精品解析：2027届福建泉州市惠安县高三上学期7月质量检测物理试题

2027届高中毕业班7月质量检测 物理 本试卷共8页，满分100分，考试时长90分钟。 考生注意： 1．答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人的“准考证号、姓名”是否一致。 2．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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，用黑色墨水签字笔将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束，监考员将试卷、答题卡一并收回。 4．禁止在未经允许的情况下将试卷上传至学科网等网站，否则承担相应法律责任。 一、单项选择题：本大题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。 1. 关于物质波，下列说法正确的是（ ） A. 速度相同的质子和电子，电子的物质波波长更长 B. 速度相同的质子和电子，质子的物质波波长更长 C. 物质波是一种机械波，传播不需要介质 D. 物质波是一种概率波，传播需要介质 2. 规定两分子相距无穷远时分子势能为0，下列关于分子力与分子势能的说法正确的是（　　） A. 当分子势能为正值时，分子力表现为引力 B. 当分子势能为正值时，分子力表现为斥力 C. 当分子势能为负值时，分子力表现为引力 D. 当分子势能为负值时，分子力表现为斥力 3. 在杨氏双缝干涉实验中，屏与双缝间距为，用波长的钾光灯作单色光源，已知肉眼仪器能够分辨的两条纹间距为。先用肉眼观察干涉条纹，双缝的最大间距为（ ） A. B. C. D. 4. 甲乙两人在足够长的水平直跑道上步行。甲在乙前方处以的加速度开始向前步行，同时乙匀速向前追赶。已知甲在开始步行后匀速前进。则甲乙最多相遇（ ）次 A. 0 B. 1 C. 2 D. 无数 5. 在一光滑的水平面上放有一列已经组装好的火车玩具。当玩具以大小为的加速度向右行驶时，连接某两节车厢的挂钩上的拉力大小为；当玩具以大小为的加速度向左行驶时，该挂钩的拉力大小仍为。已知每节车厢的质量相同，则这列玩具火车的车厢节数可能为（ ） A. 8 B. 10 C. 12 D. 14 6. 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为和。图示简易地震仪由竖直弹簧振子和水平弹簧振子组成。在一次地震中，震源地位于地震仪正下方，观察到两振子相差开始振动，则（ ） A. 先开始振动，震源距地震仪约 B. 先开始振动，震源距地震仪约 C. 先开始振动，震源距地震仪约 D. 先开始振动，震源距地震仪约 7. 一台发电机最大输出功率为，电压为，经变压器升压后向远方输电。输电线路总电阻。到目的地经变压器降压，负载为多个可以正常发光的灯泡（规格、）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器和的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ ） A. 原线圈的电流为 B. 的变压比为 C. 原线圈的电压为 D. 负载的灯泡数为18000个 8. 如图，在间距为的光滑水平导轨左侧接入交变电压，右侧处于磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为的匀强磁场中，并放有一根电阻为的导体棒。现有外力持续作用于导体棒上，使之向右做速度大小为的匀速直线运动。已知导体棒始终未脱离导轨，则在到时间内导体棒受到的安培力冲量大小为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本大题共4小题，每小题有多个选项符合题意，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分，共16分。 9. 张雪摩托的发动机性能强劲，某科研小组设计了一个类似的气动热力循环演示装置，其密闭的活塞缸内装有一定质量的理想气体，气体经历如图所示的循环过程。已知气体在状态时的压强为，体积为，热力学温度为，图中的坐标值均为已知量。下列说法正确的是（ ） A. 气体在状态的热力学温度为 B. 在一个循环过程中，气体向外界放出的净热量为 C. 在过程中，外界对气体做功为 D. 在过程中，气体吸收的热量大于对外界做功的数值 10. 如图为电容器式机械键盘的工作原理图，每个键由键帽、上极板、绝缘弹簧、下极板构成，按键时弹簧被压缩。当电容器的电容升高或降低到某一设定值时，按键被触发。从按下按键到按键被触发的时间称为触发时间。已知电源电压一定且内阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 当电容器的电容升高到某一设定值时，按键被触发 B. 在下极板垫一导电薄垫片，可使触发时间延长 C. 在下极板垫一绝缘薄垫片，可使触发时间缩短 D. 如果键盘出厂时因偶然误差使电容器极板面积大于标准值，会缩短触发时间 11. 二十一世纪以来，我国在航天事业方面取得显著的成就，尤其是在卫星变轨方面的技术日益成熟并且已经广泛应用于各类空间任务。在某次外太空探测任务中，某卫星绕地球运行，并且在近地点实施变轨，具体过程如下：开始时，质量为的飞行器绕中心为点，质量为的地球在轨道1上做半径为的圆周运动；在轨道1上的点打开推进器变轨到椭圆轨道3上；然后在椭圆轨道上的远地点变轨到半径为的圆轨道2上。地球半径为，引力常量为。已知：若飞行器到点的距离为，规定无穷远处引力势能为0时，飞行器在地球周围的引力势能为；飞行器在轨道上的任意位置时，和飞行器速率的乘积不变。以下说法正确的是（ ） A. 飞行器在轨道1上做圆周运动的机械能为 B. 飞行器在椭圆轨道3上运行时的机械能为 C. 飞行器在轨道3上经过点的速度大小和经过点的速度大小， D. 飞行器从轨道1到轨道3上，在点开启动力装置后增加的动能是 12. 如图，光滑水平地面上放有两块质量相同的木板A、B。一物块以一初速度自左侧滑上A板，运动至B板右端时恰与B板共速；物块在A板上运动时间为，在B板上运动时间为。已知物块质量是A板的两倍；物块与两木板间的动摩擦因数相同。下列说法正确的是（ ） A. A板与B板长度之比为 B. A板与B板长度之比为 C. A板与B板末速度之比为 D. A板与B板末速度之比为 三、非选择题：本大题共6小题，共60分。 13. 某物理小组尝试测量该地的重力加速度。甲图为实验装置图。乙图为实验完成后收集的纸带图，以点为起点，每隔4个点取一个计数点，得、、、、五个计数点。回答下列问题。 （1）将下列实验步骤正确排序：________。 ①接通打点计时器电源 ②释放重物 ③开启打点计时器 ④收集纸带并分析数据 （2）用刻度尺测得、、、、、六点对应的刻度值如下表所示，据此计算打出点时重物的瞬时速度________，测得的重力加速度值为________。（均保留两位小数） 点 刻度值 15.01 29.86 54.51 88.87 133.02 186.86 （3）该小组测得的数据与当地的理论数据不同且测得结果________（填“偏大”或“偏小”），这可能是因为________（写一条即可）。 14. 氖管在通电时可以发出红光，由此可做成霓虹灯。现探究某氖管电阻与其内部气体压强的关系，其规格如图1所示，设计如下实验。已知：，其中为气体电阻率，为气体压强，、为常数。 （1）首先用多用电表测量时氖管的电阻。调零后，应先使用欧姆表___________（填“”、“”、“”或“”）挡位进行测量。若偏转角度___________（填“过大”或“过小”），则应更换挡位重新测量。在挡位下电表示数如图2，则氖管电阻___________。 （2）然后设计如图3所示的电路图，图中电阻为氖管。设电压表示数为，电流表示数为，用计算机拟合图像，得到了如图4的一条直线，则___________，___________。 （3）若改变气压时氖管密封不严，使少量气体从管中逸出，则测得值与真实值相比___________（填“偏大”或“偏小”）。 15. 图为一均匀透明介质制作的球形光学元件，半径为，元件内有一单色点光源可向各个方向发出光线，其中与连线垂直的光线恰好可以在元件表面点发生全反射，元件表面存在一点，与竖直方向夹角为（且大小未知），点出射光线的反向延长线与所在直线的交点为。已知光源与圆心的距离为，求： （1）元件对该单色光的折射率； （2）点与圆心的距离。 16. 如图所示，一带进出气口的密闭容器容积，底面积，质量。将该容器的进出气口关闭，开口向下从湖水上方利用刚性金属杆缓慢压至水下，整个过程没有漏气。到达水底时撤去金属杆，此时容器内液面与水面的高度差。然后打开进出气口，从一端口充入气体，将水从另一端口排出，直到容器恰好开始上浮。已知水面上方大气压强与充入的气体压强均与水柱产生的压强相当，温度均为，水的密度，水底温度，重力加速度，忽略容器自身的体积、容器内气体的质量和充入气体时湖水水面高度的变化。求： （1）容器沉入水底稳定后气体的体积； （2）充入气体在压强为、温度为时的体积。 17. 为定量分析碳的同位素，某科研小组设计了如图所示的分析装置。分析装置由逸出器、加速极板、磁场区、无磁场区和荧光屏五部分组成。逸出器能够沿装置中轴线方向低速（初速度可视为0）释放碳原子核，然后碳原子核在加速电压为的加速极板内加速（加速后速度大小远小于光速），再进入磁感应强度大小为的磁场区进行初级偏转，接着进入无磁场区进行次级偏转，最后打在荧光屏上产生可观测的光斑。 （1）对逸出器释放的、质量为、电荷量为的碳原子核： （ⅰ）求碳原子核离开加速极板的速度大小； （ⅱ）若磁场区内磁场方向垂直纸面，求碳原子核离开磁场区时沿中轴线方向上的速度分量大小； （2）若磁场区内磁场方向垂直纸面，当很小时，认为碳原子核在垂直中轴线方向上做匀加速直线运动，在平行于中轴线方向上做匀速直线运动。在此条件下： （i）求碳原子核在垂直中轴线方向上的加速度大小； （ii）已知逸出器内填装了、和三种碳原子核中的两种。一段时间后，观察到荧光屏上出现两个光斑、，两光斑到荧光屏中心距离与之比为1.08。分别写出打在、点处碳原子核的类型（不要求给出计算与证明过程）。 18. 如图，两个小球串在一根从墙面突出的光滑水平杆上。较轻的球质量为，最初静止于与墙面距离为处；较重的球质量为，初始时与墙面距离大于。给较重的球一水平向右的初速度，在两球发生弹性碰撞后，较轻的球滑向墙壁并弹性反弹，然后再次与较重的球相碰，并在之后不断重复该过程， （1）求第一次相碰后瞬间两球的速度大小； （2）求两球第二次碰撞的位置到墙面的距离； （3）假设，求自第一次到第次两球相碰过程中，两球各自运动的路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高中毕业班7月质量检测 物理 本试卷共8页，满分100分，考试时长90分钟。 考生注意： 1．答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人的“准考证号、姓名”是否一致。 2．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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，用黑色墨水签字笔将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束，监考员将试卷、答题卡一并收回。 4．禁止在未经允许的情况下将试卷上传至学科网等网站，否则承担相应法律责任。 一、单项选择题：本大题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。 1. 关于物质波，下列说法正确的是（ ） A. 速度相同的质子和电子，电子的物质波波长更长 B. 速度相同的质子和电子，质子的物质波波长更长 C. 物质波是一种机械波，传播不需要介质 D. 物质波是一种概率波，传播需要介质 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据德布罗意物质波波长公式（其中为普朗克常量，为粒子动量），动量，速度相同时，质子质量远大于电子质量，因此电子的动量更小，对应的物质波波长更长，A正确，B错误； CD．物质波是描述粒子空间出现概率分布的概率波，并非机械波，机械波属于宏观的机械振动的传播，必须依赖介质，而物质波的传播不需要介质，CD错误。 故选 A。 2. 规定两分子相距无穷远时分子势能为0，下列关于分子力与分子势能的说法正确的是（　　） A. 当分子势能为正值时，分子力表现为引力 B. 当分子势能为正值时，分子力表现为斥力 C. 当分子势能为负值时，分子力表现为引力 D. 当分子势能为负值时，分子力表现为斥力 【答案】B 【解析】 【详解】A．当（平衡位置，分子力为0）时，分子势能最小且为负值；时，分子力表现为斥力，随r减小分子势能增大，当r减小到某一值，即时，有；当时，有；当时，分子力表现为引力，随r增大分子势能增大，时，，分子势能为正值时，，分子力表现为斥力，故A错误； B．分子势能为正值时，，分子力表现为斥力，故B正确； C．分子势能为负值时，r的范围为，其中时分子力为斥力，时分子力为引力，分子力不一定为引力，故C错误； D．分子势能为负值时，r可能大于r0，此时分子力表现为引力，故D错误。 故选B。 3. 在杨氏双缝干涉实验中，屏与双缝间距为，用波长的钾光灯作单色光源，已知肉眼仪器能够分辨的两条纹间距为。先用肉眼观察干涉条纹，双缝的最大间距为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】杨氏双缝干涉的相邻条纹间距公式为 公式变形得 当取最小可分辨值时，双缝间距取最大值。统一单位后代入数值计算得 故选C。 4. 甲乙两人在足够长的水平直跑道上步行。甲在乙前方处以的加速度开始向前步行，同时乙匀速向前追赶。已知甲在开始步行后匀速前进。则甲乙最多相遇（ ）次 A. 0 B. 1 C. 2 D. 无数 【答案】B 【解析】 【详解】设乙的速度为，甲在加速阶段，距离乙出发点的距离表达式为 乙位移表达式 相遇需要满足 即 判别式 得 此时在加速阶段相遇次；后甲匀速，若，乙在前不再相遇，若两者共速，并排一起运动，所以最多相遇次。 故选B。 5. 在一光滑的水平面上放有一列已经组装好的火车玩具。当玩具以大小为的加速度向右行驶时，连接某两节车厢的挂钩上的拉力大小为；当玩具以大小为的加速度向左行驶时，该挂钩的拉力大小仍为。已知每节车厢的质量相同，则这列玩具火车的车厢节数可能为（ ） A. 8 B. 10 C. 12 D. 14 【答案】B 【解析】 【详解】设每节车厢质量为，挂钩将整列火车分为左侧节、右侧节，总节数： 1. 当加速度向右大小为时，挂钩拉力为左侧节车厢的合外力，由牛顿第二定律得：； 2. 当加速度向左大小为时，挂钩拉力为右侧节车厢的合外力，由牛顿第二定律得：。 联立两式约去公共项可得，因此总节数，为正整数，即总节数必为5的整数倍。 A．8不是5的整数倍，故A错误； B．10是5的2倍，故B正确； C．12不是5的整数倍，故C错误； D．14不是5的整数倍，故D错误。 故选B。 6. 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为和。图示简易地震仪由竖直弹簧振子和水平弹簧振子组成。在一次地震中，震源地位于地震仪正下方，观察到两振子相差开始振动，则（ ） A. 先开始振动，震源距地震仪约 B. 先开始振动，震源距地震仪约 C. 先开始振动，震源距地震仪约 D. 先开始振动，震源距地震仪约 【答案】B 【解析】 【详解】纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据，代入得，解得，故B正确，ACD错误。 故选B。 7. 一台发电机最大输出功率为，电压为，经变压器升压后向远方输电。输电线路总电阻。到目的地经变压器降压，负载为多个可以正常发光的灯泡（规格、）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器和的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ ） A. 原线圈的电流为 B. 的变压比为 C. 原线圈的电压为 D. 负载的灯泡数为18000个 【答案】D 【解析】 【详解】A．T1原线圈电流为，故A错误； BC．输电线电流 T1原副线圈的匝数比 变压器T1副线圈中电压 输电线上损失的电压 T2原线圈的电压 T2原副线圈的匝数比 BC错误； D．T2变压器得到的功率为 而一个灯泡的功率为50W，所以负载的灯泡数为，故D正确。 故选D。 8. 如图，在间距为的光滑水平导轨左侧接入交变电压，右侧处于磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为的匀强磁场中，并放有一根电阻为的导体棒。现有外力持续作用于导体棒上，使之向右做速度大小为的匀速直线运动。已知导体棒始终未脱离导轨，则在到时间内导体棒受到的安培力冲量大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】导体棒向右匀速运动，切割磁感线产生感应电动势（动生电动势），根据右手定则，导体棒感应电动势为顺时针方向。 设顺时针方向为正，则整个电路电动势 回路电流 可得电流随时间变化规律 交流电周期 安培力冲量 正好为3个完整周期，根据上述电流随时间变化关系及函数图像可知，为图像与横轴围成面积 代入上式可得安培力冲量大小为，故BCD错误、A正确。 故选A。 二、多项选择题：本大题共4小题，每小题有多个选项符合题意，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分，共16分。 9. 张雪摩托的发动机性能强劲，某科研小组设计了一个类似的气动热力循环演示装置，其密闭的活塞缸内装有一定质量的理想气体，气体经历如图所示的循环过程。已知气体在状态时的压强为，体积为，热力学温度为，图中的坐标值均为已知量。下列说法正确的是（ ） A. 气体在状态的热力学温度为 B. 在一个循环过程中，气体向外界放出的净热量为 C. 在过程中，外界对气体做功为 D. 在过程中，气体吸收的热量大于对外界做功的数值 【答案】CD 【解析】 【详解】A．对D、B状态，根据理想气体状态方程  解得​，并非，故A错误； B．图中循环曲线包围的面积等于气体对外做的净功：该顺时针循环的净功，即气体对外界做净功​。 理想气体循环回到初始状态，内能变化，由热力学第一定律 得，即气体从外界吸收的净热量为，并非放出净热量，故B错误； C．是等压压缩过程，体积从​减小到，等压过程外界对气体做功，故C正确； D．是等压膨胀过程，气体温度升高，内能增大()，体积增加，气体对外做功。 根据热力学第一定律​ 可得气体吸收的热量大于气体对外做功​，故D正确。 故选 CD。 10. 如图为电容器式机械键盘的工作原理图，每个键由键帽、上极板、绝缘弹簧、下极板构成，按键时弹簧被压缩。当电容器的电容升高或降低到某一设定值时，按键被触发。从按下按键到按键被触发的时间称为触发时间。已知电源电压一定且内阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 当电容器的电容升高到某一设定值时，按键被触发 B. 在下极板垫一导电薄垫片，可使触发时间延长 C. 在下极板垫一绝缘薄垫片，可使触发时间缩短 D. 如果键盘出厂时因偶然误差使电容器极板面积大于标准值，会缩短触发时间 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．平行板电容器电容公式，按键按下时，上极板下移，极板间距减小，电容变大，故当电容升高到设定值时按键被触发，A正确； B．下极板垫导电薄垫片，垫片与下极板等势，等效于极板间距减小，电容变大，初始电容更接近触发阈值，达到设定值所需位移更小，触发时间缩短，而非延长。B错误； C．下极板垫绝缘薄垫片，相当于空气层与介质层串联，增大，电容变大，更快达到触发阈值，触发时间缩短，C正确； D．极板面积大于标准值，由可知，电容更大，初始电容更接近阈值，触发时间缩短，D正确。 故选ACD。 11. 二十一世纪以来，我国在航天事业方面取得显著的成就，尤其是在卫星变轨方面的技术日益成熟并且已经广泛应用于各类空间任务。在某次外太空探测任务中，某卫星绕地球运行，并且在近地点实施变轨，具体过程如下：开始时，质量为的飞行器绕中心为点，质量为的地球在轨道1上做半径为的圆周运动；在轨道1上的点打开推进器变轨到椭圆轨道3上；然后在椭圆轨道上的远地点变轨到半径为的圆轨道2上。地球半径为，引力常量为。已知：若飞行器到点的距离为，规定无穷远处引力势能为0时，飞行器在地球周围的引力势能为；飞行器在轨道上的任意位置时，和飞行器速率的乘积不变。以下说法正确的是（ ） A. 飞行器在轨道1上做圆周运动的机械能为 B. 飞行器在椭圆轨道3上运行时的机械能为 C. 飞行器在轨道3上经过点的速度大小和经过点的速度大小， D. 飞行器从轨道1到轨道3上，在点开启动力装置后增加的动能是 【答案】BC 【解析】 【详解】A．飞行器在轨道1上做圆周运动，则 则动能 势能 机械能，故A错误； BC．飞行器在椭圆轨道3上运行时，有 机械能 解得，，，故BC正确； D．飞行器要从轨道1转移到轨道3上，在点开启动力装置至少需要获取的动能是，故D错误。 故选BC。 12. 如图，光滑水平地面上放有两块质量相同的木板A、B。一物块以一初速度自左侧滑上A板，运动至B板右端时恰与B板共速；物块在A板上运动时间为，在B板上运动时间为。已知物块质量是A板的两倍；物块与两木板间的动摩擦因数相同。下列说法正确的是（ ） A. A板与B板长度之比为 B. A板与B板长度之比为 C. A板与B板末速度之比为 D. A板与B板末速度之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】设物块质量，A、B板质量均为，动摩擦因数为，初速度为。物块在A板上运动时，物块受向左摩擦力 则以加速度做匀减速运动，此阶段将A、B板看作一个整体，受到向右的摩擦力，可得加速度为 A、B板以加速度向右做匀加速运动，此阶段，物体和A、B板之间的相对位移为A板的长度 物块末速度为 A、B板末速度为 接着物块滑上B板运动，物块受力情况不变，依然以加速度做匀减速运动，而A板与B板分开，所受合力为0，之后以速度向前做匀速运动；对B板进行受力分析，其受到向右的摩擦力，可得加速度为 则B板以加速度向右做匀加速运动，此阶段物体和B板之间的相对位移为B板的长度 此阶段物块末速度为 B板末速度为 所以A板与B板末速度之比为 因为物块运动至B板右端时恰与B板共速，即 解得 由此求得， A板与B板长度之比为 故选AD。 三、非选择题：本大题共6小题，共60分。 13. 某物理小组尝试测量该地的重力加速度。甲图为实验装置图。乙图为实验完成后收集的纸带图，以点为起点，每隔4个点取一个计数点，得、、、、五个计数点。回答下列问题。 （1）将下列实验步骤正确排序：________。 ①接通打点计时器电源 ②释放重物 ③开启打点计时器 ④收集纸带并分析数据 （2）用刻度尺测得、、、、、六点对应的刻度值如下表所示，据此计算打出点时重物的瞬时速度________，测得的重力加速度值为________。（均保留两位小数） 点 刻度值 15.01 29.86 54.51 88.87 133.02 186.86 （3）该小组测得的数据与当地的理论数据不同且测得结果________（填“偏大”或“偏小”），这可能是因为________（写一条即可）。 【答案】（1）①③②④ （2） ①. ②. （3） ①. 偏小 ②. 纸带与限位孔之间存在摩擦 【解析】 【小问1详解】 使用打点计时器的规范操作逻辑是：必须先接通电源、开启打点计时器 ，待打点稳定后再释放重物，最后处理纸带，因此顺序为①③②④。 【小问2详解】 每隔4个点取计数点，打点计时器电源频率为50Hz，因此相邻计数点的时间间隔 。 [1]瞬时速度用中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度计算 C点是BD段的中间时刻，因此  [2]重力加速度用逐差法计算，舍去第一段：   代入表格刻度值计算可得 。 【小问3详解】 [1][2]实际实验中重物会受到空气阻力、纸带与打点计时器的摩擦阻力，合外力小于重物重力，导致下落的加速度小于当地重力加速度的理论值，因此测得的g结果偏小。 14. 氖管在通电时可以发出红光，由此可做成霓虹灯。现探究某氖管电阻与其内部气体压强的关系，其规格如图1所示，设计如下实验。已知：，其中为气体电阻率，为气体压强，、为常数。 （1）首先用多用电表测量时氖管的电阻。调零后，应先使用欧姆表___________（填“”、“”、“”或“”）挡位进行测量。若偏转角度___________（填“过大”或“过小”），则应更换挡位重新测量。在挡位下电表示数如图2，则氖管电阻___________。 （2）然后设计如图3所示的电路图，图中电阻为氖管。设电压表示数为，电流表示数为，用计算机拟合图像，得到了如图4的一条直线，则___________，___________。 （3）若改变气压时氖管密封不严，使少量气体从管中逸出，则测得值与真实值相比___________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） ①. ②. 过大 ③. （2） ①. 1 ②. （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 [1][2]在测量未知电阻的阻值时应先选用大倍率挡位测量，所以先选用欧姆表“”挡位进行测量。若偏转角度过大，表明通过欧姆表的电流较大，即所测电阻阻值较小，为了减小读数误差，应更换较低挡位。 [3]由图可知氖管电阻为 【小问2详解】 [1][2]根据欧姆定律可知 又根据电阻定律 代入 可得 图像是直线说明，根据题意， 由图可知当时， 可得 【小问3详解】 若氖管密封不严气体逸出，实际压强小于测量时读取的标称压强，即真实的大于实验代入的。在测量值固定的情况下，由可知，计算时使用了偏小的，最终得到的测量值会比真实值偏小。 15. 图为一均匀透明介质制作的球形光学元件，半径为，元件内有一单色点光源可向各个方向发出光线，其中与连线垂直的光线恰好可以在元件表面点发生全反射，元件表面存在一点，与竖直方向夹角为（且大小未知），点出射光线的反向延长线与所在直线的交点为。已知光源与圆心的距离为，求： （1）元件对该单色光的折射率； （2）点与圆心的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 恰好可以在元件表面点发生全反射，光路图如图所示 由折射定律，得 解得 【小问2详解】 光路图如图所示 由折射定律得 在中，由正弦定理得 联立可得 由相似三角形知识可得 所以 解得 16. 如图所示，一带进出气口的密闭容器容积，底面积，质量。将该容器的进出气口关闭，开口向下从湖水上方利用刚性金属杆缓慢压至水下，整个过程没有漏气。到达水底时撤去金属杆，此时容器内液面与水面的高度差。然后打开进出气口，从一端口充入气体，将水从另一端口排出，直到容器恰好开始上浮。已知水面上方大气压强与充入的气体压强均与水柱产生的压强相当，温度均为，水的密度，水底温度，重力加速度，忽略容器自身的体积、容器内气体的质量和充入气体时湖水水面高度的变化。求： （1）容器沉入水底稳定后气体的体积； （2）充入气体在压强为、温度为时的体积。 【答案】（1）7m3 （2）25.5m3 【解析】 【小问1详解】 容器内的气体初态压强 容器沉入水底稳定后气体的压强 对容器内的气体，根据理想气体状态方程有 代入数据，联立解得 此时容器内气体高度 【小问2详解】 容器恰好开始上浮时，则有 解得 此时容器内气体高度为 则容器内气体压强为 根据理想气体状态方程有 联立解得 17. 为定量分析碳的同位素，某科研小组设计了如图所示的分析装置。分析装置由逸出器、加速极板、磁场区、无磁场区和荧光屏五部分组成。逸出器能够沿装置中轴线方向低速（初速度可视为0）释放碳原子核，然后碳原子核在加速电压为的加速极板内加速（加速后速度大小远小于光速），再进入磁感应强度大小为的磁场区进行初级偏转，接着进入无磁场区进行次级偏转，最后打在荧光屏上产生可观测的光斑。 （1）对逸出器释放的、质量为、电荷量为的碳原子核： （ⅰ）求碳原子核离开加速极板的速度大小； （ⅱ）若磁场区内磁场方向垂直纸面，求碳原子核离开磁场区时沿中轴线方向上的速度分量大小； （2）若磁场区内磁场方向垂直纸面，当很小时，认为碳原子核在垂直中轴线方向上做匀加速直线运动，在平行于中轴线方向上做匀速直线运动。在此条件下： （i）求碳原子核在垂直中轴线方向上的加速度大小； （ii）已知逸出器内填装了、和三种碳原子核中的两种。一段时间后，观察到荧光屏上出现两个光斑、，两光斑到荧光屏中心距离与之比为1.08。分别写出打在、点处碳原子核的类型（不要求给出计算与证明过程）。 【答案】（1）（i）；（ii） （2）（i）；（ii）E处为，F处为 【解析】 【小问1详解】 （i）加速过程由动能定理 解得离开加速极板的速度 （ii）碳核在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 得 设离开磁场时速度偏转角为，由几何关系 沿中轴线方向的速度分量 代入得 【小问2详解】 （i）很小，碳原子核在磁场中的偏转角很小，速度近似沿中轴线， 垂直中轴线方向，洛伦兹力提供加速度 得 （ii）磁场区内运动时间 离开时垂直速度 垂直位移 无磁场区内运动时间 垂直位移 总偏移量 代入、、，化简得 碳同位素电荷量相同，故，质量越小偏移越大。 三种中取两种，验证比值，与题意吻合。 所以E处为，F处为。 18. 如图，两个小球串在一根从墙面突出的光滑水平杆上。较轻的球质量为，最初静止于与墙面距离为处；较重的球质量为，初始时与墙面距离大于。给较重的球一水平向右的初速度，在两球发生弹性碰撞后，较轻的球滑向墙壁并弹性反弹，然后再次与较重的球相碰，并在之后不断重复该过程， （1）求第一次相碰后瞬间两球的速度大小； （2）求两球第二次碰撞的位置到墙面的距离； （3）假设，求自第一次到第次两球相碰过程中，两球各自运动的路程。 【答案】（1）， （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 因为是弹性碰撞，则根据动量守恒 根据机械能守恒可得 方程联立解得， 【小问2详解】 根据题意可知第一次碰撞后到第二次碰撞前两球的总路程为，即 两球第二次碰撞的位置到墙面的距离为 方程联立，解得 【小问3详解】 根据弹性碰撞规律两球碰后速度分别为， 时的速度始终不发生变化，仍为，第一次碰撞的速度为，反弹回来速度为；第二次碰撞后的速度为，反弹回来速度为；第三次碰撞后的速度为，反弹回来速度为，递推规律，第次碰撞后的速度为。 第1次碰撞到第2次碰撞所需时间 第2次碰撞后与墙面间距离为 第2次碰撞到第3次碰撞所需时间 第3次碰撞后与墙面间距离为 递推规律可知第次碰撞时与墙面的距离 则球走过的距离为 球走过的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $