浙江宁波市慈溪市2025-2026学年高二上学期期末测试物理试题（试卷+解析）

这是一份浙江宁波市慈溪市2025-2026学年高二上学期期末测试物理试题（试卷+解析），共32页。试卷主要包含了选择题I，选择题II，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列物理量是矢量且其单位用国际单位制基本单位表示正确的是（ ）
A. 冲量，kg·m/sB. 能量，JC. 质量，kgD. 力，N
2. 关于电磁感应的四幅插图，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁体，当磁体上下振动时，磁体下方的圆形闭合线圈中会产生感应电流
B. 乙图中，通有电流I的长直导线与一个闭合矩形线圈在同一个平面内，当线圈平行于导线上下平移时，矩形线圈中会产生感应电流
C. 图丙中，软铁环上绕有M、N两个线圈，当线圈M电路中的开关闭合后的一段时间内，线圈N中会产生感应电流
D. 图丁中，一个单匝矩形闭合线圈在匀强磁场中加速移动时，线圈中会产生感应电流
3. 如图甲所示，某鱼漂原来静止在平静的水面上，某时刻受到小鱼的拱饵而上下浮动。若将鱼漂在竖直方向上的运动看作做简谐运动，设原来静止的位置为其平衡位置，向上为正方向，其位移x与时间t的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. t=1s时，鱼漂的振幅为零
B. t=2s时，鱼漂的加速度为零
C. t=3s时，鱼漂的速度方向向上
D. 0~2s内，鱼漂的位移先增大后减小
4. 关于课本中光学现象的四幅插图，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中，从水平方向看去，浸在水中的这段筷子产生了侧移，这是光的全反射现象
B. 乙图中，将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中清水从小孔流出，用激光水平射向塑料瓶小孔，观察到激光沿着水流传播，这是光的衍射现象
C. 丙图中，法国巴黎科学院的阿拉果于1818年在实验中观察到了“泊松亮斑”，这是光的干涉现象
D. 丁图中，观看立体电影（3D电影）时，观众需要戴一副特殊的眼镜，才可以看到清晰的立体影像，这是光的偏振现象
5. 战绳训练是一种高效的功能性训练，能显著提升体能、协调性和爆发力。某次训练时形成波可以看成简谐波，某时刻的波形图如图所示。M、N为绳上的两个质点，此时质点M比质点N离x轴远，且质点M正向上振动。下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的波长为=7m
B. 质点M比质点N先到达平衡位置
C. 运动员位于波动图的右侧
D. 一段时间后质点M将运动到质点N处
6. 如图所示，网球运动中发球至关重要，萨姆·格罗斯在2012年韩国釜山ATP挑战赛上发出时速263公里发球被视为男子网球发球速度的极限。已知网球的质量约为60克，击球的时间约为2~3毫秒，则萨姆·格罗斯在那次击球时对球的作用力约为（ ）
A. 180NB. 630NC. 1800ND. 6300N
7. 如图所示，一交流发电机产生如图乙所示的交流电，其电刷与理想变压器原线圈相连，副线圈接有三盏相同的灯泡，灯泡L1、L2、L3分别与定值电阻R、线圈L和电容器C串联，当发电机的矩形导线框ABCD（电阻不计）绕垂直于匀强磁场的轴以角速度匀速转动时，三盏灯泡亮度恰好相同，下列说法正确的是（ ）
A. 流过灯泡的电流频率为25Hz
B. 当线圈ABCD如图甲位置时，原线圈中的电流最大
C. 若变压器原、副线圈匝数之比为5：3，则灯泡两端电压为6V
D. 若线圈ABCD转动角速度增加，灯泡L2变亮，灯泡L3变暗
8. 公园夜晚景观池有可变化形状的灯光秀，现将如图所示的四分之一圆形的线状光源平行于水面放置在水面以下，若已知线状光源半径R=3m，放置的深度h=m，水的折射率，则人们在水面上看到发光区域的形状可能是（ ）
A. B. C. D.
9. 如图所示，M1N1P1和M2N2P2为平行的金属导轨，相距L=1m，M1N1和M2N2与水平方向夹角为53°，N1P1和N2P2与水平方向夹角为37°，其上分别放置质量m=0.5kg、电阻R=2Ω的两根相同金属棒a和b。空间中存在磁感应强度B=2T的匀强磁场，方向与M1N1平行。a棒与导轨的动摩擦因数=0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等；b棒与导轨无摩擦，导轨与棒的电阻不计，且两棒均未离开轨道。取g=10m/s2，则当b棒稳定运动时，a棒的加速度大小和b棒的速度大小分别为（ ）
A. 1m/s2，1.5m/sB. 1m/s2，3m/sC. 2m/s2，1.5m/sD. 2m/s2，3m/s
10. 如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小分别为2B、B，磁场方向相反，且与纸面垂直，两磁场边界均与x轴垂直且宽度均为L，在y轴方向足够宽。现有一底边长为L的等边三角形导线框，顶点a在y轴上，从图示x=0位置开始，在外力F的作用下向右沿x轴正方向匀速穿过磁场区域。在运动过程中，ab边始终与磁场的边界垂直。若已知，，规定顺时针电流为正方向，则线框中感应电流i、线框所受安培力F安的大小与线框移动的位移x的关系图像中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）
11. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成电磁波，由近及远地向周围传播
B. 乙图中，随着温度的升高，铁块从发热，再到发光，热辐射中波长较短的成分越来越弱，铁块的颜色也不断发生变化
C. 丙图中，氦原子从高能态向低能态跃迁时放出光子，由于原子能级是分立的，放出光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线
D. 丁图中，普朗克常数 h=6.63×10-34J·s，氦氖激光器发射波长为632.8 nm单色光，这种光的一个光子的能量约为3×10-17J
12. 如图所示，在光滑的水平桌上有一个动量为2kg·m/s的小球 A 和一个动量为4kg·m/s的小球B沿同一直线同一方向运动，一段时间后小球A追上小球B发生碰撞，若不计摩擦阻力，则碰撞后A、B两球的动量可能是（ ）
A. pA=3kg·m/s， pB=5kg·m/sB. pA =1kg·m/s，pB =5kg·m/s
C. pA =-1kg·m/s，pB =7kg·m/sD. pA =-2kg·m/s，pB =8kg·m/s
13. 如甲图所示的水平管道分叉为一个直管和一个由4个半径为 R=1m的圆组成的曲管。波源S位于管道的分岔口，t=0时刻开始振动，波同时进入两个管道，已知波在曲管中（存在介质a）的传播速度是直管中（存在介质b）传播速度的6倍。直管中的P点的振动图像如乙图所示，若波只在曲管中传播时有能量损失，且能量与振幅的平方成正比，取=3，则下列说法正确的是（ ）
A. 波在直管介质中的传播速度为0.5m/sB. P点距离波源S的距离为3m
C. P点是个振动加强点D. 波在曲管中的能量损失率为55.6%
三、非选择题（本题共6小题，共58分）
14. 关于“用单摆测定重力加速度”的实验，回答下列问题：
（1）小组同学用游标卡尺测量了摆球直径，如图甲所示，小球直径为d=_________cm。
（2）若用秒表测得多次全振动的时间，如图乙所示，则其读数t=_________s。
（3）让刻度尺的零刻度对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，其下端局部如图丙所示，那么单摆的摆长L=_________cm。
（4）多次改变摆长L，分别记为L1、L2…Ln；测得相应的周期分别为T1、T2…Tn；为减小误差，下列数据处理方法中正确的是 ；（多选）
A. 根据分别求得g1、g2…gn，然后求平均
B. 根据，先分别求得以及，然后求得
C. 以历次测量的L为横轴、以相应的T为纵轴建立坐标系作图像，根据图像斜率求g
D. 以历次测量的L求得为横轴、以相应的T为纵轴建立坐标系作图像，根据图像斜率求g
（5）若某次实验中根据求得的g比当地实际的重力加速度值偏大，则下列原因可能的是 。（单选）
A. 摆线是微有弹性的细线B. 开始计时时过早按下秒表C. 摆动次数多计了一次
15. 关于“研究碰撞中动量守恒”的实验，回答下列问题：
实验时，先让质量为m1的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为m2的小钢球B放到轨道末端处于静止状态，再让小钢球A从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点。
（1）实验中，必须要测量的物理量有 。（多选）
A. 小球开始释放的高度hB. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的水平距离D. 小球A、B的质量m1、m2
（2）实验中，下列说法正确的是 。（单选）
A. 斜槽一定要光滑B. 两球半径一定要相同C. 两球质量一定要满足m1< m2
（3）小球落在覆盖有复写纸的白纸上，如图丙所示。多次实验后，白纸上留下了多个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的两个圆最合理的是_________（填字母代号）；
（4）若某次实验时，AB两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方投影）距离分别为x1、x2、x3，若满足_________（用m1、m2、x1、x2、x3表示），则该碰撞前后动量守恒。
（5）一同学在实验中记录了某次碰撞前后小球落点的位置P和M、N，发现M、N点不在OP连线上，下列图中落点位置可能正确的是 。（单选）
A. B.
C. D.
16. 请你对下列四个实验进行正确分析或操作。
（1）图甲是在“探究影响感应电流方向的因素”实验中：先闭合开关S1，再闭合开关S2时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，则闭合开关S1、S2后，将B线圈迅速插入A线圈中，电流计指针将向_________（选填“左”或“右”）偏。
（2）图乙是在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度， 可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行；（单选）
A. 仅旋转单缝B. 仅旋转双缝C. 仅左右拨动拨杆D. 仅旋转测量头
（3）图丙是在“插针法测定玻璃的折射率”实验中：a同学在画界面时，不小心将两界面间距画得比玻璃砖宽度大些，如图a所示，则他测得的折射率_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）图丁是在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中：若把10.0V的学生电源cd接到原线圈“0”、“800”接线柱，副线圈接到“0”、“400”接线柱，则接在副线圈两端的电压表示数最有可能是 。（单选）
A. 20.0VB. 5.0VC. 5.2VD. 4.9V
17. 马戏团“空中飞人”是一种高难度杂技表演，表演者在无安全措施的情况下完成空中动作，如图甲所示。某次表演中，舞台左侧的男演员握住绳端后无初速度从高台的A点离开，右侧的女演员握住绳端后从高台的B点沿垂直摆绳的方向有初速度地离开。女演员摆到D点时顺势放开绳端，“自由飞翔”经过时间t=0.32s，恰好在C点处被男演员成功抓住。若将男女演员看成质点，物理建模如图乙所示，已知男、女演员质量相等，C点是男演员能摆到的最高点，A、C、D 三点在同一高度，男演员的摆绳长L1=5m，女演员的摆绳长L2=3m，摆角，不计所有阻力，求：
（1）女演员在D点放手时的速度vD；
（2）女演员的初速度大小vB；
（3）男演员抓住女演员后瞬间的速度大小vC；
（4）两人返回左侧高台A点时的速度大小vA。
18. 如图所示，水平面上固定有一个半径r1=0.5m的金属圆环，其内有磁感应强度B1=2T、方向竖直向上的匀强磁场。一根长为r1金属棒a沿半径放置在金属圆环上，一端固定在过圆心的竖直导电转轴上。一组短平行直导轨间距L=1m，存在磁感应强度B2=1T、方向竖直向下的匀强磁场，直导轨通过导线分别与金属圆环及竖直导电转轴连接，有一质量m=0.5kg、阻值R=0.5Ω的金属棒b垂直放在轨道末端。另有一组间距L=1m的平行金属导轨MNPQ与左上的短导轨在同一竖直面内，高度差h=0.6m。MN段为半径r2=0.9m、圆心角的圆弧轨道；NP段轨道长s=1m，其上有磁感应强度B3=2T、方向竖直向下的匀强磁场；PQ段轨道不存在磁场，其上跨接一个阻值R=0.5Ω的电阻和一个电容C=0.5F的电容器；Q1和Q2两点为绝缘材料，右侧轨道有磁感应强度、方向竖直向上的磁场，其上跨接一个恒流源，提供I=1A的电流，方向如图。金属圆环、金属棒a及导轨电阻均不计，所有摩擦均不计。现使金属棒a以角速度逆时针匀速转动，则
（1）固定金属棒b，求此时金属棒b所受安培力的大小；
（2）释放金属棒b，金属棒b恰好能无碰撞地进入圆弧轨道，求金属棒b离开上方段轨道前流过其上的电荷量q；
（3）金属棒b通过N1N2时，
①若只闭合开关k1，求金属棒b减速为零时与N1N2的距离d；
②若只闭合开关k2，求金属棒b通过P1P2时速度的大小v2；
（4）求金属棒b从通过Q1Q2到第一次减速为零时的时间t。（简谐运动的周期，k为回复力与位移之比）
19. 如图所示，在y≤0区域存在一个方向垂直纸面向内、半径R=0.5m的圆形磁场I，圆心坐标（0，-0.5m）。其左侧有a、b、c三个粒子源，可发射速度大小v0=3×106m/s、方向沿+x轴的带正电粒子，粒子质量m=1.6×10-27kg，电荷量q=1.6×10-19C，三个粒子源的位置分别为ya=-0.1m、yb=-0.5m、yc=-0.8m，每个粒子源单位时间放出的粒子数为n0=6.25×1019个。已知粒子源b射出的粒子恰好经过原点沿y轴离开圆形磁场。
（1）求圆形磁场的磁感应强度大小B1；
（2）若在纵坐标为d1=0.6m处沿x轴方向放置一块收集板，在收集板与x轴之间没有电场和磁场，收集板恰好能收集到三束粒子，求收集板的长度L；
（3）在y≥d1区域，在收集板左端的左侧存在磁感应强度大小B2=0.09T、方向垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ；在收集板右端的右侧存在磁感应强度大小B3=0.16T、方向垂直纸面向里的匀强磁场Ⅲ，以及电场强度大小E1=2×105N/C、方向沿+y轴的匀强电场I。现将接收板从（2）问位置沿+y轴平移至y=d2处时，又恰好能再次收集到三束粒子，且粒子均被收集板吸收，求d2的值以及在y=d2处粒子束对收集板的作用力大小F；2025学年第一学期高二期末测试卷
物理学科试卷
一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列物理量是矢量且其单位用国际单位制基本单位表示正确的是（ ）
A. 冲量，kg·m/sB. 能量，JC. 质量，kgD. 力，N
【答案】A
【解析】
【详解】A．冲量是矢量，单位kg·m/s 是国际单位制基本单位（kg、m、s）的组合，故A正确；
B．能量是标量，单位J（焦耳）是导出单位，故B错误；
C．质量是标量，单位kg 是基本单位，但物理量非矢量，故C错误；
D．力是矢量，但单位N是导出单位，非基本单位表示，故D错误。
故选A。
2. 关于电磁感应的四幅插图，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁体，当磁体上下振动时，磁体下方的圆形闭合线圈中会产生感应电流
B. 乙图中，通有电流I的长直导线与一个闭合矩形线圈在同一个平面内，当线圈平行于导线上下平移时，矩形线圈中会产生感应电流
C. 图丙中，软铁环上绕有M、N两个线圈，当线圈M电路中的开关闭合后的一段时间内，线圈N中会产生感应电流
D. 图丁中，一个单匝矩形闭合线圈在匀强磁场中加速移动时，线圈中会产生感应电流
【答案】A
【解析】
【详解】A．磁体上下振动时，闭合线圈处的磁场强弱发生变化，线圈的磁通量也随之变化，会产生感应电流，故A正确；
B．通电直导线产生的磁场，在线圈平行于导线上下平移时，穿过线圈的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故B错误；
C．线圈M电路中的开关闭合后的一段时间内，M的电流变化会使穿过线圈N的磁通量不再发生变化，N中不会产生感应电流，故C错误；
D．矩形闭合线圈在匀强磁场中加速移动时，穿过线圈的磁通量始终不变，不会产生感应电流，故D错误。
故选A。
3. 如图甲所示，某鱼漂原来静止在平静的水面上，某时刻受到小鱼的拱饵而上下浮动。若将鱼漂在竖直方向上的运动看作做简谐运动，设原来静止的位置为其平衡位置，向上为正方向，其位移x与时间t的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. t=1s时，鱼漂的振幅为零
B. t=2s时，鱼漂的加速度为零
C. t=3s时，鱼漂的速度方向向上
D. 0~2s内，鱼漂的位移先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．鱼漂的振幅为定值，保持不变，故A错误；
B．t=2s时，位移为负向最大，则加速度为正向最大，不为零，故B错误；
C．图像的斜率表示速度，t=3s时斜率为正，说明鱼漂的速度方向向上，故C正确；
D．0~2s内，鱼漂从最高点运动到最低点，位移先减小后增大，故D错误。
故选C。
4. 关于课本中光学现象的四幅插图，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中，从水平方向看去，浸在水中的这段筷子产生了侧移，这是光的全反射现象
B. 乙图中，将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中清水从小孔流出，用激光水平射向塑料瓶小孔，观察到激光沿着水流传播，这是光的衍射现象
C. 丙图中，法国巴黎科学院的阿拉果于1818年在实验中观察到了“泊松亮斑”，这是光的干涉现象
D. 丁图中，观看立体电影（3D电影）时，观众需要戴一副特殊的眼镜，才可以看到清晰的立体影像，这是光的偏振现象
【答案】D
【解析】
【详解】A．筷子在水中看起来偏移是光的折射现象，不是全反射，故A错误；
B．激光沿着水流传播是光的全反射现象，不是衍射，故B错误；
C．泊松亮斑是光的衍射现象，不是干涉，故C错误；
D．3D电影利用了光的偏振现象，观众通过偏振眼镜获得立体影像，故D正确。
故选D。
5. 战绳训练是一种高效的功能性训练，能显著提升体能、协调性和爆发力。某次训练时形成波可以看成简谐波，某时刻的波形图如图所示。M、N为绳上的两个质点，此时质点M比质点N离x轴远，且质点M正向上振动。下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的波长为=7m
B. 质点M比质点N先到达平衡位置
C. 运动员位于波动图的右侧
D. 一段时间后质点M将运动到质点N处
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图像可读取数据，这列波的波长为，故A错误；
B．根据波形同侧法进行判断，M点正在向上振动，所以这列波向x轴正方向传播，N点正在向下振动。由于M点比N点离x轴更远，所以M点会比N点更早回到平衡位置，故B正确；
C．由于这列波向右传播，所以运动员应该站在波动图的左侧，故C错误；
D．绳上的每一点都在各自的平衡位置附近振动，不会随着波的传播而向前移动，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，网球运动中发球至关重要，萨姆·格罗斯在2012年韩国釜山ATP挑战赛上发出时速263公里发球被视为男子网球发球速度的极限。已知网球的质量约为60克，击球的时间约为2~3毫秒，则萨姆·格罗斯在那次击球时对球的作用力约为（ ）
A. 180NB. 630NC. 1800ND. 6300N
【答案】C
【解析】
【详解】v=263km/h≈73.06m/s
质量m=60g=0.06kg，击球时间取中间值t=2.5ms=2.5×10-3s
根据动量定理Ft=Δp=mv-0
代入数据得F≈1800N
故选C。
7. 如图所示，一交流发电机产生如图乙所示的交流电，其电刷与理想变压器原线圈相连，副线圈接有三盏相同的灯泡，灯泡L1、L2、L3分别与定值电阻R、线圈L和电容器C串联，当发电机的矩形导线框ABCD（电阻不计）绕垂直于匀强磁场的轴以角速度匀速转动时，三盏灯泡亮度恰好相同，下列说法正确的是（ ）
A. 流过灯泡的电流频率为25Hz
B. 当线圈ABCD如图甲位置时，原线圈中的电流最大
C. 若变压器原、副线圈匝数之比为5：3，则灯泡两端电压为6V
D. 若线圈ABCD转动的角速度增加，灯泡L2变亮，灯泡L3变暗
【答案】B
【解析】
【详解】A．由交流电图像乙可知，交流电的周期T=0.02s，频率，故A错误；
B．当线圈处于图甲所示位置时，线圈平面与磁场方向平行，此时切割磁感线的有效速度最大，磁通量变化率也达到峰值，感应电动势为最大值，原线圈中的电流亦为最大，故B正确；
C．发电机输出电压的最大值，其有效值U1=10V。若变压器原、副线圈匝数比为5：3，根据变压公式可得副线圈电压有效值U2=6V。灯泡L1与电阻R串联分压，其两端电压的有效值必然小于6V，故C错误；
D．若角速度ω增大，则发电机输出电压U1及副线圈电压U2均会增大。同时电容器的容抗减小，使得灯泡L3所在支路的电流必然增大，因此灯泡L3将变亮，故D错误。
故选B。
8. 公园夜晚景观池有可变化形状的灯光秀，现将如图所示的四分之一圆形的线状光源平行于水面放置在水面以下，若已知线状光源半径R=3m，放置的深度h=m，水的折射率，则人们在水面上看到发光区域的形状可能是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据全反射原理，水下点光源发出的光在水面上的出射区域为一个圆形，该圆形的半径由水的折射率与光源深度决定。
设水的临界角为C，根据折射定律有
解得
由三角函数关系可得
每个点光源在水面形成的光斑半径r=htanC
代入数据得r=3m。
由于线光源本身是半径为R=3 m的四分之一圆弧，其上每一点均可视为点光源。最终在水面观察到的形状是无数个半径为r=3 m的圆形光斑的并集，即其包络区域。
由于r=R，每个点光源形成的光斑圆周都会经过原线光源圆心的正上方位置，其外边界为半径R+r=6 m的圆弧，两端是以原弧端点正上方为圆心、半径为r的半圆周。
A．图中内边界为圆弧但未经过原点，对应r＜R的情形，故A错误；
B．图中内侧有凹陷但未触及坐标原点，与r=R时的几何特征不符，故B错误；
C．图中形状边缘为直线，未能体现端点处光斑的圆弧特性，故C错误；
D．图中形状外侧为大圆弧，内侧边界交汇于原点，符合r=R时点光源光斑包络的分布规律，故D正确。
故选D。
9. 如图所示，M1N1P1和M2N2P2为平行的金属导轨，相距L=1m，M1N1和M2N2与水平方向夹角为53°，N1P1和N2P2与水平方向夹角为37°，其上分别放置质量m=0.5kg、电阻R=2Ω的两根相同金属棒a和b。空间中存在磁感应强度B=2T的匀强磁场，方向与M1N1平行。a棒与导轨的动摩擦因数=0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等；b棒与导轨无摩擦，导轨与棒的电阻不计，且两棒均未离开轨道。取g=10m/s2，则当b棒稳定运动时，a棒的加速度大小和b棒的速度大小分别为（ ）
A. 1m/s2，1.5m/sB. 1m/s2，3m/sC. 2m/s2，1.5m/sD. 2m/s2，3m/s
【答案】D
【解析】
【详解】解:根据几何关系，倾斜导轨两部分的倾角分别为与，由于，可知段导轨与段导轨相互垂直。磁场方向平行于，因此磁场方向垂直于段导轨。
当b棒稳定运动时，其处于受力平衡状态。对b棒进行受力分析，在沿导轨方向上，重力沿导轨向下的分力与安培力平衡，有
代入数据解得回路电流I=1.5A
根据法拉第电磁感应定律有
又由闭合电路欧姆定律得
整理得
代入数据解得b棒的速度
对于a棒，磁场方向与其所在导轨平行，且与金属棒a垂直。
其受到的安培力，垂直于导轨平面。
由左手定则判定，该安培力方向指向导轨，使a棒对导轨的压力增大。
此时a棒受到的滑动摩擦力
代入数据解得f=3N
根据牛顿第二定律，对a棒有
代入数据解得a棒的加速度，故ABC错误，D正确。
故选D。
10. 如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小分别为2B、B，磁场方向相反，且与纸面垂直，两磁场边界均与x轴垂直且宽度均为L，在y轴方向足够宽。现有一底边长为L的等边三角形导线框，顶点a在y轴上，从图示x=0位置开始，在外力F的作用下向右沿x轴正方向匀速穿过磁场区域。在运动过程中，ab边始终与磁场的边界垂直。若已知，，规定顺时针电流为正方向，则线框中感应电流i、线框所受安培力F安的大小与线框移动的位移x的关系图像中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】C．根据右手定则可知，线框刚进入磁场时的电流为顺时针方向，应取正值，C错误；
A．线框在运动的过程中，切割的有效长度
在过程中，磁场的磁感应强度为，切割的有效长度从0均匀增大到，然后又从最大减小到0，感应电流峰值出现在处，
在过程中，由于线框的左右两边切割方向相反的磁场，电动势累加，峰值出现在处，峰值处的等效切割长度为
，峰值之后又从峰值均匀减小为零，由右手定律可知，此过程中电流为逆时针方向，取负值，A错误；
B．在过程中，磁场的磁感应强度为，切割的有效长度从0均匀增大到，然后又从最大减小到0，感应电流峰值出现在处，，B错误；
D．安培力，其大小变化与电流变化规律相似，在处，安培力第一次出现最大值，同理，在处，第二次达到最大值，，在处，第三次达到最大值，，D正确。
故选D。
二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）
11. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成电磁波，由近及远地向周围传播
B. 乙图中，随着温度的升高，铁块从发热，再到发光，热辐射中波长较短的成分越来越弱，铁块的颜色也不断发生变化
C. 丙图中，氦原子从高能态向低能态跃迁时放出光子，由于原子能级是分立的，放出光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线
D. 丁图中，普朗克常数 h=6.63×10-34J·s，氦氖激光器发射波长为632.8 nm的单色光，这种光的一个光子的能量约为3×10-17J
【答案】AC
【解析】
【详解】A．甲图中，变化的电场和变化的磁场交替产生，从而形成电磁波，然后由近及远地向周围传播，A正确；
B．根据黑体辐射规律，温度升高时，热辐射中频率较大，波长较短的成分占比增加，铁块颜色由暗红到黄白色，故B错误；
C．原子从高能态向低能态跃迁时放出光子能量等于前后两能级差。由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线，C正确。
D．根据公式，将代入可得每个光子能量为，D错误。
故选AC。
12. 如图所示，在光滑的水平桌上有一个动量为2kg·m/s的小球 A 和一个动量为4kg·m/s的小球B沿同一直线同一方向运动，一段时间后小球A追上小球B发生碰撞，若不计摩擦阻力，则碰撞后A、B两球的动量可能是（ ）
A. pA=3kg·m/s， pB=5kg·m/sB. pA =1kg·m/s，pB =5kg·m/s
C. pA =-1kg·m/s，pB =7kg·m/sD. pA =-2kg·m/s，pB =8kg·m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】A．碰撞过程中两小球组成的系统的动量守恒，碰撞前系统的总动量为6kg·m/s，碰撞后系统的总动量为8kg·m/s，故A错误；
B．碰撞前，A的速度大于B的速度，可得
可得
根据，碰撞过程总动能不增加，则有
可得，满足条件，且符合动量守恒，故B正确；
C．根据和碰撞过程总动能不增加，则有
可得，满足条件，且符合动量守恒，故C正确；
D．可以看出，碰撞后A的动能不变，B的动能增大，违背能量守恒定律，故D错误。
故选BC。
13. 如甲图所示的水平管道分叉为一个直管和一个由4个半径为 R=1m的圆组成的曲管。波源S位于管道的分岔口，t=0时刻开始振动，波同时进入两个管道，已知波在曲管中（存在介质a）的传播速度是直管中（存在介质b）传播速度的6倍。直管中的P点的振动图像如乙图所示，若波只在曲管中传播时有能量损失，且能量与振幅的平方成正比，取=3，则下列说法正确的是（ ）
A. 波在直管介质中的传播速度为0.5m/sB. P点距离波源S的距离为3m
C. P点是个振动加强点D. 波在曲管中的能量损失率为55.6%
【答案】AD
【解析】
【详解】A．设波在直管中的传播速度为，在曲管中的速度为，由图乙可知，经直管到达P点的波比经曲管到达P点的波多用时，即
解得，A正确；
B．由图乙可知，波经直管传播到P点用时，P点到波源的距离，B错误；
C．设两列波的汇合点为Q，两列波到P点的路程差是在SQ之间形成的
由图乙可知，周期，根据可得，
由题意知两列波的传播路程，
两列波到达Q点时相位相反，Q点为振动减弱点，从Q到P过程中，两列波的相位差不变，所以P点也是振动减弱点，C错误；
D．P点是振动减弱点，振幅等于两列波的振幅之差，由乙图可知，，
可得
波在曲管中能量损失率，D正确。
故选AD。
三、非选择题（本题共6小题，共58分）
14. 关于“用单摆测定重力加速度”的实验，回答下列问题：
（1）小组同学用游标卡尺测量了摆球直径，如图甲所示，小球直径为d=_________cm。
（2）若用秒表测得多次全振动的时间，如图乙所示，则其读数t=_________s。
（3）让刻度尺的零刻度对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，其下端局部如图丙所示，那么单摆的摆长L=_________cm。
（4）多次改变摆长L，分别记为L1、L2…Ln；测得相应的周期分别为T1、T2…Tn；为减小误差，下列数据处理方法中正确的是 ；（多选）
A. 根据分别求得g1、g2…gn，然后求平均
B. 根据，先分别求得以及，然后求得
C. 以历次测量的L为横轴、以相应的T为纵轴建立坐标系作图像，根据图像斜率求g
D. 以历次测量的L求得为横轴、以相应的T为纵轴建立坐标系作图像，根据图像斜率求g
（5）若某次实验中根据求得的g比当地实际的重力加速度值偏大，则下列原因可能的是 。（单选）
A. 摆线是微有弹性的细线B. 开始计时时过早按下秒表C. 摆动次数多计了一次
【答案】（1）1.14
（2）131.6 （3）87.78 （4）AD （5）C
【解析】
【小问1详解】
根据游标卡尺的读数规则，小球的直径为
【小问2详解】
根据秒表读数原理，时间为
【小问3详解】
小球的最下端所处刻线读数为，单摆摆长应为摆线长度与小球半径的和，所以摆长为
【小问4详解】
A．根据每一组周期与摆长的关系计算出每一次的，再求平均值，可以减小偶然误差，测量更加准确，故A正确；
B．根据公式可知L与成线性关系，而不是L与T的平均值直接相关，如此处理会引入系统误差，故B错误；
CD．根据公式可知，画出的图像会是一条过原点的倾斜直线，可以通过求解斜率来得到重力加速度g；图像会是一条曲线，无法直接求解，故C错误，D正确。
故选AD。
【小问5详解】
A．根据单摆周期公式
可变形为
若重力加速度测量值偏大，可能是摆长的测量值偏大，或周期测量值偏小。若使用弹性绳，在进行实验的过程中摆长会变长，使得测量值比实际值偏小，故A错误；
B．过早按下计时器时，测出的N个全振动的总时间变长，使得周期的测量值变大，故B错误；
C．若摆动计数多了一次，会使得周期的测量值偏小，故C正确。
故选C。
15. 关于“研究碰撞中动量守恒”的实验，回答下列问题：
实验时，先让质量为m1的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为m2的小钢球B放到轨道末端处于静止状态，再让小钢球A从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点。
（1）实验中，必须要测量的物理量有 。（多选）
A. 小球开始释放的高度hB. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的水平距离D. 小球A、B的质量m1、m2
（2）实验中，下列说法正确的是 。（单选）
A. 斜槽一定要光滑B. 两球半径一定要相同C. 两球质量一定要满足m1< m2
（3）小球落在覆盖有复写纸的白纸上，如图丙所示。多次实验后，白纸上留下了多个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的两个圆最合理的是_________（填字母代号）；
（4）若某次实验时，AB两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为x1、x2、x3，若满足_________（用m1、m2、x1、x2、x3表示），则该碰撞前后动量守恒。
（5）一同学在实验中记录了某次碰撞前后小球落点的位置P和M、N，发现M、N点不在OP连线上，下列图中落点位置可能正确的是 。（单选）
A. B.
C. D.
【答案】（1）CD （2）B
（3）B （4）
（5）B
【解析】
【小问1详解】
A．只需要保证每次从同一位置静止释放即可，不需要测量具体高度，故A错误；
B．因平抛运动下落的高度均相同，最后表达式可以约去，不需要测量高度，故B错误；
C．实验中小球碰撞前后的速度是利用平抛运动规律间接测量得到的，根据平抛运动规律可得，
解得小球平抛的初速度
因平抛运动下落的高度均相同，故小球碰撞前后的速度与平抛运动的水平位移成正比，用平抛运动的水平位移大小代替小球碰撞前后的速度大小，故需要测量水平位移，故C正确；
D．需要表示碰撞前后的动量，需要用到质量，且不能约去，故需测量各自的质量，故D正确。
故选CD。
【小问2详解】
A．只需要保证每次从同一位置静止释放即可保证平抛的初速度一定，不需要轨道光滑，故A错误；
B．为了使两球发生正碰，两小球的半径需相同，故B正确；
C．为保证入射小球不反弹，需满足，故C错误。
故选B。
【小问3详解】
用尽可能小的圆圈出落点，对于偏差比较大的点则舍去。故选B。
【小问4详解】
根据（1）的分析，可得碰撞前入射小球的速度大小，碰撞后入射小球的速度大小，碰撞后被碰小球的速度大小。若碰撞中动量守恒，以向右为正方向，则由动量守恒定律得
可得需满足的关系式为
【小问5详解】
由题意可得AB两钢球不为对心正碰，由动量守恒可得M、N两点应该在OP连线的两侧，且A质量更大，则离OP连线更近。
故选B。
16. 请你对下列四个实验进行正确分析或操作。
（1）图甲是在“探究影响感应电流方向的因素”实验中：先闭合开关S1，再闭合开关S2时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，则闭合开关S1、S2后，将B线圈迅速插入A线圈中，电流计指针将向_________（选填“左”或“右”）偏。
（2）图乙是在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度， 可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行；（单选）
A. 仅旋转单缝B. 仅旋转双缝C. 仅左右拨动拨杆D. 仅旋转测量头
（3）图丙是在“插针法测定玻璃的折射率”实验中：a同学在画界面时，不小心将两界面间距画得比玻璃砖宽度大些，如图a所示，则他测得的折射率_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）图丁是在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中：若把10.0V的学生电源cd接到原线圈“0”、“800”接线柱，副线圈接到“0”、“400”接线柱，则接在副线圈两端的电压表示数最有可能是 。（单选）
A. 20.0VB. 5.0VC. 5.2VD. 4.9V
【答案】（1）左 （2）D
（3）偏小 （4）D
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S2时穿过线圈A的磁通量增加，灵敏电流计的指针向左偏了一下；则闭合开关S1、S2后，将B线圈迅速插入A线圈中，穿过线圈A的磁通量也增加，电流计指针将向左偏。
【小问2详解】
目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，若使得分划板中心刻线与干涉条纹平行，只需仅旋转测量头；故选D。
【小问3详解】
光路图如图所示，其中O1O1′为真实的折射光线，O2O2′为边界画宽后的折射光线；
根据光路图可知，某同学测得的折射角比真实的偏大；根据折射定律可知，折射率的测量值偏小。
【小问4详解】
若为理想变压器，则
解得U2=5V
考虑到不是理想电压器，有漏磁现象，则副线圈的电压应略小于5V，所以最有可能的是D选项。
故选D。
17. 马戏团“空中飞人”是一种高难度的杂技表演，表演者在无安全措施的情况下完成空中动作，如图甲所示。某次表演中，舞台左侧的男演员握住绳端后无初速度从高台的A点离开，右侧的女演员握住绳端后从高台的B点沿垂直摆绳的方向有初速度地离开。女演员摆到D点时顺势放开绳端，“自由飞翔”经过时间t=0.32s，恰好在C点处被男演员成功抓住。若将男女演员看成质点，物理建模如图乙所示，已知男、女演员质量相等，C点是男演员能摆到的最高点，A、C、D 三点在同一高度，男演员的摆绳长L1=5m，女演员的摆绳长L2=3m，摆角，不计所有阻力，求：
（1）女演员在D点放手时的速度vD；
（2）女演员的初速度大小vB；
（3）男演员抓住女演员后瞬间的速度大小vC；
（4）两人返回左侧高台A点时的速度大小vA。
【答案】（1）2m/s
（2）4m/s （3）0.8m/s
（4）0.8m/s
【解析】
【小问1详解】
女演员自D点运动至C点的过程可视为斜抛运动，竖直方向依据
解得vD=2m/s
【小问2详解】
女演员自B点摆动至D点的过程中，机械能守恒，有
代入已知数据解得vB=4m/s
【小问3详解】
女演员到达C点时，其速度分量分别为vCx=vDcsα
解得vCx=1.2m/s，vCy=vDsinα-gt
解得vCy=-1.6m/s
此时男演员在C点速度为零，两人在C点发生碰撞，受绳子约束，系统沿切线方向动量守恒，有m（vCxcsθ-vCysinθ）=2mvC
代入数据解得vC=0.8m/s
【小问4详解】
两人捕获后一同由C点摆回至A点，此过程机械能守恒，因A点与C点等高，有
故返回A点时的速度大小为vA=vC=0.8m/s。
18. 如图所示，水平面上固定有一个半径r1=0.5m的金属圆环，其内有磁感应强度B1=2T、方向竖直向上的匀强磁场。一根长为r1金属棒a沿半径放置在金属圆环上，一端固定在过圆心的竖直导电转轴上。一组短平行直导轨间距L=1m，存在磁感应强度B2=1T、方向竖直向下的匀强磁场，直导轨通过导线分别与金属圆环及竖直导电转轴连接，有一质量m=0.5kg、阻值R=0.5Ω的金属棒b垂直放在轨道末端。另有一组间距L=1m的平行金属导轨MNPQ与左上的短导轨在同一竖直面内，高度差h=0.6m。MN段为半径r2=0.9m、圆心角的圆弧轨道；NP段轨道长s=1m，其上有磁感应强度B3=2T、方向竖直向下的匀强磁场；PQ段轨道不存在磁场，其上跨接一个阻值R=0.5Ω的电阻和一个电容C=0.5F的电容器；Q1和Q2两点为绝缘材料，右侧轨道有磁感应强度、方向竖直向上的磁场，其上跨接一个恒流源，提供I=1A的电流，方向如图。金属圆环、金属棒a及导轨电阻均不计，所有摩擦均不计。现使金属棒a以角速度逆时针匀速转动，则
（1）固定金属棒b，求此时金属棒b所受安培力的大小；
（2）释放金属棒b，金属棒b恰好能无碰撞地进入圆弧轨道，求金属棒b离开上方段轨道前流过其上的电荷量q；
（3）金属棒b通过N1N2时，
①若只闭合开关k1，求金属棒b减速为零时与N1N2的距离d；
②若只闭合开关k2，求金属棒b通过P1P2时速度的大小v2；
（4）求金属棒b从通过Q1Q2到第一次减速为零时的时间t。（简谐运动的周期，k为回复力与位移之比）
【答案】（1）2.5N
（2）1C （3）①0.625m②
（4）
【解析】
【小问1详解】
金属棒a以角速度逆时针匀速转动，则感应电动势为
电流为
金属棒b所受安培力的大小
【小问2详解】
竖直方向有
金属棒b恰好能无碰撞地进入圆弧轨道，可得
对金属棒b，根据动量定理有
解得
【小问3详解】
金属棒b的速度为
MN段为半径r2=0.9m、圆心角的圆弧轨道，有
解得
①根据动量定理有
解得
②根据动量定理有
又
解得
小问4详解】
金属棒b受安培力为
解得k=0.5
简谐运动的周期，可得
可得金属棒b从通过Q1Q2到第一次减速为零时的时间
19. 如图所示，在y≤0区域存在一个方向垂直纸面向内、半径R=0.5m的圆形磁场I，圆心坐标（0，-0.5m）。其左侧有a、b、c三个粒子源，可发射速度大小v0=3×106m/s、方向沿+x轴的带正电粒子，粒子质量m=1.6×10-27kg，电荷量q=1.6×10-19C，三个粒子源的位置分别为ya=-0.1m、yb=-0.5m、yc=-0.8m，每个粒子源单位时间放出的粒子数为n0=6.25×1019个。已知粒子源b射出的粒子恰好经过原点沿y轴离开圆形磁场。
（1）求圆形磁场的磁感应强度大小B1；
（2）若在纵坐标为d1=0.6m处沿x轴方向放置一块收集板，在收集板与x轴之间没有电场和磁场，收集板恰好能收集到三束粒子，求收集板的长度L；
（3）在y≥d1区域，在收集板左端左侧存在磁感应强度大小B2=0.09T、方向垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ；在收集板右端的右侧存在磁感应强度大小B3=0.16T、方向垂直纸面向里的匀强磁场Ⅲ，以及电场强度大小E1=2×105N/C、方向沿+y轴的匀强电场I。现将接收板从（2）问位置沿+y轴平移至y=d2处时，又恰好能再次收集到三束粒子，且粒子均被收集板吸收，求d2的值以及在y=d2处粒子束对收集板的作用力大小F；
【答案】（1）0.06T
（2）1.25m （3）1m，0.84N
【解析】
【小问1详解】
根据
由于粒子源b射出的粒子恰好经过原点沿y轴离开圆形磁场，可知r=R
解得
【小问2详解】
因粒子运动的轨道半径等于圆形磁场的半径，可知粒子均从坐标原点射出，然后在无场区做直线运动，由几何关系从a点和c点射出的粒子打到收集板上的粒子到y轴的距离分别为，
可得收集板的最小长度
【小问3详解】
①到达收集板最左侧的粒子当撤掉收集板后进入左侧磁场做匀速圆周运动，则
解得
因粒子恰好又能被收集板接收，则由几何关系
②经右侧打到收集板上的粒子，根据动能定理
解得
由动量定理
解得
根据
可得