精品解析：湖北省省直辖县级行政单位仙桃市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

仙桃市2025年春季学期期末质量监测 高二物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1、答题前，先将自己的姓名、准考证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指定位置。 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、非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。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，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 如图所示为课本中关于近代物理的四幅插图，下列说法正确的是（　　） A. 图（甲）为研究阴极射线的实验装置，实验确定了阴极射线是电磁波 B. 图（乙）为研究光电效应的实验装置，测量遏止电压时电键S应扳向“2” C. 图（丙）是黑体辐射的实验规律图，普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子概念 D. 图（丁）为康普顿效应示意图，光子与静止的电子碰撞后波长可能变小 2. 生活中很多饮料都装在玻璃瓶中。现用透明的玻璃瓶盛装西瓜汁和橙汁，对于这两瓶饮料，下列说法正确的是（　　） A. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在真空中的波长更短 B. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的光速更慢 C. 从玻璃射向空气时，红色光的临界角大于橙色光的临界角 D. 用完全相同玻璃瓶装满饮料，装西瓜汁的玻璃瓶壁看起来跟装橙汁的一样厚 3. 近些年的研究发现少部分材料呈现出反常的“热缩冷胀”现象，这类材料被称为负热膨胀材料。如图所示，平行板电容器接电压恒定的电源，上极板固定，下极板能随绝缘的负热膨胀材料的体积变化做上下微小移动。初始时一带电油滴悬浮在极板间，当负热膨胀材料温度发生变化时发现油滴向下移动，则（　　） A. 油滴带正电 B. 负热膨胀材料温度升高 C. 电容器电容变大 D. 极板所带电荷量增大 4. 如图所示装置，1是待测位移的物体，软铁芯2插在空心线圈L中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。将线圈L（电阻不计）和电容器C并联后与电阻R、电源E相连，闭合开关S，待电路达到稳定后再断开S，LC回路中将产生电磁振荡。下列说法正确的是（　　） A. 开关断开瞬间，电容器上的带电量最大 B. 开关断开瞬间，线圈中的自感电动势最大 C. 若减小电源的电动势，振荡电流的频率会变小 D. 该装置可作为传感器使用，用振荡电流的频率变化可间接反映物体位置的变化 5. 如图1是摄影师航拍到钱塘江两波潮水娓娓向对方走来，交织在一起形成壮观的景象。其原理为两列平面波相遇的干涉现象，可将两列波简化成如图2示意图（其中实线表示波峰，虚线表示波谷），甲、乙两列频率均为的水波以的速度传播，振幅均为，波面间形成夹角，此时点刚要开始起振，点距点，则（　　） A. 点是振动减弱点 B. 此后经过，波传到点 C. 到图中时刻为止，点经过的总路程比点多 D. 干涉稳定后，连线间只有三个振动加强点（不含） 6. 将一定质量的理想气体自状态M变化至状态Q，某同学设计了两种不同的变化过程和，两过程的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 气体经过过程比经过过程吸收的热量少 B. 过程气体分子平均动能的变化量大于过程气体分子平均动能的变化量 C. 过程气体对外做的功大于过程气体对外做的功 D. 气体在状态M比在状态单位时间撞击容器壁单位面积的分子数多 7. 如图所示，斜面静止在粗糙水平地面上，质量为m的滑块在恒力F作用下沿斜面向下运动，恒力过物块重心且与竖直方向夹角为β，斜面倾角为α，已知此过程中斜面体受到地面的摩擦力方向水平向左，则下列说法正确的是（　　） A. 若撤去外力F，物块可能沿斜面匀速下滑 B. 若撤去外力F，物块加速度方向一定沿斜面向上 C. 若撤去外力F，在物块仍向下运动的过程中，斜面体受到地面的摩擦力方向可能向右 D. 若给物块再加一个水平向右的外力，在物块仍向下运动的过程中，斜面体受到地面的摩擦力方向仍向左 8. 电动自行车多处用到了霍尔传感器，如测速仪、无刷电机等。如图所示，厚度为h、宽度为d的金属板放在垂直于其前表面的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过金属板时，在金属板的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。已知电势差、电流I和B的关系为，式中的k为霍尔系数。设电流（方向如图）是由电子的定向移动形成的，金属板单位体积内电子的个数为n，电子定向移动的速率为v，电量为e。达到稳定状态时（　　） A. 电子所受的洛伦兹力方向为垂直于下表面向下 B. 金属板上表面的电势低于下表面的电势 C. 金属板上、下两表面之间的电势差的大小为Bdv D. 霍尔系数k与金属板的厚度h和宽度d无关 9. 如图所示，放在光滑绝缘水平面上半径为R、总电阻为r的金属圆环，有一半在垂直于水平面向上、大小为B的匀强磁场中。圆环以与直线边界MN的夹角为的初速度v进入磁场时，则圆环（　　） A. 有顺时针方向的感应电流 B. 先做直线运动，最终速度减为零 C. 初始时P、Q两点间电压为 D. 初始时受到安培力的大小为 10. 光滑绝缘水平面内有三个完全相同的带正电的绝缘小球A、B、C（均可视为点电荷），质量均为，电荷量均为， A、B之间与B、C之间各用一根长为的轻杆连接，A、C用绝缘装置固定，A、B、C恰构成正三角形并锁定，如图甲所示。现解除绝缘装置对A、C的锁定，当三个小球运动到同一条直线上时，速度大小分别为、、，如图乙所示。已知以无限远处为零电势点，点电荷在距其处的电势为，其中为静电力常量。多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独存在时在该点电势的代数和。下列说法正确的是（　　） A. 初始时刻，A、B、C系统所具有的电势能为 B. 图乙中三球速度满足： C. 图乙状态时，球的速度大小为 D. 图乙状态与图甲状态相比，A、B、C系统的机械能增加了 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某学习小组的同学在实验室用如图1所示的装置研究单摆。将单摆挂在力传感器的下端，同时由连接到计算机的力传感器得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像如图2所示。 （1）如图3，用游标卡尺测量摆球的直径，测出的摆球直径为__________ （2）由图2可知，单摆的周期为__________（用图中字母表示） （3）小组成员在实验过程中有下列说法，其中正确的是          。 A. 对于摆球的选择，可以是铁球，也可以是塑料球 B. 由图2可知，当小球摆到最高点时开始计时 C. 如果在测量周期时，将n次全振动记为次，代入公式计算得到的重力加速度值偏大 D. 如果用悬线的长度作为摆长，代入公式计算得到的重力加速度值偏大 （4）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制图像如图4所示。由图可知重力加速度大小为__________（用图中字母表示）。 12. 某学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏电阻阻值随压力变化的图像如图（a）所示，其中，图像斜率。小组同学按图（b）所示电路制作了一个简易电子秤（秤盘质量不计），电路中电源电动势，内阻，电流表量程为，内阻未知，取。实验步骤如下： 步骤1：秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏； 步骤2：秤盘上放置已知质量的重物，保持滑动变阻器接入电阻不变；读出此时毫安表示数； 步骤3：换用不同质量重物，记录每一个质量值对应的电流值； 步骤4：将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。 （1）改装后的质量刻度盘，其零刻度线在电流表___________（填“零刻度”或“满刻度”）处，质量刻度盘的刻度线___________（填“均匀”或“不均匀”）； （2）当电流表半偏时，压敏电阻___________；（结果保留2位有效数字） （3）若电流表示数为，则待测重物的质量___________；（结果保留2位有效数字） （4）若电源电动势变小，内阻变大，其他条件不变，用这台电子秤称重前，进行了步骤1操作，则测量结果较真实值___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 13. 如图甲，某景观喷泉正以喷头为中心，在同一竖直面内向各个方向以相同大小的初速度将水喷出，落到水平湖面上，空气阻力忽略不计。以喷头为坐标原点，水平方向为轴，竖直方向为轴建立坐标系，如图乙所示。已知图乙中实曲线为部分水流的轨迹，虚曲线为水流的包络线（与所有水流的轨迹均相切的曲线），虚曲线的方程为。取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）水喷出时速度的大小； （2）水平位移最大的水流在空中的时间。 14. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面离地面高为h，桌面边缘处静止放置一个质量为m、电荷量为的小球Q，桌面边缘右侧有竖直向上的匀强电场和水平向外的匀强磁场，电场强度、磁感应强度为B。桌面上有另一质量为的绝缘球P以速度与小球Q发生弹性正碰（Q的电荷量不变），碰后小球Q进入复合场区域，忽略空气阻力且不考虑运动电荷对电场、磁场的影响，桌面左侧足够长，重力加速度为g。求： （1）碰后瞬间小球Q的速度大小； （2）小球Q第一次落地前在复合场中运动的时间； （3）小球Q第一次落地时与小球P水平距离。 15. 如图，水平面（纸面）内固定有两足够长、光滑平行金属导轨，间距，其左端接有阻值的定值电阻。一质量，电阻的金属棒（长度略大于）垂直锁定在导轨上。在电阻和金属棒间，有两个垂直于纸面向里的匀强磁场，圆形磁场面积为，磁感应强度大小随时间的变化关系为：在0到内从0均匀增加到，到内满足正弦规律减小到0；矩形磁场磁感应强度大小。求： （1）到时间内，通过电阻的电荷量； （2）到时间内，电阻上产生的热量（结果可用表示）； （3）时刻，解除金属棒锁定，给它施加一个水平外力，使它沿轨道向右运动的速度随位移均匀增大，且，金属棒到磁场边的距离为，求金属棒在运动过程中力做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 仙桃市2025年春季学期期末质量监测 高二物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1、答题前，先将自己的姓名、准考证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指定位置。 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、非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。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，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 如图所示为课本中关于近代物理的四幅插图，下列说法正确的是（　　） A. 图（甲）为研究阴极射线的实验装置，实验确定了阴极射线是电磁波 B. 图（乙）为研究光电效应的实验装置，测量遏止电压时电键S应扳向“2” C. 图（丙）是黑体辐射的实验规律图，普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子概念 D. 图（丁）为康普顿效应的示意图，光子与静止的电子碰撞后波长可能变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．图中为研究阴极射线的实验装置，实验确定了阴极射线是带负电的粒子流，而不是电磁波，故A错误； B．遏止电压是光电流为零时加在光电管两端的最小电压，是反向电压，故开关S应扳向“1”，故B错误； C．图中是黑体辐射的实验规律图，普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子概念，故C正确； D．图中为康普顿效应示意图，光子与静止的电子碰撞后，动量减小、波长变大，故D错误。 故选C。 2. 生活中很多饮料都装在玻璃瓶中。现用透明的玻璃瓶盛装西瓜汁和橙汁，对于这两瓶饮料，下列说法正确的是（　　） A. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在真空中的波长更短 B. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的光速更慢 C. 从玻璃射向空气时，红色光的临界角大于橙色光的临界角 D. 用完全相同的玻璃瓶装满饮料，装西瓜汁的玻璃瓶壁看起来跟装橙汁的一样厚 【答案】C 【解析】 【详解】A．因红光的频率小于橙光的频率，根据可知，西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在真空中的波长更长，故A错误； B．根据可知，因红光的折射率小于橙光，则西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的速度更快，故B错误； C．根据发生全反射的临界条件，红光的折射率小于橙光，可知红色光的临界角大于橙色光的临界角，故C正确； D．红光的折射率更小，射到玻璃瓶壁上时的“视深”更大，看起来比装橙汁的更厚一些，故D错误。 故选C。 3. 近些年的研究发现少部分材料呈现出反常的“热缩冷胀”现象，这类材料被称为负热膨胀材料。如图所示，平行板电容器接电压恒定的电源，上极板固定，下极板能随绝缘的负热膨胀材料的体积变化做上下微小移动。初始时一带电油滴悬浮在极板间，当负热膨胀材料温度发生变化时发现油滴向下移动，则（　　） A. 油滴带正电 B. 负热膨胀材料温度升高 C. 电容器电容变大 D. 极板所带电荷量增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．初态带电油滴受力平衡，由图可知，极板间电场方向向下，则油滴所受电场力向上，油滴带负电，故A错误； B．平行板电容器接在电压恒定的电源上，U不变。根据 油滴向下移动，说明电场力减小，即场强E减小，因为U不变，所以d增大，负热膨胀材料“热缩冷胀”，d增大说明负热膨胀材料温度升高，故B正确； C．根据平行板电容器电容的决定式有 结合上述，d增大，其他量不变，则电容C变小，故C错误； D．根据 结合上述，U不变，C变小，所以Q减小，故D错误。 故选B。 4. 如图所示装置，1是待测位移的物体，软铁芯2插在空心线圈L中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。将线圈L（电阻不计）和电容器C并联后与电阻R、电源E相连，闭合开关S，待电路达到稳定后再断开S，LC回路中将产生电磁振荡。下列说法正确的是（　　） A. 开关断开瞬间，电容器上的带电量最大 B. 开关断开瞬间，线圈中的自感电动势最大 C. 若减小电源的电动势，振荡电流的频率会变小 D. 该装置可作为传感器使用，用振荡电流的频率变化可间接反映物体位置的变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．因线圈电阻为零，电路稳定时，线圈两端电压为零，电容器不带电，故A错误； B．断开开关后瞬间，线圈中电流最大，自感电动势为零，故B错误； C．振荡电流的频率，与电源的电动势无关，故C错误； D．1物体的位移会改变线圈的电感L，进而改变振荡电路的频率，是通过振荡电流频率的变化反映物体位置的变化，故D正确。 故选D。 5. 如图1是摄影师航拍到钱塘江两波潮水娓娓向对方走来，交织在一起形成壮观的景象。其原理为两列平面波相遇的干涉现象，可将两列波简化成如图2示意图（其中实线表示波峰，虚线表示波谷），甲、乙两列频率均为的水波以的速度传播，振幅均为，波面间形成夹角，此时点刚要开始起振，点距点，则（　　） A. 点是振动减弱点 B. 此后经过，波传到点 C. 到图中时刻为止，点经过的总路程比点多 D. 干涉稳定后，连线间只有三个振动加强点（不含） 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图2，B点为波峰与波峰相遇，则B点是振动加强点，故A错误； B．两列水波的波长为 根据对称性，两列波到C点的距离相等，传播时间为 而 解得 波传到C点，故B正确； C．左边水波同时传播到A、B两点，右边水波先传播到A点，后传播到B点，据图可知从A传播到B对应的时间为2T，则图中此刻A点经过的总路程 即A点比B点多，故C错误； D．稳定干涉后，O、C连线上所有的点都是振动加强点，故D错误。 故选B。 6. 将一定质量的理想气体自状态M变化至状态Q，某同学设计了两种不同的变化过程和，两过程的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 气体经过过程比经过过程吸收的热量少 B. 过程气体分子平均动能的变化量大于过程气体分子平均动能的变化量 C. 过程气体对外做的功大于过程气体对外做的功 D. 气体在状态M比在状态单位时间撞击容器壁单位面积的分子数多 【答案】A 【解析】 【详解】A．气体经过过程和经过过程 ，气体的初状态温度相同，末状态温度相同，因此两过程气体的初状态内能相同，末状态内能相同，由热力学第一定律 ，可知两不同过程的  相同，根据理想气体状态方程有  变形得  可知图像的斜率表示压强的倒数，由图可知 又， 得 故气体经过过程比经过过程吸收的热量少，A正确； B．由前面分析知两过程相同，则分子平均动能的变化量相同，B错误； C．由前面分析可知过程  气体对外做的功小于过程  气体对外做的功，C错误； D．由前面分析可知， 因此气体在状态M单位时间撞击容器壁单位面积的分子数比状态  少，D错误。 故选A 7. 如图所示，斜面静止在粗糙水平地面上，质量为m的滑块在恒力F作用下沿斜面向下运动，恒力过物块重心且与竖直方向夹角为β，斜面倾角为α，已知此过程中斜面体受到地面的摩擦力方向水平向左，则下列说法正确的是（　　） A. 若撤去外力F，物块可能沿斜面匀速下滑 B. 若撤去外力F，物块加速度方向一定沿斜面向上 C. 若撤去外力F，在物块仍向下运动的过程中，斜面体受到地面的摩擦力方向可能向右 D. 若给物块再加一个水平向右的外力，在物块仍向下运动的过程中，斜面体受到地面的摩擦力方向仍向左 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．若物块与斜面之间粗糙，设物块与斜面的动摩擦因数为μ，对物块受力分析，如图所示 则滑动摩擦力为 由题知，此过程斜面体受到摩擦力方向水平向左，对斜面体受力分析，如图所示 根据正交分解，在水平方向有 可知 其中， 可得 若撤去外力F，对物块受力分析，如图所示 根据正交分解，可得垂直斜面方向有 沿斜面方向有 根据 可得 可得 说明加速度方向沿斜面向下； 假设地面对斜面体的摩擦力水平向左，对斜面体受力分析，如图所示 根据正交分解，在水平方向有 又， 可得 化简得 根据 可得 说明地面对斜面体的摩擦力方向水平向左； 若物块与斜面体之间光滑，对物块受力分析，如图所示 根据正交分解，则沿斜面方向有 解得 方向沿斜面向下； 假设地面对斜面体的摩擦力水平向左，对斜面体受力分析，如图所示 根据正交分解，在水平方向有 可知地面对斜面体的摩擦力方向水平向左，与题意相符，综上分析，故ABC错误； D．由上分析，可知地面对斜面体的摩擦力方向与是否在物块加上一个恒力无关，其方向仍是水平向左，故D正确。 故选D。 8. 电动自行车多处用到了霍尔传感器，如测速仪、无刷电机等。如图所示，厚度为h、宽度为d的金属板放在垂直于其前表面的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过金属板时，在金属板的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。已知电势差、电流I和B的关系为，式中的k为霍尔系数。设电流（方向如图）是由电子的定向移动形成的，金属板单位体积内电子的个数为n，电子定向移动的速率为v，电量为e。达到稳定状态时（　　） A. 电子所受的洛伦兹力方向为垂直于下表面向下 B. 金属板上表面的电势低于下表面的电势 C. 金属板上、下两表面之间的电势差的大小为Bdv D. 霍尔系数k与金属板的厚度h和宽度d无关 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由于载流子是自由电子，由左手定则，可知电子所受的洛伦兹力方向为垂直于上表面向上，则上表面积累电子，金属板上表面的电势低于下表面的电势，故A错误，B正确； CD．电子最终达到平衡时，有 可得 根据电流的微观表达式 联立可得 又，可知霍尔系数为，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图所示，放在光滑绝缘水平面上半径为R、总电阻为r的金属圆环，有一半在垂直于水平面向上、大小为B的匀强磁场中。圆环以与直线边界MN的夹角为的初速度v进入磁场时，则圆环（　　） A. 有顺时针方向的感应电流 B. 先做直线运动，最终速度减为零 C. 初始时P、Q两点间电压为 D. 初始时受到安培力的大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．圆环进入磁场时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可知，圆环中有沿顺时针方向的感应电流，故A正确； B．由于环的速度可以分解为沿边界 MN 方向与垂直边界两部分。沿边界方向不改变环在磁场中的“面积”，不产生感应电动势，也无安培力；只有垂直边界的分速度会因感应电流受到安培力而逐渐减小到零，但沿边界方向的分速度不变，因此最终环不会因速度减为零而停下，故B错误； C．求 P、Q 两点的电势差，可视作直径 PQ 在磁场中以垂直该直径的分速度vsinθ 切割磁感线。若整条直径 2R 都在匀强磁场中，则产生的感应电动势为 但实际只有半个圆环在场中，相当于有效长度减半，则PQ两端电压为，故C正确； D．圆环中感应电流大小为 则圆环受到的安培力，故D错误。 故选AC。 10. 光滑绝缘水平面内有三个完全相同的带正电的绝缘小球A、B、C（均可视为点电荷），质量均为，电荷量均为， A、B之间与B、C之间各用一根长为的轻杆连接，A、C用绝缘装置固定，A、B、C恰构成正三角形并锁定，如图甲所示。现解除绝缘装置对A、C的锁定，当三个小球运动到同一条直线上时，速度大小分别为、、，如图乙所示。已知以无限远处为零电势点，点电荷在距其处的电势为，其中为静电力常量。多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独存在时在该点电势的代数和。下列说法正确的是（　　） A. 初始时刻，A、B、C系统所具有的电势能为 B. 图乙中三球的速度满足： C. 图乙状态时，球的速度大小为 D. 图乙状态与图甲状态相比，A、B、C系统的机械能增加了 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电势能等于将电荷移到无穷远，电场力做的功，故A、B、C系统的电势能可认为分别将C、B小球搬到无穷远电场力做的功。初始时刻，先将C球移到无穷远，电场力做功为 再将B球移到无穷远，电场力做功为 系统的电势能等于电场力做的总功，则初始时刻，A、B、C系统所具有的电势能为，故A错误； B．由于系统所处的水平面光滑绝缘，系统不受外力作用，故解除A、C的锁定后，A、B、C系统满足动量守恒，图乙状态时，根据对称性有 根据动量守恒可得 可得图乙中三球的速度满足，故B正确； D．图乙状态时，将C球移到无穷远，电场力做功为 再将B球移到无穷远，电场力做功为 故乙图状态系统的电势能为 根据能量守恒可知，图乙状态与图甲状态相比，A、B、C系统的机械能增加了 故D错误； C．由能量守恒定律有 又 联立解得图乙状态时，球的速度大小为，故C正确。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某学习小组的同学在实验室用如图1所示的装置研究单摆。将单摆挂在力传感器的下端，同时由连接到计算机的力传感器得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像如图2所示。 （1）如图3，用游标卡尺测量摆球的直径，测出的摆球直径为__________ （2）由图2可知，单摆的周期为__________（用图中字母表示） （3）小组成员在实验过程中有下列说法，其中正确的是          。 A. 对于摆球的选择，可以是铁球，也可以是塑料球 B. 由图2可知，当小球摆到最高点时开始计时 C. 如果在测量周期时，将n次全振动记为次，代入公式计算得到的重力加速度值偏大 D. 如果用悬线的长度作为摆长，代入公式计算得到的重力加速度值偏大 （4）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制图像如图4所示。由图可知重力加速度大小为__________（用图中字母表示）。 【答案】（1）2.07 （2） （3）C （4） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的分度值为，则摆球的直径为 【小问2详解】 F最大值为摆球经过最低点的时刻，相邻两次时间间隔为，且 解得单摆的周期为 【小问3详解】 A．摆球尽量选取质量大体积小的，这样可以减少空气阻力带来的影响，所以要选铁球，故A错误； B．根据图2可知，实验是从悬线拉力最大时开始计时的，此时摆球位于最低点，速度最大，所需向心力最大，悬线中拉力最大，故B错误； CD．根据单摆的周期公式 可得 测量周期时，若将n次全振动记为次，则导致周期T偏小，g值随之偏大；若用悬线的长度作为摆长时，则导致L偏小，g值随之偏小。故C正确，D错误； 故选C。 【小问4详解】 根据单摆的周期公式 整理可得 故图像的斜率为 解得 12. 某学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏电阻阻值随压力变化的图像如图（a）所示，其中，图像斜率。小组同学按图（b）所示电路制作了一个简易电子秤（秤盘质量不计），电路中电源电动势，内阻，电流表量程为，内阻未知，取。实验步骤如下： 步骤1：秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏； 步骤2：秤盘上放置已知质量的重物，保持滑动变阻器接入电阻不变；读出此时毫安表示数； 步骤3：换用不同质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值； 步骤4：将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。 （1）改装后的质量刻度盘，其零刻度线在电流表___________（填“零刻度”或“满刻度”）处，质量刻度盘的刻度线___________（填“均匀”或“不均匀”）； （2）当电流表半偏时，压敏电阻___________；（结果保留2位有效数字） （3）若电流表示数为，则待测重物的质量___________；（结果保留2位有效数字） （4）若电源电动势变小，内阻变大，其他条件不变，用这台电子秤称重前，进行了步骤1操作，则测量结果较真实值___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. 满刻度 ②. 不均匀 （2）30 （3）2.0 （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 [1]秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏，由闭合电路的欧姆定律有 由于R随压力的增大而增大，则电流表随压力的增大而减小，所以重力最小时，电流最大，那么重力的零刻度线在电流表的满刻度处，即质量刻度盘的零刻度线在电流表的满刻度处； [2]结合表达式可知，质量刻度盘的刻度线是不均匀的。 【小问2详解】 由（1）分析，可知电流表满偏时， 当电流表半偏时，有 代入数据，解得 【小问3详解】 电流表示数为200mA，则有 代入数据，解得 由图a可知 当时， 则待测重物质量 【小问4详解】 若电源电动势减小，内阻变大，进行了步骤1操作，当测量时，由于电源电动势减小，导致电流偏小，压敏电阻阻值偏大，测量结果偏大。 13. 如图甲，某景观喷泉正以喷头为中心，在同一竖直面内向各个方向以相同大小的初速度将水喷出，落到水平湖面上，空气阻力忽略不计。以喷头为坐标原点，水平方向为轴，竖直方向为轴建立坐标系，如图乙所示。已知图乙中实曲线为部分水流的轨迹，虚曲线为水流的包络线（与所有水流的轨迹均相切的曲线），虚曲线的方程为。取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）水喷出时速度的大小； （2）水平位移最大的水流在空中的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题可知，当时代表水流做竖直上抛运动，代入题中包络线方程得 由竖直上抛运动规律 联立解得 【小问2详解】 设水流抛出时，速度方向与水平方向的夹角为，根据抛体运动规律可得水平方向 竖直方向 根据运动的对称性 联立可得 由数学知识可知当时水平位移最大，则此时 故水平位移最大的水流在空中的时间为 14. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面离地面高为h，桌面边缘处静止放置一个质量为m、电荷量为的小球Q，桌面边缘右侧有竖直向上的匀强电场和水平向外的匀强磁场，电场强度、磁感应强度为B。桌面上有另一质量为的绝缘球P以速度与小球Q发生弹性正碰（Q的电荷量不变），碰后小球Q进入复合场区域，忽略空气阻力且不考虑运动电荷对电场、磁场的影响，桌面左侧足够长，重力加速度为g。求： （1）碰后瞬间小球Q的速度大小； （2）小球Q第一次落地前在复合场中运动的时间； （3）小球Q第一次落地时与小球P的水平距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 两球发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律有 ，  解得  ， 【小问2详解】 小球 Q 在复合场中的运动过程中，对小球 Q 进行受力分析，受竖直向上的电场力、竖直向下的重力和洛伦兹力，由于  则小球 Q 在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则有  解得  画出小球 Q 的运动轨迹，如图所示 由几何关系有 解得 小球 Q 在复合场中运动时间  小问3详解】 设小球Q第一次落地点与桌面右边缘的水平距离为，由（2）中小球Q运动的几何关系可得 时间t内，小球P向左做匀速直线运动，位移 所以此时两者水平间距 15. 如图，水平面（纸面）内固定有两足够长、光滑平行金属导轨，间距，其左端接有阻值的定值电阻。一质量，电阻的金属棒（长度略大于）垂直锁定在导轨上。在电阻和金属棒间，有两个垂直于纸面向里的匀强磁场，圆形磁场面积为，磁感应强度大小随时间的变化关系为：在0到内从0均匀增加到，到内满足正弦规律减小到0；矩形磁场磁感应强度大小。求： （1）到时间内，通过电阻的电荷量； （2）到时间内，电阻上产生的热量（结果可用表示）； （3）时刻，解除金属棒锁定，给它施加一个水平外力，使它沿轨道向右运动的速度随位移均匀增大，且，金属棒到磁场边的距离为，求金属棒在运动过程中力做的功。 【答案】（1）2C （2） （3）6J 【解析】 【小问1详解】 法拉第电磁感应定律 所以电动势大小恒定，欧姆定律 电荷量与电流关系 联立可得：流过电阻电荷量的绝对值 【小问2详解】 结合上述，到时间内产生恒定直流电动势，大小 到时间内产生正弦式交流电，最大值 总热量 电阻上产生的热量 解得 【小问3详解】 金属棒切割磁感线的动生电动势 根据欧姆定律有 所受安培力 依题意有 解得 安培力与位移成正比例，对金属棒运动过程进行分析，根据动能定理有 其中 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $