精品解析：湖北省孝感市部分高中联考2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

湖北省孝感市部分高中2024—2025学年下学期期末联考 高二物理试题 本试卷共6页，全卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。 2、选择题的作答：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，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4、考试结束后，请将答题卡上交。 一、单项选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分，。在小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分） 1. 如图所示，一质量m2=0.25 kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3=0.30 kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ=0.45，小车静止在光滑的水平轨道上。现有一质量m1=0.05 kg的子弹以水平速度v0=18 m/s射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短。若使小物体不从车顶上滑落，g取10 m/s2。下列分析正确的是（　　） A. 小物体在小车上相对小车滑行的时间为1 s B. 最后小物体与小车的共同速度为3 m/s C. 小车的最小长度为1.0 m D. 小车对小物体的摩擦力的冲量为0.45 N·s 2. 如图所示是双缝干涉的实验装置，使用波长为600nm的橙色光照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P的上方的P1处出现第一条亮纹中心，现换用波长为400nm的紫色光照射单缝S，则（　　） A. P和P1处都为亮条纹 B. P和P1处都为暗条纹 C. P处是亮条纹，P1处是暗条纹 D. P处暗条纹，P1处是亮条纹 3. 磁敏元件在越来越多的电子产品中被使用，市场上看到的带皮套的智能手机就是使用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制的，当打开皮套，磁体远离霍尔元件，手机屏幕亮；当合上皮套，磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，手机进入省电模式。如图所示，一块宽度为、长为、厚度为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入水平向右大小为的电流时，当手机套合上时元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感应强度大小为的匀强磁场中，于是元件的前、后表面产生稳定电势差；以此来控制屏幕熄灭，则下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势高 B. 自由电子所受洛伦兹力的大小为 C. 用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件的摆放方向对无影响 D. 若该元件单位体积内的自由电子个数为，则发生霍尔效应时，元件前后表面的电势差为 4. 在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，电流计G可视为理想电表，先将开关S置于a处，待电路稳定后将开关S移至b处同时开始计时，电感线圈L和电容器C组成振荡电路，其振荡周期为T。下列说法正确的是（　　） A. 开关S刚移至b处，电流计G中将有从左向右的电流经过 B. 过程中，电容器C放电，电容减小 C. 时刻，电感线圈L中磁场能最大 D. 过程中，电流计G的读数逐渐变大 5. 如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′（过程Ⅱ）。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则等于（　　） A. B. C. D. 2 6. 如图所示是一定质量理想气体状态由A依次经过B、C到D变化的图像，对应的转换图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ） A. 有的光是波，有的光是粒子 B. 光子与电子是同样的一种粒子 C. 光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D. 大量光子的行为往往显示出粒子性 8. 两列振幅相等、波长均为、周期均为T简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t=0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距，则（　　） A. 时，波形如图2甲所示 B. 时，波形如图2乙所示 C. 时，波形如图2丙所示 D. 时，波形如图2丁所示 9. 如图所示，ABC为竖直平面内光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则(　　) A. 经过最高点时，三个小球的速度相等 B. 经过最高点时，甲球的速度最小 C. 甲球的释放位置比乙球的高 D. 运动过程中三个小球的机械能均保持不变 10. 我国首艘攻击核潜艇，其核反应堆采用的燃料是铀235，用一个动能约为0.025eV的中子（慢中子）轰击铀235，生成不稳定的铀236，从而再裂变为钡144和氪89，同时放出能量和3个快中子，而快中子不利于铀235的裂变。为了能使裂变反应继续下去，需要将反应中放出的快中子减速，从而使生成的中子继续撞击其它铀235。有一种减速的方法是使用石墨（碳12）作减速剂，假设中子与碳原子的碰撞是对心弹性碰撞，则（　　） A. 该反应的核反应方程式为 B. 一个速度为v0的快中子与静止的碳原子碰撞一次后，快中子的速度大小约为 C. 一个动能为的快中子与静止的碳原子碰撞一次后，快中子的动能约为1.25MeV D. 若一个动能为E0快中子每次均与静止的碳原子碰撞，碰撞n次后的动能En为 二、非选择题：（本大题共5小题，共60分） 11. 某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中（实验装置如图甲所示），已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为l，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。 （1）从乙图可知，摆球的直径为d=____mm； （2）用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=_____； （3）（多选）实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其中可行的是　　　　　。 A. 尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线 B. 当单摆经过最高位置时开始计时 C. 质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的 D. 测量多组周期T和摆长L，作T 2﹣L关系图像来处理数据 （4）某同学根据实验中测得的数据，画出T 2﹣L图像如图丙所示，取π=3.14，根据图像，可求得当地的重力加速度大小为______ m/s2（保留3位有效数字）。 （5）实验中，该同学测量摆长使用绳长，而非悬点到摆球重心之间的距离，这对重力加速度测量结果的影响是：测量值_____真实值。（填“>”“=”或“<”） 12. 如图所示，质量的平板车放在光滑的水平面上，质量的物块放在平板车右端上表面，质量的小球用长为的细线悬挂于点，点在平板车的左端正上方，距平板车上表面的高度为，将小球向左拉到一定高度，悬线拉直且与竖直方向的夹角为，由静止释放小球，小球与平板车碰撞后，物块刚好能滑到平板车的左端，物块相对平板车滑行的时间为，物块与平板车间的动摩擦因数为0.6，忽略小球和物块的大小，重力加速度取，求： （1）平板车的长度； （2）小球与平板车碰撞过程损失的机械能。 13. 如图所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在第三象限空间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5 T，还有沿x轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E＝2 N/C.在第一象限空间有沿y轴负方向、电场强度大小也为E的匀强电场，并在y＞h＝0.4 m的区域有磁感应强度大小也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度，恰好能沿PO做匀速直线运动（PO与x轴负方向的夹角为θ＝45°），并从原点O进入第一象限。已知重力加速度g取10 m/s2，求： （1）油滴在第三象限运动时受到的重力、静电力、洛伦兹力三力的大小之比，并指出油滴带哪种电荷； （2）油滴在P点得到的初速度大小； （3）油滴在第一象限运动的时间（取π＝3.14）。 14. 如图所示，高度足够匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L = 0.2m、回路电阻R = 1.6 × 10 - 3Ω、质量m = 0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成θ = 45°角、大小为的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g = 10m/s2，求： （1）ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小； （2）磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热； （3）磁场区域的水平宽度。 15. 图甲是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示的规律，取h＝6.63×10－34 J·s。结合图像，求：（结果保留2位有效数字） （1）当UAK足够大时，每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能； （2）该阴极材料的极限波长。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖北省孝感市部分高中2024—2025学年下学期期末联考 高二物理试题 本试卷共6页，全卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。 2、选择题的作答：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，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4、考试结束后，请将答题卡上交。 一、单项选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分，。在小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分） 1. 如图所示，一质量m2=0.25 kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3=0.30 kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ=0.45，小车静止在光滑的水平轨道上。现有一质量m1=0.05 kg的子弹以水平速度v0=18 m/s射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短。若使小物体不从车顶上滑落，g取10 m/s2。下列分析正确的是（　　） A. 小物体在小车上相对小车滑行的时间为1 s B. 最后小物体与小车的共同速度为3 m/s C. 小车的最小长度为1.0 m D. 小车对小物体的摩擦力的冲量为0.45 N·s 【答案】D 【解析】 【详解】B．子弹射入小车的过程中，由动量守恒定律得 解得 小物体在小车上滑行过程中，由动量守恒定律得 解得 B错误； A．以小物体为研究对象，由动量定理得 解得 A错误； D．小车对小物体的摩擦力的冲量为 D正确； C．当系统相对静止时，小物体在小车上滑行的距离为l，由能量守恒定律得 解得 所以小车的最小长度为0.5 m，C错误。 故选D。 2. 如图所示是双缝干涉的实验装置，使用波长为600nm的橙色光照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P的上方的P1处出现第一条亮纹中心，现换用波长为400nm的紫色光照射单缝S，则（　　） A. P和P1处都为亮条纹 B. P和P1处都为暗条纹 C. P处是亮条纹，P1处是暗条纹 D. P处是暗条纹，P1处是亮条纹 【答案】C 【解析】 【详解】缝S1、S2到光屏中央P点的距离相等，无论什么色光，其相干光的路程差均为0，故P处都是亮条纹。对于波长为600nm的橙色光，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1个波长，则换用波长为400nm的紫色光时，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1.5个波长，因此紫色光照射时在P1处是暗条纹；故C正确，ABD错误； 故选C。 3. 磁敏元件在越来越多的电子产品中被使用，市场上看到的带皮套的智能手机就是使用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制的，当打开皮套，磁体远离霍尔元件，手机屏幕亮；当合上皮套，磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，手机进入省电模式。如图所示，一块宽度为、长为、厚度为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入水平向右大小为的电流时，当手机套合上时元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感应强度大小为的匀强磁场中，于是元件的前、后表面产生稳定电势差；以此来控制屏幕熄灭，则下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势高 B. 自由电子所受洛伦兹力的大小为 C. 用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件的摆放方向对无影响 D. 若该元件单位体积内的自由电子个数为，则发生霍尔效应时，元件前后表面的电势差为 【答案】D 【解析】 【详解】A．元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入水平向右大小为I的电流时，电子向左运动，由左手定律可得电子受洛伦兹力的作用往前表面偏转，故前表面的电势比后表面的电势低，故A错误； BC．元件的前、后表面产生稳定电势差时，电子受到的洛伦兹力与电场力平衡 整理得 为垂直于上表面的磁感应强度的大小，故霍尔元件的摆放方向对有影响，故BC错误； D．元件单位体积内的自由电子个数为n，根据电流的微观表达式 整理得 电子受到的洛伦兹力与电场力平衡 联立得元件前后表面的电势差为 D正确 故选D。 4. 在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，电流计G可视为理想电表，先将开关S置于a处，待电路稳定后将开关S移至b处同时开始计时，电感线圈L和电容器C组成振荡电路，其振荡周期为T。下列说法正确的是（　　） A. 开关S刚移至b处，电流计G中将有从左向右的电流经过 B. 过程中，电容器C放电，电容减小 C. 时刻，电感线圈L中磁场能最大 D. 过程中，电流计G的读数逐渐变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关S置于a处时，电容器C上极板接电源正极，开关S移至b处瞬间，电容器C开始放电，电流计G中将有从右向左的电流经过，故A错误； B．过程中，电容器C放电，带电量q减小，但是其电容不会发生变化，故B错误； C．时刻，电容器放电完毕，电容器极板上没有电荷，电场能全部转化为磁场能，所以此时电感线圈L中磁场能最大，故C正确； D．过程是电容器充电过程，此时电路中的电流逐渐变小，所以电流计G的读数逐渐变小，故D错误。 故选C。 5. 如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′（过程Ⅱ）。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则等于（　　） A. B. C. D. 2 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】在过程Ⅰ中，根据法拉第电磁感应定律，有 E1＝ 根据闭合电路欧姆定律，有 I1＝ 且q1＝I1Δt1 在过程Ⅱ中，有 E2＝ 根据闭合电路欧姆定律，有 I2＝，q2＝I2Δt2 又q1＝q2，即 所以 故选B。 6. 如图所示是一定质量理想气体状态由A依次经过B、C到D变化的图像，对应的转换图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由理想气体状态方程可得 由题图p-T图像可知，从A到B过程，气体压强不变，温度升高，所以体积增大，B到C过程，温度不变，压强减小，所以体积增大，C到D过程压强减小，温度降低，由于压强与温度成正比，所以体积不变 A．图像中A到B过程压强不变，体积增大，B到C过程压强减小，体积增大，该段图像符合温度不变的情况，C到D过程体积不变，压强减小，A正确； B．图像中A到B过程体积不变，B错误； C．图像中A到B过程体积不变，C错误； D．图像中B到C过程压强、体积减小，所以温度降低，D错误。 故选A。 7. 下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ） A. 有的光是波，有的光是粒子 B. 光子与电子是同样的一种粒子 C. 光波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D. 大量光子行为往往显示出粒子性 【答案】C 【解析】 【分析】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著． 【详解】A．光具有波粒二象性，A错误； B．电子是组成原子的基本粒子，有确定的静止质量，是一种物质粒子，速度可以低于光速；光子代表着一份能量，没有静止质量，速度永远是c，所以光子与电子不同，B错误； C．光波的频率越高，波长越短，粒子性越显著，反之，波动性越显著，C正确； D．大量光子运动的规律表现出光的波动性，D错误． 8. 两列振幅相等、波长均为、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t=0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距，则（　　） A. 时，波形如图2甲所示 B. 时，波形如图2乙所示 C. 时，波形如图2丙所示 D. 时，波形如图2丁所示 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据波长和波速的关系式为 则时，两列波各种向前传播的距离为 故两列波的波前还未相遇，故A错误； B．时，两列波各种向前传播距离为 故两列波的波前刚好相遇，故B正确； C．时，两列波各种向前传播的距离为 根据波的叠加原理可知，在两列波之间的区域为两列波的波形波谷相遇，振动加强，处的波谷质点的位移为2A，故C错误； D．时，两列波各种向前传播的距离为 两列波的波峰与波谷叠加，位移为零，故D正确； 故选BD。 9. 如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则(　　) A. 经过最高点时，三个小球的速度相等 B. 经过最高点时，甲球的速度最小 C. 甲球的释放位置比乙球的高 D. 运动过程中三个小球的机械能均保持不变 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．三个小球在运动过程中机械能守恒，有 mgh＝mv2 在圆形轨道的最高点时对甲有 qv1B＋mg＝ 对乙有 mg－qv2B＝ 对丙有 mg＝ 可判断 v1＞v3＞v2 选项AB错误，D正确； C．根据可知，甲球的释放位置比乙球的高，选项C正确． 故选CD. 10. 我国首艘攻击核潜艇，其核反应堆采用的燃料是铀235，用一个动能约为0.025eV的中子（慢中子）轰击铀235，生成不稳定的铀236，从而再裂变为钡144和氪89，同时放出能量和3个快中子，而快中子不利于铀235的裂变。为了能使裂变反应继续下去，需要将反应中放出的快中子减速，从而使生成的中子继续撞击其它铀235。有一种减速的方法是使用石墨（碳12）作减速剂，假设中子与碳原子的碰撞是对心弹性碰撞，则（　　） A. 该反应的核反应方程式为 B. 一个速度为v0的快中子与静止的碳原子碰撞一次后，快中子的速度大小约为 C. 一个动能为的快中子与静止的碳原子碰撞一次后，快中子的动能约为1.25MeV D. 若一个动能为E0的快中子每次均与静止的碳原子碰撞，碰撞n次后的动能En为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A. 该反应的核反应方程式为 故A正确； B. 根据动量守恒定律 根据能量守恒定律 解得 故B错误； C. 根据 解得 又因为 解得 故C正确； D. 根据得 解得 同理得 解得 以此类推 故D正确。 故选ACD。 二、非选择题：（本大题共5小题，共60分） 11. 某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中（实验装置如图甲所示），已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为l，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。 （1）从乙图可知，摆球的直径为d=____mm； （2）用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=_____； （3）（多选）实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其中可行的是　　　　　。 A. 尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线 B. 当单摆经过最高位置时开始计时 C. 质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的 D. 测量多组周期T和摆长L，作T 2﹣L关系图像来处理数据 （4）某同学根据实验中测得的数据，画出T 2﹣L图像如图丙所示，取π=3.14，根据图像，可求得当地的重力加速度大小为______ m/s2（保留3位有效数字）。 （5）实验中，该同学测量摆长使用绳长，而非悬点到摆球重心之间的距离，这对重力加速度测量结果的影响是：测量值_____真实值。（填“>”“=”或“<”） 【答案】（1）5.980 （2） （3）AD （4）9.86(9.83～9.89) （5）＝ 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的主尺读数为5.5mm，可动刻度读数为0.01×48.0mm＝0.480mm，则最终读数为5.5mm+0.480mm=5.980mm 【小问2详解】 从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间内为t，则单摆全振动的次数为 周期为 单摆的长度为 由单摆的周期公式 解得 【小问3详解】 A．由单摆周期公式知，重力加速度的测量值与摆长有关，所以要尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线，故A正确； B．为了减小误差，需要当单摆经过平衡位置时开始计时，故B错误； C．为了减小误差，质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较小的，故C错误； D．应用图像法处理实验数据可以减小实验误差，测量多组周期T和摆长L，作关系图像来处理数据，故D正确。 故选AD。 【小问4详解】 根据单摆的周期公式 可得 可知T 2﹣L图像的斜率 解得当地的重力加速度大小为g≈9.86m/s2 【小问5详解】 由可知图像的斜率为 可得重力加速度为 由上述分析可知，其摆长的测量不影响重力加速度的测量结果，所以其测量值等于真实值。 12. 如图所示，质量的平板车放在光滑的水平面上，质量的物块放在平板车右端上表面，质量的小球用长为的细线悬挂于点，点在平板车的左端正上方，距平板车上表面的高度为，将小球向左拉到一定高度，悬线拉直且与竖直方向的夹角为，由静止释放小球，小球与平板车碰撞后，物块刚好能滑到平板车的左端，物块相对平板车滑行的时间为，物块与平板车间的动摩擦因数为0.6，忽略小球和物块的大小，重力加速度取，求： （1）平板车的长度； （2）小球与平板车碰撞过程损失的机械能。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设物块在平板车上滑动时的加速度为，根据牛顿第二定律有 解得 设物块与平板车最后的共同速度为，根据运动学公式有 设小球与平板车相碰后，平板车的速度为，根据动量守恒定律有 解得 设平板车的长度为，根据能量守恒有 解得 （2）设小球与平板车相碰前速度为，根据机械能守恒定律有 解得 设碰撞后小球的速度为，根据动量守恒定律有 解得 小球与平板车碰撞过程损失的机械能为 13. 如图所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在第三象限空间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5 T，还有沿x轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E＝2 N/C.在第一象限空间有沿y轴负方向、电场强度大小也为E的匀强电场，并在y＞h＝0.4 m的区域有磁感应强度大小也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度，恰好能沿PO做匀速直线运动（PO与x轴负方向的夹角为θ＝45°），并从原点O进入第一象限。已知重力加速度g取10 m/s2，求： （1）油滴在第三象限运动时受到的重力、静电力、洛伦兹力三力的大小之比，并指出油滴带哪种电荷； （2）油滴在P点得到的初速度大小； （3）油滴在第一象限运动的时间（取π＝3.14）。 【答案】（1），负电荷；（2）；（3）0.828 s 【解析】 【详解】（1）根据受力分析（如图所示），可知油滴带负电荷，设油滴质量为m，由平衡条件得 mg∶qE∶F＝1∶1∶ （2）由第（1）问得 qvB＝qE 代入数据解得 （3）进入第一象限，静电力和重力平衡，油滴先做匀速直线运动，从A点进入y>h的区域后做匀速圆周运动，再从C点离开y>h区域，最后从x轴上的N点离开第一象限。 由O→A匀速运动的位移为 其运动时间 由 得 油滴从A→C做圆周运动的时间为 由对称性知，从C→N的时间 t3＝t1 故油滴在第一象限运动的总时间 t＝t1＋t2＋t3＝2×0.1s＋0.628s＝0.828s 14. 如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L = 0.2m、回路电阻R = 1.6 × 10 - 3Ω、质量m = 0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成θ = 45°角、大小为的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g = 10m/s2，求： （1）ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小； （2）磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热； （3）磁场区域的水平宽度。 【答案】（1）ax = 20m/s2，ay = 10m/s2；（2）B = 0.2T，Q = 0.4J；（3）X = 1.1m 【解析】 【详解】（1）ab边进入磁场前，对线框进行受力分析，在水平方向有 max = Fcosθ 代入数据有 ax = 20m/s2 在竖直方向有 may = Fsinθ - mg 代入数据有 （2）ab边进入磁场开始，ab边在竖直方向切割磁感线；ad边和bc边的上部分也开始进入磁场，且在水平方向切割磁感线。但ad和bc边的上部分产生的感应电动势相互抵消，则整个回路的电源为ab，根据右手定则可知回路的电流为adcba，则ab边进入磁场开始，ab边受到的安培力竖直向下，ad边的上部分受到的安培力水平向右，bc边的上部分受到的安培力水平向左，则ad边和bc边的上部分受到的安培力相互抵消，故线框abcd受到的安培力的合力为ab边受到的竖直向下的安培力。由题知，线框从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动，有 Fsinθ - mg - BIL = 0 联立有 B = 0.2T 由题知，从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。则线框进入磁场的整个过程中，线框受到的安培力为恒力，则有 Q = W安 = BILy y = L Fsinθ - mg = BIL 联立解得 Q = 0.4J （3）线框从开始运动到进入磁场的整个过程中所用的时间为 联立解得 t = 0.3s 由（2）分析可知线框在水平方向一直做匀加速直线运动，则在水平方向有 则磁场区域的水平宽度 X = x + L = 11m 15. 图甲是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示的规律，取h＝6.63×10－34 J·s。结合图像，求：（结果保留2位有效数字） （1）当UAK足够大时，每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能； （2）该阴极材料的极限波长。 【答案】（1）4.0×1012 ， 9.6×10－20 J （2）0.66 μm 【解析】 【小问1详解】 由图可知，最大光电流为0.64μA，则每秒钟阴极发射的光电子数 由图可知，发生光电效应时的截止电压是0.6V，所以光电子的最大初动能 【小问2详解】 根据光电效应方程得 又 代入数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $