高二上学期期中压轴题考卷02（必修第三册全册、选择性必修第一册第1章）高二物理上学期人教版

高二上学期物理期中压轴题考卷02（原卷版） 高中物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 必修第三册全册、选择性必修第一册第1章。 2．本卷平均难度系数0.3。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。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，光滑水平地面上质量为的物体以速率向右运动，质量为m的物体Q左端固定有一粒弹簧以速率向左运动。弹簧的形变始终在弹性限度内，在P与弹簧接触到弹簧压缩量最大的过程中，下列说法正确的是（    ） A．弹簧对的冲量大小为 B．弹簧对的冲量大小为 C．弹簧对做的功与对做的功相同 D．当的速度为零时，弹簧的弹性势能最大 2．如图所示，在直角三角形的角A、B处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中的电流大小相等，方向相反，，已知通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为（k为常数，I为导线中的电流，r为到通电导线的距离），若B在C点产生的磁感应强度大小为，则C点的磁感应强度大小为（　　） A．0 B． C． D． 3．如图甲所示的电路中，是可调电阻，是定值电阻，电源内阻为r。实验时调节从一端到另一端，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中ab所示。则（　　） A．电源的电动势为3V B．电源的内阻为 C．定值电阻 D．可调电阻的阻值变化范围为 4．有两段电阻丝，材料相同，长度也相同，它们的横截面的直径之比为，把它们串联在电路中，则下列说法正确的是（　　） A．它们的电阻之比 B．通过它们的电流之比 C．电子在两段中定向移动速度之比 D．两段中的电场强度之比 5．如图所示，三个同心圆是正点电荷Q周围的三个等势面，A、B、C分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为，一个不计重力的点电荷q从无穷远处开始沿轨迹A→B→C→D运动，D为轨迹上离点电荷Q最近的位置，关于点电荷q的运动，下列说法正确的是（　　） A．点电荷q带正电，运动过程中受到的电场力与运动方向相反 B．点电荷q在各点的加速度大小关系是 C．点电荷q在A→B→C的过程中动能变化量的绝对值 D．点电荷q在各点的电势能大小关系是 6．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个质量均为m的带电小球，A、B球带负电，电荷量均为2q。有一水平拉力F作用在C球上，如果三个小球能够保持边长为r的正三角形“队形”一起沿拉力F方向做匀加速直线运动，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A．A、B之间的库仑力为 B．A、B之间的库仑力为 C．C球带正电，且电荷量为2q D．C球带正电，且电荷量为q 7．如图所示，铁块a与内壁光滑的半圆形凹槽b并排静止在光滑的水平地面上，半圆形凹槽的半径为R，直径POQ水平。可视为质点的小球c自P点正上方高3R处由静止开始下落，恰好从P点进入槽内。已知铁块a、半圆形凹槽b和小球c的质量均为m，重力加速度为g，不计空气阻力。小球进入槽内之后的运动过程中，下列说法正确的是（    ） A．c第一次到达最低点前，a、b、c组成的系统动量守恒 B．c第一次到达最低点时，a的速度大小为 C．c第一次冲出Q点后，上升的最大高度为2R D．b能获得的最大速度大小为 8．如图甲，粗糙绝缘的水平地面上，电量为、的两个点电荷分别固定于和3L的A、B两处。一质量为m、电荷量绝对值为q的带负电小滑块（可视为质点）从处由静止释放后沿x轴正方向运动，在处减速为0。滑块与地面间的动摩擦因数为μ，滑块在不同位置所具有的电势能如图乙所示，P点是图线最低点，重力加速度为g。下列说法正确的是（    ） A．小滑块在运动中电势能和动能之和守恒 B．处电势最低 C．小滑块在P点处加速度最大 D．从到2L，电势升高 9．（多选）如图所示，木块置于光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度v0水平向右射向木块，穿出木块时子弹的速度为，木块的速度为。设木块的长度为L，子弹穿过木块的过程中木块对子弹的阻力始终保持不变，下列说法正确的是（　　） A．木块的质量为3m B．子弹穿过木块的过程中，系统损失的动能为 C．子弹穿过木块的过程中，木块对子弹的阻力大小为 D．子弹在木块中运动的时间为 10．（多选）如图所示，R1=R2=R3=20Ω，电容器的电容C=5μF，电源电动势E=7V，电源内阻r=10Ω。起初，开关S是断开的，电容器C所带的电荷量为Q1；然后，闭合开关S，待电路稳定后，电容器C所带的电荷量为Q2。下列说法正确的是（　　） A．开关S断开时，经过电源电流为0.14A B．开关S闭合后，经过电源电流为0.14A C．从闭合开关S到电路稳定后，通过灵敏电流计的电荷量为4.0×10-6C D．从闭合开关S到电路稳定后，通过灵敏电流计的电荷量为2.4×10-5C 11．（多选）四个相同的电流表分别改装成两个电流表、和两个电压表、，的量程大于的量程的量程，的量程大于的量程，把它们接入如图所示的电路，闭合开关后（　　） A．的读数比的读数大 B．指针偏转角度比指针偏转角度小 C．读数比读数大 D．指针偏转角度比指针偏转角度相同 12．如图所示，开关S断开，电容器C1和C2是两个完全相同的平行板电容器，极板距离均为d，所带电量分别是Q1、Q2，A、B为两带电小球，均处于静止状态，质量均为m，所带电荷量分别为+q、，小球B通过一绝缘细线悬挂于O点，与竖直方向夹角为60°。设整个过程中电容器及带电小球均不与外界作用，且带电小球始终未接触电容器极板，导线电阻不计，两极板间为匀强电场。则下列说法正确的是（　　） A．开关闭合前C1上极板带正电，C2左极板带正电 B．开关闭合前电容器C1与C2间场强大小之比为1∶3 C．开关闭合前电容器所带电荷量Q1与Q2大小之比为3∶1 D．开关闭合待稳定后绝缘细线与竖直方向夹角变为60°且摆到竖直方向的另外一边 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,共20分） 13．在用图示的装置验证动量守恒定律时，实验步骤如下： ①先不放靶球B，将入射球A从斜槽上某点由静止释放，落到白纸上某点，重复该动作10次，把10次落点用一个最小的圆圈起来，圆心标为P点； ②在斜槽末端放上球B，将球A从斜槽上同一位置由静止释放，与球B碰后落到白纸上某两点，重复该动作10次，把A、B两球10次落点分别用一个最小的圆圈起来，圆心分别标为M、N点； ③分别测量斜槽末端竖直投影点O到M、P、N的距离分别为x1、x2、x3。回答下列问题： (1)以下实验条件正确的是______。 A．斜槽必须光滑且末端切线水平 B．测量斜槽末端距白纸的高度h C．小球A、B直径必须相同 D．两球的质量关系满足mB>mA (2)如图丙所示，用最小圆的圆心定位小球落点最合理的是 （填“a”、“ b”或“c”），其目的是通过减小 （填“偶然误差”或“系统误差”）。 (3)若A、B两球的质量分别为mA、mB，实验中需验证的关系是 （用mA、mB、x1、x2、x3表示）。 (4)若要验证碰撞过程机械能是否守恒，需验证的关系是 （用x1、x2、x3表示）。 14．某实验小组利用如图1所示电路，测量一节干电池的电动势和内阻。实验器材有：待测干电池、电压表（0~3V，内阻约3kΩ）、电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线。 (1)改变滑动变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，将记录的6组数据标在图2的坐标纸上。请你先根据实验数据，作出图，再由该图线计算出该干电池电动势的测量值 V，内电阻的测量值 Ω。（结果均保留小数点后两位）若不考虑偶然误差，只考虑电表内阻对结果的影响，则该实验方法测得的电动势E的测量值与真实值对比，结果 （选填“偏大”、“偏小”或“准确”）。 (2)另一实验小组利用如图3所示的电路测量电源的电动势。其中为待测电源，为电动势已知的标准电源，内阻不计。R为电阻箱，滑动变阻器总长度为L，总阻值为。调节电阻箱阻值为，移动滑片C，使灵敏电流计G的示数为0时，测得A、C两点间距离为x，记录下此时的和x的值，多次调节，得到多组和x的值，以为横坐标，x为纵坐标，画出图像如图4所示，图中直线斜率为k，则待测电源的电动势 ，图像纵截距 。（用、L、、k表示） 三、计算题（本题共3小题，共32分） 15．如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，定值电阻。电动机正常工作时，理想电压表的示数。求： (1)电源的输出功率； (2)电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率。 16．如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中为摆球从A点开始运动的时刻，g取。求： (1)单摆的振动周期和摆长； (2)摆球的质量； (3)（）时间内，轻绳对摆球拉力的冲量大小。（计算结果可用表示） 17．如图所示，竖直平面内有一xOy坐标系，只在y轴正半轴和边界OM之间存在竖直向下的匀强电场，OM与x轴正半轴的夹角为β且满足。在O处有一粒子源，可以发射不同速率的质量为m、电荷量为的粒子，且这些粒子的入射速度方向与x轴正半轴的夹角均为。若粒子的入射速率为时，发现粒子沿x轴正方向打到OM上的点，不计粒子重力和粒子间的相互作用力。 (1)求粒子从O到P的时间t及匀强电场的电场强度大小E； (2)若粒子的入射速率范围为，求粒子打到边界OM上的区间长度； (3)若粒子的入射速率范围为，调节β使其满足，同样只在y轴正半轴和边界OM之间存在相同的匀强电场，求粒子打到x轴正半轴上的区间长度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二上学期物理期中压轴题考卷02（解析版） 高中物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 必修第三册全册、选择性必修第一册第1章。 2．本卷平均难度系数0.3。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。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，光滑水平地面上质量为的物体以速率向右运动，质量为m的物体Q左端固定有一粒弹簧以速率向左运动。弹簧的形变始终在弹性限度内，在P与弹簧接触到弹簧压缩量最大的过程中，下列说法正确的是（    ） A．弹簧对的冲量大小为 B．弹簧对的冲量大小为 C．弹簧对做的功与对做的功相同 D．当的速度为零时，弹簧的弹性势能最大 【答案】A 【详解】A．当P、Q共速时弹簧的压缩量最大，弹簧的弹性势能最大。规定水平向左为正方向，由动量守恒定律得 对P由动量定理得 联立解得 故A正确； B．规定水平向左为正方向，对Q物体，由动量定理，弹簧对的冲量 联立以上解得 故弹簧对的冲量大小为，故B错误； C．由动能定理可得弹簧对P做的功为 弹簧对Q做的功为 故C错误； D．由A选项分析可知，PQ共速时，弹簧的弹性势能最大，故D错误。 故选A。 2．如图所示，在直角三角形的角A、B处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中的电流大小相等，方向相反，，已知通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为（k为常数，I为导线中的电流，r为到通电导线的距离），若B在C点产生的磁感应强度大小为，则C点的磁感应强度大小为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知若AC的长度为r，则BC长度为 由题意可知，两处通电导线的电流大小相等，方向相反，若B处导线电流方向向里，则A处导线电流方向向外，根据右手螺旋定则，B处导线在C处的磁感应强度方向竖直向上，A处导线在C处的磁感应强度方向水平向右，两处通电导线的电流大小相等，结合几何关系，可得到B处、A处的通电导线分别在C点的磁感应强度的表达式分别为 ， 由矢量合成规律可知C处的磁感应强度大小为 联立以上整理得 故选D。 3．如图甲所示的电路中，是可调电阻，是定值电阻，电源内阻为r。实验时调节从一端到另一端，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中ab所示。则（　　） A．电源的电动势为3V B．电源的内阻为 C．定值电阻 D．可调电阻的阻值变化范围为 【答案】B 【详解】AB．根据闭合电路的欧姆定律可得 由图可知，当时，；当时，；代入上式可得， 故A错误，B正确； CD．根据闭合电路的欧姆定律可得 将上述数据代入可得， 故无法判断、的大小以及范围，故CD错误。 故选B。 4．有两段电阻丝，材料相同，长度也相同，它们的横截面的直径之比为，把它们串联在电路中，则下列说法正确的是（　　） A．它们的电阻之比 B．通过它们的电流之比 C．电子在两段中定向移动速度之比 D．两段中的电场强度之比 【答案】C 【详解】A．长度、材料均相同，它们的横截面的直径之比为 则横截面积之比为 根据 可知，故A错误; B．因两者是串联，它们的电流总相等，故B错误； C．根据电流的微观表达式 有定向移动速率与横截面面积成反比，因此，故C正确； D．串联电路，电流相等，则两段中的电场强度 因此电场强度与电压成正比，则，故D错误； 故选C。 5．如图所示，三个同心圆是正点电荷Q周围的三个等势面，A、B、C分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为，一个不计重力的点电荷q从无穷远处开始沿轨迹A→B→C→D运动，D为轨迹上离点电荷Q最近的位置，关于点电荷q的运动，下列说法正确的是（　　） A．点电荷q带正电，运动过程中受到的电场力与运动方向相反 B．点电荷q在各点的加速度大小关系是 C．点电荷q在A→B→C的过程中动能变化量的绝对值 D．点电荷q在各点的电势能大小关系是 【答案】D 【详解】A．由题意分析，可知各点处q所受的电场力指向轨迹内侧，且指向场源电荷Q，如图所示 根据异种电荷相互吸引，可知点电荷q带负电，故A错误； B．根据牛顿第二定律 解得 可知r越小，加速度越大，故，故B错误； C．越靠近场源电荷，电场线越密，电场强度越大，则有 根据 可得 根据动能定理有 可得，故C错误； D．根据电场力与运动轨迹的关系，点电荷q从A→B→C→D运动的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，故有，故D正确。 故选D。 6．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个质量均为m的带电小球，A、B球带负电，电荷量均为2q。有一水平拉力F作用在C球上，如果三个小球能够保持边长为r的正三角形“队形”一起沿拉力F方向做匀加速直线运动，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A．A、B之间的库仑力为 B．A、B之间的库仑力为 C．C球带正电，且电荷量为2q D．C球带正电，且电荷量为q 【答案】A 【详解】CD．运动中间距不变，则三球加速度相同，方向水平向右，因为A、B两球的电量均为-2q，所以B球受到A的斥力向下，则受到C球的力为吸引力，所以C球带正电，设C球所带电量为Q，对B球受力分析，有 解得 故CD错误； AB．根据库仑定律可得A和B球之间的库仑力为 故A正确，B错误。 故选A。 7．如图所示，铁块a与内壁光滑的半圆形凹槽b并排静止在光滑的水平地面上，半圆形凹槽的半径为R，直径POQ水平。可视为质点的小球c自P点正上方高3R处由静止开始下落，恰好从P点进入槽内。已知铁块a、半圆形凹槽b和小球c的质量均为m，重力加速度为g，不计空气阻力。小球进入槽内之后的运动过程中，下列说法正确的是（    ） A．c第一次到达最低点前，a、b、c组成的系统动量守恒 B．c第一次到达最低点时，a的速度大小为 C．c第一次冲出Q点后，上升的最大高度为2R D．b能获得的最大速度大小为 【答案】C 【详解】A．c第一次到达最低点前，a、b、c组成的系统水平方向不受外力，竖直方向合力不为零，故水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，A错误； B．c第一次到达最低点时，a、b速度向左，设其大小为，c速度向右，设其大小为，则由水平方向动量守恒得 由能量关系 解得可 ， B错误； C．当c从最低点滑到右侧Q点时，b减速，铁块a与b分离，c第一次冲出Q点后上升至最大高度时，bc水平方向共速，对bc系统有 解得 根据系统机械能守恒有 解得 C正确； D．当c从右端滑下经过最低点时，该过程bc系统机械能守恒和水平方向动量守恒，结合以上分析可知此时bc速度交换，即b能获得的最大速度大小为，D错误。 故选 C。 8．如图甲，粗糙绝缘的水平地面上，电量为、的两个点电荷分别固定于和3L的A、B两处。一质量为m、电荷量绝对值为q的带负电小滑块（可视为质点）从处由静止释放后沿x轴正方向运动，在处减速为0。滑块与地面间的动摩擦因数为μ，滑块在不同位置所具有的电势能如图乙所示，P点是图线最低点，重力加速度为g。下列说法正确的是（    ） A．小滑块在运动中电势能和动能之和守恒 B．处电势最低 C．小滑块在P点处加速度最大 D．从到2L，电势升高 【答案】D 【详解】A．由于有摩擦，小滑块在运动中电势能和动能之和不守恒，A错误； B．小滑块带负电，电势能为正，在x=L处电势能最低，则x=L处电势最高，故B错误； C．根据功能关系知Ep-x图象的斜率表示电场力的大小，可知在x=L处电场力为零，加速度为0，C错误； D．从-L到2L，由动能定理得 解得 则-L到2L，电势差为负，电势升高，故D正确。 故选D。 9．（多选）如图所示，木块置于光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度v0水平向右射向木块，穿出木块时子弹的速度为，木块的速度为。设木块的长度为L，子弹穿过木块的过程中木块对子弹的阻力始终保持不变，下列说法正确的是（　　） A．木块的质量为3m B．子弹穿过木块的过程中，系统损失的动能为 C．子弹穿过木块的过程中，木块对子弹的阻力大小为 D．子弹在木块中运动的时间为 【答案】AC 【详解】A．子弹穿过物块，满足动量守恒，则有 可解得 A正确； B．根据能量守恒，系统损失的动能为 B错误； C．系统损失的动能转化成了摩擦生热，即 可解得 C正确； D．对于物块列动量定理，则有 可解得 D错误。 故选AC。 10．（多选）如图所示，R1=R2=R3=20Ω，电容器的电容C=5μF，电源电动势E=7V，电源内阻r=10Ω。起初，开关S是断开的，电容器C所带的电荷量为Q1；然后，闭合开关S，待电路稳定后，电容器C所带的电荷量为Q2。下列说法正确的是（　　） A．开关S断开时，经过电源电流为0.14A B．开关S闭合后，经过电源电流为0.14A C．从闭合开关S到电路稳定后，通过灵敏电流计的电荷量为4.0×10-6C D．从闭合开关S到电路稳定后，通过灵敏电流计的电荷量为2.4×10-5C 【答案】AD 【详解】A．开关S断开时，R1和R3串联，经过电源电流为，故A正确； B．开关S闭合后，R1和R3串联再与R2并联，则总外电阻为 经过电源电流为，故B错误； CD．开关S断开时，电容器与R3并联，故有 闭合开关S，待电路稳定后，电容器C与R1并联，且由于R1=R3，由电路结构及闭合电路欧姆定律得有 又 其中 联立以上代入数据解得 又因为电容器所带电荷量满足 由于电容器电容C不变，所以有， 电容器在闭合开关S后，电极板所带正负电荷出现交换，故电路稳定后通过灵敏电流计的电荷量为，故D正确，C错误。 故选AD。 11．（多选）四个相同的电流表分别改装成两个电流表、和两个电压表、，的量程大于的量程的量程，的量程大于的量程，把它们接入如图所示的电路，闭合开关后（　　） A．的读数比的读数大 B．指针偏转角度比指针偏转角度小 C．读数比读数大 D．指针偏转角度比指针偏转角度相同 【答案】BCD 【详解】A．电流表A1、A2串联，流过电流表的电流相同，A1的读数与A2的读数相同，故A错误； B．电流表A1、A2是由相同的电流表改装而成的，A1的量程较大，分流电阻较小，串联时流过A1表头的电流较小，指针偏转的角度较小，故B正确； C．电压表V1、V2是相同电流表改装而成的，串联时流过表头的电流相同，指针偏转的角度相同，V1的量程大于V2的量程，所以，V1读数比V2读数大，故C正确； D．两电压表的表头相同，串联时流过表头的电流相同，指针偏转的角度相同，故D正确。 故选BCD。 12．如图所示，开关S断开，电容器C1和C2是两个完全相同的平行板电容器，极板距离均为d，所带电量分别是Q1、Q2，A、B为两带电小球，均处于静止状态，质量均为m，所带电荷量分别为+q、，小球B通过一绝缘细线悬挂于O点，与竖直方向夹角为60°。设整个过程中电容器及带电小球均不与外界作用，且带电小球始终未接触电容器极板，导线电阻不计，两极板间为匀强电场。则下列说法正确的是（　　） A．开关闭合前C1上极板带正电，C2左极板带正电 B．开关闭合前电容器C1与C2间场强大小之比为1∶3 C．开关闭合前电容器所带电荷量Q1与Q2大小之比为3∶1 D．开关闭合待稳定后绝缘细线与竖直方向夹角变为60°且摆到竖直方向的另外一边 【答案】CD 【详解】A．根据受力平衡可知，A受到竖直向上的电场力，且A带正电，则电容器C1中场强方向向上，可知C1上极板带负电；B受到水平向左的电场力，且B带负电，则电容器C2中场强方向水平向右，C2左极板带正电，故A错误； B．对A，根据平衡条件可得 对B，根据平衡条件可得 可得开关闭合前电容器C1与C2间场强大小之比为，故B错误； C．根据可得，开关闭合前电容器C1与C2电势差之比为 根据可得，开关闭合前电容器所带电荷量Q1与Q2大小之比为，故C正确； D．根据以上分析可知，开关闭合前C1上极板所带电荷量为，C2左极板所带电荷量为；开关闭合待稳定后，两电容器电势差大小相等，所带电荷量大小相等，则C1上极板与C2左极板所带电荷量均为 可知C2所带电荷量大小与原来相同，但极板电性发生变化，所以场强大小与原来相等，方向与原来相反，则绝缘细线与竖直方向夹角变为60°且摆到竖直方向的另外一边，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,共20分） 13．在用图示的装置验证动量守恒定律时，实验步骤如下： ①先不放靶球B，将入射球A从斜槽上某点由静止释放，落到白纸上某点，重复该动作10次，把10次落点用一个最小的圆圈起来，圆心标为P点； ②在斜槽末端放上球B，将球A从斜槽上同一位置由静止释放，与球B碰后落到白纸上某两点，重复该动作10次，把A、B两球10次落点分别用一个最小的圆圈起来，圆心分别标为M、N点； ③分别测量斜槽末端竖直投影点O到M、P、N的距离分别为x1、x2、x3。回答下列问题： (1)以下实验条件正确的是______。 A．斜槽必须光滑且末端切线水平 B．测量斜槽末端距白纸的高度h C．小球A、B直径必须相同 D．两球的质量关系满足mB>mA (2)如图丙所示，用最小圆的圆心定位小球落点最合理的是 （填“a”、“ b”或“c”），其目的是通过减小 （填“偶然误差”或“系统误差”）。 (3)若A、B两球的质量分别为mA、mB，实验中需验证的关系是 （用mA、mB、x1、x2、x3表示）。 (4)若要验证碰撞过程机械能是否守恒，需验证的关系是 （用x1、x2、x3表示）。 【答案】(1)C (2)c 偶然误差 (3) (4) 【详解】（1）A．由于A每次均从斜槽同一位置静止释放，A克服阻力做功相同，A每次飞出斜槽的速度大小一定，可知，斜槽的摩擦对实验没有影响，不需要确保光滑，由于实验中需要确保小球飞出斜槽末端速度方向水平，则实验中需要调节斜槽末端，使其末端切线水平，故A错误； B．实验中中，A、B小球飞出斜槽后做平抛运动，由于竖直方向高度相等，则落地时间相等，水平方向做匀速直线运动，能够用水平分位移间接表示小球飞出斜槽末端的初速度大小，可知，不需要测量斜槽末端距白纸的高度h，故B错误； C．为了确保小球发生对心碰撞，小球A、B直径必须相同，故C正确； D．为了表明碰撞过程发生反弹，两球的质量关系满足mB<mA，故D错误。 故选C。 （2）[1]确定落地点平均位置时，将10次落点用一个最小的圆圈起来，圆心即为落点的平均位置，可知，用最小圆的圆心定位小球落点最合理的是c； [2]多次测量取平均值是为了减小测量的偶然误差，即目的是减小偶然误差。 （3）根据动量守恒定律有 平抛运动竖直方向有 水平方向有 ，， 解得 （4）根据机械能守恒定律有 结合上述解得 14．某实验小组利用如图1所示电路，测量一节干电池的电动势和内阻。实验器材有：待测干电池、电压表（0~3V，内阻约3kΩ）、电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线。 (1)改变滑动变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，将记录的6组数据标在图2的坐标纸上。请你先根据实验数据，作出图，再由该图线计算出该干电池电动势的测量值 V，内电阻的测量值 Ω。（结果均保留小数点后两位）若不考虑偶然误差，只考虑电表内阻对结果的影响，则该实验方法测得的电动势E的测量值与真实值对比，结果 （选填“偏大”、“偏小”或“准确”）。 (2)另一实验小组利用如图3所示的电路测量电源的电动势。其中为待测电源，为电动势已知的标准电源，内阻不计。R为电阻箱，滑动变阻器总长度为L，总阻值为。调节电阻箱阻值为，移动滑片C，使灵敏电流计G的示数为0时，测得A、C两点间距离为x，记录下此时的和x的值，多次调节，得到多组和x的值，以为横坐标，x为纵坐标，画出图像如图4所示，图中直线斜率为k，则待测电源的电动势 ，图像纵截距 。（用、L、、k表示） 【答案】(1) 偏小 (2) 【详解】（1）[1][2]本实验的图像如图所示。 根据图像可知，纵截距表示电池的电动势，则电池电动势的测量值为 图像斜率的绝对值表示电池的内阻，则内电阻的测量值为 [3] 由实验电路图可知，电压表测路端电压，由于电压表的分流作用，使电流表的测量值小于真实值（通过电源的电流），实验误差是由于电压表的分流造成的；当外电路短路时，电压表不分流，故短路电流相同，由于测量的电流值小于真实值，故作出测量值和真实值的图像如图所示。 由图像可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于直实值，故应填“偏小”。 （2）[1][2] 根据测量电路图，当灵敏电流计G的示数为0时，则有AC两端的电压应等于待测电源的电动势，即 化简结果有 由与的函数关系则有 ， 所以有 ， 三、计算题（本题共3小题，共32分） 15．如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，定值电阻。电动机正常工作时，理想电压表的示数。求： (1)电源的输出功率； (2)电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率。 【详解】（1）已知电压表的示数和定值电阻，根据欧姆定律可求出电路中的电流 则电源输出功率为 （2）根据闭合电路的欧姆定律，电动机两端的电压 电动机消耗的电功率 电动机将电能转化为机械能的功率，就是电动机的输出功率 16．如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中为摆球从A点开始运动的时刻，g取。求： (1)单摆的振动周期和摆长； (2)摆球的质量； (3)（）时间内，轻绳对摆球拉力的冲量大小。（计算结果可用表示） 【详解】（1）由图像可知单摆的振动周期 根据 可得摆长 L=0.4m （2）摆球在A点时 在B点时 从A到B由机械能守恒 联立解得 m=0.1kg （3）设摆球从A运动到B过程中(时间内)摆线对小球拉力的冲量大小为I。此过程摆球的动量变化量大小为 Δp=mvB 方向水平向左； 重力的冲量大小为 方向竖直向下 根据动量定理和平行四边形定则可得 解得 17．如图所示，竖直平面内有一xOy坐标系，只在y轴正半轴和边界OM之间存在竖直向下的匀强电场，OM与x轴正半轴的夹角为β且满足。在O处有一粒子源，可以发射不同速率的质量为m、电荷量为的粒子，且这些粒子的入射速度方向与x轴正半轴的夹角均为。若粒子的入射速率为时，发现粒子沿x轴正方向打到OM上的点，不计粒子重力和粒子间的相互作用力。 (1)求粒子从O到P的时间t及匀强电场的电场强度大小E； (2)若粒子的入射速率范围为，求粒子打到边界OM上的区间长度； (3)若粒子的入射速率范围为，调节β使其满足，同样只在y轴正半轴和边界OM之间存在相同的匀强电场，求粒子打到x轴正半轴上的区间长度。 【详解】（1）当粒子在电场中运动时，粒子在x轴方向做匀速直线运动，在y轴方向做匀变速直线运动。粒子在x轴方向有 则 在y轴方向有 则 根据牛顿第二定律 解得 （2）因为，所以当粒子打在OM上时，速度方向均沿x轴正方向，故当入射速率为时，粒子到达边界OM的位置离O点最近，即到达P点，当入射速率为时，粒子到达边界OM的位置离O点最远，设该位置为。设粒子从O到的过程中y轴方向的位移为，有 则 则的长度 因此粒子打到边界OM上的区间长度 （3）设粒子达到边界OM时速度方向与x轴方向的夹角为θ，根据运动学分析，有 可得 尽管粒子入射速率不相等，但由于入射速度方向相同，因此入射速率不等的粒子到达边界OM时速度方向平行，将数据代入，可知 故当入射速率为时，粒子到达边界OM的位置离O点最近，设该位置为，当入射速率为时，粒子到达边界OM的位置离O点最远，设该位置为，分析粒子从O到的过程，有 解得 粒子离开匀强电场后做匀速直线运动，设其达到x轴正半轴的位置为，则 分析粒子从O到的过程，有 解得 ，， 粒子离开匀强电场后做匀速直线运动，设其达到x轴正半轴的位置为，则 因此粒子打到x轴正半轴上的区间长度 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $