精品解析：山西省运城市稷山县稽山中学2021-2022学年高二下学期期末模拟测试二

高二物理期末模拟测试二 （范围：选择性必修一、二、三） 一、单选题（共0分） 1. 运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是（　　） A. 气体分子单位时间内和单位面积器壁碰撞的次数仅与温度有关 B. 某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为 C. 生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利 用分子的扩散来完成 D. 水流流速越快，说明水分子热运动越剧烈，但并非每个水分子运动都剧烈 2. 下列说法正确的是（　　） A. 原子核的结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定 B. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关 C. 大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种频率的光子 D. 用光照射金属板，入射光的频率越高，射出来的光电子的最大初动能越大 3. 如图所示，均匀介质中波源S位于x轴上处，波源S振动周期为。已知质点P在波源开始振动后开始振动，则这列波在均匀介质中的波长为（　　） A. 1m B. 2m C. 5m D. 10m 4. 质量为m的物块在粗糙水平面减速运动，当速率为v时，施加与水平方向夹角为的恒力F，如图所示。经过时间t，物块恰好以相同速率v向右运动。在该时间t内，下列说法正确的是（　　） A. 物块所受拉力F的冲量大小为 B. 物块所受摩擦力的冲量大小为零 C. 物块所受重力的冲量大小为零 D. 物块所受合力的冲量大小为 5. 如图所示，有一上部开口的圆柱形绝热汽缸，汽缸的高度为，横截面积为S，一厚度不计的轻质绝热活塞封闭的单原子分子理想气体。开始时活塞距汽缸底部的距离为L，气体的热力学温度为。已知外界大气压为，的单原子分子理想气体内能公式为，其中R为常数，T为热力学温度。现对气体缓慢加热，当活塞恰上升到汽缸顶部时，气体吸收的热量为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平且方向垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度。正方形单匝金属线框在磁场上方处，质量为，边长为，总阻值为。现将线框由静止释放，下落过程中线框ab边始终与磁场边界平行，ab边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度均为，不计空气阻力，重力加速度取则（　　） A. cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率为8W B. cd边刚离开磁场时克服安培力做功的功率为8W C. 匀强磁场区域的高度为 D. 穿过磁场的过程中线框电阻产生的焦耳热为 7. 直角坐标系的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为。当时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则下面说法错误的是（　　） A. 粒子一定带正电 B. 当时，粒子也垂直x轴离开磁场 C. 粒子入射速率为 D. 粒子离开磁场位置到O点的最大距离为 8. 如图所示，一轻弹簧直立在水平地面上，轻质弹簧两端连接着物块B和C，它们的质量分别为，，开始时B、C均静止。现将一个质量为的物体A从B的正上方高度处由静止释放，A和B碰后立即粘在一起，经到达最低点，之后在竖直方向做简谐运动．在运动过程中，物体C对地面的最小压力恰好为零．已知弹簧的弹性势能表达式（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），弹簧在运动过程中始终在弹性限度范围内，忽略空气阻力，，下列说法正确的是（　　） A. 物块A、B碰后瞬间的速度大小为 B. 弹簧的劲度系数 C. 物块C对地面的最大压力为 D. 从碰后至返回到碰撞点的过程中，弹簧对物体B的冲量大小为 二、多选题（共0分） 9. 如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力水平向右迅速推出木箱。关于上述过程，下列说法中正确的是（　　） A. 男孩与木箱组成的系统动量守恒 B. 小车与木箱组成的系统动量守恒 C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同 10. 如图所示，甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一个双缝干涉装置形成的干涉图样，下列说法正确的是（　　） A. a光的频率比b光的频率低 B. 在真空中，a光的速率比b光的速率小 C. 在同一介质中，a光的速率比b光的速率小 D. 在同一介质中，a光的临界角比b光的临界角小 11. 如图所示，、、为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示。点为三角形的中心到三个顶点的距离相等，已知导线在三角形中心点处所产生的磁场的磁感应强度大小为，则（　　） A. 点的磁感应强度为 B. 点的磁场方向沿连线方向指向 C. 导线受到的安培力方向水平向左 D. 导线受到的安培力方向沿连线方向指向 12. 如图，光滑平行金属导轨由左右两侧倾斜轨道与中间水平轨道平滑连接而成，导轨间距为L。在左侧倾斜轨道上端连接有阻值为R的定值电阻。水平轨道间有宽均为d的两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁感应强度分别为B和2B，方向相反；质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒ab由左侧倾斜轨道上h高处静止释放，金属棒第二次从左侧进入磁场Ⅰ区后，最终恰停在两磁场区分界线处。不计金属导轨电阻，金属棒通过倾斜轨道与水平轨道交界处无机械能损失，重力加速度为g（　　） A. 金属棒第一次穿过磁场区域Ⅰ、Ⅱ的过程中，定值电阻上产生的焦耳热之比为1∶4 B. 金属棒第一次穿过磁场区域Ⅰ、Ⅱ的过程中，金属杆动量的变化量之比为1∶4 C. 金属棒先后两次穿过磁场区域Ⅱ的过程中，金属杆动能的变化量之比为2∶1 D. 金属棒第二次通过两磁场分界线时的速度为 三、实验题（共0分） 13. 在验证动量守恒定律实验中，实验装置如图所示，a、b是两个半径相等的小球，按照以下步骤进行操作： Ⅰ.在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，将小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； Ⅱ.将木板水平向右移动一定距离并固定，再将小球a从固定点处由静止释放，撞到木板上得到痕迹B； Ⅲ.把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从固定点处由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C。 ①若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质量、间的关系是___________。（选填“”“”或“”） ②为完成本实验，必须测量的物理量有___________。 A．小球a开始释放的高度h B．木板水平向右移动的距离l C．a球和b球的质量、 D．O点到A、B、C三点的距离、、 ③在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则动量守恒（用②所选的物理量表示，要求化简） ④在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则机械能守恒（用②所选的物理量表示，要求化简） 14. 某同学“用单摆测量南川中学的重力加速度”。 （1）组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是___________（填字母代号）。 A．保证摆动过程中摆长不变 B．可使周期测量得更加准确 C．需要改变摆长时便于调节 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动 （2）用游标卡尺测出单摆小球的直径D如图所示，则D=___________cm。 （3）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制T2-L图像如图所示。由图可知重力加速度大小为g=___________（用图中字母表示）。 （4）关于实验操作或结果分析，下列说法正确是（ ）（填正确答案标号）。 A．如果有两个大小相等且都带孔铁球和木球，应选用铁球 B．摆线要选细些的、伸缩性好的 C．为了使单摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小 四、解答题（共0分） 15. 一细束单色光在三棱镜的侧面上以大角度由D点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为i，经折射后射至边的E点，如图所示，逐渐减小i，E点向B点移动，当时，恰好没有光线从边射出棱镜，且。求棱镜的折射率。 16. 如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg，环境温度为296K。 （1）求细管的长度； （2）若在倒置前，缓慢加热管内被密封气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。 17. 风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户得到的电压是220V，输电线的电阻为，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器为理想变压器，求： （1）用户得到的电功率； （2）升压变压器原、副线圈的匝数之比； （3）降压变压器原、副线圈的匝数之比。 18. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知m1=1kg，试求： （1）物块B的质量； （2）弹簧的最大弹性势能； （3）t2时刻B的速度达最大，求此时刻A物块速度的大小。 19. 如图，在xOy平面第一象限有一匀强电场，电场方向平行y轴向下。在第四象限内存在一有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为x＝3L的直线（边界上均有磁场）。磁场方向垂直纸面向外。一质量为m、带电量为q的正粒子从y轴上P点以初速度垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向45°角进入匀强磁场。已知OP＝L，不计粒子重力。求： （1）粒子进入磁场时的速度v； （2）Q与O点的距离x； （3）要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二物理期末模拟测试二 （范围：选择性必修一、二、三） 一、单选题（共0分） 1. 运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是（　　） A. 气体分子单位时间内和单位面积器壁碰撞的次数仅与温度有关 B. 某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为 C. 生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利 用分子的扩散来完成 D. 水流流速越快，说明水分子的热运动越剧烈，但并非每个水分子运动都剧烈 【答案】C 【解析】 【详解】A．气体分子单位时间与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，故A错误； B．由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常数，故B错误； C．扩散可以在固体中进行，生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故C正确； D．水流速度是机械速度，不能反映热运动情况，故D错误。 故选C。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 原子核的结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定 B. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关 C. 大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种频率的光子 D. 用光照射金属板，入射光的频率越高，射出来的光电子的最大初动能越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．比结合能（即平均结合能）越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故A错误； B．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，故B错误； C．大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生 种频率的光子，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程 知用光照射金属板，入射光的频率越高，射出来的光电子的最大初动能越大，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，均匀介质中波源S位于x轴上处，波源S振动周期为。已知质点P在波源开始振动后开始振动，则这列波在均匀介质中的波长为（　　） A. 1m B. 2m C. 5m D. 10m 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知，波的传播速度为 波在均匀介质中的波长为 故选C。 4. 质量为m的物块在粗糙水平面减速运动，当速率为v时，施加与水平方向夹角为的恒力F，如图所示。经过时间t，物块恰好以相同速率v向右运动。在该时间t内，下列说法正确的是（　　） A. 物块所受拉力F的冲量大小为 B. 物块所受摩擦力的冲量大小为零 C. 物块所受重力的冲量大小为零 D. 物块所受合力的冲量大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．物块所受拉力的冲量大小为 故A错误； B．设整个过程中摩擦力大小为f，取向右为正方向，当物块向左运动时，加速度 运动时间 物块所受摩擦力的冲量 同理当物块向右运动时，物块所受摩擦力的冲量 则整个过程中，摩擦力冲量 故B错误； C．物块所受重力的冲量为 故C错误； D．由动量定理可知 故D正确。 故选D。 5. 如图所示，有一上部开口的圆柱形绝热汽缸，汽缸的高度为，横截面积为S，一厚度不计的轻质绝热活塞封闭的单原子分子理想气体。开始时活塞距汽缸底部的距离为L，气体的热力学温度为。已知外界大气压为，的单原子分子理想气体内能公式为，其中R为常数，T为热力学温度。现对气体缓慢加热，当活塞恰上升到汽缸顶部时，气体吸收的热量为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】开始加热活塞上升的过程封闭气体做等压变化，由盖吕萨克定律可得 ， 解得 由热力学第一定律有 其中 解得 故选D。 6. 如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平且方向垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度。正方形单匝金属线框在磁场上方处，质量为，边长为，总阻值为。现将线框由静止释放，下落过程中线框ab边始终与磁场边界平行，ab边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度均为，不计空气阻力，重力加速度取则（　　） A. cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率为8W B. cd边刚离开磁场时克服安培力做功的功率为8W C. 匀强磁场区域的高度为 D. 穿过磁场的过程中线框电阻产生的焦耳热为 【答案】D 【解析】 【详解】A．cd边刚进入磁场时的速度大小为 此时cd边切割磁感线产生的感应电动势为 线框中的电流为 cd边所受安培力大小为 cd边克服安培力做功的功率为 故A项错误； B．由题意，根据线框进出磁场过程的对称性可知，cd边刚出磁场时线框的速度大小也为，则有 故B项错误； C．由题意，根据线框进出磁场过程的对称性可知，cd边刚出磁场时线框的速度大小也为，从ab边刚进入磁场到cd边刚出磁场的过程中，线框中磁通量不变，感应电流为零，此过程线框自由下落，设匀强磁场区域的高度为H，根据运动学规律有 解得 故C项错误； D．设穿过磁场过程中线框电阻产生的焦耳热为Q，对线框从开始下落到穿过磁场过程有能量守恒有 解得 故D项正确。 故选D。 7. 直角坐标系的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为。当时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则下面说法错误的是（　　） A. 粒子一定带正电 B. 当时，粒子也垂直x轴离开磁场 C. 粒子入射速率为 D. 粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可知粒子垂直轴离开磁场，根据左手定则可知粒子带正电，故A正确； BC．当时，粒子垂直轴离开磁场，运动轨迹如图 粒子运动的半径为 洛伦兹力提供向心力 解得粒子入射速率 若，粒子运动轨迹如图 根据几何关系可知粒子离开磁场时与轴不垂直，故B错误，C正确； D．粒子离开磁场距离点距离最远时，粒子在磁场中的轨迹为半圆，如图 根据几何关系可知 解得 故D正确。 本题选错误的，故选B。 8. 如图所示，一轻弹簧直立在水平地面上，轻质弹簧两端连接着物块B和C，它们的质量分别为，，开始时B、C均静止。现将一个质量为的物体A从B的正上方高度处由静止释放，A和B碰后立即粘在一起，经到达最低点，之后在竖直方向做简谐运动．在运动过程中，物体C对地面的最小压力恰好为零．已知弹簧的弹性势能表达式（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），弹簧在运动过程中始终在弹性限度范围内，忽略空气阻力，，下列说法正确的是（　　） A. 物块A、B碰后瞬间的速度大小为 B. 弹簧的劲度系数 C. 物块C对地面的最大压力为 D. 从碰后至返回到碰撞点的过程中，弹簧对物体B的冲量大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．设物体A做自由落体运动的末速度，也就是碰前A的速度为，根据机械能守恒 A、B碰撞过程中，动量守恒 解得 A错误； C．物体C对地面的最小压力恰好为零时，弹簧处于最长状态，弹簧对B为向下的拉力，弹力大小等于C的重量3N，A、B整体做简谐运动，设运动到最低点时，弹簧弹力为F1，根据对称性，最高点和最低点回复力即所受合力大小相同 解得 A、B在最低点时，C对地面压力最大，对于C 根据牛顿第三定律 故 C错误； B．刚碰撞时，弹簧压缩量为 到最低点，弹簧压缩量为 根据能量守恒，动能减少量和重力势能减少量之和等于弹性势能增加量 解得 （另，选碰撞点到简谐运动最高点过程应用能量守恒，动能减少量等于弹性势能增加量和重力势能增加量之和 也可以求得） B正确； D．由于A、B整体做简谐运动，从碰后到最低点用时0.1s，根据对称性，从最低点到碰撞点同样用时0.1s，返回碰撞点时速度与等大反向，设弹簧对物体B的冲量为I，选向上为正方向，对A、B整体，根据动量定理 解得 D错误。 故选B。 二、多选题（共0分） 9. 如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力水平向右迅速推出木箱。关于上述过程，下列说法中正确的是（　　） A. 男孩与木箱组成的系统动量守恒 B. 小车与木箱组成的系统动量守恒 C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同 【答案】CD 【解析】 【详解】在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中 A．男孩在水平方向受到小车的摩擦力，即男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，A错误； B．小车在水平方向上受到男孩的摩擦力，即小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，B错误； C．男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，C正确； D．木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同，方向相反，D正确。 故选CD。 10. 如图所示，甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一个双缝干涉装置形成的干涉图样，下列说法正确的是（　　） A. a光的频率比b光的频率低 B. 在真空中，a光的速率比b光的速率小 C. 在同一介质中，a光的速率比b光的速率小 D. 在同一介质中，a光的临界角比b光的临界角小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图可知a光干涉条纹间距小于b光干涉条纹间距，由可知a光波长小于b光的波长，由可知a光的频率比b光的频率高，故A错误； B．在真空中所有光的速率都相同，故B错误； C．在同一介质中，频率越高折射率越大，即有，由可知a光的速率比b光的速率小，故C正确； D．由C项分析知在同一介质中有，由可知a光的临界角比b光的临界角小，故D正确。 故选CD。 11. 如图所示，、、为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示。点为三角形的中心到三个顶点的距离相等，已知导线在三角形中心点处所产生的磁场的磁感应强度大小为，则（　　） A. 点的磁感应强度为 B. 点的磁场方向沿连线方向指向 C. 导线受到安培力方向水平向左 D. 导线受到的安培力方向沿连线方向指向 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据右手螺旋定则，电流在产生的磁场大小为B0，平行于向左，电流在产生的磁场大小为B0，方向平行指向右下方，这两个场强的夹角为120o，因此合场强大小为B0，方向平行于ab斜向左下方，如图所示 而电流在产生的磁场大小也为B0，方向也平行指向左下方，因此O点合场强大小为2B0，方向行于ab斜向左下方。 A正确，B错误； CD．由于同方向的电流相互吸引，反方向的电流相互排斥，因此导线受到导线b的吸引力和导线c的排斥力，两个力大小相等，合力沿水平向左；而导线受到导线a和导线b的排斥力，合力方向沿Oc向外，C正确，D错误。 故选AC。 12. 如图，光滑平行金属导轨由左右两侧倾斜轨道与中间水平轨道平滑连接而成，导轨间距为L。在左侧倾斜轨道上端连接有阻值为R的定值电阻。水平轨道间有宽均为d的两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁感应强度分别为B和2B，方向相反；质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒ab由左侧倾斜轨道上h高处静止释放，金属棒第二次从左侧进入磁场Ⅰ区后，最终恰停在两磁场区分界线处。不计金属导轨电阻，金属棒通过倾斜轨道与水平轨道交界处无机械能损失，重力加速度为g（　　） A. 金属棒第一次穿过磁场区域Ⅰ、Ⅱ的过程中，定值电阻上产生的焦耳热之比为1∶4 B. 金属棒第一次穿过磁场区域Ⅰ、Ⅱ的过程中，金属杆动量的变化量之比为1∶4 C. 金属棒先后两次穿过磁场区域Ⅱ的过程中，金属杆动能的变化量之比为2∶1 D. 金属棒第二次通过两磁场分界线时的速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】导体棒从斜面第一次到水平面过程中，根据机械能守恒有 解得 当金属棒ab通过磁场Ⅰ时，通过导体棒的电荷量为 同理金属棒ab通过磁场Ⅱ时，通过导体棒的电荷量为 根据动量定理，通过磁场Ⅰ时，导体棒动量的变化量为 通过磁场Ⅱ时，导体棒动量的变化量为 故 导体棒从开始到停下来，3次通过磁场区域Ⅰ，两次通过磁场区域Ⅱ，则有 联立解得 A．金属棒第一次穿过磁场区域Ⅰ的过程中，根据能量守恒，可得ab棒与定值电阻上产生的焦耳热 同理金属棒第一次穿过磁场区域Ⅱ的过程中，ab棒与定值电阻上产生的焦耳热 故金属棒第一次穿过磁场区域Ⅰ、Ⅱ的过程中，定值电阻上产生的焦耳热之比为 A错误； B．金属棒第一次穿过磁场区域Ⅰ、Ⅱ的过程中，金属杆动量的变化量之比为 B正确； C．金属棒第二次穿过磁场区域Ⅱ的过程中，定值电阻上产生的焦耳热 金属棒先后两次穿过磁场区域Ⅱ的过程中，金属杆动能的变化量之比为 C正确； D．金属棒第二次通过两磁场分界线时的速度为 D错误。 故选BC。 三、实验题（共0分） 13. 在验证动量守恒定律实验中，实验装置如图所示，a、b是两个半径相等的小球，按照以下步骤进行操作： Ⅰ.在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，将小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； Ⅱ.将木板水平向右移动一定距离并固定，再将小球a从固定点处由静止释放，撞到木板上得到痕迹B； Ⅲ.把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从固定点处由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C。 ①若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质量、间的关系是___________。（选填“”“”或“”） ②为完成本实验，必须测量的物理量有___________。 A．小球a开始释放的高度h B．木板水平向右移动的距离l C．a球和b球质量、 D．O点到A、B、C三点的距离、、 ③在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则动量守恒（用②所选的物理量表示，要求化简） ④在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则机械能守恒（用②所选的物理量表示，要求化简） 【答案】 ①. ②. CD ③. ④. 【解析】 【详解】①[1]在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，故有 碰撞前后动能相等，故有 解得 若要使球的速度方向不变，则 ②③[2][3]小球平抛运动的时间 则初速度 显然平抛运动的初速度与下降高度二次方根的倒数成正比，当 即 成立时，系统的动量守恒；由以上可知，需测量的物理量有球和球的质量、和点到A、B、C三点距离、、。 故选CD。 ④[4]小球平抛运动的时间 则初速度 由于 整理 成立时，机械能守恒。 14. 某同学“用单摆测量南川中学重力加速度”。 （1）组装单摆时，在摆线上端悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是___________（填字母代号）。 A．保证摆动过程中摆长不变 B．可使周期测量得更加准确 C．需要改变摆长时便于调节 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动 （2）用游标卡尺测出单摆小球的直径D如图所示，则D=___________cm。 （3）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制T2-L图像如图所示。由图可知重力加速度大小为g=___________（用图中字母表示）。 （4）关于实验操作或结果分析，下列说法正确的是（ ）（填正确答案标号）。 A．如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球，应选用铁球 B．摆线要选细些的、伸缩性好的 C．为了使单摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小 【答案】 ①. AC##CA ②. 1.35 ③. ④. AD##DA 【解析】 【详解】（1）[1] ABCD．在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧的目的一是为了防止摆动过程中摆长发生变化，二是方便调节摆长，故AC正确，BD错误。 故选AC。 （2）[2] 单摆小球的直径 （3）[3]由单摆周期公式得 由图像可知 解得 （4）[4] A．摆球应选择小体积大质量，所以如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球，应选用铁球，故A正确； B．为了减小空气阻力的影响，摆线要选细些的；为了保证摆长不变，摆线应选择伸缩性小的，故B错误； C．单摆运动的摆角应不超过，故C错误； D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，则实际摆长变长，测量值偏小，由 可知测量出的重力加速度g值偏小，故D正确。 故选AD。 四、解答题（共0分） 15. 一细束单色光在三棱镜的侧面上以大角度由D点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为i，经折射后射至边的E点，如图所示，逐渐减小i，E点向B点移动，当时，恰好没有光线从边射出棱镜，且。求棱镜的折射率。 【答案】15 【解析】 【详解】 因为当时，恰好没有光线从AB边射出，可知光线在E点发生全反射，设临界角为C，则 由几何关系可知，光线在D点的折射角为 则 联立可得 n=1.5 16. 如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg，环境温度为296K。 （1）求细管的长度； （2）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。 【答案】（1）41cm；（2）312K 【解析】 【分析】以“液柱”为模型，通过对气体压强分析，利用玻意耳定律和盖-吕萨克定律求得细管长度和温度，找准初末状态、分析封闭气体经历的变化时关键。易错点：误把气体长度当成细管长度。 【详解】（1）设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1。由玻意耳定律有 pV=p1V1 由力的平衡条件可得，细管倒置前后后，管内气体压强有 p=p0+ρgh=78cmHg，p1S=p0S–ρghS=74cmHg 式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。由题意有 V=S（L–h1–h），V1=S（L–h） 联立解得 L=41cm （2）设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖–吕萨克定律有 则 T=312K 17. 风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户得到的电压是220V，输电线的电阻为，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器为理想变压器，求： （1）用户得到的电功率； （2）升压变压器原、副线圈的匝数之比； （3）降压变压器原、副线圈的匝数之比。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）用户得到的功率为 （2）根据焦耳定律 输电线电流为 升压变压器原线圈电流为 升压变压器原、副线圈的匝数之比为 （3）升压变压器副线圈电压为 降压变压器原线圈电压为 降压变压器原、副线圈的匝数之比为 18. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知m1=1kg，试求： （1）物块B的质量； （2）弹簧的最大弹性势能； （3）t2时刻B的速度达最大，求此时刻A物块速度的大小。 【答案】（1）2kg；（2）3J；（3）1m/s 【解析】 【分析】 【详解】（1）由图像可知A物块的初速度，时刻两物块达共速，由动量守恒得 解得 （2）由图像可知时刻弹簧的压缩量最大，此时弹性势能最大，由能量守恒得 解得 （3）B速度最大时，弹簧恢复原长，由动量守恒 由能量守恒 解得 故A的速度大小为 19. 如图，在xOy平面第一象限有一匀强电场，电场方向平行y轴向下。在第四象限内存在一有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为x＝3L的直线（边界上均有磁场）。磁场方向垂直纸面向外。一质量为m、带电量为q的正粒子从y轴上P点以初速度垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向45°角进入匀强磁场。已知OP＝L，不计粒子重力。求： （1）粒子进入磁场时的速度v； （2）Q与O点的距离x； （3）要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围。 【答案】（1）；（2）x=2L；（3） 【解析】 【详解】（1）根据速度的合成与分解可得粒子进入磁场时的速度大小为 （2）根据类平抛运动速度方向反向延长线过位移中点可得 解得 x=OQ＝2L （3）作出粒子刚好能够再进入电场的轨迹如图所示，粒子在磁场的运动轨迹左侧与y轴相切，此时磁感应强度有最小值，设粒子的运动半径为r，根据几何关系可得 解得 由于磁场右边界为x＝3L，根据几何关系则 故粒子不会飞出右侧边界，根据牛顿第二定律可得 联立解得 所以要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$