精品解析：湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校2024-2025学年高二下学期4月期中联考物理试卷

2025年春季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考 高二物理试卷 试卷满分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1－7题只有一项符合题目要求，第8－10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。 1. 下列关于波的说法正确的是（　　） A. 机械波与电磁波的传播都需要介质 B. 肥皂膜出现彩色条纹是光衍射现象 C. 观察者靠近声波波源的过程中，接收到的声波频率大于波源频率 D. 拍摄橱窗内的展品，调整照相机镜头外的偏振片是让更多光线进入镜头 2. 如图甲所示，将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O，竖直向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球表面与某球状天体表面（不考虑自转影响）做简谐运动的x-t图像如图乙所示，则地球表面与该天体表面的重力加速度之比为（　　） A 2：1 B. 1：2 C. 1：4 D. 4：1 3. 如图所示，将一根表面涂有绝缘漆的相同硬质细导线绕成闭合线圈，线圈中大圆环半径为小圆环的3倍，已知小圆环面积为S，垂直线圈平面方向有一匀强磁场，磁感应强度随时间变化关系式为B=kt（k为大于零的常数），则线圈中产生的感应电动势大小为（　　） A. kS B. 5kS C. 9kS D. 13kS 4. 如图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的自感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近自感线圈时线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法正确的是（　　） A. t1时刻电容器间的电场强度最大 B. t1~t2时间内，电容器处于放电过程 C. t2时刻，线圈产生的磁场能最强 D 从图乙波形可判断汽车正远离自感线圈 5. 如图所示，在平面内，有一粒子源沿正方向发射速率相等的带正电的粒子，形成宽为且关于轴对称的粒子流。粒子流沿方向射入一个半径为、中心位于原点的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直平面向里。已知沿轴入射的粒子在磁场中经时间偏转后从P点射出。则这些粒子在磁场中运动的最短时间为（ ） A. B. C. D. 6. 华中第一高楼武汉中心大厦外形犹如轻帆远扬如图所示，设计88层总高475m，正面受风宽度约为50m，若5级大风以10m/s的速度垂直吹到这栋大楼后速度减为0，已知空气密度为1.3kg/m3，则该楼受到的风力大约为（　　） A. B. C. D. 7. 霍尔效应的应用非常广泛。如图所示，金属片长度为，宽度为，厚度为，水平放置于方向竖直向下，磁感应强度大小为的匀强磁场中，金属片左右两端与电动势为的直流电源及滑动变阻器构成闭合回路，金属片前后MN两端接理想电压表V。不计电源内阻及金属片电阻，闭合电键S，下列说法正确的是（ ） A. 金属片的前端M的电势低于后端N的电势 B. 仅减小金属片的长度，电压表示数减小 C. 仅增大磁感应强度，电压表示数增大 D. 仅减小滑动变阻器阻值，电压表示数也减小 8. 如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比，接线柱、接一正弦交变电源，电压如图乙所示．变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中为用半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度升高而减小，为一定值电阻．下列说法中正确的是（ ） A. 时电压表示数为0V B. 副线圈中的交流电频率为50Hz C. 当所在处出现火警时，电流表的示数变小 D. 当所在处出现火警时，电压表的示数变小 9. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为。时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在和的、两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于处。下列说法正确的是（ ） A. 两列波时刻相遇 B. 质点M刚开始振动时速度方向沿轴正方向 C. 经过1.5s质点M运动的路程为6cm D. 1.5s后PQ连线区间振动的振幅为4cm的质点共有3个 10. 如图甲，固定的光滑水平横杆上套有质量为的小环B，其右侧有一固定挡块。一根长为的轻绳，一端与B相连，另一端与质量为的小球A相连。初始状态轻绳水平且伸直，B靠在挡块处。由静止释放A，在运动过程中A、B水平方向速度的大小与时间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 时刻之后，A、B组成的系统动量守恒 B. 时刻A、B速度相同，大小为 C. 图乙中阴影部分的面积为 D. 时刻，A的下落高度为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。 （1）如图a，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中能使指针向左偏转的有（　　） A. 闭合开关 B. 开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动 C. 开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出 D. 开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中 （2）如图b，乙同学将条形磁铁从B线圈上方由静止释放，使其竖直落入B线圈中，多次改变释放高度，发现释放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中______（选填“磁通量”、“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越大。 （3）丙同学设计了如图c所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时红表笔接触的是二极管的______（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯______（选填“C”或“D”）短暂亮起。 12. 如图甲所示，用半径相同的两个小球碰撞验证“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，落到位于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个落点痕迹的平均落点，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，得到两个落点的平均位置，点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。测量出三个落点的平均位置与点距离OM、OP、ON的长度分别为、、。 （1）下列说法中正确的有______（选填选项前的字母）。 A. 安装的轨道必须光滑，末端必须水平 B. 实验前应该测出斜槽末端距地面的高度 C. 实验中两个小球的质量应满足 D. 除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺和秒表 E. 用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置 （2）碰撞的恢复系数定义为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后物体的速度．其中弹性碰撞的恢复系数，非弹性碰撞的。请写出用测量量表示的恢复系数的表达式______。 （3）某同学在实验时采用另一方案：使用半径不变、质量分别为、、的弹性B球。先将A球由某一位置静止释放测出A球落点距离O点的距离为，然后再将A球三次从斜轨上同一位置静止释放，分别与三个质量不同的B球相碰，用刻度尺测量出三次实验中A球与B球落点痕迹距离O点的距离和，将三组数据标在图中。从理论上分析，若两球相碰均为弹性碰撞，则图中三点连线与纵坐标交点坐标应为______。（用测量量表示） （4）另一同学在实验中记录了小球落点的平均位置、、，发现和偏离了方向，使点、、、不在同一条直线上，如图所示，若要验证两小球碰撞前后在OP方向上是否动量守恒，则下列操作正确的是______。 A. B. C. D. 13. 如图，水面下方有一固定的长为线状单色光源，光源倾斜放置，其和竖直方向夹角为，光源上端点到水面距离为，已知水对该光的折射率为。光源发出的光到达水面后有一部分可以直接透射出去，已知光在真空中的传播速度为。 （1）求该光源发出的光到达水面的最短时间； （2）从水面上方看，求该水面透射区域的面积？ 14. 空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一质量为m的带电油滴a，在纸面内做半径为R的匀速圆周运动，轨迹如图所示。当a运动到最低点P时，瞬间分成两个小油滴I、II，二者带电量、质量均相同。I在P点时与a的速度方向相同，并做半径为3R的圆周运动，轨迹如图所示。Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g，不计空气浮力与阻力以及I、II分开后的相互作用。 （1）请判断油滴a的电性并求出其电量与速度大小； （2）求小油滴I做圆周运动的速度大小和周期； （3）若当油滴a运动到最低点P时不分裂，突然撤去电场E，试求撤去电场后a运动过程中距离P点的最大竖直高度差。 15. 间距为L的U形光滑金属导轨，固定在绝缘水平桌面上，其靠近桌面前侧导轨右端与桌面右侧平齐，如图所示。质量分别为m与2m的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，两杆在导轨间的电阻均为R，导体棒a距离导轨最右端的距离为x0。整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现给导体棒b一水平向左的初速度v0，经过一段时间导体棒a运动到导轨最右端时速度变为并离开桌面，已知这段时间导体棒b一直在靠桌面后侧平直轨道上运动，感应电流产生的磁场及导轨的电阻均忽略不计。求： （1）导体棒a刚开始运动时的加速度大小； （2）导体棒a上产生的热量； （3）导体棒a在导轨上运动的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年春季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考 高二物理试卷 试卷满分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1－7题只有一项符合题目要求，第8－10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。 1. 下列关于波的说法正确的是（　　） A. 机械波与电磁波的传播都需要介质 B. 肥皂膜出现彩色条纹是光的衍射现象 C. 观察者靠近声波波源的过程中，接收到的声波频率大于波源频率 D. 拍摄橱窗内展品，调整照相机镜头外的偏振片是让更多光线进入镜头 【答案】C 【解析】 【详解】A．机械波的传播需要介质，而电磁波的传播不需要介质，故A错误； B．通肥皂膜出现彩色条纹是光的干涉现象，故B错误； C．观察者靠近声波波源的过程中，根据多普勒效应可知，接收到的声波频率大于波源频率，故C正确； D．调整照相机镜头外的偏振片，会减弱橱窗玻璃反射光进入镜头的强度，使橱窗内物体的影像更清晰，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O，竖直向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球表面与某球状天体表面（不考虑自转影响）做简谐运动的x-t图像如图乙所示，则地球表面与该天体表面的重力加速度之比为（　　） A. 2：1 B. 1：2 C. 1：4 D. 4：1 【答案】A 【解析】 【详解】设地球表面的重力加速度为，球状天体表面的重力加速度为，弹簧的劲度系数为 根据简谐运动的对称性有 解得 故选A。 3. 如图所示，将一根表面涂有绝缘漆的相同硬质细导线绕成闭合线圈，线圈中大圆环半径为小圆环的3倍，已知小圆环面积为S，垂直线圈平面方向有一匀强磁场，磁感应强度随时间变化关系式为B=kt（k为大于零的常数），则线圈中产生的感应电动势大小为（　　） A. kS B. 5kS C. 9kS D. 13kS 【答案】B 【解析】 【详解】由于线圈中大圆环半径为小圆环的3倍，则大圆环面积为小圆环的9倍，小圆环产生的感应电动势和大圆环产生的感应电动势方向相反，所以 故选B。 4. 如图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的自感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近自感线圈时线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法正确的是（　　） A. t1时刻电容器间的电场强度最大 B. t1~t2时间内，电容器处于放电过程 C. t2时刻，线圈产生的磁场能最强 D. 从图乙波形可判断汽车正远离自感线圈 【答案】D 【解析】 【详解】A．t1时刻电流最大，磁场能最大，电容器间的电场强度为最小值，故A错误； B．t1~t2时间内，电流减小，电容器处于充电过程，故B错误； C．时刻电流最小磁场能最小，故C错误； D．当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据可知，周期增大，频率减小，从题图乙波形可知频率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，在平面内，有一粒子源沿正方向发射速率相等的带正电的粒子，形成宽为且关于轴对称的粒子流。粒子流沿方向射入一个半径为、中心位于原点的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直平面向里。已知沿轴入射的粒子在磁场中经时间偏转后从P点射出。则这些粒子在磁场中运动的最短时间为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】ABCD．已知沿x轴入射的粒子经磁场偏转后从P点射出，则粒子运动的半径为R，则所有粒子都从P点射出，如图所示 圆弧轨迹对应对应最小圆心角为，而从轴入射从P点离开的粒子的圆心角为，则 ，，解得。 故选B。 6. 华中第一高楼武汉中心大厦外形犹如轻帆远扬如图所示，设计88层总高475m，正面受风宽度约为50m，若5级大风以10m/s速度垂直吹到这栋大楼后速度减为0，已知空气密度为1.3kg/m3，则该楼受到的风力大约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在极短时间Δt内与大楼发生作用的空气的质量为 根据动量定理有 联立解得 根据牛顿第三定律可得该楼受到的风力大约为3×106N。 故选B。 7. 霍尔效应的应用非常广泛。如图所示，金属片长度为，宽度为，厚度为，水平放置于方向竖直向下，磁感应强度大小为的匀强磁场中，金属片左右两端与电动势为的直流电源及滑动变阻器构成闭合回路，金属片前后MN两端接理想电压表V。不计电源内阻及金属片电阻，闭合电键S，下列说法正确的是（ ） A. 金属片的前端M的电势低于后端N的电势 B. 仅减小金属片的长度，电压表示数减小 C. 仅增大磁感应强度，电压表示数增大 D. 仅减小滑动变阻器的阻值，电压表示数也减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．通过霍尔元件的电流向右，电子向左定向移动，根据左手定则可知电子受到向里的洛伦兹力而向里偏，所以后端N的电势低于前端M的电势，故A错误； BCD．设霍尔元件自由电荷的浓度为n，定向移动的速率为v，根据、 可得 所以电压表的示数与金属片的长度无关，仅增大磁感应强度，电压表示数增大，仅减小滑动变阻器的阻值，电流变大，则电压表示数也变大，故BD错误，C正确； 故选C。 8. 如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比，接线柱、接一正弦交变电源，电压如图乙所示．变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中为用半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度升高而减小，为一定值电阻．下列说法中正确的是（ ） A. 时电压表示数为0V B. 副线圈中的交流电频率为50Hz C. 当所在处出现火警时，电流表的示数变小 D. 当所在处出现火警时，电压表的示数变小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．原线圈电压的有效值为V 则副线圈电压有效值即电压表V1的读数为V 故A错误； B．变压器原副线圈中电流的频率均为Hz=50Hz 故B正确； CD．当所在处出现火警时，电阻减小，则次级电流变大，则两端的电压变大，副线圈的电压不变，则两端的电压减小，电压表V2的示数变小，副线圈消耗的功率变大，则变压器原线圈的输入功率变大，电流表A的读数变大，故D正确，C错误。 故选BD。 9. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为。时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在和的、两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于处。下列说法正确的是（ ） A. 两列波在时刻相遇 B. 质点M刚开始振动时速度方向沿轴正方向 C. 经过1.5s质点M运动的路程为6cm D. 1.5s后PQ连线区间振动的振幅为4cm的质点共有3个 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据对称性，两波在M点相遇，所用时间s=0.75s 故A正确； B．由P、Q的起振方向向下可知，质点M刚开始振动时速度方向沿轴负方向，故B错误； C．两列波的振动周期s 从t=0时刻起经0.75s，M点开始运动，振动的时间 M点为振动加强点，振幅为4cm，因此M点的通过的路程为cm 故C错误； D．两列波振动情况相同，根据波的叠加可知当波程差满足时为加强点，振幅为4cm，则位于0.3m、0.5m、0.7m的点满足条件，故D正确； 故选AD。 10. 如图甲，固定的光滑水平横杆上套有质量为的小环B，其右侧有一固定挡块。一根长为的轻绳，一端与B相连，另一端与质量为的小球A相连。初始状态轻绳水平且伸直，B靠在挡块处。由静止释放A，在运动过程中A、B水平方向速度的大小与时间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 时刻之后，A、B组成的系统动量守恒 B. 时刻A、B速度相同，大小为 C. 图乙中阴影部分的面积为 D. 时刻，A的下落高度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图乙可知时刻后，B开始运动起来了，说明此时B已经离开挡板向左运动，B与挡板间没有了作用力，由于杆光滑，故A、B构成的系统水平方向不受外力，即A、B组成的系统水平动量守恒，但A、B整体在竖直方向上合力不为0，则竖直方向动量不守恒，故时刻之后，A、B组成的系统动量不守恒，故A错误； B．题意可知时刻A的水平速度最大为，对A，由动能定理得 时刻后，由A、B系统水平方向动量守恒有 联立解得相同速度 故B正确； CD．图乙中阴影部分的面积为表示的A、B水平方向位移差（），从~阶段，设A、B共速时A与初始位置时相比下落高度为，由能量守恒有 联立以上可得 故从~阶段，图乙中阴影部分的面积为 联立以上解得 故D错误，C正确。 故选 BC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向因素。 （1）如图a，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中能使指针向左偏转的有（　　） A. 闭合开关 B. 开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动 C. 开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出 D. 开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中 （2）如图b，乙同学将条形磁铁从B线圈上方由静止释放，使其竖直落入B线圈中，多次改变释放高度，发现释放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中______（选填“磁通量”、“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越大。 （3）丙同学设计了如图c所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时红表笔接触的是二极管的______（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯______（选填“C”或“D”）短暂亮起。 【答案】（1）AB （2）磁通量变化率 （3） ①. 正极 ②. C 【解析】 【小问1详解】 A．断开开关时，A线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转，为了同样使指针向左偏转，应增大B线圈中的磁通量或减小B线圈中反向的磁通量，所以闭合开关，A线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，故A正确； B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路阻值减小，A线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量增大，故B正确； C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，指针向右偏转，故C错误； D．开关闭合时将A线圈倒置，再重新插入B线圈中，则B线圈中反向的磁通量增加，指针向右偏转，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 释放高度越高，磁铁落入线圈的速度越快，则线圈中磁通量变化率越大，产生的感应电流越大。 【小问3详解】 [1]某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明测量的是二极管的反向电阻，此时红表笔接触的是二极管的正极； [2]当磁铁插入线圈时，通过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，线圈中电流方向如图所示 根据二极管的单向导电性可知，灯C短暂亮起。 12. 如图甲所示，用半径相同的两个小球碰撞验证“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，落到位于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个落点痕迹的平均落点，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，得到两个落点的平均位置，点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。测量出三个落点的平均位置与点距离OM、OP、ON的长度分别为、、。 （1）下列说法中正确的有______（选填选项前的字母）。 A. 安装的轨道必须光滑，末端必须水平 B. 实验前应该测出斜槽末端距地面的高度 C. 实验中两个小球的质量应满足 D. 除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺和秒表 E. 用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置 （2）碰撞的恢复系数定义为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后物体的速度．其中弹性碰撞的恢复系数，非弹性碰撞的。请写出用测量量表示的恢复系数的表达式______。 （3）某同学在实验时采用另一方案：使用半径不变、质量分别为、、的弹性B球。先将A球由某一位置静止释放测出A球落点距离O点的距离为，然后再将A球三次从斜轨上同一位置静止释放，分别与三个质量不同的B球相碰，用刻度尺测量出三次实验中A球与B球落点痕迹距离O点的距离和，将三组数据标在图中。从理论上分析，若两球相碰均为弹性碰撞，则图中三点连线与纵坐标交点坐标应为______。（用测量量表示） （4）另一同学在实验中记录了小球落点的平均位置、、，发现和偏离了方向，使点、、、不在同一条直线上，如图所示，若要验证两小球碰撞前后在OP方向上是否动量守恒，则下列操作正确的是______。 A B. C. D. 【答案】（1）CE （2） （3） （4）B 【解析】 【小问1详解】 A．为了保证小球抛出的速度处于水平方向，安装的轨道末端必须水平；为了保持每次碰撞前瞬间，入射小球的速度相同，每次必须从同一位置静止释放入射小球，但斜槽轨道不需要光滑，故A错误； B．两球在空中下落的高度相同，在空中下落的时间相同，可以用水平位移等效代替小球做平抛运动初速度，所以不需要测出斜槽末端距地面的高度，故B错误； C．实为了保持碰撞后入射小球不反弹，实验中两个小球的质量应满足，故C正确； D．除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺，不需要用秒表测时间，故D错误； E．用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故E正确。 故选CE。 【小问2详解】 设碰撞前瞬间的速度为，碰撞后瞬间、的速度分别为、，小球做平抛运动下落的高度相同，在空中下落的时间相同，则有，， 根据题意可知恢复系数的表达式为 联立可得 【小问3详解】 设碰撞前瞬间的速度为，碰撞后瞬间、的速度分别为、，根据动量守恒可得 若两球相碰均为弹性碰撞，根据机械能守恒可得 联立可得 又，， 可得 可知图像与纵坐标交点坐标应为。 【小问4详解】 小球均做平抛运动，竖直方向下落的高度一定，则下落时间相等，水平方向的速度之比可等效为水平位移之比，P点是一个小球不碰撞时下落的位置，所以需要测量OP及OM、ON在OP方向的投影长度OM0，ON0； 故选B。 13. 如图，水面下方有一固定的长为线状单色光源，光源倾斜放置，其和竖直方向夹角为，光源上端点到水面距离为，已知水对该光的折射率为。光源发出的光到达水面后有一部分可以直接透射出去，已知光在真空中的传播速度为。 （1）求该光源发出的光到达水面的最短时间； （2）从水面上方看，求该水面透射区域的面积？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 单色光源S上端点B离水面最近，到达水面时间最短． 由折射率 根据运动学公式 代入数据 【小问2详解】 如图，单色光源S上各点透射区域均为圆形，其下端点A透射区域的面积最大 根据全反射条件 得 由几何关系得 又 根据圆的面积 解得 14. 空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一质量为m的带电油滴a，在纸面内做半径为R的匀速圆周运动，轨迹如图所示。当a运动到最低点P时，瞬间分成两个小油滴I、II，二者带电量、质量均相同。I在P点时与a的速度方向相同，并做半径为3R的圆周运动，轨迹如图所示。Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g，不计空气浮力与阻力以及I、II分开后的相互作用。 （1）请判断油滴a的电性并求出其电量与速度大小； （2）求小油滴I做圆周运动的速度大小和周期； （3）若当油滴a运动到最低点P时不分裂，突然撤去电场E，试求撤去电场后a运动过程中距离P点的最大竖直高度差。 【答案】（1）负电，， （2）， （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 油滴a做圆周运动，故重力与电场力平衡，可知油滴带负电；根据平衡条件有 解得 根据洛伦兹力提供向心力 解得油滴a做圆周运动的速度大小为 【小问2详解】 设小油滴I的速度大小为v1，根据洛伦兹力提供向心力有 解得 周期为 【小问3详解】 根据配速法，令 则 讨论：i：当时，油滴a从P点开始沿水平方向做匀速直线运动，高度差为； ii：当时，油滴a的速度可以分解为 即把油滴a看作时水平方向的匀速直线运动和竖直面内的匀速圆周运动，可知运动到最高点时距离P点的高度差等于匀速圆周运动的直径，即 解得 故最高点时距离P点的高度差； iii：当时，油滴a的速度可以分解为 即把油滴a看作时水平方向的匀速直线运动和竖直面内的匀速圆周运动，可知运动到最低点时距离P点的高度差等于匀速圆周运动的直径，即 解得 故最高点时距离P点的高度差 15. 间距为L的U形光滑金属导轨，固定在绝缘水平桌面上，其靠近桌面前侧导轨右端与桌面右侧平齐，如图所示。质量分别为m与2m的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，两杆在导轨间的电阻均为R，导体棒a距离导轨最右端的距离为x0。整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现给导体棒b一水平向左的初速度v0，经过一段时间导体棒a运动到导轨最右端时速度变为并离开桌面，已知这段时间导体棒b一直在靠桌面后侧平直轨道上运动，感应电流产生的磁场及导轨的电阻均忽略不计。求： （1）导体棒a刚开始运动时加速度大小； （2）导体棒a上产生的热量； （3）导体棒a在导轨上运动的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 刚开始运动时b产生的感应电动势为 根据欧姆定律可得 根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问2详解】 两导体棒在磁场中运动过程中，a、b系统动量守恒，由动量守恒定律有 解得a出磁场时b的速度为 由能量守恒可得，此过程整个电路产生的热量为 则a上产生的热量为 【小问3详解】 对a，取向右为正方向，由动量定理有 电流为 联立解得 由 可得 代入可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$