精品解析：天津市滨海新区大港第一中学2024-2025学年高二下学期联考冲刺卷二物理试卷

滨海新区大港一中2024-2025第二学期联考冲刺卷二 高二物理 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的陈述中，错误的是（　　） A. 图①中的明暗相间的条纹，利用了薄膜干涉的原理 B. 图②中的泊松亮斑，为光照射小圆孔得到的衍射图样 C. 图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明 D. 图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波 2. 如图所示，用两条细线悬挂一个除去了柱塞的注射器，当其静止时，针头恰好对准下面木板的中心线（图中虚线）。将注射器内装上墨汁，当注射器左右摆动时，垂直于摆动的方向以速度v匀速拖动木板，在木板上留下墨汁图样，A、B两点间距为L。则该注射器在摆动时（ ） A. 通过A点正上方时向右摆动 B. 通过B点正上方时加速度为零 C. 通过A点和B点时摆动方向相同 D. 摆动的周期为 3. 我国规定电动自行车骑乘人员必须依法配戴具有缓冲作用的安全头盔。数据表明，在电动自行车发生交通事故时，佩戴安全头盔可大大减轻头部损伤程度。则下列说法正确的是（　　） A. 头盔减少了驾驶员头部撞击过程中的动量变化量 B. 头盔减小了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量 C. 事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量相同 D. 事故中头部受到的冲量与头部的动量变化量相等 4. 使用蓝牙耳机可以接听手机来电，已知蓝牙通信的电磁波波段为，可见光的波段为，下列说法正确的是（  ） A. 在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐 B. 蓝牙通信的电磁波波长比可见光的波长短 C. 蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子大 D. 蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小 5. 在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为 B. 图甲中时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 C. 处温度升高后，电压表与示数的比值变大 D. 处温度升高后，变压器的输入功率减小 6. 南极科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度，其原理可简化为如图所示模型，电路中有一段长方体形状的金属导体、长、宽、高分别为，放在沿轴正方向的匀强磁场中，导体中电流沿轴正方向，大小为。已知金属导体单位体积中的自由电子数为，电子电荷量为，自由电子的定向移动可视为匀速运动，测出的金属导体前后两个表面间电压为，则（　　） A. 金属导体的前表面电势较高 B. 地磁场的磁感应强度为 C. 自由电子定向移动速度大小为 D. 导体中每个自由电子所受洛伦兹力的大小为 7. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻与灯泡B相同。A和B是两个相同的小灯泡，忽略温度对灯泡电阻的影响。则（　　） A. 当开关S由断开变为闭合时，A立即变亮，B慢慢变亮 B. 当开关S由断开变为闭合时，A和B均慢慢变亮 C. 当开关S由闭合变为断开时，A立即熄灭 D. 当开关S由闭合变为断开时，B闪亮后熄灭 8. 如图所示，从上往下看固定在水平面上的半径为 的金属圆环内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为 的匀强磁场，长度为 、电阻为 的直导体棒 置于圆环上面，直导体棒 端和圆环 点分别与如图所示的外电路相连，其中电阻 ， ，平行板电容器电容为 。已知重力加速度为 ，不计其他电阻和摩擦。则导体棒 在外力作用下绕 点以角速度 顺时针匀速转动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 板带正电 B. 导体棒 产生的电动势为 C. 电容器所带电荷量为 D. 电阻 上消耗的电功率为 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 9. “天宫”空间站电推进系统大气瓶近日完成在轨安装任务，电推进系统，也称为电推发动机，其工作原理是先将氙气等惰性气体转化为带电离子，再将这些离子由静止加速并喷出，以产生推力，如图所示。已知单位时间内能喷出总质量为m、速度为v的离子，不计离子喷出对空间站质量的影响，下列说法正确的是（　　） A. 推进系统工作时整个空间站系统的动量守恒 B. 推进系统工作时整个空间站系统的机械能守恒 C. 推进系统工作时产生的推力大小为mv D. 推进系统工作时产生的推力大小为2mv 10. 一列沿x轴负方向传播机械波，其图像如图所示，实线是t＝0时刻的波形，此时质点P位于平衡位置。虚线是t＝0.6s时刻的波形，此时质点P位于波峰位置。下列说法正确的是（　　） A. t＝0时刻，质点P向y轴正方向运动 B. 该波的波长为4m C. 该波的波速可能为5m/s D. 0~0.6s时间内，质点P运动的路程可能为0.2m 11. 电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的一种设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极励磁线圈和环形真空室组成，当电磁铁励磁线圈通以变化的电流时，会在柱形电磁铁的两极间产生磁场，在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道，如图所示图中上部分为主视图、下部分为俯视图。当磁场发生变化时，产生的感应电场就会不断加速电子，电子在真空管中沿逆时针方向做圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 电场力充当电子做圆周运动的向心力 B. 使电子加速的是电场力 C. 励磁电流必须从端流入、从端流出，且减小 D 励磁电流必须从端流入、从端流出，且增大 12. 如图甲所示，用强磁场将百万开尔文的高温等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克装置。 我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。图乙为其中沿管道方向的磁场分布图，越靠管的右侧磁场越强。 不计离子重力，关于离子在图乙磁场中运动时，下列说法正确的是（　　） A. 离子在磁场中运动时，磁场可能对其做功 B. 离子在磁场中运动时，离子的动能一定不变 C. 离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小 D. 离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，洛伦兹力不变 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 13. 某同学利用激光器测定一块直角三角形玻璃砖的折射率，如图所示，在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面，然后让很细的激光平行于木板垂直于入射。 （1）因为无法用肉眼直接观察激光，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，则首先插入的针应是_______；（选填“”、“”、“”或“”） （2）用量角器量得图中，则玻璃的折射率约为_______（保留三位有效数字）； （3）该同学换用形状、大小完全相同，但材质不同的透明体重复上述步骤，他在外侧始终找不到出射光线，则可能的原因是________________________。 14. 用如图装置可以验证动量守恒定律，也可以研究碰撞过程中的能量问题。在验证动量守恒定律时，请回答以下问题： （1）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是________； A．两小球的质量和尺寸可以不同 B．选用两球的质量应满足m1>m2 C．需要直接或间接测量小球的平抛运动过程中的时间和射程 D．斜槽轨道越光滑误差越小 （2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上的S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量出平抛的射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分末端，再将入射小球m1从斜轨上的S位置由静止释放，与小球m2相碰，并且多次重复。接下来还要完成的步骤是________；（填选项前的符号） A．用天平测量两个小球质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放时的高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N并测量平抛射程OM、ON （3）若两个小球相碰前后的动量守恒，其表达式可以表示为________________________；（利用第2问中所测量的物理量符号表示） （4）某次实验中的部分数据为：m1＝50g，m2＝8g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示，则碰撞前、后总动量的比值为＝________。（保留三位有效数字） 四、解答题 15. 短道速滑接力赛是北京冬奥会上极具观赏性的比赛项目之一、如图所示为A、B两选手在比赛中的某次交接棒过程。A的质量，B的质量，交接开始时A在前接棒，B在后交棒，交棒前两人均以的速度向前滑行。交棒时B从后面用力推A，当二人分开时B的速度变为，方向仍然向前，不计二人所受冰面的摩擦力，且交接棒前后瞬间两人均在一条直线上运动。 （1）求二人分开时A的速度大小； （2）若B推A过程用时，求B对A的平均作用力的大小； （3）交接棒过程要消耗B体内的生物能，设这些能量全部转化为两人的动能，且不计其它力做功，求B消耗的生物能E。 16. 如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间的距离为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上绝缘涂层后做匀速运动，滑到导轨底端之前再一次做匀速运动。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的定值电阻和导体棒电阻均为R，导轨电阻不计，重力加速度为g，求： （1）导体棒与涂层间的动摩擦因数； （2）导体棒滑到导轨底端之前匀速运动的速度大小； （3）导体棒从导轨的顶端滑到导轨底端的整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热Q。 17. 两个同轴（轴线水平）网状金属圆筒的截面如图所示，P的半径为、Q的半径为，在P圆筒内有沿轴线方向向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，在P、Q两圆筒间加恒定电压U后，P、Q两圆筒之间有图示辐射状的电场，A、C是Q圆筒截面水平直径的端点，现将一电子从A点由静止释放，电子质量为m，电荷量为e，假设电子不会与P圆筒的金属网发生碰撞。求： (1)电子进入P圆筒时的速度大小； (2)欲使电子在最短时间回到A点，电压U的大小； (3)在电压U符合(2)问要求下，仍将电子从A点由静止释放，要求电子能够到达C点，并且在第一次到达C点之前，电子只能在AC直径及以下区域运动，需将P圆筒内磁场的磁感应强度大小变为，请你推导应满足的表达式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 滨海新区大港一中2024-2025第二学期联考冲刺卷二 高二物理 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的陈述中，错误的是（　　） A. 图①中的明暗相间的条纹，利用了薄膜干涉的原理 B. 图②中的泊松亮斑，为光照射小圆孔得到的衍射图样 C. 图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明 D. 图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波 【答案】B 【解析】 【详解】A．图①是检测工件的平整度，观察到的明暗相间的条纹，利用了薄膜干涉的原理，故A正确，不符合题意； B．图②中的泊松亮斑，为光照射小圆盘得到的衍射图样，故B错误，符合题意； C．图③是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，故C正确，不符合题意； D．图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故D正确，不符合题意。 故选B。 2. 如图所示，用两条细线悬挂一个除去了柱塞的注射器，当其静止时，针头恰好对准下面木板的中心线（图中虚线）。将注射器内装上墨汁，当注射器左右摆动时，垂直于摆动的方向以速度v匀速拖动木板，在木板上留下墨汁图样，A、B两点间距为L。则该注射器在摆动时（ ） A. 通过A点正上方时向右摆动 B. 通过B点正上方时加速度为零 C. 通过A点和B点时摆动方向相同 D. 摆动的周期为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，通过A点正上方后的墨汁留在了A点的左侧，所以，通过A点正上方时向做摆动，故A错误； B．通过B点正上方时，加速度为向心加速度，即此时注射器的加速度不为零，故B错误； C．由图可知，注射器通过A点的摆动方向向左，通过B点时摆动方向向右，故C错误； D．该单摆由A到B，恰好摆动了1.5个周期，故满足 解得 故D正确。 故选D。 3. 我国规定电动自行车骑乘人员必须依法配戴具有缓冲作用的安全头盔。数据表明，在电动自行车发生交通事故时，佩戴安全头盔可大大减轻头部损伤程度。则下列说法正确的是（　　） A. 头盔减少了驾驶员头部撞击过程中的动量变化量 B. 头盔减小了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量 C. 事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量相同 D. 事故中头部受到的冲量与头部的动量变化量相等 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据 可得 依题意，佩戴具有缓冲作用的安全头盔，头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长了，减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率，动量变化量与撞击力的冲量相等，不变，故A错误，B错误； C．根据 知头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等大反向，作用时间相同，所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量等大反向，故C错误； D．根据动量定理 知事故中头部受到的冲量与头部的动量变化量相等，故D正确。 故选D。 4. 使用蓝牙耳机可以接听手机来电，已知蓝牙通信的电磁波波段为，可见光的波段为，下列说法正确的是（  ） A. 在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐 B. 蓝牙通信的电磁波波长比可见光的波长短 C. 蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子大 D. 蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小 【答案】A 【解析】 【详解】A．电磁波传播不需要介质，在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐，A正确； BD．电磁波在真空中传播速度为光速，速度与可见光一致，由可知，蓝牙通讯的电磁波波长比可见光的波长长，BD错误； C．由可知蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子小，C错误。 故选A。 5. 在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为 B. 图甲中时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 C. 处温度升高后，电压表与示数的比值变大 D. 处温度升高后，变压器的输入功率减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图甲可知正弦交流电的感应电动势的峰值为，周期为 可得 故变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 故A错误； B．图甲中时，电动势为零，此时穿过线圈的磁通量的变化率为零，故B错误； CD．理想变压器的原副线圈的匝数不变，输入电压不变，则电压表示数不变。根据 可知副线圈两端的电压不变，处温度升高时，其阻值变小，根据欧姆定律可知，副线圈回路中的电流增大，则定值电阻R两端电压增大，两端电压减小，即电压表示数减小，故电压表示数与示数的比值变大。根据，可知原线圈电流增大，根据：，可知变压器的输入功率变大，故C正确，D错误。 故选C。 6. 南极科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度，其原理可简化为如图所示模型，电路中有一段长方体形状的金属导体、长、宽、高分别为，放在沿轴正方向的匀强磁场中，导体中电流沿轴正方向，大小为。已知金属导体单位体积中的自由电子数为，电子电荷量为，自由电子的定向移动可视为匀速运动，测出的金属导体前后两个表面间电压为，则（　　） A. 金属导体的前表面电势较高 B. 地磁场的磁感应强度为 C. 自由电子定向移动的速度大小为 D. 导体中每个自由电子所受洛伦兹力的大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力指向前表面，则电子向前表面偏转，金属导体的前表面电势较低，故A错误； C．根据电流微观表达式可得 ， 解得自由电子定向移动的速度大小为 故C错误； BD．根据平衡条件可得 解得地磁场的磁感应强度为 故B错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻与灯泡B相同。A和B是两个相同的小灯泡，忽略温度对灯泡电阻的影响。则（　　） A. 当开关S由断开变为闭合时，A立即变亮，B慢慢变亮 B. 当开关S由断开变为闭合时，A和B均慢慢变亮 C. 当开关S由闭合变为断开时，A立即熄灭 D. 当开关S由闭合变为断开时，B闪亮后熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当开关S由断开变为闭合时，电源的电压同时加到两灯上，A和B同时亮，随着线圈中电流的增大，由于线圈的电阻与灯泡B相同。电路总电阻减小，总电流增大，A变得更亮一些，B两端电压减小，故B变暗一些，故AB错误； CD．当开关S由闭合变为断开时，线圈阻碍电流的减小，产生感应电动势，B与线圈构成闭合回路，开关断开前通过线圈的电流等于B的电流，故A立即熄灭，B缓慢熄灭，故D错误，C正确。 故选C。 8. 如图所示，从上往下看固定在水平面上的半径为 的金属圆环内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为 的匀强磁场，长度为 、电阻为 的直导体棒 置于圆环上面，直导体棒 端和圆环 点分别与如图所示的外电路相连，其中电阻 ， ，平行板电容器电容为 。已知重力加速度为 ，不计其他电阻和摩擦。则导体棒 在外力作用下绕 点以角速度 顺时针匀速转动过程中，下列说法正确的是（　　） A 板带正电 B. 导体棒 产生的电动势为 C. 电容器所带电荷量为 D. 电阻 上消耗的电功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，等效电源 OA 的 A 端为正极，则 M 板带正电，N 板带负电，故A错误； B．导体棒 OA 垂直磁场转动切割磁感线，则产生感应电动势为，故B错误； C．回路的感应电流 I = ，电容器两端电压，根据电容的定义式有 解得，故C正确； D．电阻上消耗的电功率为，结合上述解得 P = ，故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 9. “天宫”空间站电推进系统大气瓶近日完成在轨安装任务，电推进系统，也称为电推发动机，其工作原理是先将氙气等惰性气体转化为带电离子，再将这些离子由静止加速并喷出，以产生推力，如图所示。已知单位时间内能喷出总质量为m、速度为v的离子，不计离子喷出对空间站质量的影响，下列说法正确的是（　　） A. 推进系统工作时整个空间站系统的动量守恒 B. 推进系统工作时整个空间站系统的机械能守恒 C. 推进系统工作时产生的推力大小为mv D. 推进系统工作时产生推力大小为2mv 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．电推进发动机工作时，推进力对系统做正功，系统的机械能增加，但系统所受合外力为0，由此可判断出系统的动量守恒，故A正确，B错误； CD．对离子由动量定理得 解得 其中t=1s，可知推进系统工作时产生的推力大小为mv，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 一列沿x轴负方向传播的机械波，其图像如图所示，实线是t＝0时刻的波形，此时质点P位于平衡位置。虚线是t＝0.6s时刻的波形，此时质点P位于波峰位置。下列说法正确的是（　　） A. t＝0时刻，质点P向y轴正方向运动 B. 该波的波长为4m C. 该波的波速可能为5m/s D. 0~0.6s时间内，质点P运动的路程可能为0.2m 【答案】BC 【解析】 【详解】A．机械波沿x轴负方向传播，t＝0时刻，质点P向y轴负方向运动，故A错误； B．由图可知，该波的波长为4m，故B正确； C．时间间隔 n＝0时 T＝0.8s， 故C正确； D．0~0.6s时间内，质点P运动的路程最小为0.6m，故D错误。 故选BC。 11. 电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的一种设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极励磁线圈和环形真空室组成，当电磁铁励磁线圈通以变化的电流时，会在柱形电磁铁的两极间产生磁场，在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道，如图所示图中上部分为主视图、下部分为俯视图。当磁场发生变化时，产生的感应电场就会不断加速电子，电子在真空管中沿逆时针方向做圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 电场力充当电子做圆周运动的向心力 B. 使电子加速的是电场力 C. 励磁电流必须从端流入、从端流出，且减小 D. 励磁电流必须从端流入、从端流出，且增大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．电场力沿圆周运动的切线方向，作用的使电子加速，而不是充当圆周运动的向心力，故A错误，B正确； CD．电子逆时针方向圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则励磁电流产生的磁场方向向上，则励磁电流必须从端流入、从端流出，因感生电场使逆时针圆周运动的电子加速，则感生电场沿顺时针方向，故励磁电流必须增大，故C错误，D正确。 故选BD。 12. 如图甲所示，用强磁场将百万开尔文的高温等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克装置。 我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。图乙为其中沿管道方向的磁场分布图，越靠管的右侧磁场越强。 不计离子重力，关于离子在图乙磁场中运动时，下列说法正确的是（　　） A. 离子在磁场中运动时，磁场可能对其做功 B. 离子在磁场中运动时，离子的动能一定不变 C. 离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小 D. 离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，洛伦兹力不变 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．离子在磁场中运动时，由于洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，可知磁场对其一定不做功，动能不变，故A错误，B正确； CD．离子在磁场中，洛伦兹力为 右侧区域磁场较强，由洛伦兹力提供向心力可得 可得 所以离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小，故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 13. 某同学利用激光器测定一块直角三角形玻璃砖的折射率，如图所示，在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面，然后让很细的激光平行于木板垂直于入射。 （1）因为无法用肉眼直接观察激光，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，则首先插入的针应是_______；（选填“”、“”、“”或“”） （2）用量角器量得图中，则玻璃的折射率约为_______（保留三位有效数字）； （3）该同学换用形状、大小完全相同，但材质不同的透明体重复上述步骤，他在外侧始终找不到出射光线，则可能的原因是________________________。 【答案】（1） （2）1.41 （3）激光在MP面上发生全反射 【解析】 【小问1详解】 四根针应该先插光路后面的针，否则光被挡住，后面的针无法确定位置，故正确的插针顺序应是P4、P3、P2、P1； 【小问2详解】 在MP界面，光的入射角为30°，折射角为45°，则玻璃的折射率 【小问3详解】 若激光器正常发光，该同学发现在MP一侧始终找不到出射光线，由于是从光密介质到光疏介质，则可能是激光在MP界面上发生了全反射。 14. 用如图装置可以验证动量守恒定律，也可以研究碰撞过程中的能量问题。在验证动量守恒定律时，请回答以下问题： （1）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是________； A．两小球的质量和尺寸可以不同 B．选用两球的质量应满足m1>m2 C．需要直接或间接测量小球的平抛运动过程中的时间和射程 D．斜槽轨道越光滑误差越小 （2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上的S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量出平抛的射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分末端，再将入射小球m1从斜轨上的S位置由静止释放，与小球m2相碰，并且多次重复。接下来还要完成的步骤是________；（填选项前的符号） A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放时高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N并测量平抛射程OM、ON （3）若两个小球相碰前后的动量守恒，其表达式可以表示为________________________；（利用第2问中所测量的物理量符号表示） （4）某次实验中部分数据为：m1＝50g，m2＝8g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示，则碰撞前、后总动量的比值为＝________。（保留三位有效数字） 【答案】 ①. B ②. AD##DA ③. ④. 1.03 【解析】 【详解】（1）[1] A．为保证碰撞在同一条水平线上，所以两个小球的半径要相等，故A错误； B．为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大，即m1＞m2，故B正确； C．小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需要测量时间，故C错误； D．小球m1每次必须从斜轨同一位置静止释放，斜槽不光滑也没关系，每次到达斜槽末端速度相同，因为克服阻力做功相同，故D错误； 故选B。 （2）[2] 两球碰撞过程系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 小球离开斜槽轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，做平抛运动的时间相等，则 即 实验需要测量两球的质量与两球做平抛运动的水平位移OP、OM、ON。 故选AD。 （3）[3] 根据以上分析可知，若两个小球相碰前后的动量守恒，其表达式可以表示为 （4）[4] 根据分析可知 四、解答题 15. 短道速滑接力赛是北京冬奥会上极具观赏性的比赛项目之一、如图所示为A、B两选手在比赛中的某次交接棒过程。A的质量，B的质量，交接开始时A在前接棒，B在后交棒，交棒前两人均以的速度向前滑行。交棒时B从后面用力推A，当二人分开时B的速度变为，方向仍然向前，不计二人所受冰面的摩擦力，且交接棒前后瞬间两人均在一条直线上运动。 （1）求二人分开时A的速度大小； （2）若B推A的过程用时，求B对A的平均作用力的大小； （3）交接棒过程要消耗B体内的生物能，设这些能量全部转化为两人的动能，且不计其它力做功，求B消耗的生物能E。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设所求的速度为，取初速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得 解得 （2）对由动量定理得 解得 （3）设乙消耗的生物能为，对二人组成的系统，根据能量守恒定律得 解得 16. 如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间的距离为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上绝缘涂层后做匀速运动，滑到导轨底端之前再一次做匀速运动。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的定值电阻和导体棒电阻均为R，导轨电阻不计，重力加速度为g，求： （1）导体棒与涂层间的动摩擦因数； （2）导体棒滑到导轨底端之前匀速运动的速度大小； （3）导体棒从导轨的顶端滑到导轨底端的整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）导体棒在滑上绝缘涂层后做匀速运动，有 解得 （2）导体棒滑到导轨底端之前匀速运动时有 ，， 联立解得 （3）导体棒在绝缘涂层上做匀速运动时克服摩擦力做的功为 分析可知导体棒最后匀速滑到底端，根据能量守恒，导体棒从导轨的顶端滑到导轨底端的整个过程中回路中的焦耳热为 定值电阻上产生的焦耳热 解得 17. 两个同轴（轴线水平）网状金属圆筒的截面如图所示，P的半径为、Q的半径为，在P圆筒内有沿轴线方向向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，在P、Q两圆筒间加恒定电压U后，P、Q两圆筒之间有图示辐射状的电场，A、C是Q圆筒截面水平直径的端点，现将一电子从A点由静止释放，电子质量为m，电荷量为e，假设电子不会与P圆筒的金属网发生碰撞。求： (1)电子进入P圆筒时的速度大小； (2)欲使电子在最短时间回到A点，电压U的大小； (3)在电压U符合(2)问要求下，仍将电子从A点由静止释放，要求电子能够到达C点，并且在第一次到达C点之前，电子只能在AC直径及以下区域运动，需将P圆筒内磁场的磁感应强度大小变为，请你推导应满足的表达式。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)由动能定理得 解得： v= (2)欲使电子在最短时间内回到A点，电子应在磁场中发生三段相同弧长的圆周运动，如图1所示。如图2所示，r0表示在磁场中圆周运动的半径， 每段圆弧对应的圆心角为∠AO1D=60º tan30°= evB0 = 解得： (3)电子能到达C点，需要电子在磁场中发生n段（n为整数且n≧2）相同弧长的圆周运动，设每段圆弧的半径为r1，对应的圆心角（弧度）为θ，则 θ=π- 联立解得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$