精品解析：山东省泰安第一中学2024-2025学年高二上学期期末模拟物理试题

高二上学期期末考试物理 一、单项选择题：本题共8小题。每小题3分，共24分。 1. 如图所示的现象中，解释成因正确的是（　　） A. 单摆中摆球运动到平衡位置时，合力为零 B. 水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的全反射引起的 C. 两个扩音器放在主席台左右两侧，在操场上有些位置声音大，有些位置声音小，是因为两处声源产生波发生了衍射。 D. 疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于声波的振幅变化引起的 2. 如图所示，一直流电动机与阻值的电阻、理想电流表串联接在电源上，电源的电动势，内阻，闭合开关S，电流表的示数为2A，电动机正常工作，已知电动机线圈的电阻下列说法正确的是（　　） A. 电动机正常工作时消耗的功率为24W B. 电动机正常工作时的电压为2V C. 电源的效率约为88.9% D. 电动机的输出功率为12W 3. 利用牛顿环可以测量微小位移。如图所示，将一个曲率半径很大凸透镜的凸面和一平面玻璃接触，入射光线分别在凸透镜下表面和平面玻璃上表面反射产生的光线发生干涉，已知在图示位置产生亮条纹，入射光线波长为，图中两次反射位置间的距离为，固定平面玻璃板，当向上平移凸透镜时，亮条纹将周期性出现，下列说法正确的是（ ） A. 两次反射位置间的距离满足 B. 更换形状相同、折射率更大的凸透镜，点亮条纹可能消失 C. 若将入射光波长调整为，则点仍为亮条纹 D. 若向上移动距离为，点相邻两次出现亮条纹时，凸透镜移动的距离 4. 下列选项中的操作能产生感应电流的操作是（　　） A. 甲图中，使导体棒AB顺着磁感线向下运动 B. 乙图中，使条形磁铁在线圈中保持不动 C. 丙图中，开关S保持闭合，将螺线管A插入B中或者从B中拔出 D. 丁图中，条形磁铁插入有开口的圆环 5. 现在市面上出现了一种新型的游乐设施——“反向蹦极”，示意图如图甲，游戏者与固定在地面上的扣环连接，P为弹性绳上端悬点，打开扣环，游戏者从A点由静止释放，像火箭一样竖直发射。游戏者上升到B位置时绳子恰好处于松弛状态，C为游戏者上升的最高点，D点为速度最大位置（未画出），弹性绳的弹力遵从胡克定律，游戏者视为质点，弹性绳的形变在弹性限度内，不计空气阻力，若以A点为坐标原点，选向上为正方向，作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙，图像中：x1、x2、x3和−g为已知量，a0为未知量，则人上升过程中（　　） A. AB段的长度为x1 B. 游戏者最大速度为 C. a0值可能会小于g D. 人从A点到D点和D点到C点重力的冲量大小相等 6. 用如图所示的回旋加速器加速电荷量为q质量为m的带电粒子，已知D形盒半径为R，所加磁场的磁感应强度大小为B，a、b间所接电压为U，忽略两D形盒间狭缝的宽度。下列说法正确的是（　　） A. 图中回旋加速器加速的带电粒子一定带负电 B. 回旋加速器a、b之间所接高频交流电的周期为 C. 回旋加速器加速后粒子的最大动能为 D. 回旋加速器D形盒的半径R、磁感应强度B均不变，则加速电压U越小，粒子飞出D形盒的动能Ek越大 7. 如图所示，倾角θ = 37°的绝缘斜面体固定在水平面上，质量为m、长为L、通有垂直纸面向里的恒定电流Ⅰ的导体棒放在斜面体上，整个空间存在垂直斜面方向的匀强磁场（图中未画出），已知导体棒与斜面间的动摩擦因数μ = 0.5，重力加速度为g，sin37° = 0.6，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，改变磁感应强度大小，使导体棒始终在斜面体上保持静止。则下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向垂直斜面向上 B. 磁感应强度的取值范围为 C. 磁感应强度大小为时，导体棒所受的摩擦力为零 D. 磁感应强度取最大值时，斜面体对导体棒的作用力为 8. 中国队在巴黎奥运会获得艺术体操项目集体全能冠军，体操运动员在“带操”表演中，彩带会形成波浪图形。某段时间内彩带的波形可看作一列简谐横波，波形图如图甲所示，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为为和的两质点，质点Q的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（　　） A. 该列简谐横波沿x轴负方向传播 B. 该列简谐横波的波速大小为 C. 质点P从0时刻到时刻经过的路程可能为 D. 质点P的振动方程为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分共16分。每小题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. 在图甲的电路中，是可变电阻，的定值电阻，电源有内阻。调节的阻值，得到理想电压表和理想电流表的多组数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中所示。则（　　） A. 图线a的斜率表示通过的电流为时，的有效电阻为 B. 图线斜率的绝对值表示电源内阻 C. 变化时，的消耗的最大功率是 D. 电流为时，电源的输出效率为76% 10. 以下说法中正确的是（　　） A. 图甲可知，系统发生共振时驱动力的频率为 B. 图乙是双缝干涉示意图，若只将光源由红色光改为绿色光，两相邻亮条纹间距离增大 C. 图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，若只增大薄片的厚度，条纹间距将变大 D. 图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时。从图示位置开始转动90°时，光屏P上的光亮度最暗 11. 如图，蜂鸟可以通过快速拍打翅膀，使自己悬停在一朵花的前面。假设蜂鸟两翅膀扇动空气的总面积为S，翅膀扇动对空气的作用力效果与翅膀用速度v平推空气的效果相同。已知空气密度为ρ，重力加速度大小为g，则（　　） A. 单位时间内翅膀拍动空气的质量为Sρv B. 单位时间内翅膀拍动空气质量为Sρv2 C. 蜂鸟的质量为 D. 蜂鸟的质量为 12. 如图所示，在该区域存在一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的圆形磁场区域（图中未画出），一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M点以水平向左的初速度射入磁场中，M点在磁场中，一段时间后从N点穿过竖直线MN，在N点时运动方向与MN成角，MN长度为3L，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 从M到N过程中粒子所受洛伦兹力的冲量大小为 B. 粒子从M到N所用的时间为 C. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为L D. 圆形匀强磁场区域的最小面积为 三、非选择题：本小题共6小题，共60分。 13. 用气垫导轨和光电门等装置来验证动量守恒定律和测量轻弹簧对滑块的冲量、弹簧的弹性势能，实验装置如图所示。滑块在气垫导轨上运动时阻力不计，其上方挡光条到达光电门D（或E）时，计时器开始计时：挡光条到达光电门C（或F）时，计时器停止计时。实验主要步骤如下： a.用天平分别测出滑块A、B质量mA、mB； b.给气垫导轨通气并调整使其水平； c.调节光电门，使其位置合适，测出光电门C、D间水平距离L，光电门E、F间的水平距离x； d. A、B之间紧压一轻弹簧（与A、B不粘连），并用细线拴住A、B，如图静置于气垫导轨上； e.烧断细线，A、B各自运动，弹簧恢复原长前A、B均未到达光电门，从计时器上分别读取A、B在两光电门之间运动的时间tA、tB。 （1）利用上述各量可得出弹簧对滑块A的作用力的冲量大小IA为____________，弹簧对滑块B的作用力的冲量大小IB为____________（用题中所给的字母表示）。 （2）利用上述测量的物理量，写出验证动量守恒定律的表达式：____________（用题中所给的字母表示）。 （3）利用上述各量还能测出烧断细线前弹簧的弹性势能Ep=____________（用题中所给的字母表示）。 14. 要测量一电源的电动势略小于和内阻约，现有下列器材：电压表、电阻箱，定值电阻，开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。 （1）实验小组同学计划用作图法处理数据，同学们多次调节电阻箱阻值，读出电压表对应的数据，建立坐标系并描点连线得出了如图乙所示的图像，图像纵坐标表示，图像的横坐标表示电压表读数的倒数。若所得图像的斜率为，图像的延长线在纵轴上的截距为，则该电源的电动势____，内阻_____。用和表示 （2）利用上述方法测出的测量值和真实值相比，____，____填“大于”等于”或“小于” 某同学又用这个电源设计了测量一元硬币电阻率的实验。 （3）先用螺旋测微器测量硬币的厚度，然后用游标卡尺测量硬币的直径，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图和图所示，则硬币的厚度__________，直径__________ （4）将硬币的正反两面连入电路，并与一阻值为的定值电阻串联，利用伏安法测量电阻，若测得流经硬币的电流为，硬币和两端的总电压为，则硬币材料的电阻率__________结果用、、、、表示。 15. 如图所示，沿轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，已知波的周期大于2s，试求： （1）简谐横波的波长和振动质点的振幅； （2）判断波的传播方向，并求波的传播速度大小； （3）写出处质点的振动方程。 16. 如图所示，一玻璃砖的截面由等腰直角三角形ABC和两个半圆组成，AB、BC为两个半圆的直径，O点为半圆的圆心，D点为AO中点，E点在圆周上，ED垂直于AB，半圆的半径均为R。一束单色光射到E点，入射角为，折射后光线沿ED方向。已知该单色光在真空中的传播速率为c。求： （1）玻璃砖对该单色光的折射率n。 （2）光从射入玻璃砖到第一次到达BC半圆面所用的时间t。 17. 如图所示，半径的光滑圆槽固定在水平地面上，半径R远大于小球运动的弧长。圆槽右侧有一质量的木板A静置于光滑水平面上，木板A的上表面与圆弧面的Q点在同一水平面上。可视为质点的小滑块B，其质量以的速度沿木板A的上表面从右端滑到A上，A、B间的滑动摩擦因数，A刚要撞到圆弧体上时，B恰好达到A的最左端且两者共速，滑块B冲上光滑圆弧面且不会从P端冲出，木板A在圆弧体右侧竖直面上的防撞装置的作用下，在极短的时间内紧贴圆弧体右侧静止，且木板A与圆弧体没有粘结。重力加速度，。求： （1）A刚要撞到圆弧体上时的速度； （2）滑块B从滑上A开始到最终相对A静止时，AB系统损失的机械能ΔE； （3）滑块B从滑上A开始到最终相对A静止时经历的总时间。 18. 空间直角坐标系如图所示，在、的区域内存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小为（未知）；在、的区域内存在沿轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为（未知）；在、的区域内存在沿轴正方向、磁感应强度大小也为的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带正电粒子在的平面内由轴上的点沿与轴正方向成角的方向射入电场区域，粒子由轴上的点沿轴正方向以大小为的速度射入、区域，粒子经该磁场偏转后，沿与轴正方向成角的方向射入平面下方。不计粒子的重力。求： （1）电场强度的大小； （2）磁感应强度的大小； （3）粒子经点后第三次穿过平面时的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二上学期期末考试物理 一、单项选择题：本题共8小题。每小题3分，共24分。 1. 如图所示的现象中，解释成因正确的是（　　） A. 单摆中摆球运动到平衡位置时，合力为零 B. 水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的全反射引起的 C. 两个扩音器放在主席台左右两侧，在操场上有些位置声音大，有些位置声音小，是因为两处声源产生的波发生了衍射。 D. 疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于声波的振幅变化引起的 【答案】B 【解析】 【详解】A．单摆中摆球运动到平衡位置（最低点）时，摆球做圆周运动，有向心加速度，合力不为零，故A错误； B．光线从水中（光密介质）射向气泡（光疏介质）时由于光线发生全反射导致水中的气泡看上去特别明亮，故B正确； C．两个扩音器放在主席台左右两侧，在操场上有些位置声音大，有些位置声音小，是因为声波的干涉现象，因为这两个扩音器是两个相干波源，各自发出的声波在空间发生干涉，故C错误； D．疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，一直流电动机与阻值的电阻、理想电流表串联接在电源上，电源的电动势，内阻，闭合开关S，电流表的示数为2A，电动机正常工作，已知电动机线圈的电阻下列说法正确的是（　　） A. 电动机正常工作时消耗的功率为24W B. 电动机正常工作时的电压为2V C. 电源的效率约为88.9% D. 电动机的输出功率为12W 【答案】A 【解析】 【详解】B．令电路中电流为I，则定值电阻和电源内阻的电压之和为 解得 则电动机两端电压为 解得 故B错误； A．结合上述可知，电动机消耗的总功率 解得 故A正确； C．外电路消耗的功率 则电源的效率约为 解得 故C错误； D．电动机的发热功率为 结合上述可知，电动机的输出功率 解得 故D错误。 故选A。 3. 利用牛顿环可以测量微小位移。如图所示，将一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触，入射光线分别在凸透镜下表面和平面玻璃上表面反射产生的光线发生干涉，已知在图示位置产生亮条纹，入射光线波长为，图中两次反射位置间的距离为，固定平面玻璃板，当向上平移凸透镜时，亮条纹将周期性出现，下列说法正确的是（ ） A. 两次反射位置间的距离满足 B. 更换形状相同、折射率更大的凸透镜，点亮条纹可能消失 C. 若将入射光波长调整为，则点仍为亮条纹 D. 若向上移动距离为，点相邻两次出现亮条纹时，凸透镜移动的距离 【答案】C 【解析】 【详解】A．两束光发生干涉，在位置产生亮条纹时，光程差为，满足 （） 解得 （） 故A错误； B．根据A选项推导出的公式可知，光程差与凸透镜的折射率无关，故B错误； C．当入射光波长调整为 （） 时 （；） 依然满足产生亮条纹的条件，故C正确； D．再次出现亮条纹时，光程差增大，移动距离满足 解得 故D错误。 故选C。 4. 下列选项中的操作能产生感应电流的操作是（　　） A. 甲图中，使导体棒AB顺着磁感线向下运动 B. 乙图中，使条形磁铁在线圈中保持不动 C. 丙图中，开关S保持闭合，将螺线管A插入B中或者从B中拔出 D. 丁图中，条形磁铁插入有开口的圆环 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线向下运动，不切割磁感线，则不会产生感应电流，选项A错误； B．乙图中，使条形磁铁在线圈中保持不动则穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项B错误； C．丙图中，开关S保持闭合，将螺线管A插入B中或者从B中拔出，穿过线圈B的磁通量发生变化，会产生感应电流，选项C正确； D．丁图中，条形磁铁插入有开口的圆环，因圆环不闭合，则不会产生感应电流，选项D错误。 故选C。 5. 现在市面上出现了一种新型的游乐设施——“反向蹦极”，示意图如图甲，游戏者与固定在地面上的扣环连接，P为弹性绳上端悬点，打开扣环，游戏者从A点由静止释放，像火箭一样竖直发射。游戏者上升到B位置时绳子恰好处于松弛状态，C为游戏者上升的最高点，D点为速度最大位置（未画出），弹性绳的弹力遵从胡克定律，游戏者视为质点，弹性绳的形变在弹性限度内，不计空气阻力，若以A点为坐标原点，选向上为正方向，作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙，图像中：x1、x2、x3和−g为已知量，a0为未知量，则人上升过程中（　　） A. AB段的长度为x1 B. 游戏者最大速度为 C. a0值可能会小于g D. 人从A点到D点和D点到C点重力的冲量大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．图乙可知，在0 ~ x1内，游戏者向上做加速度运动，到x1时加速度为0，速度达到最大，即D点，之后向上减速运动，到达x2时加速度为“−g”，故此时弹性绳处于原长位置，即B点，故AB端位移应为x2，故A错误； B．以上分析可知，x1位置合力为0，x2位置合力为mg，且最大速度在x1位置，设为v，x1 ~ x2加速度均匀变化，所以合力均匀变化，故合力平均值为，且合力方向向下，从速度最大到最高点过程，由动能定理 解得 故B正确； C．从A到B过程，由对称性可知，若a0 = g，则游戏者运到B点就会停下，但实际情况是游戏者运动到了最高点C，故a0 > g，故C错误； D．题意知从A点到D点和D点到C点速度变化量大小相同，结合图乙可得这两个过程的平均加速度不相同，故时间不相等，根据I = Ft可知，重力冲量大小不等，故D错误。 故选B 。 6. 用如图所示的回旋加速器加速电荷量为q质量为m的带电粒子，已知D形盒半径为R，所加磁场的磁感应强度大小为B，a、b间所接电压为U，忽略两D形盒间狭缝的宽度。下列说法正确的是（　　） A. 图中回旋加速器加速的带电粒子一定带负电 B. 回旋加速器a、b之间所接高频交流电的周期为 C. 回旋加速器加速后粒子的最大动能为 D. 回旋加速器D形盒的半径R、磁感应强度B均不变，则加速电压U越小，粒子飞出D形盒的动能Ek越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由左手定则可判断出图中回旋加速器加速的带电粒子一定是带正电的粒子，故A错误； B．粒子每次通过狭缝都被加速，则交流电周期与粒子圆周运动周期相等 故B错误； CD．在回旋加速器中，带电粒子每经过电场一次，动能增加量为 当粒子运动轨迹半径等于回旋加速器半径时，粒子速度最大，根据洛伦兹力提供向心力有 最大动能 联立得 由最大动能的表达式可知，若回旋加速器D形盒的半径R、磁感应强度B均不变，则粒子飞出D形盒的动能就不变，与加速电压U无关，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图所示，倾角θ = 37°的绝缘斜面体固定在水平面上，质量为m、长为L、通有垂直纸面向里的恒定电流Ⅰ的导体棒放在斜面体上，整个空间存在垂直斜面方向的匀强磁场（图中未画出），已知导体棒与斜面间的动摩擦因数μ = 0.5，重力加速度为g，sin37° = 0.6，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，改变磁感应强度大小，使导体棒始终在斜面体上保持静止。则下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向垂直斜面向上 B. 磁感应强度的取值范围为 C. 磁感应强度大小为时，导体棒所受的摩擦力为零 D. 磁感应强度取最大值时，斜面体对导体棒的作用力为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，欲使导体棒静止在斜面体上，导体棒所受的安培力方向应沿斜面向上，由左手定则可知，磁场的方向垂直斜面向下，故A错误； B．当导体棒刚好沿斜面体上滑时，磁感应强度最大，安培力最大，由力的平衡条件得 又 解得 当导体棒刚好沿斜面体下滑时，磁感应强度最小，安培力最小，由力的平衡条件得 又 解得 则磁感应强度的取值范围为 故B错误； C．导体棒所受的摩擦力为零时，有 解得 故C正确； D．磁感应强度取最大值时，导体棒所受的摩擦力沿斜面体向下。其大小为 斜面体对导体棒的支持力大小为 则斜面体对导体棒的作用力大小为 解得 故D错误。 故选C。 8. 中国队在巴黎奥运会获得艺术体操项目集体全能冠军，体操运动员在“带操”表演中，彩带会形成波浪图形。某段时间内彩带的波形可看作一列简谐横波，波形图如图甲所示，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为为和的两质点，质点Q的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（　　） A. 该列简谐横波沿x轴负方向传播 B. 该列简谐横波的波速大小为 C. 质点P从0时刻到时刻经过的路程可能为 D. 质点P的振动方程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图乙，0时刻质点Q沿y轴正方向振动，利用同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，A错误； B．根据图甲可知波长为8m，根据图乙可知周期为2s，则传播速度为 B错误； C．根据图像，从实线时刻到虚线时刻经过的时间为 处于平衡位置的质点从0时刻到t2时刻经过的路程 当n=1时 由于质点P不在平衡位置，从0时刻到t2时刻经过的路程不可能为50cm，C错误； D．质点Q的振动方程为 质点P与质点Q相位差恒定，为 故质点P的振动方程为 D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分共16分。每小题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. 在图甲的电路中，是可变电阻，的定值电阻，电源有内阻。调节的阻值，得到理想电压表和理想电流表的多组数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中所示。则（　　） A. 图线a的斜率表示通过的电流为时，的有效电阻为 B. 图线斜率的绝对值表示电源内阻 C. 变化时，的消耗的最大功率是 D. 电流为时，电源的输出效率为76% 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．电压表测量的是两端电压，电流表测量干路电流，因此图线a的斜率表示的电阻 故A正确； B．根据图甲可得 故 得图像，斜率 又，故 故 代入，，有 因此图线斜率的绝对值表示电源内阻和之和，故B错误； C．根据 知时，可得 故C正确； D．电源的输出效率为 电流为时 故D正确； 故选ACD。 10. 以下说法中正确的是（　　） A. 图甲可知，系统发生共振时驱动力的频率为 B. 图乙是双缝干涉示意图，若只将光源由红色光改为绿色光，两相邻亮条纹间距离增大 C. 图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，若只增大薄片的厚度，条纹间距将变大 D. 图丁中M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时。从图示位置开始转动90°时，光屏P上的光亮度最暗 【答案】AD 【解析】 【详解】A．从图甲可以看出共振曲线在f0处振幅最大，则系统发生共振时驱动力的频率为f0，故A正确； B．乙图中，根据 若只将光源由红色光改为绿色光，波长减小，两相邻亮条纹间距离减小，故B错误； C．当增大薄片的厚度，即增大空气薄层的厚度，导致同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距会变小，故C错误； D．当M固定不动，缓慢转动N时。从图示位置开始转动90°时，则M、N的振动方向垂直，此时光屏P上的光亮度最暗，故D正确。 故选AD。 11. 如图，蜂鸟可以通过快速拍打翅膀，使自己悬停在一朵花的前面。假设蜂鸟两翅膀扇动空气的总面积为S，翅膀扇动对空气的作用力效果与翅膀用速度v平推空气的效果相同。已知空气密度为ρ，重力加速度大小为g，则（　　） A. 单位时间内翅膀拍动空气的质量为Sρv B. 单位时间内翅膀拍动空气的质量为Sρv2 C. 蜂鸟的质量为 D. 蜂鸟的质量为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设翅膀扇动一次的时间为t，拍动空气的总质量为 则单位时间内翅膀拍动空气的质量为 故A正确，B错误； CD．翅膀用速度v平推空气，使空气的速度变为v，根据动量定理有 翅膀对空气的作用力大小等于空气对翅膀的作用力大小，即 由平衡条件得 解得蜂鸟的质量为 故C正确，D错误。 故选AC。 12. 如图所示，在该区域存在一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的圆形磁场区域（图中未画出），一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M点以水平向左的初速度射入磁场中，M点在磁场中，一段时间后从N点穿过竖直线MN，在N点时运动方向与MN成角，MN长度为3L，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 从M到N过程中粒子所受洛伦兹力的冲量大小为 B. 粒子从M到N所用的时间为 C. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为L D. 圆形匀强磁场区域的最小面积为 【答案】CD 【解析】 【详解】C．如图所示 由几何关系可以得到 可得粒子圆周运动半径为 C正确； A．从M到N，洛伦兹力冲量 又由 得 A错误； B．粒子从M到D时间 粒子从D到N时间 所以粒子从M到D时间 B错误； D．圆形磁场直径最小值为MD长度 所以圆形磁场最小面积为 D正确。 故选CD。 三、非选择题：本小题共6小题，共60分。 13. 用气垫导轨和光电门等装置来验证动量守恒定律和测量轻弹簧对滑块的冲量、弹簧的弹性势能，实验装置如图所示。滑块在气垫导轨上运动时阻力不计，其上方挡光条到达光电门D（或E）时，计时器开始计时：挡光条到达光电门C（或F）时，计时器停止计时。实验主要步骤如下： a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB； b.给气垫导轨通气并调整使其水平； c.调节光电门，使其位置合适，测出光电门C、D间的水平距离L，光电门E、F间的水平距离x； d. A、B之间紧压一轻弹簧（与A、B不粘连），并用细线拴住A、B，如图静置于气垫导轨上； e.烧断细线，A、B各自运动，弹簧恢复原长前A、B均未到达光电门，从计时器上分别读取A、B在两光电门之间运动的时间tA、tB。 （1）利用上述各量可得出弹簧对滑块A的作用力的冲量大小IA为____________，弹簧对滑块B的作用力的冲量大小IB为____________（用题中所给的字母表示）。 （2）利用上述测量的物理量，写出验证动量守恒定律的表达式：____________（用题中所给的字母表示）。 （3）利用上述各量还能测出烧断细线前弹簧弹性势能Ep=____________（用题中所给的字母表示）。 【答案】（1） ①. ②. （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]利用题述测量的物理量可知，弹簧恢复原长后滑块A的速度大小为 滑块B的速度大小为 很据动量定理，弹簧对滑块A的作用力的冲量大小为 [2]弹簧对滑块B的作用力的冲量大小 【小问2详解】 根据动量守恒定律知 所以验证动量守恒定律的表达式为 【小问3详解】 烧断细线前弹簧的弹性势能Ep等于烧断细线后两滑块A、B最终的动能之和，根据能量守恒知，利用题述各量还能测出烧断细线前弹簧的弹性势能为 14. 要测量一电源的电动势略小于和内阻约，现有下列器材：电压表、电阻箱，定值电阻，开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。 （1）实验小组同学计划用作图法处理数据，同学们多次调节电阻箱阻值，读出电压表对应数据，建立坐标系并描点连线得出了如图乙所示的图像，图像纵坐标表示，图像的横坐标表示电压表读数的倒数。若所得图像的斜率为，图像的延长线在纵轴上的截距为，则该电源的电动势____，内阻_____。用和表示 （2）利用上述方法测出的测量值和真实值相比，____，____填“大于”等于”或“小于” 某同学又用这个电源设计了测量一元硬币电阻率的实验。 （3）先用螺旋测微器测量硬币的厚度，然后用游标卡尺测量硬币的直径，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图和图所示，则硬币的厚度__________，直径__________ （4）将硬币的正反两面连入电路，并与一阻值为的定值电阻串联，利用伏安法测量电阻，若测得流经硬币的电流为，硬币和两端的总电压为，则硬币材料的电阻率__________结果用、、、、表示。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 小于 ②. 小于 （3） ①. 1.840 ②. 2.500 （4） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律，可得 整理得 所以结合图像可得 ， 所以 ， 【小问2详解】 [1][2]根据题意可知，实验误差来源于电压表内阻分流的影响，根据等效电源的知识可知 ， 故 ， 【小问3详解】 [1]螺旋测微器读数为 [2]游标卡尺读数为 【小问4详解】 根据 则 15. 如图所示，沿轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，已知波的周期大于2s，试求： （1）简谐横波的波长和振动质点的振幅； （2）判断波的传播方向，并求波的传播速度大小； （3）写出处质点的振动方程。 【答案】（1）， （2）波向右传播， （3） 【解析】 【小问1详解】 根据图像可知简谐横波的波长为，振幅为。 【小问2详解】 若波向左传播，则传播的距离为 又因为 即 因周期，可知周期无解；故波向右传播，且传播的距离为 又因为 即 因周期，可知 则波速 【小问3详解】 设处质点的振动方程为 其中 当时且向上振动，故代入数据可知 故该质点的振动方程为 16. 如图所示，一玻璃砖的截面由等腰直角三角形ABC和两个半圆组成，AB、BC为两个半圆的直径，O点为半圆的圆心，D点为AO中点，E点在圆周上，ED垂直于AB，半圆的半径均为R。一束单色光射到E点，入射角为，折射后光线沿ED方向。已知该单色光在真空中的传播速率为c。求： （1）玻璃砖对该单色光的折射率n。 （2）光从射入玻璃砖到第一次到达BC半圆面所用的时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设在点光线的折射角为，则 故玻璃砖对该单色光的折射率 （2）光射到边时的入射角为，光在边发生全反射时的临界角满足 可知 因此光传播到边时发生全反射，根据几何关系，光从射入玻璃砖至第一次到达在玻璃砖中传播的路程 光在玻璃砖中传播速度 故光的传播时间 17. 如图所示，半径的光滑圆槽固定在水平地面上，半径R远大于小球运动的弧长。圆槽右侧有一质量的木板A静置于光滑水平面上，木板A的上表面与圆弧面的Q点在同一水平面上。可视为质点的小滑块B，其质量以的速度沿木板A的上表面从右端滑到A上，A、B间的滑动摩擦因数，A刚要撞到圆弧体上时，B恰好达到A的最左端且两者共速，滑块B冲上光滑圆弧面且不会从P端冲出，木板A在圆弧体右侧竖直面上的防撞装置的作用下，在极短的时间内紧贴圆弧体右侧静止，且木板A与圆弧体没有粘结。重力加速度，。求： （1）A刚要撞到圆弧体上时的速度； （2）滑块B从滑上A开始到最终相对A静止时，AB系统损失的机械能ΔE； （3）滑块B从滑上A开始到最终相对A静止时经历的总时间。 【答案】（1）4m/s；（2）24.4J；（3）4.04s 【解析】 【详解】（1）B在A上向左滑行的过程，对A、B系统，设A、B的共同速度为，A、B共速前，取向左为正方向，由动量守恒定律得 解得 （2）由于斜面光滑，由B的机械能守恒可知，B再次滑经点时，B的速度大小不变。对A、B系统从B滑经点到系统再次共速，取向右为正方向，由动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律得 解得 （3）由于半径远大于小球运动的弧长,故B在圆弧上近似做单摆运动，周期为 滑块在圆弧上来回运动的时间 B向左在A上运动的时间，对A由动量定理得 解得 B以的速度从左侧滑上A后至A共速时速度为、时间为，对A由动量定理得 解得 总共用时 18. 空间直角坐标系如图所示，在、的区域内存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小为（未知）；在、的区域内存在沿轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为（未知）；在、的区域内存在沿轴正方向、磁感应强度大小也为的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带正电粒子在的平面内由轴上的点沿与轴正方向成角的方向射入电场区域，粒子由轴上的点沿轴正方向以大小为的速度射入、区域，粒子经该磁场偏转后，沿与轴正方向成角的方向射入平面下方。不计粒子的重力。求： （1）电场强度的大小； （2）磁感应强度的大小； （3）粒子经点后第三次穿过平面时的位置坐标。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子由轴上的点沿轴正方向射入、区域，则粒子通过点时沿轴正方向的速度减为0，设粒子在点处沿轴正方向的分速度大小为，则有 设粒子在电场中运动的加速度大小为，则有 又有 解得 【小问2详解】 设粒子在、区域内的磁场中做圆周运动的轨迹半径为，粒子沿与轴正方向成角的方向射入平面下方，画出粒子的运动轨迹，由几何关系可得 解得 由洛伦兹力提供向心力有 解得 小问3详解】 粒子第一次穿过平面时，将粒子的速度沿轴正方向和轴负方向分解，可知粒子在沿轴正方向做匀速直线运动的同时在平面下方做匀速圆周运动，运动半个周期后再次到达平面，然后在平面上方做匀速圆周运动，运动个周期后第三次到达平面。粒子第一次穿过平面时，在轴上的坐标为 设粒子在平面下方做圆周运动的轨迹半径为，则有 解得 由 、 可得 粒子在平面下方运动半个周期的时间内，沿轴正方向前进的距离 粒子第二次穿过平面到第三次穿过平面的时间内沿轴正方向前进的距离 则粒子第三次穿过平面时在轴上的坐标为 粒子第三次穿过平面时，在轴上的坐标为 故粒子第三次穿过平面时的位置坐标为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$