精品解析：北京市顺义区2024-2025学年高二下学期期末物理试卷

北京市顺义区2024~2025学年第二学期期末质量监测 高二物理试卷 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。 第一部分 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. 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. 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 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. 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. 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. 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. 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. 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 B. 若，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. 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. 如图所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源U，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 B. 副线圈中电流有效值为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 10. 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. 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 12. 图是用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，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，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．在图所示的图象中，可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. 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 14. 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 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 利用如图所示装置验证动量守恒定律。 （1）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、，质量分别为、。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 B. 两球半径应满足 C. 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 （2）在误差允许范围内，若关系式___________（用、、、、表示）成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 16. 利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验 （1）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 （2）双缝到屏的距离为，两缝中心之间的距离为，测得第1条亮条纹中心到第条亮条纹中心之间的距离为，则入射色光的波长______（用、、、表示） 17. 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和内阻。调节电阻箱的阻值，测得多组对应的电流，并做出的图像如图乙所示，图线斜率为，图线在纵轴的截距为。 （1）某次测量，电阻箱的示数如图丙，其读数为______。 （2）由图像可得，该橙汁电池的电动势______，内阻______。（用表示） （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∶______________________________。 18. 如图所示，半径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点。质量的小球从圆弧轨道最高点由静止滑下，经过最低点后做平抛运动，落在水平地面上的点。已知点离地面高度，重力加速度取，不计空气阻力。求 （1）小球经过点时速度大小； （2）小球落地点与点的水平距离； （3）小球从点运动到点的过程中，动量的变化量。 19. 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，两板间距离为；C为偏转分离器，磁感应强度为。一质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力），经粒子加速器加速后速度大小为，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； （2）速度选择器中磁感应强度大小； （3）该粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径。 20. 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，质量为的滑块甲以速度冲向静止的滑块乙，质量为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、； （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，质量为的A球以速度向静止的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； b.碰撞后A、B两球各自的速度、。 21. 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感生两种。 （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； （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。 ①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。 ②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。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与轨道内平均磁感应强度的比值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市顺义区2024~2025学年第二学期期末质量监测 高二物理试卷 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。 第一部分 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. 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 【答案】A 【解析】 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度为，与光速相等，故A正确； B．电磁波传播不需要介质，例如光可在真空中传播，故B错误； C．电磁波具有能量，故C错误； D．电磁波的电场和磁场方向均垂直于传播方向，属于横波，故D错误。 故选A。 2. 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 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题图可知此简谐横波的波长为，故A错误； B．根据题图可知此简谐横波的振幅为，故B错误； C．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．根据题图可知此时质点P的位移为正，根据可知此时质点P的加速度方向沿y轴负方向，故D错误。 故选C。 3. 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 【答案】B 【解析】 【详解】“泊松亮斑”图样属于光的衍射现象。 故选B。 4. 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 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图乙可知注射器摆动的周期约为，选项A正确； B．根据 可得，即细线的长度约为1m，选项B错误； C．注射器在平衡位置附近振动，则图乙中的曲线不是注射器的运动轨迹，选项C错误； D．注射器摆动的周期是由单摆本身决定的，与拖动木板的速度无关，选项D错误。 故选A。 5. 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁体放置在线圈中静止不动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，则灵敏电流计指针不会偏转，选项A错误； B．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。则将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向左偏转，选项B错误； C．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。将磁体N极向下插入线圈中，因两操作等效，则灵敏电流计指针会向右偏转，选项C正确； D．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。将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向左偏转，选项D错误。 故选C。 6. 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 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变，动量大小不变，故A错误； B．洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，其冲量方向由力的方向决定，始终垂直于速度方向，故B错误； C．匀速圆周运动的周期公式为，周期与磁感应强度成反比，故C错误； D．根据 可得轨道半径公式为 当、、一定时，半径与速度成正比，故D正确。 故选D。 7. 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 B. 若，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 【答案】A 【解析】 【详解】A．设导体棒所受的安培力为，细导线与竖直方向夹角为，根据几何关系有 又 联立可得 、相同，则越大，电流越大，根据题图可知，故A正确； B．若，根据可知导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角的正切值是静止于X位置时夹角正切值的2倍，而不是导体棒静止于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，故B错误； 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流过通电导体棒电流的关系，故C错误； 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通电导体棒长度的关系，故D错误。 故选A。 8. 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据场强叠加可知，O点电场强度方向向右，不为零，选项A错误； B．距离正电荷越近电势越高，则 C点电势高于D点，选项B错误； C．由对称性可知，A、B两点电场强度大小和方向都相同，选项C正确； D．A、B两点在同一等势面上，两点电势差为零；C、D两点间电势差不为零，则A、B两点间电势差和C、D两点间电势差不相等，选项D错误。 故选C。 9. 如图所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源U，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 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 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，副线圈电压的有效值为6V，由理想变压器电压与匝数关系 可得原线圈输入电压的有效值U1=24V，故A错误； B．灯泡正常发光，由P=UI得，副线圈中电流有效值为，故B正确； C．由理想变压器电流与匝数关系 可知原线圈中电流的有效值I1=0.125A，故C错误； D．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，则原线圈的输入功率P1=PL=3W，故D错误。 故选B。 10. 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 【答案】A 【解析】 【详解】A．电容器充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电压表测量电容器两端的电压，电容器两端的电压迅速增大，电容器充电结束后，最后趋于稳定，故A正确； B．电容器充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电路中的电流逐渐减小，电容器充电结束后，电流表示数为零，故B错误； CD．电容器放电过程中，两极板间的电荷量越来越少，电压越来越小，电荷所受电场力越来小，则其移动的速度越来越小，故电流越来越小，故CD错误。 故选A。 11. 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 【答案】D 【解析】 【详解】A．若从图示位置计时，则线框转动过程中，线框中的感应电动势 则感应电动势不断变化，选项A错误； B．线圈每次经过中性面感应电流的方向改变一次，则线框转动一周，线框中的感应电流方向改变两次，选项B错误； C．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势最大，选项C错误； 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，选项D正确。 故选D。 12. 图是用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象实验电路，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，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．在图所示的图象中，可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. 【答案】B 【解析】 【详解】AD．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，选项AD均错误； BC．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，故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，故选项B正确，C错误。 故选B。 13. 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 【答案】D 【解析】 【详解】A．水枪在Δt时间内喷出的水体积为 则水枪在Δt时间内从枪口喷出水的质量为，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，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，由动量定理可得 联立解得 根据牛顿第三定律可知水柱对墙壁平均冲击力的大小为，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，故D正确。 故选D。 14. 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°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 【答案】D 【解析】 【详解】A．图示位置穿过线圈磁场方向向左，在磁铁从图示位置转动90°的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，通过灯泡的电流方向由d到c，故A错误； B．发电机产生电流可视为正弦式电流，图示位置通过线圈的磁通量为最大值，图示位置可以近似看为中性面，可知，图示位置的感应电流为0，在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流逐渐增大，故B错误； C．若发电机线圈电阻为2Ω灯泡正常发光，由于额定电压12V为有效值，则有，解得发电机产生的电动势最大值为，故C错误； D．结合上述，图示为位置为中性面，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 其中 结合上述解得，故D正确。 故选D。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 利用如图所示装置验证动量守恒定律。 （1）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、，质量分别为、。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 B. 两球半径应满足 C. 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 （2）在误差允许范围内，若关系式___________（用、、、、表示）成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 【答案】（1）BC （2） 【解析】 【小问1详解】 了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求， 为了减小偶然误差，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。 故选BC。 【小问2详解】 两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们做平抛运动的时间t相等，碰撞前A球的速度大小 碰撞后A的速度大小 碰撞后B球的速度大小 如果碰撞过程系统动量守恒，则碰撞前后系统动量相等，则 整理得 16. 利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验 （1）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 （2）双缝到屏距离为，两缝中心之间的距离为，测得第1条亮条纹中心到第条亮条纹中心之间的距离为，则入射色光的波长______（用、、、表示） 【答案】（1）B （2） 【解析】 【小问1详解】 A．根据可知，条纹间距与光源位置无关，即向左移动光源，相邻两个亮条纹中心间距不变，故A错误； B．根据可知，改用间距更小的双缝，即d减小，则相邻两个亮条纹中心间距变大，故B正确； C．根据可知，将滤光片由红色换为绿色，波长变小，则相邻两个亮条纹中心间距变小，故C错误； D．为了减小实验偶然误差，不能够直接测量相邻两个亮条纹中心间距，应先测量多条明条纹中心之间的总间距x，然后利用求解相邻明条纹中心之间的间距，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 第1条亮条纹中心到第条亮条纹中心之间的距离为，则相邻明条纹中心之间的间距 根据相邻明条纹中心间距公式有 解得 17. 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和内阻。调节电阻箱的阻值，测得多组对应的电流，并做出的图像如图乙所示，图线斜率为，图线在纵轴的截距为。 （1）某次测量，电阻箱的示数如图丙，其读数为______。 （2）由图像可得，该橙汁电池的电动势______，内阻______。（用表示） （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∶______________________________。 【答案】（1）5328 （2） ①. ②. （3）大于 （4）电流表分压 【解析】 【小问1详解】 根据电阻箱的读数规则，可知此数据为 【小问2详解】 [1][2]根据电路图，由闭合电路欧姆定律，可得到 整理得 故, 【小问3详解】 电流表不是理想电表，设电流表的内阻为 实际的闭合电路欧姆定律应写为 整理后应为 可知， 【小问4详解】 同小题3，误差来源于电流的内阻，电流表分压但数据中未体现，电源的电动势测量值不变，但内阻测量值为内阻与电流表内阻的和，内阻测量值偏大。 18. 如图所示，半径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点。质量的小球从圆弧轨道最高点由静止滑下，经过最低点后做平抛运动，落在水平地面上的点。已知点离地面高度，重力加速度取，不计空气阻力。求 （1）小球经过点时的速度大小； （2）小球落地点与点的水平距离； （3）小球从点运动到点的过程中，动量的变化量。 【答案】（1）2m/s （2）0.8m （3），方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 小球从A到B的过程，根据动能定理得 解得 【小问2详解】 小球做平抛运动的过程，在竖直方向上有 解得 在水平方向上有 【小问3详解】 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 解得，方向竖直向下。 19. 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，两板间距离为；C为偏转分离器，磁感应强度为。一质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力），经粒子加速器加速后速度大小为，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； （2）速度选择器中磁感应强度大小； （3）该粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在粒子加速器中加速，由动能定理得 解得粒子加速器的加速电压 【小问2详解】 带电粒子在速度选择器中 解得 【小问3详解】 粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动，则 解得 20. 关于物体碰撞，研究下列问题。 （1）如图1所示，在光滑水平面上，质量为的滑块甲以速度冲向静止的滑块乙，质量为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、； （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，质量为的A球以速度向静止的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； b.碰撞后A、B两球各自的速度、。 【答案】（1）， （2）a.；b. ，水平向左； ，水平向右 【解析】 【小问1详解】 弹簧被压缩至最短时，甲、乙两滑块有共同速度，由动量守恒定律得 解得 【小问2详解】 a. 碰撞过程中A、B两球有共同速度时所组成系统总动能最小，由动量守恒定律得 解得 碰撞过程中A、B两球所组成系统总动能的最小值为 b. 碰撞过程中A、B两球所组成系统动量守恒可得 由机械能守恒定律得 解得， 所以碰撞后A球的速度大小为，方向水平向左；B球的速度大小为，方向水平向右。 21. 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感生两种。 （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； （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。 ①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。 ②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。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与轨道内平均磁感应强度的比值。 【答案】（1）0.04V （2）①，图像见解析 ② 【解析】 【小问1详解】 导体棒MN切割磁感线，产生的感应电动势 【小问2详解】 ①由图2乙，可得， 根据法拉第电磁感应定律，若r>R，有 根据电势差与电场强度的关系，有 若r<R，有 有 故感生电场强度E随半径r变化的图像如图所示 ②维持电子在恒定的轨道上加速，则在切线方向，根据牛顿第二定律，有 同①分析，有 联立解得 在半径方向，根据牛顿第二定律，有 得 上式对时间求变化率，得 联立可得 即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $