内容正文:
2024年高二下学期期末考试物理试题
一、选择题(共8小题,每题3分,共24分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
B. 液体表面层的分子分布比液体内部要密,是产生表面张力的原因
C. 热量不能由低温物体传递到高温物体
D. 太阳内部持续不断地发生着4个质子()聚变为1个氮核()的热核反应,核反应方程是,方程中的X表示中子()
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.中等质量原子核的比结合能比轻核的大,它的核子数又比轻核的多,所以结合能比轻核的也大,选项A正确;
B.液体表面层的分子分布比液体内部要稀疏,分子力表现为引力,选项B错误;
C.由外力做功,热量可以由低温物体传递到高温物体,选项C错误;
D.核反应方程,方程中的X表示,选项D错误。
故选A。
2. 一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看做一个质点,这些质点之间存在着相互作用.如图是某绳波形成过程的示意图.质点l在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点2、3、4...各个质点依次振动,把振动从绳的左端传到右端.t=T/2时,质点9刚要开始运动.下列说法正确的是
A. t=T/2时,质点9开始向下运动
B. t=T/2时,质点5加速度方向向上
C t=T/4时,质点5开始向上运动
D. t=T/4时,质点3的加速度方向向上
【答案】C
【解析】
【详解】A、质点1为波源,波向右传播,时,质点9开始振动,根据同侧法可知其振动方向向上;故A错误.
B、时,质点5处于波峰,此时振动的速度为零,指向平衡位置的加速度最大,方向向下;故B错误.
C、根据振动和波的传播规律可得时的波形图:
时,波传播的距离为,则质点5开始振动,而所有的质点被带动起振的方向相同都向上;故C正确.
D、振动时的回复力产生的加速度都指向平衡位置,时的质点3正在正向位移处,则加速度向下;故D错误.
故选C.
3. 用如图所示的实验装置探究光电效应的规律,如果用频率为的某种单色光照射某种金属,发生光电效应,如果入射光的频率变为原来的2倍,遏止电压变为原来的2.5倍,则该种金属的极限频率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】用频率为的光照射时,根据光电效应方程得
电子向A极板运动时,根据动能定理得
联立得
如果用的光照射时,同理得
联立得
故B正确,ACD错误。
故选B。
4. 据历史文献和出土文物证明,踢毽子起源于中国汉代,盛行于南北朝、隋唐。毽子由羽毛、金属片和胶垫组成。如图是同学练习踢毽子,毽子离开脚后,恰好沿竖直方向运动,假设运动过程中毽子所受的空气阻力大小不变,则下列说法正确的是( )
A. 脚对毽子的作用力大于毽子对脚的作用力,所以才能把毽子踢起来
B. 毽子在空中运动时加速度总是小于重力加速度g
C. 毽子上升过程的动能减少量大于下落过程的动能增加量
D. 毽子上升过程中重力冲量大于下落过程中的重力冲量
【答案】C
【解析】
【详解】A.脚对毽子的作用力与毽子对脚的作用力是一对作用力和反作用力,等大反向,故A错误;
B.因为空气阻力存在,毽子在空中上升段阻力向下,加速度大于重力加速度g,而下降阶段阻力向上,加速度小于重力加速度g,故B错误;
C.根据动能定理,毽子上升过程的动能减少量
下落过程的动能增加量
则
故C正确;
D.毽子上升过程中加速度大小大于下降过程中加速度大小,上升过程中时间小于下降过程中时间,毽子上升过程中重力冲量小于下落过程中的重力冲量,故D错误。
故选C。
5. 如图甲所示的电路中,电阻,电压表量程为0~200V,电源接如图乙所示的交流电,下列说法正确的是( )
A 电压表会由于测量值超出量程而被损坏
B. 每经过1秒,通过R的电流方向改变50次
C. 不考虑温度对电阻的影响,R的实际功率为3025W
D. 将电压表换为耐压值是250V的电容器,电容器可以安全工作
【答案】C
【解析】
【详解】A.取一个周期时间,由电流的热效应有
解得
174V
小于电压表的量程,故电压表不会损坏,故A错误;
C.不考虑温度对电阻的影响,则R的实际功率为
=3025W
故C正确;
B.由图乙可知交流电的周期为0.02s,因为每个周期,电流方向改变2次,1秒钟经历50个周期,电流方向改变100次,故B错误;
D.交流电峰值是311V,超出电容器耐压值,所以电容器不可以安全工作,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。关于上述过程,下列说法中正确的是( )
A. 男孩和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且机械能守恒
D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】男孩、小车与木箱三者组成的系统受合外力为零,则三者组成的系统动量守恒,则木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量等大反向;由于人推木箱时,使人、车和木箱的动能都变大,则系统的机械能增加,即机械能不守恒。
故选D。
7. 如图甲所示,、是水平面内平行放置且足够长的光滑金属导轨,导轨右端接有一个阻值为的电阻,导轨间存在垂直于导轨平面的磁场(图中未画出)。虚线将磁场分为I、II两个区域,其中区域I中存在非匀强磁场,区域II中存在匀强磁场。虚线是区域I中的一条参考线,、间的距离为,图乙所示图像描述的是磁感应强度和虚线的右侧各点到虚线的距离的关系。金属棒静止在导轨上,与导轨始终垂直且接触良好,某时刻开始,金属棒在外力作用下经过区域I运动到区域II,已知在金属棒经过虚线后的运动过程中电阻消耗的电功率不变,金属棒和导轨的电阻不计,则下列说法正确的是( )
A. 金属棒经过、和处时,速度大小之比为1:2:3
B. 在金属棒从虚线运动到虚线的过程和从虚线运动到处的过程中,通过电阻的电荷量之比为1:1
C. 金属棒在处和处受到的安培力大小之比为1:2
D. 在金属棒从虚线运动到虚线的过程和从虚线运动到处的过程中,电阻消耗的电能之比为2:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据
P=I2R
可知电路中电流I不变,故导体棒ab产生的电动势不变,根据
E=BLv
(L为金属棒ab的长度),将 x=0、x=0.5m和x=1.5m处对应的磁感应强度大小B的值3.0T、2.0T、1.0T,代入可得,速度大小之比为2:3:6,故A错误;
B.通过电阻R的电荷量
为图线与坐标轴所围成的面积与L的乘积,可以计算出两个过程通过电阻R的电荷量之比为2:1,故B错误;
C.安培力
F=BIL
式中IL不变,将x=05m处和x=15m处对应的磁感应强度大小B的值2.0T和1.0T代入解得安培力大小之比为2:1,故C错误;
D.根据
Q=I2Rt
和
q=It
可得
Q=IRq
将电荷量之比2:1,代入可得电阻R消耗的电能之比为2:1,故D正确。
故选D。
8. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率的关系)如图所示,则( )
A. 此单摆的固有周期约为
B. 此单摆的摆长约为
C. 若摆长增大,单摆固有频率增大
D. 若把该单摆移到月球上,则在月球上该单摆的共振曲线的峰与地球上相比,没有变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.单摆做受迫振动,振动频率与驱动力频率相等;当驱动力频率等于固有频率时,发生共振,则固有频率为0.5Hz,周期为2s,故A错误;
B.由图可知,共振时单摆的振动频率与固有频率相等,则周期为2s.由公式
可得
故B正确;
C.若摆长增大,单摆固有周期增大,则固有频率减小,故C错误;
D.若把该单摆移到月球上,重力加速度减小,则周期增大,固有频率减小,所以在月球上该单摆的共振曲线的峰将向左移动,故D错误。
故选B。
二、多选题(共4小题,每题4分,共16分)
9. 在篮球场某同学伸出双手迎接传来的篮球,接球时,两手随球迅速收缩至胸前。该同学这样做的目的是( )
A. 延长球对手的作用力时间 B. 减小球的动量变化量
C. 减小球对手的冲量 D. 减小球对手的作用力
【答案】AD
【解析】
【详解】A.先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球引至胸前,这样可以增加球与手接触的时间,故A正确;
B.动量变化量为
由于初速度是定值,所以动量的变化量不变,故B错误;
C.球对手的冲量与手对球的冲量等大反向,大小等于球的动量变化量,也不变,故C错误;
D.根据动量定理得
解得
当时间增大时,动量的变化率减小,即作用力就减小,故D正确。
故选AD。
10. 关于核反应、核能,下列说法中正确的是( )
A. 原子弹是利用轻核的聚变制成的,它利用氢弹引发热核反应
B. 从到共发生了次衰变,次衰变
C. 氢原子由低能级向高能级跃迁时,吸收光子的能量可以稍大于两能级间能量差
D. 铅原子核的结合能大于铯原子核的结合能
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.氢弹是利用轻核的聚变制成的,原子核必须有足够的动能,才能使它们接近核力能发生作用的范围。实验证明,原子核必须处在几百万摄氏度以上的高温才有这样的能量,这样高的温度通常利用原子弹爆炸获得,故A错误;
B.从变成,设衰变过程经历了次衰变、次衰变,则由电荷数与质量数守恒得∶,得,可知发生了次衰变,次衰变,故B正确;
C.氢原子由低能级向高能级跃迁时,吸收光子的能量等于两能级间能量差,故C错误;
D.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量,且原子核越大,它的结合能就越高,铯原子核比铅原子核小,所以铯原子核的结合能比铅原子核的结合能小,故D正确。
故选BD。
11. 一简谐横波在t=0时的波形如图所示,介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5πt(cm),下列说法正确的是( )
A. 该波的振幅为8cm
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 该波的波速为10m/s
D. 质点P在一个周期内沿x轴正方向迁移了4m
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据题意,该波的振幅为
故A错误;
B.根据质点P的振动方程可知,t=0时刻,质点P处于平衡位置,且沿y轴正方向运动,结合波形图,根据“上下坡”法可知,该波沿x轴正方向传播,故B正确;
C.周期为
所以
故C正确;
D.介质中的质点沿y轴上下振动,而不会随波迁移,故D错误。
故选BC。
12. 如图所示,在真空环境中有一足够长的绝缘、粗糙、水平传送带,其上放置带正电的甲物体,且甲物体的电荷量始终保持不变,整个传送带所在区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场。假如由静止开始让传送带做匀加速运动,发现刚开始甲物体与传送带保持相对静止,则下列说法正确的是( )
A. 甲物体开始阶段所受摩擦力均匀增大
B. 经过一段时间后甲物体的加速度会逐渐减小
C. 甲物体有可能离开传送带作曲线运动
D. 甲物体最终会沿传送带做匀速直线运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.发现刚开始甲物体与传送带保持相对静止,由于皮带做匀加速运动,根据左手定则可知,物体受到的洛伦兹力竖直向上,且大小增大,那么导致物体对皮带的压力减小,但由于物体受到是静摩擦力,依据牛顿第二定律可知
f=ma
则甲物体开始阶段所受摩擦力应该不变,故A错误;
B.经过一段时间后,甲物体相对皮带滑动,则其受到是滑动摩擦力,由于竖直向上的洛伦兹力增大,导致物体对皮带的压力减小,那么滑动摩擦力大小也减小,因此物体的加速度会逐渐减小,故B正确;
CD.依据A选项分析,当洛伦兹力增大到等于重力时,则物体将离开传送带,从而做匀速直线运动,故C错误,故D正确;
故选BD。
四、解答题(共5小题,共60分)
13. 为了探究电磁感应现象,如图所示为“探究产生感应电流的条件的实验装置”。
(1)如图1所示,下列操作中,电流表的指针不发生偏转的是( )
A.将条形磁铁放在线圈中不动
B.将条形磁铁插入线圈
C.将条形磁铁从线圈中拔出
D.将条形磁铁从图示位置向左移动
(2)某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图2所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知:
(a)当滑动变阻器的滑片P向左移动时,灵敏电流计的指针_______(填“左偏”、“不动”、“右偏”);
(b)将线圈A拔出时,灵敏电流计的指针_______(填“左偏”、“不动”、“右偏")。
(3)某同学在实验室按如图2所示重做电磁感应现象的实验,当他接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其可能的原因_______。
A.开关接线柱断路
B.电流表的正负极接错
C.线圈B的接头接反
D.蓄电池的正负极接反
【答案】 ① A ②. 右偏 ③. 右偏 ④. A
【解析】
【详解】(1)[1]A.将条形磁铁放在线圈中不动,线圈内磁通量不变,没有感应电流产生,电流表的指针不会发生偏转,故A符合题意;
B.将条形磁铁插入线圈,线圈内磁通量增加,有感应电流产生,电流表的指针会发生偏转,故B不符合题意;
C.将条形磁铁从线圈中拔出,线圈内磁通量减少,有感应电流产生,电流表的指针会发生偏转,故C不符合题意;
D.将条形磁铁从图示位置向左移动,线圈内磁感应强度变小,磁通量减小,有感应电流产生,电流表的指针会发生偏转,故D不符合题意。
故选A。
(2)[2][3]闭合开关时灵敏电流计的指针左偏,即线圈内磁通量增加时,灵敏电流计的指针左偏。滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入的有效电阻变大,回路中电流变小,线圈内的磁场变弱,磁通量减少,所以灵敏电流计的指针右偏;将线圈A拔出时,线圈内磁通量减小,灵敏电流计的指针右偏。
(3)[4]A.若开关和灵敏电流计不能构成回路,则开关闭合、断开时,不会引起线圈B的磁通量变化,电流计指针不会偏转,故A正确;
B.电流表的正负极接错,只是偏转方向变化,故B错误;
C.线圈B的接头接反,开关闭合、断开时,线圈B的磁通量会发生变化,指针会偏转,故C错误;
D.蓄电池的正负极接反,电流计指针偏转方向变化,故D错误。
故选A。
14. 老师带着几名学生进行野外考察.登上一山峰后,他们想粗略测出山顶处的重力加速度.于是他们用细线拴好石块P系在树干上做成一个简易单摆,如图所示.然后用随身携带的钢卷尺、秒表进行相应的测量.同学们首先测出摆长L,然后将石块拉开一个小角度由静止释放,使石块在竖直平面内摆动.用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.
(1)利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g=__________
(2)若某次用秒表测量若干次全振动所用的时间如图所示,则所时间为t=______s
(3)若同学们在某次测量中,振动周期测量正确,但测量摆长时从悬点一直量到石块下端,所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值_______(选填“偏大”、“偏小”或“相等”).
【答案】 ①. ②. 99.8 ③. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]由题,单摆完成n次全振动所用的时间t得,单摆的周期
由单摆的周期公式
得
(2)[2]秒表的读数为60s+39.8s=99.8s
(3)[3]单摆的摆长应等于悬点到石块重心的距离,若测量摆长时从悬点一直量到石块下端,摆长L偏大,则由重力加速度的表达式
可知,重力加速度值比真实值偏大.
【点睛】单摆的周期采用累积法测量,周期的表达式.根据测量原理分析实验误差是常用的思路.
15. 如图,一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体,中间的隔板将气体分为A、B两部分;初始时,A、B的体积均为V,压强均等于大气压,隔板上装有压力传感器和控制装置,当隔板两边压强差超过时隔板就会滑动,否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞,使B的体积减小为。求A的体积和B的压强。
【答案】,
【解析】
【详解】对B部分气体根据玻意耳定律有
解得
对A部分气体分析,根据玻意耳定律有
联立解得
16. 一列简谐横波在均匀介质中传播,如图所示。已知A、B两点皆在x轴上,两者相距;图甲表示质点A的振动图像,图乙表示时刻的波的图像,此刻A点刚开始振动,求:
(1)该简谐横波的传播速度及传播方向;
(2)时质点B运动的路程。
【答案】(1)10m/s,沿x轴正方向传播;(2)
【解析】
【详解】(1)由题图甲可知,此波的周期
由题图乙可知,此波的波长为
所以
根据时刻质点A的振动方向可知,此波沿x轴正方向传播;
(2)此波从图示位置传播到B点所需的时间
故质点B运动的时间为
由题图可知此波的振幅,质点B每个周期运动的路程为。所以时质点B运动的路程为
17. 如图所示,直角坐标系xO2y位于竖直平面内,在x>0,y>0的区域存在竖直方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。将一个半径R的四分之一的光滑绝缘圆弧轨道ABC固定在竖直平面内,O1是轨道的圆心,A点与O1等高,轨道末端水平,O2C=R。将一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从A点静止释放,离开C点后进入到xO2y区域,在xO2y区域恰好做匀速圆周运动,重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的电场强度大小和方向;
(2)小球在xO2y区域做匀速圆周运动的半径;
(3)若在x轴上放置一个长度为2R的收集板MN,O2M=2.2R。小球可以从圆弧轨道上的AB之间的任何位置静止释放,∠AO1B=30°,若带电小球打在收集板之后就被立即拿走且不会改变原电场的分布,则收集板上有小球打到的区域长度△x。
【答案】(1),方向竖直向上;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据小球在xO2y区域做匀速圆周运动
Eq=mg
解得
电场强度方向竖直向上;
(2)设小球刚进入复合场的速度为v0,小球从A点释放到刚进入复合场,根据动能定理得:
解得
设小球匀速圆周运动的半径为r,由
解得
(3)若小球在AB之间的某位置静止释放,设小球进入复合场中的速度大小为v′,与x轴正方向夹角为θ,小球做匀速圆周运动的半径为
小球从进入复合场到打到收集板上,做匀速圆周运动的弦长为
d=2r′sinθ
代入r′和B,解得
d=2R
说明小球在AB之间的任何位置静止释放,做圆周运动的弦长不变。
小球从A点静止释放运动到C点,由动能定理
进入x轴的位置据O2为x1,根据平抛运动规律
因为x1<2.2R,所以从AB之间释放的粒子都能进入xO2y区域做圆周运动
小球从B点静止释放运动到C点,由动能定理
进入x轴的位置据O2为x2,根据平抛运动规律
则收集板上有小球打到的区域长度
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2024年高二下学期期末考试物理试题
一、选择题(共8小题,每题3分,共24分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
B. 液体表面层的分子分布比液体内部要密,是产生表面张力的原因
C. 热量不能由低温物体传递到高温物体
D. 太阳内部持续不断地发生着4个质子()聚变为1个氮核()的热核反应,核反应方程是,方程中的X表示中子()
2. 一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看做一个质点,这些质点之间存在着相互作用.如图是某绳波形成过程的示意图.质点l在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点2、3、4...各个质点依次振动,把振动从绳的左端传到右端.t=T/2时,质点9刚要开始运动.下列说法正确的是
A. t=T/2时,质点9开始向下运动
B t=T/2时,质点5加速度方向向上
C. t=T/4时,质点5开始向上运动
D. t=T/4时,质点3的加速度方向向上
3. 用如图所示实验装置探究光电效应的规律,如果用频率为的某种单色光照射某种金属,发生光电效应,如果入射光的频率变为原来的2倍,遏止电压变为原来的2.5倍,则该种金属的极限频率为( )
A. B. C. D.
4. 据历史文献和出土文物证明,踢毽子起源于中国汉代,盛行于南北朝、隋唐。毽子由羽毛、金属片和胶垫组成。如图是同学练习踢毽子,毽子离开脚后,恰好沿竖直方向运动,假设运动过程中毽子所受空气阻力大小不变,则下列说法正确的是( )
A. 脚对毽子的作用力大于毽子对脚的作用力,所以才能把毽子踢起来
B. 毽子在空中运动时加速度总是小于重力加速度g
C. 毽子上升过程的动能减少量大于下落过程的动能增加量
D. 毽子上升过程中重力冲量大于下落过程中的重力冲量
5. 如图甲所示的电路中,电阻,电压表量程为0~200V,电源接如图乙所示的交流电,下列说法正确的是( )
A. 电压表会由于测量值超出量程而被损坏
B. 每经过1秒,通过R的电流方向改变50次
C. 不考虑温度对电阻的影响,R的实际功率为3025W
D. 将电压表换为耐压值是250V的电容器,电容器可以安全工作
6. 如图所示,小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。关于上述过程,下列说法中正确的是( )
A. 男孩和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且机械能守恒
D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等
7. 如图甲所示,、是水平面内平行放置且足够长的光滑金属导轨,导轨右端接有一个阻值为的电阻,导轨间存在垂直于导轨平面的磁场(图中未画出)。虚线将磁场分为I、II两个区域,其中区域I中存在非匀强磁场,区域II中存在匀强磁场。虚线是区域I中的一条参考线,、间的距离为,图乙所示图像描述的是磁感应强度和虚线的右侧各点到虚线的距离的关系。金属棒静止在导轨上,与导轨始终垂直且接触良好,某时刻开始,金属棒在外力作用下经过区域I运动到区域II,已知在金属棒经过虚线后的运动过程中电阻消耗的电功率不变,金属棒和导轨的电阻不计,则下列说法正确的是( )
A. 金属棒经过、和处时,速度大小之比为1:2:3
B. 在金属棒从虚线运动到虚线的过程和从虚线运动到处的过程中,通过电阻的电荷量之比为1:1
C. 金属棒在处和处受到的安培力大小之比为1:2
D. 在金属棒从虚线运动到虚线的过程和从虚线运动到处的过程中,电阻消耗的电能之比为2:1
8. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率的关系)如图所示,则( )
A. 此单摆的固有周期约为
B. 此单摆的摆长约为
C. 若摆长增大,单摆的固有频率增大
D. 若把该单摆移到月球上,则在月球上该单摆的共振曲线的峰与地球上相比,没有变化
二、多选题(共4小题,每题4分,共16分)
9. 在篮球场某同学伸出双手迎接传来的篮球,接球时,两手随球迅速收缩至胸前。该同学这样做的目的是( )
A. 延长球对手的作用力时间 B. 减小球的动量变化量
C. 减小球对手的冲量 D. 减小球对手的作用力
10. 关于核反应、核能,下列说法中正确的是( )
A. 原子弹是利用轻核的聚变制成的,它利用氢弹引发热核反应
B. 从到共发生了次衰变,次衰变
C. 氢原子由低能级向高能级跃迁时,吸收光子的能量可以稍大于两能级间能量差
D. 铅原子核的结合能大于铯原子核的结合能
11. 一简谐横波在t=0时的波形如图所示,介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5πt(cm),下列说法正确的是( )
A. 该波的振幅为8cm
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 该波波速为10m/s
D. 质点P在一个周期内沿x轴正方向迁移了4m
12. 如图所示,在真空环境中有一足够长的绝缘、粗糙、水平传送带,其上放置带正电的甲物体,且甲物体的电荷量始终保持不变,整个传送带所在区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场。假如由静止开始让传送带做匀加速运动,发现刚开始甲物体与传送带保持相对静止,则下列说法正确的是( )
A. 甲物体开始阶段所受摩擦力均匀增大
B. 经过一段时间后甲物体的加速度会逐渐减小
C. 甲物体有可能离开传送带作曲线运动
D. 甲物体最终会沿传送带做匀速直线运动
四、解答题(共5小题,共60分)
13. 为了探究电磁感应现象,如图所示为“探究产生感应电流的条件的实验装置”。
(1)如图1所示,下列操作中,电流表的指针不发生偏转的是( )
A.将条形磁铁放在线圈中不动
B.将条形磁铁插入线圈
C.将条形磁铁从线圈中拔出
D.将条形磁铁从图示位置向左移动
(2)某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图2所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知:
(a)当滑动变阻器的滑片P向左移动时,灵敏电流计的指针_______(填“左偏”、“不动”、“右偏”);
(b)将线圈A拔出时,灵敏电流计的指针_______(填“左偏”、“不动”、“右偏")。
(3)某同学在实验室按如图2所示重做电磁感应现象的实验,当他接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其可能的原因_______。
A.开关接线柱断路
B.电流表的正负极接错
C.线圈B的接头接反
D.蓄电池的正负极接反
14. 老师带着几名学生进行野外考察.登上一山峰后,他们想粗略测出山顶处的重力加速度.于是他们用细线拴好石块P系在树干上做成一个简易单摆,如图所示.然后用随身携带的钢卷尺、秒表进行相应的测量.同学们首先测出摆长L,然后将石块拉开一个小角度由静止释放,使石块在竖直平面内摆动.用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.
(1)利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g=__________
(2)若某次用秒表测量若干次全振动所用的时间如图所示,则所时间为t=______s
(3)若同学们在某次测量中,振动周期测量正确,但测量摆长时从悬点一直量到石块下端,所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值_______(选填“偏大”、“偏小”或“相等”).
15. 如图,一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体,中间的隔板将气体分为A、B两部分;初始时,A、B的体积均为V,压强均等于大气压,隔板上装有压力传感器和控制装置,当隔板两边压强差超过时隔板就会滑动,否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞,使B的体积减小为。求A的体积和B的压强。
16. 一列简谐横波在均匀介质中传播,如图所示。已知A、B两点皆在x轴上,两者相距;图甲表示质点A的振动图像,图乙表示时刻的波的图像,此刻A点刚开始振动,求:
(1)该简谐横波的传播速度及传播方向;
(2)时质点B运动的路程。
17. 如图所示,直角坐标系xO2y位于竖直平面内,在x>0,y>0的区域存在竖直方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。将一个半径R的四分之一的光滑绝缘圆弧轨道ABC固定在竖直平面内,O1是轨道的圆心,A点与O1等高,轨道末端水平,O2C=R。将一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从A点静止释放,离开C点后进入到xO2y区域,在xO2y区域恰好做匀速圆周运动,重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的电场强度大小和方向;
(2)小球在xO2y区域做匀速圆周运动的半径;
(3)若在x轴上放置一个长度为2R收集板MN,O2M=2.2R。小球可以从圆弧轨道上的AB之间的任何位置静止释放,∠AO1B=30°,若带电小球打在收集板之后就被立即拿走且不会改变原电场的分布,则收集板上有小球打到的区域长度△x。
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