精品解析：河南省信阳市信阳高级中学2024-2025学年高二下学期开学考试物理试题

河南省信阳高级中学新校（贤岭校区） 2024-2025学年高二下期开学测试 物理试题 一、单选题（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，只有一个选项正确，选对的得4分，选错得0分。） 1. 泡沫塑料由于其良好的缓冲性能成为近代广泛使用的缓冲材料，在易碎物品的长途运输中起着重要作用。运输车在颠簸的路面上行驶，用泡沫塑料包装物品，泡沫塑料所起的作用是（　　） A. 减小物品与包装箱的接触时间，减小合力冲量 B. 延长物品与包装箱的接触时间，增大合力冲量 C. 延长物品与包装箱的接触时间，减小包装箱对物品的平均冲击力 D. 减小物品与包装箱的接触时间，减小包装箱对物品的平均冲击力 2. 下列说法正确的是（　　） A. 闭合导线的一部分在磁场中运动一定会产生感应电流 B. 电磁铁的工作原理是电磁感应 C. 密立根通过实验测得元电荷的电量 D. 法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后，得出法拉第电磁感应定律 3. 已知点电荷和无限大接地金属平板的电场分布（如图甲）与等量异种点电荷连线的垂直平分线右侧的电场分布（如图乙）完全相同。按图丙所示建立平面直角坐标系，沿y轴放置一接地的无限大金属板，在（d，0）处放置一电荷量为Q的正点电荷，取无穷远处电势为零。则x轴上的电势分布图像正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中bc段是半径为R的四分之一圆弧，ab、cd的延长线通过圆弧的圆心，Ob长为R。一束质量为m、电荷量为q的粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中M、N是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力。则下列分析中正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 从M点射出的粒子的速率一定大于从N点射出的粒子的速率 C. 从M点射出的粒子在磁场中运动的时间一定小于从N点射出的粒子在磁场中运动的时间 D. 所有粒子所用最短时间为 5. 如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示。忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是（　　） A. 在图像中应有 B. 加速电压越大，粒子最后获得的动能就越大 C. 粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D. 要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的面积 6. 有一种科普玩具由一枚强磁铁和一根厚铝管组成，铝管竖直放置，磁铁从铝管上端口由静止释放，在铝管内下落很慢。小明同学认为铝管可以等效成多个铝环叠放，所以用套在长玻璃管外的线圈代替铝环，结合传感器进行研究，如图甲所示。现将连接电流传感器的线圈套在竖直放置的长玻璃管上，如图甲所示。将强磁铁从离玻璃管上端高为h处由静止释放，磁铁在玻璃管内下落并穿过线圈。如图乙所示是实验中观察到的线圈中电流随时间变化的图像，则（　　） A. 该科普玩具的原理是电流的磁效应 B. 若上下翻转磁铁，电流先负向后正向 C. 线圈匝数加倍后重复实验，电流峰值将加倍 D. h加倍后重复实验，电流峰值将加倍 7. 一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示。经过0.5s后的波形如图中的虚线所示。下列说法正确的是（　　） A 质点N向上振动 B 0.5s末，质点M可能运动到处 C. 在0. 5s内，质点M的路程可能为20cm D. 波的传播速度可能为 二、多选题（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，有多个选项正确。全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 8. 某同学用平行板电容器探究材料竖直方向尺度随温度变化的特征，探究电路如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动。电源输出电压恒定，闭合开关S，被测材料热胀冷缩，调节滑动变阻器R，滑片处在中间一位置时带电液滴P恰好可以静止在电容器极板间，下列说法中正确的是（　　） A. 改变的阻值，带电液滴P仍能处于静止状态 B. 材料温度降低，带电液滴P将向上运动 C. 材料温度升高，极板所带电荷量减小 D. 检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明材料温度升高 9. 如图为质谱仪的示意图，其由水平放置的速度选择器和MN右侧的偏转磁场构成。由三种不同质量的粒子组成的粒子束以某速度沿水平向右的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板MN上的a、b、c三点，已知底板MN左、右两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为、，速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为E。不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，如果三种粒子电荷量均为q，且a、c的间距为，则（　　） A. 三种粒子带正电，速度选择器中的电场方向向上 B. 三种粒子的速度大小均为 C. 三种粒子中打在c点的粒子质量最大 D. 打在a、c两点的粒子质量差为 10. 如图所示，质量为m的物块N和质量为2m的物块M静止在光滑的水平面上，物块N的左侧连接了一个锁定了一定弹性势能的轻质弹簧，质量为3m的物块S以初速度v0沿光滑水平面向右运动，与物块M发生弹性碰撞后，物块M向右运动并撞击锁定一定弹性势能的轻质弹簧，弹簧瞬间解锁，物块M与弹簧分离后，物块M与物块S的速度刚好相同。下列说法正确的是（　　） A. S、M碰撞后，物块M的速度大小为 B. S、M碰撞后，物块S的速度大小为 C. 轻质弹簧对物块N的冲量大小为2mv0 D. 轻质弹簧最初锁定的弹性势能 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 某中学实验小组做“验证动量守恒定律”的实验装置示意图如图所示。主要步骤为： ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； ②让质量为的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置； ③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置MP、N与O的距离分别为、、，如图乙，分析数据： （1）若入射小球半径为，被碰小球半径为，则要求：（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， （2）关于该实验，下列说法正确的有（　　） A. 入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放 B. 铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平 C. 入斜槽轨道必须光滑 D. 实验中必须测量出小球抛出点离地高度H （3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为________________；若碰撞是弹性碰撞，还应满足的关系式为________________。（均用题中所给物理量的符号表示） 12. 某学习小组测量一种圆柱形电阻丝的电阻率。 （1）该小组用螺旋测微器测量电阻丝的直径D，示数如图甲所示，其读数______。再用直尺测得其长度L。 （2）实验小组用多用电表欧姆“”挡测量该电阻丝电阻时，多用电表的示数如图乙所示，多用电表的读数为______（结果保留1位小数）。 （3）除待测电阻丝外，还有如下实验器材可供选择： A.直流电源：电动势约为，内阻可忽略不计 B.电流表A：量程，内阻约为 C.电压表V：量程，内阻约为 D.电阻箱：最大阻值为，允许通过最大电流为 E.开关、导线等。 实验小组设计了如图丙中的两种电路，为了使测量电阻丝电阻时误差尽量小，应选用______（填“A”或“B”）电路图进行测量，该种电路测量的阻值比真实值______（填“偏大”“相等”或“偏小”）。 （4）若用伏安法测出电阻丝的阻值为R，则该电阻丝的电阻率为_______（用题目中给出的已知量的符号表示）。 四、解答题（本大题共3小题，12分+13分+15分共40分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分） 13. 由某透明材料制成如图所示的等腰直角三棱镜，，一束垂直于边射入的单色光恰好在边发生全反射，边长为，光在真空中的传播速度为。 （1）求该三棱镜对该单色光的折射率； （2）若一束相同的单色光平行于边从边射入，恰好由边的中点射出，不考虑二次反射，求该光束在三棱镜中的传播时间。 14. 如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长是板间距离的倍。金属板外有一圆心为O的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q（q > 0）的粒子沿中线以速度v0水平向右射入两板间，恰好从下板边缘P点飞出电场，并沿PO方向从图中O′点射入磁场。已知圆形磁场区域半径为，不计粒子重力。 （1）求粒子在金属板间运动的过程中，电场力对其做的功； （2）求粒子在磁场运动的时间； （3）仅改变圆形磁场区域的位置，使粒子仍从图中O′点射入磁场，且在磁场中的运动时间最长。改变后的圆形磁场区域的圆心标记为M，求O′O与O′M夹角的正切值。 15. 如图所示，上表面粗糙、长d = 0.5 m的长木板与半径R = 0.15 m的光滑四分之一圆弧轨道平滑连接（二者构成一个整体），静止在光滑水平面上，整体的总质量M1 = 0.6 kg，质量M2 = 0.6 kg的物块放在长木板上的左端。一根长度L = 1.25 m且不可伸长的细线一端固定于O点，另一端系一质量m = 0.4 kg的小球，小球位于最低点时与物块处于同一高度并恰好接触。拉动小球使细线伸直，当细线水平时由静止释放小球，小球与物块沿水平方向发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后，物块沿着长木板上表面运动，小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； （2）小球与物块碰撞后的瞬间，物块动量的大小； （3）若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置且不脱离圆弧轨道，物块与水平长木板间的动摩擦因数μ。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省信阳高级中学新校（贤岭校区） 2024-2025学年高二下期开学测试 物理试题 一、单选题（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，只有一个选项正确，选对的得4分，选错得0分。） 1. 泡沫塑料由于其良好的缓冲性能成为近代广泛使用的缓冲材料，在易碎物品的长途运输中起着重要作用。运输车在颠簸的路面上行驶，用泡沫塑料包装物品，泡沫塑料所起的作用是（　　） A. 减小物品与包装箱的接触时间，减小合力冲量 B. 延长物品与包装箱的接触时间，增大合力冲量 C. 延长物品与包装箱的接触时间，减小包装箱对物品的平均冲击力 D. 减小物品与包装箱的接触时间，减小包装箱对物品的平均冲击力 【答案】C 【解析】 【详解】A B．泡沫塑料的作用是延长了物品与包装箱的接触时间，而物品的动量变化量未发生变化，根据动量定理，合力冲量不变，故AB错误； C D．设物品撞击时所受合力为，根据动量定理 可得 可知泡沫塑料的作用是延长了物品与包装箱的接触时间，减小物品所受到的合力，故C正确，D错误。 故选C。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 闭合导线的一部分在磁场中运动一定会产生感应电流 B. 电磁铁的工作原理是电磁感应 C. 密立根通过实验测得元电荷的电量 D. 法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后，得出法拉第电磁感应定律 【答案】C 【解析】 【详解】A．闭合导线的一部分在磁场中运动不一定会产生感应电流。根据法拉第电磁感应定律，产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化，若导线在匀强磁场中沿磁场方向平动，则不会产生感应电流，故A错误； B．电磁铁的工作原理是电流的磁效应（通电导体周围产生磁场），而非电磁感应（磁生电），故B错误； C．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量，验证了电荷的量子化，故C正确； D．法拉第发现了电磁感应现象并提出了定律的定性结论，但数学表达式（如）是由纽曼、麦克斯韦等科学家后续完善的。题干中“严格分析后得出法拉第电磁感应定律”的表述不够准确，故D错误。 故选C。 3. 已知点电荷和无限大接地金属平板的电场分布（如图甲）与等量异种点电荷连线的垂直平分线右侧的电场分布（如图乙）完全相同。按图丙所示建立平面直角坐标系，沿y轴放置一接地的无限大金属板，在（d，0）处放置一电荷量为Q的正点电荷，取无穷远处电势为零。则x轴上的电势分布图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】金属板接地，电势为0，则坐标原点处的电势为0，又无穷远处的电势为0，则轴上距坐标原点足够远处的电势也接近0。结合题述可知，轴上点电荷左侧位置的电场方向沿轴负方向，右侧位置的电场方向沿轴正方向，正点电荷所在位置的电势为正无穷，又沿电场方向电势降低，则从正点电荷向两侧移动，电势均降低。 故选B。 4. 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中bc段是半径为R的四分之一圆弧，ab、cd的延长线通过圆弧的圆心，Ob长为R。一束质量为m、电荷量为q的粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中M、N是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力。则下列分析中正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 从M点射出的粒子的速率一定大于从N点射出的粒子的速率 C. 从M点射出的粒子在磁场中运动的时间一定小于从N点射出的粒子在磁场中运动的时间 D. 所有粒子所用最短时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子做逆时针的匀速圆周运动，根据左手定则可知粒子带正电，A错误； B．根据 得 从M点射出的粒子的轨迹半径更小，则速率更小，B错误； CD．根据 粒子运动的周期不变，圆周运动的圆心角越大，运动时间越长，由几何关系可知，弦切角等于圆心角的一半，当弦切角越小时，运动时间越短，如图所示，当弦与bc圆弧边界相切时，弦切角最小，Ob等于R，由几何关系可知，此时圆周运动的圆心角为，则最短时间为 M、N两点具体位置未知，则无法判断从M、N点射出的粒子在磁场中运动的时间的大小关系，C错误，D正确。 故选D。 5. 如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示。忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是（　　） A. 在图像中应有 B. 加速电压越大，粒子最后获得的动能就越大 C. 粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D. 要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的面积 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 粒子回旋周期不变，在Ek-t图中应有 故A错误； BC．根据公式 有 则最大动能为 与加速电压无关，与加速次数无关，故BC错误； D．根据最大动能为 最大动能与半径有关；面积增加，则半径增加，故D正确。 故选D。 6. 有一种科普玩具由一枚强磁铁和一根厚铝管组成，铝管竖直放置，磁铁从铝管上端口由静止释放，在铝管内下落很慢。小明同学认为铝管可以等效成多个铝环叠放，所以用套在长玻璃管外的线圈代替铝环，结合传感器进行研究，如图甲所示。现将连接电流传感器的线圈套在竖直放置的长玻璃管上，如图甲所示。将强磁铁从离玻璃管上端高为h处由静止释放，磁铁在玻璃管内下落并穿过线圈。如图乙所示是实验中观察到的线圈中电流随时间变化的图像，则（　　） A. 该科普玩具的原理是电流的磁效应 B. 若上下翻转磁铁，电流先负向后正向 C. 线圈匝数加倍后重复实验，电流峰值将加倍 D. h加倍后重复实验，电流峰值将加倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．该科普玩具的原理是电磁感应，故A错误； B．磁铁上下翻转后重复实验，穿过圆环过程中，磁通量方向相反，根据楞次定律可知，将会产生负向电流后产生正向电流，故B正确； C．若将线圈匝数加倍后，根据法拉第电磁感应定律 可知，线圈中感应电动势也加倍，由电阻定律 可知，线圈匝数加倍，长度也加倍，电阻加倍，由欧姆定律 可知，线圈中感应电流的峰值不会加倍，故C错误； D．若没有磁场力，则由机械能守恒定律 可得 若将h加倍，速度并非变为原来的2倍，实际中存在磁场力做负功，速度也不是原来的2倍，则线圈中产生的电流峰值不会加倍，故D错误。 故选B。 7. 一列简谐波某时刻波形如图中实线所示。经过0.5s后的波形如图中的虚线所示。下列说法正确的是（　　） A. 质点N向上振动 B. 0.5s末，质点M可能运动到处 C. 在0. 5s内，质点M的路程可能为20cm D. 波的传播速度可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．波传播的方向未知，无法确定N点的振动方向，故A错误； B．介质中的质点在平衡位置做简谐运动，不随波迁移，故B错误； D．若波向右传播，波运动位移可能为 波速 若波向左传播，运动的位移可能为 波速 可知当波向左传播且n=1时，速度为，故D正确； C．0.5s可能是或，一个周期内质点振动的路程为，所以质点M的路程可能为 （n=0、1、2、3...） 或 （n=0、1、2、3..） 当n取整数时路程不可能为20cm，故C错误。 故选D。 二、多选题（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，有多个选项正确。全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 8. 某同学用平行板电容器探究材料竖直方向尺度随温度变化的特征，探究电路如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动。电源输出电压恒定，闭合开关S，被测材料热胀冷缩，调节滑动变阻器R，滑片处在中间一位置时带电液滴P恰好可以静止在电容器极板间，下列说法中正确的是（　　） A. 改变的阻值，带电液滴P仍能处于静止状态 B. 材料温度降低，带电液滴P将向上运动 C. 材料温度升高，极板所带电荷量减小 D. 检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明材料温度升高 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知，与电容器串联，故其作用相当于导线，所以改变的阻值，并不会改变回路中的总电阻，故不会改变电路稳定时总电流，故两端的电压也不会改变，电容器两电压等于两端的电压，故电路稳定时电容两端电压不变，粒子所受电场力不变，故带电液滴P仍能处于静止状态，故A正确； B．材料温度降低，材料体积变小，电容器两板间距增大，根据 可知电场强度减小，电场力减小，故带电液滴P将向下运动，故B错误； C．材料温度升高，材料体积变大，电容器两板间距减小，根据 可知电容增大；根据 又电压不变，故极板所带电荷量增大，故C错误； D．检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明电容器正充电，则电容增大，根据 可知电容器两板间距减小，说明材料温度升高，故D正确。 故选AD。 9. 如图为质谱仪的示意图，其由水平放置的速度选择器和MN右侧的偏转磁场构成。由三种不同质量的粒子组成的粒子束以某速度沿水平向右的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板MN上的a、b、c三点，已知底板MN左、右两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为、，速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为E。不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，如果三种粒子电荷量均为q，且a、c的间距为，则（　　） A. 三种粒子带正电，速度选择器中的电场方向向上 B. 三种粒子的速度大小均为 C. 三种粒子中打在c点的粒子质量最大 D. 打在a、c两点的粒子质量差为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．三种粒子在磁场中的偏转方向相同，则电性相同，根据左手定则知粒子带正电，则粒子在B1磁场中所受洛伦兹力向下，则电场力向上，场强向上，故A正确； B．粒子在两板中做匀速直线运动，有 则粒子的速度 选项B错误； C．根据 可得 已知三种粒子的电荷量相等，则运转半径越大，质量越大，即打在c点的粒子质量最大，选项C正确； D．因为 粒子的速度 则两粒子的质量之差 故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，质量为m的物块N和质量为2m的物块M静止在光滑的水平面上，物块N的左侧连接了一个锁定了一定弹性势能的轻质弹簧，质量为3m的物块S以初速度v0沿光滑水平面向右运动，与物块M发生弹性碰撞后，物块M向右运动并撞击锁定一定弹性势能的轻质弹簧，弹簧瞬间解锁，物块M与弹簧分离后，物块M与物块S的速度刚好相同。下列说法正确的是（　　） A. S、M碰撞后，物块M的速度大小为 B. S、M碰撞后，物块S的速度大小为 C. 轻质弹簧对物块N的冲量大小为2mv0 D. 轻质弹簧最初锁定的弹性势能 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．设S、M碰撞后瞬间S的速度大小为v1，M的速度大小为v2，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 联立解得S、M碰撞后瞬间，物块S的速度大小为 物块M的速度大小为 故A错误，B正确； C．物块M与轻质弹簧撞击分离后，物块M的速度大小为 设物块N的速度大小为v4，根据动量守恒定律有 解得 对物块N，由动量定理有 故C正确； D．根据能量守恒定律有 解得 故D正确。 故选BCD。 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 某中学实验小组做“验证动量守恒定律”的实验装置示意图如图所示。主要步骤为： ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； ②让质量为的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置； ③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置MP、N与O的距离分别为、、，如图乙，分析数据： （1）若入射小球半径为，被碰小球半径为，则要求：（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， （2）关于该实验，下列说法正确的有（　　） A. 入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放 B. 铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平 C. 入斜槽轨道必须光滑 D. 实验中必须测量出小球抛出点的离地高度H （3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为________________；若碰撞是弹性碰撞，还应满足的关系式为________________。（均用题中所给物理量的符号表示） 【答案】（1）C （2）A （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 为了避免碰撞后小球被撞回，所以要求入射球的质量大于被碰球的质量，两球正碰，半径相同，即，。 故选C。 【小问2详解】 A．只要保证每一次小球从同一位置静止释放，使得小球获得相同的初速度即可，故A正确； B．铅垂线的作用是用来确定O点位置的，不是用来检验斜槽是否水平，故B错误； C．斜槽轨道可以不用光滑，故C错误； D．小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，由于高度相同，所以在空中运动时间相同，即可用水平位移表示速度，所以不需要测量小球抛出点的离地高度H，故D错误。 故选A。 【小问3详解】 设小球在空中运动的时间为t，若满足动量守恒定律有 整理得 若碰撞是弹性碰撞，还应满足机械能守恒定律，即 12. 某学习小组测量一种圆柱形电阻丝的电阻率。 （1）该小组用螺旋测微器测量电阻丝的直径D，示数如图甲所示，其读数______。再用直尺测得其长度L。 （2）实验小组用多用电表欧姆“”挡测量该电阻丝的电阻时，多用电表的示数如图乙所示，多用电表的读数为______（结果保留1位小数）。 （3）除待测电阻丝外，还有如下实验器材可供选择： A.直流电源：电动势约为，内阻可忽略不计 B.电流表A：量程，内阻约为 C.电压表V：量程，内阻约为 D.电阻箱：最大阻值为，允许通过的最大电流为 E.开关、导线等。 实验小组设计了如图丙中的两种电路，为了使测量电阻丝电阻时误差尽量小，应选用______（填“A”或“B”）电路图进行测量，该种电路测量的阻值比真实值______（填“偏大”“相等”或“偏小”）。 （4）若用伏安法测出电阻丝的阻值为R，则该电阻丝的电阻率为_______（用题目中给出的已知量的符号表示）。 【答案】（1）1.125（1.123~1.128） （2）15.0 （3） ①. A ②. 偏小 （4） 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 小问2详解】 根据欧姆表的读数规律，该读数为 【小问3详解】 [1]由于 可知，电流表分压影响对实验的测量影响较大，实验中应排除电流表分压影响，测量电路采用电流表外接法，即电路应选择A； [2]结合上述，测量电路采用电流表外接法，实验误差在于电压表分流，由于电压表分流影响，导致电流的测量值大于通过待测电阻的电流的真实值，根据欧姆定律可知，测量值比真实值偏小。 【小问4详解】 根据电阻的决定式有 解得 四、解答题（本大题共3小题，12分+13分+15分共40分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分） 13. 由某透明材料制成如图所示的等腰直角三棱镜，，一束垂直于边射入的单色光恰好在边发生全反射，边长为，光在真空中的传播速度为。 （1）求该三棱镜对该单色光的折射率； （2）若一束相同的单色光平行于边从边射入，恰好由边的中点射出，不考虑二次反射，求该光束在三棱镜中的传播时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 题意知单射光恰好在边发生全反射，光路如图 几何关系可知临界角，则折射率 【小问2详解】 由几何关系可知入射角为，设折射角为，光路如图 由折射定律可知 设光在三棱镜中的传播距离为，由正弦定理得 解得 又因为 解得 则射出时间 联立以上解得 14. 如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长是板间距离的倍。金属板外有一圆心为O的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q（q > 0）的粒子沿中线以速度v0水平向右射入两板间，恰好从下板边缘P点飞出电场，并沿PO方向从图中O′点射入磁场。已知圆形磁场区域半径为，不计粒子重力。 （1）求粒子在金属板间运动的过程中，电场力对其做的功； （2）求粒子在磁场运动的时间； （3）仅改变圆形磁场区域的位置，使粒子仍从图中O′点射入磁场，且在磁场中的运动时间最长。改变后的圆形磁场区域的圆心标记为M，求O′O与O′M夹角的正切值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设平行金属板间距离为d，则平行金属板板长为，粒子在两平行金属板间做类平抛运动，水平方向上有 竖直方向上有 解得 由动能定理有 粒子进入磁场时的速度 解得 【小问2详解】 由（1）可知粒子进入磁场时的速度 根据 解得粒子在磁场中做圆周运动的半径 已知磁场圆半径 则有 作出粒子在磁场中的运动轨迹，如图1所示 令粒子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角为θ，由几何关系可得 解得 由于 粒子在磁场中偏转60°，即在磁场中运动的时间 解得 【小问3详解】 根据几何关系，将磁场圆绕O′点顺时针旋转，当O点转到M点，粒子在磁场中运动轨迹相应的弦为磁场圆的直径时，粒子在磁场中的运动时间最长。作出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后的磁场圆的圆心M，如图2所示 由于没有改变圆形磁场区域的位置前，从O′射入的速度方向沿O′O，即O′O与O′M夹角就是图中v与O′M的夹角，设O′O与O′M夹角为β，由几何关系可知 解得 15. 如图所示，上表面粗糙、长d = 0.5 m的长木板与半径R = 0.15 m的光滑四分之一圆弧轨道平滑连接（二者构成一个整体），静止在光滑水平面上，整体的总质量M1 = 0.6 kg，质量M2 = 0.6 kg的物块放在长木板上的左端。一根长度L = 1.25 m且不可伸长的细线一端固定于O点，另一端系一质量m = 0.4 kg的小球，小球位于最低点时与物块处于同一高度并恰好接触。拉动小球使细线伸直，当细线水平时由静止释放小球，小球与物块沿水平方向发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后，物块沿着长木板上表面运动，小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； （2）小球与物块碰撞后的瞬间，物块动量的大小； （3）若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置且不脱离圆弧轨道，物块与水平长木板间的动摩擦因数μ。 【答案】（1）12 N （2）2.4 kg⋅m/s （3）0.5 【解析】 【小问1详解】 小球运动到最低点的过程中，由动能定理有 解得小球运动到最低点的速度大小 在最低点，对小球由牛顿第二定律有 解得小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为 【小问2详解】 小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律得 小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为 解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块动量的大小为 【小问3详解】 若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与长木板和圆弧轨道组成的整体由水平方向动量守恒得 由能量守恒定律得 解得物块与水平长木板间的动摩擦因数 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $