精品解析:山东淄博实验中学2025-2026学年高二上学期2月期末物理试题
2026-09-05
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内容正文:
淄博实验中学2025—2026学年度第一学期高二教学质量检测
物 理
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号等填写在答题卡上。
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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 生活中电磁波的使用非常普遍, 医院里常用于对病房和手术室进行消毒的是( )
A. 红外线 B. 紫外线 C. X射线 D. 射线
【答案】B
【解析】
【详解】医院对病房和手术室进行消毒时,常用紫外线杀菌。紫外线能破坏微生物的DNA或RNA,使其失去繁殖能力,从而达到消毒目的。
故选B。
2. 1932 年,安德森在宇宙线实验中发现了正电子。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙线粒子,并在云室中加入一块厚6mm的铅板,借以减慢粒子的速度。当正电子通过云室内的匀强磁场时,由运动到的径迹如图所示,根据正电子的偏转情况,则( )
A. 磁场方向垂直纸面向里,正电子穿过铅板后做圆周运动的周期变大
B. 磁场方向垂直纸面向外,正电子穿过铅板后做圆周运动的周期不变
C. 磁场方向垂直纸面向里,正电子穿过铅板后做圆周运动的周期不变
D. 磁场方向垂直纸面向外,正电子穿过铅板后做圆周运动的周期变小
【答案】C
【解析】
【详解】根据,
可得,
正电子穿过铅板后速度减小,则轨迹半径减小,所以正电子由运动到,周期不变;根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里。
故选C。
3. 如图所示,粗细均匀的正三角形线框abc由相同材质的导体棒连接而成,直流电源的两端与顶点a、c相连,整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中。若ac棒受到的安培力大小为2N,则正三角形线框受到安培力的总和为( )
A. 0N B. 2N
C. 3N D. 4N
【答案】C
【解析】
【详解】根据电阻定律易知通过abc的电流是通过ac电流的一半,而abc所受安培力的有效长度和ac长度相同,根据可知abc受到的安培力大小为1N,且方向和ac所受安培力方向相同,因此正三角形线框受到安培力的总和为3N。
故选C。
4. 飞机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。如图所示,在固定线圈左侧有一闭合铝环套在光滑绝缘杆上,合上开关的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 从左侧看环中的感应电流沿顺时针方向
B. 若将铝环放置在线圈右侧,铝环将会向左运动
C. 若铝环不闭合,仍会弹射出去
D. 若将电池正负极调换,铝环将会向右弹射
【答案】A
【解析】
【详解】A.合上开关的瞬间,根据安培定则可知,固定线圈产生磁场向左,则闭合铝环中向左的磁通量增大,根据楞次定律“增反减同”可知,从左侧看环中的感应电流沿顺时针方向,故A正确;
B.若将铝环放置在线圈右侧,根据“来拒去留”可得,环将向右运动,故B错误;
C.若铝环不闭合,则铝环中不能产生电流,不受到安培力,所以不会弹射出去,故C错误;
D.若将电池正负极调换,根据“来拒去留”可得,环将向左运动,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,一只悬停在水中的乌贼,当外套膜吸满水后,它的总质量为,遇到危险时,通过短漏斗状的体管在极短时间内向后高速喷出的水,乌贼的逃窜速度大小为15m/s,则乌贼喷出水的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设悬停在水中的乌贼,当外套膜吸满水后,它的总质量为,遇到危险时喷出水的质量为,乌贼的逃窜速度大小为,则喷水过程,根据动量守恒可得
解得
故选B。
6. 如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图。图中油量表由电压表改装而成,金属杠杆的一端接绝缘浮标,另一端触点接滑动变阻器。当汽车加油时,油箱内油面上升过程中,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值变大
B. 电压表的示数变大
C. 电源的总功率变小
D. 滑动变阻器的功率一定变小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知,当汽车加油时,油箱内油面上升过程中,滑动变阻器的滑片向下滑动,则滑动变阻器接入电路中的阻值变小,故A错误;
B.由于滑动变阻器接入电路中的阻值变小,根据“串反并同”可知,与滑动变阻器等效串联的电压表示数变大,故B正确;
C.由于滑动变阻器接入电路中的阻值变小,则电路中的总电阻减小,电路中的电流增大,根据可知,电源的总功率变大,故C错误;
D.当滑动变阻器的阻值等于电源内阻与定值电阻之和时,滑动变阻器的功率最大;若一开始滑动变阻器的阻值大于电源内阻与定值电阻之和,油箱内油面上升滑动变阻器接入电路中的阻值变小,滑动变阻器的功率变大,故D错误。
故选B。
7. 小齐设计的测量河水流速的实验装置示意图如图所示,两块面积为的长方形金属板, 平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为,水流速度处处相同,方向水平。金属板与水流方向平行,地磁场磁感应强度的竖直分量大小为,水的电阻率为,水面上方有一阻值为的电阻通过绝缘导线、理想电流表A和电键K连接到金属板上, 忽略边缘效应,测得电流表示数为,此时水流速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设此时水流速度大小为,由法拉第电磁感应定律可得
两板间河水的电阻为
由闭合电路欧姆定律有
联立解得
故选A。
8. 竖直平面内有一半径为R的固定光滑绝缘圆环,其上套有一个电荷量为、质量为m的小环P。整个装置处在水平向左的匀强电场和垂直竖直平面向里的匀强磁场中,电场强度大小,磁感应强度大小为B,重力加速度大小为。现将小环P从圆环的顶端a处由静止释放,则( )
A. 小环P在圆环上能做完整的圆周运动
B. 当小环P运动到圆环的最低点c时速度最大
C. 小环P运动的最大速率为
D. 小环P受到的最大洛伦兹力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小环P受到重力mg、电场力qE、洛伦兹力qvB和圆环的支持力N。其中洛伦兹力和支持力始终与速度方向垂直,不做功。只有重力和电场力做功,因此小环的机械能与电势能之和守恒。将重力和电场力等效为一个恒力,其合力大小为。该合力方向与竖直方向的夹角θ满足,即。等效最低点在O点下方偏左37°处,等效最高点在O点上方偏右37°处。小环从顶端a由静止释放,a点不是等效最高点,根据能量守恒,小环无法到达与a点等高的另一侧,因此小环将在等效最低点两侧往复运动,不能做完整的圆周运动,故A错误;
B.小环速度最大时,其动能最大。根据能量守恒,此时其势能(重力势能与电势能之和)最小。势能最低点即为上述的等效最低点,由之前的分析可知,该点位于O点下方偏左37°处,而不是圆环的最低点c,故B错误;
C.由上述分析可知,在等效最低点,小环的速率最大,由a到等效最低点有
解得,故C错误;
D.当小环的速率最大时,其所受洛伦兹力最大,所以有,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 图甲为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器的原副线圈匝数为,降压变压器的原副线圈匝数为,输电线总电阻为。在的原线圈两端接入一电压如图乙所示的交流电,不考虑其它因素的影响,下列说法正确的是( )
A. 充电桩上交流电的周期为0.01s
B. 乙图中电压的瞬时值表达式为
C.
D. 当充电桩使用个数增多时,的输出电压减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由乙图可知,的原线圈两端接入交流电的周期为0.02s,而变压器不改变交流电的周期,所以充电桩上交流电的周期为0.02s,故A错误;
B.根据
可得,乙图中电压的瞬时值表达式为,故B正确;
C.由于为升压变压器,所以
为降压变压器,所以
则,故C错误;
D.当充电桩使用个数增多时,总功率增大,副线圈电流增大。根据理想变压器电流关系
可知原线圈电流也增大。输电线上的电压损失增大,导致原线圈输入电压减小。又因为
所以的输出电压减小,故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,边长为、不可形变的单匝正方形导线框内有半径为的圆形匀强磁场区域,以垂直于线框平面向里为正方向,其磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。回路中定值电阻阻值为,其余电阻不计,则( )
A. 通过定值电阻的电流方向为由到
B. 通过定值电阻的电流方向为由到
C. 0至时间内,定值电阻产生的热量为
D. 0至时间内,定值电阻产生的热量为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由图乙可知,单匝正方形导线框的磁通量向内增大,根据楞次定律“增反减同”可知,产生感应电流的方向为逆时针,即通过定值电阻的电流方向为由b到a,故A错误,B正确;
CD.0至时间内,根据法拉第电磁感应定律有
定值电阻产生的热量为,故C正确,D错误。
故选BC。
11. 质量分别为 和 的两个物体 、 在光滑水平面上发生正碰,碰撞时间不计,其碰撞前后的位置坐标 随时间 变化的图像如图所示,已知 的质量 ,两物体的碰撞恢复系数 ,式中 为两物体碰撞前的速度, 为两物体碰撞后的速度,则( )
A. 的质量
B. 碰撞前后 的动量变化量
C. 两物体的碰撞恢复系数
D. 碰撞过程两物体的机械能损失了 100J
【答案】AC
【解析】
【分析】x-t图像的斜率表示速度,碰撞发生在时刻
碰撞前(),
碰撞后(),
【详解】A.水平面光滑,碰撞过程动量守恒
代入和速度值
解得
故A正确。
B.A的动量变化
故B错误。
C.恢复系数根据公式
代入得
故C正确。
D.碰撞过程机械能损失,损失的机械能等于碰撞前后总动能之差
故D错误。
故选AC。
12. 如图,在直角坐标系中,第一象限有一半径为的圆形匀强磁场区域与轴相切于点,第二象限充满匀强磁场,两区域磁感应强度大小均为。第四象限有长度为的金属极板、,两极板与轴平行放置且左端与轴对齐。极板上表面附近均匀分布着质量为、电量为的相同带电粒子,粒子经板间电场加速后均以速率同时从极板穿出。粒子经磁场偏转可打在放置于轴上足够长的感光板上被吸收,感光板右端与轴对齐。若感光板上同一位置能先后两次接收到粒子,则该区域称为“二度感光区”。不计粒子重力和粒子间相互作用,则( )
A. 极板间的加速电压为
B. 粒子打在感光板上距离点的最远距离为
C. 感光板上“二度感光区”的长度为
D. 感光板上“二度感光区”的长度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.粒子在极板间加速过程,根据动能定理可得
解得,故A正确;
B.粒子在磁场中,根据牛顿第二定律可得
解得
根据“磁会聚”原理可知,所有粒子均由点以不同方向进入第二象限。轨迹如图所示
当粒子打在点时,距点最远,为,故B错误;
CD.由B选项的轨迹图可知,EF为“二度感光区”,根据几何关系,有,
所以,感光板上“二度感光区”的长度为,故C错误,D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学借助图甲所示装置验证动量守恒定律,长木板的一端垫有小木块,可以微调木板的倾斜程度,以平衡摩擦力,使两小车均能在木板上做匀速直线运动。小车A前端贴有橡皮泥,后端与穿过打点计时器的纸带相连,接通打点计时器电源后,让小车A以某速度做匀速直线运动,与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起,之后继续做匀速直线运动。
(1)在纸带上打出的点中,每隔四个点取一个计数点,各计数点之间的距离为、、、,如图乙所示。打点计时器电源频率为,碰前小车A的速度大小为_____,碰后两车的共同速度大小为_____。
(2)测得小车 (包括橡皮泥)质量为,小车质量为,若表达式_____成立,则A、B两车碰撞前后动量守恒。
(3)若打点计时器连接交流电的实际频率小于,则对实验结果_____(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3)无
【解析】
【小问1详解】
[1]由题意可知,相邻计数点间的时间间隔为
推动小车由静止开始运动,小车有个加速过程,在碰撞前小车做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故段为匀速运动的阶段,故选段计算碰前的速度,则有
[2]碰撞后两车做匀速直线运动,相邻两点迹间的距离应该相等,故应该使用段计算碰后速度
【小问2详解】
若A、B两车碰撞前后动量守恒,则
整理可得
【小问3详解】
根据可知,该实验结果的验证与交流电的频率无关,故打点计时器连接交流电的实际频率小于,对实验结果无影响。
14. 在“测量电源的电动势和内阻”的实验中,已知待测电池的电动势约1.5V,内阻约。小齐利用图甲所示的电路进行测量,实验室除待测电池、开关、导线外,还有下列器材可供选用∶
电流表∶量程 ,内阻约
电流表∶量程,内阻约
电压表V∶量程,内阻约
滑动变阻器∶最大阻值,额定电流
滑动变阻器∶最大阻值,额定电流
(1)为了调节方便,测量结果尽量准确,实验中电流表应选用_____(填“”或“”),滑动变阻器应选用_____(填“”或“”)。
(2)根据实验原理图甲,请将答题纸图乙上的实物电路图补充完整。
(3)经过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数,利用这些数据在图丙中画出了图线。由此得出电源的电动势_____,内阻_____。(结果均保留2位小数)
(4)实验中发现,在保证所有器材安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片时电压表的示数取不到1.0V以下,出现这一现象的原因可能是_____(单选,填正确选项标号)。
A. 电压表分流 B. 电池内阻较小 C. 滑动变阻器最大阻值较小
【答案】(1) ①. ②.
(2) (3) ①. 1.50 ②. 0.83 (4)B
【解析】
【小问1详解】
[1]电源电动势约为1.5V,内阻约,则电路中的最大电流约为
则为使电流测量更准确,电流表应选择;
[2]由于电源内阻较小,为了调节方便,测量结果尽量准确,则滑动变阻器应选,
【小问2详解】
根据电路图连接实物图,如图所示
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
所以,图线的纵截距表示电动势,即
斜率的绝对值表示内阻,即
【小问4详解】
根据串联电路中电压与电阻成正比,可知调节滑动变阻器的滑片时电压表的示数取不到1.0V以下,说明电源内阻太小。
故选B。
15. 当汽车电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗,某同学为探究其原因,把汽车的蓄电池、电流表、车灯、电动机连接简化为如图所示的电路图。已知汽车电源电动势,电流表内阻不计,两车灯规格相同,阻值均为。先闭合,电流表示数 ;再闭合,电动机启动瞬间,电流表示数。求∶
(1)电源内阻;
(2)电动机启动前后,车灯的功率减少了多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
只闭合时,根据闭合电路欧姆定律可得
其中
解得
【小问2详解】
因为两车灯规格相同,所以只闭合时,流过车灯的电流为
则此时车灯的功率为
两个开关都闭合后,电源的路端电压为
此时,流过两车灯的总电流为
流过车灯的电流为
则此时车灯的功率为
所以,车灯的功率减少了
16. 已知一质量 的冰雹从足够高处竖直下落,在下落的过程中,冰雹所受阻力 与下落速度 的关系为 ,比例系数 ,冰雹落地前的速度与时间关系 图像如图所示。与地面撞击时冰雹的竖直高度 ,认为冰雹下沿落地后, 冰雹上沿的运动是匀减速直线运动, 并且上沿运动到地面时恰好静止, 以冰雹的上、 下沿落地的时间间隔作为冰雹与地面的撞击时间,重力加速度大小 取 ,下落过程中可认为冰雹的质量不变,求∶
(1)冰雹下落过程中能达到的最大速度 ;
(2)试估算冰雹撞击地面时的平均冲击力大小 。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
当冰雹速度达到最大时,加速度为0,受力平衡,重力与阻力大小相等:
统一单位代入数据:,,
得:
【小问2详解】
冰雹撞击过程中,上沿做匀减速直线运动,位移为冰雹直径
初速度为
末速度为0。由匀变速直线运动平均速度关系得:
解得撞击时间:
对撞击过程应用动量定理(取向上为正方向),合力冲量等于动量变化:
整理代入数据:
(重力远小于冲击力,估算时可忽略重力,结果近似为160N)
17. 如图所示,在平面直角坐标系的第二象限内有一场强沿轴正方向的匀强电场。第一象限内半径为的圆形区域内有垂直纸面向外、磁感应强度大小为(未知)的匀强磁场,圆形磁场边界刚好与两个坐标轴相切,与轴的切点为轴下方满足的区域II内充满垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场,且。一质量为、电荷量为的粒子甲从电场中的点静止释放,以速度进入圆形磁场区域。当甲运动至点时,位于II磁场下边界的不带电粒子乙从位置以一定速度沿与轴负方向成进入II磁场,一段时间后,甲和乙恰好迎面发生完全非弹性正碰,碰后甲、乙粘在一起形成新粒子丙且无电荷损失。已知丙只在区域II中运动,且轨迹恰好与II磁场的下边界相切。不计粒子重力、粒子间的相互作用和碰撞时间,求∶
(1)匀强电场的场强大小和区域磁感应强度大小;
(2)乙的速度大小和质量。
【答案】(1),
(2),
【解析】
【小问1详解】
甲粒子在电场中运动过程,根据动能定理可得
解得
甲粒子在圆形磁场中运动轨迹如图所示
由几何关系可知,甲粒子此时的运动半径为
根据牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
甲粒子在第四象限中,根据牛顿第二定律可得
解得
由题意可知,甲和乙恰好迎面发生完全非弹性正碰,则碰撞前,甲粒子的运动轨迹为
碰撞时,甲乙两粒子速度共线,则由几何关系可知,碰撞位置到轴的距离为
对应的圆心角为
则碰前乙粒子运动的时间为
其中,甲粒子在第四象限中运动的周期为
解得
碰前乙粒子运动的距离为
则乙的速度大小为
已知,丙的轨迹恰好与II磁场的下边界相切,假设丙的速度方向与碰前甲的速度方向相同,则丙的轨迹如图所示
设丙粒子的轨迹半径为,由几何关系可知
解得
对丙粒子根据牛顿第二定律可得
甲乙碰撞过程,根据动量守恒可得
联立,解得
所以假设不成立;丙的速度方向与碰前乙的速度方向相同,则丙的轨迹如图所示
设丙粒子的轨迹半径为,由几何关系可知
解得
对丙粒子根据牛顿第二定律可得
甲乙碰撞过程,根据动量守恒可得
联立,解得
18. 如图所示,竖直平面内,两个宽度分别为 、 的条形匀强磁场区域I、II, 水平虚线为磁场边界,两区域磁场的磁感应强度大小均为 、方向均垂直纸面向外。将质量为 的正方形细导线框 abcd 置于区域 上方, 边与磁场边界平行, 边距区域 上边界的距离为 。线框由静止释放,依次穿过区域 、区域II。已知 边进入I到 边离开I 的过程中,线框匀速运动; 边进入区域II和 边离开区域II时的速度相同; 区域I、II间的无磁场区域宽度大于线框边长, 线框各边材料相同、粗细均匀; 下落过程线框形状不变且始终处于竖直平面内, 边始终与磁场边界平行,重力加速度大小为 ,求∶
(1)cd 边到达 区域上边缘时的速度大小 v;
(2)线框的阻值 及 边进入 区域时 边两端的电势差 ;
(3)线框从 边进入区域 II 到 边离开区域 II 的过程中重力做功的平均功率 。
【答案】(1)
(2)
,
(3)
【解析】
【小问1详解】
边进入磁场前,线框自由下落,由动能定理
解得
【小问2详解】
设正方形线框的边长为。由题意,cd边进入区域I到ab边离开区域I的过程中线框匀速运动,该过程线框的总下落位移为,说明线框进入磁场、完全在磁场中运动、离开磁场时合力均为零,则
线框完全在区域I内时无感应电流,只受重力,若要全程匀速,必须满足线框边长等于磁场I的宽度,即
故感应电动势
感应电流
安培力
联立得
代入
解得
边切割磁感线相当于电源,电源电动势
线框四个边电阻相等,边内阻为,外电路总电阻为,两端电势差为路端电压
代入
且由右手定则知点电势高于点,得
【小问3详解】
已知cd边进入区域II和ab边离开区域II时速度相同,设该速度为。该过程线框下落总位移为,初末动能相等,由动能定理
即该过程重力做的总功
安培力总功等于线框进入和离开区域II两个阶段的焦耳热之和。对该过程用动量定理,取向下为正方向,设总运动时间为,安培力的冲量
进入和离开磁场阶段的位移均为,因此
总冲量满足
代入
化简得总时间
重力做功的平均功率为总功除以总时间
整理得
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淄博实验中学2025—2026学年度第一学期高二教学质量检测
物 理
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号等填写在答题卡上。
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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 生活中电磁波的使用非常普遍, 医院里常用于对病房和手术室进行消毒的是( )
A. 红外线 B. 紫外线 C. X射线 D. 射线
2. 1932 年,安德森在宇宙线实验中发现了正电子。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙线粒子,并在云室中加入一块厚6mm的铅板,借以减慢粒子的速度。当正电子通过云室内的匀强磁场时,由运动到的径迹如图所示,根据正电子的偏转情况,则( )
A. 磁场方向垂直纸面向里,正电子穿过铅板后做圆周运动的周期变大
B. 磁场方向垂直纸面向外,正电子穿过铅板后做圆周运动的周期不变
C. 磁场方向垂直纸面向里,正电子穿过铅板后做圆周运动的周期不变
D. 磁场方向垂直纸面向外,正电子穿过铅板后做圆周运动的周期变小
3. 如图所示,粗细均匀的正三角形线框abc由相同材质的导体棒连接而成,直流电源的两端与顶点a、c相连,整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中。若ac棒受到的安培力大小为2N,则正三角形线框受到安培力的总和为( )
A. 0N B. 2N
C. 3N D. 4N
4. 飞机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。如图所示,在固定线圈左侧有一闭合铝环套在光滑绝缘杆上,合上开关的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 从左侧看环中的感应电流沿顺时针方向
B. 若将铝环放置在线圈右侧,铝环将会向左运动
C. 若铝环不闭合,仍会弹射出去
D. 若将电池正负极调换,铝环将会向右弹射
5. 如图所示,一只悬停在水中的乌贼,当外套膜吸满水后,它的总质量为,遇到危险时,通过短漏斗状的体管在极短时间内向后高速喷出的水,乌贼的逃窜速度大小为15m/s,则乌贼喷出水的速度大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图。图中油量表由电压表改装而成,金属杠杆的一端接绝缘浮标,另一端触点接滑动变阻器。当汽车加油时,油箱内油面上升过程中,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值变大
B. 电压表的示数变大
C. 电源的总功率变小
D. 滑动变阻器的功率一定变小
7. 小齐设计的测量河水流速的实验装置示意图如图所示,两块面积为的长方形金属板, 平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为,水流速度处处相同,方向水平。金属板与水流方向平行,地磁场磁感应强度的竖直分量大小为,水的电阻率为,水面上方有一阻值为的电阻通过绝缘导线、理想电流表A和电键K连接到金属板上, 忽略边缘效应,测得电流表示数为,此时水流速度大小为( )
A. B. C. D.
8. 竖直平面内有一半径为R的固定光滑绝缘圆环,其上套有一个电荷量为、质量为m的小环P。整个装置处在水平向左的匀强电场和垂直竖直平面向里的匀强磁场中,电场强度大小,磁感应强度大小为B,重力加速度大小为。现将小环P从圆环的顶端a处由静止释放,则( )
A. 小环P在圆环上能做完整的圆周运动
B. 当小环P运动到圆环的最低点c时速度最大
C. 小环P运动的最大速率为
D. 小环P受到的最大洛伦兹力大小为
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 图甲为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器的原副线圈匝数为,降压变压器的原副线圈匝数为,输电线总电阻为。在的原线圈两端接入一电压如图乙所示的交流电,不考虑其它因素的影响,下列说法正确的是( )
A. 充电桩上交流电的周期为0.01s
B. 乙图中电压的瞬时值表达式为
C.
D. 当充电桩使用个数增多时,的输出电压减小
10. 如图甲所示,边长为、不可形变的单匝正方形导线框内有半径为的圆形匀强磁场区域,以垂直于线框平面向里为正方向,其磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。回路中定值电阻阻值为,其余电阻不计,则( )
A. 通过定值电阻的电流方向为由到
B. 通过定值电阻的电流方向为由到
C. 0至时间内,定值电阻产生的热量为
D. 0至时间内,定值电阻产生的热量为
11. 质量分别为 和 的两个物体 、 在光滑水平面上发生正碰,碰撞时间不计,其碰撞前后的位置坐标 随时间 变化的图像如图所示,已知 的质量 ,两物体的碰撞恢复系数 ,式中 为两物体碰撞前的速度, 为两物体碰撞后的速度,则( )
A. 的质量
B. 碰撞前后 的动量变化量
C. 两物体的碰撞恢复系数
D. 碰撞过程两物体的机械能损失了 100J
12. 如图,在直角坐标系中,第一象限有一半径为的圆形匀强磁场区域与轴相切于点,第二象限充满匀强磁场,两区域磁感应强度大小均为。第四象限有长度为的金属极板、,两极板与轴平行放置且左端与轴对齐。极板上表面附近均匀分布着质量为、电量为的相同带电粒子,粒子经板间电场加速后均以速率同时从极板穿出。粒子经磁场偏转可打在放置于轴上足够长的感光板上被吸收,感光板右端与轴对齐。若感光板上同一位置能先后两次接收到粒子,则该区域称为“二度感光区”。不计粒子重力和粒子间相互作用,则( )
A. 极板间的加速电压为
B. 粒子打在感光板上距离点的最远距离为
C. 感光板上“二度感光区”的长度为
D. 感光板上“二度感光区”的长度为
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学借助图甲所示装置验证动量守恒定律,长木板的一端垫有小木块,可以微调木板的倾斜程度,以平衡摩擦力,使两小车均能在木板上做匀速直线运动。小车A前端贴有橡皮泥,后端与穿过打点计时器的纸带相连,接通打点计时器电源后,让小车A以某速度做匀速直线运动,与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起,之后继续做匀速直线运动。
(1)在纸带上打出的点中,每隔四个点取一个计数点,各计数点之间的距离为、、、,如图乙所示。打点计时器电源频率为,碰前小车A的速度大小为_____,碰后两车的共同速度大小为_____。
(2)测得小车 (包括橡皮泥)质量为,小车质量为,若表达式_____成立,则A、B两车碰撞前后动量守恒。
(3)若打点计时器连接交流电的实际频率小于,则对实验结果_____(填“有”或“无”)影响。
14. 在“测量电源的电动势和内阻”的实验中,已知待测电池的电动势约1.5V,内阻约。小齐利用图甲所示的电路进行测量,实验室除待测电池、开关、导线外,还有下列器材可供选用∶
电流表∶量程 ,内阻约
电流表∶量程,内阻约
电压表V∶量程,内阻约
滑动变阻器∶最大阻值,额定电流
滑动变阻器∶最大阻值,额定电流
(1)为了调节方便,测量结果尽量准确,实验中电流表应选用_____(填“”或“”),滑动变阻器应选用_____(填“”或“”)。
(2)根据实验原理图甲,请将答题纸图乙上的实物电路图补充完整。
(3)经过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数,利用这些数据在图丙中画出了图线。由此得出电源的电动势_____,内阻_____。(结果均保留2位小数)
(4)实验中发现,在保证所有器材安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片时电压表的示数取不到1.0V以下,出现这一现象的原因可能是_____(单选,填正确选项标号)。
A. 电压表分流 B. 电池内阻较小 C. 滑动变阻器最大阻值较小
15. 当汽车电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗,某同学为探究其原因,把汽车的蓄电池、电流表、车灯、电动机连接简化为如图所示的电路图。已知汽车电源电动势,电流表内阻不计,两车灯规格相同,阻值均为。先闭合,电流表示数 ;再闭合,电动机启动瞬间,电流表示数。求∶
(1)电源内阻;
(2)电动机启动前后,车灯的功率减少了多少?
16. 已知一质量 的冰雹从足够高处竖直下落,在下落的过程中,冰雹所受阻力 与下落速度 的关系为 ,比例系数 ,冰雹落地前的速度与时间关系 图像如图所示。与地面撞击时冰雹的竖直高度 ,认为冰雹下沿落地后, 冰雹上沿的运动是匀减速直线运动, 并且上沿运动到地面时恰好静止, 以冰雹的上、 下沿落地的时间间隔作为冰雹与地面的撞击时间,重力加速度大小 取 ,下落过程中可认为冰雹的质量不变,求∶
(1)冰雹下落过程中能达到的最大速度 ;
(2)试估算冰雹撞击地面时的平均冲击力大小 。
17. 如图所示,在平面直角坐标系的第二象限内有一场强沿轴正方向的匀强电场。第一象限内半径为的圆形区域内有垂直纸面向外、磁感应强度大小为(未知)的匀强磁场,圆形磁场边界刚好与两个坐标轴相切,与轴的切点为轴下方满足的区域II内充满垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场,且。一质量为、电荷量为的粒子甲从电场中的点静止释放,以速度进入圆形磁场区域。当甲运动至点时,位于II磁场下边界的不带电粒子乙从位置以一定速度沿与轴负方向成进入II磁场,一段时间后,甲和乙恰好迎面发生完全非弹性正碰,碰后甲、乙粘在一起形成新粒子丙且无电荷损失。已知丙只在区域II中运动,且轨迹恰好与II磁场的下边界相切。不计粒子重力、粒子间的相互作用和碰撞时间,求∶
(1)匀强电场的场强大小和区域磁感应强度大小;
(2)乙的速度大小和质量。
18. 如图所示,竖直平面内,两个宽度分别为 、 的条形匀强磁场区域I、II, 水平虚线为磁场边界,两区域磁场的磁感应强度大小均为 、方向均垂直纸面向外。将质量为 的正方形细导线框 abcd 置于区域 上方, 边与磁场边界平行, 边距区域 上边界的距离为 。线框由静止释放,依次穿过区域 、区域II。已知 边进入I到 边离开I 的过程中,线框匀速运动; 边进入区域II和 边离开区域II时的速度相同; 区域I、II间的无磁场区域宽度大于线框边长, 线框各边材料相同、粗细均匀; 下落过程线框形状不变且始终处于竖直平面内, 边始终与磁场边界平行,重力加速度大小为 ,求∶
(1)cd 边到达 区域上边缘时的速度大小 v;
(2)线框的阻值 及 边进入 区域时 边两端的电势差 ;
(3)线框从 边进入区域 II 到 边离开区域 II 的过程中重力做功的平均功率 。
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