精品解析：山东晋城市第一中学校2026—2027学年上学期高三年级质检（一）物理

2026—2027学年（上）高三年级质检（一） 物理 考生注意： 1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案写在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项是符合题目要求。 1. “嫦娥六号”从月球背面带回含氦-3元素的月壤，为人类的核物理研究作出巨大贡献。月球氦-3主要源于太阳风，在太阳内部生成氦-3的核反应方程是，该反应释放的能量为，光在真空中的速度为，下列说法正确的是（　　） A. 的比结合能大于的比结合能 B. 的平均核子质量大于的平均核子质量 C. 该核反应方程是核电站发电的主要反应方程 D. 该核反应亏损的质量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．比结合能越大，原子核越稳定。该反应释放能量，说明生成物更稳定，其比结合能大于的比结合能，故A错误； B．反应前后核子总数守恒（均为3个），反应存在质量亏损即反应后总质量减小，平均核子质量等于总质量除以核子数，因此的平均核子质量大于的平均核子质量，故B正确； C．当前核电站发电的主要核反应是重核裂变，该反应为轻核聚变，尚未应用于核电站发电，故C错误； D．根据质能方程，可得亏损质量，故D错误。 故选B。 2. 湖面上P、Q两艘小船（均视为质点）相距6 m，一列水波以大小恒定的波速沿PQ方向传播，在时刻水波恰好到达小船P处，此时小船P由平衡位置开始竖直向上运动，时刻小船P第一次到达最低点，此时小船Q刚好开始振动。则下列说法正确的是（ ） A. 水波的周期为4s B. 水波的波速为4 m/s C. 小船Q的起振方向竖直向下 D. 小船Q从起振到第一次到达最高点的时间为1s 【答案】B 【解析】 【详解】A．小船P从平衡位置向上运动到第一次到达最低点，经历四分之三个周期，因此 解得，故A错误； B．波从P传播到Q的距离为，传播时间为，由波速定义得，代入得，故B正确； C．介质中各质点开始振动的方向与波源开始振动的方向相同。波源P在时竖直向上运动，所以小船Q开始振动时也竖直向上，故C错误； D．小船Q刚开始振动时位于平衡位置，从平衡位置向上运动到第一次最高点所需时间为四分之一周期。由前述计算得，所以，故D错误。 故选B。 3. 如图所示是某一交变电流的i-t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（　　） A. 2A B. 3A C. A D. A 【答案】D 【解析】 【详解】根据电流的热效应可得 其中 ， 解得，该交变电流的有效值为 故选D。 4. 如图所示，两根完全相同的轻质橡皮条的一端分别拴接蜂鸣器和，另一端均穿过同一根竖直管并固定于管的底部。蜂鸣器和在同一水平面内做匀速圆周运动。已知橡皮条位于管内的长度恰好等于其原长，橡皮条的弹力遵循胡克定律，橡皮条始终处于弹性限度内。不计空气阻力与一切摩擦，则蜂鸣器的质量与蜂鸣器的质量大小关系为（ ） A. B. C. D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】设橡皮条伸出管外的长度为，橡皮条劲度系数为，由于管内长度等于原长，因此橡皮条的伸长量就是，根据胡克定律，橡皮条弹力大小为。 设橡皮条与竖直方向的夹角为，竖直方向合力为零 可得 由几何关系可知，就是蜂鸣器到竖直管口的竖直高度，也就是两个蜂鸣器共同的水平面到管口的竖直距离，本题中、在同一水平面，因此二者的完全相等。 整理可得​：由于两根橡皮条完全相同、同，两蜂鸣器的竖直高度相同，所以两蜂鸣器的质量相同，故选B。 【点睛】 5. 半径为R的半圆柱形透明材料的截面如图所示，O为截面半圆的圆心，一束单色光从真空沿半径方向射入介质，图示光线延长线与水平直径间的夹角为60°。已知单色光在该介质中的折射率，光在真空中的传播速度为c，则该光从射入该介质到首次从该介质中射出的时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据临界角与折射率的关系可得 解得 根据题意可知，光射到O点时，入射角为30°，小于临界角，则光在O点发生折射，所以光从射入该介质到首次从该介质中射出的时间为 故选C。 6. 若科研探测车在某行星上执行科研任务时突然失去动力，从倾角为的斜坡上静止滑下，从车上传感器获取其速度平方与位移的关系如图所示，且图像斜率为。已知该行星半径为，引力常量为，不计一切摩擦和该行星的自转影响。下列说法正确的是（　　） A. 探测车滑下过程处于超重状态 B. 该行星的质量为 C. 该行星表面的重力加速度为 D. 该行星的第一宇宙速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．垂直斜面方向没有加速度，支持力为 支持力小于重力，探测车处于失重状态，故A错误； BCD．取沿斜面向下为正方向。由牛顿第二定律得 由匀变速直线运动速度—位移公式得 由图像斜率得联立可得，该行星表面物体所受万有引力等于重力，有。整理得 第一宇宙速度对应近地圆轨道，由万有引力提供向心力，有 联立前述结果得，故BC错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，水平放置的光滑圆柱体A质量为m、半径为R，厚度不计的薄板B下端悬挂重物，薄板和重物的总质量为M，C为竖直固定的物块，且与薄板间的动摩擦因数为，D为固定的支柱，且到薄板的距离为。若B恰好不下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则M与m之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设圆柱圆心为。到薄板的水平距离为，且圆柱与薄板相切，因此圆心到的水平距离为；又，故与水平方向的夹角为。 以圆柱为研究对象，接触均光滑。设对的支持力为，对A的支持力为。由竖直方向平衡有 由水平方向平衡有 联立得 根据牛顿第三定律，对的水平压力大小也为。以薄板和重物整体为研究对象，水平方向平衡有 其中为对的支持力。恰好不下滑时，静摩擦力达到最大值；由最静大静摩擦力与滑动摩擦力的关系，最静大摩擦力为 由整体竖直方向平衡有 代入前述结果， 所以 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某物理兴趣小组的同学准备用手机上的Phyphox软件测量透明玻璃杯内气体压强与温度的关系。Phyphox软件能显示有关物理数据，同时建立坐标系。小组同学将手机放入玻璃杯内，盖上杯盖，然后将玻璃杯放入热水中，测出气体压强随热力学温度变化的规律如图中实线AB所示，玻璃杯内气体视为理想气体，环境压强不变。在玻璃杯内气体由状态A到状态B的过程，下列说法正确的是（ ） A. 玻璃杯内气体有漏气现象 B. 所有气体分子动能均增大 C. 玻璃杯内壁单位面积上受到的压力增大 D. 拧紧杯盖（不漏气）后重复该过程，随着温度升高，单位时间内、单位面积上气体分子与玻璃杯内壁的碰撞次数不变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．理想气体满足 玻璃杯体积近似不变，可得 由图像可知直线的斜率小于直线的斜率，即说明杯内气体的物质的量减小，发生漏气，故A正确； B．温度升高说明气体分子平均动能增大，但分子热运动无规则，单个分子的动能可以增大也可以减小，故B错误； C．玻璃杯内壁单位面积上受到的压力即气体压强，由图像可知压强增大，故C正确； D．拧紧杯盖（不漏气）后重复该过程，随着温度升高，分子平均动能增大，分子运动平均速率增大，杯子体积不变，则单位面积上气体分子与玻璃杯内壁的碰撞次数增加，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，倾角为，由均匀导线围成的正方形导体框放在斜面上，水平虚线的下侧存在垂直斜面向上的匀强磁场。时刻导体框由静止开始以恒定的加速度做匀加速直线运动（为重力加速度），经时间导体框的边刚好到达虚线处。为使导体框仍以恒定的加速度做匀加速直线运动，进磁场瞬间在导体框上施加一沿斜面向下的外力，时导体框的边刚好到达虚线处。导体框中的感应电流用表示，、两点间的电压大小用表示，外力用表示，导体框消耗的电功率用表示，则下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当BD边进入磁场后，导体框将受到沿斜面向上的安培力，导体框中的感应电流为 当导体框全部进入磁场后，导体框中电流为零，故A错误； B．当BD边进入磁场后，BD两点间的电压为 当导体框全部进入磁场后，BD两点间的电压为，故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 所以 当线框全部进入磁场后，安培力为0，外力为0，故C正确； D．导体框消耗的电功率为 当线框全部进入磁场后，电流为0，电功率为0，故D错误。 故选BC。 10. 近年来我国民营火箭公司已成功发射多颗互联网低轨卫星，这些卫星在距地面200至2000公里的低轨道绕地球做匀速圆周运动，信号延迟仅15至100毫秒，远低于地球静止轨道卫星，如图所示。则互联网低轨卫星与地球静止轨道卫星相比（ ） A. 角速度大 B. 发射同等质量的卫星克服地球引力做的功少 C. 在相等时间内与地心连线扫过的面积相等 D. 向心加速度小 【答案】AB 【解析】 【详解】A．设地球质量为，卫星轨道半径为，由万有引力提供向心力 可得 低轨卫星轨道半径远小于地球静止轨道卫星，因此角速度更大，故A正确； B．发射卫星的过程需要克服地球引力做功，将卫星从地面送到更高的轨道，需要消耗更多能量、克服引力做更多功。同等质量的低轨卫星最终轨道高度远低于静止轨道卫星，因此发射时克服地球引力做的功更少，故B正确； C．根据开普勒第二定律，同一卫星与地心连线在相等时间内扫过的面积相等，该规律不适用于两个不同轨道的卫星，两颗卫星轨道半径、线速度均不同，相等时间内和地心连线扫过的面积不相等，故C错误； D．由 可得向心加速度 可知低轨卫星轨道半径更小，因此向心加速度更大，故D错误。 故选AB。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 随着数字化实验技术的普及，智能手机及传感器为物理实验提供了新的手段。某探究小组设计了一个测量弹簧劲度系数的实验方案，所用器材有：的砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、天平、刻度尺、智能手机1部（安装有Phyphox软件）等。 具体步骤如下： ①如图所示，将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上托盘，智能手机固定于托盘上； ②在托盘内每次增加一个砝码，并记录下静止时对应的弹簧长度变化量（均为相对于仅挂上托盘和手机时弹簧的长度变化量），直至托盘内放置5个砝码，记录数据如表所示； ③启动手机Phyphox软件，运行“加速度计”功能，将托盘拉离平衡位置后由静止释放，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动（周期公式为，为弹簧振子的总质量，代表弹簧劲度系数）； ④每次减少一个砝码，重复实验步骤③，进行多次简谐运动实验，直至托盘中无砝码；⑤实验结束，导出Phyphox采集的加速度—时间图像数据。 砝码个数 弹簧长度变化量 0 0.00 1 2.82 2 5.60 3 8.40 4 11.21 5 14.01 根据实验数据，回答下列问题： （1）根据上表中的数据，采用逐差法计算弹簧的劲度系数为_______（重力加速度取，保留3位有效数字）。 （2）由加速度—时间图像上相邻两个正向峰值的时间间隔得到振动周期。记录不同振子质量（包括砝码、托盘和手机的总质量）对应的周期平方，绘制图像，得到一条直线。若该直线的斜率为，则弹簧劲度系数_______（用表示）。 （3）若该小组在（2）中作图时，忘了将托盘和手机的质量计入（即横坐标仅表示砝码的总质量），其他操作都正确规范，则弹簧劲度系数的测量值_______（填“小于”“等于”或“大于”）真实值。 【答案】（1）70.0 （2） （3）等于 【解析】 【小问1详解】 根据逐差法原理结合胡克定律有 【小问2详解】 由简谐运动周期公式 变形可得 图像斜率为 解得 【小问3详解】 设托盘和手机的总质量为，振子真实总质量为 结合（2）可知 此时以砝码质量M为横坐标作图，得到的直线斜率依然是，仅图像截距变大，斜率不受影响，因此劲度系数的测量值等于真实值。 12. 某学生实验小组要测量一量程为的电压表的内阻（约为几千欧）。 （1）小组成员甲同学设计的电路如图甲所示，其中：电阻箱（最大阻值9999.9 Ω），直流电源E（电动势），滑动变阻器最大阻值为。实验时，先将图甲中滑动变阻器滑片移到最___________（填“左”“正中间”或“右”）端，再闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器使电压表满偏断开开关，再调节电阻箱，使电压表半偏，此时电阻箱的示数如图乙所示，则测得的电压表的内阻为___________； （2）小组成员乙同学经过分析认为：甲同学测得的电压表内阻与真实值相比偏___________（填“大”或“小”），该误差属于___________误差（填“偶然”或“系统”）； （3）另一同学设计了如图丙所示的电路测该电压表的内阻，其中电压表为被测电压表，为量程为的电压表，实验时，按正确的操作，闭合开关后，调节滑动变阻器及电阻箱的阻值，使两电压表的指针偏转均较大，若调节后，电压表的示数为、电压表的示数为，电阻箱接入电路的电阻为，则被测电压表的内阻___________。 【答案】（1） ①. 左 ②. 3998.0 （2） ①. 大 ②. 系统 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]本实验是电压表半偏法实验，滑动变阻器为分压式接法，闭合开关前需要将测量支路的初始电压调为0，保护电表，因此滑片要移到最左端，让电压表所在支路初始分压为0。 [2] 电阻箱读数规则为各旋钮示数乘以对应倍率后求和： 【小问2详解】 [1]断开​后，电压表和电阻箱串联，该支路总电阻变大，会导致分压部分的总负载电阻增大，滑动变阻器分压支路的输出电压会略微升高，大于原来电压表满偏时的电压。此时电压表半偏，说明电阻箱两端的实际电压大于，由串联分压规律可知，电阻箱的阻值会大于电压表的真实内阻，因此测量值比真实值偏大。 [2]该误差是由实验电路原理的近似性导致的，不可通过多次测量减小，属于系统误差。 【小问3详解】 图丙中，​和电阻箱串联的整体，与​并联，因此两支路电压相等，即的示数等于的电压与电阻箱的电压之和。 串联电路电流处处相等，流过​和的电流 整理可得 13. 如图1所示是一个由半径为的透明半球体和底面半径为、高为的透明圆柱体构成的组合体（材料相同），圆柱体轴线底端点有一个点光源。已知点光源发出的光在组合体内的折射率为，如图2所示的球冠（不含底圆面）的表面积为，为球冠的高度，真空中光速为，不考虑组合体内的光的反射。（已知） （1）求点发出的光射出组合体所需的最长时间； （2）求半球体上有光能够射出的区域的面积。 【答案】（1）所需最长时间为 （2）半球体上可出射区域的面积为 【解析】 【小问1详解】 由折射率定义式，光线在组合体内的传播速度满足 从点光源到组合体表面的最长传播路程是沿轴线到半球顶部，因此 传播时间满足 代入，因此 【小问2详解】 由全反射临界角公式，其中为介质到空气的临界角。代入，因此 因此，取球冠边界点为恰好发生全反射的出射点，作出光线及半径，如图所示。 在中，，，且。由正弦定理得 整理得 故，由三角形内角和得 由几何关系，球冠高度为 题给球冠表面积公式为，球冠内靠近顶点的光线入射角不大于，可以透射；边界以下入射角大于而发生全反射，所以可出射区域是该球冠。代入及。 因此 14. 真空中相距L的正电子与电子，绕两者连线中点做匀速圆周运动。正电子与电子的质量均为m，所带电荷量大小均为e。仅考虑两者之间的库仑力，静电力常量为k，取无穷远处为零势能点，正电子与电子相距r时，系统的电势能为。 （1）求它们做匀速圆周运动时的线速度大小。 （2）求正电子绕圆心转动周期过程中库仑力的冲量大小。 （3）若正电子和电子均以（1）中的速度大小由相距L处开始沿连线向外运动，求两者之间能达到的最大距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 两粒子相距，均绕连线中点做匀速圆周运动，所以轨道半径为 由库仑定律，粒子间静电力大小为 方向沿连线指向另一粒子。以正电子为研究对象，指向中点为向心方向，由牛顿第二定律得 代入轨道半径和库仑力表达式，得 解得 【小问2详解】 对正电子应用动量定理，有。四分之一周期内速度方向转过，初、末动量大小均为且相互垂直。因此动量变化量的大小为 所以冲量大小为 结合小问1的结果，且质量和轨道条件不变，得 【小问3详解】 两粒子沿连线向外运动时，只受彼此静电力，取两粒子为系统，系统机械能守恒。最大距离处两粒子的速度均减为零。初态系统机械能为 最大距离状态的系统机械能为 由机械能守恒，得 由小问1已得 在条件不变时代入上式，得 解得 15. 如图所示，半径的四分之一光滑圆弧轨道D（各接触面均光滑）静置于光滑水平地面上，最低点切线水平，紧邻轨道D左侧通过锁扣装置与一下表面光滑、上表面粗糙、足够长的木板A连接在一起，在木板A的左侧较远处放置一小物块C。从与圆心点等高处由静止释放小滑块B，经圆弧最低点滑上A时解除锁定，A与B共速后，A再与C发生碰撞并粘在一起（碰撞时间极短）。已知，，，，B与A上表面间的动摩擦因数为，重力加速度，B、C均视为质点。求： （1）B刚滑上A时的速度大小； （2）A、C碰撞过程损失的机械能； （3）全过程A、B间因摩擦产生的总热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，B滑上A前，B与A、D整体水平方向动量守恒、机械能守恒，则有， 联立解得，向左，，向右 【小问2详解】 根据题意可知，B滑上A之后，B与A组成的系统动量守恒，则有 解得 A、C碰撞并粘在一起，则有 解得 A、C碰撞过程损失的机械能为 【小问3详解】 最后A、B、C三者共速，则有 由能量守恒定律可得，A、B间产生总热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026—2027学年（上）高三年级质检（一） 物理 考生注意： 1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案写在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项是符合题目要求。 1. “嫦娥六号”从月球背面带回含氦-3元素的月壤，为人类的核物理研究作出巨大贡献。月球氦-3主要源于太阳风，在太阳内部生成氦-3的核反应方程是，该反应释放的能量为，光在真空中的速度为，下列说法正确的是（　　） A. 的比结合能大于的比结合能 B. 的平均核子质量大于的平均核子质量 C. 该核反应方程是核电站发电的主要反应方程 D. 该核反应亏损的质量为 2. 湖面上P、Q两艘小船（均视为质点）相距6 m，一列水波以大小恒定的波速沿PQ方向传播，在时刻水波恰好到达小船P处，此时小船P由平衡位置开始竖直向上运动，时刻小船P第一次到达最低点，此时小船Q刚好开始振动。则下列说法正确的是（ ） A. 水波的周期为4s B. 水波的波速为4 m/s C. 小船Q的起振方向竖直向下 D. 小船Q从起振到第一次到达最高点的时间为1s 3. 如图所示是某一交变电流的i-t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（　　） A. 2A B. 3A C. A D. A 4. 如图所示，两根完全相同的轻质橡皮条的一端分别拴接蜂鸣器和，另一端均穿过同一根竖直管并固定于管的底部。蜂鸣器和在同一水平面内做匀速圆周运动。已知橡皮条位于管内的长度恰好等于其原长，橡皮条的弹力遵循胡克定律，橡皮条始终处于弹性限度内。不计空气阻力与一切摩擦，则蜂鸣器的质量与蜂鸣器的质量大小关系为（ ） A. B. C. D. 无法确定 5. 半径为R的半圆柱形透明材料的截面如图所示，O为截面半圆的圆心，一束单色光从真空沿半径方向射入介质，图示光线延长线与水平直径间的夹角为60°。已知单色光在该介质中的折射率，光在真空中的传播速度为c，则该光从射入该介质到首次从该介质中射出的时间为（　　） A. B. C. D. 6. 若科研探测车在某行星上执行科研任务时突然失去动力，从倾角为的斜坡上静止滑下，从车上传感器获取其速度平方与位移的关系如图所示，且图像斜率为。已知该行星半径为，引力常量为，不计一切摩擦和该行星的自转影响。下列说法正确的是（　　） A. 探测车滑下过程处于超重状态 B. 该行星的质量为 C. 该行星表面的重力加速度为 D. 该行星的第一宇宙速度大小为 7. 如图所示，水平放置的光滑圆柱体A质量为m、半径为R，厚度不计的薄板B下端悬挂重物，薄板和重物的总质量为M，C为竖直固定的物块，且与薄板间的动摩擦因数为，D为固定的支柱，且到薄板的距离为。若B恰好不下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则M与m之比为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某物理兴趣小组的同学准备用手机上的Phyphox软件测量透明玻璃杯内气体压强与温度的关系。Phyphox软件能显示有关物理数据，同时建立坐标系。小组同学将手机放入玻璃杯内，盖上杯盖，然后将玻璃杯放入热水中，测出气体压强随热力学温度变化的规律如图中实线AB所示，玻璃杯内气体视为理想气体，环境压强不变。在玻璃杯内气体由状态A到状态B的过程，下列说法正确的是（ ） A. 玻璃杯内气体有漏气现象 B. 所有气体分子动能均增大 C. 玻璃杯内壁单位面积上受到的压力增大 D. 拧紧杯盖（不漏气）后重复该过程，随着温度升高，单位时间内、单位面积上气体分子与玻璃杯内壁的碰撞次数不变 9. 如图所示的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，倾角为，由均匀导线围成的正方形导体框放在斜面上，水平虚线的下侧存在垂直斜面向上的匀强磁场。时刻导体框由静止开始以恒定的加速度做匀加速直线运动（为重力加速度），经时间导体框的边刚好到达虚线处。为使导体框仍以恒定的加速度做匀加速直线运动，进磁场瞬间在导体框上施加一沿斜面向下的外力，时导体框的边刚好到达虚线处。导体框中的感应电流用表示，、两点间的电压大小用表示，外力用表示，导体框消耗的电功率用表示，则下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 近年来我国民营火箭公司已成功发射多颗互联网低轨卫星，这些卫星在距地面200至2000公里的低轨道绕地球做匀速圆周运动，信号延迟仅15至100毫秒，远低于地球静止轨道卫星，如图所示。则互联网低轨卫星与地球静止轨道卫星相比（ ） A. 角速度大 B. 发射同等质量的卫星克服地球引力做的功少 C. 在相等时间内与地心连线扫过的面积相等 D. 向心加速度小 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 随着数字化实验技术的普及，智能手机及传感器为物理实验提供了新的手段。某探究小组设计了一个测量弹簧劲度系数的实验方案，所用器材有：的砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、天平、刻度尺、智能手机1部（安装有Phyphox软件）等。 具体步骤如下： ①如图所示，将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上托盘，智能手机固定于托盘上； ②在托盘内每次增加一个砝码，并记录下静止时对应的弹簧长度变化量（均为相对于仅挂上托盘和手机时弹簧的长度变化量），直至托盘内放置5个砝码，记录数据如表所示； ③启动手机Phyphox软件，运行“加速度计”功能，将托盘拉离平衡位置后由静止释放，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动（周期公式为，为弹簧振子的总质量，代表弹簧劲度系数）； ④每次减少一个砝码，重复实验步骤③，进行多次简谐运动实验，直至托盘中无砝码；⑤实验结束，导出Phyphox采集的加速度—时间图像数据。 砝码个数 弹簧长度变化量 0 0.00 1 2.82 2 5.60 3 8.40 4 11.21 5 14.01 根据实验数据，回答下列问题： （1）根据上表中的数据，采用逐差法计算弹簧的劲度系数为_______（重力加速度取，保留3位有效数字）。 （2）由加速度—时间图像上相邻两个正向峰值的时间间隔得到振动周期。记录不同振子质量（包括砝码、托盘和手机的总质量）对应的周期平方，绘制图像，得到一条直线。若该直线的斜率为，则弹簧劲度系数_______（用表示）。 （3）若该小组在（2）中作图时，忘了将托盘和手机的质量计入（即横坐标仅表示砝码的总质量），其他操作都正确规范，则弹簧劲度系数的测量值_______（填“小于”“等于”或“大于”）真实值。 12. 某学生实验小组要测量一量程为的电压表的内阻（约为几千欧）。 （1）小组成员甲同学设计的电路如图甲所示，其中：电阻箱（最大阻值9999.9 Ω），直流电源E（电动势），滑动变阻器最大阻值为。实验时，先将图甲中滑动变阻器滑片移到最___________（填“左”“正中间”或“右”）端，再闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器使电压表满偏断开开关，再调节电阻箱，使电压表半偏，此时电阻箱的示数如图乙所示，则测得的电压表的内阻为___________； （2）小组成员乙同学经过分析认为：甲同学测得的电压表内阻与真实值相比偏___________（填“大”或“小”），该误差属于___________误差（填“偶然”或“系统”）； （3）另一同学设计了如图丙所示的电路测该电压表的内阻，其中电压表为被测电压表，为量程为的电压表，实验时，按正确的操作，闭合开关后，调节滑动变阻器及电阻箱的阻值，使两电压表的指针偏转均较大，若调节后，电压表的示数为、电压表的示数为，电阻箱接入电路的电阻为，则被测电压表的内阻___________。 13. 如图1所示是一个由半径为的透明半球体和底面半径为、高为的透明圆柱体构成的组合体（材料相同），圆柱体轴线底端点有一个点光源。已知点光源发出的光在组合体内的折射率为，如图2所示的球冠（不含底圆面）的表面积为，为球冠的高度，真空中光速为，不考虑组合体内的光的反射。（已知） （1）求点发出的光射出组合体所需的最长时间； （2）求半球体上有光能够射出的区域的面积。 14. 真空中相距L的正电子与电子，绕两者连线中点做匀速圆周运动。正电子与电子的质量均为m，所带电荷量大小均为e。仅考虑两者之间的库仑力，静电力常量为k，取无穷远处为零势能点，正电子与电子相距r时，系统的电势能为。 （1）求它们做匀速圆周运动时的线速度大小。 （2）求正电子绕圆心转动周期过程中库仑力的冲量大小。 （3）若正电子和电子均以（1）中的速度大小由相距L处开始沿连线向外运动，求两者之间能达到的最大距离。 15. 如图所示，半径的四分之一光滑圆弧轨道D（各接触面均光滑）静置于光滑水平地面上，最低点切线水平，紧邻轨道D左侧通过锁扣装置与一下表面光滑、上表面粗糙、足够长的木板A连接在一起，在木板A的左侧较远处放置一小物块C。从与圆心点等高处由静止释放小滑块B，经圆弧最低点滑上A时解除锁定，A与B共速后，A再与C发生碰撞并粘在一起（碰撞时间极短）。已知，，，，B与A上表面间的动摩擦因数为，重力加速度，B、C均视为质点。求： （1）B刚滑上A时的速度大小； （2）A、C碰撞过程损失的机械能； （3）全过程A、B间因摩擦产生的总热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $