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2026届广东深圳市高级中学高中园高三下学期第二阶段第一次考试物理试题
1．在原子物理学与光电子学的研究中，氢原子的能级跃迁是理解量子现象和光子与物质相互作用的基础模型。科学家常利用氢放电灯等光源产生特定频率的光子，以探究不同材料的光电效应特性。金属锂作为一种典型的碱金属，其逸出功较低，是光电效应实验中常用的材料。氢原子的部分能级示意图如图所示，已知金属锂的逸出功为，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时辐射出不同频率的光，其中能使金属锂产生光电效应的有（　　）
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功，光子的能量大于金属锂的逸出功，则可以发生光电效应。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率的光的种类为种。从到释放的能量为
从到释放的能量为
从到释放的能量为
从到释放的能量为
从到释放的能量为
从到释放的能量为
所以能使金属锂产生光电效应的有3种。
故选A。
【分析】列出n=4能级向低能级跃迁的所有可能情况，计算每种跃迁产生的光子能量，筛选出能量大于等于金属锂逸出功（3.0eV）的光子对应的跃迁种数。
2．暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为，与地球中心连线扫过的角度为（弧度），引力常量为G，则下列说法中不正确的是（　　）
A．“悟空”的线速度小于第一宇宙速度
B．“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
C．“悟空”的环绕周期为
D．“悟空”的质量为
【答案】D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A．由，解得，第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，“悟空”在低于同步卫星的轨道上，轨道高度比近地卫星轨道高，所以运行速度小于第一宇宙速度，故A正确；
B．由，解得，“悟空”在低于同步卫星轨道上绕地球做匀速圆周运动，所以“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故B正确；
C．经过时间t（t小于其运动周期），与地球中心连线扫过的角度为，所以角速度为，则周期，故C正确；
D．卫星环绕地球转动，根据万有引力定律，只能求出中心天体的质量，故D错误。
故答案为：D。
【分析】本题考查天体圆周运动的规律应用，核心是紧扣万有引力提供向心力的核心公式（）、第一宇宙速度的物理意义（近地卫星的环绕速度）、角速度与周期的关系（、），以及天体质量与环绕天体质量的求解区别，逐一分析各选项的正误。
3．如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置，某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。设吊床两端绳中的拉力为F1，吊床对人的作用力为F2，则（　　）
A．坐着比躺着时F1大 B．坐着比躺着时F1小
C．坐着比躺着时F2大 D．坐着比躺着时F2小
【答案】A
【知识点】力的合成与分解的运用；共点力的平衡
【解析】【解答】吊床对人的作用力与重力等值反向，所以躺着和坐在时，F2都等于人的重力，不变。
坐在吊床上时，吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较大，
根据共点力平衡有：2Fcosθ=G，θ越大。则绳子的拉力越大，相反躺着时，绳子的拉力较小，即坐着比躺着时F1大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【分析】当人坐在吊床上和躺在吊床上比较，坐在吊床上时，吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较大，根据共点力平衡判断绳子拉力的变化。吊床对人的作用力等于人的重力。
4．为了降低手机通话时环境噪声的影响，手机上方小孔安装降噪麦克风，降噪麦克风通过芯片实时发射降噪声波，与环境中噪声音波叠加从而实现降噪的效果。降噪过程如图所示，图线是某噪声音波的图像，下列说法正确的是（　　）
A．降噪声波和噪声音波的频率和相位均相同
B．图线2是噪声音波和降噪声波叠加的图像，其振幅越小效果越好
C．降噪时能使手机周围空间各处的噪声降低
D．若叠加声波的振幅为，周期为，则质点从平衡位置开始振动，经时间，运动路程小于
【答案】B
【知识点】波的干涉现象；波的叠加
【解析】【解答】A．由降噪过程图线可知降噪声波和噪声音波频率相同、相位相反，故A错误；
B．图线2是噪声声波和降噪声波叠加后的图像，振幅越小代表噪声声波被降噪声波抵消越多，也就是降噪效果好，B正确；
C．降噪是根据波的叠加原理，有减弱处，也有加强处，不可能能使手机周围空间各处的噪声降低 ，故C错误；
D．若叠加声波的振幅为A，周期为T，则质点从平衡位置开始振动，经时间，运动路程等于，D错误。
故选B。
【分析】结合波的干涉条件和降噪原理，分析降噪声波与环境噪声的频率、波速关系，判断降噪效果。
5．质量为m的小球从地面以初速度v0竖直向上抛出，已知球所受的空气阻力大小与速度大小成正比．下列图象分别描述了小球在空中运动的速度大小v随时间t的变化关系和动能Ek随球距离地面高度h的变化关系，其中可能正确的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】牛顿定律与图象；牛顿运动定律的综合应用；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A.根据题图可知，v-t图像与t轴的交点表示小球的速度为0，此时小球到达最高点，则此时空气阻力为0，小球到达最高点时，小球所受的合力等于重力，根据牛顿第二定律得：mg=ma，a=g不为零，故A错误；
B. v-t图线斜率表示加速度，球所受的空气阻力大小与速度大小成正比，重力不变，合力不断变化，加速度不断变化，不可能恒定不变，故B错误；
CD.根据动能定理得：上升过程有△Ek=-（mg+kv）△h，得=-（mg+kv），v减小，||减小，Ek-h图象应是切线斜率逐渐减小的曲线．下降过程有△Ek=（mg-kv）△h，得=mg-kv，v增大，||减小，Ek-h图象应是切线斜率逐渐减小的曲线．故C正确，D错误．
【分析】v-t图像的斜率表示加速度，而加速度可根据牛顿第二定律分析；根据动能定理分析Ek-h图像的斜率，从而判断各个图像的对错。
6．两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。下列说法正确的是（　　）
A．乙光以入射角i入射时一定发生全反射
B．甲光在玻璃砖中的折射率为
C．甲光的频率大于乙光频率
D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上可能接收不到甲光
【答案】D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射；光的衍射
【解析】【解答】AC.根据单缝衍射图样可知甲光的波长比乙光的长，对同一种介质，甲的折射率小。根据全反射的临界角，可知甲的临界角大，乙的临界角小，当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，可知当乙光以i入射时可能大于乙的临界角，也可能小于临界角，即不一定会发生全反射，故AC错误；
B．对甲光的折射，由折射定律有甲光在玻璃砖中的折射率为，B错误；
D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，随i的增大，如果入射角大于甲的临界角时发生全反射，所以PQ上可能接收不到甲光，故D正确。
故选D。
【分析】根据单缝衍射图样分析甲、乙的波长和频率的大小，然后根据全反射的临界角公式分析临界角大小，由此分析是否发生全反射；根据折射定律公式分析；绕O点逆时针旋转玻璃砖，入射角增大，当入射角大于甲的临界角时发生全反射。
7．功夫机器人为马年新春增添了十足的科技味。机器人使用氮化镓充电器充电，图甲是这种充电器的核心电路。交流电经前端电路和氮化镓开关管转换后，在ab端获得如图乙所示的高频脉冲直流电，经理想变压器降压后在cd端给手机充电，则正常工作时（　　）
A．cd端输出功率小于ab端输入功率
B．cd端输出电流的有效值大于ab端输入电流的有效值
C．cd端输出电流的频率为
D．ab端电压有效值为155.5V
【答案】B
【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】 A、经理想变压器降压后在cd端给手机充电，理想变压器无能量损耗，输入功率等于输出功率，因此cd端输出功率等于ab端输入功率，故A错误；
B、该变压器是降压变压器，原副线圈匝数，根据电流规律，可得，即cd端输出电流有效值大于ab端输入电流有效值，故B正确；
C、理想变压器不改变交流电频率，由图乙可知，ab端电压的周期为T，频率为f=，因此cd端输出电流频率也为，故C错误；
D．根据有效值的定义，设ab端电压有效值为U，一个周期内满足解得，故D错误。
故选B。
【分析】理想变压器本身无能量损耗，由此进行判断；理想变压器功率守恒P1=P2，即U1I1=U2I2，此变压器为降压型（U2＜U1），故副边电流I2大于原边电流I1，即cd端输出电流有效值更大；变压器不改变电流频率，ab端电压周期为T，故cd端输出电流频率为，而非；根据有效值定义，ab端电压在一个周期T内仅一半时间为311V，计算得有效值约为219.9V，并非155.5V。
8．如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点，现在A、B两点分别固定两个点电荷Q1和Q2，则关于C、D两点的场强和电势，下列说法正确的是(　　)
A．若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点的电场强度不同，电势相同
B．若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同
C．若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点电场强度和电势均不相同
D．若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同
【答案】A,D
【知识点】点电荷的电场；电场强度的叠加；电势
【解析】【解答】AB、在A、B两点分别固定两个点电荷Q1和Q2，若Q1和Q2是等量同种电荷，由电场的分布对称性可知，C、D两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同。电势没有方向，大小相等，即电势相同，故A正确，B错误；CD、若Q1和Q2是等量异种电荷，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等。C、D两点的场强都与等势面垂直，方向指向B一侧，方向相同，根据平行四边形法则可知场强大小相等，故C、D两点的场强、电势均相同，故C错误，D正确。
故选：AD。
【分析】若Q1和Q2是等量异种电荷，通过AB的中垂面是一等势面，电场强度方向与等势面垂直；若Q1和Q2是等量同种电荷，根据对称性分析场强和电势的关系，注意场强有方向，电势没有方向。
9．如图所示，固定在水平面内的两根平行长直粗糙金属导轨的间距为，其一端接有阻值为的电阻，整个装置处在垂直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，一质量为（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，现杆在垂直于杆的恒力作用下从静止开始沿导轨向左运动距离时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为，导轨电阻不计，导体杆与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，则在这一过程中（　　）
A．杆的速度最大值为
B．整个回路产生的焦耳热为
C．流过电阻的电荷量是
D．杆的速度达最大时电阻上电功率为
【答案】A,B
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A． 杆在垂直于杆的恒力作用下从静止开始沿导轨向左运动距离时，速度恰好达到最大 ，由平衡条件得，代入数据可解得，故A正确；
B．力F做功克服摩擦力做功，使导体动能增大，回路产生焦耳热，由能量守恒定律有
解得，故B正确；
C．根据题意，由法拉第电磁感应定律和闭合回路欧姆定律可得、和，通过电阻R的电荷量，故C错误；
D．杆的速度达最大时，感应电动势为，感应电流为，电阻R上电功率
联立解得，故D错误。
故选AB。
【分析】当导体杆的速度达到最大时，受力平衡，根据平衡条件求解最大速度；由能量守恒定律求解回路产生的焦耳热；根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律以及电荷量求解公式求解电荷量；求出杆的速度达最大时，感应电动势以及感应电流，结合电功率公式求解。
10．如图甲所示，质量分别为m、3m的两物块a、b放在光滑水平面上，用轻质橡皮条水平连接，橡皮条恰好处于原长。0时刻给a向左的瞬时冲量，同时给b向右的瞬时冲量，以b的初速度方向为正，在此后的时间内，a、b运动的图像如图乙所示。已知时刻橡皮条弹性势能为8J，图像中的阴影面积为S，橡皮条一直处于弹性限度范围内。下列说法正确的是（　　）
A．时间内，a运动的距离为0.8S
B．时间内，b运动的距离为0.25S
C．从时刻开始至橡皮条第一次恢复原长过程中，橡皮条的弹力对a做功2J
D．从t0时刻开始至橡皮条第一次恢复原长过程中，橡皮条的弹力对a做功6J
【答案】B,D
【知识点】动量守恒定律；碰撞模型；动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【解答】由v-t图像可知，t0时刻两物块的速度均为0；由于水平面光滑，系统动量守恒，且初始总动量为0，故在此过程中任意时刻满足mva+3mvb=0，即va=-3vb。
AB、由于两物块初速度方向相反，图像阴影部分的面积S为两者的相对位移大小，即 S=xa+xb；结合va=-3vb可知，两物块位移大小之比等于速度大小之比，即xa=3xb，联立解得物块a运动的距离xa=0.75S，物块b运动的距离xb=0.25S，故A错误，B正确；
CD、t0时刻弹性势能8J全部转化为动能，由动量守恒va=-3vb，
得a的动能为Eka=6J，由动能定理弹力做功6J，故C错误，D正确。
故选：BD。
【分析】系统在光滑水平面上受内力作用动量守恒，任意时刻两物块速度大小关系满足质量反比，进而推导位移大小关系。结合v-t图像阴影面积表示相对位移，利用位移几何关系求解各物块位移。t0时刻弹性势能全部转化为动能，根据动量守恒与能量守恒分配动能，结合动能定理确定弹力做功。
11．如图所示，游标为10分度的游标卡尺的示数为　 　mm，用激光照射两测脚间的狭缝，在屏上出现衍射条纹。如果两测脚间狭缝的宽度变为0.8mm，衍射中央亮条纹的宽度将　 　（选填“变宽”或“变窄”）。
【答案】0.2；变窄
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；光的衍射
【解析】【解答】游标为10分度，结果不用估读，游标卡尺的读数为；当狭缝宽度从0.2mm增大到0.8mm时，根据单缝衍射规律，衍射现象将变得更加不明显，所以条纹宽度将变窄。
【分析】游标卡尺读数的方法是主尺对应长度减去游标对应刻度，不需估读，根据单缝衍射规律可以判断条纹间距的变化情况。
12．在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，第1小组同学先后两次使用如图甲所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组p-V图线。
（1）下列实验操作中正确的是________。
A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油
B．推拉活塞时，用手握住注射器气体部分
C．实验时快速移动活塞
（2）如图乙所示，由图可知一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为①　 　②（选填“<”“=”或“>”）。
【答案】（1）A
（2）<
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油，可以保持封闭气体的质量不变，故A正确；
BC．推拉活塞时，应缓慢移动活塞，不能用手握住注射器气体部分，避免热传递导致温度变化，故B错误，C正确。
故选：AC。
（2）根据理想气体状态方程，对于图乙中两条等温线，取相同体积进行比较，由图可知p1＜p2，则两次实验的温度大小关系为①＜②。【分析】（1）根据理想气体状态方程，结合实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，控制气体的温度不发生变化分析求解；
（2）根据对于同一V值所对应的p值不同，故两组注射器内气体的p与V的乘积不相等，结合实验的步骤分析求解。
（1）A．为了保持封闭气体的质量不变，密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油，故A正确；
B C．为了保持封闭气体的温度不变，推拉活塞时，应缓慢移动活塞，不能用手握住注射器气体部分，避免热传递导致温度变化，故BC错误。
故选A。
（2）根据，对于图乙中两条等温线，取相同体积进行比较，由图可知，则两次实验的温度大小关系为①<②。
13．不久，我国科研人员成功研制出一款微型核电池—BV100。BV100的体积仅15×15×5mm3，比一枚硬币还小，其基本原理是用放射源发生β衰变时释放电子给铜片，以和铜片为电池的两个电极，外接负载就可以提供电能。据悉，这种电池功率约100μW，电压约3V，可实现50年自发电且功率稳定。利用图甲的电路可研究该电池的特性，可供选择的主要器材有：
A.灵敏电流表G：量程40μA，内电阻未知
B.灵敏电流计μA：量程5μA，内电阻100kΩ
C.电阻箱R0：电阻变化范围0~999999Ω
D.电位器R：电阻变化范围0~510kΩ
（1）实验中，首先需将电流计μA改装成量程为3V的电压表V，则R0应调整为　 　kΩ；
（2）正确连接电路后，反复调节电位器R，读出多组电压表V的示数U与电流表G的示数I，经描点、连线得到图像如图乙所示。根据图像可知该电池的电动势E=　 　V。（结果保留三位有效数字）；其内电阻r随负载阻值的减小　 　（填“增大”“减小”或不变”）。
（3）为消除图甲测量方法带来的系统误差，需对电表的示数进行修正，则需要修正示数的电表是　 　（填“电压表”或“电流表”）。修正后的图线位于图乙中图线的　 　（填“上方”或“下方”）。
（4）若用该电池对等效电阻为100kΩ的心脏起搏器供电，该电阻的功率为　 　W（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）500
（2）2.97；增大
（3）电流表；上方
（4）
【知识点】表头的改装；闭合电路的欧姆定律；电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）将电流计μA改装成量程为3V的电压表V，量程5μA，内电阻100kΩ，根据欧姆定律可得应调整为
（2）根据闭合回路欧姆定律可得，整理得，可知当I为0时U=E，根据图乙图像的横轴截距，可知该电池的电动势
图像斜率绝对值的倒数为内阻，可知其内电阻r随负载阻值的减小而增大。
（3）实验中由于电压表分流作用会带来误差，需对电流表的示数进行修正。因实际通过电源的电流大于电流表的示数，电压相同时，修正后电流更大，则修正后的图线位于图乙中图线的上方。
（4）将电阻为100kΩ的电阻的图像画在该电源的图像上，如下图
交点坐标为（20.5μA，2.05V），根据电功率公式可得该电阻的功率为
【分析】（1）根据电表改装原理结合欧姆定律分析；
（2）根据闭合回路欧姆定律得到图像对应的函数关系式，结合关系式分析；
（3）实验中由于电压表分流作用会带来误差，结合准确电流偏大分析；
（4）将电阻为100kΩ的电阻的图像画在该电源的图像上，得到交点坐标，从而得到电功率。
（1）将电流计μA改装成量程为3V的电压表V，则应调整为
（2）[1]根据
整理得
可知当I为0时U=E，根据图乙，可知该电池的电动势
[2]图像斜率绝对值的倒数为内阻，可知其内电阻r随负载阻值的减小而增大。
（3）[1]实验中由于电压表分流作用会带来误差，需对电流表的示数进行修正。
[2]因实际通过电源的电流大于电流表的示数，则修正后的图线位于图乙中图线的上方。
（4）将电阻为100kΩ的电阻的图像画在该电源的图像上，如下图
交点坐标为（20.5μA，2.05V），该电阻的功率为
14．受2023年第5号台风杜苏芮的残余环流影响，我国北方多地引发极端暴雨天气，造成严重灾害。当大暴雨降临，路面水井盖因排气孔（如图甲）堵塞可能会造成井盖不断跳跃，导致井盖移位而存在安全隐患。如图乙所示，某次大暴雨，水位以60mm/h的速度迅速上涨，质量为的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为，水位与井盖之间的距离为时开始计时，此时井内密封空气的压强恰好等于大气压强，若空气视为理想气体，温度始终不变，。
（1）求密闭空气的压强为多大时井盖刚好被顶起；
（2）求从图示位置起，历经多长时间井盖会第一次被顶起；
（3）若井盖第一次顶起后又盖回，空气的压强变为，求排出的空气体积V（保留两位有效数字）。
【答案】解：（1）对井盖进行受力分析有
代入数据有
（2）等温变化，设位上升，则刚顶起时有
解得
则所用的时间为
（3）空气等温变化，有，其中
代入数据解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】（1）对井盖进行受力分析，根据平衡条件，求压强大小；
（2）等温变化，则刚顶起时，根据理想气体状态方程列式，求上升位移，再求所用的时间；
（3）空气等温变化，根据理想气体状态方程列式，求体积大小。
15．在工程师制做芯片的过程中，需要用电磁场精准控制粒子的轨迹。如图所示，以M为原点建立空间直角坐标系M xyz。质量为m、电量为q的带正电粒子，初速度可视为零，经过电压为U的电场加速后，以恰好沿着半径为R的圆弧轨迹通过辐射状电场，接着垂直平面MNN1M1对准MNN1M1面中点I射入边长为L的正立方体区域，正方体区域中存在一沿x轴正方向的匀强磁场（含边界），不计粒子重力及其相互作用。
（1）求辐射状电场中粒子在圆弧轨迹处电场强度E的大小；
（2）若使粒子都能到达xMy平面内的MNPQ区域，求匀强磁场的磁感应强度B的取值范围。
【答案】（1）解：粒子经过加速电场，根据动能定理可得
解得
在辐射状电场中，由电场力提供向心力得
解得
（2）解：若电量为q的粒子恰好在PQ边射出，由几何关系可得在磁场中的轨迹半径满足
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
若电量为q的粒子恰好在MN边射出，由几何关系可得在磁场中的轨迹半径为
由洛伦兹力提供向心力得
解得
故磁感应强度B的取值范围为

【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据动能定理、电场力提供向心力求辐射状电场中离子运动轨迹处电场强度E的大小；
（2）由几何关系可得粒子在磁场中的轨迹半径的取值范围，再由牛顿第二定律以及洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度的大小。
（1）粒子经过加速电场，根据动能定理可得
解得
在辐射状电场中，由电场力提供向心力得
解得
（2）若电量为q的粒子恰好在PQ边射出，由几何关系可得在磁场中的轨迹半径满足
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
若电量为q的粒子恰好在MN边射出，由几何关系可得在磁场中的轨迹半径为
由洛伦兹力提供向心力得
解得
故磁感应强度B的取值范围为
16．如图所示，小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道匀加速下滑，滑行后进入水平雪道，继续滑行后匀减速到零，整个滑行过程中的最大速度为已知斜直雪道倾角为，斜面与水平面平滑连接（连接点位置速度大小不改变）。求：
（1）整个滑行过程所用的时间t0；
（2）在斜直雪道上、水平轨道滑行的加速度大小；
（3）改变水平雪道的阻力，使小明在水平轨道上减速的加速度大小与水平雪道上的位移大小满足图像如图所示。假设斜直雪道上运动情况不变，求小明在水平雪道运动的位移大小x3。
【答案】解：（1）小明和滑雪车在斜直雪道上滑行时做初速度为0的匀加速的直线运动，在水平雪道上滑行时，做末速度为0的匀减速直线运动，由平均速度公式
可得全滑行运动过程，
则整个过程有：
代入数值解得
（2）根据速度位移公式有，
解得
（3）设小明的质量为m，由题意可知
即在任意位移时的合外力大小F与位移的关系为
可知为一次函数关系，在水平雪道运动过程根据动能定理
即
解得
【知识点】平均速度；匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）小明和滑雪车在斜直雪道上滑行时做初速度为0的匀加速的直线运动，由平均速度公式求解时间；
（2）已知位移大小，根据位移与速度的关系求加速度；
（3）求出在任意位移时的合外力大小F与位移的关系，根据动能定理，用平均值法求阻力的功，列动能定理的表达式求解位移。
1 / 12026届广东深圳市高级中学高中园高三下学期第二阶段第一次考试物理试题
1．在原子物理学与光电子学的研究中，氢原子的能级跃迁是理解量子现象和光子与物质相互作用的基础模型。科学家常利用氢放电灯等光源产生特定频率的光子，以探究不同材料的光电效应特性。金属锂作为一种典型的碱金属，其逸出功较低，是光电效应实验中常用的材料。氢原子的部分能级示意图如图所示，已知金属锂的逸出功为，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时辐射出不同频率的光，其中能使金属锂产生光电效应的有（　　）
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
2．暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为，与地球中心连线扫过的角度为（弧度），引力常量为G，则下列说法中不正确的是（　　）
A．“悟空”的线速度小于第一宇宙速度
B．“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
C．“悟空”的环绕周期为
D．“悟空”的质量为
3．如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置，某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。设吊床两端绳中的拉力为F1，吊床对人的作用力为F2，则（　　）
A．坐着比躺着时F1大 B．坐着比躺着时F1小
C．坐着比躺着时F2大 D．坐着比躺着时F2小
4．为了降低手机通话时环境噪声的影响，手机上方小孔安装降噪麦克风，降噪麦克风通过芯片实时发射降噪声波，与环境中噪声音波叠加从而实现降噪的效果。降噪过程如图所示，图线是某噪声音波的图像，下列说法正确的是（　　）
A．降噪声波和噪声音波的频率和相位均相同
B．图线2是噪声音波和降噪声波叠加的图像，其振幅越小效果越好
C．降噪时能使手机周围空间各处的噪声降低
D．若叠加声波的振幅为，周期为，则质点从平衡位置开始振动，经时间，运动路程小于
5．质量为m的小球从地面以初速度v0竖直向上抛出，已知球所受的空气阻力大小与速度大小成正比．下列图象分别描述了小球在空中运动的速度大小v随时间t的变化关系和动能Ek随球距离地面高度h的变化关系，其中可能正确的是
A． B．
C． D．
6．两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。下列说法正确的是（　　）
A．乙光以入射角i入射时一定发生全反射
B．甲光在玻璃砖中的折射率为
C．甲光的频率大于乙光频率
D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上可能接收不到甲光
7．功夫机器人为马年新春增添了十足的科技味。机器人使用氮化镓充电器充电，图甲是这种充电器的核心电路。交流电经前端电路和氮化镓开关管转换后，在ab端获得如图乙所示的高频脉冲直流电，经理想变压器降压后在cd端给手机充电，则正常工作时（　　）
A．cd端输出功率小于ab端输入功率
B．cd端输出电流的有效值大于ab端输入电流的有效值
C．cd端输出电流的频率为
D．ab端电压有效值为155.5V
8．如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点，现在A、B两点分别固定两个点电荷Q1和Q2，则关于C、D两点的场强和电势，下列说法正确的是(　　)
A．若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点的电场强度不同，电势相同
B．若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同
C．若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点电场强度和电势均不相同
D．若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同
9．如图所示，固定在水平面内的两根平行长直粗糙金属导轨的间距为，其一端接有阻值为的电阻，整个装置处在垂直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，一质量为（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，现杆在垂直于杆的恒力作用下从静止开始沿导轨向左运动距离时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为，导轨电阻不计，导体杆与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，则在这一过程中（　　）
A．杆的速度最大值为
B．整个回路产生的焦耳热为
C．流过电阻的电荷量是
D．杆的速度达最大时电阻上电功率为
10．如图甲所示，质量分别为m、3m的两物块a、b放在光滑水平面上，用轻质橡皮条水平连接，橡皮条恰好处于原长。0时刻给a向左的瞬时冲量，同时给b向右的瞬时冲量，以b的初速度方向为正，在此后的时间内，a、b运动的图像如图乙所示。已知时刻橡皮条弹性势能为8J，图像中的阴影面积为S，橡皮条一直处于弹性限度范围内。下列说法正确的是（　　）
A．时间内，a运动的距离为0.8S
B．时间内，b运动的距离为0.25S
C．从时刻开始至橡皮条第一次恢复原长过程中，橡皮条的弹力对a做功2J
D．从t0时刻开始至橡皮条第一次恢复原长过程中，橡皮条的弹力对a做功6J
11．如图所示，游标为10分度的游标卡尺的示数为　 　mm，用激光照射两测脚间的狭缝，在屏上出现衍射条纹。如果两测脚间狭缝的宽度变为0.8mm，衍射中央亮条纹的宽度将　 　（选填“变宽”或“变窄”）。
12．在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，第1小组同学先后两次使用如图甲所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组p-V图线。
（1）下列实验操作中正确的是________。
A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油
B．推拉活塞时，用手握住注射器气体部分
C．实验时快速移动活塞
（2）如图乙所示，由图可知一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为①　 　②（选填“<”“=”或“>”）。
13．不久，我国科研人员成功研制出一款微型核电池—BV100。BV100的体积仅15×15×5mm3，比一枚硬币还小，其基本原理是用放射源发生β衰变时释放电子给铜片，以和铜片为电池的两个电极，外接负载就可以提供电能。据悉，这种电池功率约100μW，电压约3V，可实现50年自发电且功率稳定。利用图甲的电路可研究该电池的特性，可供选择的主要器材有：
A.灵敏电流表G：量程40μA，内电阻未知
B.灵敏电流计μA：量程5μA，内电阻100kΩ
C.电阻箱R0：电阻变化范围0~999999Ω
D.电位器R：电阻变化范围0~510kΩ
（1）实验中，首先需将电流计μA改装成量程为3V的电压表V，则R0应调整为　 　kΩ；
（2）正确连接电路后，反复调节电位器R，读出多组电压表V的示数U与电流表G的示数I，经描点、连线得到图像如图乙所示。根据图像可知该电池的电动势E=　 　V。（结果保留三位有效数字）；其内电阻r随负载阻值的减小　 　（填“增大”“减小”或不变”）。
（3）为消除图甲测量方法带来的系统误差，需对电表的示数进行修正，则需要修正示数的电表是　 　（填“电压表”或“电流表”）。修正后的图线位于图乙中图线的　 　（填“上方”或“下方”）。
（4）若用该电池对等效电阻为100kΩ的心脏起搏器供电，该电阻的功率为　 　W（结果保留三位有效数字）。
14．受2023年第5号台风杜苏芮的残余环流影响，我国北方多地引发极端暴雨天气，造成严重灾害。当大暴雨降临，路面水井盖因排气孔（如图甲）堵塞可能会造成井盖不断跳跃，导致井盖移位而存在安全隐患。如图乙所示，某次大暴雨，水位以60mm/h的速度迅速上涨，质量为的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为，水位与井盖之间的距离为时开始计时，此时井内密封空气的压强恰好等于大气压强，若空气视为理想气体，温度始终不变，。
（1）求密闭空气的压强为多大时井盖刚好被顶起；
（2）求从图示位置起，历经多长时间井盖会第一次被顶起；
（3）若井盖第一次顶起后又盖回，空气的压强变为，求排出的空气体积V（保留两位有效数字）。
15．在工程师制做芯片的过程中，需要用电磁场精准控制粒子的轨迹。如图所示，以M为原点建立空间直角坐标系M xyz。质量为m、电量为q的带正电粒子，初速度可视为零，经过电压为U的电场加速后，以恰好沿着半径为R的圆弧轨迹通过辐射状电场，接着垂直平面MNN1M1对准MNN1M1面中点I射入边长为L的正立方体区域，正方体区域中存在一沿x轴正方向的匀强磁场（含边界），不计粒子重力及其相互作用。
（1）求辐射状电场中粒子在圆弧轨迹处电场强度E的大小；
（2）若使粒子都能到达xMy平面内的MNPQ区域，求匀强磁场的磁感应强度B的取值范围。
16．如图所示，小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道匀加速下滑，滑行后进入水平雪道，继续滑行后匀减速到零，整个滑行过程中的最大速度为已知斜直雪道倾角为，斜面与水平面平滑连接（连接点位置速度大小不改变）。求：
（1）整个滑行过程所用的时间t0；
（2）在斜直雪道上、水平轨道滑行的加速度大小；
（3）改变水平雪道的阻力，使小明在水平轨道上减速的加速度大小与水平雪道上的位移大小满足图像如图所示。假设斜直雪道上运动情况不变，求小明在水平雪道运动的位移大小x3。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功，光子的能量大于金属锂的逸出功，则可以发生光电效应。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率的光的种类为种。从到释放的能量为
从到释放的能量为
从到释放的能量为
从到释放的能量为
从到释放的能量为
从到释放的能量为
所以能使金属锂产生光电效应的有3种。
故选A。
【分析】列出n=4能级向低能级跃迁的所有可能情况，计算每种跃迁产生的光子能量，筛选出能量大于等于金属锂逸出功（3.0eV）的光子对应的跃迁种数。
2．【答案】D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A．由，解得，第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，“悟空”在低于同步卫星的轨道上，轨道高度比近地卫星轨道高，所以运行速度小于第一宇宙速度，故A正确；
B．由，解得，“悟空”在低于同步卫星轨道上绕地球做匀速圆周运动，所以“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故B正确；
C．经过时间t（t小于其运动周期），与地球中心连线扫过的角度为，所以角速度为，则周期，故C正确；
D．卫星环绕地球转动，根据万有引力定律，只能求出中心天体的质量，故D错误。
故答案为：D。
【分析】本题考查天体圆周运动的规律应用，核心是紧扣万有引力提供向心力的核心公式（）、第一宇宙速度的物理意义（近地卫星的环绕速度）、角速度与周期的关系（、），以及天体质量与环绕天体质量的求解区别，逐一分析各选项的正误。
3．【答案】A
【知识点】力的合成与分解的运用；共点力的平衡
【解析】【解答】吊床对人的作用力与重力等值反向，所以躺着和坐在时，F2都等于人的重力，不变。
坐在吊床上时，吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较大，
根据共点力平衡有：2Fcosθ=G，θ越大。则绳子的拉力越大，相反躺着时，绳子的拉力较小，即坐着比躺着时F1大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【分析】当人坐在吊床上和躺在吊床上比较，坐在吊床上时，吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较大，根据共点力平衡判断绳子拉力的变化。吊床对人的作用力等于人的重力。
4．【答案】B
【知识点】波的干涉现象；波的叠加
【解析】【解答】A．由降噪过程图线可知降噪声波和噪声音波频率相同、相位相反，故A错误；
B．图线2是噪声声波和降噪声波叠加后的图像，振幅越小代表噪声声波被降噪声波抵消越多，也就是降噪效果好，B正确；
C．降噪是根据波的叠加原理，有减弱处，也有加强处，不可能能使手机周围空间各处的噪声降低 ，故C错误；
D．若叠加声波的振幅为A，周期为T，则质点从平衡位置开始振动，经时间，运动路程等于，D错误。
故选B。
【分析】结合波的干涉条件和降噪原理，分析降噪声波与环境噪声的频率、波速关系，判断降噪效果。
5．【答案】C
【知识点】牛顿定律与图象；牛顿运动定律的综合应用；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A.根据题图可知，v-t图像与t轴的交点表示小球的速度为0，此时小球到达最高点，则此时空气阻力为0，小球到达最高点时，小球所受的合力等于重力，根据牛顿第二定律得：mg=ma，a=g不为零，故A错误；
B. v-t图线斜率表示加速度，球所受的空气阻力大小与速度大小成正比，重力不变，合力不断变化，加速度不断变化，不可能恒定不变，故B错误；
CD.根据动能定理得：上升过程有△Ek=-（mg+kv）△h，得=-（mg+kv），v减小，||减小，Ek-h图象应是切线斜率逐渐减小的曲线．下降过程有△Ek=（mg-kv）△h，得=mg-kv，v增大，||减小，Ek-h图象应是切线斜率逐渐减小的曲线．故C正确，D错误．
【分析】v-t图像的斜率表示加速度，而加速度可根据牛顿第二定律分析；根据动能定理分析Ek-h图像的斜率，从而判断各个图像的对错。
6．【答案】D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射；光的衍射
【解析】【解答】AC.根据单缝衍射图样可知甲光的波长比乙光的长，对同一种介质，甲的折射率小。根据全反射的临界角，可知甲的临界角大，乙的临界角小，当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，可知当乙光以i入射时可能大于乙的临界角，也可能小于临界角，即不一定会发生全反射，故AC错误；
B．对甲光的折射，由折射定律有甲光在玻璃砖中的折射率为，B错误；
D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，随i的增大，如果入射角大于甲的临界角时发生全反射，所以PQ上可能接收不到甲光，故D正确。
故选D。
【分析】根据单缝衍射图样分析甲、乙的波长和频率的大小，然后根据全反射的临界角公式分析临界角大小，由此分析是否发生全反射；根据折射定律公式分析；绕O点逆时针旋转玻璃砖，入射角增大，当入射角大于甲的临界角时发生全反射。
7．【答案】B
【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】 A、经理想变压器降压后在cd端给手机充电，理想变压器无能量损耗，输入功率等于输出功率，因此cd端输出功率等于ab端输入功率，故A错误；
B、该变压器是降压变压器，原副线圈匝数，根据电流规律，可得，即cd端输出电流有效值大于ab端输入电流有效值，故B正确；
C、理想变压器不改变交流电频率，由图乙可知，ab端电压的周期为T，频率为f=，因此cd端输出电流频率也为，故C错误；
D．根据有效值的定义，设ab端电压有效值为U，一个周期内满足解得，故D错误。
故选B。
【分析】理想变压器本身无能量损耗，由此进行判断；理想变压器功率守恒P1=P2，即U1I1=U2I2，此变压器为降压型（U2＜U1），故副边电流I2大于原边电流I1，即cd端输出电流有效值更大；变压器不改变电流频率，ab端电压周期为T，故cd端输出电流频率为，而非；根据有效值定义，ab端电压在一个周期T内仅一半时间为311V，计算得有效值约为219.9V，并非155.5V。
8．【答案】A,D
【知识点】点电荷的电场；电场强度的叠加；电势
【解析】【解答】AB、在A、B两点分别固定两个点电荷Q1和Q2，若Q1和Q2是等量同种电荷，由电场的分布对称性可知，C、D两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同。电势没有方向，大小相等，即电势相同，故A正确，B错误；CD、若Q1和Q2是等量异种电荷，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等。C、D两点的场强都与等势面垂直，方向指向B一侧，方向相同，根据平行四边形法则可知场强大小相等，故C、D两点的场强、电势均相同，故C错误，D正确。
故选：AD。
【分析】若Q1和Q2是等量异种电荷，通过AB的中垂面是一等势面，电场强度方向与等势面垂直；若Q1和Q2是等量同种电荷，根据对称性分析场强和电势的关系，注意场强有方向，电势没有方向。
9．【答案】A,B
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A． 杆在垂直于杆的恒力作用下从静止开始沿导轨向左运动距离时，速度恰好达到最大 ，由平衡条件得，代入数据可解得，故A正确；
B．力F做功克服摩擦力做功，使导体动能增大，回路产生焦耳热，由能量守恒定律有
解得，故B正确；
C．根据题意，由法拉第电磁感应定律和闭合回路欧姆定律可得、和，通过电阻R的电荷量，故C错误；
D．杆的速度达最大时，感应电动势为，感应电流为，电阻R上电功率
联立解得，故D错误。
故选AB。
【分析】当导体杆的速度达到最大时，受力平衡，根据平衡条件求解最大速度；由能量守恒定律求解回路产生的焦耳热；根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律以及电荷量求解公式求解电荷量；求出杆的速度达最大时，感应电动势以及感应电流，结合电功率公式求解。
10．【答案】B,D
【知识点】动量守恒定律；碰撞模型；动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【解答】由v-t图像可知，t0时刻两物块的速度均为0；由于水平面光滑，系统动量守恒，且初始总动量为0，故在此过程中任意时刻满足mva+3mvb=0，即va=-3vb。
AB、由于两物块初速度方向相反，图像阴影部分的面积S为两者的相对位移大小，即 S=xa+xb；结合va=-3vb可知，两物块位移大小之比等于速度大小之比，即xa=3xb，联立解得物块a运动的距离xa=0.75S，物块b运动的距离xb=0.25S，故A错误，B正确；
CD、t0时刻弹性势能8J全部转化为动能，由动量守恒va=-3vb，
得a的动能为Eka=6J，由动能定理弹力做功6J，故C错误，D正确。
故选：BD。
【分析】系统在光滑水平面上受内力作用动量守恒，任意时刻两物块速度大小关系满足质量反比，进而推导位移大小关系。结合v-t图像阴影面积表示相对位移，利用位移几何关系求解各物块位移。t0时刻弹性势能全部转化为动能，根据动量守恒与能量守恒分配动能，结合动能定理确定弹力做功。
11．【答案】0.2；变窄
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；光的衍射
【解析】【解答】游标为10分度，结果不用估读，游标卡尺的读数为；当狭缝宽度从0.2mm增大到0.8mm时，根据单缝衍射规律，衍射现象将变得更加不明显，所以条纹宽度将变窄。
【分析】游标卡尺读数的方法是主尺对应长度减去游标对应刻度，不需估读，根据单缝衍射规律可以判断条纹间距的变化情况。
12．【答案】（1）A
（2）<
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油，可以保持封闭气体的质量不变，故A正确；
BC．推拉活塞时，应缓慢移动活塞，不能用手握住注射器气体部分，避免热传递导致温度变化，故B错误，C正确。
故选：AC。
（2）根据理想气体状态方程，对于图乙中两条等温线，取相同体积进行比较，由图可知p1＜p2，则两次实验的温度大小关系为①＜②。【分析】（1）根据理想气体状态方程，结合实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，控制气体的温度不发生变化分析求解；
（2）根据对于同一V值所对应的p值不同，故两组注射器内气体的p与V的乘积不相等，结合实验的步骤分析求解。
（1）A．为了保持封闭气体的质量不变，密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油，故A正确；
B C．为了保持封闭气体的温度不变，推拉活塞时，应缓慢移动活塞，不能用手握住注射器气体部分，避免热传递导致温度变化，故BC错误。
故选A。
（2）根据，对于图乙中两条等温线，取相同体积进行比较，由图可知，则两次实验的温度大小关系为①<②。
13．【答案】（1）500
（2）2.97；增大
（3）电流表；上方
（4）
【知识点】表头的改装；闭合电路的欧姆定律；电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）将电流计μA改装成量程为3V的电压表V，量程5μA，内电阻100kΩ，根据欧姆定律可得应调整为
（2）根据闭合回路欧姆定律可得，整理得，可知当I为0时U=E，根据图乙图像的横轴截距，可知该电池的电动势
图像斜率绝对值的倒数为内阻，可知其内电阻r随负载阻值的减小而增大。
（3）实验中由于电压表分流作用会带来误差，需对电流表的示数进行修正。因实际通过电源的电流大于电流表的示数，电压相同时，修正后电流更大，则修正后的图线位于图乙中图线的上方。
（4）将电阻为100kΩ的电阻的图像画在该电源的图像上，如下图
交点坐标为（20.5μA，2.05V），根据电功率公式可得该电阻的功率为
【分析】（1）根据电表改装原理结合欧姆定律分析；
（2）根据闭合回路欧姆定律得到图像对应的函数关系式，结合关系式分析；
（3）实验中由于电压表分流作用会带来误差，结合准确电流偏大分析；
（4）将电阻为100kΩ的电阻的图像画在该电源的图像上，得到交点坐标，从而得到电功率。
（1）将电流计μA改装成量程为3V的电压表V，则应调整为
（2）[1]根据
整理得
可知当I为0时U=E，根据图乙，可知该电池的电动势
[2]图像斜率绝对值的倒数为内阻，可知其内电阻r随负载阻值的减小而增大。
（3）[1]实验中由于电压表分流作用会带来误差，需对电流表的示数进行修正。
[2]因实际通过电源的电流大于电流表的示数，则修正后的图线位于图乙中图线的上方。
（4）将电阻为100kΩ的电阻的图像画在该电源的图像上，如下图
交点坐标为（20.5μA，2.05V），该电阻的功率为
14．【答案】解：（1）对井盖进行受力分析有
代入数据有
（2）等温变化，设位上升，则刚顶起时有
解得
则所用的时间为
（3）空气等温变化，有，其中
代入数据解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】（1）对井盖进行受力分析，根据平衡条件，求压强大小；
（2）等温变化，则刚顶起时，根据理想气体状态方程列式，求上升位移，再求所用的时间；
（3）空气等温变化，根据理想气体状态方程列式，求体积大小。
15．【答案】（1）解：粒子经过加速电场，根据动能定理可得
解得
在辐射状电场中，由电场力提供向心力得
解得
（2）解：若电量为q的粒子恰好在PQ边射出，由几何关系可得在磁场中的轨迹半径满足
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
若电量为q的粒子恰好在MN边射出，由几何关系可得在磁场中的轨迹半径为
由洛伦兹力提供向心力得
解得
故磁感应强度B的取值范围为

【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据动能定理、电场力提供向心力求辐射状电场中离子运动轨迹处电场强度E的大小；
（2）由几何关系可得粒子在磁场中的轨迹半径的取值范围，再由牛顿第二定律以及洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度的大小。
（1）粒子经过加速电场，根据动能定理可得
解得
在辐射状电场中，由电场力提供向心力得
解得
（2）若电量为q的粒子恰好在PQ边射出，由几何关系可得在磁场中的轨迹半径满足
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
若电量为q的粒子恰好在MN边射出，由几何关系可得在磁场中的轨迹半径为
由洛伦兹力提供向心力得
解得
故磁感应强度B的取值范围为
16．【答案】解：（1）小明和滑雪车在斜直雪道上滑行时做初速度为0的匀加速的直线运动，在水平雪道上滑行时，做末速度为0的匀减速直线运动，由平均速度公式
可得全滑行运动过程，
则整个过程有：
代入数值解得
（2）根据速度位移公式有，
解得
（3）设小明的质量为m，由题意可知
即在任意位移时的合外力大小F与位移的关系为
可知为一次函数关系，在水平雪道运动过程根据动能定理
即
解得
【知识点】平均速度；匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）小明和滑雪车在斜直雪道上滑行时做初速度为0的匀加速的直线运动，由平均速度公式求解时间；
（2）已知位移大小，根据位移与速度的关系求加速度；
（3）求出在任意位移时的合外力大小F与位移的关系，根据动能定理，用平均值法求阻力的功，列动能定理的表达式求解位移。
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