精品解析：浙江省知临中学2026-2027学年高三上学期10月阶段性测试物理试卷理试卷

浙江省知临中学2026-2027学年高三上学期10月阶段性测试物理试卷 一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 下列物理量的单位采用国际单位制中基本单位表示，正确的是（ ） A. 加速度： B. 动能： C. 电场强度： D. 电动势： 2. 电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示，电梯处于超重状态的时段是（　　） A. 从20.0s到30.0s B. 从30.0s到40.0s C. 从40.0s到50.0s D. 从50.0s到60.0s 3. 羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。某研究小组的同学为研究羽毛球飞行规律，描绘出了如图所示的若干条羽毛球飞行轨迹图，图中A、B是其中同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，则该羽毛球（　　） A. 在P点时羽毛球的加速度方向竖直向下 B. 整个飞行过程中经P点的速度最小 C. 段的运动时间小于段的运动时间 D. 在A点的速度大小等于在B点的速度大小 4. 如图所示，先用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电金属球靠近金属网。下列说法中正确的是（　　） A. 验电器的箔片会张开 B. 金属网外表面带负电荷，内表面带正电荷 C. 金属网罩内部电场强度为零 D. 金属网的电势比验电器箔片的电势高 5. 如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为（ ） A. B. C. D. 6. 卫星上装有太阳能帆板，可将光能转化为电能储存在蓄电池中，为卫星提供电能。现有一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行轨道位于赤道平面上，轨道半径为地球半径的倍。已知地球的自转周期为，半径为R，地球静止卫星轨道半径约为。在春分这一天，太阳光可视为直射赤道，该卫星绕地心转动一周，太阳能帆板能接收到太阳光的时间约为（　　）（） A. B. C. D. 7. 新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（　　） A. 为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板 B. 若输入端ab接上380V直流电，也能正常充电 C. 供电线圈和受电线圈匝数比可能为19：30 D. ab端的输入功率大于12kW 8. 瑞利干涉仪的结构如图，以钠光灯作为光源置于透镜L1的前焦点，在透镜L2的后焦面上观测干涉条纹的变动。在两个透镜之间安置一对完全相同的玻璃管A和B。实验开始时，A管和B管都抽成真空，此时在E点观测到亮条纹。缓慢向B管充入气体，直到E点再一次观察到亮条纹。已知，A管和B管的长度均为L，光波的周期为T，光在真空中的传播速度为c。则B管中充入的气体的折射率为（ ） A. B. C. D. 9. 如图，真空玻璃管内，阴极发出的电子（初速度为零）经KA 间的电场加速后，以一定的速度沿玻璃管的中轴线射入平行极板 D1、D2。若两极板无电压，电子打在荧光屏中心P1点；若两极板加上偏转电压U，电子打在荧光屏上的P2点；若两极板间再加上垂直纸面方向的有界匀强磁场（磁场只存在于板间区域），磁感应强度大小为B，则电子又打到 P1点；若撤去电场只留磁场，电子恰好从极板 D1、D2右侧边缘射出。已知两极板间距为d，板长为2d，设电子的质量为m、电荷量大小为q，则（　　） A. 电子进入两板间的速度 B. 将KA的加速电压和D1、D2两板间的电压同时加倍，电子还是打在 P2点 C. 只留磁场，电子恰好从极板右侧边缘射出时速度偏转角的正切值为 D. 电子的比荷 10. 两足够长平行挡板M、N固定在光滑水平桌面上，其俯视图如图所示。质量为m的小球以初速度射入两板间，方向与N板夹角为。小球与挡板每次碰撞前后垂直挡板方向速度大小不变且作用时间极短，与挡板间的动摩擦因数为。已知两挡板间距为d，小球可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 小球最终的速度大小为 B. 小球最终停在两板间某一位置 C. 小球与挡板第一次碰撞后沿板前进的最大距离为 D. 小球与挡板第一次碰撞后沿板前进的最大距离为 二、选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有不止一项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有多选的、错选的、不选的均得0分） 11. 下列说法正确的是（　　） A. 强子是参与强相互作用的粒子。质子、中子和电子都是强子 B. 在惯性约束下，可以用高能量密度的激光照射参加反应物质从而引发核聚变 C. 常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点，故金属是晶体 D. 取分子间距离r为无穷远时的分子势能为0，则当r<r0时，分子势能一定小于0 12. 某超声波探伤器简化原理图如图甲所示，时超声波探头的发射装置发射出连续的简谐横波，而接收装置先后接收到经材料表面和内部裂痕分别反射回来的信号。接收的信号图像如图乙所示，时刻开始接收到反射信号，时刻信号振幅开始增大。已知发射装置和接收装置位于同一位置，简谐横波在传导介质中速度为，在材料内传播速度为，下列说法正确的有（       ） A. 该简谐波在材料内的波长大小等于 B. 该简谐波在材料内部传播频率大于在传导介质中传播的频率 C. 探头的接收装置与材料表面间的距离为 D. 缺陷处与材料表面间的距离为 13. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨、水平放置在垂直于导轨平面的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为，导轨的间距为，导轨两端通过定值电阻、电流表A与平行金属板、相连，平行金属板的电容为。质量为的金属棒垂直导轨以初速度水平向左运动，金属棒达到稳定状态后，一束频率为的单色光照射在K极板上，光电子恰好到达极板的右侧边缘，电子的电荷量为，整个电路中其余电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒达到稳定状态时，电流表的示数为 B. 金属棒达到稳定状态时的速度大小为 C. 金属板、的遏止电压为 D. 金属板的逸出功为 三、实验题（共14分） 14. 甲同学，利用气垫导轨和数字计时器记录物体沿斜面下滑的运动过程来《验证机械能守恒定律》，计时系统的工作要借助于光源和光敏管。当滑块经过时，其上的遮光条把光遮住，与光敏管相连的电子电路自动记录遮光的时间，通过数码屏显示出来。实验部分装置和原理图如下所示，已知滑块和挡光板的总质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，挡光板宽度为d，经过光电门1和光电门2的时间分别为t1和t2，在装置上读出两光电门之间的距离，用L表示，则： （1）该同学用螺旋测微器测量遮光条宽度 d，如图1，则遮光条宽度 d=________mm； （2）该实验中，以下操作正确的是（ ） A. 遮光条宽度越小越好 B. 需抬高左侧以平衡摩擦力 C. 无需M>m （3）该同学为验证机械能守恒，重力势能的减少量△Ep的表达式是____________，动能的增加量△Eₖ的表达式是______________（以上两空均用字母M、m、d、L、t1、t2表示）；若在误差允许范围内，△Ep近似等于△Eₖ，则说明机械能守恒；若在进行数据分析时发现系统增加动能△Eₖ总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能△Ep，可能的原因是_________（写出1条即可）。 （4）若乙同学用一端带滑轮的轨道和打点计时器验证系统的机械能守恒，如图2，请问这样的做法_______（填“可行”或“不可行”）。 15. 用如图所示的电路测量一个量程为100μA，内阻约为2000Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12V，有两个电阻箱可选，， （1）根据电路图，请把实物连线补充完整_______； （2）按以下步骤完成实验 ①将变阻器滑动头P移至最左端，将调至最大值； ②断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节使表头满偏； ③闭合开关S2，调节，使微安表半偏，并读出阻值； ④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材 （3）如图是调节后面板，则待测表头的内阻为__________，则真实值__________（填“大于”、“小于”、“等于”）该测量值。 （4）某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出值，在滑动头P不变，S2闭合后调节电阻箱，使电表半偏时读出，若认为OP间电压不变，则微安表内阻为__________（用、表示） 16. 关于以下实验，说法正确的是（　　） A. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用注射器吸取油酸溶液，然后一滴一滴的滴入烧杯时，多数了一滴，会引起测量结果偏大 B. 在用双缝干涉测量光的波长实验时，若双缝间的距离d减小，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 C. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减小涡流 D. 测平行玻璃砖的折射率时，误将玻璃砖的宽度画宽了，其他操作均正确，则测得的折射率将偏大 四、解答题（本题共4小题，共44分） 17. 在温度为27℃的车间给容积为的氧气瓶充好氧气，测得瓶内压强为，把氧气瓶运送到温度为-3℃的工地上分装给氧气袋，分装前的氧气袋内无气体，分装后每个氧气袋的容积为，压强为，分装多个氧气袋后测得瓶内的压强为。若忽略氧气瓶因热胀冷缩造成的容积偏差。试求： （1）氧气瓶从车间运送到工地，分装前瓶内压强； （2）分装了多少个氧气袋？ （3）分装后剩余的氧气质量与分装前氧气总质量的比值； 18. 如图所示，圆心为、半径的光滑圆弧轨道与光滑水平地面在A点相切，与倾角、长度的斜面BC在B点相切，圆心为、半径的光滑圆弧轨道与斜面BC在C点相切，竖直。水平地面左侧竖直挡板处固定有水平轻质弹簧，弹簧原长位置在A点左侧。将可视为质点、质量的物块压缩弹簧至不同位置由静止释放，某次释放后物块经过圆弧轨道的A点时对轨道的压力大小，物块恰好运动到斜面上的C点。取重力加速度大小，，。 （1）求这次释放物块时弹簧的弹性势能； （2）求物块与斜面间的动摩擦因数； （3）为确保物块能沿圆弧轨道运动到D点，求释放物块时弹簧的弹性势能的取值范围。 19. 如图所示，两个金属轮、，可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属细轴、转动，、相互平行，水平放置。每个金属轮由四根金属辐条和金属环组成，轮的每根辐条长为、每根的电阻为,轮的每根辐条长为、每根的电阻为，连接辐条的金属环的宽度与电阻都可以忽略。半径为的木质绝缘圆盘与同轴且粘在一起。一轻细绳的一端固定在边缘上的某点，绳在上绕足够匝数后，悬挂一质量为的重物。当下落时，通过细绳带动和绕轴转动。转动过程中，、保持接触，无相对滑动；两轮与各自细轴之间保持良好的电接触；两细轴通过导线与一阻值为的电阻相连。除R和两轮中辐条的电阻外，其它所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与转轴平行。现将释放，最终将匀速下落（题中、、、可视为已知量）。问： （1）匀速下落时，轮和轮各自的转动方向如何？（顺时针或者逆时针）两者角速度的大小之比是多少？ （2）点与轮的边缘相比，谁的电势高？点与轮的边缘相比，谁的电势高？ （3）图中如果左边的轮子以角速度旋转，则一根辐条上产生的电动势有多大？ （4）图中如果左边的轮子以角速度旋转，电阻中的电流多大？ （5）本系统中，最终将匀速下落时的速度是多大？ 20. 图1为某质谱仪工作原理示意图。电离室中的气体分子被激光照射后发生电离，其中带正电的粒子由静止经平行于纸面的加速电场加速后，垂直于CD边进入梯形匀强磁场区域（磁场方向垂直纸面向外），并从CG边中点O平行于CD边射出，经无场区从边界PQ进入平行于纸面的匀强偏转电场，最终打到接收器与纸面交线MN上并被吸收，接收器可视为接地良好的金属板。MN延长线经过O点，与CD所在直线夹角为α，α可通过MN绕O点在纸面内的转动进行调整，调整前后PQ与MN始终平行且间距为0.3m不变。CG边长为0.2m，与底边HG夹角为60°，磁感应强度大小为0.4T，偏转电场的电场强度大小为1.8×104V/m，方向始终垂直于PQ。整个过程只考虑一种粒子，加速电场的电压恒定，MN与PQ足够长，装置处于真空环境，忽略粒子间的相互作用，不计重力。 （1）已知激光波长为442nm，求该激光一个光子的能量ε。（普朗克常量，真空中光速） （2）调整α，得到从粒子离开加速电场到到达接收器所经历的时间t与α的关系如图2所示，求加速电场的电压U以及粒子比荷k。 （3）质谱仪稳定工作时，测得接收器每秒接收的粒子数为n，若再测一个除电荷量和质量以外的物理量，便可在（2）问的基础上得到粒子的质量。请写出该物理量，并推导粒子质量表达式（所有物理量均用字母表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 浙江省知临中学2026-2027学年高三上学期10月阶段性测试物理试卷 一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 下列物理量的单位采用国际单位制中基本单位表示，正确的是（ ） A. 加速度： B. 动能： C. 电场强度： D. 电动势： 【答案】C 【解析】 【详解】A．加速度的单位为，是由导出单位与基本单位组合而成的单位，并非全由基本单位表示，故A错误； B．动能的单位为焦耳（），由 可得其用基本单位表示为，故B错误； C．根据 可得 又有， 则电场强度的单位可用基本单位表示为，故C正确； D．电动势的单位为伏特（），根据，， 可得电动势用基本单位表示为，故D错误。 故选C。 2. 电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示，电梯处于超重状态的时段是（　　） A. 从20.0s到30.0s B. 从30.0s到40.0s C. 从40.0s到50.0s D. 从50.0s到60.0s 【答案】A 【解析】 【详解】A．图像的斜率表示加速度，从20.0s到30.0s，同学有向上的加速度，处于超重状态，故A正确； B．从30.0s到40.0s，同学的加速度为零，处于平衡状态，故B错误； C．从40.0s到50.0s，同学有向下的加速度，处于失重状态，故C错误； D．从50.0s到60.0s，同学的加速度为零，处于平衡状态，故D错误。 故选A。 3. 羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。某研究小组的同学为研究羽毛球飞行规律，描绘出了如图所示的若干条羽毛球飞行轨迹图，图中A、B是其中同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，则该羽毛球（　　） A. 在P点时羽毛球的加速度方向竖直向下 B. 整个飞行过程中经P点的速度最小 C. 段的运动时间小于段的运动时间 D. 在A点的速度大小等于在B点的速度大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．在P点时除重力之外，羽毛球还受到水平向左的空气阻力，则羽毛球的合外力方向指向左下方，加速度方向指向左下方，故A错误； B．因为P点时合外力与速度夹角是钝角，故羽毛球继续做减速运动，则P点速度不是最小的，故B错误； C．羽毛球在AP段的上升阶段，受重力和空气阻力。竖直方向上，由牛顿第二定律得 下降阶段，同理得 显然，根据，由于位移大小相等，所以AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，故C正确； D．整个过程中有空气阻力，能量并不守恒，故相等高度处的速度不相等，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，先用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电金属球靠近金属网。下列说法中正确的是（　　） A. 验电器的箔片会张开 B. 金属网外表面带负电荷，内表面带正电荷 C. 金属网罩内部电场强度为零 D. 金属网的电势比验电器箔片的电势高 【答案】C 【解析】 【详解】A．用金属网把验电器罩起来，金属网起到了静电屏蔽的作用，此时使带电金属球靠近验电器，箔片不张开，选项A错误； B．处于静电平衡的导体，静电荷都分布在导体外表面，内部没有静电荷，选项B错误； CD．静电屏蔽时，金属网罩内部电场强度为零，电势相等，选项C正确，D错误。 故选C。 5. 如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对“嫦娥五号”探测器受力分析有 FN = mg月 则对一条腿有 根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为。 故选D。 6. 卫星上装有太阳能帆板，可将光能转化为电能储存在蓄电池中，为卫星提供电能。现有一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行轨道位于赤道平面上，轨道半径为地球半径的倍。已知地球的自转周期为，半径为R，地球静止卫星轨道半径约为。在春分这一天，太阳光可视为直射赤道，该卫星绕地心转动一周，太阳能帆板能接收到太阳光的时间约为（　　）（） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对静止卫星由万有引力提供向心力 对于人造卫星的轨道半径为 由万有引力提供向心力得 解得 如图所示，人造卫星在A到B（顺时针）的过程中太阳能帆板无法工作 由几何关系知 可得 θ=90° 则该卫星绕地心转动一周，太阳能帆板能接收到太阳光的时间约为 故选A。 7. 新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（　　） A. 为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板 B. 若输入端ab接上380V直流电，也能正常充电 C. 供电线圈和受电线圈匝数比可能为19：30 D. ab端的输入功率大于12kW 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属护板在变化的磁场中会产生涡流，故不可以在车底板加装金属护板，故A错误； B．只有交流电才能发生电磁感应现象，实现电能传输，故B错误； C．电池系统cd端的电压为600V，若供电线圈和受电线圈匝数比为19：30，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得 可知此时供电线圈中的电阻两端电压为零，不符合题意，故C错误； D．电池系统的输出功率为 供电线圈回路中，电流不为零，定值电阻的热功率不为零，故ab端的输入功率大于12kW，故D正确。 故选D。 8. 瑞利干涉仪的结构如图，以钠光灯作为光源置于透镜L1的前焦点，在透镜L2的后焦面上观测干涉条纹的变动。在两个透镜之间安置一对完全相同的玻璃管A和B。实验开始时，A管和B管都抽成真空，此时在E点观测到亮条纹。缓慢向B管充入气体，直到E点再一次观察到亮条纹。已知，A管和B管的长度均为L，光波的周期为T，光在真空中的传播速度为c。则B管中充入的气体的折射率为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在瑞利干涉仪中，两束光在点形成亮条纹时，光程差需满足，其中为整数，为光的波长 初始时A、B管均为真空，光在管中传播速度为，传播时间 亮条纹的光程差 B管充入气体后，光在B管中传播速度为，其中 是气体的折射率 传播时间 两束光的时间差 光程差 根据产生亮条纹条件，可得 解得 充入气体后点再次出现亮条纹，此时两束光的光程差为，所以可得 故选A。 9. 如图，真空玻璃管内，阴极发出的电子（初速度为零）经KA 间的电场加速后，以一定的速度沿玻璃管的中轴线射入平行极板 D1、D2。若两极板无电压，电子打在荧光屏中心P1点；若两极板加上偏转电压U，电子打在荧光屏上的P2点；若两极板间再加上垂直纸面方向的有界匀强磁场（磁场只存在于板间区域），磁感应强度大小为B，则电子又打到 P1点；若撤去电场只留磁场，电子恰好从极板 D1、D2右侧边缘射出。已知两极板间距为d，板长为2d，设电子的质量为m、电荷量大小为q，则（　　） A. 电子进入两板间的速度 B. 将KA的加速电压和D1、D2两板间的电压同时加倍，电子还是打在 P2点 C. 只留磁场，电子恰好从极板右侧边缘射出时速度偏转角的正切值为 D. 电子的比荷 【答案】B 【解析】 【详解】A．由磁场加电场电子打到位置时，电子受力平衡 解得 故A错误； B．设水平速度为，则经过偏转电场的时间为 竖直方向的速度 则出偏转电场的速度与水平方向夹角的余切值 将KA的加速电压和D1、D2两板间的电压同时加倍，水平速度 变为原来的2倍，同时变为原来的两倍，最终出偏转电场的速度方向不变。所以电子还是打在P2点，故B正确； C．设圆周运动的半径为R，根据几何关系可以得出 解得 只留磁场，电子恰好从极板右侧边缘射出时速度偏转角的正切值为 故C错误； D．由洛伦兹力提供向心力，半径为R 则求出 其中代入 故D错误。 故选B。 10. 两足够长平行挡板M、N固定在光滑水平桌面上，其俯视图如图所示。质量为m的小球以初速度射入两板间，方向与N板夹角为。小球与挡板每次碰撞前后垂直挡板方向速度大小不变且作用时间极短，与挡板间的动摩擦因数为。已知两挡板间距为d，小球可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 小球最终的速度大小为 B. 小球最终停在两板间某一位置 C. 小球与挡板第一次碰撞后沿板前进的最大距离为 D. 小球与挡板第一次碰撞后沿板前进的最大距离为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．小球每次碰撞前后，垂直挡板方向的速度大小恒为 由动量定理知，此过程挡板对小球的弹力的冲量大小恒为 由知，每次碰撞挡板对小球的摩擦力的冲量大小恒为 此过程小球沿挡板方向的分速度变化 （取平行挡板向右为正方向），即小球每次与挡板碰后沿挡板方向的分速度大小减小 。由于 可见小球与挡板碰撞6次后沿挡板方向的分速度减为0，最终小球以在垂直挡板方向运动，反复与挡板垂直碰撞，故A错误，B错误； CD．小球与挡板每次碰后沿挡板方向的分速度大小分别为： 小球与挡板每次碰后至刚要发生下次碰撞所用的时间均为 故小球与挡板第一次碰撞后沿板前进的最大距离 故C错误，D正确。 故选D。 二、选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有不止一项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有多选的、错选的、不选的均得0分） 11. 下列说法正确的是（　　） A. 强子是参与强相互作用的粒子。质子、中子和电子都是强子 B. 在惯性约束下，可以用高能量密度的激光照射参加反应物质从而引发核聚变 C. 常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点，故金属是晶体 D. 取分子间距离r为无穷远时的分子势能为0，则当r<r0时，分子势能一定小于0 【答案】BC 【解析】 【详解】A．强子是参与强相互作用的粒子。质子和中子是强子，电子不参与强相互作用，是轻子，故A错误； B．在惯性约束下，可以用高能量密度的激光照射参加反应物质从而引发核聚变，故B正确； C．常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点，故金属是多晶体，故C正确。 D．取分子间距离r为无穷远时的分子势能为0，则当r<r0时，分子间作用力表现为斥力，靠近时，分子斥力做负功，分子势能增加，所以分子势能不一定小于0，故D错误。 故选BC。 12. 某超声波探伤器简化原理图如图甲所示，时超声波探头的发射装置发射出连续的简谐横波，而接收装置先后接收到经材料表面和内部裂痕分别反射回来的信号。接收的信号图像如图乙所示，时刻开始接收到反射信号，时刻信号振幅开始增大。已知发射装置和接收装置位于同一位置，简谐横波在传导介质中速度为，在材料内传播速度为，下列说法正确的有（       ） A. 该简谐波在材料内的波长大小等于 B. 该简谐波在材料内部传播频率大于在传导介质中传播的频率 C. 探头的接收装置与材料表面间的距离为 D. 缺陷处与材料表面间的距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙得这段时间对应个周期，故 该简谐波在材料内传播速度为，故该简谐波在材料内的波长，故A正确； B．波的频率由波源决定，与介质无关，所以该简谐波在材料内部传播频率等于在传导介质中传播的频率，故B错误； C．波发射到接收所传播的长度应该为距离的两倍，所以探头的接收装置与材料表面间的距离，故C错误； D．同理，时刻信号振幅开始增大，对应接收装置收到经材料表面和内部裂痕反射回来的信号叠加，故探头的接收装置与内部裂痕间的距离为 故内部裂痕处与材料表面间的距离为，故D正确。 故选AD。 13. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨、水平放置在垂直于导轨平面的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为，导轨的间距为，导轨两端通过定值电阻、电流表A与平行金属板、相连，平行金属板的电容为。质量为的金属棒垂直导轨以初速度水平向左运动，金属棒达到稳定状态后，一束频率为的单色光照射在K极板上，光电子恰好到达极板的右侧边缘，电子的电荷量为，整个电路中其余电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒达到稳定状态时，电流表的示数为 B. 金属棒达到稳定状态时的速度大小为 C. 金属板、的遏止电压为 D. 金属板的逸出功为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．金属棒向左运动时产生感应电动势，电容器不断充电，电容器两端电压逐渐增大，金属棒所受安培力阻碍其运动。设稳定状态下金属棒的速度为，此时电容器两端电压与金属棒产生的感应电动势大小相等，即 回路中的合电动势为零，因此电流表的示数为零，故A正确； B．在电容器充电过程中，设通过回路的电荷量为，根据动量定理 又 根据电容定义有 联立，解得，故B错误； C．稳定状态下，金属板A、K间的电压等于电容器两端电压，根据 解得 光电子从金属板K射出后恰好到达金属板A，因此该电压即为遏止电压，故C正确； D．根据爱因斯坦光电效应方程有 光电子恰好到达金属板时，根据动能定理有 解得。故D错误。 故选AC。 三、实验题（共14分） 14. 甲同学，利用气垫导轨和数字计时器记录物体沿斜面下滑的运动过程来《验证机械能守恒定律》，计时系统的工作要借助于光源和光敏管。当滑块经过时，其上的遮光条把光遮住，与光敏管相连的电子电路自动记录遮光的时间，通过数码屏显示出来。实验部分装置和原理图如下所示，已知滑块和挡光板的总质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，挡光板宽度为d，经过光电门1和光电门2的时间分别为t1和t2，在装置上读出两光电门之间的距离，用L表示，则： （1）该同学用螺旋测微器测量遮光条宽度 d，如图1，则遮光条宽度 d=________mm； （2）该实验中，以下操作正确的是（ ） A. 遮光条宽度越小越好 B. 需抬高左侧以平衡摩擦力 C. 无需M>m （3）该同学为验证机械能守恒，重力势能的减少量△Ep的表达式是____________，动能的增加量△Eₖ的表达式是______________（以上两空均用字母M、m、d、L、t1、t2表示）；若在误差允许范围内，△Ep近似等于△Eₖ，则说明机械能守恒；若在进行数据分析时发现系统增加动能△Eₖ总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能△Ep，可能的原因是_________（写出1条即可）。 （4）若乙同学用一端带滑轮的轨道和打点计时器验证系统的机械能守恒，如图2，请问这样的做法_______（填“可行”或“不可行”）。 【答案】（1）1.609##1.610##1.611##1.612 （2）C （3） ①. mgL ②. ③. 气垫导轨没有调节水平，其左侧高于右侧 （4）不可行 【解析】 【小问1详解】 遮光条宽度 d=1.5mm+0.01mm×11.0=1.610mm 【小问2详解】 A．由光电门测速原理，可知遮光条宽度越小，遮光条通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，速度测量的误差越小。但是若遮光条宽度太小，则测量遮光条宽度时的相对误差会很大，故遮光条宽度不是越小越好，故A错误； B．实验时气垫导轨与滑块之间的滑动摩擦力很小，在误差允许的范围内是可忽略的，故不需要抬高导轨左侧以平衡摩擦力，故B错误； C．本实验要验证的是系统减小的重力势能等于增加的动能，不用将细线的拉力近似为砝码盘和砝码的总重力，故无需M≫m，故C正确。 故选C。 【小问3详解】 [1]重力势能的减少量ΔEp的表达式是 ΔEp=mgL [2]遮光条通过光电门1时的速度大小为 遮光条通过光电门2时的速度大小为 动能的增加量ΔEk的表达式是： [3]若在进行数据分析时发现系统增加动能ΔEk总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能ΔEp，可能的原因是：气垫导轨没有调节水平，其左侧高于右侧，以至于滑块和挡光板的重力势能也减小了，使系统动能的增加量总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能。 【小问4详解】 这样的做法不可行。因为此系统存在克服摩擦阻力做功，机械能不守恒，也就无法验证系统的机械能守恒。 15. 用如图所示的电路测量一个量程为100μA，内阻约为2000Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12V，有两个电阻箱可选，， （1）根据电路图，请把实物连线补充完整_______； （2）按以下步骤完成实验 ①将变阻器滑动头P移至最左端，将调至最大值； ②断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节使表头满偏； ③闭合开关S2，调节，使微安表半偏，并读出阻值； ④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材 （3）如图是调节后面板，则待测表头的内阻为__________，则真实值__________（填“大于”、“小于”、“等于”）该测量值。 （4）某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出值，在滑动头P不变，S2闭合后调节电阻箱，使电表半偏时读出，若认为OP间电压不变，则微安表内阻为__________（用、表示） 【答案】 ①. ②. ③. 大于 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]根据电路图，实物连线如图所示 （3）[2]根据半偏法可知待测表头的内阻等于电阻箱的阻值，为 [3]由于电阻箱的分流作用，实际通过电阻箱的电流大于微安表半偏值，根据闭合电路的欧姆定律可知待测表头的真实值应大于测量值； （4）[4]S2断开时，OP间电压为 S2闭合后，OP间电压为 解得微安表内阻为 16. 关于以下实验，说法正确的是（　　） A. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用注射器吸取油酸溶液，然后一滴一滴的滴入烧杯时，多数了一滴，会引起测量结果偏大 B. 在用双缝干涉测量光的波长实验时，若双缝间的距离d减小，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 C. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减小涡流 D. 测平行玻璃砖的折射率时，误将玻璃砖的宽度画宽了，其他操作均正确，则测得的折射率将偏大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用注射器吸取油酸溶液，然后一滴一滴的滴入烧杯时，多数了一滴，使得油酸体积小于实际体积，油膜面积不变，会引起测量结果偏小。故A错误； B．在用双缝干涉测量光的波长实验时，若双缝间的距离d减小，根据公式 缝屏距与光的波长不变，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故B正确； C．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减小涡流，故C正确； D．测平行玻璃砖的折射率时，误将玻璃砖的宽度画宽了，其他操作均正确，则入射角的大小不变，而折射角将因为玻璃砖画宽了，而变大。所以测得的折射率将偏小。故D错误。 故选BC。 四、解答题（本题共4小题，共44分） 17. 在温度为27℃的车间给容积为的氧气瓶充好氧气，测得瓶内压强为，把氧气瓶运送到温度为-3℃的工地上分装给氧气袋，分装前的氧气袋内无气体，分装后每个氧气袋的容积为，压强为，分装多个氧气袋后测得瓶内的压强为。若忽略氧气瓶因热胀冷缩造成的容积偏差。试求： （1）氧气瓶从车间运送到工地，分装前瓶内压强； （2）分装了多少个氧气袋？ （3）分装后剩余的氧气质量与分装前氧气总质量的比值； 【答案】（1） （2）5 （3） 【解析】 【小问1详解】 氧气瓶从车间运送到工地，瓶内气体发生等容变化，故有 可得分装前瓶内压强 【小问2详解】 设分装了个氧气袋，在分装的过程中，气体发生了等温变化，根据玻意耳定律可知 解得 【小问3详解】 由理想气体状态方程可得 解得 则分装后剩余的氧气质量与分装前氧气总质量的比值为 18. 如图所示，圆心为、半径的光滑圆弧轨道与光滑水平地面在A点相切，与倾角、长度的斜面BC在B点相切，圆心为、半径的光滑圆弧轨道与斜面BC在C点相切，竖直。水平地面左侧竖直挡板处固定有水平轻质弹簧，弹簧原长位置在A点左侧。将可视为质点、质量的物块压缩弹簧至不同位置由静止释放，某次释放后物块经过圆弧轨道的A点时对轨道的压力大小，物块恰好运动到斜面上的C点。取重力加速度大小，，。 （1）求这次释放物块时弹簧的弹性势能； （2）求物块与斜面间的动摩擦因数； （3）为确保物块能沿圆弧轨道运动到D点，求释放物块时弹簧的弹性势能的取值范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块经过圆弧轨道的A点时有 由牛顿第三定律有 物块由静止释放到经过A点有 解得 【小问2详解】 物块由静止释放到运动至C点有 解得 【小问3详解】 设释放物块时弹簧的弹性势能为，物块恰好运动到D点，则有 解得 设释放物块时弹簧的弹性势能为，物块运动到圆弧轨道的C点时速度大小为，物块对轨道的压力恰好为0，则有 物块由静止释放到运动至C点有 解得 因此释放物块时弹簧的弹性势能的取值范围为。 19. 如图所示，两个金属轮、，可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属细轴、转动，、相互平行，水平放置。每个金属轮由四根金属辐条和金属环组成，轮的每根辐条长为、每根的电阻为,轮的每根辐条长为、每根的电阻为，连接辐条的金属环的宽度与电阻都可以忽略。半径为的木质绝缘圆盘与同轴且粘在一起。一轻细绳的一端固定在边缘上的某点，绳在上绕足够匝数后，悬挂一质量为的重物。当下落时，通过细绳带动和绕轴转动。转动过程中，、保持接触，无相对滑动；两轮与各自细轴之间保持良好的电接触；两细轴通过导线与一阻值为的电阻相连。除R和两轮中辐条的电阻外，其它所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与转轴平行。现将释放，最终将匀速下落（题中、、、可视为已知量）。问： （1）匀速下落时，轮和轮各自的转动方向如何？（顺时针或者逆时针）两者角速度的大小之比是多少？ （2）点与轮的边缘相比，谁的电势高？点与轮的边缘相比，谁的电势高？ （3）图中如果左边的轮子以角速度旋转，则一根辐条上产生的电动势有多大？ （4）图中如果左边的轮子以角速度旋转，电阻中的电流多大？ （5）本系统中，最终将匀速下落时的速度是多大？ 【答案】（1）金属轮逆时针方向转动，金属轮顺时针方向转动， （2）点电势比轮的边缘电势更高，轮的边缘电势比点电势更高 （3） （4） （5） 【解析】 【小问1详解】 重物释放后金属轮逆时针方向转动，金属轮顺时针方向转动，由于两轮边缘线速度相等，由可知，两轮的角速度之比 【小问2详解】 金属轮逆时针方向转动，根据右手定则可知点接电源正极，点电势比轮的边缘电势更高，同理可知，金属轮顺时针方向转动，根据右手定则可知轮的边缘接电源正极，轮的边缘电势比O2点电势更高。 【小问3详解】 左边的轮子以角速度旋转，导体棒切割磁感线产生感应电动势为 【小问4详解】 两轮的角速度之比 故右边轮子的角速度为 产生的感应电动势为 其中左侧4根辐条组成的电源，其电阻为并联关系，右侧4根辐条组成的电源，其电阻也为并联关系，两电源与外接电阻串联连接，回路总电阻为 点电势比轮的边缘电势更高，轮的边缘电势比点电势更高，故回路中两电源电动势属于叠加关系，满足 故电阻中的电流 【小问5详解】 匀速下落时，由能量守恒可知重力做功的功率等于系统的电功率，满足 其中 解得 20. 图1为某质谱仪工作原理示意图。电离室中的气体分子被激光照射后发生电离，其中带正电的粒子由静止经平行于纸面的加速电场加速后，垂直于CD边进入梯形匀强磁场区域（磁场方向垂直纸面向外），并从CG边中点O平行于CD边射出，经无场区从边界PQ进入平行于纸面的匀强偏转电场，最终打到接收器与纸面交线MN上并被吸收，接收器可视为接地良好的金属板。MN延长线经过O点，与CD所在直线夹角为α，α可通过MN绕O点在纸面内的转动进行调整，调整前后PQ与MN始终平行且间距为0.3m不变。CG边长为0.2m，与底边HG夹角为60°，磁感应强度大小为0.4T，偏转电场的电场强度大小为1.8×104V/m，方向始终垂直于PQ。整个过程只考虑一种粒子，加速电场的电压恒定，MN与PQ足够长，装置处于真空环境，忽略粒子间的相互作用，不计重力。 （1）已知激光波长为442nm，求该激光一个光子的能量ε。（普朗克常量，真空中光速） （2）调整α，得到从粒子离开加速电场到到达接收器所经历的时间t与α的关系如图2所示，求加速电场的电压U以及粒子比荷k。 （3）质谱仪稳定工作时，测得接收器每秒接收的粒子数为n，若再测一个除电荷量和质量以外的物理量，便可在（2）问的基础上得到粒子的质量。请写出该物理量，并推导粒子质量表达式（所有物理量均用字母表示）。 【答案】（1） （2）， （3）答案不唯一，见解析，言之有理即可 【解析】 【小问1详解】 根据光子能量公式 代入数据解得 【小问2详解】 根据题意画出粒子运动轨迹图如下 根据几何关系可知，粒子在磁场半径 且粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，有 其中比荷 代入相关数据，联立解得 由题知粒子在无场区O到PQ的距离为，在无场区运动时间 粒子进入电场时的法向初速度与电场方向相反，大小为 则在法线方向有 解得 总时间 其中为加速电场末端到CD无场区的时间， ，为粒子在梯形磁场中的运动时间，二者均与无关 根据图2可知时t最小，即在有最小值 根据均值不等式可求出 联立 代入数据解得 在加速电场中有 代入相关数据，解得 【小问3详解】 解法1：测量接收器上的电流 已知接收器每秒接收到个带正电的粒子，设每个粒子的电荷量为 由电流的定义式 解得 又由粒子比荷 可得粒子质量 解法2：测量接收器受到粒子的平均作用力 设接收器受到粒子的平均作用力大小 在时间内，有 根据动量定理和牛顿第三定律可知，接收器受到的平均作用力大小F等于粒子动量的变化率大小，即 对单个粒子，设粒子打在接收器上时的速度为，则有 可得 联立可得，粒子质量为 因此还需要测量接收器受到粒子的平均作用力这个物理量，可推导出粒子质量的表达式为 [评注] 本小问属于开放性试题，学生言之有理即可，这里对教学提出几个建议： ①从推导难易程度上来说，解法1很简洁，仅需两步即可完成；而解法2较复杂，需要结合动量定理、微元法及速度分解进行分析。从应试策略上看，应优先使学生掌握解法1，对解法2作简要介绍，让学生自行探索； ②从实验实际可操作性来说，解法1的可行性明显更高。接收器上的电流可以直接用灵敏电流计测量，操作简便；而解法2需要测量微观粒子撞击产生的极微小的平均作用力（一般在级别），对力传感器的精度要求极高，在实际操作中很难实现（本题也可以利用粒子被接收器吸收，全部动能转化为内能这一特征，去测量接收器吸收粒子束的热功率，但实际可操作性也很低，因为难以测量微小热效应）； ③从实验误差分析的角度来说，解法1测量的是稳定的宏观电流，抗干扰能力强，误差主要来源于接收器在粒子轰击下可能发生的二次电子发射，而解法2除了受到粒子流本身统计涨落的影响外，还受传感器灵敏度、粒子在接收器表面可能发生反弹（动量变化不完全）等因素干扰，测量误差较大； ④从物理模型与核心素养的考查角度来说，解法1（电流定义法）基础而直观，考查了学生对电流微观表达式和比荷关系的基本代数运算能力，解法2（动量定理法）则能更深入地考查学生的微观到宏观的建模能力、动量守恒与微元思想。 在教学中，可以利用解法1快速建立学生对粒子数与宏观电学量的认知桥梁；同时利用解法2进一步深化学生的物理思维，使其体会动量定理在微观粒子流问题中的巧妙应用，真正实现“一题多解、一题多变”的高效复习。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $