湖南省郴州市第二中学2023-2024学年高三上学期署假作业检测物理试题
一、物理
1．（2024高三上·苏仙开学考）小刘同学用如图所示的装置研究光电效应， 已知a光的频率小于b光的频率， 两种光都能使阴极 K 发生光电效应，其中电压表可双向偏转。则下列说法正确的是（ ）
A．用a光照射， 开关S接1可研究光电管中电流随电压的变化情况
B．分别用两种光照射阴极K，开关S接2时， 当电流表的示数为0时，
C．减小a光的强度，阴极K可能不发生光电效应
D．a光照射阴极K产生的最大初动能的光电子对应的物质波长小于b光照射阴极K产生的最大初动能的光电子对应的物质波长
【答案】A
【知识点】光电效应；粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】光电效应方程：Ek=hν-W0，其中hν为入射光子的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功。
A． 用如图所示的装置研究光电效应， 开关接1，光电管上施加的是正向加速电压，可研究光电管中电流随电压的变化情况，故A正确；
B．开关接2时，光电管上施加的是减速电压，根据
，
由于
可知
故B错误；
C．发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于截止频率，与光的强度无关，感应C错误；
D．根据上述可知，由于a光的频率小于b光的频率，则光照射阴极K产生光电子的最大初动能小一些，该光电子的最大动量也小一些，根据
可知，a光照射阴极K产生的最大初动能的光电子对应的物质波长大于b光照射阴极K产生的最大初动能的光电子对应的物质波长，故D错误。
故选A。
【分析】开关S接1，光电管上施加的是正向加速电压，据此分析作答；开关S接2时，光电管上施加的是反向电压，根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理分析作答；根据光电效应发生的条件分析作答；根据爱因斯坦光电效应方程和光子动量公式分析作答。
2．（2024高三上·苏仙开学考）杂技演员骑着摩托车沿着光滑的内壁进行“飞车走壁””表演，演员和摩托车的总质量为， 演员骑着摩托车 （视为质点） 在不同平面做匀速圆周运动， 则下列说法正确的是（ ）
A．演员骑着摩托车经过处的角速度大于处的角速度
B．演员骑着摩托车经过处的角速度小于处的角速度
C．演员骑着摩托车经过处受到的侧壁弹力小于处受到的弹力
D．演员骑着摩托车经过处受到的侧壁弹力等于处受到的弹力
【答案】A
【知识点】匀速圆周运动；向心力；生活中的圆周运动
【解析】【解答】本题考查了物体在球形容器内的圆周运动，解题的关键是知道演员和摩托车做圆周运动的圆心不是球心，而是在水平面上。演员骑着摩托车 （视为质点） 做匀速圆周运动， 设题图圆的半径为R，侧壁弹力与竖直方向夹角为，受力如图所示，根据牛顿第二定律有
解得角速度为
解得侧壁弹力为
由题图可知，侧壁弹力和竖直方向的夹角在处大于处， 演员骑着摩托车经过处的角速度大于处的角速度，经过处受到的侧壁弹力大于处受到的弹力，A正确，BCD错误。
故选A。
【分析】画出演员和摩托车受力分析图，由牛顿第二定律和几何关系可得角速度和弹力，根据C、D两处角度的大小关系，则可判断CD两处角速度大小关系、弹力的大小关系。
3．（2024高三上·苏仙开学考）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴方向传播，在时刻的波形如图甲所示，图乙为质点M的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴负方向传播
B．该波传播的速度大小为0.5m/s
C．在时刻，质点P正在沿y轴负方向运动
D．在1s~3.5s时间内，质点N的路程为30cm
【答案】D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解图像的物理意义，根据简谐横波在不同方向上的运动特点和运动学公式即可完成分析。A．由图乙质点M的振动图像知t=1s时，质点M的振动方向沿y轴正方向，结合图甲知该简谐横波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．根据题图可知波长λ=4m，周期T=2s，所以波速为2m/s，故B错误；
C．在t=1s时，质点P沿y轴负方向运动，再过半个周期即t=2s时，质点P沿y轴正方向运动，故C错误；
D．在1s~3.5s时间内
质点N的路程为
故D正确。
故选D。
【分析】根据图像得出质点M的振动方向，结合同侧法得出简谐横波的传播方向；根据图像得出波长和周期，进而得出波速的大小；根据简谐横波在水平方向上的运动特点得出质点P的位置以及其运动方向；根据时间和周期的关系，结合竖直方向上的振动特点得出质点的路程。
4．（2024高三上·苏仙开学考）风云三号系列气象卫星是我国第二代极地轨道气象卫星， 已经成功发射 4 颗卫星， 其轨道在地球上空 公里之间， 某极地卫星在距离地面 公里高度的晨昏太阳同步轨道， 某时刻卫星刚好位于赤道正上方的A点向北极运动。已知地球的半径为， 地球同步卫星距离地面的高度约为， 已知， 则下列说法正确的是（ ）
A．该卫星的环绕地球运动的速度可能大于
B．该极地卫星的周期为
C．该卫星与地心连线扫过的面积等于同步卫星与地心连线扫过的面积
D．从卫星刚好经过A点计时，一天11次经过北极
【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】本题考查卫星的运转，解题关键掌握第一宇宙速度的特点，注意开普勒行星运动定律的应用。A．第一宇宙速度是卫星做圆周运动的最大环绕速度，因此卫星的环绕地球运动的速度小于，故A错误；
BD．卫星的轨道半径为
同步卫星的轨道半径为
同步卫星的周期为
由开普勒第三定律
得
从卫星刚好经过A点计时，一天超过12次经过北极，故B正确，D错误；
C．由开普勒第二定律可知，同一卫星在相等时间内与地心的连线扫过的面积相等， 故C错误。
故选B。
【分析】 第一宇宙速度为最大的运行速度；根据开普勒第三定律，求极地卫星的周期，一天经过北极的次数；根据开普勒第二定律比较面积。
5．（2024高三上·苏仙开学考）如图所示。绝缘水平天花板上的点用绝缘丝线悬挂一质量为m电荷量为的小球，丝线长为，在同一水平线距离点为处固定另一电量为的点电荷（未知）。当小球静止时，丝线和竖直方向的夹角，已知小球质量为，重力加速度为，静电力常量为，下列说法正确的是（ ）
A．丝线的拉力大小为
B．两带电体的相互作用力为
C．
D．由于漏电电量减小时，丝线的拉力不变
【答案】C
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【解答】本题主要考查了电场力作用下带电小球的平衡条件；要求熟练掌握库仑定律和用相似三角形法则动态平衡问题。AB．小球受力情况如图所示：
由几何关系可知
根据两个力的合力是第三个力的平衡力，有两带电体的相互作用力
丝线的拉力
选项AB错误；
C．根据库仑定律有
解得
选项C正确；
D．由于漏电电量减小时，小球将下移，故变大，根据相似三角形有
故丝线的拉力减小，选项D错误。
故选C。
【分析】对小球进行受力分析，根据菱形的性质求解两电荷的库仑力，再根据数学知识求解丝线的拉力；根据库仑定律求解点电荷的带电量；根据相似三角形法求解电荷Q漏电后，丝线的拉力的变化情况。
6．（2024高三上·苏仙开学考）小刘同学设置了如图甲所示的理想变压器， 该变压器的交流电源接入如图乙所示的发电机， 不计发电机的内阻， 交流发电机的输出电压为， 已知 A、B、C、D、E 五个完全相同的灯泡都能正常发光， 灯泡的额定电压为U，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．时刻，线圈在图乙所示位置
D．若线圈转动角速度减半，灯泡电阻不变，则回路内的总功率减半
【答案】A
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流。要注意对于灯泡的额定电压为U， 要由交变电的有效值来求解。瞬时值表达式要看计时起点。
A．设原线圈两端的电压为U，灯泡正常工作的电流为I，根据功率关系有
解得
即原线圈、上下两个副线圈的电压分别为4U、2U、U，根据电压匝数关系有
故A正确；
B．根据上述可知，交流发电机的输出电压有效值为
根据最大值和有效值的关系可知
故B错误；
C． 时刻，交流发电机的输出电压为
即 时刻，线圈内的感应电动势最大，根据图乙可知，图示位置为中性面，线圈平面与磁场垂直，通过线圈的磁通量为最大值，感应电动势为0，即 时刻， 线圈不在图乙所示位置，故C错误；
D．由于
可知，若线圈转动角速度减半，则感应电动势的最大值减半，即感应电动势的有效值减半， 输出电压有效值减半，灯泡电阻不变， 每部分电流都减半， 则回路内的总功率减为原来的，故D错误。
故选A。
【分析】一原多副的变压器，电压与匝数成正比；根据正弦式交流电电压最大值与有效值的关系分析；把t=0代入输出电压为u=Umcosωt，得此时感应电动势最大，不是图示的中性面；根据电动势最大值Em=NBSω，判断电动势的变化，从而判断功率的变化。
7．（2024高三上·苏仙开学考）如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，其中，由两种色光组成的细光束垂直边射入棱镜，色光1刚好在面发生全反射，色光2由边射出时与面的夹角为。下列说法正确的是（ ）
A．色光的折射率之比为
B．色光2在真空中的波长较短
C．两种不同的色光通过同一双缝时，色光2的条纹间距宽
D．改变入射光的角度，两种色光从面射入棱镜时可以发生全反射
【答案】A,C
【知识点】光的全反射；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】当光从光密介质射向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。光线从介质进入真空或空气，折射角为90°时，发生全反射，此时的入射角叫临界角C。A．由题意可知，色光1在边刚好发生全反射，则色光1在面的入射角刚好等于临界角，由临界角公式可知
色光2从面出射，折射角为，则色光2的折射率为
则色光1、2的折射率之比为，A正确；
B．由于色光1的折射率大，则色光1的频率大，色光1的波长较短，B错误；
C．条纹间距
两种不同的色光通过同一双缝时，色光2波长长，则色光2的条纹间距宽，C正确；
D．全反射的条件是光由光密介质向光疏介质传播，且入射角大于临界角，D错误。
故选AC。
【分析】根据全反射临界角公式结合折射定律分析解答；光的折射率大，则频率大，波长短；根据条纹间距公式分析判断；根据全反射的条件分析。
8．（2024高三上·苏仙开学考）如图甲所示，一高山滑雪运动员在与水平面夹角的雪地上滑行，从距离水平面处开始，运动员的重力势能、动能与下滑位移的变化关系如图所示，不计雪橇与雪地间的摩擦力，以水平面为重力势能的零点，，则下列说法正确的是（ ）
A．运动员质量为
B．滑雪杆对运动员的平均推力为
C．下滑，运动员的重力势能与动能相等
D．运动员重力势能与动能相等时，重力的瞬时功率为
【答案】B,C,D
【知识点】功率及其计算；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】本题综合运用了动能定理、动能和重力势能公式与图象的综合问题，反复应用动能定理和图象的数据，理清各个状态是解决问题的关键。A．由题图乙可知，在10m处，重力势能为，可得
解得
故A错误；
B．根据动能随下滑位移图像的斜率，可得
解得
故B正确；
C．运动员的重力势能与动能相等时下滑位移为，根据相似三角形可得
解得
故C正确；
D．下滑时，由动能定理可得
解得
重力的功率为
故D正确。
故选BCD。
【分析】根据题图可知x=0m处物体的重力势能的值，由重力势能的公式求物体的质量；根据题图乙中动能Ek-x图象结合动能定理先求合力，再求滑杆的平均推力；由题意结合图乙中相似三角形知识求出动能与势能相等时的位移；由动能定理求此时的速度，再根据功率的公式求重力的功率。
9．（2024高三上·苏仙开学考）地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Р点。则射出后，（ ）
A．小球的动能最小时，其电势能最大
B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大
C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大
D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量
【答案】B,D
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】根据题意作出运动如图所示
根据运动图像可知，速度最小为，此时动能最小，但是电势能却不是最大，所以A错误；
水平方向上，先向左做减速直线运动，竖直方向上，自由落体，由于电场力等于重力，所以当水平方向速度减为0时，竖直方向的速度也加速到，此时电势能最大，故B正确；
水平方向与竖直方向速度相等时，小球的速度最小，动能最小，故C错误；
从出发点到速度方向竖直向下的过程中，根据动能定理可得，故D正确；
故选BD。
【分析】首先根据题目作出粒子运动的图像，然后将运动进行分解处理物体的运动，也可以结合动能定理计算重力做功与电势能的变化量的关系。
10．（2024高三上·苏仙开学考）如图所示， 质量为， 带电量为的带电粒子， 从原点以初速度沿x轴正向射入第一象限内的电磁场区域， 在 （为已知） 区域内有竖直向上的匀强电场， 在 区域内有垂直纸面向里的匀强磁场， 接收器足够长， 平行于轴放置且点坐标为（x0，y0）。当电场强度为 0 时， 带电粒子在磁场中偏转刚好打在点， 已知粒子都能从射出， 点坐标为（x0，0）， 且从 NP 射入磁场后偏转打到接收器 MN上， 则（ ）
A．磁感应强度的大小为
B．电场强度的最大值为
C．所有粒子在磁场中的偏转距离都相等
D．粒子打到接收器 上的最大纵坐标为
【答案】A,C
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动，在电场中做类平抛运动，根据匀速直线运动和匀变速直线运动的规律分析判断，进入磁场带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，注意从电场进入磁场的合速度大小以及速度方向决定了在磁场中的轨迹半径以及圆弧长度等，需要我们结合轨迹图以及几何关系分析。A．根据题意
解得
选项 正确；
B．粒子刚好从 点离开电场时， 有
解得
选项B错误；
C．粒子从电场中射出时的速度
粒子进入磁场后做匀速圆周运动， 则
解得
在磁场中的偏转距离
所有粒子在磁场中的偏转距离都相等， 选项 C正确；
D．当粒子从点进入磁场中时， 粒子打到接收器上的最大纵坐标为， 选项 D 错误。
故选AC。
【分析】根据题设条件和半径公式求磁感应强度物大小；带电粒子在电场中做类平抛运动，当粒子从N点进入磁场时，电场强度最大，再由类平抛规律和牛顿第二定律可以求解电场强度最大值；在电场中做类平抛运动，用初速度和偏转角表示射入磁场时速度，再根据半径公式和几何关系求出在磁场中偏转的距离；粒子在电场中沿电场方向加速的距离最大时，即从N点进入磁场时，结合上一选项的结论，由几何关系求出打在MN上坐标。
11．（2024高三上·苏仙开学考）某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量物体的质量：一根跨过轻质定滑轮的轻绳一端与质量为的重物P相连，另一端与待测物块Q（Q的质量大于相连，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度大小为g。
（1）某次实验中，先接通频率为的交流电源，再由静止释放待测物块，得到如图所示的纸带，已知相邻计数点之间的时间间隔是，AB、BC、CD......FG之间的间距分别是x1、x2、x3......x6。则由纸带可知待测物块下落的加速度大小a= （用题目和图中已知字母表示）；
（2）在忽略阻力的情况下，待测物块的质量可表示为M= （用字母、、表示）；
（3）若考虑空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦及定滑轮中的滚动摩擦，则待测物块质量的测量值会 填“偏大”或“偏小”。
【答案】；；偏小
【知识点】加速度；牛顿第二定律
【解析】【解答】本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，根据逐差法计算出加速度的大小，结合牛顿第二定律完成分析。（1）物体P和Q一起做匀加速运动。故对于相等时间间隔的相邻的两个点之间位移差有
所以
（2）忽略阻力的情况下，根据牛顿第二定律有
整理得到
（3）若考虑各种阻力，则测到的加速度偏小，故物体Q质量的测量值会偏小。
【分析】（1）根据逐差法得出加速度的表达式；
（2）根据牛顿第二定律得出物块Q的质量表达式；
（3）考虑到阻力的存在，测得的加速度会偏小，根据表达式分析出质量的测量误差。
12．（2024高三上·苏仙开学考）某同学欲测一新型圆柱体的电阻率。
（1）用游标卡尺测量该圆柱体的长度如图甲所示， 则该圆柱体的长度为 cm。
（2）用螺旋测微器测量该圆柱体的直径如图乙所示， 则该圆柱体的直径为 mm。
（3）该同学用电流表（，内阻约为）， 电流表（，内阻约为），定值电阻，新型圆柱体电阻大约为， 滑动变阻器阻值约为， 电源电动势约为， 内阻很小， 他设计了如图丙和丁所示的电路测量新型圆柱体电阻。先连接为图丙所示电路， 闭合开关后， 调节滑动变阻器， 测得多组电流表、的示数和， 作出 图像（ 为横轴）， 得到图像的斜率， 再用图丁电路进行实验，闭合开关后，测得多组电流表、 的示数和，仍作 图像（ 为横轴）， 得到图像的斜率； 则被测电阻 。这样测量电阻的阻值 （填“存在”或“不存在”）因电表内阻产生的系统误差。
（4）新型圆柱体的电阻率为 （用、、、、表示）。
【答案】5.04；3.700；；不存在；
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】本题考查了游标卡尺和螺旋测微器的读数以及电阻率的测定；要能正确理解实验的原理，掌握并联电路的特点、欧姆定律和电阻定律。
（1） 游标卡尺的主尺读数为5cm，游标尺的第4刻度线与主尺的某刻度线对齐，其读数为0.1×4mm=0.4mm=0.04cm，则该圆柱体的长度为L=5cm+0.04cm=5.04cm
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为3.5mm，可动刻度读数为20.0×0.01mm=0.200mm，则该圆柱体的直径为D=3.5mm+0.200mm=3.700mm
（3）用丙图电路进行实验， 根据分析，由欧姆定律则有
整理可得
图像的斜率，则有
用丁图电路进行实验， 根据分析，由欧姆定律则有
整理可得
图像的斜率， 则有
联立解得
根据上述求解过程，可知电流表的内阻对测量值没有影响， 即这样测量电阻的阻值不存在因电表内阻产生的系统误差。
（4）根据电阻定律可得
又有
联立解得
【分析】（1）10等分游标卡尺的精确度为0.1mm，测量值=主尺上对应示数（mm）+对齐格数（不估读）×精确度；
（2）螺旋测微器的精确度为0.01mm，测量值=估读刻度上对应示数（mm）+对齐格数（估读一位）×精确度；
（3）在丙图和丁图中，根据并联电路的特点和欧姆定律分别求解I2-I1函数，再结合I2-I1图像斜率的含义联立求解待测电阻；然后根据实验的原理和函数表达式分析误差；
（4）根据电阻定律和待测电阻的表达式求解电阻率。
13．（2024高三上·苏仙开学考）我国载人月球探测工程登月阶段任务已经启动实施， 计划先期开展无人登月飞行， 并在 2030 年前实现中国人首次登陆月球。如图所示， 将导热容器竖直放置在地球表面上并封闭一定质量的理想气体， 用可自由移动的活塞将气体分成 两部分， 活塞与容器无摩擦且不漏气， 横截面积为 ， 该处附近的温度恒为 ， 稳定后， 部分气体的压强为 ， 体积为 部分气体的体积为 。若将该装置在月球表面处并竖直放置， 部分气体在上方且体积为 ， 该处的温度恒为 。地球表面的重力加速度为 ， 月球表面的重力加速度为 ， 求∶
（1）在月球表面， 部分气体的压强为多大；
（2） 活塞的质量为多大。
【答案】解：（1） 对气体A
解得
（2） 在地球表面
在月球表面
对气体B
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）对A部分气体，找出初未状态参量，根据一定质量的理想气体状态方程即可求得；（2）对B部分气体，找出初末状态参量，根据一定质量的理想气体状态方程，结合受力平衡即可求得活塞的质量。
14．（2024高三上·苏仙开学考）如图所示，固定水平桌面左右两端分别放有质量m1＝0.5kg和m2＝1kg的P、Q两物块（均可视为质点），现给物块P一水平向右的初速度，物块P向右运动一段时间后与物块Q发生弹性碰撞（时间极短），碰撞后物块P停在桌面上距右端L＝0.25m处，物块Q离开桌面后做平抛运动，水平射程x＝1m。已知桌面距水平地面的高度h＝l.25m，取重力加速度大小g＝10m/s2。求：
（1）物块Q离开桌面时的速度大小；
（2）物块P与桌面间的动摩擦因数。
【答案】解：(1)物块Q离开桌面后做平抛运动有
x＝v1t
解得
v1＝2m/s
(2)物块P与Q碰撞过程动量守恒，能量守恒，有
代入数据，解得
物块P与Q碰撞后反向运动的过程中，有
解得
【知识点】动量守恒定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）物块Q离开桌面做平抛运动，利用水平方向和竖直方向的位移可以求出物块Q做平抛运动的初速度；
（2）P、Q发生弹性碰撞，则动量守恒和能量守恒，可得P碰撞前后的速度，从P碰后到静止过程利用动能定理，则可得动摩擦因数。
15．（2024高三上·苏仙开学考）电阻不计的平行金属导轨与如图所示放置，一段水平，一段倾斜。与段水平且粗糙， HG与 QN段倾斜且光滑，EF段间导轨的宽度为 段间导轨的宽度为 与与水平面成角， 空间中存在匀强磁场， 磁感应强度大小均为，方向与轨道平面垂直， 金属棒 、 与轨道垂直放置， 两金属棒质量相等， 均为，接入电路的电阻均为 间用轻质绝缘细线相连，中间跨过一个理想定滑轮， 两金属棒始终垂直于导轨，两金属棒始终不会与滑轮相碰， 金属导轨足够长，， 现将金属棒由静止释放， 释放瞬间 棒的加速度为。
（1）棒与导轨间的动摩擦因数为多大；
（2） 释放棒后， 求两金属棒的最大速度大小；
（3）假设金属棒沿倾斜导轨下滑时达到最大速度， 试求由静止释放金属棒至达到最大速度棒下滑的距离。
【答案】解：（1） 释放时对金属棒 由牛顿第二定律分别可得
联立解得
（2） 由右手定则可知， 金属棒中的电流方向从 到， 经分析， 当两金属棒加速度为0 时速度最大， 设最大速度为， 对棒有
对 棒有
此时感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得
解得
（3） 设金属棒由静止释放至最大速度所需时间为， 则对棒有
对棒有
而
解得
【知识点】电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1）已知将金属棒由静止释放，释放瞬间ab棒的加速度为1m/s2，对金属棒ab、cd，由牛顿第二定律分别列方程，联立求解cd棒与导轨间的动摩擦因数为多大；
（2）当两金属棒加速度为0时速度最大，根据平衡条件以及法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式相结合求两金属棒的最大速度大小；
（3）根据动量定理以及电荷量与磁通量的关系求由静止释放金属棒ab至达到最大速度ab棒下滑的距离。
湖南省郴州市第二中学2023-2024学年高三上学期署假作业检测物理试题
一、物理
1．（2024高三上·苏仙开学考）小刘同学用如图所示的装置研究光电效应， 已知a光的频率小于b光的频率， 两种光都能使阴极 K 发生光电效应，其中电压表可双向偏转。则下列说法正确的是（ ）
A．用a光照射， 开关S接1可研究光电管中电流随电压的变化情况
B．分别用两种光照射阴极K，开关S接2时， 当电流表的示数为0时，
C．减小a光的强度，阴极K可能不发生光电效应
D．a光照射阴极K产生的最大初动能的光电子对应的物质波长小于b光照射阴极K产生的最大初动能的光电子对应的物质波长
2．（2024高三上·苏仙开学考）杂技演员骑着摩托车沿着光滑的内壁进行“飞车走壁””表演，演员和摩托车的总质量为， 演员骑着摩托车 （视为质点） 在不同平面做匀速圆周运动， 则下列说法正确的是（ ）
A．演员骑着摩托车经过处的角速度大于处的角速度
B．演员骑着摩托车经过处的角速度小于处的角速度
C．演员骑着摩托车经过处受到的侧壁弹力小于处受到的弹力
D．演员骑着摩托车经过处受到的侧壁弹力等于处受到的弹力
3．（2024高三上·苏仙开学考）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴方向传播，在时刻的波形如图甲所示，图乙为质点M的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴负方向传播
B．该波传播的速度大小为0.5m/s
C．在时刻，质点P正在沿y轴负方向运动
D．在1s~3.5s时间内，质点N的路程为30cm
4．（2024高三上·苏仙开学考）风云三号系列气象卫星是我国第二代极地轨道气象卫星， 已经成功发射 4 颗卫星， 其轨道在地球上空 公里之间， 某极地卫星在距离地面 公里高度的晨昏太阳同步轨道， 某时刻卫星刚好位于赤道正上方的A点向北极运动。已知地球的半径为， 地球同步卫星距离地面的高度约为， 已知， 则下列说法正确的是（ ）
A．该卫星的环绕地球运动的速度可能大于
B．该极地卫星的周期为
C．该卫星与地心连线扫过的面积等于同步卫星与地心连线扫过的面积
D．从卫星刚好经过A点计时，一天11次经过北极
5．（2024高三上·苏仙开学考）如图所示。绝缘水平天花板上的点用绝缘丝线悬挂一质量为m电荷量为的小球，丝线长为，在同一水平线距离点为处固定另一电量为的点电荷（未知）。当小球静止时，丝线和竖直方向的夹角，已知小球质量为，重力加速度为，静电力常量为，下列说法正确的是（ ）
A．丝线的拉力大小为
B．两带电体的相互作用力为
C．
D．由于漏电电量减小时，丝线的拉力不变
6．（2024高三上·苏仙开学考）小刘同学设置了如图甲所示的理想变压器， 该变压器的交流电源接入如图乙所示的发电机， 不计发电机的内阻， 交流发电机的输出电压为， 已知 A、B、C、D、E 五个完全相同的灯泡都能正常发光， 灯泡的额定电压为U，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．时刻，线圈在图乙所示位置
D．若线圈转动角速度减半，灯泡电阻不变，则回路内的总功率减半
7．（2024高三上·苏仙开学考）如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，其中，由两种色光组成的细光束垂直边射入棱镜，色光1刚好在面发生全反射，色光2由边射出时与面的夹角为。下列说法正确的是（ ）
A．色光的折射率之比为
B．色光2在真空中的波长较短
C．两种不同的色光通过同一双缝时，色光2的条纹间距宽
D．改变入射光的角度，两种色光从面射入棱镜时可以发生全反射
8．（2024高三上·苏仙开学考）如图甲所示，一高山滑雪运动员在与水平面夹角的雪地上滑行，从距离水平面处开始，运动员的重力势能、动能与下滑位移的变化关系如图所示，不计雪橇与雪地间的摩擦力，以水平面为重力势能的零点，，则下列说法正确的是（ ）
A．运动员质量为
B．滑雪杆对运动员的平均推力为
C．下滑，运动员的重力势能与动能相等
D．运动员重力势能与动能相等时，重力的瞬时功率为
9．（2024高三上·苏仙开学考）地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Р点。则射出后，（ ）
A．小球的动能最小时，其电势能最大
B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大
C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大
D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量
10．（2024高三上·苏仙开学考）如图所示， 质量为， 带电量为的带电粒子， 从原点以初速度沿x轴正向射入第一象限内的电磁场区域， 在 （为已知） 区域内有竖直向上的匀强电场， 在 区域内有垂直纸面向里的匀强磁场， 接收器足够长， 平行于轴放置且点坐标为（x0，y0）。当电场强度为 0 时， 带电粒子在磁场中偏转刚好打在点， 已知粒子都能从射出， 点坐标为（x0，0）， 且从 NP 射入磁场后偏转打到接收器 MN上， 则（ ）
A．磁感应强度的大小为
B．电场强度的最大值为
C．所有粒子在磁场中的偏转距离都相等
D．粒子打到接收器 上的最大纵坐标为
11．（2024高三上·苏仙开学考）某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量物体的质量：一根跨过轻质定滑轮的轻绳一端与质量为的重物P相连，另一端与待测物块Q（Q的质量大于相连，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度大小为g。
（1）某次实验中，先接通频率为的交流电源，再由静止释放待测物块，得到如图所示的纸带，已知相邻计数点之间的时间间隔是，AB、BC、CD......FG之间的间距分别是x1、x2、x3......x6。则由纸带可知待测物块下落的加速度大小a= （用题目和图中已知字母表示）；
（2）在忽略阻力的情况下，待测物块的质量可表示为M= （用字母、、表示）；
（3）若考虑空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦及定滑轮中的滚动摩擦，则待测物块质量的测量值会 填“偏大”或“偏小”。
12．（2024高三上·苏仙开学考）某同学欲测一新型圆柱体的电阻率。
（1）用游标卡尺测量该圆柱体的长度如图甲所示， 则该圆柱体的长度为 cm。
（2）用螺旋测微器测量该圆柱体的直径如图乙所示， 则该圆柱体的直径为 mm。
（3）该同学用电流表（，内阻约为）， 电流表（，内阻约为），定值电阻，新型圆柱体电阻大约为， 滑动变阻器阻值约为， 电源电动势约为， 内阻很小， 他设计了如图丙和丁所示的电路测量新型圆柱体电阻。先连接为图丙所示电路， 闭合开关后， 调节滑动变阻器， 测得多组电流表、的示数和， 作出 图像（ 为横轴）， 得到图像的斜率， 再用图丁电路进行实验，闭合开关后，测得多组电流表、 的示数和，仍作 图像（ 为横轴）， 得到图像的斜率； 则被测电阻 。这样测量电阻的阻值 （填“存在”或“不存在”）因电表内阻产生的系统误差。
（4）新型圆柱体的电阻率为 （用、、、、表示）。
13．（2024高三上·苏仙开学考）我国载人月球探测工程登月阶段任务已经启动实施， 计划先期开展无人登月飞行， 并在 2030 年前实现中国人首次登陆月球。如图所示， 将导热容器竖直放置在地球表面上并封闭一定质量的理想气体， 用可自由移动的活塞将气体分成 两部分， 活塞与容器无摩擦且不漏气， 横截面积为 ， 该处附近的温度恒为 ， 稳定后， 部分气体的压强为 ， 体积为 部分气体的体积为 。若将该装置在月球表面处并竖直放置， 部分气体在上方且体积为 ， 该处的温度恒为 。地球表面的重力加速度为 ， 月球表面的重力加速度为 ， 求∶
（1）在月球表面， 部分气体的压强为多大；
（2） 活塞的质量为多大。
14．（2024高三上·苏仙开学考）如图所示，固定水平桌面左右两端分别放有质量m1＝0.5kg和m2＝1kg的P、Q两物块（均可视为质点），现给物块P一水平向右的初速度，物块P向右运动一段时间后与物块Q发生弹性碰撞（时间极短），碰撞后物块P停在桌面上距右端L＝0.25m处，物块Q离开桌面后做平抛运动，水平射程x＝1m。已知桌面距水平地面的高度h＝l.25m，取重力加速度大小g＝10m/s2。求：
（1）物块Q离开桌面时的速度大小；
（2）物块P与桌面间的动摩擦因数。
15．（2024高三上·苏仙开学考）电阻不计的平行金属导轨与如图所示放置，一段水平，一段倾斜。与段水平且粗糙， HG与 QN段倾斜且光滑，EF段间导轨的宽度为 段间导轨的宽度为 与与水平面成角， 空间中存在匀强磁场， 磁感应强度大小均为，方向与轨道平面垂直， 金属棒 、 与轨道垂直放置， 两金属棒质量相等， 均为，接入电路的电阻均为 间用轻质绝缘细线相连，中间跨过一个理想定滑轮， 两金属棒始终垂直于导轨，两金属棒始终不会与滑轮相碰， 金属导轨足够长，， 现将金属棒由静止释放， 释放瞬间 棒的加速度为。
（1）棒与导轨间的动摩擦因数为多大；
（2） 释放棒后， 求两金属棒的最大速度大小；
（3）假设金属棒沿倾斜导轨下滑时达到最大速度， 试求由静止释放金属棒至达到最大速度棒下滑的距离。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】光电效应；粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】光电效应方程：Ek=hν-W0，其中hν为入射光子的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功。
A． 用如图所示的装置研究光电效应， 开关接1，光电管上施加的是正向加速电压，可研究光电管中电流随电压的变化情况，故A正确；
B．开关接2时，光电管上施加的是减速电压，根据
，
由于
可知
故B错误；
C．发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于截止频率，与光的强度无关，感应C错误；
D．根据上述可知，由于a光的频率小于b光的频率，则光照射阴极K产生光电子的最大初动能小一些，该光电子的最大动量也小一些，根据
可知，a光照射阴极K产生的最大初动能的光电子对应的物质波长大于b光照射阴极K产生的最大初动能的光电子对应的物质波长，故D错误。
故选A。
【分析】开关S接1，光电管上施加的是正向加速电压，据此分析作答；开关S接2时，光电管上施加的是反向电压，根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理分析作答；根据光电效应发生的条件分析作答；根据爱因斯坦光电效应方程和光子动量公式分析作答。
2．【答案】A
【知识点】匀速圆周运动；向心力；生活中的圆周运动
【解析】【解答】本题考查了物体在球形容器内的圆周运动，解题的关键是知道演员和摩托车做圆周运动的圆心不是球心，而是在水平面上。演员骑着摩托车 （视为质点） 做匀速圆周运动， 设题图圆的半径为R，侧壁弹力与竖直方向夹角为，受力如图所示，根据牛顿第二定律有
解得角速度为
解得侧壁弹力为
由题图可知，侧壁弹力和竖直方向的夹角在处大于处， 演员骑着摩托车经过处的角速度大于处的角速度，经过处受到的侧壁弹力大于处受到的弹力，A正确，BCD错误。
故选A。
【分析】画出演员和摩托车受力分析图，由牛顿第二定律和几何关系可得角速度和弹力，根据C、D两处角度的大小关系，则可判断CD两处角速度大小关系、弹力的大小关系。
3．【答案】D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解图像的物理意义，根据简谐横波在不同方向上的运动特点和运动学公式即可完成分析。A．由图乙质点M的振动图像知t=1s时，质点M的振动方向沿y轴正方向，结合图甲知该简谐横波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．根据题图可知波长λ=4m，周期T=2s，所以波速为2m/s，故B错误；
C．在t=1s时，质点P沿y轴负方向运动，再过半个周期即t=2s时，质点P沿y轴正方向运动，故C错误；
D．在1s~3.5s时间内
质点N的路程为
故D正确。
故选D。
【分析】根据图像得出质点M的振动方向，结合同侧法得出简谐横波的传播方向；根据图像得出波长和周期，进而得出波速的大小；根据简谐横波在水平方向上的运动特点得出质点P的位置以及其运动方向；根据时间和周期的关系，结合竖直方向上的振动特点得出质点的路程。
4．【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】本题考查卫星的运转，解题关键掌握第一宇宙速度的特点，注意开普勒行星运动定律的应用。A．第一宇宙速度是卫星做圆周运动的最大环绕速度，因此卫星的环绕地球运动的速度小于，故A错误；
BD．卫星的轨道半径为
同步卫星的轨道半径为
同步卫星的周期为
由开普勒第三定律
得
从卫星刚好经过A点计时，一天超过12次经过北极，故B正确，D错误；
C．由开普勒第二定律可知，同一卫星在相等时间内与地心的连线扫过的面积相等， 故C错误。
故选B。
【分析】 第一宇宙速度为最大的运行速度；根据开普勒第三定律，求极地卫星的周期，一天经过北极的次数；根据开普勒第二定律比较面积。
5．【答案】C
【知识点】库仑定律；共点力的平衡
【解析】【解答】本题主要考查了电场力作用下带电小球的平衡条件；要求熟练掌握库仑定律和用相似三角形法则动态平衡问题。AB．小球受力情况如图所示：
由几何关系可知
根据两个力的合力是第三个力的平衡力，有两带电体的相互作用力
丝线的拉力
选项AB错误；
C．根据库仑定律有
解得
选项C正确；
D．由于漏电电量减小时，小球将下移，故变大，根据相似三角形有
故丝线的拉力减小，选项D错误。
故选C。
【分析】对小球进行受力分析，根据菱形的性质求解两电荷的库仑力，再根据数学知识求解丝线的拉力；根据库仑定律求解点电荷的带电量；根据相似三角形法求解电荷Q漏电后，丝线的拉力的变化情况。
6．【答案】A
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流。要注意对于灯泡的额定电压为U， 要由交变电的有效值来求解。瞬时值表达式要看计时起点。
A．设原线圈两端的电压为U，灯泡正常工作的电流为I，根据功率关系有
解得
即原线圈、上下两个副线圈的电压分别为4U、2U、U，根据电压匝数关系有
故A正确；
B．根据上述可知，交流发电机的输出电压有效值为
根据最大值和有效值的关系可知
故B错误；
C． 时刻，交流发电机的输出电压为
即 时刻，线圈内的感应电动势最大，根据图乙可知，图示位置为中性面，线圈平面与磁场垂直，通过线圈的磁通量为最大值，感应电动势为0，即 时刻， 线圈不在图乙所示位置，故C错误；
D．由于
可知，若线圈转动角速度减半，则感应电动势的最大值减半，即感应电动势的有效值减半， 输出电压有效值减半，灯泡电阻不变， 每部分电流都减半， 则回路内的总功率减为原来的，故D错误。
故选A。
【分析】一原多副的变压器，电压与匝数成正比；根据正弦式交流电电压最大值与有效值的关系分析；把t=0代入输出电压为u=Umcosωt，得此时感应电动势最大，不是图示的中性面；根据电动势最大值Em=NBSω，判断电动势的变化，从而判断功率的变化。
7．【答案】A,C
【知识点】光的全反射；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】当光从光密介质射向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。光线从介质进入真空或空气，折射角为90°时，发生全反射，此时的入射角叫临界角C。A．由题意可知，色光1在边刚好发生全反射，则色光1在面的入射角刚好等于临界角，由临界角公式可知
色光2从面出射，折射角为，则色光2的折射率为
则色光1、2的折射率之比为，A正确；
B．由于色光1的折射率大，则色光1的频率大，色光1的波长较短，B错误；
C．条纹间距
两种不同的色光通过同一双缝时，色光2波长长，则色光2的条纹间距宽，C正确；
D．全反射的条件是光由光密介质向光疏介质传播，且入射角大于临界角，D错误。
故选AC。
【分析】根据全反射临界角公式结合折射定律分析解答；光的折射率大，则频率大，波长短；根据条纹间距公式分析判断；根据全反射的条件分析。
8．【答案】B,C,D
【知识点】功率及其计算；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】本题综合运用了动能定理、动能和重力势能公式与图象的综合问题，反复应用动能定理和图象的数据，理清各个状态是解决问题的关键。A．由题图乙可知，在10m处，重力势能为，可得
解得
故A错误；
B．根据动能随下滑位移图像的斜率，可得
解得
故B正确；
C．运动员的重力势能与动能相等时下滑位移为，根据相似三角形可得
解得
故C正确；
D．下滑时，由动能定理可得
解得
重力的功率为
故D正确。
故选BCD。
【分析】根据题图可知x=0m处物体的重力势能的值，由重力势能的公式求物体的质量；根据题图乙中动能Ek-x图象结合动能定理先求合力，再求滑杆的平均推力；由题意结合图乙中相似三角形知识求出动能与势能相等时的位移；由动能定理求此时的速度，再根据功率的公式求重力的功率。
9．【答案】B,D
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】根据题意作出运动如图所示
根据运动图像可知，速度最小为，此时动能最小，但是电势能却不是最大，所以A错误；
水平方向上，先向左做减速直线运动，竖直方向上，自由落体，由于电场力等于重力，所以当水平方向速度减为0时，竖直方向的速度也加速到，此时电势能最大，故B正确；
水平方向与竖直方向速度相等时，小球的速度最小，动能最小，故C错误；
从出发点到速度方向竖直向下的过程中，根据动能定理可得，故D正确；
故选BD。
【分析】首先根据题目作出粒子运动的图像，然后将运动进行分解处理物体的运动，也可以结合动能定理计算重力做功与电势能的变化量的关系。
10．【答案】A,C
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动，在电场中做类平抛运动，根据匀速直线运动和匀变速直线运动的规律分析判断，进入磁场带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，注意从电场进入磁场的合速度大小以及速度方向决定了在磁场中的轨迹半径以及圆弧长度等，需要我们结合轨迹图以及几何关系分析。A．根据题意
解得
选项 正确；
B．粒子刚好从 点离开电场时， 有
解得
选项B错误；
C．粒子从电场中射出时的速度
粒子进入磁场后做匀速圆周运动， 则
解得
在磁场中的偏转距离
所有粒子在磁场中的偏转距离都相等， 选项 C正确；
D．当粒子从点进入磁场中时， 粒子打到接收器上的最大纵坐标为， 选项 D 错误。
故选AC。
【分析】根据题设条件和半径公式求磁感应强度物大小；带电粒子在电场中做类平抛运动，当粒子从N点进入磁场时，电场强度最大，再由类平抛规律和牛顿第二定律可以求解电场强度最大值；在电场中做类平抛运动，用初速度和偏转角表示射入磁场时速度，再根据半径公式和几何关系求出在磁场中偏转的距离；粒子在电场中沿电场方向加速的距离最大时，即从N点进入磁场时，结合上一选项的结论，由几何关系求出打在MN上坐标。
11．【答案】；；偏小
【知识点】加速度；牛顿第二定律
【解析】【解答】本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，根据逐差法计算出加速度的大小，结合牛顿第二定律完成分析。（1）物体P和Q一起做匀加速运动。故对于相等时间间隔的相邻的两个点之间位移差有
所以
（2）忽略阻力的情况下，根据牛顿第二定律有
整理得到
（3）若考虑各种阻力，则测到的加速度偏小，故物体Q质量的测量值会偏小。
【分析】（1）根据逐差法得出加速度的表达式；
（2）根据牛顿第二定律得出物块Q的质量表达式；
（3）考虑到阻力的存在，测得的加速度会偏小，根据表达式分析出质量的测量误差。
12．【答案】5.04；3.700；；不存在；
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】本题考查了游标卡尺和螺旋测微器的读数以及电阻率的测定；要能正确理解实验的原理，掌握并联电路的特点、欧姆定律和电阻定律。
（1） 游标卡尺的主尺读数为5cm，游标尺的第4刻度线与主尺的某刻度线对齐，其读数为0.1×4mm=0.4mm=0.04cm，则该圆柱体的长度为L=5cm+0.04cm=5.04cm
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为3.5mm，可动刻度读数为20.0×0.01mm=0.200mm，则该圆柱体的直径为D=3.5mm+0.200mm=3.700mm
（3）用丙图电路进行实验， 根据分析，由欧姆定律则有
整理可得
图像的斜率，则有
用丁图电路进行实验， 根据分析，由欧姆定律则有
整理可得
图像的斜率， 则有
联立解得
根据上述求解过程，可知电流表的内阻对测量值没有影响， 即这样测量电阻的阻值不存在因电表内阻产生的系统误差。
（4）根据电阻定律可得
又有
联立解得
【分析】（1）10等分游标卡尺的精确度为0.1mm，测量值=主尺上对应示数（mm）+对齐格数（不估读）×精确度；
（2）螺旋测微器的精确度为0.01mm，测量值=估读刻度上对应示数（mm）+对齐格数（估读一位）×精确度；
（3）在丙图和丁图中，根据并联电路的特点和欧姆定律分别求解I2-I1函数，再结合I2-I1图像斜率的含义联立求解待测电阻；然后根据实验的原理和函数表达式分析误差；
（4）根据电阻定律和待测电阻的表达式求解电阻率。
13．【答案】解：（1） 对气体A
解得
（2） 在地球表面
在月球表面
对气体B
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）对A部分气体，找出初未状态参量，根据一定质量的理想气体状态方程即可求得；（2）对B部分气体，找出初末状态参量，根据一定质量的理想气体状态方程，结合受力平衡即可求得活塞的质量。
14．【答案】解：(1)物块Q离开桌面后做平抛运动有
x＝v1t
解得
v1＝2m/s
(2)物块P与Q碰撞过程动量守恒，能量守恒，有
代入数据，解得
物块P与Q碰撞后反向运动的过程中，有
解得
【知识点】动量守恒定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）物块Q离开桌面做平抛运动，利用水平方向和竖直方向的位移可以求出物块Q做平抛运动的初速度；
（2）P、Q发生弹性碰撞，则动量守恒和能量守恒，可得P碰撞前后的速度，从P碰后到静止过程利用动能定理，则可得动摩擦因数。
15．【答案】解：（1） 释放时对金属棒 由牛顿第二定律分别可得
联立解得
（2） 由右手定则可知， 金属棒中的电流方向从 到， 经分析， 当两金属棒加速度为0 时速度最大， 设最大速度为， 对棒有
对 棒有
此时感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得
解得
（3） 设金属棒由静止释放至最大速度所需时间为， 则对棒有
对棒有
而
解得
【知识点】电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1）已知将金属棒由静止释放，释放瞬间ab棒的加速度为1m/s2，对金属棒ab、cd，由牛顿第二定律分别列方程，联立求解cd棒与导轨间的动摩擦因数为多大；
（2）当两金属棒加速度为0时速度最大，根据平衡条件以及法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式相结合求两金属棒的最大速度大小；
（3）根据动量定理以及电荷量与磁通量的关系求由静止释放金属棒ab至达到最大速度ab棒下滑的距离。
