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陕西省西安市某校2026届高三第二学期全真模考物理试卷
一、单选题
1．能流密度指单位时间内通过垂直于能量传播方向的单位面积的能量。关于能流密度的单位，下列正确的是( )
A.J B. C. D.
2．在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为P。普朗克常量为h，光速为c，则( )
A.光子的波长为
B.该原子吸收光子后质量减少了
C.该原子吸收光子后德布罗意波长为
D.一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态
3．我国某科研团队创新地开发出一种高超声速发电机，该发电机的工作原理是基于爆轰驱动高超声速气体流动模型来模拟磁流体发电机。该发电机的简化模型如图所示，被电离的高超声速气体由大量带正电、负电的离子组成，离子射入存在着匀强磁场的P、Q板间时速度方向均垂直于磁场方向，P、Q板与定值电阻R相连，可将P、Q板视为电源的两极。稳定工作时P、Q板间的电压为U，板间气体的电阻不为0，下列说法正确的是( )
A.P板的电势低于Q板的电势
B.仅增大气体中离子的速度，P、Q板间电压减小
C.仅将定值电阻换成阻值更大的电阻，P、Q板间电压增大
D.通过定值电阻的电流与极板间磁感应强度大小无关
4．如图所示，绕过光滑定滑轮的轻绳两端分别连接着小球A、B，同时轻绳也连接着两个小球，用水平拉力作用在B球上，两球静止时，所有轻绳均伸直，a段轻绳竖直，b段轻绳与竖直方向夹角为。已知A球的质量为m，，则B球的质量为( )
A. B. C. D.
5．空气炸锅原理是利用顶部的电动机M和加热管R，使热空气在封闭的空间中高速循环，如图是简化的空气炸锅电路示意图。电源的电动势恒为E，内阻为r，温控开关K的电阻随着温度的升高而逐渐减小，定值电阻接在干路上。闭合开关空气炸锅开始工作，温度升高时，下列说法正确的是( )
A.通过的电流减小
B.电动机M两端的电压变大
C.加热管的热功率增大
D.电源的总功率变小
6．如图甲，LC电路中的电流正在变大，保持L不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙，则下列说法正确的是( )
A.回路中的磁场能正在向电场能转化
B.电路1中电容为电路2中电容的4倍
C.电路2中的电流最大时，电路1中的电流也一定最大
D.电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等
7．某实验小组为了模拟远程输电，利用图1中摩托车车轮安装的小型发电机，设计了如图2所示的远程输电电路。已知小发电机中矩形线圈的匝数为N，面积为S，理想变压器和的原、副线圈匝数之比分别为和；当车轮边缘以线速度v转动时，理想变压器负载上消耗的总功率为P0，已知车轮与摩擦小轮不打滑，输电线路上的总电阻可简化为定值电阻，，，其余电阻不计，下列说法正确的是( )
A.若车轮线速度增大一倍，则上消耗的功率是原来的2倍
B.若线圈面积在车轮径向均匀增长一倍，则上消耗的功率是原来的2倍
C.若和消耗的总功率为，则上消耗的功率为
D.若将和串联且消耗的功率为，则上消耗的功率为
二、多选题
8．如图所示，在三维直角坐标系中，分布着沿z轴正方向的匀强电场E和沿y轴正方向的匀强磁场B，一个带电荷量为、质量为m的小球沿x轴正方向以一定的初速度抛出后做平抛运动，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.可求小球的初速度大小为
B.经过时间，球的动能变为初动能的2倍
C.若仅将电场方向变为沿y轴正方向，小球可能做匀速圆周运动
D.若仅将电场撤去，小球可能做匀速直线运动
9．向袋装薯片包装袋内充入氮气，既抑制微生物繁殖与氧化反应，又能缓冲运输途中的冲击。袋装薯片中的密封氮气（视为理想气体）从状态a开始经a→b→c→a这一循环回到原状态，该过程中氮气的图像如图所示。已知ab反向延长线过O点，bc平行于p轴，ca平行于V轴，氮气在状态a、b的压强分别为、，氮气在状态a的体积为。对于袋内氮气，下列说法正确的有( )
A.a→b过程中氮气分子的平均动能保持不变
B.b→c过程中氮气对外界放出的热量等于氮气内能的减少量
C.c→a过程中单位时间内撞击单位面积包装袋的氮气分子个数增加
D.完成a→b→c→a过程，氮气从外界吸收热量
10．天文学家观测到一个双星系统中的两颗恒星a、b绕O点做圆周运动，如图甲所示。在双星系统外、与双星系统在同一平面上一点A观测双星的运动，得到恒星a、b的中心到O、A连线的距离x与观测时间的关系图像如图乙所示，引力常量为G。对该双星系统，下列说法正确的有( )
A.该双星系统的周期为
B.恒星a、b的线速度之比为
C.该双星系统的总质量为
D.点A观测到两个天体的投影运动均为简谐运动
三、实验题
11．甲同学利用激光测量半径半圆形玻璃砖的折射率，实验中让一细束激光沿玻璃砖半径方向射到圆心O，恰好在底边发生全反射（如图1），作光路图并测量相关数据（如图2），则该半圆形玻璃砖的折射率为________________（结果保留两位有效数字）。其他条件不变，仅将半圆形玻璃砖向左平移一小段距离，则________________（填“有”或“没有”）激光从底边射出。
12．某水果加工厂的苹果自动分拣装置的示意图如图甲所示，该装置能把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果，装置中为半导体薄膜压力传感器，托盘置于上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对产生压力，半导体薄膜压力传感器的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱两端电压时，控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻，取重力加速度大小。
(1)当质量较大的苹果通过托盘时，流过压力传感器的电流_________(填“较大”或“较小”)。
(2)现以0.15kg为标准质量将苹果分拣开，根据题述条件可知，质量大于0.15kg的大果将通过_____(填“上通道”或“下通道”)，电阻箱的阻值应调为________Ω(结果保留一位小数)。
(3)若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，则分拣标准质量将会_________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
四、计算题
13．篮球运动中，球员需要拼抢篮板，合适的起跳时机有助于让自己在更高处接到球，若时刻篮球自离地面处的N点开始竖直下落，初速为零，球员未起跳时手位于M点，距离地面，假设球员起跳后M点随身体做初速为的竖直上抛运动，不计一切阻力，忽略篮球和手的体积，重力加速度，则：
(1)该球员起跳后M点可以上升的最大高度是多少？
(2)若球员在时刻同时起跳，试判断球员是否可以在上升过程中接到篮球？
14．如图甲所示，两光滑的金属导轨PQ和MN水平平行放置，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B如图乙所示发生变化。两完全相同的金属棒ab、cd垂直导轨放置，一不可伸长的绝缘轻绳一端与ab棒水平相连，另一端通过定滑轮与一重物相连，ab棒与定滑轮的间距足够长。前1s内两金属棒均固定在导轨上保持静止，时释放ab棒，ab棒运动过程中始终与导轨垂直，cd棒仍固定不动。两金属棒的质量均为，电阻均为，重物的质量，两导轨间距和时两金属棒间距离均为。g取。求：
(1)时，流过ab棒的电流大小I和方向；
(2)ab棒的速度达到时，棒两端的电压和此时轻绳上的拉力大小T；
(3)重物释放后下降10m过程中（此时重物已达最大速度），ab棒上产生的热量Q。
15．如图所示，xOy平面内，第一、二象限内充满垂直xOy平面向里的相同匀强磁场，第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第四象限内的匀强电场与第三象限内的匀强电场等大反向，两电场范围均足够大。两个质量均为m、带异种电荷且电荷量大小均为q的粒子，同时从y轴正半轴上A点以大小均为的速度射出，其中带正电的粒子射入第二象限，带负电的粒子射入第一象限，速度方向与y轴正方向的夹角均为。当这两个粒子第一次穿过x轴时，速度方向与x轴的夹角均为，之后它们在y轴负半轴上C点第一次相遇，且相遇时的速度方向与y轴负方向的夹角均为。已知A点到坐标原点O的距离为d，不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用和碰撞对粒子运动的影响。
(1)求这两个粒子从A点射出到第一次相遇所经过的时间。
(2)求磁场的磁感应强度大小B与电场强度大小E的比值。
(3)若撤去带负电粒子，让带正电粒子依旧以原来的速度从A点射出，并在它到达C点瞬间，保持整个空间磁场不变，第四象限的电场强度大小不变、方向反向。
①分析判断该粒子通过C点后，能否再次穿过y轴。
②求该粒子第2026次穿过x轴时到坐标原点的距离。
参考答案
1．答案：D
解析：根据题干定义，能流密度的表达式为，则有：
A.J是能量的单位，不符合能流密度的单位要求，故A错误；
B.，因此，是功率的单位，未除以面积，不符合定义，故B错误；
C.由可得，仍是功率单位，不符合要求，故C错误；
D.W是功率单位，对应单位时间的能量，即单位时间通过单位面积的能量，符合能流密度的定义，故D正确。
故选D。
2．答案：C
解析：A.光子能量公式为
解得波长，故A错误；
B.原子吸收光子后，能量增加E，根据质能方程，质量应增加而非减少，故B错误；
C.德布罗意波长公式为，题目明确吸收后原子动量为p，因此波长为，故C正确；
D.吸收光子跃迁需光子能量严格等于能级差。波长更长的光子能量更低（），无法满足跃迁条件，故D错误。
故选C。
3．答案：C
解析：A.由左手定则可知，正离子击中P板，负离子击中Q板，可知P板带正电、Q板带负电，P板的电势高于Q板的电势，故A错误；
B.设离子射入极板间的速度大小为v，稳定时极板间产生的电动势为E，极板间距离为d，磁感应强度大小为B，正离子的电荷量为q，极板间气体的电阻为r，则有
解得，因此仅增大气体中离子的速度，P、Q板间电压增大，故B错误；
C.结合前面的分析可知，仅将定值电阻换成阻值更大的电阻，P、Q板间电压增大，故C正确；
D.通过定值电阻的电流，与极板间磁感应强度大小有关，故D错误。
故选C。
4．答案：A
解析：由于a段轻绳竖直，A球静止，因此c段轻绳拉力为零，则b段轻绳拉力大小等于，对B，根据平衡条件有
解得
故选A。
5．答案：C
解析：A.温度升高时，温控开关K的电阻减小，则电路总阻值减小，则通过的电流I增大，故A错误；
B.因为通过的电流I增大，电动机M两端的电压
可知U减小，故B错误；
C.因为电动机两端电压减小，则通过电动机的电流IM减小，故通过加热管的电流增大，根据可知，加热管的热功率增大，故C正确；
D.因为通过的电流I增大，根据可知，电源的总功率增大，故D错误。
故选C。
6．答案：C
解析：A.根据安培定则可知，图甲中电流从电容器流出，电容器在放电，电场能转换为磁场能，故A错误；
B.由图乙可知，电路2的振荡周期为电路1的2倍，根据公式
可知电路2中电容为电路1中电容的4倍，故B错误；
C.电路2对应的电流最大时，电容器两端的电压为0，由图乙可知此时电路1对应的电容器两端的电压也为0，即电路1对应的电流也最大，故C正确；
D.根据电容的定义式
可得
由于改变电容器的电容前后电容器两端的最大电压相同，且电路2对应的电容为电路1对应的电容的4倍，可知电路2对应的电容器所带最大电荷量是电路1对应的电容器所带最大电荷量的4倍，故D错误。
故选C。
7．答案：C
解析：设输电线路，输入电压（变压器T1的副线圈电压）为，电流为I，用户回路的总电阻为R总，由等效电阻法，可得
A.由交流发电机的电动势公式和理想变压器原理，当车轮线速度增大一倍时，是原来的2倍，此时I相应变为原来的2倍，上消耗的功率，变为原来的4倍，故A错误；
B.当线圈面积在车轮径向均匀增长一倍时，是原来的2倍，由于和均不变，则I变为原来的2倍，上消耗的功率变为原来的4倍，故B错误；
C.若和消耗的总功率为，由电阻并联公式
可得
解得
即上消耗的功率为，故C正确；
D.若将和串联且消耗的功率为，由电阻串联公式
则
解得
即上消耗的功率为，故D错误；
故选C。
8．答案：AC
解析：A.小球在平面内做平抛运动，则有
解得
A正确；
B.小球的动能变为初动能的2倍时
即经过时间为
B错误；
C.若仅将电场方向变为沿y轴正方向，如果电场力和重力大小相等，小球可能做匀速圆周运动，C正确；
D.若仅将电场撤去，小球合力不可能为零，不可能做匀速直线运动，D错误。
故选AC。
9．答案：BCD
解析：A.题图可知状态b的压强与体积的乘积大于状态a的压强与体积的乘积，根据可知，状态b的温度大于状态a的温度，因此a→b过程中氮气分子的平均动能增大，故A错误；
B.b→c过程中，压强减小、氮气体积不变，根据查理定律可知，该过程气体温度降低，气体内能减小，根据
可知b→c过程中氮气对外界放出的热量等于氮气内能的减少量，故B正确；
C.c→a过程中，气体压强不变、体积减小，根据盖-吕萨克定律可知，该过程温度降低，分子平均动能减小，因此c→a过程中单位时间内撞击单位面积包装袋的氮气分子个数增加，故C正确；
D.题图可知a→b过程气体对外做功（因为气体体积增大）且设为，b→c过程气体不做功（因为气体体积不变），c→a过程外界对气体做功（因为气体体积减小）且设为，由于图面积表示功，由图可知，即整个过程气体对外做的功大于外界对气体做的功，即总功
又因为整个过程内能变化量为0，根据热力学第一定律可知，故完成a→b→c→a过程，氮气从外界吸收热量，故D正确。
故选BCD。
10．答案：BD
解析：AC.根据图像，和时，两颗恒星到OA连线的距离等于0，表明两颗恒星与A点在同一条直线上，所以两个恒星做圆周运动的周期为
根据牛顿第二定律对a、b分别有，
解得，，故AC错误；
B.当a、b连线与OA垂直时，两颗恒星到OA连线的距离最远，这个最远距离就是两个恒星运动的轨道半径，所以两颗恒星做圆周运动的轨道半径分别为，恒星a、b的做同轴转动，根据可知，故B正确；
D.设角速度为，以a、b连线与OA垂直开始计时，点A与天体的投影的距离为，可知点A观测到两个天体的投影运动均为简谐运动，故D正确。
故选BD。
11．答案：2.0；有
解析：激光恰能在O点全反射，则
其中
解得
其他条件不变，仅将半圆形玻璃砖向左平移一小段距离，等效将入射光线向右平移一小段距离，光路图如图所示
则光线射到底边时的入射角减小，激光在底边不能发生全反射，则有激光从底边射出。
12．答案：(1)较大
(2)下通道；48.0
(3)变大
解析：（1）苹果通过托盘时，质量较大的苹果托盘对的压力较大，根据图乙可知，的阻值较小，流过的电流较大。
（2）若苹果质量小于0.15kg时，则阻值增大，分压增大，由于电源电动势不变，两端分压减小，电磁铁电压小、电流小、产生磁场的磁感应强度小，则衔铁将不被吸合，小苹果将通过上通道，若苹果质量大于0.15kg时，则电衔铁将被吸合，大果将通过下通道。
当时，由图乙可知，两端电压时实现分拣目的，则
（3）若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，根据可知内阻r增大，则实际要吸引衔铁打开通道时的电流不变，则电阻变小，需要的压力变大，即分拣标准质量将会变大。
13．答案：(1)
(2)不可以
解析：（1）球员起跳后M点做竖直上抛运动，根据速度与位移的关系式有
解得
（2）若球员在时刻同时起跳，利用逆向思维可知球员速度减为零所用时间为
此时间内，篮球的位移为
由于
可知，球员不可以在上升过程中接到篮球。
14．答案：(1)由b指向a
(2)
(3)
解析：（1）在内磁通量的变化量为
根据法拉第电磁感应定律有，在内电动势为
由闭合电路欧姆定律有
根据楞次定律，流过棒的电流方向为由b指向a。
（2）由法拉第电磁感应定律有
根据串联电路电阻分压规律可得棒两端电压
由欧姆定律有电路中的电流为
棒受到的安培力为
以重物和棒为整体，根据牛顿第二定律有
解得
对棒，根据牛顿第二定律有
解得。
（3）重物达到最大速度时，重物和棒匀速运动，此时有
根据闭合电路欧姆定律有
由法拉第电磁感应定律有
根据能量守恒定律有，棒上产生的热量为
代入数据解得
15．答案：(1)
(2)
(3)①不能；②
解析：（1）粒子运行轨迹如图
由分析知，这两个粒子在磁场和电场中的运动轨迹关于y轴对称设两粒子在磁场中运动的半径为R，则
解得
第一次经过x轴时，在磁场中运动的时间
进入电场后，两粒子在沿x轴方向做匀速直线运动。第一次在C点相遇时
因此从A点到C点共历时
（2）由洛伦兹力提供向心力，有
解得
第一次进入电场时
到达C点时
沿y轴方向做匀减速直线运动，有
联立解得
因此
（3）①撤去负粒子后，正粒子仍先从A点运动到C点。第1次穿过x轴时，横坐标
到达C点后，电场方向反向，加速度
方向竖直向上。
第2次穿过x轴时，沿y轴方向有
沿x轴方向有
解得
由动能定理知，此时该粒子的速度仍为，方向与x轴正方向夹角，该粒子再次进入磁场后，仍做半径为d的匀速圆周运动。由
可知，该粒子经过C点后不能再次穿过y轴。
②该粒子的部分运动轨迹如图所示
结合图像可知，该粒子第3次穿过x轴时
随后粒子再次进入电场，由运动规律和分析可得，第4次穿过x轴时
第5次穿过x轴时
以此类推....该粒子第2n次穿过x轴时（其中）
因此该粒子第2026次穿过x轴时到坐标原点的距离

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