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江苏省海安高级中学2023届高三下学期阶段检测（四）物理试卷（含答案）
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这是一份江苏省海安高级中学2023届高三下学期阶段检测（四）物理试卷（含答案），共19页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
江苏省海安高级中学2023届高三下学期阶段检测（四）物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料为燃料，中的Pu元素是，已知的半衰期为88年，其衰变方程为。若、、X的结合能分别为、、，则下列说法正确的是( )
A.的平均核子质量大于的平均核子质量
A.的平均核子质量大于的平均核子质量
B.衰变放出的射线是氦核流，它的贯穿能力很强
C.该反应释放的能量为
D.100个原子核经过88年后剩余50个
2、a、b两束单色光的波长分别为和，通过相同的单缝衍射实验装置得到如图所示的图样，则这两束单色光( )
A.b单色光的波动性比a单色光强
B.在水中的传播速度
C.光子动量
D.a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距
3、2022年11月1日，23吨的梦天实验舱与60吨的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。若对接前天和核心舱组合体在距地高度380km的正圆轨道运动，运行速度略小于梦天实验舱对接前的速度，则( )
A.对接时梦天舱和天和舱因冲击力而产生的加速度相同
B.对接前空间站内宇航员所受地球的引力为零
C.对接后空间站绕地运行速度大于第一宇宙速度
D.若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆
4、风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一平板三角形风筝（不带鸢尾）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为θ，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角θ不变，再次平衡后相比于风力变化之前( )
A.风筝距离地面的高度变大
B.风筝所受的合力变大
C.拉线对风筝的拉力变小
D.拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小
5、如图甲所示，一根足够长的空心铜管竖直放置，将一枚横截面直径略小于铜管内径、质量为的圆柱形强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁与铜管内壁的摩擦和空气阻力可以忽略，强磁铁不会做自由落体运动，而是非常缓慢地穿过铜管，在铜管内下落时的最大速度为，重力加速度为g。产生该现象的原因是变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力。虽然该情景中涡流的定量计算非常复杂，但我们不需要求解，却仍然可以用我们学过的知识来对下述问题进行分析，强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，下列分析正确的是( )
甲乙
A.若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁做自由落体运动
B.若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会快于自由落体运动
C.图甲中，强磁铁达到最大速度后，铜管的热功率要小于
D.如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为的绝缘橡胶块，则强磁铁下落的最大速度
6、把一根铁链水平拉直，沿AB方向一部分放在顺时针匀速转动的传送带上，一部分放在光滑水平桌面上，水平桌面和传送带水平段在A点相接（忽略衔接处空隙），由于传送带摩擦力的作用，铁链向右做直线运动，传送带长度大于铁链长度。X为铁链在A点右侧的长度，F为A点右侧铁链对A点左侧铁链的拉力，a为铁链的加速度，f为传送带对铁链的摩擦力，则在铁链加速进入传送带的过程中，下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7、如图所示，一完整绝缘球体球心为，由A，B两部分组成，其中B是球心为的小球体，A均匀带正电，B均匀带有等量的负电。M、N为两球心连线上两点，P、Q连线过球心且与M、N连线垂直，且M、N、P、Q四点到距离相等.取无穷远处电势为零。则( )
A.M、N两点电场强度相等 B.M、N两点电势相等
C.将从N点移至P点电场力做负功 D.电子在M点的电势能比在N点的大
8、用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。电容器不带电，闭合开关，待电流稳定后再闭合开关，通过传感器的电流随时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
9、如图，水平桌面上有一薄板，薄板上摆放着小圆柱体A、B、C，圆柱体的质量分别为、、，且。用一水平外力将薄板沿垂直BC的方向抽出，圆柱体与薄板间的动摩擦因数均相同，圆柱体与桌面间的动摩擦因数也均相同。则抽出后，三个圆柱体留在桌面上的位置所组成的图形可能是图( )
A. B. C. D.
10、如图所示，粗糙斜面倾角为θ，弹簧一端与斜面顶端相连，另一端与质量为m的滑块连接，开始滑块静止在O处（图中未标出），与斜面间恰好没有摩擦力。现用沿斜面向下的力将滑块从O点缓慢拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后滑块由静止沿斜面向上运动，经O点到达B点时速度为零，，重力加速度为g，斜面与滑块间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A.从A到O，滑块一直做加速运动
B.从O到A再到B，弹簧弹力做的功为
C.向上经过O点时，滑块的动能大于
D.滑块到达B处后可能保持静止
二、实验题
11、某物理兴趣小组要描绘一个标有“4V、2.0W”的小灯泡L的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有以下器材：
A.直流电源4.5V（内阻不计）
B.直流电流表（内阻约为5Ω）
C.直流电压表（内阻等于）
D.滑动变阻器，额定电流2A
E.三个定值电阻（，，）
（1）小组同学们研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装，在给定的定值电阻中选用______（选填“”“”或“”）与电压表串联，完成改装。
（2）实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理。
（3）实验测得小灯泡伏安特性曲线如下图所示，可确定小灯泡的功率P与和P与的关系，下列示意图中合理的是______（U和I分别为灯泡两端的电压和流过灯泡的电流）。
A. B. C. D.
（4）若将两个完全相同规格的小灯泡L按如下图所示电路连接，电源电动势，内阻，欲使滑动变阻器R的功率是小灯泡的两倍，此时每个小灯泡消耗的电功率为________W，此时滑动变阻器接入电路的电阻________Ω（结果均保留2位小数）。
三、计算题
12、用图甲所示装置测定光电效应中某金属的截止电压与入射光频率v的关系，测量结果如图乙所示，图中、均已知。用氢原子从某一激发态直接跃迁至基态时发出的光照射此金属时，测得截止电压恰好为。已知元电荷e，氢原子基态能量为，能级满足公式。求：
（1）普朗克常量h；
（2）跃迁前氢原子的量子数n。
13、如图所示，导热性能良好的圆柱形容器一端封闭、另一端开口，若将容器开口向下竖直缓慢插入到水中某一位置，容器能够漂浮在水面上；再将容器继续缓慢下压，可在水面下某位置保持悬浮状态。已知容器容积为、高度为L、质量为M，大气压强为、水的密度为ρ、重力加速度大小为g，整个过程中环境温度不变，求：
（1）容器漂浮在水面上时水进入容器的长度；
（2）容器在水面下保持悬浮状态时水进入容器的长度和容器内外水面的高度差H。
14、如图甲所示，有一竖直放置的平行板电容器，两平行金属板间距为l，极板长度为2l，在两极板间加上如图乙所示的交变电压时左极板带正电），以极板间的中心线为v轴建立如图里所示的坐标系，在直线上方合适的区域加一垂直纸面向里的圆形匀强磁场。时，有大量电子从入口OA同时以平行于y轴的初速度射入两极板间，经过一段时间所有电子都能从平行板上方出口平行极板射出，经过圆形磁场区域后所有电子均能打在同一点P（P在直线上）。已知电子的质量为m，电荷量e，求：
（1）交变电压的周期T和电压的值：
（2）求所加磁场的磁感应强度的取值范围；
（3）当所加磁场的磁感应强度为（2）问中的最小值时，求P点横坐标的取值范围以及电子从出发到打至P点时，最长运动时间和最短运动时间的差值的范围。
15、滑板是冲浪运动在陆地上的延伸，是一种极富挑战性的极限运动图是该运动的一种场地简化模型。如图所示，右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道，半径为，左侧是一固定的光滑曲面轨道，两轨道末端C与B等高，两轨道间有质量的长木板静止在光滑水平地面上，右端紧靠圆弧轨道的B端，木板上表面与圆弧面相切于B点。一质量的小滑块P（可视为质点）从圆弧轨道最高点由静止滑下，经B点后滑上木板，已知重力加速度大小为，滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板厚度点与地面高度差。
（1）求小滑块P滑到B点时对轨道的压力大小；
（2）若木板只与C端发生了2次碰撞，滑块一直未与木板分离，木板与C端碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略。求木板最小长度和开始时木板左端离C端距离；
（3）若撤去木板，将两轨道C端和B端平滑对接后固定，小滑块P仍从圆弧轨道最高点由静止滑下，要使滑块从D点飞出后落到地面有最大水平射程，求从D点飞出时速度方向以及最大水平射程。
参考答案
1、答案：A
解析：
2、答案：C
解析：A.在相同的单缝衍射实验装置的条件下，光的波长越长，其衍射现象越显著，中央亮条纹越宽。从衍射图样可知光束a衍射的中央亮纹比光束b衍射的中央亮纹宽，故可知，b单色光的波动性比a单色光弱，故A错误；B.根据可知波长长，则频率低，折射率小，根据，在水中的传播速度，故B错误；C.光子动量，所以，故C正确；D.a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距，则，故D错误。故选：C。
3、答案：D
解析：A.梦天舱和天和舱因之间因冲击对梦天舱和天和舱产生的力大小相等方向相反，可知梦天舱和天和舱的加速度方向不同，梦天舱和天和舱的质量不等，根据可知梦天舱和天和舱的加速度大小不相等，故A错误；
B.空间站内的宇航员受到地球的万有引力，由于万有引力全部提供做圆周运动的向心力，所以宇航员处于完全失重状态，故B错误；
C.第一宇宙速度为环绕地球做圆周运动的物体的最大速度，可知对接后空间站绕地运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D.对接后空间站的速度会发生变化，若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆，故D正确。
故选D。
4、答案：A
解析：如下图所示为风筝受力示意图，风力为F时，重力为G，拉线拉力为；当风力变大为时，重力不变，拉线拉力变为，矢量三角形如图所示：
风筝悬停在空中，可得风筝所受的合力为零，保持不变，拉线拉力变大，拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角α变大，设拉线长为L，则风筝距地面高度为，则风筝距离地面的高度变大。故A正确，BCD错误；故选：A。
5、答案：D
解析：AB.若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，此时铜管内仍然会形成涡流，涡流的磁场对强磁铁有阻碍作用，所以将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会明显慢于自由落体运动，故AB错误；C.图甲中，强磁铁达到最大速度后，做匀速运动，在匀速下落的过程中，可以认为减少的重力势能全部转化为热量，则，可得，故C错误；D.由于强磁铁下落过程中铜管中的感应电动势大小E与强磁铁下落的速度v成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻R是恒定的。可知任一时刻的热功率为，则，强磁铁在匀速下落时，有，可得，解得，故D正确。故选：D。
6、答案：B
解析：设铁链的总长度为L，铁链单位长度的质量为m，铁链与传送带之间的动摩擦因数为μ，则A点右侧的铁链质量为Xm，A点左侧的铁链质量为。设某时刻铁链的加速度为a。B、对铁链整体由牛顿第二定律得：，解得：，可知a与X成正比例关系，图像为过原点的直线，故B正确；CD、以A点左侧的铁链为研究对象，由牛顿第二定律得：，可知F与X为二次函数关系，图像为部分的抛物线，故CD正确；A、传送带对铁链的摩擦力为：，可知f与X成正比例关系，由B选项结论a与X成正比例关系，铁链做加速度增大的加速直线运动，可得X与时间t并不是线性关系，则f与t就不是线性关系，故A错误。故选：B。
7、答案：C
解析：A.根据题意可知，将B看成是均匀带正电的小球，则各点的场强与电势为均匀带正电的完整球体A和小球B加上相等负电量后的叠加，因为具体比例不清楚，无法判断两点场强，故A错误；B.完整球体A在M、N两点电势相等，而对于B来说，则靠近N点，所以，故B错误；C.同理，将从N点移至P点，根据电势能知，电势能增大，所以电场力做负功，故C正确；D.因为负电荷在电势低的地方电势能大，所以电子在M点的电势能比在N点的小，故D错误。故选：C。
8、答案：B
解析：闭合开关后，电容器充电，电容器电压与电源电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，充电完成后，电容器电压等于电源电压，此时电路中电流为零；再闭合开关，因为电容器电压大于电压，则电容器放电，电容器电压与电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，且电流方向与开始充电时的方向相反，当电容器电压等于电压，此时电路中电流为零。由以上分析可知，选项B正确，选项ACD错误。故选：B。
9、答案：A
解析：设圆柱体的质量为m，圆柱体与薄板间的动摩擦因数、圆柱体与桌面间的动摩擦因数均为μ，则在抽薄板的过程中，圆柱体在薄板摩擦力的作用下做加速运动，离开模板后在桌面摩擦力的作用下做减速运动，根据牛顿第二定律有，
可得，运动时的加速度大小为，
由于圆柱体A先离开薄板，B、C同时后离开薄板，则根据匀变速直线运动速度一时间关系式可知
A离开薄板时的速度小于B、C离开薄板时的速度，离开薄板后，根据可知，
B、C在桌面上滑动的距离相等，且大于A在桌面上滑动的距离。故A正确，BCD错误。
故选：A。
10、答案：D
解析：
11、答案：（1）
（2）；
（3）D
（4）0.91～0.95；2.54～2.5812
解析：
12、答案：（1）；（2）
解析：（1）由爱因斯坦光电效应方程可得
对光电子，根据动能定理可得
联立可得
结合图像可得
解得
（2）氢原子跃迁时发出光子能量为
又
联立解得
13、答案：（1）；（2）；
解析：（1）设容器的截面积为S，有
设容器漂浮在水面上时，被封闭气体压强为，由平衡条件得
对容器内封闭气体，由玻意耳定律得
解得
（2）容器在水面下保持悬浮状态时，由平衡条件得
解得
设容器在水面下保持悬浮状态时，被封闭气体压强为，则
对容器内被封闭气体，由玻意耳定律得
解得
14、答案：（1）；；（2）；（3）
解析：（1）由题意，经过T时间所有电子都能从平行板上方出口平行极板射出，粒子在y方向上做匀速直线运动，有
可得
竖直方向上先加速后减速，有
联立求得
（2）若使电子经磁场偏转后汇聚于一点，则电子运动的半径与圆形磁场的半径相等。当所加磁场为图中小圆时磁感应强最大
此时
根据
可得
当所加磁场为大圆时（与直线相切）磁感应强度有最小值，此时
根据
可得
则所加磁场的范围为
（3）P点横坐标的取值范围
15、答案：（1）30N；
（2）木板最小长度为16m，开始时木板左端离C端距离为0.5m；
（3）从D点飞出时速度方向与水平方向夹角为时，最大水平射程
解析：解：（1）小滑块P滑到B点时，由动能定理可知：
代入数据解得：
在B点时牛顿第二定律可知：
代入数据后解得支持力：
由牛顿第三定律可知，小滑块P滑到B点时对轨道的压力大小为30N。
（2）整个过程木板所受摩擦力不变，滑块滑上木板后，木板做匀加速直线运动，
由牛顿第二定律可知：
解得木板的加速度：
木板与C端第一次碰撞，木板与挡板第一次碰撞时，滑块速度为，木板速度为，在滑块滑上木板到木板第一次与挡板碰撞的过程中，由动量守恒定律可知：
由于无能量损失，则木板原速率返回，做匀减速运动，加速度大小仍为a，由对称性可知，木板与B端接触时速度为0，后开始做匀加速直线运动与C端发生第2次碰撞，根据对称性可知，碰撞时木板速度仍为，滑块速度为，木板只与C端发生了2次碰撞，则有：
从木板第一次与挡板碰撞之后的瞬间到木板第二次与挡板碰撞之前瞬间的过程中，
由动量守恒定律可知：
联立解得：
则设开始时木板左端离C端距离为x，
则由运动学公式可知：
代入数据解得：
滑块P刚好停在木板最左端木板最短，且木板的左端刚好与C接触，此时滑块P与木板的速度均为0，可知滑块在木板上做匀减速运动，则由能量守恒定律可知：
解得：
（3）从A到D由动能定理可知：
解得：
设从D点飞出时速度方向与水平方向夹角为θ，小滑块落地的速度大小为v，落地速度方向与水平方向夹角为α，从D点飞出到落到所用时间为t，根据动能定理可得：
解得：
该过程的速度变化量为：，如图所示为速度矢量关系图，
速度矢量图的面积为：
可知当速度矢量图的面积最大时，水平射程x有最大值，而图中速度都是定值，可知当：
速度矢量图的面积最大，则有：
联立解得：，可得：
速度矢量图的面积最大为：
最大水平射程为：
江苏省海安高级中学2023届高三下学期阶段检测（四）物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料为燃料，中的Pu元素是，已知的半衰期为88年，其衰变方程为。若、、X的结合能分别为、、，则下列说法正确的是( )
A.的平均核子质量大于的平均核子质量
A.的平均核子质量大于的平均核子质量
B.衰变放出的射线是氦核流，它的贯穿能力很强
C.该反应释放的能量为
D.100个原子核经过88年后剩余50个
2、a、b两束单色光的波长分别为和，通过相同的单缝衍射实验装置得到如图所示的图样，则这两束单色光( )
A.b单色光的波动性比a单色光强
B.在水中的传播速度
C.光子动量
D.a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距
3、2022年11月1日，23吨的梦天实验舱与60吨的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。若对接前天和核心舱组合体在距地高度380km的正圆轨道运动，运行速度略小于梦天实验舱对接前的速度，则( )
A.对接时梦天舱和天和舱因冲击力而产生的加速度相同
B.对接前空间站内宇航员所受地球的引力为零
C.对接后空间站绕地运行速度大于第一宇宙速度
D.若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆
4、风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一平板三角形风筝（不带鸢尾）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为θ，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角θ不变，再次平衡后相比于风力变化之前( )
A.风筝距离地面的高度变大
B.风筝所受的合力变大
C.拉线对风筝的拉力变小
D.拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小
5、如图甲所示，一根足够长的空心铜管竖直放置，将一枚横截面直径略小于铜管内径、质量为的圆柱形强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁与铜管内壁的摩擦和空气阻力可以忽略，强磁铁不会做自由落体运动，而是非常缓慢地穿过铜管，在铜管内下落时的最大速度为，重力加速度为g。产生该现象的原因是变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力。虽然该情景中涡流的定量计算非常复杂，但我们不需要求解，却仍然可以用我们学过的知识来对下述问题进行分析，强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，下列分析正确的是( )
甲乙
A.若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁做自由落体运动
B.若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会快于自由落体运动
C.图甲中，强磁铁达到最大速度后，铜管的热功率要小于
D.如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为的绝缘橡胶块，则强磁铁下落的最大速度
6、把一根铁链水平拉直，沿AB方向一部分放在顺时针匀速转动的传送带上，一部分放在光滑水平桌面上，水平桌面和传送带水平段在A点相接（忽略衔接处空隙），由于传送带摩擦力的作用，铁链向右做直线运动，传送带长度大于铁链长度。X为铁链在A点右侧的长度，F为A点右侧铁链对A点左侧铁链的拉力，a为铁链的加速度，f为传送带对铁链的摩擦力，则在铁链加速进入传送带的过程中，下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7、如图所示，一完整绝缘球体球心为，由A，B两部分组成，其中B是球心为的小球体，A均匀带正电，B均匀带有等量的负电。M、N为两球心连线上两点，P、Q连线过球心且与M、N连线垂直，且M、N、P、Q四点到距离相等.取无穷远处电势为零。则( )
A.M、N两点电场强度相等 B.M、N两点电势相等
C.将从N点移至P点电场力做负功 D.电子在M点的电势能比在N点的大
8、用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。电容器不带电，闭合开关，待电流稳定后再闭合开关，通过传感器的电流随时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
9、如图，水平桌面上有一薄板，薄板上摆放着小圆柱体A、B、C，圆柱体的质量分别为、、，且。用一水平外力将薄板沿垂直BC的方向抽出，圆柱体与薄板间的动摩擦因数均相同，圆柱体与桌面间的动摩擦因数也均相同。则抽出后，三个圆柱体留在桌面上的位置所组成的图形可能是图( )
A. B. C. D.
10、如图所示，粗糙斜面倾角为θ，弹簧一端与斜面顶端相连，另一端与质量为m的滑块连接，开始滑块静止在O处（图中未标出），与斜面间恰好没有摩擦力。现用沿斜面向下的力将滑块从O点缓慢拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后滑块由静止沿斜面向上运动，经O点到达B点时速度为零，，重力加速度为g，斜面与滑块间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A.从A到O，滑块一直做加速运动
B.从O到A再到B，弹簧弹力做的功为
C.向上经过O点时，滑块的动能大于
D.滑块到达B处后可能保持静止
二、实验题
11、某物理兴趣小组要描绘一个标有“4V、2.0W”的小灯泡L的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有以下器材：
A.直流电源4.5V（内阻不计）
B.直流电流表（内阻约为5Ω）
C.直流电压表（内阻等于）
D.滑动变阻器，额定电流2A
E.三个定值电阻（，，）
（1）小组同学们研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装，在给定的定值电阻中选用______（选填“”“”或“”）与电压表串联，完成改装。
（2）实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理。
（3）实验测得小灯泡伏安特性曲线如下图所示，可确定小灯泡的功率P与和P与的关系，下列示意图中合理的是______（U和I分别为灯泡两端的电压和流过灯泡的电流）。
A. B. C. D.
（4）若将两个完全相同规格的小灯泡L按如下图所示电路连接，电源电动势，内阻，欲使滑动变阻器R的功率是小灯泡的两倍，此时每个小灯泡消耗的电功率为________W，此时滑动变阻器接入电路的电阻________Ω（结果均保留2位小数）。
三、计算题
12、用图甲所示装置测定光电效应中某金属的截止电压与入射光频率v的关系，测量结果如图乙所示，图中、均已知。用氢原子从某一激发态直接跃迁至基态时发出的光照射此金属时，测得截止电压恰好为。已知元电荷e，氢原子基态能量为，能级满足公式。求：
（1）普朗克常量h；
（2）跃迁前氢原子的量子数n。
13、如图所示，导热性能良好的圆柱形容器一端封闭、另一端开口，若将容器开口向下竖直缓慢插入到水中某一位置，容器能够漂浮在水面上；再将容器继续缓慢下压，可在水面下某位置保持悬浮状态。已知容器容积为、高度为L、质量为M，大气压强为、水的密度为ρ、重力加速度大小为g，整个过程中环境温度不变，求：
（1）容器漂浮在水面上时水进入容器的长度；
（2）容器在水面下保持悬浮状态时水进入容器的长度和容器内外水面的高度差H。
14、如图甲所示，有一竖直放置的平行板电容器，两平行金属板间距为l，极板长度为2l，在两极板间加上如图乙所示的交变电压时左极板带正电），以极板间的中心线为v轴建立如图里所示的坐标系，在直线上方合适的区域加一垂直纸面向里的圆形匀强磁场。时，有大量电子从入口OA同时以平行于y轴的初速度射入两极板间，经过一段时间所有电子都能从平行板上方出口平行极板射出，经过圆形磁场区域后所有电子均能打在同一点P（P在直线上）。已知电子的质量为m，电荷量e，求：
（1）交变电压的周期T和电压的值：
（2）求所加磁场的磁感应强度的取值范围；
（3）当所加磁场的磁感应强度为（2）问中的最小值时，求P点横坐标的取值范围以及电子从出发到打至P点时，最长运动时间和最短运动时间的差值的范围。
15、滑板是冲浪运动在陆地上的延伸，是一种极富挑战性的极限运动图是该运动的一种场地简化模型。如图所示，右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道，半径为，左侧是一固定的光滑曲面轨道，两轨道末端C与B等高，两轨道间有质量的长木板静止在光滑水平地面上，右端紧靠圆弧轨道的B端，木板上表面与圆弧面相切于B点。一质量的小滑块P（可视为质点）从圆弧轨道最高点由静止滑下，经B点后滑上木板，已知重力加速度大小为，滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板厚度点与地面高度差。
（1）求小滑块P滑到B点时对轨道的压力大小；
（2）若木板只与C端发生了2次碰撞，滑块一直未与木板分离，木板与C端碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略。求木板最小长度和开始时木板左端离C端距离；
（3）若撤去木板，将两轨道C端和B端平滑对接后固定，小滑块P仍从圆弧轨道最高点由静止滑下，要使滑块从D点飞出后落到地面有最大水平射程，求从D点飞出时速度方向以及最大水平射程。
参考答案
1、答案：A
解析：
2、答案：C
解析：A.在相同的单缝衍射实验装置的条件下，光的波长越长，其衍射现象越显著，中央亮条纹越宽。从衍射图样可知光束a衍射的中央亮纹比光束b衍射的中央亮纹宽，故可知，b单色光的波动性比a单色光弱，故A错误；B.根据可知波长长，则频率低，折射率小，根据，在水中的传播速度，故B错误；C.光子动量，所以，故C正确；D.a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距，则，故D错误。故选：C。
3、答案：D
解析：A.梦天舱和天和舱因之间因冲击对梦天舱和天和舱产生的力大小相等方向相反，可知梦天舱和天和舱的加速度方向不同，梦天舱和天和舱的质量不等，根据可知梦天舱和天和舱的加速度大小不相等，故A错误；
B.空间站内的宇航员受到地球的万有引力，由于万有引力全部提供做圆周运动的向心力，所以宇航员处于完全失重状态，故B错误；
C.第一宇宙速度为环绕地球做圆周运动的物体的最大速度，可知对接后空间站绕地运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D.对接后空间站的速度会发生变化，若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆，故D正确。
故选D。
4、答案：A
解析：如下图所示为风筝受力示意图，风力为F时，重力为G，拉线拉力为；当风力变大为时，重力不变，拉线拉力变为，矢量三角形如图所示：
风筝悬停在空中，可得风筝所受的合力为零，保持不变，拉线拉力变大，拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角α变大，设拉线长为L，则风筝距地面高度为，则风筝距离地面的高度变大。故A正确，BCD错误；故选：A。
5、答案：D
解析：AB.若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，此时铜管内仍然会形成涡流，涡流的磁场对强磁铁有阻碍作用，所以将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会明显慢于自由落体运动，故AB错误；C.图甲中，强磁铁达到最大速度后，做匀速运动，在匀速下落的过程中，可以认为减少的重力势能全部转化为热量，则，可得，故C错误；D.由于强磁铁下落过程中铜管中的感应电动势大小E与强磁铁下落的速度v成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻R是恒定的。可知任一时刻的热功率为，则，强磁铁在匀速下落时，有，可得，解得，故D正确。故选：D。
6、答案：B
解析：设铁链的总长度为L，铁链单位长度的质量为m，铁链与传送带之间的动摩擦因数为μ，则A点右侧的铁链质量为Xm，A点左侧的铁链质量为。设某时刻铁链的加速度为a。B、对铁链整体由牛顿第二定律得：，解得：，可知a与X成正比例关系，图像为过原点的直线，故B正确；CD、以A点左侧的铁链为研究对象，由牛顿第二定律得：，可知F与X为二次函数关系，图像为部分的抛物线，故CD正确；A、传送带对铁链的摩擦力为：，可知f与X成正比例关系，由B选项结论a与X成正比例关系，铁链做加速度增大的加速直线运动，可得X与时间t并不是线性关系，则f与t就不是线性关系，故A错误。故选：B。
7、答案：C
解析：A.根据题意可知，将B看成是均匀带正电的小球，则各点的场强与电势为均匀带正电的完整球体A和小球B加上相等负电量后的叠加，因为具体比例不清楚，无法判断两点场强，故A错误；B.完整球体A在M、N两点电势相等，而对于B来说，则靠近N点，所以，故B错误；C.同理，将从N点移至P点，根据电势能知，电势能增大，所以电场力做负功，故C正确；D.因为负电荷在电势低的地方电势能大，所以电子在M点的电势能比在N点的小，故D错误。故选：C。
8、答案：B
解析：闭合开关后，电容器充电，电容器电压与电源电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，充电完成后，电容器电压等于电源电压，此时电路中电流为零；再闭合开关，因为电容器电压大于电压，则电容器放电，电容器电压与电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，且电流方向与开始充电时的方向相反，当电容器电压等于电压，此时电路中电流为零。由以上分析可知，选项B正确，选项ACD错误。故选：B。
9、答案：A
解析：设圆柱体的质量为m，圆柱体与薄板间的动摩擦因数、圆柱体与桌面间的动摩擦因数均为μ，则在抽薄板的过程中，圆柱体在薄板摩擦力的作用下做加速运动，离开模板后在桌面摩擦力的作用下做减速运动，根据牛顿第二定律有，
可得，运动时的加速度大小为，
由于圆柱体A先离开薄板，B、C同时后离开薄板，则根据匀变速直线运动速度一时间关系式可知
A离开薄板时的速度小于B、C离开薄板时的速度，离开薄板后，根据可知，
B、C在桌面上滑动的距离相等，且大于A在桌面上滑动的距离。故A正确，BCD错误。
故选：A。
10、答案：D
解析：
11、答案：（1）
（2）；
（3）D
（4）0.91～0.95；2.54～2.5812
解析：
12、答案：（1）；（2）
解析：（1）由爱因斯坦光电效应方程可得
对光电子，根据动能定理可得
联立可得
结合图像可得
解得
（2）氢原子跃迁时发出光子能量为
又
联立解得
13、答案：（1）；（2）；
解析：（1）设容器的截面积为S，有
设容器漂浮在水面上时，被封闭气体压强为，由平衡条件得
对容器内封闭气体，由玻意耳定律得
解得
（2）容器在水面下保持悬浮状态时，由平衡条件得
解得
设容器在水面下保持悬浮状态时，被封闭气体压强为，则
对容器内被封闭气体，由玻意耳定律得
解得
14、答案：（1）；；（2）；（3）
解析：（1）由题意，经过T时间所有电子都能从平行板上方出口平行极板射出，粒子在y方向上做匀速直线运动，有
可得
竖直方向上先加速后减速，有
联立求得
（2）若使电子经磁场偏转后汇聚于一点，则电子运动的半径与圆形磁场的半径相等。当所加磁场为图中小圆时磁感应强最大
此时
根据
可得
当所加磁场为大圆时（与直线相切）磁感应强度有最小值，此时
根据
可得
则所加磁场的范围为
（3）P点横坐标的取值范围
15、答案：（1）30N；
（2）木板最小长度为16m，开始时木板左端离C端距离为0.5m；
（3）从D点飞出时速度方向与水平方向夹角为时，最大水平射程
解析：解：（1）小滑块P滑到B点时，由动能定理可知：
代入数据解得：
在B点时牛顿第二定律可知：
代入数据后解得支持力：
由牛顿第三定律可知，小滑块P滑到B点时对轨道的压力大小为30N。
（2）整个过程木板所受摩擦力不变，滑块滑上木板后，木板做匀加速直线运动，
由牛顿第二定律可知：
解得木板的加速度：
木板与C端第一次碰撞，木板与挡板第一次碰撞时，滑块速度为，木板速度为，在滑块滑上木板到木板第一次与挡板碰撞的过程中，由动量守恒定律可知：
由于无能量损失，则木板原速率返回，做匀减速运动，加速度大小仍为a，由对称性可知，木板与B端接触时速度为0，后开始做匀加速直线运动与C端发生第2次碰撞，根据对称性可知，碰撞时木板速度仍为，滑块速度为，木板只与C端发生了2次碰撞，则有：
从木板第一次与挡板碰撞之后的瞬间到木板第二次与挡板碰撞之前瞬间的过程中，
由动量守恒定律可知：
联立解得：
则设开始时木板左端离C端距离为x，
则由运动学公式可知：
代入数据解得：
滑块P刚好停在木板最左端木板最短，且木板的左端刚好与C接触，此时滑块P与木板的速度均为0，可知滑块在木板上做匀减速运动，则由能量守恒定律可知：
解得：
（3）从A到D由动能定理可知：
解得：
设从D点飞出时速度方向与水平方向夹角为θ，小滑块落地的速度大小为v，落地速度方向与水平方向夹角为α，从D点飞出到落到所用时间为t，根据动能定理可得：
解得：
该过程的速度变化量为：，如图所示为速度矢量关系图，
速度矢量图的面积为：
可知当速度矢量图的面积最大时，水平射程x有最大值，而图中速度都是定值，可知当：
速度矢量图的面积最大，则有：
联立解得：，可得：
速度矢量图的面积最大为：
最大水平射程为：
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