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2026届河南南阳市九师联盟高三下学期考前学情自测物理试题
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.根据法国物理学家德布罗意的研究，实物粒子的物质波波长与动量之间的关系式为，若以下几个粒子的速率均为为光在真空中传播的速度，则其中物质波波长最大的是( )
A. 中子 B. 质子 C. 电子 D. 粒子
2.如图所示为医院进行静脉输液的三种输液瓶及其输液管、进气管装置设计图，其中进气管保证瓶内与瓶外气体相通，随着输液的持续进行，下列说法中正确的是( )
A. 甲输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强减小
B. 乙输液瓶内气压增大，瓶内输液管针头处压强不变
C. 丙输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强不变
D. 若需保持给病人的输液流速恒定，则应该选用丙输液瓶
3.近日，中国宣布拟在高度的晨昏轨道建设由多颗卫星组成的大型数据中心系统，以纾解地面数据中心耗电、散热等难题。已知晨昏轨道是一种特殊的太阳同步轨道，轨道面与地球晨昏线黑夜与白昼的分界线始终近似重合。下列说法正确的是( )
A. 晨昏轨道卫星不可能在更低的高度运行
B. 晨昏轨道卫星的发射速度大于
C. 该数据中心系统绕地球运行的周期约为
D. 以太阳为参考系，晨昏轨道卫星的轨道面是静止的
4.随着科技的不断发展，光纤成为现代信息传输领域不可或缺的一部分。现有一折射率为、横截面直径为的圆柱形光纤，在使用过程中使光纤紧绕另一圆柱弯折，如图所示。为使平行射入该光纤的光在转弯处光纤的外侧均能发生全反射，则该圆柱体半径的最小值为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，整个区域内有竖直向下的匀强磁场图中未画出，磁感应强度大小，两根间距为、半径为的光滑四分之一圆弧金属导轨竖直放置底端切线水平，顶端连接阻值为的电阻。长为、质量为、阻值为的金属棒从导轨顶端处以恒定速率下滑，整个过程中金属棒与导轨接触良好，且始终与导轨垂直。导轨电阻忽略不计，重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 金属棒在处时两端电压为
B. 金属棒运动到处时两端电压为
C. 金属棒从导轨处运动至处的过程中，电阻产生的热量为
D. 金属棒从导轨处运动至处的过程中，电阻产生的热量为
6.如图所示为某餐厅的点餐、送餐机器人，质量。某次承载质量的餐盘包括食物在水平地面上以的速度匀速运动，某时刻机器人紧急制动，以的加速度做匀减速直线运动。已知餐盘与机器人水平台面间的动摩擦因数，餐盘没有从机器人上脱离，取重力加速度，忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 制动过程中餐盘的加速度大小为
B. 制动内，餐盘与机器人之间因摩擦产生的总热量为
C. 制动内，地面对机器人的摩擦力的冲量大小为
D. 制动内，机器人对餐盘的冲量大小为
7.如图甲所示，光滑水平面上静置一质量为的长木板，木板左端固定一轻弹簧。质量为的物块可视为质点从木板右端以水平初速度滑上木板，当物块压缩弹簧至最短时，木板向左运动的距离为，此时物块相对木板的位移也为。物块和长木板的相对位移与两者间摩擦产热的关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为。从长木板开始运动到弹簧压缩到最短的过程中，下列说法正确的是( )
A. 物块与长木板间的动摩擦因数为
B. 弹簧的最大弹性势能为
C. 物块克服摩擦力做的功为
D. 物块和长木板组成的系统机械能减少了
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示为甲、乙两车在平直公路上做直线运动的位移时间或速度时间图像，时刻两车恰好到达同一地点。关于两车在时间内的运动，下列说法正确的是( )
A. 若是图像，当甲、乙两车的速度相同时，两车间的距离最大
B. 若是图像，则甲、乙两车的速度相同时，两车间的距离最小
C. 若是图像，则两车间的距离先增大后减小
D. 若是图像，则两车间的距离不断增大
9.在精密的电子仪器中常用磁场或电场来改变带电粒子的运动轨迹。如图所示，直线把纸面分成上下两部分，在纸面内有矩形，边长为，边长为。一个不计重力的电子其质量为、电量为从点以初速度沿方向射入，第一次在整个平面内加垂直纸面的匀强磁场，电子恰好能通过点；第二次保持上方的磁场不变，而将下方区域磁场改为与方向一致的匀强电场，电子仍通过点。则( )
A. 匀强磁场的方向为垂直纸面向外
B. 电子两次从运动到所用的时间以及在点的速度大小都不同
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为
D. 匀强磁场的磁感应强度大小为
10.如图甲所示，可视为质点的物块以的初速度滑上长度的水平传送带，从传送带右端离开后，平滑进入固定在竖直面内光滑半圆细管道。管道最低点固定一压力传感器，可测量物块经过最低点时对轨道的压力大小。当传送带以不同的速度运行时，得到随变化的图像如图乙所示，重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. B. 管道半径为
C. 物块的质量为 D. 物块与传送带之间的动摩擦因数为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某兴趣小组设计了图所示的实验来验证机械能守恒定律。长为的轻绳下端固定一个带有“”形凹槽的摆锤，另一端可绕点自由转动，凹槽内装有一小球。现将摆锤拉起，使轻绳偏离竖直方向成角时，由静止释放摆锤，摆锤和小球一起向下摆动。当摆锤到达最低位置时，受到竖直挡板的阻挡而立即停止运动，小球飞离凹槽做平抛运动，已知当地重力加速度为。
为了验证摆锤在运动中机械能守恒，除了偏角和绳长之外，实验中还需要测量的物理量有 。
A.小球的质量
B.摆锤的质量
C.释放摆锤到停止运动的时间
D.小球飞离摆锤时离地面的高度
E.小球平抛运动过程中在水平方向的距离
由平抛运动规律可知，摆锤刚到达最低位置时，小球的速度大小 用题目已知数据和中所选各物理量的符号表示；
改变小球静止释放时轻绳与竖直方向的夹角，多次重复操作，测出不同角度释放后，小球平抛运动的水平位移。以为横坐标，为纵坐标，得到如图所示图像。若图像的斜率大小的绝对值为 即可验证机械能守恒用题目已知数据和中所选物理量的符号表示。
12.太阳能电池是一类能直接将太阳光能转化为电能的光电半导体器件，也常被称作光伏电池。当它受到达到一定强度的光线照射时，能瞬间产生电压；若外接闭合回路，便会形成电流。这一过程在物理学中被称为太阳能光伏效应。某研究小组取了一片光伏电池板来探究其发电性能，设计了如图乙的实验电路。主要实验步骤如下：
按电路图乙连接好实验器材；
用光照强度为的光照射该电池，闭合开关，多次调节滑动变阻器滑片，读出多组电压表、电流表的示数；
根据读出的电压表、电流表示数描绘出该电池的图像。
由图乙知，为了防止烧坏电源，实验开始前滑动变阻器滑片应放在 选填“”或“”端；
如图丙所示，曲线与曲线中，一条为依据实测电压、电流数据绘制的电池特性曲线，另一条为该电池出厂时的精确工作曲线，则根据实验数据绘制的曲线为 选填“”或“”，与出厂精确工作曲线的误差来源于 ；
在光照强度为的情况下，通过图丙可得该电池电动势的真实值 ，将该电池与的定值电阻连接，此时该电池内阻的真实值 。结果保留到小数点后一位
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图甲所示，开口向上的绝热气缸内用横截面积、质量的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，气缸内气体的温度，活塞静止时距气缸底的高度为。阻值的电热丝密封在气缸内，电热丝的一端连接一个匝数为匝、横截面积为的线圈，线圈总电阻。时刻，在线圈所在空间内加一垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度按照图乙所示规律变化，时刻撤去磁场，经过足够长时间，活塞缓慢升高了，此时气缸内气体的温度为，该过程中气体的内能增加了。已知活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气，电热丝的体积忽略不计，电热丝产生的焦耳热完全被气体吸收，外界大气压强始终为，重力加速度，求：
温度及整个过程中气体吸收的热量；
所加磁场的时间。
14.如图所示，质量、长的长木板静置在水平地面上，质量、可视为质点的小滑块放置在长木板左端，半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在地面上，圆弧轨道最低点的切线水平且与长木板上表面相平，长木板右端与点相距。现用水平向右的外力作用在小滑块上，长木板与轨道碰撞前瞬间撤去，长木板与轨道碰后立即静止并粘在轨道上。已知滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，重力加速度取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
长木板与轨道相碰时，滑块的速度大小；
滑块经过点时，对轨道的压力为多大；
滑块最终静止时到点的距离为多少。
15.如图所示，在区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场；在区域内存在沿轴正方向的匀强电场。质量为、电荷量为的粒子甲从点由静止释放，进入磁场区域后，与静止在点、质量为的中性粒子乙发生弹性正碰，碰撞后的电量转移给粒子乙。不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略场变化的效应。
求电场强度的大小；
若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在区域内加上与区域相同的磁场，求从两粒子碰撞到下次相遇的时间；
若两粒子碰撞后，粒子乙首次离开第一象限时，撤去所有电场和磁场，经一段时间后，在全部区域内加上与原区域相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求粒子甲在这段时间内运动的距离。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：根据物质波公式，结合，在速率相同的情况下，质量最小的物质波波长最长，故电子的波长最长，故C正确，ABD错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】A.甲瓶：无进气管，随输液液面下降，瓶内气体体积膨胀，气压减小玻意耳定律；针头处压强为瓶内气压液体压强，两者均减小，故针头处压强减小，流速变慢，故A错误；
B.乙瓶：进气管与针头同高，随输液液面下降，瓶内气体体积增大，外界空气通过进气管进入，瓶内气压，气压随液面下降而增大；针头处压强恒定不变，流速恒定，故B正确；
C.丙瓶：进气管在瓶口，瓶内气压始终等于大气压与外界相通；针头处压强为，随液面下降减小而减小，流速变慢，故C错误；
D.保持流速恒定需针头处压强恒定，乙瓶针头处压强恒定，故应选用乙瓶，故D错误。
故选：。
分别分析甲、乙、丙输液瓶的进气管结构，结合气体压强规律和液体静力学，判断瓶内气压、针头处压强的变化，进而分析输液流速是否恒定，逐一验证选项。
本题以医院静脉输液的实际装置为生活化情境，考查气体压强、液体静力学及流体流速与压强的关联，侧重对不同进气管设计下压强变化的逻辑分析，能有效考查学生将物理知识应用于医疗场景的综合分析能力。
3.【答案】
【解析】A.晨昏轨道太阳同步轨道是通过调整轨道倾角，使轨道平面的进动角速度与地球公转角速度相同来实现的。理论上，只要调整合适的倾角，在不同高度包括更低高度都可以实现太阳同步轨道，并非不可能在更低高度运行，故A错误；
B.第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度，实际发射中，卫星需克服地球引力进入轨道，发射速度需大于若等于则仅能沿地表做圆周运动，需更高速度进入更高轨道。晨昏轨道卫星在高空，发射速度必然大于，故B正确；
C.近地卫星轨道半径近似为地球半径的运行周期约为分钟。根据开普勒第三定律 可知，轨道半径越大，周期越大。该卫星轨道半径大于地球半径，其周期应大于分钟，不可能约为，故C错误；
D.晨昏轨道面始终与晨昏线重合，即始终垂直于太阳光线。以太阳为参考系，地球在绕太阳公转，日地连线方向不断变化。为了始终保持垂直于太阳光，轨道平面必须随地球公转而转动角速度与地球公转角速度相同，因此轨道面不是静止的，故D错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】解：为使平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，如图所示
入射角恰好达到临界角，即，
代入数据可得，故D正确，ABC错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】【详解】金属棒在处时与平行，金属棒不切割磁感线，无电动势产生，故两端电压为，故A错误；
B.金属棒在处时，金属棒产生的电动势
则此时两端电压，故 B错误；
金属棒从导轨处运动至处的过程中，金属棒做匀速圆周运动的角速度
则电动势瞬时值为
则电流有效值为
电阻产生的热量为
因为
联立解得，故 C错误，D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】【详解】机器人对餐盘的滑动摩擦力为
根据牛顿第二定律得，餐盘的加速度大小为 ，故A错误；
B.制动内，餐盘的位移
机器人的位移
餐盘与机器人之间的相对位移为
餐盘与机器人之间因摩擦产生的总热量为 ，故B错误；
C.对机器人进行受力分析，得
解得地面对机器人的摩擦力
制动内，地面对机器人的摩擦力的冲量大小为 ，故C正确；
D.机器人对餐盘的支持力为
机器人对餐盘的作用力为
制动内，机器人对餐盘的冲量大小为 ，故D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】【详解】根据题图乙可知，从长木板开始运动到弹簧压缩到最短的过程中，因摩擦产生的总热量为 ，由功能关系可知
解得物块与长木板间的动摩擦因数为 ，故A错误；
B.物块和长木板组成的系统满足动量守恒，当弹簧形变量最大时，两物体共速且此时弹簧的弹性势能最大，设两物体共速时速度为 ，则由动量守恒定律有
解得
由能量守恒定律有
解得弹簧的最大弹性势能为 ，故B错误；
C.从长木板开始运动到弹簧压缩到最短的过程中，物块向左运动的位移为
则摩擦力对物块做的功为
所以物块克服摩擦力做的功为 ，故C正确；
D.物块和长木板组成的系统机械能的减少量为 ，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】【详解】若是 图像，甲车先向负方向运动然后向正方向运动，乙车始终向正方向运动，当甲车向正方向运动且与乙车的速度相同时，相对速度为零，距离最大，故A正确、B错误；
若是 图像，因为图像与横轴所围图形面积表示位移，则在 时间内，两车间的距离不断增大，故C错误，D正确。
故选AD。
9.【答案】
【解析】A.第一次在整个平面内加垂直纸面的匀强磁场，电子恰好能通过点，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里， A错误；
B.电子的轨迹如图所示若加磁场时，电子从到的时间为若加沿方向的匀强电场，则电子从点射入下方电场做类平抛运动，到达点的时间为 ，若只加磁场时，电子到达点的速度为若加电场时，电子进入电场后因电场力做正功，则到达点的速度大于，即电子第二次通过点时的速度比第一次的大，B正确；
电子沿轨迹做圆周运动到达点时，由几何关系可知： ，解得：
，根据洛伦兹力提供向心力有，解得 ，C错误， D正确。故选 BD。
10.【答案】
【解析】D.由题图乙可知当传送带速度小于时，物块在传送带上一直做匀减速直线运动，当速度时，恰好全程减速，由速度位移公式可得：
根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
故D正确；
当传送带以的速度运动时，物块在传送带上做匀速直线运动，根据动能定理可得
当物块经过最低点时，根据牛顿第二定律可得：
当时，，
当时，
代入数据解得：，
故B正确，C错误；
A.由题图可知当传送带速度大于时，物块在传送带上一直做匀加速直线运动，由速度位移公式可得：
代入数据解得：
根据动能定理可得：
物块经过最低点时，根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
故A错误。
故选：。
11.【答案】

【解析】【详解】根据题意，设摆锤的质量为 ，摆锤到达最低位置时的速度为 ，若摆锤在运动中机械能守恒，则有
可知，除了偏角 和绳长 之外，实验中还需要测量的物理量有摆锤到达最低位置时的速度，摆锤和小球一起向下摆动，摆锤到达最低位置时，摆锤的速度和小球的速度相等，小球飞离凹槽做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
整理可得
可知，需测量小球飞离摆锤时离地面的高度 和小球平抛运动过程中在水平方向的距离 ，可得小球到达最低位置时的速度，即可得摆锤到达最低位置时的速度。
故选DE。
由小问分析可知，摆锤刚到达最低位置时，小球的速度大小 。
若摆锤在运动中机械能守恒，则有
又有
整理可得
则若 图像的斜率大小的绝对值为 ，即可验证机械能守恒。
12.【答案】
电流表分压

【解析】【详解】实验开始前，需让滑动变阻器接入电路的阻值最大，使初始电流最小，保护电源。由图乙可知，滑片在端时，滑动变阻器接入电阻最大，因此滑片应放在端。
本电路中，电流表串联在干路，内阻会分压，电压表只测量了滑动变阻器两端的电压，因此测得的路端电压小于真实路端电压；相同电流下，测量得到的更小，因此实验绘制曲线为下方的，误差来源于电流表的分压。
电源电动势的真实值等于开路电压 时的电压，由真实曲线可知， 时，
当外接 定值电阻时，满足
若 单位为 ，则 单位 ，作该电阻的 线与曲线相交，可得工作点约为 ，
由闭合电路欧姆定律 得
13.【答案】解：活塞缓慢上升，气体做等压变化，根据盖吕萨克定律则有
解得 则
对活塞受力分析，则有 解得
活塞缓慢上移的过程中，活塞对气体做的功 解得
由热力学第一定律 解得封闭气体吸收的热量
磁场变化，在线圈中产生的感应电动势 解得
由闭合电路的欧姆定律可得
根据焦耳定律 解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】【详解】对小滑块由牛顿第二定律
解得
对长木板由牛顿第二定律
解得
长木板经时间 与轨道相碰，则有
此时滑块的速度大小
此时间内滑块相对木板向右滑行的位移
因长木板与轨道碰撞前瞬间撤去 ，对滑块
解得
设其滑上 点的速度为 ，由
滑块在 点由牛顿第二定律
联立解得 ，
根据牛顿第三定律则其对轨道的压力
对滑块由能量守恒
解得
即滑块最终静止时到 点的距离为

【解析】详细解答与解析过程见答案
15.【答案】【详解】粒子甲在电场中加速，由动能定理
粒子甲进入 区域后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，满足
由题意可知
联立解得
由题意，发生弹性碰撞后甲、乙粒子带电量均为 ，由系统动量守恒得
碰撞前后系统动能相等，有
联立解得碰撞后两粒子速度 ，
根据洛伦兹力提供向心力，甲、乙两粒子碰撞后做圆周运动的半径分别满足 ，
解得
可知甲、乙两粒子在磁场中做半径相同的圆周运动，由
代入数据可得 ，
从两粒子碰撞到下次相遇的时间 应该满足以下关系式
可得
由上述分析可知 ，当粒子乙出第一象限时甲在磁场中偏转角度为
撤去电场磁场后，两粒子做匀速直线运动，乙粒子运动一段时间后，整个区域再加上相同的磁场，可得两粒子在磁场中仍做半径为的匀速圆周运动，要求轨迹恰好不相交，则如图所示
设撤去电场、磁场到加磁场乙匀速运动距离 ，甲的匀速运动距离 ，可知
在 中，由余弦定理
解得

【解析】详细解答与解析过程见答案
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