精品解析：福建省福州市第二中学2023-2024学年高二下学期期末测试物理试题

福州二中2023-2024学年第二学期第四学段考试试卷 高二年段 物理学科 一、单项选择题：本题共4小题，每题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，金铙山主峰白石顶海拔为1858m，素有“东南秀起第一巅”之称。一质量为60kg的游客从海拔1200m处先乘缆车，后步行约3600m登上白石顶，共用时2小时。重力加速度g取10m/s2，则该游客从乘缆车到登顶的过程中（　　） A. 位移大小约为658m B. 平均速度大小约为0.50m/s C. 克服重力所做的功约为3.95×105J D. 克服重力所做功的平均功率约为1.98×105W 2. 在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是（　　） A. 射线是发生衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个 B. 放射性元素发生衰变时所释放电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 C. 衰变成要经过7次衰变和8次衰变 D. 氡的半衰期为3.8天，16个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下4个氡原子核 3. 氢原子的能级示意图如图所示，已知、、分别代表氢原子处于、2、3能级时的能量，为普朗克常量，下列说法不正确的是（　　） A. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，产生的光子的最长波长为 B. 当氢原子从能级跃迁到能级时，对应的电子的轨道半径变小，电子的动能变大，原子能量变小 C. 用动能为的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至的激发态 D. 大量处于能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出6种不同频率的光子 4. 如图甲所示为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，两质点P、Q的平衡位置分别位于、处，质点Q的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B 时刻，质点P正沿y轴负方向运动 C. 质点P的振动方程为 D. 当质点Q在波峰时，质点P的位移为 二、双项选择题：本题共4小题，每题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 如图所示为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，物体在时间内的位移大于 B. 乙图中，物体的加速度为 C. 丙图中，阴影面积表示时间内物体的末速度 D. 丁图中，时物体的速度为 6. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再到状态C，最后回到状态A，其状态变化过程的图像如图所示，已知该气体在状态A时的体积为，T为热力学温度.下列说法正确的是（ ） A. 气体在状态A时的密度大于在状态C时的密度 B. 气体从状态A到状态B过程中向外界放出热量 C. 气体在状态B时的体积为 D. 气体从状态B到状态C再到状态A的过程中向外放出400J热量 7. “腊月二十四，掸尘扫房子”，据《吕氏春秋》记载，中国在尧舜时代就有春节扫尘的风俗，寓意在新年里顺利平安．春节前夕，小红需移开沙发，清扫污垢，质量的沙发放置在水平地面上，小红用力F推沙发，当F斜向下与水平成时，如图，若，沙发恰好开始做匀速运动，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 沙发与地面间的动摩擦因数 B. 沙发开始运动后，保持F大小不变，增大角，物体将做加速运动 C. 若F方向能随意改变，想用最小的力推动沙发，应使F沿水平方向 D. 若F方向能随意改变，能让沙发匀速运动，力F的最小值为50N 8. 如图所示，足够长的倾角为的光滑斜面底端固定一轻弹簧，弹簧的上端连接质量为m的薄钢板，钢板静止时弹簧的压缩量为。质量为m的物块从斜面上A点滑下，与钢板碰撞后二者（不粘连）立刻一起做简谐运动且运动到最高点时恰好不分开。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 碰撞后二者向下运动到最低点的过程中速度一直减小 B. 碰撞后物块、钢板和弹簧构成的系统机械能守恒 C. 简谐运动的振幅为 D. 弹簧弹力的最大值为 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14-16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 碳14（）是由宇宙射线撞击所产生的具有放射性的粒子，可衰变为氮14（N）。其各个半衰期所剩原子比例如图所示，某古木样品中碳14的比例正好是现代植物所制样品的四分之一。则该古木的年代距今约______年；碳14发生的是______衰变；碳14和氮14中含有的中子个数之比为______。 10. 同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为L，则乙同学的反应时间为_______（重力加速度为g）。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0~0.3s，则所用直尺的长度至少为_____ cm（g取10m/s2）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是_______的（填“相等”或“不相等”）。 11. 如图所示，以点为圆心，半径为的圆上八等分点处放置点电荷，除最右侧的点电荷带电量为外，其余点电荷的带电量均为，为半径上的点，，已知静电常数为，则点场强大小为________，点电势________（填“大于”、“等于”或“小于”）点电势。将一个带电量为的试探电荷从沿移动到点，电场力做________（填“正功”、“负功”或“不做功”） 12. 在探究小球做匀速圆周运动所受向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系实验中： （1）小明同学用如图甲所示装置进行实验，转动手柄，使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。小球做圆周运动向心力由横臂的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为，在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在C挡板处与___________（选填“A”或“B”）挡板处，同时选择半径___________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮进行实验。 （2）小强同学用如图乙所示的装置进行实验。一滑块套在水平杆上，力传感器套于竖直杆上并通过一细绳连接滑块，用来测量细线拉力F的大小。滑块随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，滑块上固定一遮光片，其宽度为d，光电门可记录遮光片通过的时间。已知滑块做圆周运动的半径为r、水平杆光滑。根据以上表述，回答以下问题： ①某次转动过程中，遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度___________（用题中所给物理量符号表示）； ②以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为___________。（用k、r、d表示） 13. 某实验小组通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线，并研究灯丝的导电特点。 （1）实验中用电流传感器代替电流表，请将图甲的电路图补充完整。___________ （2）滑动变阻器有：A．最大阻值和B．最大阻值两种规格。本实验应选___________（选填“A”或“B”）。 （3）某次测得的电流，电压，此状态下小灯泡电阻的测量值___________，测量值比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。 （4）描绘出小灯泡伏安特性曲线如图乙所示，可以得出灯丝材料的电阻率随温度的升高而变___________（选填“大”或“小”）。 （5）若小灯泡与的定值电阻并联，连接在、的电源正负极间，如图丙所示，则小灯泡实际消耗的功率为___________W。 14. 如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为，C为已知常数，大气压强恒为，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求 （1）再次平衡时容器内气体的温度。 （2）此过程中容器内气体吸收的热量。 15. 如图所示，在竖直面内的直角坐标系xOy中，在第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场；在第一象限内存在方向竖直向上的匀强电场和磁感应强度大小也为B、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。一带正电的小球P从x轴上的A点以某一速度沿AK方向做直线运动，AK与x轴正方向的夹角θ=60°，从K点进入第一象限后小球P恰好做匀速圆周运动，经过x轴时竖直向下击中紧贴x轴上方静止的带电小球Q，碰后两球结合为一个结合体M，之后M从y轴上的F点离开第四象限，第四象限存在匀强磁场，方向如图所示。已知重力加速度大小为g，小球P、Q带电荷量均为q、质量均为m，不计空气阻力。 （1）求第二象限与第一象限内电场的电场强度大小之比； （2）求小球Q静止的位置距O点的距离； （3）若结合体M进入第四象限时的速度为v，M在第四象限运动时的最大速度为2v，则当其速度为2v时，结合体M距x轴的距离是多少？ 16. 如图，光滑水平面上固定一竖直的光滑弧形轨道，轨道末端与B的左端上表面相切，右侧的竖直墙面固定一劲度系数的轻弹簧，弹簧处于自然状态，左端与木板右端距离。可视为质点的物块A从弧形轨道某处无初速度下滑，水平滑上B的上表面，两者共速时木板恰好与弹簧接触。已知A、B的质量分别为，物块A、B间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木板足够长。忽略A滑上B时的能量损失，弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量x的关系为。取重力加速度，求： （1）物块在木板上滑动时，物块A和木板B的加速度大小； （2）物块A在弧形轨道下滑的高度h； （3）木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时木板B的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 福州二中2023-2024学年第二学期第四学段考试试卷 高二年段 物理学科 一、单项选择题：本题共4小题，每题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，金铙山主峰白石顶海拔为1858m，素有“东南秀起第一巅”之称。一质量为60kg的游客从海拔1200m处先乘缆车，后步行约3600m登上白石顶，共用时2小时。重力加速度g取10m/s2，则该游客从乘缆车到登顶的过程中（　　） A. 位移大小约为658m B. 平均速度大小约为0.50m/s C. 克服重力所做的功约为3.95×105J D. 克服重力所做功的平均功率约为1.98×105W 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意无法确定游客的初末位置间的距离，所以位移不确定，而游客的竖直位移为658m，故A错误； B．由于位移不确定，不能计算平均速度，故B错误； C．克服重力所做的功为 故C正确； D．克服重力所做功的平均功率约为 故D错误。 故选C。 2. 在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是（　　） A. 射线是发生衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个 B. 放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 C. 衰变成要经过7次衰变和8次衰变 D. 氡的半衰期为3.8天，16个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下4个氡原子核 【答案】B 【解析】 【详解】A．α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质子数和中子数均减少2个，故A错误； B．放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故B正确； C．衰变成所经历的衰变的次数为 经过衰变的次数为 故C错误； D．半衰期是描述大量原子核衰变的统计规律，对极少量原子核的衰变并不适用，故D错误。 故选B。 3. 氢原子的能级示意图如图所示，已知、、分别代表氢原子处于、2、3能级时的能量，为普朗克常量，下列说法不正确的是（　　） A. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，产生的光子的最长波长为 B. 当氢原子从能级跃迁到能级时，对应的电子的轨道半径变小，电子的动能变大，原子能量变小 C. 用动能为的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至的激发态 D. 大量处于能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出6种不同频率的光子 【答案】A 【解析】 【详解】A．大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，从n=3能级跃迁到n=2能级时，能级差最小，产生的光子的能量最小，光子的波长最长，根据光电效应方程得 又因为 解得 故A错误； B．根据牛顿第二定律得 解得 当氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时，对应的电子的轨道半径变小，电子的动能变大；又因为氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时，原子向外辐射能量，所以氢原子能量变小，故B正确； C．若氢原子从n=1能级跃迁到n=4能级时需要吸收的能量为 所以用动能为13eV的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至n=4的激发态，故C正确； D．大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出6种不同频率的光子，故D正确。 本题选错误的，故选A。 4. 如图甲所示为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，两质点P、Q的平衡位置分别位于、处，质点Q的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 时刻，质点P正沿y轴负方向运动 C. 质点P的振动方程为 D. 当质点Q在波峰时，质点P的位移为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，时刻质点Q在平衡位置沿y轴正方向运动，由此判断波沿x轴负方向传播，故A错误； B．波动周期为0.2s，因此时刻，质点P正沿y轴正方向运动，故B错误； C．质点P的振动方程为 故C错误； D．当质点Q在波峰时，需要经历，代入质点P的振动方程可得，此时，质点P的位移为，故D正确。 故选D。 二、双项选择题：本题共4小题，每题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 如图所示为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，物体在时间内的位移大于 B. 乙图中，物体的加速度为 C. 丙图中，阴影面积表示时间内物体的末速度 D. 丁图中，时物体的速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据v-t图像中，图线与横轴围成的面积表示位移，由图甲可知，物体在这段时间内的位移 故A正确； B．根据运动学公式 可得 可知，v2-x图像中图线的斜率为2a，由图乙可得，物体的加速度为0.5m/s2。故B错误； C．根据a-t图像中图线与横轴所围面积表示速度的变化量可知，丙图中，阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量，故C错误； D．根据运动学公式 可得 结合图丁可得 由运动学公式 可得，t=１s时物体的速度为 故D正确。 故选AD。 6. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再到状态C，最后回到状态A，其状态变化过程的图像如图所示，已知该气体在状态A时的体积为，T为热力学温度.下列说法正确的是（ ） A. 气体在状态A时的密度大于在状态C时的密度 B. 气体从状态A到状态B的过程中向外界放出热量 C. 气体在状态B时的体积为 D. 气体从状态B到状态C再到状态A的过程中向外放出400J热量 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程 可得 可知气体在A、C两态体积相同，则气体在状态A时的密度等于在状态C时的密度，故A错误； B．气体从状态A到状态B的过程，温度不变，内能不变，压强减小，则体积变大，气体对外做功，则气体从外界吸收热量，故B错误； C．从A到B由玻意耳定律可知 可得气体在状态B时体积为 故C正确； D．气体从状态B到状态C体积减小，外界对气体做功为 从C到A体积不变，则，可知气体从状态B到状态C再到状态A的过程中外界对气体做功400J，而A、B两状态的温度相同，内能相同，根据热力学第一定律可知，气体从状态B到状态C再到状态A的过程中向外放出400J热量，故D正确。 故选CD。 7. “腊月二十四，掸尘扫房子”，据《吕氏春秋》记载，中国在尧舜时代就有春节扫尘的风俗，寓意在新年里顺利平安．春节前夕，小红需移开沙发，清扫污垢，质量的沙发放置在水平地面上，小红用力F推沙发，当F斜向下与水平成时，如图，若，沙发恰好开始做匀速运动，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 沙发与地面间的动摩擦因数 B. 沙发开始运动后，保持F大小不变，增大角，物体将做加速运动 C. 若F方向能随意改变，想用最小的力推动沙发，应使F沿水平方向 D. 若F方向能随意改变，能让沙发匀速运动，力F的最小值为50N 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A．对物体进行受力分析，水平方向有 竖直方向有 所以，可得 动摩擦因数为 A正确； B．保持F不变，增大角，水平方向有 增大角，压力增大，减小，合力减小，物体减速运动，B错误； C． 对物体进行受力分析，水平方向有 竖直方向有 可得，最小的推力应该斜向上，C错误； D．对物体进行受力分析，竖直方向有 水平方向有 所以，可得 即，当时，F最小，有 D正确。 故选AD。 8. 如图所示，足够长的倾角为的光滑斜面底端固定一轻弹簧，弹簧的上端连接质量为m的薄钢板，钢板静止时弹簧的压缩量为。质量为m的物块从斜面上A点滑下，与钢板碰撞后二者（不粘连）立刻一起做简谐运动且运动到最高点时恰好不分开。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 碰撞后二者向下运动到最低点的过程中速度一直减小 B. 碰撞后物块、钢板和弹簧构成的系统机械能守恒 C. 简谐运动的振幅为 D. 弹簧弹力的最大值为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．钢板静止时有 当物体A与钢板接触后有 随着A物体和钢板对弹簧的压缩，其加速度逐渐减小，由于此时加速度方向与速度方向一致，所以其做加速度减小的加速运动，当 时，加速度为零，则是速度达到最大，下一刻则有 随着其压缩量变大，其加速度增加，由于加速度方向与速度方向相反，所以其做加速度增加的减速运动，直至速度为零，达到最低点。综上所述可知，其碰撞后二者先做加速度减小的加速运动后做加速度增加的减速运动，故A项错误； B．碰撞后将物块、钢板和弹簧看成一个系统，该整体只有重力以及系统内弹簧的弹力做功，所以其系统机械能守恒，故B项正确； C．碰撞后其做简谐运动，则为平衡位置时设弹簧的压缩量为，有 结合之前的分析有 解得 即平衡位置在O点下方处，由题意可知，其上升到最高点时速度为零，设此时弹簧的拉伸形变量为，对整体有 对物体A有 解得 所以其振幅为 故C项错误； D．有上述分析可知，该简谐运动的振幅为，其平衡位置为在O点下方处，所以弹簧弹力最大位置，即两物体处于简谐运动的最低点，即O点下方处，此时弹簧的弹力为 结合之前的分析，可知弹簧的劲度系数为 解得 故D项正确。 故选BD。 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14-16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 碳14（）是由宇宙射线撞击所产生的具有放射性的粒子，可衰变为氮14（N）。其各个半衰期所剩原子比例如图所示，某古木样品中碳14的比例正好是现代植物所制样品的四分之一。则该古木的年代距今约______年；碳14发生的是______衰变；碳14和氮14中含有的中子个数之比为______。 【答案】 ①. 11460 ②. β ③. 【解析】 【详解】[1] 根据图像可知，碳14剩余四分之一的时间约11460年，即该古木的年代距今约11460年； [2] 根据质量数守恒和电荷数守恒，所以衰变方程 发生的是β衰变； [3] 由碳14中子数为 氮14中子数为 碳14和氮14中含有的中子个数之比为。 10. 同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为L，则乙同学的反应时间为_______（重力加速度为g）。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0~0.3s，则所用直尺的长度至少为_____ cm（g取10m/s2）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是_______的（填“相等”或“不相等”）。 【答案】 ①. ②. 45 ③. 不相等 【解析】 【详解】[1]由 得， [2] 直尺的长度至少为 [3]若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度不相等，长度之比为1:3:5:… 11. 如图所示，以点为圆心，半径为的圆上八等分点处放置点电荷，除最右侧的点电荷带电量为外，其余点电荷的带电量均为，为半径上的点，，已知静电常数为，则点场强大小为________，点电势________（填“大于”、“等于”或“小于”）点电势。将一个带电量为的试探电荷从沿移动到点，电场力做________（填“正功”、“负功”或“不做功”） 【答案】 ①. ②. 大于 ③. 正功 【解析】 【详解】[1]根据点电荷的场强特点可知除了水平方向上的正负电荷外，其余的6个电荷形成的电场在O处相互抵消，故O点场强大小为 [2]根据对称性可知若没有沿水平直径方向上的正电荷和负电荷，M和N点的电势相等，由于M点靠近最左边的正电荷，N点靠近右边的负电荷，故M点电势大于N点电势； [3]将点电荷从M沿MN移动到N点，电势能减小，故电场力做正功。 12. 在探究小球做匀速圆周运动所受向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系实验中： （1）小明同学用如图甲所示装置进行实验，转动手柄，使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为，在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在C挡板处与___________（选填“A”或“B”）挡板处，同时选择半径___________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮进行实验。 （2）小强同学用如图乙所示的装置进行实验。一滑块套在水平杆上，力传感器套于竖直杆上并通过一细绳连接滑块，用来测量细线拉力F的大小。滑块随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，滑块上固定一遮光片，其宽度为d，光电门可记录遮光片通过的时间。已知滑块做圆周运动的半径为r、水平杆光滑。根据以上表述，回答以下问题： ①某次转动过程中，遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度___________（用题中所给物理量符号表示）； ②以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为___________。（用k、r、d表示） 【答案】（1） ①. B ②. 相同 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应保持小球的质量和转动的角速度相等，即选择半径相同的两个塔轮进行实验，让小球做圆周运动的半径不同，即分别放在C挡板处与B挡板处。 【小问2详解】 [1]遮光片经过光电门时，滑块的速度为 由公式可得，角速度为 [2]由向心力公式有 则有 解得 13. 某实验小组通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线，并研究灯丝的导电特点。 （1）实验中用电流传感器代替电流表，请将图甲的电路图补充完整。___________ （2）滑动变阻器有：A．最大阻值和B．最大阻值两种规格。本实验应选___________（选填“A”或“B”）。 （3）某次测得电流，电压，此状态下小灯泡电阻的测量值___________，测量值比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。 （4）描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，可以得出灯丝材料的电阻率随温度的升高而变___________（选填“大”或“小”）。 （5）若小灯泡与的定值电阻并联，连接在、的电源正负极间，如图丙所示，则小灯泡实际消耗的功率为___________W。 【答案】（1） （2）A （3） ①. 0.75 ②. 偏小 （4）大 （5）0.72 【解析】 【小问1详解】 实验中需要电压的测量范围较大，故选分压法。 【小问2详解】 因为实验选用的是分压法，所以滑动变阻器应选A 【小问3详解】 [1] [2]根据欧姆定律 由于电压表内阻的影响，实际电流小于，测量值比真实值偏小。 【小问4详解】 小灯泡电压增大时，由功率表达式可知，小灯泡的功率增大，温度升高，小灯泡的伏安特性曲线中随电压的增大，小灯泡瞬间的坐标点与坐标原点的连线斜率增大，即小灯泡电阻增大，即灯丝材料的电阻随温度的升高而变大，又有电阻的决定式得，灯丝材料的电阻率随温度的升高而变大。 【小问5详解】 设灯泡两端的电压为，通过灯泡的电流为，由闭合电路欧姆定律得 上式整理可得 该电路的等效电路为等效电源电动势 等效内阻 在图乙上面做等效电源的外电路电压与电流的关系图像 图中交点代表的是小灯泡两端的实际电压和电流，有图可得实际功率 14. 如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为，C为已知常数，大气压强恒为，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求 （1）再次平衡时容器内气体的温度。 （2）此过程中容器内气体吸收的热量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）气体进行等压变化，则由盖吕萨克定律得 即 解得 （2）此过程中气体内能增加 气体对外做功大小为 由热力学第一定律可得此过程中容器内气体吸收的热量 15. 如图所示，在竖直面内的直角坐标系xOy中，在第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场；在第一象限内存在方向竖直向上的匀强电场和磁感应强度大小也为B、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。一带正电的小球P从x轴上的A点以某一速度沿AK方向做直线运动，AK与x轴正方向的夹角θ=60°，从K点进入第一象限后小球P恰好做匀速圆周运动，经过x轴时竖直向下击中紧贴x轴上方静止的带电小球Q，碰后两球结合为一个结合体M，之后M从y轴上的F点离开第四象限，第四象限存在匀强磁场，方向如图所示。已知重力加速度大小为g，小球P、Q带电荷量均为q、质量均为m，不计空气阻力。 （1）求第二象限与第一象限内电场的电场强度大小之比； （2）求小球Q静止的位置距O点的距离； （3）若结合体M进入第四象限时的速度为v，M在第四象限运动时的最大速度为2v，则当其速度为2v时，结合体M距x轴的距离是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球P沿AK方向做直线运动，由于洛伦兹力与速度有关，可知其一定做匀速直线运动，受力如图所示 根据几何关系可得 小球Q静止在第一象限，则 联立可得 （2）小球竖直向下击中Q，轨迹如图所示 根据洛伦兹力提供向心力有 粒子在第二象限中有 联立解得 （3）结合体在第四象限中只有重力做功，根据动能定理可得 解得 16. 如图，光滑水平面上固定一竖直的光滑弧形轨道，轨道末端与B的左端上表面相切，右侧的竖直墙面固定一劲度系数的轻弹簧，弹簧处于自然状态，左端与木板右端距离。可视为质点的物块A从弧形轨道某处无初速度下滑，水平滑上B的上表面，两者共速时木板恰好与弹簧接触。已知A、B的质量分别为，物块A、B间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木板足够长。忽略A滑上B时的能量损失，弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量x的关系为。取重力加速度，求： （1）物块在木板上滑动时，物块A和木板B的加速度大小； （2）物块A在弧形轨道下滑的高度h； （3）木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时木板B的速度大小。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物块A在木板B上滑动时，设物块和木板的加速度分别为和 对物块 对木板 （2）设物块刚滑上木板时，物块的速度为，两者共速的速度为 木板向右匀加速 解得 对物块和木板，由动量守恒 解得 物块A从开始下滑到弧形轨道最低点过程中，由动能定理 解得 （3）与以相同速度压缩弹簧，对整体受力分析，由牛顿第二定律 对物块A由牛顿第二定律 当满足时，物块A与木板B之间即将发生相对滑动，解得此时弹簧压缩量为 由能量守恒定律 联立解得，此时木板的速度大小为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$