精品解析：安徽芜湖市第一中学等校2026-2027学年高三上学期期中教学水平检测物理试卷

芜湖市第一中学2027届高三上学期期中教学水平检测 物理 （考试时间：75分钟　满分：100分） 注意事项： 1. 答卷前，务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，务必擦净后再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 我国建造的有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）于2025年1月20日在安徽合肥打破原来亿度高温燃烧43秒的世界纪录，首次完成1亿摄氏度1066秒的“高质量燃烧”，标志着我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。下列反应属于核聚变的是（　　） A. B. C. D. 2. 图甲是云南常见的柴火炒菜的场景。炒菜时，要将“半球型”的炒锅贴合地放在三脚架的水平圆环上。若锅及锅中菜品的总质量为m，重力加速度为g。静止时，圆环对锅的作用力大小为（　　） A. B. C. mg D. 3. 图甲为京剧中的水袖舞表演，若水袖的波浪可视为简谐横波，图乙为该简谐横波在时刻的波形图，、为该波上两个质点，此时位于平衡位置，位于波峰，且比先振动。图丙为波上某质点的振动图像，已知袖子足够长，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴负方向传播 B. 该波的传播速度为 C. 时，质点的速度为零 D. 图丙可能为质点的振动图像 4. 半导体掺杂是通过在纯净半导体材料（如硅）中掺入特定的其他元素，改变其电学性质的关键技术。掺杂过程中，若一个硅基分子固定于原点O，另一个掺杂分子从远处（大于10r0）向O点靠近，分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示。规定无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　） A. 由远处至r0，分子间作用力F先减小后增大 B. 由远处至r0，分子间的作用力表现为斥力 C. 由远处至r0，分子间的作用力先做正功后做负功 D. 由远处至r0，系统的分子势能一直减小 5. 如图，一束只含红光和紫光的复色光束，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线。则下列选项正确的是（　　） A. 在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B. a为红光，b为紫光 C. 若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线b首先消失 D. 分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 6. 一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的动能随坐标x变化的关系如图所示，和分别表示该电子在A、B两点时的动能。下列说法正确的是（ ） A. A点的电势能小于B点的电势能 B. A点的电势低于B点的电势 C. 该电子在A点的加速度大于在B点的加速度 D. 该电子在A点的电场强度大于在B点的电场强度 7. 双响炮作为深受喜爱的烟花爆竹之一，其独特的魅力在于有两阶段的爆炸过程。首先，将双响炮放在水平地面上，点燃下层的火药，火药迅速爆炸，爆竹获得了竖直向上的初速度，将其发射至最高点。在达到最高点的瞬间，第二层火药随即引爆，将爆竹炸裂成甲和乙两部分。已知甲、乙两块爆竹的质量之比为，其中甲块以的速度水平向左飞出。若不计空气阻力，忽略火药的质量，重力加速度取。那么，两块爆竹的飞行轨迹将是下图中的（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，abcd为水平放置的平行“匸”形光滑金属导轨，导轨电阻不计，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，金属杆MN材质均匀、倾斜放置，与cd导轨成角，角度不同时，接入导轨间的电阻不同。如图所示的角时，接入导轨间的阻值为r。若保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向匀速滑动（金属杆不脱离轨道且与导轨接触良好）。则下列说法中正确的是（　　） A. 金属杆MN中的感应电流方向为由M到N B. 若改变倾角，电路中感应电动势的大小不变，始终为 C. 若改变倾角，电路中感应电流的大小不变，为 D. 安培力是阻力，方向水平向左 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 2025年4月24日，“神舟二十号”飞船成功发射。如图，若“神舟二十号”飞船升空后先进入停泊轨道（近地圆轨道），之后在P点点火进入转移轨道，然后在远地点Q点点火进入中国空间站轨道（圆轨道）。下列说法正确的是（　　） A. 飞船在停泊轨道上运行的线速度大小大于在转移轨道上P点的线速度大小 B. 飞船从转移轨道进入中国空间站轨道，在Q点需要点火加速 C. 飞船从转移轨道的P点运动到Q点，机械能增加 D. 飞船在转移轨道上的运行周期大于在停泊轨道上的运行周期 10. 如图所示，在xOy坐标系第二象限有一个半径为R的圆形区域，圆心为C，圆形边界分别与x轴、y轴相切于M、N两点。圆形区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场。第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场。在M点放置一粒子源，粒子源可向磁场中各个方向发射速率均为的同种带正电粒子，其中沿MC方向射入磁场的粒子恰好从N点进入电场，后从x轴上的P点离开电场。已知磁感应强度大小为B，电场强度大小。不计粒子所受重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. 带电粒子的比荷为 B. P点与坐标原点O的距离为 C. 粒子运动至P点时的速度大小为 D. x正半轴上有粒子经过的范围长度为2R 三、非选择题：共5题，共58分。 11. 使用注射器和压强传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。下表为小明和小曹同学对同一空气样本测得的实验数据，操作序号1~5为小明完成，操作序号5~9为小曹完成。 操作序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 压强 185.1 131.6 102.4 84.2 71.1 88.9 114.5 164.6 244.5 体积 5 7 9 11 13 11 9 7 5 pV乘积 925.5 921.2 921.6 926.2 924.3 977.9 1030.5 1152.2 1222.5 将表格数据绘制成右侧图像，曲线①对应小明的操作，曲线②对应小曹的操作，在曲线上找到气体的三个状态、、，其对应坐标如图所示。 （1）在的过程中_____ A. 活塞对密封气体做正功 B. 分子平均动能几乎不变 C. 气体分子垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力增大 （2）气体处于、状态时温度分别为和，则可知_____。（图中字母表示） （3）在的过程中，密封气体从外界吸收了热量_____（选填小于/等于/大于）气体对活塞做的功W。 12. 某实验小组的同学想测量一电源的内阻及一金属丝的阻值，设计的电路如图甲所示。 （1）先用多用电表粗测金属丝的阻值。机械调零后将选择开关拨到“”挡，将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在。将红、黑表笔接在金属丝两端，发现多用电表指针偏角过大，此时应将选择开关拨到_____（填“”或“ ）挡，再重新欧姆调零后，将表笔与金属丝相接，读出金属丝的阻值； （2）实验室中提供的电流表，内阻为，现使其量程变为，需要在电流表上并联一个电阻箱，则的阻值应调为_____，改装后的电流表为甲图中的电流表A，其内阻记为； （3）将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关、，将开关分别与a、b接触，调节滑动变阻器滑片，得到一系列电压表V的读数U和电流表的读数I，做出图像，如图乙中的Ⅰ、Ⅱ所示，则与b相连对应的图像是_____填“Ⅰ”或“Ⅱ” （4）若与a相接，断开、闭合，移动滑动变阻器滑片，得到多组电压表V的读数U和电流表的读数I，做出图线Ⅲ。如果电压表的分流不可忽略，则电源的内阻_____，金属丝的电阻_____。均选用、、及表示 13. 如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形，，一束平行于的单色光自边的中点O点射入三棱镜，折射光线直接到达C点。已知长为L，光在真空中的速度为c。求： （1）该棱镜对该单色光的折射率； （2）若该单色光从的中点D点（未画出）平行于入射，则该单色光从入射至第一次出射的时间是多少？ 14. 如图所示，为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径，端切线水平，水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆弧轨道的最低点。圆弧轨道对应的圆心角。一质量为的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，取，，。 （1）求小球从点飞出的速度大小； （2）求小球在点对轨道的压力大小； （3）改变小球在水平轨道上的速度，使小球恰好能从点飞出，求小球落地点与点的水平距离。 15. 如图所示（俯视图），水平放置一个内壁光滑的绝缘试管，在其下端开口位置放置一个静止且所带电荷量为+q、质量为m的小球P（小球的直径略小于试管内径）。试管所处空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现让试管在外力作用下开始水平向右做匀速直线运动，速度大小为v0，当小球到达试管底部时，其相对于试管的速率也刚好为v0，之后小球与试管底部碰撞，碰后小球以相对于试管的原速率v0反弹。已知试管碰撞前后运动状态不发生改变，小球可视为质点。 （1）求试管长度L； （2）若试管刚开始静止时，在距离试管底部的位置再放一个不带电的小球Q（小球Q和小球P大小相同），其他条件不变，让试管在外力作用下开始水平向右做匀速直线运动，速度大小为v0，随后小球P与小球Q发生弹性碰撞，碰撞时不发生电荷转移。小球Q与试管底部的碰撞也是弹性碰撞。已知之后小球P与小球Q发生第2、3、4、5…次碰撞时在试管中的位置始终与第一次碰撞时相同，求小球Q的质量mQ； （3）在第（2）问的情况下，若改变小球Q初始时离试管底部的距离为kL（0<k<1），其他条件不变，此种情况下小球P与小球Q发生第二次碰撞前瞬间，小球P速度刚好为0，求k的取值并判断在试管内两球是否会发生第三次碰撞，如果发生第三次碰撞，第三次碰撞时，求碰撞位置距试管口的距离d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 芜湖市第一中学2027届高三上学期期中教学水平检测 物理 （考试时间：75分钟　满分：100分） 注意事项： 1. 答卷前，务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，务必擦净后再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 我国建造的有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）于2025年1月20日在安徽合肥打破原来亿度高温燃烧43秒的世界纪录，首次完成1亿摄氏度1066秒的“高质量燃烧”，标志着我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。下列反应属于核聚变的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】核聚变是指两个或多个轻核合并成一个较重的核的过程，释放出大量能量。D选项氘和氚发生反应生成氦和中子，符合核聚变的定义。其他A选项为衰变，B为原子核的人工转变方程；C属于重核裂变。 故选D。 2. 图甲是云南常见的柴火炒菜的场景。炒菜时，要将“半球型”的炒锅贴合地放在三脚架的水平圆环上。若锅及锅中菜品的总质量为m，重力加速度为g。静止时，圆环对锅的作用力大小为（　　） A. B. C. mg D. 【答案】C 【解析】 【详解】对锅受力分析，其受重力和圆环的作用力而静止，根据平衡条件可知圆环对锅的作用力大小为F=mg 故选C。 3. 图甲为京剧中的水袖舞表演，若水袖的波浪可视为简谐横波，图乙为该简谐横波在时刻的波形图，、为该波上两个质点，此时位于平衡位置，位于波峰，且比先振动。图丙为波上某质点的振动图像，已知袖子足够长，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴负方向传播 B. 该波的传播速度为 C. 时，质点的速度为零 D. 图丙可能为质点的振动图像 【答案】D 【解析】 【详解】A．因Q比P先振动，该波沿 x轴正方向传播，故A错误； B．由图甲乙可知，该波波长λ=2m，T=0.8s 则该波的传播速度为，故B错误； C．经1.0s=1.25T，则质点 Q运动到平衡位置，速度最大，故C错误； D．因，质点P的振动方程为，故D正确。 故选D。 4. 半导体掺杂是通过在纯净半导体材料（如硅）中掺入特定的其他元素，改变其电学性质的关键技术。掺杂过程中，若一个硅基分子固定于原点O，另一个掺杂分子从远处（大于10r0）向O点靠近，分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示。规定无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　） A. 由远处至r0，分子间作用力F先减小后增大 B. 由远处至r0，分子间的作用力表现为斥力 C. 由远处至r0，分子间的作用力先做正功后做负功 D. 由远处至r0，系统的分子势能一直减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由远处至r0，分子间作用力F先增大后减小，故A错误； BCD．由远处至r0，分子间的作用力表现为引力，一直做正功，分子势能一直减小，故BC错误，D正确。 故选D。 5. 如图，一束只含红光和紫光的复色光束，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线。则下列选项正确的是（　　） A. 在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B. a为红光，b为紫光 C. 若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线b首先消失 D. 分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 【答案】A 【解析】 【详解】A．光线a的偏折程度大，根据折射定律公式，光线a的折射率大。再根据公式，光线a在玻璃中的传播速度小，故A正确； B．光线a的折射率大，说明光线a的频率高，红光波长更大，频率更小，所以a不是红光，故B错误； C．若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到，故先发生全反射，先消失，故C错误； D．光线a在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故D错误。 故选A。 6. 一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的动能随坐标x变化的关系如图所示，和分别表示该电子在A、B两点时的动能。下列说法正确的是（ ） A. A点的电势能小于B点的电势能 B. A点的电势低于B点的电势 C. 该电子在A点的加速度大于在B点的加速度 D. 该电子在A点的电场强度大于在B点的电场强度 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于仅有电场力做功，电子的动能与电势能总和不变，电子在A点的动能小于在B点的动能，则电子在A点的电势能大于在B点的电势能，故A错误； B．电子在电势高的地方电势能小，故A点的电势低于B点的电势，故B正确； CD．图像的斜率表示电场力的大小，A点的斜率小于在B点的斜率，可知 故A点的电场强度小于在B点的电场强度，由牛顿第二定律可知电子在A点的加速度小于在B点的加速度，故CD错误。 故选B。 7. 双响炮作为深受喜爱的烟花爆竹之一，其独特的魅力在于有两阶段的爆炸过程。首先，将双响炮放在水平地面上，点燃下层的火药，火药迅速爆炸，爆竹获得了竖直向上的初速度，将其发射至最高点。在达到最高点的瞬间，第二层火药随即引爆，将爆竹炸裂成甲和乙两部分。已知甲、乙两块爆竹的质量之比为，其中甲块以的速度水平向左飞出。若不计空气阻力，忽略火药的质量，重力加速度取。那么，两块爆竹的飞行轨迹将是下图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】双响炮爆炸时距离地面高度 在达到最高点的瞬间，水平方向动量守恒有 可知 爆炸后甲乙做平抛运动，由于甲乙在空中运动时间t相同，则二者位移之比为 落地时间均为 落地时甲的水平位移 综合可知B选项符合题意。 故选B。 8. 如图所示，abcd为水平放置的平行“匸”形光滑金属导轨，导轨电阻不计，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，金属杆MN材质均匀、倾斜放置，与cd导轨成角，角度不同时，接入导轨间的电阻不同。如图所示的角时，接入导轨间的阻值为r。若保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向匀速滑动（金属杆不脱离轨道且与导轨接触良好）。则下列说法中正确的是（　　） A. 金属杆MN中的感应电流方向为由M到N B. 若改变倾角，电路中感应电动势的大小不变，始终为 C. 若改变倾角，电路中感应电流的大小不变，为 D. 安培力是阻力，方向水平向左 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据右手定则知，金属杆中的感应电流方向为N到M，故A错误； B．设MN在两导轨间的长度为L，则有效切割长度为 切割产生的感应电动势 若改变倾角，有效切割长度不变，电路中感应电动势的大小不变，始终为，故B正确； C．若改变倾角，电路中接入的电阻改变，感应电流的大小改变，故C错误； D．根据左手定则可知安培力方向垂直杆斜向左上，故D错误。 故选B。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 2025年4月24日，“神舟二十号”飞船成功发射。如图，若“神舟二十号”飞船升空后先进入停泊轨道（近地圆轨道），之后在P点点火进入转移轨道，然后在远地点Q点点火进入中国空间站轨道（圆轨道）。下列说法正确的是（　　） A. 飞船在停泊轨道上运行的线速度大小大于在转移轨道上P点的线速度大小 B. 飞船从转移轨道进入中国空间站轨道，在Q点需要点火加速 C. 飞船从转移轨道的P点运动到Q点，机械能增加 D. 飞船在转移轨道上的运行周期大于在停泊轨道上的运行周期 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．从停泊轨道进入转移轨道，在P点需要点火加速，所以飞船在停泊轨道上运行的线速度大小小于在转移轨道上P点的线速度大小，从转移轨道进入中国空间站轨道，在Q点也需要点火加速，故A错误，B正确； C．飞船从转移轨道的P点运动到Q点的过程中，只有万有引力做功，所以飞船的机械能守恒，故C错误； D．根据开普勒第三定律 可知，飞船在转移轨道上的运行周期大于在停泊轨道上的运行周期，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在xOy坐标系第二象限有一个半径为R的圆形区域，圆心为C，圆形边界分别与x轴、y轴相切于M、N两点。圆形区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场。第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场。在M点放置一粒子源，粒子源可向磁场中各个方向发射速率均为的同种带正电粒子，其中沿MC方向射入磁场的粒子恰好从N点进入电场，后从x轴上的P点离开电场。已知磁感应强度大小为B，电场强度大小。不计粒子所受重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. 带电粒子的比荷为 B. P点与坐标原点O的距离为 C. 粒子运动至P点时的速度大小为 D. x正半轴上有粒子经过的范围长度为2R 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R，根据洛伦兹力提供向心力 解得比荷，故A错误； B．粒子从N点垂直电场进入第一象限，沿y方向有 解得 沿x方向有，故B正确； C．沿y向的速度为 则粒子运动至P点时的速度大小为，故C错误； D．粒子在磁场中运动的轨迹圆半径等于磁场圆半径R，由磁发散的规律可知，沿各个方向入射的粒子从磁场圆的右半圆上所有点离开，且离开时速度均沿x轴正向，进入电场后沿x轴方向的最小距离为0，即打在O点。从M点正上方离开的粒子在电场中的x轴方向的位移最大，此时 解得 则沿x轴方向有 因此x正半轴上有粒子经过的范围长度为2R，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：共5题，共58分。 11. 使用注射器和压强传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。下表为小明和小曹同学对同一空气样本测得的实验数据，操作序号1~5为小明完成，操作序号5~9为小曹完成。 操作序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 压强 185.1 131.6 102.4 84.2 71.1 88.9 114.5 164.6 244.5 体积 5 7 9 11 13 11 9 7 5 pV乘积 925.5 921.2 921.6 926.2 924.3 977.9 1030.5 1152.2 1222.5 将表格数据绘制成右侧图像，曲线①对应小明的操作，曲线②对应小曹的操作，在曲线上找到气体的三个状态、、，其对应坐标如图所示。 （1）在的过程中_____ A. 活塞对密封气体做正功 B. 分子平均动能几乎不变 C. 气体分子垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力增大 （2）气体处于、状态时温度分别为和，则可知_____。（图中字母表示） （3）在的过程中，密封气体从外界吸收了热量_____（选填小于/等于/大于）气体对活塞做的功W。 【答案】（1）B （2） （3）大于 【解析】 【小问1详解】 A．在的过程中气体体积增大，活塞对密封气体做负功，故A错误； B．在的过程中是等温变化，温度不变，分子平均动能几乎不变，故B正确； C．在的过程中，气体压强减小，气体体积增大，分子数密度减小，温度不变，气体分子垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力减小，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 由图可知，a、c状态压强相等，根据盖吕—萨克定律有 解得 【小问3详解】 在的过程中，最终体积增大，温度升高，可知气体对活塞做功，即；气体的内能增大，即；根据热力学第一定律 可知吸收的热量大于气体对活塞做的功W。 12. 某实验小组的同学想测量一电源的内阻及一金属丝的阻值，设计的电路如图甲所示。 （1）先用多用电表粗测金属丝的阻值。机械调零后将选择开关拨到“”挡，将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在。将红、黑表笔接在金属丝两端，发现多用电表指针偏角过大，此时应将选择开关拨到_____（填“”或“ ）挡，再重新欧姆调零后，将表笔与金属丝相接，读出金属丝的阻值； （2）实验室中提供的电流表，内阻为，现使其量程变为，需要在电流表上并联一个电阻箱，则的阻值应调为_____，改装后的电流表为甲图中的电流表A，其内阻记为； （3）将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关、，将开关分别与a、b接触，调节滑动变阻器滑片，得到一系列电压表V的读数U和电流表的读数I，做出图像，如图乙中的Ⅰ、Ⅱ所示，则与b相连对应的图像是_____填“Ⅰ”或“Ⅱ” （4）若与a相接，断开、闭合，移动滑动变阻器滑片，得到多组电压表V的读数U和电流表的读数I，做出图线Ⅲ。如果电压表的分流不可忽略，则电源的内阻_____，金属丝的电阻_____。均选用、、及表示 【答案】（1） （2） （3）Ⅱ （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 多用电表的指针偏角过大，说明欧姆挡的倍率选择过大，所以，应将选择开关拨到“”挡。 【小问2详解】 根据电流表改装的原理可知 【小问3详解】 将电源看作是待测元件，可知接a时，电流表内接，此时电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值等于，当接b时，是电流表外接，电源的电动势和内阻的测量值均偏小，所以与b相连对应的图像是Ⅱ。 【小问4详解】 [1]由于电流表A的内阻为，则有接a时，由于电流表A中的电流是电流表中电流的3倍，所以 从而有电源的内阻 [2]当接a，断开时，等效内阻为 则 13. 如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形，，一束平行于的单色光自边的中点O点射入三棱镜，折射光线直接到达C点。已知长为L，光在真空中的速度为c。求： （1）该棱镜对该单色光的折射率； （2）若该单色光从的中点D点（未画出）平行于入射，则该单色光从入射至第一次出射的时间是多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 过O点作垂线为法线，由几何知可求入射角，折射角 由折射定律 【小问2详解】 光从D点射入，在棱镜中光路图如图所示 由几何关系得光线在边的入射角 由，即光线在发生全反射到F点 由几何关系可知， 光在棱镜中传播速度 传播时间 14. 如图所示，为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径，端切线水平，水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆弧轨道的最低点。圆弧轨道对应的圆心角。一质量为的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，取，，。 （1）求小球从点飞出的速度大小； （2）求小球在点对轨道的压力大小； （3）改变小球在水平轨道上的速度，使小球恰好能从点飞出，求小球落地点与点的水平距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 将小球在C处的速度分解，在竖直方向上有 在水平方向上有 联立并代入数据得 【小问2详解】 在C处，对小球，由牛顿第二定律得 其中 联立解得 根据牛顿第三定律知，圆弧轨道受到的压力大小 【小问3详解】 小球恰好能从A点飞出，在A点，重力提供向心力，有 又小球落地时间，满足 水平位移 联立解得 15. 如图所示（俯视图），水平放置一个内壁光滑的绝缘试管，在其下端开口位置放置一个静止且所带电荷量为+q、质量为m的小球P（小球的直径略小于试管内径）。试管所处空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现让试管在外力作用下开始水平向右做匀速直线运动，速度大小为v0，当小球到达试管底部时，其相对于试管的速率也刚好为v0，之后小球与试管底部碰撞，碰后小球以相对于试管的原速率v0反弹。已知试管碰撞前后运动状态不发生改变，小球可视为质点。 （1）求试管长度L； （2）若试管刚开始静止时，在距离试管底部的位置再放一个不带电的小球Q（小球Q和小球P大小相同），其他条件不变，让试管在外力作用下开始水平向右做匀速直线运动，速度大小为v0，随后小球P与小球Q发生弹性碰撞，碰撞时不发生电荷转移。小球Q与试管底部的碰撞也是弹性碰撞。已知之后小球P与小球Q发生第2、3、4、5…次碰撞时在试管中的位置始终与第一次碰撞时相同，求小球Q的质量mQ； （3）在第（2）问的情况下，若改变小球Q初始时离试管底部的距离为kL（0<k<1），其他条件不变，此种情况下小球P与小球Q发生第二次碰撞前瞬间，小球P速度刚好为0，求k的取值并判断在试管内两球是否会发生第三次碰撞，如果发生第三次碰撞，第三次碰撞时，求碰撞位置距试管口的距离d。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 以试管为参考系，小球做匀变速直线运动，其加速度， 试管长度 【小问2详解】 以试管为参考系，设第一次碰撞前瞬间小球P的速度为v1，碰撞后瞬间小球P的速度为，小球Q的速度为v2，则，， 第二次碰撞位置不变，需满足 解得小球Q的质量 可以验证之后第三次，第四次……所有碰撞都发生在相同位置。 【小问3详解】 以试管为参考系，碰撞前小球P沿试管移动的距离为，设第一次碰撞前瞬间小球P的速度为vx，碰撞后瞬间小球P的速度为vP，小球Q的速度为vQ，则，，， 联立可解得 第二次碰撞位置距试管底部为 第二次碰撞时有， 解得， 假设可以发生第三次碰撞，设第二次到第三次碰撞相距，， 解得。 小球P向试管口最大位移为， 可以验证此过程小球P未离开试管口，所以会发生第三次碰撞。 第三次碰撞发生的位置距试管口为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $