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2022-2023学年四川省内江市第六中学高二下学期入学考试物理试题（创新班）含解析
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这是一份2022-2023学年四川省内江市第六中学高二下学期入学考试物理试题（创新班）含解析，共30页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
内江六中2022—2023年度高二（下）入学考试物理试题（创新班）
第I卷（选择题，共44分）
一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。）
1. 机械波在介质中传播时，下列说法中错误的是（ ）
A. 各质点都在各自的平衡位置附近振动
B. 相邻质点间必有相互作用力，波传播过程中，各质点均做受迫振动
C. 后一质点的振动必定落后于前一质点
D. 各质点也随波的传播而迁移
【答案】D
【解析】
【详解】机械波在介质中传播时，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不会随波的传播而迁移，相邻质点间必有相互作用力，波传播过程中，各质点均做受迫振动，且后一质点的振动必定落后于前一质点，故ABC正确，D错误。
本题选错误的，故选D。
2. 如图为发电厂向远处用户的输电电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。若输送功率增大，下列说法中正确的有（ ）
A. 升压变压器的输出电压增大
B. 降压变压器的输出电压增大
C. 输电线上损耗的功率占总功率的比例减小
D. 输电线上损耗的功率增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．由于电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，A错误；
B．由于输送功率增大，则升压变压器的输出功率增大，升压变压器的输出电压U2不变，由P=UI，可知输电线上的电流I线增大，由U损=I线R，输电线上的电压降增大，降压变压器的输入电压U3=U2−U损减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，B错误；
C．由
电厂的输出电压不变，输电线电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随输送功率的增大而增大，C错误；
D．由P损=I线2R可知，输电线上的电流I线增大，电阻不变，所以输电线上损耗的功率增大，D正确。
故选D。
3. 如图（a），在同一平面内固定有一长直导线和一导线框R，R在的右侧．导线中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势（ ）
A. 在时为零 B. 在时改变方向
C. 在时最大，且沿逆时针方向 D. 在时最大，且沿顺时针方向
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据右手螺旋定则可知，当电流为正时，穿过线框R的磁通量垂直纸面向内，而且磁感强度的大小与电流大小成正比，在0~时间内，穿过线圈的磁通量向内的逐渐增多，感应电流的磁场向外，感应电动势为逆时针方向，由于QP中的电流增加的越来越缓慢，感应电动势越来越小，在图像中，图像的斜率与感应电动势成正比，因此在时刻，感应电动势为零；在~时间内，穿过线框R的磁通量先向内的减少，然后再向外的增多，感应电动势为顺时针方向先增大后减小，在t=时刻，感应电动势最大；在~时间内，穿过线框R的磁通量向外的减少，感应电动势为逆时针方向，且在t=T时刻达到最大值。
故选A。
4. 如图所示，在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为l（l
A. 线圈的速度大于 B. 线圈的速度等于
C. 线圈的速度小于 D. 以上A、C均有可能，而B不可能
【答案】B
【解析】
【详解】设cd边刚刚进入磁场时的速度大小为v1，对线框进入磁场的过程根据动量定理有
①
根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律有
②
同理，对线框离开磁场的过程有，
③
④
联立①②③④解得
故选B。
5. 如图所示，自感线圈L存在一定的直流电阻RL,将它和电阻为R的灯泡A并联后接在电源的两端，先让电键S闭合，待电路稳定后再断开电键，则（ ）
A. 闭合电键S，灯泡A要过一段时间才亮
B. 断开电键S的瞬间，流过灯泡的电流与闭合电键时流过灯泡的电流方向相同
C. 若RL
【答案】C
【解析】
【详解】A．自感线圈L与灯泡A并联，闭合电键S，L的自感作用并不阻碍通过灯泡A的电流，所以灯泡A立即亮起，故A错误；
B．闭合电键时，通过灯泡A的电流向右；断开电键时，L产生自感电动势阻碍通过其电流减小，此时L和A在同一回路中，从而使通过灯泡A的电流向左，所以断开电键S的瞬间，流过灯泡的电流与闭合电键时流过灯泡的电流方向相反，故B错误；
C．若RL
故选C。
6. 两相同的“冂”形光滑金属框架竖直放置，框架的一部分处在垂直于纸面向外的矩形匀强磁场中，如图所示。两长度相同粗细不同的铜质金属棒a、b分别从两框架上相同高度处由静止释放，下滑过程中金属棒与框架接触良好，框架电阻不计，下列说法中正确的是（ ）
A. 若细金属棒a刚进入磁场时做匀速运动，则粗金属棒b刚进入磁场时一定做加速运动
B. 通过磁场过程中，粗金属棒b所用的时间短
C. 通过磁场过程中，流过两金属棒的电量一样多
D. 通过磁场过程中，粗金属棒b产生的热量多
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知，未进入磁场前，两金属棒均做自由落体运动，从相同高度处由静止释放，根据可知，两金属棒进入磁场时速度相等，设进入磁场时速度为
AB．设金属棒的横截面面积为，密度为，电阻率为，长度为，则金属棒的电阻为
金属棒的质量为
金属棒进入磁场后，感应电动势为
感应电流为
所受安培力为
根据牛顿第二定律有
解得
可知，加速度的大小和金属棒的粗细没有关系，则粗细金属棒的运动情况相同，即当细金属棒a刚进入磁场时做匀速运动，粗金属棒刚进入磁场时一定也做匀速运动，通过磁场过程中，两金属棒所用时间相等，故AB错误；
C．由AB分析可知，粗细金属棒进入磁场后产生的感应电动势相等，粗金属棒的电阻小，则流过粗金属棒的电流大，根据可知，通过磁场过程中，流过粗金属棒的电量多，故C错误；
D．由AB分析可知，粗细金属棒进入磁场后产生的感应电动势相等，粗金属棒的电阻小，根据可知，粗金属棒b产生的热量多，故D正确。
故选D。
7. 质量为kg的小球静止在O点，现用手竖直向上托起小球至A点，使弹簧处于原长状态，如图甲所示。时放手，小球在竖直方向上A、B之间运动，其位移x随时间t的变化如图乙所示，g取，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在时速度向上
B. 小球在时加速度向下
C. 小球从A到B过程中，弹簧的弹性势能一直增大
D. 该弹簧的劲度系数为100N/cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球在0～1s时间内向下运动，所以时速度向下，A错误；
B. 小球在1s～1.5s时间内从静止开始向上加速运动，1.5s末运动到平衡位置时速度最大，加速度向上，所以时加速度向上，B错误；
C. 小球从A到B过程中，弹簧的形变量增大，弹簧的弹性势能一直增大，C正确；
D. 因为质量为kg的小球静止在O点，根据平衡条件得
解得 ，D错误。
故选C。
8. 如图所示，abcd是位于竖直平面内用粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，它的下方有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，MN、PQ为磁场的上下水平边界，两边界间的距离与正方形的边长均为L，线框从某一高度开始下落，恰好能匀速进入磁场。不计空气阻力，以bc边进入磁场时为起点，在线框通过磁场的过程中，线框中的感应电流i（顺时针方向为正）、bc两点间的电势差Ubc、线框所受的安培力F（竖直向上的方向为正）、线框产生的焦耳热Q分别随下落高度h的变化关系可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】C．根据题意可知，线框匀速进入磁场，设速度为，则有线框受到的安培力与重力等大反向，因线框匀速运动，则安培力大小保持不变，由楞次定律的“来拒去留”可知，线框出磁场时，安培力方向仍向上，且等于重力，则线框匀速出磁场，故C错误；
A．当边进入磁场时，根据楞次定律可知，线圈中电流方向为逆时针，故A错误；
B．根据题意可知，当下落高度为时，边切割磁感线，则感应电动势为
根据闭合回路欧姆定律可得
当下落高度为时，边切割磁感线，则感应电动势为
根据闭合回路欧姆定律可得
故B错误；
D．根据能量守恒定律有，线框中产生的焦耳热为
可知，图像为过原点的直线，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9. 如图所示，倾角为、光滑的斜面体固定在水平面上，底端有垂直斜面的挡板，劲度系数为k的轻质弹簧下端拴接着质量为M的物体B，上端放着质量为m的物体P（P与弹簧不拴接）。现沿斜面向下压一段距离后由静止释放，P就沿斜面做简谐运动，振动过程中，P始终没有离开弹簧.则（ ）
A. P振动的振幅的最大值为
B. P振动的振幅的最大值为
C. P以最大振幅振动时，B对挡板的最大压力为
D. P以最大振幅振动时，B对挡板最大压力为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，物体P做简谐运动，则P位于平衡位置时，所受合力为零，设此时弹簧的形变量为，根据平衡条件有
解得
根据题意可知，P向上达到的最高点位置时，弹簧恰好恢复原长是P能够做简谐运动的最高点，则P的最大振幅为
故B错误A正确；
CD．根据题意可知，P以最大振幅振动时，当P到达最低点，即弹簧形变量最大时，B对挡板的压力最大，根据简谐运动知识可知，此时弹簧的形变量为，设挡板对B的支持力为，对物体B，根据平衡条件有
解得
根据牛顿第三定律可得B对挡板的最大压力为
故C错误D正确。
故选AD。
10. 如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A、理想电压表V，原线圈接输出电压恒定的交流电源，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L，一个电吹风M（内阻与灯泡L相同），输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P改变。S断开时，灯泡L正常发光。滑片P位置不动，当S闭合时，以下说法中正确的是（ ）
A. 电压表读数不变
B. 电流表读数减小
C. 为使灯泡L正常发光，滑片P应向上滑动
D. 灯泡L与电吹风M消耗的电功率一定相同
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图，根据题意可知，原线圈输入电压不变，闭合开关，滑片位置不动，匝数比不变，则副线圈电压不变，即电压表读数不变，故A正确；
B．闭合开关，电阻减小，输出功率增大，则原线圈输入功率增大，根据可知，输入电流变大，即电流表读数变大，故B错误；
C．副线圈电流增大，等效电阻两端的电压增大，并联部分的电压减小，为了使灯泡L正常发光，应增大副线圈的输出电压，根据可知，应增大副线圈的匝数，即滑片向上移，故C正确；
D．闭合开关，灯泡L与电吹风M并联，电压相等，即
电吹风的电功率等于机械功率和热功率之和，即
可得
根据欧姆定律又有
可得
则
故D错误。
故选AC。
11. 如图，M，N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为，孔Q到板的下端C的距离为L，当M，N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则下列说法正确的是（ ）
A. 两板间电压的最大值
B. CD板上可能被粒子打中区域的长度为
C. 粒子在磁场中运动的最长时间
D. 能打到N板上的粒子的最大动能为
【答案】AD
【解析】
【详解】画出粒子运动轨迹的示意图，如图所示
A．当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，可知粒子半径，在加速电场中，根据动能定理
在偏转磁场中，根据洛伦兹力提供向心力可得
可得两板间电压的最大值
故A正确；
B．设粒子轨迹与CD相切于H点，此时粒子半径为，粒子轨迹垂直打在CD边上的G点，则GH间距离即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系
解得
粒子打中区域的长度
故B错误；
C．粒子在磁场中运动的周期
粒子在磁场中运动的最大圆心角
所以粒子在磁场中运动的最长时间为
故C错误；
D．当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，即粒子半径时，打到N板上的粒子的动能最大，最大动能为
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得能打到N板上的粒子的最大动能为
故D正确。
故选AD。
12. 如图所示，虚线MN左侧空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。纸面内有一个圆心角为120°的扇形金属线框OCD，半径为r，线框围成的回路电阻为R，顶角O在虚线MN上。当金属线框绕顶角O在纸面内以角速度匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A. 线框转动一圈的过程中，线框中有电流的时间为
B. 线框中存在电流时，电流的大小为
C. 线框进入磁场过程中，通过线框某截面的电荷量大小为
D. 线框持续转动过程中，线框中电流的有效值为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．线框转动的周期为
线框转动一圈的过程中，在进入磁场和出磁场过程中有电流通过，所以有电流的时间为
故A错误；
B．线框直边切割磁感线产生的感应电动势为
线框中存在电流时，电流的大小为
故B正确；
C．线框进入磁场过程中，通过线框某截面的电荷量大小为
故C错误；
D．设线框持续转动过程中，线框中电流的有效值为，根据等效热值法可得
解得
故D正确
故选BD。
13. 如图所示的装置可用于研究弹簧振子的受迫振动，砝码和轻弹簧构成弹簧振子。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子一驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图象如图甲所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图乙所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅。则（ ）
A. 由图线可知T0＝4 s
B. 由图线可知T0＝8 s
C. 当T在4 s附近时，y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，y很小
D. 当T在8 s附近时，y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，y很小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．若保持把手不动，砝码以一定的初速度做简谐振动，这时为自由振动，题中图甲为砝码的自由振动图象，由图读出固有周期为
T0＝4s
B错误，A正确；
CD．当把手以某一速度匀速转动时，砝码做受迫振动，此时砝码振动的周期T等于驱动力的周期，题中图乙为砝码做受迫振动的图象，由图读出驱动力周期为
T＝8s
当驱动力周期越靠近砝码的固有周期时，砝码的振动越强烈，振幅越大；当驱动力的周期越远离砝码的固有周期时，砝码的振动越弱，振幅越小，D错误，C正确。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题，共56分）
三、实验探究题（本题共2小题，共14分。）
14. 用单摆测定重力加速度的实验如图1所示。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用______。
A．长度为1 m左右的细线
B．长度为30 cm左右细线
C．直径为1.8 cm的塑料球
D．直径为1.8 cm的铁球
（2）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t。则重力加速度g＝______。（用L，n，t表示）
（3）用多组实验数据做出T2L图象，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的T2L图线的示意图如图2中的a，b，c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是（ ）
A．出现图线a原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L
C．出现图线c的原因可能是误将n次全振动记为n+1次（n >30）
D．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
【答案】 ①. AD ②. ③. BC
【解析】
【详解】（1）[1]为减小实验误差，应选择1m左右的摆线，为减小空气阻力影响，摆球应选质量大而体积小的金属球， BC错误，AD正确。
故选AD。
（2）[2]单摆完成n次全振动所用的时间t,则单摆的周期为
由单摆的周期公式为
解得重力加速度为
（3）[3]AB．若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度l，则有
根据数学知识可知，对T2-L图象来说，与b线斜率相等，两者应该平行，是截距；故做出的T2-L图象中a线的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L；A错误,B正确；
C．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小；C正确；
D．由图可知，图线c对应的斜率k偏小，根据T2-L图象的斜率为
当地的重力加速度为
可知，g值大于图线b对应的g值；D错误。
故选BC。
15. 某小组同学改装电压表时，在实验室找到如下实验器材：
A.电压表 V1：量程为 2.5V，内阻几千欧；
B.电流表 A1：量程为 5mA，内阻约为 10Ω；
C.电流表 A2：量程为 1A，内阻约为 0.5Ω；
D.电阻箱：阻值范围 0~999.9Ω；
E.滑动变阻器R2：阻值范围 0~10Ω；
F.滑动变阻器R3：阻值范围 0~5000Ω；
G.电源：电动势 E 约为 5V，内阻未知；
H.开关、导线若干。
由于没有合适的电压表，计划用电流表 A1改装。
（1）先用半偏法测电流表 A1的内阻，电路如图甲所示。操作过程如下：将 R3调至阻值最大，断开 S2、闭合 S1，调节 R3使电流表 A1的示数为 4.00mA；保持 R3的阻值不变，闭合 S2，调节 R1使电流表 A1的示 数为 2.00mA，此时 R1的阻值为 10Ω。则电流表 A1的内阻为_______________Ω；
（2）将电流表 A1 改装成量程为 5V 的电压表。把电阻箱的阻值调至_______________Ω，与电流表 A1串联后即 为量程为 5V 的电压表；
（3）对改装后的电压表校对，该小组同学从别的地方找到一标准电压表 V，将改装好的电压表（如图乙 中虚线框所示）与标准电压表 V 并联，接入如图乙所示的电路中，调节 R2，使电流表 A1的示数如图丙所示，则电流表的示数为________ mA；
（4）由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为 5V 时，使电流表 A1的示数如图丙所示。为了尽 量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，R1的阻值应调至____________Ω（请保留三位有效数字）。
【答案】 ①. 10 ②. 990 ③. 4.88~4.92 ④. 970
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]这里是采用半偏法测电流表A1的的内阻，而在闭合S2并调节后，A1示数减半，则由此可知的电流和A1的电流近似相等，由于A1和并联，则电压相等，则由
可知A1阻值和阻值相等，即为；
（2）[2]由题和（1）可知电流表 A1：量程为，内阻，则电流表改装成电压表需串联一个电阻起分压作用，由欧姆定律得
解得
（3）[3]由图可知电流表的最小刻度为0.1mA，电流表的示数为4.90mA；
（4）[4]由于图丙示数为
则可知
又因为
可解得
四、计算题（本题共4小题，共42分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
16. 如图所示，一个不计重力的弹性绳水平放置，O、b、c是弹性绳上的三个质点。现让质点O从时刻开始，在竖直面内做简谐运动，其位移随时间变化的振动方程为，形成的简谐波同时沿该直线向Ob和Oc方向传播，在时，质点b恰好第一次到达正向最大位移处，O、b两质点平衡位置间的距离，O、c两质点平衡位置间的距离。求：
（1）此横波的波长和波速；
（2）计算的时间内质点c运动的总路程。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）由振动方程可知
对b质点有
得
又由
得
（2）设波传至c点用时为，有
故质点c此后振动，振动路程为
17. 如图所示为一座小型水电站对用户输电的示意图，发电机的输出功率为90kW，输出电压为 500V，输电线电阻为2Ω，线路消耗的功率为输出功率的2%，若用户需要220V电压时，求：升压、降压变压器（看作理想变压器）原、副线圈匝数比分别为多少。
【答案】，
【解析】
【详解】根据对功率损耗要求，有
代入数据得
由
得
对升压变压器，根据
得
又
对降压变压器，有
可得
18. 如图所示，CD和EF是固定在水平面上的光滑金属导轨，DF与EF垂直，∠CDF=45°，D､F间距L=4m，R=4Ω的电阻连接在D、F之间，其余部分电阻不计，整个装置处于磁感应强度B=1T垂直纸面向里的匀强磁场中｡质量m=1kg､电阻不计的导体棒以一定的初速度从DF开始沿FE向右运动（不计电阻R的尺寸大小），棒始终垂直于EF并与导轨接触良好｡运动过程中对棒施加一外力，使电阻R上消耗的功率P=1W保持不变｡求：
（1）导体棒向右运动过程中接入回路中的部分导体产生的感应电动势的大小；
（2）导体棒从DF处向右运动2m时的速度大小；
（3）导体棒从DF处向右运动2m的过程中外力所做的功｡
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设导体棒向右运动过程中接入回路中的部分导体产生的感应电动势的大小为E，由题意可得
解得
（2）导体棒向右运动时的有效切割长度为
此时导体棒的速度大小为
（3）根据（2）中分析同理可得导体棒在DF处的速度大小为
导体棒从DF处向右运动2m的过程中回路所围面积的变化量为
设该过程所经历时间为，根据法拉第电磁感应定律有
解得
由功能关系得该过程中外力做的功为
19. 如图所示，光滑导轨abc与fed相距L=0.1m，其中ab、fe段是倾角θ=60°的直轨道，bc、ed段是半径r=0.625m的圆弧轨道且与ab、fe相切，c、d右侧有一竖直向下的匀强电场，场强，轨道末端c、d点切线与一放置在光滑水平地面上、质量M=2kg的木板上表面平滑连接。并在c、d处静止放有一质量为m1=1kg，带电量为的金属杆（金属杆与导轨未接触）。在abef间有垂直于轨道平面向下、的匀强磁场，定值电阻R=1Ω。现把质量为m=1kg、电阻不计的金属杆从距b、e高h=1m的导轨上静止释放，杆在直轨道上先加速后匀速下滑，滑到c、d处与m1发生正碰且粘在一起。如果两金属杆与木板间摩擦因数均为μ=0.2，取g=10m/s2，求：
（1）杆由静止下滑到cd的过程中R上产生的焦耳热Q；
（2）杆运动到cd时对轨道的压力大小；
（3）要使杆不从木板上掉下，木板的最小长度s。
【答案】（1）；（2）50N；（3）0.625m
【解析】
【详解】（1）在磁场中匀速运动
又
在磁场中运动过程，由能量守恒定律
可得
（2）出离磁场运动至cd处过程中
在cd处
由牛顿第三定律
可得
N
（3）此后与金属杆碰撞，由动量守恒
碰后两者一起滑上木板，最终三者共速，由动量守恒
由能量守恒
综上
内江六中2022—2023年度高二（下）入学考试物理试题（创新班）
第I卷（选择题，共44分）
一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。）
1. 机械波在介质中传播时，下列说法中错误的是（ ）
A. 各质点都在各自的平衡位置附近振动
B. 相邻质点间必有相互作用力，波传播过程中，各质点均做受迫振动
C. 后一质点的振动必定落后于前一质点
D. 各质点也随波的传播而迁移
【答案】D
【解析】
【详解】机械波在介质中传播时，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不会随波的传播而迁移，相邻质点间必有相互作用力，波传播过程中，各质点均做受迫振动，且后一质点的振动必定落后于前一质点，故ABC正确，D错误。
本题选错误的，故选D。
2. 如图为发电厂向远处用户的输电电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。若输送功率增大，下列说法中正确的有（ ）
A. 升压变压器的输出电压增大
B. 降压变压器的输出电压增大
C. 输电线上损耗的功率占总功率的比例减小
D. 输电线上损耗的功率增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．由于电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，A错误；
B．由于输送功率增大，则升压变压器的输出功率增大，升压变压器的输出电压U2不变，由P=UI，可知输电线上的电流I线增大，由U损=I线R，输电线上的电压降增大，降压变压器的输入电压U3=U2−U损减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，B错误；
C．由
电厂的输出电压不变，输电线电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随输送功率的增大而增大，C错误；
D．由P损=I线2R可知，输电线上的电流I线增大，电阻不变，所以输电线上损耗的功率增大，D正确。
故选D。
3. 如图（a），在同一平面内固定有一长直导线和一导线框R，R在的右侧．导线中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势（ ）
A. 在时为零 B. 在时改变方向
C. 在时最大，且沿逆时针方向 D. 在时最大，且沿顺时针方向
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据右手螺旋定则可知，当电流为正时，穿过线框R的磁通量垂直纸面向内，而且磁感强度的大小与电流大小成正比，在0~时间内，穿过线圈的磁通量向内的逐渐增多，感应电流的磁场向外，感应电动势为逆时针方向，由于QP中的电流增加的越来越缓慢，感应电动势越来越小，在图像中，图像的斜率与感应电动势成正比，因此在时刻，感应电动势为零；在~时间内，穿过线框R的磁通量先向内的减少，然后再向外的增多，感应电动势为顺时针方向先增大后减小，在t=时刻，感应电动势最大；在~时间内，穿过线框R的磁通量向外的减少，感应电动势为逆时针方向，且在t=T时刻达到最大值。
故选A。
4. 如图所示，在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为l（l
A. 线圈的速度大于 B. 线圈的速度等于
C. 线圈的速度小于 D. 以上A、C均有可能，而B不可能
【答案】B
【解析】
【详解】设cd边刚刚进入磁场时的速度大小为v1，对线框进入磁场的过程根据动量定理有
①
根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律有
②
同理，对线框离开磁场的过程有，
③
④
联立①②③④解得
故选B。
5. 如图所示，自感线圈L存在一定的直流电阻RL,将它和电阻为R的灯泡A并联后接在电源的两端，先让电键S闭合，待电路稳定后再断开电键，则（ ）
A. 闭合电键S，灯泡A要过一段时间才亮
B. 断开电键S的瞬间，流过灯泡的电流与闭合电键时流过灯泡的电流方向相同
C. 若RL
【答案】C
【解析】
【详解】A．自感线圈L与灯泡A并联，闭合电键S，L的自感作用并不阻碍通过灯泡A的电流，所以灯泡A立即亮起，故A错误；
B．闭合电键时，通过灯泡A的电流向右；断开电键时，L产生自感电动势阻碍通过其电流减小，此时L和A在同一回路中，从而使通过灯泡A的电流向左，所以断开电键S的瞬间，流过灯泡的电流与闭合电键时流过灯泡的电流方向相反，故B错误；
C．若RL
故选C。
6. 两相同的“冂”形光滑金属框架竖直放置，框架的一部分处在垂直于纸面向外的矩形匀强磁场中，如图所示。两长度相同粗细不同的铜质金属棒a、b分别从两框架上相同高度处由静止释放，下滑过程中金属棒与框架接触良好，框架电阻不计，下列说法中正确的是（ ）
A. 若细金属棒a刚进入磁场时做匀速运动，则粗金属棒b刚进入磁场时一定做加速运动
B. 通过磁场过程中，粗金属棒b所用的时间短
C. 通过磁场过程中，流过两金属棒的电量一样多
D. 通过磁场过程中，粗金属棒b产生的热量多
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知，未进入磁场前，两金属棒均做自由落体运动，从相同高度处由静止释放，根据可知，两金属棒进入磁场时速度相等，设进入磁场时速度为
AB．设金属棒的横截面面积为，密度为，电阻率为，长度为，则金属棒的电阻为
金属棒的质量为
金属棒进入磁场后，感应电动势为
感应电流为
所受安培力为
根据牛顿第二定律有
解得
可知，加速度的大小和金属棒的粗细没有关系，则粗细金属棒的运动情况相同，即当细金属棒a刚进入磁场时做匀速运动，粗金属棒刚进入磁场时一定也做匀速运动，通过磁场过程中，两金属棒所用时间相等，故AB错误；
C．由AB分析可知，粗细金属棒进入磁场后产生的感应电动势相等，粗金属棒的电阻小，则流过粗金属棒的电流大，根据可知，通过磁场过程中，流过粗金属棒的电量多，故C错误；
D．由AB分析可知，粗细金属棒进入磁场后产生的感应电动势相等，粗金属棒的电阻小，根据可知，粗金属棒b产生的热量多，故D正确。
故选D。
7. 质量为kg的小球静止在O点，现用手竖直向上托起小球至A点，使弹簧处于原长状态，如图甲所示。时放手，小球在竖直方向上A、B之间运动，其位移x随时间t的变化如图乙所示，g取，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在时速度向上
B. 小球在时加速度向下
C. 小球从A到B过程中，弹簧的弹性势能一直增大
D. 该弹簧的劲度系数为100N/cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球在0～1s时间内向下运动，所以时速度向下，A错误；
B. 小球在1s～1.5s时间内从静止开始向上加速运动，1.5s末运动到平衡位置时速度最大，加速度向上，所以时加速度向上，B错误；
C. 小球从A到B过程中，弹簧的形变量增大，弹簧的弹性势能一直增大，C正确；
D. 因为质量为kg的小球静止在O点，根据平衡条件得
解得 ，D错误。
故选C。
8. 如图所示，abcd是位于竖直平面内用粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，它的下方有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，MN、PQ为磁场的上下水平边界，两边界间的距离与正方形的边长均为L，线框从某一高度开始下落，恰好能匀速进入磁场。不计空气阻力，以bc边进入磁场时为起点，在线框通过磁场的过程中，线框中的感应电流i（顺时针方向为正）、bc两点间的电势差Ubc、线框所受的安培力F（竖直向上的方向为正）、线框产生的焦耳热Q分别随下落高度h的变化关系可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】C．根据题意可知，线框匀速进入磁场，设速度为，则有线框受到的安培力与重力等大反向，因线框匀速运动，则安培力大小保持不变，由楞次定律的“来拒去留”可知，线框出磁场时，安培力方向仍向上，且等于重力，则线框匀速出磁场，故C错误；
A．当边进入磁场时，根据楞次定律可知，线圈中电流方向为逆时针，故A错误；
B．根据题意可知，当下落高度为时，边切割磁感线，则感应电动势为
根据闭合回路欧姆定律可得
当下落高度为时，边切割磁感线，则感应电动势为
根据闭合回路欧姆定律可得
故B错误；
D．根据能量守恒定律有，线框中产生的焦耳热为
可知，图像为过原点的直线，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9. 如图所示，倾角为、光滑的斜面体固定在水平面上，底端有垂直斜面的挡板，劲度系数为k的轻质弹簧下端拴接着质量为M的物体B，上端放着质量为m的物体P（P与弹簧不拴接）。现沿斜面向下压一段距离后由静止释放，P就沿斜面做简谐运动，振动过程中，P始终没有离开弹簧.则（ ）
A. P振动的振幅的最大值为
B. P振动的振幅的最大值为
C. P以最大振幅振动时，B对挡板的最大压力为
D. P以最大振幅振动时，B对挡板最大压力为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，物体P做简谐运动，则P位于平衡位置时，所受合力为零，设此时弹簧的形变量为，根据平衡条件有
解得
根据题意可知，P向上达到的最高点位置时，弹簧恰好恢复原长是P能够做简谐运动的最高点，则P的最大振幅为
故B错误A正确；
CD．根据题意可知，P以最大振幅振动时，当P到达最低点，即弹簧形变量最大时，B对挡板的压力最大，根据简谐运动知识可知，此时弹簧的形变量为，设挡板对B的支持力为，对物体B，根据平衡条件有
解得
根据牛顿第三定律可得B对挡板的最大压力为
故C错误D正确。
故选AD。
10. 如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A、理想电压表V，原线圈接输出电压恒定的交流电源，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L，一个电吹风M（内阻与灯泡L相同），输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P改变。S断开时，灯泡L正常发光。滑片P位置不动，当S闭合时，以下说法中正确的是（ ）
A. 电压表读数不变
B. 电流表读数减小
C. 为使灯泡L正常发光，滑片P应向上滑动
D. 灯泡L与电吹风M消耗的电功率一定相同
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图，根据题意可知，原线圈输入电压不变，闭合开关，滑片位置不动，匝数比不变，则副线圈电压不变，即电压表读数不变，故A正确；
B．闭合开关，电阻减小，输出功率增大，则原线圈输入功率增大，根据可知，输入电流变大，即电流表读数变大，故B错误；
C．副线圈电流增大，等效电阻两端的电压增大，并联部分的电压减小，为了使灯泡L正常发光，应增大副线圈的输出电压，根据可知，应增大副线圈的匝数，即滑片向上移，故C正确；
D．闭合开关，灯泡L与电吹风M并联，电压相等，即
电吹风的电功率等于机械功率和热功率之和，即
可得
根据欧姆定律又有
可得
则
故D错误。
故选AC。
11. 如图，M，N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为，孔Q到板的下端C的距离为L，当M，N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则下列说法正确的是（ ）
A. 两板间电压的最大值
B. CD板上可能被粒子打中区域的长度为
C. 粒子在磁场中运动的最长时间
D. 能打到N板上的粒子的最大动能为
【答案】AD
【解析】
【详解】画出粒子运动轨迹的示意图，如图所示
A．当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，可知粒子半径，在加速电场中，根据动能定理
在偏转磁场中，根据洛伦兹力提供向心力可得
可得两板间电压的最大值
故A正确；
B．设粒子轨迹与CD相切于H点，此时粒子半径为，粒子轨迹垂直打在CD边上的G点，则GH间距离即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系
解得
粒子打中区域的长度
故B错误；
C．粒子在磁场中运动的周期
粒子在磁场中运动的最大圆心角
所以粒子在磁场中运动的最长时间为
故C错误；
D．当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，即粒子半径时，打到N板上的粒子的动能最大，最大动能为
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得能打到N板上的粒子的最大动能为
故D正确。
故选AD。
12. 如图所示，虚线MN左侧空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。纸面内有一个圆心角为120°的扇形金属线框OCD，半径为r，线框围成的回路电阻为R，顶角O在虚线MN上。当金属线框绕顶角O在纸面内以角速度匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A. 线框转动一圈的过程中，线框中有电流的时间为
B. 线框中存在电流时，电流的大小为
C. 线框进入磁场过程中，通过线框某截面的电荷量大小为
D. 线框持续转动过程中，线框中电流的有效值为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．线框转动的周期为
线框转动一圈的过程中，在进入磁场和出磁场过程中有电流通过，所以有电流的时间为
故A错误；
B．线框直边切割磁感线产生的感应电动势为
线框中存在电流时，电流的大小为
故B正确；
C．线框进入磁场过程中，通过线框某截面的电荷量大小为
故C错误；
D．设线框持续转动过程中，线框中电流的有效值为，根据等效热值法可得
解得
故D正确
故选BD。
13. 如图所示的装置可用于研究弹簧振子的受迫振动，砝码和轻弹簧构成弹簧振子。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子一驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图象如图甲所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图乙所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅。则（ ）
A. 由图线可知T0＝4 s
B. 由图线可知T0＝8 s
C. 当T在4 s附近时，y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，y很小
D. 当T在8 s附近时，y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，y很小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．若保持把手不动，砝码以一定的初速度做简谐振动，这时为自由振动，题中图甲为砝码的自由振动图象，由图读出固有周期为
T0＝4s
B错误，A正确；
CD．当把手以某一速度匀速转动时，砝码做受迫振动，此时砝码振动的周期T等于驱动力的周期，题中图乙为砝码做受迫振动的图象，由图读出驱动力周期为
T＝8s
当驱动力周期越靠近砝码的固有周期时，砝码的振动越强烈，振幅越大；当驱动力的周期越远离砝码的固有周期时，砝码的振动越弱，振幅越小，D错误，C正确。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题，共56分）
三、实验探究题（本题共2小题，共14分。）
14. 用单摆测定重力加速度的实验如图1所示。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用______。
A．长度为1 m左右的细线
B．长度为30 cm左右细线
C．直径为1.8 cm的塑料球
D．直径为1.8 cm的铁球
（2）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t。则重力加速度g＝______。（用L，n，t表示）
（3）用多组实验数据做出T2L图象，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的T2L图线的示意图如图2中的a，b，c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是（ ）
A．出现图线a原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L
C．出现图线c的原因可能是误将n次全振动记为n+1次（n >30）
D．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
【答案】 ①. AD ②. ③. BC
【解析】
【详解】（1）[1]为减小实验误差，应选择1m左右的摆线，为减小空气阻力影响，摆球应选质量大而体积小的金属球， BC错误，AD正确。
故选AD。
（2）[2]单摆完成n次全振动所用的时间t,则单摆的周期为
由单摆的周期公式为
解得重力加速度为
（3）[3]AB．若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度l，则有
根据数学知识可知，对T2-L图象来说，与b线斜率相等，两者应该平行，是截距；故做出的T2-L图象中a线的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L；A错误,B正确；
C．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小；C正确；
D．由图可知，图线c对应的斜率k偏小，根据T2-L图象的斜率为
当地的重力加速度为
可知，g值大于图线b对应的g值；D错误。
故选BC。
15. 某小组同学改装电压表时，在实验室找到如下实验器材：
A.电压表 V1：量程为 2.5V，内阻几千欧；
B.电流表 A1：量程为 5mA，内阻约为 10Ω；
C.电流表 A2：量程为 1A，内阻约为 0.5Ω；
D.电阻箱：阻值范围 0~999.9Ω；
E.滑动变阻器R2：阻值范围 0~10Ω；
F.滑动变阻器R3：阻值范围 0~5000Ω；
G.电源：电动势 E 约为 5V，内阻未知；
H.开关、导线若干。
由于没有合适的电压表，计划用电流表 A1改装。
（1）先用半偏法测电流表 A1的内阻，电路如图甲所示。操作过程如下：将 R3调至阻值最大，断开 S2、闭合 S1，调节 R3使电流表 A1的示数为 4.00mA；保持 R3的阻值不变，闭合 S2，调节 R1使电流表 A1的示 数为 2.00mA，此时 R1的阻值为 10Ω。则电流表 A1的内阻为_______________Ω；
（2）将电流表 A1 改装成量程为 5V 的电压表。把电阻箱的阻值调至_______________Ω，与电流表 A1串联后即 为量程为 5V 的电压表；
（3）对改装后的电压表校对，该小组同学从别的地方找到一标准电压表 V，将改装好的电压表（如图乙 中虚线框所示）与标准电压表 V 并联，接入如图乙所示的电路中，调节 R2，使电流表 A1的示数如图丙所示，则电流表的示数为________ mA；
（4）由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为 5V 时，使电流表 A1的示数如图丙所示。为了尽 量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，R1的阻值应调至____________Ω（请保留三位有效数字）。
【答案】 ①. 10 ②. 990 ③. 4.88~4.92 ④. 970
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]这里是采用半偏法测电流表A1的的内阻，而在闭合S2并调节后，A1示数减半，则由此可知的电流和A1的电流近似相等，由于A1和并联，则电压相等，则由
可知A1阻值和阻值相等，即为；
（2）[2]由题和（1）可知电流表 A1：量程为，内阻，则电流表改装成电压表需串联一个电阻起分压作用，由欧姆定律得
解得
（3）[3]由图可知电流表的最小刻度为0.1mA，电流表的示数为4.90mA；
（4）[4]由于图丙示数为
则可知
又因为
可解得
四、计算题（本题共4小题，共42分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
16. 如图所示，一个不计重力的弹性绳水平放置，O、b、c是弹性绳上的三个质点。现让质点O从时刻开始，在竖直面内做简谐运动，其位移随时间变化的振动方程为，形成的简谐波同时沿该直线向Ob和Oc方向传播，在时，质点b恰好第一次到达正向最大位移处，O、b两质点平衡位置间的距离，O、c两质点平衡位置间的距离。求：
（1）此横波的波长和波速；
（2）计算的时间内质点c运动的总路程。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）由振动方程可知
对b质点有
得
又由
得
（2）设波传至c点用时为，有
故质点c此后振动，振动路程为
17. 如图所示为一座小型水电站对用户输电的示意图，发电机的输出功率为90kW，输出电压为 500V，输电线电阻为2Ω，线路消耗的功率为输出功率的2%，若用户需要220V电压时，求：升压、降压变压器（看作理想变压器）原、副线圈匝数比分别为多少。
【答案】，
【解析】
【详解】根据对功率损耗要求，有
代入数据得
由
得
对升压变压器，根据
得
又
对降压变压器，有
可得
18. 如图所示，CD和EF是固定在水平面上的光滑金属导轨，DF与EF垂直，∠CDF=45°，D､F间距L=4m，R=4Ω的电阻连接在D、F之间，其余部分电阻不计，整个装置处于磁感应强度B=1T垂直纸面向里的匀强磁场中｡质量m=1kg､电阻不计的导体棒以一定的初速度从DF开始沿FE向右运动（不计电阻R的尺寸大小），棒始终垂直于EF并与导轨接触良好｡运动过程中对棒施加一外力，使电阻R上消耗的功率P=1W保持不变｡求：
（1）导体棒向右运动过程中接入回路中的部分导体产生的感应电动势的大小；
（2）导体棒从DF处向右运动2m时的速度大小；
（3）导体棒从DF处向右运动2m的过程中外力所做的功｡
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设导体棒向右运动过程中接入回路中的部分导体产生的感应电动势的大小为E，由题意可得
解得
（2）导体棒向右运动时的有效切割长度为
此时导体棒的速度大小为
（3）根据（2）中分析同理可得导体棒在DF处的速度大小为
导体棒从DF处向右运动2m的过程中回路所围面积的变化量为
设该过程所经历时间为，根据法拉第电磁感应定律有
解得
由功能关系得该过程中外力做的功为
19. 如图所示，光滑导轨abc与fed相距L=0.1m，其中ab、fe段是倾角θ=60°的直轨道，bc、ed段是半径r=0.625m的圆弧轨道且与ab、fe相切，c、d右侧有一竖直向下的匀强电场，场强，轨道末端c、d点切线与一放置在光滑水平地面上、质量M=2kg的木板上表面平滑连接。并在c、d处静止放有一质量为m1=1kg，带电量为的金属杆（金属杆与导轨未接触）。在abef间有垂直于轨道平面向下、的匀强磁场，定值电阻R=1Ω。现把质量为m=1kg、电阻不计的金属杆从距b、e高h=1m的导轨上静止释放，杆在直轨道上先加速后匀速下滑，滑到c、d处与m1发生正碰且粘在一起。如果两金属杆与木板间摩擦因数均为μ=0.2，取g=10m/s2，求：
（1）杆由静止下滑到cd的过程中R上产生的焦耳热Q；
（2）杆运动到cd时对轨道的压力大小；
（3）要使杆不从木板上掉下，木板的最小长度s。
【答案】（1）；（2）50N；（3）0.625m
【解析】
【详解】（1）在磁场中匀速运动
又
在磁场中运动过程，由能量守恒定律
可得
（2）出离磁场运动至cd处过程中
在cd处
由牛顿第三定律
可得
N
（3）此后与金属杆碰撞，由动量守恒
碰后两者一起滑上木板，最终三者共速，由动量守恒
由能量守恒
综上
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