丙所示，由图像可得压力F与压敏电阻RF阻值之间的关系式为F=______。
【答案】 ①. 1.50 ②. 越小 ③. ④. 0.3 ⑤.
【解析】
【详解】[1]电压表的示数为1.50V；
[2]压力越大时，V2示数越小，V1示数越大，根据串联电路分压原理，可知压敏电阻RF受到的压力越大时、其阻值越小；
[3][4]根据串联电路分压原理
所以
所以
解得
[5]由图丙可知
解得
三、解答题（请写出必要的文字说明）（共44分）
13. 在如图所示的V-T图像中，一定质量的理想气体从状态a出发，经历（a→b→c→d→a的循环过程回到状态a。已知气体在状态d下的压强为 求：
（1）气体在状态c下的压强；
（2）整个过程气体吸收或放出的热量。
【答案】（1）
（2）放热，
【解析】
【小问1详解】
气体从状态d到状态a，从状态b到状态c均为等压变化，则，
气体从状态a到状态b是等容变化，由查理定律有
联立各式解得气体在状态c下的压强
【小问2详解】
a状态到b状态，c状态到d状态气体做等容变化气体不做功，b状态到c状态外界对气体做功，则有
d状态到a状态气体对外界做功
整个过程的总功为
根据热力学第一定律有
解得
则整个过程气体放热，放出的热量为
14. 人们通常利用带电粒子在电场和磁场中会受到场力的作用特点，来控制带电粒子的运动，或对带粒子进行分析，如回旋加速器、质谱仪等。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。一带电量为，质量为m的粒子从x轴上的A点沿y轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转后从y轴上的M点进入第一象限，然后从x轴上的N点进入第四象限。为了对带电粒子的有效控制，在实际应用中我们只需要一个比较小的磁场区域即可实现，如把原磁场撤去，在第一象限某区域只需要加一磁感应强度为的圆形磁场，即可以使带电粒子与x轴正方向成60°角向下经过N点。不计带电粒子的重力和其他阻力。求：
（1）匀强电场的场强大小E；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）磁感应强度为的圆形磁场的最小面积。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知，带电粒子在第二象限电场中做类平抛运动，垂直电场方向有
沿电场方向有，
联立解得
【小问2详解】
设带电粒子运动到点时，水平分速度为，则有
解得
则带电粒子进入第一象限的速度为
设速度方向与水平方向的夹角为，则有
连接，由几何关系可得
解得
则带电粒子进入磁场时，与的夹角为，由带电粒子在直边界磁场中的运动可知，带电粒子到达点时，速度方向与的夹角也为，即垂直轴向下，运动轨迹如图所示
由几何关系有
解得
又有
解得
【小问3详解】
加一磁感应强度为的圆形磁场，则有
解得
使带电粒子与x轴正方向成60°角向下经过N点，即粒子速度偏转，圆弧轨迹为半径为的圆弧，如图所示
可知，所加面积最小的圆形磁场的直径为
面积
15. 如图，PQ、MN是两条固定在水平面内间距的平行轨道，两轨道在O、处各有一小段长度可以忽略的绝缘体，绝缘体两侧为金属导轨，金属导轨电阻不计。轨道左端连接一个的电阻，轨道的右端连接一个“恒流源”，使导体棒ab在O、右侧时电流恒为。沿轨道MN建立x轴，O为坐标原点，在两轨道间存在垂直轨道平面向下的有界磁场，区域B随坐标x的变化规律为，；区域为匀强磁场，磁感应强度大小。开始时，质量、长度、电阻的导体棒ab在外力作用下静止在处，ab棒与导轨间动摩擦因数。现撤去外力，发现ab棒沿轨道向左运动。已知重力加速度g取，求：（结果可保留根式和π）
（1）撤掉外力瞬间ab棒中的电流方向和ab棒的加速度大小；
（2）撤掉外力后，ab棒由静止运动到处的速度大小；
（3）若ab棒最终停在处，其运动的总时间为多少。（已知：质量为m的物体做简谐运动时，回复力与物体偏离平衡位置的位移满足，且振动周期。）
【答案】（1）到，；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题可知，棒沿轨道向左运动，即受到了向左的安培力作用，根据左手定则判断，电流的方向从到。
对棒，由牛顿第二定律
解得
（2）棒受安培力随位移线性变化，所以
对棒，从开始到过程，列动能定理
得
（3）在区域中，棒受到的合力为
由简谐振动的性质可知棒以处为平衡位置作简谐振动，振幅
，
周期为
则在区域中的运动时间为
设棒穿过左侧匀强磁场过程中()，由动量定理
则全程总时间