精品解析：浙江杭州市西湖区杭师大附中2025-2026学年高二上学期期中考物理试题

杭师大附中2025学年第一学期高二年级期中考试 高二物理试卷 本试题满分100分，考试时间90分钟 Ⅰ．选择题（共12题，每小题3分；1-10题为单选题，每题只有一个答案正确；11-12题为多选题，每题4分，有多个答案正确，漏选得2分；满分38分） 1. 如图，车轮半径为0.6m的自行车，在水平地面上不打滑并沿直线运动。气门芯从最高点第一次到达最低点，位移大小约为（　　） A. 1.2m B. 1.8m C. 2.2m D. 3.6m 2. 如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间。测得遮光条的宽度为，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度，正确的措施是（　　） A. 换用宽度更窄的遮光条 B. 提高测量遮光条宽度的精确度 C. 使滑块的释放点更靠近光电门 D. 增大气垫导轨与水平面的夹角 3. 如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦和绳子质量，某时刻细线与水平面的夹角为时，下列说法正确的是（　　） A. 此过程中物体A在匀速上升 B. 此时物体A的速度大小为 C. 此时物体A的速度大小为 D. 绳子对物体A的拉力小于物体A的重力 4. 如图，一同学表演荡秋千。已知秋千两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（　　） A. 200 N B. 400 N C. 600 N D. 800 N 5. 火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，下列关于火星、地球公转的说法正确的是（　　） A. 火星公转的线速度比地球的大 B. 火星公转的角速度比地球的大 C. 火星公转的半径比地球的小 D. 火星公转的加速度比地球的小 6. 如图甲所示为LC振荡电路，图乙的图像表示LC振荡电路中电容器上极板电荷量随时间变化的关系，下列说法正确的是（　　） A. 时间内，线圈中磁场能在减少 B 、两时刻电路中电流最小 C. 、两时刻电容器中电场能最小 D. 该电路可以有效地发射电磁波 7. 如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（ ） A. CE B. C. D. 8. 如图，相距为d的固定平行光滑金属导轨与阻值为R的电阻相连，处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L的导体棒ab沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v。则导体棒ab所受的安培力为（　　） A. ，方向向左 B. ，方向向右 C. ，方向向左 D. ，方向向右 9. 如图所示，竖直平面内有一半径为R的圆形区域，其圆心为O，最高点为P，该区域内存在垂直圆面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在圆形区域右侧竖直放置一粒子收集器， M、N为收集器上、下边缘的两点，MN与圆形区域在同一平面内，O与N在同一水平线上，，。从P点沿PO方向射入大量速率不等的同种粒子，粒子所带电荷量为q、质量为m。忽略粒子间的相互作用力和粒子重力，关于打在收集器MN上的粒子，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子在磁场中运动的最短时间为 C. 打在收集器上的粒子的最小速率为 D. 从P点到 N点的粒子比从P点到 M点的粒子运动时间短 10. 某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（　　） A. A1增大，V2不变，V3增大 B. A1增大，V2减小，V3增大 C. A2增大，V2增大，V3减小 D. A2增大，V2不变，V3减小 11. 长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的有（　　） A. 甲在空中的运动时间比乙的长 B. 两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等 C. 从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少 D. 从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为 12. 接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，空间电场线分布如图所示，、为点电荷与球壳球心连线上的两点，点在点电荷左侧，点在点电荷右侧，、两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是（ ） A. 点的电场强度比点的小 B. 该点电荷带负电 C. 点的电势小于零 D. 导体球壳内的电场强度等于零 Ⅱ．实验题（共20题，每空2分；满分20分） 13. 某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素 （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______________。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体______________（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。 （4）若图c电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最______________（选填“左”或“右”）端。 （5）若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______________。 A．不偏转 B．向左偏转 C．向右偏转 14. 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 （1）考虑电流表内阻影响 ①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻______（保留2位有效数字）。 ②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势______（用I、r和表示）。 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V（保留3位有效数字）、内阻______（保留1位小数）。 （2）考虑电压表内阻影响 该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因______（单选，填正确答案标号）。 A. 电路设计会损坏仪器 B. 滑动变阻器接法错误 C. 电压太大无法读数 D. 电流太小无法读数 15. 如图所示是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量，以及两电荷之间的距离关系的实验装置。该实验的研究方法是（　　） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法 Ⅲ．计算题（共4题，16题8分，17题10分，18-19题各12分；满分42分） 16. 如图所示，一位滑雪者从倾角θ=37°的斜坡上A处由静止开始自由下滑，经过4s滑至坡底B后进入水平雪道（B处有一光滑小圆弧与两雪道平滑连接），最终停在C处；已知滑雪板与斜坡雪地间的动摩擦因数，BC的长度为64m，（不计空气阻力，取，，），求： （1）滑雪者在倾斜雪道上的加速度的大小； （2）滑雪者在倾斜雪道上的末速度大小v及位移大小； （3）滑雪板与水平雪地间的动摩擦因数。 17. 如图所示，竖直平面内由倾角α＝60°的斜面轨道AB、半径均为R的半圆形细圆管轨道BCDE和圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面，B、E两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直．轨道出口处G和圆心O2的连线，以及O2、E、O1和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为θ＝30°，G点与竖直墙面的距离d＝R。现将质量为m的小球从斜面的某高度h处静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，不计小球大小和所受阻力。 （1）若释放处高度h＝h0，当小球第一次运动到圆管最低点C时，求速度大小vC； （2）求小球在圆管内与圆心O1点等高的D点所受弹力FN与h的关系式； （3）若小球释放后能从原路返回到出发点，高度h应该满足什么条件？ 18. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L=0.5m，其电阻不计。导轨平面与水平面夹角，N、Q两端和M、P两端分别接有的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终接触良好，已知棒ab的质量m=0.2kg，电阻，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。棒ab在平行于导轨向上的恒定拉力F作用下，以初速度v0=0.5m/s沿导轨向上开始运动。能达到的最大速度v=2m/s，重力加速度取g=10m/s2。 （1）判断流经棒ab中电流方向，并求棒的速度最大时的Uab； （2）求该过程中拉力的大小； （3）若棒ab从开始运动到的过程中两个电阻R上产生的总焦耳热，求此过程中棒ab的位移大小； （4）在棒ab的位移大小为的过程，流过NQ间电阻R的电荷量。 19. 回旋加速器利用了带电粒子在磁场中运动特点，解决了粒子的加速问题。装置原理图如图所示，D型盒半径为R，处在匀强磁场中；狭缝间距为d，两电极间接高频交变电源，从而在狭缝间产生周期性变化的电场。粒子源位于图中O处，能发出质量为m、电量为的粒子。实际中，带电粒子在回旋加速器中所能达到的最大动能受很多因素制约，尤其是粒子在狭缝间加速时间不可忽略时的影响。在忽略粒子重力且不考虑相对论效应的条件下，回答以下问题： （1）如果不考虑粒子在狭缝间加速时间，若磁感应强度大小为B，则要维持粒子持续加速，所加交变电源的频率f是多少？粒子所能达到的最大动能是多少？ （2）若考虑粒子在电场中加速运动的时间，则从时刻开始被加速的粒子，能达到的最大动能是多少？已知交变电场的周期为T且与粒子在磁场中圆周运动的周期相同，交变电压的最大值。（假设粒子在达到最大速度前未离开加速器） （3）若该回旋加速器金属盒的半径，窄缝的宽度，求粒子从O点开始运动到离开加速器的过程中进入电场时始终在加速，其在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比。（结果保留两位有效数字） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 杭师大附中2025学年第一学期高二年级期中考试 高二物理试卷 本试题满分100分，考试时间90分钟 Ⅰ．选择题（共12题，每小题3分；1-10题为单选题，每题只有一个答案正确；11-12题为多选题，每题4分，有多个答案正确，漏选得2分；满分38分） 1. 如图，车轮半径为0.6m的自行车，在水平地面上不打滑并沿直线运动。气门芯从最高点第一次到达最低点，位移大小约为（　　） A. 1.2m B. 1.8m C. 2.2m D. 3.6m 【答案】C 【解析】 【详解】气门芯从最高点第一次到达最低点过程中水平位移为 竖直方向位移为 故位移大小约为 故选C。 2. 如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间。测得遮光条的宽度为，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度，正确的措施是（　　） A. 换用宽度更窄的遮光条 B. 提高测量遮光条宽度的精确度 C. 使滑块的释放点更靠近光电门 D. 增大气垫导轨与水平面的夹角 【答案】A 【解析】 【详解】利用平均速度等效替代瞬时速度，遮光条越窄，或速度越大，遮光时间越短，平均速度越接近瞬时速度，即换用宽度更窄的遮光条，即可实现趋向于0，而提高测量遮光条宽度的精确度，或者滑块的释放点更靠近光电门，及增大气垫导轨与水平面的夹角均不能达到趋向于0的条件，故A正确，B、C、D错误。 3. 如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦和绳子质量，某时刻细线与水平面的夹角为时，下列说法正确的是（　　） A. 此过程中物体A在匀速上升 B. 此时物体A的速度大小为 C. 此时物体A的速度大小为 D. 绳子对物体A的拉力小于物体A的重力 【答案】B 【解析】 【详解】BC．根据绳的牵连速度规律可知，小车沿绳方向的分速度即为物体A上升速度，则有 B正确，C错误； A．根据上述，由于小车以速度v匀速向右运动，v一定，减小，可知增大，即此过程中物体A在加速上升，A错误； D．根据上述，物体A在加速上升，则加速度方向向上，所受外力的合力方向向上，即绳子对物体A的拉力大于物体A的重力，D错误。 故选B。 4. 如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（　　） A. 200 N B. 400 N C. 600 N D. 800 N 【答案】B 【解析】 【详解】在最低点由 知 T=410N 即每根绳子拉力约为410N，故选B。 5. 火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，下列关于火星、地球公转的说法正确的是（　　） A. 火星公转的线速度比地球的大 B. 火星公转的角速度比地球的大 C. 火星公转的半径比地球的小 D. 火星公转的加速度比地球的小 【答案】D 【解析】 【详解】AC．由题意可知，火星冬季时长是地球的1.88倍，因此火星公转周期 即 根据万有引力提供向心力， 解得， 所以 则，故AC错误； B．根据角速度公式， 因此，故B错误； D．根据万有引力提供向心力 可得加速度 由于 所以，故D正确。 故选D。 6. 如图甲所示为LC振荡电路，图乙的图像表示LC振荡电路中电容器上极板电荷量随时间变化的关系，下列说法正确的是（　　） A. 时间内，线圈中磁场能在减少 B. 、两时刻电路中电流最小 C. 、两时刻电容器中电场能最小 D. 该电路可以有效地发射电磁波 【答案】B 【解析】 【详解】A．从图像可知，时间内，电容器电荷量在减少，故电容器的电场能在减少，线圈中的磁场能在增加，故A错误； BC．从图像可知，，两时刻电容器的电荷量最大，故电容器中电场能最大，线圈中磁场能最小，故电路中电流最小，故B正确，C错误； D．根据电磁波发射特点可知，要有效地发射电磁波，振荡电路必须要有足够高的振荡频率，故D错误。 故选B。 7. 如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（ ） A. CE B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为 电容器下极板的电势为 则电容两端的电压 则电容器上的电荷量为 故选C 8. 如图，相距为d的固定平行光滑金属导轨与阻值为R的电阻相连，处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L的导体棒ab沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v。则导体棒ab所受的安培力为（　　） A. ，方向向左 B. ，方向向右 C. ，方向向左 D. ，方向向右 【答案】A 【解析】 【详解】导体棒ab切割磁感线在电路部分得有效长度为d，故感应电动势为 回路中感应电流为 根据右手定则，判断电流方向为b流向a。故导体棒ab所受的安培力为 方向向左。 故选A。 9. 如图所示，竖直平面内有一半径为R的圆形区域，其圆心为O，最高点为P，该区域内存在垂直圆面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在圆形区域右侧竖直放置一粒子收集器， M、N为收集器上、下边缘的两点，MN与圆形区域在同一平面内，O与N在同一水平线上，，。从P点沿PO方向射入大量速率不等的同种粒子，粒子所带电荷量为q、质量为m。忽略粒子间的相互作用力和粒子重力，关于打在收集器MN上的粒子，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子在磁场中运动的最短时间为 C. 打在收集器上的粒子的最小速率为 D. 从P点到 N点的粒子比从P点到 M点的粒子运动时间短 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，粒子在磁场中向右偏转，根据左手定则可知，粒子带正电，故A错误； B．打到M、N两点的粒子轨迹如图所示 由图可知，粒子打到N点时，在磁场中的轨迹对应的圆心角最小，在磁场中的运动时间最小，则有 故B错误； C．粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得 解得 由图可知粒子打到M点时，在磁场中的轨道半径最小，粒子的速度最小，根据几何关系可得 可得 则最小半径为 联立解得打在收集器上的粒子的最小速率为 故C错误； D．由图可知，从P点到 N点的粒子在磁场中的运动时间小于从P点到 M点的粒子在磁场中的运动时间；离开磁场到打到收集器，从P点到 N点的粒子通过的位移小于从P点到 M点的粒子通过的位移，从P点到 N点的粒子的速度大于从P点到 M点的粒子的速度，则从P点到 N点的粒子从离开磁场到打到收集器所用时间小于从P点到 M点的粒子从离开磁场到打到收集器所用时间，故从P点到 N点的粒子比从P点到 M点的粒子运动时间短，故D正确。 故选D。 10. 某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（　　） A. A1增大，V2不变，V3增大 B. A1增大，V2减小，V3增大 C. A2增大，V2增大，V3减小 D. A2增大，V2不变，V3减小 【答案】D 【解析】 【详解】不考虑变压器的输入电压随负载变化，即变压器原线圈的输入电压不变，根据 可知，变压器副线圈的输出电压不变；当住户使用的用电器增加时，即用户的总电阻变小，由 可知，副线圈的电流变大，而由 可知V3减小；由理想变压器的原理 可知原线圈的电流变大；故综合上述分析可知A1增大，A2增大，V2不变，V3减小； 故选D。 11. 长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的有（　　） A. 甲在空中的运动时间比乙的长 B. 两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等 C. 从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少 D. 从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．由平抛运动规律可知，做平抛运动的时间 因为两手榴弹运动的高度差相同，所以在空中运动时间相等，故A错误； B．做平抛运动的物体落地前瞬间重力的功率 因为两手榴弹运动的高度差相同，质量相同，所以落地前瞬间，两手榴弹重力功率相同，故B正确； C．从投出到落地，手榴弹下降的高度为h，所以手榴弹重力势能减小量 故C正确； D．从投出到落地，手榴弹做平抛运动，只有重力做功，机械能守恒，故D错误。 故选BC。 【点睛】 12. 接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，空间电场线的分布如图所示，、为点电荷与球壳球心连线上的两点，点在点电荷左侧，点在点电荷右侧，、两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是（ ） A. 点的电场强度比点的小 B. 该点电荷带负电 C. 点的电势小于零 D. 导体球壳内的电场强度等于零 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据电场线的分布情况可知，点的电场强度比点的小，故A正确； B．由图可知，点电荷周围的电场线由点电荷向外辐射，则点电荷带正电，故B错误； C．因球壳接地，则球壳处电势为零，沿电场线方向电势降低，则b点的电势大于零。故C错误； D．由静电屏蔽可知，导体球壳内的电场强度处处为零。故D正确。 故选AD。 Ⅱ．实验题（共20题，每空2分；满分20分） 13. 某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素 （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______________。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体______________（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。 （4）若图c电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最______________（选填“左”或“右”）端。 （5）若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______________。 A．不偏转 B．向左偏转 C．向右偏转 【答案】 ①. B ②. 向上 ③. 左 ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。 故选B。 （2）[2]当磁体向上运动时，穿过螺旋管的磁通量为竖直向下的减少，根据楞次定律，可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下，根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入，指针向右偏；故磁体向上运动。 （4）[3]闭合开关瞬间，电路中电流增多，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁感线增多，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。 （5）[4]开关闭合瞬间，穿过螺线管的磁通量增多，根据题意可知指针向左偏转，所以将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过螺线管的磁通量减少，观察到电流计指针向右偏转。 故选C。 14. 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 （1）考虑电流表内阻影响 ①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻______（保留2位有效数字）。 ②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势______（用I、r和表示）。 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V（保留3位有效数字）、内阻______（保留1位小数）。 （2）考虑电压表内阻影响 该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是______（单选，填正确答案标号）。 A. 电路设计会损坏仪器 B. 滑动变阻器接法错误 C. 电压太大无法读数 D. 电流太小无法读数 【答案】（1） ①. 1.0 ②. ③. 1.40 ④. 1.0 （2）D 【解析】 【小问1详解】 [1]由图2可知，电压表读数为 电流表读数为 根据欧姆定律可得电流表内阻为 [2]由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势的表达式为 [3][4]根据变形为 根据图像可知，纵截距 斜率的绝对值 所以待测干电池电动势为 电源内阻为 【小问2详解】 由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。 故选D。 15. 如图所示是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量，以及两电荷之间的距离关系的实验装置。该实验的研究方法是（　　） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法 【答案】D 【解析】 【详解】定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量，以及两电荷之间的距离关系的实验装置。该实验的研究方法是先保持一个物理量不变（如两电荷的电荷量，或两电荷之间的距离），探究另一个物理量跟电荷间相互作用力之间的关系，该实验的研究方法是控制变量法。 故选D。 Ⅲ．计算题（共4题，16题8分，17题10分，18-19题各12分；满分42分） 16. 如图所示，一位滑雪者从倾角θ=37°的斜坡上A处由静止开始自由下滑，经过4s滑至坡底B后进入水平雪道（B处有一光滑小圆弧与两雪道平滑连接），最终停在C处；已知滑雪板与斜坡雪地间的动摩擦因数，BC的长度为64m，（不计空气阻力，取，，），求： （1）滑雪者在倾斜雪道上的加速度的大小； （2）滑雪者在倾斜雪道上的末速度大小v及位移大小； （3）滑雪板与水平雪地间的动摩擦因数。 【答案】（1） （2）v=16m/s （3） 【解析】 【小问1详解】 对滑雪者受力分析如图所示 沿斜坡和垂直斜坡方向分别有 又 解得 【小问2详解】 由匀变速直线运动的规律得 解得 v=16m/s 由匀变速直线运动的规律得 解得 【小问3详解】 设滑雪者在水平雪道上滑行的加速度大小为，由匀变速直线运动的规律得 解得 由牛顿第二定律得 解得 17. 如图所示，竖直平面内由倾角α＝60°的斜面轨道AB、半径均为R的半圆形细圆管轨道BCDE和圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面，B、E两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直．轨道出口处G和圆心O2的连线，以及O2、E、O1和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为θ＝30°，G点与竖直墙面的距离d＝R。现将质量为m的小球从斜面的某高度h处静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，不计小球大小和所受阻力。 （1）若释放处高度h＝h0，当小球第一次运动到圆管最低点C时，求速度大小vC； （2）求小球在圆管内与圆心O1点等高的D点所受弹力FN与h的关系式； （3）若小球释放后能从原路返回到出发点，高度h应该满足什么条件？ 【答案】（1）；（2）FN＝2mg（－1），h≥R；（3）或R 【解析】 【详解】（1）从A到C，小球的机械能守恒，有 mgh0＝mvC2 解得 vC＝ （2）小球从A到D，由机械能守恒定律有 mg（h－R）＝mvD2 根据牛顿第二定律有 FN＝ 联立可得 FN＝2mg（－1）（h≥R） （3）第1种情况：不滑离轨道原路返回，由机械能守恒定律可知，此时h需满足的条件是 h≤R＋3Rsinθ＝R 第2种情况：与墙面碰撞后原路返回，在进入G之前做平抛运动，由运动学公式得 d=vxt 竖直方向上，由速度-时间公式得 t＝ 对小球在G点，由速度的分解得 vx＝vGsinθ vy＝vGcosθ 故有 vGsinθ·＝d 可得 vG＝2 由机械能守恒定律有 mg（h－R）＝mvG2 可得 h＝R 综上可知，小球释放后能从原路返回到出发点，高度h应该满足条件为 或R 18. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L=0.5m，其电阻不计。导轨平面与水平面夹角，N、Q两端和M、P两端分别接有的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终接触良好，已知棒ab的质量m=0.2kg，电阻，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。棒ab在平行于导轨向上的恒定拉力F作用下，以初速度v0=0.5m/s沿导轨向上开始运动。能达到的最大速度v=2m/s，重力加速度取g=10m/s2。 （1）判断流经棒ab中电流的方向，并求棒的速度最大时的Uab； （2）求该过程中拉力的大小； （3）若棒ab从开始运动到的过程中两个电阻R上产生的总焦耳热，求此过程中棒ab的位移大小； （4）在棒ab的位移大小为的过程，流过NQ间电阻R的电荷量。 【答案】（1）a→b，-0.75V；（2）1.5N；（3）0.96m；（4）0.25C 【解析】 【详解】（1）根据右手定则，流经棒ab中电流的方向a→b，棒的速度最大时感应电动势为 则 （2）棒速度最大时，根据平衡关系得 得 （3）由功能关系 根据 得 得 （4）根据 得 则流过NQ间电阻R的电荷量为 19. 回旋加速器利用了带电粒子在磁场中运动特点，解决了粒子的加速问题。装置原理图如图所示，D型盒半径为R，处在匀强磁场中；狭缝间距为d，两电极间接高频交变电源，从而在狭缝间产生周期性变化的电场。粒子源位于图中O处，能发出质量为m、电量为的粒子。实际中，带电粒子在回旋加速器中所能达到的最大动能受很多因素制约，尤其是粒子在狭缝间加速时间不可忽略时的影响。在忽略粒子重力且不考虑相对论效应的条件下，回答以下问题： （1）如果不考虑粒子在狭缝间加速时间，若磁感应强度大小为B，则要维持粒子持续加速，所加交变电源的频率f是多少？粒子所能达到的最大动能是多少？ （2）若考虑粒子在电场中加速运动的时间，则从时刻开始被加速的粒子，能达到的最大动能是多少？已知交变电场的周期为T且与粒子在磁场中圆周运动的周期相同，交变电压的最大值。（假设粒子在达到最大速度前未离开加速器） （3）若该回旋加速器金属盒的半径，窄缝的宽度，求粒子从O点开始运动到离开加速器的过程中进入电场时始终在加速，其在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）； （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 解得 那么粒子所能达到的最大动能 根据周期公式有 频率 【小问2详解】 在图中所给电场中，粒子在电场中加速的时间为，加速度，那么最大速度 最大动能 【小问3详解】 粒子在电场中被加速n次，根据动能定理 解得 粒子在电场中的运动中，根据匀变速直线运动有 那么代入数据解得 粒子在磁场中运动圈的时间 那么粒子在磁场中运动的时间与在电场中运动的时间之比 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $