精品解析：湖南省湘一名校联盟2024-2025学年高二下学期3月联考物理试题

高二物理 考生注意： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，一小朋友在公园荡秋千。第一次从M点由静止释放，测得到最低点O最短时间为；第二次从N点由静止释放，测得到最低点O的最短时间为。已知N点高于M点，小朋友的运动可视为简谐运动，下列判断正确的是（　　） A. B. 小朋友两次荡秋千的振幅相等 C. 小朋友第1次的振幅比第2次大 D. 经过O点时小朋友所受的合外力为0 2. 如图所示为一束紫光在正六边形冰晶中的折射光路，i、r分别为经过第一个界面的入射角和折射角。已知冰晶折射率为1.54，则折射角r的可能值为（已知sin40.5°=0.65）（　　） A. 40° B. 42° C. 51° D. 52° 3. 简谐横波某时刻的图像如图所示，其中P、Q两质点的横坐标分别为0.5m和2.5m，此刻P正在沿y轴负方向运动，下列判断正确的是（　　） A. 波沿x轴正方向传播 B. 经过一段时间质点Q会运动到P点 C. 此刻质点Q沿y轴负方向运动 D. 当质点P位移为2cm时，Q的位移一定为-2cm 4. 如图所示，在竖直平面内正方形abcd的四个顶点，分别固定有电流方向垂直纸面向外的水平长直导线，电流大小之比为1：2：3：4，O为正方形的中点。已知a处电流在O点产生磁场的磁感应强度大小为B0，长直导线在某处产生的磁感应强度大小与导线中电流成正比。关于O点的磁场，下列判断正确的是（　　） A. 磁感应强度大小为，方向平行ab向右 B. 磁感应强度大小，方向平行ba向左 C. 磁感应强度大小为，方向平行ab向右 D. 磁感应强度大小为，方向平行ba向左 5. 用如图1所示装置来检查物体表面平整程度，其中b为标准平板，c为被检查的物体，P为垫块，a为入射光。图2为观察到的干涉条纹，下列判断正确的是（　　） A. 图2条纹是由b上表面反射光和c下表面反射光发生干涉形成的 B. 当垫块P左移时，左侧第一条亮纹将向右移 C. 当垫块P变薄后，条纹变密集 D. 由图2可知，c上表面有沟状凹陷 6. 六一儿童节，幼儿园举行弹性球弹跳比赛。某小朋友将一个质量为0.1kg的弹性球从2.45m高处自由释放，碰地后被地板竖直弹回到1.8m高处完成比赛。已知球与地面接触的时间为0.2s，重力加速度g取，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 比赛全过程，弹性球所受重力的冲量大小为1.1N·s B. 弹性球受到地面的冲量大小为1.3N·s C. 弹性球与地面接触过程中，地面对弹性球的平均支持力大小为7.5N D. 弹性球与地面接触过程中，动量的变化量大小为1.5kg·m/s 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 如图所示，轻弹簧上端固定，下端与手机连接，手机下方悬挂装有细沙的小桶，整个装置处于静止状态。剪断手机和小桶间的细绳，手机内的计时器测得手机从开始运动到第一次运动到最高点的时间为。已知手机、小桶（包括细沙）的重力分别为和，弹簧劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，手机可视为质点，不计空气阻力。对于手机的运动，下列判断正确的是（　　） A. 手机做简谐运动 B. 手机起始位置到最高点的距离为 C. 手机从最高点第一次下降到最低点的时间为 D. 若手机运动过程中所受阻力不可忽略，则手机的振幅可能不变 8. 如图所示，不带电的枕形导体水平放置，中心为O，c，d为导体的中心轴线上的点，e、f为导体表面上的点。现分别将电荷量为+q、-4q的点电荷a、b固定在导体的中心轴线上，它们到O的距离均为L。静电力常量为k，稳定后，下列判断正确的是（　　） A. 导体外表面e点电势等于f点电势 B. 感应电荷在O点的电场强度方向为由O指向d C. 感应电荷在O点的电场强度大小为 D 拿走导体后，c点电场强度变弱，电势升高 9. 如图所示，a，b两列简谐横波在同一均匀介质中传播，a波沿x轴正方向传播，b波沿x轴负方向传播，时刻两列波恰好在坐标原点相遇。已知b波的传播速度为8m/s，下列判断正确的是（　　） A. 原点O开始振动方向沿y轴负方向 B. 时，的质点加速度正在增大 C. 两列波叠加后，的质点位移最大值为1cm D. 两列波叠加后，介质中振动加强和减弱区域的位置可能发生变化 10. 如图所示，水平平行光滑导轨处在竖直向下的匀强磁场中。虚线左、右侧导轨间距分别为2L和L，左、右侧磁场磁感应强度大小分别为和。左、右侧导轨上分别横跨一根金属棒cd和ab，质量分别为m和2m，接入电路电阻分别为2R和R。已知开始时金属棒cd到虚线的距离足够远，导轨电阻不计。给金属棒ab一个水平向右的初速度，到系统达到稳定的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 两棒开始运动以后加速度都减小，最终以不同的速度做匀速运动 B. 通过ab棒横截面的电荷量为 C. ab棒产生的焦耳热为 D. 两棒之间距离增大 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 用如图所示的装置验证动量守恒定律。在水平桌面上，长木板左端固定在桌边，且能绕此端转动，在木板右端垂直木板固定一个挡板，在挡板左侧固定一个轻弹簧，弹簧平行木板。在木板上取五个点O、A、B、C、D，且AB=CD。实验步骤如下： 第1步：安装好实验器材； 第2步：用质量为的小铁块P压缩弹簧，左右调整垫块的位置，直到释放P后通过AB和CD两段的时间相等； 第3步：把P压缩弹簧至位置O由静止释放，测量出P通过AB的时间； 第4步：然后把相同材质、质量为（）的小铁块Q放到BC之间，再把P压缩弹簧至O后由静止释放，测量出Q和P碰后先后经过CD的时间和； 第5步：把实验器材归置好。 请回答下列问题： （1）本实验必须选择的一种器材是______（填选项序号）。 A. 刻度尺 B. 秒表 C. 打点计时器 （2）只须验证关系式=______成立，即可验证P、Q碰撞过程动量守恒。 （3）若要验证P和Q为弹性碰撞，只须验证关系式=______（用、表示）成立即可。 12. 某物理兴趣小组到实验室进行电表改装。把量程6mA的电流计G，改装成量程为0.6A的电流表A，实验室的实验器材如下： A．电源E1：电动势约1.5V，内阻不计 B．电源E2：电动势约3V，内阻约4Ω C．电源E3：电动势约15V，内阻约8Ω D．电源E4：电动势约30V，内阻约10Ω E．滑动变阻器R：最大电阻值3000Ω F．电阻箱R0：最大电阻值999.99Ω G．开关及导线若干 （1）他们首先用多用电表欧姆挡粗测电流计G的内阻，将选择开关旋置“×10”倍率，欧姆表调零正确连接电路后测量，多用电表示数如图1所示，则电流计G内阻粗测值为______Ω。 （2）小组同学设计了如图2所示的电路来测量电流计G的内阻，为了提高实验准确度，则电源应该选______（填器材前的选项序号）。 （3）正确连接电路后，接通开关S2，调节滑动变阻器使电流计的示数为6mA；然后接通开关S1，调节电阻箱R0的电阻值，当其电阻值为71.5Ω时，电流计的示数为2mA，则电流计的内阻为______Ω，这样测得的电流计G内阻与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 （4）为了将电流计改装成符合要求电流表，需要给电流计并联的电阻为______Ω（结果保留3位有效数字）。 13. 如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以120°视角向下俯拍，无人机在湖面上方h=2m的高度悬停，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为H=3m，湖水的折射率为，取π=3.14。求： （1）光线在水面发生全反射时临界角的正弦值； （2）能被无人机拍摄到的湖底的面积（结果保留3位有效数字）。 14. 如图所示，固定在水平面上的光滑平行导轨间距为L，导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导轨左端接有电源和不带电的电容器，电源电动势为E、内阻为r，横跨在导轨上的金属棒质量为m，接入导轨中的电阻为3r。单刀双掷开关先掷向1，金属棒由静止开始运动，经过一段时间金属棒匀速运动。然后单刀双掷开关掷向2，最终金属棒匀速运动，导轨电阻不计，电容器的电容为，求： （1）单刀双掷开关掷向1瞬间金属棒的加速度大小； （2）单刀双掷开关掷向2前，通过金属棒横截面的总电荷量q； （3）金属棒最终运动的速度大小。 15. 如图所示，在xOy平面内的区域中，存在沿y轴正方向、场强大小为E的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的匀强磁场。一个质量为m、电量为q的带正电粒子从OP中点A进入电场（不计粒子重力）。 （1）若粒子初速度为零，粒子从上边界垂直QN第二次离开电场后，从C点（未画出）垂直NP再次进入电场。当粒子运动到C点时，电场方向突然变为沿y轴负方向（不计电场变化的时间），场强大小不变。粒子继续在电场中运动一段时间后射入磁场。 ①求磁场磁感应强度B的大小； ②求粒子第二次经过y轴时的纵坐标。 （2）若粒子以一定的初速度从A点沿y轴正方向第一次进入电场，离开电场后从P点第二次进入电场。 ①求初速度的大小； ②当粒子运动到P点时，电场方向突然变为沿y轴负方向，场强大小变为108E（不计电场变化的时间），粒子在电场中运动一段时间后射入磁场，经磁场偏转后，再次进入电场。求粒子再次进入电场时的坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二物理 考生注意： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，一小朋友在公园荡秋千。第一次从M点由静止释放，测得到最低点O的最短时间为；第二次从N点由静止释放，测得到最低点O的最短时间为。已知N点高于M点，小朋友的运动可视为简谐运动，下列判断正确的是（　　） A. B. 小朋友两次荡秋千的振幅相等 C. 小朋友第1次的振幅比第2次大 D. 经过O点时小朋友所受的合外力为0 【答案】A 【解析】 【详解】BC．第一次从M点由静止释放，第二次从N点由静止释放，已知N点高于M点，可知小朋友第2次的振幅比第1次大，故BC错误； A．小朋友的运动可视为简谐运动，根据单摆周期公式 可知小朋友两次运动的周期相等，则有 故A正确； D．经过O点时小朋友所受的合外力提供所需的向心力，不为0，故D错误。 故选A。 2. 如图所示为一束紫光在正六边形冰晶中的折射光路，i、r分别为经过第一个界面的入射角和折射角。已知冰晶折射率为1.54，则折射角r的可能值为（已知sin40.5°=0.65）（　　） A. 40° B. 42° C. 51° D. 52° 【答案】A 【解析】 【详解】若i=90°，根据光的折射定律可知 可得 可知r=40.5° 则折射角r≤40.5° 故选A。 3. 简谐横波某时刻的图像如图所示，其中P、Q两质点的横坐标分别为0.5m和2.5m，此刻P正在沿y轴负方向运动，下列判断正确的是（　　） A. 波沿x轴正方向传播 B. 经过一段时间质点Q会运动到P点 C. 此刻质点Q沿y轴负方向运动 D. 当质点P位移为2cm时，Q的位移一定为-2cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题知，P正在沿y轴负方向运动，根据“上下坡法”可知波沿x轴负方向传播，故A错误； B．各个质点只在平衡位置上下振动，不会随波运动，故B错误； C．波沿x轴负方向传播，根据“上下坡法”可知质点Q沿y轴正方向运动，故C错误； D．由题可知，波长为，而质点P与质点Q的平衡位置间距离为 故质点P总是落后质点Q半个周期，振动步调相反，所以当质点P位移为2cm时，Q的位移一定为-2cm，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，在竖直平面内正方形abcd的四个顶点，分别固定有电流方向垂直纸面向外的水平长直导线，电流大小之比为1：2：3：4，O为正方形的中点。已知a处电流在O点产生磁场的磁感应强度大小为B0，长直导线在某处产生的磁感应强度大小与导线中电流成正比。关于O点的磁场，下列判断正确的是（　　） A. 磁感应强度大小为，方向平行ab向右 B. 磁感应强度大小为，方向平行ba向左 C. 磁感应强度大小为，方向平行ab向右 D. 磁感应强度大小为，方向平行ba向左 【答案】B 【解析】 【详解】a处电流在O点产生磁场的磁感应强度大小为B0，可知bcd处的电流在O点产生磁场的磁感应强度大小分别为2B0、 3B0 、4B0；ac两处导线在O点的磁场叠加大小为2B0，方向由O指向d；bd两处导线在O点的磁场叠加大小为2B0，方向由O指向a；可知O点的磁场大小为 方向平行ba向左。 故选B。 5. 用如图1所示装置来检查物体表面平整程度，其中b为标准平板，c为被检查的物体，P为垫块，a为入射光。图2为观察到的干涉条纹，下列判断正确的是（　　） A. 图2条纹是由b上表面反射光和c下表面反射光发生干涉形成的 B. 当垫块P左移时，左侧第一条亮纹将向右移 C. 当垫块P变薄后，条纹变密集 D. 由图2可知，c上表面有沟状凹陷 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据薄膜干涉原理可知，干涉条纹是b板下表面的反射光和c板上表面的反射光叠加而成的，由于空气层厚度自左向右逐渐增大，因而会产生明暗相间的条纹，故A错误； BC．当垫块P左移时，使劈角变大时，空气层厚度增加，相邻亮条纹间距变小，亮纹将向劈尖移动，所以左侧第一条亮纹将向左移；当垫块P变薄后，劈角变小，空气层厚度减小，相邻亮条纹间距变大，干涉条纹变疏，故BC错误； D．当遇到凹陷处时，由于等厚的位置要左移，从而该条纹也要左移，由图2可知条纹向左弯曲，故D正确。 故选D。 6. 六一儿童节，幼儿园举行弹性球弹跳比赛。某小朋友将一个质量为0.1kg的弹性球从2.45m高处自由释放，碰地后被地板竖直弹回到1.8m高处完成比赛。已知球与地面接触的时间为0.2s，重力加速度g取，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 比赛全过程，弹性球所受重力的冲量大小为1.1N·s B. 弹性球受到地面的冲量大小为1.3N·s C. 弹性球与地面接触过程中，地面对弹性球的平均支持力大小为7.5N D. 弹性球与地面接触过程中，动量的变化量大小为1.5kg·m/s 【答案】C 【解析】 【详解】弹性球下落的时间 落到地面的速度大小v1=gt1=7m/s 弹性球上升的时间 反弹的速度大小v2=gt2=6m/s A．比赛全过程，弹性球所受重力的冲量大小为 选项A错误； B．整个过程中有动量定理 可得球与地面接触过程弹性球受到地面的冲量大小为 选项B错误； C．弹性球与地面接触过程中，根据 解得地面对弹性球的平均支持力大小为 选项C正确； D．弹性球与地面接触过程中，动量的变化量大小为 选项D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 如图所示，轻弹簧上端固定，下端与手机连接，手机下方悬挂装有细沙的小桶，整个装置处于静止状态。剪断手机和小桶间的细绳，手机内的计时器测得手机从开始运动到第一次运动到最高点的时间为。已知手机、小桶（包括细沙）的重力分别为和，弹簧劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，手机可视为质点，不计空气阻力。对于手机的运动，下列判断正确的是（　　） A. 手机做简谐运动 B. 手机起始位置到最高点的距离为 C. 手机从最高点第一次下降到最低点的时间为 D. 若手机运动过程中所受阻力不可忽略，则手机的振幅可能不变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．剪断手机和小桶间的细绳后，手机受弹簧的弹力和本身的重力，两个力的合力充当回复力做简谐运动，选项A正确； B．手机起始位置到平衡位置的距离 手机起始位置到最高点的距离为 选项B错误； C．因手机从开始运动到第一次运动到最高点的时间为，根据简谐振动的对称性可知，手机从最高点第一次下降到最低点的时间也为，选项C正确； D．若手机运动过程中所受阻力不可忽略，则系统的机械能将逐渐减小，则手机的振幅将逐渐减小，选项D错误。 故选AC。 8. 如图所示，不带电的枕形导体水平放置，中心为O，c，d为导体的中心轴线上的点，e、f为导体表面上的点。现分别将电荷量为+q、-4q的点电荷a、b固定在导体的中心轴线上，它们到O的距离均为L。静电力常量为k，稳定后，下列判断正确的是（　　） A. 导体外表面e点电势等于f点电势 B. 感应电荷在O点的电场强度方向为由O指向d C. 感应电荷在O点的电场强度大小为 D. 拿走导体后，c点电场强度变弱，电势升高 【答案】AD 【解析】 【详解】A．导体是等势体，表面为等势面，可知导体外表面e点电势等于f点电势，选项A正确； BC．因处于静电平衡时导体内部场强处处为零，即ab两点的电荷在O点的场强与感应电荷的场强等大反向，而ab两点的电荷在O点的场强为 方向向右，可知感应电荷在O点的电场强度方向向左，即为由O指向c，感应电荷在O点的电场强度大小为 选项BC错误； D．有导体时，因导体是等势体，则相当把ab间电荷间距缩短了导体长度距离，所以a与导体间的电场线较密集，即c点的场强也较大，拿走导体后，相当把ab间电荷间距恢复了原来的长度，则c点电场线又变得稀疏，即电场强度变弱，根据可知，c点与a点电势差减小，则c点电势升高，选项D正确。 故选AD。 9. 如图所示，a，b两列简谐横波在同一均匀介质中传播，a波沿x轴正方向传播，b波沿x轴负方向传播，时刻两列波恰好在坐标原点相遇。已知b波的传播速度为8m/s，下列判断正确的是（　　） A. 原点O开始振动方向沿y轴负方向 B. 时，的质点加速度正在增大 C. 两列波叠加后，的质点位移最大值为1cm D. 两列波叠加后，介质中振动加强和减弱区域的位置可能发生变化 【答案】BC 【解析】 【详解】A．时刻两列波恰好在坐标原点相遇，根据波形平移法可知，原点O开始振动方向沿y轴正方向，故A错误； B．由题图可知，波长为，则周期为 时刻的质点处于波峰位置，由 可知时，波传递的距离为0.8m，的质点只受a波影响，处于平衡位置向波谷振动的过程中，此时该质点的位移大小正在增大，加速度正在增大，故B正确； C．由题图可知，时刻a波位于处振动和b波位于处的振动同时传到处，且两波在该点引起的振动方向相反，所以该点为振动减弱点，则该点的振幅为 所以两列波叠加后，的质点位移最大值为1cm，故C正确； D．两列波的波长相等，波速相等，则两列波的频率相等，所以两列波叠加后，可以产生稳定的干涉现象，则介质中振动加强和减弱区域的位置保持不变，不会发生变化，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，水平平行光滑导轨处在竖直向下的匀强磁场中。虚线左、右侧导轨间距分别为2L和L，左、右侧磁场磁感应强度大小分别为和。左、右侧导轨上分别横跨一根金属棒cd和ab，质量分别为m和2m，接入电路电阻分别为2R和R。已知开始时金属棒cd到虚线的距离足够远，导轨电阻不计。给金属棒ab一个水平向右的初速度，到系统达到稳定的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 两棒开始运动以后加速度都减小，最终以不同的速度做匀速运动 B. 通过ab棒横截面的电荷量为 C. ab棒产生的焦耳热为 D. 两棒之间距离增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对ab棒分析，根据右手定则，可知ab棒切割磁感应线产生逆时针的感应电流，流过ab棒和cd棒，根据左手定则，可知ab棒受到向左的安培力，cd棒受到向右的安培力，在安培力作用下ab棒做减速运动，cd棒从0开始做加速运动，设在开始后不久的某时刻，ab棒的速度为，cd棒的速度为，且有，根据右手定则可知，ab棒切割磁感应线仍产生逆时针的感应电流，cd棒切割磁感应线产生顺时针的感应电流，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律有 随着不断减少，不断增加，则感应电流不断减小，所以安培力不断小，故加速度不断减小，最终感应电流为零，两棒所受的安培力为零，两棒的加速度为零，即最终稳定时两棒的速度相等，所以两棒开始运动以后加速度都减小，最终以相同的速度做匀速运动，故A错误； B．对ab棒受到的安培力分析，可知方向为向左，大小为 对cd棒受到的安培力分析，可知方向为向右，大小为 可知两棒所受的安培力方向相反，大小相等，对两棒组成的系统分析，可知安培力为内力，且可以相互抵消，系统所受合力为零，满足动量守恒，设最后匀速时两棒的速度为，则有 解得 对ab棒，根据动量定理有 又 联立解得 故B正确； C．设系统产生的总热量为，根据能量守恒有 解得 故ab棒产生的焦耳热为 故C错误； D．根据法拉电感应定律有 又， 联立可得 又 解得两棒之间距离增大 故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 用如图所示的装置验证动量守恒定律。在水平桌面上，长木板左端固定在桌边，且能绕此端转动，在木板右端垂直木板固定一个挡板，在挡板左侧固定一个轻弹簧，弹簧平行木板。在木板上取五个点O、A、B、C、D，且AB=CD。实验步骤如下： 第1步：安装好实验器材； 第2步：用质量为的小铁块P压缩弹簧，左右调整垫块的位置，直到释放P后通过AB和CD两段的时间相等； 第3步：把P压缩弹簧至位置O由静止释放，测量出P通过AB的时间； 第4步：然后把相同材质、质量为（）的小铁块Q放到BC之间，再把P压缩弹簧至O后由静止释放，测量出Q和P碰后先后经过CD的时间和； 第5步：把实验器材归置好。 请回答下列问题： （1）本实验必须选择的一种器材是______（填选项序号）。 A. 刻度尺 B. 秒表 C. 打点计时器 （2）只须验证关系式=______成立，即可验证P、Q碰撞过程动量守恒。 （3）若要验证P和Q为弹性碰撞，只须验证关系式=______（用、表示）成立即可。 【答案】（1）B （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设AB=CD=l，实验要验证的关系是 其中，， 即 则本实验必须选择的一种器材是秒表，故选B。 小问2详解】 根据 可得 【小问3详解】 若要验证P和Q为弹性碰撞，则根据， 可得 即 只须验证关系式即可。 12. 某物理兴趣小组到实验室进行电表改装。把量程6mA的电流计G，改装成量程为0.6A的电流表A，实验室的实验器材如下： A．电源E1：电动势约1.5V，内阻不计 B．电源E2：电动势约3V，内阻约4Ω C．电源E3：电动势约15V，内阻约8Ω D．电源E4：电动势约30V，内阻约10Ω E．滑动变阻器R：最大电阻值3000Ω F．电阻箱R0：最大电阻值999.99Ω G．开关及导线若干 （1）他们首先用多用电表欧姆挡粗测电流计G的内阻，将选择开关旋置“×10”倍率，欧姆表调零正确连接电路后测量，多用电表示数如图1所示，则电流计G内阻粗测值为______Ω。 （2）小组同学设计了如图2所示的电路来测量电流计G的内阻，为了提高实验准确度，则电源应该选______（填器材前的选项序号）。 （3）正确连接电路后，接通开关S2，调节滑动变阻器使电流计的示数为6mA；然后接通开关S1，调节电阻箱R0的电阻值，当其电阻值为71.5Ω时，电流计的示数为2mA，则电流计的内阻为______Ω，这样测得的电流计G内阻与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 （4）为了将电流计改装成符合要求的电流表，需要给电流计并联的电阻为______Ω（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1）140 （2）C （3） ①. 143 ②. 偏小 （4）1.44 【解析】 【小问1详解】 用多用电表欧姆挡粗测电流计G的内阻，将选择开关旋置“×10”倍率，由图1可知电流计G内阻测量值为 【小问2详解】 用如图2所示的电路来测量电流计G的内阻，实验中为了保证接通开关S1前后，电路总电流几乎不变，应使滑动变阻器接入电路的阻值尽量大一些，所以电源电动势应选择大一些的，由于滑动变阻器的最大阻值为3000Ω，根据 可知电源应该选电动势约15V的E3，即选择C。 【小问3详解】 [1]接通开关S1，可认为干路电流仍为6mA，则有 解得电流计的内阻为 [2]接通开关S1，电路总电阻变小，则电路总电流变大，即干路电流应大于6mA，则有 可得 可知测得的电流计G内阻与真实值相比偏小。 【小问4详解】 为了将电流计改装成符合要求的电流表，需要给电流计并联一电阻，则有 可得 13. 如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以120°视角向下俯拍，无人机在湖面上方h=2m的高度悬停，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为H=3m，湖水的折射率为，取π=3.14。求： （1）光线在水面发生全反射时临界角的正弦值； （2）能被无人机拍摄到的湖底的面积（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） （2）84.8m2 【解析】 【小问1详解】 光线在水面发生全反射时临界角的正弦值 【小问2详解】 根据 可得 则拍摄到的湖底的半径 面积 14. 如图所示，固定在水平面上的光滑平行导轨间距为L，导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导轨左端接有电源和不带电的电容器，电源电动势为E、内阻为r，横跨在导轨上的金属棒质量为m，接入导轨中的电阻为3r。单刀双掷开关先掷向1，金属棒由静止开始运动，经过一段时间金属棒匀速运动。然后单刀双掷开关掷向2，最终金属棒匀速运动，导轨电阻不计，电容器的电容为，求： （1）单刀双掷开关掷向1瞬间金属棒加速度大小； （2）单刀双掷开关掷向2前，通过金属棒横截面的总电荷量q； （3）金属棒最终运动的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 开关接1的瞬间，金属棒的速度为零，由闭合电路欧姆定律可知：E=I（R+r） 对金属棒由牛顿第二定律有：BIL=ma0 解得： 【小问2详解】 分析可知开关接1后，金属棒速度最大时，有：E=BLvm 设经过很短的一段时间Δt，金属棒的速度改变量为Δv，取向右为正方向，由动量定理有： 而 金属棒从开始运动到速度达到稳定过程中通过金属棒横截面的总电荷量 【小问3详解】 开关接2后，金属棒产生的电动势等于电容器电压时达到稳定速度v'，则有：U=BLv' 此时电容器的电荷量：Q=CU 其中 根据（2）的推导，则从开关S开始接2到金属棒速度达到稳定，取向右为正方向，由动量定理有：-BQL=mv'-mvm 联立解得： 15. 如图所示，在xOy平面内的区域中，存在沿y轴正方向、场强大小为E的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的匀强磁场。一个质量为m、电量为q的带正电粒子从OP中点A进入电场（不计粒子重力）。 （1）若粒子初速度为零，粒子从上边界垂直QN第二次离开电场后，从C点（未画出）垂直NP再次进入电场。当粒子运动到C点时，电场方向突然变为沿y轴负方向（不计电场变化的时间），场强大小不变。粒子继续在电场中运动一段时间后射入磁场。 ①求磁场的磁感应强度B的大小； ②求粒子第二次经过y轴时的纵坐标。 （2）若粒子以一定的初速度从A点沿y轴正方向第一次进入电场，离开电场后从P点第二次进入电场。 ①求初速度的大小； ②当粒子运动到P点时，电场方向突然变为沿y轴负方向，场强大小变为108E（不计电场变化的时间），粒子在电场中运动一段时间后射入磁场，经磁场偏转后，再次进入电场。求粒子再次进入电场时的坐标。 【答案】（1）①；② （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 ①由以上分析出粒子从上边界垂直QN第二次离开电场后，将垂直NP再次进入电场，轨迹如图 由题意粒子在电场中做匀加速直线运动，根据动能定理有 粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 设粒子运动轨道半径为，由几何关系有 联立解得 ②由题意粒子第二次在电场中做类平抛运动，假设粒子运动时间为 沿y轴方向位移为 假设成立，粒子第一次进入磁场时的纵坐标 粒子进入磁场时竖直方向分速度 粒子进入磁场时的速度 联立解得， 粒子进入磁场运动轨迹如图所示，设粒子运动轨道半径为 粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 解得 粒子第二次经过y轴时上升的距离 粒子第二次经过y轴时的纵坐标。 【小问2详解】 ①由题意可知，做出粒子在电场和磁场中运动轨迹如图    设粒子运动轨道半径为，进入磁场的速度为，在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系可知 解得 由几何关系有， 粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有 解得 带电粒子从A点开始做匀加速直线运动，根据动能定理有 联立解得 ②再一次进入电场后做类斜抛运动，假设沿方向有 沿方向位移 解得 故运动假设不成立，由对称性关系，可知粒子正好垂直轴射出电场， 沿轴方向位移 联立以上各式解得 粒子再次射入磁场后速度 设粒子运动轨道半径为，由洛伦兹力提供向心力有 解得 根据几何关系可得粒子偏离轴的距离为 解得 粒子再次进入电场时的坐标为 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