2026届湖南长沙市芙蓉高级中学高三下学期全真模拟适应性考试物理试题

**基本信息** 2026届高三物理三模卷，通过单选、多选、实验及计算题，覆盖热学、光学、电磁学等核心知识，以光继电器、双缝干涉实验等真实情境考查物理观念与科学思维，适配高考冲刺能力评估。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6/24|分子动理论、透镜成像、光电效应|结合汽缸放气情境考查分子动能与密度，体现模型建构| |多选题|4/20|分子力与势能、光的折射|以半圆柱透明材料分析折射与全反射，强化科学推理| |实验题|2/14|重力加速度测量、压敏电阻测压强|用遮光片与光电门测g，结合压敏电阻验证气体实验定律，突出科学探究| |计算题|3/42|三棱镜折射、动量能量综合、圆盘发电机|以轴向磁通风力发电机为背景，考查电磁感应与功率计算，彰显科技前沿应用|

绝密★启用前 2026届高三全真模拟适应性考试 物理 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1.如图所示，用一个活塞把一部分空气密封在开口竖直向上、导热良好的汽缸内。打开阀门放出一些空气后，重新达到平衡状态。环境温度不变，汽缸内壁光滑。与原来的状态相比(    ) A. 分子的平均动能减小 B. 单位体积内分子个数变少 C. 单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变 D. 小速率区间的分子数占总分子数的百分比增大 2.如图所示，、为某一透镜的主光轴，若将点光源置于点，则成像于点若将点光源置于点，则成像于点已知，则以下有关透镜的种类和位置的说法正确的是(    ) A. 透镜是凸透镜，位于点左侧 B. 透镜是凹透镜，位于点右侧 C. 透镜是凸透镜，位于点右侧 D. 透镜是凹透镜，位于点左侧 3.如图是通过光电效应实现信号传输控制的设备光继电器。发出波长为的光，光电管阴极被照射后恰能发生光电效应，从而引起信号接收电路产生电流，实现对外部电路的控制。已知普朗克常量为，真空中的光速为，则(    ) A. 阴极的逸出功小于 B. 阴极的截止频率为 C. 逸出光电子的最大初动能为 D. 信号接收电路中电源的端是正极 4.年，英国科学家托马斯杨完成了一项著名实验穿过两个细缝的光发生干涉，并在墙上形成一些特征性的干涉条纹，这就是经典的双缝干涉实验。这项实验及后续研究证明了光既具有波动性，又具有粒子性即光的波粒二象性。双缝干涉的实验装置如图所示，光源发出的白光通过透镜后把单缝照亮，单缝相当于一个线光源，又把双缝照亮，通过双缝的两束光产生干涉，在屏上出现彩色干涉条纹，为了测量单色光的波长，可在单缝前加上滤光片，在屏上将出现单色光的干涉条纹，用测量头测得第条与第条亮条纹中心之间的距离为，双缝的间距用表示，下列说法正确的是(    ) A. 相邻亮条纹中心之间的距离为 B. 不可以直接用激光束做光源照射双缝，来获得干涉条纹 C. 为减小相邻亮条纹的间距，实验时可以让双缝间的距离小些，让双缝与屏之间的距离大些 D. 若实验中所用的单色光的频率为，则双缝到屏之间的距离为 5.如图所示，质量为的足够长的木板静止在粗糙水平地面上，在长木板上方右侧有质量为的物块，竖直墙面在长木板的右端，物块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为，某时刻对木板施加水平向右、大小的恒定拉力，作用后撤去，物块和木板始终未与竖直墙面碰撞，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是 A. 外力做的功为 B. 整个运动过程用时 C. 整个运动过程摩擦生热 D. 初始时，木板与墙的距离至少为 6.某科研小组在进行一次科研实验时，将一个能产生多种正离子质子、氘核、氚核及氦核等的粒子源放在如图装置的位置。粒子源产生的正离子飘入初速度很小，可忽略不计电压为的加速电场，经加速后从小孔沿平行金属板、的中心线射入。已知平行金属板、板长为，相距为，两板间的电压为。若离子能从、板间射出不计离子的重力，则(    ) A. 与之间的关系要满足 B. 各离子在电场中的运动轨迹重合 C. 各离子从、板间射出时的速度相同 D. 各离子从粒子源到从、板间射出的时间相同 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7.如图所示，将甲分子固定于坐标原点处，乙分子放置于轴上距离点很远的处，、、为轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力和分子势能随两分子间距离的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，。现把乙分子从处由静止释放，下列说法中正确的是(    ) A. 乙分子的不可能运动到的位置 B. 当分子间距离时，甲、乙两分子间只有吸引力 C. 乙分子从到的过程中，分子势能先增大后减小，在位置时分子势能最小 D. 乙分子从到做加速度先增大后减小的加速运动，从到做加速度增大的减速运动 8.如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光从空气沿半径方向入射到圆心，当时，反射光和折射光刚好垂直。下列说法正确的是(    ) A. 该材料对红光的折射率为 B. 若，光线消失 C. 若入射光变为白光，光线为白光 D. 若入射光变为紫光，光线和仍然垂直 9.如图所示，质量分别为、、的三个物块、、静止在水平桌面上，、用一根不可伸长的轻绳连接。已知轻绳能够承受的最大拉力为，、之间的动摩擦因数为，、之间的动摩擦因数为，与桌面之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。现对施加一水平向右的拉力，下列说法正确的是(    ) A. 当水平拉力为时，、相对于滑动 B. 当水平拉力为时，相对于滑动 C. 当水平拉力为时，的加速度大小为 D. 当水平拉力为时，的加速度大小为 10.如图所示，矩形区域内有匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，边长为，边长为，是边上的一点，是边上的一点，且。在点有一粒子源，大量同种粒子以相同速率从点向磁场内沿各个方向射出，粒子均带正电，电荷量均为，质量均为。如图，速度与边的夹角为的粒子恰好从点射出磁场，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则(    ) A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 粒子做匀速圆周运动的轨道半径为 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 磁场区域中有粒子通过的面积为 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 11.某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度大小，细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体，两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下： 用游标卡尺测量遮光片的宽度。 将遮光片固定在重锤上，用天平测量重锤和遮光片的总质量、重锤的质量。 将光电门安装在铁架台上，将重锤压在桌面上，保持系统静止，重锤离地面足够高。用刻度尺测量出遮光片中心到光电门的竖直距离。 启动光电门，释放重锤，用数字毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间。 根据上述数据求出重力加速度大小。 多次改变光电门高度，重复步骤，求出的平均值。 回答下列问题： 测量时，游标卡尺的示数如图所示，可知          。 重锤通过光电门时的速度大小为          用、表示。若不计摩擦，与、、、、的关系式为          。 12.某实验小组利用压敏电阻设计可测量气体压强的实验电路，并验证等温条件下气体压强与体积的反比关系。该小组查阅资料得知，所用到的压敏电阻工作面受到的压力与阻值的关系如图甲所示，图中压力在到之间时，阻值与压力满足，该实验小组在此压力范围内进行实验。已知实验室大气压强为，压敏电阻工作面面积为。 该实验小组把压敏电阻工作面向下嵌入到活塞上，并设计了如图乙所示的电路图来进行实验，主要实验器材有： 微安表，内阻 电阻箱 电源电动势为，内阻不计 开关、导线若干。 调节电阻箱的阻值，当工作面受到压力为时，电流表示数为，则电阻箱接入阻值为          ，此时压敏电阻工作面所处环境的压强为           打开针管的出气口，调节活塞位置至气体体积为，然后关闭出气口，缓慢推动针管活塞，记录多组针管内气体的体积以及与之对应的电流，实验过程中，气体体积越小，微安表的示数          选填“越大”或“越小” 在过程中，电流的倒数与气体体积的倒数若满足的关系为：          ，即可验证一定质量的气体在等温条件下压强和体积满足反比关系。 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13.如图所示，三角形是三棱镜的横截面，，，三棱镜放在平面镜上，边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面点，入射角为，点离点足够近，已知三棱镜的折射率为。 若，求光线从边射入棱镜时折射角的正弦值 若光线从边折射后直接到达边，并在边刚好发生全反射，求此时的值。 14.如图所示，质量为、半径为的四分之一光滑圆弧轨道放在光滑水平地面上，下端与水平地面相切，质量为的木块静止在轨道左侧，质量为的子弹以的速度水平向右射入木块并留在其中。已知子弹与木块作用时间极短，木块的尺寸远小于圆弧轨道的半径，重力加速度大小取，不计空气阻力。求： 子弹射入木块后的共同速度的大小以及此过程中产生的内能 木块沿圆弧轨道上升的最大高度 圆弧轨道的最大速度。 15.轴向磁通风力发电机在新能源领域中有广泛应用，其原理可简化为一圆盘发电机。如图所示，发电机的中心轴为固定不动的圆柱，一外半径为、厚度均匀的环形导体盘套在轴上，接触良好并可绕轴转动，导体盘轴线与中心轴的轴线重合。整个装置处在方向与轴线平行的匀强磁场中，磁感应强度大小为。在风力的作用下，导体盘以角速度匀速转动，导体盘的内、外缘为发电机的两个电极。两极接在外电阻两端后，导体盘上各处均有沿半径流动的电流。 磁场方向与导体盘转动方向如图所示，试判断导体盘的外缘是发电机的正极还是负极 若外电阻阻值为，导体盘电阻忽略不计、内半径为，通过导体盘上相同圆心角区域内的电流相同。求作用在导体盘上圆心角为区域很小，可视为导体棒上的安培力大小与的关系式 若外电阻阻值忽略不计，导体盘电阻不可忽略，距离轴线为处的电阻率与成正比，比例系数为，即，导体盘厚度为、内半径大小可调。求导体盘发热功率最大时内半径的大小。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $绝密 启用前 2026届高三全真模拟适应性考试 物理 注意事项: 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,写在试卷上无效。 3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题:本大题共6小题,共24分。 1.如图所示,用一个活塞把一部分空气密封在开口竖直向上、导热良好的汽缸内。打开阀门放出一些空气后,重新达到平衡状态。环境温度不变,汽缸内壁光滑。与原来的状态相比( ) A. 分子的平均动能减小 B. 单位体积内分子个数变少 C. 单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变 D. 小速率区间的分子数占总分子数的百分比增大 【答案】C 【解析】环境温度不变,分子的平均动能不变,小速率区间的分子数占总分子数的百分比不变,故AD错误 放出一些空气后,气体压强不变,单位时间内撞击在活塞上的分子个数不变,单位体积内分子个数不变,故B错误,C正确。 2.如图所示,、为某一透镜的主光轴,若将点光源置于点,则成像于点若将点光源置于点,则成像于点已知,则以下有关透镜的种类和位置的说法正确的是( ) A. 透镜是凸透镜,位于点左侧 B. 透镜是凹透镜,位于点右侧 C. 透镜是凸透镜,位于点右侧 D. 透镜是凹透镜,位于点左侧 【答案】B 【解析】若透镜是凸透镜且位于点左侧,当物体由点移到点,虚像位置由点移到点,像距增大的速度大于物距增大的速度,即应满足,A错误若透镜是凸透镜且位于点右侧,当物体位于点时,虚像不可能在物体和凸透镜之间的点,C错误若透镜是凹透镜且位于点右侧,若物体放在点,虚像成在物体和凹透镜之间的点若物体放在点,虚像成在物体和凹透镜之间的点,B正确若透镜是凹透镜且在点的左侧,物体在点时,虚像不可能成在物体和凹透镜以外的点, D错误. 3.如图是通过光电效应实现信号传输控制的设备光继电器。发出波长为的光,光电管阴极被照射后恰能发生光电效应,从而引起信号接收电路产生电流,实现对外部电路的控制。已知普朗克常量为,真空中的光速为,则( ) A. 阴极的逸出功小于 B. 阴极的截止频率为 C. 逸出光电子的最大初动能为 D. 信号接收电路中电源的端是正极 【答案】B 【解析】因波长为的光照射在光电管阴极后恰能发生光电效应,可知阴极的逸出功等于,阴极的截止频率为,A错误,B正确 因为恰能发生光电效应,可知逸出光电子的最大初动能为零,C错误 逸出的电子被加速,可知信号接收电路中电源的端是负极,D错误。 4.年,英国科学家托马斯杨完成了一项著名实验穿过两个细缝的光发生干涉,并在墙上形成一些特征性的干涉条纹,这就是经典的双缝干涉实验。这项实验及后续研究证明了光既具有波动性,又具有粒子性即光的波粒二象性。双缝干涉的实验装置如图所示,光源发出的白光通过透镜后把单缝照亮,单缝相当于一个线光源,又把双缝照亮,通过双缝的两束光产生干涉,在屏上出现彩色干涉条纹,为了测量单色光的波长,可在单缝前加上滤光片,在屏上将出现单色光的干涉条纹,用测量头测得第条与第条亮条纹中心之间的距离为,双缝的间距用表示,下列说法正确的是( ) A. 相邻亮条纹中心之间的距离为 B. 不可以直接用激光束做光源照射双缝,来获得干涉条纹 C. 为减小相邻亮条纹的间距,实验时可以让双缝间的距离小些,让双缝与屏之间的距离大些 D. 若实验中所用的单色光的频率为,则双缝到屏之间的距离为 【答案】A 【解析】A.测得第条与第条亮条纹中心之间的距离为,则相邻亮条纹中心之间的距离为 ,故A正确 B.因为激光的单色性好、相干性高,若用激光做光源,则可以直接用激光束照射双缝,即可获得干涉条纹,故 B错误 C.根据条纹间距的计算公式有,为增大相邻亮条纹的间距,实验时可以让双缝间的距离小些,让双缝与屏之间的距离大些,故 C错误 D.由,,可得双缝到屏之间的距离为,故D错误。 故选A。 5.如图所示,质量为的足够长的木板静止在粗糙水平地面上,在长木板上方右侧有质量为的物块,竖直墙面在长木板的右端,物块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为,某时刻对木板施加水平向右、大小的恒定拉力,作用后撤去,物块和木板始终未与竖直墙面碰撞,重力加速度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是 A. 外力做的功为 B. 整个运动过程用时 C. 整个运动过程摩擦生热 D. 初始时,木板与墙的距离至少为 【答案】C 【解析】【分析】 本题靠查板块问题,分别选择不同的对象利用牛顿第二定律求加速度,利用匀变速运动的基本知识求解速度位移各量,摩擦生热的计算方法是滑动摩擦力与相对位移的乘积。 【解答】 有拉力时物块加速度,长木板加速度, 撤去拉力时物块速度,木板速度,物块位移,木板位 移,外力做功,错力撤去前物块相对木板向后运动,撤去力后,物块加速,,木板减速,,至共速所需 时间为,,解得,,物块位移,木板位 移,物块相对木板向后运动,共速后一起减速到零所需时间 ,所走位移,整个过程用时,错摩 擦生热,初始木板与墙相距至少 ,C正确,错。 6.某科研小组在进行一次科研实验时,将一个能产生多种正离子质子、氘核、氚核及氦核等的粒子源放在如图装置的位置。粒子源产生的正离子飘入初速度很小,可忽略不计电压为的加速电场,经加速后从小孔沿平行金属板、的中心线射入。已知平行金属板、板长为,相距为,两板间的电压为。若离子能从、板间射出不计离子的重力,则( ) A. 与之间的关系要满足 B. 各离子在电场中的运动轨迹重合 C. 各离子从、板间射出时的速度相同 D. 各离子从粒子源到从、板间射出的时间相同 【答案】B 【解析】A.粒子经加速电场加速后的速度大小为 ,根据动能定理可得 粒子进入偏转电场做类平抛运动,若粒子能够从、板间射出则粒子的竖直偏转位移 应满足 根据类平抛的特点可得 联立可得 A错误; B.假设带电粒子向下偏转,以为坐标原点建立直角坐标系,如图所示 根据类平抛运动的特点可以求出粒子的竖直位移和水平位移分别为 联立可求得粒子的轨迹方程为 由此可知,粒子运动的轨迹与正离子的比荷无关,只有加速电场和偏转电场的性质决定,即各离子在电场中的运动轨迹重合,B正确; C.各离子在电场中的运动轨迹重合,即在偏转电场中的竖直偏转位移相同,竖直偏转位移为 ,设粒子射出时的速度大小为 ,根据动能定理可得 解得 由此可知,粒子射出电场时的速度大小与正离子的比荷相关,即各离子从、板间射出时的速度大小不同,速度方向相同,C错误; D.设加速电场的宽度为 ,粒子在加速电场中运动的时间为 ,则有 解得 离子在偏转电场中运动的时间为 离子从粒子源到从、板间射出的时间为 由此可知,离子从粒子源到从、板间射出的时间与正离子的比荷相关,即各离子从、板间射出的时间不相同,D错误。 故选B。 二、多选题:本大题共4小题,共20分。 7.如图所示,将甲分子固定于坐标原点处,乙分子放置于轴上距离点很远的处,、、为轴上的三个特殊的位置,甲、乙两分子间的作用力和分子势能随两分子间距离的变化关系分别如图中两条曲线所示,设两分子间距离很远时,。现把乙分子从处由静止释放,下列说法中正确的是( ) A. 乙分子的不可能运动到的位置 B. 当分子间距离时,甲、乙两分子间只有吸引力 C. 乙分子从到的过程中,分子势能先增大后减小,在位置时分子势能最小 D. 乙分子从到做加速度先增大后减小的加速运动,从到做加速度增大的减速运动 【答案】AD 【解析】A、分子力为零时分子势能最小,则虚线为图线、实线为图线;处,分子从处只能运动到处,故A正确; B、当分子间距离时,甲乙两分子间分子斥力和引力同时存在,且分子引力大于斥力,分子间作用力表现为引力,故B错误; C、乙分子从到的过程,受到分子引力作用而加速运动,分子力做正功,分子势能减小,分子力为零时分子势能最小,即在位置时分子势能最小,故C错误; D、乙分子从到的过程,受到分子引力作用而加速运动,由实线知,分子力先增大后减小,则加速度先增大后减小。乙分子从到的过程,受到逐渐增大的斥力作用,则乙分子做加速度增大的减速运动,故D正确; 故选:。 8.如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面,一束红光从空气沿半径方向入射到圆心,当时,反射光和折射光刚好垂直。下列说法正确的是( ) A. 该材料对红光的折射率为 B. 若,光线消失 C. 若入射光变为白光,光线为白光 D. 若入射光变为紫光,光线和仍然垂直 【答案】ABC 【解析】由光的反射定律可知反射角为,由几何关系可知折射角为,由折射率定义可知,A正确半圆柱体的临界角,若,入射光发生全反射,光线消失,B正确由反射定律可知入射光变为白光,则光线为白光,C正确若入射光变为紫光,介质对紫光的折射率大于对红光的折射率,则折射角变大,反射角不变,故光线和不再垂直,D错误。 9.如图所示,质量分别为、、的三个物块、、静止在水平桌面上,、用一根不可伸长的轻绳连接。已知轻绳能够承受的最大拉力为,、之间的动摩擦因数为,、之间的动摩擦因数为,与桌面之间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为。现对施加一水平向右的拉力,下列说法正确的是( ) A. 当水平拉力为时,、相对于滑动 B. 当水平拉力为时,相对于滑动 C. 当水平拉力为时,的加速度大小为 D. 当水平拉力为时,的加速度大小为 【答案】BD 【解析】由于,则物块刚要运动时,物块、和间的静摩擦力并未达到最大,当物块、与间的静摩擦力恰好达到最大时,假设轻绳并未拉断,对物块、与整体,由牛顿第二定律有,对物块,由牛顿第二定律有,解得,,对物块,由牛顿第二定律有,解得绳子拉力大小,则假设成立,所以当水平拉力为时,物块、与相对静止,故A错误 当绳子的拉力刚要达到最大时,此时物块、相对静止,且均相对物块滑动,对物块、整体,由牛顿第二定律有,对物块,由牛顿第二定律有,解得此时物块、运动的加速度大小,此时拉力大小,所以当水平拉力为时,物块相对物块滑动,此时绳子被拉断,对物块,由牛顿第二定律有,解得此时物块的加速度大小,故BD正确、C错误。 10.如图所示,矩形区域内有匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为,边长为,边长为,是边上的一点,是边上的一点,且。在点有一粒子源,大量同种粒子以相同速率从点向磁场内沿各个方向射出,粒子均带正电,电荷量均为,质量均为。如图,速度与边的夹角为的粒子恰好从点射出磁场,不计粒子的重力和粒子间的相互作用力,则( ) A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 粒子做匀速圆周运动的轨道半径为 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 磁场区域中有粒子通过的面积为 【答案】BD 【解析】粒子运动轨迹如图所示,速度与的夹角为的粒子恰好从点射出磁场,粒子带正电,由粒子运动的轨迹根据左手定则可判断,磁场方向垂直于纸面向外,故A错误 由此粒子的运动轨迹结合几何关系可知,粒子做圆周运动的轨道半径,故B正确 由于粒子做圆周运动的速度大小相同,因此在磁场中运动的轨迹越长,时间越长,分析可知,粒子在磁场中运动的最长弧长为二分之一圆周,因此最长时间为二分之一周期,即最长时间为,故C错误 由图可知,磁场区域有粒子通过的面积为图中区域的面积,即为,故D正确。故选BD。 三、实验题:本大题共2小题,共14分。 11.某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度大小,细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体,两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下: 用游标卡尺测量遮光片的宽度。 将遮光片固定在重锤上,用天平测量重锤和遮光片的总质量、重锤的质量。 将光电门安装在铁架台上,将重锤压在桌面上,保持系统静止,重锤离地面足够高。用刻度尺测量出遮光片中心到光电门的竖直距离。 启动光电门,释放重锤,用数字毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间。 根据上述数据求出重力加速度大小。 多次改变光电门高度,重复步骤,求出的平均值。 回答下列问题: 测量时,游标卡尺的示数如图所示,可知 。 重锤通过光电门时的速度大小为 用、表示。若不计摩擦,与、、、、的关系式为 。 【答案】 【解析】由游标卡尺的读数规则可知遮光片的宽度。 重锤通过光电门时的速度大小为。对两个重锤分别列牛顿第二定律关系式并联立可得,对重锤由速度位移公式有,联立可得。 12.某实验小组利用压敏电阻设计可测量气体压强的实验电路,并验证等温条件下气体压强与体积的反比关系。该小组查阅资料得知,所用到的压敏电阻工作面受到的压力与阻值的关系如图甲所示,图中压力在到之间时,阻值与压力满足,该实验小组在此压力范围内进行实验。已知实验室大气压强为,压敏电阻工作面面积为。 该实验小组把压敏电阻工作面向下嵌入到活塞上,并设计了如图乙所示的电路图来进行实验,主要实验器材有: 微安表,内阻 电阻箱 电源电动势为,内阻不计 开关、导线若干。 调节电阻箱的阻值,当工作面受到压力为时,电流表示数为,则电阻箱接入阻值为 ,此时压敏电阻工作面所处环境的压强为 打开针管的出气口,调节活塞位置至气体体积为,然后关闭出气口,缓慢推动针管活塞,记录多组针管内气体的体积以及与之对应的电流,实验过程中,气体体积越小,微安表的示数 选填“越大”或“越小” 在过程中,电流的倒数与气体体积的倒数若满足的关系为: ,即可验证一定质量的气体在等温条件下压强和体积满足反比关系。 【答案】 越大 【解析】分析题图乙电路,根据闭合电路欧姆定律可知,解得,此时压敏电阻工作面所处环境的压强为。 依题意,当缓慢推动针管活塞时,气体体积越小,压强越大,即压力越大,由题图甲可知,越小,所以微安表的示数越大。 依题意,打开针管的出气口,针管中压强为大气压强,则压敏电阻所受压力为,即缓慢推动针管活塞,压力从开始变化,符合题中阻值与压力的关系,根据玻意耳定律可知,解得,根据压力与压强的关系可知,结合题中阻值与压力的关系可知,根据闭合电路欧姆定律可知,联立解得。 四、计算题:本大题共3小题,共42分。 13.如图所示,三角形是三棱镜的横截面,,,三棱镜放在平面镜上,边紧贴镜面。在纸面内,一光线入射到镜面点,入射角为,点离点足够近,已知三棱镜的折射率为。 若,求光线从边射入棱镜时折射角的正弦值 若光线从边折射后直接到达边,并在边刚好发生全反射,求此时的值。 【答案】解析:作出光路图如图所示 由三角形内角和为和等腰三角形特点可知, 由几何关系可知光线从边射入棱镜时的入射角 当时, 根据折射定律可知光线从边射入棱镜时折射角的正弦值为 。 由问图可知光线在边的入射角为, 由于光线在边恰好发生全反射,由发生全反射的临界角公式有 ,即 则当光线在边恰好发生全反射时,,即 根据折射定律,该情况下光线从边射入棱镜时入射角的正弦值为,即 结合问可知光线在边恰好发生全反射时的值为。 答案: 【解析】略 14.如图所示,质量为、半径为的四分之一光滑圆弧轨道放在光滑水平地面上,下端与水平地面相切,质量为的木块静止在轨道左侧,质量为的子弹以的速度水平向右射入木块并留在其中。已知子弹与木块作用时间极短,木块的尺寸远小于圆弧轨道的半径,重力加速度大小取,不计空气阻力。求: 子弹射入木块后的共同速度的大小以及此过程中产生的内能 木块沿圆弧轨道上升的最大高度 圆弧轨道的最大速度。 【答案】解析:设子弹射入木块后与木块的共同速度为, 对子弹和木块组成的系统,由动量守恒定律得 解得子弹射入木块后的共同速度 此过程系统所产生的内能 解得产生的内能。 设木块含子弹在圆弧轨道上升到最大高度时,两者的速度大小为, 木块沿圆弧轨道上升的最大高度为, 由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 解得木块沿圆弧轨道上升的最大高度,木块未从圆弧轨道最高点飞出。 设木块含子弹在圆弧轨道上时,圆弧轨道一直做加速运动,木块含子弹在圆弧轨道底端与轨道分离时,圆弧轨道的速度最大, 设此时木块含子弹的速度为,圆弧轨道的速度为, 由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得圆弧轨道的最大速度,方向水平向右。 答案: 方向水平向右 【解析】略 15.轴向磁通风力发电机在新能源领域中有广泛应用,其原理可简化为一圆盘发电机。如图所示,发电机的中心轴为固定不动的圆柱,一外半径为、厚度均匀的环形导体盘套在轴上,接触良好并可绕轴转动,导体盘轴线与中心轴的轴线重合。整个装置处在方向与轴线平行的匀强磁场中,磁感应强度大小为。在风力的作用下,导体盘以角速度匀速转动,导体盘的内、外缘为发电机的两个电极。两极接在外电阻两端后,导体盘上各处均有沿半径流动的电流。 磁场方向与导体盘转动方向如图所示,试判断导体盘的外缘是发电机的正极还是负极 若外电阻阻值为,导体盘电阻忽略不计、内半径为,通过导体盘上相同圆心角区域内的电流相同。求作用在导体盘上圆心角为区域很小,可视为导体棒上的安培力大小与的关系式 若外电阻阻值忽略不计,导体盘电阻不可忽略,距离轴线为处的电阻率与成正比,比例系数为,即,导体盘厚度为、内半径大小可调。求导体盘发热功率最大时内半径的大小。 【答案】解析:导体盘转动过程,由右手定则可知导体盘中的外缘处的电势较高,故导体盘的外缘是发电机的正极。 由法拉第电磁感应定律可知导体盘转动过程产生的感应电动势为 则通过外电阻的电流为 由并联分流规律可知通过导体盘圆心角为区域的电流为 由安培力公式可得该区域受到的安培力大小为 。 如图所示,设导体盘上距离轴线为处的沿半径方向的微小长度为、横截面积为很小的部分的电阻为,则由电阻定律可得 设导体盘的内半径大小为时导体盘上圆心角为区域很小的电阻为,则由累加可得 结合问可知导体盘上圆心角为区域很小可视为导体棒,则导体盘可看成跟这样的导体棒并联而成的电源,则导体盘的电阻为 由法拉第电磁感应定律可得导体盘的内半径大小为时的电动势为 由电功率公式可得导体盘的发热功率为 对求导可得,令,解得,又时,时,故当时最大,即导体盘发热功率最大。 答案:正极见解析 【解析】略 第1页,共1页 学科网(北京)股份有限公司 $