精品解析：山东省实验中学2025-2026学年高二上学期第二次诊断测试物理试题

山东省实验中学2024级高二第二次诊断考试 物理试题 说明：本试卷满分100分，分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，第I卷为第1页至第4页，第II卷为第5页至第8页。试题答案请用2B铅笔或0.5mm签字笔填涂到答题卡规定位置上，书写在试题上的答案无效。考试时间90分钟。 第I卷（共40分） 一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 对下列几种物理现象的解释，正确的是（　　） A. 击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B. 用手接篮球时，手往往向后缩一下，是为了减小冲量 C. 易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力 D. 在车内推车推不动，是因为车所受推力的冲量为零 2. 如图所示，木块与弹簧相连放在光滑的水平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极短，而后木块将弹簧压缩到最短，关于子弹和木块组成的系统，下列说法中正确的是（　　） A. 子弹射入木块的过程中，系统动量守恒，机械能不守恒 B. 木块压缩弹簧的过程中，系统动量守恒，能量守恒 C. 上述任何一个过程动量均不守恒，能量也不守恒 D. 从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中，系统动量守恒，能量守恒 3. 矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示。灯泡标有“36V，40W”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。不计线框的电阻，则下列说法正确的是（　　） A. 理想变压器的输入功率为 B. 变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次 C. 灯泡恰好正常发光 D. 在甲图所示的时刻，垂直纸面向内观察，线框中的电流为逆时针方向 4. 如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三个点，O为半圆弧的圆心，。在M、N、P处各有一条长直导线垂直纸面，M、N、P导线中通有大小相等的恒定电流，其中M、P中的电流向里，N中的电流向外，这时О点的磁感应强度大小为。现取走M处的长直导线，则O点的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 单匝正方形闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴（）匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度为B，线框的边长为，电阻为，设线框中产生的最大感应电动势为，从线框平面与磁场平行时刻（图示位置）开始计时，下面说法正确的是（　　） A. 线框中的电流方向在图示位置发生变化 B. 线框转动的角速度为 C. 当穿过线框的磁通量最大时，线框中的感应电动势为 D. 若转动周期减小一半，线框中的感应电动势最大值变为原来的一半 6. 光敏电阻是用硫化镉半导体材料制成的特殊电阻器，其电阻值会随光照强度的增大而减小，光敏电阻的这种特殊性能，在科技生活中得到广泛应用。某应用电路如图所示，为定值电阻，为小灯泡，为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数减小 B. 电源的输出功率一定增加 C. 的电压减小 D. 小灯泡变暗 7. 如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α粒子 B. 若增大加速电压U，质子从D型盒出口射出的动能增大 C. 质子从D型盒出口射出时，加速次数 D. 质子第n次加速后和第次加速后的运动半径之比为 8. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点。一个带正电的粒子仅在洛伦兹力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向，以大小不同的速率射入正方形内，粒子重力不计。下列说法中正确的是（　　） A. 若该带电粒子从ab边射出，它经历的时间可能为t0 B. 若该带电粒子从bc边射出，它经历的时间可能为t0 C. 若该带电粒子从cd边射出，它经历的时间为 D. 若该带电粒子从ad边射出，它经历的时间可能为 二、多项选择题（本题包括4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意，选对但不全得2分，有选错不得分） 9. 如图所示，A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成，半径，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则（　　） A. A、B线圈的电阻之比 B. A、B线圈中产生的感应电动势之比 C. 垂直纸面向内观察，线圈中的电流方向为逆时针方向 D. 线圈面积有扩张的趋势 10. 如图，光滑水平面上质量的物体以的初速度向右运动，与前方质量的静止物体发生碰撞，以向右为正方向，则碰撞后两物体的速度可能是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，在外力作用下水平向右匀速穿过宽度为的匀强磁场区域。规定逆时针方向为感应电流的正方向，三角形两直角边长度为，三角形的一条直角边始终平行磁场边界，线框中产生的感应电流和线框受到的安培力的大小随时间变化图像正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示，地面上方空间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一质量为、电荷量为的小球从距地面高处由静止释放，小球刚好不会撞到地面。不计空气阻力，重力加速度为。从小球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球的运动轨迹是圆的一部分 B. 小球的最大速度为 C. 匀强磁场的磁感应强度大小为 D. 从小球由静止释放到第一次运动到最低点的时间为 第II卷（非选择题，共60分） 三、实验题（本题包括2小题，共14分） 13. 用如图所示实验装置可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时先让质量为m₁的入射小球A从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，P为落点的平均位置。再把质量为m₂的被撞小球B放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N分别为落点的平均位置。 （1）实验中，必须测量的物理量是___________（填选项前的符号）。 A. 小球开始释放高度h B. 两个小球的质量 C. 抛出点距地面的高度H D. 平抛的水平射程OP、OM、ON E. 两小球做平抛运动的时间t （2）关于本实验，下列说法正确的是___________（填选项前的符号）。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端切线必须水平 C. 入射小球的质量必须大于被撞小球的质量 D. 实验过程中，白纸可以移动 （3）实验的相对误差定义为：。若即可认为动量守恒。某次实验中小球落地点距O点的距离如图所示，已知，则本次实验相对误差___________（结果保留两位有效数字），可以判定两球碰撞的过程中，水平方向动量___________（选填“守恒”、“不守恒”）。 14. 在“测量金属丝的电阻率”实验中。 （1）用螺旋测微器和游标卡尺分别测量粗细均匀金属丝的直径和长度，结果分别如图甲和乙所示。金属丝的直径为___________，长度为___________。 （2）将该金属丝（阻值约为）固定在木板上，准备测量其电阻（要求电压从零开始调节）。现有电源（电动势为，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材： A.电流表（量程，内阻约） B.电压表（量程，内阻约） C.滑动变阻器（，额定电流10A） D.滑动变阻器（，额定电流） a.为减小误差，且便于操作，滑动变阻器应选___________（选填器材前的字母）。 b.如图所示为测量该金属丝电阻的实验电路实物图，图中已连接了部分导线，请补充完成___________。 c.测量出电压表示数为，电流表示数为，则该金属丝电阻率测量值的表达式___________（用题中测量的物理量符号表示）。 （3）实验时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在上图中的___________（填“左”或“右”）端。 （4）若不考虑偶然误差，经过正确的操作与计算得到的电阻率的测量值比其真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。 四、计算题（本题包括4小题，共46分） 15. 如图，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，求： （1）电源电动势和内阻； （2）电流表示数为0.3A时电动机的输出功率。 16. 如图所示，在平面第一象限内有以虚线为理想边界的匀强电场和匀强磁场区域，与轴夹角为，与轴之间的电场平行于轴向上，与轴之间的磁场垂直纸面向里。在轴上有一点到点的距离为。现有一个质量为、电荷量为的带负电粒子，从点以速度垂直于轴向右进入电场区域，粒子离开电场后从上的点进入磁场区域，已知点到轴的距离为。粒子经过磁场后从轴上点离开，且速度方向与轴垂直，不计带电粒子的重力，求： （1）电场强度和磁感应强度； （2）粒子从点运动到点所用的总时间。 17. 如图所示，有两段间距恒为的平行金属导轨和，其中段和段倾斜，倾角和段水平且足够长，两段导轨所在平面均存在垂直平面的匀强磁场，磁场方向如图所示。倾斜导轨和水平导轨在和平滑连接，和之间有阻值的电阻。一根质量为、阻值为的金属棒a在倾斜导轨上高度处由静止释放，沿导轨滑下，到达前已达匀速，最终停在水平导轨上，整个过程金属棒始终保持与导轨垂直且接触良好。不计其他电阻，不计所有摩擦，忽略金属棒通过连接处时的能量损失。重力加速度取。求： （1）金属棒a在倾斜导轨上运动的最大速度。 （2）金属棒a从释放至到达的过程中，电阻上产生的焦耳热和通过电阻的电荷量。 （3）金属棒a在水平轨道上运动时电阻产生的电热。 18. 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的最左端（B、C可视为质点），A与B间的动摩擦因数，三者质量分别为。开始时A、C静止，滑块B以的速度从A最左端滑上木板，A、B第一次达到共同速度后，A与C发生碰撞，碰后A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，碰撞时间极短。重力加速度，求： （1）A、B第一次达到共同速度的大小； （2）A与C碰撞后瞬间A和C的速度大小； （3）若A、B第二次共速时B恰好运动到A的最右端，则A板的长度为多少？最终A与C的间距是多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省实验中学2024级高二第二次诊断考试 物理试题 说明：本试卷满分100分，分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，第I卷为第1页至第4页，第II卷为第5页至第8页。试题答案请用2B铅笔或0.5mm签字笔填涂到答题卡规定位置上，书写在试题上的答案无效。考试时间90分钟。 第I卷（共40分） 一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 对下列几种物理现象的解释，正确的是（　　） A. 击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B. 用手接篮球时，手往往向后缩一下，是为了减小冲量 C. 易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力 D. 在车内推车推不动，是因为车所受推力的冲量为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长，作用力小，故A错误； B．用手接篮球时，手向后缩一下，是为了延长作用时间以减小作用力，故B错误； C．据动量定理Ft＝Δp知，当Δp相同时，t越长，作用力越小，故C正确； D．车能否移动或运动状态能否改变取决于所受的合外力，与内力作用无关，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，木块与弹簧相连放在光滑的水平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极短，而后木块将弹簧压缩到最短，关于子弹和木块组成的系统，下列说法中正确的是（　　） A. 子弹射入木块的过程中，系统动量守恒，机械能不守恒 B. 木块压缩弹簧的过程中，系统动量守恒，能量守恒 C. 上述任何一个过程动量均不守恒，能量也不守恒 D. 从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中，系统动量守恒，能量守恒 【答案】A 【解析】 【详解】ACD．子弹射入木块的过程中系统所受合外力为零，子弹和木块系统动量守恒，有内能产生，机械能不守恒，A正确，CD错误； B．木块压缩弹簧过程中系统所受合外力不为零，子弹和木块系统动量不守恒，B错误。 故选A。 3. 矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示。灯泡标有“36V，40W”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。不计线框的电阻，则下列说法正确的是（　　） A. 理想变压器的输入功率为 B. 变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次 C. 灯泡恰好正常发光 D. 在甲图所示的时刻，垂直纸面向内观察，线框中的电流为逆时针方向 【答案】A 【解析】 【详解】B．根据图乙，交流电的周期为0.02s，则频率为50Hz，在一个周期内电流方向改变2次，可知变压器副线圈中的电流方向每秒改变100次，故B错误； AC．理想变压器原线圈两端电压 由原、副线圈的匝数比为2:1可知，副线圈两端电压为，则灯泡L不能正常发光，灯泡电阻为 理想变压器副线圈功率 则理想变压器输入功率为20W，故A正确，C错误； D．在甲图所示的时刻，垂直纸面向内观察，根据右手定则，线框中的电流为顺时针方向，故D错误。 故选A。 4. 如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三个点，O为半圆弧的圆心，。在M、N、P处各有一条长直导线垂直纸面，M、N、P导线中通有大小相等的恒定电流，其中M、P中的电流向里，N中的电流向外，这时О点的磁感应强度大小为。现取走M处的长直导线，则O点的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】有安培定则可知，M导线在O点产生的磁场方向竖直向下，P导线在O点产生的磁场方向水平向右，N导线在O点产生的磁场方向为竖直向下，由M、N、P三导线距离O的距离相等，且同的电流大小相等，所以三道线在O点的磁感应强度大小相等，设为，由磁场叠加可知，三导线在O点的合磁感应强度为 同理若将M导线取走，则此时的磁感应强度为 整理有 故选D。 5. 单匝正方形闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴（）匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度为B，线框的边长为，电阻为，设线框中产生的最大感应电动势为，从线框平面与磁场平行时刻（图示位置）开始计时，下面说法正确的是（　　） A. 线框中的电流方向在图示位置发生变化 B. 线框转动的角速度为 C. 当穿过线框的磁通量最大时，线框中的感应电动势为 D. 若转动周期减小一半，线框中的感应电动势最大值变为原来的一半 【答案】B 【解析】 【详解】A．图示位置为线框平面与磁场方向平行的位置，此时穿过线框的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势和感应电流均达到最大值；线框中的电流方向发生变化的位置是在中性面，即线框平面与磁场方向垂直的位置，故A错误； B．线框在匀强磁场中匀速转动产生的感应电动势的最大值为 对于单匝（N=1）正方形线框，其面积，所以线框转动的角速度 ，故B正确； C．当穿过线框的磁通量最大时，线框位于中性面，此时线框平面与磁场方向垂直，磁通量的变化率为零，因此感应电动势为零，故C错误； D．感应电动势最大值 ，而角速度与周期的关系为 ，所以  可见，感应电动势最大值与周期成反比，若转动周期减小一半，则感应电动势最大值将变为原来的2倍，故D错误。 故选B。 6. 光敏电阻是用硫化镉半导体材料制成的特殊电阻器，其电阻值会随光照强度的增大而减小，光敏电阻的这种特殊性能，在科技生活中得到广泛应用。某应用电路如图所示，为定值电阻，为小灯泡，为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数减小 B. 电源的输出功率一定增加 C. 的电压减小 D. 小灯泡变暗 【答案】C 【解析】 【详解】ACD．当照射光强度增大时，变小，总电阻变小，总电流变大，电压表的示数增大； 两端电压变小，小灯泡电流增大，小灯泡变亮； 的电压变小，故AD错误，C正确； B．当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大； 变小，外电阻变小，由于不知道外电阻与电源内阻的具体关系，所以无法确定输出功率变化，故B错误。 故选C。 7. 如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α粒子 B. 若增大加速电压U，质子从D型盒出口射出的动能增大 C. 质子从D型盒出口射出时，加速次数 D. 质子第n次加速后和第次加速后的运动半径之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．此加速器加速粒子时的周期与粒子在磁场中的运动周期相同为 α粒子的比荷与质子的比荷不同，即α粒子与质子在磁场中运动的周期不同，所以保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置不能用于加速α粒子，故A错误； B．设质子从D型盒出口射出的速度为vm，则有 解得质子从D型盒出口射出的动能为 可知质子从D型盒出口射出的动能与加速电压无关，故B错误； C．设质子从D型盒出口射出时加速了n次，则由动能定理有 解得 故C错误； D．由动能定理可知， 得第n次加速后和第n+1次加速后的速度分别为， 再由质子在磁场中做圆周运动洛伦兹力提供向心力有 可知 则质子第n次加速后和第n+1次加速后的运动半径分别为， 所以 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点。一个带正电的粒子仅在洛伦兹力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向，以大小不同的速率射入正方形内，粒子重力不计。下列说法中正确的是（　　） A. 若该带电粒子从ab边射出，它经历的时间可能为t0 B. 若该带电粒子从bc边射出，它经历的时间可能为t0 C. 若该带电粒子从cd边射出，它经历的时间为 D. 若该带电粒子从ad边射出，它经历的时间可能为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由带正电的粒子从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间刚好从c点射出磁场可知，该带电粒子在磁场中做圆周运动的周期。当粒子沿纸面以与Od成30°角的方向射入正方形内时，如图所示，作出从ab边射出的临界轨迹①。由图可知，当轨迹①与ab相切时为带电粒子从ab边射出的临界值，根据几何关系 则该带电粒子从ab边射出经历的时间一定不大于，故A错误； B．作出从边射出的临界轨迹②。由图可知，当轨迹②与相切时为带电粒子从边射出的临界值，根据几何关系 则该带电粒子从边射出经历的时间一定不大于，故B正确； C．作出从cd边射出的临界轨迹③。由带电粒子运动轨迹的对称性可知，该带电粒子从cd边射出经历的时间一定是，故C错误； D．作出从边射出的临界轨迹④。由图可知，当轨迹④与相切时为带电粒子从边射出的临界值，根据几何关系 则该带电粒子从边射出经历的时间一定不大于，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（本题包括4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意，选对但不全得2分，有选错不得分） 9. 如图所示，A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成，半径，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则（　　） A. A、B线圈的电阻之比 B. A、B线圈中产生的感应电动势之比 C. 垂直纸面向内观察，线圈中的电流方向为逆时针方向 D. 线圈面积有扩张的趋势 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据可知，A、B线圈的电阻之比，A错误； B．根据，可知A、B线圈中产生的感应电动势之比，B正确； C．根据楞次定律，穿过线圈的磁通量向里减小，则垂直纸面向内观察，线圈中的电流方向为顺时针方向，C错误； D．根据楞次定律“增缩减扩”可知，线圈面积有扩张的趋势，D正确。 故选BD。 10. 如图，光滑水平面上质量的物体以的初速度向右运动，与前方质量的静止物体发生碰撞，以向右为正方向，则碰撞后两物体的速度可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】若两者碰后粘在一起，则 解得v=2m/s 若两者发生弹性碰撞，则满足， 解得 可知所有碰撞应该介于两者之间，则， 故选BD。 11. 如图所示，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，在外力作用下水平向右匀速穿过宽度为的匀强磁场区域。规定逆时针方向为感应电流的正方向，三角形两直角边长度为，三角形的一条直角边始终平行磁场边界，线框中产生的感应电流和线框受到的安培力的大小随时间变化图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．在时间内，线框进入磁场时磁通量向里增加，由楞次定律可知，感应电流的磁场向外，感应电流为逆时针方向，即感应电流为正，随着线框的运动，导线切割磁感线的有效长度均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小；在时间内，穿过线框的磁通量向里减小，由楞次定律知，感应电流为顺时针方向，即感应电流为负，此过程，由于磁场穿过线框的面积均匀减小（线框有效切割长度保持d不变），穿过线框的磁通量均匀减小，产生的感应电动势，可知E不变，感应电流不变；在时间内，穿过线框的磁通量向里减少，由楞次定律知，感应电流为顺时针方向，即感应电流方向为负，线框有效切割长度均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小；故A正确，B错误； CD．由线框受到的安培力的大小 又，，解得 在时间内，导线切割磁感线的有效长度均匀减小，安培力均匀减小，方向向左；在时间内，导线切割磁感线的有效长度不变，安培力大小不变，方向向左；在时间内，线框有效切割长度均匀减小，安培力均匀减小，方向向左；故C错误，D正确。 故选AD。 12. 如图所示，地面上方空间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一质量为、电荷量为的小球从距地面高处由静止释放，小球刚好不会撞到地面。不计空气阻力，重力加速度为。从小球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球的运动轨迹是圆的一部分 B. 小球的最大速度为 C. 匀强磁场的磁感应强度大小为 D. 从小球由静止释放到第一次运动到最低点的时间为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．小球运动过程中，受到重力和洛伦兹力的作用，所受合外力大小和方向都在变，其运动轨迹不是圆的一部分，故A错误； B．小球运动过程中，洛伦兹力始终不做功，只有重力做功，运动到最低点时重力做功最多，根据动能定理可知，此时动能最大，速度也最大，根据动能定理有 解得，故B正确； C．小球的初速度为零，将其分解为水平向左和水平向右的两个分速度，大小都是v，满足 即 如图所示 水平向右的速度v使小球受到竖直向上的洛伦兹力，这个洛伦兹力正好与重力相抵消，水平向左的速度v使小球受到竖直向下的洛伦兹力，这个洛伦兹力使小球沿逆时针方向做匀速圆周运动，则小球的运动是水平向右的速度为的匀速直线运动和逆时针方向的速度大小为的匀速圆周运动的合运动，根据洛伦兹力提供向心力有 其中 解得，故C正确； D．从小球由静止释放到第一次运动到最低点的时间为，故D正确。 故选BCD。 第II卷（非选择题，共60分） 三、实验题（本题包括2小题，共14分） 13. 用如图所示实验装置可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时先让质量为m₁的入射小球A从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，P为落点的平均位置。再把质量为m₂的被撞小球B放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N分别为落点的平均位置。 （1）实验中，必须测量的物理量是___________（填选项前的符号）。 A. 小球开始释放高度h B. 两个小球的质量 C. 抛出点距地面的高度H D. 平抛的水平射程OP、OM、ON E. 两小球做平抛运动的时间t （2）关于本实验，下列说法正确的是___________（填选项前的符号）。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端切线必须水平 C. 入射小球的质量必须大于被撞小球的质量 D. 实验过程中，白纸可以移动 （3）实验的相对误差定义为：。若即可认为动量守恒。某次实验中小球落地点距O点的距离如图所示，已知，则本次实验相对误差___________（结果保留两位有效数字），可以判定两球碰撞的过程中，水平方向动量___________（选填“守恒”、“不守恒”）。 【答案】（1）BD （2）BC （3） ①. 1.2% ②. 守恒 【解析】 【小问1详解】 A．小球开始释放高度相同，抛出点速度相同，故不需要测量小球开始释放的高度，故A错误； B．根据动量守恒定律，故需要测量两个小球的质量，故B正确； CDE．由于小球做平抛的高度相同，故下落的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，故需要测量平抛的水平射程，故CE错误，D正确。 故选BD。 【小问2详解】 A．实验中，斜槽轨道不一定需要光滑，只需保证同一高度滑下即可，故A错误； B．实验中，斜槽轨道末端必须水平，保证小球做平抛运动，故B正确； C．为了防止碰撞后入射球反弹，入射小球的质量必须大于被撞小球的质量，故C正确； D．实验中，白纸的位置不可以移动，确保落地点位置精准，故D错误。 故选BC。 【小问3详解】 [1][2]根据动量守恒定律知 由平抛运动知 则 解得 碰撞前 碰撞后 相对误差 解得 故本次实验中两球的水平方向动量守恒。 14. 在“测量金属丝的电阻率”实验中。 （1）用螺旋测微器和游标卡尺分别测量粗细均匀金属丝的直径和长度，结果分别如图甲和乙所示。金属丝的直径为___________，长度为___________。 （2）将该金属丝（阻值约为）固定在木板上，准备测量其电阻（要求电压从零开始调节）。现有电源（电动势为，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材： A.电流表（量程，内阻约） B.电压表（量程，内阻约） C.滑动变阻器（，额定电流10A） D.滑动变阻器（，额定电流） a.为减小误差，且便于操作，滑动变阻器应选___________（选填器材前的字母）。 b.如图所示为测量该金属丝电阻的实验电路实物图，图中已连接了部分导线，请补充完成___________。 c.测量出电压表示数为，电流表示数为，则该金属丝电阻率测量值的表达式___________（用题中测量的物理量符号表示）。 （3）实验时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在上图中的___________（填“左”或“右”）端。 （4）若不考虑偶然误差，经过正确的操作与计算得到的电阻率的测量值比其真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） ①. 1.744##1.745##1.746 ②. 13.14 （2） ①. C ②. ③. （3）左 （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 [1]金属丝的直径为1.5mm+0.01mm×24.5=1.745mm [2]长度为13.1cm+0.1mm×4=13.14cm 【小问2详解】 a.[1]因滑动变阻器要接成分压电路，则为减小误差，且便于操作，滑动变阻器应选C。 b.[2]待测电阻阻值较小，则应该用电流表外接，滑动变阻器用分压电路，则实验电路实物图如图。 c.[3]根据 解得 【小问3详解】 实验时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在上图中的左端。 【小问4详解】 因电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，电阻的测量值偏小，则得到的电阻率的测量值比其真实值偏小。 四、计算题（本题包括4小题，共46分） 15. 如图，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，求： （1）电源电动势和内阻； （2）电流表示数为0.3A时电动机的输出功率。 【答案】（1）3.6V， （2）0.54W 【解析】 【小问1详解】 由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻，为 当电流 I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势 【小问2详解】 电动机的内阻 电流表示数为0.3A时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，则此时电动机两端的电压为UM=3.0V，通过电动机的电流为IM=0.3A，则电动机的输出功率 16. 如图所示，在平面第一象限内有以虚线为理想边界的匀强电场和匀强磁场区域，与轴夹角为，与轴之间的电场平行于轴向上，与轴之间的磁场垂直纸面向里。在轴上有一点到点的距离为。现有一个质量为、电荷量为的带负电粒子，从点以速度垂直于轴向右进入电场区域，粒子离开电场后从上的点进入磁场区域，已知点到轴的距离为。粒子经过磁场后从轴上点离开，且速度方向与轴垂直，不计带电粒子的重力，求： （1）电场强度和磁感应强度； （2）粒子从点运动到点所用的总时间。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子由M点运动到N点的过程，平行于x轴方向做匀速直线运动，平行于y轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有，， 联立解得， 设粒子经过N点时速度方向与水平方向的夹角为，根据速度的反向延长线过平行于x轴方向位移的中点，有 则 即速度方向与ON垂直，粒子经过N点时速度大小为 结合题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在O点，则 粒子在磁场中运动的过程，根据洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问2详解】 粒子在磁场中运动的时间为 粒子从点运动到点所用的总时间 17. 如图所示，有两段间距恒为的平行金属导轨和，其中段和段倾斜，倾角和段水平且足够长，两段导轨所在平面均存在垂直平面的匀强磁场，磁场方向如图所示。倾斜导轨和水平导轨在和平滑连接，和之间有阻值的电阻。一根质量为、阻值为的金属棒a在倾斜导轨上高度处由静止释放，沿导轨滑下，到达前已达匀速，最终停在水平导轨上，整个过程金属棒始终保持与导轨垂直且接触良好。不计其他电阻，不计所有摩擦，忽略金属棒通过连接处时的能量损失。重力加速度取。求： （1）金属棒a在倾斜导轨上运动的最大速度。 （2）金属棒a从释放至到达的过程中，电阻上产生的焦耳热和通过电阻的电荷量。 （3）金属棒a在水平轨道上运动时电阻产生的电热。 【答案】（1） （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒a速度最大时受力平衡，有 又，， 解得 代入数据得 【小问2详解】 金属棒a从释放至到达的过程中，根据能量守恒得 解得 又， 则 该过程中通过电阻R的电荷量 又，， 联立得 代入数据得 【小问3详解】 金属棒a在水平轨道上运动过程中，根据能量守恒有 电阻产生的电热 解得 18. 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的最左端（B、C可视为质点），A与B间的动摩擦因数，三者质量分别为。开始时A、C静止，滑块B以的速度从A最左端滑上木板，A、B第一次达到共同速度后，A与C发生碰撞，碰后A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，碰撞时间极短。重力加速度，求： （1）A、B第一次达到共同速度的大小； （2）A与C碰撞后瞬间A和C的速度大小； （3）若A、B第二次共速时B恰好运动到A的最右端，则A板的长度为多少？最终A与C的间距是多大？ 【答案】（1） （2）， （3）； 【解析】 【小问1详解】 A、B第一次达到共同速度的过程，根据动量守恒定律有 解得 【小问2详解】 设向右为正方向，A与C碰撞瞬间，根据动量守恒定律有 根据题意可知，A与C发生碰撞，碰后A、B再次达到共同速度一起向右运动的速度与C的速度相同，A与C碰撞后到A、B再次达到共同速度的过程，根据动量守恒有 联立解得， 【小问3详解】 A、B第一次达到共同速度的过程中，根据能量守恒有 A、C碰撞后到A、B再次达到共同速度的过程，根据能量守恒有 根据题意，A板的长度 联立解得 A与C碰撞后到A、B再次达到共同速度的过程，对A，根据动量定理得 解得 该过程A、C的位移大小分别为， 最终A与C的间距是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $