2023-2024学年北京十二中高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年北京十二中高二（下）期末物理试卷，共21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．下列物理量属于矢量，且其单位用国际单位制基本单位表示正确的是（ ）
A．力：NB．磁通量：kg•m2/A•s2
C．功：kg•m2/s2D．电场强度：kg•m/A•s3
（多选）2．下列说法正确的是（ ）
A．在恒力作用下，物体可能做速率先减小后增大的曲线运动
B．做曲线运动的物体其加速度的大小不一定改变，但方向一定时刻改变
C．在足球运动中，若要研究形成香蕉球的原因时，可以将足球看成质点
D．羽毛球被扣杀后，飞入对方场地的过程中受重力、空气阻力和球拍的作用力
3．关于静电屏蔽，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中建筑物顶端的避雷针必须通过导线与大地保持良好接触
B．图乙中，为了实现屏蔽作用，金属网必须与大地保持良好接触
C．图丙中三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，可把高压线屏蔽起来，免遭雷击
D．图丁中带电作业工人穿着含金属丝织物制成的工作服，是为了屏蔽高压线周围的电场
4．根据近代物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A．铀核裂变的核反应方程为UBaKrn
B．在原子核中，结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C．一定质量的理想气体，在压强不变时，单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数随温度降低而减少
D．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
5．宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．每颗星做圆周运动的角速度为
B．每颗星做圆周运动的加速度大小与三星的质量无关
C．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍
D．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍
6．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，一块长为a，宽为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电微粒是电荷量为e的自由电子，通入图示方向的电流时，电子的定向移动速度为v，当磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下时，前后两表面会形成电势差U，下列说法中正确的是（ ）
A．前表面的电势比后表面的低
B．前、后表面间的电压U与v无关
C．前、后表面间的电压U与c成正比
D．自由电子受到的洛伦兹力大小为
7．一列沿x轴正向传播的简谐波，t＝0时刻的波形如图所示，t＝10s时d质点第一次位于波峰位置，下列说法正确的是（ ）
A．波上各质点的起振方向向上
B．波的传播速度大小为2m/s
C．0～7s内a、b两质点运动路程均为0.7m
D．d质点的振动方程为
8．2022年11月，我国独立自主研制的全球单机容量最大的16兆瓦海上风电机组在福建下线。如图每台风力发电机的叶片转动时可形成圆面，当地风向可视为与叶片转动的圆面垂直，发电机将此圆面内气流动能转化为输出电能的效率η＝20%。风速在8～15m/s范围内，η可视为不变。设风通过叶片后速度减为零。已知风速v＝10m/s时每台发电机输出电功率为6000kW，空气的密度为ρ＝1.2kg/m3，则（ ）
A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比
B．每秒钟流过面积S的气流动能ρSv2
C．每台发电机叶片转动时形成的圆面面积约为5×104m2
D．当风速为15m/s时每台发电机的输出电功率约为6800kW
9．某科研设备中的电子偏转装置由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，结构原理图如图所示。如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑。如果电子枪中正负接线柱之间电压为10U，XX′板间加恒定电压U，XX′电极的长度为l、间距为d，YY′板间不加电压。已知电子质量为m，电荷量大小为e，电子从灯丝逸出的初速度不计。则电子（ ）
A．在XX′极板间的加速度大小为
B．打在荧光屏时，动能大小为11eU
C．打在荧光屏时，其速度方向与中轴线连线夹角α的正切
D．若UYY′＞0，电子将打在荧光屏的下半区域
10．如图所示，倾角为30°的斜面上用铰链连接一轻杆a，轻杆a顶端固定一质量为m的小球（体积可不计），轻绳b跨过斜面顶端的光滑小定滑轮，一端固定在球上，一端用手拉着，保持小球静让，初始时轻绳b在滑轮左侧的部分水平，杆与斜面垂直，缓慢放绳至轻杆水平的过程中，斜面始终静止，滑轮右侧的绳与竖直方向夹角始终不变，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．初始时轻绳上的拉力大小为
B．地面对斜面的摩擦力始终向左且增大
C．铰链对轻杆的支持力一直减小
D．轻绳上的拉力一直减小
11．一起重装置把静置于地面上的重物竖直向上提升的过程中，功率随时间变化的P﹣t图像如图所示。在t＝1s时，重物上升的速度达到最大速度的一半，在t＝3s时，达到最大速度vm＝20m/s。在t＝6s时，重物再次匀速上升，取g＝10m/s2，不计一切阻力。下列说法正确的是（ ）
A．重物的质量为4kg
B．在t＝1s时，重物加速度大小a＝20m/s2
C．0～6s时间内，重物上升的高度h＝85m
D．在4～6s时间内，重物做加速度逐渐增大的减速运动
12．如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在0～t0内驱动线圈的电流i随时间t的变化如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向左
B．t＝t0时驱动线圈产生的自感电动势最大
C．t＝0时发射线圈具有的加速度最大
D．t＝t0时发射线圈中的感应电流最大
13．某透明均匀介质的截面如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB＝30°，半圆形的半径为R。一束橙光从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O点，且E、O两点距离为R，此时的折射角θ2＝30°（光在真空中的传播速度用c表示）。则下列说法正确的是（ ）
A．该光在介质中的传播时间
B．该光在介质中的折射率是
C．若用一束蓝光照射，则不能从圆弧面射出
D．与射入介质前相比，光线射出介质后的偏转角是0°
二、多选题
（多选）14．下列叙述中正确的是（ ）
A．普朗克通过对黑体辐射的研究，提出能量子的概念
B．德布罗意运用类比、对称的思想，提出了物质波的概念
C．奥斯特第一个发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说
D．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力强
（多选）15．氢原子能级如图甲所示。一群处于n＝4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，只能得到3条电流随电压变化的图线，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．a光与b光能发生干涉
B．a光最容易发生衍射现象
C．丙图中M点的数值为﹣6.34
D．若丙图中c光的饱和光电流为I＝3.2μA，则1s内最少有2×1013个氢原子发生跃迁
三、实验题
16．利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，已知当地的重力加速度g。
（1）关于本实验，下列说法中正确的是 。
A．必须用秒表测出重物下落的时间
B．打点计时器应连接直流电源
C．一定要测量重物的质量
D．应选择质量较大、体积较小的重物
（2）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g＝9.80m/s2，重物的质量为m＝1.00kg。某同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为连续的六个点，根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重物的速度为 m/s，从O点下落到B的过程重物重力势能的减少量为 J。（结果均取3位有效数字）
（3）实验中发现重物增加的动能总是稍小于重物减小的重力势能，可能的原因是 。
17．某同学为测定电池的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路。其中定值电阻阻值为R0、电流表内阻可忽略不计。由于一时没有找到适合的滑动变阻器，于是选择用一根均匀电阻丝代替（电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹P，金属夹P的电阻可忽略）。
（1）根据图甲完成图乙中实物连线。
（2）用欧姆表测量电阻丝的总电阻，先将选择开关旋至“×10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，结果发现欧姆表指针偏角太大，则应将选择开关旋至 （选填“×1”或“×100”）挡并重新进行 。最终正确测量出电阻丝的总电阻为R。
（3）用游标卡尺测量电阻丝的总长度L，示数如图丙所示，则L＝ mm。
（4）实验前，将P移到金属丝 位置（选填“a”或“c”），合上开关S，调节金属夹的位置，依次测量出接入电路中的电阻丝长度x和电流表示数I，该小组同学根据实验数据描绘函数图像如图丁所示，图线斜率为k，与纵轴截距为b，该电池电动势和内阻可表示为E＝ ，r＝ 。（用R0、R、k、b、L表示）
18．某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
①实验装置如图（a），下列操作规范的是 （多选）。
A．悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数
B．实验前，应该先把弹簧水平放置测量其原长
C．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
D．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
②他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度L的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长为 cm；劲度系数k＝ N/m。
四、计算题
19．如图所示，为某校开展的科技节一参赛小组制作的“水火箭”，其主体是一个容积为2.5L的饮料瓶，现装入1L体积的水，再倒放安装在发射架上，用打气筒通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将300mL、压强为p0的外界空气压入瓶内，当瓶内气体压强达到4p0时，火箭可发射升空。已知大气压强为p0＝1.0×105Pa，整个装置气密性良好，忽略饮料瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化，求：
（1）为了使“水火箭”能够发射，该小组成员需要打气的次数；
（2）“水火箭”发射过程中，当水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强的大小；
（3）若设在喷水过程中瓶内气压平均为3p0，在这过程瓶内气体是吸热还是放热，吸收或释放了多少热量？
20．某一学校在科技节一团队设计如图的一弹射玩具，由一处于自然状态轻质弹簧一端固定在倾角为θ＝37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，直轨道与一半径为b的一段光滑圆弧轨道相切于C点，CB＝5b，A、B、C、D均在同一竖直面内。游戏时，视为质点的质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后小物块P沿轨道被弹回，最高到达F，BF＝2b。已知P与直轨道间的动摩擦因数μ＝0.25（取sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）；
（1）求P运动到E点时弹簧的弹性势能；
（2）若把物块P的质量改为，再将P推至E点，从静止开始释放，求P经D点时对轨道的压力大小；
（3）现改变弹簧固定位置，调整合适的弹射方向。试分析能否将物块P从F点弹离装置后从D点水平向右进入轨道做圆周运动。
21．如图所示，水平金属圆环由沿半径方向的金属杆连接，外环和内环的半径分别是R1＝0.2m，R2＝0.1m。两环通过电刷分别与间距L＝0.2m的平行光滑水平金属轨道PM和P′M′相连，MM′右侧是水平绝缘导轨，并由一小段圆弧平滑连接倾角θ＝30°的等距金属导轨，下方连接阻值R＝0.2Ω的电阻。水平导轨接有理想电容器，电容C＝1F。导体棒ab、cd，垂直静止放置于MM′两侧，质量分别为m1＝0.1kg，m2＝0.2kg，电阻均为r＝0.1Ω。ab放置位置与MM′距离足够长，所有导轨均光滑，除已知电阻外，其余电阻均不计。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，忽略磁场对电容器的影响。圆环处的金属杆做顺时针匀速转动，角速度ω＝20rad/s。求：
（1）S掷向1，稳定后电容器所带电荷量的大小q；
（2）在题（1）的基础上，再将S掷向2，导体棒ab到达MM′的速度大小；
（3）ab与cd棒发生弹性碰撞后，cd棒由水平导轨进入斜面忽略能量损失，沿斜面下滑12m距离后，速度达到最大，求电阻R上产生的焦耳热（此过程ab棒不进入斜面）。
22．现代科学研究中经常利用电场、磁场来控制带电粒子的运动。在空间坐标系O﹣xyz中存在如图所示的电磁场，在xOz平面内，圆心O1的位置坐标为（0，R），半径为R，圆内存在垂直纸面向外的匀强磁场B1；在其左侧有一离子源E飘出质量为m、电荷量为q、初速度为0的一束正离子，这束离子经电势差的电场加速后，从小孔F（点F与O1等高）沿着x轴正方向射入匀强磁场区域B1，离子恰好从点O离开进入匀强磁场B2。竖直放置的长方形离子收集板MNPQ与xOz面相距R，边MQ足够长与x轴方向平行且与y轴交于点T，宽MN为2R，匀强磁场B2只局限于收集板正前方的空间区域，磁场方向与xOy所在平面平行且与x轴正方向的夹角大小为θ，调节匀强磁场的磁感应强度B2大小，使带正电离子偏转后能打到收集板上被吸收。不考虑离子重力和离子间的相互作用（已知：sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，cs76°＝0.25）
（1）求匀强磁场B1大小；
（2）若角度θ＝0，求磁感应强度B2大小的范围；
（3）若角度θ＝37°，磁感应强度，求离子打在收集板上位置的坐标；
（4）若角度θ的大小在0到90°之间，试定量讨论磁感应强度B2的范围。
2023-2024学年北京十二中高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题
1．下列物理量属于矢量，且其单位用国际单位制基本单位表示正确的是（ ）
A．力：NB．磁通量：kg•m2/A•s2
C．功：kg•m2/s2D．电场强度：kg•m/A•s3
【答案】D
（多选）2．下列说法正确的是（ ）
A．在恒力作用下，物体可能做速率先减小后增大的曲线运动
B．做曲线运动的物体其加速度的大小不一定改变，但方向一定时刻改变
C．在足球运动中，若要研究形成香蕉球的原因时，可以将足球看成质点
D．羽毛球被扣杀后，飞入对方场地的过程中受重力、空气阻力和球拍的作用力
【答案】AB
3．关于静电屏蔽，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中建筑物顶端的避雷针必须通过导线与大地保持良好接触
B．图乙中，为了实现屏蔽作用，金属网必须与大地保持良好接触
C．图丙中三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，可把高压线屏蔽起来，免遭雷击
D．图丁中带电作业工人穿着含金属丝织物制成的工作服，是为了屏蔽高压线周围的电场
【答案】B
4．根据近代物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A．铀核裂变的核反应方程为UBaKrn
B．在原子核中，结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C．一定质量的理想气体，在压强不变时，单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数随温度降低而减少
D．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
【答案】D
5．宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．每颗星做圆周运动的角速度为
B．每颗星做圆周运动的加速度大小与三星的质量无关
C．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍
D．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍
【答案】C
6．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，一块长为a，宽为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电微粒是电荷量为e的自由电子，通入图示方向的电流时，电子的定向移动速度为v，当磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下时，前后两表面会形成电势差U，下列说法中正确的是（ ）
A．前表面的电势比后表面的低
B．前、后表面间的电压U与v无关
C．前、后表面间的电压U与c成正比
D．自由电子受到的洛伦兹力大小为
【答案】D
7．一列沿x轴正向传播的简谐波，t＝0时刻的波形如图所示，t＝10s时d质点第一次位于波峰位置，下列说法正确的是（ ）
A．波上各质点的起振方向向上
B．波的传播速度大小为2m/s
C．0～7s内a、b两质点运动路程均为0.7m
D．d质点的振动方程为
【答案】C
8．2022年11月，我国独立自主研制的全球单机容量最大的16兆瓦海上风电机组在福建下线。如图每台风力发电机的叶片转动时可形成圆面，当地风向可视为与叶片转动的圆面垂直，发电机将此圆面内气流动能转化为输出电能的效率η＝20%。风速在8～15m/s范围内，η可视为不变。设风通过叶片后速度减为零。已知风速v＝10m/s时每台发电机输出电功率为6000kW，空气的密度为ρ＝1.2kg/m3，则（ ）
A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比
B．每秒钟流过面积S的气流动能ρSv2
C．每台发电机叶片转动时形成的圆面面积约为5×104m2
D．当风速为15m/s时每台发电机的输出电功率约为6800kW
【答案】C
9．某科研设备中的电子偏转装置由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，结构原理图如图所示。如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑。如果电子枪中正负接线柱之间电压为10U，XX′板间加恒定电压U，XX′电极的长度为l、间距为d，YY′板间不加电压。已知电子质量为m，电荷量大小为e，电子从灯丝逸出的初速度不计。则电子（ ）
A．在XX′极板间的加速度大小为
B．打在荧光屏时，动能大小为11eU
C．打在荧光屏时，其速度方向与中轴线连线夹角α的正切
D．若UYY′＞0，电子将打在荧光屏的下半区域
【答案】C
10．如图所示，倾角为30°的斜面上用铰链连接一轻杆a，轻杆a顶端固定一质量为m的小球（体积可不计），轻绳b跨过斜面顶端的光滑小定滑轮，一端固定在球上，一端用手拉着，保持小球静让，初始时轻绳b在滑轮左侧的部分水平，杆与斜面垂直，缓慢放绳至轻杆水平的过程中，斜面始终静止，滑轮右侧的绳与竖直方向夹角始终不变，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．初始时轻绳上的拉力大小为
B．地面对斜面的摩擦力始终向左且增大
C．铰链对轻杆的支持力一直减小
D．轻绳上的拉力一直减小
【答案】B
11．一起重装置把静置于地面上的重物竖直向上提升的过程中，功率随时间变化的P﹣t图像如图所示。在t＝1s时，重物上升的速度达到最大速度的一半，在t＝3s时，达到最大速度vm＝20m/s。在t＝6s时，重物再次匀速上升，取g＝10m/s2，不计一切阻力。下列说法正确的是（ ）
A．重物的质量为4kg
B．在t＝1s时，重物加速度大小a＝20m/s2
C．0～6s时间内，重物上升的高度h＝85m
D．在4～6s时间内，重物做加速度逐渐增大的减速运动
【答案】C
12．如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在0～t0内驱动线圈的电流i随时间t的变化如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向左
B．t＝t0时驱动线圈产生的自感电动势最大
C．t＝0时发射线圈具有的加速度最大
D．t＝t0时发射线圈中的感应电流最大
【答案】A
13．某透明均匀介质的截面如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB＝30°，半圆形的半径为R。一束橙光从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O点，且E、O两点距离为R，此时的折射角θ2＝30°（光在真空中的传播速度用c表示）。则下列说法正确的是（ ）
A．该光在介质中的传播时间
B．该光在介质中的折射率是
C．若用一束蓝光照射，则不能从圆弧面射出
D．与射入介质前相比，光线射出介质后的偏转角是0°
【答案】D
二、多选题
（多选）14．下列叙述中正确的是（ ）
A．普朗克通过对黑体辐射的研究，提出能量子的概念
B．德布罗意运用类比、对称的思想，提出了物质波的概念
C．奥斯特第一个发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说
D．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力强
【答案】ABD
（多选）15．氢原子能级如图甲所示。一群处于n＝4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，只能得到3条电流随电压变化的图线，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．a光与b光能发生干涉
B．a光最容易发生衍射现象
C．丙图中M点的数值为﹣6.34
D．若丙图中c光的饱和光电流为I＝3.2μA，则1s内最少有2×1013个氢原子发生跃迁
【答案】CD
三、实验题
16．利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，已知当地的重力加速度g。
（1）关于本实验，下列说法中正确的是 D 。
A．必须用秒表测出重物下落的时间
B．打点计时器应连接直流电源
C．一定要测量重物的质量
D．应选择质量较大、体积较小的重物
（2）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g＝9.80m/s2，重物的质量为m＝1.00kg。某同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为连续的六个点，根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重物的速度为 1.84 m/s，从O点下落到B的过程重物重力势能的减少量为 1.74 J。（结果均取3位有效数字）
（3）实验中发现重物增加的动能总是稍小于重物减小的重力势能，可能的原因是 存在摩擦阻力的影响 。
【答案】（1）D；（2）1.84；1.74；（3）存在摩擦阻力的影响
17．某同学为测定电池的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路。其中定值电阻阻值为R0、电流表内阻可忽略不计。由于一时没有找到适合的滑动变阻器，于是选择用一根均匀电阻丝代替（电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹P，金属夹P的电阻可忽略）。
（1）根据图甲完成图乙中实物连线。
（2）用欧姆表测量电阻丝的总电阻，先将选择开关旋至“×10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，结果发现欧姆表指针偏角太大，则应将选择开关旋至 ×1 （选填“×1”或“×100”）挡并重新进行 欧姆调零 。最终正确测量出电阻丝的总电阻为R。
（3）用游标卡尺测量电阻丝的总长度L，示数如图丙所示，则L＝ 102.30 mm。
（4）实验前，将P移到金属丝 c 位置（选填“a”或“c”），合上开关S，调节金属夹的位置，依次测量出接入电路中的电阻丝长度x和电流表示数I，该小组同学根据实验数据描绘函数图像如图丁所示，图线斜率为k，与纵轴截距为b，该电池电动势和内阻可表示为E＝ ，r＝ 。（用R0、R、k、b、L表示）
【答案】（1）见解析；（2）×1；欧姆调零；（3）102.30；（4）c；； 。
18．某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
①实验装置如图（a），下列操作规范的是 AD （多选）。
A．悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数
B．实验前，应该先把弹簧水平放置测量其原长
C．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
D．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
②他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度L的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长为 4 cm；劲度系数k＝ 50 N/m。
【答案】①AD；②4；50。
四、计算题
19．如图所示，为某校开展的科技节一参赛小组制作的“水火箭”，其主体是一个容积为2.5L的饮料瓶，现装入1L体积的水，再倒放安装在发射架上，用打气筒通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将300mL、压强为p0的外界空气压入瓶内，当瓶内气体压强达到4p0时，火箭可发射升空。已知大气压强为p0＝1.0×105Pa，整个装置气密性良好，忽略饮料瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化，求：
（1）为了使“水火箭”能够发射，该小组成员需要打气的次数；
（2）“水火箭”发射过程中，当水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强的大小；
（3）若设在喷水过程中瓶内气压平均为3p0，在这过程瓶内气体是吸热还是放热，吸收或释放了多少热量？
【答案】（1）该小组成员需要打气的次数为15次；
（2）当水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强的大小为2.4×105Pa；
（3）在这过程瓶内气体吸收了热量，吸收的热量为300J。
20．某一学校在科技节一团队设计如图的一弹射玩具，由一处于自然状态轻质弹簧一端固定在倾角为θ＝37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，直轨道与一半径为b的一段光滑圆弧轨道相切于C点，CB＝5b，A、B、C、D均在同一竖直面内。游戏时，视为质点的质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后小物块P沿轨道被弹回，最高到达F，BF＝2b。已知P与直轨道间的动摩擦因数μ＝0.25（取sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）；
（1）求P运动到E点时弹簧的弹性势能；
（2）若把物块P的质量改为，再将P推至E点，从静止开始释放，求P经D点时对轨道的压力大小；
（3）现改变弹簧固定位置，调整合适的弹射方向。试分析能否将物块P从F点弹离装置后从D点水平向右进入轨道做圆周运动。
【答案】（1）P运动到E点时弹簧的弹性势能为2.4mgb；
（2）P经D点时对轨道的压力大小为；
（3）不能将物块P从F点弹离装置后从D点水平向右进入轨道做圆周运动。
21．如图所示，水平金属圆环由沿半径方向的金属杆连接，外环和内环的半径分别是R1＝0.2m，R2＝0.1m。两环通过电刷分别与间距L＝0.2m的平行光滑水平金属轨道PM和P′M′相连，MM′右侧是水平绝缘导轨，并由一小段圆弧平滑连接倾角θ＝30°的等距金属导轨，下方连接阻值R＝0.2Ω的电阻。水平导轨接有理想电容器，电容C＝1F。导体棒ab、cd，垂直静止放置于MM′两侧，质量分别为m1＝0.1kg，m2＝0.2kg，电阻均为r＝0.1Ω。ab放置位置与MM′距离足够长，所有导轨均光滑，除已知电阻外，其余电阻均不计。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，忽略磁场对电容器的影响。圆环处的金属杆做顺时针匀速转动，角速度ω＝20rad/s。求：
（1）S掷向1，稳定后电容器所带电荷量的大小q；
（2）在题（1）的基础上，再将S掷向2，导体棒ab到达MM′的速度大小；
（3）ab与cd棒发生弹性碰撞后，cd棒由水平导轨进入斜面忽略能量损失，沿斜面下滑12m距离后，速度达到最大，求电阻R上产生的焦耳热（此过程ab棒不进入斜面）。
【答案】（1）稳定后电容器所带电荷量的大小q为0.3C；
（2）导体棒ab到达MM′的速度大小为；
（3）电阻R上产生的焦耳热为。
22．现代科学研究中经常利用电场、磁场来控制带电粒子的运动。在空间坐标系O﹣xyz中存在如图所示的电磁场，在xOz平面内，圆心O1的位置坐标为（0，R），半径为R，圆内存在垂直纸面向外的匀强磁场B1；在其左侧有一离子源E飘出质量为m、电荷量为q、初速度为0的一束正离子，这束离子经电势差的电场加速后，从小孔F（点F与O1等高）沿着x轴正方向射入匀强磁场区域B1，离子恰好从点O离开进入匀强磁场B2。竖直放置的长方形离子收集板MNPQ与xOz面相距R，边MQ足够长与x轴方向平行且与y轴交于点T，宽MN为2R，匀强磁场B2只局限于收集板正前方的空间区域，磁场方向与xOy所在平面平行且与x轴正方向的夹角大小为θ，调节匀强磁场的磁感应强度B2大小，使带正电离子偏转后能打到收集板上被吸收。不考虑离子重力和离子间的相互作用（已知：sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，cs76°＝0.25）
（1）求匀强磁场B1大小；
（2）若角度θ＝0，求磁感应强度B2大小的范围；
（3）若角度θ＝37°，磁感应强度，求离子打在收集板上位置的坐标；
（4）若角度θ的大小在0到90°之间，试定量讨论磁感应强度B2的范围。
【答案】（1）匀强磁场B1大小为；
（2）若角度θ＝0，求磁感应强度B2大小的范围为；
（3）若角度θ＝37°，磁感应强度，离子打在收集板上位置的坐标为（，R，）；
（4）定量讨论磁感应强度B2的范围：①0≤θ≤60°时，
②60°≤θ≤76°时，
③76°≤θ≤90°时，无论B2取何值，粒子均无法打到收集板上。
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答案
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C
B
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题号
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答案
D