精品解析：陕西西安高级中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

西安高级中学2027届开学测试高三物理试题 注意事项： 1．本试卷共8页，满分100分，时间75分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其他答案标好。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 一、单选题（共28分） 1. 如图所示，光滑竖直杆和光滑斜面固定在水平面上，不可伸长的细线通过斜面顶端的光滑轻质定滑轮分别连接滑块A和滑块B。初始时，用外力托住A，使滑轮与A之间的细线保持水平，然后由静止释放A。已知滑轮与B之间的细线跟斜面平行，A达到最大速度之前未落地且B未上升至滑轮处，在滑块A向下滑动至速度最大的过程中（ ） A. A和B的速度大小始终相等 B. 绳子的拉力对A和对B做功的绝对值始终相等 C. A减小的重力势能始终等于B增加的重力势能 D. A减小的重力势能始终等于B增加的机械能 2. 在我国“93阅兵”活动中，展示了诸多代表现代战争形态演变的最新装备，其中歼-20家族的三个型号战斗机首次亮相阅兵式。有报道称歼-20试飞时曾测试矢量推力发动机，该发动机（推力矢量技术）通过改变发动机喷口方向，显著提升战机的机动性和作战效能。设歼-20在试飞过程中匀速水平飞行，已知其质量为，竖直升力大小为重力的0.9倍，飞行阻力大小为，取。矢量发动机喷口方向与水平方向夹角为（为锐角），推力大小为，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 3. 如图所示，竖直平面内有固定的半径为R的光滑绝缘圆形轨道，水平匀强电场平行于轨道平面向左，P、Q分别为轨道上的最高点和最低点，M、N分别是轨道上与圆心等高的点。质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点）在轨道内运动，已知重力加速度为g，场强，要使小球能沿轨道做完整的圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 小球在轨道上运动时，在P点电势能最大，在M点电势能最小 B. 小球动能最小的位置在P、N两点之间 C. 小球过Q、P点时所受轨道弹力大小的差值大于6mg D. 小球在轨道上运动时，机械能最大的位置一定在Q点 4. 如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一定值电阻R，整个装置被固定在水平地面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两根质量均为m，电阻都为R，与导轨间的动摩擦因数都为的相同金属棒、垂直放在导轨上。现在给金属棒施加一水平向左的作用力F，使金属棒从静止开始以加速度a做匀加速直线运动，若重力加速度为g，导轨电阻不计，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。则下列说法正确的是（　　） A. 从金属棒开始运动到金属棒开始运动经历的时间为 B. 若从金属棒开始运动到金属棒开始运动经历的时间为T，则金属棒开始运动时，水平拉力F的瞬时功率为 C. 若从金属棒开始运动到金属棒开始运动经历的时间为T，则此过程中流过电阻R的电荷量为 D. 从金属棒开始运动到金属棒开始运动的过程中，两金属棒的发热量相等 5. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的带正电小球用长为L、不可伸长的绝缘细线悬于O点，将小球向左拉至与O点等高的A点，细线刚好伸直，已知电场强度大小，g为重力加速度大小，小球可视为质点，将小球由静止释放，则下列判断正确的是（　　） A. 小球运动到B点时速度大小为 B. 小球运动到B点时速度大小为 C. 小球由A点运动到B点的过程中，减少的电势能等于增加的机械能 D. 小球最终运动稳定时做往复运动，轨迹为四分之一个圆周 6. 如图所示，一足够长且与水平面成角的传送带，以的速度逆时针转动。初始时，传送带上等间距排列着3个质量均为的小滑块（可视为质点），与传送带相对静止。现突然给滑块1施加一平行传送带向下的冲量I，滑块1与滑块2碰撞后粘在一起，最后恰好不与滑块3碰撞。已知3个滑块与传送带间的动摩擦因数均为，滑块间距为，重力加速度大小g取，碰撞时间极短。则（ ） A. 初始时施加冲量I的大小为 B. 初始时施加冲量I的大小为 C. 初始时施加冲量I的大小为 D. 初始时施加冲量I的大小为 7. 如图所示，光滑绝缘半球形碗固定在水平面上，半径为，球心为。两个可视为质点的小球、带同种电荷，静止在碗内，、、在同一竖直平面内。已知球恰好在碗口边缘（处于水平方向），与的连线夹角为，球的质量为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ） A. 球所受碗的支持力大小为 B. 球所带的电荷量一定小于球所带的电荷量 C. 若两球因漏电而电荷量缓慢减小，在它们缓慢向碗底移动的过程中，碗对球的支持力逐渐变小 D. 若两球因漏电而电荷量缓慢减小，在它们缓慢向碗底移动的过程中，两球间的库仑力与球重力的比值保持不变 二、多选题（共18分） 8. 降噪耳机主要通过主动降噪（ANC）和被动降噪（PNC）两种技术原理实现噪音消除，其中主动降噪技术利用声波干涉抵消噪音（如图所示），图中波峰表示密部，波谷表示疏部，、为传播方向上的两个质点。下列说法正确的是（ ） A. 相同时间内，质点、向右移动相同的距离 B. 耳膜的振动方向与环境噪声的传播方向平行 C. 图中质点的位移始终为零 D. 环境噪声的频率越高，噪声从耳机传播到耳膜的速度就越大 9. 如图所示，内壁光滑的竖直圆筒形气缸正中间有一固定卡环，缸内一活塞把理想气体分成A、B两部分，活塞静止时距离气缸底部。已知A内气体的压强等于外界大气压，活塞厚度不计，横截面积为S，质量为，重力加速度为g，整个系统处于恒温状态，气缸导热性能良好。现将气缸底部的阀门K打开，B气体缓慢放出，稳定后（　　） A. A的压强为 B. 卡环对活塞的作用力大小为 C. A对外界做的功等于 D. A对外界放热 10. 如图甲所示的光电效应实验装置中，K极板由金属材料钙制成（钙的逸出功为3.20eV），用一光子能量为12.75eV的光束进行实验。实验一：光束直接照射K极板；实验二：光束照射大量处于基态的氢原子，用氢原子跃迁时辐射的光照射K极板，氢原子能级分布如图乙所示下列说法正确的是( ) A. 实验一中开关S接到1，到A极板电子的最大动能大于9.55eV B. 实验一中开关S接到2，当电压表示数为9.75V时电流表读数一定为0 C. 实验二中开关S接到1，K极板一定会发生光电效应，且有4种频率的光能使材料发生光电效应 D. 实验二中开关S接到2，当滑动变阻器触片向右移动时，电流表读数可能变大 三、实验题（共18分） 11. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中： （1）该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为_______cm；同学用秒表记录的时间如图所示，则秒表的示数为_______s； （2）如果某同学在实验时，用的摆球质量分布不均匀，无法确定其重心位置。他第一次量得悬线长为L1（不计摆球半径），测得周期为T1：第二次量得悬线长为L2，测得周期为T2.根据上述数据，可求得g值为 。 A. B. C. D. （3）该同学又想出另一个办法测重力加速度，他测出多组摆线长L与周期T的数据，根据实验数据，作出了T2-L的关系图像（如图所示），理论上T2-L是一条过坐标原点的直线，请分析该同学图像产生的原因可能是___________，根据图中数据，可算出重力加速度其值为___________m/s2（取，结果保留三位有效数字）。 12. 某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。 实验器材：电池组（两节干电池）；定值电阻R0=2Ω；毫安表（量程为50mA，内阻 Rg=4.5Ω）；电压表（量程为3V，内阻很大）；滑动变阻器R；电阻箱；开关；导线若干。 （1）将电阻箱的阻值调至0.5Ω，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为___________mA。 （2）实验步骤如下： ①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到___________端（选填“左”或“右”）； ②闭合开关S，改变滑片位置，记下电压表的示数U和毫安表的示数I，多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，作出U-I图线。 （3）电池组（两节干电池）的电动势E=________V，内阻r=________Ω（结果均保留两位有效数字）。 （4）从实验原理上分析，通过本实验测量的电动势_________实际电动势（选填“大于”“等于”或“小于”）。 四、解答题（共36分） 13. 图中半圆表示一透明材料做成的半圆柱形光学元件的横截面，该光学元件紧靠一光屏且面与光屏垂直，O为半圆的圆心，一细单色光束PO以的入射角射到O点，如图所示，经AB面折射和反射后在光屏上显现两个光点M、N（图中未画出），若测得半圆半径为R，两个光点M、N之间的距离为，光在真空中的传播速度为c。 求： （1）该透明材料的折射率； （2）光在这种介质中的传播速度。 14. 如图所示，某工厂输送物件的传送系统由固定的光滑圆弧轨道、水平传送带和一倾角为的长木板组成，已知圆弧轨道半径，传送带长，物件与传送带间的动摩擦因数，物件与木板间的动摩擦因数，传送带以的恒定速度顺时针转动。现将质量的物件无初速度从点滑下，经最低点滑到传送带上，发现当物件到达点时速度恰好为零，随即被机械手取走。物件可以看成质点，圆弧轨道与传送带、传送带与木板间均可认为无缝连接，物件过连接点时速度大小认为不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，。 （1）求物件到达点时，轨道对其支持力的大小； （2）求传送带将物件由点运输到点的时间和在此过程中多消耗的电能； （3）假如机械手未能在点及时将物件取走，导致物件重新下滑，求此后它将在木板上运动的总路程。 15. 在x轴上方的部分区域存在垂直于纸面的匀强磁场（未画出），磁场区域关于y轴对称，MN是放在x轴上的绝缘挡板，MN的中点为O。在y轴上从P点沿y轴正方向发射速度大小不同的带电粒子，不计带电粒子间的相互作用，其中速度为v的带电粒子从P点进入磁场后做圆周运动，其轨道半径为r，从Q点离开磁场进入扇形无磁场区域做匀速直线运动，随后在O点与挡板碰撞，粒子与挡板碰撞前后，平行挡板的分速度方向不变，垂直挡板的分速度反向，速度大小均不变，最终回到P点。其轨迹如图所示，其中∠POQ=45°。若所有初速度小于v的带电粒子均能与挡板的O点碰撞一次后返回到P点，且整个过程带电粒子仅出入磁场各一次。带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0），不计重力，粒子的电荷量始终保持不变。 （1）求匀强磁场的大小及方向； （2）求OP的距离L及x轴上方扇形无磁场区域的最小面积S； （3）求带电粒子从P点出发后第一次回到P点的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西安高级中学2027届开学测试高三物理试题 注意事项： 1．本试卷共8页，满分100分，时间75分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其他答案标好。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 一、单选题（共28分） 1. 如图所示，光滑竖直杆和光滑斜面固定在水平面上，不可伸长的细线通过斜面顶端的光滑轻质定滑轮分别连接滑块A和滑块B。初始时，用外力托住A，使滑轮与A之间的细线保持水平，然后由静止释放A。已知滑轮与B之间的细线跟斜面平行，A达到最大速度之前未落地且B未上升至滑轮处，在滑块A向下滑动至速度最大的过程中（ ） A. A和B的速度大小始终相等 B. 绳子的拉力对A和对B做功的绝对值始终相等 C. A减小的重力势能始终等于B增加的重力势能 D. A减小的重力势能始终等于B增加的机械能 【答案】B 【解析】 【详解】A．将滑块A的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，设细绳与竖直杆的夹角为θ，则沿绳方向的分速度满足 滑块B的速度等于沿绳方向的速度，即，二者速度大小不相等，A错误； B．细绳不可伸长，A侧细绳增加的长度等于B侧细绳减少的长度，且同一根绳子拉力大小相等。拉力做功 （x为沿绳方向的位移），细绳对B做正功，对A做负功，因此拉力对A和B做功的绝对值始终相等，B正确； C．A下滑过程中，A和B的动能都在增加。对A、B组成的系统，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒： A减小的重力势能 = A增加的动能 + B增加的动能 + B增加的重力势能，因此A减小的重力势能大于B增加的重力势能，C错误； D．B增加的机械能等于B增加的动能与B增加的重力势能之和，结合系统机械能守恒： A减小的重力势能 = A增加的动能 + B增加的机械能，因此A减小的重力势能大于B增加的机械能，D错误。 故选B 。 2. 在我国“93阅兵”活动中，展示了诸多代表现代战争形态演变的最新装备，其中歼-20家族的三个型号战斗机首次亮相阅兵式。有报道称歼-20试飞时曾测试矢量推力发动机，该发动机（推力矢量技术）通过改变发动机喷口方向，显著提升战机的机动性和作战效能。设歼-20在试飞过程中匀速水平飞行，已知其质量为，竖直升力大小为重力的0.9倍，飞行阻力大小为，取。矢量发动机喷口方向与水平方向夹角为（为锐角），推力大小为，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 【详解】重力 竖直升力 飞机匀速水平飞行，受力平衡，在竖直方向有 整理得。 在水平方向有 联立两式得 推力大小为 故选C。 3. 如图所示，竖直平面内有固定的半径为R的光滑绝缘圆形轨道，水平匀强电场平行于轨道平面向左，P、Q分别为轨道上的最高点和最低点，M、N分别是轨道上与圆心等高的点。质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点）在轨道内运动，已知重力加速度为g，场强，要使小球能沿轨道做完整的圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 小球在轨道上运动时，在P点电势能最大，在M点电势能最小 B. 小球动能最小的位置在P、N两点之间 C. 小球过Q、P点时所受轨道弹力大小的差值大于6mg D. 小球在轨道上运动时，机械能最大的位置一定在Q点 【答案】B 【解析】 【详解】AB．如图所示 电场力与重力的合力可视为等效重力，则， 则等效重力加速度， 当小球刚好通过等效最低点C关于O点对称的D点（等效最高点）时，就能够做完整的圆周运动，小球在D点时动能最小，但并非电势能最大的位置，小球电势能最大的位置在N点，M点电势能最小，故A错误，B正确； D．小球在圆轨道上运动过程中能量守恒，根据能量守恒定律，小球在圆轨道上M点的位置电势能最小，所以小球的机械能最大，故D错误； C．在P点和Q点，由牛顿第二定律得， 在P点和Q点，小球的电势能等大，从Q点到P点，由动能定理得 联立解得，故C错误。 故选B。 4. 如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一定值电阻R，整个装置被固定在水平地面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两根质量均为m，电阻都为R，与导轨间的动摩擦因数都为的相同金属棒、垂直放在导轨上。现在给金属棒施加一水平向左的作用力F，使金属棒从静止开始以加速度a做匀加速直线运动，若重力加速度为g，导轨电阻不计，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。则下列说法正确的是（　　） A. 从金属棒开始运动到金属棒开始运动经历的时间为 B. 若从金属棒开始运动到金属棒开始运动经历的时间为T，则金属棒开始运动时，水平拉力F的瞬时功率为 C. 若从金属棒开始运动到金属棒开始运动经历的时间为T，则此过程中流过电阻R的电荷量为 D. 从金属棒开始运动到金属棒开始运动的过程中，两金属棒的发热量相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．以EF为研究对象，设EF刚开始运动时其电流大小为I，则通过MN的电流为2I，由题有 根据闭合电路欧姆定律得 又， 联立解得，故A错误； B．金属棒EF开始运动时，由 得 金属棒MN所受的安培力大小为 以MN为研究对象，根据牛顿第二定律得 拉力的功率为 又 解得，故B正确； C．MN棒在T时间内通过的位移为 根据，，， 则得通过MN棒的电量为 由于两棒的电阻都为R，则此过程中流过电阻R的电荷量为，故C错误； D．由于MN棒切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，通过MN的电流是EF电流的2倍，根据焦耳定律 可知MN的发热量是EF的4倍，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的带正电小球用长为L、不可伸长的绝缘细线悬于O点，将小球向左拉至与O点等高的A点，细线刚好伸直，已知电场强度大小，g为重力加速度大小，小球可视为质点，将小球由静止释放，则下列判断正确的是（　　） A. 小球运动到B点时速度大小为 B. 小球运动到B点时速度大小为 C. 小球由A点运动到B点的过程中，减少的电势能等于增加的机械能 D. 小球最终运动稳定时做往复运动，轨迹为四分之一个圆周 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对小球受力分析，将电场力与重力合成为一个等效“重力”，如图所示 设等效“重力”与竖直方向的夹角为，根据几何关系有 解得 可知其等效“重力场”的最低点为点C，如图所示 依题意，小球由静止释放后做匀加速直线运动，第一次运动到O点正下方时的速度设为v，根据动能定理有 解得 此时细线瞬间绷紧，致使沿细线方向的速度变为零，则垂直于细线方向的速度为 由对称性可知，小球运动到B点的速度大小与细线绷紧瞬间的速度大小相等，即，故A错误，B正确； C．由上分析，可知在细线瞬间绷紧，致使小球沿细线方向的速度变为零，只有垂直于细线方向的速度，故小球由A点运动到B点的过程中，减少的电势能大于增加的机械能，故C错误； D．设小球往复运动过程中，运动到等效最低点左侧最高点时，细线与竖直方向夹角为，根据动能定理有 解得 由几何关系及对称性可知，小球最终运动稳定时做往复运动，轨迹为半个圆周。 故选B。 6. 如图所示，一足够长且与水平面成角的传送带，以的速度逆时针转动。初始时，传送带上等间距排列着3个质量均为的小滑块（可视为质点），与传送带相对静止。现突然给滑块1施加一平行传送带向下的冲量I，滑块1与滑块2碰撞后粘在一起，最后恰好不与滑块3碰撞。已知3个滑块与传送带间的动摩擦因数均为，滑块间距为，重力加速度大小g取，碰撞时间极短。则（ ） A. 初始时施加冲量I的大小为 B. 初始时施加冲量I的大小为 C. 初始时施加冲量I的大小为 D. 初始时施加冲量I的大小为 【答案】C 【解析】 【详解】以传送带为参考系，初始施加冲量后设滑块1相对传送带的速度为，有 以传送带为参考系，滑块1从开始与传送带相对运动到与滑块2碰撞瞬间相对传送带速度为，对于该过程有， 以传送带为参考系，滑块1和滑块2碰撞过程有 以传送带为参考系，滑块12整体到恰好到滑块3处且与传送带共速的过程，有， 解得 故选C。 7. 如图所示，光滑绝缘半球形碗固定在水平面上，半径为，球心为。两个可视为质点的小球、带同种电荷，静止在碗内，、、在同一竖直平面内。已知球恰好在碗口边缘（处于水平方向），与的连线夹角为，球的质量为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ） A. 球所受碗的支持力大小为 B. 球所带的电荷量一定小于球所带的电荷量 C. 若两球因漏电而电荷量缓慢减小，在它们缓慢向碗底移动的过程中，碗对球的支持力逐渐变小 D. 若两球因漏电而电荷量缓慢减小，在它们缓慢向碗底移动的过程中，两球间的库仑力与球重力的比值保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．设A球质量为。在B球处，库仑力与切线方向的夹角为，重力的切向分量为，由切向平衡得 整理得 在A球处，库仑力的竖直向上分量平衡A球重力，由竖直方向平衡得 结合前式得 由水平方向平衡得，故A错误； B．由库仑定律得。由几何关系，所以 前述平衡只确定，不能确定两个电荷量的大小规律，故B错误； C．设两球与O点连线与竖直方向的夹角分别为，。两球向碗底缓慢移动时，两个角度均减小。由A球切向平衡得 由B球切向平衡得 对A球沿半径方向列平衡，支持力满足 由上式可知，随两球向碗底移动，由初始的逐渐减小并趋近于，故C正确； D．由A球的切向平衡，库仑力与A球重力的比值为 该比值初始为，两球向碗底移动时逐渐减小并趋近于，不是保持不变，故D错误。 故选C。 二、多选题（共18分） 8. 降噪耳机主要通过主动降噪（ANC）和被动降噪（PNC）两种技术原理实现噪音消除，其中主动降噪技术利用声波干涉抵消噪音（如图所示），图中波峰表示密部，波谷表示疏部，、为传播方向上的两个质点。下列说法正确的是（ ） A. 相同时间内，质点、向右移动相同的距离 B. 耳膜的振动方向与环境噪声的传播方向平行 C. 图中质点的位移始终为零 D. 环境噪声的频率越高，噪声从耳机传播到耳膜的速度就越大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．机械波传播的是振动形式和能量，传播过程中质点仅在自身平衡位置附近振动，不会随波迁移，因此P、Q不会向右移动，故A错误； B．噪声为声波，属于纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向平行，因此耳膜的振动方向与噪声传播方向平行，故B正确； C．主动降噪的两列波振幅相同、频率相同，相位恰好相反；P点为振动完全抵消的减弱点，两列波在P点的位移始终大小相等、方向相反，因此合位移始终为零，故C正确； D．声波的波速由介质决定，同种介质中声波波速与频率无关，因此频率升高波速不变，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，内壁光滑的竖直圆筒形气缸正中间有一固定卡环，缸内一活塞把理想气体分成A、B两部分，活塞静止时距离气缸底部。已知A内气体的压强等于外界大气压，活塞厚度不计，横截面积为S，质量为，重力加速度为g，整个系统处于恒温状态，气缸导热性能良好。现将气缸底部的阀门K打开，B气体缓慢放出，稳定后（　　） A. A的压强为 B. 卡环对活塞的作用力大小为 C. A对外界做的功等于 D. A对外界放热 【答案】AB 【解析】 【详解】A．假设活塞未碰到卡环，稳定时，由平衡条件 得 解得​，不合理。故活塞必压在卡环上，末体积为。A气体作等温变化，根据玻意耳定律有 解得，A正确。 B．打开阀门稳定后，活塞仍处于平衡态，设卡环对活塞的作用力为N， 其中，，解得，B正确。 C．该过程中，A气体发生等温变化，p-V图如图所示，气体对外界做正功，且功的大小等于图中阴影部分面积，大于，故C错误。 D．由热力学第一定律，A部分气体的温度不变，内能不变，对外做功，从外界吸热，故D错误。 故选AB。 10. 如图甲所示的光电效应实验装置中，K极板由金属材料钙制成（钙的逸出功为3.20eV），用一光子能量为12.75eV的光束进行实验。实验一：光束直接照射K极板；实验二：光束照射大量处于基态的氢原子，用氢原子跃迁时辐射的光照射K极板，氢原子能级分布如图乙所示下列说法正确的是( ) A. 实验一中开关S接到1，到A极板电子的最大动能大于9.55eV B. 实验一中开关S接到2，当电压表示数为9.75V时电流表读数一定为0 C. 实验二中开关S接到1，K极板一定会发生光电效应，且有4种频率的光能使材料发生光电效应 D. 实验二中开关S接到2，当滑动变阻器触片向右移动时，电流表读数可能变大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．S打到1时，光电子逸出K极板时的最大初动能为 但到A极板过程中电场力做正功，最大动能要大于9.55eV，故A正确； B．S打到2时，遏止电压为 所以无光电子到达A极板，电流表读数为0，故B正确； C．用12.75eV的光子去照射处于基态的氢原子，能跃迁到n=4能级，是不稳定的激发态，故能向下跃迁释放光子，可以产生6种不同频率的光子，但这些光子中只有3种光子能量大于3.2eV，故有3种频率的光能使材料发生光电效应，故C错误； D．实验二中S打到2时会有反向电压，滑动变阻器触片Р向右移，反向电压增大，电流表示数不会变大，故D错误。 故选AB。 三、实验题（共18分） 11. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中： （1）该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为_______cm；同学用秒表记录的时间如图所示，则秒表的示数为_______s； （2）如果某同学在实验时，用的摆球质量分布不均匀，无法确定其重心位置。他第一次量得悬线长为L1（不计摆球半径），测得周期为T1：第二次量得悬线长为L2，测得周期为T2.根据上述数据，可求得g值为 。 A. B. C. D. （3）该同学又想出另一个办法测重力加速度，他测出多组摆线长L与周期T的数据，根据实验数据，作出了T2-L的关系图像（如图所示），理论上T2-L是一条过坐标原点的直线，请分析该同学图像产生的原因可能是___________，根据图中数据，可算出重力加速度其值为___________m/s2（取，结果保留三位有效数字）。 【答案】（1） ①. 1.070 ②. 96.8 （2）B （3） ①. 漏加小球半径 ②. 9.86 【解析】 【分析】 【小问1详解】 [1]用游标卡尺测得单摆小球的直径为1cm+0.05mm×14=1.070cm [2]同学用秒表记录的时间为1min+36.8s=96.8s 【小问2详解】 设摆球重心到悬线末端的距离为，则实际摆长， 根据单摆周期公式可得， 联立解得 故选B。 【小问3详解】 [1]图像不通过坐标原点，将图像向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同的周期下，摆长偏小1cm，故可能是漏加小球半径； [2]根据可得 解得g=9.86m/s2 【点睛】 12. 某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。 实验器材：电池组（两节干电池）；定值电阻R0=2Ω；毫安表（量程为50mA，内阻 Rg=4.5Ω）；电压表（量程为3V，内阻很大）；滑动变阻器R；电阻箱；开关；导线若干。 （1）将电阻箱的阻值调至0.5Ω，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为___________mA。 （2）实验步骤如下： ①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到___________端（选填“左”或“右”）； ②闭合开关S，改变滑片位置，记下电压表的示数U和毫安表的示数I，多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，作出U-I图线。 （3）电池组（两节干电池）的电动势E=________V，内阻r=________Ω（结果均保留两位有效数字）。 （4）从实验原理上分析，通过本实验测量的电动势_________实际电动势（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】（1）500 （2）左 （3） ①. 3.0 ②. 2.0 （4）等于 【解析】 【小问1详解】 [1]将电阻箱的阻值调至，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为 代入数据，解得 【小问2详解】 [2]为了保护电路，应使电路的电流最小，所以滑动变阻器接入电路的电阻最大，即滑片应滑到左端。 【小问3详解】 [3][4]根据毫安表的改装原理，当毫安表示数为时，此时电路中的电流为，毫安表和电阻箱并联后的电阻为 根据甲所示电路图，由欧姆定律可知，路端电压为 由图乙所示可知，纵轴截距为 解得两节干电池的电动势 又图像斜率的绝对值为 解得两节干电池的内阻为 【小问4详解】 [5]由电路图可知，当毫安表示数为零时，通过电池组的电流为零，图象的纵截距表示电池组的实际电动势，当电压表示数为零时，此时电池组与组成的等效电源的路端电压实际值就是零，即所测的短路电流为真实值，故通过本实验测量的电动势等于实际电动势。 四、解答题（共36分） 13. 图中半圆表示一透明材料做成的半圆柱形光学元件的横截面，该光学元件紧靠一光屏且面与光屏垂直，O为半圆的圆心，一细单色光束PO以的入射角射到O点，如图所示，经AB面折射和反射后在光屏上显现两个光点M、N（图中未画出），若测得半圆半径为R，两个光点M、N之间的距离为，光在真空中的传播速度为c。 求： （1）该透明材料的折射率； （2）光在这种介质中的传播速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 如图所示，由几何关系有， 结合 解得 由折射定律有 解得 【小问2详解】 由折射定律有 解得 14. 如图所示，某工厂输送物件的传送系统由固定的光滑圆弧轨道、水平传送带和一倾角为的长木板组成，已知圆弧轨道半径，传送带长，物件与传送带间的动摩擦因数，物件与木板间的动摩擦因数，传送带以的恒定速度顺时针转动。现将质量的物件无初速度从点滑下，经最低点滑到传送带上，发现当物件到达点时速度恰好为零，随即被机械手取走。物件可以看成质点，圆弧轨道与传送带、传送带与木板间均可认为无缝连接，物件过连接点时速度大小认为不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，。 （1）求物件到达点时，轨道对其支持力的大小； （2）求传送带将物件由点运输到点的时间和在此过程中多消耗的电能； （3）假如机械手未能在点及时将物件取走，导致物件重新下滑，求此后它将在木板上运动的总路程。 【答案】（1）30N （2）0.75s；8J （3）1.2m 【解析】 【小问1详解】 物件从点运动到点，根据机械能守恒定律有 在B点，根据牛顿第二定律有 联立解得， 【小问2详解】 设物件到达传送带上后匀加速运动到与传送带共速的时间为，根据牛顿第二定律有 由运动学公式得 时间内物件的位移 物件与传送带共速后一起匀速运动到点的时间 综上得，物件从点运动到点的时间 传送带将物件从点运输到点多消耗的电能为 又 联立解得 【小问3详解】 方法一： 物件由到，根据受力分析得 、两点间距离（板长）为 解得 物件从点向下运动，受力如图乙所示 根据牛顿第二定律得 第一次返回点时有， 物件滑过点后在传送带上先减速后以相同加速度返回，向上冲的位移 物件第二次返回点，有 物件往上冲时有 设物件第次向上经过C点时的速度为，物件可上冲的位移为，则物件返回点时的速度，可知物件第次向上经过点时的速度大小仍为，则物件可上冲的位移 即物件每次冲上木板的距离是上一次的 分析可得此后物件还能在木板上运动的路程 方法二：、两点间距离（板长）为 解得 离开传送带到物件速度减为零停在传送带右端，根据能量守恒有 解得 从木板滑下后还能在木板上运动的路程 15. 在x轴上方的部分区域存在垂直于纸面的匀强磁场（未画出），磁场区域关于y轴对称，MN是放在x轴上的绝缘挡板，MN的中点为O。在y轴上从P点沿y轴正方向发射速度大小不同的带电粒子，不计带电粒子间的相互作用，其中速度为v的带电粒子从P点进入磁场后做圆周运动，其轨道半径为r，从Q点离开磁场进入扇形无磁场区域做匀速直线运动，随后在O点与挡板碰撞，粒子与挡板碰撞前后，平行挡板的分速度方向不变，垂直挡板的分速度反向，速度大小均不变，最终回到P点。其轨迹如图所示，其中∠POQ=45°。若所有初速度小于v的带电粒子均能与挡板的O点碰撞一次后返回到P点，且整个过程带电粒子仅出入磁场各一次。带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0），不计重力，粒子的电荷量始终保持不变。 （1）求匀强磁场的大小及方向； （2）求OP的距离L及x轴上方扇形无磁场区域的最小面积S； （3）求带电粒子从P点出发后第一次回到P点的时间。 【答案】（1），方向垂直于纸面向外 （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由，可得 粒子带正电，由左手定则可知磁场的方向垂直于纸面向外。 【小问2详解】 如图所示由几何知识可得 改变粒子的入射速度，离开磁场后粒子沿直线的切线打到O点，可知无磁场的最小区域为OQPQ′所围的扇形面积。 则 将代入可得 【小问3详解】 如图可得，粒子经过2次碰撞后从O点沿y轴正方向经过P点，粒子在磁场中做圆周运动的路程 运动时间 粒子做直线运动时 运动时间 故粒子在后续的运动中再次经过P点的时间= 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $