精品解析：四川省自贡市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

2024—2025学年高二年级下学期期末考试 物 理 （考试时间：75分钟；全卷满分：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的考号、姓名、班级填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将答题卡交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 氘氚聚变作为热核实验堆的核心反应，其能量释放效率远超化石燃料，且产物无长期放射性污染。已知氘和氚的核聚变反应方程式为，核反应中释放出射线。下列说法正确的是（　　） A. X是质子 B. 氘和氚的核聚变反应释放核能 C. 射线源于核外电子的能级跃迁 D. 核的比结合能大于核的比结合能 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据核反应方程的质量数和电荷数守恒，可知X的质量数为1，电荷数为0，所以X是中子，故A错误； B．核聚变中，生成物（氦核）的比结合能高于反应物（氘、氚），因此反应释放核能，故B正确； C．γ射线是原子核能级跃迁时释放的，而非核外电子的能级跃迁，故C错误； D．比结合能越大，原子核越稳定；生成物（氦核）比反应物（氘）等稳定，所以核的比结合能大于核的比结合能，故D错误。 故选B。 2. 如图，一定质量的理想气体，用活塞封闭在开口向上的导热气缸内。若环境温度不变，活塞与气缸壁间无摩擦，现对活塞施加向上的拉力使其缓慢上升一小段距离（活塞未离开气缸），此过程中（　　） A. 气体压强增大，内能增加 B. 气体压强增大，吸收热量 C. 外界对气体做功，气体内能不变 D. 气体对外界做功，气体吸收热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．气体的温度不变，体积增大，气体的压强减小；气体的温度不变，气体的内能不变；A错误； BD．气体的温度不变，体积增大，气体的压强减小；气体的温度不变，气体的内能不变；气体体积增大，气体对外做功；根据热力学第一定律，气体吸收热量；B错误，D正确； C．气体体积增大，气体对外做功；气体温度不变，气体内能不变，C错误。 故选D。 3. 如图，传统光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。浸没式光刻机在投影物镜和光刻胶之间填充液体，可提高光刻机投影精细图的能力（即提高分辨率）。在浸没式光刻机中，当紫外线由空气进入液体时，下列说法正确的是（　　） A. 紫外线频率降低 B. 紫外线传播速度变大 C. 紫外线波长变短 D. 紫外线光子能量变大 【答案】C 【解析】 【详解】AD．当紫外线由空气进入液体时，紫外线频率不变，根据可知，紫外线光子能量不变，故AD错误； BC．当紫外线由空气进入液体时，根据可知，紫外线传播速度变小；根据可知，紫外线波长变短，故B错误，C正确。 故选C。 4. 如图是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，质点Q的平衡位置为x=4m。计时开始后，t=2s时质点Q恰好第一次处于波谷位置，下列说法正确的是（　　） A. 该简谐横波的周期为8s B. 质点P在t=0时刻沿y轴负方向振动 C. 该简谐横波的传播速度为2m/s D. 质点P在0~2s内通过的路程为0.1m 【答案】A 【解析】 【详解】A．波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知t=0时质点Q向下振动，t=2s时质点Q恰好第一次处于波谷位置，则该简谐横波的周期为，故A正确； B．波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知质点P在t=0时刻沿y轴正方向振动，故B错误； C．由题图可知，波长为，则该简谐横波的传播速度为，故C错误； D．由于t=0时刻质点P不是处于平衡位置或最大位移处，所以在0~2s内，即经过，质点P通过的路程，故D错误。 故选A。 5. 最新研究表明，通过超导材料制成的LC振荡电路可将能量损耗降至极低，为量子计算机的高效运行提供了可能。某时刻振荡电路中电流的方向和电容器上、下极板带电情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 电容器正在充电 B. 电路中电流正在变大 C. 电容器极板间的电场能正在变大 D. 若仅减小线圈的自感系数，则振荡电路的周期不变 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．电容器上极板带负电，且电流为逆时针方向，可知电容器正在放电，电路中电场能正在变小，电路中电流正在变大，故AC错误，B正确； D．根据可知，若减小线圈的自感系数，则振荡电路的周期变小，故D错误。 故选B。 6. 如图，真空中两个等量异种点电荷M、N关于O点对称分布，M带正电，P为M、N连线上一点。保持PO距离不变，稍微减少M、N之间的距离后再次静止（仍关于O点对称，P点仍在点电荷MN之间）。选无穷远处为零电势点，则（　　） A. O点的场强不变 B. O点的电势升高 C. P点的电势升高 D. P点的场强变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由，可知两个点电荷M、N分别在O点产生的电场强度大小均为，方向均水平向右，由电场强度的叠加原理，可知O点的总场强为 当减小，则变大，故A错误； B．由等量异种点电荷的电场线分布的对称性，可知O点的电势为零，稍微减少，电场线分布仍然对称，O点的电势仍为零不变，故B错误； CD．两个点电荷M、N分别在P点产生的电场强度方向均水平向右，稍微减少，由，可知两电场强度均变大，则在P点的总场强变大；且可知P、O之间的场强均变大，由，且PO距离不变，则P、O之间的电势差增大 而 则P点的电势升高，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图，理想变压器原线圈所接的电路中有一可输出直流或交流的电源。L1、L2是两个完全相同的小灯泡，RP为滑动变阻器。原、副线圈匝数之比n1∶n2=1∶2，所有电表均为理想交流电表。闭合开关S后，下列说法正确的是（　　） A. 若电源输出直流电流I=3A，灯泡L2亮度比L1更亮 B. 若电源输出交流电i=3sin（100πt）（A），电流表A示数为1.5A C. 若电源输出交流电i=3sin（100πt）（A），将RP的滑片向d端滑动的过程中，灯泡L2变亮 D. 若电源输出交流电i=3sin（100πt）（A），将RP的滑片向d端滑动的过程中，电压表读数变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．若电源输出直流电流I=3A，灯泡L1亮，变压器不工作，L2不亮，故A错误； B．原线圈电流有效值为 副线圈电流有效值为 电流表A示数为，故B错误； C．若电源输出交流电i=3sin（100πt）（A），将RP的滑片向d端滑动的过程中，原线圈和副线圈的电流强度不变，灯泡L2的亮度不变，故C错误； D．若电源输出交流电i=3sin（100πt）（A），将RP的滑片向d端滑动的过程中，原线圈和副线圈的电流强度不变，通过滑动变阻器的电流不变，滑动变阻器的阻值增大，滑动变阻器两端电压增大，滑动变阻器和灯泡L2总电压增大，电压表读数变大，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某电源的路端电压与电流的关系和电阻、的电压与电流的关系如图。用此电源和电阻、组成电路，、可以同时接入电路，也可以单独接入电路。下列说法正确的是（　　） A. 此电源内阻为2Ω B. 此电源电动势为3V C. 将、串联后接到电源两端，电源的效率为80% D. 将单独接到此电源两端时，此电源的输出功率最大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由闭合电路欧姆定律 可得 由电源的路端电压与电流图像可得， 故A错误，B正确； C．由题图可知电阻、的阻值分别为， 将、串联后接到电源两端，电源的效率为，故C错误； D．此电源的输出功率为 可知当外电阻时，电源的输出功率最大，由于，所以将单独接到此电源两端时，此电源的输出功率最大，故D正确。 故选BD。 9. 如图，正方形ABCD中△ABC区域有方向垂直该平面的匀强磁场，△ACD区域内有方向平行CD的匀强电场（图中未画出）。一带正电的粒子从A点沿AB方向射入磁场，随后经过AC的中点E进入电场，接着从C点射出电场。不计粒子的重力，则（　　） A. 磁场的方向垂直纸面向外 B. 电场的方向是由C指向D C. 粒子在A点和C点的动能相等 D. 粒子在磁场中运动时间大于在电场中运动的时间 【答案】AD 【解析】 【详解】A．一带正电的粒子从A点沿AB方向射入磁场后向下偏转，由左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，故A正确； B．粒子从AC的中点E进入电场，接着从C点射出电场，可知电场的方向是由D指向C，故B错误； C．粒子在A点的速度大小等于E点的速度大小，从E点到C点电场力做正功，动能增加，可知C点的动能大于A点的动能，故C错误； D．设粒子从A点进入时的速度为v，则在磁场中做匀速圆周运动，转过四分之一周后从E点沿平行于AD向下射入电场做类平抛运动，若设正方形的边长为a，则粒子在磁场中运动时间 在电场中运动的时间 则粒子在磁场中运动时间大于在电场中运动的时间，故D正确。 故选AD。 10. 如图，两根足够长的光滑直导轨水平平行放置，它们之间的距离为L、导轨间存在垂直于水平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导轨上垂直于导轨静止放置一根质量为m、接入电路电阻为r的金属杆，金属杆与导轨接触良好，导轨电阻不计。导轨左端连接电容器的充放电电路，其中电容为C，电阻为R，电容器最初不带电，电源电动势恒定且内阻不计。将单刀双掷开关S置于1处，待电容器电压达到U时立即切换至2处，当电容器电压降至时立即切回至1处，待电容器电压达到U时再切换至2处，之后不再切换，则（　　） A. S第一次置于1处期间，通过电阻R的电荷量为 B. S第一次置于2处期间，安培力对杆做的功为 C. S第二次置于1处期间，通过R的电流逐渐减小 D. S第二次置于2处期间，杆可能达到的最大速度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．S第一次置于1处期间，电容器充电电量为，即通过电阻R的电荷量为，故A错误； B．S第一次置于2处期间，设用时为，电容器向外放电为 且 由动量定理，有 解得 由动能定理，则安培力做功为 解得，故B错误； C．S第二次置于1处期间，电容器充电，充电的电流逐渐减小，即通过R的电流逐渐减小，故C正确； D．S第二次置于2处期间，初始电压为U，设电容器剩余电量为时，杆达到最大速度，用时为，有 由动量定理，有 得 此时电路中电流为零，导体棒切割磁感线产生的感应电动势等于电容器两端电压，即 联立，解得最大速度，故D正确。 故选CD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 用如图甲所示实验装置测量光的波长。回答下列问题： （1）图甲中，①为光源、②为透镜、③为滤光片、⑥为遮光筒、⑦为光屏。关于装置及调节中观察到的现象，下列说法正确的是 A. ④、⑤分别是单缝、双缝 B. 若仅减小双缝之间的距离，可以减小相邻明条纹间的距离 C. 若仅将光屏向右或向左平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 D. 若仅改用频率较大的色光进行实验，光屏上两相邻明条纹间距变大 （2）使分划板的中心刻度对准一条明条纹的中心，示数如图乙，其读数为__________mm。 （3）该实验中，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，测出n条明条纹间的距离为x，则该单色光的波长的表达式λ＝__________（用x、L、d、n表示）。 【答案】（1）AC （2）19.4 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．④、⑤分别是单缝、双缝，故A正确； B．根据公式 可知减小双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离，故B错误； C．双缝干涉发生后，并不只是在光屏上有干涉图样，而是在双缝右侧的三维空间、只要通过双缝后的两列光波相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象，并且在新的位置仍很清晰，所以将光屏向右或向左平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹，只是条纹间距会变化，故C正确； D．若仅改用频率较大的色光进行实验，则光的波长变小，根据公式 可知光屏上两相邻明条纹间距变小，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 图乙所示的读数为 【小问3详解】 依题意，相邻亮条纹间的距离为 根据 联立解得 12. 某同学设计实验测量一个二极管D正向通电时的伏安特性曲线。供选择的器材有： 待测二极管D（电压范围0~0.65V，电流范围约为0~0.4A） 电源E（电动势为2.0V，内阻较小） 电压表（量程1.0V，内阻约为3kΩ） 电流表（量程0.5A，内阻约为3Ω） 滑动变阻器（最大阻值10Ω） 滑动变阻器（最大阻值200Ω） 电键S及导线若干。 （1）该同学在连接如图的电路时，其中滑动变阻器应该选择__________（填“”或“”），导线Q端应该接于__________处（填“a”或“b”），导线P端应该接于__________处（填“c”或“d”）。 （2）该同学将测得的结果绘制成图像如图，由图得二极管阻值为2.0Ω时，二极管消耗的功率为__________W（保留两位有效数字）。若考虑由于电流表内接或外接带来的影响，当二极管的实际阻值为2.0Ω时，二极管实际消耗的功率比该值略__________（填“大”或“小”）。 【答案】（1） ①. ②. ③. （2） ①. 0.18 ②. 小 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]为描绘二极管的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，所以导线Q端应该接于处；因二极管D正向通电时电阻较小，故电流表采用外接法，故导线P端应该接于处；为方便实验操作，滑动变阻器应选择最大阻值较小的，故选。 【小问2详解】 [1]根据 可知当二极管阻值为2.0Ω时，则电压为电流的两倍，对比图中数据，满足条件的数据为当电流为0.3A时，电压为0.6V，且在待测二极管D的电压范围和电流范围内，则二极管消耗的功率为 [2]由于采用了电流表的外接法，故实际流过二极管的电流小于电流表的示数，实际电压等于电压表的示数，根据 可知当二极管的实际阻值为2.0Ω时，二极管实际消耗的功率比该值略小。 13. 如图，用水银血压计测量血压时，先用充气球向袖带内气囊充气9次（开始袖带内气囊无空气），每次充入压强为（为外界大气压强）、体积为的空气，充气后袖带内气囊中的空气体积为。然后缓慢放气，当袖带内气囊中空气体积变为时，袖带内气囊中空气的压强刚好与大气压强相等。空气可视为理想气体，忽略整个过程中空气温度的变化，求： （1）充气后袖带内气囊中空气的压强p； （2）袖带内气囊中放出空气的质量与剩余空气质量的比值k。 【答案】（1） （2）1.5 【解析】 【小问1详解】 根据玻意耳定律有 解得 【小问2详解】 将放出的气体与袖带内气囊中剩余气体看为同一状态的气体，令其中放出的气体体积为，则有 根据玻意耳定律有 解得k=1.5 14. 如图所示，空间直角坐标系Oxyz中有一与xOz平面平行的足够大的接收屏M，接收屏M与y轴交点坐标为（0，l，0）。在O点存在一粒子源，仅在xOy平面内沿各个方向均匀发射速率为、电荷量为＋q、质量为m的粒子，整个空间存在沿z轴正方向、磁感应强度大小的匀强磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用，不考虑相对论效应。求： （1）粒子在该磁场中做匀速圆周运动的半径r和周期T； （2）粒子从原点O射出后运动到接收屏M的最短时间t； （3）若在xOz平面和接收屏M间再加一个沿z轴正方向、场强大小的匀强电场（图中未画出），求粒子打到接收屏上的z坐标最大的点在坐标系Oxyz中的坐标。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在该磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有， 其中 解得， 【小问2详解】 结合上述与题意可知，粒子圆周运动的半径等于l，粒子从原点O射出后运动到接收屏M的轨迹对应的弦长的最小值为l，则圆心角的最小值为60°，即最短时间 结合上述解得 【小问3详解】 粒子在z轴正方向做匀加速直线运动，在xOy平面内做匀速圆周运动，若粒子打到接收屏上的z坐标最大，则该粒子达到接收屏上经历的时间为最大值，初速度方向沿y轴负方向的粒子打到接收屏M间运动时间最长，即 对应轨迹为四分之三圆周，对应的x坐标为-l，对应的y坐标为l，对应的z坐标 解得 即粒子打到接收屏上的z坐标最大的点在坐标系Oxyz中的坐标为 15. 如图，两根完全相同的金属导轨abcde和a’b’c’d’e’平行放置，ad段和a’d’段水平，间距L＝1m，左端接有定值电阻R＝1Ω，导轨电阻均忽略不计。导轨ab段为粗糙区域，导轨其余部分均光滑，bc段的长度D＝1.5m，在bcc’b’对应区域有竖直向下的匀强磁场，cd段足够长，de段是竖直平面内的圆弧，与cd段平滑连接，e端相对导轨水平部分高h＝0.45m。现有粗细相同、长度均为L的两根直杆，一根为金属杆，质量M＝0.3kg，与导轨接触良好，电阻不计；另一根为绝缘杆，质量m＝0.1kg。先将金属杆从导轨上ee＇处由静止自由释放，进入磁场区域运动了D’＝0.9m后停止。再将绝缘杆也从导轨上ee’处由静止自由释放。已知两杆之间的碰撞均是弹性碰撞，且每次碰撞前金属杆的速度均为零。重力加速度取。求： （1）金属杆进入磁场时，金属杆的速度大小及电阻R上电流的方向（a-R-a’或a’-R-a）； （2）在bcc’b’对应区域内磁感应强度B的大小； （3）金属杆第一次被碰后瞬间的速度大小及整个过程中电阻R产生的焦耳热。 【答案】（1）3m/s， （2）1T （3）1.5m/s，1.7625J 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理可得 解得金属杆进入磁场时，金属杆的速度大小为 根据右手定则可得电阻R上电流的方向为 【小问2详解】 金属杆进入磁场直到第一次停止，由动量定理可得 其中 代入数据联立解得 【小问3详解】 绝缘杆释放后与金属杆第1次相碰前，根据动能定理可得 解得绝缘杆与金属杆第一次相碰前瞬间的速度为 金属杆第n次被碰后根据动量守恒定律与能量守恒定律可得， 解得金属杆第n次被碰后瞬间的速度为 绝缘杆第n次被碰后瞬间的速度为 所以金属杆第1次被碰后瞬间的速度为 金属杆第一次被碰后直到停止，由动量定理可得 其中 联立解得金属杆第一次被碰后直到停止过程的位移为 依次类推，可得金属杆第二次被碰后直到停止过程的位移为 发现 说明金属杆第二次被碰后已运动至导轨ab段，则由动量定理可得 其中 代入数据解得金属杆离开磁场瞬间的速度为 则根据能量守恒定律可知整个过程中电阻R产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年高二年级下学期期末考试 物 理 （考试时间：75分钟；全卷满分：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的考号、姓名、班级填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将答题卡交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 氘氚聚变作为热核实验堆的核心反应，其能量释放效率远超化石燃料，且产物无长期放射性污染。已知氘和氚的核聚变反应方程式为，核反应中释放出射线。下列说法正确的是（　　） A. X是质子 B. 氘和氚的核聚变反应释放核能 C. 射线源于核外电子的能级跃迁 D. 核的比结合能大于核的比结合能 2. 如图，一定质量的理想气体，用活塞封闭在开口向上的导热气缸内。若环境温度不变，活塞与气缸壁间无摩擦，现对活塞施加向上的拉力使其缓慢上升一小段距离（活塞未离开气缸），此过程中（　　） A. 气体压强增大，内能增加 B. 气体压强增大，吸收热量 C. 外界对气体做功，气体内能不变 D. 气体对外界做功，气体吸收热量 3. 如图，传统光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。浸没式光刻机在投影物镜和光刻胶之间填充液体，可提高光刻机投影精细图的能力（即提高分辨率）。在浸没式光刻机中，当紫外线由空气进入液体时，下列说法正确的是（　　） A. 紫外线频率降低 B. 紫外线传播速度变大 C. 紫外线波长变短 D. 紫外线光子能量变大 4. 如图是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，质点Q的平衡位置为x=4m。计时开始后，t=2s时质点Q恰好第一次处于波谷位置，下列说法正确的是（　　） A. 该简谐横波的周期为8s B. 质点P在t=0时刻沿y轴负方向振动 C. 该简谐横波的传播速度为2m/s D. 质点P在0~2s内通过的路程为0.1m 5. 最新研究表明，通过超导材料制成的LC振荡电路可将能量损耗降至极低，为量子计算机的高效运行提供了可能。某时刻振荡电路中电流的方向和电容器上、下极板带电情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 电容器正在充电 B. 电路中电流正在变大 C. 电容器极板间的电场能正在变大 D. 若仅减小线圈的自感系数，则振荡电路的周期不变 6. 如图，真空中两个等量异种点电荷M、N关于O点对称分布，M带正电，P为M、N连线上一点。保持PO距离不变，稍微减少M、N之间的距离后再次静止（仍关于O点对称，P点仍在点电荷MN之间）。选无穷远处为零电势点，则（　　） A. O点的场强不变 B. O点的电势升高 C. P点的电势升高 D. P点的场强变小 7. 如图，理想变压器原线圈所接的电路中有一可输出直流或交流的电源。L1、L2是两个完全相同的小灯泡，RP为滑动变阻器。原、副线圈匝数之比n1∶n2=1∶2，所有电表均为理想交流电表。闭合开关S后，下列说法正确的是（　　） A. 若电源输出直流电流I=3A，灯泡L2亮度比L1更亮 B. 若电源输出交流电i=3sin（100πt）（A），电流表A示数为1.5A C. 若电源输出交流电i=3sin（100πt）（A），将RP的滑片向d端滑动的过程中，灯泡L2变亮 D. 若电源输出交流电i=3sin（100πt）（A），将RP的滑片向d端滑动的过程中，电压表读数变大 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某电源的路端电压与电流的关系和电阻、的电压与电流的关系如图。用此电源和电阻、组成电路，、可以同时接入电路，也可以单独接入电路。下列说法正确的是（　　） A. 此电源内阻为2Ω B. 此电源电动势为3V C. 将、串联后接到电源两端，电源的效率为80% D. 将单独接到此电源两端时，此电源的输出功率最大 9. 如图，正方形ABCD中△ABC区域有方向垂直该平面的匀强磁场，△ACD区域内有方向平行CD的匀强电场（图中未画出）。一带正电的粒子从A点沿AB方向射入磁场，随后经过AC的中点E进入电场，接着从C点射出电场。不计粒子的重力，则（　　） A. 磁场的方向垂直纸面向外 B. 电场的方向是由C指向D C. 粒子在A点和C点的动能相等 D. 粒子在磁场中运动时间大于在电场中运动的时间 10. 如图，两根足够长的光滑直导轨水平平行放置，它们之间的距离为L、导轨间存在垂直于水平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导轨上垂直于导轨静止放置一根质量为m、接入电路电阻为r的金属杆，金属杆与导轨接触良好，导轨电阻不计。导轨左端连接电容器的充放电电路，其中电容为C，电阻为R，电容器最初不带电，电源电动势恒定且内阻不计。将单刀双掷开关S置于1处，待电容器电压达到U时立即切换至2处，当电容器电压降至时立即切回至1处，待电容器电压达到U时再切换至2处，之后不再切换，则（　　） A. S第一次置于1处期间，通过电阻R的电荷量为 B. S第一次置于2处期间，安培力对杆做的功为 C. S第二次置于1处期间，通过R的电流逐渐减小 D. S第二次置于2处期间，杆可能达到的最大速度为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 用如图甲所示实验装置测量光的波长。回答下列问题： （1）图甲中，①为光源、②为透镜、③为滤光片、⑥为遮光筒、⑦为光屏。关于装置及调节中观察到的现象，下列说法正确的是 A. ④、⑤分别是单缝、双缝 B. 若仅减小双缝之间的距离，可以减小相邻明条纹间的距离 C. 若仅将光屏向右或向左平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 D. 若仅改用频率较大的色光进行实验，光屏上两相邻明条纹间距变大 （2）使分划板的中心刻度对准一条明条纹的中心，示数如图乙，其读数为__________mm。 （3）该实验中，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，测出n条明条纹间的距离为x，则该单色光的波长的表达式λ＝__________（用x、L、d、n表示）。 12. 某同学设计实验测量一个二极管D正向通电时的伏安特性曲线。供选择的器材有： 待测二极管D（电压范围0~0.65V，电流范围约为0~0.4A） 电源E（电动势为2.0V，内阻较小） 电压表（量程1.0V，内阻约为3kΩ） 电流表（量程0.5A，内阻约为3Ω） 滑动变阻器（最大阻值10Ω） 滑动变阻器（最大阻值200Ω） 电键S及导线若干。 （1）该同学在连接如图的电路时，其中滑动变阻器应该选择__________（填“”或“”），导线Q端应该接于__________处（填“a”或“b”），导线P端应该接于__________处（填“c”或“d”）。 （2）该同学将测得的结果绘制成图像如图，由图得二极管阻值为2.0Ω时，二极管消耗的功率为__________W（保留两位有效数字）。若考虑由于电流表内接或外接带来的影响，当二极管的实际阻值为2.0Ω时，二极管实际消耗的功率比该值略__________（填“大”或“小”）。 13. 如图，用水银血压计测量血压时，先用充气球向袖带内气囊充气9次（开始袖带内气囊无空气），每次充入压强为（为外界大气压强）、体积为的空气，充气后袖带内气囊中的空气体积为。然后缓慢放气，当袖带内气囊中空气体积变为时，袖带内气囊中空气的压强刚好与大气压强相等。空气可视为理想气体，忽略整个过程中空气温度的变化，求： （1）充气后袖带内气囊中空气的压强p； （2）袖带内气囊中放出空气的质量与剩余空气质量的比值k。 14. 如图所示，空间直角坐标系Oxyz中有一与xOz平面平行的足够大的接收屏M，接收屏M与y轴交点坐标为（0，l，0）。在O点存在一粒子源，仅在xOy平面内沿各个方向均匀发射速率为、电荷量为＋q、质量为m的粒子，整个空间存在沿z轴正方向、磁感应强度大小的匀强磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用，不考虑相对论效应。求： （1）粒子在该磁场中做匀速圆周运动的半径r和周期T； （2）粒子从原点O射出后运动到接收屏M的最短时间t； （3）若在xOz平面和接收屏M间再加一个沿z轴正方向、场强大小的匀强电场（图中未画出），求粒子打到接收屏上的z坐标最大的点在坐标系Oxyz中的坐标。 15. 如图，两根完全相同的金属导轨abcde和a’b’c’d’e’平行放置，ad段和a’d’段水平，间距L＝1m，左端接有定值电阻R＝1Ω，导轨电阻均忽略不计。导轨ab段为粗糙区域，导轨其余部分均光滑，bc段的长度D＝1.5m，在bcc’b’对应区域有竖直向下的匀强磁场，cd段足够长，de段是竖直平面内的圆弧，与cd段平滑连接，e端相对导轨水平部分高h＝0.45m。现有粗细相同、长度均为L的两根直杆，一根为金属杆，质量M＝0.3kg，与导轨接触良好，电阻不计；另一根为绝缘杆，质量m＝0.1kg。先将金属杆从导轨上ee＇处由静止自由释放，进入磁场区域运动了D’＝0.9m后停止。再将绝缘杆也从导轨上ee’处由静止自由释放。已知两杆之间的碰撞均是弹性碰撞，且每次碰撞前金属杆的速度均为零。重力加速度取。求： （1）金属杆进入磁场时，金属杆的速度大小及电阻R上电流的方向（a-R-a’或a’-R-a）； （2）在bcc’b’对应区域内磁感应强度B的大小； （3）金属杆第一次被碰后瞬间的速度大小及整个过程中电阻R产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $