精品解析：2026届浙江省台州市高三上学期一模考试物理试题

台州市2025学年第一学期高三年级第一次模拟试题 物理 选择题部分 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。不选、多选、错选均不得分） 1. 当汽车高速行驶时，空气阻力大小与车速的平方成正比。比例系数k的单位是（　　） A. B. C. D. 2. 小明乘坐动车从温州南8点42分出发，于11点42分到达杭州站，经过温岭站停车3分钟，下列说法正确的是（　　） A. 8点42分指的是时间间隔 B. 若知道本次运行的里程则可以求出动车的平均速度 C. 动车进站减速中，坐在座位上的小明受到座椅的作用力方向为竖直向上 D. 计算列车进出温岭站总时间时，不能将列车当作质点来研究 3. 跳台滑雪的简易示意图如图所示，运动员（可视为质点）两次从雪坡上由静止滑下，到达P点后分别以大小不同的速度水平飞出，分别落在平台下方斜面上的两点，落在两点时运动员的速度方向与斜面间的夹角分别为，落到斜面上时的速度大小分别为，在空中运动的时间分别为，下落过程中，运动员的速度变化量大小分别为。不计空气阻力，下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 电子束通过电场加速后，照射到金属晶格（间距约）发生衍射，如图所示（　　） A. 该实验表明电子具有粒子性 B. 加速电压越大，中心亮斑半径越小 C. 加速后电子物质波波长比可见光波长更长 D. 根据相对论和质能方程可知加速后的电子质量会变小 5. 如图所示，双人花样滑冰比赛中，女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中匀速旋转，男运动员的手臂与水平冰面的夹角约为，肩部距离地面约，女运动员质量约为。以下正确的是（　　） A. 女运动员受力平衡 B. 男运动员和冰面间没有摩擦力 C. 女运动员旋转的向心加速度约为 D. 女运动员旋转的角速度大约为 6. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，两分子间距离由变到的过程中分子力做正功 B. 图乙中，附着层水分子间距较内部水分子间距小，附着层水分子间作用力表现为引力 C. 图丙中，显微镜下观察到的花粉颗粒的无规则运动就是花粉颗粒的轨迹 D. 图丁中，电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律 7. 如图所示，用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的部分波形如图所示，绳上两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（　　） A. 绳上c点的振动方向向下 B. 若增加抖动频率，波长会减小 C. 经过一个周期，a质点运动到b质点位置 D. 从手抖动开始质点b完成的全振动次数比质点a多 8. 如图所示，真空中电荷量为＋Q的点电荷固定在M点，球形金属网的球心O在MN延长线上，N、P为网上两点，P点位于O点正上方。现将一不计重力的试探电荷－q放入，下列说法正确的是（ ） A. N点电势高于P点电势 B. 电荷在P点受力方向沿PM方向 C. 电荷在空间可以做匀速圆周运动运动 D. 将电荷－q从M点附近移到N附近点，电场力一直变大 9. 图甲为氢原子能级图，一群处于同一激发态的氢原子能发出6种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，其中只有3种光能够发生光电效应，有一种恰能发生光电效应，电压U与光电流之间的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 当滑片P向b端移动时，光电流I一直增大 B. 阴极K材料的逸出功为 C. 用三束光做杨氏双缝干涉实验，a光条纹间距最大 D. 图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 10. 如图所示，日字形金属框长、宽L，放置在光滑绝缘水平面上，左侧接一个阻值为的定值电阻，中间位置和右端接有阻值为的金属棒和金属棒，其它电阻不计，线框总质量为m。金属框右侧有宽为的匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。已知金属框以初速度进入匀强磁场，最终棒恰好没从磁场中穿出。下列说法正确的是（　　） A. 在棒进入磁场前，通过棒间定值电阻的总电荷量为 B. 在棒进入磁场后，通过间定值电阻的总电荷量为 C. 棒刚进入磁场时的速度为 D. 整个过程中间定值电阻产生的焦耳热为 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 11. 下列图片及其相应描述正确的是（　　） A. 图甲：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子 B. 图乙：从图中可以看出，随着温度的升高，所有波长辐射强度有所增加 C. 图丙为铀核发生衰变的示意图，铀核的比结合能大于钍核的比结合能 D. 图丁是核裂变反应堆的控制系统，为了减慢反应速率，应将镉棒插入深些 12. 图甲是水下灯光装置简化图，轻质弹簧下端固定在水池底部，上端连接一点光源，点光源静止在O点，其在水面上的投影位置为。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，y表示偏离平衡位置的位移，规定向上为正方向，水的折射率为。下列说法中正确的是（　　） A. 时，点光源处于失重状态 B. 光斑边缘的振动周期为 C. 光斑的最大面积为 D. 光斑边缘上某点振动的振幅为 13. 在一次演习中，从赤道上的C点发射导弹，精确击中北极点N。取无穷远处为引力势能零点，质量为m的物体在距离地心r处具有的引力势能为；物体在地球引力作用下作椭圆运动（椭圆的光学性质：经过焦点的光线经表面反射后会通过另一焦点）时，其能量E与椭圆半长轴a的关系为，式中G为引力常量；已知地球质量为M，半径，要求发射所用的能量最少，则（　　） A. 不考虑地球自转，当时，发射的能量最小 B. 不考虑地球自转，物体发射的能量最小时速度为 C. 不考虑地球自转，物体发射的能量最小时速度方向与夹角 D. 考虑自转时，物体发射的最小速度大小为 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 某同学用如图1所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。 （1）下列说法中正确的是________ A. 调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行 B. 打点计时器应使用工作电压为的直流电源 C. 实验前，把木板的一端抬高，以平衡小车与纸带受到的阻力 D. 实验条件必须满足钩码与动滑轮的总质量远小于小车的质量 （2）该同学根据实验数据作出了小车的加速度a与拉力传感器示数F的关系图像如图2所示，图像不过原点的原因是________ （3）乙同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图线是一条直线，如图2所示，图线与横坐标的夹角为c，图线的斜率为k，则小车的质量________。 A. B. C. k D. 15. 物理兴趣小组准备测量一节干电池电动势和内阻，实验室备有以下实验器材： 电流表A（量程，内阻） 电压表V（量程，内阻约为） 滑动变阻器（，额定电流） 电阻箱 两只定值电阻 开关S一个；导线若干。 （1）由于电流表量程太小，需要将其改装成量程为。则定值电阻应选________（选填“”或“”） （2）按图1正确连线后规范操作，记录电压表和电流表的示数为，并做出图像如图2所示，则该电源的电动势________V；内阻________（保留两位有效数字），测得的内阻比真实值________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”） 16. 图1是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为正弦交变电压，并加在一变压器的原线圈上。V为多用电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。 （1）为测量输入端电压，需将多用电表旋转至图2的________区域的某个挡位（选填“”、“”、“”和“”）。 （2）若多用电表V测量值为，则变压器原、副线圈的匝数分别为、，升压变压器的匝数比应该满足________ A. B. C. D. （3）如图3所示的升压变压器，甲同学认为闭合开关时，输出电压为零。你同意甲同学的判断吗？请说明理由________。 三、计算题：（本题共4小题，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 17. 如图1所示，一质量为、容积的导热性能良好的汽缸放置在光滑水平地面上，右端开口，汽缸壁内设有卡口，用一质量、面积为的活塞，密封一定质量的理想气体，活塞厚度可忽略且能无摩擦滑动。开始时气体温度、体积的状态A。用水平向左的恒力F拉动汽缸，达到稳定状态B，如图2所示，此时活塞恰好到达卡口处且与其无相互作用力。撤去外力，待气体恢复到A状态时，将汽缸内气体缓慢加热至温度的状态C，从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。大气压取，求： （1）由状态A到状态B的过程中，汽缸器壁单位面积所受气体分子的平均作用力________（选填“变大“变小”或“不变”），气体的内能________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）汽缸所施加的恒力F大小； （3）由状态A到状态C过程中气体一共从外界吸收热量Q。 18. 某运输装置如图，倾角为的倾斜传送带长为，与光滑圆弧轨道相切于B点，圆弧的圆心角，半径。轨道右侧光滑水平台面上放置质量的滑板，右端带有半径为的圆弧光滑轨道，滑板左端D紧靠C点，滑板的水平部分于C点相切，长度。现将质量为的小物块从传送带底端A处静止释放，传送带由静止开始匀加速启动，可以调节传送带的启动加速度，使物块沿轨道外侧运送到滑板上。已知物块与传送带间动摩擦因数，与滑板水平部分间动摩擦因数未知，。求： （1）若传送带的启动加速度为，小物块到达B点时的速度； （2）求小物块到达最高点C的最大速度，以及传送带的启动加速度范围； （3）若小物块以速度为，冲上滑板左侧，经过时间刚好到达最高点F点。求： ①小物块达到F点时相对地面运动的距离x； ②小物块再次到达圆弧最低点E点时受到轨道支持力的大小。 19. 某兴趣小组设计了一电磁弹射装置，其工作原理可简化如图，恒流源、固定的金属导轨、导电底座，三者构成电磁驱动回路。将绝缘飞机模型安放在导电底座上，合上开关S，恒流源工作，输出的电流在导轨间产生磁场（磁场的磁感应强度与电流大小成正比），处在磁场中的导电底座受到安培力作用向右加速，从而实现弹射。两处用极短绝缘物质将金属导轨分为左右两部分，左侧光滑右侧粗糙，与导轨右侧距离为，右侧导轨间存在的匀强磁场，底座返回系统由右边的定值电阻与金属导轨相连构成。某次测试中闭合开关S，恒流源输出的电流在导轨间产生磁场，在3秒钟内，将模型飞机由静止加速到的起飞速度后脱离底座起飞，此时刚好到达处。已知导轨间距为，底座的质量为，等效电阻为。 （1）若输出电流增加一倍，则飞机的加速度为多大； （2）底座通过点后开始减速，底座减速过程中与导轨间的动摩擦因数为，经过后速度减为零，求电阻R产生的焦耳热为多少； （3）底座静止后让磁场极短时间内均匀消失，导轨与间返回动摩擦因数变为，求底座返回的距离为多少。 20. 某种磁流体发电机其工作原理与霍尔效应类似。主体空腔为长、高、宽分别为的长方体，前后两个侧面是绝缘体，上下面是导体电极，整个空间处于磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，由空间均匀分布质量为m、电荷量为q的正电荷组成的离子流沿空腔以速度v向右流动，单位体积内正电荷个数为n。忽略离子重力。 （1）开关都断开的情况下，求稳定后； （2）没有接通电路时，离子流流动中受到阻力为f，闭合，断开时，为了维持离子流进出空腔速度ⅴ不变，在通道进出口离子流的压强差为多少；（设空腔内离子流的电阻率为） （3）当闭合开关时，两极板间电压变小，离子流在通道内做复杂的曲线运动，设此时两极板电压为U，求到达极板的电荷占比； （4）同时闭合开关和时，稳定后电路中电流为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 台州市2025学年第一学期高三年级第一次模拟试题 物理 选择题部分 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。不选、多选、错选均不得分） 1. 当汽车高速行驶时，空气阻力大小与车速的平方成正比。比例系数k的单位是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】已知公式为，其中的单位是牛顿，即，的单位是。将公式变形得，代入 故选C。 2. 小明乘坐动车从温州南8点42分出发，于11点42分到达杭州站，经过温岭站停车3分钟，下列说法正确的是（　　） A. 8点42分指的是时间间隔 B. 若知道本次运行的里程则可以求出动车的平均速度 C. 动车进站减速中，坐在座位上的小明受到座椅的作用力方向为竖直向上 D. 计算列车进出温岭站总时间时，不能将列车当作质点来研究 【答案】D 【解析】 【详解】A．8点42分是出发的瞬时时刻，故A错误； B．平均速度需用位移除以时间，但“里程”通常指路程而非位移，无法确定位移大小，故无法求出平均速度，故B错误； C．动车减速时，小明加速度向后，座椅作用力需提供竖直支持力和水平向后的摩擦力，故座椅对小明作用力的方向为斜向后上方，故C错误； D．计算进出站时间需考虑列车长度，此时不能忽略列车尺寸，故不能将列车当作质点来研究，故D正确。 故选D。 3. 跳台滑雪的简易示意图如图所示，运动员（可视为质点）两次从雪坡上由静止滑下，到达P点后分别以大小不同的速度水平飞出，分别落在平台下方斜面上的两点，落在两点时运动员的速度方向与斜面间的夹角分别为，落到斜面上时的速度大小分别为，在空中运动的时间分别为，下落过程中，运动员的速度变化量大小分别为。不计空气阻力，下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动员做平抛运动，运动时间满足 解得 由于运动员落到N点时竖直高度大，所以运动时间，故A错误； B．平抛运动只受重力作用，加速度为重力加速度，根据 结合上述分析可知，故B错误； C．如图所示 当竖直位移为时，通过比较此时二者的水平位移，根据可知落在斜面上的N点对应的平抛的初速度较大，运动员落在平台下方的斜面上的M时速度为 落在平台下方的斜面上的N时速度为 因此，故C错误； D．如图，连接P点到落点构造斜面 根据平抛运动推论：速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍，则有， 由于 则有 即，故D正确。 故选D。 4. 电子束通过电场加速后，照射到金属晶格（间距约）发生衍射，如图所示（　　） A. 该实验表明电子具有粒子性 B. 加速电压越大，中心亮斑半径越小 C. 加速后电子物质波波长比可见光波长更长 D. 根据相对论和质能方程可知加速后的电子质量会变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子衍射现象说明了电子具有波动性，故A错误； B．根据动能定理可得 根据物质波波长公式 联立可得 可知加速电压越大，电子的物质波波长越短，中心亮斑半径越小，故B正确； C．金属晶格间距约，发生衍射的电子物质波波长与金属晶格间距相当，而可见光的波长约，所以加速后电子物质波波长比可见光波长更短，故C错误； D．加速后电子的速度变大，根据相对论和质能方程可知加速后的电子质量会变大，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，双人花样滑冰比赛中，女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中匀速旋转，男运动员的手臂与水平冰面的夹角约为，肩部距离地面约，女运动员质量约为。以下正确的是（　　） A. 女运动员受力平衡 B. 男运动员和冰面间没有摩擦力 C. 女运动员旋转的向心加速度约为 D. 女运动员旋转的角速度大约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．女运动员做圆周运动，所受合力不为0，故A错误； B．女运动员对男运动员的拉力存在水平分量，根据平衡条件可知，男运动员和冰面间有摩擦力作用，故B错误； C．对女运动员，由牛顿第二定律可得 解得女运动员旋转的向心加速度为，故C正确； D．根据 可得女运动员旋转的角速度为，故D错误。 故选C。 6. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，两分子间距离由变到的过程中分子力做正功 B. 图乙中，附着层水分子间距较内部水分子间距小，附着层水分子间作用力表现为引力 C. 图丙中，显微镜下观察到的花粉颗粒的无规则运动就是花粉颗粒的轨迹 D. 图丁中，电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中，两分子间距离由r1变到r2的过程中分子势能减小，则分子力做正功，A正确； B．图乙中，附着层水分子间距较内部水分子间距小，附着层水分子间作用力表现为斥力，B错误； C．图丙中，显微镜下观察到的花粉颗粒的无规则运动是每隔一段时间记录的位置，实际运动轨迹更复杂，C错误； D．图丁中，电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，消耗了电能，不违背热力学第二定律，D错误。 故选A。 7. 如图所示，用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的部分波形如图所示，绳上两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（　　） A. 绳上c点的振动方向向下 B. 若增加抖动频率，波长会减小 C. 经过一个周期，a质点运动到b质点位置 D. 从手抖动开始质点b完成的全振动次数比质点a多 【答案】B 【解析】 【详解】A．简谐波向右传播，根据“上、下坡法”可知，c点的振动方向向上，故A错误； B．由于机械波传播的速度不变（由介质决定），根据可知，若增加抖动频率，波长会减小，故B正确； C．简谐波传播过程，质点仅在平衡位置附近振动，不会发生迁移，故C错误； D．波从手的振动处向右传播，a比b更靠近振源，因此从手抖动开始质点b完成的全振动次数比质点a少，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，真空中电荷量为＋Q的点电荷固定在M点，球形金属网的球心O在MN延长线上，N、P为网上两点，P点位于O点正上方。现将一不计重力的试探电荷－q放入，下列说法正确的是（ ） A. N点电势高于P点电势 B. 电荷在P点受力方向沿PM方向 C. 电荷在空间可以做匀速圆周运动运动 D. 将电荷－q从M点附近移到N附近点，电场力一直变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．球形金属网处于静电平衡状态，其表面是等势体，因此N点电势等于P点电势，故A错误； B．P点位于球面上，电场方向垂直于球面（沿半径方向），试探电荷−q受力方向与电场方向相反，即沿半径指向球心。而PM方向并不沿半径（M在水平轴上），故B错误； C．球面是等势面，电场线垂直于球面。若试探电荷−q以适当速度沿球面大圆运动，径向电场力恰好提供向心力，且电场力不做功，速度大小不变，因此可以做匀速圆周运动，故C正确； D．从M点附近移到N，电场强度先减小后增大，进入金属网内部时为0，因此试探电荷受到的电场力并非一直增大，故D错误。 故选C。 9. 图甲为氢原子能级图，一群处于同一激发态的氢原子能发出6种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，其中只有3种光能够发生光电效应，有一种恰能发生光电效应，电压U与光电流之间的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 当滑片P向b端移动时，光电流I一直增大 B. 阴极K材料的逸出功为 C. 用三束光做杨氏双缝干涉实验，a光条纹间距最大 D. 图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 【答案】B 【解析】 【详解】A．当滑片P向b端移动时，光电管两端的正向电压增大，光电流I会先增大，当达到饱和电流后，I不会再变化，故A错误； B．一群处于同一激发态的氢原子能发出6种频率的光，说明这群氢原子处于能级，只有3种光能发生光电效应，3种光子能量分别为12.75eV、12.09eV、10.2eV，有一种恰好能发生光电效应，说明阴极K的逸出功为10.2eV，故B正确； C．由图丙可知，a光的遏止电压最大，由 可知a光的光子能量最大，频率最大，波长最小，根据双缝干涉条纹间距公式 可知a光条纹间距最小，故C错误； D．根据光电效应方程 A光光子能量最大，为12.75eV，则，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，日字形金属框长、宽L，放置在光滑绝缘水平面上，左侧接一个阻值为的定值电阻，中间位置和右端接有阻值为的金属棒和金属棒，其它电阻不计，线框总质量为m。金属框右侧有宽为的匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。已知金属框以初速度进入匀强磁场，最终棒恰好没从磁场中穿出。下列说法正确的是（　　） A. 在棒进入磁场前，通过棒间定值电阻的总电荷量为 B. 在棒进入磁场后，通过间定值电阻的总电荷量为 C. 棒刚进入磁场时的速度为 D. 整个过程中间定值电阻产生的焦耳热为 【答案】C 【解析】 【详解】A．在PQ棒进入磁场前，回路总电阻 通过CF的总电量 通过棒间定值电阻的总电荷量为，A错误； BC．设PQ棒刚进入磁场时的速度为v1，则从CF进入磁场到PQ棒刚进入磁场的过程，由动量定理 其中 从PQ进入磁场到DE刚进入磁场的过程，由动量定理 其中 联立解得 在棒进入磁场后，通过间定值电阻的总电荷量为，B错误，C正确； D．金属棒PQ刚进入磁场时，整体产生的焦耳热为 其中间定值电阻产生的焦耳热为 金属棒PQ进入磁场后整体产生的焦耳热 D、E间定值电阻产生的焦耳热为 所以整个过程中D、E间定值电阻产生的焦耳热为Q=Q1+Q2=，D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 11. 下列图片及其相应描述正确的是（　　） A. 图甲：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子 B. 图乙：从图中可以看出，随着温度的升高，所有波长辐射强度有所增加 C. 图丙为铀核发生衰变的示意图，铀核的比结合能大于钍核的比结合能 D. 图丁是核裂变反应堆的控制系统，为了减慢反应速率，应将镉棒插入深些 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图甲为卢瑟福粒子散射实验，根据实验结果卢瑟福提出了原子的核式结构，故A错误； B．图乙是黑体辐射图，黑体辐射峰值波长随温度升高向短波移动，并且所有波长的辐射强度增加，故B正确； C．图丙是铀核衰变示意图，说明钍核的比结合能大于铀核的比结合能，故C错误； D．图丁是核裂变反应堆的控制系统，将镉棒插入深些，可以多吸收一些中子，减慢核裂变反应速率，故D正确。 故选BD。 12. 图甲是水下灯光装置简化图，轻质弹簧下端固定在水池底部，上端连接一点光源，点光源静止在O点，其在水面上的投影位置为。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，y表示偏离平衡位置的位移，规定向上为正方向，水的折射率为。下列说法中正确的是（　　） A. 时，点光源处于失重状态 B. 光斑边缘的振动周期为 C. 光斑的最大面积为 D. 光斑边缘上某点振动的振幅为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．0.75s 时，点光源向上减速，加速度向下，属于失重，A正确； B．光斑边缘即光刚好发生全反射的位置，当点光源在最低点时，光斑边缘距离最远，当点光源在最高点时，光斑边缘距离最近，故光斑边缘的振动周期与光源的振动周期相同，由图乙可知光源振动周期为2s，故光斑边缘的振动周期也为2s，故B错误； C．设光从水中射出空气发生全反射的临界角为C，根据全反射临界角公式 ，光源在最低点时，光斑的面积最大，此时，由几何关系 ,光斑的最大面积为，C正确； D．根据几何关系可得光斑振幅满足 ，光斑边缘上某点振动的振幅为 ，故D错误。 故选AC。 13. 在一次演习中，从赤道上的C点发射导弹，精确击中北极点N。取无穷远处为引力势能零点，质量为m的物体在距离地心r处具有的引力势能为；物体在地球引力作用下作椭圆运动（椭圆的光学性质：经过焦点的光线经表面反射后会通过另一焦点）时，其能量E与椭圆半长轴a的关系为，式中G为引力常量；已知地球质量为M，半径，要求发射所用的能量最少，则（　　） A. 不考虑地球自转，当时，发射的能量最小 B. 不考虑地球自转，物体发射的能量最小时速度为 C. 不考虑地球自转，物体发射的能量最小时速度方向与夹角 D. 考虑自转时，物体发射的最小速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．导弹发射后，在地球引力作用下，将沿椭圆轨道运动，如果导弹能打到点，则此椭圆一定位于过地心、北极点和赤道上的发射点组成的平面内，因此导弹的发射速度(初速度)必须也在此平面内，地心是椭圆的一个焦点。根据对称性，注意到椭圆上的、两点到焦点的距离相等，故椭圆的长轴是过点垂直的直线，即图上的直线，椭圆的另一焦点必在上。已知质量为的物体在质量为的地球的引力作用下作椭圆运动时，物体和地球构成的系统的能量 (无穷远作为引力势能的零点)与椭圆半长轴的关系为……① 要求发射的能量最少，即要求椭圆的半长轴最短。根据椭圆的几何性质可知，椭圆的两焦点到椭圆上任一点的距离之和为，现点到一个焦点的距离是定值，等于地球的半径，只要位于长轴上的另一焦点到的距离最小，该椭圆的半长轴就最小。显然，当另一焦点位于到的垂线的垂足处时，到该焦点的距离必最小。由几何关系可知……② 设发射时导弹的速度为，则有……③ 联立①②③，解得……④ 由②可知时，发射能量最少，A错误，B正确。 C．速度的方向在点与椭圆轨道相切，根据椭圆知识，从椭圆上一点的切线的垂直线，平分两焦点到该点连线的夹角，从图中可以看出，速度方向与的夹角，C正确。 D．由地球附近的物体受到的万有引力近似等于物体受到的重力，有……⑤ 联立④⑤两式，代入数据解得……⑥ 由于地球绕通过的轴自转，在赤道上点相对地心的速度为……⑦ 所以在地球自转的情况下，导弹发射的最小速度为，D错误。 故选BC。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 某同学用如图1所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。 （1）下列说法中正确的是________ A. 调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行 B. 打点计时器应使用工作电压为的直流电源 C. 实验前，把木板的一端抬高，以平衡小车与纸带受到的阻力 D. 实验条件必须满足钩码与动滑轮的总质量远小于小车的质量 （2）该同学根据实验数据作出了小车的加速度a与拉力传感器示数F的关系图像如图2所示，图像不过原点的原因是________ （3）乙同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图线是一条直线，如图2所示，图线与横坐标的夹角为c，图线的斜率为k，则小车的质量________。 A. B. C. k D. 【答案】（1）AC （2）平衡摩擦力过度（或者长木板倾角过大） （3）D 【解析】 【小问1详解】 A．为了使小车受到的合外力等于细线的拉力，应调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，故A正确； B．电火花打点计时器应使用工作电压为220V的交流电源，故B错误； C．实验前，把木板的一端抬高，以平衡小车与纸带受到的阻力，故C正确； D．实验中力传感器可以直接测量出细线的拉力，不需要满足钩码与动滑轮的总质量远小于小车的质量，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 由题图可知，当时，小车具有一定的加速度，所以图像不过原点的原因是平衡摩擦力过度； 【小问3详解】 图2中图线在纵轴上的截距为，直线斜率为k，对小车受力分析由牛顿第二定律可得 可得 则图像斜率为 解得小车的质量为 故选D。 15. 物理兴趣小组准备测量一节干电池电动势和内阻，实验室备有以下实验器材： 电流表A（量程，内阻） 电压表V（量程，内阻约为） 滑动变阻器（，额定电流） 电阻箱 两只定值电阻 开关S一个；导线若干。 （1）由于电流表量程太小，需要将其改装成量程为。则定值电阻应选________（选填“”或“”） （2）按图1正确连线后规范操作，记录电压表和电流表的示数为，并做出图像如图2所示，则该电源的电动势________V；内阻________（保留两位有效数字），测得的内阻比真实值________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”） 【答案】（1） （2） ①. 1.39##1.40##1.41 ②. 3.0##3.1##3.2 ③. 偏小 【解析】 【小问1详解】 由于电流表量程太小，需要将其改装成量程为；由并联知识，定值电阻应选 故定值电阻应选 【小问2详解】 [1]图2图像纵轴截距为电动势，则该电源的电动势为 [2]图2图像斜率的绝对值为内阻，则内阻为 由于电表量程已经改装为，所以图像中电流实际值应变为其数值的3倍； 则内阻为 [3]测得内阻值实际为电源内阻与电压表的并联值，所以测得的内阻比真实值偏小。 16. 图1是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为正弦交变电压，并加在一变压器的原线圈上。V为多用电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。 （1）为测量输入端电压，需将多用电表旋转至图2的________区域的某个挡位（选填“”、“”、“”和“”）。 （2）若多用电表V测量值为，则变压器原、副线圈的匝数分别为、，升压变压器的匝数比应该满足________ A. B. C. D. （3）如图3所示的升压变压器，甲同学认为闭合开关时，输出电压为零。你同意甲同学的判断吗？请说明理由________。 【答案】（1）ACV （2）D （3）不同意甲同学的判断。因为闭合开关时，原线圈所在电路中的电流从无到有，发生变化，会引起原线圈中的磁通量发生变化。根据电磁感应原理可知，副线圈中会产生感应电动势，所以输出电压不为零。 【解析】 【小问1详解】 因为转换器将直流电压转换为正弦交变电压，要测量输入端的交变电压，多用电表应旋转至ACV区域的某个挡位。 【小问2详解】 多用电表测量的是原线圈电压的有效值，即 根据正弦式交变电压有效值与最大值的关系可得，原线圈电压的最大值为 当副线圈电压的瞬时值大于5000V时会引发电火花，所以副线圈电压的最大值应满足 根据理想变压器电压与匝数的关系有 可得 故选D。 【小问3详解】 略。 三、计算题：（本题共4小题，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 17. 如图1所示，一质量为、容积的导热性能良好的汽缸放置在光滑水平地面上，右端开口，汽缸壁内设有卡口，用一质量、面积为的活塞，密封一定质量的理想气体，活塞厚度可忽略且能无摩擦滑动。开始时气体温度、体积的状态A。用水平向左的恒力F拉动汽缸，达到稳定状态B，如图2所示，此时活塞恰好到达卡口处且与其无相互作用力。撤去外力，待气体恢复到A状态时，将汽缸内气体缓慢加热至温度的状态C，从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。大气压取，求： （1）由状态A到状态B的过程中，汽缸器壁单位面积所受气体分子的平均作用力________（选填“变大“变小”或“不变”），气体的内能________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）汽缸所施加的恒力F大小； （3）由状态A到状态C过程中气体一共从外界吸收热量Q。 【答案】（1） ①. 变小 ②. 不变 （2）400N （3）20.8J 【解析】 【小问1详解】 [1][2] 气体从状态A到状态B过程，气体温度不变，内能不变；体积增大，压强减小，则分子平均动能不变，器壁单位面积所受气体分子的平均作用力变小； 【小问2详解】 根据等温变化过程 其中 对活塞有 对整体有 得 【小问3详解】 假设等压变化，由 得 其大于汽缸总容积，因此 由 其中 可得 18. 某运输装置如图，倾角为的倾斜传送带长为，与光滑圆弧轨道相切于B点，圆弧的圆心角，半径。轨道右侧光滑水平台面上放置质量的滑板，右端带有半径为的圆弧光滑轨道，滑板左端D紧靠C点，滑板的水平部分于C点相切，长度。现将质量为的小物块从传送带底端A处静止释放，传送带由静止开始匀加速启动，可以调节传送带的启动加速度，使物块沿轨道外侧运送到滑板上。已知物块与传送带间动摩擦因数，与滑板水平部分间动摩擦因数未知，。求： （1）若传送带的启动加速度为，小物块到达B点时的速度； （2）求小物块到达最高点C的最大速度，以及传送带的启动加速度范围； （3）若小物块以速度为，冲上滑板左侧，经过时间刚好到达最高点F点。求： ①小物块达到F点时相对地面运动的距离x； ②小物块再次到达圆弧最低点E点时受到轨道支持力的大小。 【答案】（1）2m/s （2） （3）①0.7905m；②50N 【解析】 【小问1详解】 物块上滑的最大加速度为：，解得 当传送带以的加速度启动，物块与传送带之间是静摩擦力，因此物块的加速度也是 由得： 【小问2详解】 要使物块到达C点速度最大，需要考虑物块能达到的最大加速度和物块到达B点会不会离开斜面的问题 B点不离开斜面的临界条件 解得…… 根据 ，可得 物块能达到的最大加速度也是，所以物块以最大加速度加速运动到B点， B点到C点，根据动能定理： 得 传送带启动的加速度 【小问3详解】 [1]物块与滑板水平方向动量守恒 取很小的时间间隔 ， 可得 解得： [2]当小物块到达F点时有 当小物块再次到达E点时 得： 19. 某兴趣小组设计了一电磁弹射装置，其工作原理可简化如图，恒流源、固定的金属导轨、导电底座，三者构成电磁驱动回路。将绝缘飞机模型安放在导电底座上，合上开关S，恒流源工作，输出的电流在导轨间产生磁场（磁场的磁感应强度与电流大小成正比），处在磁场中的导电底座受到安培力作用向右加速，从而实现弹射。两处用极短绝缘物质将金属导轨分为左右两部分，左侧光滑右侧粗糙，与导轨右侧距离为，右侧导轨间存在的匀强磁场，底座返回系统由右边的定值电阻与金属导轨相连构成。某次测试中闭合开关S，恒流源输出的电流在导轨间产生磁场，在3秒钟内，将模型飞机由静止加速到的起飞速度后脱离底座起飞，此时刚好到达处。已知导轨间距为，底座的质量为，等效电阻为。 （1）若输出电流增加一倍，则飞机的加速度为多大； （2）底座通过点后开始减速，底座减速过程中与导轨间的动摩擦因数为，经过后速度减为零，求电阻R产生的焦耳热为多少； （3）底座静止后让磁场极短时间内均匀消失，导轨与间返回动摩擦因数变为，求底座返回的距离为多少。 【答案】（1）20m/s2 （2）20J （3）2.5m 【解析】 【小问1详解】 3秒钟内，模型飞机由静止加速到的起飞速度，可知加速度为 当电流增加一倍，产生的磁场也增加一倍，根据可知安培力增加为原来4倍，所以飞机的加速度为 【小问2详解】 底座受到的安培力为 根据动量定理可得 得 由能量守恒定律 得 又， 可知 【小问3详解】 底座静止时离右端距离为，此时磁场消失过程中产生感应电流，安培力使底座获得向左速度，有 得 由 可得，刚好回到处。 20. 某种磁流体发电机其工作原理与霍尔效应类似。主体空腔为长、高、宽分别为的长方体，前后两个侧面是绝缘体，上下面是导体电极，整个空间处于磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，由空间均匀分布质量为m、电荷量为q的正电荷组成的离子流沿空腔以速度v向右流动，单位体积内正电荷个数为n。忽略离子重力。 （1）开关都断开的情况下，求稳定后； （2）没有接通电路时，离子流流动中受到阻力为f，闭合，断开时，为了维持离子流进出空腔速度ⅴ不变，在通道进出口离子流的压强差为多少；（设空腔内离子流的电阻率为） （3）当闭合开关时，两极板间电压变小，离子流在通道内做复杂的曲线运动，设此时两极板电压为U，求到达极板的电荷占比； （4）同时闭合开关和时，稳定后电路中电流为多少。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由左手定则可知正电荷向上偏转，M点电势高于N点电势，稳定后正离子受力平衡有 得 【小问2详解】 空腔内离子整体受力平衡，有 电流为 可得 【小问3详解】 离子v分解为和，使得 离子以做匀速直线运动，同时以做匀速圆周运动，直径为d，根据 有 到达极板得电荷占比 【小问4详解】 接通时，外电路短路，极板电压为零，离子进入空腔后做匀速圆周运动，运动直径有 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $