精品解析：河北衡水中学2025-2026学年度第二学期高二期末考试物理试卷

2025~2026学年度第二学期高二年级期末考试 物 理 试 卷 一、选择题：本题共10小题，其中1-7为单选，每小题4分，共28分，8-10为多选，每小题6分，共18分。 1. 甲、乙、丙、丁四幅图分别对应不同的物理现象与规律，下列说法正确的是（ ） A. 甲图中，两个处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射6种频率的光子 B. 乙图中，滑动变阻器的滑片向左滑，可以测遏止电压 C. 丙图中对应的遏止电压与光子的频率成正比 D. 丁图中，卢瑟福通过粒子散射实验，大多数粒子仍沿原方向前进，从而否定了汤姆孙的枣糕模型，提出了原子的核式结构模型 2. 如图甲所示，一圆形金属线框用绝缘细线悬挂起来，其部分面积位于垂直线框平面的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，规定垂直线框向外为磁场的正方向。则下列说法正确的是（　　） A. 内金属线框中感应电流先减小再增大 B. 内金属线框受到的安培力一直不变 C. 时细线中的拉力等于金属线框的重力 D. 1.2s时细线中的拉力大于金属线框的重力 3. 如图所示，一质量为0.1kg、电荷量为的物体在与水平面成角的天花板上以速度沿天花板方向做匀速直线运动，其与天花板之间的动摩擦因数为0.5，空间存在大小为1T，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。，重力加速度。关于的大小和方向，下列说法正确的是（　　） A. 大小为，方向沿天花板向下 B. 大小为，方向沿天花板向上 C. 大小为，方向沿天花板向下 D. 大小为，方向沿天花板向下 4. 某学生研发了一款手机壳如图所示，从外观上可以看到这个手机壳长有8个触角，当手机坠落时，接触地面瞬间8个触角会瞬间弹出来，起到很好的缓冲作用。若研究缓冲效果的实验中，总质量为250g的手机从离地面1.8m高处跌落，平摔在地面上，手机壳撞击地面的时间为0.008s，手机的速度减为零，不计空气阻力，取重力加速度大小下列说法正确的是（　　） A. 手机壳使得手机撞击地面的时间缩短 B. 手机壳的缓冲作用减少了手机落地过程的动量变化量 C. 手机从开始掉落到恰好静止的过程中重力冲量的大小为1.52N·s D. 手机从开始掉落到恰好静止的过程中地面对手机的平均作用力大小为7.5 N 5. 如图所示，在一根不可伸长的轻绳下端拴一个质量为的带电小球，现使小球在水平面内做匀速圆周运动，同时在圆心处也固定一带电小球，轻绳与竖直方向的夹角为，两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 两球一定带同种电荷 B. 小球做匀速圆周运动过程中机械能守恒 C. 小球做匀速圆周运动的向心力指向 D. 小球做匀速圆周运动的向心力大小为 6. 如图所示，一个质量为的有孔小球套在竖直固定的光滑直杆上，通过一条跨过定滑轮的轻绳与质量为的重物相连，光滑定滑轮与直杆的距离为d，重力加速度为g，现将小球从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小球沿直杆下滑距离为时（图中B处），下列说法正确的是（ ） A. 小球的速度与重物上升的速度大小之比为 B. 小球的速度与重物上升的速度大小之比为 C. 小球重力势能的减少量等于重物重力势能的增加量 D. 小球机械能的减少量大于重物机械能的增加量 7. 如图所示，点M、O、N、P位于同一竖直平面内，曲线MON为半径为R的半圆弧，直线MN沿竖直方向，，直线MN左侧存在垂直纸面向外的匀强磁场B和竖直向上的匀强电场，右侧存在水平向左的匀强电场E₂，一带电量为q、质量为m的小球（可视为质点）在复合场中恰能沿着半圆弧NOM在竖直平面内做匀速圆周运动，经过M点进入匀强电场。已知磁感应强度为B，（），∠MPN＝60°，重力加速度为g，则（　　） A. 电场强度大小为 B. M、P两点的电势差为 C. 小球从N运动到M的速度大小为 D. 小球在电场中距离MP最远时，速度大小为 8. 2026年，“中国聚变工程实验堆（CFETR）”取得重大突破，首次实现稳态运行。在某核反应中，反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ） A. 核反应方程中X为 B. 核反应中的质量亏损可表示为 C. 核聚变需要极高的温度，是为了克服原子核间的万有引力 D. 半衰期为12.46年，现有10g氚原子核，经过12.46年后剩下5g氚原子核 9. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上的两平行虚线之间存在竖直向上的匀强磁场（俯视如图），单匝正方形闭合线框ABCD，从磁场左侧向右运动，以大小为3v0的速度开始进入磁场，当AB边穿出磁场右边界时线框的速度大小为v0。假设线框在运动过程中CD边始终平行于磁场边界，磁场的宽度大于正方形的边长。关于线框整个运动过程，下列说法正确的是（ ） A. 线框ABCD进入磁场时所受安培力方向向左，穿出磁场时所受安培力方向向右 B. 线框ABCD全部进入磁场后到CD边离开磁场前，线框做匀速运动 C. 线框ABCD在进入磁场过程中和穿出磁场过程中通过导线某截面的电荷量大小不相等 D. 线框ABCD进入磁场和出磁场的过程中产生的焦耳热之比为5∶3 10. 我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）预计2027年建成。其部分结构可视为圆柱形真空室，内有水平向右的匀强电场和匀强磁场，如图所示。以圆柱体左侧面圆心为点，轴线为轴建立坐标系，圆柱体右侧面与轴交于点。某比荷为的正离子从点以大小为的初速度沿轴正向运动，最终从点射出，整个过程恰好未与真空室壁接触。已知真空室的半径为，电场强度大小为。不计离子重力，则（　　） A. 离子运动时的加速度不变 B. 磁场的磁感应强度的大小为 C. 离子从运动到点的时间可能是 D. 点的坐标可能为 二、实验题（15分） 11. 某校物理兴趣小组用如图所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。气垫导轨上质量为的滑块通过轻质细绳绕过轻质动滑轮与拉力传感器相连，动滑轮下悬挂质量为的钩码，滑块上遮光条宽度为。 （1）实验过程中________（选填“需要”或“不需要”）满足滑块的质量远大于钩码的总质量； （2）实验时，小组同学每次均从相同位置释放滑块，测得滑块处于静止释放位置时遮光条与光电门中心间的距离为； （3）释放滑块，记录下遮光条通过光电门的时间和拉力传感器的示数。可以得到滑块经过光电门时滑块的速度大小________（用，表示）；滑块加速度大小________（用，，表示）； （4）保持滑块质量不变，改变悬挂钩码个数，多次实验，根据多组、数据，以为纵轴、为横轴建立直角坐标系，画出图像是一条过原点的倾斜直线，则可得到的实验结论为_________________________________________ （5）保持拉力传感器的示数不变，改变滑块的质量，多次实验，根据多组、M数据，以为纵轴、M为横轴建立直角坐标系，画出如图所示的图像，则_______________（填“可以”或“不可以”）得出合外力不变时，加速度与质量成反比。 （6）小组同学继续用上述装置“验证机械能守恒定律”，已知当地重力加速度为。若满足关系式_____________________时，则证明运动过程中系统机械能守恒。（用题目中的，，，，，表示） 12. 某探究小组测量如图甲所示的长方体金属块的电阻率。已知金属块的长度为，宽度为，实验室可选用的器材如下： A、电源（电动势为9V，内阻约为2Ω）； B、电流表A1（量程为0∼15mA，内阻为10Ω）； C、电流表A2（量程为0∼100mA，内阻为2Ω）； D、滑动变阻器（最大阻值为50Ω）； E、滑动变阻器（最大阻值为4kΩ）； F、定值电阻R（阻值为990Ω）； G、开关S，导线若干。 （1）用螺旋测微器测量该金属块的厚度。 （2）先用多用电表欧姆挡的“×10”倍率粗略测定金属块的阻值，表盘中指针位置如图乙所示，则阻值为______Ω。 （3）为精确测量该金属块的电阻，小组设计了如图丙所示的实验原理图，其中1应选用电流表______，2应选用电流表______，滑动变阻器应选用______。（均填器材前字母） （4）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片调至______________（填“最左端”或“最右端”） （5）当开关闭合后，将滑动变阻器的滑片调至合适位置，记录电流表1的示数、电流表2的示数，则该金属块的电阻率__________（用题目给定的物理量符号表示）。 13. 如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距，与水平面之间的夹角，匀强磁场磁感应强度，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值的电阻，质量，电阻的金属杆ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移时达到稳定状态，对应过程的图像如图乙所示。取g=10m/s2，导轨足够长。（，）求： （1）运动过程中恒力F的大小； （2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热； （3）由图中信息计算0-1s内，导体棒滑过的位移。 14. 如图所示，半径为R的圆槽P和物块Q静止在光滑水平地面上，圆槽P的最低点与地面相切，物块Q的左端连接一轻弹簧。质量为m的小球从P的正上方高为R的位置由静止释放后，恰好沿切线进入圆弧轨道。已知P的质量为3m，重力加速度大小为g，忽略空气阻力和一切摩擦。求 （1）小球第一次刚要离开圆槽P时对P的压力大小； （2）若Q的质量为3m，求小球第一次返回圆弧槽时上升的最大高度； （3）若要使小球第一次与弹簧分离时，物块Q获得的动能最大，Q的质量应为多少。 15. 如图甲，在xOy平面内平行y轴的虚线MN左侧有一圆形区域，该区域与x轴和MN分别相切于P点和Q点，其内存在匀强磁场I，磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向外。MN和y轴间的区域存在沿y轴负方向的匀强电场。从P点先后发射出两个相同的带正电的粒子，初速度大小均为，粒子1的速度方向沿着y轴正方向，粒子2速度方向与x轴负方向夹角30°。粒子1在磁场I中偏转后从Q点沿x轴正方向进入电场，并从坐标原点O离开电场，粒子1到O点时，粒子2刚进入电场。已知粒子的质量为m、电荷量为q，匀强电场的电场强度，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。 （1）求圆形匀强磁场区域的半径； （2）求两个粒子从P点先后发射的时间差； （3）若在除且以外的全部立体空间还存在磁感应强度为的匀强磁场Ⅱ，磁场方向沿y轴负方向，如图乙所示。求粒子2第一次到达y轴时与粒子1的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025~2026学年度第二学期高二年级期末考试 物 理 试 卷 一、选择题：本题共10小题，其中1-7为单选，每小题4分，共28分，8-10为多选，每小题6分，共18分。 1. 甲、乙、丙、丁四幅图分别对应不同的物理现象与规律，下列说法正确的是（ ） A. 甲图中，两个处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射6种频率的光子 B. 乙图中，滑动变阻器的滑片向左滑，可以测遏止电压 C. 丙图中对应的遏止电压与光子的频率成正比 D. 丁图中，卢瑟福通过粒子散射实验，大多数粒子仍沿原方向前进，从而否定了汤姆孙的枣糕模型，提出了原子的核式结构模型 【答案】B 【解析】 【详解】A．大量氢原子处于能级向低能级跃迁时，最多辐射种频率的光子 但本题只有2个氢原子，最多只能辐射出不超过4种不同频率的光子，故A错误； B．由乙图电路可知，光电管的阴极接高电势、阳极接滑片，加的是反向电压。 当滑动变阻器滑片向左滑动时，反向电压逐渐减小，电流减小，找到电流恰好为零的临界点，对应的电压就是遏止电压 因此可以测量遏止电压，故B正确； C．根据爱因斯坦光电效应方程 整理得​​ 遏止电压与光子频率是线性关系，不是正比关系，故C错误； D．卢瑟福粒子散射实验中，少数粒子发生大角度偏转才是否定汤姆孙枣糕模型、提出核式结构模型的依据，故D错误。 故选B。 2. 如图甲所示，一圆形金属线框用绝缘细线悬挂起来，其部分面积位于垂直线框平面的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，规定垂直线框向外为磁场的正方向。则下列说法正确的是（　　） A. 内金属线框中感应电流先减小再增大 B. 内金属线框受到的安培力一直不变 C. 时细线中的拉力等于金属线框的重力 D. 1.2s时细线中的拉力大于金属线框的重力 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知=1T/s不变，根据法拉第电磁感应定律 可知E不变，则不变，故A错误； B．根据安培力公式F=BIL 虽然I和L不变，但B是变化的，所以安培力F是变化的，故B错误； C．时，B为0，此时安培力为0，对金属框进行受力分析，金属框受重力G和细线的拉力T，根据平衡条件可得T=G，即细线中的拉力一定等于金属框的重力，故C正确； D．0.6s~1.2s时，磁感应强度B向里且增加，由楞次定律可知，线框产生的感应电流方向为逆时针，则根据左手定则可知，1.2s时金属框受到的安培力向上，对金属框进行受力分析有 所以细线中拉力一直大于金属框的重力，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，一质量为0.1kg、电荷量为的物体在与水平面成角的天花板上以速度沿天花板方向做匀速直线运动，其与天花板之间的动摩擦因数为0.5，空间存在大小为1T，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。，重力加速度。关于的大小和方向，下列说法正确的是（　　） A. 大小为，方向沿天花板向下 B. 大小为，方向沿天花板向上 C. 大小为，方向沿天花板向下 D. 大小为，方向沿天花板向下 【答案】C 【解析】 【详解】对物体受力分析，由于物体沿天花板方向做匀速直线运动，则物体受力平衡，所以洛伦兹力一定垂直天花板向上；根据左手定则可知，物体的运动方向为沿天花板向下；摩擦力与相对运动方向相反，沿天花板向上，受力分析图如图所示 根据平衡条件可得， 又 解得 根据 解得物体的速度大小为 故选C。 4. 某学生研发了一款手机壳如图所示，从外观上可以看到这个手机壳长有8个触角，当手机坠落时，接触地面瞬间8个触角会瞬间弹出来，起到很好的缓冲作用。若研究缓冲效果的实验中，总质量为250g的手机从离地面1.8m高处跌落，平摔在地面上，手机壳撞击地面的时间为0.008s，手机的速度减为零，不计空气阻力，取重力加速度大小下列说法正确的是（　　） A. 手机壳使得手机撞击地面的时间缩短 B. 手机壳的缓冲作用减少了手机落地过程的动量变化量 C. 手机从开始掉落到恰好静止的过程中重力冲量的大小为1.52N·s D. 手机从开始掉落到恰好静止的过程中地面对手机的平均作用力大小为7.5 N 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据动量定理 可知手机落地过程，动量变化量不变，手机壳使得手机撞击地面的时间延长，即保护器的缓冲作用是减小了手机落地过程的动量变化率，故AB错误； C．由自由落体运动规律可知 解得 故手机从开始掉落到恰好静止的过程用时 则重力冲量大小为，故C正确； D．手机从开始掉落到恰好静止的过程中，手机的动量变化量为零，即合力的冲量为零，所以地面对手机的冲量与重力的冲量等大反向，即 解得地面对手机的平均作用力大小为，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在一根不可伸长的轻绳下端拴一个质量为的带电小球，现使小球在水平面内做匀速圆周运动，同时在圆心处也固定一带电小球，轻绳与竖直方向的夹角为，两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 两球一定带同种电荷 B. 小球做匀速圆周运动过程中机械能守恒 C. 小球做匀速圆周运动的向心力指向 D. 小球做匀速圆周运动的向心力大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．若两球带异种电荷，O处的带电小球对小球的库仑力为指向圆心O的吸引力，只要满足受力平衡，同样可以维持轻绳张紧、夹角为的匀速圆周运动，因此两球不一定带同种电荷，A错误； B．小球做匀速圆周运动，速度沿圆周切线方向，轻绳拉力沿绳方向、库仑力沿半径方向，二者都与速度方向垂直，均不做功，因此小球的机械能守恒，B正确； C．匀速圆周运动的向心力指向圆周运动的圆心，本题中小球做圆周运动的圆心是水平面的点，因此向心力指向点，C错误； D．对小球受力分析，竖直方向无加速度，合力为0，可得 即 但小球还受到O处电荷的库仑力（沿水平方向），向心力是拉力水平分量和库仑力的合力：若为同种电荷，则 若为异种电荷，则，D错误。 故选B。 6. 如图所示，一个质量为的有孔小球套在竖直固定的光滑直杆上，通过一条跨过定滑轮的轻绳与质量为的重物相连，光滑定滑轮与直杆的距离为d，重力加速度为g，现将小球从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小球沿直杆下滑距离为时（图中B处），下列说法正确的是（ ） A. 小球的速度与重物上升的速度大小之比为 B. 小球的速度与重物上升的速度大小之比为 C. 小球重力势能的减少量等于重物重力势能的增加量 D. 小球机械能的减少量大于重物机械能的增加量 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据绳系连接体的特点是沿绳的速度相等，故分解B的速度沿绳方向有 根据几何关系得 联立得，故A错误，B正确； C．小球和重物组成的系统，绳对球和绳对重物的拉力做功之和为零，对整个系统只有两物体的重力做功，系统的机械能守恒。 当小球沿直杆下滑距离为时，小球和重物都具有速度，小球重力势能的减少量等于重物重力势能的增加量与小球和重物动能的增加量之和，故C错误； D．当小球沿直杆下滑距离为时，对于重物，高度上升，重力势能增加，速度增加，动能增加，重物的机械能增加，由于系统机械能守恒，小球的机械能减少，且重物的机械能增加量与小球的机械能减少量相等，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，点M、O、N、P位于同一竖直平面内，曲线MON为半径为R的半圆弧，直线MN沿竖直方向，，直线MN左侧存在垂直纸面向外的匀强磁场B和竖直向上的匀强电场，右侧存在水平向左的匀强电场E₂，一带电量为q、质量为m的小球（可视为质点）在复合场中恰能沿着半圆弧NOM在竖直平面内做匀速圆周运动，经过M点进入匀强电场。已知磁感应强度为B，（），∠MPN＝60°，重力加速度为g，则（　　） A. 电场强度大小为 B. M、P两点的电势差为 C. 小球从N运动到M的速度大小为 D. 小球在电场中距离MP最远时，速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据小球在左侧做匀速圆周运动可知，竖直方向受力平衡，有 所以，故A错误； B．M、P两点的电势差为，故B错误； C．洛伦兹力提供向心力，有 所以，故C错误； D．小球在右侧电场中，所受合外力为，与恰好垂直，因此小球在电场中距离最远时，根据几何关系，速度大小为，即，故D正确。 故选D。 8. 2026年，“中国聚变工程实验堆（CFETR）”取得重大突破，首次实现稳态运行。在某核反应中，反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ） A. 核反应方程中X为 B. 核反应中的质量亏损可表示为 C. 核聚变需要极高的温度，是为了克服原子核间的万有引力 D. 半衰期为12.46年，现有10g氚原子核，经过12.46年后剩下5g氚原子核 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，故A错误； B．对该核反应，由质能方程可得 解得，故B正确； C．原子核带正电，核聚变需要高温是为了让原子核获得足够动能克服原子核间的库仑斥力，万有引力作用极弱，故C错误； D．剩下氚原子核质量为，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上的两平行虚线之间存在竖直向上的匀强磁场（俯视如图），单匝正方形闭合线框ABCD，从磁场左侧向右运动，以大小为3v0的速度开始进入磁场，当AB边穿出磁场右边界时线框的速度大小为v0。假设线框在运动过程中CD边始终平行于磁场边界，磁场的宽度大于正方形的边长。关于线框整个运动过程，下列说法正确的是（ ） A. 线框ABCD进入磁场时所受安培力方向向左，穿出磁场时所受安培力方向向右 B. 线框ABCD全部进入磁场后到CD边离开磁场前，线框做匀速运动 C. 线框ABCD在进入磁场过程中和穿出磁场过程中通过导线某截面的电荷量大小不相等 D. 线框ABCD进入磁场和出磁场的过程中产生的焦耳热之比为5∶3 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据楞次定律知线框进出磁场的过程安培力方向都向左，A错误； B．当线框完全进入磁场后，穿过线框的磁通量不变化，无感应电流，线框不受安培力作用，做匀速运动，B正确； C．通过导线某截面的电荷量q＝ 可知进出磁场通过导线某截面的电荷量大小相等，C错误； D．线框进出磁场受到的冲量 可知进出磁场安培力的冲量相同。设线框完全进入磁场时的速度为v 由动量定理可得mv－3mv0＝mv0－mv 解得v＝2v0，故进入磁场的过程中产生的焦耳热为 出磁场的过程中产生的焦耳热为 所以，D正确。 故选BD。 10. 我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）预计2027年建成。其部分结构可视为圆柱形真空室，内有水平向右的匀强电场和匀强磁场，如图所示。以圆柱体左侧面圆心为点，轴线为轴建立坐标系，圆柱体右侧面与轴交于点。某比荷为的正离子从点以大小为的初速度沿轴正向运动，最终从点射出，整个过程恰好未与真空室壁接触。已知真空室的半径为，电场强度大小为。不计离子重力，则（　　） A. 离子运动时的加速度不变 B. 磁场的磁感应强度的大小为 C. 离子从运动到点的时间可能是 D. 点的坐标可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．离子在运动过程中受到电场力和洛伦兹力作用，电场力恒定，但洛伦兹力方向随速度方向变化而变化，所以合力变化，加速度变化，故A错误； B．离子在平面内做匀速圆周运动，在轴方向做初速度为零的匀加速直线运动。离子恰好未与真空室壁接触，说明离子在平面内做圆周运动的直径等于圆柱体半径，即 解得 由洛伦兹力提供向心力 结合比荷 解得，故B错误； C．离子从点运动到点，说明离子在平面内运动了整数个周期回到轴线，即() 周期 所以 当时，，不可能是，故C错误； D．离子在轴方向做匀加速直线运动，加速度 已知，则 点的坐标 当时，，此时点坐标为，故D正确。 故选D。 二、实验题（15分） 11. 某校物理兴趣小组用如图所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。气垫导轨上质量为的滑块通过轻质细绳绕过轻质动滑轮与拉力传感器相连，动滑轮下悬挂质量为的钩码，滑块上遮光条宽度为。 （1）实验过程中________（选填“需要”或“不需要”）满足滑块的质量远大于钩码的总质量； （2）实验时，小组同学每次均从相同位置释放滑块，测得滑块处于静止释放位置时遮光条与光电门中心间的距离为； （3）释放滑块，记录下遮光条通过光电门的时间和拉力传感器的示数。可以得到滑块经过光电门时滑块的速度大小________（用，表示）；滑块加速度大小________（用，，表示）； （4）保持滑块质量不变，改变悬挂钩码个数，多次实验，根据多组、数据，以为纵轴、为横轴建立直角坐标系，画出图像是一条过原点的倾斜直线，则可得到的实验结论为_________________________________________ （5）保持拉力传感器的示数不变，改变滑块的质量，多次实验，根据多组、M数据，以为纵轴、M为横轴建立直角坐标系，画出如图所示的图像，则_______________（填“可以”或“不可以”）得出合外力不变时，加速度与质量成反比。 （6）小组同学继续用上述装置“验证机械能守恒定律”，已知当地重力加速度为。若满足关系式_____________________时，则证明运动过程中系统机械能守恒。（用题目中的，，，，，表示） 【答案】 ①. 不需要 ②. ③. ④. 滑块质量不变时，加速度与合外力成正比 ⑤. 不可以 ⑥. 【解析】 【详解】（1）因为实验中通过拉力传感器可以直接测量拉力的大小，所以不需要满足小车的质量远大于钩码的总质量。 （3）[1]测得遮光条通过光电门的时间，则滑块经光电门时的速度为 [2]由公式，可得 （4）若不计一切阻力，由牛顿第二定律，可得 可得到的实验结论为滑块质量不变时，加速度与合外力成正比。 （5）不能根据图像准确判断是否满足反比例函数关系，所以不可以。 （6）设滑块的速度为v，由题可知钩码的速度大小始终等于滑块速度大小的一半，因此钩码下降的高度为 根据系统机械能守恒可得 又因为 联立可得 如果满足 就可以证明运动过程中系统机械能守恒。 12. 某探究小组测量如图甲所示的长方体金属块的电阻率。已知金属块的长度为，宽度为，实验室可选用的器材如下： A、电源（电动势为9V，内阻约为2Ω）； B、电流表A1（量程为0∼15mA，内阻为10Ω）； C、电流表A2（量程为0∼100mA，内阻为2Ω）； D、滑动变阻器（最大阻值为50Ω）； E、滑动变阻器（最大阻值为4kΩ）； F、定值电阻R（阻值为990Ω）； G、开关S，导线若干。 （1）用螺旋测微器测量该金属块的厚度。 （2）先用多用电表欧姆挡的“×10”倍率粗略测定金属块的阻值，表盘中指针位置如图乙所示，则阻值为______Ω。 （3）为精确测量该金属块的电阻，小组设计了如图丙所示的实验原理图，其中1应选用电流表______，2应选用电流表______，滑动变阻器应选用______。（均填器材前字母） （4）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片调至______________（填“最左端”或“最右端”） （5）当开关闭合后，将滑动变阻器的滑片调至合适位置，记录电流表1的示数、电流表2的示数，则该金属块的电阻率__________（用题目给定的物理量符号表示）。 【答案】 ①. 100 ②. B ③. C ④. D ⑤. 最左端 ⑥. 【解析】 【详解】[1]则阻值为 [2][3] 电流表2接在干路中，而1支路，故1应选用量程小的电流表A1，即选B； 2应选用电流表A2，即选C。 [4] 滑动变阻器选用分压式接法，故为了操作、控制方便选最大阻值较小的D。 [5] 开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片调至分压部分的电阻最小，即调至最左端 [6]由串并联电路的特点 由电阻定律 联立解得 13. 如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距，与水平面之间的夹角，匀强磁场磁感应强度，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值的电阻，质量，电阻的金属杆ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移时达到稳定状态，对应过程的图像如图乙所示。取g=10m/s2，导轨足够长。（，）求： （1）运动过程中恒力F的大小； （2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热； （3）由图中信息计算0-1s内，导体棒滑过的位移。 【答案】（1）5N （2）1.47J （3）0.85m 【解析】 【小问1详解】 由右手定则可判断感应电流由a流向b，b相当于电源的正极，故b端电势高，当金属棒匀速运动时，由平衡条件得 其中 由乙图可知 联立解得 【小问2详解】 从金属棒开始运动达到稳定，由动能定理得 克服安培力所做的功等于整个电路产生的焦耳热，代入数据解得 两电阻产生的焦耳热与阻值成正比，故金属棒上产生的焦耳热为 【小问3详解】 进入匀强磁场金属棒做加速度减小的加速运动，由动量定理有 又 由图可知 代入数据解得 由 得 14. 如图所示，半径为R的圆槽P和物块Q静止在光滑水平地面上，圆槽P的最低点与地面相切，物块Q的左端连接一轻弹簧。质量为m的小球从P的正上方高为R的位置由静止释放后，恰好沿切线进入圆弧轨道。已知P的质量为3m，重力加速度大小为g，忽略空气阻力和一切摩擦。求 （1）小球第一次刚要离开圆槽P时对P的压力大小； （2）若Q的质量为3m，求小球第一次返回圆弧槽时上升的最大高度； （3）若要使小球第一次与弹簧分离时，物块Q获得的动能最大，Q的质量应为多少。 【答案】（1） （2） （3）m 【解析】 【小问1详解】 设小球第一次离开圆槽时速度为，圆槽的速度为，从小球开始下落到第一次离开圆槽，由动量守恒和能量守恒有 解得 由牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律得 小球第一次刚要离开圆槽P时对P的压力大小为 【小问2详解】 设小球与Q分离后，小球的速度为，Q的速度为；小球再次回到圆槽P上升最大高度时，小球与圆槽共速，速度为，上升的最大高度为h，从压缩弹簧到与Q分离，由动量守恒和能量守恒有 从与Q分离到回到圆槽P上升的最大高度时，由动量守恒和能量守恒有 联立解得 【小问3详解】 设Q的质量为M， 若Q的动能最大，应是弹簧恢复原长时，把小球全部的动能都给Q 所以小球第一次与弹簧分离时，小球的速度为0，即 解得M=m 15. 如图甲，在xOy平面内平行y轴的虚线MN左侧有一圆形区域，该区域与x轴和MN分别相切于P点和Q点，其内存在匀强磁场I，磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向外。MN和y轴间的区域存在沿y轴负方向的匀强电场。从P点先后发射出两个相同的带正电的粒子，初速度大小均为，粒子1的速度方向沿着y轴正方向，粒子2速度方向与x轴负方向夹角30°。粒子1在磁场I中偏转后从Q点沿x轴正方向进入电场，并从坐标原点O离开电场，粒子1到O点时，粒子2刚进入电场。已知粒子的质量为m、电荷量为q，匀强电场的电场强度，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。 （1）求圆形匀强磁场区域的半径； （2）求两个粒子从P点先后发射的时间差； （3）若在除且以外的全部立体空间还存在磁感应强度为的匀强磁场Ⅱ，磁场方向沿y轴负方向，如图乙所示。求粒子2第一次到达y轴时与粒子1的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子在磁场中运动的半径为r，由 得 由分析可知圆形磁场的半径R与粒子运动的轨道半径r相等，即 【小问2详解】 粒子在磁场中做圆周运动的周期 粒子1在圆形磁场中运动的时间为， 粒子1在电场中从Q到O运动的时间为，竖直方向上的位移 又， 可得 粒子2在磁场中从P点运动到S点，转过角度为150°，所用时间 由分析可知粒子2从S到T作匀速直线运动，速度方向沿x轴正方向，所用的时间为 则两个粒子先后从P点发射的时间差为 【小问3详解】 粒子1从O点进入时竖直方向的速度为，有 合速度与水平方向和竖直方向的夹角均为45°。粒子1进入匀强磁场Ⅱ以后，将运动分解，在平行于xOy平面上以速率作匀速圆周运动，在竖直方向上以速度向下作匀速直线运动。 当粒子2在匀强电场中从T点运动到y轴的过程中，仍作类平抛运动，与粒子1在匀强电场中运动时间相同，运动时间也为，竖直方向上的位移为 在时间内，粒子1在匀强磁场Ⅱ中作匀速圆周运动的周期为，则 说明粒子2刚到达y轴时，粒子1刚好作匀速圆周运动一周，刚好运动到y轴上，竖直方向上的位移为 此时两个粒子间的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $