2023年高二下學(xué)期物理開學(xué)考試卷A（通用版）（解析版）

2023年高二下學(xué)期開學(xué)考試卷A（通用版）

物理試題

考試范圍：必修第三冊(cè)+選擇性必修第一冊(cè)（人教版2019）；考試時(shí)間：100分鐘；分值:

100分

一、單選題（每題3分，共24分）

1.如圖所示，電荷量為+4的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距為2d,點(diǎn)電荷到帶電薄板的

垂線通過板的幾何中心，垂線上的6兩點(diǎn)關(guān)于薄板對(duì)稱，到薄板的距離都是心若

圖中“點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則匕點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向分別為（靜電力常數(shù)&）（）

A.華，垂直薄板向左B.乎半，垂直薄板向左

d9（1~

C.粵，垂直薄板向右D.條，垂直薄板向左

9d29d~

【答案】B

【解析】由于。點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)為零，所以帶電薄板在。處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷+4在。處

產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等均為女名，方向相反，可知帶電薄板應(yīng)帶正電，由帶電薄板產(chǎn)生場(chǎng)

度大小為

kqkq1Qkq

且方向向左。

故選Bo

2.如圖所示，A、B、C、。是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，。是8c的中點(diǎn)，4、B、C構(gòu)成一

個(gè)直角三角形，AB長(zhǎng)為1m,電場(chǎng)線與三角形所在的平面平行，已知°/=5V、＜pB=~

5V、9c=15V,由此可以判斷（）

A.場(chǎng)強(qiáng)的方向由C指向B

B.場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直AO連線斜向上

C.場(chǎng)強(qiáng)的大小為10V/m

D.場(chǎng)強(qiáng)的大小為弓Gv/m

【答案】D

【解析】AB.勻強(qiáng)電場(chǎng)中

°8=-5V,<pC=15\l

則以C連線的中點(diǎn)。的電勢(shì)為

經(jīng)垓=01"v=5V

022

故

（pD=（/）A

4。為一條等勢(shì)線，根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直，沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知場(chǎng)強(qiáng)的

方向垂直于AO連線斜向下，故AB錯(cuò)誤；

CD.場(chǎng)強(qiáng)的大小

_U1020/r

E=-----——=,V/m=—V3V/m

lABcos30°V33

T

故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

3.微信運(yùn)動(dòng)步數(shù)的測(cè)量是通過手機(jī)內(nèi)電容式加速度傳感器實(shí)現(xiàn)的。其原理如圖所示，R

為定值電阻，M和N為電容器兩極板，M極板固定在手機(jī)上，N極板兩端與固定在手

機(jī)上的兩輕彈簧連接，當(dāng)手機(jī)的加速度變化時(shí)，N極板只能按圖中標(biāo)識(shí)的"前后”方向運(yùn)

動(dòng)。下列說法正確的是（）

后

A.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R中有電流

B.向前減速時(shí)，電容器所帶電荷量減小

C.向前加速時(shí)，電流由〃向6流過電流表

D.保持向前勻加速運(yùn)動(dòng)的過程中，MN之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變

【答案】D

【解析】A.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電容C不變，線路中無電流，A錯(cuò)誤;

BC.突然減速時(shí)，N板向前移動(dòng)，d減小，由

C=-^—

4ikd

知電容C增大，再根據(jù)

Q=UC

電荷量。增大；向前加速時(shí)，由于慣性N板向后移，d增大，電容C減小，電荷量Q

減小，故有放電電流，電流人向a，BC錯(cuò)誤；

D.保持向前勻加速運(yùn)動(dòng)的過程，“不變，故MN之間的電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，D正確。

故選D。

4.用四個(gè)相同的表頭分別改裝成兩個(gè)電流表A-A?和兩個(gè)電壓表V1、V2,A1的量程

大于A?的量程，乂的量程大于V?的量程，把它們接入如圖所示的電路中，則閉合開關(guān)

A.A1的讀數(shù)和A?的讀數(shù)相同

B.A1指針偏轉(zhuǎn)角度和人2指針偏轉(zhuǎn)角度不同

c.Y的讀數(shù)和v?的讀數(shù)相同

D.M指針偏轉(zhuǎn)角度和V［指針偏轉(zhuǎn)角度相同

【答案】D

【解析】A.電流表Ai的量程大于A2的量程，故電流表Ai的內(nèi)阻小于Az的內(nèi)阻；

由圖可知，兩電流表并聯(lián)，則兩流表兩端的電壓相等，故Ai中的電流要大于A2中的電

流，即Ai的讀數(shù)比A2的讀數(shù)大，故A錯(cuò)誤；

B.因兩表由同一電流表改裝而成，而將電流表擴(kuò)大量程時(shí)為并聯(lián)一小電阻，故相當(dāng)于

為四個(gè)電阻并聯(lián)，故兩表頭中電流相同，即兩表的偏角相同。故B錯(cuò)誤；

C.兩電壓表串聯(lián)，通過兩表的電流相等，而電壓表V1的量程大于V2的量程，故V1的

讀數(shù)比V2的讀數(shù)大，故C錯(cuò)誤；

D.因表頭與電阻串聯(lián)，故為四個(gè)電阻串聯(lián)，因此通過兩表頭的電流相等，則Vi指針偏

轉(zhuǎn)角度和V2指針偏轉(zhuǎn)角度相同，故D正確。

故選D?

5.如圖所示是汽車蓄電池供電簡(jiǎn)化電路圖。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)S閉合，電動(dòng)機(jī)

工作。測(cè)得車燈L、L2電阻均為R=10Q,電源的電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)電阻/?nOSQ。

若開關(guān)S閉合時(shí)，測(cè)得電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為1OV,在此狀態(tài)下以下計(jì)算正確的是（）

A.車燈L的電流為2.OAB.電動(dòng)機(jī)的電流為2.OA

C.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為18WD.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為5。

【答案】B

【解析】A.由電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為1OV可知路端電壓為1OV,則車燈Li的電流為

7=1A

故A錯(cuò)誤；

B.由閉合歐姆定律可知，電路總電流滿足

解得

/總=4A

所以流過電動(dòng)機(jī)的電流為

/M=/&-2/1=2A

故B正確；

CD,電動(dòng)機(jī)的輸入功率為

/=U/M=20W

由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻未知，且由題設(shè)條件無法求出，因此電動(dòng)機(jī)的輸出功率無法計(jì)算0故

CD錯(cuò)誤。

故選B,

6.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為線，無限長(zhǎng)直導(dǎo)線MN垂

直于磁場(chǎng)方向處在該磁場(chǎng)中。。兩點(diǎn)位于紙面內(nèi)且連線與直導(dǎo)線垂直，6點(diǎn)到直導(dǎo)線

距離是。點(diǎn)到直導(dǎo)線距離的2倍。已知無限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)

度大小與電流大小成正比，與到直導(dǎo)線的距離成反比。當(dāng)直導(dǎo)線中通有方向的

電流/時(shí)，。點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是（勒，則此時(shí)〃點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是（）

NBo

????

____L-.

?b?"?a?

M

????

17971

A.B--Byc.-ByD.-Bo

【答案】A

【解析】根據(jù)右手螺旋定則可知，通電直導(dǎo)線A/N在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向垂直紙面向

里，在。點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。a點(diǎn)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)8。，還有電

流產(chǎn)生的垂直紙面向里的磁場(chǎng)，電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度和原磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，疊加

后大小為大于垂直紙面向外的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可知電流在“點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)

強(qiáng)度的大小為［。由題意可知,導(dǎo)線用N在萬點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3,

48

方向向外，根據(jù)磁場(chǎng)的疊加可知，人點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小為

917

-Bo+Bo=-B?

故選A。

7.如圖所示，在固定的水平桿上，套有質(zhì)量為小的光滑圓環(huán)，輕繩一端拴在環(huán)上，另

一端系著質(zhì)量為M的木塊，現(xiàn)有質(zhì)量為相。的子彈以大小為樂的水平速度射入木塊并立

刻留在木塊中，重力加速度為g,下列說法正確的是（）

m

A.子彈射入木塊后的瞬間，速度大小為u

B.子彈射入木塊后的瞬間，繩子拉力等于(M+%)g

C,子彈射入木塊后的瞬間，環(huán)對(duì)輕桿的壓力大于(M+m+/)g

D.子彈射入木塊之后，圓環(huán)、木塊和子彈構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

【答案】C

【解析】A.子彈射入木塊后的瞬間，子彈和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以勿的方向?yàn)?/p>

正方向，則

=("+/)匕

m0+M

故A錯(cuò)誤;

B.子彈射入木塊后的瞬間

解得繩子拉力

Fy=(M+m0)g+(M+

故B錯(cuò)誤;

C.子彈射入木塊后的瞬間，對(duì)圓環(huán)

FN=FT+mg>(M+m+mn)g

由牛頓第”定律知，環(huán)對(duì)輕桿的壓力大于(M+〃?+%)g，故C正確；

D.子彈射入木塊之后，圓環(huán)、木塊和子彈構(gòu)成的系統(tǒng)只在水平方向動(dòng)量守恒，故D錯(cuò)

誤。

故選Co

8.如圖甲所示是演示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像的裝置，當(dāng)沙漏下面的水平薄木板N被水平勻速拉

出時(shí)，振動(dòng)著的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系，

板上的直線代表時(shí)間軸，乙圖中是兩個(gè)擺中的沙在各自板上形成的曲線。若板N1和

板N2拉動(dòng)的速度V,和v2的關(guān)系為匕=2匕，板N1、色上曲線所代表的擺長(zhǎng)分別為/,和12,

【答案】D

【解析】由題圖可知，薄木板被勻速拉出的距離相同，且也=2力，則木板Ni上時(shí)間軸

單位長(zhǎng)度代表的時(shí)間〃是木板N2上時(shí)間軸單位長(zhǎng)度代表的時(shí)間￡2的兩倍，即

0=2/2

由題圖乙可知

Ti=ti,乃=gf2

從而得出

刀=4乃

代入單擺周期公式T=2;rJ（可得

/,=16/2

故選D。

二、多選題（每題4分，共16分，漏選得2分、錯(cuò)選得0分）

9.如圖甲所示，4、B、C是介質(zhì)中的三個(gè)點(diǎn)，4、C間距為3.25m,B、C間距為1m。

兩個(gè)波源分別位于A、B兩點(diǎn)，且同時(shí)從40時(shí)刻開始振動(dòng)，振動(dòng)圖像如圖乙所示。己

知A點(diǎn)波源振動(dòng)形成的波長(zhǎng)為2m。則（）

1.3(X.40.50.6%

乙

A.A點(diǎn)波源振動(dòng)形成的波在此介質(zhì)中波速為5m/s

B.B點(diǎn)波源振動(dòng)形成的波長(zhǎng)為3m

C.A、B中點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)

D.Z=2.15s時(shí)C點(diǎn)位移為7cm

【答案】AB

【解析】A.根據(jù)乙圖可知，A點(diǎn)波源振動(dòng)的周期為0.4s,故形成的波在此介質(zhì)中波速

為

〃=?=5m/s

*A

A正確；

B.同種介質(zhì)中，兩列波的傳播速度相等，故B的波速也為5m/s,根據(jù)乙圖可知，B點(diǎn)

波源振動(dòng)的周期為0.6s,8點(diǎn)波源振動(dòng)形成的波長(zhǎng)為

%=VTB=3m

B正確；

C.由于兩列波的周期不同，在同一位置不同時(shí)刻振動(dòng)的疊加效果不同，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)乙圖可知，A點(diǎn)波源的振動(dòng)波在C的振動(dòng)位移圖像為

TAV

8的振動(dòng)位移圖像為

XB~~AHsin帶“——)

THv

將/=2.15s代入得

x=xA+xB=-3m+(-4)m=-7m

D錯(cuò)誤。

故選AB。

10.A、B、C三條平行光線垂直于半圓柱體玻璃磚的截面直徑從空氣射向玻璃磚，如圖

所示，光線8正好過圓心O,光線A、C從光線B的兩側(cè)對(duì)稱入射，光線A、C從玻璃

豉右表面進(jìn)入空氣后與光線B交于。、E。下列說法正確的有()

A.玻璃對(duì)A光的折射率大于對(duì)B光的折射率B.玻璃對(duì)A光的折射率大于對(duì)C光的折

射率

C.玻璃對(duì)三種光的折射率關(guān)系為%>%>"cD.A光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時(shí)間

比C光長(zhǎng)

【答案】BD

【解析】AC.由于8光入射角為0。，故無法判斷玻璃對(duì)8光的折射率大小，A、C錯(cuò)誤；

B.由圖可知，A光和C光入射角相同，但4光折射角較小，根據(jù)折射率公式可知，玻

璃對(duì)A光的折射率大于對(duì)C光的折射率，B正確；

D.根據(jù)公式

c

V=-

n

由于A光的折射率大，則A光在玻璃中的傳播速度較小，又由圖可知A光在玻璃磚中

的傳播路徑較長(zhǎng)，故A光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時(shí)間比C光長(zhǎng)，D正確。

故選BDo

11.超強(qiáng)超短光脈沖產(chǎn)生方法曾獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，其中用到的一種脈沖激光展寬器截

面如圖所示。在空氣中對(duì)稱放置四個(gè)相同的直角三棱鏡，頂角為6。一細(xì)束脈沖激光垂

直第一個(gè)棱鏡左側(cè)面入射，經(jīng)過前兩個(gè)棱鏡后分為平行的光束，再經(jīng)過后兩個(gè)棱鏡重新

合成為一束，此時(shí)不同頻率的光前后分開，完成脈沖展寬。已知相鄰兩棱鏡斜面間的距

離d=100.0mm,脈沖激光中包含不同頻率的光1和2,它們?cè)诶忡R中的折射率分別為

%=血和”2=?。取如37。=1,337。==,卷=1.890。則下列說法正確的是（）

A.上方光線為光2

B.光1和光2通過相同的干涉裝置后，光2對(duì)應(yīng)的干涉條紋間距更大

C.為使光1和光2都能從左側(cè)第一個(gè)棱鏡斜面射出，則。>45°

D.若6=37。，則光1和光2通過整個(gè)展寬器的過程中在空氣中的路程差約為14.4mm

【答案】ABD

【解析】A.因〃/>〃2,三棱鏡對(duì)光1的折射率大于對(duì)光2的折射率，所以上方光線為光

2,A正確；

B.因,”>〃2,可知光1的頻率大于光2的頻率，則有光1的波長(zhǎng)小于光2的波長(zhǎng)，光1

和光2通過相同的干涉裝置后，由干涉條紋間距公式效=4幾，可知光2對(duì)應(yīng)的干涉條

a

紋間距更大，B正確；

C.設(shè)光線在第一個(gè)棱鏡斜面上恰好產(chǎn)生全反射，則有

sinC=—

代入較大折射率得對(duì)應(yīng)的臨界角為C=45。，因此為使光1和光2都能從左側(cè)第一個(gè)棱鏡

斜面射出，則B<45。，C錯(cuò)誤；

D.脈沖激光從第一個(gè)三棱鏡右側(cè)面射出時(shí)產(chǎn)生折射，設(shè)折射角分別為四和。2,由折射

定律可得

sina,

sinJ

sina,

sin。

設(shè)兩束光在兩個(gè)三棱鏡斜面之間的路程分別為L(zhǎng)t和L2,則有

AL=2（Z1-￡2）

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得

AL?14.4mm

D正確。

故選ABD。

12.如圖，傾斜角度為37。的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面頂端與地面之間的距離

為〃=9m,有兩個(gè)完全相同的金屬滑塊A和B（可視為質(zhì)點(diǎn)）分別處于斜面底部與頂部。

某時(shí)刻突然給滑塊A一沿斜面向上的初速度，并同時(shí)釋放滑塊B；兩滑塊在斜面相遇后

發(fā)生彈性碰撞，碰撞后B滑塊沿斜面做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知滑塊與斜面

之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為4=025,sin37°=0.6,重力加速度g取lOm/s?。下列說法正確

的是（）

A.滑塊A的初速度大小為5jlUm/s

B.兩滑塊發(fā)生碰撞的位置距斜面頂部5m

C.滑塊B在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為回*回s

2

D.滑塊A滑下斜面后，再過回+廂-同$滑塊B滑下斜面

2

【答案】BCD

【解析】AB.根據(jù)題意，滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為4=0.25,對(duì)滑塊進(jìn)行受力分

析可知，碰撞前：滑塊A上滑過程做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小

=gsin。cos^=8m/s2

滑塊B下滑過程做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小

2

aBl=gsin'gcos0=4m/s

兩滑塊同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同。兩滑塊之間發(fā)生彈性碰撞,且兩滑塊完全相同。

碰撞前滑塊B的速度大小不為零，碰撞后滑塊B做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可知

碰撞后滑塊B速度為零。因此可知滑塊A在碰撞前速度為零。根據(jù)加速度大小關(guān)系以及

運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同可知

%=a/m

滑塊A的平均速度與滑塊B的平均速度比值為

力:出=2:1

22

故位移之比也為2:1,斜面長(zhǎng)度為15m,即滑塊A的位移為

xM=10m

滑塊B的位移為

xBi=5m

所以碰撞點(diǎn)距斜面頂端5m。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度位移公式

v2-Vg=2ax

滑塊A的初速度大小為

=4A/10m/:

A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；

CD.滑塊B的運(yùn)動(dòng)為兩段從零開始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且加速度相同，位移之比為1:2,

可知兩段時(shí)間之比為

，陰：=1?

根據(jù)位移時(shí)間公式

12

x=—at"

2

可知

Vio

V20

品=丁

滑塊B在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為

V10+V20

fB-2$

兩滑塊發(fā)生彈性碰撞，則

mvB=mvBi+mvAl

121212

-mvR=-mvR^-invM

解得

vM=2\/10m/s

以1=°

因兩滑塊完全相同，速度交換。碰撞前滑塊B速度大小為%=245m/s,故碰撞后滑

塊A的速度大小為以?=2Vi6m/s,A下滑的加速度

aA2=gsin6-4gcos，=4m/s?

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間位移公式

XAi=VA\^A2+^aA2^A2

解得滑塊A下滑過程時(shí)間

>/30-5/10

cS

2

A上滑的時(shí)間

lAt~一z,S

〃2

故兩滑塊離開斜面的時(shí)間間隔為

/、回+屈-屈

加A=%-（5+〃2）=------2-------S

選項(xiàng)CD項(xiàng)正確。

故選BCD。

三、實(shí)驗(yàn)題

13.（6分）如圖是用來驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于。點(diǎn)，。點(diǎn)

下方桌子的邊沿有一豎直立柱。實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)懸點(diǎn)，使彈性球1靜止時(shí)恰與立柱上的球

2接觸且兩球等高。將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時(shí)把等大的球2放在立柱上。釋

放球1,當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，

球2落到水平地面上的C點(diǎn)。測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量是否守恒。

現(xiàn)已測(cè)出A點(diǎn)離水平桌面的距離為小8點(diǎn)離水平桌面的距離為b,C點(diǎn)與桌子邊沿間的

水平距離為c,彈性球1、2的質(zhì)量町、m2,桌面高H。完成本實(shí)驗(yàn)。

（2）要求叫m2（填＜、＞或=符號(hào)）

（3）根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式為o（忽略小球的

大小）

【答案】立柱高-Ja-li=2/72,yjb-h+.C

7H+h

【解析】（1）⑴要驗(yàn)證動(dòng)量守恒必須知道兩球碰撞前后的動(dòng)量變化，根據(jù)彈性球1碰撞

的前后的高度。和8,由機(jī)械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再測(cè)量彈性球1

的質(zhì)量犯，就能求出彈性球1的動(dòng)量變化；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律只要測(cè)出立柱高〃和桌

面高H就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化，故只要測(cè)量彈性球2的質(zhì)量和立柱高

/，、桌面高H就能求出彈性球2的動(dòng)量變化。根據(jù)題意，還需要測(cè)量的物理量是立柱高

h;

（2）⑵為了保證叫與啊碰后，叫不反彈且繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，要求嗎大于叫；

（3）⑶1小球從A處下擺過程只有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

解得

M=J2g（a-/?）

碰撞后1小球上升到最高點(diǎn)過程中，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

町g（b-=

解得

.=依（_一.）

碰撞后2小球做平拋運(yùn)動(dòng)，由

^gr=H+h

解得

所以2小球碰后速度

所以該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為

mtvt=myv2+m2v3

代入速度的表達(dá)式整理得

2mlda-h--2叫\(zhòng)jb-h+m?廣J

'\JH+h

14.（8分）要測(cè)定金屬絲的電阻率0,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路，電源為兩

節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻未知）；電流表的量程為00.6A,內(nèi)阻為1.0C；%是

阻值為4.0。定值電阻，待測(cè)金屬絲粗細(xì)均勻。

（1）實(shí)驗(yàn)前，先用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d,示數(shù)如圖乙所示，則"=mm：

定值電阻凡的作用是。

（2）調(diào)節(jié)接線夾夾在金屬絲上的位置，測(cè)出金屬絲接入電路中的長(zhǎng)度心閉合開關(guān)，

讀出電流表的讀數(shù)/,多次調(diào)節(jié)接線夾夾在金屬絲上的位置，測(cè)得多組金屬絲接入電路

的長(zhǎng)度3及對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)/,作出:-乙圖像如圖丙所示，由此測(cè)得金屬絲的電阻

率。=Qm（保留3位有效數(shù)字），由圖像還可以測(cè)得電源（電池組）的內(nèi)阻r=

（保留2位有效數(shù)字）

丙

【答案】2.150保護(hù)電路4.35x1O-5##4.30x105##4.31x105##4.32x105##

4.33x10-5##4.34x103##4.36*10一5##4.37x1Of##4.38x107##4.39x10^##

4.40x10-51.0

【解析】（1）[1]由螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則，可知電阻絲的直徑為

D=2mm+15.0x0.01mm=2.150mm

⑵定值電阻凡的作用是保護(hù)電路。

（2）⑶⑷金屬絲電阻為

R=p—

S

由歐姆定律可得

/=------------------

R+4++r

整理得

L旦L+山

I3S3

結(jié)合圖像有

k=￡=4

35

縱軸截距

”2.0

3

7id2

o------

4

解得

r=l.(Kl

p=4.35xlO-5Qm

四、解答題

15.（8分）半徑為R的透明球體內(nèi)裝了一半的透明液體，液體上方是真空，其截面如

圖所示。一激光器從球體最底端P點(diǎn)沿著內(nèi)壁向上移動(dòng)，所發(fā)出的光束始終指向球心O,

當(dāng)激光器在與豎直方向成30。角的P/點(diǎn)時(shí)，發(fā)出的光束透過液面后，照射到球體內(nèi)壁上

的P2點(diǎn)。已知OP2與液面的夾角為37。，光在真空中的傳播速度為c,sin370=0.6,求:

（1）從匕點(diǎn)發(fā)出的光束到尸2點(diǎn)的時(shí)間；

（2）激光器至少向上移至距P點(diǎn)多高時(shí)，所發(fā)出的光束恰好不從液面折射出來？

W7

P1

P

【答案】（1）--:（2）（1_七）R

c8

【解析】（1）由圖可知，根據(jù)折射定律可得

所以光在介質(zhì)中的傳播速度為

n1.6

所以光從P/點(diǎn)發(fā)出到P2點(diǎn)的時(shí)間為

RR2.6R

，=——十——=----

VCC

（2）根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系有

根據(jù)幾何關(guān)系

人=/?（1_cosC）=（l-粵）R

16.（10分）如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿x軸的正方向，場(chǎng)強(qiáng)為E,在A（d,0）點(diǎn)有

一個(gè)靜止的中性微粒，由于內(nèi)部作用，某一時(shí)刻突然分裂成兩個(gè)帶電微粒（分裂時(shí)的內(nèi)

力很大），其中微粒1的質(zhì)量為電荷量為一q,微粒2的質(zhì)量為2"?,電荷量為+分

微粒1的初始速度沿y軸負(fù)方向，經(jīng)過一段時(shí)間到達(dá)（0,一“）點(diǎn)。不計(jì)重力和分裂后

兩微粒間的作用，試求：

（1）分裂后，微粒1的初始速度的大?。?/p>

（2）當(dāng)微粒1到達(dá)（0,-d）點(diǎn)時(shí)，兩微粒間的距離。

【解析】（1）微粒1在y方向不受力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在x方向由于受恒定的電場(chǎng)力,

做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以微粒1做的是類平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)微粒1分裂時(shí)的速度為巧，則在

y方向上有

d-v/t

在x方向上有

qE

a=

m

又

d=—at2

2

聯(lián)立，可得

V2m

速度方向沿y軸的負(fù)方向.

（2）兩微粒在破裂瞬間滿足動(dòng)量守恒，因此有

mvt=2znv,

微粒2在豎直方向向上勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的距離

…八5d

水平方向運(yùn)動(dòng)的距離為

%二正產(chǎn)

122m2

兩微粒間的距離為

17.（12分）如圖所示，密繞〃=100匝細(xì)導(dǎo)線、面積S=0.060?的矩形線框Hed,放

置在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框繞位于線框平面內(nèi)且垂直磁場(chǎng)的中軸。0'

以角速度0=314rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圖示為線框平面與磁場(chǎng)垂直的位置。求：

（1）當(dāng)線框處于圖示位置時(shí)，穿過線框平面的磁通量是多少？

（2）在線框從圖示位置繞OO'軸轉(zhuǎn)過60。角的過程中，穿過線框平面磁通量的變化量是

多少？

（3）若以圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，寫出穿過線框平面的磁通量中與時(shí)間f的關(guān)

系式①

O

XX

XX

XX

XXX：XXX

a

【答案】(1)3xio"Wb;(2)磁通量減少了IxlO-Wb：(3)<D=3xlO-2cos314r(Wb)

【解析】（1）線框處于圖示位置時(shí)，穿過線框平面的磁通量

<D=B.5=0.06x0.5Wb=3xl0-2Wb

（2）在線框從圖示位置繞OO'軸轉(zhuǎn)過60。角時(shí)的磁通量

中'=BScose=0.06X0.5Xcos60°Wb=1.5xl0-2Wb

穿過線框平面磁通量的變化量

A<D=<t>,-0=1.5xlO-：!-3xlO_2=-1.5xlO-2Wb

即穿過線框平面的磁通量減少了1.5xlO-2Wb。

（3）若以圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)開始計(jì)時(shí)

-2

（t