考卷01（期末压轴题卷）高二物理上学期人教版

高二物理期末压轴题考卷01（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：人教版必修三、选择性必修一、选择性必修二。 2．本卷平均难度系数0.65。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1-8题只有一个选项符合题目要求，9、10、11、12题有多个选项符合题目要求） 1．关于物理学史，下列说法中错误的是（　　） A．基本电荷量值最早由密立根通过油滴实验测得 B．法拉第提出场的概念并描绘电场线 C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在 D．玻尔提出氢原子能量量子化模型 2．一立方体金属盒的左侧放一带负电的带电小球，、、三点如图所示，其中点在盒内，、点在盒外，用、、分别表示三点的电场强度大小，、、分别表示三点电势，则下列说法正确的是（　　） A． B． C．金属盒左侧面附近电场方向水平向右 D．金属盒左、右侧面电势不同 3．两完全相同的通电圆线圈1、2平行放置，两圆线圈的圆心O1、O2的连线与圆面垂直，O为O1、O2的连线的中点，如图所示。当两圆线圈中通以方向、大小均相同的恒定电流时，O1点的磁感应强度的大小为B1；若保持线圈1中的电流以及线圈2中的电流大小不变，仅将线圈2中电流方向反向，O1点的磁感应强度的大小为B2。则线圈1中的电流在O2点和O点产生的磁场的磁感应强度大小B3、B4一定有（　　） A．B3=，B4= B．B3=，B4＜ C．B3=，B4＜ D．B3=，B4＜ 4．如图1，在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系，空间内存在与桌面垂直的匀强磁场。一质量为、带电量为的小球在桌面内做圆周运动。平行光沿轴正方向照射，垂直光照方向放置的接收器记录小球不同时刻的投影位置。投影坐标随时间的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．投影做的是简谐运动，其振幅为 B．时间内，投影的速度逐渐增大 C．磁感应强度大小为 D．投影的速度最大值为 5．如图所示，通过一原、副线圈匝数比为1∶10的变压器和一个二极管为电容器充电。已知原线圈两端正弦式交流电电压有效值U恒定，下列说法正确的（    ） A．若将电容器两极板正对面积减小，电容器所带电荷量增大 B．减少电容器两极板间距离，电容器充电的过程中，电容器两板间电场强度不变 C．不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值为U D．不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值约为14.14U 6．如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽、厚分别为a、a、0.4a，当在C、D间加上电压U，通过样品的热功率为P，已知样品单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A．样品的电阻率为 B．若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为 C．若在C、D间加上电压U，则自由电子定向移动的速度为 D．若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压为 7．一列简谐横波沿轴正向传播，时传至点，该波的波速，波形图如图（a）所示，此时处质点开始在同一平面振动，振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．时质点向负方向振动 B．内质点经过的路程为 C．时，处质点位移为0 D．经过一段时间振动稳定后，间有2个振动减弱点 8．图甲为氢原子能级图，一群处于同一激发态的氢原子能发出6种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，其中只有3种光能够发生光电效应，有一种恰能发生光电效应，电压U与光电流之间的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．当滑片P向b端移动时，光电流I一直增大 B．阴极K材料的逸出功为 C．用三束光做杨氏双缝干涉实验，a光条纹间距最大 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 9．如图甲所示，光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。t=0时，A以水平向左的初速度v0开始运动，B初速度为0，A、B运动的v-t图像如图乙所示。已知A的质量为2m，0~t0时间内的位移为x0，t=3t0时二者发生碰撞并粘在一起。橡皮绳始终处于弹性限度内，则（　　） A．的质量为4m B．橡皮绳的最大弹性势能为 C．橡皮绳的原长为 D．橡皮绳的最大形变量为 10．以下四幅图片中：图甲是励磁线圈的应用；图乙是回旋加速器工作原理示意图；图丙是多级直线加速器的原理示意图；图丁是质谱仪原理图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，通过励磁线圈的电流越大，电子的运动径迹半径越小 B．图乙中，电场进行偏转，磁场进行加速 C．图丙中，多级直线加速器一定比回旋加速器更有优势 D．图丁中，粒子打在上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 11．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N、面积为S的矩形线圈，以角速度绕轴顺时针匀速转动。图中变压器视作理想变压器，从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时，下列说法正确的有（　　） A．线圈产生的感应电动势的最大值为 B．若增大角速度，电流表示数不变 C．若保持角速度不变，闭合开关S，则电流表示数增大 D．在图示位置线圈产生的感应电流方向为 12．如图1所示，小明设计的一种玩具小车由边长为d的正方形金属框efgh做成，小车沿平直绝缘轨道向右运动，轨道内交替分布有边长均为d的正方形匀强磁场和无磁场区域，磁场区域的磁感应强度大小为B，方向竖直向上。gh段在磁场区域运动时，受到水平向右的拉力F = kv＋b（k > 0，b > 0），且gh两端的电压随时间均匀增加；当gh在无磁场区域运动时，F = 0。gh段速度大小v与运动路程s的关系如图2所示，图中为gh每次经过磁场区域左边界时速度大小，忽略摩擦力。则（   ） A．gh在任一磁场区域的运动时间为 B．金属框的总电阻为 C．小车质量为 D．小车的最大速率为 第Ⅱ卷 非选择题 二．实验题（本题共2小题，共14分） 13．（6分）某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距，双缝到毛玻璃的距离，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。 当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为。完成下列填空： (1)相邻两条亮条纹间的距离 ； (2)根据 可算出波长（填正确答案标号）； A． B． C． (3)则待测发出光的波长为 （结果保留3位有效数字）。 14．（8分）磷酸铁锂电池具有较高的安全性和能量密度，广泛应用于我国的电动汽车。某同学利用以下器材测量单体磷酸铁锂电池的电动势和内阻。 A．磷酸铁锂电池（电动势约为3V，内阻为几十毫欧） B．电压表V（量程0~3V） C．毫安表mA（量程200mA，内阻为1.5Ω） D．定值电阻 E.定值电阻 F.滑动变阻器R（最大阻值为10Ω） G.开关、导线若干 根据提供的器材，设计电路如图甲所示。 (1)将毫安表与定值电阻并联改装成电流表Ⓐ，则改装后的量程为 A（结果保留两位有效数字） (2)闭合开关，调节滑动变阻器滑片，多次记录电压表的示数U、改装后电流表Ⓐ的示数I，作出U-I图线如图乙所示，该磷酸铁锂电池的电动势E＝ V，内阻r＝ mΩ。（以上结果均保留两位有效数字） (3)利用图甲进行测量，该磷酸铁锂电池的电动势测量值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 三．计算题（本题共3小题，共38分） 15．（12分）如图甲所示，一个质量为m，电荷量为的带电粒子（重力忽略不计），从静止开始经电压加速后，沿水平方向进入两等大的水平放置的平行金属板间偏转，金属板长以及间距均为l，偏转电压为加速电压的2倍。 (1)求带电粒子离开偏转电场时的速度大小； (2)粒子离开偏转电场后接着从P点进入一个按图乙规律变化的有界磁场中，磁场左右边线在竖直方向上，已知磁感应强度的大小为，取粒子刚进入磁场时为时刻，此时磁场方向垂直于纸面向里，当粒子离开磁场的右边缘后恰好从水平线PQ的Q点射出，求该磁场的变化周期T及磁场的宽度s。 16．（12分）如图所示，水平面内两根足够长的光滑金属导轨相距，左侧分别接入内阻不计、电动势的电源和电容的电容器（初始不带电）。质量、长度略长于、电阻的导体棒静置于导轨上，且导体棒始终与导轨垂直。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。不计导轨电阻以及回路自感，开关1、2断开。 (1)仅闭合1，求稳定后电容器所带电荷量； (2)先闭合1，稳定后断开1，再闭合2，求导体棒最终的速度； (3)若同时闭合1、2，求导体棒从开始运动到速度恒定的过程中电源输出的电能； (4)仅闭合2，给导体棒一个向右的初速度的同时，对导体棒施加向右的外力，恰好使回路中电流恒定且导体棒做匀加速运动，求加速度的大小。 17．（14分）如图所示，平面直角坐标系的x、y轴正方向分别水平向右和竖直向上，第一、四象限存在竖直向上的匀强电场，第二、三象限存在另一竖直向上的匀强电场，其电场强度是一、四象限内电场强度的2倍，第一、四象限竖直固定放置内壁光滑绝缘的圆弧轨道OB，B点在y轴的负半轴上，P点是圆心，且OB=OP。现将质量为m、带电量为+q的小球（视为质点）从第三象限的A点以水平向右的初速度v0抛出，运动到坐标原点O时速度大小为2v0，从A点运动到O点过程中加速度的大小为g，然后小球从O点切入圆轨道沿圆弧轨道的内壁运动到B点，重力加速度大小为g。 (1)求小球从A点运动到O点的时间以及第一、四象限匀强电场的电场强度大小； (2)若小球从O点沿圆弧运动到B点的过程中在某点轨道对其弹力的大小等于小球所受重力大小，求O、B两点的电势差，以及小球从A点运动到B点过程中对时间而言所受的平均作用力的大小； (3)若A、B两点等高，求小球从A点运动到B点的平均速度的大小。 17 / 17 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理期末压轴题考卷01（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：人教版必修三、选择性必修一、选择性必修二。 2．本卷平均难度系数0.65。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1-8题只有一个选项符合题目要求，9、10、11、12题有多个选项符合题目要求） 1．关于物理学史，下列说法中错误的是（　　） A．基本电荷量值最早由密立根通过油滴实验测得 B．法拉第提出场的概念并描绘电场线 C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在 D．玻尔提出氢原子能量量子化模型 【答案】D 【详解】A．密立根通过油滴实验首次精确测定了元电荷的数值，故A正确，不符合题意； B．法拉第提出了场的概念，并引入电场线、磁场线来形象描述场，故B正确，不符合题意； C．赫兹通过实验首次产生并检测到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁波理论，故C正确，不符合题意； D．玻尔模型的假设是轨道角动量量子化（），由此推导出能量量子化的结果，但直接提出“能量量子化模型”的说法不够准确。玻尔模型的提出基于轨道量子化，而非直接假设能量量子化，故D错误，符合题意。故选D。 2．一立方体金属盒的左侧放一带负电的带电小球，、、三点如图所示，其中点在盒内，、点在盒外，用、、分别表示三点的电场强度大小，、、分别表示三点电势，则下列说法正确的是（　　） A． B． C．金属盒左侧面附近电场方向水平向右 D．金属盒左、右侧面电势不同 【答案】A 【详解】A．以无限远处为零电势点，点靠近负电小球，电势最低，点在金属盒内部，是等势体的一部分，电势介于点和点之间，点远离负电小球，电势最高。因此，电势关系是，故A正确。 B．由静电屏蔽效应可知，金属盒内部电场强度为零，即 点离带负电小球近，电场线更密集，则有 综合分析可得，故B错误； C．金属盒左侧感应出正电荷，电场线从正电荷指向负电小球，负电小球在左侧，电场方向应为水平向左，故C错误； D．处于静电平衡状态的立方体金属盒是等势体，表面是等势面，金属盒左、右侧面电势相同，故D错误。 故选A。 3．两完全相同的通电圆线圈1、2平行放置，两圆线圈的圆心O1、O2的连线与圆面垂直，O为O1、O2的连线的中点，如图所示。当两圆线圈中通以方向、大小均相同的恒定电流时，O1点的磁感应强度的大小为B1；若保持线圈1中的电流以及线圈2中的电流大小不变，仅将线圈2中电流方向反向，O1点的磁感应强度的大小为B2。则线圈1中的电流在O2点和O点产生的磁场的磁感应强度大小B3、B4一定有（　　） A．B3=，B4= B．B3=，B4＜ C．B3=，B4＜ D．B3=，B4＜ 【答案】D 【详解】当两圆环中电流方向相同时（设俯视逆时针方向的电流），则设两圆环在O1点产生的磁场方向相同均向上，设大小分别为B11和B21，则O1点的磁感应强度的大小为 ① 仅将线圈2中电流方向反向，O1点的磁感应强度的大小为 ② ①②两式相减解得 而线圈1中的电流在O2点产生的磁场的磁感应强度大小 由①②两式相加可得 因线圈1中的电流在O1点的磁感应强度B11一定大于在O点的磁感应强度B4，则 故选D。 4．如图1，在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系，空间内存在与桌面垂直的匀强磁场。一质量为、带电量为的小球在桌面内做圆周运动。平行光沿轴正方向照射，垂直光照方向放置的接收器记录小球不同时刻的投影位置。投影坐标随时间的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．投影做的是简谐运动，其振幅为 B．时间内，投影的速度逐渐增大 C．磁感应强度大小为 D．投影的速度最大值为 【答案】D 【详解】A．振幅A是投影偏离平衡位置的最大距离。由图 2，最大 最小 平衡位置 则振幅，A错误； B．时间内，投影图像斜率绝对值减小（斜率表示速度 ），故投影速度逐渐减小，B错误； C．小球做圆周运动的周期T等于投影简谐运动的周期。由图 2可知 得 由洛伦兹力提供向心力 且圆周运动周期 得，C错误； D．简谐运动最大速度，D正确。 故选D。 5．如图所示，通过一原、副线圈匝数比为1∶10的变压器和一个二极管为电容器充电。已知原线圈两端正弦式交流电电压有效值U恒定，下列说法正确的（    ） A．若将电容器两极板正对面积减小，电容器所带电荷量增大 B．减少电容器两极板间距离，电容器充电的过程中，电容器两板间电场强度不变 C．不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值为U D．不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值约为14.14U 【答案】D 【详解】A．二极管具有单向导电性，所以电容器两端的带电量不能减少，只能不变或者是增加，当两极板正对面积减小时，电容器的电容C减小，又由于 得 电容器所带电荷量减少，但是二极管的单向导电性不能减少，电压不变的情况下电荷量保持不变，故A错误； B．二极管具有单向导电性，所以不能改变，电容器两端的电压的有效值不变，根据 不变的情况下减小则会变大， 故B错误； CD．原、副线圈匝数之比为1：10，原线圈两端电压有效值U恒定，则原、副线圈两端的电压最大值之比等于匝数之比即原、副线圈两端电压最大值之比为1：10，因此副线圈电压最大值为14.14U，不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端的最大值电压等于副线圈两端电压的最大值，C错误，D正确。 故选D。 6．如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽、厚分别为a、a、0.4a，当在C、D间加上电压U，通过样品的热功率为P，已知样品单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A．样品的电阻率为 B．若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为 C．若在C、D间加上电压U，则自由电子定向移动的速度为 D．若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压为 【答案】B 【详解】A．通过样品的热功率 可得样品沿C、D方向的电阻为 根据电阻定律有 解得，故A错误； B．样品沿A、B方向的电阻为 若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为，故B正确； C．若在C、D间加上电压U，通过样品的电流为 由电流的微观表达式 可得，故C错误； D．若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压，故D错误。 故选B。 7．一列简谐横波沿轴正向传播，时传至点，该波的波速，波形图如图（a）所示，此时处质点开始在同一平面振动，振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．时质点向负方向振动 B．内质点经过的路程为 C．时，处质点位移为0 D．经过一段时间振动稳定后，间有2个振动减弱点 【答案】A 【详解】A．周期，时刻质点向正向振动，经质点运动方向相反，故向负向振动，故A正确； B．经波在其传播方向传出，时质点位移为，故质点经过的路程为，故B错误； C．左侧波经传至处，质点负向起振，振动位移为，右侧波经传至处，质点正向起振，振动位移为，故时，处质点位移为，故C错误； D．为反步调振动的相干波源，波程差为0、处为减弱点，间有、、三个振动减弱点，故D错误。 故选A。 8．图甲为氢原子能级图，一群处于同一激发态的氢原子能发出6种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，其中只有3种光能够发生光电效应，有一种恰能发生光电效应，电压U与光电流之间的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．当滑片P向b端移动时，光电流I一直增大 B．阴极K材料的逸出功为 C．用三束光做杨氏双缝干涉实验，a光条纹间距最大 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 【答案】B 【详解】A．当滑片P向b端移动时，光电管两端的正向电压增大，光电流I会先增大，当达到饱和电流后，I不会再变化，故A错误； B．一群处于同一激发态的氢原子能发出6种频率的光，说明这群氢原子处于能级，只有3种光能发生光电效应，3种光子能量分别为12.75eV、12.09eV、10.2eV，有一种恰好能发生光电效应，说明阴极K的逸出功为10.2eV，故B正确； C．由图丙可知，a光的遏止电压最大，由 可知a光的光子能量最大，频率最大，波长最小，根据双缝干涉条纹间距公式 可知a光条纹间距最小，故C错误； D．根据光电效应方程 A光光子能量最大，为12.75eV，则，故D错误。 故选B。 9．如图甲所示，光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。t=0时，A以水平向左的初速度v0开始运动，B初速度为0，A、B运动的v-t图像如图乙所示。已知A的质量为2m，0~t0时间内的位移为x0，t=3t0时二者发生碰撞并粘在一起。橡皮绳始终处于弹性限度内，则（　　） A．的质量为4m B．橡皮绳的最大弹性势能为 C．橡皮绳的原长为 D．橡皮绳的最大形变量为 【答案】AD 【详解】A．由于系统不受外力，动量守恒，则t=t0时刻有 解得B的质量为，故A正确； B．t=t0时刻二者速度相同，橡皮绳刚好处于最大形变量，由能量守恒有 解得橡皮绳的最大弹性势能为，故B错误； C．由图分析可知t=2t0时刻，橡皮绳刚好由拉伸状态变为原长，2t0~3t0阶段物块A向右匀速运动，物块B向左匀速运动，直至相碰，由系统动量和能量守恒有 ， 解得二者的速度大小为， 设橡皮绳原长为L0，由运动关系可知橡皮绳的原长，故C错误； D．由于系统动量守恒，可得 以上方程对时间累积可得 由题意 所以 解得橡皮绳的最大形变量为，故D正确。 故选AD。 10．以下四幅图片中：图甲是励磁线圈的应用；图乙是回旋加速器工作原理示意图；图丙是多级直线加速器的原理示意图；图丁是质谱仪原理图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，通过励磁线圈的电流越大，电子的运动径迹半径越小 B．图乙中，电场进行偏转，磁场进行加速 C．图丙中，多级直线加速器一定比回旋加速器更有优势 D．图丁中，粒子打在上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 【答案】AD 【详解】A．图甲中，通过励磁线圈的电流越大，磁场越大，由洛伦兹力提供向心力有 可得 可知，磁场越大，电子的运动径迹半径越小，故A正确； B．图乙中，电场进行加速，磁场进行偏转，故B错误； C．图丙中，粒子通过多级直线加速器加速，加速电压越大，粒子获得的能量越高，但要产生这种高压所需的技术要求很高，同时加速装置的长度也要很长，故多级直线加速器不一定比回旋加速器更有优势，故C错误； D．图丁中，通过速度选择器后，所有的粒子速度相同，进入磁场中，根据 解得 可知，粒子打在上的位置越靠近狭缝P，半径越小，粒子的比荷越大，故D正确。 故选AD。 11．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N、面积为S的矩形线圈，以角速度绕轴顺时针匀速转动。图中变压器视作理想变压器，从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时，下列说法正确的有（　　） A．线圈产生的感应电动势的最大值为 B．若增大角速度，电流表示数不变 C．若保持角速度不变，闭合开关S，则电流表示数增大 D．在图示位置线圈产生的感应电流方向为 【答案】CD 【详解】A．线圈产生的感应电动势的最大值为，故A错误； BC．感应电动势的有效值为 所以根据闭合电路欧姆定律可得电路中的感应电流为 若增大角速度，电流表示数增大；同理若保持角速度不变，闭合开关S，则减小，所以电流表示数增大，故B错误，C正确； D．由右手定则可判断矩形线圈在图示位置时产生的感应电流方向为，故D正确。 故选CD。 12．如图1所示，小明设计的一种玩具小车由边长为d的正方形金属框efgh做成，小车沿平直绝缘轨道向右运动，轨道内交替分布有边长均为d的正方形匀强磁场和无磁场区域，磁场区域的磁感应强度大小为B，方向竖直向上。gh段在磁场区域运动时，受到水平向右的拉力F = kv＋b（k > 0，b > 0），且gh两端的电压随时间均匀增加；当gh在无磁场区域运动时，F = 0。gh段速度大小v与运动路程s的关系如图2所示，图中为gh每次经过磁场区域左边界时速度大小，忽略摩擦力。则（   ） A．gh在任一磁场区域的运动时间为 B．金属框的总电阻为 C．小车质量为 D．小车的最大速率为 【答案】BC 【详解】由题知gh段在磁场区域运动时，gh两端的电压随时间均匀增加，则说明gh在磁场中运动时做匀变速直线运动，设正方形金属框efgh运动的速度为v，有，，， 联立有 B．由于gh段在磁场区域运动时，正方形金属框efgh做匀变速直线运动，则有， 解得，故B正确； CD．gh在无磁场区域运动时，F = 0，正方形金属框efgh水平方向只受到安培力，有，， 根据动量定理有 累加叠加可得 gh段在磁场区域运动时，正方形金属框efgh做匀变速直线运动有 结合ma = b 解得，，故C正确，D错误； A．由gh段在磁场区域运动时，正方形金属框efgh做匀变速直线运动，则有vmax = v0＋at 解得gh在任一磁场区域的运动时间，故A错误。 故选BC。 第Ⅱ卷 非选择题 二．实验题（本题共2小题，共14分） 13．（6分）某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距，双缝到毛玻璃的距离，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。 当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为。完成下列填空： (1)相邻两条亮条纹间的距离 ； (2)根据 可算出波长（填正确答案标号）； A． B． C． (3)则待测发出光的波长为 （结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)0.508 (2)B (3)626 【详解】（1）相邻两条亮条纹间的距离为 （2）根据相邻两条亮条纹间的距离与光的波长关系可得波长为 故选B。 （3）待测发出光的波长为 14．（8分）磷酸铁锂电池具有较高的安全性和能量密度，广泛应用于我国的电动汽车。某同学利用以下器材测量单体磷酸铁锂电池的电动势和内阻。 A．磷酸铁锂电池（电动势约为3V，内阻为几十毫欧） B．电压表V（量程0~3V） C．毫安表mA（量程200mA，内阻为1.5Ω） D．定值电阻 E.定值电阻 F.滑动变阻器R（最大阻值为10Ω） G.开关、导线若干 根据提供的器材，设计电路如图甲所示。 (1)将毫安表与定值电阻并联改装成电流表Ⓐ，则改装后的量程为 A（结果保留两位有效数字） (2)闭合开关，调节滑动变阻器滑片，多次记录电压表的示数U、改装后电流表Ⓐ的示数I，作出U-I图线如图乙所示，该磷酸铁锂电池的电动势E＝ V，内阻r＝ mΩ。（以上结果均保留两位有效数字） (3)利用图甲进行测量，该磷酸铁锂电池的电动势测量值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)1.2（2分） (2) 3.2（2分） 83（2分） (3)偏小（2分） 【详解】（1）毫安表的满偏电压为 则改装后干路最大电流为 即改装后的电流表量程为1.2A。 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有 整理得 由图乙可知图像的截距 图像斜率的绝对值 解得 （3）考虑到电压表的分流作用，根据闭合电路欧姆定律有 整理得 所以图像的截距 故 即利用题图甲进行测量，磷酸铁锂电池的电动势测量值偏小。 三．计算题（本题共3小题，共38分） 15．（12分）如图甲所示，一个质量为m，电荷量为的带电粒子（重力忽略不计），从静止开始经电压加速后，沿水平方向进入两等大的水平放置的平行金属板间偏转，金属板长以及间距均为l，偏转电压为加速电压的2倍。 (1)求带电粒子离开偏转电场时的速度大小； (2)粒子离开偏转电场后接着从P点进入一个按图乙规律变化的有界磁场中，磁场左右边线在竖直方向上，已知磁感应强度的大小为，取粒子刚进入磁场时为时刻，此时磁场方向垂直于纸面向里，当粒子离开磁场的右边缘后恰好从水平线PQ的Q点射出，求该磁场的变化周期T及磁场的宽度s。 【答案】(1) (2)； 【详解】（1）在加速电场中 在偏转电场中，， 解得 粒子的偏转角 离开偏转电场时的速度大小为 解得 （2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动， 由几何关系可知，轨迹呈周期性，每段圆弧轨迹对应的圆心角均为90°，磁场的变化周期为 磁场的宽度为 16．（12分）如图所示，水平面内两根足够长的光滑金属导轨相距，左侧分别接入内阻不计、电动势的电源和电容的电容器（初始不带电）。质量、长度略长于、电阻的导体棒静置于导轨上，且导体棒始终与导轨垂直。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。不计导轨电阻以及回路自感，开关1、2断开。 (1)仅闭合1，求稳定后电容器所带电荷量； (2)先闭合1，稳定后断开1，再闭合2，求导体棒最终的速度； (3)若同时闭合1、2，求导体棒从开始运动到速度恒定的过程中电源输出的电能； (4)仅闭合2，给导体棒一个向右的初速度的同时，对导体棒施加向右的外力，恰好使回路中电流恒定且导体棒做匀加速运动，求加速度的大小。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）根据电容定义式可知，电容器所带电荷量 （2）设最终电容器两端电压为，则经过导体棒的电荷量为 对棒列动量定理 且终态满足 故 （3）假设全过程经过电容器和导体棒的电荷量分别为和，则，，， 得 （4）电流 初始时刻电流 因为恰好使回路中电流恒定且导体棒做匀加速运动，所以联立得 17．（14分）如图所示，平面直角坐标系的x、y轴正方向分别水平向右和竖直向上，第一、四象限存在竖直向上的匀强电场，第二、三象限存在另一竖直向上的匀强电场，其电场强度是一、四象限内电场强度的2倍，第一、四象限竖直固定放置内壁光滑绝缘的圆弧轨道OB，B点在y轴的负半轴上，P点是圆心，且OB=OP。现将质量为m、带电量为+q的小球（视为质点）从第三象限的A点以水平向右的初速度v0抛出，运动到坐标原点O时速度大小为2v0，从A点运动到O点过程中加速度的大小为g，然后小球从O点切入圆轨道沿圆弧轨道的内壁运动到B点，重力加速度大小为g。 (1)求小球从A点运动到O点的时间以及第一、四象限匀强电场的电场强度大小； (2)若小球从O点沿圆弧运动到B点的过程中在某点轨道对其弹力的大小等于小球所受重力大小，求O、B两点的电势差，以及小球从A点运动到B点过程中对时间而言所受的平均作用力的大小； (3)若A、B两点等高，求小球从A点运动到B点的平均速度的大小。 【答案】(1)， (2)， (3) 【详解】（1）小球从A点到O点做类平抛运动的加速度竖直向上大小为g，设小球在O点的速度与竖直方向的夹角为，把小球在O点的速度分别沿着水平方向和竖直方向正交分解，则有， 解得， 由竖直方向上初速度为0的匀加速直线运动规律可得从A点到O点的运动时间 设第一、四象限匀强电场的场强为E，则第二、三象限匀强电场的场强为2E，由牛顿第二定律可得 解得 （2）是正三角形，由几何关系可知小球从O点沿圆弧切线进入轨道，由 可知 电场力与重力等大反向，两力做功和为零，则小球从O到B做匀速圆周运动，轨道对其弹力提供向心力，因某点轨道对其弹力的大小等于重力的大小，则 O、B两点间的电势差 综合解得， 小球从O点到B点的运动时间 小球从A点到B点速度的变化量为 设小球从A点运动到B点对时间而言所受的平均作用力的大小为，由动量定理可得 综合可得 （3）若A、B两点等高，则A、B两点间距离 圆弧轨道的半径R2，即O、B两点间距离 小球从O点到B点的运动时间 则小球从A点运动到B点的平均速度的大小为 17 / 17 学科网（北京）股份有限公司 $