精品解析：浙江金华市卓越联盟2025-2026学年高二下学期5月阶段检测物理试题

2025学年第二学期金华市卓越联盟5月阶段性联考 高二年级物理学科试题 考生须知： 1、本卷共10页，满分100分，考试时间90分钟。 2、答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3、所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效 4、考试结束后，只需上交答题纸，可能用到的相关参数：重力加速度g取。 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 2025年9月3日在北京天安门广场举行盛大阅兵仪式，以纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年。展示了很多新式的装备，解说员那句“打击范围覆盖全球”更是令人印象深刻。下列说法正确的是（　　） A. “歼-20”匀速飞过天安门广场时的惯性小于加速飞行时的惯性 B. 我国某款超高音速导弹的突防速度最高可达12马赫（1马赫约等于340m/s）指的是平均速度 C. 直升机编队组成“80”的图案飞过天安门广场时，以直升机为参考系，地面上的人是运动的 D. 首次公开的100式主战坦克，搭载105毫米火炮，总重量仅为40吨，其中的单位“毫米”和“吨”都是国际制基本单位 2. 仙女蜂体长只有，它主要以其他昆虫的卵作为食物，投放仙女蜂是一种常被人们用作生物防治蓟马属害虫的有效方式。下列关于仙女蜂的说法正确的是（　　） A. 仙女蜂的体积很小，在任何时候都可以把它看成质点 B. 观察仙女蜂的飞行动作时，可以把它看成质点 C. 追踪仙女蜂的远距离飞行轨迹时，可以把它看成质点 D. 飞得快的仙女蜂不能看成质点，飞得慢的仙女蜂可以看成质点 3. 智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹夹起一个立方体物块，物块在空中处于静止状态，铁夹与物块接触面保持竖直，则（ ） A. 若铁夹竖直向上匀速移动，物块受到的摩擦力方向向下 B. 若铁夹水平移动，物块受到的摩擦力由静摩擦力变为滑动摩擦力 C. 若铁夹竖直向下匀速移动，物块受到的摩擦力小于重力 D. 若增大铁夹对物块的压力，物块受到的摩擦力不变 4. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中正确的是（ ） A. 开普勒通过对行星观测记录的研究发现了万有引力定律 B. 伽利略指出物体的运动需要力来维持 C. 牛顿测出了引力常量G的数值 D. 伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了位移与时间的平方成正比 5. 如图所示，有a、b、c、d四颗卫星，a未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b为近地轨道卫星，c为地球静止卫星，d为高空探测卫星，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，重力加速度为g，则下列关于四颗卫星的说法正确的是（　　） A. a卫星的向心加速度等于重力加速度g B. b卫星与地心连线在单位时间扫过的面积等于c卫星与地心连线在单位时间扫过的面积 C. b、c卫星轨道半径的三次方与运行周期平方之比相等 D. a卫星的向心力小于d卫星的向心力 6. 随着手机的普及，越来越多的“低头族”出现脖子僵硬、酸痛等问题。当头前倾看手机时，如图甲所示，颈椎和后颈肌肉可简化为如图乙所示的模型，颈椎可视为用铰链固定的轻杆、后颈肌肉可视为轻绳、头部可视为重物m。假设头的质量kg，重力加速度m/s2，当头部前倾50°，后颈肌肉与颈椎之间的夹角为10°（）时，颈椎受到的压力约为（　　） A. 250N B. 200N C. 150N D. 100N 7. 某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是（ ） A. 防窥屏的厚度越大，可视角度越小 B. 屏障的高度d越大，可视角度越大 C. 透明介质的折射率越小，可视角度越小 D. 防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射 8. 硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核（）吸收慢中子，转变成锂核（）和粒子，释放出光子。已知核反应过程中质量亏损为，光子的能量为，已知硼核（）的比结合能为，锂核（）的比结合能为，氦核的比结合能为；普朗克常量为h，真空中光速为c。下列税法中正确的是（　　） A. 光子的波长为 B. 硼核（）变成锂核（）和粒子的核反应是衰变 C. 放出的核能 D. 氦核的比结合能 9. 如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，时，位于坐标原点处的波源开始从平衡位置沿轴向上作周期为、振幅为的简谐振动。当平衡位置在处的质点刚开始振动时，波源处的质点刚好位于波峰。下列描述正确的是（　　） A. 该列简谐横波的波长为 B. 该列简谐横波的波速可能为 C. 若波长满足，则波速为 D. 波源在开始振动后内通过的路程为 10. 如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧。上升到最大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则（　　） A. 此运动过程中，小球的机械能守恒 B. ~这段时间内，小球的动能在逐渐减小 C. ~这段时间内，小球的动能与重力势能之和逐渐增大 D. 在时刻，小球的动能最大 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 研究某种金属光电效应的实验装置如图甲所示，用a、b两种单色光照射金属K，得到的光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙所示。下列判断正确的是（ ） A. b光照射时，逸出的光电子的最大初动能更大 B. 两单色光通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度更小 C. 单刀双掷开关往下打，同时将P触头往右移，电流表的示数可能不变 D. a光照射时逸出的动能最大的光电子的物质波的波长比b光照射时逸出的动能最大的光电子的物质波的波长短 12. 已知氢原子的基态能量为E1，n＝2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是 A. 产生的光子的最大频率为 B. 当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小 C. 若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3－E2 D. 若要使处于能级n＝3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为－E3的电子撞击氢原子，二是用能量为－E3的光子照射氢原子 13. 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点P到双缝、的路程差为，如图乙所示，已知真空中的光速为，如果用频率为的橙光照射双缝，则下列说法正确的是（　　） A. 该橙光的波长是 B. P点出现暗条纹 C. 仅将橙光换成红光；则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小 D. 仅将橙光换成紫光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距不变 三、实验题：本大题共3小题，共14分，15题第（2）小题第三格2分，第（3）小题2分，其余每格1分。 14. 某小组在验证“物体的加速度与合力和质量的关系”的实验中，使用了以下器材：气垫导轨（包含滑轮和气泵）、滑块（附带遮光条）、光电门（2个）、数字计时器、天平、若干砝码及托盘，以及若干细线，其中重力加速度为g。操作步骤如下： ①安装好实验器材，测量两个光电门之间的距离，调整气垫导轨，并用细线将滑块与托盘连接，使其跨过定滑轮。 ②保持滑块质量不变，在托盘上放置一定质量的砝码，测量滑块上的遮光条通过光电门1和光电门2时的挡光时间。 ③逐步增加托盘中的砝码数量，重复上述操作，绘制出砝码及托盘的总重力mg与滑块加速度a的函数关系图像。 根据上述操作回答问题： （1）该实验调整气垫导轨时，气垫导轨应保持________状态。（填“倾斜”或“水平”） （2）若在逐渐增加砝码的过程中，发现图像不再是直线，这是由于砝码的质量不再远小于滑块的质量，导致细线的拉力与砝码及托盘的总重力偏差较大。在如图乙所示的图线中对应的图线是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 （3）截取图乙中图线的直线部分如图丙所示，根据图丙结果可得出滑块及遮光条的总质量为________kg（结果保留2位有效数字）。 （4）为了解决（2）中的系统误差，另一小组同学将滑块（含遮光条）、砝码及托盘整体视为一个系统，通过绘制滑块加速度a的倒数与砝码及托盘总质量m的倒数的图像，即，也可以验证当物体质量保持不变时，物体的加速度与所受合外力成正比，该图像纵轴的截距为________（用题中所给物理量的字母表示）。 15. （1）在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，下列说法正确的是_______； A．实验中使用油酸酒精溶液，酒精作用是能使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．本实验不考虑油酸分子间的间隙 C．将油酸酒精溶液滴入水中后应立即迅速描绘油膜轮廓 D．为减小实验误差，应往均匀撒好痱子粉的水盘中多滴几滴油酸酒精溶液 （2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每2000mL溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL，油酸膜的面积是________cm2。据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m（此计算结果保留1位有效数字）。 （3）某同学计算出的油酸分子直径明显偏小，可能的原因是___________。 A．油酸中含有大量酒精 B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开 C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留 D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，油酸酒精溶液的滴数多记了10滴 16. 某同学设计了一种探究向心力与角速度关系的实验装置，如图甲所示，在水平圆盘上固定一个长的凹槽，在槽内固定一个力传感器，将小球放在凹槽内，在力传感器外侧安装了一个沿圆盘径向的遮光片，小球紧靠力传感器。 （1）保持小球质量和小球到圆盘中心的距离不变，使圆盘绕过圆盘中心的竖直轴匀速转动，与光电门连接的光强记录仪记录接收到的光强随时间变化的规律如图乙所示，根据图乙可知，圆盘转动的角速度为______； （2）多次调整圆盘的转速进行实验，测得多组小球转动的角速度及对应力传感器示数F，作出图像如图丙所示，由图像得到的结论是______；若小球的质量为0.2kg，则小球做圆周运动的半径______m。（结果保留两位有效数字） 四、计算题：本大题共4小题，共44分。（解答计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。） 17. 2024年9月7日至9日，受台风“摩羯”影响，云南中南部出现强降雨过程，造成严重灾害。当大暴雨降临，路面水井盖因排气孔堵塞可能会造成井盖不断跳跃，导致井盖移位而存在安全隐患。如图所示，某次大暴雨，水位以50mm/h的速度迅速上涨，质量为m=36kg的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为，水位与井盖之间的距离为h=2.018m时开始计时，此时井内密封空气的压强恰好等于大气压强，若空气视为理想气体，温度始终不变，。 （1）求从图示位置起，历经多长时间井盖会被顶起？ （2）在井盖被顶起前外界对井内密闭气体做了725J的功，则该气体吸热还是放热？吸收或放出的热量为多少？ 18. 某遥控赛车轨道如图所示，赛车从起点A出发，沿摆放在水平地面上的直轨道AB运动L=10m后，从B点进入半径R=0.1m的光滑竖直圆轨道，经过一个完整的圆周后进入粗糙的、长度可调的、倾角=30的斜直轨道CD，最后在D点速度方向变为水平后飞出（不考虑经过轨道中C、D两点的机械能损失）。已知赛车质量m=0.1kg，通电后赛车以额定功率P=1.5W工作，赛车与AB轨道、CD轨道间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=，重力加速度g取10m/s2： (1)求赛车恰好能过圆轨道最高点P时的速度vP的大小； (2)若要求赛车能沿圆轨道做完整的圆周运动，求赛车通电的最短时间； (3)已知赛车在水平直轨道AB上运动时一直处于通电状态且最后阶段以恒定速率运动，进入圆轨道后关闭电源，选择CD轨道合适的长度，可使赛车从D点飞出后落地的水平位移最大，求此最大水平位移，并求出此时CD轨道的长度。 19. 如图，两根电阻不计、互相平行的光滑金属导轨竖直放置，相距；在水平虚线间有与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度，磁场区域的高度，导体棒的质量未知、电阻；导体棒的质量、电阻，它们分别从图中、处同时由静止开始在导轨上向下滑动，匀速穿过磁场区域，且当刚穿出磁场时正好进入磁场并匀速穿过，取，不计、棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求： (1)棒穿过磁场区域过程所用的时间； (2)棒刚进入磁场时两端的电势差； (3)棒的质量； (4)从静止释放到棒刚好出磁场过程中棒产生的焦耳热。 20. 2025年3月28日“人造太阳”中国环流三号首次实现“双亿度”运行，点亮未来能源之光。“人造太阳”是核聚变反应堆，是磁约束核聚变实验装置，该装置需要将不同带电粒子分离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示，粒子源不断地产生带电粒子，经加速电场再进入速度选择器，粒子最后射入右侧磁分析器偏转分离，到达y轴粒子接收板上。建立如图所示xOy坐标系速度选择器中直线运动的粒子出口为坐标原点，已知有一质量为m、电荷量为的粒子，加速电场两极板间电压为U，速度选择器内电场强度为E，上下极板间距为d，极板长度为2d，离子进入加速电场的初速度可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用以及相对论效应，重力忽略不计。 （1）若粒子在速度选择器中做直线运动，求速度选择器中磁场磁感应强度的大小； （2）若速度选择器中只有电场，磁分析器中磁场为匀强磁场，磁感应强度为B，求离子射到y轴的位置； （3）若磁分析器中磁场的磁感应强度随x均匀变化，，为位置的磁感应强度，k为大于0的常数，求速度选择器中直线运动的粒子射入右侧磁场离y轴的最远距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年第二学期金华市卓越联盟5月阶段性联考 高二年级物理学科试题 考生须知： 1、本卷共10页，满分100分，考试时间90分钟。 2、答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3、所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效 4、考试结束后，只需上交答题纸，可能用到的相关参数：重力加速度g取。 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 2025年9月3日在北京天安门广场举行盛大阅兵仪式，以纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年。展示了很多新式的装备，解说员那句“打击范围覆盖全球”更是令人印象深刻。下列说法正确的是（　　） A. “歼-20”匀速飞过天安门广场时的惯性小于加速飞行时的惯性 B. 我国某款超高音速导弹的突防速度最高可达12马赫（1马赫约等于340m/s）指的是平均速度 C. 直升机编队组成“80”的图案飞过天安门广场时，以直升机为参考系，地面上的人是运动的 D. 首次公开的100式主战坦克，搭载105毫米火炮，总重量仅为40吨，其中的单位“毫米”和“吨”都是国际制基本单位 【答案】C 【解析】 【详解】A． 惯性只由物体质量决定，与运动状态无关。无论匀速或加速，质量不变则惯性不变，故A错误。 B． “12马赫”描述的是导弹在某一时刻的瞬时速度最大值，而非平均速度，故B错误。 C． 以直升机为参考系，地面的人位置随时间变化，因此是运动的，故C正确。 D． 国际制基本单位中，长度单位为米（m），质量单位为千克（kg）。毫米（10⁻³m）和吨（10³kg）均为导出单位，故D错误。 故选C。 2. 仙女蜂体长只有，它主要以其他昆虫的卵作为食物，投放仙女蜂是一种常被人们用作生物防治蓟马属害虫的有效方式。下列关于仙女蜂的说法正确的是（　　） A. 仙女蜂的体积很小，在任何时候都可以把它看成质点 B. 观察仙女蜂的飞行动作时，可以把它看成质点 C. 追踪仙女蜂的远距离飞行轨迹时，可以把它看成质点 D. 飞得快的仙女蜂不能看成质点，飞得慢的仙女蜂可以看成质点 【答案】C 【解析】 【详解】AD．能否看作质点，取决于物体的大小和形状对所研究的问题是否有影响，不能只看体积或者运动状态，故AD错误； B．观察仙女蜂的飞行动作时，不能将它看成质点，故B错误； C．追踪仙女蜂的远距离飞行轨迹时，可以忽略仙女蜂自身的大小和形状，可以将它看成质点，故C正确。 故选C。 3. 智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹夹起一个立方体物块，物块在空中处于静止状态，铁夹与物块接触面保持竖直，则（ ） A. 若铁夹竖直向上匀速移动，物块受到的摩擦力方向向下 B. 若铁夹水平移动，物块受到的摩擦力由静摩擦力变为滑动摩擦力 C. 若铁夹竖直向下匀速移动，物块受到的摩擦力小于重力 D. 若增大铁夹对物块的压力，物块受到的摩擦力不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．铁夹竖直向上匀速移动，物块与铁夹保持相对静止且物块有向下运动的趋势，所以摩擦力为静摩擦力方向竖直向上，故A错误； B．物块与铁夹一起水平运动保持了相对静止，物块受到的摩擦力为静摩擦力，故B错误； CD．物块处于平衡状态，受到的摩擦力等于物块所受的重力，竖直向下匀速运动和增大铁夹对物块的压力都是平衡状态，物块受到的摩擦力不变，故C错误，D正确。 故选D。 4. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中正确的是（ ） A. 开普勒通过对行星观测记录的研究发现了万有引力定律 B. 伽利略指出物体的运动需要力来维持 C. 牛顿测出了引力常量G的数值 D. 伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了位移与时间的平方成正比 【答案】D 【解析】 【详解】试题分析：开普勒发现了开普勒行星运动定律，万有引力定律是牛顿发现的，故选项A错误；伽利略指出力是改变物体运动状态的原因；卡文迪许测量出引力常量，故选项C错误；伽利略通过数学推演出并实验验证了位移与时间的平方成正比，故选项D正确． 考点：本题考查物理学史． 5. 如图所示，有a、b、c、d四颗卫星，a未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b为近地轨道卫星，c为地球静止卫星，d为高空探测卫星，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，重力加速度为g，则下列关于四颗卫星的说法正确的是（　　） A. a卫星的向心加速度等于重力加速度g B. b卫星与地心连线在单位时间扫过的面积等于c卫星与地心连线在单位时间扫过的面积 C. b、c卫星轨道半径的三次方与运行周期平方之比相等 D. a卫星的向心力小于d卫星的向心力 【答案】C 【解析】 【详解】A．对于a卫星有 所以 故A错误； B．根据牛顿第二定律得 卫星与地心连线单位时间扫过的面积为 联立解得 两卫星半径不同，所以扫过的面积不同，故B错误； C．根据开普勒第三定律，b、c卫星轨道半径的三次方与周期平方之比相等，C正确； D．向心力与卫星质量有关，卫星质量未知，无法判断向心力大小关系，故D错误。 故选C。 6. 随着手机的普及，越来越多的“低头族”出现脖子僵硬、酸痛等问题。当头前倾看手机时，如图甲所示，颈椎和后颈肌肉可简化为如图乙所示的模型，颈椎可视为用铰链固定的轻杆、后颈肌肉可视为轻绳、头部可视为重物m。假设头的质量kg，重力加速度m/s2，当头部前倾50°，后颈肌肉与颈椎之间的夹角为10°（）时，颈椎受到的压力约为（　　） A. 250N B. 200N C. 150N D. 100N 【答案】A 【解析】 【详解】 设颈椎对头支持力为F，画出受力图如上图所示 由正弦定理可得 ，解得 ， 颈椎受到的压力与颈椎对头支持力为F为作用力与反作用力的关系，根据牛顿第三定律 故选A。 【点睛】. 7. 某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是（ ） A. 防窥屏的厚度越大，可视角度越小 B. 屏障的高度d越大，可视角度越大 C. 透明介质的折射率越小，可视角度越小 D. 防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射 【答案】C 【解析】 【详解】A．由光路图可知，可视角度与防窥屏的厚度无关，故A错误； B．如果屏障越高，则入射角变小，根据折射定律可知折射角变小，角变小，故B错误； C．由图可知，可视角度是光线进入空气中时折射角的2倍，透明介质的折射率越小，折射角越小，角越小，故C正确； D．防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的光其入射角都小于临界角，没有发生全反射，故D错误。 故选C。 8. 硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核（）吸收慢中子，转变成锂核（）和粒子，释放出光子。已知核反应过程中质量亏损为，光子的能量为，已知硼核（）的比结合能为，锂核（）的比结合能为，氦核的比结合能为；普朗克常量为h，真空中光速为c。下列税法中正确的是（　　） A. 光子的波长为 B. 硼核（）变成锂核（）和粒子的核反应是衰变 C. 放出的核能 D. 氦核的比结合能 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据公式和可得，光子的波长为 故A错误； B．根据题意可知，核反应方程为 可知，核反应不是衰变，故B错误； C．根据反应物的结合能与释放能量之和等于生成物结合能可知，放出的核能为 故C正确； D．氦核的结合能为 氦核的比结合能 故D错误。 故选C。 9. 如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，时，位于坐标原点处的波源开始从平衡位置沿轴向上作周期为、振幅为的简谐振动。当平衡位置在处的质点刚开始振动时，波源处的质点刚好位于波峰。下列描述正确的是（　　） A. 该列简谐横波的波长为 B. 该列简谐横波的波速可能为 C. 若波长满足，则波速为 D. 波源在开始振动后内通过的路程为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，设该列简谐横波的波长为，则有 解得 当时 可知，该列简谐横波的波长可能为，但不一定是，故A错误； B．根据题意，由公式可得，该列简谐横波的波速为 若解得 则该列简谐横波的波速可能为，故B正确； C．若波长满足 解得 此时波速为 故C错误； D．根据题意可知 则波源在开始振动后内通过的路程为 故D错误。 故选B。 10. 如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧。上升到最大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则（　　） A. 此运动过程中，小球的机械能守恒 B. ~这段时间内，小球的动能在逐渐减小 C. ~这段时间内，小球的动能与重力势能之和逐渐增大 D. 在时刻，小球的动能最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图看出，弹簧的弹力F在变化，说明在运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则知小球的机械能不守恒，故A错误； B．~这段时间内，小球向下运动，弹簧的弹力先小于重力，后大于重力，小球的合力先向下后向上，小球先加速后减速，所以小球的动能先增加后减小，故B错误； C．~这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹性势能逐渐减小，根据系统的机械能守恒知：小球的动能与重力势能之和逐渐增大，故C正确； D．在时刻，小球到达最低点，此时的动能为零，选项D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 研究某种金属光电效应的实验装置如图甲所示，用a、b两种单色光照射金属K，得到的光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙所示。下列判断正确的是（ ） A. b光照射时，逸出的光电子的最大初动能更大 B. 两单色光通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度更小 C. 单刀双掷开关往下打，同时将P触头往右移，电流表的示数可能不变 D. a光照射时逸出的动能最大的光电子的物质波的波长比b光照射时逸出的动能最大的光电子的物质波的波长短 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由动能定理 可知b光照射时，逸出的光电子的最大初动能更大，故A正确； B．根据光电效应方程 结合 可知b光的频率大，所以b光的折射率大，则两单色光通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度更大，故B错误； C．单刀双掷开关往下打，光电管上加正向电压，若已达到饱和电流，此时将P触头往右移，电流表的示数不变，故C正确； D．a光照射时逸出的最大初动能更小，根据，可知其动量更小，根据可知，a光逸出的最大动能的光电子波长更长，故D错误。 故选AC。 12. 已知氢原子的基态能量为E1，n＝2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是 A. 产生的光子的最大频率为 B. 当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小 C. 若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3－E2 D. 若要使处于能级n＝3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为－E3的电子撞击氢原子，二是用能量为－E3的光子照射氢原子 【答案】BC 【解析】 【详解】A、大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁，产生光子的最大频率为第3能级到第1能级，则最大频率为；故A错误． B、当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时，放出光子，能量减小，轨道半径也会减小，故B正确． C、若氢原子从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生的光电效应，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3-E2．故C正确． D、电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把-E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收．故D错误． 故选BC． 【点睛】解决本题的关键知道辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，即Em-En=hv，并掌握光电效应发生条件，及注意电离的条件． 13. 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点P到双缝、的路程差为，如图乙所示，已知真空中的光速为，如果用频率为的橙光照射双缝，则下列说法正确的是（　　） A. 该橙光的波长是 B. P点出现暗条纹 C. 仅将橙光换成红光；则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小 D. 仅将橙光换成紫光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距不变 【答案】AB 【解析】 【详解】A．该橙光的波长是 选项A正确； B．光屏上某点P到双缝、的路程差为，可知P点出现暗条纹，选项B正确； C．仅将橙光换成红光，因红光波长大于橙光，根据 则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大，选项C错误； D．仅将橙光换成紫光，因紫光波长小于橙光，根据 则光屏上相邻两亮条纹的中心间距减小，选项D错误。 故选AB。 三、实验题：本大题共3小题，共14分，15题第（2）小题第三格2分，第（3）小题2分，其余每格1分。 14. 某小组在验证“物体的加速度与合力和质量的关系”的实验中，使用了以下器材：气垫导轨（包含滑轮和气泵）、滑块（附带遮光条）、光电门（2个）、数字计时器、天平、若干砝码及托盘，以及若干细线，其中重力加速度为g。操作步骤如下： ①安装好实验器材，测量两个光电门之间的距离，调整气垫导轨，并用细线将滑块与托盘连接，使其跨过定滑轮。 ②保持滑块质量不变，在托盘上放置一定质量的砝码，测量滑块上的遮光条通过光电门1和光电门2时的挡光时间。 ③逐步增加托盘中的砝码数量，重复上述操作，绘制出砝码及托盘的总重力mg与滑块加速度a的函数关系图像。 根据上述操作回答问题： （1）该实验调整气垫导轨时，气垫导轨应保持________状态。（填“倾斜”或“水平”） （2）若在逐渐增加砝码的过程中，发现图像不再是直线，这是由于砝码的质量不再远小于滑块的质量，导致细线的拉力与砝码及托盘的总重力偏差较大。在如图乙所示的图线中对应的图线是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 （3）截取图乙中图线的直线部分如图丙所示，根据图丙结果可得出滑块及遮光条的总质量为________kg（结果保留2位有效数字）。 （4）为了解决（2）中的系统误差，另一小组同学将滑块（含遮光条）、砝码及托盘整体视为一个系统，通过绘制滑块加速度a的倒数与砝码及托盘总质量m的倒数的图像，即，也可以验证当物体质量保持不变时，物体的加速度与所受合外力成正比，该图像纵轴的截距为________（用题中所给物理量的字母表示）。 【答案】（1）水平 （2）Ⅰ （3）2.0 （4） 【解析】 【小问1详解】 实验前，应将气垫导轨调至水平状态，调节定滑轮的高度，使细线与气垫导轨平行，使滑块所受拉力为合力。 【小问2详解】 对砝码及托盘列牛顿第二定律则有 对滑块及遮光条列牛顿第二定律则有 联立解得 当砝码及托盘的质量远大于滑块及遮光条的质量时，砝码及托盘的加速度趋近于重力加速度，故选图线Ⅰ。 【小问3详解】 乙中的直线部分，细线的拉力约等于砝码及托盘的重力，对滑块及遮光条列牛顿第二定律则有 结合丙图可知图像的斜率即为滑块及遮光条的质量，则有 【小问4详解】 对砝码及托盘列牛顿第二定律则有 对滑块及遮光条列牛顿第二定律则有 联立解得 整理可得 故在图像中，其纵截距为。 15. （1）在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，下列说法正确的是_______； A．实验中使用油酸酒精溶液，酒精作用是能使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．本实验不考虑油酸分子间的间隙 C．将油酸酒精溶液滴入水中后应立即迅速描绘油膜轮廓 D．为减小实验误差，应往均匀撒好痱子粉的水盘中多滴几滴油酸酒精溶液 （2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每2000mL溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL，油酸膜的面积是________cm2。据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m（此计算结果保留1位有效数字）。 （3）某同学计算出的油酸分子直径明显偏小，可能的原因是___________。 A．油酸中含有大量酒精 B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开 C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留 D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，油酸酒精溶液的滴数多记了10滴 【答案】 ①. B ②. 2.5×10-6 ③. 41 ④. 6×10-10 ⑤. CD##DC 【解析】 【详解】（1）[1]A．实验中使用到酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起稀释作用。尽可能地减少滴入水面的油酸的含量，故A错误； B．油膜是呈单分子分布的。实验中把油酸分子看成球形，分子间没有空隙，故B正确； C．溶液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，形成单分子油膜，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸计算油膜的面积。故C错误； D．多滴几滴油酸酒精溶液。不便于展成单分子油膜。故D错误。 故选B。 （2）[2]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 [3]由于每格边长为lcm，则每一格的面积为lcm2，估算油酸膜的面积以超过半格以一格计算，不足半格的舍去，估算出41格，则油酸膜的面积为41cm2； [4]由于是单分子紧密排列的，因此油酸分子的直径为 （3）[5]A．油酸中含有大量酒精不会造成影响，因为最终酒精会挥发或溶于水，故A错误； B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开，导致面积偏小，则所测分子直径偏大，故B错误； C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留，导致面积偏大，则所测分子直径偏小，故C正确； D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴，导致一滴油酸的体积偏小，则所测分子直径偏小，故D正确。 故选CD。 16. 某同学设计了一种探究向心力与角速度关系的实验装置，如图甲所示，在水平圆盘上固定一个长的凹槽，在槽内固定一个力传感器，将小球放在凹槽内，在力传感器外侧安装了一个沿圆盘径向的遮光片，小球紧靠力传感器。 （1）保持小球质量和小球到圆盘中心的距离不变，使圆盘绕过圆盘中心的竖直轴匀速转动，与光电门连接的光强记录仪记录接收到的光强随时间变化的规律如图乙所示，根据图乙可知，圆盘转动的角速度为______； （2）多次调整圆盘的转速进行实验，测得多组小球转动的角速度及对应力传感器示数F，作出图像如图丙所示，由图像得到的结论是______；若小球的质量为0.2kg，则小球做圆周运动的半径______m。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1） （2） ①. 在质量和半径一定的情况下，小球做圆周运动的向心力与角速度的平方成正比 ②. 0.45 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，圆盘匀速转动时，周期 根据角速度与周期的关系，得 【小问2详解】 [1]由图丙可知，图像为过原点的直线，说明当小球质量和转动半径不变时，向心力与角速度的平方成正比。 [2]根据向心力公式 可知图像的斜率 由图丙得，斜率 解得 四、计算题：本大题共4小题，共44分。（解答计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。） 17. 2024年9月7日至9日，受台风“摩羯”影响，云南中南部出现强降雨过程，造成严重灾害。当大暴雨降临，路面水井盖因排气孔堵塞可能会造成井盖不断跳跃，导致井盖移位而存在安全隐患。如图所示，某次大暴雨，水位以50mm/h的速度迅速上涨，质量为m=36kg的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为，水位与井盖之间的距离为h=2.018m时开始计时，此时井内密封空气的压强恰好等于大气压强，若空气视为理想气体，温度始终不变，。 （1）求从图示位置起，历经多长时间井盖会被顶起？ （2）在井盖被顶起前外界对井内密闭气体做了725J的功，则该气体吸热还是放热？吸收或放出的热量为多少？ 【答案】（1） （2）放热，725J 【解析】 【小问1详解】 刚顶起井盖时，对井盖进行受力分析有 解得 设水位上升x时刚顶起井盖，根据玻意耳定律有 解得 则所用的时间为 解得 【小问2详解】 温度始终不变，则气体内能不变，即有 根据热力学第一定律得 其中 解得Q=-725J 即气体放出热量，放出的热量为725J。 18. 某遥控赛车轨道如图所示，赛车从起点A出发，沿摆放在水平地面上的直轨道AB运动L=10m后，从B点进入半径R=0.1m的光滑竖直圆轨道，经过一个完整的圆周后进入粗糙的、长度可调的、倾角=30的斜直轨道CD，最后在D点速度方向变为水平后飞出（不考虑经过轨道中C、D两点的机械能损失）。已知赛车质量m=0.1kg，通电后赛车以额定功率P=1.5W工作，赛车与AB轨道、CD轨道间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=，重力加速度g取10m/s2： (1)求赛车恰好能过圆轨道最高点P时的速度vP的大小； (2)若要求赛车能沿圆轨道做完整的圆周运动，求赛车通电的最短时间； (3)已知赛车在水平直轨道AB上运动时一直处于通电状态且最后阶段以恒定速率运动，进入圆轨道后关闭电源，选择CD轨道合适的长度，可使赛车从D点飞出后落地的水平位移最大，求此最大水平位移，并求出此时CD轨道的长度。 【答案】(1)1m/s；(2)；(3)， 【解析】 【详解】(1)小球恰好在最高点P，只受到重力，重力提供向心力，即 代入数据可得 (2)由(1)小题可知，若要赛车做完整圆周运动，即小车到达P点的速度至少为，赛车从开始运动到P点的全过程，由动能定理得： 代入数据可得，赛车的最短通电时间 (3)赛车在最后过程做匀速运动，牵引力与滑动摩擦力平衡，其速度大小为 设CD轨道的长度为，赛车沿CD向上运动过程运用动能定理可得 赛车从D飞出后做平抛运动，其水平位移为x，则有 联立可得 由数学知识可得，当，水平位移x有最大值，最大值为 19. 如图，两根电阻不计、互相平行的光滑金属导轨竖直放置，相距；在水平虚线间有与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度，磁场区域的高度，导体棒的质量未知、电阻；导体棒的质量、电阻，它们分别从图中、处同时由静止开始在导轨上向下滑动，匀速穿过磁场区域，且当刚穿出磁场时正好进入磁场并匀速穿过，取，不计、棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求： (1)棒穿过磁场区域过程所用的时间； (2)棒刚进入磁场时两端的电势差； (3)棒的质量； (4)从静止释放到棒刚好出磁场过程中棒产生的焦耳热。 【答案】(1) s；(2)；(3) ；(4) 【解析】 【分析】 【详解】(1)由棒匀速穿过磁场易知 又有 联立可解得 易求得棒穿过磁场区域过程所用的时间 (2)由自由落体公式知棒穿过磁场前运动时间 故棒进入磁场前运动时间为 。 故棒进入磁场时速度 所以此时电动势 由闭合电路欧姆定律可得两端的电势差 (3)类比第一问可得 又有 易得 (4) 由于每根棒穿过磁场时均作匀速运动，依所能量守恒定律有 依据串联电路功率分配原理知 20. 2025年3月28日“人造太阳”中国环流三号首次实现“双亿度”运行，点亮未来能源之光。“人造太阳”是核聚变反应堆，是磁约束核聚变实验装置，该装置需要将不同带电粒子分离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示，粒子源不断地产生带电粒子，经加速电场再进入速度选择器，粒子最后射入右侧磁分析器偏转分离，到达y轴粒子接收板上。建立如图所示xOy坐标系速度选择器中直线运动的粒子出口为坐标原点，已知有一质量为m、电荷量为的粒子，加速电场两极板间电压为U，速度选择器内电场强度为E，上下极板间距为d，极板长度为2d，离子进入加速电场的初速度可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用以及相对论效应，重力忽略不计。 （1）若粒子在速度选择器中做直线运动，求速度选择器中磁场磁感应强度的大小； （2）若速度选择器中只有电场，磁分析器中磁场为匀强磁场，磁感应强度为B，求离子射到y轴的位置； （3）若磁分析器中磁场的磁感应强度随x均匀变化，，为位置的磁感应强度，k为大于0的常数，求速度选择器中直线运动的粒子射入右侧磁场离y轴的最远距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在加速电场中加速，由动能定理有 得 离子通过速度选择器，由力的平衡条件有 得 【小问2详解】 若速度选择器中只有电场，离子在电场中偏转距离为，则有 其中， 得 设离子进入右侧磁场时速度为，与x方向夹角为，圆周运动半径为R，则有， 离子射出磁场的位置到射入磁场的位置的距离 其中， 离子射到y轴的位置 【小问3详解】 因为  离子运动到离y轴最远时，速度为v，方向沿y方向，在y方向上由动量定理得 其中 则 即 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $