精品解析：天津市滨海新区2021-2022学年高二下学期期末检测物理试题

滨海新区2021-2022学年度第二学期期末检测 高二物理试题 本试卷分为第I卷（选择题）、第II卷（非选择题）两部分。第I卷为第1页至第4页，第II卷为第5页至第8页。试卷满分100分。考试时间60分钟。 第I卷 选择题 （48分） 注意事项： 1.每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2.本卷共12小题，每小题4分，共48分。 一、单项选择题（每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 红外测温技术利用了红外线的荧光效应 B. 北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的 C. 微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 D. 医学上用X光扫描透视，是因为X光的波长较长容易发生明显衍射 2. 如图甲所示，一弹簧振子以O点为平衡位置，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，弹簧振子的加速度最小 B. 在t=0.1s和t=0.3s时，弹簧振子的速度相同 C. 在t=0.2s和t=0.6s时，弹簧振子都具有最大的弹性势能 D. 在0～2s内，弹簧振子通过的路程为100cm 3. 下列关于仪器原理的说法中正确的是（　　） A. 甲图中，雷达测速应用了多普勒效应 B. 乙图中，激光切割金属利用了激光相干性好的特点 C. 丙图中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象 D. 丁图中，纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的干涉现象 4. 2021年6月28日，我国第二大水电站白鹤滩水电站首批初装机容量1600万千瓦正式并网发电。在传输电能总功率不变情况下，从原来150KV高压输电升级为1350KV特高压输电。则下列说法正确的是（　　） A. 输电电流变为原来的9倍 B. 若输电线不变，则输电线上损失电压变为原来的 C. 若输电线不变，则输电线上损失功率变为原来的 D. 若损失功率不变，相同材料 、传输到相同地方所需导线横截面积是原来的 5. 快递运输时，我们经常看到，有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹。下列说法正确的是（　　） A. 充气袋可以减小某颠簸过程中物品所受的冲量 B. 充气袋可以减小某颠簸过程中物品动量的变化 C. 充气袋可以减小某颠簸过程中物品所受的冲力 D. 物品对充气袋的冲量与充气袋对物品的冲量相同 6. 如图所示，单匝正方形金属线圈在外力F作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度匀速进入同一匀强磁场，则（　　） A. 两次产生感应电流大小之比为1∶4 B. 两次施加的外力F大小之比为1∶4 C. 两次线圈中产生的热量之比为1∶2 D. 两次线圈受外力F的冲量大小之比为1∶2 7. 回旋加速器的工作原理如图所示。D1和D2是两个中空的D形金属盒，分别与高频交流电源两极相接，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心A附近。两盒间的狭缝很小，粒子在两盒间被电场加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。下列说法正确的是（　　） A. 所接交变电压的频率等于带电粒子做匀速圆周运动频率的一半 B. 若要增大带电粒子的最大动能，可通过增大交变电压峰值的方式实现 C. 带电粒子不断被电场加速，在D形盒中运动时间会越来越短 D. 带电粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为 8. 如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、电阻为R的金属棒垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上， B. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下， C. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上， D. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下， 二、不定项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。） 9. 如图所示，甲、乙分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（　　） A. a、b光在真空中的波长满足 B. a、b光在真空中的传播速度满足 C. a、b光在玻璃中的折射率满足 D. 若a、b光分别从玻璃射入空气，则a光临界角较小 10. 图（a）所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A. 变压器输入、输出功率之比为4∶1 B. 变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4 C. u随t变化的规律为（国际单位制） D. 若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大 11. 如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　） A. 周期为1.2s B. 波速10m/s C. x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰 D. 0～0.3s介质中质点沿x轴正方向迁移了3m 12. 如图（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。在0至t1时间内（R、n、r1、r2、t0、B0 、π为已知量）下列说法正确的是（　　） A. 流过R1的电流方向为由b到a B. R1两端的电压为 C. 线圈两端的电压为 D. 线圈两端的电压为 第II卷 非选择题 （共52分） 注意事项： 1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题纸上。 2.本卷共5题，共52分。 三、实验题（本题共2小题，共10分） 13. 用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车P的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，推一下小车P，使之运动，与静止的小车Q相碰粘在一起，继续运动。 (1)实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上_____段来计算小车P的碰前速度。 (2)测得小车P（含橡皮泥）的质量为m1，小车Q（橡皮泥）的质量为m2，如果实验数据满足关系式_____（用题中所给的字母表示），则可验证小车P、Q碰撞前后动量守恒。 14. 如图所示，某同学在实验室做“用单摆测量重力加速度”实验： （1）组装单摆时，应在下列器材中选用______； A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （2）实验操作中符合规范的是________； A. 悬挂单摆时，为了调节摆长方便，将摆线缠绕在铁架台的横杆上 B. 测量摆长时，将单摆横放在桌面上，让摆线自然伸长 C. 测量周期时，先测几十次全振动的总时间，然后通过计算求出周期的测量值 D. 测量周期时，选取最高点为计时起点 （3）若利用测量结果计算得到g值比当地标准值偏小，其原因可能是___________。 A. 将摆线长当成了摆长 B. 摆动的振幅过小 C. 计时开始时，秒表启动稍晚 D. 测量周期时，把n次全振动误认为是（n＋1）次 四、综合题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 如图所示，在光滑水平面上，有一质量M＝3kg的薄板，板上有质量m＝1kg的物块，两者以v0＝4m/s的初速度朝相反方向运动，薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长，取水平向右为正方向。求： （1）物块最后的速度； （2）整个过程系统损失动能。 16. 如图所示，相距为L=0.5m的光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感强度B=2T。质量m=0.2kg，电阻r=0.5的金属棒垂直导轨放置，在F=2N的水平恒力作用下，由静止开始运动。当运动距离x=0.6m时，金属棒恰好达到最大速度。若导轨上串联的电阻R=1，导轨和接线的电阻均不计且导轨足够长。求： （1）金属棒能达到的最大速度； （2）此过程中电阻R上产生的热量； （3）此过程中通过电阻R的电量。 17. 质谱仪可用来对同位素进行分析，其主要由加速电场和边界为直线PQ的匀强偏转磁场组成，如图甲所示。某次研究的粒子束由氕核和氘核组成，粒子从静止开始经过电场加速后，从边界上的O点垂直于边界进入偏转磁场，氕核最终到达照相底片上的M点。已知加速电压为U，偏转磁场的磁感应强度大小为B（方向未标出）。氕核质量为m，氘核的质量为2m，电荷量皆为q。粒子的重力忽略不计。求： （1）偏转磁场的方向以及氕核在偏转磁场中做匀速圆周运动的半径r； （2）若氕核和氘核在照相底片上都能检测到，照相底片放置区域的长度L至少多大； （3）若偏转磁场的区域为圆形，且与PQ相切于O点，如图乙所示，其他条件不变，要保证氘核进入偏转磁场后不能打到PQ边界上（PQ足够长），磁场区域的半径R应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 滨海新区2021-2022学年度第二学期期末检测 高二物理试题 本试卷分为第I卷（选择题）、第II卷（非选择题）两部分。第I卷为第1页至第4页，第II卷为第5页至第8页。试卷满分100分。考试时间60分钟。 第I卷 选择题 （48分） 注意事项： 1.每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2.本卷共12小题，每小题4分，共48分。 一、单项选择题（每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 红外测温技术利用了红外线的荧光效应 B. 北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的 C. 微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 D. 医学上用X光扫描透视，是因为X光的波长较长容易发生明显衍射 【答案】B 【解析】 【详解】A．红外测温技术利用的是红外线的热效应，而非荧光效应（荧光效应是紫外线的特性），故A错误； B．北斗导航系统通过卫星发射电磁波信号，接收器接收信号进行定位和导航，故B正确； C．微波炉加热食物是利用微波（频率约2.45GHz）使水分子共振产热，而非红外线，故C错误； D．X光用于医学透视是因为其波长短、穿透能力强，而波长较长的波才容易发生明显衍射，故D错误。 故选B。 2. 如图甲所示，一弹簧振子以O点为平衡位置，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，弹簧振子的加速度最小 B. 在t=0.1s和t=0.3s时，弹簧振子速度相同 C. 在t=0.2s和t=0.6s时，弹簧振子都具有最大的弹性势能 D. 在0～2s内，弹簧振子通过的路程为100cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．在t=0.2s时，弹簧振子的位移最大，此时回复力最大，则加速度最大，选项A错误； B．在t=0.1s和t=0.3s时，弹簧振子的速度大小相同，但是方向不同，选项B错误； C．在t=0.2s和t=0.6s时，弹簧振子位移最大，弹簧形变量最大，则都具有最大的弹性势能，选项C正确； D．振子振动的周期为0.8s，则2s=2.5T，则在0～2s内，弹簧振子通过的路程为2.5×4A=50cm，选项D错误。 故选C。 3. 下列关于仪器原理的说法中正确的是（　　） A. 甲图中，雷达测速应用了多普勒效应 B. 乙图中，激光切割金属利用了激光相干性好的特点 C. 丙图中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象 D. 丁图中，纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的干涉现象 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲图中，雷达测速利用了多普勒效应，故A正确； B．乙图中，激光切割金属利用了激光亮度高、能量大的特点，故B错误； C．丙图中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的偏振现象，故C错误； D．丁图中，光导纤维传递信息利用了光的全反射现象，故D错误。 故选A。 4. 2021年6月28日，我国第二大水电站白鹤滩水电站首批初装机容量1600万千瓦正式并网发电。在传输电能总功率不变情况下，从原来150KV高压输电升级为1350KV特高压输电。则下列说法正确的是（　　） A. 输电电流变为原来的9倍 B. 若输电线不变，则输电线上损失电压变为原来的 C. 若输电线不变，则输电线上损失功率变为原来的 D. 若损失功率不变，相同材料 、传输到相同地方所需导线横截面积是原来的 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．根 可得升压后输送电流与原来电流之比为 若输电线不变，升压后输电线上损失电压与原来损失电压之比为 升压后输电线上损失功率与原来损失功率之比为 故AB错误，C正确； D．如果损失功率不变，可知输电线的电阻应变为原来的倍，根据可知，相同材料 、传输到相同地方所需导线横截面积是原来的，故D错误。 故选C。 5. 快递运输时，我们经常看到，有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹。下列说法正确的是（　　） A. 充气袋可以减小某颠簸过程中物品所受冲量 B. 充气袋可以减小某颠簸过程中物品动量的变化 C. 充气袋可以减小某颠簸过程中物品所受的冲力 D. 物品对充气袋的冲量与充气袋对物品的冲量相同 【答案】C 【解析】 【详解】AB．颠簸过程中物品动量的变化等于物品末状态的动量与初动量之差，充气袋在运输中起到缓冲作用，充气袋不可以减小某颠簸过程中物品动量的变化；根据动量定理可知物品所受合力的冲量等于动量变化量，所以充气袋不可以减小某颠簸过程中物品所受的冲量，故AB错误； C．由动量定理可知，充气袋可以延长动量变化所用的时间，从而减小物体所受的冲力，故C正确； D．物品对充气袋的冲量与充气袋对物品的冲量大小相等，方向相反，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，单匝正方形金属线圈在外力F作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度匀速进入同一匀强磁场，则（　　） A. 两次产生的感应电流大小之比为1∶4 B. 两次施加的外力F大小之比为1∶4 C. 两次线圈中产生的热量之比为1∶2 D. 两次线圈受外力F的冲量大小之比为1∶2 【答案】C 【解析】 【详解】A．设磁感应强度为B，线圈的边长为L，线圈电阻为R。线圈进入磁场过程中，产生的感应电动势 E=BLv 感应电流 可知感应电流I与速度v成正比，第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比等于速度之比，即 I2：I1=v：2v=1：2 故A错误； B．线圈进入磁场时受到的安培力 线圈做匀速直线运动，由平衡条件得，外力 两次施加的外力F大小之比为1:2，故B错误； C．线圈进入磁场过程中产生的热量 所以两次线圈中产生的热量之比为1∶2，故C正确； D．外力F的冲量大小 相同，所以两次线圈受外力F的冲量大小之比为1:1，故D错误。 故选C。 7. 回旋加速器的工作原理如图所示。D1和D2是两个中空的D形金属盒，分别与高频交流电源两极相接，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心A附近。两盒间的狭缝很小，粒子在两盒间被电场加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。下列说法正确的是（　　） A. 所接交变电压的频率等于带电粒子做匀速圆周运动频率的一半 B. 若要增大带电粒子的最大动能，可通过增大交变电压峰值的方式实现 C. 带电粒子不断被电场加速，在D形盒中运动时间会越来越短 D. 带电粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．要想使得粒子每次经过D型盒的缝隙时都能被电场加速，则回旋加速器所接交变电压的频率等于带电粒子做匀速圆周运动频率，故A错误； B．当粒子在磁场中的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的动能最大，由洛伦兹力提供向心力得 则最大动能为 可知通过增大交变电压峰值的方式不能增大带电粒子的最大动能，故B错误； C．粒子每次在D形盒中的运动时间为 可知带电粒子不断被电场加速，在D形盒中运动时间保持不变，故C错误； D．在电场中，根据动能定理得， 在磁场中，根据 联立可得 即带电粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为，故D正确。 故选D。 8. 如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、电阻为R的金属棒垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上， B. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下， C. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上， D. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下， 【答案】B 【解析】 【详解】等离子体垂直于磁场喷入板间时，根据左手定则可得金属板Q带正电荷，金属板P带负电荷，则电流方向由金属棒a端流向b端。等离子体穿过金属板P、Q时产生的电动势满足 由欧姆定律和安培力公式可得 再根据金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，可得 则 金属棒ab受到的安培力方向沿斜面向上，由左手定则可判定导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下。故B正确。 故选B。 二、不定项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。） 9. 如图所示，甲、乙分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（　　） A. a、b光在真空中的波长满足 B. a、b光在真空中的传播速度满足 C. a、b光在玻璃中的折射率满足 D. 若a、b光分别从玻璃射入空气，则a光临界角较小 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．甲、乙分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，b光干涉条纹间距较大，根据可知，a、b光在真空中的波长满足；a、b光在真空中的传播速度相等，均为光速，故A正确，B错误； CD．根据可知，a光的频率大于b光的频率，则a、b光在玻璃中的折射率满足；根据可知，若a、b光分别从玻璃射入空气，则a光临界角较小，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A. 变压器输入、输出功率之比为4∶1 B. 变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4 C. u随t变化的规律为（国际单位制） D. 若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．理想变压器输入、输出功率之比为1:1，A错误； B．变压器原、副线圈中电流强度与匝数成反比，即 B正确； C．由图（b）可知交流电压最大值 周期 角速度 则可得 C错误； D．RT的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，D正确； 故选BD。 【点睛】根据图像准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。 11. 如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　） A. 周期为1.2s B. 波速为10m/s C. x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰 D. 0～0.3s介质中质点沿x轴正方向迁移了3m 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由题意可知 解得周期为T=0.4s 选项A错误； B．波速为 选项B正确； C．因t=0时刻x=4m处的质点在平衡位置向下振动，可知时位于波峰，选项C正确； D．介质中质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，选项D错误。 故选BC。 12. 如图（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。在0至t1时间内（R、n、r1、r2、t0、B0 、π为已知量）下列说法正确的是（　　） A. 流过R1的电流方向为由b到a B. R1两端的电压为 C. 线圈两端的电压为 D. 线圈两端的电压为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图（b）可知，穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流为顺时针方向，则流过R1的电流方向为由b到a，故A正确； BCD．线圈产生的感应电动势为 线圈两端的电压等于路端电压，即等于R1两端的电压，则有，故BD错误，C正确。 故选AC。 第II卷 非选择题 （共52分） 注意事项： 1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题纸上。 2.本卷共5题，共52分。 三、实验题（本题共2小题，共10分） 13. 用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车P的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，推一下小车P，使之运动，与静止的小车Q相碰粘在一起，继续运动。 (1)实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上_____段来计算小车P的碰前速度。 (2)测得小车P（含橡皮泥）的质量为m1，小车Q（橡皮泥）的质量为m2，如果实验数据满足关系式_____（用题中所给的字母表示），则可验证小车P、Q碰撞前后动量守恒。 【答案】 ①. BC ②. 【解析】 【详解】(1)[1]根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上点迹分布均匀且点间距较大的部分，即BC段来计算小车P的碰前速度。 (2)[2]碰前小车P的速度 碰后的共同速度 若动量守恒，则满足 即 解得 14. 如图所示，某同学在实验室做“用单摆测量重力加速度”的实验： （1）组装单摆时，应在下列器材中选用______； A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （2）实验操作中符合规范的是________； A. 悬挂单摆时，为了调节摆长方便，将摆线缠绕在铁架台的横杆上 B. 测量摆长时，将单摆横放在桌面上，让摆线自然伸长 C. 测量周期时，先测几十次全振动的总时间，然后通过计算求出周期的测量值 D. 测量周期时，选取最高点为计时起点 （3）若利用测量结果计算得到g值比当地标准值偏小，其原因可能是___________。 A. 将摆线长当成了摆长 B. 摆动的振幅过小 C. 计时开始时，秒表启动稍晚 D. 测量周期时，把n次全振动误认为是（n＋1）次 【答案】（1）AD （2）C （3）A 【解析】 【小问1详解】 AB．单摆做简谐运动时，摆角应小于，为了使振动明显便于测量周期，应使摆长适当长一些，所以选用长度为1m左右的细线，故A正确，B错误； CD．为了减小空气阻力的影响，应选用直径为1.8cm的铁球，故C错误，D正确。 故选AD。 【小问2详解】 A．为了保证摆动过程，摆线长度不变，应用铁夹夹住摆线的上端，不能将摆线缠绕在铁架台的横杆上，故A错误； B．测量摆长时，应将单摆竖直悬挂，摆线上端固定，下端连接小球，让摆线竖直自然伸长，故B错误； C．测量周期时，先测几十次全振动的总时间，然后通过计算求出周期的测量值，故C正确； D．测量周期时，应选取平衡位置为计时起点，故D错误。 故选C。 【小问3详解】 某同学测得的g值比当地的重力加速度偏小，根据单摆周期公式 可得重力加速度为 A．将摆线长当成了摆长，可知摆长测量值偏小，使得重力加速度测量值偏小，故A正确； B．摆动的振幅过小，对重力加速度测量值没有影响，故B错误； C．开始计时时，秒表启动稍晚，则周期测量值偏小，使得重力加速度测量值偏大，故C错误； D．测量周期时，把n次全振动误认为是（n＋1）次，则周期测量值偏小，使得重力加速度测量值偏大，故D错误。 故选A。 四、综合题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 如图所示，在光滑水平面上，有一质量M＝3kg的薄板，板上有质量m＝1kg的物块，两者以v0＝4m/s的初速度朝相反方向运动，薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长，取水平向右为正方向。求： （1）物块最后的速度； （2）整个过程系统损失的动能。 【答案】（1），方向向右 （2）24J 【解析】 【小问1详解】 薄板与物块相互作用过程中系统不受外力，以向右为正方向，由动量守恒定律得 代入数据解得 方向向右。 【小问2详解】 根据能量守恒可得，整个过程系统损失的动能为 代入数据解得 16. 如图所示，相距为L=0.5m的光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感强度B=2T。质量m=0.2kg，电阻r=0.5的金属棒垂直导轨放置，在F=2N的水平恒力作用下，由静止开始运动。当运动距离x=0.6m时，金属棒恰好达到最大速度。若导轨上串联的电阻R=1，导轨和接线的电阻均不计且导轨足够长。求： （1）金属棒能达到的最大速度； （2）此过程中电阻R上产生的热量； （3）此过程中通过电阻R的电量。 【答案】（1）3m/s （2）0.2J （3）0.4C 【解析】 【小问1详解】 当速度最大时满足 其中 解得 【小问2详解】 此过程中产生的热量 电阻R上产生的热量 【小问3详解】 此过程中通过电阻R的电量 17. 质谱仪可用来对同位素进行分析，其主要由加速电场和边界为直线PQ的匀强偏转磁场组成，如图甲所示。某次研究的粒子束由氕核和氘核组成，粒子从静止开始经过电场加速后，从边界上的O点垂直于边界进入偏转磁场，氕核最终到达照相底片上的M点。已知加速电压为U，偏转磁场的磁感应强度大小为B（方向未标出）。氕核质量为m，氘核的质量为2m，电荷量皆为q。粒子的重力忽略不计。求： （1）偏转磁场的方向以及氕核在偏转磁场中做匀速圆周运动的半径r； （2）若氕核和氘核在照相底片上都能检测到，照相底片放置区域的长度L至少多大； （3）若偏转磁场的区域为圆形，且与PQ相切于O点，如图乙所示，其他条件不变，要保证氘核进入偏转磁场后不能打到PQ边界上（PQ足够长），磁场区域的半径R应满足的条件。 【答案】（1）偏转磁场的方向为垂直纸面向外； （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据左手定则，偏转磁场的方向为垂直纸面向外； 氕核在电场中加速时，由动能定理得 解得 氕核在偏转磁场中做匀速圆周运动 解得 【小问2详解】 根据，氘核在偏转磁场中做匀速圆周运动的半径为 氕核和氘核在照相底片上都能检测到，照相底片放置区域的长度至少为 解得 【小问3详解】 偏转磁场的区域为圆形，氘核进入偏转磁场后不能打到PQ边界上，磁场区域半径应该满足 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$