精品解析：黑龙江省哈尔滨德强高级中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

德强高中2024-2025学年度上学期期末考试 高二学年 物理试题 答题时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 下列图中分别标出了匀强磁场B的方向、带电粒子的电性及速度v的方向、电荷所受洛伦兹力F的方向，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．A图中，粒子带负电，根据左手定则，粒子所受洛伦兹力方向竖直向下，A错误； B．B图中，粒子带正电，根据左手定则，粒子所受洛伦兹力方向竖直向下，B正确； C．C图中，粒子速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，C错误； D．D图中，粒子速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，D错误。 故选B。 2. 关于机械波的干涉和衍射，下列说法正确的是（　　） A. 产生稳定干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等 B. 有的波能发生衍射现象，有的波不能发生衍射现象 C. 当障碍物尺寸比波长大很多时，是不能发生衍射现象的 D. 在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大 【答案】A 【解析】 【详解】A．产生稳定干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，故A正确； B．衍射现象是波特有的现象，所以波都发生衍射现象，故B错误； C．当障碍物的尺寸与波长相比时，相差不多或者比波长更小时，能发生明显衍射现象，故C错误； D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其振幅最大，但位移可以为零，故D错误。 故选A。 3. 如图所示为LC振荡电路中电容器极板上电荷量q随时间t变化的曲线，由图可知（　　） A. 在时刻，电路中的磁场能最大 B. 在时间内，电路中的电流值不断变小 C. 在时间内，电容器正在放电 D. 在时刻，电容器中的电场能最小 【答案】D 【解析】 【详解】A．在时刻，电容器极板上电荷量q为最大值，两板间电场能最大，线圈中磁场能最小，故A错误； B．在时间内，电容器极板上电荷量q从正的峰值降为零，电场能正在不断地转变为磁场能，电路中的电流不断增大，故B错误； C．在时间内，电容器极板上电荷量q又不断增大，表明电容器正在反向充电，故C错误； D．在时刻，电容器放电结束，极板上电荷量为零，电场能也为零，已全部转化为磁场能，故D正确。 故选D。 4. 一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻的完整波形图如图所示，经过，质点刚好第一次到达波峰。下列说法中正确的是（　　） A. 质点的振动周期为 B. 该波的传播速度为 C. 时刻，质点向轴正方向运动 D. 质点的起振方向沿轴负方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．波形图可知，该波的波长为 经过，质点刚好第一次到达波峰,说明离点最近的波峰传递到了点，波传播了1个波长，用时为1个周期，周期为 故A错误； B．该波传播速度为 故B错误； C．由同侧法可知，质点沿轴负方向运动，故C错误； D．由同侧法可知，波源的起振方向沿着轴负方向，可知点M的起振方向也沿着轴的负方向，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，一细束激光由光导纤维左端的中心点以的入射角射入，折射角，经过一系列全反射后从右端射出。已知光导纤维长，真空中的光速，则该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】题意可得光导纤维对光的折射率 故光在光导纤维中速度为 故该激光在光导纤维中传输所经历的时间为 代入题中数据，解得 故选 C。 6. 如图甲所示，以O点为平衡位置，弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，图乙为这个弹簧振子的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 在t=0.2s时，弹簧振子的加速度为正向最大 B. 在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，弹簧振子在同一位置 C. 从t=0到t=0.2s时间内，弹簧振子做加速度减小的减速运动 D. 在t=0.6s时，弹簧振子有最小的弹性势能 【答案】B 【解析】 【详解】A．由乙图可知，在t=0.2s时，弹簧振子的位移为正向最大，根据牛顿第二定律有 可知加速度为负向最大，故A错误； B．由乙图可知，在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，弹簧振子的位移相同，说明弹簧振子在同一位置，故B正确； C．由乙图可知，从t=0到t=0.2s时间内，弹簧振子的正向位移增大，加速度反向增大，而速度方向为正方向，故速度减小，所以弹簧振子做加速度增大的减速运动，故C错误； D．由乙图可知，在t=0.6s时，弹簧振子的位移负方向最大，速度最小，由机械能守恒知，弹簧振子有最大的弹性势能，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，A、B两物体固定于轻弹簧两端，其中B的质量m=2kg。对B施加一沿斜面向下、大小为30N的压力F，使B静止于P点。撤掉力F，当B运动至最高点时，A恰好要离开挡板。取重力加速度g=10m/s2，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧恢复原长时B的速度达到最大 B. B运动过程中最大加速度大小为10m/s C. A的质量为2kg D. A受挡板支持力的最大值为60N 【答案】D 【解析】 【详解】A．当弹簧弹力等于物体B的重力沿斜面向下的分力时，B的速度达到最大，此时弹簧处于压缩状态，A错误； B．撤去力F后，B做简谐振动，处于Р点时位移最大，加速度最大，最大加速度 m/s2=l5m/s2 B错误； C．B处于Р点时回复力大小为 F回=F=30N 根据做简谐振动的对称性，运动至最高点时回复力大小为 F回1=F回=30N 此时 解得 C错误； D．B处于Р点时A受挡板支持力最大，对B受力分析有 此时弹簧弹力大小为 =40N 对A受力分析，A受挡板支持力 D正确。 故选D。 二、多选题（每题6分，共18分，错选不得分，漏选得3分） 8. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图中所示为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。下列说法正确的是（ ） A. 两列波的周期均为0.5s B. 图示时刻P、Q两质点振动方向相同 C. 两列波经过1s在M点相遇 D. 0~1.5s内质点M运动的路程为12cm 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图像可知波长为0.4m，则波传播的周期为 故A错误； B．根据“同侧法”可知，图示时刻P、Q两质点振动方向都为沿y轴负方向，故B正确； C．M点在P、Q两质点的正中间，所以两列波同时传播到M点，此时两波传播的距离为 需要时间为 故C错误； D．时刻，两列波恰好传播到M点，且为振动加强，振幅为 振动时间为 质点M运动的路程为 故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，水平导体棒 ab的质量 长L=1m电阻 其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r=1m，电阻不计。阻值R=0.25Ω的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间有磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒 ab在外力F作用下以速率1m /s 绕两圆环的中心轴OO'匀速转动。时，导体棒 ab在圆环最低点。重力加速度为 ，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒中的电流 B. 电压表的示数为 C. 从到0.5πs的过程中通过R的电量为2C D. 从到0.5πs的过程中外力F做功为0.5J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．导体棒ab在圆环最低点时，速度v垂直与磁感线，有效切割速度最大，感应电动势为最大值 感应电流最大值为 设经过时间t导体棒速度与磁感线夹角为 此时导体棒有效切割速度为 在导体棒中电流随时间变化规律为 故A正确； B．电压表示数为电阻R两端电压有效值，则 故B错误； C．导体棒圆周运动的周期为 0.5πs等于周期的四分之一，则在0~0.5π s时间内通过R的电量为 故C正确； D．根据能量守恒定律可知，从t=0到0.5πs的过程中外力F做功等于导体棒增加的重力势能与电路产生的焦耳热之和，电流的有效值为 则焦耳热为 导体棒增加的重力势能为 则外力做功为 故D错误。 故选AC。 10. 如图，足够长光滑绝缘斜面的倾角为θ，且sinθ=0.2，斜面上相距为1m的水平虚线MN和PQ之间有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.4T，一边长L=0.5m、质量m=0.5kg、电阻R=0.2Ω的正方形金属线框abcd的ab边紧靠磁场边界MN。t=0时刻，线框在沿斜面向上的外力作用下，由静止开始以大小为a=6m/s2的加速度匀加速进入匀强磁场，当线框cd边到达磁场边界MN时，撤去外力，当线框cd边到达磁场边界PQ时，线框速度恰好减为零。重力加速度g取10m/s2，此过程中说法正确的是（　　） A. 线框进磁场过程与出磁场过程安培力的冲量相同 B. 整个过程线框中感应电流的最大值为2A C. 线框进入磁场过程中，拉力的功率与时间的关系为 D. 线框从ab边刚离开边界PQ到cd边抵达边界PQ经历的时间为1.1s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意可知，线框由静止到线框cd边到达磁场边界MN时，在外力的驱动下线框做匀加速直线运动；线框完全进入磁场到线框ab边到PQ时，线框做匀减速直线运动（加速度由线框重力的分力提供）；线框冲出磁场到线框cd边到达磁场边界PQ时，线框做变减速直线运动。当线框开始进磁场到完全进入磁场时发生的时间为t，根据法拉第电磁感应定律有有 过程中受到的安培力 以上方程联立得 则线框进入磁场过程的冲量为 线框完全进入磁场到线框ab边到PQ时，线框受到安培力为0，则安培力的冲量为0；线框冲出磁场，线框cd边到达磁场边界PQ发生的时间为∆t，根据法拉第电磁感应定律有 过程中受到的安培力 以上方程联立得 则线框出磁场过程的冲量为 可得 故A正确； B．由题意分析可知，线框完全进入磁场线框cd边到达磁场边界MN，此时线框的速度最大，设此时的速度为v1，由运动学公式有 此刻线框产生的感应电动势为E，线框产生的电流为I，则有 以上方程联立代入数值解得 故B错误； C．线框进入磁场过程中，对线框进行受力分析，根据牛顿第二定律有 根据感应电动势及线框所受的安培力有 则有 根据加速公式有 则拉力的功率与时间的关系为 故C正确； D．线框ab边到PQ时，设此时的速度为v2，在线框完全进入磁场到线框ab边到PQ的过程中，线框做匀减速直线运动，加速度由线框重力的分力提供，则有 由速度位移公式得 又因为 设线框从ab边刚离开边界PQ到cd边抵达边界PQ过程中发生的时间为t，由以上解答可知线框出磁场过程的冲量为 根据动量定理有 以上方程联立代入数据解得 故D错误。 故选AC。 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 用如图所示的实验装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用刻度尺测出摆线长为，用游标卡尺测量摆球直径为d。则单摆摆长为__________（用字母、d表示）。再用秒表记录单摆n次全振动所用的时间为t请用上述测得的物理量符号写出重力加速度的表达式g=__________。 （2）为了提高实验精确度，要求摆球从经过__________时开始计时，若在实验过程中误将摆球经过平衡位置的次数由49次记成了50次，则测得的重力加速度值__________（填“偏大”或“偏小”） 【答案】（1） ① l+ ②. （2） ① 平衡位置 ②. 偏大 【解析】 【小问1详解】 [1] 单摆摆长为摆线的长度加摆球的半径，故单摆摆长为 L=l+ [2] 由题意知，单摆n次全振动所用的时间为t，故单摆的周期为 T= 由单摆周期公式 解得重力加速度的表达式 【小问2详解】 [1] 为了提高实验精确度，需要当摆球经过平衡位置时开始计时； [2] 实验中误将摆球经过平衡位置49次数为50次，会使得周期T偏小，从而得到的重力加速度值偏大。 12. 某同学用伏安法测电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有： A.待测电源（电动势约4V，内阻约） B.电压表（量程为3V，内阻约） C.电流表（量程为2A，内阻约） D.滑动变阻器（，3A） E.电阻箱（最大阻值） F.开关和导线若干 （1）为完成实验，该同学需扩大电压表的量程。为测量电压表的内阻，他设计了图1所示的电路图，该同学按照图1连接好电路，进行了如下几步操作： ①将滑动变阻器滑片滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零； ②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到3.0V； ③保持滑动变阻器滑片不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为2.0V时，电阻箱的读数为，则电压表的内阻为___________，该测量值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）电压表内阻的真实值； ④保持电阻箱的阻值不变，忽略测量误差，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为___________V。 （2）将④中改装后的电压表（表盘未换）与电流表连成如图2所示的电路，测量电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的滑片，读出电压表示数U和电流表示数I，作出图像如图3所示，则电源的电动势为___________V，内阻为___________（结果均保留两位小数）。 【答案】（1） ①. 5960.0 ②. 大于 ③. 4.5 （2） ①. 4.20 ②. 0.80 【解析】 【小问1详解】 ③[1]调整电阻箱电阻时认为电阻箱和电压表串联部分电压不变，根据分压规律可知，电压表内阻等于电阻箱的两倍，则电压表内阻测量值为； [2]实际上在增大电阻箱阻值时，串联部分电压增大，当电压表示数为2V时，电阻箱两端电压略大于1V，故测量值大于真实值。 ④[3]改装前有 改装后有 联立解得 故改装后电压表量程为4.5V 【小问2详解】 [1][2]由闭合电路欧姆定律知图像与纵轴交点为电源电动势的，电压表示数为，则改装后的电压表读数应为，即 电源内阻 四、解答题（13题8分，14题12分，15题16分） 13. 某物理兴趣小组探究简谐运动的规律。如图甲，现有下端缠有铁丝的粗细均匀的较长木棒，漂浮在水中，水面足够大。把木棒向下缓慢按压一小段距离后释放，木棒在竖直方向上振动，某时刻开始计时，木棒上A点的振动图像如图乙所示，设竖直向上为正方向。求： （1）A点振动的振幅和周期； （2）A点在第10s时的位移和0~10s内通过的路程。 【答案】（1）0.05m，2s （2）-0.05m，1m 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，振幅 A=0.05m 周期 T=2s 【小问2详解】 0~10s内振动的周期数 第10s时的位移 y=-0.05m 0~10s内通过的路程 s=n×4A 代入数据解得 s=1m 14. 如图所示，在xOy平面内，y轴左侧空间分布着水平向右的匀强电场，y轴右侧空间分布着垂直纸面向外的匀强磁场。某时刻有一带正电的粒子以初速度沿平行于y轴正方向从A点射出，粒子从C点进入磁场，且速度方向与y轴夹角，并在磁场中运动一段时间后恰好又回到A点。已知A点坐标为粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子所受的重力。求： （1）C点坐标为以及y轴左侧匀强电场的电场强度大小E； （2）y轴右侧匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）带电粒子从A点开始运动到再次回到A点的时间t。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，设粒子从A点到C点所用时间为，根据运动规律有 沿x轴方向，粒子做初速度为0的匀加速直线运动，有 C点坐标为； 设粒子到达C点时沿x轴速度的大小为，有 联立得 【小问2详解】 设粒子到达C点时的速度大小为v，则 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据几何关系有 粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 粒子在磁场中运动的时间 粒子从A点开始运动到再次回到A点的时间 解得 15. 如图所示，两根平行光滑金属导轨之间的距离为，倾角，导轨上端串联一个阻值为的电阻，下端接有电容为的电容器。在导轨间长为的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量为的金属棒水平置于导轨上。金属棒向上运动时，闭合，断开；金属棒向下运动时，断开，闭合。棒的初始位置在磁场下方某位置处，用大小的恒力向上拉金属棒，当金属棒进入磁场后恰好匀速上升，金属棒运动到磁场区域中点时撤去拉力，金属棒恰好能到达磁场上边界，不计导轨和金属棒的电阻，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，重力加速度大小为。求： （1）金属棒进入磁场时的速度大小； （2）金属棒在磁场中向上运动的时间； （3）金属棒从磁场下边界离开磁场时的动能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒刚进入磁场时有 安培力大小 又 ， 联立，解得 【小问2详解】 金属棒进入磁场，前匀速上升，有 金属棒减速上升的过程中，由动量定理有 又有 ，， 联立，解得 金属棒在磁场中向上运动的时间 联立，解得 【小问3详解】 设经历的时间为，金属棒的速度大小为，通过金属棒的电流为，金属棒受到的安培力方向沿导轨向上，大小 设在时间内流经金属棒的电荷量为，则有 是平行板电容器极板在时间内增加的电荷量，为金属棒的速度变化量，电流 加速度大小 金属棒在时刻时的加速度方向沿导轨平面向下，根据牛顿第二定律有 解得 可知金属棒做初速度为零的匀加速运动，则有 出磁场时金属棒的动能 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 德强高中2024-2025学年度上学期期末考试 高二学年 物理试题 答题时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 下列图中分别标出了匀强磁场B的方向、带电粒子的电性及速度v的方向、电荷所受洛伦兹力F的方向，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 关于机械波干涉和衍射，下列说法正确的是（　　） A. 产生稳定干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等 B. 有的波能发生衍射现象，有的波不能发生衍射现象 C. 当障碍物的尺寸比波长大很多时，是不能发生衍射现象的 D. 在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大 3. 如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的曲线，由图可知（　　） A. 在时刻，电路中磁场能最大 B. 在时间内，电路中的电流值不断变小 C. 在时间内，电容器正在放电 D. 在时刻，电容器中的电场能最小 4. 一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻的完整波形图如图所示，经过，质点刚好第一次到达波峰。下列说法中正确的是（　　） A. 质点的振动周期为 B. 该波的传播速度为 C. 时刻，质点向轴正方向运动 D. 质点的起振方向沿轴负方向 5. 如图所示，一细束激光由光导纤维左端的中心点以的入射角射入，折射角，经过一系列全反射后从右端射出。已知光导纤维长，真空中的光速，则该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（ ） A. B. C. D. 6. 如图甲所示，以O点为平衡位置，弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，图乙为这个弹簧振子的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 在t=0.2s时，弹簧振子的加速度为正向最大 B. 在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，弹簧振子在同一位置 C. 从t=0到t=0.2s时间内，弹簧振子做加速度减小的减速运动 D. 在t=0.6s时，弹簧振子有最小的弹性势能 7. 如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，A、B两物体固定于轻弹簧两端，其中B的质量m=2kg。对B施加一沿斜面向下、大小为30N的压力F，使B静止于P点。撤掉力F，当B运动至最高点时，A恰好要离开挡板。取重力加速度g=10m/s2，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧恢复原长时B的速度达到最大 B. B运动过程中最大加速度大小为10m/s C. A的质量为2kg D. A受挡板支持力的最大值为60N 二、多选题（每题6分，共18分，错选不得分，漏选得3分） 8. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图中所示为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。下列说法正确的是（ ） A. 两列波的周期均为0.5s B. 图示时刻P、Q两质点振动方向相同 C. 两列波经过1s在M点相遇 D. 0~1.5s内质点M运动的路程为12cm 9. 如图所示，水平导体棒 ab的质量 长L=1m电阻 其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r=1m，电阻不计。阻值R=0.25Ω的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间有磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒 ab在外力F作用下以速率1m /s 绕两圆环的中心轴OO'匀速转动。时，导体棒 ab在圆环最低点。重力加速度为 ，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒中的电流 B. 电压表的示数为 C. 从到0.5πs的过程中通过R的电量为2C D. 从到0.5πs的过程中外力F做功为0.5J 10. 如图，足够长光滑绝缘斜面的倾角为θ，且sinθ=0.2，斜面上相距为1m的水平虚线MN和PQ之间有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.4T，一边长L=0.5m、质量m=0.5kg、电阻R=0.2Ω的正方形金属线框abcd的ab边紧靠磁场边界MN。t=0时刻，线框在沿斜面向上的外力作用下，由静止开始以大小为a=6m/s2的加速度匀加速进入匀强磁场，当线框cd边到达磁场边界MN时，撤去外力，当线框cd边到达磁场边界PQ时，线框速度恰好减为零。重力加速度g取10m/s2，此过程中说法正确的是（　　） A. 线框进磁场过程与出磁场过程安培力的冲量相同 B. 整个过程线框中感应电流的最大值为2A C. 线框进入磁场过程中，拉力的功率与时间的关系为 D. 线框从ab边刚离开边界PQ到cd边抵达边界PQ经历的时间为1.1s 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 用如图所示的实验装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用刻度尺测出摆线长为，用游标卡尺测量摆球直径为d。则单摆摆长为__________（用字母、d表示）。再用秒表记录单摆n次全振动所用的时间为t请用上述测得的物理量符号写出重力加速度的表达式g=__________。 （2）为了提高实验精确度，要求摆球从经过__________时开始计时，若在实验的过程中误将摆球经过平衡位置的次数由49次记成了50次，则测得的重力加速度值__________（填“偏大”或“偏小”） 12. 某同学用伏安法测电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有： A.待测电源（电动势约4V，内阻约） B.电压表（量程为3V，内阻约） C.电流表（量程为2A，内阻约） D.滑动变阻器（，3A） E.电阻箱（最大阻值） F.开关和导线若干 （1）为完成实验，该同学需扩大电压表的量程。为测量电压表的内阻，他设计了图1所示的电路图，该同学按照图1连接好电路，进行了如下几步操作： ①将滑动变阻器滑片滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零； ②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到3.0V； ③保持滑动变阻器滑片不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为2.0V时，电阻箱的读数为，则电压表的内阻为___________，该测量值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）电压表内阻的真实值； ④保持电阻箱的阻值不变，忽略测量误差，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为___________V。 （2）将④中改装后的电压表（表盘未换）与电流表连成如图2所示的电路，测量电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的滑片，读出电压表示数U和电流表示数I，作出图像如图3所示，则电源的电动势为___________V，内阻为___________（结果均保留两位小数）。 四、解答题（13题8分，14题12分，15题16分） 13. 某物理兴趣小组探究简谐运动的规律。如图甲，现有下端缠有铁丝的粗细均匀的较长木棒，漂浮在水中，水面足够大。把木棒向下缓慢按压一小段距离后释放，木棒在竖直方向上振动，某时刻开始计时，木棒上A点的振动图像如图乙所示，设竖直向上为正方向。求： （1）A点振动振幅和周期； （2）A点在第10s时位移和0~10s内通过的路程。 14. 如图所示，在xOy平面内，y轴左侧空间分布着水平向右匀强电场，y轴右侧空间分布着垂直纸面向外的匀强磁场。某时刻有一带正电的粒子以初速度沿平行于y轴正方向从A点射出，粒子从C点进入磁场，且速度方向与y轴夹角，并在磁场中运动一段时间后恰好又回到A点。已知A点坐标为粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子所受的重力。求： （1）C点坐标为以及y轴左侧匀强电场的电场强度大小E； （2）y轴右侧匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）带电粒子从A点开始运动到再次回到A点的时间t。 15. 如图所示，两根平行光滑金属导轨之间的距离为，倾角，导轨上端串联一个阻值为的电阻，下端接有电容为的电容器。在导轨间长为的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量为的金属棒水平置于导轨上。金属棒向上运动时，闭合，断开；金属棒向下运动时，断开，闭合。棒的初始位置在磁场下方某位置处，用大小的恒力向上拉金属棒，当金属棒进入磁场后恰好匀速上升，金属棒运动到磁场区域中点时撤去拉力，金属棒恰好能到达磁场上边界，不计导轨和金属棒的电阻，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，重力加速度大小为。求： （1）金属棒进入磁场时的速度大小； （2）金属棒在磁场中向上运动的时间； （3）金属棒从磁场下边界离开磁场时的动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $