贵州省铜仁市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题
一、选择题（本题共10个小题，共43分。第1~7题为单项选择题，每小题4分；第8~10题为多项选择题，每小题至少有两项符合题目要求，全选对得5分，选对但不全得3分，选错或不选得0分。）
1．（2024高二上·铜仁期末） 下列说法符合史实的是（ ）
A．安培提出了场的概念，发现了电磁感应现象，并提出了电磁感应定律
B．奥斯特提出了判断电流磁场方向的方法，即右手螺旋定则
C．楞次在分析许多实验事实后，得到了关于感应电流方向的规律
D．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A、法拉第最早提出了场的概念，发现了电磁感应现象，并提出了电磁感应定律，故A错误；
B、安培提出了判断电流磁场方向的方法，即右手螺旋定则，故B错误；
C、楞次在分析许多实验事实后，得到了关于感应电流方向的规律，即楞次定律，故C正确；
D、麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故答案为：C。
【分析】熟悉掌握物理学史及各物理学家的成就。法拉第最早提出了场的概念，发现了电磁感应现象，并提出了电磁感应定律。麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。
2．（2024高二上·铜仁期末） 下列说法错误的是（ ）
A．物体做受迫振动时，其振动频率与驱动力的频率无关
B．“闻其声而不见其人”是声波发生了衍射现象
C．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠压而成是为了减小涡流
D．交流感应电动机是利用电磁驱动的原理来工作的
【答案】A
【知识点】受迫振动和共振；涡流、电磁阻尼、电磁驱动；波的衍射现象
【解析】【解答】A、物体做受迫振动时，其振动频率等于驱动力的频率，故A错误，符合题意；
B、“闻其声而不见其人”是声波发生了衍射现象，故B正确，不符合题意；
C、变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠压而成是为了减小涡流，故C正确，不符合题意；
D、交流感应电动机是利用电磁驱动的原理来工作的，故D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】物体做受迫振动时，其振动频率等于驱动力的频率。熟悉掌握波的衍射在生活中的应用。变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠压而成是为了减小涡流。
3．（2024高二上·铜仁期末） 凯里棉纺厂家属楼前，发生了惊心动魄的一幕，一个3岁的小女孩，一只脚迈出了自家5楼的窗户，住户们还没来得及拿棉被去接，小女孩就直接掉落下来，危急时刻，正在楼下的陈忠平接住了她。设儿童与陈忠平之间的相互作用时间为0.1s，请估算一下，陈忠平受到冲击力的平均值约为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】动量定理
【解析】【解答】小女孩在5楼掉下，其距地面高度为
假设其落下做自由落体运动，陈忠平与女孩接触时的速度为v，有
设向上为正，儿童的质量约为12kg，由动量定理有
解得
故答案为：B。
【分析】根据题意确定小女孩做自由落体运动下落的高度，再根据自由落体运动确定小女孩与陈忠接触时的速度。再对小女孩运用动量定理进行解答。
4．（2024高二上·铜仁期末） 质量是的子弹，以的速度射入静止在光滑水平桌面上的木块，子弹和木块的图像如图所示，则（ ）
A．子弹射入木块的过程中子弹和木块系统机械能守恒
B．子弹射入木块的过程中子弹和木块系统动量不守恒
C．木块的质量为
D．木块的最短长度为
【答案】D
【知识点】动量与能量的综合应用一子弹打木块模型；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、子弹射入木块的过程中，系统克服摩擦做功，子弹和木块系统机械能不守恒，故A错误；
B、子弹射入木块的过程中，系统合外力为零，子弹和木块系统动量守恒，故B错误；
C、根据子弹和木块系统动量守恒
解得木块的质量为
故C错误；
D、v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移，木块的最短长度为子弹和木块间的相对位移，即
故D正确。
故答案为：D。
【分析】子弹射入木块的过程中，系统克服摩擦做功，子弹和木块系统机械能不守恒。系统合外力为零，子弹和木块系统动量守恒。v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移，木块的最短长度为子弹和木块间的相对位移。
5．（2024高二上·铜仁期末） 如图所示，长为的直导线折成边长相等、夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为。当在导线中通以电流时，该形通电导线受到的安培力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用；安培力的计算
【解析】【解答】根据题意，由几何关系可得，导线折后的有效长度为
由公式F=BIL可得，该V形通电导线受到的安培力大小为
故答案为：C。
【分析】根据几何关系确定弯折导线在磁场中的有效长度，再根据安培力公式确定V型导线所受安培力的大小。
6．（2024高二上·铜仁期末） 现在很多手机都具有无线充电功能，如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为，面积为。若在某一小段时间内，磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由增大到，则该段时间线圈两端之间的电势差为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】根据楞次定律，感应电流产生的磁通量向左，故感应电流顺时针（从右侧看），则a端电势小于b端电势；穿过线圈的磁感应强度均匀减小，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有
故答案为：B。
【分析】根据题意确定穿过线圈磁通量的变化情况，再根据楞次定律确定感应电流的方向。线圈相当于电源，电源内部电流从负极流向正极，从而确定ab电势高低情况。再根据电磁感应定律确定端点之间的电势差。
7．（2024高二上·铜仁期末） 一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。下列说法正确的是（ ）
A．带负电的粒子所受洛伦兹力水平指向极
B．板是电源的正极
C．增大等离子体喷人磁场的速度能增大发电机的电动势
D．减小金属板A、B之间的距离能增大发电机的电动势
【答案】C
【知识点】磁流体发电机
【解析】【解答】AB、由左手定则可知，带负电的粒子所受洛伦兹力水平指向A板，A板是电源的负极，故AB错误；
CD、由
可知
所以增大等离子体喷人磁场的速度能增大发电机的电动势，减小金属板A、B之间的距离能减小发电机的电动势，故C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】根据左手定则判断正负离子所受洛伦兹力的方向，从确定正负离子的偏转方向及极板电势的高低。根据磁流体发电机稳定时的规律确定两极板电势差与各物理量之间的关系。
8．（2024高二上·铜仁期末） 下图为交流发电机示意图，线圈沿逆时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．甲→乙过程中，边中的电流由
B．丙→丁过程中，边中的电流由
C．图甲位置线圈中感应电动势最大
D．图乙位置线圈中感应电流最大
【答案】B,D
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】A、甲→乙过程中，根据右手定则，AB边中的电流由B→A，故A错误；
B、丙→丁过程中，根据右手定则，AB边中的电流由A→B，故B正确；
C、图甲位置，线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势最小，为零，故C错误；
D、图乙位置，线圈中磁通量为零，磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大，感应电流最大，故D正确。
故答案为：BD。
【分析】线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势为零。圈中磁通量为零，磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大，感应电流最大。确定线框各边的速度方向。再根据右手定则确定感应电流的方向。
9．（2024高二上·铜仁期末） 简谐横波某时刻波形图如图所示，P、Q为介质中两个质点，波沿x轴正方向传播的速度为8m/s，则（ ）
A．图示时刻质点P、Q的加速度方向相同
B．质点Q将比质点P先回到平衡位置
C．该波的频率为2Hz
D．一个周期内质点P的路程为4m
【答案】A,C
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A、由题图可知，其质点P的加速度向下，质点Q的加速度也向下，所以两质点的加速度方向相同，故A正确；
B、由于波的传播方向为x轴正方向，根据题图可知，质点P此时刻向下运动，质点Q此时刻向上运动，所以质点P先回到平衡位置，故B错误；
C、由题图可知，该波的波长为4m，由波速运动公式有
解得
所以其频率为
故C正确；
D、由题图可知，其振幅为10cm，质点一个周期的路程为
故D错误。
故答案为：AC。
【分析】回复力总是指向平衡位置，加速度与回复力的方向一致。根据波的传播方向，结合“上下坡”法确定各质点此时的振动方向，继而确定回到平衡位置的先后顺序。根据图像确定波的波长，再根据波速公式确定波周期，继而得出其频率。熟悉掌握质点运动路程的计算方法。
10．（2024高二上·铜仁期末） 在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为均为固定电阻，，电压表为理想电表。已知电阻中电流随时间变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．的阻值为
B．电压表的示数为
C．变压器传输的电功率为
D．若拆除支路，电压表示数会减小
【答案】A,C,D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值；变压器的应用
【解析】【解答】AB、根据图乙可知通过电阻R2电流的最大值为
则有效值为
根据并联电路特点和题意可知通过副线圈的电流为
根据理想变压器电流与线圈匝数关系有
解得
根据欧姆定律可知副线圈两端的电压为
根据理想变压器电流与线圈匝数关系有
解得
则电压表的示数为
则
故A正确，B错误；
C、变压器传输的电功率为
故C正确；
D、若拆除R2支路，则通过副线圈的电流减小，通过原线圈的电流也减小，根据欧姆定律可知电压表示数会减小，故D正确。
故答案为：ACD。
【分析】根据图乙确定电阻R2的电流有效值，根据串并联电路规律确定副线圈的总电流。再根据理想变压器规律确定原副线圈的电流和电压，再根据电功率公式确定变压器传输的功率。对于匝数比不变的动态电路，可讲原副线圈的回路等效成一个整体，再根据等效电路利用程序法进行分析。
二、非选择题（本题共5个小题，共57分）
11．（2024高二上·铜仁期末） 一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径，示数如图所示，则摆球的直径为 。
（2）某次实验所用单摆的摆线长度为，实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为，则此单摆周期为 ，该小组测得的重力加速度大小为 。（结果均保留3位有效数字，取9.870）
【答案】（1）20.033~20.035均可
（2）1.72；9.81
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）由图可知摆球的直径为
（2）根据单摆运动的周期性可知，相邻两次通过最低点的时间间隔为周期的一半，则周期为
根据单摆的周期公式
解得
【分析】读数时注意仪器的分度值及是否需要估读。摆球运动一个周期经过两次平衡位置。根据次数与时间间隔确定单摆周期，再根据单摆周期公式进行数据处理。
12．（2024高二上·铜仁期末） 某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图所示。A、B为两个直径相同但质量不同的小钢球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置（称为第一次操作）；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置（称为第二次操作）。三个落点位置标记为。
（1）下列关于实验的要求哪些是正确的____。
A．斜槽的末端必须是水平的 B．斜槽的轨道必须是光滑的
C．必须测出斜槽末端高度 D．A为质量较大的小球
（2）实验时测得A、B的质量分别为、，到的距离分别为，用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式 ，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的。
（3）如果第二次操作时A球从斜槽上开始滚下的位置比原先低一些，则碰后B的落点比正确操作时的落点 （填“偏左”、“偏右”或者“不变”），碰前系统动量测量值 （填“大于”、“等于”或者“小于”）碰后系统动量测量值。
【答案】（1）A；D
（2）
（3）偏左；大于
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）A、实验要求小球从斜槽末端飞出后要做平抛运动，所以必须保证斜槽末端水平，故A错误；
B、实验中要求小球A两次沿斜槽滚到末端时的速度大小相等，所以应使小球A每次都从同一位置由静止开始释放，但并不需要斜槽的轨道光滑，故B错误；
C、由于小球A和小球B均从同一高度水平抛出，所以从抛出到落地的时间相同，所以不需要测出斜槽末端的高度，也不需要计算出运动时间，故C错误；
D、小球A与小球B发生正碰时，为使小球A在碰后不反弹，要求小球A的质量要大于小球B的质量，故D正确。
故答案为：AD。
（2 ）由于小球A和小球B均从同一高度水平抛出，所以从抛出到落地的时间相同，设为t，则碰前小球A和B的动量分别为
，
碰后小球A和B的动量分别为
，
若满足
则碰撞前后动量守恒，即
（3）如果第二次操作时A球从斜槽上开始滚下的位置比原先低一些，则到A球碰撞B球的速度偏小，碰后B球的速度也较小，所以落点比正确操作时的落点偏左，动量也偏小，所以碰前系统动量测量值大于碰后系统动量测量值。
【分析】为保证小球飞出后做平抛运动，故斜槽末端必须水平。为使小球A与小球B发生正碰两球直径要相等，为使小球A在碰后不反弹，小球A的质量要大于小球B的质量。根据平抛运动规律确定碰撞前后各小球的速度，再根据动量守恒定律确定需满足的关系式。结合平抛运动规律分析落点变化情况，继而确定碰撞过程动量的变化情况。
13．（2024高二上·铜仁期末） 如图所示，与水平面夹角为绝缘斜面上固定有足够长的光滑U型金属导轨，导轨底端接有阻值的电阻。质量为、电阻、长的导体杆沿导轨向下运动，以的速度进入方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场区域，磁感应强度。导体杆在磁场中运动一段时间后做匀速直线运动。运动过程中杆始终与导轨垂直并接触良好，导轨的电阻忽略不计，取重力加速度。
（1）求杆刚进入磁场时杆两端的电压和杆受到的安培力的大小；
（2）求杆在磁场中匀速运动时的速度的大小。
【答案】（1）解：杆刚进入磁场时切割磁感线产生的电动势为
杆两端的电压为
通过杆的电流为
杆受到的安培力为
（2）解：当杆匀速运动时应满足
根据安培力公式有
根据闭合电路欧姆定律有
杆匀速运动时切割磁感线产生的电动势为
解得
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1） 杆刚进入磁场时切割磁感线产生的电动势，根据法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小，此时导体棒相当于电源，导体棒两端的电压为路端电压。再根据串联电路规律确定杆两端电压。根据闭合电路欧姆定律确定电路中的电流，再根据安培力公式确定杆受到安培力的大小；
（2）当导体棒匀速运动时，导体棒处于受力平衡条件，再根据平衡条件及力的合成与分解结合电磁感应定律及闭合电路欧姆定律和安培力公式进行解答即可。
14．（2024高二上·铜仁期末） 如图所示，一个质量为、电荷量为的带负电荷的粒子，不计重力，从轴上的点以速度射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好从轴上的点垂直于轴射出第一象限。已知与轴正方向成角，。
（1）求匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）若只改变匀强磁场的磁感应强度的大小，求满足什么条件时，粒子不会从轴射出第一象限。
【答案】（1）解：根据题意，画出带电粒子运动轨迹如图所示
由几何关系有
又有
解得
（2）解：由第一问得
粒子刚好不会从y轴射出第一象限的轨迹如图所示
由几何关系得
又有
解得
所以，当
时，粒子不会从y轴射出第一象限。
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据题意画出粒子的运动轨迹，再根据几何关系确定粒子的运动半径，再结合洛伦兹力提供向心力进行解答；
（2）根据（1）中数据确定OP的距离，当粒子刚好不从y轴射出，即其运动轨迹与y轴相切。画出粒子的运动轨迹，根据几何关系确定粒子的运动半径，再结合洛伦兹力提供向心力进行解答即可。
15．（2024高二上·铜仁期末） 如图所示，质量为的A球以速度跟静止在水平地面上质量为的球发生正碰。
（1）若A、B碰后粘在一起，求碰后A、B组合体的速度的大小和碰撞过程中系统损失的机械能；
（2）若A、B碰撞为弹性碰撞，求碰后球的速度的大小；
（3）若球的质量未知，A、B碰后球的速度为，求球质量的取值范围。
【答案】（1）解：对A、B系统由动量守恒定律有
解得
系统损失的机械能
解得
（2）解：A、B碰撞为弹性碰撞，则碰撞过程满足动量守恒定律和机械能守恒定律，有
解得
（3）解：A、B碰撞，动量守恒有
碰撞过程中系统机械能不增加
解得
碰后A的速度不大于B的速度
解得
故B球质量的取值范围为
【知识点】碰撞模型
【解析】【分析】（1）AB两球发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律确定碰后两球的速度，再根据能量守恒定律确定损失的机械能；
（2）AB两球发生弹性碰撞，则碰撞过程两球动量守恒和机械能守恒，再根据动量守恒定律及机械能守恒定律进行解答；
（3）AB碰撞过程动量守恒，且碰后系统的机械能不增加，由题可知碰后B球速度向右，若碰后两球速度方向同向，则同时需满足A球速度小于B球，以免发生二次碰撞。根据动量守恒定律及机械能不增加原则列出方程进行联立解答。
1 / 1贵州省铜仁市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题
一、选择题（本题共10个小题，共43分。第1~7题为单项选择题，每小题4分；第8~10题为多项选择题，每小题至少有两项符合题目要求，全选对得5分，选对但不全得3分，选错或不选得0分。）
1．（2024高二上·铜仁期末） 下列说法符合史实的是（ ）
A．安培提出了场的概念，发现了电磁感应现象，并提出了电磁感应定律
B．奥斯特提出了判断电流磁场方向的方法，即右手螺旋定则
C．楞次在分析许多实验事实后，得到了关于感应电流方向的规律
D．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
2．（2024高二上·铜仁期末） 下列说法错误的是（ ）
A．物体做受迫振动时，其振动频率与驱动力的频率无关
B．“闻其声而不见其人”是声波发生了衍射现象
C．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠压而成是为了减小涡流
D．交流感应电动机是利用电磁驱动的原理来工作的
3．（2024高二上·铜仁期末） 凯里棉纺厂家属楼前，发生了惊心动魄的一幕，一个3岁的小女孩，一只脚迈出了自家5楼的窗户，住户们还没来得及拿棉被去接，小女孩就直接掉落下来，危急时刻，正在楼下的陈忠平接住了她。设儿童与陈忠平之间的相互作用时间为0.1s，请估算一下，陈忠平受到冲击力的平均值约为（ ）
A． B． C． D．
4．（2024高二上·铜仁期末） 质量是的子弹，以的速度射入静止在光滑水平桌面上的木块，子弹和木块的图像如图所示，则（ ）
A．子弹射入木块的过程中子弹和木块系统机械能守恒
B．子弹射入木块的过程中子弹和木块系统动量不守恒
C．木块的质量为
D．木块的最短长度为
5．（2024高二上·铜仁期末） 如图所示，长为的直导线折成边长相等、夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为。当在导线中通以电流时，该形通电导线受到的安培力大小为（ ）
A． B． C． D．
6．（2024高二上·铜仁期末） 现在很多手机都具有无线充电功能，如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为，面积为。若在某一小段时间内，磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由增大到，则该段时间线圈两端之间的电势差为（ ）
A． B．
C． D．
7．（2024高二上·铜仁期末） 一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。下列说法正确的是（ ）
A．带负电的粒子所受洛伦兹力水平指向极
B．板是电源的正极
C．增大等离子体喷人磁场的速度能增大发电机的电动势
D．减小金属板A、B之间的距离能增大发电机的电动势
8．（2024高二上·铜仁期末） 下图为交流发电机示意图，线圈沿逆时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．甲→乙过程中，边中的电流由
B．丙→丁过程中，边中的电流由
C．图甲位置线圈中感应电动势最大
D．图乙位置线圈中感应电流最大
9．（2024高二上·铜仁期末） 简谐横波某时刻波形图如图所示，P、Q为介质中两个质点，波沿x轴正方向传播的速度为8m/s，则（ ）
A．图示时刻质点P、Q的加速度方向相同
B．质点Q将比质点P先回到平衡位置
C．该波的频率为2Hz
D．一个周期内质点P的路程为4m
10．（2024高二上·铜仁期末） 在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为均为固定电阻，，电压表为理想电表。已知电阻中电流随时间变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．的阻值为
B．电压表的示数为
C．变压器传输的电功率为
D．若拆除支路，电压表示数会减小
二、非选择题（本题共5个小题，共57分）
11．（2024高二上·铜仁期末） 一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径，示数如图所示，则摆球的直径为 。
（2）某次实验所用单摆的摆线长度为，实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为，则此单摆周期为 ，该小组测得的重力加速度大小为 。（结果均保留3位有效数字，取9.870）
12．（2024高二上·铜仁期末） 某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图所示。A、B为两个直径相同但质量不同的小钢球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置（称为第一次操作）；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置（称为第二次操作）。三个落点位置标记为。
（1）下列关于实验的要求哪些是正确的____。
A．斜槽的末端必须是水平的 B．斜槽的轨道必须是光滑的
C．必须测出斜槽末端高度 D．A为质量较大的小球
（2）实验时测得A、B的质量分别为、，到的距离分别为，用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式 ，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的。
（3）如果第二次操作时A球从斜槽上开始滚下的位置比原先低一些，则碰后B的落点比正确操作时的落点 （填“偏左”、“偏右”或者“不变”），碰前系统动量测量值 （填“大于”、“等于”或者“小于”）碰后系统动量测量值。
13．（2024高二上·铜仁期末） 如图所示，与水平面夹角为绝缘斜面上固定有足够长的光滑U型金属导轨，导轨底端接有阻值的电阻。质量为、电阻、长的导体杆沿导轨向下运动，以的速度进入方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场区域，磁感应强度。导体杆在磁场中运动一段时间后做匀速直线运动。运动过程中杆始终与导轨垂直并接触良好，导轨的电阻忽略不计，取重力加速度。
（1）求杆刚进入磁场时杆两端的电压和杆受到的安培力的大小；
（2）求杆在磁场中匀速运动时的速度的大小。
14．（2024高二上·铜仁期末） 如图所示，一个质量为、电荷量为的带负电荷的粒子，不计重力，从轴上的点以速度射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好从轴上的点垂直于轴射出第一象限。已知与轴正方向成角，。
（1）求匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）若只改变匀强磁场的磁感应强度的大小，求满足什么条件时，粒子不会从轴射出第一象限。
15．（2024高二上·铜仁期末） 如图所示，质量为的A球以速度跟静止在水平地面上质量为的球发生正碰。
（1）若A、B碰后粘在一起，求碰后A、B组合体的速度的大小和碰撞过程中系统损失的机械能；
（2）若A、B碰撞为弹性碰撞，求碰后球的速度的大小；
（3）若球的质量未知，A、B碰后球的速度为，求球质量的取值范围。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A、法拉第最早提出了场的概念，发现了电磁感应现象，并提出了电磁感应定律，故A错误；
B、安培提出了判断电流磁场方向的方法，即右手螺旋定则，故B错误；
C、楞次在分析许多实验事实后，得到了关于感应电流方向的规律，即楞次定律，故C正确；
D、麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故答案为：C。
【分析】熟悉掌握物理学史及各物理学家的成就。法拉第最早提出了场的概念，发现了电磁感应现象，并提出了电磁感应定律。麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。
2．【答案】A
【知识点】受迫振动和共振；涡流、电磁阻尼、电磁驱动；波的衍射现象
【解析】【解答】A、物体做受迫振动时，其振动频率等于驱动力的频率，故A错误，符合题意；
B、“闻其声而不见其人”是声波发生了衍射现象，故B正确，不符合题意；
C、变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠压而成是为了减小涡流，故C正确，不符合题意；
D、交流感应电动机是利用电磁驱动的原理来工作的，故D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】物体做受迫振动时，其振动频率等于驱动力的频率。熟悉掌握波的衍射在生活中的应用。变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠压而成是为了减小涡流。
3．【答案】B
【知识点】动量定理
【解析】【解答】小女孩在5楼掉下，其距地面高度为
假设其落下做自由落体运动，陈忠平与女孩接触时的速度为v，有
设向上为正，儿童的质量约为12kg，由动量定理有
解得
故答案为：B。
【分析】根据题意确定小女孩做自由落体运动下落的高度，再根据自由落体运动确定小女孩与陈忠接触时的速度。再对小女孩运用动量定理进行解答。
4．【答案】D
【知识点】动量与能量的综合应用一子弹打木块模型；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、子弹射入木块的过程中，系统克服摩擦做功，子弹和木块系统机械能不守恒，故A错误；
B、子弹射入木块的过程中，系统合外力为零，子弹和木块系统动量守恒，故B错误；
C、根据子弹和木块系统动量守恒
解得木块的质量为
故C错误；
D、v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移，木块的最短长度为子弹和木块间的相对位移，即
故D正确。
故答案为：D。
【分析】子弹射入木块的过程中，系统克服摩擦做功，子弹和木块系统机械能不守恒。系统合外力为零，子弹和木块系统动量守恒。v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移，木块的最短长度为子弹和木块间的相对位移。
5．【答案】C
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用；安培力的计算
【解析】【解答】根据题意，由几何关系可得，导线折后的有效长度为
由公式F=BIL可得，该V形通电导线受到的安培力大小为
故答案为：C。
【分析】根据几何关系确定弯折导线在磁场中的有效长度，再根据安培力公式确定V型导线所受安培力的大小。
6．【答案】B
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】根据楞次定律，感应电流产生的磁通量向左，故感应电流顺时针（从右侧看），则a端电势小于b端电势；穿过线圈的磁感应强度均匀减小，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有
故答案为：B。
【分析】根据题意确定穿过线圈磁通量的变化情况，再根据楞次定律确定感应电流的方向。线圈相当于电源，电源内部电流从负极流向正极，从而确定ab电势高低情况。再根据电磁感应定律确定端点之间的电势差。
7．【答案】C
【知识点】磁流体发电机
【解析】【解答】AB、由左手定则可知，带负电的粒子所受洛伦兹力水平指向A板，A板是电源的负极，故AB错误；
CD、由
可知
所以增大等离子体喷人磁场的速度能增大发电机的电动势，减小金属板A、B之间的距离能减小发电机的电动势，故C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】根据左手定则判断正负离子所受洛伦兹力的方向，从确定正负离子的偏转方向及极板电势的高低。根据磁流体发电机稳定时的规律确定两极板电势差与各物理量之间的关系。
8．【答案】B,D
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】A、甲→乙过程中，根据右手定则，AB边中的电流由B→A，故A错误；
B、丙→丁过程中，根据右手定则，AB边中的电流由A→B，故B正确；
C、图甲位置，线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势最小，为零，故C错误；
D、图乙位置，线圈中磁通量为零，磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大，感应电流最大，故D正确。
故答案为：BD。
【分析】线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势为零。圈中磁通量为零，磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大，感应电流最大。确定线框各边的速度方向。再根据右手定则确定感应电流的方向。
9．【答案】A,C
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A、由题图可知，其质点P的加速度向下，质点Q的加速度也向下，所以两质点的加速度方向相同，故A正确；
B、由于波的传播方向为x轴正方向，根据题图可知，质点P此时刻向下运动，质点Q此时刻向上运动，所以质点P先回到平衡位置，故B错误；
C、由题图可知，该波的波长为4m，由波速运动公式有
解得
所以其频率为
故C正确；
D、由题图可知，其振幅为10cm，质点一个周期的路程为
故D错误。
故答案为：AC。
【分析】回复力总是指向平衡位置，加速度与回复力的方向一致。根据波的传播方向，结合“上下坡”法确定各质点此时的振动方向，继而确定回到平衡位置的先后顺序。根据图像确定波的波长，再根据波速公式确定波周期，继而得出其频率。熟悉掌握质点运动路程的计算方法。
10．【答案】A,C,D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值；变压器的应用
【解析】【解答】AB、根据图乙可知通过电阻R2电流的最大值为
则有效值为
根据并联电路特点和题意可知通过副线圈的电流为
根据理想变压器电流与线圈匝数关系有
解得
根据欧姆定律可知副线圈两端的电压为
根据理想变压器电流与线圈匝数关系有
解得
则电压表的示数为
则
故A正确，B错误；
C、变压器传输的电功率为
故C正确；
D、若拆除R2支路，则通过副线圈的电流减小，通过原线圈的电流也减小，根据欧姆定律可知电压表示数会减小，故D正确。
故答案为：ACD。
【分析】根据图乙确定电阻R2的电流有效值，根据串并联电路规律确定副线圈的总电流。再根据理想变压器规律确定原副线圈的电流和电压，再根据电功率公式确定变压器传输的功率。对于匝数比不变的动态电路，可讲原副线圈的回路等效成一个整体，再根据等效电路利用程序法进行分析。
11．【答案】（1）20.033~20.035均可
（2）1.72；9.81
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）由图可知摆球的直径为
（2）根据单摆运动的周期性可知，相邻两次通过最低点的时间间隔为周期的一半，则周期为
根据单摆的周期公式
解得
【分析】读数时注意仪器的分度值及是否需要估读。摆球运动一个周期经过两次平衡位置。根据次数与时间间隔确定单摆周期，再根据单摆周期公式进行数据处理。
12．【答案】（1）A；D
（2）
（3）偏左；大于
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）A、实验要求小球从斜槽末端飞出后要做平抛运动，所以必须保证斜槽末端水平，故A错误；
B、实验中要求小球A两次沿斜槽滚到末端时的速度大小相等，所以应使小球A每次都从同一位置由静止开始释放，但并不需要斜槽的轨道光滑，故B错误；
C、由于小球A和小球B均从同一高度水平抛出，所以从抛出到落地的时间相同，所以不需要测出斜槽末端的高度，也不需要计算出运动时间，故C错误；
D、小球A与小球B发生正碰时，为使小球A在碰后不反弹，要求小球A的质量要大于小球B的质量，故D正确。
故答案为：AD。
（2 ）由于小球A和小球B均从同一高度水平抛出，所以从抛出到落地的时间相同，设为t，则碰前小球A和B的动量分别为
，
碰后小球A和B的动量分别为
，
若满足
则碰撞前后动量守恒，即
（3）如果第二次操作时A球从斜槽上开始滚下的位置比原先低一些，则到A球碰撞B球的速度偏小，碰后B球的速度也较小，所以落点比正确操作时的落点偏左，动量也偏小，所以碰前系统动量测量值大于碰后系统动量测量值。
【分析】为保证小球飞出后做平抛运动，故斜槽末端必须水平。为使小球A与小球B发生正碰两球直径要相等，为使小球A在碰后不反弹，小球A的质量要大于小球B的质量。根据平抛运动规律确定碰撞前后各小球的速度，再根据动量守恒定律确定需满足的关系式。结合平抛运动规律分析落点变化情况，继而确定碰撞过程动量的变化情况。
13．【答案】（1）解：杆刚进入磁场时切割磁感线产生的电动势为
杆两端的电压为
通过杆的电流为
杆受到的安培力为
（2）解：当杆匀速运动时应满足
根据安培力公式有
根据闭合电路欧姆定律有
杆匀速运动时切割磁感线产生的电动势为
解得
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1） 杆刚进入磁场时切割磁感线产生的电动势，根据法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小，此时导体棒相当于电源，导体棒两端的电压为路端电压。再根据串联电路规律确定杆两端电压。根据闭合电路欧姆定律确定电路中的电流，再根据安培力公式确定杆受到安培力的大小；
（2）当导体棒匀速运动时，导体棒处于受力平衡条件，再根据平衡条件及力的合成与分解结合电磁感应定律及闭合电路欧姆定律和安培力公式进行解答即可。
14．【答案】（1）解：根据题意，画出带电粒子运动轨迹如图所示
由几何关系有
又有
解得
（2）解：由第一问得
粒子刚好不会从y轴射出第一象限的轨迹如图所示
由几何关系得
又有
解得
所以，当
时，粒子不会从y轴射出第一象限。
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据题意画出粒子的运动轨迹，再根据几何关系确定粒子的运动半径，再结合洛伦兹力提供向心力进行解答；
（2）根据（1）中数据确定OP的距离，当粒子刚好不从y轴射出，即其运动轨迹与y轴相切。画出粒子的运动轨迹，根据几何关系确定粒子的运动半径，再结合洛伦兹力提供向心力进行解答即可。
15．【答案】（1）解：对A、B系统由动量守恒定律有
解得
系统损失的机械能
解得
（2）解：A、B碰撞为弹性碰撞，则碰撞过程满足动量守恒定律和机械能守恒定律，有
解得
（3）解：A、B碰撞，动量守恒有
碰撞过程中系统机械能不增加
解得
碰后A的速度不大于B的速度
解得
故B球质量的取值范围为
【知识点】碰撞模型
【解析】【分析】（1）AB两球发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律确定碰后两球的速度，再根据能量守恒定律确定损失的机械能；
（2）AB两球发生弹性碰撞，则碰撞过程两球动量守恒和机械能守恒，再根据动量守恒定律及机械能守恒定律进行解答；
（3）AB碰撞过程动量守恒，且碰后系统的机械能不增加，由题可知碰后B球速度向右，若碰后两球速度方向同向，则同时需满足A球速度小于B球，以免发生二次碰撞。根据动量守恒定律及机械能不增加原则列出方程进行联立解答。
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