精品解析：陕西省西安市蓝田县城关中学大学区2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题

2023-2024学年度第二学期阶段性学习效果评测 高二物理 注意事项： 1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、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。 4.考试结束后将答题卡收回。 第I卷（选择题） 一。单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分） 1. 如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动，两球质量关系为，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为，则（　　） A. 右方是B球 B. 碰撞后A、B两球速度大小之比为 C. 碰撞后A、B两球速度大小之比为 D. 该碰撞为非弹性碰撞 2. 如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T型支架在竖直方向振动，T型支架下面连接一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中，当小球振动稳定时（　　） A. 小球振动的频率与圆盘转速无关 B. 小球振动的振幅与圆盘转速无关 C. 圆盘的转速越大，小球振动的频率越大 D. 圆盘的转速越大，小球振动的振幅越大 3. 如图所示，是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中错误的是（　　） A. 此时能明显观察到波的衍射现象 B. 挡板前后波纹间距离相等 C. 如果将孔扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象 4. 在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 图中光束①是红光，光束②是蓝光 B. 在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度慢 C. 若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的宽 D. 光束①比②更容易发生明显衍射现象 5. 如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a，给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（　　） A. 无论小球带何种电荷，小球落地时的速度的大小不变 B. 无论小球带何种电荷，小球在运动过程中机械能不守恒 C. 若小球带负电荷，小球会落在a点的右侧 D. 若小球带正电荷，小球仍会落在a点 6. 如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ向右做减速运动，在之后的运动过程中，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A. PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B. PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 C. T具有扩张趋势，PQ受到向右的安培力 D. T具有收缩趋势，PQ受到向左的安培力 7. 手机无线充电利用了电磁感应原理。如图甲所示，充电基座内的送电线圈接入正弦式交变电流，会激发周期性变化的磁场，手机中安装有受电线圈，二者距离很近时，受电线圈会感应出交变电流，利用二极管整流和滤波电路处理，最终输出直流电为手机电池充电。图乙和图丙分别是手机中受电线圈经二极管整流前后电压与时间的关系图象。下列说法正确的是（　　） A. 送电线圈接入正弦式电流的频率小于 B. 手机远离充电基座时，受电线圈中的电流大小不变 C. 受电线圈回路中的磁通量达到最大时，线圈两端的电压也达到最大 D. 将图乙和图丙中的电压分别加在同一电阻上，内产生的热量相同 8. 电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法错误的是（　　） A. 线圈中的磁场方向向上且电流正在变大 B. 电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大 C. 若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小 D. 若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短 9. 在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图所示，且电流正在增大，则该时刻（　　） A. 电容器上极板带正电，下极板带负电 B. 电容器两极板间电压正在增大 C. 磁场能正在向电场能转化 D. 电容器正在充电 10. 小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障.如图所示，下列对故障判断正确的是（　　） A. 只可能是热敏电阻出现故障 B. 只可能是温度设定装置出现故障 C. 热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D. 可能是加热器出现故障 二。多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。本小题答案至少为两个及以上选项，选对得4分，少选得2分，选错不得分） 11. 如图甲所示，光滑水平面上有P、Q两物块，它们在时发生碰撞，图乙是两者的位移—时间图像，已知物块P的质量为，由此可知（　　） A. 碰撞前P的动量大小为 B. 两物块的碰撞为弹性碰撞 C. 物块Q的质量为 D. 两物块碰撞过程中P对Q作用力的冲量大小是 12. 如图甲所示的挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小角度的摆动，即可以用来拆卸混凝土建筑。此装置可视为单摆模型，它对应的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 单摆振动的周期是6s B. t=2s时，摆球的速度最大 C. 球摆开的角度增大，周期增大 D. 该单摆的摆长约为16m 13. 一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s。某时刻波形如下图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为，，则下列说法中正确的是（　　） A. 这列波的周期为4s B. 此时质点b沿y轴负方向运动 C. 此时质点a的加速度比质点b的加速度大 D. 此时刻以后，a比b先到达平衡位置 14. 如图所示，电灯A和B与固定电阻的电阻均为R，L是自感系数很大的线圈。当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开瞬间，下列说法正确的是（　　） A. B立即熄灭 B. A灯将比原来更亮一些后再熄灭 C. 有电流通过B灯，方向为c→d D. 有电流通过A灯，方向为a→b 第II卷（非选择题） 三、实验题（共2小题，总分18分） 15. 用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝的距离L1＝60 mm，双缝与光屏的距离L2＝700 mm，单缝宽d1＝0.10 mm，双缝间距d2＝0.25 mm。 (1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图乙所示，则对准第1条时读数x1＝________ mm，对准第4条时读数x2＝________ mm，相邻两条亮条纹间的距离Δx＝________ mm。 (2)计算波长的公式λ＝________，求得的波长是________ nm（保留3位有效数字）。 16. 如图所示为质谱仪的原理图，某同学欲使用该装置测量某带正电粒子的比荷。粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后，进入速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场方向如图，匀强电场的场强为E。带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。已知偏转磁场的磁感应强度为，带电粒子的重力可忽略不计。 （1）为保证粒子在速度选择器中做直线运动，速度选择器a板需与电源______（选填“正极”或“负极”）相连，b板需与电源______（选填“正极”或“负极”）相连； （2）射入偏转磁场粒子的速度为______（用题目所给物理量字母表示）。 四、计算题（共36分） 17. 如图所示，倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）固定在水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放（物块做简谐运动），重力加速度为g。 (1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度； (2)物块做简谐运动的振幅是多少； (3)选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标系，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动。（已知做简谐运动的物体所受的回复力满足） 18. 直角三角形ABC为某玻璃砖的横截面，其中∠A=30°，BC长度为L，平行光束以与AC成45°角的方向照射到AC面上，已知从BC面射出的光线与BC垂直，如图，求： （1）玻璃的折射率n； （2）AB面上哪个范围有光射出？ 19. 如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中，求： （1）系统的加速度a（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式？ （2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？ （3）若电压表指针指在满刻度的位置，此时系统的加速度大小和方向如何？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度第二学期阶段性学习效果评测 高二物理 注意事项： 1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、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。 4.考试结束后将答题卡收回。 第I卷（选择题） 一。单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分） 1. 如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动，两球质量关系为，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为，则（　　） A. 右方是B球 B. 碰撞后A、B两球速度大小之比为 C. 碰撞后A、B两球速度大小之比为 D. 该碰撞为非弹性碰撞 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．规定向右为正方向，碰撞前A、B两球的动量均为，说明A、B两球的速度方向向右，两球质量关系为，所以碰撞前 所以左方是A球，右方是B球。碰撞后A球的动量增量为，所以碰撞后A球的动量是，由碰撞过程系统总动量守恒 可知碰撞后B球的动量是，根据 所以碰撞后A、B两球速度大小之比为 ，故A正确，BC错误； D．碰撞前系统动能 碰撞后系统动能为 则碰撞前后系统机械能不变，碰撞是弹性碰撞，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T型支架在竖直方向振动，T型支架下面连接一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中，当小球振动稳定时（　　） A. 小球振动的频率与圆盘转速无关 B. 小球振动的振幅与圆盘转速无关 C. 圆盘的转速越大，小球振动的频率越大 D. 圆盘的转速越大，小球振动的振幅越大 【答案】C 【解析】 【详解】AC．小球振动的频率与圆盘转速有关，小球做受迫振动，小球振动频率等于圆盘转动的频率，圆盘的转速越大，小球振动的频率越大，A错误，C正确； BD．小球振动的振幅与圆盘转速有关，圆盘转动的频率越接近小球和弹簧组成的系统的固有频率，小球的振幅越大，BD错误。 故选C。 3. 如图所示，是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中错误的是（　　） A. 此时能明显观察到波的衍射现象 B. 挡板前后波纹间距离相等 C. 如果将孔扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故A正确，不符合题意； B．波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故B正确，不符合题意； C．如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，有可能观察不到明显的衍射现象，故C正确，不符合题意； D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误，符合题意。 故选D。 4. 在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 图中光束①是红光，光束②是蓝光 B. 在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度慢 C. 若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的宽 D. 光束①比②更容易发生明显衍射现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知介质对①光的折射率比对②光的折射率大，所以①光的频率高于②光的频率，故图中光束①是蓝光，光束②是红光，故A错误； B．根据 可知，折射率大，波速小，故在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度慢，故B正确； C．根据 可知，通过同一双缝干涉装置，波长短，条纹间距窄。因为①光的频率高于②光的频率，故①光的波长小于②光的波长，即光束①的条纹宽度比光束②的窄，故C错误； D．因为①光的波长小于②光的波长，所以②光更容易发生明显衍射现象，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a，给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（　　） A. 无论小球带何种电荷，小球落地时的速度的大小不变 B. 无论小球带何种电荷，小球在运动过程中机械能不守恒 C. 若小球带负电荷，小球会落在a点的右侧 D. 若小球带正电荷，小球仍会落在a点 【答案】A 【解析】 【详解】AB．无论小球带何种电荷，小球在磁场中运动时受洛伦兹力方向与速度垂直，则洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，则落地时的速度的大小不变，故A正确，B错误； C．若小球带负电荷，根据左手定则可知小球受斜向左下方的洛伦兹力，这样小球偏折程度更大，会落在a的左侧，故C错误； D．若小球带正电荷，根据左手定则可知小球受斜向右上方的洛伦兹力，这样小球会飞得更远，落在a点的右侧，故D错误。 故选A。 6. 如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ向右做减速运动，在之后的运动过程中，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A. PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B. PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 C. T具有扩张趋势，PQ受到向右的安培力 D. T具有收缩趋势，PQ受到向左的安培力 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据右手定则，PQRS中电流沿逆时针方向，PQRS中电流在线框T处产生的磁场方向垂直纸面向外；金属杆PQ向右做减速运动，则PQRS中电流减小，产生的磁场减弱，根据楞次定律，T中电流沿逆时针方向，故A错误，B正确； CD．由于知道PQRS产生的磁场弱于原磁场，则PQRS内净磁通为向里，T具有收缩趋势，根据左手定则，PQ受到向左的安培力，故C错误、D正确。 故选B。 7. 手机无线充电利用了电磁感应原理。如图甲所示，充电基座内的送电线圈接入正弦式交变电流，会激发周期性变化的磁场，手机中安装有受电线圈，二者距离很近时，受电线圈会感应出交变电流，利用二极管整流和滤波电路处理，最终输出直流电为手机电池充电。图乙和图丙分别是手机中受电线圈经二极管整流前后电压与时间的关系图象。下列说法正确的是（　　） A. 送电线圈接入正弦式电流的频率小于 B. 手机远离充电基座时，受电线圈中的电流大小不变 C. 受电线圈回路中的磁通量达到最大时，线圈两端的电压也达到最大 D. 将图乙和图丙中的电压分别加在同一电阻上，内产生的热量相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．送电线圈与受电线圈的频率相同，都为 故A错误； B．手机远离充电基座时，受电线圈中感应电流变小，故B错误； C．受电线圈回路中的磁通量达到最大时，线圈中的感应电动势为零，线圈两端的电压为零，故C错误； D．将图乙和图丙中的电压分别加在同一电阻上，因为他们的电压有效值相等，故内产生的热量相同，故D正确。 故选D。 8. 电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法错误的是（　　） A. 线圈中的磁场方向向上且电流正在变大 B. 电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大 C. 若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小 D. 若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，A正确； B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则电荷量减小，即板间电势差正在减小，B错误； C．若在电场中插入铁芯，则L变大，根据 则发射的电磁波频率变小，C正确； D．若减小板间的正对面积，则电容器的C减小，根据 则发射的电磁波波长变短，D正确。 故选B。 9. 在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图所示，且电流正在增大，则该时刻（　　） A. 电容器上极板带正电，下极板带负电 B. 电容器两极板间电压正在增大 C. 磁场能正在向电场能转化 D. 电容器正在充电 【答案】A 【解析】 【详解】ABD．由于电流正在增大，说明是放电过程，放电过程电容器上极板带正电，下极板带负电，电容器电荷量不断减小，由公式 电容不变，所以两极板间电压正在减小，故BD错误，A正确； C．由于是放电过程，因此电容器是由电场向磁场转化，故C错误。 故选A。 10. 小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障.如图所示，下列对故障判断正确的是（　　） A. 只可能是热敏电阻出现故障 B. 只可能是温度设定装置出现故障 C. 热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D. 可能是加热器出现故障 【答案】C 【解析】 【详解】恒温箱内温度持续升高，说明加热器没损坏， 而控制器也没问题，故热敏电阻或温度设定装置出现故障。 故选C。 二。多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。本小题答案至少为两个及以上选项，选对得4分，少选得2分，选错不得分） 11. 如图甲所示，光滑水平面上有P、Q两物块，它们在时发生碰撞，图乙是两者的位移—时间图像，已知物块P的质量为，由此可知（　　） A. 碰撞前P的动量大小为 B. 两物块的碰撞为弹性碰撞 C. 物块Q的质量为 D. 两物块碰撞过程中P对Q作用力的冲量大小是 【答案】AD 【解析】 【详解】A．位移—时间图像的斜率表示速度，根据位移—时间图像可知，碰撞前P的速度 则碰撞前P的动量为 故A正确； B．根据位移—图像，碰撞后两者速度相同，说明碰撞为完全非弹性碰撞，故B错误； C．根据位移—时间图像的斜率可知，碰撞后，两者的共同速度为 则由动量守恒定律有 解得 故C错误； D．根据动量定理，两物块碰撞过程中P对Q作用力的冲量是 故D正确。 故选AD。 12. 如图甲所示的挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小角度的摆动，即可以用来拆卸混凝土建筑。此装置可视为单摆模型，它对应的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 单摆振动的周期是6s B. t=2s时，摆球的速度最大 C. 球摆开的角度增大，周期增大 D. 该单摆的摆长约为16m 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．由图乙可知，单摆振动的周期为8s，A错误； B．t=2s时，摆球位于平衡位置，速度最大，B正确； C．根据单摆周期公式 T=2π 可知周期与球摆开的角度无关，C错误； D．把T=8s代入C解析中的周期公式可得，摆长为 l≈16m D正确。 故选BD。 13. 一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s。某时刻波形如下图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为，，则下列说法中正确的是（　　） A. 这列波的周期为4s B. 此时质点b沿y轴负方向运动 C. 此时质点a的加速度比质点b的加速度大 D. 此时刻以后，a比b先到达平衡位置 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．由图能直接读出波长λ=8m，由波速公式 得该波的周期T=4s，故A正确； B．波向右传播，根据上下波法可知，b质点正在向y轴正方向运动，故B错误； C．质点a离平衡位置比b远，即a的位移比b的位移大，由 可知，此时质点a的加速度比质点b的加速度大，故C正确； D．根据上下波可知，ab质点均沿y轴正方向运动，故b比a先到达平衡位置，故D错误。 故选AC。 14. 如图所示，电灯A和B与固定电阻的电阻均为R，L是自感系数很大的线圈。当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开瞬间，下列说法正确的是（　　） A. B立即熄灭 B. A灯将比原来更亮一些后再熄灭 C. 有电流通过B灯，方向为c→d D. 有电流通过A灯，方向为a→b 【答案】AD 【解析】 【详解】ACD．S1闭合、S2断开且电路稳定时两灯亮度相同，说明L的直流电阻也为R。闭合S2后，L与A灯并联，R与B灯并联，它们的电流均相等，当断开S2后，L将阻碍自身电流的减小，即该电流还会维持一段时间，在这段时间里，因S2闭合，电流不可能经过B灯和R，只能通过A灯形成c→L→a→b的电流，故AD正确，C错误； B．由于自感形成的电流是在L原来电流的基础上逐渐减小的，并没有超过A灯原来的电流，故A灯虽推迟一会熄灭，但不会比原来更亮，故B错误。 故选AD。 第II卷（非选择题） 三、实验题（共2小题，总分18分） 15. 用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝的距离L1＝60 mm，双缝与光屏的距离L2＝700 mm，单缝宽d1＝0.10 mm，双缝间距d2＝0.25 mm。 (1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图乙所示，则对准第1条时读数x1＝________ mm，对准第4条时读数x2＝________ mm，相邻两条亮条纹间的距离Δx＝________ mm。 (2)计算波长的公式λ＝________，求得的波长是________ nm（保留3位有效数字）。 【答案】 ①. 2.190 ②. 7.869 ③. 1.893 ④. ⑤. 676 【解析】 【详解】(1)[1][2]图中固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×19.0=0.190mm，所以最终读数为2.190mm。对准第4条亮纹时固定刻度读数为7.5mm，可动读数为0.01×36.9=0.369mm，所以最终读数为7.869mm。 [3]相邻两条亮条纹间的距离 (2)[4][5]根据 可得 代入数据得 16. 如图所示为质谱仪的原理图，某同学欲使用该装置测量某带正电粒子的比荷。粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后，进入速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场方向如图，匀强电场的场强为E。带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。已知偏转磁场的磁感应强度为，带电粒子的重力可忽略不计。 （1）为保证粒子在速度选择器中做直线运动，速度选择器a板需与电源______（选填“正极”或“负极”）相连，b板需与电源______（选填“正极”或“负极”）相连； （2）射入偏转磁场粒子的速度为______（用题目所给物理量字母表示）。 【答案】 ①. 正极 ②. 负极 ③. 【解析】 【详解】（1）[1][2]根据粒子在磁场中偏转方向可知，粒子带正电，则粒子在速度选择器中受洛伦兹力向左，电场力向右，则为保证粒子在速度选择器中做直线运动，速度选择器a板需与电源正极相连，b板需与电源负极相连。 （2）[3]粒子在速度选择器中做直线运动时满足 qE=B1qv 则射入偏转磁场粒子的速度为 四、计算题（共36分） 17. 如图所示，倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）固定在水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放（物块做简谐运动），重力加速度为g。 (1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度； (2)物块做简谐运动的振幅是多少； (3)选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标系，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动。（已知做简谐运动的物体所受的回复力满足） 【答案】(1)；(2)；(3)物块做简谐运动 【解析】 【分析】 【详解】(1)物块平衡时，受重力、支持力和弹簧的弹力。根据平衡条件，有 mgsinα＝k·Δx 解得 故弹簧的长度为 (2)物块做简谐运动的振幅为 (3)物块到达平衡位置下方x位置时，弹力为 k（x＋Δx）＝k（x＋） 故合力为 F＝mgsinα－k（x＋）＝－kx 故物块做简谐运动。 18. 直角三角形ABC为某玻璃砖的横截面，其中∠A=30°，BC长度为L，平行光束以与AC成45°角的方向照射到AC面上，已知从BC面射出的光线与BC垂直，如图，求： （1）玻璃的折射率n； （2）AB面上哪个范围有光射出？ 【答案】（1）；（2）射出光线的范围为从B点到距离B点宽度内 【解析】 【详解】（1）一部分光进入玻璃砖后，到达AB界面，经AB面反射后垂直BC射出，光路如图所示 由几何知识可知光线在AB面的反射角 ∠4=∠3=60°，∠2=30°，∠1=45° 光线通过AC折射时，由折射定律可得 （2）由临界角公式有 则得临界角 C=45°<60° 凡能经过AB面时发生全反射从BC面射出的光线，不能从AB面射出，由AC面射入后到达BC面的光，光路如图所示 由几何关系可知 ∠5=60°>C 所以这部分光在BC面发生了全反射，之后垂直AB面射出，从接近C点处反射的光，经AB面射出的位置与B点的距离为 所以AB面上能射出光线的范围为从B点到距离B点宽度内。 【点睛】本题首先要能根据题意作出光路图，其他能熟练运用光的折射定律、反射定律及光的全反射条件．还利用光的几何特性，来寻找角与角的关系，从而算出结果。 19. 如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中，求： （1）系统的加速度a（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式？ （2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？ （3）若电压表指针指在满刻度的位置，此时系统的加速度大小和方向如何？ 【答案】（1）；（2）均匀，因为加速度A与电压表示数U是一次函数（线性关系）；（3），方向向左 【解析】 【详解】（1）当振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得 ① 电压表的示数为 ② 由以上两式解得 ③ （2）均匀，因为加速度a与电压表示数U是一次函数（线性关系） （3）当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数 电压表指针指在满刻度的位置时 代入③式解得 方向向左。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $