精品解析：河南省信阳市信阳高级中学2025-2026学年高二下学期3月阶段检测物理试题

河南省信阳高级中学新校（贤岭校区） 2025-2026学年高二下期03月测试（二） 物理试题 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项正确，每小题4分；第8~10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 关于电磁波以及电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A. 微波炉利用红外线的热效应对食物加热 B. 空间站与地面之间通话，利用的是射线通信 C. 电器的遥控器利用的是红外线的遥感 D. 夜视仪利用的是紫外线的穿透能力 2. 光电式火灾报警器的原理如图所示，红外光源发射的光束经烟尘粒子散射后照射到光敏电阻上，光敏电阻接收的光强与烟雾的浓度成正比，其阻值随光强的增大而减小。闭合开关，当烟雾浓度达到一定值时，干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警。为了能在更低的烟雾浓度下触发报警，下列调节正确的是（　　） A. 增大电阻箱的阻值 B. 减小电阻箱的阻值 C. 增大电源的电动势 D. 减小干簧管上线圈的匝数 3. 电荷量分别为、的两个点电荷，分别固定在和处，在它们形成的电场中，在x轴正半轴上各点的电势如图中曲线所示，处电势最大。根据提供的信息，下列判断正确的是（ ） A. 两个点电荷可能带同种电荷 B. 电荷量一定满足关系式 C. 一电子从处由静止释放，电势能一定先减小后增大 D. 一电子从处由静止释放，一定在之间做往复运动 4. 如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡电阻均为R，其中与一光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小）串联，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现装置所处位置光照强度变大，电压表、示数变化量绝对值分别为、，电流表示数变化量为，则下列说法中错误的是（　　） A. 两灯泡逐渐变亮 B. 油滴将向下运动 C. D. 5. 如图所示，边长为2a的等边三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一束质量为m电荷量为-q（q>0）的同种带电粒子（不计重力），从AB边的中点，以不同速率沿不同方向射入磁场区域（均垂直于磁场方向射入），下列说法错误的是（　　） A. 若粒子均平行于BC边射入，则从BC边射出的粒子最大速率为 B. 若粒子均平行于BC边射入，则从BC边射出的粒子最小速率为 C. 若粒子均垂直于AB边射入，则粒子可能从BC边上距B点a处射出 D. 若粒子射入时的速率为，则粒子从BC边射出的最短时间为 6. 如图，足够长的光滑细杆MN水平固定，质量的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量的物块B通过长度l＝0.45m的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动，g取，则（　　） A. 物块A的最大速度为3m/s B. 物块A、B组成的系统，动量守恒 C. 物块B恰好能够到达细杆MN处 D. 物块B从开始运动到最大高度的过程中，机械能减少了1J 7. 图1中，用一轻质细线将一可视为质点的小球悬挂在天花板上，其摆动周期为T1；图2中，用一轻质细线将该小球挂在光滑固定的斜面上，使其紧贴斜面摆动，摆动周期为T2；图3中，用两根等长的轻质细线将该小球悬挂在水平天花板上，使其沿垂直纸面方向摆动，摆动周期为T3。若所有摆动均视为单摆运动，且所有细线长度相同，重力加速度均为g，则（　　） A. T2>T1>T3 B. T1>T3>T2 C. T1>T2>T3 D. T2>T1=T3 8. 图甲中，以光滑水平面为对称面，O为对称点，固定两根足够长的通电直导线P、Q，流过导线P、Q的电流大小相等，方向相反。图乙与图甲结构相同，为对称点，在P、Q所在位置固定两个等量异种点电荷M、N。两个带正电的绝缘物块1、2（可视为质点）以相同的初速度分别从A、B点向右运动，已知，下列说法正确的有（　　） A. A→O的磁感应强度方向水平向左，B→的电场强度方向竖直向下 B. 物块1从A→O做匀减速运动，物块2从B→做匀速运动 C. 物块1经过O点的速度与物块2经过的速度相同 D. 物块1从A→O的运动时间等于物块2从B→的运动时间 9. 物理学上把交变电流变成直流电的过程叫整流。几种常见的整流电路如图1、图2、图3所示，各整流电路左端输入完全相同的正弦交流电。三种整流电路中变压器为相同的理想变压器，原、副线圈匝数比为，右端均接有3个完全相同的阻值为R的电阻。图2中与电阻R下端相连的导线与变压器副线圈中间位置相接，下列说法正确的是（　　） A. 图1整流电路在一个周期内通过电阻R的电荷量为 B. 图2整流电路通过电阻R电流的有效值为 C. 图2整流电路与图3整流电路中电阻R在一个周期内产生热量相同 D. 图2整流电路在一个周期内通过电阻R的电流平均值为 10. 如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中处的质点P沿y轴负方向运动，Q的纵坐标为，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 内，质点P的路程可能为 C. 若周期，则波速为 D. 若周期，Q的振动方程为 二、实验题（本大题共2小题，第11题第一问和12题的第一问2分，其余3分，共16分） 11. 图（a）是某兴趣小组基于手机磁力传感器，利用Phyphox应用软件完成单摆测量重力加速度的示意图，手机中的磁力传感器能够实时测量并记录外部磁场的磁感应强度大小。在磁性小球摆动过程中，当磁性小球摆动到最右端时，记录的磁感应强度最大。实验时通过磁力传感器记录磁感应强度发生的周期性变化，间接测得小球运动的周期。部分实验操作如下： （1）保证细线与竖直方向的夹角小于并释放小球，打开Phyphox应用软件采集数据，图（b）为实验过程中磁感应强度随时间周期性变化的图像。则小球运动的周期为______（用、表示）。 （2）某次实验当中，由于操作不当，小球不在同一竖直面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，测量周期后，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则重力加速度的测量值______实际值（填“小于”、“大于”或“等于”）。 （3）为避免此类不当操作的再次出现，决定采用杆线摆测量重力加速度。如图（c）所示，杆线摆可以绕着悬挂轴来回摆动，直径为的摆球其运动轨迹被约束在一个倾斜平面内，这相当于单摆在斜面上来回摆动。如图（d）所示，在铁架台上装一根铅垂线，在铁架台的立柱跟铅垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节细线的长度，使摆杆与立柱垂直，保持摆杆长度不变。如图（e）所示，把铁架台底座一侧垫高，立柱倾斜，测出静止时摆杆与铅垂线的夹角为，并测量该倾角下单摆的周期。改变铁架台的倾斜程度，测出多组夹角和单摆周期，若作出的图像是一条过原点的直线，其斜率为，则可以求得重力加速度为______（结果用、、表示）。 12. 某同学想测量长度为L的金属导线（阻值约为200Ω）的电阻率。为了精确测量金属导线的阻值，该同学在实验室中找到了如下实验器材： A．电源E（电源电动势约为9V，内阻约为0.5Ω）； B．电流表A1（量程为0~200mA，内阻）； C．电流表A2（量程为0~250mA，内阻约为8Ω）； D．滑动变阻器R（最大阻值为50Ω）； E．定值电阻（阻值为40Ω）； F．定值电阻（阻值为400Ω）； G．开关S、导线若干，螺旋测微器。 （1）先用螺旋测微器测量该金属导线的直径d，如图甲所示，其读数为______mm。 （2）为使最终结果更准确，请将图乙所示的电路图补充完整，并标记电学元件符号。 （3）开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P调至合适位置，记录电流表A1的示数和电流表A2的示数，则该金属导线的电阻率______（用题中给出的物理量符号表示）。 三、解答题（共计38分） 13. 如图所示，光滑水平面上有一质量且足够长的长木板其左端放置一质量的小物块（可视为质点），两者均处于静止状态，在距离长木板右侧x处（x未知）有一个固定挡板，长木板的左端正上方有一固定点，长不可伸长的轻绳一端系于点，另一端连接质量为的小球。初始时轻绳处于水平状态且恰好无拉力。将小球由静止释放，下摆至最低点时与小物块发生弹性碰撞，、间的动摩擦因数。长木板与挡板间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度取。求： （1）小球与小物块碰撞后瞬间，的速度大小； （2）若长木板与挡板发生2次碰撞后静止，求木板到挡板的距离的值。 14. 如图所示，Ⅰ、Ⅱ区域有间距为的水平平行金属导轨，导轨在Ⅰ、Ⅱ区域的分界线通过两段极短（长度可忽略不计）的绝缘材料平滑连接，Ⅰ、Ⅱ区域内存在磁感应强度大小分别为、的有界匀强磁场，方向均竖直向下。Ⅰ区域内金属导轨连接一电容为的电容器，初始状态时，电容器所带电量为。一质量为、电阻为的金属棒b静止在Ⅱ区域的导轨上，距磁场右边界的距离为。现将一质量为、电阻为的金属棒a放置在Ⅰ区域内的导轨上，闭合开关，金属棒a进入Ⅱ区域之前速度已恒定，金属棒b出磁场时的速度大小恰好是金属棒a进入Ⅱ区域时速度大小的四分之一，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且没有相碰，导轨电阻与一切摩擦均不计，不考虑磁场的边界效应。求： （1）金属棒a进入Ⅱ区域时速度的大小； （2）金属棒b在磁场中运动时所产生的热量； 15. 某科研小组将威尔逊云室置于如图所示的匀强电场和匀强磁场中，用来显示带电粒子的运动径迹，进而研究带电粒子的性质。平面直角坐标系xOy位于竖直平面内，x轴上有M、N、P三点，三点的横坐标满足，。在区域内，存在沿y轴负方向的匀强电场；在区域内，存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一未知粒子从坐标原点O沿与x轴正方向成角射入（速度大小未知），在点以速度垂直于磁场边界射入磁场，并从P点射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子的重力，。 （1）求该粒子的比荷； （2）求匀强电场的电场强度E的大小及N、P两点之间的距离lNP。 （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子的轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于D点（图中未画出）。求粒子由C点运动到D点的时间t，以及D点的纵坐标。 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） 2025-2026学年高二下期03月测试（二） 物理试题 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项正确，每小题4分；第8~10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 关于电磁波以及电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A. 微波炉利用红外线的热效应对食物加热 B. 空间站与地面之间通话，利用的是射线通信 C. 电器的遥控器利用的是红外线的遥感 D. 夜视仪利用的是紫外线的穿透能力 【答案】C 【解析】 【详解】A．微波炉利用微波（一种电磁波）使食物中的水分子振动产生热，而非红外线的热效应，故A错误； B．空间站与地面之间通话利用的是无线电波（如微波）进行通信，故B错误； C．电器的遥控器通过红外线发射信号实现遥感控制，故C正确； D．夜视仪利用物体发出的红外线成像，而非紫外线的穿透能力，故D错误。 故选C。 2. 光电式火灾报警器的原理如图所示，红外光源发射的光束经烟尘粒子散射后照射到光敏电阻上，光敏电阻接收的光强与烟雾的浓度成正比，其阻值随光强的增大而减小。闭合开关，当烟雾浓度达到一定值时，干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警。为了能在更低的烟雾浓度下触发报警，下列调节正确的是（　　） A. 增大电阻箱的阻值 B. 减小电阻箱的阻值 C. 增大电源的电动势 D. 减小干簧管上线圈的匝数 【答案】B 【解析】 【详解】A．增大电阻箱的阻值，则红外光源发出的红外线强度减小，若烟雾浓度降低，则光敏电阻接收的光强降低，阻值变大，则干簧管的电流减小，则干簧管中的两个簧片不能被磁化而接通，触发蜂鸣器不能报警，故A错误； B. 若烟雾浓度降低，则光敏电阻接收的光强降低，阻值变大，若再减小电阻箱的阻值，则干簧管的电流增大，则干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警，故B正确； C．增大电源的电动势，对干簧管的通断无影响，故C错误； D．减小干簧管上线圈的匝数，干簧管中产生磁场强度减弱，则干簧管中的两个簧片不能被磁化而接通，蜂鸣器不报警，故D错误。 故选B。 3. 电荷量分别为、的两个点电荷，分别固定在和处，在它们形成的电场中，在x轴正半轴上各点的电势如图中曲线所示，处电势最大。根据提供的信息，下列判断正确的是（ ） A. 两个点电荷可能带同种电荷 B. 电荷量一定满足关系式 C. 一电子从处由静止释放，电势能一定先减小后增大 D. 一电子从处由静止释放，一定在之间做往复运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．处电势最大，则该处电场强度为零，两个点电荷一定带异种电荷，故A错误； B．根据点电荷电场强度公式有 可得，故B错误； C．根据电势变化规律，可知处向右，电场强度先沿x轴负方向，并逐渐减小，再沿x轴正方向，先增大后减小，故一电子从处由静止释放，电场力先做正功后做负功，电势能一定先减小后增大，故C正确； D．处的电势低于处的电势，故一电子从处由静止释放，运动到处还有沿x轴正方向的速度，会继续运动，故D错误。 故选C。 4. 如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡电阻均为R，其中与一光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小）串联，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现装置所处位置光照强度变大，电压表、示数变化量绝对值分别为、，电流表示数变化量为，则下列说法中错误的是（　　） A. 两灯泡逐渐变亮 B. 油滴将向下运动 C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．光敏电阻阻值减小→总电阻减小→总电流增大→两个灯泡的电流都增大，功率增大，因此两灯都变亮，故A正确； B．总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V1的示数减小，而L1的电压变大，所以并联部分L2的电压减小，所以V2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，由于Q不变，则由， 得 可知E不变，油滴静止不动，故B错误； C．把L1电阻R看作电源内阻一部分，就是两端电压的增加量，也是电容器两板间电压减少量，则，故C正确； D．由闭合电路欧姆定律可得 所以，故D正确。 故选B。 5. 如图所示，边长为2a的等边三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一束质量为m电荷量为-q（q>0）的同种带电粒子（不计重力），从AB边的中点，以不同速率沿不同方向射入磁场区域（均垂直于磁场方向射入），下列说法错误的是（　　） A. 若粒子均平行于BC边射入，则从BC边射出的粒子最大速率为 B. 若粒子均平行于BC边射入，则从BC边射出的粒子最小速率为 C. 若粒子均垂直于AB边射入，则粒子可能从BC边上距B点a处射出 D. 若粒子射入时的速率为，则粒子从BC边射出的最短时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．若粒子均平行于BC边射入，从BC边射出的粒子速度最大时，半径最大，此时轨迹经过C点，如图所示 由几何关系得 解得 根据，解得，故A正确，不满足题意要求； B．若粒子均平行于BC边射入，当从BC边射出的粒子速率最小时，半径最小，此时轨迹与BC边相切，则 根据，解得，故B正确，不满足题意要求； C．若粒子均垂直于AB边射入，则当轨迹与BC相切时，如图所示 由几何关系可得 解得 则粒子不可能从BC边上距B点处射出，故C错误，满足题意要求； D．若粒子射入时的速率为，则轨道半径为 粒子从BC边射出的时间最短时，轨迹对应的弦最短，最短弦为射入点到BC的距离，长度为，如图所示 由几何关系可知，轨迹对应的圆心角为，则最短时间为，故D正确，不满足题意要求。 故选C。 6. 如图，足够长的光滑细杆MN水平固定，质量的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量的物块B通过长度l＝0.45m的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动，g取，则（　　） A. 物块A的最大速度为3m/s B. 物块A、B组成的系统，动量守恒 C. 物块B恰好能够到达细杆MN处 D. 物块B从开始运动到最大高度的过程中，机械能减少了1J 【答案】D 【解析】 【详解】A．当B在A的右侧运动时，细绳弹力对A一直做正功，可知当B再次回到最低点时，A的速度最大，根据水平方向动量守恒定律和机械能守恒有， 解得，A错误； B．对B分析，可知B在竖直方向有加速与减速过程，即物块A、B组成的系统存在超重与失重过程，系统所受外力的合力不为0，系统的动量不守恒，但是系统在水平方向上所受外力的合力为0，即系统在水平方向上动量守恒，B错误； C．设物块B恰好到达最高点上升的高度为h，此时A、B速度相等，由水平方向动量守恒定律和机械能守恒有， 解得 可知物块B不能够到达细杆MN处，C错误； D．根据上述可知，物块B从开始运动到最大高度的过程中，B减小的机械能与A增加的机械能相等，则有，D正确。 故选D。 7. 图1中，用一轻质细线将一可视为质点的小球悬挂在天花板上，其摆动周期为T1；图2中，用一轻质细线将该小球挂在光滑固定的斜面上，使其紧贴斜面摆动，摆动周期为T2；图3中，用两根等长的轻质细线将该小球悬挂在水平天花板上，使其沿垂直纸面方向摆动，摆动周期为T3。若所有摆动均视为单摆运动，且所有细线长度相同，重力加速度均为g，则（　　） A. T2>T1>T3 B. T1>T3>T2 C. T1>T2>T3 D. T2>T1=T3 【答案】A 【解析】 【详解】设细线长度为L，图2斜面倾角为，图3中两线夹角为，则图1、图2、图3单摆周期分别为，， 综上可知。 故选A。 8. 图甲中，以光滑水平面为对称面，O为对称点，固定两根足够长的通电直导线P、Q，流过导线P、Q的电流大小相等，方向相反。图乙与图甲结构相同，为对称点，在P、Q所在位置固定两个等量异种点电荷M、N。两个带正电的绝缘物块1、2（可视为质点）以相同的初速度分别从A、B点向右运动，已知，下列说法正确的有（　　） A. A→O的磁感应强度方向水平向左，B→的电场强度方向竖直向下 B. 物块1从A→O做匀减速运动，物块2从B→做匀速运动 C. 物块1经过O点的速度与物块2经过的速度相同 D. 物块1从A→O的运动时间等于物块2从B→的运动时间 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．如图所示，AO间的任意一点由两通电导线产生的合磁感应强度方向水平向左。 如图所示，间任意一点的合电场强度的方向竖直向下，故A正确； BCD．物块1从A→O不受洛伦兹力，重力和支持力平衡，所受合力为零，故做匀速运动，物块2从B→电场力不做功，重力和支持力也不做功，故速度不变，做匀速运动。物块1经过O点的速度与物块2经过的速度相同，物块1从A→O的运动时间等于物块2从B→的运动时间，故B错误，CD正确。 故选ACD。 9. 物理学上把交变电流变成直流电的过程叫整流。几种常见的整流电路如图1、图2、图3所示，各整流电路左端输入完全相同的正弦交流电。三种整流电路中变压器为相同的理想变压器，原、副线圈匝数比为，右端均接有3个完全相同的阻值为R的电阻。图2中与电阻R下端相连的导线与变压器副线圈中间位置相接，下列说法正确的是（　　） A. 图1整流电路在一个周期内通过电阻R的电荷量为 B. 图2整流电路通过电阻R电流的有效值为 C. 图2整流电路与图3整流电路中电阻R在一个周期内产生热量相同 D. 图2整流电路在一个周期内通过电阻R的电流平均值为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由理想变压器原副线圈电压与匝数关系，可得 又 联立解得 图1整流电路在一个周期内通过电阻R的电荷量为，故A正确； B．图2整流电路中电阻R两端电压最大值为 电流的有效值为，故B正确； C．图2整流电路与图3整流电路中电阻R的电压峰值关系为 在一个周期内产生热量关系为，故C错误； D．由AB选项分析可得图2整流电路在一个周期内通过电阻R的电荷量为 又 图2整流电路在一个周期内通过电阻R的电流平均值为，故D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中处的质点P沿y轴负方向运动，Q的纵坐标为，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 内，质点P的路程可能为 C. 若周期，则波速为 D. 若周期，Q的振动方程为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．在时刻，介质中处的质点P沿y轴负方向运动，由“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，故A正确； B．波沿正方向传播，从到，波的传播时间满足（n=0，1，2，…） 时在平衡位置，内的总路程为（n=0，1，2，…） 由图可知，振幅，最小路程为时， 不可能为，故B错误； C．若，则只能取，即 得 由图可得，波长，波速，故C正确； D．时， 设的振动方程为 时， 代入得 波沿x轴正方向传播，点时沿正方向运动，因此 振动方程为，故D错误。 故选AC。 二、实验题（本大题共2小题，第11题第一问和12题的第一问2分，其余3分，共16分） 11. 图（a）是某兴趣小组基于手机磁力传感器，利用Phyphox应用软件完成单摆测量重力加速度的示意图，手机中的磁力传感器能够实时测量并记录外部磁场的磁感应强度大小。在磁性小球摆动过程中，当磁性小球摆动到最右端时，记录的磁感应强度最大。实验时通过磁力传感器记录磁感应强度发生的周期性变化，间接测得小球运动的周期。部分实验操作如下： （1）保证细线与竖直方向的夹角小于并释放小球，打开Phyphox应用软件采集数据，图（b）为实验过程中磁感应强度随时间周期性变化的图像。则小球运动的周期为______（用、表示）。 （2）某次实验当中，由于操作不当，小球不在同一竖直面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，测量周期后，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则重力加速度的测量值______实际值（填“小于”、“大于”或“等于”）。 （3）为避免此类不当操作的再次出现，决定采用杆线摆测量重力加速度。如图（c）所示，杆线摆可以绕着悬挂轴来回摆动，直径为的摆球其运动轨迹被约束在一个倾斜平面内，这相当于单摆在斜面上来回摆动。如图（d）所示，在铁架台上装一根铅垂线，在铁架台的立柱跟铅垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节细线的长度，使摆杆与立柱垂直，保持摆杆长度不变。如图（e）所示，把铁架台底座一侧垫高，立柱倾斜，测出静止时摆杆与铅垂线的夹角为，并测量该倾角下单摆的周期。改变铁架台的倾斜程度，测出多组夹角和单摆周期，若作出的图像是一条过原点的直线，其斜率为，则可以求得重力加速度为______（结果用、、表示）。 【答案】（1） （2）大于 （3） 【解析】 【小问1详解】 由图b可知小球运动的周期 【小问2详解】 由单摆周期公式得，小球在水平面内做圆周运动，设绳与竖直方向的夹角为，由合力提供向心力得 解得 若把当作单摆周期算，重力加速度的测量值偏大。 【小问3详解】 将重力分解为沿杆和垂直杆，可知，等效重力 等效重力加速度的大小 根据单摆周期公式有 则 解得 12. 某同学想测量长度为L的金属导线（阻值约为200Ω）的电阻率。为了精确测量金属导线的阻值，该同学在实验室中找到了如下实验器材： A．电源E（电源电动势约为9V，内阻约为0.5Ω）； B．电流表A1（量程为0~200mA，内阻）； C．电流表A2（量程为0~250mA，内阻约为8Ω）； D．滑动变阻器R（最大阻值为50Ω）； E．定值电阻（阻值为40Ω）； F．定值电阻（阻值为400Ω）； G．开关S、导线若干，螺旋测微器。 （1）先用螺旋测微器测量该金属导线的直径d，如图甲所示，其读数为______mm。 （2）为使最终结果更准确，请将图乙所示的电路图补充完整，并标记电学元件符号。 （3）开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P调至合适位置，记录电流表A1的示数和电流表A2的示数，则该金属导线的电阻率______（用题中给出的物理量符号表示）。 【答案】（1）6.702##6.703##6.704 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 该金属导线的直径 【小问2详解】 由于缺少电压表，需要将内阻已知的电流表改装为电压表，且电源电动势约为9V，因此需将电流表改装为量程为0~9V的电压表，根据可知，需要将定值电阻与电流表串联改装成电压表，且由于电压表内阻已知，则采用A2外接的方法，补充完整的电路图如图所示 【小问3详解】 根据电路特征结合欧姆定律可知，金属导线的电阻 又有， 解得 三、解答题（共计38分） 13. 如图所示，光滑水平面上有一质量且足够长的长木板其左端放置一质量的小物块（可视为质点），两者均处于静止状态，在距离长木板右侧x处（x未知）有一个固定挡板，长木板的左端正上方有一固定点，长不可伸长的轻绳一端系于点，另一端连接质量为的小球。初始时轻绳处于水平状态且恰好无拉力。将小球由静止释放，下摆至最低点时与小物块发生弹性碰撞，、间的动摩擦因数。长木板与挡板间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度取。求： （1）小球与小物块碰撞后瞬间，的速度大小； （2）若长木板与挡板发生2次碰撞后静止，求木板到挡板的距离的值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球C下摆过程机械能守恒  解得碰撞前C的速度 设碰撞后C的速度为，B的速度为 ，碰撞过程中，动量守恒 机械能守恒 解得 【小问2详解】 若长木板A与挡板D恰好发生2次碰撞后静止，在木板碰到挡板D前，AB不能共速； 根据牛顿第二定律，小物块B的加速度为， 长木板A的加速度为， 小物块B一直做匀减速运动至静止，运动时间 长木板A前进距离x，碰到挡板D原速反弹，向左匀减速运动，加速度大小不变，经过相同时间减速为零； 之后重复以上的运动，设长木板A第一次碰到挡板前时间为，则有 木板到挡板的距离 解得 14. 如图所示，Ⅰ、Ⅱ区域有间距为的水平平行金属导轨，导轨在Ⅰ、Ⅱ区域的分界线通过两段极短（长度可忽略不计）的绝缘材料平滑连接，Ⅰ、Ⅱ区域内存在磁感应强度大小分别为、的有界匀强磁场，方向均竖直向下。Ⅰ区域内金属导轨连接一电容为的电容器，初始状态时，电容器所带电量为。一质量为、电阻为的金属棒b静止在Ⅱ区域的导轨上，距磁场右边界的距离为。现将一质量为、电阻为的金属棒a放置在Ⅰ区域内的导轨上，闭合开关，金属棒a进入Ⅱ区域之前速度已恒定，金属棒b出磁场时的速度大小恰好是金属棒a进入Ⅱ区域时速度大小的四分之一，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且没有相碰，导轨电阻与一切摩擦均不计，不考虑磁场的边界效应。求： （1）金属棒a进入Ⅱ区域时速度的大小； （2）金属棒b在磁场中运动时所产生的热量； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 初始时刻电容器两端电压 金属棒a到达匀速时电容器两端电压 此时金属棒a两端电压 设金属棒a从开始运动到匀速的过程中用时，流过棒的电量为，则 由动量定理得 联立得 【小问2详解】 设金属棒b出磁场时金属棒a的速度为，由动量守恒得 由能量守恒得 联立得 该过程中金属棒b上产生的热量 15. 某科研小组将威尔逊云室置于如图所示的匀强电场和匀强磁场中，用来显示带电粒子的运动径迹，进而研究带电粒子的性质。平面直角坐标系xOy位于竖直平面内，x轴上有M、N、P三点，三点的横坐标满足，。在区域内，存在沿y轴负方向的匀强电场；在区域内，存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一未知粒子从坐标原点O沿与x轴正方向成角射入（速度大小未知），在点以速度垂直于磁场边界射入磁场，并从P点射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子的重力，。 （1）求该粒子的比荷； （2）求匀强电场的电场强度E的大小及N、P两点之间的距离lNP。 （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子的轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于D点（图中未画出）。求粒子由C点运动到D点的时间t，以及D点的纵坐标。 【答案】（1） （2）， （3）， 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动，且运动半径为r=d 洛伦兹力提供向心力，则 可得 【小问2详解】 粒子在电场中做一个反向的平抛运动，则， 解得 由位移关系可得 可得 则 【小问3详解】 由于阻力作用，粒子速度减小，故半径也减小，但是粒子运动的 周期与速度无关，由 可得 所以 又由粒子的运动轨迹可知 则粒子由C运动到D的时间为 设某时刻粒子的速度大小为v，方向如图所示，将速度分解为粒子到达D点时 把和f=kv作正交分解，则在x方向有 选择的微元过程，即上式两边同时乘以，并有； 对C点到D点全过程累加求和，且有 则 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $