四川省宜宾市第四中学校2023-2024学年高二下学期期末模拟物理试题一
一、单选题
1．（2024高二下·翠屏期末）2020年3月15日中国散列中子源（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是（ ）
A．α粒子轰击，生成并产生了中子
B．经过4次α衰变，2次β衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了10个
C．γ射线实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗
D．核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度
2．（2024高二下·翠屏期末）磁场对通电导体的作用力叫安培力，通电导体垂直于磁场方向放置时，关于安培力的大小有如下规律，其中正确的是( )
A．磁感应强度越强，电流越小，导线越长，安培力就越大
B．磁感应强度越强，电流越大，导线越长，安培力就越大
C．磁感应强度越弱，电流越大，导线越长，安培力就越大
D．磁感应强度越强，电流越大，导线越短，安培力就越大
3．（2024高二下·翠屏期末）质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是（ ）
A．物体的重力势能减少 B．物体的动能增加
C．物体的重力势能增加 D．重力做功
4．（2024高二下·翠屏期末）如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入平板下方的匀强磁场，平板下方的磁场方向如图所示。粒子最终打在S板上，粒子重力不计，则下面说法正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C．能沿直线通过狭缝P的粒子具有相同的动能
D．打在的粒子比打在的粒子在磁场中运动时间长
5．（2024高二下·翠屏期末）一列简谐横波，在时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴负方向传播
B．这列波的波速是
C．时，质点P的位移为，且速度方向沿y轴正方向
D．从开始，质点P比质点Q早回到平衡位置
6．（2024高二下·翠屏期末）如图所示为一个外电阻R和电源组成的闭合电路。在正常工作时，若1C正电荷从负极B移到正极A的过程中，非静电力做功，将3J的其他形式的能转化为电能，同时静电力做功0.5J。则此时该电路中电源电动势E，电源内电压U内，电源端电压U外大小分别为（ ）
A．E=2.5V，U外=0.5V B．E=3V，U外=0.5V
C．E=2.5V，U内=0.5V D．E=3V，U外=2.5V
7．（2024高二下·翠屏期末）如图甲所示，轻质弹簧固定在光滑斜面底端挡板上，时刻，将一滑块从固定斜面上方某处由静止释放，滑块滑到弹簧上端并压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，沿斜面上升到一定高度，如此反复。通过安装在弹簧下的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化关系如图乙所示，不计空气阻力则（ ）
A．滑块在时刻刚好和弹簧接触速度最大
B．滑块在下滑过程中机械能守恒
C．过程，弹簧弹性势能与滑块重力势能之和先减小后增加
D．过程，弹簧减少的弹性势能等于滑块重力势能的增加
二、多选题
8．（2024高二下·翠屏期末）如图，一定量的理想气体经过a→b→c三个状态过程，a、b、c状态在压强—温度（p-t）图像的两条直线上，和分别为两直线与纵轴交点的纵坐标，为它们的延长线与横轴交点的横坐标， 。下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态a和b的体积之比
B．气体在状态b和c的体积之比
C．气体从b→c过程中外界做的功等于放出的热量
D．气体从a→b→c过程中吸收的热量大于对外做的功
9．（2024高二下·翠屏期末）某人骑自行车在平直公路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的速度v随时间t变化的图象。某同学为了简化计算，用虚线做近似处理，下面说法正确的是（ ）
A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大
B．在0～t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大
C．在t1～t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大
D．在t3～t6时间内，虚线表示的是匀速运动
10．（2024高二下·翠屏期末）如图所示，质量为m的小球与轻质弹簧相连，穿在竖直光滑的等腰直角三角形的杆AC上，杆BC水平弹簧下端固定于B点，小球位于杆AC的中点D时，弹簧处于原长状态。现把小球拉至D点上方的E点由静止释放，小球运动的最低点为F，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球运动D点时速度最大
B．ED间的距离等于DF间的距离
C．小球运动到D点时，杆对小球的支持力为
D．小球在F点时弹簧的弹性势能大于在E点时弹簧的弹性势能
三、实验题
11．（2024高二下·翠屏期末）（1）某同学为了探究恒力对物体做功与物体动能变化的关系，设计实验方案如图甲所示．
他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中应该采取的措施有 ；
A.调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动
B.必须满足钩码的质量远小于小车的质量
C.必须保证小车由静止状态开始释放
D.必须保证先释放小车再接通打点计时器电源
（2）乙为实验中在满足(1)条件下打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究恒力对小车做功与小车动能改变的关系．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，则打B点时的速度vB= ；（用字母表示）除了已知和图中标明的物理量外，还需要测出的物理量有 。
12．（2024高二下·翠屏期末）用如图甲所示的电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．其中电压表V1（量程6V、内阻很大）、电压表V2（量程 4V、内阻很大）、电流表A（量程 3A、内阻很小）、滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流 4A）、小灯泡Ｌ（额定电流2A、额定功率7W）、电池组（电动势E、内阻 r）
（1）实验时，多次调节滑动变阻器的阻值，每次操作后，同时记录电流表 A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I，U1），（I，U2）描在坐标图中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E= Ｖ，内阻r= Ω；（结果保留两位有效数字）
（2）由图乙所示，当电路中电流表的示数I=1.25A时，滑动变阻器连入电路的阻值R= Ω；（结果保留两位有效数字）
（3）实验时，调节滑动变阻器的阻值，若电压表V1的示数增大，则灯泡的电阻将 。(选填：“减小”、 “增大”或“不变”)
四、计算题。
13．（2024高二下·翠屏期末）如图所示，相距为D、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场；在pOy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场；pOx区域为无场区．一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动，从H（0，A）点垂直y轴进入第Ⅰ象限，经Op上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第Ⅰ象限．求：
（1）离子在金属板M、N间的运动速度；
（2）离子的比荷；
（3）离子在第Ⅰ象限的磁场区域和无场区域内运动的时间之比．
14．（2024高二下·翠屏期末）如图所示，P、Q两金属板间的电势差为10V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d＝10cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板3cm。求：
(1)P板的电势；
(2)保持两板间电势差不变，而将Q板向左平移5cm，则A点的电势为多少？
15．（2024高二下·翠屏期末）如图所示，长为l的绝缘轻杆两端连接A、B两小球，其质量分别为m1、m2，带电量分别为-q、+q。将小球B置于水平光滑绝缘轨道内并固定，整个个装置处于水平向右的匀强电场中，轻杆从图中竖直位置由静止释放，可绕小球B无摩擦转动，顺时针转过的最大角度为127°(sin37°=0.6，cos37°=0.8)
（1）求匀强电场的场强大小E；
（2）当轻杆转过90°时，求杆对A球的作用力的大小（不计A、B球间的库仑力)；
（3）若解除固定，小球B在轨道内可自由移动，轻杆仍从图中竖直位置由静止释放，当轻杆转过90°时，求小球A的速度大小（水平轨道对轻杆和小球A的运动无影响）。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变；α、β、γ射线及特点；核裂变
【解析】【解答】A．改核反应方程
故A错误；
B.4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少4×2+2×1=10，故B正确；
C．γ射线实质光子流，故C错误；
D．通过改变镉棒插入的深度，可以控制核反应的速度，故D错误。
故选B。
【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒分析，每次α衰变，质量数少4，电荷数少2，中子数少2；每次β衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，中子数少1。
2．【答案】B
【知识点】安培力的计算
【解析】【解答】 通电导体垂直于磁场方向放置时，磁感应强度越强，电流越大，导线越长，安培力就越大，故选B．
【分析】通电导体垂直于磁场方向放置时，根据安培力表达式进行分析。
3．【答案】B
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】ACD．重力做正功为
物体的重力势能减小，故A、C、D错误；
B．合力做功为
所以物体的动能增加为，故B正确；
故选B。
【分析】物体在下落过程中，物体的重力势能减小，合力做功等于动能增加量。
4．【答案】D
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A．结合左手定则可知，粒子带正电，选项A错误；
B．洛伦兹力向左，可知磁场方向垂直纸面向外，选项B错误；
C．能沿直线通过狭缝P的粒子满足电场力等于洛伦兹力，粒子的速度相同，动能不一定相同，选项C错误；
D．打在A1的粒子比打在A2的粒子运动的弧长较大，则在磁场中运动时间长，选项D正确；
故选D.
【分析】根据粒子在下方电场中的偏转方向，速度选择器中带正电的粒子受向右的电场力，洛伦兹力与电场力平衡。
5．【答案】D
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象
【解析】【解答】A．结合图甲可知这列波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．波速为
故B错误；
C．根据对称性可知时，质点P的位移为，且速度方向沿y轴负方向，故C错误；
D．根据
解得
，
从开始，质点P比质点Q早回到平衡位置的时间为
故D正确。
故选D。
【分析】A质点应位于沿波传播方向波形的上坡，从0.6s到1.2s经历半个周期，结合三角函数知识进行分析。
6．【答案】D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】根据
故选D。
【分析】根据电动势的定义式进行分析，电动势等于内电压加上外电压。
7．【答案】C
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A．此时物体仍然加速下滑，弹簧弹力与重力的下滑分力大小相等时物体速度最大，故A错误；
B．部分机械能转化为弹簧的弹性势能，故B错误；
C．过程，由A分析可知，滑块的动能先增大再减小t2时刻减为0，故弹簧弹性势能与滑块重力势能之和先减小后增加。故C正确；
D．弹簧减少的弹性势能等于滑块重力势能和动能的增加量之和，故D错误。
故选C。
【分析】滑块在时刻刚好和弹簧接触时，重力的下滑分力大于弹簧的弹力，滑块在下滑过程中机械能减少。
8．【答案】A,D
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等容变化及查理定律
【解析】【解答】A．由图像得
A正确；
B．在 时，根据玻意耳定律可得
即
B错误；
C．气体从b→c过程中，温度没变，则
体积变大，气体对外做功
根据热力学第一定律，气体对外做功等于吸收的热量，C错误；
D．，
根据
气体从a→b→c过程中吸收的热量大于对外做的功，D正确。
故选AD。
【分析】图中两条直线是等容线，a、b两个状态下的气体体积相同。等温变化，根据玻意耳定律列式分析。
9．【答案】B,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的小，A错误；
B．由虚线计算出的位移比实际位移大，所以计算出的平均速度比实际的大，B正确；
C．由虚线计算出的位移比实际的小，C错误；
D．由虚线反映的运动速度不变，是匀速运动，D正确。
故选BD。
【分析】v-t图线的斜率等于加速度，v-t图线与坐标轴所围的面积等于位移。
10．【答案】C,D
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A．DF段受重力和弹簧弹力，弹力与杆的夹角为钝角，但一开始弹力较小，则加速度先沿杆向下，而F点速度为0，则DF段，先加速后减速，D点时速度不是最大，故A错误；
B．全过程小球重力势能减少，弹性势能不变，则系统机械能不守恒，故B错误；
C．垂直于杆方向受力分析得杆对小球的支持力为，故C正确；
D．ED间的距离应小于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能增大，则系统机械能守恒，故D正确；
故选CD。
【分析】只有重力和弹簧的拉力做功，是系统的机械能守恒；沿杆方向合力为零的时刻，圆环的速度最大。
11．【答案】（1）AB
（2）；钩码的质量m，小车的质量M
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【(1)题解答】A．调整轨道的倾角，使小车能在轨道上匀速运动，故A正确；
B．应满足的条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，故B正确；
C．不需要保证小车由静止状态开始释放，故C错误；
D．先接通打点计时器电源再释放小车，故D错误。
故选AB。
【(2)题解答】
打B点速度为
即
还需要测出的物理量有钩码的质量m，小车的质量M。
【分析】（1）平衡摩擦力时，不能将钩码通过细线挂在滑块上，M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，所以若使绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力。
（2）根据中间时刻瞬时速度等于这段平均速度，根据动能定理列出重力做功与动能变化的关系据此进行分析。
12．【答案】（1）5.5；1.0
（2）1.8
（3）减小
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】（1）由图像得
（2）由图像得
（3）当滑动变阻器的阻值增大时，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数减小，灯泡的电流减小，灯泡的阻值减小。
【分析】（1）内阻等于斜率的绝对值，电动势等于图像与纵坐标的交点；
（2）根据欧姆定律求解滑动变阻器连入电路的阻值；
（3）当滑动变阻器的阻值增大时，根据串联电路分压规律进行分析。
13．【答案】解：（1）设带电粒子的质量为m、电量为q，在平行金属板间的运动速度为v，平行金属板间的场强为E0依题意，有
①
又M，N间为匀强电场，有
②
联立①②解得
③
（2）带电粒子进入POy区域，做匀速圆周运动，设轨道半径为r，有
④
依题意带电粒子进入第I象限转过1/4圈后从OP上离开磁场，如图，由几何关系得
⑤
联立③④⑤得
⑥
（3）匀速圆周运动的周期
⑦
带电粒子在磁场中的运动时间
⑧
离子从C出来后做匀速直线运动，设经过x轴上的D点，如图，由几何关系有
CD=A-r ⑨
从C到D的时间为
⑩
联立③⑤⑦⑧⑨⑩得
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【分析】（1）根据电场力等于洛伦兹力以及场强与电压关系式列式求解；
（2）电粒子进入第I象限转过1/4圈后从OP上离开磁场，画出运动轨迹，列式求解；
（3）离子从C出来后做匀速直线运动，由几何关系求解路径长度，路程除以速度等于时间。
14．【答案】解：(1)由于
则有
解得
(2)距离改变后，场强变为
则
所以
【知识点】电容器及其应用
【解析】【分析】（1）场强水平向左，沿电场线电势降低，根据电势差定义进行分析；
（2）距离改变后，场强改变，结合匀强电场电势差与电场强度关系进行分析。
15．【答案】解：（1）根据动能定理得
代入数据解得匀强电场的场强大小
（2）当轻杆转过90°时，根据动能定理得
解得
根据牛顿第二定律得
解得杆对A球的作用力的大小
（3）设轻杆转过90°时，A球的水平速度为，竖直速度为，B球的速度为
由AB系统水平方向上动量守恒
因为杆不可伸长，可得
A、B能量守恒
解得
【知识点】碰撞模型；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）根据动能定理合力做功等于物体动能变化求解匀强电场的场强大小E；
（2）当轻杆转过90°时，根据动能定理求解速度，结合合力提供向心力求解杆对A球的作用力的大小；
（3）由AB系统水平方向合外力为零，动量守恒，结合A、B能量守恒列出方程求解。
四川省宜宾市第四中学校2023-2024学年高二下学期期末模拟物理试题一
一、单选题
1．（2024高二下·翠屏期末）2020年3月15日中国散列中子源（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是（ ）
A．α粒子轰击，生成并产生了中子
B．经过4次α衰变，2次β衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了10个
C．γ射线实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗
D．核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变；α、β、γ射线及特点；核裂变
【解析】【解答】A．改核反应方程
故A错误；
B.4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少4×2+2×1=10，故B正确；
C．γ射线实质光子流，故C错误；
D．通过改变镉棒插入的深度，可以控制核反应的速度，故D错误。
故选B。
【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒分析，每次α衰变，质量数少4，电荷数少2，中子数少2；每次β衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，中子数少1。
2．（2024高二下·翠屏期末）磁场对通电导体的作用力叫安培力，通电导体垂直于磁场方向放置时，关于安培力的大小有如下规律，其中正确的是( )
A．磁感应强度越强，电流越小，导线越长，安培力就越大
B．磁感应强度越强，电流越大，导线越长，安培力就越大
C．磁感应强度越弱，电流越大，导线越长，安培力就越大
D．磁感应强度越强，电流越大，导线越短，安培力就越大
【答案】B
【知识点】安培力的计算
【解析】【解答】 通电导体垂直于磁场方向放置时，磁感应强度越强，电流越大，导线越长，安培力就越大，故选B．
【分析】通电导体垂直于磁场方向放置时，根据安培力表达式进行分析。
3．（2024高二下·翠屏期末）质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是（ ）
A．物体的重力势能减少 B．物体的动能增加
C．物体的重力势能增加 D．重力做功
【答案】B
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】ACD．重力做正功为
物体的重力势能减小，故A、C、D错误；
B．合力做功为
所以物体的动能增加为，故B正确；
故选B。
【分析】物体在下落过程中，物体的重力势能减小，合力做功等于动能增加量。
4．（2024高二下·翠屏期末）如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入平板下方的匀强磁场，平板下方的磁场方向如图所示。粒子最终打在S板上，粒子重力不计，则下面说法正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C．能沿直线通过狭缝P的粒子具有相同的动能
D．打在的粒子比打在的粒子在磁场中运动时间长
【答案】D
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A．结合左手定则可知，粒子带正电，选项A错误；
B．洛伦兹力向左，可知磁场方向垂直纸面向外，选项B错误；
C．能沿直线通过狭缝P的粒子满足电场力等于洛伦兹力，粒子的速度相同，动能不一定相同，选项C错误；
D．打在A1的粒子比打在A2的粒子运动的弧长较大，则在磁场中运动时间长，选项D正确；
故选D.
【分析】根据粒子在下方电场中的偏转方向，速度选择器中带正电的粒子受向右的电场力，洛伦兹力与电场力平衡。
5．（2024高二下·翠屏期末）一列简谐横波，在时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴负方向传播
B．这列波的波速是
C．时，质点P的位移为，且速度方向沿y轴正方向
D．从开始，质点P比质点Q早回到平衡位置
【答案】D
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象
【解析】【解答】A．结合图甲可知这列波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．波速为
故B错误；
C．根据对称性可知时，质点P的位移为，且速度方向沿y轴负方向，故C错误；
D．根据
解得
，
从开始，质点P比质点Q早回到平衡位置的时间为
故D正确。
故选D。
【分析】A质点应位于沿波传播方向波形的上坡，从0.6s到1.2s经历半个周期，结合三角函数知识进行分析。
6．（2024高二下·翠屏期末）如图所示为一个外电阻R和电源组成的闭合电路。在正常工作时，若1C正电荷从负极B移到正极A的过程中，非静电力做功，将3J的其他形式的能转化为电能，同时静电力做功0.5J。则此时该电路中电源电动势E，电源内电压U内，电源端电压U外大小分别为（ ）
A．E=2.5V，U外=0.5V B．E=3V，U外=0.5V
C．E=2.5V，U内=0.5V D．E=3V，U外=2.5V
【答案】D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】根据
故选D。
【分析】根据电动势的定义式进行分析，电动势等于内电压加上外电压。
7．（2024高二下·翠屏期末）如图甲所示，轻质弹簧固定在光滑斜面底端挡板上，时刻，将一滑块从固定斜面上方某处由静止释放，滑块滑到弹簧上端并压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，沿斜面上升到一定高度，如此反复。通过安装在弹簧下的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化关系如图乙所示，不计空气阻力则（ ）
A．滑块在时刻刚好和弹簧接触速度最大
B．滑块在下滑过程中机械能守恒
C．过程，弹簧弹性势能与滑块重力势能之和先减小后增加
D．过程，弹簧减少的弹性势能等于滑块重力势能的增加
【答案】C
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A．此时物体仍然加速下滑，弹簧弹力与重力的下滑分力大小相等时物体速度最大，故A错误；
B．部分机械能转化为弹簧的弹性势能，故B错误；
C．过程，由A分析可知，滑块的动能先增大再减小t2时刻减为0，故弹簧弹性势能与滑块重力势能之和先减小后增加。故C正确；
D．弹簧减少的弹性势能等于滑块重力势能和动能的增加量之和，故D错误。
故选C。
【分析】滑块在时刻刚好和弹簧接触时，重力的下滑分力大于弹簧的弹力，滑块在下滑过程中机械能减少。
二、多选题
8．（2024高二下·翠屏期末）如图，一定量的理想气体经过a→b→c三个状态过程，a、b、c状态在压强—温度（p-t）图像的两条直线上，和分别为两直线与纵轴交点的纵坐标，为它们的延长线与横轴交点的横坐标， 。下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态a和b的体积之比
B．气体在状态b和c的体积之比
C．气体从b→c过程中外界做的功等于放出的热量
D．气体从a→b→c过程中吸收的热量大于对外做的功
【答案】A,D
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等容变化及查理定律
【解析】【解答】A．由图像得
A正确；
B．在 时，根据玻意耳定律可得
即
B错误；
C．气体从b→c过程中，温度没变，则
体积变大，气体对外做功
根据热力学第一定律，气体对外做功等于吸收的热量，C错误；
D．，
根据
气体从a→b→c过程中吸收的热量大于对外做的功，D正确。
故选AD。
【分析】图中两条直线是等容线，a、b两个状态下的气体体积相同。等温变化，根据玻意耳定律列式分析。
9．（2024高二下·翠屏期末）某人骑自行车在平直公路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的速度v随时间t变化的图象。某同学为了简化计算，用虚线做近似处理，下面说法正确的是（ ）
A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大
B．在0～t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大
C．在t1～t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大
D．在t3～t6时间内，虚线表示的是匀速运动
【答案】B,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的小，A错误；
B．由虚线计算出的位移比实际位移大，所以计算出的平均速度比实际的大，B正确；
C．由虚线计算出的位移比实际的小，C错误；
D．由虚线反映的运动速度不变，是匀速运动，D正确。
故选BD。
【分析】v-t图线的斜率等于加速度，v-t图线与坐标轴所围的面积等于位移。
10．（2024高二下·翠屏期末）如图所示，质量为m的小球与轻质弹簧相连，穿在竖直光滑的等腰直角三角形的杆AC上，杆BC水平弹簧下端固定于B点，小球位于杆AC的中点D时，弹簧处于原长状态。现把小球拉至D点上方的E点由静止释放，小球运动的最低点为F，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球运动D点时速度最大
B．ED间的距离等于DF间的距离
C．小球运动到D点时，杆对小球的支持力为
D．小球在F点时弹簧的弹性势能大于在E点时弹簧的弹性势能
【答案】C,D
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A．DF段受重力和弹簧弹力，弹力与杆的夹角为钝角，但一开始弹力较小，则加速度先沿杆向下，而F点速度为0，则DF段，先加速后减速，D点时速度不是最大，故A错误；
B．全过程小球重力势能减少，弹性势能不变，则系统机械能不守恒，故B错误；
C．垂直于杆方向受力分析得杆对小球的支持力为，故C正确；
D．ED间的距离应小于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能增大，则系统机械能守恒，故D正确；
故选CD。
【分析】只有重力和弹簧的拉力做功，是系统的机械能守恒；沿杆方向合力为零的时刻，圆环的速度最大。
三、实验题
11．（2024高二下·翠屏期末）（1）某同学为了探究恒力对物体做功与物体动能变化的关系，设计实验方案如图甲所示．
他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中应该采取的措施有 ；
A.调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动
B.必须满足钩码的质量远小于小车的质量
C.必须保证小车由静止状态开始释放
D.必须保证先释放小车再接通打点计时器电源
（2）乙为实验中在满足(1)条件下打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究恒力对小车做功与小车动能改变的关系．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，则打B点时的速度vB= ；（用字母表示）除了已知和图中标明的物理量外，还需要测出的物理量有 。
【答案】（1）AB
（2）；钩码的质量m，小车的质量M
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【(1)题解答】A．调整轨道的倾角，使小车能在轨道上匀速运动，故A正确；
B．应满足的条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，故B正确；
C．不需要保证小车由静止状态开始释放，故C错误；
D．先接通打点计时器电源再释放小车，故D错误。
故选AB。
【(2)题解答】
打B点速度为
即
还需要测出的物理量有钩码的质量m，小车的质量M。
【分析】（1）平衡摩擦力时，不能将钩码通过细线挂在滑块上，M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，所以若使绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力。
（2）根据中间时刻瞬时速度等于这段平均速度，根据动能定理列出重力做功与动能变化的关系据此进行分析。
12．（2024高二下·翠屏期末）用如图甲所示的电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．其中电压表V1（量程6V、内阻很大）、电压表V2（量程 4V、内阻很大）、电流表A（量程 3A、内阻很小）、滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流 4A）、小灯泡Ｌ（额定电流2A、额定功率7W）、电池组（电动势E、内阻 r）
（1）实验时，多次调节滑动变阻器的阻值，每次操作后，同时记录电流表 A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I，U1），（I，U2）描在坐标图中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E= Ｖ，内阻r= Ω；（结果保留两位有效数字）
（2）由图乙所示，当电路中电流表的示数I=1.25A时，滑动变阻器连入电路的阻值R= Ω；（结果保留两位有效数字）
（3）实验时，调节滑动变阻器的阻值，若电压表V1的示数增大，则灯泡的电阻将 。(选填：“减小”、 “增大”或“不变”)
【答案】（1）5.5；1.0
（2）1.8
（3）减小
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】（1）由图像得
（2）由图像得
（3）当滑动变阻器的阻值增大时，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数减小，灯泡的电流减小，灯泡的阻值减小。
【分析】（1）内阻等于斜率的绝对值，电动势等于图像与纵坐标的交点；
（2）根据欧姆定律求解滑动变阻器连入电路的阻值；
（3）当滑动变阻器的阻值增大时，根据串联电路分压规律进行分析。
四、计算题。
13．（2024高二下·翠屏期末）如图所示，相距为D、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场；在pOy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场；pOx区域为无场区．一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动，从H（0，A）点垂直y轴进入第Ⅰ象限，经Op上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第Ⅰ象限．求：
（1）离子在金属板M、N间的运动速度；
（2）离子的比荷；
（3）离子在第Ⅰ象限的磁场区域和无场区域内运动的时间之比．
【答案】解：（1）设带电粒子的质量为m、电量为q，在平行金属板间的运动速度为v，平行金属板间的场强为E0依题意，有
①
又M，N间为匀强电场，有
②
联立①②解得
③
（2）带电粒子进入POy区域，做匀速圆周运动，设轨道半径为r，有
④
依题意带电粒子进入第I象限转过1/4圈后从OP上离开磁场，如图，由几何关系得
⑤
联立③④⑤得
⑥
（3）匀速圆周运动的周期
⑦
带电粒子在磁场中的运动时间
⑧
离子从C出来后做匀速直线运动，设经过x轴上的D点，如图，由几何关系有
CD=A-r ⑨
从C到D的时间为
⑩
联立③⑤⑦⑧⑨⑩得
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【分析】（1）根据电场力等于洛伦兹力以及场强与电压关系式列式求解；
（2）电粒子进入第I象限转过1/4圈后从OP上离开磁场，画出运动轨迹，列式求解；
（3）离子从C出来后做匀速直线运动，由几何关系求解路径长度，路程除以速度等于时间。
14．（2024高二下·翠屏期末）如图所示，P、Q两金属板间的电势差为10V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d＝10cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板3cm。求：
(1)P板的电势；
(2)保持两板间电势差不变，而将Q板向左平移5cm，则A点的电势为多少？
【答案】解：(1)由于
则有
解得
(2)距离改变后，场强变为
则
所以
【知识点】电容器及其应用
【解析】【分析】（1）场强水平向左，沿电场线电势降低，根据电势差定义进行分析；
（2）距离改变后，场强改变，结合匀强电场电势差与电场强度关系进行分析。
15．（2024高二下·翠屏期末）如图所示，长为l的绝缘轻杆两端连接A、B两小球，其质量分别为m1、m2，带电量分别为-q、+q。将小球B置于水平光滑绝缘轨道内并固定，整个个装置处于水平向右的匀强电场中，轻杆从图中竖直位置由静止释放，可绕小球B无摩擦转动，顺时针转过的最大角度为127°(sin37°=0.6，cos37°=0.8)
（1）求匀强电场的场强大小E；
（2）当轻杆转过90°时，求杆对A球的作用力的大小（不计A、B球间的库仑力)；
（3）若解除固定，小球B在轨道内可自由移动，轻杆仍从图中竖直位置由静止释放，当轻杆转过90°时，求小球A的速度大小（水平轨道对轻杆和小球A的运动无影响）。
【答案】解：（1）根据动能定理得
代入数据解得匀强电场的场强大小
（2）当轻杆转过90°时，根据动能定理得
解得
根据牛顿第二定律得
解得杆对A球的作用力的大小
（3）设轻杆转过90°时，A球的水平速度为，竖直速度为，B球的速度为
由AB系统水平方向上动量守恒
因为杆不可伸长，可得
A、B能量守恒
解得
【知识点】碰撞模型；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）根据动能定理合力做功等于物体动能变化求解匀强电场的场强大小E；
（2）当轻杆转过90°时，根据动能定理求解速度，结合合力提供向心力求解杆对A球的作用力的大小；
（3）由AB系统水平方向合外力为零，动量守恒，结合A、B能量守恒列出方程求解。
