江西省吉安市泰和中学2023-2024学年高三上学期7月暑期质量检测物理试题解析版

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物理试卷

（考试时间：75分钟试卷满分：100分）

一、选择题：本题共11小题，。第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。

1.中国实验快堆工程（CEFR）已经成功并网发电，这标志着国家“863”计划重大项目目标的全面实现，中国实验快堆采用钚（）作燃料，在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的铀（），钚239裂变释放出的快中子，被再生区内的铀238吸收，铀238转变为铀239，铀239极不稳定，经过衰变，进一步转变为易裂变的钚239，从而实现核燃料的“增殖”，关于中国实验快堆，下列说法正确的是（）

A.铀239发生衰变转变为钚239，核反应方程为：

B.铀239经过衰变转变为钚239，质量不变

C.铀238转变为铀239的核反应方程为：

D.铀238吸收快中子转变为铀239是核聚变

2.霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异的光子而呈现五颜六色，如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子能量范围为1.63eV~3.10eV，若一群氢原子处于能级，则下列说法正确的是（）

A.这群氢原子自发跃迁时能辐射出6种不同频率的可见光

B.氢原子从能级向能级跃迁过程中发出的光为可见光

C.辐射出的光中从能级跃迁到能级发出的光的频率最大

D.氢原子从能级向能级跃迁过程中发出光去照射逸出功为3.2eV的金属钙，能使金属钙发生光电效应

3.两电荷量分别为Q1和Q2的点电荷分别固定在y轴上的M、N两点。规定无穷远处电势为零，电荷连线上各点电势φ随坐标y变化的关系图像如图所示，其中P点电势最高，且在y轴上MP长度小于PN长度，下列说法正确的是（）

A.Q1带正电，Q2带负电

B.Q1的电荷量大于Q2的电荷量，且P点场强为零

C.将一带负电的点电荷，沿y轴从M点移到N点，电势能先减小后增大

D.将一点电荷在外力的作用下，沿y轴从P点移到N点的过程中，电场力F逐渐减小

4.如图甲，“战绳训练”是当下常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳令其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中时刻战绳波形图，绳上质点P的振动图像如图丙所示。下列说法正确的是（）

A.从到，质点P通过的路程为300cm

B该波沿x轴正方向传播

C.该波的传播速度为20m/s

D.若增大抖动的幅度，波速会增大

5.如图所示，是高速公路上不停车电子收费系统的简称。一汽车在平直公路上以的速度行驶，汽车通过通道前，以的加速度减速，当速度减至后，匀速通过长为的匀速行驶区间。当车头到达收费站中心线后，再以的加速度匀加速至，汽车从开始减速至回到原行驶速度的过程，下列判断正确的是（）

A.通过的最短距离为B.通过的最短距离为

C.所用的最短时间为D.所用的最短时间为

6.智能手机安装软件后，可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度，带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放，落到地面上，手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系，如图所示，g为当地的重力加速度。下列说法错误的是（）

A.释放时，手机离地面的高度为

B.手机第一次与地面碰撞的作用时间为

C.手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍

D.0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等

7.一位同学自制一简易气温计：向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用密封胶密封，在吸管内引入一小段染色的液柱（长度可忽略，在吸管上标注温度值）。如果不计大气压的变化，即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为，吸管有效长度为，横截面积为，当气温为时，液柱离管口，下列说法正确的是（）

A.该“气温计”所能测量的最高气温约为B.该“气温计”所能测量的最高气温约为

C.该“气温计”刻度一定不均匀D.如果气压降低了，则测量值将较真实值偏小

8.自行车的发电花鼓可以在骑行时为车灯提供不超过额定值的电能，其原理简化为图（甲）所示，图中N、S是与摩擦小轮同轴转动的一对磁极，磁极周围固定一个与理想变压器原线圈相连的矩形线框，变压器的输出端与车灯相连。匀速骑行时，摩擦小轮在车轮的驱动下带动磁极旋转，变压器输出正弦式交流电。某辆装有发电花鼓的自行车的部分结构如图（乙）所示，其中大齿轮与踏板相连，半径较小的小齿轮1和半径较大的小齿轮2与后轮同轴固定，骑行者可调节变速器使链条挂在不同的小齿轮上，骑行时摩擦小轮与车轮、车轮与地面均不打滑。下列说法正确的是（）

A.车行速度越快，车灯一定越亮

B.车行速度越快，交流电的周期一定越大

C.同样的车行速度，链条挂在小齿轮1上和挂在小齿轮2上，灯泡亮度相同

D.同样的车行速度，变压器的原线圈匝数越多，车灯越亮

9.如图甲，x轴位于粗糙绝缘的水平面上，电荷量为、的两个点电荷固定在x轴上相距的A、B两点。质量为m、电荷量为q的带负电的小滑块（可视为质点）从处由静止释放，沿x轴正方向运动，在处开始反向运动，滑块在不同位置所具有的电势能如图乙，P点是图线最低点。滑块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。下列结论正确的是（）

A.两固定点电荷均为正电荷B.

C.处电势最低D.从到，电势升高

10.如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道半径为r、间距为L，轨道的电阻不计。在轨道的顶端连接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻也是R的金属棒从轨道的最低位置cd开始，在拉力作用下以速率沿轨道向上做匀速圆周运动至ab处，则该过程中（）

A.通过电阻的电流方向为B.通过电阻的电荷量为

C.电阻上产生的热量为D.拉力做功为

11.如图甲所示，浅色倾斜传送带两侧端点间距6m，皮带总长12m，倾角37°。t＝0时，一质量为1kg的煤块从传送带底部的A点，以10m/s的速度冲上传送带。t＝1s时，传送带开始沿顺时针方向匀加速转动，A点运动的v－t图像如图乙所示。煤块与传送带间动摩擦因数为0.5，传送轮和煤块大小均可以忽略（，，）。煤块在传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（）

A.煤块运动至最高点，位移为10mB.煤块在传送带上运动时间为2s

C.煤块在传送带上留下的痕迹为12mD.煤块与传送带间产生的热量为90J

二、实验题：本题共2小题，共18分。

12.在研究平抛运动规律时，让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放，从轨道末端抛出，落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能，他们准备了一块木板，设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移，木板与水平地面的夹角为45°。

（1）请完善下列实验步骤：

①调整轨道末端沿___________方向；

②轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为O点；

③让小球多次从轨道上滚下，平移木板使小球与木板刚好不相碰，此时木板与地面接触点记为C点；

（2）用刻度尺测量小球在轨道上初位置A时到地面的高度H、小球在轨道末端B时到地面的高度h、C点到O点距离s，用天平测出小球质量m，已知当地重力加速度为g。若小球可视为质点，则小球离开B点时的速度为___________，小球在轨道上损失的机械能为___________；（用题中所给的物理量表示）

（3）实际操作中，木板与水平地面的夹角大于，实验者未察觉，那么根据（2）中的实验结论得到的机械能损失量___________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。

13.取下无人机的一块电池，并拆下“热得快”中的一段粗细均匀的电热丝，小李和同学们想测量电热丝的电阻率：

（1）图（a）中，E是无人机电池，MN是他们从“热得快”中拆下的一段粗细均匀的电热丝，选择适当的电表量程后，他们发现大范围移动滑片P，电压表的示数变化却不明显。为解决这一问题，他们在讨论后将的定值电阻接入电路中，那么，选择图（b）中的电路___________（选填“甲”“乙”或“丙”）可解决这一问题。

（2）他们用改进后的电路进行了实验，同时记录电压表的示数U、电流表的示数I及对应的PN的长度x，部分实验数据如下：

实验次数12345

3.092.922.662.231.80

0.100.120.150.200.25

30.924.317.711.27.2

41831922.012.36.3

（3）根据表格中的实验数据，在图（c）中补全数据点绘出MN的图像_____。

（4）已知MN横截面积为，可求得MN材料的电阻率___________（结果保留1位有效数字）。

（5）测量MN的电阻率时，电流表内阻对电阻率的测量___________（选填“有“或“没有”）影响。

（6）根据表格中的实验数据，是否可以求出无人机电池的电动势和内阻？若“可以求”请简述数据处理方法（不需要计算具体结果），若“不能求”请简述理由_____。

三、计算题：

14.如图所示，某透明材料的横截面是半径为的半圆，为直径，O为圆心。P为圆周上的一点，P到的距离为；透明材料的折射率为，底面用吸光材料涂黑。入射光平行于射向圆面上的P点，经两次折射后射出。已知真空中的光速为，求：

（1）出射光线与开始的入射光线间的夹角；

（2）光通过透明材料的时间。

15.某过山车模型轨道如图甲所示，、为半径分别为、的圆形轨道，它们在最低点分别与两侧平直轨道顺滑连接，不计轨道各部分摩擦及空气阻力，小车的长度l远小于圆形轨道半径r，各游戏车分别编号为1、2、3…n，质量均为m，圆形轨道最高点C处有一压力传感器。让小车1从右侧轨道不同高度处从静止滑下，压力传感器的示数随高度h变化，作出关系如图乙所示。

（1）根据图乙信息，分析小车1质量m及圆形轨道半径；

（2）在水平轨道区间（不包含A和E两处），自由停放有编号为2、3…n的小车，让1号车从高处由静止滑下达到水平轨道后依次与各小车发生碰撞，各车两端均装有挂钩，碰后便连接不再脱钩，求在作用过程中，第n辆车受到合力的冲量及合力对它做的功。

16.如图所示为一种粒子约束装置，横截面abcd是边长为L的正方形，将装置分成左右两部分。左侧是宽度为的匀强电场区域，电场方向竖直向下；右侧是长为x（x未知）的长方体匀强磁场区域，磁场方向水平向右，长方体右侧面efgh内有一个光屏。粒子源射出一个电荷量为、质量为m的粒子，以速度从pq中点水平射入匀强电场区域，恰好从图中abcd面的中心O点进入长方体区域，粒子在右侧磁场内运动过程中，到达光屏之前恰好未离开长方体区域，粒子重力不计。

（1）求粒子到达O点时的速度大小v和左侧区域中的电场强度大小E；

（2）若粒子打在光屏上Q点时的速度恰好和经过O点时的速度相同，求磁感应强度大小B和OQ两点间距离x；

（3）若将光屏移至和点距离，求粒子打到光屏上的位置到O点的距离l。

泰和中学2023-2024学年高三上学期7月暑期质量检测

物理试卷答案解析

（考试时间：75分钟试卷满分：100分）

一、选择题：本题共11小题，。第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。

1.中国实验快堆工程（CEFR）已经成功并网发电，这标志着国家“863”计划重大项目目标的全面实现，中国实验快堆采用钚（）作燃料，在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的铀（），钚239裂变释放出的快中子，被再生区内的铀238吸收，铀238转变为铀239，铀239极不稳定，经过衰变，进一步转变为易裂变的钚239，从而实现核燃料的“增殖”，关于中国实验快堆，下列说法正确的是（）

A.铀239发生衰变转变为钚239，核反应方程为：

B.铀239经过衰变转变为钚239，质量不变

C.铀238转变为铀239的核反应方程为：

D.铀238吸收快中子转变为铀239是核聚变

【答案】C

【解析】

【详解】A．铀239发生衰变转变为钚239，核反应方程为

故A错误；

B．铀239经过衰变转变为钚239，释放能量，质量亏损，故B错误；

CD．铀238转变为铀239的核反应方程为

该核反应方程不是核聚变，故C正确，D错误。

故选C。

2.霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异的光子而呈现五颜六色，如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子能量范围为1.63eV~3.10eV，若一群氢原子处于能级，则下列说法正确的是（）

A.这群氢原子自发跃迁时能辐射出6种不同频率的可见光

B.氢原子从能级向能级跃迁过程中发出的光为可见光

C.辐射出光中从能级跃迁到能级发出的光的频率最大

D.氢原子从能级向能级跃迁过程中发出的光去照射逸出功为3.2eV的金属钙，能使金属钙发生光电效应

【答案】B

【解析】

【详解】A．这群氢原子自发跃迁时能发出光子频率的种类为

即能辐射出6种不同频率的光子，而这6种光子中从能级跃迁能级、从能级跃迁能级，从能级跃迁能级、从能级跃迁能级时辐射出的能量不在可见光范围，故A错误；

B．这群氢原子中从能级跃迁能级时辐射出的能量为2.55eV，在可见光光子能量范围之内，故B正确；

C．辐射出的光中从能级跃迁到能级发出光的频率最大，故C错误；

D．这群氢原子从能级跃迁能级时辐射出能量为2.55eV，小于钙的逸出功3.2eV，所以不能发生光电效应，故D错误。

故选B。

3.两电荷量分别为Q1和Q2的点电荷分别固定在y轴上的M、N两点。规定无穷远处电势为零，电荷连线上各点电势φ随坐标y变化的关系图像如图所示，其中P点电势最高，且在y轴上MP长度小于PN长度，下列说法正确的是（）

A.Q1带正电，Q2带负电

B.Q1的电荷量大于Q2的电荷量，且P点场强为零

C.将一带负电的点电荷，沿y轴从M点移到N点，电势能先减小后增大

D.将一点电荷在外力的作用下，沿y轴从P点移到N点的过程中，电场力F逐渐减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．从N到P的电势升高，从P到M电势降低，则电场线方向P到N，再从P到M，则Q1和Q2是同种电荷，一定是负电荷，故A错误；

B．在P点，φ-y图线切线斜率为零，则P点的电场强度大小为零，说明Q1和Q2两点电荷在P点产生的场强大小相等，方向相反，根据点电荷的场强公式

由于MP＜NP，则Q1的电荷量小于Q2的电荷量，故B错误；

C．将一带负电的点电荷，沿y轴从M点移到N点，电势先升高后降低，所以电势能先减小后增大，故C正确；

D．在φ-y图线切线斜率为场强的大小，从P点到N点斜率越来越大，故场强越来越大，所以电荷所受电场力F逐渐增大，故D错误。

故选C。

4.如图甲，“战绳训练”是当下常见健身方式，健身爱好者甩动战绳令其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中时刻战绳波形图，绳上质点P的振动图像如图丙所示。下列说法正确的是（）

A.从到，质点P通过的路程为300cm

B.该波沿x轴正方向传播

C.该波的传播速度为20m/s

D.若增大抖动的幅度，波速会增大

【答案】A

【解析】

【详解】A．由图乙可知，周期为，由于

可知从到，质点P通过的路程为

故A正确；

B．由图乙可知，时刻质点P沿轴正方向振动，根据波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故B错误；

C．由图甲可知波长为，则该波的传播速度为

故C错误；

D．机械波的传播速度只由介质决定，若增大抖动的幅度，波速保持不变，故D错误。

故选A。

5.如图所示，是高速公路上不停车电子收费系统的简称。一汽车在平直公路上以的速度行驶，汽车通过通道前，以的加速度减速，当速度减至后，匀速通过长为的匀速行驶区间。当车头到达收费站中心线后，再以的加速度匀加速至，汽车从开始减速至回到原行驶速度的过程，下列判断正确的是（）

A.通过的最短距离为B.通过的最短距离为

C.所用的最短时间为D.所用的最短时间为

【答案】B

【解析】

【详解】CD．汽车通过ETC通道，减速时间

匀速时间

加速时间

从开始减速到恢复正常行驶过程中的时间

故CD错误；

AB．汽车通过ETC通道，减速位移为

加速位移为

从开始减速到刚好恢复正常行驶过程中经过的位移为

故A错误，B正确。

故选B。

6.智能手机安装软件后，可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度，带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放，落到地面上，手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系，如图所示，g为当地的重力加速度。下列说法错误的是（）

A.释放时，手机离地面的高度为

B.手机第一次与地面碰撞的作用时间为

C.手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍

D.0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，时刻手机开始接触地面，则内做自由落体运动，释放时，手机离地面的高度为

故A正确，不满足题意要求；

B．由图可知，时刻手机开始接触地面，时刻手机开始离开地面，则手机第一次与地面碰撞的作用时间为，故B正确，不满足题意要求；

C．由图可知，时刻手机的加速度最大，且方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得

可得

手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的11倍，故C错误，满足题意要求；

D．由图可知，时刻手机的加速度最大，此时手机受到地面的弹力最大，手机处于最低点，手机的速度为零，则时间内手机的速度变化量为零，根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，可知0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等，故D正确，不满足题意要求。

故选C。

7.一位同学自制一简易气温计：向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用密封胶密封，在吸管内引入一小段染色的液柱（长度可忽略，在吸管上标注温度值）。如果不计大气压的变化，即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为，吸管有效长度为，横截面积为，当气温为时，液柱离管口，下列说法正确的是（）

A.该“气温计”所能测量的最高气温约为B.该“气温计”所能测量的最高气温约为

C.该“气温计”刻度一定不均匀D.如果气压降低了，则测量值将较真实值偏小

【答案】A

【解析】

【详解】AB．设该“气温计”所能测量的最高气温为，根据盖—吕萨克定律可得

其中

联立解得

则有

故A正确，B错误；

C．根据盖—吕萨克定律可得

则有

又

联立可得

即温度的变化量与距离的变化量成正比，则该“气温计”刻度分布均匀，故C错误；

D．根据题意可知，罐内气体温度越高，体积越大，染色液柱越靠近吸管的右端；如果气压降低了，则染色液柱稳定时的位置比真实值对应的位置偏右，测量值将较真实值偏大，故D错误。

故选A。

8.自行车的发电花鼓可以在骑行时为车灯提供不超过额定值的电能，其原理简化为图（甲）所示，图中N、S是与摩擦小轮同轴转动的一对磁极，磁极周围固定一个与理想变压器原线圈相连的矩形线框，变压器的输出端与车灯相连。匀速骑行时，摩擦小轮在车轮的驱动下带动磁极旋转，变压器输出正弦式交流电。某辆装有发电花鼓的自行车的部分结构如图（乙）所示，其中大齿轮与踏板相连，半径较小的小齿轮1和半径较大的小齿轮2与后轮同轴固定，骑行者可调节变速器使链条挂在不同的小齿轮上，骑行时摩擦小轮与车轮、车轮与地面均不打滑。下列说法正确的是（）

A.车行速度越快，车灯一定越亮

B.车行速度越快，交流电的周期一定越大

C.同样的车行速度，链条挂在小齿轮1上和挂在小齿轮2上，灯泡亮度相同

D.同样的车行速度，变压器的原线圈匝数越多，车灯越亮

【答案】AC

【解析】

【详解】A．车速越快，线框磁通量变化率大，产生的感应电动势越大，所以车灯越亮，故A正确；

B．车速越快，磁铁转动越快，交流电周期越小，故B错误；

C．车速相同，磁铁转速相同，产生的感应电动势相同，所以灯泡亮度相同，故C正确；

D．由变压器原、副线圈电压与匝数关系可得

解得车灯电压为

所以原线圈匝数越大，车灯电压越小，灯泡越暗，故D错误。

故选AC。

9.如图甲，x轴位于粗糙绝缘的水平面上，电荷量为、的两个点电荷固定在x轴上相距的A、B两点。质量为m、电荷量为q的带负电的小滑块（可视为质点）从处由静止释放，沿x轴正方向运动，在处开始反向运动，滑块在不同位置所具有的电势能如图乙，P点是图线最低点。滑块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。下列结论正确的是（）

A.两固定点电荷均为正电荷B.

C.处电势最低D.从到，电势升高

【答案】BD

【解析】

【详解】AC．由乙图知，物块在处电势能最低，根据公式

可得，在处电势最高，且物块在次处所受静电力左右平衡，则两固定点电荷均为负电荷，AC错误；

B．由以上分析知，在处物块所受静电力左右平衡，则

解得

B正确；

D．从到，静电力对物块做功为，此过程对物块用动能定理，有

解得

即与处的电势差为

所以，从到，电势升高，D正确。

故选BD。

10.如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道半径为r、间距为L，轨道的电阻不计。在轨道的顶端连接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻也是R的金属棒从轨道的最低位置cd开始，在拉力作用下以速率沿轨道向上做匀速圆周运动至ab处，则该过程中（）

A.通过电阻的电流方向为B.通过电阻的电荷量为

C.电阻上产生的热量为D.拉力做功为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由右手定则可知，通过电阻的电流方向为，故A错误；

B．金属棒从cd运动到ab过程，由法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势

平均感应电流

流过R电荷量

故B正确；

C．金属棒做圆周运动转过的圆心角为θ时导体棒切割磁感线产生的感应电动势

回路产生正弦式感应电流，感应电动势的最大值

有效值

通过R的电流大小

金属棒从cd到ab过程R上产生的热量

故C错误；

D．由功能关系可知

解得

故D正确。

故选BD。

11.如图甲所示，浅色倾斜传送带两侧端点间距6m，皮带总长12m，倾角37°。t＝0时，一质量为1kg的煤块从传送带底部的A点，以10m/s的速度冲上传送带。t＝1s时，传送带开始沿顺时针方向匀加速转动，A点运动的v－t图像如图乙所示。煤块与传送带间动摩擦因数为0.5，传送轮和煤块大小均可以忽略（，，）。煤块在传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（）

A.煤块运动至最高点，位移为10mB.煤块在传送带上运动时间为2s

C.煤块在传送带上留下的痕迹为12mD.煤块与传送带间产生的热量为90J

【答案】CD

【解析】

【详解】A．煤块从传送带底部开始滑动，根据牛顿第二定律可知

解得

煤块减速为零需要的时间

该过程煤块走过的位移为

由于

煤块减速为零后相对于皮带向下运动，所以煤块煤块运动至最高点，位移为5m，A错误；

B．煤块速度减到零后开始向下运动，根据牛顿第二定律可知

解得

滑块下滑到传送带底端时

解得

煤块在传送带上运动的总时间为

B错误；

C．有图乙可知，皮带的加速度为

煤块沿传送带下滑过程中皮带的位移

皮带的总长度为12m，所以划痕的长度为12m，C正确；

D．煤块相对皮带运动的路程为

煤块与传送带间产生的热量为

D正确。

故选CD。

二、实验题：本题共2小题，共18分。

12.在研究平抛运动规律时，让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放，从轨道末端抛出，落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能，他们准备了一块木板，设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移，木板与水平地面的夹角为45°。

（1）请完善下列实验步骤：

①调整轨道末端沿___________方向；

②轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为O点；

③让小球多次从轨道上滚下，平移木板使小球与木板刚好不相碰，此时木板与地面接触点记为C点；

（2）用刻度尺测量小球在轨道上初位置A时到地面的高度H、小球在轨道末端B时到地面的高度h、C点到O点距离s，用天平测出小球质量m，已知当地重力加速度为g。若小球可视为质点，则小球离开B点时的速度为___________，小球在轨道上损失的机械能为___________；（用题中所给的物理量表示）

（3）实际操作中，木板与水平地面的夹角大于，实验者未察觉，那么根据（2）中的实验结论得到的机械能损失量___________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。

【答案】①.水平②.③.④.大于

【解析】

【详解】（1）①[1]调整轨道末端沿水平方向；

（2）[2][3]设从B点抛出的小球，经过时间t与板相切，可知此时小球的水平速度和竖直速度均为v0，由几何关系

解得

小球在轨道上损失的机械能为

（3）[4]实际操作中，木板与水平地面的夹角为θ，且，则表达式变为

可得

当tanθ变大时E减小，即根据（2）中的实验结论得到的机械能损失量大于真实值。

13.取下无人机的一块电池，并拆下“热得快”中的一段粗细均匀的电热丝，小李和同学们想测量电热丝的电阻率：

（1）图（a）中，E是无人机的电池，MN是他们从“热得快”中拆下的一段粗细均匀的电热丝，选择适当的电表量程后，他们发现大范围移动滑片P，电压表的示数变化却不明显。为解决这一问题，他们在讨论后将的定值电阻接入电路中，那么，选择图（b）中的电路___________（选填“甲”“乙”或“丙”）可解决这一问题。

（2）他们用改进后的电路进行了实验，同时记录电压表的示数U、电流表的示数I及对应的PN的长度x，部分实验数据如下：

实验次数12345

3.092.922662.231.80

0.100.120.150.200.25

30.924.317.711.27.2

41.831.922.012.36.3

（3）根据表格中的实验数据，在图（c）中补全数据点绘出MN的图像_____。

（4）已知MN横截面积为，可求得MN材料的电阻率___________（结果保留1位有效数字）。

（5）测量MN的电阻率时，电流表内阻对电阻率的测量___________（选填“有“或“没有”）影响。

（6）根据表格中的实验数据，是否可以求出无人机电池的电动势和内阻？若“可以求”请简述数据处理方法（不需要计算具体结果），若“不能求”请简述理由_____。

【答案】①.乙②.见解析③.④.没有⑤.见解析

【解析】

【详解】（1）[1]根据闭合电路欧姆定律有

即

可知电压表的示数变化不明显是由于电源的内阻较小引起的，所以需要将定值电阻接在干路上，将定值电阻与电源看成一个等效电阻，从而增大等效内阻的测量值，使电压表示数变化明显，故选图乙。

（3）[2]根据表格中的实验数据，在图（c）中补全数据点，作出图像如图所示

（4）[3]根据欧姆定律和电阻定律可得

可知图线的斜率为

解得MN材料的电阻率为

（5）[4]根据

可知为图像的纵截距，对图线的斜率无影响，故电流表内阻对电阻率的测量没有影响。

（6）[5]根据闭合电路欧姆定律

取表格其中两组数据，分别为、，，，代入方程可得

联立可得无人机电池的电动势和内阻分别为

三、计算题：

14.如图所示，某透明材料的横截面是半径为的半圆，为直径，O为圆心。P为圆周上的一点，P到的距离为；透明材料的折射率为，底面用吸光材料涂黑。入射光平行于射向圆面上的P点，经两次折射后射出。已知真空中的光速为，求：

（1）出射光线与开