精品解析：2026届山东聊城市高三下学期考前学情自测物理试题

聊城市2026年普通高中学业水平等级考试模拟卷 物理（三） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷的指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用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. 太阳能电池简化结构如图所示，其原理应用了光电效应。太阳光透过N型硅照到PN结区域，激发出光电子，光电子在PN结内电场作用下飞向N型硅区域，接通外部电路后即可对外供电。已知该太阳能电池材料的极限频率为，光速为c，下列说法正确的是（ ） A. 只增大入射光的频率，太阳能电池的光电流会变小 B. 太阳能电池工作时，通过灯泡的电流方向从B到A C. 入射光的波长小于时，太阳能电池不能对外供电 D. 入射光的频率加倍时，光电子的最大初动能也加倍 2. 如图所示为甲、乙两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像。若甲固定，乙从无穷远处逐渐靠近甲，则两分子势能最小时分子间距离为（ ） A. 无穷远 B. C. D. 3. 某同学做双缝干涉实验，装置如图所示，虚线为双缝a、b的中垂线且垂直光屏交于O点，单缝位于虚线上。红色激光沿虚线从单缝射入，在光屏上形成干涉条纹。下列说法正确的是（ ） A. 若把整个装置浸没在水中，其余条件不变，则光屏上的条纹间距不变 B. 若将单缝向双缝靠近，其余条件不变，则光屏上的条纹间距会变小 C. 若将b缝挡住，其余条件不变，则光屏上仍会出现明暗相间的条纹 D. 若将a缝挡住，其余条件不变，则光屏上就没有明暗相间的条纹 4. 土砻是古代劳动人民的谷物脱壳工具，如图甲所示，其简化示意图如图乙所示。握把ab和连杆cd位于同一水平面内且相互垂直，c端通过光滑转轴与转盘相连，d为ab中点，c位于轻绳悬点O的正下方。，为等边三角形，握把ab重力为G且质量分布均匀，连杆cd质量忽略不计。人不施加作用力时，ab处于静止状态，则轻绳Oa上的作用力大小为（ ） A. B. C. D. 2G 5. 一理想变压器原线圈输入交变电流，副线圈连接电路如图所示。已知为“2V，2W”的小灯泡，均正常发光，R为定值电阻，D为理想二极管，则（ ） A. B. C. D. 6. 圆形导体框由粗细均匀的硬质导线制成，放在水平面上，为圆上的一条直径。导体框以恒定速度垂直磁场边界进入竖直方向的匀强磁场，且始终和平行。时刻圆弧在磁场内，所对圆心角为，如图甲所示；时刻圆弧在磁场外，所对圆心角也为，如图乙所示，则、时刻，两点的电势差大小的比值为（　　） A. B. C. D. 7. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，其由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度高可靠定位、导航、授时服务。如图所示，a为北斗组网卫星中的极地卫星、b为组网中的地球静止卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体。已知地球自转周期为T，地球半径为R，赤道上重力加速度为g，引力常量为G，则（ ） A. 地球的质量为 B. b卫星距地面高度为 C. a、b、c的线速度大小关系为 D. a、b、c的周期大小关系为 8. 一刚性杆AB，初始时紧靠在竖直墙面上静止放置，杆长为l，在其中点C处固定一个质量为m、大小不计的小球。在保证A端不脱离墙面的情况下，控制B端沿着水平地面以速度v向右匀速运动，A、B和O三点始终在同一竖直平面内。则（ ） A. 当杆与地面成角时，小球的速度大小为 B. 小球的竖直分速度为定值 C. 当杆与地面成30°时，杆对小球的作用力大小为 D. 从开始到杆与地面成30°的过程中，杆对小球做的功为 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，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 在xOy平面坐标系内有两个完全相同的波源和，如图甲所示。时，两波源同时沿垂直于xOy平面开始振动，振动图像均如图乙所示。t=3s时，P处质点开始振动，下列说法正确的是（ ） A. 这两列波的波速大小均为2 m/s B. 这两列波的波速大小均为 C. t=4.5 s时处的质点偏离平衡位置的位移为 D. 两列波在点的振动总是加强的 10. 如图所示，竖直固定放置的足够长的圆筒，内壁光滑，在O点处给一个质量为m的小滑块沿内壁水平切线方向的初速度，小滑块将沿筒内表面旋转下滑。假设滑块下滑过程中与筒内表面紧密贴合，小滑块第一次滑过O点正下方时，恰好经过点，第二次滑过O点正下方时，恰好经过点，以此类推，且的距离为1.6 m。圆筒内半径，重力加速度取。则下列说法正确的是（ ） A. 小滑块的初速度为1.5 m/s B. 小滑块经过点的速度大小为5 m/s C. 小滑块运动过程中对筒壁的压力越来越大 D. 小滑块运动过程中受到筒壁的支持力大小不变 11. 如图甲所示，在与竖直平面平行的匀强电场中，有一质量为、带电量为的小球（可视为质点），小球在半径的竖直固定光滑圆轨道上，从与圆心等高的点以初速度沿轨道切线向下运动，恰好能做完整的圆周运动。为小球从点起转过的圆心角，点为轨道最低点。已知小球在运动过程中电势能随角度的变化图像如图乙所示，，取重力加速度。下列判断正确的是（ ） A. 电场强度大小为，方向水平向右 B. 小球在运动过程中速度的最大值为 C. 小球在从点运动到点的过程中速度先增大后减小 D. 小球在运动过程中对轨道压力的最大值为 12. 如图，在绝缘的固定斜面上（斜面足够大）有一质量为、粗细均匀的矩形线框，线框由两种金属材料组成，、长为，电阻均为，、长为、电阻不计，线框处在方向垂直斜面向下的足够大的匀强磁场中，磁感应强度大小为。一质量也为的导体棒紧挨放置在线框上（不接触），接入电路电阻为，时刻，同时静止释放以及线框，经时间，恰好运动到线框的中心处，此时对施加沿斜面向上的力，最终恰好不从线框掉下。已知运动过程始终与垂直，且与线框接触良好，线框与斜面间的动摩擦因数为，与线框间的动摩擦因数为（），重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 刚释放瞬间，线框的加速度大小为 B. 时间内通过边的电荷量为 C. 时的速度为 D. 若时下降的高度为，则整个过程中上产生的焦耳热为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 为了测量手机电池的容量（单位A·h），某实验小组进行如下实验研究（电表均视为理想电表）： ①正常使用手机至提示关机时，在手机上，用电压表测出电池两端电压为3.62 V。 ②给手机充电至100%，然后从手机中取出电池，接入图甲电路。断开，闭合，读出电压表的示数为4.18 V。 ③将电阻箱调至适当大小，闭合，读出电压表和电流表的示数为4.14 V、0.80 A，并开始计时。此后每隔一段时间记录一次对应的电流数值。当t=5 h时，电压表显示3.62 V，电流表显示0.28 A。 ④在坐标纸上建立电流I和时间t的坐标系，将全部数据描点到坐标系上，如图乙所示。 回答下列问题： （1）该款电池的电动势________； A. 恒定不变 B. 随放电的延续而减小 C. 放电电流越大，电动势越小 （2）即将关机时电池内阻为充满电时电池内阻的________倍； （3）依据图乙，手机工作过程中，该款电池所能提供的最大容量约为________A·h（保留两位有效数字）。 14. 晓刚同学发现，拍摄运动的物体，会出现拖影。受此启发，他决定利用发光小球自由下落时在照片上留下的拖影，来测量当地重力加速度。设计实验步骤如下： ①在暗室里，如图甲所示将相机正对竖直固定的刻度尺放置，调节相机快门曝光时间为； ②将发光小球从刻度尺零刻度处由静止释放，使发光小球贴近刻度尺自由下落。待小球下落至与相机近似等高位置时按下相机快门，得到如图乙所示的照片，读出拖影上边沿到释放点的距离，拖影的长度（曝光时间内小球的位移）； ③用内的平均速度近似等于小球下落高度为时的瞬时速度，进而计算出重力加速度； ④重复步骤②③，读出数据如下表所示，计算的平均值，测得当地重力加速度。 第一张图 第二张图 第三张图 d/cm 2.50 2.80 3.20 H/cm 31.3 39.50 51.70 （1）根据上表数据，小球在第三张图中曝光时间内的平均速度大小________（结果保留两位有效数字）； （2）根据实验步骤计算当地重力加速度，表达式为________（用、、表示）； （3）不考虑空气阻力，本实验测得的重力加速度________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值； （4）将空气阻力考虑在内，为减小实验误差，可以采取下列哪些措施________； A. 选用密度大、体积小的发光小球 B. 选用密度小、体积大的发光小球 C. 将相机快门曝光时间调整为 D. 将相机快门曝光时间调整为 15. 市面上常用光学玻璃的折射率一般在之间，某研发团队突破上限，制作了超高折射率特种玻璃，并进行了相关检测。如图所示，圆心为，横截面为圆面的柱状玻璃砖，由发射器发射一束激光从空气垂直进入玻璃砖中，入射点为点，经多次反射激光打在紧贴玻璃砖表面的感光仪上，感光仪可检测光点强度。现控制发射器缓慢下移，在越过点的瞬间感光仪测得光强骤然下降。已知圆的半径为，，，光在真空中传播的速度为，求 （1）玻璃砖的折射率； （2）激光从点第一次传播到感光仪所用时间。 16. 如图是医院用于静脉输液的示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A，密封瓶口处的橡胶塞上插有两根细管，其中管一端与大气相通，另一端在瓶内，且药液始终没有进入管，管为输液软管，中间有一气室B，管通过针头接入人体静脉，输液处由于液体压强高于静脉血压，药液顺利进入静脉。气室A内气体温度恒定，输液瓶近似为高度的圆柱体，瓶内总容积。初始时，药液体积，输液一段时间后，药液体积减少至。大气压强，药液密度，重力加速度，瓶内管上端到瓶口的距离为。求： （1）初始状态气室A中封闭气体压强； （2）此过程中进入气室A的空气与初始空气的质量的比值（结果取整数）。 17. 某质谱仪简化结构如图所示，在xOy平面的y>0区域存在方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场，在x轴处放置照相底片，大量a、b两种离子漂入（其初速度几乎为零）电压为U的加速电场（加速电场未画出），经过加速后，从坐标原点且与y轴成角的范围内垂直磁场方向射入磁场，最后打到照相底片上，测得最大发射角的余弦值。已知a、b两种离子的电荷量均为，质量分别为2m和m，不考虑离子间相互作用。 （1）求a离子在磁场中速度大小； （2）求b离子在照相底片上形成的亮线长度； （3）若加速电压在之间波动，要在底片上完全分辨出a、b两种离子，求的最大值。 18. 水平面点左侧光滑，右侧粗糙。质量为的圆弧槽末端与点重合处于静止状态，其圆弧表面光滑，半径。质量均为可视为质点的相同滑块，如图所示，滑块1从高处由静止释放恰好能沿切线方向进入圆弧槽，滑块2、滑块3……滑块n自距离点处从左向右依次排列，间距均为。已知滑块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为，滑块间的碰撞时间极短，且碰后就粘在一起形成组合体。取，，求： （1）滑块1离开圆弧槽末端时的速度大小； （2）滑块1从离开圆弧槽到撞上滑块2经历的时间（答案保留两位小数）； （3）组合体最终包含滑块的个数，及停止位置到O点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 聊城市2026年普通高中学业水平等级考试模拟卷 物理（三） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷的指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用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. 太阳能电池简化结构如图所示，其原理应用了光电效应。太阳光透过N型硅照到PN结区域，激发出光电子，光电子在PN结内电场作用下飞向N型硅区域，接通外部电路后即可对外供电。已知该太阳能电池材料的极限频率为，光速为c，下列说法正确的是（ ） A. 只增大入射光的频率，太阳能电池的光电流会变小 B. 太阳能电池工作时，通过灯泡的电流方向从B到A C. 入射光的波长小于时，太阳能电池不能对外供电 D. 入射光的频率加倍时，光电子的最大初动能也加倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．光电流的大小主要取决于入射光的光强，增大入射光的频率，不清楚入射光的光强变化，所以无法判断太阳能电池光电流的大小变化，故A错误； B．由题图可知，太阳能电池工作时，电子的运动方向从A到B，由于电子带负电，则通过灯泡的电流方向为从B到A，故B正确； C．入射光的波长小于时，则入射光的频率 可以发生光电现象，太阳能电池可以对外供电，故C错误； D．入射光的频率为时，根据光电效应方程可得逸出电子的最大初动能为 入射光的频率为时，根据光电效应方程可得逸出电子的最大初动能，故D错误。 故选B。 2. 如图所示为甲、乙两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像。若甲固定，乙从无穷远处逐渐靠近甲，则两分子势能最小时分子间距离为（ ） A. 无穷远 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】乙从无穷远处逐渐靠近甲过程中，在过程中，分子力为引力，做正功，分子势能减小；在过程中，分子力为斥力，做负功，分子势能增加。所以分子势能最小时分子间距离为。 故选D。 3. 某同学做双缝干涉实验，装置如图所示，虚线为双缝a、b的中垂线且垂直光屏交于O点，单缝位于虚线上。红色激光沿虚线从单缝射入，在光屏上形成干涉条纹。下列说法正确的是（ ） A. 若把整个装置浸没在水中，其余条件不变，则光屏上的条纹间距不变 B. 若将单缝向双缝靠近，其余条件不变，则光屏上的条纹间距会变小 C. 若将b缝挡住，其余条件不变，则光屏上仍会出现明暗相间的条纹 D. 若将a缝挡住，其余条件不变，则光屏上就没有明暗相间的条纹 【答案】C 【解析】 【详解】A．光进入水中，频率不变，波速减小，根据  可知波长变短，即 。根据双缝干涉条纹间距公式  在  和  不变的情况下， 减小，则条纹间距  变小，故A错误； B．双缝干涉条纹间距公式为  其中  为双缝到光屏的距离， 为双缝间的距离。将单缝向双缝靠近，并没有改变双缝到光屏的距离 ，也没有改变双缝间距  和入射光波长 ，因此条纹间距  不变，故B错误； C．若将  缝挡住，光通过  缝发生单缝衍射，光屏上会出现衍射条纹，衍射条纹也是明暗相间的，故C正确； D．若将  缝挡住，光通过  缝发生单缝衍射，光屏上会出现明暗相间的衍射条纹，故D错误。 故选C。 4. 土砻是古代劳动人民的谷物脱壳工具，如图甲所示，其简化示意图如图乙所示。握把ab和连杆cd位于同一水平面内且相互垂直，c端通过光滑转轴与转盘相连，d为ab中点，c位于轻绳悬点O的正下方。，为等边三角形，握把ab重力为G且质量分布均匀，连杆cd质量忽略不计。人不施加作用力时，ab处于静止状态，则轻绳Oa上的作用力大小为（ ） A. B. C. D. 2G 【答案】A 【解析】 【详解】由对称性可知、绳的拉力相等，设两绳的拉力大小为 为等边三角形，，两绳拉力的合力，方向沿dO方向 由几何关系可知，，根据握把ab的受力平衡关系 解得 故选 A。 5. 一理想变压器原线圈输入交变电流，副线圈连接电路如图所示。已知为“2V，2W”的小灯泡，均正常发光，R为定值电阻，D为理想二极管，则（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由题意可知，原线圈输入电压为 设副线圈输出电压为，则副线圈输出电压的最大值为 所以副线圈输出电压的瞬时值表达式为 二极管具有单向导电性，所以当上述交流电通过二极管后，一个周期内只有一半的时间是导通的，设上述交流电通过二极管后电压的有效值为，则有 又因为小灯泡与二极管串联能正常发光，则有 联立解得 所以根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系可得，故A正确，B错误； CD．设小灯泡和电阻串联支路的电流为，则有 所以根据串联电路的性质可得，故CD错误。 故选A。 6. 圆形导体框由粗细均匀的硬质导线制成，放在水平面上，为圆上的一条直径。导体框以恒定速度垂直磁场边界进入竖直方向的匀强磁场，且始终和平行。时刻圆弧在磁场内，所对圆心角为，如图甲所示；时刻圆弧在磁场外，所对圆心角也为，如图乙所示，则、时刻，两点的电势差大小的比值为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设导体框总电阻，线框直径为，由于粗细均匀，每一段弧电阻，其中为该段圆弧对应的圆心角。 导体框以恒定速度垂直磁场边界进入竖直方向的匀强磁场，感应电动势源于框在磁场内部分切割磁感线，其大小等于乘以边界与圆相交的弦长。 圆弧在磁场内，所对圆心角为，弦长度为，电动势 此时电源为小弧，外电路为大弧，电流 、在外电路，段电阻为，故 圆弧在磁场外，所对圆心角为，磁场内为大弧，弦长度为，电动势仍为 此时电源为大弧，外电路为小弧，电流 由右手定则，此时电源正极为，电势为，设负极电势为零。 电源内部电流方向，且每段含电动势和电阻。用含源电路计算各点电势，每段弧电阻为，每一段弧对应的电动势为乘以它在直径上的投影 ， 因此，比值为 故选C。 7. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，其由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度高可靠定位、导航、授时服务。如图所示，a为北斗组网卫星中的极地卫星、b为组网中的地球静止卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体。已知地球自转周期为T，地球半径为R，赤道上重力加速度为g，引力常量为G，则（ ） A. 地球的质量为 B. b卫星距地面高度为 C. a、b、c的线速度大小关系为 D. a、b、c的周期大小关系为 【答案】A 【解析】 【详解】A．在地球表面附近，忽略地球自转影响，物体受到的万有引力近似等于重力，有，解得地球质量，故A正确； B．为地球静止卫星，其周期等于地球自转周期，设其轨道半径为，距地面高度为，则 根据万有引力提供向心力有 结合，解得 则高度，故B错误； C．、均为卫星，根据 由图可知，则；、角速度相同，根据 由于，则，综上可知，故C错误； D．为地球静止卫星，为赤道上随地球一起转动的物体，两者周期相同，即；、均为卫星，根据开普勒第三定律 由于，则，综上可知，故D错误。 故选A。 8. 一刚性杆AB，初始时紧靠在竖直墙面上静止放置，杆长为l，在其中点C处固定一个质量为m、大小不计的小球。在保证A端不脱离墙面的情况下，控制B端沿着水平地面以速度v向右匀速运动，A、B和O三点始终在同一竖直平面内。则（ ） A. 当杆与地面成角时，小球的速度大小为 B. 小球的竖直分速度为定值 C. 当杆与地面成30°时，杆对小球的作用力大小为 D. 从开始到杆与地面成30°的过程中，杆对小球做的功为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．将B端速度v沿杆方向和垂直于杆方向分解，根据刚性杆上各点沿杆方向分速度相等的特点，有 解得A端竖直向下的速度 小球C的速度等于A、B两端速度的矢量和的一半。建立直角坐标系，水平向右为x轴，竖直向下为y轴，则， 则小球C的合速度大小为，竖直分速度非定值，故AB错误； CD．当杆与地面成30°时，小球的速度 小球竖直方向的位移为 根据几何关系可知小球的水平速度等于，那么小球水平速度不变，说明小球水平不受力，那么杆对小球的力一定是竖直方向，由指向圆心的合外力提供向心力，即 解得 对小球，根据动能定理，可得 解得，故C正确，D错误。 故选C。 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，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 在xOy平面坐标系内有两个完全相同的波源和，如图甲所示。时，两波源同时沿垂直于xOy平面开始振动，振动图像均如图乙所示。t=3s时，P处质点开始振动，下列说法正确的是（ ） A. 这两列波的波速大小均为2 m/s B. 这两列波的波速大小均为 C. t=4.5 s时处的质点偏离平衡位置的位移为 D. 两列波在点的振动总是加强的 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．t=3 s时，P处质点开始振动，则波速，故A正确，B错误； C．由于Q点到S1的距离为5m，则波源S1处的波传播到Q点所用时间为 Q点到S2的距离为3m，则波源S2处的波传播到Q点所用时间为 所以t=4.5s时波源S1处的波传播到Q点后振动时间为2s，而波源S2处的波传播到Q点后振动时间为3s，根据波的叠加原理可得，此时Q点的位移为，故C正确。 D．该波的波长 由于 所以点引起的振动总是相互减弱的，故D错误； 故选AC。 10. 如图所示，竖直固定放置的足够长的圆筒，内壁光滑，在O点处给一个质量为m的小滑块沿内壁水平切线方向的初速度，小滑块将沿筒内表面旋转下滑。假设滑块下滑过程中与筒内表面紧密贴合，小滑块第一次滑过O点正下方时，恰好经过点，第二次滑过O点正下方时，恰好经过点，以此类推，且的距离为1.6 m。圆筒内半径，重力加速度取。则下列说法正确的是（ ） A. 小滑块的初速度为1.5 m/s B. 小滑块经过点的速度大小为5 m/s C. 小滑块运动过程中对筒壁的压力越来越大 D. 小滑块运动过程中受到筒壁的支持力大小不变 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小滑块在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速圆周运动，设小滑块做圆周运动的周期为，竖直方向，根据题意有 解得 滑块的初速度 可得，故A错误； B．小滑块经过点时，竖直方向的速度大小 小滑块经过点的速度大小为，故B正确； CD．小滑块垂直于圆筒方向的速度保持不变，垂直于圆筒方向根据可知小滑块运动过程中受到筒壁的支持力大小不变，根据牛顿第三定律可知小滑块运动过程中对筒壁的压力不变，故C错误，D正确。 故选BD。 11. 如图甲所示，在与竖直平面平行的匀强电场中，有一质量为、带电量为的小球（可视为质点），小球在半径的竖直固定光滑圆轨道上，从与圆心等高的点以初速度沿轨道切线向下运动，恰好能做完整的圆周运动。为小球从点起转过的圆心角，点为轨道最低点。已知小球在运动过程中电势能随角度的变化图像如图乙所示，，取重力加速度。下列判断正确的是（ ） A. 电场强度大小为，方向水平向右 B. 小球在运动过程中速度的最大值为 C. 小球在从点运动到点的过程中速度先增大后减小 D. 小球在运动过程中对轨道压力的最大值为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由电势能变化图像可知，起始位置点对应电势能取最小值，为 当时，电势能增加量 小球的水平位移为，由 代入数据解得 时，电势能最大；小球带正电，由可知右侧电势更高，电场方向沿水平向左，故A错误； B．小球所受电场力方向水平向左，满足 重力竖直向下，满足 合力（等效重力）方向左偏下，大小 可知合力方向与竖直方向成角，等效最低点为点沿方向指向圆周的点，等效最高点为其反方向的点。恰好做完整圆周运动的条件为：小球在等效最高点时，轨道弹力为0，等效重力提供向心力，即 得小球在等效最高点的动能 小球在运动过程中速度的最大值出现在等效最低点，从等效最高点到等效最低点，由动能定理 代入数据，解得小球在等效最低点的速度的最大值为，故B错误； C．由B选项分析可知，等效最低点的位置在圆弧之间，且与竖直方向成角。因此，小球从到的过程中，先经过等效重力最低点再通过点，因此小球的速度先增大后减小，故C正确； D．在等效最低点，轨道对小球的支持力满足 代入，， 解得 由牛顿第三定律，小球在运动过程中对轨道压力的最大值为，故D正确。 故选CD。 12. 如图，在绝缘的固定斜面上（斜面足够大）有一质量为、粗细均匀的矩形线框，线框由两种金属材料组成，、长为，电阻均为，、长为、电阻不计，线框处在方向垂直斜面向下的足够大的匀强磁场中，磁感应强度大小为。一质量也为的导体棒紧挨放置在线框上（不接触），接入电路电阻为，时刻，同时静止释放以及线框，经时间，恰好运动到线框的中心处，此时对施加沿斜面向上的力，最终恰好不从线框掉下。已知运动过程始终与垂直，且与线框接触良好，线框与斜面间的动摩擦因数为，与线框间的动摩擦因数为（），重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 刚释放瞬间，线框的加速度大小为 B. 时间内通过边的电荷量为 C. 时的速度为 D. 若时下降的高度为，则整个过程中上产生的焦耳热为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．刚释放瞬间，速度为0，感应电流为0，安培力为0，假设与线框之间为滑动摩擦力，对线框受力分析有 代入 解得 对杆，根据牛顿第二定律有 解得 结合可知，故假设成立，线框的加速度大小为，故A错误； B．时间内通过边的电荷量 其中磁通量变化 由电路分析可知 通过边电量为总电量的一半，联立解得，故B正确； C．对棒，规定沿斜面向下为正方向，由动量定理有 其中 代入解得，故C错误； D．最终恰好不掉下，说明最终与线框共速，对整体受力分析，在滑过线框中间位置前，沿斜面方向，系统受总重力沿斜面向下的分力及斜面提供的向上的摩擦力作用，由动量定理得，此时系统的动量满足 在滑过线框中间位置后，系统受总重力沿斜面向下的分力、斜面提供的向上的摩擦力以及外力的作用，可知 故时刻以后，系统的动量守恒，系统共速运动的速度大小满足 解得 同时，在滑过线框中间位置后，系统受外力对做的负功与重力做的正功和为0；且整个过程中，斜面对矩形线框摩擦力做的功与矩形线框重力做的正功和为0，故全过程对系统由能量守恒，总电路焦耳热 电阻占总电阻的，整个过程中上产生的焦耳热为 代入 解得，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 为了测量手机电池的容量（单位A·h），某实验小组进行如下实验研究（电表均视为理想电表）： ①正常使用手机至提示关机时，在手机上，用电压表测出电池两端电压为3.62 V。 ②给手机充电至100%，然后从手机中取出电池，接入图甲电路。断开，闭合，读出电压表的示数为4.18 V。 ③将电阻箱调至适当大小，闭合，读出电压表和电流表的示数为4.14 V、0.80 A，并开始计时。此后每隔一段时间记录一次对应的电流数值。当t=5 h时，电压表显示3.62 V，电流表显示0.28 A。 ④在坐标纸上建立电流I和时间t的坐标系，将全部数据描点到坐标系上，如图乙所示。 回答下列问题： （1）该款电池的电动势________； A. 恒定不变 B. 随放电的延续而减小 C. 放电电流越大，电动势越小 （2）即将关机时电池内阻为充满电时电池内阻的________倍； （3）依据图乙，手机工作过程中，该款电池所能提供的最大容量约为________A·h（保留两位有效数字）。 【答案】（1）B （2）40 （3）3.6 【解析】 【小问1详解】 充电结束时电压表测得的电源两端的电压等于电源电动势4.18V；而正常使用手机至提示关机时，在手机上，用电压表测出电池两端电压为3.62 V，可知电动势随放电的延续以及放电电流变化而变化。 故选B。 【小问2详解】 关机时，根据闭合电路欧姆定律 此时，未知； 充电时 根据可得 当时 此时 则 即将关机时电池内阻为充满电时电池内阻的40倍； 【小问3详解】 电池容量 图像与坐标轴围成的面积表示电荷量，图乙中，每个小方格代表的电荷量 数方格数约为72个，所以 14. 晓刚同学发现，拍摄运动的物体，会出现拖影。受此启发，他决定利用发光小球自由下落时在照片上留下的拖影，来测量当地重力加速度。设计实验步骤如下： ①在暗室里，如图甲所示将相机正对竖直固定的刻度尺放置，调节相机快门曝光时间为； ②将发光小球从刻度尺零刻度处由静止释放，使发光小球贴近刻度尺自由下落。待小球下落至与相机近似等高位置时按下相机快门，得到如图乙所示的照片，读出拖影上边沿到释放点的距离，拖影的长度（曝光时间内小球的位移）； ③用内的平均速度近似等于小球下落高度为时的瞬时速度，进而计算出重力加速度； ④重复步骤②③，读出数据如下表所示，计算的平均值，测得当地重力加速度。 第一张图 第二张图 第三张图 d/cm 2.50 2.80 3.20 H/cm 31.3 39.50 51.70 （1）根据上表数据，小球在第三张图中曝光时间内的平均速度大小________（结果保留两位有效数字）； （2）根据实验步骤计算当地重力加速度，表达式为________（用、、表示）； （3）不考虑空气阻力，本实验测得的重力加速度________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值； （4）将空气阻力考虑在内，为减小实验误差，可以采取下列哪些措施________； A. 选用密度大、体积小的发光小球 B. 选用密度小、体积大的发光小球 C. 将相机快门曝光时间调整为 D. 将相机快门曝光时间调整为 【答案】（1） （2） （3）小于 （4）AC 【解析】 【小问1详解】 球在第三张图中曝光时间内的平均速度大小 【小问2详解】 由自由落体运动规律 用曝光平均速度等效中点的瞬时速度 联立解得 【小问3详解】 忽略空气阻力的情况下，设小球下落的速度为，下落的速度为，下落的速度为，由自由落体运动规律，， 易得 而小球在曝光时间内的平均速度 因为 所以 所以由本实验原理可得，本实验测得的重力加速度小于真实值； 【小问4详解】 AB．选用密度大，体积小的发光小球则空气阻力的影响相对小很多，有利于减小误差，故A正确，B错误； CD．将快门调大，即减小，则和的差值减小，由可知和的差值也减小，则有利于减小误差，故C正确，D错误。 故选AC。 15. 市面上常用光学玻璃的折射率一般在之间，某研发团队突破上限，制作了超高折射率特种玻璃，并进行了相关检测。如图所示，圆心为，横截面为圆面的柱状玻璃砖，由发射器发射一束激光从空气垂直进入玻璃砖中，入射点为点，经多次反射激光打在紧贴玻璃砖表面的感光仪上，感光仪可检测光点强度。现控制发射器缓慢下移，在越过点的瞬间感光仪测得光强骤然下降。已知圆的半径为，，，光在真空中传播的速度为，求 （1）玻璃砖的折射率； （2）激光从点第一次传播到感光仪所用时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 依题意，根据已知条件作出光路图 根据题意可知，光线从点入射时恰好发生全反射，由几何关系可得临界角为，根据全反射临界角公式 代入得 故玻璃砖的折射率 【小问2详解】 由光路图可知光线在玻璃中传播的路程 光在该玻璃砖中传播的速度满足 因此，激光从点第一次传播到感光仪所用时间 16. 如图是医院用于静脉输液的示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A，密封瓶口处的橡胶塞上插有两根细管，其中管一端与大气相通，另一端在瓶内，且药液始终没有进入管，管为输液软管，中间有一气室B，管通过针头接入人体静脉，输液处由于液体压强高于静脉血压，药液顺利进入静脉。气室A内气体温度恒定，输液瓶近似为高度的圆柱体，瓶内总容积。初始时，药液体积，输液一段时间后，药液体积减少至。大气压强，药液密度，重力加速度，瓶内管上端到瓶口的距离为。求： （1）初始状态气室A中封闭气体压强； （2）此过程中进入气室A的空气与初始空气的质量的比值（结果取整数）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 输液瓶总容积，总高度，因其形状可近似为圆柱体，故药液体积与高度成正比。初始药液体积，对应药液高度 瓶内管上端到瓶口的距离为，因此气室液面到管口的液柱高度差 管与大气相通，平衡时管口压强等于大气压，由压强平衡 代入，，， 解得初始状态气室A中封闭气体压强 【小问2详解】 输液一段时间后，药液体积减少至，可知药液高度 此时液柱高度差 同理可得此时A内气体压强满足 代入数据解得 此时A内气体体积 初始A内气体体积 输液过程中温度恒定，由理想气体状态方程 可知此过程中进入气室A的空气与初始空气的物质的量之比满足 对同种气体，质量比等于物质的量之比，故此过程中进入气室A的空气与初始空气的质量的比值 17. 某质谱仪简化结构如图所示，在xOy平面的y>0区域存在方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场，在x轴处放置照相底片，大量a、b两种离子漂入（其初速度几乎为零）电压为U的加速电场（加速电场未画出），经过加速后，从坐标原点且与y轴成角的范围内垂直磁场方向射入磁场，最后打到照相底片上，测得最大发射角的余弦值。已知a、b两种离子的电荷量均为，质量分别为2m和m，不考虑离子间相互作用。 （1）求a离子在磁场中速度大小； （2）求b离子在照相底片上形成的亮线长度； （3）若加速电压在之间波动，要在底片上完全分辨出a、b两种离子，求的最大值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 a离子经电压为U的电场加速，以的速度进入磁场区域，根据动能定理得 解得 【小问2详解】 同理可得b离子进人磁场时的速度应满足 解得 b离子在磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径为，根据洛伦兹力提供向心力得 联立解得 如图所示 b离子沿y轴方向入射时打在底片的位置与原点O距离最远，可得 b离子沿与y轴方向成角的两个方向入射打在底片上同一位置，此时位置与原点O距离最近，由几何关系可得 如图所示，可得b离子在照相底片上形成的亮线长度为 解得 【小问3详解】 a离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为，根据洛伦兹力提供向心力得 联立解得 当加速电压取最小值时，a离子运动半径最小为 a离子打在照相底片上的位置与原点O的最近距离为 同理当加速电压取最大值时，b离子运动半径最大为 b离子打在照相底片上的位置与原点O的最远距离为 要在底片上完全分辨出a、b两种离子，应满足 联立解得 即的最大值为。 18. 水平面点左侧光滑，右侧粗糙。质量为的圆弧槽末端与点重合处于静止状态，其圆弧表面光滑，半径。质量均为可视为质点的相同滑块，如图所示，滑块1从高处由静止释放恰好能沿切线方向进入圆弧槽，滑块2、滑块3……滑块n自距离点处从左向右依次排列，间距均为。已知滑块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为，滑块间的碰撞时间极短，且碰后就粘在一起形成组合体。取，，求： （1）滑块1离开圆弧槽末端时的速度大小； （2）滑块1从离开圆弧槽到撞上滑块2经历的时间（答案保留两位小数）； （3）组合体最终包含滑块的个数，及停止位置到O点的距离。 【答案】（1） （2） （3）4个， 【解析】 【小问1详解】 滑块1和圆弧槽组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒。设滑块1离开圆弧时速度大小为，圆弧槽速度大小为，初始总动量为0，因此有 由系统机械能守恒  代入，， 解得， 因此滑块1离开圆弧槽末端时的速度为 【小问2详解】 水平面点左侧光滑，滑块 1在圆弧槽下滑时，水平方向动量守恒，水平方向上位移关系为 且 联立解得圆弧槽向左运动的距离 故滑块 1滑至圆弧槽末端时，处于点左侧处，滑块 1做匀速运动至点，匀速运动的时间 之后滑块1在点右侧做匀减速运动，由牛顿第二定律可知，滑块1的加速度大小满足 解得 滑块1从滑至点到撞上滑块2经历的时间满足 代入数据解得 滑块减速到0的时间是 所以滑块1从滑至点到撞上滑块2的时间小于，故取 因此滑块1从离开圆弧槽到撞上滑块2经历的时间 【小问3详解】 滑块碰撞过程动量守恒，且任意质量组合体在粗糙面的加速度均满足 设第个滑块碰后的速度为，运动距离后，速度满足 与第的滑块碰撞后，整体的速度满足 故当时，与第2个滑块碰后可得两滑块组成的系统的速度满足 当时，与第3个滑块碰后可得三滑块组成的系统的速度满足 当时，与第4个滑块碰后可得四滑块组成的系统的速度满足 当时，与第5个滑块碰后可得五滑块组成的系统的速度满足 故组合体无法撞上滑块5，组合体最终包含4个滑块，停止位置到O点的距离满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $