精品解析:吉林长春市东北师范大学附属中学2026-2027学年高二上学期期中考试物理试题
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内容正文:
东北师范大学附属中学2026-2027学年度高二年级上学期
期中考试物理试题
一、选择题:本题共12小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9~12题有多项符合题目要求,每小题4分,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 我国新一代车用电池能够提供更长的续航里程,其参数之一为。其中单位“”(瓦时)对应的物理量是( )
A. 能量 B. 位移 C. 电流 D. 电荷量
【答案】A
【解析】
【详解】根据电功可知是能量的单位。
故选A。
2. 在匀强电场中放入一个点电荷以后,电场的电场线局部大致分布如图,下列选项正确的是( )
A. 点电荷为负电荷
B. MN线不可能是一条等势线
C. 与点电荷相连的电场线方向背离点电荷
D. 点是该区域场强最强点
【答案】A
【解析】
【详解】A.负电荷的电场线是从外指向负电荷,故点电荷为负电荷,而正电荷电场线是发散的,A正确;
B.由于等势线与电场线总是垂直的,这条曲线可以满足和电场线垂直,所以MN线有可能是一条等势线,B错误;
C.负电荷的电场线是从外指向负电荷,C错误;
D.由电场线疏密代表场强大小可知,P点位置场强并非最大,D错误。
故选A。
3. 带电小球靠在倾斜光滑墙面,带电小球位于水平光滑地面,当水平外力作用于时两小球匀静止。现使沿水平地面缓慢向左移动,则、间距离( )
A. 先增大后减小 B. 逐渐增大
C. 先减小后增大 D. 逐渐减小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】初始状态,处于平衡状态,当向左运动后,由公式
知,增大,要保持平衡,间的距离要增大
故选项ACD错误,B正确。
4. 某同学将多用电表选择开关旋转到“直流500mA”挡作为图中的电流表A,设计了如图所示的电路进行电表的改装。已知电流表A的内阻,,。关于改装表的下列说法正确的是( )
A. 若将接线柱1、3接入电路,可以测量的最大电压为3.0V
B. 若将接线柱1、3接入电路,可以测量的最大电压为1.5V
C. 若将接线柱1、2接入电路,可以测量的最大电流为0.5A
D. 若将接线柱1、2接入电路,可以测量的最大电流为2.0A
【答案】A
【解析】
【详解】AB.将接线柱1、3接入电路时,电压表量程为
代入题中数据解得
故A正确,B错误;
CD.将接线柱1、2接入电路时,电流表量程为
代入题中数据解得
故CD错误。
故选 A。
5. 两只电阻的伏安特性曲线如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. 两电阻的阻值为R1大于R2
B. 两电阻并联在电路中时,R1的电流大于R2的电流
C. 两电阻串联在电路中时,R1两端电压大于R2两端电压
D. 两电阻串联在电路中时,R1消耗的功率大于R2消耗的功率
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.图线的斜率表示电阻的倒数,斜率大的电阻小,所以有,故A错误;
B.在并联电路中,并联部分两端电压相等,根据欧姆定律可知,电阻大的通过得电流小,所以两个电阻并联时,流过R1的电流大于R2的电流,故B正确;
CD.两电阻串联在电路中时,流过电阻的电流相等,电阻大的分得的电压多,所以R1两端电压小于R2两端电压,R1消耗的功率也小于R2消耗的功率,故C、D错误。
故选B。
6. 如图所示,,则电流表上的电流(不计电流表内阻)的大小和方向为( )
A. ,从到 B. ,从到
C. ,从到 D. ,从到
【答案】D
【解析】
【详解】两端的电压
两端的电压
左端与的左端电位相等,,则右端的电位高于右端的电位,两端的电压
通过的电流
下端电位低,上端电位高,电流方向由上向下,因此用节点法可知通过电流表的电流方向向左,即从到,设电流表的示数为,对于电流表左端的节点,流入节点的电流等于流出节点的电流,即
电流表的示数
故选D。
7. 如图所示,一半径为R的四分之一线状匀质导体圆弧均匀带电,电荷量为Q,测得该圆弧在其圆心处的场强大小为E。如果另有一半径为2R的四分之一线状匀质导体圆弧带电量为2Q,则该半径为2R的圆弧在其圆心处的场强大小为( )
A. 0.5E B. E C. 2E D. 4E
【答案】A
【解析】
【详解】设半径为R的四分之一圆弧,电荷线密度为
利用微元法,取一小段导体,其电荷量大小为Δq,其在圆心处产生的场强大小为
对于半径为2R的四分之一圆弧,电荷线密度为
取相同角度的一小段导体,其电荷量大小为
该一小段导体在圆心处产生的场强大小为
由于相同角度的每一小段导体在圆心处产生的场强均为原来的,根据电场强度的叠加原理可知,整个四分之一圆弧在圆心处产生的电场强度变为原来的,即
故选A。
8. 如图是带有转向器的粒子直线加速器,转向器中有辐向电场(方向均指向圆心O点),A、B接在电压大小恒为U的交变电源上,质量为m、电量为+q的离子,以初速度v0进入第1个金属圆筒左侧的小孔、离子在每个筒内均做匀速直线运动,时间均为t;在相邻两筒间的缝隙内被电场加速,加速时间不计,离子从第3个金属圆筒右侧出来后,立即由M点射入转向器,沿着半径为R的圆弧虚线(等势线)运动,并从N点射出,离子重力不计,则( )
A. 交变电源的周期为t
B. 第3个金属圆筒长度是第1个金属圆筒长度的3倍
C. 离子进入第二个金属筒的速度大小为
D. 虚线MN处电场强度的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.离子在每个筒内均做匀速直线运动,时间均为t,在相邻两筒间的缝隙内被电场加速,加速时间不计,可知交变电源的周期为
故A错误;
B.粒子进入第3个金属筒时的速度满足
可得
根据
,
可知第3个金属圆筒长度不一定是第1个金属圆筒长度的3倍,故B错误;
C.根据动能定理可得
可得离子进入第二个金属筒的速度大小为
故C错误;
D.根据电场力提供向心力可得
可得虚线MN处电场强度的大小为
故D正确。
故选D。
9. 对于课本中几幅插图所涉及的物理现象或原理,下列说法错误的是( )
A. 图甲所示,为使带负电粉尘到达收集板A,A、B需分别接电源负、正极
B. 图乙所示,由于金属网屏蔽,A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零
C. 图丙所示,在加油站给车加油前要触摸一下静电释放器,是为了导走人身上的静电
D. 图丁所示,家庭中常用的燃气灶中电子点火器点火应用了摩擦起电的原理
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.甲图中,为使带负电粉尘颗粒能到达收集板A,线状电离器B带负电,管壁A带正电,A、B应分别接电源的正、负极,故A错误;
B.图乙中,由于金属网的屏蔽,验电器箔片不会张开,此时A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度与金属网产生的感应电场相互平衡,不是A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零,故B错误;
C.图丙,在加油站给车加油前,要触摸一下静电释放器,是为了导走人身上的静电,防止静电火花引发危险,故C正确;
D.图丁中,燃气灶点火时应用了尖端放电的原理,故D错误。
本题选错误的,故选ABD。
10. 光学现象在科技生产与生活中应用广泛,下列说法错误的是( )
A. 全息照相主要利用了光的偏振原理
B. 刀片影子边缘模糊不清是光的衍射现象
C. 泊松亮斑是光经过小圆盘发生干涉形成的
D. 相机镜头表面的增透膜利用了光的衍射原理
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.全息照相主要利用了光的干涉原理,通过记录物光与参考光的干涉条纹实现,故A错误;
B.刀片影子边缘模糊不清是由于光波绕过障碍物边缘时发生衍射,导致影子边界不锐利,故B正确;
C.泊松亮斑是光经过小圆盘时发生的衍射现象(光波绕过障碍物在阴影中心形成亮斑),故C错误;
D.相机镜头表面的增透膜利用了光的干涉原理(通过薄膜厚度设计使反射光发生相消干涉,减少反射损失),故D错误。
由于本题选择错误的,故选ACD。
11. 如图所示,平行板电容器与一个恒压直流电源连接,下极板接地,上极板与一静电计相连,开关S闭合后,一油滴刚好静止于电容器中的p点,下列说法中正确的有( )
A. 保持S闭合,将上极板向下移动小段距离,极板电量增加,p点的电势升高
B. 保持S闭合,将下极板向上移动小段距离,油滴向上移动,平行板电容器的带电量增加,静电计张角变大
C. 断开S,将上极板下移小段距离,静电计张角变小,油滴仍然静止
D. 断开S,将油滴固定在p点,在下极板的内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板,电容变大,两极板电势差减小,油滴的电势能增加
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.保持S闭合,极板间电压不变,将上极板向下移动小段距离,则极板间距离减小,由,可知,电容变大,极板间电场强度变大,由可知,极板上电量增加,p点到下极板的距离不变,由可知,p点与下极板间的电势差变大,则p点的电势升高,故A正确;
B.保持S闭合,极板间电压不变,静电计张角不变,将下极板向上移动小段距离,则极板间距离减小,同理可知,极板上电量增加,极板间电场强度变大,则油滴向上移动,故B错误;
C.断开S,极板上电量不变,将上极板下移小段距离,则极板间距离减小,电容变大,极板间电压减小,静电计张角变小,由,和
整理可得
可知,极板间电场强度不变,则油滴仍然静止,故C正确;
D.断开S,将油滴固定在p点,在下极板的内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板,极板上电量不变,介电常数变大,则电容变大,两极板电势差减小,极板间电场强度减小,p点的电势降低,油滴所受电场力向上,可知油滴带负电,则油滴电势能将增加,故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示,原长为、劲度系数为的轻质弹簧,一端固定在点,另一端与一质量为且带正电的小球相连。小球套在竖直固定的光滑绝缘杆上。杆上、两点到点的距离均为,点到点的距离为,与杆垂直。若在点放一点电荷,则小球位于杆上点时恰好能保持静止,重力加速度大小为。现使小球以某一初速度从点向下运动到点,在此过程中,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 点电荷带正电
B. 小球在点受到的静电力
C. 小球从点运动到点的过程中,电势能一直增大
D. 小球在点的动能等于在点的动能
【答案】AB
【解析】
【详解】A.小球在M点的受力情况如图所示
要使小球在M点受力平衡,静电力必须斜向右上方,故点电荷带正电,故A正确;
B.由力的平衡条件有
解得静电力,故B正确;
C.小球从M点运动到N点的过程中,静电力先做负功后做正功,小球的电势能先增大后减小,故C错误;
D.小球在M点和在N点的电势能相同,弹性势能也相同,小球从M点运动到N点,重力势能减小,故动能增大,小球在N点的动能大于在M点的动能,故D错误。
故选AB。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
13. 某实验小组的甲同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”的实验。
他先在白纸上画出三棱镜的轮廓(用实线表示),然后放好三棱镜,在垂直于的方向上插上两枚大头针和,在棱镜的左侧观察,当的像恰好被的像挡住时,________。移去三棱镜和大头针,大头针在纸上的位置如图所示。
(1)题中横线处缺少的实验步骤为( )
A. 插上大头针,使仅挡住的像 B. 插上大头针,使挡住、的像
C. 插上大头针,使仅挡住的像 D. 插上大头针,使挡住的像和、的像
(2)如图所示,甲同学通过量角器测出及与边的夹角为45°,由以上数据可得该玻璃的折射率________;(结果保留三位有效数字)
(3)根据前面的结论,在一侧________(填“能”或“不能”)看到大头针、的像。
【答案】(1)BD (2)1.41
(3)不能
【解析】
【小问1详解】
根据实验原理可知,在棱镜的左侧观察,当的像恰好被的像挡住时,插上大头针,使挡住、的像,再插上大头针,使挡住的像和、的像。
故选BD。
【小问2详解】
光路如图所示
根据几何关系可知光线在AC面的入射角为30°,根据折射定律可得
【小问3详解】
根据几何关系可知光线在BC面的入射角为60°,因为
则光线在BC面发生全反射,在BC一侧不能看到大头针P1和P2的像。
14. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中,测得双缝间距为,双缝到屏的距离为,如图甲所示。在测量相邻两条亮纹的间距时,先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该条纹定为第1亮条纹,读数记为;然后转动手轮,使分划板中心刻线与第亮条纹中心对齐,手轮上的示数如图乙所示,读数记为。
(1)测量头读数__________。则计算光的波长表达式为__________(用题中字母表示)。
(2)将普通光源换成激光光源直接照射双缝,用光传感器进行实验,各器件位置如图丙所示,双缝间距,双缝到光传感器的距离,连接光传感器至计算机,得到干涉条纹的光强分布如图丁所示。测得区域的宽度为,则相邻条纹间距__________(结果保留小数点后两位),由此可计算出该激光的波长__________。
【答案】(1) ①. 9.148##9.149##9.150##9.151##9.152 ②.
(2) ①. 0.40 ②. 640
【解析】
【小问1详解】
[1]固定套管主尺读数为,微分筒刻度线中与基准线重合的是第15格,每格为,所以测量头读数为
[2]双缝干涉相邻亮纹间距满足。从第1条亮纹到第条亮纹共有个间隔,因此读数差对应
联立可得
【小问2详解】
[1]图丁为光强随位置的分布图,区域两端虚线对应的亮纹中心之间有6个相邻条纹间隔,因此
[2]由双缝干涉关系。将换算为,代入上式可得
代入和得
15. 如图所示,圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,入射光线从P点以入射角射入半圆形玻璃砖,经半圆形玻璃砖后从玻璃砖圆形表面出射的光线与入射光线平行。已知,真空中的光速为c,,求:
(1)半圆形玻璃砖的折射率;
(2)光在半圆形玻璃砖中的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设光线射入玻璃砖的折射角为,根据几何关系可得
可得
根据折射定律可知,半圆形玻璃砖的折射率为
【小问2详解】
光线在玻璃砖中的传播速度为
光线在玻璃砖中的传播距离为
则光在半圆形玻璃砖中的传播时间为
16. 真空中的某装置如图所示,竖直放置的平行金属板A、B之间有加速电场,加速电压为;水平放置的平行金属板C、D之间有偏转电场,偏转电压为,两板间的距离为。从S点释放一初速度为、质量为、电荷量为的带正电粒子,粒子被加速电场加速后沿图中虚线方向进入偏转电场,离开偏转电场时粒子偏离图中虚线的距离为。不计重力。
(1)求该粒子离开加速场时的速度;
(2)求该粒子离开偏转场时的动能;
某同学的解法如下:由动能定理
所以
请指出该同学解题中的错误,并写出正确的解法。
(3)仍从S点释放另一初速度为、质量为、电荷量为的带正电粒子,小明认为这个粒子离开偏转电场时偏离图中虚线的距离仍为。请分析论证小明的观点是否正确。
【答案】(1)
(2)在动能定理表达式中,粒子在偏转电场中侧向位移对应的电势差不等于U1,正确解法为
根据动能定理
得
(3)粒子在偏转电场中做类平抛运动,设水平电容器长度为l,则
, ,
得
说明y与粒子质量无关,故小明的观点正确
【解析】
【详解】(1)根据动能定理
得
(2)略;
(3)略。
17. 如图所示,水平面上的轨道ABCD由两个半径均为的半圆轨道和两个长度均为的直轨道平滑连接而成,其中直轨道AB段粗糙,其余段光滑。两个质量均为的小球a、b套在轨道上,小球b位于CD段中点,小球a带正电,小球b不带电,两球与轨道AB间的动摩擦因数相同。空间中存在水平方向的匀强电场,其电场线沿CB连线,由C点指向B点。带正电的小球a从A点向右出发,若初速度为,恰好能到达B点;若初速度为,恰好能到达C点。已知两小球均可视为质点,小球a的带电量始终保持不变,重力加速度g取,求
(1)小球a受到的电场力大小;
(2)两球与轨道AB间的动摩擦因数;
(3)若已知小球在从A点向右出发时的初动能为,小球a、b发生的是弹性碰撞,试讨论两球碰撞次数以及小球a、b最终停在AB段还是CD段(若小球恰好能到达C点,视为停在C点)。
【答案】(1)
(2)
(3)当时,不碰撞,停在段、停在段,当时,不碰撞,停在点、停在段,对于非负整数,当时,碰撞次,停在段、停在段,当时,碰撞次,停在段、停在段,当时,碰撞次,停在点、停在段。上述段内的静止球,除明确停在点者外,均停在该段中点。
【解析】
【小问1详解】
记题给两个初速度分别为,,小球在段所受滑动摩擦力大小为。电场方向在水平面内且垂直于段,在该段不做功;重力和轨道弹力也不做功。初速度为时,小球恰停在点,由动能定理得
因此,球每通过整个粗糙段损失的动能为
从题图可知,到的位移在电场方向上的投影为,初速度为时,小球恰停在点,设电场力大小为,由动能定理得
联立得
【小问2详解】
小球套在轨道上,轨道弹力垂直于局部轨道方向。在段,球既无竖直加速度,也无水平且垂直轨道方向的加速度,轨道弹力必须平衡重力与电场力的合力。下图表示垂直于的截面内受力:纸面向下为竖直向下,向右为电场方向,沿轨道的摩擦力垂直于该截面。
设轨道对球的弹力大小为,重力与电场力互相垂直,由上述平衡关系得
所以
由滑动摩擦力公式及第(1)问的功,得
【小问3详解】
球不带电,在段轨道弹力大小为。记球每通过整个段损失的动能为,球的为。由前两问知;对球,由摩擦力做功得
两球的动摩擦因数相同,但对轨道的压力不同,故动能损失不同。球从到,电场力做功为,因此到达点的动能为
若初动能小于,球不能到达段,不发生碰撞;即使进入半圆轨道,也会折返,并因反复经过粗糙段而最终停在段。初动能恰为时,按题意球停在点,仍不碰撞。初动能超过时,球沿光滑的段到达中点,第一次碰撞前的动能为
每次碰撞时取碰前运动球的运动方向为正方向,设其碰前速度为,碰后原运动球与原静止球的速度分别为,。碰撞时间极短,沿轨道的外力冲量可忽略;两球等质量且为弹性碰撞,由动量守恒和动能守恒得,
排除没有发生碰撞的解,得,。所以每次碰后原运动球停在段中点,另一球沿原方向运动。奇数次碰后运动的是,偶数次碰后运动的是;若能发生下一次碰撞,运动球均从中点经点到点,再经点和点回到中点,经过一次整个粗糙段。对于球,光滑段无力做功,故只有碰后动能严格大于才可再次到达中点;恰等于时停在点,小于时停在段内部。对于球,设本次碰后动能为,从中点到,电场力做正功,再经过粗糙段到,其动能为
继续从到需克服电场力做功,故回到点时的动能为
因此,球只有在碰后动能严格大于时才能再到达中点;恰等于时停在点;小于时在右侧半圆轨道折返,之后即使进入左侧半圆轨道也达不到点,最终停在粗糙的段。每完成球、球各一圈并产生两次新碰撞,动能总损失为
以表示已经完成的上述两次碰撞循环数,为非负整数。第次碰撞前的动能为
若它为正且不超过,这次碰后球停在段,球留在段中点,碰撞总数为。对应初动能范围为
若它大于,球可回到中点,发生第次碰撞,其碰前动能为
若该动能为正且不足,这次碰后球最终停在段,球留在段中点,碰撞总数为。对应初动能范围为
若该动能恰为,球恰停在点,球留在段中点,碰撞总数仍为。对应初动能为
若动能更大,球回到中点,再进入下一循环。上述各段覆盖所有非负初动能,并保留了恰停在点或点时不再增加碰撞次数的边界。
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东北师范大学附属中学2026-2027学年度高二年级上学期
期中考试物理试题
一、选择题:本题共12小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9~12题有多项符合题目要求,每小题4分,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 我国新一代车用电池能够提供更长的续航里程,其参数之一为。其中单位“”(瓦时)对应的物理量是( )
A. 能量 B. 位移 C. 电流 D. 电荷量
2. 在匀强电场中放入一个点电荷以后,电场的电场线局部大致分布如图,下列选项正确的是( )
A. 点电荷为负电荷
B. MN线不可能是一条等势线
C. 与点电荷相连的电场线方向背离点电荷
D. 点是该区域场强最强点
3. 带电小球靠在倾斜光滑墙面,带电小球位于水平光滑地面,当水平外力作用于时两小球匀静止。现使沿水平地面缓慢向左移动,则、间距离( )
A. 先增大后减小 B. 逐渐增大
C. 先减小后增大 D. 逐渐减小
4. 某同学将多用电表选择开关旋转到“直流500mA”挡作为图中的电流表A,设计了如图所示的电路进行电表的改装。已知电流表A的内阻,,。关于改装表的下列说法正确的是( )
A. 若将接线柱1、3接入电路,可以测量的最大电压为3.0V
B. 若将接线柱1、3接入电路,可以测量的最大电压为1.5V
C. 若将接线柱1、2接入电路,可以测量的最大电流为0.5A
D. 若将接线柱1、2接入电路,可以测量的最大电流为2.0A
5. 两只电阻的伏安特性曲线如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. 两电阻的阻值为R1大于R2
B. 两电阻并联在电路中时,R1的电流大于R2的电流
C. 两电阻串联在电路中时,R1两端电压大于R2两端电压
D. 两电阻串联在电路中时,R1消耗的功率大于R2消耗的功率
6. 如图所示,,则电流表上的电流(不计电流表内阻)的大小和方向为( )
A. ,从到 B. ,从到
C. ,从到 D. ,从到
7. 如图所示,一半径为R的四分之一线状匀质导体圆弧均匀带电,电荷量为Q,测得该圆弧在其圆心处的场强大小为E。如果另有一半径为2R的四分之一线状匀质导体圆弧带电量为2Q,则该半径为2R的圆弧在其圆心处的场强大小为( )
A. 0.5E B. E C. 2E D. 4E
8. 如图是带有转向器的粒子直线加速器,转向器中有辐向电场(方向均指向圆心O点),A、B接在电压大小恒为U的交变电源上,质量为m、电量为+q的离子,以初速度v0进入第1个金属圆筒左侧的小孔、离子在每个筒内均做匀速直线运动,时间均为t;在相邻两筒间的缝隙内被电场加速,加速时间不计,离子从第3个金属圆筒右侧出来后,立即由M点射入转向器,沿着半径为R的圆弧虚线(等势线)运动,并从N点射出,离子重力不计,则( )
A. 交变电源的周期为t
B. 第3个金属圆筒长度是第1个金属圆筒长度的3倍
C. 离子进入第二个金属筒的速度大小为
D. 虚线MN处电场强度的大小为
9. 对于课本中几幅插图所涉及的物理现象或原理,下列说法错误的是( )
A. 图甲所示,为使带负电粉尘到达收集板A,A、B需分别接电源负、正极
B. 图乙所示,由于金属网屏蔽,A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零
C. 图丙所示,在加油站给车加油前要触摸一下静电释放器,是为了导走人身上的静电
D. 图丁所示,家庭中常用的燃气灶中电子点火器点火应用了摩擦起电的原理
10. 光学现象在科技生产与生活中应用广泛,下列说法错误的是( )
A. 全息照相主要利用了光的偏振原理
B. 刀片影子边缘模糊不清是光的衍射现象
C. 泊松亮斑是光经过小圆盘发生干涉形成的
D. 相机镜头表面的增透膜利用了光的衍射原理
11. 如图所示,平行板电容器与一个恒压直流电源连接,下极板接地,上极板与一静电计相连,开关S闭合后,一油滴刚好静止于电容器中的p点,下列说法中正确的有( )
A. 保持S闭合,将上极板向下移动小段距离,极板电量增加,p点的电势升高
B. 保持S闭合,将下极板向上移动小段距离,油滴向上移动,平行板电容器的带电量增加,静电计张角变大
C. 断开S,将上极板下移小段距离,静电计张角变小,油滴仍然静止
D. 断开S,将油滴固定在p点,在下极板的内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板,电容变大,两极板电势差减小,油滴的电势能增加
12. 如图所示,原长为、劲度系数为的轻质弹簧,一端固定在点,另一端与一质量为且带正电的小球相连。小球套在竖直固定的光滑绝缘杆上。杆上、两点到点的距离均为,点到点的距离为,与杆垂直。若在点放一点电荷,则小球位于杆上点时恰好能保持静止,重力加速度大小为。现使小球以某一初速度从点向下运动到点,在此过程中,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 点电荷带正电
B. 小球在点受到的静电力
C. 小球从点运动到点的过程中,电势能一直增大
D. 小球在点的动能等于在点的动能
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
13. 某实验小组的甲同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”的实验。
他先在白纸上画出三棱镜的轮廓(用实线表示),然后放好三棱镜,在垂直于的方向上插上两枚大头针和,在棱镜的左侧观察,当的像恰好被的像挡住时,________。移去三棱镜和大头针,大头针在纸上的位置如图所示。
(1)题中横线处缺少的实验步骤为( )
A. 插上大头针,使仅挡住的像 B. 插上大头针,使挡住、的像
C. 插上大头针,使仅挡住的像 D. 插上大头针,使挡住的像和、的像
(2)如图所示,甲同学通过量角器测出及与边的夹角为45°,由以上数据可得该玻璃的折射率________;(结果保留三位有效数字)
(3)根据前面的结论,在一侧________(填“能”或“不能”)看到大头针、的像。
14. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中,测得双缝间距为,双缝到屏的距离为,如图甲所示。在测量相邻两条亮纹的间距时,先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该条纹定为第1亮条纹,读数记为;然后转动手轮,使分划板中心刻线与第亮条纹中心对齐,手轮上的示数如图乙所示,读数记为。
(1)测量头读数__________。则计算光的波长表达式为__________(用题中字母表示)。
(2)将普通光源换成激光光源直接照射双缝,用光传感器进行实验,各器件位置如图丙所示,双缝间距,双缝到光传感器的距离,连接光传感器至计算机,得到干涉条纹的光强分布如图丁所示。测得区域的宽度为,则相邻条纹间距__________(结果保留小数点后两位),由此可计算出该激光的波长__________。
15. 如图所示,圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,入射光线从P点以入射角射入半圆形玻璃砖,经半圆形玻璃砖后从玻璃砖圆形表面出射的光线与入射光线平行。已知,真空中的光速为c,,求:
(1)半圆形玻璃砖的折射率;
(2)光在半圆形玻璃砖中的传播时间。
16. 真空中的某装置如图所示,竖直放置的平行金属板A、B之间有加速电场,加速电压为;水平放置的平行金属板C、D之间有偏转电场,偏转电压为,两板间的距离为。从S点释放一初速度为、质量为、电荷量为的带正电粒子,粒子被加速电场加速后沿图中虚线方向进入偏转电场,离开偏转电场时粒子偏离图中虚线的距离为。不计重力。
(1)求该粒子离开加速场时的速度;
(2)求该粒子离开偏转场时的动能;
某同学的解法如下:由动能定理
所以
请指出该同学解题中的错误,并写出正确的解法。
(3)仍从S点释放另一初速度为、质量为、电荷量为的带正电粒子,小明认为这个粒子离开偏转电场时偏离图中虚线的距离仍为。请分析论证小明的观点是否正确。
17. 如图所示,水平面上的轨道ABCD由两个半径均为的半圆轨道和两个长度均为的直轨道平滑连接而成,其中直轨道AB段粗糙,其余段光滑。两个质量均为的小球a、b套在轨道上,小球b位于CD段中点,小球a带正电,小球b不带电,两球与轨道AB间的动摩擦因数相同。空间中存在水平方向的匀强电场,其电场线沿CB连线,由C点指向B点。带正电的小球a从A点向右出发,若初速度为,恰好能到达B点;若初速度为,恰好能到达C点。已知两小球均可视为质点,小球a的带电量始终保持不变,重力加速度g取,求
(1)小球a受到的电场力大小;
(2)两球与轨道AB间的动摩擦因数;
(3)若已知小球在从A点向右出发时的初动能为,小球a、b发生的是弹性碰撞,试讨论两球碰撞次数以及小球a、b最终停在AB段还是CD段(若小球恰好能到达C点,视为停在C点)。
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