精品解析：湖南省衡阳市第八中学2024-2025学年高二下学期开学考试物理试题

2023级高二年级第二学期开学考试物理试题 时量：75分钟分值：100分 考试内容： 必修三、选必一、选必二第一章 一、单选题(共10个小题。第1-6题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第7-10题有多项符合题目要求，全对得5分，选对但不选全得3分，有错选不得分。共44分) 1. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的陈述中，错误的是（　　） A. 图①中的明暗相间的条纹，利用了薄膜干涉的原理 B. 图②中的泊松亮斑，为光照射小圆孔得到的衍射图样 C. 图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明 D. 图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波 2. 平静的水面上有一载人小船，船和人共同的质量为M，站立在船上的人手中拿一质量为m的物体．起初人相对于船静止，船、人、物体以共同速度v0前进，当人相对于船以速度向相反方向将物体抛出时，人和船的速度为（水的阻力不计）（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻的阻值等于r，定值电阻的阻值等于2r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A. 理想电压表示数增大，理想电压表示数增大，理想电流表A示数减小 B. 带电液滴将向下运动，定值电阻中有从a流向b瞬间电流 C. D. 电源输出功率增大 4. 如图所示，CD和EF是两根相同的金属棒，质量均为m，长度均为L，用两根等长的柔软导线、（重力不计）将它们连接，形成闭合回路 CDFE。用两根绝缘细线、将整个回路悬于天花板上，使两棒保持水平并处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，重力加速度为g。当在回路中通以如图所示方向的电流I时，则下列说法正确的是（　　） A. 通电前绝缘细线和对金属棒CD的拉力大小均为mg，通电稳定后拉力将变大 B. 通电前绝缘细线和对金属棒CD的拉力大小均为mg，通电稳定后拉力大小不变 C. 通电前软导线、对金属棒EF的拉力大小均为，通电稳定后拉力大小不变 D. 通电稳定后绝缘细线和向纸面内偏转，细线与竖直方向夹的正切值为 5. 如图所示，长为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球，在O点正下方处的P点固定一小钉子。现将小球拉至A点，使细线与竖直方向间夹角很小，然后由静止释放小球，小球在竖直平面内运动。点B（图中未标出）是小球能够到达的左方最高位置，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 点B在点A下方 B. 点B在点A上方 C. 小球摆动的周期为 D. 小球摆动周期为 6. 沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，其x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，原点O到间的图线为直线，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个电荷量大小为q的粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（　　） A. 该粒子带负电 B. 粒子在处的电势能小于处的电势能 C. 粒子在处的动能为 D. O点到之间电势差大于到之间电势差 7. 宇宙尘埃有很大的科研价值，某人造地球卫星携带的收集装置如图所示。卫星飞行进入一个尘埃区，尘埃区每单位体积空间有颗尘埃，尘埃的平均质量为，卫星正面面积为S，前进速度保持为，为了保持卫星原有的飞行速度，以下说法正确的是（ ） A. 卫星推进器需要提供的推力随卫星质量增大而增加 B. 随卫星质量的增大，卫星推进器需要提供的推力不变 C. 卫星推进器提供的推进功率为 D. 卫星推进器提供的推进功率为 8. 如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy中，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一电荷量为质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为的方向进入复合场，正好做直线运动，当微粒运动到时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，下列说法正确的是（ ） A. 磁感应强度B的大小为 B. 磁感应强度B的大小为 C. 微粒在复合场中的运动时间 D. 微粒在复合场中的运动时间 9. 图示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，P、Q两点的平衡位置分别为，，下列判断正确的是（　　） A. 波速可能为10m/s B. 在时，Q点可能到达波峰位置 C. 若Q点振动方向沿y轴负方向，则波周期一定为0.8s D. 若P点振动周期大于0.6s，在时，P点一定处于波谷 10. 如图所示，在半径为的圆形区域内存在一个匀强电场，一个质量为、电荷量为的带电粒子由点以初速度射入电场，方向与直径成角，出电场时的速度大小为，方向与直径成角，不考虑粒子的重力。粒子的运动平面始终平行于电场，则下列说法正确的是（　　） A. 电场强度大小为 B. 若粒子的速度垂直电场方向射入电场，为使粒子仍由B点射出电场，粒子的初动能为 C. 若粒子的速度垂直电场方向射入电场，为使粒子出电场时动能增量最大，粒子的初动能为 D. 若粒子以任意速度方向射入电场，为使粒子出电场时动能增量为零，粒子的最小初动能为 二、实验题(每空2分，共20分。) 11. 实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示，其中光源发出单色光。 （1）为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为___________。 （2）实验时，若观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹变得清晰。要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向___________（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 （3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为2.320mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，为___________mm，求得相邻亮纹的间距x。已知双缝间距d2.010-4m，测得双缝到屏的距离L=1.000m，求得所测单色光的波长为___________m（结果保留2位有效数字）。 （4）下图为上述实验装置示意图。S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到原来O点处的干涉条纹___________（“向上移动”“向下移动”“仍在O点”） 12. 如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.15kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1N。调节可调电阻，可改变R、两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫作放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。 （1）当小苹果通过托盘秤时，R所受的压力较小，电阻________（填“较大”或“较小”）。 （2）自动分拣装置正常工作时，大苹果通过________（填“通道A”或“通道B”）。 （3）若电源电动势为8V，内阻不计，放大电路的激励电压为2V； ①为使该装置达到上述分拣目的，的阻值等于________。（结果保留两位有效数字） ②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻________（填“R”“”或“电源”）两端。 ③若要提高分拣标准到0.24kg，仅将的阻值调为________即可实现。（结果保留两位有效数字）（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比） 三、解答题(其中13题8分，14题12分，15题16分，共36分。) 13. 如图所示，手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对每一个像素单元的可视角度的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为，相邻屏障的间隙为。求： （1）点光源在透明介质中对应的最大入射角； （2）若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，透明介质的折射率应该满足什么条件？ 14. 如图所示为一种打积木的游戏装置，在水平地面的靶位上水平叠放着四块完全相同的硬质积木、、、，其中积木、、夹在固定的两光滑硬质薄板间，每块积木的质量均为、长为，各水平接触面间的动摩擦因数均为（足够小）。一个可视为质点的钢球用不可伸长的轻绳挂于点，钢球质量为，轻绳长为。游戏时，将钢球拉到与等高的点（保持绳绷直）由静止释放，钢球运动到最低点时轻绳断掉，随即钢球与积木发生弹性碰撞（碰撞时间极短可忽略），之后积木与分离，再滑行一段距离后停止。重力加速度为，不计空气阻力。求： （1）轻绳承受的最大拉力； （2）钢球与积木碰后瞬间，积木的速度大小； （3）钢球与积木碰后，积木的位移大小。 15. 如图所示，在x轴的上方存在垂直纸面向里，磁感应强度大小为B0的匀强磁场。位于x轴下方的离子源C发射质量为m、电荷量为q的一束负离子，其初速度大小范围，这束离子经电势差的电场加速后，从小孔O（坐标原点）垂直x轴并垂直磁场射入磁场区域，最后打到x轴上。在x轴上区间水平固定放置一探测板（），假设每秒射入磁场的离子总数为N0，打到x轴上的离子数均匀分布（离子重力不计）。 （1）求离子束从小孔O射入磁场后打到x轴最远处位置（用含的物理量a表示）； （2）调整磁感应强度大小，可使速度最大的离子恰好打在探测板右端，求此时的磁感应强度大小B1； （3）保持磁感应强度B1不变，求每秒打在探测板上的离子数N；若打在板上的离子80%被吸收，20%被反向弹回，弹回速度大小为打板前速度大小的0.6倍，被吸收和被弹回的离子数在探测板上沿x轴均匀分布，求探测板受到的作用力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级高二年级第二学期开学考试物理试题 时量：75分钟分值：100分 考试内容： 必修三、选必一、选必二第一章 一、单选题(共10个小题。第1-6题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第7-10题有多项符合题目要求，全对得5分，选对但不选全得3分，有错选不得分。共44分) 1. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的陈述中，错误的是（　　） A. 图①中的明暗相间的条纹，利用了薄膜干涉的原理 B. 图②中的泊松亮斑，为光照射小圆孔得到的衍射图样 C. 图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明 D. 图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波 【答案】B 【解析】 【详解】A．图①是检测工件的平整度，观察到的明暗相间的条纹，利用了薄膜干涉的原理，故A正确，不符合题意； B．图②中的泊松亮斑，为光照射小圆盘得到的衍射图样，故B错误，符合题意； C．图③是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，故C正确，不符合题意； D．图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故D正确，不符合题意。 故选B。 2. 平静的水面上有一载人小船，船和人共同的质量为M，站立在船上的人手中拿一质量为m的物体．起初人相对于船静止，船、人、物体以共同速度v0前进，当人相对于船以速度向相反方向将物体抛出时，人和船的速度为（水的阻力不计）（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设抛出物体后人和船的速度为，则物体的速度为，人、船、物体组成的系统动量守恒，以船的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： 解得： A. 与分析不符，故A错误； B. 与分析不符，故B错误； C. 与分析相符，故C正确； D. 与分析不符，故D错误． 3. 如图所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻的阻值等于r，定值电阻的阻值等于2r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A. 理想电压表示数增大，理想电压表示数增大，理想电流表A示数减小 B. 带电液滴将向下运动，定值电阻中有从a流向b的瞬间电流 C. D. 电源的输出功率增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑动变阻器滑片向上滑动，接入电阻增大，电路总电阻增大，干路电流减小，即电流表示数减小，定值电阻两端电压减小，即电压表示数减小，根据 干路电流减小，则路端电压增大，即电压表示数增大，故A错误； B．根据 干路电流减小，则电压表示数增大，电容器两端电压增大，电容器内电场强度增大，液滴所受电场力增大，则带电液滴将向上运动，根据 可知，电容器极板所带电荷量增大，电容器上极板带正电，电容器处于充电状态，定值电阻中有从b流向a的瞬间电流，故B错误； C．结合上述，根据欧姆定律与闭合电路欧姆定律有 ，， 解得 ，， 由于定值电阻的阻值等于r，则有 故C正确； D．电源的输出功率 其中 根据对勾函数的规律，滑动变阻器滑片向上滑动，接入电阻增大，电路外电阻增大，电源的输出功率减小，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，CD和EF是两根相同的金属棒，质量均为m，长度均为L，用两根等长的柔软导线、（重力不计）将它们连接，形成闭合回路 CDFE。用两根绝缘细线、将整个回路悬于天花板上，使两棒保持水平并处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，重力加速度为g。当在回路中通以如图所示方向的电流I时，则下列说法正确的是（　　） A. 通电前绝缘细线和对金属棒CD的拉力大小均为mg，通电稳定后拉力将变大 B. 通电前绝缘细线和对金属棒CD的拉力大小均为mg，通电稳定后拉力大小不变 C. 通电前软导线、对金属棒EF的拉力大小均为，通电稳定后拉力大小不变 D. 通电稳定后绝缘细线和向纸面内偏转，细线与竖直方向夹的正切值为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对CD棒和EF棒组成的系统进行受力分析从左向右看，如图所示 整体受到两个重力，两个安培力和两个绝缘绳子的拉力，竖直方向根据受力平衡得 可得 即稳定后绝缘细线和不发生偏转，绝缘细线和对金属棒CD的拉力大小仍为mg，故A错误，B正确； CD．分析可知通电前软导线、对金属棒EF的拉力大小均为，如图通电稳定后EF棒受到重力、垂直纸面向外的安培力和两个柔软导线的拉力，可知软导线和向纸面外偏转，其中安培力大小为 设柔软导线与竖直方向的夹角为，则有 ， 可知通电稳定后软导线、对金属棒EF的拉力大小均大于，故CD错误。 故选B。 5. 如图所示，长为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球，在O点正下方处的P点固定一小钉子。现将小球拉至A点，使细线与竖直方向间夹角很小，然后由静止释放小球，小球在竖直平面内运动。点B（图中未标出）是小球能够到达的左方最高位置，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 点B在点A下方 B. 点B在点A上方 C. 小球摆动的周期为 D. 小球摆动的周期为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．小球摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，可知两侧最高点动能均为零，故重力势能也相等，故最大高度相同，即点B与点A等高，故AB错误； CD．小球从最低点到A点再到最低点的时间为 小球从最低点到B点再到最低点的时间为 则小球的周期为 故C错误，D正确。 故选D。 6. 沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，其x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，原点O到间的图线为直线，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个电荷量大小为q的粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（　　） A. 该粒子带负电 B. 粒子在处的电势能小于处的电势能 C. 粒子在处的动能为 D. O点到之间电势差大于到之间电势差 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，粒子先做加速运动后做减速运动，受力方向先与电场强度方向相同，后与电场强度方向相反，故粒子带正电，故A错误； B．粒子从到的过程中，电场力一直做正功，电势能减少，所以粒子在处的电势能大于处的电势能，故B错误； C．从O点到处，E-x图线与坐标轴所围的面积表示O点到处电势差。从O点到处由动能定理得 故在处的动能为，故C正确； D．设O点到之间电势差为,到之间电势差为，由动能定理得 得 O点到之间电势差与到之间电势差相等，故D错误。 故选C。 7. 宇宙尘埃有很大的科研价值，某人造地球卫星携带的收集装置如图所示。卫星飞行进入一个尘埃区，尘埃区每单位体积空间有颗尘埃，尘埃的平均质量为，卫星正面面积为S，前进速度保持为，为了保持卫星原有的飞行速度，以下说法正确的是（ ） A. 卫星推进器需要提供的推力随卫星质量增大而增加 B. 随卫星质量的增大，卫星推进器需要提供的推力不变 C. 卫星推进器提供的推进功率为 D. 卫星推进器提供的推进功率为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设卫星在尘埃区飞行时间为，飞船扫过的尘埃数量为 对卫星和尘埃整体分析，根据动量定理可得 解得卫星推进器需要提供推力 可知，为了保持卫星原有的飞行速度，卫星推进器需要提供的推力不变，故A错误，B正确； CD．推进功率为 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 8. 如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy中，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一电荷量为质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为的方向进入复合场，正好做直线运动，当微粒运动到时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，下列说法正确的是（ ） A. 磁感应强度B的大小为 B. 磁感应强度B的大小为 C. 微粒在复合场中的运动时间 D. 微粒在复合场中的运动时间 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．微粒若向沿虚线直线运动，则受到重力、电场力、洛伦兹力，三力平衡，满足 电场方向突变后重力与电场力平衡，微粒仅受洛伦兹力，画出轨迹如图所示 由几何关系可得 洛伦兹力提供向心力 联立解得 A正确，B错误； CD．微粒直线运动时间 微粒圆周运动时间 总时间 C正确，D错误。 故选AC。 9. 图示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，P、Q两点的平衡位置分别为，，下列判断正确的是（　　） A. 波速可能为10m/s B. 在时，Q点可能到达波峰位置 C. 若Q点振动方向沿y轴负方向，则波的周期一定为0.8s D. 若P点振动周期大于0.6s，在时，P点一定处于波谷 【答案】ABD 【解析】 【详解】AC．由题意可得，波长为 若波速为10m/s，则波的周期为 若沿x轴正方向传播，则周期 当时，有 （不合题意，舍去） 同理，当沿x轴负方向传播，则周期为 n=0（符合题意） 即波速可能为10m/s，故A正确； B．由上述分析可知，若波沿着x轴正半轴传播，当t=0.5s时由题意有传播的距离为 要使得Q点达波峰位置，由题意有传播的距离与波长的关系为 由几何知识可得，当n=5，m=4时等式成立，即此时Q点能到达波峰位置；若波沿着x轴负半轴传播，当t=0.5s时由题意有传播的距离为 由题意及图有 当 m=n=0 时成立，即此时Q点能到达波峰位置，故在t=0.5s时，Q点可能到达波峰位置，故B正确； C．由A中分析可知，若Q点振动方向沿y轴负方向，波沿着x轴负方向传播，则周期可能为0.8s，故C错误； D．由上述分析可知，若P点振动周期大于0.6s，则周期可能为 在t=1.8s时，若波沿着x轴正方向传播，由题意有 此时P点与x=-2m处的质点振动情况一样，处于波谷；在t=1.8s时，若波沿着x轴负方向传播，由题意有 此时P点与x=6m处的质点振动情况一样，处于波谷，故D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，在半径为的圆形区域内存在一个匀强电场，一个质量为、电荷量为的带电粒子由点以初速度射入电场，方向与直径成角，出电场时的速度大小为，方向与直径成角，不考虑粒子的重力。粒子的运动平面始终平行于电场，则下列说法正确的是（　　） A. 电场强度大小为 B. 若粒子的速度垂直电场方向射入电场，为使粒子仍由B点射出电场，粒子的初动能为 C. 若粒子的速度垂直电场方向射入电场，为使粒子出电场时动能增量最大，粒子的初动能为 D. 若粒子以任意速度方向射入电场，为使粒子出电场时动能增量为零，粒子的最小初动能为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A.根据题意设电场方向与直径的夹角为，如图1所示，将两个速度垂直电场方向及平行电场方向进行分解，由于垂直电场方向的速度未发生变化，列出方程 由此可得 根据动能定理得 解得 A正确； B.根据A选项的计算过程得到粒子在电场中的加速度为 当速度垂直电场射入，由点射出时，粒子做类平抛运动，如图2所示，列出方程，垂直于电场方向 解得 射入的动能 B正确； C.当粒子获得动能最大，即电场力做功最多，如图3所示。列出方程为 解得 射入的动能 C错误。 D.当粒子的动能增量为零，即，粒子落在等势面上，如图4所示，粒子做类斜抛运动，当与等势面成角时射出的初动能最小，根据斜抛运动规律可知 解出 所以射入初动能为 D正确。 故选ABD。 二、实验题(每空2分，共20分。) 11. 实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示，其中光源发出单色光。 （1）为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为___________。 （2）实验时，若观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹变得清晰。要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向___________（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 （3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为2.320mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，为___________mm，求得相邻亮纹的间距x。已知双缝间距d2.010-4m，测得双缝到屏的距离L=1.000m，求得所测单色光的波长为___________m（结果保留2位有效数字）。 （4）下图为上述实验装置示意图。S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到原来O点处干涉条纹___________（“向上移动”“向下移动”“仍在O点”） 【答案】 ①. 透镜 ②. 靠近 ③. 15.920mm ④. ⑤. 向上移动 【解析】 【详解】（1）[1]需要将灯泡的发出的光变为点光源，因此为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为透镜； （2）[2]实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，根据 所以需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动； （3）[3] [4] 图乙读数为 15.5mm＋0.01×42.0mm＝15.920mm 由相邻两亮条纹间距公式 得 相邻亮条纹间距 代入数值，可得 （4）[5] 若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，光程差为零亮纹应出现在O点上方，所以可以观察到原来O点处的干涉条纹向上移动 12. 如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.15kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1N。调节可调电阻，可改变R、两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫作放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。 （1）当小苹果通过托盘秤时，R所受的压力较小，电阻________（填“较大”或“较小”）。 （2）自动分拣装置正常工作时，大苹果通过________（填“通道A”或“通道B”）。 （3）若电源电动势为8V，内阻不计，放大电路的激励电压为2V； ①为使该装置达到上述分拣目的，的阻值等于________。（结果保留两位有效数字） ②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻________（填“R”“”或“电源”）两端。 ③若要提高分拣标准到0.24kg，仅将阻值调为________即可实现。（结果保留两位有效数字）（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比） 【答案】（1）较大 （2）通道B （3） ①. 10 ②. ③. 8.7 【解析】 【小问1详解】 [1]由图乙可知小苹果通过托盘秤时，R所受的压力较小，电阻较大。 【小问2详解】 [1]大苹果通过托盘秤时，两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道B。 【小问3详解】 ①[1]杠杆对R的压力为1 N R= 为使该装置达到上述分拣目的，的阻值需满足 得 ②[2]随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在两端。 ③[3]根据 可知分拣标准到0.24kg时，压力为1.6N，此时R的阻值为26k，根据①分析的阻值应该调至8.7k。 三、解答题(其中13题8分，14题12分，15题16分，共36分。) 13. 如图所示，手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对每一个像素单元的可视角度的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为，相邻屏障的间隙为。求： （1）点光源在透明介质中对应的最大入射角； （2）若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，透明介质的折射率应该满足什么条件？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大 由几何关系可得，入射角满足 故最大入射角为 【小问2详解】 当光线在透明介质与空气的分界面发生全反射时，则有 解得 若要使最大入射角的光线能出射到空气中，则透明介质的折射率 14. 如图所示为一种打积木的游戏装置，在水平地面的靶位上水平叠放着四块完全相同的硬质积木、、、，其中积木、、夹在固定的两光滑硬质薄板间，每块积木的质量均为、长为，各水平接触面间的动摩擦因数均为（足够小）。一个可视为质点的钢球用不可伸长的轻绳挂于点，钢球质量为，轻绳长为。游戏时，将钢球拉到与等高的点（保持绳绷直）由静止释放，钢球运动到最低点时轻绳断掉，随即钢球与积木发生弹性碰撞（碰撞时间极短可忽略），之后积木与分离，再滑行一段距离后停止。重力加速度为，不计空气阻力。求： （1）轻绳承受的最大拉力； （2）钢球与积木碰后瞬间，积木的速度大小； （3）钢球与积木碰后，积木位移大小。 【答案】（1）Fm=mg；（2）；（4） 【解析】 【详解】（1）设钢球摆动到最低点时的速度为v1，由机械能守恒定律有 ① 此时轻绳对钢球的拉力达到最大值，设为Fm，根据牛顿第二定律有 ② 联立①②解得 Fm=mg ③ （2）钢球与积木A碰后瞬间，钢球的速度为v2，积木A的速度为v3，对于碰撞过程，根据动量守恒定律有 ④ 根据能量守恒定律有 ⑤ 联立①④⑤解得 ⑥ （3）设钢球与积木A碰后，积木A的位移大小为x，由动能定理有 ⑦ 联立⑥⑦解得 ⑧ 【点睛】本题第（3）小题中， A与B分离前后所受的摩擦力情况不同，在列方程时要注意分清，以免造成错解。 15. 如图所示，在x轴的上方存在垂直纸面向里，磁感应强度大小为B0的匀强磁场。位于x轴下方的离子源C发射质量为m、电荷量为q的一束负离子，其初速度大小范围，这束离子经电势差的电场加速后，从小孔O（坐标原点）垂直x轴并垂直磁场射入磁场区域，最后打到x轴上。在x轴上区间水平固定放置一探测板（），假设每秒射入磁场的离子总数为N0，打到x轴上的离子数均匀分布（离子重力不计）。 （1）求离子束从小孔O射入磁场后打到x轴最远处位置（用含的物理量a表示）； （2）调整磁感应强度的大小，可使速度最大的离子恰好打在探测板右端，求此时的磁感应强度大小B1； （3）保持磁感应强度B1不变，求每秒打在探测板上的离子数N；若打在板上的离子80%被吸收，20%被反向弹回，弹回速度大小为打板前速度大小的0.6倍，被吸收和被弹回的离子数在探测板上沿x轴均匀分布，求探测板受到的作用力大小。 【答案】（1）4a；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子进入电场中有 在磁场中有 打到x轴的距离为 由上述分析可知，当粒子在磁场中的半径最大，即最远，此时粒子从粒子源出来时的速度最大，解得 （2）由题意可知，速度最大粒子打在探测板最右侧，则由几何关系有 磁场中有 结合（1）中数据，解得 （3）对初速度为零的离子，经过电场加速度后，有 解得 在磁场中有 解得 磁感应强度为时，粒子打在x轴上的区间为[1.5a，3a]，每秒打在探测板上的离子数为 对打探测器最左端（）的离子，轨道半径为a，则离子在磁场中 解得 打到x轴上的离子均匀分布，所以打在探测板上的离子的平均速度为 被吸收和弹回的离子数在探测板上沿x轴均匀分布，由动量定理可得 解得单位时间内探测板受到的作用力 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $