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甘肃省白银市靖远县2026届高三（上）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图甲所示，质量为的小火箭由静止开始加速上升，加速度与速度倒数的关系图像如图乙所示，火箭的速度为时对应的加速度为，不计空气阻力和燃料燃烧时的质量损失，重力加速度为，下列说法不正确的是( )
A. 火箭以恒定的功率启动
B. 火箭的功率为
C. 关系图像的斜率为
D. 关系图像横轴的截距为
2.如图所示，在直角坐标系的第一象限中，以坐标原点为圆心的四分之一圆内，有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，圆的半径为，磁场的磁感应强度为，一个质量为、电荷量为的带正电粒子从坐标原点沿轴正方向射入磁场，粒子出磁场时，速度方向刚好沿轴正方向，则粒子在磁场中运动的速度大小为粒子在磁场中仅受洛伦兹力( )
A. B. C. D.
3.如图，辛丑年农历除夕神舟十三号航天员在遥远的中国空间站向祖国和人民送上了新春的祝福。下列相关说法正确的是( )
A. 在空间站中宇航员所受的重力为零
B. 宇航员在空间站中“静止”不动时处于平衡状态
C. 空间站绕地球运动经远地点时的速度小于
D. 空间站绕地球运动经远地点时的加速度大于
4.运动员在水上做飞行运动表演他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转后向下喷出，令自己悬停在空中，如图所示。已知运动员与装备的总质量为，两个喷嘴的直径均为，已知重力加速度大小，水的密度，则喷嘴处喷水的速度大约为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间的变化关系为，图中矩形金属线框的电阻为，灯泡的额定电压为，理想变压器原、副线圈的匝数之比为：，开关闭合时灯泡恰好正常发光则下列说法中正确的是( )
A. 理想电压表的示数为
B. 时，矩形金属线框平面与磁场方向垂直
C. 灯泡的额定功率为
D. 若金属线框转动的角速度减小，则灯泡亮度会变亮
6.如图，一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后，两端分别悬挂质量为和的物体和，若滑轮有一定大小，质量为且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦。设细绳对和的拉力大小分别为和，已知下列四个关于的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示，、、三个物体静止叠放在水平桌面上，物体的质量为，和的质量都是，、间的动摩擦因数为，、间的动摩擦因数为，和地面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。现对施加一水平向右的拉力，则下列判断正确的是( )
A. 若、、三个物体始终相对静止，则力不能超过
B. 当力时，、间的摩擦力为
C. 无论力为何值，的加速度不会超过
D. 当力时，相对滑动
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图甲所示为科研人员使用透射电子显微镜观察生物样品的情景，电子显微镜是利用电场控制电子运动的，镜中电场的电场线分布如图乙所示，虚线为一个电子在此电场中运动轨迹，若电子从运动到，则此运动过程中( )
A. 电子的动能不断增大
B. 电子受到的电场力的功率越来越小
C. 电子在点电势能为正，在点电势能为负
D. 电子在点速度大小变化比在点速度大小变化快
9.图甲为中国京剧中的水袖舞表演，水袖的波浪可视为简谐横波。图乙为该横波在时刻的波形图，、为该波上两个质点，此时位于平衡位置，位于波峰，且比先振动。图丙为波上某质点的振动图像。则( )
A. 该波的传播速度为 B. 图丙可能为质点的振动图像
C. 时，质点的速度最大 D. 质点运动的路程为
10.如图所示，在同一足够大的空间区域存在方向均竖直向下的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为，电场强度为。时，一正离子以初速度水平向右开始运动，离子质量为，电荷量为，不计离子重力。此后一段时间内( )
A. 离子的加速度时刻在变
B. 当时，离子到出发点的距离为
C. 若磁场方向改为竖直向上，则离子可能做匀速直线运动
D. 若磁场方向改为垂直纸面向里，且，则离子在竖直方向最大的位移大小为，此时速度大小为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.如图甲中的螺旋测微器读数为______。
如图乙为某多用电表的原理图。图中是电池；、、、和是定值电阻，是可变电阻，已知，表头的满偏电流为，内阻为。图中为转换开关，端和端分别与两表笔相连，该多用电表有个挡位，个挡位为：直流电压挡和挡，直流电流挡和挡，欧姆挡。
图乙中的端与______选填“红”或“黑”表笔相连接。
使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整使电表指针指在表盘______选填“左端电流”或“右端电阻”为“”的位置。
某次测量时该多用电表指针位置如图丙所示，若此时端是与“”相连的，则读数为______。结果保留位有效数字
根据题给条件可得： ______， ______。
12.如图所示是可用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，粗略测量运动物体的加速度。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直纸板上的点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动。将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速减速运动时，杆便向左向右摆动。为了制作加速度计的刻度盘，同学们进行了如下操作：
让重锤做自由落体运动，利用打点计时器打出的纸带测量当地的重力加速度，实验中得到一条较理想的纸带，在纸带上取个计数点，相邻两个计数点间的时间间隔为。
根据数据求出重力加速度______保留三位有效数字。
测量当地重力加速度后还应测量的物理量是______填入所选物理量前的字母；
A.小球的质量
B.轻杆的长度
C.小球的直径
D.轻杆与竖直方向的夹角
写出加速度与被测物理量之间的关系式______用被测物理量的字母表示。
四、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.如图所示，半径为的光滑圆弧轨道放置在竖直平面内，、是轨道的两个端点，点与圆心等高，点和圆心点的连线与竖直方向的夹角，点处在圆弧轨道的最低点。现有两个半径均为的小球和小球，其中小球静止在点。把小球从点由静止释放，到达最低点处与小球发生碰撞并粘在一起，然后恰好可以到达圆弧轨道点，则小球与小球的质量之比？
14.舟山渔场有着丰富的渔业资源。为了保护生态，每年的月为“禁渔期”，为了在此期间吃到鲜货，小明想把某种生活在海面下深处的鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中养殖。为使鱼存活，须给它们创造一个类似深海的压强条件。如图所示，在一层水箱中有一条鱼，距离二层水箱水面的高度，二层水箱水面上部空气的体积，与外界大气相通。外界大气压，水的密度，取水箱内气体温度恒定。
鱼在深海处的压强为多少？
为使鱼正常存活，须给二层密闭水箱再打进压强为、体积为多少的空气？
若此过程外界对二层水箱气体做功，求水箱气体______“释放”或“吸收”热量为多少？
15.某同学设计了一种粒子加速器的理想模型。如图所示，平面内，轴下方充满垂直于纸面向外的匀强磁场，轴上方被某边界分割成两部分，一部分充满匀强电场电场强度与轴负方向成角，另一部分无电场，该边界与轴交于点，与轴交于点。只有经电场到达点、与轴正方向成角斜向下运动的带电粒子才能进入磁场。从点向电场内发射一个比荷为的带电粒子，其速度大小为、方向与电场方向垂直，仅在电场中运动时间后进入磁场，且通过点的速度大小为。忽略边界效应，不计粒子重力。
求角度及、两点的电势差；
在该边界上任意位置沿与电场垂直方向直接射入电场内的、比荷为的带电粒子，只要速度大小适当，就能通过点进入磁场，求点横坐标及此边界方程；
若粒子第一次在磁场中运动时磁感应强度大小为，以后每次在磁场中运动时磁感应强度大小为上一次的一半，则粒子从点发射后，每次加速均能通过点进入磁场。求磁感应强度大小。
答案解析
1.【答案】
【解析】解；根据题意，设火箭的功率为，牵引力为，由公式可得：
、根据题意，由牛顿第二定律得：
解得：
结合图乙可知，图像的斜率为：
则有
可得：
即火箭以恒定的功率启动，故AB正确，C错误；
D、由上述分析可知，的关系式为
当时，解得：
即：关系图像横轴的横截距为，故D正确；
本题选错误的，故选：。
根据牛顿第二定律结合图像分析出火箭的启动方式和此过程中的斜率等问题；
根据解析式结合图像分析出图像横轴的截距。
本题主要考查了功率的计算问题，根据牛顿第二定律结合图像的物理意义即可完成分析。
2.【答案】
【解析】【分析】
作出粒子的运动轨迹，根据几何知识求解粒子做圆周运动的半径，根据洛伦兹力提供向心力求解粒子在磁场中运动的速度大小。
解决该题的关键是正确作出粒子做圆周运动的运动轨迹，能根据几何知识求解粒子做圆周运动的半径，掌握圆周运动的半径公式。
【解答】
粒子的运动轨迹如图所示，
令粒子做圆周运动的半径为，根据几何知识有：，所以有：，
粒子受到的洛伦兹力提供向心力，则有：，
所以粒子运动的速度为：，故ABC错误，D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】解：、在空间站中宇航员仍受重力的作用，故A错误；
B、宇航员在空间站中“静止”是相对空间站来讲，宇航员在围绕地球做圆周运动，有向心加速度，所以宇航员不是处于平衡状态，故B错误；
C、是围绕地球做圆周运动的最大速度，而空间站绕地球运动经远地点时在做近心运动，所以空间站绕地球运动经远地点时的速度小于远地点所在的圆形轨道的速度，可得空间站绕地球运动经远地点时的速度小于，故C正确；
D、在地球表面的重力加速度为，根据，得可知空间站绕地球运动经远地点时的加速度小于，故D错误；
故选：。
在空间站中宇航员仍受重力作用，空间站绕地球做匀速匀速圆周运动，合力指向圆心提供向心力；第一宇宙速度等于近地卫星的运行速度，在过远地点的圆轨道上的速度小于近地卫星的速度，从轨道变到低轨道时速度变小，即空间站远地点的速度小于过远地点的圆轨道的速度；根据牛顿第二定律，，空间站远地点距地心的距离大于地球的半径，加速度小于地球表面的重力加速度。
本题考查了圆周运动、牛顿第二定律等知识点。注意点：宇航员处于完全失重状态时，其重力没有消失，宇航员仍然受到重力的作用。
4.【答案】
【解析】【分析】
选择的水为研究对象，结合动量定理求出喷水时水的速度，
关键能合适地选择研究对象，用动量定理的规律进行求解。
【解答】解：设飞行器对水的平均作用力为，根据牛顿第三定律可知，水对飞行器的作用力的大小也等于，对飞行器，则：
设水喷出时的速度为，在时间内喷出的水的质量：
时间内质量为的水获得的冲量：
联立可得：
则B正确，ACD错误。
5.【答案】
【解析】解：由于变压器原、副线圈的匝数之比为：，灯泡的额定电压为，开关闭合灯泡恰好正常发光则
代入数据得，故A错误；
B.由
当时，
此时矩形金属线框平面与磁场方向平行，故B错误；
C.电动势随时间的变化关系为
得电动势的有效值为，由于原线圈两端的电压是，所以矩形线框的内电压为
所以线框及原线圈中电流
对于理想变压器输出和输入功率相等，即
代入数据得，故C正确；
D.金属线框转动的角速度减小，则电动势的最大值，就会减小，灯泡两端的电压就会减小，灯泡就会变暗，故D错误。
故选：。
先由电动势表达式求有效值，结合线框电阻与变压器匝数比求原副线圈电压电流，再分析各选项。
本题结合交变电流的产生、变压器工作原理与电路分析，考查对交变电流有效值、变压器变压变流规律的理解，情境典型，能有效检验知识的综合应用能力。
6.【答案】
【解析】解：本题因考虑滑轮的质量，左右两段细绳的拉力大小不再相同，直接利用牛顿第二定律求解和有一定困难，但是利用极限分析法可以较容易地选出答案，设，则系统加速度
对物体运动牛顿第二定律得
代入数据得
把代入
则，故C正确，ABD错误。
故选：。
对物体、和滑轮分别受力分析，结合平动与转动规律列方程，再通过特殊值滑轮质量为，验证表达式合理性。
本题将平动与转动结合，需综合牛顿定律与转动定律，通过极限情况检验选项，考查对复杂连接体的受力分析与规律应用能力。
7.【答案】
【解析】解：
A.物体恰好滑动时，对根据牛顿第二定律，物体恰好滑动时，对整体，、之间的摩擦力为，解得，物体、之间的最大静摩擦力为，因为，表明此时、之间没有滑动，也就是说、之间先滑动，、、三个物体始终相对静止的最大加速度为，
把看成一个整体，根据牛顿第二定律得，其中，解得，若、、三个物体始终相对静止，则力不能超过，故A错误；
B.当力时，对整体，对，解得，故B错误；
C.的最大加速度为，解得，故C错误；
D.相对恰好滑动时，对、整体，对，解得，当力时，相对滑动，故D正确。
故选：。
分别对、以及整体进行分析，根据牛顿第二定律以及最大静摩擦力的性质确定发生相对滑动的条件，同时求解摩擦力的大小。
本题考查了摩擦力的计算和牛顿第二定律的综合运用，解决本题的突破口在于通过隔离法和整体法求出、和、不发生相对滑动时的最大拉力。
8.【答案】
【解析】解：沿着电场线的方向电势逐渐降低，则电子从运动到，电势升高，电子带负电，故电势能变小，由能量守恒可知，电子的动能不断增大，故A正确；
B.同一电场中，电场线越密的地方电场强度越大，则电子从运动到，电场强度变大，所受电场力变大，结合前面分析可知，电子的速度也在增大，由图可知，电场力与速度的夹角减小，因此电场力的功率增大，故B错误；
C.由于没有确定零电势点，则无法确定电子在、两点电势能的正负，故C错误；
D.结合前面分析可知，电子从运动到，所受电场力变大，则加速度变大，则电子在点速度大小变化比在点速度大小变化快，故D正确；
故选：。
A.沿着电场线的方向电势逐渐降低，则电子从运动到，电势升高，电子带负电，由能量守恒，即可分析判断；
B.同一电场中，电场线越密的地方电场强度越大，结合前面分析，即可判断求解；
C.由于没有确定零电势点，则无法确定电子在、两点电势能的正负，据此分析判断；
D.结合前面分析，根据加速度的物理意义，即可分析判断。
本题考查根据带电粒子的运动轨迹判断功与能的转化情况，解题时需注意，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大。
9.【答案】
【解析】解：、由乙图知，波长为。由丙图知，周期为，则波速为，故A正确；
B、依题意，质点比质点先振动，则波向轴负方向传播，在时刻质点处于平衡位置，根据波形平移法，可知质点此时向轴负方向振动，而丙图中质点在时刻向轴正方向振动，所以丙图不可能是质点的振动图像，故B错误；
C、因，故时，质点处于波谷，速度为零，故C错误；
D、因，则质点运动的路程为，故D正确。
故选：。
根据乙图和丙图分别读出该波的波长和周期，从而求出波速；根据比先振动，判断波的传播方向，确定时刻质点的振动方向，与丙图比较，即可判断图丙是否为质点的振动图像；根据时间与周期的关系确定质点的位置，判断其速度大小；根据质点振动时间与周期的倍数求质点运动的路程。
解答本题的关键要把握振动图像与波动图像的内在联系，熟练运用波形平移法判断质点的振动方向。要根据时间与周期的关系分析质点的位置。
10.【答案】
【解析】解：离子受到的电场力竖直向下，洛伦兹力在水平面，故离子在水平面以做匀速圆周运动，在竖直方向做初速度为的匀加速直线运动，合成的运动为螺旋运动，且加速度大小
可知加速度大小不变，由平行四边形定则可知加速度方向合力方向时刻在变，故加速度时刻改变，故A正确；
B.当时，粒子在竖直方向运动距离
由于时间与周期的关系满足：
则粒子在水平方向距离满足：
离子到出发点的距离为满足：
联立解得离子到出发点的距离为：
故B错误；
C.若磁场方向改为竖直向上，离子受到的电场力竖直向下，洛伦兹力在水平面，故粒子受到的合外力不可能为，即离子不可能做匀速直线运动，故C错误；
D.若磁场方向改为垂直纸面向里，且有，可知洛伦兹力大于电场力，则离子会向上偏转，当粒子在竖直方向的位移最大时大小设为，电场力做功最大，此时离子速度最大大小令为，根据动能定理有：
以初速度方向为正方向，在水平方向上，根据动量定理有：
其中
联立解得离子在竖直方向最大的位移大小以及此时速度大小为为
故D正确。
故选：。
根据离子受到的电场力竖直向下，洛伦兹力在水平面，故离子在水平面以做匀速圆周运动，洛伦兹力大小不变，在竖直方向做初速度为的匀加速直线运动，合成的运动为螺旋运动，结合动量定理以及动能定理分析求解。
本题考查了带电粒子在复合场中的运动，理解粒子在复合场中的运动状态，根据题目合理选取公式是解决此类问题的关键。
11.【答案】 红 右端电阻
【解析】解：螺旋测微器的示数为固定刻度与可动刻度之和，示数为；
根据多用电表共用表头的特性，结合电流必须从电表的正接线柱流进，从负接线柱流出的规定，欧姆表内接电源的负极与红接线柱连接；
欧姆调零是调节欧姆调零电阻，使指针指向右端电阻的零刻度线位置；
欧姆表的读数是指示数值与倍率的积，故此时电阻；
由图乙可知，当表笔接时，是电流表，其量程为，则分流电阻。
改装后电流表量程为，内阻为与并联的总电阻，接和时是将上述电流表再串联一个分压电阻后改装成电压表，，所以接时电压表的量程是，则在刚刚改装的电流表的基础上串一个分压电阻。
故答案为：；红；右端电阻；；
根据螺旋测微器的两种刻度分别读数两者相加就是其示数；
找到欧姆挡的内接电源的极性，从而确定应是红接线柱；
欧姆调零是调节欧姆调零电阻，使指针指向右端的零刻度线位置；
欧姆表的示数是倍率与指针刻度的积；
由欧姆定律和电流表的改装原理和电流表的量程算出的值，根据电压表的改装原理计算出分压电阻的值。
此题考查螺旋测微器的使用及读数，电表的改装、特别是欧姆表的原理及读数等内容，从基础知识出发，仔细读题能能发现题目中隐含的条件。
12.【答案】
【解析】解：根据逐差法，自由落体运动的加速度：
由加速度原理可知，小车加速度沿水平方向，当轻杆与竖直方向夹角为时，小球受力分析如图所示：
由平衡条件可知，沿竖直方向合力为，则有：
由牛顿第二定律可知：
联立解得：
可知测量当地重力加速度后还应测量的物理量轻杆与竖直方向的夹角，与其他的物理量无关，故ABC错误，D正确。
故选：
由的分析可知，加速度与被测物理量之间的关系式为。
故答案为：；；
根据逐差法即可求出加速度的大小；
根据牛顿第二定律及受力情况，列出等式求出加速度，然后判断正确的选项。
本题考查了牛顿第二定律的应用，解题的关键是熟练掌握受力分析和力的合成，结合牛顿第二定律计算出加速度。
13.【答案】小球与小球的质量之比为。
【解析】解：小球从到过程机械能守恒，则
小球与小球碰撞碰撞过程动量守恒，规定水平向右为正方向，则
小球和小球一起从到过程机械能守恒，在点速度，则
代入数据得
答：小球与小球的质量之比为。
对小球从到用机械能守恒求碰撞前速度，碰撞时用动量守恒，整体从到再用机械能守恒，联立求解质量比。
本题综合圆周运动、动量守恒与机械能守恒，分阶段分析运动过程，逻辑连贯，能有效考查对力学守恒定律的综合应用与过程分析能力。
14.【答案】鱼在深海处的压强为：；
为了使一层水箱压强达到，二层水箱中的气体压强应为：
解得：
将外界压强为，体积为的空气注入一层水箱，以水箱中原有的气体和注入的气体为研究对象
由玻意耳定律可得：
解得：；
由题意可知，气体发生等温变化，则，外界对气体做功，则
由热力学第一定律可得：
解得：
由此可知，水箱气体释放的热量为。
【解析】根据液体压强计算公式求解鱼在深海处的压强；
先求出二层水箱中的气体压强，根据玻意耳定律列方程求出打入的气体的体积；
由热力学第一定律可求放出的热量。
本题主要考查了玻意耳定律及热力学第一定律和液体内部压强公式的应用，解题的关键点是分析出气体变化前后的状态参量，注意热力学第一定律公式中的正负号的物理意义。
15.【答案】角度是，、两点的电势差是 点横坐标为，此边界方程 粒子从点发射后，每次加速均能通过点进入磁场，磁感应强度大小是
【解析】解：粒子点垂直于电场方向入射，粒子在电场中做类平抛运动，沿电场方向做匀加速直线运动，垂直于电场方向做匀速直线运动，在点将速度沿电场方向与垂直于电场方向分解，在垂直于电场方向上有
代入数据得
粒子从到过程，根据动能定理有
代入数据得
对于从点射入的粒子，沿初速度方向的位移为
沿电场方向的位移为
令点横坐标为，根据几何关系有
代入数据得
根据上述与题意可知，令粒子入射速度为，则通过点进入磁场的速度为，令边界上点的坐标为则在沿初速度方向上有
在沿电场方向有
代入数据得
由上述结果可知电场强度
代入数据得
设粒子第次在磁场中做圆周运动的线速度为，可得第次在点进入磁场的速度为
第一次在点进入磁场的速度大小为，可得
设粒子第次在磁场中运动时的磁感应强度为，由题意可得
由洛伦兹力提供向心力得
代入数据得
粒子第次在磁场中的运动轨迹如图所示：粒子每次在磁场中运动轨迹的圆心角均为，第次离开磁场的位置与的距离等于，由到由动能定理得
代入数据得
答：角度是，、两点的电势差是；
点横坐标为，此边界方程；
粒子从点发射后，每次加速均能通过点进入磁场，磁感应强度大小是。
将粒子在电场中的速度分解为平行与垂直电场的分量，结合速度变化量求角度，再根据动能定理，由速度变化计算、两点的电势差；
设粒子入射速度，分解为平行与垂直电场的分量，结合类平抛运动规律推导点横坐标，再通过几何关系与运动学公式联立，得到边界的方程；
分析粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径与磁感应强度的关系，结合每次加速后的速度变化，推导圆周运动半径的变化规律，进而求解磁感应强度大小。
本题综合带电粒子在电场中的类平抛、磁场中的圆周运动及多次加速规律，分阶段推导，逻辑严密。情境设计新颖，既考查对电磁学规律的理解，又检验知识迁移与整合能力，能有效提升对复杂运动过程的分析能力。
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