精品解析：湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高二下学期2月月考物理试题

湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年 高二下学期2月月考物理试卷 一、单选题 1. 半径的半圆形光滑圆弧槽固定在水平面上，一质量的小球从与圆心等高处沿着圆弧槽由静止下滑，小球运动到最低点的过程中，若，以下说法中正确的是（ ） A. 重力对小球冲量的大小为 B. 槽对小球的支持力的冲量为0 C. 小球受合力的冲量大小为 D. 槽对小球的支持力的冲量的大小一定等于重力对小球冲量的大小 2. 如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，底端与竖直墙壁接触。现打开右端阀门，气体向外喷出，设喷口的面积为S，气体的密度为ρ，气体向外喷出的速度为v，则气体刚喷出时钢瓶底端对竖直墙面的作用力大小是（　　） A ρvS B. C. ρv2S D. ρv2S 3. 如图所示，在光滑水平地面上放着两个物体，其间用一根不能伸长的细绳相连，开始时绳松弛、B静止，A具有4kg·m/s的动量（令向右为正），在绳拉紧（可能拉断）的过程中，A、B动量的变化可能为（　　） A. ΔpA＝－4kg·m/s，ΔpB＝4kg·m/s B. ΔpA＝－2.5kg·m/s，ΔpB＝2.5kg·m/s C. ΔpA＝2kg·m/s，ΔpB＝－2kg·m/s D. ΔpA＝ΔpB＝2kg·m/s 4. 在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端，不考虑地球自转的影响、车与轨道及空气之间的摩擦，乘客和车的运动为简谐运动，下列说法正确的是（　　） A. 乘客做简谐运动的回复力是由车对人的支持力提供的 B. 乘客向地心运动时速度增大、加速度增大 C. 乘客只有在地心处才处于完全失重状态 D. 乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离成正比 5. 在匀质轻绳上有两个相距的波源S1、S2，两波源上下振动产生两列绳波，可将其看作简谐波。两波源的连线上有两质点A、B，A与波源S1相距，B与波源S2相距，如图甲所示。时波源S1开始向下振动，其振动方程为，而波源S2的振动图像如图乙所示。时质点A开始振动，则下列说法正确的是（ ） A. 后S1、S2两波源之间有6个振动加强点 B. 波源S1产生的波的波长为 C. 波源S1产生的波的波速为 D. 内质点B通过的路程为 6. 如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形为五棱镜的一个截面，。光线垂直射入，分别在和上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是（　　） A. B. C. D. 二、多选题 7. 2022年6月17日，我国第三艘航母福建舰正式下水，据媒体报道，福建舰配备了电磁弹射系统。电磁弹射系统的具体实现方案有多种，并且十分复杂。一种简化的物理模型如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（　　） A. 合上开关的瞬间，从左侧看金属环中产生沿逆时针方向的感应电流 B. 金属环向左运动的瞬间有扩大趋势 C. 增加线圈的匝数，将会增大金属环启动时的加速度 D. 若将电源的正负极对调，则金属环将不能弹射出去 8. 如图所示，有一个正方形匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，不计粒子重力，则（　　） A. 如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，将从d点射出 B. 如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出 C. 如果粒子的速度增大为原来的四倍，将从f点射出 D. 只改变粒子速度使其分别从e、d、f点射出时，从f点射出所用时间最短 9. 如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒．在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（　　） A. 在Ek－t图中应有t4－t3＝t3－t2＝t2－t1 B. 高频电源的变化周期应该等于tn－tn－1 C. 粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D. 要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径 10. 如图，两根足够长，电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，其间距为，左端通过导线连接一个的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，质量、长度、电阻的匀质金属杆垂直导轨放置，且与导轨接触良好，在杆的中点施加一个垂直金属杆的水平拉力，使其由静止开始运动。拉力的功率保持不变，当金属杆的速度时撤去拉力。下列说法正确的是（　　） A. 若不撤去拉力，金属杆的速度会大于5m/s B. 金属杆的速度为4m/s时，其加速度大小可能为 C. 从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，通过金属杆的电荷量为2.5C D. 从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，金属杆上产生的热量为0.625J 三、实验题 11. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中，采用如图甲所示的实验装置进行实验，其中A、为摆动的最高点，为摆球平衡位置。 （1）图甲的A、、三个位置中，应选择摆球通过______位置时开始计时。某次实验时，记录次全振动的时间为，悬点到小球顶点的摆线长度为，摆球直径为，则根据以上测量结果，当地重力加速度______（用题中所给物理量的字母表示）。 （2）实验过程中若保持摆线长度不变，改用直径为原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将______（填“变大”“不变”或“变小”）。 （3）某同学实验中多次改变摆线长度，并计算相应的振动周期，以为纵轴，以为横轴作出图像，如图乙所示，利用图像求解重力加速度。分析图线发现该实验方法中计算摆长时没有将摆球的半径计入，导致图线不经过原点。则在不计摆球半径的情况下计算的重力加速度大小将______（填“变小”“不变”或“变大”）。若该直线斜率为，可求出重力加速度______（用题中所给物理量的字母表示）。 12. 如图甲所示，用半径相同的两个小球的碰撞验证动量守恒定律。实验时先让质量为的A球从斜槽上某一固定位置C由静止释放，A球从轨道末端水平抛出，落到水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为的B球放在水平轨道末端，将A球仍从位置C由静止释放，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。 （1）下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是___________。 A．秒表 B．交流电流表 C．刻度尺 D．弹簧秤 （2）为了完成本实验，下列必须要求的实验条件是，入射小球A的质量___________被碰小球B的质量，入射小球A的半径_______被碰小球B的半径。（均选填“大于”、“小于”或“等于”） （3）实验中，，，，在实验误差允许范围内，若满足关系式_______（用题中涉及物理量的符号表示），则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。 （4）某实验小组设计如图丙所示的装置来研究碰撞前后动能的变化，把白纸和复写纸贴在竖直墙上，使小球从斜槽轨道滚下打在正对的竖直墙上，记录小球的落点。仍然使用A球和B球进行实验，重复验证动量守恒时的其他操作步骤。、、为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，测得、、，在实验误差允许范围内，若满足关系式________（用题中涉及的物理量的符号表示），则可认为碰撞前后两球的总动能相等。 四、解答题 13. 战绳运动是一项超燃脂的运动。某次健身时，有两位健身者甲、乙分别抓住相同的战绳上下舞动形成向右传播的简谐波，如图1所示。某时刻开始计时，时两列波的图像如图2所示，P、Q曲线分别为甲、乙的一个绳波，O点为手握的绳子一段，向右为x轴正方向。已知绳波的速度为，求： （1）甲、乙的绳端振动频率和之比； （2）以图2所示为时刻，写出乙运动员的绳中，平衡位置为4m处质点的振动方程。 14. 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在第Ⅳ象限分别存在着两种不同匀强磁场和匀强电场，0<x<0.4m内电场 E1与x轴夹角为磁场的磁感应强度为 方向垂直于 xOy平面向里；有另一电场 与y 轴平行，另一磁场的磁感应强度为 方向也垂直于x Oy平面向里。现有一可视为质点、电荷量 质量m=1kg的带正电小球，从 A（-0.4m，0.2m）点以某一初速度v0水平向右抛出，恰好从O点进入第Ⅳ象限，在内恰好做匀速直线运动，在范围内恰好做匀速圆周运动。不计空气阻力，重力加速度 π取 3.14。求： （1）小球在 O点处的速度 v； （2）匀强电场 E1 和 E2的大小和方向； （3）小球从A点出发到第二次经过x轴所用的总时间。 15. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上，导轨电阻不计，间距。导轨所在空间被分成区域I和II，两区域的边界与斜面的交线为MN，I中的匀强磁场方向垂直斜面向下，II中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为。在区域I中，将质量，电阻的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域II中将质量，电阻的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域II的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）问 （1）cd下滑的过程中，ab未动，此时ab所受的静摩擦力和cd中的电流方向； （2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； （3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离，此过程中ab上产生的热量Q是多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年 高二下学期2月月考物理试卷 一、单选题 1. 半径的半圆形光滑圆弧槽固定在水平面上，一质量的小球从与圆心等高处沿着圆弧槽由静止下滑，小球运动到最低点的过程中，若，以下说法中正确的是（ ） A. 重力对小球的冲量的大小为 B. 槽对小球的支持力的冲量为0 C. 小球受合力的冲量大小为 D. 槽对小球的支持力的冲量的大小一定等于重力对小球冲量的大小 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．小球运动到最低点的过程中，根据动能定理有 解得 则合力的冲量为 冲量是力和时间的乘积，重力和槽对小球的支持力在小球运动过程不为零，所以冲量均不为零，重力对小球的冲量的大小不等于，故AB错误，C正确； D．重力和槽对小球的支持力的大小无法判断，则无法判断重力和支持力对小球冲量的大小关系，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，底端与竖直墙壁接触。现打开右端阀门，气体向外喷出，设喷口的面积为S，气体的密度为ρ，气体向外喷出的速度为v，则气体刚喷出时钢瓶底端对竖直墙面的作用力大小是（　　） A. ρvS B. C. ρv2S D. ρv2S 【答案】D 【解析】 【详解】Δt时间内贮气瓶喷出气体的质量 Δm=ρSvΔt 对于贮气瓶、瓶内气体及喷出的气体所组成的系统，由动量定理得 FΔt=Δmv－0 解得 F=ρv2S 由牛顿第三定律，钢瓶底端对竖直墙面的作用力大小 F′=F=ρv2S 故选D。 3. 如图所示，在光滑水平地面上放着两个物体，其间用一根不能伸长的细绳相连，开始时绳松弛、B静止，A具有4kg·m/s的动量（令向右为正），在绳拉紧（可能拉断）的过程中，A、B动量的变化可能为（　　） A. ΔpA＝－4kg·m/s，ΔpB＝4kg·m/s B. ΔpA＝－2.5kg·m/s，ΔpB＝2.5kg·m/s C. ΔpA＝2kg·m/s，ΔpB＝－2kg·m/s D. ΔpA＝ΔpB＝2kg·m/s 【答案】B 【解析】 【详解】它们的总动量为，而绳子的力为内力，相互作用的过程中，总动量守恒，A的动量减小，B的动量增加，但总动量应保持不变；故A动量改变量应为负值，B动量改变量为正值，且在绳拉紧（可能拉断）的过程中，A的速度不能为零，即A的动量变化量，故ACD错误，B正确。 故选B。 4. 在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端，不考虑地球自转的影响、车与轨道及空气之间的摩擦，乘客和车的运动为简谐运动，下列说法正确的是（　　） A. 乘客做简谐运动的回复力是由车对人的支持力提供的 B. 乘客向地心运动时速度增大、加速度增大 C. 乘客只有在地心处才处于完全失重状态 D. 乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离成正比 【答案】D 【解析】 【详解】A．乘客做简谐运动的回复力是乘客受到的合力提供的，即万有引力与车对人的支持力的合力，故A错误； B．乘客向地心运动时速度增大、加速度减小，通过地心时的速度达到最大值，加速度为零，故B错误； C．乘客处于地心时，加速度为零，不是失重状态，故C错误； D．设地球质量为M，乘客和车的质量为m，地球密度为ρ，则 在距离地心为r时：地球对乘客和车的万有引力充当回复力 又 联立得 即万有引力与r成正比，故D正确。 故选D。 5. 在匀质轻绳上有两个相距的波源S1、S2，两波源上下振动产生两列绳波，可将其看作简谐波。两波源的连线上有两质点A、B，A与波源S1相距，B与波源S2相距，如图甲所示。时波源S1开始向下振动，其振动方程为，而波源S2的振动图像如图乙所示。时质点A开始振动，则下列说法正确的是（ ） A. 后S1、S2两波源之间有6个振动加强点 B. 波源S1产生的波的波长为 C. 波源S1产生的波的波速为 D. 内质点B通过的路程为 【答案】C 【解析】 【详解】BC．根据题意可知波源S1振动的周期为 根据振动方程得波源S2振动的周期为 两波在同一介质中传播，传播的速度相等，则波长也相等，时波源S1的振动形式经0.2s传至距其3m的A点，则 故波长 故B错误，C正确； A．由于两列波的周期相等，频率相等，相遇时能发生干涉，又两波源的振动步调相同，所以1s后两波源之间的振动加强点到两波源之间的距离差满足 其中，根据数学知识可知 解得 则振动加强点有7个，分别为距离A点，故A错误； D．由于质点B到波源S1、S2的距离相等，所以两列机械波同时传到质点B，而两波源的振动步调相同，所以质点B始终是振动加强点，其振幅为 则质点B在一个周期内经过的路程为88cm，又在内，质点B的振动时间 则质点B经过的路程为 故D错误。 故选C。 6. 如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形为五棱镜的一个截面，。光线垂直射入，分别在和上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是（　　） A B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】作出光路图如图所示 结合题给条件可知 又 可得入射角 则折射率最小值为 故选A。 二、多选题 7. 2022年6月17日，我国第三艘航母福建舰正式下水，据媒体报道，福建舰配备了电磁弹射系统。电磁弹射系统的具体实现方案有多种，并且十分复杂。一种简化的物理模型如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（　　） A. 合上开关的瞬间，从左侧看金属环中产生沿逆时针方向的感应电流 B. 金属环向左运动的瞬间有扩大趋势 C. 增加线圈的匝数，将会增大金属环启动时的加速度 D. 若将电源正负极对调，则金属环将不能弹射出去 【答案】AC 【解析】 【详解】A．在闭合开关S的瞬间，根据右手螺旋定则可知穿过金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可知，金属环中产生的感应电流从左侧看沿逆时针方向，A正确； B．固定线圈上突然通过直流电流，穿过金属环的磁通量增大，根据“增缩减扩”可知金属环被向左弹射的瞬间，有缩小的趋势，B错误； C．电流一定时，线圈匝数越多，形成的磁场越强，通电瞬间金属环的磁通量变化率越大，则金属环中产生的感应电流越大，又因为感应电流方向与固定线圈中的电流方向相反，则金属环被弹射出去的作用力越大，故金属环的加速度越大，选项C正确； D．若将电源的正负极对调，根据楞次定律可知，金属环将向左运动，仍可以弹射出去，D错误。 故选AC。 8. 如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，不计粒子重力，则（　　） A. 如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，将从d点射出 B. 如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出 C. 如果粒子的速度增大为原来的四倍，将从f点射出 D. 只改变粒子速度使其分别从e、d、f点射出时，从f点射出所用时间最短 【答案】BD 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，则 解得 则当粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍时，半径变为原来的一半，则A错误； B．如果粒子的速度增大为原来的二倍，半径变为原来的二倍，则从d飞出，故B正确； C．如果粒子的速度增大为原来的四倍，半径变为原来的四倍，不可能从f射出，故C错误； D．粒子在磁场中运动周期为 从ed射出转过半个周期时间相同；从f点射出，转过的角度小于半个周期，时间最小，故D正确。 故选BD。 9. 如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒．在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（　　） A. 在Ek－t图中应有t4－t3＝t3－t2＝t2－t1 B. 高频电源的变化周期应该等于tn－tn－1 C. 粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D. 要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据 可知粒子回旋周期不变，在Ek-t图中应有 t4-t3=t3-t2=t2-t1 故A正确； B．高频电源的变化周期等于粒子在磁场中匀速圆周运动的周期，粒子经过窄缝一次，动能增加一次，而粒子在磁场中运动的周期为2（tn-tn-1），故B错误； CD．根据公式 故最大动能为 与D形盒的半径有关，与加速次数以及加速电压大小无关，要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径，故C错误，D正确； 故选AD 10. 如图，两根足够长，电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，其间距为，左端通过导线连接一个的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，质量、长度、电阻的匀质金属杆垂直导轨放置，且与导轨接触良好，在杆的中点施加一个垂直金属杆的水平拉力，使其由静止开始运动。拉力的功率保持不变，当金属杆的速度时撤去拉力。下列说法正确的是（　　） A. 若不撤去拉力，金属杆的速度会大于5m/s B. 金属杆的速度为4m/s时，其加速度大小可能为 C. 从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，通过金属杆的电荷量为2.5C D. 从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，金属杆上产生的热量为0.625J 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】A．若不撤去拉力F，对棒由牛顿第二定律有 当时，速度达到最大，联立各式解得最大速度为 即杆的最大速度不会超过5m/s，选项A错误； B．若在F撤去前金属杆的切割速度时，代入各式可得加速度为 撤去F后棒减速的速度为时，加速度为 故金属杆的速度为4m/s时，其加速度大小为0.9m/s2或1.6m/s2，选项B正确； C．从撤去拉力F到金属杆停下，棒只受安培力做变减速直线运动，取向右为正，由动量定理有 而电量的表达式 可得 选项C正确； D．从撤去拉力F到金属杆停下的过程由动能定理 而由功能关系有 另金属杆和电阻R串联，热量比等于电阻比，有 联立解得 选项D正确。 故选BCD。 三、实验题 11. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中，采用如图甲所示的实验装置进行实验，其中A、为摆动的最高点，为摆球平衡位置。 （1）图甲的A、、三个位置中，应选择摆球通过______位置时开始计时。某次实验时，记录次全振动的时间为，悬点到小球顶点的摆线长度为，摆球直径为，则根据以上测量结果，当地重力加速度______（用题中所给物理量的字母表示）。 （2）实验过程中若保持摆线长度不变，改用直径为原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将______（填“变大”“不变”或“变小”）。 （3）某同学实验中多次改变摆线长度，并计算相应的振动周期，以为纵轴，以为横轴作出图像，如图乙所示，利用图像求解重力加速度。分析图线发现该实验方法中计算摆长时没有将摆球的半径计入，导致图线不经过原点。则在不计摆球半径的情况下计算的重力加速度大小将______（填“变小”“不变”或“变大”）。若该直线斜率为，可求出重力加速度______（用题中所给物理量的字母表示）。 【答案】 ①. O ②. ③. 变大 ④. 不变 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]小球经过平衡位置O点时的速度最大，从该处开始计时可以方便测量，减小实验误差； [2]悬点到小球中心的长度为单摆的实际摆长，故由单摆周期公式有 解得 （2）[3]改用直径为原小球直径2倍的另一小球进行实验时，可知此时单摆的实际摆长将变大，根据单摆的周期公式可知周期将变大； （3）[4][5]设小球半径为，根据前面分析有 整理可得 故可知图像的斜率为，与小球半径无关，所以利用图像求解重力加速度时，在不计摆球半径的情况下计算重力加速度大小将不变，为 12. 如图甲所示，用半径相同的两个小球的碰撞验证动量守恒定律。实验时先让质量为的A球从斜槽上某一固定位置C由静止释放，A球从轨道末端水平抛出，落到水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为的B球放在水平轨道末端，将A球仍从位置C由静止释放，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。 （1）下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是___________。 A．秒表 B．交流电流表 C．刻度尺 D．弹簧秤 （2）为了完成本实验，下列必须要求的实验条件是，入射小球A的质量___________被碰小球B的质量，入射小球A的半径_______被碰小球B的半径。（均选填“大于”、“小于”或“等于”） （3）实验中，，，，在实验误差允许范围内，若满足关系式_______（用题中涉及的物理量的符号表示），则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。 （4）某实验小组设计如图丙所示的装置来研究碰撞前后动能的变化，把白纸和复写纸贴在竖直墙上，使小球从斜槽轨道滚下打在正对的竖直墙上，记录小球的落点。仍然使用A球和B球进行实验，重复验证动量守恒时的其他操作步骤。、、为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，测得、、，在实验误差允许范围内，若满足关系式________（用题中涉及的物理量的符号表示），则可认为碰撞前后两球的总动能相等。 【答案】 ①. C ②. 大于 ③. 等于 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1] 因为小球离开水平轨道后做平抛运动，则小球在空中运动时间相等，小球的水平位移与初速度成正比，所以本实验可以用水平位移代替小球初速度，故需要测出小球落地的水平位移，即需要用到的仪器是刻度尺。 故选C。 （2）[2][3]为了防止入射小球碰后被反弹，应让入射小球A的质量大于被碰小球B的质量，且要使两者发生对心碰撞，应使入射小球A的半径等于被碰小球B的半径； （3）[4]想要验证两球碰撞前后的总动量守恒，需验证 其中 整理得，在实验误差允许范围内，若满足关系式 则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。 （4）[5]因为小球竖直方向做自由落体运动，满足 即 水平方向满足 所以 要验证碰撞前后两球的总动能相等，需验证 联立得 化简得 即在实验误差允许范围内，若满足关系式 时，则可认为碰撞前后两球的总动能相等。 四、解答题 13. 战绳运动是一项超燃脂的运动。某次健身时，有两位健身者甲、乙分别抓住相同的战绳上下舞动形成向右传播的简谐波，如图1所示。某时刻开始计时，时两列波的图像如图2所示，P、Q曲线分别为甲、乙的一个绳波，O点为手握的绳子一段，向右为x轴正方向。已知绳波的速度为，求： （1）甲、乙的绳端振动频率和之比； （2）以图2所示为时刻，写出乙运动员的绳中，平衡位置为4m处质点的振动方程。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由波形图可知 ， 由可得 （2）振动方程为，由波形图可知绳波乙的振幅 绳波乙的周期 平衡位置为4m位置处的质点，再过会运动到负向最大位移处可得 解得 所以平衡位置为4m位置处的质点的振动方程为 14. 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在第Ⅳ象限分别存在着两种不同匀强磁场和匀强电场，0<x<0.4m内电场 E1与x轴夹角为磁场的磁感应强度为 方向垂直于 xOy平面向里；有另一电场 与y 轴平行，另一磁场的磁感应强度为 方向也垂直于x Oy平面向里。现有一可视为质点、电荷量 质量m=1kg的带正电小球，从 A（-0.4m，0.2m）点以某一初速度v0水平向右抛出，恰好从O点进入第Ⅳ象限，在内恰好做匀速直线运动，在范围内恰好做匀速圆周运动。不计空气阻力，重力加速度 π取 3.14。求： （1）小球在 O点处的速度 v； （2）匀强电场 E1 和 E2的大小和方向； （3）小球从A点出发到第二次经过x轴所用的总时间。 【答案】（1），速度与水平方向夹角为45°指向右下；（2），指向左上方；，方向竖直向上；（3）0.714s 【解析】 【详解】（1）在A点平抛，根据 ， 小球在 O点处的速度 因为 所以，速度与水平方向夹角为45°指向右下。 （2）速度方向与电场线平行，根据左手定则可以判断，洛伦兹力与电场方向垂直，因为小球做匀速直线运动，所以E1方向指向左上方，根据平衡可知 解得 在范围内恰好做匀速圆周运动，所以重力和电场力平衡，所以E2方向竖直向上，根据 解得 （3）在内恰好做匀速直线运动，所用时间 在磁场中，根据几何关系可知，转过的圆心角为180°，根据 ， 所以从A点出发到第二次经过x轴所用的总时间 15. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上，导轨电阻不计，间距。导轨所在空间被分成区域I和II，两区域的边界与斜面的交线为MN，I中的匀强磁场方向垂直斜面向下，II中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为。在区域I中，将质量，电阻的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域II中将质量，电阻的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域II的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）问 （1）cd下滑的过程中，ab未动，此时ab所受的静摩擦力和cd中的电流方向； （2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； （3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离，此过程中ab上产生的热量Q是多少。 【答案】（1）故当cd下滑速度小于时，ab所受摩擦力沿斜面向上，当cd下滑速度大于时，ab所受摩擦力沿斜面向下；cd中的电流方向为由d指向c；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由右手定则可知，cd中电流方向为由d指向c；cd下滑的过程中，根据左手定则可知，ab受到的安培力沿斜面向上，当ab所受摩擦力恰好为零时，则有 联立解得 故当cd下滑速度小于时，ab所受摩擦力沿斜面向上，当cd下滑速度大于时，ab所受摩擦力沿斜面向下。 （2）ab放在导轨上，ab刚好不下滑，则有 ab刚要向上滑动时，根据ab的受力可知 解得 （3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，由能量守恒定律可知 解得 此过程中ab上产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$