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福建省泉州市永春第一中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题（原卷版+解析版）
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一、单选题（本题共4小题，每小题4分，共16分，在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. 声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速
B. 在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度
C. 当障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，机械波会发生明显的衍射现象
D. 向人体内发射频率已知的超声波，测出被血流反射后波的频率，就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用了多普勒效应原理
【答案】D
【解析】
【详解】A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收声波波速与声源发出的声波波速相等，A错误；
B．对于机械波，某个质点的振动速度与波的传播速度不同，两者相互垂直是横波，两者相互平行是纵波，B错误；
C．只有当障碍物或孔的尺寸与机械波的波长差不多或比机械波的波长小，才会发生明显的衍射现象，当障碍物或孔的尺寸比机械波的波长大得多时，也能发生衍射现象，只是不明显，C错误；
D．向人体内发射频率已知的超声波，测出被血流反射后波的频率，就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用了多普勒效应原理，D正确。
故选D。
2. 一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示．下列判断正确的是（）
A. 0～2s内外力的平均功率是6W
B. 第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶4
C. 0～2s内外力的冲量为5N·s
D. 第2s内外力所做的功是4J
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，0～1s内，水平外力F1=3N质点位于光滑水平面上，由牛顿第二定律可得
解得
第1s末物体的速度
由图可知，1～2s内，水平外力F2=1N，质点位于光滑水平面上，由牛顿第二定律可得
解得
第2s末物体的速度
0～2s内外力做的功
0～2s内外力的平均功率
故A错误；
B．第1s末外力的瞬时功率
第2s末外力的瞬时功率
所以第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶4，故B正确；
C．0～2s内外力的冲量
故C错误；
D．第2s内做的功为
故D错误。
故选B。
3. 如图甲所示，为研究一半圆柱形透明新材料的光学性质，用激光由真空沿半圆柱体的径向射入，入射光线与法线成θ角，由光学传感器CD可以探测反射光的强度。实验获得从AB面反射回来的反射光的强度随θ角变化的情况如图乙所示。光在真空中传播速度为c，则该激光在这种透明新材料中（ ）
A. 折射率为
B. 传播速度为c
C. θ=0°时，反射光强度为0
D. 反射光的强度随θ角的增大而增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图像可得当时激光发生全反射，根据折射定律得
故A错误；
B.根据速度公式
故B正确；
C.θ=0°时大量的激光从O点射出，少量激光反射经过C点，故C错误；
D.根据图像可得当时激光发生全反射，反射光的强度不变，故D错误。
故选B。
4. 图甲所示，利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率的自行车速度计。一块磁铁安装在自行车前轮上，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。如图图乙所示，为霍尔元件的工作原理图，电源输出电压为。当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差，称为霍尔电势差。下列说法正确的是（ ）
A. 图乙中霍尔元件的载流子带正电
B. 自行车的车速越大，霍尔电势差越大
C. 若传感器的电源输出电压变小，霍尔电势差仍保持不变
D. 已知自行车车轮的半径，再根据单位时间内的脉冲数，即可求得车速大小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙可知，前表面的电势低，由左手定则可知，图乙中霍尔元件的载流子带负电，A错误；
B．设霍尔元件的长为a，宽为b，高为c，稳定后电场力和洛伦兹力平衡，即
解得
U2=Bbv＇
由电流的微观表达式
I=nqSv＇
n是是单位体积内的载流子数，q是单个载流子所带的电量，S是导体的横截面积，v＇是载流子的运动速度，整理得
由上式可知霍尔电势差U2与车速大小无关，B错误；
C．由
可知，若传感器的电源电压U1变小，那么电流I减小，则霍尔电势差U2将减小，C错误；
D．由单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，由线速度公式v=ωr，结合车轮半径，即可求得车的速度大小，D正确。
故选D。
二、双项选择题（共4小题，每题6分，共24分。在每小题选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
5. 关于物理学史，下列说法中正确的是（ ）
A. 笛卡尔在动量定理的发现和总结上做出了重要贡献，从本质上看动量定理与牛顿第二定律具有一致性
B. 多普勒发现观察者接收到的频率会随着波源与观察者之间的相对运动而变化
C. 伽利略确定了单摆周期公式
D. 牛顿提出了单摆的等时性
【答案】AB
【解析】
【详解】A．笛卡尔在动量定理的发现和总结上做出了重要贡献，找到一个适当的物理量来描述，总量是守恒的，定义质量和速度的乘积为动量，从本质上看动量定理与牛顿第二定律具有一致性，A正确；
B．多普勒发现观察者接收到的频率会随着波源与观察者之间的相对运动而变化，B正确；
C．惠更斯研究了单摆的振动规律,确定了单摆振动的周期公式，C错误；
D．伽利略发现了单摆的等时性，D错误。
故选AB。
6. 光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为斜面体A，斜面体质量为、底边长为，如图所示。将一质量为、可视为质点的滑块从斜面的顶端由静止释放，经时间刚好滑到斜面底端。重力加速度为，则下列说法中正确的是（ ）
A. 滑块下滑的过程中重力对的冲量大小为mgt，方向竖直向下
B. 滑块下滑的过程中的动量增量大小等于A的动量增量大小
C. 滑块下滑的过程中A、组成的系统机械能守恒，动量不守恒
D. 滑块下滑的过程中斜面体向左滑动的距离为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．滑块下滑的过程中重力对的冲量大小为
故A正确；
B．滑块B下滑过程中，A、B组成的系统在水平方向不受合外力，系统水平方向动量守恒，即滑块下滑的过程中的水平方向动量增量大小等于A的动量增量大小，故B错误；
C．滑块下滑的过程中A、组成的系统只有重力做功，则机械能守恒，A、B组成的系统在水平方向不受合外力，系统水平方向动量守恒，故C正确；
D．设此过程中斜面体向左滑动的距离为，滑块B与斜面体组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
则
解得
故D错误。
故选AC。
7. 同一地点，甲、乙单摆在驱动力作用下振动，其振幅A随驱动力频率f变化图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 若驱动力的频率为f0，乙单摆振动的频率大于f0
B. 若驱动力的频率为f0，乙单摆振动的频率等于f0
C. 若驱动力的频率为3f0，甲、乙单摆振动的振幅相同
D. 若驱动力的频率为3f0，甲、乙单摆振动的频率均为3f0
【答案】BD
【解析】
【详解】ABD．当物体做受迫振动时，物体振动的频率等于驱动力的频率，故A错误，BD正确；
C．受迫振动物体固有频率与驱动力频率越接近，振幅越大，由图可知，甲的固有频率是f0，乙的固有频率是2f0，若驱动力的频率为3f0，甲单摆振动的振幅小于乙单摆振动的振幅，故C错误。
故选BD。
8. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是（ ）
A. 这列波的波速可能为50m/s
B. 质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm
C. 若，当时刻开始计时，则质点c的振动方程为
D. 若，则当时刻，质点b的位移等于P的位移
【答案】AD
【解析】
【详解】A．波在0.6s内传播的距离为
这列波的波速
当n=0时，v=50m/s，选项A正确；
B．因波向右传播的距离不确定，可知质点a在这段时间内通过的路程不能确定，即不一定小于30cm，选项B错误；
C．若，当时刻开始计时，此时质点c在波峰位置
则质点c的振动方程为
选项C错误；
D．若，则波速为
当时刻，波向右传播
由波形图可知，质点b的位移等于P的位移，选项D正确。
故选AD。
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9. 在电磁波谱中，有显著热效应的是________ ， ________是波长最短的电磁波。
【答案】 ①. 红外线 ②. γ射线
【解析】
【详解】[1]在电磁波谱中，有显著热效应的是红外线；
[2] γ射线是波长最短的电磁波。
10. 如图所示为“旋转液体的实验”装置。盛有液体的玻璃容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，容器内侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。玻璃容器的横截面的半径a=0.05m，电源的电动势E=6V，内阻r=2Ω，限流电阻R0=8Ω，闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数恒为4V，则由上往下看，液体________旋转（填“顺时针”或“逆时针”），液体所受的安培力大小为_____________N。
【答案】 ①. 逆时针 ②. ##0.002
【解析】
【详解】[1]由图可知电流从液体边缘流向中心，且磁感应强度竖直向上，根据左手定则可知由上往下看，液体逆时针旋转。
[2]根据闭合电路欧姆定律可知通过液体的电流大小为
液体所受的安培力大小为
11. 在2021年12月9日的天宫课堂中，三位航天员观察到水球中的气泡特别亮，这是因为光在气泡表面发生了_____现象。如图所示，水的折射率为n，发生这个现象的条件是sinθ_______（填“”或“”）。水相对空气是___________介质（填“光密”或“光疏”）。
【答案】 ①. 全反射 ②. ③. 光密
【解析】
【详解】[1]水球中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射向气泡时在气泡表面发生了全反射；
[2]发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于等于临界角，即
sinθ
[3]水相对空气是光密介质。
12. 某同学学习传感器后，用电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关、导线等仪器设计了一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警．电路如图所示，图中仪器还不完整，请完成以下问题：
（1）图中的甲还需要放入的元件是_；
A. 二极管 B. 光敏电阻
C. NTC热敏电阻（阻值随温度升高而减小） D. PTC热敏电阻（阻值随温度升高而增大）
（2）电路正确连接之后，该同学调试过程发现报警时温度比预期偏高了一点点，要求在温度更低一点时就开始报警，则需要调节滑动变阻器的滑动头往___移动一点。
【答案】 ①. C ②. 右
【解析】
【详解】（1）[1]根据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿灯所在电路接通，绿灯亮，所以为是绿灯；温度升高，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下。所以图中的甲还需要放入的元件是NTC热敏电阻（阻值随温度升高而减小）故选C。
（2）[2]电路正确连接之后，该同学调试过程发现报警时温度比预期偏高了一点点，则是在热敏电阻的电阻值比较小的时候才报警说明电路中的总电阻值比较大。要求在温度更低一点时就开始报警，则需要调节滑动变阻器，使滑动变阻器的电阻值小一些，则需要将滑动头往右移动一些。
13. 某实验小组利用如图甲装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。在铁架台上端用摆线悬挂一摆球，铁架台下端固定一个激光源，发出的激光方向与水平面平行，在摆球的右边与摆球中心等高的位置固定一智能手机，使得激光的中心与摆球的中心以及智能手机的光线接收口在同一水平直线上。利用手机光线传感器接收到的光照强度随时间变化情况，测出摆球的周期。
（1）实验主要过程如下：
①按图甲安装实验装置，下列有关器材的选择和安装最合理的是________；
A． B． C． D．
②如图乙，用游标卡尺测出摆球的直径d=________cm；用刻度尺测出摆线长度l，算出摆长L；
③打开激光光源和手机传感器，运行软件；
④让单摆做简谐运动，采集数据；
⑤改变摆线长度l，重复步骤④；
⑥导出数据获得单摆振动周期T，从而得到对应的与L的数据如下表：
⑦根据表中数据在坐标纸上描点，如图丙：
⑧请在图丙中绘出图线______，并根据图像求出当地的重力加速度g＝_______。（取9.87，结果保留三位有效数字）
（2）下列关于本实验的误差中，属于系统误差的有_______。
A．测量摆长引起的误差 B．描绘图线引起的误差
C．摆线具有伸缩性引起的误差 D．利用手机测量周期引起的误差
【答案】 ①. B ②. 1.14 ③. ④. 9.72 ⑤. CD##DC
【解析】
【详解】（1）①[1]摆线悬点应固定，摆线应选择质量小、不易伸长的细丝线，摆球应选择体积小、质量大的铁球。
故选B。
②[2]摆球直径为
⑧[3][4]根据数据绘出图线
由
得
图线斜率为
得
（2）[5]AB．测量摆长引起的误差和描绘图线引起的误差是由于不稳定随机因素造成，属于偶然误差，AB错误；
CD．摆线具有伸缩性和手机测量周期引起的误差是由于仪器不完善、测量方法不准确等因素造成，属于系统误差，CD正确。
故选CD。
14. 如图所示，电阻为的正方形单匝线圈的边长为，边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为。在水平拉力作用下，线圈以的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中：
(1)感应电动势的大小E；
(2)所受拉力的大小F；
(3)感应电流产生的热量Q。
【答案】(1)0.8V；(2)0.8N；(3)0.32J
【解析】
【详解】(1)由题意可知当线框切割磁感线是产生的电动势为
(2)因为线框匀速运动故所受拉力等于安培力，有
根据闭合电路欧姆定律有
结合(1)联立各式代入数据可得F=0.8N；
(3)线框穿过磁场所用的时间为
故线框穿越过程产生的热量为
15. 如图所示，底面半径为R、高也为R的圆柱形容器中装满某种透明液体，在底面圆心位置有一点光源，发现上表面有一部分的区域有光射出，光在该液体中折射率，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）光能从液体上表面射出的面积有多大；
（2）射出的光线在透明液体中传播的最长时间（不考虑光线在容器壁上发生反射的情况）。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）作出光路，如图所示
全反射定律得
从光路图可知
解得
能从液体上表面射出的面积为
（2）由几何关系得
由折射定律得
射出的光线在透明液体中传播的最长时间为
解得
16. 如图所示，真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域，半径为R=0.5m，磁场方向垂直纸面向里。在y>R的区域存在一沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E=1.0×105 V/m。在M点（坐标原点）有一正粒子以速率v=1.0×106 m/s沿x轴正方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场，最终又从磁场离开。已知粒子的比荷为，不计粒子重力。求：
（1）圆形磁场区域磁感应强度的大小；
（2）沿x轴正方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程。
（3）沿x轴正方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所经过的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知粒子第一次垂直电场与磁场的界面射入电场中，运动轨迹如下图，故可知粒子在磁场中的轨迹半径为
同时根据粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力有
代入数值联立解得
（2）粒子射入电场到运动到最远处距离为，根据动能定理有
解得
故粒子从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程为
（3）粒子在电场中运动时间为，加速度大小为，有
解得
粒子在磁场中运动有
即
根据轨迹可知粒子在磁场中的运动时间为
联立解得
故从进入磁场到再次穿出磁场所经过的时间为
次数
数据
1
2
3
4
5
6
L/cm
38.00
48.00
58.00
68.00
78.00
88.00
T/s
1.24
1.39
1.53
1.66
1.78
189
/
1.54
1.93
2.34
2.76
3.17
3.57
一、单选题（本题共4小题，每小题4分，共16分，在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. 声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速
B. 在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度
C. 当障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，机械波会发生明显的衍射现象
D. 向人体内发射频率已知的超声波，测出被血流反射后波的频率，就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用了多普勒效应原理
【答案】D
【解析】
【详解】A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收声波波速与声源发出的声波波速相等，A错误；
B．对于机械波，某个质点的振动速度与波的传播速度不同，两者相互垂直是横波，两者相互平行是纵波，B错误；
C．只有当障碍物或孔的尺寸与机械波的波长差不多或比机械波的波长小，才会发生明显的衍射现象，当障碍物或孔的尺寸比机械波的波长大得多时，也能发生衍射现象，只是不明显，C错误；
D．向人体内发射频率已知的超声波，测出被血流反射后波的频率，就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用了多普勒效应原理，D正确。
故选D。
2. 一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示．下列判断正确的是（）
A. 0～2s内外力的平均功率是6W
B. 第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶4
C. 0～2s内外力的冲量为5N·s
D. 第2s内外力所做的功是4J
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，0～1s内，水平外力F1=3N质点位于光滑水平面上，由牛顿第二定律可得
解得
第1s末物体的速度
由图可知，1～2s内，水平外力F2=1N，质点位于光滑水平面上，由牛顿第二定律可得
解得
第2s末物体的速度
0～2s内外力做的功
0～2s内外力的平均功率
故A错误；
B．第1s末外力的瞬时功率
第2s末外力的瞬时功率
所以第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶4，故B正确；
C．0～2s内外力的冲量
故C错误；
D．第2s内做的功为
故D错误。
故选B。
3. 如图甲所示，为研究一半圆柱形透明新材料的光学性质，用激光由真空沿半圆柱体的径向射入，入射光线与法线成θ角，由光学传感器CD可以探测反射光的强度。实验获得从AB面反射回来的反射光的强度随θ角变化的情况如图乙所示。光在真空中传播速度为c，则该激光在这种透明新材料中（ ）
A. 折射率为
B. 传播速度为c
C. θ=0°时，反射光强度为0
D. 反射光的强度随θ角的增大而增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图像可得当时激光发生全反射，根据折射定律得
故A错误；
B.根据速度公式
故B正确；
C.θ=0°时大量的激光从O点射出，少量激光反射经过C点，故C错误；
D.根据图像可得当时激光发生全反射，反射光的强度不变，故D错误。
故选B。
4. 图甲所示，利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率的自行车速度计。一块磁铁安装在自行车前轮上，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。如图图乙所示，为霍尔元件的工作原理图，电源输出电压为。当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差，称为霍尔电势差。下列说法正确的是（ ）
A. 图乙中霍尔元件的载流子带正电
B. 自行车的车速越大，霍尔电势差越大
C. 若传感器的电源输出电压变小，霍尔电势差仍保持不变
D. 已知自行车车轮的半径，再根据单位时间内的脉冲数，即可求得车速大小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙可知，前表面的电势低，由左手定则可知，图乙中霍尔元件的载流子带负电，A错误；
B．设霍尔元件的长为a，宽为b，高为c，稳定后电场力和洛伦兹力平衡，即
解得
U2=Bbv＇
由电流的微观表达式
I=nqSv＇
n是是单位体积内的载流子数，q是单个载流子所带的电量，S是导体的横截面积，v＇是载流子的运动速度，整理得
由上式可知霍尔电势差U2与车速大小无关，B错误；
C．由
可知，若传感器的电源电压U1变小，那么电流I减小，则霍尔电势差U2将减小，C错误；
D．由单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，由线速度公式v=ωr，结合车轮半径，即可求得车的速度大小，D正确。
故选D。
二、双项选择题（共4小题，每题6分，共24分。在每小题选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
5. 关于物理学史，下列说法中正确的是（ ）
A. 笛卡尔在动量定理的发现和总结上做出了重要贡献，从本质上看动量定理与牛顿第二定律具有一致性
B. 多普勒发现观察者接收到的频率会随着波源与观察者之间的相对运动而变化
C. 伽利略确定了单摆周期公式
D. 牛顿提出了单摆的等时性
【答案】AB
【解析】
【详解】A．笛卡尔在动量定理的发现和总结上做出了重要贡献，找到一个适当的物理量来描述，总量是守恒的，定义质量和速度的乘积为动量，从本质上看动量定理与牛顿第二定律具有一致性，A正确；
B．多普勒发现观察者接收到的频率会随着波源与观察者之间的相对运动而变化，B正确；
C．惠更斯研究了单摆的振动规律,确定了单摆振动的周期公式，C错误；
D．伽利略发现了单摆的等时性，D错误。
故选AB。
6. 光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为斜面体A，斜面体质量为、底边长为，如图所示。将一质量为、可视为质点的滑块从斜面的顶端由静止释放，经时间刚好滑到斜面底端。重力加速度为，则下列说法中正确的是（ ）
A. 滑块下滑的过程中重力对的冲量大小为mgt，方向竖直向下
B. 滑块下滑的过程中的动量增量大小等于A的动量增量大小
C. 滑块下滑的过程中A、组成的系统机械能守恒，动量不守恒
D. 滑块下滑的过程中斜面体向左滑动的距离为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．滑块下滑的过程中重力对的冲量大小为
故A正确；
B．滑块B下滑过程中，A、B组成的系统在水平方向不受合外力，系统水平方向动量守恒，即滑块下滑的过程中的水平方向动量增量大小等于A的动量增量大小，故B错误；
C．滑块下滑的过程中A、组成的系统只有重力做功，则机械能守恒，A、B组成的系统在水平方向不受合外力，系统水平方向动量守恒，故C正确；
D．设此过程中斜面体向左滑动的距离为，滑块B与斜面体组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
则
解得
故D错误。
故选AC。
7. 同一地点，甲、乙单摆在驱动力作用下振动，其振幅A随驱动力频率f变化图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 若驱动力的频率为f0，乙单摆振动的频率大于f0
B. 若驱动力的频率为f0，乙单摆振动的频率等于f0
C. 若驱动力的频率为3f0，甲、乙单摆振动的振幅相同
D. 若驱动力的频率为3f0，甲、乙单摆振动的频率均为3f0
【答案】BD
【解析】
【详解】ABD．当物体做受迫振动时，物体振动的频率等于驱动力的频率，故A错误，BD正确；
C．受迫振动物体固有频率与驱动力频率越接近，振幅越大，由图可知，甲的固有频率是f0，乙的固有频率是2f0，若驱动力的频率为3f0，甲单摆振动的振幅小于乙单摆振动的振幅，故C错误。
故选BD。
8. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是（ ）
A. 这列波的波速可能为50m/s
B. 质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm
C. 若，当时刻开始计时，则质点c的振动方程为
D. 若，则当时刻，质点b的位移等于P的位移
【答案】AD
【解析】
【详解】A．波在0.6s内传播的距离为
这列波的波速
当n=0时，v=50m/s，选项A正确；
B．因波向右传播的距离不确定，可知质点a在这段时间内通过的路程不能确定，即不一定小于30cm，选项B错误；
C．若，当时刻开始计时，此时质点c在波峰位置
则质点c的振动方程为
选项C错误；
D．若，则波速为
当时刻，波向右传播
由波形图可知，质点b的位移等于P的位移，选项D正确。
故选AD。
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9. 在电磁波谱中，有显著热效应的是________ ， ________是波长最短的电磁波。
【答案】 ①. 红外线 ②. γ射线
【解析】
【详解】[1]在电磁波谱中，有显著热效应的是红外线；
[2] γ射线是波长最短的电磁波。
10. 如图所示为“旋转液体的实验”装置。盛有液体的玻璃容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，容器内侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。玻璃容器的横截面的半径a=0.05m，电源的电动势E=6V，内阻r=2Ω，限流电阻R0=8Ω，闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数恒为4V，则由上往下看，液体________旋转（填“顺时针”或“逆时针”），液体所受的安培力大小为_____________N。
【答案】 ①. 逆时针 ②. ##0.002
【解析】
【详解】[1]由图可知电流从液体边缘流向中心，且磁感应强度竖直向上，根据左手定则可知由上往下看，液体逆时针旋转。
[2]根据闭合电路欧姆定律可知通过液体的电流大小为
液体所受的安培力大小为
11. 在2021年12月9日的天宫课堂中，三位航天员观察到水球中的气泡特别亮，这是因为光在气泡表面发生了_____现象。如图所示，水的折射率为n，发生这个现象的条件是sinθ_______（填“”或“”）。水相对空气是___________介质（填“光密”或“光疏”）。
【答案】 ①. 全反射 ②. ③. 光密
【解析】
【详解】[1]水球中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射向气泡时在气泡表面发生了全反射；
[2]发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于等于临界角，即
sinθ
[3]水相对空气是光密介质。
12. 某同学学习传感器后，用电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关、导线等仪器设计了一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警．电路如图所示，图中仪器还不完整，请完成以下问题：
（1）图中的甲还需要放入的元件是_；
A. 二极管 B. 光敏电阻
C. NTC热敏电阻（阻值随温度升高而减小） D. PTC热敏电阻（阻值随温度升高而增大）
（2）电路正确连接之后，该同学调试过程发现报警时温度比预期偏高了一点点，要求在温度更低一点时就开始报警，则需要调节滑动变阻器的滑动头往___移动一点。
【答案】 ①. C ②. 右
【解析】
【详解】（1）[1]根据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿灯所在电路接通，绿灯亮，所以为是绿灯；温度升高，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下。所以图中的甲还需要放入的元件是NTC热敏电阻（阻值随温度升高而减小）故选C。
（2）[2]电路正确连接之后，该同学调试过程发现报警时温度比预期偏高了一点点，则是在热敏电阻的电阻值比较小的时候才报警说明电路中的总电阻值比较大。要求在温度更低一点时就开始报警，则需要调节滑动变阻器，使滑动变阻器的电阻值小一些，则需要将滑动头往右移动一些。
13. 某实验小组利用如图甲装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。在铁架台上端用摆线悬挂一摆球，铁架台下端固定一个激光源，发出的激光方向与水平面平行，在摆球的右边与摆球中心等高的位置固定一智能手机，使得激光的中心与摆球的中心以及智能手机的光线接收口在同一水平直线上。利用手机光线传感器接收到的光照强度随时间变化情况，测出摆球的周期。
（1）实验主要过程如下：
①按图甲安装实验装置，下列有关器材的选择和安装最合理的是________；
A． B． C． D．
②如图乙，用游标卡尺测出摆球的直径d=________cm；用刻度尺测出摆线长度l，算出摆长L；
③打开激光光源和手机传感器，运行软件；
④让单摆做简谐运动，采集数据；
⑤改变摆线长度l，重复步骤④；
⑥导出数据获得单摆振动周期T，从而得到对应的与L的数据如下表：
⑦根据表中数据在坐标纸上描点，如图丙：
⑧请在图丙中绘出图线______，并根据图像求出当地的重力加速度g＝_______。（取9.87，结果保留三位有效数字）
（2）下列关于本实验的误差中，属于系统误差的有_______。
A．测量摆长引起的误差 B．描绘图线引起的误差
C．摆线具有伸缩性引起的误差 D．利用手机测量周期引起的误差
【答案】 ①. B ②. 1.14 ③. ④. 9.72 ⑤. CD##DC
【解析】
【详解】（1）①[1]摆线悬点应固定，摆线应选择质量小、不易伸长的细丝线，摆球应选择体积小、质量大的铁球。
故选B。
②[2]摆球直径为
⑧[3][4]根据数据绘出图线
由
得
图线斜率为
得
（2）[5]AB．测量摆长引起的误差和描绘图线引起的误差是由于不稳定随机因素造成，属于偶然误差，AB错误；
CD．摆线具有伸缩性和手机测量周期引起的误差是由于仪器不完善、测量方法不准确等因素造成，属于系统误差，CD正确。
故选CD。
14. 如图所示，电阻为的正方形单匝线圈的边长为，边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为。在水平拉力作用下，线圈以的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中：
(1)感应电动势的大小E；
(2)所受拉力的大小F；
(3)感应电流产生的热量Q。
【答案】(1)0.8V；(2)0.8N；(3)0.32J
【解析】
【详解】(1)由题意可知当线框切割磁感线是产生的电动势为
(2)因为线框匀速运动故所受拉力等于安培力，有
根据闭合电路欧姆定律有
结合(1)联立各式代入数据可得F=0.8N；
(3)线框穿过磁场所用的时间为
故线框穿越过程产生的热量为
15. 如图所示，底面半径为R、高也为R的圆柱形容器中装满某种透明液体，在底面圆心位置有一点光源，发现上表面有一部分的区域有光射出，光在该液体中折射率，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）光能从液体上表面射出的面积有多大；
（2）射出的光线在透明液体中传播的最长时间（不考虑光线在容器壁上发生反射的情况）。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）作出光路，如图所示
全反射定律得
从光路图可知
解得
能从液体上表面射出的面积为
（2）由几何关系得
由折射定律得
射出的光线在透明液体中传播的最长时间为
解得
16. 如图所示，真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域，半径为R=0.5m，磁场方向垂直纸面向里。在y>R的区域存在一沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E=1.0×105 V/m。在M点（坐标原点）有一正粒子以速率v=1.0×106 m/s沿x轴正方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场，最终又从磁场离开。已知粒子的比荷为，不计粒子重力。求：
（1）圆形磁场区域磁感应强度的大小；
（2）沿x轴正方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程。
（3）沿x轴正方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所经过的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知粒子第一次垂直电场与磁场的界面射入电场中，运动轨迹如下图，故可知粒子在磁场中的轨迹半径为
同时根据粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力有
代入数值联立解得
（2）粒子射入电场到运动到最远处距离为，根据动能定理有
解得
故粒子从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程为
（3）粒子在电场中运动时间为，加速度大小为，有
解得
粒子在磁场中运动有
即
根据轨迹可知粒子在磁场中的运动时间为
联立解得
故从进入磁场到再次穿出磁场所经过的时间为
次数
数据
1
2
3
4
5
6
L/cm
38.00
48.00
58.00
68.00
78.00
88.00
T/s
1.24
1.39
1.53
1.66
1.78
189
/
1.54
1.93
2.34
2.76
3.17
3.57
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