精品解析：陕西省咸阳市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题

咸阳市2023~2024学年度第二学期普通高中期末质量检测 高二物理试题 注意事项： 1.本试题共6页，满分100分，时间90分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，计48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分；选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。） 1. 利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像，其中有一种“彩虹”雪花，中间部分有一个夹有空气的薄冰层，呈彩色花纹。下列现象的原理与之相同的是（　　） A. 泊松亮斑 B. 阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹 C. 利用光导纤维传递信息，实现光纤通信 D. 电影院放映3D影片，佩戴立体眼镜，形成立体效果 2. 关于冲量、动量，下列说法正确的是（　　） A. 冲量方向与动量方向一致 B. 动量越大的物体受到的冲量越大 C. 物体的动量发生变化，其动能可能不变 D. 质点做匀速圆周运动过程中，其动量不变 3. 如图所示，在通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强，下列说法正确的（　　） A. 线圈向左平动 B. 线圈向右平动 C. 线圈以导线到AB的距离为半径绕导线运动 D. 导线远离线圈加速运动 4. 如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A. 起始时刻速度最大 B. A、B点的回复力方向相反 C. A、C点的速度大小相同，方向相反 D. 摆长为 5. 关于下列四幅图，说法正确是（　　） A. 甲：霍尔元件是将电压转换为磁感应强度的一种磁传感器 B. 乙：鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高，属于多普勒效应 C. 丙：在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，则电路中的电场能正在向磁场能转化 D. 丁：在A、B、C三个摆中，其中A、C摆长相等先让A摆摆动起来，B、C摆随后也跟着摆动起来，摆动稳定后发现C摆振幅小于B摆振幅 6. 如图所示，在正点电荷产生的电场中，a、b为同一电场线上的两点。将一个带正电的试探电荷q从a点移至b点，下列说法正确的是（　　） A. a点电势低于b点电势 B. a、b两点的电场强度相等 C. 电场力对试探电荷q做负功 D. 试探电荷q在a点的电势能大于在b点的电势能 7. 将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体，总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体、的电阻率之比约为（　　） A. B. C. D. 8. 如图，质量为的滑块（可视为质点），以初速度滑上静置于光滑水平面上质量为的长木板，已知滑块与长木板间的动摩擦因数，且滑块恰好不离开长木板，重力加速度为。关于滑块的运动，下列说法正确的是（　　） A. 因存在摩擦力作用，滑块与长木板组成的系统动量不守恒 B. 滑块和长木板共同速度大小 C. 滑块与长木板相对运动的时间为 D. 长木板的长度为 9. 6月24日13时36分在新疆巴音郭楞州尉犁县发生4.9级地震，震源深度18公里，震中位于北纬40.95度，东经84.10度。地震监测站监测到了一列沿x轴传播的地震横波，时刻的波形图如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该地震横波传播的速度为 C. 该波与频率为的简谐横波相遇，可以形成稳定的干涉图样 D. 该波在传播过程中遇到尺寸为的障碍物时会发生明显的衍射现象 10. 如图所示矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动角速度为，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 线圈abcd转动过程中，通过线圈的最大磁通量为NBS B. 图示位置时，矩形线圈中电流最大 C. 将原线圈抽头P向上滑动时，灯泡变暗 D. 把电容器两极板间距离减小，灯泡变亮 11. 如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡。假设此液体球其内外半径之比为，由a、b两种颜色的光组成的细复色光束在过球心的平面内，从A点以的入射角射入球中，a、b两条折射光线如图乙所示，其中b光的折射光线刚好与液体球内壁相切。下列说法正确的是（　　） A. 该液体材料对a光的折射率小于对b光的折射率 B. b光比a光在液体球中的传播速度大 C. 该液体材料对b光的折射率为 D. 若继续增大入射角i，b光可能因发生全反射而无法射出液体球 12. 航母舰载机返回甲板时有多种减速方式，其中一种电磁减速方式简要模型如图所示，足够长的平行光滑导轨CE、DF的间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻，导轨（电阻不计）固定在水平面上，且处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。将舰载机等效为质量为m、电阻为r的导体棒ab，导体棒ab垂直导轨放置给导体棒ab一个水平向右的动量p，向右减速运动直至速度为0，则此过程中（　　） A. 导体棒ab做匀减速直线运动 B. 电阻R上产生的焦耳热为 C. 通过导体棒ab横截面的电荷量为 D. 导体棒ab减速过程中通过的位移大小为 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验探究题（本大题共2小题，计16分） 13. 在“用双缝干涉测量光波长”的实验中： （1）如图所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各元件的名称依次是___________。（填正确选项前的标号） A. 单缝、滤光片、双缝、光屏 B. 单缝、双缝、滤光片、光屏 C. 滤光片、单缝、双缝、光屏 D. 滤光片、双缝、单缝、光屏 （2）在实验中观察到的干涉条纹如图甲所示，转动手轮，分划板上的刻度线处于、位置时螺旋测微器对应的示数如图乙、丙所示，则___________mm。已知双缝间距离为d，双缝到光屏的距离为L，实验测得光的波长___________。（用、、d、L表示）。 （3）如果把红色滤光片换成绿色滤光片，相邻两条亮条纹中心的距离___________。（选填“增大”或“减小”） 14. 某同学利用如图所示的实验装置验证两小球在斜槽末端碰撞过程中动量守恒。实验时将斜槽固定在桌面上，斜槽末端距地面高度。安装光电门于斜槽末端附近，调整光电门的高度，使激光发射点与球心等高。接下来的操作步骤如下： ①用游标卡尺测量小球1的直径为； ②小球2静止于斜槽末端，小球1从斜槽上某一位置由静止滑下，小球1通过光电门后与小球2对心正碰，碰后小球1反弹，再次经过光电门，小球2水平抛出； ③某次实验，光电门测得小球1与小球2碰撞前后两次遮光的时间分别为、，随即取走小球1； ④测得小球2抛出的水平位移为。 （1）对于上述实验操作，小球1的质量应______（选填“大于”“小于”或“等于”）小球2的质量。 （2）已知1、2两小球质量分别为、，取当地重力加速度，规定向右为正方向，则系统碰前的总动量为______，碰后的总动量为______。在误、差允许的范围内，两小球碰撞过程遵循动量守恒定律。（均保留两位有效数字） （3）多次改变小球1释放的高度，将每次小球1先后遮光的时间、及小球2抛出的水平位移s记录下来，以s为横坐标，以______（选填“”或“”）为纵坐标，若绘制出一条正比例关系图线，也可以得出碰撞过程动量守恒的结论。 三、计算题（本大题共4小题，计36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 一底面边长为L的正三棱柱形透明体，其横截面如图所示。一束极窄的光线在横截面内从P点以60°的入射角入射，光线恰好能经过透明体上的Q点。已知P点和Q点分别是AB和AC的中点，光在真空中的传播速率为c，求： （1）该透明体的折射率； （2）光线在透明体中运动的时间。 16. 如图，海面上有A、B两个导航浮标，两个浮标间距为30m，一列水波（看作简谐横波）沿海面从A浮标向B浮标传播，两个浮标随波上下振动，每分钟完成20次全振动，振动最高点和最低点间的距离为20cm，B浮标比A浮标振动落后30s，A、B浮标均看作质点，求： （1）水波的波长； （2）当A位于波峰时，A、B间有几个波峰（不包括A、B两点）；若以此时为计时零点，在0~1.5s内，浮标B通过的路程为多少？ 17. 如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器远距离输电给用户供电。升压变压器原副线圈匝数比为1：10，输电线的总电阻为，电压表为理想电表，风力发电机的输出功率为75kW。求： （1）输电线上损失的热功率； （2）若电压表示数为220V，求降压变压器原副线圈的匝数比。 18. 如图所示，一半径为R的圆与x轴相切于原点O，圆内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，与x轴垂直的竖直虚线与磁场最右端相切于P点，其右侧的第1象限内存在沿方向的匀强电场。现有一束比荷为的带正电粒子沿着方向从原点O射入磁场，粒子从P点离开磁场时速度方向沿方向，进入电场后，经电场偏转到达x轴上坐标为的点，不计粒子的重力。求： （1）粒子射入磁场时的速度大小。 （2）电场强度的大小E。 （3）若仅使从O点射入的带电粒子初速度方向与轴方向成角，求粒子从O点出发经磁场、电场偏转到达x轴所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 咸阳市2023~2024学年度第二学期普通高中期末质量检测 高二物理试题 注意事项： 1.本试题共6页，满分100分，时间90分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，计48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分；选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。） 1. 利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像，其中有一种“彩虹”雪花，中间部分有一个夹有空气的薄冰层，呈彩色花纹。下列现象的原理与之相同的是（　　） A. 泊松亮斑 B. 阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹 C. 利用光导纤维传递信息，实现光纤通信 D. 电影院放映3D影片，佩戴立体眼镜，形成立体效果 【答案】B 【解析】 【详解】该现象是光的干涉现象，则 A．泊松亮斑是光的衍射，原理与该现象不相同，选项A错误； B．阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉，原理与该现象相同，选项B正确； C．利用光导纤维传递信息，实现光纤通信，是全反射现象，原理与该现象不相同，选项C错误； D．电影院放映3D影片，佩戴立体眼镜，形成立体效果，是光的偏振，原理与该现象不相同，选项D错误。 故选B。 2. 关于冲量、动量，下列说法正确的是（　　） A. 冲量方向与动量方向一致 B. 动量越大的物体受到的冲量越大 C. 物体的动量发生变化，其动能可能不变 D. 质点做匀速圆周运动过程中，其动量不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．冲量方向与动量变化方向一致，与动量方向不一定一致，选项A错误； B．物体受到的冲量等于物体动量的变化，则动量越大的物体受到的冲量不一定越大，选项B错误； C．物体的动量发生变化，其动能可能不变，例如做匀速圆周运动的物体，选项C正确； D．质点做匀速圆周运动过程中，其动量大小不变，但是方向不断变化，选项D错误。 故选C。 3. 如图所示，在通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强，下列说法正确的（　　） A. 线圈向左平动 B. 线圈向右平动 C. 线圈以导线到AB的距离为半径绕导线运动 D. 导线远离线圈加速运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．线圈向左平动时，穿过线圈的磁通量增大，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，即线圈中感应电流的方向为A→B→C→D→A方向的电流，故A正确； B．线圈向右平动，穿过线圈的磁通量减小，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即线圈中感应电流的方向为A→D→C→B→A方向的电流，故B错误； C．线圈以导线到AB的距离为半径绕导线运动，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，故C错误； D．导线远离线圈加速运动，穿过线圈的磁通量减小，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即线圈中感应电流的方向为A→D→C→B→A方向的电流，故D错误。 故选A。 4. 如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A. 起始时刻速度最大 B. A、B点的回复力方向相反 C. A、C点的速度大小相同，方向相反 D. 摆长为 【答案】D 【解析】 【详解】A．起始时刻位移最大，则速度为零，选项A错误； B．A、B点的位移方向相同，则回复力方向相同，选项B错误； C．图像的斜率等于速度，可知A、C点的速度大小相同，方向相同，选项C错误； D．单摆周期 根据 可得摆长为 选项D正确。 故选D 5. 关于下列四幅图，说法正确的是（　　） A. 甲：霍尔元件是将电压转换为磁感应强度的一种磁传感器 B. 乙：鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高，属于多普勒效应 C. 丙：在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，则电路中的电场能正在向磁场能转化 D. 丁：在A、B、C三个摆中，其中A、C摆长相等先让A摆摆动起来，B、C摆随后也跟着摆动起来，摆动稳定后发现C摆振幅小于B摆振幅 【答案】B 【解析】 【详解】A．霍尔元件是将磁感应强度转换为电压的一种磁传感器，故A错误； B．鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高，属于多普勒效应，故B正确； C．LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，则电场能正在增大，电路中的磁场能正在向电场能转化，故C错误； D．在A、B、C三个摆中，其中A、C摆长相等先让A摆摆动起来，B、C摆随后也跟着摆动起来，由于C摆发生共振，所以摆动稳定后发现C摆振幅大于B摆振幅，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，在正点电荷产生的电场中，a、b为同一电场线上的两点。将一个带正电的试探电荷q从a点移至b点，下列说法正确的是（　　） A. a点电势低于b点电势 B. a、b两点的电场强度相等 C. 电场力对试探电荷q做负功 D. 试探电荷q在a点的电势能大于在b点的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．沿电场线电势逐渐降低可知，a点电势高于b点电势，选项A错误； B．a处电场线密集，可知a点的电场强度大于b点的电场强度，选项B错误； CD．正的试探电荷受电场力方向由a到b，则电场力对试探电荷q做正功，电势能减小，则试探电荷q在a点的电势能大于在b点的电势能，选项C错误，D正确。 故选D。 7. 将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体，总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体、的电阻率之比约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据电阻定律 根据欧姆定律 整理可得 结合题图可知导体、的电阻率之比 故选B。 8. 如图，质量为的滑块（可视为质点），以初速度滑上静置于光滑水平面上质量为的长木板，已知滑块与长木板间的动摩擦因数，且滑块恰好不离开长木板，重力加速度为。关于滑块的运动，下列说法正确的是（　　） A. 因存在摩擦力作用，滑块与长木板组成系统动量不守恒 B. 滑块和长木板共同速度大小为 C. 滑块与长木板相对运动的时间为 D. 长木板的长度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．因木板与地面之间不存在摩擦力作用，滑块与长木板组成的系统受合外力为零，则滑块与长木板组成的系统满足动量守恒，故A错误； B．由系统动量守恒可得 解得滑块和长木板共同速度大小为 故B错误； C．对木板，根据动量定理得 解得滑块与长木板相对运动的时间为 故C正确； D．由于滑块恰好不离开长木板，由能量守恒可得 解得长木板的长度为 故D错误。 故选C。 9. 6月24日13时36分在新疆巴音郭楞州尉犁县发生4.9级地震，震源深度18公里，震中位于北纬40.95度，东经84.10度。地震监测站监测到了一列沿x轴传播的地震横波，时刻的波形图如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该地震横波传播的速度为 C. 该波与频率为的简谐横波相遇，可以形成稳定的干涉图样 D. 该波在传播过程中遇到尺寸为的障碍物时会发生明显的衍射现象 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙可知时刻，质点P沿y轴负方向振动，根据波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故A正确； B．由图甲、乙可知，，，则该地震横波传播的速度为 故B错误； C．由于该波的频率为，则该波与频率为的简谐横波相遇，不可以形成稳定的干涉图样，故C错误； D．由于该波的波长为，则该波在传播过程中遇到尺寸为的障碍物时会发生明显的衍射现象，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动角速度为，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 线圈abcd转动过程中，通过线圈的最大磁通量为NBS B. 图示位置时，矩形线圈中电流最大 C. 将原线圈抽头P向上滑动时，灯泡变暗 D. 把电容器两极板间距离减小，灯泡变亮 【答案】CD 【解析】 【详解】A．线圈abcd转动过程中，通过线圈的最大磁通量为BS，与线圈匝数无关，故A错误； B．图示位置时，线圈的ab边与磁感线方向垂直，线圈处于中性面，故穿过矩形线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电流最小，故B错误； C．在图中将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈的匝数变大，根据变压比可知，输出的电压变小，灯泡变暗，故C正确； D．把电容器两极板间距离减小，根据，电容增大，对电流的阻碍作用变小，灯泡变亮，故D正确。 故选CD。 11. 如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡。假设此液体球其内外半径之比为，由a、b两种颜色的光组成的细复色光束在过球心的平面内，从A点以的入射角射入球中，a、b两条折射光线如图乙所示，其中b光的折射光线刚好与液体球内壁相切。下列说法正确的是（　　） A. 该液体材料对a光的折射率小于对b光的折射率 B. b光比a光在液体球中的传播速度大 C. 该液体材料对b光的折射率为 D. 若继续增大入射角i，b光可能因发生全反射而无法射出液体球 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据折射率的公式可知，以相同的入射角射入球中时，a光的折射角较小，故其折射率较大，A错误； B．根据，a光的折射角较小，其折射率较大，则传播速度较小，故B正确； C．根据几何关系，b光的折射角为 则有 故C正确； D．若继续增大入射角i，b光的折射角增大，光线远离同心球形气泡，光线从液体材料射出时的入射角与射入液体材料时的折射角大小相等，根据光的可逆性可知不会发生全反射，D错误。 故选BC 。 12. 航母舰载机返回甲板时有多种减速方式，其中一种电磁减速方式简要模型如图所示，足够长的平行光滑导轨CE、DF的间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻，导轨（电阻不计）固定在水平面上，且处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。将舰载机等效为质量为m、电阻为r的导体棒ab，导体棒ab垂直导轨放置给导体棒ab一个水平向右的动量p，向右减速运动直至速度为0，则此过程中（　　） A. 导体棒ab做匀减速直线运动 B. 电阻R上产生的焦耳热为 C. 通过导体棒ab横截面的电荷量为 D. 导体棒ab减速过程中通过的位移大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．导体棒ab向右运动时受向左的安培力，则 随速度的减小，则加速度减小，即导体棒做加速度减小的变减速直线运动，选项A错误； B．由能量关系可知电阻R上产生的焦耳热为 选项B正确； C．根据动量定理 则通过导体棒ab横截面的电荷量为 选项C正确； D．导体棒ab减速过程中根据 通过的位移大小为 选项D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验探究题（本大题共2小题，计16分） 13. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中： （1）如图所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各元件的名称依次是___________。（填正确选项前的标号） A. 单缝、滤光片、双缝、光屏 B. 单缝、双缝、滤光片、光屏 C. 滤光片、单缝、双缝、光屏 D. 滤光片、双缝、单缝、光屏 （2）在实验中观察到的干涉条纹如图甲所示，转动手轮，分划板上的刻度线处于、位置时螺旋测微器对应的示数如图乙、丙所示，则___________mm。已知双缝间距离为d，双缝到光屏的距离为L，实验测得光的波长___________。（用、、d、L表示）。 （3）如果把红色滤光片换成绿色滤光片，相邻两条亮条纹中心的距离___________。（选填“增大”或“减小”） 【答案】（1）C （2） ①. 7.870 ②. （3）减小 【解析】 【小问1详解】 如图所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各元件的名称依次是：滤光片、单缝、双缝、光屏。 故选C。 【小问2详解】 [1]螺旋测微器的精确值为，由图丙可知 [2]根据 又 联立可得实验测得光的波长为 【小问3详解】 根据如果把红色滤光片换成绿色滤光片，由于绿光的波长小于红光的波长，则相邻两条亮条纹中心的距离减小。 14. 某同学利用如图所示的实验装置验证两小球在斜槽末端碰撞过程中动量守恒。实验时将斜槽固定在桌面上，斜槽末端距地面高度。安装光电门于斜槽末端附近，调整光电门的高度，使激光发射点与球心等高。接下来的操作步骤如下： ①用游标卡尺测量小球1的直径为； ②小球2静止于斜槽末端，小球1从斜槽上某一位置由静止滑下，小球1通过光电门后与小球2对心正碰，碰后小球1反弹，再次经过光电门，小球2水平抛出； ③某次实验，光电门测得小球1与小球2碰撞前后两次遮光的时间分别为、，随即取走小球1； ④测得小球2抛出水平位移为。 （1）对于上述实验操作，小球1的质量应______（选填“大于”“小于”或“等于”）小球2的质量。 （2）已知1、2两小球的质量分别为、，取当地重力加速度，规定向右为正方向，则系统碰前的总动量为______，碰后的总动量为______。在误、差允许的范围内，两小球碰撞过程遵循动量守恒定律。（均保留两位有效数字） （3）多次改变小球1释放高度，将每次小球1先后遮光的时间、及小球2抛出的水平位移s记录下来，以s为横坐标，以______（选填“”或“”）为纵坐标，若绘制出一条正比例关系图线，也可以得出碰撞过程动量守恒的结论。 【答案】（1）小于 （2） ①. 0.20 ②. 0.18 （3） 【解析】 【小问1详解】 由于光电门能够测得小球1与小球2碰撞前后两次遮光的时间，可知，碰撞后小球1发生了反弹，则小球1的质量应小于小球2的质量。 【小问2详解】 [1]根据光电门测速原理，碰撞前小球1的速度大小 系统碰前的总动量为 [2]根据光电门测速原理，碰撞后小球1的速度大小 小球2做平抛运动，则有 ， 解得 系统碰后的总动量为 【小问3详解】 根据动量守恒定律有 结合上述有 ，， 解得 可知，应该以为纵坐标。 三、计算题（本大题共4小题，计36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 一底面边长为L的正三棱柱形透明体，其横截面如图所示。一束极窄的光线在横截面内从P点以60°的入射角入射，光线恰好能经过透明体上的Q点。已知P点和Q点分别是AB和AC的中点，光在真空中的传播速率为c，求： （1）该透明体的折射率； （2）光线在透明体中运动的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由折射率的定义可得 有几何关系有 解得 （2）光线在透明体中做匀速直线运动，故有 ，， 解得 16. 如图，海面上有A、B两个导航浮标，两个浮标间距为30m，一列水波（看作简谐横波）沿海面从A浮标向B浮标传播，两个浮标随波上下振动，每分钟完成20次全振动，振动最高点和最低点间的距离为20cm，B浮标比A浮标振动落后30s，A、B浮标均看作质点，求： （1）水波的波长； （2）当A位于波峰时，A、B间有几个波峰（不包括A、B两点）；若以此时为计时零点，在0~1.5s内，浮标B通过的路程为多少？ 【答案】（1）；（2）9个， 【解析】 【详解】（1）浮标随波上下振动，每分钟完成20次全振动，可知周期为 B浮标比A浮标振动落后30s，则波速为 水波的波长为 （2）由于 当A位于波峰时，此时B也位于波峰，可知不包括A、B两点，A、B间有9个波峰；振动最高点和最低点间的距离为20cm，可知振幅为 在0~1.5s内，由于 浮标B通过的路程为 17. 如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器远距离输电给用户供电。升压变压器原副线圈匝数比为1：10，输电线的总电阻为，电压表为理想电表，风力发电机的输出功率为75kW。求： （1）输电线上损失的热功率； （2）若电压表的示数为220V，求降压变压器原副线圈的匝数比。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由图可知升压变压器原线圈输入电压有效值为 根据 可得升压变压器副线圈的输出电压为 则通过输电线的电流为 输电线上损失的热功率为 （2）降压变压器原线圈输入电压为 若电压表的示数为220V，则降压变压器原副线圈的匝数比为 18. 如图所示，一半径为R的圆与x轴相切于原点O，圆内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，与x轴垂直的竖直虚线与磁场最右端相切于P点，其右侧的第1象限内存在沿方向的匀强电场。现有一束比荷为的带正电粒子沿着方向从原点O射入磁场，粒子从P点离开磁场时速度方向沿方向，进入电场后，经电场偏转到达x轴上坐标为的点，不计粒子的重力。求： （1）粒子射入磁场时的速度大小。 （2）电场强度的大小E。 （3）若仅使从O点射入的带电粒子初速度方向与轴方向成角，求粒子从O点出发经磁场、电场偏转到达x轴所用的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在圆形磁场中，沿径向入射的粒子沿径向飞出，作出粒子的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知，粒子在磁场中运动的半径为 在磁场中由洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有 解得 （2）进入电场后，经电场偏转打到x轴上坐标为的点，则有 ， 解得 （3）粒子运动轨迹如图所示 由于轨迹半径与磁场圆半径相等，则四边形为棱形，可知飞出时速度沿x轴正方向，由几何关系可知，轨迹对应圆心角为 磁场中圆周运动的周期 磁场中运动的时间 粒子从到做匀速直线运动，则有 在电场中竖直方向有 粒子从O点出发经电场偏转到达x轴所用的时间 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$