2022-2023學年海安中學高三年級下冊物理3月月考試卷（含答案）

2023屆高三年級階段測試（四）物理試卷

一、單項選擇題：共10題，每題4分，共40分。每題只有一個選項最符合題意。

1.核電池是各種深空探測器中最理想的能量源，它不受極冷極熱的溫度影響，也不被宇宙射線干擾。94rU

同位素溫差電池的原理是其發(fā)生衰變時將釋放的能量轉化為電能。我國的火星探測車用放射性材料PU°2作

PnC238P11238P238p234p,y

為燃料，-U02中的Pu元素是94YU,己知94ru的半衰期為88年，其衰變方程為94-92ru十八.若

238P234P17I?

94ru、92x的結合能分別為d、*2、Er、,則下列說法正確的是（）

A.空Pu的平均核子質量大于二Pu的平均核子質量

B.衰變放出的射線是氮核流，它的貫穿能力很強

C.該反應釋放的能量為E=g-&-月

D.100個等Pu原子核經過88年后剩余50個

2.“、〃兩束單色光的波長分別為乙和乙，通過相同的單縫衍射實驗裝置得到如圖所示的圖樣，則這兩束單

色光（）

A.b單色光的波動性比a單色光強

B.在水中的傳播速度匕＜匕,

C.光子動量pa＜ph

D.〃、〃兩束單色光射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距△叫,＜此

3.2022年11月1日，23噸的夢天實驗艙與60噸的天和核心艙組合體順利對接，完成了中國空間站建設最

后一個模塊的搭建。若對接前天和核心艙組合體在距地高度38（）km的正圓軌道運動，運行速度略小于夢

天實驗艙對接前的速度，則（）

A.對接時夢天艙和天和艙因沖擊力而產生的加速度相同

B.對接前空間站內宇航員所受地球的引力為零

C.對接后空間站繞地運行速度大于第一宇宙速度

D.若不啟動發(fā)動機調整軌道，對接后空間站的軌道將會是橢圓

4.風箏發(fā)明于中國東周春秋時期，是在世界各國廣泛開展的一項群眾性體育娛樂活動。一平板三角形風箏

（不帶雪尾）懸停在空中，如圖為風箏的側視圖，風箏平面與水平面的夾角為。，風箏受到空氣的作用力

尸垂直于風箏平面向上。若拉線長度一定，不計拉線的重力及拉線受到風的作用力，一段時間后，風力增

大導致作用力尸增大，方向始終垂直于風箏平面，夾角。不變，再次平衡后相比于風力變化之前（）

A.風箏距離地面的高度變大B.風箏所受的合力變大

C.拉線對風箏的拉力變小D.拉線對風箏的拉力與水平方向的夾角變小

5.如圖甲所示，一根足夠長的空心銅管豎直放置，將一枚橫截面直徑略小于銅管內徑、質量為機。的圓柱

形強磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，強磁鐵與銅管內壁的摩擦和空氣阻力可以忽略，強磁鐵不會做自

由落體運動，而是非常緩慢地穿過銅管，在銅管內下落時的最大速度為%,重力加速度為g。產生該現象

的原因是變化的磁場在銅管內激發(fā)出了渦流，渦流反過來又對強磁鐵產生了很大的阻力。雖然該情景中渦

流的定量計算非常復雜，但我們不需要求解，卻仍然可以用我們學過的知識來對下述問題進行分析，強磁

鐵下落過程中，可以認為銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比，下列分析正確的是

()

<*~、

甲乙

A.若把空心銅管切開一條豎直狹縫，如圖乙所示，還將強磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，發(fā)現強磁

鐵做自由落體運動

B.若把空心銅管切開一條豎直狹縫，如圖乙所示，還將強磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，發(fā)現強磁

鐵的下落會快于自由落體運動

C.圖甲中，強磁鐵達到最大速度后，銅管的熱功率要小于，"OgVm

m,+tn.

D.如果在圖甲中強磁鐵的上面粘一個質量為陽的絕緣橡膠塊，則強磁鐵下落的最大速度匕=」

6.把一根鐵鏈水平拉直，沿AB方向一部分放在順時針勻速轉動的傳送帶上，一部分放在光滑水平桌面

上，水平桌面和傳送帶水平段在A點相接（忽略銜接處空隙），由于傳送帶摩擦力的作用，鐵鏈向右做直

線運動，傳送帶長度大于鐵鏈長度。X為鐵鏈在A點右側的長度，尸為A點右側鐵鏈對A點左側鐵鏈的拉

力，。為鐵鏈的加速度，/為傳送帶對鐵鏈的摩擦力,則在鐵鏈加速進入傳送帶的過程中，下列圖像可能正

確的是（）

7.如圖所示，一完整絕緣球體球心為。一由A,3兩部分組成，其中8是球心為。2的小球體，A均勻帶正

電+。，B均勻帶有等量的負電一2。M、N為兩球心連線上兩點，P、。連線過球心。|且與M、N連線垂直,

且M、N、P、。四點到。?距離相等。取無窮遠處電勢為零。則（）

A.M、N兩點電場強度相等

B.M、N兩點電勢相等

C.將+g從N點移至P點電場力做負功

D.電子在M點的電勢能比在N點的大

8.用電流傳感器研究電容器充放電現象，電路如圖所示。電容器不帶電，閉合開關S-待電流穩(wěn)定后再閉

合開關S?,通過傳感器的電流隨時間變化的圖像是（）

9.如圖，水平桌面上有一薄板，薄板上擺放著小圓柱體A、B、C,圓柱體的質量分別為加八、〃%、叫,

且/〃A>根B>mC。用一水平外力將薄板沿垂直3C的方向抽出，圓柱體與薄板間的動摩擦因數均相同，圓

柱體與桌面間的動摩擦因數也均相同。則抽出后，三個圓柱體留在桌面上的位置所組成的圖形可能是圖

)

10.如圖所示，粗糙斜面傾角為仇彈簧一端與斜面頂端相連，另一端與質量為，"的滑塊連接，開始滑塊靜

止在。處（圖中未標出），與斜面間恰好沒有摩擦力?，F用沿斜面向下的力將滑塊從。點緩慢拉至A點，拉

力做的功為W。撤去拉力后滑塊由靜止沿斜面向上運動，經。點到達8點時速度為零，AB=a,重力加速

度為g,斜面與滑塊間的動摩擦因數為〃，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則（）

A從A到。，滑塊一直做加速運動

3

B.從。到A再到B,彈簧彈力做的功為

C.向上經過。點時，滑塊的動能小于W-〃加gacos。

D.滑塊到達8處后可能保持靜止

二、非選擇題：本題共5小題，共60分。其中第12題~第15題解答時請寫出必要的文字說

明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數值計算時，答案中必須寫出

數值和單位。

11.某物理興趣小組要描繪一個標有“4V、2.0W”的小燈泡L的伏安特性曲線，要求燈泡兩端的電壓由零逐

漸增大，且盡量減小實驗誤差。可供選用的器材除導線、開關外，還有以下器材：

A.直流電源4.5V（內阻不計）

B.直流電流表0~600mA（內阻約為5Q）

C.直流電壓表0~3V（內阻等于6kQ）

D.滑動變阻器0~10C,額定電流2A

E三個定值電阻（R=lkC,&=2kC,/?3=5kQ）

（1）小組同學們研究后發(fā)現，電壓表量程不能滿足實驗要求，為了完成測量，他將電壓表進行了改

裝，在給定的定值電阻中選用（選填或"R3”）與電壓表串聯，完成改裝。

（2）實驗要求能夠實現在0~4V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理。

（3）實驗測得小燈泡伏安特性曲線如圖〃所示，可確定小燈泡的功率P與U和P與尸的關系，下列示意

（4）若將兩個完全相同規(guī)格的小燈泡L按如圖匕所示電路連接，電源電動勢E=6V,內阻尸2C,欲使滑

動變阻器R的功率是小燈泡的兩倍，此時每個小燈泡消耗的電功率為W,此時滑動變阻器接入電路

的電阻0（結果均保留2位小數）。

,善F

Rr

^

圖b

12.用圖甲所示裝置測定光電效應中某金屬的截止電壓，.與入射光頻率1/的關系，測量結果如圖乙所示,

圖中U。、%均已知。用氫原子從某一激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)時發(fā)出的光照射此金屬時，測得截止電壓恰

好為U。。已知元電荷e,氫原子基態(tài)能量為紇，能級滿足公式g“=4Eo。求:

n

（1）普朗克常量人;

（2）躍遷前氫原子的量子數〃。

甲

13.如圖所示，導熱性能良好的圓柱形容器一端封閉、另一端開口，若將容器開口向下豎直緩慢插入到水

中某一位置，容器能夠漂浮在水面上；再將容器繼續(xù)緩慢下壓，可在水面下某位置保持懸浮狀態(tài)。已知容

器容積為匕、高度為乙、質量為大氣壓強為po、水的密度為夕、重力加速度大小為g,整個過程中環(huán)

境溫度不變，求：

（1）容器漂浮在水面上時水進入容器的長度M；

（2）容器在水面下保持懸浮狀態(tài)時水進入容器的長度皿和容器內外水面的高度差

14.如圖甲所示，有一豎直放置的平行板電容器，兩平行金屬板間距為/,極板長度為2/,在兩極板間加上

如圖乙所示的交變電壓（f=o時左極板帶正電），以極板間的中心線。。|為、軸建立如圖里所示的坐標系,

在y=2/直線上方合適的區(qū)域加一垂直紙面向里的圓形勻強磁場。f=0時，有大量電子從入口OA同時以

平行于y軸的初速度％射入兩極板間，經過相同時間所有電子都能從平行板上方出口平行極板射出,

經過圓形磁場區(qū)域后所有電子均能打在同一點尸（P在y=3/直線上）已知電子的質量為加，電荷量為e,

求:

（1）交變電壓的周期T和電壓U。的值;

（2）若尸點坐標為（0,3/）,求所加磁場磁感應強度的取值范圍;

（3）當所加磁場的磁感應強度為（2）問中的最小值時，求P點橫坐標的取值范圍以及電子從出發(fā)到打至P

點時，最長運動時間和最短運動時間的差值的范圍。

y=31kU

y=2l

2T

甲乙

15.滑板是沖浪運動在陸地上的延伸，是一種極富挑戰(zhàn)性的極限運動，下面是該運動的一種場地筒化模

型。如圖所示，右側是一固定的四分之一光滑圓弧軌道A3,半徑為R=3.2m,左側是一固定的光滑曲面

軌道CD兩軌道末端C與B等高，兩軌道間有質量M=2kg的長木板靜止在光滑水平地面上，右端緊靠

圓弧軌道AB的B端，木板上表面與圓弧面相切于B點。一質量加=1kg的小滑塊P（可視為質點）從圓

弧軌道AB最高點由靜止滑下，經B點后滑上木板，己知重力加速度大小為g=10m/s2,滑塊與木板之

間的動摩擦因數為〃=0.2,木板厚度d=0.4m,。點與地面高度差人=1.8m。

（1）求小滑塊P滑到B點時對軌道的壓力大?。?/p>

（2）若木板只與C端發(fā)生了2次碰撞，滑塊一直未與木板分離，木板與C端碰撞過程中沒有機械能損失且

碰撞時間極短可忽略。求木板最小長度和開始時木板左端離C端距離；

（3）若撤去木板，將兩軌道C端和B端平滑對接后固定，小滑塊P仍從圓弧軌道AB最高點由靜止滑下，

要使滑塊從。點飛出后落到地面有最大水平射程，求從。點飛出時速度方向以及最大水平射程

2023屆高三年級階段測試（四）物理試卷

一、單項選擇題：共10題，每題4分，共40分。每題只有一個選項最符合題意。

1.核電池是各種深空探測器中最理想的能量源，它不受極冷極熱的溫度影響，也不被宇宙射線干擾。94rU

同位素溫差電池的原理是其發(fā)生衰變時將釋放的能量轉化為電能。我國的火星探測車用放射性材料PU°2作

PnC238P11238P238p234p,y

為燃料，-U02中的Pu元素是94YU,己知94ru的半衰期為88年，其衰變方程為94-92ru十八.若

238P234P17I?r

94ru、92x的結合能分別為d、*2、E、,則下列說法正確的是（）

A.空Pu的平均核子質量大于二Pu的平均核子質量

B.衰變放出的射線是氮核流，它的貫穿能力很強

C.該反應釋放的能量為E=g-&-月

D.100個等Pu原子核經過88年后剩余50個

【答案】A

【解析】

【詳解】A.衰變反應后錯在質量虧損，貝喘蚱11的平均核子質量大于腎Pu的平均核子質量，A正確；

B.衰變放出的射線是a射線，即氮核流，它的貫穿能力很弱，電離能力很強，B錯誤；

C.該反應釋放的能量為

E=E2+E3-Et

C錯誤；

D.半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子核適用，對少量原子核不適用，D錯誤。

故選Ao

2.4、8兩束單色光的波長分別為4,和乙，通過相同的單縫衍射實驗裝置得到如圖所示的圖樣，則這兩束單

色光（）

a

b

A.b單色光的波動性比a單色光強

第10頁/共33頁

B.在水中的傳播速度匕（以

C.光子動量pa<ph

D.a,b兩束單色光射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距△兒<%

【答案】C

【解析】

【詳解】A.在相同的單縫衍射實驗裝置的條件下，光的波長越長，其衍射現象越顯著，中央亮條紋越寬。

從圖中可知光束a的衍射現象比光束6更加顯著，故可知

人單色光的波動性比。單色光弱，故A錯誤；

B.波長長，則頻率低，折射率小，根據

c

V=—

n

在水中的傳播速度

Va>Vb

故B錯誤；

C.光子動量

所以

Pa<Pl,

故c正確；

D.〃、6兩束單色光射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距

Ax=2—

d

則

此>M

故D錯誤。

故選C。

3.2022年11月1日，23噸的夢天實驗艙與60噸的天和核心艙組合體順利對接，完成了中國空間站建設最

后一個模塊的搭建。若對接前天和核心艙組合體在距地高度380km的正圓軌道運動，運行速度略小于夢

天實驗艙對接前的速度，則（）

第II頁/共33頁

A.對接時夢天艙和天和艙因沖擊力而產生的加速度相同

B.對接前空間站內宇航員所受地球的引力為零

C.對接后空間站繞地運行速度大于第一宇宙速度

D.若不啟動發(fā)動機調整軌道，對接后空間站的軌道將會是橢圓

【答案】D

【解析】

【詳解】A.夢天艙和天和艙因之間因沖擊對夢天艙和天和艙產生的力大小相等方向相反，可知夢天艙和

天和艙的加速度方向不同，夢天艙和天和艙的質量不等，根據尸=/加可知夢天艙和天和艙的加速度大小

不相等，故A錯誤；

B.空間站內的宇航員受到地球的萬有引力，由于萬有引力全部提供做圓周運動的向心力，所以宇航員處

于完全失重狀態(tài)，故B錯誤；

C.第一宇宙速度為環(huán)繞地球做圓周運動的物體的最大速度，可知對接后空間站繞地運行速度小于第一宇

宙速度，故C錯誤；

D.對接后空間站的速度會發(fā)生變化，若不啟動發(fā)動機調整軌道，對接后空間站的軌道將會是橢圓，故D

正確。

故選D。

4.風箏發(fā)明于中國東周春秋時期，是在世界各國廣泛開展的一項群眾性體育娛樂活動。一平板三角形風箏

（不帶雪尾）懸停在空中，如圖為風箏的側視圖，風箏平面與水平面的夾角為。，風箏受到空氣的作用力

F垂直于風箏平面向上。若拉線長度一定，不計拉線的重力及拉線受到風的作用力，一段時間后，風力增

大導致作用力尸增大，方向始終垂直于風箏平面，夾角。不變，再次平衡后相比于風力變化之前（）

A.風箏距離地面的高度變大B.風箏所受的合力變大

C.拉線對風箏拉力變小D.拉線對風箏的拉力與水平方向的夾角變小

第12頁/共33頁

【答案】A

【解析】

【詳解】如下圖所示為風箏受力示意圖，風力為F時，重力為G,拉線拉力為B；當風力變大為人時，

重力不變，拉線拉力變?yōu)楹?，矢量三角形如圖所示，風箏懸停在空中，可得風箏所受的合力為零，保持不

變，拉線拉力變大，拉線對風箏的拉力與水平方向的夾角a變大，設拉線長為L,則風箏距地面高度為

h=Lsina

則風箏距離地面的高度變大。

故選Ao

5.如圖甲所示，一根足夠長的空心銅管豎直放置，將一枚橫截面直徑略小于銅管內徑、質量為加。的圓柱

形強磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，強磁鐵與銅管內壁的摩擦和空氣阻力可以忽略，強磁鐵不會做自

由落體運動，而是非常緩慢地穿過銅管，在銅管內下落時的最大速度為%，重力加速度為g。產生該現象

的原因是變化的磁場在銅管內激發(fā)出了渦流，渦流反過來又對強磁鐵產生了很大的阻力。雖然該情景中渦

流的定量計算非常復雜，但我們不需要求解，卻仍然可以用我們學過的知識來對下述問題進行分析，強磁

鐵下落過程中，可以認為銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比，下列分析正確的是

()

ac

甲乙

A.若把空心銅管切開一條豎直狹縫，如圖乙所示，還將強磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，發(fā)現強磁

鐵做自由落體運動

第13頁/共33頁

B.若把空心銅管切開一條豎直狹縫，如圖乙所示，還將強磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，發(fā)現強磁

鐵的下落會快于自由落體運動

C.圖甲中，強磁鐵達到最大速度后，銅管的熱功率要小于，加gVm

D.如果在圖甲中強磁鐵的上面粘一個質量為加的絕緣橡膠塊，則強磁鐵下落的最大速度K~

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.若把空心銅管切開一條豎直狹縫，如圖乙所示，此時銅管內仍然會形成渦流，渦流的磁場

對強磁鐵有阻礙作用，所以將強磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，發(fā)現強磁鐵的下落會明顯慢于自由落

體運動，AB錯；

C.圖甲中，強磁鐵達到最大速度后，做勻速運動，在勻速下落的過程中，可以認為減少的重力勢能全部

轉化為熱量，則

可得，銅管的熱功率為

C錯誤；

D.由于強磁鐵下落過程中銅管中的感應電動勢大小E與強磁鐵下落的速度□成正比，且強磁鐵周圍銅管的

有效電阻R是恒定的?？芍我粫r刻的熱功率為

E2

P=—

R

則

Pocv2

強磁鐵在勻速下落時，有

P-mgv

可得

一==:

P\(%)+g)g%V

所以，強磁鐵下落的最大速度為

第14頁/共33頁

m+m.

vin—Lv

mom

D正確。

故選D。

6.把一根鐵鏈水平拉直，沿AB方向一部分放在順時針勻速轉動的傳送帶上，一部分放在光滑水平桌面

上，水平桌面和傳送帶水平段在A點相接（忽略銜接處空隙），由于傳送帶摩擦力的作用，鐵鏈向右做直

線運動，傳送帶長度大于鐵鏈長度。X為鐵鏈在A點右側的長度，尸為A點右側鐵鏈對A點左側鐵鏈的拉

力，。為鐵鏈的加速度，/為傳送帶對鐵鏈的摩擦力，則在鐵鏈加速進入傳送帶的過程中，下列圖像可能正

【解析】

【詳解】A.摩擦力

「X

X不隨/均勻變化，則/不隨/均勻變化，故A錯誤；

B.加速度

mL

a-X圖像為過原點的直線，故B正確；

CD.A點右側鐵鏈對A點左側鐵鏈的拉力

F=Tg'n.僵X=

LLL1}

第15頁/共33頁

凡X圖像為拋物線，故CD錯誤。

故選B。

7.如圖所示，一完整絕緣球體球心為。一由A,8兩部分組成，其中B是球心為。2小球體，A均勻帶正

電+Q,B均勻帶有等量的負電一Q。M、N為兩球心連線上兩點，P、。連線過球心且與例、N連線垂直,

且M、N、P、。四點到。|距離相等。取無窮遠處電勢為零。則()

B.M、N兩點電勢相等

C.將+q從N點移至P點電場力做負功

D.電子在M點的電勢能比在N點的大

【答案】C

【解析】

【詳解】A.根據題意可知，將B看成是均勻帶正電的小球，則各點的場強與電勢為均勻帶正電的完整球體

A和小球B加上相等負電量后的疊加，因為具體比例不清楚，無法判斷兩點場強，故A錯誤；

B.完整球體A在M、N兩點電勢相等，而對于B來說，則靠近N點，所以

(PN<(PM

故B錯誤；

C.同理

<PN<(PP

將從N點移至P點,電勢能

E=(pq

增大，電場力做負功，故C正確；

D.電子在M點的電勢能比在N點的小，因為負電荷在電勢低的地方電勢能大，故D錯誤。

故選C。

第16頁/共33頁

8.用電流傳感器研究電容器充放電現象，電路如圖所示。電容器不帶電，閉合開關S-待電流穩(wěn)定后再閉

合開關S?,通過傳感器的電流隨時間變化的圖像是(

電流傳感器C

【答案】A

【解析】

【詳解】閉合開關跖后，電容器充電，電容器電壓與電源電壓差值越來越小，則通過傳感器的電流越來越

小，充電完成后，電容器電壓等于電源電壓，此時電路中電流為零；

再閉合開關S2,因為電容器電壓大于氏2電壓，則電容器放電，電容器電壓與R2電壓差值越來越小，則通

過傳感器的電流越來越小，且電流方向與開始充電時的方向相反，當電容器電壓等于R2電壓，此時電路

中電流為零。

故選Ao

9.如圖，水平桌面上有一薄板，薄板上擺放著小圓柱體A、B、C,圓柱體的質量分別為犯,、mc>

且WA>WB>mC。用一水平外力將薄板沿垂直的方向抽出，圓柱體與薄板間的動摩擦因數均相同，圓

柱體與桌面間的動摩擦因數也均相同。則抽出后，三個圓柱體留在桌面上的位置所組成的圖形可能是圖

()

?O

BC

第17頁/共33頁

【解析】

【詳解】設圓柱體的質量為〃?，圓柱體與薄板間的動摩擦因數、圓柱體與桌面間的動摩擦因數均為〃，則

在抽薄板的過程中，圓柱體在薄板摩擦力的作用下做加速運動，離開模板后在桌面摩擦力的作用下做減速

運動，根據牛頓第二定律有

Wng—ina

可得，加速運動與減速運動時的加速度都為

a=Mg

由于圓柱體A先離開薄板，B、C同時后離開薄板，則根據丫=〃可知，A離開薄板時的速度小于B、C離

開薄板時的速度，同時A加速的位移小于B、C加速的位移。離開薄板后，根據/=2ax可知，B、C在桌

面上滑動的距離相等，且大于A在桌面上滑動的距離。

故選Ao

10.如圖所示，粗糙斜面傾角為仇彈簧一端與斜面頂端相連，另一端與質量為，〃的滑塊連接，開始滑塊靜

止在。處（圖中未標出），與斜面間恰好沒有摩擦力。現用沿斜面向下的力將滑塊從。點緩慢拉至A點，拉

力做的功為W。撤去拉力后滑塊由靜止沿斜面向上運動，經O點到達B點時速度為零，AB^a,重力加速

度為g,斜面與滑塊間的動摩擦因數為〃，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則（）

A.從A到?；瑝K一直做加速運動

3

B.從。到A再到8,彈簧彈力做的功為

第18頁/共33頁

C.向上經過。點時，滑塊的動能小于W-卬〃gacos8

D.滑塊到達B處后可能保持靜止

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.第一步：判斷。點是否為A3的中點、加速度為零的位置滑塊從A點向B點運動的過程，先加

速后減速，由于彈簧彈力隨位移線性變化，重力沿斜面向下的分力及滑動摩擦力均為恒力，可知加速度也隨

位移線性變化。a-x圖如圖甲所示，又

五合=ma

則合力與位移的圖象與a-x圖象類似，由合力與位移圖線與坐標軸圍成的面積表示動能的變化量可知x軸

上、下兩部分圍成的面積相等。由對稱性可知，滑塊到的中點C時速度達到最大，該處彈簧彈力、重力

沿斜面向下的分力與滑動摩擦力的合力為0,如圖乙所示，此位置比。點低，則從A到。，滑塊先做加速運

動后做減速運動，選項A錯誤。

B.第二步：由動能定理計算彈力做功和動能設OC=x,由動能定理，從。到A再到8有

W-mgsin6-〃根gcosd+叱彈2=0-0

得彈簧彈力做的功

嗎=-W+mg(；a-x)sin6+/jmgtz+cos0

選項B錯誤。

C.從開始到滑塊向上經過。點，有

W-Ring(a+2x)cos0=Ek-0

得

紇-W-/amg(?+2x)cos0<W-/amgacos6

選項c正確。

D.第三步：用假設法分析滑塊能否停在B點

題中沒有給出彈簧勁度系數&、滑塊質量根、斜面傾角6及動摩擦因數〃的具體數值或關系，設QB=x',

若8點離。點很近，即滑塊在該處時彈簧處于伸長狀態(tài)，在。點時有

kxo=mgsmO

當滿足

第19頁/共33頁

mgsin6-Z(%—x')WRingcos0

即kx'<geos。時，滑塊到達B處后保持靜止，選項D正確。

故選CD,

圖甲圖乙

二、非選擇題：本題共5小題，共60分。其中第12題~第15題解答時請寫出必要的文字說

明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數值計算時，答案中必須寫出

數值和單位。

11.某物理興趣小組要描繪一個標有“4V、2.0W”的小燈泡L的伏安特性曲線，要求燈泡兩端的電壓由零逐

漸增大，且盡量減小實驗誤差。可供選用的器材除導線、開關外，還有以下器材：

A.直流電源4.5V（內阻不計）

B.直流電流表0~600mA（內阻約為5C）

C.直流電壓表0~3V（內阻等于6kC）

D.滑動變阻器0~10C,額定電流2A

E.三個定值電阻（R=lkC,R2=2kC,/?3=5kQ）

（1）小組同學們研究后發(fā)現，電壓表的量程不能滿足實驗要求，為了完成測量，他將電壓表進行了改

裝，在給定的定值電阻中選用（選填“吊”"&”或"凡”）與電壓表串聯，完成改裝。

（2）實驗要求能夠實現在0~4V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理o

（3）實驗測得小燈泡伏安特性曲線如圖a所示，可確定小燈泡的功率P與/和P與？的關系，下列示意

圖中合理的是（U和/分別為燈泡兩端的電壓和流過燈泡的電流）。

第20頁/共33頁

（4）若將兩個完全相同規(guī)格小燈泡L按如圖b所示電路連接，電源電動勢E=6V,內阻尸2。，欲使滑

動變阻器R的功率是小燈泡的兩倍，此時每個小燈泡消耗的電功率為W,此時滑動變阻器接入電路

的電阻________C（結果均保留2位小數）。

圖a

【答案】

①.R2③.D④.0.910.95⑤.

2.542.58

【解析】

【分析】

【詳解】（1）[1]由于燈泡的額定電壓為4V,所以要改裝成一個4V或稍大于4V的電壓表，串聯的電阻

阻值為

U—Ug4-3

_______________kfl=2kQ

R小3

6

%大的太多，最合適的為2kC的

第21頁/共33頁

(2)[2]實現()4V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，需要設計成滑動變阻器分壓接法，由于小燈泡正

常發(fā)光時電阻約為

由于

生〉區(qū)

所以需要設計成電流表外接，實驗電路如圖所示

(3)[3]AB.小燈泡的電阻隨溫度升高而增大，由功率

P

~R

可知，P—圖像的斜率應逐漸減小，AB錯誤；

CD.由

P=『R

可知，「_/2圖像的斜率應逐漸增大，c錯誤，D正確。

故選D。

(4)[4]假設通過燈泡的電流為/,燈泡兩端的電壓為U,通過滑動變阻器的電流為2/,當滑動變阻器R

的功率是小燈泡的兩倍時，滑動變阻器兩端的電壓也為U,由閉合電路歐姆定律可得

E=2U+2Ir

代入數據整理得

(7=3-2/

把該函數關系畫在圖a中，如圖所示

第22頁/共33頁

f//mA

與小燈泡伏安特性曲線的交點即為電路工作點，該點橫、縱坐標值的乘積等于小燈泡的實際功率，可得

p=U/=2.18x0.426W=0.93W

⑶此時滑動變阻器接入電路的電阻為

R=—=2.56Q

21

12.用圖甲所示裝置測定光電效應中某金屬的截止電壓與入射光頻率丫的關系，測量結果如圖乙所示,

圖中%均己知。用氫原子從某一激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)時發(fā)出的光照射此金屬時，測得截止電壓恰

好為己知元電荷e,氫原子基態(tài)能量為能級滿足公式七加二二心。求：

n~

（1）普朗克常量心

（2）躍遷前氫原子的量子數〃。

【解析】

【詳解】（1）由愛因斯坦光電效應方程可得

第23頁/共33頁

&n吁牝

對光電子，根據動能定理可得

-叫尸。-小

聯立可得

hh

——%

ee

結合圖像可得

ev0

解得

仁也

(2)氫原子躍遷時發(fā)出光子能量為

牝=二￡10-七0

n

又

6=牝一%=eUo

叱)=牝=必，0=6。0

%

聯立解得

1K

n=/-----------

N2eU0+Eo

13.如圖所示，導熱性能良好的圓柱形容器一端封閉、另一端開口，若將容器開口向下豎直緩慢插入到水

中某一位置，容器能夠漂浮在水面上；再將容器繼續(xù)緩慢下壓，可在水面下某位置保持懸浮狀態(tài)。已知容

器容積為玲、高度為小質量為加，大氣壓強為P。、水的密度為夕、重力加速度大小為g,整個過程中環(huán)

境溫度不變，求：

(1)容器漂浮在水面上時水進入容器的長度用；

(2)容器在水面下保持懸浮狀態(tài)時水進入容器長度及和容器內外水面的高度差

第24頁/共33頁

【解析】

【詳解】（1）設容器的截面積為S,有

s=%①

L

設容器漂浮在水面上時，被封閉氣體壓強為Pl,由平衡條件得

PiS=PoS+Mg②

對容器內封閉氣體，由玻意耳定律得

解得

（2）容器在水面下保持懸浮狀態(tài)時，由平衡條件得

Mg^pg（L-x2）S@

設容器在水面下保持懸浮狀態(tài)時，被封閉氣體壓級為，2,則

p2=p0+pgH⑦

對容器內被封閉氣體，由玻意耳定律得

P（Vo=，2（L—/）S⑧

解得

第25頁/共33頁

gp）

14.如圖甲所示，有一豎直放置的平行板電容器，兩平行金屬板間距為/,極板長度為2/,在兩極板間加上

如圖乙所示的交變電壓（f=0時左極板帶正電），以極板間的中心線。。為y軸建立如圖里所示的坐標系，

在y=2/直線上方合適的區(qū)域加一垂直紙面向里的圓形勻強磁場。/=0時，有大量電子從入口。4同時以

平行于y軸的初速度％射入兩極板間，經過相同時間所有電子都能從平行板上方出口平行極板射出，

經過圓形磁場區(qū)域后所有電子均能打在同一點尸（P在y=3/直線上）已知電子的質量為加，電荷量為e,

求：

（1）交變電壓的周期T和電壓的值；

（2）若尸點坐標為（0,3/）,求所加磁場的磁感應強度的取值范圍；

（3）當所加磁場的磁感應強度為（2）問中的最小值時，求P點橫坐標的取值范圍以及電子從出發(fā)到打至P

點時，最長運動時間和最短運動時間的差值的范圍。

2T

【答案】（1）T=—（n=1,2.3）,u=/^（〃=1、23-）；（2）曲（3）

"%2eelel

（2^-373）/<<（2^+373）/

6%-6%

【解析】

【詳解】（i）由題意，經過T時間所有電子都能從平行板上方a。出口平行極板射出，粒子在>方向上做

勻速直線運動，有

2/=nv0T

第26頁/共33頁

可得

21

T=——（〃=1、2、3-）

豎直方向上先加速后減速，有

222

ml

聯立求得

4="1（〃=1、2、3）

2e

(2)若使電子經磁場偏轉后匯聚于一點,則電子運動的半徑與圓形磁場的半徑相等。當所加磁場為圖中小

Gin=~

根據

ev^B=nt—

r

可得

第27頁/共33頁

B=皿

maxi

el

當所加磁場為大圓時(與直線y=2/相切)磁感應強度有最小值，此時

根據

2

evB-m—

()r

可得

B=處

mnel

則所加磁場的范圍為

mV°<B<4mV°

elel

(3)當所加磁場的磁感應強度為(2)問中的最小值時，各電子到達同一點的時間不同，當電子過x=；/時,

電子在磁場中所用時間最大

1T12兀萬//（乃+1）

L=+°=+=

%2%%%

1八旬、F1..73,2兀1（6+4^-373）/

*=-（1-cos30）+—=—（1）+=-------------

%3%23%6%

則

（2萬+3石）/

&二"ax'min=.

6%

當大圓向上平移時，加變小,當大圓向上平移到最低點與）=2/相切時，4有最小值

t'.=L

mm

%

nlV3.7il（6+2萬一36）/

1max'=-

%6%23%6%

則

第28頁/共33頁

A,_(2%—36)/

△'min-「max-fmin-7

6%

所以

Q兀-3上)1<&<(2%+3-)/

6%--6%

15.滑板是沖浪運動在陸地上的延伸，是一種極富挑戰(zhàn)性的極限運動，下面是該運動的一種場地簡化模

型。如圖所示，右側是一固定的四分之一光滑圓弧軌道AB,半徑為R=3.2m,左側是一固定的光滑曲面

軌道CD,兩軌道末端C與8等高，兩軌道間有質量2kg的長木板靜止在光滑水平地面上，右端緊靠

圓弧軌道A3的B端，木板上表面與圓弧面相切于8點。一質量加=1kg的小滑塊P(可視為質點)從圓

弧軌道AB最高點由靜止滑下，經B點后滑上木板，已知重力加速度大小為g=10m/s2,滑塊與木板之

間的動摩擦因數為〃=