重庆市南开中学2026届高三上学期12月月考物理试卷（Word版附解析）

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1．本试卷满分 100 分， 考试时间 75 分钟。
2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域
书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。
一、单项选择题∶本题共 7 小题， 每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中， 只
有一项 符合题目要求。
1. 光学既是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领域中最活跃的前沿学科之一，具有强大的生命力和
不可估量的发展前景。下列有关光学的现象中说法正确的是（ ）
A. 检测工件平整度是利用了光 色散原理
B. 将一根筷子放入水中发现筷子弯折是因为光的反射
C. 看电影时戴的 3D 眼镜，利用了光的衍射原理
D. 太阳光照到肥皂泡表面呈现彩色条纹，这是光的干涉现象
【答案】D
【解析】
【详解】A．检查一个平面的平整程度，是利用光的干涉现象，故 A 错误；
B．将一根筷子放入水中发生弯折是因为光的折射，故 B 错误；
C．3D 眼镜是利用了光的偏振现象，故 C 错误；
D．太阳光照射肥皂泡出现彩色条纹是因为光的干涉，故 D 正确。
故选 D。
2. 篮球运动员为了提升跳高能力，经常进行原地纵跳摸高练习。训练时运动员先下蹲降低重心，经过充分
调整后，由静止发力跳起摸高。忽略空气阻力影响，在蹬地过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 地面对运动员不做功 B. 重力对运动员做正功
C. 运动员的机械能减少 D. 运动员的机械能不变
【答案】A
【解析】
【详解】A．在蹬地过程中，运动员的脚与地面接触点无位移，因此地面对运动员施加的支持力在作用点无
位移，根据功的定义地面对运动员不做功，故 A 正确；
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B．重力方向竖直向下，而运动员位移方向向上，因此重力对运动员做负功，故 B 错误；
CD．运动员的机械能（包括动能和重力势能）在蹬地过程中增加，这是因为内部肌肉力做功，将化学能转
化为机械能，导致动能和势能增加，运动员的机械能增加，故 CD 错误。
故选 A。
3. 用劲度系数 的水平轻弹簧连接物块 A 和 B，它们的质量均为 ，与地面的动摩擦因数均
为 0.1，现用大小为 的水平拉力 作用在物块 B 上，使两物块一起做匀加速直线运动，如图所示。轻弹
簧始终未超出弹性限度，重力加速度 ，则轻弹簧的形变量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】以 A、B 为整体，根据牛顿第二定律可得
解得
以 A 为对象，根据牛顿第二定律可得
根据胡克定律可得
联立解得轻弹簧的形变量为
故选 B。
4. 如图所示，平行板电容器与电动势为 的直流电源连接，下极板接地。一带电油滴位于两板中央的 点
且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离，则（ ）
A. 油滴带正电 B. 电容器的电容会减小
C. 油滴会向上运动 D. 油滴依旧静止不动
【答案】C
【解析】
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【详解】A．由题知，电容器上极板带正电，故电场强度方向竖直向下；油滴受电场力和重力作用，处于平
衡状态，故电场力方向竖直向上，可知电场力方向与电场强度方向相反，故油滴带负电，故 A 错误；
B．由题知，将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离，则两极板间的距离 d 减小，根据
可知电容 C 增大，故 B 错误；
CD．因 d 减小，电容器两端的电压 U 不变，根据
可知电场强度 E 增大，则油滴所受电场力大于重力，油滴向上运动，故 C 正确，D 错误。
故选 C。
5. 如图所示，光滑的水平地面上，一质量为 的小球 以水平初速度 向右运动，与右侧质量为 的静
止小球 发生正碰，碰后两小球动量相同，则碰撞前后小球 的动量减少了（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题知，碰撞前 A、B 组成的系统总动量为 ，碰撞后两小球动量相等，设为 ，根据系统动
量守恒有
解得
故碰撞前后小球 A 动量的变化量为
即碰撞前后小球 的动量减少了
故选 B。
6. 2020 年 4 月 24 日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承。
假设某“天问”探测器在火星表面附近做匀速圆周运动，周期为 ，火星半径为 。当该探测器运动至近
火点时瞬间加速，进入椭圆转移轨道，其远火点所在的轨道高度为 。已知引力常量为 ，忽略火星自
转，下列说法正确的是（ ）
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A. 利用题目已知物理量可以求得探测器质量
B. 火星的密度约为
C. 探测器从近火圆轨道进入椭圆轨道时，机械能守恒
D. 探测器在椭圆转移轨道上运动周期为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．“天问”探测器在火星表面附近做匀速圆周运动，周期为 ，根据万有引力提供向心力有
可得
又
解得
可知只能求出中心天体的质量，无法求出探测器质量，故 AB 错误；
C．探测器从近火点加速进入椭圆转移轨道，故探测器机械能增加，故 C 错误；
D．探测器在火星表面附近轨道半径为 R，椭圆转移轨道 半长轴为 2R，根据开普勒第三定律
解得 ，故 D 正确。
故选 D。
7. 如图所示的直角坐标系 中，在 区域内存在与 轴平行的匀强电场（未画出），一质量为 、
电荷量为 的带正电小球，从坐标原点 以某初速度水平向右抛出，然后从 点进入电场区域，过 点时
速度与水平方向夹角为 ，其运动的轨迹如图所示， 点是小球向右运动的最远点，其横坐标 ，
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重力加速度为 。则下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的方向水平向右
B. 从 点抛出的初速度大小为
C. 小球在 段、 段运动时间之比为 1∶1
D. 点的坐标为（ ）
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球在 区域做类平抛运动，B 是向右运动的最远点，说明水平方向做减速运动。小球
带正电，电场力方向与电场方向相同，因此电场方向水平向左，A 错误；
B．OA 段（平抛运动）：水平位移 ，竖直速度 ，A 点速度与水平方向夹角为 30°，即
解得 ，B 错误；
C．OA 段（平抛运动）：水平位移 ；AB 段水平方向为匀减速运动：
解得 ，C 正确；
D．设 A 点的纵坐标为 h，小球在竖直方向上为自由落体运动，且 OA 段与 AB 段时间相同，则 B 点的纵坐
标为 4h
OA 段平抛运动：水平方向 ，竖直方向 ，
解得 ，所以 B 点的坐标为（3L， ），D 错误。
故选 C。
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二、多项选择题∶本题共 3 小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，
至少有 两项符合题目要求。全部选对的得 5 分， 选对但不全的得 3 分， 不选或错选得 0
分。
8. 如图所示的电路中，电源的电动势 和内阻 恒定不变，开始时滑动变阻器的滑片在 端，闭合开关，
电灯 能正常发光。如果将滑片从 端向 端滑动，则（ ）
A. 电流表的示数变小
B. 电源的总功率变大
C. 定值电阻 消耗的功率增大
D. 电灯 L 变亮
【答案】AD
【解析】
【详解】A．滑片从 端向 端滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，则外电路的电阻增大，根据闭
合电路的欧姆定律
可知电路中的电流减小，电流表的示数变小，故 A 正确；
B．电源的总功率
可知，电源的电动势 不变，电流 减小，因此电源的总功率变小，故 B 错误；
CD．根据闭合电路的欧姆定律可得
结合上述分析可知，电流 减小，路端电压 增大，根据
可知，灯泡 L 的功率增大，电灯 L 变亮，通过电灯 L 所在支路的电流 增大，而干路电流 减小，根据并
联电路特点可知， 所在支路电流 减小，则定值电阻 消耗的电功率 随之减小，故
C 错误，D 正确。
故选 AD。
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9. 如图所示，一劲度系数为 的轻质弹簧下端固定于水平地面上，上端放置一个质量为 的物块，物块与
弹簧不拴接。初始时，在外力 作用下物块静止于 点，随后撤去 ，在后续的运动过程中物块恰好不离
开弹簧。已知弹簧的弹性势能 与其形变量 的关系式为 ，重力加速度为 ，弹簧始终未超
出弹性限度。下列说法正确的是（ ）
A. 物块上升过程中加速度先减小后反向增大
B. 物块在 点时，弹簧的弹力大小为
C. 物块运动过程中动能的最大值为
D. 物块运动过程中动能的最大值为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．撤去 F 时，弹簧的弹力大于重力，加速度向上，根据牛顿第二定律有
所以随着形变量 的减小，物块的加速度向上变小；当弹力等于重力时，加速度为零，速度达到最大值；之
后弹簧的弹力小于重力，加速度向下，根据牛顿第二定律有
所以随着形变量 的减小，加速度向下变大，故 A 正确；
B．由题意可知，撤掉力 后的运动中物块恰好不离开弹簧，所以物块恰好运动到原长位置时，其速度为零，
故此过程弹簧的弹性势能全部转化为物块的重力势能，设物块在 点时的形变量为 ，以 P 点所在平面为
重力势能参考面，则有
解得
所以物块在 点时，弹簧的弹力大小为 ，故 B 错误；
CD．当弹簧的弹力等于物块的重力时，物块的加速度为零，其速度最大，动能最大，设此时弹簧的形变量
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为 ，则有
解得
根据系统机械能守恒定律有
解得物块运动过程中动能 最大值为 ，故 C 正确，D 错误。
故选 AC。
10. 如图所示为半径为 一圆柱形匀强磁场区域的横截面，磁感应强度大小为 ，方向垂直于纸面向外，
磁场外有一粒子源，能沿一直线发射速度大小在一定范围内的同种带电粒子。带电粒子质量为 ，电荷量
为 （ ）。现粒子沿正对 中点且垂直于 方向射入磁场区域，发现带电粒子仅能从 之间的 圆
弧飞出磁场（ ），不计粒子重力及粒子间的相互作用力，已知 ，则（ ）
A. 从 点飞出的粒子，其轨迹半径为
B. 从 点飞出的粒子，其轨迹半径为
C. 粒子源发射粒子的最大速度为
D. 在磁场中运动时间为 的粒子，其速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．作出粒子从 b 点飞出时的运动轨迹，如图所示
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当粒子从 b 点飞出时，设其轨道半径为 r，对应的圆心为 ，由几何关系可知 ，
由正弦定理可得
解得 ，故 A 错误，B 正确；
C．因为从 b 点出磁场的粒子轨迹半径最大，则从 b 点出磁场的粒子速度最大，根据洛伦兹力提供向心力则
有
解得
结合上述结论
可得粒子源发射粒子的最大速度为 ，故 C 错误；
D．在磁场中运动的时间为 的粒子，则粒子轨迹对应圆心角为 ，若要使粒子在磁场中运动的时间为
四分之一周期，设其半径为 ，轨迹圆心为 ，如图所示
设 ，由几何关系可得
整理可得
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解得
即
则粒子的圆周半径
则对应粒子的速度为 ，故 D 正确。
故选 BD。
三、实验题∶本题共 2 个小题， 11 题 6 分， 12 题 9 分， 共 15 分。
11. 如图所示，某同学为了测量截面为等边三角形的三棱镜的玻璃折射率，先在白纸上放好三棱镜，记录下
三棱镜的位置。之后在棱镜的左侧插上两枚大头针 和 。
（1）同学在棱镜的右侧观察 像和 像，当 的像恰好被 的像挡住时，插上大头针_____，（选填“ ”
或“ ”）使其挡住 、 的像，再重复前一步操作插上另一颗大头针。并根据大头针位置作出光路图；
（2）以 为分界面，测量入射角 和折射角 ；
（3）由此可知三棱镜玻璃材料的折射率 _____；
（4）若在测量入射角时，角度读数偏大了 ，则三棱镜材料折射率的测量值_____真实值（选填“大于”、
“小于”或“等于”）。
【答案】 ①. ②. ③. 大于
【解析】
【详解】[1]同学在棱镜的右侧观察 像和 像，当 的像恰好被 的像挡住时，插上大头针 ，使其挡住
、 的像，再重复前一步操作插上另一颗大头针。并根据大头针位置作出光路图；
[2]在 界面，根据折射定律可得三棱镜玻璃材料的折射率
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[3]若在测量入射角时，角度读数偏大了 ，即入射角增大了，根据折射率
可知三棱镜材料折射率的测量值大于真实值。
12. 霍尔元件是电子领域的核心传感器部件之一，其应用覆盖了工业、汽车、电子消费等多场景。为了更清
晰掌握其电学特征，某学习小组找来一个 P 型（空穴正电荷载体导电）霍尔元件 GaAs（砷化镓）进行研究。
该小组设计的实验原理如图 1 所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流 ，
电压表测量霍尔电压 。
（1）工作时流经毫伏电压表的电流方向是_____；
A. 从左向右 B. 从右向左
（2）该小组同学用螺旋测微器测得该元件沿磁场方向的厚度为 （如图 2 所示），则 _____mm；
（3）实验中小组同学改变霍尔电流，测得数据如表格所示，请根据表格中数据在坐标纸上补全第四次数据
点并连线__________，从而得出霍尔电压 与霍尔电流 的关系式 。
实验次数
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（4）如果实验时由于元件放置不水平，导致磁场没有完全垂直元件的工作表面，则测量的霍尔电压_____
（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
【答案】（1）B （2） ##0.918##0.919##0.921##0.922
（3） （4）偏小
【解析】
【小问 1 详解】
由于载流子为空穴，根据左手定则可知，4 脚的电势高于 2 脚的电势，因此工作时流经毫伏电压表的电流方
向从右到左。
故选 B。
【小问 2 详解】
由图可知螺旋测微器测得沿霍尔元件磁场方向的厚度为
【小问 3 详解】
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描点作图如下
【小问 4 详解】
根据题意可知，电路稳定时则有
又因为
联立解得
当霍尔元件没有水平放置时，导致垂直平面的磁场分量减小，因此测量的霍尔电压偏小。
四、解答题∶本题共 3 个小题， 13 题 10 分， 14 题 14 分， 15 题 18 分， 共 41 分。
13. 听诊器是医生常用的诊断工具，其核心部件如图 1 所示，包括膜片、胶管和耳件，医生通过佩戴的耳件
进行听诊。听诊器除了可以对人体进行检测，也可以用于其它声源检测。如图 2 为听诊器膜片在某次使用
过程中的振动图像。已知空气中声音传播的速度大小为 ，听诊器胶管长为 ，胶管末端变细
导致气柱（耳件处）振幅为 。求：
（1）该声波在胶管内的波长；
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（2）胶管内末端气体振动时位移随时间变化的关系式。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问 1 详解】
由图 2 可知周期为
则该声波在胶管内的波长为
【小问 2 详解】
末端气体起振时间比膜片起振晚
由图可知膜片振动的位移随时间变化关系式为
胶管末端变细导致气柱（耳件处）振幅为 ，所以胶管内末端气体振动时位移随时间变化的关系式为
14. 如图 1 所示，在荡秋千过程中可以通过交替站立、下蹲使秋千越荡越高。为了研究荡秋千过程，某兴趣
小组利用可迅速调节长度的机械臂和小球进行模拟研究，并利用 AI 视觉系统跟踪小球某次向右摆动的过程，
得到小球运动轨迹。如图 2 所示，小球在右侧最高点 时，杆迅速伸长至 ，后由静止运动到 点，快速
缩短杆长接着向左摆动到最高点。已知 ，小球质量为 ，机械臂质量、伸长（缩短）
过程的时间均不计。两侧最高点机械臂与竖直方向的夹角分别为 和 ，重力加速度为 ，忽略空气阻力
影响。求∶
（1）小球由静止从 迅速运动到 静止，该过程损失的机械能；
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（2）小球刚运动到 点时受到轻杆的作用力大小；
（3）小球从 到 瞬间由于机械臂的作用会增加一部分机械能并使小球动能变小，该过程动能减小了多少。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
小球由静止从 迅速运动到 静止，该过程损失的机械能等于减少的重力势能
小问 2 详解】
到 点由机械能守恒
点由牛顿第二定律
解得小球刚运动到 点时受到轻杆的作用力大小为
【小问 3 详解】
从 D 到 E 由机械能守恒
小球从 到 过程动能减小了
解得
15. 多功能磁控测量装置核心部分如图 1 所示， 直角坐标系中，底座位于 平面内，薄胶片
平行 平面，底座与胶片之间为区域 ，该区域内部分空间存在着匀强磁场，方向沿 方向；
胶片上方为区域 ，该区域内所有空间存在着匀强磁场，方向沿 方向，且两区域磁场大小相同。如图 2
所示，某次实验时粒子源由 点沿 方向发射一束带负电的粒子（可视为质点），粒子电荷量大小均为 ，
速度均为 ，质量分布在 之间（ 且 未知）。粒子由 点直接进入区域 的磁场，出磁场后通
过胶片上的 区间进入区域 ，射向胶片前所有粒子速度的反向延长线均汇聚于 的中点 ，其中
，tan 。质量为 的粒子穿过胶片时，由于胶片对速度的
影响导致每次穿透胶片前后，速度的水平、竖直分量的大小相对各初始分量的比值不变。经区域 II 磁偏转
后，粒子再次穿过胶片 （此时区域 I 磁场已关闭），恰好能经过该粒子第一次出区域 磁场的位置，两次通
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过该位置的速度方向互相垂直。忽略粒子重力、粒子间的相互作用及关闭磁场对粒子的影响，粒子穿过胶
片前后质量、电荷量不变，射到底座后电荷被导走。
（1）求质量为 的粒子在区域 I 磁场中运动的时间；
（2）求 及区域 I 磁场 的大小；
（3）若区域 II 磁场安置时磁场方向偏差了角度 ，如图 3 所示，求质量为 的粒子相邻两次穿透胶片位置
的间距（ 已知）。
【答案】（1）
（2） ，
（3） （其中β满足 ）
【解析】
【小问 1 详解】
分析可知该粒子从 E 点射出区域Ⅰ，又因为所有粒子出区域Ⅰ时，速度方向的延长线都过 C 点，可以判断
区域Ⅰ是一个圆形磁场的一部分，C 点为该圆形磁场的圆心，如图
在∆ACE 中有
由几何关系可知
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解得
所以粒子在Ⅰ区域运动时间
【小问 2 详解】
如图，对质量是 km 的粒子，
在∆ACD 中
由几何关系可得
质量为 km 的粒子轨迹半径
粒子在磁场中的轨迹半径为 ，当 qB 一定时 ，则有
可得
对质量为 m 的粒子有
解得
【小问 3 详解】
对质量为 m 的粒子分析可知，其轨迹示意图
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由题意可知 ， ，
两式相除得到
粒子进入区域Ⅱ磁场后，由几何关系 ， ，
又
可得
当质量为 m 的粒子以速度 v1 进入区域Ⅱ中磁场，磁场方向偏差了角度φ时，设速度 v1 和磁场反方向的夹角
为β，沿着平行磁场方向和垂直磁场方向正交分解有
由余弦定理可知
联立解得
粒子将以 的速度沿着磁场反方向做匀速直线运动，以 的速度垂直磁场方向做匀速圆周运动，合运动为
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等距螺旋运动，粒子做圆周运动的半径
设 和平面 AA1A2A3 的夹角为γ，则有
做圆周运动引起的位移为
做匀速直线运动的位移为
所以
其中γ满足
或满足
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