2026届福建省厦门外国语中学高三下学期联合考试物理试题含解析
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这是一份2026届福建省厦门外国语中学高三下学期联合考试物理试题含解析,共19页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号等内容,欢迎下载使用。
1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
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、场是物理学中的重要概念。物体之间的万有引力是通过引力场发生的,地球附近的引力场又叫重力场。若某点与地心相距x,类比电场强度的定义,该点的重力场强度用E表示。已知质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零,地球半径为R。则能正确反应E与x关系的图像是( )
A.B.C.D.
2、两辆汽车a、b在两条平行的直道上行驶。t=0时两车并排在同一位置,之后它们运动的v-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.汽车a在10s末向反方向运动
B.汽车b一直在物体a的前面
C.5s到10s两车的平均速度相等
D.10s末两车相距最近
3、如图所示,圆形磁场区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,三个带电粒子 A、B、C 先后从 P 点以相同的速度沿 PO 方向射入磁场,分别从 a、b、c 三点射出磁场,三个粒子在磁场中运动的时间分别用 tA、tB、tC 表示,三个粒子的比荷分别用 kA、kB、kC 表示,三个粒子在该磁场中运动的周期分别用 TA、TB、TC 表示, 下列说法正确的是( )
A.粒子 B 带正电B.tA<tB<tCC.kA<kB<kCD.TA>TB>TC
4、一质量为m的物体放在倾角为且足够长的光滑固定斜面上,初始位置如图甲所示,在平行于斜面的力F的作用下由静止开始沿斜面运动,运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0~x1过程的图线是曲线,x1~x2过程的图线是平行于x轴的直线,x2~x3过程的图线是倾斜的直线,则下列说法正确的是( )
A.在0~x1的过程中,物体向上运动
B.在0~x1的过程中,物体的加速度一直增大
C.在x1~x2的过程中,物体的速度大小不变
D.在0~x3的过程中,物体的速度方向先沿斜面向上再沿斜面向下
5、短跑运动员在训练中从起跑开始的一段时间内可看成先做匀加速直线运动再做匀速直线运动。已知总位移为s,匀速阶段的速度为v、时间为t,则匀加速阶段的时间为( )
A.B.C.D.
6、物体做竖直上抛运动:v表示物体的瞬时速度,a表示物体的加速度,t表示物体运动的时间,h代表其离抛出点的高度,Ek代表动能,Ep代表势能,以抛出点为零势能面.下列所示图象中,能正确反映各物理量之间关系的是( )
A. B.
C.D.
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、有一轻杆固定于竖直墙壁上的点,另一端固定一轻滑轮,一足够长的细绳一端挂一质量为的物体,跨过定滑轮后另一端固定于竖直墙壁上的点,初始时物体处于静止状态,两点间的距离等于两点间的距离,设与竖直墙壁的夹角为,不计滑轮与细绳的摩擦,下列说法正确的是( )
A.系统平衡时杆对滑轮的力一定沿杆的方向
B.若增大杆长,与位置不变且保持,使角增大,则杆对滑轮弹力的方向将偏离杆
C.若保持点的位置不变,将绳子的固定点点向上移动,则杆对滑轮的弹力变大
D.若保持与竖直墙壁的夹角不变,将轻杆的固定点向下移动,则杆对滑轮弹力的方向不变
8、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
9、如图,竖直放置的均匀等臂U型导热玻璃管两端封闭,管内水银封有A、B两段气柱,左管水银面高于右管水银面,高度差为h,稳定时A、B气柱的压强分别为pA和pB,则
A.若环境温度升高,pA增大,pB减小
B.若环境温度降低,稳定后AB气柱的压强比值增大
C.若环境温度升高,稳定后AB气柱压强变化△pA一定小于△pB
D.若环境温度降低,稳定后A处液面高度变化△h可能大于
10、4月20日深夜,“长征三号乙”运载火箭成功发射第44颗“北斗”导航卫星。这是“北斗”导航卫星在2019年的首次发射,“北斗”卫星导航系统今年继续高密度全球组网。若某颗卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为,运动周期为。已知地球半径为,引力常量为,下列说法正确的是( )
A.卫星的线速度大小B.地球的质量
C.地球的平均密度D.地球表面重力加速度大小
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.(6分)某课外活动小组使用如图所示的实验装置进行《验证机械能守恒定律》的实验,主要步骤:
A、用游标卡尺测量并记录小球直径d
B、将小球用细线悬于O点,用刻度尺测量并记录悬点O到球心的距离l
C、将小球拉离竖直位置由静止释放,同时测量并记录细线与竖直方向的夹角θ
D、小球摆到最低点经过光电门,光电计时器(图中未画出)自动记录小球通过光电门的时间Δt
E、改变小球释放位置重复C、D多次
F、分析数据,验证机械能守恒定律
请回答下列问题:
(1)步骤A中游标卡尺示数情况如下图所示,小球直径d=________mm
(2)实验记录如下表,请将表中数据补充完整(表中v是小球经过光电门的速度
(3)某同学为了作出v 2- csθ图像,根据记录表中的数据进行了部分描点,请补充完整并作出v 2- csθ图像(______)
(4)实验完成后,某同学找不到记录的悬点O到球心的距离l了,请你帮助计算出这个数据l=____m (保留两位有效数字),已知当地重力加速度为9.8m/s2。
12.(12分)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30 Hz和40 Hz,打出纸带的一部分如图(b)所示.
该同学在实验中没有记录交流电的频率,需要用实验数据和其他条件进行推算.
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为_________,打出C点时重物下落的速度大小为________,重物下落的加速度的大小为________.
(2)已测得=8.89cm,=,=10.10cm;当重力加速度大小为9.80m/,试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出为________ Hz.
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,地面上固定一倾角为的光滑斜面,斜面底端固定一挡板,一轻质弹簧下端与挡板相连,上端自然伸长至B点,初始时刻,物块a在外力的作用下被压至E点,,撤去外力后,物块a沿斜面从B点射出,到达传送带右端时速度恰好水平向左,大小,与物块b粘在一起向左运动,其中物块a、b质量均为,传送带长为,始终以v=3m/s的速度顺时针转动,物块和传送带之间的动摩擦因数,为不计空气阻力,重力加速度.求:
(1)初始时刻的弹性势能;
(2)ab在传送带上运动时产生的划痕长度;
(3)由于传送物块电动机需要多消耗的电能。
14.(16分)如图所示,xOy坐标系在竖直平面内,第一象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场,第二象限有一半径为R的圆形匀强磁场区域,圆形磁场区域与x轴相切于A点,与y轴相切于C点,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。在A点放置一粒子发射源,能向x轴上方180°角的范围发射一系列的带正电的粒子,粒子的质量为m、电荷量为q,速度大小为v=,不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
(1)当粒子的发射速度方向与y轴平行时,粒子经过x轴时,坐标为(2R,0),则匀强电场的电场强度是多少?
(2)保持电场强度不变,当粒子的发射速度方向与x轴负方向成60°角时,该带电粒子从发射到达到x轴上所用的时间为多少?粒子到达的位置坐标是多少?
(3)从粒子源发射出的带电粒子到达x轴时,距离发射源的最远距离极限值应为多少?
15.(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场。磁感应强度大小,一质量,电荷量的粒子(重力不计),从点沿纸面以方向与轴负方向夹角,大小不同的速度射入磁场,已知,:
(1)若粒子垂直x轴飞出,求粒子在磁场中飞行时间;
(2)若粒子不能进入x轴上方,求粒子速度大小满足的条件。
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、C
【解析】
电场中F=Eq,类比电场强度定义,当x>R时
E引==g=
即在球外E引与x2成反比;当x<R时,由于质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零,距地心r处的引力场强是有半径为x的“地球”产生的。设半径为x的“地球”质量为Mx,则
Mx=
则
E引=
故C正确。
故选C。
2、B
【解析】
A.汽车a的速度一直为正值,则10s末没有反方向运动,选项A错误;
B.因v-t图像的面积等于位移,由图可知,b的位移一直大于a,即汽车b一直在物体a的前面,选项B正确;
C.由图像可知,5s到10s两车的位移不相等,则平均速度不相等,选项C错误;
D.由图像可知8-12s时间内,a的速度大于b,两车逐渐靠近,则12s末两车相距最近,选项D错误;
故选B。
3、B
【解析】
根据题意做出ABC三种粒子在磁场中的运动轨迹如图所示,
A.根据左手定则,可以判断B粒子带的电荷为负电荷,A错误;
C.由图可知,三粒子做圆周运动的半径C最大,A最小,根据
又粒子的速度都相等,所以比荷的大小关系是:kA>kB>kC,故C错误;
D.根据周期公式
及比荷的大小关系可知:TC>TB>TA,故D错误;
B.由图,ABC三个粒子形成的图象在磁场区域留下的弧长C最长,A最短,而三个粒子的速度相同,根据,所以有:tA<tB<tC,故B正确。
故选B。
4、B
【解析】
A.物块机械能由重力势能和动能构成,所以拉力做功影响物块机械能的改变,即
则
所以图线的斜率表示拉力,在过程中物体机械能在减小,则拉力在做负功,拉力方向沿斜面向上,所以物体的位移方向向下,即物体在沿斜面向下运动,A错误;
B.在过程中图线的斜率逐渐减小到零,可知物体的拉力逐渐减小到零,根据牛顿第二定律求解加速度
可知加速度一直增大,B正确;
C.在的过程中,拉力,机械能守恒,物体向下运动,重力势能减小,速度增大,C错误;
D.在的过程中,拉力沿斜面向下,结合C选项分析可知物体一直沿斜面向下加速运动,D错误。
故选B。
5、D
【解析】
匀速阶段的位移为
在匀加速直线运动过程,根据平均速度公式可得
根据题意则有
解得匀加速阶段的时间
故A、B、C错误,D正确。
故选D。
6、C
【解析】
竖直上抛运动是一种匀变速直线运动,物体运动过程中机械能守恒.根据运动学公式列出v与t的关系式,根据机械能守恒定律得出物体的动能与高度的关系式.再选择图象.
【详解】
AB.物体做竖直上抛运动,只有重力,加速度等于g,保持不变,所以a﹣t图象是平行于时间轴的直线,取竖直向上为正方向,则竖直上抛运动可看成一种匀减速直线运动,速度与时间的关系为
v=v0﹣gt
v﹣t图象是一条向下倾斜的直线,AB不符合题意;
C.以抛出点为零势能面,则物体的重力势能为
Ep=mgh
则Ep﹣h图象是过原点的直线,C符合题意;
D.根据机械能守恒定律得:
mgh+Ek=mv02
得
Ek=mv02﹣mgh
可见Ek与h是线性关系,h增大,Ek减小,Ek﹣h图象是向下倾斜的直线.D不符合题意。
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、AD
【解析】
A.绳子上的弹力大小等于物体的重力mg,则绳子对滑轮的两弹力的合力方向在两弹力的角平分线上,根据平衡条件可得杆对滑轮的弹力方向也在角平分线上,OB两点间的距离等于AB两点间的距离,根据几何关系可得,杆OA恰好在两弹力的角平线方向上,故A正确;
B.若保持OB两点位置不变,增大杆长OA,使AB与竖直墙壁的夹角增大,仍保持OB两点间的距离等于AB两点间的距离,杆OA仍在两弹力的角平分线上,杆对滑轮的弹力仍沿杆方向,故B错误;
C.若保持A点的位置不变,将绳子的固定点B向上移动,绳子对滑轮的两力夹角变大,合力变小,滑轮处于平衡状态,则杆对滑轮的弹力变小,故C错误;
D.若保持AB与竖直墙壁的夹角不变,将轻杆的固定点O向下移动,两绳对滑轮的弹力大小方向都不变,则杆对滑轮的力仍在两绳弹力的角平分线上,所以杆对滑轮弹力的方向不变,故D正确。
故选AD。
8、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.
9、BC
【解析】
AC.假设若环境温度升高后,不变化,则两部分气体均做等容变化,由查理定律得:
由题意知:
,
则水银柱向左移动,增大,的体积减小,温度升高,由理想气体状态方程可知,的压强增大,由于,则的压强也增大,故A错误,C正确;
B.假设若环境温度降低后,不变化,则两部分气体均做等容变化,由查理定律得:
由题意知:
,
若温度降低,压强都减小,左边气体压强降的多,则水银柱会向下移动,将减小,由于,减小,压强减小的多,压强减小的少,若环境温度降低,稳定后、气柱的压强比值增大,故B正确;
D.假设若环境温度降低,水银柱向下运动,但,所以左侧气体的压强仍然大于右侧的压强,所以稳定后左侧的液面仍然低于右侧的液面,所以小于,故D错误;
故选BC。
10、AC
【解析】
A.根据线速度的定义可知卫星的线速度大小为
选项A正确;
B.由,得地球的质量为
选项B错误;
C.根据密度公式可知地球的密度
选项C正确;
D.根据万有引力提供向心力有
地球表面万有引力近似等于重力有
联立解得地球表面的重力加速度大小
选项D错误。
故选AC。
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、9.80 1.63 2.66 1.0
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为9mm,游标尺上第16个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为16×0.05mm=0.80mm,所以最终读数为:9mm+0.80mm=9.80mm;
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球经过光电门时的速度为:
[3]则有:
(3)[4]先根据记录表中的数据进行了描点,作出图像如图:
(4)[5]由图像可得图像斜率的绝对值为:
要验证机械能守恒定律,必须满足:
化简整理可得:
则有:
解得:
12、 40
【解析】
(1)[1]打B点时,重物下落的速度等于AC段的平均速度,所以
;
[2]同理打出C点时,重物下落的速度
;
[3]由加速度的定义式得
(2)[4]由牛顿第二定律得:
,
解得:
,
代入数值解得:
f=40Hz.
【点睛】
本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析.解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度;解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50 Hz.
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)24.5J;(2)2.4m(3)24J。
【解析】
(1)将物块a在B点的速度沿水平和竖直方向分解,则
物块a由E到B的过程中根据能量守恒有
(2)物块a、b碰撞过程中根据动量守恒
解得
对ab整体,根据牛顿第二定律有
解得
减速位移
故先减速到0再反向加速
减速时间
相对位移
加速时间
相对位移:
故划痕长度
(3)由于物块动能未变,故电动机多消耗的电能用来补充系统损失掉的热量
14、 (1) ;(2);(BR,0);(3)R+2BR
【解析】
(1)根据洛伦兹力提供向心力得
qvB=m
解得
r=R
当粒子的发射速度方向与y轴平行时,粒子经磁场偏转恰好从C点垂直电场进入电场,在电场中做匀变速曲线运动,因为粒子经过x轴时,坐标为(2R,0),所以
R=at2
2R=vt
a=
联立解得
E=
(2)当粒子的发射速度方向与x轴负方向成60°角时,带电粒子在磁场中转过120°角后从D点离开磁场,再沿直线到达与y轴上的F点垂直电场方向进入电场,做类平抛运动,并到达x轴,运动轨迹如图所示。
粒子在磁场中运动的时间为
t1=
粒子从离开磁场至进入电场过程做匀速直线运动,位移为
x=R(1-cs θ)=R
匀速直线运动的时间为
t2=
由几何关系可得点F到x轴的距离为
x1=R(1+sin θ)=1.5R
在电场中运动的时间为
t3=,a=
解得
t3=
粒子到达的位置到y轴的距离为
x'=vt3=BR
故粒子从发射到达到x轴上所用的时间为
t=
粒子到达的位置坐标为。
(3)从粒子源发射出的带电粒子与x轴方向接近180°射入磁场时,粒子由最接近磁场的最上边界离开后平行x轴向右运动,且垂直进入电场中做类平抛运动,此时x'接近2R
则
2R=
带电粒子在电场中沿x轴正向运动的距离为
x2=vt4=2BR
该带电粒子距离发射源的极限值间距为
xm=R+2BR
15、 (1);(2)
【解析】
(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,轨迹如图甲所示,由几何关系可得
则
解得飞行时间
甲
(2)若带电粒子不从x轴射出,临界轨迹如图乙所示。
乙
由几何关系得
解得
由
解得
当时粒子不能进入x轴上方。
θ
10°
20°
30°
40°
50°
60°
csθ
0.98
0.94
0.87
0.77
0.64
0.50
Δt/ms
18.0
9.0
6.0
4.6
3.7
3.1
v/ms-1
0.54
1.09
①_____
2.13
2.65
3.16
v 2/m2s-2
0.30
1.19
②_______
4.54
7.02
9.99
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