精品解析：河南信阳高级中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题

河南省信阳高级中学国际部高考班 2025-2026学年高二下期07月期末测试 物理试题 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项正确，每小题4分；第8~10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 把一个筛子用弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的振动振幅与驱动力频率的关系如图乙所示，已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是54 r/min。下列表述正确的是（ ） A. 增大电压可以增大筛子的固有频率 B. 减小电压可以增大筛子的振动幅度 C. 增大筛子质量，驱动力的频率一定减小 D. 减小筛子质量，筛子的振动幅度一定减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．筛子的固有频率由筛子本身的结构决定，与驱动电压无关，故增大电压不能改变筛子的固有频率，故A错误； B．根据偏心轮的转速可求得当前的驱动力频率为 由图乙可知筛子的固有频率为 减小电压可使偏心轮转速降低，从而减小驱动力的频率，由于初始状态下驱动力的频率大于固有频率，频率减小会使其更接近固有频率，根据受迫振动的规律可知驱动力频率越接近固有频率则振幅越大，因此减小电压可以增大筛子的振动幅度，故B正确； C．驱动力的频率由偏心轮的转速决定，与筛子的质量无关，因此增大筛子质量时驱动力的频率保持不变，故C错误； D．根据题意可知，减小筛子质量会减小筛子的固有周期，从而增大其固有频率，使其向当前的驱动力频率靠近，因此筛子的振动幅度可能会增大，并非一定减小，故D错误。 故选B。 2. 海王星的卫星海卫二绕海王星的公转周期与地球公转周期近似相等。若太阳与海王星的质量比为 ，定义地球与太阳间的距离为1个天文单位（1 AU），则海卫二公转轨道的半长轴约为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】地球绕太阳公转：设地球公转周期为​，日地距离，太阳质量为​，则 海卫二绕海王星公转：设海卫二公转周期为​，轨道半长轴为​，海王星质量为，则 已知，且则  整理得  故 故选A。 3. 滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块（　　） A. 受到的合力较小 B. 经过A点的动能较小 C. 在A、B之间的运动时间较短 D. 在A、B之间克服摩擦力做的功较小 【答案】C 【解析】 【详解】A．频闪照片时间间隔相同，图甲相邻相等时间间隔内发生的位移差大，根据匀变速直线运动的推论，可知图甲中滑块加速度大，根据牛顿第二定律可知图甲中滑块受到的合力较大，故A错误； B．设斜面倾角为，动摩擦因数为，上滑阶段根据牛顿第二定律有 下滑阶段根据牛顿第二定律有 可知上滑阶段阶段加速度大于下滑阶段加速度，图甲为上滑阶段，从图甲中的A点到图乙中的A点，先上升后下降，重力不做功，摩擦力做负功，根据动能定理可知图甲经过A点的动能较大，故B错误； C．由逆向思维，由于图甲中滑块加速度大，根据 可知图甲在A、B之间的运动时间较短，故C正确； D．由于无论上滑或下滑均受到滑动摩擦力大小相等，故图甲和图乙在A、B之间克服摩擦力做的功相等，故D错误。 故选C。 4. 为了助推本地文旅的发展，2025年，大同推出了大型行进情景式演艺项目《如梦大同》，如甲图，演员们通过吊威亚在城墙上展现高超的表演技艺，为游客呈现了一场视觉盛宴！现将情景简化如乙图，一根不可伸长的绳索（不计质量）一端系于演员腰间点，另一端系于城墙上的固定点，该演员身体伸直，双脚蹬于城墙点，并保持平衡。已知，，演员质量，城墙对演员的作用力始终沿着身体，重力加速度取，，。下列说法正确的是（　　） A. 绳索对演员的拉力大小为 B. 城墙对演员的作用力大小为 C. 若保持点不动，将点沿城墙缓慢上移稍许，绳索对演员的拉力大小一定增大 D. 若保持点不动，将点沿城墙缓慢下移稍许，城墙对演员的弹力大小一定增大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设绳索与城墙对演员的作用力大小分别为、，以演员为研究对象，演员在、和重力的作用下处于平衡状态，由平衡条件，在水平方向，有 在竖直方向，有 联立两式，解得，，故AB错误； C．利用演员所受重力、绳索拉力和城墙弹力构成的力的三角形和相似，得 当点不动，将点沿城墙缓慢上移稍许，即增大，、均不变，则、均减小，故C错误； D．同理，当点不动，将点沿城墙缓慢下移稍许，即减小，、均不变，则增大，城墙对演员的弹力大小 增大，也一定增大，故D正确。 故选D。 5. 如图，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，它们位于与电场方向平行的同一平面内。已知，AB与CD所在直线的夹角为，，则该匀强电场的电场强度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据可知AB沿电场线方向的投影与CD沿电场线方向的投影之比为，则 解得 即电场线方向沿AB方向，该匀强电场的电场强度为 故选A。 6. 如图，均匀介质中有且仅有一个点波源产生简谐横波在xy平面内传播，A（4，3）、B（4，0）在xy平面内。某时刻，A处质点位于波峰，B处质点位于波谷。下列说法正确的是（ ） A. 若波源在（0，0）处，波长可能为1m B. 若波源在（0，0）处，波长可能为2m C. 若波源在（0，3）处，波长可能为3m D. 若波源在（0，3）处，波长可能为4m 【答案】B 【解析】 【详解】已知某时刻A处质点位于波峰，B处质点位于波谷，因此A、B两点的波程差应满足半波长的奇数倍（n=0，1，2，…） AB．若波源在（0，0），由坐标可推得A点到波源距离 B点到波源距离 波程差 代入得 解得 当时，（非整数） 当时， 故A错误，故B正确； CD．若波源在（0，3），则A点到波源距离 B点到波源距离 波程差仍为，同样有 当时，，无整数解 当时，，无整数解 故CD错误。 故选B。 7. 如图甲所示，两根光滑长直导轨AM和AN在A点连接，二者夹角为，处于磁感应强度为B的匀强磁场中。一根足够长金属杆垂直AM放置，杆与A点之间的导轨上连接一阻值为R的电阻，不计其他电阻。t=0 时刻，金属杆与A点相距L，在水平外力F作用下以初速度v0水平向右运动，位移为L时到达PQ，杆速度倒数与位移间的关系图像如图乙所示。则（　　） A. 感应电动势始终不变 B. 运动到PQ过程中，F做的功大于回路中产生的热量 C. 运动到PQ过程中，所用时间 D. 运动到PQ过程中，通过电阻的电量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设金属杆从初始位置向右运动位移为（），此时金属杆距离A点沿AM方向的距离为 由于导轨夹角为，因此金属杆的有效切割长度 由图乙得与的关系 整理得 感应电动势 为恒定值，因此感应电动势始终不变，故A正确； B．根据能量守恒，得 时，由，得末速度​​ 因此 即运动到PQ过程中，F做的功小于回路中产生的热量，故B错误； C．图线与坐标轴所围面积表示时间，可得运动到PQ所用时间，故C错误； D．通过电阻的电量 磁通量变化 其中，初始面积 末面积 因此 联立解得，故D正确。 故选AD。 8. 某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电流与电压之间的关系，分别用a、b、c三束单色光照射，调节阳极A与阴极K间的电压U，实验得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。下列表述正确的是（ ） A. 实验中若阳极A接电源负极，可阻碍光电子向阳极A移动 B. a、b、c三束单色光的光照强度一定为a>b>c C. a光的光子能量小于b光的光子能量 D. 若增大b光的光照强度，可以增大饱和光电流和遏止电压 【答案】AC 【解析】 【详解】A．当阳极A接电源负极、阴极K接电源正极时，A、K间为反向电压，电场方向由K指向A，光电子受电场力与运动方向相反，会阻碍光电子向阳极A移动，故A正确； B．饱和光电流的大小与光照强度有关，在频率相同的情况下，光照强度越大，饱和光电流越大。从图中看，a光和c光的遏止电压相同（频率相同），但a的饱和电流大于c，说明a的光照强度大于c的光照强度；而b光的遏止电压大于a、c光，根据可知b光的频率大于a、c光，频率不同不能直接通过饱和电流比较光照强度，故B错误； C．b光的频率大于a、c光，根据可得a光的光子能量小于b光的光子能量，故C正确； D．若增大b光的光照强度，可以增大饱和光电流；根据可知遏止电压与光照强度无关，增大b光的光照强度，遏止电压不变，故D错误。 故选AC。 9. 一种供电储能方案如图所示，一理想变压器原线圈匝数为匝，2个副线圈匝数分别为匝和匝，匝数为的副线圈与可变电阻R的用电负载相连，匝数为的副线圈与储能柜相连，储能柜的储电功率由智能调度系统进行调节。已知变压器的输入电压有效值为，输入电流有效值恒为。下列说法正确的是（ ） A. 匝数为和的副线圈输出的电压分别为和 B. 流过负载的电流与流过储能柜的电流之比为 C. 当可变电阻的阻值减小为时，储能柜的储电功率变为零 D. 当可变电阻的阻值变为时，储能柜的输入电流为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．理想变压器的电压与匝数关系满足 代入匝，匝，匝， 解得，，故A正确； B．变压器的输入功率等于输出功率，满足 联立 可得 因此、的比值随可变电阻R的变化而发生变化，故B错误； C．当储能柜的储电功率为零时，有 代入数据解得 由欧姆定律可知，可变电阻的阻值，故C错误； D．当可变电阻的阻值变为时，由欧姆定律可知 根据 解得，故D正确。 故选AD。 10. 某小组设计了一磁悬浮装置。如图，环形通电线圈固定在水平面上，其上方固定一半径为的环形细管道，管道任意处磁场方向与竖直方向夹角为。质量为的带正电小球在环形管道中以某一速率做匀速圆周运动，此时小球与管道间无弹力，重力加速度为。下列说法正确的是（ ） A. 从管道上方俯视，小球沿顺时针方向做圆周运动 B. 小球做圆周运动的周期为 C. 小球做圆周运动的半个周期内洛伦兹力的冲量大小为 D. 若小球的绕行方向不变，速率为其做匀速圆周运动速率的2倍，则小球与管道间的弹力大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，小球所受洛伦兹力的水平分力提供小球做圆周运动的向心力，由左手定则可知，从管道上方俯视，小球沿顺时针方向做圆周运动，故A正确； B．设磁感应强度为，小球的速度为，此时小球与管道间无弹力，竖直方向上有 水平方向上有 解得 则小球做圆周运动的周期为，故B错误； C．根据题意，水平方向上，由动量定理有 竖直方向有 则小球做圆周运动的半个周期内洛伦兹力的冲量大小为，故C错误； D．若小球的绕行方向不变，速率为其做匀速圆周运动速率的2倍，竖直方向上有 水平方向上有 小球与管道间的弹力大小 联立解得，故D正确。 故选AD。 二、实验题（每空2分，共计16分） 11. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质量均为，钢柱K下端与质量为的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹，初始时P、K、Q组成的系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直，查得当地重力加速度为。 （1）开启电动机，待电动机以的角速度匀速转动后。将P、K、Q组成的系统由静止释放，Q落地前，激光器在细钢柱K上留下感光痕迹。取下K，用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图乙所示。细钢柱K上留下的相邻感光痕迹点的时间间隔是_________，激光束照射到点时，细钢柱速度大小为_________（计算结果保留2位有效数字）。 （2）经判断P、K、Q组成的系统由静止释放时激光笔光束恰好经过点。参照图乙，经计算，在段，系统动能的增加量_________（计算结果保留3位有效数字），重力势能的减少量________J（计算结果保留3位有效数字），该实验存在一定的误差，请写出一条可能的原因：_________。 【答案】（1） ①. 0.05 ②. 1.0 （2） ①. 0.240 ②. 0.245 ③. 滑轮的质量不可忽略或绳与滑轮之间有摩擦或空气阻力 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据角速度与周期的关系有 根据运动学公式 【小问2详解】 [1][2][3]在段，系统动能的增加量为 重力势能的减少量为。 滑轮的质量不可忽略，滑轮转动时有动能，或绳与滑轮之间有摩擦，或空气阻力导致系统重力势能的减少量大于物块与钢柱的动能增加量。 12. 某实验小组测量电源的电动势和内阻，可供使用的器材有： 电源（电动势约为3 V；内阻较小，阻值未知） 电压表（量程，内阻约为） 电流表（量程，内阻约为） 定值电阻 滑动变阻器（最大阻值） 单刀双掷开关 开关 导线若干 该小组设计了如图甲的实验电路： 回答下列问题： （1）正确连接电路，单刀双掷开关连接或，闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表示数和对应的电流表示数，分别描绘出如图乙所示的图线①和图线②，则图线②对应的是开关与___________（选填“”、“”）端相连接，连接哪一端更合理？___________（选填“”、“”）； （2）在（1）中选择合理的连接方式，由图线可求得电源电动势测量值___________V，内阻测量值___________Ω（结果均保留三位有效数字）； 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 2.90 ②. 2.00 【解析】 【小问1详解】 [1]当接端时，电压表测得电源的路端电压，满足 当接端时，定值电阻参与图线斜率，满足 图线②的斜率绝对值较大，故其对应接端。 [2]选择接端时，图线斜率的绝对值为，比大，作图时斜率的相对误差较小，内阻测量更准确，故接端更合理。 【小问2详解】 [1]图线②在纵轴上的截距表示电流时的电压，即电源电动势。由图可读出 [2]图线②的斜率绝对值为。由图②取、和、，有 解得 三、解答题（共计38分） 13. 如图所示为储存文物的密闭柜子，容积为1.2 L，文物放入后，内部充入氮气防止氧化。文物研究人员在柜子顶部的充气孔外竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的透明足够长塑料管，用氮气排空管内空气，并用长度为的水银柱封闭氮气，整个装置密封良好。外界温度为时，塑料管内水银柱下方气柱长度为，当外界温度缓慢升高到时，水银柱下方气柱长度变为30 cm。已知外界大气压恒为 ，，氮气在 、的标准状态下体积为，即。阿伏加德罗常数为。文物为实心，不计柜体和文物的热胀冷缩，不计箱体的厚度。 （1）求文物材料的体积； （2）求被封闭氮气在标准状态下的体积（结果保留3位有效数字），并写出其分子总数的表达式（用、、表示）。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 设封闭气体在时的体积为，升温到后的体积是， 则有 气体升温过程中压强不变，满足盖—吕萨克定律，有 其中， 代入后可解得 文物的体积 【小问2详解】 设封闭气体在、状态下的体积为 当封闭气体的温度为时，气体压强为 根据理想气体状态方程，有 解得 被封闭的氮气的分子数应为 14. 如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面（纸面）上，间距，右侧存在垂直纸面向里的磁场，以点为原点，水平向右为轴正方向，磁场的磁感应强度大小随变化的图像如图乙所示。边的长度、边的长度的矩形金属线框置于导轨上。现使线框以的速度水平向右运动，边运动到处时，速度大小，边运动到处时，对线框施加水平向右的力使其匀速进入 的磁场区域，边运动到处时撤去外力。整个运动过程中线框始终与导轨接触良好。已知线框的质量，边和边的总电阻 ，其他边和导轨的电阻均可忽略。在线框运动的过程中，求： （1） 内磁场的磁感应强度大小； （2）撤去外力前瞬间，外力的大小与边所在位置间的函数关系式（采用国际单位制）； （3）撤去外力后，线框运动的位移大小。 【答案】（1）0.5T （2） （3）3.75m 【解析】 【小问1详解】 边从运动到的过程中，边产生的平均感应电动势 根据欧姆定律有 根据动量定理有 联立解得 【小问2详解】 边从运动到的过程中，边产生的平均感应电动势 根据欧姆定律有 根据动量定理有 解得 由图乙可知，边从处运动到处的磁感应强度大小为 在撤去外力前瞬间，线框匀速运动，根据受力平衡，则有 解得 【小问3详解】 撤去外力后，、边所有位置处的磁感应强度大小始终相差 则回路中的感应电动势为 根据欧姆定律有 线框所受安培力的合力大小为 对线框，根据动量定理有 可得 又撤去外力后，线框的位移大小为 联立解得 15. 如图所示，将长度为 线状粒子源装置MN垂直放置于X=2L处，该装置能沿-x方向均匀发射恒定初速度v0的大量电子。第一象限存在沿+y方向的匀强电场，电场强度为E，其下边界是一条过原点O和点M的曲线，电子进入电场后均能通过O点然后进入第三象限。y轴左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在y轴正半轴存在一足够长荧光屏（图中未画出），已知电子的电量为e，质量为m。求： （1）电场强度的大小E和电场下边界的曲线方程； （2）某时刻线状粒子源装置MN同时发出大量电子，求电子打在荧光屏上的持续时间； （3）电子在磁场的运动轨迹所围成的面积。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在M处发射的电子在O处时速度为v1，方向与x轴负方向夹角为 ，根据运动分解得 利用速度偏角与位移偏角的关系，可得 电子从M到O的过程，根据动能定理得 联立解得 对任意电子运动分析，由类平抛运动得 ， 根据 联立解得 【小问2详解】 线状粒子源装置MN同时发出的电子平行x轴方向做匀速直线运动，故电子在第一象限运动的时间相等。 电子在第三象限磁场中做匀速圆周运动的，根据牛顿第二定律得 根据 解得，故周期T与电子速度无关。 由题意可知从N处发射的电子在第三象限磁场中做匀速圆周运动的时间为 从M处发射的电子在第三象限磁场中做匀速圆周运动的时间为 电子打在荧光屏上的持续时间 【小问3详解】 根据几何关系可得从M处发射的电子在第三象限磁场中做匀速圆周运动轨迹与y轴围成的面积 其中 从N处发射的电子在第三象限磁场中做匀速圆周运动轨迹与y轴围成的面积 其中 电子在磁场的运动轨迹所围成的面积 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省信阳高级中学国际部高考班 2025-2026学年高二下期07月期末测试 物理试题 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项正确，每小题4分；第8~10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 把一个筛子用弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的振动振幅与驱动力频率的关系如图乙所示，已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是54 r/min。下列表述正确的是（ ） A. 增大电压可以增大筛子的固有频率 B. 减小电压可以增大筛子的振动幅度 C. 增大筛子质量，驱动力的频率一定减小 D. 减小筛子质量，筛子的振动幅度一定减小 2. 海王星的卫星海卫二绕海王星的公转周期与地球公转周期近似相等。若太阳与海王星的质量比为 ，定义地球与太阳间的距离为1个天文单位（1 AU），则海卫二公转轨道的半长轴约为（ ） A. B. C. D. 3. 滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块（　　） A. 受到的合力较小 B. 经过A点的动能较小 C. 在A、B之间的运动时间较短 D. 在A、B之间克服摩擦力做的功较小 4. 为了助推本地文旅的发展，2025年，大同推出了大型行进情景式演艺项目《如梦大同》，如甲图，演员们通过吊威亚在城墙上展现高超的表演技艺，为游客呈现了一场视觉盛宴！现将情景简化如乙图，一根不可伸长的绳索（不计质量）一端系于演员腰间点，另一端系于城墙上的固定点，该演员身体伸直，双脚蹬于城墙点，并保持平衡。已知，，演员质量，城墙对演员的作用力始终沿着身体，重力加速度取，，。下列说法正确的是（　　） A. 绳索对演员的拉力大小为 B. 城墙对演员的作用力大小为 C. 若保持点不动，将点沿城墙缓慢上移稍许，绳索对演员的拉力大小一定增大 D. 若保持点不动，将点沿城墙缓慢下移稍许，城墙对演员的弹力大小一定增大 5. 如图，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，它们位于与电场方向平行的同一平面内。已知，AB与CD所在直线的夹角为，，则该匀强电场的电场强度为（　　） A. B. C. D. 6. 如图，均匀介质中有且仅有一个点波源产生简谐横波在xy平面内传播，A（4，3）、B（4，0）在xy平面内。某时刻，A处质点位于波峰，B处质点位于波谷。下列说法正确的是（ ） A. 若波源在（0，0）处，波长可能为1m B. 若波源在（0，0）处，波长可能为2m C. 若波源在（0，3）处，波长可能为3m D. 若波源在（0，3）处，波长可能为4m 7. 如图甲所示，两根光滑长直导轨AM和AN在A点连接，二者夹角为，处于磁感应强度为B的匀强磁场中。一根足够长金属杆垂直AM放置，杆与A点之间的导轨上连接一阻值为R的电阻，不计其他电阻。t=0 时刻，金属杆与A点相距L，在水平外力F作用下以初速度v0水平向右运动，位移为L时到达PQ，杆速度倒数与位移间的关系图像如图乙所示。则（　　） A. 感应电动势始终不变 B. 运动到PQ过程中，F做的功大于回路中产生的热量 C. 运动到PQ过程中，所用时间 D. 运动到PQ过程中，通过电阻的电量为 8. 某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电流与电压之间的关系，分别用a、b、c三束单色光照射，调节阳极A与阴极K间的电压U，实验得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。下列表述正确的是（ ） A. 实验中若阳极A接电源负极，可阻碍光电子向阳极A移动 B. a、b、c三束单色光的光照强度一定为a>b>c C. a光的光子能量小于b光的光子能量 D. 若增大b光的光照强度，可以增大饱和光电流和遏止电压 9. 一种供电储能方案如图所示，一理想变压器原线圈匝数为匝，2个副线圈匝数分别为匝和匝，匝数为的副线圈与可变电阻R的用电负载相连，匝数为的副线圈与储能柜相连，储能柜的储电功率由智能调度系统进行调节。已知变压器的输入电压有效值为，输入电流有效值恒为。下列说法正确的是（ ） A. 匝数为和的副线圈输出的电压分别为和 B. 流过负载的电流与流过储能柜的电流之比为 C. 当可变电阻的阻值减小为时，储能柜的储电功率变为零 D. 当可变电阻的阻值变为时，储能柜的输入电流为 10. 某小组设计了一磁悬浮装置。如图，环形通电线圈固定在水平面上，其上方固定一半径为的环形细管道，管道任意处磁场方向与竖直方向夹角为。质量为的带正电小球在环形管道中以某一速率做匀速圆周运动，此时小球与管道间无弹力，重力加速度为。下列说法正确的是（ ） A. 从管道上方俯视，小球沿顺时针方向做圆周运动 B. 小球做圆周运动的周期为 C. 小球做圆周运动的半个周期内洛伦兹力的冲量大小为 D. 若小球的绕行方向不变，速率为其做匀速圆周运动速率的2倍，则小球与管道间的弹力大小为 二、实验题（每空2分，共计16分） 11. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质量均为，钢柱K下端与质量为的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹，初始时P、K、Q组成的系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直，查得当地重力加速度为。 （1）开启电动机，待电动机以的角速度匀速转动后。将P、K、Q组成的系统由静止释放，Q落地前，激光器在细钢柱K上留下感光痕迹。取下K，用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图乙所示。细钢柱K上留下的相邻感光痕迹点的时间间隔是_________，激光束照射到点时，细钢柱速度大小为_________（计算结果保留2位有效数字）。 （2）经判断P、K、Q组成的系统由静止释放时激光笔光束恰好经过点。参照图乙，经计算，在段，系统动能的增加量_________（计算结果保留3位有效数字），重力势能的减少量________J（计算结果保留3位有效数字），该实验存在一定的误差，请写出一条可能的原因：_________。 12. 某实验小组测量电源的电动势和内阻，可供使用的器材有： 电源（电动势约为3 V；内阻较小，阻值未知） 电压表（量程，内阻约为） 电流表（量程，内阻约为） 定值电阻 滑动变阻器（最大阻值） 单刀双掷开关 开关 导线若干 该小组设计了如图甲的实验电路： 回答下列问题： （1）正确连接电路，单刀双掷开关连接或，闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表示数和对应的电流表示数，分别描绘出如图乙所示的图线①和图线②，则图线②对应的是开关与___________（选填“”、“”）端相连接，连接哪一端更合理？___________（选填“”、“”）； （2）在（1）中选择合理的连接方式，由图线可求得电源电动势测量值___________V，内阻测量值___________Ω（结果均保留三位有效数字）； 三、解答题（共计38分） 13. 如图所示为储存文物的密闭柜子，容积为1.2 L，文物放入后，内部充入氮气防止氧化。文物研究人员在柜子顶部的充气孔外竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的透明足够长塑料管，用氮气排空管内空气，并用长度为的水银柱封闭氮气，整个装置密封良好。外界温度为时，塑料管内水银柱下方气柱长度为，当外界温度缓慢升高到时，水银柱下方气柱长度变为30 cm。已知外界大气压恒为 ，，氮气在 、的标准状态下体积为，即。阿伏加德罗常数为。文物为实心，不计柜体和文物的热胀冷缩，不计箱体的厚度。 （1）求文物材料的体积； （2）求被封闭氮气在标准状态下的体积（结果保留3位有效数字），并写出其分子总数的表达式（用、、表示）。 14. 如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面（纸面）上，间距，右侧存在垂直纸面向里的磁场，以点为原点，水平向右为轴正方向，磁场的磁感应强度大小随变化的图像如图乙所示。边的长度、边的长度的矩形金属线框置于导轨上。现使线框以的速度水平向右运动，边运动到处时，速度大小，边运动到处时，对线框施加水平向右的力使其匀速进入 的磁场区域，边运动到处时撤去外力。整个运动过程中线框始终与导轨接触良好。已知线框的质量，边和边的总电阻 ，其他边和导轨的电阻均可忽略。在线框运动的过程中，求： （1） 内磁场的磁感应强度大小； （2）撤去外力前瞬间，外力的大小与边所在位置间的函数关系式（采用国际单位制）； （3）撤去外力后，线框运动的位移大小。 15. 如图所示，将长度为 线状粒子源装置MN垂直放置于X=2L处，该装置能沿-x方向均匀发射恒定初速度v0的大量电子。第一象限存在沿+y方向的匀强电场，电场强度为E，其下边界是一条过原点O和点M的曲线，电子进入电场后均能通过O点然后进入第三象限。y轴左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在y轴正半轴存在一足够长荧光屏（图中未画出），已知电子的电量为e，质量为m。求： （1）电场强度的大小E和电场下边界的曲线方程； （2）某时刻线状粒子源装置MN同时发出大量电子，求电子打在荧光屏上的持续时间； （3）电子在磁场的运动轨迹所围成的面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $