精品解析：2027届浙江杭州市高三上学期一模教学质量检测物理试题

2026学年第一学期杭州市高三年级教学质量检测 物理试题卷 考生注意： 1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4．可能用到的相关参数：重力加速度g取。 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. 下列物理量属于矢量且单位正确的是（ ） A. 电流（A） B. 温度（K） C. 电场强度（N/C） D. 动量（） 2. 网球受球拍撞击的瞬间如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 研究网球与球拍的接触时间，不能将网球视为质点 B. 以球拍为参考系，撞击过程中网球可视为静止 C. 击球时网球对球拍的弹力是由球拍的形变产生的 D. 图示瞬间网球所受合力的方向一定垂直于球拍所在平面 3. 如图是健身房悬挂于天花板的沙包，现用水平方向的力F拉住沙包底部的小挂钩，沙包平衡后的姿态可能是（ ） A. B. C. D. 4. 中国空间站的轨道高度约为400 km，某次为规避太空碎片，需要启动喷气发动机降低轨道高度，降轨前后空间站均可视为圆周运动，不考虑大气阻力，则（ ） A. 降轨前空间站的速度大于7.9 km/s B. 降轨前空间站的加速度大于 C. 降轨过程喷气发动机对空间站做负功 D. 降轨后空间站的运行周期变长 5. 如图甲，在M、N两点分别固定两个电荷量都为Q的正点电荷，C是MN连线的中点，时在MN连线上某点（在C点附近，图中未画出）静止释放一正点电荷q，仅受电场力作用，该电荷以C点为中心做往复运动，其图像如图乙所示，则电荷q（ ） A. 在时刻回到出发点 B. 到时间内所受的电场力做正功 C. 在时刻所受电场力比时刻的大 D. 在时刻所处位置的电势能比时刻的大 6. 某台灯的电路结构如图所示，理想交流电源电压，理想变压器的匝数比为，定值电阻。已知滑动变阻器的滑片在某位置时，灯泡L的功率，灯泡L的电压，则（ ） A. 灯泡中电流的频率为 B. 此时滑动变阻器接入电路的电阻为 C. 此时电源的输出功率为220 W D. 将滑片P向b端滑动，灯泡变亮 7. 如图所示，均匀介质中有一矩形ABCD，O为AB的中点，，。在A、B两点固定有两个波源，产生两列沿着矩形所在平面传播的机械波。已知时刻两波源同时垂直纸面起振，且振动方程均为，D点起振比O点晚2 s，则（ ） A. 两波叠加后，O点为振动减弱点 B. 波在介质中传播速度为0.5 m/s C. 0～6 s内，两波源振动的路程均为6 m D. 振动稳定后，线段BD（不含B、D）上有2个振动加强点 8. 一个静止的钚核发生衰变，衰变方程为，已知、、的结合能分别为、、，衰变过程释放的能量可认为全部转化为、的动能，则的动能约为（ ） A. B. C. D. 9. 阿贝折射仪测液体折射率的原理如图所示，直角棱镜（）上表面涂有待测液体薄层，并覆盖一块毛玻璃片，扩展光源的光线从毛玻璃进入待测液体后，以多角度照射到AB面，当有光线沿接触面AB入射，直接从AC面射出，利用该特殊光线可测液体的折射率。某次测量时，从AC面出射的特殊光线对应的折射角。已知棱镜折射率为，则（光从折射率为的介质射入折射率为的介质，入射角与折射角分别为与，有）（ ） A. 光从液体进入棱镜，频率变大 B. 光在棱镜中的传播速度为 C. 该待测液体的折射率为1.5 D. 该方法可以测量任何液体的折射率 10. 一个闭合的自感系数较大的超导线圈（电阻不计）置于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度大小B随时间t的变化如图所示。已知时，线圈中无电流，则此后线圈中的电流i随时间t的变化图像为（ ） A. B. C. D. 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. 关于下列四幅图，说法正确的是（ ） A. 图甲中，速度时间图像对应物体的加速度逐渐减小 B. 图乙中，做变速圆周运动的物体所受合力的大小大于所需向心力的大小 C. 图丙中，干簧管的作用是把磁信号转化成电信号 D. 图丁中，电源通过静电力做功把其他形式的能量转化成电能 12. 用频率为v的紫外光照射某金属，产生光电子的最大初动能为。同频率的紫外光照射基态氢原子时，恰能使其跃迁至的激发态，其中为基态能量。已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ） A. 增加紫外光的频率，光电子的最大初动能增加 B. 增加紫外光的频率，氢原子一定能跃迁至更高的能级 C. 若要使基态氢原子电离，紫外光的频率至少为 D. 具有最大初动能的光电子，其德布罗意波长为 13. 如图所示，在水平面上，电子绕O处的原子核沿逆时针（俯视）做匀速圆周运动，半径为r，角速度为，电子在轨道上的运动等效为一个环形电流，可产生一个固有磁场。在电子轨道平面内突然外加竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场后，电子的轨道半径保持不变，电子运动的角速度变化，变化量为（，可作相关近似计算），从而改变等效环形电流大小，阻碍磁场变化，这是物质抗磁性的一种经典解释。已知原子核的原子序数为Z，电子的电荷量大小为e，质量为m，静电力常量为k，则（ ） A. 电子运动的角速度变小 B. 环形电流产生的磁场变强 C. D. 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 在“用插针法测量玻璃的折射率”的实验中， （1）某次实验情形如图甲所示，绘制光学面2所在位置时，正确的方法是 。 A. 直接用铅笔沿玻璃砖光学面2画出界面直线 B. 用刻度尺紧靠玻璃砖光学面2，移去玻璃砖，用铅笔沿刻度尺画出界面直线 （2）如图乙所示，在正确地完成实验操作后，某同学在纸上以O点为圆心作圆，并作辅助线。测量CM长度的情景如图丙所示，则__________cm；测得DN长度；本次实验测得玻璃的折射率__________（结果保留三位有效数字）。 （3）若其他操作正确，仅在插入大头针时不慎将其插在图乙中的“×”处，则测得玻璃的折射率将__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 15. 某小组用图甲的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验，简化示意图如图乙所示，N极朝下的强磁铁用弹簧悬挂于天花板，将强磁铁提升至A点静止释放，第一次穿过线圈下落至最低点B，图中O点是线圈的中心。 （1）强磁铁从A运动到O的过程中，观察到二极管亮，则从上往下观察，线圈中感应电流方向为__________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向，此时穿过线圈的磁场方向__________（选填“向上”或“向下”），穿过线圈的磁通量__________（选填“增加”或“减小”）。 （2）强磁铁从B向A运动的过程中，下列说法正确的是 。 A. 仅亮 B. 仅亮 C. 先亮，后亮 D. 先亮，后亮 （3）该实验中，除了看到发光二极管和交替发光之外，还能观察到的现象是________________________________________。（写出一条即可） （4）为了探究影响感应电动势大小的因素，该小组设计如图丙所示的方案，某次电机匀速拉动强磁铁向上通过线圈的过程中，计算机记录线圈两端的电压随时间变化的图像如图丁所示，则当电机以更快的速度再次匀速拉动强磁铁向上通过线圈，计算机记录的图像可能是 。 A. B. C. D. 16. 下列有关四个力学实验的说法正确的是（ ） A. 图甲“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计的外壳不能与纸面接触 B. 图乙“探究向心力大小的表达式”实验中，需改变皮带所套塔轮半径来改变两小球角速度之比 C. 图丙“验证机械能守恒定律”实验中，先用纸带测重力加速度g，再用该g计算重力势能 D. 图丁“验证动量守恒定律”实验中，两小球在斜槽末端发生碰撞，斜槽末端必须调水平 17. 一款简易温度计的结构如图所示，容积为V的感温玻璃泡连通一根透明的水平细玻璃管AB，其中空部分粗细均匀，横截面积为S，长度为，管内用一小段光滑油柱（长度可忽略）将容器内气体与外界隔开。初始时外界温度为，油柱位于距A点处；当外界温度缓慢升高到时，油柱恰好位于距A点处，该过程容器内气体内能增加了。已知，，，，。容器内气体可视为理想气体，外界大气压恒为。 （1）求温度； （2）求外界温度从升高到的过程中，容器内气体吸收的热量Q； （3）外界温度升高过程中，单位时间内撞击玻璃泡内壁单位面积上的气体分子数__________（选填“增大”或“减小”）；已知冬天的大气压比夏天大，若温度计在夏天制作，则冬天使用时测量值__________（选填“偏大”或“偏小”）。 18. 如图所示，一个半径、长度L未知的光滑半圆弧槽一端抬高后，其底面与水平面夹角。A、B、C、D是圆弧槽的四个顶点，O、是圆弧槽最低母线的两个端点。现有一个质量的小球（可视为质点）从A点正上方高处静止释放，经过母线上的E点后，从圆弧槽另一侧的P点飞出，再从Q点落回槽内，最后恰好从点离开圆弧槽，轨迹如图所示。已知小球在圆弧槽内的运动可分解为沿母线方向的直线运动与垂直母线平面内的曲线运动，且小球从A点运动到E点的时间，不计空气阻力，，。求： （1）在A点时，小球的速度大小以及垂直母线AD的分速度大小； （2）小球从E点运动到P点的时间以及从P点运动到Q点的时间； （3）圆弧槽的长度L以及小球运动到点的动能。 19. 某实验室在设计高精度机械臂时，利用载流导体在梯度磁场中受到的微小安培力来实现驱动。如图甲所示，半径为R、匝数为N的圆环形线圈通有电流I，线圈内距离圆心为处的磁感应强度大小，其中。如图乙所示，在xOy平面内放置两个相互绝缘的圆环形线圈，半径均为R，匝数均为N，各自圆心的坐标分别为和，，两线圈均通有大小为I的恒定电流，方向如图所示。在间放置一个正方形小线框PQMN，边长为，其中心位于x轴上，PN边与x轴平行。已知，，，，。 （1）求图甲中圆环形线圈圆心处的磁感应强度大小； （2）在O与之间的连线上有一点A（图中未画出），其坐标为， ①判断A点的磁感应强度方向（垂直纸面向外或向里）； ②求A点的磁感应强度大小B与x的关系式； （3）若小线框通入的恒定电流，求其受到的安培力大小； （4）若小线框不通入电流，请设计一种方案使小线框也受到安培力。 20. 如图所示，自由电子激光辐射装置由电子加速器、特殊磁场区和波荡器组成。电子加速器的两极板P、Q间电压为（未知）；特殊磁场区的磁场方向沿y轴负方向；波荡器是N极和S极交替排列构成的周期性磁铁阵列，阵列的左侧端面中心在坐标系原点O处，阵列中的磁感应强度方向平行y轴、大小沿z轴周期性变化，满足，其中、是已知的常量。电子从极板P进入加速区，初速度不计，加速后从极板Q的小孔沿z轴正方向以速度高速飞出，电子穿过特殊磁场区的过程中，沿z轴方向的速度可视为不变，而x方向获得速度，大小，此后从O点飞入波荡器。电子在波荡器中做正弦式的扭摆运动，并辐射电磁波，电磁波的频率与电子扭摆的频率相同。已知电子电荷量为e，质量为m，电子在波荡器中做扭摆运动时，可视为沿z轴方向做匀速运动，沿x轴方向做简谐运动。忽略相对论效应与多普勒效应，电磁波的传播速度为光速，求： （1）加速器两极板间的电压； （2）在特殊磁场区，电子受到洛伦兹力冲量的大小和方向； （3）从某电子自O点进入波荡器开始计时， ①电子受沿x轴方向的洛伦兹力随时间t变化的规律； ②电子在波荡器中运动时沿x轴方向振动的振幅。 （4）电子在波荡器中做周期性扭摆运动时， ①辐射电磁波的频率； ②调整参数使辐射波长减半的情况下，调整后的加速电压U与的比值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026学年第一学期杭州市高三年级教学质量检测 物理试题卷 考生注意： 1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4．可能用到的相关参数：重力加速度g取。 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. 下列物理量属于矢量且单位正确的是（ ） A. 电流（A） B. 温度（K） C. 电场强度（N/C） D. 动量（） 【答案】C 【解析】 【详解】A．电流虽有方向，但运算遵循代数加减法则，不满足矢量的平行四边形运算法则，属于标量，故A错误； B．温度只有大小没有方向，属于标量，故B错误； C．电场强度是既有大小又有方向、运算遵循平行四边形定则的矢量，根据定义式，其单位为N/C，故C正确； D．动量是矢量，根据定义式，其单位为，选项给出的单位是力的单位，单位表述错误，故D错误。 故选C。 2. 网球受球拍撞击的瞬间如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 研究网球与球拍的接触时间，不能将网球视为质点 B. 以球拍为参考系，撞击过程中网球可视为静止 C. 击球时网球对球拍的弹力是由球拍的形变产生的 D. 图示瞬间网球所受合力的方向一定垂直于球拍所在平面 【答案】A 【解析】 【详解】A．研究网球与球拍的接触时间时，网球的大小、形状以及形变过程对接触时间有直接影响，不能忽略，因此不能将网球视为质点，故A正确； B．以球拍为参考系，在撞击过程中，网球先向球拍运动（压缩），速度减为零后反向运动（恢复），网球相对于球拍的位置发生了变化，不是静止的，故B错误； C．弹力是由施力物体发生弹性形变而产生的，击球时网球对球拍的弹力，施力物体是网球，是由网球的形变产生的，故C错误； D．图示瞬间网球受到竖直向下的重力和球拍对网球的作用力（包含垂直拍面的弹力和沿拍面的摩擦力），合力方向不一定垂直于球拍所在平面，故D错误。 故选A。 3. 如图是健身房悬挂于天花板的沙包，现用水平方向的力F拉住沙包底部的小挂钩，沙包平衡后的姿态可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．对沙包进行受力分析，沙包受到竖直向下的重力 、水平向右的拉力  以及沿绳子斜向上的拉力 。沙包处于平衡状态，合力为零，三个力不平行，则三个力所在的直线交于同一点。 沙包平衡后的姿态若如A图所示，绳子延长线沿沙包轴线。以沙包重心为支点，重力转动效果为零，绳子拉力的作用线经过重心，转动效果也为零，而拉力的作用线不经过重心，沙包会发生转动，故A错误； B．沙包平衡后的姿态若如B图所示，沙包水平。重力作用线过重心竖直向下，拉力作用线过底部水平向右，两力作用线交点为重心，根据三力汇交原理，绳子拉力的作用线也应过重心。但绳子连接在沙包左端，拉力指向左上方，其作用线不可能经过重心，故B错误； C．沙包平衡后的姿态若如C图所示，绳子竖直。重力和绳子拉力在竖直方向，拉力在水平方向，三个力无法平衡，沙包无法保持静止，故C错误； D．根据三力汇交原理，重力过重心竖直向下，拉力过底部水平向右，两个力的作用线交于重心正下方的某点。绳子拉力的作用线必须经过点。由于点在重心下方，所以绳子与竖直方向的夹角必须小于沙包与竖直方向的夹角。图D中恰好可以满足，符合三个共点力的平衡条件，故D正确。 故选D。 4. 中国空间站的轨道高度约为400 km，某次为规避太空碎片，需要启动喷气发动机降低轨道高度，降轨前后空间站均可视为圆周运动，不考虑大气阻力，则（ ） A. 降轨前空间站的速度大于7.9 km/s B. 降轨前空间站的加速度大于 C. 降轨过程喷气发动机对空间站做负功 D. 降轨后空间站的运行周期变长 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供圆周运动向心力 可得环绕速度公式 7.9km/s是近地卫星（轨道半径等于地球半径）的环绕速度，是所有圆轨道卫星的最大环绕速度。空间站轨道半径 因此其环绕速度，故A错误； B．根据万有引力提供加速度 可得向心加速度公式 近地轨道处 对应加速度 空间站轨道半径更大，因此其加速度，故B错误； C．降轨过程需要使空间站减速，发动机喷气产生的反冲推力方向与空间站运动方向相反，根据功的定义，力与位移方向相反时力做负功，故C正确； D．根据万有引力提供向心力 可得周期公式 降轨后轨道半径减小，因此运行周期变短，故D错误。 故选C。 5. 如图甲，在M、N两点分别固定两个电荷量都为Q的正点电荷，C是MN连线的中点，时在MN连线上某点（在C点附近，图中未画出）静止释放一正点电荷q，仅受电场力作用，该电荷以C点为中心做往复运动，其图像如图乙所示，则电荷q（ ） A. 在时刻回到出发点 B. 到时间内所受的电场力做正功 C. 在时刻所受电场力比时刻的大 D. 在时刻所处位置的电势能比时刻的大 【答案】B 【解析】 【详解】A．正点电荷在、之间往复运动：靠近时速度增大，越过后减速，到最远点速度减为零，再反向运动；点处两固定电荷产生的场强等大反向、合场强为零，是运动的平衡位置。时刻速度为零，说明电荷到达另一侧的最远点，该点与释放点关于点对称，并不是回到出发点，A错误； B．到时间内，电荷从最远点向点运动，速度大小由零增大到最大，动能增加；由动能定理，电场力对电荷做正功，B正确； C．时刻速度达到正向最大值，说明此时加速度为零，电荷位于平衡位置点，两固定电荷对它的电场力大小相等、方向相反，合力为零；时刻电荷位于最远点，所受电场力最大，故时刻所受电场力比时刻的小，C错误； D．与两时刻电荷都经过点，所处位置相同，电势能相等，D错误。 故选B。 6. 某台灯的电路结构如图所示，理想交流电源电压，理想变压器的匝数比为，定值电阻。已知滑动变阻器的滑片在某位置时，灯泡L的功率，灯泡L的电压，则（ ） A. 灯泡中电流的频率为 B. 此时滑动变阻器接入电路的电阻为 C. 此时电源的输出功率为220 W D. 将滑片P向b端滑动，灯泡变亮 【答案】B 【解析】 【详解】A．由交流电源电压表达式  可知角频率，则频率 变压器不改变电流频率，故灯泡中电流的频率为，故A错误； B．理想变压器原线圈电压有效值，根据变压比 解得副线圈电压有效值 灯泡两端电压，则定值电阻两端电压 副线圈干路电流 灯泡电流 根据并联电路电流规律，流过滑动变阻器的电流 滑动变阻器接入电路的电阻，故B正确； C．理想变压器输入功率等于输出功率，电源的输出功率 ，故C错误； D．由电路图可知，滑动变阻器接入电路的是滑片到下端的部分。当滑片向端滑动时，接入电路的电阻 减小。 副线圈负载总电阻  可得副线圈负载总电阻减小。 由于不变，副线圈总电流增大。 定值电阻分压增大。 灯泡两端电压减小，灯泡实际功率变小，灯泡变暗，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，均匀介质中有一矩形ABCD，O为AB的中点，，。在A、B两点固定有两个波源，产生两列沿着矩形所在平面传播的机械波。已知时刻两波源同时垂直纸面起振，且振动方程均为，D点起振比O点晚2 s，则（ ） A. 两波叠加后，O点为振动减弱点 B. 波在介质中传播速度为0.5 m/s C. 0～6 s内，两波源振动的路程均为6 m D. 振动稳定后，线段BD（不含B、D）上有2个振动加强点 【答案】D 【解析】 【详解】A．O为AB的中点，AO=BO，两波的波峰或波谷同时到达O点，叠加后振幅加倍，O点为振动加强点。故A错误； B． 设O点、D点起振时间分别为、，波速为，则有 解得。故B错误； C．由振动方程可知振幅为，周期为 0~6 s内经历了1.5个周期，各波源振动的路程为。故C错误； D．此波的波长为 线段BD（不含B、D）上波程差范围为 解得 其间有2个点的波程差为波长的整数倍，是振动加强点。故D正确。 故选D。 8. 一个静止的钚核发生衰变，衰变方程为，已知、、的结合能分别为、、，衰变过程释放的能量可认为全部转化为、的动能，则的动能约为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】衰变释放的总能量等于反应后生成物的总结合能与反应前母核结合能的差值，即 初始时钚核静止，总动量为0，因此衰变后铀核与粒子的动量大小相等、方向相反，即 动能与动量的关系为 因此铀核的动能 粒子的动能 总动能满足 联立解得 因此粒子的动能 代入质量数、 解得 故选A。 9. 阿贝折射仪测液体折射率的原理如图所示，直角棱镜（）上表面涂有待测液体薄层，并覆盖一块毛玻璃片，扩展光源的光线从毛玻璃进入待测液体后，以多角度照射到AB面，当有光线沿接触面AB入射，直接从AC面射出，利用该特殊光线可测液体的折射率。某次测量时，从AC面出射的特殊光线对应的折射角。已知棱镜折射率为，则（光从折射率为的介质射入折射率为的介质，入射角与折射角分别为与，有）（ ） A. 光从液体进入棱镜，频率变大 B. 光在棱镜中的传播速度为 C. 该待测液体的折射率为1.5 D. 该方法可以测量任何液体的折射率 【答案】C 【解析】 【详解】A．光的频率由光源决定，与介质无关，光从液体进入棱镜，频率不变，故A错误； B．光在棱镜中的传播速度，故B错误； C．光线在面发生折射，设入射角为，折射角为，根据折射定律有 代入数据解得 由几何关系可知，棱镜顶角，设光线在面的折射角为，由于面水平，面与水平方向夹角为，则面法线（竖直方向）与面法线夹角为。光线从面射入后偏向面，且能从面射出，结合角度关系可知 光线在面沿接触面入射，入射角为，根据折射定律有 可得该待测液体的折射率为，故C正确； D．若待测液体折射率大于棱镜折射率，光线在面入射时无法进入棱镜；若光在面发生全反射也无法测量，故该方法不能测量任何液体的折射率，故D错误。 故选C。 10. 一个闭合的自感系数较大的超导线圈（电阻不计）置于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度大小B随时间t的变化如图所示。已知时，线圈中无电流，则此后线圈中的电流i随时间t的变化图像为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势为 由于线圈是超导线圈，电阻 根据闭合电路欧姆定律及自感电动势公式，回路方程为 即 整理可得 时间内，磁感应强度B不变，即，则 由于时，，故此时间内电流 时间内，磁感应强度随时间均匀增加，为恒定的正值。电流的变化率为恒定正值。因此，电流i随时间t线性增加； 之后，磁感应强度B不变，即，则 电流i保持在时刻的数值不变。综上所述，电流i先为0，再线性增加，最后保持恒定。 故选D。 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. 关于下列四幅图，说法正确的是（ ） A. 图甲中，速度时间图像对应物体的加速度逐渐减小 B. 图乙中，做变速圆周运动的物体所受合力的大小大于所需向心力的大小 C. 图丙中，干簧管的作用是把磁信号转化成电信号 D. 图丁中，电源通过静电力做功把其他形式的能量转化成电能 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图像的斜率表示加速度。题图甲中的曲线向下弯曲，其斜率的绝对值变大，说明对应物体的加速度大小在逐渐增大。故A错误； B．做变速圆周运动的物体，合力沿半径方向（法向）的分量提供向心力，合力本身并不是向心力。图乙中合力指向运动轨迹的内侧，沿半径方向（法向）的分力等于所需向心力，因此所受合力的大小大于所需向心力的大小。故B正确； C．干簧管是磁控开关，有磁场靠近时触点接通，它能够把磁信号转化为电信号。故C正确； D．电源内部是非静电力做功，将其他形式的能转化为电能；静电力做功是消耗电能。故D错误。 故选BC。 12. 用频率为v的紫外光照射某金属，产生光电子的最大初动能为。同频率的紫外光照射基态氢原子时，恰能使其跃迁至的激发态，其中为基态能量。已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ） A. 增加紫外光的频率，光电子的最大初动能增加 B. 增加紫外光的频率，氢原子一定能跃迁至更高的能级 C. 若要使基态氢原子电离，紫外光的频率至少为 D. 具有最大初动能的光电子，其德布罗意波长为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由爱因斯坦光电效应方程可知，增加紫外光的频率，光电子的最大初动能增加，故A正确； B．氢原子吸收光子发生跃迁，光子能量必须恰好等于两能级之差（或大于等于电离能），增加紫外光的频率，若光子能量不等于任意两能级差且小于电离能，则氢原子不能吸收该光子，不能跃迁至更高的能级，故B错误； C．基态氢原子电离至少需要吸收的能量为 由题意知 解得 设使基态氢原子电离的紫外光最小频率为，则 解得，故C正确； D．具有最大初动能的光电子，其动量 根据德布罗意波长公式 解得，故D错误。 故选AC。 13. 如图所示，在水平面上，电子绕O处的原子核沿逆时针（俯视）做匀速圆周运动，半径为r，角速度为，电子在轨道上的运动等效为一个环形电流，可产生一个固有磁场。在电子轨道平面内突然外加竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场后，电子的轨道半径保持不变，电子运动的角速度变化，变化量为（，可作相关近似计算），从而改变等效环形电流大小，阻碍磁场变化，这是物质抗磁性的一种经典解释。已知原子核的原子序数为Z，电子的电荷量大小为e，质量为m，静电力常量为k，则（ ） A. 电子运动的角速度变小 B. 环形电流产生的磁场变强 C. D. 【答案】BCD 【解析】 【详解】ABC．未加磁场时，电子绕原子核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，有 解得 外加竖直向上的匀强磁场后，电子逆时针运动，根据左手定则可知电子受到的洛伦兹力指向圆心，此时库仑力和洛伦兹力的合力提供向心力，向心力变大，由可知电子运动的角速度变大，等效环形电流变大，环形电流产生的磁场变强，故A错误，BC正确。 D．由上述分析，加磁场后有 结合得 即 因，可近似认为，，代入解得 即，故D正确。 故选BCD。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 在“用插针法测量玻璃的折射率”的实验中， （1）某次实验情形如图甲所示，绘制光学面2所在位置时，正确的方法是 。 A. 直接用铅笔沿玻璃砖光学面2画出界面直线 B. 用刻度尺紧靠玻璃砖光学面2，移去玻璃砖，用铅笔沿刻度尺画出界面直线 （2）如图乙所示，在正确地完成实验操作后，某同学在纸上以O点为圆心作圆，并作辅助线。测量CM长度的情景如图丙所示，则__________cm；测得DN长度；本次实验测得玻璃的折射率__________（结果保留三位有效数字）。 （3）若其他操作正确，仅在插入大头针时不慎将其插在图乙中的“×”处，则测得玻璃的折射率将__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 【答案】（1）B （2） ①. 3.00 ②. 1.50 （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 直接沿玻璃砖光学面画线，会刮花玻璃砖的光学表面，影响后续实验精度，是错误操作；正确操作是先标记界面的两个点，移开玻璃砖后再用刻度尺连线。 故选B。 【小问2详解】 刻度尺的分度值为1mm，读数需估读到0.1mm，由图丙可得d1=3.00cm 根据几何关系，设所作圆的半径为R，入射角i满足 折射角r满足 由折射定律 可得 【小问3详解】 若P4插在图中“×”处，连接P3、P4得到的出射光线会比真实出射光线更偏下，反向延长得到的玻璃内的折射光线，对应的折射角测量值会比真实值偏大。根据，入射角i测量准确，折射角r的正弦值偏大，因此测得的折射率偏小。 15. 某小组用图甲的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验，简化示意图如图乙所示，N极朝下的强磁铁用弹簧悬挂于天花板，将强磁铁提升至A点静止释放，第一次穿过线圈下落至最低点B，图中O点是线圈的中心。 （1）强磁铁从A运动到O的过程中，观察到二极管亮，则从上往下观察，线圈中感应电流方向为__________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向，此时穿过线圈的磁场方向__________（选填“向上”或“向下”），穿过线圈的磁通量__________（选填“增加”或“减小”）。 （2）强磁铁从B向A运动的过程中，下列说法正确的是 。 A. 仅亮 B. 仅亮 C. 先亮，后亮 D. 先亮，后亮 （3）该实验中，除了看到发光二极管和交替发光之外，还能观察到的现象是________________________________________。（写出一条即可） （4）为了探究影响感应电动势大小的因素，该小组设计如图丙所示的方案，某次电机匀速拉动强磁铁向上通过线圈的过程中，计算机记录线圈两端的电压随时间变化的图像如图丁所示，则当电机以更快的速度再次匀速拉动强磁铁向上通过线圈，计算机记录的图像可能是 。 A. B. C. D. 【答案】（1） ①. 逆时针 ②. 向下 ③. 增加 （2）C （3）可以观察到强磁铁的往复振动振幅不断减小，最终逐渐停下。 （4）D 【解析】 【小问1详解】 [1]因为二极管亮，由二极管的正向导通可知，从上往下观察，线圈中感应电流方向为逆时针。 [2]已知N极朝下的磁铁从A到O靠近线圈，磁铁外部的磁场线从N极指向S极，因此穿过线圈的磁场方向向下。 [3]磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加。 【小问2详解】  磁铁从B向A运动时，先从B向上靠近线圈中心O，此时S极朝上，磁铁从下方靠近线圈，穿过线圈的向下的磁通量增加，从上往下观察，线圈中的感应电流方向为逆时针，因此导通发光；随后磁铁从O继续向上运动远离线圈，穿过线圈的向下的磁通量减小，从上往下观察，线圈中的感应电流方向为顺时针，因此导通发光。因此这个过程是先亮，后亮。 故选C。 【小问3详解】 实验中感应电流的安培力始终阻碍磁铁的相对运动，磁铁的机械能不断转化为电能，最终变为内能，因此可以观察到强磁铁的往复振动振幅不断减小，最终逐渐停下。 【小问4详解】 根据法拉第电磁感应定律，拉动速度更快时， 磁铁穿过线圈的时间变短，对应电压脉冲的持续时间更短；磁通量的变化率​更大，感应电动势的峰值比原图的更大。 故选D。 16. 下列有关四个力学实验的说法正确的是（ ） A. 图甲“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计的外壳不能与纸面接触 B. 图乙“探究向心力大小的表达式”实验中，需改变皮带所套塔轮半径来改变两小球角速度之比 C. 图丙“验证机械能守恒定律”实验中，先用纸带测重力加速度g，再用该g计算重力势能 D. 图丁“验证动量守恒定律”实验中，两小球在斜槽末端发生碰撞，斜槽末端必须调水平 【答案】BD 【解析】 【详解】A．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验过程中，弹簧测力计的外壳与纸面接触没有影响，故A错误； B．“探究向心力大小的表达式”实验中，皮带的传动特点是两轮边缘的线速度大小相等，根据线速度与角速度的关系 可得 当线速度的大小固定时，改变皮带所套塔轮的半径即可改变塔轮的角速度，进而改变两小球的角速度之比，故B正确； C．“验证机械能守恒定律”实验中，重力加速度g应当直接取当地重力加速度数值，不能通过纸带测量得到，若用纸带测出的包含阻力影响的加速度a代替g，代入会变成恒等式，属于循环论证，失去验证机械能守恒的意义，故C错误； D．“验证动量守恒定律”实验中，斜槽末端必须调水平，才能保证两小球碰撞后做平抛运动，初速度沿水平方向，故D正确。 故选BD。 17. 一款简易温度计的结构如图所示，容积为V的感温玻璃泡连通一根透明的水平细玻璃管AB，其中空部分粗细均匀，横截面积为S，长度为，管内用一小段光滑油柱（长度可忽略）将容器内气体与外界隔开。初始时外界温度为，油柱位于距A点处；当外界温度缓慢升高到时，油柱恰好位于距A点处，该过程容器内气体内能增加了。已知，，，，。容器内气体可视为理想气体，外界大气压恒为。 （1）求温度； （2）求外界温度从升高到的过程中，容器内气体吸收的热量Q； （3）外界温度升高过程中，单位时间内撞击玻璃泡内壁单位面积上的气体分子数__________（选填“增大”或“减小”）；已知冬天的大气压比夏天大，若温度计在夏天制作，则冬天使用时测量值__________（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） （2） （3） ①. 减小 ②. 偏小 【解析】 【小问1详解】 从升高到的过程中，气体发生等压变化，则有 代入数据解得 【小问2详解】 从升高到的过程中，外界对气体做功为 由热力学第一定律可得 联立解得容器内气体吸收的热量为 【小问3详解】 [1]外界温度升高过程中，气体分子的平均动能增大，气体分子的平均速率增大，由于气体压强保持不变，根据压强微观意义可知，单位时间内撞击玻璃泡内壁单位面积上的气体分子数减小； [2]已知冬天的大气压比夏天大，若温度计在夏天制作，设使用时气体体积为，则有 可得，即冬天使用时测量值偏小。 18. 如图所示，一个半径、长度L未知的光滑半圆弧槽一端抬高后，其底面与水平面夹角。A、B、C、D是圆弧槽的四个顶点，O、是圆弧槽最低母线的两个端点。现有一个质量的小球（可视为质点）从A点正上方高处静止释放，经过母线上的E点后，从圆弧槽另一侧的P点飞出，再从Q点落回槽内，最后恰好从点离开圆弧槽，轨迹如图所示。已知小球在圆弧槽内的运动可分解为沿母线方向的直线运动与垂直母线平面内的曲线运动，且小球从A点运动到E点的时间，不计空气阻力，，。求： （1）在A点时，小球的速度大小以及垂直母线AD的分速度大小； （2）小球从E点运动到P点的时间以及从P点运动到Q点的时间； （3）圆弧槽的长度L以及小球运动到点的动能。 【答案】（1）， （2）， （3）， 【解析】 【小问1详解】 自由下落过程，有 垂直母线分方向速度大小为 解得， 【小问2详解】 由对称性可知 P到Q过程，垂直母线方向，有 【小问3详解】 沿母线方向有 其中，， 解得 全过程，由动能定理得 解得 19. 某实验室在设计高精度机械臂时，利用载流导体在梯度磁场中受到的微小安培力来实现驱动。如图甲所示，半径为R、匝数为N的圆环形线圈通有电流I，线圈内距离圆心为处的磁感应强度大小，其中。如图乙所示，在xOy平面内放置两个相互绝缘的圆环形线圈，半径均为R，匝数均为N，各自圆心的坐标分别为和，，两线圈均通有大小为I的恒定电流，方向如图所示。在间放置一个正方形小线框PQMN，边长为，其中心位于x轴上，PN边与x轴平行。已知，，，，。 （1）求图甲中圆环形线圈圆心处的磁感应强度大小； （2）在O与之间的连线上有一点A（图中未画出），其坐标为， ①判断A点的磁感应强度方向（垂直纸面向外或向里）； ②求A点的磁感应强度大小B与x的关系式； （3）若小线框通入的恒定电流，求其受到的安培力大小； （4）若小线框不通入电流，请设计一种方案使小线框也受到安培力。 【答案】（1） （2）①垂直纸面向里 ② （3） （4）使通过环形线圈的电流随时间变化，导致小线框所在区域的磁场随时间变化，小线框内出现感应电流，则也会受到安培力。 【解析】 【小问1详解】 由题得，图甲中圆环形线圈圆心处，代入题中公式得，该处的磁感应强度大小为① 【小问2详解】 [1]由右手螺旋定则分析可得，线圈内部磁场方向为垂直于纸面向里，线圈内部磁场方向为垂直于纸面向外，又根据题干可得，A点离的距离大于A点离的距离，则线圈内部的磁场大于线圈内部的磁场，由矢量的合成法则可得，叠加后合磁场方向垂直纸面向里。 [2]由题得，A点到点的距离为，代入题中公式得，线圈在A点的磁感应强度大小为② A点到点的距离为，同理得线圈在A点的磁感应强度大小为③ 由于两个磁场方向相反，则A点的磁感应强度大小为④ 联立①②③④，代入数据解得 【小问3详解】 由得，小线框受到的总安培力为 化简得 代入数据得，小线框受到的总安培力 【小问4详解】 使通过环形线圈的电流随时间变化，导致小线框所在区域的磁场随时间变化，小线框内出现感应电流，则也会受到安培力。 20. 如图所示，自由电子激光辐射装置由电子加速器、特殊磁场区和波荡器组成。电子加速器的两极板P、Q间电压为（未知）；特殊磁场区的磁场方向沿y轴负方向；波荡器是N极和S极交替排列构成的周期性磁铁阵列，阵列的左侧端面中心在坐标系原点O处，阵列中的磁感应强度方向平行y轴、大小沿z轴周期性变化，满足，其中、是已知的常量。电子从极板P进入加速区，初速度不计，加速后从极板Q的小孔沿z轴正方向以速度高速飞出，电子穿过特殊磁场区的过程中，沿z轴方向的速度可视为不变，而x方向获得速度，大小，此后从O点飞入波荡器。电子在波荡器中做正弦式的扭摆运动，并辐射电磁波，电磁波的频率与电子扭摆的频率相同。已知电子电荷量为e，质量为m，电子在波荡器中做扭摆运动时，可视为沿z轴方向做匀速运动，沿x轴方向做简谐运动。忽略相对论效应与多普勒效应，电磁波的传播速度为光速，求： （1）加速器两极板间的电压； （2）在特殊磁场区，电子受到洛伦兹力冲量的大小和方向； （3）从某电子自O点进入波荡器开始计时， ①电子受沿x轴方向的洛伦兹力随时间t变化的规律； ②电子在波荡器中运动时沿x轴方向振动的振幅。 （4）电子在波荡器中做周期性扭摆运动时， ①辐射电磁波的频率； ②调整参数使辐射波长减半的情况下，调整后的加速电压U与的比值。 【答案】（1） （2），方向沿轴负方向 （3）①；② （4）①；②4 【解析】 【小问1详解】 在加速器中，根据动能定理有 解得加速器两极板间的电压为 【小问2详解】 由于电子穿过特殊磁场区的过程中，沿z轴方向的速度可视为不变，故电子受到的洛伦兹力只在轴方向产生冲量，则在电子穿过特殊磁场区的过程中，沿轴方向根据动量定理有 解得在特殊磁场区，电子受到洛伦兹力冲量的大小为 根据左手定则可知，在轴方向电子受到的洛伦兹力沿轴负方向，故电子受到洛伦兹力冲量的方向也沿轴负方向。 【小问3详解】 ①由于电子在波荡器中做扭摆运动时，可视为沿z轴方向做匀速运动，则有 又因为 所以阵列中沿轴方向的磁感应强度满足 由左手定则可知，电子刚进入波荡器中时，所受的洛伦兹力沿轴正方向，所以电子受沿x轴方向的洛伦兹力随时间t变化的规律为 ②电子在波荡器中沿x轴方向的最大速度为，则有 由上面分析可知 联立解得电子在波荡器中运动时沿x轴方向振动的振幅为 【小问4详解】 ①由于电磁波的频率与电子扭摆的频率相同，则有辐射电磁波的频率为 ②辐射电磁波的波长为 设调整参数后电子从加速电场飞出时的速度为，由于调整参数后辐射波长减半，则有 联立解得 在调整参数后的加速电场中根据动能定理有 又因为 联立解得调整后的加速电压U与的比值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $