内容正文:
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. 如图所示,一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上,上端连接一带正电小球P,小球所处的空间存在着方向竖直向上的匀强电场,小球平衡时,弹簧恰好处于原长状态.现给小球一竖直向上的初速度,小球最高能运动到M点.在小球从开始运动到运动至最高点时,下列说法正确的是( )
A. 小球电势能的减少量大于小球重力势能的增加量
B. 小球机械能的改变量等于电场力做的功
C. 弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量
D. 小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和
2. 关于甲、乙、丙、丁四个实验,以下说法正确的是( )
A. 四个实验产生的条纹均为干涉条纹
B. 甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹
C. 丙实验中,产生的条纹间距越大,该光的频率越大
D. 丁实验中,适当减小单缝的宽度,中央条纹会变宽
3. 如图是氢原子的能级图,对于一群处于n=4的氢原子,下列说法中正确的是( )
A. 这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁
B. 这群氢原子能够发出4种不同频率的光
C. 从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光的波长最长
D. 如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应,其中一种一定是由n=3能级跃迁到 n=2能级发出的
4. 某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图所示,直线MN与PQ之间的距离等于玻璃砖的厚度,a、b、c、d为大头针的位置,下列说法中正确的是( )
A. 该同学在插大头针c时,只要使其挡住b的像即可
B. 若实验时玻璃砖向上平移微小距离,结果不受影响
C. 入射角较大时,光可能会在玻璃砖下表面发生全反射
D. “插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率
5. 如图所示,一小球(视为质点)以速度v0从倾角为的斜面底端斜向上抛出,落到斜面上的M点且速度水平向右。现将该小球以2v0的速度从斜面底端朝同样方向抛出,落在斜面上的N点。下列说法正确的是( )
A. 落到M和N两点时间之比大于1:2
B. 落到M和N两点速度之比大于1:2
C. 落到N点时速度方向水平向右
D. M和N两点距离斜面底端的高度之比为1:2
6. 在如图所示的直角坐标系中,存在平行于纸面的匀强电场。从点以的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子,仅在电场力的作用下,一电子经过点时的动能为,另一电子经过点时的动能为。不考虑两电子间的相互作用,下列判断正确的是( )
A. 点的电势比点的电势高
B. 该电场强度的大小为
C. 若在纸面内只改变电子从点射出时速度的方向,电子都不可能通过点
D. 若在纸面内只改变电子从点射出时速度的方向,电子通过点时的动能为
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7. 利用毛细现象可判断现象中的液体与固体是属于“浸润”或者“不浸润”关系。如图所示,为某次观察毛细现象实验得到的实验情景,管内液面与管外液面的高度差为h,大气压强为p0,液体密度为ρ,当地重力加速度为g,液柱中O点与管外液面在同一个水平面上。关于该实验,下列叙述正确的是( )
A. O点压强大小为
B. 毛细管内径越细毛细现象越明显
C. 液体与固体是属于“不浸润”关系
D. 管壁处液体表面张力形成向上拉力,使管中液体向上运动
8. 如图所示,一束复合光射入水滴后,射出a和b两种单色光,下列说法正确的是( )
A. 水滴对a光的折射率大于对b光的折射率
B. 在水滴中,a光的临界角大于b光的临界角
C. 在水滴中,a光的传播速度大于b光的传播速度
D. 在完全相同的条件下做双缝干涉实验,a光对应的干涉条纹间距较窄
9. 如图所示,倾角为的固定斜面,其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q(视为质点)与斜面间的动摩擦因数。过程I:Q以速度从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点;过程Ⅱ:将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放,Q通过M点(图中未画出)时速度最大,过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略空气阻力,重力加速度为g。则( )
A. P、M两点之间的距离为
B. 过程Ⅱ中,Q在从P点单向运动到O点的过程中损失的机械能为
C. 过程Ⅱ中,Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为
D. 连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放,最终一定静止在OM(含O、M点)之间
10. 利用电磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示,在xOy坐标系的y轴右侧存在沿y轴负方向的匀强电场,y轴左侧存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场。现有一质量为m,电荷量为q的带正电粒子,从P点以大小为3v0的初速度沿x轴负方向发射,恰好经过坐标原点O进入左侧磁场,再经过M点(未画出)返回y轴右侧。不计带电粒子的重力。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度的大小为
B. 粒子射入磁场时的速度大小为3v0
C. 粒子从P点运动到M点的时间为
D. 粒子在磁场中运动的轨迹圆半径为12L
三、实验题:本大题共2小题,共20分。
11. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时,先让质量为的小钢球从斜槽上某一位置由静止开始运动,从轨道末端水平抛出,落到水平地面上点,然后再把质量为的小钢球放到轨道末端处于静止,再让小钢球从斜槽开始运动,在轨道末端与小钢球发生对心碰撞,结果小球落到水平地面上点,小球落到水平地面上的点。
(1)实验中,需要测量的物理量有______。
A.小球开始释放的高度 B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的水平距离 D.小球、的质量、
(2)下列说法中正确的是______。
A.两球质量关系一定要满足
B.小球在斜槽上开始运动的位置一定要相同
C.斜槽必须光滑且末端水平
(3)若某次实验时,两钢球落地点分布如图乙所示,与点(点是水平轨道末端正下方的投影)距离分别,若满足______(用表示),则该碰撞前后动量守恒。若还满足______(用表示),则说明该碰撞为弹性碰撞。
12. 在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中,
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用×100挡时,变换表笔与二极管两极的连接方式,发现电表指针均不偏转。选用挡______选填“×10”或“×1k”)重新测试,指针仍不偏转,更换二极管极性后,发现指针偏转,此时与多用电表红色表笔相连的是二极管______(选填“正极”或“负极”)。
(2)图(A)是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接______接线柱(选填“a”“b”“c”或“d”),Q应连接______接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50mA挡测量,指针如图(B)所示,则电流______mA。
(3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图(C)所示,说明该二极管是______元件(选填“线性”或“非线性”。
四、计算题:本大题共3小题,共36分。
13. 如图所示,半径为的半球形玻璃砖固定在水平面上,上表面水平,为其竖直截面,为圆弧最低点,为圆心,为的中点,在点正上方点有一光源。沿方向射出一束光,经玻璃砖折射后,出射光线照射在水平面上的点,已知,。不考虑光在圆弧面上的反射,光在真空中传播的速度为。求:
(1)玻璃砖对该光的折射率;
(2)光在玻璃砖中传播的时间。
14. 如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道与水平光滑直轨道相切于P点,在直轨道上放置一小球B,小球A从圆弧轨道上端由静止开始下滑,到P点的速度大小为v=4m/s,小球A与小球B碰撞后粘在一起。已知圆弧轨道半径为R=1m,小球A的质量为mA=1kg,小球B的质量为mB=3kg,取g=10m/s2。求:
(1)在碰撞过程,小球A对B的冲量大小;
(2)在碰撞过程,小球A、B组成的系统损失的机械能;
(3)小球A在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力做的功。
15. 如图所示,两平行金属板P、Q水平放置,板间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B1,方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个带正电的粒子在两板间沿中心线OʹO做匀速直线运动。粒子通过两平行板后从O点进入磁感应强度为B2,方向垂直纸面向外的匀强磁场中,粒子做匀速圆周运动,经过半个圆周后打在挡板MN上的A点,测得O、A两点间的距离为L,不计粒子重力,求:
(1)试判断金属板P和金属板Q哪板电势高;
(2)粒子在P、Q两板间做匀速直线运动的速度大小v;
(3)粒子的电荷量与质量之比。
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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. 如图所示,一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上,上端连接一带正电小球P,小球所处的空间存在着方向竖直向上的匀强电场,小球平衡时,弹簧恰好处于原长状态.现给小球一竖直向上的初速度,小球最高能运动到M点.在小球从开始运动到运动至最高点时,下列说法正确的是( )
A. 小球电势能的减少量大于小球重力势能的增加量
B. 小球机械能的改变量等于电场力做的功
C. 弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量
D. 小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题可知,因此在以后的运动过程中,电场力做的功与重力做的功大小相等,因此电势能的减小量等于重力势能的增加量,A错误;
B.根据能量守恒,小球机械能的改变量等于电场力与弹力做功之和,B错误;
CD.由于在运动过程中,小球受的合外力就是弹簧的弹力,根据动能定理,克服弹力做的功等于小球动能的减小量,而克服弹力做的功等于弹性势能的增加量,C正确,D错误.
故选C。
2. 关于甲、乙、丙、丁四个实验,以下说法正确的是( )
A. 四个实验产生的条纹均为干涉条纹
B. 甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹
C. 丙实验中,产生的条纹间距越大,该光的频率越大
D. 丁实验中,适当减小单缝的宽度,中央条纹会变宽
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲、乙、丙实验产生的条纹均为干涉条纹,而丁实验是光的衍射条纹,故A错误;
B.甲实验产生的条纹为等距条纹,而乙是牛顿环,空气薄层不均匀变化,则干涉条纹间距不相等,故B错误;
C.根据干涉条纹间距公式
丙实验中,产生的条纹间距越大,则波长越长,频率越短,故C错误;
D.丁实验中,产生的明暗条纹间距不相等,若减小单缝的宽度,中央条纹会变宽,故D正确。
故选D。
3. 如图是氢原子的能级图,对于一群处于n=4的氢原子,下列说法中正确的是( )
A. 这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁
B. 这群氢原子能够发出4种不同频率的光
C. 从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光的波长最长
D. 如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应,其中一种一定是由n=3能级跃迁到 n=2能级发出的
【答案】C
【解析】
【详解】A、氢原子发生跃迁,吸收的能量必须等于两能级的能级差,故A错误;
B、根据,可知,这群氢原子能够发出6种不同频率的光子,故B错误;
C、从n=4跃迁到n=3,辐射的光子频率最小,波长最长,故C正确;
D、如果发出的光子有两种能使某金属产生光电效应,知两种光子为能量最大的两种,分别为由n=4跃迁到n=1,和n=3跃迁到n=1能级发出的,故D错误.
4. 某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图所示,直线MN与PQ之间的距离等于玻璃砖的厚度,a、b、c、d为大头针的位置,下列说法中正确的是( )
A. 该同学在插大头针c时,只要使其挡住b的像即可
B. 若实验时玻璃砖向上平移微小距离,结果不受影响
C. 入射角较大时,光可能会在玻璃砖下表面发生全反射
D. “插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于实验中要确定的是通过a、b两点的光线的光路图,因此该同学在插大头针c时,要使其挡住a、b的像,A错误;
B.作出光路如图所示
若实验时玻璃砖向上平移微小距离,则作出的实验光路图沿bDCc,实际的光路沿bABC,由于MN与PQ、玻璃砖上下表面均平行,可知ABCD为平行四边形,则实际光路图与实验光路图的入射角和折射角相等,即若实验时玻璃砖向上平移微小距离,结果不受影响,B正确;
C.根据上述可知,下表面的入射角等于上表面的折射角,可知,下表面的入射角小于临界角,即入射角较大时,光不可能会在玻璃砖下表面发生全反射,C错误;
D.“插针法”实验是通过插针来确定光路图,从而确定入射角与折射角,也能用来测量其它玻璃砖的折射率,D错误。
故选B。
5. 如图所示,一小球(视为质点)以速度v0从倾角为的斜面底端斜向上抛出,落到斜面上的M点且速度水平向右。现将该小球以2v0的速度从斜面底端朝同样方向抛出,落在斜面上的N点。下列说法正确的是( )
A. 落到M和N两点时间之比大于1:2
B. 落到M和N两点速度之比大于1:2
C. 落到N点时速度方向水平向右
D. M和N两点距离斜面底端的高度之比为1:2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】C.由于落到斜面上M点时速度水平向右,故可把质点在空中的运动逆向看成从M点向左的平抛运动,设在M点的速度大小为u,把质点在斜面底端的速度v分解为水平u和竖直vy由
x=ut
竖直方向
位移间的关系
解得空中飞行时间
vy=2utanθ
v和水平方向夹角的正切值为定值,即落到N点时速度方向水平向右,故C正确;
B.速度为
即v与u成正比,故落到M和N两点速度之比为1:2,故B错误;
A.由
知,落到M和N两点时间之比为1:2,故A错误;
D.竖直高度为
知y和u2成正比,M和N两点距离斜面底端的高度之比为1:4,故D错误。
故选C。
6. 在如图所示的直角坐标系中,存在平行于纸面的匀强电场。从点以的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子,仅在电场力的作用下,一电子经过点时的动能为,另一电子经过点时的动能为。不考虑两电子间的相互作用,下列判断正确的是( )
A. 点的电势比点的电势高
B. 该电场强度的大小为
C. 若在纸面内只改变电子从点射出时速度的方向,电子都不可能通过点
D. 若在纸面内只改变电子从点射出时速度的方向,电子通过点时的动能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.仅在电场力的作用下,电子由a到b,根据
可得
所以b点的电势比a点的电势低,故A错误;
B.电子由a到c,根据
可得
根据匀强电场的特点可知,在坐标(2,6)位置的电势和c点的电势相等,电场线与等势面垂直,可以画出电场线的方向如图
则可知过b点的电场线同时也过d点, 根据几何关系可得bd与水平方向之间的夹角的余弦
综合动能分析可知,b点的电势比c点低8V,则,故B错误;
C.根据在匀强电场中沿同一条直线上距离相等的点之间的电势差相等,可以求出,根据可知电子达到e点的速度为零,所以电子可以恰好到达e点,但不能通过e点,故C正确;
D.因为b点和d点在同一条电场线上,由几何关系可知,所以则
根据可知电子从a到d电势能减小,则电子的动能增大,所以
电子通过d点时的动能为,故D错误。
故选C。
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7. 利用毛细现象可判断现象中的液体与固体是属于“浸润”或者“不浸润”关系。如图所示,为某次观察毛细现象实验得到的实验情景,管内液面与管外液面的高度差为h,大气压强为p0,液体密度为ρ,当地重力加速度为g,液柱中O点与管外液面在同一个水平面上。关于该实验,下列叙述正确的是( )
A. O点压强大小为
B. 毛细管内径越细毛细现象越明显
C. 液体与固体是属于“不浸润”关系
D. 管壁处液体表面张力形成向上拉力,使管中液体向上运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据同一液面压强相等可知,O点压强大小为,故A错误;
B.毛细现象是指液体在细管中上升或下降的现象,其显著程度与管径有关。管径越小,毛细现象越明显,故B正确;
C.从图中可以看出,管内的液面高于管外的液面,这是浸润现象的典型表现,故C错误;
D.当液体浸润固体时,附着层内部分子间距小,使附着层有扩张的趋势,而表面层中的表面张力使表面层有收缩趋势,对液体产生向上的拉力,使管中液体向上运动,故D正确。
故选BD。
8. 如图所示,一束复合光射入水滴后,射出a和b两种单色光,下列说法正确的是( )
A. 水滴对a光的折射率大于对b光的折射率
B. 在水滴中,a光的临界角大于b光的临界角
C. 在水滴中,a光的传播速度大于b光的传播速度
D. 在完全相同的条件下做双缝干涉实验,a光对应的干涉条纹间距较窄
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据光路图可知,两束光的入射角相等,a光的折射角大,b光的折射角小。根据折射定律,可得水滴对a光的折射率小于对b光的折射率,故A错误;
B.根据临界角公式,因为水滴对a光的折射率小于对b光的折射率,所以在水滴中a光的临界角大于b光的临界角,故B正确;
C.根据可知,因为水滴对a光的折射率小于对b光的折射率,所以在水滴中a光的传播速度大于b光的传播速度,故C正确;
D.因为水滴对a光的折射率小于对b光的折射率,则a光的频率小于b光的频率,所以a光的波长大于b光的波长。根据双缝干涉条纹间距公式,可知在完全相同的条件下做双缝干涉实验,a光对应的干涉条纹间距较宽,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,倾角为的固定斜面,其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q(视为质点)与斜面间的动摩擦因数。过程I:Q以速度从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点;过程Ⅱ:将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放,Q通过M点(图中未画出)时速度最大,过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略空气阻力,重力加速度为g。则( )
A. P、M两点之间的距离为
B. 过程Ⅱ中,Q在从P点单向运动到O点的过程中损失的机械能为
C. 过程Ⅱ中,Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为
D. 连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放,最终一定静止在OM(含O、M点)之间
【答案】CD
【解析】
【详解】A.设的距离为,过程I,根据动能定理有
设的距离为,过程Ⅱ中,当Q速度最大时,根据平衡条件
P、M两点之间的距离
联立可得
故A错误;
B.根据功能关系,可知过程Ⅱ中,Q在从P点单向运动到O点的过程中Q和弹簧组成的系统损失的机械能为
结合
可得
但在过程Ⅱ中单独对于Q而言机械能是增加的,故B错误;
C.设过程Ⅱ中,Q从P点沿斜面向上运动的最大位移,根据能量守恒定律
结合
解得
故C正确;
D.无论Q从何处释放,Q在斜面上运动过程中,弹簧与Q初始时的势能变为摩擦热,当在点时,满足
当在点时,满足
所以在OM(含O、M点)之间速度为零时,Q将静止,故D正确。
故选CD。
10. 利用电磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示,在xOy坐标系的y轴右侧存在沿y轴负方向的匀强电场,y轴左侧存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场。现有一质量为m,电荷量为q的带正电粒子,从P点以大小为3v0的初速度沿x轴负方向发射,恰好经过坐标原点O进入左侧磁场,再经过M点(未画出)返回y轴右侧。不计带电粒子的重力。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度的大小为
B. 粒子射入磁场时的速度大小为3v0
C. 粒子从P点运动到M点的时间为
D. 粒子在磁场中运动的轨迹圆半径为12L
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.从P点到O点,粒子做类平抛运动,根据已知条件有,
解得,,故A正确;
B.类平抛运动的加速度为
则
则粒子射入磁场时的速度大小为,故B错误;
CD.粒子由电场进入磁场,运动情况如下图
粒子在磁场内做匀速圆周运动,故有
解得,
由于
可知
由几何关系可知,粒子在磁场中转过的圆心角为300°,故粒子在磁场中运动的时间
粒子从P点运动到M点的时间为,故CD正确。
故选ACD。
三、实验题:本大题共2小题,共20分。
11. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时,先让质量为的小钢球从斜槽上某一位置由静止开始运动,从轨道末端水平抛出,落到水平地面上点,然后再把质量为的小钢球放到轨道末端处于静止,再让小钢球从斜槽开始运动,在轨道末端与小钢球发生对心碰撞,结果小球落到水平地面上点,小球落到水平地面上的点。
(1)实验中,需要测量的物理量有______。
A.小球开始释放的高度 B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的水平距离 D.小球、的质量、
(2)下列说法中正确的是______。
A.两球质量关系一定要满足
B.小球在斜槽上开始运动的位置一定要相同
C.斜槽必须光滑且末端水平
(3)若某次实验时,两钢球落地点分布如图乙所示,与点(点是水平轨道末端正下方的投影)距离分别,若满足______(用表示),则该碰撞前后动量守恒。若还满足______(用表示),则说明该碰撞为弹性碰撞。
【答案】 ①. CD##DC ②. AB##BA ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]根据平抛运动的特点可得
即小球、做平抛运动的时间相同,所以只需测出水平位移就能解得碰撞前后的速度关系;要验证动量是否守恒,还需要测量小球、的质量。
故选CD。
(2)[2]要保证球碰撞后不反弹,应满足;同时小球初始释放位置要相同,才能保证每次到斜槽末端的速度相同;斜槽无须光滑。
故选AB。
(3)[3]若碰撞前后动量守恒,则有
即
[4]若还满足弹性碰撞,则有
即
整理得
12. 在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中,
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用×100挡时,变换表笔与二极管两极的连接方式,发现电表指针均不偏转。选用挡______选填“×10”或“×1k”)重新测试,指针仍不偏转,更换二极管极性后,发现指针偏转,此时与多用电表红色表笔相连的是二极管______(选填“正极”或“负极”)。
(2)图(A)是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接______接线柱(选填“a”“b”“c”或“d”),Q应连接______接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50mA挡测量,指针如图(B)所示,则电流______mA。
(3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图(C)所示,说明该二极管是______元件(选填“线性”或“非线性”。
【答案】(1) ①. ②. 负极
(2) ①. a ②. d ③. 45.0
(3)非线性
【解析】
【小问1详解】
[1][2]指针未偏转,说明可能电阻过大,应换用挡继续实验;根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知红色表笔相连的是二极管负极。
【小问2详解】
[1][2]实现电压可从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,P应连接a;根据图C可知电压表选取量程,故Q接d;
[3]多用电表量程为50 mA,分度值为1mA,需要估读到0.1mA,故电表的读数为
【小问3详解】
根据图像可知I随U非线性变化,故说明该二极管是非线性元件。
四、计算题:本大题共3小题,共36分。
13. 如图所示,半径为的半球形玻璃砖固定在水平面上,上表面水平,为其竖直截面,为圆弧最低点,为圆心,为的中点,在点正上方点有一光源。沿方向射出一束光,经玻璃砖折射后,出射光线照射在水平面上的点,已知,。不考虑光在圆弧面上的反射,光在真空中传播的速度为。求:
(1)玻璃砖对该光的折射率;
(2)光在玻璃砖中传播的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,作出光路图如图所示
由几何关系可知,,
玻璃砖对该光的折射率
解得
【小问2详解】
光在玻璃砖中传播的路程
光在玻璃砖中传播的速度
光在玻璃砖中传播的时间
解得
14. 如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道与水平光滑直轨道相切于P点,在直轨道上放置一小球B,小球A从圆弧轨道上端由静止开始下滑,到P点的速度大小为v=4m/s,小球A与小球B碰撞后粘在一起。已知圆弧轨道半径为R=1m,小球A的质量为mA=1kg,小球B的质量为mB=3kg,取g=10m/s2。求:
(1)在碰撞过程,小球A对B的冲量大小;
(2)在碰撞过程,小球A、B组成的系统损失的机械能;
(3)小球A在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力做的功。
【答案】(1);(2)6J;(3)2J
【解析】
【详解】小球A与小球B碰撞过程,取水平向右为正方向,由动量守恒定律得
解得
在碰撞过程,对B球,由动量定理得
(2)在碰撞过程,由能量守恒定律得
解得系统损失的机械能
(3)小球A在圆弧轨道上运动过程中,由动能定理得
解得克服摩擦力做的功
15. 如图所示,两平行金属板P、Q水平放置,板间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B1,方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个带正电的粒子在两板间沿中心线OʹO做匀速直线运动。粒子通过两平行板后从O点进入磁感应强度为B2,方向垂直纸面向外的匀强磁场中,粒子做匀速圆周运动,经过半个圆周后打在挡板MN上的A点,测得O、A两点间的距离为L,不计粒子重力,求:
(1)试判断金属板P和金属板Q哪板电势高;
(2)粒子在P、Q两板间做匀速直线运动的速度大小v;
(3)粒子的电荷量与质量之比。
【答案】(1)金属板P;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)粒子做匀速直线运动,电场力和洛伦兹力平衡,根据左手定则可知洛伦兹力的方向向上,故电场力方向向下,粒子带正电,则匀强电场方向向下,金属板P电势高。
(2)电场力与洛伦兹力平衡
解得
(3)带电粒子在右侧磁场中做匀速圆周运动
,
解得
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