精品解析：2025届上海市青浦区高三下学期二模物理试卷

2024学年第二学期高三年级学业质量调研 物理试卷 （时间60分钟，满分100分） 考生注意： 1.答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名、学校、准考证号。 2.选择题的作答必须用2B铅笔涂在答题纸上相应区域内与试卷题号对应的位置，需要更改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。主观题的作答必须用黑色的钢笔或圆珠笔写在答题纸上与试卷题号对应的位置。 一、玩具枪（13分） 玩具枪是儿时的美好回忆，为了保证玩具枪的安全性，公安部对玩具枪的“比动能”（即子弹或炮弹的动能与其最大截面积的比值）作出了规定，要求其数值须小于0.16。基于此，物理兴趣小组尝试通过测量塑料弹丸的速度来鉴别某玩具枪是否合规。 1. 根据“比动能”的定义，请推断该物理量的单位为（ ） A. B. C. D. 2. 小组设计的实验装置如图所示。所用器材有：玩具枪及弹丸、装有挡光片的小车、轨道、光电门、数字式游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下： （1）用电子秤分别测量小车的质量和弹丸的质量； （2）用游标卡尺测量出挡光片宽度； （3）平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门和，让装有挡光片的小车以一定初速度由右向左运动，若测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为、，则应适当调高轨道的_____（填“左”或“右”）端。经过多次调整，直至挡光时间相等； （4）让小车处于的右侧，枪口靠近小车，发射弹丸，使弹丸沿轨道方向射出并粘在小车上，小车向左运动经过光电门，测得挡光片经过的挡光时间； （5）改变挡光片的宽度，重复实验，并作出图线，如图所示，若图线斜率为，则弹丸速度大小_____（用k、、表示） 3. 小组测出弹丸离开枪口的速度大小为，弹丸的质量为，直径为，请判断该玩具枪是否合规？_____（选填“是”或“否”）判断的理由：_____。 【答案】1. A 2. ①. 右 ②. 3. ①. 是 ②. 见解析 【解析】 【1题详解】 根据“比动能”的定义，请推断该物理量的单位为 故选A。 【2题详解】 （3）[1]测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为、，可知小车减速，应适当调高轨道的右端； （5）[2]弹丸与小车碰撞，根据动量守恒定律有 挡光片经过光电门的速度为 联立解得 图线的斜率 解得 【3题详解】 [1][2]玩具枪的比动能为 玩具枪合规。 二、发电设备（20分） 发电设备是指将其他形式的能源转换为电能的装置。生活中的发电设备具有结构简单、体积轻便、生活常见等特征。 4. 图甲为某“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示。按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的有（ ） A. 按下按钮过程，螺线管受到向右的磁场力 B. 松开按钮过程，端的电势更高 C. 按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势 D. 按下和松开按钮过程，螺线管对磁铁的力方向相反 5. 手摇式发电机是登山爱好者必备的物品，其原理示意图如图所示。一单匝半圆形金属线圈处在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场中，通过导线与灵敏电流计组成回路，现使手柄以一定的转速从图示位置开始匀速转动，则线圈（ ） A. 产生的是交变电流 B. 此时的磁通量变化率最大 C. 转过时感应电流的方向发生变化 D. 转过时产生的感应电流最大 6. 如图所示为一台微型水力发电机，其进水口接到家里的水龙头。打开水龙头阀门，发电机输出的电能恰好使额定功率为的小灯泡正常发光。测得进水口水的流速为，其横截面积为，水的密度为，发电机内阻不计。则发电机1分钟输出的电能为_____J，该发电机将水的动能转化为电能的效率为_____（保留三位有效数字）。 7. 某学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，两变压器均可看作理想变压器。输电线的总电阻为，全校共有30个班，每班有6盏“220V，60W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求： （1）输电线上的电流； （2）升压变压器每小时输出多少千瓦时的电能。 （结果均保留三位有效数字） 【答案】4. D 5. AD 6. ①. 120 ②. 7. 4.91A 【解析】 【4题详解】 A．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管受到向左的磁场力,故A错误； B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，故B错误； C．按住按钮不动，线圈内磁通量不变化，无感应电动势，故C错误； D．根据“来拒去留”可知，按下和松开按钮过程，螺线管对磁铁的力方向相反，故D正确。 故选D。 【5题详解】 A．线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场方向垂直，符合正弦式交流电的产生条件，即产生交流电，故A正确； B．此时的磁通量最大，磁通量的变化率最小，故B错误； CD．转过时线圈平面垂直于中性面，产生的感应电流最大，电流方向不发生改变，故D正确，C错误。 故选AD 【6题详解】 [1]根据 可得发电机1分钟输出的电能为； [2] 一分钟流入发电机的水的质量为 故一秒钟进入发电机的水的动能为 一分钟发电机输出的电能为 故该发电机将水的动能转化为电能的效率为 【7题详解】 （1）降压变压器副线圈的电流 降压变压器原线圈的电流 （2）输电线损失的功率 降压变压器原线圈的电压 输电线上损失的电压为 升压变压器的输出电压 发电机输入功率为 升压变压器每小时输出的电能为 三、灌溉（15分） 灌溉技术的历史可以追溯到几千年前，早在明代就有牛拉翻车，并通过齿轮传动，将湖水翻入农田的记载（如图1）。当今人们可以通过如图2所示的水泵抽取地下水进行灌溉。图3为简化图，水从水泵出水口以某一速度沿水平方向喷出，出水口截面上各处水流速度等大。 8. 已知图1中、齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若、、C三齿轮半径的大小关系为、，则（ ） A.齿轮、边缘的角速度之比为2:1 B.齿轮边缘的角速度之比为 C.齿轮、边缘的向心加速度大小之比为 D.齿轮、边缘的向心加速度大小之比为 9. 小葛同学尝试只用一把卷尺，测量图中水泵的最大出水量（即出水口单位时间内流出的水的最大体积）。步骤如下： （1）关闭水阀，用卷尺测出出水口的内直径为； （2）测出出水口离地高度为，打开水阀门且将其调到出水量最大，记下喷出的水落地的平均位置，关上阀门，测量出平均位置到出水口的水平距离为，已知重力加速度为，忽略空气阻力，则出水口的水速大小_____（用已知物理量的字母表示）； （3）请推导表达式：_____（用已知物理量的字母表示）。 10. 有时需要扩大灌溉面积，可以在出水管末端加装一段细管，如图所示。保持细管水平且高度不变，粗管内单位时间的进水量不变，则加装细管后（ ） A. 喷出的水的出口速度不变 B. 喷出的水的水平射程将变大 C. 单位时间内的出水量将显著增加 D. 喷出的水在空中运动的时间将变长 11. 随着科技进步，可利用卫星来感知灌溉信息，智慧助农。一极地卫星在距地面高度为、且通过地球南北两极正上方的圆轨道上运行，监测的农田南北长为，地球的半径为，地球表面重力加速度为，忽略地球自转，该卫星通过农田正上方的时间为（ ） A. B. C. D. 【答案】8. D 9. ①. ②. 10. B 11. C 【解析】 【8题详解】 A．由A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，可知 由角速度与线速度之间的关系, 结合A、B之间半径的关系，可得 A选项错误； B．由B、C齿轮同轴，可知两者角速度相等，齿轮B、C边缘的角速度之比为，B选项错误； C．由向心加速度和角速度关系 可得 C选项错误； D．由向心加速度和线速度关系 可得 故而A、C边缘的向心加速度大小之比 D选项正确。 故选 D。 【9题详解】 ①．由分析可知，水流自出水口出去之后做平抛运动，水平匀速直线运动关系式 竖直方向自由落体运动关系式 联立可得 ②．由流体体积公式 出水口截面积为 联立可得 【10题详解】 AB．由流体体积公式 由图可知出水口直径变小，横截面积变小，粗管内单位时间的进水量不变，则喷出的水的出口速度变大，进而水平射程将变大，A选项错误，B选项正确； C．粗管内单位时间的进水量不变，单位时间内的出水量也不变，C选项错误； D．平抛运动运动时间只与落地高度有关，保持细管水平且高度不变，则喷出的水在空中运动的时间不变，D选项错误。 故选 B。 【11题详解】 A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 地面上物体受到的重力等于万有引力，即 设卫星经过农田所用时间为t，则农田所对应圆心角 解得 故选C。 四、爱因斯坦的光量子假说和激光理论（11分） 爱因斯坦于1905提出光量子假说，解决了光电效应问题。1916提出受激辐射光放大（LASER），四十多年后第一台激光器诞生。如今，光电效应和激光在日常生活的各个方面都有重要应用。 12. 密立根通过实验研究了钠的遏止电压与入射光频率之间的关系，其结果验证了光子说的正确性，实验结果如图。由图可得钠的截止频率为_____，该图像可计算出的普朗克常量_____。（保留三位有效数字） 13. 爱因斯坦指出当外来光子能量等于时，将“诱发”原子中处于高能级的电子向低能级跃迁而发光，称为受激辐射光，如图1所示。入射光和受激辐射光继续“诱发”其他电子，形成光子的“链式反应”，从而放大光辐射，形成激光，如图2。 （1）关于入射光和受其激发后产生的激光（ ） A.频率相同，一个光子的能量相同，总能量相同 B.频率不同，一个光子的能量不同，总能量不同 C.频率相同，一个光子的能量相同，总能量不同 D.频率不同，一个光子的能量不同，总能量相同 （2）激光器中常用镀有反射膜的三棱镜进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。若复色光含红、黄光，已知棱镜对黄光的折射率大于红光，则黄光在棱镜中的折射角_____（填“大于”“等于”或“小于”）红光的折射角；若激光器输出的是红光，当要调为黄光输出时，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴_____（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。 【答案】12. ①. ②. 13. ①. C ②. 小于 ③. 顺时针 【解析】 【12题详解】 [1][2]根据爱因斯坦光电效应方程 根据动能定理可得 联立可得遏止电压与入射光频率关系为 由题图横轴截距可知钠的截止频率为 图像的斜率为 可得普朗克常量为 【13题详解】 （1）[1]根据 可知入射光和受其激发后产生的激光频率相同，一个光子的能量相同；但由于入射光和受其激发后产生的激光的光子数量不同，所以总能量不同。 故选C。 （2）[2]由于透镜对黄光折射率大于红光，根据折射定律可知，入射角相同，黄光在棱镜中的折射角小于红光的折射角； [3]此时输出激光为红光，要变为黄光，应使黄光折射后垂直入射到反射膜，则应使黄光的折射角增大，根据可知，入射角应增大，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴顺时针转动一小角度。 五、生活中的气体定律（22分） 气体实验定律是关于气体热学行为的基本实验定律，是建立理想气体概念的实验依据。在工程技术、环境保护、日常生活等多个方面发挥着关键作用。 14. 理想气体忽略了气体分子间的分子力和分子势能，以下气体最接近理想气体的是（ ） A. 高温低压的气体 B. 高温高压的气体 C. 低温低压的气体 D. 低温高压的气体 15. 某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，气体为理想气体，则缸内气体（ ） A. 对外做正功，内能增大 B. 对外做正功，分子的平均动能减小 C. 对外做负功，分子的平均动能增大 D. 对外做负功，内能减小 16. 为了探究一定质量的气体等温变化的规律。某同学将注射器水平固定，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭注射器右侧的细管，如图。由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时，传感器对活塞的压力。在温度不变的条件下缓慢移动传感器和活塞压缩气体并记录多组压力和体积的值，活塞受到的摩擦忽略不计。 （1）（多选）甲同学想通过作出的图像探究等温变化的规律，还需要测量的物理量有（ ） A.气体的温度 B.注射器的内径 C.大气压强 D.被封闭气体的质量 （2）若细管内气体体积可忽略，乙同学根据实验数据作出的图像，则图像应该是图中的_____（选填①、②或③）；已知图像的斜率为，图像与纵轴交点的纵坐标的绝对值为，则气体刚被封闭时的体积为_____（用和表示）。 17. 在高温天气下一辆轿车胎压监测系统显示某一条轮胎的胎压为、温度为47℃。气体视为理想气体，轮胎内部体积始终保持不变。求： （1）该轮胎温度为27℃时，该轮胎的胎压。 （2）由于该胎压偏高，故驾驶员快速放出了适量气体，此时监测系统显示的胎压为、温度为27℃。放出气体的质量与原来轮胎内气体的质量之比为多少? 【答案】14. A 15. B 16. ①. BC ②. ③ ③. 17. （1）3atm；（2） 【解析】 【14题详解】 气体规律适用于温度不太低，压强不太大的情况，所以当温度不太低，压强不太大的气体可近似为理想气体，所以最接近理想气体的是高温低压的气体 故选A。 【15题详解】 缸内气体与外界无热交换，气体为理想气体，则由 其中，开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，气体对外做正功，所以 故气体内能减小，即，所以汽缸内气体的温度降低，分子平均定能减小 故选B。 【16题详解】 [1]设大气压强为，被封闭气体的横截面积为，对活塞分析有 所以气体压强为 所以要作出图像需要测量气柱的横截面积和大气压强，横截面积可以通过测量注射器的内径计算得出 故选BC。 [2]设气体刚封闭时气体体积为，此时大气压为，细管内的气体忽略不计，则 整理得 则斜率，纵截距 因此根据实验数据作出的图像，则图像应该是图中的③ [3]根据斜率和纵截距可知 【17题详解】 （1）轮胎内气体等容变化，则 所以 （2）轮胎内温度为时的压强为，等温变化至时，由 解得 放出气体的质量与原来轮胎内气体的质量之比为 六、汽车上的用电（19分） 电在汽车的使用过程中应用广泛，在保障汽车行驶、提升安全与舒适度等方面发挥了重要作用。 18. 汽车内燃机利用火花塞产生电火花的电路原理图如图所示。开关断开的一瞬间，可以在原线圈两端产生的交变电压（持续时间很短）。已知变压器原线圈匝数为，副线圈匝数为，图中变压器可视为理想变压器，则副线圈两端电压的有效值为_____；若仅减小原线圈的匝数，火花塞的放电频率会_____（“变大”、“变小”或“不变”） 19. 利用压敏电阻可以制作汽车油量显示电路，如图1所示。通过多次测量获得了压敏电阻的阻值随汽油产生的压强的变化关系，如图2所示。已知汽油的深度为时，电流表的示数为，则定值电阻_____。随着汽油深度的变化，电阻的最大功率为_____W。已知电源电动势为（内阻不计），汽油的密度，重力加速度取。 20. 汽车装有加速度传感器，以测量汽车行驶时的纵向加速度。如图所示，加速度传感器有一个弹性梁，右端夹紧，左端固定着霍尔元件，处在上下正对的两个相同磁体的中央位置（不考虑弹性梁和霍尔元件重力的影响），霍尔元件中通入从左往右的电流。如果传感器有向上的纵向加速度，则传感器的弹簧质量系统离开它的静止位置而向下偏移。 （1）若汽车纵向无加速度，则监测到的前后表面的电势差为_____（“正值”“负值”“零”）； （2）当纵向加速度向下时，若霍尔元件材料为金属导体，则前表面比后表面的电势_____（“高”或“低”），此时若仅将两磁体的、磁极同时对调，则前后表面电势的高低情况与之前_____（“相同”或“相反”）。 （3）若汽车纵向加速度向上且逐渐变大，则监测到的前后表面的电压会_____（“增大”“减小”“不变”）。若希望提高此装置的测量灵敏度（即相同的加速度产生更大的霍尔电压），可以在设计上采取哪些措施_____（写出一种即可） 【答案】18. ①. ②. 不变 19. ①. 80 ②. 0.45 20. ①. 零 ②. 高 ③. 相反 ④. 增大 ⑤. 增大磁感应强度 【解析】 【18题详解】 [1]变压器原线圈电压的有效值为 根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压的有效值为 [2]变压器不改变交流电的频率，因此减小原线圈的匝数，火花塞的放电频率会不变。 【19题详解】 [1]汽油的深度为时，汽油对压敏电阻的压强 根据图2可知，此时压敏电阻的阻值为 [2]根据闭合电路欧姆定律，定值电阻 把定值电阻看作电源的内阻，等效内阻 根据欧姆定律和功率公式推导，可知当内外电阻相等时，即，电阻的功率最大，为 【20题详解】 [1]若汽车纵向无加速度，霍尔元件位于两个相同的磁体的中央位置，穿过霍尔元件的磁感应强度为零，霍尔元件中通入从左往右的电流时，电荷不会发生偏转，因此监测到的前后表面的电势差为零； [2]当纵向加速度向下时，则传感器的弹簧质量系统离开它的静止位置而向上偏移，穿过霍尔元件的磁感应强度竖直向下；霍尔元件材料为金属导体，霍尔元件中通入从左往右的电流时，自由电子的运动方向从右往左，根据左手定则可知霍尔元件后表面聚集电子，此时前表面比后表面的电势高； [3]仅将两磁体的、磁极同时对调，穿过霍尔元件的磁感应强度竖直向上；同理根据左手定则可知霍尔元件前表面聚集电子，此时前表面比后表面的电势低，则前后表面电势的高低情况与之前相反； [4]当汽车纵向加速度向上且逐渐变大，则传感器的弹簧质量系统离开它的静止位置而向下偏移，穿过霍尔元件的磁感应强度竖直向上；设霍尔元件前后表面的距离为，根据导电粒子所受洛伦兹力等于电场力，可知 解得 加速度增大，磁感应强度增大，霍尔电压增大； [5]要提高此装置的测量灵敏度（即相同的加速度产生更大的霍尔电压）的方法包括增大磁感应强度、提高电流强度等。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024学年第二学期高三年级学业质量调研 物理试卷 （时间60分钟，满分100分） 考生注意： 1.答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名、学校、准考证号。 2.选择题的作答必须用2B铅笔涂在答题纸上相应区域内与试卷题号对应的位置，需要更改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。主观题的作答必须用黑色的钢笔或圆珠笔写在答题纸上与试卷题号对应的位置。 一、玩具枪（13分） 玩具枪是儿时的美好回忆，为了保证玩具枪的安全性，公安部对玩具枪的“比动能”（即子弹或炮弹的动能与其最大截面积的比值）作出了规定，要求其数值须小于0.16。基于此，物理兴趣小组尝试通过测量塑料弹丸的速度来鉴别某玩具枪是否合规。 1. 根据“比动能”的定义，请推断该物理量的单位为（ ） A. B. C. D. 2. 小组设计的实验装置如图所示。所用器材有：玩具枪及弹丸、装有挡光片的小车、轨道、光电门、数字式游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下： （1）用电子秤分别测量小车的质量和弹丸的质量； （2）用游标卡尺测量出挡光片宽度； （3）平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门和，让装有挡光片的小车以一定初速度由右向左运动，若测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为、，则应适当调高轨道的_____（填“左”或“右”）端。经过多次调整，直至挡光时间相等； （4）让小车处于的右侧，枪口靠近小车，发射弹丸，使弹丸沿轨道方向射出并粘在小车上，小车向左运动经过光电门，测得挡光片经过的挡光时间； （5）改变挡光片的宽度，重复实验，并作出图线，如图所示，若图线斜率为，则弹丸速度大小_____（用k、、表示） 3. 小组测出弹丸离开枪口的速度大小为，弹丸的质量为，直径为，请判断该玩具枪是否合规？_____（选填“是”或“否”）判断的理由：_____。 二、发电设备（20分） 发电设备是指将其他形式的能源转换为电能的装置。生活中的发电设备具有结构简单、体积轻便、生活常见等特征。 4. 图甲为某“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示。按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的有（ ） A. 按下按钮过程，螺线管受到向右的磁场力 B. 松开按钮过程，端的电势更高 C. 按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势 D. 按下和松开按钮过程，螺线管对磁铁的力方向相反 5. 手摇式发电机是登山爱好者必备的物品，其原理示意图如图所示。一单匝半圆形金属线圈处在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场中，通过导线与灵敏电流计组成回路，现使手柄以一定的转速从图示位置开始匀速转动，则线圈（ ） A. 产生的是交变电流 B. 此时磁通量变化率最大 C. 转过时感应电流的方向发生变化 D. 转过时产生的感应电流最大 6. 如图所示为一台微型水力发电机，其进水口接到家里的水龙头。打开水龙头阀门，发电机输出的电能恰好使额定功率为的小灯泡正常发光。测得进水口水的流速为，其横截面积为，水的密度为，发电机内阻不计。则发电机1分钟输出的电能为_____J，该发电机将水的动能转化为电能的效率为_____（保留三位有效数字）。 7. 某学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，两变压器均可看作理想变压器。输电线的总电阻为，全校共有30个班，每班有6盏“220V，60W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求： （1）输电线上的电流； （2）升压变压器每小时输出多少千瓦时的电能。 （结果均保留三位有效数字） 三、灌溉（15分） 灌溉技术的历史可以追溯到几千年前，早在明代就有牛拉翻车，并通过齿轮传动，将湖水翻入农田的记载（如图1）。当今人们可以通过如图2所示的水泵抽取地下水进行灌溉。图3为简化图，水从水泵出水口以某一速度沿水平方向喷出，出水口截面上各处水流速度等大。 8. 已知图1中、齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若、、C三齿轮半径的大小关系为、，则（ ） A.齿轮、边缘的角速度之比为2:1 B.齿轮边缘的角速度之比为 C.齿轮、边缘的向心加速度大小之比为 D.齿轮、边缘向心加速度大小之比为 9. 小葛同学尝试只用一把卷尺，测量图中水泵的最大出水量（即出水口单位时间内流出的水的最大体积）。步骤如下： （1）关闭水阀，用卷尺测出出水口的内直径为； （2）测出出水口离地高度为，打开水阀门且将其调到出水量最大，记下喷出的水落地的平均位置，关上阀门，测量出平均位置到出水口的水平距离为，已知重力加速度为，忽略空气阻力，则出水口的水速大小_____（用已知物理量的字母表示）； （3）请推导表达式：_____（用已知物理量的字母表示）。 10. 有时需要扩大灌溉面积，可以在出水管末端加装一段细管，如图所示。保持细管水平且高度不变，粗管内单位时间的进水量不变，则加装细管后（ ） A. 喷出的水的出口速度不变 B. 喷出的水的水平射程将变大 C. 单位时间内的出水量将显著增加 D. 喷出的水在空中运动的时间将变长 11. 随着科技进步，可利用卫星来感知灌溉信息，智慧助农。一极地卫星在距地面高度为、且通过地球南北两极正上方的圆轨道上运行，监测的农田南北长为，地球的半径为，地球表面重力加速度为，忽略地球自转，该卫星通过农田正上方的时间为（ ） A. B. C. D. 四、爱因斯坦的光量子假说和激光理论（11分） 爱因斯坦于1905提出光量子假说，解决了光电效应问题。1916提出受激辐射光放大（LASER），四十多年后第一台激光器诞生。如今，光电效应和激光在日常生活的各个方面都有重要应用。 12. 密立根通过实验研究了钠的遏止电压与入射光频率之间的关系，其结果验证了光子说的正确性，实验结果如图。由图可得钠的截止频率为_____，该图像可计算出的普朗克常量_____。（保留三位有效数字） 13. 爱因斯坦指出当外来光子的能量等于时，将“诱发”原子中处于高能级的电子向低能级跃迁而发光，称为受激辐射光，如图1所示。入射光和受激辐射光继续“诱发”其他电子，形成光子的“链式反应”，从而放大光辐射，形成激光，如图2。 （1）关于入射光和受其激发后产生的激光（ ） A.频率相同，一个光子的能量相同，总能量相同 B.频率不同，一个光子的能量不同，总能量不同 C.频率相同，一个光子的能量相同，总能量不同 D.频率不同，一个光子的能量不同，总能量相同 （2）激光器中常用镀有反射膜的三棱镜进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。若复色光含红、黄光，已知棱镜对黄光的折射率大于红光，则黄光在棱镜中的折射角_____（填“大于”“等于”或“小于”）红光的折射角；若激光器输出的是红光，当要调为黄光输出时，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴_____（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。 五、生活中的气体定律（22分） 气体实验定律是关于气体热学行为基本实验定律，是建立理想气体概念的实验依据。在工程技术、环境保护、日常生活等多个方面发挥着关键作用。 14. 理想气体忽略了气体分子间的分子力和分子势能，以下气体最接近理想气体的是（ ） A. 高温低压的气体 B. 高温高压的气体 C. 低温低压的气体 D. 低温高压的气体 15. 某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，气体为理想气体，则缸内气体（ ） A. 对外做正功，内能增大 B. 对外做正功，分子的平均动能减小 C. 对外做负功，分子的平均动能增大 D 对外做负功，内能减小 16. 为了探究一定质量气体等温变化的规律。某同学将注射器水平固定，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭注射器右侧的细管，如图。由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时，传感器对活塞的压力。在温度不变的条件下缓慢移动传感器和活塞压缩气体并记录多组压力和体积的值，活塞受到的摩擦忽略不计。 （1）（多选）甲同学想通过作出的图像探究等温变化的规律，还需要测量的物理量有（ ） A.气体的温度 B.注射器的内径 C.大气压强 D.被封闭气体的质量 （2）若细管内气体体积可忽略，乙同学根据实验数据作出的图像，则图像应该是图中的_____（选填①、②或③）；已知图像的斜率为，图像与纵轴交点的纵坐标的绝对值为，则气体刚被封闭时的体积为_____（用和表示）。 17. 在高温天气下一辆轿车的胎压监测系统显示某一条轮胎的胎压为、温度为47℃。气体视为理想气体，轮胎内部体积始终保持不变。求： （1）该轮胎温度为27℃时，该轮胎的胎压。 （2）由于该胎压偏高，故驾驶员快速放出了适量气体，此时监测系统显示的胎压为、温度为27℃。放出气体的质量与原来轮胎内气体的质量之比为多少? 六、汽车上的用电（19分） 电在汽车的使用过程中应用广泛，在保障汽车行驶、提升安全与舒适度等方面发挥了重要作用。 18. 汽车内燃机利用火花塞产生电火花的电路原理图如图所示。开关断开的一瞬间，可以在原线圈两端产生的交变电压（持续时间很短）。已知变压器原线圈匝数为，副线圈匝数为，图中变压器可视为理想变压器，则副线圈两端电压的有效值为_____；若仅减小原线圈的匝数，火花塞的放电频率会_____（“变大”、“变小”或“不变”） 19. 利用压敏电阻可以制作汽车油量显示电路，如图1所示。通过多次测量获得了压敏电阻的阻值随汽油产生的压强的变化关系，如图2所示。已知汽油的深度为时，电流表的示数为，则定值电阻_____。随着汽油深度的变化，电阻的最大功率为_____W。已知电源电动势为（内阻不计），汽油的密度，重力加速度取。 20. 汽车装有加速度传感器，以测量汽车行驶时的纵向加速度。如图所示，加速度传感器有一个弹性梁，右端夹紧，左端固定着霍尔元件，处在上下正对的两个相同磁体的中央位置（不考虑弹性梁和霍尔元件重力的影响），霍尔元件中通入从左往右的电流。如果传感器有向上的纵向加速度，则传感器的弹簧质量系统离开它的静止位置而向下偏移。 （1）若汽车纵向无加速度，则监测到的前后表面的电势差为_____（“正值”“负值”“零”）； （2）当纵向加速度向下时，若霍尔元件材料为金属导体，则前表面比后表面的电势_____（“高”或“低”），此时若仅将两磁体的、磁极同时对调，则前后表面电势的高低情况与之前_____（“相同”或“相反”）。 （3）若汽车纵向加速度向上且逐渐变大，则监测到的前后表面的电压会_____（“增大”“减小”“不变”）。若希望提高此装置的测量灵敏度（即相同的加速度产生更大的霍尔电压），可以在设计上采取哪些措施_____（写出一种即可） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$