2022-2023学年北京师大附属实验中学高二(下)期中物理试卷

2022-2023学年北京师大附属实验中学高二（下）期中物理试卷一、单项选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题意。每小题2分，共20分）1．（2分）体操运动员在落地时总要屈腿，这样做可以（）A．减小地面对于腿的冲量 B．减小人的动能变化量 C．减小人的动量变化量 D．减小地面对腿的冲击力2．（2分）如左图，三只狗拉动雪橇在水平雪地上匀速前进，简化示意图为右图，头狗在中间沿y轴引领方向，两侧狗拉力F2与F3的合力大小不变方向始终沿y轴，设雪橇受到的摩擦力大小恒为f，则（）A．三只狗拉力的合力F合＞f B．三只狗拉力的合力F合＝0 C．头狗拉雪橇的力一定大于雪橇拉它的力 D．一定有F2cosα与F3cosθ大小相等3．（2分）一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（）A．此刻a的加速度最小 B．此刻b的速度最小 C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动 D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置4．（2分）航天员在地面模拟失重训练的一种方式是在水下进行（如图）。航天员需要穿水槽训练航天服浸没在水中，通过配重使其在水中受到的浮力和重力大小相等，假设其总质量为m，训练空间的重力加速度为g且不变，在某次出舱作业过程中，给自己一个初速度后竖直向上匀速漂浮，下列说法正确的是（）A．航天员所受的合力为零，合力不做功，其机械能守恒 B．上升h的过程中，动能增加了mgh C．上升h的过程中，重力势能减小了mgh D．上升h的过程中，机械能增加了mgh5．（2分）高度差一定的两点间可以搭建无数条光滑的曲线轨道，让相同小球从起点端静止向下滑落，其中有一条曲线轨道的小球是最先到达终点端，这条曲线我们称之为最速降线。如图所示，6个轨道起始端和终点端高度差相同，其中轨道3满足最速降线，6个相同的小球同时从起始端静止释放最后都到达终点端的整个过程中，不计一切阻力，下列说法正确的是（）A．从轨道1滑下的小球位移最小 B．从轨道3滑下的小球平均速度最小 C．从轨道3滑下的小球重力的平均功率最大 D．各小球滑到终点时的速度相同6．（2分）如图所示，s1，s2是同频率同步调的两个水波波源，实线代表波峰，虚线代表波谷，A、B、C、D四个点为相应线条的交点，下列说法中正确的是（）A．图中A点到两波源s1，s2的距离之差等于该波半波长的奇数倍 B．图中两波源s1，s2发出的波在B点的振动步调总是相同的 C．图中C处质点的位移等于两列波各自在C点引起的位移的矢量和 D．不管波源s1，s2的频率如何变化，D点总处于振动减弱区7．（2分）为发展新能源，某科研小组制作了一个小型波浪发电机，磁铁固定在水中，S极上套有一个浮筒，浮筒上绕有线圈，其截面示意图如图甲所示。浮筒可随波浪上下往复运动切割磁感线而产生电动势，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化，如图乙所示，线圈电阻r＝2Ω，把线圈与阻值R＝8Ω的小灯泡串联，小灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（）A．小灯泡的额定电压为3V B．线圈中电流的有效值为0.5A C．发电机的输出功率为1.28W D．一周期内线圈产生的焦耳热为0.32J8．（2分）医院给病人做肠镜、胃镜、喉镜等检查时都要用到内窥镜，内窥镜应用到了光的（）A．直线传播 B．衍射 C．干涉 D．全反射9．（2分）将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的a﹣t关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（）A．秋千从摆动到停下的过程可看作受迫振动 B．当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力小于手机所受的重力 C．秋千摆动的周期为t2﹣t1 D．该地的重力加速度g＝10．（2分）如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0～200mA，电压表的量程为0～9V，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示，其阻值最大为120Ω（图中未画出）。则在电路安全工作的前提下，下列说法正确的是（）A．湿敏电阻R的电流最小值为80mA B．定值电阻R0的电功率范围为0.3W～1.2W C．电路消耗的总功率最大值为3.6W D．此装置能监测的湿度范围为30%～80%二、多项选择题（本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题意。每小题4分，共16分）（多选）11．（4分）关于下列四幅图的说法中，正确的是（）A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，盆在做受迫振动 B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显 C．图丙中，周期越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显 D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点的振幅为零（多选）12．（4分）如图甲所示，在同种均匀介质中有两个质点P和Q，其振动图像分别如图乙中实线、虚线所示，它们形成的波沿两者之间的连线相向传播，则（）A．P、Q形成的两列波的波速之比为2：1 B．P、Q形成的两列波的波长之比为2：1 C．t＝1.2s时，若两列波尚未相遇，则P和Q振动的加速度方向相反 D．两列波相遇时会发生干涉现象（多选）13．（4分）某新能源汽车制动时回收汽车的动能。汽车制动时车轮带着线圈在辐向磁场中转动，如图（a）所示，其截面图如图（b）所示。已知线圈的匝数为N，AB的长度为L1，BC的长度为L2，线圈切割处磁场的磁感应强度大小为B。当线圈从水平位置逆时针转30°时，线圈的角速度为ω，电流为I，则下列说法正确的是（）A．感应电流的方向为DCBA B．感应电动势的大小为NBL1L2ω C．感应电动势的大小为ω D．AB受到的安培力竖直向上，大小为NBIL1（多选）14．（4分）滑板运动备受青少年的青睐，其中一个动作为人越过横杆，滑板从横杆底下穿过，如图所示，若人的质量为60kg，人需要跳过一个高为0.65m的横杆，但考虑人过杆的时候可以曲腿，所以人起跳时只需要重心上升0.45m，假如起跳时人与板的作用时间为0.25s，重力加速度g＝10m/s2，忽略空气阻力及滑板与地面间的摩擦力作用，下列说法正确的是（）A．人若要安全过杆，起跳的竖直分速度至少为0.3m/s B．起跳过程中人与板之间的作用力至少为1320N C．人从开始起跳到落回到滑板的过程中，人与滑板构成的系统动量守恒 D．人从开始起跳到落回到滑板的过程中，人与滑板构成的系统水平方向上动量守恒三、实验题（本题共5小题，共24分）15．（3分）如图所示，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法可计算出玻璃的折射率。找出跟入射光线AO对应的出射光线的O'B，从而确定折射光线OO'。（1）如图1，测出入射角i和折射角r，根据n＝可计算出玻璃的折射率。（2）如图2，以O为圆心，作圆与OA、OO'分别交于P、Q点，过P、Q点分别作法线NN'的垂线，垂足分别为P'、Q'，测量出PP'和QQ'的长度，则玻璃的折射率n＝。（3）在完成上述实验过程时，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使（选填选项前的字母）。A.P3只挡的P1像B.P4只挡P2的像C.P3同时挡P1、P2的像16．（3分）如图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d＝0.4mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l＝0.5m。接通电源使光源正常工作。（1）由理论分析可知，波长为λ的单色光在双缝干涉实验中形成干涉条纹，其相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx＝（用已知量字母表示）。（2）用某种单色光照射双缝得到如图乙所示的干涉条纹，测量头手轮示数如图丙所示，则分划板中心刻线在图乙中B位置时手轮示数为x＝mm。（3）若已知分划板中心刻线处于A位置时，手轮示数为10.578mm，则该单色光的波长λ＝m（结果保留2位有效数字）。17．（4分）某实验小组用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。（1）图中O点是小球抛出点在水平地面上的竖直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的物理量有；（选填选项前的字母）A．入射小球和被碰小球的质量m1、m2B．入射小球初始的释放高度hC．小球抛出点距地面的高度HD．两球相碰后的平抛射程OM、ON（2）在实验误差允许范围内，若满足关系式（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后动量守恒；（3）某同学在实验中记录了三个落地点对应距离的比值，以下两组数据中可能正确的一组是。（选填选项前的字母）A．OM：OP：ON＝1.0：1.3：3.1B．OM：OP：ON＝1.0：1.5：2.318．（7分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。（1）除了图中所示的装置之外，还必须使用的器材是；A．直流电源、天平（含砝码）B．直流电源、刻度尺C．交流电源、天平（含砝码）D．交流电源、刻度尺（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图5所示安装好实验器材并连接好电源B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带C．测量纸带上某些点间的距离D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是（选填步骤前的字母）；（3）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，若相邻两点的打点时间间隔为T，重锤质量为m，根据这些条件计算重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量ΔEp＝，动能增加量ΔEk＝；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是；（4）某同学利用图2中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离h（其中F、G点为E点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v和v2，绘制v2﹣h图像，如图3所示，并求得图线的纵轴截距b和斜率k。①请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？；②假设上述实验操作中不受一切阻力影响，此时绘制的v2﹣h图线的纵轴截距b'和斜率k'与b、k的关系最可能的是。A．b'＞b，k'＞kB．b'＜b，k'＝kC．b'＜b，k'＜kD．b'＝b，k'＞k19．（7分）利用单摆可以测量当地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，做成单摆。（1）用游标卡尺测量小钢球的直径，卡尺示数如图乙所示，小钢球直径为mm。（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有。A．摆线要选择较细、伸缩性较小，并且尽可能短一些的B．摆球尽量选择质量较大、体积较小的C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，摆线相对平衡位置的偏角越大越好D．为减小偶然误差可以记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期（3）悬挂后，用米尺测量悬点到小球上端摆线的长度L，将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过平衡位置时开始计时，并计数为0，此后小球每摆到平衡位置时，计数一次，依次计数为1、2、3……，当数到50时，停止计时，测得时间为t，计算出单摆周期T。测量出多组单摆的摆长L和运动周期T，做出T2﹣L图像，如图所示。造成图线不过坐标原点的原因可能是。（4）由图像求出重力加速度g＝m/s2。（取π2＝9.87）（5）某同学根据单摆周期公式推算出T2﹣L图像应该是一条过坐标原点的直线。由于（3）中图线不过原点，所以他认为根据该图像测量出的重力加速度与当地重力加速度存在较大的偏差。你是否同意他的观点，说明你的理由。四、论述、计算题（本题共4小题。共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，画出必要的示意图。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）20．（10分）一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示。介质中x＝2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin（5πt）（y的单位是cm）。（1）由图确定这列波的波长λ与振幅。（2）求出这列波的波速。（3）试判定这列波的传播方向。21．（10分）如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为2m的木板B，木板表面光滑，右端固定一轻质弹簧。质量为m的木块A以速度v0从板的左端水平向右滑上木板B，求：（1）弹簧的最大弹性势能；（2）弹簧被压缩直至最短的过程中，弹簧给木块A的冲量；（3）当木块A和B板分离时，木块A和B板的速度。22．（10分）传统航空母舰的阻拦系统原理如图甲所示，飞机着舰时，通过阻拦索对飞机施加作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。新一代航母阻拦系统的研制，则从阻拦索阻拦转向了引入电磁学模型的电磁阻拦技术，其基本原理如图乙所示，飞机着舰时钩住轨道上的一根金属棒并关闭动力系统，在磁场中共同滑行减速。金属棒在导轨间宽为d，飞机质量为M，金属棒质量为m，飞机着舰钩住金属棒后与金属棒以共同速度v0进入磁场。轨道端点MP间电阻为R，金属棒电阻为r，不计其它电阻，且飞机阻拦索与金属棒绝缘。轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。金属棒运动L后飞机停下，测得此过程电阻R上产生焦耳热为Q，求：（1）通过金属棒的最大电流；（2）通过金属棒的电荷量；（3）飞机和金属棒克服摩擦阻力和空气阻力所做的总功。23．（10分）2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台比赛中，中国队运动员谷爱凌力压世界排名第一的选手，最后一跳以向左偏轴转体1620°的动作完美逆转（如图1），获得个人首金。大跳台比赛比赛场地分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点区域四个部分。图2是某技术公司对谷爱凌夺冠一跳的“高度﹣时间”分析。已知谷爱凌及身上的装置总质量为m＝65kg。根据这些信息回答下述问题（1）不考虑运动员转体的动作，将运动员看作质点。a、设助滑出发区距地面高度为h1，运动员从静止出发，从起跳台起跳后能达到的最大高度距地面为h2，不计人体能量的消耗、不计一切摩擦，求运动员在最高点的速度大小v（用字母表示）；b、请你根据图2中的信息，估算v大小；c、运动员落到着陆坡时，垂直坡面方向的速度在极短时间内减为0，因此运动员要承受极大的冲击力。设运动员在最高点速度约为v＝20m/s，落到着陆坡时的速度方向与水平成α＝45°，着陆坡的倾角θ＝36°，雪板与坡面经大约Δt＝0.05s的撞击时间后继续滑行。请根据以上条件估算运动员受到的冲击力。（保留1位有效数字）（可能会用到数据：sin36°＝0.59，cos36°＝0.81，sin9°＝0.16，sin81°＝0.99）（提示，先写表达式，再代数）。（2）考虑运动员的转体动作。a、若谷爱凌在空中腾空的时间约为3s，在空中转动的角速度几乎不变，求她在空中转动的角速度大小；b、物体转动动能可以理解为各部分绕轴转动的动能之和。已知物体转动的惯性用物理量I来描述，它的名称为“转动惯量”，物体转动的快慢用角速度ω描述。请类比质点动能表达式，写出物体转动动能表达式；c、若将谷爱凌在空中转动，理想化为一个半径约为0.20m的圆柱体的转动，已知圆柱体的转动惯量为（m为圆柱体质量，R为圆柱体半径），并假设谷爱凌在冲出跳台的瞬间（约0.02s）内获得足够的角速度，请问她瞬间转体爆发的功率大约多大？（保留1位有效数字）。

2022-2023学年北京师大附属实验中学高二（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题意。每小题2分，共20分）1．（2分）体操运动员在落地时总要屈腿，这样做可以（）A．减小地面对于腿的冲量 B．减小人的动能变化量 C．减小人的动量变化量 D．减小地面对腿的冲击力【考点】动量定理．【答案】D【分析】人落地时的速度一定，而落地后速度变为零，故动量和动量的变化均不可能变化；明确合外力的冲量等于物体动量的变化量，当动量变化量一定时，作用时间越长，作用力越小。【解答】解：AC、体操运动员落地时的动量一定，在落地的过程中，动量变化一定，由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；故AC错误；B、人落地前后动能一定，故落地过程中，动能的变化量是一定的，故B错误；D、由I＝Ft可知，体操运动员在着地时屈腿是延长时间t，可以减小运动员所受到的平均冲击力F，故D正确。故选：D。2．（2分）如左图，三只狗拉动雪橇在水平雪地上匀速前进，简化示意图为右图，头狗在中间沿y轴引领方向，两侧狗拉力F2与F3的合力大小不变方向始终沿y轴，设雪橇受到的摩擦力大小恒为f，则（）A．三只狗拉力的合力F合＞f B．三只狗拉力的合力F合＝0 C．头狗拉雪橇的力一定大于雪橇拉它的力 D．一定有F2cosα与F3cosθ大小相等【考点】一般情况下的共点力平衡；牛顿第三定律；力的合成与分解的应用．【答案】D【分析】雪橇在水平雪地上匀速前进，处于平衡状态，分析三只狗拉力的合力；头狗拉雪橇的力与雪橇拉它的力是一对相互作用力，大小相等，方向相反；雪橇处于平衡状态，x轴方向合力为零。【解答】解：AB．雪橇在水平雪地上匀速前进，处于平衡状态，根据平衡条件，三只狗拉力的合力F合＝f故AB错误；C．头狗拉雪橇的力与雪橇拉它的力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，二者等大反向，故C错误；D．雪橇处于平衡状态，根据平衡条件，x轴方向合力为零，一定有F2cosα与F3cosθ大小相等，故D正确。故选：D。3．（2分）一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（）A．此刻a的加速度最小 B．此刻b的速度最小 C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动 D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置【考点】横波的图像；波长、频率和波速的关系；机械波及其形成和传播．【答案】C【分析】先比较质点的位移大小关系，从而可比较质点的加速度、速度大小关系；由波的传播方向根据同侧法判断质点的振动方向，结合位移大小关系可判断那个质点先回到平衡。【解答】解：AB．由图可知，质点a的位移大小最大，等于振幅，质点b在平衡位置，位移最小为0，则可知质点a的加速度最大，速度最小，质点b的加速度最小，速度最大；故AB错误；C．若波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知质点b向y轴正方向振动，故C正确；D．若波沿x轴负方向传播，此时质点c向上振动，偏离平衡位置的位移小于振幅，则可知质点c回到平衡位置的时间小于四分之一个周期，而质点a要回到平衡位置的时间需要四分之一个周期，故质点c比质点a先回到平衡位置，故D错误。故选：C。4．（2分）航天员在地面模拟失重训练的一种方式是在水下进行（如图）。航天员需要穿水槽训练航天服浸没在水中，通过配重使其在水中受到的浮力和重力大小相等，假设其总质量为m，训练空间的重力加速度为g且不变，在某次出舱作业过程中，给自己一个初速度后竖直向上匀速漂浮，下列说法正确的是（）A．航天员所受的合力为零，合力不做功，其机械能守恒 B．上升h的过程中，动能增加了mgh C．上升h的过程中，重力势能减小了mgh D．上升h的过程中，机械能增加了mgh【考点】功能关系；机械能守恒定律．【答案】D【分析】根据功能关系，分析机械能变化和重力势能变化；根据动能定义，分析动能大小。【解答】解：AD．航天员在上升过程中，浮力对其做mgh的正功，根据功能关系，机械能增加mgh，故A错误，D正确；B．匀速上升过程，根据动能定义，动能不变，故B错误；C．上升h的过程，重力做负功mgh，根据功能关系，重力势能增加了mgh，故C错误。故选：D。5．（2分）高度差一定的两点间可以搭建无数条光滑的曲线轨道，让相同小球从起点端静止向下滑落，其中有一条曲线轨道的小球是最先到达终点端，这条曲线我们称之为最速降线。如图所示，6个轨道起始端和终点端高度差相同，其中轨道3满足最速降线，6个相同的小球同时从起始端静止释放最后都到达终点端的整个过程中，不计一切阻力，下列说法正确的是（）A．从轨道1滑下的小球位移最小 B．从轨道3滑下的小球平均速度最小 C．从轨道3滑下的小球重力的平均功率最大 D．各小球滑到终点时的速度相同【考点】功率、平均功率和瞬时功率；动能定理；机械能守恒定律；平均速度．【答案】C【分析】根据位移概念、平均速度公式、功率公式和动能定理分析判断。【解答】解：A．6个轨道起始端和终点端相同，位移大小相同，故A错误；B．轨道3满足最速降线，时间最短，从轨道3滑下的小球平均速度最大，故B错误；C．6个轨道起始端和终点端高度差相同，重力做功相同，从轨道3滑下的小球时间最短，重力的平均功率最大，故C正确；D．各小球滑到终点时的速度大小相同，方向不同，故D错误。故选：C。6．（2分）如图所示，s1，s2是同频率同步调的两个水波波源，实线代表波峰，虚线代表波谷，A、B、C、D四个点为相应线条的交点，下列说法中正确的是（）A．图中A点到两波源s1，s2的距离之差等于该波半波长的奇数倍 B．图中两波源s1，s2发出的波在B点的振动步调总是相同的 C．图中C处质点的位移等于两列波各自在C点引起的位移的矢量和 D．不管波源s1，s2的频率如何变化，D点总处于振动减弱区【考点】波的叠加；波的干涉现象；波长、频率和波速的关系．【答案】C【分析】A.两个完全相同的波源产生的干涉，当某点到两波源的路程差等于波长的整数倍时，振动加强，据此判断；B.图中B点是振动减弱点，两波源在B点的振动步调总是相反的；C..波发生干涉时，某点的位移是各自位移的矢量和；D.产生干涉的条件是频率相同，当两波源的频率变得不相同时，不会产生干涉现象，但波仍然可以叠加。【解答】解：A.图中A点是振动加强点，当A点到两波源的路程差等于波长的整数倍时，振动加强，故A错误；B.图中B点是振动减弱点，两波源在B点的振动步调总是相反的，故B错误；C.图中C处质点的位移等于两列波各自在C点引起的位移的矢量和，故C正确；D.当两波源的频率变得不相同时，不会产生干涉现象，因此D点不总是减弱，故D错误。故选：C。7．（2分）为发展新能源，某科研小组制作了一个小型波浪发电机，磁铁固定在水中，S极上套有一个浮筒，浮筒上绕有线圈，其截面示意图如图甲所示。浮筒可随波浪上下往复运动切割磁感线而产生电动势，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化，如图乙所示，线圈电阻r＝2Ω，把线圈与阻值R＝8Ω的小灯泡串联，小灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（）A．小灯泡的额定电压为3V B．线圈中电流的有效值为0.5A C．发电机的输出功率为1.28W D．一周期内线圈产生的焦耳热为0.32J【考点】交变电流的峰值、有效值、平均值和瞬时值；电功和电功率；焦耳定律；交变电流的图像和函数表达式．【答案】C【分析】AB.根据图乙中的信息求感应电动势的有效值，根据闭合电路的欧姆定律求电流，根据欧姆定律求电压；C.根据功率公式求输出功率；D.根据焦耳定律求热量。【解答】解：AB由乙图可知，感应电动势有效值为.根据闭合电路的欧姆定律，线圈中的电流由此时小灯泡正好正常发光，小灯泡的额定电压U＝IR＝0.4×8V＝3.2V，故AB错误；C.发电机输出功率为P＝UI＝0.4×3.2W＝1.28W，故C正确；D.根据焦耳定律，一周期内线圈产生的焦耳热为Q＝I2rT＝0.42×2×0.4J＝0.128J，故D错误。故选：C。8．（2分）医院给病人做肠镜、胃镜、喉镜等检查时都要用到内窥镜，内窥镜应用到了光的（）A．直线传播 B．衍射 C．干涉 D．全反射【考点】全反射．【答案】D【分析】内窥镜利用光导纤维传输信号，根据光导纤维的原理分析即可．【解答】解：内窥镜利用光导纤维传输信号，应用到了光的全反射现象，故ABC错误，D正确。故选：D。9．（2分）将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的a﹣t关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（）A．秋千从摆动到停下的过程可看作受迫振动 B．当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力小于手机所受的重力 C．秋千摆动的周期为t2﹣t1 D．该地的重力加速度g＝【考点】单摆单摆的回复力和周期；共振及其应用．【答案】D【分析】振幅减小，是阻尼振动；在最低点，合力提供向心力，分析支持力和重力关系；根据垂直手机平面方向的a﹣t关系图，分析周期；根据单摆周期公式，求重力加速度。【解答】解：A．秋千从摆动到停下受空气阻力，振幅不断减小，为阻尼振动，故A错误；B．在最低点，合力提供向心力：秋千对手机的支持力故秋千对手机的支持力大于手机的重力，故B错误；C．秋千的周期为从最大振幅偏角到另外一最大振幅偏角位置再回到最大振幅偏角位置所用得时间，所以两次经过最低点，有两次向心加速度最大，根据垂直手机平面方向的a﹣t关系图，周期为T＝t3﹣t1故C错误；D．根据单摆周期公式故当地重力加速度故D正确。故选：D。10．（2分）如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0～200mA，电压表的量程为0～9V，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示，其阻值最大为120Ω（图中未画出）。则在电路安全工作的前提下，下列说法正确的是（）A．湿敏电阻R的电流最小值为80mA B．定值电阻R0的电功率范围为0.3W～1.2W C．电路消耗的总功率最大值为3.6W D．此装置能监测的湿度范围为30%～80%【考点】闭合电路的欧姆定律；电功和电功率．【答案】B【分析】由图乙可知，R0、R串联，电压表测量湿敏电阻R两端的电压，电流表测量电路中的电流；根据电流表量程可知电路中的电流最大，由公式P＝UI可求得电路消耗的最大总功率；再根据欧姆定律求解。【解答】解：A、电路允许R的阻值最大时，电路中的电流最小，R两端的最大电压为UR＝9VR0两端的电压为U0＝U﹣UR＝12V﹣9V＝3V电路中的最小电流为故A错误；BC、R0的最小电功率为P0＝U0I0＝3×0.1W＝0.3WR允许的最大阻值为：由乙可知，此装置可监测的最大湿度为：RH大＝80%电路允许的阻值最小时，电路中的电流最大为：I'＝200mA＝0.2AR0两端的电压为：U0′＝I0′R0＝0.2×30V＝6VR0的最大电功率为：P0′＝U0′I0′＝6×0.2W＝1.2W电路消耗的最大总功率为：P大＝UI'＝12×0.2W＝2.4W故B正确，C错误；D、R两端的电压为：UR′＝U﹣U0′＝12V﹣6V＝6VR允许的最小阻值为：由乙可知，此装置可监测的最小湿度为：RH小＝20%故D错误。故选：B。二、多项选择题（本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题意。每小题4分，共16分）（多选）11．（4分）关于下列四幅图的说法中，正确的是（）A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，盆在做受迫振动 B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显 C．图丙中，周期越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显 D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点的振幅为零【考点】波的干涉现象；光的衍射；线速度、角速度和周期、转速；阻尼振动与受迫振动；共振及其应用．【答案】ABC【分析】当摩擦频率等于水的固有频率时，会发生共振现象；根据多普勒效应判断；根据公式v＝λf，结合明显衍射的条件判断；干涉区域内两列波引起的振动加强点的振幅始终最大。【解答】解：A．甲图中，用手摩擦盆耳，起初频率较低，逐渐提高摩擦频率，当等于水的固有频率时会发生共振，则嗡嗡作响是因为共振产生的，此时振幅最大会水花飞溅，故A正确；B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，线速度越大，相当于声源相对人耳的速度变大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显，故B正确；C．图丙中，相同介质中传播速度相等，周期越大，则波长越大，衍射现象越明显，水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显，故C正确；D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点振幅叠加，属于振动加强点，振幅始终最大，并不为零，故D错误。故选：ABC。（多选）12．（4分）如图甲所示，在同种均匀介质中有两个质点P和Q，其振动图像分别如图乙中实线、虚线所示，它们形成的波沿两者之间的连线相向传播，则（）A．P、Q形成的两列波的波速之比为2：1 B．P、Q形成的两列波的波长之比为2：1 C．t＝1.2s时，若两列波尚未相遇，则P和Q振动的加速度方向相反 D．两列波相遇时会发生干涉现象【考点】波长、频率和波速的关系；波的叠加；横波的图像．【答案】BC【分析】波速是由介质决定的；根据图像可知P、Q的周期，根据λ＝vT求解两列波的波长之比；根据a＝判断加速度的方向；根据发生干涉的条件分析是否发生干涉现象。【解答】解：A、波速是由介质决定的，所以两列波的波速之比为1：1，故A错误；B、根据图像可知P波的周期为TP＝2.0s，Q波的周期为TQ＝1.0s，根据λ＝vT可知P、Q形成的两列波的波长之比为2：1，故B正确；C、t＝1.2s时，P在时间轴的下方、Q在时间轴的上方，根据a＝﹣可知，此时P和Q振动的加速度方向相反，故C正确；D、由于P和Q的周期不同、频率不同，所以两列简谐波相遇时不会发生干涉现象，故D错误。故选：BC。（多选）13．（4分）某新能源汽车制动时回收汽车的动能。汽车制动时车轮带着线圈在辐向磁场中转动，如图（a）所示，其截面图如图（b）所示。已知线圈的匝数为N，AB的长度为L1，BC的长度为L2，线圈切割处磁场的磁感应强度大小为B。当线圈从水平位置逆时针转30°时，线圈的角速度为ω，电流为I，则下列说法正确的是（）A．感应电流的方向为DCBA B．感应电动势的大小为NBL1L2ω C．感应电动势的大小为ω D．AB受到的安培力竖直向上，大小为NBIL1【考点】楞次定律；法拉第电磁感应定律；导体切割磁感线时产生的感应电动势；安培力；左手定则——磁场对通电导线的作用．【答案】AB【分析】线圈有两个边一直在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动，根据右手定则判断电流的方向，根据切割公式求解电动势；根据左手定则判断安培力的方向。【解答】解：A．由右手定则得，当线圈从水平位置逆时针转30°时，感应电流的方向DCBA。故A正确；BC．当线圈转30o的时，AB、CD两边垂直切割磁感线（辐向磁场），故根据切割公式，有E＝2NBL1v其中v＝ωL2；解得E＝NBL1L2ω，故B正确，C错误；D．由左手定则，此时AB受到的安培力斜向左上方30o（与辐向磁场垂直），大小为F＝NBIL1。故D错误。故选：AB。（多选）14．（4分）滑板运动备受青少年的青睐，其中一个动作为人越过横杆，滑板从横杆底下穿过，如图所示，若人的质量为60kg，人需要跳过一个高为0.65m的横杆，但考虑人过杆的时候可以曲腿，所以人起跳时只需要重心上升0.45m，假如起跳时人与板的作用时间为0.25s，重力加速度g＝10m/s2，忽略空气阻力及滑板与地面间的摩擦力作用，下列说法正确的是（）A．人若要安全过杆，起跳的竖直分速度至少为0.3m/s B．起跳过程中人与板之间的作用力至少为1320N C．人从开始起跳到落回到滑板的过程中，人与滑板构成的系统动量守恒 D．人从开始起跳到落回到滑板的过程中，人与滑板构成的系统水平方向上动量守恒【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．【答案】BD【分析】根据竖直方向上的运动特点，结合运动学公式得出起跳的竖直速度；根据动量定理列式得出板对人的作用力大小；根据动量守恒定律的条件结合题目选项完成分析。【解答】解：A．人起跳时，恰好过杆对应的竖直分速度最小，其值为：，故A错误；B．起跳时人受到板的作用力为FN，选择竖直向上的方向为正方向，由动量定理得：FNt﹣mgt＝mvy解得：FN＝1320N，故B正确；CD．人与滑板在从其起跳到落回到滑板的过程中，系统竖直方向合力不为零，仅水平方向合力为零，故人与滑板构成的系统水平方向上动量守恒，故C错误，D正确。故选：BD。三、实验题（本题共5小题，共24分）15．（3分）如图所示，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法可计算出玻璃的折射率。找出跟入射光线AO对应的出射光线的O'B，从而确定折射光线OO'。（1）如图1，测出入射角i和折射角r，根据n＝可计算出玻璃的折射率。（2）如图2，以O为圆心，作圆与OA、OO'分别交于P、Q点，过P、Q点分别作法线NN'的垂线，垂足分别为P'、Q'，测量出PP'和QQ'的长度，则玻璃的折射率n＝。（3）在完成上述实验过程时，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使C（选填选项前的字母）。A.P3只挡的P1像B.P4只挡P2的像C.P3同时挡P1、P2的像【考点】测量玻璃的折射率．【答案】（1）；（2）；（3）C。【分析】（1）根据折射定律求解玻璃的折射率；（2）根据单位圆法，结合数学知识求解入射角、折射角的正弦，再求折射率；（3）根据插针法的基本步骤作答。【解答】解：（1）根据光的折射定律，玻璃的折射率为（2）设圆的半径为R，根据三角函数知识，入射角的正弦折射角的正弦代入数据联立解得玻璃的折射率（3）为了能够确定出射光线，在插P3时，应使P3同时挡住P1、P2的像，插P4时，使它挡住前面三个大头针，故AB错误，C正确；故选：C。故答案为：（1）；（2）；（3）C。16．（3分）如图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d＝0.4mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l＝0.5m。接通电源使光源正常工作。（1）由理论分析可知，波长为λ的单色光在双缝干涉实验中形成干涉条纹，其相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx＝（用已知量字母表示）。（2）用某种单色光照射双缝得到如图乙所示的干涉条纹，测量头手轮示数如图丙所示，则分划板中心刻线在图乙中B位置时手轮示数为x＝15.078mm。（3）若已知分划板中心刻线处于A位置时，手轮示数为10.578mm，则该单色光的波长λ＝6.0×10﹣7m（结果保留2位有效数字）。【考点】用双缝干涉测量光的波长．【答案】（1）；（2）15.078，6.0×10﹣7。【分析】（1）根据条纹间距公式计算；（2）先确定螺旋测微器的分度值，再读数；（3）根据相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式推导出波长表达式，代入数据计算。【解答】解：（1）根据相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：（2）螺旋测微器的分度值为0.01mm，固定刻度读数为15mm，可动刻度的读数为7.8×0.01mm，则分划板中心刻线在图乙中B位置时手轮示数为：x＝15mm+7.8×0.01mm＝15.078mm（3）相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为：根据相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式可得：故答案为：（1）；（2）15.078，6.0×10﹣7。17．（4分）某实验小组用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。（1）图中O点是小球抛出点在水平地面上的竖直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的物理量有AD；（选填选项前的字母）A．入射小球和被碰小球的质量m1、m2B．入射小球初始的释放高度hC．小球抛出点距地面的高度HD．两球相碰后的平抛射程OM、ON（2）在实验误差允许范围内，若满足关系式m1OP＝m1OM+m2ON（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后动量守恒；（3）某同学在实验中记录了三个落地点对应距离的比值，以下两组数据中可能正确的一组是B。（选填选项前的字母）A．OM：OP：ON＝1.0：1.3：3.1B．OM：OP：ON＝1.0：1.5：2.3【考点】验证动量守恒定律．【答案】（1）AD；（2）m1OP＝m1OM+m2ON；（3）B。【分析】（1）（2）小球抛出后做平抛运动，根据平抛运动规律求水平速度，再根据实验原理分析作答；（3）根据动量守恒定律和碰撞过程中动能不增的原则分析作答。【解答】解：（1）取水平向右为正方向，根据动量守恒定律m1v0＝m1v1+m2v2小球抛出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，运动时间由于高度相同，因此落地时间t相同碰撞前，入射小球的水平速度碰撞后，入射小球的水平速度碰撞后，被碰小球的水平速度整理可得m1OP＝m1OM+m2ON故仅需要测量入射小球和被碰小球的质量m1、m2以及两球相碰后的平抛射程OM、ON。故选：AD。（2）在实验误差允许范围内，若满足关系式m1OP＝m1OM+m2ON则可以认为两球碰撞前后动量守恒。（3）取水平向右为正方向，碰撞过程根据动量守恒可得m1v0＝m1v1+m2v2根据碰撞过程总动能不增加原则可得联立可得v0+v1≥v2则有OP+OM≥ONA．OM：OP：ON＝1.0：1.3：3.1，可知OP+OM＜ON，故A错误；B．OM：OP：ON＝1.0：1.5：2.3，可知OP+OM＞ON，故B正确。故选：B。故答案为：（1）AD；（2）m1OP＝m1OM+m2ON；（3）B。18．（7分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。（1）除了图中所示的装置之外，还必须使用的器材是D；A．直流电源、天平（含砝码）B．直流电源、刻度尺C．交流电源、天平（含砝码）D．交流电源、刻度尺（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图5所示安装好实验器材并连接好电源B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带C．测量纸带上某些点间的距离D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是B（选填步骤前的字母）；（3）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，若相邻两点的打点时间间隔为T，重锤质量为m，根据这些条件计算重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量ΔEp＝mg（s0+s1），动能增加量ΔEk＝；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是纸带有摩擦力做功产热；（4）某同学利用图2中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离h（其中F、G点为E点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v和v2，绘制v2﹣h图像，如图3所示，并求得图线的纵轴截距b和斜率k。①请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？图像为一条过原点的直线且斜率近似等于2g；②假设上述实验操作中不受一切阻力影响，此时绘制的v2﹣h图线的纵轴截距b'和斜率k'与b、k的关系最可能的是D。A．b'＞b，k'＞kB．b'＜b，k'＝kC．b'＜b，k'＜kD．b'＝b，k'＞k【考点】实验验证机械能守恒定律．【答案】（1）D；（2）B；（3）mg（s0+s1），；（4）图像为一条过原点的直线且斜率近似等于2g，D。【分析】（1）（2）根据实验原理可选择出答案；（3）根据做功表达式以及动能定理表达式可求；（4）推导出表达式可得正确答案。【解答】解：（1）打点计时器需要交流电源，实验原理中mgh＝，质量可以约掉，不需要天平，故选D；（2）连接好实验装置应该先接通电源后释放物体，故选B；（3）根据重力做功表达式，可知重力势能减少量为：ΔEp＝mgh＝mg（s0+s1）动能增量为：ΔEk＝＝纸带摩擦会产热，导致重力势能减少量大于动能增加量。（4）由实验原理得：mgh＝解得：v2＝2gh故k′＝2g，b′＝0，可知当图像为一条过原点的直线且斜率约为2g时，机械能守恒成立，当考虑摩擦力时有：mgh﹣fh＝解得：可知k＝2g﹣，b＝0可知此时k′＞k，b′＝b，故选D。故答案为：（1）D；（2）B；（3）mg（s0+s1），；（4）图像为一条过原点的直线且斜率近似等于2g，D。19．（7分）利用单摆可以测量当地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，做成单摆。（1）用游标卡尺测量小钢球的直径，卡尺示数如图乙所示，小钢球直径为20.1mm。（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有BD。A．摆线要选择较细、伸缩性较小，并且尽可能短一些的B．摆球尽量选择质量较大、体积较小的C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，摆线相对平衡位置的偏角越大越好D．为减小偶然误差可以记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期（3）悬挂后，用米尺测量悬点到小球上端摆线的长度L，将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过平衡位置时开始计时，并计数为0，此后小球每摆到平衡位置时，计数一次，依次计数为1、2、3……，当数到50时，停止计时，测得时间为t，计算出单摆周期T。测量出多组单摆的摆长L和运动周期T，做出T2﹣L图像，如图所示。造成图线不过坐标原点的原因可能是测摆长时没有加上小球半径。（4）由图像求出重力加速度g＝9.87m/s2。（取π2＝9.87）（5）某同学根据单摆周期公式推算出T2﹣L图像应该是一条过坐标原点的直线。由于（3）中图线不过原点，所以他认为根据该图像测量出的重力加速度与当地重力加速度存在较大的偏差。你是否同意他的观点，说明你的理由不同意，根据（4）中所求T2关于L的表达式可知该过失不影响所作图线的斜率。【考点】用单摆测定重力加速度．【答案】（1）20.1（2）BD（3）测摆长时没有加上小球半径（4）9.87（5）不同意，根据（4）中所求T2关于L的表达式可知该过失不影响所作图线的斜率【分析】（1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数。（2）摆线要选择细些的、伸缩性小些的；摆球尽量选择质量大些、体积小些的摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时；摆线偏离平衡位置不大于5°。（3）根据单摆周期公式T＝2π，结合T2与L图象，分析误差原因。（4）通过T2与L图像斜率求解重力加速度。（5）虽然测摆长时漏加了小球半径造成图线不过原点，但不影响所作图线的斜率。【解答】解：（1）由题图乙知游标卡尺分度值为0.1mm，小钢球直径为d＝20mm+1×0.1mm＝20.1mm；（2）A.摆线要选择较细（尽可能减小空气阻力对实验的影响）、伸缩性较小（确保摆球摆动时长几乎不变）、且尽可能长一些的（减小摆长测量的相对误差），故A错误；B.为了尽可能减小空气阻力对实验的影响，摆球尽量选择质量较大，体积较小的，故B正确；C.只有摆线相对平衡位置的偏角在很小的情况下（通常不大于5°），单摆才做简谐运动，进而才能根据周期公式测量重力加速度，故C错误；D.为减小偶然误差可以记下摆球做50次全振动所用的间Δt，则单摆周期T＝，故D正确。故选：BD。（3）根据单摆周期公式T＝2变形可得T2＝所以理论上T2﹣L图像是一条过坐标原点的直线，题给图像相对于理论图像，在相同周期下，所测摆长比实际值偏小，则原因可能是测摆长时没有加上小球半径。（4）根据单据周期公式可得T＝2整理得T2＝+图线斜率为k＝m/s2＝4m/s2解得：g＝9.87m/s2；（5）不同意该同学的观点，虽然测摆长时漏加了小球半径造成图线不过原点，但根据（4）中所求T2关于L的表达式可知该过失不影响所作图线的斜率，所以由斜率计算出的重力加速度值比实际值并不会存在较大的偏差。故答案为：（1）20.1（2）BD（3）测摆长时没有加上小球半径（4）9.87（5）不同意，根据（4）中所求T2关于L的表达式可知该过失不影响所作图线的斜率四、论述、计算题（本题共4小题。共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，画出必要的示意图。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）20．（10分）一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示。介质中x＝2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin（5πt）（y的单位是cm）。（1）由图确定这列波的波长λ与振幅。（2）求出这列波的波速。（3）试判定这列波的传播方向。【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图像．【答案】（1）由图确定这列波的波长λ为4m，振幅为10cm。（2）这列波的波速为10m/s。（3）这列波的传播方向为x轴正方向。【分析】（1）根据图像可知，波长λ＝4m，振幅为A＝10cm；（2）根据振动方程可知，振动周期，根据波速公式求得波速；（3）根据振动方程，质点P在t＝0时的振动方向沿y轴正方向，结合此时刻的波形图，这列波向x轴正方向传播。【解答】解：（1）根据图像可知，波长λ＝4m，振幅为A＝10cm。（2）根据振动方程可知，振动周期为T＝＝s＝0.4s根据波速公式得v＝＝＝10m/s（3）根据质点P的振动方程，质点P在t＝0时的振动方向沿y轴正方向，结合此时刻的波形图，这列波向x轴正方向传播。答：（1）由图确定这列波的波长λ为4m，振幅为10cm。（2）这列波的波速为10m/s。（3）这列波的传播方向为x轴正方向。21．（10分）如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为2m的木板B，木板表面光滑，右端固定一轻质弹簧。质量为m的木块A以速度v0从板的左端水平向右滑上木板B，求：（1）弹簧的最大弹性势能；（2）弹簧被压缩直至最短的过程中，弹簧给木块A的冲量；（3）当木块A和B板分离时，木块A和B板的速度。【考点】动量与能量的综合应用——板块模型；弹性势能．【答案】见试题解答内容【分析】（1）弹簧的弹性势能最大时，A、B的速度相同。A、B组成的系统所受的合外力为零，系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出共同速度。再由能量守恒定律（或机械能守恒定律）可以求出弹簧的最大弹性势能。（2）对木块A，运用动量定理可求弹簧给木块A的冲量；（3）当木块A和B板分离时，对系统运用动量守恒定律和机械能守恒定律列式，可求得木块A和B板的速度。【解答】解：（1）弹簧被压缩到最短时，木块A与木板B具有相同的速度，此时弹簧的弹性势能最大。设共同速度为v，从木块A开始沿木板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，A、B系统的动量守恒，取向右为正方向，则有：mv0＝（m+2m）v，由能量关系，得：弹簧的最大弹性势能Ep＝﹣（m+2m）v2，解得：Ep＝。（2）对木块A，根据动量定理得I＝mv﹣mv0。得I＝﹣，方向向左。（3）从木块A滑上木板B直到二者分离，系统的机械能守恒，设分离时A、B的速度分别为v1和v2。根据动量守恒定律有mv0＝mv1+2mv2。根据机械能守恒定律有＝+2。解得v1＝﹣，方向向左，v2＝，方向向右。答：（1）弹簧的最大弹性势能是；（2）弹簧被压缩直至最短的过程中，弹簧给木块A的冲量是