精品解析：浙江省宁波市九校联考2024-2025学年高二上学期期末物理试题

宁波市2024学年第一学期期末九校联考 高二物理试题 第Ⅰ卷：选择题部分 一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个选项中只有一个选项符合题目要求，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列几种关于物理与生活的描述正确的是（　　） A. 如图甲所示，中国选手在投掷铁饼过程中手给铁饼的力大于铁饼给手的力 B. 如图乙所示，当有机玻璃发生微小形变时花纹会发生变化 C. 如图丙所示，中国队以3分27秒46的成绩夺得男子混合泳接力金牌。“3分27秒46”指的是时刻 D. 如图丁所示，刘洋获得男子吊环冠军，观看刘洋吊环表演动作时可以把他当作质点 2. 在国际单位制中，下列物理量的单位表示正确的是（　　） A. 磁感应强度： B. 电动势： C 电场强度： D. 磁通量： 3. 下列说法正确的是（　　） A. 亚里士多德开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法 B. 麦克斯韦预言并首次通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论 C. 美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，并通过油滴实验测得元电荷的数值 D. 法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”（磁感线）描述磁场 4. 如图所示为仰韶文化时期的某款尖底双耳汲水瓶，该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”。关于此瓶（包括瓶中的水），下列说法正确的是（　　） A. 空瓶的重心一定在瓶身上 B. 轻绳对瓶子的拉力和瓶子受到的重力是一对作用力和反作用力 C. 轻绳对瓶子的拉力沿轻绳的收缩方向 D. 与空瓶相比，装水后整个瓶的重心一定更高 5. 北京时间2024年11月4日01时24分，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，不仅刷新了中国航天员单次出舱活动时间纪录更为空间站长期稳定在轨运行进一步积累了宝贵的数据和经验。现某飞船绕地球做椭圆运动的轨迹如图所示，是椭圆的长轴，是椭圆的短轴，、两点关于椭圆中心对称。以下说法正确的是（　　） A. 飞船运动到点时的速度最大 B. 从运动到和从运动到的两个过程运动时间相等 C. 飞船在点所受万有引力小于在点所受万有引力 D. 飞船从点到点的运动过程中万有引力做正功 6. 电子束焊接机是一种先进的焊接技术。电子束焊接机中的电场线分布如图中虚线所示，其中为阴极，为阳极，两极之间的距离为，在同一电场线上有、、三点，为、两极的中点，且。在两极之间加上电压为的高压电。现有一电子在极附近由静止被加速运动到极。已知电子电荷量大小为，下列说法中正确的是（　　） A. 、之间的电场为匀强电场 B. 电子沿电场线由极到极过程中电场力做功为 C. 若将电子从点由静止释放，到达极时，动能增加为 D. 电子从点运动到点的时间大于其从点运动到点的时间 7. 如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行间距为的活动金属电极和固定金属电极组成，两金属电极间有空气间隙，两金属电极组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 按键向上的过程中，电容器的电容增大 B. 按键向上的过程中，电容器的电量增大 C. 按键向下的过程中，图丙中电流方向从a流向b D. 按键向下的过程中，电容器两极间的电场强度增大 8. 如图，质量为m的四轴无人机有四个螺旋桨。四个螺旋桨旋转共扫出的总面积为S，当四个螺旋桨同时旋转产生竖直向下的气流，可使该无人机悬停在空中某一固定位置。已知空气的密度为，重力加速度大小为g。要使无人机悬停，则螺旋桨旋转产生竖直向下的气流的速率应为（　　） A. B. C. D. 9. 下图是根据飞机升降时机翼受力的原理设计的装置，用于监测河水流速的变化。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电动势为4.8V，内阻不计，理想电流表量程为0~0.6A，理想电压表量程为0~3V，定值电阻R1阻值为6Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，随着水流速度的改变，下列说法正确的是（ ） A. 当水流速度增大时，电流表的示数变小 B. 当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比变大 C. 滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Ω~15Ω D. 电阻R1的电功率的变化范围为0.54W~2.16W 10. 如图所示，纸面内固定的两平行长直导线、中通有大小相同、方向相反的电流，位于纸面内两导线间处（靠近）的粒子源沿平行于方向发射一速度为的带正电粒子。已知通有电流为的长直导线，在距离导线为处产生的磁场的磁感应强度为，为常量。不计粒子重力，图中虚线到、的距离相等。则粒子在导线间的运动轨迹可能正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图甲所示，倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量m=5kg的货物（可视为质点）轻放到传送带底端A，货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，t=10s时货物到达传送带顶端B，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，货物从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 货物受到的摩擦力大小始终为32N B. 货物受到的摩擦力做的功为160J C. 货物受到的合力做的功为460J D. 因为传送货物，电动机对传送带多做功620J 12. 如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势φ沿x轴的分布如图所示，x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为的粒子（不计重力），以初速度从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在x2点的速度为0 B. 从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大 C. 若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为 D. 若，则粒子在运动过程中的最大动能为 13. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为的平行金属导轨固定于同一水平面内，导轨左端与一阻值为的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆在磁场中做匀减速直线运动 B. 在整个过程中，定值电阻产生的热量为 C. 金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离等于原来的2倍 二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对得3分，漏选得2分，选错得0分） 14. 下列说法正确是（　　） A 甲图中，从上往下看当蹄形磁体顺时针转动时，铝框也将沿顺时针方向转动 B. 乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C. 丙图中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，起到电磁阻尼的作用 D. 丁图中干电池的电动势为1.5V，则通过电源的电荷量为1C时，电源内非静电力做功为1.5J 15. 洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，若仅增大加速电压，粒子离开加速器时的动能不变 B. 乙图中，粒子的比荷越大，偏转半径越小 C. 丙图中，A极板是磁流体发电机的正极 D. 丁图中，带负电的粒子从左侧射入，若速度，将向下极板偏转 第Ⅱ卷：非选择题部分 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 16. 小明想用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有：一个绕向未知的线圈，一块条形磁铁，一只多用电表，导线若干。 （1）在测量前，首先进行的操作应是机械调零，需要调节部件______（填“a”“b”或“c”），使多用电表的指针指在表盘最______（填“左”或“右”）端的零刻度线位置； （2）然后，小明将多用电表调节到10mA的挡位，并将多用电表和线圈按图甲连接。条形磁铁插入线圈中的某一瞬间，拍下多用电表指针如图丙所示，此时读数为______mA； （3）为了使条形磁铁N极向下插入线圈时，多用电表正常工作（指针向右偏转），导线的缠绕方向应和图乙中的______（填“A”或“B”）相同。 17. “探究碰撞中的不变量”的实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。 （1）实验室有如下、、三个小球，从中选出入射小球与被碰小球，则入射小球应该选取______； A. 直径质量 B. 直径质量 C. 直径质量 （2）关于本实验，下列说法正确的是______； A. 小球每次都必须从斜槽上的同一位置由静止释放 B. 必须测量出斜槽末端到水平地面高度 C. 实验中需要用到铅垂线 D. 斜槽必须足够光滑且末端保持水平 （3）选取小题（1）中的两个小球完成实验后，用刻度尺测量、、与点的距离、，，若两球发生弹性碰撞，则下列式子成立的是______； A. B. C. 四、计算题（本题共4小题，共41分） 18. 蹦极项目越来越得到大家的青睐。如图甲所示，一个质量为的游玩者由悬挂点静止竖直跳下，先后经过了A、B和C三点。下落过程中游玩者的速度与时间关系（图像）如图乙所示，已知游玩者由静止开始下落至A点的时间（图像OA段为直线），B点为图像的最高点，C点的加速度大小为。假设弹性绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律，且劲度系数为，忽略空气阻力（g取）。求： （1）A点距离悬挂点的高度； （2）B点距离悬挂点的高度； （3）悬挂点距离水面高度的最小值（为了人的安全，蹦极装置一般置于水面之上）。 19. 某装置的竖直截面如图所示，足够长的光滑倾斜轨道与圆弧OABC轨道平滑连接，OABC管道与平面AD相切于A点，OABC管道半径，倾斜轨道上有一滑块可从任意高度（为滑块到AD平面的竖直高度）由静止开始下滑（可变），滑块尺寸略小于管道内径，管道点与小车平面等高，小车左端紧靠管道点，小车由水平轨道EF与四分之一圆弧轨道FG组成，水平轨道，圆弧轨道FG半径，圆弧AB，BC对应的圆心角均，圆弧OA对应的圆心角为。滑块与EF轨道间的动摩擦因数，滑块质量，小车质量。其它轨道均光滑，滑块可视为质点，不计空气阻力，取（，）求： （1）滑块从斜面静止下滑恰能滑到点，求滑块下滑高度； （2）若小车没有固定在平面上，平面光滑且足够长，滑块滑上小车恰能到达F点，求滑块下滑高度； （3）若小车没有固定在平面上，半面光滑且足够长，滑块能滑上小车并且不会滑离小车，求滑块下滑高度的范围。 20. 如图甲所示，在水平面上固定两根平行的金属轨道AO和，其中BC、段长度均为，BC、粗糙且动摩擦因数为，轨道其余部分光滑。区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为，轨道间连接有阻值为的电阻和一套电压传感器（内阻可视为无穷大）。现有一金属棒，受水平向右的恒力作用，从处由静止开始运动，通过数字接收器在屏幕上显示的电压如图乙所示（U0已知），当电压为2U0时曲线已趋向水平。已知金属棒的质量为，电阻也为。轨道间距为，轨道电阻不计。求： （1）金属棒刚进入磁场时的速度的大小； （2）水平恒力的大小； （3）金属棒经过区域的时间； （4）金属棒在经过区域的过程中，金属棒产生的焦耳热。 21. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了如图所示的电场和磁场，在Oxy平面（纸面）内，在区间内存在平行轴向下的匀强电场，，在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场（磁场充分大），磁感应强度大小为，，一未知粒子以某一初速度从坐标原点与正方向成角射入，在坐标为的点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从坐标点射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度的大小及右边界的值； （3）若电场的范围变为，场强不变。求粒子离开磁场时的坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 宁波市2024学年第一学期期末九校联考 高二物理试题 第Ⅰ卷：选择题部分 一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个选项中只有一个选项符合题目要求，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列几种关于物理与生活的描述正确的是（　　） A. 如图甲所示，中国选手在投掷铁饼过程中手给铁饼的力大于铁饼给手的力 B. 如图乙所示，当有机玻璃发生微小形变时花纹会发生变化 C. 如图丙所示，中国队以3分27秒46的成绩夺得男子混合泳接力金牌。“3分27秒46”指的是时刻 D. 如图丁所示，刘洋获得男子吊环冠军，观看刘洋吊环表演动作时可以把他当作质点 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据牛顿第三定律可知，中国选手在投掷铁饼过程中手给铁饼的力等于铁饼给手的力，故A错误； B．当特殊的光通过有机玻璃不同部位时，由于有机玻璃发生了微小的形变，所以产生的花纹发生变化，故B正确； C．中国队在男子4×100米混合泳接力决赛中，以3分27秒46的成绩夺得金牌。“3分27秒46”指的是时间间隔，故C错误； D．运动员刘洋获得男子吊环奥运冠军，观看刘洋吊环表演动作时，刘洋的动作不可忽略，不能把刘洋当作质点，故D错误。 故选B。 2. 在国际单位制中，下列物理量的单位表示正确的是（　　） A. 磁感应强度： B. 电动势： C. 电场强度： D. 磁通量： 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据公式，磁感应强度的单位为，A正确； B．根据公式，电动势的单位为，B错误； C．根据公式，电场强度的单位为，C错误； D．根据公式，磁通量的单位为，D错误。 故选A 。 3. 下列说法正确的是（　　） A. 亚里士多德开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法 B. 麦克斯韦预言并首次通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论 C. 美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，并通过油滴实验测得元电荷的数值 D. 法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”（磁感线）描述磁场 【答案】D 【解析】 【详解】A．伽利略开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，并用这种方法研究了力与运动的关系，故A错误； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故B错误； C．密立根测出了元电荷e的数值，故C错误； D．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”（磁感线）描述磁场，故D正确 故选D。 4. 如图所示为仰韶文化时期的某款尖底双耳汲水瓶，该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”。关于此瓶（包括瓶中的水），下列说法正确的是（　　） A. 空瓶的重心一定在瓶身上 B. 轻绳对瓶子的拉力和瓶子受到的重力是一对作用力和反作用力 C. 轻绳对瓶子的拉力沿轻绳的收缩方向 D. 与空瓶相比，装水后整个瓶的重心一定更高 【答案】C 【解析】 【详解】A．空瓶的重心在瓶中的某一点，不在瓶子身上，故A错误； B．轻绳对瓶子的拉力和瓶子对轻绳的拉力是一对作用力和反作用力，故B错误； C．根据弹力产生的条件可知轻绳对瓶子的拉力沿轻绳的收缩方向，故C正确； D．瓶本身的重心位置不变，将水装入瓶中，随着水量的增加，瓶和水整体的重心可能先降低后逐渐升高，故D错误。 故选C。 5. 北京时间2024年11月4日01时24分，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，不仅刷新了中国航天员单次出舱活动时间纪录更为空间站长期稳定在轨运行进一步积累了宝贵的数据和经验。现某飞船绕地球做椭圆运动的轨迹如图所示，是椭圆的长轴，是椭圆的短轴，、两点关于椭圆中心对称。以下说法正确的是（　　） A. 飞船运动到点时的速度最大 B. 从运动到和从运动到的两个过程运动时间相等 C. 飞船在点所受万有引力小于在点所受万有引力 D. 飞船从点到点的运动过程中万有引力做正功 【答案】C 【解析】 【详解】A．由开普勒第二定律可知，飞船运动到近地点A点时的速度最大，故A错误； B．由图可知，从C运动到E和从D运动到F的两个过程的路程相等，从C运动到E飞船的速率减小，从D运动到F速率增大，根据平均速率等于路程与时间之比可知，从D到F过程平均速率大，则从C运动到E的时间比从D运动到F的时间长，故B错误； C．由于C点到地心的距离比F点到地心的距离远，根据 可知，飞船在C点所受万有引力小于在F点所受万有引力，故C正确； D．飞船从A点向B点运动过程中，万有引力的方向与运动方向夹角为钝角，故对飞船做负功，故D错误。 故选C。 6. 电子束焊接机是一种先进的焊接技术。电子束焊接机中的电场线分布如图中虚线所示，其中为阴极，为阳极，两极之间的距离为，在同一电场线上有、、三点，为、两极的中点，且。在两极之间加上电压为的高压电。现有一电子在极附近由静止被加速运动到极。已知电子电荷量大小为，下列说法中正确的是（　　） A. 、之间的电场为匀强电场 B. 电子沿电场线由极到极过程中电场力做功为 C. 若将电子从点由静止释放，到达极时，动能增加为 D. 电子从点运动到点的时间大于其从点运动到点的时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电场线的分布情况，可以判断A、K之间不是匀强电场，故A错误； B．电子由K沿电场线到A电场力做正功，即电场力做功为 故B错误； C．由图可知K到C点之间的电场比C点到A点的电场强度小，根据可知，K到C点与C点到A点的位移相等，但K到C点之间的电场力比C点到A点的电场力小，所以，K到C点之间的电场力做功比C点到A点的电场力做功少，即若将电子从C点由静止释放，到达A极时，动能增加大于，故C错误； D．电子从D点到C点再到B点的过程中，一直处于加速运动状态，即电子从C点运动到B点的任意时刻的速度大小都大于电子从D点运动到C点的速度大小，又因为位移相同，所以，电子从D点运动到C点的时间大于其从C点运动到B点的时间，故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行间距为的活动金属电极和固定金属电极组成，两金属电极间有空气间隙，两金属电极组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 按键向上的过程中，电容器的电容增大 B. 按键向上的过程中，电容器的电量增大 C. 按键向下的过程中，图丙中电流方向从a流向b D. 按键向下的过程中，电容器两极间的电场强度增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据平行板电容器的电容计算公式 可知，按键向上的过程中，板间距离d增大，电容C减小，故A错误； B．电容C减小，由于U不变，根据Q=CU 可知Q减小，故B错误； C．根据平行板电容器的电容计算公式 可知，按键向下的过程中，板间距离d减小，电容C增大，U不变，根据Q=CU 可知Q增大，电容器充电，电流方向从b流向a，故C错误； D．按键向下过程中，板间距离d减小，由于U不变，根据 可知，电容器两极板间的电场强度增大，故D正确。 故选D。 8. 如图，质量为m的四轴无人机有四个螺旋桨。四个螺旋桨旋转共扫出的总面积为S，当四个螺旋桨同时旋转产生竖直向下的气流，可使该无人机悬停在空中某一固定位置。已知空气的密度为，重力加速度大小为g。要使无人机悬停，则螺旋桨旋转产生竖直向下的气流的速率应为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对无人机受力分析可知 在极短时间t内，对空气列动量定理 联立解得 故选A。 9. 下图是根据飞机升降时机翼受力的原理设计的装置，用于监测河水流速的变化。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电动势为4.8V，内阻不计，理想电流表量程为0~0.6A，理想电压表量程为0~3V，定值电阻R1阻值为6Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，随着水流速度的改变，下列说法正确的是（ ） A. 当水流速度增大时，电流表的示数变小 B. 当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比变大 C. 滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Ω~15Ω D. 电阻R1的电功率的变化范围为0.54W~2.16W 【答案】D 【解析】 【详解】A．当水流速度增大时，根据流体压强与流速的关系可知，探头上方流速大，压强小，会产生一个向上的升力，探头带动连杆向上运动，滑片P上滑，变阻器连入电路中的电阻减小，根据 可知电流增大，电流表的示数增大，A错误； B．当水流速度增大时，根据伯努利原理可知，探头带动连杆向上运动，滑片P上滑，变阻器连入电路中的电阻减小，电路中电流增大，根据 有 可知，电压表与电流表的示数之比减小，B错误； C．由于通过理想电流表的最大电流为0.6A，所以，滑动变阻器的最小电阻为 理想电压表量程为0~3V，所以，滑动变阻器的最大电阻为 可得 所以滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Ω~10Ω，C错误； D．由C选项的分析可知，电路中电流的变化范围为，根据 可得 D正确。 故选D。 10. 如图所示，纸面内固定的两平行长直导线、中通有大小相同、方向相反的电流，位于纸面内两导线间处（靠近）的粒子源沿平行于方向发射一速度为的带正电粒子。已知通有电流为的长直导线，在距离导线为处产生的磁场的磁感应强度为，为常量。不计粒子重力，图中虚线到、的距离相等。则粒子在导线间的运动轨迹可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据安培定则可知，两导线中的电流在导线间任一点产生的磁场方向均相同，设两导线间的距离为，距离导线为处磁场的磁感应强度 当时，最小，带电粒子在磁场中运动过程中，速度大小不变，由，解得轨迹曲率半径 即在虚线附近曲率半径较大，靠近导线处曲率半径较小，可能正确的是C。 故选C。 11. 如图甲所示，倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量m=5kg的货物（可视为质点）轻放到传送带底端A，货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，t=10s时货物到达传送带顶端B，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，货物从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 货物受到摩擦力大小始终为32N B. 货物受到的摩擦力做的功为160J C. 货物受到的合力做的功为460J D. 因为传送货物，电动机对传送带多做功620J 【答案】D 【解析】 【详解】A．速度时间图像斜率表示加速度，图乙可知，前5s内货物加速运动，物体受到重力mg、滑动摩擦力和支持力，由牛顿第二定律得 其中加速度为 联立以上解得 匀速后，平衡条件可知，静摩擦力等于沿斜面向下的重量分力，即 故A错误； B．速度时间图像与横轴围成的面积表示位移，故前5s和后5s位移分别为 ， 故货物从A端运动到B端的过程中，货物受到的摩擦力做的功为 代入数据得 故B错误； C．图像可知货物到B端时速度v=5m/s，所以货物从A端运动到B端的过程中，由动能定理可知，货物受到的合力做的功为 故C错误； D．图像可知传送带速度为2m/s，由能量守恒可知，因为传送货物，电动机对传送带多做功 其中s1、s2分别为 ， 联立得 故D正确。 故选 D。 12. 如图所示，空间中存在沿x轴静电场，其电势φ沿x轴的分布如图所示，x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为的粒子（不计重力），以初速度从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在x2点的速度为0 B. 从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大 C. 若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为 D. 若，则粒子在运动过程中的最大动能为 【答案】C 【解析】 【详解】图像的斜率的绝对值为电场强度大小，因为沿电场线方向电势降低，所以，沿轴，在范围内电场强度沿轴负方向，在范围内电场强度沿轴正方向，在范围内电场强度沿轴负方向 A．粒子到达处时，电势变化量为0，所以根据公式可知电势能变化量也为0，即电场力做功为0，根据功能关系可知，粒子的动能不变，所以粒子在x2点的速度仍为。故A错误； B．电场力对带电粒子做负功，电势能一直增大。故B错误； C．由题意可知，若粒子能到达x4处，只需满足粒子到达处，若粒子能够到达处，由功能关系可得，需满足在这一过程中初动能大于等于电势能的增加量。 上式解得 故C正确 D．由题意可知，粒子到达处时，速度最大，若，由功能关系可得，粒子过程中 解得粒子在运动过程中的最大动能 故D错误。 故选C。 13. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为的平行金属导轨固定于同一水平面内，导轨左端与一阻值为的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆在磁场中做匀减速直线运动 B. 在整个过程中，定值电阻产生的热量为 C. 金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离等于原来的2倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．金属杆在磁场中运动过程，根据，， 可得 可知安培力随速度的减小而减小，所以金属杆在磁场中不是做匀减速直线运动，故A错误； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故B正确； C．金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 故C错误； D．金属杆以初速度在磁场中运动时，设金属杆在区域运动的时间为，全过程对金属棒根据动量定理可得 金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在区域运动的时间为，全过程对金属棒根据动量定理可得 联立整理得 分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过区域的速度比第一次大，故，可得 可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D错误。 故选B。 二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对得3分，漏选得2分，选错得0分） 14. 下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，从上往下看当蹄形磁体顺时针转动时，铝框也将沿顺时针方向转动 B. 乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C. 丙图中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，起到电磁阻尼的作用 D. 丁图中干电池的电动势为1.5V，则通过电源的电荷量为1C时，电源内非静电力做功为1.5J 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据电磁驱动原理可知，当从上往下看当蹄形磁体顺时针转动时，铝框也顺时针转动，故A正确； B．真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，周围空间产生高频磁场，炉内的金属内部就产生很强的涡流，从而冶炼金属，故B错误； C．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，线圈通电受力后带动铝框转动，铝框内产生涡流，在电磁阻尼的作用下，线圈很快停止摆动，故C正确； D．根据电动势的定义式可知，电池的电动势为1.5V，则通过电源的电荷量为1C时，电源内非静电力做功为1.5J，故D正确。 故选ACD。 15. 洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，若仅增大加速电压，粒子离开加速器时的动能不变 B. 乙图中，粒子的比荷越大，偏转半径越小 C. 丙图中，A极板是磁流体发电机的正极 D. 丁图中，带负电的粒子从左侧射入，若速度，将向下极板偏转 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图甲，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 可得最大动能 可知粒子离开加速器时的动能与加速电压无关，故A正确； B．图乙，所有粒子通过电场加速后可得 加速后的粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力可得 联立可得 可知粒子的比荷越大，偏转半径越小，故B正确； C．丙图中，由左手定则可知，正离子向下偏转，负离子向上偏转，即A极板是磁流体发电机的负极，故C错误； D．丁图中，带负电的粒子从左侧射入，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，若速度 即 则粒子将向上极板偏转，故D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷：非选择题部分 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 16. 小明想用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有：一个绕向未知的线圈，一块条形磁铁，一只多用电表，导线若干。 （1）在测量前，首先进行的操作应是机械调零，需要调节部件______（填“a”“b”或“c”），使多用电表的指针指在表盘最______（填“左”或“右”）端的零刻度线位置； （2）然后，小明将多用电表调节到10mA的挡位，并将多用电表和线圈按图甲连接。条形磁铁插入线圈中的某一瞬间，拍下多用电表指针如图丙所示，此时读数为______mA； （3）为了使条形磁铁N极向下插入线圈时，多用电表正常工作（指针向右偏转），导线的缠绕方向应和图乙中的______（填“A”或“B”）相同。 【答案】（1） ①. a ②. 左 （2）2.6 （3）B 【解析】 【小问1详解】 [1] [2]测量前，首先进行的操作应是机械调零，需要调节部件a，使多用电表的指针指在表盘最左端的零刻度线位置； 【小问2详解】 此时分度值为0.2mA，读数为2.6mA； 【小问3详解】 条形磁铁N极向下插入线圈时，磁通量增大，电流应从红表笔入，黑表笔出，根据楞次定律和安培定则可知，导线的缠绕方向应和图乙中的B相同。 17. “探究碰撞中的不变量”的实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。 （1）实验室有如下、、三个小球，从中选出入射小球与被碰小球，则入射小球应该选取______； A. 直径质量 B. 直径质量 C. 直径质量 （2）关于本实验，下列说法正确的是______； A. 小球每次都必须从斜槽上的同一位置由静止释放 B. 必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 C. 实验中需要用到铅垂线 D. 斜槽必须足够光滑且末端保持水平 （3）选取小题（1）中的两个小球完成实验后，用刻度尺测量、、与点的距离、，，若两球发生弹性碰撞，则下列式子成立的是______； A. B. C. 【答案】（1）B （2）AC （3）A 【解析】 【小问1详解】 实验中要选择大小一样的小球，为了防止入射小球碰撞后被弹回，被碰小球的质量应小于入射小球的质量。 故选B。 【小问2详解】 A．为保证每次碰撞前入射小球的速度相同，入射小球每次必须从斜槽上的同一位置由静止释放，故A正确； B．由于两小球每次都是从同一位置开始做平抛运动，小球的水平射程能够反映小球的速度大小，所以实验中不用测量斜槽末端到水平地面的高度。故B错误； C．测量小球的水平射程时，要从斜槽末端的正下方测量，所以要用到重垂线，故C正确； D．斜槽末端一定要水平，只要入射小球每次释放的位置相同，就能使得每次碰撞前的速度相同，与斜槽是否光滑无关，故D错误。 故选AC。 【小问3详解】 若两球发生弹性碰，根据动量守恒及能量守恒有， 其中，， 代入，，整理得。 故选A。 四、计算题（本题共4小题，共41分） 18. 蹦极项目越来越得到大家的青睐。如图甲所示，一个质量为的游玩者由悬挂点静止竖直跳下，先后经过了A、B和C三点。下落过程中游玩者的速度与时间关系（图像）如图乙所示，已知游玩者由静止开始下落至A点的时间（图像OA段为直线），B点为图像的最高点，C点的加速度大小为。假设弹性绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律，且劲度系数为，忽略空气阻力（g取）。求： （1）A点距离悬挂点的高度； （2）B点距离悬挂点的高度； （3）悬挂点距离水面高度的最小值（为了人的安全，蹦极装置一般置于水面之上）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 A点距离悬挂点的高度为 【小问2详解】 设B点对应弹性绳的伸长量为，由B点对应的加速度为零得 求得 所以，B点距离悬挂点的高度为 【小问3详解】 设C点对应弹性绳的伸长量为，由牛顿第二定律得 求得 所以，悬挂点距离水面高度的最小值为 19. 某装置的竖直截面如图所示，足够长的光滑倾斜轨道与圆弧OABC轨道平滑连接，OABC管道与平面AD相切于A点，OABC管道半径，倾斜轨道上有一滑块可从任意高度（为滑块到AD平面的竖直高度）由静止开始下滑（可变），滑块尺寸略小于管道内径，管道点与小车平面等高，小车左端紧靠管道点，小车由水平轨道EF与四分之一圆弧轨道FG组成，水平轨道，圆弧轨道FG半径，圆弧AB，BC对应的圆心角均，圆弧OA对应的圆心角为。滑块与EF轨道间的动摩擦因数，滑块质量，小车质量。其它轨道均光滑，滑块可视为质点，不计空气阻力，取（，）求： （1）滑块从斜面静止下滑恰能滑到点，求滑块下滑高度； （2）若小车没有固定在平面上，平面光滑且足够长，滑块滑上小车恰能到达F点，求滑块下滑高度； （3）若小车没有固定在平面上，半面光滑且足够长，滑块能滑上小车并且不会滑离小车，求滑块下滑高度的范围。 【答案】（1）0.4m （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物体恰能滑到点 根据动能定理有 解得 【小问2详解】 恰能到达点，由动量守恒得 由能量守恒得 解得 由动能定理得 解得 【小问3详解】 ①物体滑上小车此时 ②物体恰能到达点，由动量守恒得 由能量守恒得 解得 由动能定理得 解得 ③物体返回EF恰好不从点滑出，由动量守恒得 由能量守恒得 解得 由动能定理得 解得 综上所述 20. 如图甲所示，在水平面上固定两根平行的金属轨道AO和，其中BC、段长度均为，BC、粗糙且动摩擦因数为，轨道其余部分光滑。区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为，轨道间连接有阻值为的电阻和一套电压传感器（内阻可视为无穷大）。现有一金属棒，受水平向右的恒力作用，从处由静止开始运动，通过数字接收器在屏幕上显示的电压如图乙所示（U0已知），当电压为2U0时曲线已趋向水平。已知金属棒的质量为，电阻也为。轨道间距为，轨道电阻不计。求： （1）金属棒刚进入磁场时的速度的大小； （2）水平恒力的大小； （3）金属棒经过区域的时间； （4）金属棒在经过区域的过程中，金属棒产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 金属棒刚进入磁场时，产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律，有 解得金属棒刚进入磁场时的速度大小为 【小问2详解】 根据图像可知时，电压不再随时间变化，金属棒做匀速运动，金属棒受恒力、安培力和摩擦力三力平衡，所受的安培力为 根据平衡条件，有 解得恒力为 【小问3详解】 金属棒在经过BC区域时，受恒力、安培力和摩擦力由动量定理有 解得运动的时间为 【小问4详解】 金属棒在经过区域的过程中，由动能定理有 且， 代入数据解得 金属棒产生焦耳热 21. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了如图所示的电场和磁场，在Oxy平面（纸面）内，在区间内存在平行轴向下的匀强电场，，在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场（磁场充分大），磁感应强度大小为，，一未知粒子以某一初速度从坐标原点与正方向成角射入，在坐标为的点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从坐标点射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度的大小及右边界的值； （3）若电场的范围变为，场强不变。求粒子离开磁场时的坐标。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 在磁场中，依题意和几何知识知 由得 把代入得 【小问2详解】 在电场中，可以把粒子的运动看成反向的类平抛，如图所示 设运动时间为，离开电场时平行电场方向的分速度为 根据类平抛的知识 垂直电场方向有 平行电场方向有，，，， 联立得， 小问3详解】 依题意，粒子做类斜抛，如图所示 设运动时间为，进入电场时平行电场方向的分速度为，离开电场时平行电场方向的分速度为，则 垂直电场方向有 平行电场方向有 得，负号表示此时的运动方向沿方向，即粒子向上减速到零之后，又反向向下运动进入磁场，设粒子由M点进入磁场，由N点离开，在平行电场方向有 得 即，可知粒子从点进入磁场，进入磁场时的速度为 根据勾股定理得 与水平方向的夹角为， 设粒子从N点离开磁场，根据单边界磁场知识，粒子向下运动离开磁场时，运动的位移为 其中 解得 则 故粒子离开磁场时的坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $