内容正文:
广西南宁市沛鸿中学2025-2026学年高二下学期期末考试物理试题
(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2B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,请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
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命题目要求。)
1. 自动驾驶的汽车遇到障碍物时能自动进行制动,制动过程可看做匀减速直线运动。某次制动测试,汽车的速度从到停下来的时间需要2s,则这次测试的制动距离为( )
A. 15m B. 27m C. 30m D. 54m
【答案】A
【解析】
【详解】初速度 ,末速度,时间。
匀减速直线运动的位移公式为
故选A。
2. 我国研发的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)实现了1066秒的稳态运行。在该装置中,核反应方程为。下列说法正确的是( )
A. 生成物为电子
B. 该反应中,生成物的结合能大于反应物的结合能
C. 该反应中,电荷数不守恒
D. 核聚变反应之所以能放出巨大能量,是因为生成物的质量增大了
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据核反应的电荷数守恒和质量数守恒,X的电荷数为,质量数为,故X为中子(),不是电子,故A错误;
B.该核聚变为放能反应,反应后生成物总结合能等于反应物总结合能与释放能量之和,因此生成物的结合能大于反应物的结合能,故B正确;
C.核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒,故C错误;
D.根据爱因斯坦质能方程,核聚变释放巨大能量是因为反应发生了质量亏损,生成物总质量小于反应物总质量,故D错误。
故选B。
3. “独竹漂”是一种传统的交通工具,人拿着竹竿站在单竹筏上,人和单竹筏在水里减速滑行,人与竹筏相对静止,则下列说法正确的是( )
A. 人受到的合力不为零
B. 竹筏对人的作用力方向竖直向上
C. 人对竹竿的作用力与竹竿对人的作用力是一对平衡力
D. 水对竹筏的作用力等于竹筏的重力
【答案】A
【解析】
【详解】A.人和单竹筏在水里减速滑行,则人的加速度不为零,根据牛顿第二定律可知,人受到的合力不为零,故A正确;
B.竹筏对人的支持力竖直向上,人做减速运动,人在水平方向的加速度不为零,则水平方向有摩擦力,所以竹筏对人的作用力方向不是竖直向上,故B错误;
C.人对竹竿的作用力与竹竿对人的作用力是一对作用力与反作用力,故C错误;
D.人和单竹筏在水里减速滑行,则竹筏受到水在水平方向的作用力;竖直方向水对竹筏的浮力等于人和竹筏的总重力,所以水对竹筏的作用力大于竹筏的重力,故D错误;
故选A。
4. 通过“月—地检验”证明了地球对地面物体的引力与行星对卫星的引力具有相同的性质。当时人们掌握的信息有:地球表面的重力加速度为g,月球轨道半径为地球半径的60倍,月球的公转周期约为27.3天。下列关于月—地检验的说法正确的是( )
A. 牛顿计算出了地球表面苹果的重力约为月球受到地球引力的倍,从而完成了“月—地检验”
B. 牛顿计算出了月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的倍,从而完成了“月—地检验”
C. 牛顿计算出了地球表面重力加速度约为月球绕地球做圆周运动的加速度的倍,从而完成了“月—地检验”
D. 牛顿计算出了地球表面重力加速度约为月球绕地球做圆周运动的加速度的倍,从而完成了“月—地检验”
【答案】C
【解析】
【详解】A.计算地球表面苹果的重力、月球受到的地球引力的具体数值需要引力常量,当时尚未被测定,且二者比值还与苹果质量、月球质量有关,无法直接计算,故A错误;
B.计算月球表面的重力加速度需要已知月球质量、月球半径,这些数据当时无法获得,且月—地检验的验证对象不是月球表面的重力加速度,故B错误;
CD.假设引力符合平方反比规律,地球表面重力加速度满足(为地球半径),月球绕地球公转的向心加速度满足,联立可得,即地球表面重力加速度约为月球公转加速度的倍。牛顿通过月球公转周期,由圆周运动向心加速度公式计算出实际的,验证了上述关系,完成了月—地检验,故C正确,D错误。
故选C。
5. 随着科技的不断发展,光纤成为现代信息传输领域不可或缺的一部分。现有一折射率为1.5、横截面直径为的圆柱形光纤,在使用过程中使光纤紧绕另一圆柱弯折,如图所示。为使平行射入该光纤的光在转弯处光纤的外侧均能发生全反射,则该圆柱体半径的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】为使平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射,则沿光纤最接近转弯处平行射入的光刚好发生全反射,如图所示
此时入射角恰好达到临界角,可得
代入数据,解得
故选D。
6. 如图甲,矩形金属线框abcd在匀强磁场中绕固定轴匀速转动,轴垂直于磁感线。通过线框的磁通量随时间的变化规律如图乙所示,线框共100匝,线框总电阻。下列说法中正确的是( )
A. 时刻线框转至图甲所示位置
B. 交变电流电动势的有效值为200 πV
C. 时刻线框电流方向发生改变
D. 时间内,流过线框的电荷量为
【答案】C
【解析】
【详解】A. 时刻,由图乙可知磁通量达到最大值,而图甲所示位置磁通量为零,故A错误;
B.由图乙可知周期
磁通量的最大值
角速度
感应电动势的最大值
有效值 ,故B错误;
C. ,此时磁通量达到最大值,线框位于中性面,感应电流为零,电流方向发生改变,故C正确;
D.时间内,流过线框的电荷量为,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,用绝缘支架将带电荷量为+Q的小球a固定在O点,一粗糙绝缘直杆与水平方向的夹角θ=30°,直杆与小球a位于同一竖直面内,杆上有A、B、C三点,C与O两点位于同一水平线上,B为AC的中点,OA=OC=L。小球b质量为m,带电荷量为-q,套在直杆上,从A点由静止开始下滑,第一次经过B点时速度是v,运动到C点时速度为0。在+Q产生的电场中取C点的电势为0,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 小球b经过B点时加速度为0
B. 小球b从A点到C点过程中产生的内能为
C. 小球b的电势能最小值为
D. 小球b到C点后又从C点返回到A点
【答案】C
【解析】
【详解】B.根据几何关系有
小球b从A点到C点过程中,根据动能定理有
解得小球b从A点到C点过程中产生的内能为
故B错误;
A.小球b从A点到B点过程中,库仑力逐渐增大,摩擦力逐渐增大,小球b从B点到C点过程中,库仑力逐渐减小,摩擦力逐渐减小,由于
可得
即小球b重力沿直杆向下的分力等于小球b从A点到C点过程中受到的平均摩擦力,B点处小球b受到的摩擦力最大,则小球b重力沿直杆向下的分力小于B点处小球b受到的摩擦力,小球b经过B点时加速度不为0,故A错误;
C.B点离小球a最近,B点的电势最高,小球b的电势能最小,根据对称性有
小球b从B点到C点过程中,根据动能定理
其中
小球b的电势能最小值为
故C正确;
D.从C点返回到A点需克服摩擦力、重力做功,C点速度为零,A、C两点电势相等,故小球b到C点后不能从C点返回到A点,故D错误。
故选C。
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. 某次排球运动员进攻过程可简化为如图所示模型,甲运动员以极短的时间将初速度为零的排球从点以水平速度击出,球恰好碰到拦网队员乙的手指。已知排球质量,、的水平距离,、的高度差。球视为质点,忽略空气阻力,重力加速度。则可知( )
A. 球被甲击出时的速率为25m/s
B. 球被甲击出时的速率为30m/s
C. 甲对球的平均作用力大小为650N
D. 甲对球的平均作用力大小为780N
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,球被甲击出后做平抛运动,水平方向上有
竖直方向上有
联立解得
即球被甲击出时的速率为30m/s,故A错误,B正确;
CD.设甲对球的平均作用力大小为,对球由动量定理有
解得
即甲对球的平均作用力大小为780N,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示,在x轴上相距1.5cm的O、M两点处各有一个波源,时刻,两波源开始振动,振动图像分别如图乙、丙所示。已知两波的传播速度为,x轴上的P点与O点相距1.2cm,则( )
A. 两列波长
B. M点波源的振动方程为
C. 两列波充分叠加后,P点为振动加强点,振幅为7cm
D. 时,P点沿y轴正向振动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由振动图像可得
又
所以,故A错误;
B.根据
可得
从图丙可知,点波源的振动方程为,故B正确;
C.因两波波长为0.2cm,波源振动频率相同,起振方向刚好相反,点到两波源的距离差
距离差刚好是半波长的奇数倍,故为振动加强点,振幅为两波振幅之和为7cm,故C正确;
D.点与点相距,点的波源传至点时需1.2秒,故0.3秒时不考虑点波源的影响;由于点与点相距,点的波传至需0.3秒,故0.3秒时刻,点刚好振动,从平衡位置向下振动,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,单匝线圈在外力作用下以速度向右匀速进入匀强磁场,第二次又以速度匀速进入同一匀强磁场,则第一次与第二次( )
A. 线圈中电动势之比为1∶2 B. 线圈中电流之比为1∶1
C. 通过线圈的电量之比为1∶1 D. 线圈中产生的热量之比为1∶4
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设线圈边长为,根据法拉第电磁感应定律有
可知感应电动势与速度成正比,则第一次与第二次产生的感应电动势之比为1:2,故A正确;
B.设线圈总电阻为,根据闭合电路欧姆定律有
解得
可知感应电流与速度成正比,则第一次与第二次线圈中电流之比为1:2,故B错误;
C.根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
根据电流的定义式有
联立解得
由于两次进入同一匀强磁场,磁通量的变化量相同,总电阻相同,则第一次与第二次通过线圈的电量之比为1:1,故C正确;
D.线圈进入磁场所用时间为
根据焦耳定律有
联立解得
可知产生的热量与速度成正比,则第一次与第二次线圈中产生的热量之比为1:2,故D错误。
故选AC。
三、实验题(本题共2小题,第11题6分,第12题8分,每空2分,共14分)
11. 某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图甲装置进行实验,要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车__________。
A. 能在轨道上保持静止
B. 受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
C. 不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
(2)利用图乙装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度,并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和随时间变化的散点图,以竖直向上为正方向。时,物体处于________(选填“超重”或“失重”)状态;以为横轴、为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线;
②若将物体质量减少一半,重新进行实验,其图像为图丁中的图线______。(选填“B”、“C”或“D”)
【答案】(1)C (2) ①. 失重 ②.
【解析】
【小问1详解】
平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动。
故选C。
【小问2详解】
①[1]由图丙可知,时,物体有向下的加速度,处于失重状态。
②[2]根据题意,由牛顿第二定律有
整理可得
若将物体质量减少一半,则有
整理可得
可知,图像的斜率变为原来的2倍,纵截距不变,则图像为图丁中的图线。
12. 某实验小组用图甲所示电路测量一电池组的电动势和内阻,使用到的实验器材有:
A.待测电池组(电动势约3V,内阻约)
B.毫安表mA(量程为200mA,内阻)
C.电阻箱
D.定值电阻
E.开关、导线若干
(1)由于毫安表的量程太小,需要将其改装成量程为0.6A的电流表,则图甲虚线框中,与毫安表并联的定值电阻的阻值为_______;
(2)闭合开关S前,将电阻箱的阻值调到最大;
(3)闭合开关S,多次调节电阻箱,记录其阻值和毫安表mA的读数;某次测量时,毫安表的示数如图乙所示,对应的读数为________mA;
(4)根据每次测得的毫安表读数,计算出通过电池组的电流;以为纵坐标,为横坐标,作图线(用直线拟合)如图丙所示;根据图像可求出电池组的电动势________V,内阻________Ω。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 ①. 6.0 ②. 90 ③. 2.6 ④. 1.2
【解析】
【详解】[1]改装后电流表的量程为,毫安表满偏电流为,流过定值电阻的电流为,毫安表与定值电阻并联,两端电压相等,则有
解得
[2]图乙中毫安表的量程为,分度值为,指针指在刻度处,因此对应的读数为
[3]改装后电流表的内阻为
根据闭合电路欧姆定律有
整理得
图丙中直线的斜率为
由解得
[4]图线的纵轴截距为,由解得
四、解答题(本题共3小题,共40分。解答过程要求有必要文字说明,只写结果的不能得分,有数值计算的要写出正确单位。)
13. 如图所示,在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体,活塞横截面积为S,能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为,气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后,活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为,C为已知常数,大气压强恒为,重力加速度大小为g,所有温度为热力学温度。求
(1)再次平衡时容器内气体的温度。
(2)此过程中容器内气体吸收的热量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)气体进行等压变化,则由盖吕萨克定律得
即
解得
(2)此过程中气体内能增加
气体对外做功大小为
由热力学第一定律可得此过程中容器内气体吸收的热量
14. 在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图,一个粒子源于处不断释放质量为,带电量为的离子,其初速度视为零,经电压为的加速电场加速后,沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器(静电分析器通道内有均匀径向分布的电场)后,从点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转,离子最后垂直打在平行放置且与等高的硅片上,硅片到的距离为,不计离子重力。求:
(1)离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小;
(2)静电分析器通道内虚线处电场强度的大小和圆形匀强磁场区域的磁感应强度大小;
(3)若匀强磁场的磁感应强度大小为时,从点沿直线方向进入圆形匀强磁场区域的离子恰好打到硅片的最低点,求磁感应强度大小。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
离子在加速电场中,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
离子在静电分析器中做匀速圆周运动,由电场力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
离子经磁场偏转后垂直打在硅片上,说明离子射出磁场时的速度方向水平,即在磁场中偏转的角度为。
由几何关系有
解得
在磁场中由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
【小问3详解】
设离子在匀强磁场中的轨迹半径为,圆心为,射出磁场点为。以点为坐标原点,沿PQ方向为轴正方向,垂直PQ向右为轴正方向建立平面直角坐标系。
圆形磁场区域的圆心为,则点坐标为,点坐标为。
在中,有。
在中,由于,,满足,可知。
因离子在点的速度方向垂直于轨迹半径,故离子射出磁场后的速度方向恰好沿所在直线向外。
根据题意,硅片平行PQ放置且与PQ等高,其到PQ的距离为,则硅片最低点的坐标为。
离子沿直线打到硅片最低点,即、、三点共线。
由几何关系可知,直线与轴正方向的夹角满足
解得
因此离子在磁场中的速度偏转角为。
由几何关系有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
15. 如图,在光滑水平地面上有一质量为的四分之一光滑圆弧槽,其底端切线与水平地面重合,圆心在底端的正上方,圆弧槽右端的水平地面上等间距的放置着个编号依次为1、2……、的小滑块,小滑块的质量均为,相邻两滑块间的距离为,其中滑块1在圆弧槽末端。现让质量为的小球从圆弧槽的最高点由静止释放,小球以速度与1号滑块发生弹性碰撞。已知重力加速度为,小球和所有滑块均可视为质点,所有的碰撞时间都极短且忽略不计。
(1)求圆弧槽的半径;
(2)求小球与1号滑块碰撞过程中对1号滑块所做的功;
(3)从小球运动到圆弧槽底端开始计时,若所有滑块碰撞后均粘在一起,求号滑块开始运动的时刻。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球从圆弧槽滚下的过程,水平方向动量守恒
解得
小球和圆弧槽组成的系统机械能守恒
联立,解得
【小问2详解】
设小球与1号滑块碰撞过程后,1号滑块的速度为,小球与1号滑块碰撞过程中,动量守恒
动能守恒
联立,解得,
对1号滑块,根据动能定理
【小问3详解】
小球从圆弧槽滚下的过程,水平方向动量始终守恒,即
恒成立,则满足
其中
联立,解得
小球与1号滑块碰撞所用的时间为
小球与1号滑块碰撞后,因为
所以,小球一直向左运动,不会再与滑块发生碰撞。1号滑块与2号滑块碰撞所需时间为
设号滑块的速度为,根据动量守恒
解得
则号滑块与号滑块碰撞所需时间为
所以号滑块开始运动的时刻
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广西南宁市沛鸿中学2025-2026学年高二下学期期末考试物理试题
(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2B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,请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
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命题目要求。)
1. 自动驾驶的汽车遇到障碍物时能自动进行制动,制动过程可看做匀减速直线运动。某次制动测试,汽车的速度从到停下来的时间需要2s,则这次测试的制动距离为( )
A. 15m B. 27m C. 30m D. 54m
2. 我国研发的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)实现了1066秒的稳态运行。在该装置中,核反应方程为。下列说法正确的是( )
A. 生成物为电子
B. 该反应中,生成物的结合能大于反应物的结合能
C. 该反应中,电荷数不守恒
D. 核聚变反应之所以能放出巨大能量,是因为生成物的质量增大了
3. “独竹漂”是一种传统的交通工具,人拿着竹竿站在单竹筏上,人和单竹筏在水里减速滑行,人与竹筏相对静止,则下列说法正确的是( )
A. 人受到的合力不为零
B. 竹筏对人的作用力方向竖直向上
C. 人对竹竿的作用力与竹竿对人的作用力是一对平衡力
D. 水对竹筏的作用力等于竹筏的重力
4. 通过“月—地检验”证明了地球对地面物体的引力与行星对卫星的引力具有相同的性质。当时人们掌握的信息有:地球表面的重力加速度为g,月球轨道半径为地球半径的60倍,月球的公转周期约为27.3天。下列关于月—地检验的说法正确的是( )
A. 牛顿计算出了地球表面苹果的重力约为月球受到地球引力的倍,从而完成了“月—地检验”
B. 牛顿计算出了月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的倍,从而完成了“月—地检验”
C. 牛顿计算出了地球表面重力加速度约为月球绕地球做圆周运动的加速度的倍,从而完成了“月—地检验”
D. 牛顿计算出了地球表面重力加速度约为月球绕地球做圆周运动的加速度的倍,从而完成了“月—地检验”
5. 随着科技的不断发展,光纤成为现代信息传输领域不可或缺的一部分。现有一折射率为1.5、横截面直径为的圆柱形光纤,在使用过程中使光纤紧绕另一圆柱弯折,如图所示。为使平行射入该光纤的光在转弯处光纤的外侧均能发生全反射,则该圆柱体半径的最小值为( )
A. B. C. D.
6. 如图甲,矩形金属线框abcd在匀强磁场中绕固定轴匀速转动,轴垂直于磁感线。通过线框的磁通量随时间的变化规律如图乙所示,线框共100匝,线框总电阻。下列说法中正确的是( )
A. 时刻线框转至图甲所示位置
B. 交变电流电动势的有效值为200 πV
C. 时刻线框电流方向发生改变
D. 时间内,流过线框的电荷量为
7. 如图所示,用绝缘支架将带电荷量为+Q的小球a固定在O点,一粗糙绝缘直杆与水平方向的夹角θ=30°,直杆与小球a位于同一竖直面内,杆上有A、B、C三点,C与O两点位于同一水平线上,B为AC的中点,OA=OC=L。小球b质量为m,带电荷量为-q,套在直杆上,从A点由静止开始下滑,第一次经过B点时速度是v,运动到C点时速度为0。在+Q产生的电场中取C点的电势为0,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 小球b经过B点时加速度为0
B. 小球b从A点到C点过程中产生的内能为
C. 小球b的电势能最小值为
D. 小球b到C点后又从C点返回到A点
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. 某次排球运动员进攻过程可简化为如图所示模型,甲运动员以极短的时间将初速度为零的排球从点以水平速度击出,球恰好碰到拦网队员乙的手指。已知排球质量,、的水平距离,、的高度差。球视为质点,忽略空气阻力,重力加速度。则可知( )
A. 球被甲击出时的速率为25m/s
B. 球被甲击出时的速率为30m/s
C. 甲对球的平均作用力大小为650N
D. 甲对球的平均作用力大小为780N
9. 如图甲所示,在x轴上相距1.5cm的O、M两点处各有一个波源,时刻,两波源开始振动,振动图像分别如图乙、丙所示。已知两波的传播速度为,x轴上的P点与O点相距1.2cm,则( )
A. 两列波长
B. M点波源的振动方程为
C. 两列波充分叠加后,P点为振动加强点,振幅为7cm
D. 时,P点沿y轴正向振动
10. 如图所示,单匝线圈在外力作用下以速度向右匀速进入匀强磁场,第二次又以速度匀速进入同一匀强磁场,则第一次与第二次( )
A. 线圈中电动势之比为1∶2 B. 线圈中电流之比为1∶1
C. 通过线圈的电量之比为1∶1 D. 线圈中产生的热量之比为1∶4
三、实验题(本题共2小题,第11题6分,第12题8分,每空2分,共14分)
11. 某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图甲装置进行实验,要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车__________。
A. 能在轨道上保持静止
B. 受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
C. 不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
(2)利用图乙装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度,并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和随时间变化的散点图,以竖直向上为正方向。时,物体处于________(选填“超重”或“失重”)状态;以为横轴、为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线;
②若将物体质量减少一半,重新进行实验,其图像为图丁中的图线______。(选填“B”、“C”或“D”)
12. 某实验小组用图甲所示电路测量一电池组的电动势和内阻,使用到的实验器材有:
A.待测电池组(电动势约3V,内阻约)
B.毫安表mA(量程为200mA,内阻)
C.电阻箱
D.定值电阻
E.开关、导线若干
(1)由于毫安表的量程太小,需要将其改装成量程为0.6A的电流表,则图甲虚线框中,与毫安表并联的定值电阻的阻值为_______;
(2)闭合开关S前,将电阻箱的阻值调到最大;
(3)闭合开关S,多次调节电阻箱,记录其阻值和毫安表mA的读数;某次测量时,毫安表的示数如图乙所示,对应的读数为________mA;
(4)根据每次测得的毫安表读数,计算出通过电池组的电流;以为纵坐标,为横坐标,作图线(用直线拟合)如图丙所示;根据图像可求出电池组的电动势________V,内阻________Ω。(结果均保留两位有效数字)
四、解答题(本题共3小题,共40分。解答过程要求有必要文字说明,只写结果的不能得分,有数值计算的要写出正确单位。)
13. 如图所示,在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体,活塞横截面积为S,能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为,气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后,活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为,C为已知常数,大气压强恒为,重力加速度大小为g,所有温度为热力学温度。求
(1)再次平衡时容器内气体的温度。
(2)此过程中容器内气体吸收的热量。
14. 在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图,一个粒子源于处不断释放质量为,带电量为的离子,其初速度视为零,经电压为的加速电场加速后,沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器(静电分析器通道内有均匀径向分布的电场)后,从点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转,离子最后垂直打在平行放置且与等高的硅片上,硅片到的距离为,不计离子重力。求:
(1)离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小;
(2)静电分析器通道内虚线处电场强度的大小和圆形匀强磁场区域的磁感应强度大小;
(3)若匀强磁场的磁感应强度大小为时,从点沿直线方向进入圆形匀强磁场区域的离子恰好打到硅片的最低点,求磁感应强度大小。
15. 如图,在光滑水平地面上有一质量为的四分之一光滑圆弧槽,其底端切线与水平地面重合,圆心在底端的正上方,圆弧槽右端的水平地面上等间距的放置着个编号依次为1、2……、的小滑块,小滑块的质量均为,相邻两滑块间的距离为,其中滑块1在圆弧槽末端。现让质量为的小球从圆弧槽的最高点由静止释放,小球以速度与1号滑块发生弹性碰撞。已知重力加速度为,小球和所有滑块均可视为质点,所有的碰撞时间都极短且忽略不计。
(1)求圆弧槽的半径;
(2)求小球与1号滑块碰撞过程中对1号滑块所做的功;
(3)从小球运动到圆弧槽底端开始计时,若所有滑块碰撞后均粘在一起,求号滑块开始运动的时刻。
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