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北京市怀柔区第一中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题
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这是一份北京市怀柔区第一中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题，共21页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点．从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度．能正确反映振子位移x与时间，关系的图像是( )
A．B．C．D．
2．如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（ ）
A．A光的频率大于B光的频率
B．在玻璃砖中A光的传播速度小于B光的传播速度
C．两种单色光由玻璃射向空气时，A光的临界角较大
D．玻璃砖对A光的折射率大于对B光的折射率
3．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g，从离人约20cm的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为0.2s，取重力加速度g＝10m/s2；下列分析正确的是（ ）
A．手机接触头部之前的速度约为1m/s
B．手机对头部的冲量大小约为0.48
C．手机对头部的作用力大小约为1.2N
D．手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.48
4．质量为m1=1kg和m2（未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间极短，其x-t图像如图所示，则（ ）
A．此碰撞一定为弹性碰撞
B．被碰物体质量为2 kg
C．碰后两物体速度相同
D．此过程有机械能损失
5．一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（ ）
A．此单摆的固有周期约为0.5sB．此单摆的摆长约为1m
C．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动
6．图甲所示为一列简谐横波在时的波的图象，图乙所示为该波中处质点P的振动图象。下列说法正确的是（ ）
A．此波的波速为2m/sB．此波沿x轴正方向传播
C．时质点P的速度最大D．时质点P的加速度最大
7．如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，在导线框右侧有一边长为2L、磁感应强度为B、方向竖直向下的正方形匀强磁场区域。磁场的左边界与导线框的ab边平行。在导线框以速度v匀速向右穿过磁场区域的全过程中（ ）
A．感应电动势的大小始终为
B．感应电流的方向始终沿abcda方向
C．导线框受到的安培力先向左后向右
D．导线框克服安培力做功
9．在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮
B．闭合开关S时，A1和A2同时亮
C．断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭
D．断开开关S时，流过A2的电流方向向左
10．将一定值电阻分别接到如图1和图2所示的两种交流电源上，在一个周期内该电阻产生的焦耳热分别为和，则等于（ ）
A．B．C．D．
11．在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（ ）
A．A1的示数增大，A2的示数增大
B．A1的示数不变，A2的示数增大
C．V1的示数减小，V2的示数减小。
D．V1的示数不变，V2的示数减小
12．关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是
A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线都是电磁波
D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒
13．把一压力传感器固定在水平地面上，轻质弹簧竖直固定在压力传感器上，如图甲所示。时，将金属小球从弹簧正上方由静止释放，小球落到弹簧上后压缩弹簧到最低点，又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。压力传感器中压力大小F随时间t变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．时刻，小球的动能最大
B．时间内，小球始终处于失重状态
C．时间内，小球所受合力的冲量为0
D．时间内，小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量
14．如图所示，水平放置的内壁光滑半径为R的玻璃圆环，有一直径略小于圆环口径的带正电q的小球，在圆环内以速度沿顺时针方向匀速转动（俯视）。在时刻施加方向竖直向上的变化磁场，磁感应强度。设运动过程中小球带电荷量不变，不计小球运动产生的磁场及相对论效应。加上磁场后，下列说法正确的是（ ）
A．小球对玻璃圆环的压力不断增大
B．小球对玻璃圆环的压力不断减小
C．小球所受的磁场力一定不断增大
D．小球每运动一周增加的动能为
二、实验题
15．某同学想在家做“单摆测定重力加速度”的实验，但没有合适的摆球，他找来一块体积约为、外形不规则的金属块代替摆球，用细线将金属块系好并悬挂于点，金属块与细线结点为，如图1所示。
(1)拉开金属块，由静止释放，当它摆到最低点开始计时，若金属块完成次全振动，所用的时间为，则摆动周期 。
(2)该同学用的长度作为摆长，多次改变摆长记录多组、值。若用公式法计算出各组的重力加速度，再取平均，那么得到的重力加速度与真实值相比 （填“偏大”或“偏小”）。
(3)为此他想改用图像法，以周期的平方为纵坐标，的长度为横坐标，做出图像。如果其他操作都无误，则他作出的图像可能是如图2中的 （选填“a”，“b”或“c”）；然后根据图像的斜率，就可测出该地的重力加速度 。
16．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
①对于上述实验操作，下列说法正确的是
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．小球1质量应大于小球2的质量
②上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有 ；
A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式 (用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式 (用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失；
④完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 (用所测物理量的字母表示)。
三、解答题
17．一枚在空中水平飞行的玩具火箭质量为m，在某时刻距离地面的高度为h，速度为v。此时，火箭突然炸裂成A、B两部分，其中质量为的B部分速度恰好为0。忽略空气阻力的影响，重力加速度为g。求：
（1）炸裂后瞬间A部分的速度大小v1；
（2）炸裂后B部分在空中下落的时间t；
（3）在爆炸过程中增加的机械能。
18．如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀变化。正方形硬质金属框放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求：
（1）在内，金属框中的感应电动势；
（2）时，金属框边受到的安培力的大小和方向；
（3）在内，金属框产生的焦耳热。
19．一质量为的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处，已知运动员与网接触的时间为，取重力加速度试求运动员与网接触的时间内：
（1）运动员所受重力的冲量大小；
（2）运动员动量的变化量；
（3）网对运动员的平均作用力大小。
20．如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距，左端接有阻值的电阻，一质量，电阻的金属棒放置在导轨上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以的加速度做匀加速直线运动，外力作用后撤去，棒继续运动一段距离后停下来，导轨足够长，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，棒与导轨间的接触电阻及导轨电阻不计，求：
（1）末，金属棒受到的安培力的大小；
（2）撤去水平外力作用后，电阻上产生的热量；
（3）棒在匀加速过程中，通过电阻的电荷量；
参考答案：
1．A
【详解】某一时刻作计时起点（），经周期，振子具有正方向最大加速度，则其位移为负方向最大，说明时刻质点经过平衡位置向负方向运动，故A正确，BCD错误．
2．C
【详解】AD．由图可知，A光偏折程度较小，折射率较小，A光频率较小，AD错误；
B．由
可知，在玻璃砖中
vA>vB
即在玻璃砖中A光的传播速度较大，B错误；
C．由
sinC=
可知
CA>CB
即A光的临界角较大，C正确。
故选C。
3．B
【详解】A．手机做自由落体运动，故手机接触头部之前的速度约为
v=m/s=2m/s
选项A错误；
C．手机落到头上后速度减为0，设头部对手机的作用力为F，因为手机落在头上没反弹，速度减为0，故由动量定理得
(F-mg)t=0-(-mv)
故解得F=2.4N，选项C错误；
B．根据力的作用是相互的，则手机对头部的作用力也是2.4N，作用时间是0.2s，故手机对头部的冲量大小为2.4N×0.2s=0.48Ns，选项B正确；
D．手机的动量变化量为
△p=mv=0.12kg×2m/s=0.24kgm/s
选项D错误。
故选B。
4．A
【详解】BC．由图象可知，碰撞前m2是静止的，m1的速度为：
碰后m1的速度为：
m2的速度为：
即碰后两物体速度大小相等，方向相反，速度不相同；
两物体碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得：
m1v1=m1v1′+m2v2′
解得：
m2=3kg
故BC错误；
AD．碰撞前总动能：
碰撞后总动能：
碰撞前后系统动能不变，故碰撞是弹性碰撞，故A正确， D错误；
故选A。
5．B
【详解】A.驱动力频率为0.5Hz时共振，所以固有频率为0.5Hz，固有周期为2s，故A错误；
B.由单摆周期公式
得摆长约为1m，故B正确；
C.摆长变大，由单摆周期公式知固有周期变大，从而固有频率变小，故C错误；
D.由C项分析知，若摆长增大，则固有频率变小，所以共振曲线峰值向左移动，故D错误；
故选B。
6．C
【详解】A．由图可知，周期T=1.0s，波长，则波速
选项A错误；
B．x=4m处的质点在t=0时刻向下振动，根据上下坡法知，波沿x轴负方向传播，选项B错误；
C．t=0.5s时，质点P运动到平衡位置向上振动，偏离平衡位置的位移为零，速度最大，选项C正确；
C．时质点P运动到平衡位置向下振动，偏离平衡位置的位移为零，加速度为零，选项D错误。
故选C。
7．A
【详解】A．由图示可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A正确；
B．由图示可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B错误；
C．在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误；
D．由图示可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D错误。
故选A。
8．D
【详解】A．在线框进入磁场和离开磁场过程中，有一个边切割磁感线，感应电动势大小为
E=BLv
在线框完全在磁场中的过程中，两个边同时切割磁感线，感应电动势大小相同，方向相反，感应电动势大小为零，故A错误；
B．根据右手定则，线框进入磁场时的感应电流方向为abcd方向，离开磁场的方向为dcba方向，故B错误；
C．根据楞次定律，从阻碍相对运动的角度看，在线框进入和离开磁场的过程，导线框受到的安培力均是向左，故C错误；
D．在线框进入和离开磁场的过程中,感应电流大小为
安培力大小为
故导线框克服安培力做功为
故D正确。
故选D。
9．A
【详解】AB．当开关S闭合时，灯A2立即发光。电流通过线圈，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，所以A1逐渐亮起来，所以A2比A1先亮，由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同，故A正确，B错误；
CD．稳定后，当开关S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A1和A2串联，两灯电流相同，都过一会儿熄灭，灯A2不会闪亮，流过A2的电流方向向右，故CD错误。
故选A。
10．A
【详解】对于方波（图1）来说，交流电压有效值为：
故在电阻上产生的焦耳热为
对于正弦波（图2）来说，故交流电压有效值为：
故在电阻上产生的焦耳热为
故
故A正确BCD错误。
故选A。
11．A
【详解】副线圈输出电压由原线圈的输入电压和原、副线圈匝数比决定，原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，电压表V1的示数不变，电压表V2的示数不变，开关S闭合后，总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，根据变流比可知，原线圈输入电流增大，即电流表A1的示数增大，电流表A2的示数增大，故A正确，BCD错误。
故选A。
12．B
【详解】A．变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场．所以电场和磁场总是相互联系着的，故A正确，不符合题意；
B．麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，故B错误，符合题意；
C．电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线，故C正确，不符合题意；
D．紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故D正确，不符合题意；
故选B。
【名师点睛】电磁波是横波，是由变化的电场与变化磁场，且相互垂直．电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量．电磁波在真空传播速度与光速一样，电磁波与光均是一种物质，所以不依赖于介质传播．
13．D
【详解】A．由图乙可知，在时刻，小球落到弹簧上，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的重力与弹力的合力方向向下，逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向下，且逐渐减小，小球的速度仍在增大，当弹力增大到大小等于重力时，小球的速度最大，则动能最大，A错误；
B．由图乙可知，时刻弹力最大，此时压缩弹簧到最低点，可知在时间内，弹力先小于重力后大于重力，则加速度方向先向下，后向上，小球先失重后超重，B错误；
C．时间内，小球与弹簧组成的整体机械能守恒，可知在时刻小球落到弹簧上，时刻小球离开弹簧，则有两时刻小球的速度大小相等，方向相反，设此时的速度大小为v，小球的质量为m，取向上方向为正方向，则有小球的动量变化量为
由动量定理可知，小球在时间内，所受合力的冲量
C错误；
D．时间内，弹力逐渐减小，是小球被弹起直至离开弹簧的过程，此过程小球和弹簧组成的整体机械能守恒，则有小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧弹性势能的减少量，即小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量，D正确。
故选D。
14．C
【详解】AB．由楞次定律判断可得当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动，根据牛顿第二定律可得未加磁场时
加磁场后，小球所受洛伦兹力方向指向圆心，圆环对小球的压力与小球洛伦兹力的合力提供向心力，没有确定的数量关系去比较洛伦兹力与向心力的大小，所以小球与圆环之间的弹力变化情况不明。故AB错误；
C．根据
可知小球所受的磁场力一定不断增大。故C正确；
D．由动能定理可得
小球每运动一周，电场力做功为
联立，解得
故D错误。
故选C。
15．(1)
(2)偏小
(3)
【详解】（1）由题知，金属块完成次全振动，所用的时间为，单摆的周期为
（2）根据单摆的周期公式知
得出值表达式为
根据摆长偏小可判断值偏小；
（3）[1]单摆的摆长等于金属块的重心到悬点的距离，即为摆线长与金属块的重心到与绳子连接处距离之和，根据单摆的周期公式知
变形得
由数学知识可知，对应的图像应为b；
[2]由[1]知，其斜率为
解得
16． ACD C m1＝m1＋m2
【详解】①[1]A．从相同的位置落下，保证小球1每次到达轨道末端的速度相同，A正确；
B．现实中不存在绝对光滑的轨道，B错误；
C．为了保证两小球能够发生对心碰撞且碰后做平抛运动，所以轨道末端必须水平，C正确；
D．为了保证1小球碰后不反弹，所以小球1质量应大于小球2的质量，D正确。
故选ACD；
②③[2][3]小球碰撞满足动量守恒定律：
小球飞出轨道后做平抛运动，下落时间由高度决定：
水平方向做匀速直线运动：
联立方程：，所以还需要测量的物理量为两小球的质量，C正确，ABD错误；
[4]若能量守恒，根据能量守恒定律：
联立方程：；
④[5]小球飞出后做平抛运动，斜面的倾角为，分解位移：
消去时间，解得：，根据题意，代入动量守恒方程中得：
。
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）炸裂后瞬间由动量守恒可知
解得A部分的速度为
（2）炸裂后由运动学规律可知
空中下落的时间为
（3）在爆炸过程中增加的机械能为
解得
18．（1）；（2），方向垂直向左；（3）
【详解】（1）在内，根据法拉第电磁感应定律可得金属框中的感应电动势为
（2）由闭合电路欧姆定律可知，电流为
则时，金属框边受到的安培力大小为
根据楞次定律可知，金属框中的电流方向为顺时针，根据左手定则可知，金属框边受到的安培力方向垂直向左。
（3）在内，金属框产生的焦耳热为
19．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）重力与网接触时间内的的冲量为
（2）向下接触网面的速度为
向上离开网面的速度为
向下为正，动量的变化量为
代入数据得
（3）网对运动员的平均作用力大小为，由动量定理有
代入数据得
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）金属棒的速度为
代入得
则感应电动势为
代入得
电流为
则安培力为
代入得
（2）根据动能定理知
且
则电阻上产生的热量为
联立并代入数据得
（3）通过电阻的电荷量为
电流的平均值为
平均感应电动势为
联立以上解得
一、单选题
1．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点．从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度．能正确反映振子位移x与时间，关系的图像是( )
A．B．C．D．
2．如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（ ）
A．A光的频率大于B光的频率
B．在玻璃砖中A光的传播速度小于B光的传播速度
C．两种单色光由玻璃射向空气时，A光的临界角较大
D．玻璃砖对A光的折射率大于对B光的折射率
3．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g，从离人约20cm的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为0.2s，取重力加速度g＝10m/s2；下列分析正确的是（ ）
A．手机接触头部之前的速度约为1m/s
B．手机对头部的冲量大小约为0.48
C．手机对头部的作用力大小约为1.2N
D．手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.48
4．质量为m1=1kg和m2（未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间极短，其x-t图像如图所示，则（ ）
A．此碰撞一定为弹性碰撞
B．被碰物体质量为2 kg
C．碰后两物体速度相同
D．此过程有机械能损失
5．一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（ ）
A．此单摆的固有周期约为0.5sB．此单摆的摆长约为1m
C．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动
6．图甲所示为一列简谐横波在时的波的图象，图乙所示为该波中处质点P的振动图象。下列说法正确的是（ ）
A．此波的波速为2m/sB．此波沿x轴正方向传播
C．时质点P的速度最大D．时质点P的加速度最大
7．如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，在导线框右侧有一边长为2L、磁感应强度为B、方向竖直向下的正方形匀强磁场区域。磁场的左边界与导线框的ab边平行。在导线框以速度v匀速向右穿过磁场区域的全过程中（ ）
A．感应电动势的大小始终为
B．感应电流的方向始终沿abcda方向
C．导线框受到的安培力先向左后向右
D．导线框克服安培力做功
9．在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮
B．闭合开关S时，A1和A2同时亮
C．断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭
D．断开开关S时，流过A2的电流方向向左
10．将一定值电阻分别接到如图1和图2所示的两种交流电源上，在一个周期内该电阻产生的焦耳热分别为和，则等于（ ）
A．B．C．D．
11．在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（ ）
A．A1的示数增大，A2的示数增大
B．A1的示数不变，A2的示数增大
C．V1的示数减小，V2的示数减小。
D．V1的示数不变，V2的示数减小
12．关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是
A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线都是电磁波
D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒
13．把一压力传感器固定在水平地面上，轻质弹簧竖直固定在压力传感器上，如图甲所示。时，将金属小球从弹簧正上方由静止释放，小球落到弹簧上后压缩弹簧到最低点，又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。压力传感器中压力大小F随时间t变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．时刻，小球的动能最大
B．时间内，小球始终处于失重状态
C．时间内，小球所受合力的冲量为0
D．时间内，小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量
14．如图所示，水平放置的内壁光滑半径为R的玻璃圆环，有一直径略小于圆环口径的带正电q的小球，在圆环内以速度沿顺时针方向匀速转动（俯视）。在时刻施加方向竖直向上的变化磁场，磁感应强度。设运动过程中小球带电荷量不变，不计小球运动产生的磁场及相对论效应。加上磁场后，下列说法正确的是（ ）
A．小球对玻璃圆环的压力不断增大
B．小球对玻璃圆环的压力不断减小
C．小球所受的磁场力一定不断增大
D．小球每运动一周增加的动能为
二、实验题
15．某同学想在家做“单摆测定重力加速度”的实验，但没有合适的摆球，他找来一块体积约为、外形不规则的金属块代替摆球，用细线将金属块系好并悬挂于点，金属块与细线结点为，如图1所示。
(1)拉开金属块，由静止释放，当它摆到最低点开始计时，若金属块完成次全振动，所用的时间为，则摆动周期 。
(2)该同学用的长度作为摆长，多次改变摆长记录多组、值。若用公式法计算出各组的重力加速度，再取平均，那么得到的重力加速度与真实值相比 （填“偏大”或“偏小”）。
(3)为此他想改用图像法，以周期的平方为纵坐标，的长度为横坐标，做出图像。如果其他操作都无误，则他作出的图像可能是如图2中的 （选填“a”，“b”或“c”）；然后根据图像的斜率，就可测出该地的重力加速度 。
16．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
①对于上述实验操作，下列说法正确的是
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．小球1质量应大于小球2的质量
②上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有 ；
A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式 (用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式 (用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失；
④完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 (用所测物理量的字母表示)。
三、解答题
17．一枚在空中水平飞行的玩具火箭质量为m，在某时刻距离地面的高度为h，速度为v。此时，火箭突然炸裂成A、B两部分，其中质量为的B部分速度恰好为0。忽略空气阻力的影响，重力加速度为g。求：
（1）炸裂后瞬间A部分的速度大小v1；
（2）炸裂后B部分在空中下落的时间t；
（3）在爆炸过程中增加的机械能。
18．如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀变化。正方形硬质金属框放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求：
（1）在内，金属框中的感应电动势；
（2）时，金属框边受到的安培力的大小和方向；
（3）在内，金属框产生的焦耳热。
19．一质量为的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处，已知运动员与网接触的时间为，取重力加速度试求运动员与网接触的时间内：
（1）运动员所受重力的冲量大小；
（2）运动员动量的变化量；
（3）网对运动员的平均作用力大小。
20．如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距，左端接有阻值的电阻，一质量，电阻的金属棒放置在导轨上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以的加速度做匀加速直线运动，外力作用后撤去，棒继续运动一段距离后停下来，导轨足够长，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，棒与导轨间的接触电阻及导轨电阻不计，求：
（1）末，金属棒受到的安培力的大小；
（2）撤去水平外力作用后，电阻上产生的热量；
（3）棒在匀加速过程中，通过电阻的电荷量；
参考答案：
1．A
【详解】某一时刻作计时起点（），经周期，振子具有正方向最大加速度，则其位移为负方向最大，说明时刻质点经过平衡位置向负方向运动，故A正确，BCD错误．
2．C
【详解】AD．由图可知，A光偏折程度较小，折射率较小，A光频率较小，AD错误；
B．由
可知，在玻璃砖中
vA>vB
即在玻璃砖中A光的传播速度较大，B错误；
C．由
sinC=
可知
CA>CB
即A光的临界角较大，C正确。
故选C。
3．B
【详解】A．手机做自由落体运动，故手机接触头部之前的速度约为
v=m/s=2m/s
选项A错误；
C．手机落到头上后速度减为0，设头部对手机的作用力为F，因为手机落在头上没反弹，速度减为0，故由动量定理得
(F-mg)t=0-(-mv)
故解得F=2.4N，选项C错误；
B．根据力的作用是相互的，则手机对头部的作用力也是2.4N，作用时间是0.2s，故手机对头部的冲量大小为2.4N×0.2s=0.48Ns，选项B正确；
D．手机的动量变化量为
△p=mv=0.12kg×2m/s=0.24kgm/s
选项D错误。
故选B。
4．A
【详解】BC．由图象可知，碰撞前m2是静止的，m1的速度为：
碰后m1的速度为：
m2的速度为：
即碰后两物体速度大小相等，方向相反，速度不相同；
两物体碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得：
m1v1=m1v1′+m2v2′
解得：
m2=3kg
故BC错误；
AD．碰撞前总动能：
碰撞后总动能：
碰撞前后系统动能不变，故碰撞是弹性碰撞，故A正确， D错误；
故选A。
5．B
【详解】A.驱动力频率为0.5Hz时共振，所以固有频率为0.5Hz，固有周期为2s，故A错误；
B.由单摆周期公式
得摆长约为1m，故B正确；
C.摆长变大，由单摆周期公式知固有周期变大，从而固有频率变小，故C错误；
D.由C项分析知，若摆长增大，则固有频率变小，所以共振曲线峰值向左移动，故D错误；
故选B。
6．C
【详解】A．由图可知，周期T=1.0s，波长，则波速
选项A错误；
B．x=4m处的质点在t=0时刻向下振动，根据上下坡法知，波沿x轴负方向传播，选项B错误；
C．t=0.5s时，质点P运动到平衡位置向上振动，偏离平衡位置的位移为零，速度最大，选项C正确；
C．时质点P运动到平衡位置向下振动，偏离平衡位置的位移为零，加速度为零，选项D错误。
故选C。
7．A
【详解】A．由图示可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A正确；
B．由图示可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B错误；
C．在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误；
D．由图示可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D错误。
故选A。
8．D
【详解】A．在线框进入磁场和离开磁场过程中，有一个边切割磁感线，感应电动势大小为
E=BLv
在线框完全在磁场中的过程中，两个边同时切割磁感线，感应电动势大小相同，方向相反，感应电动势大小为零，故A错误；
B．根据右手定则，线框进入磁场时的感应电流方向为abcd方向，离开磁场的方向为dcba方向，故B错误；
C．根据楞次定律，从阻碍相对运动的角度看，在线框进入和离开磁场的过程，导线框受到的安培力均是向左，故C错误；
D．在线框进入和离开磁场的过程中,感应电流大小为
安培力大小为
故导线框克服安培力做功为
故D正确。
故选D。
9．A
【详解】AB．当开关S闭合时，灯A2立即发光。电流通过线圈，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，所以A1逐渐亮起来，所以A2比A1先亮，由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同，故A正确，B错误；
CD．稳定后，当开关S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A1和A2串联，两灯电流相同，都过一会儿熄灭，灯A2不会闪亮，流过A2的电流方向向右，故CD错误。
故选A。
10．A
【详解】对于方波（图1）来说，交流电压有效值为：
故在电阻上产生的焦耳热为
对于正弦波（图2）来说，故交流电压有效值为：
故在电阻上产生的焦耳热为
故
故A正确BCD错误。
故选A。
11．A
【详解】副线圈输出电压由原线圈的输入电压和原、副线圈匝数比决定，原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，电压表V1的示数不变，电压表V2的示数不变，开关S闭合后，总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，根据变流比可知，原线圈输入电流增大，即电流表A1的示数增大，电流表A2的示数增大，故A正确，BCD错误。
故选A。
12．B
【详解】A．变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场．所以电场和磁场总是相互联系着的，故A正确，不符合题意；
B．麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，故B错误，符合题意；
C．电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线，故C正确，不符合题意；
D．紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故D正确，不符合题意；
故选B。
【名师点睛】电磁波是横波，是由变化的电场与变化磁场，且相互垂直．电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量．电磁波在真空传播速度与光速一样，电磁波与光均是一种物质，所以不依赖于介质传播．
13．D
【详解】A．由图乙可知，在时刻，小球落到弹簧上，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的重力与弹力的合力方向向下，逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向下，且逐渐减小，小球的速度仍在增大，当弹力增大到大小等于重力时，小球的速度最大，则动能最大，A错误；
B．由图乙可知，时刻弹力最大，此时压缩弹簧到最低点，可知在时间内，弹力先小于重力后大于重力，则加速度方向先向下，后向上，小球先失重后超重，B错误；
C．时间内，小球与弹簧组成的整体机械能守恒，可知在时刻小球落到弹簧上，时刻小球离开弹簧，则有两时刻小球的速度大小相等，方向相反，设此时的速度大小为v，小球的质量为m，取向上方向为正方向，则有小球的动量变化量为
由动量定理可知，小球在时间内，所受合力的冲量
C错误；
D．时间内，弹力逐渐减小，是小球被弹起直至离开弹簧的过程，此过程小球和弹簧组成的整体机械能守恒，则有小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧弹性势能的减少量，即小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量，D正确。
故选D。
14．C
【详解】AB．由楞次定律判断可得当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动，根据牛顿第二定律可得未加磁场时
加磁场后，小球所受洛伦兹力方向指向圆心，圆环对小球的压力与小球洛伦兹力的合力提供向心力，没有确定的数量关系去比较洛伦兹力与向心力的大小，所以小球与圆环之间的弹力变化情况不明。故AB错误；
C．根据
可知小球所受的磁场力一定不断增大。故C正确；
D．由动能定理可得
小球每运动一周，电场力做功为
联立，解得
故D错误。
故选C。
15．(1)
(2)偏小
(3)
【详解】（1）由题知，金属块完成次全振动，所用的时间为，单摆的周期为
（2）根据单摆的周期公式知
得出值表达式为
根据摆长偏小可判断值偏小；
（3）[1]单摆的摆长等于金属块的重心到悬点的距离，即为摆线长与金属块的重心到与绳子连接处距离之和，根据单摆的周期公式知
变形得
由数学知识可知，对应的图像应为b；
[2]由[1]知，其斜率为
解得
16． ACD C m1＝m1＋m2
【详解】①[1]A．从相同的位置落下，保证小球1每次到达轨道末端的速度相同，A正确；
B．现实中不存在绝对光滑的轨道，B错误；
C．为了保证两小球能够发生对心碰撞且碰后做平抛运动，所以轨道末端必须水平，C正确；
D．为了保证1小球碰后不反弹，所以小球1质量应大于小球2的质量，D正确。
故选ACD；
②③[2][3]小球碰撞满足动量守恒定律：
小球飞出轨道后做平抛运动，下落时间由高度决定：
水平方向做匀速直线运动：
联立方程：，所以还需要测量的物理量为两小球的质量，C正确，ABD错误；
[4]若能量守恒，根据能量守恒定律：
联立方程：；
④[5]小球飞出后做平抛运动，斜面的倾角为，分解位移：
消去时间，解得：，根据题意，代入动量守恒方程中得：
。
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）炸裂后瞬间由动量守恒可知
解得A部分的速度为
（2）炸裂后由运动学规律可知
空中下落的时间为
（3）在爆炸过程中增加的机械能为
解得
18．（1）；（2），方向垂直向左；（3）
【详解】（1）在内，根据法拉第电磁感应定律可得金属框中的感应电动势为
（2）由闭合电路欧姆定律可知，电流为
则时，金属框边受到的安培力大小为
根据楞次定律可知，金属框中的电流方向为顺时针，根据左手定则可知，金属框边受到的安培力方向垂直向左。
（3）在内，金属框产生的焦耳热为
19．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）重力与网接触时间内的的冲量为
（2）向下接触网面的速度为
向上离开网面的速度为
向下为正，动量的变化量为
代入数据得
（3）网对运动员的平均作用力大小为，由动量定理有
代入数据得
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）金属棒的速度为
代入得
则感应电动势为
代入得
电流为
则安培力为
代入得
（2）根据动能定理知
且
则电阻上产生的热量为
联立并代入数据得
（3）通过电阻的电荷量为
电流的平均值为
平均感应电动势为
联立以上解得
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