精品解析：2026届陕西西安国际港务区高新一中陆港中学等校高三下学期模拟预测物理试题

高三物理试题 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. 一个不会发生形变的通电圆环置于匀强磁场中。由静止释放后的短时间内，仅在安培力作用下，可能观察到圆环发生的运动是（ ） A. 如图甲，在圆环平面内向某一方向平动 B. 如图乙，沿垂直于圆环的方向平动 C. 如图丙，绕过圆心且垂直于圆环的轴转动 D. 如图丁，绕圆环的某条直径转动 2. 如图所示，质量为m的小圆环A穿在光滑水平直杆上，通过细线与小圆环B相连，初始时细线恰好水平拉直。现将A、B从图示位置由静止释放，B的运动轨迹如图中虚线所示，Q点为右侧轨迹的最高点，Q点到A的初始位置的距离为绳长的，不计空气阻力，则B的质量为（ ） A. B. C. D. 3. A、B两种光子都能使某种金属发生光电效应，已知A光子照射该金属产生的光电子最大初动能为E，B光子的动量为A光子的2倍，照射该金属产生光电子的最大初动能为kE，下列说法正确的是（ ） A. 一定有 B. B光子的能量为A光子的一半 C. B光子的能量为 D. 这种金属的逸出功为 4. 液体表面跟气体接触的薄层称为表面层，液体跟固体接触的薄层称为附着层。将分别用A、B两种材料制成的两端开口的洁净细管竖直插入水中，发现材料A的管中液面比外部水面要高，材料B的管中液面比外部水面要低。则在同样的外界条件下，以下四处水分子的平均间距最小的是（ ） A. 水与材料A接触的附着层内 B. 水与材料B接触的附着层内 C. 水与空气接触的表面层内 D. 水的内部 5. 如图所示，水平传送带以某一速度沿顺时针方向匀速转动，轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端与一个滑块相连，现由弹簧原长位置静止释放滑块，释放后发现滑块在传送带上始终做简谐运动。传送带与滑块间的动摩擦因数处处相同，下列操作能使滑块振幅减小的是（ ） A. 仅增大滑块的质量 B. 仅使传送带反向转动 C. 仅增大传送带的速度 D. 仅增大弹簧的劲度系数 6. 如图，质量为M、高为h的一只长方体薄壁铁箱静止放置在光滑水平面上，铁箱内后壁顶部放有一个质量为m、可视作质点的物块。物块与铁箱内壁间的动摩擦因数为。若对铁箱施加水平向右的恒力F，可恰好使物块与铁箱间无相对运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若对铁箱施加水平向右的恒力，让铁箱和物块同时开始运动，物块落地时，铁箱的位移为（ ） A. B. C. D. 7. 如左图所示，在光滑水平桌面上建立水平向右的x轴，两个相邻的匀强磁场区域宽度均为L，磁场方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上，磁感应强度大小相等。一边长也为L的正方形导线框abcd以某一初速度沿x轴正方向进入磁场（bc边位于处），最终恰好能穿出两个磁场区域，停下时ad边恰好在处。如右图，使两个磁场区域之间间隔距离，但不改变磁感应强度和磁场宽度。让导线框再次以初速度沿x轴正方向进入磁场，改变l的值，导线框完全穿过两片磁场区域后的所能得到的最大速度为（ ） A. B. C. D. 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. 外太空小行星若有撞击地球风险，人类将主动干预，使得小行星偏离原有的轨道。如图所示，假设某颗小行星绕太阳做圆周运动，速度大小为v，轨道半径为r，运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星后，小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道，远日点仍为P，近日点为Q，Q到太阳的距离为。设小行星的质量不变，下列说法正确的是（ ） A. 碰后小行星运动的周期变大 B. 碰后小行星的机械能变小 C. 小行星在新轨道通过P点的速度大于v D. 小行星在新轨道通过Q点的速度大于v 9. 两列振幅均为A的简谐横波均沿x轴传播，时刻两列波分别的波形图如图所示，其中一列沿x轴正方向传播（图中实线所示），一列沿x轴负方向传播（图中虚线所示）。这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，且传播速度均为10m/s，下列说法正确的是（ ） A. 处质点振动振幅为2A B. 相邻两个振幅为0的质点之间的距离为8cm C. 和两处质点位移总是大小相等，方向相同 D. 和两处质点位移总是大小相等，方向相同 10. 如左图所示，两个相同的圆环垂直于x轴平行放置，它们的圆心分别在x轴上坐标为和L处，两圆环分别均匀带等量异种电荷、。x轴上的电势随位置变化的图像如右图所示。一质量为m、带电量为的试探电荷从x轴负半轴上无穷远处以某一初速度沿x轴正方向射入。若要让该电荷可以穿过两圆环一直运动到x正半轴无穷远处，所需初速度的最小值等于v，重力忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. B. 若该试探电荷的初速度为，则它无法运动到的区域 C. 若该试探电荷的初速度为2v，则它运动的最大速度为 D. 若将两圆环所带电荷量均加倍（仍等量异种），则该试探电荷运动到正无穷处所需的最小初速度为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 学习小组利用手机和自行车探究圆周运动的相关规律。已知手机的加速度传感器可以测量x、y、z三个方向的加速度值（如左图），将自行车架起，手机固定在自行车后轮轮毂上（如右图，轮胎厚度不计），转动踏板，后轮带动手机在竖直面内做圆周运动。 （1）若加速转动踏板，则手机可测到哪些方向的加速度值不为零？_________。（填字母） A. x、y方向的加速度值 B. x、z方向的加速度值 C. y、z方向的加速度值 （2）若匀速转动踏板，用秒表测出踏板转动N圈的时间为t，飞轮a和链轮b上一圈的齿数分别为和，后轮的角速度_________（用本问所给物理量的字母表示） （3）用不同的速度匀速转动踏板，测量转动相同圈数所对应的时间t，对应用手机测量加速度的三分量大小：、、；为了验证匀速圆周运动的向心加速度随角速度的变化规律，请从、、中选出合适的分量，并写出它与t应满足什么定量关系：_________。 12. 一实验小组将铜片和锌片贴着透明长方体塑料杯平行插入杯中，在杯中注入某种一定浓度的电解质溶液，形成一个可变内阻的原电池，如图甲所示。经查阅资料发现该原电池的电动势约为1V并与电解质溶液的体积无关。为了测量该原电池的电动势E和该电解质溶液的电阻率，实验小组按照如图乙所示的电路图将阻值的定值电阻、数字式多用电表、原电池、开关等元件用导线连接成如图丙所示的实物图。实验步骤如下： ①测出透明杯的内部宽度、铜片和锌片间的距离，如图甲所示。 ②在透明杯中注入一定量的该种溶液，通过贴在杯上的刻度尺读出溶液的高度h。 ③选择数字式多用电表合适量程的电流挡后，闭合开关，读出电表示数I。 ④多次注入该种溶液，每注入一次溶液都重复步骤②③，得到的数据如下表所示。 ⑤断开电路，整理器材。 组数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 高度h/mm 5 10 15 20 25 30 35 40 45 电流I/mA 3.3 6.3 9.7 12.8 16.2 19.3 22.5 25.2 28.1 请回答下列问题： （1）通过上表数据发现，随溶液高度增加，原电池内阻_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）已知电解质溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。该小组利用Excel表格软件对上表实验数据进行处理，分别作出了I-h和的图像如下图A、B所示。为了能够根据闭合电路欧姆定律和图像信息比较严格地计算出该原电池电动势E和该电解质溶液的电阻率ρ，应选图_________（选填“A”或“B”） 更合适。 （3）根据（2）中选择的图像拟合的函数关系式，可得出该原电池电动势_________V，该电解质溶液的电阻率_________。（结果均保留两位有效数字） （4）该小组同学发现，（2）中未选择做数据处理的另一种图像横纵坐标关系也近似成线性，你认为原因是什么？_________。 13. 如图所示，ABC是横截面为等边三角形的玻璃三棱镜，一束单色光从AB边上D点射入棱镜，进入棱镜后光线恰好与BC边平行，后从AC边E点射出。最终的出射光线相对在D点的入射光线偏转了30°角。 （1）求三棱镜对该单色光的折射率n； （2）改变单色光的入射角，使在D点折射后的光线直接射到AC边，并在AC边恰好发生全反射，求此时D点对应入射角的正弦值。 14. 如图所示，光滑水平面DA与光滑圆弧轨道ABC在A处平滑连接，B是圆弧轨道的最高点，A、C等高。O是圆弧的圆心，圆弧半径，OA与OB夹角为37°。在水平面上静止放置一个质量为的小球Q，使另一小球P沿DA方向以初速度与Q发生弹性正碰。碰后Q继续向圆弧轨道ABC运动，且在平滑连接的A处无动能损失。（，） （1）若P的质量是Q的k倍，求碰后Q的速度大小；并说明在k取所有可能值的情况下，碰后Q的速度的范围。 （2）若碰后Q能不脱离圆弧轨道到达B点，求P的质量范围。 15. 如图所示，在空间中建立空间直角坐标系O-xyz，以原点O为顶点作一边长为L的立方体区域，顶点A的坐标为，顶点C的坐标为。现从O点沿xOy平面以大小不变的初速度v向立方体区域内发射带电量为、质量为m的带电粒子。粒子重力不计。 （1）若在空间中加一匀强磁场，使沿OC方向入射的粒子能做圆周运动经过A点，求所加磁场的磁感应强度的大小和方向。 （2）若在空间中加一沿y轴正方向的匀强磁场，调整粒子的入射方向（仍在xOy平面内）使粒子能经过A点，且粒子到A点前并没有出立方体区域，求所加磁场磁感应强度的大小。 （3）若在（2）问的基础上，再加上沿z轴负方向的匀强电场。粒子初速度仍沿（2）问中的方向，粒子运动过程中所能到达的最高点恰好在所在平面。求所加电场的电场强度E的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理试题 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. 一个不会发生形变的通电圆环置于匀强磁场中。由静止释放后的短时间内，仅在安培力作用下，可能观察到圆环发生的运动是（ ） A. 如图甲，在圆环平面内向某一方向平动 B. 如图乙，沿垂直于圆环的方向平动 C. 如图丙，绕过圆心且垂直于圆环的轴转动 D. 如图丁，绕圆环的某条直径转动 【答案】D 【解析】 【详解】AB．匀强磁场中任意闭合通电载流回路受到的总安培力合力为零，圆环由静止释放，合力为零，因此不会发生平动，故AB错误； C．若磁场垂直圆环平面，各电流元的安培力沿圆环径向（指向或背离圆心），不会转动；若磁场平行圆环平面，安培力的力矩是绕直径的，不是绕垂直于圆环的轴，故不会使圆环绕过圆心且垂直于圆环的轴转动，故C错误； D．当匀强磁场方向平行于圆环平面时，不同位置的电流元受到的安培力会对圆环的某条直径产生不为零的转动力矩，可使圆环由静止开始绕该直径转动，因此这种运动可能发生，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，质量为m的小圆环A穿在光滑水平直杆上，通过细线与小圆环B相连，初始时细线恰好水平拉直。现将A、B从图示位置由静止释放，B的运动轨迹如图中虚线所示，Q点为右侧轨迹的最高点，Q点到A的初始位置的距离为绳长的，不计空气阻力，则B的质量为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设绳长为，B的质量为。A、B系统水平方向不受外力，水平动量守恒，初始总动量为0。B从左侧释放摆到右侧最高点Q的过程中，根据机械能守恒定律，B在Q点的速度为0，且Q点与初始位置等高。此时细线再次水平，B位于A的右侧，距离A为。设此过程中A向左移动的距离为。根据水平方向动量守恒 两边乘上时间 即 结合几何关系 可知 解得 Q点到A初始位置的距离 解得 故选C。 3. A、B两种光子都能使某种金属发生光电效应，已知A光子照射该金属产生的光电子最大初动能为E，B光子的动量为A光子的2倍，照射该金属产生光电子的最大初动能为kE，下列说法正确的是（ ） A. 一定有 B. B光子的能量为A光子的一半 C. B光子的能量为 D. 这种金属的逸出功为 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．根据光子的能量与频率关系得 根据德布罗意波公式得 其中 联立可得 根据爱因斯坦光电效应方程，其中为金属逸出功，恒为正值。 设A光子动量为，则B光子动量为，因此， 联立可得这种金属的逸出功为 因此，故AB错误，D正确； C．根据爱因斯坦光电效应方程、 联立可得 因此B光子的能量为，故C错误。 故选D。 4. 液体表面跟气体接触的薄层称为表面层，液体跟固体接触的薄层称为附着层。将分别用A、B两种材料制成的两端开口的洁净细管竖直插入水中，发现材料A的管中液面比外部水面要高，材料B的管中液面比外部水面要低。则在同样的外界条件下，以下四处水分子的平均间距最小的是（ ） A. 水与材料A接触的附着层内 B. 水与材料B接触的附着层内 C. 水与空气接触的表面层内 D. 水的内部 【答案】A 【解析】 【详解】首先由题干现象可知：水对材料A是浸润现象，水对材料B是不浸润现象。 浸润时，附着层内水分子受到固体A的附着力大于液体内部分子的内聚力，更多水分子进入附着层，分子更密集，平均间距小于液体内部的平衡间距； 不浸润时，附着层内水分子受到固体B的附着力小于内聚力，附着层分子向液体内部转移，分子更稀疏，平均间距大于； 水与空气接触的表面层内，分子仅受单侧液体分子的引力，分子分布比内部稀疏，平均间距大于； 水的内部，分子平均间距约为平衡间距，大于A选项附着层的分子间距。 则在同样的外界条件下，以下四处水分子的平均间距最小的是A。 故选A。 5. 如图所示，水平传送带以某一速度沿顺时针方向匀速转动，轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端与一个滑块相连，现由弹簧原长位置静止释放滑块，释放后发现滑块在传送带上始终做简谐运动。传送带与滑块间的动摩擦因数处处相同，下列操作能使滑块振幅减小的是（ ） A. 仅增大滑块的质量 B. 仅使传送带反向转动 C. 仅增大传送带的速度 D. 仅增大弹簧的劲度系数 【答案】D 【解析】 【详解】滑块在传送带上始终做简谐运动，说明滑块与传送带之间始终存在相对滑动，且摩擦力方向保持不变。滑块由弹簧原长位置静止释放，初速度为0，传送带顺时针转动，滑块相对传送带向左运动，受到向右的滑动摩擦力 根据牛顿第二定律，滑块受到的合力 这表明滑块做简谐运动，其平衡位置在处。滑块从处释放，初速度为0，故振幅 A．仅增大滑块的质量，由可知，振幅增大，故A错误； B．仅使传送带反向转动，滑块相对传送带向右运动，受到向左的滑动摩擦力 合力 平衡位置变为 振幅，振幅大小不变，故B错误； C．仅增大传送带的速度，滑块受力情况不变，振幅不变，故C错误； D．仅增大弹簧的劲度系数，由可知，振幅减小，故D正确。 故选D。 6. 如图，质量为M、高为h的一只长方体薄壁铁箱静止放置在光滑水平面上，铁箱内后壁顶部放有一个质量为m、可视作质点的物块。物块与铁箱内壁间的动摩擦因数为。若对铁箱施加水平向右的恒力F，可恰好使物块与铁箱间无相对运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若对铁箱施加水平向右的恒力，让铁箱和物块同时开始运动，物块落地时，铁箱的位移为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当施加恒力时，物块和铁箱恰好无相对运动，整体加速度为 对物块受力分析，竖直方向最大静摩擦力等于重力，水平方向弹力提供加速度 联立得 即 代入整体加速度得​ 施加​时，物块沿铁箱左壁向下滑动，下落过程始终与左壁接触，因此水平方向物块和铁箱加速度相同。水平面光滑，对整体由牛顿第二定律，水平加速度​ 对物块竖直方向受力分析，滑动摩擦力 竖直加速度满足 代入 得​ 物块下落高度，初速度为0，由匀加速位移公式 即​ 铁箱从静止开始做匀加速直线运动，位移​ 因此物块落地时铁箱位移为 故选C。 7. 如左图所示，在光滑水平桌面上建立水平向右的x轴，两个相邻的匀强磁场区域宽度均为L，磁场方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上，磁感应强度大小相等。一边长也为L的正方形导线框abcd以某一初速度沿x轴正方向进入磁场（bc边位于处），最终恰好能穿出两个磁场区域，停下时ad边恰好在处。如右图，使两个磁场区域之间间隔距离，但不改变磁感应强度和磁场宽度。让导线框再次以初速度沿x轴正方向进入磁场，改变l的值，导线框完全穿过两片磁场区域后的所能得到的最大速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设磁感应强度大小为，导线框的电阻为，如左图所示，关于导线框运动的全过程，根据动量定理有，其中 当时，如右图所示，关于导线框运动的全过程，根据动量定理有，其中 联立解得 当时，如右图所示，关于导线框运动： 当导线框的边由运动到的过程中，根据动量定理有，其中 当导线框的边由运动到的过程中，根据动量定理有，其中 当导线框的边由运动到的过程中，根据动量定理有，其中 当导线框的边由运动到的过程中，根据动量定理有，其中 当导线框的边由运动到的过程中，根据动量定理有，其中 联立解得，故时，导线框的最终速度最大，最大值为 综上所述，当时，导线框的最终速度最大，最大值为 故选B。 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. 外太空小行星若有撞击地球风险，人类将主动干预，使得小行星偏离原有的轨道。如图所示，假设某颗小行星绕太阳做圆周运动，速度大小为v，轨道半径为r，运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星后，小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道，远日点仍为P，近日点为Q，Q到太阳的距离为。设小行星的质量不变，下列说法正确的是（ ） A. 碰后小行星运动的周期变大 B. 碰后小行星的机械能变小 C. 小行星在新轨道通过P点的速度大于v D. 小行星在新轨道通过Q点的速度大于v 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律 新轨道半长轴 故周期变小，故A错误； B．小行星在点由圆轨道进入椭圆轨道，点为远日点，说明小行星做近心运动，需减速，动能减小，势能不变，故机械能变小，故B正确； C．由B分析可知，小行星在点需减速才能进入椭圆轨道，故新轨道通过点的速度小于，故C错误； D．设小行星在半径为的圆轨道上运行速度为，由 得 则 因，故。小行星在椭圆轨道通过点（近日点）后将做离心运动，速度，故，故D正确。 故选BD。 9. 两列振幅均为A的简谐横波均沿x轴传播，时刻两列波分别的波形图如图所示，其中一列沿x轴正方向传播（图中实线所示），一列沿x轴负方向传播（图中虚线所示）。这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，且传播速度均为10m/s，下列说法正确的是（ ） A. 处质点振动振幅为2A B. 相邻两个振幅为0的质点之间的距离为8cm C. 和两处质点位移总是大小相等，方向相同 D. 和两处质点位移总是大小相等，方向相同 【答案】AD 【解析】 【详解】由图可知，两列波的波长均为。 A．处，实线波沿轴正方向传播，根据波形平移法，该处质点由实线波引起的振动方向沿轴正方向；虚线波沿轴负方向传播，该处质点由虚线波引起的振动方向也沿轴正方向。两列波在该点引起的振动方向相同，该点为振动加强点，振幅为，故A正确； B．根据图像可知，相邻两个振幅为0的质点之间的距离为半个波长，即，故B错误； C．处，实线波处于波峰，虚线波处于波谷，两列波引起的位移相反，振动方向也相反，故该点为振动减弱点。和关于对称，两侧质点振动步调相反，位移总是大小相等、方向相反，故C错误； D．和关于对称。根据图像结合平移法与波的叠加可知，两质点振动步调相同，故这两处质点位移总是大小相等、方向相同，故D正确。 故选AD。 10. 如左图所示，两个相同的圆环垂直于x轴平行放置，它们的圆心分别在x轴上坐标为和L处，两圆环分别均匀带等量异种电荷、。x轴上的电势随位置变化的图像如右图所示。一质量为m、带电量为的试探电荷从x轴负半轴上无穷远处以某一初速度沿x轴正方向射入。若要让该电荷可以穿过两圆环一直运动到x正半轴无穷远处，所需初速度的最小值等于v，重力忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. B. 若该试探电荷的初速度为，则它无法运动到的区域 C. 若该试探电荷的初速度为2v，则它运动的最大速度为 D. 若将两圆环所带电荷量均加倍（仍等量异种），则该试探电荷运动到正无穷处所需的最小初速度为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．在处，右侧带圆环产生的场强为0，左侧带圆环产生的场强方向向左，故合场强方向向左，电势随增大而升高；在处，电势趋于0，且该处合场强方向向右，电势随增大而降低。因此在的某处场强为0，电势达到最大值，即，故A正确； B．试探电荷从运动到过程中，电势，电场力做正功，动能增加，一定能到达区域。在区域，电势，电场力做负功。设处电势为，要到达无穷远，需克服最大电势能。已知最小初速度满足 若初速度为，初动能，电荷无法越过，但能进入区域一段距离后返回，故B错误； C．若初速度为，总能量 最大速度出现在电势最低点处。由对称性 且 根据能量守恒 解得，故C正确； D．若电荷量加倍，电势分布，最大电势。所需最小初动能 解得，故D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 学习小组利用手机和自行车探究圆周运动的相关规律。已知手机的加速度传感器可以测量x、y、z三个方向的加速度值（如左图），将自行车架起，手机固定在自行车后轮轮毂上（如右图，轮胎厚度不计），转动踏板，后轮带动手机在竖直面内做圆周运动。 （1）若加速转动踏板，则手机可测到哪些方向的加速度值不为零？_________。（填字母） A. x、y方向的加速度值 B. x、z方向的加速度值 C. y、z方向的加速度值 （2）若匀速转动踏板，用秒表测出踏板转动N圈的时间为t，飞轮a和链轮b上一圈的齿数分别为和，后轮的角速度_________（用本问所给物理量的字母表示） （3）用不同的速度匀速转动踏板，测量转动相同圈数所对应的时间t，对应用手机测量加速度的三分量大小：、、；为了验证匀速圆周运动的向心加速度随角速度的变化规律，请从、、中选出合适的分量，并写出它与t应满足什么定量关系：_________。 【答案】（1）A （2） （3）与成反比 【解析】 【小问1详解】 手机随后轮在x、y所在的竖直平面内做圆周运动，所有加速度分量都在圆周运动平面内；方向垂直圆周运动平面，始终没有加速度，因此只有方向加速度不为零，故选A。 【小问2详解】 踏板转动圈的时间为，可得链轮（与踏板同角速度）的角速度 链条传动中相同时间内飞轮和链轮转过的齿数相等，满足 且飞轮与后轮角速度相同，整理得后轮角速度 【小问3详解】 匀速圆周运动只有沿半径方向的向心加速度，本题中手机方向沿圆周半径方向，沿切线方向（匀速转动切向加速度为0），垂直圆周平面加速度为0，因此选取。向心加速度满足 代入 ​​可得 即与成反比。 12. 一实验小组将铜片和锌片贴着透明长方体塑料杯平行插入杯中，在杯中注入某种一定浓度的电解质溶液，形成一个可变内阻的原电池，如图甲所示。经查阅资料发现该原电池的电动势约为1V并与电解质溶液的体积无关。为了测量该原电池的电动势E和该电解质溶液的电阻率，实验小组按照如图乙所示的电路图将阻值的定值电阻、数字式多用电表、原电池、开关等元件用导线连接成如图丙所示的实物图。实验步骤如下： ①测出透明杯的内部宽度、铜片和锌片间的距离，如图甲所示。 ②在透明杯中注入一定量的该种溶液，通过贴在杯上的刻度尺读出溶液的高度h。 ③选择数字式多用电表合适量程的电流挡后，闭合开关，读出电表示数I。 ④多次注入该种溶液，每注入一次溶液都重复步骤②③，得到的数据如下表所示。 ⑤断开电路，整理器材。 组数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 高度h/mm 5 10 15 20 25 30 35 40 45 电流I/mA 3.3 6.3 9.7 12.8 16.2 19.3 22.5 25.2 28.1 请回答下列问题： （1）通过上表数据发现，随溶液高度增加，原电池内阻_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）已知电解质溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。该小组利用Excel表格软件对上表实验数据进行处理，分别作出了I-h和的图像如下图A、B所示。为了能够根据闭合电路欧姆定律和图像信息比较严格地计算出该原电池电动势E和该电解质溶液的电阻率ρ，应选图_________（选填“A”或“B”） 更合适。 （3）根据（2）中选择的图像拟合的函数关系式，可得出该原电池电动势_________V，该电解质溶液的电阻率_________。（结果均保留两位有效数字） （4）该小组同学发现，（2）中未选择做数据处理的另一种图像横纵坐标关系也近似成线性，你认为原因是什么？_________。 【答案】（1）减小 （2）B （3） ①. 0.95 ②. 0.48 （4）在各组实验中，电解质溶液的电阻约是外接定值电阻阻值R的17~150倍，可认为R非常小，将其忽略后得到I-h近似为过原点的直线 【解析】 【小问1详解】 通过上表数据发现，随溶液高度增加，电路总电流变大，根据可知，原电池内阻减小。 【小问2详解】 根据电阻定律，内阻 根据闭合电路欧姆定律 变形得 为了能够根据闭合电路欧姆定律和图像信息计算出该原电池电动势E和该电解质溶液的电阻率ρ，应作图像。 故选B。 【小问3详解】 [1][2]根据上述可知图像的拟合方程为 图像的纵截距 解得电动势 图像的斜率 解得电阻率 【小问4详解】 在各组实验中，电解质溶液的电阻约是外接定值电阻阻值R的17~150倍，可认为R非常小，将其忽略后得到I-h近似为过原点的直线。 13. 如图所示，ABC是横截面为等边三角形的玻璃三棱镜，一束单色光从AB边上D点射入棱镜，进入棱镜后光线恰好与BC边平行，后从AC边E点射出。最终的出射光线相对在D点的入射光线偏转了30°角。 （1）求三棱镜对该单色光的折射率n； （2）改变单色光的入射角，使在D点折射后的光线直接射到AC边，并在AC边恰好发生全反射，求此时D点对应入射角的正弦值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设入射角为，折射角为，由几何关系可得 最终光线偏转30°，由对称可知每一次折射偏转15°，即 解得 由折射定律，得 【小问2详解】 如图，在AC边入射角恰好达到临界角，得 由几何关系，得 而由折射定律 联立得到 14. 如图所示，光滑水平面DA与光滑圆弧轨道ABC在A处平滑连接，B是圆弧轨道的最高点，A、C等高。O是圆弧的圆心，圆弧半径，OA与OB夹角为37°。在水平面上静止放置一个质量为的小球Q，使另一小球P沿DA方向以初速度与Q发生弹性正碰。碰后Q继续向圆弧轨道ABC运动，且在平滑连接的A处无动能损失。（，） （1）若P的质量是Q的k倍，求碰后Q的速度大小；并说明在k取所有可能值的情况下，碰后Q的速度的范围。 （2）若碰后Q能不脱离圆弧轨道到达B点，求P的质量范围。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 弹性正碰，根据动量守恒和机械能守恒有； 可得 k的取值范围是，对应 【小问2详解】 若刚好到达B点时速度为0，对应 得；此时对应 根据机械能守恒和受力分析，在轨道越低处越容易脱离轨道。若刚好在A处脱离轨道，对应 得；此时对应 因此P的质量范围为 即 15. 如图所示，在空间中建立空间直角坐标系O-xyz，以原点O为顶点作一边长为L的立方体区域，顶点A的坐标为，顶点C的坐标为。现从O点沿xOy平面以大小不变的初速度v向立方体区域内发射带电量为、质量为m的带电粒子。粒子重力不计。 （1）若在空间中加一匀强磁场，使沿OC方向入射的粒子能做圆周运动经过A点，求所加磁场的磁感应强度的大小和方向。 （2）若在空间中加一沿y轴正方向的匀强磁场，调整粒子的入射方向（仍在xOy平面内）使粒子能经过A点，且粒子到A点前并没有出立方体区域，求所加磁场磁感应强度的大小。 （3）若在（2）问的基础上，再加上沿z轴负方向的匀强电场。粒子初速度仍沿（2）问中的方向，粒子运动过程中所能到达的最高点恰好在所在平面。求所加电场的电场强度E的大小。 【答案】（1），与y轴正方向和x轴负方向夹角为 （2） （3） 【解析】 【详解】1（1）设粒子做圆周运动的半径为r，则粒子能做圆周运动经过A点，由几何关系有 可得 由 解得，方向垂直于OC，与y轴正方向和x轴负方向夹角为。 （2）将初速度分解为和，在xOz平面，粒子做圆周运动，满足 其中 历经时间为 且有 y方向满足 由 联立可得 （3）【法一：配速】粒子将做沿x方向的匀速直线运动和xOz平面内的匀速圆周运动，最高点，故 圆周运动的分速度满足 得 剩余沿x方向的速度用于平衡电场力，则有 而 联立可得 【法二：动量能量】对x方向列动量定理满足 累加可得 另外可知不变，则由动能定理有 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $