2022-2023学年广东省深圳市龙岗区四校高二（下）期中物理试卷

这是一份2022-2023学年广东省深圳市龙岗区四校高二（下）期中物理试卷，共26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．（3分）两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是
A．粒子带正电
B．点和点的电场强度相同
C．动能先减小后增大
D．在点的电势能小于在点的电势能
2．（3分）在如图所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，为电容器，为定值电阻，为滑动变阻器；开关闭合后，灯泡能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是
A．灯泡变亮B．电容器的带电量将增大
C．两端的电压减小D．电源的总功率变大
3．（3分）一光滑水平地面上静止放着质量为、半径为的光滑圆弧轨道，质量也为小球从轨道最左端的点由静止滑下为水平直径），重力加速度为，下列正确的是
A．小球不可能滑到圆弧轨道右端最高端
B．小球向右运动中轨道先向左加速运动，后向右加速运动
C．轨道做往复运动，离原先静止位置最大距离为
D．小球通过最低点时速度
4．（3分）飞力士棒是一种健身、康复器材，它由一根软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，使用时，用手驱动使其振动，如图所示。若某棒的固有振动频率为，下列说法正确的是
A．用力越大，该棒振动的越快
B．增大手驱动的频率，该棒的振幅一定变大
C．增大手驱动的频率，该棒的振动频率可能减小
D．用同样大小的力驱动该棒，每分钟完成270次全振动时负重头的振幅最大
5．（3分）如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子、、，以不同的速率对准圆心沿着方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的
A．粒子速率最大，在磁场中运动时间最长
B．粒子速率最大，在磁场中运动时间最短
C．粒子速率最小，在磁场中运动时间最短
D．粒子速率最大，在磁场中运动时间最长
6．（3分）在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为，导体环的总电阻为。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。磁感应强度随时间的变化如乙图所示，。下列说法正确的是
A．时，导体环中电流为零
B．第内，导体环中电流为负方向
C．第内，导体环中电流的大小为
D．第内，通过导体环中某一截面的电荷量为
7．（3分）某交变电流电压随时间变化的规律如图所示（初始部分为正弦函数的四分之一周期），下列说法正确的是
A．该交变电流的周期为
B．该交变电流电压的有效值为
C．将该交变电流加在交流电压表两端时，电压表读数为
D．将该交变电流加在启辉电压（达到或超过启辉电压后氖管会发光）为的氖管上，氖管未被击穿，氖管1秒钟内发光次数为100次
8．（3分）如图所示，2021年12月9日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是
A．麦克斯韦证实了电磁波的存在
B．电磁波可以在真空中传播
C．电磁波在各种介质中传播的速度都是
D．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
二、多选题（本大题共3小题，每题6分，选对但不全得3分，共18.0分）
9．（6分）如图所示，、是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，线与竖直方向的夹角分别为、，且。不计空气阻力，两球带电荷量不变。下列说法正确的是
A．球的质量比球的大
B．若同时剪断两根细线，则、两球同时落地
C．球的电荷量比球的大
D．若同时剪断两根细线，则、两球飞行的水平距离相等
10．（6分）如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为和。点是连线的中点，下列说法正确的是
A．、两点都保持静止不动
B．图示时刻、两点的竖直高度差为
C．图示时刻点正处在平衡位置且向上运动
D．从图示时刻起经后，质点的路程为
11．（6分）如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是
A．甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压
B．乙图可判断出极板是发电机的正极
C．丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D．丁图中若载流子带负电，稳定时板电势高
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
12．（3分）某同学利用一根压缩的弹簧来弹开带有遮光片的滑块测量滑块与木板间的动摩擦因数。实验装置如图（a）所示，将木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，右端与滑块刚好接触（但不连接），然后将光电门固定在木板上靠近滑块处。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度，其示数如图（b）所示， ；
（2）将光电门连接计时器，让滑块压缩弹簧至点（图（a）中未画出），释放后滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间△，再测量滑块停止时的位置与光电门的距离，则可用 表示滑块经过光电门时速度的大小；
（3）改变点的位置，多次重复步骤（2）；
（4）若用图像处理数据，所得图象如图（c）所示，设重力加速度为，则由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数 （用物理量的符号表示）。
13．（3分）测定金属丝的电阻率，提供实验器材如下：
．待测金属丝（电阻约
．电流表
．电压表
．滑动变阻器
电源
开关，导线若干
（1）某同学用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径和长度，读出图中的示数，图1甲为 ，图1乙为 。
（2）某同学采用如图2所示电路进行实验，请用笔画线代替导线，在图2中将实物电路图连接完整。
（3）测得金属丝的直径为，改变金属夹的位置，测得多组金属丝接入电路的长度及相应电压表示数、电流表示数，作出如图3所示。测得图线斜率为，则该金属丝的电阻率为 。
（4）关于电阻率的测量，下列说法中正确的有
．开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
．实验中，滑动变阻器的滑片位置确定后不可移动
．待测金属丝长时间通电，会导致电阻率测量结果偏小
．该实验方案中电流表的内阻对电阻率测量结果没有影响
四、计算题（本大题共3小题，共34.0分，需要写出重要解题步骤和必要的文字说明，只有结果，没有过程不得分）
14．如图所示，气缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为。筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部的高度，外界大气压强为，温度为，现对气体加热。求：
（1）当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度；
（2）气体温度达到时气体的压强。
15．如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨、相距为，导轨平面与水平面夹角，导轨上端跨接一定值电阻，导轨电阻不计。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为的金属棒垂直于、放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为、电阻为，重力加速度为，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为时，速度达到最大值．求：
（1）金属棒开始运动时的加速度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）金属棒沿导轨下滑距离为的过程中，电阻上产生的电热。
16．如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角，下端点为轨道的最低点且与光滑水平面相切。质量的小物块（可视为质点）从空中点以的速度水平抛出，恰好从点沿轨道切线方向进入轨道，经过点后沿水平面并与静止在水平面上的另一小物块发生弹性碰撞，碰撞后物块恰好可以返回到圆弧轨道与圆心等高处。取，，求：
（1）物块由到的运动时间，以及、两点的高度差；
（2）小物块经过圆弧轨道上点时对轨道的压力大小；
（3）物块的质量；（第（3）小题结果可用根式表示，不用化成最简形式。
2022-2023学年广东省深圳市龙岗区四校高二（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1．（3分）两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是
A．粒子带正电
B．点和点的电场强度相同
C．动能先减小后增大
D．在点的电势能小于在点的电势能
【答案】
【解答】解：、根据两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面的特点可得，该图中的等势面中，正电荷在上方，负电荷在下方；从粒子运动轨迹看出，轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到了向上的力的作用，所以粒子带负电，故错误；
、在电场中等势面与电场线是垂直的，由图可知，、两点弯曲的方向不同，则过、两点，与的等势面垂直的电场线的方向是不同的，所以、两点电场强度是不同的，故错误；
、粒子从过程中，电场力做负功，过程中，电场力做正功。粒子在静电场中电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，动能先减小后增大，故正确；
、、两点时电势相等，故电荷在、两点电势能相等，故错误。
故选：。
【点评】本题是轨迹问题，首先要根据弯曲的方向判断出带电粒子所受电场力方向，确定是排斥力还是吸引力。根据电场力做功分析动能和电势能的变化是常用的思路。
2．（3分）在如图所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，为电容器，为定值电阻，为滑动变阻器；开关闭合后，灯泡能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是
A．灯泡变亮B．电容器的带电量将增大
C．两端的电压减小D．电源的总功率变大
【答案】
【解答】解：．当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，电路中电流减小，灯变暗，故错误；
．路端电压增大，电容器的电压等于路端电压，可见其电压是增大的，则由知，电容器的电荷量将增大，故正确；
．两端的电压不变，始终等于零，故错误；
．电源消耗的功率，电流减小，所以电源的总功率将变小，故错误。
故选：。
【点评】本题是电路的动态变化分析问题，可直接根据路端电压随外电阻增大而增大，判断电压表读数的变化．
3．（3分）一光滑水平地面上静止放着质量为、半径为的光滑圆弧轨道，质量也为小球从轨道最左端的点由静止滑下为水平直径），重力加速度为，下列正确的是
A．小球不可能滑到圆弧轨道右端最高端
B．小球向右运动中轨道先向左加速运动，后向右加速运动
C．轨道做往复运动，离原先静止位置最大距离为
D．小球通过最低点时速度
【答案】
【解答】解：、当小球滑到圆弧的最高点时，根据水平方向动量守恒得知，小球与圆弧的速度均为零，根据系统的机械能守恒得知，小球能滑到右端，故错误。
、小球向右运动的过程中，轨道先向左加速，后向左减速，当小球到达点时，速度为零，故错误。
、设小球滑到最低点时，轨道向左运动的距离为，则小球相对于地水平位移大小为：．取水平向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒得：，解得：，所以轨道做往复运动，离原先静止位置最大距离为，故错误。
、设小球通过最低点时小球与轨道的速度分别为和，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，由机械能守恒定律得：，解得：，故正确。
故选：。
【点评】本题是系统的水平方向动量守恒和机械能守恒的类型，运用平均动量守恒求解轨道运动的最大距离．
4．（3分）飞力士棒是一种健身、康复器材，它由一根软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，使用时，用手驱动使其振动，如图所示。若某棒的固有振动频率为，下列说法正确的是
A．用力越大，该棒振动的越快
B．增大手驱动的频率，该棒的振幅一定变大
C．增大手驱动的频率，该棒的振动频率可能减小
D．用同样大小的力驱动该棒，每分钟完成270次全振动时负重头的振幅最大
【答案】
【解答】解：．用力越大，手驱动的频率不一定大，该棒振动的不一定快，错误；
．棒做受迫振动，驱动力的频率等于棒的振动频率，增大手驱动的频率，该棒的振动频率增大，棒的振动频率不会减小，当驱动频率等于固有频率时，振幅最大，所以增大手驱动的频率，该棒的振幅不一定变大，故错误；
．用同样大小的力驱动该棒，每分钟完成270次全振动时，可知驱动频率为：
代入数据得：
即
可知负重头的振幅最大，故正确。
故选：。
【点评】本题考查受迫振动的问题，关键是要明确受迫振动的频率与驱动力的大小无关，当外力振动的频率等于固有频率时物体发生共振，振幅最大。
5．（3分）如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子、、，以不同的速率对准圆心沿着方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的
A．粒子速率最大，在磁场中运动时间最长
B．粒子速率最大，在磁场中运动时间最短
C．粒子速率最小，在磁场中运动时间最短
D．粒子速率最大，在磁场中运动时间最长
【答案】
【解答】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
，解得：，
则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，粒子速率最小，粒子速率最大；
由于粒子运动的周期，粒子在磁场中运动的时间：可知
三粒子运动的周期相同，在磁场中运动的偏转角最大，运动的时间最长，在磁场中运动的偏转角最小，运动的时间最短，故正确。
故选：。
【点评】带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据运动圆弧来确定速率的大小；运动的周期均相同的情况下，可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短。
6．（3分）在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为，导体环的总电阻为。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。磁感应强度随时间的变化如乙图所示，。下列说法正确的是
A．时，导体环中电流为零
B．第内，导体环中电流为负方向
C．第内，导体环中电流的大小为
D．第内，通过导体环中某一截面的电荷量为
【答案】
【解答】解：、时间内，磁场均匀变化，这段时间内电流恒定，因此时导体环中电流不为零，故错误；
、第内，导体环内，向上的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场向下，根据赔礼定则，感应电流与图中的电流一致为正方向，故错误；
、第内，感应电动势，根据欧姆定律得，故错误；
、第与第磁通量变化率相同，因此电流相同，通过导体环中某一界面的电荷量为，故正确；
故选：。
【点评】本题主要考查了法拉第电磁感应定律的相关应用，根据公式结合图像得出感应电动势的大小，同时结合楞次定律即可完成分析。
7．（3分）某交变电流电压随时间变化的规律如图所示（初始部分为正弦函数的四分之一周期），下列说法正确的是
A．该交变电流的周期为
B．该交变电流电压的有效值为
C．将该交变电流加在交流电压表两端时，电压表读数为
D．将该交变电流加在启辉电压（达到或超过启辉电压后氖管会发光）为的氖管上，氖管未被击穿，氖管1秒钟内发光次数为100次
【答案】
【解答】解：．由图像可知，该交变电流的周期为，故错误；
．根据电流的热效应，设电压的有效值为，则有，代入数据解得该交变电流电压的有效值为，故错误；
．交流电压表读数为交变电流电压的有效值，所以电压表读数为，故错误；
．当交流电压大于或等于启辉电压时，氖管才能发光，可知一个周期发光两次，而交变电流的周期为，则1秒内发光100次，故正确。
故选：。
【点评】本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量。
8．（3分）如图所示，2021年12月9日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是
A．麦克斯韦证实了电磁波的存在
B．电磁波可以在真空中传播
C．电磁波在各种介质中传播的速度都是
D．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
【答案】
【解答】解：、电磁波是由麦克斯韦预言，而赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故错误；
、电磁场本身就是一种物质，可以不依赖物质传播，所以可以在真空中传播，故正确；
、电磁波在真空中传播的速度都是，而在介质中的传播速度要小于，故错误；
、根据麦克斯韦电磁场理论，可知变化的磁场周围产生电场，变化的电场周围产生磁场，故错误。
故选：。
【点评】解决本题的关键知道电磁波的产生原理，以及知道电磁波的传播．对于这些基本知识要熟练掌握并能正确应用。
二、多选题（本大题共3小题，每题6分，选对但不全得3分，共18.0分）
9．（6分）如图所示，、是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，线与竖直方向的夹角分别为、，且。不计空气阻力，两球带电荷量不变。下列说法正确的是
A．球的质量比球的大
B．若同时剪断两根细线，则、两球同时落地
C．球的电荷量比球的大
D．若同时剪断两根细线，则、两球飞行的水平距离相等
【答案】
【解答】解：、设两个小球的质量分别为和，对两球受力分析如图：
两个小球之间的库仑力作用是一对作用力与反作用力，则
对
对
由于，可知：，即球的质量比球大，由上两个式子可知，小球之间的相互作用以及细线与竖直方向之间的夹角都与小球的带电量无关，所以不能判断出二者带电量的关系，故正确，错误；
、剪断细线后，两球竖直方向只受重力，做自由落体运动，同时落地，故正确；
、由于在水平方向上，两球始终在同一直线上，库仑力大小相等，故水平方向球的加速度比球的小，因此相等时间内，球的水平距离比球的小，故错误；
故选：。
【点评】本题中库仑力是两个小球联系的纽带，由平衡条件分别找出两个小球的质量与库仑力关系是解题的关键。
10．（6分）如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为和。点是连线的中点，下列说法正确的是
A．、两点都保持静止不动
B．图示时刻、两点的竖直高度差为
C．图示时刻点正处在平衡位置且向上运动
D．从图示时刻起经后，质点的路程为
【答案】
【解答】解：
由波的干涉知识可知，图中的质点、、的连线处波峰和波峰或波谷和波谷叠加是加强区，过、的连线处和过、的连线处波峰和波谷叠加是减弱区。、两点是振动的加强点，不可能静止不动，故错误；
在图示时刻，在波峰，在波谷，它们振动是加强的，振幅均为两列波的振幅之和，均为，此时的高度差为，故错误；
在振动加强区，是平衡位置叠加，故点正处在平衡位置且向上运动，故正确；
根据波速和波长分别为和，可得周期为，由题图可知波是由处向处传播，处于波谷，经，即半个周期，点通过的路程为为振幅的2倍，即，故正确；
故选：。
【点评】本题解题的关键是学生掌握波的叠加原理，即波峰和波峰或波谷和波谷叠加是加强区，波峰和波谷叠加是减弱区。
11．（6分）如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是
A．甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压
B．乙图可判断出极板是发电机的正极
C．丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D．丁图中若载流子带负电，稳定时板电势高
【答案】
【解答】解：、根据洛伦兹力提供向心力可得：，解得：，故最大动能为：，所以最大动能与加速电压无关，故错误；
、由左手定则知正离子向下偏转，所以下极板带正电，板是电源的负极，板是电源的正极，故正确；
、电场的方向与的方向垂直，带电粒子进入复合场，受电场力和洛伦兹力，且二力是平衡力，即，所以，不管粒子带正电还是带负电都可以匀速直线通过，所以无法判断粒子的电性，故错误；
、若载流子带负电，由左手定则可知，负粒子向端偏转，所以稳定时板电势高，故正确。
故选：。
【点评】本题考查了洛伦兹力的应用相关知识，掌握用左手定则判断洛伦兹力的方向，知道速度选择器的原理以及回旋加速器中最大动能的表达式。
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
12．（3分）某同学利用一根压缩的弹簧来弹开带有遮光片的滑块测量滑块与木板间的动摩擦因数。实验装置如图（a）所示，将木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，右端与滑块刚好接触（但不连接），然后将光电门固定在木板上靠近滑块处。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度，其示数如图（b）所示， 1.02 ；
（2）将光电门连接计时器，让滑块压缩弹簧至点（图（a）中未画出），释放后滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间△，再测量滑块停止时的位置与光电门的距离，则可用 表示滑块经过光电门时速度的大小；
（3）改变点的位置，多次重复步骤（2）；
（4）若用图像处理数据，所得图象如图（c）所示，设重力加速度为，则由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数 （用物理量的符号表示）。
【答案】（1）1.02；（2）；（4）
【解答】解：（1）游标卡尺的分度值为，不需要估读，则；
（2）滑块经过光电门时的速度大小为：
（4）物块从光电门到停止运动，由牛顿第二定律得：
根据速度—位移公式可知：
联立解得：
结合图（c）可得图像的斜率为：
解得：
故答案为：（1）1.02；（2）；（4）
【点评】本题主要考查了摩擦力的相关应用，熟悉运动学公式和牛顿第二定律，要熟练掌握图像的物理意义。
13．（3分）测定金属丝的电阻率，提供实验器材如下：
．待测金属丝（电阻约
．电流表
．电压表
．滑动变阻器
电源
开关，导线若干
（1）某同学用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径和长度，读出图中的示数，图1甲为 1.195 ，图1乙为 。
（2）某同学采用如图2所示电路进行实验，请用笔画线代替导线，在图2中将实物电路图连接完整。
（3）测得金属丝的直径为，改变金属夹的位置，测得多组金属丝接入电路的长度及相应电压表示数、电流表示数，作出如图3所示。测得图线斜率为，则该金属丝的电阻率为 。
（4）关于电阻率的测量，下列说法中正确的有
．开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
．实验中，滑动变阻器的滑片位置确定后不可移动
．待测金属丝长时间通电，会导致电阻率测量结果偏小
．该实验方案中电流表的内阻对电阻率测量结果没有影响
【答案】（1）1.195，20.30； （2）见解析；（3）；（4）。
【解答】解：（1）螺旋测微器的最小分度为，读数为
游标卡尺的分度值为，读数为
（2）根据电路图连接实物图如下：
（3）由欧姆定律得：
由电阻定律得：
由图丁可得：
解得：
（4）．为了保护电路，实验开始前应使待测回路电流最小，滑动变阻器滑片处于最左端。故正确；
．实验要测量多组电压值、电流值，通过改变滑片位置，改变电压表示数，滑动变阻器滑片需要移动。故错误；
．待测金属丝长时间通电，因为电流热效应存在，温度升高，电阻率变大。故错误；
．根据
可知，电流表的内阻存在不会改变图像的斜率，对电阻率测量结果没影响。故正确。
故选。
故答案为：（1）1.195，20.30； （2）见解析；（3）；（4）。
【点评】本题考查测定金属丝的电阻率实验，要求掌握实验原理、实验电路和数据处理。
四、计算题（本大题共3小题，共34.0分，需要写出重要解题步骤和必要的文字说明，只有结果，没有过程不得分）
14．如图所示，气缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为。筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部的高度，外界大气压强为，温度为，现对气体加热。求：
（1）当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度；
（2）气体温度达到时气体的压强。
【答案】（1）当活塞刚好到达汽缸口时，气体的温度为；
（2）气体温度达到时，气体的压强。
【解答】解：（1）以封闭气体为研究对象：，，；
设温度升高到时，活塞刚好到达汽缸口。此时有：，，？
根据盖—吕萨克定律：
联立解得：；
（2），封闭气体先做等压变化，活塞到达汽缸口之后做等容变化。
在温度为时：，，设压强为
由一定质量的理想气体状态方程可得：
解得：。
答：（1）当活塞刚好到达汽缸口时，气体的温度为；
（2）气体温度达到时，气体的压强。
【点评】本题主要是考查了一定质量的理想气体的状态方程；解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，利用一定质量的理想气体的状态方程列方程求解。
15．如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨、相距为，导轨平面与水平面夹角，导轨上端跨接一定值电阻，导轨电阻不计。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为的金属棒垂直于、放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为、电阻为，重力加速度为，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为时，速度达到最大值．求：
（1）金属棒开始运动时的加速度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）金属棒沿导轨下滑距离为的过程中，电阻上产生的电热。
【解答】解：（1）设金属棒开始运动时的加速度大小为，由牛顿第二定律有：
①
解得：；
（2）金属棒匀速下滑时速度最大。由平衡条件有：
又
解得：
（3）设电阻上产生的电热为，整个电路产生的电热为，由能量守恒定律有：
得：
电阻上产生的电热为：
答：（1）金属棒开始运动时的加速度大小是；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小是；
（3）金属棒沿导轨下滑距离为的过程中，电阻上产生的电热是。
【点评】解决本题的关键会根据牛顿第二定律求加速度，以及结合运动学能够分析出金属棒的运动情况，知道金属棒的加速度时，速度达到最大。要注意金属棒并不是垂直切割磁感线。
16．如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角，下端点为轨道的最低点且与光滑水平面相切。质量的小物块（可视为质点）从空中点以的速度水平抛出，恰好从点沿轨道切线方向进入轨道，经过点后沿水平面并与静止在水平面上的另一小物块发生弹性碰撞，碰撞后物块恰好可以返回到圆弧轨道与圆心等高处。取，，求：
（1）物块由到的运动时间，以及、两点的高度差；
（2）小物块经过圆弧轨道上点时对轨道的压力大小；
（3）物块的质量；（第（3）小题结果可用根式表示，不用化成最简形式。
【答案】（1）物块由到的运动时间为，、两点的高度差为；
（2）小物块经过圆弧轨道上点时对轨道的压力大小为；
（3）物块的质量为。
【解答】解：（1）小物块从点抛出做平抛运动，到点时，将小物块的运动分解到水平方向和竖直方向，如图
则
代入数据联立解得：
、两点的高度差为
代入数据解得：
（2）小物块在点的速度大小
从到，根据动能定理得：
在点，根据牛顿第二定律得：
代入数据联立解得：
根据牛顿第三定律得，物块对轨道的压力大小为
（3）与碰撞，根据动量守恒定律有：
根据系统机械能守恒定律得：
碰撞后对，根据动能定理有：
代入数据联立解得：
答：（1）物块由到的运动时间为，、两点的高度差为；
（2）小物块经过圆弧轨道上点时对轨道的压力大小为；
（3）物块的质量为。
【点评】本题考查平抛运动、圆周运动和碰撞，解题关键是分析好物块的运动过程，结合运动学公式、动能定理、牛顿第二定律、动量守恒定律和机械能守恒定律列式求解即可。
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