精品解析：河北省玉田县第一中学2023-2024学年度高二下学期期末物理试题

2023——2024学年度第2学期期末高二年级物理试题 学校：_____姓名：_____班级：_____考号：_____ 一、单选题(共28分) 1. 甲、乙两汽车同时同地出发，甲车做匀速运动，乙车做初速度为零匀加速直线运动，两车的位移与时间的关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A. t=10s时，甲车追上乙车 B. t=10s时，两车相距最远 C. t=5s时，两车速度相同 D. t=10s时，两车速度相同 2. 如图所示，一同学站在水平地面上放风筝，风筝在空中相对地面静止。某时刻，由于风速发生变化，该同学拉动风筝线，使风筝飞高一小段距离后，停止拉动，风筝再次相对地面静止，此时风筝线与水平地面的夹角增大，风筝与水平面的夹角不变。已知、均为锐角且不计风筝线所受的重力。则前后两次风筝相对地面静止时相比，下列说法正确的是（　　） A. 风筝受到的风力不变 B. 风筝线上的拉力不变 C. 该同学受到地面的支持力变大 D. 风筝线上的拉力均小于风筝受到的风力 3. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲为时的波形图，P、Q是介质中的两个质点。图乙为质点P的振动图像，则（ ） A. 该简谐横波沿x轴正方向传播 B. 该列波波速为 C. 从图甲波形开始，Q比P先到达波峰位置 D. 质点Q的平衡位置坐标为 4. 如图所示，正电荷q均匀分布在半球面上，球面半径为R，为通过半球面顶点C和球心O的轴线。P、M为轴线上的两点，距球心O的距离均为。在M右侧轴线上点固定一带负电的点电荷Q，、M点间的距离为R，已知P点的场强为零。已知均匀带电的封闭球壳外部空间的电场强度可等效在球心处的点电荷，则M点的场强为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示的电路，电源的内阻为r，定值电阻甲的阻值为r，乙的阻值与灯泡的阻值相等，电容器的电容为C，当闭合、断开，稳定后，灯泡的功率为P，电容器的带电量为Q，忽略灯泡阻值的变化，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡的阻值为 B. 电源的电动势为 C. 当闭合，在断开与闭合两种稳定情况下，灯泡两端电压变化量与电阻甲中电流的变化量的比值的绝对值为 D. 当、均闭合，甲中的电流为 6. 如图甲所示，一个匝数匝的圆形导体线圈，面积，电阻．在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，下列说法正确的是（ ） A. 0~4s内a点电势高于b点电势 B. 4~6s内线ab间的电压为9V C. 4~6s内通过电阻R的电荷量大小为8C D. 0~6s内电流的有效值约为2.1A 7. 图甲为氢原子的能级图，大量处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2种频率的a、b光可让光电管发生光电效应。图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（　　） A. 光照强度减小，光电子的最大初动能也减小 B. 图乙中滑片P从O向N端移动过程中，电流表示数逐渐减小 C. a光光子的能量为10.2eV D. 光电管中金属逸出功为2.25eV 二、多选题(共18分) 8. 风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一平板三角形风筝（不带鸢尾）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角不变，再次平衡后相比于风力变化之前（ ） A. 风筝距离地面的高度变大 B. 风筝所受的合力变大 C. 拉线对风筝的拉力变小 D. 拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小 9. 在水平面上半径为的圆上等间距放置三个等量点电荷，固定在点，分别固定在和点，俯视图如图所示，是半径为的圆的三条直径，为圆心。以下说法正确的是（  ） A. 点的电势高于点的电势 B. 点的电场强度大小为 C. 在点的电势能等于在点的电势能 D. 沿移动电场力先做正功后做负功 10. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示，ab为半径为R的半圆，ac、bd与直径ab共线，a、c间的距离等于半圆的半径R。一束质量均为m、电量均为q的带负电的粒子，在纸面内从c点垂直于ac以不同速度射入磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 可以经过半圆形边界的粒子的速率最小值为 B. 可以经过半圆形边界的粒子的速率最大值为 C. 在磁场中运动时间最短的粒子速率为 D. 在磁场中运动时间最短的粒子运动时间为 三、实验题(共20分) 11. 某实验小组按照图甲、乙、丙三种方案分别做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。已知图丙中的手机传感器可以测量细线上拉力的大小。实验中，用天平测量小车的质量，用打点计时器在纸带上打点，测量小车运动的加速度大小。 ①上述方案中，需要平衡摩擦力的实验是___________，需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车质量的实验是___________。 A．甲 B．乙 C．丙 ②按照图甲方案实验时，实验小组成员没有进行平衡摩擦力这一步骤，他将每组数据在坐标纸上描点、画线得到的a-F图像，可能是图中的___________（填“A”“B”或“C”）图线。 ③按照图甲方案通过正确操作，得到图戊所示纸带，已知交流电源频率为50Hz，则小车运动的加速度大小为___________（结果保留两位有效数字），则通过分析该实验可知___________（填“满足”或者“不满足”）砂子和砂桶的质量远小于小车质量。 ④按照图丙方案正确操作后，发现用牛顿第二定律计算出的小车加速度明显大于用打点计时器测得的加速度，可能的原因是___________。 12. 在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了如下器材和参考电路： 电压表V1（量程3V，内阻约6） 电压表V2（量程1V，内阻约6） 电流表A1（量程0.6A，内阻约0.1） 电流表A2（量程2mA，内阻约1） 滑动变阻器R1（最大阻值3） 滑动变阻器R2（最大阻值10） 定值电阻R3（阻值1） 开关，导线若干 A． B． C． D． (1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势（约1.0V）和内阻（约500）。选用合适器材后，应选择最优电路___________（填写参考电路对应的字母）进行测量。 (2)乙同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻。选用合适器材后，应选择最优电路___________（填写参考电路对应的字母）进行测量。 (3)乙同学将测得的数据在坐标纸上描点如图。请画出U-I图象_______，并求出电动势E为___________V，内阻r为___________（小数点后保留两位）。 四、计算题(共26分) 13. 如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积，质量的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量；从状态B到状态C。气体内能增加；大气压。 （1）求气体在状态C的温度； （2）求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。 14. 如图，质量m1= 1kg的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k = 20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2= 4kg的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ = 0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系为。取重力加速度g = 10m/s2，结果可用根式表示。 （1）求木板刚接触弹簧时速度的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x1； （2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x2及此时木板速度v2的大小； （3）已知木板向右运动的速度从v2减小到0所用时间为t0。求木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能U（用t0表示）。 15. 如图甲，平行导轨MN、固定在水平面上，左端之间接有一个的定值电阻，足够长的绝缘倾斜轨道NP、与平行导轨分别平滑连接于N、点，导轨间距。定值电阻的右边有一个宽度方向竖直向下的磁场区域，磁感应强度随t的变化规律如图乙所示。在该磁场右边有一根质量、电阻、长的导体棒ab置于水平导轨上，导体棒右侧处有一边界，右侧有一宽度方向竖直向下的匀强磁场区域，磁感应强度大小。时刻，导体棒ab在平行于导轨的水平恒力作用下从静止开始向右运动，当导体棒ab离开磁场区域时撤去恒力F，之后与完全相同的静止导体棒cd发生碰撞并粘在一起滑上绝缘倾斜轨道。已知导体棒ab初始位置到间的轨道粗糙，棒ab和cd与轨道间的动摩擦因数均为0.4，其它轨道光滑，导体棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，。 （1）求导体棒ab进入匀强磁场前通过电阻的电流大小和方向； （2）棒ab和cd碰后在斜面上升的最大高度； （3）求出导体棒最终停止的位置到的距离； （4）在导体棒运动的整个过程中，求定值电阻中产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023——2024学年度第2学期期末高二年级物理试题 学校：_____姓名：_____班级：_____考号：_____ 一、单选题(共28分) 1. 甲、乙两汽车同时同地出发，甲车做匀速运动，乙车做初速度为零的匀加速直线运动，两车的位移与时间的关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A. t=10s时，甲车追上乙车 B. t=10s时，两车相距最远 C. t=5s时，两车速度相同 D. t=10s时，两车速度相同 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图像的交点可得t=10s时，两车相遇，且乙车追上甲车，A、B两项错误； C．由图线斜率表示汽车的速度可知，甲车的速率 v甲==5m/s 由 x=at2 可得乙车的加速度 a=1m/s2 运动到与甲车速度相同所需的时间 t'==5s C项正确； D．由图像可得，两图线在t=10s时的斜率不同，即两车的速度不同，D项错误。 故选C。 2. 如图所示，一同学站在水平地面上放风筝，风筝在空中相对地面静止。某时刻，由于风速发生变化，该同学拉动风筝线，使风筝飞高一小段距离后，停止拉动，风筝再次相对地面静止，此时风筝线与水平地面的夹角增大，风筝与水平面的夹角不变。已知、均为锐角且不计风筝线所受的重力。则前后两次风筝相对地面静止时相比，下列说法正确的是（　　） A. 风筝受到的风力不变 B. 风筝线上的拉力不变 C. 该同学受到地面的支持力变大 D. 风筝线上的拉力均小于风筝受到的风力 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对风筝受力分析，并建立直角坐标系，如图 由于夹角φ不变，可知风力F方向不变，根据矢量三角形可知，当夹角α增大，风筝受到的风力变大，风筝线上的拉力变大，故AB错误； C．对该同学受力分析可知 由于拉力变大，夹角α增大，所以支持力变小，故C错误； D．由平衡可知 联立解得 所以 故D正确。 故选D。 3. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲为时的波形图，P、Q是介质中的两个质点。图乙为质点P的振动图像，则（ ） A. 该简谐横波沿x轴正方向传播 B. 该列波的波速为 C. 从图甲波形开始，Q比P先到达波峰位置 D. 质点Q的平衡位置坐标为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据振动图像可知，时P向下振动，所以该简谐横波沿x轴负方向传播，A错误； B．根据图像可知该波的波长为，周期为，故该波的波速 B错误； C．由于时，P向下振动，Q各上振动，故Q比P先到达波峰位置，C正确； D．根据正弦曲线特点可知，质点Q的平衡位置坐标为 D错误。 故选C。 4. 如图所示，正电荷q均匀分布在半球面上，球面半径为R，为通过半球面顶点C和球心O的轴线。P、M为轴线上的两点，距球心O的距离均为。在M右侧轴线上点固定一带负电的点电荷Q，、M点间的距离为R，已知P点的场强为零。已知均匀带电的封闭球壳外部空间的电场强度可等效在球心处的点电荷，则M点的场强为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由P点的场强为零可知，左半球壳在P点场强与点电荷-Q在P点场强等大、反向，故左半球壳在P点场强方向向左，大小为 半球壳补圆后（电荷量为2q）在P点场强方向向左，大小为 则右半球壳在P点的场强方向向左，大小为 由对称性可知，左半球壳在M点的场强方向向右，大小为 故M点的合场强为 方向向右，C正确。 故选C。 5. 如图所示的电路，电源的内阻为r，定值电阻甲的阻值为r，乙的阻值与灯泡的阻值相等，电容器的电容为C，当闭合、断开，稳定后，灯泡的功率为P，电容器的带电量为Q，忽略灯泡阻值的变化，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡的阻值为 B. 电源的电动势为 C. 当闭合，在断开与闭合两种稳定情况下，灯泡两端电压的变化量与电阻甲中电流的变化量的比值的绝对值为 D. 当、均闭合，甲中的电流为 【答案】C 【解析】 【详解】A．对电容器，由 可得 当闭合、断开，稳定后，灯泡的功率为P，故 联立解得 故A错误； B．由串联电路电阻与电压成正比，得 解得电源的电动势为 故B错误； D．当、均闭合，稳定后灯泡与乙并联的总电阻为 由闭合电路欧姆定律可得甲的电流为 综合计算可得甲中的电流为 故D错误； C．当闭合，在断开与闭合两种稳定情况下，甲看作等效电源，外电路看作为可变电阻的情况，根据闭合电路欧姆定律可知 即 由此可知 故灯泡两端电压的变化量与电阻甲中电流的变化量的比值的绝对值为，故C正确。 故选C。 6. 如图甲所示，一个匝数匝的圆形导体线圈，面积，电阻．在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，下列说法正确的是（ ） A. 0~4s内a点电势高于b点电势 B. 4~6s内线ab间的电压为9V C. 4~6s内通过电阻R的电荷量大小为8C D. 0~6s内电流的有效值约为2.1A 【答案】D 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知，内b点电势高于a点电势，故A错误； BC．内，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为 ab间的电压为 4~6s内通过电阻R的电荷量大小为 BC错误； D．内电路的电流为 内电路的电流为 故 代入数据解得 D正确。 故选D。 7. 图甲为氢原子的能级图，大量处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2种频率的a、b光可让光电管发生光电效应。图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（　　） A. 光照强度减小，光电子的最大初动能也减小 B. 图乙中滑片P从O向N端移动过程中，电流表示数逐渐减小 C. a光光子的能量为10.2eV D. 光电管中金属的逸出功为2.25eV 【答案】D 【解析】 【详解】A．光电子的最大初动能与光照强度无关，与光电子频率有关，A错误； B．滑片P从O向N端移动过程中，A板带正电，电压为正向电压，增大电压，电流先增大后不变，B错误； C．大量处于第3能级的氢原子，跃迁时能产生3种频率的光，能发生光电效应的应该是三能级到一能级和二能级到一能级，a光的遏止电压大，光子能量高，所以a光光子的能量为 C错误； D．因为b光的遏止电压为-7.95eV，根据公式可得 解得 D正确 故选D。 二、多选题(共18分) 8. 风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一平板三角形风筝（不带鸢尾）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角不变，再次平衡后相比于风力变化之前（ ） A. 风筝距离地面的高度变大 B. 风筝所受的合力变大 C. 拉线对风筝的拉力变小 D. 拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小 【答案】A 【解析】 【详解】如下图所示为风筝受力示意图，风力为F时，重力为G，拉线拉力为F2；当风力变大为F1时，重力不变，拉线拉力变为F3，矢量三角形如图所示，风筝悬停在空中，可得风筝所受的合力为零，保持不变，拉线拉力变大，拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角α变大，设拉线长为L，则风筝距地面高度为 则风筝距离地面的高度变大。 故选A。 9. 在水平面上半径为的圆上等间距放置三个等量点电荷，固定在点，分别固定在和点，俯视图如图所示，是半径为的圆的三条直径，为圆心。以下说法正确的是（  ） A. 点的电势高于点的电势 B. 点的电场强度大小为 C. 在点的电势能等于在点的电势能 D. 沿移动电场力先做正功后做负功 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电势是标量，点的电势 点的电势 点的电势高于点的电势，故A正确； B．激发的电场在O点的电场强度 方向由O指向C，两个激发的电场在O点的电场强度的合场强方向由O指向C，大小为 则点的电场强度大小为 故B错误； C．根据离正电荷越近（负电荷越远）电势越高可知，点的电势不等于点的电势，在点的电势能不等于在点的电势能，故C错误； D．根据离正电荷越近（负电荷越远）电势越高可知，a点的电势高于点的电势，点的电势高于点的电势，沿移动电场力先做正功后做负功，故D正确。 故选AD。 10. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示，ab为半径为R的半圆，ac、bd与直径ab共线，a、c间的距离等于半圆的半径R。一束质量均为m、电量均为q的带负电的粒子，在纸面内从c点垂直于ac以不同速度射入磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 可以经过半圆形边界的粒子的速率最小值为 B. 可以经过半圆形边界的粒子的速率最大值为 C. 在磁场中运动时间最短的粒子速率为 D. 在磁场中运动时间最短的粒子运动时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得，粒子的轨道半径 粒子速度v越大，半径R越大。 A．粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，在能达到半圆形边界的粒子中，经过a点的粒子半径最小，速度小，其轨如图中1所示，由 得 故A错误； B．经过b点的粒子半径最大，速度最大，其轨迹如图中2所示，由 解得 故B正确； C．轨迹圆弧所对应的弦与ab半圆形边界相切时，圆心角最小，运动时间最短，其轨迹如图中所示，圆心恰好位于a点，由 解得 故C错误； D．粒子在磁场中转过的最小圆心角为，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 粒子在磁场中的最短运动时间为 故D正确。 故选BD。 三、实验题(共20分) 11. 某实验小组按照图甲、乙、丙三种方案分别做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。已知图丙中的手机传感器可以测量细线上拉力的大小。实验中，用天平测量小车的质量，用打点计时器在纸带上打点，测量小车运动的加速度大小。 ①上述方案中，需要平衡摩擦力的实验是___________，需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车质量的实验是___________。 A．甲 B．乙 C．丙 ②按照图甲方案实验时，实验小组成员没有进行平衡摩擦力这一步骤，他将每组数据在坐标纸上描点、画线得到的a-F图像，可能是图中的___________（填“A”“B”或“C”）图线。 ③按照图甲方案通过正确操作，得到图戊所示纸带，已知交流电源的频率为50Hz，则小车运动的加速度大小为___________（结果保留两位有效数字），则通过分析该实验可知___________（填“满足”或者“不满足”）砂子和砂桶的质量远小于小车质量。 ④按照图丙方案正确操作后，发现用牛顿第二定律计算出小车加速度明显大于用打点计时器测得的加速度，可能的原因是___________。 【答案】 ①. ABC ②. A ③. A ④. 1.8 ⑤. 不满足 ⑥. 放置了手机，手机和小车整体质量变大，用牛顿第二定律计算时没有加手机的质量 【解析】 【详解】①[1]为了使细线上的拉力等于小车所受的合力，甲、乙、丙三种方案都需要平衡摩擦力，可知ABC正确。 故选ABC。 [2]甲方案砂和砂桶的质量没有测出，因此要用砂和砂桶的总重力充当细线的拉力，为使砂和砂桶的总重力等于细线的拉力，则甲方案需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车质量，乙和丙两种方案不需要，因为两种方案分别由弹簧测力计和手机传感器来测量细线上拉力的大小，A正确，BC错误。 故选A。 ②[3]按照图甲方案实验时，没有进行平衡摩擦力，画线得到的a-F图像如图丁所示，由图丁可知，因没有平衡摩擦力，当细线上的拉力小于摩擦力时，小车加速度是零，只有细线上的拉力大于摩擦力时，小车加速度不是零，因此得到的a-F图像，可能是图中的A。 ③[4]已知交流电源的频率为50Hz，由图戊可知，纸带上相邻两计数点间的时间间隔为 由匀变速直线运动的推论，可得小车运动的加速度大小为 [5]由匀变速直线运动的推论，可得小车运动的加速度大小为 对甲方案实验，设砂和砂桶的总质量为m，小车质量为M，以小车及砂和砂桶组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律，则有 小车的加速度为 小车所受的合外力则有 当时 当m增大到时，则有 可知随砂和砂桶的质量m增大时，小车的加速度逐渐减小，因此通过分析该实验可知不满足砂子和砂桶的质量远小于小车质量。 ④[6]可能的原因是：用打点计时器测得加速度时，由于小车上放置了手机传感器，导致了手机传感器与小车整体的质量增大，因此测得的加速度要小于不加手机传感器时的加速度，用牛顿第二定律计算小车的加速度时，没有加手机传感器的质量，因此按照图丙方案正确操作后，用牛顿第二定律计算出的小车加速度明显大于用打点计时器测得的加速度。 12. 在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了如下器材和参考电路： 电压表V1（量程3V，内阻约6） 电压表V2（量程1V，内阻约6） 电流表A1（量程0.6A，内阻约0.1） 电流表A2（量程2mA，内阻约1） 滑动变阻器R1（最大阻值3） 滑动变阻器R2（最大阻值10） 定值电阻R3（阻值1） 开关，导线若干 A． B． C． D． (1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势（约1.0V）和内阻（约500）。选用合适器材后，应选择最优电路___________（填写参考电路对应的字母）进行测量。 (2)乙同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻。选用合适器材后，应选择最优电路___________（填写参考电路对应的字母）进行测量。 (3)乙同学将测得的数据在坐标纸上描点如图。请画出U-I图象_______，并求出电动势E为___________V，内阻r为___________（小数点后保留两位）。 【答案】 ①. A ②. C ③. ④. ⑤. 【解析】 【详解】(1)[1]马铃薯电池的电动势较小，B图中电压表分流，所以电流表测量的干路电流偏小，则电动势测量值偏小，所以不宜选用；选择A图测量的干路电流准确，根据闭合电路欧姆定律可知可知当时，断路电压即为电动势，所以A图能准确测量马铃薯的电动势，内阻测量偏大，为电流表和马铃薯内阻之和，但因为马铃薯内阻远大于电流表内阻，所以误差较小，故选A图。 (2)[2]新的干电池内阻较小，所以需要给电池串联一个定值电阻，方便测量，而D图中测量的内阻为电流表内阻、电源内阻和定值电阻之和，因为干电池内阻较小，所以内阻的测量会引起较大误差，所以选择C图。 (3)[3]做出图象如图 [4]根据闭合电路欧姆定律变形得 则图线纵截距即为电源电动势 [5]根据图象斜率可知 则电源内阻为 四、计算题(共26分) 13. 如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积，质量的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量；从状态B到状态C。气体内能增加；大气压。 （1）求气体在状态C的温度； （2）求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。 【答案】（1）350K；（2）11J 【解析】 【详解】（1）气体在A状态时，根据平衡条件有 气体从状态A到状态B的过程中发生等温变化，根据波意耳定律有 气体从状态B到状态C发生等容变化，根据查理定律有 其中 联立以上各式解得 （2）由于从状态A到状态B气体发生等温变化，即气体温度不变，因此 而从状态A到状态C，根据热力学第一定律有 由于状态B到状态C气体发生等容变化，即气体体积不变，则可知 因此可得 而 联立解得 14. 如图，质量m1= 1kg木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k = 20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2= 4kg的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ = 0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系为。取重力加速度g = 10m/s2，结果可用根式表示。 （1）求木板刚接触弹簧时速度的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x1； （2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x2及此时木板速度v2的大小； （3）已知木板向右运动的速度从v2减小到0所用时间为t0。求木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能U（用t0表示）。 【答案】（1）1m/s；0.125m；（2）0.25m；；（3） 【解析】 【详解】（1）由于地面光滑，则m1、m2组成的系统动量守恒，则有 m2v0= (m1＋m2)v1 代入数据有 v1= 1m/s 对m1受力分析有 则木板运动前右端距弹簧左端距离有 v12= 2a1x1 代入数据解得 x1= 0.125m （2）木板与弹簧接触以后，对m1、m2组成的系统有 kx = (m1＋m2)a共 对m2有 a2= μg = 1m/s2 当a共 = a2时物块与木板之间即将相对滑动，解得此时的弹簧压缩量 x2= 0.25m 对m1、m2组成的系统列动能定理有 代入数据有 （3）木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，由于木板即m1的加速度大于木块m2的加速度，则当木板与木块的加速度相同时即弹簧形变量为x2时，则说明此时m1的速度大小为v2，共用时2t0，且m2一直受滑动摩擦力作用，则对m2有 －μm2g∙2t0= m2v3－m2v2 解得 则对于m1、m2组成的系统有 U = Wf 联立有 15. 如图甲，平行导轨MN、固定在水平面上，左端之间接有一个的定值电阻，足够长的绝缘倾斜轨道NP、与平行导轨分别平滑连接于N、点，导轨间距。定值电阻的右边有一个宽度方向竖直向下的磁场区域，磁感应强度随t的变化规律如图乙所示。在该磁场右边有一根质量、电阻、长的导体棒ab置于水平导轨上，导体棒右侧处有一边界，右侧有一宽度方向竖直向下的匀强磁场区域，磁感应强度大小。时刻，导体棒ab在平行于导轨的水平恒力作用下从静止开始向右运动，当导体棒ab离开磁场区域时撤去恒力F，之后与完全相同的静止导体棒cd发生碰撞并粘在一起滑上绝缘倾斜轨道。已知导体棒ab初始位置到间的轨道粗糙，棒ab和cd与轨道间的动摩擦因数均为0.4，其它轨道光滑，导体棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，。 （1）求导体棒ab进入匀强磁场前通过电阻的电流大小和方向； （2）棒ab和cd碰后在斜面上升的最大高度； （3）求出导体棒最终停止的位置到的距离； （4）在导体棒运动的整个过程中，求定值电阻中产生的焦耳热。 【答案】（1）0.5A；（2）；（3）；（4）12.5J 【解析】 【详解】（1）导体棒ab进入前作匀加速运动，设加速度为a，由牛顿第二定律 解得 由运动学公式，到达处的时间 故R上的电流 由于向下是减小的，由楞次定律可知，电流方向由M到 （2）导体棒刚进入磁场的速度 由于 可得 故导体棒匀速进入磁场，导体棒ab第一次在磁场中运动的时间 导体棒第一次出磁场速度为，与相碰，满足动量守恒 得 由机械能守恒 可得 （3）假设第二次能穿出磁场，速度为，由动量定理 即 其中 得 所以能穿出磁场。由动能定理 解得 即最终停止的位置与的距离为。 （4）导体棒运动到，产生的焦耳热 第一次次穿过时，电路中产生的焦耳热 中产生的焦耳热 第二次穿过时，电路产生的焦耳热 中产生的焦耳热 在导体棒运动的整个过程中，定值电阻中产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$