2024年高考第三次模擬考試題：物理（山東卷）（全解全析）

2024年高考第三次模擬考試

物理，全解全析

注意事項:

i.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如

需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫

在本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回

一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共40分。在每小迤給出的四個選項中，第1~8題只

有一項符合題目要求，每小題3分，第9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選

對但不全的得2分，有選錯的得0分。

1.光學(xué)技術(shù)作為?門高精密度的學(xué)科，應(yīng)用在各個領(lǐng)域，下列關(guān)于光學(xué)現(xiàn)象的說法，正確的是（）

A.如圖甲使光信號在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射，內(nèi)芯的折射率小于外套的折射率

B.觀看3D電影時需要佩戴特殊的眼鏡，此過程利用了光的偏振現(xiàn)象，光是橫波

C.讓激光束通過?個狹健，可能觀察到光屏上出現(xiàn)丙圖且波長越大，條紋間距越大

D.在丁圖中激光束沿液流傳播，若改用折射率更小的液體，則實驗現(xiàn)象更明顯

【答案】B

【解析】A.如圖甲使光信號在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，故A錯

誤；

B.觀看3D電影時需要佩戴特殊的眼鏡，此過程利用了光的偏振現(xiàn)象，光是橫波，故B正確；

C.圖丙是雙縫干涉圖樣，讓激光束通過一個狹縫，不可能觀察到光屏上出現(xiàn)丙圖，故C錯誤；

D.在丁圖中激光束沿液流傳播，若改用折射率更大的液體，光發(fā)生全反射時，臨界偏角越小，光

在液體中的路程更長，實驗現(xiàn)象更明顯，故D錯誤。

故選Bo

2.智能手機安裝軟件后，可利用手機上的傳感器測量手機運動的加速度，帶塑膠軟殼的手機從一定

高度由靜止釋放，落到地面上，手機傳感器記錄了手機運動的加速度Q隨時間t變化的關(guān)系如圖所

示，g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。下歹J說法正確的是（）

B.手機第一次與地面碰撞的作用時間為與-乙

C.手機第一次與地面碰撞中所受最大彈力為自身重力的10倍

D.。至，2時間內(nèi)圖線與橫坐標(biāo)圍成的面積中，時間軸卜.方與上方的面枳大小相等

【答案】D

【解析】A.由圖可知，力時刻手機開始接觸地面，則0~%內(nèi)做自由落體運動，釋放時，手機離地

面的高度為

12

h;=Qgi：

故A錯誤；

B.由圖可知，6時刻手機開始接觸地面，時刻手機開始離開地面，則手機笫一次與地面碰撞的作

用時間為右-4,故B錯誤;

C.由圖可知，4時刻手機的加速度最大，且方向豎直向上，根據(jù)牛頓第二定律可得

F-mg=m\0g

可得

F—1Img

手機第一次與地面碰撞中所受最大彈力為自身重力的11倍，故C錯誤；

D.由圖可知，時刻手機的加速度最大，此時手機受到地面的彈力最大，手機處于最低點，手機

的速度為零，貝iJO~G時間內(nèi)手機的速度變化量為零，根據(jù)aT圖像與橫軸圍成的面積表示速度變化

量，可知。至4內(nèi)圖線與橫坐標(biāo)圍成的面積中，時間軸下方與上方的面積大小相等，故D正確。

故選Do

3.氫原子光譜按波長展開的譜線如圖甲所示，此譜線滿足巴耳末公式；=

H=3,4,5,6,7...,圖乙為氫原子能級圖。普朗克常量約為6.63X1()3J.S,則()

410.29

434.17486.27656.47x/nm

甲

A.垂直入射到同一單縫衍射裝置，光的衍射中央亮條紋寬度小于，y

B.氫原子從〃=3躍遷到〃=2能級時會輻射出v射線

C.氫原子從〃=5躍遷到〃=2與〃=4躍遷到〃=2產(chǎn)生光子的動量之比為286:255

D.在同一光電效應(yīng)裝置中，外光照射產(chǎn)生的光電子初動能都大于久光照射產(chǎn)生的光電子

【答案】C

【解析】A.由圖甲可知，，尸的波長大垂直入射到同一單縫衍射裝置.，”乃光的衍射中央亮

條紋寬度大于""A錯誤；

B.氫原子從〃=3躍遷到〃=2能級輻射出光的波長由

hv=E3-E2

=￡

va

求得

2=434.17nm

氫原子從〃=3躍遷到〃=2能級時會輻射出腦光，不會輻射出丫射線，B錯誤；

hc

c.根據(jù)〃==及4=￡可得

AV

hv

P=—

因此動量之比為

Pi_c_liVi_E5-E2_286

p2hv2hv2E4-E2255

C正確;

*=@2=2夜A

故B錯誤；

C.變壓器的輸入功率等于輸出功率，為

P=-2W

LL

故c錯誤；

D.電機產(chǎn)生的機械功率為

2

^1Hi=P-7；r=22-2xlW=18W

故D錯誤。

故選Ac

5.某科研小組設(shè)計一款超重報警裝置.，其結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示，主體是導(dǎo)熱性能良好的薄壁密閉容

器，厚度和質(zhì)量不計的活塞通過輕桿連接輕質(zhì)平臺。平臺上未放重物時，內(nèi)部封閉理想氣體氣柱長

度L=0.2m；當(dāng)活塞進入預(yù)警區(qū)域時，系統(tǒng)會發(fā)出超重預(yù)警。橫截面積S=0.010?,底部的預(yù)警區(qū)

域深度"=01m,平臺上輕放質(zhì)量為加的重物穩(wěn)定時，活塞剛好觸動報警裝置。已知環(huán)境溫度不變,

大氣壓強4=L0xl0'Pa,g=IOm/s2,不計摩擦阻力，下列說法正確的是（）

A.重物的質(zhì)量〃?=200kg

B.重物的質(zhì)量相=l（）00kg

C.放上重物至活塞最終穩(wěn)定的過程中，密閉氣體對外界放山的熱量為100J

D.放上重物至活塞最終穩(wěn)定的過程中，密閉氣體對外界放出的熱量為200J

【答案】D

【解析】AB.最終穩(wěn)定時，封閉氣體溫度不變，則

PJS=pj?s

又因為

Pi=Po+—

求得

m=100kg

AB錯誤；

CD.設(shè)外界大氣壓力和重物對封閉氣體做功為W,則

W=(〃?g+〃oS)(L-//)

代人數(shù)據(jù)求得

VV=2(X)J

封閉氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得AUrW+Q，氣體對外界放出的熱量為

G=-200J

C錯誤，D正確。

故選Do

6.靜電透鏡是利用靜電場使電子束會聚或發(fā)散的一種裝置。如圖，一電子在電場中僅受電場力的作

用，實線描繪出了其運動軌跡，虛線表示等勢線，各等勢線關(guān)于y軸對.稱，。、b、c、d分別是軌跡

與等勢線的交點。已知電子在經(jīng)過。點時動能為60eV,各等勢線的電勢高低標(biāo)注在圖中，則（）

A.a、d兩點的電場強度相同B.電子從。到b運動時，電場力做負功

C.電子從c到d運動時，電勢能逐漸減小D.電子在經(jīng)過等勢線d點時的動能為60eV

【答案】D

【解析】A.各等勢面關(guān)于y軸對稱，疏密相同，所以電場線疏密也相同，場強大小相等：根據(jù)等

勢線與電場線垂直，可知。、d兩點的電場強度方向不同，故a、d兩點的電場強度不同，故A借誤;

B.根據(jù)等勢線與電場線垂直，故電子在y軸左側(cè)受到一個斜向右下方的電場力，速度方向沿軌跡的

切線方向，故電子從。到b運動時，電場力做正功，故B錯誤；

C.根據(jù)負電荷在電勢低處電勢能大，可知電子從c到d運動時，電勢能逐漸增大，故C錯誤；

D.a、d兩點的電勢相等，故從。到d電場力不做功，所以電子在經(jīng)過等勢線d點時的動能為60eV,

故D正確。

故選Do

7.電動自行車是一種常用的交通工具，通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把來改變車速。如圖甲示，開啟電源后，在霍爾

元件的上、下面之間通過恒定電流。如圖乙所示，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把，使內(nèi)部的永久磁鐵靠近或遠離霍爾元

件，改變穿過霍爾元件的磁場強弱，使其能輸出控制車速的霍爾電壓?；魻栯妷涸酱螅囁僭酱?。

如圖丙所示，已知永久磁鐵左邊是N極、右邊是S極，霍爾元件的載流子是電子。下列判斷止確的

是（）

霍爾轉(zhuǎn)把的內(nèi)部構(gòu)造

甲

永久磁鐵靠近或遠離霍爾元件

A.若順時針轉(zhuǎn)動手柄使永久磁鐵靠近霍爾元件時，輸出的霍爾電壓變小

B.若逆時針轉(zhuǎn)動手柄使永久磁鐵遠離霍爾元件時，則車速將變快

c.若霍爾元件中通有從上向卜?的電流時，則前表面電勢高

D.若霍爾元件中通行從上向卜.的電流時，則左側(cè)電勢高

【答案】c

【解析】A.當(dāng)按圖甲順時針轉(zhuǎn)動把手，導(dǎo)致霍爾器件周圍的磁場增加，那么霍爾器件輸出控制車

速的電壓增大，故A錯誤；

B.逆時針轉(zhuǎn)動手柄使永久磁鐵遠離霍爾元件時，導(dǎo)致霍爾器件周圍的磁場減弱，那么霍爾器件輸

出控制車速的電壓減小，車速變慢，故B錯誤；

CD.若霍爾元件中通有從上向下的電流時，根據(jù)左手定則可知，帶負電的電子向后表面距離，則前

表面電勢高，故C正確，D錯誤。

故選C。

8.如圖所示，一輕質(zhì)桿長為R,一端可繞光滑轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)動，另一端安裝一質(zhì)量為m的小球（可視

為質(zhì)點），輕質(zhì)彈簧原長為4=2&,一端系于A點，另一端與小球相連，A、8、。、C四點在同一

水平線上，NQOB=/POB=APOD=60°,從C點現(xiàn)給小球一初速度，小球可在豎直平面內(nèi)沿順時

針方向做完整的圓周運動，途經(jīng)C、D、A8、Q五點，測得小球經(jīng)過〃點時的速度大小為V,全力

加速度大小為g（整個過程輕質(zhì)彈簧始終處于彈性限度內(nèi)），下列說法正確的是（）

A.小球在運動過程中的機械能守恒B.小球經(jīng)過。點時速度大小為曲瓦麗

C.小球經(jīng)過。點和P點時動能相同D.小球經(jīng)過P點時所受的合力為零

【答案】B

【解析】A.彈簧的彈性勢能發(fā)生變化，則小球在運動過程中的機械能不守恒，A錯誤；

B.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，Q點和0點的彈性勢能相同，根據(jù)機械能守恒

gmv2=gIHVQ+mg-y/3R

得

%=出'-2百gR

B正確；

C.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，。點和P點高度相同，但無法判斷兩點對應(yīng)的彈性勢能關(guān)系,

小球經(jīng)過。點和P點時動能關(guān)系不確定，C錯誤；

D.信息不全面，小球經(jīng)過P點時所受的合力未知，D錯誤。

故選Bo

9.如圖甲，水袖舞是中國京劇的特技之一，2023年春晚創(chuàng)意節(jié)目《滿庭芳?國色》中的水袖舞給觀

眾帶來了一場絕美的視覺盛宴。如圖乙，水袖由厚薄程度不同的重水袖和輕水袖連接而成。如圖內(nèi)，

某同學(xué)為研究重水袖和輕水袖傳播機械波的情況，將水袖拉直平放在光滑水平玻璃上，在水袖方向

和垂直水袖方向的水平面內(nèi)建立坐標(biāo)系，交界點。為坐標(biāo)原點，P為輕水袖上0.70m處的一個點。

某時刻對交界點施加一個外力，使此交界點沿y方向振動，并在兩邊水袖上形成兩列沿x軸傳播的

簡諸波。/二0時，交界點。從平衡位置開始向y軸正方向運動，/=2.25s時，。點第3次到達波峰,

P點第一次經(jīng)過平衡位置向下運動，則下列說法正確的是（）

y

重水袖輕水袖

乙丙

A.兩列波的傳播周期相同

B.波在重水袖上傳播的波速等于在輕水袖上傳播的波速

C.在輕水袖上傳播的波速為0.4m/s

D.在重水袖上各質(zhì)點的振幅低于在輕水袖上各質(zhì)點的振幅

【答案】AC

【解析】A.兩列波由同一個波源產(chǎn)生，則傳播周期相同，選項A正確；

B.波在重水袖上傳播與在輕水袖上傳播時的介質(zhì)不同，則波在重水袖上傳播的波速不等于在輕水

袖上傳播的波速，選項B錯誤；

C.波傳到P點時從平衡位置向上振動，f=2.25s時，。點第3次到達波峰，P點第一次經(jīng)過平衡位

置向下運動，可知

/=2.25s=2-7

4

則

T=1S

3

l-2=0.7m

4

可知

A=0.4m

在輕水袖上傳播的波速為

v=—=0.4m/s

T

選項C正確；

D.在重水袖上各質(zhì)點的振幅等于在輕水袖上各質(zhì)點的振幅，都等于振源的振幅，選項D錯誤，

故選AC,

10.如圖甲所示，一高度為”的汽缸直立在水平地面上，汽缸壁和活塞都是絕熱的，活塞橫截面積

為5,在缸的正中間和缸口處有固定卡環(huán)，活塞可以在兩個卡環(huán)之間無摩擦運動?；钊路椒忾]有

一定質(zhì)量的理想氣體，已知理想氣體內(nèi)能U與溫度7"的關(guān)系為。為正的常量，重力加速度

為g。開始時封閉氣體溫度為了。，壓強等于外界大氣壓強po,現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱，封閉氣體先

后經(jīng)歷了如圖乙所示的三個狀態(tài)變化過程，則（）

日

圖甲

A.活塞質(zhì)量為《苴

2g

3

B.從bfc過程，氣體對外做功

C.從afd全過程，氣體內(nèi)能增加力"

D.從aid全過程，氣體吸收的熱量小于其內(nèi)能的增量

【答案】AC

【解析】A.氣體在等壓膨脹過程中由受力平衡，有

\.5p0S=p0S+Mg

解得

M=睦~

2g

故A正確；

B.圖像斜率不變時體積不變，只有在bfc過程中氣體對外做功

HQ

W=\.5p.S-=^p.SH

故B錯誤；

C.在Qfd全過程中，由理想氣體狀態(tài)方程，有

P（K=2po.2%

T。一Td

由題目條件可知氣體內(nèi)能的變化量

AU=a（7J"）=3叫

故C正確；

D.從afd全過程，氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第?定律可知，氣體吸收的熱量大于其內(nèi)能的增量,

故D錯誤。

故選AC.

11.地月系統(tǒng)可認(rèn)為是月球繞地球做勻速圓周運動如圖（a）所示，月球繞地球運動的周期為工；也

可為地月系統(tǒng)是一個雙星系統(tǒng)如圖（b）所示，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的。點做

勻速圓周運動，月球繞。點運動的周期為若地球、月球質(zhì)量分別為M、m,兩球心相距為「，

萬有引力常量為G,下列說法正確的是（）

圖⑶圖（b）

A.圖（a）月球繞地球運動的周期I等于圖（b）中月球繞。點運動的周期《

3乃

圖（中，地球密度為方k

B.a）GT\

C.地月雙星凱道中。點到地心肛離為空

D.圖（a）中，若把部分月壤運回到地球，最終月球繞地球做圓周運動軌道半徑將變小

【答案】CD

【解析】

AC.根據(jù)萬有引力提供向心力

cMm47r

GL行

解得圖（a）月球繞地球運動的周期為

7\=2兀.

GM

地月系統(tǒng)是一個雙星系統(tǒng).設(shè)地月雙星軌道中O點到地心距值為，i.地月雙星軌道中O點到月球圓

心距離為馬，則

「Mm4/

'’2

Mm4加

r27?

可得

nu\=Mi]

且

解得

mM

q=r,A=/，T1=2萬J------

M+m“M+m“G(M+M

可知圖（a）月球繞地球運動的周期工大于圖（b）中月球繞0點運動的周期心，故A錯誤，C正確;

B.根據(jù)萬有引力提供向心力

_Mm4M

G-=/V

設(shè)地球的半徑為A,地球的體積為

V=-KRy

3

圖（a）中，地球密度為

_M_3萬/

P~~V~GT；

故B錯誤;

D.圖（a）中，若把部分月壤運回到地球，設(shè)部分月壤質(zhì)量為加%則

/-4M〃(M+4〃)?！ㄒ患印?

(fn-A/〃)一yr<G------------；-------------

*\r

即此時月球做圓周運動所需的向心力小于月球與地球間的萬有引力，月球做向心運動，月球繞地球

做圓周運動軌道半徑將變小，故D正確。

故選CD。

12.如圖所示，間距均為d的傾斜金屬導(dǎo)軌八。、HG與水平金屬導(dǎo)軌。￡、GF在。、G兩點用絕緣材

料平滑連接。在4DGH平面內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強度為4的勻強磁場，在DEFG平

面存在豎直向上、磁感應(yīng)強度為冬的勻強磁場.在4D、HG間連接一電容為C的電容器和一個自感

系數(shù)為L的電感線圈，在EF間接一小燈泡。開始時，開關(guān)S斷開，一質(zhì)量為m、長為d的金屬棒在

傾斜導(dǎo)軌上從距水平地面高為6的位置由靜止釋放，不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻及一切摩擦，已知重

力加速度為g，電容器的耐壓值足夠高.則下列說法正確的是（）

B.金屬棒在水平導(dǎo)軌上做勻減速運動

C.金屬棒進入DEFG區(qū)域后，閉合開關(guān)S瞬間，通過L的電流最小

D.在整個過程中，通過小燈泡的總電荷量為夕=上、2"?…

【答案】AC

【解析】A.金屬棒在傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，則金屬棒做加速下滑，金屬棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)

電動勢為

E=

由于對電容器充電，則電路中有電流產(chǎn)生，金屬棒受到安培力作用，方向與金屬棒運動方向相反。

電容器所帶的電荷量為

Q=CU=CE=CB//v

電容器充電電流為

l=Q=CI\dv=CBda

設(shè)傾斜金屬導(dǎo)軌平面與水平面夾角為0,對金屬棒由牛頓第二定律可得

mgsin，-BJd=ma

解得

mgsin，

a~m+CB~d2

由于m、0、C、8八d都是定值，則加速度。是定值，可知金屬棒在傾斜導(dǎo)軌上做勻加速運動，A

正確；

B.金屬棒在水平導(dǎo)軌上做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬棒受到安培力作

用，安培力與金屬棒運動方向相反，安培力對金屬棒產(chǎn)生加速度，使金屬棒做減速運動，設(shè)小燈泡

的電阻為R,則安培力為

?方面小燈泡的電阻R隨溫度變化，另外，金屬棒最哦減速運動，則三不是定值，則安培力是變力,

1\

因此金屬棒做變加速運動，B錯誤；

C.金屬棒進入。EFG區(qū)域后，閉合開關(guān)S后，電容器與電感線圖組成LC振蕩電路，由LC振直電路

中的振蕩電流特點，在閉合開關(guān)S瞬間，通過1的電流是零最小，C正確；

D.由速度位移關(guān)系公式可得，金屬棒在進入DEFG區(qū)域時的速度大小為

「反=除mgsme工=

17m+CB;d2sin。\m+CB;d2

金屬棒在水平導(dǎo)軌上做減速運動，最后速度減到零，設(shè)通過小燈泡的平均電流為7,對金屬棒由動

量定理可得

-B2ld-A/=O-/nv,

又有

q=IA/

解得

WV]_m/2mgh

”兩一兩個m+CBW

D錯誤。

故選ACo

二、實驗題：本題共2小題，共14分。

13.（6分）圖1所示的實驗裝置可以用來驗證機械能守恒定律，在。點通過細線懸掛一個小金屬

球，在。點的正下方O'點固定一個光電門（光電門與數(shù)字毫秒計相連），把金屬球拉至八點，測得

八到O'的豎直高度為6,把金屬球由靜止釋放，記錄下金屬球通過光電門的時間為3已知當(dāng)?shù)氐闹?/p>

力加速度為g。

⑴要驗證機械能守恒定律，需要測出金屬球的直徑。，用游標(biāo)卡尺測量的結(jié)果如圖2所示，則金屬

球直徑。=cm。

（2）如果關(guān)系式r=成立，則表明機械能守恒定律得到驗證。

⑶如果實驗中，保持光電門的位置不變，多次改變金屬球釋放的高度，得到多組仄t數(shù)據(jù)，然后用

圖像法處理數(shù)據(jù)，以6為縱軸，以（填或","）為橫軸，才能使圖像為一條直線。若

得到的圖像是一條過原點的直線且斜率&=，就表明機械能守恒定律得到驗證。

【答案】⑴1.14

⑵2劭

【脩析】（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)

D=]Acm+4xOAnun=\A4cm

（2）若機械能守恒，則

f

mgh=-m17J

解得

與=2gh

（3）[1]由（2）可知，力與4成正比。要使圖像為直線，橫軸為I。

⑵由（2）可得

2gr

當(dāng)斜率為「可驗證機械能守恒定律C

2g

14.（8分）某學(xué)習(xí)小組用伏安法測一個待測電阻R,的阻值，實驗室提供器材如下:

A.待測電阻尺：阻值約為2kQ

B.干電池：電動勢E=6V,內(nèi)阻可忽略

C.電流表A：滿偏電流（=9001iA,內(nèi)阻約為50Q

D.電壓表V：量程。~1V,內(nèi)阻約為lUkC

E.電阻箱七:最大阻值為999.9Q

F.滑動變阻器R：阻值范圍為0~200。

G.開關(guān)、導(dǎo)線若干

⑴該學(xué)習(xí)小組同學(xué)首先采用伏安法測量待測電阻的阻值，根據(jù)上述實驗器材，小組討論后設(shè)計了一

個最佳測量電路，你認(rèn)為下列電路方案.（選填"甲”"乙""丙"或"丁"）更合理。

9

ESE

甲乙丙T

⑵為了更準(zhǔn)確地測量待測電阻的同值，該小組決定換一種測量電路，增加電阻箱來完成實驗，實驗

電路圖如圖戊:

戊

①先閉合S1、斷開S2,調(diào)節(jié)R和使電流表和電壓表偏轉(zhuǎn)適當(dāng)，記下兩表示數(shù)為

4=0.72V/=800〃A；

②再閉合S?,保持以不變，調(diào)節(jié)，記下此時電壓表和電流表示數(shù)為U2=0?54V/=900〃A；

③小組同學(xué)利用測量數(shù)據(jù)計算出的待測電阻凡=g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；

④請你判斷該小組此測量方案(選填"能"或"不能")消除電表內(nèi)阻造成的誤差。

【答案】⑴丁

(2)R1800能

【解析】(1)電壓表的量程O~1V,其內(nèi)阻具體值不知道，電流表內(nèi)阻也不知道，所以無法對這兩塊

表進行改裝，電源電動勢石=6V,所以需要使用滑動變阻器的分壓式連接，由于待測電阻約為2kQ,

所以采用電流表內(nèi)接，綜合以上分析，丁方案比較合理。

(2)⑶調(diào)節(jié)滑動變阻器H,由歐姆定律得

R,=_^_=4=900C

Rp+Rv4

R"="述=4.=600。

凡+R'”

解得

6=1800C

根據(jù)以上計算可知，該方案可以消除電表內(nèi)阻造成的誤差。

三、計算題：本題共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫

出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

15.(7分)如圖，某種透明玻璃瓶由一個圓柱體和半球體構(gòu)成，O為半球體的球心，半球體及圓

柱體的半徑為R,圓柱體的高為&R,底面圓心處有一點光源S,光源可向各個方向發(fā)出〃、〃兩

種頻率不同的光。

(i)若從光源發(fā)出的“光直接射到圓柱體和半球體交界面的邊界處時恰好發(fā)生全反射，求玻璃磚對

〃光的折射率

(ii)若從光源發(fā)出的人光與QS之間的夾角a=30。，光線從半球體表面以平行于QS的方向射出，

求玻璃磚對6光的折射率為。

一—■—一————*■——

嚀“

【答案】（D顯;（ii）叵L1

22

【解析】（i）設(shè)。光在玻璃磚中的臨界角為e,則

“=,近R=逅

J（J5R）2+R23

又

sin^=-

fia

得

逅

〃"一2

（ii）如圖所示，過力光的出射點作出法線，從玻璃磚射向空氣,設(shè)入射角為「，折射角為i

<^25___>

iT

由幾何關(guān)系得

sin30_sinr

R一6R

得

2

得

r=45

又

z=r+30=75

玻璃磚對力光的折射率”

4B近\

sin/_sin75_sin(45+30)_sin45cos30+cos45sin30_2+2X2_

hsinrsin45sin45sin45五2

T

16.(9分)桶裝水電動抽水器可以輕松實現(xiàn)?鍵自動取水。如圖，某同學(xué)把?個簡易抽水器安裝

在水桶上，出水口水平。某次取水時，桶內(nèi)水位高度M=20cm,按鍵后測得t=16s內(nèi)注滿了0.8L

的水壺。已知抽水器出水口高度，=60cm、橫截面積S=0.5cm2,水壺的高度/72=15cm,若該次取

水過程中抽水器將電能轉(zhuǎn)化為水的機械能的效率1=15%,忽略取水過程中桶內(nèi)水位高度的變化，重

力加速度g=10m/s2,水的密度p=1.0x103kg/m3o

(1)求接水時出水口到水壺口左邊緣的最大水平距離；

(2)估算本次取水抽水器的功率。

抽

水

器

水桶

水壺

【答案】(1)0.3m；(2)1.5W

【解析】(1)設(shè)出水口處水的速度為3,由題意可得，t=16s內(nèi)抽水器抽出水的體積

V-Svot

解得

vo=lm/s

平拋過程：豎直方向

水平方向

x=vot=0.3m

(2)在t=16s內(nèi)，抽水機取水質(zhì)量

m=pV=0.8kg

根據(jù)能量守恒定律

rjPi=mg（H-h｝）+-mv^

得

尸=1.5W

17.（14分）研究光電效應(yīng)的裝置如甲圖所示，該裝置可用于分析光子的信息。在xOy平面（紙面）

內(nèi)，垂直紙面的金屬薄板M、N與y軸平行放置，板N中間有一小孔坐標(biāo)為（0,￡）。第一象限

存在垂直向里的勻強磁場，x軸（￡,（））處有小孔。2,平行板電容器4K的上極板與x軸緊靠且平行,

其長度為L,板間距為"，A板中夬小孔Q與°2對齊，K板連接電流表后接地。在入射光的照射下,

質(zhì)量為m，電荷量為e的電子從M板逸出后經(jīng)極板電壓加速從01點持續(xù)不斷進入磁場，速度大小

在巫％與%之間，已知速度為％的電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰能垂直〉軸射入02點，板M的逸出功為W,

6

普朗克常量為心忽略電子之間的相互作用，電子到達邊界或極板立即吸收并導(dǎo)走。

（1）求逸出光電子的最大初動能4m和入射光的頻率：

（2）求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小和所有能到達x軸上的電子在磁場中運動的最短時間；

（3）U心=。時，求到達K板最左端的電子剛從板M逸出時速度匕的大小及與x軸的夾角，：

（4）若在小孔處增加一特殊裝置，可使進入的電子沿各方向均勻分布在與r軸成0~90。范圍內(nèi),

速率在亭％與%之間。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)每秒鐘有n個電子通過小孔。一調(diào)節(jié)加載在k與在板之間的電壓

UQ,試在乙圖中大致畫出流過電流表的電流/?隨U心變化的關(guān)系曲線。標(biāo)出相關(guān)數(shù)據(jù)，寫出必要的

計算過程。

甲乙

…"卷…卷⑶-先”。；⑷

【蟀析】

(1)根據(jù)題意，逸出速度為。時，由動能定理有

qU=^m12

%Bi

逸比速度為%時有

解得

L121,5,

Ekm=T〃八%-—加寧=—加叫

乙1乙1乙

由光電效應(yīng)方程有

hv-W=-mvl

12°

解得

八5〃叫；+12卬

12A

(2)根據(jù)題意可知，速度為％的電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰能垂直X地射入。2點，由幾何關(guān)系有

R-L

又有

2

叫8=吟

解得

由兒何關(guān)系可知，到。點的電子運動軌跡所對圓心角最新，時間最短時間，對應(yīng)的圓心角為60。,

則最短時間為

%3%

(3)若打中左端，則剛好為偏轉(zhuǎn)軌跡直徑，則有

R.五I

12

可得

V2

匕=丁0

又有

解得

匕=丁0

豎直方向上

半%sin0=%sin45°

解得

?Q6

sinc/=——

2

即

6>=60°

(4)入射電場的粒子與x軸負半軸的夾角為。-90。：

當(dāng)電壓為。時，45。-90。的所有粒子都可以被收集，此時電流為

當(dāng)初反向電壓時，若90。的%粒子都無法到達，則其他粒子都不能被收集

則有

eU心=0一；*

解得

%=工

2e

當(dāng)加正向電壓時，若0°的％粒子都可到達，則其他粒子都能被收集，則有

=ne

又有

I

22mL%

2IJ

解得

畫出流過電流表的電流/?隨UM變化的關(guān)系曲線，如圖所示

18.（16分）臺球是深受大眾喜愛的娛樂健身活動。如圖，運動員采用“點桿”擊球法（當(dāng)球桿桿頭

接觸母球的瞬間，迅速將桿抽回，母球離桿后與目標(biāo)球發(fā)生對心正碰，視為彈性碰撞）擊打母球，

使得目標(biāo)球被碰撞后經(jīng)CD邊反彈進入球洞4這種進球方式被稱為“翻袋"進球法。已知兩球質(zhì)量均

為0.2kg,且可視為質(zhì)點，球間距離為0.9m