内容正文:
2026年高三教学质量监测
物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将答题卡上交。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 2025年,中国科学院近代物理研究所利用兰州重离子加速器装置进行人工核反应实验,合成新核镤(),其核反应方程为:。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
2. 日常生活和科技中蕴含物理知识,下列说法正确的是( )
A. 利用激光亮度高的特点,可以测量地球到月亮的距离。
B. 通过两支夹紧的不透明笔杆间缝隙看发光日光灯能观察到彩色条纹,这是光的衍射现象
C. 光导纤维是利用光的全反射原理,其内芯材料是光疏介质,外套材料是光密介质
D. 正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时,我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小
3. “判天地之美,析万物之理”,领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要。关于物理课本中四幅插图,以下说法中正确的是( )
A. 甲图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了理想模型法
B. 乙图中,在观察桌面的形变时,运用了微元法
C. 丙图中,研究力合成和分解时,运用了放大法
D. 丁图中,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,运用了极限思想
4. 今年春晚,宇树科技机器人大放异彩,除了机器人外,宇树机器狗UNITREEB2-W野外跑酷能力性能卓越,能够执行爬山、涉水、翻越障碍等高难度动作;该机器狗能够驮载的负重,续航里程可达50公里;在某次机器狗的测试中,测试人员和机器狗的位置一时间(x-t图像)如图所示,人的x-t图像为曲线,机器狗的x-t图像为两条线段,从到的过程中,关于人和机器狗的运动,下列说法正确的是( )
A. 机器狗一直做匀速直线运动 B. 人的运动方向一直在改变
C. 时间内,人的速度一定大于机器狗的速度 D. 时间内,人和机器狗只有一个瞬时速度相同的时刻
5. 如图所示,卫星绕地球沿椭圆轨道ABCDA运行,其轨道近地点与地心的距离可视为地球半径。卫星只受地球引力作用,关于该卫星下列说法正确的是( )
A. 从A到B的过程中,其加速度逐渐增大 B. 整个运动过程中,其速度始终小于第一宇宙速度
C. 从B到C的过程中,受到地球的万有引力做负功 D. 从D到A的过程中,机械能逐渐减小
6. 根据湖北省电网发展规划,2025年新增潜江、天门2座500kV变电站。其中潜江站建成后将成为江汉平原电网的重要节点,与现有荆州电网形成环网结构,显著提升区域供电能力和新能源消纳水平。如图所示,发电站输出电压为10kV的正弦式交流电,经匝数比为的理想变压器升压后通过输电线输送到变电站,输电线等效电阻为,变电站两端电压为500kV,再用理想变压器变为电压为220V的家用交流电,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器输出电压最大值为550kV B. 输电线上的电流为500A
C. 输电线上损失的功率为 D. 升压变压器原线圈与降压变压器副线圈中电流之比为
7. 如图所示,质量均为m的木块A和B用一劲度系数为k的轻弹簧相连,竖直放置在光滑的水平面上,木块A上放有质量为2m的木块C,三者均处于静止状态,现将木块C迅速移开,若重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A. 木块C移开的瞬间,地面对木块B的支持力为2mg
B. 木块C移开的瞬间,木块A的加速度大小为3g
C. 木块A向上运动的距离为时,A的动量最大
D. 木块B可能离开地面向上运动
8. 如图一条弹性轻绳放置于x轴正半轴,绳的左端位于坐标原点,P、Q是弹性绳上坐标分别为、的两点,时刻,坐标原点处的波源沿y轴正方向开始振动,振动规律为。此后,测得P点开始振动的时刻为。下列说法正确的是( )
A. 波传播速度为 B. 时,P点的速度方向沿轴负方向
C. Q点开始振动时P点位于负向最大位移处 D. 至时间内Q点通过的路程
9. 如图所示,直线MN与水平方向成60°角,MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小均为B。一粒子源位于MN上的a点,能水平向右发射不同速率、质量为m(重力不计)、电荷量为的同种粒子,所有粒子均能经过MN上的b点从左侧磁场进入右侧磁场,已知,则粒子的速度可能是( )
A. B. C. D.
10. 如图甲所示,小球A以初速度竖直向上冲入半径为R粗糙圆弧管道,然后从管道另一端沿水平方向以速度冲出,在光滑水平面上与左端连有轻质弹簧的静止小球B发生相互作用,距离B右侧s处有一个固定的弹性挡板,B与挡板的碰撞没有能量损失且作用时间极短。已知A、B的质量分别为2m、m,整个过程弹簧的弹力随时间变化的图像如图乙所示(从A球接触弹簧开始计时,已知)。弹簧的弹性势能为,x为形变量,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球第一次在管道内运动的过程中阻力做的功为 B. 弹簧两次弹力最大值之比
C. 弹簧两次弹性势能之比 D. 小球B初始位置到挡板的距离
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 浸润式光刻机的核心原理,是在投影物镜与晶圆之间填充高折射率液体,替代传统干式光刻的空气介质,从而提升数值孔径(NA)、缩短等效曝光波长,突破分辨率极限。芯片制造除了需要高端EUV光刻机,也需要高端光刻胶,为研究EUV光刻机所用光刻胶的光学性质,研究人员利用折射法测量某液态光刻胶的折射率n。实验装置如图所示:圆形透明容器装有光刻胶,光刻胶上表面与圆心O平齐,光线从空气经O点射入光刻胶液体,圆形容器周围标有角度刻度,可直接读取入射角和折射角。
(1)实验中,为减小测量误差,下列操作正确是( )
A. 入射光线应尽可能靠近法线
B. 入射角不宜过小,也不宜过大
C. 只需测量一组入射角和折射角就可计算折射率
D. 改变入射角多次测量,取折射率的平均值
(2)某次实验中,测得入射角,折射角。已知,。请根据折射定律计算该光刻胶的折射率________。(结果保留2位有效数字)
(3)实验时要求光线细、亮、清晰。某次实验时某实习生误将一定宽度的折射光线偏向法线一侧读取数据,则测得的折射率与真实值相比会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12. 为测量电压表(量程为0~6V、内阻约为4kΩ)的内阻,某同学设计了如图甲所示的电路,并采取了如下实验步骤:
①正确连接好测量电路,电阻箱的阻值调到零;
②合上开关S,调节滑动变阻器的滑片位置,使得电压表的指针指到满偏刻度处;
③仅调节电阻箱的阻值,使得电压表的指针指到满偏刻度的处;
④读出电阻箱接入电路中的电阻值。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动至最________(填“左”或“右”)端,为减小误差和方便调节,实验时选用的滑动变阻器和电源规格应为________。
A.最大阻值为1000Ω的滑动变阻器和电动势为10V的电源
B.最大阻值为1000Ω的滑动变阻器和电动势为4.5V的电源
C.最大阻值为20Ω的滑动变阻器和电动势为10V的电源
D.最大阻值为20Ω的滑动变阻器和电动势为4.5V的电源
(2)正确选用器材并完成实验步骤后,电阻箱示数如图乙所示
则该电压表的内阻为________Ω。
(3)为将电压表改装成量程为0~36V的电压表,需将电压表与阻值调至________Ω的电阻箱串联。考虑到实验时的误差,改装后的电压表用来测电压时的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
13. 高压锅的推广普及给人们带来了很多方便,如图为某高压锅示意图。锅内底部有少量水,初始时外界大气压,室温,锅内封闭气体体积,锅内气体压强等于大气压强,现对锅加热,过程如下:先在敞开锅盖下将水烧开,锅内空气被水蒸气大量排出,只剩水和饱和蒸汽,此时温度,压强仍为,气体体积近似仍为,立即盖紧锅盖密封,继续加热,气体体积不变,温度升高,压强增大。当锅内压强达到时,限压阀刚好被顶起,开始排气。已知高压锅内气体质量不变且可视为理想气体,重力加速度。求:
(1)限压阀刚被顶起时,高压锅内气体的温度;
(2)若排气孔横截面积,求限压阀的质量m;
14. 如图所示,两根不计电阻的光滑倾斜平行导轨与水平面的夹角,底端及顶端分别接有和的电阻。在两根导轨所在的平面内建立xOy坐标系。在x轴方向0到6m范围内满足方程的曲线与x轴所围空间区域内存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于导轨平面向上。金属棒PQ的质量为,电阻,在平行于x轴正方向的外力F作用下以的速度沿斜面向上匀速运动。已知:,,。求:
(1)当金属棒PQ通过位置时的感应电动势大小;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒PQ通过磁场的过程中外力F所做的功。
15. 如图所示,光滑水平面上n颗钢球沿着同一直线放置。水平面左端一个质量为M表面光滑的滑块,滑块下端与水平面相切,质量为m的玻璃球初始位置在滑块顶端距水平面h高处。所有球体半径相同,所有碰撞均视为弹性碰撞,重力加速度为g。释放玻璃球,求:
(1)玻璃球从滑块上滑离时的速度大小;
(2)若钢球质量为3m,玻璃球与第1颗钢球碰后,钢球的速度大小;
(3)若滑块固定,钢球质量为3m,玻璃球与钢球经历n次碰撞后玻璃球的动能。
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2026年高三教学质量监测
物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将答题卡上交。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 2025年,中国科学院近代物理研究所利用兰州重离子加速器装置进行人工核反应实验,合成新核镤(),其核反应方程为:。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒,反应前总质量数为
由质量数守恒得
解得
反应前总电荷数为
由电荷数守恒得
故选A。
2. 日常生活和科技中蕴含物理知识,下列说法正确的是( )
A. 利用激光亮度高的特点,可以测量地球到月亮的距离。
B. 通过两支夹紧的不透明笔杆间缝隙看发光日光灯能观察到彩色条纹,这是光的衍射现象
C. 光导纤维是利用光的全反射原理,其内芯材料是光疏介质,外套材料是光密介质
D. 正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时,我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小
【答案】B
【解析】
【详解】A.测量地球到月球的距离利用的是激光平行度好、长距离传播不易发散的特点,和激光亮度高的特性无关,故A错误;
B.日光灯发出的白光通过笔杆间的狭缝时发生单缝衍射,不同色光的衍射条纹间距不同,因此会观察到彩色条纹,属于光的衍射现象,故B正确;
C.光导纤维利用光的全反射原理,全反射的发生条件是光从光密介质射入光疏介质,因此内芯为光密介质、外套为光疏介质,故C错误;
D.根据多普勒效应,当波源靠近观察者时,观察者接收到的声波频率高于波源的固有频率,故D错误。
故选B。
3. “判天地之美,析万物之理”,领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要。关于物理课本中四幅插图,以下说法中正确的是( )
A. 甲图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了理想模型法
B. 乙图中,在观察桌面的形变时,运用了微元法
C. 丙图中,研究力的合成和分解时,运用了放大法
D. 丁图中,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,运用了极限思想
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了微元法,故A错误;
B.乙图中,在观察桌面的形变时,运用了放大法,故B错误;
C.丙图中,研究力的合成和分解时,运用了等效法,故C错误;
D.丁图中,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,运用了极限思想,故D正确。
故选D。
4. 今年春晚,宇树科技机器人大放异彩,除了机器人外,宇树机器狗UNITREEB2-W野外跑酷能力性能卓越,能够执行爬山、涉水、翻越障碍等高难度动作;该机器狗能够驮载的负重,续航里程可达50公里;在某次机器狗的测试中,测试人员和机器狗的位置一时间(x-t图像)如图所示,人的x-t图像为曲线,机器狗的x-t图像为两条线段,从到的过程中,关于人和机器狗的运动,下列说法正确的是( )
A. 机器狗一直做匀速直线运动 B. 人的运动方向一直在改变
C. 时间内,人的速度一定大于机器狗的速度 D. 时间内,人和机器狗只有一个瞬时速度相同的时刻
【答案】D
【解析】
【详解】A. 图像斜率表示速度,由题图可知,机器狗的图像是两条不同的线段,说明它在和两个时间段内分别做匀速直线运动,但两个时间段的速度不同(斜率不同),所以不是“一直”做匀速直线运动,故A错误;
B.由于图像只能描述直线运动,且图像的斜率表示速度,故由题图可知,人的速度一直为正值,所以人的运动方向始终没有发生改变,故B错误;
C.由题图可知,在时间内,人的速度(曲线的斜率)先大于机器狗的速度,后又小于机器狗的速度,故C错误;
D.当人的图像切线的斜率与机器狗某一时刻图像的斜率相等时,两者瞬时速度相同。由题图可知,人的图像与机器狗的图像两段线段之间,只有一个时刻的切线斜率相等,所以时间内,人和机器狗只有一个瞬时速度相同的时刻,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,卫星绕地球沿椭圆轨道ABCDA运行,其轨道近地点与地心的距离可视为地球半径。卫星只受地球引力作用,关于该卫星下列说法正确的是( )
A. 从A到B的过程中,其加速度逐渐增大 B. 整个运动过程中,其速度始终小于第一宇宙速度
C. 从B到C的过程中,受到地球的万有引力做负功 D. 从D到A的过程中,机械能逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.卫星从A运动至B的过程中,距离地心越来越远,由可知加速度逐渐减小,A错误;
B.在A点,需要加速离心才能从近地轨道进入椭圆轨道,近地轨道速度为第一宇宙速度,所以在A点的速度大于第一宇宙速度,故B错误;
C.从B到C过程中,引力与速度夹角为钝角,受到地球的万有引力做负功,故C正确;
D.人造卫星运动过程中只有引力做功,机械能守恒,D错误。
故选C。
6. 根据湖北省电网发展规划,2025年新增潜江、天门2座500kV变电站。其中潜江站建成后将成为江汉平原电网的重要节点,与现有荆州电网形成环网结构,显著提升区域供电能力和新能源消纳水平。如图所示,发电站输出电压为10kV的正弦式交流电,经匝数比为的理想变压器升压后通过输电线输送到变电站,输电线等效电阻为,变电站两端电压为500kV,再用理想变压器变为电压为220V的家用交流电,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器输出电压最大值为550kV B. 输电线上的电流为500A
C. 输电线上损失的功率为 D. 升压变压器原线圈与降压变压器副线圈中电流之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据理想变压器电压与匝数成正比
可得升压变压器输出电压的有效值
则最大值为,故A错误;
B.输电线上的电压损失
根据欧姆定律,输电线上的电流,故B错误;
C.输电线上损失的功率,故C正确;
D.对于升压变压器
即
对于降压变压器
即
由于
则,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,质量均为m的木块A和B用一劲度系数为k的轻弹簧相连,竖直放置在光滑的水平面上,木块A上放有质量为2m的木块C,三者均处于静止状态,现将木块C迅速移开,若重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A. 木块C移开瞬间,地面对木块B的支持力为2mg
B. 木块C移开的瞬间,木块A的加速度大小为3g
C. 木块A向上运动的距离为时,A的动量最大
D. 木块B可能离开地面向上运动
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.在木块C被移开前,以ABC整体为对象,进行受力分析可知,地面对B的支持力为4mg,木块C移开的瞬间,弹簧的弹力不变,地面对B的支持力保持不变,所以木块C移开的瞬间,地面对木块B的支持力为4mg,故A错误;
B.在木块C被移开前,对A进行受力分析,可知A受到C的压力、弹簧的支持力和重力,弹簧的支持力和重力的合力大小等于C的重力大小,当木块C移开的瞬间,弹簧的支持力和重力的合力保持不变,所以A受到的合力大小等于C的重力大小,根据牛顿第二定律可知
故B错误;
C.当A所受合力为0时,A的速度最大,动量最大。当木块C被移开前,弹簧的形变量为
当A所受合力为0时,弹簧的形变量为
木块A向上运动的距离为
所以木块A向上运动的距离为时,A的动量最大,故C正确;
D.由C项分析和对称性可知,木块A可以继续上升的高度为Δx,此时弹簧的伸长量为
此时弹簧的弹力为
可知木块B刚好与地面的弹力刚好为0,但不可能离开地面向上运动,故D错误。
故选C
8. 如图一条弹性轻绳放置于x轴正半轴,绳的左端位于坐标原点,P、Q是弹性绳上坐标分别为、的两点,时刻,坐标原点处的波源沿y轴正方向开始振动,振动规律为。此后,测得P点开始振动的时刻为。下列说法正确的是( )
A. 波传播速度为 B. 时,P点的速度方向沿轴负方向
C. Q点开始振动时P点位于负向最大位移处 D. 至时间内Q点通过的路程
【答案】BD
【解析】
【详解】A.P点坐标,开始振动,因此波速,故A错误;
B.已知波源振动方程,得振幅,圆频率
周期
P点开始振动,起振方向与波源一致沿正方向。时,P点振动时间
在时间内,P从平衡向负向最大位移处运动,速度方向沿轴负方向,故B正确;
C.Q点坐标,波传到Q点的时间
此时P点已经振动了
P点从平衡向上起振,经过后,位于正向最大位移处,不是负向最大位移处,故C错误;
D.到,Q点振动的时间
Q点从平衡位置开始振动,总路程为,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,直线MN与水平方向成60°角,MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小均为B。一粒子源位于MN上的a点,能水平向右发射不同速率、质量为m(重力不计)、电荷量为的同种粒子,所有粒子均能经过MN上的b点从左侧磁场进入右侧磁场,已知,则粒子的速度可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】粒子可能在两个磁场间做多次运动,分析可知,由于粒子从 b 点左侧磁场进入右侧磁场,粒子在 ab 间做匀速圆周运动的圆弧数量必为偶数个,根据几何关系可知,圆弧对应的圆心角均为 ,设粒子运动的轨迹半径为 R,则有
解得
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
当时,,不符合条件,故 A 错误;
当时,,符合条件,故B正确;
当时,,符合条件,故C正确;
当时,,不符合条件,故 D错误;
故选 BC。
10. 如图甲所示,小球A以初速度竖直向上冲入半径为R的粗糙圆弧管道,然后从管道另一端沿水平方向以速度冲出,在光滑水平面上与左端连有轻质弹簧的静止小球B发生相互作用,距离B右侧s处有一个固定的弹性挡板,B与挡板的碰撞没有能量损失且作用时间极短。已知A、B的质量分别为2m、m,整个过程弹簧的弹力随时间变化的图像如图乙所示(从A球接触弹簧开始计时,已知)。弹簧的弹性势能为,x为形变量,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球第一次在管道内运动的过程中阻力做的功为 B. 弹簧两次弹力最大值之比
C. 弹簧两次弹性势能之比 D. 小球B的初始位置到挡板的距离
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.设小球在管道内运动的过程中阻力做功为Wf,根据动能定理可得
解得,故A正确;
B.当A、B第一次共速时,弹簧压缩量最大,弹簧弹力最大,设压缩量为x1,A、B共同速度为v共1,从A刚接触弹簧到A、B共速,根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得,
此时弹簧弹力为F1,有
由图乙可知,弹簧刚好恢复原长时,B与挡板相撞,设此时A、B速度分别为v1、v2,从A刚接触弹簧到弹簧恢复原长,根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得,
解得,
此时B原速率反弹,当A、B第二次共速时,弹簧压缩量再一次达到最大,设压缩量为x2,A、B共同速度为v共2,从B刚反弹到弹簧第二次压缩最大,根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得,
此时弹簧弹力为F2,有
联立解得,故B正确;
C.根据B选项分析可知,弹簧两次弹性势能之比,故C错误;
D.设A、B一起向右运动的过程中,任意时刻A、B速度分别为vA、vB,根据动量守恒可得
在任意一极短时间∆t内,有
所以
等式两边求和得
由图乙可知,t0时B与挡板发生碰撞,此时弹簧恰好恢复原长,故从t=0到t=t0时,A、B位移相同,即
联立解得,故D正确。
故选ABD。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 浸润式光刻机的核心原理,是在投影物镜与晶圆之间填充高折射率液体,替代传统干式光刻的空气介质,从而提升数值孔径(NA)、缩短等效曝光波长,突破分辨率极限。芯片制造除了需要高端EUV光刻机,也需要高端光刻胶,为研究EUV光刻机所用光刻胶的光学性质,研究人员利用折射法测量某液态光刻胶的折射率n。实验装置如图所示:圆形透明容器装有光刻胶,光刻胶上表面与圆心O平齐,光线从空气经O点射入光刻胶液体,圆形容器周围标有角度刻度,可直接读取入射角和折射角。
(1)实验中,为减小测量误差,下列操作正确的是( )
A. 入射光线应尽可能靠近法线
B. 入射角不宜过小,也不宜过大
C. 只需测量一组入射角和折射角就可计算折射率
D. 改变入射角多次测量,取折射率的平均值
(2)某次实验中,测得入射角,折射角。已知,。请根据折射定律计算该光刻胶的折射率________。(结果保留2位有效数字)
(3)实验时要求光线细、亮、清晰。某次实验时某实习生误将一定宽度折射光线偏向法线一侧读取数据,则测得的折射率与真实值相比会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)BD (2)1.5
(3)偏大
【解析】
【小问1详解】
AB.为了减小测量误差,入射角不宜过小,否则角度测量的相对误差较大,也不宜过大,否则反射光增强折射光减弱,导致折射光线不清晰,故 A 错误,B 正确;
CD.只测量一组数据偶然误差较大,应改变入射角多次测量,取折射率的平均值以减小偶然误差,故 C 错误,D 正确。
故选BD。
【小问2详解】
根据折射定律
由题图可知入射角 ,折射角 。代入数据得
【小问3详解】
将折射光线偏向法线一侧读取数据,则测得的折射角 小于真实折射角 。根据折射率计算公式 ,由于 偏小, 偏小,导致计算出的折射率 偏大。
12. 为测量电压表(量程为0~6V、内阻约为4kΩ)的内阻,某同学设计了如图甲所示的电路,并采取了如下实验步骤:
①正确连接好测量电路,电阻箱的阻值调到零;
②合上开关S,调节滑动变阻器的滑片位置,使得电压表的指针指到满偏刻度处;
③仅调节电阻箱的阻值,使得电压表的指针指到满偏刻度的处;
④读出电阻箱接入电路中的电阻值。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动至最________(填“左”或“右”)端,为减小误差和方便调节,实验时选用的滑动变阻器和电源规格应为________。
A.最大阻值为1000Ω的滑动变阻器和电动势为10V的电源
B.最大阻值为1000Ω的滑动变阻器和电动势为4.5V的电源
C.最大阻值为20Ω的滑动变阻器和电动势为10V的电源
D.最大阻值为20Ω的滑动变阻器和电动势为4.5V的电源
(2)正确选用器材并完成实验步骤后,电阻箱示数如图乙所示
则该电压表的内阻为________Ω。
(3)为将电压表改装成量程为0~36V的电压表,需将电压表与阻值调至________Ω的电阻箱串联。考虑到实验时的误差,改装后的电压表用来测电压时的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1) ①. 左 ②. C
(2)3938.4 (3) ①. 19692 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
[1]为确保电压表的电压从0开始变化,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动至最左端;
[2]由于滑动变阻器采用分压式接法,为减小误差和方便调节,滑动变阻器应选用最大阻值较小的,电源的电动势只需略大于电压表的满偏电压即可。
故选C。
【小问2详解】
仅调节电阻箱的阻值,使得电压表的指针指到满偏刻度的处,此时电阻箱电压是电压表电压的一半,根据串联分压原理可知,电压表阻值是电阻箱阻值的2倍,该电压表的内阻为。
【小问3详解】
[1]为将电压表改装成量程为0~36V的电压表,需要与电压表串联的电阻箱的阻值
[2]实验时电阻箱的接入会导致电压表所在支路两端电压大于电压表的满偏电压,调节电阻箱的阻值使得电压表的指针指到满偏刻度的处,电阻箱两端的电压大于满偏电压的,电阻箱的阻值大于电压表内阻的一半,导致电压表内阻偏大,则改装后的电压表用来测电压时,指针偏转角度变小,测量值小于真实值。
13. 高压锅的推广普及给人们带来了很多方便,如图为某高压锅示意图。锅内底部有少量水,初始时外界大气压,室温,锅内封闭气体体积,锅内气体压强等于大气压强,现对锅加热,过程如下:先在敞开锅盖下将水烧开,锅内空气被水蒸气大量排出,只剩水和饱和蒸汽,此时温度,压强仍为,气体体积近似仍为,立即盖紧锅盖密封,继续加热,气体体积不变,温度升高,压强增大。当锅内压强达到时,限压阀刚好被顶起,开始排气。已知高压锅内气体质量不变且可视为理想气体,重力加速度。求:
(1)限压阀刚被顶起时,高压锅内气体的温度;
(2)若排气孔横截面积,求限压阀的质量m;
【答案】(1)671.4K
(2)0.08kg
【解析】
【小问1详解】
密封后,锅内气体体积不变,做等容变化。初状态:压强 ,温度
末状态:压强 ,温度 。根据查理定律
解得
【小问2详解】
限压阀刚被顶起时,受力平衡。限压阀受到向下的重力、向下的大气压力和向上的锅内气体压力。平衡方程为
解得
代入数据解得
14. 如图所示,两根不计电阻的光滑倾斜平行导轨与水平面的夹角,底端及顶端分别接有和的电阻。在两根导轨所在的平面内建立xOy坐标系。在x轴方向0到6m范围内满足方程的曲线与x轴所围空间区域内存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于导轨平面向上。金属棒PQ的质量为,电阻,在平行于x轴正方向的外力F作用下以的速度沿斜面向上匀速运动。已知:,,。求:
(1)当金属棒PQ通过位置时的感应电动势大小;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒PQ通过磁场的过程中外力F所做的功。
【答案】(1)5V (2)2.6N
(3)9.6J
【解析】
【小问1详解】
由曲线方程可知,在处
则金属棒在处的有效长度为
金属棒做切割磁感线运动,产生感应电动势为,此时最大,则
【小问2详解】
由,,
联立解得
由上式可知,当取最大值时,为最大值,此时外力最大,根据曲线方程可知,在处取最大值
和并联,满足关系式
解得
则总电阻
由力的平衡可知
解得
【小问3详解】
金属棒通过正弦曲线与x轴所围空间区域磁场,其中电流的有效值为
通过磁场时间
焦耳热
安培力做功
对金属棒通过磁场的过程中用动能定理有
解得
15. 如图所示,光滑水平面上n颗钢球沿着同一直线放置。水平面左端一个质量为M的表面光滑的滑块,滑块下端与水平面相切,质量为m的玻璃球初始位置在滑块顶端距水平面h高处。所有球体半径相同,所有碰撞均视为弹性碰撞,重力加速度为g。释放玻璃球,求:
(1)玻璃球从滑块上滑离时的速度大小;
(2)若钢球质量为3m,玻璃球与第1颗钢球碰后,钢球的速度大小;
(3)若滑块固定,钢球质量为3m,玻璃球与钢球经历n次碰撞后玻璃球的动能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
玻璃球从滑块上滑离过程,根据水平动量守恒和能量守恒有,
解得玻璃球从滑块上滑离时的速度大小
【小问2详解】
设玻璃球碰后速度为,钢球1碰后速度为,碰撞过程动量守恒
机械能守恒
可得,
【小问3详解】
若滑块固定,则玻璃球到达底端过程
因为钢球与钢球质量相等,发生弹性碰撞,碰后速度交换,所以钢球1与钢球2碰后停在钢球2原本的位置,之后与玻璃球发生第2次弹性正碰。结合(2)分析可知,玻璃球反向冲上滑块再次滑回,速度大小不变,与钢球发生第二次碰撞,碰撞过程中动量守恒
机械能守恒
可得,
由此可知,玻璃球与钢球的第n次弹性正碰后的速度大小为
玻璃球与钢球经历n次碰撞后的动能为
可得
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