广东省惠州市惠东县2024-2025学年高二下学期4月期中 物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 广东省惠州市惠东县2024-2025学年高二下学期4月期中 物理试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-02 19:58:10 | ||
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文档简介
广东省惠州市惠东县2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题
考试时间：75分钟 总分：100分
一、单项选择题（本题共7小题，每小4分，共28分）。
1．分析下列所描述的四个物理现象：
①听到迎面面来的汽笛声变得尖锐
②水塘中的水波能绕过障碍物继续传播
③夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝
④具有主动降噪功能的耳机，根据收集到的噪声信息发出特定声波可以抵消噪声。这些现象分别是波的（ ）
A．多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象
B．多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象
C．干涉现象、衍射现象、多普勒效应、折射现象
D．多普勒效应、反射现象、干涉现象、衍射现象
2．正电子是电子的反粒子，正电子与电子的质量相等，带的电荷量也相等，与电子不同的是正电子带正电。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场（方向未画出），从P点先后发出两个电子和一个正电子，三个粒子的运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是（ ）
A．轨迹1对应的粒子初速度最大
B．磁场方向垂直于纸面向里
C．轨迹3对应的粒子运动速度越来越大
D．轨迹2对应的粒子做匀速圆周运动的周期最大
3．如图所示是一种变压器的铭牌，根据上面标示的信息，以下判断正确的是（ ）
型号：PKT-12-3000 输入参数：220V 50Hz 输出参数：12V 3.0A
A．这是一个升压变压器
B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多
C．当原线圈输入交流电压220V时，副线圈输出直流电压12V
D．当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小
4．LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。P、Q为电容器的上下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的频率，L为电感，C为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是（ ）
A．回路中电流的流向为b到a
B．该时刻电流正在变大
C．P板带负电，Q板带正电
D．若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变小
5．如图所示，一束光沿AO从空气射入介质中，以O点为圆心画一个圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆。则以下线段长度之比等于水的折射率的是（ ）
A． B． C． D．
6．图甲为枣庄某中学生小制作时提交的无线门铃按钮，其原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（ ）
A．按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电流
B．按住按钮不动，门铃依然会响
C．松开按钮过程，螺线管P端电势较高
D．按下按钮过程和松开按钮的过程中，流过门铃的电流方向是一样的
7．我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，新能源汽车产业已成为中国制造业的一张新名片。目前，无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。如图所示，地下铺设有供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为20A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（ ）
A．受电线圈电流方向每0.02秒改变1次
B．送电线圈的输入功率为1100W
C．受电线圈的输出电压为
D．0.01s时受电线圈瞬时电压为0V
二、多项选择题（本题共3小，每小题6分，共18分）。
8．如图，一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管，管中一光滑小球将瓶中气体密封，且小球处于静止状态，装置的密封性、绝热性良好。对小球施加向下的力使其偏离平衡位置，在时由静止释放，小球的运动可视为简谐运动，周期为T。规定竖直向上为正方向，则小球在时刻（ ）
A．位移最大，方向为正 B．速度最大，方向为正
C．加速度最大，方向为负 D．受到的回复力大小为零
9．如图甲所示是电磁炮发射过程的情境图，在发射过程中，可以简化为炮弹始终处于磁感应强度为B的竖直方向匀强磁场中。不计一切阻力、不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法中正确的有（ ）
A．匀强磁场方向为竖直向下
B．发射过程中安培力对炮弹做负功
C．若只增大电流，炮弹飞出速度将增大
D．若调换电源正负极并同时将磁场方向变为反向，则炮弹所受磁场力方向也会反向
10．如图甲所示，质量为m＝3kg的铁锤从石板上方高h＝5m处由静止自由落下，竖直砸中石板后，铁锤与石板瞬间达到共同速度，然后一起向下运动距离d＝5cm后速度减为零，该过程中弹性气囊A对石板的作用力F随石板向下运动的距离x的规律如图乙所示，已知石板的质量为铁锤质量的19倍，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．铁锤与石板碰撞过程铁锤所受合外力的冲量大小57N·s
B．铁锤与石板碰撞过程铁锤所受合外力的冲量大小28.5N·s
C．弹性气囊A对石板作用力的最大值
D．弹性气囊A对石板作用力的最大值
三、实验题（共18分）。
11．用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”：
（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径为 cm；
（2）实验时，摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为 。
（3）若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，用完全相同的操作重新完成实验，图像中将 （选填“变大”“不变”或“变小”），图像中将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
12．碰撞的恢复系数的定义式为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。若，则为弹性碰撞；则为非弹性碰撞。某同学利用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）测量两钢球碰撞的恢复系数，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，且小球1的质量大于小球2的质量。实验步骤如下：
安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。
第一步：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。
第二步：把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。第三步：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段、、的长度。
上述实验中，
（1）N点是 的平均位置；
A．小球1与小球2碰撞后小球1落点
B．小球2落点
C．不放小球2，小球1落点
（2）恢复系数的表达式为e= （用OM、OP、ON表示）；
（3）三个落地点距O点的距离、、与实验所用的小球质量无关的是 ；
（4）若测得小球1与小球2的质量分别为、，则当 说明碰撞过程动量守恒（用m1、m2、OM、OP、ON表示）。
四、解答题（共36分）。
13．一列在介质中沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1cm， 0)的质点A刚好开始振动．在=0.45s时刻，质点A恰好第三次到达波峰质点Q的坐标是(-4cm，0).求：
①质点振动的周期．
②这列波的传播速度．
③从波刚传到A开始计时，求Q点第一次出现波峰需要的时间．
14．在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。甲图是我国自主研发的离子注入机，乙图是离子注入机的部分工作原理示意图。初速为零的离子经电场加速后沿水平方向先通过速度选择器，再进入磁分析器，磁分析器是中心线半径为R的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔，利用磁分析器选择出特定比荷的离子后经N点打在硅片（未画出）上，完成离子注入。已知速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向均垂直纸面向外；速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：
（1）能从速度选择器中心线通过的离子的速度大小v；
（2）能通过N打到硅片上的离子的比荷，并判断该离子的带电性质。
（3）加速电场的电压U。
（4）离子在磁分析器中的运动时间t。
15．如图甲所示，两根平行、光滑且足够长金属导轨固定在倾角为的斜面上，其间距。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为。两根金属棒、与导轨始终保持垂直且接触良好，棒在轨道最低位置，与两轨道最低点的两个压力传感器接触（两压力传感器完全一样，连接前，传感器已校零）。已知棒的质量为2kg，棒和棒接入电路的电阻均为2Ω，导轨电阻不计。时，对棒施加平行于导轨的外力F，使棒从静止开始向上运动，其中一个压力传感器测量的棒的压力为，作出力随时间t的变化图像如图乙所示（力大小没有超出压力传感器量程），重力加速度g取。求：
(1)金属棒的质量M；
(2)时，外力F的大小；
(3)已知在时，撤去外力F，棒又经过0.4s速度减为0，求撤去外力后0.4s内，棒上产生的热量。
参考答案
1．B【详解】根据多普勒效应，当观察者与波源相互靠近时，接收到的频率增大，即听到迎面面来的汽笛声变得尖锐是多普勒效应；当水波的波长与障碍物尺寸差不多、或者大于障碍物的尺寸时，能够发生明显的衍射现象，即水塘中的水波能绕过障碍物继续传播是衍射现象；夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝是由于声波经云层反射而形成的，因此是声波的反射现象；具有主动降噪功能的耳机，根据收集到的噪声信息发出特定声波，当发出的声波与噪声的频率相等时，发生干涉现象，在减弱区域可以抵消噪声，因此是干涉现象。综上上述，这些现象分别是波的多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象。故选B
2．B【详解】B．根据题图可知，1和3粒子绕转动方向一致，则1和3粒子为电子，2为正电子，电子带负电且顺时针转动，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故B正确；
C．电子在云室中运行，洛伦兹力不做功，但粒子受到云室内填充物质的阻力作用，所有粒子的速度越来越小，故C错误；
A．带电粒子若仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，则有解得半径为
根据题图可知轨迹3对应的粒子运动的半径最大，速度最大，故A错误；
D．根据周期表达式有可知三个粒子的周期相同，故D错误。故选B。
3．B
【详解】A．根据铭牌可知，输入电压为时，输出电压
这是一个降压变压器。原线圈输入交流电，副线圈只能输出交流电，不会是直流电，故AC错误；
B．根据变压比公式则故B正确；
D．根据知电流与匝数成反比，故副线圈中电流比原线圈中电流大，故D错误。故选B。
4．B【详解】A．时刻，线圈中的磁场方向向下，由安培定则可知，电流流向为a到b，A错误；
BC．此时磁场正在增强，说明电场能正在向磁场能转化，电容器放电，电流变大，且可由电流流向判断出P板带正电，Q板带负电，B正确，C错误；
D．若插入电介质板，增大，由可知C增大，激发产生的电磁波频率f减小，再由可知，增大，D错误。故选B。
5．C【详解】令法线与入射光线之间的夹角，即入射角为，法线与折射光线之间的夹角，即折射角为，根据几何关系有，根据折射率的表达式有解得故选C。
6．C【详解】A．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，故A错误；
B．按住按钮不动时，穿过螺线管的磁通量不变，由电磁感应定律，回路中无感应电流，门铃不发声，故B错误；
CD．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从端流入，从端流出，螺线管充当电源，则端电势较高，按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知线管中感应电流为从端流入从端流出，可知，按下按钮过程和松开按钮的过程中，流过门铃的电流方向是不一样，故C正确，D错误。故选C。
7．B【详解】A．由图像可知交流电的周期为0.02s，即电流方向每0.02秒改变2次，故A错误；
BC．根据图像可知送电线圈的电压为
根据变压器电压与匝数关系有解得受电线圈电压为
根据变压器原副线圈功率关系有故B正确，C错误；
D．0.01s时送电线圈瞬时电压为0V，送电线圈中的电流为零，但是电流的变化率不为零，根据法拉第电磁感应定律可知，受电线圈中有感应电动势，即受电线圈瞬时电压不为0V，故D错误。故选B。
8．AC【详解】对小球施加向下的力使其偏离平衡位置，在时由静止释放，可知此时小球位于最低点，且小球的运动可视为简谐运动，周期为T。则小球在时刻处于最高点位置，此时位移最大，方向向上（正方向）；小球受到的回复力最大，方向向下，则小球的加速度最大，方向向下（负方向）；此时小球的速度为0。故选AC。
9．AC【详解】A．根据左手定则可知，匀强磁场方向为竖直向下，故A正确；
B．发射过程中安培力对炮弹做正功，动能增加，故B错误；
C．若只增大电流，则根据F=BIL可知，安培力变大，则安培力做功变大，加速度变大，则炮弹飞出速度将增大，故C正确；
D．若调换电源正负极并同时将磁场方向变为反向，则炮弹所受磁场力方向不变，故D错误。故选AC。
10．BC【详解】AB．假设铁锤与石板碰撞前的速度为，则解得
铁锤与石板碰撞，由动量守恒定律，有解得
根据动量定理可知，铁锤与石板碰撞过程铁锤所受合外力的冲量大小
故A错误B正确；
CD．弹性气囊A对石板的作用力F做的功为图像与横轴围成的面积，则
从铁锤与石板共速到两者速度减为0的过程，根据动能定理得
解得故C正确D错误。故选BC。
11． 1.87 2t0 变小 变小
【详解】（1）[1]摆球的直径为d=1.8×10mm+0.1mm×7=18.7mm=1.87cm
（2）[2]由图可知，该单摆的周期为T=2t0
（3）[3]若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，则等效重力加速度变为g＇=g+a>g
则用完全相同的操作重新完成实验，则摆球经过最低点时的速度变大，则遮光时间变短，即图像中将变小，单摆的周期变小，可知图像中将变小。
12． B OP
【详解】（1）[1]N点是小球2落点的平均位置，AC错误，B正确。故选B。
（2）[2]小球做平抛运动，下落的高度相同，运动的时间相同，水平方向是匀速直线运动，则有水平方向速度可用水平位移来代替，则图中小球1碰前的速度用OP表示，小球1碰后的速度用OM表示，小球2碰后的速度用ON表示，则用测量的长度表示的恢复系数的表达式为
（3）[3]三个落地点距O点的距离、、中，是小球1碰撞前的水平位移，因此与实验所用的小球质量无关的是OP。
（4）[4]若测得小球1与小球2的质量分别为、，则根据要验证的关系为
则当说明碰撞过程动量守恒。
13．(1) (2) (3)
【详解】①由题意知
所以质点振动的周期为
②由波形图知波的波长为 波的速度为 求出
③Q点第一次出现波峰，需要处的波峰传播的距离，所以由
得Q点第一次出现波峰需要的时间为
【点睛】①先根据波的传播方向判断t=0时刻质点P的振动方向，结合“在t1=0.6s时刻，P质点在t=0时刻后首次位于波峰位置”求得周期，读出波长，再求这列波的传播速度
②先求出波传到质点Q的时间，再研究质点Q第一次位于波峰的时刻．
14．（1）；（2），带正电荷；（3）；（4）
【详解】（1）离子通过速度选择器时，有解得
（2）离子在磁分析器中，有解得
对离子受力分析可知，离子受到洛仑兹力指向圆心O，根据左手定则可知离子带正电荷。
（3）离子经加速电场，由动能定理可有解得
（4）离子在磁分析器中，经四分之一周期
15．(1)2.4kg(2)19N(3)2J
【详解】（1）对NQ受力分析可知
即由图像可知解得M=2.4kg
（2）根据由图可知FN=6-3t可得3t=2v
即导体棒ab向上做匀加速运动，加速度为a=1.5m/s2，时，v1=at1=1.5m/s，F安1=6N，则对ab分析，由牛顿第二定律，解得F=19N
（3）时导体棒ab的速度v2=at2=3m/s
撤去外力F，棒做减速运动，安培力减小，则NQ仍静止，当ab经过0.4s速度减为0时，由动量定理
其中联立解得x=0.5m
由能量关系棒上产生的热量
考试时间：75分钟 总分：100分
一、单项选择题（本题共7小题，每小4分，共28分）。
1．分析下列所描述的四个物理现象：
①听到迎面面来的汽笛声变得尖锐
②水塘中的水波能绕过障碍物继续传播
③夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝
④具有主动降噪功能的耳机，根据收集到的噪声信息发出特定声波可以抵消噪声。这些现象分别是波的（ ）
A．多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象
B．多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象
C．干涉现象、衍射现象、多普勒效应、折射现象
D．多普勒效应、反射现象、干涉现象、衍射现象
2．正电子是电子的反粒子，正电子与电子的质量相等，带的电荷量也相等，与电子不同的是正电子带正电。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场（方向未画出），从P点先后发出两个电子和一个正电子，三个粒子的运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是（ ）
A．轨迹1对应的粒子初速度最大
B．磁场方向垂直于纸面向里
C．轨迹3对应的粒子运动速度越来越大
D．轨迹2对应的粒子做匀速圆周运动的周期最大
3．如图所示是一种变压器的铭牌，根据上面标示的信息，以下判断正确的是（ ）
型号：PKT-12-3000 输入参数：220V 50Hz 输出参数：12V 3.0A
A．这是一个升压变压器
B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多
C．当原线圈输入交流电压220V时，副线圈输出直流电压12V
D．当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小
4．LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。P、Q为电容器的上下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的频率，L为电感，C为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是（ ）
A．回路中电流的流向为b到a
B．该时刻电流正在变大
C．P板带负电，Q板带正电
D．若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变小
5．如图所示，一束光沿AO从空气射入介质中，以O点为圆心画一个圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆。则以下线段长度之比等于水的折射率的是（ ）
A． B． C． D．
6．图甲为枣庄某中学生小制作时提交的无线门铃按钮，其原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（ ）
A．按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电流
B．按住按钮不动，门铃依然会响
C．松开按钮过程，螺线管P端电势较高
D．按下按钮过程和松开按钮的过程中，流过门铃的电流方向是一样的
7．我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，新能源汽车产业已成为中国制造业的一张新名片。目前，无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。如图所示，地下铺设有供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为20A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（ ）
A．受电线圈电流方向每0.02秒改变1次
B．送电线圈的输入功率为1100W
C．受电线圈的输出电压为
D．0.01s时受电线圈瞬时电压为0V
二、多项选择题（本题共3小，每小题6分，共18分）。
8．如图，一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管，管中一光滑小球将瓶中气体密封，且小球处于静止状态，装置的密封性、绝热性良好。对小球施加向下的力使其偏离平衡位置，在时由静止释放，小球的运动可视为简谐运动，周期为T。规定竖直向上为正方向，则小球在时刻（ ）
A．位移最大，方向为正 B．速度最大，方向为正
C．加速度最大，方向为负 D．受到的回复力大小为零
9．如图甲所示是电磁炮发射过程的情境图，在发射过程中，可以简化为炮弹始终处于磁感应强度为B的竖直方向匀强磁场中。不计一切阻力、不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法中正确的有（ ）
A．匀强磁场方向为竖直向下
B．发射过程中安培力对炮弹做负功
C．若只增大电流，炮弹飞出速度将增大
D．若调换电源正负极并同时将磁场方向变为反向，则炮弹所受磁场力方向也会反向
10．如图甲所示，质量为m＝3kg的铁锤从石板上方高h＝5m处由静止自由落下，竖直砸中石板后，铁锤与石板瞬间达到共同速度，然后一起向下运动距离d＝5cm后速度减为零，该过程中弹性气囊A对石板的作用力F随石板向下运动的距离x的规律如图乙所示，已知石板的质量为铁锤质量的19倍，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．铁锤与石板碰撞过程铁锤所受合外力的冲量大小57N·s
B．铁锤与石板碰撞过程铁锤所受合外力的冲量大小28.5N·s
C．弹性气囊A对石板作用力的最大值
D．弹性气囊A对石板作用力的最大值
三、实验题（共18分）。
11．用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”：
（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径为 cm；
（2）实验时，摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为 。
（3）若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，用完全相同的操作重新完成实验，图像中将 （选填“变大”“不变”或“变小”），图像中将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
12．碰撞的恢复系数的定义式为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。若，则为弹性碰撞；则为非弹性碰撞。某同学利用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）测量两钢球碰撞的恢复系数，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，且小球1的质量大于小球2的质量。实验步骤如下：
安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。
第一步：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。
第二步：把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。第三步：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段、、的长度。
上述实验中，
（1）N点是 的平均位置；
A．小球1与小球2碰撞后小球1落点
B．小球2落点
C．不放小球2，小球1落点
（2）恢复系数的表达式为e= （用OM、OP、ON表示）；
（3）三个落地点距O点的距离、、与实验所用的小球质量无关的是 ；
（4）若测得小球1与小球2的质量分别为、，则当 说明碰撞过程动量守恒（用m1、m2、OM、OP、ON表示）。
四、解答题（共36分）。
13．一列在介质中沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1cm， 0)的质点A刚好开始振动．在=0.45s时刻，质点A恰好第三次到达波峰质点Q的坐标是(-4cm，0).求：
①质点振动的周期．
②这列波的传播速度．
③从波刚传到A开始计时，求Q点第一次出现波峰需要的时间．
14．在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。甲图是我国自主研发的离子注入机，乙图是离子注入机的部分工作原理示意图。初速为零的离子经电场加速后沿水平方向先通过速度选择器，再进入磁分析器，磁分析器是中心线半径为R的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔，利用磁分析器选择出特定比荷的离子后经N点打在硅片（未画出）上，完成离子注入。已知速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向均垂直纸面向外；速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：
（1）能从速度选择器中心线通过的离子的速度大小v；
（2）能通过N打到硅片上的离子的比荷，并判断该离子的带电性质。
（3）加速电场的电压U。
（4）离子在磁分析器中的运动时间t。
15．如图甲所示，两根平行、光滑且足够长金属导轨固定在倾角为的斜面上，其间距。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为。两根金属棒、与导轨始终保持垂直且接触良好，棒在轨道最低位置，与两轨道最低点的两个压力传感器接触（两压力传感器完全一样，连接前，传感器已校零）。已知棒的质量为2kg，棒和棒接入电路的电阻均为2Ω，导轨电阻不计。时，对棒施加平行于导轨的外力F，使棒从静止开始向上运动，其中一个压力传感器测量的棒的压力为，作出力随时间t的变化图像如图乙所示（力大小没有超出压力传感器量程），重力加速度g取。求：
(1)金属棒的质量M；
(2)时，外力F的大小；
(3)已知在时，撤去外力F，棒又经过0.4s速度减为0，求撤去外力后0.4s内，棒上产生的热量。
参考答案
1．B【详解】根据多普勒效应，当观察者与波源相互靠近时，接收到的频率增大，即听到迎面面来的汽笛声变得尖锐是多普勒效应；当水波的波长与障碍物尺寸差不多、或者大于障碍物的尺寸时，能够发生明显的衍射现象，即水塘中的水波能绕过障碍物继续传播是衍射现象；夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝是由于声波经云层反射而形成的，因此是声波的反射现象；具有主动降噪功能的耳机，根据收集到的噪声信息发出特定声波，当发出的声波与噪声的频率相等时，发生干涉现象，在减弱区域可以抵消噪声，因此是干涉现象。综上上述，这些现象分别是波的多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象。故选B
2．B【详解】B．根据题图可知，1和3粒子绕转动方向一致，则1和3粒子为电子，2为正电子，电子带负电且顺时针转动，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故B正确；
C．电子在云室中运行，洛伦兹力不做功，但粒子受到云室内填充物质的阻力作用，所有粒子的速度越来越小，故C错误；
A．带电粒子若仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，则有解得半径为
根据题图可知轨迹3对应的粒子运动的半径最大，速度最大，故A错误；
D．根据周期表达式有可知三个粒子的周期相同，故D错误。故选B。
3．B
【详解】A．根据铭牌可知，输入电压为时，输出电压
这是一个降压变压器。原线圈输入交流电，副线圈只能输出交流电，不会是直流电，故AC错误；
B．根据变压比公式则故B正确；
D．根据知电流与匝数成反比，故副线圈中电流比原线圈中电流大，故D错误。故选B。
4．B【详解】A．时刻，线圈中的磁场方向向下，由安培定则可知，电流流向为a到b，A错误；
BC．此时磁场正在增强，说明电场能正在向磁场能转化，电容器放电，电流变大，且可由电流流向判断出P板带正电，Q板带负电，B正确，C错误；
D．若插入电介质板，增大，由可知C增大，激发产生的电磁波频率f减小，再由可知，增大，D错误。故选B。
5．C【详解】令法线与入射光线之间的夹角，即入射角为，法线与折射光线之间的夹角，即折射角为，根据几何关系有，根据折射率的表达式有解得故选C。
6．C【详解】A．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，故A错误；
B．按住按钮不动时，穿过螺线管的磁通量不变，由电磁感应定律，回路中无感应电流，门铃不发声，故B错误；
CD．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从端流入，从端流出，螺线管充当电源，则端电势较高，按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知线管中感应电流为从端流入从端流出，可知，按下按钮过程和松开按钮的过程中，流过门铃的电流方向是不一样，故C正确，D错误。故选C。
7．B【详解】A．由图像可知交流电的周期为0.02s，即电流方向每0.02秒改变2次，故A错误；
BC．根据图像可知送电线圈的电压为
根据变压器电压与匝数关系有解得受电线圈电压为
根据变压器原副线圈功率关系有故B正确，C错误；
D．0.01s时送电线圈瞬时电压为0V，送电线圈中的电流为零，但是电流的变化率不为零，根据法拉第电磁感应定律可知，受电线圈中有感应电动势，即受电线圈瞬时电压不为0V，故D错误。故选B。
8．AC【详解】对小球施加向下的力使其偏离平衡位置，在时由静止释放，可知此时小球位于最低点，且小球的运动可视为简谐运动，周期为T。则小球在时刻处于最高点位置，此时位移最大，方向向上（正方向）；小球受到的回复力最大，方向向下，则小球的加速度最大，方向向下（负方向）；此时小球的速度为0。故选AC。
9．AC【详解】A．根据左手定则可知，匀强磁场方向为竖直向下，故A正确；
B．发射过程中安培力对炮弹做正功，动能增加，故B错误；
C．若只增大电流，则根据F=BIL可知，安培力变大，则安培力做功变大，加速度变大，则炮弹飞出速度将增大，故C正确；
D．若调换电源正负极并同时将磁场方向变为反向，则炮弹所受磁场力方向不变，故D错误。故选AC。
10．BC【详解】AB．假设铁锤与石板碰撞前的速度为，则解得
铁锤与石板碰撞，由动量守恒定律，有解得
根据动量定理可知，铁锤与石板碰撞过程铁锤所受合外力的冲量大小
故A错误B正确；
CD．弹性气囊A对石板的作用力F做的功为图像与横轴围成的面积，则
从铁锤与石板共速到两者速度减为0的过程，根据动能定理得
解得故C正确D错误。故选BC。
11． 1.87 2t0 变小 变小
【详解】（1）[1]摆球的直径为d=1.8×10mm+0.1mm×7=18.7mm=1.87cm
（2）[2]由图可知，该单摆的周期为T=2t0
（3）[3]若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，则等效重力加速度变为g＇=g+a>g
则用完全相同的操作重新完成实验，则摆球经过最低点时的速度变大，则遮光时间变短，即图像中将变小，单摆的周期变小，可知图像中将变小。
12． B OP
【详解】（1）[1]N点是小球2落点的平均位置，AC错误，B正确。故选B。
（2）[2]小球做平抛运动，下落的高度相同，运动的时间相同，水平方向是匀速直线运动，则有水平方向速度可用水平位移来代替，则图中小球1碰前的速度用OP表示，小球1碰后的速度用OM表示，小球2碰后的速度用ON表示，则用测量的长度表示的恢复系数的表达式为
（3）[3]三个落地点距O点的距离、、中，是小球1碰撞前的水平位移，因此与实验所用的小球质量无关的是OP。
（4）[4]若测得小球1与小球2的质量分别为、，则根据要验证的关系为
则当说明碰撞过程动量守恒。
13．(1) (2) (3)
【详解】①由题意知
所以质点振动的周期为
②由波形图知波的波长为 波的速度为 求出
③Q点第一次出现波峰，需要处的波峰传播的距离，所以由
得Q点第一次出现波峰需要的时间为
【点睛】①先根据波的传播方向判断t=0时刻质点P的振动方向，结合“在t1=0.6s时刻，P质点在t=0时刻后首次位于波峰位置”求得周期，读出波长，再求这列波的传播速度
②先求出波传到质点Q的时间，再研究质点Q第一次位于波峰的时刻．
14．（1）；（2），带正电荷；（3）；（4）
【详解】（1）离子通过速度选择器时，有解得
（2）离子在磁分析器中，有解得
对离子受力分析可知，离子受到洛仑兹力指向圆心O，根据左手定则可知离子带正电荷。
（3）离子经加速电场，由动能定理可有解得
（4）离子在磁分析器中，经四分之一周期
15．(1)2.4kg(2)19N(3)2J
【详解】（1）对NQ受力分析可知
即由图像可知解得M=2.4kg
（2）根据由图可知FN=6-3t可得3t=2v
即导体棒ab向上做匀加速运动，加速度为a=1.5m/s2，时，v1=at1=1.5m/s，F安1=6N，则对ab分析，由牛顿第二定律，解得F=19N
（3）时导体棒ab的速度v2=at2=3m/s
撤去外力F，棒做减速运动，安培力减小，则NQ仍静止，当ab经过0.4s速度减为0时，由动量定理
其中联立解得x=0.5m
由能量关系棒上产生的热量
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