2023-2024学年海南省国兴中学高二（下）期中物理试卷（A卷）（含解析）

2023-2024学年海南省国兴中学高二（下）期中物理试卷（A卷）
一、选择题（共42分）
1.一列简谐横波沿轴正方向传播，周期为，时的波形如图所示。时
( )
A. 质点速度方向沿轴负方向 B. 质点沿轴正方向迁移了
C. 质点的加速度为零 D. 质点的位移为
2.如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是( )
A. 同时增大减小 B. 同时减小增大
C. 同时以相同的变化率增大和 D. 同时以相同的变化率减小和
3.空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为，磁场方向垂直横截面．一质量为、电荷量为的粒子以速率沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向不计重力，该磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
4.下列几幅图中表示磁场对电流作用，方向判断错误的是( )
A. B. C. D.
5.导体棒在匀强磁场中沿金属导轨运动时，棒中的感应电流方向如图。则棒的运动方向和螺线管内部磁场方向分别为( )
A. 向左，指向
B. 向右，指向
C. 向左，指向
D. 向右，指向
6.质谱仪是分析同位素的重要的仪器，在物理研究中起非常重要的作用。如图是质谱仪的工作原理示意图。粒子源在加速电场上方，未画出产生的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为和。平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片。平板下方有强度为的匀强磁场。不计带电粒子的重力下列表述正确的是( )
A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B. 能通过狭缝的带电粒子的速率等于
C. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小
D. 粒子所带电荷量相同时，打在胶片上的位置越远离狭缝，表明其质量越大
7.如图所示为某物体做简谐运动的振动图象，下列说法正确的是( )
A. 时刻与 时刻物体的动能相同
B. 时刻与 时刻物体的速度相同
C. 时刻与 时刻物体的回复力方向相同
D. 时刻与 时刻物体的回复力大小不同
8.如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰实线和波谷虚线；的振幅，的振幅，则下列说法正确的是( )
A. 质点是振动减弱点
B. 质点、在该时刻的高度差为
C. 再过半个周期，质点、是振动加强点
D. 质点此刻以后将向上振动
9.如图所示，是以点为圆心的三分之一圆弧，为圆弧中点，、、处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为的匀强磁场，点处的磁感应强度恰好为零。若将处电流反向，其它条件不变，则点处的磁感应强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
10.中国环流器二号装置在成都建成并实现首次放电，该装置通过磁场将粒子约束在小范围内实现核聚变，其简化模型如图所示。半径为和的两个同心圆之间的环形区域存在垂直于环面向里的匀强磁场，核聚变原料氕核和氘核均以相同的速度从圆心沿半径方向射出，全部被约束在大圆形区域内。则氕核在磁场中运动的半径最大为( )
A. B. C. D.
11.沿轴负方向传播的一列简谐横波在时刻的波形如图所示。为介质中的一个质点，该波的传播速度为，则时( )
A. 质点对平衡位置的位移一定为负值
B. 质点的加速度方向与速度方向一定相同
C. 质点速度方向与对平衡位置的位移方向相反
D. 质点的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同
12.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列措施可行的是( )
A. 增大两形金属盒间的加速电压
B. 增大磁场的磁感应强度
C. 增大形金属盒的半径
D. 增大两形金属盒狭缝间的距离
13.如图所示，边长为的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中( )
A. 铝框所用时间相同 B. 铝框上产生的热量相同
C. 铝框中的电流方向相反 D. 通过铝框截面的电荷量相同
14.如图所示，一导线弯成直径为的半圆形闭合回路．虚线右侧有磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度向右匀速进入磁场，直径始终与垂直．从点到达边界开始到点进入磁场为止，下列说法中正确的是( )
A. 感应电流方向为逆时针方向 B. 段直导线始终不受安培力
C. 感应电动势的最大值 D. 感应电动势的平均值
二、非选择题（共58分）
15.在“验证机械能守恒定律”实验中，在下面所列举的该实验的几个操作步骤中，有两项是错误的或者是没有必要进行的，它们是______填字母代号。
A.按照图示的装置安装器件
B.将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C.用天平测量出重物的质量
D.先接通电源开关，再放手让纸带和重物下落
E.在打出的纸带上，选取合适的两点，测量两点的速度和他们之间的距离
F.验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即验证机械能是否守恒
本次实验中，打点周期为，自由下落的重物质量为，打出一条理想纸带的数据如图所示，单位是，取。点、之间还有多个点没画出，从起点到打下点的过程中，重力势能的减少量 ______，此过程中物体动能的增量 ______，答案保留三位有效数字，实验结论是______。
16.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
在到时间内，金属框中的感应电动势；
时，金属框边受到的安培力的大小和方向；
在到时间内，金属框中电流的电功率。
17.如图所示，一质量为的物块与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上，物块向运动，时与弹簧接触，到时与弹簧分离，第一次碰撞结束，、的图像如图所示已知从到时间内，物块运动的距离为、分离后，滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的再次碰撞，之后再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同斜面倾角为，与水平面光滑连接，碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内求
第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值；
第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值；
物块与斜面间的动摩擦因数．
18.用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。气垫导轨上处安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用绕过气垫导轨左端定滑轮的细线与钩码相连，每次滑块都从同一位置由静止释放，释放时遮光条位于气垫导轨上位置的上方。
某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则______。
实验中，接通气源，滑块静止释放后，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为，测得滑块质量为，钩码质量为，、间的距离为在实验误差允许范围内，钩码减小的重力势能与______用直接测量的物理量符号表示相等，则机械能守恒。
下列不必要的一项实验要求是______请填写选项前对应的字母。
A.滑块必须由静止释放 应使滑块的质量远大于钩码的质量
C.已知当地重力加速度 应使细线与气垫导轨平行
分析实验数据后发现，系统增加的动能明显大于钩码减小的重力势能，原因是______。
19.电表为指针在中央的灵敏电流表，如图甲所示，把电表连接在直流电路中时出现的偏转情况。现把它与一个线圈串联，将磁铁从线圈上方插入或拔出，请完成下列填空。
图中灵敏电流计指针将向______偏转填“左”或“右”。
图中磁铁下方的极性是______填“极”或“极”。
图中磁铁的运动方向是______填“向上”或“向下”。
20.如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨的其他电阻不计，取。已知，，试求：
导体棒受到的安培力的大小和方向；
导体棒受到的摩擦力的大小和方向。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、根据图像可知，经过后质点到达平衡位置且向上运动，所以时，质点的速度方向沿着轴正方向，故错误。
、在机械波中，各质点不会随波迁移，只会在平衡位置附近做机械振动，故错误。
、经过后质点到达平衡位置且向下运动，所以时，质点的加速度为零，故正确。
、根据平移法可知，时刻质点的振动方向沿着轴的正方向，所以时，质点在波峰，位移为，故错误。
故选。
由波动图像，分析各质点的振动情况，从而判断四分之一个周期后各个质点的振动情况。
解决该题需要掌握用同侧法判断质点的振动状态，知道质点不会随波一起迁移，知道做简谐运动的振动特点。
2.【答案】
【解析】解：、增大，则金属圆环上半部分的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则，可判定在金属圆环中产生逆时针方向的感应电流；减小，则金属圆环下半部分的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则，可判定在金属圆环中产生逆时针方向的感应电流；故同时增大减小在金属圆环中产生逆时针方向的感应电流，故A错误；
B、减小，则金属圆环上半部分的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则，可判定在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流；增大，则金属圆环下半部分的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则，可判定在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流；故同时减小增大在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故B正确；
、根据上面的分析可知同时以相同的变化率增大和或同时以相同的变化率减小和都不会在环中产生感应电流，故CD错误；
故选：。
当磁感应强度变化，导致线圈的磁通量变化，根据楞次定律分析感应电流的方向。
根据楞次定律分析感应电流的方向，注意在分析过程中要同时考虑和的变化。
3.【答案】
【解析】解：带正电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，画出轨迹如图，根据几何知识得知，轨迹的圆心角等于速度的偏向角，
且轨迹的半径为
根据牛顿第二定律得
得，，故A正确，BCD错误；
故选：
带正电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，由洛伦兹力提供向心力，由几何知识求出轨迹半径，根据牛顿第二定律求出磁场的磁感应强度．
本题是带电粒子在匀强磁场中运动的问题，画轨迹是关键，是几何知识和动力学知识的综合应用，常规问题．
4.【答案】
【解析】解：、磁场的方向向里，根据左手定则可知，安培力的方向与电流的方向垂直，即垂直于电流的方向指向左上方。故A正确；
B、磁场的方向向上，根据左手定则可知，安培力的方向与电流的方向垂直，即垂直于电流的方向向左。故B正确；
C、磁场的方向向右，电流方向向里，根据左手定则可知，安培力的方向垂直于电流的方向向下。故C错误；
D、磁场的方向向外，电流方向向右，根据左手定则可知，安培力的方向与垂直于电流的方向向下。故D正确。
本题选择错误的，故选：
左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．根据左手定则的内容判断安培力的方向，当然也可以判定洛伦兹力的方向．
本题考查了判断安培力方向的方法，掌握基础知识即可正确解题，要注意基础知识的学习与掌握．
5.【答案】
【解析】解：由右手定则可知，棒向左运动才能产生如图所示的电流；螺线管中电流由下方流入，由安培定则可知，螺线管内部磁场由指向，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据右手定则判断棒的运动方向，再根据安培定则判断螺线管中的磁场方向。
本题关键要掌握右手定则和安培定则，要明确两个问题：一是什么条件下用什么定则；二是怎样用。
6.【答案】
【解析】解：由图可知，在下方磁场中，粒子向左偏转，粒子方向垂直纸面向外，根据左手定则可知，粒子带正电，在速度选择器中，粒子受电场力方向向右，洛伦兹力向左，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，故A错误；
B.通过速度选择器时，受到电场力和洛伦兹力，直线通过，有，，故B正确；
C.带电粒子做匀速圆周运动的半径为，越靠近狭缝，说明半径越小，越大，故C错误；
D.粒子所带电荷量相同时，打在胶片上的位置越远离狭缝，半径越大，质量越大，故D正确。
故选：。
根据带电粒子在速度选择器中做匀速运动，电场力和洛伦兹力相等求出速度，再利用在磁场中做匀速圆周运动半径公式进行分析判断。
本题考查质谱仪，要求掌握质谱仪的原理。
7.【答案】
【解析】解：、由图可知，在与两个时刻，弹簧振子的位移是相同的，则振子具有相等得动能，故A正确；
B、图象的切线斜率表示速度，在与两个时刻，弹簧振子的速度方向相反，故B错误；
C、由图可知，在与两个时刻，弹簧振子的位移方向是相反得，所以物体的回复力负方向相反，故C错误；
D、由运动的对称性结合图象可知，在与两个时刻，位移的大小是相等，根据，可知物体的回复力大小相同，故D错误；
故选：。
简谐运动的图象中图线切线的斜率表示速度，回复力与位移的关系是根据这些知识进行分析。
对于简谐运动的图象，可直接读出位移及其变化，根据回复力，分析回复力和位移的变化，要注意分析图象中的隐含信息。
8.【答案】
【解析】解：图是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则点是波谷与波谷相遇点，是波峰与波峰相遇点，、两点是波峰与波谷相遇点。则、两点是振动加强的，且、两点是振动减弱的。
A、质点是振动加强点，故A错误；
B、的振幅，的振幅，质点是处于波峰叠加位置，相对平衡位置高度为，而质点处于波谷叠加位置，相对平衡位置为，因此质点、在该时刻的高度差为，故B正确；
C、、两点是振动减弱点，再过半个周期，质点、是振动仍是减弱点，故C错误；
D、质点此刻处于最大位置处，以后将向下运动，故D错误；
故选：。
两列频率相同，振幅不同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，则振动情况相同时振动加强；振动情况相反时振动减弱，从而即可求解．
波的叠加满足矢量法则，当振动情况相同则相加，振动情况相反时则相减，且两列波互不干扰．当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的之和；当波峰与波谷相遇时此处的位移为振幅之差．
9.【答案】
【解析】解：由题意知，三条通电直导线在点产生的磁感应强度大小相等，设为，由安培定则作出三条通电直导线在点处产生的磁场方向如图所示，由矢量的叠加可知，三条通电直导线产生的磁场在点的合磁感应强度为，方向垂直于斜向下，而点处的磁感应强度恰好为零，则匀强磁场的磁感应强度，方向垂直于斜向上；若将处电流反向，三条通电直导线在点处产生的磁场方向如图所示，根据磁感应强度的叠加可知，点处的磁感应强度大小为，方向垂直于向左，故A正确，BCD错误。
故选：。
该题考查了磁场的叠加问题。用右手定则首先确定三根通电直导线在点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小和方向，从而判断各选项。
该题考查了磁场的叠加问题。用右手定则首先确定三根通电直导线在点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小和方向，关键是做出各电流在点产生的磁感应强度的矢量图。
10.【答案】
【解析】解：依题意，氕核、氘核全部被约束在大圆形区域内，根据
解得：
由于二者速度相同，根据半径与比荷的关系，可知氕核，氘核在磁场中的轨迹半径之比为：
当氘核在磁场中运动轨迹刚好与磁场外边界相切时，氘核运动轨迹半径最大，由几何知识得
求得氘核的最大半径为
所以，氕核在磁场中运动的最大半径为
故A正确，BCD错误；
故选：。
根据洛伦兹力提供向心力解得轨道半径的比值，根据几何关系可解得。
对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解。
11.【答案】
【解析】解：波从内的传播距离为
在点右侧与之相距的质点为，如图所示
此时质点的状态与质点在时的状态相同。则时质点在轴上方，即对平衡位置的位移方向向上，为正值。且时质点向下振动，即速度方向向下，再根据加速与回复力的关系
可知加速度方向向下。
故AD错误，BC正确；
故选：。
根据解得波传播的距离，由波的传播方向确定质点的振动方向，由所在位置与平衡位置的关系确定受力方向和加速度方向。
本题考查波动图象的性质，注意波长和振幅由波动图象读出，而周期需要根据波速公式求解；同时注决根据时间与周期的关系分析质点的振动情况。
12.【答案】
【解析】解：由洛伦兹力提供向心力有：
动能
可解得：，知动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和形盒的半径有关，增大磁感应强度和形盒的半径，可以增加粒子的动能，故BC正确，AD 错误。
故选：。
回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力求出粒子射出时的速度，从而得出动能的表达式，看动能与什么因素有关。
解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和形盒的半径有关。
13.【答案】
【解析】解：、铝框进入和离开磁场过程，穿过铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流，根据楞次定律可知铝框受到的安培力方向水平向左，铝框做减速运动，铝框全部处于磁场中时，穿过铝框的磁通量不变，没有感应电流，不受安培力，铝框做匀速直线运动，则知铝框离开磁场过程的平均速度小于进入磁场过程的平均速度，由于进入和离开过程的位移均为，所以离开磁场过程的时间比进入磁场过程的时间长，故A错误；
B、铝框进入和离开磁场过程，铝框均做减速运动，可知铝框进入磁场过程的速度一直大于铝框离开磁场过程的速度，根据
可知铝框进入磁场过程受到的安培力一直大于铝框离开磁场过程受到的安培力，所以铝框进入磁场过程克服安培力做的功大于铝框离开磁场过程克服安培力做的功，则铝框进入磁场过程产生的热量大于铝框离开磁场过程产生的热量，故B错误；
C、由楞次定律可知，铝框进入磁场过程穿过铝框的磁通量增加，感应电流为逆时针方向。离开磁场过程穿过铝框的磁通量减小，感应电流为顺时针方向，则在滑入和滑出磁场区域的两个过程中铝框中的电流方向相反，故C正确；
D、铝框进入和离开磁场过程中，感应电动势的平均值为
感应电流的平均值为
解得通过铝框截面的电荷量
即在滑入和滑出磁场区域的两个过程中通过铝框截面的电荷量相同，故D正确。
故选：。
分析铝框的运动情况，判断铝框滑入和滑出磁场区域所用时间关系。根据克服安培力做功关系分析铝框上产生的热量关系。运用楞次定律判断感应电流方向关系。推导出电荷量与磁通量变化量的关系，再分析通过铝框截面的电荷量关系。
解答本题时，要正确分析铝框的受力情况和运动情况，要知道克服安培力做功等于铝框产生的热量。能推导出安培力与速度的关系，并能在理解的基础上记牢。
14.【答案】
【解析】【分析】
由楞次定律可判断电流方向，由左手定则可得出安培力的方向；
由，分析过程中最长的可知最大电动势；
由法拉第电磁感应定律可得出电动势的平均值．
本题注意以下几点：感应电动势公式来计算平均值；利用感应电动势公式计算时，应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度．
【解答】
A、在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确．
B、根据左手定则可以判断，受安培力向下，故B错误．
C、当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为，这时感应电动势最大，C错误．
D、由法拉第电磁感应定律可得感应电动势平均值，故D正确．
故选：．
15.【答案】 在误差允许的范围内，重物下落过程的机械能守恒
【解析】解：打点计时器正常工作时需要接低压交流电源，不能接直流；由于我们是比较重物重力势能的减少量与动能的增加量大小是否相等，即验证

则重物的质量可以约去，不需要测量重物的质量，也就不需要用天平，故ADEF正确，BC错误。
本题选错误的或者是没有必要进行的，故选：。
从开始下落至点，重锤的重力势能减少量为
利用匀变速直线运动的推论有
则动能的增量为
根据上述数据可知，在误差允许范围内，重物减少的重力势能近似等于增加的动能，即在误差允许范围内，重物下落过程的机械能守恒。
故答案为：；，，在误差允许的范围内，重物下落过程的机械能守恒。
根据实验原理确定需要测量的物理量，从而确定不需要的测量步骤。实验时，打点计时器应接低压交流电源，先接通电源，再释放纸带。
根据下降的高度求出重力势能的减少量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出打点时的速度，从而得出动能的增量，比较重物动能的增量与重力势能的减少量关系，再得出实验结论。
解决本题的关键要掌握实验的原理，通过实验原理确定所需测量的物理量，以及知道实验中的注意事项，在平时的学习中，需加以总结。
16.【答案】解：在到的时间内，磁感应强度的变化量，设穿过金属框的磁通量变化量，
则有：
由于磁场均匀变化，金属棒中产生的感应电动势恒定为：
设金属框中电流，由闭合电路欧姆定律，有：
由图知时，磁感应强度，
金属框边受到的安培力为： ，方向垂直向左
在到时间内，金属框中电流的电功率为：

【解析】利用法拉第电磁感应定律计算；
利用全电路欧姆定律和安培力计算；
电路为纯电阻电路，电功率。
此题考查了法拉第电磁感应定律和安培力计算，并结合电路和能量转化与守恒考查了焦耳定律，比较基础，但知识点衔接较多，是一道中等偏易题。
17.【答案】解：设物块的质量为，时刻物块A、达到共速，弹簧弹性势能此时最大，设为，时间内两物块作用过程满足动量守恒定律，以水平向右为正方向，结合图数据得：
解得：
此过程对、和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律得：
解得：；
时刻物块A、达到共速，此弹簧压缩量最大
因时间内两物块受到合力大小等于弹簧的弹力大小，故两物块所受合力大小相等，方向相反，又因
由牛顿第二定律可知物块做减速直线运动的加速度大小始终等于物块做加速直线运动的加速度大小的，那么在相同时间内，物块的速度减小量始终等于物块的速度增加量的，由图像与时间轴围成的面积表示位移的大小，如图所所示：
已知：时间内，物块运动的距离为。即图中面积
物块相对匀速运动而减小的位移大小等于图中面积，由前述分析可知：
则时间内，物块运动的位移大小为：
由位移关系可得第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值为：
；
已知再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同，可知两次滑上斜面的初速度相同，且为。
设第一次下滑到斜面底端时的速度大小为其方向水平向左，与再次碰撞后的速度为，以水平向右为正方向，对与再次碰撞的过程，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，结合图数据得：
联立解得：
设在斜面上上滑的最大高度为，与斜面间的动摩擦因数为，对第一次滑上斜面到达最高点的过程，由动能定理得：
对第一次滑上斜面又到达斜面底端的过程，由动能定理得：
联立代入数据解得：。
答：第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值为；；
第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值为；
物块与斜面间的动摩擦因数为。
【解析】时刻物块、达到共速，弹簧弹性势能此时最大。时间内两物块作用过程，由动量守恒定律求得的质量；由机械能守恒定律求解弹簧弹性势能最大值；
时刻物块、达到共速，此时弹簧压缩量最大。已知时间内，物块运动的距离，根据牛顿第二定律，分析两物块运动中的物理量的关系，根据图像与时间轴围成的面积表示位移的大小，求得物块位移，再由两物块的位移关系求解；
已知再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同，可知两次滑上斜面的初速度相同。根据动量守恒定律和机械能守恒定律，求得第一次下滑到斜面底端时的速度大小；对在斜面上滑动的过程，由动能定理求解。
本题考查了力学三大原理，牛顿第二定律、功能关系、动量守恒定律的综合应用，运动过程较多，难度大。对于满足动量守恒定律的弹簧的碰撞问题，两物体共速时弹簧弹性势能最大；弹簧由原长变化到原长的过程类似于弹性碰撞。本题第问是加速度变化的过程，两物块的加速度大小存在恒定的比例关系，可利用图像的面积分析运动位移关系。
18.【答案】；；；气垫导轨右端偏高
【解析】【分析】
本题考查了实验器材、实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析等问题；要掌握实验原理、实验器材与实验注意事项、实验数据的处理方法；常常应用图象法处理实验数据，应用图象法处理实验数据时为方便实验数据处理，注意游标卡尺没有估计值。
【解答】
由图示游标卡尺可知，主尺示数为，游标尺示数为，则游标卡尺读数为；
由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，
因此滑块经过光电门时的瞬时速度为：
实验要验证机械能守恒定律，故：；
本实验中通过实验数据，来判定钩码重力势能的减少量与系统动能的增加量的关系，故不需要保证所挂钩码的质量远小于滑块质量，故ACD不符合，符合，
本来是通过钩码重力势能的减少量与系统动能的增加量的关系，来验证机械能是否守恒；
若测试过程中发现系统动能增加量总是大于钩码重力势能的减少量，说明重力做功多，即滑块的重力也做功了，故调节导轨时右端过高；
故答案为：；；；气垫导轨右端偏高。
19.【答案】右；极；向上。
【解析】【分析】
根据磁铁的运动方向分析磁通量变化，由楞次定律确定感应电流方向，结合甲图可知：当电流从哪个接线柱流入时，指针向哪边偏转，由此判断指针偏转方向。
解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，基础题。
【解答】
由图甲可知，电流从灵敏电流表的的右接线柱流入，指针向右偏转。
图中原磁场向下，增大，根据楞次定律，感应电流的磁场向上，则电流从右接线柱流入，故指针向右偏转；
图中指针向左偏转，则电流方向从左接线柱流入，根据安培定则可知感应电流的磁场的方向向下，条形磁铁向下运动，根据楞次定律可知磁铁下方为极；
图中指针向左偏转，则电流方向从左接线柱流入，根据安培定则可知感应电流的磁场的方向向下，与图中条形磁铁磁场的方向相同，根据楞次定律可知磁铁向上运动。
答：右；极；向上。
20.【答案】解：根据闭合电路欧姆定律得：，
根据安培力公式得：，方向沿导轨向上。
对导体棒做受力分析得：，解得： ，
即导体棒受到的摩擦力大小为，方向沿导轨向上。
答：导体棒受到的安培力的大小为 ，方向沿导轨向上；
导体棒受到的摩擦力的大小为 ，方向沿导轨向上；
【解析】有闭合电路欧姆定律求电流，由安培力公式求解安培力，由左手定则判定安培力方向；
导体棒受到重力、安培力、导轨的支持力和静摩擦力，根据平衡条件求出导体棒受到的摩擦力。
解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力。
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