精品解析：北京市中央民族大学附属中学2026-2027学年高二上学期开学物理试题

民大附中2026~2027学年度第一学期开学 高三物理 2026.8 （考试时间90分钟 满分100分） 一、选择题（共42分） 1. 关于光现象及应用，下列说法正确的是（　　） A. 佩戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的折射 B. 医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用了光的偏振 C. 雨后太阳光入射到水滴形成彩虹，是由于光的干涉 D. 光经过针尖时，其影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射 2. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动越明显 B. 当分子间的距离减小时，分子间作用力一定增大 C. 物体的温度升高，物体内每个分子的动能都增大 D. 温度是分子热运动剧烈程度的标志 3. 某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，测得的分子直径结果偏小，可能的原因是（　　） A. 油酸未完全散开 B. 配制的油酸酒精溶液浓度较大 C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格 D. 测量每滴油酸溶液体积时，错把1mL溶液的滴数70滴记为80滴 4. 如图所示为以S1、S2为波源的两列机械波在某时刻叠加的示意图，波峰和波谷分别用实线和虚线表示，已知S1、S2的振幅均为A。下列说法正确的是（　　） A. a处质点做简谐运动，振幅为A B. b处质点此刻的位移大小为2A C. 若想观察到稳定的干涉现象，可将S2周期调小 D. 只要将S1的周期调至和S2的相等，c处质点就做振幅为2A的简谐运动 5. 如图是以质点P为波源的机械波在绳上刚传到质点Q时的波形。下列说法正确的是（　　） A. Q点即将开始向上振动 B. P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下 C. 若P点停止振动，绳上的波会立即消失 D. 当波传到Q点时，P点恰好振动了1个周期 6. 一台小型发电机与交流电压表、小灯泡按图1所示连接，发电机产生的电动势随时间变化的规律如图2所示，发电机内阻不可忽略，交流电压表视为理想电压表。则（　　） A. 交流电压表的示数为220V B. 电动势的有效值为220V C. 电动势表达式为 D. 穿过线圈的磁通量表达式为 7. 如图所示，P和Q是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大的线圈，其电阻小于灯泡的电阻，两灯泡在以下操作中不会被烧坏。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合时，P灯先亮，Q灯后亮 B. 开关S闭合一段时间后，两灯的亮度相同 C. 开关S断开前后通过P灯的电流方向改变 D. 开关S由闭合变为断开时，Q灯闪亮后熄灭 8. 图甲为一列沿轴正向传播的简谐横波在时的图像，图甲中某质点的振动情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 图乙可能是质点的振动图像 B. 再经质点将沿轴运动到处 C. 质点的位移与时间的关系为 D. 波在传播过程中，质点在2s内运动的路程为 9. 某同学用如图所示的可拆变压器完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，可拆变压器上各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。将原线圈的“0””和“1”接线柱与学生电源连接，将副线圈的“0”和“8”接线柱与电压表连接，测得副线圈的输出电压为15V。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈接的是学生电源的直流电压挡 B. 原线圈的输入电压可能是2V C. 原、副线圈之间靠铁芯导电来传输能量 D. 若将电源改接原线圈的“0”和“4”接线柱，则副线圈的输出电压将大于15V 10. 如图所示，弹簧上端固定、下端悬挂一个磁铁，在磁铁正下方放置一个固定在桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁托起到某一高度后放开、磁铁开始上下振动。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 磁铁振动过程中、线圈始终有收缩的趋势 B. 磁铁振动过程中、弹簧和磁铁组成系统的机械能保持不变 C. 磁铁远离线圈时，线圈对桌面的压力小于线圈的重力 D. 磁铁靠近线圈时，线圈与磁铁相互吸引 11. 如图所示，MN右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为q的两个电性不同的粒子，均以与MN夹角为、大小为v的速度垂直磁场射入。不计重力及粒子间的相互作用。则两粒子（　　） A. 在磁场中运动轨迹的半径不同 B. 在磁场中运动的时间不同 C. 射出磁场时的速度方向不同 D. 射出位置到射入位置的距离不同 12. 如图所示，一定厚度和宽度的半导体板放在匀强磁场中，当半导体板通过一定电流，且电流与磁场方向垂直时，在上侧面A和下侧面之间会产生一定的电势差UH将这种半导体板制成磁敏元件，可用来探测某空间的磁场。下列说法正确的是（　　） A. 若半导体板内载流子为电子，则上侧面A的电势比下侧面的电势高 B. 探测空间磁场时，UH与被测磁场的磁感应强度呈线性关系 C. 探测空间磁场时，磁敏元件的摆放方向对UH的数值无影响 D. 在图示情况下，半导体板单位体积中载流子数目越大UH越大 13. 如图所示，一根无限长的通电直导线固定在光滑水平面上，一质量为m的导体圆环在该平面内运动，其初速度大小为v0，方向与导线的夹角为30°。已知距离导线越远，磁场的磁感应强度越小，则导体圆环（　　） A. 做速度逐渐减小的直线运动 B. 距导线的距离先增大后减小 C. 产生的电能最多为 D. 受到安培力的冲量最大为 14. 如图所示，光滑水平面上的铜球可绕竖直轴、水平轴或水平轴转动。如果铜球表面有明显的图案，可以观察它的转动情况；或者用手触摸它，通过感受力的作用可判断它的转动情况。有人设想：如果铜球表面没有图案且绝对光滑，此时判断转动情况是不容易的。若水平面绝缘，用以下方法一定能够判断光滑铜球是否在转动和转动方向的是（　　） A. 沿方向滴下一小滴红墨水，观察红墨水落在水平面上的痕迹 B. 用另一等大的圆球沿直线撞击铜球，观察两球碰后的运动方向 C. 用电子束使铜球带电，测量球带电前后轴上某点的磁感应强度的变化 D. 把磁铁的磁极沿轴方向放置，观察铜球相对磁铁位置的变化 二、实验题（共18分） 15. （1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图1所示。双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图2所示，若A、B两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为________。（用所给物理量的字母表示）使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图3所示，其读数为________mm。 （2）用如图4所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图5中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。实验时先让a球多次从斜槽上某一固定位置C由静止释放，其平均落地点的位置为P。再把b球放在水平轨道末端，将a球仍从位置C由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，其平均落地点的位置为M、N。测量出a、b两个小球的质量分别为m1、m2（m1>m2），OM、OP、ON的长度分别为x1、x2、x3。 ①在实验误差允许范围内，若满足关系式____________________________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 ②换用不同材质的小球再次进行上述实验，计算得出，若碰撞过程满足动量守恒，请分析说明两球碰撞过程机械能是否守恒_____。 16. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示． （1）组装单摆时，应在下列器材中选用（选填选项前的字母） A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （2）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t， 则重力加速度g=________ （用L、n、t表示） （3）下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理． 组次 1 2 3 摆场L/cm 80.00 90.00 100.00 50次全振动所用的时间t/s 90.0 95.5 100.5 振动周期T/s 1.80 1.91 重力加速度g/(m·s-2) 9.74 9.73 请计算出第3组实验中的T=________ s，g= ________ （4）用多组实验数据做出图像，也可以求出重力加速度g， 已知三位同学做出的图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值．则相对于图线b， 下列分析正确的是 （选填选项前的字母）． A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 （5）某同学在家里测重力加速度．他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长．实验中，当O、A间细线的长度分别为和时，测得相应单摆的周期为、，由此可得重力加速度g=________ （用、、、表示）． 三、计算题（共40分） 17. 如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝30°，求： （1）电子运动的轨迹半径r； （2）电子的比荷； （3）电子穿越磁场的时间t。 18. 如图所示，半径为R的四分之一圆弧轨道顶端放置一个光滑物块，物块可视为质点，物块与圆弧轨道的质量均为m。已知重力加速度为g。 （1）圆弧轨道固定在水平面上，由静止释放物块，求： a．物块滑到轨道底端时速度的大小v； b．物块滑到轨道底端的过程中受到的冲量。 （2）轨道放在光滑水平面上，同时释放轨道和物块，求物块滑到轨道底端时速度的大小。 19. 火箭的飞行应用了反冲原理，借助喷出燃气的反冲作用获得推力。已知某火箭与其所载燃料的初始总质量为M，在时刻，火箭由静止出发，竖直向上运动，如图1所示。火箭持续均匀向下喷射燃气，在任意的极短时间Δt内，喷射燃气的质量均为Δm，喷出的燃气相对火箭的速度恒为u。在极短时间内，火箭喷出的燃气的重力远小于火箭的推力，火箭速度的变化量远小于燃气速度的变化量。不计空气阻力，重力加速度的大小g视为不变。 （1）求火箭速度大小为v的瞬间受到燃气推力的大小F，据此判断火箭在竖直上升阶段受到燃气的推力是否变化。 （2）若火箭在竖直上升阶段，可使用的燃料质量为m，求该阶段火箭可获得的最大加速度的大小am。 （3）测得火箭在竖直上升阶段，随时间t变化的图像是一条直线，如图2所示，a为火箭加速度的大小。已知直线的纵截距为b，斜率的绝对值为k，为明确其物理意义，请推导b、k的表达式。 20. 图1为一种测量电子比荷（电荷量e与质量m之比）的实验装置。两块金属圆盘M、N平行放置，间距为d，照相底片环绕圆盘，距圆盘边缘的径向距离为L。整个装置放在真空中。在两圆盘中心连线的中央有一点状粒子源，向各个方向均匀发射速度大小不同的电子，由于d很小，只有速度方向平行圆盘的电子才能射出圆盘区域。 磁感应强度 M、N间电势差 模式1 0 0 模式2 B -U 模式3 -B U 装置所在空间的匀强磁场的磁感应强度和M、N间的电势差按表格所示的三种模式切换，表中B、U均为已知。以水平向右为磁场的正方向，电场只存在于圆盘间。图2为装置的俯视图，定义角度θ为底片上某点和圆盘中心的连线与磁感应强度正方向的夹角。 （1）判断在θ=90°和270°两个方向中，哪个方向在三种模式下均会有电子从圆盘区域射出，求在模式2、3情况下射出电子的速度大小v0. （2）在（1）中有电子射出的方向上，求在模式2、3情况下，电子打在底片上的位置间的距离y0与比荷的关系。 （3）经过三种模式的反复切换，取有曝光线条的一段底片进行分析，如图3所示。研究人员发现，电子在磁场中运动的轨迹半径远大于L，可将电子在偏转过程中受到的洛伦兹力视为恒力。为充分利用数据测出电子的比荷，测量不同角度θ及对应的上下两条曝光曲线间距y，获取多组数据。以y为纵坐标轴，合理选择横坐标轴，就能将数据拟合为一条过原点的直线，使其斜率等于电子的比荷。请写出横坐标轴的表达式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 民大附中2026~2027学年度第一学期开学 高三物理 2026.8 （考试时间90分钟 满分100分） 一、选择题（共42分） 1. 关于光现象及应用，下列说法正确的是（　　） A. 佩戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的折射 B. 医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用了光的偏振 C. 雨后太阳光入射到水滴形成彩虹，是由于光的干涉 D. 光经过针尖时，其影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射 【答案】D 【解析】 【详解】A．观看立体电影所戴的眼镜利用了光的偏振，故A错误； B．医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明，故B错误； C．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射形成的，故C错误； D．光经过针尖时，其影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射，故D正确。 故选D。 2. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动越明显 B. 当分子间的距离减小时，分子间作用力一定增大 C. 物体的温度升高，物体内每个分子的动能都增大 D. 温度是分子热运动剧烈程度的标志 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据布朗运动的特点可知，颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显，故A错误； B．分子间距离为平衡位置时，分子力为零，所以当分子间的距离减小，分子间作用力不一定增大，还要看分子间距离与平衡位置的大小关系，故B错误； C．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大，但不是物体内每个分子的动能都增大，故C错误； D．温度是分子热运动剧烈程度的标志，故D正确。 故选D。 3. 某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，测得的分子直径结果偏小，可能的原因是（　　） A. 油酸未完全散开 B. 配制的油酸酒精溶液浓度较大 C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格 D. 测量每滴油酸溶液体积时，错把1mL溶液的滴数70滴记为80滴 【答案】D 【解析】 【详解】A．油酸未完全散开，则S偏小，根据可知分子直径的测量值偏大，选项A错误； B．配制的油酸酒精溶液浓度较大，则油膜不能单层排列，则油膜面积S偏小，则可知分子直径的测量值偏大，选项B错误； C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格，则面积S测量值偏小，根据可知分子直径的测量值偏大，选项C错误； D．测量每滴油酸溶液体积时，错把1mL溶液的滴数70滴记为80滴，则每滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V偏小，根据可知分子直径的测量值偏小，选项D正确。 故选D。 4. 如图所示为以S1、S2为波源的两列机械波在某时刻叠加的示意图，波峰和波谷分别用实线和虚线表示，已知S1、S2的振幅均为A。下列说法正确的是（　　） A. a处质点做简谐运动，振幅为A B. b处质点此刻的位移大小为2A C. 若想观察到稳定的干涉现象，可将S2周期调小 D. 只要将S1的周期调至和S2的相等，c处质点就做振幅为2A的简谐运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图可知，a处的质点此时刻处于两列波的波峰与波谷相遇的点，由波的叠加知识可知，此时刻a处速度为零。在同一介质中，不同的机械波的波速相等，根据 由图知波源的波长小，所以波源的频率较大，即两列波的频率不同，两列波无法发生稳定的干涉现象，所以a处的质点并不是一直处于静止状态，即a处质点的振幅不为零，故A错误； B．由题图可知，b处的质点此时刻处于两列波的波谷与波谷相遇的点，由波的叠加知识可知，此时刻该处质点的位移大小为2A，故B正确； C．以上分析可知的频率较大，若想观察到稳定的干涉现象，则两波频率要相同，可将S2频率调小，即周期要变大，故C错误； D．将S1的周期调至和S2的相等，此时两列波的频率相同，会产生稳定的干涉现象，但c处的质点其不一定处于振动加强点位置，即c处的质点不一定做振幅为2A的简谐运动，故D错误。 故选B。 5. 如图是以质点P为波源的机械波在绳上刚传到质点Q时的波形。下列说法正确的是（　　） A. Q点即将开始向上振动 B. P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下 C. 若P点停止振动，绳上的波会立即消失 D. 当波传到Q点时，P点恰好振动了1个周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据波的传播方向可知，Q点即将开始向下振动，故A错误； B．波源的起振方向与波的最前沿的起振方向相同，所以P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下，故B正确； C．若P点停止振动，绳上的波还会继续传播下去，并不会立即消失，故C错误； D．因P、Q两点平衡位置间的距离为个波长，所以当波传到Q点时，P点振动了个周期，故D错误。 故选B。 6. 一台小型发电机与交流电压表、小灯泡按图1所示连接，发电机产生的电动势随时间变化的规律如图2所示，发电机内阻不可忽略，交流电压表视为理想电压表。则（　　） A. 交流电压表的示数为220V B. 电动势的有效值为220V C. 电动势表达式为 D. 穿过线圈的磁通量表达式为 【答案】B 【解析】 【详解】B．电动势的有效值为 选项B正确； A．因线圈有电阻，可知灯泡两端电压小于220V，即交流电压表的示数小于220V，选项A错误； C．因 可知电动势表达式为 选项C错误； D．穿过线圈的磁通量最大值 可得 磁通量表达式为 选项D错误。 故选B。 7. 如图所示，P和Q是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大的线圈，其电阻小于灯泡的电阻，两灯泡在以下操作中不会被烧坏。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合时，P灯先亮，Q灯后亮 B. 开关S闭合一段时间后，两灯的亮度相同 C. 开关S断开前后通过P灯的电流方向改变 D. 开关S由闭合变为断开时，Q灯闪亮后熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关S闭合瞬间，线圈L因自感作用阻碍电流变化，相当于断路。此时电流通过Q灯和P灯所在支路，两灯同时开始有电流，故两灯同时亮，A错误。 B．闭合稳定后，线圈L与P灯并联，总电阻小于Q灯电阻。根据并联分流规律，Q灯两端电压更高，电流更大，因此Q灯比P灯更亮，两灯亮度不同，故B错误。 C．开关断开前，P灯电流方向向右；断开后，线圈自感电流通过P灯形成回路，即P灯电流方向向左，与原来反向，故C正确。 D．开关断开时，Q灯所在支路被切断，立即熄灭。线圈自感电流仅通过P灯释放能量，Q灯无电流通过，不会闪亮，故D错误。 故选C。 8. 图甲为一列沿轴正向传播的简谐横波在时的图像，图甲中某质点的振动情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 图乙可能是质点的振动图像 B. 再经质点将沿轴运动到处 C. 质点的位移与时间的关系为 D. 波在传播过程中，质点在2s内运动的路程为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图乙知某质点在时正经过平衡位置向上运动，根据上下坡法可知，质点在时的运动方向向上，所以图乙可能是质点的振动图像，故A正确； B．质点只能在各自的平衡位置附近做简谐运动，不能随波迁移，故B错误； C．由图知，质点b的振幅， 在时正经过平衡位置向下运动，则质点b的位移与时间关系为，故C错误； D．质点在一个周期内经过的路程为，波的周期为，所以质点在内运动的路程为，故D错误。 故选A。 9. 某同学用如图所示的可拆变压器完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，可拆变压器上各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。将原线圈的“0””和“1”接线柱与学生电源连接，将副线圈的“0”和“8”接线柱与电压表连接，测得副线圈的输出电压为15V。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈接的是学生电源的直流电压挡 B. 原线圈的输入电压可能是2V C. 原、副线圈之间靠铁芯导电来传输能量 D. 若将电源改接原线圈的“0”和“4”接线柱，则副线圈的输出电压将大于15V 【答案】B 【解析】 【详解】A．原线圈接的是学生电源的交流电压挡，故A错误； B．将原线圈的“0””和“1”接线柱与学生电源连接，则 副线圈的“0”和“8”接线柱与电压表连接，则 若考虑到有漏磁现象，则有 其中 可得 则原线圈的输入电压可能是2V，故B正确； C．变压器的工作原理是电磁感应现象，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是铁芯导电，传输能量，故C错误； D．若将电源改接原线圈的“0”和“4”接线柱，则 即原线圈匝数变多，则由 可知，副线圈的输出电压将小于15V，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，弹簧上端固定、下端悬挂一个磁铁，在磁铁正下方放置一个固定在桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁托起到某一高度后放开、磁铁开始上下振动。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 磁铁振动过程中、线圈始终有收缩的趋势 B. 磁铁振动过程中、弹簧和磁铁组成系统的机械能保持不变 C. 磁铁远离线圈时，线圈对桌面的压力小于线圈的重力 D. 磁铁靠近线圈时，线圈与磁铁相互吸引 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生感应电流，由楞次定律可知，线圈有收缩的趋势，线圈与磁铁相互排斥，线圈对桌面的压力大于线圈的重力； 磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，线圈中产生感应电流，由楞次定律可知，线圈有扩大的趋势，线圈与磁铁相互吸引，线圈对桌面的压力小于线圈的重力，整个过程中，由于线圈中产生了感应电流，即有电能产生，由能量守恒定律，可知弹簧和磁铁组成系统的机械能会一直减小。 故选C。 11. 如图所示，MN右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为q的两个电性不同的粒子，均以与MN夹角为、大小为v的速度垂直磁场射入。不计重力及粒子间的相互作用。则两粒子（　　） A. 在磁场中运动轨迹的半径不同 B. 在磁场中运动的时间不同 C. 射出磁场时的速度方向不同 D. 射出位置到射入位置的距离不同 【答案】B 【解析】 【详解】AC．由 可得 故两粒子在磁场中运动轨迹的半径相同。如图所示正电荷粒子的运动轨迹为大圆弧，负电荷粒子的运动轨迹为小圆弧 射出磁场时的速度方向相同，故AC错误； B．粒子在磁场中运动周期 若粒子带负电荷，在磁场中运动的时间 若粒子带正电荷，在磁场中运动的时间 故两粒子在磁场中运动的时间不同，故B正确； D．由几何关系可知，两粒子射出位置到射入位置的距离相同，大小等于 故D错误。 故选B。 12. 如图所示，一定厚度和宽度的半导体板放在匀强磁场中，当半导体板通过一定电流，且电流与磁场方向垂直时，在上侧面A和下侧面之间会产生一定的电势差UH将这种半导体板制成磁敏元件，可用来探测某空间的磁场。下列说法正确的是（　　） A. 若半导体板内载流子为电子，则上侧面A的电势比下侧面的电势高 B. 探测空间磁场时，UH与被测磁场的磁感应强度呈线性关系 C. 探测空间磁场时，磁敏元件的摆放方向对UH的数值无影响 D. 在图示情况下，半导体板单位体积中载流子数目越大UH越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，电子受到洛伦兹力向上偏转，故上侧面A的电势比下侧面的电势低，A错误； BD．设半导体板的厚度为d，高度为h，根据电流的微观表达式 当电势差稳定时洛伦兹力与电场力平衡，则有 联立解得 可知电势差与B成正比，与d成反比，半导体板单位体积中载流子数目越大UH越小，B正确，D错误； C．探测空间磁场时，磁敏元件的摆放要求磁场方向与板的厚度平行，即磁敏元件的摆放方向对UH的数值有影响，C错误。 故选B。 13. 如图所示，一根无限长的通电直导线固定在光滑水平面上，一质量为m的导体圆环在该平面内运动，其初速度大小为v0，方向与导线的夹角为30°。已知距离导线越远，磁场的磁感应强度越小，则导体圆环（　　） A. 做速度逐渐减小的直线运动 B. 距导线的距离先增大后减小 C. 产生的电能最多为 D. 受到安培力的冲量最大为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．一无限长通电直导线产生的磁场是非匀强磁场，最初导体圆环的运动方向与直导线成30°角，可将初速度沿平行于直导线和垂直于直导线的方向分解，沿导线方向做匀速直线运动，由于电磁感应，导体圆环中产生感应电流，安培力的方向与导体圆环垂直于导线的运动方向相反，最终沿平行直导线的方向匀速运动，这个方向上速度减小，则导体圆环感应电流减小，则所受安培力减小，这个方向做加速度减小的减速运动，根据运动的合成可知导体圆环做速度逐渐减小的曲线运动，距导线的距离一直增大，故AB错误； C．沿着导线方向的分速度 由能量守恒定律得导体圆环产生的电能为 解得 故C错误； D．垂直导线方向的分速度 垂直导线方向，根据动量定理 联立可得导体圆环受到安培力的冲量最大为 故D正确。 故选D。 14. 如图所示，光滑水平面上的铜球可绕竖直轴、水平轴或水平轴转动。如果铜球表面有明显的图案，可以观察它的转动情况；或者用手触摸它，通过感受力的作用可判断它的转动情况。有人设想：如果铜球表面没有图案且绝对光滑，此时判断转动情况是不容易的。若水平面绝缘，用以下方法一定能够判断光滑铜球是否在转动和转动方向的是（　　） A. 沿方向滴下一小滴红墨水，观察红墨水落在水平面上的痕迹 B. 用另一等大的圆球沿直线撞击铜球，观察两球碰后的运动方向 C. 用电子束使铜球带电，测量球带电前后轴上某点的磁感应强度的变化 D. 把磁铁的磁极沿轴方向放置，观察铜球相对磁铁位置的变化 【答案】C 【解析】 【详解】A．若方向滴下一小滴红墨水，若铜球转动，红墨水在接触铜球瞬间会因摩擦力（此处假设存在微小摩擦力）获得与铜球接触点相同的线速度。但由于铜球表面绝对光滑，红墨水与铜球之间不存在摩擦力，红墨水不会因铜球转动而获得额外的速度，其落在水平面上的痕迹仅取决于滴下时的初始状态，无法反映铜球是否转动以及转动方向，故A错误； B．用另一等大的圆球沿直线撞击铜球，两球碰撞后运动方向的变化取决于碰撞过程中的动量守恒、能量守恒等因素以及碰撞的具体情况（如碰撞是否为弹性碰撞等），而与铜球原本是否转动并无直接关联，不能通过观察两球碰后的运动方向来判断铜球是否转动和转动方向，故B错误； C．当用电子束使铜球带电后，若铜球转动，带电的铜球会形成环形电流（因为电荷随铜球一起转动）。根据安培定则，环形电流会在周围空间产生磁场，则在轴上某点的磁感应强度就会发生变化。通过测量球带电前后轴上某点的磁感应强度的变化，就能够判断铜球是否转动；同时，根据磁场方向与电流方向的关系（安培定则），还可以进一步判断转动方向，故C正确； D．把磁铁的磁极沿轴bb'方向放置，观察铜球相对磁铁位置的变化。这种方法不能直接判断铜球是否在转动，因为铜球的移动可能由其他外力引起，而非铜球自身的转动，故D错误。 故选C。 二、实验题（共18分） 15. （1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图1所示。双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图2所示，若A、B两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为________。（用所给物理量的字母表示）使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图3所示，其读数为________mm。 （2）用如图4所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图5中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。实验时先让a球多次从斜槽上某一固定位置C由静止释放，其平均落地点的位置为P。再把b球放在水平轨道末端，将a球仍从位置C由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，其平均落地点的位置为M、N。测量出a、b两个小球的质量分别为m1、m2（m1>m2），OM、OP、ON的长度分别为x1、x2、x3。 ①在实验误差允许范围内，若满足关系式____________________________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 ②换用不同材质的小球再次进行上述实验，计算得出，若碰撞过程满足动量守恒，请分析说明两球碰撞过程机械能是否守恒_____。 【答案】（1） ①. ②. 9.15 （2） ①. m1x2= m1x1+ m2x3 ②. 不守恒 【解析】 【小问1详解】 [1]根据题意可知相邻两条纹间的间距为，根据得光的波长为 [2]读数为 【小问2详解】 [1]小球在空中运动的时间为t，若满足动量守恒定律有 得 [2]碰撞前后系统总动能分别为 故可得 根据动量守恒关系式 结合，整理得 由于，故，可知两球碰撞过程机械能不守恒。 16. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示． （1）组装单摆时，应在下列器材中选用（选填选项前的字母） A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （2）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t， 则重力加速度g=________ （用L、n、t表示） （3）下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理． 组次 1 2 3 摆场L/cm 80.00 90.00 100.00 50次全振动所用的时间t/s 90.0 95.5 100.5 振动周期T/s 1.80 1.91 重力加速度g/(m·s-2) 9.74 9.73 请计算出第3组实验中的T=________ s，g= ________ （4）用多组实验数据做出图像，也可以求出重力加速度g， 已知三位同学做出的图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值．则相对于图线b， 下列分析正确的是 （选填选项前的字母）． A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 （5）某同学在家里测重力加速度．他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长．实验中，当O、A间细线的长度分别为和时，测得相应单摆的周期为、，由此可得重力加速度g=________ （用、、、表示）． 【答案】 ①. （1）AD ②. （2） ③. （3）2.01；9.76（9.76~9.77） ④. （4）B （5） 【解析】 【详解】①在用单摆测定力加速度的实验基本条件是摆线长度远大于小球直径，小球的密度越大越好；故摆线应选取长约1m左右的不可伸缩的细线，摆球应选取体积小而质量大的铁球，以减小实验误差，故选AD． ②次全振动的时间为，则振动周期为，根据单摆周期公式，可推出 ③50次全振动的时间为100.5s，则振动周期为，代入公式求得 ④由可知图像的斜率，b曲线为正确的图象．C.斜率越小，对应的重力加速度越大，选项C错误．A.在图象中图线与纵轴正半轴相交表示计算摆长偏小，如漏加小球半径，与纵轴负半轴相交表示摆长偏大，选项A错误．B.若误将49次全振动记为50次，则周期测量值偏小，值测量值偏大，对应的图像斜率偏小，选项B正确．故选B． ⑤设A到铁锁重心的距离为，则第一次的实际摆长为，第二次的实际摆长为，由周期公式，，联立消去，解得． 三、计算题（共40分） 17. 如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝30°，求： （1）电子运动的轨迹半径r； （2）电子的比荷； （3）电子穿越磁场的时间t。 【答案】（1）2d （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 作入射、出射速度的垂线确定轨迹圆心，由几何关系，可得r = 2d 【小问2详解】 设电子质量为m、电量为e，由洛伦兹力提供向心力得，解得 【小问3详解】 由洛伦兹力提供向心力，运动的周期，得 由，代入周期得 18. 如图所示，半径为R的四分之一圆弧轨道顶端放置一个光滑物块，物块可视为质点，物块与圆弧轨道的质量均为m。已知重力加速度为g。 （1）圆弧轨道固定在水平面上，由静止释放物块，求： a．物块滑到轨道底端时速度的大小v； b．物块滑到轨道底端的过程中受到的冲量。 （2）轨道放在光滑水平面上，同时释放轨道和物块，求物块滑到轨道底端时速度的大小。 【答案】（1）a．，b．，方向水平向右 （2） 【解析】 【小问1详解】 a．对物块，规定水平面的重力势能为零，根据机械能守恒有，解得 b．对物块，规定水平向右方向为正，根据动量定理有I=mv-0，可得冲量的大小为，方向水平向右 【小问2详解】 设物块滑到底端时轨道的速度大小为，滑块滑到底端的过程，滑块与轨道组成的系统机械能守恒，规定水平面的重力势能为零，有① 滑块与轨道组成的系统水平方向动量守恒，规定水平向右为正方向，有② 由①②解得 19. 火箭的飞行应用了反冲原理，借助喷出燃气的反冲作用获得推力。已知某火箭与其所载燃料的初始总质量为M，在时刻，火箭由静止出发，竖直向上运动，如图1所示。火箭持续均匀向下喷射燃气，在任意的极短时间Δt内，喷射燃气的质量均为Δm，喷出的燃气相对火箭的速度恒为u。在极短时间内，火箭喷出的燃气的重力远小于火箭的推力，火箭速度的变化量远小于燃气速度的变化量。不计空气阻力，重力加速度的大小g视为不变。 （1）求火箭速度大小为v的瞬间受到燃气推力的大小F，据此判断火箭在竖直上升阶段受到燃气的推力是否变化。 （2）若火箭在竖直上升阶段，可使用的燃料质量为m，求该阶段火箭可获得的最大加速度的大小am。 （3）测得火箭在竖直上升阶段，随时间t变化的图像是一条直线，如图2所示，a为火箭加速度的大小。已知直线的纵截距为b，斜率的绝对值为k，为明确其物理意义，请推导b、k的表达式。 【答案】（1），不变 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 在火箭速度大小为v的瞬间，以极短时间∆t内喷射出的燃气为研究对象 设燃气受到火箭对其作用力的大小为F'，规定竖直向下为正方向，根据动量定理有 得 根据牛顿第三定律，此时火箭受到推力的大小F=F'= 可知推力F的大小不变，火箭受到推力的方向竖直向上，则火箭在竖直上升阶段，受到燃气的推力不变。 【小问2详解】 质量为m的燃料燃尽时，火箭的加速度最大，根据牛顿第二定律 【小问3详解】 在t时刻，火箭及火箭内剩余燃料的质量 根据牛顿第二定律有 得 则 ， 20. 图1为一种测量电子比荷（电荷量e与质量m之比）的实验装置。两块金属圆盘M、N平行放置，间距为d，照相底片环绕圆盘，距圆盘边缘的径向距离为L。整个装置放在真空中。在两圆盘中心连线的中央有一点状粒子源，向各个方向均匀发射速度大小不同的电子，由于d很小，只有速度方向平行圆盘的电子才能射出圆盘区域。 磁感应强度 M、N间电势差 模式1 0 0 模式2 B -U 模式3 -B U 装置所在空间的匀强磁场的磁感应强度和M、N间的电势差按表格所示的三种模式切换，表中B、U均为已知。以水平向右为磁场的正方向，电场只存在于圆盘间。图2为装置的俯视图，定义角度θ为底片上某点和圆盘中心的连线与磁感应强度正方向的夹角。 （1）判断在θ=90°和270°两个方向中，哪个方向在三种模式下均会有电子从圆盘区域射出，求在模式2、3情况下射出电子的速度大小v0. （2）在（1）中有电子射出的方向上，求在模式2、3情况下，电子打在底片上的位置间的距离y0与比荷的关系。 （3）经过三种模式的反复切换，取有曝光线条的一段底片进行分析，如图3所示。研究人员发现，电子在磁场中运动的轨迹半径远大于L，可将电子在偏转过程中受到的洛伦兹力视为恒力。为充分利用数据测出电子的比荷，测量不同角度θ及对应的上下两条曝光曲线间距y，获取多组数据。以y为纵坐标轴，合理选择横坐标轴，就能将数据拟合为一条过原点的直线，使其斜率等于电子的比荷。请写出横坐标轴的表达式。 【答案】（1）在模式二洛伦兹力向上，电场力向下，可以受力平衡直线运动，模式三洛伦兹力向上电场力向下，可以受力平衡，因此三种模式方向上均有电子射出；在模式二洛伦兹力向下，电场力向下不能受力平衡，不能射出， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 三种模式下，在模式二洛伦兹力向上，电场力向下，可以受力平衡直线运动，模式三洛伦兹力向上电场力向下，可以受力平衡，因此三种模式方向上均有电子射出 模式二洛伦兹力向下，电场力向下不能受力平衡，不能射出。 在模式2、3情况下，圆盘间电场的电场强度大小 电子在圆盘间做直线运动有 得 【小问2详解】 在模式2、3情况下，电子从圆盘间射出后，在磁场中做匀速圆周运动，设圆周运动半径为R，根据牛顿第二定律有 得 由几何关系可知，在两种模式下，电子打在底片上的位置间的距离 【小问3详解】 在模式2、3情况下，设从圆盘间沿θ角方向射出的电子速度的大小为v，则根据 得 电子射出后，由题意可知，电子的偏转可视为恒力作用下的运动，则电子从圆盘边缘运动到底片的时间 设电子加速度的大小为a，则 电子打在底片上的偏转距离 得 则以为横轴作出图像，图线的斜率即为电子的比荷。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $