精品解析：山东聊城市2026-2027学年高三上学期9月开学考物理试题

保密★启用并使用完毕前 2026年全市高三年级9月学习质量综合评估 物理 注意事项： 1.答题前，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，监考员将试卷、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. 我国自主研发的深紫外（DUV，波长193nm）光刻机已实现量产，极紫外（EUV，波长13.5nm）光刻机也已取得关键性突破。已知利用EUV光源照射某种金属材料可发生光电效应，则下列说法正确的是（ ） A. EUV光源的频率小于DUV光源的频率 B. EUV光源在真空中的传播速度大于DUV光源 C. DUV光源照射该金属时，也一定能发生光电效应 D. 在相同光强下，EUV光源单位时间照射到该金属材料上的光子数比DUV光源少 2. 一物体沿x轴运动，其位置坐标x与时间t的关系为（x的单位为m，t的单位是s），则下列说法正确的是（　　） A. 该物体第1秒内位移大小为7m B. 该物体第1秒内位移大小为8m C. 该物体第2秒末速度大小为11m/s D. 该物体第2秒末速度大小为23m/s 3. 如图所示为文化瑰宝——油纸伞的结构示意图，伞骨ON可绕竖直伞杆匀速转动，角速度为。伞骨末端N处一质量为m的小水滴（视为质点）恰好以与伞边缘位置相同的速度沿水平切线方向飞出。已知伞骨与竖直方向的夹角为，伞骨ON长为L，不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ） A. 水滴飞出前瞬间的线速度大小为 B. 水滴飞出前瞬间的向心加速度大小为 C. 水滴飞出后，在空中做匀变速曲线运动 D. 若增大，水滴离开伞骨后在空中运动的时间变长 4. 如图所示为某透明薄膜的厚度d随坐标x的变化图像。当用平行单色光垂直照射该透明薄膜时，其干涉条纹图样可能正确的是（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示为某位游客在海边用石片打“水漂”的轨迹示意图。石片从某高度以初速度水平飞出，在M点与水面成角射入海水中，然后从N点与水面成角射出水面做斜上抛运动并达到最高点P。已知小石片从M点运动到N点的过程中海水对小石片做的功，小石片质量，重力加速度，，M、N两点处于同一水平面，不计空气阻力。则P点距水面的高度h为（ ） A. 0.10m B. 0.20m C. 0.45m D. 0.80m 6. 如图所示，真空中两个可视为点电荷的带电小球A、B，质量分别为2m和m，带电荷量分别为和，相距为L，仅在库仑力作用下绕它们连线上的某点O做匀速圆周运动。已知静电力常量为k，不计小球间的万有引力，不考虑电荷运动的电磁能量辐射。则两小球做圆周运动的周期为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，光滑水平直轨道上，滑块A、B用轻质橡皮筋连接，A的质量为3m，B的质量为m。开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度。一段时间后橡皮筋被拉直，且橡皮筋被拉直的过程中A、B系统的动能有损失，随后A、B发生碰撞并粘在一起。已知碰前瞬间B的速度也为，则碰撞过程中A、B系统机械能的损失为（ ） A. B. C. D. 8. 如图所示，2027个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧（在弹性限度内）相连，在沿斜面向上的恒定拉力F的作用下，一起沿倾角为的光滑斜面向上做匀加速直线运动，加速度大小为a．最左侧为1号小球，依次向右编号直到2027号小球，第k个弹簧连接k号和号小球。已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 第1个弹簧的伸长量是第1014个弹簧伸长量的倍 B. 若突然将拉力增大为2F，增大瞬间，2027球的加速度大小为2a C. 若突然撤去拉力F，撤去瞬间，1号球加速度大小为 D. 若突然剪断第k个弹簧，剪断瞬间，k号球和号球的加速度大小相等 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:1，原线圈两端的输出电压，、为定值电阻，为热敏电阻，其电阻随温度升高而变小，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法中正确的是（　　） A. 电压表示数为 B. 电压表示数为12V C. 温度升高时，电流表示数变小 D. 温度升高时，电流表示数变大 10. 如图所示，真空中半圆弧虚线的两端分别固定两电荷量相等的带负电的点电荷，a、b、c均为半圆弧上的点，其中b点为半圆弧的中点，弧长大于弧长，则以下关于a、b、c三点的电场强度大小和电势大小判断正确的是（ ） A. B. C. D. 11. 某实验小组在平静的水面上利用振动装置研究水波。如图所示，沿水面上某一方向和垂直于水面方向建立平面坐标系Oxy。在O点处安装一振动装置可产生水波（可视为简谐横波），时刻，处于处的质点M从平衡位置开始起振，此时，处于处的质点N第二次到达处。已知质点M的振动方程为，则下列说法中正确的是（ ） A. 该水波的波长为2m B. 该水波的波长为4m C. 质点N的振动方程为 D. 质点N的振动方程为 12. 如图所示，倾角为的绝缘斜面固定在水平地面上，一质量为m、电阻不计的U型金属框静置在斜面上，U型金属框左右两侧沿斜面方向，间距为L，底边沿水平方向，空间中存在磁感应强度大小为B、方向垂直于斜面向下的匀强磁场。现将一质量为m的光滑金属棒ab置于金属框上方，金属棒接入回路的电阻为R，并在沿斜面向上的外力作用下沿斜面向上做匀速直线运动，此时U型金属框由静止开始沿斜面向上运动。已知U型金属框和斜面间的动摩擦因数为，斜面和U型金属框足够长，金属棒ab平行于U型金属框底边且始终和U型金属框接触良好，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 在金属棒运动过程中，金属棒中的电流始终由b流向a B. 在金属棒运动过程中，金属棒中的电流会逐渐减少至零 C. 当外力功率最小时，金属棒相对于U型金属框的速度大小为 D. 当外力功率最小时，金属棒相对于U型金属框的速度大小为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。在气垫导轨上安装两个光电门，滑块上固定一宽度为d的遮光条，滑块两侧分别用平行于导轨的细线绕过气垫导轨左、右两端的定滑轮与钩码连接，重力加速度为g。 （1）用游标卡尺测出遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度________cm； （2）调节气垫导轨水平，测量出两光电门之间的距离L； （3）分别在左、右两端悬挂3个、2个钩码，每个钩码的质量均为m，测量出滑块及遮光条的总质量M，释放钩码，滑块沿气垫导轨滑行时依次通过两光电门1、2，分别记录滑块通过两个光电门的时间、，则滑块经过光电门1和光电门2时的速度分别为________、________； （4）要验证该系统的机械能守恒，应满足的关系式为________（用题中给出的物理量字母表示）。 14. 实验小组利用如图所示的电路测量待测电阻的阻值。 （1）实验步骤如下： ①灵敏电流计G无电流通过时，指针指向表盘正中央零刻度，电流由a流向b时，指针向a端偏转。开关S闭合前，滑动变阻器R的滑片应置于__________端（选填“c”或“d”）； ②图中两个定值电阻的阻值分别为、，为电阻箱，为待测电阻，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，发现灵敏电流计G的指针向b端偏转，则此时应调节电阻箱使阻值__________（填“增大”或“减小”），使指针指向表盘正中央零刻度； ③读出电阻箱的的阻值为，则待测电阻的阻值为__________（用题中给出的字母表示）； （2）为了减少偶然误差，可以进行多次测量，以下步骤可行的有__________； A. 将滑动变阻器的滑片向d滑动，使G重新指零，读出阻值 B. 交换两个定值电阻、的位置，调节电阻箱使G重新指零，读出阻值 C. 将阻值为的定值电阻更换为阻值为的定值电阻，调节电阻箱使G重新指零，读出阻值 15. 如图为圆柱形玻璃砖的横截面，半径为R，折射率为。MN是一条通过圆心的直线，一束单色的细光束AB平行于MN射向玻璃砖，从B点射入，从C点（图中未画出）射出，AB与MN间的距离为0.8R，已知光在真空中的传播速度为c，。求： （1）光束在玻璃砖内从B点到C点的时间； （2）从C点（图中未画出）射出玻璃砖的光线与MN所成的夹角大小。 16. 如图所示，两个内壁光滑的汽缸A、B固定在水平地面上，A气缸内部有电热丝，可以接通外部电源对缸内气体进行加热，B气缸上有一阀门K，阀门连接充气装置，两汽缸内的两个活塞由水平刚性轻杆栓接，两汽缸中各封闭有一定量的理想气体，外界大气压强始终为。初始状态时，阀门K处于关闭状态，左右两个活塞面积之比为，距缸底部距离分别为2L、3L，两汽缸内气体的热力学温度均为，A气缸中的气体压强为。其中A汽缸和活塞均绝热，B汽缸导热，环境温度恒为，A活塞距离气缸开口处足够远。现对A气缸内气体进行缓慢加热，当A气缸内活塞向右移动L距离时停止加热，打开阀门K对B气缸进行缓慢充气，当B气缸内活塞向左移动L距离时停止充气，此时B气缸内气体的压强为，求： （1）停止加热时B气缸内气体的压强； （2）停止充气时A气缸内气体的温度； （3）充气装置充入B气缸内气体的质量与B气缸内原先气体的质量的比值。 17. 如图所示，在直角坐标系x轴的下方有三块光滑弹性绝缘挡板PQ、QN、MN，其中P、M两点位于x轴上，PQ、MN平行且关于y轴对称，QN长度为2 L，三块挡板间有垂直纸面向外的匀强磁场。在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子从直角坐标系第二象限的S处以初速度大小、方向与x轴正方向成斜向上飞出，恰好从P点射入磁场，先后与挡板PQ、QN、MN共发生4次碰撞反弹后，从M点离开磁场，并经过（、S关于y轴对称）。已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为，到达QN时的速度方向与x轴正方向的夹角为，粒子与挡板间的碰撞为弹性碰撞，且每次碰撞前后速度方向与挡板的夹角相同，不计粒子重力，，求： （1）粒子由S到P的时间； （2）S处的位置坐标； （3）三块挡板间匀强磁场的磁感应强度大小。 18. 如图所示，足够长的平板B静置在地面上，其上表面右端有一竖直弹性挡板，小物块A处于平板B上的点，点左侧粗糙，右侧光滑。用不可伸长的轻绳将一小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于拉直状态。现将小球向左拉开一个小角度后由静止释放，小球第1次经过最低点时与物块A发生弹性碰撞，碰撞时间极短，平板B仍静止，碰后小球速度方向与碰前方向相同，继续做简谐运动，物块A获得速度（未知）向右运动一段时间后与平板B右端挡板发生弹性碰撞，以的速度被弹回，当运动到O点正下方时速度恰好减为0。已知物块A的质量，平板B（含挡板）的质量，物块A与平板左侧接触面的动摩擦因数，平板与水平地面的动摩擦因数，重力加速度，取10，则： （1）求小球第一次与物块A碰撞后，物块A获得的速度大小； （2）求与平板B右端之间的距离s； （3）求物块A刚返回到O点正下方时，平板B速度大小； （4）观察发现，当物块刚返回到O点正下方时，摆球刚好第5次经过最低点并与之相碰，求该单摆的摆长为多长？（结果保留两位有效数字） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 保密★启用并使用完毕前 2026年全市高三年级9月学习质量综合评估 物理 注意事项： 1.答题前，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，监考员将试卷、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. 我国自主研发的深紫外（DUV，波长193nm）光刻机已实现量产，极紫外（EUV，波长13.5nm）光刻机也已取得关键性突破。已知利用EUV光源照射某种金属材料可发生光电效应，则下列说法正确的是（ ） A. EUV光源的频率小于DUV光源的频率 B. EUV光源在真空中的传播速度大于DUV光源 C. DUV光源照射该金属时，也一定能发生光电效应 D. 在相同光强下，EUV光源单位时间照射到该金属材料上的光子数比DUV光源少 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，EUV波长更短，根据可知，EUV光源的频率更高，故A错误； B．所有电磁波在真空中的传播速度均为光速，二者传播速度相等，故B错误； C．光电效应的发生条件是入射光频率大于金属的极限频率。EUV能发生光电效应仅说明，DUV频率小于EUV，可能小于金属极限频率，不一定能发生光电效应，故C错误； D．光强为单位时间单位面积的总辐射能量，即满足 其中为单位时间入射的光子数。相同光强下，光子频率越高，越小，EUV频率更高，因此单位时间照射到金属上的光子数更少，故D正确。 故选D。 2. 一物体沿x轴运动，其位置坐标x与时间t的关系为（x的单位为m，t的单位是s），则下列说法正确的是（　　） A. 该物体第1秒内位移大小为7m B. 该物体第1秒内位移大小为8m C. 该物体第2秒末速度大小为11m/s D. 该物体第2秒末速度大小为23m/s 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由题意可知，时，物体的位置坐标为 时，物体的位置坐标为 所以该物体第1秒内位移大小为，故A正确，B错误； CD．匀变速直线运动的位置坐标与时间的关系式为 和题干给出的对比可得，物体的初速度和加速度分别为， 根据匀变速直线运动速度与时间的关系式可得，该物体第2秒末的速度大小为，故CD错误。 故选A。 3. 如图所示为文化瑰宝——油纸伞的结构示意图，伞骨ON可绕竖直伞杆匀速转动，角速度为。伞骨末端N处一质量为m的小水滴（视为质点）恰好以与伞边缘位置相同的速度沿水平切线方向飞出。已知伞骨与竖直方向的夹角为，伞骨ON长为L，不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ） A. 水滴飞出前瞬间的线速度大小为 B. 水滴飞出前瞬间的向心加速度大小为 C. 水滴飞出后，在空中做匀变速曲线运动 D. 若增大，水滴离开伞骨后在空中运动的时间变长 【答案】C 【解析】 【详解】A．水滴飞出前瞬间的线速度大小为，A错误； B．水滴飞出前瞬间的向心加速度大小为，B错误； C．水滴飞出后，在空中只受重力作用，加速度恒定为g，做匀变速曲线运动，C正确； D．水滴离开伞骨后在空中做平抛运动，根据可得，可知水滴在空中运动的时间只与竖直高度有关，若增大，水滴离开伞骨后在空中运动的时间不变，D错误。 故选C。 4. 如图所示为某透明薄膜的厚度d随坐标x的变化图像。当用平行单色光垂直照射该透明薄膜时，其干涉条纹图样可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】薄膜干涉属于等厚干涉，当光程差满足   （ 为整数）时出现亮条纹（或暗条纹），即同一级条纹对应薄膜的同一厚度。相邻两条亮条纹（或暗条纹）对应的薄膜厚度差  为定值，即  设  图像的切线斜率为 ，则条纹间距  由此可见，条纹间距  与  图像的斜率  成反比。由题干给出的  图像可知：随着  的增大，图像的切线斜率  逐渐减小。根据 ，随着  的增大，条纹间距  应逐渐增大。即干涉条纹从左到右应由密变疏。只有D图样符合。 故选D。 5. 如图所示为某位游客在海边用石片打“水漂”的轨迹示意图。石片从某高度以初速度水平飞出，在M点与水面成角射入海水中，然后从N点与水面成角射出水面做斜上抛运动并达到最高点P。已知小石片从M点运动到N点的过程中海水对小石片做的功，小石片质量，重力加速度，，M、N两点处于同一水平面，不计空气阻力。则P点距水面的高度h为（ ） A. 0.10m B. 0.20m C. 0.45m D. 0.80m 【答案】B 【解析】 【详解】小石片在M点的速度为 从M到N点由动能定理 解得 小石片离开N点后做斜抛运动，则P点距水面的高度 故选B。 6. 如图所示，真空中两个可视为点电荷的带电小球A、B，质量分别为2m和m，带电荷量分别为和，相距为L，仅在库仑力作用下绕它们连线上的某点O做匀速圆周运动。已知静电力常量为k，不计小球间的万有引力，不考虑电荷运动的电磁能量辐射。则两小球做圆周运动的周期为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设两小球做匀速圆周运动的半径分别为、，则有 两小球做匀速圆周运动的周期相同，设为，由库仑力提供向心力列向心力方程有， 联立解得 故选C。 7. 如图所示，光滑水平直轨道上，滑块A、B用轻质橡皮筋连接，A的质量为3m，B的质量为m。开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度。一段时间后橡皮筋被拉直，且橡皮筋被拉直的过程中A、B系统的动能有损失，随后A、B发生碰撞并粘在一起。已知碰前瞬间B的速度也为，则碰撞过程中A、B系统机械能的损失为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设碰前A的速度为，规定向左为正方向，根据动量守恒有 解得 则A碰B后，根据动量守恒有 解得 则碰撞过程中A、B系统损失的机械能为 联立解得 故选B。 8. 如图所示，2027个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧（在弹性限度内）相连，在沿斜面向上的恒定拉力F的作用下，一起沿倾角为的光滑斜面向上做匀加速直线运动，加速度大小为a．最左侧为1号小球，依次向右编号直到2027号小球，第k个弹簧连接k号和号小球。已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 第1个弹簧的伸长量是第1014个弹簧伸长量的倍 B. 若突然将拉力增大为2F，增大瞬间，2027球的加速度大小为2a C. 若突然撤去拉力F，撤去瞬间，1号球加速度大小为 D. 若突然剪断第k个弹簧，剪断瞬间，k号球和号球的加速度大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．首先对整体分析，初始状态下由牛顿第二定律得   即 。 设第个弹簧的弹力为，对弹簧右侧共个小球整体受力分析   得  根据胡克定律 第1个弹簧弹力 第1014个弹簧弹力 因此伸长量之比为，而非，故A错误； B．拉力增大瞬间，弹簧形变来不及改变，2027号小球的受力没有发生变化（自身重力分力、连接它的弹簧弹力均不变），因此加速度仍为，并非，故B错误； C．撤去拉力瞬间，弹簧形变来不及改变， 1号球左侧拉力消失，右侧第1个弹簧的弹力仍为 1号球的合力为 解得   故C正确； D．剪断第个弹簧瞬间，弹簧弹力突变为0，对号球有 对应加速度 对号球有 对应加速度 二者加速度大小不相等，故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。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:1，原线圈两端的输出电压，、为定值电阻，为热敏电阻，其电阻随温度升高而变小，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法中正确的是（　　） A. 电压表示数为 B. 电压表示数为12V C. 温度升高时，电流表示数变小 D. 温度升高时，电流表示数变大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．原线圈两端电压的有效值 根据电压匝数关系有 解得 即电压表示数为12V，故A错误，B正确； CD．温度升高时，减小，副线圈接入电阻的总阻值减小，由于副线圈两端电压恒定，则通过副线圈的电流增大，电阻两端电压增大，并联电路电压减小，通过电阻的电流减小，则电流表示数变大，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，真空中半圆弧虚线的两端分别固定两电荷量相等的带负电的点电荷，a、b、c均为半圆弧上的点，其中b点为半圆弧的中点，弧长大于弧长，则以下关于a、b、c三点的电场强度大小和电势大小判断正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设圆弧某点与左端负电荷连线与水平直径的夹角为，圆弧半径为R，则 根据数学方法可知当时，电场最小，则，故B正确，A错误； CD．根据负电荷的电势分布特点，越靠近负点电荷时，电势越低可知，，故C正确，D错误。 故选BC。 11. 某实验小组在平静的水面上利用振动装置研究水波。如图所示，沿水面上某一方向和垂直于水面方向建立平面坐标系Oxy。在O点处安装一振动装置可产生水波（可视为简谐横波），时刻，处于处的质点M从平衡位置开始起振，此时，处于处的质点N第二次到达处。已知质点M的振动方程为，则下列说法中正确的是（ ） A. 该水波的波长为2m B. 该水波的波长为4m C. 质点N的振动方程为 D. 质点N的振动方程为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．质点M的振动方程为，可知下一时刻M的振动向下，角频率，周期为 由题质点M从平衡位置开始起振时，处于处的质点N第二次到达处，可知 解得 波长为，故A正确，B错误； CD．设N的振动方程为 时刻，质点N到达处，代入解得 则N的振动方程为，故C错误，D正确。 故选AD。 12. 如图所示，倾角为的绝缘斜面固定在水平地面上，一质量为m、电阻不计的U型金属框静置在斜面上，U型金属框左右两侧沿斜面方向，间距为L，底边沿水平方向，空间中存在磁感应强度大小为B、方向垂直于斜面向下的匀强磁场。现将一质量为m的光滑金属棒ab置于金属框上方，金属棒接入回路的电阻为R，并在沿斜面向上的外力作用下沿斜面向上做匀速直线运动，此时U型金属框由静止开始沿斜面向上运动。已知U型金属框和斜面间的动摩擦因数为，斜面和U型金属框足够长，金属棒ab平行于U型金属框底边且始终和U型金属框接触良好，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 在金属棒运动过程中，金属棒中的电流始终由b流向a B. 在金属棒运动过程中，金属棒中的电流会逐渐减少至零 C. 当外力功率最小时，金属棒相对于U型金属框的速度大小为 D. 当外力功率最小时，金属棒相对于U型金属框的速度大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．金属棒沿斜面向上运动切割磁感线，磁场方向垂直斜面向下，根据右手定则：伸开右手，使磁感线垂直穿入手心，大拇指指向金属棒的运动方向（沿斜面向上），四指的指向即为金属棒内部感应电流的方向，可得电流由流向由于金属棒始终向上运动，相对金属框的运动方向不变，因此电流方向始终由流向，故A正确。 B．金属框受到沿斜面向上的安培力作用，初始阶段安培力大于金属框的重力分力与滑动摩擦力的和，金属框做加速运动；随着金属框速度增大，金属棒与金属框的相对速度减小，感应电动势相对减小，感应电流减小，安培力减小，金属框的加速度逐渐减小，最终金属框做匀速直线运动，此时相对速度保持恒定，感应电流也保持恒定，不会减小至零，故B错误。 CD．金属棒做匀速直线运动，速度恒定，外力与金属棒的重力沿斜面方向分力和金属棒受到的安培力大小之和相等，即 外力的功率 由于、、、恒定，因此当电流最小时，外力功率最小。对匀速运动的金属框受力分析：沿斜面方向受力平衡，向上的安培力等于重力向下的分力与滑动摩擦力之和。 金属框的重力分力为，斜面对金属框的支持力等于金属框和金属棒的总重力垂直斜面的分力，即 因此滑动摩擦力 安培力 根据平衡条件 解得相对速度，故C正确，D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。在气垫导轨上安装两个光电门，滑块上固定一宽度为d的遮光条，滑块两侧分别用平行于导轨的细线绕过气垫导轨左、右两端的定滑轮与钩码连接，重力加速度为g。 （1）用游标卡尺测出遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度________cm； （2）调节气垫导轨水平，测量出两光电门之间的距离L； （3）分别在左、右两端悬挂3个、2个钩码，每个钩码的质量均为m，测量出滑块及遮光条的总质量M，释放钩码，滑块沿气垫导轨滑行时依次通过两光电门1、2，分别记录滑块通过两个光电门的时间、，则滑块经过光电门1和光电门2时的速度分别为________、________； （4）要验证该系统的机械能守恒，应满足的关系式为________（用题中给出的物理量字母表示）。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【详解】[1]由于游标尺为20分度，其精确度为 则遮光条的宽度 [2][3]由题可知，滑块经过光电门1的速度为 滑块经过光电门2的速度为 [4]若系统的机械能守恒，则有 即 整理可得 14. 实验小组利用如图所示的电路测量待测电阻的阻值。 （1）实验步骤如下： ①灵敏电流计G无电流通过时，指针指向表盘正中央零刻度，电流由a流向b时，指针向a端偏转。开关S闭合前，滑动变阻器R的滑片应置于__________端（选填“c”或“d”）； ②图中两个定值电阻的阻值分别为、，为电阻箱，为待测电阻，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，发现灵敏电流计G的指针向b端偏转，则此时应调节电阻箱使阻值__________（填“增大”或“减小”），使指针指向表盘正中央零刻度； ③读出电阻箱的的阻值为，则待测电阻的阻值为__________（用题中给出的字母表示）； （2）为了减少偶然误差，可以进行多次测量，以下步骤可行的有__________； A. 将滑动变阻器的滑片向d滑动，使G重新指零，读出阻值 B. 交换两个定值电阻、的位置，调节电阻箱使G重新指零，读出阻值 C. 将阻值为的定值电阻更换为阻值为的定值电阻，调节电阻箱使G重新指零，读出阻值 【答案】（1） ①. c ②. 增大 ③. （2）BC 【解析】 【小问1详解】 [1]滑动变阻器为分压式接法，开关闭合前，为了让后续桥路部分的初始电压为0，保护电路元件，滑片应置于c端，使桥路两端初始电压为0，电流从最小值开始调节。 [2]电流从a流向b时指针向a端偏转，现在指针向b端偏转，说明电流是从b流向a，即b点电势高于a点电势。电桥平衡的条件是a、b两点电势相等：上支路和分压，下支路和分压，b点电势偏高说明的分压偏小，因此增大的阻值，提升下支路b点左侧的分压，最终让a、b电势差为0，电流计指零。 [3]灵敏电流计指零时电桥平衡，满足电桥平衡条件 整理得 【小问2详解】 A．滑动变阻器滑片移动后，电桥平衡条件和滑动变阻器的分压无关，重新指零后读出的不会发生变化，无法得到新的独立测量值，不能减小偶然误差，故A错误； B．交换、位置后，新的平衡条件为，可以得到新的，算出新的，实现多次测量减小偶然误差，故B正确； C．将更换为其他定值电阻后，比例关系改变，重新调零得到新的，可以得到新的独立测量结果，减小偶然误差，故C正确。 故选BC。 15. 如图为圆柱形玻璃砖的横截面，半径为R，折射率为。MN是一条通过圆心的直线，一束单色的细光束AB平行于MN射向玻璃砖，从B点射入，从C点（图中未画出）射出，AB与MN间的距离为0.8R，已知光在真空中的传播速度为c，。求： （1）光束在玻璃砖内从B点到C点的时间； （2）从C点（图中未画出）射出玻璃砖的光线与MN所成的夹角大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光路图如图所示 设入射角为i，折射角为r，OB为法线，AB与MN间的距离为0.8R，则B点到MN之间的距离为 所以由几何关系有 即，由折射定律有 解得 设光在C点射出，OB、OC为半径，所以三角形OBC为等腰三角形，其底角为37°，则BC的长度为 光在玻璃中传播速度为v，有 传播时间为 解得 【小问2详解】 由上述分析可知，折射角为， 光线一共发生两次折射，每次折射其偏转角均为，则其总偏转角度为 又因为入射光线平行于MN，所以出射光线与MN的夹角为 16. 如图所示，两个内壁光滑的汽缸A、B固定在水平地面上，A气缸内部有电热丝，可以接通外部电源对缸内气体进行加热，B气缸上有一阀门K，阀门连接充气装置，两汽缸内的两个活塞由水平刚性轻杆栓接，两汽缸中各封闭有一定量的理想气体，外界大气压强始终为。初始状态时，阀门K处于关闭状态，左右两个活塞面积之比为，距缸底部距离分别为2L、3L，两汽缸内气体的热力学温度均为，A气缸中的气体压强为。其中A汽缸和活塞均绝热，B汽缸导热，环境温度恒为，A活塞距离气缸开口处足够远。现对A气缸内气体进行缓慢加热，当A气缸内活塞向右移动L距离时停止加热，打开阀门K对B气缸进行缓慢充气，当B气缸内活塞向左移动L距离时停止充气，此时B气缸内气体的压强为，求： （1）停止加热时B气缸内气体的压强； （2）停止充气时A气缸内气体的温度； （3）充气装置充入B气缸内气体的质量与B气缸内原先气体的质量的比值。 【答案】（1） （2） （3）1.92 【解析】 【小问1详解】 由于B汽缸导热，则A气缸加热过程中B气缸的温度不变，由玻意耳定律得 A气缸未加热时，对两活塞整体受力分析，由平衡条件得 又，联立解得， 【小问2详解】 B气缸打气结束时，对两活塞整体受力分析，由平衡条件得 对A气缸，从加热开始到B气缸打气结束，由查理定律得 又，联立解得 【小问3详解】 设充气装置充入B气缸内气体为，压强为，则 解得 充入B气缸内气体的质量与B气缸内原先气体的质量的比值 17. 如图所示，在直角坐标系x轴的下方有三块光滑弹性绝缘挡板PQ、QN、MN，其中P、M两点位于x轴上，PQ、MN平行且关于y轴对称，QN长度为2 L，三块挡板间有垂直纸面向外的匀强磁场。在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子从直角坐标系第二象限的S处以初速度大小、方向与x轴正方向成斜向上飞出，恰好从P点射入磁场，先后与挡板PQ、QN、MN共发生4次碰撞反弹后，从M点离开磁场，并经过（、S关于y轴对称）。已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为，到达QN时的速度方向与x轴正方向的夹角为，粒子与挡板间的碰撞为弹性碰撞，且每次碰撞前后速度方向与挡板的夹角相同，不计粒子重力，，求： （1）粒子由S到P的时间； （2）S处的位置坐标； （3）三块挡板间匀强磁场的磁感应强度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在电场中粒子做匀变速曲线运动可分解为沿x轴正方向做匀速运动和沿电场力方向做匀变速运动，在S点水平、竖直方向的分速度为， 在电场中加速度为 粒子经过P点有 解得 由以上得S到P的时间 【小问2详解】 从S到P，沿x轴的距离为 沿y轴负方向的距离 因此S处的位置坐标为。 【小问3详解】 在P处粒子速度为 粒子在矩形磁场中经过与三块弹性挡板发生4次碰撞反弹后，从M点离开磁场，并经过S1。 经分析知，粒子与挡板的4次碰撞的分布，只能是与挡板PQ、MN各一次，与挡板QN碰撞2次，第一次到达QN时与x轴正方向的夹角为53°。具体轨迹如图所示： 在磁场中粒子做匀速圆周运动，设半径为R，根据几何关系有 由以上可得 根据洛伦兹力提供向心力 可得 18. 如图所示，足够长的平板B静置在地面上，其上表面右端有一竖直弹性挡板，小物块A处于平板B上的点，点左侧粗糙，右侧光滑。用不可伸长的轻绳将一小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于拉直状态。现将小球向左拉开一个小角度后由静止释放，小球第1次经过最低点时与物块A发生弹性碰撞，碰撞时间极短，平板B仍静止，碰后小球速度方向与碰前方向相同，继续做简谐运动，物块A获得速度（未知）向右运动一段时间后与平板B右端挡板发生弹性碰撞，以的速度被弹回，当运动到O点正下方时速度恰好减为0。已知物块A的质量，平板B（含挡板）的质量，物块A与平板左侧接触面的动摩擦因数，平板与水平地面的动摩擦因数，重力加速度，取10，则： （1）求小球第一次与物块A碰撞后，物块A获得的速度大小； （2）求与平板B右端之间的距离s； （3）求物块A刚返回到O点正下方时，平板B速度大小； （4）观察发现，当物块刚返回到O点正下方时，摆球刚好第5次经过最低点并与之相碰，求该单摆的摆长为多长？（结果保留两位有效数字） 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 物块A与平板B右端挡板发生弹性碰撞，设碰后平板B的速度为，取向右为正方向。碰撞前物块A速度为，平板B静止。碰撞后物块A速度。根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 联立解得， 【小问2详解】 碰撞后物块A向左运动，平板B向右运动。物块A在光滑段运动时，平板B水平方向仅受地面摩擦力 加速度大小 设经过时间物块A运动到点进入粗糙段，此时平板B上点相对地面的位移 物块A进入粗糙段后受摩擦力 加速度大小 物块A在粗糙段减速至0的位移 因物块A最终停在O点正下方，即初始点位置，故A进入粗糙段时该点距初始位置，即 代入表达式解得（另一解舍去） 物块A向右运动时平板B静止，故等于物块A与平板B在时间内的相对位移大小，即 【小问3详解】 物块A在粗糙段运动时间 此过程中平板B受地面摩擦力和物块A对B的摩擦力，方向均向左，根据牛顿第三定律可知 所以平板B受到的合力 加速度大小 时刻平板B的速度 物块A停止时平板B的速度 【小问4详解】 物块A向右运动时间 从释放到物块A返回O点正下方的总时间 小球第1次经过最低点时与物块A发生弹性碰撞，所以第5次经过最低点时，又运动了两个周期，即 解得周期 由单摆周期公式 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $