精品解析：重庆市南开中学校2025-2026学年高三上学期12月月考物理试题

重庆市南开中学高 2026 届高三12月第四次质量检测 物 理 试 题 考生注意∶ 1．本试卷满分 100 分， 考试时间 75 分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 一、单项选择题∶本题共 7 小题， 每小题 4 分， 共 28 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项 符合题目要求。 1. 光学既是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领域中最活跃的前沿学科之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前景。下列有关光学的现象中说法正确的是（　　） A. 检测工件平整度是利用了光色散原理 B. 将一根筷子放入水中发现筷子弯折是因为光的反射 C. 看电影时戴的3D眼镜，利用了光的衍射原理 D. 太阳光照到肥皂泡表面呈现彩色条纹，这是光的干涉现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．检查一个平面的平整程度，是利用光的干涉现象，故A错误； B．将一根筷子放入水中发生弯折是因为光的折射，故B错误； C．3D眼镜是利用了光的偏振现象，故C错误； D．太阳光照射肥皂泡出现彩色条纹是因为光干涉，故D正确。 故选 D。 2. 篮球运动员为了提升跳高能力，经常进行原地纵跳摸高练习。训练时运动员先下蹲降低重心，经过充分调整后，由静止发力跳起摸高。忽略空气阻力影响，在蹬地过程中，下列说法正确的是（　　） A. 地面对运动员不做功 B. 重力对运动员做正功 C. 运动员的机械能减少 D. 运动员的机械能不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．在蹬地过程中，运动员的脚与地面接触点无位移，因此地面对运动员施加的支持力在作用点无位移，根据功的定义地面对运动员不做功，故A正确； B．重力方向竖直向下，而运动员位移方向向上，因此重力对运动员做负功，故B错误； CD．运动员的机械能（包括动能和重力势能）在蹬地过程中增加，这是因为内部肌肉力做功，将化学能转化为机械能，导致动能和势能增加，运动员的机械能增加，故CD错误。 故选A。 3. 用劲度系数的水平轻弹簧连接物块A和B，它们的质量均为，与地面的动摩擦因数均为0.1，现用大小为的水平拉力作用在物块B上，使两物块一起做匀加速直线运动，如图所示。轻弹簧始终未超出弹性限度，重力加速度，则轻弹簧的形变量为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得 解得 以A为对象，根据牛顿第二定律可得 根据胡克定律可得 联立解得轻弹簧的形变量为 故选B。 4. 如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源连接，下极板接地。一带电油滴位于两板中央的点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离，则（　　） A. 油滴带正电 B. 电容器的电容会减小 C. 油滴会向上运动 D. 油滴依旧静止不动 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题知，电容器上极板带正电，故电场强度方向竖直向下；油滴受电场力和重力作用，处于平衡状态，故电场力方向竖直向上，可知电场力方向与电场强度方向相反，故油滴带负电，故A错误； B．由题知，将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离，则两极板间的距离 d减小，根据 可知电容C增大，故B错误； CD．因d减小，电容器两端的电压U不变，根据 可知电场强度E增大，则油滴所受电场力大于重力，油滴向上运动，故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图所示，光滑的水平地面上，一质量为的小球以水平初速度向右运动，与右侧质量为的静止小球发生正碰，碰后两小球动量相同，则碰撞前后小球的动量减少了（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题知，碰撞前A、B组成的系统总动量为，碰撞后两小球动量相等，设为，根据系统动量守恒有 解得 故碰撞前后小球A动量的变化量为 即碰撞前后小球的动量减少了 故选B。 6. 2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承。假设某“天问”探测器在火星表面附近做匀速圆周运动，周期为，火星半径为。当该探测器运动至近火点时瞬间加速，进入椭圆转移轨道，其远火点所在的轨道高度为。已知引力常量为，忽略火星自转，下列说法正确的是（　　） A. 利用题目已知物理量可以求得探测器质量 B. 火星的密度约为 C. 探测器从近火圆轨道进入椭圆轨道时，机械能守恒 D. 探测器在椭圆转移轨道上运动周期为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．“天问”探测器在火星表面附近做匀速圆周运动，周期为，根据万有引力提供向心力有 可得 又 解得 可知只能求出中心天体质量，无法求出探测器质量，故AB错误； C．探测器从近火点加速进入椭圆转移轨道，故探测器机械能增加，故C错误； D．探测器在火星表面附近轨道半径为R，椭圆转移轨道的半长轴为2R，根据开普勒第三定律 解得，故D正确。 故选D。 7. 如图所示的直角坐标系中，在区域内存在与轴平行的匀强电场（未画出），一质量为、电荷量为的带正电小球，从坐标原点以某初速度水平向右抛出，然后从点进入电场区域，过点时速度与水平方向夹角为，其运动的轨迹如图所示，点是小球向右运动的最远点，其横坐标，重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的方向水平向右 B. 从点抛出的初速度大小为 C. 小球在段、段运动时间之比为1∶1 D. 点的坐标为（） 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在区域做类平抛运动，B 是向右运动的最远点，说明水平方向做减速运动。小球带正电，电场力方向与电场方向相同，因此电场方向水平向左，A 错误； B．OA 段（平抛运动）：水平位移 ，竖直速度 ，A 点速度与水平方向夹角为 30°，即 解得 ，B错误； C．OA 段（平抛运动）：水平位移 ；AB 段水平方向为匀减速运动： 解得，C正确； D．设A点的纵坐标为h，小球在竖直方向上为自由落体运动，且OA段与AB段时间相同，则B点的纵坐标为4h OA 段平抛运动：水平方向 ，竖直方向 ， 解得 ，所以B点的坐标为（3L，），D错误。 故选C。 二、多项选择题∶本题共 3 小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，至少有 两项符合题目要求。全部选对的得 5 分， 选对但不全的得 3 分， 不选或错选得 0 分。 8. 如图所示的电路中，电源的电动势和内阻恒定不变，开始时滑动变阻器的滑片在端，闭合开关，电灯能正常发光。如果将滑片从端向端滑动，则（　　） A. 电流表的示数变小 B. 电源的总功率变大 C. 定值电阻消耗的功率增大 D. 电灯L变亮 【答案】AD 【解析】 【详解】A．滑片从端向端滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，则外电路的电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律 可知电路中的电流减小，电流表的示数变小，故A正确； B．电源的总功率 可知，电源的电动势不变，电流减小，因此电源的总功率变小，故B错误； CD．根据闭合电路的欧姆定律可得 结合上述分析可知，电流减小，路端电压增大，根据 可知，灯泡L的功率增大，电灯L变亮，通过电灯L所在支路的电流增大，而干路电流减小，根据并联电路特点可知，所在支路电流减小，则定值电阻消耗的电功率随之减小，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，一劲度系数为的轻质弹簧下端固定于水平地面上，上端放置一个质量为的物块，物块与弹簧不拴接。初始时，在外力作用下物块静止于点，随后撤去，在后续的运动过程中物块恰好不离开弹簧。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系式为，重力加速度为，弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（　　） A. 物块上升过程中加速度先减小后反向增大 B. 物块在点时，弹簧的弹力大小为 C. 物块运动过程中动能的最大值为 D. 物块运动过程中动能的最大值为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．撤去F时，弹簧的弹力大于重力，加速度向上，根据牛顿第二定律有 所以随着形变量减小，物块的加速度向上变小；当弹力等于重力时，加速度为零，速度达到最大值；之后弹簧的弹力小于重力，加速度向下，根据牛顿第二定律有 所以随着形变量的减小，加速度向下变大，故A正确； B．由题意可知，撤掉力后的运动中物块恰好不离开弹簧，所以物块恰好运动到原长位置时，其速度为零，故此过程弹簧的弹性势能全部转化为物块的重力势能，设物块在点时的形变量为，以P点所在平面为重力势能参考面，则有 解得 所以物块在点时，弹簧的弹力大小为，故B错误； CD．当弹簧的弹力等于物块的重力时，物块的加速度为零，其速度最大，动能最大，设此时弹簧的形变量为，则有 解得 根据系统机械能守恒定律有 解得物块运动过程中动能的最大值为，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示为半径为的一圆柱形匀强磁场区域的横截面，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，磁场外有一粒子源，能沿一直线发射速度大小在一定范围内的同种带电粒子。带电粒子质量为，电荷量为（）。现粒子沿正对中点且垂直于方向射入磁场区域，发现带电粒子仅能从之间的圆弧飞出磁场（），不计粒子重力及粒子间的相互作用力，已知，则（　　） A. 从点飞出的粒子，其轨迹半径为 B. 从点飞出的粒子，其轨迹半径为 C. 粒子源发射粒子的最大速度为 D. 在磁场中运动时间为的粒子，其速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．作出粒子从b点飞出时的运动轨迹，如图所示 当粒子从b点飞出时，设其轨道半径为r，对应的圆心为，由几何关系可知， 由正弦定理可得 解得，故A错误，B正确； C．因为从b点出磁场的粒子轨迹半径最大，则从b点出磁场的粒子速度最大，根据洛伦兹力提供向心力则有 解得 结合上述结论 可得粒子源发射粒子的最大速度为，故C错误； D．在磁场中运动的时间为的粒子，则粒子轨迹对应圆心角为，若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，设其半径为，轨迹圆心为，如图所示 设，由几何关系可得 整理可得 解得 即 则粒子的圆周半径 则对应粒子的速度为，故D正确。 故选BD。 三、实验题∶本题共 2 个小题， 11 题 6 分， 12 题 9 分， 共 15 分。 11. 如图所示，某同学为了测量截面为等边三角形的三棱镜的玻璃折射率，先在白纸上放好三棱镜，记录下三棱镜的位置。之后在棱镜的左侧插上两枚大头针和。 （1）同学在棱镜的右侧观察像和像，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针_____，（选填“”或“”）使其挡住、的像，再重复前一步操作插上另一颗大头针。并根据大头针位置作出光路图； （2）以为分界面，测量入射角和折射角； （3）由此可知三棱镜玻璃材料的折射率_____； （4）若在测量入射角时，角度读数偏大了，则三棱镜材料折射率的测量值_____真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 ①. ②. ③. 大于 【解析】 【详解】[1]同学在棱镜的右侧观察像和像，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针，使其挡住、的像，再重复前一步操作插上另一颗大头针。并根据大头针位置作出光路图； [2]在界面，根据折射定律可得三棱镜玻璃材料的折射率 [3]若在测量入射角时，角度读数偏大了，即入射角增大了，根据折射率 可知三棱镜材料折射率的测量值大于真实值。 12. 霍尔元件是电子领域的核心传感器部件之一，其应用覆盖了工业、汽车、电子消费等多场景。为了更清晰掌握其电学特征，某学习小组找来一个P型（空穴正电荷载体导电）霍尔元件GaAs（砷化镓）进行研究。该小组设计的实验原理如图1所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流，电压表测量霍尔电压。 （1）工作时流经毫伏电压表的电流方向是_____； A. 从左向右 B. 从右向左 （2）该小组同学用螺旋测微器测得该元件沿磁场方向的厚度为（如图2所示），则_____mm； （3）实验中小组同学改变霍尔电流，测得数据如表格所示，请根据表格中数据在坐标纸上补全第四次数据点并连线__________，从而得出霍尔电压与霍尔电流的关系式。 实验次数 （4）如果实验时由于元件放置不水平，导致磁场没有完全垂直元件的工作表面，则测量的霍尔电压_____（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。 【答案】（1）B （2）##0.918##0.919##0.921##0.922 （3） （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 由于载流子为空穴，根据左手定则可知，4脚的电势高于2脚的电势，因此工作时流经毫伏电压表的电流方向从右到左。 故选B。 【小问2详解】 由图可知螺旋测微器测得沿霍尔元件磁场方向的厚度为 【小问3详解】 描点作图如下 【小问4详解】 根据题意可知，电路稳定时则有 又因为 联立解得 当霍尔元件没有水平放置时，导致垂直平面的磁场分量减小，因此测量的霍尔电压偏小。 四、解答题∶本题共 3 个小题， 13 题 10 分， 14 题 14 分， 15 题 18 分， 共 41 分。 13. 听诊器是医生常用的诊断工具，其核心部件如图1所示，包括膜片、胶管和耳件，医生通过佩戴的耳件进行听诊。听诊器除了可以对人体进行检测，也可以用于其它声源检测。如图2为听诊器膜片在某次使用过程中的振动图像。已知空气中声音传播的速度大小为，听诊器胶管长为，胶管末端变细导致气柱（耳件处）振幅为。求： （1）该声波在胶管内的波长； （2）胶管内末端气体振动时位移随时间变化的关系式。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图2可知周期为 则该声波在胶管内的波长为 【小问2详解】 末端气体起振时间比膜片起振晚 由图可知膜片振动的位移随时间变化关系式为 胶管末端变细导致气柱（耳件处）振幅为，所以胶管内末端气体振动时位移随时间变化的关系式为 14. 如图1所示，在荡秋千过程中可以通过交替站立、下蹲使秋千越荡越高。为了研究荡秋千过程，某兴趣小组利用可迅速调节长度机械臂和小球进行模拟研究，并利用AI视觉系统跟踪小球某次向右摆动的过程，得到小球运动轨迹。如图2所示，小球在右侧最高点时，杆迅速伸长至，后由静止运动到点，快速缩短杆长接着向左摆动到最高点。已知，小球质量为，机械臂质量、伸长（缩短）过程的时间均不计。两侧最高点机械臂与竖直方向的夹角分别为和，重力加速度为，忽略空气阻力影响。求∶ （1）小球由静止从迅速运动到静止，该过程损失的机械能； （2）小球刚运动到点时受到轻杆的作用力大小； （3）小球从到瞬间由于机械臂的作用会增加一部分机械能并使小球动能变小，该过程动能减小了多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球由静止从迅速运动到静止，该过程损失的机械能等于减少的重力势能 【小问2详解】 到点由机械能守恒 点由牛顿第二定律 解得小球刚运动到点时受到轻杆的作用力大小为 【小问3详解】 从D到E由机械能守恒 小球从到过程动能减小了 解得 15. 多功能磁控测量装置核心部分如图1所示，直角坐标系中，底座位于平面内，薄胶片平行平面，底座与胶片之间为区域，该区域内部分空间存在着匀强磁场，方向沿方向；胶片上方为区域，该区域内所有空间存在着匀强磁场，方向沿方向，且两区域磁场大小相同。如图2所示，某次实验时粒子源由点沿方向发射一束带负电的粒子（可视为质点），粒子电荷量大小均为，速度均为，质量分布在之间（且未知）。粒子由点直接进入区域的磁场，出磁场后通过胶片上的区间进入区域，射向胶片前所有粒子速度的反向延长线均汇聚于的中点，其中，tan。质量为的粒子穿过胶片时，由于胶片对速度的影响导致每次穿透胶片前后，速度的水平、竖直分量的大小相对各初始分量的比值不变。经区域II磁偏转后，粒子再次穿过胶片 （此时区域I磁场已关闭），恰好能经过该粒子第一次出区域磁场的位置，两次通过该位置的速度方向互相垂直。忽略粒子重力、粒子间的相互作用及关闭磁场对粒子的影响，粒子穿过胶片前后质量、电荷量不变，射到底座后电荷被导走。 （1）求质量为的粒子在区域I磁场中运动的时间； （2）求及区域I磁场的大小； （3）若区域II磁场安置时磁场方向偏差了角度，如图3所示，求质量为的粒子相邻两次穿透胶片位置的间距（已知）。 【答案】（1） （2）， （3）（其中β满足） 【解析】 【小问1详解】 分析可知该粒子从E点射出区域Ⅰ，又因为所有粒子出区域Ⅰ时，速度方向的延长线都过C点，可以判断区域Ⅰ是一个圆形磁场的一部分，C点为该圆形磁场的圆心，如图 在∆ACE中有 由几何关系可知 解得 所以粒子在Ⅰ区域运动时间 【小问2详解】 如图，对质量是km的粒子， 在∆ACD中 由几何关系可得 质量为km的粒子轨迹半径 粒子在磁场中的轨迹半径为，当qB一定时，则有 可得 对质量为m的粒子有 解得 【小问3详解】 对质量为m的粒子分析可知，其轨迹示意图 由题意可知，， 两式相除得到 粒子进入区域Ⅱ磁场后，由几何关系，， 又 可得 当质量为m的粒子以速度v1进入区域Ⅱ中磁场，磁场方向偏差了角度φ时，设速度v1和磁场反方向的夹角为β，沿着平行磁场方向和垂直磁场方向正交分解有 由余弦定理可知 联立解得 粒子将以的速度沿着磁场反方向做匀速直线运动，以的速度垂直磁场方向做匀速圆周运动，合运动为等距螺旋运动，粒子做圆周运动的半径 设和平面AA1A2A3的夹角为γ，则有 做圆周运动引起的位移为 做匀速直线运动的位移为 所以 其中γ满足 或满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆市南开中学高 2026 届高三12月第四次质量检测 物 理 试 题 考生注意∶ 1．本试卷满分 100 分， 考试时间 75 分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 一、单项选择题∶本题共 7 小题， 每小题 4 分， 共 28 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项 符合题目要求。 1. 光学既是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领域中最活跃的前沿学科之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前景。下列有关光学的现象中说法正确的是（　　） A. 检测工件平整度是利用了光色散原理 B. 将一根筷子放入水中发现筷子弯折是因为光的反射 C. 看电影时戴的3D眼镜，利用了光的衍射原理 D. 太阳光照到肥皂泡表面呈现彩色条纹，这是光的干涉现象 2. 篮球运动员为了提升跳高能力，经常进行原地纵跳摸高练习。训练时运动员先下蹲降低重心，经过充分调整后，由静止发力跳起摸高。忽略空气阻力影响，在蹬地过程中，下列说法正确的是（　　） A. 地面对运动员不做功 B. 重力对运动员做正功 C. 运动员的机械能减少 D. 运动员的机械能不变 3. 用劲度系数的水平轻弹簧连接物块A和B，它们的质量均为，与地面的动摩擦因数均为0.1，现用大小为的水平拉力作用在物块B上，使两物块一起做匀加速直线运动，如图所示。轻弹簧始终未超出弹性限度，重力加速度，则轻弹簧的形变量为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源连接，下极板接地。一带电油滴位于两板中央的点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离，则（　　） A. 油滴带正电 B. 电容器的电容会减小 C. 油滴会向上运动 D. 油滴依旧静止不动 5. 如图所示，光滑的水平地面上，一质量为的小球以水平初速度向右运动，与右侧质量为的静止小球发生正碰，碰后两小球动量相同，则碰撞前后小球的动量减少了（　　） A. B. C. D. 6. 2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承。假设某“天问”探测器在火星表面附近做匀速圆周运动，周期为，火星半径为。当该探测器运动至近火点时瞬间加速，进入椭圆转移轨道，其远火点所在的轨道高度为。已知引力常量为，忽略火星自转，下列说法正确的是（　　） A. 利用题目已知物理量可以求得探测器质量 B. 火星的密度约为 C 探测器从近火圆轨道进入椭圆轨道时，机械能守恒 D. 探测器在椭圆转移轨道上运动周期为 7. 如图所示的直角坐标系中，在区域内存在与轴平行的匀强电场（未画出），一质量为、电荷量为的带正电小球，从坐标原点以某初速度水平向右抛出，然后从点进入电场区域，过点时速度与水平方向夹角为，其运动的轨迹如图所示，点是小球向右运动的最远点，其横坐标，重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的方向水平向右 B. 从点抛出的初速度大小为 C. 小球在段、段运动时间之比为1∶1 D. 点的坐标为（） 二、多项选择题∶本题共 3 小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，至少有 两项符合题目要求。全部选对的得 5 分， 选对但不全的得 3 分， 不选或错选得 0 分。 8. 如图所示的电路中，电源的电动势和内阻恒定不变，开始时滑动变阻器的滑片在端，闭合开关，电灯能正常发光。如果将滑片从端向端滑动，则（　　） A. 电流表的示数变小 B. 电源的总功率变大 C. 定值电阻消耗的功率增大 D. 电灯L变亮 9. 如图所示，一劲度系数为的轻质弹簧下端固定于水平地面上，上端放置一个质量为的物块，物块与弹簧不拴接。初始时，在外力作用下物块静止于点，随后撤去，在后续的运动过程中物块恰好不离开弹簧。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系式为，重力加速度为，弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（　　） A. 物块上升过程中加速度先减小后反向增大 B. 物块在点时，弹簧的弹力大小为 C. 物块运动过程中动能最大值为 D. 物块运动过程中动能的最大值为 10. 如图所示为半径为的一圆柱形匀强磁场区域的横截面，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，磁场外有一粒子源，能沿一直线发射速度大小在一定范围内的同种带电粒子。带电粒子质量为，电荷量为（）。现粒子沿正对中点且垂直于方向射入磁场区域，发现带电粒子仅能从之间的圆弧飞出磁场（），不计粒子重力及粒子间的相互作用力，已知，则（　　） A. 从点飞出的粒子，其轨迹半径为 B. 从点飞出的粒子，其轨迹半径为 C. 粒子源发射粒子的最大速度为 D. 在磁场中运动时间为的粒子，其速度为 三、实验题∶本题共 2 个小题， 11 题 6 分， 12 题 9 分， 共 15 分。 11. 如图所示，某同学为了测量截面为等边三角形的三棱镜的玻璃折射率，先在白纸上放好三棱镜，记录下三棱镜的位置。之后在棱镜的左侧插上两枚大头针和。 （1）同学在棱镜的右侧观察像和像，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针_____，（选填“”或“”）使其挡住、的像，再重复前一步操作插上另一颗大头针。并根据大头针位置作出光路图； （2）以分界面，测量入射角和折射角； （3）由此可知三棱镜玻璃材料的折射率_____； （4）若在测量入射角时，角度读数偏大了，则三棱镜材料折射率的测量值_____真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 12. 霍尔元件是电子领域的核心传感器部件之一，其应用覆盖了工业、汽车、电子消费等多场景。为了更清晰掌握其电学特征，某学习小组找来一个P型（空穴正电荷载体导电）霍尔元件GaAs（砷化镓）进行研究。该小组设计的实验原理如图1所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流，电压表测量霍尔电压。 （1）工作时流经毫伏电压表的电流方向是_____； A. 从左向右 B. 从右向左 （2）该小组同学用螺旋测微器测得该元件沿磁场方向的厚度为（如图2所示），则_____mm； （3）实验中小组同学改变霍尔电流，测得数据如表格所示，请根据表格中数据在坐标纸上补全第四次数据点并连线__________，从而得出霍尔电压与霍尔电流的关系式。 实验次数 （4）如果实验时由于元件放置不水平，导致磁场没有完全垂直元件的工作表面，则测量的霍尔电压_____（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。 四、解答题∶本题共 3 个小题， 13 题 10 分， 14 题 14 分， 15 题 18 分， 共 41 分。 13. 听诊器是医生常用的诊断工具，其核心部件如图1所示，包括膜片、胶管和耳件，医生通过佩戴的耳件进行听诊。听诊器除了可以对人体进行检测，也可以用于其它声源检测。如图2为听诊器膜片在某次使用过程中的振动图像。已知空气中声音传播的速度大小为，听诊器胶管长为，胶管末端变细导致气柱（耳件处）振幅为。求： （1）该声波在胶管内的波长； （2）胶管内末端气体振动时位移随时间变化的关系式。 14. 如图1所示，在荡秋千过程中可以通过交替站立、下蹲使秋千越荡越高。为了研究荡秋千过程，某兴趣小组利用可迅速调节长度机械臂和小球进行模拟研究，并利用AI视觉系统跟踪小球某次向右摆动的过程，得到小球运动轨迹。如图2所示，小球在右侧最高点时，杆迅速伸长至，后由静止运动到点，快速缩短杆长接着向左摆动到最高点。已知，小球质量为，机械臂质量、伸长（缩短）过程的时间均不计。两侧最高点机械臂与竖直方向的夹角分别为和，重力加速度为，忽略空气阻力影响。求∶ （1）小球由静止从迅速运动到静止，该过程损失的机械能； （2）小球刚运动到点时受到轻杆的作用力大小； （3）小球从到瞬间由于机械臂的作用会增加一部分机械能并使小球动能变小，该过程动能减小了多少。 15. 多功能磁控测量装置核心部分如图1所示，直角坐标系中，底座位于平面内，薄胶片平行平面，底座与胶片之间为区域，该区域内部分空间存在着匀强磁场，方向沿方向；胶片上方为区域，该区域内所有空间存在着匀强磁场，方向沿方向，且两区域磁场大小相同。如图2所示，某次实验时粒子源由点沿方向发射一束带负电的粒子（可视为质点），粒子电荷量大小均为，速度均为，质量分布在之间（且未知）。粒子由点直接进入区域的磁场，出磁场后通过胶片上的区间进入区域，射向胶片前所有粒子速度的反向延长线均汇聚于的中点，其中，tan。质量为的粒子穿过胶片时，由于胶片对速度的影响导致每次穿透胶片前后，速度的水平、竖直分量的大小相对各初始分量的比值不变。经区域II磁偏转后，粒子再次穿过胶片 （此时区域I磁场已关闭），恰好能经过该粒子第一次出区域磁场的位置，两次通过该位置的速度方向互相垂直。忽略粒子重力、粒子间的相互作用及关闭磁场对粒子的影响，粒子穿过胶片前后质量、电荷量不变，射到底座后电荷被导走。 （1）求质量为的粒子在区域I磁场中运动的时间； （2）求及区域I磁场的大小； （3）若区域II磁场安置时磁场方向偏差了角度，如图3所示，求质量为的粒子相邻两次穿透胶片位置的间距（已知）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $