湖南省湘西州2023-2024学年高二下学期期末自检物理试卷
1．（2024高二下·湘西期末）科学家用粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程，下列说法正确的是（ ）
A．X是电子 B．X是质子
C．X是正电子 D．X粒子由查德威克发现
【答案】D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】该核反应方程为
中子由查德威克发现。
故选D。
【分析】根据质量数与电荷数守恒可写出核反应方程，中子由查德威克发现。
2．（2024高二下·湘西期末）某型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，原、副线圈匝数比为。若原线圈上加有最大电压值为的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值为（ ）
A．0.2V B．1V C．5V D．8V
【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】根据
根据
解得
故选D。
【分析】原线圈两端电压的有效值等于最大值除以，结合原副线圈电压之比等于匝数比进行分析。
3．（2024高二下·湘西期末）如图所示，在滑雪比赛中，甲、乙两运动员先后从雪坡滑下，水平飞出后均落到斜坡上。已知甲运动员水平飞出时的速度大小为，甲运动员在空中运动的时间为乙运动员在空中运动时间的两倍，运动员均可视为质点，不计空气阻力。乙运动员水平飞出时的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设斜面倾角为，对于甲运动员有
同理对于乙运动员有
整理得
故选A。
【分析】平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，结合水平位移与竖直位移关系列式求解。
4．（2024高二下·湘西期末）把均匀带电的绝缘棒AB弯成如图所示的半圆状，测得圆心O处的电场强度大小为E。C是半圆AB上的二等分点，将沿CO对折，使与重叠，则重叠部分在O点产生的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】叠加可得
O点的电场强度大小为
故选C。
【分析】根据对称性可知，的方向与弦AC垂直，根据平行四边形法则求解在O点场强。
5．（2024高二下·湘西期末）一固定光滑弧形轨道底端与水平轨道平滑连接，将滑块A从弧形轨道上离水平轨道高度为h处由静止释放，滑块A在弧形轨道底端与滑块B相撞后合为一体，一起向前做匀减速直线运动，停止时距光滑弧形轨道底端的距离为s。已知滑块A，滑块B的质量均为m，重力加速度大小为g，则滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用；碰撞模型
【解析】【解答】根据动能定理可得
根据动量守恒可得
根据动能定理可得
联立解得
故选D。
【分析】根据动能定理求解滑到斜面底端的速度，根据动量守恒定律求解碰撞后物体速度，根据动能定理求解滑块与水平轨道之间的动摩擦因数。
6．（2024高二下·湘西期末）如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（未画出），一质量为m、带电荷量为的微粒从圆上的N点以一定的速度沿图中虚线方向射入磁场，从圆上的M点离开磁场时的速度方向与虚线垂直。已知圆心O到虚线的距离为，不计微粒所受的重力，下列说法正确的是（ ）
A．微粒在磁场区城内运动的时间为
B．微粒射入磁场时的速度大小为
C．微粒在磁场中运动的轨迹半径为
D．微粒到圆心O的最小距离为
【答案】B
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】A．根据
解得
由于偏转角为，
故A错误；
C．作出粒子的运动轨迹如图所示
圆心O到MA的距离为x，到MC的距离为y，则有
，，
故C错误；
B．根据
得
故B正确；
D．微粒到圆心O的最小距离
故D错误。
故选B。
【分析】微粒在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，作出粒子的运动轨迹，根据几何关系求解运动半径以及微粒到圆心O的最小距离。
7．（2024高二下·湘西期末）如图所示，彩虹在水中的倒影十分清晰。关于彩虹的成因及倒影，下列说法正确的是（ ）
A．彩虹的成因是光的反射
B．彩虹的成因是光的折射
C．彩虹的倒影是由光的折射引起的
D．彩虹的倒影是由光的反射引起的
【答案】B,D
【知识点】光的反射；光的折射及折射定律
【解析】【解答】AB．彩虹的成因是光的折射以及色散引起的，故A错误，B正确；
CD．倒影的形成是光的反射，故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】彩虹的成因是光的折射以及色散引起的，倒影的形成是反射。
8．（2024高二下·湘西期末）一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，波长，平衡位置在x轴上的两质点A、B的坐标分别为、，波传到B点开始计时，A、B的振动图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波的周期为0.4s B．该波的频率为2Hz
C．该波的波长为5m D．该波的传播速度为
【答案】A,D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】AB．频率
故A正确；B错误；
CD．时，有
解得
故C错误；D正确。
故选AD。
【分析】根据题中振动图像可知机械波的周期，结合波速等于波长除以周期进行分析。
9．（2024高二下·湘西期末）如图所示，一个质量为m的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，劲度系数为k的轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点A处，小球处于平衡状态时，弹簧与竖直方向的夹角，已知，，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．轻质弹簧的长度为
B．圆环对小球的弹力大小为mg
C．轻质弹簧对小球的弹力大小为1.8mg
D．轻质弹簧的原长为
【答案】B,D
【知识点】胡克定律；力的合成与分解的运用；共点力的平衡
【解析】【解答】A．由图可知，轻质弹簧的长度
故A错误；
BC．如图所示
解得
故B正确，C错误；
D．根据
得
故D正确。
故选BD。
【分析】根据几何关系求解轻质弹簧的长度，以小球为研究对象，分析受力情况，结合相似三角形知识进行分析。
10．（2024高二下·湘西期末）近期，多个国家和组织相继发布了一系列探月规划，其中不乏新颖的亮点，比如建设月球通信导航星座，利用低轨探测器、跳跃探测器等手段寻找水冰资源。人造航天器在月球表面绕月球做匀速圆周运动时，航天器与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为，已知月球的半径为R，则航天器的（ ）
A．速度大小为 B．角速度大小为
C．环绕周期为 D．加速度大小为
【答案】A,B,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；卫星问题
【解析】【解答】C．人造航天器在月球表面绕月球做匀速圆周运动时，航天器与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为，得
周期为
故C错误；
B．根据
故B正确；
A．根据
故A正确；
D．航天器的加速度大小为
故D正确。
故选ABD。
【分析】航天器与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为，一个周期扫过的面积等于周期乘以，线速度等于角速度乘以半径。
11．（2024高二下·湘西期末）某同学探究做圆周运动的物体所需的向心力大小与物体的质量、轨道半径及角速度的关系的实验装置如图甲所示，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量圆柱体的向心力，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体的质量和运动的角速度不变，来探究其向心力与半径r的关系。
（1）该同学采用的实验方法为______。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想化模型法
（2）改变半径r，多次测量，测出了五组、r的数据，如表所示：
1.0 2.0 4.0 6.2 9.0
0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
该同学对数据分析后，在坐标纸上描出了五个点，作出图线如图乙所示，已知圆柱体的质量，由图线可知圆柱体运动的角速度 。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）A
（2）5.0
【知识点】向心力
【解析】【解答】 （1）探究其向心力与半径r的关系，所以采用控制变量法，控制圆柱体的质量和角速度不变，来。
故选A。
（2）根据
得
由图像得
得
【分析】（1）控制变量法：物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。
（2）根据向心力表达式求解斜率的物理意义从而求解角速度大小。
（1）本实验需要保持圆柱体的质量和角速度不变，来探究其向心力与半径r的关系，所以采用控制变量法。
故选A。
（2）由得
由题中图像可得斜率
所以
12．（2024高二下·湘西期末）一灵敏电流计G的内阻，满偏电流，现把它改装成如图所示的多量程电表。开关、都闭合时为电流表，量程为0～3A；开关、都断开时为电压表，量程为0～3V。试回答下列问题：
（1）定值电阻 、
（2）开关闭合、断开时为 （填“电流”或“电压”）表，量程为 。
【答案】（1）4；0.25
（2）电压；0～12.6V
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】（1）满偏电压
开关、都断开时为电压表，原理示意图如图所示
开关、都闭合时为电流表，原理示意图如下图所示
（2）
开关闭合、断开时为电压表，原理示意图如下图所示
【分析】（1）开关、都断开时为电压表，开关、都闭合时为电流表，画出原理示意图，根据串联分压以及并联分流求解定值电阻的大小；
（2）开关闭合、断开时为电压表，根据串联分压求解量程。
（1）[1]由题意知电流表G的满偏电压
开关、都断开时为电压表，原理示意图如图所示
当达到满偏时有
所以分压电阻
[2]开关、都闭合时为电流表，原理示意图如下图所示
当达到满偏时有
所以
（2）[1][2]开关闭合、断开时为电压表，原理示意图如下图所示
当达到满偏时有
13．（2024高二下·湘西期末）水平地面上放有一内壁光滑的圆柱形汽缸（顶部有卡扣），内部的轻质活塞封闭一定质量的空气，当封闭空气的热力学温度时，活塞封闭空气的高度为3L，活塞上侧到汽缸顶部的距离为L，如图所示。现对封闭空气缓慢加热，活塞在上升过程中始终保持水平，外界大气压恒为，封闭空气可视为理想气体，求：
（1）活塞刚到达汽缸顶部时封闭空气的热力学温度；
（2）封闭空气的热力学温度的压强p。
【答案】解：（1）活塞刚到达汽缸顶部时，气体发生等压变化，则有
解得
（2）当封闭空气的热力学温度达到后，气体发生等容变化，则有
解得
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律列式求解；
（2）气体发生等容变化，根据查理定律列式求解。
14．（2024高二下·湘西期末）一种能垂直起降的小型遥控无人机如图所示，螺旋桨工作时能产生恒定的升力。在一次试飞中，无人机在地面上由静止开始以的加速度匀加速竖直向上起飞，上升时无人机突然出现故障而失去升力，一段时间后无人机恢复升力开始向下做匀减速直线运动，到达地面时速度恰好为0，此时关闭无人机电源。已知无人机的质量，运动过程中所受空气阻力大小恒为，取重力加速度大小。求：
（1）螺旋桨工作时产生的升力大小F；
（2）无人机上升的最大高度H；
（3）无人机在空中运动的时间t。
【答案】解：（1）根据牛顿第二定律有
解得
（2）设无人机失去升力时的速度大小为，向上做匀减速直线运动的位移大小为，加速度大小为，则有
联立代入数据得
（3）设无人机向上加速的时间为，向上减速的时间为，向下加速时的加速度大小为，对应的加速时间为，恢复升力后向下减速时的加速度大小为，对应的减速时间为，则有
联立代入数据解得
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律，合力等于加速度与质量乘积求解升力大小；
（2）无人机失去升力时不会马上下降，由于惯性继续往上运动，根据速度位移关系求解无人机上升的最大高度；
（3）无人机运动有四个物理过程，根据速度时间关系求解各个过程对应时间，总时间等于各个时间相加。
15．（2024高二下·湘西期末）如图所示，两间距为L、足够长的光滑平行直导轨固定在绝缘水平地面上，左端固定一阻值为R的定值电阻。空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m的导体棒紧靠电阻垂直放在导轨上，时刻作用于导体棒的水平恒力F使导体棒由静止开始做加速运动，当导体棒达到最大速度时对应的加速距离为d，此时撤去外力F，同时匀强磁场随时间按照某种规律变化，使得导体棒始终做匀速直线运动，已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，电路中其他电阻均不计。求：
（1）导体棒的最大速度v；
（2）电阻上产生的热量Q；
（3）通过回路中某截面的电荷量q；
（4）导体棒匀速运动时匀强磁场的磁感应强度大小。随时间t的变化规律。
【答案】解：（1）导体棒达到最大速度时，安培力大小等于F，设导体棒达到最大速度时产生的电动势为E，则有
感应电流为
根据平衡条件有
解得
（2）根据动能定理有
根据功能关系可知，电阻上产生的热量Q等于导体棒克服安培力做的功，即有
解得
（3）设导体棒的加速时间为，加速过程中的平均速度为，对应的平均电动势为，平均电流为，则有
，，
解得
（4）撤去外力F后导体棒做匀速直线运动，说明穿过闭合回路的磁通量保持不变，导体棒达到最大速度时穿过闭合回路的磁通量为BLd，导体棒达到最大速度后在t时刻的磁感应强度大小为，则有
对导体棒进行分析，根据动量定理有
对上式两边求和得
解得
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）导体棒达到最大速度时，安培力大小等于F，结合安培力表达式以及法拉第电磁感应定律求解 导体棒的最大速度v ；
（2）根据功能关系可知，电阻上产生的热量Q等于导体棒克服安培力做的功；
（3）根据电流定义式以及电动势表达式求解通过回路中某截面的电荷量q；
（4）撤去外力F后导体棒做匀速直线运动，说明穿过闭合回路的磁通量保持不变，结合动量定理进行分析。
湖南省湘西州2023-2024学年高二下学期期末自检物理试卷
1．（2024高二下·湘西期末）科学家用粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程，下列说法正确的是（ ）
A．X是电子 B．X是质子
C．X是正电子 D．X粒子由查德威克发现
2．（2024高二下·湘西期末）某型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，原、副线圈匝数比为。若原线圈上加有最大电压值为的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值为（ ）
A．0.2V B．1V C．5V D．8V
3．（2024高二下·湘西期末）如图所示，在滑雪比赛中，甲、乙两运动员先后从雪坡滑下，水平飞出后均落到斜坡上。已知甲运动员水平飞出时的速度大小为，甲运动员在空中运动的时间为乙运动员在空中运动时间的两倍，运动员均可视为质点，不计空气阻力。乙运动员水平飞出时的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
4．（2024高二下·湘西期末）把均匀带电的绝缘棒AB弯成如图所示的半圆状，测得圆心O处的电场强度大小为E。C是半圆AB上的二等分点，将沿CO对折，使与重叠，则重叠部分在O点产生的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
5．（2024高二下·湘西期末）一固定光滑弧形轨道底端与水平轨道平滑连接，将滑块A从弧形轨道上离水平轨道高度为h处由静止释放，滑块A在弧形轨道底端与滑块B相撞后合为一体，一起向前做匀减速直线运动，停止时距光滑弧形轨道底端的距离为s。已知滑块A，滑块B的质量均为m，重力加速度大小为g，则滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为（ ）
A． B． C． D．
6．（2024高二下·湘西期末）如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（未画出），一质量为m、带电荷量为的微粒从圆上的N点以一定的速度沿图中虚线方向射入磁场，从圆上的M点离开磁场时的速度方向与虚线垂直。已知圆心O到虚线的距离为，不计微粒所受的重力，下列说法正确的是（ ）
A．微粒在磁场区城内运动的时间为
B．微粒射入磁场时的速度大小为
C．微粒在磁场中运动的轨迹半径为
D．微粒到圆心O的最小距离为
7．（2024高二下·湘西期末）如图所示，彩虹在水中的倒影十分清晰。关于彩虹的成因及倒影，下列说法正确的是（ ）
A．彩虹的成因是光的反射
B．彩虹的成因是光的折射
C．彩虹的倒影是由光的折射引起的
D．彩虹的倒影是由光的反射引起的
8．（2024高二下·湘西期末）一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，波长，平衡位置在x轴上的两质点A、B的坐标分别为、，波传到B点开始计时，A、B的振动图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波的周期为0.4s B．该波的频率为2Hz
C．该波的波长为5m D．该波的传播速度为
9．（2024高二下·湘西期末）如图所示，一个质量为m的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，劲度系数为k的轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点A处，小球处于平衡状态时，弹簧与竖直方向的夹角，已知，，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．轻质弹簧的长度为
B．圆环对小球的弹力大小为mg
C．轻质弹簧对小球的弹力大小为1.8mg
D．轻质弹簧的原长为
10．（2024高二下·湘西期末）近期，多个国家和组织相继发布了一系列探月规划，其中不乏新颖的亮点，比如建设月球通信导航星座，利用低轨探测器、跳跃探测器等手段寻找水冰资源。人造航天器在月球表面绕月球做匀速圆周运动时，航天器与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为，已知月球的半径为R，则航天器的（ ）
A．速度大小为 B．角速度大小为
C．环绕周期为 D．加速度大小为
11．（2024高二下·湘西期末）某同学探究做圆周运动的物体所需的向心力大小与物体的质量、轨道半径及角速度的关系的实验装置如图甲所示，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量圆柱体的向心力，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体的质量和运动的角速度不变，来探究其向心力与半径r的关系。
（1）该同学采用的实验方法为______。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想化模型法
（2）改变半径r，多次测量，测出了五组、r的数据，如表所示：
1.0 2.0 4.0 6.2 9.0
0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
该同学对数据分析后，在坐标纸上描出了五个点，作出图线如图乙所示，已知圆柱体的质量，由图线可知圆柱体运动的角速度 。（结果保留两位有效数字）
12．（2024高二下·湘西期末）一灵敏电流计G的内阻，满偏电流，现把它改装成如图所示的多量程电表。开关、都闭合时为电流表，量程为0～3A；开关、都断开时为电压表，量程为0～3V。试回答下列问题：
（1）定值电阻 、
（2）开关闭合、断开时为 （填“电流”或“电压”）表，量程为 。
13．（2024高二下·湘西期末）水平地面上放有一内壁光滑的圆柱形汽缸（顶部有卡扣），内部的轻质活塞封闭一定质量的空气，当封闭空气的热力学温度时，活塞封闭空气的高度为3L，活塞上侧到汽缸顶部的距离为L，如图所示。现对封闭空气缓慢加热，活塞在上升过程中始终保持水平，外界大气压恒为，封闭空气可视为理想气体，求：
（1）活塞刚到达汽缸顶部时封闭空气的热力学温度；
（2）封闭空气的热力学温度的压强p。
14．（2024高二下·湘西期末）一种能垂直起降的小型遥控无人机如图所示，螺旋桨工作时能产生恒定的升力。在一次试飞中，无人机在地面上由静止开始以的加速度匀加速竖直向上起飞，上升时无人机突然出现故障而失去升力，一段时间后无人机恢复升力开始向下做匀减速直线运动，到达地面时速度恰好为0，此时关闭无人机电源。已知无人机的质量，运动过程中所受空气阻力大小恒为，取重力加速度大小。求：
（1）螺旋桨工作时产生的升力大小F；
（2）无人机上升的最大高度H；
（3）无人机在空中运动的时间t。
15．（2024高二下·湘西期末）如图所示，两间距为L、足够长的光滑平行直导轨固定在绝缘水平地面上，左端固定一阻值为R的定值电阻。空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m的导体棒紧靠电阻垂直放在导轨上，时刻作用于导体棒的水平恒力F使导体棒由静止开始做加速运动，当导体棒达到最大速度时对应的加速距离为d，此时撤去外力F，同时匀强磁场随时间按照某种规律变化，使得导体棒始终做匀速直线运动，已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，电路中其他电阻均不计。求：
（1）导体棒的最大速度v；
（2）电阻上产生的热量Q；
（3）通过回路中某截面的电荷量q；
（4）导体棒匀速运动时匀强磁场的磁感应强度大小。随时间t的变化规律。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】该核反应方程为
中子由查德威克发现。
故选D。
【分析】根据质量数与电荷数守恒可写出核反应方程，中子由查德威克发现。
2．【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】根据
根据
解得
故选D。
【分析】原线圈两端电压的有效值等于最大值除以，结合原副线圈电压之比等于匝数比进行分析。
3．【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设斜面倾角为，对于甲运动员有
同理对于乙运动员有
整理得
故选A。
【分析】平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，结合水平位移与竖直位移关系列式求解。
4．【答案】C
【知识点】电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】叠加可得
O点的电场强度大小为
故选C。
【分析】根据对称性可知，的方向与弦AC垂直，根据平行四边形法则求解在O点场强。
5．【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用；碰撞模型
【解析】【解答】根据动能定理可得
根据动量守恒可得
根据动能定理可得
联立解得
故选D。
【分析】根据动能定理求解滑到斜面底端的速度，根据动量守恒定律求解碰撞后物体速度，根据动能定理求解滑块与水平轨道之间的动摩擦因数。
6．【答案】B
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】A．根据
解得
由于偏转角为，
故A错误；
C．作出粒子的运动轨迹如图所示
圆心O到MA的距离为x，到MC的距离为y，则有
，，
故C错误；
B．根据
得
故B正确；
D．微粒到圆心O的最小距离
故D错误。
故选B。
【分析】微粒在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，作出粒子的运动轨迹，根据几何关系求解运动半径以及微粒到圆心O的最小距离。
7．【答案】B,D
【知识点】光的反射；光的折射及折射定律
【解析】【解答】AB．彩虹的成因是光的折射以及色散引起的，故A错误，B正确；
CD．倒影的形成是光的反射，故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】彩虹的成因是光的折射以及色散引起的，倒影的形成是反射。
8．【答案】A,D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】AB．频率
故A正确；B错误；
CD．时，有
解得
故C错误；D正确。
故选AD。
【分析】根据题中振动图像可知机械波的周期，结合波速等于波长除以周期进行分析。
9．【答案】B,D
【知识点】胡克定律；力的合成与分解的运用；共点力的平衡
【解析】【解答】A．由图可知，轻质弹簧的长度
故A错误；
BC．如图所示
解得
故B正确，C错误；
D．根据
得
故D正确。
故选BD。
【分析】根据几何关系求解轻质弹簧的长度，以小球为研究对象，分析受力情况，结合相似三角形知识进行分析。
10．【答案】A,B,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；卫星问题
【解析】【解答】C．人造航天器在月球表面绕月球做匀速圆周运动时，航天器与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为，得
周期为
故C错误；
B．根据
故B正确；
A．根据
故A正确；
D．航天器的加速度大小为
故D正确。
故选ABD。
【分析】航天器与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为，一个周期扫过的面积等于周期乘以，线速度等于角速度乘以半径。
11．【答案】（1）A
（2）5.0
【知识点】向心力
【解析】【解答】 （1）探究其向心力与半径r的关系，所以采用控制变量法，控制圆柱体的质量和角速度不变，来。
故选A。
（2）根据
得
由图像得
得
【分析】（1）控制变量法：物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。
（2）根据向心力表达式求解斜率的物理意义从而求解角速度大小。
（1）本实验需要保持圆柱体的质量和角速度不变，来探究其向心力与半径r的关系，所以采用控制变量法。
故选A。
（2）由得
由题中图像可得斜率
所以
12．【答案】（1）4；0.25
（2）电压；0～12.6V
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】（1）满偏电压
开关、都断开时为电压表，原理示意图如图所示
开关、都闭合时为电流表，原理示意图如下图所示
（2）
开关闭合、断开时为电压表，原理示意图如下图所示
【分析】（1）开关、都断开时为电压表，开关、都闭合时为电流表，画出原理示意图，根据串联分压以及并联分流求解定值电阻的大小；
（2）开关闭合、断开时为电压表，根据串联分压求解量程。
（1）[1]由题意知电流表G的满偏电压
开关、都断开时为电压表，原理示意图如图所示
当达到满偏时有
所以分压电阻
[2]开关、都闭合时为电流表，原理示意图如下图所示
当达到满偏时有
所以
（2）[1][2]开关闭合、断开时为电压表，原理示意图如下图所示
当达到满偏时有
13．【答案】解：（1）活塞刚到达汽缸顶部时，气体发生等压变化，则有
解得
（2）当封闭空气的热力学温度达到后，气体发生等容变化，则有
解得
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律列式求解；
（2）气体发生等容变化，根据查理定律列式求解。
14．【答案】解：（1）根据牛顿第二定律有
解得
（2）设无人机失去升力时的速度大小为，向上做匀减速直线运动的位移大小为，加速度大小为，则有
联立代入数据得
（3）设无人机向上加速的时间为，向上减速的时间为，向下加速时的加速度大小为，对应的加速时间为，恢复升力后向下减速时的加速度大小为，对应的减速时间为，则有
联立代入数据解得
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律，合力等于加速度与质量乘积求解升力大小；
（2）无人机失去升力时不会马上下降，由于惯性继续往上运动，根据速度位移关系求解无人机上升的最大高度；
（3）无人机运动有四个物理过程，根据速度时间关系求解各个过程对应时间，总时间等于各个时间相加。
15．【答案】解：（1）导体棒达到最大速度时，安培力大小等于F，设导体棒达到最大速度时产生的电动势为E，则有
感应电流为
根据平衡条件有
解得
（2）根据动能定理有
根据功能关系可知，电阻上产生的热量Q等于导体棒克服安培力做的功，即有
解得
（3）设导体棒的加速时间为，加速过程中的平均速度为，对应的平均电动势为，平均电流为，则有
，，
解得
（4）撤去外力F后导体棒做匀速直线运动，说明穿过闭合回路的磁通量保持不变，导体棒达到最大速度时穿过闭合回路的磁通量为BLd，导体棒达到最大速度后在t时刻的磁感应强度大小为，则有
对导体棒进行分析，根据动量定理有
对上式两边求和得
解得
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）导体棒达到最大速度时，安培力大小等于F，结合安培力表达式以及法拉第电磁感应定律求解 导体棒的最大速度v ；
（2）根据功能关系可知，电阻上产生的热量Q等于导体棒克服安培力做的功；
（3）根据电流定义式以及电动势表达式求解通过回路中某截面的电荷量q；
（4）撤去外力F后导体棒做匀速直线运动，说明穿过闭合回路的磁通量保持不变，结合动量定理进行分析。
