精品解析:2026届山东省普通高中高三下学期学业水平等级考试模拟预测物理试题(B卷)
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内容正文:
山东省2026年普通高中学业水平等级考试
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 氢原子的能级图如图所示,大量氢原子处于的激发态,在向低能级跃迁时放出大量光子,用这些光子照射逸出功为3.7eV的金属镁,下列说法正确的是( )
A. 从能级跃迁到能级辐射光的波长最长
B. 能使金属镁发生的光电效应的光子有3种
C. 金属镁表面逸出光电子的最大初动能为12.75eV
D. 只要照射时间足够长,这些光子都能使金属镁发生光电效应
2. 2025年蛇年春节联欢晚会的《秧BOT》节目引人注目,身着传统花布棉袄的机器人方阵进行秧歌舞表演,如图甲所示。当机械人的机械臂转手绢稳定时,手绢上a、b两点在同一平面内绕O点做匀速圆周运动,O、b两点间的距离较小,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. a点的线速度比b点的小
B. a点的周期比b点的小
C. a点的角速度比b点的大
D. a点的加速度比b点的大
3. 考驾照需要进行“定点停车”的考核。路旁有一标志杆,在车以18km/h的速度匀速行驶的过程中,当车头与标志杆的距离为5m时,学员刹车,车立即做匀减速直线运动,车头恰好停在标志杆处。则汽车从刹车到停下的过程中( )
A. 运动时间为1.5s
B. 加速度大小为2m/s2
C. 平均速度大小为2.5m/s
D. 车头距标志杆2.5m时,车的速度大小为2.5m/s
4. 人在水平地面上原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速,人的重心由静止开始加速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A. 地面对人的支持力等于人的重力
B. 地面对人的支持力大于人的重力
C. 地面对人的支持力对人做正功
D. 地面对人的支持力的冲量为0
5. 已知月球的质量为地球的,半径为地球的。某同学在地球表面,将物体从距离地面高h处以初速度水平抛出,物体落地时的水平位移为x,空气阻力不计。若航天员在月球表面,也将物体从距月球表面高为h处以初速度水平抛出,则其落地时的水平位移为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,若一分子a固定于坐标原点O,另一分子b从x轴上P点沿x轴向O点运动,当b运动到Q点时,两分子间的分子力为零,规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零。下列说法正确的是( )
A. b运动到Q点时,分子势能为零
B. b从P点运动到Q点过程中,a、b间斥力一直增大
C. b从P点运动到Q点过程中,两分子之间只存在引力作用
D. b从P点运动到Q点过程中,分子势能先减小后增大
7. 如图所示,t=0时刻波源O从平衡位置开始向上振动,产生一列简谐横波在均匀介质中向右传播,t1=0.3s时刻质点a开始运动,t2=0.4s时刻质点a第一次运动到最高点。已知O点和a点平衡位置之间的距离为x1=3m,a点和b点平衡位置之间的距离为x2=4m。则波传播到b点时,a、b之间的波形为( )
A. B.
C. D.
8. 原子钟是电子在两个基态超精细能级之间跃迁实现精密计时的,如图所示为氢原子基态的磁超精细分裂能级图。已知能级A1、A2的能级差约为A、B能级差的一半,电子从能级A跃迁到能级B时产生光子a,从能级A1跃迁到能级A2时产生光子b。在真空中( )
A. b的波长约为a波长的2倍
B. b的动量约为a动量的2倍
C. b的频率约为a频率的2倍
D. a光子的传播速度比b光子的大
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,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 关于下列四幅图的说法正确的是( )
A. 图(a)中,温度一定时,微粒越小,其布朗运动越明显
B. 图(b)中,若油膜未完全展开,则测得的油酸分子直径偏小
C. 图(c)中,用烧热的电烙铁接触涂有石蜡的薄玻璃片的背面,石蜡融化区域的形状近似呈圆形,说明玻璃的导热性能具有各向同性
D. 图(d)中,戳破右侧的肥皂膜,棉线会向右弯曲
10. 如图甲所示,平面内固定有硬质细金属导线框abcd,导线框的电阻为0.5Ω。空间中存在垂直平面向里的磁场,导线框内的磁通量随时间t变化的关系如图乙所示。在0~2s时间内,下列说法正确的是( )
A. 线框中感应电流的方向为a→b→c→d→a
B. 线框中感应电流的大小随时间均匀增大
C. 线框中产生的焦耳热为1J
D. 流过线框横截面的电荷量为1C
11. LC振荡电路中,某时刻电容器两极板间的电场方向如图所示,在此后的一段时间内电场强度不断减小,则该段时间内( )
A. 电容器所带电荷量在减小
B. LC振荡电路中电流在减小
C. 电感线圈L中的磁场能在减小
D. LC振荡电路中电流方向由a流向b
12. 如图所示,在水平地面上,左右两侧各固定一半径为R的圆弧轨道,两轨道分别与地面相切于B、C点,左侧轨道的最高点A与圆心等高,右侧半圆形轨道的D点与圆心等高,最高点为E点,左侧轨道粗糙,水平地面BC和右侧轨道均光滑。质量为m的物块以初速度从A处竖直向下进入轨道,运动至B点的速度为,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 物块从A运动到B的过程中,克服摩擦力做功为
B. 若物块从A处静止释放,到达B点时的速度为
C. 物块从C运动到D的过程中,其重力的瞬时功率一直增大
D. 物块将在右侧轨道上距离地面高度为处脱离轨道
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
13. 实验小组用“插针法”测量一玻璃砖的折射率,实验过程如下:
(1)在白纸上画出一条直线a作为界面,将长方体玻璃砖放在白纸上,使它的一长边与a对齐。将直尺对齐玻璃砖的另一长边,按住直尺不动,将玻璃砖取下,画出直线a'代表玻璃砖的另一边。
(2)将玻璃砖放回直线a、a'之间,在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使P2将P1挡住,如图甲所示。在眼睛这一侧,插上大头针P3,要求P3能挡住_________(选填“P1”“P2”或“P1和P2”)的像,依此类推再插上大头针P4。
(3)某次实验时,得到P1、P2、P3、P4位置及界面a、a'如图乙所示,请在图乙中作出本次实验光线穿过玻璃砖的光路图_____。
(4)在图乙中,设入射光线与a的交点为A,作出法线NN',如图丙所示。以入射点A为圆心作圆,圆与入射光线交于C点,与折射光线交于B点,测得B点到法线NN'的距离为d1,C点到法线NN'的距离为d2,则玻璃砖折射率n=___________。
14. 实验小组设计实验测量电流表A的内阻并将其改装成大量程电流表。可选用的器材有:
A.待测电流表A(量程1mA,内阻约为100Ω)
B.电压表V(量程3V,内阻约为3kΩ)
C.电阻箱R(最大阻值为9999.9Ω)
D.滑动变阻器R0(最大阻值为20Ω)
E.电源E(电动势约为3V)
F.开关、导线若干
(1)某同学设计了如图甲所示的电路测量电流表内阻,调节滑动变阻器的滑片,发现电流表接近满偏时,电压表指针偏转角度很小。关于该现象的原因,下列说法正确的是_____________。
A.电源电动势太小
B.电流表满偏时,其两端电压小
C.滑动变阻器滑片太靠近a端,应将滑片向b端滑动
(2)经小组研究并设计了如图乙所示电路,闭合开关S,调节R0和R使电流表和电压表有合适的示数,并记录电流表示数I和电阻箱示数R。
(3)调节R0和R,使电压表示数保持不变,记录多组电流表示数I和电阻箱示数R。
(4)以为纵坐标,以R为横坐标,建立直角坐标系,并将实验数据描点、连线,得到一条倾斜的直线,如图丙所示。则电流表的内阻为___________Ω,实验中电压表的示数为___________V。(计算结果均保留3位有效数字)
(5)该小组根据所测的电流表内阻,将该电流表改装成量程为5mA和25mA的双量程电流表。电路图如图丁所示,则R1=__________Ω,R2=__________Ω。
15. 某个透明物体的横截面如图所示,BDE是以O为圆心、半径为R的半圆形,ABD是等腰直角三角形。一单色光从E点射入该物体,OD与OE的夹角,入射光与OE的夹角为,介质的折射率为,光在真空中传播的速度为c,求:
(1)光传播至AB界面的入射角;
(2)光从射入E点至第一次传播到AD界面的时间。
16. 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限内,边长为d的正方形OABC区域内有一曲线边界OB,该正方形内边界OB上方存在沿y轴负方向的匀强电场,第二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。宽度为d的粒子束以v0的速度垂直BC边射入正方形区域。已知粒子的质量均为m、电荷量均为q(q>0),所有经电场偏转的粒子均能通过坐标原点O。其中沿CO入射的粒子经磁场偏转后恰好到达A点。不计粒子重力及粒子之间的相互作用,求:
(1)磁感应强度和电场强度的大小;
(2)边界OB的方程。
17. 如图,物块A、B并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,用一长的细线将小球C(可看成质点)竖直悬挂在轻杆上O点,A、B、C质量均为。初始时,物块A、B均固定在水平面上,质量为的子弹以某一水平初速度射入小球C(射入时间极短且未射出),小球C恰能到达与O点等高的P点。取重力加速度,不计空气阻力。
(1)求子弹初速度的大小。
(2)若解除物块A、B的固定,子弹仍以相同初速度射入小球C(射入时间极短且未射出),求:
Ⅰ.小球C能上升的最大高度;
Ⅱ.物块B速度的最大值和刚达到最大值瞬间细线中拉力的大小。
18. 如图所示,在空间直角坐标系中,无限大平面MNPQ(与y轴垂直且交于C点)左侧区域Ⅰ存在沿x轴正方向的匀强磁场,,右侧区域Ⅱ存在沿z轴正方向的匀强磁场,左、右两侧磁场的磁感应强度大小相等;现从坐标为的A点沿yOz平面发射一质量为m,电荷量为的粒子,粒子的初速度大小为、方向与y轴负方向的夹角为60°,经一段时间后粒子恰好垂直于平面MNPQ进入区域Ⅱ,不计粒子的重力,求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)粒子从A点出发至第2次到达平面MNPQ的时间;
(3)若在区域Ⅱ加一电场强度为E、方向沿z轴负方向的匀强电场,求粒子从A点出发后第n次经过平面MNPQ时的速度大小。
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山东省2026年普通高中学业水平等级考试
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 氢原子的能级图如图所示,大量氢原子处于的激发态,在向低能级跃迁时放出大量光子,用这些光子照射逸出功为3.7eV的金属镁,下列说法正确的是( )
A. 从能级跃迁到能级辐射光的波长最长
B. 能使金属镁发生的光电效应的光子有3种
C. 金属镁表面逸出光电子的最大初动能为12.75eV
D. 只要照射时间足够长,这些光子都能使金属镁发生光电效应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由,
得
所以,从能级跃迁到能级辐射光的光子能量最大,波长最短,故A错误;
B.从能级跃迁到能级、从能级跃迁到能级、从能级跃迁到能级辐射的光子能量分别为12.75eV、12.09eV、10.2eV,均大于金属镁的逸出功,从能级跃迁到能级辐射的光子能量2.55eV,小于金属镁的逸出功,从能级跃迁到其他能级辐射的光子能量更小,故只有3种光子可以使金属镁发生光电效应,故B正确;
C.由光电效应方程可知,光电子的最大初动能,故C错误;
D.发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率,与光照时间无关,故D错误。
故选B。
2. 2025年蛇年春节联欢晚会的《秧BOT》节目引人注目,身着传统花布棉袄的机器人方阵进行秧歌舞表演,如图甲所示。当机械人的机械臂转手绢稳定时,手绢上a、b两点在同一平面内绕O点做匀速圆周运动,O、b两点间的距离较小,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. a点的线速度比b点的小
B. a点的周期比b点的小
C. a点的角速度比b点的大
D. a点的加速度比b点的大
【答案】D
【解析】
【详解】BC.手绢上a、b两点在同一平面内绕O点做匀速圆周运动,则a、b两点的角速度相等,周期相等,故BC错误;
AD.根据,
由于O、b两点间的距离较小,可知a点的线速度比b点的大,a点的加速度比b点的大,故A错误,D正确。
故选D。
3. 考驾照需要进行“定点停车”的考核。路旁有一标志杆,在车以18km/h的速度匀速行驶的过程中,当车头与标志杆的距离为5m时,学员刹车,车立即做匀减速直线运动,车头恰好停在标志杆处。则汽车从刹车到停下的过程中( )
A. 运动时间为1.5s
B. 加速度大小为2m/s2
C. 平均速度大小为2.5m/s
D. 车头距标志杆2.5m时,车的速度大小为2.5m/s
【答案】C
【解析】
【详解】B.初速度
根据
加速度大小为
故B错误;
A.运动时间为
故A错误;
C.平均速度大小为
故C正确;
D.车头距标志杆2.5m时,汽车运动了
根据运动学公式
可得车的速度大小为
故D错误。
故选C。
4. 人在水平地面上原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速,人的重心由静止开始加速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A. 地面对人的支持力等于人的重力
B. 地面对人的支持力大于人的重力
C. 地面对人的支持力对人做正功
D. 地面对人的支持力的冲量为0
【答案】B
【解析】
【详解】AB.人的重心由静止开始加速上升的过程中,人的加速度方向向上,所受合力方向向上,则地面对人的支持力大于人的重力,故A错误,B正确;
C.该过程,由于支持力作用点没有发生位移,所以地面对人的支持力对人不做功,故C错误;
D.根据
可知地面对人的支持力的冲量不为0,故D错误。
故选B。
5. 已知月球的质量为地球的,半径为地球的。某同学在地球表面,将物体从距离地面高h处以初速度水平抛出,物体落地时的水平位移为x,空气阻力不计。若航天员在月球表面,也将物体从距月球表面高为h处以初速度水平抛出,则其落地时的水平位移为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由平抛运动的规律,
对在星球表面的物体万有引力提供重力
整理得
联立解得
则有
解得,故A选项符合题意。故选A。
6. 如图所示,若一分子a固定于坐标原点O,另一分子b从x轴上P点沿x轴向O点运动,当b运动到Q点时,两分子间的分子力为零,规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零。下列说法正确的是( )
A. b运动到Q点时,分子势能为零
B. b从P点运动到Q点过程中,a、b间斥力一直增大
C. b从P点运动到Q点过程中,两分子之间只存在引力作用
D. b从P点运动到Q点过程中,分子势能先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】A D.当分子b运动到Q点时,两分子间的分子力为零,则当分子b向Q点运动的过程中,分子间作用力体现为引力,分子间作用力做正功,分子势能减小,b运动到Q点时,分子势能不为零,A错误,D错误;
B.分子间的引力和斥力随分子间的距离减小都增大,B正确;
C.分子b在运动过程中,两分子之间同时存在着引力和斥力,C错误;
故选B。
7. 如图所示,t=0时刻波源O从平衡位置开始向上振动,产生一列简谐横波在均匀介质中向右传播,t1=0.3s时刻质点a开始运动,t2=0.4s时刻质点a第一次运动到最高点。已知O点和a点平衡位置之间的距离为x1=3m,a点和b点平衡位置之间的距离为x2=4m。则波传播到b点时,a、b之间的波形为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AC.波源开始振动方向向上,则波传播到b点时b点向上振动,AC错误;
BD.波速为
周期为
波长为
a点和b点平衡位置之间的距离为
B错误,D正确。
故选D。
8. 原子钟是电子在两个基态超精细能级之间跃迁实现精密计时的,如图所示为氢原子基态的磁超精细分裂能级图。已知能级A1、A2的能级差约为A、B能级差的一半,电子从能级A跃迁到能级B时产生光子a,从能级A1跃迁到能级A2时产生光子b。在真空中( )
A. b的波长约为a波长的2倍
B. b的动量约为a动量的2倍
C. b的频率约为a频率的2倍
D. a光子的传播速度比b光子的大
【答案】A
【解析】
【详解】AC.根据玻尔理论可知
结合题意则有,
且
所以
即a的频率约为b频率的2倍;又因为
故有
即b的波长约为a波长的2倍,A正确,C错误;
B.根据光子的动量
可知光子的动量,结合上述结论可知,b的波长约为a波长的2倍,故a的动量约为b动量的2倍,B错误;
D.所有光子在真空中传播的速度都是一样的,D错误。
故选A。
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,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 关于下列四幅图的说法正确的是( )
A. 图(a)中,温度一定时,微粒越小,其布朗运动越明显
B. 图(b)中,若油膜未完全展开,则测得的油酸分子直径偏小
C. 图(c)中,用烧热的电烙铁接触涂有石蜡的薄玻璃片的背面,石蜡融化区域的形状近似呈圆形,说明玻璃的导热性能具有各向同性
D. 图(d)中,戳破右侧的肥皂膜,棉线会向右弯曲
【答案】AC
【解析】
【详解】A.温度一定时,微粒越小,周围液体分子撞击微粒的不平衡性越明显,微粒的布朗运动越明显,故A正确;
B.油酸分子直径为,若油膜未完全展开,则S偏小,测得的油酸分子直径偏大,故B错误;
C.用烧热的电烙铁接触涂有石蜡的薄玻璃片的背面,石蜡融化区域的形状近似呈圆形,说明玻璃沿各个方向的传热一样快,即导热性能具有各向同性,故C正确;
D.戳破右侧的肥皂膜,左侧肥皂膜因表面张力收缩,棉线会向左弯曲,故D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,平面内固定有硬质细金属导线框abcd,导线框的电阻为0.5Ω。空间中存在垂直平面向里的磁场,导线框内的磁通量随时间t变化的关系如图乙所示。在0~2s时间内,下列说法正确的是( )
A. 线框中感应电流的方向为a→b→c→d→a
B. 线框中感应电流的大小随时间均匀增大
C. 线框中产生的焦耳热为1J
D. 流过线框横截面的电荷量为1C
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题意可知,线框中的磁通量增大,根据楞次定律线框中的感应电流的方向为逆时针,即a→b→c→d→a,A正确;
B.线框中感应电流的大小
因为磁通量随时间均匀变化,所以感应电流大小不变,B错误;
C.感应电流大小
线框中产生的焦耳热
C正确;
D.流过线框横截面的电荷量
D错误。
故选AC。
11. LC振荡电路中,某时刻电容器两极板间的电场方向如图所示,在此后的一段时间内电场强度不断减小,则该段时间内( )
A. 电容器所带电荷量在减小
B. LC振荡电路中电流在减小
C. 电感线圈L中的磁场能在减小
D. LC振荡电路中电流方向由a流向b
【答案】AD
【解析】
【详解】A.电场强度不断减小,表明是电容器放电,则电容器所带电荷量在减小,A正确;
B.电场强度不断减小,表明是电容器放电,则LC振荡电路中电流在增大,B错误;
C.电场强度不断减小,表明是电容器放电,则电感线圈L中的磁场能在增大,C错误;
D.电场强度不断减小,表明是电容器放电,又因为电容器上极板带正电,那么电流是顺时针的, LC振荡电路中流过线圈电流方向由a流向b,D正确。
故选AD。
12. 如图所示,在水平地面上,左右两侧各固定一半径为R的圆弧轨道,两轨道分别与地面相切于B、C点,左侧轨道的最高点A与圆心等高,右侧半圆形轨道的D点与圆心等高,最高点为E点,左侧轨道粗糙,水平地面BC和右侧轨道均光滑。质量为m的物块以初速度从A处竖直向下进入轨道,运动至B点的速度为,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 物块从A运动到B的过程中,克服摩擦力做功为
B. 若物块从A处静止释放,到达B点时的速度为
C. 物块从C运动到D的过程中,其重力的瞬时功率一直增大
D. 物块将在右侧轨道上距离地面高度为处脱离轨道
【答案】AD
【解析】
【详解】A.物块从A运动到B的过程中,由动能定理
解得,故A正确;
B.从A运动到B的过程中,物块从A处静止释放运动到B处和以初速度从A处运动到B处的过程对比,从A处静止释放运动到B处的过程,物块经过圆弧上相同点的速度更小,如图
由牛顿第二定律
可知速度越小,轨道的支持力越小,滑动摩擦力也越小,路径长度未变,因此物块从A处静止释放运动到B处过程克服摩擦力做功
由动能定理
解得,故B错误;
C.物块从C运动到D的过程中,重力的瞬时功率
在C处,物块竖直方向的合力向上,在D处,竖直方向的合力竖直向下,可以推测,物块从C运动到D的过程中,竖直方向的合力应该是先竖直向上,后变为竖直向下,而一直竖直向上,故先增加后减小,重力的瞬时功率先增加后减小,故C错误;
D.若在图中F点脱轨,如图
则在F点有
从B到F点,由动能定理
解得
则F点离地面高度为,故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
13. 实验小组用“插针法”测量一玻璃砖的折射率,实验过程如下:
(1)在白纸上画出一条直线a作为界面,将长方体玻璃砖放在白纸上,使它的一长边与a对齐。将直尺对齐玻璃砖的另一长边,按住直尺不动,将玻璃砖取下,画出直线a'代表玻璃砖的另一边。
(2)将玻璃砖放回直线a、a'之间,在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使P2将P1挡住,如图甲所示。在眼睛这一侧,插上大头针P3,要求P3能挡住_________(选填“P1”“P2”或“P1和P2”)的像,依此类推再插上大头针P4。
(3)某次实验时,得到P1、P2、P3、P4位置及界面a、a'如图乙所示,请在图乙中作出本次实验光线穿过玻璃砖的光路图_____。
(4)在图乙中,设入射光线与a的交点为A,作出法线NN',如图丙所示。以入射点A为圆心作圆,圆与入射光线交于C点,与折射光线交于B点,测得B点到法线NN'的距离为d1,C点到法线NN'的距离为d2,则玻璃砖折射率n=___________。
【答案】 ①. P1和P2 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]插上大头针P3,应使P3挡住P1、P2的像;插上大头针P4、使P4挡住P1、P2的像和P3。
[2]根据实验原理,光路如图
[3]设入射角、折射角分别为i、r,如图
玻璃的折射率
14. 实验小组设计实验测量电流表A的内阻并将其改装成大量程电流表。可选用的器材有:
A.待测电流表A(量程1mA,内阻约为100Ω)
B.电压表V(量程3V,内阻约为3kΩ)
C.电阻箱R(最大阻值为9999.9Ω)
D.滑动变阻器R0(最大阻值为20Ω)
E.电源E(电动势约为3V)
F.开关、导线若干
(1)某同学设计了如图甲所示的电路测量电流表内阻,调节滑动变阻器的滑片,发现电流表接近满偏时,电压表指针偏转角度很小。关于该现象的原因,下列说法正确的是_____________。
A.电源电动势太小
B.电流表满偏时,其两端电压小
C.滑动变阻器滑片太靠近a端,应将滑片向b端滑动
(2)经小组研究并设计了如图乙所示电路,闭合开关S,调节R0和R使电流表和电压表有合适的示数,并记录电流表示数I和电阻箱示数R。
(3)调节R0和R,使电压表示数保持不变,记录多组电流表示数I和电阻箱示数R。
(4)以为纵坐标,以R为横坐标,建立直角坐标系,并将实验数据描点、连线,得到一条倾斜的直线,如图丙所示。则电流表的内阻为___________Ω,实验中电压表的示数为___________V。(计算结果均保留3位有效数字)
(5)该小组根据所测的电流表内阻,将该电流表改装成量程为5mA和25mA的双量程电流表。电路图如图丁所示,则R1=__________Ω,R2=__________Ω。
【答案】 ①. B ②. 120 ③. 2.00 ④. 6 ⑤. 24
【解析】
【详解】(1)[1]电流表满偏时其两端电压约为0.1V,远小于电压表的量程3V,可知电流表接近满偏时,电压表指针偏转角度很小的原因是电流表满偏时其两端电压小,故选B;
(2)[2][3]由欧姆定律可知
可得
结合图像可知
解得U=2.00V
根据比例关系可知
解得截距b=60
可知
可得RA=120Ω
(3)[4][5]当K接1时量程为I1=25mA,当K接2时量程为I2=5mA,则,
解得R1=6Ω,R2=24Ω
15. 某个透明物体的横截面如图所示,BDE是以O为圆心、半径为R的半圆形,ABD是等腰直角三角形。一单色光从E点射入该物体,OD与OE的夹角,入射光与OE的夹角为,介质的折射率为,光在真空中传播的速度为c,求:
(1)光传播至AB界面的入射角;
(2)光从射入E点至第一次传播到AD界面的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
画出光路图如图所示
设在BED界面上的折射角为,由折射定律
解得,
故E点的折射光与BD垂直,即平行于AD,则光在AB界面的入射角
【小问2详解】
由反射定律知,光在AB面的反射角为45°,由几何关系可知,光在介质中传播的路径长度为
又,
解得:
16. 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限内,边长为d的正方形OABC区域内有一曲线边界OB,该正方形内边界OB上方存在沿y轴负方向的匀强电场,第二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。宽度为d的粒子束以v0的速度垂直BC边射入正方形区域。已知粒子的质量均为m、电荷量均为q(q>0),所有经电场偏转的粒子均能通过坐标原点O。其中沿CO入射的粒子经磁场偏转后恰好到达A点。不计粒子重力及粒子之间的相互作用,求:
(1)磁感应强度和电场强度的大小;
(2)边界OB的方程。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
从B点射入电场的粒子经电场偏转后经过O点,由类平抛运动的规律可知在水平方向做匀速直线运动,有
竖直方向做匀加速直线运动,有
由牛顿第二定律得
联立解得
沿CO进入磁场的粒子,在磁场中做匀速圆周运动,由几何关系得半径为
洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律得
联立解得
【小问2详解】
设粒子进入电场时的坐标为(x,y),由类平抛运动的规律可知水平方向做匀速直线运动有
竖直方向做匀加速直线运动有
联立解得
即边界OB的方程为
17. 如图,物块A、B并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,用一长的细线将小球C(可看成质点)竖直悬挂在轻杆上O点,A、B、C质量均为。初始时,物块A、B均固定在水平面上,质量为的子弹以某一水平初速度射入小球C(射入时间极短且未射出),小球C恰能到达与O点等高的P点。取重力加速度,不计空气阻力。
(1)求子弹初速度的大小。
(2)若解除物块A、B的固定,子弹仍以相同初速度射入小球C(射入时间极短且未射出),求:
Ⅰ.小球C能上升的最大高度;
Ⅱ.物块B速度的最大值和刚达到最大值瞬间细线中拉力的大小。
【答案】(1)
(2)Ⅰ:;Ⅱ:1.6m/s,
【解析】
【小问1详解】
设子弹的速度为,击中C后,二者共同的速度为,由动量守恒
当C达到P点时,由机械能守恒
联立求解得:,
【小问2详解】
Ⅰ:设小球C到最高点时速度为,由动量守恒
由机械能守恒
解得
Ⅱ:设C再次回到最低点时速度为,此时木块A、B恰好分离,B的速度有最大值,由动量守恒
由机械能守恒
解得,
在最低点,由牛顿第二定律
代入数据可得
18. 如图所示,在空间直角坐标系中,无限大平面MNPQ(与y轴垂直且交于C点)左侧区域Ⅰ存在沿x轴正方向的匀强磁场,,右侧区域Ⅱ存在沿z轴正方向的匀强磁场,左、右两侧磁场的磁感应强度大小相等;现从坐标为的A点沿yOz平面发射一质量为m,电荷量为的粒子,粒子的初速度大小为、方向与y轴负方向的夹角为60°,经一段时间后粒子恰好垂直于平面MNPQ进入区域Ⅱ,不计粒子的重力,求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)粒子从A点出发至第2次到达平面MNPQ的时间;
(3)若在区域Ⅱ加一电场强度为E、方向沿z轴负方向的匀强电场,求粒子从A点出发后第n次经过平面MNPQ时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)①当n为偶数时,;②当n为奇数时。
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,
粒子的轨迹如图所示,
由
可得:
【小问2详解】
粒子以水平速度进入区域Ⅱ,粒子从A点出发至第2次到达平面MNPQ的轨迹如图所示,在区域Ⅰ中,轨迹的圆心角为120°,对应的时间为:
在区域中,轨迹为半圆,对应的时间为:
得
故:
【小问3详解】
粒子第一次以水平速度进入在区域Ⅱ后,在平行于xoy平面的平面内做匀速圆周运动,在电场力作用下,沿z轴方向做加速度为a的匀加速直线运动,运动时间为,粒子第1次经过平面MNPQ时的速度为,第2次经过平面MNPQ时获得了沿z轴负方向的速度,由牛顿第二定律:
在区域Ⅰ以速度做匀速圆周运动,轨迹如图所示
显然,第3次经过平面MNPQ时沿z轴负方向的速度
再在区域Ⅱ中,在平行于xoy平面的平面内做匀速圆周运动,运动时间仍为
在电场力作用下,沿轴方向做加速度为a的匀加速直线运动
第4次经过平面MMPQ时,沿z轴负方向的速度
第5次经过平面MNPQ时,沿z轴负方向的速度
第6次经过平面MNPQ时,沿z轴负方向的速度
粒子的速度为:
依次类推可知:①当n为偶数时
粒子第n次经过平面MNPQ时,沿z轴负方向的速度
解得:
②当n为奇数时
粒子第n次经过平面MNPQ时,沿z轴负方向的速度
粒子的速度为:
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