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2024届天津市重点中学高三3月物理测试试卷
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这是一份2024届天津市重点中学高三3月物理测试试卷，共16页。
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、据科学家推算，六亿两千万年前，一天只有21个小时，而现在已经被延长到24小时，假设若干年后，一天会减慢延长到25小时，则若干年后的地球同步卫星与现在的相比，下列说法正确的是（ ）
A．可以经过地球北极上空
B．轨道半径将变小
C．加速度将变大
D．线速度将变小
2、如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是
A．2.0VB．9.0V
C．12.7VD．144.0V
3、某学校科技活动小组设计了一个光电烟雾探测器（如图甲），当有烟雾进入探测器时（如图乙），来自光源S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面时会产生光电流，当光电流大于10-8A时，便会触发报警系统报警。已知钠的极限频率为6.0×1014Hz，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3.0×108m/s，则下列说法正确的是（ ）
A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10-7m
B．若光电管发生光电效应，那么光源的光变强时，并不能改变光电烟雾探测器的灵敏度
C．光电管C中能发生光电效应是因为光发生了全反射现象
D．当报警器报警时，钠表面每秒释放出的光电子最少数目是N=6.25×1010个
4、同一平面内固定有一长直导线PQ和一带缺口的刚性金属圆环，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于圆环所在平面固定放置的平行金属板MN连接，如图甲所示．导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图乙所示，规定从Q到P为电流的正方向，则在1~2s内
A．M板带正电，且电荷量增加
B．M板带正电，且电荷量减小
C．M板带负电，且电荷量增加
D．M板带负电，且电荷量减小
5、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，让辐射出的光子照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，则打出的光电子的最大初动能为（ ）
A．0 B．1.89eV C．10.2eV D．12.09eV
6、在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为的光滑斜面，其上有一质量为m的物块，如图所示。物块在下滑的过程中对斜面压力的大小为（ ）
A．B．
C．D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、粗细均匀的电阻丝围成如图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于线框平面，图中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L。现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度始终与线框最先进入磁场的那条边垂直。在通过如图所示的位置时，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中a、b两点间的电压最大
B．图丙与图丁中电流相等且最小
C．维持线框匀速运动的外力的大小均相等
D．图甲与图乙中ab段产生的电热的功率相等
8、如图所示，真空中xOy平面内有一束宽度为d的带正电粒子束沿x轴正方向运动，所有粒子为同种粒子，速度大小相等， 在第一象限内有一方向垂直x Oy平面的有界匀强磁场区（图中未画出），磁感应强度为B。所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x轴上的a点。下列说法中正确的是（ ）
A．磁场方向一定是垂直xOy平面向外
B．所有粒子通过磁场区的时间相同
C．如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为
D．如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为
9、如图甲所示，一木块沿固定斜面由静止开始下滑，下滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．在位移从0增大到的过程中，木块的重力势能减少了
B．在位移从0增大到的过程中，木块的重力势能减少了
C．图线斜率的绝对值表示木块所受的合力大小
D．图线斜率的绝对值表示木块所受的合力大小
10、如图所示，在光滑水平桌面上有一xOy平面直角坐标系，y轴右侧有两根完全相同的均匀金属丝M和N连接成闭合回路，金属丝M的形状满足，电阻为R。在y轴左侧有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为，两金属丝在沿x轴负方向的外力作用下，以速度v匀速穿过磁场，下列判断正确的是
A．金属丝中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．金属丝中感应电流的最大值为
C．金属丝运动过程中外力的最大功率为
D．金属丝穿过磁场过程中产生的热量为
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）图甲是一多用电表的简化电路图。其表头满偏电流，内阻，，，。
甲 乙
(1)转换开关接入__________（填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”）端时，测量电流的量程较大，此时电流从端流__________（填“出”或“入”）。
(2)当转换开关接入“5”端时，多用电表的功能是测__________（填“电流”“电压”或“电阻”），其量程为__________。
(3)当转换开关接入“3”端时，多用电表可以用来测电阻。测量之前，先进行欧姆调零，使指针偏转到__________。图乙为某次测量电阻的刻度盘，已知使用的倍率为“×1”，则待测电阻的阻值为__________。当换用“×10”的倍率测较大电阻时，需要重新欧姆调零，与使用倍率“×1”相比，多用电表的内阻变化了__________。
12．（12分）某同学在做“探究弹力与弹簧长度关系”的实验中，根据实验数据描点画出F－L图像如图所示。若弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度g取10m/s2，请回答以下两个问题：
(1)由以上实验数据可求得弹簧的劲度系数k=_____N/m（保留三位有效数字）；
(2)由图中实验数据得出弹簧弹力大小F与其长度L的关系式为________，对应的函数关系图线与横轴（长度L）的交点表示____。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）图(甲)中的圆是某圆柱形透明介质的横截面，半径为R=10cm．一束单色光沿DC平行于直径AB射到圆周上的C点，DC与AB的距离H=5cm．光线进入介质后，第一次到达圆周上的E点（图中未画出），CE= cm．
（i）求介质的折射率；
（ii）如图（乙）所示，将该光线沿MN平行于直径AB射到圆周上的N点，光线进入介质后，第二次到达介质的界面时，从球内折射出的光线与MN平行（图中未画出），求光线从N点进入介质球时的入射角的大小．
14．（16分）某同学设计了一个轨道，竖直放置，让小球在轨道中运动接力，如图所示。倾斜直轨道AB与圆弧轨道BPC在B点相切，AC竖直，C是圆的最高点，另一圆弧轨道DQ的圆心为O，其右侧虚边界与AC相切，F是圆的最低点。已知AB长为l，与水平方向的夹角=37°，OD与竖直方向的夹角也是，圆轨道DQF的半径也为l，质量为m的小球a从A点由静止开始在外力作用下沿轨道加速运动，一段时间后撤去外力，小球运动到C点后水平抛出，从D点无碰撞进人圆弧轨道DQF内侧继续运动，到F点与另一静止的小球b发生弹性碰撞，小球b从F点水平拋出并刚好落在A点。不计空气阻力和轨道的摩擦，已知重力加速度为g，sin=0.6，cs=0.8.求：
（1）小球a在C点时的速率；
（2）外力对小球a做的功；
（3）小球b的质量。
15．（12分）如图所示，两平行金属板中的A板上有阴极发射器，发射出的电子冲向B板，灵敏电流计指针偏转。已知E＝3V，滑动变阻器全阻值R＝99Ω，A板发射出的电子最大动能E＝2.4eV闭合开关S，自左向右移动触片，至滑动变阻器的。处时电流计指针恰好无偏转，求:
(1)平行金属板间电压;
(2)电源的内电阻。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、D
【解析】
AB．由万有引力提供向心力得
解得
当周期变大时，轨道半径将变大，但依然与地球同步，故轨道平面必与赤道共面，故A、B错误；
C．由万有引力提供向心力得
可得
轨道半径变大，则加速度减小，故C错误；
D．由万有引力提供向心力得
可得
轨道半径变大，则线速度将变小，故D正确；
故选D。
2、A
【解析】
由得，其中，得，因此题中两线圈并非处于理想状态，会出现漏磁，所以交流电压表的读数小于9.0 V，故选项A正确．
3、D
【解析】
A．根据光电效应方程有
则光源S发出的光波最大波长
即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5μm，选项A错误；
B．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管 C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，选项B错误；
C．光电管C中能发生光电效应是因为照射光电管的光束能量大于其逸出功而使其发射出电子，选项C错误；
D．光电流等于10-8 A时，每秒产生的光电子的个数
选项D正确。
故选D。
4、A
【解析】
在1~2s内，穿过金属圆环的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度变小，穿过金属圆环的磁通量变小，磁通量的变化率变大，假设环闭合，由楞次定律可知感应电流磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可知感应电流沿顺时针方向，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势增大，由此可知上极M板电势高，带正电，电荷量增加，故A正确，B、C、D错误；
故选A．
5、B
【解析】
由题可知，某种频率的光照射处于基态的氢原子后，处于激发态的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，表面氢原子激发后处于n=3的激发态，辐射出的光子中，两种频率较高的光子能量为hv1=E3﹣E1=12.09eV，hv2=E2﹣E1=10.2eV，由于这两种光子中有一种光子恰好能使该金属发生光电效应，由此可知，该金属的逸出功为10.2 eV，则打出的光电子的最大初动能为Ek=12.09 eV﹣10.2 eV=1.89 eV，故B正确，ACD错误。故选B。
【点睛】
解决本题的关键知道能级间吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，掌握光电效应方程，并能灵活运用。
6、C
【解析】
设物块对斜面的压力为N，物块m相对斜面的加速度为a1，斜面的加速度为a2，方向向左；则物块m相对地面的加速度为
由牛顿第二定律得
对m有
对M有
解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ABD
【解析】
A．图甲中两点间的电势差等于外电压，其大小为：
其它任意两点之间的电势差都小于路端电压，A正确；
B．图丙和图丁中，感应电动势大小为：
感应电流：
感应电动势大小小于图甲和图乙，所以图丙与图丁中电流相等且最小，B正确；
C．根据共点力的平衡条件可知，维持线框匀速运动的外力的大小等于安培力大小，根据安培力公式：
图甲和图乙的安培力大于图丙和图丁的安培力，所以维持线框匀速运动的外力的大小不相等，C错误；
D．图甲和图乙的电流强度相等，速度相同，进入磁场的时间也相等，根据焦耳定律：
可得图甲与图乙中段产生的电热的功率相等，D正确。
故选ABD。
8、ACD
【解析】
A．由题意可知，正粒子经磁场偏转，都集中于一点，根据左手定则可有，磁场的方向垂直平面向外，故A正确；
B．由洛伦兹力提供向心力，可得
运动的时间
运动的时间还与圆心角有关，粒子做圆周运动的圆心角不同，因此粒子的运动时间不等，故B错误；
C．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为
能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图
最小磁场区域面积为
故C正确；
D．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为
能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图
最小磁场区域面积为
故D正确；
故选ACD。
9、BD
【解析】
AB．木块沿斜面下滑过程中，动能增大，则图线为木块的动能随位移变化的关系。由机械能的变化量等于动能的变化量与重力势能变化量之和，有
得，即木块的重力势能减少了，故A错误，B正确；
C．由功能关系可知图线斜率的绝对值表示木块所受的除重力之外的合力大小，故C错误；
D．由功能关系可知图线斜率的绝对值表示木块所受的合力大小，故D正确。
故选BD。
10、AB
【解析】
A．导体切割磁感线，根据右手定则可知，金属丝进入磁场过程中感应电流沿逆时针方向，离开磁场过程中感应电流沿顺时针方向，A正确；
B．金属丝在磁场中切割磁感线的最大有效长度为：
最大的感应电动势：
最大感应电流：
B正确；
C．导体棒匀速运动，外力与安培力等大反向，最大外力：
最大功率：
C错误；
D．根据金属丝形状的表达式可知回路中产生的是正弦式交变电流，电流的有效值：
电流存在的时间：
根据焦耳定律：
D错误。
故选AB。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、1 入 电压 3V 欧姆表盘的零刻度处 10 135
【解析】
(1)[1]转换开关接入1端，电流表与电阻串联后，与并联，且并联电阻阻值较小，则分流较大，故转换开关应接入1端，电流表量程较大。
[2]根据电流的“红进黑出”结合内部电源可知电流应从端流入。
(2)[3]当转换开关接入“5”端时，电流表与电阻串联，此多用电表为电压表。
[4]量程为
(3)[5]调节欧姆调零旋钮应使指针偏转到欧姆表盘的零刻度线位置。
[6]若倍率为“×1”，则待测电阻的阻值为。
[7]多用电表的中值电阻即为内部电阻大小，倍率为“×1”时，多用电表的内阻为，倍率为“×10”时，多用电表的内阻为，则多用电表的内阻变化了。
12、156 F=156(L－0.02) 弹簧原长
【解析】
(1)[1]弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像的斜率表示劲度系数，则劲度系数
(2)[2][3]由图中实验数据结合胡克定律得到弹簧弹力大小F与其长度L的关系式
分析图像可知，图线与横轴的夹点表示弹簧的原长
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）；（2）60°
【解析】
（2）如图甲所示，
CD光线进入介质球内，发生折射，有，
，所以
解得
（ii）光线第二次到达介质与空气的界面，入射角，由折射定律可得折射角，光线进入介质的光路如图乙所示．
折射角r=i/2，又，解得i=60°
点睛：本题考查了几何光学，关键是正确画出光路图，并利用几何知识求解折射率．
14、（1）；（2）；（3）。
【解析】
（1）从C到D，设小球a做平抛运动的时间为，在C点时速度为
在水平方向上
在D点的速度关系
解得
（2）设圆弧轨道BPC的半径为R
由几何关系得
小球a从A运动到C的过程
解得
（3）小球a从C到F的过程中
在点小球a与小球b发生弹性碰撞，设小球b的质量，碰后瞬间a的速度，b的速度
设碰后小球做平抛运动的时间为，
联立解得
15、 (1)2.4V(2)11
【解析】
(1)由题意可得
则有
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻为
由电路特点可知
即
解得
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、据科学家推算，六亿两千万年前，一天只有21个小时，而现在已经被延长到24小时，假设若干年后，一天会减慢延长到25小时，则若干年后的地球同步卫星与现在的相比，下列说法正确的是（ ）
A．可以经过地球北极上空
B．轨道半径将变小
C．加速度将变大
D．线速度将变小
2、如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是
A．2.0VB．9.0V
C．12.7VD．144.0V
3、某学校科技活动小组设计了一个光电烟雾探测器（如图甲），当有烟雾进入探测器时（如图乙），来自光源S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面时会产生光电流，当光电流大于10-8A时，便会触发报警系统报警。已知钠的极限频率为6.0×1014Hz，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3.0×108m/s，则下列说法正确的是（ ）
A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10-7m
B．若光电管发生光电效应，那么光源的光变强时，并不能改变光电烟雾探测器的灵敏度
C．光电管C中能发生光电效应是因为光发生了全反射现象
D．当报警器报警时，钠表面每秒释放出的光电子最少数目是N=6.25×1010个
4、同一平面内固定有一长直导线PQ和一带缺口的刚性金属圆环，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于圆环所在平面固定放置的平行金属板MN连接，如图甲所示．导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图乙所示，规定从Q到P为电流的正方向，则在1~2s内
A．M板带正电，且电荷量增加
B．M板带正电，且电荷量减小
C．M板带负电，且电荷量增加
D．M板带负电，且电荷量减小
5、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，让辐射出的光子照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，则打出的光电子的最大初动能为（ ）
A．0 B．1.89eV C．10.2eV D．12.09eV
6、在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为的光滑斜面，其上有一质量为m的物块，如图所示。物块在下滑的过程中对斜面压力的大小为（ ）
A．B．
C．D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、粗细均匀的电阻丝围成如图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于线框平面，图中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L。现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度始终与线框最先进入磁场的那条边垂直。在通过如图所示的位置时，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中a、b两点间的电压最大
B．图丙与图丁中电流相等且最小
C．维持线框匀速运动的外力的大小均相等
D．图甲与图乙中ab段产生的电热的功率相等
8、如图所示，真空中xOy平面内有一束宽度为d的带正电粒子束沿x轴正方向运动，所有粒子为同种粒子，速度大小相等， 在第一象限内有一方向垂直x Oy平面的有界匀强磁场区（图中未画出），磁感应强度为B。所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x轴上的a点。下列说法中正确的是（ ）
A．磁场方向一定是垂直xOy平面向外
B．所有粒子通过磁场区的时间相同
C．如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为
D．如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为
9、如图甲所示，一木块沿固定斜面由静止开始下滑，下滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．在位移从0增大到的过程中，木块的重力势能减少了
B．在位移从0增大到的过程中，木块的重力势能减少了
C．图线斜率的绝对值表示木块所受的合力大小
D．图线斜率的绝对值表示木块所受的合力大小
10、如图所示，在光滑水平桌面上有一xOy平面直角坐标系，y轴右侧有两根完全相同的均匀金属丝M和N连接成闭合回路，金属丝M的形状满足，电阻为R。在y轴左侧有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为，两金属丝在沿x轴负方向的外力作用下，以速度v匀速穿过磁场，下列判断正确的是
A．金属丝中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．金属丝中感应电流的最大值为
C．金属丝运动过程中外力的最大功率为
D．金属丝穿过磁场过程中产生的热量为
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）图甲是一多用电表的简化电路图。其表头满偏电流，内阻，，，。
甲 乙
(1)转换开关接入__________（填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”）端时，测量电流的量程较大，此时电流从端流__________（填“出”或“入”）。
(2)当转换开关接入“5”端时，多用电表的功能是测__________（填“电流”“电压”或“电阻”），其量程为__________。
(3)当转换开关接入“3”端时，多用电表可以用来测电阻。测量之前，先进行欧姆调零，使指针偏转到__________。图乙为某次测量电阻的刻度盘，已知使用的倍率为“×1”，则待测电阻的阻值为__________。当换用“×10”的倍率测较大电阻时，需要重新欧姆调零，与使用倍率“×1”相比，多用电表的内阻变化了__________。
12．（12分）某同学在做“探究弹力与弹簧长度关系”的实验中，根据实验数据描点画出F－L图像如图所示。若弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度g取10m/s2，请回答以下两个问题：
(1)由以上实验数据可求得弹簧的劲度系数k=_____N/m（保留三位有效数字）；
(2)由图中实验数据得出弹簧弹力大小F与其长度L的关系式为________，对应的函数关系图线与横轴（长度L）的交点表示____。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）图(甲)中的圆是某圆柱形透明介质的横截面，半径为R=10cm．一束单色光沿DC平行于直径AB射到圆周上的C点，DC与AB的距离H=5cm．光线进入介质后，第一次到达圆周上的E点（图中未画出），CE= cm．
（i）求介质的折射率；
（ii）如图（乙）所示，将该光线沿MN平行于直径AB射到圆周上的N点，光线进入介质后，第二次到达介质的界面时，从球内折射出的光线与MN平行（图中未画出），求光线从N点进入介质球时的入射角的大小．
14．（16分）某同学设计了一个轨道，竖直放置，让小球在轨道中运动接力，如图所示。倾斜直轨道AB与圆弧轨道BPC在B点相切，AC竖直，C是圆的最高点，另一圆弧轨道DQ的圆心为O，其右侧虚边界与AC相切，F是圆的最低点。已知AB长为l，与水平方向的夹角=37°，OD与竖直方向的夹角也是，圆轨道DQF的半径也为l，质量为m的小球a从A点由静止开始在外力作用下沿轨道加速运动，一段时间后撤去外力，小球运动到C点后水平抛出，从D点无碰撞进人圆弧轨道DQF内侧继续运动，到F点与另一静止的小球b发生弹性碰撞，小球b从F点水平拋出并刚好落在A点。不计空气阻力和轨道的摩擦，已知重力加速度为g，sin=0.6，cs=0.8.求：
（1）小球a在C点时的速率；
（2）外力对小球a做的功；
（3）小球b的质量。
15．（12分）如图所示，两平行金属板中的A板上有阴极发射器，发射出的电子冲向B板，灵敏电流计指针偏转。已知E＝3V，滑动变阻器全阻值R＝99Ω，A板发射出的电子最大动能E＝2.4eV闭合开关S，自左向右移动触片，至滑动变阻器的。处时电流计指针恰好无偏转，求:
(1)平行金属板间电压;
(2)电源的内电阻。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、D
【解析】
AB．由万有引力提供向心力得
解得
当周期变大时，轨道半径将变大，但依然与地球同步，故轨道平面必与赤道共面，故A、B错误；
C．由万有引力提供向心力得
可得
轨道半径变大，则加速度减小，故C错误；
D．由万有引力提供向心力得
可得
轨道半径变大，则线速度将变小，故D正确；
故选D。
2、A
【解析】
由得，其中，得，因此题中两线圈并非处于理想状态，会出现漏磁，所以交流电压表的读数小于9.0 V，故选项A正确．
3、D
【解析】
A．根据光电效应方程有
则光源S发出的光波最大波长
即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5μm，选项A错误；
B．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管 C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，选项B错误；
C．光电管C中能发生光电效应是因为照射光电管的光束能量大于其逸出功而使其发射出电子，选项C错误；
D．光电流等于10-8 A时，每秒产生的光电子的个数
选项D正确。
故选D。
4、A
【解析】
在1~2s内，穿过金属圆环的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度变小，穿过金属圆环的磁通量变小，磁通量的变化率变大，假设环闭合，由楞次定律可知感应电流磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可知感应电流沿顺时针方向，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势增大，由此可知上极M板电势高，带正电，电荷量增加，故A正确，B、C、D错误；
故选A．
5、B
【解析】
由题可知，某种频率的光照射处于基态的氢原子后，处于激发态的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，表面氢原子激发后处于n=3的激发态，辐射出的光子中，两种频率较高的光子能量为hv1=E3﹣E1=12.09eV，hv2=E2﹣E1=10.2eV，由于这两种光子中有一种光子恰好能使该金属发生光电效应，由此可知，该金属的逸出功为10.2 eV，则打出的光电子的最大初动能为Ek=12.09 eV﹣10.2 eV=1.89 eV，故B正确，ACD错误。故选B。
【点睛】
解决本题的关键知道能级间吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，掌握光电效应方程，并能灵活运用。
6、C
【解析】
设物块对斜面的压力为N，物块m相对斜面的加速度为a1，斜面的加速度为a2，方向向左；则物块m相对地面的加速度为
由牛顿第二定律得
对m有
对M有
解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ABD
【解析】
A．图甲中两点间的电势差等于外电压，其大小为：
其它任意两点之间的电势差都小于路端电压，A正确；
B．图丙和图丁中，感应电动势大小为：
感应电流：
感应电动势大小小于图甲和图乙，所以图丙与图丁中电流相等且最小，B正确；
C．根据共点力的平衡条件可知，维持线框匀速运动的外力的大小等于安培力大小，根据安培力公式：
图甲和图乙的安培力大于图丙和图丁的安培力，所以维持线框匀速运动的外力的大小不相等，C错误；
D．图甲和图乙的电流强度相等，速度相同，进入磁场的时间也相等，根据焦耳定律：
可得图甲与图乙中段产生的电热的功率相等，D正确。
故选ABD。
8、ACD
【解析】
A．由题意可知，正粒子经磁场偏转，都集中于一点，根据左手定则可有，磁场的方向垂直平面向外，故A正确；
B．由洛伦兹力提供向心力，可得
运动的时间
运动的时间还与圆心角有关，粒子做圆周运动的圆心角不同，因此粒子的运动时间不等，故B错误；
C．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为
能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图
最小磁场区域面积为
故C正确；
D．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为
能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图
最小磁场区域面积为
故D正确；
故选ACD。
9、BD
【解析】
AB．木块沿斜面下滑过程中，动能增大，则图线为木块的动能随位移变化的关系。由机械能的变化量等于动能的变化量与重力势能变化量之和，有
得，即木块的重力势能减少了，故A错误，B正确；
C．由功能关系可知图线斜率的绝对值表示木块所受的除重力之外的合力大小，故C错误；
D．由功能关系可知图线斜率的绝对值表示木块所受的合力大小，故D正确。
故选BD。
10、AB
【解析】
A．导体切割磁感线，根据右手定则可知，金属丝进入磁场过程中感应电流沿逆时针方向，离开磁场过程中感应电流沿顺时针方向，A正确；
B．金属丝在磁场中切割磁感线的最大有效长度为：
最大的感应电动势：
最大感应电流：
B正确；
C．导体棒匀速运动，外力与安培力等大反向，最大外力：
最大功率：
C错误；
D．根据金属丝形状的表达式可知回路中产生的是正弦式交变电流，电流的有效值：
电流存在的时间：
根据焦耳定律：
D错误。
故选AB。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、1 入 电压 3V 欧姆表盘的零刻度处 10 135
【解析】
(1)[1]转换开关接入1端，电流表与电阻串联后，与并联，且并联电阻阻值较小，则分流较大，故转换开关应接入1端，电流表量程较大。
[2]根据电流的“红进黑出”结合内部电源可知电流应从端流入。
(2)[3]当转换开关接入“5”端时，电流表与电阻串联，此多用电表为电压表。
[4]量程为
(3)[5]调节欧姆调零旋钮应使指针偏转到欧姆表盘的零刻度线位置。
[6]若倍率为“×1”，则待测电阻的阻值为。
[7]多用电表的中值电阻即为内部电阻大小，倍率为“×1”时，多用电表的内阻为，倍率为“×10”时，多用电表的内阻为，则多用电表的内阻变化了。
12、156 F=156(L－0.02) 弹簧原长
【解析】
(1)[1]弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像的斜率表示劲度系数，则劲度系数
(2)[2][3]由图中实验数据结合胡克定律得到弹簧弹力大小F与其长度L的关系式
分析图像可知，图线与横轴的夹点表示弹簧的原长
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）；（2）60°
【解析】
（2）如图甲所示，
CD光线进入介质球内，发生折射，有，
，所以
解得
（ii）光线第二次到达介质与空气的界面，入射角，由折射定律可得折射角，光线进入介质的光路如图乙所示．
折射角r=i/2，又，解得i=60°
点睛：本题考查了几何光学，关键是正确画出光路图，并利用几何知识求解折射率．
14、（1）；（2）；（3）。
【解析】
（1）从C到D，设小球a做平抛运动的时间为，在C点时速度为
在水平方向上
在D点的速度关系
解得
（2）设圆弧轨道BPC的半径为R
由几何关系得
小球a从A运动到C的过程
解得
（3）小球a从C到F的过程中
在点小球a与小球b发生弹性碰撞，设小球b的质量，碰后瞬间a的速度，b的速度
设碰后小球做平抛运动的时间为，
联立解得
15、 (1)2.4V(2)11
【解析】
(1)由题意可得
则有
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻为
由电路特点可知
即
解得
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