精品解析：山东省聊城市2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

2024—2025学年度第一学期期末教学质量抽测 高二物理试题 本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。所有试题的答案均在答题卡的指定位置作答，在试卷上作答不得分。 一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 随着科技的发展，越来越多的人选择使用蓝牙耳机进行通话。如图所示，手机先接受来自基站的电磁波（甲波），再使用电磁波（乙波）与蓝牙耳机进行通信。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙波都是纵波，都能在真空中传播 B. 甲、乙波都具有能量，都是一种客观存在的物质 C. 在真空中，甲波的传播速度比乙波的小 D. 甲波与乙波在真空中相遇时可能发生干涉现象 2. 如图所示，圆形线圈共有n匝，半径为R。线圈内虚线同心圆半径为r，虚线内分布有磁感应强度大小为B匀强磁场，方向垂直线圈平面。下列说法正确的是（　　） A. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为 B. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为0 C. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为 D. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为0 3. 某同学在一次实验中需要一块量程为0~2A的电流表，但实验室中只有一种型号的电流表。已知这种电流表量程为0~0.6A，内阻为0.7Ω。以下改装方案可行的（　　） A. 将阻值为0.7Ω的电阻与其串联 B. 将阻值为0.7Ω的电阻与其并联 C. 将阻值为0.3Ω电阻与其并联 D. 将阻值为0.3Ω的电阻与其串联 4. 一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样。下列四幅图分别为光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过双缝、光通过单缝后，在光屏上形成的图样。图样中有一幅形成原理与其他不同，该图样是（　　） A B. C. D. 5. 如图所示，以恒定角速度沿顺时针方向、绕其圆心做匀速圆周运动的细橡胶圆环，与毛皮摩擦后均匀带电。已知圆环的半径为R，带电量为Q。关于橡胶圆环转动形成的等效电流说法正确的是（　　） A. 大小，方向沿逆时针 B. 大小，方向沿顺时针 C. 大小，方向沿顺时针 D. 大小，方向沿逆时针 6. 图甲是某同学用热敏电阻制作电子温度计的电路图，其中是定值电阻，是热敏电阻。图乙是该热敏电阻阻值随温度变化的关系图线。电源电动势和内阻保持不变，若环境温度升高则（　　） A. 电压表的示数变大 B. 电流表的示数变小 C. 电路消耗的总功率变小 D. 电压表与电流表示数变化量的比值不变 7. 如图所示，一光滑圆轨道固定于竖直平面内，圆心为O，A、B分别是轨道的最低、最高点。C点位于轨道上，且AC弧长远小于轨道半径。将两个可视为质点的小球分别从B、C两点，同时由静止释放。从B点和C点释放的小球第一次到达A点所用的时间分别为和，则为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，水平地面上的集装箱内静止放置一个质量为m的景观石球，由于某种原因，石球获得向左的速度v，石球和集装箱内壁来回碰撞几次后，最终静止，集装箱始终静止，则整个过程中（　　） A. 石球和集装箱受到的冲量大小相等 B. 集装箱受到石球的冲量大小为零 C. 集装箱对石球的冲量大小为mv，方向向右 D. 地面的摩擦力对集装箱的冲量大小为mv，方向向右 二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。 9. 物理学是一门以实验为基础的自然科学，下列描述中符合物理学史的是（　　） A. 奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 B. 法拉第通过实验发现了电磁感应现象，使人们对电与磁的认识有了深入的认识 C. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在并推断出光是一种电磁波 D. 安培通过实验第一次证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路 10. 如图甲所示，是一位同学在平静的湖面上做水波干涉实验的情景，图乙是某时刻水波的示意图。实线表示波峰，虚线表示波谷。M、P、Q、N、S的位置如图所示，其中M、P、Q三点始终在同一条直线上。若波源的振动周期是0.2s，则下列说法正确的是（　　） A. 在两列波传播过程中，P处质点的振动始终加强的 B. 在两列波传播的过程中，N处质点的振动始终减弱的 C. 此刻开始计时，S处质点经过0.1s会随水波传播到N处 D. 此刻开始计时，0.9s时M处质点的高度会和远处平静的湖面一致 11. 某次对电动机性能的测试采用如图所示电路，已知电源的电动势为，内阻为，电阻，滑动变阻器的最大阻值为6Ω，电动机额定电压，线圈电阻。开关闭合后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为9V时，电动机恰好正常工作。则（　　） A. 两端的电压为3V B. 消耗的功率为9W C. 的阻值为1Ω D. 电动机正常工作的机械功率为10W 12. 一种导轨式电磁推进装置的原理如图所示，两平行长直光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间垂直放置一电阻为R的金属棒，始终与导轨接触良好。电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流出。导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度与电流的关系式为（k为已知常量）。金属棒由静止开始加速，当金属棒从区域Ⅰ进入区域Ⅱ时，回路中的电流由I变为2I。已知两导轨内侧间距为L，两区域的水平长度均为x，金属棒的质量为m，导轨电阻不计。（　　） A. 金属棒在两区域中所受安培力的大小之比为 B. 金属棒在经过两区域右边界时的速度大小之比为 C. 从静止开始经过两级区域推进后的通过金属棒的电荷量 D. 从静止开始经过两级区域推进后金属棒产生的热量 三、非选择题：本题包括6个小题，共60分。 13. 某同学想“估测排球从空中落下到弹起过程中对地面的平均作用力”。他设计的部分实验步骤如下： ①压力传感器水平固定于地面，组装实验器材如图甲所示； ②质量为m的排球由压力传感器正上方从静止自由下落，释放时排球下边缘与压力传感器的距离为H； ③排球落到压力传感器上，弹起到最大高度时，下边缘与压力传感器的距离为h； 回答以下问题： （1）计算机输出的传感器受力F与时间t的关系图像如图乙所示，排球与压力传感器的接触时间可表示为___________； （2）忽略空气阻力，重力加速度为g，排球弹起时的速度大小为___________； （3）若不考虑排球重力，排球与传感器接触过程中，对传感器的平均作用力大小为___________。 14. 物理兴趣小组在维修玩具小车电路时，想测量小车内部专用电池的电动势（约为9V）和内阻。实验室提供的器材有：电压表V（量程为0~15V，内阻未知），电流表A（量程为0~0.6A，内阻），滑动变阻器R、开关，导线若干。 （1）如图所示，某同学设计了甲、乙两种电路，为使测量更精确，实验电路应选择___________（填“甲”或“乙”） （2）根据选择的电路，正确连接并实验，根据实验测得的电压表示数U与电流表示数I的多组数据，作出图像如图丙所示。进一步分析可知该电池的电动势___________V、内阻___________。（结果均保留三位有效数字） （3）如果不考虑偶然误差，实验测得电动势___________（填“大于”、“小于”或“等于”）其真实值。 15. 某景观公园中有个足够大的水池，为营造更好的视觉效果，水池内部表面都涂上了吸光材料，水池底部安装了一些高亮度的单色点光源，夜晚在水面上会形成一系列不重合的光斑。从某单色光源射向水面的光线中，有一条入射角为的光线，该光线射出水面的折射角为，已知水深为d、求 （1）水对该种色光的折射率； （2）该光源在水面形成光斑的面积。 16. 如图所示是一列机械横波某时刻波形图，波沿x轴正方向传播，质点P的坐标，从此时刻开始计时。 （1）若时，质点P再次经过0时刻位置，且向y轴正方向运动，求该列机械波的波速； （2）若时，质点P第一次到达正向最大位移处，求该列机械波的波速； （3）若时，质点P恰好经过平衡位置，求该列机械波的波速。 17. 如图所示，光滑水平地面上有等厚的长木板B、物块A和物块D，物块C置于长木板右端，且三个物块均可以视为质点。开始时A、B、C、D均处于静止状态，某时刻A获得向右的初速度，和B碰撞瞬间粘合在一起。当A、B、C速度恰好相等时，B和D发生弹性正碰。已知C和B之间的动摩擦因数为，，木板长，重力加速度大小为。求： （1）A和B碰后的瞬间，B的速度大小； （2）开始时B和D之间的距离； （3）B和D碰后的瞬间，D的速度大小； （4）通过计算判断C最终是否会落到地面。 18. 离子注入是制作半导体芯片的重要工序，一般是通过往纯净的硅片中注入硼离子或磷离子来完成。如图所示，离子由静止状态经电场加速后进入速度选择器，速度选择器内存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向的匀强电场。离子沿直线穿过速度选择器后进入半圆形磁分析器，磁分析器内有垂直纸面向外的匀强磁场，离子穿过磁分析器后从P点沿水平直径PQ方向进入圆形匀强磁场区域，最终打在水平放置的硅片上。硅片上的A点和区域圆心O的连线AO的长度，且沿竖直方向。已知离子比荷为k，进入速度选择器时的速度为v，的大小为B，磁分析器内离子轨迹半径以及区域半径均为R，整个装置处于真空中，不计离子重力。 （1）求匀强电场的大小和方向。 （2）求磁分析器内匀强磁场的大小。 （3）区域内的磁感应强度大小为，离子在硅片上的落点为M（图中未标出），求M点到A点的距离。 （4）若以上条件均不变，在区域再增加一垂直纸面向里、大小为的匀强电场，此时离子在硅片上的落点为N，求N点到M点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度第一学期期末教学质量抽测 高二物理试题 本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。所有试题的答案均在答题卡的指定位置作答，在试卷上作答不得分。 一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 随着科技的发展，越来越多的人选择使用蓝牙耳机进行通话。如图所示，手机先接受来自基站的电磁波（甲波），再使用电磁波（乙波）与蓝牙耳机进行通信。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙波都是纵波，都能在真空中传播 B. 甲、乙波都具有能量，都是一种客观存在的物质 C. 在真空中，甲波的传播速度比乙波的小 D. 甲波与乙波在真空中相遇时可能发生干涉现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲、乙波都是横波，都能在真空中传播，选项A错误； B．甲、乙波都具有能量，都是一种客观存在的物质，选项B正确； C．在真空中，甲波的传播速度等于乙波的传播速度，选项C错误； D．甲波与乙波频率不同，则在真空中相遇时不可能发生干涉现象，选项D错误。 故选B。 2. 如图所示，圆形线圈共有n匝，半径为R。线圈内虚线同心圆半径为r，虚线内分布有磁感应强度大小为B匀强磁场，方向垂直线圈平面。下列说法正确的是（　　） A. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为 B. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为0 C. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为 D. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为0 【答案】A 【解析】 【详解】穿过线圈的磁通量为 若线圈绕某直径旋转180°，线圈磁通量变化量的大小为 故选A。 3. 某同学在一次实验中需要一块量程为0~2A的电流表，但实验室中只有一种型号的电流表。已知这种电流表量程为0~0.6A，内阻为0.7Ω。以下改装方案可行的（　　） A. 将阻值为0.7Ω的电阻与其串联 B. 将阻值为0.7Ω的电阻与其并联 C. 将阻值为0.3Ω的电阻与其并联 D. 将阻值为0.3Ω的电阻与其串联 【答案】C 【解析】 【详解】由题知，将0~0.6A量程的电流表改成0~2A量程的电流表，故需要并联一个小电阻，根据改装原理有 解得 故选C。 4. 一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样。下列四幅图分别为光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过双缝、光通过单缝后，在光屏上形成的图样。图样中有一幅形成原理与其他不同，该图样是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过单缝后发生的都是光的衍射现象；而光通过双缝发生的光的干涉现象。可知图像C是光的干涉条纹，形成原理与其他不同。 故选C。 5. 如图所示，以恒定角速度沿顺时针方向、绕其圆心做匀速圆周运动的细橡胶圆环，与毛皮摩擦后均匀带电。已知圆环的半径为R，带电量为Q。关于橡胶圆环转动形成的等效电流说法正确的是（　　） A. 大小，方向沿逆时针 B. 大小，方向沿顺时针 C. 大小，方向沿顺时针 D. 大小，方向沿逆时针 【答案】A 【解析】 【详解】细橡胶圆环与毛皮摩擦后带均匀负电，则等效电流方向沿逆时针； 根据电流的定义式有 故选A。 6. 图甲是某同学用热敏电阻制作电子温度计的电路图，其中是定值电阻，是热敏电阻。图乙是该热敏电阻阻值随温度变化的关系图线。电源电动势和内阻保持不变，若环境温度升高则（　　） A. 电压表的示数变大 B. 电流表的示数变小 C. 电路消耗的总功率变小 D. 电压表与电流表示数变化量的比值不变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．若环境温度升高，则R2阻值减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表示数变大，电源内阻和R1的电压变大，则电压表读数减小；选项AB错误； C．根据P=IE可知电路消耗的总功率变大，选项C错误； D．根据U=E-I(R1+r) 可知电压表与电流表示数变化量的比值 不变，选项D正确。 故选D。 7. 如图所示，一光滑圆轨道固定于竖直平面内，圆心为O，A、B分别是轨道的最低、最高点。C点位于轨道上，且AC弧长远小于轨道半径。将两个可视为质点的小球分别从B、C两点，同时由静止释放。从B点和C点释放的小球第一次到达A点所用的时间分别为和，则为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】从B到A的小球做自由落体运动，则有 解得 由题知，AC弧长远小于轨道半径，故从C到A的小球可以认为是做单摆运动，则有 故。 故选B。 8. 如图所示，水平地面上的集装箱内静止放置一个质量为m的景观石球，由于某种原因，石球获得向左的速度v，石球和集装箱内壁来回碰撞几次后，最终静止，集装箱始终静止，则整个过程中（　　） A. 石球和集装箱受到的冲量大小相等 B. 集装箱受到石球的冲量大小为零 C. 集装箱对石球的冲量大小为mv，方向向右 D. 地面的摩擦力对集装箱的冲量大小为mv，方向向右 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据动量定理，石球受到合力的冲量（也是水平方向所受集装箱的冲量）为 “-”代表方向向右； 而箱子静止不动，则箱子受到的冲量始终为零，故A错误； B．水平方向上石球对集装箱的冲量为mv，竖直方向上，石球对集装箱的压力的冲量竖直向下（大小未知），根据矢量的合成可知，石球对集装箱的冲量不为零，故B错误； C．石球受到合力的冲量为mv，石球受到重力、集装箱给它的力，根据矢量的合成可知，集装箱对石球的冲量大小不为mv，故C错误； D．集装箱对石球水平方向的冲量大小为mv，方向向右；根据牛顿第三定律，石球对集装箱水平方向的冲量大小为mv，方向向左；又因为摩擦力与铁球对箱子的作用力等大反向，所以摩擦力对箱子的冲量为mv，方向向右，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。 9. 物理学是一门以实验为基础的自然科学，下列描述中符合物理学史的是（　　） A. 奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 B. 法拉第通过实验发现了电磁感应现象，使人们对电与磁的认识有了深入的认识 C. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在并推断出光是一种电磁波 D. 安培通过实验第一次证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路 【答案】AB 【解析】 【详解】A．奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，选项A正确； B．法拉第通过实验发现了电磁感应现象，使人们对电与磁的认识有了深入的认识，选项B正确； CD．麦克斯韦预言了电磁波并推断出光是一种电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项CD错误。 故选AB。 10. 如图甲所示，是一位同学在平静的湖面上做水波干涉实验的情景，图乙是某时刻水波的示意图。实线表示波峰，虚线表示波谷。M、P、Q、N、S的位置如图所示，其中M、P、Q三点始终在同一条直线上。若波源的振动周期是0.2s，则下列说法正确的是（　　） A. 在两列波传播的过程中，P处质点的振动始终加强的 B. 在两列波传播的过程中，N处质点的振动始终减弱的 C. 此刻开始计时，S处质点经过0.1s会随水波传播到N处 D. 此刻开始计时，0.9s时M处质点的高度会和远处平静的湖面一致 【答案】AB 【解析】 【详解】A．M点是波峰和波峰叠加，Q点是波谷和波谷叠加，则MQ均为振动加强点，且始终振动加强，故P处质点的振动始终加强的，故A正确； B．N点为波峰与波谷叠加，质点的振动始终减弱的，故B正确； C．质点不会随着波迁移而迁移，故C错误； D．M点为振动加强点，经过 此点位于波谷位置，高度低于远处平静的湖面，故D错误。 故选AB。 11. 某次对电动机性能的测试采用如图所示电路，已知电源的电动势为，内阻为，电阻，滑动变阻器的最大阻值为6Ω，电动机额定电压，线圈电阻。开关闭合后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为9V时，电动机恰好正常工作。则（　　） A. 两端的电压为3V B. 消耗的功率为9W C. 的阻值为1Ω D. 电动机正常工作的机械功率为10W 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由电路可知，两端的电压为U1=9V-6V=3V 选项A正确； B．消耗的功率为 选项B错误； C．电路中总电流 可知的阻值为 选项C正确； D．通过电动机的电流 电动机正常工作的机械功率为 选项D正确。 故选ACD。 12. 一种导轨式电磁推进装置的原理如图所示，两平行长直光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间垂直放置一电阻为R的金属棒，始终与导轨接触良好。电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流出。导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度与电流的关系式为（k为已知常量）。金属棒由静止开始加速，当金属棒从区域Ⅰ进入区域Ⅱ时，回路中的电流由I变为2I。已知两导轨内侧间距为L，两区域的水平长度均为x，金属棒的质量为m，导轨电阻不计。（　　） A. 金属棒在两区域中所受安培力的大小之比为 B. 金属棒在经过两区域右边界时速度大小之比为 C. 从静止开始经过两级区域推进后的通过金属棒的电荷量 D. 从静止开始经过两级区域推进后金属棒产生的热量 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．电流加倍后，磁场也加倍，根据安培力公式可知，金属棒在两区域中所受安培力的大小之比为1:4，故A错误； B．金属棒受安培力提供加速度，根据牛顿第二定律有可知，金属棒在两区域中的加速度之比为1:4，设加速度分别为，，第一区域有 第二区域有 所以金属棒在经过两区域右边界时的速度大小之比为，故B正确； C．第一个区域有，， 通过第一个区域时经过金属棒的电量为 第二个区域有， 通过第二个区域时经过金属棒的电量为 从静止开始经过两级区域推进后的通过金属棒的电荷量为 解得 故C正确； D．根据焦耳定律有 故D正确； 故选BCD。 三、非选择题：本题包括6个小题，共60分。 13. 某同学想“估测排球从空中落下到弹起过程中对地面的平均作用力”。他设计的部分实验步骤如下： ①压力传感器水平固定于地面，组装实验器材如图甲所示； ②质量为m的排球由压力传感器正上方从静止自由下落，释放时排球下边缘与压力传感器的距离为H； ③排球落到压力传感器上，弹起到最大高度时，下边缘与压力传感器的距离为h； 回答以下问题： （1）计算机输出的传感器受力F与时间t的关系图像如图乙所示，排球与压力传感器的接触时间可表示为___________； （2）忽略空气阻力，重力加速度为g，排球弹起时的速度大小为___________； （3）若不考虑排球重力，排球与传感器接触过程中，对传感器的平均作用力大小为___________。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图可知排球与压力传感器的接触时间可表示为 小问2详解】 弹起到最大高度时，下边缘与压力传感器的距离为h，根据速度—位移公式有 解得 【小问3详解】 排球落到压力传感器的速度为 规定向上为正方向，对排球根据动量定理有 解得 由牛顿第三定律可知，排球与传感器接触过程中，对传感器的平均作用力大小为 14. 物理兴趣小组在维修玩具小车电路时，想测量小车内部专用电池的电动势（约为9V）和内阻。实验室提供的器材有：电压表V（量程为0~15V，内阻未知），电流表A（量程为0~0.6A，内阻），滑动变阻器R、开关，导线若干。 （1）如图所示，某同学设计了甲、乙两种电路，为使测量更精确，实验电路应选择___________（填“甲”或“乙”） （2）根据选择的电路，正确连接并实验，根据实验测得的电压表示数U与电流表示数I的多组数据，作出图像如图丙所示。进一步分析可知该电池的电动势___________V、内阻___________。（结果均保留三位有效数字） （3）如果不考虑偶然误差，实验测得的电动势___________（填“大于”、“小于”或“等于”）其真实值。 【答案】（1）甲 （2） ①. 9.30 ②. 8.90 （3）等于 【解析】 【小问1详解】 电流表的内阻已知，选择甲电路图的测量更精确。 【小问2详解】 [1][2]由闭合电路欧姆定律有 结合图丙的斜率与截距可知V， 解得 【小问3详解】 本实验中因考虑到了电流表内阻影响，电流为0时，电压表示数即为电动势，所以测得的电动势等于真实值。 15. 某景观公园中有个足够大的水池，为营造更好的视觉效果，水池内部表面都涂上了吸光材料，水池底部安装了一些高亮度的单色点光源，夜晚在水面上会形成一系列不重合的光斑。从某单色光源射向水面的光线中，有一条入射角为的光线，该光线射出水面的折射角为，已知水深为d、求 （1）水对该种色光的折射率； （2）该光源在水面形成光斑的面积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据折射定律可得水对该种色光的折射率 【小问2详解】 光从水面射向空气的临界角 则C=45° 光源在水面形成光斑的面积 16. 如图所示是一列机械横波某时刻的波形图，波沿x轴正方向传播，质点P的坐标，从此时刻开始计时。 （1）若时，质点P再次经过0时刻位置，且向y轴正方向运动，求该列机械波的波速； （2）若时，质点P第一次到达正向最大位移处，求该列机械波的波速； （3）若时，质点P恰好经过平衡位置，求该列机械波的波速。 【答案】（1） （2）0.45m/s （3） 【解析】 【小问1详解】 因t=0时刻质点P沿y轴正向运动，若时，质点P再次经过0时刻位置，且向y轴正方向运动，可知经过的时间为 该列机械波的波速； 【小问2详解】 若时，质点P第一次到达正向最大位移处，则波向右传播 该列机械波的波速 【小问3详解】 若时，质点P恰好经过平衡位置，可知波向右传播 该列机械波的波速 17. 如图所示，光滑水平地面上有等厚的长木板B、物块A和物块D，物块C置于长木板右端，且三个物块均可以视为质点。开始时A、B、C、D均处于静止状态，某时刻A获得向右的初速度，和B碰撞瞬间粘合在一起。当A、B、C速度恰好相等时，B和D发生弹性正碰。已知C和B之间的动摩擦因数为，，木板长，重力加速度大小为。求： （1）A和B碰后的瞬间，B的速度大小； （2）开始时B和D之间的距离； （3）B和D碰后的瞬间，D的速度大小； （4）通过计算判断C最终是否会落到地面。 【答案】（1） （2）3.5m （3） （4）不会 【解析】 【小问1详解】 A和B碰后瞬间粘合在一起，根据动量守恒定律有 解得 【小问2详解】 A和B碰后到A、B、C速度恰好相等时，根据动量守恒定律有 解得 对AB根据牛顿第二定律有 根据速度—位移公式有 解得m C的位移为 解得m 由于m<，则C还未滑离AB。 【小问3详解】 B和D发生弹性正碰，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 解得， 【小问4详解】 B与D碰撞后，对ABC有 解得m/s 根据能量守恒定律有 解得m< 所以C不会从AB上滑离。 18. 离子注入是制作半导体芯片的重要工序，一般是通过往纯净的硅片中注入硼离子或磷离子来完成。如图所示，离子由静止状态经电场加速后进入速度选择器，速度选择器内存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向的匀强电场。离子沿直线穿过速度选择器后进入半圆形磁分析器，磁分析器内有垂直纸面向外的匀强磁场，离子穿过磁分析器后从P点沿水平直径PQ方向进入圆形匀强磁场区域，最终打在水平放置的硅片上。硅片上的A点和区域圆心O的连线AO的长度，且沿竖直方向。已知离子比荷为k，进入速度选择器时的速度为v，的大小为B，磁分析器内离子轨迹半径以及区域半径均为R，整个装置处于真空中，不计离子重力。 （1）求匀强电场的大小和方向。 （2）求磁分析器内匀强磁场的大小。 （3）区域内的磁感应强度大小为，离子在硅片上的落点为M（图中未标出），求M点到A点的距离。 （4）若以上条件均不变，在区域再增加一垂直纸面向里、大小为的匀强电场，此时离子在硅片上的落点为N，求N点到M点的距离。 【答案】（1），方向向上 （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 离子在速度选择器内做直线运动，则由平衡条件 其中 解得匀强电场 根据离子在磁分析器内做圆周运动结合左手定则可知，离子带正电，可知离子在速度选择器内受洛伦兹力方向向下，则电场力向上，场强E1方向向上。 【小问2详解】 离子在磁分析器内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 解得匀强磁场的大小 【小问3详解】 区域内的磁感应强度大小为，则粒子做圆周运动的半径 因连线AO长度 粒子轨迹如图 几何关系可知 解得 数学关系可知 则M点到A点的距离 小问4详解】 若以上条件均不变，在区域再增加一垂直纸面向里、大小为的匀强电场，则粒子同时沿电场E2方向做匀加速运动，加速度为 则粒子加速运动时间 粒子匀速运动时间 故此时N点到M点的距离 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $