湖北省枣阳市鹿头中学2026届高三下学期一模考试物理试题含解析
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这是一份湖北省枣阳市鹿头中学2026届高三下学期一模考试物理试题含解析,共8页。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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,质量相同的两物体a、b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的 轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上.初始时用力压住b使a、b静止,撤去此压力后,a开始运动,在a下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中
A.a的动能一定小于b的动能
B.两物体机械能的变化量相等
C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为正
2、如图所示,竖直平面内两个四分之一圆弧轨道的最低点相切,圆心分别为、,半径分别为和,两个小球P、Q先后从点水平拋出,分别落在轨道上的、两点,已知、两点处于同一水平线上,在竖直方向上与点相距,不计空气阻力,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.小球P在空中运动的时间较短
B.小球Q从抛出到落在轨道上的速度变化量较大
C.小球P与小球Q抛出时的速度之比为1∶11
D.两小球落在轨道上的瞬间,小球P的速度与水平方向的夹角较小
3、科学家对物理学的发展做出了重大贡献,下列描述中符合历史事实的是( )
A.伽利略通过理想斜面实验,否定了“力是维持物体运动的原因”,并得出了惯性定律
B.牛顿通过月一地检验证明了行星和太阳间作用力的规律与月球和地球间作用力的规律是相同的
C.安培在研究电磁现象的过程中提出了分子电流假说,发现了安培定则和右手定则,并发明了电流计
D.法拉第在研究电磁现象的过程中引入了电场线和磁感线,并得出了法拉第电磁感应定律
4、如图所示为某种电流表的原理示意图,质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的轻弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab的长度。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合,当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度。已知k=2.0 N/m,ab的长度为0.20 m,bc的长度为0.05 m,B=0.20 T,重力加速度为g。下列说法不正确的是( )
A.当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为
B.若要电流表正常工作,应将MN的M端与电源正极相接
C.该电流表的量程是2.5 A
D.若将量程扩大到2倍,磁感应强度应变为0.20 T
5、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露,中国准备在2020年发射火星探测器,2021年探测器抵达火星,并有望实现一次“绕”、“落”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍,火星的直径约为地球的一半,质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知( )
A.发射火星探测器需要的速度不能小于16.7km/s
B.探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小
C.火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍
D.在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度
6、下列说法中不正确的是( )
A.在关于物质波的表达式ε=hν和p=中,能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量,波长λ或频率ν是描述物质的波动性的典型物理量
B.光电效应既显示了光的粒子性,又显示了光的波动性
C.天然放射现象的发现,揭示了原子核有复杂结构
D.γ射线是波长很短的电磁波,它的穿透能力比β射线要强
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、我国研发的磁悬浮高速实验样车在2019年5月23日正式下线,在全速运行的情况下,该样车的时速达到600千米。超导体的抗磁作用使样车向上浮起,电磁驱动原理如图所示,在水平面上相距的两根平行导轨间,有垂直水平面前等距离分布的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,每个磁场的宽度都是,相间排列。固定在样车下方宽为、阻值为R的导体线框abcd悬浮在导轨上方,样车运行过程中所受阻力恒为,当磁场以速度v0向右匀速运动时,下列说法正确的是( )
A.样车速度为零时,受到的电磁驱动力大小为
B.样车速度为零时,线圈的电热功率为
C.样车匀速运动时,克服阻力做功的功率为
D.样车匀速运动时,速度大小为
8、如图甲为一列沿x正方向传播的简谐横波在t=0.1 s时刻的波动图像,图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图像,P是平衡位置为x=1.5 m处的质点,Q是平衡位置为x=12 m处的质点,则下列说法正确的是________。
A.t=0.2 s时,质点P的振动方向沿y轴负方向
B.图乙可能是x=1 m处质点的振动图像
C.再经过0.5 s,质点Q第一次到达波峰
D.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm
E.再经过0.4s,质点Q达到加速度正向最大,位移反向最大
9、如图,条形磁铁在固定的水平闭合导体圆环正上方,从离地面高h处由静止开始下落,下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过,最后落在水平地面上。条形磁铁A、B两端经过线圈平面时的速度分别为v1、v2,线圈中的感应电流分别为I1、I2,电流的瞬时功率分别为P1、P2.不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.从上往下看,I2的方向为顺时针
B.I1:I2=v1:v2
C.P1:P2=v1:v2
D.磁铁落地时的速率为
10、封闭在气缸内一定质量的气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是( )
A.气体的密度增大B.气体的压强增大
C.气体分子的平均动能减小D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
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)甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、图乙、图丙所示的实验装置做实验。甲小组测小车匀变速运动的加速度,乙小组探究小车的加速度与合外力的关系,丙小组探究小车的速度和合外力做的功的关系总质量用M表示(图乙中M为小车与力传感器的总质量,图丙中M为小车和与小车固连的小滑轮的总质量),钩码总质量用m表示,重力加速度为g,试回答下列问题:
(1)甲、乙、丙三组实验不需要平衡小车与长木板之间的摩擦力的是________(填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”)。
(2)甲、乙、丙三组实验需要满足的是________(填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”)。
(3)若三组同学分别用各自的实验装置做探究小车的加速度和合外力的关系实验,各组同学的操作均完全正确,甲、乙、丙三组同学作出的a-F图线如图丁所示(乙组同学所用F为力传感器示数,丙组同学所用F为弹簧测力计示数),则乙组实验对应的图线是________(填“A”“B”或“C”。)
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)汽车在水平冰雪路面上行驶.驾驶员发现其正前方停有汽车,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后车向前滑动了,车向前滑动了·已知和的质量分别为和·两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小,求
(1)碰撞后的瞬间车速度的大小
(2)碰撞前的瞬间车速度的大小
14.(16分)如图所示,在xOy平面直角坐标系中,直角三角形ACD内存在垂直平面向里磁感应强度为B的匀强磁场,线段CO=OD=L,CD边在x轴上,∠ADC=30°。电子束沿y轴方向以相同的速度v0从CD边上的各点射入磁场,已知这些电子在磁场中做圆周运动的半径均为,在第四象限正方形ODQP内存在沿x轴正方向、大小为E=Bv0的匀强电场,在y=-L处垂直于y轴放置一足够大的平面荧光屏,屏与y轴交点为P。忽略电子间的相互作用,不计电子的重力。
(1)电子的比荷;
(2)从x轴最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点与P点间的距离:
(3)射入电场中的电子打到荧光屏上的点距P的最远距离。
15.(12分)如图所示,一列简谐横波沿轴正方向以的速度传播,当波传播到坐标原点时开始计时,点处质点的振动方程为,轴上的点横坐标,求:
(1)点处的质点第二次到达波谷的时刻;
(2)当点处的质点运动的路程为1m时,点处的质点运动的路程。
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、A
【解析】
A.轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等,故可知a的速度等于b的速度沿绳方向的分量,a的动能比b的动能小,A正确;
BC.因为b与地面有摩擦力,运动时有热量产生,所以该系统机械能减少,而B、C 两项的说法均为系统机械能守恒的表现,故B、C错误;
D.轻绳不可伸长,两端分别对a、b做功大小相等,一负一正,D错误.
故选A。
2、C
【解析】
A.B、C在同一水平线上,平抛运动的下落时间,由竖直方向的自由落体分运动决定,故
故A错误;
B.平抛运动的速度变化量,两球的下落时间相等,故大小相等,方向都竖直向下,故B错误;
C.球的水平位移为
球的水平位移为
结合可知,初速度大小之比等于水平分位移大小之比,为1∶11,故C正确;
D.小球P落在轨道上的瞬间速度与水平方向的夹角正切
小球Q落在轨道上的瞬间速度与水平方向的夹角正切
可得
小球P的速度与水平方向的夹角较大,故D错误。
故选C。
3、B
【解析】
A.伽利略通过理想斜面实验,说明了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,牛顿得出了惯性定律,A错误;
B.牛顿通过月一地检验证明了行星和太阳之间作用力的规律与月球和地球之间作用力的规律是相同的,B正确;
C.安培在研究电磁现象的过程中提出了分子电流假说,发现了安培定则,并发明了电流计,但右手定则不是安培发现的,C错误;
D.法拉第在研究电磁现象的过程中引入了电场线和磁感线,纽曼和韦伯总结出了法拉第电磁感应定律,D错误。
故选B。
4、D
【解析】
A.设弹簧的伸长量为Δx,则有
mg=kΔx
得
故当电流表示数为零时,弹簧伸长量为,故A正确,不符合题意;
B.为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,由左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端,因此M端应接正极,故B正确,不符合题意;
C.设满量程时通过MN的电流为Im,则有
BImlab+mg=k(lbc+Δx)
解得
Im=2.5 A
故该电流表的量程是2.5 A,故C正确,不符合题意;
D.设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有
2B′Imlab+mg=k(lbc+Δx)
解得
B′=0.10 T
故D错误,符合题意。
故选D。
5、D
【解析】
A.火星探测器脱离地球,但没有脱离太阳系,其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可,故A错误;
B.根据引力,因为火星的直径约为地球的一半,质量仅是地球的0.1倍,所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为2:5。可得探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大,故B错误;
C.根据万有引力提供向心力,有
可得
因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍,所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的倍,故C错误;
D.在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度,由
得第一宇宙速度公式
可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1:,所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度,故D正确。
故选D。
6、B
【解析】
A.表达式和中,能量ɛ和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量,波长λ或频率是描述物质的波动性的典型物理量,故A正确;
B.光电效应显示了光的粒子性,而不是波动性,故B错误;
C.天然放射现象的发现,揭示了原子核复杂结构,故C正确;
D.γ射线一般伴随着α或β射线产生,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
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】
A.当磁场以速度v0向右匀速运动且样车速度为零时,线框前、后边切割磁感线产生的总感应电动势
由闭合电路欧婿定律可知,线框中的感应电流
样车受到的安培力即电磁驱动力
联立解得
选项A正确;
B.样车速度为零时,线圈的电热功率
选项B错误;
CD.设样车匀速运动的速度为当样车以速度v匀速运动时,线框前后边切割磁感线的速度为v0-v,产生的总感应电动势
由闭合电路欧姆定律可知,线框中的感应电流
样车受到的安培力即电磁驱动力
由平衡条件有
联立解得
克服阻力做功的功率
选项D错误,C正确。
故选AC。
8、BCE
【解析】
A.根据图像可知:波的周期为0.2s,t=0.2s时的波动图像与t=0.1s时的波动图象相反,根据“头碰头,尾碰尾”可知,质点P的振动方向沿y轴正方向,故选项A错误;
B.由图乙可知,t=0.1s时,质点通过平衡位置,且向下振动,根据“头碰头,尾碰尾”可知,图乙可能是x=1m或x=5m处的质点振动图象,故选项B正确;
C.由图甲可知,图乙可知,故波速
质点Q第一次到达波峰相当于质点x=2m处的波峰传播到Q点,即
故选项C正确;
D.经过
已知内,振子走过的路程为;内,若振子从平衡位置或两级开始运动,则路程为。由于质点P不是从平衡位置或两级开始运动,故在这段时间内,质点P通过的路程不为30cm,实际上大于30cm,故选项D错误;
E.经过0.4s,波向前传播的距离为
即相当于x=4m处的质点运动形式传播到Q点,此时Q位于波谷,加速度达到正向最大,位移反向最大,故选项E正确。
故选BCE。
9、AB
【解析】
A.条形磁铁B端经过线圈平面时,穿过线圈的磁通量向下减小,根据楞次定律可知,从上往下看,I2的方向为顺时针,选项A正确;
BC.条形磁铁AB端经过线圈平面时磁感应强度相同,根据E=BLv以及可知
I1:I2=v1:v2
根据P=I2R可知电流的瞬时功率之比为
选项B正确,C错误;
D.若磁铁自由下落,则落地的速度为;而由于磁铁下落过程中有电能产生,机械能减小,则磁铁落地时的速率小于,选项D错误。
故选AB。
10、BD
【解析】
一定质量的气体,如果保持气体体积不变,根据密度公式得密度也就不变.故A错误.根据气体状态方程PV/T=C,如果保持气体体积不变,当温度升高时,气体的压强就会增大.故B正确.温度是气体分子平均动能变化的标志,当温度升高时,气体分子的平均动能增大,故C错误.气体压强是气体分子撞击器壁而产生的,由于气体的压强增大,所以每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多.故D正确.故选BD.
点睛:能够运用控制变量法研究多个物理量变化时的关系.温度是气体分子平均运动剧烈程度的标志,当温度越高时,分子平均动能增大;当温度越低时,分子平均减小.
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、甲 都不需要 B
【解析】
(1)[1].甲小组测小车匀变速运动的加速度,不需要平衡摩擦力;乙和丙实验小组都需要平衡摩擦力;故选甲;
(2)[2].甲小组测小车匀变速运动的加速度,不需要满足M≫m;乙和丙小组绳子的拉力可以由力传感器和弹簧测力计直接得到,所以两组不需要满足M≫m;即三个小组都不需要满足M≫m;
(3)[3].甲组用重物的重力代替绳子的拉力,要满足M≫m,随着m的增大,不满足M≫m时,图象出现弯曲,所以甲组对应的是C;根据装置可知,乙图中小车受到的拉力等于传感器的读数,丙图中受到的拉力等于弹簧测力计读数的2倍,当F相等时,丙组的加速度大,所以乙组对应B,丙组对应A;
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)3m/s (2)4.25m/s
【解析】
试题分析:两车碰撞过程动量守恒,碰后两车在摩擦力的作用下做匀减速运动,利用运动学公式可以求得碰后的速度,然后在计算碰前A车的速度.
(1)设B车质量为mB,碰后加速度大小为aB,根据牛顿第二定律有
①
式中μ是汽车与路面间的动摩擦因数.
设碰撞后瞬间B车速度的大小为,碰撞后滑行的距离为.由运动学公式有
②
联立①②式并利用题给数据得
③
(2)设A车的质量为mA,碰后加速度大小为aA.根据牛顿第二定律有
④
设碰撞后瞬间A车速度的大小为,碰撞后滑行的距离为.由运动学公式有
⑤
设碰撞后瞬间A车速度的大小为,两车在碰撞过程中动量守恒,有
⑥
联立③④⑤⑥式并利用题给数据得
故本题答案是: (1) (2)
点睛:灵活运用运动学公式及碰撞时动量守恒来解题.
14、 (1) (2) (3)
【解析】
根据电子束沿速度v0射入磁场,然后进入电场可知,本题考查带电粒子在磁场和电场中的运动,根据在磁场中做圆周运动,在电场中做类平抛运动,运用牛顿第二定律结合几何知识并且精确作图进行分析求解;
【详解】
(1)由题意可知电子在磁场中的轨迹半径
由牛顿第二定律得
电子的比荷;
(2)若电子能进入电场中,且离O点右侧最远,则电子在磁场中运动圆轨迹应恰好与边AD相切,即粒子从F点离开磁场进入电场时,离O点最远:
设电子运动轨迹的圆心为点。则
从F点射出的电子,做类平抛运动,有,
代入得
电子射出电场时与水平方向的夹角为有
所以,从x轴最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点为G,则它与P点的距离
;
(3)设打到屏上离P点最远的电子是从(x,0)点射入电场,则射出电场时
设该电子打到荧光屏上的点与P点的距离为X,由平抛运动特点得
所以
所以当,有。
【点睛】
本题属于带电粒子在组合场中的运动,粒子在磁场中做匀速圆周运动,要求能正确的画出运动轨迹,并根据几何关系确定某些物理量之间的关系,粒子在电场中的偏转经常用化曲为直的方法,求极值的问题一定要先找出临界的轨迹,注重数学方法在物理中的应用。
15、 (1);(2)0.8m
【解析】
(1)由题意可知该波的周期
则波长
从开始,波传到点的时间
质点从开始振动到第二次到达波谷的时间
则点处的质点第二次到达波谷的时刻
。
(2)当点处质点运动路程为时,其运动时间为
而、两点间的距离恰好等于半个波长,即点比点先振动半个周期,所以点振动了2个周期,则点运动的路程为
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