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,p-T图上的图线abc表示一定质量的理想气体的状态变化过程,此过程在p-V图上的图线应为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】气体从a到b为等容变化,b到c为等温变化,则p-V图像中,a到b对应V不变,且压强增大,p-V图像中的双曲线为等温线,故bc为双曲线。
故选C。
2. 如图所示,放在暗室中的口径较大不透明的薄壁圆柱形浅玻璃缸充满水,缸底中心有一红色发光小球(可看作点光源),从上往下看,则观察到( )
A. 水面有一个亮点
B. 充满水面的圆形亮斑
C. 发光小球在水面上的像
D. 比小球浅的发光小球的像
【答案】D
【解析】
【详解】AB.小球所发的光射向水面的入射角较大时会发生全反射,在水面上可以看到一个圆形亮斑,但不是充满水面的圆形亮斑,故AB错误;
CD.由于光的折射,在水面上可看到比小球浅的发光小球的像,如图所示,选项C错误,D正确.
3. 利用如图所示的装置研究光电效应,闭合单刀双掷开关接1时,用频率为的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为,已知电子电荷量为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是( )
A. 其他条件不变,增大光强,电压表示数增大
B. 改用比更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为
C. 其他条件不变,使开关接接2,电流表示数仍为零
D. 光电管阴极材料的截止频率
【答案】D
【解析】
【详解】A.当开关S接1时,由爱因斯坦光电效应方程
故其他条件不变时,增大光强,电压表的示数不变,故A错误;
B.若改用比更大频率的光照射时,调整电流表的示数为零,而金属的逸出功不变,故遏止电压变大,即此时电压表示数大于,故B错误;
C.其他条件不变时,使开关S接2,此时
可发生光电效应,故电流表示数不为零,故C错误;
D.根据爱因斯坦光电效应方程
其中
联立解得,光电管阴极材料的截止频率为
故D正确。
故选D。
4. 超级充电桩是一种高效的电动汽车充电设备,其内部使用了超级电容器来储存和释放电能。如图甲、乙所示分别为实验小组得到的某电容器充、放电过程电路中的电流I、电容器两极板间电压U与时间t的关系图,下列关于该电容器的说法正确的是( )
A. 充电时,电容器的电容会随时间不断增大
B. 充电时,两极板间的电场强度保持不变
C. 放电时,两极板间的电势差随时间均匀减小
D. 0~t1时间内,电容器充入的电荷量小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.电容器的电容由电容器本身决定,不会随电荷量变化,A错误;
B.充电时,两极板间电压不断增大,由可知,电场强度也不断增大,B错误;
C.由图像可知,电容器的充、放电过程中电流和电压都不是随时间均匀变化的,C错误;
D.I-t图像中的曲线与横轴围成的面积表示充、放电的电荷量,由图甲可知0~t1时间内充入的电荷量小于,D正确。
故选D。
5. 水平地面上的传送装置如图所示。为长的水平传送带,以的速率沿顺时针方向匀速转动,其左端与半径为的四分之一光滑圆弧轨道相切于点(不接触),右端与同一水平面上的平台平滑衔接于点(不接触)。在平台右边固定一轻质弹簧,弹簧自由伸长时左端恰好位于点,、之间的距离为。质量为的滑块(可视为质点)与传送带间的动摩擦因数为,与平台之间的动摩擦因数为,部分光滑,重力加速度取,弹簧始终处于弹性限度内。现将滑块从光滑圆弧轨道上端点由静止释放,下列说法错误的是( )
A. 滑块运动到圆弧轨道底端点时对轨道的压力大小为
B. 滑块通过传送带过程中系统产生的热量为
C. 弹簧压缩过程中的最大弹性势能为
D. 滑块最终停在平台上与点间的距离为处
【答案】A
【解析】
【详解】A.滑块从点到点运动时,滑块与地球组成的系统机械能守恒,有
解得
在点,沿竖直向上的半径方向由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知滑块对轨道的压力大小为,故A错误;
B.滑块进入传送带时,设滑动摩擦力大小为,由牛顿第二定律得
由匀变速直线运动的速度与位移关系得
前述位移小于传送带长度,滑块到达点前已与传送带共速;由匀变速直线运动的速度公式得
这段时间内传送带位移为
滑块相对传送带的位移为
由滑动摩擦产生的热量等于摩擦力与相对位移的乘积,得,故B正确;
C.由前述计算得滑块到达点时,设滑块在平台上受到的滑动摩擦力大小为,由滑动摩擦力公式得
滑块在弹簧压缩量最大时速度为零,从点到该位置由能量守恒定律得
解得,故C正确;
D.弹簧恢复原长前,滑块与弹簧组成的系统机械能守恒,由前述计算可知滑块返回点时的动能为,随后进入粗糙的段。设滑块在段向左滑行距离后停止,从点到停止位置由能量守恒定律得
解得,故D正确。
本题选择错误的,故选A。
6. 如图,氕、氘、氚和氦的原子核由静止开始经同一加速电场加速后,又经同一匀强电场偏转,最后打在荧光屏上。下列说法正确的是( )
A. 荧光屏上有3个亮点
B. 四种原子核全程运动时间相同
C. 四种原子核在偏转电场中的偏移距离y不同
D. 氕、氘、氚3种原子核飞出偏转电场时的动能相同
【答案】D
【解析】
【详解】C.原子核在偏转电场中设偏转电场两极板的电压为,极板的长度为,在偏转电场中的运动时间为
联立四式可得
所以偏转距离y与原子核的质量、电荷量无关,四种原子核在偏转电场中的偏转距离y相同,故C错误;
B.设加速电场两极板间的距离为,偏转电场右侧极板到荧光屏的距离为,则经加速电场加速后
得粒子离开加速电场的速度
设粒子在加速电场的运动时间为,则
得
离开加速电场到打到荧光屏上的时间为,则
得
全程运动时间
与粒子的比荷有关。四种原子核全程运动时间不全相同。故B错误;
A.原子核离开偏转电场时速度偏转角设为,则
又
得
设荧光屏上亮点与中心的距离为,则
该距离与原子核的比荷无关。故荧光屏上有1个亮。故A错误;
D.设偏转电场两极板间电势差大小为,由静止开始进入加速电场到飞出偏转电场的过程中,偏转距离y相同,根据动能定理有
所以原子核飞出偏转电场时的动能与原子核的电荷量有关,氕、氘、氚3种原子核的电荷量相同。因此,氕、氘、氚3种原子核飞出偏转电场时的动能相同。故D正确;
故选D。
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7. 如图所示,光在真空和介质的界面MN上发生偏折,那么下列说法正确的是( )
A. 光是从真空射向介质 B. 介质的折射率约为1.73
C. 光在介质中的传播速度约为1.73×108m/s D. 反射光线与折射光线成
【答案】BC
【解析】
【详解】A.因为折射角大于入射角,所以光是从介质射向真空的,故A错误;
B.据折射率公式
故B正确;
C.再由折射率n=,代入数据得
v≈1.73×108m/s
故C正确;
D.反射角等于入射角,则反射角
根据几何关系得反射光线与折射光线的夹角为,故D错误。
故选BC。
8. 如图,某爆炸能量测量装置由装载台和滑轨等构成,C是可以在滑轨上运动的标准测量件,其规格可以根据测量需求进行调整。滑轨安装在高度为h的水平面上。测量时,将弹药放入装载台圆筒内,两端用物块A和B封装,装载台与滑轨等高。引爆后,假设弹药释放的能量完全转化为A和B的动能。极短时间内B嵌入C中形成组合体D,D与滑轨间的动摩擦因数为。D在滑轨上运动距离后抛出,落地点距抛出点水平距离为,根据可计算出弹药释放的能量。某次测量中,A、B、C质量分别为、、,,整个过程发生在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度大小为g。则( )
A. D的初动能与爆炸后瞬间A的动能相等
B. D的初动能与其落地时的动能相等
C. 弹药释放的能量为
D. 弹药释放的能量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.爆炸后,AB组成的系统动量守恒,即3mv1=mv2
B与C碰撞过程动量守恒mv2=6mv
联立解得v=0.5v1。
爆炸后瞬间A的动能
D的初动能
两者不相等,故A错误;
B.D水平滑动过程中摩擦力做功为
做平抛运动过程中重力做的功为
故D从开始运动到落地瞬间合外力做功为0,根据动能定理可知D的初动能与其落地时的动能相等,故B正确;
CD.D物块平抛过程有,
联立可得
D水平滑动过程中根据动能定理有
化简得
弹药释放的能量完全转化为A和B的动能,则爆炸过程的能量为
故C错误,D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示,倾角θ(未知)、足够长的传送带以初速率沿顺时针方向转动。一小煤块以初速度从传送带的底部冲上传送带,规定沿传送带斜向上为煤块运动的正方向,该煤块运动的位移x随时间t的变化关系如图乙所示。已知前1.0s内的图线和1.0s∼内的图线,分别对应两段不同的二次函数,时刻图线对应的切线正好水平,已知重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 传送带转动速率 B. 图乙中的数值为2
C. 煤块与传送带之间的动摩擦因数为0.5 D. 0∼内煤块在传送带上的划痕长度为5m
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.根据图乙所示,煤块在传送带上先做匀减速直线运动,当速度减小到与传送带速度相等后,由于重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,煤块继续向上做匀减速运动直至速度为零。在0~1.0s时间内,煤块的位移
根据位移公式,解得加速度
再根据速度公式,解得1.0s时煤块的速度
此时图线斜率发生改变,表明煤块速度与传送带速率相同,因此传送带转动速率,故A正确;
B.在1.0s~t0时间内,煤块的位移
末速度v=0,由运动学公式,解得加速度
由公式,解得运动时间
因此,故B错误;
C.第一阶段煤块速度大于传送带速度,滑动摩擦力方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律有
第二阶段煤块速度小于传送带速度,滑动摩擦力方向沿斜面向上,根据牛顿第二定律有
联立两式,解得,
代入后可求得动摩擦因数,故C正确;
D.在0~1.0s内,煤块相对于传送带向上滑动的位移
在1.0s~3.0s内,煤块相对于传送带向下滑动的位移
两段划痕有重叠,则煤块在传送带上留下的划痕长度等5m,故D正确。
故选ACD。
10. 如图,真空中存在一水平向右的匀强电场,同时存在一水平且垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为q(q>0)的带电微粒从M点以初速度v入射,沿着MN做匀速直线运动。微粒到N点时撤去磁场,一段时间后微粒运动到P点。已知M、N、 P三点处于同一竖直平面内,MN与水平方向呈45°,N点与P等高,重力加速度为,则( )
A. 电场强度大小为
B. 磁感应强度大小为
C. N、P两点的电势差为
D. 从N点运动到P的过程中,微粒到直线NP的最大距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB、带电体在复合场中能沿着做匀速直线运动,可知粒子受力情况如图所示。
由受力平衡可知
解得电场强度,磁感应强度,故A错误,B正确。
C、在点撤去磁场后,粒子受力方向与运动方向垂直,做类平抛运动,如图所示。
且加速度
粒子到达点时,位移偏转角为,故在点,速度角的正切值
所以粒子在点的速度
到过程,由动能定理,有
解得两点间的电势差,C正确;
D、将粒子在点的速度沿水平方向和竖直方向进行分解,可知粒子在竖直方向做竖直上抛运动,且
故粒子能向上运动的最大距离
D错误;
故选BC。
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 实验小组利用图1所示的装置探究“物块速度与高度的关系”。主要探究思路如下:
①安装完装置,测量方形小物块的高度h及其上沿距光电门中心的高度H;
②悬挂一定数量的钩码,将物块从铁架台底部由静止释放,记录物块通过光电门的遮光时间t;
③改变光电门的高度,测量物块上沿距光电门中心的高度,重复第②步……由此可得到多组数据(H,t);
④整理器材,完成数据探究。
(1)关于该实验,下列说法正确的是 (单选,填正确答案标号)。
A. 每次静止释放钩码前,应确保细线均处于竖直状态
B. 每次操作时,钩码数量可随意增减
(2)速度计算:若小组中某同学将物块通过光电门时遮光的平均速度当做其上沿到达光电门中心的瞬时速度,则该同学得到的物块上沿到达光电门中心的速度表达式v=_________(用题给物理量符号表示)。
(3)规律探究:该同学在坐标格中描绘出了H-t关系图像,如图2所示。为便于探究,请帮助分析:纵轴为H、横轴应该为 (单选,填正确答案标号)才能得到图3所示的线性关系。
A. B. C.
(4)误差分析:该同学通过帮助得到如图3所示的线性(正比)关系图像,计算得到该直线的斜率为k。考虑到物块上沿到达光电门中心的瞬时速度与遮光的平均速度的差异,则实验坐标格得到的斜率k比理论上的斜率___________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)A (2) (3)B
(4)偏小
【解析】
【小问1详解】
A.每次静止释放钩码前,应确保细线均处于竖直状态,保证物块在竖直方向做直线运动,故A正确;
B.每次操作时,钩码数量应保持不变,故B错误。
故选A。
【小问2详解】
物块上沿到达光电门中心的速度表达式
【小问3详解】
设物块的质量为,钩码的质量为,绳子上的拉力为,物块和钩码的加速度大小为,由
得
纵轴为H、横轴应该为才能得到图3所示的线性关系。
故选B。
【小问4详解】
物块上沿到达光电门中心的瞬时速度小于遮光的平均速度,故实验坐标格得到的斜率k比理论上的斜率偏小。
12. 某同学设计了一个具有两种挡位(“”挡和“”挡)的欧姆表,其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为,内阻r未知),电流表G(表头)的满偏电流,内阻,定值电阻,滑动变阻器R的最大阻值为。设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”。
(1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关,此时欧姆表处于“”挡,将红表笔与黑表笔___________,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向___________(选填“0”或“”)刻度位置。
(2)用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的___________(选填“”或“”)挡。进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为___________。
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值()接在两表笔间,接着闭合、断开,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为时,指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为);当电阻箱的阻值调为时,指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为)。由测量数据计算出电源电动势为___________。(结果保留2位有效数字)
【答案】(1) ①. 短接 ②. 0
(2) ①. ②. 160##160.0
(3)2.8
【解析】
【小问1详解】
[1][2]测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关,此时欧姆表处于“”挡,将红表笔与黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向0刻度位置。
【小问2详解】
[1]用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的挡;
[2进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律,
代入数据,
联立可得,
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示,内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上,P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高度,P处轨道的切线沿水平方向,Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上,b被锁定。一质量的小球自Q点正上方处自由下落,无能量损失地滑入轨道,并从P点水平抛出,恰好击中a,与a粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到时,b解除锁定开始运动。已知a的质量,b的质量,方形物体的质量,重力加速度大小,弹簧的劲度系数,整个过程弹簧均在弹性限度内,弹性势能表达式(x为弹簧的形变量),所有过程不计空气阻力。求:
(1)小球到达P点时,小球及方形物体相对于地面的速度、;
(2)弹簧弹性势能最大时,b的速度及弹性势能的最大值。
【答案】(1),水平向左,,水平向右
(2),水平向左,
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,小球从开始下落到处过程中,水平方向上动量守恒,则有
由能量守恒定律有
联立解得,
即小球速度为,方向水平向左,大物块速度为,方向水平向右。
【小问2详解】
由于小球落在物块a正上方,并与其粘连,小球竖直方向速度变为0,小球和物块水平方向上动量守恒,则有
解得
设当弹簧形变量为时物块的固定解除,此时小球和物块的速度为,根据胡克定律
系统机械能守恒
联立解得,
固定解除之后,小球、物块和物块组成的系统动量守恒,当三者共速时,弹簧的弹性势能最大,由动量守恒定律有
解得,方向水平向左。
由能量守恒定律可得,最大弹性势能为
14. 为研究碰撞过程中的规律,某实验小组设计了如下实验:如图所示,一质量为m的物块A在粗糙水平面上向右运动,经过O点时的速度大小为(未知),最终停在O点右侧处。现将质量也为m的物块B放在距离O点右侧处,让物块A从O点出发也以速度大小向右运动,并与物块B发生碰撞,物块A、B碰撞时间极短。已知物块A与水平面间的动摩擦因数为,物块B与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度为g,求:
(1)速度大小;
(2)若物块A与B发生弹性碰撞,求碰后瞬间物块A、B的速度大小分别多大;
(3)设物块A与B碰前瞬间的速度为v,碰后瞬间物块A、B的速度分别为、,在物理学上通常定义碰撞恢复系数为;若要求物块A、B至少发生两次碰撞,求恢复系数e的取值范围。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物块A受力分析,则有
解得
根据运动学公式有
解得
【小问2详解】
设物块A与B碰前瞬间的速度为v,根据运动学公式可得
解得
设碰后瞬间物块A、B的速度分别为、,根据动量守恒定律与机械能守恒定律可得
联立解得
【小问3详解】
对物块B受力分析,则有
解得
设碰撞恢复系数为时,物块A、B恰好发生两次碰撞
根据动量守恒定律可得
物块A、B恰好发生第二次碰撞时满足
联立解得
故恢复系数e的取值范围为
15. 如图所示,固定于竖直平面内的光滑绝缘圆形轨道BCDG,其轨道半径为,CG为水平直径,BD为竖直直径,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左,大小的匀强电场中,现有一质量为、带电量为的小滑块(可视为质点)从水平轨道上的A点由静止释放,A到B的距离,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.4,重力加速度为。试求(结果可用根式和分式)
(1)滑块第一次到达B点经历的时间t;
(2)滑块到达轨道D点时受到轨道的压力;
(3)如果调整滑块在水平轨道上的初始位置,为确保滑块不脱轨并能从G点滑出,则初始静止释放点距B点距离s的取值范围。
【答案】(1)
(2),方向竖直向下
(3)(或)
【解析】
【小问1详解】
滑块在AB段做匀加速直线运动,由动力学方法可知
解得
由匀变速直线运动位移公式,解得
【小问2详解】
设滑块到达D点时的速度为,由动能定理有
解得
设滑块到达D点时受到轨道的作用力大小为,则有
解得
滑块到达D点时受到轨道的作用力的方向竖直向下。
【小问3详解】
如图所示,可以将电场力与重力的合力视为等效重力,图中H点为等效最高点
要使滑块恰好始终沿轨道滑行,则滑至圆轨道H点,电场力和重力的合力恰好指向圆心,根据等效场思想,此时的速度最小,当在H点弹力为零时,滑块速度设为,则有
解得
由电场力和重力的合力提供向心力
解得
设此时滑块释放点与B点距离为,由动能定理有
解得
因此要使滑块不脱轨并从G点滑出,滑块初始静止释放的位置与B点的距离s取值范围:(或)。
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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,p-T图上的图线abc表示一定质量的理想气体的状态变化过程,此过程在p-V图上的图线应为( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,放在暗室中的口径较大不透明的薄壁圆柱形浅玻璃缸充满水,缸底中心有一红色发光小球(可看作点光源),从上往下看,则观察到( )
A. 水面有一个亮点
B. 充满水面的圆形亮斑
C. 发光小球在水面上的像
D. 比小球浅的发光小球的像
3. 利用如图所示的装置研究光电效应,闭合单刀双掷开关接1时,用频率为的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为,已知电子电荷量为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是( )
A. 其他条件不变,增大光强,电压表示数增大
B. 改用比更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为
C. 其他条件不变,使开关接接2,电流表示数仍为零
D. 光电管阴极材料的截止频率
4. 超级充电桩是一种高效的电动汽车充电设备,其内部使用了超级电容器来储存和释放电能。如图甲、乙所示分别为实验小组得到的某电容器充、放电过程电路中的电流I、电容器两极板间电压U与时间t的关系图,下列关于该电容器的说法正确的是( )
A. 充电时,电容器的电容会随时间不断增大
B. 充电时,两极板间的电场强度保持不变
C. 放电时,两极板间的电势差随时间均匀减小
D. 0~t1时间内,电容器充入的电荷量小于
5. 水平地面上的传送装置如图所示。为长的水平传送带,以的速率沿顺时针方向匀速转动,其左端与半径为的四分之一光滑圆弧轨道相切于点(不接触),右端与同一水平面上的平台平滑衔接于点(不接触)。在平台右边固定一轻质弹簧,弹簧自由伸长时左端恰好位于点,、之间的距离为。质量为的滑块(可视为质点)与传送带间的动摩擦因数为,与平台之间的动摩擦因数为,部分光滑,重力加速度取,弹簧始终处于弹性限度内。现将滑块从光滑圆弧轨道上端点由静止释放,下列说法错误的是( )
A. 滑块运动到圆弧轨道底端点时对轨道的压力大小为
B. 滑块通过传送带过程中系统产生的热量为
C. 弹簧压缩过程中的最大弹性势能为
D. 滑块最终停在平台上与点间的距离为处
6. 如图,氕、氘、氚和氦的原子核由静止开始经同一加速电场加速后,又经同一匀强电场偏转,最后打在荧光屏上。下列说法正确的是( )
A. 荧光屏上有3个亮点
B. 四种原子核全程运动时间相同
C. 四种原子核在偏转电场中的偏移距离y不同
D. 氕、氘、氚3种原子核飞出偏转电场时的动能相同
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7. 如图所示,光在真空和介质的界面MN上发生偏折,那么下列说法正确的是( )
A. 光是从真空射向介质 B. 介质的折射率约为1.73
C. 光在介质中的传播速度约为1.73×108m/s D. 反射光线与折射光线成
8. 如图,某爆炸能量测量装置由装载台和滑轨等构成,C是可以在滑轨上运动的标准测量件,其规格可以根据测量需求进行调整。滑轨安装在高度为h的水平面上。测量时,将弹药放入装载台圆筒内,两端用物块A和B封装,装载台与滑轨等高。引爆后,假设弹药释放的能量完全转化为A和B的动能。极短时间内B嵌入C中形成组合体D,D与滑轨间的动摩擦因数为。D在滑轨上运动距离后抛出,落地点距抛出点水平距离为,根据可计算出弹药释放的能量。某次测量中,A、B、C质量分别为、、,,整个过程发生在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度大小为g。则( )
A. D的初动能与爆炸后瞬间A的动能相等
B. D的初动能与其落地时的动能相等
C. 弹药释放的能量为
D. 弹药释放的能量为
9. 如图甲所示,倾角θ(未知)、足够长的传送带以初速率沿顺时针方向转动。一小煤块以初速度从传送带的底部冲上传送带,规定沿传送带斜向上为煤块运动的正方向,该煤块运动的位移x随时间t的变化关系如图乙所示。已知前1.0s内的图线和1.0s∼内的图线,分别对应两段不同的二次函数,时刻图线对应的切线正好水平,已知重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 传送带转动速率 B. 图乙中的数值为2
C. 煤块与传送带之间的动摩擦因数为0.5 D. 0∼内煤块在传送带上的划痕长度为5m
10. 如图,真空中存在一水平向右的匀强电场,同时存在一水平且垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为q(q>0)的带电微粒从M点以初速度v入射,沿着MN做匀速直线运动。微粒到N点时撤去磁场,一段时间后微粒运动到P点。已知M、N、 P三点处于同一竖直平面内,MN与水平方向呈45°,N点与P等高,重力加速度为,则( )
A. 电场强度大小为
B. 磁感应强度大小为
C. N、P两点的电势差为
D. 从N点运动到P的过程中,微粒到直线NP的最大距离为
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 实验小组利用图1所示的装置探究“物块速度与高度的关系”。主要探究思路如下:
①安装完装置,测量方形小物块的高度h及其上沿距光电门中心的高度H;
②悬挂一定数量的钩码,将物块从铁架台底部由静止释放,记录物块通过光电门的遮光时间t;
③改变光电门的高度,测量物块上沿距光电门中心的高度,重复第②步……由此可得到多组数据(H,t);
④整理器材,完成数据探究。
(1)关于该实验,下列说法正确的是 (单选,填正确答案标号)。
A. 每次静止释放钩码前,应确保细线均处于竖直状态
B. 每次操作时,钩码数量可随意增减
(2)速度计算:若小组中某同学将物块通过光电门时遮光的平均速度当做其上沿到达光电门中心的瞬时速度,则该同学得到的物块上沿到达光电门中心的速度表达式v=_________(用题给物理量符号表示)。
(3)规律探究:该同学在坐标格中描绘出了H-t关系图像,如图2所示。为便于探究,请帮助分析:纵轴为H、横轴应该为 (单选,填正确答案标号)才能得到图3所示的线性关系。
A. B. C.
(4)误差分析:该同学通过帮助得到如图3所示的线性(正比)关系图像,计算得到该直线的斜率为k。考虑到物块上沿到达光电门中心的瞬时速度与遮光的平均速度的差异,则实验坐标格得到的斜率k比理论上的斜率___________(选填“偏大”或“偏小”)。
12. 某同学设计了一个具有两种挡位(“”挡和“”挡)的欧姆表,其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为,内阻r未知),电流表G(表头)的满偏电流,内阻,定值电阻,滑动变阻器R的最大阻值为。设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”。
(1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关,此时欧姆表处于“”挡,将红表笔与黑表笔___________,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向___________(选填“0”或“”)刻度位置。
(2)用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的___________(选填“”或“”)挡。进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为___________。
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值()接在两表笔间,接着闭合、断开,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为时,指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为);当电阻箱的阻值调为时,指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为)。由测量数据计算出电源电动势为___________。(结果保留2位有效数字)
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示,内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上,P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高度,P处轨道的切线沿水平方向,Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上,b被锁定。一质量的小球自Q点正上方处自由下落,无能量损失地滑入轨道,并从P点水平抛出,恰好击中a,与a粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到时,b解除锁定开始运动。已知a的质量,b的质量,方形物体的质量,重力加速度大小,弹簧的劲度系数,整个过程弹簧均在弹性限度内,弹性势能表达式(x为弹簧的形变量),所有过程不计空气阻力。求:
(1)小球到达P点时,小球及方形物体相对于地面的速度、;
(2)弹簧弹性势能最大时,b的速度及弹性势能的最大值。
14. 为研究碰撞过程中的规律,某实验小组设计了如下实验:如图所示,一质量为m的物块A在粗糙水平面上向右运动,经过O点时的速度大小为(未知),最终停在O点右侧处。现将质量也为m的物块B放在距离O点右侧处,让物块A从O点出发也以速度大小向右运动,并与物块B发生碰撞,物块A、B碰撞时间极短。已知物块A与水平面间的动摩擦因数为,物块B与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度为g,求:
(1)速度大小;
(2)若物块A与B发生弹性碰撞,求碰后瞬间物块A、B的速度大小分别多大;
(3)设物块A与B碰前瞬间的速度为v,碰后瞬间物块A、B的速度分别为、,在物理学上通常定义碰撞恢复系数为;若要求物块A、B至少发生两次碰撞,求恢复系数e的取值范围。
15. 如图所示,固定于竖直平面内的光滑绝缘圆形轨道BCDG,其轨道半径为,CG为水平直径,BD为竖直直径,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左,大小的匀强电场中,现有一质量为、带电量为的小滑块(可视为质点)从水平轨道上的A点由静止释放,A到B的距离,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.4,重力加速度为。试求(结果可用根式和分式)
(1)滑块第一次到达B点经历的时间t;
(2)滑块到达轨道D点时受到轨道的压力;
(3)如果调整滑块在水平轨道上的初始位置,为确保滑块不脱轨并能从G点滑出,则初始静止释放点距B点距离s的取值范围。
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