精品解析：广西南宁市第一中学2025-2026学年高二下学期期中物理试题

高二物理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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项是符合题目要求） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 电磁波的传播不需要介质，且电磁波是纵波 B. 麦克斯韦电磁场理论指出电场一定会产生磁场 C. 紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础 D. 电磁波和机械波从一种介质传播到另一种不同介质时，波长都会发生变化 2. 如图所示，竖直方向的无限长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，导线中通有电流，下列情况中，说法正确的是（　　） A. 电流恒定，闭合金属线框向上平移，金属线框将有顺时针的电流产生 B. 电流恒定，闭合金属线框向右平移，金属线框将有逆时针的电流产生 C. 金属线框固定不动，电流增加，金属线框将有逆时针的电流产生 D. 金属线框固定不动，电流减小，金属线框将有顺时针的电流产生 3. 如图所示，急行跳远由助跑、起跳、腾空与落地等动作组成，空气阻力不能忽略，下列说法正确的是（　　） A. 空中落地时总要屈腿减小地面对人的冲击力 B. 空中落地时总要屈腿减小人落地前瞬间的速度 C. 从起跳到落地过程中，运动员动量守恒 D. 从起跳后到最高点过程中，运动员的机械能增大 4. 图甲是一列机械波在t=0.1s时刻的波形图，图乙是平衡位置在x=4m处质点的振动图像。则下列说法正确的是（　　） A. 该列波向右传播，传播速度为20m/s B. 在x=4m处的质点经过0.4s的时间将沿x轴传播8m C. 在t=0.15s时，x=2m处的质点具有向上的最大加速度 D. 由t=0s到t=0.15s时间内，x=1.5m处的质点经过的路程为12cm 5. 钓鱼可以修身养性，颇受人们的喜爱。某鱼漂上部可视为圆柱体，其示意图如图所示。当鱼漂受到微小扰动时会上下振动，某钓友发现鱼漂向下运动时圆柱体上的M点恰好可以到达水面，向上运动时圆柱体上的N点恰好可以露出水面。忽略水的阻力和水面波动影响，下列说法正确的是（　　） A. 鱼漂振动过程中受到重力、浮力、回复力的作用 B. 当M点到达水面时，鱼漂有向下的最大加速度 C. 鱼漂向下运动的过程中机械能守恒 D. 当M、N的中点到达水面时，鱼漂的速度最大 6. 如图所示，质量为、电荷量绝对值为的带电粒子（重力不计）从点以垂直于磁场边界的速度射入宽度为的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为，磁场的磁感应强度大小为。则（　　） A. 该带电粒子带正电 B. 磁场的宽度 C. 洛伦兹力对粒子做正功 D. 粒子通过磁场的时间为 7. 如图所示，间距L=1m的两平行光滑金属导轨，x轴平行于导轨，y轴垂直于导轨。一质量为ma=2kg的绝缘棒a静止置于x=0处。在y轴右侧区域的导轨间存在垂直纸面向外、大小为B的非匀强磁场，满足B=0.5x（T）的变化规律。质量为mb=1 kg的金属棒b垂直导轨静止于x1=0.5m处，导轨右侧的恒流源保持电路的电流恒为8A（方向如图中箭头所示）。在两轨道中存在一劲度系数为k=8N/m的轻质弹簧，右端与绝缘棒a相连处于原长状态，弹簧始终处于弹性限度内，忽略一切阻力，忽略导轨和b棒的电阻。a、b两棒的碰撞始终为弹性碰撞。下列说法正确的是（　　） A. 若将单刀双掷开关接R=0.5Ω的电阻，用外力将b棒匀速拉到a棒处，不计其他电阻，通过电阻R的电荷量Q=0.25C B. 若接通恒流源，金属棒b第一次到达y轴与a碰撞前瞬间安培力大小为1N C. 若接通恒流源，金属棒b第一次到达y轴与a碰撞前安培力做功1J D. 若接通恒流源，金属棒b第一次与a相碰后的瞬时速度大小为m/s 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，有多项是符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，不选或有选错的得0分） 8. 关于下列四幅图，说法正确的是（　　） A. 图甲中穿过金属圆环1和2的磁通量大小分别为和，则 B. 图乙中粒子打在核乳胶底片上的位置越靠近S0，粒子的比荷越小 C. 图丙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属 D. 图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势 9. 中国京剧的特技水袖舞包容了戏曲和舞蹈的成分，别具美感。图甲是t=0.2s时刻京剧花旦舞动水袖形成的一列沿x轴正方向传播的简谐横波。P、Q为该波沿水平传播方向上相距0.6m的两个质点（图中Q点未画出），P点振动领先Q点，t=0.2s时刻Q质点正处于平衡位置向下振动，图乙为P质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. t=0时刻，P质点所受合力沿y轴负方向 B. P质点的振动方程为y=0.3sin2.5πt（m） C. 该简谐横波的波长可能为0.48m D. 该简谐横波的传播速度可能为1m/s 10. 如图所示，磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，边长为L、电阻为R、匝数为N的正方形线框，绕OO'轴以角速度ω匀速转动，OO'为中轴线，线框通过电刷与阻值为3R的定值电阻和可变的理想变压器相连，变压器副线圈接有阻值为R的定值电阻，原线圈和副线圈接入电路的匝数之比为3∶1。电表均为理想电表，图示线框平面与磁场平行，导线电阻均不计。下列说法正确的是（　　） A. 线框从图示转过60°时，电动势的瞬时值为 B. 副线圈中电压的频率为 C. 交流电压表的示数为 D. 若仅将滑动触头P向上滑动少许时，电流表的示数变大，电压表的示数变小 三、实验题（本题共2小题，第11题8分，第12题8分，每空2分，共16分。） 11. 用如图所示装置做“验证动量守恒定律”实验。 实验中使用的小球1和2质量分别为m1、m2，直径分别为d1、d2。在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。 （1）小球1和2的质量应满足m1__________m2，直径应满足d1__________d2。（两空均选填“大于”“等于”或“小于”） （2）实验时，先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止释放，与小球2碰撞，并多次重复。该实验需要完成的必要步骤还有__________。（选填选项前的字母） A. 测量小球1的释放点S距桌面的高度h B. 测量斜槽轨道末端距地面的高度H C. 分别找到小球1与小球2相碰后平均落地点的位置M、N D. 测量平抛射程OM、ON （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式__________（用m1、m2、OP、OM、ON表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 12. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中。使用的双缝间距d=0.20mm。双缝到光屏的距离L=600mm，观察到的干涉条纹如图所示。 （1）该单色光的波长λ=__________（用L、d、x1、x2表示） （2）代入数据计算单色光的波长λ=__________m（结果保留两位有效数字） 13. 某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 （1）如图甲，插完大头针后，取下玻璃砖，用铅笔分别连接P1P2和P3P4，与aa'和bb'分别交于O1和O2，用直尺测量O1O2的长度，记为l。然后以O1点为起始端在P1P2上量取长度为l的线段，由这个线段的另一个端点向法线O1O做垂线，测得该垂线段距离为x1，再测得OO2的距离为x2，则玻璃砖的折射率n=__________。（用题目中测得的物理量表示） （2）某同学在画完边界aa'时，不小心将玻璃砖向上平移了一小段距离，然后画出下边界bb'，导致两边界间距略小于玻璃砖宽度，如图乙所示。其他实验操作步骤均无误，那他测得的折射率与真实值相比__________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答过程要求有必要的文字说明，只写结果的不能得分，有数值计算的要写出正确单位。） 14. 如图所示为某透明均匀介质的截面图，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB=45°，半圆形的半径为米，一束光线从E点与AC成30°射入介质，其延长线过半圆形的圆心O，已知光线在E点的折射角θ2=30°。求： （1）介质折射率n为多少； （2）已知光速为c，求光从E点开始，在介质中第一次传播到半圆弧时所用的时间t。 15. 回旋加速器是带电粒子在电场和磁场中运动的典型应用，请运用相关物理知识解答下列带电粒子在电磁场中运动的问题。 （1）若已知质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计粒子重力，求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T。 （2）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，在第三、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场。从y轴上坐标为（0，4L）的P点沿x轴正方向，以初速度v0射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子经电场偏转后从坐标为（6L，0）的Q点第一次经过x轴进入磁场，粒子经磁场偏转后第一次离开磁场位置为O点，不计粒子的重力。粒子从P点运动到O点过程中，求： ①粒子经过Q点时速度v1的大小； ②匀强磁场磁感应强度B0的大小； 16. 我国第三艘航空母舰福建号上加装的是最先进的电磁弹射系统，其原理是在飞机起飞时利用电磁作用力使它快速加速。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。足够长的光滑水平金属导轨间隔l=0.5m，电阻不计。轨道的左端接一线圈，线圈的面积，内阻r=1Ω，匝数n=200匝。在线圈上加随时间均匀增大的磁感应强度B1，磁感应强度变化率。导轨间有磁感应强度B2=2T的匀强磁场垂直导轨向里。一根长为l=0.5m，质量m=0.2kg、电阻R=3Ω的导体棒ab垂直导轨静止放置。电容器的电容C=1F，1、2、3是一个组合开关的接口，可以任意连接两个接口。求： （1）线圈产生的电动势大小E （2）开关打在1、3接口，导体棒ab从静止开始被弹射出去。 a.导体棒弹射出去后的最大速度vm b.测得导体棒从静止到最大速度的过程中，闭合回路的电荷量q=0.8C，该过程中导体棒ab上的焦耳热 （3）开关先打在1、2接口，对电容器进行充电，充好电后开关再打在2、3接口，导体棒ab从静止开始被弹射出去，求电容器充满电后的电荷量q1和导体棒的最大速度v' 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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项是符合题目要求） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 电磁波的传播不需要介质，且电磁波是纵波 B. 麦克斯韦电磁场理论指出电场一定会产生磁场 C. 紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础 D. 电磁波和机械波从一种介质传播到另一种不同介质时，波长都会发生变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．电磁波传播不需要介质，但电磁波的电场、磁场振动方向与传播方向垂直，属于横波而非纵波，故A错误； B．麦克斯韦电磁场理论指出，只有变化的电场才能产生磁场，恒定电场不会产生磁场，故B错误； C．紫外线存在荧光效应，但夜视仪是利用红外线的热效应、红外辐射成像原理工作的，与紫外线无关，故C错误； D．波的频率由波源决定，跨介质传播时频率不变，波速由介质决定，会随介质改变发生变化，根据可知波长也会变化，该规律对电磁波和机械波均成立，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，竖直方向的无限长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，导线中通有电流，下列情况中，说法正确的是（　　） A. 电流恒定，闭合金属线框向上平移，金属线框将有顺时针的电流产生 B. 电流恒定，闭合金属线框向右平移，金属线框将有逆时针的电流产生 C. 金属线框固定不动，电流增加，金属线框将有逆时针的电流产生 D. 金属线框固定不动，电流减小，金属线框将有顺时针的电流产生 【答案】B 【解析】 【详解】A．电流恒定，闭合金属线框向上平移，穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，故A错误； B．电流恒定，闭合金属线框向右平移，线框远离导线，穿过线框向外的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向外，由安培定则可知感应电流为逆时针方向，故B正确； C．金属线框固定不动，电流增加，穿过线框向外的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向里，由安培定则可知感应电流为顺时针方向，故C错误； D．金属线框固定不动，电流减小，穿过线框向外的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向外，由安培定则可知感应电流为逆时针方向，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，急行跳远由助跑、起跳、腾空与落地等动作组成，空气阻力不能忽略，下列说法正确的是（　　） A. 空中落地时总要屈腿减小地面对人的冲击力 B. 空中落地时总要屈腿减小人落地前瞬间的速度 C. 从起跳到落地过程中，运动员动量守恒 D. 从起跳后到最高点过程中，运动员的机械能增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．落地时屈腿，通过缓冲延长了人与地面接触的作用时间，根据动量定理，在动量变化量一定的情况下，可以减小地面对人的平均冲击力，故A正确； B．落地前瞬间的速度由空中的运动过程决定，屈腿动作发生在落地接触地面之后，不能改变落地前瞬间的速度，故B错误； C．从起跳到落地过程中，运动员受到重力和空气阻力作用，合外力不为零，不满足动量守恒条件，故C错误； D．从起跳后到最高点过程中，空气阻力对运动员做负功，根据功能关系可知，运动员的机械能减小，故D错误。 故选A。 4. 图甲是一列机械波在t=0.1s时刻的波形图，图乙是平衡位置在x=4m处质点的振动图像。则下列说法正确的是（　　） A. 该列波向右传播，传播速度为20m/s B. 在x=4m处的质点经过0.4s的时间将沿x轴传播8m C. 在t=0.15s时，x=2m处的质点具有向上的最大加速度 D. 由t=0s到t=0.15s时间内，x=1.5m处的质点经过的路程为12cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可得，波速 在时刻，平衡位置在处质点向y轴正方向振动，由同侧法，该列波向左传播，故A错误； B．机械波传播时，质点只在平衡位置附近振动，不会随波沿轴迁移，故B错误； C．时，处质点在平衡位置，波向左传播，该质点此时振动方向向下；从到，，质点刚好到达负向最大位置，加速度向上且大小最大，故C正确； D．到，，只有质点从平衡位置或波峰波谷开始运动，​的路程才等于 处质点时位于并非位于平衡位置或波峰波谷，则路程不等于12cm，故D错误。 故选C。 5. 钓鱼可以修身养性，颇受人们的喜爱。某鱼漂上部可视为圆柱体，其示意图如图所示。当鱼漂受到微小扰动时会上下振动，某钓友发现鱼漂向下运动时圆柱体上的M点恰好可以到达水面，向上运动时圆柱体上的N点恰好可以露出水面。忽略水的阻力和水面波动影响，下列说法正确的是（　　） A. 鱼漂振动过程中受到重力、浮力、回复力的作用 B. 当M点到达水面时，鱼漂有向下的最大加速度 C. 鱼漂向下运动的过程中机械能守恒 D. 当M、N的中点到达水面时，鱼漂的速度最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．回复力是一种效果力，实际上不存在，A错误； B．M点运动到水面时是简谐运动的最低点，具有向上的最大加速度，B错误； C．当鱼漂向下运动时，浮力对鱼漂做负功，鱼漂机械能减小，C错误； D．由题意可知，M、N的中点到达水面时，鱼漂恰好位于平衡位置，此时鱼漂速度最大，D正确。 故选D。 6. 如图所示，质量为、电荷量绝对值为的带电粒子（重力不计）从点以垂直于磁场边界的速度射入宽度为的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为，磁场的磁感应强度大小为。则（　　） A. 该带电粒子带正电 B. 磁场的宽度 C. 洛伦兹力对粒子做正功 D. 粒子通过磁场的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．带电粒子水平向右射入垂直于纸面向里的磁场中，受到向下的洛伦兹力，根据左手定则可知，该带电粒子带负电，A错误； B．带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力 由图中的几何关系可得 解得，B错误； C．洛伦兹力的方向时刻与粒子速度方向垂直，不做功，C错误； D．粒子在磁场中运动的周期，在磁场中运动的时间 解得 故选D。 7. 如图所示，间距L=1m的两平行光滑金属导轨，x轴平行于导轨，y轴垂直于导轨。一质量为ma=2kg的绝缘棒a静止置于x=0处。在y轴右侧区域的导轨间存在垂直纸面向外、大小为B的非匀强磁场，满足B=0.5x（T）的变化规律。质量为mb=1 kg的金属棒b垂直导轨静止于x1=0.5m处，导轨右侧的恒流源保持电路的电流恒为8A（方向如图中箭头所示）。在两轨道中存在一劲度系数为k=8N/m的轻质弹簧，右端与绝缘棒a相连处于原长状态，弹簧始终处于弹性限度内，忽略一切阻力，忽略导轨和b棒的电阻。a、b两棒的碰撞始终为弹性碰撞。下列说法正确的是（　　） A. 若将单刀双掷开关接R=0.5Ω的电阻，用外力将b棒匀速拉到a棒处，不计其他电阻，通过电阻R的电荷量Q=0.25C B. 若接通恒流源，金属棒b第一次到达y轴与a碰撞前瞬间安培力大小为1N C. 若接通恒流源，金属棒b第一次到达y轴与a碰撞前安培力做功1J D. 若接通恒流源，金属棒b第一次与a相碰后的瞬时速度大小为m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．当开关接时，棒从匀速拉到处，通过电阻的电荷量 磁通量变化量 则，故A错误； B．接通恒流源，棒受安培力 当棒第一次到达轴，即处与碰撞前瞬间，，则安培力，故B错误； C．接通恒流源，棒从运动到过程中，安培力做功，故C错误； D．棒与碰撞前，由动能定理 解得 、发生弹性碰撞，取向左为正方向，由动量守恒定律 机械能守恒定律 联立解得 即碰后棒速度大小为，故D正确。 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，有多项是符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，不选或有选错的得0分） 8. 关于下列四幅图，说法正确的是（　　） A. 图甲中穿过金属圆环1和2的磁通量大小分别为和，则 B. 图乙中粒子打在核乳胶底片上的位置越靠近S0，粒子的比荷越小 C. 图丙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属 D. 图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图甲中，条形磁铁内部磁感线从S极指向N极，外部从N极指向S极。穿过圆环的净磁通量等于内部向上的磁通量减去外部向下的磁通量。两圆环套在磁铁上，内部磁通量相同。圆环2面积大，包含的外部向下磁通量多，抵消得多，故净磁通量小，即，故A正确； B．图乙中，粒子经速度选择器后速度相同。进入偏转磁场后，由 得 打在底片上的位置越靠近，半径越小，则比荷越大，故B错误； C．图丙中，真空冶炼炉利用涡流热效应，当线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流从而产生大量热量，而不是线圈产生热量，故C错误； D．图丁中，若载流子带负电，根据左手定则，电子受到的洛伦兹力指向左侧面。即左侧电势低于右侧电势，故D正确。 故选AD。 9. 中国京剧的特技水袖舞包容了戏曲和舞蹈的成分，别具美感。图甲是t=0.2s时刻京剧花旦舞动水袖形成的一列沿x轴正方向传播的简谐横波。P、Q为该波沿水平传播方向上相距0.6m的两个质点（图中Q点未画出），P点振动领先Q点，t=0.2s时刻Q质点正处于平衡位置向下振动，图乙为P质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. t=0时刻，P质点所受合力沿y轴负方向 B. P质点的振动方程为y=0.3sin2.5πt（m） C. 该简谐横波的波长可能为0.48m D. 该简谐横波的传播速度可能为1m/s 【答案】BD 【解析】 【详解】A．时刻，质点在平衡位置，所受合力为0，故A错误； B．由图甲和图乙可知，质点的振幅和周期分别为， 角速度为 则质点的振动方程为，故B正确； C．P点振动领先Q点，时刻Q质点正处于波峰，则有 （，，） 可得（，，） 当时，可得 当时，可得，故C错误， D．该简谐横波的传播速度为（，，） 当时，可得，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，边长为L、电阻为R、匝数为N的正方形线框，绕OO'轴以角速度ω匀速转动，OO'为中轴线，线框通过电刷与阻值为3R的定值电阻和可变的理想变压器相连，变压器副线圈接有阻值为R的定值电阻，原线圈和副线圈接入电路的匝数之比为3∶1。电表均为理想电表，图示线框平面与磁场平行，导线电阻均不计。下列说法正确的是（　　） A. 线框从图示转过60°时，电动势的瞬时值为 B. 副线圈中电压的频率为 C. 交流电压表的示数为 D. 若仅将滑动触头P向上滑动少许时，电流表的示数变大，电压表的示数变小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．线框在匀强磁场中匀速转动产生正弦交流电，感应电动势的最大值为 图示位置线框平面与磁场平行，垂直于中性面，此时感应电动势最大。从图示位置转过时，线框平面与磁场方向夹角为，感应电动势的瞬时值为，故A错误； B．交流电的频率，变压器不改变交流电的频率，所以副线圈中电压的频率为，故B错误； C．电动势的有效值 将副线圈电阻等效到原线圈，等效电阻 根据闭合电路欧姆定律，原线圈电流 电压表测量原线圈两端电压，示数，故C正确； D．若仅将滑动触头P向上滑动少许，副线圈接入电路的匝数增大，原副线圈匝数比减小，等效电阻减小，电路总电阻减小，总电流增大，即电流表示数变大。电压表示数 因增大，所以减小，即电压表示数变小，故D正确。 故选CD。 三、实验题（本题共2小题，第11题8分，第12题8分，每空2分，共16分。） 11. 用如图所示装置做“验证动量守恒定律”实验。 实验中使用的小球1和2质量分别为m1、m2，直径分别为d1、d2。在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。 （1）小球1和2的质量应满足m1__________m2，直径应满足d1__________d2。（两空均选填“大于”“等于”或“小于”） （2）实验时，先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止释放，与小球2碰撞，并多次重复。该实验需要完成的必要步骤还有__________。（选填选项前的字母） A. 测量小球1的释放点S距桌面的高度h B. 测量斜槽轨道末端距地面的高度H C. 分别找到小球1与小球2相碰后平均落地点的位置M、N D. 测量平抛射程OM、ON （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式__________（用m1、m2、OP、OM、ON表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 【答案】（1） ①. 大于 ②. 等于 （2）CD （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]在小球碰撞过程中，为了防止入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量；为了保证两球发生对心碰撞，两球的直径应相等，即等于。 【小问2详解】 A．小球1的释放点S距桌面的高度h不需要测量，只要保证每次从同一位置静止释放即可，故A错误； B．斜槽轨道末端距地面的高度H不需要测量，因为两球下落高度相同，运动时间相同，在验证动量守恒定律的表达式中时间t可以消去，故B错误； C．实验需要确定碰撞后两球的平均落地点位置M、N，以便测量水平射程，故C正确； D．需要测量平抛射程OM、ON，结合OP来验证动量守恒关系，故D正确。 故选CD。 【小问3详解】 小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等。如果碰撞过程动量守恒，则 两边同时乘以时间，得 其中是不放小球2时小球1的水平射程，对应；是碰撞后小球1的水平射程，对应；是碰撞后小球2的水平射程，对应。所以需验证的关系式为 12. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中。使用的双缝间距d=0.20mm。双缝到光屏的距离L=600mm，观察到的干涉条纹如图所示。 （1）该单色光的波长λ=__________（用L、d、x1、x2表示） （2）代入数据计算单色光的波长λ=__________m（结果保留两位有效数字） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图甲可知，与之间包含4个条纹间距，即 解得条纹间距 根据双缝干涉条纹间距公式 联立解得 【小问2详解】 由图乙可知，的读数为 的读数为 则条纹间距 代入波长公式 其中，，解得 13. 某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 （1）如图甲，插完大头针后，取下玻璃砖，用铅笔分别连接P1P2和P3P4，与aa'和bb'分别交于O1和O2，用直尺测量O1O2的长度，记为l。然后以O1点为起始端在P1P2上量取长度为l的线段，由这个线段的另一个端点向法线O1O做垂线，测得该垂线段距离为x1，再测得OO2的距离为x2，则玻璃砖的折射率n=__________。（用题目中测得的物理量表示） （2）某同学在画完边界aa'时，不小心将玻璃砖向上平移了一小段距离，然后画出下边界bb'，导致两边界间距略小于玻璃砖宽度，如图乙所示。其他实验操作步骤均无误，那他测得的折射率与真实值相比__________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。 【答案】（1） （2）偏大 【解析】 【小问1详解】 根据折射定律有 由题意，在入射光线上取长度为的线段，其端点到法线的距离为，则入射角的正弦值 在玻璃砖内部，折射光线为，长度为，为法线与下界面的交点，垂直于法线，长度为，则折射角的正弦值 联立解得 【小问2详解】 如图所示，由几何知识可得，测出的折射角小于正确操作时的折射角，根据折射定律，测得的折射率将偏大。 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答过程要求有必要的文字说明，只写结果的不能得分，有数值计算的要写出正确单位。） 14. 如图所示为某透明均匀介质的截面图，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB=45°，半圆形的半径为米，一束光线从E点与AC成30°射入介质，其延长线过半圆形的圆心O，已知光线在E点的折射角θ2=30°。求： （1）介质折射率n为多少； （2）已知光速为c，求光从E点开始，在介质中第一次传播到半圆弧时所用的时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，光线从E点射入，入射光线与AC成角，则入射角 已知折射角 根据折射定律 代入数据得 【小问2详解】 由题意，入射光线的延长线过圆心O，即EO为入射光线延长线，故。在中，，由正弦定理 解得 由于入射光线延长线EO与法线夹角为，折射光线EF与法线夹角为，且折射光线与入射光线延长线在法线同侧，故 在中，由正弦定理 解得 同理 解得 因光第一次传播到半圆弧，取较小值 光在介质中速度 传播时间 15. 回旋加速器是带电粒子在电场和磁场中运动的典型应用，请运用相关物理知识解答下列带电粒子在电磁场中运动的问题。 （1）若已知质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计粒子重力，求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T。 （2）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，在第三、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场。从y轴上坐标为（0，4L）的P点沿x轴正方向，以初速度v0射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子经电场偏转后从坐标为（6L，0）的Q点第一次经过x轴进入磁场，粒子经磁场偏转后第一次离开磁场位置为O点，不计粒子的重力。粒子从P点运动到O点过程中，求： ①粒子经过Q点时速度v1的大小； ②匀强磁场磁感应强度B0的大小； 【答案】（1）， （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得半径 粒子运动周期 代入半径公式得 【小问2详解】 ①粒子在第一象限电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，有 竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有 联立解得竖直分速度 则粒子经过点时的速度大小 ②设粒子进入磁场时速度方向与轴正方向夹角为，则 得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹圆心在轴下方，由几何关系可知轨道半径满足 解得 由洛伦兹力提供向心力 解得 16. 我国第三艘航空母舰福建号上加装的是最先进的电磁弹射系统，其原理是在飞机起飞时利用电磁作用力使它快速加速。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。足够长的光滑水平金属导轨间隔l=0.5m，电阻不计。轨道的左端接一线圈，线圈的面积，内阻r=1Ω，匝数n=200匝。在线圈上加随时间均匀增大的磁感应强度B1，磁感应强度变化率。导轨间有磁感应强度B2=2T的匀强磁场垂直导轨向里。一根长为l=0.5m，质量m=0.2kg、电阻R=3Ω的导体棒ab垂直导轨静止放置。电容器的电容C=1F，1、2、3是一个组合开关的接口，可以任意连接两个接口。求： （1）线圈产生的电动势大小E （2）开关打在1、3接口，导体棒ab从静止开始被弹射出去。 a.导体棒弹射出去后的最大速度vm b.测得导体棒从静止到最大速度的过程中，闭合回路的电荷量q=0.8C，该过程中导体棒ab上的焦耳热 （3）开关先打在1、2接口，对电容器进行充电，充好电后开关再打在2、3接口，导体棒ab从静止开始被弹射出去，求电容器充满电后的电荷量q1和导体棒的最大速度v' 【答案】（1） （2）a.；b. （3）， 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律得 代入数据得 【小问2详解】 a．导体棒切割产生的电动势等于线圈产生的感应电动势时，导体棒速度达到最大后做匀速运动。 代入数据得 b．根据能量守恒得 代入数据得 根据热量分配得：导体棒ab的焦耳热 【小问3详解】 充满电后的电荷量 代入数据得 对导体棒应用动量定理得 其中： 代入上式得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $