精品解析：浙江省台州十校2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

2024学年第二学期台州十校联盟期中联考 高二年级物理学科试题 考生须知： 1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4.考试结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 以下物理量是矢量且单位表示正确的是（　　） A. 动量kg·m/s B. 磁通量Wb C. 冲量J D. 电流A 2. 下列不能用来计算电磁感应中电动势大小的公式是（　　） A. B. C. D. 3. 下列四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是（　　） A. 安培预言了电磁波的存在 B. 法拉第发现了电流周围存在磁场 C. 麦克斯韦提出电磁场理论 D. 牛顿发现了电磁感应现象 4. 关于波的折射、衍射、干涉及多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A. 平面镜成像的工作原理是波的折射 B. 频率不相同的两列波也能发生干涉 C. 只有当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应 D. “未见其人先闻其声”，说明声波能发生衍射 5. 对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是（　　） A. 甲图是水中的筷子发生弯折的现象，其工作原理是光的反射。 B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度 C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹 D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹 6. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（　　） A. 此单摆的固有周期为2 s B. 此单摆的摆长约为0.5 m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 7. 如图所示，图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将干电池提供的直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，下列说法中正确的是（　　） A. 实现点火的条件是 B. 实现点火的条件是 C. 开关闭合后电压表V的示数为5V D. 开关闭合后电压表V的示数2.5V 8. 无人机因机动性能好，应用广泛。控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 电路中的电流在减少 B. 电路中电流沿顺时针方向 C. 电容器极板上的电荷量在减少 D. 电路中磁场能正在向电场能转化 9. 为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，加垂直于上下底面磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个面内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），下列说法中正确的是（　　） A. 若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高 B. 电压表的示数与污水中离子浓度有关 C. 污水的流速 D. 污水流量 10. 电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为，磁场中，边长为、总电阻为的单匝正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。如乙图，某时刻永磁铁相对线框竖直向上运动时，其速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 线圈中感应电流的方向为顺时针方向 B. 线圈中电流的大小等于 C. 线圈受到的安培力大小为 D. 线圈受到的安培力大小为 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 11. 有源相控阵雷达的辐射器如图所示，每个辐射器都配装有一个发射—接收组件，每个组件都能自己产生、接收微波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. X射线的波长比微波的波长更长 B. 遥控器是利用红外线工作的 C. 电磁波中，红外线的热效应最显著 D. 红外线的频率比紫外线的频率大 12. 如图所示，截面为扇形的透明柱形材料的圆心角，半径为，一束激光从OB面的点入射，恰好在AB面上发生全反射，然后垂直于AO面从点射出，已知OE长度为，不考虑多次反射的情况，下列说法正确的是（　　） A. 透明材料的折射率为 B. 透明材料的折射率为 C. 光线在OB面上的入射角为 D. 光线在OB面上的入射角为 13. 同种介质中，分别沿x轴正方向和负方向传播的两简谐横波，振幅均为A=5cm，t=0s；时刻波刚好传到P、Q两点，如图1所示。P、M、N、Q在x轴上的坐标分别为：4m、6m、8m、12m。平衡位置在P处的质点振动图像如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. t=4s时两列波开始相遇 B. t=5s时质点N的位移大小为5cm C. 在t=0s到t=8s内，质点M通过的路程为40cm D. t≥12s后，x轴上0<x<16m范围内，共有7个振动加强点 三、非选择题（本题共6小题，共58分） 14. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时，先让质量为m1的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后把质量为m2的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A从斜槽同一位置开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点。 （1）实验中，下列说法正确的是______。 A. 斜槽一定要光滑 B. 两球半径一定要相同 C. 两球质量关系一定要满足 （2）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示。多次试验后，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是______（填字母代号）； （3）若某次实验时，A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为x1、x2、x3，若满足______（用m1、m2、x1、x2、x3表示）。则该碰撞前后动量守恒。 15. 如图甲，利用双缝干涉测光的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离l=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也由图中所给出，则： （1）在组装仪器时，单缝和双缝应该相互______放置（选填“垂直”或“平行”）。 （2）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=______mm，xB=15.6mm；该单色光的波长λ=______m（计算结果保留一位有效数字） （3）洛埃利用平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果，装置如图乙所示。光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和l，光的波长为λ。则相邻两条亮纹间距离Δx=______ 16. 一个质量为60kg的蹦床运动员，从离水平网面一定高度处自由下落，将要着网时速度大小v1=8m/s，着网后与网作用一段时间后沿竖直方向向上以速率v2=10m/s离开网面。已知运动员与网接触的时间为0.8s，g取10m/s2. （1）求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量。 （2）求网对运动员的平均作用力大小。 17. 某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角θ=37°的直轨道AB，半径R=1m、圆心角为θ的圆弧BC组成，轨道间平滑连接。在轨道末端C点的右侧光滑水平地面CG上紧靠着质量M=0.5kg的滑板b，其上表面与轨道末端C所在的水平面齐平。水平地面上距滑板右侧足够远处固定有挡板GH，滑板b与其碰撞时会立即被锁定。质量为m=0.5kg的物块a从轨道AB上距B高度为h=0.6m处静止下滑，经圆弧轨道BC滑上滑板b。物块a与轨道AB间的动摩擦因数μ1=0.5，与滑板b间的动摩擦因数μ2=0.2。（其他轨道均光滑，物块a视为质点，不计空气阻力，sin37°=0.6）。 （1）求物块a到达B点时速度vB大小和到达C点时所受支持力的大小； （2）滑板b至少要多长，物块a不会从滑板b的右端飞出； （3）滑板b至少要多长，物块a一定不会碰到挡板GH。 18. 我国第三艘航空母舰福建号上加装的是最先进的电磁弹射系统，其原理是在飞机起飞时利用电磁作用力使它快速加速。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。足够长的光滑水平金属导轨间隔l=0.5m，电阻不计。轨道的左端接一线圈，线圈的面积，内阻r=1Ω，匝数n=200匝。在线圈上加随时间均匀增大的磁感应强度B1，磁感应强度变化率。导轨间有磁感应强度B2=2T的匀强磁场垂直导轨向里。一根长为l=0.5m，质量m=0.2kg、电阻R=3Ω的导体棒ab垂直导轨静止放置。电容器的电容C=1F，1、2、3是一个组合开关的接口，可以任意连接两个接口。求： （1）线圈产生的电动势大小E （2）开关打在1、3接口，导体棒ab从静止开始被弹射出去。 a.导体棒弹射出去后的最大速度vm b.测得导体棒从静止到最大速度的过程中，闭合回路的电荷量q=0.8C，该过程中导体棒ab上的焦耳热 （3）开关先打在1、2接口，对电容器进行充电，充好电后开关再打在2、3接口，导体棒ab从静止开始被弹射出去，求电容器充满电后的电荷量q1和导体棒的最大速度v' 19. 离子注入是一道重要的工序，如图所示是一部分离子注入工作原理图，离子注入过程需要用电场与磁场进行有效控制。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，离子在速度范围内均匀分布，经电势差的电场加速度后从小孔O（坐标原点）垂直x轴并垂直射入磁感应强度为B0的匀强磁场区域，最后打在x轴上。在x轴上（）区间放置硅片（厚度不记）。求： （1）离子束从小孔O射入磁场时的速度大小范围； （2）打在硅片上的离子占总离子数的百分比； （3）若离子打在硅片上后被弹回，弹回速度方向与射入方向相反，速度大小为打板前速度大小的0.4倍。为使所有离子最后都在硅片上，需在x轴上：（未标出）的坐标区间放置硅片，的最大值和的最小值？（等比数列求和公式：） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第二学期台州十校联盟期中联考 高二年级物理学科试题 考生须知： 1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4.考试结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 以下物理量是矢量且单位表示正确的是（　　） A. 动量kg·m/s B. 磁通量Wb C. 冲量J D. 电流A 【答案】A 【解析】 【详解】A．动量是矢量，单位是kg·m/s，选项A正确； B．磁通量是标量，单位是Wb，选项B错误； C．冲量是矢量，单位是N∙s，选项C错误； D．电流是标量，单位是A，选项D错误。 故选A。 2. 下列不能用来计算电磁感应中电动势大小的公式是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．是导体切割磁感线产生感应电动势的计算公式，当导体垂直切割磁感线时可以用来计算感应电动势大小，A不符合题意； B．是法拉第电磁感应定律的表达式，用于计算在磁通量变化时产生的感应电动势大小，B不符合题意； C．是由推导而来（当S不变，），可以用来计算感应电动势大小，C不符合题意； D．是电场强度的定义式，与电磁感应中电动势的计算无关，不能用来计算电磁感应中电动势大小，D符合题意。 故选D。 3. 下列四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是（　　） A. 安培预言了电磁波的存在 B. 法拉第发现了电流周围存在磁场 C. 麦克斯韦提出电磁场理论 D. 牛顿发现了电磁感应现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹在实验中证实了电磁波的存在，故A错误； B．奥斯特发现了电流周围存在磁场，故B错误； C．麦克斯韦提出电磁场理论，故C正确； D．法拉第发现了电磁感应现象，故D错误。 故选C。 4. 关于波的折射、衍射、干涉及多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A. 平面镜成像的工作原理是波的折射 B. 频率不相同的两列波也能发生干涉 C. 只有当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应 D. “未见其人先闻其声”，说明声波能发生衍射 【答案】D 【解析】 【详解】A．平面镜成像的工作原理是波的反射，选项A错误； B．频率不相同的两列波不可能发生干涉，选项B错误； C．只有当波源与观察者发生相对运动时，才会发生多普勒效应，选项C错误； D．“未见其人先闻其声”，说明声波能发生衍射，选项D正确。 故选D。 5. 对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是（　　） A. 甲图是水中的筷子发生弯折的现象，其工作原理是光的反射。 B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度 C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹 D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图是水中的筷子发生弯折的现象，其工作原理是光的折射，选项A错误； B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度，选项B正确； C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是暗纹，选项C错误； D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，选项D错误。 故选B。 6. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（　　） A. 此单摆的固有周期为2 s B. 此单摆的摆长约为0.5 m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 【答案】A 【解析】 【详解】A．由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz，固有周期为 故A正确； B．根据单摆周期公式 解得单摆的摆长约为 故B错误； CD．若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰将向左移动，故CD错误。 故选A。 7. 如图所示，图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将干电池提供的直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，下列说法中正确的是（　　） A. 实现点火的条件是 B. 实现点火的条件是 C. 开关闭合后电压表V的示数为5V D. 开关闭合后电压表V的示数2.5V 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB．分析题意可知，副线圈输出电压最大值，根据变压比 可解得实现点火的条件是 B错误，A正确； CD．根据图乙得到原线圈输入电压的最大值，故原线圈输入电压的有效值 则电压表的示数为，CD错误。 故选A。 8. 无人机因机动性能好，应用广泛。控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 电路中的电流在减少 B. 电路中电流沿顺时针方向 C. 电容器极板上的电荷量在减少 D. 电路中磁场能正在向电场能转化 【答案】C 【解析】 【详解】根据安培定则，可知回路中电流为逆时针方向，电容器上级板带正电，下极板带负电，故电容器正在放电，电荷量逐渐减小，电流增大，电场能正在向磁场能转化。 故选C。 9. 为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，加垂直于上下底面磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个面内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），下列说法中正确的是（　　） A. 若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高 B. 电压表的示数与污水中离子浓度有关 C. 污水的流速 D. 污水流量 【答案】D 【解析】 【详解】AB．正、负离子从左向右移动，根据左手定则，正离子所受的洛伦兹力指向后表面，负离子所受的洛伦兹力指向前表面，所以后表面电极的电势比前表面电极的电势高，且电势的高低与哪种离子较多无关，故AB错误； C．终稳定时，离子受洛伦兹力和静电力平衡，有 解得 故C错误； D．污水流量 故D正确。 故选D。 10. 电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为，磁场中，边长为、总电阻为的单匝正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。如乙图，某时刻永磁铁相对线框竖直向上运动时，其速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 线圈中感应电流的方向为顺时针方向 B. 线圈中电流的大小等于 C. 线圈受到的安培力大小为 D. 线圈受到的安培力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．永磁铁相对线圈上升，即线圈相对磁铁向下，根据右手定则，线圈中感应电流的方向为逆时针方向，故A错误； B．ab和cd均切割磁感线，产生的电动势 所以电流为 故B错误； CD．ab和cd都受到安培力且方向相同，所以 故C错误，D正确。 故选D。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 11. 有源相控阵雷达的辐射器如图所示，每个辐射器都配装有一个发射—接收组件，每个组件都能自己产生、接收微波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. X射线的波长比微波的波长更长 B. 遥控器是利用红外线工作的 C. 电磁波中，红外线的热效应最显著 D. 红外线的频率比紫外线的频率大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据电磁波谱的分布规律可知，X射线的波长比微波的波长更短，故A错误； B．红外线遥控器是利用光波传输信号的原理实现控制的，即遥控器是利用红外线工作的，故B正确； C．红外线的波长介于可见光与微波之间，能够被物体表面吸收并转化为热能，导致物体温度升高，电磁波中，红外线的热效应最显著，故C正确； D．根据电磁波谱的分布规律可知，红外线的频率比紫外线的频率小，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，截面为扇形的透明柱形材料的圆心角，半径为，一束激光从OB面的点入射，恰好在AB面上发生全反射，然后垂直于AO面从点射出，已知OE长度为，不考虑多次反射的情况，下列说法正确的是（　　） A. 透明材料的折射率为 B. 透明材料的折射率为 C. 光线在OB面上的入射角为 D. 光线在OB面上的入射角为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．作出如图所示的光路图 由几何关系可知 又因为激光恰好在AB面上发生全反射，所以 解得临界角 透明材料的折射率 故A正确，B错误； CD．由几何关系得，折射角 由折射定律得 解得光线在OB面上的入射角为 故C正确，D错误。 故选AC。 13. 同种介质中，分别沿x轴正方向和负方向传播的两简谐横波，振幅均为A=5cm，t=0s；时刻波刚好传到P、Q两点，如图1所示。P、M、N、Q在x轴上的坐标分别为：4m、6m、8m、12m。平衡位置在P处的质点振动图像如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. t=4s时两列波开始相遇 B. t=5s时质点N的位移大小为5cm C. 在t=0s到t=8s内，质点M通过的路程为40cm D. t≥12s后，x轴上0<x<16m范围内，共有7个振动加强点 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由图可知，两列波的周期为 波长为 波速为 则两列波相遇时间为 故A正确； B．由图可知，N点到P、Q两点的距离相等，又因为时刻P、Q两点的振动方向相同，所以N点为振动加强点，则N点的振幅为 且起振方向沿轴负方向，时N点开始振动，则时N点振动时间为 所以，此时N点处于最低点，位移为 位移大小为-10cm，故B错误； C．距质点的距离为2m，经时间 传到质点M的位置，再向下振动一个周期，运动路程时，Q距质点M的距离为6m，刚好经时间 传到质点的位置，再同时向下振动半个周期，振动步调相同，为振动加强点，根据波的点叠加原理知，质点又通过路程为 故在t=0s到t=8s内，质点M通过的路程为 故C正确； D．t≥12s后，轴上范围内，波源连线上，相邻加强点相差半个波长，因此，连线上加强点的坐标，从左向右依次为2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m，共7个，故D正确。 故选ACD。 三、非选择题（本题共6小题，共58分） 14. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时，先让质量为m1的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后把质量为m2的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A从斜槽同一位置开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点。 （1）实验中，下列说法正确的是______。 A. 斜槽一定要光滑 B. 两球半径一定要相同 C. 两球质量关系一定要满足 （2）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示。多次试验后，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是______（填字母代号）； （3）若某次实验时，A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为x1、x2、x3，若满足______（用m1、m2、x1、x2、x3表示）。则该碰撞前后动量守恒。 【答案】（1）B （2）C （3） 【解析】 【小问1详解】 A．小球A每次均从斜槽同一位置静止释放，小球克服摩擦力阻力做功相等，小球A从斜槽末端飞出的速度大小一定，可知，斜槽的摩擦力对实验没有影响，即斜槽不需要保持光滑，故A错误； B．为了确发生对心正碰，两球半径一定要相同，故B正确； C．为了碰撞过程发生反弹，两球质量关系一定要满足 故C错误。 故选B。 【小问2详解】 用画圆法确定小球的平均落点时，应舍弃偏差较大的点迹，将其他点迹用尽量小的圆包围起来，该圆的圆心即为平均落地点。根据图乙可知，图中画的三个圆最合理的是C。 【小问3详解】 小球飞出斜槽做平抛运动，竖直高度相等，则有 水平方向做匀速直线运动，则有，， 根据动量守恒定律有 解得 15. 如图甲，利用双缝干涉测光的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离l=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也由图中所给出，则： （1）在组装仪器时，单缝和双缝应该相互______放置（选填“垂直”或“平行”）。 （2）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=______mm，xB=15.6mm；该单色光的波长λ=______m（计算结果保留一位有效数字） （3）洛埃利用平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果，装置如图乙所示。光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和l，光的波长为λ。则相邻两条亮纹间距离Δx=______ 【答案】（1）平行 （2） ①. 11.1 ②. 6×10-7 （3） 【解析】 【小问1详解】 在组装仪器时，单缝和双缝应该相互平行放置； 【小问2详解】 [1]分划板在图中A位置时游标卡尺读数为 [2]条纹宽度为 根据 解得 【小问3详解】 光源的像相当于另一个光源，光源和像之间的距离2a相当于双缝之间的距离，则相邻两条亮纹间距离为 16. 一个质量为60kg的蹦床运动员，从离水平网面一定高度处自由下落，将要着网时速度大小v1=8m/s，着网后与网作用一段时间后沿竖直方向向上以速率v2=10m/s离开网面。已知运动员与网接触的时间为0.8s，g取10m/s2. （1）求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量。 （2）求网对运动员的平均作用力大小。 【答案】（1）1080kg•m/s，方向竖直向上；（2）1950N 【解析】 【详解】（1）设向下接触网面的速度为，向上离开网面的速度为，向上为正，动量的变化量为 解得 △p=1080kg·m/s 方向竖直向上 （2）根据动量定理 解得 =1950N 17. 某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角θ=37°的直轨道AB，半径R=1m、圆心角为θ的圆弧BC组成，轨道间平滑连接。在轨道末端C点的右侧光滑水平地面CG上紧靠着质量M=0.5kg的滑板b，其上表面与轨道末端C所在的水平面齐平。水平地面上距滑板右侧足够远处固定有挡板GH，滑板b与其碰撞时会立即被锁定。质量为m=0.5kg的物块a从轨道AB上距B高度为h=0.6m处静止下滑，经圆弧轨道BC滑上滑板b。物块a与轨道AB间的动摩擦因数μ1=0.5，与滑板b间的动摩擦因数μ2=0.2。（其他轨道均光滑，物块a视为质点，不计空气阻力，sin37°=0.6）。 （1）求物块a到达B点时速度vB大小和到达C点时所受支持力的大小； （2）滑板b至少要多长，物块a不会从滑板b的右端飞出； （3）滑板b至少要多长，物块a一定不会碰到挡板GH。 【答案】（1）2m/s，9N （2）1m （3）1.5m 【解析】 【小问1详解】 由动能定理得 代入数据得 从B到C，根据动能定理得 代入数据得 物体在C点做圆周运动有 代入数据得 【小问2详解】 物块a运动到滑板b的最右端时刚好共速，根据动量守恒有 代入数据得 根据能量守恒得热量可得 代入数据得 摩擦生热 所以滑板至少长为 【小问3详解】 物块与滑板共速后继续匀速向前，滑板碰到挡板GH后静止，物块a继续做匀减速直线运动，刚好停在挡板前，由动能定理得 代入数据得 所以，滑板长度至少为 18. 我国第三艘航空母舰福建号上加装的是最先进的电磁弹射系统，其原理是在飞机起飞时利用电磁作用力使它快速加速。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。足够长的光滑水平金属导轨间隔l=0.5m，电阻不计。轨道的左端接一线圈，线圈的面积，内阻r=1Ω，匝数n=200匝。在线圈上加随时间均匀增大的磁感应强度B1，磁感应强度变化率。导轨间有磁感应强度B2=2T的匀强磁场垂直导轨向里。一根长为l=0.5m，质量m=0.2kg、电阻R=3Ω的导体棒ab垂直导轨静止放置。电容器的电容C=1F，1、2、3是一个组合开关的接口，可以任意连接两个接口。求： （1）线圈产生的电动势大小E （2）开关打在1、3接口，导体棒ab从静止开始被弹射出去。 a.导体棒弹射出去后的最大速度vm b.测得导体棒从静止到最大速度的过程中，闭合回路的电荷量q=0.8C，该过程中导体棒ab上的焦耳热 （3）开关先打在1、2接口，对电容器进行充电，充好电后开关再打在2、3接口，导体棒ab从静止开始被弹射出去，求电容器充满电后的电荷量q1和导体棒的最大速度v' 【答案】（1） （2）a.；b. （3）， 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律得 代入数据得 【小问2详解】 a．导体棒切割产生的电动势等于线圈产生的感应电动势时，导体棒速度达到最大后做匀速运动。 代入数据得 b．根据能量守恒得 代入数据得 根据热量分配得：导体棒ab的焦耳热 【小问3详解】 充满电后的电荷量 代入数据得 对导体棒应用动量定理得 其中： 代入上式得 19. 离子注入是一道重要的工序，如图所示是一部分离子注入工作原理图，离子注入过程需要用电场与磁场进行有效控制。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，离子在速度范围内均匀分布，经电势差的电场加速度后从小孔O（坐标原点）垂直x轴并垂直射入磁感应强度为B0的匀强磁场区域，最后打在x轴上。在x轴上（）区间放置硅片（厚度不记）。求： （1）离子束从小孔O射入磁场时的速度大小范围； （2）打在硅片上的离子占总离子数的百分比； （3）若离子打在硅片上后被弹回，弹回速度方向与射入方向相反，速度大小为打板前速度大小的0.4倍。为使所有离子最后都在硅片上，需在x轴上：（未标出）的坐标区间放置硅片，的最大值和的最小值？（等比数列求和公式：） 【答案】（1） （2） （3）2a，10a 【解析】 【小问1详解】 离子初速度为0时，根据动能定理得 解得 离子初速度为时，根据动能定理可得 解得 所以，从小孔O射入磁场时的速度大小范围为； 【小问2详解】 洛伦兹力提供向心力 可得 离子刚好打在2a处，由几何关系得 代入半径式子得 离子刚好打在5a处，由几何关系得 代入半径式子得 可知，当离子进入磁场时速度在时，可以打在硅片上，由上述分析可知，进入磁场时速度为的离子离开离子源的初速度为0，设进入磁场时速度为的离子离开离子源的初速度为，由动能定理有 解得 所以，打在硅片上的离子占总离子数的百分比 【小问3详解】 由以上分析可得离子的最小速度为时，刚好打在2a处，x1的最大值为2a； 离子速度为3v0时打的最远，代入 可得 第一次的距离 反弹后速度为，代入 可得 第二次的距离 依此类推，第n次的距离 根据等比数列求和， 当碰撞次数趋向无穷大时，， 所以x2的最小值为10a。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $