精品解析：湖北省恩施联考2024-2025学年高二下学期期末物理试卷

2024-2025学年湖北省恩施联考高二（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 2025年5月，我国新一代“人造太阳”——中国环流三号再次刷新世界纪录，实现了等离子体电流一百万安培、温度一亿度的高约束模式持续运行。该装置模拟太阳的能量产生方式，通过将轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在极端高温高压下聚合，释放巨大能量，核反应方程：，下列说法正确的是（　　） A. 上述方程中X为电子 B. 氘的比结合能大于氦核的比结合能 C. 核聚变前后电荷数守恒、质量数守恒 D. 若氘、氚、氦核的比结合能分别为、、，则释放的核能为 2. 关于机械振动和机械波的应用，下列说法正确的是（　　） A. 医生用超声波扫描孕妇腹部，就能看到胎儿的样子，这是利用了波的衍射现象 B. 耳机麦克风会捕捉外界噪音，然后发出相位相反的声波抵消它，让你听到纯净的音乐，这是利用了波的干涉现象 C. 高楼顶部会安装“减震器”比如上海中心大厦的巨型摆锤，当地震或大风让高楼摇晃时，减震器会反向振动，抵消晃动，让高楼更稳，这是利用了波的偏振现象 D. 电动牙刷通过高频振动每分钟几千次能更高效地清洁牙齿，比手动刷牙更干净，这是利用了波的多普勒效应 3. 如图甲所示，某理想变压器原副线圈的匝数分别为、，输入电压瞬时值、输出电压瞬时值随时间变化的规律如图乙所示，图中、均已知，下列说法正确的是（　　） A. 达到最大值时， B. 达到最大值时，也达到最大值 C. 输入电压有效值为 D. 4. 在研究光的折射现象的实验中，让两束不同的单色光Ⅰ、Ⅱ从空气射向同一玻璃砖的侧面，实验得到的入射角θ1、折射角θ2的正弦关系的图像如图所示，其中虚线斜率k=1，下列说法正确的是（　　） A. 用另一种单色光做本实验，sinθ1−sinθ2图像可能为Ⅲ B. 若让光从玻璃砖射向空气，则单色光Ⅰ、Ⅱ在分界面上发生全反射的临界角CⅠ大于CⅡ C 照射同一金属，若单色光Ⅰ能使金属发生光电效应，则单色光Ⅱ也一定能使该金属发生光电效应 D. 用相同的装置进行双缝干涉实验时，单色光Ⅰ的相邻亮条纹中心间距比单色光Ⅱ的相邻亮条纹中心间距小 5. 在一次体育课上，小明将铅球以大小不变的初速度投射出去。考虑到实际情况，铅球出射位置的高度h不能忽略，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 无论沿什么方向，小球落地时速度的大小都相同 B. 无论沿什么方向，小球在空中运动的时间都相同 C. 为了投得更远，应使与水平方向成夹角投射出去 D. 为了投得更远，应使与水平方向夹角大于投射出去 6. 2025年4月13日，陈芋汐参加加拿大温莎站世界杯跳水决赛获得冠军。陈芋汐以一定初速度在高台上竖直向上起跳，到距水面的最高处后开始竖直下落，入水后受到水的阻力（视为恒力）大小为她的重力的4倍。重力加速度取，陈芋汐在运动过程中可简化为质点，不计空气阻力，陈芋汐从最高点运动到最低点的过程中（　　） A. 入水前比入水后的速度变化更快 B. 在水中下降的最大深度为 C. 平均速度大小为 D. 一直处于失重状态 7. A、B是两个电荷量都为Q的正点电荷，相距l，AB连线中点为O。C为AB连线中垂线上的一点，距O为。N点在AB连线上，距离O点为x（x<<l），已知静电力常量为k，不计重力，下列说法正确的是（　　） A. 在C点由静止释放一电子，电子的加速度一直减小 B. 将一电子先后放到C、N两点，电子在N点时的电势能大于在C点时的电势能 C. 若在C点放一试探电荷q，则它所受静电力大小为 D. 在N点由静止释放一质子，质子将在O点附近做简谐运动 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，一带电量为q（q>0），质量为m的小球用绝缘轻质细线悬挂于O点而保持静止。现让匀强电场逆时针缓慢旋转90°至方向竖直向上，大小保持不变，在该过程中，下列说法正确的有（　　） A. 细线与竖直方向夹角逐渐减小 B. 细线与竖直方向夹角逐渐增大 C. 细线中的张力逐渐减小 D. 细线中的张力逐渐增大 9. 在天文观测中，科学家们发现有一些远离地球的双星系统的运动很奇怪——两个天体时而重合，时而分开，如图甲所示；天文学家推测，这样的系统实际上是由如图乙所示的两个绕着二者连线上某点做匀速圆周运动的天体组成，但地球正好与该双星系统的圆周轨道处在同一平面，所以在地球上只能观测到它们的投影运动。天文学家已经测得某个这样的双星系统投影运动的振幅、，已知万有引力常量G。对该双星系统，下列说法正确的有（　　） A. 天体1的质量大于天体2的质量 B. 天体1、天体2的质量之比为 C. 若测得该双星系统的运动周期为T，则该双星系统的总质量为 D. 地球上观测到两个天体的投影运动均为简谐运动 10. 如图所示，固定在匀强磁场中的正方形硬质导线框abcd边长为l，其中ab边是电阻为R的均匀电阻丝，其余三边是电阻可忽略的铜导线，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、粗细、材料均与ab边相同的电阻丝PQ架在线框上，与导线框的接触良好，并以恒定速度v从ad边滑向bc边。不计一切摩擦，在PQ滑动的过程中，下列说法正确的有（　　） A. 通过PQ的电流I先减小后增大 B. 外力对PQ做功功率的最小值为 C. 当PQ运动到ab的中点时，PQ两端的电压大小为 D. ab消耗的电功率先增大后减小 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某实验小组用如图甲所示的装置做验证动量守恒定律的实验。轻质细线一端与固定拉力传感器O点连接，另一端连结一个小球。在O点正下方的光滑水平桌面上静止放置一个中心与小球球心等高的片状橡皮泥（厚度忽略不计）。将小球拉起一定的偏角后由静止释放，在最低点处与橡皮泥发生碰撞，碰后粘在一起向左摆动。此过程采集到的拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示，图中、已知。当地的重力加速度大小为g，不考虑橡皮泥的形状和空气阻力带来的影响。 （1）若小球质量为m1，O点到小球球心的距离为L，则小球碰前瞬间的速度大小为______； （2）为验证碰撞过程中，小球、橡皮泥组成的系统在水平方向上动量是否守恒，还必须测量的物理量有______； A. 小球质量m1，橡皮泥质量m2 B. 细线的长度l C. 小球的直径D （3）在误差允许的范围内，若本实验中物理量满足关系式______（用题干和第（2）问的已知量、测量值的字母表示），则可验证碰撞过程中小球、橡皮泥组成的系统在水平方向上动量守恒。 12. 某科技小组探究多组型号的光敏电阻。 （1）用多用电表探测光敏电阻的阻值与光照条件的关系。 他们具体的操作如下： ①将多用电表机械调零，将选择开关旋转到电阻挡的“×1K”挡。 ②将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指到表盘___________（填“左侧”或“右侧”）0刻度线。再把红黑表笔接在光敏电阻两脚上，发现多用电表指针偏转角度很大，换“×10”挡位后，重新进行欧姆调零，再把红黑表笔接在光敏电阻两脚上，多用电表指针如图甲所示，测量的结果为___________Ω。 ③用黑纸板挡住照向光敏电阻的部分光线，仍用“×10”挡位，将红黑表笔接在光敏电阻两脚上，发现多用电表指针偏转角度小于图甲中的角度，这说明光照变弱时，光敏电阻的阻值将___________（选填“变大”或“变小”）。 ④测量完毕，将选择开关旋转到___________挡 （2）如图乙所示，由红外光源发射的光束经烟尘粒子散射后照射到光敏电阻上，光敏电阻接收的光强与烟雾的浓度成正比，其阻值随光强的增大而减小。闭合开关S1、S2，当烟雾浓度达到一定值时，干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警。在保证所有用电器安全的情况下，为了能在更低的烟雾浓度下触发报警，下列操作可行的是___________。 A. 减小电阻箱R1的阻值 B. 减小电源E3的电动势 C. 增大电阻箱R2的阻值 D. 增大干簧管上线圈的匝数 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13. 如图所示，粗细均匀、长为150cm的玻璃管开口向上竖直放置，管内有长度为的水银柱，封闭着长度为的空气柱，已知大气压强，封闭空气的初始温度为，已知热力学温度T与摄氏温度t的关系式为。将封闭空气视为理想气体。 （1）若缓慢升高封闭空气的温度，使水银柱上表面刚好到达玻璃管顶端，求此封闭空气的摄氏温度t； （2）若保持封闭空气温度为27°C不变，将玻璃管缓慢顺时针转动90°至水平放置，求稳定后管内封闭空气柱的长度（保留一位小数）。 14. 如图所示，两皮带轮转轴中心间距L=18.0m，将可视为质点的滑块A、B放在传送带的正中间，A、B之间放有少量炸药且紧挨在一起；t=0时刻，引爆炸药，滑块A获得了水平向左的初速度vA=12m/s，滑块B获得了水平向右的初速度，同时传送带开始做初速度为0，加速度大小a=2m/s2的逆时针匀加速运动；滑块与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.4，，mB=1kg，重力加速度g=10m/s2，炸药爆炸时间极短且释放的能量全部转化为滑块的动能，不计炸药质量、皮带轮的大小和空气阻力。求： （1）炸药爆炸过程中释放的化学能E； （2）试判断A在滑离传送带前能否与传送带共速； （3）滑块B从开始运动到滑离传送带所用的时间tB。 15. 如图甲所示，在直角坐标系Oxyz整个空间中，有沿方向的匀强电场E和匀强磁场B，坐标原点O处有一粒子源，能不断向xOy平面第一象限内各个方向均匀发射粒子，粒子的质量为m、电荷量为q（q>0），初速度大小均为，不计粒子的重力及粒子间相互作用。 （1）若，求初速度沿方向的粒子运动到平面时的y坐标； （2）若，经过足够长的时间，求所有粒子在xOy平面内经过区域的总面积 （3）若，在的空间内有一足够大荧光屏，如图乙所示，求粒子打在荧光屏上形成亮线的长度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年湖北省恩施联考高二（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 2025年5月，我国新一代“人造太阳”——中国环流三号再次刷新世界纪录，实现了等离子体电流一百万安培、温度一亿度的高约束模式持续运行。该装置模拟太阳的能量产生方式，通过将轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在极端高温高压下聚合，释放巨大能量，核反应方程：，下列说法正确的是（　　） A. 上述方程中X为电子 B. 氘的比结合能大于氦核的比结合能 C. 核聚变前后电荷数守恒、质量数守恒 D. 若氘、氚、氦核的比结合能分别为、、，则释放的核能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒，可知X的质量数为 可知X的电荷数为 故X应为中子（），而非电子，故A错误； B．核聚变中生成物比结合能大于反应物，氦核比结合能高于氘和氚，故氘的比结合能小于氦核，故B错误； C．核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒，聚变过程同样满足，故C正确； D．释放的核能应为生成物总结合能与反应物总结合能之差，即，而非，故D错误。 故选C。 2. 关于机械振动和机械波的应用，下列说法正确的是（　　） A. 医生用超声波扫描孕妇腹部，就能看到胎儿的样子，这是利用了波的衍射现象 B. 耳机麦克风会捕捉外界噪音，然后发出相位相反的声波抵消它，让你听到纯净的音乐，这是利用了波的干涉现象 C. 高楼顶部会安装“减震器”比如上海中心大厦的巨型摆锤，当地震或大风让高楼摇晃时，减震器会反向振动，抵消晃动，让高楼更稳，这是利用了波的偏振现象 D. 电动牙刷通过高频振动每分钟几千次能更高效地清洁牙齿，比手动刷牙更干净，这是利用了波的多普勒效应 【答案】B 【解析】 【详解】A．超声波扫描利用的是超声波在组织界面处的反射，而非衍射现象，故A错误； B．主动降噪技术通过发射与噪音相位相反的声波，利用干涉相消原理减弱噪音，故B正确； C．减震器通过反向振动吸收能量，属于阻尼振动或共振控制，与偏振无关，故C错误； D．电动牙刷的高频振动是机械振动直接清洁牙齿，与多普勒效应无关，故D错误。 故选B。 3. 如图甲所示，某理想变压器原副线圈的匝数分别为、，输入电压瞬时值、输出电压瞬时值随时间变化的规律如图乙所示，图中、均已知，下列说法正确的是（　　） A. 达到最大值时， B. 达到最大值时，也达到最大值 C. 输入电压的有效值为 D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据理想变压器的原理可知，原副线圈的电压变化是同步的，从图乙可知，与的变化规律是相似的，当达到最大值时，也达到最大值，而不是，故A错误，B正确； C．正弦式交变电压的有效值是最大值除以，所以输入电压的最大值为，其有效值为，故C错误； D．根据理想变压器的电压与匝数比关系有 由图乙可知，故D错误。 故选B。 4. 在研究光的折射现象的实验中，让两束不同的单色光Ⅰ、Ⅱ从空气射向同一玻璃砖的侧面，实验得到的入射角θ1、折射角θ2的正弦关系的图像如图所示，其中虚线斜率k=1，下列说法正确的是（　　） A. 用另一种单色光做本实验，sinθ1−sinθ2图像可能为Ⅲ B. 若让光从玻璃砖射向空气，则单色光Ⅰ、Ⅱ在分界面上发生全反射的临界角CⅠ大于CⅡ C. 照射同一金属，若单色光Ⅰ能使金属发生光电效应，则单色光Ⅱ也一定能使该金属发生光电效应 D. 用相同的装置进行双缝干涉实验时，单色光Ⅰ的相邻亮条纹中心间距比单色光Ⅱ的相邻亮条纹中心间距小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据折射率 可知图像斜率表示折射率，由于n>1，故用另一种单色光做本实验，sinθ1−sinθ2图像不可能为Ⅲ（因为Ⅲ的斜率小于1），故A错误； B．图像可知I光斜率大于Ⅱ光，可知I光的折射率比Ⅱ的大，根据 可知则单色光Ⅰ、Ⅱ在分界面上发生全反射的临界角CⅠ小于CⅡ，故B错误； C．由B选项可知折射率nI>nⅡ，故I光的频率大于Ⅱ光的频率，故照射同一金属，若单色光Ⅰ能使金属发生光电效应，则单色光Ⅱ不一定能使该金属发生光电效应，故C错误； D．由于I光的频率大于Ⅱ光的频率，根据 可知频率f大的，波长越小，故I光波长小于Ⅱ光波长，根据 可知用相同的装置进行双缝干涉实验时，单色光Ⅰ的相邻亮条纹中心间距比单色光Ⅱ的相邻亮条纹中心间距小，故D正确。 故选D。 5. 在一次体育课上，小明将铅球以大小不变的初速度投射出去。考虑到实际情况，铅球出射位置的高度h不能忽略，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 无论沿什么方向，小球落地时速度的大小都相同 B. 无论沿什么方向，小球在空中运动的时间都相同 C. 为了投得更远，应使与水平方向成夹角投射出去 D. 为了投得更远，应使与水平方向夹角大于投射出去 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据动能定理，有 解得，可知无论沿什么方向，小球落地时速度的大小都相同，故A正确； B．设与水平方向夹角为θ，在竖直方向，规定竖直向下为正方向，有 解得 小球在空中运动的时间与θ相关，故B错误； CD．设落地时，末速度v与水平方向夹角为α，因仅受重力作用，所以，且方向竖直向下，作出速度矢量三角形如图 矢量三角形的面积 其中 得 结合A选项分析，得 当时，x取最大 此时 因规定竖直向下为正方向，h为正值，得，，故CD错误。 故选A。 6. 2025年4月13日，陈芋汐参加加拿大温莎站世界杯跳水决赛获得冠军。陈芋汐以一定的初速度在高台上竖直向上起跳，到距水面的最高处后开始竖直下落，入水后受到水的阻力（视为恒力）大小为她的重力的4倍。重力加速度取，陈芋汐在运动过程中可简化为质点，不计空气阻力，陈芋汐从最高点运动到最低点的过程中（　　） A. 入水前比入水后的速度变化更快 B. 在水中下降的最大深度为 C. 平均速度大小为 D. 一直处于失重状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．速度变化的快慢由加速度决定，陈芋汐入水前做自由下落，加速度为 陈芋汐入水后所受阻力为重力的4倍，根据牛顿第二定律有 解得 加速度方向向上。可知，陈芋汐入水后加速度更大，则入水前比入水后的速度变化更慢，故A错误； B．入水前下落高度 根据 解得入水速度 陈芋汐入水后匀减速至静止，利用逆向思维，根据 解得下潜深度，故B错误； C．结合上述可，陈芋汐的总位移为 入水前经历时间 入水后经历时间 则总时间 陈芋汐的平均速度，故C正确； D．结合上述可知，陈芋汐入水前加速度向下，处于失重状态，入水后加速度向上，处于超重状态，故D错误。 故选C。 7. A、B是两个电荷量都为Q的正点电荷，相距l，AB连线中点为O。C为AB连线中垂线上的一点，距O为。N点在AB连线上，距离O点为x（x<<l），已知静电力常量为k，不计重力，下列说法正确的是（　　） A. 在C点由静止释放一电子，电子的加速度一直减小 B. 将一电子先后放到C、N两点，电子在N点时的电势能大于在C点时的电势能 C. 若在C点放一试探电荷q，则它所受的静电力大小为 D. 在N点由静止释放一质子，质子将在O点附近做简谐运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．设A处的电荷在AB连线的中垂线上的某点处产生的场强与竖直向上方向的夹角为，则根据场强的叠加原理，则该点的合场强为 联立可得 根据均值不等式可知当时，有最大值，且最大值为 根据几何关系可知该点到O点的距离 则在C点由静止释放电子，由于 可知电子受电场力向下运动过程中，加速度先增大后减小再增大再减小，A错误； B．C点的电势为 N点的电势 因为，则 则电势能 可知因，则，B错误； C．C点的合电场强度 在C点放一个试探电荷，则试探电荷所受电场力的大小为，C错误； D．根据等量同种电荷的电场分布情况可知，质子在运动过程中，O点为平衡位置，可知当发生的位移为时，粒子受到的电场力为 当时 所以在N点释放一质子，从静止释放，质子将以O点为平衡位置做简谐运动，D正确。 故选D 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，一带电量为q（q>0），质量为m的小球用绝缘轻质细线悬挂于O点而保持静止。现让匀强电场逆时针缓慢旋转90°至方向竖直向上，大小保持不变，在该过程中，下列说法正确的有（　　） A. 细线与竖直方向夹角逐渐减小 B. 细线与竖直方向夹角逐渐增大 C. 细线中的张力逐渐减小 D. 细线中的张力逐渐增大 【答案】BC 【解析】 【详解】根据题意可知，小球所受电场力大小为Eq=mg 小球的受力如图所示 由图可知，当匀强电场逆时针缓慢旋转90°至方向竖直向上，大小保持不变，细线与竖直方向夹角逐渐增大，细线中的张力不断减小。 故选BC 9. 在天文观测中，科学家们发现有一些远离地球的双星系统的运动很奇怪——两个天体时而重合，时而分开，如图甲所示；天文学家推测，这样的系统实际上是由如图乙所示的两个绕着二者连线上某点做匀速圆周运动的天体组成，但地球正好与该双星系统的圆周轨道处在同一平面，所以在地球上只能观测到它们的投影运动。天文学家已经测得某个这样的双星系统投影运动的振幅、，已知万有引力常量G。对该双星系统，下列说法正确的有（　　） A. 天体1的质量大于天体2的质量 B. 天体1、天体2的质量之比为 C. 若测得该双星系统的运动周期为T，则该双星系统的总质量为 D. 地球上观测到两个天体的投影运动均为简谐运动 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对于双星系统，两个天体绕连线上某点做匀速圆周运动，它们的角速度相等，设做圆周运动的半径为，做圆周运动的半径为，则两个天体的球心间距为 根据万有引力提供向心有 化简可得 即 由图可知，投影振幅、分别对应两天体做圆周运动的半径、，因为，所以，则，即天体1的质量大于天体2的质量，故A正确； B．根据选项A可知，故B错误； C．因为，，所以 若测得该双星系统的运动周期为T，对天体1列向心力方程有 将上面数据代入解得 同理可得 所以该双星系统的总质量为，故C错误； D．设两天体做圆周运动的圆心为O，以圆心O在地球上的投影为坐标原点建立轴，某时刻天体1距圆心O的距离为，其在轴上的投影位置坐标为 其中为天体1与圆心O连线与轴的夹角，设天体1做圆周运动的角速度为，则有 代入上式得 满足简谐运动的表达式 同理天体2的投影运动也满足简谐运动的表达式，所以地球上观测到两个天体的投影运动均为简谐运动，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，固定在匀强磁场中的正方形硬质导线框abcd边长为l，其中ab边是电阻为R的均匀电阻丝，其余三边是电阻可忽略的铜导线，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、粗细、材料均与ab边相同的电阻丝PQ架在线框上，与导线框的接触良好，并以恒定速度v从ad边滑向bc边。不计一切摩擦，在PQ滑动的过程中，下列说法正确的有（　　） A. 通过PQ的电流I先减小后增大 B. 外力对PQ做功功率的最小值为 C. 当PQ运动到ab的中点时，PQ两端的电压大小为 D. ab消耗的电功率先增大后减小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．PQ长短、粗细、材料均与ab边相同，则PQ的也为R，感应电动势为E=Blv 令aP=x，则回路总电阻 根据数学二次函数规律可知，R总先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可知，通过PQ的电流I先减小后增大，故A正确； B．PQ向右做匀速直线运动，则有F=BIl 结合上述，当时， 则感应电流的最小值 外力的最小值 外力对PQ做功功率的最小值 解得，故B错误； C．结合上述，当PQ运动到ab的中点时，回路总电阻达到最大值，干路电流达到最小值，且有 根据右手定则可知，感应电流方向沿Q→P，P端为等效电源的正极，根据闭合电路欧姆定律有 解得，故C错误； D．结合上述可知，外电路电阻 可知，外电路电阻的最大值 根据数学二次函数规律可知，在PQ滑动的过程中，R外先增大后减小，外电阻消耗的电功率 结合上述可知，干路电流 解得 根据数学对勾函数的规律可知，在PQ滑动的过程中，ab消耗的电功率先增大后减小，故D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某实验小组用如图甲所示的装置做验证动量守恒定律的实验。轻质细线一端与固定拉力传感器O点连接，另一端连结一个小球。在O点正下方的光滑水平桌面上静止放置一个中心与小球球心等高的片状橡皮泥（厚度忽略不计）。将小球拉起一定的偏角后由静止释放，在最低点处与橡皮泥发生碰撞，碰后粘在一起向左摆动。此过程采集到的拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示，图中、已知。当地的重力加速度大小为g，不考虑橡皮泥的形状和空气阻力带来的影响。 （1）若小球质量为m1，O点到小球球心的距离为L，则小球碰前瞬间的速度大小为______； （2）为验证碰撞过程中，小球、橡皮泥组成的系统在水平方向上动量是否守恒，还必须测量的物理量有______； A. 小球质量m1，橡皮泥质量m2 B. 细线的长度l C. 小球的直径D （3）在误差允许的范围内，若本实验中物理量满足关系式______（用题干和第（2）问的已知量、测量值的字母表示），则可验证碰撞过程中小球、橡皮泥组成的系统在水平方向上动量守恒。 【答案】（1） （2）A （3） 【解析】 【小问1详解】 小球在最低点，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 小球与橡皮泥碰撞过程，根据动量守恒定律有 碰撞后瞬间，对小球与橡皮泥整体进行分析，根据牛顿第二定律有 结合上述解得 可知，为验证碰撞过程中，小球、橡皮泥组成的系统在水平方向上动量是否守恒，还必须测量的物理量有小球质量m1，橡皮泥质量m2。 故选A。 【小问3详解】 结合上述，在误差允许的范围内，若碰撞过程中小球、橡皮泥组成的系统在水平方向上动量守恒，则满足 12. 某科技小组探究多组型号的光敏电阻。 （1）用多用电表探测光敏电阻的阻值与光照条件的关系。 他们具体的操作如下： ①将多用电表机械调零，将选择开关旋转到电阻挡的“×1K”挡。 ②将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指到表盘___________（填“左侧”或“右侧”）0刻度线。再把红黑表笔接在光敏电阻两脚上，发现多用电表指针偏转角度很大，换“×10”挡位后，重新进行欧姆调零，再把红黑表笔接在光敏电阻两脚上，多用电表指针如图甲所示，测量的结果为___________Ω。 ③用黑纸板挡住照向光敏电阻的部分光线，仍用“×10”挡位，将红黑表笔接在光敏电阻两脚上，发现多用电表指针偏转角度小于图甲中的角度，这说明光照变弱时，光敏电阻的阻值将___________（选填“变大”或“变小”）。 ④测量完毕，将选择开关旋转到___________挡。 （2）如图乙所示，由红外光源发射的光束经烟尘粒子散射后照射到光敏电阻上，光敏电阻接收的光强与烟雾的浓度成正比，其阻值随光强的增大而减小。闭合开关S1、S2，当烟雾浓度达到一定值时，干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警。在保证所有用电器安全的情况下，为了能在更低的烟雾浓度下触发报警，下列操作可行的是___________。 A. 减小电阻箱R1的阻值 B. 减小电源E3的电动势 C. 增大电阻箱R2的阻值 D. 增大干簧管上线圈的匝数 【答案】（1） ①. 右侧 ②. 120 ③. 变大 ④. OFF或交流电压最高 （2）AD 【解析】 【小问1详解】 [1]将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指到表盘右侧0刻度线； [2]根据图甲可知测量的结果 [3]发现多用电表指针偏转角度小于图甲中的角度，说明电流减小，这说明光照变弱时，光敏电阻的阻值将增大。 [4]测量完毕，将选择开关旋转到OFF或交流电压最高。 【小问2详解】 A．若减小电阻箱的阻值，则红外光源发出的红外线强度增大，可知光敏电阻阻值减小，则通过干簧管的电流增大， 则干簧管中的两个簧片能被磁化而接通，从而能触发蜂鸣器报警，故A正确； B．减小电源E3的电动势，对通过干簧管的电流无影响，故B错误； C．增大阻值，则通过干簧管的电流减小，则干簧管中的两个簧片被磁化较弱而无法接通，不能触发蜂鸣器报警，故C错误； D．增大干簧管上线圈的匝数，则干簧管产生的磁场增大， 则干簧管中的两个簧片能被磁化而接通，从而能触发蜂鸣器报警，故D正确。 故选AD。 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13. 如图所示，粗细均匀、长为150cm的玻璃管开口向上竖直放置，管内有长度为的水银柱，封闭着长度为的空气柱，已知大气压强，封闭空气的初始温度为，已知热力学温度T与摄氏温度t的关系式为。将封闭空气视为理想气体。 （1）若缓慢升高封闭空气的温度，使水银柱上表面刚好到达玻璃管顶端，求此封闭空气的摄氏温度t； （2）若保持封闭空气温度为27°C不变，将玻璃管缓慢顺时针转动90°至水平放置，求稳定后管内封闭空气柱的长度（保留一位小数）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 假设玻璃管的横截面积为S，管长为 L，气体初始初态，， 气体末末态，， 可知，气体压强一定，根据盖吕萨克定律有 解得 【小问2详解】 气体初始初态，， 气体末状态，， 气体温度一定，根据玻意耳定律有 解得 由于 可知 14. 如图所示，两皮带轮转轴中心间距L=18.0m，将可视为质点的滑块A、B放在传送带的正中间，A、B之间放有少量炸药且紧挨在一起；t=0时刻，引爆炸药，滑块A获得了水平向左的初速度vA=12m/s，滑块B获得了水平向右的初速度，同时传送带开始做初速度为0，加速度大小a=2m/s2的逆时针匀加速运动；滑块与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.4，，mB=1kg，重力加速度g=10m/s2，炸药爆炸时间极短且释放的能量全部转化为滑块的动能，不计炸药质量、皮带轮的大小和空气阻力。求： （1）炸药爆炸过程中释放的化学能E； （2）试判断A在滑离传送带前能否与传送带共速； （3）滑块B从开始运动到滑离传送带所用的时间tB。 【答案】（1）E=80J （2）未与传动带共速 （3）tB=5s 【解析】 【小问1详解】 炸药爆炸过程中，滑块A、B动量守恒 解得 释放的化学能全部转化为滑块的动能 解得 【小问2详解】 滑块A以vA=12m/s向左以aA=μg=4m/s2做匀减速运动，假设滑块A与传送带共速前未滑离传送带，则 解得 根据位移−时间公式有 解得 由于，假设不成立，所以滑块A在滑离传送带前未与传动带共速。 【小问3详解】 滑块B向右做匀减速运动的时间设为t1，则， 解得 B向右减速到0，向右运动的位移设为xB1，有 解得 xB1=8m<9m，B未从右侧滑离传送带，由对称性知滑块再经过t2=2s滑回传送带中点，滑块滑回中点时的速度大小为8m/s，传送带此时速度为 解得 之后由于a<μg，所以滑块与传送带相对静止一起向左以a=2m/s2做匀加速运动。一起加速时间为t3，则 解得 滑块B从开始运动到滑离传送带所运动的时间 解得 15. 如图甲所示，在直角坐标系Oxyz整个空间中，有沿方向的匀强电场E和匀强磁场B，坐标原点O处有一粒子源，能不断向xOy平面第一象限内各个方向均匀发射粒子，粒子的质量为m、电荷量为q（q>0），初速度大小均为，不计粒子的重力及粒子间相互作用。 （1）若，求初速度沿方向的粒子运动到平面时的y坐标； （2）若，经过足够长时间，求所有粒子在xOy平面内经过区域的总面积 （3）若，在的空间内有一足够大荧光屏，如图乙所示，求粒子打在荧光屏上形成亮线的长度 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在yOz平面做类平抛运动 设粒子运动的加速度为a，则有 y方向有 z方向有 解得 【小问2详解】 粒子在xOy平面内做匀速圆周运动 由牛顿第二定律，有 解得 经过足够长的时间，所有粒子在xOy平面内经过区域如图所示 则其总面积为 解得 【小问3详解】 设粒子在磁场中运动半径为r，粒子在磁场中的偏转角为 粒子的运动可以分解为平行xOy平面的匀速圆周运动，和沿方向的匀加速直线运动，则有 解得 粒子沿方向的匀加速直线运动有， 粒子在磁场中运动的周期 粒子在磁场中的偏转角为 解得 入射的粒子在xOy平面内投影运动的轨迹如图 由几何关系 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $