精品解析：湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题

湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年 高二下学期期中考试物理试卷 一、单选题 1. 下列有关说法正确的是（ ） A. 铀核发生衰变时，释放出粒子和一定的能量，目前核电站利用的就是这一自发释放的能量 B. 如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应 C. 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会吸收一定频率的光子 D. 机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性 2. 如图甲所示，水平桌面上有一算盘。中心带孔的相同算珠（可视为质点）可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数恒定，使用时发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位。A、B相隔，B与上边框相隔，现用手指将A以某一初速度拨出，在方格纸中作出A、B运动的图像如图乙所示（实线代表A，虚线代表B）。忽略A、B碰撞的时间，g取，则下列说法中正确的是（　　） A. 算珠A、B均能回到自己的归零位 B. 算珠A在碰撞前运动了 C. 算珠与杆之间的动摩擦因数为0.1 D. 算珠A与算珠B在碰撞过程中机械能守恒 3. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，a、b质点在x轴上的平衡位置分别为、，下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴负方向传播 B. 波的传播速度为 C. t=2.5s时，a、b两点的速度和加速度均等大反向 D. 从t=0.5s到t=1.0s质点b的路程为 4. 物理学家有时用通电软导线模拟粒子在磁场中的运动轨迹。如图所示，ab、cd两平行直线为匀强磁场的理想边界，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，一轻质软导线一端固定于O点，另一端悬挂一重物。当软导线通以电流I时，重物使软导线中产生张力FT，软导线形成一段圆弧，导线OP与圆弧相切于P点（导线与ab的交点）。撤去软导线，通过P点沿原来OP方向射入速度为v的带电粒子，粒子将沿同一圆弧运动。则导线中的电流方向及带电粒子的比荷分别为（　　） A. 顺时针， B. 逆时针， C. 顺时针， D. 逆时针， 5. 一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，以下正确的是（　　） A. 处电场强度最小，但不为零 B. 粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动 C. 在O、、、处的电势、、、的关系为 D. 段的电场强度大小均匀增大 6. 如图所示，在第一象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。一质子从P点垂直磁场射入，射入时速度方向与x轴夹角为60°，质子从y轴上离开磁场时速度方向与y轴垂直。已知质子电荷量为e、质量为m，磁场磁感应强度大小为B，P点的坐标为，则（　　） A. 质子在磁场中运动的轨迹圆的圆心的坐标为 B. 质子在磁场中运动的轨迹圆的半径 C. 质子射入速度大小为 D. 质子在磁场中运动的时间为 二、多选题 7. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球静止卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法正确的是（　　） A. 角速度关系为 B. 向心加速度的大小关系为 C. 周期关系为 D. 线速度的大小关系为 8. 如图甲所示为手摇发电机的工作原理图，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴顺时针匀速转动，线圈通过电刷与外电阻R构成回路，图示位置线圈与磁场方向平行。流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示；若电阻R的阻值为，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈abcd经过图甲所示位置时，d点的电势高于a点的电势 B. 时，穿过线圈abcd的磁通量最小 C. 经过4s，电阻R产生的焦耳热为8J D. 经过4s，电阻R产生的焦耳热为4J 9. 一导热性能良好的金属汽缸放置在水平面上，汽缸内封闭了一定质量的理想气体，现缓慢地在活塞上堆放一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，在此过程中（ ） A. 气体吸热 B. 气体的内能增大 C. 单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多 D. 若汽缸和活塞换成绝热材料，则汽缸内气体的分子平均动能增大 10. 如图甲所示，粗细均匀的无限长平行导轨固定在倾角的斜面上，在边界EF下方区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场B，有两根相同金属棒ab、cd分别从磁场边界EF上方位置和边界EF位置同时由静止释放，cd棒运动的图像如图乙所示，其中OM、NP段为曲线，其他段为直线。已知磁感应强度，导轨间距，金属棒与导轨间的动摩擦因数，导体棒的质量均为，导体棒电阻均为，导轨电阻不计，g取。则下列说法正确的是（ ） A. 0~2s内通过导体棒ab的电荷量为 B. ab棒刚进入磁场时ab两端的电压为16V C. 0~2s内导体棒cd产生的焦耳热为 D. ab、cd棒之间的最小距离为 三、实验题 11. 某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验，实验装置如图甲所示。 （1）用游标卡尺测量摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径为__________mm. （2）关于本实验，下列说法正确的是__________。 A.需要用天平称出小球的质量 B.摆球应选用体积较小、质量较大的小球 C.为了方便测量，摆球摆动的幅度越大越好 D.测量周期时，应从摆球到达最高点时开始计时 （3）实验测出单摆完成n次全振动的时间为t，摆长为L，则计算重力加速度的表达式为g=__________。 12. 在探究小灯泡的伏安特性时，所用小灯泡上标有“2.5V，0.6W”字样，实验室提供的器材有： A．电流表A1（内阻约为5Ω，量程为0~25mA） B．电流表A2（内阻约为1Ω，量程为0~300mA） C．电压表V1（内阻约为5kΩ，量程为0~3V） D．电压表V2（内阻约为15kΩ，量程为0~15V） E．滑动变阻器R1（最大阻值为0~10Ω，额定电流为0.6A） F．滑动变阻器R2（最大阻值为0~1000Ω，额定电流为0.2A） G．稳压电源E（电动势为9.0V，内阻可忽略） H．开关一个，定值电阻若干，导线若干 由以上信息回答下列问题： （1）实验前设计的电路图如图1所示．为了减小实验误差，该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器应分别为_______（选填A、B、C、D、E、F）。为保护滑动变阻器和灯泡,在电路中串联的定值电阻R0合适的电阻值应为_____（选填“1Ω”、“10Ω”、“30Ω”、“100Ω”）。 （2）请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后，在图2中用笔画线代替导线，将实物图完整连接起来。_____ （3）连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片问题，并通过计算机描绘了该灯泡的伏安特性曲线如图3所示.若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势E=3V、内电阻r=5Ω的电源上，则每个小灯泡所消耗的实际功率为P=_____W（结果保留小数点后两位数字） 四、解答题 13. 如图，截面是半径为R的半圆形玻璃砖固定在空中，上表面水平，O为半圆的圆心，一束单色光斜射在上的Q点（Q是的中点），光线与面的夹角为，折射光线刚好从圆弧的最低点C直接射出玻璃砖，照射在地面上的E点，C点离地面的高度等于R，光在真空中传播速度为c，求： （1）玻璃砖对光的折射率； （2）光从Q点传播到E点所用的时间。 14. 如图所示，在平面坐标系xOy的第二象限有沿y轴负方向的匀强电场，在第一象限有一边长为2L的正三角形磁场区域abc，内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场，其中ab边与y轴重合且中点恰好为坐标原点O，现有一质量为m，电荷量为q的粒子从电场中的P点以速度v0沿x轴正方向飞出，恰好从坐标原点O射入磁场，最终从ac边飞出。已知P点坐标为（，L），粒子重力不计。求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）带电粒子经过O时的速度； （3）匀强磁场的磁感应强度的取值范围。 15. 如图所示，固定在地面上半径为R的四分之一光滑圆弧轨道ab，a点与圆心O等高，b点为圆弧的最低点，b点右侧放置高度与b点相同，质量为2m的轨道cde，其中cd是长度未知的水平部分，de部分是半径足够大的四分之一光滑圆弧，水平地面光滑。一质量为m的滑块P静置于轨道cde的左侧c点，另一与滑块P完全相同的滑块Q从a点由静止滑下，与滑块P发生碰撞且碰后粘一起，随后轨道cde在PQ粘合体的带动下开始滑动，PQ粘合体沿轨道cde冲上圆弧部分后最终又恰好回到c点并相对于轨道cde静止，一起往右做匀速直线运动。滑块P、Q均可视为质点，PQ粘合体与轨道cd部分的动摩擦因数为，重力加速度为g，求： （1）滑块Q滑至b点时，对轨道的压力大小； （2）Q与P碰后瞬间粘合体的速度和轨道cde水平部分cd的长度； （3）PQ粘合体在轨道cde上的最大高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年 高二下学期期中考试物理试卷 一、单选题 1. 下列有关说法正确的是（ ） A. 铀核发生衰变时，释放出粒子和一定的能量，目前核电站利用的就是这一自发释放的能量 B. 如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应 C. 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会吸收一定频率的光子 D. 机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性 【答案】D 【解析】 【详解】A、α 衰变时放出的能量比较小，目前核电站利用的是铀核发生裂变时释放的能量，故A错误．B、用紫光照射某种金属可以发生光电效应，可知紫光的频率大于金属的极限频率，红光的频率小于紫光的频率，用红光照射不一定能产生光电效应，故B错误；C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，能量减小，要释放一定频率的光子，故C错误．D、干涉与衍射都是波特有的性质，机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性，故D正确．故选D． 【点睛】本题考查了光电效应、玻尔理论等基础知识点，关键要熟悉教材，多加积累，牢记这些基础知识点． 2. 如图甲所示，水平桌面上有一算盘。中心带孔的相同算珠（可视为质点）可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数恒定，使用时发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位。A、B相隔，B与上边框相隔，现用手指将A以某一初速度拨出，在方格纸中作出A、B运动的图像如图乙所示（实线代表A，虚线代表B）。忽略A、B碰撞的时间，g取，则下列说法中正确的是（　　） A. 算珠A、B均能回到自己的归零位 B. 算珠A在碰撞前运动了 C. 算珠与杆之间的动摩擦因数为0.1 D. 算珠A与算珠B在碰撞过程中机械能守恒 【答案】C 【解析】 【详解】C．根据图乙可知，A拨出的初速度，A碰前与A、B碰后的速度分别为 ，，， A碰前有 ， 解得 C正确； B．算珠A在碰撞前运动时间 B错误； A．碰后A、B减速至0的位移分别为 ， 可知，算珠A没有归零，B恰好归零，A错误； D．根据上述可知，碰前A、B总动能为 碰后A、B总动能为 可知，算珠A与算珠B在碰撞过程中机械能不守恒，D错误。 故选C。 3. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，a、b质点在x轴上的平衡位置分别为、，下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴负方向传播 B. 波的传播速度为 C. t=2.5s时，a、b两点的速度和加速度均等大反向 D. 从t=0.5s到t=1.0s质点b的路程为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图乙可知t=1.0s时处质点正沿y轴正方向振动，此时该质点应位于波传播方向波形的下坡上，所以波沿x轴正方向传播，故A错误； B．波的传播速度为 故B错误； C．从t=1.0s到t=2.5s时间内，波沿x轴正方向传播了3m，所以x=－2.5m处质点的振动状态传播到了质点a处，x=－0.5m处质点的振动状态传播到了质点b处，根据波形的周期性可推断出t=1.0s时，x=－2.5m处质点和x=－0.5m处质点的速度和加速度均等大反向，所以t=2.5s时，a、b两点的速度和加速度均等大反向，故C正确； D．因为t=1.0s时质点b在平衡位置和波谷之间，且沿y轴负方向振动，所以在t=0.5s时刻质点b一定位于波峰与平衡位置之间，且沿y轴负方向振动，只有当质点的起始位置在平衡位置或者最大位移处，其在0.5s时间内的路程才为10cm，否则都不等于10cm，所以从t=0.5s到t=1.0s质点b的路程不等于10cm，故D错误。 故选C。 4. 物理学家有时用通电软导线模拟粒子在磁场中的运动轨迹。如图所示，ab、cd两平行直线为匀强磁场的理想边界，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，一轻质软导线一端固定于O点，另一端悬挂一重物。当软导线通以电流I时，重物使软导线中产生张力FT，软导线形成一段圆弧，导线OP与圆弧相切于P点（导线与ab的交点）。撤去软导线，通过P点沿原来OP方向射入速度为v的带电粒子，粒子将沿同一圆弧运动。则导线中的电流方向及带电粒子的比荷分别为（　　） A. 顺时针， B. 逆时针， C. 顺时针， D. 逆时针， 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】如图所示，设圆弧的弦切角为α，弦长为l，由几何知识有 l＝2rsinα 对导线分析受力，由平衡条件可得，导线所受安培力斜向右上方，则导线中的电流方向沿顺时针，且 2FTsinα＝IlB 解得 对带电粒子，由洛伦兹力提供向心力有 解得 故A正确，BCD错误。 故选A。 5. 一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，以下正确的是（　　） A. 处电场强度最小，但不为零 B. 粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动 C. 在O、、、处的电势、、、的关系为 D. 段的电场强度大小均匀增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电势能与电势的关系 电场强度与电势的关系 解得 可知图像切线的斜率等于 因为处切线斜率为零，则处电场强度为零，故A错误； BD．由图看出在段图像切线的斜率不断减小，则电场强度逐渐减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动，段图像切线的斜率不断增大，则电场强度逐渐增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动，段斜率不变，则电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故BD错误； C．根据电势能与电势的关系 正电荷在电势高处电势能大，所以有 由对称性可知 则，故C正确。 故选C。 6. 如图所示，在第一象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。一质子从P点垂直磁场射入，射入时速度方向与x轴夹角为60°，质子从y轴上离开磁场时速度方向与y轴垂直。已知质子电荷量为e、质量为m，磁场磁感应强度大小为B，P点的坐标为，则（　　） A. 质子在磁场中运动的轨迹圆的圆心的坐标为 B. 质子在磁场中运动的轨迹圆的半径 C. 质子射入速度大小为 D. 质子在磁场中运动的时间为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．如图所示，利用左手定则画出初末位置的洛伦兹力的方向，由此判断出圆心的所在位置 根据几何关系可得 所以 圆心的坐标为，故A错误B正确； C．在磁场中，由牛顿第二定律，即 质子射入速度大小为 故C错误； D．质子在磁场中运动的周期 质子在磁场中运动的时间 故D错误。 故选B。 二、多选题 7. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球静止卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法正确的是（　　） A. 角速度关系为 B. 向心加速度的大小关系为 C. 周期关系为 D. 线速度的大小关系为 【答案】CD 【解析】 【详解】AC．静止卫星和地球赤道上的物体具有相同的角速度，即 根据 可得 可知 即它们的角速度大小关系为 根据 可知周期大小关系为 选项A错误，C正确； B．根据 可知 根据 可得 可知 向心加速度大小关系为 选项B错误； D．根据 可知 根据 可得 可知 线速度大小关系为 选项D正确。 故选CD。 8. 如图甲所示为手摇发电机的工作原理图，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴顺时针匀速转动，线圈通过电刷与外电阻R构成回路，图示位置线圈与磁场方向平行。流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示；若电阻R的阻值为，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈abcd经过图甲所示位置时，d点的电势高于a点的电势 B. 时，穿过线圈abcd的磁通量最小 C. 经过4s，电阻R产生的焦耳热为8J D. 经过4s，电阻R产生的焦耳热为4J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据右手定则，ab边切割磁感线产生的感应电流方向为，则d点的电势高于a点的电势，故A正确； B．时，瞬时电流最小，则磁通量的变化量最小，穿过线圈的磁通量最大，故B错误； CD．由闭合电路欧姆定律可知，经过4s，电阻R产生的焦耳热为 故C错误，D正确。 故选AD。 9. 一导热性能良好的金属汽缸放置在水平面上，汽缸内封闭了一定质量的理想气体，现缓慢地在活塞上堆放一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，在此过程中（ ） A. 气体吸热 B. 气体的内能增大 C. 单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多 D. 若汽缸和活塞换成绝热材料，则汽缸内气体的分子平均动能增大 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】AB．金属汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内封闭气体温度与环境温度相同，向活塞上倒一定质量的沙土时气体等温度压缩，温度不变，气体的内能不变。而汽缸内封闭气体被压缩，体积减小，外界对气体做功，U = 0，W > 0，根据U = W + Q可知Q < 0，即放热，AB错误； C．温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，等温压缩时，根据玻意耳定律得知，压强增大，则单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多，C正确； D．在活塞上堆放一定质量的沙土过程中，气体体积减小，对气体做功，若汽缸和活塞换成绝热材料，气体不吸热也不放热，由热力学第一定律可知，气体内能增大，气体温度升高，汽缸内分子平均动能增大，D正确。 故选CD。 10. 如图甲所示，粗细均匀的无限长平行导轨固定在倾角的斜面上，在边界EF下方区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场B，有两根相同金属棒ab、cd分别从磁场边界EF上方位置和边界EF位置同时由静止释放，cd棒运动的图像如图乙所示，其中OM、NP段为曲线，其他段为直线。已知磁感应强度，导轨间距，金属棒与导轨间的动摩擦因数，导体棒的质量均为，导体棒电阻均为，导轨电阻不计，g取。则下列说法正确的是（ ） A. 0~2s内通过导体棒ab的电荷量为 B. ab棒刚进入磁场时ab两端的电压为16V C. 0~2s内导体棒cd产生的焦耳热为 D. ab、cd棒之间的最小距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．导体棒cd在磁场中匀速运动时，有 解得 0~2s内根据动量定理，有 解得，通过cd棒的电荷量为 由于ab、cd棒串联，所以0~2s内通过导体棒ab的电荷量也为，A正确； B．棒ab进入磁场前匀加速，有 解得 进入磁场的时间为 解得 进入磁场时的速度为 ab棒刚进入磁场时产生电动势为 此时，cd棒产生电动势为 回路中的电流为 此时，ab两端的电压为 B错误； C．0~2s内对cd导体棒有 联立，解得 根据动能定理有 根据功能关系，有 解得 C错误； D．当ab、cd棒速度相等时有最小距离，之后两棒均做匀加速直线运动，设棒ab进入磁场后经两棒共速，速度为，最近距离为，根据动量定理有 cd棒 ab棒 解得 又根据 联立，解得 D正确。 故选AD。 三、实验题 11. 某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验，实验装置如图甲所示。 （1）用游标卡尺测量摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径为__________mm. （2）关于本实验，下列说法正确的是__________。 A.需要用天平称出小球的质量 B.摆球应选用体积较小、质量较大的小球 C.为了方便测量，摆球摆动的幅度越大越好 D.测量周期时，应从摆球到达最高点时开始计时 （3）实验测出单摆完成n次全振动的时间为t，摆长为L，则计算重力加速度的表达式为g=__________。 【答案】 ①. 9.7 ②. B ③. 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为 （2）[2]A．用单摆测重力加速度的原理是单摆的周期公式，单摆周期与小球质量无关，实验不需要用天平称出小球的质量，故A错误； B．为减小空气阻力对实验的影响，应选质量大而体积小的球作为摆球，故B正确； C．单摆在摆角小于的情况下的运动是简谐运动，摆球摆动的幅度不能太大，不是越大越好，故C错误； D．为减小测量周期时的误差，测量周期时，应取摆球通过最低点时作为计时的起终点位置，故D错误。 （3）[3]单摆的周期 根据单摆的周期公式 可得重力加速度 12. 在探究小灯泡的伏安特性时，所用小灯泡上标有“2.5V，0.6W”字样，实验室提供的器材有： A．电流表A1（内阻约为5Ω，量程为0~25mA） B．电流表A2（内阻约为1Ω，量程为0~300mA） C．电压表V1（内阻约为5kΩ，量程为0~3V） D．电压表V2（内阻约为15kΩ，量程为0~15V） E．滑动变阻器R1（最大阻值为0~10Ω，额定电流为0.6A） F．滑动变阻器R2（最大阻值为0~1000Ω，额定电流为0.2A） G．稳压电源E（电动势为9.0V，内阻可忽略） H．开关一个，定值电阻若干，导线若干 由以上信息回答下列问题： （1）实验前设计的电路图如图1所示．为了减小实验误差，该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器应分别为_______（选填A、B、C、D、E、F）。为保护滑动变阻器和灯泡,在电路中串联的定值电阻R0合适的电阻值应为_____（选填“1Ω”、“10Ω”、“30Ω”、“100Ω”）。 （2）请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后，在图2中用笔画线代替导线，将实物图完整连接起来。_____ （3）连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片问题，并通过计算机描绘了该灯泡的伏安特性曲线如图3所示.若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势E=3V、内电阻r=5Ω的电源上，则每个小灯泡所消耗的实际功率为P=_____W（结果保留小数点后两位数字） 【答案】 ①. BCE ②. 10Ω ③. ④. 0.22##0.21##0.23 【解析】 【详解】（1）[1]小灯泡上额定电压为2.5V，故电压表应选择C； 额定电流为 故电流表应选择B； 本实验采用分压接法，故应采用小电阻E； 故选BCE； [2]由于电动势为9V，而测量电压只需要2.5V，故可以采用定值电阻与滑动变阻器串联分压的方式减小滑动变阻器两端的电压，为了满足电压要求，可以采用10Ω电阻串联； （2）[3]由于灯泡内阻较小，故为了减小误差应采用电流表外接法，故接a处，根据原理图可得出对应的实物图如图所示； （3）[4]两灯泡并联接在电源两端，则设电压为U，电流为I，则由闭合电路欧姆定律可知 在灯泡伏安特性曲线中作出对应的伏安特性曲线，如图所示 则由图可知，此时灯泡的电压为1.2V，电流为0.18A，则功率为 四、解答题 13. 如图，截面是半径为R的半圆形玻璃砖固定在空中，上表面水平，O为半圆的圆心，一束单色光斜射在上的Q点（Q是的中点），光线与面的夹角为，折射光线刚好从圆弧的最低点C直接射出玻璃砖，照射在地面上的E点，C点离地面的高度等于R，光在真空中传播速度为c，求： （1）玻璃砖对光的折射率； （2）光从Q点传播到E点所用的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）由几何关系可知，光线在面的入射角 设折射角为r，根据几何关系知 因此玻璃砖对光的折射率 （2）根据光路可逆性知，光在C点的折射角为 根据几何关系可知 光在玻璃砖中的传播速度 则光从Q点传播到E点所用的时间 14. 如图所示，在平面坐标系xOy的第二象限有沿y轴负方向的匀强电场，在第一象限有一边长为2L的正三角形磁场区域abc，内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场，其中ab边与y轴重合且中点恰好为坐标原点O，现有一质量为m，电荷量为q的粒子从电场中的P点以速度v0沿x轴正方向飞出，恰好从坐标原点O射入磁场，最终从ac边飞出。已知P点坐标为（，L），粒子重力不计。求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）带电粒子经过O时的速度； （3）匀强磁场的磁感应强度的取值范围。 【答案】（1）；（2）2v0，方向与x轴正方向成60°斜向下；（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，则有 ① ② ③ 由①②③解得 ④ （2）粒子从P点到O点，根据动能定理有 ⑤ 由④⑤解得 又 得 即带电粒子经过O时的速度大小为，方向与x轴正方向成60°斜向下。 （3）粒子以速度进入磁场，当轨迹刚好与ac边相切，如图所示 则 得 由 解得 当轨迹刚好与bc边相切，则 由 解得 综合可知，要想粒子从ac边飞出，磁感应强度满足 15. 如图所示，固定在地面上半径为R的四分之一光滑圆弧轨道ab，a点与圆心O等高，b点为圆弧的最低点，b点右侧放置高度与b点相同，质量为2m的轨道cde，其中cd是长度未知的水平部分，de部分是半径足够大的四分之一光滑圆弧，水平地面光滑。一质量为m的滑块P静置于轨道cde的左侧c点，另一与滑块P完全相同的滑块Q从a点由静止滑下，与滑块P发生碰撞且碰后粘一起，随后轨道cde在PQ粘合体的带动下开始滑动，PQ粘合体沿轨道cde冲上圆弧部分后最终又恰好回到c点并相对于轨道cde静止，一起往右做匀速直线运动。滑块P、Q均可视为质点，PQ粘合体与轨道cd部分的动摩擦因数为，重力加速度为g，求： （1）滑块Q滑至b点时，对轨道的压力大小； （2）Q与P碰后瞬间粘合体的速度和轨道cde水平部分cd的长度； （3）PQ粘合体在轨道cde上的最大高度。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）滑块Q从a到b过程，由机械能守恒定律得 在c点，对Q，由牛顿第二定律得 解得 ， 由牛顿第三定律可知，滑块Q对轨道的压力大小 （2）P、Q发生完全非弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，则 解得 PQ粘合体与轨道cde组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，设Q与轨道cde的共同速度为，由动量守恒定律得 解得 设水平部分cd的长度为L，由能量守恒定律得 解得 （3）当PQ粘合体到达轨道最高处时与轨道水平共速，且共速为。从最高点到二者一起向右匀速过程，由能量守恒得 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $