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河北省衡水名校2026届高三下学期5月份学情调研物理试卷
一、单选题
1．容积一定的容器封闭一定质量的氧气（可视为理想气体），氧气分子在两种不同温度下的速率分布情况如图中甲、乙曲线所示，下列说法正确的是( )
A.乙曲线对应的氧气的内能较大
B.甲曲线对应的氧气分子平均动能较大
C.甲曲线对应的氧气的压强大于乙曲线对应的氧气的压强
D.甲曲线对应的分子数密度小于乙曲线对应的分子数密度
2．2026年2月11日，南京理工大学物理学院研究者发表了有关双衰变的研究成果。研究指出，发生双衰变后生成，已知和粒子的比结合能分别为，下列说法正确的是( )
A.该双衰变的方程为
B.的比结合能大于的比结合能
C.1个发生双衰变释放的核能为
D.环境温度越高发生双衰变的半衰期越短
3．1909年，物理学家卢瑟福指导他的助手盖革和马斯顿进行粒子散射实验，基于实验结果提出了原子的核式结构模型。如图所示为一束初动能相同的粒子撞击静止金箔时的示意图，其中实线为粒子运动轨迹，虚线M、N为以金原子核为圆心的同心圆，轨迹4中P点距离金原子核最近，不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
A.虚线M、N对应电势的高低关系为
B.沿轨迹4运动的粒子在P点具有最大的电势能
C.沿不同轨迹运动的粒子穿越虚线M时的动能不同
D.沿轨迹3运动的粒子经过虚线M时的速度小于经过虚线N时的速度
4．如图所示，升降机的地板上放置着一竖直支架，支架上用长为L的轻绳悬挂一小球，现使小球做小角度摆动，当小球摆至最低点时，升降机突然掉落做自由落体运动，若不考虑空气阻力，重力加速度为g，则之后小球的运动周期为( )
A.0 B.
C. D.
5．2026年3月15日21时22分，长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心托举着遥感五十号02星直刺苍穹，并成功进入预定轨道。遥感五十号02星在高度为（近地点×远地点）的轨道运行。已知地球的半径为6400km，下列关于遥感五十号02星的说法正确的是( )
A.发射速度大于
B.在近地点的加速度小于远地点的加速度
C.根据题中所给数据，可以算出近地点和远地点的速率之比
D.根据题中所给数据，可以算出地球的质量
6．如图所示，四分之一光滑圆弧轨道静止在光滑水平面上，轨道末端与水平面相切。一小球从距水平面某高度处由静止释放后，刚好从圆弧轨道的最高点无碰撞的进入圆弧轨道。若要使小球与圆弧轨道分离时两者的速率之和增大，则下列措施可行的是( )
A.仅增大圆弧轨道的半径 B.仅减小圆弧轨道的半径
C.仅增大小球的质量 D.仅增大圆弧轨道的质量
7．2025年12月，青海塔拉滩光伏基地通过特高压远距离输电跨越2000公里为粤港澳大湾区AI算力中心供电。如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别为，输电线总电阻为，在升压变压器的原线圈两端接入电压为的交流电，下列说法正确的是( )
A.算力中心输入端交流电的周期为0.01s
B.升压变压器输出电压的有效值为
C.当算力中心负载功率增大时，降压变压器的输出电压增大
D.当升压变压器的输入功率为500kW时，输电线上损失的电功率为4kW
二、多选题
8．利用某种透明材料制成三棱镜，其截面为等腰三角形，如图所示，其中，真空一束单色激光平行BC边自AB边的中点射入三棱镜后，其折射光线恰好与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是( )
A.该透明材料的折射率为
B.光能从BC边射出棱镜
C.光从AC边射出时的折射角为
D.光在棱镜中传播的时间为
9．如图所示，当健身者以固定频率上下抖动战绳时，战绳呈现的波浪状起伏可视为简谐横波。时刻的波形如图实线所示，在时刻的波形如图虚线所示，P为战绳上平衡位置位于处的质点。下列说法正确的是( )
A.若波沿x轴正方向传播，波速可能为
B.若波沿x轴正方向传播，质点P的振动方程可能为
C.若波沿x轴负方向传播，波的周期可能为1.2s
D.若波沿x轴负方向传播，且，则时质点P第一次到达波谷位置
10．如图所示，劲度系数为k的弹性绳一端固定于P点，另一端绕过Q处的光滑小滑轮，与质量为M、套在粗糙竖直杆上的圆环相连。P、Q、A三点等高，弹性绳的原长恰好等于P、Q间的距离，Q点到杆的距离为L。现将圆环从A点由静止释放，C为圆环运动过程中的最低点。已知重力加速度为g，圆环与杆之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹性绳的弹性势能，其中x为弹性绳的形变量，弹性绳始终在弹性限度内，下列说法正确的是( )
A.圆环从A点下落至C点的过程中，摩擦力逐渐增大
B.圆环下落过程经过AC的中点时的速度大小为
C.圆环从C点向上运动的最大距离为
D.圆环最终停止在A点下方处
三、实验题
11．在深海资源勘探与环境监测中，水下微传感器的沉降特性研究至关重要。当微小金属球在海水中运动时，会受到斯托克斯摩擦阻力（其中r为小球半径，v为相对速度，为海水粘滞系数）。某科研小组为模拟深海环境，用高精度传感器研究钛合金球在模拟海水中的下落运动，装置如图甲所示。
实验测得不同半径的钛合金球（密度均为）下落的终极速度（球未触底）数据如下表：
（1）根据表格中数据，在图乙中画出关系图线。
（2）根据所画图像求出图线的斜率________________（结果保留三位有效数字）。
（3）已知模拟海水的密度为，重力加速度，根据实验数据，计算模拟海水的黏滞系数________________（结果保留两位有效数字）。
（4）若将钛合金球替换为同半径的铝球（密度），在相同模拟海水中下落，其终极速度将________________（填＂变大＂＂变小＂或＂不变＂）。
12．某研究性学习小组测量一粗细均匀的金属丝的电阻率
（1）先选用欧姆表＂＂挡，欧姆调零后测量其阻值，发现指针偏转角度过小，为了更准确地测量该金属丝的阻值，下列操作正确的是________________（填正确答案标号）。
A.换用＂＂挡，直接测量
B.换用＂＂挡，重新欧姆调零后测量
C.换用＂＂挡，直接测量
D.换用＂＂挡，重新欧姆调零后测量
（2）用螺旋测微器测得其外径d如图甲所示，则________mm；用游标卡尺测得其有效长度L如图乙所示，则________cm。
（3）小组设计了如图丙所示电路精确测量该金属丝的电阻，调节电阻箱的阻值为，电表指针偏转明显。然后多次调节滑动变阻器r，记录电流表（内阻为）的示数，电流表（内阻未知）的示数，做出图像的斜率为k，若忽略偶然误差，则的测量值
________________（填＂大于＂或＂等于＂或＂小于＂）真实值。
（4）该金属丝的电阻率________________（用表示）。
四、计算题
13．如图甲所示，一半径r可调的竖直光滑半圆形轨道ABC在A点与水平轨道相切，在与轨道圆心等高的B点内侧安装有压力传感器（不影响小球运动）。一可视为质点的小球以某一速度从A点冲上轨道ABC，得到压力传感器的示数与半径r的倒数的关系图像如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度。求：
（1）小球的质量和初速度大小；
（2）若小球能通过轨道上的C点，则其落地点距A点水平距离的最大值。
14．某物理实验室为研究带电粒子在电磁复合场中的运动规律，搭建了基于亥姆霍兹线圈的实验装置：一对完全相同的同轴圆形亥姆霍兹线圈，通入同向恒定电流，在两线圈正对区域内形成沿中心轴线方向的匀强磁场，线圈正对区域以外的磁场可忽略，同时在线圈正对区域叠加沿方向的斗强电场。以为原点、方向为x轴正方向建立坐标系，垂直于x轴放置圆形探测屏，其圆心固定于x轴上的P点。粒子源从原点沿垂直于x轴的方向持续发射比荷为k、初速度为的同种带电粒子。已知匀强磁场磁感应强度为B，粒子第一次返回x轴时的位置坐标为d，不计粒子重力与粒子间相互作用。求：
（1）线圈半径的最小值；
（2）匀强电场的电场强度大小；
（3）若使粒子均打到探测屏的P点，则探测屏中心与粒子源间的距离应满足的条件。
15．如图所示，半径的水平金属圆盘绕过中心O的竖直轴以的角速度逆时针匀速转动。圆盘边缘通过电刷与导轨的点相连，中心O与单刀双掷开关S的接线柱1相连。无限长平行粗糙导轨和固定在水平面上，垂直导轨放置的金属棒PQ与导轨之间的动摩擦因数为。圆盘和水平导轨均处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小均为。已知金属棒PQ的质量，导轨的宽度，定值电阻，电容器的电容，电容器储存电能与两极板间电压U的关系为。不计金属棒PQ、导轨的电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，电容器两侧电压始终低于击穿电压，重力加速度。
（1）求开关掷到1时，电容器所带的电荷量；
（2）将开关从1掷到2，金属棒PQ运动的最长时间；
（3）将开关从1掷到2，金属棒PQ由静止开始运动，经金属棒达到最大速度，求此过程中系统产生的总热量。
参考答案
1．答案：A
解析：气体温度越高，速率大的气体占比越大，故甲曲线对应的氧气的温度较低，分子平均动能较小，氧气的内能较小，A项正确，B项错误；根据可知，甲曲线对应的氧气的压强小于乙曲线对应的氧气的压强，C项错误；两状态下，氧气分子数目相同，体积也相同，所以分子数密度相等，故D项错误。
2．答案：C
解析：核反应过程中质量数和电荷数均守恒，则该双衰变的方程为，A项错误；自发衰变的本质是从不稳定核向更稳定核转化，而原子核的稳定性由比结合能决定：比结合能越大，原子核越稳定，的比结合能小于的比结合能，B项错误；结合能定义为把原子核拆成自由核子所需的能量。衰变释放的核能等于反应后产物的总结合能减去反应前母核的结合能，即衰变释放的能量为，C项正确；原子核的半衰期由核内部自身结构决定，与外界环境（温度、压强、化学状态等）无关，D项错误。
3．答案：B
解析：正电荷周围电场线发散向外，沿着电场线电势降低，故，A项错误；粒子靠近金原子核的过程中，电场力做负功，电势能增大，粒子在P点具有最大的电势能，B项正确；同一等势线电势相等，故粒子穿越虚线M时的电势能相等，因只有电场力做功，粒子的电势能和动能之和不变，故沿不同轨迹运动的粒子穿越虚线M时的动能相同，C项错误；粒子的电势能和动能之和不变，根据可知粒子经过虚线M时的电势能小于经过虚线N时的电势能，则沿轨迹3运动的粒子经过虚线M时的动能大于经过虚线N时的动能，经过虚线M时的速度大于经过虚线N时的速度，D项错误。
4．答案：D
解析：小球自最高处摆至最低处，根据动能定理
可得，可得，相对于升降机小球将做匀速圆周运动，周期为，D项正确。
5．答案：C
解析：地球卫星的发射速度应大于，小于（脱离地球速度），A项错误；根据可知，卫星在近地点的加速度大于在远地点的加速度，B项错误；根据开普勒第二定律可得，可求出对应的速率之比，C项正确；只有轨道数据，无法求出中心天体——地球的质量，D项错误。
6．答案：C
解析：设小球的质量为M，圆弧轨道的质量为M。小球和圆弧轨道组成的系统水平方向动量守恒，则；系统机械能守恒，则，可得，故增大速率之和的方式为增大小球的质量M、减小圆弧轨道的质量M、提高小球释放高度h，与圆弧轨道半径无关，C项正确。
7．答案：D
解析：交流电的周期由原线圈输入电压决定，，理想变压器不改变周期，因此算力中心输入端交流电周期仍为0.02s，A项错误；升压变压器的输入电压有效值为500V，根据理想变压器电压与匝数关系可得，B项错误；当算力中心负载增多（总功率增大）时，输电线上的电流增大，输电线的电压损失增大，导致降压变压器的输入电压减小，根据，降压变压器的输出电压减小，C项错误；当升压变压器的输入功率为500kW时，根据可得输电线上的电流，输电线上损失的电功率为，D项正确。
8．答案：ACD
解析：由题意作出光路图，如图所示：
折射光线与AC边平行，由可得，则，又光在中点S的入射角为，由折射定律得，故A项正确；由，光在BC边的入射角为，不能从BC边射出，故B项错误；根据光路的对称性可得，光从AC边射出时的折射角为，故C项正确；光在棱镜中传播的距离为，光在棱镜中的传播速度为，光在棱镜中传播的时间为，解得，故D项正确。
9．答案：AD
解析：由图可知波长，若波沿x轴正方向传播，则有，可得，当时波速，A项正确；若波沿x轴正方向传播，则有，故B项错误；若波沿x轴负方向传播，则有，，可得，当时周期，当时周期，则波的周期不可能为1.2s，C项错误；若波沿x轴负方向传播，且，设波速为，则有，可得，质点P第一次出现波谷的时刻为，D项正确。
10．答案：BC
解析：弹性绳弹力的水平分量为kL，竖直分量为kh，h为圆环与A点的距离，圆环与杆之间的摩擦力为定值，A项错误；圆环从A点运动到C点过程，根据能量守恒定律有，解得，圆环下落过程经过AC的中点时，根据能量守恒定律有，解得，B项正确；设圆环从C点向上运动的最高点到A点的距离为，根据能量守恒定律有，解得，故圆环从C点向上运动的最大距离为，C项正确；只要速度为零时合力小于等于最大静摩擦力就停止运动，，圆环从C点向上运动，第一次最高点处有，故圆环停在A点下方处，故D项错误。
11．答案：（1）图像如图所示
（2）17.5
（3）0.44
（4）变小
解析：（2）斜率。
（3）根据平衡条件可知，可得，则图像的斜率，代入数据可得。
（4）根据，铝球的密度更小，故v变小。
12．答案：（1）B
（2）6.516（）10.225
（3）等于
（4）
解析：（1）选用＂＂挡，欧姆调零后测量阻值，发现指针偏转角度过小，说明该电阻的阻值较大，应更换＂＂挡，重新欧姆调零后测量，故B项正确。
（2）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以，游标卡尺的最小分度值为0.05mm，读数为。
（3）根据欧姆定律可得，整理得，则图像的斜率，可得，若忽略偶然误差，则的测量值等于真实值。
（4）由（3）可得，可得
13．答案：见解析
解析：（1）小球从A点到B点过程，根据动能定理可得在B点，根据牛顿第二定律得整理得结合题图乙可知解得
（2）小球从C点抛出后做平抛运动，则有
由动能定理可得联立解得当时，即时x取最大值可得
14．答案：见解析
解析：（1）线圈半径至少为粒子圆周运动的直径粒子才有可能回到x轴，由洛伦兹力提供向心力可得解得则线圈半径至少为
（2）根据分析可知粒子所受洛伦兹力垂直于x轴，使粒子在垂直于x轴方向做匀速圆周运动，粒子还受沿x轴方向的电场力。粒子第一次回到x轴的坐标为d，则有
对应时间正好是粒子做圆周运动的一个完整周期，则有联立解得
（3）粒子每经过一个周期回到x轴一次，第N次回到x轴时的位移为
解得
15．答案：见解析
解析：（1）设金属圆盘转动产生的电动势为E，则有解得设电容器所带的电荷量为Q，则有
解得
（2）从开始运动到最终停止，初末动量均为0，安培力的冲量等于摩擦力的冲量，则解得
（3）设金属棒的最大速度为，最大速度时电流为I，电容器的电压为U，则解得
设在达到最大速度过程中通过金属棒的电量为Q，
则在达到最大速度过程中，由动量定理得
解得根据能量守恒定律可得解得

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