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2026届山东泰安市高三下学期考前学情自测物理试题
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.根据玻尔理论，氢原子的能级公式为，其中是能级量子数，现有一个电子撞向一个处于基态的氢原子，碰后氢原子处于某激发态。已知处于该激发态的若干氢原子向基态跃迁最多发出种不同波长的光，假设碰撞使氢原子跃迁到能量尽可能高的激发态，则该电子碰前的动能可能是( )
A. B. C. D.
2.篮球内部充入一定质量的空气，可视为理想气体，一同学用力拍篮球，篮球快速撞击地面被挤压体积减小，快速撞击地面挤压篮球时球内气体来不及与外界发生热交换，关于快速挤压篮球的过程，下列说法正确的是( )
A. 篮球内气体对外界做正功 B. 篮球内气体的内能不变
C. 篮球内气体的压强增大 D. 篮球内每个气体分子热运动的动能均增大
3.如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧拉力随时间变化的图像如图乙所示，为重力加速度，忽略一切阻力，则( )
A. 的时间内小球向上运动，加速度增大
B. 的时间内小球向上运动，加速度减小
C. 的时间内小球向上运动，加速度增大
D. 的时间内小球向下运动，加速度减小
4.如图所示，倾角为的足够长斜面固定在水平地面上，现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向下运动的时间是向上运动的时间的倍，则它与斜面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
5.如图甲所示，光滑水平面上两个质量均为的相同小球和靠在一起，与轻绳组成单摆，与劲度系数为的轻弹簧组成弹簧振子，刚开始和均处于静止状态，此时轻绳的拉力大小等于。现将小球向左拉开一个较小角度小于并由静止释放，经最低点时与小球发生碰撞，碰撞时间忽略不计，此后小球运动的图像如图乙所示。两球发生的碰撞均为弹性正碰，重力加速度为，不计空气阻力，则( )
A. 球释放时离地的高度为 B. 弹簧振子的周期等于
C. 弹簧振子的振幅为 D. 单摆的摆长等于
6.如图所示，一颗卫星绕地球顺时针飞行，运动周期为，图中实线为卫星的运行轨迹，其中是椭圆的长轴，是椭圆的短轴，为地心，、和椭圆段曲线所围成的面积占整个椭圆面积的，则该卫星某一周期内从点运动到点和从点运动到点所用时间之比为( )
A. B. C. D.
7.康普顿的理论和实验证明光具有粒子性，光子和电子、质子这样的实物粒子一样，也具有动量光子的动量为，为普朗克常量，光子与晶体中电子的相互作用过程严格地遵守动量守恒定律。如图所示，在真空环境中一光子与一静止的电子发生弹性斜碰，碰后光子的偏转角为，电子沿与光子的入射方向成角飞出。已知入射光子的波长为，则碰后光子的波长为( )
A. B.
C. D.
8.如图所示，空间中存在一水平向左的匀强电场和一垂直纸面水平向里的匀强磁场。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成夹角且处于竖直平面内。一质量为、带电量为的小球套在绝缘杆上。给小球一沿杆向下的初速度，小球恰好做匀速运动，电量保持不变。已知重力加速度为，磁感应强度大小为，电场强度大小为，则大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.“地震预警”是指在地震发生后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。地震监测站监测到一列地震横波，时刻的波形图如图甲所示，已知点是平衡位置在处的质点，点是平衡位置在处的质点，质点振动的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 时，质点沿轴负方向运动
B. 时，质点沿轴正方向运动
C. 地震横波传播的速度为
D. 的时间内，质点通过的路程大于
10.霍尔推进器工作原理简化如图所示，放电通道两端的电极、间存在一加速电场。工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力。若某次试验中有的氙气被电离，氙离子从右端喷出电场的速度，其比荷。氙离子进入通道的初速度视为，忽略重力及阻力。当推进器产生的推力达到毫牛时毫牛牛顿，下列判断正确的是( )
A. 每秒进入放电通道的氙气质量为
B. 每秒进入放电通道的氙气质量为
C. 氙离子向外喷射形成的电流为
D. 氙离子向外喷射形成的电流为
11.近几年来，中国在变压器制造领域已达到世界领先水平。如图所示为发电机和变压器的简化图，其中发电机的矩形线圈长、宽，匝数匝，电阻不计，放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为匝、匝和匝，两个副线圈分别接有理想二极管、电阻和，其中和。当线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动时，则( )
A. 电压表的示数为 B. 电压表的示数为
C. 发电机的输出功率为 D. 发电机的输出功率为
12.如图所示，、两点位于同一高度，不可伸长的轻质细线的一端系有质量为的物块，另一端绕过处的定滑轮固定在点，质量为的小球固定在细线上点。现将小球从图示水平位置由静止释放，小球运动到点时速度恰好为零此时物块未到达点，图中为直角三角形，物块和小球均可视为质点，，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为，，则下列判断正确的是( )
A.
B.
C. 小球运动到点时，段绳的拉力大小为
D. 小球运动到点时，段绳的拉力大小为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某物理兴趣小组的同学利用如图所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图是红光产生的干涉条纹，图是通过目镜观测到测量头上的、两条纹的位置刻度。
实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将屏向 填“靠近”或“远离”双缝的方向移动。
已知双缝到光屏的距离，双缝间距，则所测红光波长约为 结果保留两位有效数字。
如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距时，测量值 选填“大于”“小于”或“等于”实际值。
14.某小组同学设计了如图甲所示电路测量电压表内阻的阻值。现有的实验器材如下：
待测电压表量程，未知
滑动变阻器
滑动变阻器
电阻箱
电阻箱
电源电动势为，内阻不计
开关，导线若干
根据实验电路，为尽可能精确测量，滑动变阻器应该选用 填“”或“”，电阻箱应该选用 填“”或“”。
该小组选定实验器材后进行了如下操作：
先将电阻箱调至零，闭合开关，调节至电压表读数恰好如图乙所示，此时电压表示数为 ；
保持滑片位置不变，调节电阻箱，记录多组电压表示数与电阻箱示数；
根据图像法科学分析、计算结果。
该小组同学根据所测数据作出图像如图丙所示，根据该图像可计算出电压表内阻 结果保留位小数。
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.如图所示，一半圆形透明玻璃砖的横截面半径为，圆心为，为水平直径。一束平行单色光垂直照射整个边，圆弧面上有一半区域有光线射出不考虑光在圆弧面的反射。已知光在真空中的传播速度为。
求玻璃砖的折射率；
若该单色光以的入射角从处沿平行横截面方向射入玻璃砖时，出射光线与入射光线平行。求长度及该单色光在玻璃砖中的传播时间。
16.某兴趣小组设计的拉力测量装置如图所示，由两个不同横截面积的导热圆筒连接成的汽缸水平固定放置，汽缸内用一刚性轻质细杆连接两导热活塞、，两活塞间密封一定质量的理想气体，汽缸两侧与大气相通。活塞左侧连接一水平拉伸的轻质细绳，细绳另一端绕过定滑轮被施加大小为的力。已知环境温度保持不变，大气压始终为，活塞、的横截面积分别为、。初始时拉力，两活塞与汽缸连接处的距离都为，不计活塞与汽缸之间的摩擦，不计活塞厚度的影响。
当拉力缓慢增大到时，求活塞与汽缸连接处的距离；
保持拉力不变，改变环境温度，使汽缸内气体温度由缓慢上升到，求该过程中汽缸内气体对外界做的功。
17.各向异性吸能超材料是我国科学家研发出一种新型材料，在航天器防护等领域前景广阔。其特性为：物体撞击表面瞬间，材料微结构瞬态屈曲，完全吸收垂直于接触面的动能，使法向速度瞬间变为零，而物体沿材料表面的切向速度保持不变。
如图所示，竖直平面内固定一光滑半圆轨道，半径，半圆轨道最低点与足够长的水平轨道平滑连接，其中水平轨道段粗糙，其余部分光滑；半圆轨道最高点与光滑水平轨道靠近，现在其右端处固定一轻弹簧，弹簧自由端和水平轨道端恰好在半圆轨道点正下方。该半圆轨道由上述“各向异性吸能超材料”制成。质量为的滑块可视为质点，运动至位置处时恰好与半圆轨道顶端接触与弹簧接触但不拴接，弹簧的劲度系数。现将滑块向右推动，将弹簧压缩后由静止释放。滑块被弹开后，离开点继续运动，在半圆轨道的约束下，经点进入水平轨道。随后，滑块通过点后无能量损失地滑上静止在水平轨道上的光滑斜面体，斜面体的质量为，斜面体足够长。已知段的长，滑块与段间的动摩擦因数，重力加速度，弹簧弹性势能表达式为。求：
滑块经过点时，轨道对滑块的支持力大小；
滑块停止运动时与点之间的距离。
18.如图所示，有一与电容器相连的光滑平行倾斜金属导轨、，电容器的电容为，初始不带电，轨道的宽度为，倾角为，导轨、的电阻为零。“各向异性吸能超材料”制成的平行无限长水平光滑绝缘导轨、，宽度也为。倾斜金属导轨、置于水平光滑绝缘导轨、上方并于、处紧密连接。以为原点，沿轨道方向建立轴。在水平导轨上有一“”形状金属框，三个边长均为，质量为，总电阻为，金属框左侧紧贴、处，垂直于轴。在导轨、轨间区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为，在、导轨间存在方向竖直向上的磁场，磁感应强度大小为为大于零的常量，且未知，。长度也为的金属棒平行于放置，金属棒的质量为，电阻不计。金属棒从距离为处由静止释放，通过后立即与金属框粘连，形成完整的正方形金属框，沿着轨道继续运动。整个过程中金属框不发生形变，重力加速度大小为。
求金属棒运动到前的瞬间速度的大小；
若金属框右边运动到磁场边界时恰好速度减为零，求值。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.靠近
大于

14.

15.平行光垂直入射边，进入玻璃砖后传播方向不变，直到到达圆弧面。圆弧面上只有一半区域有光线射出，说明临界光线的入射角刚好等于全反射临界角 。由题意，这部分区域刚好占圆弧的一半，所以临界角
根据全反射临界角公式：
得
光线从 点以入射角 射入玻璃砖，根据折射定律
代入 、 得
即折射角
出射光线与入射光线平行，说明光线在圆弧面的出射点处的折射角也为 ，根据折射定律，在圆弧面的入射角为 。设光线在圆弧面的出射点为 ，在 中， ，折射光线与法线夹角为 ， ，由几何关系，则 为直角三角形，可得
光在玻璃砖中的传播速度
光在玻璃砖内的传播路径长度
传播时间

16.初始时，拉力，系统处于平衡状态
整理可得
因为 ，所以初始时汽缸内气体压强
封闭气体的体积
当拉力缓慢增大到 时，根据平衡条件
解得
根据玻意耳定律
解得
因为活塞和通过刚性轻杆连接，它们之间的距离始终为 ，所以此时活塞与汽缸连接处的距离为 ，此时气体的总体积
解得
根据盖吕萨克定律
解得
气体对外界做的功为恒定压强与体积变化量的乘积

17.设滑块脱离弹簧时速度大小为 ，由能量守恒得
解得
设滑块能沿半圆轨道下滑的最小速度为 ，由牛顿第二定律得
解得
故滑块脱离弹簧后水平抛出。设滑块落在圆轨道处，与水平方向夹角为 ，如图所示
由平抛运动的运动性质可知 ，
解得 ，
故滑块在圆心 等高处与半圆轨道接触发生相互作用，仅保留竖直方向分速度
滑块由运动至过程
在点，由牛顿第二定律得
解得 ，
滑块由运动到的过程，由动能定理得
滑块与斜面体相互作用后，与分离时的速度为 ，的速度为 ，由动量守恒和机械能守恒可知
，
解得
经分析可知，滑块返回滑上半圆轨道后未脱离轨道，由动能定理得
解得
滑块停止运动时，距点的距离

18.设某时刻金属棒 的速度为 ，则产生的感应电动势
电容器所带的电荷量
电路中的电流
对金属棒 ，由牛顿第二定律得
联立解得
由运动学公式：
解得
金属棒在与各向异性吸能超材料水平导轨相互作用后速度沿 轴正方向，大小为
金属棒与金属框 碰撞过程满足动量守恒：
金属框 在磁场 中运动，金属棒的位置坐标为时的速度为 ，金属框中产生的感应电动势
此时金属框中的感应电流
金属框 左边受到的安培力大小
金属框 右边受到的安培力大小
金属框 受到的安培力合力大小
由动量定理得
由以上得

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