精品解析：浙江省G12联盟2026-2027学年上学期高三9月物理开学考试题

高三物理练习卷 考生须知： 1．本卷满分100分，考试时间90分钟； 2．答题前，在答题卷指定区域填写学校、班级、姓名、试场号、座位号及准考证号； 3．所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效； 4．考试结束后，只需上交答题卷； 5．本卷中无特殊说明，重力加速度均取。 选择题部分 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. 近日，国家能源局等四部门联合发布《关于促进人工智能与能源双向赋能的行动方案》，为AI与能源的深度融合按下“加速键”。“AI的尽头是算力，算力的尽头是电力”。电能的单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（ ） A. B. C. D. J 2. 2026年4月19日在北京亦庄举办机器人半马，起点为北京亦庄通明湖畔科创十七街，终点为南海子公园，全程21.0975公里。荣耀公司“齐天大圣”队的“闪电”机器人以50分26秒夺冠，是全球首个人形机器人半马赛事的历史性突破，下列说法正确的是（　　） A. 50分26秒是指时间间隔 B. 以“闪电”机器人为参考系，路旁的陪跑运动员一定向后运动 C. “闪电”机器人的平均速度约为 D. 研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时，不可以将它视为质点 3. 2026年3月29日，在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站比赛中，中国制造商张雪机车的赛车以领先对手5秒的巨大优势率先冲线，夺得冠军。如图所示，摩托车比赛中，骑手为了快速通过水平弯道，经常将车身压向内侧，俗称压弯。若将摩托车过弯道看成圆周运动，则赛车（ ） A. 在匀速率转弯时处于平衡状态 B. 做匀速圆周运动时，速度越大，压弯越明显 C. 加速超越对手的过程，合外力始终与速度方向垂直 D. 受到的重力与地面的支持力是一对作用力和反作用力 4. 离子导入治疗是一种利用电流驱动药物离子穿透皮肤或黏膜，直接作用于病灶的物理治疗方法。如图所示，将含有药物的电极贴在皮肤处，另一电极置于皮肤处。、电极之间接电源，带正电的药物离子会穿过皮肤，实现精准给药。下列说法正确的是（　　） A. 之间应该接交流电源 B. 在皮肤下形成的是匀强电场 C. 离子穿透皮肤过程中电势能增大 D. 增大电源电压，可以加快给药进程 5. 小行星“阿波菲斯星”被视为可能撞击地球的最危险的小行星之一。已知地球的公转圆轨道半径为1 AU（AU为天文单位），小行星“阿波菲斯星”椭圆轨道的半长轴也为1 AU，且两轨道共面。如图所示，a、b分别为两轨道的交点，ab恰好为椭圆的短轴。当“阿波菲斯星”运动到远日点时，恰与地球和太阳共线。若忽略地球与小行星之间的万有引力，下列说法正确的是（ ） A. “阿波菲斯星”的公转周期比地球的大 B. “阿波菲斯星”和地球在点的速度相同 C. “阿波菲斯星”在近日点的速率大于地球公转的速率 D. “阿波菲斯星”、地球各自与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等 6. 关于教材中的四幅图，下列说法中正确的是（ ） A. 甲图：双手沾水摩擦铜盆的双耳，手和盆之间的摩擦力越大，水花溅得越高 B. 乙图：泊松亮斑是光通过小圆孔时发生的干涉现象 C. 丙图：远距离输电线的上方有两条与大地相连的导线，利用了静电屏蔽的原理免遭雷击 D. 丁图：真空冶炼炉内通入高频交流电，使炉体产生涡流，通过高温热传导熔化炉内的金属 7. 某校科创社同学设计了一款光控自动开窗器，控制电路板的程序能够实现如下操作：白天光较强时自动断开开关，晚上光弱时自动闭合，电路如图所示。电磁阀线圈工作电压为，控制电路板的工作电流较小，其电压为，需要电磁继电器作为控制开关。关于该装置描述正确的是（ ） A. 光传感器把电信号转化为光信号 B. 光较弱时，复位弹簧会带动窗户左移 C. 电磁阀的工作原理是电磁感应 D. 电磁阀的电源可以换成最大值为的正弦交流电 8. 如图所示，、为同一均匀介质中的两个波源，、分别为连线上的点，；时刻起、同时振动，振幅为，点的振动图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 到的距离为 B. 两列波的波速均为 C. 两波源的起振方向相同 D. 内质点通过的路程为 9. 如图所示，质量相等的两物块C、D通过轻质弹簧连接，轻绳一端与C连接，另一端绕过定滑轮固定于点；、两点位于同一高度，间距为；起初轻绳上恰好无张力。现将质量为的小球固定在绳上点处，，从图示位置由静止释放，小球运动到最低点时，物块D恰好要离开地面，此过程中物块C未碰到定滑轮。图中，，取，忽略摩擦阻力，在小球从到的过程中（ ） A. 小球的合外力冲量不为0 B. 弹簧的弹性势能一直增加 C. 物块C上升的高度为 D. 可求得两物块质量均为 10. 图甲为我国自主研发的漂浮式波浪能发电装置“南鲲”号，其发电效率为22%，原理可简化为图乙所示：海浪带动浪板上下摆动，在调速器作用下带动线圈以角速度在匀强磁场中沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势如图丙所示；理想变压器原、副线圈匝数比，发电机线圈的电阻，负载电阻。图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若不考虑电表对电路的影响，则（ ） A. 线圈位于图示位置时磁通量变化率为0 B. 该发电机每秒消耗的海浪能为 C. 副线圈的电压表示数为 D. 由图示时刻开始线圈转过90°，通过负载的电荷量为 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. 下列说法正确的是（　　） A. 非晶体在任何条件下都不可以转化为晶体 B. 热量不可以自发地从低温物体传到高温物体 C. 物体温度升高时，分子热运动加剧，分子平均动能增加 D. 黑体不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，所以是黑色的 12. 光学镊子是靠激光束“夹起”细胞、病毒等极其微小粒子的工具。为了简化问题，将激光束看作粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。如图所示，是一个半径为的圆柱形玻璃砖的横截面，两束频率相同的平行激光关于水平直径对称，从、两点水平射入玻璃砖后从点射出，出射光线与中轴线的夹角均为。已知两束激光的发光功率均为，真空中的光速为c，且所有光线折射后都透过玻璃砖，则（ ） A. 该玻璃砖的折射率为 B. 光通过玻璃砖的时间为 C. 两束光对玻璃砖的合力水平向左 D. 两束光对玻璃砖的作用力大小为 13. 如图甲为研究光电效应的实验电路图，图乙中横坐标为入射光的频率，纵坐标为电压，阴影部分表示能产生光电流的区域；点坐标为，边界与轴平行，直线的斜率绝对值为。现有大量氢原子处于某激发态，在向低能级跃迁时只能放出1种可见光，且该可见光恰好能使实验所用的金属材料发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数；巴耳末系的可见光是从能级跃迁到产生的。电子电量为，光速为，则（　　） A. 滑片P从中点向左移动，电流表示数始终在变化 B. 若换用逸出功较小的金属，阴影部分将向右平移 C. 普朗克常量 D. 氢原子基态的能级值为 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 在验证机械能守恒定律实验中， （1）释放纸带瞬间的照片，操作最合理的是________ A. B. C. D. （2）从某个清晰的点开始，标出、、……等计数点，如图1所示，则点对应的刻度值为________cm；间的距离最有可能是________（交流电源的频率为）。 A．　　B．　　C． （3）测出各计数点到点的距离，算出各计数点的速度，以为横轴，为纵轴画出的图像如图2。对于图线未过原点的原因，下列分析正确的是________ A．先松开纸带，后接通电源 B．利用计算速度 C．电源的实际频率不是 利用图2可求得实验室的重力加速度为________。（保留2位有效数字） 15. 某学习小组为了测量电池的电动势和内阻，同时测量某金属丝的电阻率，设计了如图1所示的电路图，实验步骤如下： a．用螺旋测微器测量金属丝三个不同位置的直径，其直径平均值为； b．按图1连接好电路，是金属丝，定值电阻，调节滑片至金属丝的最左端； c．改变滑片的位置，记录滑片到金属丝右端的距离，测出多组相应电压表示数、电流表示数和的数据； d．作出随变化和随变化的图像，分别如图2、3所示。 回答下列问题： （1）由图2绘出的图像求得电池的电动势________V，内阻________（结果保留三位有效数字）； （2）若图3中直线的斜率为，可求得金属丝的电阻率________（用题干中的字母表示）； （3）考虑到电流表不是理想电表而分压，这一因素是否会导致用上述方法测量电阻率产生系统误差？________（填“是”或“否”）。 16. 如图所示为供暖管上温度计的内部结构图，轻质绝热滑片把圆环分成Ⅰ、Ⅱ两部分，Ⅰ区密封了一定质量的空气（可看做理想气体），紧贴供暖管上的导热片；Ⅱ区与外界大气相通，，滑片可沿圆环自由滑动。供暖前Ⅰ区内气体体积为，温度计指示值为，供暖后温度计稳定在；供暖前后Ⅰ区内气体吸收了的热量。（） （1）供暖后Ⅰ区气体分子的平均动能________（选填“增大”、“减小”、“不变”），单位时间单位面积上撞击滑片的分子数________；（选填“增大”、“减小”、“不变”） （2）供暖后，Ⅰ区内气体的体积； （3）供暖前后，Ⅰ区内气体内能的变化量。 17. 如图所示为某游戏装置截面图，质量的滑块静止在水平面上，其右侧为表面光滑的圆弧槽，圆弧半径，点左侧是光滑水平面。以圆周最低点为原点、建立图示坐标系，，，，，在点利用弹射装置将质量的小物块以的速度水平弹出，恰好能从点滑入斜面，斜面底端与传送带平滑连接。已知传送带以逆时针转动，物块与斜面、传送带之间的动摩擦因数均为0.5，在面上滑行时的动摩擦因数满足（为小物块的位置坐标）。求： （1）点的位置坐标； （2）小物块刚进入到面时的速率； （3）小物块运动到圆弧槽处时受到的支持力大小。 18. 中国098型核潜艇，采用全电推进和磁流体技术，核心特点是取代传统的螺旋桨推进，噪音很小，声呐系统难捕捉。图1是平静海面上某实验船的示意图，其中磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道组成；图2是通道示意图（上下两面是绝缘板，前后两面是金属板），其中、、。工作时，在通道内沿轴某方向加上的匀强磁场，沿轴正方向加上匀强电场，海水沿轴方向流过通道。已知海水的电阻率。 （1）要使船向轴负方向前进，通道内的海水必须沿相反方向排出，求所加磁场的方向； （2）若在两金属板间通上恒定电流，当船以的速度前进时，求金属板间的电阻，及直流电源提供的总功率；（忽略海水的动能变化） （3）若在两金属板间加上恒定电压，当船匀速前进时，海水以的速度相对通道流出，求船受到的海水推力的大小。 19. 现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。如图甲所示，电子在（位于真空室的）圆环形轨道上运动，轨道半径为，电磁铁产生的磁场方向与环形轨道平面垂直，轨道处的磁感应强度满足（待求，已知且大于零）。时刻电子以速度进入轨道且恰能做圆周运动，运动方向如图乙所示。轨道内变化磁场产生的感生电场对电子进行加速，加速过程中电子始终不脱离圆轨道。电子在加速器中运动，除了感生电场力和洛伦兹力，不考虑其他作用力，忽略相对论效应。电子质量为，元电荷为。 （1）从图乙的视角看，轨道处磁场方向如何？（说明“向里”或者“向外”） （2）求的值； （3）事实上，加速轨道内的磁感应强度并不是处处相同的。为方便处理，将轨道平面内的磁场用一个匀强磁场来等效，其随时间变化关系满足； ①求电子在轨道上运动时的切向加速度大小；以及从时刻开始，电子在轨道上加速一周，感生电场力做的功； ②若要使电子顺利在加速器内加速，和应满足的关系； （4）在静电场中，将电荷的电势能与其电量的比值定义为该点的电势。感生电场中能否引入电势的概念？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理练习卷 考生须知： 1．本卷满分100分，考试时间90分钟； 2．答题前，在答题卷指定区域填写学校、班级、姓名、试场号、座位号及准考证号； 3．所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效； 4．考试结束后，只需上交答题卷； 5．本卷中无特殊说明，重力加速度均取。 选择题部分 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. 近日，国家能源局等四部门联合发布《关于促进人工智能与能源双向赋能的行动方案》，为AI与能源的深度融合按下“加速键”。“AI的尽头是算力，算力的尽头是电力”。电能的单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（ ） A. B. C. D. J 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据功的计算公式，代入单位推导得 式中、、均为国际单位制基本单位，故A正确； B．（牛顿）是力的导出单位，不属于基本单位，故B错误； C．是功率的常用导出单位，是时间的常用非国际单位，故C错误； D．（焦耳）是能量的导出单位，故D错误。 故选A。 2. 2026年4月19日在北京亦庄举办机器人半马，起点为北京亦庄通明湖畔科创十七街，终点为南海子公园，全程21.0975公里。荣耀公司“齐天大圣”队的“闪电”机器人以50分26秒夺冠，是全球首个人形机器人半马赛事的历史性突破，下列说法正确的是（　　） A. 50分26秒是指时间间隔 B. 以“闪电”机器人为参考系，路旁的陪跑运动员一定向后运动 C. “闪电”机器人的平均速度约为 D. 研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时，不可以将它视为质点 【答案】A 【解析】 【详解】A．50分26秒对应的是机器人跑完半程马拉松这一过程所用的时间长度，是指时间间隔，故A正确； B．以“闪电”机器人为参考系，若陪跑运动员的速度小于机器人的速度，则陪跑运动员向后运动；若陪跑运动员的速度大于机器人的速度，则陪跑运动员向前运动，故B错误； C．全程21.0975公里是指路程，则 平均速度等于位移与时间的比值，由于半马赛道不是直线，位移大小小于路程，故平均速度大小小于25km/h，故C错误； D．研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时，机器人的大小和形状相对于21公里的路程可以忽略不计，可以将它视为质点，故D错误。 故选A。 3. 2026年3月29日，在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站比赛中，中国制造商张雪机车的赛车以领先对手5秒的巨大优势率先冲线，夺得冠军。如图所示，摩托车比赛中，骑手为了快速通过水平弯道，经常将车身压向内侧，俗称压弯。若将摩托车过弯道看成圆周运动，则赛车（ ） A. 在匀速率转弯时处于平衡状态 B. 做匀速圆周运动时，速度越大，压弯越明显 C. 加速超越对手的过程，合外力始终与速度方向垂直 D. 受到的重力与地面的支持力是一对作用力和反作用力 【答案】B 【解析】 【详解】A．赛车在匀速率转弯时，有向心加速度，不是平衡状态，故A错误； B． 设车身倾斜角（与竖直方向夹角）为 θ，转弯半径为 r。向心力由静摩擦力提供，即  竖直方向受力平衡 由几何关系可知  在弯道半径 r 不变的情况下，速度v 越大， 越大，倾斜角越大，因此压弯越明显， 故B正确； C．加速超越对手的过程，沿径向方向合力始终与速度方向垂直，沿切向方向的合力与速度方向相同，故合力方向不与速度方向垂直，故C错误； D．该赛车在水平弯道上转弯，向心力由轮胎与地面的静摩擦力提供。重力与支持力在竖直方向平衡，重力和支持力是一对平衡力，D错误。 故选B。 4. 离子导入治疗是一种利用电流驱动药物离子穿透皮肤或黏膜，直接作用于病灶的物理治疗方法。如图所示，将含有药物的电极贴在皮肤处，另一电极置于皮肤处。、电极之间接电源，带正电的药物离子会穿过皮肤，实现精准给药。下列说法正确的是（　　） A. 之间应该接交流电源 B. 在皮肤下形成的是匀强电场 C. 离子穿透皮肤过程中电势能增大 D. 增大电源电压，可以加快给药进程 【答案】D 【解析】 【详解】A．带正电的药物离子在电场中受电场力作用，才能定向穿过皮肤。要实现持续定向给药，、电极之间应接直流电源，而不是交流电源，否则离子会随交变电场来回振动，无法稳定穿透皮肤，故A错误； B．皮肤和人体组织不是均匀导体，其内部电场并不均匀，因此不会形成严格的匀强电场，故B错误； C．正离子在电场力作用下运动，电场力做正功，离子的电势能应减小，而不是增大，故C错误； D．增大电源电压会增大、之间的电场强度，使正离子受到的电场力变大，迁移速度加快，因此可以加快给药进程，故D正确。 故选D。 5. 小行星“阿波菲斯星”被视为可能撞击地球的最危险的小行星之一。已知地球的公转圆轨道半径为1 AU（AU为天文单位），小行星“阿波菲斯星”椭圆轨道的半长轴也为1 AU，且两轨道共面。如图所示，a、b分别为两轨道的交点，ab恰好为椭圆的短轴。当“阿波菲斯星”运动到远日点时，恰与地球和太阳共线。若忽略地球与小行星之间的万有引力，下列说法正确的是（ ） A. “阿波菲斯星”的公转周期比地球的大 B. “阿波菲斯星”和地球在点的速度相同 C. “阿波菲斯星”在近日点的速率大于地球公转的速率 D. “阿波菲斯星”、地球各自与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意，根据开普勒第三定律可知“阿波菲斯星”与地球公转周期相同，故A错误； B．速度为矢量，二者在点的速度方向不同，故B错误； C．假设有以“阿波菲斯星”近日点到日心连线为半径做圆周运动的另一行星，可知地球速率小于该行星的速率，又由于在近日点小行星速率大于该行星的速率，可推知“阿波菲斯星”在近日点的速率大于地球公转的速率，故C正确； D．由开普勒第二定律可知，同一个天体和太阳连线相等时间扫过面积相等。不同天体，面积速率不相等。“阿波菲斯星”和地球是两个不同天体，扫过面积不相等，D错误； 故选C。 6. 关于教材中的四幅图，下列说法中正确的是（ ） A. 甲图：双手沾水摩擦铜盆的双耳，手和盆之间的摩擦力越大，水花溅得越高 B. 乙图：泊松亮斑是光通过小圆孔时发生的干涉现象 C. 丙图：远距离输电线的上方有两条与大地相连的导线，利用了静电屏蔽的原理免遭雷击 D. 丁图：真空冶炼炉内通入高频交流电，使炉体产生涡流，通过高温热传导熔化炉内的金属 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图演示的是共振现象。双手摩擦铜盆双耳，给铜盆施加周期性的驱动力，当驱动力的频率等于铜盆的固有频率时，铜盆发生共振，振幅最大，水花溅得最高。水花溅得高主要取决于是否发生共振，而不是单纯取决于摩擦力的大小，故A错误； B．乙图是泊松亮斑，它是光照射到不透明的小圆盘上，在圆盘阴影中心出现的亮斑，这是光的衍射现象，不是干涉现象，也不是通过小圆孔，故B错误； C．丙图中，远距离输电线上方的两条导线是避雷线，它们与大地相连，利用静电屏蔽的原理，使下方的输电线处于屏蔽保护范围内，从而免遭雷击，故C正确； D．丁图是真空冶炼炉，线圈中通入高频交流电产生变化的磁场，使炉内的金属产生涡流，涡流产生焦耳热使金属熔化，而不是使炉体产生涡流，故D错误。 故选C。 7. 某校科创社同学设计了一款光控自动开窗器，控制电路板的程序能够实现如下操作：白天光较强时自动断开开关，晚上光弱时自动闭合，电路如图所示。电磁阀线圈工作电压为，控制电路板的工作电流较小，其电压为，需要电磁继电器作为控制开关。关于该装置描述正确的是（ ） A. 光传感器把电信号转化为光信号 B. 光较弱时，复位弹簧会带动窗户左移 C. 电磁阀的工作原理是电磁感应 D. 电磁阀的电源可以换成最大值为的正弦交流电 【答案】D 【解析】 【详解】A．光传感器的作用是将光信号（非电学量）转化为电信号（电学量），以便控制电路处理，故A错误； B．晚上光较弱时，闭合，电磁继电器线圈通电，吸下衔铁，接通电磁阀电路。电磁阀线圈通电产生磁场，利用磁场力吸引衔铁向左移动（压缩复位弹簧），从而带动窗户移动。复位弹簧是在断电时带动窗户复位（右移），故B错误； C．电磁阀内部有线圈，通电后产生磁场吸引衔铁，其工作原理是电流的磁效应，而不是电磁感应，故C错误； D．电磁阀线圈工作电压为24V，若换成正弦交流电，需保证交流电的有效值等于24V。最大值为的正弦交流电，其有效值 电压匹配，可以正常工作，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，、为同一均匀介质中的两个波源，、分别为连线上的点，；时刻起、同时振动，振幅为，点的振动图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 到的距离为 B. 两列波的波速均为 C. 两波源的起振方向相同 D. 内质点通过的路程为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，质点在开始振动，因此发出的波传播所需时间为。由波速定义得 图中时第二列波到达，故，故A错误； B．两列波在同一介质中的波速相等，由前述结果知波速为，故B错误； C．由图可知振动周期为，开始振动时方向向上，说明的起振方向向上。第二列波到达后，的合振幅由题给量的二倍变为，说明两列波在处反相。由M点振动图像可知两列波叠加后合振幅为A，且小于单独作用时的振幅2A，可得，推得振幅为A，此时的波在M点已振动半个周期，其振动方向与起振方向相反，故的起振方向与相同，故C正确； D．由几何关系得 从而。所以，发出的波分别在和到达。在内，只受发出的振幅为的波作用，经过半个周期，路程为的二倍；在内，两列波反相叠加，合振幅为，经过1.5个周期，路程为的六倍。因此总路程为的八倍，故D错误。 故选C。 9. 如图所示，质量相等的两物块C、D通过轻质弹簧连接，轻绳一端与C连接，另一端绕过定滑轮固定于点；、两点位于同一高度，间距为；起初轻绳上恰好无张力。现将质量为的小球固定在绳上点处，，从图示位置由静止释放，小球运动到最低点时，物块D恰好要离开地面，此过程中物块C未碰到定滑轮。图中，，取，忽略摩擦阻力，在小球从到的过程中（ ） A. 小球的合外力冲量不为0 B. 弹簧的弹性势能一直增加 C. 物块C上升的高度为 D. 可求得两物块质量均为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从P点由静止释放，在最低点Q处速度再次为0，所以小球初、末动量均为0。由动量定理，合外力冲量等于动量的变化量，故小球的合外力冲量为0，故A错误； B．初始时D在地面上，弹簧被压缩；末状态D恰好离开地面，弹簧对D的拉力为，弹簧被拉伸。弹簧形变量由压缩逐渐减小到0，再增大为伸长，弹性势能先减小后增大，并非一直增加，故B错误； C．由绳长不变且 有 又由 在三角形中，，所以，因此 几何关系如图所示： 物块C上升的高度为，故C错误； D．设两物块质量均为。小球从P到Q下降的高度为 物块C上升。Q为最低点，小球和物块C在该时刻瞬时速度均为0；初、末弹簧形变量大小相等，弹性势能相等。以小球、两物块和弹簧为系统，由机械能守恒得 代入， 得，故D正确。 故选D。 10. 图甲为我国自主研发的漂浮式波浪能发电装置“南鲲”号，其发电效率为22%，原理可简化为图乙所示：海浪带动浪板上下摆动，在调速器作用下带动线圈以角速度在匀强磁场中沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势如图丙所示；理想变压器原、副线圈匝数比，发电机线圈的电阻，负载电阻。图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若不考虑电表对电路的影响，则（ ） A. 线圈位于图示位置时磁通量变化率为0 B. 该发电机每秒消耗的海浪能为 C. 副线圈的电压表示数为 D. 由图示时刻开始线圈转过90°，通过负载的电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图示时刻线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，故A错误； B．由图丙可知，发电机产生的感应电动势最大值 有效值 将负载电阻等效到原线圈，等效电阻 根据闭合电路欧姆定律，原线圈电流 发电机产生的总电功率 该发电机每秒消耗的海浪能为，故B错误； C．原线圈输入电压为 副线圈输出电压为，故C错误； D．由，， 可得 由图丙知周期，角速度 由可得，线圈磁通量最大值 则由图示时刻开始线圈转过90°，通过原线圈的电荷量为 根据变压器电流关系可知，通过负载的电荷量为，故D正确。 故选D。 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. 下列说法正确的是（　　） A. 非晶体在任何条件下都不可以转化为晶体 B. 热量不可以自发地从低温物体传到高温物体 C. 物体温度升高时，分子热运动加剧，分子平均动能增加 D. 黑体不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，所以是黑色的 【答案】BC 【解析】 【详解】A．非晶体在某些条件下（如改变压强、热处理等）可以转化为晶体。故A错误； B．热力学第二定律指出：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。故B正确； C．温度是分子平均动能的宏观标志，温度升高，分子热运动加剧，分子平均动能必然增加。故C正确； D．黑体的定义是能完全吸收外来电磁波而不反射，同时辐射电磁波。并不是说其颜色是黑色而叫黑体。故D错误。 故选BC。 12. 光学镊子是靠激光束“夹起”细胞、病毒等极其微小粒子的工具。为了简化问题，将激光束看作粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。如图所示，是一个半径为的圆柱形玻璃砖的横截面，两束频率相同的平行激光关于水平直径对称，从、两点水平射入玻璃砖后从点射出，出射光线与中轴线的夹角均为。已知两束激光的发光功率均为，真空中的光速为c，且所有光线折射后都透过玻璃砖，则（ ） A. 该玻璃砖的折射率为 B. 光通过玻璃砖的时间为 C. 两束光对玻璃砖的合力水平向左 D. 两束光对玻璃砖的作用力大小为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．设光线在A点的入射角为，折射角为。入射点A在圆柱左表面，水平入射，OA为圆柱半径，由几何关系可知入射光线水平，出射后两束光会聚于C点，结合出射光线与水平中轴线夹角为，可得入射角 在中，，因此折射角 根据折射定律，故 A正确； B．光在玻璃砖内的传播速度 由几何关系，光在玻璃砖内的路径长度 因此传播时间 ，故​ B正确； C．取光的传播方向为动量参考方向，入射光动量沿水平向右，出射光的竖直方向动量分量因两束光对称完全抵消，水平方向上出射光的水平动量分量小于入射光的水平动量分量，说明玻璃砖对光的合力水平向左，根据牛顿第三定律，光对玻璃砖的合力水平向右，故C错误； D．根据光子动量 可得单位时间总动量为总能量除以；对单束光，单位时间内入射的总能量为，对应单位时间入射的动量为 单束光出射后沿水平方向的动量分量为 单束光单位时间动量变化为 两束光单位时间总动量变化量为 根据 可得玻璃砖对光的作用力大小为，根据牛顿第三定律，光对玻璃砖的作用力大小为，故D正确。 故选ABD。 13. 如图甲为研究光电效应的实验电路图，图乙中横坐标为入射光的频率，纵坐标为电压，阴影部分表示能产生光电流的区域；点坐标为，边界与轴平行，直线的斜率绝对值为。现有大量氢原子处于某激发态，在向低能级跃迁时只能放出1种可见光，且该可见光恰好能使实验所用的金属材料发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数；巴耳末系的可见光是从能级跃迁到产生的。电子电量为，光速为，则（　　） A. 滑片P从中点向左移动，电流表示数始终在变化 B. 若换用逸出功较小的金属，阴影部分将向右平移 C. 普朗克常量 D. 氢原子基态的能级值为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．滑片P从中间向左移动时，从开始反向增大，光电流逐渐减小。 当反向电压达到遏止电压后，光电流变为零。此后若继续左移，反向电压继续增大，但光电流仍保持为零，不再变化，故A错误； B．金属的逸出功减小，则截止频率减小。在图乙中，截止频率对应点的横坐标。因此点会向左移动，阴影区域应向左平移，而不是向右，故B错误； C．由光电效应方程；光电子最大初动能，其中为反向电压的大小。 联立解得，在图乙中， 因此直线的斜率绝对值 解得，故C正确； D．由题意，该可见光恰好能使金属发生光电效应，则光频率为 由题意，巴耳末系的可见光是从能级跃迁到产生，且氢原子在向低能级跃迁时只能放出1种可见光，则该可见光光子能量 联立解得，故D正确。 故选CD。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 在验证机械能守恒定律实验中， （1）释放纸带瞬间的照片，操作最合理的是________ A. B. C. D. （2）从某个清晰的点开始，标出、、……等计数点，如图1所示，则点对应的刻度值为________cm；间的距离最有可能是________（交流电源的频率为）。 A．　　B．　　C． （3）测出各计数点到点的距离，算出各计数点的速度，以为横轴，为纵轴画出的图像如图2。对于图线未过原点的原因，下列分析正确的是________ A．先松开纸带，后接通电源 B．利用计算速度 C．电源的实际频率不是 利用图2可求得实验室的重力加速度为________。（保留2位有效数字） 【答案】（1）D （2） ①. 1.02 ②. C （3） ①. A ②. 9.6 【解析】 【小问1详解】 在验证机械能守恒定律的实验中，实验时，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，保持纸带竖直，由静止释放。 故选D。 【小问2详解】 [1]刻度尺的分度值为1mm，点对应的刻度值为1.02cm； [2]打点周期为 根据逐差法可知 由图可知，解得 更接近于2.61cm，故填C。 【小问3详解】 [1]由图可知纸带初速度不为0，原因应是先松开纸带，后接通电源，其他选项都不会导致纸带有初速度，故填A。 [2]根据机械能守恒定律有 解得 可见图像的斜率为 解得 15. 某学习小组为了测量电池的电动势和内阻，同时测量某金属丝的电阻率，设计了如图1所示的电路图，实验步骤如下： a．用螺旋测微器测量金属丝三个不同位置的直径，其直径平均值为； b．按图1连接好电路，是金属丝，定值电阻，调节滑片至金属丝的最左端； c．改变滑片的位置，记录滑片到金属丝右端的距离，测出多组相应电压表示数、电流表示数和的数据； d．作出随变化和随变化的图像，分别如图2、3所示。 回答下列问题： （1）由图2绘出的图像求得电池的电动势________V，内阻________（结果保留三位有效数字）； （2）若图3中直线的斜率为，可求得金属丝的电阻率________（用题干中的字母表示）； （3）考虑到电流表不是理想电表而分压，这一因素是否会导致用上述方法测量电阻率产生系统误差？________（填“是”或“否”）。 【答案】（1） ①. ②. （2） （3）否 【解析】 【小问1详解】 [1]电压表测量电池外电路两端的电压，根据闭合电路欧姆定律有 当时，有，因此图像的纵轴截距表示电池的电动势，由图2可得 [2]由可知，图像斜率的绝对值为，取图线上两点和，则有 解得 因此电池内阻为 代入数据解得 【小问2详解】 设金属丝的横截面积为，滑片到右端之间金属丝的电阻为，根据电阻定律有， 设电流表内阻为，由于电压表测量金属丝接入部分与电流表串联后的总电压，因此有 由图3可知直线斜率为 解得金属丝的电阻率为 【小问3详解】 非理想电流表的内阻使图像产生纵轴截距，但图像斜率仍为，电流表内阻不影响斜率，因此不会使利用图像斜率测得的电阻率产生系统误差，故填“否”。 16. 如图所示为供暖管上温度计的内部结构图，轻质绝热滑片把圆环分成Ⅰ、Ⅱ两部分，Ⅰ区密封了一定质量的空气（可看做理想气体），紧贴供暖管上的导热片；Ⅱ区与外界大气相通，，滑片可沿圆环自由滑动。供暖前Ⅰ区内气体体积为，温度计指示值为，供暖后温度计稳定在；供暖前后Ⅰ区内气体吸收了的热量。（） （1）供暖后Ⅰ区气体分子的平均动能________（选填“增大”、“减小”、“不变”），单位时间单位面积上撞击滑片的分子数________；（选填“增大”、“减小”、“不变”） （2）供暖后，Ⅰ区内气体的体积； （3）供暖前后，Ⅰ区内气体内能的变化量。 【答案】（1） ①. 增大 ②. 减小 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 分子平均动能由温度决定，供暖后Ⅰ区气体温度升高，分子平均动能增大。滑片自由滑动，Ⅰ区气体压强等于外界大气压，保持不变。 温度升高后分子平均动能增大，要保持压强不变，单位时间单位面积撞击滑片的分子数必须减小。 【小问2详解】 Ⅰ区气体做等压变化，由盖-吕萨克定律得： 其中 代入数据得： 【小问3详解】 气体膨胀对外做功 即外界对气体做功，根据热力学第一定律 17. 如图所示为某游戏装置截面图，质量的滑块静止在水平面上，其右侧为表面光滑的圆弧槽，圆弧半径，点左侧是光滑水平面。以圆周最低点为原点、建立图示坐标系，，，，，在点利用弹射装置将质量的小物块以的速度水平弹出，恰好能从点滑入斜面，斜面底端与传送带平滑连接。已知传送带以逆时针转动，物块与斜面、传送带之间的动摩擦因数均为0.5，在面上滑行时的动摩擦因数满足（为小物块的位置坐标）。求： （1）点的位置坐标； （2）小物块刚进入到面时的速率； （3）小物块运动到圆弧槽处时受到的支持力大小。 【答案】（1）（9.0m，4.05m） （2）8m/s （3）4N 【解析】 【小问1详解】 设斜面倾角为，则 小物块从P点水平弹出后做平抛运动，恰好从A点滑入斜面，则有 解得 下落高度为 PA间水平距离为 点的位置坐标满足， 点的位置坐标为（9.0m，4.05m）。 【小问2详解】 小物块到达A点的速度为 从A到B，根据动能定理有 解得 小物块在传送带上运动的加速度为 加速到与传送带共速所需位移满足 解得 物块先加速1.5m达到8m/s，之后匀速，则小物块刚进入到CD面时的速率为8m/s。 【小问3详解】 小物块从C到D，摩擦力为 可见f与x成线性关系，摩擦力做功为 根据动能定理有 小物块第一次到达D点，根据牛顿第二定律有 解得 接着小物块与滑块一起向左运动，再回到D点的过程，根据水平方向动量守恒定律及能量守恒定律有， 解得， 根据牛顿第二定律有 解得 18. 中国098型核潜艇，采用全电推进和磁流体技术，核心特点是取代传统的螺旋桨推进，噪音很小，声呐系统难捕捉。图1是平静海面上某实验船的示意图，其中磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道组成；图2是通道示意图（上下两面是绝缘板，前后两面是金属板），其中、、。工作时，在通道内沿轴某方向加上的匀强磁场，沿轴正方向加上匀强电场，海水沿轴方向流过通道。已知海水的电阻率。 （1）要使船向轴负方向前进，通道内的海水必须沿相反方向排出，求所加磁场的方向； （2）若在两金属板间通上恒定电流，当船以的速度前进时，求金属板间的电阻，及直流电源提供的总功率；（忽略海水的动能变化） （3）若在两金属板间加上恒定电压，当船匀速前进时，海水以的速度相对通道流出，求船受到的海水推力的大小。 【答案】（1）沿z轴负方向 （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 要使船向轴负方向前进，通道内的海水必须沿相反方向排出，即海水受到的安培力沿y轴正方向。由左手定则得所加磁场的方向沿z轴负方向。 【小问2详解】 金属板间的电阻 水受到的安培力 由牛顿第三定律得水对船的作用力 水对船的功率 海水的热功率 直流电源提供的总功率 【小问3详解】 反电动势 两金属板间的电流 海水受到的安培力 由牛顿第三定律得船受到的海水推力 19. 现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。如图甲所示，电子在（位于真空室的）圆环形轨道上运动，轨道半径为，电磁铁产生的磁场方向与环形轨道平面垂直，轨道处的磁感应强度满足（待求，已知且大于零）。时刻电子以速度进入轨道且恰能做圆周运动，运动方向如图乙所示。轨道内变化磁场产生的感生电场对电子进行加速，加速过程中电子始终不脱离圆轨道。电子在加速器中运动，除了感生电场力和洛伦兹力，不考虑其他作用力，忽略相对论效应。电子质量为，元电荷为。 （1）从图乙的视角看，轨道处磁场方向如何？（说明“向里”或者“向外”） （2）求的值； （3）事实上，加速轨道内的磁感应强度并不是处处相同的。为方便处理，将轨道平面内的磁场用一个匀强磁场来等效，其随时间变化关系满足； ①求电子在轨道上运动时的切向加速度大小；以及从时刻开始，电子在轨道上加速一周，感生电场力做的功； ②若要使电子顺利在加速器内加速，和应满足的关系； （4）在静电场中，将电荷的电势能与其电量的比值定义为该点的电势。感生电场中能否引入电势的概念？ 【答案】（1）向外 （2） （3）①， ② （4）不能 【解析】 【小问1详解】 电子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，图乙中电子沿逆时针方向运动，所受洛伦兹力指向圆心，根据左手定则，可判断从图乙视角看，轨道处磁场方向向外。 【小问2详解】 时刻洛伦兹力提供向心力： 可得 【小问3详解】 ①根据法拉第电磁感应定律，感生电动势 感生电场强度 由牛顿第二定律，得切向加速度 电子在轨道上加速一周，感生电场力做的功 ②电子不脱离轨道时洛伦兹力提供向心力 可得，与成正比，两边对时间求导得速度的变化率 代入得 可得 【小问4详解】 在感生电场中，电场力对电荷做的功和电荷的运动路径有关，无法像静电场一样定义仅和位置相关的电势能，因此也就无法引入电势的概念。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $