还剩20页未读，
继续阅读
2022-2023学年浙江省杭州市六县九校联盟高二下学期4月期中联考物理试题 （解析版）
展开
这是一份2022-2023学年浙江省杭州市六县九校联盟高二下学期4月期中联考物理试题 （解析版），共23页。试卷主要包含了单项选题，不定项选择题，填空题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
杭州“六县九校”联盟2022学年第二学期期中联考
高二年级物理学科试题
选择题部分
一、单项选题（本题共有13小题，每小题只有一个正确选项，选对得3分，共计39分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 物体做直线运动，位移大小等于路程
B. 引入“质点”，从科学方法上来说是属于建立理想物理模型的方法
C. 加速度方向与规定正方向相反，物体速度一定减小
D. 加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．只有物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程，故A错误；
B．引入“质点”，从科学方法上来说是属于建立理想物理模型的方法，故B正确；
C．加速度方向与规定正方向相反，但与速度方向相同时，物体的速度也是增加的，故C错误；
D．加速度很大时，运动物体的速度一定变化很快，但不一定很快变大，故D错误。
故选B。
2. 以下情形涉及到不同的物理知识，则下列说法正确的是（ ）
A. 3D电影是利用了光的衍射现象
B. 彩超仪器进行医学检测时利用了多普勒效应
C. 肥皂泡上不同的颜色是光的折射造成的
D. 镜头拍某些照片时为了增强反射光会在镜头前加偏振片
【答案】B
【解析】
【详解】A．3D电影是利用的是光的偏振，A错误；
B．医院进行医学检测时用的彩超仪器，利用了超声波的多普勒效应，B正确；
C．肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象，光在肥皂泡的内外表面反射形成的频率相同的光相互叠加，从而出现彩色条纹，C错误；
D．在照相机镜头前加一个偏振片，能减弱反射光使像清晰，D错误。
故选B。
3. 高抛发球是乒乓球发球的一种，由我国吉林省运动员刘玉成于1964年发明，后成为风靡世界乒乓球坛的一项发球技术。将乒乓球离手向上的运动视为匀减速直线运动，该向上运动过程的时间为5t。设乒乓球离开手后第一个t时间内的位移为，最后一个t时间内的位移为，则为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据逆向思维，将乒乓球离开手向上的运动逆过来看作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为，则最后一个t时间内的位移为
第一个t时间内的位移为
则有
故选C。
4. 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左的力T拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中必须让木板保持匀速运动
B. 图乙中曲线就是T的大小随时间变化的曲线
C. 只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
D. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
【答案】D
【解析】
【详解】AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是轻绳向右的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图乙可知轻绳向右的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，AB错误；
C．根据滑动摩擦力的计算公式
可知，由于不知道物块的重力，故无法求出物块与木板间的动摩擦因数，C错误；
D．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10：7，D正确。
故选D。
5. 如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力对物体做功，力对物体做功，则力和的合力对物体做功为（ ）
A. 7J B. 1J C. 5J D. 12J
【答案】A
【解析】
【详解】功是标量，则力和的合力对物体做功为
A正确，BCD错误；
故选A。
6. 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，将下极板向上移动小段距离，油滴向上移动，静电计张角变大
B. 保持S闭合，将上极板向下移动小段距离，极板电量增加，P点的电势降低
C. 断开S，将上极板下移小段距离，静电计张角变小，但油滴仍然静止
D. 断开S，在下极板的内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板，电容减小，电势差增加
【答案】C
【解析】
【详解】A. 保持S闭合，U不变，静电计张角不变，A错误；
B. 保持S闭合，U不变；将上极板向下移动小段距离，d减小，由 得，E增大，P点和下板的电势差增大，P点电势升高，B错误；
C. 由电容公式
解得
断开S，Q不变，将上极板下移小段距离，d减小，U减小，静电计指针张角变小，E不变，电场力仍然等于重力，油滴仍然静止； C正确；
D. 由 ，在下极板内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板，ε增大，电容增大，D错误。
故选C。
7. 空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供航天员工作和生活的载人航天器，其运行轨道可以近似为圆。如图甲为我国三名航天员站立在空间站内地板上的情景，图乙是航天员王亚平在空间站做的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站内的航天员处于平衡状态
B. 空间站内的航天员不能用拉力器锻炼肌肉力量
C. 空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度小
D. 空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的
【答案】D
【解析】
【详解】A．空间站内的航天员处于完全失重状态，不是平衡状态，故A错误；
B．拉力器的工作原理是弹簧的形变，与重力无关，所以依然能用拉力器锻炼肌肉力量，故B错误；
C．因为空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据
可知，空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度大，故C错误；
D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的，故D正确。
故选D。
8. 2021年10月15日，由全国总工会宣传教育部主办的“中国梦·劳动美——永远跟党走奋进新征程”2021年全国职工乒乓球大赛在北京圆满落幕。如图所示，一运动员在比赛中挥拍将以速率飞来的乒乓球，以的速率反向击出，已知乒乓球质量为m，忽略重力，则此过程中拍子对乒乓球作用力的冲量大小为（ ）
A. ，方向与乒乓球被击出速度方向相同
B. ，方向与乒乓球被击出速度方向相同
C. ，方向与乒乓球飞来速度方向相同
D. ，方向与乒乓球飞来速度方向相同
【答案】B
【解析】
【详解】在球拍击打乒乓球的过程中，选取击出方向为正方向，对乒乓球运用动量定理有
即拍子对乒乓球作用力的冲量大小为，方向与乒乓球被击出方向相同。
故选B。
9. 如图所示，以O点为平衡位置，单摆在A、B两点间做简谐运动，已知摆球从A点第一次运动到B点历时0.5s，则下列说法中正确的是（ ）
A. 摆球从A点经O点运动到B点即完成一次全振动
B. 单摆的摆长约为1m
C. 从A点向O点运动的过程中，摆球受到的拉力不断增大，回复力也不断增大
D. 将单摆从地面移至山顶，摆动周期将增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．摆球从A点经O点运动到B点，然后从B点再经过O点返回A点，摆球完成一次全振动，故A错误；
B．单摆周期为
解得
故B错误；
C．从A点向O点运动的过程中，摆球受到的拉力不断增大，回复力不断减小，故C错误；
D．将单摆从地面移至山顶，由于重力加速度减小，由单摆周期公式可知，摆动周期将增大，故D正确。
故选D。
10. 下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A. 发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
B. 驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大
C. 波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D. 发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多
【答案】B
【解析】
【详解】A．发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，是由于波源和观察者必须有相对运动造成听起来频率变化，故A错误；
B．驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大，故B正确；
C．波发生反射时在同一介质中，频率、波长和波速均不变，故C错误；
D．波生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或相差不多，故D错误。
故选B。
11. 已知通电长直导线周围某点的磁感应强度与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为，分别通以大小相等、方向相同的电流。规定磁场方向垂直纸面向里为正，在区间内磁感应强度随变化的图线可能是图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由安培定则可知，左侧的电流在其右侧的磁场方向垂直纸面向里，而右侧的电流在其左侧产生的磁场方向垂直纸面向外，根据通电长直导线周围某点的磁感应强度
可知距离电流越远，电流产生的磁场越小，根据对称性可知两电流在处的合磁场大小为0，区域的合磁场方向垂直纸面向里，为正值；区域的合磁场方向垂直纸面向外，为负值。
故选D。
12. 如图所示，图甲为一列简谐横波在时刻的波形，其中质点P坐标为（，），质点Q坐标为（，），图乙为质点Q的振动图像，图中M点坐标为（，），则关于波的传播和质点的振动，下列判断不正确的是（ ）
A. 该简谐横波的传播方向沿x轴负方向
B. 由波动图像可得该简谐横波的波长为
C. 结合波动图像和振动图像可得该简谐横波的传播速度为
D. 结合波动图像和振图像可得点P的振动方程为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙可知，在时刻质点Q向上振动，根据波形平移法可知，该简谐横波的传播方向沿x轴负方向，故A正确，不满足题意要求；
B．设该简谐横波的波动方程为
将（，），（，）代入，解得
，
故B正确，不满足题意要求；
CD．设质点Q的振动方程为
将（，），（，）代入，解得
，
该简谐横波的传播速度为
同理，质点P的振动方程为
故C正确，不满足题意要求；D错误，满足题意要求。
故选D。
13. 如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布，边长为L的N匝正方形线圈中通以电流I，如图乙所示，线圈中左侧一条a导线电流方向垂直纸面向外，右侧b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则（ ）
A. 该磁场是匀强磁场 B. 该线圈的磁通量为BL2
C. a导线受到的安培力方向向上 D. 此仪表利用了电磁感应的原理
【答案】C
【解析】
【详解】A．匀强磁场的磁感线互相平行，方向相同，该磁场均匀辐向分布，不是匀强磁场，故A错误；
B．线圈平面与磁感线平行，线圈的磁通量为零，故B错误；
C．导线电流向外，磁场向右，根据左手定则，导线受到的安培力向上，故C正确；
D．此仪表利用的是电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，带动指针转动的原理，故D错误。
故选C。
二、不定项选择题（本题共有3小题，每小题有一个或者一个以上的正确选项，选对选全得2分，少选得1分，有错误选项不得分。本题共计6分）
14. 如图，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，则下列判断正确的是（ ）
A. 玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
B. 在玻璃砖中，a光的速度大于b光的速度
C. a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D. 以同一入射角从某介质射入空气，若a恰发生全反射，则b光一定能发生全反射
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由光路图可知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，可知玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故A正确；
B．根据
知，a光折射率大，则a光在玻璃砖中传播速度小，故B错误；
C．a光的折射率较大，则a光的频率较大，根据
知，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，故C正确；
D．根据
知，a光的折射率较大，则a光发生全反射的临界角较小，以相同的入射角从介质射入空气，a光能发生全反射，b光不一定能发生全反射，故D错误。
故选AC。
15. 如图所示，带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动的说法正确的是（ ）
A. 甲图中从左侧射入的带正电粒子，若速度满足，将向下极板偏转
B. 乙图中等离子体进入A、B极板之间后，A极板电势低于B极板
C. 丙图中通过励磁线圈的电流越大，电子的运动径迹半径越小
D. 丁图中只要增大加速电压，粒子就能获得更大的动能
【答案】BC
【解析】
【详解】A．甲图中带正电的粒子从左侧射入复合场中时，受向下的电场力和向上的洛伦兹力，当两个力平衡时，带电粒子会沿直线射出，当速度，即洛伦兹力大于电场力时，粒子将向上极板偏转，故A错误；
B．乙图中等离子体进入A、B极板之间后，受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，正离子向B极板偏转，负离子向A极板偏转，因此A极板带负电，B极板带正电，A极板电势低于B极板，故B正确；
C．丙图中，电子的运动由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
当电子的速度一定时，通过励磁线圈的电流越大，线圈产生的磁场越强，电子的运动径迹半径越小，故C正确；
D．丁图中，当粒子运动半径等于D型盒半径时具有最大速度，即
粒子的最大动能为
可知粒子的最大动能与加速电压无关，故D错误。
故选BC。
16. 甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波波源位于O点，乙波波源位于x＝11m处，在t＝0时刻所形成的波形与位置如图所示。已知甲的波速为0.4m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 乙的波速为0.8m/s
B. 甲、乙两波相遇后不能形成稳定的干涉图像
C. 甲的波谷经过13.75s与乙的波峰第一次相遇
D. 振动减弱点的振幅为4cm，x＝5m处是振动减弱点
【答案】CD
【解析】
【详解】A．两列机械波在同种介质中波速相同，即
故A错误；
B．甲、乙两列机械波波长相同，波速相同，频率相同，相位差恒定，是相干波，相遇后可形成稳定的干涉图像，故B错误；
C．设甲的波谷与乙的波峰第一次相遇的时刻为t，根据图像的特征可知
故C正确；
D．振动减弱点的振幅为
x=5.0m处是甲的波峰与乙的波谷第一次相遇的位置，波峰遇波谷的位置是振动的减弱点，故D正确。
故选CD。
非选择题部分
三、填空题（本题共有2小题，共计16分）
17. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。
回答下列问题：
（1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的________。
A．最高点 B．最低点 C．任意位置
（2）该单摆的周期为________。
（3）若用表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝________。
（4）如果测得g值偏小，可能的原因是________。
A．测摆长时摆线拉得过紧
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时时，停表过迟按下
D．实验时误将49次全振动记为50次
（5）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、为纵坐标作出图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的________（选填“①”“②”或“③”）。
【答案】 ①. B ②. ③. ④. B ⑤. ①
【解析】
【详解】（1）[1]为了减小测量周期的误差，应该将小球经过最低点时作为计时开始和终止的位置更好些，实际摆动中最高点的位置会发生变化，且靠近最高点时速度较小，计时误差较大。
故选B。
（2）[2]因为摆球经过n次全振动的总时间为，则该单摆的周期为
（3）[3]由单摆周期公式
可得，重力加速度的表达式为
（4）[5]因为重力加速度的表达式为
A．测摆长时摆线拉得过紧，所测摆长偏大，则所测重力加速度偏大，A错误；
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，故所测重力加速度偏小，B正确；
C．开始计时时，秒表过迟按下，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，C错误；
D．实验中误将49次全振动次数记为50次，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，D错误。
故选B。
（5）[5]由题意可得，单摆的实际摆长为
由单摆周期表达式得
化简可得
由此得到的图像是图乙中的①。
18. 在“测玻璃的折射率”实验中：
（1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是___________；
A．若、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像
B．为减少测量误差，、的连线与法线的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些
D．若、的连线与法线夹角较大时有可能在面发生全反射，所以在一侧就看不到、的像
（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度___________（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。
（3）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所示，从图线可知玻璃砖的折射率是___________。
【答案】 ①. C ②. 大 ③. 1.5
【解析】
【详解】（1）[1]
A．、的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到、的像，故A错误；
B．为减小测量误差，入射角应适当大一些，即、的连线与法线的夹角应尽量大些，故B错误；
C．为了减小作图误差，和的距离应适当大些，故C正确；
D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于在下表面的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故D错误。
故选C
（2）[2]如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度大的玻璃砖来测量。
（3）[3]由折射率定律可得，玻璃砖的折射率为
19. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。
（1）关于该实验，下列说法正确的是____；
A.单缝及双缝必须平行放置
B.干涉条纹与双缝垂直
C.干涉条纹疏密程度与单缝宽度有关
D.若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小
（2）某同学在做该实验时，在同一视野中选取了A、B两条纹，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图乙），游标尺的示数如图丙所示；第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时（图丁），游标尺的示数如图戊所示。已知双缝间距为0.50mm，双缝到屏的距离为1.00m，则图丙游标尺的示数为____mm，两个相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离为____mm。所测单色光波长为___m。
【答案】 ①. AD##DA ②. 11.5 ③. 1.3 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]
AB．为使屏上的干涉条纹清晰，单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，A正确，B错误；
CD．根据公式
可知，干涉条纹疏密程度与双缝间距离、双缝到屏的距离和光的波长有关，绿光的波长小于红光的波长，若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小，C错误，D正确。
故选AD。
（2）[2][3][4]由图丙可知，读数为
由图戊可知，读数为
由图乙和图丁可知，A、B两条纹间有4个间距，则两个相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离为
根据公式
代入数据解得所测单色光波长为
四、综合应用题（本题共4小题，共计39分）
20. 过山车是一种机动游乐设施，深受年轻游客的喜爱（如图a所示）。可将过山车（含游客）看作质点，其质量kg。部分轨道如图（b）所示，AB是长m、倾角为37°的倾斜直轨道，过山车与轨道间的滑动摩擦因数；BC段可视半径m的光滑圆弧轨道，O为圆心，D点为轨道最高点，。过山车经过A点时速度，之后靠惯性冲上轨道最高点D，则过山车在运动过程中（取，，），求：
（1）过山车在AB段的加速度大小；
（2）摩擦力对过山车的冲量大小；
（3）过山车运动到最高点D时对轨道的压力。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设过山车在AB段的加速度大小为,由题意，根据牛顿第二定律有
解得
（2）设过山车运动到B所用时间为，由运动学公式可得
解得
或（不合题意，舍去）
故从A到B的过程中，摩擦力对过山车冲量的大小为
（3）由以上分析可知，过山车到达B点时的速度为
设到达D点的速度为，从B到D由动能定理可得
解得
另设过山车在D点时轨道对过山车的支持力为，过山车在圆弧上做圆周运动，运动到最高点时有
解得
则由牛顿第三定律可得过山车运动到最高点D时对轨道的压力
21. 如图所示，两滑块A、B位于光滑水平面上，已知A的质量mA=1kg，B的质量mB=2kg。滑块B的左端连有轻质弹簧，弹簧开始处于自由伸长状态。现使滑块A以v0=3m/s速度水平向右运动，通过弹簧与静止的滑块B相互作用（整个过程弹簧没有超过弹性限度），直至分开。求：
（1）滑块通过弹簧相互作用过程中弹簧最大弹性势能；
（2）滑块B的最大动能；
（3）滑块A的动能最小时，弹簧的弹性势能。
【答案】（1）3J；（2）4J；（3）2.25J
【解析】
【分析】
【详解】(1)对A、B系统，当A、B速度相等时，弹簧弹性势能最大，由动量守恒定律可得
解得
v共=1m/s
由机械能守恒定律可得，弹簧的最大弹性势能为
(2)弹簧被压缩的过程，B一直加速，当弹簧恢复原长时，B的动能最大，据动量守恒定律及机械能守恒定律分别可得
联立解得
vB=2m/s
滑块B的最大动能为
(3)当滑块A的速度为零时，即vA2=0，其动能最小（为零），据动量守恒定律可得
解得
据机械能守恒定律可得，此时弹簧的弹性势能为
22. 如图，倾斜平行导轨MN、PQ与水平面的夹角都为θ=37°，N、Q之间接有E=6V，r=1Ω的电源，在导轨上放置金属棒ab，质量为m=200g，长度刚好为两导轨的间距L=0.5m，电阻为R=5Ω，与两导轨间的动摩擦因数都为μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），ab棒与导轨垂直且接触良好。外加匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向为垂直导轨平面向上。在ab棒的中点用一平行轨道MN的细线通过定滑轮挂一质量为m0的物块。不计导轨和连接导线的电阻，不计滑轮的摩擦，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。要使ab棒始终保持静止，求所挂物块m0的取值范围？
【答案】
【解析】
【详解】根据题意回路中电流为
根据左手定则ab棒所受安培力方向平行导轨向下，大小为
当ab棒受到的静摩擦力最大且方向沿轨道向下时有
解得
当ab棒受到的静摩擦力最大且方向沿轨道向上时有
解得
可得所挂物块m0的取值范围为
23. 如图所示，半径为R、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形磁场区域，右侧与y轴相切于C点，下侧与x轴相切于O点，感光板（足够大）与y轴的距离为1.5R。已知质量为m，电量为q的粒子过O点垂直于x轴射入，从C点垂直于y轴射出。不计粒子的重力。
（1）求该粒子速率v0；
（2）若在y轴与感光板之间充满垂直纸面的匀强磁场，求能使该粒子击中感光板的磁感应强度大小范围；
（3）现有大量速率为v0的同种粒子沿不同方向从坐标O点处射入磁场。若在y轴与感光板之间加沿y轴正方向的匀强电场，求粒子打在感光板上的范围。
【答案】（1）；（2）B'≤；（3）y轴正方向上，2R≤y≤4R
【解析】
【详解】（1）由几何关系可得
r=R
洛伦兹力提供向心力得
qv0B=
联立解得
v0=
（2）由几何关系，粒子从圆形磁场射出时宽度为2R，进入右侧磁场后，粒子仍做匀速圆周运动，则
qv0B'=
当圆周与感光板相切时，粒子恰好打在感光板上，即粒子的半径
r=1.5R
可解得
B'=
当y轴与感光板之间的匀强磁场小于等于时，可让粒子击中感光板，与磁场方向垂直纸面向内还是向外无关。
B'≤
（3）粒子进入电场后，粒子在电场中均可看作做类平抛运动，由牛顿第二定律
qE0=ma
又
在x方向
1.5R=v0t
对向上偏转最大的粒子
由以上各式解得
y=2R
如图所示，
粒子打在感光板上的范围为：y轴正方向上，2R≤y≤4R。
杭州“六县九校”联盟2022学年第二学期期中联考
高二年级物理学科试题
选择题部分
一、单项选题（本题共有13小题，每小题只有一个正确选项，选对得3分，共计39分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 物体做直线运动，位移大小等于路程
B. 引入“质点”，从科学方法上来说是属于建立理想物理模型的方法
C. 加速度方向与规定正方向相反，物体速度一定减小
D. 加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．只有物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程，故A错误；
B．引入“质点”，从科学方法上来说是属于建立理想物理模型的方法，故B正确；
C．加速度方向与规定正方向相反，但与速度方向相同时，物体的速度也是增加的，故C错误；
D．加速度很大时，运动物体的速度一定变化很快，但不一定很快变大，故D错误。
故选B。
2. 以下情形涉及到不同的物理知识，则下列说法正确的是（ ）
A. 3D电影是利用了光的衍射现象
B. 彩超仪器进行医学检测时利用了多普勒效应
C. 肥皂泡上不同的颜色是光的折射造成的
D. 镜头拍某些照片时为了增强反射光会在镜头前加偏振片
【答案】B
【解析】
【详解】A．3D电影是利用的是光的偏振，A错误；
B．医院进行医学检测时用的彩超仪器，利用了超声波的多普勒效应，B正确；
C．肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象，光在肥皂泡的内外表面反射形成的频率相同的光相互叠加，从而出现彩色条纹，C错误；
D．在照相机镜头前加一个偏振片，能减弱反射光使像清晰，D错误。
故选B。
3. 高抛发球是乒乓球发球的一种，由我国吉林省运动员刘玉成于1964年发明，后成为风靡世界乒乓球坛的一项发球技术。将乒乓球离手向上的运动视为匀减速直线运动，该向上运动过程的时间为5t。设乒乓球离开手后第一个t时间内的位移为，最后一个t时间内的位移为，则为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据逆向思维，将乒乓球离开手向上的运动逆过来看作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为，则最后一个t时间内的位移为
第一个t时间内的位移为
则有
故选C。
4. 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左的力T拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中必须让木板保持匀速运动
B. 图乙中曲线就是T的大小随时间变化的曲线
C. 只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
D. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
【答案】D
【解析】
【详解】AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是轻绳向右的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图乙可知轻绳向右的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，AB错误；
C．根据滑动摩擦力的计算公式
可知，由于不知道物块的重力，故无法求出物块与木板间的动摩擦因数，C错误；
D．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10：7，D正确。
故选D。
5. 如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力对物体做功，力对物体做功，则力和的合力对物体做功为（ ）
A. 7J B. 1J C. 5J D. 12J
【答案】A
【解析】
【详解】功是标量，则力和的合力对物体做功为
A正确，BCD错误；
故选A。
6. 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，将下极板向上移动小段距离，油滴向上移动，静电计张角变大
B. 保持S闭合，将上极板向下移动小段距离，极板电量增加，P点的电势降低
C. 断开S，将上极板下移小段距离，静电计张角变小，但油滴仍然静止
D. 断开S，在下极板的内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板，电容减小，电势差增加
【答案】C
【解析】
【详解】A. 保持S闭合，U不变，静电计张角不变，A错误；
B. 保持S闭合，U不变；将上极板向下移动小段距离，d减小，由 得，E增大，P点和下板的电势差增大，P点电势升高，B错误；
C. 由电容公式
解得
断开S，Q不变，将上极板下移小段距离，d减小，U减小，静电计指针张角变小，E不变，电场力仍然等于重力，油滴仍然静止； C正确；
D. 由 ，在下极板内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板，ε增大，电容增大，D错误。
故选C。
7. 空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供航天员工作和生活的载人航天器，其运行轨道可以近似为圆。如图甲为我国三名航天员站立在空间站内地板上的情景，图乙是航天员王亚平在空间站做的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站内的航天员处于平衡状态
B. 空间站内的航天员不能用拉力器锻炼肌肉力量
C. 空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度小
D. 空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的
【答案】D
【解析】
【详解】A．空间站内的航天员处于完全失重状态，不是平衡状态，故A错误；
B．拉力器的工作原理是弹簧的形变，与重力无关，所以依然能用拉力器锻炼肌肉力量，故B错误；
C．因为空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据
可知，空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度大，故C错误；
D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的，故D正确。
故选D。
8. 2021年10月15日，由全国总工会宣传教育部主办的“中国梦·劳动美——永远跟党走奋进新征程”2021年全国职工乒乓球大赛在北京圆满落幕。如图所示，一运动员在比赛中挥拍将以速率飞来的乒乓球，以的速率反向击出，已知乒乓球质量为m，忽略重力，则此过程中拍子对乒乓球作用力的冲量大小为（ ）
A. ，方向与乒乓球被击出速度方向相同
B. ，方向与乒乓球被击出速度方向相同
C. ，方向与乒乓球飞来速度方向相同
D. ，方向与乒乓球飞来速度方向相同
【答案】B
【解析】
【详解】在球拍击打乒乓球的过程中，选取击出方向为正方向，对乒乓球运用动量定理有
即拍子对乒乓球作用力的冲量大小为，方向与乒乓球被击出方向相同。
故选B。
9. 如图所示，以O点为平衡位置，单摆在A、B两点间做简谐运动，已知摆球从A点第一次运动到B点历时0.5s，则下列说法中正确的是（ ）
A. 摆球从A点经O点运动到B点即完成一次全振动
B. 单摆的摆长约为1m
C. 从A点向O点运动的过程中，摆球受到的拉力不断增大，回复力也不断增大
D. 将单摆从地面移至山顶，摆动周期将增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．摆球从A点经O点运动到B点，然后从B点再经过O点返回A点，摆球完成一次全振动，故A错误；
B．单摆周期为
解得
故B错误；
C．从A点向O点运动的过程中，摆球受到的拉力不断增大，回复力不断减小，故C错误；
D．将单摆从地面移至山顶，由于重力加速度减小，由单摆周期公式可知，摆动周期将增大，故D正确。
故选D。
10. 下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A. 发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
B. 驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大
C. 波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D. 发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多
【答案】B
【解析】
【详解】A．发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，是由于波源和观察者必须有相对运动造成听起来频率变化，故A错误；
B．驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大，故B正确；
C．波发生反射时在同一介质中，频率、波长和波速均不变，故C错误；
D．波生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或相差不多，故D错误。
故选B。
11. 已知通电长直导线周围某点的磁感应强度与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为，分别通以大小相等、方向相同的电流。规定磁场方向垂直纸面向里为正，在区间内磁感应强度随变化的图线可能是图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由安培定则可知，左侧的电流在其右侧的磁场方向垂直纸面向里，而右侧的电流在其左侧产生的磁场方向垂直纸面向外，根据通电长直导线周围某点的磁感应强度
可知距离电流越远，电流产生的磁场越小，根据对称性可知两电流在处的合磁场大小为0，区域的合磁场方向垂直纸面向里，为正值；区域的合磁场方向垂直纸面向外，为负值。
故选D。
12. 如图所示，图甲为一列简谐横波在时刻的波形，其中质点P坐标为（，），质点Q坐标为（，），图乙为质点Q的振动图像，图中M点坐标为（，），则关于波的传播和质点的振动，下列判断不正确的是（ ）
A. 该简谐横波的传播方向沿x轴负方向
B. 由波动图像可得该简谐横波的波长为
C. 结合波动图像和振动图像可得该简谐横波的传播速度为
D. 结合波动图像和振图像可得点P的振动方程为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙可知，在时刻质点Q向上振动，根据波形平移法可知，该简谐横波的传播方向沿x轴负方向，故A正确，不满足题意要求；
B．设该简谐横波的波动方程为
将（，），（，）代入，解得
，
故B正确，不满足题意要求；
CD．设质点Q的振动方程为
将（，），（，）代入，解得
，
该简谐横波的传播速度为
同理，质点P的振动方程为
故C正确，不满足题意要求；D错误，满足题意要求。
故选D。
13. 如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布，边长为L的N匝正方形线圈中通以电流I，如图乙所示，线圈中左侧一条a导线电流方向垂直纸面向外，右侧b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则（ ）
A. 该磁场是匀强磁场 B. 该线圈的磁通量为BL2
C. a导线受到的安培力方向向上 D. 此仪表利用了电磁感应的原理
【答案】C
【解析】
【详解】A．匀强磁场的磁感线互相平行，方向相同，该磁场均匀辐向分布，不是匀强磁场，故A错误；
B．线圈平面与磁感线平行，线圈的磁通量为零，故B错误；
C．导线电流向外，磁场向右，根据左手定则，导线受到的安培力向上，故C正确；
D．此仪表利用的是电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，带动指针转动的原理，故D错误。
故选C。
二、不定项选择题（本题共有3小题，每小题有一个或者一个以上的正确选项，选对选全得2分，少选得1分，有错误选项不得分。本题共计6分）
14. 如图，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，则下列判断正确的是（ ）
A. 玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
B. 在玻璃砖中，a光的速度大于b光的速度
C. a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D. 以同一入射角从某介质射入空气，若a恰发生全反射，则b光一定能发生全反射
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由光路图可知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，可知玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故A正确；
B．根据
知，a光折射率大，则a光在玻璃砖中传播速度小，故B错误；
C．a光的折射率较大，则a光的频率较大，根据
知，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，故C正确；
D．根据
知，a光的折射率较大，则a光发生全反射的临界角较小，以相同的入射角从介质射入空气，a光能发生全反射，b光不一定能发生全反射，故D错误。
故选AC。
15. 如图所示，带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动的说法正确的是（ ）
A. 甲图中从左侧射入的带正电粒子，若速度满足，将向下极板偏转
B. 乙图中等离子体进入A、B极板之间后，A极板电势低于B极板
C. 丙图中通过励磁线圈的电流越大，电子的运动径迹半径越小
D. 丁图中只要增大加速电压，粒子就能获得更大的动能
【答案】BC
【解析】
【详解】A．甲图中带正电的粒子从左侧射入复合场中时，受向下的电场力和向上的洛伦兹力，当两个力平衡时，带电粒子会沿直线射出，当速度，即洛伦兹力大于电场力时，粒子将向上极板偏转，故A错误；
B．乙图中等离子体进入A、B极板之间后，受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，正离子向B极板偏转，负离子向A极板偏转，因此A极板带负电，B极板带正电，A极板电势低于B极板，故B正确；
C．丙图中，电子的运动由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
当电子的速度一定时，通过励磁线圈的电流越大，线圈产生的磁场越强，电子的运动径迹半径越小，故C正确；
D．丁图中，当粒子运动半径等于D型盒半径时具有最大速度，即
粒子的最大动能为
可知粒子的最大动能与加速电压无关，故D错误。
故选BC。
16. 甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波波源位于O点，乙波波源位于x＝11m处，在t＝0时刻所形成的波形与位置如图所示。已知甲的波速为0.4m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 乙的波速为0.8m/s
B. 甲、乙两波相遇后不能形成稳定的干涉图像
C. 甲的波谷经过13.75s与乙的波峰第一次相遇
D. 振动减弱点的振幅为4cm，x＝5m处是振动减弱点
【答案】CD
【解析】
【详解】A．两列机械波在同种介质中波速相同，即
故A错误；
B．甲、乙两列机械波波长相同，波速相同，频率相同，相位差恒定，是相干波，相遇后可形成稳定的干涉图像，故B错误；
C．设甲的波谷与乙的波峰第一次相遇的时刻为t，根据图像的特征可知
故C正确；
D．振动减弱点的振幅为
x=5.0m处是甲的波峰与乙的波谷第一次相遇的位置，波峰遇波谷的位置是振动的减弱点，故D正确。
故选CD。
非选择题部分
三、填空题（本题共有2小题，共计16分）
17. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。
回答下列问题：
（1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的________。
A．最高点 B．最低点 C．任意位置
（2）该单摆的周期为________。
（3）若用表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝________。
（4）如果测得g值偏小，可能的原因是________。
A．测摆长时摆线拉得过紧
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时时，停表过迟按下
D．实验时误将49次全振动记为50次
（5）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、为纵坐标作出图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的________（选填“①”“②”或“③”）。
【答案】 ①. B ②. ③. ④. B ⑤. ①
【解析】
【详解】（1）[1]为了减小测量周期的误差，应该将小球经过最低点时作为计时开始和终止的位置更好些，实际摆动中最高点的位置会发生变化，且靠近最高点时速度较小，计时误差较大。
故选B。
（2）[2]因为摆球经过n次全振动的总时间为，则该单摆的周期为
（3）[3]由单摆周期公式
可得，重力加速度的表达式为
（4）[5]因为重力加速度的表达式为
A．测摆长时摆线拉得过紧，所测摆长偏大，则所测重力加速度偏大，A错误；
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，故所测重力加速度偏小，B正确；
C．开始计时时，秒表过迟按下，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，C错误；
D．实验中误将49次全振动次数记为50次，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，D错误。
故选B。
（5）[5]由题意可得，单摆的实际摆长为
由单摆周期表达式得
化简可得
由此得到的图像是图乙中的①。
18. 在“测玻璃的折射率”实验中：
（1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是___________；
A．若、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像
B．为减少测量误差，、的连线与法线的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些
D．若、的连线与法线夹角较大时有可能在面发生全反射，所以在一侧就看不到、的像
（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度___________（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。
（3）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所示，从图线可知玻璃砖的折射率是___________。
【答案】 ①. C ②. 大 ③. 1.5
【解析】
【详解】（1）[1]
A．、的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到、的像，故A错误；
B．为减小测量误差，入射角应适当大一些，即、的连线与法线的夹角应尽量大些，故B错误；
C．为了减小作图误差，和的距离应适当大些，故C正确；
D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于在下表面的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故D错误。
故选C
（2）[2]如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度大的玻璃砖来测量。
（3）[3]由折射率定律可得，玻璃砖的折射率为
19. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。
（1）关于该实验，下列说法正确的是____；
A.单缝及双缝必须平行放置
B.干涉条纹与双缝垂直
C.干涉条纹疏密程度与单缝宽度有关
D.若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小
（2）某同学在做该实验时，在同一视野中选取了A、B两条纹，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图乙），游标尺的示数如图丙所示；第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时（图丁），游标尺的示数如图戊所示。已知双缝间距为0.50mm，双缝到屏的距离为1.00m，则图丙游标尺的示数为____mm，两个相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离为____mm。所测单色光波长为___m。
【答案】 ①. AD##DA ②. 11.5 ③. 1.3 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]
AB．为使屏上的干涉条纹清晰，单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，A正确，B错误；
CD．根据公式
可知，干涉条纹疏密程度与双缝间距离、双缝到屏的距离和光的波长有关，绿光的波长小于红光的波长，若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小，C错误，D正确。
故选AD。
（2）[2][3][4]由图丙可知，读数为
由图戊可知，读数为
由图乙和图丁可知，A、B两条纹间有4个间距，则两个相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离为
根据公式
代入数据解得所测单色光波长为
四、综合应用题（本题共4小题，共计39分）
20. 过山车是一种机动游乐设施，深受年轻游客的喜爱（如图a所示）。可将过山车（含游客）看作质点，其质量kg。部分轨道如图（b）所示，AB是长m、倾角为37°的倾斜直轨道，过山车与轨道间的滑动摩擦因数；BC段可视半径m的光滑圆弧轨道，O为圆心，D点为轨道最高点，。过山车经过A点时速度，之后靠惯性冲上轨道最高点D，则过山车在运动过程中（取，，），求：
（1）过山车在AB段的加速度大小；
（2）摩擦力对过山车的冲量大小；
（3）过山车运动到最高点D时对轨道的压力。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设过山车在AB段的加速度大小为,由题意，根据牛顿第二定律有
解得
（2）设过山车运动到B所用时间为，由运动学公式可得
解得
或（不合题意，舍去）
故从A到B的过程中，摩擦力对过山车冲量的大小为
（3）由以上分析可知，过山车到达B点时的速度为
设到达D点的速度为，从B到D由动能定理可得
解得
另设过山车在D点时轨道对过山车的支持力为，过山车在圆弧上做圆周运动，运动到最高点时有
解得
则由牛顿第三定律可得过山车运动到最高点D时对轨道的压力
21. 如图所示，两滑块A、B位于光滑水平面上，已知A的质量mA=1kg，B的质量mB=2kg。滑块B的左端连有轻质弹簧，弹簧开始处于自由伸长状态。现使滑块A以v0=3m/s速度水平向右运动，通过弹簧与静止的滑块B相互作用（整个过程弹簧没有超过弹性限度），直至分开。求：
（1）滑块通过弹簧相互作用过程中弹簧最大弹性势能；
（2）滑块B的最大动能；
（3）滑块A的动能最小时，弹簧的弹性势能。
【答案】（1）3J；（2）4J；（3）2.25J
【解析】
【分析】
【详解】(1)对A、B系统，当A、B速度相等时，弹簧弹性势能最大，由动量守恒定律可得
解得
v共=1m/s
由机械能守恒定律可得，弹簧的最大弹性势能为
(2)弹簧被压缩的过程，B一直加速，当弹簧恢复原长时，B的动能最大，据动量守恒定律及机械能守恒定律分别可得
联立解得
vB=2m/s
滑块B的最大动能为
(3)当滑块A的速度为零时，即vA2=0，其动能最小（为零），据动量守恒定律可得
解得
据机械能守恒定律可得，此时弹簧的弹性势能为
22. 如图，倾斜平行导轨MN、PQ与水平面的夹角都为θ=37°，N、Q之间接有E=6V，r=1Ω的电源，在导轨上放置金属棒ab，质量为m=200g，长度刚好为两导轨的间距L=0.5m，电阻为R=5Ω，与两导轨间的动摩擦因数都为μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），ab棒与导轨垂直且接触良好。外加匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向为垂直导轨平面向上。在ab棒的中点用一平行轨道MN的细线通过定滑轮挂一质量为m0的物块。不计导轨和连接导线的电阻，不计滑轮的摩擦，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。要使ab棒始终保持静止，求所挂物块m0的取值范围？
【答案】
【解析】
【详解】根据题意回路中电流为
根据左手定则ab棒所受安培力方向平行导轨向下，大小为
当ab棒受到的静摩擦力最大且方向沿轨道向下时有
解得
当ab棒受到的静摩擦力最大且方向沿轨道向上时有
解得
可得所挂物块m0的取值范围为
23. 如图所示，半径为R、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形磁场区域，右侧与y轴相切于C点，下侧与x轴相切于O点，感光板（足够大）与y轴的距离为1.5R。已知质量为m，电量为q的粒子过O点垂直于x轴射入，从C点垂直于y轴射出。不计粒子的重力。
（1）求该粒子速率v0；
（2）若在y轴与感光板之间充满垂直纸面的匀强磁场，求能使该粒子击中感光板的磁感应强度大小范围；
（3）现有大量速率为v0的同种粒子沿不同方向从坐标O点处射入磁场。若在y轴与感光板之间加沿y轴正方向的匀强电场，求粒子打在感光板上的范围。
【答案】（1）；（2）B'≤；（3）y轴正方向上，2R≤y≤4R
【解析】
【详解】（1）由几何关系可得
r=R
洛伦兹力提供向心力得
qv0B=
联立解得
v0=
（2）由几何关系，粒子从圆形磁场射出时宽度为2R，进入右侧磁场后，粒子仍做匀速圆周运动，则
qv0B'=
当圆周与感光板相切时，粒子恰好打在感光板上，即粒子的半径
r=1.5R
可解得
B'=
当y轴与感光板之间的匀强磁场小于等于时，可让粒子击中感光板，与磁场方向垂直纸面向内还是向外无关。
B'≤
（3）粒子进入电场后，粒子在电场中均可看作做类平抛运动，由牛顿第二定律
qE0=ma
又
在x方向
1.5R=v0t
对向上偏转最大的粒子
由以上各式解得
y=2R
如图所示，
粒子打在感光板上的范围为：y轴正方向上，2R≤y≤4R。
相关试卷
浙江省杭州市六县九校联盟2023-2024学年高二上学期期中联考物理试题（Word版附解析）： 这是一份浙江省杭州市六县九校联盟2023-2024学年高二上学期期中联考物理试题（Word版附解析），共22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。
浙江省杭州市六县九校联盟2022-2023学年高一下学期4月期中联考物理试题： 这是一份浙江省杭州市六县九校联盟2022-2023学年高一下学期4月期中联考物理试题，文件包含浙江省杭州市六县九校联盟2022-2023学年高一下学期4月期中联考物理试题解析版docx、浙江省杭州市六县九校联盟2022-2023学年高一下学期4月期中联考物理试题原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共39页， 欢迎下载使用。
2022-2023学年浙江省杭州市“六县九校”联盟高二（下）期中物理试卷（含解析）： 这是一份2022-2023学年浙江省杭州市“六县九校”联盟高二（下）期中物理试卷（含解析），共26页。
