精品解析：广东茂名市重点高中2026-2027学年高三上学期10月测试物理试卷

高三10月巩固性训练 物理试题 本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 氢原子钟是北斗导航系统的“心脏”，它利用氢原子能级跃迁时辐射出的特定频率的电磁波授时。已知可见光光子的能量范围在1.65 eV~3.11 eV之间，氢原子的能级图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 氢原子由高能级向低能级跃迁时，电子的动能减小 B. 大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射3种可见光 C. 用11 eV的电子碰撞处于基态的氢原子，有可能使其发生跃迁 D. 氢原子的能级越高，向基态跃迁时辐射出光子的波长越长 2. 如图甲所示为手摇发电机实物图，图乙是其原理图。将发电机输出端接到示波器上，得到如图丙实线所示的电压随时间变化的图像，虚线为峰值和周期相同的正弦函数图像。下列说法正确的是（　　） A. 图丙中时刻正对应图乙所示位置 B. 电压的频率为50 Hz C. 线圈转动的角速度为0.02 rad/s D. 图丙中实线电压的有效值为 3. 如图所示，两个等量正点电荷固定在A、B两点，CD是AB连线中垂线上的两点，O为AB、CD的中点，A、B、C、D在同一个竖直平面内。现将一带负电的小球从C点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 小球经过O点时的速度最大 B. 小球运动到D点时速度减为零 C. 小球从C点运动到D点的过程中，电场力一定先减小后增大 D. 小球经过O点后电场力一直做负功 4. 公园是市民休闲、运动的好去处，小明以恒定速度10 m/s在公园直线车道上骑单车，突然发现前方30 m处有一只小猫正在车道上趴着，他立即紧急刹车做加速度大小为2 m/s2的匀减速直线运动。假设小猫始终未动，则下列说法正确的是（　　） A. 单车会撞上小猫，碰撞时速度为4 m/s B. 单车不会撞上小猫，停止时与小猫的距离为10 m C. 为不撞上小猫，单车刹车的加速度至少为 D. 若单车刹车的加速度减小到1.5 m/s2，则单车不会撞上小猫 5. 如图所示，在高尔夫练习场中，运动员站在高度为h的坡顶上以水平初速度将质量为m的高尔夫球水平击出。假设运动过程中水平方向受大小、方向均不变的风力作用，竖直方向只受重力，且恰好竖直落入水平地面上的球穴A，已知重力加速度为g。以击球点为原点沿水平和竖直方向建立坐标系，表示高尔夫球沿水平方向的分速度，在上述情境中，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 某双极型静电卡盘吸附晶圆，可等效为平行板电容器，两极板间充满电介质。当卡盘始终接通高压电源时，极板电压不变；充电完成后断开电源，极板总电荷量不变；卡盘吸附力与极板间电场强度平方成正比。下列说法正确的是（　　） A. 当卡盘始终接通高压电源时，换用介电常数更大的陶瓷介质，吸附力减小 B. 当卡盘始终接通高压电源时，增大介质厚度，极板间电场力对晶圆的吸附力增大 C. 当卡盘断开电源时，缓慢拉开极板间距（设两极板间仍充满电介质），极板间电场强度不变 D. 当卡盘断开电源时，减小正对面积，极板间电势差降低 7. 如图所示，在地月系统中存在五个拉格朗日点、、、、。运行在拉格朗日点的航天器，地球与月球对它的万有引力的合力充当圆周运动向心力，航天器可与月球保持相对静止，绕地球转动的角速度等于月球的公转角速度。设地球的质量为，月球的质量为，地心与月心间距为，月球公转周期为，点与地心间距为，引力常量为。下列说法正确的是（　　） A. 运行在、两点的航天器线速度相同 B. 运行在处的航天器加速度小于处的航天器 C. 运行在处的航天器速度小于处的航天器 D. 点满足动力学关系 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图甲所示，我国重大科技基础设施远洋浮动岛为超大型半潜式双船体结构，是一座超大型可移动式海上科研平台。简化图如图乙所示，使用时弹性钢缆将浮岛固定于某海域，海面波浪使浮岛在竖直方向振动，浮岛的振动可视为简谐运动，下列说法正确的是（ ） A. 海浪的振幅增大，浮岛的固有频率随之变大 B. 海浪振动周期等于浮岛固有周期时，浮岛振幅最大 C. 浮岛运动到振动最高点时，加速度最大 D. 浮岛的速度方向总是与加速度方向相反 9. 光电液位传感器是一种基于光全反射、折射原理的接触式点液位测控装置，其棱镜式探头的尖端为光学玻璃材质的等腰直角三棱锥，直接接触空气或水。已知空气的折射率为1，水的折射率约为1.33，光学玻璃的折射率约为1.5，当探头浸入水中时光线在探头内发生全反射的临界角约为63°，下列说法正确的是（　　） A. 在探头接触空气的情况下，光线在探头内发生全反射的临界角小于45° B. 在探头接触水的情况下，从发射管射出的光线在锥面上发生全反射 C. 当接收管收到强光，电路判定“无液体、缺水” D. 当接收管收到光的强度大幅下降，电路则判定“无液体、缺水” 10. 某科研小组设计一种监控火车运行的装置，其原理是在火车头车厢底部安装上能产生匀强磁场的磁铁，当其经过固定在轨道间的线圈时便会产生电信号，传输到控制中心，就可知道火车的运行情况，原理图如图甲所示。当某列火车通过该线圈时，控制中心得到线圈中电流大小随时间变化的图像如图乙所示，其中，。已知匀强磁场的磁感应强度大小，磁场区域的宽度为（磁场的宽度小于线圈宽度），线圈匝数，所在回路电阻为，下列说法正确的是（　　） A. 火车做匀加速直线运动 B. 火车刚进入线圈时的速度大小为3 m/s C. 磁场区域的长度 D. 线圈的长度为0.4 m 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某航天兴趣小组为研究“着陆器着陆时缓冲材料的吸能特性”，利用图甲所示装置模拟着陆过程，并验证动量定理。 实验器材：气垫导轨、滑块（含遮光片）、光电门（与计时器相连）、力传感器及数据采集器、游标卡尺、刻度尺。 实验装置：将气垫导轨（已调至水平）固定在铁架台上，滑块（包括遮光片质量）代表“着陆器”，其一端固定有宽度为的遮光片。导轨左端固定有力传感器（可实时记录碰撞过程中冲击力随时间的变化）。从导轨右侧某位置轻推滑块使其向左运动，与力传感器发生碰撞并被弹回。 （1）用20分度的游标卡尺测量遮光片的宽度d，测量结果如图乙所示，则___________mm。 （2）释放滑块后，测得遮光片经过光电门（安装在传感器前端）的遮光时间为。某同学计算碰前速度时，直接用。则滑块通过光电门时的平均速度大小为___________m/s（用第（1）问结果计算，结果保留三位有效数字）。 （3）碰撞过程中，力传感器记录到的曲线如图丙所示（近似为三角形脉冲）。已知图像中每个小方格所代表的冲量大小为，曲线与时间轴所围的总格数为格（含半格计）。则碰撞过程中力传感器对滑块的冲量大小___________（结果保留三位有效数字）。 （4）碰撞后，滑块以大小的速度反向弹回。若用第（2）问中测得的计算动量变化量，以滑块碰前运动方向为正方向，则此次碰撞过程中滑块动量变化量___________（结果保留三位有效数字）。比较冲量与动量变化量，可以得到：在误差允许的范围内，____________________________________________。 12. 某兴趣小组利用光敏电阻与继电器设计电路，实现天暗时灯泡点亮照明、天亮时灯泡自动熄灭的控制效果。 （1）利用多用电表粗测光敏电阻的阻值，将选择旋钮拨至欧姆“”挡，正确操作后，发现指针偏角过小，则该同学应选择___________（填“”或“”）挡。正确操作后，示数如图1所示，则对应的读数是___________。 （2）为更准确测量一定光照条件下光敏电阻的阻值，小组决定用伏安法测电阻。已知电压表的量程为（内阻约为）和电流表的量程为（内阻约为）。若要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是下图中的图___________（填“2”或“3”）。 （3）该小组实际测量时，发现电流表读数太小，他们重新设计如图4所示的实验电路。 ①按图4所示连接好实验器材： ②闭合开关S，调节滑动变阻器与电阻箱R，使电压表V1、V2的指针均发生明显偏转； ③读取电压表V1、V2和电阻箱的示数，分别记为、、R； ④重复步骤②③，得到多组、、R数据。 （4）根据图4所示电路图，用笔画线代替导线把图5所示的实验器材连接完整___________。 （5）小组成员根据实验数据，以为纵坐标，以R为横坐标，绘制出关系图像如图6所示，根据图像可知，光敏电阻___________Ω，电压表V2的内阻=___________Ω。 13. 汽车轮胎的胎压监测系统会监测左右轮胎的胎压差，当差值的绝对值超过10 kPa时，系统就会报警。假设轮胎内气体可视为理想气体，且轮胎体积不变。初始时，左、右前轮胎的胎压均为200 kPa，温度均为27℃。左前轮胎因阳光照射温度升高，而右前轮胎温度保持27℃不变，热力学温度与摄氏温度的关系为，求： （1）当报警器刚好响起时左前轮胎内气体的温度是多少摄氏度？ （2）假设在报警器刚好响起时缓慢放出左前轮胎中的部分气体，放气过程中，气体温度不变，使压强回到初始值，求放出气体和原来气体的质量比。 14. 粤港澳大湾区是我国新能源汽车产业聚集地，其充电设施普及度与车辆性能均处于领先水平。某款新能源汽车的参数如下，车辆的质量为，额定功率为，行驶过程中所受阻力恒为。 （1）若该车以额定功率在水平路面上匀速行驶，求汽车的速度及10分钟内牵引力做的功； （2）若该车从静止开始以恒定加速度做匀加速直线运动，直至达到额定功率后保持功率不变继续行驶，求汽车匀加速运动的时间； （3）若该车在水平路面上以（1）中的速度行驶时，突然关闭动力系统，同时启动电磁制动电能回收装置（电磁制动力为恒力），车辆制动后经停下。电能回收的效率为80%，求电磁制动力的大小及制动过程中回收装置回收的电能。 15. 如图所示，质子重离子治疗中，质子源释放出初速度近似为零的质子，经过电压为的加速电场后，恰能从射入板间距为的速度选择器并沿直线通过，速度选择器存在着与电场互相垂直的磁感应强度大小为的匀强磁场，最后从边的中点垂直射入磁感应强度大小可调的匀强磁场区域，该区域为边长为的正方形，长度为的肿瘤病灶在边上，下端与点重合，上端为点，质子经偏转后精准导向肿瘤病灶。已知质子的质量为，电荷量为，不计质子的重力及质子间相互作用，求： （1）质子经过加速电场后的速度大小及速度选择器间的电压大小； （2）能使质子打到病灶区域的偏转磁场的磁感应强度的取值范围； （3）实际治疗中，质子源释放的质子初速度并非严格为零，而是有一个不可忽略的沿加速电场方向的速度分量，在保持速度选择器内电场强度不变的前提下，为了使质子仍能从进入偏转磁场，求速度选择器的板间距和板长需要满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三10月巩固性训练 物理试题 本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 氢原子钟是北斗导航系统的“心脏”，它利用氢原子能级跃迁时辐射出的特定频率的电磁波授时。已知可见光光子的能量范围在1.65 eV~3.11 eV之间，氢原子的能级图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 氢原子由高能级向低能级跃迁时，电子的动能减小 B. 大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射3种可见光 C. 用11 eV的电子碰撞处于基态的氢原子，有可能使其发生跃迁 D. 氢原子的能级越高，向基态跃迁时辐射出光子的波长越长 【答案】C 【解析】 【详解】A．氢原子由高能级向低能级跃迁时，轨道半径减小，根据库仑力提供向心力得 可知，电子的动能增大，故A错误； B．大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射光子的能量分别为 ，  ，  ，  ，  ，  ，  其中能量在之间的可见光只有和这2种，故B错误； C．基态氢原子跃迁到能级需要的能量为 用的电子碰撞处于基态的氢原子，如果电子恰好将的能量传递给氢原子，电子剩余的动能，有可能使处于基态的氢原子发生跃迁，故C正确； D．氢原子的能级越高，能量值越大（绝对值越小），向基态跃迁时的能级差越大。 根据可知，辐射出光子的波长越短，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示为手摇发电机实物图，图乙是其原理图。将发电机输出端接到示波器上，得到如图丙实线所示的电压随时间变化的图像，虚线为峰值和周期相同的正弦函数图像。下列说法正确的是（　　） A. 图丙中时刻正对应图乙所示位置 B. 电压的频率为50 Hz C. 线圈转动的角速度为0.02 rad/s D. 图丙中实线电压的有效值为 【答案】B 【解析】 【详解】A．图丙中时刻电压为零，说明此时线圈位于中性面（磁通量最大，磁通量变化率为0，感应电动势为0）；而图乙中线圈平面与中性面垂直（磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势最大），故时刻不对应图乙所示位置，故A错误； BC．根据图丙可知周期为0.02s，则频率 线圈转动的角速度为，故B正确，C错误； D．正弦交流电的有效值 在一个周期内，该电压在任意时刻均不大于图丙虚线所示图像的电压，若分别通过大小相同的电阻，则该电压产生的热量一定小于图丙虚线所示图像的电压所产生的热量，则该电压的有效值比图丙中虚线所示图像的电压有效值小，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，两个等量正点电荷固定在A、B两点，CD是AB连线中垂线上的两点，O为AB、CD的中点，A、B、C、D在同一个竖直平面内。现将一带负电的小球从C点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 小球经过O点时的速度最大 B. 小球运动到D点时速度减为零 C. 小球从C点运动到D点的过程中，电场力一定先减小后增大 D. 小球经过O点后电场力一直做负功 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从点运动到点的过程中，电场力方向向下，重力方向向下，合力向下，小球做加速运动；经过点后，电场力方向向上，重力方向向下，在点处电场力为零，合力等于重力，方向向下，小球继续加速。当电场力增大到与重力平衡时，即，加速度为零，速度达到最大，该位置在点下方。故小球经过点时速度不是最大，故A错误； B．O为CD的中点，即、关于点对称，则、两点电势相等，小球从到电场力做功为零。根据动能定理，重力做正功，动能增加，所以小球运动到点时速度不为零。故B错误； C．等量同种正点电荷连线中垂线上的电场强度分布是：从点（）向两侧先增大后减小。由于点的位置不确定（可能在电场强度最大值点的上方或下方），小球从到的过程中，电场力可能一直减小，也可能先增大后减小。同理，从到电场力可能一直增大，也可能先增大后减小。故电场力不一定先减小后增大，故C错误； D．小球带负电，在点下方区域，电场强度方向向下（由指向），小球受到的电场力方向向上（指向）。小球经过点后向下运动，位移方向向下，电场力方向与位移方向相反，所以电场力一直做负功，故D正确。 故选D。 4. 公园是市民休闲、运动的好去处，小明以恒定速度10 m/s在公园直线车道上骑单车，突然发现前方30 m处有一只小猫正在车道上趴着，他立即紧急刹车做加速度大小为2 m/s2的匀减速直线运动。假设小猫始终未动，则下列说法正确的是（　　） A. 单车会撞上小猫，碰撞时速度为4 m/s B. 单车不会撞上小猫，停止时与小猫的距离为10 m C. 为不撞上小猫，单车刹车的加速度至少为 D. 若单车刹车的加速度减小到1.5 m/s2，则单车不会撞上小猫 【答案】C 【解析】 【详解】AB．单车以初速度为10 m/s，加速度大小为2 m/s2的匀减速直线运动，根据 可得停车位移 则单车不会撞上小猫，停止时与小猫的距离为，故AB错误； C．为不撞上小猫，单车恰好停在小猫位置时刹车加速度最小，此时位移 根据 可得加速度的最小值，故C正确； D．若刹车加速度大小为 则停车位移为 可知会撞上小猫，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在高尔夫练习场中，运动员站在高度为h的坡顶上以水平初速度将质量为m的高尔夫球水平击出。假设运动过程中水平方向受大小、方向均不变的风力作用，竖直方向只受重力，且恰好竖直落入水平地面上的球穴A，已知重力加速度为g。以击球点为原点沿水平和竖直方向建立坐标系，表示高尔夫球沿水平方向的分速度，在上述情境中，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．竖直方向只受重力，取轴正方向向下，由匀变速直线运动规律得。到达地面时，故飞行时间为 因球竖直落入球穴，落地瞬间水平速度为零。水平方向风力恒定，故为常量，且，结合落地时水平速度为零可得 水平方向位移为，代入上式得 所以图像应为开口向下的抛物线，落点横坐标为 实际图像开口向下，而图A为开口向上的曲线，故A错误； B．前面已得实际落地时刻为 图B标出的终点时刻为，与实际不符，故B错误； C．由匀变速直线运动的速度—位移关系可知，本题水平方向满足 因，该图像为斜率为的下降直线，纵截距为；当时，与图C相符，故C正确； D．球落地且竖直下落时，横坐标应为前面求得的；图D横截距为，故D错误。 故选C。 6. 某双极型静电卡盘吸附晶圆，可等效为平行板电容器，两极板间充满电介质。当卡盘始终接通高压电源时，极板电压不变；充电完成后断开电源，极板总电荷量不变；卡盘吸附力与极板间电场强度平方成正比。下列说法正确的是（　　） A. 当卡盘始终接通高压电源时，换用介电常数更大的陶瓷介质，吸附力减小 B. 当卡盘始终接通高压电源时，增大介质厚度，极板间电场力对晶圆的吸附力增大 C. 当卡盘断开电源时，缓慢拉开极板间距（设两极板间仍充满电介质），极板间电场强度不变 D. 当卡盘断开电源时，减小正对面积，极板间电势差降低 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据可知当卡盘始终接通高压电源时，换用介电常数更大的陶瓷介质，不变，U不变，两极板间电场强度不变，则吸附力不变，故A错误； B．根据可知当卡盘始终接通高压电源时，增大介质厚度，增大，U不变，电场强度减小，吸附力减小，故B错误 C．当卡盘断开电源时，电容器所带的电荷量不变，根据，，联立可得 可知当卡盘断开电源时，缓慢拉开极板间距（设两极板间仍充满电介质），极板间电场强度不变，故C正确； D．当卡盘断开电源时，电容器所带的电荷量不变，根据可知电容器电容变小，根据可知极板间电势差升高，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在地月系统中存在五个拉格朗日点、、、、。运行在拉格朗日点的航天器，地球与月球对它的万有引力的合力充当圆周运动向心力，航天器可与月球保持相对静止，绕地球转动的角速度等于月球的公转角速度。设地球的质量为，月球的质量为，地心与月心间距为，月球公转周期为，点与地心间距为，引力常量为。下列说法正确的是（　　） A. 运行在、两点的航天器线速度相同 B. 运行在处的航天器加速度小于处的航天器 C. 运行在处的航天器速度小于处的航天器 D. 点满足动力学关系 【答案】D 【解析】 【详解】A．运行在、两点的航天器，轨道半径均为。由于角速度相同，根据  可知线速度大小相等，但两点位置不同，故线速度方向不同，故A错误； B．运行在处的航天器轨道半径。运行在处的航天器位于地球背向月球一侧，其轨道半径略大于（即）。根据向心加速度公式 可知处的加速度大于处的加速度，故B错误； C．运行在处的航天器位于地月之间，轨道半径。运行在处的航天器轨道半径。根据线速度公式 可知处的速度大于处的速度，故C错误； D．运行在点的航天器，受到地球的万有引力和月球的万有引力，两力方向均指向地心。地球对航天器的引力为 月球对航天器的引力为 其中为航天器质量，为航天器到月球球心的距离，合力提供向心力，即 整理得，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图甲所示，我国重大科技基础设施远洋浮动岛为超大型半潜式双船体结构，是一座超大型可移动式海上科研平台。简化图如图乙所示，使用时弹性钢缆将浮岛固定于某海域，海面波浪使浮岛在竖直方向振动，浮岛的振动可视为简谐运动，下列说法正确的是（ ） A. 海浪的振幅增大，浮岛的固有频率随之变大 B. 海浪振动周期等于浮岛固有周期时，浮岛振幅最大 C. 浮岛运动到振动最高点时，加速度最大 D. 浮岛的速度方向总是与加速度方向相反 【答案】BC 【解析】 【详解】A．浮岛的固有频率由自身结构决定，与外界驱动力（海浪）的振幅无关，因此海浪振幅增大不会改变浮岛的固有频率，故A错误； B．当驱动力（海浪）的振动周期等于浮岛的固有周期时，发生共振现象，浮岛的振动振幅达到最大，故B正确； C．简谐运动的加速度满足，加速度大小与位移大小成正比；浮岛运动到振动最高点时，偏离平衡位置的位移最大，因此加速度最大，故C正确； D．简谐运动中，当浮岛靠近平衡位置时，速度与加速度方向相同（加速过程）；只有浮岛远离平衡位置时，速度与加速度方向才相反，因此速度方向并非总是与加速度方向相反，故D错误。 故选BC。 9. 光电液位传感器是一种基于光全反射、折射原理的接触式点液位测控装置，其棱镜式探头的尖端为光学玻璃材质的等腰直角三棱锥，直接接触空气或水。已知空气的折射率为1，水的折射率约为1.33，光学玻璃的折射率约为1.5，当探头浸入水中时光线在探头内发生全反射的临界角约为63°，下列说法正确的是（　　） A. 在探头接触空气的情况下，光线在探头内发生全反射的临界角小于45° B. 在探头接触水的情况下，从发射管射出的光线在锥面上发生全反射 C. 当接收管收到强光，电路判定“无液体、缺水” D. 当接收管收到光的强度大幅下降，电路则判定“无液体、缺水” 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据全反射公式 所以光线在探头内发生全反射的临界角小于45°，A正确； B． 当探头浸入水中时光线在探头内发生全反射的临界角约为63°，；该探头是等腰直角三棱锥，光线入射到锥面时的入射角为，不满足全反射的入射角条件，因此光线不会在锥面发生全反射，B错误； C．当探头无液体、接触空气时，锥面处入射角大于空气对应的临界角C，光线在锥面发生全反射，几乎所有光线都返回探头内侧被接收管接收，因此接收管收到强光，电路判定“无液体、缺水”，C正确。 D．当探头浸入水中时，入射角小于水对应的临界角约，大部分光线折射进入水中，只有少部分光返回接收管，接收管光强大幅下降对应“有液体”的状态，D错误。 故选AC。 10. 某科研小组设计一种监控火车运行的装置，其原理是在火车头车厢底部安装上能产生匀强磁场的磁铁，当其经过固定在轨道间的线圈时便会产生电信号，传输到控制中心，就可知道火车的运行情况，原理图如图甲所示。当某列火车通过该线圈时，控制中心得到线圈中电流大小随时间变化的图像如图乙所示，其中，。已知匀强磁场的磁感应强度大小，磁场区域的宽度为（磁场的宽度小于线圈宽度），线圈匝数，所在回路电阻为，下列说法正确的是（　　） A. 火车做匀加速直线运动 B. 火车刚进入线圈时的速度大小为3 m/s C. 磁场区域的长度 D. 线圈的长度为0.4 m 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．感应电流公式为  由图乙可知，在火车进出线圈过程中，电流随时间线性变化，说明火车速度随时间均匀增大，火车做匀加速直线运动，故A正确； B．火车刚进入线圈时，对应时刻的电流，代入感应电流公式  可得 ，故B错误； C． 时刻电流，同理得此时速度：  磁场进入线圈的时间内，火车的位移就是磁场区域的长度，匀变速运动位移公式： ，故C正确； D．火车的加速度 火车开始出线圈时的速度 线圈的长度，故D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某航天兴趣小组为研究“着陆器着陆时缓冲材料的吸能特性”，利用图甲所示装置模拟着陆过程，并验证动量定理。 实验器材：气垫导轨、滑块（含遮光片）、光电门（与计时器相连）、力传感器及数据采集器、游标卡尺、刻度尺。 实验装置：将气垫导轨（已调至水平）固定在铁架台上，滑块（包括遮光片质量）代表“着陆器”，其一端固定有宽度为的遮光片。导轨左端固定有力传感器（可实时记录碰撞过程中冲击力随时间的变化）。从导轨右侧某位置轻推滑块使其向左运动，与力传感器发生碰撞并被弹回。 （1）用20分度的游标卡尺测量遮光片的宽度d，测量结果如图乙所示，则___________mm。 （2）释放滑块后，测得遮光片经过光电门（安装在传感器前端）的遮光时间为。某同学计算碰前速度时，直接用。则滑块通过光电门时的平均速度大小为___________m/s（用第（1）问结果计算，结果保留三位有效数字）。 （3）碰撞过程中，力传感器记录到的曲线如图丙所示（近似为三角形脉冲）。已知图像中每个小方格所代表的冲量大小为，曲线与时间轴所围的总格数为格（含半格计）。则碰撞过程中力传感器对滑块的冲量大小___________（结果保留三位有效数字）。 （4）碰撞后，滑块以大小的速度反向弹回。若用第（2）问中测得的计算动量变化量，以滑块碰前运动方向为正方向，则此次碰撞过程中滑块动量变化量___________（结果保留三位有效数字）。比较冲量与动量变化量，可以得到：在误差允许的范围内，____________________________________________。 【答案】（1）5.25 （2）2.63 （3）0.750 （4） ①. ②. 滑块所受合外力的冲量等于它的动量变化量，验证了动量定理。 【解析】 【小问1详解】 20分度游标卡尺的精度为0.05mm，主尺读数为5mm，游标第5条刻度线与主尺对齐，读数为 【小问2详解】 滑块通过光电门的平均速度用遮光片宽度除以遮光时间计算，可得平均速度大小 【小问3详解】 图像与时间轴围成的面积表示冲量，总格数约75格，每格冲量为 可得总冲量大小 【小问4详解】 [1]以碰前运动方向为正方向，碰前速度为，碰后反向速度为，可得动量变化量 [2]在误差允许范围内，力传感器的冲量大小与滑块动量变化量大小近似相等，即滑块所受合外力的冲量等于它的动量变化量，验证了动量定理成立。 12. 某兴趣小组利用光敏电阻与继电器设计电路，实现天暗时灯泡点亮照明、天亮时灯泡自动熄灭的控制效果。 （1）利用多用电表粗测光敏电阻的阻值，将选择旋钮拨至欧姆“”挡，正确操作后，发现指针偏角过小，则该同学应选择___________（填“”或“”）挡。正确操作后，示数如图1所示，则对应的读数是___________。 （2）为更准确测量一定光照条件下光敏电阻的阻值，小组决定用伏安法测电阻。已知电压表的量程为（内阻约为）和电流表的量程为（内阻约为）。若要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是下图中的图___________（填“2”或“3”）。 （3）该小组实际测量时，发现电流表读数太小，他们重新设计如图4所示的实验电路。 ①按图4所示连接好实验器材： ②闭合开关S，调节滑动变阻器与电阻箱R，使电压表V1、V2的指针均发生明显偏转； ③读取电压表V1、V2和电阻箱的示数，分别记为、、R； ④重复步骤②③，得到多组、、R数据。 （4）根据图4所示电路图，用笔画线代替导线把图5所示的实验器材连接完整___________。 （5）小组成员根据实验数据，以为纵坐标，以R为横坐标，绘制出关系图像如图6所示，根据图像可知，光敏电阻___________Ω，电压表V2的内阻=___________Ω。 【答案】 ①. ②. 6000 ③. 3 ④. ⑤. 6000 ⑥. 3000 【解析】 【详解】[1]多用电表欧姆挡指针偏角过小，说明被测光敏电阻阻值很大，当前“”挡位倍率太小，需要换更大倍率的“”挡。 [2]换挡后欧姆表读数为表盘示数乘以倍率：图1欧姆刻度指向6，阻值为 [3]已知待测光敏电阻约，电压表内阻，电流表内阻，则，因此选择电流表内接法。 [4]如答案图所示 [5][6]设所在支路电流为，由电路结构可得 等式两边同除以得 对比关系图像，可得斜率 解得 纵轴截距 解得 13. 汽车轮胎的胎压监测系统会监测左右轮胎的胎压差，当差值的绝对值超过10 kPa时，系统就会报警。假设轮胎内气体可视为理想气体，且轮胎体积不变。初始时，左、右前轮胎的胎压均为200 kPa，温度均为27℃。左前轮胎因阳光照射温度升高，而右前轮胎温度保持27℃不变，热力学温度与摄氏温度的关系为，求： （1）当报警器刚好响起时左前轮胎内气体的温度是多少摄氏度？ （2）假设在报警器刚好响起时缓慢放出左前轮胎中的部分气体，放气过程中，气体温度不变，使压强回到初始值，求放出气体和原来气体的质量比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 左轮胎体积不变，气体等容变化。 初始状态：左胎压强，热力学温度； 报警器刚好响起时，左右胎压差绝对值为，右胎压强始终为，因此左胎此时压强。 根据查理定律得 代入数据解得 转换为摄氏温度 【小问2详解】 放气过程温度不变，为等温变化，设轮胎体积为，报警器刚响时左胎内所有气体（包含最终留在胎内和放出的气体）在压强下的总体积为，等温膨胀到压强时，总体积为。 根据玻意耳定律 代入数据得  放出气体的体积为 由于同温同压下，理想气体质量与体积成正比，因此放出气体和原有气体的质量比为 14. 粤港澳大湾区是我国新能源汽车产业聚集地，其充电设施普及度与车辆性能均处于领先水平。某款新能源汽车的参数如下，车辆的质量为，额定功率为，行驶过程中所受阻力恒为。 （1）若该车以额定功率在水平路面上匀速行驶，求汽车的速度及10分钟内牵引力做的功； （2）若该车从静止开始以恒定加速度做匀加速直线运动，直至达到额定功率后保持功率不变继续行驶，求汽车匀加速运动的时间； （3）若该车在水平路面上以（1）中的速度行驶时，突然关闭动力系统，同时启动电磁制动电能回收装置（电磁制动力为恒力），车辆制动后经停下。电能回收的效率为80%，求电磁制动力的大小及制动过程中回收装置回收的电能。 【答案】（1）； （2） （3）； 【解析】 【小问1详解】 汽车匀速行驶时，牵引力与阻力二力平衡，即。根据额定功率公式 可得： 额定功率下牵引力做功 【小问2详解】 匀加速阶段根据牛顿第二定律： 可得此时牵引力： 匀加速过程中汽车功率逐渐增大，当功率达到额定功率时，匀加速阶段结束，设此时速度为​，由 得： 匀加速运动满足 解得 【小问3详解】 制动后汽车做匀减速直线运动，初速度为，经停下，减速加速度大小： 制动过程中阻力与电磁制动力共同提供减速的合力，由牛顿第二定律： 代入数据得： 制动过程中电磁制动力做的功为 其中制动位移 电能回收效率为80%，因此回收的电能： 15. 如图所示，质子重离子治疗中，质子源释放出初速度近似为零的质子，经过电压为的加速电场后，恰能从射入板间距为的速度选择器并沿直线通过，速度选择器存在着与电场互相垂直的磁感应强度大小为的匀强磁场，最后从边的中点垂直射入磁感应强度大小可调的匀强磁场区域，该区域为边长为的正方形，长度为的肿瘤病灶在边上，下端与点重合，上端为点，质子经偏转后精准导向肿瘤病灶。已知质子的质量为，电荷量为，不计质子的重力及质子间相互作用，求： （1）质子经过加速电场后的速度大小及速度选择器间的电压大小； （2）能使质子打到病灶区域的偏转磁场的磁感应强度的取值范围； （3）实际治疗中，质子源释放的质子初速度并非严格为零，而是有一个不可忽略的沿加速电场方向的速度分量，在保持速度选择器内电场强度不变的前提下，为了使质子仍能从进入偏转磁场，求速度选择器的板间距和板长需要满足的条件。 【答案】（1）， （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 质子在加速电场中由动能定理得 解得质子经过加速电场后的速度 质子在速度选择器中沿直线匀速运动，电场力与洛伦兹力平衡，可得 可得速度选择器间的电压大小 【小问2详解】 正方形偏转磁场边长为，​是边中点，质子垂直射入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可得 得轨道半径 长度为的肿瘤病灶在边上，下端与点重合，上端为点，质子打在点时，由几何关系 解得最大轨道半径 对应最小的磁感应强度 ​​质子打在点时，由几何关系最小轨道半径 对应最大的磁感应强度 能使质子打到病灶区域的偏转磁场的磁感应强度的取值范围是 【小问3详解】 质子在加速电场中由动能定理得 解得质子经过加速电场后的速度 将质子的入射速度分解和剩余的速度分量，可得 电场力与速度为的分量对应的洛伦兹力平衡，可得 质子在速度选择器中的运动可以分解成速度等于的匀速直线运动和线速度等于的匀速圆周运动。圆周运动的向心力为，可得 解得 为保证质子不碰到极板，板间距的一半必须大于等于圆周运动的直径，即 可得速度选择器的板间距满足的条件 圆周运动的周期 为了使质子仍能从进入偏转磁场，粒子在磁场中运动的时间 速度选择器的板长需要满足 可得板长需要满足的条件 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $