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高三物理临门一脚（二）
一、选择题（1 ~7单选，8 ~ 10多选，每小题4分，共40分）
1．研究光电效应时，当用波长为的光照射某种金属时，遏止电压为，改变入射光波长，作出图像如图．其横轴截距为a，纵轴截距为b，元电荷为e，真空中光速为c．下列说法正确的是（　　）
A．普朗克常量为 B．该金属的截止频率为
C．该金属的逸出功为
D．遏止电压与入射光的波长成反比
2．如图所示，一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，平衡位置在x＝1m处的质点P从图示时刻开始经过0.5s后第一次位移为0.25cm，则下列判断正确的是（ ）
A．波的周期为4s
B．波的波长为3m
C．波的传播速度大小为0.4m/s
D．t＝2s时刻，质点P的速度为正，加速度为负
3．雨过天晴，人们偶尔会看到天空中出现双彩虹，内侧的彩虹称主虹，它是由阳光进入球形水滴后经历一次反射形成的；而在主虹外侧，较暗的彩虹称为副虹，它是阳光在水滴内部经过两次反射后形成的（如图甲）。一细束太阳光射入水滴（如图乙），a、b是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，若一条是红光，另一条是紫光，（图中光线与球心处于同一平面）。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中，入射角i足够大，就会在球形水滴内发生全反射，0级光就会消失
B．图甲中，彩虹的主虹是2级光进入人的眼睛形成的
C．图乙中，a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
D．图乙中，a光是红光，b光是紫光
4．平板电脑触摸屏原理如图甲所示，屏幕内均匀涂上了ITO涂层。在ITO涂层两端加上电压，涂层间会形成了匀强电场。当我们按压屏幕时，平板电脑电路与ITO涂层接触，可以测出按压点的电势，继而算出按压点到两端的距离。某品牌平板电脑屏幕有效触摸精度（高宽/mm）为，当按压屏幕上某点P时，电路分别给上下两端和左右两端加上5V电压（图乙），测出P的电势依次为3V和。则按压点P所在的位置对应的是图丙中的（　　）

A．点① B．点② C．点③ D．点④
5．我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获，经过系列变轨后逐渐靠近火星，如图所示，Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积，下列说法正确的是（　　）
A．两阴影部分的面积相等
B．探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度
C．探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期
D．探测器在Ⅰ轨道上的机械能小于在Ⅱ轨道上的机械能
6．1934年至1938年，科学家曾先后用中子轰击轴235（）原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子（），这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这就是裂变中的链式反应。
实际上，中子的速度不能太快，否则会与轴235“擦肩而过”，铀核不能“捉”住它，不能发生核裂变。实验证明，速度与热运动速度相当的中子最适于引发核裂变。这样的中子就是“热中子”，或称慢中子。但是，核裂变产生的是速度很大的快中子，因此，还要设法使快中子减速，为此，在铀核周围要放“慢化剂”，快中子跟慢化剂中的原子核碰撞后，中子速度减少，变为慢中子。
假设中子与慢化剂中的原子核发生的碰撞为弹性正碰，且碰撞前慢化剂中的原子核是静止的，那么下列物质中最适合做慢化剂的是（　　）
A．电子（） B．铀原子（）
C．铅原子（） D．碳原子（）
7．如图所示，半径为R的圆形区域内，存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆形区域中半径OQ的中点P处有一粒子源，可向纸面内各个方向发射速度大小均为、质量为m、电荷量为+q的粒子。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（）
A．所有能射出磁场区域的粒子中，在磁场中运动的最短时间为
B．所有能射出磁场区域的粒子中，在磁场中运动的最短时间为
C．Q点上方有粒子射出的磁场边界弧长为
D．Q点下方有粒子射出的磁场边界弧长为
8．某个小型水电站发电机的输出功率、输出电压一定，通过理想升压变压器升压后从甲地向乙地输电，输电线的双线总长度为L，升压变压器的原副线圈的匝数比为k，输电线上的电流为I。若把该发电机输出的电能从甲地向丙地输送，保持输电线的规格不变，输电线的双线总长度变为2L，要使在用户端得到的电功率不变，升压变压器的原副线圈的匝数比需要变为，输电线上的电流为。下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
9．滚筒洗衣机的外观如图甲所示，在一次转速测试中，筒内仅有一枚质量为m的钮扣。当滚筒以某一角速度ω转动时，纽扣紧贴滚筒内壁随滚筒一起在竖直平面内做顺时针方向的匀速圆周运动，运动到某一位置M时脱离滚筒，经一段时间后落到滚筒上的N点，此时N点的位置与M关于圆心O对称，MN连线与竖直方向的夹角为θ，如图乙所示。已知滚筒内壁半径为R，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列关系式正确的是（）
A． B．
C． D．
10．如图所示，在固定的光滑水平金属导轨上，虚线MN右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两水平导轨的间距为L，与导轨垂直且静止在导轨上的导体棒ab、cd、ef的质量均为m，长度均为L，电阻均为，且相邻两导体棒间的距离均为L，在某一时刻使ab棒获得向左的初速度v0，三根导体棒最终都能运动至虚线MN左侧的无磁场区，ef棒到达MN之前已经开始做匀速运动。导轨足够长，不计导轨的电阻，下列说法正确的是（　　）
A．棒离开磁场前先做加速运动，再做匀速运动，最后做减速运动
B．棒离开磁场时的速度大小为
C．整个过程，棒产生的焦耳热是棒产生焦耳热的4倍
D．自棒离开磁场至棒离开磁场，通过棒的电荷量为
二、实验题(本题共16分)
11．某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与外界相通，通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积热力学温度图像。
(1)实验过程中，下列说法正确的是（　　）
A．改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积
B．柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体
C．实验过程要保证空气柱密闭性良好
(2)若实验操作规范无错误，作出图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是 。
(3)改变重物质量，再次实验，得到两条直线，如下图所示，两条直线斜率分别为、，重物及柱塞质量之和分别为、，若测得柱塞横截面积为S，重力加速度为g，大气压强可表示为： （忽略柱塞与注射器之间的摩擦，使用题中所给字母表示）。
(4)某组员认为：若将控温箱密闭，与外界大气不相通，当控温箱内温度缓慢升高时，柱塞和重物的高度会不降反升，请问其观点是否正确？ （选填“正确”、“不正确”）
12．某同学要测量毫安表内阻，可利用的实验器材有：
A．电源E（电动势约5V，内阻r很小）
B．毫安表（量程1mA，内阻RA约300Ω）
C．电阻箱R （阻值范围0~999.9Ω），
D．电阻箱R （阻值范围0~99999.9Ω）
E．开关S 、S ，导线若干。
(1)将方框中的电路图补充完整 ；
(2)该同学先断开S2，闭合S1，调节a的阻值，使毫安表指针满偏；保持a的阻值不变，闭合S2，调节b，使毫安表指针半偏。
请回答以下问题：
（i）电路图中电阻箱a应选择 ，b应选择 （选填“R1”或“R2"）。
（ii）在步骤（2）中某次测得电阻箱b的读数为282.0Ω，则待测毫安表内阻的测量值为 Ω。
（iii）若毫安表的实际阻值RA=300Ω，上述测量中产生的相对误差 %，为使该实验的相对误差不大于5%，应选用电动势E至少为 V的电源。
三、解答题（共44分 ）
13．根据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十条的规定：机动车在道路上发生故障或者发生交通事故，妨碍交通又难以移动的，应当按照规定开启危险报警闪光灯并在车后放置三角警告牌（如图所示），以提醒后面司机及时减速。雨夜，在一条平直的公路上，汽车因为故障停车，在它正后方有一货车以20m/s的速度向前驶来，由于视线不好，货车司机只能看清前方40m的物体，他的反应时间为0.6s，该货车制动后最大加速度为。求
(1)从货车司机看清三角警示牌到货车最终停止所用的最短时间；
(2)为避免两车相撞，故障车司机应将三角警示牌放置在故障车后的最小距离。
14．科学工作者常常用介质来显示带电粒子的径迹，如图所示，平面内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=4×10-2T，x轴上方为真空，x轴下方充满某种不导电的介质并置于水平方向的匀强电场中，粒子在介质中运动时会受到大小为f=kv的粘滞阻力，y轴上P（0，0．08m）点沿x轴正方向发射一个质量m=1．6×10-25kg、带电荷量q=+1．6×10-19C的粒子。已知该粒子经过磁场偏转后从x轴上Q点（0．16m，0）进入介质中，观察到该粒子在介质中的径迹为直线。（不计重力，粒子在介质中运动时电荷量不变）
（1）求该粒子发射的速率；
（2）求电场强度的大小和方向及阻力系数k的大小；
（3）若撤去介质中的电场，求该粒子在介质中运动的轨迹长度l。
15．打井施工时要将一质量可忽略不计的坚硬底座A送到井底，由于A与井壁间摩擦力很大，工程人员采用了如图所示的装置。图中重锤B质量为m，下端连有一劲度系数为k的轻弹簧，工程人员先将B放置在A上，观察到A不动；然后在B上再逐渐叠加压块，当压块质量达到m时，观察到A开始缓慢下沉时移去压块。将B提升至弹簧下端距井口为处，自由释放B，A被撞击后下沉的最大距离为，以后每次都从距井口处自由释放。已知重力加速度为g，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。
（1）求下沉时A与井壁间的摩擦力大小f和弹簧的最大形变量；
（2）求撞击下沉时弹簧弹性势能Ep；
（3）若第n次撞击后，底座A恰能到达井底，求井深H。高三物理临门一脚（二）
参考答案
选择题（每题4分，共40分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C C B B D C BD BC AB
1．C
【详解】ABC．根据光电效应方程可知
可得
结合图像可知，
可得普朗克常量为
该金属的截止频率为
该金属的逸出功为
选项AB错误，C正确；
D．根据光电效应方程
可知
可知遏止电压与入射光波长不是成反比，选项D错误。
故选C。
2．C
【详解】ABC．简谐波沿x轴正方向传播，则时刻质点P从平衡位置向上振动，则质点P的振动方程为
质点P从图示时刻开始经过0.5s后第一次位移为0.25cm，则有
解得周期为
由图可知
解得波长为
则波的传播速度大小为
故AB错误，C正确；
D．由于
可知时，质点P处于波峰向平衡位置振动的过程，则此时质点P的速度为负，加速度为负，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．如图
光从A点进入球形水滴从B点射出，由几何关系知
根据光路的可逆性可知，只要光能进入球形水滴就一定能射出球形水滴，所以光不会在水滴内发生全反射，故A错误；
B．根据题目描述，彩虹的主虹是1级光线进入人的眼睛形成的，光线更亮，更容易看到，故B错误；
C．太阳光在水滴表面发生折射现象时，设a光的折射角为α，b光的折射角为β，球形水滴的半径为R，a光在水滴中的传播路径长为
b光在水滴中的传播路径长为
因为
所以
又因为光在介质中的传播速度为
且
所以
光在水滴中的传播时间为
所以a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长，故C正确；
D．由图乙可知a光的折射率大于b光的折射率，所以a是紫光，b是红光，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】由题意可知屏幕上下两边间的电势差为5V且上边的电势为5V，下边的电势为0V；屏幕左右两边的电势差为5V且左边的电势为5V，右边的电势为0V。屏幕两边之间的电场为匀强电场，根据匀强电场的性质有
因为P点的电势一次为3V和1.5V，所以其距离上边较近，距离左边较远，所以其位置对应图中的②。
故选B。
5．B
【详解】A．根据开普勒第二定律，探测器在同一轨道上，与中心天体的中心连线相等时间扫过相等的面积，图中两阴影部分在两个轨道上，面积不一定相等，A错误；
B．探测器从Ⅱ轨道上变轨Ⅰ轨道上时，探测器在P点向前喷气，速度减小，故探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度，B正确；
C．根据开普勒第三定律，半长轴越小，周期越小，故探测器在Ⅰ轨道运行的周期大于在Ⅱ轨道运行的周期，C错误；
D．探测器从Ⅱ轨道上变轨Ⅰ轨道上时，探测器在P点向前喷气，克服阻力做功，机械能减小，故探测器在Ⅰ轨道上的机械能大于在Ⅱ轨道上的机械能，D错误。
故选B。
6．D
【详解】设中子质量为m,碰前速度为v0，碰后速度为v1，原子核质量为M，碰后速度为v2，中子与原子核发生弹性正碰，以速度v0为正方向，则
mv0=mv1+Mv2
得
可见，原子核质量M越小，碰后中子速度v1越小，因此慢化剂应该选用质量较小的原子核。
故选D。
7．C
【详解】AB．粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为，粒子在磁场中若运动时间最短则对应的弦长最短，所以从点射出的粒子用时最短，运动轨迹如图所示
可得粒子运动的圆心角为，则
故AB错误；
C．如图（b）所示
粒子恰好与上半圆相切时从点射出磁场，由几何知识可得，Q点上方有粒子射出的磁场边界弧长为
故C正确；
D．下半圆最远从D点射出，PD为轨迹圆的直径，
由于大于，所以点下方有粒子射出的磁场边界弧长大于，故D错误。
故选AC。
8．BD
【详解】AB．从甲地向乙地输电，输电线的双线电阻设为，根据电阻定律
可得把该发电机输出的电能从甲地向丙地输送，保持输电线的规格不变，输电线的双线总长度变为2L，则输电线的双线电阻变为，要使在用户端得到的电功率不变，则输电线损失的功率也保持不变，根据
可得
故A错误，B正确；
CD．设发电机的输出功率为，输出电压为，升压变压器原线圈中的电流为
根据变压器电流与匝数的关系可得，
联立可得
故C错误，D正确。
故选BD。
9．BC
10．AB
【详解】A．离开磁场前，棒在水平方向的安培力作用下先做加速运动，再做匀速运动，最后做减速运动，A正确；
B．自棒开始运动至棒离开磁场，三根导体棒水平方向动量守恒，有
自棒离开磁场至棒离开磁场，对棒由动量定理得
其中
同理可得
、、……
联立得
又
解得棒离开磁场时的速度大小为
B正确；
C．由各阶段的电路连接方式结合可知，棒到达之前，棒的热功率是棒的4倍，自棒到达至棒到达，棒和棒的热功率相等，自棒到达至棒到达，棒的热功率是棒的4倍，因此整个过程棒产生的焦耳热不是棒的4倍，C错误；
D．自棒离开磁场至棒离开磁场，有
可知
D错误。
故选AB。
二、实验题（6分+8分）
11．(1)AC (2)未考虑橡胶塞内气体体积 (3) (4)正确
【详解】（1）A．改变温控箱温度后，应该等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积，故A项正确；
B．柱塞处涂抹润滑油的目的是为了密封气体保证空气柱密闭性良好，故B项错误；
C．该实验过程要保证空气柱密闭性良好，故C项正确。
故选AC。
（2）设橡胶塞内气体体积为，有 整理有
所以图像不过原点原因是未考虑橡胶塞内气体体积。
（3）由上述分析可知，图像的斜率为，所以有 ，
对柱塞及重物受力分析，有 又有 解得
（4）若将控温箱密闭，当控温箱内温度升高时，假设柱塞不动，有
注射器内气体与温控箱内气体温度始终相同，结合之前的分析可知
所以有即柱塞会上升，所以该观点正确。
12．(1)(2) R2 R1 282.0 6 6
【详解】（1）（1）电路图如图所示
（2）（2）（i）[1][2]实验原理是半偏法测表头内阻，为了在闭合S2时，回路电阻变化较小,则电阻箱a应选择阻值较大的R2。毫安表内阻RA约300Ω，则b应选择R1。
（ii）[3]保持a的阻值不变，闭合S2，调节b，使毫安表指针半偏,则流过b的电流和表头相同,由于并联所以电压相同，所以待测毫安表内阻的测量值也为282.0Ω。
（iii）[4]述测量中产生的相对误差
[5]断开S2，闭合S1有 闭合S2有
联立可得 为使该实验的相对误差不大于5%，则有
解得 应选用电动势E至少为
13．(1)8.6s (2)52m
【详解】（1）设从刹车到停止时间为，则s=8s
反应时间为0.6s，总时间为0.6s+8s=8.6s
（2）反应时间内做匀速运动，则m=12m
从刹车到停止的位移为则m=80m
货车司机看清三角警示牌到货车最终停止全部距离为m
三角警示牌到故障车的距离为m=52m
14．【答案】（1）8×103m/s；（2）E=400N/C，方向水平向右；4.8×10-21N·S/m；（3）0.27m
【详解】(1)如下图所示，由几何关系有 解得：
洛仑兹力提供向心力 解得：
（2）设粒子进入介质的速度方向与χ轴的夹角为θ，如下图所示，
由受力图可知， 方向水平向右
（3）撤去电场后，由于洛伦兹力和粘滞阻力的作用，粒子做曲线运动，由于粘滞阻力作用粒子最后停下来。整个过程只有粘滞阻力做功，在切向应用牛顿第二定律有 （在这里是速度大小的变化）求和有：
则有
15．【答案】（1）；；（2）；（3）
【详解】（1）A开始缓慢下沉时
底座质量不计，所以合力为零，所以始终有 解得
（2）撞击后A第一次下沉，由功能关系
解得
（3）A第二次下沉，由功能关系
又 解得
A第三次下沉，由功能关系 解得
同理A第n次下沉过程中向下滑动的距离
所以井底深度

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