湖南长沙市一中广雅中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题
2026-07-19
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 长沙市 |
| 地区(区县) | 开福区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.72 MB |
| 发布时间 | 2026-07-19 |
| 更新时间 | 2026-07-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58878101.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
2026年高二期末物理试卷覆盖光学、原子物理、电磁学、力学等模块,通过潜水员激光发射、交变电磁场等真实情境,设计基础巩固与综合应用梯度,考查物理观念、科学思维及科学探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|6/24|光的折射、原子衰变、多用电表探测|结合生活场景(如潜水激光)考查物理观念|
|多选题|4/20|气体实验定律、电磁波谱、动量守恒|通过分子速率分布等图像考查科学推理|
|实验题|2/16|机械能守恒验证、安培力测磁场|设计传感器实验(如力传感器测拉力)体现科学探究|
|计算题|3/40|平抛运动、电磁场综合、圆滚线运动|综合力学与电磁学(如交变电磁场运动)考查模型建构|
内容正文:
绝密★启用前
2026年上学期高二期末考试
物理
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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1.潜水运动员在水中向岸上发射激光,如图所示。潜水员某次在同一位置沿同一方向分别发出、两种颜色的激光,结果岸上只接收到了光,没有接收到光,则下列说法正确的是( )
A. 水对光的折射率大于水对光的折射率
B. 在水中,光的传播速度小于光的传播速度
C. 真空中,光的波长大于光的波长
D. 若是黄颜色的光,则可能是绿颜色的光
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查折射率。
根据临界角比较折射率大小;根据比较速度大小;折射率与频率有关,频率越高折射率越大;红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的色光,频率越来越高,折射率越来越大。
【解答】
A.此时激光的入射角相同,岸上只接收到了光,没有接收到光,说明没有发生全反射,发生全反射,则的临界角大于的临界角,由可得,则水对光的折射率小于水对光的折射率,故A错误;
B.根据可得,的折射率小,则在水中,光的传播速度大于光的传播速度,故B错误;
C.频率越高折射率越大,则光的频率低于光的频率,由可得,则真空中,光的波长大于光的波长,故C正确;
D.光的频率低于光的频率,而绿光的频率高于黄光的频率,故D错误。
故选C。
2.放射性元素原子核的衰变遵循统计规律。对于质量为的,经过时间,部分衰变为,剩余的质量为,其图线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 核的衰变属于衰变 B. 衰变方程为
C. 的半衰期为 D. 个核经还剩余个
【答案】C
【解析】.衰变为,根据质量数和电荷数守恒可知其衰变方程为:,该衰变属于衰变,故AB错误;
C.半衰期为半数发生衰变所需要的时间,根据题图可知的半衰期为,故C正确;
D.半衰期是大量原子发生衰变的速度的统计规律,对少数的放射性原子发生衰变的速度没有意义,故D错误。
3.用多用电表探测如图所示黑箱发现用直流电压挡测量,、两点间和、两点间均有电压,、两点间无电压;用欧姆挡测量,黑表笔接点,红表笔接点,阻值很小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是下图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【详解】用多用电表的直流电压挡测量,、和、间有电压,、间无电压,说明电源在和结点之间;黑表笔接,红表笔接,电阻很小,反接时电阻很大,说明、间接有二极管,当电流方向从到时,二极管导通。
故选B。
4.某气体在、两种不同温度下的分子速率分布图象如图甲所示,纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比,横坐标表示分子的速率;而黑体辐射的实验规律如图乙所示,图乙中画出了、两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,图乙中
B. 图乙中温度升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动
C. 图甲中温度升高,所有分子的速率都增大
D. 图乙中黑体辐射电磁波的情况不仅与温度有关,还与材料的种类及表面状况有关
【答案】B
【解析】【详解】由图甲可知,温度为的图线中速率大的分子占据的比例较大,说明其对应的平均分子动能较大,故对应的温度较高,所以,温度升高使得气体分子的平均速率增大,不一定所有分子的速率都增大。图乙中,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有所增加,且辐射强度的极大值向波长较短方向移动。故B正确;AC错误;
D.图乙中黑体辐射电磁波的情况只与温度有关,与材料的种类及表面状况无关。故D错误。
故选B。
5.如图,竖直面内的固定绝缘轨道由相切于点的倾角斜轨与半径的光滑半圆轨构成,所在空间有方向水平向右的匀强电场现让一可视为质点的带正电滑块从斜轨上点以沿斜轨向下、大小的初速度开始运动。已知,滑块与斜轨间的动摩擦因数,滑块所受电场力是其重力的倍,,重力加速度大小取。则( )
A. 从到,滑块的加速度大小为
B. 在轨道最低点,滑块对轨道的压力最大
C. 滑块刚好能够通过半圆轨上的点
D. 滑块在斜轨上的落点距点
【答案】D
【解析】【解答】
、滑块重力、电场力,设电场力与重力的合力为,与重力的夹角为,则有,即,在斜轨上受到的摩擦力
假设滑块能够通过半圆轨上的点
从到根据动能定理,有
代入数据:
解得:,
若滑块刚好能够通过半圆轨上的点,,解得,
,故滑块能够通过半圆轨上的点,滑块不是刚好能够通过半圆轨上的点;
离开点后,滑块做类平抛运动,加速度
在与垂直方向上代入数据解得:
滑块落在斜轨上的落点与点间的距离,故C错误,D正确。
A、从到,滑块的加速度大小为,故A错误
B、点为等效最低点,故在轨道点滑块对轨道的压力最大,故B错误。
故选D。
6.如图甲所示,一个倾角为的斜面体固定于水平面上,该斜面体的上表面采用了一种全新的复合型材料,使其呈现出平行于方向光滑、平行于方向粗糙且动摩擦因数恒定的物理特性。沿方向存在着变化的磁场,图像如图乙所示。时有一带电小物块从点以沿方向的速度冲上斜面,若时物块通过点且速度恰好仍为。已知物块质量,电荷量,速度大小,时的磁感应强度,重力加速度取,小物块可当作质点,则
A. 小物块做类平抛运动
B. 斜面平行于方向的动摩擦因数
C. 时的加速度大小为
D. 整个过程中小物块的速度最大值为
【答案】B
【解析】对小物块受力分析可得沿方向的合力为,由于随时间均匀增大且,可知物块沿方向的加速度先均匀减小后反向均匀增大,物块做的不是类平抛运动,故A错误
由对称性可知,时加速度为零,该时刻对物块受力分析,有,代入数据可得,故B正确时刻与时刻物块加速度大小相等、方向相反,加速度大小为,故C错误
分析可知物块沿方向先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动,加速度均匀变化,沿方向的图像如图,在时刻方向的分速度有最大值为,此时小物块的最大速度为,联立解得速度的最大值为,故D错误。
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7.一定质量的理想气体经历了如图所示的循环,已知该气体在状态时温度为、压强为、体积为,在状态时温度为、体积为,在状态时体积为,由状态到状态气体吸收的热量为,下列说法中正确的是 ( )
A. 气体由状态到状态发生的是等压变化
B. 气体在状态的温度是
C. 气体由状态到状态吸收的热量等于增加的内能
D. 气体由状态到状态气体放出的热量为
【答案】ACD
【解析】【详解】根据,可得,根据图像可知是一条过原点的倾斜的直线,斜率一定,则表明气体由状态到状态发生的是等压变化,A正确;根据上述有,解得,B错误;根据图像可知气体由状态到状态发生的是等容变化,即气体体积不变,则,气体温度升高,内能增大,根据可知,气体由状态到状态吸收的热量等于增加的内能,C正确;气体由状态到状态过程为等压过程,气体体积减小,外界对气体做功为,由于气体由状态到状态吸收的热量等于增加的内能,即,根据图像状态与状态温度相等,内能相等,即,则有,气体由状态到状态过程,根据热力学第一定律有,解得,即气体由状态到状态放出的热量为,D正确.
8.不同波长的电磁波具有不同的特性,按照波长从大到小可以排列成电磁波谱。、两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 真空中光频率小于光频率
B. 真空中光速度小于光速度
C. 若、两光通过同一双缝干涉实验装置,则光产生的干涉条纹间距更大
D. 若、两光照射同一个狭缝,则光的衍射现象更明显
【答案】AC
【解析】A.根据电磁波谱中、的位置可知,光的波长较大,频率较小,故 A正确
B.真空中各种色光的速度都为,故B错误
C.双缝干涉的条纹间距为,光的波长较大,因此条纹间距也较大,故C正确
D.对于同一个狭缝,波长越长的光,衍射现象越明显,故 D错误。
9.甲乙两人做抛球游戏,如图所示,甲站在一辆平板车上,车与水平地面间的摩擦不计。甲与车的总质量,另有一质量的球,乙站在车对面的地上,身旁有若干质量不等的球。开始车静止,甲将球以速度相对于地面水平抛给乙,乙接到抛来的球后,马上将另一只球以相同速率水平抛回给甲,甲接到球后,再以速率将此球水平抛给乙,这样反复进行,乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到球的质量的倍,则( )
A. 甲第一次抛出球后,车的速度为,方向水平向左
B. 甲第二次抛出球后,车的速度为,方向水平向左
C. 从第一次算起,甲抛出个球后,再也不能接到乙抛回来的球
D. 从第一次算起,甲抛出个球后,再也不能接到乙抛回来的球
【答案】ABD
【解析】A.甲第一次抛出球后,对甲、车与第一只球,根据动量守恒定律有,解得,方向水平向左,故A正确;
B.甲第二次抛出球后,对甲、车与第二只球,根据动量守恒定律有,解得,方向水平向左,故B正确;
甲第一次抛出球后有,甲第二次抛出球后有,甲第三次抛出球后有,根据规律可知,甲第次抛出球后有,根据上述,若甲不能接到乙抛回来的球,则有,解得,即从第一次算起,甲抛出个球后,再也不能接到乙抛回来的球,故C错误,D正确。
故选ABD。
10.如图甲所示,已知车轮边缘上一质点的轨迹可看成质点相对圆心作速率为的匀速圆周运动,同时圆心向右相对地面以速率作匀速运动形成的,该轨迹称为圆滚线。如图乙所示,空间存在竖直向下的大小为匀强电场和水平方向垂直纸面向里大小为的匀强磁场,已知一质量为、电量大小为的正离子在电场力和洛伦兹力共同作用下,从静止开始自点沿曲线运动该曲线属于圆滚线,到达点时速度为零,为运动的最低点。不计重力,则( )
A. 点运动到点的时间为
B. 、两点间距离随着电场的增大而增大
C. 该离子电势能先增大后减小
D. 到达点时离子速度最大
【答案】BD
【解析】【详解】离子由静止开始自点沿曲线运动,电场力先做正功后做负功,则电势能先减小后增大,故C错误;
D.洛伦兹力不做功,结合上述,离子由静止开始自点沿曲线运动到点过程,电场力做正功最多,根据动能定理可知,离子到达点时离子速度最大,故D正确;
A.粒子在点时,速度为,将粒子速度分解为水平向右的与水平向左的,使水平向右的对应的洛伦兹力与电场力平衡,则有
解得
即离子水平向右的分运动为的匀速直线运动,则另一分运动为水平向左的对应的逆时针方向的匀速圆周运动,且有
,
解得
,
由于粒子从静止开始自点沿曲线运动到达点时速度为零,即离子恰好经过圆周运动的一个周期的时间,即点运动到点的时间为,故 A错误;
B.结合上述可知,、两点间距离
可知,、两点间距离随着电场的增大而增大,故B正确。
故选BD。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11.某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。
主要实验步骤如下:
按图甲安装实验器材:质量为的重物用轻绳挂在动滑轮上,其下端与纸带相连;轻绳左端与固定于天花板的力传感器相连,可以测量绳上的拉力大小,右端跨过定滑轮与质量为的钩码连接;
接通打点计时器的电源,释放钩码,带动重物上升,在纸带上打出一系列点,记录此时传感器的读数;
改变钩码的质量,多次重复实验步骤。
已知打点计时器的打点周期为,某次实验所得纸带如图乙所示,、和、间各有个点未标出,则重物在点的速度大小为 结果保留两位有效数字。
甲同学在不考虑动滑轮质量的情况下,想利用该装置验证机械能守恒定律,设的长度为,请写出验证机械能守恒的表达式 用,,,,表示;实验发现,系统增加动能总小于减少重力势能,其可能原因是 。只要写出一条即可
乙同学想测量动滑轮的质量和当地重力加速度大小,实验得到重物的加速度大小与力传感器示数的关系如图丙所示,图像的斜率为、纵截距为,则动滑轮的质量 ,重力加速度大小为 。本问结果均用、、表示
【答案】
克服阻力做功滑轮有质量
【解析】【详解】打点周期为,、和、间各有个点未标出,则、和、间的运动时间为则重物在点的速度大小为
钩码运动的距离是纸带的倍,速度也是倍,对系统列机械能守恒化简可得
系统增加动能总小于减少重力势能,原因可能是克服阻力做功或滑轮有质量;
对重物由牛顿第二定律得可得则斜率纵截距为解得动滑轮的质量为重力加速度大小为
12.高二的小明同学在学习安培力后,设计了如图所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。根据实验主要步骤完成填空:
在弹簧测力计下端挂一个匝数为的矩形线框,将线框的下短边完全置于形磁铁的极之间的磁场中,并使线框的短边水平,磁场方向与矩形线框的平面 选填“平行”或“垂直”;
在电路未接通时,记录线框静止时弹簧测力计的读数;
闭合开关,调节滑动变阻器使电流表读数为,记录线框静止时弹簧测力计的读数,则线框所受安培力方向为 选填“向上”或“向下”;
用刻度尺测出矩形线框短边的长度;
利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度 。
A. . . .
【答案】垂直
向上
【解析】【详解】应使矩形线圈所在的平面与、极的连线垂直,这样能使弹簧测力计保持竖直,方便测出弹簧的拉力
没通电时,对线框受力分析,线框所受重力等于弹簧测力计拉力,即
通电后,对线框受力分析,线框受重力、安培力、弹簧的拉力,三力平衡,同时根据弹簧测力计示数变小可知,安培力方向应竖直向上,则三个力应满足
联立解得
由安培力公式可得
解得
故选C。
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13.如图所示,一个截面为矩形的水池,池底有一垂直于池边的线形发光体,长度为。当池中未装水时,一高为的人站在距池边的点,只能看到发光体的一个端点。当将水池加满水时,人需移到距池边的点,才只能看到发光体的一个端点。已知光在真空中传播的速度为,发光体的一端紧靠人站一方的池边,人站的位置与发光体在同一竖直面内,不计人眼到头顶的距离,求:
水池中水的折射率;
当水池加满水时,站在点的人看到的发光体端点发出的光传到人眼的时间。
【答案】设水池加满水时,站在点的人看到发光体端点发出的光,在池中的光线与竖直方向的夹角为,在空气中的光线与竖直方向的夹角为,水池中水的折射率为。
由折射定律得
由题意和几何关系得
联立以上各式得
设水池加满水时,站在点的人看到发光体端点发出的光,在水中传播的速度为,在水中和空气中传播经历的时间分别为、,总时间为。
联立以上各式得。
【解析】本题考查了光的直线传播和折射定律,画出光路图结合几何关系求解即可。
水池加满水时,画出光路图,由几何关系求得入射角和折射角,根据折射定律可求得折射率
由几何关光在水中和空气中传播的距离,在由求得在水中的传播速度,则时间可求解。
14.如图,一个质量为的小球,在左侧平台上运行一段距离后从边缘点以的速度水平飞出,恰能沿圆弧切线从点进入固定在水平地面上的竖直的圆弧管道,并继续滑行。已知圆弧管道口内径远小于圆弧半径,与竖直方向的夹角,平台到地面的高度差为。不计空气阻力,取,,。
求小球从点运动到点所需的时间
求点距地面的高度和圆弧半径
若通过最高点点时小球对管上壁的压力大小为,求小球经过点时的速度大小。
【答案】在点有
联立解得
竖直方向:
则
由几何知识有
联立解得:
,
在点,由牛顿第三定律可知
对小球由牛顿第二定律有
联立解得。
【解析】略
15.在竖直平面内建立一平面直角坐标系,轴沿水平方向,如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场,场强为。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场,电场方向竖直向上,场强,匀强磁场方向垂直纸面。现一个比荷为的带正电微粒可视为质点以的速度从轴上点竖直向上射入第二象限,并以的速度从轴正方向上的点沿水平方向进入第一象限。取微粒刚进入第一象限的时刻为时刻,磁感应强度按图乙所示规律变化以垂直纸面向外的磁场方向为正方向,重力加速度。则:
求微粒在方向的加速度大小和电场强度的大小;
在轴正方向上有一点,,若带电微粒在通过点后的运动过程中不再越过轴,要使其恰能沿轴正方向通过点,求磁感应强度及磁场的变化周期各为多少?
要使带电微粒通过点后的运动过程中不再越过轴,求交变磁场磁感应强度和变化周期的乘积应满足的关系?
【答案】【详解】将粒子在第二象限内的运动分解为水平方向和竖直方向,在竖直方向上做竖直上抛运动,在水平方向上做匀加速直线运动
计算得出
由,可得
所以带电的粒子在第一象限将做匀速圆周运动
设粒子运动圆轨道半径为,周期为,则有
可得
使粒子从点运动到点,则有
计算得出
解得
当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过轴时可作如图运动情形:
由图可以知道
则
【解析】略
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绝密★启用前
2026年上学期高二期末考试
物理
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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1.潜水运动员在水中向岸上发射激光,如图所示。潜水员某次在同一位置沿同一方向分别发出、两种颜色的激光,结果岸上只接收到了光,没有接收到光,则下列说法正确的是( )
A. 水对光的折射率大于水对光的折射率
B. 在水中,光的传播速度小于光的传播速度
C. 真空中,光的波长大于光的波长
D. 若是黄颜色的光,则可能是绿颜色的光
2.放射性元素原子核的衰变遵循统计规律。对于质量为的,经过时间,部分衰变为,剩余的质量为,其图线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 核的衰变属于衰变 B. 衰变方程为
C. 的半衰期为 D. 个核经还剩余个
3.用多用电表探测如图所示黑箱发现用直流电压挡测量,、两点间和、两点间均有电压,、两点间无电压;用欧姆挡测量,黑表笔接点,红表笔接点,阻值很小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是下图中的( )
A. B.
C. D.
4.某气体在、两种不同温度下的分子速率分布图象如图甲所示,纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比,横坐标表示分子的速率;而黑体辐射的实验规律如图乙所示,图乙中画出了、两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,图乙中
B. 图乙中温度升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动
C. 图甲中温度升高,所有分子的速率都增大
D. 图乙中黑体辐射电磁波的情况不仅与温度有关,还与材料的种类及表面状况有关
5.如图,竖直面内的固定绝缘轨道由相切于点的倾角斜轨与半径的光滑半圆轨构成,所在空间有方向水平向右的匀强电场现让一可视为质点的带正电滑块从斜轨上点以沿斜轨向下、大小的初速度开始运动。已知,滑块与斜轨间的动摩擦因数,滑块所受电场力是其重力的倍,,重力加速度大小取。则( )
A. 从到,滑块的加速度大小为
B. 在轨道最低点,滑块对轨道的压力最大
C. 滑块刚好能够通过半圆轨上的点
D. 滑块在斜轨上的落点距点
6.如图甲所示,一个倾角为的斜面体固定于水平面上,该斜面体的上表面采用了一种全新的复合型材料,使其呈现出平行于方向光滑、平行于方向粗糙且动摩擦因数恒定的物理特性。沿方向存在着变化的磁场,图像如图乙所示。时有一带电小物块从点以沿方向的速度冲上斜面,若时物块通过点且速度恰好仍为。已知物块质量,电荷量,速度大小,时的磁感应强度,重力加速度取,小物块可当作质点,则
A. 小物块做类平抛运动
B. 斜面平行于方向的动摩擦因数
C. 时的加速度大小为
D. 整个过程中小物块的速度最大值为
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7.一定质量的理想气体经历了如图所示的循环,已知该气体在状态时温度为、压强为、体积为,在状态时温度为、体积为,在状态时体积为,由状态到状态气体吸收的热量为,下列说法中正确的是 ( )
A. 气体由状态到状态发生的是等压变化
B. 气体在状态的温度是
C. 气体由状态到状态吸收的热量等于增加的内能
D. 气体由状态到状态气体放出的热量为
8.不同波长的电磁波具有不同的特性,按照波长从大到小可以排列成电磁波谱。、两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 真空中光频率小于光频率
B. 真空中光速度小于光速度
C. 若、两光通过同一双缝干涉实验装置,则光产生的干涉条纹间距更大
D. 若、两光照射同一个狭缝,则光的衍射现象更明显
9.甲乙两人做抛球游戏,如图所示,甲站在一辆平板车上,车与水平地面间的摩擦不计。甲与车的总质量,另有一质量的球,乙站在车对面的地上,身旁有若干质量不等的球。开始车静止,甲将球以速度相对于地面水平抛给乙,乙接到抛来的球后,马上将另一只球以相同速率水平抛回给甲,甲接到球后,再以速率将此球水平抛给乙,这样反复进行,乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到球的质量的倍,则( )
A. 甲第一次抛出球后,车的速度为,方向水平向左
B. 甲第二次抛出球后,车的速度为,方向水平向左
C. 从第一次算起,甲抛出个球后,再也不能接到乙抛回来的球
D. 从第一次算起,甲抛出个球后,再也不能接到乙抛回来的球
10.如图甲所示,已知车轮边缘上一质点的轨迹可看成质点相对圆心作速率为的匀速圆周运动,同时圆心向右相对地面以速率作匀速运动形成的,该轨迹称为圆滚线。如图乙所示,空间存在竖直向下的大小为匀强电场和水平方向垂直纸面向里大小为的匀强磁场,已知一质量为、电量大小为的正离子在电场力和洛伦兹力共同作用下,从静止开始自点沿曲线运动该曲线属于圆滚线,到达点时速度为零,为运动的最低点。不计重力,则( )
A. 点运动到点的时间为
B. 、两点间距离随着电场的增大而增大
C. 该离子电势能先增大后减小
D. 到达点时离子速度最大
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11.某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。
主要实验步骤如下:
按图甲安装实验器材:质量为的重物用轻绳挂在动滑轮上,其下端与纸带相连;轻绳左端与固定于天花板的力传感器相连,可以测量绳上的拉力大小,右端跨过定滑轮与质量为的钩码连接;
接通打点计时器的电源,释放钩码,带动重物上升,在纸带上打出一系列点,记录此时传感器的读数;
改变钩码的质量,多次重复实验步骤。
已知打点计时器的打点周期为,某次实验所得纸带如图乙所示,、和、间各有个点未标出,则重物在点的速度大小为 结果保留两位有效数字。
甲同学在不考虑动滑轮质量的情况下,想利用该装置验证机械能守恒定律,设的长度为,请写出验证机械能守恒的表达式 用,,,,表示;实验发现,系统增加动能总小于减少重力势能,其可能原因是 。只要写出一条即可
乙同学想测量动滑轮的质量和当地重力加速度大小,实验得到重物的加速度大小与力传感器示数的关系如图丙所示,图像的斜率为、纵截距为,则动滑轮的质量 ,重力加速度大小为 。本问结果均用、、表示
12.高二的小明同学在学习安培力后,设计了如图所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。根据实验主要步骤完成填空:
在弹簧测力计下端挂一个匝数为的矩形线框,将线框的下短边完全置于形磁铁的极之间的磁场中,并使线框的短边水平,磁场方向与矩形线框的平面 选填“平行”或“垂直”;
在电路未接通时,记录线框静止时弹簧测力计的读数;
闭合开关,调节滑动变阻器使电流表读数为,记录线框静止时弹簧测力计的读数,则线框所受安培力方向为 选填“向上”或“向下”;
用刻度尺测出矩形线框短边的长度;
利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度 。
A. . . .
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13.如图所示,一个截面为矩形的水池,池底有一垂直于池边的线形发光体,长度为。当池中未装水时,一高为的人站在距池边的点,只能看到发光体的一个端点。当将水池加满水时,人需移到距池边的点,才只能看到发光体的一个端点。已知光在真空中传播的速度为,发光体的一端紧靠人站一方的池边,人站的位置与发光体在同一竖直面内,不计人眼到头顶的距离,求:
水池中水的折射率;
当水池加满水时,站在点的人看到的发光体端点发出的光传到人眼的时间。
14.如图,一个质量为的小球,在左侧平台上运行一段距离后从边缘点以的速度水平飞出,恰能沿圆弧切线从点进入固定在水平地面上的竖直的圆弧管道,并继续滑行。已知圆弧管道口内径远小于圆弧半径,与竖直方向的夹角,平台到地面的高度差为。不计空气阻力,取,,。
求小球从点运动到点所需的时间
求点距地面的高度和圆弧半径
若通过最高点点时小球对管上壁的压力大小为,求小球经过点时的速度大小。
15.在竖直平面内建立一平面直角坐标系,轴沿水平方向,如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场,场强为。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场,电场方向竖直向上,场强,匀强磁场方向垂直纸面。现一个比荷为的带正电微粒可视为质点以的速度从轴上点竖直向上射入第二象限,并以的速度从轴正方向上的点沿水平方向进入第一象限。取微粒刚进入第一象限的时刻为时刻,磁感应强度按图乙所示规律变化以垂直纸面向外的磁场方向为正方向,重力加速度。则:
求微粒在方向的加速度大小和电场强度的大小;
在轴正方向上有一点,,若带电微粒在通过点后的运动过程中不再越过轴,要使其恰能沿轴正方向通过点,求磁感应强度及磁场的变化周期各为多少?
要使带电微粒通过点后的运动过程中不再越过轴,求交变磁场磁感应强度和变化周期的乘积应满足的关系?
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