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2026届山东德州市高三下学期4月学习质量综合评估物理试题
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.我国新一代月球科研站采用锔同位素核电池作为长期能源，其衰变方程为。衰变时伴随波长为的光子放出，用该光子照射光伏组件的锡基钙钛矿材料逸出功为产生光电效应。已知真空中光速为，普朗克常量为，下列说法正确的是( )
A. 衰变方程中的为中子，该过程为衰变
B. 月球表面昼夜温差极大，锔的半衰期会随之显著变化
C. 衰变后生成的钚原子核比锔更不稳定，比结合能更小
D. 用射线照射锡基钙钛矿材料时，逸出光电子的最大初动能为
2.某同学使用健身平衡球进行核心力量训练时，快速、用力将球向下挤压，使球内密封的一定质量理想气体体积减小，此过程球内气体与外界无热量交换。对该过程下列说法正确的是( )
A. 气体压强减小
B. 气体内能增大
C. 气体分子平均动能减小
D. 气体分子单位时间内对球体内壁单位面积的碰撞次数不变
3.处在匀强磁场中的氢气气泡室，常用于检测高能粒子的径迹。匀强磁场的方向垂直纸面向外，一带电粒子从处以初速度进入气泡室后运动轨迹如图所示，该粒子在运动过程中比荷不变，始终受到与速度方向相反的阻力，不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电 B. 粒子运动的角速度越来越大
C. 粒子运动的角速度越来越小 D. 粒子运动的向心加速度越来越小
4.利用激光散斑干涉技术可以精确测量激光波长。实验时，用激光对运动物体进行二次曝光，形成的“散斑对”可等效为双缝干涉中的双缝，物体运动速度与二次曝光时间间隔的乘积可等效为双缝间距。实验测得“散斑对”到光屏的距离为，光屏上相邻亮纹间距为，则所用激光波长的表达式为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，在轴上坐标原点和负半轴上的点各固定一个点电荷，以无穷远处为零势能点，轴正半轴上各点的电势随变化规律如图所示，点的点电荷电荷量的绝对值为点的点电荷电荷量的绝对值为。下列判断正确的是( )
A. 点的点电荷为正电荷
B. 点的点电荷为负电荷
C. 两点电荷量的关系为
D. 在轴上紧邻处由静止释放一正点电荷，该点电荷将在附近做简谐运动
6.如图所示，将、两块木板连接并固定在水平桌面上，已知木板的长度是木板长度的倍。让同一小物块以相同大小的初速度先后从两端滑入：从木板左端滑入后，恰好停在木板的正中间；从木板右端滑入后，恰好停在木板的正中间。设小物块与木板、间的动摩擦因数分别为、，物块可视为质点，则为( )
A. B. C. D.
7.如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在处光滑固定轴上。现使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球沿轴上的分速度随时间的变化关系如图乙所示。已知小球可视为质点，质量为，重力加速度大小，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 轻杆的长度为
B. 图乙中阴影部分面积大小为
C. 小球在最高点时，杆对球的作用力大小为
D. 在时间段内小球合外力的冲量大小为
8.一质量为的卫星围绕地球做椭圆运动，其轨道的半长轴为，地球的质量为，卫星的引力势能为卫星到地心的距离，万有引力常量为。该卫星在椭圆轨道上的机械能为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示，面积为、阻值为、匝数为的矩形金属线框，绕中轴线以角速度匀速转动，中轴线右侧空间存在磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场，线框通过电刷与可变理想变压器相连，副线圈接有阻值为的定值电阻，原线圈和副线圈初始接入电路的匝数之比为，电压表和电流表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 线框从图示位置转过时，电流表示数为
B. 线框从图示位置转过时，电动势的瞬时值为
C. 电压表的示数为
D. 滑动触头向上移动时，电流表示数变大
10.如图所示为斜向上发射弹丸的玩具装置，发射方向与水平面的夹角可调，弹丸每次射出时速度大小均为，发射口离水平地面高度为，弹丸质量，重力加速度大小，不计空气阻力，，。下列说法正确的是( )
A. 不同时，弹丸从射出到落地的时间均相等
B. 不同时，弹丸落地时的速度大小均相等
C. 时，弹丸落地时重力的瞬时功率为
D. 时，弹丸的水平射程为
11.如图甲所示，在一均匀介质中，振源位于轴上处，在时刻沿轴正向开始振动，产生的简谐横波在水平面内传播，振动图像如图乙所示，时该波恰好传到轴上处。振源位于轴上处，时开始振动，起振方向和振动情况与相同，点在平面内。下列说法正确的是( )
A. 两简谐波的波长为
B. 两简谐波的波速为
C. 时，处质点速度竖直向上
D. 时间内，处质点运动的路程为
12.如图所示，不计电阻且足够长的两光滑导轨平行放置，其中与与水平方向夹角与处于水平面内，垂直于两导轨。水平导轨处在磁感应强度为的竖直向上的匀强磁场中，倾斜导轨处在磁感应强度为的竖直向上的匀强磁场中。两个完全相同的金属杆、垂直于两导轨放置，杆通过一轻绳跨过定滑轮与物块相连，物块的质量为金属杆质量的倍。最初系统在外力作用下静止，撤去外力后经过一段时间，、两杆均做匀速直线运动，速度大小分别为和，，。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某同学用如图甲所示的装置测量当地重力加速度的大小。用到的实验器材有：带有标尺的竖直杆、光电计时器、直径为的小球、小球释放器可使小球无初速释放、网兜。实验时，测出小球的直径，调节好光电门的位置并测量出小球挡光时间，从竖直杆上的标尺可读出初始位置小球的球心到光电门之间的竖直距离，根据实验数据作出图像如图乙所示。
请回答以下问题：
小球运动到光电门处的瞬时速度表达式为 用题目中给的物理量表示；
某次使用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，则小球直径 ；
若图乙中直线的斜率为，空气阻力可忽略不计，则当地的重力加速度的测量值大小为 。用表示
14.为了测量干电池的电动势和内阻，某学习小组设计了图甲所示的电路图，电流表和电压表内阻未知。
用甲图方案测得的干电池的内阻比真实值 选填“偏大”或“偏小”，其误差主要来源于 选填“”或“”。
A.电流表分压 电压表分流
为了提高实验精度，该小组又设计了如图乙所示的电路，主要实验操作如下：
闭合、，调节滑动变阻器，使灵敏电流计的指针指在零刻度线，记录此时电压表的示数、电流表的示数；
改变滑动变阻器的滑片位置，重复步骤，记录此时电压表的示数、电流表的示数。可算出电池的电动势 ，内阻 。结果均保留两位小数
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.如图所示，有一款南瓜样茶宠可简化为一圆柱形容器，容器的上表面有一小孔。初始时，容器内充满压强为、温度为的空气。用热水缓慢淋在容器上，可使容器内气体温度升高。已知大气压强为，容器内气体可视为理想气体，整个过程容器内未进入茶水。
容器内气体温度达到时，内部剩余气体质量与原来气体质量之比为多少？
在容器内气体温度达到时塞住小孔，当容器内温度缓慢降到室温时，内部气体压强为多少？
16.为突破传统光学玻璃折射率的局限，某科研团队成功制备出超高折射率特种光学玻璃，为精准测定其折射率，设计了如图所示的检测实验。发射器发射一束光线从点垂直射入横截面为四分之三圆面的柱状玻璃砖中，光线打在紧贴玻璃砖表面的感光仪上，感光仪可检测出光点强度。现保持入射光方向不变，控制发射器缓慢下移，测得光点强度几乎不变，在越过点的瞬间感光仪测得光强骤然下降。已知圆的半径为，，，光在真空中传播的速度为，求：
玻璃砖对该光的折射率；
光线从点传到感光仪的时间。
17.如图所示，平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场未画出，第二象限存在沿轴正方向的匀强电场，其电场强度为已知量，下同。第四象限交替分布着沿方向的匀强电场和垂直平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为，边界与轴垂直，电场强度均为，磁感应强度大小均为。一质量为、电量为的粒子从点以平行于轴的初速度大小未知进入第二象限，恰好从点进入第一象限，然后又垂直轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求：
粒子的初速度的大小；
第一象限磁场的磁感应强度的大小；
粒子在第四象限中能到达距轴的最远距离。
18.如图所示，四分之一光滑圆弧轨道与水平传送带左端平滑连接，圆弧半径。传送带长为，以顺时针匀速转动，传送带到光滑水平地面的高度。一质量为的正方形木板在光滑水平地面上以水平初速度匀速运动，速度方向垂直于圆弧轨道与传送带所在的竖直面。现将一质量为的小物块从圆弧最上端无初速释放，物块落下后打在木板上表面。已知物块与传送带及木板之间的动摩擦因数分别为，，物块始终未落在地面上，重力加速度大小，不计空气阻力及木板的厚度。
求物块在传送带上运动的时间；
若物块与木板每次碰撞时间极短重力的冲量可忽略，每次碰撞前后物块的竖直方向速度大小减半，方向反向。求：
物块与木板碰撞过程中两者损失的总机械能；
物块与木板第次碰后瞬间，物块的速度大小。
答案解析
1.【答案】
【解析】【详解】根据核反应电荷数、质量数守恒，的电荷数为 ，质量数为 ，因此为 粒子，该过程为 衰变，故A错误；
B.半衰期是原子核的固有属性，仅由原子核内部结构决定，与外界温度、压强等环境条件无关，因此温度变化时锔的半衰期不变，故B错误；
C.该衰变过程释放能量，生成的新核更稳定，而原子核的比结合能越大，稳定性越强，因此钚的比结合能比锔更大，故C错误；
D. 光子的频率
光子能量为
根据爱因斯坦光电效应方程，逸出光电子的最大初动能 ，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】【详解】气体与外界无热量交换，即 ，气体体积减小，外界对气体做正功， ，根据热力学第一定律 ，可知 ，气体内能增加，B正确；
C.理想气体的温度只与内能有关，气体内能增加，温度升高，分子平均动能增大，C错误；
A.根据理想气体状态方程 ，气体体积减小，温度升高，压强增大，A错误；
D.气体体积减小，分子数密度增加，温度升高，分子平均速率增大，所以气体分子单位时间内对球体内壁单位面积的碰撞次数变多。
故选B。
3.【答案】
【解析】【详解】根据左手定则可知，该粒子带负电，故A错误；
设粒子运动的线速度为 ，角速度为 ，则根据洛伦兹力提供向心力有
又因为
联立解得
所以粒子运动的角速度保持不变，故BC错误；
D.根据 可知，由于粒子运动的角速度保持不变，而半径 越来越小，所以粒子运动的向心加速度越来越小，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】【详解】双缝干涉相邻亮纹间距的核心公式为
其中 为双缝间距， 为双缝到光屏的距离， 为光的波长。由题意可知，等效双缝间距
联立求波长
故选A。
5.【答案】
【解析】【详解】由 时 可知 点电荷为正电荷；由 处 图像切线斜率为零可知该处场强为零，即 点电荷在 处产生的向右场强与 点电荷在 处产生的向左场强抵消，故 点电荷为负电荷，故AB错误；
C.在 处有
因
故
且 为 点电荷量， 为 点电荷量，此时 ，故C正确；
D.在 处电势最低，正电荷势能最低，但在垂直于 轴方向上电势并非最低，电荷释放后若受微小扰动偏离 轴，将不能回到 ，且简谐运动要求回复力严格满足 ，此处仅为近似，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】【详解】设木板的长度为 ，则木板的长度为 。设小物块的质量为 ，初速度为 ，则两种情况下分别对小物块列动能定理方程有 ，
联立解得
故选B。
7.【答案】
【解析】【详解】由图乙可知，小球沿 轴分速度的最大值为 ，即小球做匀速圆周运动的线速度大小 。周期 。根据
解得轻杆长度 ，故A错误；
B. 图线与时间轴围成的面积表示 方向的位移。图乙中阴影部分对应的时间为 ，即四分之一周期。在此期间，小球从最高点运动到最右端， 方向的位移大小等于杆长 ，即面积大小为 ，故B错误；
C.小球在最高点时，受重力 和杆的作用力 。根据牛顿第二定律，合外力提供向心力，方向向下。假设 为支持力，有
代入数据解得
假设成立，故C正确；
D.在 时间段内，小球从最高点运动到最右端。初速度 水平向右，末速度 竖直向下，大小均为 。根据动量定理，合外力的冲量 。由于 与 垂直，动量变化量的大小 ，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】【详解】卫星的机械能为动能与引力势能之和，即
已知引力势能
设近地点到地心距离为 ，速度为 ；远地点到地心距离为 ，速度为 ，由椭圆半长轴定义得
根据开普勒第二定律，在相等时间内扫过面积相等
即
卫星仅受万有引力，机械能守恒
联立上述两式，代入 化简，可得
故选A。
9.【答案】
【解析】【详解】线框只有一半在磁场中，有效面积为 ，感应电动势的最大值
感应电动势有效值 。
A.电流表的示数为电路中电流的有效值，虽然瞬时值为零，但电流表示数不为，故A错误。
B.线框从图示位置转过 时，电动势瞬时值 ，故B错误；
C.原线圈输入电压 ，其中 是原线圈电流
根据变压器匝数比
解得 ，
副线圈电路有
所以
联立解得
即电压表示数为 ，故C正确；
D.滑动触头 向上移动时，副线圈匝数 增大，根据 ，可得 增大，副线圈电流 增大，原线圈电流 也增大，电流表示数变大，故D正确。
故选CD。
10.【答案】
【解析】【详解】弹丸竖直方向做竖直上抛运动，竖直向上的初速度为
由运动学公式可得
可知，运动时间与 有关。所以 不同时，弹丸从射出到落地的时间不相等，故A错误；
B.根据动能定理，有
解得落地速度
所以弹丸落地时的速度大小均相等，故B正确；
C.由运动学公式，有
解得
重力瞬时功率
解得 ，故C错误；
D.由运动学公式，有
解得
弹丸的水平射程为 ，故D正确。
故选BD。
11.【答案】
【解析】【详解】由题意，振源 在 开始振动， 时波传到 处，传播距离
波速
由图乙知周期 ，则波长 ，故A正确，B错误；
C.由图甲几何关系可知 点坐标为 ， 到 的距离 ，波传到 需
到 的距离 ， 在 起振，波传到 需
即 时 的波刚传到 。 时， 引起的振动已持续
质点回到平衡位置且速度方向与起振方向相反向下； 引起的振动刚开始，起振方向向上。两列波在 点引起的速度大小相等、方向相反，合速度为零，故C错误；
D. ， 点未振动。 ，只有 的波引起 振动，振动时间
路程
时 波刚到，未产生路程，总路程为 ，故D正确。
故选AD。
12.【答案】
【解析】【详解】设物体的质量为，金属杆、的质量为，导轨间距为。
当、做匀速直线运动时，对物体受力分析有
对受力分析有
对受力分析有
解得 ，
所以 ，A错误，B正确；
根据动量定理，从释放到达到匀速运动的过程中，对物体有
对有
对有
联立可得 ，D错误，C正确；
故选BC。
13.【答案】

【解析】【详解】由于小球通过光电门的时间很短，小球通过光电门过程的平均速度约等于瞬时速度，故
某次使用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，则小球直径
由于空气阻力可忽略不计，根据机械能守恒有
由图乙可得
联立解得
14.【答案】偏大

【解析】【详解】在图甲电路中，电压表测量滑动变阻器 两端的电压 ，电流表 测量干路电流 。根据闭合电路欧姆定律，电源电动势
变形得
实验数据处理时依据 进行拟合，对比可知测得的内阻
大于真实值 ，即测量值偏大。该误差是由于电流表 串联在电路中产生了分压，导致电压表未能测得包含电流表分压在内的完整路端电压，故误差来源于电流表分压，选A。
在图乙电路中，当灵敏电流计 指针指零时，其两端电势相等，此时电压表 并联在电源 两端，测量的示数 即为电源 的路端电压。同时，由于 中无电流，流过电源 的总电流全部流经右侧回路，即电流表 的示数 等于流过电源 的电流。根据闭合电路欧姆定律有
将题中数据 ；
代入后得 、
联立方程解得内阻
电动势
15.【答案】【详解】设容器原有气体体积为 ，若原有气体全部不逸出，总体积变为
根据盖吕萨克定律可得
解得
剩余气体质量与原来气体质量之比等于体积比
气体温度达到 时塞住小孔，则气体体积不变，根据查理定律可得
解得

【解析】详细解答与解析过程见答案
16.【答案】【详解】根据题意可知，光线从 点入射时恰好发生全反射，由几何关系可得临界角为，根据
解得
由
得
由光路图，结合几何关系可知光线在玻璃中传播的路程
根据
解得

【解析】详细解答与解析过程见答案
17.【答案】【详解】粒子在第二象限的电场中做类平抛运动，水平方向粒子做初速度为的匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知，粒子的加速度满足
解得
水平方向粒子的位移为 ，满足
解得
竖直方向，粒子做匀速直线运动，满足
解得
粒子进入第一象限时的速度
速度方向与 轴正方向夹角为 ，然后又垂直轴进入第四象限，可知粒子在第一象限内转过的圆心角为
由几何关系可知，粒子在第一象限内做圆周运动的半径为
洛伦兹力充当向心力，满足
解得
设粒子离轴最远时处于第个磁场中，且粒子速度与轴方向平行，此前粒子已经过 个电场，设此时粒子速度大小为 ，由动能定理有
粒子经过个磁场，在水平方向上由动量定理有
假设粒子恰好不从第个磁场飞出，则有
即
联立解得
故假设成立，粒子恰好能达到第个磁场的下边界，粒子离轴最远的距离
解得

【解析】详细解答与解析过程见答案
18.【答案】【详解】设物块滑上传送带时的初速度为 ，在传送带上的加速度大小为 ，根据动能定理有
由牛顿第二定律有
设物块与传送带可以达到共速，由运动学公式
解得 ，即可以共速。
又 ，
物块在传送带上运动的时间
解得
物块与木板最终竖直速度为零，水平方向共速，建立如图所示坐标系，由动量守恒定律，得方向满足 ，方向满足共
物块与木板最终的共同速度
对物块与木板组成的系统，由能量守恒解得
解得
设竖直方向物块的第一次碰前瞬间的速度为，则
碰后瞬间的速度
以木板为参考系，物块刚落到木板上时，水平面内相对木板的速度
可知物块受到木板的摩擦力与轴方向、轴正方向的夹角均为。
由动量定理可知
竖直方向
轴方向
轴方向
物块与木板第一次碰撞后
解得

【解析】详细解答与解析过程见答案
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