精品解析：湖南省长沙市岳麓区湖南师范大学附属中学2024-2025学年高二下学期6月期末物理试题

湖南师大附中2024—2025学年度高二第二学期期末考试 物理 时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 医学治疗中常用放射性核素In产生γ射线，而In是由半衰期相对较长的Sn衰变产生的。对于质量为m0的Sn，经过时间t后剩余Sn质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到Sn的半衰期为（　　） A 67.3 d B. 101.0 d C. 115.1 d D. 124.9 d 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知质量为的Sn衰变到的所用的时间 其中t2=182.4d，t1=67.3d，代入解得 故Sn的半衰期为115.1d。 故选C。 2. 如图所示，实线和虚线分别是沿着x轴正方向传播一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A. 波长为5cm B. 波速为5cm/s C. 周期为4s D. 时刻，质点M向下振动 【答案】D 【解析】 【详解】A．题图为波的波形图，由图像可知其波长为10cm，故A项错误； C．由题可知，实线是时刻的波形图，虚线是时刻波形图，所以由到过程有（，1，2，……） 由于波的周期大于1s，即n只能取0，所以解得，故C项错误； B．由波速的公式有 结合上述分析，解得，故B项错误； D．由题可知，该波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，时刻，质点M向下振动，故D项正确。 故选D。 3. 如图所示，网球发球机在距离墙L处将网球以不同的水平速度射出打到竖直墙上。已知墙上的O点与网球出射点等高，A、B分别为两个击中点。忽略空气阻力，网球可看作质点，且，保持水平速度不变，要使原来击中A点的网球能击中B点，则网球发球机应沿水平方向向左移动（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】要使原来击中A点网球能击中B点，由 可知网球运动时间变为原来的倍，所以水平距离也应变为原来的倍，即网球发球机应向左移动。 故选B。 4. 如图1所示，同轴电缆是广泛应用于网络通讯、电视广播等领域的信号传输线，它由两个同心导体组成，内导体为铜制芯线，外导体为铝制网状编织层，两者间由绝缘材料隔开。图2为同轴电缆横截面内静电场的等势线与电场线的分布情况，相邻虚线同心圆间距相等，a、b、c、d四个点均在实线与虚线的交点上，下列说法正确的是（ ） A. 图2中虚线代表电场线 B. 铝制网状编织层可起到信号屏蔽作用 C. a、b两点处的电场强度相同 D. a、d间的电势差为b、c间电势差的两倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．图2中虚线代表等势面，A错误； B．铝制网状编织层可起到信号屏蔽作用，B正确； C．a、b两点处电场强度不相同，因为方向不相同，C错误； D．距离内导体越远，电场强度越小， ，所以a、d间的电势差大于b、c间电势差的两倍，D错误。 故选B。 5. 木星一共有79颗卫星，其中最大的4颗是1610年由伽利略•伽利雷发现的，因此它们又被称为“伽利略卫星”，按照距离木星的距离依次是木卫一、木卫二、木卫三和木卫四，它们的轨道呈圆形，其轨道平面几乎都和木星的赤道面重合。其中木卫一、木卫二与木卫三的周期之比为。木卫三是太阳系中最大的卫星，其半径约为地球半径的，其质量约为地球质量的，其绕木星运动的轨道半径约为月球绕地球运动的轨道半径的3倍。木星质量约为地球质量的320倍。以下说法正确的是（　　） A. 木卫一、木卫二、木卫三的轨道半径之比为 B. 木卫一、木卫二、木卫三的线速度大小之比为 C. 木卫三表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比约为 D. 木卫三绕木星运动的公转周期与月球绕地球的公转周期之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由开普勒第三定律可得 带入数值可得木卫一、木卫二、木卫三的轨道半径之比为。故A错误； B．由圆周运动公式可得，带入数值可得木卫一、木卫二、木卫三的线速度大小之比为。故B错误； C．由万有引力定律可得 木卫三表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比。故C正确； D．由万有引力定律得 设月球绕地球运动的轨道半径为，木卫三绕木星运动的公转周期 月球绕地球的公转周期 木卫三绕木星运动的公转周期与月球绕地球的公转周期之比为。故D错误。 故选C。 6. 质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一的光滑圆弧轨道上，其截面如图所示。导体棒中通有电流强度大小为I的电流，空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向上。导体棒平衡时，导体棒与圆心的连线跟竖直方向的夹角为（），轨道与导体棒的弹力为。下列说法正确的是（　　） A. 若仅将电流强度I缓慢增大，则θ逐渐减小 B. 若仅将电流强度I缓慢增大，则先增大再减小 C. 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°，则θ先增大再减小 D. 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°，则逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．对导体棒进行受力分析，受重力、支持力和安培力，作出矢量动态三角形如图所示 若仅将电流强度Ⅰ缓慢增大，安培力逐渐增大，则θ逐渐增大，逐渐增大，故AB错误； CD．对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示 安培力方向向右，根据左手定则可知，电流方向向内，沿垂直半径方向根据平衡条件有 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°过程，假设导体棒不动，则安培力在沿垂直半径方向的分力先增大后减小，在沿半径向下的分力逐渐减小到零，后来沿半径方向向上的分力增大，所以θ先增大再减小，逐渐减小，个C正确，D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 7. 不同波长的电磁波具有不同的特性，在生产生活中具有不同的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 若a、b两光分别作为同一双缝干涉实验装置的光源，a光产生的条纹间距较大 B. 若a、b两光都是由氢原子能级跃迁产生的，产生a对应的能级差更大 C. 若a、b两光照射同一个光电管时都能发生光电效应，b光的遏止电压更大 D. 若a、b两光照射同一个狭缝，b光的衍射现象更明显 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据电磁波谱可知a光波长大于b光波长，根据条纹间距 可知a光产生的条纹间距较大，故A正确； B．a光波长大，频率小，故a光能量小，则a对应的能级差更小，故B错误； C．b光波长小，频率大，b光的遏止电压更大，故C正确； D．因为b光波长小，更不易产生明显的衍射现象，故D错误。 故选AC。 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈电路中为定值电阻，副线圈电路中R为滑动变阻器，灯泡，完全相同。当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，两灯泡均正常发光；断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为，调节滑动变阻器使其接入电路的阻值为R时两灯泡也均正常发光，则前、后两种情况下（　　） A. 输入端的输入功率之比为 B. 输入端的电压之比为 C. 与R消耗功率之比为 D. 【答案】AD 【解析】 【详解】B．当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，变压器原、副线圈电压比 灯泡正常发光有，故有，当断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为时，变压器原、副线圈两端电压比 灯泡正常发光有，故有 解得，故B错误； A．两种情况下流过灯泡的电流均为额定电流，即两种情况下输入端的电流都相等，根据可知输入功率之比，故A正确； C．根据， 解得，故C错误； D．当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，变压器原、副线圈电流比 两灯泡正常发光有， 解得，当断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为时，变压器原、副线圈电流比 两灯泡正常发光有， 解得，故，根据， 解得，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方某处静止下落，同时受到一个竖直向上的恒定阻力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为重力势能零势能参考面，在小球下落至最低点的过程中，小球重力势能EpG、弹簧的弹性势能EpN随小球位移变化的关系图线分别如图甲、乙所示，弹簧始终在弹性限度范围内，已知在弹性限度内弹簧弹性势能与弹簧形变量满足：，x为弹簧的形变量，重力加速度。以下分析正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数 B. 小球在下落过程中克服阻力做的功为1J C. 小球下落过程中，当时动能最大 D. 小球下落过程中的最大动能为1.44J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图像可知，0.1~0.5m内，弹簧的形变量是0.4m，弹性势能为4J 根据 可得N/m，A错误； B．小球在下落过程中克服阻力做的功等于减少的机械能，则，B正确； C．阻力大小为 解得 小球下落过程中，小球的合力等于零时动能最大。小球动能最大时下落的高度为 解得，C错误； D．小球下落0.26m的过程中，克服阻力的功等于机械能的减少量 解得，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，正方形导线框ABCD、abcd的电阻均为R，边长均为L，质量分别为2m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，且正方形导线框与定滑轮处于同一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时导线框ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，导线框abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为L。现将系统由静止释放，当导线框ABCD刚好全部进入磁场时，系统开始做匀速运动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，则（　　） A. 两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力 B. 系统匀速运动的速度大小 C. 两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热 D. 导线框abcd的ab边通过磁场的时间 【答案】BD 【解析】 【详解】A．两线框刚开始做匀速运动时，线圈ABCD全部进入磁场，不受安培力，对线圈ABCD由平衡条件，轻绳上的张力，故A错误； B．系统匀速运动时，线圈abcd所受的安培力向下，对线圈abcd由平衡条件得 解得，故B正确； C．两线框等高时，线框ABCD的CD边、线框abcd的cd边均恰好到磁场的下边界。由能量守恒定律，两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热等于两个线圈的机械能的减小量 解得，故C错误； D．线圈abcd进磁场时，线框一直做匀速直线运动；当线圈abcd全部进入磁场时，线圈ABCD出磁场，安培力 方向向上，设绳子拉力为，则， 联立解得，同理可计算出线圈abcd出磁场时，加速度也为零。则线框abcd的ab边全程匀速通过磁场，则ab边通过磁场的时间是，故D正确。 故选BD。 三、实验题（本题共16分，其中第11题8分，第12题8分） 11. 某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置，通过测量加速度，从而测量物块与木板之间的动摩擦因数。 （1）实验前，______（填“需要”或“不需要”）调整定滑轮的角度使细线与木板平行，______（填“需要”或“不需要”）将长木板左侧垫高来平衡摩擦力，如甲图所示，加速运动过程中，绳子中拉力______（填“大于”“等于”或“小于”）托盘和砝码的总重力。 （2）实验中获得的一条比较理想的纸带如图乙所示，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则此次实验物块运动的加速度大小______m/s2（结果保留2位有效数字）。 （3）为了测量物块和木板的动摩擦因数，该小组让木板水平放置，并用天平测出了物块的质量M，托盘和砝码的总质量为m。则物块与木板间的动摩擦因数为______（用a、m、M、g等字母表示）。 【答案】（1） ①. 需要 ②. 不需要 ③. 小于 （2）2.0 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]实验中，为保证物块做匀变速直线运动，细绳必须与桌面平行，则需要调整定滑轮的角度使细线与木板平行。 [2]本实验的目的是测量动摩擦因数，所以实验中不需要平衡摩擦力。 [3]由于托盘和砝码也具有加速度，加速运动过程中，绳子中拉力小于托盘和砝码的重力。 【小问2详解】 根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔 利用逐差法有 代入数据可得 【小问3详解】 根据牛顿第二定律有 解得 12. 在用伏安法测量一块电池的电动势E和内电阻r时，为消除系统误差，实验小组设计了图甲的电路进行实验。图中保护电阻的阻值为，R为滑动变阻器： （1）闭合前，R的滑动触头应滑到______（选填“a端”或“b端”）。 （2）将掷到位置“1”，闭合后调节R的阻值，得到多组电压表和电流表的值U、I，绘制出的图线如图丙中的实线所示，图线的截距分别为、。之后，将掷到位置“2”，同样闭合后调节R的阻值，绘制的图线如图丙中的虚线所示，图线的截距分别为、。则可知该电源电动势的真实值为______，电源内阻的真实值为______。（用测得量和已知量的符号表示） （3）进一步分析可知，电压表的内电阻为______。（用测得量和已知量的符号表示） 【答案】（1）a端 （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大以保护电路，故滑动变阻器的滑动触头应位于a端。 【小问2详解】 [1][2]接1时，当电流表示数为0时，电流表和不分压，电压表的示数； 另一方面由于接2，当电压表示数为0时，电压表没有分流，即此时的电流表示数 联立可得， 【小问3详解】 接2时，所测内阻为电源、及电压表整体的等效内阻，即 联立可得电压表内阻 四、解答题（本题共40分，其中第13题10分，第14题14分，第15题16分） 13. 如图，一竖直放置、密闭导热良好的汽缸上端开口，汽缸内壁上有卡口a，下部有一个阀门K处于关闭状态。内部充有理想气体，汽缸内放有一密封的乒乓球，体积为（远小于汽缸体积），初始时乒乓球静止于汽缸底部。已知大气压强为，环境温度恒为，汽缸内气体密度为，不计活塞质量和厚度，横截面积为S，活塞与汽缸间的摩擦忽略不计，初始时活塞与卡口之间的作用力为，重力加速度大小为g。 （1）现用力缓慢向下推动活塞，当力达到时，乒乓球恰好能浮起，求乒乓球及其中气体的总质量； （2）撤去推力F，并打开阀门K，缓慢向缸内充入压强为、温度为的同种理想气体，直到乒乓球恰好能浮起，求充入气体的质量与汽缸内原气体的质量之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 初始时对活塞受力分析有 气体发生等温变化时，又由于 联立，解得 当推力为F时，对活塞有，乒乓球刚好能浮起，说明浮力等于重力，即 联立解得 【小问2详解】 由第（1）问可得，当时，乒乓球浮起，当体积V不变时， 解得 14. 足够长的传送带固定在竖直平面内，半径，圆心角的圆弧轨道与平台平滑连接，平台与顺时针匀速转动的水平传送带平滑连接，工件A从圆弧顶点无初速度下滑，在平台与B发生弹性碰撞，已知，，A、B可视为质点，A、B与传送带间的动摩擦因数恒定，在传送带上运动的过程中，B物块因摩擦生热，忽略轨道及平台的摩擦，，，。 （1）求A滑到圆弧最低点时受到的支持力； （2）求A与B碰撞后各自的速度； （3）求传送带的速度以及A物块在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量。 【答案】（1）18N，方向竖直向上 （2）A的速度大小，方向向左；B的速度大小，方向向右 （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 A从开始到圆弧最低点过程，根据机械能守恒可得 解得 在最低点根据牛顿第二定律得 解得 方向竖直向上。 【小问2详解】 A与B发生弹性碰撞，根据系统动量守恒可得 根据系统机械能守恒可得 联立解得， 可知碰撞后A的速度大小，方向向左；B的速度大小，方向向右。 【小问3详解】 第一种情况，当传送带速度v小于时，B滑上传送带后先减速后匀速运动；设B与传送带间的动摩擦因数为μ，经过时间后B与传送带共速，该段时间内B运动的位移为 B与传送带的相对位移 B物块因摩擦生热为 对B用动能定理可得 联立解得，另一解大于舍去； 当A滑上传送带时，v小于，设经过时间后A与传送带共速，该段时间内，A运动的位移为 A与传送带的相对位移 A、B物块在传送带上做减速运动时的加速度相同，故 联立以上各式解得 A物块因摩擦产生的热量 联立解得 第二种情况，当传送带速度v大于时，B滑上传送带后先加速后匀速运动，设B与传送带间的动摩擦因数为，经过时间后B与传送带共速，该段时间内B运动的位移为 B与传送带的相对位移 B物块因摩擦生热为 对B用动能定理可得 联立解得，另一解小于舍去； 当A滑上传送带时，v大于，设经过时间后A与传送带共速，该段时间内，A运动的位移为 A与传送带的相对位移 A、B物块在传送带上做加速运动时的加速度相同，故 联立以上各式解得 A物块因摩擦产生的热量 联立解得 15. 离子注入是芯片制造的一道重要工序，图为某离子注入示意图，纸面内，一束质量kg、电荷量C的静止负离子（不计重力），经加速电场后，沿水平虚线PQ通过速度选择器，从y轴上Q（0，1m）点垂直y轴射入xOy坐标系，经磁场、电场偏转后射到x轴上，从而实现离子注入。速度选择器中，匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度T，匀强电场的方向沿y轴负方向，场强V/m。xOy坐标系内有一边界线AO，AOy区域有方向垂直纸面向里，磁感应强度为的匀强磁场，AOx区域有方向垂直纸面向外，磁感应强度为的匀强磁场，（大小未知），（结果均保留2位有效数字，其中在最终的结果取1.4）。 （1）求加速电场的电压U； （2）要使离子能穿过磁场区域打到晶圆所在平面的x轴上，求磁感应强度的取值范围； （3）若T，为了使粒子能够打在x轴上，可在AOx区域加上平行于y轴沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出），求的最小值。（不考虑离子在AOx区域和AOy区域内的反复运动） 【答案】（1）V （2）（0.30T，0.60T） （3）V/m 【解析】 【小问1详解】 离子通过速度选择器，故由力的平衡条件有 解得m/s 离子在加速电场中加速，由动能定理有 联合解得 【小问2详解】 如图所示，设离子在AOy区域内的轨迹恰好与OA相切于M点，此时的圆心为，轨道半径为 由几何关系有 由牛顿第二定律有 联合解得T 所以离子要打在x轴上，首先要进入AOx区域，磁感应强度大小T。 如图所示，设离子从OA上的H点从AOx区域进入AOy区域，恰好与x轴相切于N点，在两区域内轨迹圆的圆心分别为和，圆心角为θ。 由， 可设两区域内的轨迹圆半径分别为r和2r，由几何关系可得 解得， 解得m 解得T 综上，要使离子能够打在x轴上，的取值范围为（0.30T，0.60T） 【小问3详解】 TT，粒子不能打在x轴上，根据 解得m 离子将垂直OA边界从K点进入AOx区域，加上匀强电场后，若离子刚好打在x轴上，速度大小，方向沿x轴正方向，由几何关系可知，K点与x轴的距离为m， 由动量定理 联合解得V/mV/m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖南师大附中2024—2025学年度高二第二学期期末考试 物理 时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 医学治疗中常用放射性核素In产生γ射线，而In是由半衰期相对较长的Sn衰变产生的。对于质量为m0的Sn，经过时间t后剩余Sn质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到Sn的半衰期为（　　） A 67.3 d B. 101.0 d C. 115.1 d D. 124.9 d 2. 如图所示，实线和虚线分别是沿着x轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A. 波长为5cm B. 波速为5cm/s C. 周期为4s D. 时刻，质点M向下振动 3. 如图所示，网球发球机在距离墙L处将网球以不同的水平速度射出打到竖直墙上。已知墙上的O点与网球出射点等高，A、B分别为两个击中点。忽略空气阻力，网球可看作质点，且，保持水平速度不变，要使原来击中A点的网球能击中B点，则网球发球机应沿水平方向向左移动（　　） A. B. C. D. 4. 如图1所示，同轴电缆是广泛应用于网络通讯、电视广播等领域的信号传输线，它由两个同心导体组成，内导体为铜制芯线，外导体为铝制网状编织层，两者间由绝缘材料隔开。图2为同轴电缆横截面内静电场的等势线与电场线的分布情况，相邻虚线同心圆间距相等，a、b、c、d四个点均在实线与虚线的交点上，下列说法正确的是（ ） A. 图2中虚线代表电场线 B. 铝制网状编织层可起到信号屏蔽作用 C. a、b两点处的电场强度相同 D. a、d间的电势差为b、c间电势差的两倍 5. 木星一共有79颗卫星，其中最大的4颗是1610年由伽利略•伽利雷发现的，因此它们又被称为“伽利略卫星”，按照距离木星的距离依次是木卫一、木卫二、木卫三和木卫四，它们的轨道呈圆形，其轨道平面几乎都和木星的赤道面重合。其中木卫一、木卫二与木卫三的周期之比为。木卫三是太阳系中最大的卫星，其半径约为地球半径的，其质量约为地球质量的，其绕木星运动的轨道半径约为月球绕地球运动的轨道半径的3倍。木星质量约为地球质量的320倍。以下说法正确的是（　　） A. 木卫一、木卫二、木卫三的轨道半径之比为 B. 木卫一、木卫二、木卫三的线速度大小之比为 C. 木卫三表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比约为 D. 木卫三绕木星运动的公转周期与月球绕地球的公转周期之比为 6. 质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一的光滑圆弧轨道上，其截面如图所示。导体棒中通有电流强度大小为I的电流，空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向上。导体棒平衡时，导体棒与圆心的连线跟竖直方向的夹角为（），轨道与导体棒的弹力为。下列说法正确的是（　　） A. 若仅将电流强度I缓慢增大，则θ逐渐减小 B. 若仅将电流强度I缓慢增大，则先增大再减小 C. 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°，则θ先增大再减小 D. 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°，则逐渐增大 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 7. 不同波长的电磁波具有不同的特性，在生产生活中具有不同的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 若a、b两光分别作为同一双缝干涉实验装置的光源，a光产生的条纹间距较大 B. 若a、b两光都是由氢原子能级跃迁产生的，产生a对应的能级差更大 C. 若a、b两光照射同一个光电管时都能发生光电效应，b光的遏止电压更大 D. 若a、b两光照射同一个狭缝，b光的衍射现象更明显 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈电路中为定值电阻，副线圈电路中R为滑动变阻器，灯泡，完全相同。当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，两灯泡均正常发光；断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为，调节滑动变阻器使其接入电路的阻值为R时两灯泡也均正常发光，则前、后两种情况下（　　） A. 输入端的输入功率之比为 B. 输入端的电压之比为 C. 与R消耗功率之比为 D. 9. 如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方某处静止下落，同时受到一个竖直向上的恒定阻力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为重力势能零势能参考面，在小球下落至最低点的过程中，小球重力势能EpG、弹簧的弹性势能EpN随小球位移变化的关系图线分别如图甲、乙所示，弹簧始终在弹性限度范围内，已知在弹性限度内弹簧弹性势能与弹簧形变量满足：，x为弹簧的形变量，重力加速度。以下分析正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数 B. 小球在下落过程中克服阻力做的功为1J C 小球下落过程中，当时动能最大 D. 小球下落过程中的最大动能为1.44J 10. 如图所示，正方形导线框ABCD、abcd的电阻均为R，边长均为L，质量分别为2m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，且正方形导线框与定滑轮处于同一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时导线框ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，导线框abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为L。现将系统由静止释放，当导线框ABCD刚好全部进入磁场时，系统开始做匀速运动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，则（　　） A. 两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力 B. 系统匀速运动的速度大小 C. 两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热 D. 导线框abcd的ab边通过磁场的时间 三、实验题（本题共16分，其中第11题8分，第12题8分） 11. 某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置，通过测量加速度，从而测量物块与木板之间的动摩擦因数。 （1）实验前，______（填“需要”或“不需要”）调整定滑轮的角度使细线与木板平行，______（填“需要”或“不需要”）将长木板左侧垫高来平衡摩擦力，如甲图所示，加速运动过程中，绳子中拉力______（填“大于”“等于”或“小于”）托盘和砝码的总重力。 （2）实验中获得一条比较理想的纸带如图乙所示，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则此次实验物块运动的加速度大小______m/s2（结果保留2位有效数字）。 （3）为了测量物块和木板的动摩擦因数，该小组让木板水平放置，并用天平测出了物块的质量M，托盘和砝码的总质量为m。则物块与木板间的动摩擦因数为______（用a、m、M、g等字母表示）。 12. 在用伏安法测量一块电池的电动势E和内电阻r时，为消除系统误差，实验小组设计了图甲的电路进行实验。图中保护电阻的阻值为，R为滑动变阻器： （1）闭合前，R滑动触头应滑到______（选填“a端”或“b端”）。 （2）将掷到位置“1”，闭合后调节R阻值，得到多组电压表和电流表的值U、I，绘制出的图线如图丙中的实线所示，图线的截距分别为、。之后，将掷到位置“2”，同样闭合后调节R的阻值，绘制的图线如图丙中的虚线所示，图线的截距分别为、。则可知该电源电动势的真实值为______，电源内阻的真实值为______。（用测得量和已知量的符号表示） （3）进一步分析可知，电压表的内电阻为______。（用测得量和已知量的符号表示） 四、解答题（本题共40分，其中第13题10分，第14题14分，第15题16分） 13. 如图，一竖直放置、密闭导热良好的汽缸上端开口，汽缸内壁上有卡口a，下部有一个阀门K处于关闭状态。内部充有理想气体，汽缸内放有一密封的乒乓球，体积为（远小于汽缸体积），初始时乒乓球静止于汽缸底部。已知大气压强为，环境温度恒为，汽缸内气体密度为，不计活塞质量和厚度，横截面积为S，活塞与汽缸间的摩擦忽略不计，初始时活塞与卡口之间的作用力为，重力加速度大小为g。 （1）现用力缓慢向下推动活塞，当力达到时，乒乓球恰好能浮起，求乒乓球及其中气体的总质量； （2）撤去推力F，并打开阀门K，缓慢向缸内充入压强为、温度为的同种理想气体，直到乒乓球恰好能浮起，求充入气体的质量与汽缸内原气体的质量之比。 14. 足够长的传送带固定在竖直平面内，半径，圆心角的圆弧轨道与平台平滑连接，平台与顺时针匀速转动的水平传送带平滑连接，工件A从圆弧顶点无初速度下滑，在平台与B发生弹性碰撞，已知，，A、B可视为质点，A、B与传送带间的动摩擦因数恒定，在传送带上运动的过程中，B物块因摩擦生热，忽略轨道及平台的摩擦，，，。 （1）求A滑到圆弧最低点时受到的支持力； （2）求A与B碰撞后各自的速度； （3）求传送带的速度以及A物块在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量。 15. 离子注入是芯片制造的一道重要工序，图为某离子注入示意图，纸面内，一束质量kg、电荷量C的静止负离子（不计重力），经加速电场后，沿水平虚线PQ通过速度选择器，从y轴上Q（0，1m）点垂直y轴射入xOy坐标系，经磁场、电场偏转后射到x轴上，从而实现离子注入。速度选择器中，匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度T，匀强电场的方向沿y轴负方向，场强V/m。xOy坐标系内有一边界线AO，AOy区域有方向垂直纸面向里，磁感应强度为的匀强磁场，AOx区域有方向垂直纸面向外，磁感应强度为的匀强磁场，（大小未知），（结果均保留2位有效数字，其中在最终的结果取1.4）。 （1）求加速电场的电压U； （2）要使离子能穿过磁场区域打到晶圆所在平面的x轴上，求磁感应强度的取值范围； （3）若T，为了使粒子能够打在x轴上，可在AOx区域加上平行于y轴沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出），求的最小值。（不考虑离子在AOx区域和AOy区域内的反复运动） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$