2024-2025学年北京石景山高二(下)期末物理试卷含答案

2024-2025学年北京市石景山区高二（下）期末物理试卷一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1．（3分）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是（）A．这是干涉现象 B．这是衍射现象 C．这是偏振现象 D．这说明光是纵波2．（3分）如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b两束单色光。比较a、b两束光，可知（）A．玻璃对光束a的折射率较大 B．光束a在玻璃中的传播速度较大 C．从玻璃射向空气，光束a发生全反射的临界角较小 D．光束a的频率较大3．（3分）庆典活动中放飞的气球在空中缓慢上升，气球体积逐渐变大。将气球内的气体视为理想气体，忽略环境温度的变化，则球内气体（）A．压强不变 B．对外界做功 C．内能变大 D．放出热量4．（3分）如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是（）A．TA＜TB，TB＞TC B．TA＞TB，TB＝TC C．TA＝TC，TB＝TC D．TA＜TC，TB＜TC5．（3分）如图是以质点P为波源的机械波在绳上刚传到质点Q时的波形。下列说法正确的是（）A．Q点即将开始向上振动 B．P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下 C．若P点停止振动，绳上的波会立即消失 D．当波传到Q点时，P点恰好振动了1个周期6．（3分）北斗卫星导航系统中包含地球静止卫星，即相对地面静止的卫星。静止卫星的（）A．周期大于地球自转的周期 B．线速度大于地球的第一宇宙速度 C．向心加速度大于地球表面的重力加速度 D．向心加速度大于地球表面物体随地球自转的向心加速度7．（3分）如图所示，两相同物块用水平细线相连接，放在粗糙水平面上，在水平恒力F作用下，一起做匀加速直线运动，两物块的加速度大小为a，物块间水平细线的拉力大小为T。当两物块在F的作用下在光滑水平面上运动，两物块的加速度大小为a′，物块间水平细线的拉力大小为T′，则下列说法正确的是（）A．a′＞a，T′＝T B．a′＝a，T′＝T C．a′＞a，T′＜T D．a′＝a，T′＜T8．（3分）两个点电荷A和B的电荷量分别为qA和qB，M是点电荷连线中垂线上的某点，其电场方向如图所示。下列说法正确的是（）A．qA与qB的大小可能相等 B．A和B为同种电荷，且qA＞qB C．A和B为异种电荷，且qA＞qB D．若A和B的电荷量均变为原来的2倍，则M点的电场方向不变9．（3分）如图所示，电荷量为q的正点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，垂线上的A、B两点到薄板的距离均为d。已知A点的电场强度为0，下列说法正确的是（）A．薄板带正电 B．B点电势高于A点电势 C．B点电场强度的方向向右 D．B点电场强度的大小为kq10．（3分）一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B的两端M、N连在一起，构成一个闭合电路。断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（）A．断开S瞬间，线圈B中感应电流的磁场方向向上 B．若线圈B的两端不闭合，会对延时效果产生影响 C．改变线圈B的缠绕方向，会对延时效果产生影响 D．调换电源的正负极，不再有延时效果11．（3分）交流发电机的示意图如图1所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴OO′沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，如图2所示。发电机线圈电阻为5Ω，外电路接R＝95Ω的定值电阻。下列说法正确的是（）A．理想电流表的示数为2.2A B．电动势瞬时值的表达式为e＝220sin（50πt）V C．线圈经过图示位置时，电流方向为ABCDA D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为220V12．（3分）如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，一带电粒子垂直磁场边界从M点射入，从N点射出。下列说法正确的是（）A．粒子带正电 B．粒子在N点速率小于在M点速率 C．若仅增大磁感应强度，则粒子可能从N点下方射出 D．若仅增大入射速率，则粒子在磁场中运动时间变长13．（3分）如图所示，铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间。两磁极产生的磁场区域面积小于圆盘面积，磁场方向与圆盘平面垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。不计接触点的摩擦力和空气阻力。在外力作用下圆盘以恒定的角速度转动。下列说法正确的是（）A．因圆盘无磁通量变化，故电阻R中无电流通过 B．铜片C的电势高于铜片D的电势 C．若撤去外力，则圆盘会逐渐停止转动 D．若使圆盘反向转动，电阻R中的电流方向不变14．（3分）密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属板上下放置，从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、电荷量不同、密度相同的小油滴。观察两个油滴a、b的运动情况：当两板间不加电压时，两个油滴在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、v04；两板间加上电压后，两油滴很快达到相同的速率A．带同种电荷 B．半径之比为4：1 C．质量之比为4：1 D．电荷量之比为4：1一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。15．（8分）（1）图1是探究加速度与力之间关系的实验装置的示意图。两辆相同的小车放在木板上，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板匀速运动。用细线跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放不同的重物，打开夹子，两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后合上夹子，两辆小车同时停下来。测出两辆小车的位移大小分别为x1和x2，则两辆小车的加速度之比a1：a2＝。（2）某同学利用如图2所示的电路进行实验，闭合开关后，发现灯泡不发光。为查找故障，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为1.48V；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。若电路中仅有一处故障，则故障为。（选填选项前的字母）A.BC间断路B.CD间断路C.DE间断路D.EF间断路（3）某同学利用铜片、锌片和苹果制作了水果电池，他使用如图3所示实验电路测量该电池的电动势和内阻。闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电流表的读数I，绘出图像如图4所示。则该电池的电动势E＝V，内阻r＝kΩ。（结果保留两位有效数字）16．（10分）某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。（1）实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是（选填选项前的字母）。A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验B．将打点计时器接到直流电源上C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔D．先释放纸带，再接通打点计时器电源（2）实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记为O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测出它们到O点的距离分别为h1、h2、h3。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，重物质量m＝300g，当地重力加速度g＝9.8m/s2。由此可计算出打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度vB＝m/s。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为J（结果保留两位有效数字）。（3）乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是（选填选项前的字母）。A．存在空气阻力和摩擦阻力的影响B．将打下O点时重物的速度记为0C．没有采用多次实验取平均值的方法（4）丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案，如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔，将一细管插入小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学仅选用刻度尺作为测量工具，验证桶中液面下降过程中水的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系（用所需测量的物理量表示）。17．（10分）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨BC在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧时速度为v1，沿半圆形导轨到达C点时速度为v2，此后平抛落地（落地点未画出）。不计空气阻力，重力加速度为g。求：（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能Ep；（2）物体在C点时受到的导轨给它的弹力FN；（3）物体从C点平抛落地过程中重力的冲量大小I。18．（10分）如图所示，某同学穿着滑雪板挑战沿雪坡上滑极限，他通过助滑在A点以一定速度冲上倾角为θ＝37°的雪坡，运动到B点时速度减为0。已知同学（含装备）质量m＝50kg，B点距离水平地面的竖直高度h＝1.5m，同学与雪坡的动摩擦因数μ＝0.15。取重力加速度g＝10.0m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。同学可看成质点，不计空气阻力。（1）对雪坡上的同学进行受力分析；（2）求同学沿雪坡向上运动的过程中加速度a的大小；（3）求同学冲上雪坡前在A点的初动能Ek。19．（10分）如图为某种“电磁弹射”装置的简化原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根光滑的平行长直导轨水平放置，一根导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。已知磁场的磁感应强度大小为B，导轨间距为L，导体棒的质量为m，电阻为R。开关S接1，导轨与恒流源相连，回路中的电流恒定为I，导体棒由静止开始做匀加速运动，一段时间后速度增大为v。此时，将开关S接2，导轨与定值电阻R0相连，导体棒开始做减速运动直至停止。不计导轨电阻及空气阻力。（1）开关S接1后，求导体棒受到安培力的大小FA及其加速运动的时间t；（2）开关S接2后，求导体棒速度为0.5v时加速度的大小a；（3）求导体棒在加速运动阶段及减速运动阶段产生的焦耳热Q1和Q2。20．（10分）研究天然放射现象时，把某放射源放入用铅做成的容器中，射线从容器的小孔竖直射出，成为细细的一束。若在射线经过的空间施加磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，发现射线会分成三束，分别为α射线、β射线和γ射线。研究发现：α射线是氦原子核，β射线是电子流，γ射线是高能电磁波。已知光速大小为c，假定α粒子的速度大小为0.1c、β粒子的速度大小为0.99c。不计重力和粒子间的相互作用。（1）写出图中的①、②、③三束射线分别对应的射线种类。（2）再施加一沿水平方向的匀强电场。a．若①、②两束射线重合，求匀强电场的电场强度大小E及方向。b．请判断①、②、③三束射线是否可以重合。若可以，计算出匀强电场的电场强度大小E′；若不可以，请说明理由。

2024-2025学年北京市石景山区高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1．（3分）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是（）A．这是干涉现象 B．这是衍射现象 C．这是偏振现象 D．这说明光是纵波【分析】根据薄膜干涉现象分析。【解答】解：阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这是薄膜干涉现象，故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】知道薄膜干涉现象是解题的基础。2．（3分）如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b两束单色光。比较a、b两束光，可知（）A．玻璃对光束a的折射率较大 B．光束a在玻璃中的传播速度较大 C．从玻璃射向空气，光束a发生全反射的临界角较小 D．光束a的频率较大【分析】根据折射光路比较折射率，结合波速公式，临界角和频率的关系进行分析解答。【解答】解：A.玻璃对光束a的折射率较小，故A错误；B.根据v=cC.从玻璃射向空气，根据sinC=1D.根据折射率和频率的关系，光束a的频率较小，故D错误。故选：B。【点评】考查折射光路比较折射率，结合波速公式，临界角和频率的关系，会根据题意进行准确分析解答。3．（3分）庆典活动中放飞的气球在空中缓慢上升，气球体积逐渐变大。将气球内的气体视为理想气体，忽略环境温度的变化，则球内气体（）A．压强不变 B．对外界做功 C．内能变大 D．放出热量【分析】根据玻意耳定律分析压强的变化，结合热力学第一定律分析解答。【解答】解：A、忽略环境温度的变化，根据玻意耳定律pV＝C可知，压强减小，故A错误；C、忽略环境温度的变化，在上升的过程中，温度不变，则内能不变，故C错误；BD、气球体积逐渐变大，则气体对外界做功，根据ΔU＝W+Q可知，气体吸收热量，故B正确，D错误；故选：B。【点评】解决本题时要掌握内能的意义，知道一定质量的理想气体内能只与温度有关，注意热力学第一定律的应用。4．（3分）如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是（）A．TA＜TB，TB＞TC B．TA＞TB，TB＝TC C．TA＝TC，TB＝TC D．TA＜TC，TB＜TC【分析】A到B等压过程，需要用盖﹣吕萨克定律解决；B到C是一个等容过程，需要由查理定律解决；A到C，根据理想气体状态方程解决。【解答】解：A→B过程，压强不变，体积增大，根据盖—萨克定律有0.6V解得TA＝0.3TBB→C过程，体积不变，根据查理定律有2p解得TC＝0.3TB则有TA＝TC＝0.3TB＜TB故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】考查了理想气体的盖﹣吕萨克定律与查理定律及理想气体状态方程，注意它们的区别，及成立的条件。5．（3分）如图是以质点P为波源的机械波在绳上刚传到质点Q时的波形。下列说法正确的是（）A．Q点即将开始向上振动 B．P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下 C．若P点停止振动，绳上的波会立即消失 D．当波传到Q点时，P点恰好振动了1个周期【分析】根据上下坡法，结合波源的起振方向与波的最前沿的起振方向相同，综合波的传播特点分析求解。【解答】解：A．根据波的传播方向，结合上下坡法可知，Q点即将开始向下振动，故A错误；B．波源的起振方向与波的最前沿的起振方向相同，Q点即将开始向下振动，所以P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下，故B正确；C．若P点停止振动，绳上的波还会继续传播下去，并不会立即消失，故C错误；D．因P、Q两点平衡位置间的距离为32个波长，所以当波传到Q点时，P点振动了3故选：B。【点评】本题考查了机械波相关知识，理解质点在不同时刻的振动状态是解决此类问题的关键。6．（3分）北斗卫星导航系统中包含地球静止卫星，即相对地面静止的卫星。静止卫星的（）A．周期大于地球自转的周期 B．线速度大于地球的第一宇宙速度 C．向心加速度大于地球表面的重力加速度 D．向心加速度大于地球表面物体随地球自转的向心加速度【分析】根据同步卫星的周期，运行速度和牛顿第二定律和向心加速度公式进行分析解答。【解答】解：A．静止卫星的周期等于地球自转的周期，故A错误；B．根据第一宇宙速度是最大的运行速度可知，静止卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度，故B错误；C．根据GMmrD．根据a＝rω2可知，静止卫星的向心加速度大于地球表面物体随地球自转的向心加速度，故D正确。故选：D。【点评】考查同步卫星的周期，运行速度和牛顿第二定律和向心加速度，会根据题意进行准确分析解答。7．（3分）如图所示，两相同物块用水平细线相连接，放在粗糙水平面上，在水平恒力F作用下，一起做匀加速直线运动，两物块的加速度大小为a，物块间水平细线的拉力大小为T。当两物块在F的作用下在光滑水平面上运动，两物块的加速度大小为a′，物块间水平细线的拉力大小为T′，则下列说法正确的是（）A．a′＞a，T′＝T B．a′＝a，T′＝T C．a′＞a，T′＜T D．a′＝a，T′＜T【分析】根据整体法和隔离法的应用，利用牛顿第二定律分别列式解答。【解答】解：两物块相同，设质量均为m，物块与地面间的动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律，对两物块整体F﹣μ×2mg＝2ma，对左边的物块T﹣μmg＝ma；在光滑水平面上，对两物块整体F＝2ma'，对左边物块T'＝ma'，解得a=F2m−μg，a'=F2m故选：A。【点评】考查整体法和隔离法的应用，牛顿第二定律等，会根据题意进行准确分析解答。8．（3分）两个点电荷A和B的电荷量分别为qA和qB，M是点电荷连线中垂线上的某点，其电场方向如图所示。下列说法正确的是（）A．qA与qB的大小可能相等 B．A和B为同种电荷，且qA＞qB C．A和B为异种电荷，且qA＞qB D．若A和B的电荷量均变为原来的2倍，则M点的电场方向不变【分析】结合题意及题图，根据电场强度的叠加原理画图，结合点电荷的电场强度公式、几何关系、矢量合成法则，即可分析判断ABCD正误。【解答】解：结合题意及题图，根据电场强度的叠加原理可得下图：由图可知，A和B为异种电荷，EB＞EA，且：EB=k由几何关系可知：BM＝AM，则：qB＞qA，若A和B的电荷量均变为原来的2倍，则EA、EB大小均变为原来的2倍，但方向不变，则由矢量合成法则可知，M点的电场方向不变，故ABC错误，D正确；故选：D。【点评】本题考查了电场强度的叠加，解题时需注意，多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。9．（3分）如图所示，电荷量为q的正点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，垂线上的A、B两点到薄板的距离均为d。已知A点的电场强度为0，下列说法正确的是（）A．薄板带正电 B．B点电势高于A点电势 C．B点电场强度的方向向右 D．B点电场强度的大小为kq【分析】由E=kq【解答】解：+q在A点产生的电场强度大小为：E1=kq(3d)2=故选：B。【点评】本题考查了电场的叠加，解题的关键是利用对称性可得薄板在A、B两点产生的场强大小相等，方向相反。10．（3分）一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B的两端M、N连在一起，构成一个闭合电路。断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（）A．断开S瞬间，线圈B中感应电流的磁场方向向上 B．若线圈B的两端不闭合，会对延时效果产生影响 C．改变线圈B的缠绕方向，会对延时效果产生影响 D．调换电源的正负极，不再有延时效果【分析】根据楞次定律以及感应电流产生条件分析求解。【解答】解：A.断开S瞬间，根据楞次定律可知，线圈B中感应电流的磁场方向向下，故A错误；B.若线圈B的两端不闭合，B中无法产生感应电流，无法产生延时效果，会对延时效果产生影响，故B正确；CD.改变线圈B的缠绕方向，调换电源的正负极，线圈中依然会产生感应电流，不会对延时效果产生影响，故CD错误。故选：B。【点评】本题主要考查了楞次定律的相关应用，熟练掌握楞次定律即可顺利求解，属于基础题型。11．（3分）交流发电机的示意图如图1所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴OO′沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，如图2所示。发电机线圈电阻为5Ω，外电路接R＝95Ω的定值电阻。下列说法正确的是（）A．理想电流表的示数为2.2A B．电动势瞬时值的表达式为e＝220sin（50πt）V C．线圈经过图示位置时，电流方向为ABCDA D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为220V【分析】明确交流电的产生过程，根据乙图可明确交流电的最大值和周期；再根据交流电的产生规律写出瞬时值表达式，根据右手定则判断电流的方向。【解答】解：A、由图可知该交流电的最大值为2202V，则有效值为E=E电流表的读数I=EB、由图可知交流电的周期T＝0.02s，则瞬时值表达式为e=Emsinωt=220C、根据右手定则可知，当线圈经过图示位置时，电流方向为ADCBA方向，故C错误；D、线圈经过图示位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电动势最大，为2202V，故D错误。故选：A。【点评】本题考查交流电的产生规律，要注意明确线圈转动与交流电的对应关系，明确线圈处于中性面时磁通量最大而电动势为零，而在垂直于中性面位置时，磁通量为零而电动势最大。12．（3分）如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，一带电粒子垂直磁场边界从M点射入，从N点射出。下列说法正确的是（）A．粒子带正电 B．粒子在N点速率小于在M点速率 C．若仅增大磁感应强度，则粒子可能从N点下方射出 D．若仅增大入射速率，则粒子在磁场中运动时间变长【分析】A.根据粒子的偏转情况结合左手定则判断电性；B.粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功；C.根据R=mvD.若仅增大入射速率，分析粒子轨迹对应的圆心角，分析粒子运动时间。【解答】解：A.根据左手定则，可以判断该粒子带负电，故A错误；B.洛伦兹力不做功，故粒子在磁场中运动时速度大小不变，故B错误；C.根据R=mvD.仅增大入射速率，粒子运动半径增大，在磁场中运动时的圆周角变小，故时间变短，故D错误。故选：C。【点评】对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，掌握洛伦兹力提供向心力；根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间。13．（3分）如图所示，铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间。两磁极产生的磁场区域面积小于圆盘面积，磁场方向与圆盘平面垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。不计接触点的摩擦力和空气阻力。在外力作用下圆盘以恒定的角速度转动。下列说法正确的是（）A．因圆盘无磁通量变化，故电阻R中无电流通过 B．铜片C的电势高于铜片D的电势 C．若撤去外力，则圆盘会逐渐停止转动 D．若使圆盘反向转动，电阻R中的电流方向不变【分析】根据法拉第电磁感应定律，结合右手定则，判断感应电流方向，综合安培力阻碍圆盘的转动，圆盘的机械能不断转化为电能再转化为内能，圆盘会逐渐停止转动分析求解。【解答】解：A．根据法拉第电磁感应定律，会产生感应电动势，电路是闭合回路，从而在电路中形成感应电流，电阻R中有电流通过，故A错误；B．根据右手定则，圆盘转动时，四指指向感应电流方向，在圆盘这个电源内部，电流从低电势流向高电势，所以铜片D的电势高于铜片C的电势，故B错误；C．若撤去外力，由于电磁感应会产生感应电流，圆盘会受到安培力，安培力的方向与圆盘转动的方向相反，圆盘的机械能不断转化为电能再转化为内能，圆盘会逐渐停止转动，故C正确；D．若使圆盘反向转动，根据右手定则，感应电流方向会反向，那么电阻R中的电流方向也会改变，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了电磁感应相关知识，理解法拉第电磁感应定律是解决此类问题关键。14．（3分）密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属板上下放置，从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、电荷量不同、密度相同的小油滴。观察两个油滴a、b的运动情况：当两板间不加电压时，两个油滴在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、v04；两板间加上电压后，两油滴很快达到相同的速率A．带同种电荷 B．半径之比为4：1 C．质量之比为4：1 D．电荷量之比为4：1【分析】根据质量的计算公式得出油滴的质量比值关系，结合其运动状态和空气阻力的计算公式得出油滴的质量之比；根据油滴的变速类型得出油滴所带电荷的电性，结合其受力分析得出电荷量的绝对值的比值关系。【解答】解：设油滴的半径为r，密度为ρ，根据质量公式可得，油滴的质量为：m=4根据题意可知，速度为v时，空气阻力的大小为：f＝kvr当油滴匀速下落时，则油滴处于平衡状态，由此可得：f＝mg联立解得：r=3kv根据上述表达式可知，油滴的半径与v成正比则油滴的半径之比为：ra解得ra根据质量的计算公式可知，油滴a和油滴b的质量之比为：ma解得ma当两板加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率v0油滴a：|qa|E+fa＝mag油滴b：fb﹣|qb|E＝mbg其中，根据油滴的前后速度的比值关系可知：fafb＝2mbg联立解得：|q故ABC错误，D正确。故选：D。【点评】本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，熟悉球体的体积公式，根据物体的运动状态结合受力分析即可完成解答，整体难度不大。一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。15．（8分）（1）图1是探究加速度与力之间关系的实验装置的示意图。两辆相同的小车放在木板上，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板匀速运动。用细线跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放不同的重物，打开夹子，两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后合上夹子，两辆小车同时停下来。测出两辆小车的位移大小分别为x1和x2，则两辆小车的加速度之比a1：a2＝x1：x2。（2）某同学利用如图2所示的电路进行实验，闭合开关后，发现灯泡不发光。为查找故障，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为1.48V；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。若电路中仅有一处故障，则故障为B。（选填选项前的字母）A.BC间断路B.CD间断路C.DE间断路D.EF间断路（3）某同学利用铜片、锌片和苹果制作了水果电池，他使用如图3所示实验电路测量该电池的电动势和内阻。闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电流表的读数I，绘出图像如图4所示。则该电池的电动势E＝0.98V，内阻r＝3.2kΩ。（结果保留两位有效数字）【分析】（1）应用匀变速直线运动的x﹣t公式求解。（2）根据电路故障现象与电表示数分析答题。（3）应用闭合电路的欧姆定律求出图像的函数解析式，根据图示图像求解。【解答】解：（1）两辆小车都做初速度为零的匀加速直线运动，运动时间t相等，根据匀变速直线运动的位移公式x=12a（2）将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为1.48V，说明BC间是完好的，CD间、DE间、EF间、AF间有断路；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0，且电路中仅有一处故障，说明CD间断路，故B正确，ACD错误。故选：B。（3）根据图3所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得E＝I（r+R），整理得IR＝E﹣Ir，由图4所示IR﹣I图像可知，电池电动势E＝0.98V，图像斜率的绝对值k＝r=0.98−0.50150×10−6Ω＝3.2×103故答案为：（1）x1：x2；（2）B；（3）0.98；3.2。【点评】掌握基础知识，理解实验原理是解题的前提，应用闭合电路的欧姆定律求出图像的函数解析式，根据图示图像即可解题。16．（10分）某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。（1）实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是BD（选填选项前的字母）。A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验B．将打点计时器接到直流电源上C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔D．先释放纸带，再接通打点计时器电源（2）实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记为O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测出它们到O点的距离分别为h1、h2、h3。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，重物质量m＝300g，当地重力加速度g＝9.8m/s2。由此可计算出打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度vB＝1.5m/s。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为0.35J（结果保留两位有效数字）。（3）乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是B（选填选项前的字母）。A．存在空气阻力和摩擦阻力的影响B．将打下O点时重物的速度记为0C．没有采用多次实验取平均值的方法（4）丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案，如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔，将一细管插入小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学仅选用刻度尺作为测量工具，验证桶中液面下降过程中水的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系（用所需测量的物理量表示）见解析。【分析】（1）根据实验标准步骤，结合打点计时器原理分析求解；（2）根据平均速度法，结合重力势能表达式分析求解；（3）根据实验步骤，结合实验可能产生的误差分析求解；（4）根据机械能守恒，结合水射出后做平抛运动分析求解。【解答】解：（1）A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验，以减小阻力影响，故A正确；B．将打点计时器接到交流电源上，故B错误；C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔，故C正确；D．先接通打点计时器电源，再释放纸带，故D错误。题目选择不当步骤，故选：BD。（2）打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度v从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为ΔEP＝mgh2＝0.3×9.8×0.12J＝0.35J（3）A．由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响，会造成重物的重力势能减少量总是大于其动能增加量，故A错误；B．若打下O点时的速度不为零，而将打下O点时重物的速度记为0，则会造成重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，故B正确；C．采用多次实验取平均值的方法会产生偶然误差，不一定会重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，故C错误。故选：B。（4）选择质量m为研究对象，若机械能守恒则满足mgℎ=其中h为瓶内水的液面到出口的高度；水射出后做平抛运动，则由水平方向和竖直反向上分别满足：x＝v0t，y=可得初速度：v则只需验证x2＝4hy需要测量的物理量：瓶内水的液面到出口的高度h；水射出后做平抛运动水平射程x和竖直高度y。故答案为：（1）BD；（2）1.5；0.35；（3）B；（4）见解析。【点评】本题考查了验证机械能守恒定律的实验，理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。17．（10分）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨BC在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧时速度为v1，沿半圆形导轨到达C点时速度为v2，此后平抛落地（落地点未画出）。不计空气阻力，重力加速度为g。求：（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能Ep；（2）物体在C点时受到的导轨给它的弹力FN；（3）物体从C点平抛落地过程中重力的冲量大小I。【分析】（1）物体从A点到B点，由弹簧和物体组成的系统机械能守恒求弹簧压缩至A点时的弹性势能；（2）物体经过C点时，根据牛顿第二定律求出导轨对物体的弹力；（3）根据平抛运动求出时间，再根据冲量定义式求冲量。【解答】解：（1）物体从A点到B点，弹簧的弹性势能转化为物体的动能，由弹簧和物体组成的系统机械能守恒可知，弹簧压缩至A点时的弹性势能为E（2）物体经过C点时，根据牛顿第二定律有F物体在C点时受到的导轨给它的弹力FN（3）物体从C点平抛，在竖直方向做自由落体运动，根据平抛运动规律ℎ=2R=1可得t＝2R根据冲量的定义有I＝mgt综上，可得I=2mgR答：（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能Ep为12（2）物体在C点时受到的导轨给它的弹力FN为mv（3）物体从C点平抛落地过程中重力的冲量大小I为2mgR。【点评】本题考查机械能守恒定律和牛顿第二定律等的应用，难度中等。18．（10分）如图所示，某同学穿着滑雪板挑战沿雪坡上滑极限，他通过助滑在A点以一定速度冲上倾角为θ＝37°的雪坡，运动到B点时速度减为0。已知同学（含装备）质量m＝50kg，B点距离水平地面的竖直高度h＝1.5m，同学与雪坡的动摩擦因数μ＝0.15。取重力加速度g＝10.0m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。同学可看成质点，不计空气阻力。（1）对雪坡上的同学进行受力分析；（2）求同学沿雪坡向上运动的过程中加速度a的大小；（3）求同学冲上雪坡前在A点的初动能Ek。【分析】（1）该同学受到重力、斜面的支持力和摩擦力作用；（2），将力分解成沿斜面平行、垂直两个方向，根据牛顿第二定律求解；（3）运用速度—位移公式求解初速度，根据动能定理分析。【解答】解：（1）该同学受力分析如图所示：；（2）以同学为研究对象，沿斜面方向运用牛顿第二定律：mgsinθ+μFN＝ma，其中FN＝mgcosθ，代入可得：a＝g（sinθ+μcosθ）＝10×（0.6+0.15×0.8）m/s2＝7.2m/s2；（3）从最低点到最高点，同学做匀减速直线运动，有：0−v2=−2aℎsinθ答：（1）同学受力分析如图；（2）同学沿雪坡向上运动的过程中加速度的大小为7.2m/s2；（3）同学冲上雪坡前在A点的初动能为900J。【点评】考查对物体的受力分析、牛顿定律及动能定理的理解，熟悉合成分解法的运用。19．（10分）如图为某种“电磁弹射”装置的简化原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根光滑的平行长直导轨水平放置，一根导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。已知磁场的磁感