期末复习冲刺11（期末模拟试题二）-2023-2024学年高二物理下期期末复习冲刺专题训练（人教版2019）

2023-2024学年度高二物理下期期末模拟试题二 满分100分；考试时间：90分钟 命题范围：电磁学、机械振动、机械波、近代物理、光学、热学。 题型：8（单选）+4（多选）+2（实验）+4（计算）难度：适中 （精选各地最新试题，每个题型都有备选试题(标红)，供大家根据学情灵活选用） 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题 共40分） 一、单选题（每题3分，共24分） 1．下列说法正确的是（　　） A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大 B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应 C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大 D．遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短 2．下列说法正确的是（　　） A．图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长 B．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a一定是非晶体，b一定是晶体 C．图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较低的方向移动 D．图丁光电效应实验中滑动变阻器的触头向右移动，电流表的示数一定增大 3．如图所示，带电小球甲固定在光滑绝缘的水平桌面上F点，带电小球乙在该桌面上绕小球甲做椭圆运动，A、B两点为该椭圆长轴的两端点，两小球均可视为点电荷，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两小球的电性相同 B．小球乙从B点运动到A点过程中，其电势能一直减少 C．该椭圆轨迹为小球甲的等势线 D．F点一定为该椭圆的焦点 4．如图甲所示，真空中两正点电荷M、N固定在x轴上，其中M位于坐标原点，和两点将M、N之间的线段三等分。一质量为m、电荷量为q（q远小于M、N的电荷量）的带正电微粒P仅在电场力作用下，以大小为的初速度从处沿x轴正方向运动。取无穷远处的电势为零，P在M、N间由于受到M、N的电场力作用而具有的电势能随位置x变化的关系图像如图乙所示，图乙中，均已知，且在处图线的切线水平。下列说法正确的是（　　） A．与两点间的电势差 B．P运动到处时加速度可能不为零 C．M、N电荷量的大小关系为 D．P在M，N间运动过程中的最大速度 5．一折射率为的均匀透明介质OABC由三棱柱OAB和圆柱体OBC组成，其竖直截面如图所示，。，点M为AB上的点，且。，一束与底边AC平行的单色光从M点进入介质，已知光在真空中的传播速度为c。则（　　）  A．发生全反射的临界角为 B．光束恰好经过圆心O点，并从O点射出透明介质 C．光束在透明介质中传播的时间 D．光束在透明介质中传播的时间 6．“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示，其中太阳能电池电动势，内阻未知，电动机线圈电阻，电热丝定值电阻。当火星车正常行驶时，电动机两端电压，电热丝消耗功率。则（　　）     A．火星车正常行驶时，通过电热丝电流为 B．太阳能电池的内阻为 C．若电动机的转子被卡住，电热丝消耗的功率为 D．火星车正常行驶时，电动机的效率为 7．如图，电源电动势，内阻，电阻箱初始电阻值，定值电阻，，电容器电容。当开关闭合时，电容器内的带电微粒恰好处于静止状态。则（    ） A．变大，带电微粒将向下加速运动 B．变大，上的功率可能增大 C．电容器两极板距离增大时，电流表的电流方向从到 D．开关由闭合到断开，通过电流表的电荷量为 8．某航空爱好者利用所学知识设计了一个在地球上回收返回舱的电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓返回舱和地面间的冲击力。如图甲所示，在返回舱的底盘安装有均匀对称的4台电磁缓冲装置，每台电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨、。导轨内侧，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后，滑块K立即停下，不反弹。此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。返回舱质量为m，地球表面的重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。则以下说法正确的是（　　） A．滑块K的线圈中最大感应电流的大小 B．若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中通过的电量 C．若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中产生的焦耳热是 D．若要使缓冲滑块K实现缓冲，且缓冲时间约为t，则缓冲装置中的光滑导轨PQ和MN长度至少 二、多选题（每题4分，少选得2分，共16分） 9．关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中只提高加速器的加速电压，粒子射出的最大动能变大 B．乙图中质谱仪可以区分同位素 C．丙图中霍尔元件载流子为电子，加上如图所示电流和磁场时 D．丁图中能被速度选择器筛选出的粒子速度都相等 10．如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里的匀强磁场．a、b两个带电粒子以相同的速率从M点沿着直径MON方向垂直射入磁场，运动轨迹如图所示，并从P、Q两点离开．已知P、Q、O（圆心）三点共线，直径MON、POQ夹角为θ=60°（如图），不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．a、b粒子轨迹半径之比为1：3 C．a、b粒子在磁场中运行时间之比为2：3 D．a、b粒子的比荷之比为1：3 11．如图甲所示，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸里。设法让气缸中的气体经历A→B→C→D的变化，气体的压强与摄氏温度的关系如图乙中实线所示。图中O为坐标原点，A在p轴上，，，轴，BA的延长线经过，CD的延长线经过O。关于气体各个阶段的情况，下列说法正确的是（　　） A.A→B和C→D气体都做等容变化 B．从C到D，气体的分子数密度逐渐减小 C．从B到C，气体从外界吸收热量 D．从A到D全过程，外界对气体做正功 12．如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器，原、副线圈的匝数比为，已知，的最大阻值为，现将滑动变阻器的滑片从最上端向下滑动，下列说法正确的是（    ） A．电压表示数变大，电流表示数变大 B．电的输出功率变大 C．当时，电流表的示数为 D．当时，获得的功率最大 三、实验题（共16分） 13．（6分）如图甲所示，图中阴影部分ABC为透明材料制成的柱形光学元件的横截面，AC为半径为R的圆弧，某实验小组为测量该光学元件的折射率，先通过作图确定了圆弧圆心O的位置。请回答下面问题： (1)实验小组先在O处插一枚大头针，然后在线段OB和OC之间某一位置插大头针，在BC边右侧任意位置观察，发现都无法挡住，原因是 ，若要在BC边右侧观察到挡住，应将向 边方向移动（选填“OB”或“OC”）； (2)该小组经过讨论，重新设计了实验方案，进行了如下操作： ①在O处插大头针，在BC边右侧合适位置插大头针，调整观察角度，再插上大头针，使把和都挡住； ②画出元件边界，作出图乙所示光路图，以、连线与BC边交点为圆心作圆，分别过圆与直线和的交点作BC边的垂线，垂足分别为、； ③用刻度尺测出线段和的长度分别为、，则该元件的折射率n= ； (3)若测得该元件的折射率n=2，在O处固定一点光源，只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射向圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，则这部分光照射到圆弧AC上的弧长为 。 14．（10分）最近，研究人员研发出一种可广泛用于笔记本电脑、手机等电子产品的新型锂电池。为测量该新型锂电池的电动势和内阻，除开关和导线若干外，实验室还提供以下器材： A．待测电池（电动势约为，内阻约为） B．电流表A（量程为，内阻） C．电阻箱（最大阻值为） D．定值电阻（阻值为） (1) 因所给电流表的量程过小，利用定值电阻对电流表A改装后进行实验，则电流表A改装后的量程 为 A，请在图甲中的虚线框内画出电路图，并在图中标出选用的器材的符号 。 (2)连接好电路，闭合开关，调节电阻箱，记录多组电阻箱的阻值和电流表A的示数，作出图像，如图乙所示，则该电池的电动势 V，内阻 。 (3)实验中得到的某灯泡的伏安特性曲线如丙图所示，如果将两个相同的灯泡串联后再与该新型锂电池连接，那么每个灯泡消耗的实际功率为 W（结果保留三位有效数字）。 四、解答题 15．（8分）重庆夏季天气非常炎热，上午某间厂房的温度是，气体压强为一个标准大气压强。正午时分，室内温度升至。假设厂房气密性良好，室内气体可视为理想气体，取，大气压强保持不变。 （1）求正午时分室内气体的压强； （2）温度升至后，打开窗户通气。若室内温度恒为，求开窗前后室内空气质量之比。 16.（8分）如图甲所示，太空舱内的弹簧振子沿y轴自由振动，沿x轴方向有一轻质长绳与弹簧振子相连。弹簧振子振动后；长绳某时刻（记为时刻）形成的波形如图乙中实线所示，虚线为时刻长绳的波形。P点为处的质点。已知弹簧振子周期T的大小满足，求： （1）长绳波的波速大小； （2）质点P的振动方程。 17．（12分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第四象限存在与y轴正方向成37°角的匀强电场。一质量为m、带电荷量为q的粒子（不计重力）从y轴负半轴上的M点以某一速度进入第三象限，经x轴负半轴上的N点进入磁场，经过一段时间，粒子运动到x轴正半轴上的P点，然后逆着电场线运动到M点，且到达M点时速度刚好为0，已知M、P两点间的电势差为U，粒子从P点运动到M点的时间为，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）粒子在P点时的速度大小以及M、P两点间的距离； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）粒子从M点出发到回到M点的时间。 18．（16分）如图所示，上方的平行金属导轨与间距为，下方的金属导轨由圆弧导轨、与水平导轨、平滑连接而成，上方导轨和下方导轨没有连接在一起，圆弧导轨与的圆心角为、半径为，与的间距，与的间距，与的高度差为。导轨、左端接有的电阻，导轨与间的圆弧区域内没有磁场，平直部分存在宽度为、磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场；圆弧导轨与的区域内没有磁场，平直部分右侧存在磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场（图中没有画出），导体棒a质量为，棒a接在电路中的电阻；导体棒b质量为，棒b接在电路中的电阻。导体棒a从距离导轨、平直部分处静止释放，恰好沿圆弧轨道与的上端切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑；导体棒b最初静止在水平导轨与上。重力加速度：，不计导轨电阻、一切摩擦及空气阻力。求： （1）导体棒a刚进入磁场时电阻R的电流大小和方向； （2）的大小； （3）导体棒b从静止开始到匀速运动的过程中，导体棒b上产生的焦耳热。（导轨与、与均足够长，导体棒a只在导轨与上运动）    【备选试题1】如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：  ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）实验过程中，下列说法错误的有哪些 。 A．必须测出注射器内封闭气体的质量 B．压强和体积的测量必须采用国际制单位 C．推拉活塞时，手可以握住注射器气体部分 D．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 （2）由于在实验中未考虑软管中气体的体积，实验结果有一定的误差，此误差属于 （选填“系统误差”或“偶然误差”）；丙同学实验时缓慢推动活塞压缩气体，记录4组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。绘出的关系图像应是 。 A．     B．      C．     D．   【备选试题2】．如图所示，在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做功为零。已知电场的方向与直角三角形。所在的平面平行，AB长10cm，BC长20cm，不考虑重力作用。求： （1）A、B两点间的电势差； （2）电场强度大小及方向； （3）若将上述电荷以某一速度从C点沿CB方向抛出，电荷恰好通过A点，求从C点抛出的初动能。 【备选试题3】如图甲所示，在真空坐标系中，第二象限内有一有界匀强电场，现将质量为、电荷量为的带正电粒子在处由静止释放，粒子经电场加速距离d，最后以速度大小为、方向与轴负方向的夹角为从坐标原点进入区域。从粒子通过点开始计时，区域的磁感应强度随时间的变化关系始终如图乙所示，规定当磁场方向垂直平面向里时磁感应强度为正。已知，不计粒子重力及运动时的电磁辐射。求： （1）匀强电场场强； （2）粒子从坐标原点第次经过轴到第次经过轴的时间； （3）粒子第次经过轴时的坐标。 答案第2页，共10页 答案第1页，共10页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年度高二物理下期期末模拟试题二 满分100分；考试时间：90分钟 命题范围：电磁学、机械振动、机械波、近代物理、光学、热学。 题型：8（单选）+4（多选）+2（实验）+4（计算）难度：适中 （精选各地最新试题，每个题型都有备选试题(标红)，供大家根据学情灵活选用） 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题 共40分） 一、单选题（每题3分，共24分） 1．下列说法正确的是（　　） A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大 B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应 C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大 D．遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短 2．下列说法正确的是（　　） A．图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长 B．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a一定是非晶体，b一定是晶体 C．图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较低的方向移动 D．图丁光电效应实验中滑动变阻器的触头向右移动，电流表的示数一定增大 3．如图所示，带电小球甲固定在光滑绝缘的水平桌面上F点，带电小球乙在该桌面上绕小球甲做椭圆运动，A、B两点为该椭圆长轴的两端点，两小球均可视为点电荷，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两小球的电性相同 B．小球乙从B点运动到A点过程中，其电势能一直减少 C．该椭圆轨迹为小球甲的等势线 D．F点一定为该椭圆的焦点 4．如图甲所示，真空中两正点电荷M、N固定在x轴上，其中M位于坐标原点，和两点将M、N之间的线段三等分。一质量为m、电荷量为q（q远小于M、N的电荷量）的带正电微粒P仅在电场力作用下，以大小为的初速度从处沿x轴正方向运动。取无穷远处的电势为零，P在M、N间由于受到M、N的电场力作用而具有的电势能随位置x变化的关系图像如图乙所示，图乙中，均已知，且在处图线的切线水平。下列说法正确的是（　　） A．与两点间的电势差 B．P运动到处时加速度可能不为零 C．M、N电荷量的大小关系为 D．P在M，N间运动过程中的最大速度 5．一折射率为的均匀透明介质OABC由三棱柱OAB和圆柱体OBC组成，其竖直截面如图所示，。，点M为AB上的点，且。，一束与底边AC平行的单色光从M点进入介质，已知光在真空中的传播速度为c。则（　　）  A．发生全反射的临界角为 B．光束恰好经过圆心O点，并从O点射出透明介质 C．光束在透明介质中传播的时间 D．光束在透明介质中传播的时间 6．“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示，其中太阳能电池电动势，内阻未知，电动机线圈电阻，电热丝定值电阻。当火星车正常行驶时，电动机两端电压，电热丝消耗功率。则（　　）     A．火星车正常行驶时，通过电热丝电流为 B．太阳能电池的内阻为 C．若电动机的转子被卡住，电热丝消耗的功率为 D．火星车正常行驶时，电动机的效率为 7．如图，电源电动势，内阻，电阻箱初始电阻值，定值电阻，，电容器电容。当开关闭合时，电容器内的带电微粒恰好处于静止状态。则（    ） A．变大，带电微粒将向下加速运动 B．变大，上的功率可能增大 C．电容器两极板距离增大时，电流表的电流方向从到 D．开关由闭合到断开，通过电流表的电荷量为 8．某航空爱好者利用所学知识设计了一个在地球上回收返回舱的电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓返回舱和地面间的冲击力。如图甲所示，在返回舱的底盘安装有均匀对称的4台电磁缓冲装置，每台电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨、。导轨内侧，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后，滑块K立即停下，不反弹。此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。返回舱质量为m，地球表面的重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。则以下说法正确的是（　　） A．滑块K的线圈中最大感应电流的大小 B．若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中通过的电量 C．若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中产生的焦耳热是 D．若要使缓冲滑块K实现缓冲，且缓冲时间约为t，则缓冲装置中的光滑导轨PQ和MN长度至少 二、多选题（每题4分，少选得2分，共16分） 9．关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中只提高加速器的加速电压，粒子射出的最大动能变大 B．乙图中质谱仪可以区分同位素 C．丙图中霍尔元件载流子为电子，加上如图所示电流和磁场时 D．丁图中能被速度选择器筛选出的粒子速度都相等 10．如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里的匀强磁场．a、b两个带电粒子以相同的速率从M点沿着直径MON方向垂直射入磁场，运动轨迹如图所示，并从P、Q两点离开．已知P、Q、O（圆心）三点共线，直径MON、POQ夹角为θ=60°（如图），不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．a、b粒子轨迹半径之比为1：3 C．a、b粒子在磁场中运行时间之比为2：3 D．a、b粒子的比荷之比为1：3 11．如图甲所示，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸里。设法让气缸中的气体经历A→B→C→D的变化，气体的压强与摄氏温度的关系如图乙中实线所示。图中O为坐标原点，A在p轴上，，，轴，BA的延长线经过，CD的延长线经过O。关于气体各个阶段的情况，下列说法正确的是（　　） A.A→B和C→D气体都做等容变化 B．从C到D，气体的分子数密度逐渐减小 C．从B到C，气体从外界吸收热量 D．从A到D全过程，外界对气体做正功 12．如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器，原、副线圈的匝数比为，已知，的最大阻值为，现将滑动变阻器的滑片从最上端向下滑动，下列说法正确的是（    ） A．电压表示数变大，电流表示数变大 B．电的输出功率变大 C．当时，电流表的示数为 D．当时，获得的功率最大 三、实验题（共16分） 13．（6分）如图甲所示，图中阴影部分ABC为透明材料制成的柱形光学元件的横截面，AC为半径为R的圆弧，某实验小组为测量该光学元件的折射率，先通过作图确定了圆弧圆心O的位置。请回答下面问题： (1)实验小组先在O处插一枚大头针，然后在线段OB和OC之间某一位置插大头针，在BC边右侧任意位置观察，发现都无法挡住，原因是 ，若要在BC边右侧观察到挡住，应将向 边方向移动（选填“OB”或“OC”）； (2)该小组经过讨论，重新设计了实验方案，进行了如下操作： ①在O处插大头针，在BC边右侧合适位置插大头针，调整观察角度，再插上大头针，使把和都挡住； ②画出元件边界，作出图乙所示光路图，以、连线与BC边交点为圆心作圆，分别过圆与直线和的交点作BC边的垂线，垂足分别为、； ③用刻度尺测出线段和的长度分别为、，则该元件的折射率n= ； (3)若测得该元件的折射率n=2，在O处固定一点光源，只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射向圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，则这部分光照射到圆弧AC上的弧长为 。 14．（10分）最近，研究人员研发出一种可广泛用于笔记本电脑、手机等电子产品的新型锂电池。为测量该新型锂电池的电动势和内阻，除开关和导线若干外，实验室还提供以下器材： A．待测电池（电动势约为，内阻约为） B．电流表A（量程为，内阻） C．电阻箱（最大阻值为） D．定值电阻（阻值为） (1) 因所给电流表的量程过小，利用定值电阻对电流表A改装后进行实验，则电流表A改装后的量程 为 A，请在图甲中的虚线框内画出电路图，并在图中标出选用的器材的符号 。 (2)连接好电路，闭合开关，调节电阻箱，记录多组电阻箱的阻值和电流表A的示数，作出图像，如图乙所示，则该电池的电动势 V，内阻 。 (3)实验中得到的某灯泡的伏安特性曲线如丙图所示，如果将两个相同的灯泡串联后再与该新型锂电池连接，那么每个灯泡消耗的实际功率为 W（结果保留三位有效数字）。 四、解答题 15．（8分）重庆夏季天气非常炎热，上午某间厂房的温度是，气体压强为一个标准大气压强。正午时分，室内温度升至。假设厂房气密性良好，室内气体可视为理想气体，取，大气压强保持不变。 （1）求正午时分室内气体的压强； （2）温度升至后，打开窗户通气。若室内温度恒为，求开窗前后室内空气质量之比。 16.（8分）如图甲所示，太空舱内的弹簧振子沿y轴自由振动，沿x轴方向有一轻质长绳与弹簧振子相连。弹簧振子振动后；长绳某时刻（记为时刻）形成的波形如图乙中实线所示，虚线为时刻长绳的波形。P点为处的质点。已知弹簧振子周期T的大小满足，求： （1）长绳波的波速大小； （2）质点P的振动方程。 17．（12分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第四象限存在与y轴正方向成37°角的匀强电场。一质量为m、带电荷量为q的粒子（不计重力）从y轴负半轴上的M点以某一速度进入第三象限，经x轴负半轴上的N点进入磁场，经过一段时间，粒子运动到x轴正半轴上的P点，然后逆着电场线运动到M点，且到达M点时速度刚好为0，已知M、P两点间的电势差为U，粒子从P点运动到M点的时间为，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）粒子在P点时的速度大小以及M、P两点间的距离； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）粒子从M点出发到回到M点的时间。 18．（16分）如图所示，上方的平行金属导轨与间距为，下方的金属导轨由圆弧导轨、与水平导轨、平滑连接而成，上方导轨和下方导轨没有连接在一起，圆弧导轨与的圆心角为、半径为，与的间距，与的间距，与的高度差为。导轨、左端接有的电阻，导轨与间的圆弧区域内没有磁场，平直部分存在宽度为、磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场；圆弧导轨与的区域内没有磁场，平直部分右侧存在磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场（图中没有画出），导体棒a质量为，棒a接在电路中的电阻；导体棒b质量为，棒b接在电路中的电阻。导体棒a从距离导轨、平直部分处静止释放，恰好沿圆弧轨道与的上端切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑；导体棒b最初静止在水平导轨与上。重力加速度：，不计导轨电阻、一切摩擦及空气阻力。求： （1）导体棒a刚进入磁场时电阻R的电流大小和方向； （2）的大小； （3）导体棒b从静止开始到匀速运动的过程中，导体棒b上产生的焦耳热。（导轨与、与均足够长，导体棒a只在导轨与上运动）    【备选试题1】如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：  ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）实验过程中，下列说法错误的有哪些 。 A．必须测出注射器内封闭气体的质量 B．压强和体积的测量必须采用国际制单位 C．推拉活塞时，手可以握住注射器气体部分 D．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 （2）由于在实验中未考虑软管中气体的体积，实验结果有一定的误差，此误差属于 （选填“系统误差”或“偶然误差”）；丙同学实验时缓慢推动活塞压缩气体，记录4组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。绘出的关系图像应是 。 A．     B．      C．     D．   ABC 系统误差 B 【详解】（1）[1]A．理想气体状态方程一般情况针对的是所研究的气体质量不变，所以实验中不需要测出注射器内封闭气体的质量，故A错误，符合题意； B．在测量或者计算过程中不是必须采用国际制单位，只要同一个物理量每次读取数据时保证是相同的单位制即可，通过理想状态方程找出它们之间的比例关系即可，故B错误，符合题意； C．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，以免手部的热量通过热传递导致气体的温度发生变化，故C错误，符合题意； D．实验使用的是气压传感器,没有涉及力的测量，活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量，故D正确，不符合题意。故选ABC。 （2）[4]由于在实验中未考虑软管中气体的体积，体积的读数值总是比实际值小，有一定的误差，此误差属于系统误差。 [5]根据可知 当气体质量不变时V与成正比，当气体质量发生改变后（质量变小），V与还是成正比，但此时的斜率发生变化，即斜率比原来小。设软管中气体的体积为，由图可知体积的读数值比实际值小，根据   （C为定值） 则有 可得软管中气体的体积为图线的纵轴截距，两条线与纵轴的交点不变，故B正确，ACD错误。 故选B。 【备选试题2】．如图所示，在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做功为零。已知电场的方向与直角三角形。所在的平面平行，AB长10cm，BC长20cm，不考虑重力作用。求： （1）A、B两点间的电势差； （2）电场强度大小及方向； （3）若将上述电荷以某一速度从C点沿CB方向抛出，电荷恰好通过A点，求从C点抛出的初动能。 【答案】（1）4V；（2），方向沿方向，且由A指向B；（3） 【详解】（1）由电势差定义式得 解得 （2）由于从B点移到C点，静电力做功为零，表明BC连线为一条等势线，负点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做负功，可知，负点电荷电场力方向向左，则电场方向向右，又由于电场线垂直于等势线，则电场方向沿方向，且由A指向B，根据电场强度与电势差的关系有 解得 （3）电荷从C点到A点过程做类平抛运动，沿CB方向做匀速直线运动，令此方向速度为，沿BA方向做初速度为零的匀加速运动，令电荷到A点时沿BA方向获得的速度为，则有 ， 解得 则电荷到A点的速度为 可知，电荷到A点的动能为C点动能的2倍，对电荷从C到A过程，根据动能定理 结合上述可知 解得 【备选试题3】如图甲所示，在真空坐标系中，第二象限内有一有界匀强电场，现将质量为、电荷量为的带正电粒子在处由静止释放，粒子经电场加速距离d，最后以速度大小为、方向与轴负方向的夹角为从坐标原点进入区域。从粒子通过点开始计时，区域的磁感应强度随时间的变化关系始终如图乙所示，规定当磁场方向垂直平面向里时磁感应强度为正。已知，不计粒子重力及运动时的电磁辐射。求： （1）匀强电场场强； （2）粒子从坐标原点第次经过轴到第次经过轴的时间； （3）粒子第次经过轴时的坐标。 【答案】（1），方向与轴负方向夹角；（2）；（3） 【详解】（1）粒子在加速电场中，由动能定理 解得 方向与轴负方向夹角。 （2）由洛伦兹力提供向心力，则 又由 解得 可知微粒从第一次经过轴到第二次经过轴时，对应的圆心角为，则 （3）由于 可知，微粒刚好转过。之后磁场大小方向都变了，则偏转方向变了。由洛伦兹力提供向心力得 联立 解得 将 代入周期公式 解得 微粒转过，同理得，时间在与的运动轨迹大小一样，只是偏转方向不一样，与的运动轨迹大小一样，只是偏转方向不一样，综上所述，得到微粒一个周期的轨迹图如图所示。由几何关系得 则微粒第次经过轴时的坐标为 试卷第2页，共13页 试卷第1页，共13页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】A．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振，故A错误； B．医院检查身体的“B超”仪没有用到多普勒效应，而彩超则是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故B正确； C．两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，不能说振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大，故C错误； D．遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长长，故D错误。 故选B。 2．【答案】A 【详解】A．图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后，入射光的动量减小，根据 可知，碰后散射光的波长变长，故A正确； B．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a表现出各向同性，a可能是多晶体，也可能是非晶体，b表现出各向异性，b一定是单晶体，故B错误； C．根据黑体辐射的规律，图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较高的方向移动，故C错误； D．图丁中光电效应实验中电源所加电压为加速电压，逸出的光电子加速到达A极，当滑动变阻器的触头向右移动时，加速电压增大，若电流没有达到饱和电流，电流表的示数先增大，达到饱和电流后，电流表的示数不变，故D错误。 故选A。 3．D 【详解】A．带电小球乙绕固定的带电小球甲做椭圆运动，在A、B两点，小球乙所受的向心力指向甲，可知两个小球之间的力为吸引力，则小球甲、乙带异种电荷，故A错误； BC．小球乙从B点运动到A点过程中，库仑力一直做负功，故电势能一直增加，而等势线上电场力不做功，故椭圆轨迹不是电场线，故BC错误； D．根据开普勒第一定律可知，F点一定为该椭圆的焦点，故D正确。 故选D。 4．D 【分析】本题考查电场的图像问题。 【详解】A．由电场力做功与电势能的关系，可知 解得 A项错误； B．由于图像的斜率绝对值表示电场力的大小，题图乙中x=x2处斜率是零，P运动到x=x2处时所受电场力是零，由牛顿第二定律可知，此时P的加速度是零，B项错误； C．x=x2处的电场强度是零，则 因为 所以 C项错误； D．P在M、N间运动过程中只有电场力做功，动能和电势能相互转化，总量不变，则在x=x2处电势能最小，动能最大，由 解得 D项正确。 故选D。 5．D 【详解】A．设全反射的临界角为C，由 得 即 故A错误； B．如图    由几何关系知，单色光从M点进入介质的入射角，由折射定律 得折射角 由几何关系得 光束恰好经过圆心O点，但由于入射角为，大于临界角，发生全反射不能从O点射出，故B错误； CD．光束在介质中传播的速度为 光束在透明介质中经过的路程为 由 联立得 故C错误，D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．对电热丝，有 解得回路电流为 故A错误； B．根据闭合回路欧姆定律，有 解得电源的内阻为 故B错误； C．电动机的转子被卡住，回路电流为 电热丝上消耗的功率 故C正确； D．电动机的效率为 解得 故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．变大，总电阻增大，电路总电流减小，内阻两端的电压减小，路端电压增大，两端电压增大，电容器内电场强度增大，带电微粒受到的电场力大于重力，带电微粒将向上加速运动，故A错误； B．电路的外电阻为 变大，电路的外电阻增大，电源输出功率减小，通过、的电流增大，、的功率增大，则上的功率一定减小，故B错误； C．根据 电容器两极板距离增大时，电容减小，电容器两极板电势差不变，根据 可知电容器带电量减少，电容器放电，电流表的电流方向从到，故C正确； D．开关闭合时，干路电流为 路端电压为 电阻两端的电压为 开关断开时，电阻两端的电压为 开关由闭合到断开，通过电流表的电荷量为 故D错误。 故选C。 8．C 【详解】A．滑块刚接触地面时感应电动势最大 根据闭合电路的欧姆定律可得滑块K的线圈中最大感应电流的大小 故A错误； B．由 可得若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中通过的电量 故B错误； C．设每个缓冲线圈产生的焦耳热为Q，由动能定理得 解得 故C正确； D．因为有4台减速装置，如果最后减速为零，利用动量定理得 其中 解得缓冲装置中的光滑导轨PQ和MN长度至少为 但是缓冲滑块的重力合安培力相等时，滑块将最后一直匀速运动，此时 由动量定理可得 解得 故D错误。 故选C。 9．BD 【详解】A．图甲中，回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有 最大动能为 解得 可知，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故A错误； B．乙图中质谱仪可以区分同位素，故B正确； C．图丙中，自由电荷为负电荷，由左手定则可知，负电荷向N板偏转，则，故C错误； D．丁图是速度选择器，经过速度选择器筛选出的粒子速度都相等，故D正确。 故选BD。 10．BC 【分析】由左手定则判断粒子的电性；由几何关系求解两粒子的半径关系；两粒子的速率相同，时间比等于弧长比；根据可知两粒子的比荷之比. 【详解】A．由左手定则可知， b粒子带正电，a粒子带负电，选项A错误； B．设磁场所在的虚线圆的半径为R，则；，则a、b粒子轨迹半径之比为1:3，选项B正确； C．a、b粒子在磁场中运行的弧长之比为：，因两粒子的速率相同，则两粒子的时间之比为2:3，选项C正确； D．根据可知两粒子的比荷之比等于半径的倒数比，即3:1，选项D错误； 故选BC. 11．BC 【详解】A．据理想气体状态方程可得 A→B延长线过绝对零度，为等容线，气体做等容变化，对比发现C与绝对零度的连线和D点与绝对零度的连线，发现斜率减小，故体积V变大，C→D气体体积变大，A错误； B．结合A解析可知，从C到D，气体体积变大，分子数密度逐渐减小，B正确； C．从B到C，气体等温降压，可知内能不变，体积增大对外做功，故气体必须从外界吸收热量，C正确； D．从A到B体积不变气体没有做功，从B到C气体对外做功，从C到D气体对外做功，从D到A等压降温，体积减小外界对气体做功，如图所示为改画的图线，图线和横轴所围的面积表示气体做的功，可知气体对外做功大于外界对气体做的功，故整个过程气体对外做正功，D错误。    故选BC。 12．BC 【详解】A．由理想变压器的特点可知 可知 滑动变阻器的滑片向下滑动，减小，则变大，变大，故电流表的示数变大，原线圈两端电压 所以减小，则减小，电压表的示数减小，选项A错误； B．据前面的分析可知，由于变大，电源的输出功率，因此电源的输出功率变大，选项B正确； C．当时，副线圈两端电压为，根据变压器的工作原理有 依题意有 联立解得 选项C正确； D．根据等效电路思想，理想变压器输入、输出功率相等这一特点，获得的功率最大，即变压器原线圈的输入功率达到最大，相当于将原线圈替换为一电阻，其阻值为 将视为交流电源的内阻，可知当时，会获得最大的功率，此时根据电路特点依题意有 根据变压器规律有 则滑动变阻器的阻值 选项D错误。 故选BC。 13． 【答案】(1) 光线发生了全反射 OC (2) (3) 【详解】（1）[1][2]发现都无法挡住，原因是光线发生了全反射，应减小入射角，即将向OC边方向移动。 （2）根据折射定律可知 （3）测得该元件的折射率n=2 则全反射的临界角为 则 如图所示 若沿OE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则∠ADF=30°，同理，若沿OG方向射入的光线恰好在BC面上发生全反射，可得∠CDG=30°，因此∠FDH=30°，据几何关系可得 14．(1) 0.6 (2) 6 2 (3)1.31（1.27~1.35） 15．（1）；（2） 【详解】（1）对厂房的中室内气体 根据查理定律有 解得 （2）设厂房中室内容积为V，打开窗户厂房中的室内及放出的空气的总体积为V′，根据玻意耳定律有 经分析可知，开窗前后室内空气质量之比 联立解得 16. 【答案】（1）25m/s；（2） 【详解】（1）由题意，波传播的时间间隔 设波沿x轴正向传播的距离为，则有 由波的图像得 结合波的图像可得 故由 解得波速 （2）由 得圆频率 设质点P的振动方程为 由图得 代入数据得 17．（1），；（2）；（3） 【详解】（1）粒子从P点运动到M点，由动能定理有 解得 由匀变速直线运动的规律可知，M、P两点间的距离 解得 （2）由几何关系可知，粒子在P点的速度与x轴的负方向成53°角，根据圆周运动的对称性，粒子在N点的速度与x轴的负方向成53°角，△MNO与△MPO是全等直角三角形 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，由几何关系有 解得 由洛伦兹力充当向心力，有 解得 （3）粒子从M点运动到N点的时间 粒子从N点运动到P点的时间 粒子从M点出发再回到M点的时间 解得 18．（1）2A，电流的方向为由N到M；（2）；（3） 【详解】（1）根据动能定理可知 解得导体棒a刚进入磁场时的速度大小为 导体棒a产生的电动势为 由闭合电路欧姆定律可得 联立解得 由右手定则可判断，此时电阻R的电流的方向为由N到M。 （2）导体棒a到达时速度方向与水平方向的夹角为，则 导体棒a到达时的速度为 由题可知在导轨与平直部分从左到右，根据动量定理可得 又 联立解得 （3）导体棒a到达时的速度为 导体棒a刚进入磁场时的速度为，则 解得 最终匀速运动时，电路中无电流，则有 此过程中，对导体棒a由动量定理得 对导体棒b由动量定理得 联立解得， 该过程中整个回路产生的总焦耳热为 解得 金属棒b上产生的焦耳热为 答案第12页，共12页 答案第1页，共12页 学科网（北京）股份有限公司 $$