山東省德州市2023-2024學(xué)年高三年級(jí)上冊(cè)期末考試物理試題（解析版）

高三物理試題

注意事項(xiàng)：

L答題前，考生先將自己的姓名、考生號(hào)、座號(hào)填寫在相應(yīng)位置，認(rèn)真核對(duì)條形碼上的姓

名、考生號(hào)和座號(hào)，并將條形碼粘貼在指定位置。

2.選擇題答案必須使用2B鉛筆正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫，

字體工整、筆跡清楚。

3.請(qǐng)按照題號(hào)在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效；在草稿紙、試題

卷上答題無(wú)效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要

求。

1.2023年12月14日，我國(guó)宣布新一代人造太陽(yáng)“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”面向全球開(kāi)放，邀請(qǐng)全世界科學(xué)家來(lái)中

國(guó)集智攻關(guān)，共同追逐“人造太陽(yáng)”能源夢(mèng)想。“人造太陽(yáng)”物理本質(zhì)就是核聚變，其發(fā)生核聚變的原理

和太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的原理很相似，核反應(yīng)方程為：H+；H￡He+X+176MeV。下列說(shuō)法正確的是

()

A.X是質(zhì)子B.該反應(yīng)為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

C.的比結(jié)合能比；H的大D.:He的結(jié)合能為176LLV

【答案】C

【解析】

【詳解】A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒有

2+3-4=1,1+1-2=0

可知，X是中子，故A錯(cuò)誤；

B.重核裂變是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，該反應(yīng)是輕核聚變，不是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故B錯(cuò)誤；

C.該核反應(yīng)釋放核能，表明生成核比反應(yīng)核更加穩(wěn)定，即：口。的比結(jié)合能比；H的大，故c正確；

D.結(jié)合能指單個(gè)自由發(fā)散的核子合成原子核釋放的能量，而17.6LIeV是:H與:H發(fā)生聚變反應(yīng)釋放的

核能，可知，:m的結(jié)合能大于176UeV,故D錯(cuò)誤。

故選C。

2.物理學(xué)的關(guān)系式在確定了物理量之間的關(guān)系時(shí)，也確定了物理量單位之間的關(guān)系。下列選項(xiàng)中可以用來(lái)

表示磁感應(yīng)強(qiáng)度單位的是()

A.(Vs)/nJB.Wb/m

33

c(Ns)/(Cm)D(kgm)/(As)

【答案】A

【解析】

【詳解】A.由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式E-應(yīng)丫可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位為

VVs

mm/sm2

故A正確；

B=一

B.由磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算式S可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位為

Wb

京

故B錯(cuò)誤；

C.由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式五和電流的定義t可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位為

N_Ns

AmCm

故C錯(cuò)誤；

B=——

D.由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式正和牛頓第二定律尸=力?？芍?，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位為

N_kgm/s2_kg

AmAmAs

故D錯(cuò)誤。

故選Ao

A.圖甲是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，單色光通過(guò)狹縫時(shí)也會(huì)發(fā)生衍射

B.圖乙中檢驗(yàn)工件N的平整度，通過(guò)干涉條紋可推斷出。為凹處

C.圖丙中的牛頓環(huán)干涉圖樣是一些等間距的亮暗相間的同心圓環(huán)

D.圖丁中觀看立體電影的眼鏡鏡片利用了光的干涉原理

【答案】A

【解析】

【詳解】A.圖甲是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，單色光通過(guò)狹縫時(shí)也會(huì)發(fā)生衍射，A正確；

B.P處為較厚薄膜處向較窄薄膜處偏移，說(shuō)明尸處為凹處；同理，。為凸處，B錯(cuò)誤;

C.圖丙中的牛頓環(huán)干涉圖樣是一些間距不等的亮暗相間的同心圓環(huán)，C錯(cuò)誤；

D.圖丁中觀看立體電影的眼鏡鏡片利用了光的偏振原理，D錯(cuò)誤。

故選Ao

4.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)豆和內(nèi)阻r保持不變，N和&均為定值電阻，%＞八，鳥滑動(dòng)變阻

器。當(dāng)火，的滑動(dòng)觸點(diǎn)在仍的中點(diǎn)時(shí)合上開(kāi)關(guān)S,此時(shí)三個(gè)理想電表A1、和v的示數(shù)分別為？1、

和U,現(xiàn)將鳥的滑動(dòng)觸點(diǎn)向。端移動(dòng)，則（）

B.&消耗的功率增大

A.電源的輸出功率增大

kU

c.不變D.’1增大，減小，U減小

【答案】c

【解析】

【詳解】D.將鳥的滑動(dòng)觸點(diǎn)向。端移動(dòng)，與接入電路的阻值變大，總電阻

R=_^_+凡+凡+,.

3'瓦['

R、

變大，總電流

E_

R

變小。電壓表示數(shù)

U=E-I]r

變大。電流表A，示數(shù)

減小，D錯(cuò)誤；

B.田3消耗的功率

p、=i；&

變小，B錯(cuò)誤;

A.電源的輸出功率

P=EI「中

Eg+&=r

在“，即用+4時(shí)，輸出功率最大。由于舄?jiǎng)t為變大，人變小，輸出功率變小,

A錯(cuò)誤;

c.電壓表示數(shù)變化量和電流表Ai示數(shù)變化量的比值

△U

不變，c正確。

故選c。

5.“地震預(yù)警”是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到設(shè)防區(qū)域前，向設(shè)防區(qū)域提前幾秒至數(shù)十秒發(fā)出

警報(bào)，以減少損失?？蒲袡C(jī)構(gòu)對(duì)波的特性展開(kāi)研究，圖甲為簡(jiǎn)諧波在175s時(shí)的波形圖，加是此波上

的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，平衡位置處于11m處，圖乙為質(zhì)點(diǎn)〃的振動(dòng)圖像，則（）

B.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，質(zhì)點(diǎn)"將到達(dá)x=ISm處

C.在：=13.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M的加速度沿y軸負(fù)方向

D.在1.75s~525s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過(guò)的路程為0.9m

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由M點(diǎn)的振動(dòng)圖像可知，r=l15s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M沿y軸負(fù)向振動(dòng)，結(jié)合波形圖可知，該列波沿

x軸正方向傳播，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.質(zhì)點(diǎn)只能在自己平衡位置附近振動(dòng)，而不隨波遷移，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.在》=13.5$=4.57時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M在平衡位置，則加速度為零，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；

……3.5s=l-T

D.在1.75s~5-5s內(nèi)，即經(jīng)過(guò)了6質(zhì)點(diǎn)〃到達(dá)波谷位置，則通過(guò)的路程為

s=4x20cm+（20-20sin30*）cm=0.9m

選項(xiàng)D正確。

故選D。

6.某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角。均

汽

為2,磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈的邊長(zhǎng)而=cd=2、bc=ad=21a線圈以角速

度◎繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，6c和㈤邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過(guò)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為

B,方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直，線圈的總電阻為r,外接電阻為R。則外接電阻R上電流的有效值

為（）

A-r+RB.r+R

T_NBl^coj_.廂，“

C'r+RD.W(r+R)

【答案】B

【解析】

【詳解】根據(jù)題意可知，be、ad邊的運(yùn)動(dòng)速度

I

v=-

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為

￡m=2NB21V=?NBPs

則感應(yīng)電流的最大值為

,2NBl2a)

￡17

由于在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角a均為2,則一個(gè)周期內(nèi)，通電時(shí)間為2,

則

根據(jù)電流的有效值定義可得

T

匕RL=『RT

解得，外接電阻R上電流的有效值為

,WNBI%

尸+及

故選B?

7.由玻璃材質(zhì)制成的實(shí)心正四面體形吊燈，棱長(zhǎng)為L(zhǎng)單色點(diǎn)光源嵌在其幾何中心點(diǎn)。吊燈使用的玻璃對(duì)

該單色光的折射率為W,只考慮由點(diǎn)光源直接射向表面的光線，則有光出射的區(qū)域面積為()

—n￡2-nZ?—TIZ2—nZf

A.24B.12c.6D,3

【答案】c

【解析】

【詳解】根據(jù)

可得臨界角為45°,單色點(diǎn)光源嵌在其幾何中心點(diǎn)，由數(shù)學(xué)知識(shí)可得正四面體中心到頂點(diǎn)的距離為

h=—L

4

且正四面體中心到頂點(diǎn)的距離與正四面體中心到地面中心的距離之比為3:1,則正四面體中心到地面中心

的距離為

12

根據(jù)幾何關(guān)系可知每個(gè)面有光出射的區(qū)域半徑為12；則

S=欣）=。

24

正四面體共四個(gè)面，則有光出射的區(qū)域面積為

凡,=4S=-I}

a6

故選c。

8.如圖所示，在水平勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一豎直足夠長(zhǎng)的固定絕緣桿MN,小球P

套在桿上，已知P的質(zhì)量為加，電荷量為+q,電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為3,P與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

〃，重力加速度為g,小球由靜止開(kāi)始下滑，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球最大加速度為0。，最大速度為則下

列判斷正確的是（）

A.小球開(kāi)始下滑時(shí)的加速度最大

1

一“0

B.小球的速度由2增大至v。的過(guò)程中，小球的加速度一直減小

=1—1

C.當(dāng)“時(shí)小球的速度v與V。之比?一定小于5

1a_

V=-v0

D.當(dāng)2時(shí)小球的加速度。與°。之比的一定小于5

【答案】B

【解析】

【詳解】A.小球剛開(kāi)始下滑時(shí)受到豎直向下的重力水平向左的電場(chǎng)力蜀，水平向右的彈力正以

及豎直向上的滑動(dòng)摩擦力耳，且此時(shí)滑動(dòng)摩擦力

月=幽

豎直方向根據(jù)牛頓第二定律有

mg-/.lEq=max

而隨著小球速度的增加，小球所受洛倫茲力由。逐漸增大，根據(jù)左手定則可知洛倫茲力的方向水平向右，

則在小球運(yùn)動(dòng)后水平方向有

Eq=Bqv+練

可知隨著小球速度的增加，桿對(duì)小球的彈力減小，致使桿對(duì)小球的摩擦力減小，而當(dāng)洛倫茲力的大小等于

小球所受電場(chǎng)力大小時(shí)，桿對(duì)小球的彈力為零，此時(shí)小球在豎直方向僅受重力，加速度達(dá)到最大，為重力

加速度，即％=而隨著小球速度的進(jìn)一步增大，洛倫茲力將大于電場(chǎng)力，桿上再次出現(xiàn)彈力，方向

水平向左，則摩擦力再次出現(xiàn)，豎直方向的合外力減小，加速度減小，直至摩擦力等于小球重力時(shí)，小球

速度達(dá)到最大值，此后小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，因此小球開(kāi)始下滑時(shí)的加速度不是最大，故A錯(cuò)誤；

B.小球剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)根據(jù)牛頓第二定律有

mg-REq=加/

解得

幽

，=g_-----

m

而根據(jù)A中分析可知，加速度最大為重力加速度，即在整個(gè)過(guò)程中加速度先由6逐漸增大到小,再由4

逐漸減小為0,假如開(kāi)始時(shí)加速度是由0開(kāi)始增加的，則根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，當(dāng)加速度最大時(shí)速度小

1

-vo

球速度恰好達(dá)到？，但實(shí)際上加速度并不是由0開(kāi)始增加的，因此可知，當(dāng)加速度最大時(shí)小球的速度還

1

未達(dá)到2,而加速度最大之后由于摩擦力的再次出現(xiàn)，小球開(kāi)始做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，由此可

1

~voV

知，小球的速度由2增大至V。的過(guò)程中，小球的加速度一直減小，故B正確；

1

a=~ao

c.當(dāng)2時(shí)小球可能正在做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，也可能正在做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)B

V

-1

中分析可知，若小球正在做加速增大的加速運(yùn)動(dòng)，則V與%之比%一定小于3■，但若小球正在做加速減

V

—1

小的加速運(yùn)動(dòng)，則V與V。之比%一定大于丁，故C錯(cuò)誤；

1

D.由B中分析可知，小球的加速度/二g時(shí)，即加速度達(dá)到最大時(shí)，小球的速度還不到2,因此當(dāng)

11

v="v0V=—%

-時(shí)小球的加速度a一定小于他,當(dāng)速度2時(shí)對(duì)小球由牛頓第二定律有

mg--Eq)=ma

即

ma。一〃(、跖o-Eq)=ma

而當(dāng)小球速度最大時(shí)有

mg=^Bqv0-Eq)

兩式聯(lián)立可得

加%-(_ma°?)(j-^?vo

Bqv0-Eq2

化簡(jiǎn)可得

a二Bqv。:1

%X&%-坳)2

故D錯(cuò)誤。

故選B。

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多項(xiàng)符合題目要

求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。

9.2023年12月15日，德州發(fā)布低溫橙色預(yù)警信號(hào)，人們積極應(yīng)對(duì)極寒天氣。某汽車在17T的車庫(kù)中，

輪胎胎壓為250kPa,出行后，長(zhǎng)時(shí)間放置在溫度為一13久的室外，輪胎胎壓為230kPa。若輪胎不漏

氣，輪胎內(nèi)氣體可視為理想氣體，下列說(shuō)法正確的是()

A.輪胎內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能減小

B.輪胎內(nèi)氣體狀態(tài)變化符合查理定律

C.輪胎內(nèi)氣體放熱

D.單位面積上氣體分子與輪胎壁碰撞的平均作用力變大

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度降低，則輪胎內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能減小，故A正確；

B.由題可知，在車庫(kù)中時(shí)，輪胎內(nèi)氣體原來(lái)的壓強(qiáng)和溫度分別為

px=250kPa7；-(273+17)K-290K

在室外時(shí)，輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)的溫度分別為

/=230kPa,7；=(273-13)K=260K

可知

則輪胎內(nèi)氣體狀態(tài)變化不符合查理定律，故B錯(cuò)誤；

旦〈立更=c

c.由于34,則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程T,可知輪胎內(nèi)氣體的體積變小，則外界對(duì)氣體做

功，即沙＞0。但由于氣體溫度降低，則氣體內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，輪胎內(nèi)氣體對(duì)外放出

熱量，故C正確；

D.由于輪胎內(nèi)氣體的溫度變小，則單位面積上氣體分子與輪胎壁碰撞的平均作用力變小，故D錯(cuò)誤。

故選BC。

10.光電效應(yīng)用于癌細(xì)胞放射治療取得新進(jìn)展，某興趣小組用如圖甲所示電路研究光電效應(yīng)中遏止電壓2

與光的頻率「之間的關(guān)系，作出某金屬的4一D圖像如圖乙所示，已知電子電量e=L6xl0"c,則

()

A.圖甲中，電源的a端為正極

B.該金屬的逸出功約為27x10"J

c.用頻率為6.0TO"Hz的光入射到該金屬時(shí)，遏止電壓約為0.5V

D.其它金屬的U-D圖像與該金屬的U-”圖像平行

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量某金屬的遏止電壓心與入射光頻率因此光電子應(yīng)該在電極間做

減速運(yùn)動(dòng)，故A應(yīng)該是陰極，則電極A應(yīng)該連接電源的負(fù)極，電源的。端為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；

B.由圖像可知，當(dāng)出:=°時(shí)對(duì)應(yīng)的即為該金屬的截止頻率約為

i4)=4.22xlO14Hz

則逸出功

-19

^=Avo=2.7xlOJ

故B正確；

C.根據(jù)光電效應(yīng)方程

eUc=hu-W0

代入數(shù)據(jù)，求得

Uc=0.75V

故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)光電效應(yīng)方程

eUc=hu-W0

化簡(jiǎn)可知

可知U’-V圖像的斜率是一個(gè)定值，故D正確。

故選BD。

II.在如圖所示的電路中，理想變壓器的匝數(shù)比"「％%=4：2T,定值電阻用=4SQ,

旦=g=10,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為30。在c、d兩端輸入正弦式交變電流，電壓的表達(dá)式為

M=8V2fml00Ttf(V)o當(dāng)滑片p從。端滑到端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()

A.電阻馬的功率一直增大

-W

B.理想變壓器的最大輸出功率為3

C.當(dāng)滑片P滑至6端時(shí)，整個(gè)電路的功率達(dá)到最大

D.電流表示數(shù)的最小值為23

【答案】BC

【解析】

【詳解】C.由電壓的表達(dá)式為"=S8可知電壓的有效值為

￡7=^=8V

等效電路圖如圖所示

其中

為'=（殳）'（鳥+&）

號(hào)=（良）通

〃3

由圖可知當(dāng)滑片P從。端滑到6端的過(guò)程中滑動(dòng)變阻器的阻值變小，有

U

人=

以'+%'

故原線圈的電流不斷變大，又因?yàn)?/p>

P=UI1

所以當(dāng)滑片P滑至b端時(shí)，整個(gè)電路的功率達(dá)到最大，故c正確;

A.由電路圖可知原線圈電壓為

隨原線圈電流增大而減小，則電阻R3兩端電壓為

q=%

隨原線圈電壓減小而減小，電阻R3的功率為

月=火

號(hào)

故電阻~3的功率一直減小，故A錯(cuò)誤；

D.當(dāng)滑片P從a端滑到6端的過(guò)程中，原線圈的電流不斷變大，即電流表的示數(shù)不斷變大，即當(dāng)滑片位

于。端時(shí)，電流表的示數(shù)最小，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為3。，原線圈電流為

Z,=------^――=0625A

故D錯(cuò)誤；

B.由等效電路圖可知，輸出功率最大時(shí)滿足

1與*&'

此時(shí)原線圈電壓與上1兩端電壓相等，輸出功率為

U

2R.3

故B正確。

故選BC。

12.如圖所示，導(dǎo)體棒縱b放置在足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌左右兩部分的間距分別為/,2Z,

導(dǎo)體棒a、b的質(zhì)量為m和？加,接入電路的電阻分別為R和1R,其余部分電阻均忽略不計(jì)。導(dǎo)體棒

a、b均處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,a,b兩導(dǎo)體棒均以“。的初速度同時(shí)水平向

右運(yùn)動(dòng)，兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸，導(dǎo)體棒a始終在窄軌上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒b

始終在寬軌上運(yùn)動(dòng)，直到兩導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.開(kāi)始導(dǎo)體棒a中的電流為Q—P

Blv0

B.導(dǎo)體棒中的最大電流為3R

4

二嶺

C.穩(wěn)定時(shí)導(dǎo)體棒a的速度為3

D.從開(kāi)始至穩(wěn)定狀態(tài)，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為6

【答案】BCD

【解析】

【詳解】AB.兩導(dǎo)體棒剛開(kāi)始均以初速度％1做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有最大值，分析可

知，兩導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反向，因此總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

品=2Blv0-Blv0=引％

此時(shí)回路中感應(yīng)電流有最大值，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

]_母_瓦%

h-R+2R-3R

而根據(jù)楞次定律（兩導(dǎo)體棒構(gòu)成回路的面積因兩導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)而變大）或右手定則可知，回路中感應(yīng)電流

的方向?yàn)轫槙r(shí)針（從上往下看），因此開(kāi)始時(shí)導(dǎo)體棒。中的電流為P-。，故A錯(cuò)誤，B正確；

C.穩(wěn)定時(shí)兩導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，設(shè)此時(shí)a棒的速度大小為%,6棒的速度大

小為治,則有

的=2Blvb

可得

根據(jù)左手定則可知，穩(wěn)定時(shí)安培力對(duì)導(dǎo)體棒a做正功，對(duì)導(dǎo)體棒b做負(fù)功，a的速度增加，b的速度減

小，

設(shè)達(dá)到穩(wěn)定所用的時(shí)間為：，則對(duì)a由動(dòng)量定理有

BUt=mva-wv0

對(duì)b由動(dòng)量定理有

-2B1Tt=2mvt-2mv0

聯(lián)立解得

42

匕=~vov?="vo

J,J

故C正確；

D.對(duì)整個(gè)系統(tǒng)由能量守恒有

:a彳+:（？加）V：=:加（：%）'+:（2加）（：%）'+2

解得從開(kāi)始至穩(wěn)定狀態(tài)，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=-mvo

故D正確。

故選BCD。

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.（1）在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用一組測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)得到的g值偏大。其原

因可能是（）

A.測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)只測(cè)量了擺線長(zhǎng)度而忘記考慮小球半徑

B.測(cè)定周期時(shí)振動(dòng)次數(shù)多計(jì)了一次

C.開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)遲按下

D.擺線上端未系牢固，在振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)導(dǎo)致擺線長(zhǎng)度增加

（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在家里測(cè)重力加速度。他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個(gè)單擺，如圖所示。他又找到一

把量程為20cm的刻度尺，并使用手機(jī)的秒表功能測(cè)時(shí)間。由于鎖的形狀不規(guī)則，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量其擺長(zhǎng)，

于是他在細(xì)線上的A點(diǎn)作了一個(gè)標(biāo)記，使得懸點(diǎn)。到A點(diǎn)間的細(xì)線長(zhǎng)度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以

下的細(xì)線長(zhǎng)度不變，通過(guò)改變。、A間細(xì)線長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)。、A間細(xì)線的長(zhǎng)度分別為4、

區(qū)時(shí)，測(cè)得相應(yīng)單擺的周期為￡、弓。由此可得重力加速度g=（用右、&、兀、與表

示）。

（3）擺鐘是利用本實(shí)驗(yàn)的原理制成的。從廣州購(gòu)買的走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘在德州使用，要調(diào)準(zhǔn)它，需要將擺

鐘的擺長(zhǎng)調(diào)（選填“長(zhǎng)”或“短”）。

4M（乙―.）

①.BC##CB②.KY③.長(zhǎng)

【答案】

【解析】

【詳解】（1）口］由

T=-

A^Ln2

可知，測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)只測(cè)量了擺線長(zhǎng)度而忘記考慮小球半徑，測(cè)量g值偏?。粶y(cè)定周期時(shí)振動(dòng)次數(shù)多計(jì)了一

次，測(cè)量g值偏大；開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)遲按下，“扁小，測(cè)量g值偏大；擺線上端未系牢固，在振動(dòng)中

出現(xiàn)松動(dòng)導(dǎo)致擺線長(zhǎng)度增加，所以測(cè)量的擺長(zhǎng)偏小，測(cè)量g值偏大。

故BC；

⑵⑵由

可得

g

則有

1g

._4/（4+卬

g

聯(lián)立可得

g甲-7?~

（3）[3]德州的重力加速度大與廣州的重力加速度，由

從廣州購(gòu)買的走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘在德州使用，要調(diào)準(zhǔn)它，需要將擺鐘的擺長(zhǎng)調(diào)長(zhǎng)。

14.某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）該實(shí)驗(yàn)小組首先用如圖甲所示的電路測(cè)量一粗細(xì)均勻的直電阻絲的總電阻，圖甲中部分器材的參數(shù)

如下：

電源：電動(dòng)勢(shì)為4V,內(nèi)阻不計(jì)

所測(cè)電阻絲：總電阻大約為6Q

電壓表：量程為3V時(shí)，內(nèi)阻大約為3kQ；量程為15V時(shí)，內(nèi)阻大約為15kG

電流表：量程為口6A時(shí)，內(nèi)阻大約為0.05G；量程為3A時(shí)，內(nèi)阻大約為0.01Q

①實(shí)驗(yàn)中所選電壓表的量程應(yīng)為V,所選電流表的量程應(yīng)為A；

②實(shí)驗(yàn)中要求電壓表示數(shù)從零開(kāi)始變化，請(qǐng)?jiān)诩讏D中將測(cè)量電路補(bǔ)充完整__________；

（2）該實(shí)驗(yàn)小組在第（1）步中測(cè)得的直電阻絲的總電阻為R,他們又用刻度尺測(cè)量了該直電阻絲的長(zhǎng)度

為L(zhǎng).利用此直電阻絲又設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，其中的電源為待測(cè)電池，使金屬滑片接觸直電阻絲的

￡

不同位置，分別記錄直電阻絲接入電路的有效長(zhǎng)度x及對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)/,根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出了一,圖

像,如圖丙所示，圖乙中電流表內(nèi)阻不計(jì)，則所測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=,內(nèi)阻

7'=o（選用R、L、a,Z?表示）

【答案】①.30.6③.

【解析】

【詳解】（1）[1]因?yàn)殡娫措妱?dòng)勢(shì)為4V,所以電壓表選3V的量程。

⑵由歐姆定律可得流過(guò)待測(cè)電阻的最大電流大約為

7=—=-A=0,5A

46

故電流表應(yīng)選0.6A。

[3]要求電壓表示數(shù)從零開(kāi)始變化，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接入電路；同時(shí)待測(cè)電阻是小電阻，滿足

國(guó).＞女

&RA,則電流表應(yīng)采取外接法，實(shí)物圖連線如圖

（2）[4][5]由閉合電路歐姆定律可得

后=/（，,+4）

由電阻定律可知

聯(lián)立可得

結(jié)合圖像可得

b=0=（一a）+

E,ELE

解得

_aRaR

E=——r=——

bL,L

15.在公園經(jīng)?？吹叫∨笥咽掷餇恐溆袣錃獾臍馇蛟谕嫠?。有個(gè)容積為＞=4迎、壓強(qiáng)為P=l°」°Pa

的氨氣罐給氣球充氣，充氣后每個(gè)氣球的體積均為、=1°L,當(dāng)充滿N=392個(gè)同樣的氣球時(shí)，氨氣罐

內(nèi)部壓強(qiáng)降為,外。地面附近的溫度為27。3大氣壓強(qiáng)Po=l°"°5Pa。假設(shè)充氣前后氣球內(nèi)和氨氣罐

內(nèi)的氣體溫度不發(fā)生變化，且充氣過(guò)程沒(méi)有漏氣。求：

（1）小朋友手里的氣球內(nèi)的壓強(qiáng)耳；

（2）脫手飛走的氣球上升至2500m高度時(shí)發(fā)生爆炸，爆炸時(shí)氣球內(nèi)氣體的體積【工（己知高度每增加

1km,氣溫下降6℃,氣球爆炸時(shí)，球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)必「dPa’氣球上升過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生漏氣現(xiàn)

象）

【答案】⑴0=11xl（）5pa；⑵=1425L

【解析】

【詳解】（1）對(duì)充氣過(guò)程，由玻意耳定律

"=5廠+他西

解得

^=12x]03Pa

（2）氣球爆炸時(shí)，溫度為T=?35K,由理想氣體方程

Pi埒_%匕

工一篤

解得

匕=14.25L

16.某物理學(xué)習(xí)興趣小組成員小張找到了一個(gè)LED燈和一段光導(dǎo)纖維進(jìn)行研究。查閱資料發(fā)現(xiàn)，LED燈是

一塊用環(huán)氧樹(shù)脂密封的發(fā)光半導(dǎo)體材料。光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩層組成，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面

上發(fā)生全反射。

（1）有一LED燈結(jié)構(gòu)如圖甲所示，發(fā)光區(qū)域?yàn)橹睆?mm（MN之間）的圓盤（厚度不計(jì)），發(fā)光面上

覆蓋折射率"=L6的半球形環(huán)氧樹(shù)脂，發(fā)光圓盤的圓心與球心重合。要使發(fā)光區(qū)域發(fā)出的所有光線在球

面上都不發(fā)生全反射，求環(huán)氧樹(shù)脂半徑R滿足的條件；

（2）一段長(zhǎng)直光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成，其剖面如圖乙，其中內(nèi)芯的折射率4=2,外套的折射率

盯=返。已知光從折射率為巧的介質(zhì)射入折射率為巧的介質(zhì)時(shí)，入射角a與折射角耳間滿足關(guān)系

%sin耳=%Sind。試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明從該光導(dǎo)纖維一端入射的光信號(hào)是否會(huì)通過(guò)外套“泄漏”出去。

【答案】（1）R>2.4mm；（2）不會(huì)

【解析】

【詳解】（1）如圖所示，從半圓弧上任取一點(diǎn)尸,

從M、N兩端發(fā)出的光入射角最大，取N點(diǎn)光線，連接OP,NP,則入射角為5,

在△。入廬中

Rr

sinasin0

sin6=—sina

R,

當(dāng)a=90°時(shí)。取最大值，

由題意

「?cl

sinp<sinC=—

n

解得

R>nr=—nd=2.4mm

sin耳=%sin62

得

%sinC=n2sin90°

解得

C=60°

由折射定律得

sin6

由幾何關(guān)系得

a+。=90°

9越大，)越大，尸越小,

當(dāng)6=90°時(shí)

a=30°,怎、=60。

說(shuō)明光信號(hào)不會(huì)通過(guò)外套“泄漏”出去。

17.高溫超導(dǎo)磁懸浮列車技術(shù)在我國(guó)已有相關(guān)研究。其原理如圖所示，金屬框abed放置于足夠長(zhǎng)的水平

固定平行直導(dǎo)軌PQ和MN上,導(dǎo)軌間有豎直方向等間距的勻強(qiáng)磁場(chǎng)工和生，二者大小相等、方向相

反。金屬框的〃/邊寬度與每個(gè)磁場(chǎng)寬度相等，當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)與和同時(shí)以恒定速度沿導(dǎo)軌方向向右運(yùn)動(dòng)

時(shí)，金屬框在磁場(chǎng)力作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。己知金屬框總電阻為R,金屬框的質(zhì)量為相，垂直導(dǎo)軌的ab邊

長(zhǎng)為L(zhǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)媯=房=3,磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的恒定速度為I,金屬框運(yùn)動(dòng)時(shí)受到恒定的阻力為人不考慮磁

場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的其它影響。

(1)當(dāng)金屬框的速度為零時(shí)，求金屬框受到的磁場(chǎng)力歹的大小和方向；

(2)求金屬框的最大速率Z；

(3)金屬框以最大速度做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，為維持金屬框運(yùn)動(dòng)，求外界需提供的總功率P。

??；xX；?

X；?

X；?

??；xX；?

【答案】(1)'-方向水平向右；(2)"°4爐Z/；(3)P=人。

【解析】

【詳解】(1)當(dāng)線框的速度為零時(shí)，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有

E=2BLv0

根據(jù)閉合電路歐姆定律

安培力

F=2BIL

尸?竺也

根據(jù)楞次定律可判斷磁場(chǎng)力方向水平向右。

(2)實(shí)驗(yàn)車最大速率為％i時(shí)

r=25￡(v0-vB)

E'=I'R

F'=2BI'L

F'=f

解得

Rf

%=%-去

(3)線框以最大速度做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，克服阻力的功率為

月=色

金屬框中的熱功率為

月=I,2R

總功率

P=R+?

解得

18.物理學(xué)家在科研時(shí)經(jīng)常利用電磁場(chǎng)加速和約束高能粒子。在如圖所示的空間直角坐標(biāo)系。二中，

12°的空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小為8,方向可調(diào)，初始時(shí)沿尤軸負(fù)方向。坐標(biāo)為的M點(diǎn)有一

粒子源，可沿不同方向發(fā)射速率相等的同種粒子。初始時(shí)粒子從平面的第一象限射入，速度方向與z

軸負(fù)方向成30°角，第一次運(yùn)動(dòng)到10)'平面時(shí)軌跡恰好與之相切。已知粒子源發(fā)射的粒子質(zhì)量為m,電

荷量為+q,初速度大小為(此未知)。不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用，B、L、m、q為已知條

件。

(1)求初速度%的大小。

(2)保持粒子入射速度不變，僅將磁場(chǎng)方向調(diào)整為z軸正方向，求此粒子經(jīng)過(guò)I。'平面的x坐標(biāo)與y坐

標(biāo)。(可用三角函數(shù)表示)

(3)保持粒子入射速度不變，a20空間的磁場(chǎng)也不變，在此空間再充滿沿z軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，大小

耳=越

滿足為2,求此粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中距xQr平面的最大距離小

E=我

(4)調(diào)整》20空間的磁場(chǎng)8沿Z軸負(fù)方向，此空間再充滿沿Z軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)1兀，，并在

0的空間內(nèi)充滿沿尤軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)‘兀。調(diào)整粒子入射方向使其沿尤軸正方向，求此粒

子第〃次到達(dá)J'。7平面時(shí)的坐標(biāo)T“和與。

M

y

2qBLx=L1-cos----

%I3AJ"'1n■⑶d=L+“(l+向々

【答案】（1）(2)l

（4）詳見(jiàn)解析

【解析】

【詳解】（1）由洛倫茲