精品解析：湖南省永州市第一中学2024-2025学年高二下学期期中模拟试卷物理试题

永州一中2025年上期高二期中模拟试卷 物理 命题人：张娜 温馨提示： 1．本试卷满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并按规定贴好条形码。 3．请将全部答案填写在答题卡上。 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。） 1. 下列与电、磁相关的实例应用中利用电磁感应原理的是（　　） ①图甲中扬声器把电流信号转换成声音信号 ②图乙中磁电式电流表的指针偏转 ③图丙中利用电磁炉加热铁锅内食物 ④图丁中动圈式话筒把声音信号转化成电流信号 A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 2. 在一次公开课的展示中，小王老师给同学们做了“探究感应电流的方向”实验。王老师拿了一块磁极方向未知的条形磁铁，平板小车上安装线圈、导线、发光二极管等元件，线圈绕法及电路连接方式如图所示，已知桌面的摩擦很小，下列说法中正确的是（ ） A. 当条形磁铁向右靠近线圈时，平板小车将向左移动 B. 当左侧二极管发光时，此过程一定是条形磁铁的S极向右插入线圈 C. 在条形磁铁插入线圈的过程中，如果右侧的二极管发光则条形磁铁的右端为N极 D. 实验中发现左侧二极管发光的同时，小车又向右移动，则我们无法判断条形磁铁哪一端为N极 3. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，凭借此项成果，他于1939年获得诺贝尔物理学奖，其原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略；磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是 A. 带电粒子由加速器的边缘进入加速器 B. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C. 质子离开回旋加速器时的最大动能与D形盒半径成正比 D. 该加速器加速质量为4m、电荷量为2q的α粒子时，交流电频率应变为0.5f 4. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为，磁感应强度的大小为。一直角边长为的等腰直角三角形均匀导线框ABC从图示位置开始沿轴正方向以速度匀速穿过磁场区域。规定逆时针电流方向为正，水平向左为安培力的正方向。则关于线框中的电流，线框受到的安培力与线框移动距离的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 某小型水电站向外输送电能的示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。图甲中，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。图乙中，ABCD是面积为S的矩形线圈，线圈共N匝，线圈保持匀速转动，转动周期为T，匀强磁场磁感应强度B。则下列说法正确的是（　　） A. 线圈匀速转动至图乙位置时，线圈的磁通量变化率最大 B. 若升压变压器线圈两端电压和用电器额定电压都是220V，需满足 C. 升压变压器线圈应当用比线圈更细的导线绕制 D. 不计发电机的内阻，发电机EF处电压表的示数大小为 6. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，在圆周上的P点有一个粒子源，可以在0≤≤60°的范围内垂直磁场方向发射速度大小相等的同种粒子。已知粒子质量为m、带电量为+q，速度大小为v0，以=30°角射入磁场的粒子恰好垂直于直径PQ方向射出磁场区域。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子轨迹不可能通过O点 B. 粒子在磁场中运动的最长时间为 C. 粒子射出磁场边界时的速度方向不可能相同 D. 粒子在磁场边界的出射点分布在四分之一圆周上 二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。） 7. 不久前，某移动分公司与华为合作，成功实现该地商用手机下行速率达到5.4Gbps，创下业界最高记录，接近理论极限。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（　　） A. 线圈储存的磁场能正在减少 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 电容器正在放电 D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相同 8. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示。F＞0为斥力，F＜0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，则 （　　） A. 乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动 B. 乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大 C. 乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小 D. 乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大 9. 如图所示，水平面上固定足够长的光滑金属导轨PQ、MN，虚线左右两侧导轨的宽度分别为2L和L，两侧匀强磁场的方向分别竖直向上和竖直向下，磁感应强度大小分别为B和2B，材料和横截面积均相同的导体棒a、b垂直于导轨放置在虚线两侧。已知导体棒两端与导轨始终接触良好，导体棒b的质量为m，电阻为R，导体棒a始终未运动到虚线位置，不计导轨电阻。现使导体棒a、b同时获得沿导轨向右的初速度和，则下列说法正确的是（　　） A. a、b两导体棒组成的系统动量守恒 B. 通过导体棒的最大电流为 C. a、b两导体棒减速过程中加速度大小之比为 D. 整个过程中a导体棒产生的热量为 10. 如图所示，质量为m长度为L的金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中，原来处于静止状态。第一次棒中由恒流源通以由M向N的恒定电流，M最高上摆到角，第二次棒中通以大小变化的电流使缓慢上移到相同的角。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 第一次棒中的恒定电流 B. 两次上摆过程安培力对金属棒做功相同 C. 两次上摆过程中细绳的弹力均一直变大 D. 第二次最大电流值等于第一次的电流值 三、实验题（本题共2小题，第11题8分，第12题8分，共16分。） 11. 在学校开展的一次科技活动中，某同学为了用打点计时器验证动量守恒定律，他设计了一个实验，装置如图甲所示，他在长木板右端垫着薄木片平衡摩擦力后，再在小车A后面连上纸带，前端粘有强力双面胶，然后推动小车A使之做匀速直线运动，到达长木板下端时与原来静止的小车B发生碰撞并粘合在一起继续做匀速直线运动，电磁打点计时器所用电源的频率为f． （1）选择一条比较理想的纸带，每间隔4个点取一个计数点，并测得各计数点间的距离标在纸带上（如图乙所示），A为运动的起点，则应选______段来计算A碰撞前的速度．应选____________段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）． （2）小车A的质量为m1，小车B的质量为m2，则碰撞前两小车的总动量为P1=_________，碰撞后两小车的总动量P2=__________．（用m1、m2、x1、x2、x3、x4和f表达） 12. 某学习小组通过实验测量一金属丝的电阻率。 （1）用游标卡尺测量金属丝的直径，测量的示数如图甲所示，该示数d=___________cm； （2）为了精确测量金属丝的电阻Rx，学习小组设计并连接好如图乙所示的实验电路，M、N为金属丝接入电路的两端，标准电池的电动势为ES，G为灵敏电流计，实验操作如下： ①用刻度尺测出M、N之间的长度L1； ②将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大，闭合S1，调节R，使电流表A示数适当，读出电流表的示数I； ③保持R的滑片位置不变，闭合S2，调节P使电流计G指针指向零刻度线，用刻度尺测出M、P之间的长度L2，此时M、P间的电势差为___________； ④根据测量数据可求出金属丝的电阻Rx=___________，电阻率=___________。（均选用d、ES、I、L1、L2表示） 四、计算题（本题共3小题，共40分。） 13. 一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时的波形如图中实线所示，t=0.5s时的波形如图中虚线所示，求： （1）该简谐横波的传播速度； （2）x轴上的质点随波振动的周期。 14. 如图，速度选择器上下板间电压大小为U、距离为d，板间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为m、电荷量为q的正粒子水平穿过速度选择器并从右侧小孔沿着圆心O的方向射入环形匀强磁场。已知环形匀强磁场内径为d，外径为，忽略粒子重力。 （1）求粒子射入环形磁场的速率v； （2）若粒子恰好不能进入小圆区域，求环形磁场磁感应强度B的大小； （3）在第（2）问的条件下，求粒子通过环形磁场所用的时间。 15. 在光滑平直轨道边依次站着2025个人，间距均为d，每人手里拿着质量均为m、编号为1、2、3、…、2025的沙包。一个质量也为m的货斗，在恒定外力F的推动下，从距离第1人的左侧d处由静止开始沿直线向右运动，货斗经过人身边时，该人立即将沙包无初速放入货斗，直到沙包全部放入为止。设沙包放入货斗时间极短，货斗及沙包均可视为质点。求 （1）1号沙包放入货斗后瞬间的共同速率； （2）2025号沙包放入货斗后瞬间的共同速率； （3）全过程中的能量损失。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 永州一中2025年上期高二期中模拟试卷 物理 命题人：张娜 温馨提示： 1．本试卷满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并按规定贴好条形码。 3．请将全部答案填写在答题卡上。 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。） 1. 下列与电、磁相关的实例应用中利用电磁感应原理的是（　　） ①图甲中扬声器把电流信号转换成声音信号 ②图乙中磁电式电流表的指针偏转 ③图丙中利用电磁炉加热铁锅内食物 ④图丁中动圈式话筒把声音信号转化成电流信号 A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 【答案】D 【解析】 【详解】图甲和图乙都是利用磁场对电流的作用原理，图丙和图丁是利用电磁感应原理。 故选D。 2. 在一次公开课的展示中，小王老师给同学们做了“探究感应电流的方向”实验。王老师拿了一块磁极方向未知的条形磁铁，平板小车上安装线圈、导线、发光二极管等元件，线圈绕法及电路连接方式如图所示，已知桌面的摩擦很小，下列说法中正确的是（ ） A. 当条形磁铁向右靠近线圈时，平板小车将向左移动 B. 当左侧二极管发光时，此过程一定是条形磁铁的S极向右插入线圈 C. 在条形磁铁插入线圈的过程中，如果右侧的二极管发光则条形磁铁的右端为N极 D. 实验中发现左侧二极管发光的同时，小车又向右移动，则我们无法判断条形磁铁哪一端为N极 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据楞次定律的推广含义“来拒去留”当条形磁铁向右靠近线圈时，平板小车也应该向右移动，故A错误； B．当左侧二极管发光时，由安培定则可以判断线圈内的感应电流磁场向右，再由楞次定律判断原磁场的磁通量可能向左增大或向右减小，因此，条形磁铁可能S极向右插入线圈或N极向左抽离线圈，故B错误； C．如果右侧的二极管发光，根据安培定则可以判断线圈内的感应电流磁场向左，在条形磁铁插入线圈的过程时，磁通量增大，再根据楞次定律“增反减同”判断原磁场一定向右，条形磁铁的右端为一定为N极，故C正确； D．如果实验中发现左侧二极管发光的同时，小车又向右移动，则一定是条形磁铁左端为N极，右端为S极，故D错误。 故选C。 3. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，凭借此项成果，他于1939年获得诺贝尔物理学奖，其原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略；磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是 A. 带电粒子由加速器的边缘进入加速器 B. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C. 质子离开回旋加速器时的最大动能与D形盒半径成正比 D. 该加速器加速质量为4m、电荷量为2q的α粒子时，交流电频率应变为0.5f 【答案】D 【解析】 【详解】A．带电粒子由加速器的中心进入加速器，故A错误； B．根据， 可知粒子在磁场中的周期 可知被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期与半径无关，故B错误； C．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，则有 可得粒子的最大动能为，故C错误； D．加速质子时，有 加速α粒子时，有，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为，磁感应强度的大小为。一直角边长为的等腰直角三角形均匀导线框ABC从图示位置开始沿轴正方向以速度匀速穿过磁场区域。规定逆时针电流方向为正，水平向左为安培力的正方向。则关于线框中的电流，线框受到的安培力与线框移动距离的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．导线框进入磁场中切割磁感线的有效长度与位移大小相等，导线框进入磁场中的感应电动势 此过程的感应电流 感应电流与位移大小成正比，根据右手定则可知，感应电流方向沿逆时针方向，即感应电流为正值，上述过程导线框的位移为L；当导线框的A出磁场后，导线框切割磁感线的有效长度始终为L，即感应电动势一定，感应电流一定，根据右手定则可知，感应电流方向沿逆时针方向，感应电流为正值，此过程维持的位移大小为L；当导线框的BC边开始进入磁场时，令从导线框刚刚进入磁场作为初始位置，总位移为，则磁感线的有效长度，导线框进入磁场中的感应电动势 根据右手定则可知，感应电流方向沿顺时针方向，为负值，则此过程的感应电流 结合上述可知，A正确，B错误； CD．结合上述可知，导线框刚刚进入磁场时感应电流方向沿逆时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为 可知，安培力与位移成二次函数的关系；当导线框的A出磁场后，感应电流方向沿逆时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为 当导线框的BC边开始进入磁场时，感应电流方向沿顺时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为 可知，安培力与位移成二次函数的关系，故CD错误。 故选A。 5. 某小型水电站向外输送电能的示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。图甲中，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。图乙中，ABCD是面积为S的矩形线圈，线圈共N匝，线圈保持匀速转动，转动周期为T，匀强磁场磁感应强度B。则下列说法正确的是（　　） A. 线圈匀速转动至图乙位置时，线圈的磁通量变化率最大 B. 若升压变压器线圈两端电压和用电器额定电压都是220V，需满足 C. 升压变压器线圈应当用比线圈更细的导线绕制 D. 不计发电机的内阻，发电机EF处电压表的示数大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．线圈匀速转动至图乙位置时，磁通量最大，磁通量变化率为零，A错误； B．升压变压器，降压变压器 其中， 联立可得，B正确； C．由，可知，故，故升压变压器线圈应当用比线圈更粗的导线绕制承载更大的电流，C错误； D．不计发电机的内阻，发电机EF处电压表的示数大小为 ，D错误。 故选B。 6. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，在圆周上的P点有一个粒子源，可以在0≤≤60°的范围内垂直磁场方向发射速度大小相等的同种粒子。已知粒子质量为m、带电量为+q，速度大小为v0，以=30°角射入磁场的粒子恰好垂直于直径PQ方向射出磁场区域。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子轨迹不可能通过O点 B. 粒子在磁场中运动的最长时间为 C. 粒子射出磁场边界时的速度方向不可能相同 D. 粒子在磁场边界的出射点分布在四分之一圆周上 【答案】B 【解析】 【详解】AC．如图，画出以=30°角射入磁场的粒子恰好垂直于直径PQ方向射出磁场区域时的轨迹。 由几何关系可得粒子运动半径为R，且刚好过O点。由 得 当为锐角时，易证四边形为菱形，，故粒子射出磁场边界时速度方向均平行，即粒子射出磁场边界时的速度方向不可能相同。故A错误，C错误； B．分析得当时，粒子在磁场中运动的时间最长，根据几何关系可知此时圆心角为，由 得 故B正确； D．沿半径方向入射的粒子出射点在四分之一圆周处，以角射入磁场的粒子偏转最大，此时出射点位于Q点左边下方四分之一圆上，因此整个出射范围不到四分之一圆周。故D错误。 故选B。 二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。） 7. 不久前，某移动分公司与华为合作，成功实现该地商用手机下行速率达到5.4Gbps，创下业界最高记录，接近理论极限。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（　　） A. 线圈储存的磁场能正在减少 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 电容器正在放电 D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相同 【答案】ABD 【解析】 【详解】ABC．电流方向流向电容器的正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，板间电场强度在变大，电容器中的电场能正在增大，则线圈储存的磁场能正在减小，故AB正确，C错误； D．线圈储存的磁场能正在减小，线路中的电流正在减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向与线路中的电流方向相同，故D正确。 故选ABD。 8. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示。F＞0为斥力，F＜0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，则 （　　） A. 乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动 B. 乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大 C. 乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小 D. 乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．乙分子由a到b一直受引力，做加速运动，从b到c分子力逐渐变小但仍为引力，继续加速，故A错误； B．乙分子在从a到c的过程中一直受到引力加速，过了c点分子力为斥力，速度开始减少，故到达c时速度最大，故B正确； C．乙分子由a到b一直受引力，分子力做正功，两分子间的分子势能一直减小，故C正确； D．乙分子从b到c分子力做正功，分子势能先减小，从c到d分子力做负功，分子势能增大，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，水平面上固定足够长的光滑金属导轨PQ、MN，虚线左右两侧导轨的宽度分别为2L和L，两侧匀强磁场的方向分别竖直向上和竖直向下，磁感应强度大小分别为B和2B，材料和横截面积均相同的导体棒a、b垂直于导轨放置在虚线两侧。已知导体棒两端与导轨始终接触良好，导体棒b的质量为m，电阻为R，导体棒a始终未运动到虚线位置，不计导轨电阻。现使导体棒a、b同时获得沿导轨向右的初速度和，则下列说法正确的是（　　） A. a、b两导体棒组成的系统动量守恒 B. 通过导体棒的最大电流为 C. a、b两导体棒减速过程中加速度大小之比为 D. 整个过程中a导体棒产生的热量为 【答案】CD 【解析】 【详解】已知导体棒的材料相同、横截面积相同，导体棒b的质量为m，电阻为R，易知导体棒a的质量是为2m，电阻为2R。 A．导体棒a所受安培力大小为：Fa=2BIL 方向水平向左；导体棒b所受安培力大小为Fb=2BIL 方向水平向左，可见两者所受安培力等大同向，故两者组成的系统合外力不为零，动量不守恒，故A错误； B．根据右手定则判断可得回路中两者产生的感应电流方向均为逆时针（从上往下俯视回路），可得回路中产生的总的感应电动势E等于两者分别产生的感应电动势之和，故初始时刻通过导体棒的电流最大电流，初始回路中的电动势最大为：Em=B×2Lv0+2BL×2v0=6BLv0 则最大电流为： 故B错误； C．由A选项的分析可知两者所受安培力均向左，均做减速运动，而导体棒a的质量是为2m，导体棒b的质量是为m，根据牛顿第二定律可得a、b导体棒减速的加速度大小之比为1：2，故C正确； D．a、b导体棒减速的加速度大小之比为1：2，初速度大小之比也是1：2，根据v=at可知，二者同时减速到零。整个过程中回路中产生的热为： 整个过程中a导体棒产生的热量为： 故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，质量为m长度为L的金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中，原来处于静止状态。第一次棒中由恒流源通以由M向N的恒定电流，M最高上摆到角，第二次棒中通以大小变化的电流使缓慢上移到相同的角。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 第一次棒中的恒定电流 B. 两次上摆过程安培力对金属棒做功相同 C. 两次上摆过程中细绳的弹力均一直变大 D. 第二次最大电流值等于第一次的电流值 【答案】AB 【解析】 【详解】A．对棒由动能定理可得 解得 故A正确； B．两次对棒根据动能定理，可知安培力所做的功等于克服重力所做的功，故B正确； C．缓慢拉棒，由平衡可知 则拉力一直变大，但恒力拉时，重力与恒力的合力等效为“重力场”且在重力场最低点速度最大，拉力最大，则细绳的拉力先变大后变小，中间平衡位置时拉力最大，故C错误； D．第二次由平衡可知 解得 故D错误。 故选AB。 三、实验题（本题共2小题，第11题8分，第12题8分，共16分。） 11. 在学校开展的一次科技活动中，某同学为了用打点计时器验证动量守恒定律，他设计了一个实验，装置如图甲所示，他在长木板右端垫着薄木片平衡摩擦力后，再在小车A后面连上纸带，前端粘有强力双面胶，然后推动小车A使之做匀速直线运动，到达长木板下端时与原来静止的小车B发生碰撞并粘合在一起继续做匀速直线运动，电磁打点计时器所用电源的频率为f． （1）选择一条比较理想的纸带，每间隔4个点取一个计数点，并测得各计数点间的距离标在纸带上（如图乙所示），A为运动的起点，则应选______段来计算A碰撞前的速度．应选____________段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）． （2）小车A的质量为m1，小车B的质量为m2，则碰撞前两小车的总动量为P1=_________，碰撞后两小车的总动量P2=__________．（用m1、m2、x1、x2、x3、x4和f表达） 【答案】 ①. BC； ②. DE； ③. ； ④. ； 【解析】 【详解】（1）从纸带上打点的情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大的速度，因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况，故应选用BC段计算小车A碰前的速度．从CD段打点的情况看，小车的运动情况还未稳定，而在DE段内小车运动已稳定，故应选用DE段计算A和B碰后的共同速度．(2)因为BC段的时间为，距离为，小车A在碰撞前总动量为；因为DE段的时间为，距离为，小车A在碰撞后总动量为． 12. 某学习小组通过实验测量一金属丝的电阻率。 （1）用游标卡尺测量金属丝的直径，测量的示数如图甲所示，该示数d=___________cm； （2）为了精确测量金属丝的电阻Rx，学习小组设计并连接好如图乙所示的实验电路，M、N为金属丝接入电路的两端，标准电池的电动势为ES，G为灵敏电流计，实验操作如下： ①用刻度尺测出M、N之间的长度L1； ②将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大，闭合S1，调节R，使电流表A示数适当，读出电流表的示数I； ③保持R的滑片位置不变，闭合S2，调节P使电流计G指针指向零刻度线，用刻度尺测出M、P之间的长度L2，此时M、P间的电势差为___________； ④根据测量数据可求出金属丝的电阻Rx=___________，电阻率=___________。（均选用d、ES、I、L1、L2表示） 【答案】 ①. 0.440 ②. ES ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为0.4cm，游标尺上第8个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为8×0.05mm=0.40mm，所以最终读数为：0.4cm+0.40mm=0.440cm； （2）[2]若不存在标准电池，则电流计有示数，由于标准电池的存在使电流计示数为0，则此时M、P间的电势差为ES； [3]由欧姆定律可知，金属丝电阻为 [4]由电阻定律可知，电阻率为 四、计算题（本题共3小题，共40分。） 13. 一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时的波形如图中实线所示，t=0.5s时的波形如图中虚线所示，求： （1）该简谐横波的传播速度； （2）x轴上的质点随波振动的周期。 【答案】（1）波沿x轴正方向传播（n=0，1，2，3…），波沿x轴负方向传播（n=0，1，2，3…）；（2）波沿x轴正方向传播（n=0，1，2，3…），波沿x轴负方向传播（n=0，1，2，3…） 【解析】 【详解】（1）若波沿x轴正方向传播，则传播的距离为 （n=0，1，2，3…） 则波速为 （n=0，1，2，3…） 若波沿x轴负方向传播，则传播的距离为 （n=0，1，2，3…） 则波速为 （n=0，1，2，3…） （2）若波沿x轴正方向传播，则周期为 （n=0，1，2，3…） 若波沿x轴负方向传播，则周期为 （n=0，1，2，3…） 14. 如图，速度选择器上下板间电压大小为U、距离为d，板间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为m、电荷量为q的正粒子水平穿过速度选择器并从右侧小孔沿着圆心O的方向射入环形匀强磁场。已知环形匀强磁场内径为d，外径为，忽略粒子重力。 （1）求粒子射入环形磁场的速率v； （2）若粒子恰好不能进入小圆区域，求环形磁场磁感应强度B的大小； （3）在第（2）问的条件下，求粒子通过环形磁场所用的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在速度选择器内做匀速直线运动 解得 （2）因为粒子恰好不能进入小圆区域，粒子的运动轨迹与小圆相切，设轨迹半径为 由几何关系可得 解得 由洛伦兹力提供向心力有 解得 （3）匀速圆周运动的周期为 由几何关系可知轨迹圆弧的圆心角为，则 15. 在光滑平直轨道边依次站着2025个人，间距均为d，每人手里拿着质量均为m、编号为1、2、3、…、2025的沙包。一个质量也为m的货斗，在恒定外力F的推动下，从距离第1人的左侧d处由静止开始沿直线向右运动，货斗经过人身边时，该人立即将沙包无初速放入货斗，直到沙包全部放入为止。设沙包放入货斗时间极短，货斗及沙包均可视为质点。求 （1）1号沙包放入货斗后瞬间的共同速率； （2）2025号沙包放入货斗后瞬间的共同速率； （3）全过程中的能量损失。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 放入沙包前，对货斗动能定理： 代入数据解得 1号沙包放入货斗后: 可得 【小问2详解】 2号沙包放入货斗前： 2号沙包放入货斗后 可得 3号沙包放入货斗前： 3号沙包放入货斗后： 可得 依此类推，可知第n个沙包放入货斗后的共同速度 所以，2025个沙包放入货斗后的共同速度 【小问3详解】 全过程由能量守恒可知 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $