广东省揭阳市揭西县霖田中学2023-2024学年高二下学期5月教学质量检测物理试卷

这是一份广东省揭阳市揭西县霖田中学2023-2024学年高二下学期5月教学质量检测物理试卷，共16页。

考试时间：75分钟 总分100分
【注意：请将答案写在答卷上，否则答案无效！】
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.如图所示，在铁架横梁上依次挂上A、B两个摆，摆长LA>LB，先让A摆垂直水平横梁的方向摆动起来，B摆随后也跟着摆动起来，A、B两个摆的周期依次为TA、TB，频率分别为fA、fB，摆动稳定后可以发现（ ）
A． TA>TB
B． TA=TB
C．fA>fB
D．fA2.现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”，简单说就是在通话时，辅助麦克风收集背景音，与主麦克风音质信号相叠加来降低背景噪音，如图甲所示，通过这种技术，在嘈杂的环境中，通话质量也有极高的保证。如图乙所示是原理简化图，如图丙所示是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则下列说法正确的是（ ）
A．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦
B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱
C．降噪声波与环境噪声声波的波长不相等
D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
3. 如图所示，金属棒与金属导轨垂直放置，且接触良好，导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，当金属棒ab沿导轨向右匀速滑动时，螺线管左侧小磁针的N极（小磁针黑色端）受力方向为（ ）
A．水平向左
B．水平向右
C．垂直纸面向里
D．垂直纸面向外
4. 如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离5cm后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动如图所示：则（ ）
A.周期为T=0.5S
B.在0.3S时刻，小球的动能Ek最小为0
C.在0.1S时刻，小球向上运动
D.小球在一个周期内的位移为20cm
5.如图（a）所示，野营三脚架由三根对称分布的轻质细杆构成（忽略细杆重力），炊具与食物的总质量为m，各杆与水平地面的夹角均为60°。盛取食物时，用光滑铁钩缓慢拉动吊绳使炊具偏离火堆，如图（b）所示。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．拉动吊绳过程中，铁钩对吊绳的作用力沿水平方向
B．拉动吊绳过程中，吊绳上的拉力大小不变
C．烹煮食物时，三根细杆受到地面的摩擦力方向相同
D．烹煮食物时，细杆对地面的作用力大小均为 13mg
6.动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示，M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化，N为定值电阻，滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致N两端的电压增大，装置发出警报。当烟雾浓度增大时，下列说法正确的是（ ）
A． RM的阻值增大
B．通过滑动变阻器的电流增大
C．烟雾传感器两端电压减小
D．整个电路消耗的总功率不变
7. 某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（ ）
A. 交流电的频率为10Hz
B. 副线圈两端电压最大值为3V
C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8.电磁波广泛应用在现代医疗中，下列属于电磁波应用的医用器械有（ ）
A．检查血流情况的超声波“彩超”机B．杀菌用的紫外灯
C．拍胸片的X光机D．测量体温的红外线测温枪
9. 下列有关磁现象的四种模型对应的物理规律，说法正确的是（ ）
A．图甲中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
B．图乙中磁块在铝管中下落的加速度一定等于当地的重力加速度g
C．图丙中电磁炮的基本原理是电能转化为机械能，是一种安培力做正功的电动机模型
D．图丁中的探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，而涡流的磁场会影响线圈中的电流，使仪器报警
10. 一个质量为 60 kg 的蹦床运动员，从离水平网面 3.2 m 高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 5.0 m 高处，已知运动员与网接触的时间为0.8 s， g 取 10 m/s2。则（ ）
A.运动员与网接触瞬间的速度大小为8m/s
B.运动员与网接触的这段时间内动量的变化量大小为120kg∙m/s
C.运动员的平均作用力大小为1350N
D. 运动员向上离网瞬间比向下触网瞬间的动能增加1080J
三、非选择题：共54分，请根据要求作答。
11.（8分）某小组同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，
如图所示。
（1）为了减小实验误差，下列操作正确的是 。
A.必须选择边界平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量小些
C.没有刻度尺时，可以将玻璃砖界面当尺子画界线
D.大头针P1、P2和P3、P4之间的距离应适当大些
（2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，从图线可知玻璃砖的折射率为 ；（保留两位有效数字）
（3）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，
以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交
于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，
如图丙所示，则玻璃的折射率n= （用图中线段的字母表示）；
（4）若该同学在确定P4位置时，不小心把P4位置画得偏左了一些，
则测出来的折射率 。（选填“偏大”“偏小”“不变”）
12.(8分) 某物理实验小组设计了如图甲所示的电路图，采用半偏法测量一电流计G的内阻Rg。在该小组测量电流计G内阻Rg的过程中：
（1）请根据图甲所示电路图，在图乙中用笔画线表示导线将相应的实物电路补充完整 ；
（2）正确连接好电路后，小组成员继续进行如下实验步骤：
①为了保护电路，先将滑动变阻器滑片滑至 端后，闭合开关S1，调节R1，使电流计G的指针指向满偏刻度Ig；
②保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流计G的指针指向刻度盘中间，读出并记下此时电阻箱的电阻值为R2，可知电流计G的内阻测量值为Rg= ；
（3）由于存在系统误差，按上述实验步骤测出的电流计G的内阻R测与电流计G内阻的真实值Rg相比较，R测 Rg（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
13.（12分）如图，某公园水池里，一灯光光源S到水面的距离为h=7m，其发出的光照射到P点处恰好发生全发射，S到P的距离为L=4m，真空中光速c=3.0×108m/s，求：
（1）水的折射率n；
（2）光在水中的传播速度v；
（3）光在水面的最大面积（可用π表示）
【注意：请将答案写在答卷上，否则不计入成绩！】
A
xAB
xAC
B
C
14.（12分）把一个质量为M= 0.2 kg的小球放在高度为h=5.0 m的直杆的顶端。一颗质量为m=0.01 kg的子弹以v0=500 m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球以速度v1=20m/s的水平向右抛出，g 取 10m/s2。求：
（1）小球落地处离杆的距离为xAB
（2）子弹落地处离杆的距离xAC
（3）子弹穿过小球时损失的机械能∆E
【注意：请将答案写在答卷上，否则不计入成绩！】
15.（14分）某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为 U1； B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为 B2。今有一质量为 m、电荷量为 e的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
（1）粒子的速度v为多少？
（2）速度选择器两板间电压U2为多少？
（3）粒子在 B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？
【注意：请将答案写在答卷上，否则不计入成绩！】
考场座位号：________
班级： 姓名： 原班座号__________ 考场号_____________
……………………………………………密…………封…………线…………内……………不……………要……………答……………题……………………………………………………
15.（12分）
未录入总分 严禁拆封密封线
2023-2024学年第二学期 第二次教学质量检测 2024.05
高二物理 答卷
得分栏：
选择题（共46分，1-7题单项选择题，每道4分，8-10题为多项选择题，每道6分，选不全得3分）
非选择题（共54分）
11.（每空2分，共8分）
（1） （2） （3） （4）
12.（每空2分，共8分）
（1） 在右边画图
（2）

（3）
13.（12分）
解：
A
xAB
xAC
B
C
14.（12分）
解：
15.（14分）
解：
2023-2024学年第二学期 第二次教学质量检测 2024.05
高二物理 答案
选择题（共46分，1-7题单项选择题，每道4分，8-10题为多项选择题，每道6分，选不全得3分）
非选择题（共54分）
11.（每空2分，共8分）
（1） D （2） 1.5 （3） ACBD （4） 偏小
12.（每空2分，共8分）
（1） 在右边画图
（2） b
0.5
（3） 小于
R
13.（12分）【答案】（1）43 （2）2.25×108m/s （3）9π
【详解】（1）设发生全反射临界角为C，则有：sinC=1n 【2分】
根据图中几何关系有：sinC=L2−ℎ2L=42−724=34 【2分】
则折射率为：n=1sinC=43 【2分】
（2）由：n=Cv 得光在水中的传播速度v=cn=3.0×10843m/s=2.25×108m/s； 【2分】
（3）由几何关系有：光在水面形成圆形的最大半径R=42−72=3m 【2分】
光在水面的最大面积为：S=πR2=9π 【2分】
A
xAB
xAC
B
C
14.（12分）【答案】(1) 20m (2) 100m (3) 1160J
【详解】(1)设小球落地时间为t，由h=12gt2 得：t=2ℎg=1s 【2分】
则小球落地处离杆的距离为xAB=v1t=20m 【2分】
(2)设子弹穿过球心后速为v2，子弹与小球碰撞，
由动量守恒：mv0=Mv1+mv2 【2分】
得：v2=100m/s 【2分】
则子弹落地处离杆的距离xAC=v2t=100m 【2分】
（3）由动能定理，弹穿过小球时损失的机械能∆E=12mv02−(12Mv02+12mv22)=1160J 【2分】
15.（14分）【答案】（1）2qU1m（2）B1d2qU1m（3）1B22mU1q
【详解】（1）粒子经加速电场U1加速，由动能定理：qU1=12mv2【2分】
得粒子的速度：v=2qU1m 【2分】
（2）粒子在速度选择器中作匀速直线运动，
电场力与洛仑兹力平衡有：qE=qvB1 【2分】
即：qU2d=qvB1 【2分】
得速度选择器两板间电压：U2=B1dv=B1d2qU1m 【2分】
（3）在B2中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力，有：qvB2=mv2R 【2分】
得半径：R=mvqB2=mqB22qU1m=1B22mU1q 【2分】
2023-2024年第二学期 高二级第二次教学质量检测 2024.05
物理试卷 命题人：蔡俊杰
考试时间：75分钟 总分100分
【注意：请将答案写在答卷上，否则答案无效！】
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.如图所示，在铁架横梁上依次挂上A、B两个摆，摆长LA>LB，先让A摆垂直水平横梁的方向摆动起来，B摆随后也跟着摆动起来，A、B两个摆的周期依次为TA、TB，频率分别为fA、fB，摆动稳定后可以发现（ A ）
A． TA>TB
B． TA=TB
C．fA>fB
D．fA【答案：A】【详解】A、B：由T=2πgL知，L越大，T越小，由于LA>LB，则TA>TB，A对，B错；C、D：频率与振动源频率相等，则fA=fB，C、D错。
2.现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”，简单说就是在通话时，辅助麦克风收集背景音，与主麦克风音质信号相叠加来降低背景噪音，如图甲所示，通过这种技术，在嘈杂的环境中，通话质量也有极高的保证。如图乙所示是原理简化图，如图丙所示是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则下列说法正确的是（ B ）
A．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦
B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱
C．降噪声波与环境噪声声波的波长不相等
D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
【答案：B】【详解】A、 B、C：由图可知，理想状态下，降噪声波与环境噪声声波波长相等，频率相同，叠加时产生干涉现象，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，A错，B对，C错；D：波传播时，质点不随波移动，只是在平衡位置附近振动，则P点并不随波移动，D错。
3. 如图所示，金属棒与金属导轨垂直放置，且接触良好，导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，当金属棒ab沿导轨向右匀速滑动时，螺线管左侧小磁针的N极（小磁针黑色端）受力方向为（ B ）
A．水平向左B．水平向右C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外
【答案：B】【详解】由右手定则，金属棒ab沿导轨向右匀速滑动时，感应电流为b→a，据右手螺旋定则知，螺线管内部中轴线磁方向向右，则小磁针的N极受力方向为水平向右，选B。
4. 如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离5cm后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动如图所示：则（C）
A.周期为T=0.5S
B.在0.3S时刻，小球的动能Ek最小为0
C.在0.1S时刻，小球向上运动
D.小球在一个周期内的位移为20cm
【答案：B】【详解】A：由图知，周期为T=0.4S，A错； B：在0.3S时刻，小球处于平衡位置，速度最大，动能Ek最大，B错；C：由图知，在0.1S时刻，小球向上运动，C对；D：小球在一个周期内回到原出发点，位移为0，D错。
5.如图（a）所示，野营三脚架由三根对称分布的轻质细杆构成（忽略细杆重力），炊具与食物的总质量为m，各杆与水平地面的夹角均为60°。盛取食物时，用光滑铁钩缓慢拉动吊绳使炊具偏离火堆，如图（b）所示。重力加速度为g，下列说法正确的是（ D ）
A．拉动吊绳过程中，铁钩对吊绳的作用力沿水平方向
B．拉动吊绳过程中，吊绳上的拉力大小不变
C．烹煮食物时，三根细杆受到地面的摩擦力方向相同
D．烹煮食物时，细杆对地面的作用力大小均为 13mg
【答案：D】【详解】A：拉动吊绳过程中，铁钩对吊绳的作用力方向为左上方，A错；B：拉动吊绳过程中，吊绳上的拉力大小变大，B错；C：三根细杆受到地面的摩擦力方向都朝圆心，方向不相同，C错；D：细杆对地面的作用力大小均为 13mg，D对。
6.动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示，M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化，N为定值电阻，滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致N两端的电压增大，装置发出警报。当烟雾浓度增大时，下列说法正确的是（ C ）
A． RM的阻值增大
B．通过滑动变阻器的电流增大
C．烟雾传感器两端电压减小
D．整个电路消耗的总功率不变
【答案：C】【详解】A、D：N为定值电阻，当烟雾浓度增大时，N两端的电压增大，则干路电流增大，整个电路总电阻减小，则RM的阻值减小，电路消耗的总功率P总=EI增大，A、D错；B、D：由于N两端的电压增大，电池内压增大，则烟雾传感器两端电压减小，通过滑动变阻器的电流减小，C对，B错。
7. 某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（ B ）
A. 交流电的频率为10Hz
B. 副线圈两端电压最大值为3V
C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
【答案：B】【详解】A：周期是T=0.2s，频率是：f=1T=5Hz ，故A错误；
B：由理想变压器原理可知：U1U2=n1n2，解得，副线两端的最大电压为：U2=n2n1U1=3V，故B正确；
C：根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场强，线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会越大，故C错误；
D：由理想变压器原理可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D错误。故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8.电磁波广泛应用在现代医疗中，下列属于电磁波应用的医用器械有（ BCD ）
A．检查血流情况的超声波“彩超”机
B．杀菌用的紫外灯
C．拍胸片的X光机
D．测量体温的红外线测温枪
【答案：B】【详解】超声波“彩超”机应用超声波，A错，BCD对。
9. 下列有关磁现象的四种模型对应的物理规律，说法正确的是（ ACD ）
A．图甲中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
B．图乙中磁块在铝管中下落的加速度一定等于当地的重力加速度g
C．图丙中电磁炮的基本原理是电能转化为机械能，是一种安培力做正功的电动机模型
D．图丁中的探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，而涡流的磁场会影响线圈中的电流，使仪器报警
【答案：ACD】【详解】A：铝框运动产生感应电流，产生安培力充当阻力，起电磁阻尼的作用,A对；
B：磁块在铝管中下落过程受电磁阻尼作用，加速度小于当地的重力加速度，B错；
C：中电磁炮的基本原理是电能转化为机械能，是一种安培力做正功的电动机模型，C对；
D：探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，而涡流的磁场会影响线圈中的电流，使仪器报警，D对。
10. 一个质量为 60 kg 的蹦床运动员，从离水平网面 3.2 m 高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 5.0 m 高处，已知运动员与网接触的时间为0.8 s， g 取 10 m/s2。则（ ACD ）
A.运动员与网接触瞬间的速度大小为8m/s
B.运动员与网接触的这段时间内动量的变化量大小为120kg∙m/s
C.运动员的平均作用力大小为1350N
D. 运动员向上离网瞬间比向下触网瞬间的动能增加1080J
【答案：ACD】【详解】A：离水平网面 ℎ1=3.2m 高处自由下落，由12mv12=mgℎ1，得网接触瞬间的速度大小为v1=2gℎ1=8m/s，A对；B ：设向上为正方向，则v1=−8m/s着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 ℎ2=5.0m 高处，由12mv22=mgℎ2得离网速度大小为v2=2gℎ2=10m/s，动量的变化量大小∆P=mv2−mv1=1080kg∙m/s，B错；C：由动量定理，运动员的平均作用力大小为F=∆P∆t=10800.8N=1350N，C对；D：运动员动能变化量为∆E=12mv22−12mv12=1080J，D对。
三、非选择题：共54分，请根据要求作答。
11.（8分）某小组同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，如图所示。
（1）为了减小实验误差，下列操作正确的是__D___。
A.必须选择边界平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量小些
C.没有刻度尺时，可以将玻璃砖界面当尺子画界线
D.大头针P1、P2和P3、P4之间的距离应适当大些
（2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，从图线可知玻璃砖的折射率为__1.5__；（保留两位有效数字）
（3）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图丙所示，则玻璃的折射率n=____ACBD____（用图中线段的字母表示）；
（4）若该同学在确定P4位置时，不小心把P4位置画得偏左了一些，则测出来的折射率____偏小____。（选填“偏大”“偏小”“不变”）
【答案】11.（1） D （2） 1.5 （3） ACBD （4） 偏小
【详解】（1）A：用插针法测折射率时，玻璃上下表面不一定要平行，A错；
B：入射角较小，折射现象不明显，误差较大，B错；
C：用玻璃砖界面当尺子画界线会增大实验误差，且容易损坏玻璃砖，C错；
D：大头针P1、P2和P3、P4之间的距离适当大一些，引起的角度误差会减小，D对。
（2）折射率为：n=sinαsinβ=x1Rx2R=x1x2
(3)根据：n=sinαsinβ=csθ1csθ2 得：csθ2=csθ11n，则：1n=，得折射率：n=1.51
(4)若该同学在确定P4时，不小心把P4位置画得偏左了一些，则画出的光路图出射点向右移动，光入射时的折射角偏大，测出来的折射率偏小。
12.(8分) 某物理实验小组设计了如图甲所示的电路图，采用半偏法测量一电流计G的内阻Rg。在该小组测量电流计G内阻Rg的过程中：
（1）请根据图甲所示电路图，在图乙中用笔画线表示导线将相应的实物电路补充完整_______；
（2）正确连接好电路后，小组成员继续进行如下实验步骤：
①为了保护电路，先将滑动变阻器滑片滑至__b__端后，闭合开关S1，调节R1，使电流计G的指针指向满偏刻度Ig；
②保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流计G的指针指向刻度盘中间，读出并记下此时电阻箱的电阻值为R2，可知电流计G的内阻测量值为Rg= 0.5Ω ；
（3）由于存在系统误差，按上述实验步骤测出的电流计G的内阻R测与电流计G内阻的真实值Rg相比较，R测 小于 Rg（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
【答案】（1） 如右图 （2） b 0.5Ω （3） 小于
【详解】（1）按照电路图连线，滑动变阻器上端两接线柱等效，
连线要连在接线柱上，注意电流表的极性。
（2）①为了保护电路，先将滑动变阻器滑片滑至b端，即阻值最大端后;
②半偏法测电阻，电流计G的内阻测量值与电阻箱阻值相等，为Rg=0.5Ω；
（3）开关s2闭合后，整个电路总电阻减小，此时干路电流大于Ig，使电流
计G的指针指向刻度盘中间即12Ig，则电阻箱的电流大于12Ig，由并联电路
特点可知，电阻箱的电阻值小于电流计内阻，即R测小于Rg。
13.（12分）如图，某公园水池里，一灯光光源S到水面的距离为h=7m，其发出的光照射到P点处恰好发生全发射，S到P的距离为L=4m，真空中光速c=3.0×108m/s，求：（1）水的折射率n；（2）光在水中的传播速度v；（3）光在水面的最大面积（可用π表示）
R
【答案】（1）水的折射率n=43；（2）光在水中的传播速度v=2.25×108m/s；（3）光在水面的最大面积
【详解】（1）设发生全反射临界角为C，则有：sinC=1n 【2分】
根据图中几何关系有：sinC=L2−ℎ2L=42−724=34 【2分】
则折射率为：n=1sinC=43 【2分】
（2）由：n=Cv 得光在水中的传播速度v=cn=3.0×10843m/s=2.25×108m/s； 【2分】
（3）由几何关系有：光在水面形成圆形的最大半径R=42−72=3m 【2分】
光在水面的最大面积为：S=πR2=9π 【2分】
A
xAB
xAC
B
C
14.（12分）把一个质量为M= 0.2 kg的小球放在高度为h=5.0 m的直杆的顶端。一颗质量为m=0.01 kg的子弹以v0=500 m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球以速度v1=20m/s的水平向右抛出，g 取 10m/s2。求：
（1）小球落地处离杆的距离为xAB
（2）子弹落地处离杆的距离xAC
（3）子弹穿过小球时损失的机械能∆E
【答案】(1) 20m (2) 100m (3) 1160J
【详解】(1)设小球落地时间为t，由h=12gt2 得：t=2ℎg=1s 【2分】
则小球落地处离杆的距离为xAB=v1t=20m 【2分】
(2)设子弹穿过球心后速为v2，子弹与小球碰撞，由动量守恒：mv0=Mv1+mv2 【2分】
得：v2=100m/s 【2分】
则子弹落地处离杆的距离xAC=v2t=100m 【2分】
（3）由动能定理，弹穿过小球时损失的机械能∆E=12mv02−(12Mv02+12mv22)=1160J 【2分】
15.（14分）某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为 U1； B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为 B2。今有一质量为 m、电荷量为 e的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
（1）粒子的速度v为多少？
（2）速度选择器两板间电压U2为多少？
（3）粒子在 B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？
【答案】（1）2qU1m（2）B1d2qU1m（3）1B22mU1q
【详解】（1）粒子经加速电场U1加速，由动能定理：qU1=12mv2【2分】
得粒子的速度：v=2qU1m 【2分】
（2）粒子在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡有：qE=qvB1 【2分】
即：qU2d=qvB1 【2分】
得速度选择器两板间电压：U2=B1dv=B1d2qU1m 【2分】
（3）在B2中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力，有：qvB2=mv2R 【2分】
得半径：R=mvqB2=mqB22qU1m=1B22mU1q 【2分】选择题
1-10
非选择题
成绩
11-12
13
14
15
题目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
题目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
B
C
D
C
B
BCD
ACD
ACD