河北省雄安新区2026届高三下学期考前三模学情自测物理试卷(含解析)

河北省雄安新区2026届高三下学期考前三模学情自测物理试卷一、单选题1．如图所示为氢原子的能级图，一个处于某激发态的氢原子在向基态跃迁的过程中能放出三个光子，则该氢原子开始时不可能处于以下哪个能级(

)A. B. C. D.2．在光学镜头表面镀一层氟化镁薄膜，利用薄膜干涉来减少反射光。已知氟化镁的折射率为n，绿光在真空中的波长为。若要使薄膜对绿光产生最小反射，薄膜的最小厚度d应满足(

)A. B. C. D.3．风云四号C卫星是我国新一代地球静止轨道气象卫星。“墨子号”量子科学实验卫星运行在近地圆轨道上，其轨道半径近似为地球半径。已知地球的平均密度为，万有引力常量为G，地球自转周期为T，下列说法正确的是(

)A.风云四号C卫星的运行周期为B.风云四号C的轨道半径与墨子号的轨道半径之比为C.根据题中信息可以求得地球的质量D.是对于任何地球卫星都相同的一个常量4．如图所示，一质量为0.1kg、电荷量为的物体在与水平面成角的天花板上以速度沿天花板方向做匀速直线运动，其与天花板之间的动摩擦因数为0.5，空间存在大小为1T，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。，重力加速度。关于的大小和方向，下列说法正确的是(

)A.大小为，方向沿天花板向下B.大小为，方向沿天花板向上C.大小为，方向沿天花板向下D.大小为，方向沿天花板向下5．如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为时的波形，虚线为时的波形。O为坐标原点，A、B为介质中的两个质点，且，。时正向上振动，波的传播速度。以下说法正确的是(

)A.该简谐波沿x轴负方向传播B.从至，质点A运动的路程为2cmC.质点的振动方程为D.时，A、B位移相同6．如图所示，光滑水平面上有一平板小车，小车的最左端固定一个体积可忽略的可斜向右上发射小球的装置，小车的最右端有一个木箱（长度忽略不计），小车、小球和木箱的总质量为11kg。初始时刻，小车连同车上的木箱均处于静止状态，现从发射装置以大小为的初速度发射一个质量为1kg的小球，小球的出射方向与水平方向的夹角为，且小球恰好落入小车右端的木箱中，重力加速度。则平板车的长度是(

)A.2.40m B.2.80m C.2.64m D.3.00m7．某实验室使用的低压供电装置原理如图所示，其核心部分是一个理想变压器。原线圈输入电压有效值的正弦交流电。该变压器有两组独立的副线圈，副线圈1的匝数。已知接在副线圈1、2两端的电阻，消耗的电功率为20W，测得此时流过副线圈2的电流。以下说法正确的是(

)A.原线圈的匝数为50 B.副线圈2的匝数为20C.此时流过原线圈的电流为3.4A D.副线圈2两端的电压为20V二、多选题8．某智能手机采用Type-C接口快速充电，其充电过程中电池两端电压稳定为U。充电线内铜芯直径为d，铜的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，铜的密度为，电子电荷量为e，每个铜原子提供一个电子。已知充电时电路中电流为I，下列说法正确的是(

)A.该电路中单位时间内通过铜芯横截面的电荷个数为IB.充电时铜芯内自由电子定向移动的速率可表示C.若将充电电流增大为，则自由电子定向移动的速率变为原来的2倍D.若改用直径为的铜芯线，在相同电流下自由电子定向移动速率变为原来的9．质量为m的磁悬浮列车模型小车底部安装有电磁铁，可产生竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。光滑水平地面上固定着形状如图所示的金属导线框，导线框每个长度为的边电阻为0，每个长度为的边电阻为r，磁场的长度大于，宽度大于。小车关闭动力后以方向垂直边，大小为的初速度向右通过线框（边可完全切割磁感线），空气阻力不计。在该过程中，下列说法正确的是(

)A.磁场的右边界刚好经过第一个边时，通过第一个边的电流为B.若磁场的右边界刚好到达第三个边时，小车刚好停下，则小车的初速度C.小车的动能减少量大于线框产生的焦耳热D.磁场的右边界刚好经过第一个边时，小车的加速度大小为10．如图所示，一根足够长的光滑绝缘细杆M固定在水平面上，细杆旁间距为的A、B两点分别固定一个电荷量为Q的正点电荷。另一固定光滑绝缘细杆N竖直放置，与杆M交于中点O。质量均为的小球1、2（可看成质点）分别套在杆M、N上，两球之间用长为的轻质细杆P相连，球1靠近O点右侧且不带电，球2带正电，电荷量也为Q，球1经过B点时不会与点电荷发生碰撞。已知到电荷量为的点电荷距离为r处的电势。开始时P处于竖直状态，现轻微扰动球1使其向右运动，在球2落至O点的过程中，以下说法正确的是(

)A.球2距O点时系统总动能最大B.系统的机械能一直减小C.系统的动能先增大后减小再增大D.球2落至O点前瞬间的速度为三、实验题11．为验证做匀速圆周运动物体的向心力与其质量、线速度、半径的关系，实验小组设计了如图甲所示的实验装置。其中是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，速度传感器可测量挡光片每一次经过传感器时的速度。实验步骤：①测出挡光片与转轴的距离为L；②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r；③使凹槽绕转轴匀速转动，记录压力传感器示数F和挡光片的速度；④改变凹槽的转速，重复步骤③。(1)实验时应注意的事项，以下说法正确的是________________；A.挡光片到转轴的距离与小钢球到转轴的距离必须相等B.凹槽必须保持水平C.应该尽可能让凹槽光滑(2)将挡光片向转轴移动，当时，小钢球的线速度________________（填“>”“<”或“=”）速度传感器的读数；(3)进行实验操作④后，作出对应的图像，在同一坐标系中分别得到图乙中的4条图线。对4条图线进行分析研究可知图线________________（填序号）对应的挡光片到转轴的距离L最大；(4)要把图乙中的曲线转化成图丙中的直线，应以F为纵轴，________________（填“v”“”“”或“”）为横轴。若图线斜率为k，不考虑摩擦，小钢球的质量可表示为________________（用k，r，L表示）。12．某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。(1)实验小组先用多用电表粗测待测电阻的阻值，选用欧姆挡的“”倍率，正确操作后，测量的结果如图甲所示，则测得待测电阻的阻值为________Ω。(2)根据实验室的器材，同学们设计了如图乙所示的电路测量电阻的阻值，已知电压表内阻约为2.5kΩ，电流表内阻约为5Ω，开始实验前滑动变阻器的滑片P应放置于________________（填“a”或“b”）端，电压表右接线柱应接入________________（填“c”或“d”）点；(3)考虑到电表内阻的影响，同学们又根据实验器材将实验电路进行了改进，改进后的电路如图丙所示。实验开始时，闭合，将分别接c和d端时，电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值________________（用、、和表示）。四、计算题13．如图所示，左端开口的玻璃管水平放置，粗管部分横截面积，细管部分横截面积，细管内封闭着一定质量的理想气体，粗管内水银柱的长度，水银柱刚好未进入细管。大气压强，相当于75cmHg，环境温度为。现将玻璃管转至竖直且开口向上，粗管内的水银柱恰好全部进入细管中。(1)求细管的长度；(2)玻璃管转至竖直且开口向上，且系统达到稳定后，再将环境温度降至，气体的内能减少了3J，求气体放出的热量。14．如图所示，水平长直轨道上，等间距静止放置着3个完全相同的大小不计的货箱，依次编号1、2、3.相邻两货箱的间距为，已知货箱的质量，货箱与轨道间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。货箱间碰撞时间极短且为弹性碰撞（不考虑碰撞瞬间F和摩擦力的影响）。现用水平推力F推着第1个货箱从静止开始运动。(1)如果仅在与货箱2碰前施加恒力F，要使货箱2恰好不与货箱3相碰，求的大小；(2)如果F始终作用在货箱1上，且与货箱1的位移x（单位：m）满足关系，求货箱3的位移。15．在火星探测任务中，科学家设计了一种利用电磁场对宇宙尘埃样品进行分选的装置。如图所示，竖直平面内建立直角坐标系，第二象限存在半径为R的圆柱形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，圆柱边界恰好与x轴、y轴相切，与y轴切点为，与x轴切点为。第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E。x轴下方区域存在垂直纸面向外且与第二象限磁感应强度大小相同的匀强磁场。磁场区域内平行于x轴放置一足够长的收集板，用于接收分选后的尘埃颗粒。位于P点的尘埃发射源，向第二象限各个方向均匀发射带正电的硅酸盐尘埃颗粒，所有颗粒的初速度大小均为，电荷量为q、质量为m，不计颗粒重力及其相互作用。已知沿y轴正方向发射的颗粒恰好沿水平方向通过A点进入电场后偏转，以与x轴正方向成角方向进入下方磁场，最终打在收集板上。(1)求磁感应强度B的大小；(2)求匀强电场的电场强度大小E；(3)若要使尘埃颗粒垂直打在收集板上，求收集板到轴的距离。参考答案1．答案：A解析：一个处于n能级的氢原子向基态跃迁时，最多只能通过逐次跃迁得到个光子（每次跃迁只辐射一个光子）A.时，最多只能放出2个光子，即从跃迁到，再从跃迁到，故A符合题意；B.时，最多可以放出3个光子，即从跃迁到，跃迁到，再从跃迁到，故B不符合题意；C.时，最多可以放出4个光子，故C不符合题意；D.时，最多可以放出5个光子，故D不符合题意。故选A。2．答案：A解析：增透膜的原理是使薄膜上下两个表面的反射光发生干涉相消，从而减少反射光、增强透射光，光穿过薄膜往返一次的路程2d，要使反射光相消，总光程差需等于绿光半波长的奇数倍，d最小时满足由折射率的定义可知代入得最小厚度故选A。3．答案：B解析：A.风云四号C卫星为地球同步卫星，其周期等于地球自转周期T故A错误；B.根据开普勒第三定律，绕同一中心天体运行的卫星满足设风云四号轨道半径为r，周期为T，墨子号轨道半径为R，周期为，则对墨子号且代入整理得故B正确；C.地球质量题中未给出地球半径R的具体数值，无法求解地球质量，故C错误；D.卫星满足由若卫星是近地卫星，则是一个常量，但是若卫星是地球同步卫星，，因是定值，故对于同步卫星才有的常数，故D错误；故选B。4．答案：C解析：对物体受力分析，由于物体沿天花板方向做匀速直线运动，则物体受力平衡，所以洛伦兹力一定垂直天花板向上；根据左手定则可知，物体的运动方向为沿天花板向下；摩擦力与相对运动方向相反，沿天花板向上，受力分析图如图所示根据平衡条件可得，又解得根据解得物体的速度大小为故选C。5．答案：D解析：A.由题知，实线为时的波形，此时B正向上振动，根据上下坡法，可知该简谐波沿x轴正方向传播，故A错误；B.由图可知，波长，波从实线变到虚线所用的时间为其中，解得波速为又由题知解得故n取0，则波速为，周期为，故从至，质点A从波峰运动到波谷，运动了半个周期，故质点A运动的路程为，故B错误；C.根据上下坡法，可知质点O在向y轴负方向振动，设质点O的振动方程为其中，，当时解得质点的振动方程为，故C错误；D.时，处的波峰会向右运动的距离为即波峰传播到处，该波峰刚好在质点A、B中间，根据机械波的对称性原理，可知质点A、B分布在以处的波峰为对称点的两侧，故两质点的位移相同，故D正确。故选D。6．答案：C解析：由于小车、小球和木箱组成的系统水平方向不受外力，所以系统水平方向动量守恒，设小球发出去瞬间，小车和木箱的反冲速度为v，则根据动量守恒定律有解得小球在空中做的是斜抛运动，其竖直方向做的是竖直上抛运动，所以小球在空中运动的时间为由于小球在空中运动过程在水平方向做的是匀速直线运动，小车和木箱也是水平向左做匀速运动，所以平板车的长度是故选C。7．答案：C解析：A.因消耗的电功率为20W，即解得又解得原线圈的匝数为，故A错误；BD.对由欧姆定律又解得副线圈2的匝数为，故BD错误；C.由输入功率等于输出功率解得，故C正确。故选C。8．答案：CD解析：A.设该电路中单位时间内通过铜芯横截面的电荷个数为N，则电流为解得，故A错误；B.铜的摩尔体积为每个铜原子占据的平均体积为则铜的数密度为即电子的数密度为电流为其中联立，解得，故B错误；C.由B选项分析可知，自由电子定向移动的速率为所以，若将充电电流增大为，则自由电子定向移动的速率变为原来的2倍，故C正确；D.由B选项分析可知，自由电子定向移动的速率为所以，若改用直径为的铜芯线，在相同电流下自由电子定向移动速率变为原来的，故D正确。故选CD。9．答案：BD解析：A.磁场的右边界刚好经过第一个边时，线框的等效电路图如图所示电动势为电路中的总电阻为则通过第一个边的电流为，故A错误；B.从磁场的右边界刚好经过第一个边到磁场的右边界刚好经过第二个边的过程，设磁场的右边界刚好经过第二个边时小车的速度为，根据动量定理可得其中磁场的右边界刚好经过第二个边之后，线框的等效电路图如图所示电路中的总电阻为从磁场的右边界刚好经过第二个边到磁场的右边界刚好经过第三个边的过程根据动量定理可得其中联立，解得，故B正确；C.根据能量守恒可知，小车减小的动能全部转化为线框的焦耳热，即小车的动能减少量等于线框产生的焦耳热，故C错误；D.磁场的右边界刚好经过第一个边时，根据牛顿第二定律可得解得，故D正确。故选BD。10．答案：BCD解析：A.系统动能最大的位置是合外力为零的位置。对球2，竖直方向合力为代入令解得方程有两个正根和即：时，向下；时，向上；时，向下。因此是动能极小点，不是极大点，故A错误；B.球2下落过程中，y不断减小，球2到A、B的距离为不断减小，由可知电势能一直增大。根据总能量守恒，可知机械能＝总能量－，因此机械能一直减小，故B正确；C.从初始到：向下，速度向下，动能增大；从到：向上，速度向下，动能减小；从到：向下，速度向下，动能增大。因此动能先增大后减小再增大，故C正确；D.球2落至O点时，，由速度约束得系统动能为由能量守恒得代入，，计算得解得，故D正确。故选BCD。11．答案：(1)BC(2)>(3)④(4)；解析：（1）A.挡光片和小钢球同轴转动，角速度相同，不需要挡光片到转轴的距离与小钢球到转轴的距离相等，可通过角速度关系推导小钢球的线速度，故A错误；B.凹槽必须水平，才能保证小钢球重力与支持力平衡，向心力完全由压力传感器的弹力提供，消除重力分力对实验的影响，故B正确；C.凹槽尽可能光滑，可以消除摩擦力对向心力的影响，保证传感器测得的力F等于小钢球做圆周运动的向心力，故C正确。故选BC。（2）小钢球与挡光片同轴转动，角速度相等，根据，当时，小钢球的线速度大于速度传感器的读数。（3）由向心力公式挡光片线速度为联立可得可知在v相同时，L越大，F越小，则图线④对应的挡光片到转轴的距离L最大。（4）根据，可知要把图乙中的曲线转化成图丙中的直线，应以F为纵轴，为横轴。若图线斜率为k，则有可得小钢球的质量为12．答案：(1)(2)a；c(3)解析：（1）多用电表欧姆挡读数等于指针示数乘以倍率。示数为。倍率为，故待测电阻阻值为。（2）图乙中滑动变阻器采用分压式接法，为保护电路，闭合开关前测量电路两端电压应为零，滑片P应置于a端，此时测量电路被短路。待测电阻，电压表内阻，电流表内阻，由于待测电阻为小电阻，应采用电流表外接法以减小误差，即电压表应直接并联在待测电阻两端，故电压表右接线柱应接入c点。（3）当接d端时，电压表测量与电流表串联部分的电压，电流表测量流过该部分的电流，根据欧姆定律有当接c端时，电压表测量、电流表与串联部分的总电压，电流表测量流过该部分的电流，则有联立两式解得13．答案：(1)(2)解析：（1）水银柱进入细管后，封闭气体压强为设细管部