2024-2025学年北京顺义区高二(下)期末物理试卷含答案

2024-2025学年北京市顺义区高二（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）关于电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中的传播速度等于光速 B．电磁波传播需要介质 C．电磁波不具有能量 D．电磁波是纵波2．（3分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图所示。P为波上的一个质点，下列说法正确的是（）A．此简谐横波的波长为a B．此简谐横波的振幅为2A0 C．此时质点P的速度方向沿y轴正方向 D．此时质点P的加速度方向沿y轴正方向3．（3分）如图所示为“泊松亮斑”图样，这种现象属于光的（）A．偏振现象 B．衍射现象 C．折射现象 D．全反射现象4．（3分）如图甲所示，细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器内装上墨汁。当注射器摆动时，沿着垂直于摆动的方向匀速拖动木板，观察喷在木板上的墨汁图样。此装置可视为单摆，注射器的运动可看作简谐运动。某次实验中，拖动木板的速度大小约为0.2m/s。得到长度约为0.8m的一段如图乙所示图样。下列判断正确的是（）A．注射器摆动的周期约为2s B．细线的长度约为2m C．图乙中的曲线是注射器的运动轨迹 D．注射器摆动的周期与拖动木板的速度有关5．（3分）用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于本实验，下列说法正确的是（）A．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针会向左偏 B．将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向右偏转 C．将磁体N极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转 D．将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转6．（3分）在真空中，一带电粒子以速度v沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场。不计粒子的重力，关于该粒子在磁场中运动下列说法正确的是（）A．粒子的动量大小随时间逐渐增大 B．粒子所受洛伦兹力的冲量方向始终与速度方向一致 C．粒子做匀速圆周运动的周期与磁感应强度的大小B成正比 D．粒子运动的轨道半径与速度v的大小成正比7．（3分）探究安培力大小影响因素的实验装置如图甲所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，可以认为磁极间的磁场是匀强磁场，将一根直导体棒用轻柔细导线水平悬挂在磁铁的两极间，导体棒的方向与磁场的方向垂直。实验中通过更换导体棒上不同的接点（如1、2和1、4等）来改变导体棒处于磁场中的有效长度。不通电流时，导体棒静止在图乙（垂直导体棒方向的截面图）中的O位置；有电流通过时，细导线将偏离一个角度，接1、4位置时导体棒中通过的电流分别为I1、I2、I3，导体棒可静止于图乙中的X、Y、Z位置。下列说法中正确的是（）A．电流大小的关系为I1＜I2＜I3 B．若I2＝2I1，则导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角是静止于X位置时夹角的2倍 C．不改变接点位置，只改变通过导体棒电流的大小，可以探究安培力大小与通电导体棒长度的关系 D．保持通过导体棒的电流不变，只改变接点的位置，可以探究安培力大小与电流大小的关系8．（3分）如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷，O为两点电荷连线的中点，C、D两点在连线上，A、B两点在连线的中垂线上，A、B、C、D到O点距离相等。下列说法正确的是（）A．O点电场强度为零 B．C、D两点电势相等 C．A、B两点电场强度相同 D．A、B两点间电势差和C、D两点间电势差相等9．（3分）如图所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，原、副线圈的匝数比为4：1，副线圈接一个规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（）A．原线圈输入电压的有效值为242V B．副线圈中电流的有效值为0.5A C．原线圈中电流的有效值为2A D．原线圈的输入功率为12W10．（3分）利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（）A．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 B．充电过程中，电流表的示数逐渐增大 C．放电过程中，电流表的示数保持不变 D．放电过程中，电压表的示数瞬间变为零11．（3分）如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度ω匀速转动，线框的相邻两边边长分别是L1和L2，磁场的磁感应强度为B。下列说法正确的是（）A．线框转动过程中，线框中的感应电动势不变 B．线框转动一周，线框中的感应电流方向改变一次 C．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势为零 D．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势大小为E＝BL1L2ω12．（3分）利用电流传感器研究自感现象的实验电路如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器相当于理想电流表，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S。下列图像中能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是（）A． B． C． D．13．（3分）高压水枪喷出的水流垂直射在墙壁上，水对墙壁产生冲击力。将水枪出水口喷出的水流看作横截面积为S的水柱，喷出水流的速度为v，水柱垂直射向竖直墙壁后速度变为0。忽略水从枪口喷出后的发散和重力对水柱的影响，已知水的密度为ρ，下列说法正确的是（）A．水枪在Δt时间内从枪口喷出水的质量为ρvΔt B．水柱在Δt时间内对墙壁冲击力的冲量大小为ρSvΔt C．水柱对墙壁平均冲击力的大小为ρSv D．液体流量是指单位时间内流经某一管道或通道横截面的液体体积，由此水枪出水口的流量Q＝Sv14．（3分）如图甲所示为某自行车车灯发电机装置，其结构如图乙所示。“凵”形铁芯开口处装有可旋转的磁铁，铁芯上缠绕线圈，输出端c、d连接一个“12V，6W”的灯泡。当车轮匀速转动时，摩擦轮因与轮胎接触而旋转，通过传动轴带动磁铁匀速转动，使铁芯内的磁场周期性变化，发电机产生电流可视为正弦式电流。假设灯泡阻值不变，下列说法正确的是（）A．在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流方向由c到d B．在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流逐渐减小 C．若发电机线圈电阻为2Ω灯泡正常发光，发电机产生的电动势最大值为13V D．从图示位置开始计时，磁铁转速为n，灯泡正常发光，灯泡两端电压u随时间变化关系式为u＝122sin（2πnt）V二、本部分共6题，共58分。15．（8分）（1）利用如图所示装置验证动量守恒定律。a.图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将小球A从斜槽上的E位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把被碰小球B置于斜槽末端，再将小球A从E位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为小球A单独滑落时的平均落点）。A、B两小球半径分别为rA、rB，质量分别为mA、mB。下列条件和做法正确的是（填选项前的字母）A.两球质量应满足mA＝mBB.两球半径应满足rA＝rBC.用半径尽可能小的圆把尽可能多的落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球的平均落点b.在误差允许范围内，若关系式（用mA、mB、OM、OP、ON表示）成立，即可验证碰撞前后动量守恒。（2）利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验。a.下列说法正确的是（填选项前的字母）。A.向左移动光源，相邻两个亮条纹中心间距变小B.改用间距更小的双缝，相邻两个亮条纹中心间距变大C.将滤光片由红色换为绿色，相邻两个亮条纹中心间距变大D.为了减小实验偶然误差，必须测量相邻两个亮条纹中心间距b.双缝到屏的距离为L，两缝中心之间的距离为d，测得第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为x，则入射色光的波长λ＝（用d、L、x、n表示）。16．（10分）某同学利用铜片、锌片和橙汁制作了橙汁电池，在玻璃器皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极。用如图甲所示的实验电路测量这种电池的电动势E和内阻r。调节电阻箱R的阻值，测得多组对应的电流I，并做出1I（1）某次测量，电阻箱的示数如图丙，其读数为Ω。（2）由图像可得，该橙汁电池的电动势E测＝，内阻r测＝。（用k、b表示）（3）内阻的测量值真实值（选填“大于”或“等于”或“小于”）。（4）请你简要说明产生系统误差的原因：。17．（9分）如图所示，半径R＝0.2m的光滑四分之一竖直圆弧轨道固定在水平桌面边缘，其末端与水平桌面相切于B点。质量m＝0.1kg的小球从圆弧轨道最高点A由静止滑下，经过最低点B后做平抛运动，落在水平地面上的C点。已知B点离地面高度h＝0.8m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）小球经过B点时的速度大小vB；（2）小球落地点C与B点的水平距离x；（3）小球从B点运动到C点的过程中，动量的变化量Δp。18．（9分）某质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器；B为速度选择器，磁场与电场正交，速度选择器两板间电压为U2，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），经粒子加速器加速后速度大小为v，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，进入分离器后做匀速圆周运动。求：（1）粒子加速器的加速电压U1；（2）速度选择器中磁感应强度大小B1；（3）该粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径R。19．（10分）关于物体的碰撞，研究下列问题。（1）如图1所示，在光滑水平面上，质量为2m的滑块甲以速度v1冲向静止的滑块乙，质量为m的滑块乙左端固定一弹簧，两滑块通过弹簧发生相互作用，忽略空气阻力及弹簧质量，求弹簧被压缩至最短时，甲、乙两滑块的速度v甲、v乙；（2）如图2所示，A、B两个半径相同的弹性小球，B的质量是A的4倍。在光滑水平面上，质量为m的A球以速度v2向静止的B球运动，并与B球发生弹性正碰。两小球在碰撞过程发生形变，碰后完全恢复原状。求：a.碰撞过程中A、B两球所组成系统总动能的最小值Ek；b.碰撞后A、B两球各自的速度vA、vB。20．（12分）电磁感应现象的发现，标志着人类步入了电气化时代。感应电动势一般分为动生和生两种。（1）如果感应电动势是由于导体运动而产生的，它也叫作动生电动势。如图1所示，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B＝0.2T的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分导体棒MN的长度L＝0.2m，它以速度v＝1m/s向右匀速运动，求导体棒MN两端产生的感应电动势的大小εMN；（2）如果感应电动势是由感生电场产生的，它也叫作感生电动势。如图2甲所示，在半径为R圆形区域内有垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度随时间变化的图像如图2乙所示。依据麦克斯韦电磁场理论，在与磁场区同心的圆周上产生大小不变的感生电场。a.请推导半径r（r＞R）对应圆周所在处的感生电场强度E的大小；并在图3所示的坐标系中画出感生电场强度E随半径r变化的图像。b.电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图4所示（甲为侧视图，乙为真空室俯视图）。随着电磁铁线圈中电流大小、方向的变化，穿过电子轨道的磁通量随之发生改变，从而产生使电子加速的感生电场。设被加速的电子被“约束”在半径为r的圆周上运动，圆周区域内的平均磁感应强度为B。求：为维持电子在恒定轨道上加速，电子轨道处的磁感应强度Br与轨道内平均磁感应强度B的比值。

2024-2025学年北京市顺义区高二（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）关于电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中的传播速度等于光速 B．电磁波传播需要介质 C．电磁波不具有能量 D．电磁波是纵波【分析】根据电磁波的特点进行分析解答。【解答】解：A．电磁波在真空中的传播速度等于光速，故A正确；B．电磁波传播可以不需要介质，故B错误；C．电磁波具有能量，能传递信息，故C错误；D．电磁波是横波，故D错误。故选：A。【点评】考查电磁波的特点，会根据题意进行准确分析解答。2．（3分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图所示。P为波上的一个质点，下列说法正确的是（）A．此简谐横波的波长为a B．此简谐横波的振幅为2A0 C．此时质点P的速度方向沿y轴正方向 D．此时质点P的加速度方向沿y轴正方向【分析】根据图像可知此简谐横波的波长和振幅；根据同侧法判断振动方向；根据P的位移确定加速度的正负。【解答】解：A、根据图像可知，此简谐横波的波长为2a，故A错误；B、根据图像可知，此简谐横波的振幅为A0，故B错误；C、列沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，此时质点P的速度方向沿y轴正方向，故C正确；D、此时质点P的位移为正，则加速度方向沿y轴负方向，故D错误。故选：C。【点评】本题主要是考查了波的图像；解答此类问题的关键是要理解波的图像的变化规律，能够根据图像得到振幅、波长和各个位置处的质点振动方向。3．（3分）如图所示为“泊松亮斑”图样，这种现象属于光的（）A．偏振现象 B．衍射现象 C．折射现象 D．全反射现象【分析】根据光的衍射、偏振和折射等知识进行分析解答。【解答】解：“泊松亮斑”图样属于光在传播过程中出现的衍射现象，故B正确，ACD错误。故选：B。【点评】考查光的衍射、偏振和折射等知识，会根据题意进行准确分析解答。4．（3分）如图甲所示，细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器内装上墨汁。当注射器摆动时，沿着垂直于摆动的方向匀速拖动木板，观察喷在木板上的墨汁图样。此装置可视为单摆，注射器的运动可看作简谐运动。某次实验中，拖动木板的速度大小约为0.2m/s。得到长度约为0.8m的一段如图乙所示图样。下列判断正确的是（）A．注射器摆动的周期约为2s B．细线的长度约为2m C．图乙中的曲线是注射器的运动轨迹 D．注射器摆动的周期与拖动木板的速度有关【分析】根据木板移动的距离和速度得出单摆的周期，根据单摆的周期公式求出摆长的大小，乙图简谐运动图像不是实际运动轨迹。【解答】解：AB.由图乙可知，该单摆恰好摆动2个周期，故满足2T=Lv，解得T＝2s，单摆周期公式为C.图乙中的曲线是注射器做简谐运动相关的图像，不是实际的运动轨迹，注射器做往返直线运动，轨迹不可能是乙图的曲线，故C错误；D.由单摆周期公式为T=2πL故选：A。【点评】解决本题的关键掌握单摆的周期公式T=2πL5．（3分）用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于本实验，下列说法正确的是（）A．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针会向左偏 B．将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向右偏转 C．将磁体N极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转 D．将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转【分析】根据原磁场方向、穿过线圈磁通量的变化情况，判断感应电流的磁场方向，根据楞次定律逐项分析作答。【解答】解：将磁体的S极从线圈中向上抽出时，穿过线圈的磁通量减小，感应电流的磁场方向向上，灵敏电流计指针向右偏转；A.磁体放置在线圈中静止不动，穿过线圈的磁通量不发生变化，线圈中无感应电流产生，灵敏电流计指针不会发生偏转，故A错误；B.将磁体N极从线圈中向上抽出，穿过线圈的磁通量减小，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，灵敏电流计指针会向左偏转C.将磁体N极向下插入线圈中，穿过线圈的磁通量增大，感应电流的磁场方向向上，根据楞次定律可知，灵敏电流计指针会向右偏转，故C正确；D.将磁体S极向下插入线圈中，穿过线圈的磁通量增大，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，灵敏电流计指针会向左偏转，故D错误。故选：C。【点评】本题主要考查了探究影响感应电流方向的因素的实验，掌握磁通量变化情况的判断方法，掌握楞次定律的运用。6．（3分）在真空中，一带电粒子以速度v沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场。不计粒子的重力，关于该粒子在磁场中运动下列说法正确的是（）A．粒子的动量大小随时间逐渐增大 B．粒子所受洛伦兹力的冲量方向始终与速度方向一致 C．粒子做匀速圆周运动的周期与磁感应强度的大小B成正比 D．粒子运动的轨道半径与速度v的大小成正比【分析】根据洛伦兹力的特点、动量定理、匀速圆周运动的规律等知识，对各选项进行分析。【解答】解：A、带电粒子以速度v沿与磁场垂直的方向射入匀强磁场，洛伦兹力F＝qvB始终与速度方向垂直，不做功，粒子的动能不变，速度大小不变。根据动量p＝mv，动量大小不变，故A错误。B、根据动量定理，冲量I＝Δp，冲量的方向与动量变化的方向相同。粒子做匀速圆周运动，速度方向不断变化，动量变化的方向与速度方向不同，所以洛伦兹力的冲量方向与速度方向不一致，故B错误。C、粒子做匀速圆周运动的周期T=2πmD、粒子运动的轨道半径r=mv故选：D。【点评】本题考查了洛伦兹力、动量定理和匀速圆周运动的规律等知识点，需要学生对这些知识点有深入的理解和掌握。题目通过选择题的形式，考查学生对基本概念和公式的应用能力，以及对物理现象的分析能力。题目难度适中，能够较好地考查学生对磁场中带电粒子运动的掌握情况。7．（3分）探究安培力大小影响因素的实验装置如图甲所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，可以认为磁极间的磁场是匀强磁场，将一根直导体棒用轻柔细导线水平悬挂在磁铁的两极间，导体棒的方向与磁场的方向垂直。实验中通过更换导体棒上不同的接点（如1、2和1、4等）来改变导体棒处于磁场中的有效长度。不通电流时，导体棒静止在图乙（垂直导体棒方向的截面图）中的O位置；有电流通过时，细导线将偏离一个角度，接1、4位置时导体棒中通过的电流分别为I1、I2、I3，导体棒可静止于图乙中的X、Y、Z位置。下列说法中正确的是（）A．电流大小的关系为I1＜I2＜I3 B．若I2＝2I1，则导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角是静止于X位置时夹角的2倍 C．不改变接点位置，只改变通过导体棒电流的大小，可以探究安培力大小与通电导体棒长度的关系 D．保持通过导体棒的电流不变，只改变接点的位置，可以探究安培力大小与电流大小的关系【分析】根据控制变量法，结合实验现象，即可解答。【解答】解：AB.由于题中控制导线长度一定，改变电流大小，电流较大时，导体棒受到的磁场力较大，细导线偏离的角度较大，故电流大小的关系为I1＜I2＜I3，但不能确实偏离角度与电流大小成正比关系，故A正确，B错误；CD.根据控制变量法可知不改变接点位置，只改变通过导体棒电流的大小，可以探究安培力大小与电流大小的关系；保持通过导体棒的电流不变，只改变接点的位置，可以探究安培力大小与导体长度的关系，故CD错误。故选：A。【点评】解答本题的关键是：要熟练掌握控制变量法在本实验中的具体应用。8．（3分）如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷，O为两点电荷连线的中点，C、D两点在连线上，A、B两点在连线的中垂线上，A、B、C、D到O点距离相等。下列说法正确的是（）A．O点电场强度为零 B．C、D两点电势相等 C．A、B两点电场强度相同 D．A、B两点间电势差和C、D两点间电势差相等【分析】两点电荷各自在O点的电场强度方向均为由O指向D，根据电场叠加原理分析O点的电场强度是否为零；在两点电荷之间的连线上电场线由正电荷指向负电荷，根据沿电场线电势是降低分析C、D两点电势故选；根据等量的异种点电荷的电场分布，关于O点对称的两点的电场强度是相同的；A、B的连线为等势线，则A、B两点间电势差等于零。而C、D两点间电势差不等于零。【解答】解：A、两点电荷各自在O点的电场强度方向均为由O指向D，根据电场叠加原理可知，O点电场强度不为零，故A错误；B、在两点电荷之间的连线上电场线由正电荷指向负电荷，根据沿电场线电势是降低的，可得C、D两点电势不相等，C点电势高于D点，故B错误；C、根据等量的异种点电荷的电场分布，关于O点对称的A、B两点的电场强度是相同的，故C正确；D、由B选项的分析可知，C、D两点间电势差大于零。根据等量的异种点电荷的电场分布，A、B的连线为等势线，则A、B两点间电势差等于零，可知A、B两点间电势差和C、D两点间电势差不相等，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了等量的异种点电荷的电场分布，基础题目，掌握等量的异种点电荷的电场分布。9．（3分）如图所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，原、副线圈的匝数比为4：1，副线圈接一个规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（）A．原线圈输入电压的有效值为242V B．副线圈中电流的有效值为0.5A C．原线圈中电流的有效值为2A D．原线圈的输入功率为12W【分析】A、根据变压器电压匝数比求出原线圈电压有效值；B、由P＝UI算出副线圈电流有效值；C、依据变压器电流匝数比求出原线圈电流有效值；D、根据理想变压器功率关系判断。【解答】解：A、已知灯泡正常发光，其额定电压U2＝6V，额定功率P2＝3W。根据理想变压器电压与匝数的关系U1U2=n1n2，已知B、灯泡正常发光，所以副线圈中电流有效值为I2C、根据理想变压器电流与匝数的关系I1I2=nD、理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P＝3W，故D错误。故选：B。【点评】本题是理想变压器的基础应用题目，重点考查学生对变压器基本规律的理解和应用能力。题目难度较低，适合初学者巩固变压器的相关知识。10．（3分）利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（）A．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 B．充电过程中，电流表的示数逐渐增大 C．放电过程中，电流表的示数保持不变 D．放电过程中，电压表的示数瞬间变为零【分析】根据电容器充电过程各物理量的变化情况判断。【解答】解：电容器充电过程，电流表示数突然增大到某一最大值后逐渐减小为0，电容器两端电压即电压表的示数迅速增大后趋于稳定；电容器放电过程，电流表示数逐渐减小为0，电容器两端电压即电压表的示数也逐渐减小为0。故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题关键掌握电容器充电过程各物理量的变化特点。11．（3分）如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度ω匀速转动，线框的相邻两边边长分别是L1和L2，磁场的磁感应强度为B。下列说法正确的是（）A．线框转动过程中，线框中的感应电动势不变 B．线框转动一周，线框中的感应电流方向改变一次 C．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势为零 D．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势大小为E＝BL1L2ω【分析】线框转动时，仅一条边框切割磁感线，根据切割磁感线的方向及角度即可判断出感应电流的方向及感应电动势的大小。【解答】解：AB.线圈在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动时，线圈的与轴线平行的边切割磁感线的速度不断变化，则线圈中的感应电动势不断变化，线框转动一周，线框中的感应电流方向改变两次，故AB错误；CD.线框平面与磁场方向平行时，由E＝BL2v，v＝ωL1，得E＝BL1L2ω，故C错误，D正确。故选：D。【点评】本题需要运用电磁感性相关知识以解决此类问题。12．（3分）利用电流传感器研究自感现象的实验电路如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器相当于理想电流表，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S。下列图像中能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是（）A． B． C． D．【分析】电感对电流的变化起阻碍作用，断开电键时，通过灯泡D的电流I减小，此时D、L构成一回路，电感阻碍电流I减小，从而即可求解。【解答】解：CD、闭合开关的瞬间，电感的电阻很大，灯泡中有一定的电流通过，过一段时间，电感的电阻减小，电感与灯泡并联的两端电压减小，故灯泡中的电流变小，故CD错误；AB、当时间再延长，灯泡的电流稳定在某一值上；当断开开关时，电感产生自感电动势，电感中的电流与原来的电流方向相同，它与灯泡组成的电路中，感应电流沿逆时针方向，而灯泡中原来的电流沿顺时针方向，由自感线圈L直流电阻值大于灯泡D的阻值，灯泡中的电流比稳定时要小一些，然后电流随自感电动势的减小而慢慢减小到0，故A错误，B正确。故选：B。【点评】解决本题的关键掌握电感对电流的变化起阻碍作用，电流增大，阻碍其增大，电流减小，阻碍其减小。13．（3分）高压水枪喷出的水流垂直射在墙壁上，水对墙壁产生冲击力。将水枪出水口喷出的水流看作横截面积为S的水柱，喷出水流的速度为v，水柱垂直射向竖直墙壁后速度变为0。忽略水从枪口喷出后的发散和重力对水柱的影响，已知水的密度为ρ，下列说法正确的是（）A．水枪在Δt时间内从枪口喷出水的质量为ρvΔt B．水柱在Δt时间内对墙壁冲击力的冲量大小为ρSvΔt C．水柱对墙壁平均冲击力的大小为ρSv D．液体流量是指单位时间内流经某一管道或通道横截面的液体体积，由此水枪出水口的流量Q＝Sv【分析】求出Δt时间内喷出的水体积和质量，根据动量定理求解水对墙壁冲击力的冲量大小以及冲击力大小，结合流量定义式求解流量。【解答】解：A.水枪在Δt时间内喷出的水体积为V＝SvΔt，则水枪在Δt时间内从枪口喷出水的质量为m＝ρV＝ρSvΔt，故A错误；B.由动量定理可知，冲击力的冲量大小等于水的动量变化大小，水柱垂直射向竖直墙壁后速度变为0，则有I＝|Δp|＝|0﹣mv|＝ρSv2Δt，故B错误；C.水柱垂直射向竖直墙壁后速度变为0，以水为对象，以初速度方向为正方向，由动量定理可得﹣FΔt＝0﹣mv，联立解得F＝ρSv2，根据牛顿第三定律可知水柱对墙壁平均冲击力的大小为F'＝F＝ρSv2，故C错误；D.液体流量是指单位时间内流经某一管道或通道横截面的液体体积，由此水枪出水口的流量为Q=SvΔt故选：D。【点评】本题主要是考查动量定理之流体冲击力的计算问题，关键是求出很短时间内流体的质量，掌握动量定理的应用方法。14．（3分）如图甲所示为某自行车车灯发电机装置，其结构如图乙所示。“凵”形铁芯开口处装有可旋转的磁铁，铁芯上缠绕线圈，输出端c、d连接一个“12V，6W”的灯泡。当车轮匀速转动时，摩擦轮因与轮胎接触而旋转，通过传动轴带动磁铁匀速转动，使铁芯内的磁场周期性变化，发电机产生电流可视为正弦式电流。假设灯泡阻值不变，下列说法正确的是（）A．在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流方向由c到d B．在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流逐渐减小 C．若发电机线圈电阻为2Ω灯泡正常发光，发电机产生的电动势最大值为13V D．从图示位置开始计时，磁铁转速为n，灯泡正常发光，灯泡两端电压u随时间变化关系式为u＝122sin（2πnt）V【分析】根据楞次定律判断感应电流方向，结合正弦式交变电流特点以及最大值和有效值关系分析。【解答】解：A.根据题意，由楞次定律可知，通过灯泡的电流方向由d到c，故A错误；B.由图可知，开始阶段，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，转动后，磁通量减小，磁通量的变化率增大，当转过90°时，磁通量最小，磁通量的变化率最大，可知，转动过程中灯泡中的电流逐渐增大，故B错误；C.根据题意，由公式P=U2R则感应电动势的有效值为E=UD.从图示位置开始计时，磁铁转速为n，则角速度为nω，有效值为12V，则最大值为122灯泡两端电压u随时间变化关系式为u＝122sin（2πnt）V，故D正确。故选：D。【点评】本题考查了楞次定律以及交变电流最大值与有效值间的关系，熟记交变电流最大值表达式是解题关键。二、本部分共6题，共58分。15．（8分）（1）利用如图所示装置验证动量守恒定律。a.图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将小球A从斜槽上的E位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把被碰小球B置于斜槽末端，再将小球A从E位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为小球A单独滑落时的平均落点）。A、B两小球半径分别为rA、rB，质量分别为mA、mB。下列条件和做法正确的是BC（填选项前的字母）A.两球质量应满足mA＝mBB.两球半径应满足rA＝rBC.用半径尽可能小的圆把尽可能多的落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球的平均落点b.在误差允许范围内，若关系式mA•OP＝mA•OM+mB•ON（用mA、mB、OM、OP、ON表示）成立，即可验证碰撞前后动量守恒。（2）利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验。a.下列说法正确的是B（填选项前的字母）。A.向左移动光源，相邻两个亮条纹中心间距变小B.改用间距更小的双缝，相邻两个亮条纹中心间距变大C.将滤光片由红色换为绿色，相邻两个亮条纹中心间距变大D.为了减小实验偶然误差，必须测量相邻两个亮条纹中心间距b.双缝到屏的距离为L，两缝中心之间的距离为d，测得第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为x，则入射色光的波长λ＝dxL(n−1)【分析】（1）根据验证动量守恒定律的实验原理和注意事项、动量守恒及其变形式进行分析解答；（2）根据双缝干涉实验的实验原理和注意事项结合相邻亮条纹间距公式列式求解。【解答】解：（1）a.A.为了保证A球撞后不反弹，两球质量应满足mA＞mB，故A错误；B.为了保证两球发生正碰，两球半径应满足rA＝rB，故B正确；C.为了减小误差，需要用半径尽可能小的圆把尽可能多的落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球的平均落点，故C正确。故选：BC。b.如果碰撞动量守恒，则有动量守恒定律有mAv0＝mAv1+mBv2，等式两边同时乘以时间t，变形得mA•OP＝mA•OM+mB•ON。（2）a.A.根据条纹间距表达式Δx=LB.根据条纹间距表达式Δx=LC.根据条纹间距表达式Δx=LD.为了减小实验偶然误差，应该测量多个亮条纹中心间距，然后取平均值，故D错误。故选：B。b.根据条纹间距表达式Δx=Ldλ可知，即xn−1故答案为：（1）a.BC；b.mA•OP＝mA•OM+mB•ON；（2）a.B；b.dxL(n−1)【点评】考查验证动量守恒、双缝干涉的实验原理和注意事项，以及相应表达式，会根据题意进行准确分析解答。16．（10分）某同学利用铜片、锌片和橙汁制作了橙汁电池，在玻璃器皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极。用如图甲所示的实验电路测量这种电池的电动势E和内阻r。调节电阻箱R的阻值，测得多组对应的电流I，并做出1I（1）某次测量，电阻箱的示数如图丙，其读数为5328Ω。（2）由图像可得，该橙汁电池的电动势E测＝1k，内阻r测＝bk（3）内阻的测量值大于真实值（选填“大于”或“等于”或“小于”）。（4）请你简要说明产生系统误差的原因：电流表内阻的分压作用。【分析】（1）根据电阻箱的读数规则读数；（2）根据闭合电路欧姆定律求解1I（3）（4）实验误差来源于电流表内阻的影响，根据闭合电路欧姆定律求解1I【解答】解：（1）电阻箱的读数为Rx＝5×1000Ω+3×100Ω+2×10Ω+8×1Ω＝5328Ω；（2）根据闭合电路欧姆定律E＝I（R+r）变形得1图像的斜率k=解得电动势测量值E图像的纵截距b=解得内阻测量值r（3）（4）实验的误差来源于电流表内阻的分压作用，根据闭合电路欧姆定律E＝I（R+rA+r）变形得1图像的斜率k=解得电动势E=图像的纵截距b=解得内阻r=因此内阻的测量值大于真实值。故答案为：（1）5328；（2）1k；b【点评】本题主要考查了电源电动势和内阻测量的实验，要明确实验原理，掌握闭合电路欧姆定律的运用，能够根据实验原理正确分析实验误差。17．（9分）如图所示，半径R＝0.2m的光滑四分之一竖直圆弧轨道固定在水平桌面边缘，其末端与水平桌面相切于B点。质量m＝0.1kg的小球从圆弧轨道最高点A由静止滑下，经过最低点B后做平抛运动，落在水平地面上的C点。已知B点离地面高度h＝0.8m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）小球经过B点时的速度大小vB；（2）小球落地点C与B点的水平距离x；（3）小球从B点运动到C点的过程中，动量的变化量Δp。【分析】（1）根据动能定理求解小球经过B点时的速度大小；（2）根据平抛运动的规律求解小球落地点C与B点的水平距离；（3）根据动量定理求解小球从B点运动到C点的过程中动量的变化量。【解答】解：（1）小球从A到B的过程，根据动能定理得：mgR=解得：vB＝2m/s（2）小球做平抛运动的过程，在竖直方向上有：h=1在水平方向上有：x＝vBt＝2×0.4m＝0.8m（3）小球从B点运动到C点的过程中，以竖直向下为正方向，根据动量定理得：Δp＝mgt解得：Δp＝0.4N•s，方向竖直向下。答：（1）小球经过B点时的速度大小vB为2m/s；（2）小球落地点C与B点的水平距离x为0.8m；（3）小球从B点运动到C点的过程中，动量的变化量Δp的大小为0.4N•s，方向竖直向下。【点评】本题考查了动量定理、动能定理的应用，考查了平抛运动的规律，基础题目。根据基本原理解答即可。18．（9分）某质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器；B为速度选择器，磁场与电场正交，速度选择器两板间电压为U2，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），经粒子加速器加速后速度大小为v，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，进入分离器后做匀速圆周运动。求：（1）粒子加速器的加速电压U1；（2）速度选择器中磁感应强度大小B1；（3）该粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径R。【分析】（1）利用动能定理，结合粒子在加速器中加速的过程，求出加速电压U1；（2）分析粒子在速度选择器中的受力情况，根据电场力与洛伦兹力平衡的条件，求解磁感应强度B1；（3）明确粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求出圆周运动的半径R。【解答】解：（1）粒子加速过程根据动能定理可得q解得U（2）根据平衡条件qq＝qB1v，q=解得B1（3）粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得qv解得R=答：（1）加速器的加速电压mv（2）磁感应强度B1的大小U2（3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径mvq【点评】本题是一道关于带电粒子在组合场中运动的典型题目，综合性较强，涵盖了动能定理、电场力与洛伦兹力的平衡以及匀速圆周运动等多个知识点，能够很好地考查学生对带电粒子在电磁场中运动规律的掌握程度和综合应用能力。19．（10分）关于物体的碰撞，研究下列问题。（1）如图1所示，在光滑水平面上，质量为2m的滑块甲以速度v1冲向静止的滑块乙，质量为m的滑块乙左端固定一弹簧，两滑块通过弹簧发生相互作用，忽略空气阻力及弹簧质量，求弹簧被压缩至最短时，甲、乙两滑块的速度v甲、v乙；（2）如图2所示，A、B两个半径相同的弹性小球，B的质量是A的4倍。在光滑水平面上，质量为m的A球以速度v2向静止的B球运动，并与B球发生弹性正碰。两小球在碰撞过程发生形变，碰后完全恢复原状。求：a.碰撞过程中A、B两球所组成系统总动能的最小值Ek；b.碰撞后A、B两球各自的速度vA、vB。【分析】（1）弹簧被压缩至最短时，甲、乙两滑块恰好共速，根据动量守恒定律解答；（2）a.碰撞过程中A、B两球速度恰好相同时，两球所组成