精品解析：湖南省衡阳市第八中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

衡阳市八中2026届高三年级第二学期期末考试 物理试题 时量：75分钟 分值：100分 一、单选题（5个小题，每题4分，共20分） 1. 我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14同位素，标志着我国彻底破解了国内碳14同位素供应依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。碳14具有放射性，其衰变方程为。下列相关说法正确的是（　　） A. 原子核的比结合能比的大 B. 此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变 C. 骨骼中以碳酸钙（）形式存在的的半衰期比单质的半衰期更长 D. X是氦核，此反应为α衰变 【答案】B 【解析】 【详解】A．β衰变释放能量，反应后的原子核更稳定，故的比结合能比的小，故A错误； B．原子核衰变时质量数守恒，但会出现质量亏损，释放能量，故B正确； C．衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，与化学状态无关，故C错误； D．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知X为电子，属于β衰变，故D错误。 故选B。 2. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 该单色光的彩虹角 B. 该单色光在水滴内部B点处发生全反射 C. 水滴对该单色光的折射率约为1.42 D. 若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大 【答案】C 【解析】 【详解】Ｃ．在题图乙上标出各角度，如图所示 由几何关系可知 解得 根据折射定律有 故C正确； A．由光路的可逆性可知，光在C点的折射角依然为，故该单色光的彩虹角为 故A错误； B．该单色光在水滴内发生全反射的临界角C满足 又 sinθ<sinC 则该单色光在水滴内部B点不可能发生全反射。故B错误； D．根据题图甲可知水滴对M所对应的光的折射率大于对N所对应的光的折射率，则M、N所对应的光分别为紫光和红光，紫光波长比红光短，又双缝干涉条纹间距 则M所对应的光的条纹间距更小。故D错误。 故选C。 3. 图甲为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止频率为Hz，逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图。氢原子光谱中有四种可见光，分别是从、5、4、3能级跃迁到能级产生的。下列说法正确的是（ ） A. 氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应 B. 大量处于能级的氢原子最多能辐射出8种不同频率的光 C. 仅将图甲中P向右滑动，电流计示数一定变大 D. 仅将图甲中电源的正负极颠倒，电流计示数一定为0 【答案】A 【解析】 【详解】A．从、5、4、3能级跃迁到能级产生的光的能量分别为3.02eV、2.86 eV、2.55 eV，、1.89 eV，大于2.29eV的跃迁有三种，即氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应，选项A正确； B．大量处于能级的氢原子最多能辐射出种不同频率的光，选项B错误； C．仅将图甲中P向右滑动，正向电压变大，则开始阶段电流计示数变大，当达到饱和光电流时，电流不再增加，选项C错误； D．仅将图甲中电源的正负极颠倒，光电管加反向电压，仍有光电子到达A极，即电流计示数不一定为0，选项D错误。 故选A。 4. 如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，其有效值为6V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为I、U，现将滑片逐步上移至最上端，电流表、电压表变化量的绝对值分别为、，下列说法正确的是（） A. 滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大 B. C. 滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时，电流表示数为lA D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时，变压器输出功率最大且为9W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于理想变压器原线圈电路上含有电阻，则可把理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电阻，则电路变为简单的串联电路，如图所示 滑片逐步上移，使R阻值增大，即 增大，则总电阻增大，根据 可知总电流减小，即通过的电流减小，根据 可知，通过电流表的电流减小。根据 可知增大。根据 可知电压表示数增大。故A错误； B．根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有 则 故B错误； C．对副线圈 原线圈有 又 联立解得 故C错误； D．分析可知变压器的输出功率为等效电路的功率，则 可知，当时变压器输出功率最大，结合 解得 带入得 故D正确。 故选D。 5. 如图所示，匝数为N的矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，、为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数分别为、；电压表、的示数分别为、。不计线框电阻，下列说法正确的是（　　） A. 交流电压表的示数为 B. 从图示位置开始，线框转过180°的过程中，通过线圈的电荷量为0 C. 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则电流表的示数变小 D. 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则变大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．变压器副线圈电压的最大值为，故电压表的示数为，选项A正确； B．从图示位置开始，线框转过180°的过程中，磁通量的变化量不为0，故通过线圈的电荷量不为0，选项B错误； C．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，电阻减小，副线圈的输出电压不变，则和都增加，选项C错误； D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，变大，则变小，选项D错误。 故选A。 二、多选题（5个小题，每题5分，共25分） 6. 相同的电灯、和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S待电路稳定后开始计时，时刻断开开关S，时刻整个电路的电流均为零。前后通过电灯的电流-时间图像如图乙，用和分别表示开关S断开瞬间通过电灯的电流大小。下列说法正确的是（　　） A. 电感线圈的直流电阻不可忽略 B. 断开开关S后，电灯、电流大小始终相等 C. 断开开关S后，流过电灯的电流方向向左 D. 线圈的自感系数是由线圈本身决定，与是否有铁芯无关 【答案】AB 【解析】 【详解】A．因为相同的电灯、，电路稳定由图像可知通过电感线圈L支路的电流小于通过电灯支路的电流，所以电感线圈的直流电阻不可忽略，A正确； BC．稳定后当开关S断开瞬间，由于线圈的自感现象，线圈中的电流只能逐渐减小，线圈L、电灯、构成闭合回路，两灯都过一会儿再熄灭，电灯、电流大小始终相等，且流过灯的电流方向向右，故B正确，C错误； D．有铁芯时线圈的自感系数，比没有铁芯时要大得多，D错误。 故选AB。 7. 气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性能良好，不计气动杆与汽缸之间的摩擦。设气体的初始状态为A，某人坐上椅面，椅子缓慢下降一段距离后达到稳定状态B，此过程温度不变。然后开空调让室内温度降低到某设定温度，稳定后气体状态为C；接着人离开座椅，椅子重新处于另一个稳定状态D。则气体从状态A到状态D的过程中，关于p、V、T的关系图或叙述中正确的有（　　） A. 气体的V—T图如图甲 B. 气体的图如图乙 C. 从状态A到状态D，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功 D. 与状态A相比，处于状态D时，单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数增多 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．A到B的过程中，气体等温压缩，压强增大，体积减小；从B到C的过程中，气体等压降温，温度降低，体积减小；从C到D的过程中，等温膨胀，压强减小，体积增加，而且此时D状态的压强又恢复到最初A状态的压强，其图像和图像如图所示 AB错误； C．根据热力学第一定律 由于气体温度降低，内能减小，因此气体向外放出的热量大于外界对气体做的功，C正确； D．由于状态A与状态D压强相等，而状态D温度更低，单个分子撞击容器壁力减小，因此单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数更多，D正确。 故选CD。 8. 如图所示，两电阻为零的光滑导轨水平放置在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨间距最窄处为一狭缝（狭缝宽度不计），取狭缝所在处点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与轴夹角均为，导轨左端通过单刀双掷开关可以与电容或电阻相连，导轨上有一足够长且不计电阻的金属棒与轴垂直，在外力（大小未知）的作用下从点开始以速度向右匀速运动，若某时刻开关接1，外力用表示，通过金属棒电流的大小用表示；若某时刻开关接2，外力用表示，通过金属棒电流的大小用表示。关于外力、电流大小随时间变化的图象关系正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB.由题知金属棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为 则产生的感应电动势为 当开关接1时，通过金属棒的电流为 则可得 故选项A正确，选项B错误； CD.当开关接2时，通过金属棒的电流为 则可得 选项D正确，选项C错误。 故选AD。 9. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置，导轨间存在竖直向上的匀强磁场。两根完全相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上，两金属棒的长度恰好等于金属导轨的间距。t = 0时刻对金属棒cd施加一个水平向右的恒力F，此后两金属棒由静止开始运动，金属棒在运动过程中始终与导轨接触良好，两金属棒的速度大小分别记为va、vc，加速度大小分别记为aa、ac，金属棒cd两端电压绝对值记为Ucd，闭合回路消耗的电功率记为P，电路中除金属棒以外的电阻均不计，下列关系图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．金属棒cd在恒力F作用下由静止开始加速，此时金属棒ab、cd加速度， 之后回路中出现感应电流，金属棒cd受到的安培力与恒力F反向，金属棒cd的加速度减小，金属棒ab在安培力作用下开始加速，金属棒cd与金属棒ab的速度差逐渐增大，回路中的电动势逐渐增大，安培力 逐渐增大，金属棒cd加速度减小，金属棒ab加速度增大，当 时，不再变化，回路中的电流不再变化，但是两金属棒的速度仍在增大，v—t图像如图甲所示 故A正确、B错误； C．设两金属棒电阻均为、质量均为m，金属棒cd两端电压绝对值 回路的电动势和感应电流为E = BL(vc－va)， 联立有 由于 可得 对两棒整体有Ft = m(va＋vc) 综上有 则Ucd—t图应该是一条过原点倾斜的直线，故C错误； D．闭合回路消耗的电功率 在开始阶段随回路中电流的增大，电功率逐渐增大，当系统稳定后回路中电流不变，电功率不再变化，故D正确。 故选AD。 【点睛】本题考查电磁感应的综合应用，目的是考查学生的分析综合能力。 10. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为L的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C. 金属杆经过的速度小于 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．设平行金属导轨间距为L，金属杆在区域向右运动的过程中切割磁感线有， 金属杆在区域运动的过程中根据动量定理有 则安培力的冲量 由于，则上面方程左右两边累计求和，可得 则金属杆在区域安培力冲量的大小为 BB1处的速度为 设金属杆在区域运动的时间为，同理可得，则金属杆在区域运动的过程中有 解得 综上有 则金属杆经过的速度大于，故AC错误； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故B正确； D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有 金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得 联立整理得 分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过区域的速度比第一次大，故，可得 故D正确。 故选BD。 三、实验题 11. 某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率，准备的器材有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如图是该小组设计的实验方案示意图，下面是该小组的探究步骤： ①用刻度尺测量玻璃砖的直径； ②把白纸固定在水平桌面上，在白纸上建立直角坐标系xOy，将玻璃砖放在白纸上，使其底面圆心和直径分别与点和轴重合，再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于轴放置； ③打开激光笔开关，让激光笔发出的激光束始终指向圆心射向玻璃砖，从轴开始在平面内缓慢移动激光笔，在某一位置时，刻度尺上出现两个清晰的光点，通过刻度尺读取两光点与轴的距离分别为； 请回答下面问题： （1）甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为_____（用测得的、、表示）； （2）乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置，直到刻度尺上恰好只有一个光点，读取该光点与轴的距离为，计算该玻璃砖的折射率为_____（用测得的、表示）； （3）比较甲、乙两同学测量折射率的方案，你认为_____（选填“甲”或“乙”）同学的测量误差更小； （4）在操作步骤②中，刻度尺没有与轴严格垂直，而是逆时针偏离垂直轴位置，则甲同学测得的折射率较真实值是_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） （2） （3）甲 （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 按照步骤③画出光路图，如图，由几何关系 故折射率为 【小问2详解】 按照乙同学实验方案画出光路图，如图，此时恰好发生全反射 联立可得折射率为 【小问3详解】 比较甲、乙两同学测量折射率的方案，甲同学误差更小，因为乙同学方案中“恰好只有一个光点”的状态确定不够准确。 【小问4详解】 刻度尺逆时针偏离垂直轴位置，则偏大，偏小，测量结果偏大，则甲同学测得的折射率较真实值偏大。 12. 某实验小组准备测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材： A.多用电表（电压挡量程2.5V，内阻未知）； B.毫安表（量程200mA，内阻为）； C.定值电阻； D.定值电阻； E.滑动变阻器； F.电键和导线若干。 根据提供的器材，设计电路如图1所示。 （1）将毫安表与定值电阻改装成电流表如虚线框中所示，改装后的量程为______A； （2）为了精确测量，图中多用电表的右边表笔应接到______（选填“”或“”）处； （3）闭合电键，调节滑动变阻器滑片，多次记录多用电表的示数、毫安表的示数。其中一次测量时多用电表示数如图2所示，其读数为______V。 （4）作图线如图3所示，该干电池电动势______V；内阻______（以上结果均保留三位有效数字）。 【答案】（1） （2）B （3）1.15 （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 毫安表的满偏电压为 则，改装后的最大量程为 所以，改装后的量程为。 【小问2详解】 由于改装后的电流表的内阻已知，为了精确测量，图中多用电表代替的电压表应为电源的“内接法”，即右边表笔应接到“”处。 【小问3详解】 由图2可知，多用电表的读数为1.15V。 【小问4详解】 [1][2]由（1）分析可知，电路中电流为毫安表示数的3倍。改装后的电流表的内阻为 根据欧姆定律 整理可得 可得图线的斜率的绝对值为 截距为 所以， 四、解答题（39分） 13. 为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成长为6m的细圆柱棒，如图甲所示。让一束平行激光从圆柱棒的一个底面垂直射入，历时在另一端接收到该光束，已知光在真空中的速度为。现将这种新材料制成一根半径的光导纤维束弯成半圆形暴露于空气中（假设空气中的折射率与真空相同），半圆形外半径为R，如图乙所示。 （1）求这种新材料的折射率n； （2）用同种激光垂直于光导纤维的端面射入，若该束激光恰好不从光导纤维的侧面外泄，求半圆形的半径R。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光在细圆柱棒中传输有 解得传播速度为 材料的折射率为 解得 【小问2详解】 当入射光线越接近E点时，则光在光纤中的入射角越大，就越容易发生全反射，因此激光不从光导纤维束侧面外泄的临界条件是入射光在光导纤维束内侧面发生全反射，临界光路图如图所示 根据几何关系可得 又因为 联立解得 14. 竖直放置的一粗细均匀的U形细玻璃管中，两边分别灌有水银，水平部分有一空气柱，各部分长度如图所示。现将管的右端封闭，从左管口缓慢倒入水银，恰好使水平部分右端的水银全部进入右管中。已知，大气压强，，环境温度不变，左管足够长。求： （ⅰ）此时右管封闭气体的压强； （ⅱ）左管中需要倒入水银柱的长度。 【答案】（ⅰ）90cmHg；（ⅱ）27cm 【解析】 【详解】（ⅰ）对右管中的气体研究，初始时 末状态时体积 根据玻意尔定律 解得 （ⅱ）对水平管中的气体，初态压强 末状态 根据玻意尔定律 解得 水平管中气柱的长度变为9cm，此时，原来左侧19cm水银柱已有11cm进入到水平管中，所以左侧管中倒入水银产生的长度为 15. 利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，在平面内存在有区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。位于坐标原点处的离子源能在平面内持续发射质量为、电荷量为的负离子，其速度方向与轴夹角的最大值为，且各个方向速度大小随变化的关系为，式中为未知定值。且的离子恰好通过坐标为（，）的点。不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。 （1）求关系式中的值； （2）离子通过界面时坐标的范围； （3）为回收离子，今在界面右侧加一定宽度且平行于轴的匀强电场，如图所示，电场强度。为使所有离子都不能穿越电场区域且重回界面，求所加电场的宽度至少为多大？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由于的离子恰好通过坐标为（，）的点，此时离子的速度为，运动半径为 由牛顿第二定律得 解得 （2）对于任意的速度方向与轴成角的离子，设其在磁场中的运动半径为，如图所示 由牛顿第二定律得 且有 解得 故所有离子做圆周运动的轨道圆心均在界面上，且速度方向垂直于界面；当时 故离子通过界面时坐标的最小值为 坐标的最大值为 则离子通过界面时坐标的范围为 （3）须保证最大速度为的离子不能穿越电场区域。 解法一：设离子在进入电场时，除了有垂直于界面的初速度，还有两个大小相等、方向相反的沿界面的速度，如图所示 令 可得 则该离子做圆周运动的速度 与水平方向的夹角 则该离子做圆周运动时满足 可得 则所求电场的最小宽度 解法二：恰好能重回界面的离子到达右边界的速度方向与界面平行，设其为，对该离子竖直方向运用动量定理有 求和得 又由动能定理得 综合可得电场的最小宽度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 衡阳市八中2026届高三年级第二学期期末考试 物理试题 时量：75分钟 分值：100分 一、单选题（5个小题，每题4分，共20分） 1. 我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14同位素，标志着我国彻底破解了国内碳14同位素供应依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。碳14具有放射性，其衰变方程为。下列相关说法正确的是（　　） A. 原子核的比结合能比的大 B. 此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变 C. 骨骼中以碳酸钙（）形式存在的的半衰期比单质的半衰期更长 D. X是氦核，此反应为α衰变 2. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 该单色光的彩虹角 B. 该单色光在水滴内部B点处发生全反射 C. 水滴对该单色光的折射率约为1.42 D. 若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大 3. 图甲为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止频率为Hz，逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图。氢原子光谱中有四种可见光，分别是从、5、4、3能级跃迁到能级产生的。下列说法正确的是（ ） A. 氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应 B. 大量处于能级的氢原子最多能辐射出8种不同频率的光 C. 仅将图甲中P向右滑动，电流计示数一定变大 D. 仅将图甲中电源的正负极颠倒，电流计示数一定为0 4. 如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，其有效值为6V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为I、U，现将滑片逐步上移至最上端，电流表、电压表变化量的绝对值分别为、，下列说法正确的是（） A. 滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大 B. C. 滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时，电流表示数为lA D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时，变压器输出功率最大且为9W 5. 如图所示，匝数为N的矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，、为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数分别为、；电压表、的示数分别为、。不计线框电阻，下列说法正确的是（　　） A. 交流电压表的示数为 B. 从图示位置开始，线框转过180°的过程中，通过线圈的电荷量为0 C. 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则电流表的示数变小 D. 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则变大 二、多选题（5个小题，每题5分，共25分） 6. 相同的电灯、和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S待电路稳定后开始计时，时刻断开开关S，时刻整个电路的电流均为零。前后通过电灯的电流-时间图像如图乙，用和分别表示开关S断开瞬间通过电灯的电流大小。下列说法正确的是（　　） A. 电感线圈的直流电阻不可忽略 B. 断开开关S后，电灯、电流大小始终相等 C. 断开开关S后，流过电灯的电流方向向左 D. 线圈的自感系数是由线圈本身决定，与是否有铁芯无关 7. 气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性能良好，不计气动杆与汽缸之间的摩擦。设气体的初始状态为A，某人坐上椅面，椅子缓慢下降一段距离后达到稳定状态B，此过程温度不变。然后开空调让室内温度降低到某设定温度，稳定后气体状态为C；接着人离开座椅，椅子重新处于另一个稳定状态D。则气体从状态A到状态D的过程中，关于p、V、T的关系图或叙述中正确的有（　　） A. 气体的V—T图如图甲 B. 气体的图如图乙 C. 从状态A到状态D，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功 D. 与状态A相比，处于状态D时，单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数增多 8. 如图所示，两电阻为零的光滑导轨水平放置在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨间距最窄处为一狭缝（狭缝宽度不计），取狭缝所在处点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与轴夹角均为，导轨左端通过单刀双掷开关可以与电容或电阻相连，导轨上有一足够长且不计电阻的金属棒与轴垂直，在外力（大小未知）的作用下从点开始以速度向右匀速运动，若某时刻开关接1，外力用表示，通过金属棒电流的大小用表示；若某时刻开关接2，外力用表示，通过金属棒电流的大小用表示。关于外力、电流大小随时间变化的图象关系正确的是（ ） A. B. C. D. 9. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置，导轨间存在竖直向上的匀强磁场。两根完全相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上，两金属棒的长度恰好等于金属导轨的间距。t = 0时刻对金属棒cd施加一个水平向右的恒力F，此后两金属棒由静止开始运动，金属棒在运动过程中始终与导轨接触良好，两金属棒的速度大小分别记为va、vc，加速度大小分别记为aa、ac，金属棒cd两端电压绝对值记为Ucd，闭合回路消耗的电功率记为P，电路中除金属棒以外的电阻均不计，下列关系图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为L的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C. 金属杆经过的速度小于 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于 三、实验题 11. 某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率，准备的器材有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如图是该小组设计的实验方案示意图，下面是该小组的探究步骤： ①用刻度尺测量玻璃砖的直径； ②把白纸固定在水平桌面上，在白纸上建立直角坐标系xOy，将玻璃砖放在白纸上，使其底面圆心和直径分别与点和轴重合，再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于轴放置； ③打开激光笔开关，让激光笔发出的激光束始终指向圆心射向玻璃砖，从轴开始在平面内缓慢移动激光笔，在某一位置时，刻度尺上出现两个清晰的光点，通过刻度尺读取两光点与轴的距离分别为； 请回答下面问题： （1）甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为_____（用测得的、、表示）； （2）乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置，直到刻度尺上恰好只有一个光点，读取该光点与轴的距离为，计算该玻璃砖的折射率为_____（用测得的、表示）； （3）比较甲、乙两同学测量折射率的方案，你认为_____（选填“甲”或“乙”）同学的测量误差更小； （4）在操作步骤②中，刻度尺没有与轴严格垂直，而是逆时针偏离垂直轴位置，则甲同学测得的折射率较真实值是_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 某实验小组准备测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材： A.多用电表（电压挡量程2.5V，内阻未知）； B.毫安表（量程200mA，内阻为）； C.定值电阻； D.定值电阻； E.滑动变阻器； F.电键和导线若干。 根据提供的器材，设计电路如图1所示。 （1）将毫安表与定值电阻改装成电流表如虚线框中所示，改装后的量程为______A； （2）为了精确测量，图中多用电表的右边表笔应接到______（选填“”或“”）处； （3）闭合电键，调节滑动变阻器滑片，多次记录多用电表的示数、毫安表的示数。其中一次测量时多用电表示数如图2所示，其读数为______V。 （4）作图线如图3所示，该干电池电动势______V；内阻______（以上结果均保留三位有效数字）。 四、解答题（39分） 13. 为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成长为6m的细圆柱棒，如图甲所示。让一束平行激光从圆柱棒的一个底面垂直射入，历时在另一端接收到该光束，已知光在真空中的速度为。现将这种新材料制成一根半径的光导纤维束弯成半圆形暴露于空气中（假设空气中的折射率与真空相同），半圆形外半径为R，如图乙所示。 （1）求这种新材料的折射率n； （2）用同种激光垂直于光导纤维的端面射入，若该束激光恰好不从光导纤维的侧面外泄，求半圆形的半径R。 14. 竖直放置的一粗细均匀的U形细玻璃管中，两边分别灌有水银，水平部分有一空气柱，各部分长度如图所示。现将管的右端封闭，从左管口缓慢倒入水银，恰好使水平部分右端的水银全部进入右管中。已知，大气压强，，环境温度不变，左管足够长。求： （ⅰ）此时右管封闭气体的压强； （ⅱ）左管中需要倒入水银柱的长度。 15. 利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，在平面内存在有区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。位于坐标原点处的离子源能在平面内持续发射质量为、电荷量为的负离子，其速度方向与轴夹角的最大值为，且各个方向速度大小随变化的关系为，式中为未知定值。且的离子恰好通过坐标为（，）的点。不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。 （1）求关系式中的值； （2）离子通过界面时坐标的范围； （3）为回收离子，今在界面右侧加一定宽度且平行于轴的匀强电场，如图所示，电场强度。为使所有离子都不能穿越电场区域且重回界面，求所加电场的宽度至少为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $