【物理】黑龙江省哈尔滨市第九中学2025-2026学年高三上学期期中测试试题(解析版)

黑龙江省哈尔滨市第九中学2025-2026学年高三上学期期中测试物理试题（检测时间：75分钟满分：100分共4页）第Ⅰ卷（46分）一、选择题（本题共10小题，共46分。1~7题共有一个选项符合要求，每题4分；8~10题有多项符合要求，每小题6分，全选对得6分，选不全得3分，有错选或不答的得0分）1.图甲是研究光电效应的电路图，光电管阴极K为钙金属，逸出功为，图乙是氢原子的能级图。若用大量处于能级的氢原子发出的光照射阴极K，下列跃迁过程发出的光不能使K发生光电效应现象的是（）A.从跃迁到 B.从跃迁到C.从跃迁到 D.从跃迁到【答案】B【解析】A．由可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为12.75eV，大于金属钙的逸出功，能使金属钙发生光电效应，A不符合题意；B．由可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为0.66eV，小于金属钙的逸出功，不能使金属钙发生光电效应，B符合题意；C．同理可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为12.09eV，大于金属钙的逸出功，能使金属钙发生光电效应，C不符合题意；D．同理可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为10.20eV，大于金属钙的逸出功，能使金属钙发生光电效应，D不符合题意。故选B。2.水杯接完热水后再拧紧杯盖，待杯内的水降温后就较难拧开。若接入大半杯水后，杯内气体温度为，压强为，拧紧杯盖，杯内气体（视为一定质量的理想气体）被密闭，经过一段时间后，杯内温度降到，此时杯内气体的压强约为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】杯内气体做等容变化，根据查理定律有其中，，解得故选B。3.横截面为等腰直角三角形的棱镜称为全反射棱镜。如图所示，某全反射棱镜，其折射率，长度为，为中点。在所在平面内，光线开始时入射方向垂直边，保持入射点不变，入射方向在纸面内沿顺时针方向偏转过程中，边有光射出的区域宽度为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】光路图如图所示根据全反射公式，可得，光线PO垂直BC边进入棱镜后在AB边上的E点恰好发生全反射。光线PO入射方向在纸面内沿顺时针方向偏转时，光从棱镜的出射点由E点逐渐向B点移动。理论上当光线PO沿CO方向入射时，光折射后沿OD方向，由折射定律有解得由几何关系得，有光射出区域的宽度，解得，故A正确。4.如图为指纹锁示意图，当手指的指纹一面与锁表面接触时，指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器的电压保持不变，手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离变小，电容器（）A.电容变小 B.处于放电状态C.内部电场强度变大 D.存储的电能减少【答案】C【解析】A．手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离减小，根据可知电容变大，故A错误；BD．两极板电压不变，根据可知电容器所带电荷量变大，处于充电状态，存储的电能变多，故BD错误；C．根据，因不变，变小，可知内部电场强度变大，故C正确。故选C。5.中国科学院“地月空间DRO探索研究”专项团队成功构建国际首个地月空间三星星座，多项原创性科技成果在国际上处于领先地位。如图所示是地月天体系统，在地月连线外侧有一个拉格朗日点，质量为m0的卫星在该点受到质量为M的地球和质量为m的月球的万有引力作用，并恰好和月球一起绕地球做同周期的匀速圆周运动。卫星的引力不影响地球和月球的运动，已知地心、月心间距为R，拉格朗日点距地心距离为L，则（）A.卫星周期T1与月球周期T2的关系式B.卫星的向心力C.卫星m0的发射速度大于11.2km/sD.月球的向心加速度大于卫星的向心加速度【答案】B【解析】A．对卫星和月球分别根据牛顿第二定律得，，解得，A错误；B．卫星的向心力，B正确；C．卫星m0的发射速度小于11.2km/s，因为发射速度大于11.2km/s时就脱离引力束缚，不会绕地球运动，C错误；D．根据，二者的角速度相同，轨道半径越大，向心加速度越大。所以月球的向心加速度小于卫星的向心加速度，D错误。故选B。6.y轴上a、b点各固定有一个点电荷，y轴上各处的电势φ变化曲线如图所示，c、d点分别为aO、Ob的中点且aO=Ob，曲线在c点处的切线与y轴平行。将电子从c点移动到d点的过程中，下列说法正确的是（）A.这两个点电荷带的是异种电荷B.a、b两点处点电荷的电荷量之比为1∶3C.电场力对电子先做正功后做负功D.电子受到的电场力逐渐增大【答案】D【解析】A．因为图像中不存在电势为零的点，所以这两个点电荷带的是同种电荷，并且电势均为正，所以均是正电荷，故A错误。B．曲线在c点处切线与y轴平行，此处电场为零，则解得故B错误。C．将电子从c点移动到d点的过程中，电势升高，，电势能减小，所以电场力做正功，故C错误。D．图像斜率逐渐增大，所以场强增大，则电子受到的电场力逐渐增大，故D正确。故选D。7.如图所示，沿纸面方向的匀强电场内有一长方形区域ABCD，A点有一质子源，以相同大小的初速度沿各个方向射入电场，其中到达B、D两处的质子具有相同大小的速度。已知，，质子电荷量为q，质量为m，不计质子重力，下列说法正确的是（）A.电场方向由B指向D B.电场方向与AD垂直C.电场强度大小为 D.电场强度大小为【答案】C【解析】A．质子在B、D两点具有相同动能，故B、D为等势点，匀强电场的电场线垂直于等势线BD，而质子由A点运动到B、D两点过程中动能增加，电场力做正功，且质子带正电，故电场方向如图所示故AB错误；B．由A到B，由动能定理得解得，故C正确D错误；故选C。8.细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，下列说法正确的是（）A.DNA分子带正电 B.N、P两点的电场强度相同C.DNA分子在M点的加速度比在N点小 D.DNA分子在M点的电势能比在N点大【答案】CD【解析】A．由DNA分子的运动轨迹可知DNA分子受到指向曲线凹侧的电场力，且电场力方向与电场线方向相反，所以DNA分子带负电，故A错误；B．N、P两点的电场强度方向沿该点处电场线的切线方向，方向不相同，故N、P两点的电场强度不同，故B错误；C．电场线越密集，场强越大，所以M点的场强比在N点小，根据可知，DNA分子在M点的加速度比在N点小，故C正确；D．由轨迹可知，DNA分子由M向N运动过程电场力做正功，电势能减小，故DNA分子在M点的电势能比在N点大，故D正确。故选CD。9.某质点做简谐运动的位移—时间图像如图所示，图中的为未知量，已知周期为T，振幅为A。下列说法正确的是（）A.B.时刻质点的速度沿x轴正方向C.时刻质点的加速度最大、速度为零D.质点的振动方程为【答案】AD【解析】D．由数学知识可得质点的振动方程为结合图像可知时，且，可得则质点的振动方程为，D正确；A．时刻质点的位移为0，即，即解得，A正确；B．时刻图像的斜率为负，质点的速度为负，沿x轴负方向，B错误；C．时刻质点位于平衡位置，加速度为零、速度最大，C错误。故选AD。10.如图所示，在光滑水平面上放置一个滑块P，其左侧的圆弧面光滑，其顶端距水平面高度为h，底端与水平地面相切，现将一个可视为质点的小物块Q从P的圆弧面顶端由静止释放，经时间t后Q刚好滑离P，已知滑块P质量为3m，Q质量为m，重力加速度为g，则从释放Q到Q滑离P过程中，下列说法正确的有（）A.P与Q组成的系统动量守恒B.P对Q的支持力对Q做的功为C.Q刚好滑离P时P的速度为D.P对Q的支持力的冲量大小为【答案】BCD【解析】A．P与Q组成的系统竖直方向所受合外力不为，水平方向不受力，则该系统所受合外力不为，该系统总动量不守恒，故A错误；C．从释放Q到Q滑离P过程中，根据水平方向动量守恒有根据系统机械能守恒有联立解得Q的速度大小P的速度大小，故C正确；B．从释放Q到Q滑离P过程中，对Q，根据动能定理有解得P对Q的支持力对Q做的功为，故B正确；D．根据动量定理，可得合力的冲量大小方向水平向左。重力的冲量大小方向竖直向下，与合力的冲量方向垂直。则P对Q的支持力的冲量大小，故D正确。故选BCD。第Ⅱ卷（非选择题，共54分）二、实验题（本题共2小题，共16分）11.某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为___cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L。（2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n=65时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是T=_____s（结果保留三位有效数字）。（3）测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出T2-L图线如图丙所示，此图线斜率的物理意义是_____A.g B. C. D.（4）在（3）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小____A.偏大 B.不变 C.偏小 D.都有可能【答案】（1）2.06（2）2.11（3）C（4）B【解析】【小问1】10分度游标卡尺的精确度为，由图甲可知，摆球的直径为【小问2】单摆全振动的次数为次由图乙可知秒表的示数为，则该单摆的周期为【小问3】由单摆的周期公式，可得可知图像的斜率为，故选C。【小问4】在（3）中，描点时若误将摆线长当作摆长，设小球的半径为，由单摆的周期公式可得，可得可知图像的斜率不变，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小不变。故选B。12.利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。实验步骤：（I）如图甲所示，测量小球1、2质量分别为，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面。（II）将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为的正方形。将小球1拉至某一位置A，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍。（Ⅲ）如图乙所示，分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向正碰，球1反弹后到达的最高位置为B，球2向左摆动的最高位置为C，测得到最低点的竖直高度差分别为、、。已知重力加速度为。完成以下问题：（1）与用一根细线悬挂小球相比，本实验采用双线摆的优点是：_________A.保证球1与球2都能在竖直平面内运动B.更易使小球碰撞接近弹性碰撞C.受空气阻力小一些（2）碰前球1的动量大小为________；若二者质量满足关系式_______，则验证碰撞中动量守恒。（3）球1在最低点与静止的球2水平正碰后，球1向右反弹摆动，球2向左摆动。若为弹性碰撞，则可判断球1的质量_______球2的质量（选填“大于”或“等于”或“小于”）；若为非弹性碰撞，则_____（选填“能”或“不能”）比较两球质量大小。【答案】（1）A（2）①.②.（3）小于；能【解析】【小问1】与用一根细线悬挂小球相比，本实验采用双线摆的优点是双摆线能保证小球运动更稳定，使得小球运动轨迹在同一竖直平面内，避免小球做圆锥摆运动。故选A【小问2】球1从A点由静止释放到最低点由动能定理可知解得碰前球1的动量大小为同理可得，如果碰撞过程中动量守恒，则应满足即变形得【小问3】弹性碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得由机械能守恒定律得解得球1向右反弹摆动，则，则，即球1的质量小于球2的质量。若碰撞为非弹性碰撞，两球碰撞过程系统动量守恒，碰撞后球1向右反弹，以向左为正方向，由动量守恒定律得，可知非弹性碰撞过程系统机械能减少，则有所以由可知，所以，可以比较两球的质量大小。三、计算题（本题共3小题，共38分，请将答案写在答题卡相应位置，要求有必要的文字说明和具体的解题步骤公式，直接写出答案的不给分。）13.图1为海洋浮标，搭载有传感器和发射器，可自动监测水质等。一列可视为简谐横波的水波沿海面从P浮标传播到Q浮标，图2为某时刻的波动图像，取竖直向上为正方向，此时P运动到波谷，Q恰好向上经过平衡位置。已知P、Q平衡位置间的水平距离不超过25m，该波从P传播到Q用时为4s。（1）求P、Q间水平距离的可能值；（2）若此时P、Q之间只有一个波谷（不包括P），求该水波的周期。【答案】（1）6m、14m、22m（2）【解析】【小问1】由图2知波长P、Q之间水平距离解得又，解得P、Q间水平距离的可能值为6m、14m、22m【小问2】若此时P、Q之间只有一个波谷，可知，则该水波的传播速度，周期14.有一研究粒子运动的设备，内部构造如图甲所示，其中MN、PQ为两正对极板。电极K不断释放出带负电的粒子（初速度为零，不计重力），经电压为U的A、B间电场加速后，从MN板左端的下边缘沿MN方向射入两板之间。当C、D两极未加电压时，测得粒子穿过两板间区域的运动时间为。已知MN、PQ两板的板长和间距均为d，粒子打在极板上会被极板吸收，不考虑极板电荷量的变化。（1）求带电粒子的比荷；（2）若，求粒子从MN、PQ两极板右侧穿出时垂直于极板方向的位移大小；（3）若MN、PQ两极板的电压变化如图乙所示，求哪些时刻射入MN、PQ两极板的粒子恰好不碰到PQ板。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1】粒子在A、B间电场加速过程中，由动能定理得粒子在两极板MN、PQ间匀速运动时解得带电粒子的比荷为【小问2】根据牛顿第二定律有，，又解得【小问3】当时，在时刻，射入极板间的粒子，经过时间，，会被极板吸收；假设的时间内，在时刻射入的粒