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河南省许昌高级中学2025届高三上学期8月月考物理试卷（Word版附解析）
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这是一份河南省许昌高级中学2025届高三上学期8月月考物理试卷（Word版附解析），共20页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。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。
单选题（共6小题，每题4分，共24分）
1．乘坐缆车观光盘山已经是一条非常热门又成熟的旅游线路，如图，质量为M的缆车车厢通过合金悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动。若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度为g，则（ ）
A．车厢对货物的摩擦力方向平行于缆绳向上
B．车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上
C．悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上
D．悬臂对车厢的作用力大于
2．如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，半圆形的半径为R，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角，真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．a光的折射率大于b光的折射率
B．a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光小
C．玻璃对a光的折射率为
D．a光在玻璃砖中运动的时间为
3．如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上，“220 V 22 W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3 A，导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，以下描述正确的是（ ）
A．矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为
B．电风扇的输出功率为44 W
C．原、副线圈的匝数比
D．若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大
4．如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为2h，当气体从外界吸收热量10mgh后，活塞缓慢上升h后再次平衡，重力加速度为g。此过程中（ ）
A．单位时间内，撞击单位面积的气体分子数变多
B．气体的温度升高了
C．气体对外做的功为4mgh
D．密闭气体的内能增加量为14mgh
5．2023年11月23日，空军“双20”编队接运在韩志愿军烈士遗骸回家，机场安排最高礼仪“过水门”为英雄接风洗尘。如图，相距约为100m的两辆消防车以与水平方向成角斜向上喷出水柱，两水柱在最高点相接形成水门，最高点和出水口的高度差约为20m，不考虑风力及其他阻力，水柱的初速度大小约为（ ）
A．25m/sB．32m/sC．50m/sD．54m/s
6．由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的边界水平，且磁场的宽度大于线圈的边长，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。甲的下边开始进入磁场时以速度做匀速运动，下列判断正确的是（ ）
A．若乙的上边进入磁场前也做匀速运动，则速度大小为
B．甲和乙进入磁场的过程中，通过导线的电荷量之比为
C．一定是甲先离开磁场，乙后离开磁场
D．甲、乙下边开始离开磁场时，一定都做减速运动
二．多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7．氢原子的能级如图甲所示，一群氢原子受激发后处于能级，普朗克常量。如图乙所示，用一群处于的激发态的氢原子发射的光照射光电管中的金属钠表面时会产生光电子，已知钠的极限频率为。下列说法正确的是（ ）
A．要使处于能级的氢原子电离，入射光子的最小能量为0.85eV
B．处于能级的氢原子所能放出光子的最小波长为
C．处于能级的氢原子，发射的光中有5种频率的光可使钠发生光电效应
D．在图乙中，当电压表示数为2.3V时，电子到达阳极时的最大动能为12.56eV
8．每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率较大
B．在冰晶中，a光的传播速度比b光大
C．光束a比光束b更容易发生衍射现象
D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小
9．如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为 时刻和 时刻的波形图，P、Q 分别是平衡位置为 和 的两质点。图乙为质点Q的振动图像，则（ ）
A．t2时刻可能为0.65s
B．波的传播速度为20m/s
C．质点 P 的振动方程为
D．质点 P 从时刻开始经过0.15s 通过的路程为30cm
10．在科学研究中，经常用施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制。在如图所示的平面坐标系xOy内，以坐标原点O为 圆心、半径为R的圆形区域外存在范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面。一质量为m、带电荷量为的粒子从沿y轴正方向射入磁场，当入射速度为时，粒子从处进入无场圆形区域并射向原点O，不计粒子的重力，则（ ）
A．粒子第一次离开磁场时的运动时间为
B．粒子再次回到P点共需要2次通过原点O
C．若仅将入射速度大小变为，则粒子离开P点后可以再回到P点
D．若仅将入射速度大小变为，则粒子离开P点后不可能再回到P点
三．填空题（共2小题，共16分）
11．某同学用如图甲所示的数字化实验装置测量滑块的加速度。在滑块上安装一遮光条，将滑块放在水平气垫导轨上的处，让细绳跨过定滑轮与钩码相连，光电门固定安装在气垫导轨上的处，测得遮光条中心与处的距离为。将滑块由静止释放，遮光条通过光电门时光电门记录的挡光时间为。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙所示，遮光条的宽度
（2）实验时，光电门记录的挡光时间，则滑块通过光电门时的速度大小 结果保留2位有效数字
（3）改变距离，测量时间。多次测量，记录数据，描点并作出图像，已知图像斜率为k。
（4）根据以上信息得到加速度的表达式为 。
（5）测量计算出来的加速度比真实加速度 （选填“偏大”，“偏小”，“相等”）
12．某实验小组通过实验探究一个热敏电阻的特性，图甲为探究电路，热敏电阻RT处在虚线所示的温控室中。
(1)实验前，将滑动变阻器R₁ 的滑片移到 （填“a”或“b”）端；实验时，记录温控室的温度t，将S₂打到1，闭合S₁，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I₀；保持滑动变阻器的滑片位置不变，将S₂打到2，调节电阻箱R₂，使电流表的示数仍为I₀，记录此时电阻箱的示数R，即为热敏电阻的阻值。
(2)上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，会导致热敏电阻的测量值 （填“大于” “等于” 或“小于” ） 真实值。
(3)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组数据，作出R-t图像如图乙所示。当温度不同时，热敏电阻的灵敏度 （即电阻值随温度的变化率 存在着较大的差异，要使热敏电阻传感器比较灵敏，就应使之工作在灵敏度较大的区间。在下列温度区间中，灵敏度最大的是 （ ）
A．20°C~40°CB．40°C~60°C
C．60°C~80°CD．80°C~100°C
(4)小巴同学发现可以利用该电路测量温度。将S₂打到1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，当温控室的温度为110°C时，电流表恰好满偏；当温控室的温度为60°C时，电流表恰好半偏；当电流表指在满偏的时，温控室的温度为 °C （结果保留2位有效数字）。
四．计算题（共3小题，共40分）
（12分）13．如图为某景观水车模型，水从槽口水平流出，某时刻正好垂直落在与水平面成30°角的轮叶边缘上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到水车轴O所在的水平面距离为2R，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。（忽略空气阻力，取重力加速度为g）。求：
（1）水流的初速度的大小；
（2）稳定时轮叶转动的角速度；
（3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车转动到与水平轴O等高的P点时，水车对钉子作用力F的大小。
（12分）14．“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上，如图所示，设加热后小罐内的空气温度为77℃，当时的室温为21℃，经历一段时间后，罐内气体温度降为室温不再改变。已知大气压强为p0，气体看做理想气体，不考虑皮肤对罐内气体体积的影响及罐内气体质量的变化。
（1）求罐内温度刚降至环境温度时，封闭气体的压强；
（2）若罐内气体温度降为环境温度后，罐的容积减少了，求封闭气体的压强；
（3）若罐内气体温度降为环境温度后，开始往罐内“慢跑气”，一段时间后，封闭气体的压强为，求跑进罐内气体的质量与原来罐内封闭气体质量之比。
（16分）15．如图所示，A、B为平行板电容器的两极板，其中A极板所带电荷量为，B极板所带电荷量为，且A极板接地。一粒子源位于两极板左侧正中央，可平行于极板发射电荷量为，质量为的粒子，粒子的初速度为，粒子源每秒发射个粒子，已知两极板间距为，极板长为，电容器的电容为，假设打在极板上的粒子将电荷量全部转移给极板，不计粒子重力取2.23，π取3.14，求：
（1）第一个进入电容器的粒子能否从两极板间飞出？若能，请确定其飞出位置；若不能，请确定其打在极板上的位置；
（2）经多长时间后飞入的粒子将会有相同的运动轨迹？
（3）若保持两极板电压不变，将两极板间距改为，极板足够长，且在两极板之间加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，粒子仍从两极板中心飞入电容器，求第一个进入电容器的粒子在极板间运动的时间。（此结果保留两位有效数字）
物理答案
1．D【详解】A．摩擦力的方向只能平行于接触面，A错误；
B．加速度沿缆绳向上，所以车厢对货物的作用力与货物的重力的合力沿缆绳向上，则车厢对货物的作用力方向不可能平行于缆绳向上，B错误；
CD．因为车厢斜向上加速运动，所以悬臂对车厢的作用力与车厢重力的合力沿缆绳向上，根据力的合成法则可知，此时悬臂对车厢的作用力方向不可能沿悬臂竖直向上，而是其中的一个分力与整个车厢重力平衡，另外一个力沿缆绳方向向上产生加速运动，悬臂竖直方向的分力为
所以整个悬臂对车厢的作用力有
C错误，D正确。
2．C【详解】．由光路图可知，a光、b光射入玻璃柱体时，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律可知，a光的折射率小于b光的折射率，A错误；
B．根据v=cn，由于a光的折射率小于b光的折射率，可知a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大，B错误；
C．根据折射定律，玻璃对a光的折射率为
C正确；
D．a光在玻璃中的速度为
a光在玻璃砖中运动的时间为
解得
D错误。
3．C【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，有
解得
故A错误；
B．副线圈电路中，灯泡与电风扇并联，灯泡正常发光，则电风扇的电压为
电风扇所在支路电流为
电风扇输入的功率为
热功率
则输出功率
故B错误；
C．原、副线圈的匝数比为
n1n2=U1U2
又
由闭合电路欧姆定律，可得
联立解得
故C正确；
D．若将电风扇去掉，副线圈电阻增大，电流表示数减小，导致原线圈电流减小，原线圈的端电压增大，副线圈电压随之增大，则小灯泡变亮，故D错误。
4．C【详解】A．取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，单位时间内，撞击单位面积的气体分子数变少，故A错误；
B．由盖-吕萨克定律有
即
得
气体的温度升高了
故B错误；
C．气体对外做的功为
故C正确；
D．密闭气体的内能增加量为
故D错误。
5．B【详解】水柱做斜抛运动，则逆向思维可看做从最高点的平抛运动，则有
，
即
，
则喷出时水的速度
故选B。
6．D【详解】A．甲、乙两正方形线圈的材料相同，则它们的密度和电阻率相同，设材料的电阻率为，密度为，两正方形线圈的边长相同，设线圈边长为L，设线圈的横截面积为S，线圈的质量
由题意可知，两线圈的质量相等，则
则
两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，设线圈下边到磁场的高度为h，设线圈下边刚进入磁场时的速度为v，线圈进入磁场前做自由落体运动，则
v=2gℎ
由于下落高度h相同，则线圈下边刚进入磁场时的速度v相等。设线圈匝数为n，磁感应强度为B，线圈进入磁场过程切割磁感线产生的感应电动势
由电阻定律可知，线圈电阻
由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流
线圈受到的安培力
由于
B、L、、v都相同，则线圈进入磁场时受到的安培力F相同，甲的下边开始进入磁场时以速度v 做匀速运动，则
所以乙的上边进入磁场前也做匀速运动，则速度大小为，故A错误；
B．线圈进入磁场的过程中，通过导线的电荷量为
由
可得
所以甲和乙进入磁场的过程中，通过导线的电荷量之比为，故B错误；
C．甲、乙进入磁场时速度相同，离开磁场时的速度也相同，所受安培力
也相同，线圈离开磁场的加速度相同，所以甲、乙同时离开磁场，故C错误；
D．线圈完全进入磁场后通过线圈的磁通量不变，线圈中感应电流为0，线圈不再受安培力，线圈在磁场中做加速运动；线圈开始离开磁场时，速度比进入磁场时大，安培力也比重力大，所以甲、乙下边开始离开磁场时，一定都做减速运动，故D正确。
7．ABD
【详解】A．要使处于能级的氢原子电离，入射光子的能量
入射光子的最小能量为0.85eV，故A正确；
B．处于能级的氢原子所能放出光子中，跃迁到基态的光子波长最小，由
又
得最小波长
故B正确；
C．金属钠的逸出功
由
计算可得n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时辐射出的光子能量分别为0.66 eV，2.55 eV，12.75 eV，1.89 eV，12.09 eV，10.2 eV，故有四种光子的能量大于金属钠的逸出功，故处于能级的氢原子，发射的光中有4种频率的光可使钠发生光电效应，故C错误；
D．能级的氢原子向基态跃迁时辐射出的光子的能量
照射金属钠后溢出的电子的最大初动能
在图乙中，当电压表示数为2.3V时，由动能定理
电子到达阳极时的最大动能
故D正确。
8．BC
【详解】A．两束光在空气中的入射角相等，a在介质中的折射角大一些，根据折射率的定义式可知，则a光的折射率小一些，折射率越大，频率越大，可知，a光的频率较小，故A错误；
B．根据折射率与光速的关系有
可知，a光的折射率小一些，则在冰晶中，a光的传播速度比b光大，故B正确；
C．折射率越大，光传播的波长越小，结合上述可知，a光的波长比b光大，则光束a比光束b更容易发生衍射现象，故C正确；
D．根据
n=1sinCa光的折射率小一些，可知，从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故D错误。
9．AC
【详解】A．根据质点Q的振动图像可知，在t1=0时刻，质点Q在平衡位置向上振动，可知波沿x轴正向转播，则
则当n=3时t2=0.65s，选项A正确；
B．波的传播速度
选项B错误；
C．设质点 P 的振动方程为
当t1=0时y=5cm可知
则质点 P 的振动方程为
选项C正确；
D．质点 P 从时刻不在平衡位置，也不在波峰波谷位置，则开始经过通过的路程不等于3A=30cm，选项D错误。
10．AC
【详解】A．
因为A点坐标为，所以，，，圆轨迹半径为
解得
粒子第一次离开磁场时的运动时间为
A正确；
B．
粒子的运动轨迹如图所示，很明显，粒子再次回到P点共需要3次通过原点O，B错误；
CD．
若仅将入射速度大小变为，则粒子轨迹半径为，其运动轨迹如图所示，则粒子离开P点后可以再回到P点，C正确，D错误；
11． 19.95 2.0 偏小
【详解】（1）[1]遮光条的宽度为
（2）[2]滑块通过光电门时的速度大小为
（4）[3]由运动学公式可得
其中
联立可得
图像的斜率为
解得
（5）[4]该实验是用遮光条穿过光电门的平均速度代表从A运动到B的末速度，因为平均速度等于中间时刻的速度。但是实际上应该是遮光条穿过光电门的中间位置速度代表末速度才是实际值，因为做匀变速直线运动的物体中间时刻速度比中间位置的速度要小，所以本实验计算出来的加速度比真实加速度偏小。
12．(1)b (2)等于 (3)A (4)29
【详解】（1）实验前，应将滑动变阻器的滑片移动b端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大。
（2）上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，会导致热敏电阻的测量值等于真实值。
（3）要使热敏电阻传感器比较灵敏，就应使之工作在灵敏度较大的区间，即应选取R-t图像斜率绝对值较大的区间。
故选A。
（4）当 温 控 室 的 温 度 为110°C 时 ， 电 阻 为20， 电 流 表 恰 好 满 偏
当温控室的温度为60°C 时，电阻为45 ，电流表恰好半偏
联 立 解 得
=5
当 电 流 表 指 在 满 偏 的时
则
=95
通过图像可得，此时温度为 29°C。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）竖直方向根据
可得水流冲击轮叶边缘的竖直分速度
由几何关系
解得水流的初速度大小为
（2）由几何关系
可得水流冲击轮叶的速度大小为
稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等，则稳定时轮叶转动的角速度
解得
（3）轮叶边缘上一个质量为m的钉子，随水车转动时需要的向心力大小为
解得
水车对钉子的作用力大小为
解得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据查理定律，可得
p1T1=p2T2
其中
，，
解得
（2）根据理想气体状态方程
解得
（3）设跑进罐内气体在大气压强为情况下的体积为V，以整体气体为研究对象，发生等温变化，根据玻意耳定律有
解得
设原来罐内封闭气体在大气压强为情况下的体积为，发生等温变化，根据玻意耳定律有
解得
跑进罐内气体的质量与原来罐内封闭气体的质量之比即为压强、温度相同时的体积之比
15．（1）0.1m；（2）5s；（3）0.65s
【详解】（1）假设粒子不能飞出极板，则有
C=QU
沿极板方向运动的距离为
联立解得
故假设成立，粒子能打在B极板上，其位置距B极板左端距离为
（2）当粒子能够从两极板间飞出后，粒子运动轨迹相同，设此时电容器所带电荷量为Q1，则
若粒子刚好从上极板边缘飞出，则有
解得
（3）将粒子进入电容器时的速度看作由向右的速度v+v0和向左的速度v合成的，且设
这样粒子在磁场中的运动可看作是以v+v0的匀速圆周运动与以速度v向左的匀速运动的合运动，如图所示
此时
根据洛伦兹力提供向心力有
由以上分析可知，粒子运动时间与水平方向无关，设转过的圆心角为，根据几何关系有
故粒子运动时间为
解得
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。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。
单选题（共6小题，每题4分，共24分）
1．乘坐缆车观光盘山已经是一条非常热门又成熟的旅游线路，如图，质量为M的缆车车厢通过合金悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动。若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度为g，则（ ）
A．车厢对货物的摩擦力方向平行于缆绳向上
B．车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上
C．悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上
D．悬臂对车厢的作用力大于
2．如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，半圆形的半径为R，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角，真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．a光的折射率大于b光的折射率
B．a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光小
C．玻璃对a光的折射率为
D．a光在玻璃砖中运动的时间为
3．如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上，“220 V 22 W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3 A，导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，以下描述正确的是（ ）
A．矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为
B．电风扇的输出功率为44 W
C．原、副线圈的匝数比
D．若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大
4．如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为2h，当气体从外界吸收热量10mgh后，活塞缓慢上升h后再次平衡，重力加速度为g。此过程中（ ）
A．单位时间内，撞击单位面积的气体分子数变多
B．气体的温度升高了
C．气体对外做的功为4mgh
D．密闭气体的内能增加量为14mgh
5．2023年11月23日，空军“双20”编队接运在韩志愿军烈士遗骸回家，机场安排最高礼仪“过水门”为英雄接风洗尘。如图，相距约为100m的两辆消防车以与水平方向成角斜向上喷出水柱，两水柱在最高点相接形成水门，最高点和出水口的高度差约为20m，不考虑风力及其他阻力，水柱的初速度大小约为（ ）
A．25m/sB．32m/sC．50m/sD．54m/s
6．由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的边界水平，且磁场的宽度大于线圈的边长，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。甲的下边开始进入磁场时以速度做匀速运动，下列判断正确的是（ ）
A．若乙的上边进入磁场前也做匀速运动，则速度大小为
B．甲和乙进入磁场的过程中，通过导线的电荷量之比为
C．一定是甲先离开磁场，乙后离开磁场
D．甲、乙下边开始离开磁场时，一定都做减速运动
二．多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7．氢原子的能级如图甲所示，一群氢原子受激发后处于能级，普朗克常量。如图乙所示，用一群处于的激发态的氢原子发射的光照射光电管中的金属钠表面时会产生光电子，已知钠的极限频率为。下列说法正确的是（ ）
A．要使处于能级的氢原子电离，入射光子的最小能量为0.85eV
B．处于能级的氢原子所能放出光子的最小波长为
C．处于能级的氢原子，发射的光中有5种频率的光可使钠发生光电效应
D．在图乙中，当电压表示数为2.3V时，电子到达阳极时的最大动能为12.56eV
8．每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率较大
B．在冰晶中，a光的传播速度比b光大
C．光束a比光束b更容易发生衍射现象
D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小
9．如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为 时刻和 时刻的波形图，P、Q 分别是平衡位置为 和 的两质点。图乙为质点Q的振动图像，则（ ）
A．t2时刻可能为0.65s
B．波的传播速度为20m/s
C．质点 P 的振动方程为
D．质点 P 从时刻开始经过0.15s 通过的路程为30cm
10．在科学研究中，经常用施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制。在如图所示的平面坐标系xOy内，以坐标原点O为 圆心、半径为R的圆形区域外存在范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面。一质量为m、带电荷量为的粒子从沿y轴正方向射入磁场，当入射速度为时，粒子从处进入无场圆形区域并射向原点O，不计粒子的重力，则（ ）
A．粒子第一次离开磁场时的运动时间为
B．粒子再次回到P点共需要2次通过原点O
C．若仅将入射速度大小变为，则粒子离开P点后可以再回到P点
D．若仅将入射速度大小变为，则粒子离开P点后不可能再回到P点
三．填空题（共2小题，共16分）
11．某同学用如图甲所示的数字化实验装置测量滑块的加速度。在滑块上安装一遮光条，将滑块放在水平气垫导轨上的处，让细绳跨过定滑轮与钩码相连，光电门固定安装在气垫导轨上的处，测得遮光条中心与处的距离为。将滑块由静止释放，遮光条通过光电门时光电门记录的挡光时间为。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙所示，遮光条的宽度
（2）实验时，光电门记录的挡光时间，则滑块通过光电门时的速度大小 结果保留2位有效数字
（3）改变距离，测量时间。多次测量，记录数据，描点并作出图像，已知图像斜率为k。
（4）根据以上信息得到加速度的表达式为 。
（5）测量计算出来的加速度比真实加速度 （选填“偏大”，“偏小”，“相等”）
12．某实验小组通过实验探究一个热敏电阻的特性，图甲为探究电路，热敏电阻RT处在虚线所示的温控室中。
(1)实验前，将滑动变阻器R₁ 的滑片移到 （填“a”或“b”）端；实验时，记录温控室的温度t，将S₂打到1，闭合S₁，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I₀；保持滑动变阻器的滑片位置不变，将S₂打到2，调节电阻箱R₂，使电流表的示数仍为I₀，记录此时电阻箱的示数R，即为热敏电阻的阻值。
(2)上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，会导致热敏电阻的测量值 （填“大于” “等于” 或“小于” ） 真实值。
(3)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组数据，作出R-t图像如图乙所示。当温度不同时，热敏电阻的灵敏度 （即电阻值随温度的变化率 存在着较大的差异，要使热敏电阻传感器比较灵敏，就应使之工作在灵敏度较大的区间。在下列温度区间中，灵敏度最大的是 （ ）
A．20°C~40°CB．40°C~60°C
C．60°C~80°CD．80°C~100°C
(4)小巴同学发现可以利用该电路测量温度。将S₂打到1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，当温控室的温度为110°C时，电流表恰好满偏；当温控室的温度为60°C时，电流表恰好半偏；当电流表指在满偏的时，温控室的温度为 °C （结果保留2位有效数字）。
四．计算题（共3小题，共40分）
（12分）13．如图为某景观水车模型，水从槽口水平流出，某时刻正好垂直落在与水平面成30°角的轮叶边缘上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到水车轴O所在的水平面距离为2R，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。（忽略空气阻力，取重力加速度为g）。求：
（1）水流的初速度的大小；
（2）稳定时轮叶转动的角速度；
（3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车转动到与水平轴O等高的P点时，水车对钉子作用力F的大小。
（12分）14．“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上，如图所示，设加热后小罐内的空气温度为77℃，当时的室温为21℃，经历一段时间后，罐内气体温度降为室温不再改变。已知大气压强为p0，气体看做理想气体，不考虑皮肤对罐内气体体积的影响及罐内气体质量的变化。
（1）求罐内温度刚降至环境温度时，封闭气体的压强；
（2）若罐内气体温度降为环境温度后，罐的容积减少了，求封闭气体的压强；
（3）若罐内气体温度降为环境温度后，开始往罐内“慢跑气”，一段时间后，封闭气体的压强为，求跑进罐内气体的质量与原来罐内封闭气体质量之比。
（16分）15．如图所示，A、B为平行板电容器的两极板，其中A极板所带电荷量为，B极板所带电荷量为，且A极板接地。一粒子源位于两极板左侧正中央，可平行于极板发射电荷量为，质量为的粒子，粒子的初速度为，粒子源每秒发射个粒子，已知两极板间距为，极板长为，电容器的电容为，假设打在极板上的粒子将电荷量全部转移给极板，不计粒子重力取2.23，π取3.14，求：
（1）第一个进入电容器的粒子能否从两极板间飞出？若能，请确定其飞出位置；若不能，请确定其打在极板上的位置；
（2）经多长时间后飞入的粒子将会有相同的运动轨迹？
（3）若保持两极板电压不变，将两极板间距改为，极板足够长，且在两极板之间加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，粒子仍从两极板中心飞入电容器，求第一个进入电容器的粒子在极板间运动的时间。（此结果保留两位有效数字）
物理答案
1．D【详解】A．摩擦力的方向只能平行于接触面，A错误；
B．加速度沿缆绳向上，所以车厢对货物的作用力与货物的重力的合力沿缆绳向上，则车厢对货物的作用力方向不可能平行于缆绳向上，B错误；
CD．因为车厢斜向上加速运动，所以悬臂对车厢的作用力与车厢重力的合力沿缆绳向上，根据力的合成法则可知，此时悬臂对车厢的作用力方向不可能沿悬臂竖直向上，而是其中的一个分力与整个车厢重力平衡，另外一个力沿缆绳方向向上产生加速运动，悬臂竖直方向的分力为
所以整个悬臂对车厢的作用力有
C错误，D正确。
2．C【详解】．由光路图可知，a光、b光射入玻璃柱体时，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律可知，a光的折射率小于b光的折射率，A错误；
B．根据v=cn，由于a光的折射率小于b光的折射率，可知a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大，B错误；
C．根据折射定律，玻璃对a光的折射率为
C正确；
D．a光在玻璃中的速度为
a光在玻璃砖中运动的时间为
解得
D错误。
3．C【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，有
解得
故A错误；
B．副线圈电路中，灯泡与电风扇并联，灯泡正常发光，则电风扇的电压为
电风扇所在支路电流为
电风扇输入的功率为
热功率
则输出功率
故B错误；
C．原、副线圈的匝数比为
n1n2=U1U2
又
由闭合电路欧姆定律，可得
联立解得
故C正确；
D．若将电风扇去掉，副线圈电阻增大，电流表示数减小，导致原线圈电流减小，原线圈的端电压增大，副线圈电压随之增大，则小灯泡变亮，故D错误。
4．C【详解】A．取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，单位时间内，撞击单位面积的气体分子数变少，故A错误；
B．由盖-吕萨克定律有
即
得
气体的温度升高了
故B错误；
C．气体对外做的功为
故C正确；
D．密闭气体的内能增加量为
故D错误。
5．B【详解】水柱做斜抛运动，则逆向思维可看做从最高点的平抛运动，则有
，
即
，
则喷出时水的速度
故选B。
6．D【详解】A．甲、乙两正方形线圈的材料相同，则它们的密度和电阻率相同，设材料的电阻率为，密度为，两正方形线圈的边长相同，设线圈边长为L，设线圈的横截面积为S，线圈的质量
由题意可知，两线圈的质量相等，则
则
两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，设线圈下边到磁场的高度为h，设线圈下边刚进入磁场时的速度为v，线圈进入磁场前做自由落体运动，则
v=2gℎ
由于下落高度h相同，则线圈下边刚进入磁场时的速度v相等。设线圈匝数为n，磁感应强度为B，线圈进入磁场过程切割磁感线产生的感应电动势
由电阻定律可知，线圈电阻
由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流
线圈受到的安培力
由于
B、L、、v都相同，则线圈进入磁场时受到的安培力F相同，甲的下边开始进入磁场时以速度v 做匀速运动，则
所以乙的上边进入磁场前也做匀速运动，则速度大小为，故A错误；
B．线圈进入磁场的过程中，通过导线的电荷量为
由
可得
所以甲和乙进入磁场的过程中，通过导线的电荷量之比为，故B错误；
C．甲、乙进入磁场时速度相同，离开磁场时的速度也相同，所受安培力
也相同，线圈离开磁场的加速度相同，所以甲、乙同时离开磁场，故C错误；
D．线圈完全进入磁场后通过线圈的磁通量不变，线圈中感应电流为0，线圈不再受安培力，线圈在磁场中做加速运动；线圈开始离开磁场时，速度比进入磁场时大，安培力也比重力大，所以甲、乙下边开始离开磁场时，一定都做减速运动，故D正确。
7．ABD
【详解】A．要使处于能级的氢原子电离，入射光子的能量
入射光子的最小能量为0.85eV，故A正确；
B．处于能级的氢原子所能放出光子中，跃迁到基态的光子波长最小，由
又
得最小波长
故B正确；
C．金属钠的逸出功
由
计算可得n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时辐射出的光子能量分别为0.66 eV，2.55 eV，12.75 eV，1.89 eV，12.09 eV，10.2 eV，故有四种光子的能量大于金属钠的逸出功，故处于能级的氢原子，发射的光中有4种频率的光可使钠发生光电效应，故C错误；
D．能级的氢原子向基态跃迁时辐射出的光子的能量
照射金属钠后溢出的电子的最大初动能
在图乙中，当电压表示数为2.3V时，由动能定理
电子到达阳极时的最大动能
故D正确。
8．BC
【详解】A．两束光在空气中的入射角相等，a在介质中的折射角大一些，根据折射率的定义式可知，则a光的折射率小一些，折射率越大，频率越大，可知，a光的频率较小，故A错误；
B．根据折射率与光速的关系有
可知，a光的折射率小一些，则在冰晶中，a光的传播速度比b光大，故B正确；
C．折射率越大，光传播的波长越小，结合上述可知，a光的波长比b光大，则光束a比光束b更容易发生衍射现象，故C正确；
D．根据
n=1sinCa光的折射率小一些，可知，从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故D错误。
9．AC
【详解】A．根据质点Q的振动图像可知，在t1=0时刻，质点Q在平衡位置向上振动，可知波沿x轴正向转播，则
则当n=3时t2=0.65s，选项A正确；
B．波的传播速度
选项B错误；
C．设质点 P 的振动方程为
当t1=0时y=5cm可知
则质点 P 的振动方程为
选项C正确；
D．质点 P 从时刻不在平衡位置，也不在波峰波谷位置，则开始经过通过的路程不等于3A=30cm，选项D错误。
10．AC
【详解】A．
因为A点坐标为，所以，，，圆轨迹半径为
解得
粒子第一次离开磁场时的运动时间为
A正确；
B．
粒子的运动轨迹如图所示，很明显，粒子再次回到P点共需要3次通过原点O，B错误；
CD．
若仅将入射速度大小变为，则粒子轨迹半径为，其运动轨迹如图所示，则粒子离开P点后可以再回到P点，C正确，D错误；
11． 19.95 2.0 偏小
【详解】（1）[1]遮光条的宽度为
（2）[2]滑块通过光电门时的速度大小为
（4）[3]由运动学公式可得
其中
联立可得
图像的斜率为
解得
（5）[4]该实验是用遮光条穿过光电门的平均速度代表从A运动到B的末速度，因为平均速度等于中间时刻的速度。但是实际上应该是遮光条穿过光电门的中间位置速度代表末速度才是实际值，因为做匀变速直线运动的物体中间时刻速度比中间位置的速度要小，所以本实验计算出来的加速度比真实加速度偏小。
12．(1)b (2)等于 (3)A (4)29
【详解】（1）实验前，应将滑动变阻器的滑片移动b端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大。
（2）上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，会导致热敏电阻的测量值等于真实值。
（3）要使热敏电阻传感器比较灵敏，就应使之工作在灵敏度较大的区间，即应选取R-t图像斜率绝对值较大的区间。
故选A。
（4）当 温 控 室 的 温 度 为110°C 时 ， 电 阻 为20， 电 流 表 恰 好 满 偏
当温控室的温度为60°C 时，电阻为45 ，电流表恰好半偏
联 立 解 得
=5
当 电 流 表 指 在 满 偏 的时
则
=95
通过图像可得，此时温度为 29°C。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）竖直方向根据
可得水流冲击轮叶边缘的竖直分速度
由几何关系
解得水流的初速度大小为
（2）由几何关系
可得水流冲击轮叶的速度大小为
稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等，则稳定时轮叶转动的角速度
解得
（3）轮叶边缘上一个质量为m的钉子，随水车转动时需要的向心力大小为
解得
水车对钉子的作用力大小为
解得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据查理定律，可得
p1T1=p2T2
其中
，，
解得
（2）根据理想气体状态方程
解得
（3）设跑进罐内气体在大气压强为情况下的体积为V，以整体气体为研究对象，发生等温变化，根据玻意耳定律有
解得
设原来罐内封闭气体在大气压强为情况下的体积为，发生等温变化，根据玻意耳定律有
解得
跑进罐内气体的质量与原来罐内封闭气体的质量之比即为压强、温度相同时的体积之比
15．（1）0.1m；（2）5s；（3）0.65s
【详解】（1）假设粒子不能飞出极板，则有
C=QU
沿极板方向运动的距离为
联立解得
故假设成立，粒子能打在B极板上，其位置距B极板左端距离为
（2）当粒子能够从两极板间飞出后，粒子运动轨迹相同，设此时电容器所带电荷量为Q1，则
若粒子刚好从上极板边缘飞出，则有
解得
（3）将粒子进入电容器时的速度看作由向右的速度v+v0和向左的速度v合成的，且设
这样粒子在磁场中的运动可看作是以v+v0的匀速圆周运动与以速度v向左的匀速运动的合运动，如图所示
此时
根据洛伦兹力提供向心力有
由以上分析可知，粒子运动时间与水平方向无关，设转过的圆心角为，根据几何关系有
故粒子运动时间为
解得
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