精品解析：山东泰安市新泰中学2025-2026学年高三下学期第一次阶段考试物理试题

新泰中学2023级高三下学期第一次阶段性考试 物理试题 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一,是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则（　　） A. a=7，b=1 B. a=7，b=2 C. a=6，b=1 D. a=6，b=2 2. 阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A. 这是干涉现象 B. 这是衍射现象 C. 该现象说明光具有粒子性 D. 该现象说明光是横波 3. 如图所示，质量为m的足球在地面的1位置由静止被踢出后落到水平地面的3位置，运动轨迹为虚线所示。足球在空中达到的最高点2的高度为h，速度为v。已知1、2位置间的水平距离大于2、3位置间的水平距离。足球可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中运动过程机械能守恒 B. 人对足球做的功大于 C. 足球在位置2时的加速度等于g D. 足球从位置2到位置3，动能的增加量等于mgh 4. 如图所示，在光滑水平面上有质量相同的甲、乙两个物体靠在一起，在水平力F1、F2的作用下运动，已知F1>F2。下列说法正确的是（　　） A. 甲对乙的作用力大小为F1 B. 乙对甲的作用力大小为 C. 如果撤去F1，乙的加速度一定变大 D. 如果撤去F1，甲对乙的作用力一定减小 5. 若质量为m的“祝融号”火星车悬停在火星表面上方，受到竖直向上的升力F，已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转，则下列说法正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度大小为 B. 火星的第一宇宙速度大小为 C. 火星的质量为 D. 火星的密度为 6. 如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同 B. 闭合开关瞬间，M点电势低于N点电势 C. 电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭 D. 电路稳定后断开S瞬间，M点电势低于N点电势 7. 如图所示，一弹性小球从倾角为θ的斜面A点正上方h处由静止下落，第一次与A点碰撞弹起后，第二次与斜面碰撞于B点。小球与斜面碰撞前后瞬间沿斜面方向速度不变，垂直斜面方向速度大小不变、方向相反。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小球从A到B的过程中速度变化量的方向沿AB方向 B. 小球从A点弹起后距斜面的最远距离为hsinθ C. 小球从A到B的时间为 D. A、B两点间的距离为8hsinθ 8. 密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属板上下放置，从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、电荷量不同、密度相同的小油滴。观察两个油滴a、b的运动情况：当两板间不加电压时，两个油滴在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后，两油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴视为小球，所受空气阻力的大小，其中r为油滴的半径，v为油滴的速率，k为常量。不计空气浮力和油滴间的相互作用。则a、b两个油滴（　　） A. 带同种电荷 B. 半径之比为 C. 质量之比为 D. 电荷量之比为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但是选不全得2分，有选错的得0分。 9. 如图，一定量的理想气体先后处于图上三个状态，三个状态下气体的压强分别为，则（ ） A. B. C. D. 10. 如图是一种精确测量质量的装置原理示意图，竖直平面内，质量恒为M的称重框架由托盘和矩形线圈组成。线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变。测量分两个步骤，步骤①：托盘内放置待测物块，其质量用m表示，线圈中通大小为I的电流，使称重框架受力平衡；步骤②：线圈处于断开状态，取下物块，保持线圈不动，磁场以速率v匀速向下运动，测得线圈中感应电动势为E。利用上述测量结果可得出m的值，重力加速度为g。下列说法正确的有（ ） A. 线圈电阻为 B. I越大，表明m越大 C. v越大，则E越小 D. 11. 均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波，振幅均为，波速均为，M、N为介质中的质点。时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为。下列说法正确的是（ ） A. 甲波的周期为 B. 乙波的波长为 C. 时，M向y轴正方向运动 D. 时，N向y轴负方向运动 12. 空间中存在一方向未知的匀强电场，一质量为m，电荷量为q的带负电的小球，从竖直平面内a点以速度v0沿水平方向抛出后，先、后经过同一竖直平面内的b、c两点，其中a、c两点在同一条竖直线上。小球运动至b点时的速度方向竖直向下，其大小为v0。已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 小球从a点运动至b点的时间小于其从b点运动至c点的时间 B. 小球运动至c点时的速度大小为 C. 小球从a点运动至c点的整个过程中，其所受重力做功可能为 D. 小球从a点运动至c点的整个过程中，其所受重力做功可能为 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 三、实验题：满分16分，13题8分，每空2分；14题8分，（1）每空1分，其余每空2分。 13. 某探究小组利用橡皮筋完成下面实验。 （1）将粘贴有坐标纸的木板竖直放置。橡皮筋的一端用图钉固定在木板上，另一端悬挂钩码。钩码质量分别为200g、250g、…、500g，平衡时橡皮筋底端在坐标纸上对应的位置如图（a）中圆点所示（钩码的质量在图中用数字标出）。悬挂的钩码质量分别为200g和300g时，橡皮筋底端位置间的距离为________cm。 （2）根据图（a）中各点的位置可知，在所测范围内橡皮筋长度的增加量与所挂钩码的质量的增加量成正比，由此可求出橡皮筋的劲度系数为________N/m（保留2位有效数字，重力加速度取）。 （3）悬挂的钩码质量为m时，在橡皮筋底端施以水平向右的力F，平衡时橡皮筋方向如图（b）中虚线所示，图（b）中测力计的示数给出了力F的大小，则________N，________g（选填“200”“300”或“400”）。 14. 某实验小组用图1所示电路测量一段粗细均匀、阻值约为5Ω的金属丝的电阻率。 （1）实验室有电源（电动势E为3.0V，内阻约为1Ω）、开关和导线若干，以及下列器材： A．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω） B．电流表（量程0～3A，内阻约0.025Ω） C．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ） E．滑动变阻器（0～5Ω，额定电流2A） F．滑动变阻器（0～1kΩ，额定电流0.5A） 为了比较准确地测量金属丝的电阻阻值，实验中电流表应选________，滑动变阻器应选________。（选填器材前的字母） （2）图2所示为测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，请根据图1电路图补充完成图2中实物间的连线________。 （3）该小组同学正确连接电路，改变滑动变阻器的滑片位置，测量得到多组电压U和电流I，并在图3坐标系中标出。请在图3中画出图线________。 （4）该小组同学利用上述相同实验器材，分别按照图1和图4的电路图正确连接电路。按操作规范，将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，探究电压表示数U与滑片移动距离x间的关系，分别得到图线甲和乙。已知滑动变阻器电阻丝的总长度为L，下列反映关系的示意图中可能正确的是________。 A. B. C. 四、解答题（44分）。 15. 光纤光谱仪的部分工作原理如图所示。待测光在光纤内经多次全反射从另一端射出，再经棱镜偏转，然后通过狭缝进入光电探测器。 （1）若将光纤简化为真空中的长玻璃丝，设玻璃丝的折射率为，求光在玻璃丝内发生全反射时的最小入射角。 （2）若探测器光阴极材料的逸出功为，求该材料的截止频率。（普朗克常量） 16. 如图所示，一内横截面积的圆柱形气缸静置于水平地面上，气缸下部有小缺口与外界大气连通。气缸内轻质活塞上部密闭一定质量的理想气体，开始时，气柱长度，压强与大气压强相等且均为，温度；活塞下部连接一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端固定在气缸底部并处于原长。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始向下滑动并压缩弹簧；继续缓慢加热，活塞下滑时停止加热，活塞同时停止下滑。活塞下滑过程中与气缸内壁之间的滑动摩擦力保持不变，且与最大静摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内。 （1）求活塞与气缸内壁之间的滑动摩擦力大小f； （2）求活塞下滑时气体的温度； （3）从开始加热到活塞下滑的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。 17. 如图，物块P固定在水平面上，其上表面有半径为R的圆弧轨道。P右端与薄板Q连在一起，圆弧轨道与Q上表面平滑连接。一轻弹簧的右端固定在Q上，另一端自由。质量为m的小球自圆弧顶端A点上方的B点自由下落，落到A点后沿圆弧轨道下滑，小球与弹簧接触后，当速度减小至刚接触时的时弹簧的弹性势能为2mgR，此时断开P和Q的连接，Q从静止开始向右滑动。g为重力加速度大小，忽略空气阻力，圆弧轨道及Q的上、下表面均光滑，弹簧长度的变化始终在弹性限度内。 （1）求小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道，重力对其做的功； （2）求小球与弹簧刚接触时速度的大小及B、A两点间的距离； （3）欲使P和Q断开后，弹簧的最大弹性势能等于2.2mgR，Q的质量应为多大？ （4）欲使P和Q断开后，Q的最终动能最大，Q的质量应为多大？ 18. 如图所示，在Oxy坐标系x>0，y>0区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，∠OMN=60°，挡板上有一小孔K位于MN中点。△OMN之外的第一象限区域存在恒定匀强电场（图中未画出）。位于y轴左侧的粒子发生器在0＜y＜的范围内可以产生质量为m，电荷量为+q的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。 （1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压U0； （2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向； （3）当加速电压为时，求粒子从小孔K射出后，运动过程中距离y轴最近位置的坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新泰中学2023级高三下学期第一次阶段性考试 物理试题 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一,是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则（　　） A. a=7，b=1 B. a=7，b=2 C. a=6，b=1 D. a=6，b=2 【答案】B 【解析】 【详解】由质量数和电荷数守恒可得 ， 解得 故选B。 2. 阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A. 这是干涉现象 B. 这是衍射现象 C. 该现象说明光具有粒子性 D. 该现象说明光是横波 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这是干涉现象,说明光的波动性，故A正确，BC错误； D．光的偏振说明光是横波，光的干涉现象不能说明光是横波，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，质量为m的足球在地面的1位置由静止被踢出后落到水平地面的3位置，运动轨迹为虚线所示。足球在空中达到的最高点2的高度为h，速度为v。已知1、2位置间的水平距离大于2、3位置间的水平距离。足球可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中运动过程机械能守恒 B. 人对足球做的功大于 C. 足球在位置2时的加速度等于g D. 足球从位置2到位置3，动能的增加量等于mgh 【答案】B 【解析】 【详解】A．若足球运动过程中不受空气阻力作用，则物体运动轨迹应关于过最高点与水平面的垂线对称，根据题意1、2位置间的水平距离大于2、3位置间的水平距离可知足球受到空气阻力作用，则空气阻力对足球做负功，足球在空中运动过程机械能减少，故A错误； B．设地面为零势能面，人对足球做的功等于球在最高点的机械能（）加上足球克服空气阻力做的功，即人对足球做的功大于，故B正确； C．足球在位置2时竖直方向的加速度为g，水平方向速度不为零，即水平方向受到空气阻力，水平方向加速度不为零，根据矢量的合成可知足球在位置2时的加速度大于，故C错误； D．足球从位置2到位置3，根据动能定理可知动能的增加量等于重力做的功（）减去克服空气阻力做的功，即足球从位置2到位置3，动能的增加量小于mgh，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，在光滑水平面上有质量相同的甲、乙两个物体靠在一起，在水平力F1、F2的作用下运动，已知F1>F2。下列说法正确的是（　　） A. 甲对乙的作用力大小为F1 B. 乙对甲的作用力大小为 C. 如果撤去F1，乙的加速度一定变大 D. 如果撤去F1，甲对乙的作用力一定减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设甲、乙的质量都为m，撤去某个外力之前，对整体，根据牛顿第二定律有 解得 对乙分析有 解得 根据牛顿第三定律可知，乙对甲的作用力大小也为 故AB错误； CD．如果撤去F1，对整体，根据牛顿第二定律有 解得 由于无法比较与的大小关系，故无法比较与的大小关系，故C错误； D．如果撤去F1，对乙分析有 解得 故甲对乙的作用力一定减小，故D正确。 故选D。 5. 若质量为m的“祝融号”火星车悬停在火星表面上方，受到竖直向上的升力F，已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转，则下列说法正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度大小为 B. 火星的第一宇宙速度大小为 C. 火星的质量为 D. 火星的密度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据平衡条件得 解得 A错误； B．根据牛顿第二定律得 解得 B正确； C．根据黄金代换 解得 C错误； D．根据密度公式得 解得 D错误。 故选B。 6. 如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同 B. 闭合开关瞬间，M点电势低于N点电势 C. 电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭 D. 电路稳定后断开S瞬间，M点电势低于N点电势 【答案】D 【解析】 【详解】AB．闭合开关瞬间，由于自感线圈有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，而A2立即变亮，A1所在电路的电流方向为从M到N，所以M点电势高于N点电势，故AB错误； C．电路稳定后断开S， A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐熄灭，故C错误； D．电路稳定后断开S瞬间，A1所在电路的电流方向为从N→A1→A2→R→M，所以M点电势低于N点电势，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一弹性小球从倾角为θ的斜面A点正上方h处由静止下落，第一次与A点碰撞弹起后，第二次与斜面碰撞于B点。小球与斜面碰撞前后瞬间沿斜面方向速度不变，垂直斜面方向速度大小不变、方向相反。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小球从A到B的过程中速度变化量的方向沿AB方向 B. 小球从A点弹起后距斜面的最远距离为hsinθ C. 小球从A到B的时间为 D. A、B两点间的距离为8hsinθ 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从A到B的过程中，受竖直向下的重力作用，则速度方向的变化方向沿竖直向下的方向，选项A错误； B．小球落到A点时的速度 反弹速度也为 将反弹后的运动分解为垂直斜面方向的上抛运动和沿斜面向下的匀加速运动，则反弹后垂直斜面的速度 小球从A点弹起后距斜面的最远距离为 选项B错误； C．小球从A到B的时间为 选项C错误； D．A、B两点间的距离为 选项D正确。 故选D。 8. 密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属板上下放置，从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、电荷量不同、密度相同的小油滴。观察两个油滴a、b的运动情况：当两板间不加电压时，两个油滴在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后，两油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴视为小球，所受空气阻力的大小，其中r为油滴的半径，v为油滴的速率，k为常量。不计空气浮力和油滴间的相互作用。则a、b两个油滴（　　） A. 带同种电荷 B. 半径之比为 C. 质量之比为 D. 电荷量之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．两板间加上电压后，两油滴很快达到相同的速率，可知油滴a做减速运动，油滴b做加速运动，可知两油滴带异种电荷， 故A错误； BCD．设油滴半径r，密度为，则油滴质量为 则速率为时受阻力大小为，则当油滴匀速下落时，有 联立解得 可得 则有 当再次下落时，对a由受力平衡得 其中 对b由受力平衡得 其中 联立解得 故BC错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但是选不全得2分，有选错的得0分。 9. 如图，一定量的理想气体先后处于图上三个状态，三个状态下气体的压强分别为，则（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】根据理想气体的状态方程有 变形有 则V—T图线上的点与坐标原点连线的斜率代表 则由题图可知pc > pb = pa 故选AD。 10. 如图是一种精确测量质量的装置原理示意图，竖直平面内，质量恒为M的称重框架由托盘和矩形线圈组成。线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变。测量分两个步骤，步骤①：托盘内放置待测物块，其质量用m表示，线圈中通大小为I的电流，使称重框架受力平衡；步骤②：线圈处于断开状态，取下物块，保持线圈不动，磁场以速率v匀速向下运动，测得线圈中感应电动势为E。利用上述测量结果可得出m的值，重力加速度为g。下列说法正确的有（ ） A. 线圈电阻为 B. I越大，表明m越大 C. v越大，则E越小 D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意电动势E是线圈断开时切割磁感线产生的感应电动势，I为线圈闭合时通入的电流，故不是线圈的电阻； 故A错误； B．根据平衡条件有① 故可知I越大，m越大； 故B正确； C．根据公式有② 故可知v越大，E越大； 故C错误； D．联立①②可得 故D正确。 故选BD。 11. 均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波，振幅均为，波速均为，M、N为介质中的质点。时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为。下列说法正确的是（ ） A. 甲波的周期为 B. 乙波的波长为 C. 时，M向y轴正方向运动 D. 时，N向y轴负方向运动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题图可知甲波的波长 根据 可得 A错误； B．设左边在平衡位置的质点与质点平衡位置的距离为，根据题图结合 又 可得， B正确； C．时即经过，结合同侧法可知M向y轴负方向运动，C错误； D．同理根据 可得 根据同侧法可知时N向y轴负方向运动，时即经过时间，N仍向y轴负方向运动，D正确。 故选BD。 12. 空间中存在一方向未知的匀强电场，一质量为m，电荷量为q的带负电的小球，从竖直平面内a点以速度v0沿水平方向抛出后，先、后经过同一竖直平面内的b、c两点，其中a、c两点在同一条竖直线上。小球运动至b点时的速度方向竖直向下，其大小为v0。已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 小球从a点运动至b点的时间小于其从b点运动至c点的时间 B. 小球运动至c点时的速度大小为 C. 小球从a点运动至c点的整个过程中，其所受重力做功可能为 D. 小球从a点运动至c点的整个过程中，其所受重力做功可能为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．假设v0方向水平向右，以点为原点，竖直方向和水平方向建立直角坐标系，如图 设轴方向上加速度大小为，由题可知，小球在点时轴方向的分速度为0，则轴方向上，小球从点匀减速至点，逆向看，做初速度为0的匀加速运动，则有 从点运动至点有 显然，故A错误； B．由A选项可知，小球回到点水平分速度不变为。设竖直方向上的加速度大小为，则点至点有 点至点有 因为 解得 则小球运动至点时的速度大小为，故B正确； C D．从a点运动至c点的整个过程中由动能定理可得 由于不确定，所以当时，；当时，，故C正确，D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 三、实验题：满分16分，13题8分，每空2分；14题8分，（1）每空1分，其余每空2分。 13. 某探究小组利用橡皮筋完成下面实验。 （1）将粘贴有坐标纸的木板竖直放置。橡皮筋的一端用图钉固定在木板上，另一端悬挂钩码。钩码质量分别为200g、250g、…、500g，平衡时橡皮筋底端在坐标纸上对应的位置如图（a）中圆点所示（钩码的质量在图中用数字标出）。悬挂的钩码质量分别为200g和300g时，橡皮筋底端位置间的距离为________cm。 （2）根据图（a）中各点的位置可知，在所测范围内橡皮筋长度的增加量与所挂钩码的质量的增加量成正比，由此可求出橡皮筋的劲度系数为________N/m（保留2位有效数字，重力加速度取）。 （3）悬挂的钩码质量为m时，在橡皮筋底端施以水平向右的力F，平衡时橡皮筋方向如图（b）中虚线所示，图（b）中测力计的示数给出了力F的大小，则________N，________g（选填“200”“300”或“400”）。 【答案】（1）1.90 （2）52 （3） ①. 1.00 ②. 300 【解析】 【小问1详解】 由图（a）可知，坐标纸每一小格代表0.1cm。可得200g和300g时，橡皮筋底端位置间的距离为两者间距。 【小问2详解】 原理：根据胡克定律，劲度系数。 数据处理：质量增量，重力增量 长度增量 劲度系数 【小问3详解】 [1]由图（b）放大图可知，弹簧测力计分度值为0.1N，指针指在1.0N处，故。 [2]橡皮筋与竖直方向夹角的正切值 得 可得 14. 某实验小组用图1所示电路测量一段粗细均匀、阻值约为5Ω的金属丝的电阻率。 （1）实验室有电源（电动势E为3.0V，内阻约为1Ω）、开关和导线若干，以及下列器材： A．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω） B．电流表（量程0～3A，内阻约0.025Ω） C．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ） E．滑动变阻器（0～5Ω，额定电流2A） F．滑动变阻器（0～1kΩ，额定电流0.5A） 为了比较准确地测量金属丝的电阻阻值，实验中电流表应选________，滑动变阻器应选________。（选填器材前的字母） （2）图2所示为测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，请根据图1电路图补充完成图2中实物间的连线________。 （3）该小组同学正确连接电路，改变滑动变阻器的滑片位置，测量得到多组电压U和电流I，并在图3坐标系中标出。请在图3中画出图线________。 （4）该小组同学利用上述相同实验器材，分别按照图1和图4的电路图正确连接电路。按操作规范，将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，探究电压表示数U与滑片移动距离x间的关系，分别得到图线甲和乙。已知滑动变阻器电阻丝的总长度为L，下列反映关系的示意图中可能正确的是________。 A. B. C. 【答案】（1） ①. A ②. E （2） （3） （4）C 【解析】 【小问1详解】 [1]根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的最大电流 因此电流表应选择A。 [2]滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，滑动变阻器应选择E。 【小问2详解】 根据电路图，实物连接情况如下 【小问3详解】 描点作图，舍弃个别相差较远的点，如图所示 【小问4详解】 图1中，滑动变阻器的滑片移动距离时，滑片位于最左端，电压表的示数为零；图4中，滑动变阻器的滑片移动距离时，滑动变阻器的滑片位于最右端，电压表的示数最小值为 图1中，滑动变阻器的滑片位移最右端时，滑片移动的距离为，电压表的示数为最大值 图4中，滑动变阻器的滑片位移最左端时，滑片移动的距离为，电压表的示数为最大值 由于，因此，即图线甲的最大值小于图线乙的最大值；图4中滑动变阻器滑片移动的距离时，滑动变阻器接入电路中的有效长度l，设电阻丝的横截面积为S，则电压表的示数为（其中） 随着x的增大，l逐渐减小，根据均值不等式可知，当，减小到最小，此后l减小的幅度逐渐增大，电压表示数增大得越快，综合分析可知C正确。 故选C。 四、解答题（44分）。 15. 光纤光谱仪的部分工作原理如图所示。待测光在光纤内经多次全反射从另一端射出，再经棱镜偏转，然后通过狭缝进入光电探测器。 （1）若将光纤简化为真空中的长玻璃丝，设玻璃丝的折射率为，求光在玻璃丝内发生全反射时的最小入射角。 （2）若探测器光阴极材料的逸出功为，求该材料的截止频率。（普朗克常量） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光在玻璃丝内发生全反射的最小入射角满足 可得 【小问2详解】 根据爱因斯坦光电方程 可得 16. 如图所示，一内横截面积的圆柱形气缸静置于水平地面上，气缸下部有小缺口与外界大气连通。气缸内轻质活塞上部密闭一定质量的理想气体，开始时，气柱长度，压强与大气压强相等且均为，温度；活塞下部连接一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端固定在气缸底部并处于原长。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始向下滑动并压缩弹簧；继续缓慢加热，活塞下滑时停止加热，活塞同时停止下滑。活塞下滑过程中与气缸内壁之间的滑动摩擦力保持不变，且与最大静摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内。 （1）求活塞与气缸内壁之间的滑动摩擦力大小f； （2）求活塞下滑时气体的温度； （3）从开始加热到活塞下滑的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设轻活塞开始滑动时密闭气体的压强为，由查理定律有 解得 对轻活塞受力分析有 解得 【小问2详解】 轻活塞刚好下滑时，设气体压强为，对轻活塞受力分析有 且 解得 由理想气体状态方程有 解得 【小问3详解】 整个过程中，气体压强随距离均匀增加，由平均力法可得外界对气体做功 由热力学第一定律 解得 17. 如图，物块P固定在水平面上，其上表面有半径为R的圆弧轨道。P右端与薄板Q连在一起，圆弧轨道与Q上表面平滑连接。一轻弹簧的右端固定在Q上，另一端自由。质量为m的小球自圆弧顶端A点上方的B点自由下落，落到A点后沿圆弧轨道下滑，小球与弹簧接触后，当速度减小至刚接触时的时弹簧的弹性势能为2mgR，此时断开P和Q的连接，Q从静止开始向右滑动。g为重力加速度大小，忽略空气阻力，圆弧轨道及Q的上、下表面均光滑，弹簧长度的变化始终在弹性限度内。 （1）求小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道，重力对其做的功； （2）求小球与弹簧刚接触时速度的大小及B、A两点间的距离； （3）欲使P和Q断开后，弹簧的最大弹性势能等于2.2mgR，Q的质量应为多大？ （4）欲使P和Q断开后，Q的最终动能最大，Q的质量应为多大？ 【答案】（1） （2）， （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道，重力对其做的功为 【小问2详解】 设小球与弹簧刚接触时速度的大小为v0，由机械能守恒定律可知，其中 同时有 联立解得， 【小问3详解】 弹簧达到最大弹性势能时，小球与Q共速，设Q的质量为M，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有，，其中 联立解得 【小问4详解】 对Q和小球整体根据机械能守恒可知要使Q的最终动能最大，需满足小球的速度刚好为零时，此时弹簧刚好恢复原长；设此时Q的质量为M′，Q的最大速度为vm，根据动量守恒和机械能守恒有， 解得 18. 如图所示，在Oxy坐标系x>0，y>0区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，∠OMN=60°，挡板上有一小孔K位于MN中点。△OMN之外的第一象限区域存在恒定匀强电场（图中未画出）。位于y轴左侧的粒子发生器在0＜y＜的范围内可以产生质量为m，电荷量为+q的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。 （1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压U0； （2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向； （3）当加速电压为时，求粒子从小孔K射出后，运动过程中距离y轴最近位置的坐标。 【答案】（1）；（2），方向沿x轴正方向；（3）(n=0,1,2⋅⋅⋅) 【解析】 【详解】（1）根据题意，作出粒子垂直挡板射入小孔K的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 在区域根据洛伦兹力提供向心力有 在匀强加速电场中由动能定理有 联立解得 （2）根据题意，当轨迹半径最小时，粒子速度最小，则作出粒子以最小的速度从小孔K射出的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 在区域根据洛伦兹力提供向心力有 粒子从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，由左手定则可知粒子经过小孔K后受到的洛伦兹力沿x轴负方向，则粒子经过小孔K后受到的电场力沿x轴正方向，粒子带正电，则之外第一象限区域电场强度的方向沿x轴正方向，大小满足 联立可得 电场方向沿轴正方向。 （3）当加速电压为时，在匀强加速电场中由动能定理有 可得 在区域由洛伦兹力提供向心力有 可得粒子在区域运动的轨迹半径 作出从小孔K射出的粒子的运动轨迹如图所示 设粒子从小孔射出的速度方向与轴正方向夹角为，根据几何关系可知 则粒子从小孔射出的速度方向与轴正方向的夹角为，由配速法，将速度分解为沿轴正方向的和另一个待定速度 ,使得满足，则 此时，则 方向正好沿着轴正方向，则设 则粒子从射出后的运动可分解为沿轴正方向的速度大小为的匀速直线运动和速度大小为的匀速圆周运动，可知 解得 粒子做圆周运动的周期为，粒子至少运动距离轴最近，加上整周期则粒子运动，时距离轴最近，则最近位置的横坐标为 纵坐标为， 综上所述，最近的位置坐标，。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $