精品解析：安徽省合肥市第一中学2024-2025学年高二下学期期末物理试卷

合肥一中2024-2025学年度高二年级下学期期末联考 物理试题 注意事项： 1.答题前，务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。 2.答题时，每小题选出答案后，用2B铅笔把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。 3.答题时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 4.考试结束，务必将答题卡和答题卷一并上交。 一、单选题（共32分，每题4分） 1. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，下列叙述正确的是（　　） A. 牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点 B. 开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础 C. 法拉第在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系 D. 普朗克提出的量子理论是受玻尔的原子能级模型的启发 2. 如图所示，图甲为氢原子能级图，图乙为某放射性元素剩余质量m与原质量m0比值随时间t变化的图像，图丙为液体分子撞击水中微粒的微观图像，图丁为中子轰击铀235发生核裂变的示意图。下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种光子 B. 图乙中，由放射性元素剩余质量m与原质量m0的比值随时间t的变化规律可知其半衰期为67.3天 C. 图丙中，液体分子在做无规则的布朗运动 D. 图丁中，核裂变反应前后的比结合能小于的比结合能 3. 如图所示，竖直挡板有镂空字母F，全反射棱镜的左侧面与挡板平行，一水平光束从挡板左侧入射，穿过棱镜后在其下方水平光屏abcd上形成的图样是（　　） A. B. C. D. 4. 直升飞机、无人机行驶时不受地面道路限制，可用于搜寻、救援等任务。如图所示，质量为M的直升机通过质量不可忽略的软绳，打捞河中质量为m的物体，已知重力加速度大小为g。由于河水的水平流动带动物体使软绳偏离竖直方向，当直升机悬停在空中且软绳和物体均相对地面静止时，假设与物体相连的绳端切线与水平方向成角，此时（ ） A. 绳对物体的拉力一定为 B. 河水对物体的作用力可能小于 C. 河水对物体的作用力可能等于 D. 空气对直升机的作用力一定等于 5. 如图所示，面积为0.01的200匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为200rad/s，匀强磁场的磁感应强度为0.1T。线圈通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两个相同的灯泡和，灯泡的电阻均为5Ω。变压器原、副线圈的匝数比为，开关S断开时正常发光，线圈及所有导线电阻不计，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。下列说法正确的是（ ） A. 线圈中感应电动势为（V） B. 开关断开时，电流表的示数为A C 若开关S闭合，电流表示数保持不变 D. 若开关S闭合，灯泡亮度将变暗 6. 将小球从斜面上的A点以不同速度抛出，第一次水平抛出速度大小为v1，第二次垂直斜面抛出速度大小为v2，运动过程中不计空气阻力，最终小球都落在斜面上的B点，运动轨迹如图所示。已知斜面倾角为30°，两次运动时间分别为t1、t2，则（　　） A. B. C. D. 7. 物理学中，把描述刚体绕固定轴转动时惯性的大小叫做转动惯量。质点绕轴转动的转动惯量大小：，其中m为质点的质量，r为质点到转轴的距离。转动惯量由刚体自身的结构（转轴、质量、形状）决定，与外界因素无关，是刚体的固有性质。飞轮储能是一种利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量的技术，飞轮能储存能量，是因为转动的物体具有动能。如图所示，将飞轮简化为圆盘，当我们需要计算圆盘的动能时，可以把圆盘微元分成很多小块，任取一小块都能根据来计算其动能，再将所有小块的动能累加即可以求得飞轮转动的动能。下列说法正确的是（ ） A. 飞轮转动时的动能与其转动的角速度成正比 B. 飞轮转动的动能与其质量分布是否均匀无关 C. 保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能变大 D. 保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能变小 8. 一物体在力F作用下由静止开始竖直向上运动，力F随高度x的变化关系如图所示，物体能上升的最大高度为h，h＜H。（、h、H已知，重力加速度为g），下列说法正确的是（ ） A. 物体上升到时加速度大于零 B 物体刚开始运动时和上升到最大高度时加速度相同 C. 物体加速度最大值为 D. 物体的动能最大值为 二、多选题（共10分，每题5分） 9. 如图所示，水平地面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为L，导轨电阻不计。两根质量均为m，电阻均为r的金属棒a、b垂直静止放置在导轨上，两金属棒间初始距离为d。空间存在垂直导轨平面，方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。给金属棒a一个沿导轨方向的初速度v0，a、b始终未相遇，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒a、b最终会停下来 B. 最终两金属棒的距离为 C. 全过程金属棒a产生的焦耳热为 D. 全过程通过金属棒b的电荷量为 10. 如图甲所示，长木板处于光滑的水平面上，右端紧靠墙壁，墙壁左侧l=16m处放有一物块P，P的质量是木板质量的2倍，t=0时，一小铁块质量为m=1kg从左端以某一速度滑上长木板，t=2s时铁块与墙壁碰撞，碰撞后铁块速度随时间变化关系如图乙所示。不计所有碰撞的机械能损失，重力加速度，则以下描述正确的是（ ） A. 小铁块与木板间的摩擦因数为0.3 B. 木板长为14m C. 小铁块与P可能发生两次碰撞 D. 小铁块离墙壁的最远距离为 三、实验题（共18分。每空2分） 11. 某小组利用如图所示的气垫导轨实验装置探究“物体受力一定时加速度与物体质量的关系”。已知滑块（包括拉力传感器、遮光条）的质量。请回答下列问题： （1）不挂托盘，开启气源，反复调节导轨下方的螺丝，直至推动滑块后，遮光条通过光电门1的挡光时间__________（选填“大于”“等于”或“小于”）通过光电门2的挡光时间。 （2）挂上托盘，调节定滑轮的高度，使导轨上方细线与导轨平行。移动滑块，让遮光条从光电门1的右侧恰好不遮光的位置由静止释放，滑块向左滑动，拉力传感器的示数为0.42N，记录遮光条从光电门1运动到光电门2的时间，__________（选填“需要”或“不需要”）满足托盘及砝码的总质量远小于滑块的质量。 （3）在滑块上添加已知质量的钩码，在托盘中应适当__________（选填“增大”或“减小”）砝码质量，重新让遮光条从光电门1的右侧恰好不遮光的位置由静止释放，运动过程中拉力传感器的示数应保持为__________N，记录遮光条从光电门1运动到光电门2的时间。 （4）保持光电门1到光电门2的距离L不变，多次实验，可获得多组遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t、滑块及钩码的总质量M的数据，作出t2−M图像如图所示，根据如图可以得出结论：物体受力一定时，加速度与物体质量成反比。还可以求出两个光电门之间的距离L=__________m。 12. 用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值。已知电池的电动势约为6V，电池内阻和待测电阻阻值均约为10Ω。可选用的实验器材有： 电流表A（量程0～100mA）； 电压表V（量程0～6V）； 滑动变阻器（阻值0～10Ω）； 滑动变阻器（阻值0～400Ω）； 开关S一个，导线若干。 实验过程如下： Ⅰ.设计如图所示的电路图。 Ⅱ.正确连接电路，将R阻值调到最大，接a，闭合开关，逐渐调小R的阻值，测出多组U和I的值并记录，断开开关。以U为纵轴，I为横轴，得到一条U-I图线。 Ⅲ.接b，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤，得到另一条U-I图线。 回答下列问题。 （1）滑动变阻器应选用__________（选填“”、“”）； （2）根据U-I图线，得电源内阻r＝__________Ω，__________Ω；（结果均保留一位小数） （3）若电表不能视为理想电表，则电源内阻r的测量值__________（选填“偏大”、“偏小”）。 四、解答题（共40分。13题10分、14题12分、15题18分） 13. 中国是茶叶的原产地，不同区域形成了各具特色的茶类，其中绿茶是人们喜爱的茶类之一。如图所示，是人们饮用绿茶的器具，在圆柱形茶杯中装入热力学温度为T的热水，用杯盖将茶杯杯口封闭，待冷却至环境温度后，手提杯盖恰好可以将整个茶杯提起。已知茶杯与水总质量为m，大气压强为，茶杯底面与杯盖面积均为S，重力加速度为g，杯盖与茶杯杯口之间密封完好，不漏气，杯内封闭气体可视为理想气体，求周围环境的温度。 14. 如图所示，质量M＝2kg的长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右做匀加速直线运动，质量的木块A贴在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止，质量的小球B通过细绳与铁箱上侧连接，细绳与竖直方向的夹角α＝60°。已知铁箱与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度。求： （1）铁箱加速度的大小； （2）木块受到铁箱的作用力大小和方向； （3）水平拉力F的大小。 15. 磁聚焦法是测量电子比荷的常用方法。如图所示，电子连续不断地从热阴极K无初速度地逸出，在阳极A上有个小孔，当施加电压时，电子就能通过小孔进入两极板，极板长为L，宽为d。两极板上施加不大的交变电压，使得电子在两极板间发生不同程度的偏转，设电子能全部通过极板，且时间极短，而后电子进入水平向右的匀强磁场，当电子打到屏幕N上会出现一条直线亮斑，两极板与屏幕N的中心之间的距离为，电子的电量为e，质量为m。求： （1）电子射出两极板时距离中心轴的最大位移，竖直方向的最大速度； （2）当z取值逐渐增加时亮斑的长度在变化，亮斑的最大长度； （3）取，磁场B大小从开始取不同的值时，发现屏幕上亮斑长度也会变化，亮斑端点的坐标与磁场B的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 合肥一中2024-2025学年度高二年级下学期期末联考 物理试题 注意事项： 1.答题前，务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。 2.答题时，每小题选出答案后，用2B铅笔把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。 3.答题时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 4.考试结束，务必将答题卡和答题卷一并上交。 一、单选题（共32分，每题4分） 1. 物理学发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，下列叙述正确的是（　　） A. 牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点 B. 开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础 C. 法拉第在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系 D. 普朗克提出的量子理论是受玻尔的原子能级模型的启发 【答案】B 【解析】 【详解】A．伽利略通过理想斜面实验反驳亚里士多德的观点，牛顿总结出运动定律，故A错误； B．开普勒定律描述了行星运动规律，为牛顿推导万有引力定律奠定基础，故B正确； C．奥斯特发现电流磁效应，法拉第发现电磁感应现象，故C错误； D．普朗克1900年提出量子理论，玻尔模型于1913年提出，时间顺序颠倒，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，图甲为氢原子能级图，图乙为某放射性元素剩余质量m与原质量m0的比值随时间t变化的图像，图丙为液体分子撞击水中微粒的微观图像，图丁为中子轰击铀235发生核裂变的示意图。下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种光子 B. 图乙中，由放射性元素剩余质量m与原质量m0的比值随时间t的变化规律可知其半衰期为67.3天 C. 图丙中，液体分子在做无规则的布朗运动 D. 图丁中，核裂变反应前后的比结合能小于的比结合能 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中，一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种光子，A错误； B．根据 解得 根据图像得， 解得，B错误； C．图丙中，微粒在液体分子的撞击下做无规则的布朗运动，C错误； D．图丁中，反应后生成物更稳定，比结合能越大，故的比结合能小于的比结合能，D正确。 故选D。 3. 如图所示，竖直挡板有镂空字母F，全反射棱镜的左侧面与挡板平行，一水平光束从挡板左侧入射，穿过棱镜后在其下方水平光屏abcd上形成的图样是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】光透过镂空部分后，会在全反射棱镜的倾斜面处发生全反射，如图所示： 一水平光束从挡板左侧入射，F的上半部分根据光路可以确定在ab，下半部分靠近F的下半部分。 故选C。 4. 直升飞机、无人机行驶时不受地面道路限制，可用于搜寻、救援等任务。如图所示，质量为M的直升机通过质量不可忽略的软绳，打捞河中质量为m的物体，已知重力加速度大小为g。由于河水的水平流动带动物体使软绳偏离竖直方向，当直升机悬停在空中且软绳和物体均相对地面静止时，假设与物体相连的绳端切线与水平方向成角，此时（ ） A. 绳对物体的拉力一定为 B. 河水对物体的作用力可能小于 C. 河水对物体的作用力可能等于 D. 空气对直升机的作用力一定等于 【答案】C 【解析】 【详解】A．对物体受力分析，受重力、浮力、拉力和水对它水平方向的阻力，如图所示 根据平衡条件，竖直方向有 解得 故A错误； BC．河水对物体的作用力就是浮力与水对它的水平方向的阻力的合力，当水的作用力方向与绳子拉力垂直时，水的作用力具有最小值，大小为 由于 故河水对物体的作用力可能等于，不可能小于，故B错误，C正确； D．将直升机、绳子、物体作为一个整体，整体受到、和空气对直升机的作用力F而平衡，由平衡条件可知 由于不知道具体，无法判断与关系，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，面积为0.01的200匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为200rad/s，匀强磁场的磁感应强度为0.1T。线圈通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两个相同的灯泡和，灯泡的电阻均为5Ω。变压器原、副线圈的匝数比为，开关S断开时正常发光，线圈及所有导线电阻不计，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。下列说法正确的是（ ） A. 线圈中感应电动势为（V） B. 开关断开时，电流表的示数为A C. 若开关S闭合，电流表示数保持不变 D. 若开关S闭合，灯泡亮度将变暗 【答案】B 【解析】 【详解】A．从图示位置开始计时就是从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为 故A错误； B．结合A选项可知，原线圈电压有效值为 开关断开时，副线圈电压 则副线圈电流 则电流表示数为 故B正确； C．题意可知不变，根据 可知不变，若开关S闭合，副线圈电阻改变，则副线圈电流改变，则改变，即电流表示数改变，故C错误； D．若开关S闭合，不变，则灯泡亮度不变，故D错误。 故选B。 6. 将小球从斜面上的A点以不同速度抛出，第一次水平抛出速度大小为v1，第二次垂直斜面抛出速度大小为v2，运动过程中不计空气阻力，最终小球都落在斜面上的B点，运动轨迹如图所示。已知斜面倾角为30°，两次运动时间分别为t1、t2，则（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】两次抛体运动，水平方向位移相同，则有 竖直方向位移相同，则有 因为 联立解得， 故选A。 7. 物理学中，把描述刚体绕固定轴转动时惯性的大小叫做转动惯量。质点绕轴转动的转动惯量大小：，其中m为质点的质量，r为质点到转轴的距离。转动惯量由刚体自身的结构（转轴、质量、形状）决定，与外界因素无关，是刚体的固有性质。飞轮储能是一种利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量的技术，飞轮能储存能量，是因为转动的物体具有动能。如图所示，将飞轮简化为圆盘，当我们需要计算圆盘的动能时，可以把圆盘微元分成很多小块，任取一小块都能根据来计算其动能，再将所有小块的动能累加即可以求得飞轮转动的动能。下列说法正确的是（ ） A. 飞轮转动时的动能与其转动的角速度成正比 B. 飞轮转动的动能与其质量分布是否均匀无关 C. 保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能变大 D. 保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．圆盘上的各点同轴转动，角速度相等。 质量为m距转轴距离为r的质点的速度为 其动能为 转动惯量大小为 解得 圆盘绕垂直于盘面的轴转动时 其中m为圆盘质量，R为圆盘半径。 飞轮转动时的动能 则飞轮转动时的动能与其转动角速度的平方成正比，A错误； B．转动惯量I与飞轮的质量分布是否均匀有关，飞轮转动的动能与其质量分布是否均匀有关，B错误； CD．飞轮绕垂直于盘面且过盘心的轴转动时的转动惯量 绕过直径的轴转动时的转动惯量 保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，根据，其动能变小，C错误，D正确。 故选D。 8. 一物体在力F作用下由静止开始竖直向上运动，力F随高度x的变化关系如图所示，物体能上升的最大高度为h，h＜H。（、h、H已知，重力加速度为g），下列说法正确的是（ ） A. 物体上升到时加速度大于零 B 物体刚开始运动时和上升到最大高度时加速度相同 C. 物体的加速度最大值为 D. 物体的动能最大值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可得 设物体在最高点受到的力为，则 由开始运动到最高点，由动能定理可得 解得 物体上升到时有 加速度为 故A错误； B．因作用在物体上的力F均匀地减小，所以加速度是先减小至零时再反向增加，开始时与到达最高点时速度都为零，根据对称性可知开始时和高度最大时，加速度大小相等，且为最大，方向相反，故B错误； C.在开始时，由牛顿第二定律有 联立解得 故C正确； D．合力为零，加速度为零时速度最大，动能最大，由动能定理可得 解得 故D错误。 故选C。 二、多选题（共10分，每题5分） 9. 如图所示，水平地面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为L，导轨电阻不计。两根质量均为m，电阻均为r的金属棒a、b垂直静止放置在导轨上，两金属棒间初始距离为d。空间存在垂直导轨平面，方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。给金属棒a一个沿导轨方向的初速度v0，a、b始终未相遇，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒a、b最终会停下来 B. 最终两金属棒的距离为 C. 全过程金属棒a产生的焦耳热为 D. 全过程通过金属棒b的电荷量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由右手定则和左手定则可知，金属棒a、b所受安培力始终等大反向，故二者动量守恒，最终共速运动，A错误； D．根据动量守恒定律得 解得 对b由动量定理有 又因为 解得 D错误； B．根据电磁感应定律 磁通量为 解得 最终a、b间距为，B正确； C．由能量守恒有 金属棒a产生的焦耳热为，C正确。 故选BC。 10. 如图甲所示，长木板处于光滑的水平面上，右端紧靠墙壁，墙壁左侧l=16m处放有一物块P，P的质量是木板质量的2倍，t=0时，一小铁块质量为m=1kg从左端以某一速度滑上长木板，t=2s时铁块与墙壁碰撞，碰撞后铁块速度随时间变化关系如图乙所示。不计所有碰撞的机械能损失，重力加速度，则以下描述正确的是（ ） A. 小铁块与木板间的摩擦因数为0.3 B. 木板长为14m C. 小铁块与P可能发生两次碰撞 D. 小铁块离墙壁的最远距离为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．铁块撞墙后在木板上做匀减速直线运动。 铁块的加速度大小为 根据牛顿第二定律 解得，A正确； B．铁块撞墙前在木板上做匀减速直线运动，加速度大小为3m/s2，经过t=2s速度减小为 铁块滑上木板时的初速度为 解得 木板的长度为，B正确； CD．铁块撞墙后在木板上做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，经过1s达到共同速度v2=1m/s。 木板的位移 铁块的位移为 铁块和木板达到共同速度后共同向左运动的位移为 设木板的质量为M，对铁块和木板根据动量守恒定律 解得 木板与物块P碰撞，碰撞后，木板的速度为v3，物块P的速度为v4。 对木板和物块P根据动量守恒定律 根据机械能守恒定律 解得 对铁块和木板根据动量守恒定律 解得 铁块和木板最终静止在水平面上。 铁块继续向左运动的位移 小铁块离墙壁的最远距离为 小铁块离墙壁的最远距离，小于木板长度14m，小铁块没有滑出木板，没有与物块P发生碰撞。C错误，D正确。 故选ABD。 三、实验题（共18分。每空2分） 11. 某小组利用如图所示的气垫导轨实验装置探究“物体受力一定时加速度与物体质量的关系”。已知滑块（包括拉力传感器、遮光条）的质量。请回答下列问题： （1）不挂托盘，开启气源，反复调节导轨下方的螺丝，直至推动滑块后，遮光条通过光电门1的挡光时间__________（选填“大于”“等于”或“小于”）通过光电门2的挡光时间。 （2）挂上托盘，调节定滑轮的高度，使导轨上方细线与导轨平行。移动滑块，让遮光条从光电门1的右侧恰好不遮光的位置由静止释放，滑块向左滑动，拉力传感器的示数为0.42N，记录遮光条从光电门1运动到光电门2的时间，__________（选填“需要”或“不需要”）满足托盘及砝码的总质量远小于滑块的质量。 （3）在滑块上添加已知质量的钩码，在托盘中应适当__________（选填“增大”或“减小”）砝码质量，重新让遮光条从光电门1的右侧恰好不遮光的位置由静止释放，运动过程中拉力传感器的示数应保持为__________N，记录遮光条从光电门1运动到光电门2的时间。 （4）保持光电门1到光电门2的距离L不变，多次实验，可获得多组遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t、滑块及钩码的总质量M的数据，作出t2−M图像如图所示，根据如图可以得出结论：物体受力一定时，加速度与物体质量成反比。还可以求出两个光电门之间的距离L=__________m。 【答案】（1）等于 （2）不需要 （3） ①. 减小 ②. 0.42 （4）0.63 【解析】 【小问1详解】 不挂托盘的情况下，开启气源，反复调节导轨下方的螺丝，推动滑块后遮光条通过两个光电门的遮光时间相等，说明导轨水平。 【小问2详解】 由于细线的拉力大小是通过拉力传感器测出的，不需要满足托盘及砝码的总质量远小于滑块的质量。 【小问3详解】 [1][2]由于本实验的目的是探究物体受力一定时加速度与物体质量的关系，所以应保证滑块受到的合力恒定，即应保证拉力传感器的示数仍为0.42N。若在滑块上添加已知质量的钩码后，托盘及砝码的加速度减小，细线的拉力将变大，所以应减小托盘中的砝码质量。 【小问4详解】 由牛顿第二定律可得 又由运动学公式有 联立可得 结合题图得 又 解得两个光电门之间的距离为 12. 用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值。已知电池的电动势约为6V，电池内阻和待测电阻阻值均约为10Ω。可选用的实验器材有： 电流表A（量程0～100mA）； 电压表V（量程0～6V）； 滑动变阻器（阻值0～10Ω）； 滑动变阻器（阻值0～400Ω）； 开关S一个，导线若干。 实验过程如下： Ⅰ.设计如图所示的电路图。 Ⅱ.正确连接电路，将R的阻值调到最大，接a，闭合开关，逐渐调小R的阻值，测出多组U和I的值并记录，断开开关。以U为纵轴，I为横轴，得到一条U-I图线。 Ⅲ.接b，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤，得到另一条U-I图线。 回答下列问题。 （1）滑动变阻器应选用__________（选填“”、“”）； （2）根据U-I图线，得电源内阻r＝__________Ω，__________Ω；（结果均保留一位小数） （3）若电表不能视为理想电表，则电源内阻r的测量值__________（选填“偏大”、“偏小”）。 【答案】（1） （2） ①. 8.3 ②. 16.7 （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 由电路图可知，滑动变阻器和待测电阻串联，滑动变阻器起调节电流的作用，如果选择，则电路中的最小电流为 电路中的最小电流大于电流表的量程，为了确保能完成实验，因此应该选择最大电阻较大的滑动变阻器。 【小问2详解】 [1]接a时，电压表测量的是滑动变阻器和待测电阻的总电压；接b时，电压表测量的是滑动变阻器的电压，由于滑动变阻器和待测电阻是串联关系，当电路中电流相同时，总电阻大的电压大，因此接b时，得到一条图线是图中的②。因此图像中①的斜率即为电源的内阻 [2]接b时，此时图像中②的斜率即为电源的内阻和待测电阻的总电阻 则待测电阻的阻值为 【小问3详解】 由闭合电路欧姆定律 如果电表为理想电表，即 此时得到的电源内阻为准确值。若电表不能视为理想电表，即 由以上公式可知，电源内阻r的测量值偏小。 四、解答题（共40分。13题10分、14题12分、15题18分） 13. 中国是茶叶的原产地，不同区域形成了各具特色的茶类，其中绿茶是人们喜爱的茶类之一。如图所示，是人们饮用绿茶的器具，在圆柱形茶杯中装入热力学温度为T的热水，用杯盖将茶杯杯口封闭，待冷却至环境温度后，手提杯盖恰好可以将整个茶杯提起。已知茶杯与水总质量为m，大气压强为，茶杯底面与杯盖面积均为S，重力加速度为g，杯盖与茶杯杯口之间密封完好，不漏气，杯内封闭气体可视为理想气体，求周围环境的温度。 【答案】 【解析】 【详解】对杯子内部封闭气体，由查理定律 对茶杯及其中的水，受力分析可得 联立可得周围环境的温度为 14. 如图所示，质量M＝2kg的长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右做匀加速直线运动，质量的木块A贴在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止，质量的小球B通过细绳与铁箱上侧连接，细绳与竖直方向的夹角α＝60°。已知铁箱与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度。求： （1）铁箱加速度的大小； （2）木块受到铁箱的作用力大小和方向； （3）水平拉力F的大小。 【答案】（1） （2）20N，方向与竖直方向成60°斜向右上方 （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球B，由牛顿第二定律 解得 故铁箱的加速度大小为 【小问2详解】 对木块A，由牛顿第二定律可得木块受到铁箱的支持力为 竖直方向可知木块受到铁箱的摩擦力为 由矢量运算可知，木块受到铁箱的作用力大小为 方向与竖直方向夹角为，满足 解得 【小问3详解】 对铁箱、小球及木块组成系统，由牛顿第二定律得 解得 15. 磁聚焦法是测量电子比荷的常用方法。如图所示，电子连续不断地从热阴极K无初速度地逸出，在阳极A上有个小孔，当施加电压时，电子就能通过小孔进入两极板，极板长为L，宽为d。两极板上施加不大的交变电压，使得电子在两极板间发生不同程度的偏转，设电子能全部通过极板，且时间极短，而后电子进入水平向右的匀强磁场，当电子打到屏幕N上会出现一条直线亮斑，两极板与屏幕N的中心之间的距离为，电子的电量为e，质量为m。求： （1）电子射出两极板时距离中心轴的最大位移，竖直方向的最大速度； （2）当z取值逐渐增加时亮斑的长度在变化，亮斑的最大长度； （3）取，磁场B大小从开始取不同的值时，发现屏幕上亮斑长度也会变化，亮斑端点的坐标与磁场B的关系。 【答案】（1）， （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 电子在电场中加速度，由动能定理 可得 在两极板间运动时，有， 所以， 小问2详解】 粒子在两极板间，沿着z轴方向做匀速运动；而在平面上，则以的速度做匀速圆周运动，因此 同时 可得 可知为定值，即不同位置出射的粒子的圆心在同一条线上。 随着屏幕位置2的逐渐增加，形成的亮斑一直是一条直线，且在旋转。如图所示 所以亮斑的最大长度为 即 此时z的值为电子沿z轴运动的位移 即，，1，2，3…… 取值如上公式。 【小问3详解】 电子在平面上的投影为圆周运动，由水平运动可知， 即在时，电子在平面上恰好旋转一周。电子旋转的角速度满足 所以 亮斑的端点以最远处进入水平磁场的位置为主，所以在t时刻打到屏幕上时，有 所以y坐标为 x坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$