安徽省合肥市普通高中六校联盟2024-2025学年高三下学期2月联考物理试卷（原卷版+解析版）

这是一份安徽省合肥市普通高中六校联盟2024-2025学年高三下学期2月联考物理试卷（原卷版+解析版），共27页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 某校物理兴趣小组进行了如图甲所示的无人机飞行表演活动。图乙为该无人机某次表演过程中沿竖直方向运动的v-t图像。以竖直向上为正方向，关于无人机的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 无人机在2s末至4s末匀减速下降
B. 无人机在第4s内处于失重状态
C. 无人机在第3s和第4s的加速度大小相等，方向相反
D. 无人机在2s末到达最高点
2. 如图甲所示为家用燃气炉架，其有四个对称分布的爪，将总质量m一定的锅放在炉架上，如图乙所示（侧视图），不计爪与锅之间的摩擦力，若锅的外表面是半径为R的球面，正对的两爪间距为d，则（ ）
A. 爪与锅之间的弹力大小为B. d越大，锅受到的合力越大
C. R越大，爪与锅之间的弹力不变D. d越大，爪与锅之间的弹力越小
3. 如图甲所示，一小物块从转动的水平传送带的右侧滑上传送带，固定在传送带右端的位移传感器记录了小物块的位移x随时间t的变化关系如图乙所示。已知图线在前内为二次函数，在内为一次函数，取向左运动的方向为正方向，传送带的速度保持不变，g取。下列说法正确的是（ ）
A. 物块滑上传送带的初速度大小B. 物块与传送带间的动摩擦因数为
C. 时间内，物块的加速度为D. 第末和第末物块的速度分别为0、
4. 2024年11月3日，神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功分离，航天员叶光富、李聪、李广苏踏上回家之旅。空间站组合体距离地面的高度为h，运动周期为T，绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知万有引力常量为G，地球半径为R，根据以上信息可知（ ）
A. 悬浮在空间站内的物体，不受力的作用
B. 地球的质量
C. 地球的密度
D. 神舟十八号飞船与空间站组合体分离后做离心运动
5. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是（ ）
A. q1>q2
B. P点放置的是带正电的点电荷
C. A点的电场强度小于C点的电场强度
D. 将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小
6. 电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（ ）
A. 图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，且与粒子的带电性质、带电量、速度方向均无关
B. 图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，电阻R两端的电势差等于发电机的电动势
C. 图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越大
D. 图丁为霍尔元件，无论载流子带正电或负电，稳定时都是左侧的电势高于右侧的电势
7. 输电能耗演示电路如图所示。左侧升压变压器原、副线圈匝数比为1:3，输入电压为7.5V正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10Ω。开关S接1时，右侧降压变压器原、副线圈匝数比为2:1，R上的功率为10W；接2时，匝数比为1:2，R上的功率为P，下列说法中正确的是（ ）
A. 接1时，左侧升压变压器副线圈两端电压为U2=2.5V
B. 接1时，右侧降压变压器原线圈中的电流为I3=2A
C. 接2时，R上的功率P=2.5W
D 导线总电阻r=5Ω
8. 图甲所示为一列简谐横波在 t = 2s 时的波形图，图乙为这列波上 P 点的振动图像，下列 说法正确的是（ ）
A. 该横波向右传播，波速为 0.6m/s
B. t = 2s 时，Q 点的振动方向为 y 轴负方向
C. 从 t = 2s 到 t = 7s 内，P 质点沿 x 轴向右平移 2.0m
D. 从 t = 2s 到 t = 7s 内，Q 质点通过的路程为 25cm
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量也为m的球C，球C可视为质点。现将球C拉起使细线水平伸直，并同时由静止释放A、B、C。下列说法正确的是（ ）
A. 球C下摆过程中，A、B、C系统机械能守恒，动量守恒
B. A、B两木块分离时，A的速度大小为
C. 当球C第一次到达轻杆左侧最高处时，与O点的竖直距离为
D. 当球C第一次向右运动经过O点正下方时，C速度大小为
10. 如图所示，空间中存在竖直向下的磁感应强度大小均为B0的匀强磁场，固定水平U形导轨间距为L，轨道左端连接一阻值为R的电阻，质量为m的导体棒 ab置于导轨上距左端x位置，其接入回路的电阻为r。不计导轨的电阻，不计导体棒与轨道间的摩擦。t=0时刻 ab以水平向右的初速度v0从图示实线位置开始运动，最终停在导轨上。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒做匀减速直线运动且导体棒中感应电流的方向为b→a
B. 电阻 R 消耗的总电能为
C. 导体棒停止位置距轨道左端距离为
D. 若要导体棒保持匀速直线运动，可使空间各处B满足
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11. 用如图甲所示装置做“验证动量守恒定律”实验，研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。
（1）图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端，仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，测得两小球平均落地点位置分别为M、N，实验中还需要测量的物理量有（ ）
A. 入射小球和被碰小球的质量m1、m2
B. 入射小球开始的释放高度h
C. 两球相碰后的平抛射程OM、ON
D. 小球抛出点距地面的高度H
（2）在实验误差允许范围内，若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则认为两球碰撞前后的动量守恒。
（3）若采用图乙所示装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为P′、M′、N′，O′与小球在斜槽末端时球心的位置等高。下列说法中正确的是（ ）
A. 若，则表明此碰撞过程动量守恒
B. 若，则表明此碰撞过程动量守恒
C. 若，则表明此碰撞过程机械能守恒
D. 若，则表明此碰撞过程机械能守恒
12. 用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内阻。
①若断开电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I。
②若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向b，改变电阻箱R阻值得到一系列的电压表的读数U。
③某同学分别按照以上两种方式完成实验操作之后，利用图线处理数据，得到两个图像（如图乙和丙所示），纵轴截距分别b1、b2，斜率分别为k1、k2。则（以下答案用k1、k2、b1、b2表示）：
（1）步骤①中忽略电流表的分压作用测得的电动势E1=______；内阻r1=______。
（2）步骤②中忽略电压表的分流作用测得的电源内阻r2=______比真实值______（填偏大、相等、或偏小）。
（3）若不能忽略电压表的分流和电流表的分压作用，则结合两组图像可计算出该电源的真实电动势，真实内阻r=______。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13. 如图所示为某种透明介质材料制成的截面为直角梯形的柱体，其中和均为直角，。一细光束由AB的左侧与AB边成由O点斜射入介质，该细光束在BC边的E发生一次反射后从CD边的F射出，且出射光线与CD边垂直，E、F两位置图中均未标出。已知，。光在空气中的传播速度。求：
（1）该透明介质的折射率；
（2）该光束由O经E到F所需的总时间。
14. 如图所示，从A点以某一水平速度抛出质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入圆心角的粗糙固定圆弧轨道BC，经圆弧轨道克服摩擦力做功后滑上与C点等高、静止在光滑水平面上的长木板，圆弧轨道C端的切线水平。已知长木板的质量，A点距C点的高度为，圆弧轨道半径，物块与长木板间的动摩擦因数，，，，求：
（1）小物块在A点抛出时的速度大小；
（2）小物块滑至C点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？
15. 如图所示，xOy坐标系中内存在圆形有界匀强磁场，圆心在A点、半径为R，磁感应强度为B、方向垂直纸面向外。在的区域存在沿y轴负方向的匀强电场，x轴上有无限长的收集板。原点O处有一离子源，它可向各个方向发射速率相同的同种离子。沿y轴正方向发射的离子经磁场从P点水平射出后，在电场中落到收集板上的Q点。已知离子质量为m、带电量为，P、Q两点坐标分别为、，不考虑离子间的相互作用，且离子重力不计，落到收集板后不反弹，求：
（1）离子的发射速率；
（2）匀强电场的电场强度大小；
（3）沿与y轴正方向均成角发射的离子1、离子2落到收集板上的间隔距离。
2025年安徽省合肥市普通高中六校联盟高考物理联考试卷（2月份）
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1. 某校物理兴趣小组进行了如图甲所示的无人机飞行表演活动。图乙为该无人机某次表演过程中沿竖直方向运动的v-t图像。以竖直向上为正方向，关于无人机的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 无人机在2s末至4s末匀减速下降
B. 无人机在第4s内处于失重状态
C. 无人机在第3s和第4s的加速度大小相等，方向相反
D. 无人机在2s末到达最高点
【答案】B
【解析】
【详解】A．无人机在2s末至3s末匀减速上升，3s末至4s末加速下降，故A错误；
B．无人机在第4s内加速下降，加速度向下，处于失重状态，故B正确；
C．根据v-t图像斜率代表加速度，则无人机在第3s和第4s加速度大小相等，方向相同，故C错误；
D．无人机在3s末到达最高点，故D错误。
故选B。
2. 如图甲所示为家用燃气炉架，其有四个对称分布的爪，将总质量m一定的锅放在炉架上，如图乙所示（侧视图），不计爪与锅之间的摩擦力，若锅的外表面是半径为R的球面，正对的两爪间距为d，则（ ）
A. 爪与锅之间的弹力大小为B. d越大，锅受到的合力越大
C. R越大，爪与锅之间的弹力不变D. d越大，爪与锅之间的弹力越小
【答案】A
【解析】
【详解】A．设爪与球心连线与竖直方向的夹角为θ，锅静止，根据平衡条件可知，炉架的四个爪对锅的弹力的合力与锅受到的重力大小相等，方向相反，即有
则
由几何知识可得
联立解得锅对每个爪的弹力大小为
故A正确；
B．锅静止，合力为零，始终保持不变，故B错误；
C．根据几何关系可知，R越大，则θ变小，csθ变大，则爪与锅之间的弹力F越小，故C错误；
D．根据，可知d越大，爪与锅之间的弹力越大，故D错误。
故选A。
3. 如图甲所示，一小物块从转动的水平传送带的右侧滑上传送带，固定在传送带右端的位移传感器记录了小物块的位移x随时间t的变化关系如图乙所示。已知图线在前内为二次函数，在内为一次函数，取向左运动的方向为正方向，传送带的速度保持不变，g取。下列说法正确的是（ ）
A. 物块滑上传送带的初速度大小B. 物块与传送带间的动摩擦因数为
C. 时间内，物块的加速度为D. 第末和第末物块的速度分别为0、
【答案】A
【解析】
【详解】位移－时间图像的斜率表示速度，由图乙所示图像可知，前2s内物体向左匀减速运动，2s末速度为零，第3s内向右匀加速运动，内图像为一次函数，物体做匀速直线运动，说明物体与传送带保持相对静止，与传送带一起向右匀速直线运动。
A．由图乙所示图像可知，前2s内物体的位移，物体的位移
代入数据解得，物体的初速度大小
故A正确；
B．物体在传送带上滑动过程的加速度大小
对物体，由牛顿第二定律得
代入数据解得
故B错误；
C．内物体向右做初速度为零匀加速直线运动，加速度方向向右，以向左为正方向，则加速度为，故C错误；
D．图像的斜率表示速度，第末图像的斜率为零，则末的速度为0，内物体向右做初速度为零的匀加速直线运动，末的速度
故D错误。
故选A。
4. 2024年11月3日，神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功分离，航天员叶光富、李聪、李广苏踏上回家之旅。空间站组合体距离地面的高度为h，运动周期为T，绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知万有引力常量为G，地球半径为R，根据以上信息可知（ ）
A. 悬浮在空间站内的物体，不受力的作用
B. 地球的质量
C. 地球的密度
D. 神舟十八号飞船与空间站组合体分离后做离心运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．悬浮在空间站内的物体，仍受地球的引力作用，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力，则有
可解得地球的质量
故B正确；
C．根据密度计算公式可得，
解得地球的密度
故C错误；
D．神舟十八号飞船与空间站组合体分离后返回地球，故将做向心运动，故D错误。
故选B。
5. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是（ ）
A. q1>q2
B. P点放置的是带正电的点电荷
C. A点的电场强度小于C点的电场强度
D. 将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．φ-x图像的斜率表示电场强度的大小，BD段中C点电势最大，C点的斜率为零，所以C点的电场强度为零，C点在P点的右侧，根据点电荷场强公式可知
故A正确；
B．由图可知，越靠近P点电势越低，且电势小于零，所以P点放置的电荷是带负电的点电荷，故B错误；
C．φ-x图像的斜率表示电场强度的大小，根据图像的斜率可知A点的电场强度大于C点的电场强度，故C错误；
D．由图可知，从B点到D点电势先升高后降低，对负电荷来说电势越高电势能越小，所以将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先减小后增大，故D错误。
故选A。
6. 电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（ ）
A. 图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，且与粒子的带电性质、带电量、速度方向均无关
B. 图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，电阻R两端的电势差等于发电机的电动势
C. 图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越大
D. 图丁为霍尔元件，无论载流子带正电或负电，稳定时都是左侧的电势高于右侧的电势
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据速度选择器原理有
可得
故速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，且与粒子的带电性质、带电量无关，与速度方向有关，故A错误；
B．根据左手定则可知，图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，但工作时磁流体发电机也有内阻，则R两端的电势差小于发电机的电动势，故B错误；
C．图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子进入磁场前，先经过速度选择器，则粒子的速度相等，在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
可得
粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，则说明半径越小，则粒子的比荷越大，故C正确；
D．若载流子带负电，由左手定则可知，负粒子向左端偏转，所以稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势；若载流子带正电，由左手定则可知，正粒子向左端偏转，所以稳定时元件左侧的电势高于右侧的电势，故D错误。
故选C。
7. 输电能耗演示电路如图所示。左侧升压变压器原、副线圈匝数比为1:3，输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10Ω。开关S接1时，右侧降压变压器原、副线圈匝数比为2:1，R上的功率为10W；接2时，匝数比为1:2，R上的功率为P，下列说法中正确的是（ ）
A. 接1时，左侧升压变压器副线圈两端电压为U2=2.5V
B. 接1时，右侧降压变压器原线圈中的电流为I3=2A
C. 接2时，R上的功率P=2.5W
D. 导线总电阻r=5Ω
【答案】D
【解析】
【详解】A．接1时，设左侧升压变压器副线圈两端电压为U2，根据
可得
故A错误；
BD．接1时，降压变压器的输出电压为
则降压变压器的输入电压为
降压变压器的输入电流为
则
解得，故B错误，D正确；
C．接2时，设降压变压器的输出电压为U4，输入电压为U′4，输出电流为I4，输入电流为I′，则有，，，
则R上的功率为
联立代入数据解得
故C错误。
故选D。
8. 图甲所示为一列简谐横波在 t = 2s 时的波形图，图乙为这列波上 P 点的振动图像，下列 说法正确的是（ ）
A. 该横波向右传播，波速为 0.6m/s
B. t = 2s 时，Q 点的振动方向为 y 轴负方向
C. 从 t = 2s 到 t = 7s 内，P 质点沿 x 轴向右平移 2.0m
D. 从 t = 2s 到 t = 7s 内，Q 质点通过的路程为 25cm
【答案】D
【解析】
【详解】A．由甲图知波长为
由乙图知周期
则波速为
由乙图可得，时，P点沿y轴负方向振动，根据“同侧法”可知，该横波向右传播，故A错误；
B．质点Q与质点P相差半个波长，故振动方向相反，则质点Q沿y轴正方向运动，故B错误；
C．质点不会随波向前运动，只在平衡位置上下振动，故C错误；
D．由甲图可知振幅
从到内，经历的时间为
故Q质点通过的路程为
故D正确。
故选D。
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量也为m的球C，球C可视为质点。现将球C拉起使细线水平伸直，并同时由静止释放A、B、C。下列说法正确的是（ ）
A. 球C下摆过程中，A、B、C系统机械能守恒，动量守恒
B. A、B两木块分离时，A的速度大小为
C. 当球C第一次到达轻杆左侧最高处时，与O点的竖直距离为
D. 当球C第一次向右运动经过O点正下方时，C的速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．球C下摆过程中，A、B、C组成的系统只有重力做功，则系统机械能守恒；运动过程中，木块A、B和小球C组成的系统在水平方向合力为零，而在竖直方向合力不为零，故此系统在水平方向上动量守恒，而在竖直方向上动量不守恒，所以此系统的动量不守恒，故A错误；
B．球C第一次运动到最低点时A、B两木块分离，设此时C速度大小为vC，A、B的速度为vA，以向左为正方向，根据系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒可得，
联立可得，
故B正确；
C．C球向左摆至最高点时，A、C共速，以水平向左为正方向，由水平方向动量守恒得
根据系统机械能守恒得
联立可得
则小球C第一次到达轻杆左侧最高处距O点的竖直高度为，故C错误；
D．设C第一次向右运动经过O点正下方时，C速度大小为v′C，A的速度大小为v′A，以向左为正方向，根据系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒可得，
联立可得，
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，空间中存在竖直向下的磁感应强度大小均为B0的匀强磁场，固定水平U形导轨间距为L，轨道左端连接一阻值为R的电阻，质量为m的导体棒 ab置于导轨上距左端x位置，其接入回路的电阻为r。不计导轨的电阻，不计导体棒与轨道间的摩擦。t=0时刻 ab以水平向右的初速度v0从图示实线位置开始运动，最终停在导轨上。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒做匀减速直线运动且导体棒中感应电流的方向为b→a
B. 电阻 R 消耗的总电能为
C. 导体棒停止位置距轨道左端距离为
D. 若要导体棒保持匀速直线运动，可使空间各处B满足
【答案】BCD
【解析】
【详解】A根据右手定则，可判断出导体棒切割磁感线产生的感应电流方向为b→a，根据左手定则可以判断出导体棒受到向左的安培力，有
联立，可得
随着速度逐渐减小，加速度也减小，所以导体棒做加速度减小的减速运动，A错误；
B．导体棒减速到0的过程中，安培力做的功等于整个电路产生的热量，根据能量守恒，有
电阻R上消耗的总电能为
B正确；
C．设导体棒运动过程中的位移为，通过导体横截面的电量为
可得
根据动量定理，有
可得
联立，可得
导体棒停止位置距轨道左端距离为
C正确；
D．若导体棒做匀速直线运动，则导体棒中无电流，通过闭合回路的磁通量不发生变化，有
整理
D正确。
故选BCD。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11. 用如图甲所示装置做“验证动量守恒定律”实验，研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。
（1）图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端，仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，测得两小球平均落地点位置分别为M、N，实验中还需要测量的物理量有（ ）
A. 入射小球和被碰小球的质量m1、m2
B. 入射小球开始的释放高度h
C. 两球相碰后的平抛射程OM、ON
D. 小球抛出点距地面的高度H
（2）在实验误差允许范围内，若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则认为两球碰撞前后的动量守恒。
（3）若采用图乙所示装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为P′、M′、N′，O′与小球在斜槽末端时球心的位置等高。下列说法中正确的是（ ）
A. 若，则表明此碰撞过程动量守恒
B. 若，则表明此碰撞过程动量守恒
C. 若，则表明此碰撞过程机械能守恒
D. 若，则表明此碰撞过程机械能守恒
【答案】（1）AC （2） （3）BC
【解析】
小问1详解】
小球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间t相等，碰撞前入射球做平抛运动的速度
碰撞后入射球的速度
被碰球的速度
两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
整理得
实验需要测量小球的质量、小球做平抛运动的水平位移，不需要测量入射球释放的高度与小球抛出点的高度。
故选AC。
【小问2详解】
由以上分析可知，在实验误差允许范围内，若满足关系式
则认为两球碰撞前后的动量守恒。
【小问3详解】
设斜槽末端与竖直挡板间的距离为x，小球离开斜槽后做平抛运动，水平方向
竖直方向
解得
则碰撞前入射球的速度
碰撞后入射球的速度
碰撞后被碰球的速度
碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
整理得
如果碰撞过程机械能守恒，由机械能守恒定律得
整理得
故选BC。
12. 用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内阻。
①若断开电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I。
②若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U。
③某同学分别按照以上两种方式完成实验操作之后，利用图线处理数据，得到两个图像（如图乙和丙所示），纵轴截距分别是b1、b2，斜率分别为k1、k2。则（以下答案用k1、k2、b1、b2表示）：
（1）步骤①中忽略电流表的分压作用测得的电动势E1=______；内阻r1=______。
（2）步骤②中忽略电压表的分流作用测得的电源内阻r2=______比真实值______（填偏大、相等、或偏小）。
（3）若不能忽略电压表的分流和电流表的分压作用，则结合两组图像可计算出该电源的真实电动势，真实内阻r=______。
【答案】（1） ①. ②.
（2） ①. ②. 偏小
（3）
【解析】
【小问1详解】
[1][2]若断开电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，忽略电流表分压影响，由闭合电路的欧姆定律得
整理得
由图乙所示图像可知，纵轴截距
斜率
解得，
小问2详解】
[1][2]若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向b，忽略电压表的分流影响，由闭合电路的欧姆定律得
整理得
由图丙所示图像可知，纵轴截距
图像斜率
则，内阻
考虑电压表分流影响，由闭合电路的欧姆定律得
斜率
纵轴截距
解得内阻
即测量值比真实值偏小；
【小问3详解】
不忽略电表内阻影响，电源电动势的真实值
由图丙所示可知
解得内阻真实值
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13. 如图所示为某种透明介质材料制成截面为直角梯形的柱体，其中和均为直角，。一细光束由AB的左侧与AB边成由O点斜射入介质，该细光束在BC边的E发生一次反射后从CD边的F射出，且出射光线与CD边垂直，E、F两位置图中均未标出。已知，。光在空气中的传播速度。求：
（1）该透明介质的折射率；
（2）该光束由O经E到F所需的总时间。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
作出细光束在透明介质中的光路图，如图所示
由几何关系知，入射角，折射角
由折射定律
解得
【小问2详解】
光在透明介质材料中的传播速度
由几何关系可知，，
光束由O经E到F的路程为
则上述过程所用的时间
14. 如图所示，从A点以某一水平速度抛出质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入圆心角的粗糙固定圆弧轨道BC，经圆弧轨道克服摩擦力做功后滑上与C点等高、静止在光滑水平面上的长木板，圆弧轨道C端的切线水平。已知长木板的质量，A点距C点的高度为，圆弧轨道半径，物块与长木板间的动摩擦因数，，，，求：
（1）小物块在A点抛出时的速度大小；
（2）小物块滑至C点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？
【答案】（1）
（2）44N （3）至少长
【解析】
【小问1详解】
由几何关系可知
解得
物块从A到B的过程，竖直方向列运动学关系式
即可得竖直分速度
由几何关系可知，其分速度、合速度关系如下图
由题意可知物块恰好沿切线进入圆弧轨道，即可知其水平分速度、竖直分速度、合速度满足，
解得其初速度为
在B点时的合速度为
【小问2详解】
物块从B到C的过程，由动能定理
解得其到达C点时的速度为
由竖直平面内的圆周运动特点，可得
解得
由相互作用力的特点可知，物块对圆弧轨道的压力与圆弧轨道对物块的支持力大小相等，即压力大小为44N
【小问3详解】
以水平向右为正方向，物块和长木板作为整体，在水平方向不受外力，即水平方向动量守恒
解得共同速度为
由能量守恒
可得长木板的最小长度为
15. 如图所示，xOy坐标系中内存在圆形有界匀强磁场，圆心在A点、半径为R，磁感应强度为B、方向垂直纸面向外。在的区域存在沿y轴负方向的匀强电场，x轴上有无限长的收集板。原点O处有一离子源，它可向各个方向发射速率相同的同种离子。沿y轴正方向发射的离子经磁场从P点水平射出后，在电场中落到收集板上的Q点。已知离子质量为m、带电量为，P、Q两点坐标分别为、，不考虑离子间的相互作用，且离子重力不计，落到收集板后不反弹，求：
（1）离子的发射速率；
（2）匀强电场的电场强度大小；
（3）沿与y轴正方向均成角发射的离子1、离子2落到收集板上的间隔距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据题意作出离子的运动轨迹
离子在磁场中做匀速圆周运动：
根据几何关系有：
解得
【小问2详解】
P到Q离子做类平抛运动，则，
加速度为
解得
【小问3详解】
因为，离子1和离子2射出圆形磁场时，速度方向都沿x轴正方向。进入电场后离子1做类平抛运动：，
联立得
进入电场离子2做类平抛运动：，
联立得
由于离子1和离子2都是进入电场后才开始做类平抛运动的，离子1、离子2落到收集板上的间隔距离为
解得