河南省南阳市2025-2026学年高三上学期1月期末物理试卷（含答案）

这是一份河南省南阳市2025-2026学年高三上学期1月期末物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，S1、S2是两个周期为T的相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示波的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是( )
A. 图示时刻质点a的位移最大B. 质点b和c振动都最强
C. 质点d振动最弱D. 再过T2后b点振动减弱
2.如图所示，三条有方向的曲线可能是电场中的电场线，也可能是磁场中的磁感线。则下列说法正确的是( )
A. 若是电场线，放在a处的电荷受力比放在b处的电荷受力小
B. 若是电场线，同一电荷放在a处的电势能一定比放在b处大
C. 若是磁感线，同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
D. 若是磁感线，正电荷在a、b两处受到的洛伦兹力的方向即是该处磁场方向
3.如图所示，质量为m、长为l的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。则下列说法正确的是( )
A. 磁场可以沿x轴方向
B. 若磁场的方向沿y轴的正方向，则B=mgIl
C. 若磁场的方向沿z轴的负方向，则B=mgIltanθ
D. 改变磁场的方向，保持导线位置不变，则磁感应强度的最小值B=mgtanθIl
4.中国预计在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。图是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”，以下说法正确的是( )
A. 发射速度必须达到第二宇宙速度
B. 16h轨道与24h轨道半长轴的平方与公转周期的立方之比相等
C. 轨道Ⅲ上Q点的速度大于轨道Ⅱ上Q点的速度
D. 轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ时，需点火加速
5.如图甲所示为风力发电的简易模型，发电机接在理想变压器原线圈上，导线上接入阻值r=10Ω的电阻，原、副线圈匝数之比n1:n2=2:1，副线圈上的滑动变阻器的最大阻值为R=20Ω。在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比。某一风速时，发电机两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示。其余电阻不计，电路中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是( )
A. 若风速加倍时，发电机两端电压的瞬时值表达式为u=100sin100πt(V)
B. 若保持题中的风速不变，在1 s内，该风力发电机的电流方向改变25次
C. 将滑动触头从下端往上滑的过程中，电压表V1读数变小，电流表A2的读数变大
D. 若保持题中的风速不变，t=0.02s时，电压表示数为0
6.图甲所示，N=200匝的线圈(图中只画了2匝)，电阻r=2Ω，其两端与一个R=48Ω的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。下列判断正确的有( )
A. 通过电阻R的电流方向为b→aB. 通过电阻R的电流大小为2A
C. 线圈产生的感应电动势为10VD. 电阻R两端的电压为10V
7.如图，两个倾角相等、底端相连的光滑绝缘轨道被固定在竖直平面内，空间存在平行于该竖直平面水平向右的匀强电场。带电的甲、乙小球(均可视为质点)在轨道上同一高度保持静止，间距为L，甲所带电荷量为−2q、质量为m、乙所带电荷量为+3q，质量为2m，静电力常量为k，重力加速度大小为g。甲、乙所受静电力的合力大小分别为F1、F2，匀强电场的电场强度大小为E，不计空气阻力，则( )
A. 若撤去甲，乙将下滑至底端B. E=6kqL2
C. 若将甲、乙互换位置，二者仍能保持静止D. F1=2F2
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，一个长为L，质量为M的木板，静止在光滑水平面上，一个质量为m的物块(可视为质点)，以水平初速度v0，从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为μ，当物块与木板相对静止时，物块仍在长木板上，物块相对木板的位移为d，木板相对地面的位移为s，重力加速度为g。则在此过程中( )
A. 摩擦力对物块做功为−μmg(s+d)B. 摩擦力对木板做功为μmgs
C. 木板动能的增量为μmgdD. 由于摩擦而产生的热量为μmgs
9.如图，正方形abcd内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点a以速度v0射入磁场，速度方向垂直于ab，最终电子可分别从ab边的中点、b点和c点射出，在磁场中运动的时间分别为t1、t2和t3，则( )
A. 若磁感应强度的大小恒定，v0大小不同，则t1t3
C. 若v0恒定，磁感应强度的大小不同，则t1t3
10.如图甲所示，水平粗糙导轨左侧接有定值电阻R=3Ω，导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，导轨间距L=1m。一质量m=1kg，阻值r=1Ω的金属棒在水平向右拉力F作用下由静止开始从CD处运动，金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25，金属棒的v−x图像如图乙所示，取g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. x=1m时，安培力的大小0.5N
B. 拉动过程中，拉力F做的功等于金属棒的焦耳热与克服摩擦力所做的功之和
C. 从起点到发生x=1m位移的过程中，金属棒产生的焦耳热为0.25J
D. 从起点到发生x=1m位移的过程中，拉力F做的功4.75J
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)按照正常实验操作，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 。
(2)某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是 (填入相应的字母)
A.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
B.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
C.为避免实验偶然性，进行多次实验。在多次验证实验中，结点O点的位置均不能变
D.画力的平行四边形要选取同一标度
(3)本实验采用的科学方法是 ；
(4)在另一小组研究两个共点力合成的实验中，两个分力的夹角为θ，合力为F，F与θ的关系图像如图所示。已知这两分力大小不变，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的变化范围是 。
12.压力传感器是一种常用的传感器，其原理是利用压力传感器中压敏电阻的阻值随压力变化而变化的现象，即“压阻效应”，某探究小组利用压敏电阻设计如下实验。
(1)进行电阻压力特性探究，实验器材如下。
A.压敏电阻RF，无压力时阻值R0=15kΩ
B.滑动变阻器RA，最大阻值为200Ω
C.滑动变阻器RB，最大阻值为10kΩ
D.电流表G，量程300μA，内阻约30Ω
E.电压表V，量程3 V，内阻约3kΩ
F.直流电源E，电动势3 V，内阻可忽略
G.开关S，导线若干
①已知压敏电阻RF在10 N以内压力下，其阻值在几千欧到十几千欧之间，为了操作简便，滑动变阻器应选用 (选填“RA”或“RB”)。
②补充完成图甲的电路图 。
③闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“a”或“b”)端，闭合开关S，调节滑动变阻器阻值，使得电流表和电压表指针有较大的偏转，测出不同压力下压敏电阻的阻值，并描出压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线如图乙所示。观察图像可知，压力越大，阻值 (选填“越大”或“越小”)，且压力小于4.0 N时的灵敏度比压力大于4.0 N时的灵敏度(灵敏度指电阻值随压力的变化率) (选填“高”或“低”)。
(2)压敏电阻的应用。
利用5个上述压敏电阻制作如图丙所示机械手，每个指尖对应一个压敏电阻，电路如图丁所示。已知电源电动势为6.0 V，内阻忽略不计，检测电压表为理想电压表，电阻箱R1接入电路阻值大小为1.2kΩ，机械手指尖与圆柱体间的动摩擦因数为0.50，如果机械手有五个指尖且每个指尖对易拉罐施加的压力大小相等，方向均水平，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若要用一个机械手顺利抓起重力为5 N的圆柱体且不滑落，则检测电压表的示数至少为 V(结果保留2位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
13.如图1所示的水平地面上，质量为1kg的物体在水平方向力F的作用下从静止开始做直线运动。图2为F随时间t变化的关系图像，已知物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小g取10m/s2，求
(1)在2s末物体的速度大小；
(2)在0∼3s内物体所受摩擦力做的功。
14.如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动。磁场内的细金属杆N处于静止状态，且到cd的距离为x0。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为12v0，两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M质量为2m，金属杆N质量为m，两杆在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
(1)N在磁场内运动过程中N上产生的热量；
(2)N刚离开磁场时M在磁场中运动的距离。
15.如图甲所示为一种可用于检测和分离同位素的装置，大量带电粒子从加速电场的上边缘由静止释放，通过宽度为L的狭缝MN，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场后，均打到照相底片上．若释放的粒子是质子和氘核，其电荷量均为+e，质量分别为m和2m，不考虑重力及粒子之间的相互作用。
(1)若加速电场的电势差为U，求质子打在照相底片上的位置到M点的最小距离；
(2)要使质子和氘核在照相底片上形成的谱线带能够完全分离，求加速电场的电势差应满足的条件；(用m、e、B、L表示)
(3)某同学将该装置的狭缝宽度减小到可忽略的程度，将狭缝下方的磁场改为水平向左、电场强度大小为E的匀强电场，并在狭缝MN下方距离为d处水平放置照相底片(如图乙)，请推导静止释放的质子，通过两个电场后在照相底片上形成的谱线距狭缝的水平距离x与加速电场的电势差U的关系式，并判断该改装装置能否用于检测和分离同位素。
参考答案
1.B
2.A
3.B
4.C
5.C
6.C
7.B
8.AB
9.BC
10.AD
11.F′
BD
等效替代法
1N≤F≤7N

12.RA
a
越小
高
2.9/3.0/3.1

13.(1)物体所受的摩擦力为
0∼2s ，根据牛顿第二定律F−f=ma
其中F=6N
解得a=4m/s2
2s末的速度v=at=2×4m/s=8m/s
前2s内的位移x1=12at2=12×4×22m=8m
(2)2s∼3s 内，根据牛顿第二定律F′−f=ma
其中F′=−3N
可得a=−5m/s 2
2s∼3s 内，物体的位移x2=vt′+12at′2
代入数据可得x2=5.5m
在0∼3s内物体所受摩擦力做的功Wf=−f(x1+x2)
代入数据可得Wf=−27J

14.解：(1)由动量守恒定律可知 2mv0=2mv1+m⋅12v0
解得 v1=34v0
系统的总热量 Q=12⋅2mv02−12⋅2m⋅v12−12m12v02
解得 Q=516mv02
N上产生的热量 Q′=12Q=532mv02
(2)对M由动量定理可知
−ΣBI1LΔt=−ΣB2L2(vM−vN)2RΔt=−B2L2(xM−xN)2R=2m.34v0−2mv0
解得M在磁场中运动的距离 xM=x0+mRv0B2L2

15.解：(1)质子在加速电场中运动时，根据动能定理有：eU=12mv2
质子在磁场中运动时，根据牛顿第二定律有：evB=mv2r1
解得质子在磁场中的轨道半径r1=1B 2mUe
质子打在底片上的位置到M点的最小距离x=2r1−L
解得：x=2B 2mUe−L
(2)由(1)得氘核在磁场中的轨道半径r2=1B 2⋅2mUe
要使两谱线完全分离，需满足2r2−2r1> L
解得：U>eB2L28( 2−1)2m
(3)质子在加速电场中运动时，根据动能定理有：eU=12mv2
质子进入水平电场后，做类平抛运动有：d=vt
x=12at2
a=eEm
联立解得：x=Ed24U
照相底片上形成的谱线位置与带电粒子的质量和电荷量无关，因此该改装装置不能用来检测和分离同位素．