精品解析：陕西西安市某校2025-2026学年高三下学期期中物理试卷

2025-2026学年度第二学期高三年级期中考试物理试题 本试卷共100分，考试用时75分钟。 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的。 1. 某同学手握弹簧左侧左右来回振动，使弹簧形成如图所示的纵波。已知相邻的密部和疏部相距0.4m，手每分钟左右完整振动30次，则该波的（　　） A. 波长为0.8m B. 波长为0.4m C. 波速为4m/s D. 波速为8m/s 2. 图（a）所示的油纸伞是我国古人智慧的结晶。图（b）为其结构示意图，ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨，伞撑两端分别与ON中点M和滑环P铰接。保持伞柄不动，向上推滑环P，使得伞骨ON以恒定角速度开伞，则（　　） A. M点的线速度方向总是沿PM方向 B. M点的向心加速度方向沿MP方向 C. N点线速度大小是M点的2倍 D. N点的向心加速度大小是M点的4倍 3. 如图，汽车定速巡航（即速率不变）通过路面，时刻经过b，时刻经过c，时刻经过d.若汽车行驶过程所受空气阻力和摩擦阻力的大小不变，则该过程汽车的功率P随时间t变化的图像是（ ） A. B. C. D. 4. 如图甲所示，点电荷q1固定在A点，点电荷q2固定在B点，A、B之间的距离为r1，现把点电荷q2，从B点移到C点，A、C之间的距离为r2，图乙是点电荷q1、q2之间的库仑力F随距离r的变化图像，已知图像下面阴影部分曲边梯形的面积为S，则B、C之间电势差为UBC为（　　） A. B. C. D. 5. 某吹风机内部的简化电路图如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，已知当开关K断开时变压器副线圈中的电流I随时间t的变化图像如图乙所示，电动机两端的电压为。当开关K闭合后，原线圈的输入功率变为原来的3倍。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈中电流的周期为0.04s B. 当开关K断开时，原线圈的输入功率为 C. 定值电阻R的阻值为 D. 当开关K闭合后，副线圈的输出电压变大 6. 如图所示，可以用标准件A检测加工件B与标准件的高度误差，两工件的上下端面均水平。将两工件放置在水平平台上，上方放置一光学平板玻璃，波长为560nm 的光竖直照射到玻璃上，两工件上方的相邻干涉亮条纹间距均为0.2mm。已知A左侧到B左侧的水平距离为4mm，则两工件的高度差为（　　） A. B. C. D. 7. 如图（a）所示，两间距L=1m、左侧接有一电容器的光滑足够长的水平导轨处于垂直纸面向里的磁场中，已知电容器的电容C=100μF，磁感应强度B随位置x的变化如图（b）所示。一长为L=1m、质量m=0.16kg的金属棒在外力F的作用下从坐标原点O沿x轴正方向以v0=10m/s的速度匀速运动到x1=1m处，此时电容器被击穿，电容器变成一个R=1000Ω的电阻，通过改变外力F，使电路中电流保持不变，已知在运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。则下列说法正确的是（　　） A. 电容器被击穿之前外力F为恒力 B. 电容器被击穿之前外力F做的功为20J C. 电容器被击穿之后，金属棒运动1m所需要的时间为0.15s D. 电容器被击穿之后，金属棒运动1m外力F做的功为12J 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 已知金属锌的逸出功为3.34eV。如图所示为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=3能级跃迁到n=1能级可产生a光，从n=2能级跃迁到n=1能级可产生b光。a光和b光的波长分别为和。现用a、b两光分别照射金属锌表面均可产生光电效应，遏止电压分别为Ua和Ub。下列说法正确的是（　　） A. b光的光子能量为3.4eV B. C. D. a光照射金属锌表面产生的光电子的最大初动能为6.86eV 9. 如图所示，空间直角坐标系O-xyz中存在匀强磁场，两足够长、电阻不计的金属导轨平行固定在绝缘长木板ABCD上，导轨左端通过导线连接电流表A（不计内阻）。电阻R=2Ω的金属棒垂直导轨放置，以v=1m/s的速度沿导轨运动，金属棒始终与导轨接触良好，金属棒长度和导轨间距均为L=1m。木板所在平面与电流表A示数的关系如表所示。则（　　） 木板所在平面 电流表示数/A xOy 0.25 xOz 0.20 yOz 0.15 A. 在xOy平面时金属棒消耗的电功率为0.25W B. 磁感应强度沿y轴方向的分量大小为0.4T C. 木板在yOz平面时棒所受安培力大小为0.45N D. 空间中磁感应强度大小为 10. 如图所示，绝缘水平面上有两竖直且正对的金属板M、N，带电荷量的绝对值为Q，两板间距为d。在靠近M板处的水平面上竖直向上抛出一动能为16J的带正电小球，小球到达最高点时恰垂直击中N板，击中前瞬间小球的动能为9J。小球可视为质点，空气阻力不计。下列说法正确的是（　　） A. 小球击中挡板时的位置到水平面的距离为 B. 小球在空中运动过程的最小动能为5.76 J C. 仅将N板向右平移3d，小球恰打不到N板 D. 仅将极板带电荷量变为 小球恰打不到N板 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲所示，某实验小组用一辆改装的小车来探究做功与动能增量的关系，其示意图如图乙所示，用一根细线通过固定在长木板上的定滑轮连接小车和钩码，小车与滑轮间的细线与长木板平行。在钩码牵引下，载有小球的小车在长木板上从静止开始加速运动，小车运动到固定挡条处发生碰撞，使置于小车固定平台上的小球被水平抛出，并落在平铺在长木板上的白纸上的复写纸上。已知小车质量为M，小球质量为m，钩码质量为m0，重力加速度为g。 （1）使小车从同一位置出发，重复多次实验，小球抛出后落在复写纸上，在白纸上留下多个印迹，现用画圆的方法确定小球的平均落点，如图丙所示，所画的圆较合理的是（　　） A. a B. b （2）进一步测量得到小车在碰撞固定挡条前的位移为x，小球水平抛出后落到复写纸上的水平位移为s，竖直位移为h，由此可以确定小车与挡条碰撞前瞬间的速度大小为v=（　　） A. B. C. D. （3）为了探究重力做功与动能增量的关系，本实验_______（选填“需要”或“不需要”）平衡阻力；实验中钩码重力做功为W=m0gx，若第二问中的速度用v表示，则动能增量ΔEk=_______（用题目中的物理量及v表示）。 12. 硅光电池被一定条件的光照射时，可以对外供电。某实验小组设计实验测试某款硅光电池在太阳光照射下的输出特性。 （1）电路连接 实验小组设计了如图（a）的电路图，请根据电路图完成图（b）实物图连线___________。 （2）光强一定时，硅光电池输出功率测量 ①用碘钨灯（发出的光近似于太阳光）在20cm处正对照射硅光电池，电阻箱取不同阻值时，记录多组电压表读数U和毫安表读数I，当电压表读数为1.40V时，毫安表示数如图（c），读数为___________mA。 ②硅光电池输出功率P=UI。根据记录的数据，求得不同输出电压下的硅光电池输出功率，并作P-U图像如图（d）。 （3）硅光电池的转化效率测试 ①如图（e），利用（2）中的碘钨灯正对照射光功率计，距离仍为20cm时，光功率计测得单位受光面积的光功率为38mW/cm2，已知步骤（2）中，硅光电池的受光面积为25cm2，则入射到硅光电池的光功率Pi=___________mW。 ②硅光电池的转化效率定义为，实验中硅光电池的转化效率为___________%。（结果保留3位有效数字） （4）误差分析若电表内阻影响不可忽略，则实验测得的转化效率___________（选填“大于”“等于”或“小于”）实际的转化效率。 13. 如图是地铁隧道防洪气囊，使用时通过充气机向气囊内充气，使其膨胀为长度L=10m、横截面积S=20m2的柱体，当其内部气压满足时，可以阻断洪水。已知隧道内大气压强恒为，充气机每秒从隧道中吸入体积为ΔV=0.5m3的空气并充入气囊。气囊不漏气且导热良好，内部气体可视为理想气体。 （1）充气前气囊内气体可忽略，要使气囊内部气压达到1.8×105Pa，求充气时间； （2）某次防洪演练，将气囊气压充至2.0×105Pa，一段时间后，隧道内温度由300K降至288K，气囊体积不变，通过计算判断气囊气压是否仍满足阻断洪水的要求。 14. 如图所示，长为0.5m的传送带位于两光滑的水平台面中间，传送带上表面与台面相平，轻弹簧一端固定在墙壁上的O点，另一端与质量为2kg的物块B相连。一颗质量为50g的子弹以的动能水平击中质量为0.95kg的静止物块A（时间极短）并嵌入其中。物块A与传送带之间的动摩擦因数为0.4，传送带在电动机的控制下以的速度顺时针方向匀速转动。弹簧处于原长时物块B刚好被挡板挡住，由于挡板的作用，物块B每次回到挡板处速度均变为0，物块A与B的碰撞都发生在挡板处，且两物块的碰撞属于弹性碰撞，重力加速度g取。求： （1）物块A被子弹击中后瞬间的速度大小； （2）物块A通过传送带后与物块B发生碰撞，第一次碰后物块A、B各自的速度大小； （3）物块A与B发生第2次碰撞后，物块A滑上传送带的最大位移以及弹簧获得的最大弹性势能各是多少。 15. 如图空间直角坐标系O-xyz将y≥0的空间划分为四个区域，IV区域存在沿z轴负方向的匀强电场，Ⅱ、Ⅲ区域存在沿y轴负方向的匀强磁场。在xOy平面内x>0区域放置一足够大的吸收屏，吸收屏下方紧靠P（l，0，0）处有一粒子源可向x轴负方向发射速率为v0、质量为m、带电量为+q的粒子（重力不计）。粒子运动经过Q（0，0，）点且刚好打在屏上P点，粒子打在吸收屏上即被吸收且不影响空间电、磁场分布。 （1）求匀强电场的电场强度大小E0； （2）求匀强磁场的磁感应强度大小B0； （3）若在I区域加沿y轴正方向、电场强度大小为2E0的匀强电场，同时调节IV区域中电场强度大小为kE0（电场方向不变），求粒子打在吸收屏上落点的坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第二学期高三年级期中考试物理试题 本试卷共100分，考试用时75分钟。 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的。 1. 某同学手握弹簧左侧左右来回振动，使弹簧形成如图所示的纵波。已知相邻的密部和疏部相距0.4m，手每分钟左右完整振动30次，则该波的（　　） A. 波长为0.8m B. 波长为0.4m C. 波速为4m/s D. 波速为8m/s 【答案】A 【解析】 【详解】AB．弹簧波为纵波，纵波波长为相邻的密部和密部间的距离，可知该波的波长为0.8m，故A正确，B错误； CD．因手每分钟左右完整振动30次，故该波的振动周期 波速，故CD错误。 故选A。 2. 图（a）所示的油纸伞是我国古人智慧的结晶。图（b）为其结构示意图，ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨，伞撑两端分别与ON中点M和滑环P铰接。保持伞柄不动，向上推滑环P，使得伞骨ON以恒定角速度开伞，则（　　） A. M点的线速度方向总是沿PM方向 B. M点的向心加速度方向沿MP方向 C. N点线速度大小是M点的2倍 D. N点的向心加速度大小是M点的4倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，M点做匀速圆周运动，线速度方向始终沿圆周的切线方向，始终与ON垂直，而非沿PM方向，故A错误； B．由题意可知，ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨，M点以O点为圆心做匀速圆周运动，所以向心加速度方向始终沿M指向圆心O，不是沿MP方向，故B错误； C．由匀速圆周运动规律可知 由于， 所以有 所以N点线速度大小是M点的2倍，故C正确； D．由向心加速度公式可知 由于， 所以有 所以N点的向心加速度大小是M点的2倍，故D错误。 故选C。 3. 如图，汽车定速巡航（即速率不变）通过路面，时刻经过b，时刻经过c，时刻经过d.若汽车行驶过程所受空气阻力和摩擦阻力的大小不变，则该过程汽车的功率P随时间t变化的图像是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，汽车运动速率不变，设汽车行驶过程所受空气阻力和摩擦阻力的大小为f， 在段，有 在段，有 在段，有 可知 且、、保持不变，由公式 可知，汽车的功率 且、、保持不变，故选B。 4. 如图甲所示，点电荷q1固定在A点，点电荷q2固定在B点，A、B之间的距离为r1，现把点电荷q2，从B点移到C点，A、C之间的距离为r2，图乙是点电荷q1、q2之间的库仑力F随距离r的变化图像，已知图像下面阴影部分曲边梯形的面积为S，则B、C之间电势差为UBC为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】图像下面阴影部分曲边梯形的面积的物理意义代表点电荷从到运动过程中库仑力所做的功，电荷从到克服电场力做功，即电场力做负功，可得 因为 所以 故选D。 5. 某吹风机内部的简化电路图如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，已知当开关K断开时变压器副线圈中的电流I随时间t的变化图像如图乙所示，电动机两端的电压为。当开关K闭合后，原线圈的输入功率变为原来的3倍。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈中电流的周期为0.04s B. 当开关K断开时，原线圈的输入功率为 C. 定值电阻R的阻值为 D. 当开关K闭合后，副线圈的输出电压变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知副线圈中电流的周期为0.02s，变压器只改变交变电流的电压不改变周期，A错误； B．由图乙可知，当开关K断开时，副线圈中电流的有效值为，此时原线圈的输入功率为 B错误； C．由题意可知，当开关K闭合后，定值电阻R消耗的功率为电动机消耗功率的2倍，有 解得 C正确； D．副线圈的输出电压由原线圈的输入电压和变压器原、副线圈的匝数比决定，所以开关K闭合后，副线圈的输出电压不变，D错误。 故选C。 6. 如图所示，可以用标准件A检测加工件B与标准件的高度误差，两工件的上下端面均水平。将两工件放置在水平平台上，上方放置一光学平板玻璃，波长为560nm 的光竖直照射到玻璃上，两工件上方的相邻干涉亮条纹间距均为0.2mm。已知A左侧到B左侧的水平距离为4mm，则两工件的高度差为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设两工件上方的劈尖的夹角为，入射光的波长为，相邻亮条纹间距为，则相邻两亮纹对应空气膜的厚度分别满足， 又 解得 根据几何关系有 联立解得。 故选A。 7. 如图（a）所示，两间距L=1m、左侧接有一电容器的光滑足够长的水平导轨处于垂直纸面向里的磁场中，已知电容器的电容C=100μF，磁感应强度B随位置x的变化如图（b）所示。一长为L=1m、质量m=0.16kg的金属棒在外力F的作用下从坐标原点O沿x轴正方向以v0=10m/s的速度匀速运动到x1=1m处，此时电容器被击穿，电容器变成一个R=1000Ω的电阻，通过改变外力F，使电路中电流保持不变，已知在运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。则下列说法正确的是（　　） A. 电容器被击穿之前外力F为恒力 B. 电容器被击穿之前外力F做的功为20J C. 电容器被击穿之后，金属棒运动1m所需要的时间为0.15s D. 电容器被击穿之后，金属棒运动1m外力F做的功为12J 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由题图(b)可知，在0≤x≤1m内，B=20x(T)，金属棒匀速运动，金属棒中的电流为 解得I=0.2A，外力 F 与棒受到的安培力始终平衡，即F=BIL，F越来越大，则电容器被击穿之前外力 F做的功为 此处可用B-x图线的面积表示Bx₁进行求解，故A、B错误； C．由题可知电容器被击穿后变成一个R=1000Ω电阻，由于电路中电流不变，设此后某时刻金属棒速度为v，则由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得BLv=E=IR，代入数据后得数值上有 xv=10，为了求金属棒运动时间，可以作 图像，如图所示 由图可求出金属棒从到 金属棒的运动时间为阴影部分面积 故C正确； D．由功能关系可知，电容器被击穿之后，金属棒运动1m，根据电流不变，列出v与x的关系.将方程变形为 与x的式子 再结合图像的面积求解。力 F做的功 解得故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 已知金属锌的逸出功为3.34eV。如图所示为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=3能级跃迁到n=1能级可产生a光，从n=2能级跃迁到n=1能级可产生b光。a光和b光的波长分别为和。现用a、b两光分别照射金属锌表面均可产生光电效应，遏止电压分别为Ua和Ub。下列说法正确的是（　　） A. b光的光子能量为3.4eV B. C. D. a光照射金属锌表面产生的光电子的最大初动能为6.86eV 【答案】BC 【解析】 【详解】A．氢原子能级跃迁时，辐射光子的能量等于两个能级之间的能级差，则a光的光子能量为 同理b光的光子能量为，故A错误； B．根据可知，由于，所以有 又因为 则有，故B正确； C．根据爱因斯坦的光电效应方程有 又因为 联立解得遏止电压与入射光的频率关系为 由于，则有，故C正确； D．根据爱因斯坦的光电效应方程可知，a光照射金属锌表面产生的光电子的最大初动能为，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，空间直角坐标系O-xyz中存在匀强磁场，两足够长、电阻不计的金属导轨平行固定在绝缘长木板ABCD上，导轨左端通过导线连接电流表A（不计内阻）。电阻R=2Ω的金属棒垂直导轨放置，以v=1m/s的速度沿导轨运动，金属棒始终与导轨接触良好，金属棒长度和导轨间距均为L=1m。木板所在平面与电流表A示数的关系如表所示。则（　　） 木板所在平面 电流表示数/A xOy 0.25 xOz 0.20 yOz 0.15 A. 在xOy平面时金属棒消耗的电功率为0.25W B. 磁感应强度沿y轴方向的分量大小为0.4T C. 木板在yOz平面时棒所受安培力大小为0.45N D. 空间中磁感应强度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由表可知，在xOy平面时，电流表示数为0.25A，所以金属棒消耗的电功率为，故A错误； B．在xOz平面时，电流表示数为0.20A，所以 代入数据解得，故B正确； D．在xOy平面时，电流表示数为0.25A，所以 代入数据解得 木板在yOz平面时，电流表示数为0.15A，所以 代入数据解得 所以空间中磁感应强度大小为，故D正确； C．木板在yOz平面时，若棒运动方向沿y轴正方向，则棒所受安培力大小为 若棒运动方向沿z轴正方向，则棒所受安培力大小为，故C错误。 故选BD。 10. 如图所示，绝缘水平面上有两竖直且正对的金属板M、N，带电荷量的绝对值为Q，两板间距为d。在靠近M板处的水平面上竖直向上抛出一动能为16J的带正电小球，小球到达最高点时恰垂直击中N板，击中前瞬间小球的动能为9J。小球可视为质点，空气阻力不计。下列说法正确的是（　　） A. 小球击中挡板时的位置到水平面的距离为 B. 小球在空中运动过程的最小动能为5.76 J C. 仅将N板向右平移3d，小球恰打不到N板 D. 仅将极板带电荷量变为 小球恰打不到N板 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设小球的质量为，重力加速度为，小球的初速度为，小球的电量为，电场强度为。对小球受力分析，可知小球在竖直方向受重力作用做竖直上抛运动，加速度为，在水平方向受电场力作用做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为；由题知，小球到达最高点时恰垂直击中N板，说明此时小球在竖直方向的速度为零，只有水平方向的速度 ，根据题意有， 解得， 根据分运动的等时性，则有 解得 根据速度位移公式，可得小球在水平方向和竖直方向的位移分别为， 联立解得，故A错误； B．小球在竖直方向做竖直上抛运动，则有 在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有 故小球在任意时刻的速度为 则小球在任意时刻的动能为 联立可得 变形得 化简得 故当时动能最小，为，故B正确； C．在最开始，当两板的距离为时，小球恰好垂直打在N板上，此时小球在竖直方向的速度为零，则时间为 则水平方向的位移为 由题知，小球恰打不到N板，可知临界条件为小球刚再次落回到水平面上，且落点为N板的最下端，根据小球在竖直方向做竖直上抛运动，可得小球运动的总时间为 小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有 联立解得 故将N板向右平移的距离为，故C正确； D．可知，绝缘水平面上有两竖直且正对的金属板M、N组成了一个电容器，设电容为，根据， 可得 可知将极板带电荷量变为 则金属板M、N间的电场强度为，在水平方向，对小球分析，根据牛顿第二定律，可得 即小球在水平方向的加速度为 而小球在竖直方向做竖直上抛运动，可得小球运动的总时间为 则水平方向的位移为 又开始时有 联立解得，小球可以打到N板，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲所示，某实验小组用一辆改装的小车来探究做功与动能增量的关系，其示意图如图乙所示，用一根细线通过固定在长木板上的定滑轮连接小车和钩码，小车与滑轮间的细线与长木板平行。在钩码牵引下，载有小球的小车在长木板上从静止开始加速运动，小车运动到固定挡条处发生碰撞，使置于小车固定平台上的小球被水平抛出，并落在平铺在长木板上的白纸上的复写纸上。已知小车质量为M，小球质量为m，钩码质量为m0，重力加速度为g。 （1）使小车从同一位置出发，重复多次实验，小球抛出后落在复写纸上，在白纸上留下多个印迹，现用画圆的方法确定小球的平均落点，如图丙所示，所画的圆较合理的是（　　） A. a B. b （2）进一步测量得到小车在碰撞固定挡条前的位移为x，小球水平抛出后落到复写纸上的水平位移为s，竖直位移为h，由此可以确定小车与挡条碰撞前瞬间的速度大小为v=（　　） A. B. C. D. （3）为了探究重力做功与动能增量的关系，本实验_______（选填“需要”或“不需要”）平衡阻力；实验中钩码重力做功为W=m0gx，若第二问中的速度用v表示，则动能增量ΔEk=_______（用题目中的物理量及v表示）。 【答案】（1）B （2）C （3） ①. 需要 ②. 【解析】 【小问1详解】 确定小球平均落点时，应将大部分印迹包含在圆内，圆b更合理地包含了多个印迹，能准确反映平均落点。 故选B。 【小问2详解】 根据平抛运动规律有 联立解得小车与挡条碰撞前瞬间的速度大小 故选C。 【小问3详解】 [1][2]为了使钩码的重力做功等于系统动能的增量，需平衡阻力，消除摩擦力的影响，系统动能增量为 12. 硅光电池被一定条件的光照射时，可以对外供电。某实验小组设计实验测试某款硅光电池在太阳光照射下的输出特性。 （1）电路连接 实验小组设计了如图（a）的电路图，请根据电路图完成图（b）实物图连线___________。 （2）光强一定时，硅光电池输出功率测量 ①用碘钨灯（发出的光近似于太阳光）在20cm处正对照射硅光电池，电阻箱取不同阻值时，记录多组电压表读数U和毫安表读数I，当电压表读数为1.40V时，毫安表示数如图（c），读数为___________mA。 ②硅光电池输出功率P=UI。根据记录的数据，求得不同输出电压下的硅光电池输出功率，并作P-U图像如图（d）。 （3）硅光电池的转化效率测试 ①如图（e），利用（2）中的碘钨灯正对照射光功率计，距离仍为20cm时，光功率计测得单位受光面积的光功率为38mW/cm2，已知步骤（2）中，硅光电池的受光面积为25cm2，则入射到硅光电池的光功率Pi=___________mW。 ②硅光电池的转化效率定义为，实验中硅光电池的转化效率为___________%。（结果保留3位有效数字） （4）误差分析若电表内阻影响不可忽略，则实验测得的转化效率___________（选填“大于”“等于”或“小于”）实际的转化效率。 【答案】（1） （2）50 （3） ①. 950 ②. 10.5 （4）小于 【解析】 【小问1详解】 根据图（a）将图（b）连接如下 【小问2详解】 由图（c）可知，毫安表的示数为 【小问3详解】 [1]由题意可知，入射到硅光电池的光功率 [2]由图（d）可知，硅光电池的最大输出功率为 则其转化效率为 【小问4详解】 由于电压表的分流作用，导致毫安表测得电流小于实际输出的电流，计算出的最大输出功率偏小，因此测得的转化效率小于实际转化率。 13. 如图是地铁隧道防洪气囊，使用时通过充气机向气囊内充气，使其膨胀为长度L=10m、横截面积S=20m2的柱体，当其内部气压满足时，可以阻断洪水。已知隧道内大气压强恒为，充气机每秒从隧道中吸入体积为ΔV=0.5m3的空气并充入气囊。气囊不漏气且导热良好，内部气体可视为理想气体。 （1）充气前气囊内气体可忽略，要使气囊内部气压达到1.8×105Pa，求充气时间； （2）某次防洪演练，将气囊气压充至2.0×105Pa，一段时间后，隧道内温度由300K降至288K，气囊体积不变，通过计算判断气囊气压是否仍满足阻断洪水的要求。 【答案】（1）720s （2）能 【解析】 【小问1详解】 充气完成后，气囊内气体体积V=LS 设充入的环境空气体积为V0时，气囊气压达到防洪气压pmin，充入的气体温度不变，由玻意耳定律，有 解得V0=360m3 依题意有 故充气时间为720s。 【小问2详解】 设降温后，温度为T1时气囊内气体压强为p1，气体做等容变化，由查理定律，有 解得 p1=1.92×105Pa 由于p1>pmin=1.8×105Pa，故气囊仍能满足防洪气压要求。 14. 如图所示，长为0.5m的传送带位于两光滑的水平台面中间，传送带上表面与台面相平，轻弹簧一端固定在墙壁上的O点，另一端与质量为2kg的物块B相连。一颗质量为50g的子弹以的动能水平击中质量为0.95kg的静止物块A（时间极短）并嵌入其中。物块A与传送带之间的动摩擦因数为0.4，传送带在电动机的控制下以的速度顺时针方向匀速转动。弹簧处于原长时物块B刚好被挡板挡住，由于挡板的作用，物块B每次回到挡板处速度均变为0，物块A与B的碰撞都发生在挡板处，且两物块的碰撞属于弹性碰撞，重力加速度g取。求： （1）物块A被子弹击中后瞬间的速度大小； （2）物块A通过传送带后与物块B发生碰撞，第一次碰后物块A、B各自的速度大小； （3）物块A与B发生第2次碰撞后，物块A滑上传送带的最大位移以及弹簧获得的最大弹性势能各是多少。 【答案】（1） （2）， （3）， 【解析】 【小问1详解】 子弹的初速度 子弹打入物块过程中由动量守恒定律 解得 【小问2详解】 物块A（包括子弹）滑上传送带时先做减速运动，加速度大小 假设物块A一直减速，则到达右端时的速度 假设正确，则物块A穿过传送带时的速度为，与B碰撞时由动量守恒和能量关系， 其中 解得， 【小问3详解】 A与B第一次碰后反向弹回速度为大小，滑上传送带后向左滑行的最大距离为，然后返回，到达传送带右端时速度大小仍为，与B第二次碰撞时由动量守恒和能量关系， 解得， A与B第二次碰后反向弹回速度为大小，滑上传送带后向左滑行的最大距离为 弹簧获得的最大弹性势能 15. 如图空间直角坐标系O-xyz将y≥0的空间划分为四个区域，IV区域存在沿z轴负方向的匀强电场，Ⅱ、Ⅲ区域存在沿y轴负方向的匀强磁场。在xOy平面内x>0区域放置一足够大的吸收屏，吸收屏下方紧靠P（l，0，0）处有一粒子源可向x轴负方向发射速率为v0、质量为m、带电量为+q的粒子（重力不计）。粒子运动经过Q（0，0，）点且刚好打在屏上P点，粒子打在吸收屏上即被吸收且不影响空间电、磁场分布。 （1）求匀强电场的电场强度大小E0； （2）求匀强磁场的磁感应强度大小B0； （3）若在I区域加沿y轴正方向、电场强度大小为2E0的匀强电场，同时调节IV区域中电场强度大小为kE0（电场方向不变），求粒子打在吸收屏上落点的坐标。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子从P到Q做类平抛运动，设运动时间为t1 x方向有 z方向有 其中 联立三式得： 【小问2详解】 设粒子到达Q点时，速度方向与x轴成θ角，由得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，从Q点进入磁场，从M点离开磁场。设粒子圆周运动半径为r，速度，由洛伦兹力提供向心力有 并且 粒子打在P点，有 联立三式得 【小问3详解】 调节I、IV区域的电场分布后，设粒子从Q'点进入磁场，再从M'点离开磁场 由前面分析可知，与IV区域电场强度大小无关。 粒子要进入I区域，打在吸收屏上，需满足，即 粒子到达M'点时，z方向的分速度 粒子在I区域运动，设经历时间t2，落点在吸收屏上坐标设为（x，y，0）有 得 故， 所以打在吸收屏的坐标是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $