江苏省常州市武进区礼嘉中学2026届高三第一次模拟考试物理试卷含解析
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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,质量为M的木块位于光滑水平面上,在木块与墙之间用轻弹簧连接,开始时木块静止在A位置,现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中,则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为( )
A.,B.,
C.,D.,
2、如图所示,一闭合的金属圆环从静止开始下落,穿过一竖直悬挂的条形磁铁,磁铁的N极向上,在运动过程中,圆环的中心轴线始终与磁铁的中轴线保持重合,则下列说法中正确的是
A.对于金属圆环来说,在AB段磁通量向下
B.条形磁体的磁感线起于N极,终于S极,磁感线是不闭合的
C.自上向下看,在AB段感应电流沿顺时针方向
D.自上向下看,在AB段感应电流沿逆时针方向
3、家庭装修中释放的甲醛和射线是白血病的重要诱因。家庭装修中的射线来源往往是不合格的瓷砖、洁具等,瓷砖、洁具释放的氡气()具有放射性,氡222衰变为钋218()的半衰期为3.8天,则氡222衰变释放出的粒子和密闭房间中氡气浓度减小1.5%需要的时间分别为
A.电子,11.4天B.质子,7.6天C.中子,19天D.α粒子,11.4天
4、如图所示汽车用绕过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船,轮船在水面上以速度v匀速前进汽车与定滑轮间的轻绳保持水平。假设轮船始终受到恒定阻力f,当牵引轮船的轻绳与水平方向成角时轻绳拉船的功率为P。不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A.汽车做加速运动B.轮船受到的浮力逐渐增大
C.轻绳的拉力逐渐减小D.P的数值等于
5、某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系图如图所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路.为使电源输出功率最大,可采用的接法是( )
A.将R1单独接到电源两端
B.将R1、R2并联后接到电源两端
C.将R1、R2串联后接到电源两端
D.将R2单独接到电源两端
6、如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的4倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 A
B.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 A
C.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 A
D.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 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、空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN所示,一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上.t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示:磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示,则在t=0到t=t1的时间间隔内
A.圆环所受安培力的方向始终不变
B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C.圆环中的感应电流大小为
D.圆环中的感应电动势大小为
8、如图所示,一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,两端各系一小球a和b,a球质量为m,静置于地面,b球质量为4m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧,从静止开始释放b球,不计空气阻力,已知b球落地后速度变为零,则下列说法正确的是
A.在a球上升的全过程中,a球的机械能始终是增加的
B.在a球上升的全过程中,系统的机械能守恒
C.a球到达高度h时两球的速度大小为
D.从释放开始,a球能上升的最大高度为1.6h
9、如图,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的轻弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的动能Ek-h图象,其中h=0.18m时对应图象的最顶点,高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余为曲线,取g=10m/s2,由图象可知( )
A.滑块的质量为0.18kg
B.弹簧的劲度系数为100N/m
C.滑块运动的最大加速度为50m/s2
D.弹簧的弹性势能最大值为0.5J
10、下列说法正确的是( )
A.外界对气体做功,气体的内能可能减少
B.单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体没有固定的熔点
C.空气中水蒸气的压强越大,空气的相对湿度就越小
D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
E.一定质量的理想气体的内能随温度的升高而增大
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) “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=___________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
请根据实验数据作出a-F的关系图像_____.
(3)根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点,请说明主要原因_____.
12.(12分)某同学利用下图所示的实验装置测定滑块与木板间的动摩擦因数µ。置于水平桌面的长木板上固定两个光电门1、2。滑块上端装有宽度为d的挡光条,滑块和挡光条的总质量为M,右端通过不可伸长的细线与钩码m相连,光电门1、2中心间的距离为x。开始时直线处于张紧状态,用手托住m,实验时使其由静止开始下落,滑块M经过光电门1、2所用的时间分别为t1、t2。
(1)该同学认为钩码的重力等于滑块所受到的拉力,那么他应注意__________________。
(2)如果满足(1)中的条件,该同学得出滑块与木板间的动摩擦因数=___________。
(3)若该同学想利用该装置来验证机械能守恒定律,他只需___________就可以完成实验。
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,在倾角为θ的斜面内有两条足够长的不计电阻的平行金属导轨,导轨宽度为L,导轨上端连有阻值为R的电阻;在垂直于导轨边界ab上方轨道空间内有垂直于导轨向上的均匀变化的匀强磁场B1。边界ab下方导轨空间内有垂直于导轨向下的匀强磁场B2。电阻也为R、质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置,磁场B1随时间均匀减小,且边界ab上方轨道平面内磁通量变化率大小为k,MN静止且受到导轨的摩擦力为零;撤去磁场B2,MN从静止开始在较短的时间t内做匀加速运动通过的距离为x。重力加速度为g。
(1)求磁场B2的磁感应强度大小;
(2)求导体棒MN与导轨之间动摩擦因数;
(3)若再撤去B1,恢复B2,MN从静止开始运动,求其运动过程中的最大动能。
14.(16分)如图甲,足够大平行板MN、PQ水平放置,MN板上方空间存在叠加的匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B0,电场方向与水平成30°角斜向左上方(图中未画出),电场强度大小E0 = 。有一质量为m、电量为q的带正电小球,在该电磁场中沿直线运动,并能通过MN板上的小孔进入平行板间。小球通过小孔时记为t=0时刻,给两板间加上如图乙所示的电场E和磁场B,电场强度大小为E0,方向竖直向上;磁感应强度大小为B0,方向垂直纸面向外,重力加速度为g。(坐标系中t1 = 、t2=+ 、t3=+ t4=+ 、t5=+ ……)
(1)求小球刚进入平行板时的速度v0;
(2)求t2时刻小球的速度v1的大小;
(3)若小球经历加速后,运动轨迹能与PQ板相切,试分析平行板间距离d满足的条件。
15.(12分)如图所示,在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场,在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场,L1、L2、L3是磁场的边界(BC与L1重合),宽度相同,方向如图所示,区域Ⅰ的磁感强度大小为B1.一电荷量为q、质量为m(重力不计)的带正电点电荷从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场,点电荷恰好从B点进入磁场,经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ.已知AB长度是BC长度的倍.
(1)求带电粒子到达B点时的速度大小;
(2)求磁场的宽度L;
(3)要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长,求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值.
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】
子弹射入木块过程,由于时间极短,子弹与木块间的内力远大于系统外力,由动量守恒定律得:
解得:
子弹和木块系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动,后做加速运动,回到A位置时速度大小不变,即当木块回到A位置时的速度大小
子弹和木块弹簧组成的系统受到的合力即可墙对弹簧的作用力,根据动量定理得:
所以墙对弹簧的冲量I的大小为2mv0。
故选D。
2、C
【解析】
A.在圆环还没有套上磁铁之前,圆环中磁通量方向向上。故A错误。
B.磁感线是闭合的。故B错误。
CD.根据楞次定律,AB段感应电流是顺时针方向。故C正确,D错误。
3、D
【解析】
氡222衰变为钋218的过程,质量数减少4,质子数减少2,可判断发生了α衰变,放出的粒子为α粒子;根据半衰期公式方程
氡气浓度减小1.5%时有
解得:
t=3T=11.4天
故ABC错误,D正确。
故选D。
4、D
【解析】
A.由速度分解此时汽车的速度为:v车=vcsθ,船靠岸的过程中,θ增大,csθ减小,船的速度v不变,则车速减小,所以汽车做减速运动,故A错误;
BC.绳的拉力对船做功的功率为P,由P=Fvcsθ知,绳对船的拉力为:
对船:
联立可知:
θ增大,则F变大,F浮变小;故BC错误;
D.船匀速运动,则Fcsθ=f,则
故D正确。
故选D。
5、A
【解析】
根据闭合电路欧姆定律得:U=E−Ir知,I=0时,U=E,图象的斜率等于r,则由电源的U−I图线得到:电源的电动势为E=3V,内阻为r=0.5Ω. 由电阻的伏安特性曲线求出R1=0.5Ω、R2=1Ω,R1单独接到电源两端时,两图线的交点表示电路的工作状态,可知,电路中的电流为3A,路端电压为1.5V,则电源的输出功率为P出1=1.5V×3A=4.5W,
同理,当将R1、R2串联后接到电源两端,利用欧姆定律可得电路电流I串=1.5A,此时电源的输出功率P串=I2串(R1+R2)=3.75W;两电阻并联时,利用欧姆定律可得电路电流I并=3.6A,此时电源的输出功率P并=EI并−I2并r=4.32W;R2单独接到电源两端输出功率为P出2=2V×2A=4W.所以将R1单独接到电源两端时电源的输出功率最大。故A正确,BCD错误。
故选:A
【点睛】
由电源的U-I图线纵横截距读出电源的电动势,由斜率求出电源的内阻.由电阻的U-I图线求出电阻.再分别求出四种情况下电源的输出功率进行选择.
6、C
【解析】
AB.由于电流表A的每个最小格表示0.02A,当将接线柱 1、2 接入电路时,电流表A与电阻R1并联,当电流表中通过0.02A的电流时,根据欧姆定律可知,流过R1的电路为0.04A,故干路电流为0.06A,即此时每一小格表示 0.06 A,故AB均错误;
CD.将接线柱 1、3 接入电路时,电流表与电阻R1并联后再与电阻R2串联,当电流表中通过0.02A的电流时,R1中的电流仍是0.04A,故干路电流就是0.06A,所以通过接线柱1的电流值就是0.06A,所以它表示每一小格表示 0.06 A,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、BC
【解析】
AB、根据B-t图象,由楞次定律可知,线圈中感应电流方向一直为顺时针,但在t0时刻,磁场的方向发生变化,故安培力方向的方向在t0时刻发生变化,则A错误,B正确;
CD、由闭合电路欧姆定律得:,又根据法拉第电磁感应定律得:,又根据电阻定律得:,联立得:,则C正确,D错误.
故本题选BC.
8、CD
【解析】
A.在球上升的全过程中,第一个过程系统的机械能守恒,球的机械能是增加的,在第二个过程中球的机械能守恒,故A错误;
B.球落地时,有机械能损失,系统机械能不守恒,故B错误;
CD.设球到达高度时两球的速度为,根据机械能守恒定律:
得出
此时轻绳恰好松弛,球开始做初速度为的竖直上抛运动。a球的机械能守恒
计算得出球能上升的最大高度H为1.6h。故CD正确。
故选:CD。
9、BD
【解析】
A.在从0.2m上升到0.35m范围内,△Ek=△Ep=mg△h,图线的斜率绝对值为:
则
m=0.2kg
故A错误;
B.由题意滑块与弹簧在弹簧原长时分离,弹簧的原长为0.2m,h=0.18m时速度最大,此时
mg=kx1
x1=0.02m
得
k=100N/m
故B正确;
C.在h=0.1m处时滑块加速度最大
kx2-mg=ma
其中x2=0.1m,得最大加速度
a=40m/s2
故C错误;
D.根据能量守恒可知,当滑块上升至最大高度时,增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能,所以
Epm=mg△hm=0.2×10×(0.35-0.1)J=0.5J
故D正确。
故选BD。
10、ADE
【解析】
A.如果气体吸热的同时对外做功,吸收的热量小于对外所做的功,则内能可能减小,故A正确;
B.晶体都有固定的熔点,故B错误;
C.空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比,故C错误;
D.内能是所有分子动能和分子势能之和。内能不同的物体,当它们的温度相同时,则它们分子热运动的平均动能可能相同,故D正确;
E.一定质量的理想气体的内能只与温度有关,温度越高,内能越大,故E正确。
故选ADE。
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、0.16(0.15也算对) 未计入砝码盘的重力
【解析】
(1)处理匀变速直线运动中所打出的纸带,求解加速度用公式,关键弄清公式中各个量的物理意义,为连续相等时间内的位移差,t为连需相等的时间间隔,如果每5个点取一个点,则连续两点的时间间隔为t=0.1s,(3.68-3.51)m,带入可得加速度=0.16m/s1.也可以使用最后一段和第二段的位移差求解,得加速度=0.15m/s1.
(1)根据图中的数据,合理的设计横纵坐标的刻度值,使图线倾斜程度太小也不能太大,以与水平方向夹角45°左右为宜.由此确定F的范围从0设置到1N较合适,而a则从0到3m/s1较合适.设好刻度,根据数据确定个点的位置,将个点用一条直线连起来,延长交与坐标轴某一点.如图所示.
(3)处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义,能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解.与纵坐标相交而不过原点,该交点说明当不挂砝码时,小车仍由加速度,即绳对小车仍有拉力,从此拉力的来源考虑很容易得到答案,是因为砝码盘的重力,而在(1)问的图表中只给出了砝码的总重力,而没有考虑砝码盘的重力.
12、M远大于m 将木板左端抬高,平衡摩擦力
【解析】
(1)[1]实际上滑块所受到的拉力小于钩码的重力,对滑块应用牛顿第二定律
对钩码
两式相加解得加速度
而如果满足题中条件,同理解得加速度为
若想
M必须远大于m。
(2)[2]对于滑块通过光电门时的速度
由动能定理得:
解得
(3)[3]验证机械能守恒,需要将摩擦力平衡掉,所以该同学需将木板左端抬高,平衡摩擦力。
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)当磁场B1随时间均匀减小,设回路中感应电动势为E,感应电流为I,则根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律
MN静止且受到导轨的摩擦力为零,受力平衡
解得
(2)撤去磁场B2,设MN从静止开始做匀加速运动过程中的加速度为a,导体棒MN与导轨之间动摩擦因数为μ,则
根据牛顿第二定律
解得
(3)若再撤去B1,恢复B2,设MN运动过程中的最大速度为vm,最大动能为Ekm,稳定时
导体切割磁感线
通过回路的感应电流
安培力为
最大动能
联立方程解得
14、 (1) (2) (3) (n=1、2、3……)
【解析】
(1)带正电的小球能在电磁场中沿直线运动,可知一定是匀速直线运动,受力平衡,因电场力F电=qE0=mg,方向沿左上方与水平成30°角,重力mg竖直向下,可知电场力与重力夹角为120°,其合力大小为mg,则满足
qv0B0=mg
解得
(2)由几何关系可知,小球进入两板之间时速度方向与MN成60°角斜向下,由于在0-t1时间内受向上的电场力,大小为mg,以及向下的重力mg,可知电场力和重力平衡,小球只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,因为,可知粒子在0-t1时间内转过的角度为30°,即此时小球的速度方向变为竖直向下,在t1-t2时间内小球只受重力作用向下做加速度为g的加速运动,则经过
速度为
(3)在t2~t3时间内小球仍匀速做圆周运动,因为t2~t3时间为一个周期,可知小球在t3时刻再次运动到原来的位置,然后在t3~t4时间内继续向下做匀加速直线运动……如此重复,但是每次做圆周运动的半径逐渐增加,当圆周与PQ相切时满足:
(n=1、2、3……)
其中
解得
(n=1、2、3……)
15、【小题1】
【小题2】
【小题3】B2≥1.5B1
【解析】
粒子在匀强电场中做类平抛运动,将运动沿水平方向与竖直方向分解,根据动为学规律即可求解;当粒子进入磁场时,做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可确定运动的半径.最后由几何关系可得出磁场的宽度L;根据几何关系确定离开磁场的半径范围,再由半径公式可确定磁感应强度.
【小题1】设点电荷进入磁场时的速度大小为v,与水平方向成θ角,由类平抛运动的速度方向与位移方向的关系有:tanθ=
则θ=30°
根据速度关系有:v=
【小题2】设点电荷在区域Ⅰ中的轨道半径为r1,由牛顿第二定律得: ,轨迹如图:
由几何关系得:L=r1
解得:L=
【小题3】当点电荷不从区域Ⅱ右边界离开磁场时,点电荷在磁场中运动的时间最长.设区域Ⅱ中最小磁感应强度为B,对应的轨迹半径为r2,轨迹如图:
同理得:
根据几何关系有:L=r2(1+sinθ)
解得:B=1.5B1
【点睛】
本题考查了粒子在电场与磁场中的运动,粒子在电场中做类平抛运动,在磁场中做圆周运动,本题涉及了类平抛运动、匀速圆周运动,学会处理这两运动的规律:类平抛运动强调运动的分解,匀速圆周运动强调几何关系确定半径与已知长度的关系.
砝码盘中砝码总重力F(N)
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度a(m·s-2)
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
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