精品解析:山东省临沂市费县第一中学2025-2026学年高二上学期期末考试模拟物理试题
2026-07-10
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内容正文:
费县第一中学2025-2026学年度高中物理期末考试模拟试题
考试范围:必修三10-12章,选择性必须一,选择性必修二第一章;考试时间:90分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
一、单选题
1. 有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是将两片塑料偏振片卷起来,放进空心的透明圆筒内,上、下两偏振片中间重叠区域让观众感觉为一块“挡板”,如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端,居然穿过了“挡板”,如图乙所示。则( )
A. 该魔术说明光是纵波
B. 只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术
C. 两偏振片的透振方向互相垂直
D. 两偏振片的透振方向互相平行
【答案】C
【解析】
【详解】A.光的偏振现象说明光是横波,故A错误;
BCD.偏振片的特点为当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时,偏振光可以全部通过偏振片,当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时,偏振光不能通过偏振片,则在中间区域的放垂直偏振片和水平偏振片,将两偏振片卷起来,自然光通过两片偏振方向互相垂直的偏振片时,光强减弱,形成黑影,看起来就像一块挡板,一片偏振片无法完成实验,故BD错误,C正确。
故选C。
2. A、B、C、D是以AD为直径的半圆弧上的四个点,为半圆弧的圆心,。在处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,此时点的磁感应强度大小为。若将处的长直导线分别移至处,则此时点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设长直导线在O点的磁感应强度大小为B,根据安培定则和磁场叠加原理,
解得
故选B。
3. 如图所示,相互平行的金属导轨倾斜放置,整个装置处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中,导轨平面与水平面的夹角为,导轨间距为1m,导轨之间连接电源、电键。断开电键,质量为的金属棒恰好静止在导轨上。闭合电键,金属棒中的电流为,重力加速度取,欲使金属棒仍然静止在导轨上,则磁感应强度的最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】断开电键,质量为的金属棒恰好静止在导轨上根据平衡条件有
闭合电键,金属棒中的电流为,根据左手定则可知,安培力方向沿导轨向上,当磁感应强度为最大值时,根据平衡条件有
解得
故选B。
4. 如图所示,实线为两个点电荷、产生的电场的电场线,虚直线cd为、连线的垂直平分线,O为垂足,c、d两点在垂直平分线上且关于、连线对称。一电子只在电场力的作用下从a点沿虚曲线途经O点运动到b点。下列说法正确的是( )
A. 的电荷量小于的电荷量
B. c、d两点的电势相同,场强相同
C. 电子过O点时的加速度小于过a点时的加速度
D. 电子在O点时的电势能小于在a点时的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电场线的分布可知两电荷带异种电荷,根据电场线的疏密程度分布可知电荷量大于的电荷量,故A错误;
B.根据图中电场线结合对称性可知,c、d两点的电势相同;电场强度大小相等,方向不同,故B错误;
C.电场线的疏密程度表示场强的强弱,所以;电子仅受电场力,根据牛顿第二定律,可知电子过O点时的加速度大于过a点时的加速度,故C错误;
D.电子带负电,电子所受合外力指向轨迹的凹侧,可知电子受到的电场力沿电场线偏左,电子从a点到O点过程,电场力对电子做正功,电势能减小,则电子在O点时的电势能小于在a点时的电势能,故D正确。
故选D。
5. 霍尔效应的应用非常广泛。如图所示,金属片长度为,宽度为,厚度为,水平放置于方向竖直向下,磁感应强度大小为的匀强磁场中,金属片左右两端与电动势为的直流电源及滑动变阻器构成闭合回路,金属片前后两端接理想电压表。不计电源内阻及金属片电阻,闭合电键,下列说法正确的是( )
A. 金属片的前端的电势低于后端的电势
B. 仅减小磁感应强度,电压表示数增大
C. 仅增大滑动变阻器的阻值,电压表示数减小
D. 仅增大金属片的长度,电压表示数减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属中自由电荷为电子,电子定向移动方向与电流方向相反,根据左手定则可知,电子在洛伦兹力作用下向N端聚集,则金属片的前端的电势高于后端的电势,故A错误;
B.令电压表示数为U,则有
根据闭合电路欧姆定律有
根据电流的微观定义式有
解得
可知,仅减小磁感应强度,电压表示数减小,故B错误;
C.结合上述可知,仅增大滑动变阻器的阻值,电压表示数减小,故C正确;
D.结合上述可知,仅增大金属片的长度,电压表示数不变,故D错误。
故选C。
6. 蹦床运动是小孩喜爱的运动。一质量为40kg的小孩在t=0时从离水平网面某高度处自由落下,着网后沿竖直方向蹦离水平网面,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,在0.8s~1.6s时间内,网对小孩的平均作用力大小为( )
A. 1300N B. 1200N C. 1100N D. 1000N
【答案】B
【解析】
【详解】由题图知,在0.8s~1.6s内,小孩着网时的速度
离网时的速度为
取竖直向上为正方向,对小孩依据动量定理,有
解得
故选B。
7. 如图所示的双缝干涉实验装置中,当使用波长为6×10﹣7m的橙光做实验时,光屏中心点P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹;若换用波长为4×10﹣7m的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗纹情况是( )
A. P和P1都是亮纹
B. P是亮纹,P1是暗纹
C. P是暗纹,P1是亮纹
D. P和P1都是暗纹
【答案】B
【解析】
【详解】根据形成明、暗条纹条件可知:无论换用哪种波长的色光
Δx=PS1-PS2=0
故P点总是明纹.橙色光在P1点形成第一级明条纹,有
Δx=P1S2-P1S1=nλ=1×6×10-7 m=6×10-7 m
这对紫光来说
P1S2-P1S1=1.5λ紫
故P1为暗纹。综上分析B正确。
故选B。
8. 淄博被国家工信部评为“千兆城市”,全市千兆光纤网络覆盖率达到100%。如图所示,光导纤维的内芯是由某种透明介质制成的长直细圆柱体,将该长为的圆柱体置于真空中,某种单色光以入射角从左端截面圆心处射入透明介质。单色光在介质中传输,恰好在界面的点发生全反射。已知光在真空中的传播速度大小为。则单色光在该圆柱体内传输的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设光在该透明介质中发生全发射时临界角为,根据折射定律有
联立求得
光在该介质中的速度为
光在该介质中的传播时间为
联立求得
故选A。
二、多选题
9. 一带有半径足够大的光滑圆弧轨道的小车的质量,小车静止在光滑水平地面上,圆弧下端水平。有一质量的小球以水平初速度从圆弧下端滑上小车,如图所示,取水平向左为正方向。,则( )
A. 在小球滑到最高点的过程中,小球与小车组成的系统动量守恒
B. 小球沿圆弧轨道上升的最大高度为
C. 小球离开小车时的速度为
D. 小球从滑上小车到离开小车的过程中对小车做的功为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.小球与小车组成的系统在水平方向受合外力是零,在竖直方向受合外力不是零,因此系统只在水平方向动量守恒,A错误;
B.系统在水平方向动量守恒,由动量守恒定律可得
系统的机械能守恒
当时,最大,则有高度h最大,联立解得
B正确;
C.设小球离开小车时的速度为v3,小车的速度为v4,取水平向左为正方向,系统在水平方向动量守恒和系统的机械能守恒,则有
联立解得
小球的速度方向向右,是负值,因此C正确;
D.小球离开小车时小车在水平方向的速度为,由动能定理可得小球对小车做的功为
D正确。
故选BCD。
10. 如图甲所示,一力传感器固定在天花板上,将单摆悬绳一端固定在传感器上的O点。时刻将摆球拉到A点由静止释放,让其在A、C之间来回摆动(摆角小于),其中B点为最低点。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线,忽略空气阻力,取。下列说法正确的是( )
A. 单摆的周期为 B. 单摆的摆长为
C. 摆球所受合力提供其回复力 D. 根据所给数据可求出摆球的质量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,时刻小球处于A点,,小球处于C点,,小球第一次回到A点,则单摆的周期为,故A错误;
B.根据单摆周期公式
可得单摆的摆长为
故B正确;
C.摆球所受重力沿切线方向的分力提供其回复力,故C错误;
D.设小球在最高点时,细线与竖直方向的夹角为,此时有
小球在最低点时,根据牛顿第二定律可得
其中;小球从最高点到最低点过程,根据动能定理可得
联立以上式子可得小球的质量为
故D正确。
故选BD。
11. 如图所示,在边长为L的等边三角形区域ABC内存在着垂直纸面的匀强磁场(未画出),磁感应强度大小为,大量质量为m、带电荷量为q的粒子从BC边中点O沿不同的方向垂直于磁场以速率v0射入该磁场区域,不计粒子重力,则下列说法正确的是( )
A. 所有粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为
B. 所有粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
C. 对于从AB和AC边射出的粒子,在磁场中运动的最长时间为
D. 对于从AB和AC边射出的粒子,在磁场中运动的最短时间为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.所有粒子的初速度大小相等,它们在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为
故A错误;
B.粒子做圆周运动的周期为
故B正确;
C.当粒子运动轨迹对应的弦最长时,圆心角最大,粒子运动时间最长,当粒子运动轨迹对应的弦长最短时,对应的圆心角最小,粒子运动时间最短。对于从AB和AC边射出的粒子在磁场中的运动,可知最长的弦为,恰好等于轨迹半径,对应的圆心角为60°,因此最长运动时间
故C正确;
D.过O点作AC边的垂线,垂足为D,可知为最短的弦之一,由几何知识可知,对应的圆心角小于30°,因此粒子最短运动时间小于
故D错误。
故选BC。
12. 一列简谐波沿x轴方向传播,时的波形图如图甲所示。P、Q为x轴上两个质点,质点P的平衡位置在处,其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的波速为0.6
C. 从开始,质点P与Q第一次回到平衡位置的时间差为
D. 至少再经过,质点P、Q的位移相等
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由振动图像可知,时质点P沿y轴负向振动,结合波形图可知,该波沿x轴正方向传播,选项A错误;
B.由振动图像可知t=0.5s时质点P的位移为
由波形图可知
可得
该波的波速为
选项B正确;
C.从开始,由振动图像可知,质点P第一次回到平衡位置的时间为1.5s;质点Q第一次回到平衡位置的时间
则两者的时间差为
选项C正确;
D.在t=0.5s时刻在O点左侧最近的波峰的平衡位置距离O点
要想使得质点P、Q的位移相等则该波峰要传到PQ平衡位置的中点位置,即距离O点0.35m的位置,即至少向右传播
需要的时间至少
选项D正确。
故选BCD。
第II卷(非选择题)
三、实验题
13. 某同学利用如图所示的实验装置探究两小球发生对心正碰过程中的特点和规律。实验步骤如下:
①选取两个体积相同、质量不同的小球,用天平测出两个小球的质量分别为和。
②将斜槽固定在桌边,槽的末端水平,将一斜面连接在斜槽末端。
③先不放置小球,使小球从斜槽顶端处由静止释放,记录小球在斜面上的落点,重复操作多次,记录小球在斜面上落点的平均位置。
④将小球放在斜槽末端边缘处,使小球从斜槽顶端处由静止释放,在斜槽末端与小球发生碰撞,记录两小球在斜面上的落点,重复操作多次,记录小球和在斜面上落点的平均位置。
⑤用毫米刻度尺测出各个落点位置到斜槽末端的距离,分别为、、。
(1)为了使小球与发生碰撞后运动方向不变,和的大小关系应满足_____。
A. B. C. 无法确定
(2)碰撞后的速度正比于_____。
A. B. C.
(3)只要满足关系式_____,则说明两小球碰撞中动量守恒。(用测量的物理量、表示)。
【答案】(1)A (2)C
(3)
【解析】
【小问1详解】
为使小球与发生碰撞后不反弹,需要,故选A。
【小问2详解】
根据平抛运动,假设斜面底角
且
解得
正比与,故选C。
【小问3详解】
根据动量守恒公式
又因为正比与,可得
14. 某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为98.50cm,摆球直径为2.0cm,则
(1)该摆摆长为___________cm。
(2)如果他测得的g值偏小,可能的原因是( )
A. 测摆线长时摆线拉得过紧
B. 摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C. 开始计时,秒表过迟按下
D. 实验中误将49次全振动数为50次
(3)为了提高实验的准确度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出几组对应的L和T的数值,再以L为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线(如图),并求得该直线的斜率K。则重力加速度g=___________(用k表示),若某同学不小心每次都把小球直径当作半径代入来计算摆长,则用此表达式计算得到的g值会___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)99.50 (2)B
(3) ①. ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,摆长L=98.50+1.0cm=99.50cm
【小问2详解】
根据单摆的周期公式
得
A.测摆线时摆线拉得过紧,则摆长的测量量偏大,则测得的重力加速度偏大。故A错误;
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,而测得的摆长偏小,则测得重力加速度偏小。故B正确;
C.开始计时,秒表过迟按下,测得单摆的周期偏小,则测得的重力加速度偏大。故C错误;
D.实验中误将49次全振动数为50次。测得周期偏小,则测得的重力加速度偏大。故D错误。故选B。
【小问3详解】
[1][2]根据
得
则图线的斜率
解得重力加速度
若某同学不小心每次都把小球直径当作半径代入来计算摆长,可知T2-L图像的斜率不变,计算得到的g值不变。
四、解答题
15. 老师上课喜欢用红色激光笔,它发出的红光,用它来投映一个光点或一条光线指向物体,如图甲所示,AB为半圆的直径,O为圆心,在O点左侧,用红色激光笔从E点垂直AB射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角C=45°
(1)求半球形介质的折射率;
(2)若取用半球形介质制成环状玻璃砖,如图乙所示,内径为R、外径为R'= R的环状玻璃砖的圆心为O,一束平行于水平轴OO的光线由A点进入玻璃砖,到达B点(图中未标出)刚好发生全反射,求A点处光线的入射角和折射角。
【答案】(1);(2)45°;30°
【解析】
【详解】(1)由题图甲可计算出该半球形介质的折射率,由全反射条件有
即
半球形介质的折射率
(2)光线沿AB方向射向内球面。刚好发生全反射,在B点的入射角等于临界角C。在 中。,由正弦定理得
可得
则有A点处光线的折射角
在A点,由
得A点处光线的入射角
16. 某电动玩具车内部简化电路如图所示。开关闭合后,电动机正常工作,车轮正常转动。当不小心卡住车轮时,此时测得流过电阻的电流为。已知电源电动势,内阻,电阻,电阻,电动机额定电压,玩具车的质量,取。
(1)求电动机的内阻;
(2)求电动机正常工作时的机械功率;
(3)若某次玩具车在水平地面上运动过程中,其阻力恒为玩具车重力的0.1倍,电动机始终正常工作,当玩具车达到最大速度时,恰有一质量的橡皮泥竖直下落到玩具车上,瞬间与玩具车粘为一体,求此时二者的共同速度大小;
(4)若玩具车被卡住的情况下,把电阻换成可变电阻,当的阻值多大时,消耗的电功率最大?此时电动机的发热功率多大?
【答案】(1)
(2)
(3)
(4),
【解析】
【小问1详解】
R0上的电压
由闭合电路的欧姆定律得
解得
【小问2详解】
由部分电路的欧姆定中律得R0中的电流
由闭合电路的欧姆定律得
由能量守恒得
得
【小问3详解】
玩具车达到的最大速度
水平方向动量守恒
联立得
【小问4详解】
卡住后,R0和RM的并联电阻为
得
由闭合电路的欧姆定律得
可变电阻的功率
整理得
所以当时可变电阻的功率最大
由闭合电路的欧姆定律得
得
电动机的发热功率
得
17. 在一真空区域的竖直平面内建立如图所示的直角坐标系xOy,第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场,第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小均相等;y>0的区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均相等。一质量为m、带电量为q的微粒恰好沿虚线AO做匀速直线运动,速度大小为,方向与x轴负方向夹角为,重力加速度为g。
(1)判断微粒的电性;
(2)求电场强度的大小和磁感应强度的大小;
(3)求微粒在第三象限内运动的时间和离开第三象限时的位置坐标;
(4)求微粒距离x轴最远时的位置坐标。
【答案】(1)正电荷 (2),
(3),(0,)
(4)
【解析】
【小问1详解】
假设微粒带正电,如图受力分析,微粒受力可以平衡,微粒在第一象限正好做匀速直线运动。故微粒带正电。
【小问2详解】
根据受力平衡条件有,
解得,
【小问3详解】
微粒进入第三象限后,由受力分析,重力和电场力平衡,故微粒受洛伦磁力做匀速圆周运动,如图所示运动轨迹,设微粒运动半径为R,由几何关系可得
微粒在第三象限内运动的时间
根据洛伦磁力提供向心力有
再由
联立解得,
微粒离开第三象限时在竖直方向移动的距离为
微粒离开第三象限时的位置坐标为(0,)。
【小问4详解】
微粒进入第四象限后,只受重力和洛伦磁力作用,微粒进入第四象限后速度方向与y轴负方向夹角为,根据运动的合成与分解,可以把速度分解到方向,分速度分别为
根据受力分析,由速配法,微粒运动可分解为水平方向匀速直线运动和匀速圆周运动的合运动。
微粒做匀速圆周运动的周期与微粒速度大小无关,周期仍然是
设微粒运动半径为,根据洛伦磁力提供向心力有
解得
由几何关系可知微粒距离x轴最远时的距离为
根据周期性运动,微粒距离x轴最远时,横坐标为
因此微粒距离x轴最远时的位置坐标为
18. 如图所示,在平面直角坐标系第一象限内有沿y轴负方向、电场强度大小的匀强电场,第三象限内某正三角形区域中有方向垂直坐标平面向里、磁感应强度大小的匀强磁场(图中未画出)。现有一质量为m、电荷量为+ q(q> 0)的带电粒子(不计重力),从第一象限内的点P(L,)以平行于x轴的初速度v0射出,并从y轴上M 点射出电场,穿过第二象限后,进入第三象限并穿过正三角形区域的磁场,最后垂直于y轴离开第三象限。求:
(1)M点到O点距离;
(2)正三角形区域磁场的最小面积;
(3)粒子从开始运动到第二次到达y轴的最短时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
带电粒子从第一象限内的P点射入,并从y轴上M射出,则x方向有
y方向有
根据牛顿第二定律有
联立解得
【小问2详解】
粒子经过M点时沿y轴速度为
则此时速度与y轴负方向夹角的正切值为
解得,
此时的合速度为
作出粒子运动轨迹如图
根据洛伦兹力提供向心力有
解得R=
则正三角形的最小边长AD=2Rcos30°=L
正三角形区域磁场的最小面积为
【小问3详解】
粒子在第二象限运动的时间
粒子在磁场中的周期
粒子在磁场中的运动时间
所以粒子从开始运动到第二次到达y轴的最短时间为
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费县第一中学2025-2026学年度高中物理期末考试模拟试题
考试范围:必修三10-12章,选择性必须一,选择性必修二第一章;考试时间:90分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
一、单选题
1. 有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是将两片塑料偏振片卷起来,放进空心的透明圆筒内,上、下两偏振片中间重叠区域让观众感觉为一块“挡板”,如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端,居然穿过了“挡板”,如图乙所示。则( )
A. 该魔术说明光是纵波
B. 只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术
C. 两偏振片的透振方向互相垂直
D. 两偏振片的透振方向互相平行
2. A、B、C、D是以AD为直径的半圆弧上的四个点,为半圆弧的圆心,。在处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,此时点的磁感应强度大小为。若将处的长直导线分别移至处,则此时点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,相互平行的金属导轨倾斜放置,整个装置处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中,导轨平面与水平面的夹角为,导轨间距为1m,导轨之间连接电源、电键。断开电键,质量为的金属棒恰好静止在导轨上。闭合电键,金属棒中的电流为,重力加速度取,欲使金属棒仍然静止在导轨上,则磁感应强度的最大值为( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,实线为两个点电荷、产生的电场的电场线,虚直线cd为、连线的垂直平分线,O为垂足,c、d两点在垂直平分线上且关于、连线对称。一电子只在电场力的作用下从a点沿虚曲线途经O点运动到b点。下列说法正确的是( )
A. 的电荷量小于的电荷量
B. c、d两点的电势相同,场强相同
C. 电子过O点时的加速度小于过a点时的加速度
D. 电子在O点时的电势能小于在a点时的电势能
5. 霍尔效应的应用非常广泛。如图所示,金属片长度为,宽度为,厚度为,水平放置于方向竖直向下,磁感应强度大小为的匀强磁场中,金属片左右两端与电动势为的直流电源及滑动变阻器构成闭合回路,金属片前后两端接理想电压表。不计电源内阻及金属片电阻,闭合电键,下列说法正确的是( )
A. 金属片的前端的电势低于后端的电势
B. 仅减小磁感应强度,电压表示数增大
C. 仅增大滑动变阻器的阻值,电压表示数减小
D. 仅增大金属片的长度,电压表示数减小
6. 蹦床运动是小孩喜爱的运动。一质量为40kg的小孩在t=0时从离水平网面某高度处自由落下,着网后沿竖直方向蹦离水平网面,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,在0.8s~1.6s时间内,网对小孩的平均作用力大小为( )
A. 1300N B. 1200N C. 1100N D. 1000N
7. 如图所示的双缝干涉实验装置中,当使用波长为6×10﹣7m的橙光做实验时,光屏中心点P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹;若换用波长为4×10﹣7m的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗纹情况是( )
A. P和P1都是亮纹
B. P是亮纹,P1是暗纹
C. P是暗纹,P1是亮纹
D. P和P1都是暗纹
8. 淄博被国家工信部评为“千兆城市”,全市千兆光纤网络覆盖率达到100%。如图所示,光导纤维的内芯是由某种透明介质制成的长直细圆柱体,将该长为的圆柱体置于真空中,某种单色光以入射角从左端截面圆心处射入透明介质。单色光在介质中传输,恰好在界面的点发生全反射。已知光在真空中的传播速度大小为。则单色光在该圆柱体内传输的时间为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9. 一带有半径足够大的光滑圆弧轨道的小车的质量,小车静止在光滑水平地面上,圆弧下端水平。有一质量的小球以水平初速度从圆弧下端滑上小车,如图所示,取水平向左为正方向。,则( )
A. 在小球滑到最高点的过程中,小球与小车组成的系统动量守恒
B. 小球沿圆弧轨道上升的最大高度为
C. 小球离开小车时的速度为
D. 小球从滑上小车到离开小车的过程中对小车做的功为
10. 如图甲所示,一力传感器固定在天花板上,将单摆悬绳一端固定在传感器上的O点。时刻将摆球拉到A点由静止释放,让其在A、C之间来回摆动(摆角小于),其中B点为最低点。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线,忽略空气阻力,取。下列说法正确的是( )
A. 单摆的周期为 B. 单摆的摆长为
C. 摆球所受合力提供其回复力 D. 根据所给数据可求出摆球的质量
11. 如图所示,在边长为L的等边三角形区域ABC内存在着垂直纸面的匀强磁场(未画出),磁感应强度大小为,大量质量为m、带电荷量为q的粒子从BC边中点O沿不同的方向垂直于磁场以速率v0射入该磁场区域,不计粒子重力,则下列说法正确的是( )
A. 所有粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为
B. 所有粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
C. 对于从AB和AC边射出的粒子,在磁场中运动的最长时间为
D. 对于从AB和AC边射出的粒子,在磁场中运动的最短时间为
12. 一列简谐波沿x轴方向传播,时的波形图如图甲所示。P、Q为x轴上两个质点,质点P的平衡位置在处,其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的波速为0.6
C. 从开始,质点P与Q第一次回到平衡位置的时间差为
D. 至少再经过,质点P、Q的位移相等
第II卷(非选择题)
三、实验题
13. 某同学利用如图所示的实验装置探究两小球发生对心正碰过程中的特点和规律。实验步骤如下:
①选取两个体积相同、质量不同的小球,用天平测出两个小球的质量分别为和。
②将斜槽固定在桌边,槽的末端水平,将一斜面连接在斜槽末端。
③先不放置小球,使小球从斜槽顶端处由静止释放,记录小球在斜面上的落点,重复操作多次,记录小球在斜面上落点的平均位置。
④将小球放在斜槽末端边缘处,使小球从斜槽顶端处由静止释放,在斜槽末端与小球发生碰撞,记录两小球在斜面上的落点,重复操作多次,记录小球和在斜面上落点的平均位置。
⑤用毫米刻度尺测出各个落点位置到斜槽末端的距离,分别为、、。
(1)为了使小球与发生碰撞后运动方向不变,和的大小关系应满足_____。
A. B. C. 无法确定
(2)碰撞后的速度正比于_____。
A. B. C.
(3)只要满足关系式_____,则说明两小球碰撞中动量守恒。(用测量的物理量、表示)。
14. 某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为98.50cm,摆球直径为2.0cm,则
(1)该摆摆长为___________cm。
(2)如果他测得的g值偏小,可能的原因是( )
A. 测摆线长时摆线拉得过紧
B. 摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C. 开始计时,秒表过迟按下
D. 实验中误将49次全振动数为50次
(3)为了提高实验的准确度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出几组对应的L和T的数值,再以L为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线(如图),并求得该直线的斜率K。则重力加速度g=___________(用k表示),若某同学不小心每次都把小球直径当作半径代入来计算摆长,则用此表达式计算得到的g值会___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、解答题
15. 老师上课喜欢用红色激光笔,它发出的红光,用它来投映一个光点或一条光线指向物体,如图甲所示,AB为半圆的直径,O为圆心,在O点左侧,用红色激光笔从E点垂直AB射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角C=45°
(1)求半球形介质的折射率;
(2)若取用半球形介质制成环状玻璃砖,如图乙所示,内径为R、外径为R'= R的环状玻璃砖的圆心为O,一束平行于水平轴OO的光线由A点进入玻璃砖,到达B点(图中未标出)刚好发生全反射,求A点处光线的入射角和折射角。
16. 某电动玩具车内部简化电路如图所示。开关闭合后,电动机正常工作,车轮正常转动。当不小心卡住车轮时,此时测得流过电阻的电流为。已知电源电动势,内阻,电阻,电阻,电动机额定电压,玩具车的质量,取。
(1)求电动机的内阻;
(2)求电动机正常工作时的机械功率;
(3)若某次玩具车在水平地面上运动过程中,其阻力恒为玩具车重力的0.1倍,电动机始终正常工作,当玩具车达到最大速度时,恰有一质量的橡皮泥竖直下落到玩具车上,瞬间与玩具车粘为一体,求此时二者的共同速度大小;
(4)若玩具车被卡住的情况下,把电阻换成可变电阻,当的阻值多大时,消耗的电功率最大?此时电动机的发热功率多大?
17. 在一真空区域的竖直平面内建立如图所示的直角坐标系xOy,第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场,第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小均相等;y>0的区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均相等。一质量为m、带电量为q的微粒恰好沿虚线AO做匀速直线运动,速度大小为,方向与x轴负方向夹角为,重力加速度为g。
(1)判断微粒的电性;
(2)求电场强度的大小和磁感应强度的大小;
(3)求微粒在第三象限内运动的时间和离开第三象限时的位置坐标;
(4)求微粒距离x轴最远时的位置坐标。
18. 如图所示,在平面直角坐标系第一象限内有沿y轴负方向、电场强度大小的匀强电场,第三象限内某正三角形区域中有方向垂直坐标平面向里、磁感应强度大小的匀强磁场(图中未画出)。现有一质量为m、电荷量为+ q(q> 0)的带电粒子(不计重力),从第一象限内的点P(L,)以平行于x轴的初速度v0射出,并从y轴上M 点射出电场,穿过第二象限后,进入第三象限并穿过正三角形区域的磁场,最后垂直于y轴离开第三象限。求:
(1)M点到O点距离;
(2)正三角形区域磁场的最小面积;
(3)粒子从开始运动到第二次到达y轴的最短时间。
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