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湖南省长沙市第一中学2026届高三下学期月考（十）物理试卷
一、单选题
1．2026年1月2日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所科研团队宣布，我国重大科学工程有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实验证实托卡马克密度自由区的存在，找到突破密度极限的方法，为磁约束核聚变装置高密度运行提供重要的物理依据。其中我国“人造太阳”主要是将氢的同位素氘或氚的核聚变反应释放的能量用来发电，有一种核聚变反应的方程为。已知氘核的质量为，比结合能为E，中子的质量为，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是( )
A.反应产物x为
B.x核的质量为
C.x的比结合能为
D.提升等离子体的密度，在常温常压下也能发生聚变反应
2．一摩托车爱好者在准备充分的情况下，驾驶摩托车成功飞越一河流，其飞越过程简化图如图。他驾驶摩托车从轨道ABC上的A点由静止开始加速，从C处水平飞出，已知两岸高度差为h，河宽为l。为保证能落到对岸长度为s的安全区域DE内，运动过程中，人和车视为质点并忽略空气阻力，重力加速度为g，则摩托车离开C时速度v的范围为( )
A. B.
C. D.
3．唐代诗人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹……背日喷乎水，成虹霓之状。”从物理学的角度来看，彩虹是由太阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。如图所示为彩虹形成的示意图，一束太阳光（白光）P由右侧射入球形水滴，M、N是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条单色光束。下列说法正确的是( )
A.M光的折射率小于N光的折射率
B.从同一介质射向空气，M光发生全反射的临界角大于N光的临界角
C.若遇到相同障碍物，M光比N光的衍射现象更明显
D.M光光子的能量比N光光子的能量大
4．如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，其中有一个半径为R的竖直光滑圆环，环内有两根光滑的弦轨道AB和AC，A点所在的半径与竖直直径BC成37°角（）。质量为m、电荷量为q的带电小球（可视为质点）从A点由静止释放，分别沿弦轨道AB和AC到达圆周的运动时间相同。现去掉弦轨道AB和AC，如图乙所示，在C点给小球一个初速度，让小球恰能在圆环内做完整的圆周运动，不考虑小球运动过程中电荷量的变化，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.小球从C到B的过程中机械能守恒
B.匀强电场的电场强度大小为
C.小球在C处受到圆环的弹力大小为3.5mg
D.小球做圆周运动过程中对环的压力的最大值为7.5mg
5．已知地球质量为M，月球质量为m，地月距离为L。以地心作为坐标原点，沿地月连线建立x轴，在x轴上有一个探测器。由于地球和月球对探测器的引力做功与路径无关，探测器具有与其位置相关的引力势能。仅考虑地球和月球对探测器的作用，可得探测器引力势能随位置变化关系如图所示。在处引力势能最大，k已知，下列选项正确的是( )
A.随位置坐标的增大，探测器的引力势能先减小后增大
B.随位置坐标的增大，地球和月球对探测器引力的合力，先增大后减小
C.地球与月球的质量之比
D.地球与月球的质量之比
6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为80Ω，电流表、电压表均为理想电表。a、b两端接入电压为的交变电流，则滑动变阻器的滑片缓慢地从左端向右端滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A.通过电流表的电流方向每秒钟改变50次
B.电流表的示数先增大后减少
C.滑动变阻器的功率最大时，滑片放置在正中间
D.理想变压器的最大输入功率为2420W
7．如图所示，三个同心圆a、b、c的半径分别为r、2r、，在圆a区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。在圆a和圆b间的环形区域存在背向圆心的辐向电场，在圆b和圆c间的环形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为m、电荷量为q（）的粒子，从圆a边界上的A点沿半径方向以速度射入圆a内，第一次从圆a边界射出时速度方向偏转60°，经过辐向电场加速后，从圆b边界上进入外环区域，粒子恰好不会从圆c飞离磁场。已知磁感应强度，不计粒子的重力。则( )
A.圆a区域内匀强磁场的磁感应强度大小为
B.粒子在圆a内磁场中和圆c与圆b两边界间磁场中做圆周运动的半径之比为
C.圆a与圆b两边界间辐向电场的电势差为
D.粒子从电场回到入射点A，在磁场中运动的最短时间为
二、多选题
8．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。如图所示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于处，下列说法正确的是( )
A.两列波的周期均为0.1s
B.P点在时刻位于平衡位置
C.两列波在相遇
D.0~2.75s内质点M运动的路程是16cm
9．质量为3m足够长的木板静止在光滑的水平面上，木板上依次排放质量均为m的木块1、2、3，木块与木板间的动摩擦因数均为μ。现同时给木块1、2、3水平向右的初速度，已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.1木块相对木板静止前，木板会向右加速
B.1木块的最小速度是
C.2木块的最小速度是
D.木块3从开始运动到相对于木板静止时相对于地面的位移是
10．如图所示，两根足够长的平行金属光滑导轨固定在倾角为30°的斜面上，导轨电阻不计。MN与间距为2L，PQ与间距为L。在MN与区域有方向垂直斜面向下的匀强磁场，在PQ与区域有方向垂直斜面向上的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。在MN与区域中，将质量为m，电阻为R，长度为2L的导体棒b置于导轨上，且被两立柱挡住。在PQ与区域中将质量为m，电阻为R，长度为L的导体棒a置于导轨上。a由静止下滑，经时间t，b恰好离开立柱，始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度大小为g。则( )
A.两导体棒最终做匀速直线运动
B.t时刻，a的速度大小为
C.内，a下滑的距离为
D.a中电流的最大值为
三、实验题
11．某同学用图a所示装置测定重力加速度，并验证机械能守恒定律。小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。
（1）用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其示数如图b，则_____mm。
（2）让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1。若计数器计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期__________。
（3）摆线长度大约80 cm，该同学只有一把量程为30 cm的刻度尺，于是他在细线上标记一点A，使得悬点O到A点间的细线长度为30 cm，如图c。保持A点以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度l以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期T。测量多组数据后绘制图像，求得图像斜率为，可得当地重力加速度__________。
（4）该同学用此装置继续实验，验证机械能守恒定律。如图d，将小球拉到一定位置由静止释放，释放位置距最低点高度为h，开启传感器计时模式，测得小球摆下后第一次挡光时间为，改变不同高度h并测量不同挡光时间，测量多组数据后绘制图像，发现图像是过原点的直线并求得图像斜率，比较的值与__________（写出含有的表达式），若二者在误差范围内相等，则机械能是守恒的。
（5）对于本次实验，下列说法正确的是__________。
A.安装在小球下面的挡光部件选用挡光小圆柱比挡光小薄片好
B.只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，的测量值与理论值相比偏大
C.只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，的测量值与理论值相比偏小
D.验证机械能守恒时细线偏离平衡位置的最大角度必须小于或等于5°
12．某学习小组要测量某电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路。
(1)用甲图测电池的电动势和内阻，在电压表和电流表内阻都未知的情况下，其系统误差来源于______________________。
(2)为了提高实验精度，该小组设计了如图乙所示的电路，其中被测电池为______________________（选填“A”或“B”）。
(3)实验操作如下：
①将滑动变阻器R和的滑片移到最左端，闭合开关和；
②调节滑动变阻器，使灵敏电流计G的指针指在______________________（选填“零刻度线”或“满偏刻度”），记录此时电压表的示数为、电流表的示数为；
③接着，改变滑动变阻器R的滑片位置，再重复步骤②，记录另一组数据、。则电池的电动势___________V，内阻___________Ω（结果均保留两位小数）；
(4)在（3）的操作中，电源电动势的测量值______________________真实值（选填“大于”“等于”“小于”）。
四、计算题
13．在用牛顿管做自由落体运动实验之前，先要用真空泵将牛顿管中的空气抽出，下图为抽气过程的原理图。抽气前，牛顿管内空气压强为，活塞位于真空泵气缸底部，气阀K打开；抽气时，进气阀打开、排气阀闭合，在飞轮带动下活塞上移至气缸顶部，牛顿管中的空气进入气缸；随后，进气阀闭合，在飞轮带动下活塞下移，当活塞下方空气压强增大到时，排气阀打开，气缸中的空气被排出。已知牛顿管容积为V，真空泵气缸容积为，整个过程中空气温度不变，不计连接细管的容积、活塞在气缸底部时活塞下方的空气体积以及活塞体积。
(1)第一次抽气结束时，牛顿管中空气的压强为多大？
(2)排气阀第一次打开时，活塞下方空气的体积为多大？
14．如图所示，在xOy平面内，的PQNM区域中，存在沿y轴正方向的匀强电场，电场上边界PQ正上方和下边界MN正下方填充某特殊物质，粒子进入即被吸收，的整个区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场I。某时刻，均匀分布在PM边的大量带电粒子沿x轴正方向以速度同时进入电场，所有粒子均带正电，质量为m、电荷量为q。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。若有50%的粒子恰好能从QN边界射出。
（1）求匀强电场场强E的大小；
（2）若从电场射出的粒子经磁场I偏转后能全部回到电场，求磁场I的磁感应强度B的取值范围；
（3）若磁感应强度B的大小取（2）中的最小值，求在磁场Ⅰ中有粒子经过的区域面积S。
15．如图所示，带有圆弧的滑块A静止放在光滑的水平面上，滑块A的质量为，其圆弧部分光滑，水平部分粗糙，圆弧半径为R，圆弧的末端点切线水平，A的左侧紧靠固定挡板，距离A的右侧S处是与A等高的平台，平台上MN之间是一个宽度为的特殊区域，只要物体进入MN之间就会受到一个方向向右、大小为的恒定作用力，平台MN之间粗糙，其余部分光滑，MN的右侧安有一个固定的弹性卡口。现有一个质量为m的小滑块B（可视为质点）从A的圆弧顶端处静止释放，当B通过MN区域后碰撞弹性卡口的速度v不小于时可通过弹性卡口，速度小于时原速率反弹，重力加速度为g，求：
（1）B刚下滑到圆弧底端时对圆弧底端的压力多大？
（2）若B与A水平段间的动摩擦因数，保证A与平台相碰前能够共速，且B刚好滑到A的右端，则s应满足什么条件？A水平段的长度是多少？
（3）在满足（2）问的条件下，A与平台相碰后立即粘连不再分开，随即B滑上平台，设B与MN之间的动摩擦因数，试讨论因的取值不同，B在MN间通过的路程。
参考答案
1．答案：C
解析：A.核反应满足电荷数、质量数守恒，左侧总电荷数为，总质量数为；右侧中子电荷数为0、质量数为1，因此x的电荷数为2，质量数为，即x为，故A错误；
B.质能方程
又质量亏损
联立得，故B错误；
C.原子核结合能=比结合能×核子数，反应前两个氘核总结合能为
设x的比结合能为，反应后x的结合能为，聚变释放的能量等于反应后总结合能与反应前总结合能的差，即
解得，故C正确；
D.核聚变需要原子核克服库仑斥力接近到核力作用范围，必须满足高温高压条件，常温常压下即使提升密度也无法发生聚变，故D错误。
故选C。
2．答案：B
解析：根据
可知运动时间
当落到D点时，速度
当落到E点时，速度
所以摩托车离开C时速度v的范围为故选B。
3．答案：D
解析：A.由光路图可知，M光的偏折程度大于N光，可知水滴对M光的折射率大于对N光的折射率，故A错误；
B.根据可知，M光的临界角小于N光的临界角，故B错误；
C.由于M光的频率大于N光的频率，M光的波长小于N光的波长，若遇到相同的障碍物，N光比M光的衍射现象更明显，故C错误；
D.M光的频率大于N光的频率，M光光子的能量比N光光子的能量大，故D正确。
故选D。
4．答案：D
解析：
5．答案：C
解析：
6．答案：D
解析：
7．答案：C
解析：
8．答案：BD
解析：A.根据图像可知波长为0.4m，则波传播的周期为，故A错误；
B.由于周期为点再次回到平衡位置需要半个周期，即0.5s，则，故B正确；
C.两列波传播速度相同，由图可知，两列波会在M点相遇，即两列波还需要传播的距离为对应时刻为，故C错误；
D.内，M点还没有开始振动，M点总共振动的时间为1s，即一个周期，两波源与M点的距离分别为，
可知波程差为零，由于两列波振动步调相同，故M点为振动加强点，振幅为2A，可知在剩余的1T内，质点运动的路程为，故D正确。
故选BD。
9．答案：AD
解析：
10．答案：BD
解析：t时刻时，b恰好离开立柱，则此时立柱对B的支持力为0，由力的平衡条件有，此时对a有，联立解得，B正确；对a在内，由动量定理有，其中，解得内a下滑的距离，C错误；t时刻后，对a由牛顿第二定律有，对b由牛顿第二定律有，最初a的速度大于b的速度，a做加速度逐渐减小的加速运动，b做加速度逐渐增大的加速运动，根据闭合电路欧姆定律，a中的电流满足，当电流最大时，最大，则某时刻最大，则，可知，最终电路中的电流达到最大且恒定，均做匀加速运动，可得，A错误，D正确。
11．答案：（1）2.332（2.333、2.331也正确）
（2）
（3）
（4）
（5）AC
解析：（1）由题图b可知。
（2）由题意可知，解得。
（3）设A点以下的摆线长度为，根据单摆周期公式得，化简得图像的斜率为，则，解得。
（4）小球在最低点的速度为，由机械能守恒定律得，联立，解得，则比较的值与，若二者在误差范围内相等，则机械能是守恒的。
（5）选用小薄片时，安装过程中须保证小薄片与光电门平行，一点偏差就会导致通过光电门的宽度小于d，而用小圆柱体，则能保证通过光电门的宽度必定为d，所以安装在小球下面的挡光部件选用挡光小圆柱比挡光小薄片好，选项A正确；只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，不会影响周期T的测量，故不会影响的测量，选项B错误；只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，挡光时间较小球通过最低点所用时间偏小，导致的测量值与理论值相比偏小，选项C正确；验证机械能守恒时细线偏离平衡位置的最大角度不必小于或等于5°，只有使小球做简谐运动才需要满足该条件，选项D错误。
12．答案：(1)电流表的分压作用
(2)A
(3)零刻度线；2.95；1.00
(4)等于
解析：（1）甲图测电池的电动势和内阻，采用的是伏安法内接，因为电流表的分压作用，导致电压表测量的并不是电源两端的电压，从而产生误差。
（2）图乙是利用让灵敏电流计G指零，此时电压表测量的是电池A的真实路端电压，电流表测量的是电池A回路的电流，因此被测电池为A，电池B是补偿支路的电源，用于抵消电流表的分压影响。
（3）通过滑动变阻器调节，使灵敏电流计G指在零刻度线，此时灵敏电流计G两端的电势差为0，左右两个支路相互独立，电流表等效测量A电源回路中的电流，而此时电压表可精准测量被测电池A的路端电压。
由闭合电路的欧姆定律得，
代入数据联立解得，
（4）根据上述分析可知，该实验设计消除了电流表内阻对实验的影响，所以电源电动势的测量值等于真实值。
13．答案：(1)
(2)
解析：（1）第一次抽气结束时，设牛顿管中空气压强为p，则有
解得
（2）排气阀第一次打开时，设活塞下方空气的体积为，则有
解得
14．答案：见解析
解析：（1）有50%的粒子能够射出电场，则粒子在电场中竖直偏转距离为d。粒子做类平抛运动，
竖直方向
水平方向
解得
（2）粒子射出电场时竖直方向速度
粒子射出电场时速度为
根据洛伦兹力提供向心力
从电场射出的粒子经磁场I偏转后能全部回到电场，
解得
（3）有粒子经过的区域如图所示，扇形面积
三角形面积
弓形面积为
在磁场I中有粒子经过的区域面积
15．答案：（1）（2），（3）见解析
解析：（1）设B滑到A的底端时速度为，根据机械能守恒定律得
解得
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律
（2）设AB共速速度，由动量守恒定律得
得
对A由动能定理得
得
即保证A与平台相碰前A、B能够共速，s应满足
设A水平部分长度为d
解得
（3）因为，经判断B一定能从左向右穿过MN区间。
由（2）可知B进入MN间前时刻速度大小为，当到达卡扣时速度为时
由动能定理得
得
即，B从卡口右侧离开，在MN间通过的路程为
若B被弹回时到达M点速度刚好为零，由动能定理得
解得
即，B从M左侧离开，因为
所以从M左侧离开后不能再返回到平台上；
通过的路程为
若，根据运动分析，B在N点两侧往复运动，最终静止在N点，通过的路程，由动能定理得
解得
综上：，B从卡口右侧离开，在MN间通过的路程为
，B从M左侧离开，通过的路程为
，B最终静止在N点，通过的路程

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