福建省2018年高三质量检查测试(4月)物理试题含答案教学教材

14．轰炸机进行实弹训练，在一定高度沿水平方向匀速飞行，某时刻释放炸弹，一段时间后击中竖直悬崖上的目标P点。不计空气阻力，下列判断正确的是

A．若轰炸机提前释放炸弹，则炸弹将击中P点上方

B．若轰炸机延后释放炸弹，则炸弹将击中P点下方

C．若轰炸机在更高的高度提前释放炸弹，则炸弹仍可能击中P点

D．若轰炸机在更高的高度延后释放炸弹，则炸弹仍可能击中P点

【答案】C

【考查内容】本题以轰炸机进行实弹训练为情境，主要考查运动的合成和分解以及抛体运动规律等知识。侧重考查理解能力，要求考生深刻理解平抛运动的等时性原理，运用运动合成与分解的方法解决实际问题。体现运动观念、建立平抛运动模型等物理核心素养的考查。

【试题分析】由题意可知，炸弹若提前释放，水平位移增大，在空中的运动时间变长，应落在P点下方，反之落在上方，故选项A、B错误；炸弹若从更高高度释放，将落在P点上方，若要求仍击中P点，则需要更长的运动时间，故应提前释放，因此选项C正确，若延后释放，将击中P点上方，因此选项D错误。本题的解题关键是平抛运动的等时性原理和运动合成与分解的方法的应用。

【教学建议】教学应加强审题能力训练，引导学生理解题中“提前”“延后”的含义；加强建模能力训练，引导学生根据题意建立平抛运动模型，会画示意图；弄清物理规律中变与不变的物理量以及分析推理的方法；进行变式训练克服思维定势，善于把与平抛运动相关的物理问题进行拓展变化，如速度变化、击中目标位置改变以及极值问题等。

15．为了减少污染，工业废气需用静电除尘器除尘，某除尘装置如图所示，其收尘极为金属圆筒，电晕极位于圆筒中心。当两极接上高压电源时，电晕极附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力

量不变，下列判断正确的是

A．金属圆筒内存在匀强电场

B．金属圆筒内越靠近收尘极电势越低

C．带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大

D．带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越小

【答案】D

【考查内容】本题以处理工业废气中的静电除尘器为素材，主要考查静电场，电场线，电场强度、电场力、电势能、电势等知识。侧重考查理解能力，要求考生对电场的相关概念的联系和区别有清楚的认识。体现物质观念、运动观念、能量观念、模型建构与STSE等物理核心素养的考查。

【试题分析】根据图像信息可知除尘器内电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，电场线方向由收尘极指向电晕极，故A错误；逆电场线方向，电势变高，故越靠近收尘极，电势越高，因此B错误；尘埃带负电后受电

场力作用向收尘极运动，电场力做正功，电势能越来越小，故C错误；离电晕极越远，场强越小，尘埃带电量不变，

电场力越小，故D 正确。本题的解题关键是建构电场模型，理解电场力的性质和能的性质的特点。

【教学建议】教学应加强读图能力训练，引导学生从图中较多的信息中找出重要内容，如本题中的“+”“－”极；加强建模能力训练，引导学生由实际情景构建电场模型；联系实际，关注社会问题，将之与物理知识联系起来，培养学生理解能力；善于把与电场相关的物理问题进行拓展变化，如尘埃带电量变化以及电源交直流问题等。

16．课堂上，老师准备了“∟”型光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木，要将三个积木按图示（截

面图）方式堆放在木板上，则木板与水平面夹角θ的最大值为

A ．30°

B ．45°

C ．60°

D ．90° 【答案】 A

【考查内容】本题是以三个圆柱形积木在“∟”型光滑木板上处于平衡状态为情境，主要考查共点力的平衡等知识。侧重考查推理能力，要求考生深刻理解共点力的平衡条件，运用特殊值法解决实际问题。体现相互作用观念与科学推理等物理核心素养的考查。

【试题分析】若θ取任意角结合各圆柱的受力情况进行计算，数学运算过程繁琐不易得到结果，而考虑临界情况，取特殊值进行分析，可简化过程。θ取0°时，下面两圆柱之间将会分开，无法稳定，应适当增大θ以保持系统稳定，此时下面两圆柱之间有弹力；当下面两圆柱之间的弹力恰好为0时，对应的θ为最小值；继续增大θ，右圆柱和上圆柱之间弹力减小，若θ太大，此两圆柱将分开，临界情况为θ取30°时，左边两圆柱的圆心连线在竖直方向上，保证上圆柱只受到两个力的作用恰好处于平衡状态，此时与右圆柱间相互接触且无弹力，故A 正确。本题的解题关键是应用共点力的平衡条件，灵活选取研究对象，运用特殊值法解决问题。

【教学建议】教学过程中，应加强学生对多种解题方法的训练，对共点力作用下的平衡问题，应用多种方法特别是极限法、特殊值法进行分析计算；加强推理能力训练，找到多个研究对象之间的联系，加强对非常规研究对象如非质点问题的训练等；对受力平衡进行拓展训练，如求倾角的最小值、圆柱的个数更多情况等。

17．位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜（FAST ）。通过FAST 测得水星与太阳的

视角为θ（水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角），如图所示。若最大视角的正弦值为k ，地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则水星的公转周期为

A

年

B

年 C

年

D

年 【答案】 C

【考查内容】本题以利用“中国天眼”观察水星为载体，主要考查万有引力定律及其应用。侧重考查推理能力，要求考生理解视角的定义，运用天体运动规律结合三角函数推理解决实际问题。体现运动观念、科学推理、STSE 等物理核心素养的考查，彰显中国正能量，渗透爱国主义教育，增强民族自豪感。

【试题分析】本题应先理解最大视角的定义，即此时观察者与水星的连线应与水星轨迹相切，由三角函数可得

sinθ= r 水r 地

，结合题中已知条件sinθ=k ，由万有引力提供向心力G mM r2= 4π2mr T2，联立可以解得C 正确；也可结合开普勒第三定理求解。若在运算过程中出错，可能错选A 或B ，若把最大视角错认为水星与太阳的连线垂直于观察者与太阳的连线时的视角，会错选D 。本题的解题关键是正确理解最大视角的定义，运用天体运动规律结合三角函数进行推理。

【教学建议】教学中要重视天体基本模型的教学，注重引导学生从匀速圆周运动的向心力、功能关系等不同角度理解问题，让学生深刻理解这种模型，更起到以点带面、建构知识框架的作用；教学应加强审题能力训练，引导学生理解题中“视角”的定义；引导学生理解并掌握有关天体围绕中心天体运动的动力学本质，了解有关天体运动中的基本常识，并会利用相关公式进行推理；加强天体运动相关问题的拓展变化，如木星的最大视角等。

18．我国对中微子的研究处于世界领先地位，大亚湾反应堆中微子实验工程获国家自然科学奖一等奖。太阳发生核

反应时会放出大量中微子及能量。假设太阳释放的能量是由“燃烧氢”的核反应1401214H He+2e+2v 提供，

式中v 为中微子，这一核反应平均每放出2个中微子相应释放28 MeV 的能量。已知太阳每秒约辐射2.8×1039 MeV 的能量，地球与太阳间的距离约为1.5×1011 m ，则地球表面与太阳光垂直的每平方米面积上每秒接收到中微子数目的数量级为

A ．1011

B ．1014

C ．1017

D ．1020

【答案】 B

【考查内容】本题以大亚湾反应堆中微子实验工程获国家自然科学奖一等奖为背景，主要考查核反应方程，结合能、质量亏损、聚变反应等知识。侧重考查应用数学处理物理问题的能力，要求考生理解物理模型，能进行估算。体现能量观念、模型建构与科学推理等物理核心素养的考查，彰显中国正能量，渗透爱国主义教育，增强民族自豪感。

【试题分析】由题中条件可算得太阳每秒放出2×2.8×103928

= 2×1039个中微子，中微子向四面八方辐射，成球面形状分布，地表上每平方米每秒可接收到的数目为2×10394πr 日地2 ≈ 7×1014，故B 正确。 【教学建议】教学中应加强建模能力训练，引导学生根据题意建立能量球形分布模型；加强数学运算能力的训练，特别是估算能力，可结合其他天体的有关数值进一步进行估算训练。

19．为了进一步探究课本中的迷你小实验，某同学从圆珠笔中取出轻弹簧，将弹簧一端固定在水平桌面上，另一端

套上笔帽，用力把笔帽往下压后迅速放开，他观察到笔帽被弹起并离开弹簧向上运动一段距离。不计空气阻力，忽略笔帽与弹簧间的摩擦，在弹簧恢复原长的过程中

A ．笔帽一直做加速运动

B ．弹簧对笔帽做的功和对桌面做的功相等

C ．弹簧对笔帽的冲量大小和对桌面的冲量大小相等

D ．弹簧对笔帽的弹力做功的平均功率大于笔帽克服重力做功的平均功率

【答案】 CD

【考查内容】本题以课本中迷你小实验为载体，主要考查位移、速度和加速度，功和功率，动量、动能定理及其应用等知识，侧重考查理解能力，要求考生理解力与运动的关系以及功、功率和冲量等概念。体现运动观念、相

互作用观念、能量观念与建立轻弹簧模型等物理核心素养的考查。

【试题分析】弹簧恢复原长的过程中，笔帽向上加速运动，弹簧压缩量减小，弹力减小，当弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，此后弹力小于重力，合力向下，加速度与速度反向，笔帽做减速运动，选项A 错误；笔帽向上运动，受到的弹力方向向上，力与位移同向，故弹力对笔帽作正功，重力方向向下，与位移反向，对笔帽做负功，由于笔帽动能增加，所以弹簧对笔帽做的功大于笔帽克服重力做的功，时间相同，根据功率的定义，选项D 正确；弹簧对桌面虽然有弹力，但没有位移，所以不做功，选项B 错误；由于轻弹簧质量不计，所以弹簧对桌面的弹力等于对笔帽的弹力，作用时间相同，冲量大小相等，选项C 正确。本题的解题关键是正确分析各过程的力与运动的关系，理解各物理概念、公式的确切含义以及适用条件。

【教学建议】教学应加强审题能力训练，引导学生理解题中“轻弹簧”的含义；教学中要注重引导学生理解物理概念如“功”“功率”“冲量”等；引导学生根据题意建立弹簧模型，对与弹簧相关问题的过程与状态分析应加强训练，要注意培养学生分析物体的运动过程中各物理量的变化的能力。对多过程运动相关的物理问题进行拓展变化，如运动对象离开弹簧后的过程研究、弹簧水平放置等。

20．如右图，空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场，一正方形闭合金属线框自磁场上方某处释放后穿过磁场，

整个过程线框平面始终竖直，线框边长小于磁场区域上下宽度。以线框刚进入磁场时为计时起点，下列描述线框所受安培力F 随时间t 变化关系的图中，可能正确的是

【答案】 BCD

【考查内容】本题以线框穿越磁场为情境，主要考查安培力、安培力的方向，匀强磁场中的安培力，楞次定律等知识。侧重考查推理能力，要求考生综合运用电磁感应的相关规律，在具体的物理过程中推理出安培力随时间变化的关系。体现运动观念、相互作用观念与科学推理等物理核心素养的考查。

【试题分析】线框受重力作用加速下落，进入与离开磁场时受到安培力作用。若安培力等于重力，线框做匀速运动，此时vm ＝mgR B2L2

，完全进入后只受重力，线框加速，刚要离开时的速度大于完全进入时的速度，故安培力大于重力，因此选项A 错误；若线框进入磁场时恰好重力等于安培力，完全进入后只受重力，线框加速，离开磁场时安培力大于重力，速度减小，故选项B 正确；若重力小于安培力，由 B2L2R

v - mg = ma 可知，线框做加速度减小的减速运动，安培力随速度的减小而减小，完全进入后只受重力，线框加速，离开磁场时安培力大于重力，速度减小，进入过程与离开过程可能安培力变化情况可能完全相同，故选项C 正确；若进入时重力大于安培力，由mg- B2L2R

v = ma ，则做加速度减小的加速运动，离开磁场时安培力大于重力，做加速度减小的减速运动，选项D

正确。

本题的解题关键是正确分析物理过程与状态，会结合图像进行定性分析和半定量分析推理判断。

【教学建议】教学应加强读图能力训练，引导学生如何从图中获取信息，关注图中的差异点；加强对学生结合图像进行分析推理的训练，会对涉及到力学、电磁学的多个概念和规律进行分析推理；还应将与线框穿越磁场的物理问题进行拓展变化，如速度－时间等图像与线框水平运动、受外力匀变速运动或不同的线框磁场边界等。

21．如图， M 、N 两点处于同一水平面，O 为M 、N 连线的中点，过O 点的竖直线上固定一根绝缘光滑细杆，杆

上A 、B 两点关于O 点对称。第一种情况，在M 、N 两点分别放置电量为+Q 和-Q 的等量异种点电荷，套在杆上带正电的小金属环从A 点无初速释放，运动到B 点；第二种情况，在M 、N 两点分别放置电量为+Q 的等量同种点电荷，该金属环仍从A 点无初速释放，运动到B 点。则两种情况中

A ．金属环运动到

B 点的速度第一种情况较大

B ．金属环从A 点运动到B 点所用的时间第一种情况较短

C ．金属环从A 点运动到B 点的过程中，动能与重力势能之和均保持不变

D ．金属环从A 点运动到B 点的过程中（不含A 、B 两点），在杆上相同位置的

速度第一

种情况较大

【答案】 BD

【考查内容】本题以带电体在两个等量电荷形成的电场中的运动为背景，主要考查静电场，电场线，电场强度、点电荷的场强、电势能、电势，动能和动能定理，功能关系，位移、速度和加速度等知识。侧重考查分析综合能力，要求考生对等量同种、异种电荷的空间电场分布情况有清晰的认识，综合分析带电金属环的受力和能量变化关系。体现物质观念、运动观念、能量观念与科学推理等物理核心素养的考查。

【试题分析】等量异种电荷连线的中垂线是等势线，带电金属环沿杆运动时电势能不变，重力势能转化为动能，金属环所受合力等于重力，做加速度等于重力加速度的匀加速直线运动；等量同种正电荷连线中垂线的中点电势O 最高，与中点O 距离越远，电势越低，A 、B 两点关于O 点对称，电势相等，金属环电势能相等，重力势能全部转化为动能，第一种情况与第二种情况在B 点的速度相等，故选项A 错误；由于到B 点前第二种情况的速度均比较小，所以运动时间比较长，故选项B 正确；等高处重力势能相等，但到B 点前第二种情况的速度均较小，所以动能与重力势能之和第二种情况均较小，故选项C 错误；第二种情况中金属环电场力先是阻力后是动力，结合到B 点时与第一种情况速度相等，所以选项D 正确。本题的解题关键是分清两种空间电场分布的异同点。

【教学建议】教学中应加强建模能力训练，引导学生根据题意建立电场模型，会画示意图；注重引导学生理解物理概念的定义、物理意义和产生条件等，注意培养学生的分析综合能力，使学生明确物体的运动形式是由物体的初始条件和受力情况共同决定的，从能量的观点去理解运动；应善于把与典型电场分布相关的物理问题进行拓展变化，如点电荷电场、杆水平放置、受外力作用在场中匀速运动等。

22．某同学利用图（a ）装置测定滑块与桌面间的动摩擦因数。实验中，钩码通过轻绳拉着滑块在水平桌面上做直线运动，钩码着地后滑块继续运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点。取钩码着地后滑块继续运动过程中对应的一段纸带，用刻度尺测出纸带上部分相邻计时点的间距如图（b ）。已知交流电源频率为50

Hz ，当地的重力加速度为9.80 m/s 2。回答下列问题： M

（1）打点时纸带的________（填“A ”或“B ”）端靠近滑块。 （2）滑块与桌面间的动摩擦因数为________。（结果保留3位有效数字）

（3）由实验测定的动摩擦因数________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

【答案】 （1）B （2）0.255 （3）大于

【考查内容】本题以“研究匀变速直线运动”学生分组实验为基础，测定动摩擦因数。主要考查匀变速直线运动、动摩擦因数、牛顿运动定律等知识。侧重考查实验能力，要求考生理解测定动摩擦因数实验的原理和方法，分析实验过程，处理实验数据，评价实验误差。体现了获取和处理数据、基于数据得出结论并作出解释等物理核心素养的考查。

【试题分析】滑块先做匀加速运动，后做匀减速运动。在匀减速运动过程，相同时间内两点间距离越来越小，故B 端靠近滑块；利用逐差法计算：a = (1.30+1.41) ×10-2-(1.10+1.20)×10-22×2×(0.02)2

m/s2 = 2.5 m/s2，钩码着地后滑块主要受滑动摩擦力而减速，由牛顿第二定律得μmg=ma ，故滑块与桌面间的动摩擦因数

μ = a g = 2.59.80

= 0.255 m/s2；滑块做匀减速运动时，除了受到桌面的摩擦力外，还受到纸带的阻力f 纸，由 μ真mg+f 纸=ma 知，μ＞μ真，即测定的动摩擦因数大于真实值。本题的解题关键是明确实验过程，利用逐差法处理纸带数据，并理解产生实验误差的原因。

【教学建议】教学中要注意引导学生理解实验原理和方法，明确实验过程，掌握利用逐差法处理数据的方法，会分析实验误差产生的原因，加强计算的准确性和有效数字的理解。

23．某同学要把电压表改装成可直接测量压力的仪表，设计的电路如图（a ）所示。实验器材如下：待改装电压表

（量程0 ~ 3 V ，可视为理想电压表），定值电阻R 0，压敏电阻R x ，电源（4 V ，内阻不计），开关S ，导线。选用的压敏电阻阻值R x 随压力F 变化的规律如图（b ）。

（1）实验中随着压力F 的增大，电压表的示数__________。（填“变大”“不变”或“变小”）

（2）为使改装后仪表的量程为0 ~ 160 N ，且压力160 N 对应电压表3 V 刻度，则定值电阻阻值R 0 =__________Ω，压力0 N 对应电压表__________V 刻度。

图（b ）

单位：cm

图（a ）

滑块

打点计时器 图（b ）

（3）他发现这样改装后的仪表压力刻度分布不均匀，想进一步把（2）中的压力刻度改成均匀分布，应选用另一压

敏电阻，其阻值R x 随压力F 变化的关系式为__________。

【答案】（1）变大 （2）240 1.5 （3） 102400240160x R F =-+

【考查内容】本题以“传感器的简单应用”实验为基础，理解改装电表原理。主要考查闭合电路欧姆定律、电阻的串联、并联等知识。主要考查实验能力，要求能把电压表改装成可直接测量压力的仪表的实验原理和方法，能运用已学过改装电表的原理和方法去处理新的问题，制定解决新问题的方案。体现设计实验与制订方案等物理核心素养的考查。

【试题分析】（1）根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数U = R0 R0 +Rx

E ，由图（b ）可知，压力越大Rx 越小，U 越大，故电压表的示数变大。（2）由图（b ）可知，当F1=160 N 时，Rx1=80 Ω，此时电压表的示数U1 =3 V ，由U1 = R0 R0 +Rx1E 得R0 = U1 E - U1Rx1 = 3×804 - 3

= 240 Ω；由图（b ）可知，当F2=0 N 时，Rx2=400 Ω，此时电压表的示数为U2 = R0 R0 +Rx2E = 4×240240 + 400

V = 1.5 V ，可见压力0 N 对应电压表1.5 V 刻度。（3）若选用图（b ）的压敏电阻，则Rx 与压力F 的关系式为Rx = 400-2F ，代入U =

R0 R0 +Rx E 可得U 与F 的关系式为U = 960 640-2F ，这样改装后的仪表压力刻度分布是不均匀的。为了使压力刻度分布均匀，则应另选用压敏电阻，而且仍然要满足量程为0 ~ 160 N ，F=0 N 标在1.5 V 刻度，F=160 N 标在3 V 刻度。由于电压表的电压刻度是均匀分布的，所以电压和压力一定要满足线性关系，设U =kF+b ，由F1=0 N 时、U1=1.5 V ，F2=160 N 时、U2=3 V 可得b=1.5，k = 3320

，又U = R0 R0 +Rx E = 960240 +Rx

，解得102400240160x R F =-+。本题的解题关键是会根据闭合电路欧姆定律结合图像进行分析，理解压力表的改装原理，明确电压表读数和压力大小成线性关系的数学表达形式，能解出正确的结果。

【教学建议】教学应在认真做好学生分组实验“练习使用多用电表”和“传感器的简单使用”的基础上，着重引导学生理解实验原理和方法，促进实验原理和方法迁移能力的提升，同时注重数学知识在解决实验相关问题中的应用。

24．高空杂技表演中，固定在同一悬点的两根长均为L 的轻绳分别系着男、女演员，他们在同一竖直面内先后从不

同高度相向无初速摆下，在最低点相拥后，恰能一起摆到男演员的出发点。已知男、女演员质量分别为M 、m ，

女演员的出发点与最低点的高度差为L 2

，重力加速度为g ，不计空气阻力，男、女演员均视为质点。 （1）求女演员刚摆到最低点时对绳的拉力大小。

（2）若两人接着从男演员的出发点一起无初速摆下，到达最低点时男演员推开女演员，为了使女演员恰能回到其最初出发点，男演员应对女演员做多少功？

【答案】（1）2mg （2）W = 2Mm(M + m)(2M + m)2

gL 【考查内容】本题以杂技表演实际情境为背景，主要考查重力做功与重力势能，动能和动能定理，功能关系、

机械能守恒定律及其应用，匀速圆周运动的向心力，牛顿运动定律及其应用，动量守恒定律及其应用等知识。侧重考查推理能力和分析综合能力，要求考生能够根据杂技表演实际情境建立物理模型，能够对男女演员的运动过程进行具体分析和推理，弄清最低点时的受力情况、运动情况和满足动量守恒条件，会把各个过程满足的规律正确表达出来，并能运用数学知识运算得到正确结果。体现圆周运动观念、构建碰撞模型和科学推理等物理核心素养的考查。

【试题分析】本题求解需先根据试题描述的实际问题情境构建物理模型，画出示意图如图。

（1）明确研究对象及过程，女演员从初始位置到最低点的过程，满

足机械能守恒mg L 2 = 12

mv12，可求出最低点的速度大小，在最低点时，对女演员受力分析，由牛顿第二定律F-mg = m v12L

可求得轻绳对女演员的拉力大小，再根据牛顿第三定律，可求得结果。考生易犯错误是受力分析对象不明确，认为轻

绳对女演员的拉力就是女演员对轻绳的拉力。 （2）男演员从初始位置摆至最低点的过程，满足机械能守恒Mgh = 12

Mv22；男、女演员在最低点相拥后获得共同速度，水平方向满足动量守恒mv1-Mv2 = (m+M)v3；他们一起以相同速度摆到男演员的出发点，该过程机械能

守恒 (m+M)gh = 12

(m+M)v32；他们再一起从男演员的出发点摆至最低点的过程，仍满足机械能守恒，可求得两人一起摆回最低点的速度大小仍为v2 ；男演员在最低点推开女演员，女演员恰能摆回初始位置仍满足mg L 2 = 12

mv12，此过程男演员对女演员做的功W = 12mv12 - 12

mv22，联立以上各式可求得结果。考生求解（2）问的易错点是过程分析混乱，不能独立分析每个过程并进行综合。本题的解题关键是明确不同研究对象、不同物理过程、以及不同过程满足的物理规律，清晰不同研究对象、不同物理过程对应的物理量。

【教学建议】教学中要加强从物理情境中构建物理模型、画出示意图的习惯培养；加强审题能力培养，注重研究对象的受力分析、状态分析和过程分析等。引导学生深刻理解物理原理、规律的适用条件。还要注意拓展学生思维，可以提出以下问题：男、女演员在最低点相拥过程两人组成的系统损失了多少机械能？男演员推开女演员后可以摆到的最高点在哪里？男演员推开女演员后，两人组成的系统所增加的能量是由什么能转化而来的？通过这种拓展训练来提高学生分析综合能力。

25．光电倍增管可将光信号转化为电信号并逐级放大，其前两个平行倍增极结构如图。当频率为ν的入射光照射到

第1倍增极的上表面MN 时，极板上表面逸出大量速率不同、沿各个方向运动的光电子，空间加上垂直纸面的匀强磁场，可使从MN 逸出的部分光电子打到第2倍增极的上表面PQ 。已知第1倍增极金属的逸出功为W ，

两个倍增极长度均为d

，竖直间距为3

d ，光电子电量为

e 、质量为m ，普朗克常量为h ，仅考虑光电子在纸面内运动且只受洛伦兹力作用。

（1）求从MN 上逸出的光电子的最大速率。

最低点

（2）若以最大速率、方向垂直MN 逸出的光电子可以全部到达PQ ，求磁感应强度的大小和方向。

（3）若保持（2）中的磁场不变，关闭光源后，发现仍有光电子持续击中PQ ，求关闭光源后光电子持续击中PQ 的时间。

【答案】（1）2(h ν-W)m （2）2m(h ν-W)de ，垂直纸面向内（3）5πd 3m 2(h ν-W) 【考查内容】本题以光电倍增管为情境，主要考查光电效应，洛伦兹力，匀速圆周运动的向心力，带电粒子在匀强磁场中的运动等知识。侧重考查理解能力、应用数学处理物理问题的能力，要求考生根据题意描绘光电子的运动轨迹，运用几何图形、数学关系式进行分析和表达。体现圆周运动观念，模型建构，STSE 等物理核心素养的考查。 【试题分析】（1）深度阅读理解题意，可知入射光照射到第1倍增极上表面时发生光电效应，由爱因斯坦光电

效应方程hν = W + 12

mvm2，可求得逸出的光电子的最大速率。 （2）若以最大速率、方向垂直MN 逸出的光电子可以全部到达PQ ，则从M 点出来的光电子应到达P 点，从N 点出来的光电子应到达Q 点，MN 极板上各点与PQ 极板上各点一一对应，所有轨迹均相同。是带电粒子在匀强磁场中运动的问题，其基本思想是洛伦兹力提供向心力，基本方法是找圆心求半径，由牛顿第二定律得evmB = m vm2r

，结合几何图形可求得结果，磁场方向可由左手定则判定。 （3）由于关闭光源前已有大量光电子在持续前往第2倍增极的路上，所以关闭光源后的一段时间，仍有光电子击中第2倍增极，因此“关闭光源后光电子持续击中PQ 的时间”对应的是光电子从MN 到达PQ 的最长时间，最长时间对应的是轨迹圆心角最大的情况：当速率为最大时，对应的圆轨迹与PQ 相切时圆心角最大。需要进一步判断最大速度对应的轨迹圆能否与PQ 相切，发现轨迹不能与PQ 相切（切在NP 的连线上），故从N 端以最大速率逸出并击中P 端的光电子的圆弧轨迹圆心角最大（优弧对应的圆心角），所对应的时间最长。本题的解题关键是理解题意，“关闭光源后PQ 持续接收光电子的时间”即为光电子在磁场中运动的最长时间，建立粒子在磁场中运动的轨迹模型，并利用几何方法找出相应圆心和半径进行求解。

【教学建议】教学中应加强新情境问题的审题训练，灵活运用几何关系找带电粒子在匀强磁场做匀速圆周运动的圆心和半径，进一步培养应用数学处理物理问题的能力，提升学生解决物理问题的关键能力。关于带电粒子在有界磁场运动问题，可以在本题的基础上进行拓展，设计多种边界问题让学生进行变式训练，如矩形边界、圆形边界，

第

2倍增极

或设定轨迹求解边界范围等。

（1）下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A ．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

B ．杯中的茶水慢慢冷却，该过程中有的水分子的运动速率反而增大了

C ．清晨时阳光透过窗户射入房间，观察到空中飞舞的粉尘在做布朗运动

D ．在南方的梅雨季节，湿衣服较不容易晾干，这是相对湿度较大的缘故

E ．空调可以把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外而不引起其他变化

【答案】 ABD

【考查内容】本题以选择题的形式，主要考查液晶，气体分子运动速率的统计分布，分子动理论的基本观点，相对湿度，热力学第二定律等知识。侧重考查考生的理解能力，要求考生根据所学物理知识解释日常生产和生活中有关的热学现象，会用概念、规律对物理现象进行正确解释。体现微观粒子运动观念、STSE 等物理核心素养的考查。

【试题分析】液晶具有液态时呈现各向同性、固态时呈现晶体各向异性的特点，液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，选项A 正确；根据麦克斯韦速率分布规律，当温度降低时，大部分液体分子的速率减小，但个别分子的速率可能增大了，选项B 正确；空中飞舞的粉尘的运动是由于气流作用引起的宏观表现，不是布朗运动，选项C 错误；在南方的梅雨季节，空气中的相对湿度较大，蒸发变慢，湿衣服较不容易晾干，选项D 正确；根据热力学第二定律，空调把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外需要消耗电能，选项E 错误。本题的解题关键是能准确理解热学中的基本概念和定律的确切含义，联系实际、学以致用解释相关的热现象。

【教学建议】在教学中，要立足于基础，注意指导学生研读课本，深刻理解概念、规律的确切含义，联系实际，关注热学在气象学、环境科学、新能源等方面的广泛应用，达到拓展视野、了解社会、关注环境、重视应用的目的。

（2）某兴趣小组受“蛟龙号”的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图，导热性能良好的气缸I 、II 内径相同，长度均为L ，内部分别有轻质薄活塞A 、B ，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，气缸I 左端开口。外界大气压强为p 0，气缸I 内通过A 封有压强为p 0的气体，气缸II 内通过B 封有压强为2p 0的气体，一细管连通两气缸，初始状态A 、B 均位于气缸最左端。该装置放入水下后，通过A 向右移动的距离可测定水的深度。已知p 0相当于10 m 高的水产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求：

（i ） 当A 向右移动4L 时，水的深度h ；

（ii ）该深度计能测量的最大水深h m 。

【答案】（i ）3.33 m （ii ）20 m

【考查内容】本题以“蛟龙号”为背景，主要考查理想气体、气体实验定律等知识。侧重考查考生的分析综合能力，要求考生将实际问题转化成物理模型后，灵活选择研究对象，应用气体实验定律分析理想气体的等温变化过程。体现物理观念、模型建构等物理核心素养的考查。

【试题分析】由题意可知，在整个过程中，由于水温保持不变，气缸导热性能良好，因此I 、Ⅱ内气体的变化过程是等温变化过程。

第（i ）问中当A 向右移动4L 时，要考虑B 是否发生移动，可以采用假设判断。设B 不移动，对I 内气体，由玻意耳定律得0134p SL p SL = 可知B 不动。水面下h 深处的压强p1等于大气压强与水压强之和，由gh p p ρ+=01 可求得水的深度h 。

第（ii ）问中该装置放入水下后，由于水的压力A 向右移动，I 内气体压强逐渐增大，当压强增大到大于2 p0后B 开始向右移动，当A 恰好移动到缸底时所测深度最大，此时原I 内气体全部进入Ⅱ内。设B 向右移动x 距离，两部分气体压强均为p2，对原I 内气体有02p SL p Sx =，对原II 内气体有()022p SL p S L x =-，水面下hm 深处的压强p2等于大气压强与水压强之和，由m gh p p ρ+=02可求得最大水深hm 。本题的解题关键是正确选择研究对象，分析气体所处状态各物理量之间的关系。

【教学建议】教学中，加强对学生综合分析能力的培养，要注重引导学生在真实的情景中构建正确的物理模型，正确选择研究对象，对气体在不同状态下进行各物理量的分析和受力分析，灵活应用气体实验定律求解。对液体内部压强的计算要予以关注，如液柱产生的压强gh p ρ=、考虑大气压强时为

gh p p ρ+=0；对变质量的气体状态变化

问题也要予以关注。

（1）下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A ．根据爱因斯坦的相对论可判断物体的质量与运动快慢无关

B ．简谐机械波的频率等于单位时间内经过介质中一点的完全波的个数

C ．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制

D ．偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向（也称透振方向）的夹角从0?增大到90?的过程中，透过的光的强度越来越弱

E ．赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在

【答案】 BDE

【考查内容】本题以选择题的形式，主要考查狭义相对论的基本假设，机械波，频率的关系，电磁波的产生，电磁波的发射、传播和接收，光的偏振现象等知识。侧重考查理解能力，要求考生能够熟悉、理解相对论的质速关系、机械波的频率概念、赫兹实验的原理及现象、调制的概念、光的偏振实验现象等，并能做出正确的判断。体现运动观念、相互作用观念、STSE 等物理核心素养的考查。

【试题分析】根据爱因斯坦的相对论可判断高速运动的物体的质量与运动快慢有关，选项A 错误；机械波在传播过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移，介质中的质点每经过一个完全波时完成一

次全振动，故单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列波的频率，选项B 正确；在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，选项C 错误；从实验现象可知，偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向（也称透振方向）的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱，选项D 正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础，选项E 正确。

【教学建议】在教学中，要立足于基础，重视指导学生研读课本，准确理解基本概念和规律的内涵，关注物理实验和物理学史。

（2）如图，某同学想把剖面MON 为等腰三角形的玻璃砖加工成“玻璃钻石”送给妈妈。已知顶角∠MON = 2θ，该玻璃折射率n = 2。现有一光线垂直MN 边入射。

（i ）为了使该光线在OM 边和ON 边都能发生全反射，求θ的取值范围。

（ii ）若θ = 42°，试通过计算说明该光线第一次返回MN 边能否射出。

【答案】 （i ）40°≤θ≤60°（ii ）可以射出 【考查内容】本题以运用所学知识制作送给母亲的礼物“玻璃钻石”为背景，主要考查全反射、光的折射定律等知识。侧重考查分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，要求考生根据发生全反射的条件，准确画出光路图，能结合数学知识进行分析、推理，找到满足题设要求的条件。体现光的折射、全反射现象的物理观念、科学思维等物理核心素养的考查，同时渗透中华优秀传统文化教育，彰显立德树人。

【试题分析】第（i ）问中，正确理解全反射、临界角的概念，根据题意画出光路图（如图）。当光线入射到玻

璃砖的内表面（OM 、ON ）上恰好发生全反射时需满足sinC = 1n = 12，临界角 C=30°；由几何关系可得光线入射到OM 边、ON 边的入射角分别为90°

－θ、3θ－90°，要发生全反射应满足 90°－θ ≥C 、3θ－90°≥C ，综合两式得

40°≤θ≤60°。 第（ii ）问中要判断该光线第一次返回MN 边能否射出，必须找出该光线第一次返回MN 边的入射角，若入射角小于临界角，可以射出，反之不能射出；画出该光线第一次返回MN 边时的光路图，由几何关系可得在MN 边入射角为180°－4θ；若θ = 42°，则180°－4θ＜C ，所以该光线第一次返回MN 边可以射出。

本题的解题关键是理解发生全反射的条件并分析推理，以及画出准确的光路图并根据几何知识正确找到光线在OM 边、ON 边和MN 边入射角与θ的对应关系。

【教学建议】教学中要引导学生正确理解折射定律和全反射条件，重视画光路图的训练，加强运用几何知识解决光学问题的能力。

N

-4θ N