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天津市滨海新区2022-2023学年高二下学期期末检测物理试卷（解析版）
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这是一份天津市滨海新区2022-2023学年高二下学期期末检测物理试卷（解析版），共18页。
第Ⅰ卷 选择题（48分）
注意事项：
1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．
2．本卷共12小题，每小题4分、共48分．
一、单项选择题（每小题4分，共32分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的．）
1. 关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在
B. 医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C. 一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关
D. 电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
【答案】C
【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在且测得了波速，故A错误；
B．X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；对人体有一辐射，故不能用来消毒，故B错误；
C．一切物体都在不停地向外辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，物体的温度越高，辐射的红外线就越强，故C正确；
D．电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空中的传播速度等于光速， 故D错误；
故选C。
2. 某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为，振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧振子在第1s末与第3s末的速度相同
B. 简谐运动的圆频率是
C. 第3s末振子的位移大小为
D. 从第3s末到第5s末，振子的加速度方向不变
【答案】C
【解析】A．根据对称性可知，弹簧振子在第1s末与第3s末的速度大小相等，方向相反，故A错误；
B．由题图知，振子振动的周期T=8s，则圆频率
故B错误；
C．位移x随时间t变化的函数关系式为
第3s末振子的位移大小为
故C正确；
D．加速度方向总是指向平衡位置的，从第3s末到第5s末，振子的加速度方向先是负方向，后是正方向，故D错误。
故选C。
3. 如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是（ ）
A. 这是光的干涉现象
B. 在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C. 玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D. 在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
【答案】C
【解析】A．光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光，这是光的色散现象，A错误；
C．由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律可知
nc < nb
C正确；
B．由于光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则b光在真空中的波长较短，B错误；
D．根据v =知，c光束的折射率小，则c光在棱镜中的传播速度大，D错误。
故选C。
4. 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是（ ）
A. 副线圈两端M、N的输出电压减小
B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压减小
C. 通过灯泡L1的电流增大
D. 原线圈中的电流增大
【答案】D
【解析】A．输入电压和原、副线圈的匝数比不变，由
可知副线圈两端M、N输出电压不变，A错误；
BC．当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，BC错误；
D．由
可知，电流I2变大，则I1变大，即原线圈中的电流增大，D正确。
故选D。
5. 高空坠物极易对行人造成伤害。若一个质量为10g的儿童玩具玻璃球从一居民楼的16层坠下，与地面的撞击时间约为，则该玻璃球对地面产生的冲击力约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】每层楼高约为3m，玻璃球下落的总高度
自由下落时间
与地面的碰撞时间约为
t2=2ms=0.002s
全过程根据动量定理可得
联立解得
故选B
6. 如图所示，一质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，当金属棒中通过电流I，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。（已知重力加速度为g）下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒中的电流方向由N到M
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为
D. 仅增大金属棒质量，悬线与竖直方向的夹角θ增大
【答案】C
【解析】A．根据平衡条件，安培力向右，根据左手定则，金属棒中的电流方向由M到N，A错误；
BC．根据平衡条件得
解得
B错误，C正确；
D．根据
仅增大金属棒质量，悬线与竖直方向的夹角θ减小，D错误。
7. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场，一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场．已知带电粒子质量为m、电荷量为q，，不计重力，根据上述信息可以得出（ ）
A. 带电粒子在超场中运动的半径
B. 带电粒子在磁场中运动的速率
C. 带电粒子在磁场中运动的时间
D. 该匀强磁场磁感应强度
【答案】A
【解析】A．根据几何关系，带电粒子在磁场中运动的半径为
故A正确；
BD．带电粒子磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
只求出轨道半径，无法求得磁感应强度，也无法求得运动速率，故BD错误；
C．带电粒子在磁场中运动的时间为
磁感应强度B未知，无法求出粒子在磁场中的运动时间，故C错误。
故选A。
8. 如图所示，固定的水平导线框处于范围足够大的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。导线框左端连接一阻值为R的电阻，阻值为r的导体棒ab沿导线框向右做匀速直线运动，若导体棒ab长度为L，运动的速度大小为v且不计导线框的电阻、导体棒与框间的摩擦，导线框足够长．则（ ）
A. 导体棒中感应电流的方向为a→bB. 导体棒所受安培力大小为
C. 导体棒ab两端电压大小为D. 电阻R的发热功率为
【答案】D
【解析】A．根据楞次定律，导体棒中感应电流的方向为b→a，故A错误；
B．感应电动势为
感应电流为
导体棒所受安培力大小为
解得
故B错误；
C．导体棒ab两端电压大小为
故C错误；
D．电阻R的发热功率为
故D正确。
二、不定项选择题（每小题4分，共16分．每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分．）
9. 1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来作为光的波导来传输大量信息，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通信之父”。以下实验或现象的原理和光导纤维相同的是（ ）
A. 图甲中，弯曲的水流可以导光
B. 图乙中，用偏振眼镜看电影，感受到立体的影像
C. 图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色
D. 图丁中，有机玻璃可以传递信息和能量
【答案】AD
【解析】A．图甲中，弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气界面上发生了全反射现象，故与光导纤维原理相同，故A正确；
B．图乙中，用偏振眼镜看电影，感受到立体的影像是因为光的偏振现象，故B错误；
C．图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色是因为光的干涉现象，故C错误；
D．图丁中，有机玻璃可能传递信息和能量是光在有机玻璃内发生了全反射，故D正确。
10. 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图。让某同位素的离子流从容器A下方的小孔S1无初速度飘入电势差为U的加速电场，加速后从小孔S3垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，形成几种离子的“质谱线”。则下列判断正确的是（ ）
A. 距离小孔S3越远的“质谱线”离子比荷越大
B. 距离小孔S3越远的“质谱线”离子进入磁场的速度越大
C. 距离小孔S3越近的“质谱线”离子在磁场中运动时间越短
D. 几种离子进入磁场时动能相同
【答案】CD
【解析】A．根据动能定理得
根据牛顿第二定律得
解得
距离小孔S3越远，d越大，“质谱线”离子比荷越小，故A错误；
B．根据
解得
距离小孔S3越远，d越大，离子的比荷越小，进入磁场的速度v越小，故B错误；
C．由
得
由上式可知，d越小的，离子的比荷越大。
离子在磁场中运动时间
解得
由上式可知，离子的比荷越大，t越小。
由以上d与t的表达式可知，距离小孔S3越近的“质谱线”离子d越小，离子在磁场中运动时间越短，故C正确；
D．根据动能定理得
离子的电荷量q相同，进入磁场的动能相同，故D正确。
故选CD。
11. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，P是传播介质中的一个质点。则以下说法中正确的是（ ）
A. 质点P的振幅为0.1m
B. 时刻质点P的振动方向沿y轴负方向
C. 波的频率可能为2.5Hz
D. 波的传播速度可能为30m/s
【答案】AC
【解析】A．质点P的振幅为0.1m，A正确；
B．简谐横波沿x轴正方向传播，时刻质点P的振动方向沿y轴正方向，B错误；
C．根据题意得
（ ）
波的频率为
解得
（）
当 时
C正确；
D．波的传播速度为
解得
根据上式，波的传播速度不可能为30m/s，D错误。
12. 如图甲为手机及无线充电板，图乙为充电原理示意图。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S。若在t1到t2时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由B1均匀增加到B2。下列说法正确的是（ ）
A. c点的电势高于d点的电势
B. 送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
C. c、d之间的电势差为
D. 若想增大c、d之间的电势差，可以仅增加送电线圈中的电流的变化率
【答案】BD
【解析】A．根据楞次定律，c点的电势低于d点的电势，A错误；
B．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，B正确；
C．根据法拉第电磁感应定律得
解得
C错误；
D．仅增加送电线圈中的电流的变化率，受电线圈的磁感应强度的变化率 增大，根据，c、d之间的电势差增大，D正确。
第Ⅱ卷 非选择题（共52分）
三、实验题（本题共2小题，共10分）
13. 在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中
（1）下列操作可以减小实验误差的是 ______（多选填字母代号）
A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些
B．选择平行玻璃砖进行实验
C．入射角适当大些
D．若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较小的
（2）正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，此玻璃的折射率计算式为=________（用图中的、表示）
（3）同学在画界面时，不小心将两界面的间距画得比玻璃砖宽度略大，则测得的折射率____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
【答案】（1）AC （2） （3）偏小
【解析】试题分析：为了取得较好的实验效果，根据实验原理分析可知：玻璃砖上下表面不一定要平行，选择的入射角应尽量大些；大头针应垂直地插在纸面上；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，这样可以减小测量的相对误差．根据几何知识求出入射角和折射角的正弦值，再求解折射率．根据折射定律，分析入射角和折射角的误差，即可分析折射率的误差．
（1）A、大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些．故A正确；作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行．故B错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好．故C正确；若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较大一些的，故D错误．
（2）由图可知，入射角为 ，折射角为 ；则由折射定律可知：
（3）用插针法“测定玻璃砖折射率”的实验原理是折射定律 ；某同学将两界面的间距画得比玻璃砖宽度略大，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab、cd上，如图所示，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率n将偏小．
14. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示．
（1）将摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用上图中________（选填“甲“或者“乙”）所示的固定方式．
（2）安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长l，再用10分度的游标卡尺测量摆球直径d，其示数如图所示，则d=________mm。
（3）改变摆线的长度，由测量数据作出摆长L与周期平方T2的关系图像如图所示．根据图像求出重力加速度g=________m/s2（已知，结果保留3位有效数字）．
【答案】（1）甲 （2）15.5 （3）10.1
【解析】（1）[1]将摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用上图中甲所示的固定方式，因为图乙的悬点变化，导致摆长变化；
（2）[2]测量摆球直径d
（3）[3]根据单摆的周期公式
解得
根据图像得
解得
四、综合题（本题共3小题，共42分．解答应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．）
15. 如图是滑板运动的轨道，质量为的运动员从轨道上的A点以水平速度v0冲上质量为的静止滑板后，又一起滑向光滑DE轨道。到达E点时速度减为零，然后返回，已知，设运动员和滑板可看成质点，滑板与水平地面的摩擦力不计，取重力加速度。求：
（1）刚冲上DE轨道时，运动员和滑板的速度大小v1；
（2）运动员的初速度v0的大小。
【答案】（1）6m/s；（2）6.6m/s
【解析】（1）根据机械能守恒定律得
解得
（2）根据动量定理得
解得
16. 如图所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距，导轨所在平面与水平面的夹角。M、P间接有的电阻，范围足够大的匀强磁场垂直导轨所在平面向上，磁感应强度大小．质量，长度与导轨间距相等，阻值的金属棒放在两导轨上，在大小为、方向平行于导轨向上的恒定拉力作用下，从静止开始向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，导轨电阻不计，取重力加速度，求：
（1）当金属棒的速度大小时，金属棒的加速度大小a；
（2）若金属棒向上运动的位移大小时，金属棒进入匀速运动状态。则金属棒从开始运动到位移大小的过程中R上产生的焦耳热．
【答案】（1）5m/s2；（2）0.9J
【解析】（1）当金属棒的速度大小时，回路中的感应电动势为
感应电流为
此时金属棒受到的安培力为
根据牛顿第二定律有
解得
（2）设金属棒进入匀速运动状态时的速度大小为vm，根据受力平衡有
解得
又
解得
设在所研究的过程中金属棒克服安培力做的功为W安，根据动能定理有
根据功和能的关系得
解得
则R上产生的焦耳热为
解得
17. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率．如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压．图乙为霍尔元件的工作原理图，当磁场靠近霍尔元件时．导体内定向运动的自由电子在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差，已知磁场的磁感应强度为B，通过的电流为I，霍尔元件的厚度为d，单位体积内的自由电荷数为n，单个自由电子的电荷量为e。
（1）判断霍尔元件前后两侧面哪侧电势高；
（2）请用以上条件推导霍尔电势差的表达式；
（3）请分析说明如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将如何变化．
【答案】（1）后表面的电势高；（2）；（3）如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差减小。
【解析】（1）电子的运动方向与电流的方向相反，根据左手定则，电子所受的洛仑兹力的方向向垂直纸面向外，前表面电势低，后表面的电势高；
（2）设前后表面的距离为l，根据平衡条件得
又因为
解得
（3）根据，如果长时间不更换传感器的电源，电源的电动势减小，电流强度I减小，霍尔电势差减小。
第Ⅰ卷 选择题（48分）
注意事项：
1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．
2．本卷共12小题，每小题4分、共48分．
一、单项选择题（每小题4分，共32分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的．）
1. 关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在
B. 医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C. 一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关
D. 电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
【答案】C
【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在且测得了波速，故A错误；
B．X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；对人体有一辐射，故不能用来消毒，故B错误；
C．一切物体都在不停地向外辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，物体的温度越高，辐射的红外线就越强，故C正确；
D．电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空中的传播速度等于光速， 故D错误；
故选C。
2. 某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为，振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧振子在第1s末与第3s末的速度相同
B. 简谐运动的圆频率是
C. 第3s末振子的位移大小为
D. 从第3s末到第5s末，振子的加速度方向不变
【答案】C
【解析】A．根据对称性可知，弹簧振子在第1s末与第3s末的速度大小相等，方向相反，故A错误；
B．由题图知，振子振动的周期T=8s，则圆频率
故B错误；
C．位移x随时间t变化的函数关系式为
第3s末振子的位移大小为
故C正确；
D．加速度方向总是指向平衡位置的，从第3s末到第5s末，振子的加速度方向先是负方向，后是正方向，故D错误。
故选C。
3. 如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是（ ）
A. 这是光的干涉现象
B. 在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C. 玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D. 在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
【答案】C
【解析】A．光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光，这是光的色散现象，A错误；
C．由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律可知
nc < nb
C正确；
B．由于光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则b光在真空中的波长较短，B错误；
D．根据v =知，c光束的折射率小，则c光在棱镜中的传播速度大，D错误。
故选C。
4. 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是（ ）
A. 副线圈两端M、N的输出电压减小
B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压减小
C. 通过灯泡L1的电流增大
D. 原线圈中的电流增大
【答案】D
【解析】A．输入电压和原、副线圈的匝数比不变，由
可知副线圈两端M、N输出电压不变，A错误；
BC．当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，BC错误；
D．由
可知，电流I2变大，则I1变大，即原线圈中的电流增大，D正确。
故选D。
5. 高空坠物极易对行人造成伤害。若一个质量为10g的儿童玩具玻璃球从一居民楼的16层坠下，与地面的撞击时间约为，则该玻璃球对地面产生的冲击力约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】每层楼高约为3m，玻璃球下落的总高度
自由下落时间
与地面的碰撞时间约为
t2=2ms=0.002s
全过程根据动量定理可得
联立解得
故选B
6. 如图所示，一质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，当金属棒中通过电流I，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。（已知重力加速度为g）下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒中的电流方向由N到M
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为
D. 仅增大金属棒质量，悬线与竖直方向的夹角θ增大
【答案】C
【解析】A．根据平衡条件，安培力向右，根据左手定则，金属棒中的电流方向由M到N，A错误；
BC．根据平衡条件得
解得
B错误，C正确；
D．根据
仅增大金属棒质量，悬线与竖直方向的夹角θ减小，D错误。
7. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场，一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场．已知带电粒子质量为m、电荷量为q，，不计重力，根据上述信息可以得出（ ）
A. 带电粒子在超场中运动的半径
B. 带电粒子在磁场中运动的速率
C. 带电粒子在磁场中运动的时间
D. 该匀强磁场磁感应强度
【答案】A
【解析】A．根据几何关系，带电粒子在磁场中运动的半径为
故A正确；
BD．带电粒子磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
只求出轨道半径，无法求得磁感应强度，也无法求得运动速率，故BD错误；
C．带电粒子在磁场中运动的时间为
磁感应强度B未知，无法求出粒子在磁场中的运动时间，故C错误。
故选A。
8. 如图所示，固定的水平导线框处于范围足够大的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。导线框左端连接一阻值为R的电阻，阻值为r的导体棒ab沿导线框向右做匀速直线运动，若导体棒ab长度为L，运动的速度大小为v且不计导线框的电阻、导体棒与框间的摩擦，导线框足够长．则（ ）
A. 导体棒中感应电流的方向为a→bB. 导体棒所受安培力大小为
C. 导体棒ab两端电压大小为D. 电阻R的发热功率为
【答案】D
【解析】A．根据楞次定律，导体棒中感应电流的方向为b→a，故A错误；
B．感应电动势为
感应电流为
导体棒所受安培力大小为
解得
故B错误；
C．导体棒ab两端电压大小为
故C错误；
D．电阻R的发热功率为
故D正确。
二、不定项选择题（每小题4分，共16分．每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分．）
9. 1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来作为光的波导来传输大量信息，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通信之父”。以下实验或现象的原理和光导纤维相同的是（ ）
A. 图甲中，弯曲的水流可以导光
B. 图乙中，用偏振眼镜看电影，感受到立体的影像
C. 图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色
D. 图丁中，有机玻璃可以传递信息和能量
【答案】AD
【解析】A．图甲中，弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气界面上发生了全反射现象，故与光导纤维原理相同，故A正确；
B．图乙中，用偏振眼镜看电影，感受到立体的影像是因为光的偏振现象，故B错误；
C．图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色是因为光的干涉现象，故C错误；
D．图丁中，有机玻璃可能传递信息和能量是光在有机玻璃内发生了全反射，故D正确。
10. 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图。让某同位素的离子流从容器A下方的小孔S1无初速度飘入电势差为U的加速电场，加速后从小孔S3垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，形成几种离子的“质谱线”。则下列判断正确的是（ ）
A. 距离小孔S3越远的“质谱线”离子比荷越大
B. 距离小孔S3越远的“质谱线”离子进入磁场的速度越大
C. 距离小孔S3越近的“质谱线”离子在磁场中运动时间越短
D. 几种离子进入磁场时动能相同
【答案】CD
【解析】A．根据动能定理得
根据牛顿第二定律得
解得
距离小孔S3越远，d越大，“质谱线”离子比荷越小，故A错误；
B．根据
解得
距离小孔S3越远，d越大，离子的比荷越小，进入磁场的速度v越小，故B错误；
C．由
得
由上式可知，d越小的，离子的比荷越大。
离子在磁场中运动时间
解得
由上式可知，离子的比荷越大，t越小。
由以上d与t的表达式可知，距离小孔S3越近的“质谱线”离子d越小，离子在磁场中运动时间越短，故C正确；
D．根据动能定理得
离子的电荷量q相同，进入磁场的动能相同，故D正确。
故选CD。
11. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，P是传播介质中的一个质点。则以下说法中正确的是（ ）
A. 质点P的振幅为0.1m
B. 时刻质点P的振动方向沿y轴负方向
C. 波的频率可能为2.5Hz
D. 波的传播速度可能为30m/s
【答案】AC
【解析】A．质点P的振幅为0.1m，A正确；
B．简谐横波沿x轴正方向传播，时刻质点P的振动方向沿y轴正方向，B错误；
C．根据题意得
（ ）
波的频率为
解得
（）
当 时
C正确；
D．波的传播速度为
解得
根据上式，波的传播速度不可能为30m/s，D错误。
12. 如图甲为手机及无线充电板，图乙为充电原理示意图。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S。若在t1到t2时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由B1均匀增加到B2。下列说法正确的是（ ）
A. c点的电势高于d点的电势
B. 送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
C. c、d之间的电势差为
D. 若想增大c、d之间的电势差，可以仅增加送电线圈中的电流的变化率
【答案】BD
【解析】A．根据楞次定律，c点的电势低于d点的电势，A错误；
B．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，B正确；
C．根据法拉第电磁感应定律得
解得
C错误；
D．仅增加送电线圈中的电流的变化率，受电线圈的磁感应强度的变化率 增大，根据，c、d之间的电势差增大，D正确。
第Ⅱ卷 非选择题（共52分）
三、实验题（本题共2小题，共10分）
13. 在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中
（1）下列操作可以减小实验误差的是 ______（多选填字母代号）
A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些
B．选择平行玻璃砖进行实验
C．入射角适当大些
D．若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较小的
（2）正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，此玻璃的折射率计算式为=________（用图中的、表示）
（3）同学在画界面时，不小心将两界面的间距画得比玻璃砖宽度略大，则测得的折射率____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
【答案】（1）AC （2） （3）偏小
【解析】试题分析：为了取得较好的实验效果，根据实验原理分析可知：玻璃砖上下表面不一定要平行，选择的入射角应尽量大些；大头针应垂直地插在纸面上；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，这样可以减小测量的相对误差．根据几何知识求出入射角和折射角的正弦值，再求解折射率．根据折射定律，分析入射角和折射角的误差，即可分析折射率的误差．
（1）A、大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些．故A正确；作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行．故B错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好．故C正确；若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较大一些的，故D错误．
（2）由图可知，入射角为 ，折射角为 ；则由折射定律可知：
（3）用插针法“测定玻璃砖折射率”的实验原理是折射定律 ；某同学将两界面的间距画得比玻璃砖宽度略大，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab、cd上，如图所示，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率n将偏小．
14. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示．
（1）将摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用上图中________（选填“甲“或者“乙”）所示的固定方式．
（2）安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长l，再用10分度的游标卡尺测量摆球直径d，其示数如图所示，则d=________mm。
（3）改变摆线的长度，由测量数据作出摆长L与周期平方T2的关系图像如图所示．根据图像求出重力加速度g=________m/s2（已知，结果保留3位有效数字）．
【答案】（1）甲 （2）15.5 （3）10.1
【解析】（1）[1]将摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用上图中甲所示的固定方式，因为图乙的悬点变化，导致摆长变化；
（2）[2]测量摆球直径d
（3）[3]根据单摆的周期公式
解得
根据图像得
解得
四、综合题（本题共3小题，共42分．解答应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．）
15. 如图是滑板运动的轨道，质量为的运动员从轨道上的A点以水平速度v0冲上质量为的静止滑板后，又一起滑向光滑DE轨道。到达E点时速度减为零，然后返回，已知，设运动员和滑板可看成质点，滑板与水平地面的摩擦力不计，取重力加速度。求：
（1）刚冲上DE轨道时，运动员和滑板的速度大小v1；
（2）运动员的初速度v0的大小。
【答案】（1）6m/s；（2）6.6m/s
【解析】（1）根据机械能守恒定律得
解得
（2）根据动量定理得
解得
16. 如图所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距，导轨所在平面与水平面的夹角。M、P间接有的电阻，范围足够大的匀强磁场垂直导轨所在平面向上，磁感应强度大小．质量，长度与导轨间距相等，阻值的金属棒放在两导轨上，在大小为、方向平行于导轨向上的恒定拉力作用下，从静止开始向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，导轨电阻不计，取重力加速度，求：
（1）当金属棒的速度大小时，金属棒的加速度大小a；
（2）若金属棒向上运动的位移大小时，金属棒进入匀速运动状态。则金属棒从开始运动到位移大小的过程中R上产生的焦耳热．
【答案】（1）5m/s2；（2）0.9J
【解析】（1）当金属棒的速度大小时，回路中的感应电动势为
感应电流为
此时金属棒受到的安培力为
根据牛顿第二定律有
解得
（2）设金属棒进入匀速运动状态时的速度大小为vm，根据受力平衡有
解得
又
解得
设在所研究的过程中金属棒克服安培力做的功为W安，根据动能定理有
根据功和能的关系得
解得
则R上产生的焦耳热为
解得
17. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率．如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压．图乙为霍尔元件的工作原理图，当磁场靠近霍尔元件时．导体内定向运动的自由电子在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差，已知磁场的磁感应强度为B，通过的电流为I，霍尔元件的厚度为d，单位体积内的自由电荷数为n，单个自由电子的电荷量为e。
（1）判断霍尔元件前后两侧面哪侧电势高；
（2）请用以上条件推导霍尔电势差的表达式；
（3）请分析说明如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将如何变化．
【答案】（1）后表面的电势高；（2）；（3）如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差减小。
【解析】（1）电子的运动方向与电流的方向相反，根据左手定则，电子所受的洛仑兹力的方向向垂直纸面向外，前表面电势低，后表面的电势高；
（2）设前后表面的距离为l，根据平衡条件得
又因为
解得
（3）根据，如果长时间不更换传感器的电源，电源的电动势减小，电流强度I减小，霍尔电势差减小。
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