精品解析：浙江嘉兴市第一中学2026-2027学年高三上学期10月限时训练物理试卷

2027届高三（上）10月限时训练物理学科 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. 托尔（Torr）是真空技术领域广泛应用的计量单位，其定义为1毫米汞柱产生的压强，精确值为133.322Pa。现用国际单位制的基本单位表示托尔，下列单位正确的是（　　） A. B. C. D. 2. “彭宁离子阱”是一个可以用来储存带电粒子的装置。该装置主要由一对左右对称的环电极和一对上下对称的端电极构成，其内部某一截面的部分电场线和等势线分布如图，则（　　） A. 三点电场强度大小关系 B. 三点电势高低关系 C. 将一电子从点移到点，静电力做负功 D. 将一电子从点移到点，电子电势能减小 3. 1924年，德布罗意提出一切宏观粒子都具有与本身能量相对应的波动频率或波长。1927年汤姆孙在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了衍射图样，如图所示。已知电子质量为m，加速后电子速度v，普朗克常量h，下列说法正确的是（　　） A. 两个电子也可形成衍射图样 B. 电子形成的物质波是一种电磁波 C. 加速电压越大，电子的物质波波长越大 D. 实验中电子的德布罗意波长为 4. 2024年6月，中国无人机成功飞越了“世界之巅”。如图甲，某次无人机从地面静止开始竖直向上飞行，图乙为它运动的图像，图像中的段和段均为直线。下列说法正确的是（　　） A. 研究无人机螺旋桨转动情况可将其视为质点 B. 无人机在过程中处于失重状态 C. 无人机在过程中受到的合外力越来越大 D. 空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对平衡力 5. 2024年5月，“嫦娥六号”月球探测器开启主发动机实施制动，进入周期为12h的椭圆环月轨道，近月点A距月心，远月点C距月心，为椭圆轨道的短轴。已知引力常量G，下列说法正确的是（　　） A. 根据信息可以求出月球的密度 B. “嫦娥六号”的发射速度大于 C. “嫦娥六号”从B经C到D的运动时间为6h D. “嫦娥六号”在A点和C点速率之比为 5：1 6. “西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为降压变压器和，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（　　） A. 电压互感器电压值为 B. 若电压表的示数为100V，电流表的示数为5A，则输电线路损耗功率为300kW C. 若保持发电机输出电压和输送功率不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增大 D. 发电机输出电压一定，增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片Q下移 7. 如图所示，均匀介质中有参数完全相同的两个波源与，相距 ，同时同方向起振，在介质中产生简谐横波。振动传至两波源连线中垂线上的点用时，已知点距两波源连线中点的距离为，从质点起振开始计时，点的振动方程为。下列说法错误的是 （ ） A. 振动在介质中传播的速度大小为 B. 振动在介质中传播的波长为 C. 两波源之间的连线上有 个振动加强点 D. 两波源之间的连线上距中点距离为 处的质点振幅为 8. 2025年5月12日“全国防灾减灾日”当天，一架八旋翼无人机在四川雅安，模拟地震-泥石流的复合灾害现场，把搭载伤员的“可调节式担架模块”整体吊起，完成了3公里、2500米海拔的空中转运。已知无人机及其装备的质量为M，无风悬停时发动机的输出功率为P，八旋翼桨叶旋转形成圆面，其形成圆面的面积为S，推动静止空气，使空气获得的速度为v，重力加速度为g，空气密度为，下面说法正确的是（　　） A. 单位时间内桨叶旋转推动空气的质量为 B. 单位时间内桨叶旋转推动空气的质量为 C. 无人机悬停时，悬吊伤员的质量可表示为 D. 无人机悬停时，悬吊伤员的质量可表示为 9. 某智能手机具有智能切换充电模式的功能。充电时，当手机处于低电量时快速充电，高电量时涓流补偿待机以延长电池寿命。已知该手机的电池容量为5400mA·h，整个充电过程可分为三个阶段：电量从0至50%之间为快充阶段，从50%至80%之间为恒压充电阶段，从80%至100%之间为涓流充电阶段。该手机的充电功率随充电时间的变化如图所示，其中快充阶段的充电电压逐渐减小，恒压充电阶段和涓流充电阶段的充电电压保持不变。下列说法正确的是（　　） A. 快充阶段该手机获得的能量为 B. 电量至50%时的充电电流约为5.4A C. 恒压充电阶段的平均充电功率为35W D. 涓流充电阶段的充电电压约为 10. 如图所示为一块环形玻璃砖的俯视图，图中是过环心的一条直线，一束光线平行射入玻璃砖，它与之间的距离为。玻璃砖的内圆半径为R，内部视为真空，外圆半径为2R，折射率为。下列说法正确的是（　　） A. 当时，光线恰好在内圆表面上发生全反射 B. 当时，光线进入内圆内部传播 C. 当时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为45° D. 无论多大，光线都会进入内圆内部传播 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. 有关下列四幅图的描述，正确的是（ ） A. 图1中的真空冶炼炉，炉外线圈应接入高频交流电源 B. 图2中的核反应堆，镉棒作用是使“快中子”变为“慢中子” C. 图3中电磁波的传播，靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质机械传播 D. 图4中带电球靠近时，导体下面的金属箔张开，导体下面的金属箔闭合 12. 原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（ ） A. 核的结合能约为 B. 核比核更稳定 C. 核中核子的平均结合能比核中的大 D. 两个核结合成核时释放能量 13. 图甲是研究光电效应的实验电路图。实验得到光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图乙所示，图中水平虚线为曲线的渐近线。现用大量处于某一激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射出的光照射光电管，发现当电压表的示数为时，灵敏电流计的示数恰好为0。氢原子能级图如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 当滑片向移动时，表示数可能减小为0 B. 当时，光电子的最大初动能为 C. 当时，光电管的遏止电压为 D. 大量处于该激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可放出10种频率的光子 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. ”用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图1所示， （1）将各元件按图1方式安装在光具座上，图中________（选填“A”、“B”或“C”）位置是安装双缝的位置； （2）某次实验分别采用双缝间距和的双缝获得绿光干涉条纹如图2所示，其中对应的是图________（选填”A”或”B”）。 15. 甲乙两位同学用两种方法在研究做匀速圆周运动的物体所受向心力大小与质量、角速度和半径的关系： （1）甲同学用如图甲所示装置进行实验，本实验采用的主要实验方法为_________。在探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，将两个相同质量的小球，分别放在挡板处与_________（选填“A”或“B”）挡板处，同时将传动皮带套在半径_________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮上。 （2）乙同学用如图乙所示装置验证向心力大小与角速度的关系。长度为的细线上端固定，下端悬挂质量为的小球（视为质点），将画有几个同心圆的白纸置于悬点下方的平台上，其圆心在细线悬挂点的正下方。现给小球一初速度，使其恰沿纸面上半径为的圆做匀速圆周运动，此时小球对纸面恰好无压力，用秒表记录小球转动圈所用的总时间为。不计空气阻力，重力加速度大小为。假如要验证向心力公式成立，需要满足的等式为_________（用、、等表示），如果小球在最后几圈在同一个平面内做了小角度的来回运动，则所测得周期将_________（填“偏大”、“偏小”或者“不变”）。 16. 某同学把铜片和锌片相隔约插入一个苹果中，就制成了一个水果电池。为了测量其电动势和内阻，他用到的实验器材有电阻箱（最大阻值为）、数字万用表电压挡（内阻远大于普通电压表）、开关、导线若干。实验步骤如下∶ ①将该水果电池与其余实验器材按图甲所示电路连接； ②调节电阻箱阻值，闭合开关，待示数稳定后，记录电阻箱的阻值和数字万用表的数值后立即断开开关； ③每次将电阻箱的阻值增大，重复实验，计算出相应的和，数据记录如下表所示∶ 2000 0.206 0.500 4.854 3000 0.275 0.333 3.636 4000 0.335 0.250 2.985 5000 0.380 0.200 2.632 6000 0.425 0.167 2.353 ④根据表中数据，绘制出关系图线如图乙中的直线所示。 请回答下列问题∶ （1）步骤②中立即断开开关的原因是________； （2）根据闭合电路欧姆定律，可以得到与的关系表达式为________（用、和表示）； （3）根据实验数据绘制的图线可得该水果电池的电动势为________，内阻为________（结果均保留2位有效数字）； （4）若用普通的电压表代替万用电表进行实验，得到的图线可能是图乙中的________（选填“"、“b"、“c"、“d"）。 17. 如图甲所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态后，最后回到状态，其中为等压过程，为等容过程，为等温过程。已知气体在状态时的压强，体积，温度，在状态时体积。 （1）在过程中，气体分子的平均动能_______（选填“增大”、“减少”或“不变”）；在过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数_________（选填“增大”、“减少”或“不变”）； （2）求状态的温度、状态的压强； （3）求过程中气体与外界交换的总热量。 18. 一游戏装置的竖直截面如图所示，倾角为37°的轨道与半径的螺旋圆轨道相切于点，圆轨道最低点和略微错开；螺旋圆轨道、水平轨道、顺时针转动的水平传送带及水平轨道平滑连接，轨道的右端固定一轻质弹簧，弹簧自然伸长时其自由端的位置在点。在点的左侧放置一个质量为的滑块（可视为质点）。现有一质量为的滑块（可视为质点）从轨道上距点高处由静止开始滑下，已知各轨道长度分别为，，，滑块与轨道、间的动摩擦因数均为，与传送带间的动摩擦因数为，其余轨道均光滑，传送带的速度，整个过程中均不超过弹簧的弹性限度。 （1）若，求滑块： ①首次运动至点时对轨道的压力； ②在上经过的总路程。 （2）若，滑块与滑块发生完全非弹性碰撞，求两滑块最终停止位置到点的距离。 19. 如图甲所示，水平面上固定着间距为L=1m的两条平行直轨道（除DE、CF是绝缘的连接段外，其他轨道均为不计电阻的导体），AB之间有一个R=1Ω的定值电阻，DC的左侧轨道内分布着竖直向下的匀强磁场B1，该磁场随时间的变化情况如图乙所示，EF的右侧轨道内分布着垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B2=1T，方向竖直向上、t=0时刻，质量m1=1kg、电阻r1=1Ω的a棒静止在距离导轨左侧d1=2m处，质量m2=2kg、电阻r2=0.5Ω的b棒在距离EF右侧d2=4.5m处被一种特定的装置锁定，两棒均长L=1m，且与轨道接触良好。DC左侧的轨道与棒间的动摩擦因数μ=0.2，DC右侧的轨道光滑且足够长，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑轨道连接处的阻碍。t=0.5s时，对a棒施加水平向右F=5N的恒力，在离开B1磁场区域时已达到稳定的速度，过DC后撤去恒力。当a棒接触到b棒时，b棒的锁定装置迅速解除，随后两棒碰撞并粘在一起成为一个整体。 （1）t=0.25s时，通过a棒的电流大小及方向（图中向上或向下）； （2）a棒刚进入B2磁场时，求a棒两端的电势差UFE； （3）求b棒在整个过程中产生的焦耳热； （4）a棒、b棒在B2磁场中最终的稳定速度。 20. 如图甲所示，某种离子分析器由加速区、偏转区和检测区组成，分别分布在第Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ象限内。在加速通道内分布着沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E1在0.6E0≤E1≤1.2E0范围内调节；在偏转通道内分布着垂直xOy坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B1随E1的变化而变化；在检测区内，分布着匀强电场或磁场，检测区内适当位置放有长为2 L的检测板。在坐标为（-L，-1.5L）的A处有一离子源，可连续释放质量为m、电荷量为-q(q＞0)的离子（释放时的速度可视为零），离子沿直线到达坐标为（-L，0）的小孔C，再经偏转区后从坐标为（0，L）的小孔D进入检测区，打在检测板上。三个区域的场互不影响，不计离子的重力及其间的相互作用。 （1）当E1等于E0时，磁感应强度B1的大小； （2）要保证所有的离子都能从C孔出来后从D孔进入检测区，试推导磁感应强度大小B1随场强E1变化的关系式； （3）如图乙所示，将检测板左端放在D孔上沿，板面与x轴正方向的夹角θ=30°检测区内加沿y轴负方向、场强大小E2=8E0的匀强电场，在满足（2）的条件下， ①求检测板上收集到离子记录线的长度Δd1； ②调整θ角使检测板上收集到离子的记录线最长，求此记录线的长度Δd2及调整后的角度正弦值； （4）如图丙所示，检测板与y轴平行，并可沿x轴及y轴平移。检测区内加垂直xOy坐标平面向里的磁场，磁感应强度大小B2沿x轴均匀变化，即B2=kx（k为大于零的常量），在满足（2）的条件下，要使检测板能收集到离子，求检测板x坐标的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高三（上）10月限时训练物理学科 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. 托尔（Torr）是真空技术领域广泛应用的计量单位，其定义为1毫米汞柱产生的压强，精确值为133.322Pa。现用国际单位制的基本单位表示托尔，下列单位正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】压强的定义式为，结合牛顿第二定律可知：力的国际基本单位为，面积的国际基本单位为，因此压强的国际基本单位为。 故选A。 2. “彭宁离子阱”是一个可以用来储存带电粒子的装置。该装置主要由一对左右对称的环电极和一对上下对称的端电极构成，其内部某一截面的部分电场线和等势线分布如图，则（　　） A. 三点电场强度大小关系 B. 三点电势高低关系 C. 将一电子从点移到点，静电力做负功 D. 将一电子从点移到点，电子电势能减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线疏密反映场强大小，可知a、b、c三点的电场强度大小关系是，选项A错误； B．沿电场线电势降低，则a点电势高于b点，bc电势相等，则a、b、c三点的电势高低关系是，选项B错误； C．点电势高，电子在该点电势能小，所以从点移到点，电势能增大，静电力做负功，故C正确； D．bc电势相等，所以将一电子从点移到点，电子电势能增大，故D错误。 故选C。 3. 1924年，德布罗意提出一切宏观粒子都具有与本身能量相对应的波动频率或波长。1927年汤姆孙在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了衍射图样，如图所示。已知电子质量为m，加速后电子速度v，普朗克常量h，下列说法正确的是（　　） A. 两个电子也可形成衍射图样 B. 电子形成的物质波是一种电磁波 C. 加速电压越大，电子的物质波波长越大 D. 实验中电子的德布罗意波长为 【答案】D 【解析】 【详解】A．两个电子打在底板上，只有两个亮点，没有衍射图样，故A错误； B．电子形成的物质波不是电磁波，电磁波是电磁场形成的波，故B错误； CD．根据动能定理 解得 由， 联立解得 加速电压越大，速度越大，而电子的物质波波长越小，故C错误，D正确。 故选D。 4. 2024年6月，中国无人机成功飞越了“世界之巅”。如图甲，某次无人机从地面静止开始竖直向上飞行，图乙为它运动的图像，图像中的段和段均为直线。下列说法正确的是（　　） A. 研究无人机螺旋桨转动情况可将其视为质点 B. 无人机在过程中处于失重状态 C. 无人机在过程中受到的合外力越来越大 D. 空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对平衡力 【答案】B 【解析】 【详解】A．研究无人机螺旋桨转动情况时，无人机的形状和大小不能忽略，不能将其视为质点，故A错误； B．由乙图可知，无人机在过程中减速上升，其加速度方向竖直向下，处于失重状态，故B正确； C．根据v-t图像中图线的斜率表示加速度，由乙图可知，无人机在过程中加速度恒定，根据牛顿第二定律 可知无人机受到的合外力保持不变，故C错误； D．空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对相互作用力，故D错误。 故选B。 5. 2024年5月，“嫦娥六号”月球探测器开启主发动机实施制动，进入周期为12h的椭圆环月轨道，近月点A距月心，远月点C距月心，为椭圆轨道的短轴。已知引力常量G，下列说法正确的是（　　） A. 根据信息可以求出月球的密度 B. “嫦娥六号”的发射速度大于 C. “嫦娥六号”从B经C到D的运动时间为6h D. “嫦娥六号”在A点和C点速率之比为 5：1 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 可求出月球的质量，但题中信息不能求出月球的体积，所以不可以求出月球的密度，故A错误； B．“嫦娥六号”环绕月球运动，未脱离地球的束缚，故其发射速度应大于地球的第一宇宙速度7.9km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，故B错误； C．“嫦娥六号”围绕月球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，从A→B→C做减速运动，从C→D→A做加速运动，则从B→C→D的运动时间大于半个周期，即大于6h，故C错误； D．由开普勒第二定律，可得 “嫦娥六号”在A点和C点速率之比为 故D正确。 故选D。 6. “西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为降压变压器和，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（　　） A. 电压互感器电压值为 B. 若电压表的示数为100V，电流表的示数为5A，则输电线路损耗功率为300kW C. 若保持发电机输出电压和输送功率不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增大 D. 发电机输出电压一定，增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片Q下移 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据变压比可知 电压互感器电压值为，故A错误； B．若电压表的示数为100V，电流表的示数为5A，输电线路上的输电电流为 输电线路损耗功率，因为输电线的电阻r未知，所以输电线路损耗的功率无法计算，故B错误； C．若保持发电机输出电压U1和输送功率不变，仅将滑片Q下移，则升压变压器副线圈的匝数增多，根据变压比可知U2变大，根据P=UI可知，输电线路的电流减小，根据可知，输电线损耗的功率减小，故C错误； D．各用户都是并联的，所以增加用户数，降压变压器副线圈电路的总电阻减小，则在降压变压器的原线圈电路中的等效电阻也减小，若升压变压器的匝数比不变，则升压变压器的输出电压不变，根据欧姆定律可知输电线路上的电流增大，则降压变压器的输入电压减小，相应的U4减小，所以为维持用户电压U4不变，可以提高升压变压器的输出电压，则可将滑片Q下移，增加升压变压器副线圈的匝数，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，均匀介质中有参数完全相同的两个波源与，相距 ，同时同方向起振，在介质中产生简谐横波。振动传至两波源连线中垂线上的点用时，已知点距两波源连线中点的距离为，从质点起振开始计时，点的振动方程为。下列说法错误的是 （ ） A. 振动在介质中传播的速度大小为 B. 振动在介质中传播的波长为 C. 两波源之间的连线上有 个振动加强点 D. 两波源之间的连线上距中点距离为 处的质点振幅为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由勾股定理可知，波源（或）到点的距离为 波从波源传到点用时，则波在介质中的传播速度大小为，故A正确； B．由点的振动方程 可知角频率，则周期为 波长为，故B正确； C．两波源相位相同（同向起振），振动加强点满足波程差 对于两波源连线上的任意一点，其波程差满足，已知波长，若，，对应连线中点为振动加强点；若，，超出线段的波程差范围（）。因此两波源之间的连线上只有个振动加强点（即中点），故C错误； D．在两波源连线上，距中点距离为处的质点，到两波源的距离差为 因为两波源同相起振，波程差为半波长的奇数倍的质点振动减弱，又因为两波源参数完全相同，故该质点的振幅为，故D正确。 本题选错误的，故选C。 8. 2025年5月12日“全国防灾减灾日”当天，一架八旋翼无人机在四川雅安，模拟地震-泥石流的复合灾害现场，把搭载伤员的“可调节式担架模块”整体吊起，完成了3公里、2500米海拔的空中转运。已知无人机及其装备的质量为M，无风悬停时发动机的输出功率为P，八旋翼桨叶旋转形成圆面，其形成圆面的面积为S，推动静止空气，使空气获得的速度为v，重力加速度为g，空气密度为，下面说法正确的是（　　） A. 单位时间内桨叶旋转推动空气的质量为 B. 单位时间内桨叶旋转推动空气的质量为 C. 无人机悬停时，悬吊伤员的质量可表示为 D. 无人机悬停时，悬吊伤员的质量可表示为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设在时间内通过面积S的空气质量为，则有 解得单位时间内桨叶旋转推动空气的质量为，故A错误； B．发动机的输出功率 解得单位时间内桨叶旋转推动空气的质量为，故B错误； CD．由动量定理 可得 根据平衡条件可得 联立解得，故C正确，D错误。 故选C。 9. 某智能手机具有智能切换充电模式的功能。充电时，当手机处于低电量时快速充电，高电量时涓流补偿待机以延长电池寿命。已知该手机的电池容量为5400mA·h，整个充电过程可分为三个阶段：电量从0至50%之间为快充阶段，从50%至80%之间为恒压充电阶段，从80%至100%之间为涓流充电阶段。该手机的充电功率随充电时间的变化如图所示，其中快充阶段的充电电压逐渐减小，恒压充电阶段和涓流充电阶段的充电电压保持不变。下列说法正确的是（　　） A. 快充阶段该手机获得的能量为 B. 电量至50%时的充电电流约为5.4A C. 恒压充电阶段的平均充电功率为35W D. 涓流充电阶段的充电电压约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，快充阶段该手机获得的能量为，故A错误； B．电量到50%时，快充阶段结束，此时充电功率为60W，但快充阶段充电电压是逐渐减小的，电流逐渐增大，由可知电量至50%时的电流不可能为5.4A（若电流5.4A，对应50%电量的总充电量为，远小于电池50%容量），故B错误； C．恒压充电阶段时长为，该阶段充电量为总容量的30%，即 该阶段功率从60W降到10W，是递减曲线，平均功率必然小于，故C错误； D．涓流充电电荷量的变化量为 此过程充电电流 则此过程的充电电压为，故D正确。 故选D。 10. 如图所示为一块环形玻璃砖的俯视图，图中是过环心的一条直线，一束光线平行射入玻璃砖，它与之间的距离为。玻璃砖的内圆半径为R，内部视为真空，外圆半径为2R，折射率为。下列说法正确的是（　　） A. 当时，光线恰好在内圆表面上发生全反射 B. 当时，光线进入内圆内部传播 C. 当时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为45° D. 无论多大，光线都会进入内圆内部传播 【答案】A 【解析】 【详解】A．如图所示，由几何关系，有，即入射角为 由折射定律，有 得 由正弦定理，有 得，即 有 即光线恰好在内圆表面上发生全反射，故A正确； BC．如图所示，由几何关系 即入射角为 由折射定律，有 即折射角为 折射光线恰好与内圆相切，不能进入内圆内部。继续从外圆射出时，与法线夹角为，与原入射光线的夹角为，故B、C均错误； D．如上图所示，当时，光线不会进入内圆内部传播，故D错误。 故选A。 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. 有关下列四幅图的描述，正确的是（ ） A. 图1中的真空冶炼炉，炉外线圈应接入高频交流电源 B. 图2中的核反应堆，镉棒作用是使“快中子”变为“慢中子” C. 图3中电磁波的传播，靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质机械传播 D. 图4中带电球靠近时，导体下面的金属箔张开，导体下面的金属箔闭合 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图1是高频感应炉，利用涡流热效应工作。线圈通入高频交流电，变化磁场在金属炉料中产生强涡流，从而熔化金属，故A正确； B．原子核反应堆中镉棒（控制棒）作用是吸收中子，调节链式反应强度，并非减速中子，故B错误； C．电磁波传播原理：变化电场激发变化磁场，变化磁场再激发变化电场，交替感应向前传播；不需要介质，故C正确； D．带电小球C靠近导体左端A时，发生静电感应：导体整体近端A带异种电荷，远端B带同种电荷，因此A、B下方金属箔都会张开，故D错误。 故选AC。 12. 原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（ ） A. 核的结合能约为 B. 核比核更稳定 C. 核中核子的平均结合能比核中的大 D. 两个核结合成核时释放能量 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由图可知，核的比结合能约为，其中含有4个核子，故其结合能约为，A正确； B．由图可知，核的比结合能比核的大，比结合能越大，原子核越稳定，B正确； C．核子的平均结合能就是比结合能，由图可知，核的比结合能比核的小，C错误； D．由图可知，核的比结合能大于核的比结合能。反应前后核子总数相同，生成的核的结合能大于原来两个核的结合能之和，因此该过程释放能量，D正确。 故选ABD。 13. 图甲是研究光电效应的实验电路图。实验得到光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图乙所示，图中水平虚线为曲线的渐近线。现用大量处于某一激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射出的光照射光电管，发现当电压表的示数为时，灵敏电流计的示数恰好为0。氢原子能级图如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 当滑片向移动时，表示数可能减小为0 B. 当时，光电子的最大初动能为 C. 当时，光电管的遏止电压为 D. 大量处于该激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可放出10种频率的光子 【答案】BD 【解析】 【详解】A．光电管加的是反向电压，当滑片向移动时，反向电压减小，电子从光电管逸出后，由动能定理 减小，增大，则灵敏电流计G所在的支路中光电流不可能减小为零，故A错误； BC．由图乙可知，当时，，由光电效应方程 逸出功公式 可知，我们的截止频率对应的波长，当时，光子能量 此时 而由图乙中水平虚线为曲线的渐近线为，可知，故，故B正确，C错误。 D．由光电效应方程，当电压表示数，所以 而，可解得入射光的能量， 而此入射光最大可使5能级的氢原子发生跃迁，因此大量处于能级的氢原子向低能级发生跃迁时，最多产生种不同频率的光，故D正确。 故选BD。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. ”用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图1所示， （1）将各元件按图1方式安装在光具座上，图中________（选填“A”、“B”或“C”）位置是安装双缝的位置； （2）某次实验分别采用双缝间距和的双缝获得绿光干涉条纹如图2所示，其中对应的是图________（选填”A”或”B”）。 【答案】（1）C （2）B 【解析】 【小问1详解】 双缝干涉实验的元件安装顺序为：光源、滤光片（A）、单缝（B）、双缝（C）、遮光筒、毛玻璃屏。因此，图中C位置是安装双缝的位置 【小问2详解】 根据可知，d越小条纹间距越稀疏，由图2可知图B的条纹间距更稀疏且，因此对应的是B。 15. 甲乙两位同学用两种方法在研究做匀速圆周运动的物体所受向心力大小与质量、角速度和半径的关系： （1）甲同学用如图甲所示装置进行实验，本实验采用的主要实验方法为_________。在探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，将两个相同质量的小球，分别放在挡板处与_________（选填“A”或“B”）挡板处，同时将传动皮带套在半径_________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮上。 （2）乙同学用如图乙所示装置验证向心力大小与角速度的关系。长度为的细线上端固定，下端悬挂质量为的小球（视为质点），将画有几个同心圆的白纸置于悬点下方的平台上，其圆心在细线悬挂点的正下方。现给小球一初速度，使其恰沿纸面上半径为的圆做匀速圆周运动，此时小球对纸面恰好无压力，用秒表记录小球转动圈所用的总时间为。不计空气阻力，重力加速度大小为。假如要验证向心力公式成立，需要满足的等式为_________（用、、等表示），如果小球在最后几圈在同一个平面内做了小角度的来回运动，则所测得周期将_________（填“偏大”、“偏小”或者“不变”）。 【答案】（1） ①. 控制变量法 ②. B ③. 相同 （2） ①. ②. 偏大 【解析】 【小问1详解】 [1]向心力大小与质量、角速度和半径有关，研究其中两个物理量之间的关系时，需要保持其他物理量不变，因此采用控制变量法。 [2][3]探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，应保持两个小球的质量和角速度相同，改变圆周运动半径。图中挡板处与挡板处对应的圆周运动半径不同，因此应将另一小球放在挡板处。传动皮带不打滑时，两塔轮边缘的线速度大小相等，将皮带套在半径相同的两个塔轮上，可以使两塔轮及小球的角速度相同。 【小问2详解】 [1]设细线与竖直方向的夹角为，小球做匀速圆周运动的周期为，细线的拉力大小为。由几何关系可知，悬点到圆周所在平面的距离为，故 小球对纸面恰好无压力，由牛顿第二定律得， 联立解得 由可得，需要满足的等式为 [2]小球在同一个平面内做小角度的来回运动时，可视为摆长为的单摆，其周期为 由于，所以，最后几次运动所用时间增大，故所测得周期偏大。 16. 某同学把铜片和锌片相隔约插入一个苹果中，就制成了一个水果电池。为了测量其电动势和内阻，他用到的实验器材有电阻箱（最大阻值为）、数字万用表电压挡（内阻远大于普通电压表）、开关、导线若干。实验步骤如下∶ ①将该水果电池与其余实验器材按图甲所示电路连接； ②调节电阻箱阻值，闭合开关，待示数稳定后，记录电阻箱的阻值和数字万用表的数值后立即断开开关； ③每次将电阻箱的阻值增大，重复实验，计算出相应的和，数据记录如下表所示∶ 2000 0.206 0.500 4.854 3000 0.275 0.333 3.636 4000 0.335 0.250 2.985 5000 0.380 0.200 2.632 6000 0.425 0.167 2.353 ④根据表中数据，绘制出关系图线如图乙中的直线所示。 请回答下列问题∶ （1）步骤②中立即断开开关的原因是________； （2）根据闭合电路欧姆定律，可以得到与的关系表达式为________（用、和表示）； （3）根据实验数据绘制的图线可得该水果电池的电动势为________，内阻为________（结果均保留2位有效数字）； （4）若用普通的电压表代替万用电表进行实验，得到的图线可能是图乙中的________（选填“"、“b"、“c"、“d"）。 【答案】 ①. 步骤②中立即断开开关的原因是防止长时间通电，导致水果电池内阻和电动势发生变化 ②. ③. ④. ⑤. a 【解析】 【详解】（1）[1]略； （2）[2]在闭合电路中，由闭合电路欧姆定律有 解得 （3）[3][4]则可知图像b的截距 图像斜率 由图b可知 所以 （4）[5]若用普通的电压表代替万用电表进行实验，由于电压表内阻不是无穷大，会导致测量结果存在误差，由闭合回路欧姆定律有 得 可见图线斜率不变，但截距变化，所以得到图线可能是图乙中的a。 17. 如图甲所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态后，最后回到状态，其中为等压过程，为等容过程，为等温过程。已知气体在状态时的压强，体积，温度，在状态时体积。 （1）在过程中，气体分子的平均动能_______（选填“增大”、“减少”或“不变”）；在过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数_________（选填“增大”、“减少”或“不变”）； （2）求状态的温度、状态的压强； （3）求过程中气体与外界交换的总热量。 【答案】（1） ①. 增大 ②. 增大 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]在过程中，为等压过程，体积增大，根据盖•吕萨克定律可知，气体温度升高，所以气体分子平均动能增大； [2]在过程为等温过程，体积减小，根据波义耳定律可知，压强增大，所以单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增大。 【小问2详解】 为等压过程，根据盖•吕萨克定律有 解得 为等容过程，根据查理定律有 解得 【小问3详解】 由题意可知，故过程中气体内能增量 过程中，气体压强不变，气体做功由 解得。 过程中，气体体积不变，气体对外不做功 根据热力学第一定律 解得。 18. 一游戏装置的竖直截面如图所示，倾角为37°的轨道与半径的螺旋圆轨道相切于点，圆轨道最低点和略微错开；螺旋圆轨道、水平轨道、顺时针转动的水平传送带及水平轨道平滑连接，轨道的右端固定一轻质弹簧，弹簧自然伸长时其自由端的位置在点。在点的左侧放置一个质量为的滑块（可视为质点）。现有一质量为的滑块（可视为质点）从轨道上距点高处由静止开始滑下，已知各轨道长度分别为，，，滑块与轨道、间的动摩擦因数均为，与传送带间的动摩擦因数为，其余轨道均光滑，传送带的速度，整个过程中均不超过弹簧的弹性限度。 （1）若，求滑块： ①首次运动至点时对轨道的压力； ②在上经过的总路程。 （2）若，滑块与滑块发生完全非弹性碰撞，求两滑块最终停止位置到点的距离。 【答案】（1）①，竖直向下；② （2） 【解析】 【小问1详解】 ①滑块首次运动至点，根据动能定理有 解得 在点，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力 方向竖直向下； ②滑块因摩擦力机械能减少，最终在点及点以下轨道运动，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 滑块刚滑到上时，根据动能定理有 解得 根据动量守恒定律 解得 滑块在传送带上，根据牛顿第二定律有 解得加速度 设滑块在传送带上减速到与传送带速度相等时的位移为，根据 解得 所以滑块在传送带上先减速后匀速。 从传送带右端到与弹簧碰撞再返回点，根据动能定理有 解得 从点向左运动，最后停下来，根据动能定理有 解得 所以两滑块最终停止位置到点的距离为 19. 如图甲所示，水平面上固定着间距为L=1m的两条平行直轨道（除DE、CF是绝缘的连接段外，其他轨道均为不计电阻的导体），AB之间有一个R=1Ω的定值电阻，DC的左侧轨道内分布着竖直向下的匀强磁场B1，该磁场随时间的变化情况如图乙所示，EF的右侧轨道内分布着垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B2=1T，方向竖直向上、t=0时刻，质量m1=1kg、电阻r1=1Ω的a棒静止在距离导轨左侧d1=2m处，质量m2=2kg、电阻r2=0.5Ω的b棒在距离EF右侧d2=4.5m处被一种特定的装置锁定，两棒均长L=1m，且与轨道接触良好。DC左侧的轨道与棒间的动摩擦因数μ=0.2，DC右侧的轨道光滑且足够长，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑轨道连接处的阻碍。t=0.5s时，对a棒施加水平向右F=5N的恒力，在离开B1磁场区域时已达到稳定的速度，过DC后撤去恒力。当a棒接触到b棒时，b棒的锁定装置迅速解除，随后两棒碰撞并粘在一起成为一个整体。 （1）t=0.25s时，通过a棒的电流大小及方向（图中向上或向下）； （2）a棒刚进入B2磁场时，求a棒两端的电势差UFE； （3）求b棒在整个过程中产生的焦耳热； （4）a棒、b棒在B2磁场中最终的稳定速度。 【答案】（1）2A，向上 （2）2V （3）4.5J （4）1m/s 【解析】 【小问1详解】 0~0.5s内，磁场增强，由楞次定律判断，a棒上的电流方向为向上（逆时针），假设a棒不动，则 根据法拉第电磁感应定律可得 所以 则 故假设成立，a棒不动； 【小问2详解】 a棒离开DC时已达到稳定速度，此时有， 解得 a棒以v1=6m/s的速度冲入B2的匀强磁场，则 a棒两端的电势差为 【小问3详解】 考虑a棒进入磁场时，与b棒相距d2=4.5m，a棒在与b棒相撞前，b棒一定处于静止状态，设a棒与b棒碰撞前瞬间的速度为v2，以a棒为研究对象，根据动量定理可得 解得a棒在与b棒相撞前的速度为 根据能量守恒定律可知，从a棒刚进入B2磁场开始到a、b两棒碰撞前瞬间，a棒减少的动能转化为电能，通过电流做功，释放焦耳热，则 解得 【小问4详解】 a、b两棒碰撞时，系统动量守恒，最终两棒速度相等，则 解得 20. 如图甲所示，某种离子分析器由加速区、偏转区和检测区组成，分别分布在第Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ象限内。在加速通道内分布着沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E1在0.6E0≤E1≤1.2E0范围内调节；在偏转通道内分布着垂直xOy坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B1随E1的变化而变化；在检测区内，分布着匀强电场或磁场，检测区内适当位置放有长为2 L的检测板。在坐标为（-L，-1.5L）的A处有一离子源，可连续释放质量为m、电荷量为-q(q＞0)的离子（释放时的速度可视为零），离子沿直线到达坐标为（-L，0）的小孔C，再经偏转区后从坐标为（0，L）的小孔D进入检测区，打在检测板上。三个区域的场互不影响，不计离子的重力及其间的相互作用。 （1）当E1等于E0时，磁感应强度B1的大小； （2）要保证所有的离子都能从C孔出来后从D孔进入检测区，试推导磁感应强度大小B1随场强E1变化的关系式； （3）如图乙所示，将检测板左端放在D孔上沿，板面与x轴正方向的夹角θ=30°检测区内加沿y轴负方向、场强大小E2=8E0的匀强电场，在满足（2）的条件下， ①求检测板上收集到离子记录线的长度Δd1； ②调整θ角使检测板上收集到离子的记录线最长，求此记录线的长度Δd2及调整后的角度正弦值； （4）如图丙所示，检测板与y轴平行，并可沿x轴及y轴平移。检测区内加垂直xOy坐标平面向里的磁场，磁感应强度大小B2沿x轴均匀变化，即B2=kx（k为大于零的常量），在满足（2）的条件下，要使检测板能收集到离子，求检测板x坐标的最大值。 【答案】（1） （2）； （3）①0.3L；②L；0.8 （4） 【解析】 【小问1详解】 由图甲得，粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为，由牛顿第二定律，解得点的速度① 在电场中，从A到C，由动能定理得② 联立①②解得，磁感应强度 【小问2详解】 在电场中，从A到C，由动能定理得③ 要保证所有的离子都能从C孔出来后从D孔进入检测区，则在磁场中，有④ 联立③④解得关系式为 【小问3详解】 [1] 粒子进入检测区后做类平抛运动，设粒子位移为，则水平方向上有⑤ 竖直方向上有⑥ 由于在磁场中偏转速度大小不变，有，再结合③④⑤解得 代入的范围，解得的范围为 则 [2]同理得，粒子水平方向上有⑤ 竖直方向上有⑥ 解得⑦ 当时，代入⑦式解得 当时，此时最小值 故记录线长度 【小问4详解】 当时，速度有最大值，由动能定理得⑧ 由动量定理得 ⑨ 联立⑧⑨解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $