2023_2024学年北京市丰台区高三（第一次）模拟考试物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2023_2024学年北京市丰台区高三（第一次）模拟考试物理试卷（含详细答案解析），共20页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列属于光的衍射现象的是( )
A. 水面上树的倒影
B. 光在不透明圆盘后的影的中心出现一个亮斑
C. 肥皂膜在阳光下形成彩色条纹
D. 光信号在光纤中传播
2.如图所示为氢原子能级示意图，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法正确的是( )
A. 跃迁过程中最多可辐射出4种频率的光子
B. 从n=4能级跃迁到n=2能级的氢原子能量增大
C. 从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光子波长最长
D. 有三种频率的光子可使逸出功为4.54eV的金属发生光电效应
3.如图所示，一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，下列说法正确的是( )
A. 气体一定吸收热量B. 分子的平均动能减小
C. 气体的内能可能减少D. 单位体积内的分子数增加
4.两列简谐波以相同的速度相向传播，t=0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A. 两波相遇后可以产生稳定的干涉图样
B. 质点K经过半个周期运动到t=0时刻质点M的位置
C. t=0时刻，质点L与质点Q的运动方向相反
D. 两列波的振幅都是20cm
5.如图所示，宇航员在“天宫课堂”中进行验证碰撞过程中动量守恒的实验时，掷出的小球碰撞前在空间站中做匀速直线运动。已知地球质量为M，地球半径为R，绕地球做匀速圆周运动的空间站离地高度为h，引力常量为G。下列说法正确的是( )
A. 根据题中信息可以计算空间站的运行周期
B. 空间站环绕地球的速度大于地球的第一宇宙速度
C. 由a=GMR+h2可知，空间站的加速度恒定
D. 小球做匀速直线运动是因为小球不受力
6.一正弦式交流电的u−t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 此交流电的频率为25Hz
B. 用其给100Ω的电阻供电，电阻消耗的功率为484W
C. 用其给以额定功率1000W工作的电吹风供电，电路中的电流约为3.2A
D. 用其给线圈电阻为10Ω的电动机供电，电动机正常工作时的电流为22A
7.如图所示，木块A、B分别重50N和60N，与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。用F=2N的水平拉力拉木块B，木块A、B均保持静止。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹力大小为80N
B. 木块A受到的摩擦力大小为10N
C. 木块B受到的摩擦力大小为6N
D. 地面给A、B组成的系统的摩擦力大小为2N
8.如图所示，斜面顶端在水平面上的投影为O点，斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始下滑，停到水平面上的A点。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同。保持斜面长度不变，增大斜面倾角，下列说法正确的是( )
A. 小木块沿斜面下滑的加速度减小
B. 小木块滑至斜面底端时重力的瞬时功率增大
C. 小木块滑至斜面底端的时间增大
D. A点到O点的距离不变
9.如图所示，真空中一根绝缘轻杆两端分别固定两个带等量异种电荷的小球M、N(可看成点电荷)，O点为轻杆的中点。情境一：小球及轻杆处于静止状态；情境二：轻杆绕O点在竖直平面内逆时针匀速转动。下列说法正确的是( )
A. 情境一中，O点的电场强度为零
B. 情境一中，O点与无穷远处电势相等
C. 情境二中，O点的磁感应强度方向垂直纸面向外
D. 情境二中，O点的磁感应强度方向垂直纸面向里
10.如图所示，示波管由电子枪、竖直方向偏转电极YY、水平方向偏转电极XX′和荧光屏组成。电极YY′、XX′的长度均为l、间距均为d。若电子枪的加速电压为U1，XX′极板间的电压为U2(X端接为高电势)，YY′极板间的电压为零。电子刚离开金属丝时速度可视为零，从电子枪射出后沿示波管轴线OO′方向(O′在荧光屏正中央)进入偏转电极。电子电荷量为e，则电子( )
A. 会打在荧光屏左上角形成光斑
B. 打在荧光屏上时的动能大小为eU1+U2
C. 打在荧光屏上的位置与O′的距离为l2U24dU1
D. 打在荧光屏上时，速度方向与OO′的夹角α满足tanα=lU22dU1
11.出现暴风雪天气时，配备航空燃油发动机的某型号“除雪车”以20km/h的速度匀速行驶，进行除雪作业。直径约为30cm的吹风口向侧面吹出速度约30m/s、温度约700℃、密度约1.0kg/m3的热空气。已知航空燃油的热值为4×107J/kg，根据以上信息可以估算出以下哪个物理量( )
A. 除雪车前进时受到的阻力
B. 除雪车吹出热空气时受到的反冲力
C. 除雪车进行除雪作业时消耗的功率
D. 除雪车进行除雪作业时单位时间消耗的燃油质量
12.一束含有两种比荷qm的带电粒子，以各种不同的初速度沿水平方向进入速度选择器，从O点进入垂直纸面向外的偏转磁场，打在O点正下方的粒子探测板上的，P1和P2点，如图甲所示。撤去探测板，在O点右侧的磁场区域中放置云室，若带电粒子在云室中受到的阻力大小f=kq，k为常数，q为粒子的电荷量，其轨迹如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 打在P1点的带电粒子的比荷小
B. 增大速度选择器的磁感应强度，P1、P2向下移动
C. 打在P1点的带电粒子在云室里运动的路程更长
D. 打在P1点的带电粒子在云室里运动的时间更短
13.如图所示为一个简易的高温报警器原理图。RT为热敏电阻，S为斯密特触发器，其工作特点为当A端电势上升到高电势1.6V时，Y端从高电势跳到低电势0.25V；当A端电势下降到低电势0.8V时，Y端从低电势跳到高电势3.4V。已知蜂鸣器的工作电压为3∼5V，下列说法正确的是( )
A. A端为高电势时蜂鸣器报警
B. 温度升高，热敏电阻阻值增大
C. 滑片P向b端移动，可提高温度报警器的报警温度
D. 若无斯密特触发器，可通过将RP与RT调换位置实现同样的功能
14.如图所示，静电力探针显微镜的核心组成部分是悬臂和与悬臂末端相互垂直的绝缘体探针。探针针尖由数十个原子构成，直径在纳米级。当带电针尖逐渐靠近带电绝缘体材料的表面，由于二者的相互作用使得悬臂发生弯曲，入射到悬臂背面激光的反射光线在光屏的位置会发生变化，该变化被探测器记录之后进行处理，得到材料的相关电学信息。根据上述材料，下列说法正确的是( )
A. 针尖与材料表面发生的相互作用为核子之间的核力
B. 悬臂发生弯曲使激光入射面的法线方向转过θ角，则反射光线也转过θ角
C. 静电力显微镜不可以探测带电金属材料表面的电荷分布
D. 将探针改为磁性材料，可以探测近样品表面磁场的强弱
二、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用如图所示的装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，实验时将皮带套在左右半径不同的变速塔轮上，可以探究向心力与以下哪个物理量的关系______。
A. 质量 B.半径 C.角速度
(2)测量光波波长的实验装置如图所示，下列说法正确的是______。
A. 换用间距小的双缝，观察到的条纹个数会增加
B. 将红色滤光片换成绿色滤光片，干涉条纹间距变窄
C. 干涉条纹与双缝垂直
D. 去掉滤光片后，干涉条纹消失
(3)“单摆测定重力加速度”的实验中，根据g=4π2T2l计算重力加速度时，以下操作会使重力加速度的测量值偏小的是______。
A. 直接用摆线的长度作为单摆的摆长
B. 计时开始时，秒表启动稍晚
C. 测量周期时，误将摆球(n−1)次全振动的时间记为n次全振动的时间
D. 摆球振动过程中悬点处摆线的固定出现松动
(4)用如图所示的可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。处理实验数据时发现原、副线圈的电压比U1U2总是大于原、副线圈的匝数比n1n2，出现这一现象的原因是______
16.用如图所示的装置验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放，P点为A球落点的平均位置；再把半径相同的B球放在水平轨道末端，将A球仍从原位置由静止释放，M、N分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，O、M、P、N位于同一水平面上。
(1)除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材有______(选填选项前的字母)。
A. 天平 B.刻度尺 C.秒表 D.圆规
(2)实验中，测得A、B两球的质量分别为m1、m2，三个落点的平均位置与O点距离OM、OP、ON分别为x1、x2、x3。在误差允许范围内，若满足关系式______(用所测物理量的字母表示)，可以认为两球碰撞前后动量守恒。
(3)实验中能够把速度的测量转化为位移的测量的必要操作是______。
A. 安装轨道时，轨道末端必须水平
B. 每次必须从同一个高度静止释放小球
C. 实验中两个小球的质量应满足m1>m2
D. 轨道应当尽量光滑
(4)某同学将B球替换为半径相同、质量为m3的C球(m3>m1)，重复(2)的实验发现碰撞后A球反向运动，沿倾斜轨道上升一段距离后再次下滑离开轨道末端，测量碰撞后A、C落点的平均位置到O点的距离分别为x 1′、x 2′，若误差允许范围内满足关系式______(用所测物理量的字母表示)，则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。实验数据表明，系统碰撞前的动量总是小于碰撞后的动量，请分析其中可能的原因。______
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
17.如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为v1，之后沿半圆形导轨运动，恰好能运动到最高点C，重力加速度为g。求：
(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能Ep；
(2)物体沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功Wf；
(3)物体离开C点，落至水平面时距B点的距离x。
18.如图所示，空间中有宽度为d的匀强磁场区域，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度射入磁场，穿出磁场时的速度方向与原入射方向的夹角θ=60∘。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计重力。求：
(1)通过作图，确定电子做圆周运动时圆心的位置；
(2)电子进入磁场的速度大小v；
(3)电子穿越磁场的时间t；
(4)电子穿越磁场过程中洛伦兹力冲量的大小I。
19.(1)放射性元素的原子核发生衰变时，单位时间内发生衰变的原子核个数ΔNΔt与现存的、未衰变的原子核个数N成正比：ΔNΔt=−λN，其中λ为比例常数，“-”表示原子核个数减少。上述方程的解为：N=N0e−λt，其中N0为t=0时刻未衰变的原子核个数，N为t时刻未衰变的原子核个数。根据以上信息求元素的半衰期T1/2。
(2)如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m的导体棒MN放在导轨上，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。给导体棒一个向右的初速度v0。
a.类比(1)中给出的物理量之间关系的信息，以导体棒速度为v0时作为计时起点，推理得出导体棒的速度v随时间t变化的函数关系；
b.某同学写出导体棒的速度v与时间t的函数关系后，发现导体棒需要无限长的时间才能停下，该同学得出结论：导体棒也需要运动无限长的距离才能停下。请论证该同学的说法是否正确。
20.一种简易静电加速装置如图甲所示：在一个侧壁为圆锥中段，底盘水平放置的塑料碗内壁贴上十字的镀铜锡条，外壁贴上十字的铝条，并将铝条反扣贴在内壁，形成如图所示的铜、铝相间的电极。将由锡纸包裹的轻质小球静置于A点，镀铜锡条与高压恒压源正极相连、铝条与负极相连后，小球开始沿逆时针方向被加速。如图乙所示，塑料碗侧壁截面与水平面夹角为θ，圆形底盘半径为R，小球质量为m，恒压源电压始终为U。小球与锡条接触分离后，所带电荷量为+Q1，与铝条接触分离后，所带电荷量为−Q2。忽略各处阻力，不考虑小球与塑料碗、空气之间的电荷交换，仅考虑相邻电极间电场对小球的加速作用，重力加度为g。
(1)求小球第一次运动到B点时的速度大小vB；
(2)若小球加速几圈后，恰好开始沿碗壁向上运动，求小球加速的圈数n1；
(3)小球加速n2(n2>n1)圈后撤掉电场，此时轻微晃动塑料碗，使小球可以在距碗底一定高度的水平面上以速度v做匀速圆周运动(整个过程小球没有离开塑料碗)。求晃动塑料碗时，碗对小球做的功W。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.水面上树的倒影属于光的反射现象，故A错误；
B.光在不透明圆盘后的影的中心出现一个亮斑属于光的衍射现象，故B正确；
C.肥皂膜在阳光下形成彩色条纹属于光的干涉现象，故C错误；
D.光信号在光纤中传播是利用了光的全反射，故D错误。
故选B。
2.【答案】D
【解析】A.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出 C42=6 种频率的光子，A错误；
B.从n=4能级跃迁到n=2能级时向外辐射光子，氢原子能量减小，B错误；
C.从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量最大，根据ε=hcλ
可知，能量越大的光子，波长越短，C错误；
D.根据跃迁规律，有hν=Em−En
一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能有
hν43=−0.85eV−(−1.51eV)=0.66eV
hν42=−0.85eV−(−3.4eV)=2.55eV
hν41=−0.85eV−(−13.6eV)=12.75eV
hν32=−1.51eV−(−3.4eV)=1.89eV
hν31=−1.51eV−(−13.6eV)=12.09eV
hν21=−3.4eV−(−13.6eV)=10.2eV
要想发生光电效应，应满足hν>W0
所以有三种频率的光子可使逸出功为4.54eV的金属发生光电效应，D正确。
故选D。
3.【答案】A
【解析】B.一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，根据盖-吕萨克定律得VT=C
由于气体的体积增大，所以气体的温度升高，则分子的平均动能应该增大，故B错误；
C.一定质量的理想气体的内能只与温度有关，由于温度升高，所以气体的内能增加，故C错误；
D.一定质量的理想气体，分子总数不变，由于体积增大，所以单位体积内的分子数应该减小，故D错误；
A.根据上述分析可知，外界对气体做的功W<0，气体内能的增量ΔU>0，根据热力学第一定律
W+Q=ΔU
可知，Q>0，即气体一定吸收热量，故A正确。
故选A。
4.【答案】C
【解析】A.两列波的传播速度相同，根据题图可知两列波的波长不同，根据 f=vλ 可知两列波频率不相等，不可以产生稳定的干涉图样，故A错误；
B.质点 K 做简谐运动，只会在平衡位置上下运动，不会随波迁移，故B错误；
C.根据同侧法可知 t=0 时刻，质点L向 y 轴正方向运动，质点Q的向 y 轴负方向运动， t=0 时刻，质点L与质点Q的运动方向相反，故C正确；
D.由图可知两列波的振幅都是10cm，故D错误。
故选C。
5.【答案】A
【解析】A.根据GMm(R+h)2=m4π2T2(R+h)
可得T=2π (R+h)3GM
已知地球质量为M，地球半径为R，绕地球做匀速圆周运动的空间站离地高度为h，引力常量为G，可以计算空间站的运行周期，故A正确；
B.第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，也是围绕地球做圆周运动的物体的最大速度，所以空间站环绕地球的速度小于地球的第一宇宙速度，故B错误；
C.由 a=GMR+h2 可知，空间站的加速度大小恒定，但方向不断改变，故C错误；
D.以空间站为参考系小球做匀速直线运动，是因为空间站和小球所受的重力都用来提供做圆周运动的向心力，空间站和小球都处于完全失重的状态，小球受到力的作用，故D错误。
故选A。
6.【答案】B
【解析】A.由图可知，此交流电的周期为0.02s，则此交流电的频率f=1T=50Hz
故A错误；
B.此交流电电压的有效值U=311 2V=220V
用其给100Ω的电阻供电，电阻消耗的功率P=U2R=484W
故B正确；
C.用其给以额定功率1000W工作的电吹风供电，电路中的电流约为I=P′U=4.55A
故C错误；
D.当电路中接入阻值为10Ω的电阻时，电路中的电流I′=UR′=22A
接入电动机后，电路为非纯电阻电路，电路中的电流不等于22A，故D错误。
故选B。
7.【答案】D
【解析】A.弹簧弹力大小为F弹=kx=400×0.02N=8N，故A错误；
B.施加水平拉力F后，弹簧长度没有变化，弹力不变，故木块A相对地面有向左的运动趋势，其受到向右的静摩擦力，且与弹力平衡，木块A所受摩擦力大小为f ′A=F弹=8N，故B错误；
C.木块B与地面间的最大静摩擦力为fB=μmBg=0.2×60N=12N
施加水平拉力F后，对B物体受力分析，重力与支持力平衡，水平方向受向右的弹簧弹力和拉力，由于B木块与地面间的最大静摩擦力为12N，大于弹簧弹力和拉力之和，故木块B静止不动，因此木块B受到的静摩擦力与弹簧弹力和拉力的合力平衡，木块B所受摩擦力大小为f ′B=F弹+F=8+2N=10N，故C错误；
D.对A、B组成系统，由平衡条件可知地面给A、B组成的系统的摩擦力f=F=2N，故D正确。
故选：D。
8.【答案】B
【解析】A.由牛顿第二定律可知mgsinθ−μmgcsθ=ma
可知a=gsinθ−μgcsθ
所以增大斜面倾角，加速度增大，故A错误；
B.保持斜面长度不变，增大斜面倾角，由牛顿第二定律可知mgsinθ−μmgcsθ=ma
由运动学公式可知，小木块滑到底端时vy= 2alsinθ
则小木块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为P=mgvy=mg 2gl(sin θ−μcs θ)sin θ
此为增函数，故倾角增大时滑到底端重力瞬时功率增大，故B正确；
C.由前面分析可知，倾角增大，加速度增大，但斜面长度不变，由l=12at2
可知t= 2la
即时间变短，故C错误；
D.对小木块运动的整个过程，根据动能定理有
mglsinθ−μmgcs θ⋅l−μmg(x−lcsθ)=0
解得x=lsinθμ
由于长度l不变， x 与sinθ成正比，则倾角增大时，A点到O点的距离应该变大，故D错误。
故选B。
9.【答案】B
【解析】A.M在 O 点的电场强度水平向右，N在 O 点的电场强度水平向右，根据电场的叠加可知O点的电场强度不为零，故A错误；
B.等量异种电荷中垂线为等势面，其电势等于0，与无穷远处电势相等，故B正确；
CD.当杆绕O点在竖直平面内逆时针方向匀速转动，N形成的等效电流方向为顺时针，M形成的等效电流方向为逆时针，根据安培定则可知，M在O点的磁场方向垂直纸面向外，N在O点产生的磁场方向垂直纸面向里，M、N距离O点的距离相等，所以O点的合磁场的磁感应强度为零，故CD错误。
故选B。
10.【答案】D
【解析】A.根据题意可知，由于XX′极板间的电压为 U2 (X端接为高电势)，YY′极板间的电压为零，则电子只是向左偏转，上下未发生偏转，则在水平轴线的左半段成光斑，故A错误；
B.根据题意可知，电子在加速电场中运动，电场力做功为W1=eU1，电子在偏转电场中运动，电场力做功W2由动能定理可知，由于电子刚离开金属丝时速度可视为零，打在荧光屏上时的动能大小为Ek=W1+W2故B错误；
C.根据题意可知，电子在加速电场中运动，由动能定理有eU1=12mv02
电子在偏转电场中运动，则有l=v0t ， a=eU2md ， y=12at2
联立解得y=l2U24dU1
即电子在偏转电场中的骗转距离为y=l2U24dU1，因偏转电极与荧光屏有一定距离，所以打在荧光屏上的位置与O′的距离大于 l2U24dU1，故C错误；
D.电子在偏转电场中运动，则有l=v0t ， a=eU2md ， vy=at
解得vy=elU2mdv0
则速度方向与OO′的夹角 α 满足tanα=vyv0=elU2mdv02=lU22dU1，电子离开偏转电场后做直线运动，所以打在荧光屏上时，速度方向与OO′的夹角α满足tanα=lU22dU1，故D正确。
故选D。
11.【答案】B
【解析】A.由于匀速行驶，所以除雪车前进时受到的阻力为f=F=Pv，由于不知除雪车牵引力的功率，故不能求阻力，A错误；
B.以热空气为研究对象，根据动量定理，有−FΔt=Δmv，Δm=ρ⋅14πd2vΔt
解得，反冲力的大小为F=ρ⋅14πd2v2≈63.6N，B正确；
C.由于知道铲雪车的热值，所以根据条件可以求出铲雪车的热功率P ′=热值×ΔmΔt=热值×ρ⋅14πd2v≈8.48×107W
除雪车进行除雪作业时消耗的功率等于热功率与车匀速行驶牵引力的功率之和，牵引力功率未知，故不能求除雪车进行除雪作业时消耗的功率，C错误；
D.除雪车进行除雪作业时单位时间消耗的燃油质量等于发热消耗的燃油质量与车前进消耗的燃油质量之和，根据已知条件，不能求出，D错误。
故选B。
12.【答案】D
【解析】A.只有竖直方向受力平衡的粒子，才能沿水平方向运动离开速度选择器，即qE=qvB1
可得v=EB1
可知粒子进入磁场 B2 的速度相等，根据qvB2=mv2r
可得r=mvqB2
则qm=vB2r
可知打在 P1 点的带电粒子的比荷大，故A错误；
B.增大速度选择器的磁感应强度，粒子经过速度选择器过程中向洛伦兹力方向发生偏转，电场力做负功，可知粒子到达磁场 B2 的速度变小，根据r=mvqB2
可知粒子在磁场 B2 做圆周运动的半径变小，则 P1 、 P2 向上移动，故B错误；
CD.在云雾室内受到的阻力始终与速度方向相反，做负功，洛伦兹力不做功，根据动能定理−fs=−kqs=0−12mv2
可得s=mv22kq
两个带电粒子的速度大小相等，结合A选项分析可知打在 P2 点的带电粒子在云室里运动的路程更长，打在 P1 点的带电粒子在云室里运动的路程更短，打在 P1 点的带电粒子在云室里运动的时间更短，故C错误，D正确。
故选：D。
13.【答案】C
【解析】A.A端为高电势时，Y端从高电势跳到低电势，小于蜂鸣器工作的电压，不报警，A错误；
B.温度升高，热敏电阻阻值减小，B错误；
C.滑片P向b端移动，连入电路中电阻减小，根据串联电路特点，有URPURT=RPRT，若使报警不变，则A端电势不变， RT 应减小，即温度升高，所以滑片P向b端移动，可提高温度报警器的报警温度，C正确；
D.若无斯密特触发器，将 RP 与 RT 调换位置后，当温度升高时， RT 阻值减小，A端电势升高，蜂鸣器工作，当温度降低时， RT 阻值增大，A端电势降低，蜂鸣器不工作，与斯密特触发器的工作特点不同，D错误。
故选C。
14.【答案】D
【解析】A.根据题意可知，当带电针尖逐渐靠近电绝缘体材料的表面时，由于二者的相互作用使得悬臂发生弯曲，可知针尖与材料表面发生的相互作用为静电力，A错误；
B.悬臂发生弯曲使激光入射面的法线方向转过 θ 角，根据光的反射定律可知，反射光线转过 2θ 角，B错误；
C.静电力显微镜可以探测带电金属材料表面的电荷分布，C错误；
D.将探针改为磁性材料，探针可以在磁场中利用磁力工作，故可以探测近样品表面磁场的强弱，故D正确。
故选D。
15.【答案】(1)C(2)B(3)AD
(4)由于电流流经铜线圈时会发热，铁芯在交变磁场作用下形成涡流也会发热，交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内，会发生漏磁。
【解析】(1)实验时将皮带套在左右半径不同的变速塔轮上，使得小球转动的角速度不同，所以可以探究向心力与角速度的关系。
故选C。
(2)A.根据Δx=Ldλ可知，换用间距小的双缝， d 减小，条纹间距变大，所以观察到的条纹个数会减少，A错误；
B.根据Δx=Ldλ可知，将红色滤光片换成绿色滤光片， λ 减小，干涉条纹间距变窄，B正确；
C.干涉条纹与双缝平行，C错误；
D.去掉滤光片后，会观察到彩色的条纹，D错误。
故选B 。
(3)A.直接用摆线的长度作为单摆的摆长， l 偏小， g 偏小，A正确；
B.计时开始时，秒表启动稍晚，则周期 T 偏小， g 偏大，B错误；
C.测量周期时，误将摆球(n−1)次全振动的时间记为n次全振动的时间，根据T=tn可知 T 偏小， g 偏大，C错误；
D. 摆球振动过程中悬点处摆线的固定出现松动，则实际摆长变长，测量的摆长偏小， g 偏小，D正确.
故选AD。
(4)如果变压器为理想变压器，则UU2=n1n2，而由于电流流经铜线圈时会发热，铁芯在交变磁场作用下形成涡流也会发热，交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内，会发生漏磁，因此实际测得 U2 小于理想变压器条件下的电压，导致 U1U2>n1n2 。
16.【答案】(1)ABD(2)m1x2=m1x1+m2x3 (3)ABC(4)m1x2=−m1x 1′+m3x 2′；由于轨道摩擦力影响，减小了碰后的动量大小
【解析】(1)除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺、圆规。
故选ABD 。
(2)碰前的动量为p=m1v1=m1x2t，碰后的动量之和为p′=m1x1t+m2x3t
若碰撞前后动量守恒 p=p′ ，二个式子相等即可，则要验证的表达式为m1x2=m1x1+m2x3。
(3)实验利用平抛运动规律测得小球速度，必要操作是安装轨道时，轨道末端必须水平、每次必须从同一个高度静止释放小球、为使小球碰后不反弹，则实验中两个小球的质量应满足 m1>m2 ，轨道光滑与否对实验无影响。
故选ABC。
(4)同(2)分析可知若误差允许范围内满足关系式m1x2=−m1x 1′+m3x 2′，则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。
系统碰撞前的动量总是小于碰撞后的动量，是由于轨道摩擦力影响，减小了碰后的动量大小。
17.【答案】(1)对物体和弹簧组成系统，从A运动至B过程，由能量守恒定律有EP=12mv12
(2)物体恰好能运动到最高点C，由牛顿运动定律有mg=mv22R
解得v2= gR
对物体，从B运动至C过程，由动能定理有−mg2R+Wf=12mv22−12mv12
解得Wf=52mgR−12mv12
(3)物体离开C点后做平抛运动竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速运动，
则2R=12gt2 ，x=v2t
解得x=2R

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
18.【答案】(1)圆心O点位置的确定如图所示
(2)设电子做圆周运动的半径为r，根据几何关系rsin60∘=d
电子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力evB=mv2r
联立得电子速度v=2 3Bed3m
(3)由圆周运动周期T与线速度v的关系得T=2πrv，则有T=2πmBe
电子在磁场中运动的角度为π3，则运动时间为t=16T
可得t=πm3Be
(4)根据动量定理I=Δp
如图所示可得动量的变化量大小为mv
解得I=2 3Bed3

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
19.【答案】(1)根据半衰期公式可得，经过时间 t ，未衰变的原子核个数为N=N012tT12
结合N=N0e−λt
可得T12=ln2λ
(2)a.导体棒在运动过程中，水平方向只受安培力，根据牛顿第二定律可知BIL=ma
根据闭合电路欧姆定律I=BLvR
代入可得B2L2vR=ma
根据加速度的定义式a=ΔvΔt
考虑到导体棒做减速运动，所以有ΔvΔt=−B2L2mRv
类比可得方程的解为v=v0−B2L2mRvt
b.该同学说法不正确。
在减速过程中，对导体棒运用动量定理，规定初速度方向为正方向− BILΔt=0−mv0
其中I=BLvR
可得 B2L2RvΔt=mv0
考虑到 rΔt=x
联立可x=mv0RB2L2
x 为有限值，所以该同学的说法不正确。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
20.【答案】(1)根据动能定理Q1U=12mvB2−0
可得vB= 2Q1Um
(2)设小球加速 n1 圈后速度大小为 v1 ，恰好沿碗壁向上运动。意味着小球与碗底之间无相互作用力。碗壁对小球支持力 N1 的水平分力提供小球做圆周运动的向心力，竖直分力与重力大小相等，根据牛顿第二定律mgtanθ=mv12R
解得v12=gRtanθ
由动能定理n14Q1U+4Q2U=12mv12−0
联立可得n1=mgRtanθ8UQ1+Q2
(3)设此时小球距离碗底的竖直高度为h，碗壁对小球支持力为 N2 ，则有mgtan θ=mv2R+htan θ
解得h=v2g−Rtan θ
根据动能定理W−mgh+n2(4Q1U+4Q2U)=12mv2−0
联立可得W=32mv2−mgRtanθ−4n2UQ1+Q2

【解析】详细解答和解析过程见【答案】