精品解析：山东滨州市邹平市第一中学2025-2026学年高二下学期6月期末物理试题

邹平一中高二期末检测 物理 一、单选题（本题共8小题，24分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，其半衰期可能变短 B. 结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定 C. 核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能 D. 诊断甲状腺疾病时，给病人注射放射性同位素的目的是将其作为示踪原子 2. 物体从某一高度自由下落，第1s内就通过了全程的一半，物体还要下落多长时间才会落地（　　） A. 1s B. 1.5s C. D. 3. 如图所示，左端封闭、右侧开口的U形玻璃管内分别用水银封有两部分气体，左侧封闭气体的压强为，图中水银面高度差为h。当环境温度略有升高，并重新达到平衡后，h和的变化是（　　） A. h变大 B. h不变 C. 变大 D. 不变 4. 图甲是为了保护腰椎，搬起重物的正确姿势。搬起重物是身体肌肉、骨骼、关节等部位共同作用的过程，现将其简化为图乙所示的模型。设脚掌受地面竖直向上的弹力大小为FN，膝关节弯曲的角度为θ，该过程中大、小腿部的肌群对膝关节的作用力 F始终水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力 F₁和F₂大致相等。人缓慢搬起重物的过程中，下列说法正确的是（　　） A. FN逐渐变大 B. F₁逐渐变大 C. F逐渐变小 D. 脚掌受地面竖直向上的弹力是因为脚掌发生形变而产生的 5. 一传送带装置如图所示，水平部分长为，倾斜部分长为，倾角。和在点通过一极短的圆弧连接，传送带以的恒定速率顺时针运转。已知工件与传送带间的动摩擦因数为0.5。现将一质量的工件（可视为质点）无初速地放在A点，重力加速度，，，以下说法正确的是（　　） A. 工件在传送带倾斜部分上滑和下滑的加速度大小之比为 B. 工件第一次沿传送带倾斜部分上滑的最大距离为 C. 工件第二次到达B点的速度大小为 D. 工件自释放至第三次到达B点的时间为 6. 某带有照明系统的电动装置电路如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1=110，副线圈匝数分别为n2=50、n3=30，原线圈两端接电压有效值为220V的交流电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机线圈的电阻为5Ω，灯泡的电阻恒为30Ω。电动机和灯泡都正常工作，理想电流表的示数为1A。下列说法正确的是（ ） A. 灯泡中的电流为1A B. 电动机中的电流为20A C. 电动机的电功率为100W D. 电动机的机械功率为85W 7. 如图甲，固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框abcd，置于虚线AB左侧始终竖直向下的磁场中，bc边与虚线AB重合，虚线AB右侧为的匀强磁场。导体框的质量，电阻、边长，磁感应强度随时间t的变化图像如图乙所示。在时，导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度，下列说法正确的是（ ） A. 时流过ad边的电流方向由a到d B. 时流过ad边的电流大小为0.4A C. 导体框的bc边刚越过虚线AB时受到的安培力的大小为0.024N D. 当线框速度减为0.02m/s时ad边移动的距离为 8. 地磁场对宇宙高能粒子有偏转的作用，从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简化为如图，O为地球球心、R为地球半径，地磁场只分布在半径为R和2R的两边界之间的圆环区域内，磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向里。假设均匀分布的带正电高能粒子以相同速度垂直MN沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为m。电荷量均为q。不计粒子的重力及相互作用力。则（　　） A. 粒子无论速率多大均无法到达MN右侧地面 B. 若粒子速率为，正对着O处入射的粒子恰好可以到达地面 C. 若粒子速率小于，入射到磁场的粒子可到达地面 D. 若粒子速率为，入射到磁场的粒子恰能覆盖MN右侧地面一半的区域 二、多选题（本题共4小题，16分） 9. 如图所示，开口向下的绝热气缸内有一可自由移动的绝热活塞，上方封闭一定质量的理想气体，活塞的质量不可忽略。初始时活塞处于静止状态，将装置缓慢倒转至开口向上，下列说法正确的是（　　） A. 封闭气体对外界做功 B. 封闭气体的压强增大 C. 封闭气体的内能减小 D. 封闭气体中速率较大的气体分子数占总分子数的比例增大 10. 如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K的逸出功为5.32eV，则（　　） A. 阴极K逸出的光电子的最大初动能为8eV B. 这些氢原子最多向外辐射21种频率的光 C. 向右移动滑片P时，电流计的示数一定增大 D. 波长最短的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的 11. 西藏那曲市色尼区欧玛亭嘎风电厂是当前世界超高海拔地区单机容量最大、装机规模最大的风电项目。如图是发电厂输电网络供电的原理图。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，输电线上的总电阻R0=60Ω，输电线上消耗的功率为3840W，升压变压器的匝数比为1：40，降压变压器的匝数比为50：1，用户端获得220V的电压。不计其余电阻，下列说法正确的是（ ） A. 输电线上的电流为8A B. 发电机输出电压的最大值为287V C. 用户获得的功率为88kW D. 若转子角速度ω增加一倍，则R0消耗的功率为7680W 12. 如图所示，两间距为L的平行倾斜光滑导轨与足够长的水平平行光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。质量为m的导体棒b静止放在水平导轨上且与导轨垂直，在cd右侧存在竖直向上、大小为B的匀强磁场。质量为4m的导体棒a垂直于倾斜导轨，从离水平导轨高h处由静止释放，整个过程a、b棒未接触。已知两根导体棒的材质一样，长度相同，导体棒a的有效电阻为R，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中导体棒b的最大加速度为 B. 整个过程中通过导体棒的电荷量为 C. 整个过程中导体棒a产生的热量为 D. 导体棒b初始时刻距离cd的距离最小为 三、实验题（本题共2小题，14分） 13. 某小组采用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，部分实验步骤如下： （1）将两光电门安装在长直轨道上，选择宽度为d的遮光片固定在小车上，调整轨道倾角，用跨过定滑轮的细线将小车与托盘及砝码相连。选用________（填“5.00”或“1.00”）的遮光片，可以较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度。 （2）将小车自轨道右端由静止释放，从数字毫秒计分别读取遮光片经过光电门1、光电门2时的速度、，以及从遮光片开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间，计算小车的加速度________（结果保留2位有效数字）。 （3）将托盘及砝码的重力视为小车受到的合力F，改变砝码质量，重复上述步骤，根据数据拟合出图像，如图乙所示。若要得到一条过原点的直线，实验中应________（填“增大”或“减小”）轨道的倾角。 （4）图乙中直线斜率的单位为________（填“”或“”）。 14. 某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图（a），细绳1、2和橡皮筋相连于一点，绳1上端固定在A点，绳2下端与水杯相连，橡皮筋的另一端与绳套相连。 为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系，该小组逐次加入等质量的水，拉动绳套，使绳1每次与竖直方向夹角均为且橡皮筋与绳1垂直，待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出关系图线，如图（b）所示。 回答下列问题： （1）将一芒果放入此空杯，按上述操作测得，由图（b）可知，该芒果的质量_________g（结果保留到个位）。若杯中放入芒果后，绳1与竖直方向夹角为但与橡皮筋不垂直，由图像读出的芒果质量与相比_________（填“偏大”或“偏小”）。 （2）另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲，下列原因可能的是_________。 A. 水杯质量过小 B. 绳套长度过大 C. 橡皮筋伸长量过大，弹力与其伸长量不成正比 （3）写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措施_________。 四、非选择题（本题共4小题，46分） 15. 如图所示，间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。一质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处，一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时，将金属棒由静止释放，在时，金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长，不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度g取，不计一切摩擦，求： （1）金属棒进入磁场前的加速度大小及重物的质量； （2）金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P； （3）金属棒匀速运动时的速度v。 16. 如图所示，、为在同一水平面内足够长的金属导轨，处在如图所示磁感应强度大小均为，虚线左侧部分竖直向下、右侧部分竖直向上的匀强磁场中。导轨间距。质量均为的金属杆垂直导轨静止放置，不可伸长的绝缘轻绳一端固定在金属杆上，另一端连接质量的重物，被锁定。两杆在运动过程中始终垂直导轨并与导轨保持良好接触，两杆的电阻均为，导轨电阻不计，、与导轨间的动摩擦因数分别为，重力加速度。求： （1）解除对b的锁定瞬间杆b的加速度大小及a开始运动时b的速度大小； （2）若a有向右的初速度10m/s，经时间t=0.5s（a杆没有到达虚线位置）释放b，b恰好开始向右运动，则这0.5s内系统产生的焦耳热为多少? 17. 如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为L。不计重力影响和离子间的相互作用。求： （1）磁场的磁感应强度B的大小。 （2）甲、乙两种离子的比荷之比。 18. 如图所示，三个同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，圆Ⅰ的半径为，圆Ⅱ的半径为R。圆Ⅰ、Ⅱ之间存在垂直圆面向外的匀强磁场；圆Ⅱ、Ⅲ之间的环形区域存在背向圆心的均匀辐向电场，环形边界间的电压U可调；圆Ⅱ上四分之一圆弧SQ处有吸收装置。圆Ⅲ上P处不断有相同的带电粒子飘入电场，粒子的初速度几乎为0。当U=U0（未知）时，粒子经电场加速后以竖直向上的速度v射出电场，由Q点射入磁场，经过磁场偏转后，刚好与圆Ⅰ相切，最终到达SQ区域均被吸收。已知粒子质量为m，电量为+q，不计粒子的重力及粒子间相互作用。 （1）求电压U0的大小； （2）求圆Ⅰ、Ⅱ之间磁场的磁感应强度B的大小； （3）将电压U从连续增加到U0过程中（时间足够长），粒子仍由P点飘入电场，求圆Ⅱ上有粒子穿越部分的弧长L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 邹平一中高二期末检测 物理 一、单选题（本题共8小题，24分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，其半衰期可能变短 B. 结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定 C. 核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能 D. 诊断甲状腺疾病时，给病人注射放射性同位素的目的是将其作为示踪原子 【答案】D 【解析】 【详解】A．放射性元素的半衰期与环境因素无关，可知的半衰期不会变短，故A错误； B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B错误； C．核反应过程中如果核子的平均质量减小，说明核反应的过程中有质量亏损，要释放核能，故C错误； D．诊断甲状腺疾病时，给病人注射放射性同位素的目的是将其作为示踪原子，故D正确。 故选D。 2. 物体从某一高度自由下落，第1s内就通过了全程的一半，物体还要下落多长时间才会落地（　　） A. 1s B. 1.5s C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据自由落体运动规律得 由题意得 其中 联立解得 因此 故D正确，ABC错误。 3. 如图所示，左端封闭、右侧开口的U形玻璃管内分别用水银封有两部分气体，左侧封闭气体的压强为，图中水银面高度差为h。当环境温度略有升高，并重新达到平衡后，h和的变化是（　　） A. h变大 B. h不变 C. 变大 D. 不变 【答案】C 【解析】 【详解】设大气压强为，右侧水银柱的高度为，右侧部分封闭气体的压强为，则有 由于和均不变，所以不变；当环境温度略有升高，假设左侧气体体积不变，根据查理定律可得 可知变大，则左侧水银面一定下降，左右水银面高度差变小，根据 可知实际变大。 故选C。 4. 图甲是为了保护腰椎，搬起重物的正确姿势。搬起重物是身体肌肉、骨骼、关节等部位共同作用的过程，现将其简化为图乙所示的模型。设脚掌受地面竖直向上的弹力大小为FN，膝关节弯曲的角度为θ，该过程中大、小腿部的肌群对膝关节的作用力 F始终水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力 F₁和F₂大致相等。人缓慢搬起重物的过程中，下列说法正确的是（　　） A. FN逐渐变大 B. F₁逐渐变大 C. F逐渐变小 D. 脚掌受地面竖直向上的弹力是因为脚掌发生形变而产生的 【答案】C 【解析】 【详解】A．人缓慢搬起重物的过程中，脚掌受到竖直向上的弹力与人和重物的总重力平衡，大小不变，A错误； BC．设大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大小为F1，则他们之间的夹角为，F即为他们合力，则有 脚掌所受地面竖直向上的弹力约为 联立可得 人缓慢搬起重物的过程中，膝盖弯曲的角度变大，、F逐渐变小，B错误，C正确； D．脚掌受地面竖直向上的弹力是因为地面发生形变而产生的，D错误。 故选C。 5. 一传送带装置如图所示，水平部分长为，倾斜部分长为，倾角。和在点通过一极短的圆弧连接，传送带以的恒定速率顺时针运转。已知工件与传送带间的动摩擦因数为0.5。现将一质量的工件（可视为质点）无初速地放在A点，重力加速度，，，以下说法正确的是（　　） A. 工件在传送带倾斜部分上滑和下滑的加速度大小之比为 B. 工件第一次沿传送带倾斜部分上滑的最大距离为 C. 工件第二次到达B点的速度大小为 D. 工件自释放至第三次到达B点的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于 可知工件在传送带倾斜部分上滑和下滑受到的滑动摩擦力方向均沿斜面向上，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 可知工件在传送带倾斜部分上滑和下滑的加速度大小之比为，故A错误； B．工件无初速地放在A点，加速度大小为 设经过时间工件与传送带共速，则有 共速前工件通过的位移大小为 可知工件以速度从B点滑上传送带倾斜部分，则工件第一次沿传送带倾斜部分上滑的最大距离为 故B错误； C．由于工件在传送带倾斜部分上滑和下滑的加速度相同，所以工件第二次到达B点的速度大小为，故C错误； D．工件第一次在传送带水平部分运动加速运动时间为 匀速运动时间为 工件第一次经过B点到第二次到达B点所用时间为 工件第二次到达B点后在传送带水平部分先向左做匀减速直线运动，再向右做匀加速直线运动，根据对称性可知，工件第二次经过B点到第三次到达B点所用时间为 则工件自释放至第三次到达B点的时间为 故D正确。 故选D。 6. 某带有照明系统的电动装置电路如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1=110，副线圈匝数分别为n2=50、n3=30，原线圈两端接电压有效值为220V的交流电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机线圈的电阻为5Ω，灯泡的电阻恒为30Ω。电动机和灯泡都正常工作，理想电流表的示数为1A。下列说法正确的是（ ） A. 灯泡中的电流为1A B. 电动机中的电流为20A C. 电动机的电功率为100W D. 电动机的机械功率为85W 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据理想变压器电压与匝数的关系  代入数据可得电动机所在副线圈电压为 灯泡所在副线圈电压为 灯泡是纯电阻，由欧姆定律得灯泡电流，故A错误； B．多副线圈理想变压器满足功率守恒 可得 已知原线圈电流，代入数据解得  即电动机电流为 ，故B错误； C．电动机的总电功率为，故C正确； D．电动机的热功率为 机械功率为总功率减去热功率，故D错误。 故选C。 7. 如图甲，固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框abcd，置于虚线AB左侧始终竖直向下的磁场中，bc边与虚线AB重合，虚线AB右侧为的匀强磁场。导体框的质量，电阻、边长，磁感应强度随时间t的变化图像如图乙所示。在时，导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度，下列说法正确的是（ ） A. 时流过ad边的电流方向由a到d B. 时流过ad边的电流大小为0.4A C. 导体框的bc边刚越过虚线AB时受到的安培力的大小为0.024N D. 当线框速度减为0.02m/s时ad边移动的距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，0~1s内，左侧的磁通量减少，根据楞次定律可知，时流过ad边的电流方向由d到a，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可知，时导体框的感应电动势为V=0.1V 感应电流大小为，故B错误； C．导体框的bc边刚越过虚线AB时，感应电动势为V 受到的安培力的大小为N，故C错误； D．根据动量定理有 根据电流的定义式有 解得，故D正确； 故选D。 8. 地磁场对宇宙高能粒子有偏转的作用，从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简化为如图，O为地球球心、R为地球半径，地磁场只分布在半径为R和2R的两边界之间的圆环区域内，磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向里。假设均匀分布的带正电高能粒子以相同速度垂直MN沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为m。电荷量均为q。不计粒子的重力及相互作用力。则（　　） A. 粒子无论速率多大均无法到达MN右侧地面 B. 若粒子速率为，正对着O处入射的粒子恰好可以到达地面 C. 若粒子速率小于，入射到磁场的粒子可到达地面 D. 若粒子速率为，入射到磁场的粒子恰能覆盖MN右侧地面一半的区域 【答案】D 【解析】 【详解】A．射入方向在地球下表面以下的粒子，只要速率合适，粒子可到达MN右侧地面，故A错误； B．若粒子的速率为，则粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有 解得 若粒子正对着O处入射，且恰好可以到达地面，其轨迹如图所示 设该轨迹半径为，由几何关系可得 解得 故B错误； C．若粒子的速率为，则粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有 解得 由B选项分析可知，若粒子速率等于时，入射到磁场的粒子均不可以到达地面，所以若粒子速率小于，入射到磁场的粒子均不可以到达地面，故C错误； D．若粒子速率为，由洛伦兹力提供向心力得 解得 此时最下端的粒子正入射恰好可以到达最右侧地面；而在最下端的以上入射的粒子，因为向上偏转，能到达MN右侧地面最右端以下；综上所述，入射到磁场的粒子恰能覆盖MN右侧地面一半的区域，故D正确。 故选D。 二、多选题（本题共4小题，16分） 9. 如图所示，开口向下的绝热气缸内有一可自由移动的绝热活塞，上方封闭一定质量的理想气体，活塞的质量不可忽略。初始时活塞处于静止状态，将装置缓慢倒转至开口向上，下列说法正确的是（　　） A. 封闭气体对外界做功 B. 封闭气体的压强增大 C. 封闭气体的内能减小 D. 封闭气体中速率较大的气体分子数占总分子数的比例增大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．初始时，以活塞为对象，根据平衡条件可得 将装置缓慢倒转至开口向上，根据平衡条件可得 可得 可知封闭气体的压强增大，体积减小，外界对封闭气体做功，故A错误，B正确； CD．由于为绝热过程，则有，又，根据热力学第一定律可知，，气体内能增大，温度升高，封闭气体中速率较大的气体分子数占总分子数的比例增大，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K的逸出功为5.32eV，则（　　） A. 阴极K逸出的光电子的最大初动能为8eV B. 这些氢原子最多向外辐射21种频率的光 C. 向右移动滑片P时，电流计的示数一定增大 D. 波长最短的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的 【答案】AB 【解析】 【详解】A．氢原子从到基态跃迁，释放的光子能量最大 阴极K逸出光电子的最大初动能为 选项A正确； B．这些氢原子最多向外辐射种频率的光，B正确； C．向右移动滑片P时，光电管的正向电压变大，则光电流增加，若光电流达到饱和，增大电压，光电流将不变，选项C错误； D．由可知，波长越长，频率越小，光子的能量越小，波长最长的光是原子从激发态跃迁到 时产生的，波长最短的光是从激发态跃迁到产生的，选项D错误。 故选AB。 11. 西藏那曲市色尼区欧玛亭嘎风电厂是当前世界超高海拔地区单机容量最大、装机规模最大的风电项目。如图是发电厂输电网络供电的原理图。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，输电线上的总电阻R0=60Ω，输电线上消耗的功率为3840W，升压变压器的匝数比为1：40，降压变压器的匝数比为50：1，用户端获得220V的电压。不计其余电阻，下列说法正确的是（ ） A. 输电线上的电流为8A B. 发电机输出电压的最大值为287V C. 用户获得的功率为88kW D. 若转子角速度ω增加一倍，则R0消耗的功率为7680W 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据输电线上消耗的功率 解得： 故A正确； B．输电线上损失的电压为 根据电压比与匝数比的关系可知 联立，解得 升压变压器的输出电压为 根据电压比和匝数比的关系可知 代入数据可得发电机输出电压的有效值为 则最大值为 故B错误； C．根据变压器的变流关系可得 代入数据解得 所以用户得到的功率为 故C正确； D．转子转动产生的电动势有效值为 转子角速度增加一倍，变压器、负载不变，则E变为原来的2倍，故通过的电流变为原来的2倍，根据 可知上消耗的功率变为原来的4倍，大小为15360W，故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，两间距为L的平行倾斜光滑导轨与足够长的水平平行光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。质量为m的导体棒b静止放在水平导轨上且与导轨垂直，在cd右侧存在竖直向上、大小为B的匀强磁场。质量为4m的导体棒a垂直于倾斜导轨，从离水平导轨高h处由静止释放，整个过程a、b棒未接触。已知两根导体棒的材质一样，长度相同，导体棒a的有效电阻为R，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中导体棒b的最大加速度为 B. 整个过程中通过导体棒的电荷量为 C. 整个过程中导体棒a产生的热量为 D. 导体棒b初始时刻距离cd的距离最小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．当导体棒a刚进入磁场时，导体棒b加速度最大，导体棒a从静止释放到达cd过程中，根据动能定理可得 解得 此时导体棒开始切割磁感线，产生感应电动势，，， 联立解得 故A正确； B．从a棒进入磁场到二者共速过程中，满足动量守恒定律，根据动量守恒定律可知 对b棒应用动量定理可得 通过b棒的电荷量 解得 故B错误； C．从a棒进入磁场到二者共速过程中，根据能量守恒可得回路中产生的总焦耳热为 解得 根据焦耳定律可知导体棒a产生的焦耳热 故C正确； D．根据 解得 故D正确。 故选ACD。 三、实验题（本题共2小题，14分） 13. 某小组采用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，部分实验步骤如下： （1）将两光电门安装在长直轨道上，选择宽度为d的遮光片固定在小车上，调整轨道倾角，用跨过定滑轮的细线将小车与托盘及砝码相连。选用________（填“5.00”或“1.00”）的遮光片，可以较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度。 （2）将小车自轨道右端由静止释放，从数字毫秒计分别读取遮光片经过光电门1、光电门2时的速度、，以及从遮光片开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间，计算小车的加速度________（结果保留2位有效数字）。 （3）将托盘及砝码的重力视为小车受到的合力F，改变砝码质量，重复上述步骤，根据数据拟合出图像，如图乙所示。若要得到一条过原点的直线，实验中应________（填“增大”或“减小”）轨道的倾角。 （4）图乙中直线斜率的单位为________（填“”或“”）。 【答案】（1）1.00 （2） （3）增大 （4） 【解析】 【小问1详解】 实验用遮光片通过光电门的平均速度代替瞬时速度，遮光片宽度越小，代替时的误差越小，故为较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度，选择宽度较小的的遮光片； 【小问2详解】 根据加速度的定义式可得 【小问3详解】 根据图像可知当有一定大小的外力F时此时小车的加速度仍为零，可知平衡摩擦力不足，若要得到一条过原点的直线，需要平衡摩擦力，故实验中应增大轨道的倾角； 【小问4详解】 图乙中直线斜率为，根据可知直线斜率的单位为。 14. 某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图（a），细绳1、2和橡皮筋相连于一点，绳1上端固定在A点，绳2下端与水杯相连，橡皮筋的另一端与绳套相连。 为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系，该小组逐次加入等质量的水，拉动绳套，使绳1每次与竖直方向夹角均为且橡皮筋与绳1垂直，待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出关系图线，如图（b）所示。 回答下列问题： （1）将一芒果放入此空杯，按上述操作测得，由图（b）可知，该芒果的质量_________g（结果保留到个位）。若杯中放入芒果后，绳1与竖直方向夹角为但与橡皮筋不垂直，由图像读出的芒果质量与相比_________（填“偏大”或“偏小”）。 （2）另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲，下列原因可能的是_________。 A. 水杯质量过小 B. 绳套长度过大 C. 橡皮筋伸长量过大，弹力与其伸长量不成正比 （3）写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措施_________。 【答案】（1） ①. 106 ②. 偏大 （2）C （3）减小细线与竖直方向的夹角 【解析】 【小问1详解】 [1]操作测得，由图（b）的图像坐标可知，该芒果的质量为106g； [2]若杯中放入芒果后，绳1与竖直方向夹角为但与橡皮筋不垂直，根据共点力平衡可知橡皮条的拉力变大，导致橡皮筋的长度偏大，若仍然根据图像读出芒果的质量与相比偏大。 【小问2详解】 另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲，可能是所测物体的质量过大，导致橡皮筋所受的弹力过大超过了弹簧的弹性限度，从而使橡皮筋弹力与其伸长量不成正比。 故选C。 【小问3详解】 根据共点力平衡条件可知，当减小绳子与竖直方向的夹角时，相同的物体质量对应橡皮筋的拉力较小，故相同的橡皮筋，可减小细线与竖直方向的夹角可增大质量测量范围。 四、非选择题（本题共4小题，46分） 15. 如图所示，间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。一质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处，一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时，将金属棒由静止释放，在时，金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长，不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度g取，不计一切摩擦，求： （1）金属棒进入磁场前的加速度大小及重物的质量 ； （2）金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P； （3）金属棒匀速运动时的速度v。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）时间内，根据运动学公式得 解得 对重物及金属棒整体分析，根据牛顿第二定律得 解得 （2）时刻，金属棒速度为 金属棒刚进入磁场产生的电动势为 感应电流为 电阻的热功率为 （3）金属棒匀速运动时，根据平衡条件 又 联立解得 16. 如图所示，、为在同一水平面内足够长的金属导轨，处在如图所示磁感应强度大小均为，虚线左侧部分竖直向下、右侧部分竖直向上的匀强磁场中。导轨间距。质量均为的金属杆垂直导轨静止放置，不可伸长的绝缘轻绳一端固定在金属杆上，另一端连接质量的重物，被锁定。两杆在运动过程中始终垂直导轨并与导轨保持良好接触，两杆的电阻均为，导轨电阻不计，、与导轨间的动摩擦因数分别为，重力加速度。求： （1）解除对b的锁定瞬间杆b的加速度大小及a开始运动时b的速度大小； （2）若a有向右的初速度10m/s，经时间t=0.5s（a杆没有到达虚线位置）释放b，b恰好开始向右运动，则这0.5s内系统产生的焦耳热为多少? 【答案】（1），2.5m/s （2）28.125J 【解析】 【小问1详解】 解除对的瞬间，对整体： 解得： a开始运动时，对a ： ，， 解得： 【小问2详解】 设的初速度为，即将滑动时的速度为，在该过程的位移为，对b有 对闭合回路 联立求得 对利用动量定理 即 联立求得 由系统的能量守恒 求得 17. 如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为L。不计重力影响和离子间的相互作用。求： （1）磁场的磁感应强度B的大小。 （2）甲、乙两种离子的比荷之比。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1，磁场的磁感应强度大小为B，由动能定理有 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 由几何关系知 解得，磁场的磁感应强度大小为 （2）设乙种离子所带电荷量为q2、质量为m2，射入磁场的速度为v2，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R2。同理有 ， 由几何关系知 解得，甲、乙两种离子的比荷之比为 18. 如图所示，三个同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，圆Ⅰ的半径为，圆Ⅱ的半径为R。圆Ⅰ、Ⅱ之间存在垂直圆面向外的匀强磁场；圆Ⅱ、Ⅲ之间的环形区域存在背向圆心的均匀辐向电场，环形边界间的电压U可调；圆Ⅱ上四分之一圆弧SQ处有吸收装置。圆Ⅲ上P处不断有相同的带电粒子飘入电场，粒子的初速度几乎为0。当U=U0（未知）时，粒子经电场加速后以竖直向上的速度v射出电场，由Q点射入磁场，经过磁场偏转后，刚好与圆Ⅰ相切，最终到达SQ区域均被吸收。已知粒子质量为m，电量为+q，不计粒子的重力及粒子间相互作用。 （1）求电压U0的大小； （2）求圆Ⅰ、Ⅱ之间磁场的磁感应强度B的大小； （3）将电压U从连续增加到U0过程中（时间足够长），粒子仍由P点飘入电场，求圆Ⅱ上有粒子穿越部分的弧长L。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在PQ间加速，由动能定理得 解得 【小问2详解】 在磁场中，粒子做匀速圆周运动，设其半径为r，由几何关系得 洛伦兹力提供向心力 联立方程解得 【小问3详解】 电压为时，由动能定理得 洛伦兹力提供向心力 联立方程解得 其运动轨迹如图，由几何关系得，此过程中粒子由Q点出发到第一次回到圆Ⅱ上的a点，对应圆Ⅱ的圆心角为 电压为时，半径为R，此过程中粒子由Q点出发到第一次回到圆Ⅱ上的b点，该两点对应圆Ⅱ的圆心角为 故电压由连续增加到的过程中，所有粒子第一次回到圆Ⅱ，对应圆Ⅱ上的弧线ab的长度为 同理，电压为时，粒子第二次回到圆Ⅱ上的位置为c点，对应圆Ⅱ上Qc的圆心角为 电压为时，粒子第二次回到圆Ⅱ上的位置为d点，对应圆Ⅱ上Qd的圆心角为 故电压由连续增加到的过程中，所有粒子第二次回到圆Ⅱ，对应圆Ⅱ上的弧线cd长度为 电压为时，粒子第三次回到圆Ⅱ上的位置为d点，刚好与电压为时粒子第二次回到圆Ⅱ上的位置相同。则图中弧线dS上都有粒子穿越。对应圆Ⅱ上的弧线长度为 故有粒子穿越部分的弧长 联立方程得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $