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云南省大理白族自治州大理市大理白族自治州民族中学2024-2025学年高三上学期开学物理试题（原卷版+解析版）
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（考试时间：75分钟 满分：100分）
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。）
1. 关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）
A. 天然放射现象说明原子具有核式结构
B. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
C. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的
D. 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强
【答案】C
【解析】
【详解】A．天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故A错误；
B．半衰期与外界条件无关，故B错误；
C．根据β衰变的本质可知β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，故C正确；
D．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故D错误；
故选C。
2. 如图所示为氢原子能级的示意图。下列说法正确的是（ ）
A. 处于基态的氢原子只能吸收13.6eV的能量实现电离
B. 处于基态的氢原子可以吸收能量为13.0eV的光子
C. 跃迁到n=4能级的大量氢原子，最多可以向下跃迁辐射出3种频率的光子
D. 氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．处于基态的氢原子可以吸收大于等于13.6eV的能量实现电离，故A错误；
B．由于不存在与基态能级差值为13.0eV的激发态，所以处于基态的氢原子不可以吸收能量为13.0eV的光子，故B错误；
C．根据
可知跃迁到n=4能级的大量氢原子，最多可以向下跃迁辐射出6种频率的光子，故C错误；
D．氢原子由基态跃迁到激发态后，电子轨道半径变大，核外电子动能减小，原子的电势能增大，故D正确。
故选D。
3. 关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A. 气体吸热后温度一定升高
B. 对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C. 热量不可能从低温物体传到高温物体
D. 处于热平衡状态的两个系统一定具有相同的温度
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据热力学第一定律可知，若气体吸收热量，但同时对外做功，气体的温度不一定升高，故A错误；
B．做功和热传递可以改变物体的内能，但是仅对物体做功，物体的内能不一定增加，故B错误；
C．热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但是从低温物体传递到高温物体需要引起其他变化，故C错误；
D．处于热平衡状态的两个系统一定具有相同的温度，故D正确。
故选D。
4. 一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 若增大入射角，光先发生全反射B. 玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率
C. 在真空中光的传播速度大于光的传播速度D. 如果光是绿光，那么光可能是红光
【答案】B
【解析】
【详解】B．由图象可知，a光的折射角大，根据折射定律可知，a光的折射率大，故B正确；
A．全反射临界角为
可知a光的临界角小，若增大入射角，先发生全反射，故A错误；
C．根据
可知在真空中光的传播速度小于光的传播速度，故C错误；
D．a光的折射角大，可知a光的频率大，故如果光是绿光，那么光不可能是红光，故D错误。
故选B。
5. “水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动，某学习小组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示，其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，水火箭获得推力向上射出，图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像，其中时刻为“水火箭”起飞时刻，段是斜率绝对值为g的直线，忽略空气阻力，关于“水火箭”的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 在、、、时刻中，加速度大小都等于g
B. 在时刻达到最高点
C. 在时刻失去推力
D. 时间做自由落体运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．v-t图像的斜率表示加速度，由图可知，在时刻斜率最大，则加速度最大，故A错误；
B．“水火箭”运动过程速度一直是正的，运动方向始终没有改变，时刻后仍在上升，故B错误；
C．DE段是斜率绝对值为g的直线，说明时刻以后“水火箭”的加速度大小为g，由牛顿第二定律可知，“水火箭”所受合力等于重力，“水火箭”在时刻失去推力，故C正确；
D．时间内“水火箭”的速度方向是正的，加速度方向是负的，且加速度大小等于g，则“水火箭”做竖直上抛运动，故D错误。
故选C。
6. 某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为h的粗糙斜坡顶端由静止下滑，至底端时速度为v．已知人与滑板的总质量为m，可视为质点．重力加速度大小为g，不计空气阻力．则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】人在下滑的过程中，由动能定理可得
可得此过程中人与滑板克服摩擦力做功为
故选D。
7. 如图甲所示是一个简易发电机模型，发电机通过理想变压器对外工作，变压器原、副线圈的匝数比，电路中小灯泡完全相同且电阻恒定为R，电压表为理想电压表，若线圈以恒定角速度转动，线圈电阻忽略不计，闭合开关S后，四盏灯都能发光，副线圈输出的电压如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 通过灯泡的电流方向每1分钟变化150次
B. 原线圈中电流的最大值为
C. 若断开开关S，则电压表的示数不变
D. 若断开开关S，则灯泡、、三个灯泡都变暗
【答案】B
【解析】
【详解】A．由乙图可知，交变电流的周期为0.4s，一个周期内电流方向变化两次，所以通过灯泡的电流方向每1分钟变化的次数为
故A错误；
B．由图可知，副线圈电压最大值为U。副线圈中电流的最大值为
则原线圈中电流最大值为
故B正确；
C．若断开开关S，根据电路构造可知副线圈总电阻变大，副线圈总电流变小，则L2变暗。由
可知，副线圈总电流变小时，原线圈电流减小，则L1变暗，其电压减小，原线圈两端电压升高，由
可知，副线圈的电压升高，电压表示数变大，由于L2电流变小，则其电压变小，所以L3的电压变大，L3将变亮，故CD错误。
故选B。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分．每题有多个选项符合要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选的得0分。）
8. 位于坐标原点O的波源在时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则（ ）
A. 波的周期是0.1s
B. 波的振幅是0.2m
C. 波的传播速度是10m/s
D. 平衡位置在处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．波的周期和振幅与波源相同，故可知波的周期为，振幅为，故A错误，B正确；
C．P开始振动时，波源第2次到达波谷，故可知此时经过时间为
故可得波速为
故C正确；
D．波从P传到Q点需要的时间为
故可知质点P处于平衡位置，故D错误。
故选BC。
9. 如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则（ ）
A. 开关S扳向“2”，向右移动变阻器，当灵敏电流计示数刚刚减为零时，光电管两端的电压称为遏止电压Uc
B. 阴极K所用材料的极限频率为
C. 只增大光照强度时，图乙中的值将变大
D. 用某色光照射金属板时不能发生光电效应，增大光照强度或延长光束照射时间可以使电流表示数变大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．测量遏止电压Uc时光电管加反向电压，则开关S应扳向“1”，选项A错误；
B．根据光电效应方程有
可得阴极K所用材料的极限频率为
选项B正确；
C．只增大光照强度时，饱和光电流增加，则图乙中值将变大，选项C正确；
D．用某色光照射金属板时不能发生光电效应，增大光强或延长光束照射时间也不能发生光电效应，则电流表无示数，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，质量为mA、mB的物体A、B用轻绳连接放在水平圆盘上，A、B距圆盘中心转轴距离相等，此时细线伸直且恰无张力，A、B与圆盘间动摩擦因数分别为μA、μB。若圆盘从静止开始转动，且在角速度ω缓慢增大的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 无论μA、μB大小关系如何，A、B一定同时达到最大静摩擦力
B. 当μA=μB，mA>mB时，A、B同时达到最大静摩擦力
C. 当μA=μB，mA>mB时，随角速度的缓慢增大，绳中出现拉力后，B受到的摩擦力先减小后增大
D. 当μA>μB，mA>mB时，随角速度的缓慢增大，最终A、B将向A的一侧发生滑动
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．当圆盘转速增大时，由静摩擦力提供向心力。两个物体的角速度相等，由
可知，A、B动摩擦因数大小关系不确定，无法确定谁先达到最大静摩擦力，A错误；
BC．当，时，由
解得
可知，同时达到最大静摩擦力，之后绳中出现拉力
因为A的质量大，A需要提供的向心力比B的大，角速度继续增大时， B的摩擦力减小，然后反向直到B的摩擦力又达到最大，BC正确；
D．当，时，随角速度的缓慢增大，B则先达到最大静摩擦力，之后绳中出现拉力
因为A的质量大，A需要提供的向心力比B的大，角速度继续增大时，A的静摩擦力逐渐增大到最大值，之后B的摩擦力减小，然后反向直到B的摩擦力又达到最大后，最终A、B将向A的一侧发生滑动，D正确；
故选BCD。
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）
11. 某实验小组用图甲所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”，实验步骤如下：
①在斜面上靠近底端的适当位置A处安装光电门，连接数字毫秒计，并确保小球在斜面上运动时球心可以通过光电门发射孔与接收孔的连线；
②用游标卡尺测量小球的直径d；
③将小球从斜面上适当位置B处，由静止开始释放，从数字毫秒计中读出小球通过光电门的挡光时间；
④通过固定在斜面上的刻度尺测出A、B之间的距离；
⑤改变小球释放位置B，重复步骤③④，完成多次测量并记录数据。
（1）用游标卡尺测量小球的直径d时，游标卡尺的读数如图乙所示，则_______mm；某次实验中，测得，则小球通过光电门的瞬时速度_______m/s（结果保留两位有效数字）。
（2）若采用如图丙所示的图像法求小球的加速度，可以选用_______（填正确答案标号）。
A．图像 B．图像 C．图像 D．图像
（3）根据上述图像得到直线的斜率为k，则小球的加速度为_______（用题中出现的字母表示）。
【答案】 ①. 5.00 ②. 0.43 ③. C ④.
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺读数为
[2]小球通过光电门的瞬时速度
（2）[3]小球由B处运动到A处的过程中做匀加速运动，由运动学公式得
即
解得
故选C。
（3）[4]根据
可知，斜率
故小球的加速度
12. 某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律，该同学按如下操作步骤进行实验：
a．将注射器活塞移动到空气柱体积适中的位置，用橡胶塞密封注射器的下端，记录此时压力表上显示的气压值和压力表刻度尺上显示的空气柱长度
b．用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积；
c．读出此时压力表上显示的气压值和刻度尺上显示的空气柱长度
d．重复b、c两步操作，记录6组数据，作图。
（1）关于该同学在实验操作中存在的不当及其原因，下列叙述中正确的是________。
A．实验过程中手不能握注射器前端，以免改变了空气柱的温度
B．应该以较快的速度推拉活塞来改变气体体积，以免操作动作慢使空气柱的质量发生改变
（2）实验室中有容积为5mL和20mL的两种注射器供选择，为能用较小的力作用在活塞上使气体体积发生明显变化，选用容积为________mL的注射器更合适；实验中为了找到气体体积与压强的关系________（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积。
（3）通过绘制的图像，该同学猜测：空气柱的压强跟体积成反比。你能够通过图像直观地帮助该同学检验这个猜想吗？请简要说明你的方案。（ ）
【答案】 ①. A ②. 5 ③. 不需要 ④. 以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把实验中采集的各组数据在坐标纸上描点。若图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比
【解析】
【详解】（1）[1] A．实验过程中手不能握注射器前端，以免改变了空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，A正确；
B．应该以较慢的速度推拉活塞来改变气体体积，以免操作动作快使空气柱的温度发生改变，B错误。
故选A。
（2）[2]由于注射器长度几乎相同，容积为5mL注射器，横截面积小，用相同的力，产生较大的压强，使体积变化明显。
[3]由于横截面积不变，只要知道空气柱长度之间的关系，就可以得到体积之间的关系，从而找到体积与压强之间的关系，因此不需要测出空气柱的横截面积。
（3）[4]以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把实验中采集的各组数据在坐标纸上描点。若图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。
四、解答题（共3题，13题12分，14题13分，15题题16分，共41分，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤。）
13. 如图所示，电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长、质量的导体棒ab，导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻，磁感应强度的匀强磁场垂直于导体框架所在平面。当导体棒在电动机牵引下上升时，获得稳定速度，此过程中导体棒产生的热量0.2J，电动机工作时，电压表、电流表的读数分别为7V和1A，电动机的内阻。不计一切摩擦，，求：
（1）在导体棒上升过程中，通过导体棒的电流方向和受到的磁场力的方向？
（2）导体棒所能达到的稳定速度是多少？
【答案】（1）电流方向：b流向a；磁场力方向：垂直于金属棒竖直向下
（2）
【解析】
【小问1详解】
根据右手定则，金属棒上电流方向：b流向a；根据左手定则，磁场力方向：垂直于金属棒竖直向下。
【小问2详解】
根据感应电动势公式
根据闭合电路欧姆定律
根据安培力公式
根据平衡条件
根据能量守恒
代入数据解得
14. 如图所示，固定的光滑半圆轨道直径AB竖直，B点与足够长光滑水平平台BC左端平滑连接，平台右端与长、顺时针转动的水平传送带CD平滑无缝对接。在平台BC上静止着两个小滑块甲、乙，质量分别为、，两滑块间有一被压缩的轻弹簧（滑块与轻弹簧间不拴接）。现释放弹簧，两滑块在平台上被弹出，滑块甲恰好能到半圆轨道的最高点A，滑块乙从传送带右端离开后，落在水平地面上的E点。已知滑块乙被弹出的速度，与传送带间的动摩擦因数，D点距地面高滑块均可视为质点，重力加速度g取，求：
（1）半圆轨道的半径R；
（2）被压缩的轻弹簧的弹性势能。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
设甲滑块弹开后速度大小为，由动量守恒定律有
解得
滑块甲被弹出后，恰好能到半圆轨道的最高点A，则有
从B到A，由机械能守恒定律有
解得
【小问2详解】
根据能量守恒可得
15. 如图所示，在平面内x轴与MN边界之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为，磁场区域的宽度为d。x轴下方和MN边界上方的空间有两个匀强电场，场强大小相等（大小未知），方向与y轴平行。时刻，质量为m、电荷量为+q的粒子从P点沿x轴正方向射入电场，从x轴上Q点进入磁场，Q点坐标为（d，0）。进入磁场时速度大小为v，方向与x轴正方向夹角为60°，然后垂直于MN边界进入上方电场。粒子重力不计，求：
（1）匀强电场的场强大小E；
（2）粒子从P点出发至第2次经过MN边界所经历的时间。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
粒子从P到Q点做类平抛运动，x方向做匀速直线运动，有
解得
在y方向做匀加速直线运动，有
联立以上可得
【小问2详解】
在磁场中，粒子速度的偏转角为30°，轨迹所对应的圆心角为30°，粒子的运动时间为
又因为
解得
接着垂直MN边界进入电场，受到电场力作用，速度从v减为0，粒子的运动时间为
总时间为
解得
（考试时间：75分钟 满分：100分）
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。）
1. 关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）
A. 天然放射现象说明原子具有核式结构
B. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
C. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的
D. 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强
【答案】C
【解析】
【详解】A．天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故A错误；
B．半衰期与外界条件无关，故B错误；
C．根据β衰变的本质可知β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，故C正确；
D．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故D错误；
故选C。
2. 如图所示为氢原子能级的示意图。下列说法正确的是（ ）
A. 处于基态的氢原子只能吸收13.6eV的能量实现电离
B. 处于基态的氢原子可以吸收能量为13.0eV的光子
C. 跃迁到n=4能级的大量氢原子，最多可以向下跃迁辐射出3种频率的光子
D. 氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．处于基态的氢原子可以吸收大于等于13.6eV的能量实现电离，故A错误；
B．由于不存在与基态能级差值为13.0eV的激发态，所以处于基态的氢原子不可以吸收能量为13.0eV的光子，故B错误；
C．根据
可知跃迁到n=4能级的大量氢原子，最多可以向下跃迁辐射出6种频率的光子，故C错误；
D．氢原子由基态跃迁到激发态后，电子轨道半径变大，核外电子动能减小，原子的电势能增大，故D正确。
故选D。
3. 关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A. 气体吸热后温度一定升高
B. 对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C. 热量不可能从低温物体传到高温物体
D. 处于热平衡状态的两个系统一定具有相同的温度
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据热力学第一定律可知，若气体吸收热量，但同时对外做功，气体的温度不一定升高，故A错误；
B．做功和热传递可以改变物体的内能，但是仅对物体做功，物体的内能不一定增加，故B错误；
C．热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但是从低温物体传递到高温物体需要引起其他变化，故C错误；
D．处于热平衡状态的两个系统一定具有相同的温度，故D正确。
故选D。
4. 一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 若增大入射角，光先发生全反射B. 玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率
C. 在真空中光的传播速度大于光的传播速度D. 如果光是绿光，那么光可能是红光
【答案】B
【解析】
【详解】B．由图象可知，a光的折射角大，根据折射定律可知，a光的折射率大，故B正确；
A．全反射临界角为
可知a光的临界角小，若增大入射角，先发生全反射，故A错误；
C．根据
可知在真空中光的传播速度小于光的传播速度，故C错误；
D．a光的折射角大，可知a光的频率大，故如果光是绿光，那么光不可能是红光，故D错误。
故选B。
5. “水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动，某学习小组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示，其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，水火箭获得推力向上射出，图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像，其中时刻为“水火箭”起飞时刻，段是斜率绝对值为g的直线，忽略空气阻力，关于“水火箭”的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 在、、、时刻中，加速度大小都等于g
B. 在时刻达到最高点
C. 在时刻失去推力
D. 时间做自由落体运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．v-t图像的斜率表示加速度，由图可知，在时刻斜率最大，则加速度最大，故A错误；
B．“水火箭”运动过程速度一直是正的，运动方向始终没有改变，时刻后仍在上升，故B错误；
C．DE段是斜率绝对值为g的直线，说明时刻以后“水火箭”的加速度大小为g，由牛顿第二定律可知，“水火箭”所受合力等于重力，“水火箭”在时刻失去推力，故C正确；
D．时间内“水火箭”的速度方向是正的，加速度方向是负的，且加速度大小等于g，则“水火箭”做竖直上抛运动，故D错误。
故选C。
6. 某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为h的粗糙斜坡顶端由静止下滑，至底端时速度为v．已知人与滑板的总质量为m，可视为质点．重力加速度大小为g，不计空气阻力．则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】人在下滑的过程中，由动能定理可得
可得此过程中人与滑板克服摩擦力做功为
故选D。
7. 如图甲所示是一个简易发电机模型，发电机通过理想变压器对外工作，变压器原、副线圈的匝数比，电路中小灯泡完全相同且电阻恒定为R，电压表为理想电压表，若线圈以恒定角速度转动，线圈电阻忽略不计，闭合开关S后，四盏灯都能发光，副线圈输出的电压如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 通过灯泡的电流方向每1分钟变化150次
B. 原线圈中电流的最大值为
C. 若断开开关S，则电压表的示数不变
D. 若断开开关S，则灯泡、、三个灯泡都变暗
【答案】B
【解析】
【详解】A．由乙图可知，交变电流的周期为0.4s，一个周期内电流方向变化两次，所以通过灯泡的电流方向每1分钟变化的次数为
故A错误；
B．由图可知，副线圈电压最大值为U。副线圈中电流的最大值为
则原线圈中电流最大值为
故B正确；
C．若断开开关S，根据电路构造可知副线圈总电阻变大，副线圈总电流变小，则L2变暗。由
可知，副线圈总电流变小时，原线圈电流减小，则L1变暗，其电压减小，原线圈两端电压升高，由
可知，副线圈的电压升高，电压表示数变大，由于L2电流变小，则其电压变小，所以L3的电压变大，L3将变亮，故CD错误。
故选B。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分．每题有多个选项符合要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选的得0分。）
8. 位于坐标原点O的波源在时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则（ ）
A. 波的周期是0.1s
B. 波的振幅是0.2m
C. 波的传播速度是10m/s
D. 平衡位置在处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．波的周期和振幅与波源相同，故可知波的周期为，振幅为，故A错误，B正确；
C．P开始振动时，波源第2次到达波谷，故可知此时经过时间为
故可得波速为
故C正确；
D．波从P传到Q点需要的时间为
故可知质点P处于平衡位置，故D错误。
故选BC。
9. 如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则（ ）
A. 开关S扳向“2”，向右移动变阻器，当灵敏电流计示数刚刚减为零时，光电管两端的电压称为遏止电压Uc
B. 阴极K所用材料的极限频率为
C. 只增大光照强度时，图乙中的值将变大
D. 用某色光照射金属板时不能发生光电效应，增大光照强度或延长光束照射时间可以使电流表示数变大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．测量遏止电压Uc时光电管加反向电压，则开关S应扳向“1”，选项A错误；
B．根据光电效应方程有
可得阴极K所用材料的极限频率为
选项B正确；
C．只增大光照强度时，饱和光电流增加，则图乙中值将变大，选项C正确；
D．用某色光照射金属板时不能发生光电效应，增大光强或延长光束照射时间也不能发生光电效应，则电流表无示数，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，质量为mA、mB的物体A、B用轻绳连接放在水平圆盘上，A、B距圆盘中心转轴距离相等，此时细线伸直且恰无张力，A、B与圆盘间动摩擦因数分别为μA、μB。若圆盘从静止开始转动，且在角速度ω缓慢增大的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 无论μA、μB大小关系如何，A、B一定同时达到最大静摩擦力
B. 当μA=μB，mA>mB时，A、B同时达到最大静摩擦力
C. 当μA=μB，mA>mB时，随角速度的缓慢增大，绳中出现拉力后，B受到的摩擦力先减小后增大
D. 当μA>μB，mA>mB时，随角速度的缓慢增大，最终A、B将向A的一侧发生滑动
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．当圆盘转速增大时，由静摩擦力提供向心力。两个物体的角速度相等，由
可知，A、B动摩擦因数大小关系不确定，无法确定谁先达到最大静摩擦力，A错误；
BC．当，时，由
解得
可知，同时达到最大静摩擦力，之后绳中出现拉力
因为A的质量大，A需要提供的向心力比B的大，角速度继续增大时， B的摩擦力减小，然后反向直到B的摩擦力又达到最大，BC正确；
D．当，时，随角速度的缓慢增大，B则先达到最大静摩擦力，之后绳中出现拉力
因为A的质量大，A需要提供的向心力比B的大，角速度继续增大时，A的静摩擦力逐渐增大到最大值，之后B的摩擦力减小，然后反向直到B的摩擦力又达到最大后，最终A、B将向A的一侧发生滑动，D正确；
故选BCD。
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）
11. 某实验小组用图甲所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”，实验步骤如下：
①在斜面上靠近底端的适当位置A处安装光电门，连接数字毫秒计，并确保小球在斜面上运动时球心可以通过光电门发射孔与接收孔的连线；
②用游标卡尺测量小球的直径d；
③将小球从斜面上适当位置B处，由静止开始释放，从数字毫秒计中读出小球通过光电门的挡光时间；
④通过固定在斜面上的刻度尺测出A、B之间的距离；
⑤改变小球释放位置B，重复步骤③④，完成多次测量并记录数据。
（1）用游标卡尺测量小球的直径d时，游标卡尺的读数如图乙所示，则_______mm；某次实验中，测得，则小球通过光电门的瞬时速度_______m/s（结果保留两位有效数字）。
（2）若采用如图丙所示的图像法求小球的加速度，可以选用_______（填正确答案标号）。
A．图像 B．图像 C．图像 D．图像
（3）根据上述图像得到直线的斜率为k，则小球的加速度为_______（用题中出现的字母表示）。
【答案】 ①. 5.00 ②. 0.43 ③. C ④.
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺读数为
[2]小球通过光电门的瞬时速度
（2）[3]小球由B处运动到A处的过程中做匀加速运动，由运动学公式得
即
解得
故选C。
（3）[4]根据
可知，斜率
故小球的加速度
12. 某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律，该同学按如下操作步骤进行实验：
a．将注射器活塞移动到空气柱体积适中的位置，用橡胶塞密封注射器的下端，记录此时压力表上显示的气压值和压力表刻度尺上显示的空气柱长度
b．用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积；
c．读出此时压力表上显示的气压值和刻度尺上显示的空气柱长度
d．重复b、c两步操作，记录6组数据，作图。
（1）关于该同学在实验操作中存在的不当及其原因，下列叙述中正确的是________。
A．实验过程中手不能握注射器前端，以免改变了空气柱的温度
B．应该以较快的速度推拉活塞来改变气体体积，以免操作动作慢使空气柱的质量发生改变
（2）实验室中有容积为5mL和20mL的两种注射器供选择，为能用较小的力作用在活塞上使气体体积发生明显变化，选用容积为________mL的注射器更合适；实验中为了找到气体体积与压强的关系________（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积。
（3）通过绘制的图像，该同学猜测：空气柱的压强跟体积成反比。你能够通过图像直观地帮助该同学检验这个猜想吗？请简要说明你的方案。（ ）
【答案】 ①. A ②. 5 ③. 不需要 ④. 以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把实验中采集的各组数据在坐标纸上描点。若图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比
【解析】
【详解】（1）[1] A．实验过程中手不能握注射器前端，以免改变了空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，A正确；
B．应该以较慢的速度推拉活塞来改变气体体积，以免操作动作快使空气柱的温度发生改变，B错误。
故选A。
（2）[2]由于注射器长度几乎相同，容积为5mL注射器，横截面积小，用相同的力，产生较大的压强，使体积变化明显。
[3]由于横截面积不变，只要知道空气柱长度之间的关系，就可以得到体积之间的关系，从而找到体积与压强之间的关系，因此不需要测出空气柱的横截面积。
（3）[4]以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把实验中采集的各组数据在坐标纸上描点。若图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。
四、解答题（共3题，13题12分，14题13分，15题题16分，共41分，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤。）
13. 如图所示，电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长、质量的导体棒ab，导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻，磁感应强度的匀强磁场垂直于导体框架所在平面。当导体棒在电动机牵引下上升时，获得稳定速度，此过程中导体棒产生的热量0.2J，电动机工作时，电压表、电流表的读数分别为7V和1A，电动机的内阻。不计一切摩擦，，求：
（1）在导体棒上升过程中，通过导体棒的电流方向和受到的磁场力的方向？
（2）导体棒所能达到的稳定速度是多少？
【答案】（1）电流方向：b流向a；磁场力方向：垂直于金属棒竖直向下
（2）
【解析】
【小问1详解】
根据右手定则，金属棒上电流方向：b流向a；根据左手定则，磁场力方向：垂直于金属棒竖直向下。
【小问2详解】
根据感应电动势公式
根据闭合电路欧姆定律
根据安培力公式
根据平衡条件
根据能量守恒
代入数据解得
14. 如图所示，固定的光滑半圆轨道直径AB竖直，B点与足够长光滑水平平台BC左端平滑连接，平台右端与长、顺时针转动的水平传送带CD平滑无缝对接。在平台BC上静止着两个小滑块甲、乙，质量分别为、，两滑块间有一被压缩的轻弹簧（滑块与轻弹簧间不拴接）。现释放弹簧，两滑块在平台上被弹出，滑块甲恰好能到半圆轨道的最高点A，滑块乙从传送带右端离开后，落在水平地面上的E点。已知滑块乙被弹出的速度，与传送带间的动摩擦因数，D点距地面高滑块均可视为质点，重力加速度g取，求：
（1）半圆轨道的半径R；
（2）被压缩的轻弹簧的弹性势能。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
设甲滑块弹开后速度大小为，由动量守恒定律有
解得
滑块甲被弹出后，恰好能到半圆轨道的最高点A，则有
从B到A，由机械能守恒定律有
解得
【小问2详解】
根据能量守恒可得
15. 如图所示，在平面内x轴与MN边界之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为，磁场区域的宽度为d。x轴下方和MN边界上方的空间有两个匀强电场，场强大小相等（大小未知），方向与y轴平行。时刻，质量为m、电荷量为+q的粒子从P点沿x轴正方向射入电场，从x轴上Q点进入磁场，Q点坐标为（d，0）。进入磁场时速度大小为v，方向与x轴正方向夹角为60°，然后垂直于MN边界进入上方电场。粒子重力不计，求：
（1）匀强电场的场强大小E；
（2）粒子从P点出发至第2次经过MN边界所经历的时间。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
粒子从P到Q点做类平抛运动，x方向做匀速直线运动，有
解得
在y方向做匀加速直线运动，有
联立以上可得
【小问2详解】
在磁场中，粒子速度的偏转角为30°，轨迹所对应的圆心角为30°，粒子的运动时间为
又因为
解得
接着垂直MN边界进入电场，受到电场力作用，速度从v减为0，粒子的运动时间为
总时间为
解得
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