还剩24页未读，
继续阅读
浙江省温州新力量联盟2022-2023学年高二物理下学期期末检测试题（Word版附解析）
展开
这是一份浙江省温州新力量联盟2022-2023学年高二物理下学期期末检测试题（Word版附解析），共27页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸等内容，欢迎下载使用。
2022学年第二学期温州新力量联盟期末联考
高二年级物理试题
考生须知：
1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，在答题卷指定区域填班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4.考试结束后，只需上交答题纸。选择题部分
一、选择题I（本大题共13题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是
A. N•m2/kg2 B. m3/kg•s2
C. kg·m3/A2·s4 D. kg·s2/m3
【答案】B
【解析】
【分析】根据牛顿的万有引力定律：及牛顿第二定律，由m，r，F、a四个物理量的单位推导出G的单位．
【详解】国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律，得到G的单位是N•m2/kg2．根据牛顿第二定律得：F=ma，则1N=1kg•m/s2，所以G的单位还可以写成m 3/（ kg2•s 2），故B正确，ACD错误．
【点睛】单位制是由基本单位和导出单位组成的，在国际单位制中，除了七个基本单位之外，其他物理量的单位都是导出单位．
2. 跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动，我国运动员多次在国际跳水赛上摘金夺银，被誉为跳水“梦之队”。如图所示是一位跳水运动员从高台做“翻身翻腾二周半”动作时头部的轨迹曲线，最后运动员沿竖直方向以速度v入水。在这个运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 由于a点为最高点，因此在a点时速度为0
B. 在c点和d点时，速度的方向相同
C. 跳水运动员不可以看成质点
D. 运动员入水后就开始作减速运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．由速度的合成与分解可知，由于a点为最高点，因此在a点时的竖直分速度为0，而水平分速度不为零，故A错误；
B．曲线运动各点的速度方向为该点切线的方向，故在c点和d点时，速度的方向均沿竖直方向，但在c点其速度方向竖直向下，而在d点，其速度方向竖直向上，两位置的速度方向不相同，故B错误；
C．由于该过程研究的是运动员的动作，故不能忽略其大小、形状，故不能将其看成质点，故C正确；
D．运动员入水后，由于在完全入水前受到水的浮力小于其重力，故先做加速运动，完全入水后做减速运动，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上，A、B两物体通过细绳相连，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦）。现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。在此过程中（ ）
A. 斜面体所受地面的支持力一定变大
B. 物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
C. 物体A与斜面体间的作用力一定变大
D. 地面对斜面体的摩擦力一定变大
【答案】D
【解析】
【详解】AD．取物体B为研究对象，分析其受力情况如图所示
则有
，
在将物体B缓慢拉高的过程中，增大，则水平力F和细绳上的拉力T随之变大。对A、B两物体与斜面体这个系统而言，系统处于平衡状态，因拉力F变大，则地面对斜面体的摩擦力一定变大，而竖直方向并没有增加其他力，故斜面体所受地面的支持力不变；故A错误，D正确；
B．在这个过程中尽管绳子张力变大，但是开始时物体A所受斜面体的摩擦力方向未知，故物体A所受斜面体的摩擦力的大小变化情况无法确定，故B错误；
C．物体A处于静止状态，A受到斜面的作用力是支持力与摩擦力的合力，物体A受到的支持力与斜面垂直向上大小、方向不变，如果物体A原来受到斜面的摩擦力向下，拉力增大，则摩擦力变大，支持力与摩擦力的合力变大；如果物体A原来受到斜面的摩擦力向上，拉力增大，则摩擦力变小，支持力与摩擦力的合力变小；所以物体A与斜面体间的作用力不一定变大，故C错误。
故选D。
4. 以下说法中不正确的是（ ）
A. 图甲是粒子散射实验示意图，当显微镜在、、、中的位置时荧光屏上接收到的粒子数最多。
B. 图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时吸收了一定频率的光子能量。
C. 图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷。
D. 图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性。
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．图甲是粒子散射实验示意图，当显微镜在、、、中的位置时荧光屏上接收到的粒子数最多，所以A正确，不符合题意；
B．图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时释放了一定频率的光子能量，所以B错误，符合题意；
C．图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷，所以C正确，不符合题意；
D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性，所以D正确，不符合题意；
故选B。
5. 如图，第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场（足够大），一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（ ）（不计电子间的相互作用）
A. B. 1∶2
C. D. 2∶1
【答案】D
【解析】
【详解】设电子电荷量为e，质量为m，运动半径为r，则根据和可得，若电子在磁场中转过的圆心角为α，则电子在磁场中运动时间为，即t与α成正比。正、负电子的运动轨迹分别如图中1、2所示，根据几何关系可知正、负电子转过的圆心角之比为2∶1，所以在磁场中运动的时间之比为2∶1，故D正确。故选D。
6. 2023年1月14日，中国探月航天IP形象太空兔正式对外公布了名称：中文名“兔星星”，英文名“Tostar”。“嫦娥五号”从地球发射飞向月球的轨道变化的示意图如图所示，“嫦娥五号”发射后先在轨道I上运行，当回到近地点A（A点到地心的距离可以认为等于地球的半径）时使其加速进入轨道II，再次回到近地点A时，第二次加速进入轨道III，B点为轨道III的远地点，关于"嫦娥五号"的发射和变轨过程，下列说法正确的是（ ）
A. “嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的速度大于在轨道II上经过A点时的速度
B. 发射后进入轨道I时，“嫦娥五号”在A点的速度大于第一宇宙速度
C. “嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的加速度小于在轨道III上经过B点时的加速度
D. “嫦娥五号”在轨道I上运行的周期大于在轨道III上运行的周期
【答案】B
【解析】
【详解】A．“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时加速进入轨道II，所以轨道I上经过A点时的速度小于在轨道II上经过A点时的速度，故A错误；
B．近地圆轨道上的运行速度为第一宇宙速度，在近地圆轨道上的A点处加速才能做离心运动进入轨道I，所以进入轨道I时，“嫦娥五号”在A点的速度大于第一宇宙速度，故B正确；
C．“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的加速度与轨道III上经过B点时的加速度均由万有引力提供，可得
又因为
所以“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的加速度大于在轨道III上经过B点时的加速度，故C错误；
D．轨道I的半长轴小于轨道III，根据开普勒第三定律可得，“嫦娥五号”在轨道I上运行的周期小于在轨道III上运行的周期，故D错误。
故选B。
7. 用单色光做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（ ）
A. 中间的亮条纹宽，两侧的亮条纹越来越窄
B. 中间的亮条纹窄，两侧的亮条纹越来越宽
C. 遮住一条缝后，屏上仍有明暗相间的条纹
D. 若改用白光做实验，不能获得干涉条纹
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据双缝干涉条纹的间距公式
可知同种光的条纹间距相等，故AB不符合题意；
C．若把其中一缝遮住，会发生单缝衍射现象，所以仍出现明暗相间的条纹，故C符合题意；
D．用白光做实验，也能获得干涉条纹，屏中央为白色亮条纹，两侧为不等间距的彩色条纹，故D不符合题意。
故选C。
8. 如图所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，其底面镀银，R为玻璃砖的半径，O为其圆心，M为半圆形顶点。一细光束平行于OM从N点射入玻璃砖，恰好从M点射出玻璃砖，其折射角θ = 60°，已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃砖的折射率为
B. 光线在玻璃砖内传播的距离为
C. 光线在玻璃砖内传播的时间为
D. 若半圆柱形玻璃砖的底面不镀银，也没有光线从底面射出
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意画出光路图如下
再根据光路的可逆性与几何关系可知光束在N点的入射角i = 60°，根据几何关系可知α = 30°，玻璃砖的折射率
A错误；
BC．光束在玻璃砖内传播的距离等于
传播速度，光束在玻璃砖内传播的时间
B错误、C正确；
D．由几何知识知光线在底面的入射角为30°，全反射的临界角C满足
故30° < C，光线在底面上不会发生全反射，若底面不镀银，将有光线从底面折射出，D错误。
故选C。
9. 2019年1月3日10时26分，我国“嫦娥四号”探测器自主着陆在月球背面-冯·卡门撞击坑内，在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察。月球背面温度低至-180℃，为避免低温损坏仪器，月球车携带的放射性同位素钚-238（238Pu）会不断衰变，释放能量为仪器设备供热。已知钚-238（238Pu）的衰变方程为，其半衰期为88年，则（ ）
A. 钚-238（238Pu）每隔几年就需要更换，否则月球车能源供应会大幅度衰减
B. 钚-238（238Pu）在衰变前后质量数和电荷量数均守恒
C. X为电子e，故钚-238（238Pu）的衰变为β衰变
D. 白天温度高时，钚-238（238Pu）的半衰期会减小：夜晚温度低时，其半衰期会增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．钚-238（238Pu）的半衰期是88年，不需要隔几年就更换，故A错误；
B．衰变遵循质量数和电荷量数守恒，故B正确；
C．根据电荷数和质量数守恒可知，X的电荷数为2，质量数是4，故X为α粒子，故钚-238（238Pu）的衰变为α衰变，故C错误；
D．半衰期由原子核内部决定，与外界物理、化学状态无关，故D错误。
故选B。
10. 如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转，则以下说法正确的是（ ）
A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大
B. 如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数
C. 将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大
D. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零
【答案】D
【解析】
【分析】当滑动变阻器向右移动时，正向电压增大，光电子做加速运动，需讨论光电流是否达到饱和，从而判断电流表示数的变化。发生光电效应的条件是当入射光的频率大于金属的极限频率时，会发生光电效应，而光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，当将电源的正负极调换，即加反向电压，则电流表可能没有示数，也可能有示数。
【详解】A．滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，A错误；
B．如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，B错误；
C．将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也不变，饱和电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，C错误；
D．电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移一些，此时的电压仍小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，D正确。
故选D。
【点睛】本题考查光电效应基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记并理解这些基础知识点和基本规律，注意饱和电流的含义，及掌握紫光与绿光的频率高低。理解饱和电流与反向截止电压的含义，注意光电子最大初动能与入射光的频率有关。
11. 下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中，当手摇动手柄使蹄形磁体转动时，铝框会同向转动，且和磁体转得一样快
B. 图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属块中的涡流产生大量的热，从而使金属熔化
C. 丙是回旋加速器的示意图，当增大交流电压时，粒子获得的最大动能也增大
D. 丙是回旋加速器的示意图，当粒子速度增大时，在D形盒内运动的周期变小
【答案】B
【解析】
详解】A．根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动手柄使蹄形磁体转动时，铝框会同向转动，根据楞次定律可知，但铝框比磁体转得慢，A错误；
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内的金属块中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，B正确；
C．根据
，
解得
可知，粒子获得的最大动能与加速电压无关，C错误；
D．粒子在形盒内做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有
，
解得
可知运动周期是一个定值，与粒子的速度大小无关，D错误。
故选B。
12. 如图所示的电路中。有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2，下列说法中正确的是（ ）
A. 若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数不变，V2示数变大
B. 若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变大
C. 若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变大
D. 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大
【答案】A
【解析】
【详解】A．因为原线圈接的电源没变化，则V1示数不变，若F不动，副线圈的匝数不变，根据
则副线圈的不变，滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律
则回路中电流减小，根据
灯泡两端电压减小，则 V2示数
变大，A正确；
B．根据
功率变小， B错误；
C．因为原线圈接的电源没变化，可知原线圈两端电压不变，滑片F向下移动时，副线圈的匝数变小，根据
副线圈两端电压减小，C错误；
D．若P不动，滑动变阻器接入电路中的电阻不变，副线圈两端电压减小，根据欧姆定律
则副线圈回路中电流变小，根据
灯泡L消耗的功率减小，D错误。
故选A。
13. 太阳帆飞船是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。光压是指光照射到物体上对物体表面产生的压力，从而使航天器获得加速度。假设光子打到帆面上全部反射，地球上太阳光光强（单位时间垂直照射到单位面积上的光能）为，地球轨道半径为，光在真空中传播速度为c，则在离太阳距离为r的地方，正对太阳的单位面积上的光压为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设太阳的辐射功率为P，在距离太阳为r0的地方太阳光光强
在距离太阳为r的地方太阳光光强
根据动量定理，帆面单位时间获得的作用力（光压）为
故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 医院中用于体检的“B超”属于电磁波
B. 无线网络信号绕过障碍物继续传播，利用了干涉原理
C. 铁路、民航等安检口使用“X射线”对行李箱内物品进行检测
D. 列车鸣笛驶近乘客的过程中，乘客听到的声波频率大于波源振动的频率
【答案】CD
【解析】
【详解】A．医院中用于体检的“B超”属于机械波，故A错误；
B．无线网络信号绕过障碍物继续传播，利用了衍射原理，故B错误；
C．铁路、民航等安检口使用“X射线”对行李箱内物品进行检测，故C正确；
D．根据多普勒效应，列车鸣笛驶近乘客的过程中，乘客听到的声波频率大于波源振动的频率，故D正确。
故选CD。
15. “核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能的释放(如图所示)，核燃料是铀棒，在铀棒周围要放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子能量减少变为慢中子。碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核是弹性正碰，而且认为碰撞前中子动能是E0，碳核都是静止的，则( )
A. 链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程
B. 镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制核反应速度的目的
C. 经过一次碰撞，中子失去的动能为E0
D. 在反应堆的外面修建很厚的水泥防护层是用来屏蔽裂变产物放出的各种射线
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代又一代继续下去的过程，选项A正确；
B．核反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，以控制反应速度，选项B错误；
C．根据动量守恒有
mv0＝mv1＋12mv2
依据能量守恒有
mv02＝mv12＋×12mv22
联立可得
v1＝－v0
所以中子损失的动能为E0，选项C正确；
D．水泥防护层作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线，选项D正确。
故选ACD。
16. 一列沿轴正方向转播的简谐横波，时刻的波形如图所示，此时位于处的质点开始振动。已知时质点第一次出现在波峰位置，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波的频率为2Hz
B. 波源开始振动时的运动方向沿轴的负方向
C. 0~1s内质点振动的路程为40cm
D. 时质点在波谷位置
【答案】BD
【解析】
【详解】B．质点开始振动时，根据同侧法可知，该列简谐波的起振方向为沿轴负半轴，机械波上所有点的振动都是模仿波源的振动，因而波源开始振动时的运动方向沿轴的负方向。故B正确；
A．时刻，点在波谷位置，时质点第一次出现在波峰位置，时间间隔为半个周期，即
根据波的频率和周期的关系可知
故A错误；
C．时间间隔为质点振动的路程为
故C错误；
D．由图可知波长为，则波速为
该列波传播到点需要的时间为
即质点只振动了，即，质点起振方向向下，则时质点在波谷位置。故D正确。
故选BD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共7小题，共55分）
17 用图做“用单摆测量重力加速度”实验时
（1）下列实验操作正确的是___________。
A.小球运动到最高点时开始计时
B.小球的摆角控制在以内
C.用天平测出小球的质量
D.测出单摆摆动5个周期的总时间，求得单摆的周期
（2）实验器材中没有小铁球，于是他用小铁块来代替小铁球进行实验。由于铁块形状不规则，无法测出摆长，他设计了如下的实验方法：先测出使用某一长度摆线时单摆的周期，然后将单摆的摆线缩短，再测出对应的周期。请写出重力加速度的表达式___________
【答案】 ①. B ②.
【解析】
【详解】（1）[1]A．小球运动到最低点时开始计时，故A错误；
B．小球的摆角控制在以内，故B正确；
C．由单摆的周期公式可得
可知，测量重力加速度与摆球质量无关，则无需测量摆球质量，故C错误；
D．测周期时，为了减少误差，一般测量次全振动的时间，再计算周期，故D错误。
故选B。
（2）[2]根据题意，设单摆的周期为时的摆长为，则单摆的周期为时的摆长为，由单摆的周期公式可得
则有
解得
18. 某同学做“探究加速度与力、质量之间的关系”的实验装置如图所示。
（1）在该实验中，下列说正确的是______。
A.应先释放小车，再接通电源 B.应补偿小车运动过程中受到的阻力
C.滑轮与小车之间的细绳要保持水平 D.牵引小车的钩码质量应远小于小车及车上砝码的总质量
（2）实验得到如图所示的一条纸带，已知交流电源的频率为50Hz，每两个相邻计数点间还有四个计时点没有画出，则小车运动的加速度大小为______（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. BD ②. 0.75
【解析】
【详解】（1）[1]A．应先接通电源，再释放小车，故A错误；
B．实验中要抬高木板的一端，补偿小车运动过程中受到的阻力，故B正确；
C．滑轮与小车之间的细绳应与木板平行而不是水平，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可知
则为了使得T近似等于mg，则牵引小车的钩码质量m应远小于小车及车上砝码的总质量M，故D正确。
故选BD。
（2）[2]已知交流电源的频率为50Hz，每两个相邻计数点间还有四个计时点没有画出，则T=0.1s，小车运动的加速度大小为
19. 某同学利用图甲所示电路测量一约3Ω的电阻丝Rx的准确阻值。现有实验器材如下：
A.电源（电动势3V，内阻可忽略）
B.电压表（量程3V，内阻约3kΩ）
C.电流表（量程25mA，内阻约40Ω）
D.电流表（量程250mA，内阻约0.4Ω）
E.滑动变阻器R1（0~10Ω）
F.滑动变阻器R2（0~100Ω）
G.定值电阻R0（阻值10Ω）
H.开关S及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路连接完整______；
(2)实验中，电流表应选择______（选填电流表代号C或D）；滑动变阻器应选择______（选填滑动变阻器代号E或F）；
(3)在实验过程中，调节滑片P，电压表和电流表均有示数但总是调节不到零，其原因是______导线没有连接好（选填图中的导线代号a、b、c）；
(4)实验中电压表的示数为U，电流表示数为I，则电阻丝的电阻Rx=______。（结果用U、I、R0表示）
【答案】 ①. ②. D ③. E ④. a ⑤.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]电路连线如图；
(2)[2][3]实验中流过电流表的最大电流约为
故选电流表D；
滑动变阻器为分压接法，因此，选择滑动变阻器E；
(3)[4]调节滑片P，电压表和电流表均有示数但总是调节不到零，说明滑动变阻器为限流接法，导线a没有连接好。
(4)[5]根据欧姆定律得
得
20. 一定质量理想气体的压强体积（p-V）图像如图所示，其中a到b为等温过程，b到c为等压过程，c到a为等容过程。已知气体状态b的温度Tb=297K、压强pb=1×105Pa、体积Vb=24L，状态a的压强pa=3×105Pa。
（1）求气体状态a的体积V以及状态c的温度T；
（2）若b到c过程中气体内能改变了2×104J，求该过程气体放出的热量Q。
【答案】（1）；；（2）
【解析】
【详解】（1）a到b为等温过程，由波意尔定律有
将
代入方程解得
b到c为等压过程，由盖—吕萨克定律有
将
代入方程解得
（2）对b到c为等压压缩过程，外界对气体做功为
代入数据解得
由于温度降低，该过程中气体内能减小，故
由热力学第一定律有
解得
21. 如图甲所示是一款名为“反重力”磁性轨道车的玩具，轨道和小车都装有磁条，轨道造型可以自由调节，小车内装有发条，可储存一定弹性势能。图乙所示是小明同学搭建的轨道的简化示意图，它由水平直轨道AB、竖直圆轨道BCD、水平直轨道DM和两个四分之一圆轨道MN与NP平滑连接而组成，圆轨道MN的圆心与圆轨道NP的圆心位于同一高度。已知小车的质量m=50g，直轨道AB长度L=0.5m，小车在轨道上运动时受到的磁吸引力始终垂直轨道面，在轨道ABCDM段所受的磁力大小恒为其重力的0.5倍，在轨道MNP段所受的磁力大小恒为其重力的2.5倍，小车脱离轨道后磁力影响忽略不计。现小明将具有弹性势能的小车由A点静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，并最终从P点水平飞出。假设小车在轨道AB段运动时所受阻力大小等于轨道与小车间弹力的0.2倍，其余轨道均光滑，不计其他阻力，小车可视为质点，小车在到达B点前发条的弹性势能已经完全释放，重力加速度g取。
（1）求小车运动到B点时的速度大小；
（2）求小车运动到圆轨道B点时对轨道的压力大小；
（3）同时调节圆轨道MN与NP的半径r，其他条件不变，求小车落地点与P点的最大水平距离。
【答案】（1）；（2）3N；（3）
【解析】
【详解】（1）小车由A运动至B过程，由能量关系可知
其中，代入数据得
（2）设小车在C点的速度为，恰好通过最高点，则
小车从B到C，由动能定理得
得
R=0.2m
在B点
得
由牛顿第三定律，小车运动至B点时对轨道压力大小为3N；
（3）小车从B到P，由动能定理得
小车从P点飞出后做平抛运动
得
当r=0.1125m时，小车落地点与P点的水平距离最大
小车从P点飞出，则
r<0.225m
但因小车在N点
小车从B到N，由动能定理得
得
r≥0.2m
综合可知，当r=0.2m时，小车落点与P点水平距离最大：
22. 如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间，左端接有阻值电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量，电阻的金属棱ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度处，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触。，求：
（1）金属棒运动的最大速率；
（2）金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；
（3）金属棒在恒力F作用下向右运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热。
【答案】（1）4m/s；（2）1m/s2；（3）1.5J
【解析】
【详解】（1）金属棒从出磁场到达弯曲轨道最高点，根据机械能守恒定律
解得金属棒运动的最大速率
（2）金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为I，则
由平衡条件可得
金属棒速度为时，设回路中的电流为，则
由牛顿第二定律得
解得
（3）设金属棒在磁场中运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q，根据功能关系
则电阻R上的焦耳热
解得
23. 如图所示，离子室､加速电场､速度选择器的中心轴线都位于x轴上，y轴的右侧有一半径为的圆形磁场区域，圆形磁场的圆心坐标为。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为E，匀强磁场磁感应强度为，方向垂直纸面向里。圆形磁场的磁感应强度为，方向垂直纸面向外。某次实验时离子室内充有大量同种阴离子，经加速电场加速后沿速度选择器的中轴线射出，并从坐标原点O进入圆形磁场区域，且离子刚好经过点，离子重力忽略不计。则：
（1）该种离子的比荷是多少；
（2）调整圆形磁场的磁感应强度大小，使离子最终能通过y轴上的点，则此时圆形磁场的磁感应强度为多大；
（3）撤去圆形磁场区域内的磁场，并在y轴的右侧加上平行于坐标平面，且与x轴正方向成45°角斜向上的匀强电场（图中未画出），求离子再打到y轴上某点时的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设离子质量为m，电荷量为q，在速度选择器中沿直线运动，有
解得
在圆形磁场中做半径为的圆周运动，有
从P点射出时，其轨迹圆心为，由几何关系知
联立解得
（2）粒子运动轨迹如图所示
离子能经过点，在圆形磁场中做半径为的圆周运动，其轨迹圆心为，由几何关系可得
由几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力
解得磁感应强度
（3）离子受电场力设F，经时间t离子再打到y轴上某点.由动量定理可得
x方向
y方向
解得
解得速度为
2022学年第二学期温州新力量联盟期末联考
高二年级物理试题
考生须知：
1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，在答题卷指定区域填班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4.考试结束后，只需上交答题纸。选择题部分
一、选择题I（本大题共13题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是
A. N•m2/kg2 B. m3/kg•s2
C. kg·m3/A2·s4 D. kg·s2/m3
【答案】B
【解析】
【分析】根据牛顿的万有引力定律：及牛顿第二定律，由m，r，F、a四个物理量的单位推导出G的单位．
【详解】国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律，得到G的单位是N•m2/kg2．根据牛顿第二定律得：F=ma，则1N=1kg•m/s2，所以G的单位还可以写成m 3/（ kg2•s 2），故B正确，ACD错误．
【点睛】单位制是由基本单位和导出单位组成的，在国际单位制中，除了七个基本单位之外，其他物理量的单位都是导出单位．
2. 跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动，我国运动员多次在国际跳水赛上摘金夺银，被誉为跳水“梦之队”。如图所示是一位跳水运动员从高台做“翻身翻腾二周半”动作时头部的轨迹曲线，最后运动员沿竖直方向以速度v入水。在这个运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 由于a点为最高点，因此在a点时速度为0
B. 在c点和d点时，速度的方向相同
C. 跳水运动员不可以看成质点
D. 运动员入水后就开始作减速运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．由速度的合成与分解可知，由于a点为最高点，因此在a点时的竖直分速度为0，而水平分速度不为零，故A错误；
B．曲线运动各点的速度方向为该点切线的方向，故在c点和d点时，速度的方向均沿竖直方向，但在c点其速度方向竖直向下，而在d点，其速度方向竖直向上，两位置的速度方向不相同，故B错误；
C．由于该过程研究的是运动员的动作，故不能忽略其大小、形状，故不能将其看成质点，故C正确；
D．运动员入水后，由于在完全入水前受到水的浮力小于其重力，故先做加速运动，完全入水后做减速运动，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上，A、B两物体通过细绳相连，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦）。现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。在此过程中（ ）
A. 斜面体所受地面的支持力一定变大
B. 物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
C. 物体A与斜面体间的作用力一定变大
D. 地面对斜面体的摩擦力一定变大
【答案】D
【解析】
【详解】AD．取物体B为研究对象，分析其受力情况如图所示
则有
，
在将物体B缓慢拉高的过程中，增大，则水平力F和细绳上的拉力T随之变大。对A、B两物体与斜面体这个系统而言，系统处于平衡状态，因拉力F变大，则地面对斜面体的摩擦力一定变大，而竖直方向并没有增加其他力，故斜面体所受地面的支持力不变；故A错误，D正确；
B．在这个过程中尽管绳子张力变大，但是开始时物体A所受斜面体的摩擦力方向未知，故物体A所受斜面体的摩擦力的大小变化情况无法确定，故B错误；
C．物体A处于静止状态，A受到斜面的作用力是支持力与摩擦力的合力，物体A受到的支持力与斜面垂直向上大小、方向不变，如果物体A原来受到斜面的摩擦力向下，拉力增大，则摩擦力变大，支持力与摩擦力的合力变大；如果物体A原来受到斜面的摩擦力向上，拉力增大，则摩擦力变小，支持力与摩擦力的合力变小；所以物体A与斜面体间的作用力不一定变大，故C错误。
故选D。
4. 以下说法中不正确的是（ ）
A. 图甲是粒子散射实验示意图，当显微镜在、、、中的位置时荧光屏上接收到的粒子数最多。
B. 图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时吸收了一定频率的光子能量。
C. 图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷。
D. 图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性。
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．图甲是粒子散射实验示意图，当显微镜在、、、中的位置时荧光屏上接收到的粒子数最多，所以A正确，不符合题意；
B．图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时释放了一定频率的光子能量，所以B错误，符合题意；
C．图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷，所以C正确，不符合题意；
D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性，所以D正确，不符合题意；
故选B。
5. 如图，第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场（足够大），一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（ ）（不计电子间的相互作用）
A. B. 1∶2
C. D. 2∶1
【答案】D
【解析】
【详解】设电子电荷量为e，质量为m，运动半径为r，则根据和可得，若电子在磁场中转过的圆心角为α，则电子在磁场中运动时间为，即t与α成正比。正、负电子的运动轨迹分别如图中1、2所示，根据几何关系可知正、负电子转过的圆心角之比为2∶1，所以在磁场中运动的时间之比为2∶1，故D正确。故选D。
6. 2023年1月14日，中国探月航天IP形象太空兔正式对外公布了名称：中文名“兔星星”，英文名“Tostar”。“嫦娥五号”从地球发射飞向月球的轨道变化的示意图如图所示，“嫦娥五号”发射后先在轨道I上运行，当回到近地点A（A点到地心的距离可以认为等于地球的半径）时使其加速进入轨道II，再次回到近地点A时，第二次加速进入轨道III，B点为轨道III的远地点，关于"嫦娥五号"的发射和变轨过程，下列说法正确的是（ ）
A. “嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的速度大于在轨道II上经过A点时的速度
B. 发射后进入轨道I时，“嫦娥五号”在A点的速度大于第一宇宙速度
C. “嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的加速度小于在轨道III上经过B点时的加速度
D. “嫦娥五号”在轨道I上运行的周期大于在轨道III上运行的周期
【答案】B
【解析】
【详解】A．“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时加速进入轨道II，所以轨道I上经过A点时的速度小于在轨道II上经过A点时的速度，故A错误；
B．近地圆轨道上的运行速度为第一宇宙速度，在近地圆轨道上的A点处加速才能做离心运动进入轨道I，所以进入轨道I时，“嫦娥五号”在A点的速度大于第一宇宙速度，故B正确；
C．“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的加速度与轨道III上经过B点时的加速度均由万有引力提供，可得
又因为
所以“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的加速度大于在轨道III上经过B点时的加速度，故C错误；
D．轨道I的半长轴小于轨道III，根据开普勒第三定律可得，“嫦娥五号”在轨道I上运行的周期小于在轨道III上运行的周期，故D错误。
故选B。
7. 用单色光做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（ ）
A. 中间的亮条纹宽，两侧的亮条纹越来越窄
B. 中间的亮条纹窄，两侧的亮条纹越来越宽
C. 遮住一条缝后，屏上仍有明暗相间的条纹
D. 若改用白光做实验，不能获得干涉条纹
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据双缝干涉条纹的间距公式
可知同种光的条纹间距相等，故AB不符合题意；
C．若把其中一缝遮住，会发生单缝衍射现象，所以仍出现明暗相间的条纹，故C符合题意；
D．用白光做实验，也能获得干涉条纹，屏中央为白色亮条纹，两侧为不等间距的彩色条纹，故D不符合题意。
故选C。
8. 如图所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，其底面镀银，R为玻璃砖的半径，O为其圆心，M为半圆形顶点。一细光束平行于OM从N点射入玻璃砖，恰好从M点射出玻璃砖，其折射角θ = 60°，已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃砖的折射率为
B. 光线在玻璃砖内传播的距离为
C. 光线在玻璃砖内传播的时间为
D. 若半圆柱形玻璃砖的底面不镀银，也没有光线从底面射出
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意画出光路图如下
再根据光路的可逆性与几何关系可知光束在N点的入射角i = 60°，根据几何关系可知α = 30°，玻璃砖的折射率
A错误；
BC．光束在玻璃砖内传播的距离等于
传播速度，光束在玻璃砖内传播的时间
B错误、C正确；
D．由几何知识知光线在底面的入射角为30°，全反射的临界角C满足
故30° < C，光线在底面上不会发生全反射，若底面不镀银，将有光线从底面折射出，D错误。
故选C。
9. 2019年1月3日10时26分，我国“嫦娥四号”探测器自主着陆在月球背面-冯·卡门撞击坑内，在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察。月球背面温度低至-180℃，为避免低温损坏仪器，月球车携带的放射性同位素钚-238（238Pu）会不断衰变，释放能量为仪器设备供热。已知钚-238（238Pu）的衰变方程为，其半衰期为88年，则（ ）
A. 钚-238（238Pu）每隔几年就需要更换，否则月球车能源供应会大幅度衰减
B. 钚-238（238Pu）在衰变前后质量数和电荷量数均守恒
C. X为电子e，故钚-238（238Pu）的衰变为β衰变
D. 白天温度高时，钚-238（238Pu）的半衰期会减小：夜晚温度低时，其半衰期会增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．钚-238（238Pu）的半衰期是88年，不需要隔几年就更换，故A错误；
B．衰变遵循质量数和电荷量数守恒，故B正确；
C．根据电荷数和质量数守恒可知，X的电荷数为2，质量数是4，故X为α粒子，故钚-238（238Pu）的衰变为α衰变，故C错误；
D．半衰期由原子核内部决定，与外界物理、化学状态无关，故D错误。
故选B。
10. 如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转，则以下说法正确的是（ ）
A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大
B. 如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数
C. 将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大
D. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零
【答案】D
【解析】
【分析】当滑动变阻器向右移动时，正向电压增大，光电子做加速运动，需讨论光电流是否达到饱和，从而判断电流表示数的变化。发生光电效应的条件是当入射光的频率大于金属的极限频率时，会发生光电效应，而光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，当将电源的正负极调换，即加反向电压，则电流表可能没有示数，也可能有示数。
【详解】A．滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，A错误；
B．如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，B错误；
C．将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也不变，饱和电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，C错误；
D．电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移一些，此时的电压仍小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，D正确。
故选D。
【点睛】本题考查光电效应基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记并理解这些基础知识点和基本规律，注意饱和电流的含义，及掌握紫光与绿光的频率高低。理解饱和电流与反向截止电压的含义，注意光电子最大初动能与入射光的频率有关。
11. 下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中，当手摇动手柄使蹄形磁体转动时，铝框会同向转动，且和磁体转得一样快
B. 图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属块中的涡流产生大量的热，从而使金属熔化
C. 丙是回旋加速器的示意图，当增大交流电压时，粒子获得的最大动能也增大
D. 丙是回旋加速器的示意图，当粒子速度增大时，在D形盒内运动的周期变小
【答案】B
【解析】
详解】A．根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动手柄使蹄形磁体转动时，铝框会同向转动，根据楞次定律可知，但铝框比磁体转得慢，A错误；
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内的金属块中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，B正确；
C．根据
，
解得
可知，粒子获得的最大动能与加速电压无关，C错误；
D．粒子在形盒内做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有
，
解得
可知运动周期是一个定值，与粒子的速度大小无关，D错误。
故选B。
12. 如图所示的电路中。有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2，下列说法中正确的是（ ）
A. 若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数不变，V2示数变大
B. 若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变大
C. 若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变大
D. 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大
【答案】A
【解析】
【详解】A．因为原线圈接的电源没变化，则V1示数不变，若F不动，副线圈的匝数不变，根据
则副线圈的不变，滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律
则回路中电流减小，根据
灯泡两端电压减小，则 V2示数
变大，A正确；
B．根据
功率变小， B错误；
C．因为原线圈接的电源没变化，可知原线圈两端电压不变，滑片F向下移动时，副线圈的匝数变小，根据
副线圈两端电压减小，C错误；
D．若P不动，滑动变阻器接入电路中的电阻不变，副线圈两端电压减小，根据欧姆定律
则副线圈回路中电流变小，根据
灯泡L消耗的功率减小，D错误。
故选A。
13. 太阳帆飞船是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。光压是指光照射到物体上对物体表面产生的压力，从而使航天器获得加速度。假设光子打到帆面上全部反射，地球上太阳光光强（单位时间垂直照射到单位面积上的光能）为，地球轨道半径为，光在真空中传播速度为c，则在离太阳距离为r的地方，正对太阳的单位面积上的光压为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设太阳的辐射功率为P，在距离太阳为r0的地方太阳光光强
在距离太阳为r的地方太阳光光强
根据动量定理，帆面单位时间获得的作用力（光压）为
故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 医院中用于体检的“B超”属于电磁波
B. 无线网络信号绕过障碍物继续传播，利用了干涉原理
C. 铁路、民航等安检口使用“X射线”对行李箱内物品进行检测
D. 列车鸣笛驶近乘客的过程中，乘客听到的声波频率大于波源振动的频率
【答案】CD
【解析】
【详解】A．医院中用于体检的“B超”属于机械波，故A错误；
B．无线网络信号绕过障碍物继续传播，利用了衍射原理，故B错误；
C．铁路、民航等安检口使用“X射线”对行李箱内物品进行检测，故C正确；
D．根据多普勒效应，列车鸣笛驶近乘客的过程中，乘客听到的声波频率大于波源振动的频率，故D正确。
故选CD。
15. “核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能的释放(如图所示)，核燃料是铀棒，在铀棒周围要放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子能量减少变为慢中子。碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核是弹性正碰，而且认为碰撞前中子动能是E0，碳核都是静止的，则( )
A. 链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程
B. 镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制核反应速度的目的
C. 经过一次碰撞，中子失去的动能为E0
D. 在反应堆的外面修建很厚的水泥防护层是用来屏蔽裂变产物放出的各种射线
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代又一代继续下去的过程，选项A正确；
B．核反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，以控制反应速度，选项B错误；
C．根据动量守恒有
mv0＝mv1＋12mv2
依据能量守恒有
mv02＝mv12＋×12mv22
联立可得
v1＝－v0
所以中子损失的动能为E0，选项C正确；
D．水泥防护层作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线，选项D正确。
故选ACD。
16. 一列沿轴正方向转播的简谐横波，时刻的波形如图所示，此时位于处的质点开始振动。已知时质点第一次出现在波峰位置，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波的频率为2Hz
B. 波源开始振动时的运动方向沿轴的负方向
C. 0~1s内质点振动的路程为40cm
D. 时质点在波谷位置
【答案】BD
【解析】
【详解】B．质点开始振动时，根据同侧法可知，该列简谐波的起振方向为沿轴负半轴，机械波上所有点的振动都是模仿波源的振动，因而波源开始振动时的运动方向沿轴的负方向。故B正确；
A．时刻，点在波谷位置，时质点第一次出现在波峰位置，时间间隔为半个周期，即
根据波的频率和周期的关系可知
故A错误；
C．时间间隔为质点振动的路程为
故C错误；
D．由图可知波长为，则波速为
该列波传播到点需要的时间为
即质点只振动了，即，质点起振方向向下，则时质点在波谷位置。故D正确。
故选BD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共7小题，共55分）
17 用图做“用单摆测量重力加速度”实验时
（1）下列实验操作正确的是___________。
A.小球运动到最高点时开始计时
B.小球的摆角控制在以内
C.用天平测出小球的质量
D.测出单摆摆动5个周期的总时间，求得单摆的周期
（2）实验器材中没有小铁球，于是他用小铁块来代替小铁球进行实验。由于铁块形状不规则，无法测出摆长，他设计了如下的实验方法：先测出使用某一长度摆线时单摆的周期，然后将单摆的摆线缩短，再测出对应的周期。请写出重力加速度的表达式___________
【答案】 ①. B ②.
【解析】
【详解】（1）[1]A．小球运动到最低点时开始计时，故A错误；
B．小球的摆角控制在以内，故B正确；
C．由单摆的周期公式可得
可知，测量重力加速度与摆球质量无关，则无需测量摆球质量，故C错误；
D．测周期时，为了减少误差，一般测量次全振动的时间，再计算周期，故D错误。
故选B。
（2）[2]根据题意，设单摆的周期为时的摆长为，则单摆的周期为时的摆长为，由单摆的周期公式可得
则有
解得
18. 某同学做“探究加速度与力、质量之间的关系”的实验装置如图所示。
（1）在该实验中，下列说正确的是______。
A.应先释放小车，再接通电源 B.应补偿小车运动过程中受到的阻力
C.滑轮与小车之间的细绳要保持水平 D.牵引小车的钩码质量应远小于小车及车上砝码的总质量
（2）实验得到如图所示的一条纸带，已知交流电源的频率为50Hz，每两个相邻计数点间还有四个计时点没有画出，则小车运动的加速度大小为______（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. BD ②. 0.75
【解析】
【详解】（1）[1]A．应先接通电源，再释放小车，故A错误；
B．实验中要抬高木板的一端，补偿小车运动过程中受到的阻力，故B正确；
C．滑轮与小车之间的细绳应与木板平行而不是水平，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可知
则为了使得T近似等于mg，则牵引小车的钩码质量m应远小于小车及车上砝码的总质量M，故D正确。
故选BD。
（2）[2]已知交流电源的频率为50Hz，每两个相邻计数点间还有四个计时点没有画出，则T=0.1s，小车运动的加速度大小为
19. 某同学利用图甲所示电路测量一约3Ω的电阻丝Rx的准确阻值。现有实验器材如下：
A.电源（电动势3V，内阻可忽略）
B.电压表（量程3V，内阻约3kΩ）
C.电流表（量程25mA，内阻约40Ω）
D.电流表（量程250mA，内阻约0.4Ω）
E.滑动变阻器R1（0~10Ω）
F.滑动变阻器R2（0~100Ω）
G.定值电阻R0（阻值10Ω）
H.开关S及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路连接完整______；
(2)实验中，电流表应选择______（选填电流表代号C或D）；滑动变阻器应选择______（选填滑动变阻器代号E或F）；
(3)在实验过程中，调节滑片P，电压表和电流表均有示数但总是调节不到零，其原因是______导线没有连接好（选填图中的导线代号a、b、c）；
(4)实验中电压表的示数为U，电流表示数为I，则电阻丝的电阻Rx=______。（结果用U、I、R0表示）
【答案】 ①. ②. D ③. E ④. a ⑤.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]电路连线如图；
(2)[2][3]实验中流过电流表的最大电流约为
故选电流表D；
滑动变阻器为分压接法，因此，选择滑动变阻器E；
(3)[4]调节滑片P，电压表和电流表均有示数但总是调节不到零，说明滑动变阻器为限流接法，导线a没有连接好。
(4)[5]根据欧姆定律得
得
20. 一定质量理想气体的压强体积（p-V）图像如图所示，其中a到b为等温过程，b到c为等压过程，c到a为等容过程。已知气体状态b的温度Tb=297K、压强pb=1×105Pa、体积Vb=24L，状态a的压强pa=3×105Pa。
（1）求气体状态a的体积V以及状态c的温度T；
（2）若b到c过程中气体内能改变了2×104J，求该过程气体放出的热量Q。
【答案】（1）；；（2）
【解析】
【详解】（1）a到b为等温过程，由波意尔定律有
将
代入方程解得
b到c为等压过程，由盖—吕萨克定律有
将
代入方程解得
（2）对b到c为等压压缩过程，外界对气体做功为
代入数据解得
由于温度降低，该过程中气体内能减小，故
由热力学第一定律有
解得
21. 如图甲所示是一款名为“反重力”磁性轨道车的玩具，轨道和小车都装有磁条，轨道造型可以自由调节，小车内装有发条，可储存一定弹性势能。图乙所示是小明同学搭建的轨道的简化示意图，它由水平直轨道AB、竖直圆轨道BCD、水平直轨道DM和两个四分之一圆轨道MN与NP平滑连接而组成，圆轨道MN的圆心与圆轨道NP的圆心位于同一高度。已知小车的质量m=50g，直轨道AB长度L=0.5m，小车在轨道上运动时受到的磁吸引力始终垂直轨道面，在轨道ABCDM段所受的磁力大小恒为其重力的0.5倍，在轨道MNP段所受的磁力大小恒为其重力的2.5倍，小车脱离轨道后磁力影响忽略不计。现小明将具有弹性势能的小车由A点静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，并最终从P点水平飞出。假设小车在轨道AB段运动时所受阻力大小等于轨道与小车间弹力的0.2倍，其余轨道均光滑，不计其他阻力，小车可视为质点，小车在到达B点前发条的弹性势能已经完全释放，重力加速度g取。
（1）求小车运动到B点时的速度大小；
（2）求小车运动到圆轨道B点时对轨道的压力大小；
（3）同时调节圆轨道MN与NP的半径r，其他条件不变，求小车落地点与P点的最大水平距离。
【答案】（1）；（2）3N；（3）
【解析】
【详解】（1）小车由A运动至B过程，由能量关系可知
其中，代入数据得
（2）设小车在C点的速度为，恰好通过最高点，则
小车从B到C，由动能定理得
得
R=0.2m
在B点
得
由牛顿第三定律，小车运动至B点时对轨道压力大小为3N；
（3）小车从B到P，由动能定理得
小车从P点飞出后做平抛运动
得
当r=0.1125m时，小车落地点与P点的水平距离最大
小车从P点飞出，则
r<0.225m
但因小车在N点
小车从B到N，由动能定理得
得
r≥0.2m
综合可知，当r=0.2m时，小车落点与P点水平距离最大：
22. 如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间，左端接有阻值电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量，电阻的金属棱ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度处，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触。，求：
（1）金属棒运动的最大速率；
（2）金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；
（3）金属棒在恒力F作用下向右运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热。
【答案】（1）4m/s；（2）1m/s2；（3）1.5J
【解析】
【详解】（1）金属棒从出磁场到达弯曲轨道最高点，根据机械能守恒定律
解得金属棒运动的最大速率
（2）金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为I，则
由平衡条件可得
金属棒速度为时，设回路中的电流为，则
由牛顿第二定律得
解得
（3）设金属棒在磁场中运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q，根据功能关系
则电阻R上的焦耳热
解得
23. 如图所示，离子室､加速电场､速度选择器的中心轴线都位于x轴上，y轴的右侧有一半径为的圆形磁场区域，圆形磁场的圆心坐标为。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为E，匀强磁场磁感应强度为，方向垂直纸面向里。圆形磁场的磁感应强度为，方向垂直纸面向外。某次实验时离子室内充有大量同种阴离子，经加速电场加速后沿速度选择器的中轴线射出，并从坐标原点O进入圆形磁场区域，且离子刚好经过点，离子重力忽略不计。则：
（1）该种离子的比荷是多少；
（2）调整圆形磁场的磁感应强度大小，使离子最终能通过y轴上的点，则此时圆形磁场的磁感应强度为多大；
（3）撤去圆形磁场区域内的磁场，并在y轴的右侧加上平行于坐标平面，且与x轴正方向成45°角斜向上的匀强电场（图中未画出），求离子再打到y轴上某点时的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设离子质量为m，电荷量为q，在速度选择器中沿直线运动，有
解得
在圆形磁场中做半径为的圆周运动，有
从P点射出时，其轨迹圆心为，由几何关系知
联立解得
（2）粒子运动轨迹如图所示
离子能经过点，在圆形磁场中做半径为的圆周运动，其轨迹圆心为，由几何关系可得
由几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力
解得磁感应强度
（3）离子受电场力设F，经时间t离子再打到y轴上某点.由动量定理可得
x方向
y方向
解得
解得速度为
相关试卷
浙江省温州市新力量联盟2023-2024学年高二物理上学期期中联考试题（Word版附解析）： 这是一份浙江省温州市新力量联盟2023-2024学年高二物理上学期期中联考试题（Word版附解析），共20页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸，可能用到的相关参数等内容，欢迎下载使用。
浙江省温州新力量联盟2022-2023学年高二下学期期末检测物理试题： 这是一份浙江省温州新力量联盟2022-2023学年高二下学期期末检测物理试题，共8页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸，4Ω）等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年浙江省温州新力量联盟高二下学期期中联考物理试题 （解析版）： 这是一份2022-2023学年浙江省温州新力量联盟高二下学期期中联考物理试题 （解析版），共21页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
