精品解析：安徽省阜阳市2023-2024学年高二下学期教学质量统测物理试卷

阜阳市高二年级教学质量统测 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论 B. 奥斯特巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，发明了回旋加速器 C. 法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”描述了磁场 D. 安培发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入 2. 如图甲所示，一点光源和一小球分别用轻绳和轻弹簧竖直悬挂，静止时处于同一高度，间距为，竖直放置的光屏与小球水平间距为，小球做小振幅运动时，在光屏上可观测到小球影子的运动。以静止时小球在光屏上的投影点O为坐标原点，竖直向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示，则（　　） A. 时刻小球处于平衡位置 B. 时刻小球的加速度方向向下 C. 时刻小球与影子相位差为 D. 时刻影子的位移为 3. 如图所示是阜阳市某中学教学楼东面墙上的一扇金属窗，将金属窗右侧向外匀速打开，推窗人正好看见太阳冉冉升起。以推窗人的视角来看，在金属窗中地磁场磁通量增大的过程中（　　） A. 穿过金属窗地磁场水平分量从北指向南 B. 金属窗中产生了逆时针电流 C. 金属窗竖直边框受到地磁场的安培力不变 D. 金属窗中磁通量最大时，感应电动势也达到最大值 4. 如图甲所示，LC电路中，已充电的平行板电容器两极板水平放置，图像（图乙）表示电流随时间变化的图像。已知在t=0时刻，极板间有一带负电的灰尘恰好静止。在某段时间里，回路的磁场能在减小，同时灰尘的加速度在增大，则这段时间对应图像中哪一段（　　） A. 0~a B. a~b C. b~c D. c~d 5. 如图甲所示是一“足球”玻璃球，某次实验过程中将一束蓝光水平向右照射且过球心所在的竖直截面，其正视图如图乙所示，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时恰能从右侧射出且射出点为B，已知玻璃球的半径为R，C点到AB竖直距离，且球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（　　） A. 继续增加h（），则光一定不会在右侧发生全反射 B. B点的出射光相对C点入射光方向偏折了30° C. 将蓝光换成红光后，光在玻璃球中传播时间将变长 D 用该蓝光做双缝干涉实验，减小双缝间距，其他条件不变，则屏上干涉条纹间距变小 6. 直立起跳是一项常见的热身运动，运动员先蹲下，然后瞬间向上直立跳起，如图甲所示。一位同学站在力传感器上做直立起跳，从蹲下到跳起过程中力传感器采集到的F—t图线如图乙所示（图线与横轴围成的面积约为30格），重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 过程中该同学先超重后失重 B. 该同学的最大加速度大小为 C. 该同学完全跳起时的速度为 D. 整个过程中地面对该同学做功为 7. 如图所示，是矩形导线框的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（　　） A. 将线框向右匀减速平移，线框中产生的感应电流方向为 B. 将线框向纸面外平移，线框中产生的感应电流方向为 C. 将线框以为轴向外转动60°，线框中产生感应电流方向为 D. 将线框以为轴向里转动，线框中产生的感应电流方向为 8. 如图所示，质量为M的半圆柱体放置于水平地面上，O为半圆柱体截面所在面的圆心。空间中存在以O为圆心，沿半径方向往里辐射的磁场，圆弧表面处磁感应强度大小恒为B，质量为m的通电导线静置于半圆柱体上。通电导线与半圆柱体的接触面光滑，初始时通电导线和圆心的连线与水平面的夹角为，半圆柱体始终保持静止，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 通电导线受到的安培力大小为 B. 地面受到的摩擦力方向向左 C. 缓慢减小通电导线中的电流，重新静置于圆柱体上，则通电导线受到的支持力减小 D. 缓慢减小通电导线中的电流，重新静置于圆柱体上，则地面受到的摩擦力一定减小 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，为定值电阻，和为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（　　） A. 断开开关S，M极板稍微上移，粒子依然打O点 B. 断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧 C. 保持开关S闭合，减小，粒子依然打在O点 D. 保持开关S闭合，增大，粒子打在O点右侧 10. 2024年3月24日中国气象局发布预警：未来三天会出现地磁活动，可能会发生中等以上地磁暴甚至大地磁暴，地磁暴的形成主要是因为太阳辐射出大量高能粒子流。而地球时刻面临着这些粒子流的轰击，幸好由于地磁场的存在而改变了这些带电粒子的运动方向，使很多带电粒子不能到达地面，避免了对地面上生命的危害。赤道剖面外地磁场可简化为包围地球厚度为d的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。宇宙射线中对地球危害最大的带电粒子主要是粒子。设粒子的质量为m，电荷量为e，最大速率为v，地球半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，不计大气对粒子运动的影响，下列说法正确的是（　　） A. 要使在赤道平面内从任意方向射来的粒子均不能到达地面，磁场厚度至少为 B. 要使在赤道平面内从任意方向射来的粒子均不能到达地面，磁场厚度至少为 C. 若，粒子以的速度沿径向射入磁场时，恰好不能到达地面 D. 若，粒子以的速度射入磁场时，到达地面的最短时间为 三、非选择题：共5题，共58分。 11. 某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。 （1）用游标卡尺测量摆球直径d、当测量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为___________mm。 （2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期，取3.14，由此算得重力加速度g为___________（保留3位有效数字）。 （3）实验过程中如果用摆线长度作为摆长，计算得到的重力加速度数值与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 12. 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和柠檬制作了水果电池，已知铜片是电池的正极，锌片是负极。他们通过系列实验测量水果电池的电动势和内阻。 （1）他们首先用多用电表的电压挡测量电池的电动势。将多用电表的选择开关旋转到直流电压挡，然后将电压表连接到水果电池两极，其中红表笔应与___________（填“铜片”或“锌片”）相连。电表读数如图甲所示，该水果电池的电动势为___________。 （2）课外科技活动小组继续利用电阻箱R、电压表（内阻为）等电路元件设计如图乙所示的电路图进一步测量电源电动势和内阻。闭合开关S后，调节电阻箱得到一系列实验数据。 ①根据图乙的电路图，正确连接图丙的实物图___________ ②用E和r表示电源电动势和内阻，则和的关系式为___________（用E、r、表示）； ③将5个这样水果电池串联，将额定电压为的小灯泡连到电池两端，闭合开关，小灯泡却没有发光，已知电路连接正确，没有短路、断路等电路连接问题，你认为小灯泡不发光的原因是：___________。 13. 如图所示的平面直角坐标系，在第I象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限边长为L的正方形区域内有匀强磁场，方向垂直于平面向里，且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的点进入第Ⅳ象限，然后恰好垂直于bc边射出磁场，不计粒子所受的重力。求： （1）粒子到达a点时速度的大小和方向； （2）区域内磁场的磁感应强度B。 14. 如图所示，两根相距L的平行光滑金属导轨水平固定在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。长为L质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直置于两导轨上并与导轨保持良好接触，与导轨间无摩擦，导轨之间接有开关S。开始时开关S断开，金属杆ab在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，导轨足够长且电阻不计。经过一段时间再将S闭合。 （1）若从开关S闭合开始计时，请你定性画出金属杆的速度随时间变化的可能图像。（不要求写出运算过程） （2）开关S闭合，ab速度稳定时撤去外力F，求撤去力F后ab杆的位移大小。 15. 如图所示，质量为M的滑块套在光滑的水平杆上，长为L的轻杆一端连着质量为m的小球，另一端与滑块上面的活动饺链相连，不计一切靡擦，重力加速度，已知：，，，。 （1）若滑块锁定，在杆的中点处施加一大小恒定方向始终垂直于杆的力，杆转过时撤去拉力，小球恰好到达最高点，求拉力的大小。 （2）若滑块解除锁定，给小球一个竖直向上的速度，求小球通过最高点时的速度大小，以及此时小球对杆的作用力。 （3）在满足（2）的条件下，试求小球到最高点时滑块的位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 阜阳市高二年级教学质量统测 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论 B. 奥斯特巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，发明了回旋加速器 C. 法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”描述了磁场 D. 安培发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入 【答案】C 【解析】 【详解】A．.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹捕捉到了电磁波，故A错误； B．劳伦斯巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，发明了回旋加速器，故B错误； C．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”描述了磁场，故C正确； D．奥斯特发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入。故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，一点光源和一小球分别用轻绳和轻弹簧竖直悬挂，静止时处于同一高度，间距为，竖直放置的光屏与小球水平间距为，小球做小振幅运动时，在光屏上可观测到小球影子的运动。以静止时小球在光屏上的投影点O为坐标原点，竖直向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示，则（　　） A. 时刻小球处于平衡位置 B. 时刻小球的加速度方向向下 C. 时刻小球与影子相位差为 D. 时刻影子位移为 【答案】D 【解析】 【详解】A. 时刻小球处于正向最大位移处，故A错误； B. 时刻小球位于平衡位置，加速度为零，故B错误； C. 时刻小球与影子相位差为0，因为小球与影子振动情况始终相同，只有振幅不同，由几何关系可知 影子的振幅是小球振幅的3倍。故C错误； D. 时刻小球的位移是A，根据两者振幅关系，可知影子的位移为，故D正确。 故选D。 3. 如图所示是阜阳市某中学教学楼东面墙上的一扇金属窗，将金属窗右侧向外匀速打开，推窗人正好看见太阳冉冉升起。以推窗人的视角来看，在金属窗中地磁场磁通量增大的过程中（　　） A. 穿过金属窗的地磁场水平分量从北指向南 B. 金属窗中产生了逆时针电流 C. 金属窗竖直边框受到地磁场的安培力不变 D. 金属窗中磁通量最大时，感应电动势也达到最大值 【答案】B 【解析】 【详解】AB．穿过金属窗的地磁场水平分量从南指向北，将金属窗右侧向外匀速打开，磁通量逐渐增大，根据楞次定律，钢窗中产生了逆时针电流，故A错误，B正确； C．金属窗竖直边框电流方向不变，打开过程中磁通量变化率变小，感应电流变小，可知受到地磁场的安培力变化，故C错误； D．金属窗中磁通量最大时，磁通量变化率为0，感应电动势为0，故D错误。 故选B。 4. 如图甲所示，LC电路中，已充电的平行板电容器两极板水平放置，图像（图乙）表示电流随时间变化的图像。已知在t=0时刻，极板间有一带负电的灰尘恰好静止。在某段时间里，回路的磁场能在减小，同时灰尘的加速度在增大，则这段时间对应图像中哪一段（　　） A. 0~a B. a~b C. b~c D. c~d 【答案】B 【解析】 【详解】由所示图像可知，t=0时刻电路电流为0，电容器刚刚充电完毕，此时上极板带正电。由图可知，段电路电流逐渐增加，磁场能增加，电容器放电；ab段电路电流减小，磁场能减少，电容器充电，上极板带负电，粒子受到的电场力方向向下，根据牛顿第二定律 可知灰尘加速度在增大；bc段电路电流变大，磁场能增大，电容器放电；cd段电路电流减小，磁场能减少，电容器充电，上极板带正电，粒子受到的电场力方向向上，根据牛顿第二定律 可知灰尘的加速度在减小。综上所述，这段时间对应图像中a~b段。 故选B。 5. 如图甲所示是一“足球”玻璃球，某次实验过程中将一束蓝光水平向右照射且过球心所在的竖直截面，其正视图如图乙所示，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时恰能从右侧射出且射出点为B，已知玻璃球的半径为R，C点到AB竖直距离，且球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（　　） A. 继续增加h（），则光一定不会在右侧发生全反射 B. B点的出射光相对C点入射光方向偏折了30° C. 将蓝光换成红光后，光在玻璃球中传播时间将变长 D. 用该蓝光做双缝干涉实验，减小双缝间距，其他条件不变，则屏上干涉条纹间距变小 【答案】A 【解析】 【详解】B．根据几何关系，结合光路可逆，作出光路图如图所示 根据几何关系有 可得 ， 由于B点入射光线与法线的夹角，则出射光线与法线的夹角，所以B点的出射光相对C点入射光方向偏折了60°，B错误； A．继续增加h（h<R），结合上述可知，第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路可逆原理可知，第二次折射的折射角一定等于第一次折射的入射角，即光一定不会在右侧发生全反射，A正确； C．由于红光的波长比蓝光长，所以红光在介质中的折射率比蓝光要小，红光在介质中的传播的距离比蓝光短，根据光在介质中传播速度的公式可知 红光的波速比蓝光大，因此，将蓝光换成红光后，光在玻璃球中传播时间将变短，C错误； D．根据 可知，减小双缝间距，其它条件不变，则屏上干涉条纹间距变大，D错误。 故选A。 6. 直立起跳是一项常见的热身运动，运动员先蹲下，然后瞬间向上直立跳起，如图甲所示。一位同学站在力传感器上做直立起跳，从蹲下到跳起过程中力传感器采集到的F—t图线如图乙所示（图线与横轴围成的面积约为30格），重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 过程中该同学先超重后失重 B. 该同学的最大加速度大小为 C. 该同学完全跳起时的速度为 D. 整个过程中地面对该同学做功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．过程中该同学先失重后超重再失重，故A错误； B．这位同学处于静止状态时 则 这位同学在对传感器的最大压力为1800N，由牛顿第三定律可知这位同学受到的最大支持力为 F1=1800N 由牛顿第二定律得 F1-mg=mam 解得 故B错误； C．F—t图线与横轴围成的面积表示冲量，由动量定理得 解得 故C正确； D．人在起跳过程中人的脚没有离开地面，地面对该同学不做功，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，是矩形导线框的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（　　） A. 将线框向右匀减速平移，线框中产生的感应电流方向为 B. 将线框向纸面外平移，线框中产生的感应电流方向为 C. 将线框以为轴向外转动60°，线框中产生的感应电流方向为 D. 将线框以为轴向里转动，线框中产生的感应电流方向为 【答案】D 【解析】 【详解】A．将线框向右匀减速平移，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故A错误； B．将线框向纸面外平移，穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故B错误； C．将线框以为轴向外转动60°，穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故C错误； D．将线框以为轴向里转动，将线框以为轴向里转动，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，质量为M半圆柱体放置于水平地面上，O为半圆柱体截面所在面的圆心。空间中存在以O为圆心，沿半径方向往里辐射的磁场，圆弧表面处磁感应强度大小恒为B，质量为m的通电导线静置于半圆柱体上。通电导线与半圆柱体的接触面光滑，初始时通电导线和圆心的连线与水平面的夹角为，半圆柱体始终保持静止，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 通电导线受到的安培力大小为 B. 地面受到的摩擦力方向向左 C. 缓慢减小通电导线中的电流，重新静置于圆柱体上，则通电导线受到的支持力减小 D. 缓慢减小通电导线中的电流，重新静置于圆柱体上，则地面受到的摩擦力一定减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．通电导线的受力如图所示 根据平衡条件 故A错误； B．对通电导线和半圆柱体整体分析，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、斜向左上的安培力，根据平衡条件，还需受到水平向右的地面对半圆柱体的静摩擦力。根据牛顿第三定律，地面受到的摩擦力方向向左，故B正确； CD．对通电导线，根据平衡条件 缓慢减小通电导线中的电流，则安培力减小，即通电导线和圆心的连线与水平面的夹角增大，通电导线受到的支持力为 则通电导线受到的支持力增大；对整体根据平衡条件，半圆柱体受到的摩擦力等于安培力水平方向分力，即 根据牛顿第三定律，地面受到的摩擦力 所以，若则地面受到的摩擦力减小；若则地面受到的摩擦力先增大，后减小，故CD错误。 故选B。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，为定值电阻，和为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（　　） A. 断开开关S，M极板稍微上移，粒子依然打在O点 B. 断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧 C. 保持开关S闭合，减小，粒子依然打在O点 D. 保持开关S闭合，增大，粒子打在O点右侧 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．设两板间的电压为U，两板间的距离为d，粒子的电荷量为q，微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点，则根据牛顿第二定律可得加速度为 方向垂直于板向下 断开开关，平行板带电量不变，平行板间的电场强度为 结合，，可得 电场强度不变，故加速度不变，M极板稍微上移，不会影响离子的运动，故还打在O点；N极板稍微下移，粒子在竖直方向运动的位移增大，由可知运动时间增大，沿平行板方向运动的位移变大，粒子打在O点的右侧，故AB正确； C．保持开关S闭合，由串并联电压关系可知，R0两端的电压为 减小，U将增大，电容器两端电压增大，粒子向下运动的加速度减小，由可知粒子运动时间变长，沿平行板方向运动的位移变大，故粒子打在O点右侧，故C错误； D．保持开关S闭合，增大R2，不会影响电阻R0两端的电压，故粒子打在O点，故D错误。 故选AB。 10. 2024年3月24日中国气象局发布预警：未来三天会出现地磁活动，可能会发生中等以上地磁暴甚至大地磁暴，地磁暴的形成主要是因为太阳辐射出大量高能粒子流。而地球时刻面临着这些粒子流的轰击，幸好由于地磁场的存在而改变了这些带电粒子的运动方向，使很多带电粒子不能到达地面，避免了对地面上生命的危害。赤道剖面外地磁场可简化为包围地球厚度为d的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。宇宙射线中对地球危害最大的带电粒子主要是粒子。设粒子的质量为m，电荷量为e，最大速率为v，地球半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，不计大气对粒子运动的影响，下列说法正确的是（　　） A. 要使在赤道平面内从任意方向射来的粒子均不能到达地面，磁场厚度至少为 B. 要使在赤道平面内从任意方向射来的粒子均不能到达地面，磁场厚度至少为 C. 若，粒子以的速度沿径向射入磁场时，恰好不能到达地面 D. 若，粒子以的速度射入磁场时，到达地面的最短时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．要使在赤道平面内从任意方向射来的粒子均不能到达地面，必须满足 根据 可得 则磁场厚度至少为，选项A正确，B错误； C．若，若粒子以沿径向射入磁场时，若运动轨迹与地面相切，则满足 解得 而粒子以的速度沿径向射入磁场时，此时粒子做圆周运动的半径 由几何关系可知，此时粒子运动轨迹与地球所在的圆不能相切，则粒子不能到达地面，选项C错误； D．若，粒子以的速度射入磁场时，圆周运动的半径为 到达地面的最短时间时对应的弦长最短为2R，则最短时间 选项D正确； 故选AD。 三、非选择题：共5题，共58分。 11. 某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。 （1）用游标卡尺测量摆球直径d、当测量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为___________mm。 （2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期，取3.14，由此算得重力加速度g为___________（保留3位有效数字）。 （3）实验过程中如果用摆线长度作为摆长，计算得到的重力加速度数值与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）1920 （2）9.86 （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 由图甲可知，摆球的直径为 【小问2详解】 根据 可得 代入数据可知 g=9.86m/s2 【小问3详解】 实验过程中如果用摆线长度作为摆长，则摆长偏小，根据 可知，计算得到的重力加速度数值与真实值相比偏小。 12. 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和柠檬制作了水果电池，已知铜片是电池的正极，锌片是负极。他们通过系列实验测量水果电池的电动势和内阻。 （1）他们首先用多用电表的电压挡测量电池的电动势。将多用电表的选择开关旋转到直流电压挡，然后将电压表连接到水果电池两极，其中红表笔应与___________（填“铜片”或“锌片”）相连。电表读数如图甲所示，该水果电池的电动势为___________。 （2）课外科技活动小组继续利用电阻箱R、电压表（内阻为）等电路元件设计如图乙所示的电路图进一步测量电源电动势和内阻。闭合开关S后，调节电阻箱得到一系列实验数据。 ①根据图乙的电路图，正确连接图丙的实物图___________ ②用E和r表示电源电动势和内阻，则和的关系式为___________（用E、r、表示）； ③将5个这样的水果电池串联，将额定电压为的小灯泡连到电池两端，闭合开关，小灯泡却没有发光，已知电路连接正确，没有短路、断路等电路连接问题，你认为小灯泡不发光的原因是：___________。 【答案】（1） ①. 铜片 ②. 0.48（0.47、0.49也可） （2） ①. ②. ③. 水果电池内阻太大，输出电压太小 【解析】 【小问1详解】 [1]将多用电表的选择开关旋转到直流电压挡，红表笔应与正极相连，所以连接铜片； [2]该水果电池的电动势为 【小问2详解】 ①[1]实物图如图 ②[2]根据闭合电路欧姆定律 其中 整理得 ③[3]小灯泡不发光的原因是水果电池内阻太大，输出电压太小。 13. 如图所示的平面直角坐标系，在第I象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限边长为L的正方形区域内有匀强磁场，方向垂直于平面向里，且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的点进入第Ⅳ象限，然后恰好垂直于bc边射出磁场，不计粒子所受的重力。求： （1）粒子到达a点时速度的大小和方向； （2）区域内磁场的磁感应强度B。 【答案】（1），方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角；（2） 【解析】 【详解】（1）设粒子在电场中运动的时间为t，则有沿x轴方向匀速运动 沿y轴负方向匀变速运动 则粒子到达a点时沿y轴负方向的分速度为 所以 方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角 （2）粒子在磁场中运动时，有 当粒子从e点射出时，此时有 所以磁感应强度B的值为 14. 如图所示，两根相距L的平行光滑金属导轨水平固定在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。长为L质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直置于两导轨上并与导轨保持良好接触，与导轨间无摩擦，导轨之间接有开关S。开始时开关S断开，金属杆ab在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，导轨足够长且电阻不计。经过一段时间再将S闭合。 （1）若从开关S闭合开始计时，请你定性画出金属杆的速度随时间变化的可能图像。（不要求写出运算过程） （2）开关S闭合，ab速度稳定时撤去外力F，求撤去力F后ab杆的位移大小。 【答案】（1）见解析；（2） 【解析】 【详解】（1）分析可知最终为匀速状态，则有三种情况 （2）由题意可知稳定时金属棒处于匀速状态，则有 ，， 解得 由动量定理得 即 解得 15. 如图所示，质量为M的滑块套在光滑的水平杆上，长为L的轻杆一端连着质量为m的小球，另一端与滑块上面的活动饺链相连，不计一切靡擦，重力加速度，已知：，，，。 （1）若滑块锁定，在杆的中点处施加一大小恒定方向始终垂直于杆的力，杆转过时撤去拉力，小球恰好到达最高点，求拉力的大小。 （2）若滑块解除锁定，给小球一个竖直向上的速度，求小球通过最高点时的速度大小，以及此时小球对杆的作用力。 （3）在满足（2）的条件下，试求小球到最高点时滑块的位移大小。 【答案】（1）；（2），，方向竖直向上；（3） 【解析】 【详解】（1）由于施加的为大小恒定方向始终垂直于杆的力，由动能定理得 代入数据解得 （2）到最高点时设小球速度为，滑块速度为，水平方向动量守恒，则有 系统机械能守恒则有 代入数据则有 ，， 由向心力表达式可得 代入数据则有 方向竖直向下 根据牛顿第三定律可知小球对杆的作用力 方向竖直向上 （3）设小球到达最高点时小球向右移动位移大小为，滑块向左移动位移大小为，根据动量守恒有 则 所以 且 解得 代入数据 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$