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安徽省黄山市2022-2023学年高二下学期期末质量检测物理试题（解析版）
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这是一份安徽省黄山市2022-2023学年高二下学期期末质量检测物理试题（解析版），共20页。
黄山市2022-2023学年度第二学期期末质量检测
高二物理试题
注意事项：
1．答题前在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2．请将选择题答案用2B铅笔正确填写在答题卡上；请将非选择题答案用黑色中性笔正确填写在答案卡上。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 所有的波传播都需要介质
B. 遥控器发出的红外线和医院CT中的X射线在真空中传播速度相等
C. 做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D. 波的传播过程中振动相位差总为零的两个质点之间的距离一定等于一个波长
【答案】B
【解析】
【详解】A．电磁波传播不需要介质，故A错误；
B．遥控器发出的红外线和医院CT中的X射线在真空中传播速度相等，故B正确；
C．做变速运动的电荷不一定会在空间产生电磁波，例如围绕原子核转动的核外电子，处于定态时就不向外辐射电磁波，故C错误；
D．波的传播过程中振动相位差总为零，相邻的两个质点之间的距离一定等于一个波长，故D错误。
故选B。
2. 当今物流业相当发达，货车货运功不可没。如图所示，司机为方便卸货，用木板在车相与地面搭建了一个斜面。改变木板与地面的夹角，若货物恰好能沿木板匀速下滑，则货物与木板间的动摩擦因数与关系为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，对货物受力分析，如图所示
由平衡条件有
又有
解得
故选B。
3. 某电子束焊接机工作原理示意图如图所示，在直流高压作用下，阴极（接地）与阳极之间形成辐向电场，虚线为电场线，在同一电场线上有三点，。一电子以某一初速度从点沿直线运动到点。不计电子所受的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 两点间的电势差等于两点间的电势差
B. 点的电势
C. 电子在点时的电势能小于在点时的电势能
D. 电子从点到点做加速度逐渐减小的加速运动
【答案】C
【解析】
【详解】AB．电场线越密地方场强越大，所以B、C两点间的电场强度大于C、D两点间的电场强度，由
U=Ed
可得B、C两点间电势差大于C、D两点间电势差，即
变形得
故AB错误；
C．电子带负电，把电子从B点移到D点，电场力做负功，电子的电势能增大，所以电子在B点时的电势能小于在D点时的电势能，故C正确；
D．电场线越密的地方场强越大，所以从B点到D点电场强度逐渐减小，电子从B到D加速度逐渐减小，又因电场力做负功，所以电子做加速度减小的减速运动，故D错误。
故选C。
4. 如图，是匀强磁场中的一块薄金属板，板上有一个粒子发射源能垂直与板发射一定速率的带电粒子（不计重力）。粒子在匀强磁场中运动并穿过金属板，假设粒子穿过金属板后电荷保持不变，曲线表示其运动轨迹，由图知（ ）
A. 粒子源发射粒子带正电
B. 粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长
C. 粒子源在板上a点
D. 粒子源在板上e点
【答案】D
【解析】
【详解】ACD．根据题意可知，粒子穿过金属板能量损失，速度减小，由牛顿第二定律有
解得
可知，粒子穿过金属板之后，半径减小，则粒子源在板上e点，由左手定则可知，粒子源发射粒子带负电，故AC错误，D正确。
B．根据题意，由牛顿第二定律有
又有
由于粒子穿过金属板后电荷保持不变，则粒子在上半周所用时间等于下半周所用时间，故B错误。
故选D。
5. 电风扇的挡位变换器电路如图所示，把它视为一个可调压的理想变压器，总匝数为N匝的原线圈输入电压，输出挡位为1、2、3、4如图所示，风扇电动机的内阻，额定功率。当输出接4时风扇恰好以额定功率工作，则下列判断正确的是（ ）
A. 该交变电源的频率为
B. 当选择挡位4后，电动机的输出功率为
C. 当选择挡位4后，电动机的热功率为
D. 由高速挡降到低速挡时原线圈的电流增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．该交变电源的频率为
选项A错误；
BC．当选择挡位4后，电动机两端的电压
达到额定功率，则电动机的电流
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
选项B错误，C正确；
D．由高速挡降到低速挡时电动机两端电压减小，则功率减小，次级电流减小，则原线圈的电流减小，选项D错误。
故选C。
6. 如图所示，一玻璃的横截面是由半径为的四分之一圆和一长度较长的矩形构成，是弧上的一点，且对应的圆心角为度。现让一束单色光平行于边从点射入介质中，已知介质材料对入射光的折射率为，真空中的光速为，则下列说法不正确的是（ ）
A. 经点折射的光线在边会发生全反射
B. 经点折射的光线在边的入射点到点距离为
C. 经点折射的光线传到边的时间为
D. 经点折射的光线与边的夹角为60度
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．根据题意，画出光路图，如图所示
由折射定律有
由几何关系可知
解得
由几何关系可知
由于
可知，经点折射的光线在边会发生全反射，经点折射的光线在边的入射点到点距离为，经点折射的光线与边的夹角为30度，故AB正确，D错误；
C．根据题意，由余弦定理可得
由公式可得，光在介质材料中的传播速度为
则经点折射的光线传到边的时间为
故C正确。
本题选不正确的，故选D。
7. 高空抛物现象是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。有人曾做了一个实验将的小球从7楼（距离地面为）以速度水平抛出，由于阻力的作用小球落地前水平速度已减为零。小球在竖直方向的速度与小球距地面高度的关系为，小球与地面撞击后速度变为零，与地面作用时间为，重力加速度取，则（ ）
A. 小球在竖直方向为自由落体运动
B. 小球在竖直方向受到的阻力
C. 小球受到地面的冲击力大小约为
D. 小球受到地面的冲击力大小约为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，小球下落的高度与速度的关系为
又有
解得
可知，小球在竖直方向上，做加速度为的匀加速直线运动，不是自由落体运动，由牛顿第二定律有
解得
故AB错误；
CD．根据题意，由小球在竖直方向的速度与小球距地面高度的关系
解得，小球落地瞬间的速度为
设小球受到地面的冲击力大小约为，取向下为正方向，由动量定理有
代入数据解得
故D错误，C正确。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈，线圈平面与磁场垂直，是线圈的对称轴，能使线圈产生感生电流的是（ ）
A. 线圈向右加速移动
B. 线圈不动，磁感应强度增大
C. 线圈垂直于纸面向里平动
D. 线圈绕轴转动
【答案】BD
【解析】
【详解】A．线圈向右加速移动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项A错误；
B．线圈不动，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增加，会产生感应电流，选项B正确；
C．线圈垂直于纸面向里平动，穿过线圈磁通量不变，不会产生感应电流，选项C错误；
D．线圈绕轴转动，穿过线圈的磁通量不断变化，会产生感应电流，选项D正确。
故选BD。
9. 2023年4月16日，我国首颗低倾角轨道降水测量卫星——“风云三号”G星在酒泉卫星发射中心成功发射。已知地球表面的重力加速度大小为，地球可视为半径为的球体，引力常量为，若“风云三号”G星入轨后绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为，则下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星的发射速度一定大于
B. 地球的质量为
C. “风云三号”G星入轨后绕地球做匀速圆周运动的加速度为
D. “风云三号”G星的周期为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据题意，由万有引力等于重力和万有引力提供向心力有
解得，第一宇宙速度为
则该卫星的发射速度一定大于，故A正确；
B．根据题意，由万有引力等于重力有
解得，地球质量为
故B错误；
C．根据题意，由万有引力等于重力有
万有引力提供向心力有
联立解得
故C正确；
D．根据题意，由万有引力等于重力有
万有引力提供向心力有
联立解得
故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示，竖直放置的轻弹簧的下端固定在水平地面上，上端拴接着质量为的木块A。开始时木块A静止，现让一质量也为的木块B从木块A 正上方高为处由静止释放，与木块A碰撞后粘在一起向下压缩弹簧。物块A、B可视为质点，碰撞时间极短，可忽略不计。弹簧始终竖直，处于弹性限度内，不计空气阻力，已知弹簧的劲度系数，弹簧的弹性势能表达式为（为弹簧的劲度系数为弹簧的形变量）重力加速度为，则（ ）
A. 木块B与木块A碰撞过程中损失的机械能为
B. 碰后A、B弹簧组成的系统势能最小时AB的速度大小为
C. 木块B与木块A碰撞时A对B的作用力的冲量为
D. A、B碰撞后，在竖直方向上做振幅为的简谐运动
【答案】ABD
【解析】
【详解】A. 物块B碰前速度
木块B与木块A碰撞过程中动量守恒，则
碰撞损失的机械能为
选项A正确；
B. 开始时弹簧压缩
碰后A、B弹簧组成的系统势能最小时AB的速度最大，在该位置时弹簧被压缩
由能量关系
解得大小为
选项B正确；
C. 木块B与木块A碰时设作用时间且向下为正，根据动量定理
A对的B作用力的冲量为
选项C错误。
D. A、B碰撞后，从速度最大位置到最低点时下降的高度为x,则
解得
即在竖直方向上做简谐运动的振幅，选项D正确。
故选ABD。
三、实验填空题：（本题包括2小题，每空2分，共14分）
11. 单摆测定重力加速度的实验中：
（1）实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径_______
（2）接着测量了摆线的长度为，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像如图乙所示，写出重力加速度与的关系式：_________。
（3）某小组改变摆线长度，测量了多组数据。在进行数据处理时，甲同学把摆线长作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出图像后求出斜率，然后算出重力加速度。两同学处理数据的方法对结果的影响是：_________。
【答案】 ①. 14.15 ②. ③. 甲的测量结果偏小，乙的测量结果无影响
【解析】
【详解】（1）[1]由图甲所示有标尺可知，主尺示数是，游标尺示数是
则摆球的直径
；
（2）[2]单摆摆长等于摆线长度与小球半径之和，则单摆摆长为
在单摆摆动过程中，每一个周期有两次拉力的最大值，由图乙所示图像可知，单摆的周期为，根据单摆周期公式得
（3）[3]由可知，甲同学的测量结果偏小；
由得故图像的斜率表示，乙同学的测量结果无影响。
12. 某实验兴趣小组利用如图甲所示电路，测量电源的电动势E和表盘数字不清但刻度清晰的毫安表量程。待测电源电动势E约为10V、内阻不计，图中内阻很大的电压表量程为10V，电阻箱R最大阻值为，毫安表内阻，定值电阻阻值约为，S为开关。（计算结果均保留两位有效数字）
（1）先对电表机械调零，闭合开关，多次调节电阻箱，记录多组阻值R和电压表的相应读数U；
（2）根据图甲所示电路，________（用R、、E和表示）；
（3）画出图像如图乙，电动势________V；
（4）调节电阻箱阻值为时，电压表读数为，此时毫安表指针指在刻度盘中央位置，则毫安表的量程________mA；
（5）将此毫安表与电阻箱、一节干电池（电动势1.5V）、开关及导线等改装成欧姆表，如图丙所示，用它来测量一未知电阻，指针指在图丁的位置，则________Ω。
【答案】 ①. ②. 9.1 ③. 20 ④. 50
【解析】
【详解】（2）[1]由图甲，根据欧姆定律得
联立可得
（3）[2]由图乙可知纵轴截距为。由上式可得
解得
（4）[3]当，时，由欧姆定律可得
则毫安表的量程
（5）[4]此欧姆表内阻为
此时毫安表的示数为，则未知电阻阻值为
四、计算题（本题共3小题，共40分。其中第13题12分，第14题12分，第15题16分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，在竖直平面内固定着两根平行且足够长不计电阻的光滑金属导轨，导轨间距，在虚线下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，在导轨上端连接一个额定电压内阻的小电机。一根质量，电阻未知的金属棒由静止沿导轨下落后进入磁场，金属棒进入磁场后电机即保持正常工作，金属杆与导轨始终保持良好接触，不计空气阻力。取。求：
（1）金属棒进入磁场后的感应电动势；
（2）电机正常工作时的输出功率。
【答案】（1）6V；（2）2W
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，进入磁场前导体棒做自由落体运动，则有
解得，金属棒进入磁场时的速度为
进入磁场瞬间切割产生的电动势
（2）根据题意可知，金属棒进入磁场后电机即保持正常工作，则金属棒进入磁场后即保持匀速切割，导体棒受力平衡，则有
解得
电机的额定电压为3V，电机的额定功率
热功率
输出功率
14. 平面直角坐标系中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向外的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿轴正方向的匀强电场，如图所示。一带正电的粒子从电场中的点以速度沿轴正方向开始运动，粒子从坐标原点离开电场进入磁场，最终从轴上的点射出磁场，此时速度方向与轴正方向成角，已知粒子在电场和磁场中运动的时间相等，不计粒子重力，求：
（1）点到轴距离与点到轴距离之比；
（2）电场强度和磁感应强度的大小之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，画出粒子的运动轨迹如图所示
在电场中，粒子做类平抛运动，设Q点到y轴距离为L1，粒子在电场中的时间
由于粒子在P点速度方向与x轴方向成45°角，故粒子到达O点时速度方向与x轴正方向成45°角斜向上，且
设P点到y轴距离为，由几何关系可得
在磁场中粒子运动的时间为
又因为
P点到y轴距离与Q点到y轴距离之比
（2）根据题意，设粒子电荷量为q，质量为m，在O点
又有
在磁场中
联立解得
15. 如图所示，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平轨道右下方有一段弧形轨道。质量为的小物块与水平轨道间的动摩擦因数为。以水平轨道末端点为坐标原点建立平面直角坐标系，轴的正方向水平向右，轴的正方向竖直向下，弧形轨道端坐标为，Q端在轴上。重力加速度为，则：
（1）若物块A从倾斜轨道上距轴高度为的位置由静止开始下滑，求到点时速度与的关系；
（2）若的曲线方程为，证明物块A从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过点落在弧形轨道上的动能相同；
（3）将质量为（为常数且）的小物块置于点，物块A沿倾斜轨道由静止开始下滑，与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），要使A和B均能落在弧形轨道上，且A落在B落点的右侧，求A下滑的初始位置距轴高度的取值范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据动能定理得
解得
（2）当A落在任一点（x，y）时：
联立得
Ek为定值，故物块A经O点落在PQ上的动能相同；
（3）由动能定理得
碰撞时有
设A碰撞后又回到O点的速度为v3，有
A落到弧形轨道上，故
A落到B落点右侧，有
联立解得
黄山市2022-2023学年度第二学期期末质量检测
高二物理试题
注意事项：
1．答题前在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2．请将选择题答案用2B铅笔正确填写在答题卡上；请将非选择题答案用黑色中性笔正确填写在答案卡上。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 所有的波传播都需要介质
B. 遥控器发出的红外线和医院CT中的X射线在真空中传播速度相等
C. 做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D. 波的传播过程中振动相位差总为零的两个质点之间的距离一定等于一个波长
【答案】B
【解析】
【详解】A．电磁波传播不需要介质，故A错误；
B．遥控器发出的红外线和医院CT中的X射线在真空中传播速度相等，故B正确；
C．做变速运动的电荷不一定会在空间产生电磁波，例如围绕原子核转动的核外电子，处于定态时就不向外辐射电磁波，故C错误；
D．波的传播过程中振动相位差总为零，相邻的两个质点之间的距离一定等于一个波长，故D错误。
故选B。
2. 当今物流业相当发达，货车货运功不可没。如图所示，司机为方便卸货，用木板在车相与地面搭建了一个斜面。改变木板与地面的夹角，若货物恰好能沿木板匀速下滑，则货物与木板间的动摩擦因数与关系为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，对货物受力分析，如图所示
由平衡条件有
又有
解得
故选B。
3. 某电子束焊接机工作原理示意图如图所示，在直流高压作用下，阴极（接地）与阳极之间形成辐向电场，虚线为电场线，在同一电场线上有三点，。一电子以某一初速度从点沿直线运动到点。不计电子所受的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 两点间的电势差等于两点间的电势差
B. 点的电势
C. 电子在点时的电势能小于在点时的电势能
D. 电子从点到点做加速度逐渐减小的加速运动
【答案】C
【解析】
【详解】AB．电场线越密地方场强越大，所以B、C两点间的电场强度大于C、D两点间的电场强度，由
U=Ed
可得B、C两点间电势差大于C、D两点间电势差，即
变形得
故AB错误；
C．电子带负电，把电子从B点移到D点，电场力做负功，电子的电势能增大，所以电子在B点时的电势能小于在D点时的电势能，故C正确；
D．电场线越密的地方场强越大，所以从B点到D点电场强度逐渐减小，电子从B到D加速度逐渐减小，又因电场力做负功，所以电子做加速度减小的减速运动，故D错误。
故选C。
4. 如图，是匀强磁场中的一块薄金属板，板上有一个粒子发射源能垂直与板发射一定速率的带电粒子（不计重力）。粒子在匀强磁场中运动并穿过金属板，假设粒子穿过金属板后电荷保持不变，曲线表示其运动轨迹，由图知（ ）
A. 粒子源发射粒子带正电
B. 粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长
C. 粒子源在板上a点
D. 粒子源在板上e点
【答案】D
【解析】
【详解】ACD．根据题意可知，粒子穿过金属板能量损失，速度减小，由牛顿第二定律有
解得
可知，粒子穿过金属板之后，半径减小，则粒子源在板上e点，由左手定则可知，粒子源发射粒子带负电，故AC错误，D正确。
B．根据题意，由牛顿第二定律有
又有
由于粒子穿过金属板后电荷保持不变，则粒子在上半周所用时间等于下半周所用时间，故B错误。
故选D。
5. 电风扇的挡位变换器电路如图所示，把它视为一个可调压的理想变压器，总匝数为N匝的原线圈输入电压，输出挡位为1、2、3、4如图所示，风扇电动机的内阻，额定功率。当输出接4时风扇恰好以额定功率工作，则下列判断正确的是（ ）
A. 该交变电源的频率为
B. 当选择挡位4后，电动机的输出功率为
C. 当选择挡位4后，电动机的热功率为
D. 由高速挡降到低速挡时原线圈的电流增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．该交变电源的频率为
选项A错误；
BC．当选择挡位4后，电动机两端的电压
达到额定功率，则电动机的电流
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
选项B错误，C正确；
D．由高速挡降到低速挡时电动机两端电压减小，则功率减小，次级电流减小，则原线圈的电流减小，选项D错误。
故选C。
6. 如图所示，一玻璃的横截面是由半径为的四分之一圆和一长度较长的矩形构成，是弧上的一点，且对应的圆心角为度。现让一束单色光平行于边从点射入介质中，已知介质材料对入射光的折射率为，真空中的光速为，则下列说法不正确的是（ ）
A. 经点折射的光线在边会发生全反射
B. 经点折射的光线在边的入射点到点距离为
C. 经点折射的光线传到边的时间为
D. 经点折射的光线与边的夹角为60度
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．根据题意，画出光路图，如图所示
由折射定律有
由几何关系可知
解得
由几何关系可知
由于
可知，经点折射的光线在边会发生全反射，经点折射的光线在边的入射点到点距离为，经点折射的光线与边的夹角为30度，故AB正确，D错误；
C．根据题意，由余弦定理可得
由公式可得，光在介质材料中的传播速度为
则经点折射的光线传到边的时间为
故C正确。
本题选不正确的，故选D。
7. 高空抛物现象是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。有人曾做了一个实验将的小球从7楼（距离地面为）以速度水平抛出，由于阻力的作用小球落地前水平速度已减为零。小球在竖直方向的速度与小球距地面高度的关系为，小球与地面撞击后速度变为零，与地面作用时间为，重力加速度取，则（ ）
A. 小球在竖直方向为自由落体运动
B. 小球在竖直方向受到的阻力
C. 小球受到地面的冲击力大小约为
D. 小球受到地面的冲击力大小约为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，小球下落的高度与速度的关系为
又有
解得
可知，小球在竖直方向上，做加速度为的匀加速直线运动，不是自由落体运动，由牛顿第二定律有
解得
故AB错误；
CD．根据题意，由小球在竖直方向的速度与小球距地面高度的关系
解得，小球落地瞬间的速度为
设小球受到地面的冲击力大小约为，取向下为正方向，由动量定理有
代入数据解得
故D错误，C正确。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈，线圈平面与磁场垂直，是线圈的对称轴，能使线圈产生感生电流的是（ ）
A. 线圈向右加速移动
B. 线圈不动，磁感应强度增大
C. 线圈垂直于纸面向里平动
D. 线圈绕轴转动
【答案】BD
【解析】
【详解】A．线圈向右加速移动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项A错误；
B．线圈不动，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增加，会产生感应电流，选项B正确；
C．线圈垂直于纸面向里平动，穿过线圈磁通量不变，不会产生感应电流，选项C错误；
D．线圈绕轴转动，穿过线圈的磁通量不断变化，会产生感应电流，选项D正确。
故选BD。
9. 2023年4月16日，我国首颗低倾角轨道降水测量卫星——“风云三号”G星在酒泉卫星发射中心成功发射。已知地球表面的重力加速度大小为，地球可视为半径为的球体，引力常量为，若“风云三号”G星入轨后绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为，则下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星的发射速度一定大于
B. 地球的质量为
C. “风云三号”G星入轨后绕地球做匀速圆周运动的加速度为
D. “风云三号”G星的周期为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据题意，由万有引力等于重力和万有引力提供向心力有
解得，第一宇宙速度为
则该卫星的发射速度一定大于，故A正确；
B．根据题意，由万有引力等于重力有
解得，地球质量为
故B错误；
C．根据题意，由万有引力等于重力有
万有引力提供向心力有
联立解得
故C正确；
D．根据题意，由万有引力等于重力有
万有引力提供向心力有
联立解得
故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示，竖直放置的轻弹簧的下端固定在水平地面上，上端拴接着质量为的木块A。开始时木块A静止，现让一质量也为的木块B从木块A 正上方高为处由静止释放，与木块A碰撞后粘在一起向下压缩弹簧。物块A、B可视为质点，碰撞时间极短，可忽略不计。弹簧始终竖直，处于弹性限度内，不计空气阻力，已知弹簧的劲度系数，弹簧的弹性势能表达式为（为弹簧的劲度系数为弹簧的形变量）重力加速度为，则（ ）
A. 木块B与木块A碰撞过程中损失的机械能为
B. 碰后A、B弹簧组成的系统势能最小时AB的速度大小为
C. 木块B与木块A碰撞时A对B的作用力的冲量为
D. A、B碰撞后，在竖直方向上做振幅为的简谐运动
【答案】ABD
【解析】
【详解】A. 物块B碰前速度
木块B与木块A碰撞过程中动量守恒，则
碰撞损失的机械能为
选项A正确；
B. 开始时弹簧压缩
碰后A、B弹簧组成的系统势能最小时AB的速度最大，在该位置时弹簧被压缩
由能量关系
解得大小为
选项B正确；
C. 木块B与木块A碰时设作用时间且向下为正，根据动量定理
A对的B作用力的冲量为
选项C错误。
D. A、B碰撞后，从速度最大位置到最低点时下降的高度为x,则
解得
即在竖直方向上做简谐运动的振幅，选项D正确。
故选ABD。
三、实验填空题：（本题包括2小题，每空2分，共14分）
11. 单摆测定重力加速度的实验中：
（1）实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径_______
（2）接着测量了摆线的长度为，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像如图乙所示，写出重力加速度与的关系式：_________。
（3）某小组改变摆线长度，测量了多组数据。在进行数据处理时，甲同学把摆线长作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出图像后求出斜率，然后算出重力加速度。两同学处理数据的方法对结果的影响是：_________。
【答案】 ①. 14.15 ②. ③. 甲的测量结果偏小，乙的测量结果无影响
【解析】
【详解】（1）[1]由图甲所示有标尺可知，主尺示数是，游标尺示数是
则摆球的直径
；
（2）[2]单摆摆长等于摆线长度与小球半径之和，则单摆摆长为
在单摆摆动过程中，每一个周期有两次拉力的最大值，由图乙所示图像可知，单摆的周期为，根据单摆周期公式得
（3）[3]由可知，甲同学的测量结果偏小；
由得故图像的斜率表示，乙同学的测量结果无影响。
12. 某实验兴趣小组利用如图甲所示电路，测量电源的电动势E和表盘数字不清但刻度清晰的毫安表量程。待测电源电动势E约为10V、内阻不计，图中内阻很大的电压表量程为10V，电阻箱R最大阻值为，毫安表内阻，定值电阻阻值约为，S为开关。（计算结果均保留两位有效数字）
（1）先对电表机械调零，闭合开关，多次调节电阻箱，记录多组阻值R和电压表的相应读数U；
（2）根据图甲所示电路，________（用R、、E和表示）；
（3）画出图像如图乙，电动势________V；
（4）调节电阻箱阻值为时，电压表读数为，此时毫安表指针指在刻度盘中央位置，则毫安表的量程________mA；
（5）将此毫安表与电阻箱、一节干电池（电动势1.5V）、开关及导线等改装成欧姆表，如图丙所示，用它来测量一未知电阻，指针指在图丁的位置，则________Ω。
【答案】 ①. ②. 9.1 ③. 20 ④. 50
【解析】
【详解】（2）[1]由图甲，根据欧姆定律得
联立可得
（3）[2]由图乙可知纵轴截距为。由上式可得
解得
（4）[3]当，时，由欧姆定律可得
则毫安表的量程
（5）[4]此欧姆表内阻为
此时毫安表的示数为，则未知电阻阻值为
四、计算题（本题共3小题，共40分。其中第13题12分，第14题12分，第15题16分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，在竖直平面内固定着两根平行且足够长不计电阻的光滑金属导轨，导轨间距，在虚线下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，在导轨上端连接一个额定电压内阻的小电机。一根质量，电阻未知的金属棒由静止沿导轨下落后进入磁场，金属棒进入磁场后电机即保持正常工作，金属杆与导轨始终保持良好接触，不计空气阻力。取。求：
（1）金属棒进入磁场后的感应电动势；
（2）电机正常工作时的输出功率。
【答案】（1）6V；（2）2W
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，进入磁场前导体棒做自由落体运动，则有
解得，金属棒进入磁场时的速度为
进入磁场瞬间切割产生的电动势
（2）根据题意可知，金属棒进入磁场后电机即保持正常工作，则金属棒进入磁场后即保持匀速切割，导体棒受力平衡，则有
解得
电机的额定电压为3V，电机的额定功率
热功率
输出功率
14. 平面直角坐标系中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向外的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿轴正方向的匀强电场，如图所示。一带正电的粒子从电场中的点以速度沿轴正方向开始运动，粒子从坐标原点离开电场进入磁场，最终从轴上的点射出磁场，此时速度方向与轴正方向成角，已知粒子在电场和磁场中运动的时间相等，不计粒子重力，求：
（1）点到轴距离与点到轴距离之比；
（2）电场强度和磁感应强度的大小之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，画出粒子的运动轨迹如图所示
在电场中，粒子做类平抛运动，设Q点到y轴距离为L1，粒子在电场中的时间
由于粒子在P点速度方向与x轴方向成45°角，故粒子到达O点时速度方向与x轴正方向成45°角斜向上，且
设P点到y轴距离为，由几何关系可得
在磁场中粒子运动的时间为
又因为
P点到y轴距离与Q点到y轴距离之比
（2）根据题意，设粒子电荷量为q，质量为m，在O点
又有
在磁场中
联立解得
15. 如图所示，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平轨道右下方有一段弧形轨道。质量为的小物块与水平轨道间的动摩擦因数为。以水平轨道末端点为坐标原点建立平面直角坐标系，轴的正方向水平向右，轴的正方向竖直向下，弧形轨道端坐标为，Q端在轴上。重力加速度为，则：
（1）若物块A从倾斜轨道上距轴高度为的位置由静止开始下滑，求到点时速度与的关系；
（2）若的曲线方程为，证明物块A从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过点落在弧形轨道上的动能相同；
（3）将质量为（为常数且）的小物块置于点，物块A沿倾斜轨道由静止开始下滑，与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），要使A和B均能落在弧形轨道上，且A落在B落点的右侧，求A下滑的初始位置距轴高度的取值范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据动能定理得
解得
（2）当A落在任一点（x，y）时：
联立得
Ek为定值，故物块A经O点落在PQ上的动能相同；
（3）由动能定理得
碰撞时有
设A碰撞后又回到O点的速度为v3，有
A落到弧形轨道上，故
A落到B落点右侧，有
联立解得
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