本試卷共8頁(yè)，共100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
第一部分
一、本部分共14小題，每小題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。
1. 下列有關(guān)光的現(xiàn)象中，能說(shuō)明光是橫波的是（ ）
A. 泊松亮斑B. 陽(yáng)光下的油膜呈現(xiàn)彩色
C. 光的偏振D. 太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡呈現(xiàn)彩色
【答案】C
【解析】A．泊松亮斑，是光的衍射現(xiàn)象，不能說(shuō)明光是橫波，A錯(cuò)誤；
B．陽(yáng)光下的油膜呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)象，不能說(shuō)明光是橫波，B錯(cuò)誤；
C．光的偏振，能說(shuō)明光是橫波，C正確；
D．太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡呈現(xiàn)彩色，是光的色散現(xiàn)象，不能說(shuō)明光是橫波，D錯(cuò)誤。
故選C。
2. 如圖，一物體靜止在水平地面上，受到與水平方向成角的恒定拉力作用時(shí)間后，物體仍保持靜止?，F(xiàn)有以下說(shuō)法正確的有（ ）
A. 物體所受拉力的沖量方向水平向右
B. 物體所受拉力的沖量大小是
C. 物體所受摩擦力的沖量大小為0
D. 物體所受合力的沖量大小為0
【答案】D
【解析】A．根據(jù)沖量的定義式有
可知，物體所受拉力的沖量方向與相同，故A錯(cuò)誤；
B．物體所受拉力的沖量大小是，故B錯(cuò)誤；
C．物體處于平衡狀態(tài)，則有
則物體所受摩擦力的沖量大小為
故C錯(cuò)誤；
D．物體所受合力為零，所以物體所受合力的沖量大小為0，故D正確。
故選D。
3. 振蕩電路中某時(shí)刻電容器內(nèi)電場(chǎng)與線圈內(nèi)磁場(chǎng)情況如圖所示，該時(shí)刻（ ）
A. 電容器在充電，電場(chǎng)能在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
B. 電容器在充電，磁場(chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
C. 電容器在放電，電場(chǎng)能在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
D. 電容器在放電，磁場(chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
【答案】B
【解析】根據(jù)振蕩電路的電場(chǎng)與線圈內(nèi)磁場(chǎng)情況可知，電容器的下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，由右手螺旋定則可知電流流向電容器的正極板，則電容器正在充電，磁場(chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化。
故選B。
4. 如圖甲所示為光滑水平面上的彈簧振子，以平衡位置為原點(diǎn)，在A、B之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，其偏離平衡位置的位移隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 該彈簧振子的振幅為
B. 該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期為
C. 時(shí)，振子從向A運(yùn)動(dòng)
D. 時(shí)，振子第一次經(jīng)過(guò)點(diǎn)
【答案】B
【解析】A．由圖可知該彈簧振子振幅為。故A錯(cuò)誤；
B．由圖可知
解得
可知該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期為。故B正確；
C．由圖可知，時(shí)，振子的位移為2.5cm，且隨時(shí)間而增大，所以從向B運(yùn)動(dòng)。故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的對(duì)稱性結(jié)合圖像可知時(shí)，振子第一次經(jīng)過(guò)點(diǎn)。故D錯(cuò)誤。
故選B。
5. 湖面上停著甲、乙兩條小船，它們相距。一列水面波（視為橫波）正在湖面上沿甲、乙連線的方向傳播，每條小船每分鐘完成20次全振動(dòng)。當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船在波谷，兩船之間還有一個(gè)波峰。已知水面波由甲向乙傳播，下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A. 水面波的波長(zhǎng)B. 水面波的周期
C. 傳播速度D. 乙船比甲船晚起振
【答案】C
【解析】A．甲、乙兩條小船，它們相距，甲船位于波峰時(shí)，乙船在波谷，兩船之間還有一個(gè)波峰，且波由甲向乙傳播，則
得
故A正確，不符合題意；
B．每條小船每分鐘完成20次全振動(dòng)，水面波的周期
故B正確，不符合題意；
C．傳播速度
故C錯(cuò)誤，符合題意；
D．甲、乙兩條小船，它們相距，波由甲向乙傳播，則乙船比甲船晚
起振，故D正確，不符合題意。
故選C。
6. 如圖所示，由處發(fā)出的聲音通過(guò)左右兩條管道和傳到出口處。右側(cè)可伸縮的管可以通過(guò)拉出或推入，以改變管的長(zhǎng)度，忽略聲音傳播過(guò)程中的一切能量損失。開(kāi)始時(shí)，從入口處發(fā)出某一頻率、人耳可分辨的聲音，左右兩側(cè)管道關(guān)于，對(duì)稱，此時(shí)處接收到的聲音響度最大。將管緩慢拉出，當(dāng)拉出的長(zhǎng)度為時(shí)，處接收到的聲音響度再次達(dá)到最大，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 該現(xiàn)象利用了聲波的衍射原理
B. 該聲波的波長(zhǎng)
C. 拉出的長(zhǎng)度為時(shí)，處接收到的聲音響度也最大
D. 聲音在左右兩條管道內(nèi)空氣中的傳播速度不同
【答案】C
【解析】A．該現(xiàn)象利用了聲波的干涉原理，出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱，故A錯(cuò)誤；
B．同一聲源分出的兩列聲波同頻同相，振動(dòng)加強(qiáng)時(shí)需滿足路程差為
從入口處發(fā)出某一頻率、人耳可分辨的聲音，左右兩側(cè)管道關(guān)于，對(duì)稱，此時(shí)處接收到的聲音響度最大，即振動(dòng)加強(qiáng)取，將管緩慢拉出，當(dāng)拉出的長(zhǎng)度為時(shí)，處接收到的聲音響度再次達(dá)到最大，即振動(dòng)加強(qiáng)取，則有
解得聲波的波長(zhǎng)為
故B錯(cuò)誤；
C．拉出的長(zhǎng)度為時(shí)，路程差為
即路程差也滿足為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，處出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)，接收到的聲音響度也最大，故C正確；
D．聲音在同種介質(zhì)中傳播速度相同，即在左右兩條管道內(nèi)空氣中的傳播時(shí)速度相同，故D錯(cuò)誤。
故選C
7. 金屬線框與一長(zhǎng)導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，導(dǎo)線通有恒定電流。線框由圖中位置Ⅰ勻速運(yùn)動(dòng)到位置Ⅱ。在此過(guò)程中，有關(guān)穿過(guò)線框的磁通量與感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 垂直紙面向里的磁通量增大，感應(yīng)電流方向沿
B. 垂直紙面向里的磁通量減小，感應(yīng)電流方向沿
C. 垂直紙面向外的磁通量增大，感應(yīng)電流方向沿
D. 垂直紙面向里的磁通量減小，感應(yīng)電流方向沿
【答案】B
【解析】由安培定則得，線框所處的導(dǎo)線右側(cè)的磁場(chǎng)為垂直紙面向里，線框由圖中位置Ⅰ勻速運(yùn)動(dòng)到位置Ⅱ過(guò)程中，線框遠(yuǎn)離導(dǎo)線，線框所處位置的磁場(chǎng)減弱，所以磁通量垂直紙面向里減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向沿abcda。
故選B。
8. 某固定的光滑水平金屬桿上套有一個(gè)質(zhì)量為的圓環(huán)，圓環(huán)用一根長(zhǎng)為的不可伸長(zhǎng)的輕繩系著，繩子的另一端系一質(zhì)量為的小鋼球?，F(xiàn)將小球拉至水平位置由靜止釋放，圓環(huán)在輕繩拉力作用下也會(huì)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力與一切摩擦，圓環(huán)與鋼球均視為質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 系統(tǒng)動(dòng)量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能也守恒
B. 小鋼球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為
C. 小鋼球到達(dá)左側(cè)最高點(diǎn)時(shí)速度不為零
D. 小鋼球從釋放到第一次到達(dá)最低點(diǎn)，在水平方向上向左運(yùn)動(dòng)了
【答案】D
【解析】A．小球下落過(guò)程中，小球豎直方向有分加速度，系統(tǒng)的合外力不為零，因此系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；
B．小鋼球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，水平方向動(dòng)量守恒，有
機(jī)械能守恒
解得
故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)水平方向動(dòng)量守恒，小鋼球到達(dá)左側(cè)最高點(diǎn)時(shí)速度為零，故C錯(cuò)誤；
D．設(shè)圓環(huán)向右移動(dòng)的位移為x，根據(jù)水平動(dòng)量守恒得
得
小鋼球在水平方向上向左運(yùn)動(dòng)了
故D正確。
故選D。
9. 水平軌道固定在地面上，右側(cè)固定一磁鐵，如圖甲所示。右端粘有磁鐵的小車(chē)以初速度沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，兩磁鐵間有相互排斥的作用力。某科研興趣小組利用該實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)在變力作用下的運(yùn)動(dòng)情況。無(wú)線傳感器記錄作用過(guò)程中小車(chē)的圖像（如圖乙所示）以及小車(chē)所受斥力大小隨時(shí)間的變化圖像（如圖丙所示）。已知小車(chē)所受摩擦阻力及空氣阻力遠(yuǎn)小于磁鐵間的相互作用力。那么（ ）
A. 小車(chē)速度為零時(shí)，其所受合外力也恰好為零
B. 小車(chē)在到向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C. 小車(chē)與固定在軌道上的磁鐵相互作用過(guò)程中，小車(chē)的機(jī)械能守恒
D. 小車(chē)質(zhì)量約為
【答案】D
【解析】A．依題意，小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受斥力作用，由乙、丙圖可知在到時(shí)間內(nèi)斥力逐漸增大，小車(chē)做加速度增大的減速直線運(yùn)動(dòng)，到時(shí)間內(nèi)斥力逐漸減小，小車(chē)向左做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)。則t2時(shí)刻小車(chē)速度為零，所受合外力最大。故AB錯(cuò)誤；
C．根據(jù)AB選項(xiàng)分析可知小車(chē)與固定在軌道上的磁鐵相互作用過(guò)程中，小車(chē)的動(dòng)能先減小后增大，重力勢(shì)能保持不變，所以小車(chē)的機(jī)械能不守恒。故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)動(dòng)量定理
可知丙圖中圖線與時(shí)間軸所圍面積表示小車(chē)所受斥力的沖量，取水平向右為正方向，則有
解得
故D正確。
故選D。
10. 某同學(xué)想用伏安法測(cè)定一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈的直流電阻，其電路圖如圖所示。用一節(jié)干電池作電源，兩端并聯(lián)一只零刻度在表盤(pán)中央、可左右偏轉(zhuǎn)的電壓表（左右量程均為）。為保護(hù)電表，測(cè)量結(jié)束后，拆除電路時(shí)，應(yīng)最先進(jìn)行的操作是（ ）
A. 先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)B. 先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)
C. 先拆除電流表D. 先拆除滑動(dòng)變阻器
【答案】B
【解析】若先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)或先拆除電流表以及先拆除滑動(dòng)變阻器，由于L的自感作用都會(huì)使L和電壓表組成回路，由于自感系數(shù)很大，瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)造成電表?yè)p壞，所以實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。
故選B。
11. 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一金屬圓環(huán)，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)平面垂直。規(guī)定圖甲所示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖乙所示的正弦規(guī)律變化時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 時(shí)刻，圓環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流
B. 時(shí)刻，圓環(huán)上某一小段受到的安培力最大
C. 圓環(huán)上某一小段所受安培力最大的時(shí)刻也是感應(yīng)電流最大的時(shí)刻
D. 時(shí)間內(nèi)，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針?lè)较?br>【答案】D
【解析】A．在根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律
可知時(shí)刻，磁通量變化率最大，圓環(huán)中感應(yīng)電流最大，時(shí)刻，磁通量變化率為零，圓環(huán)中感應(yīng)電流為零，故A錯(cuò)誤；
B．在時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，但是磁通量的變化率為零，則感應(yīng)電流為零，圓環(huán)上各點(diǎn)受到的安培力為零，故B錯(cuò)誤；
C．由上述可知，當(dāng)感應(yīng)電流最大時(shí)此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，根據(jù)
可知此時(shí)圓環(huán)上某一小段所受安培力為0，故C錯(cuò)誤；
D．時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直圓環(huán)向里，磁通量逐漸減小，根據(jù)楞次定律可知圓環(huán)中感應(yīng)電流方向始終沿順時(shí)針?lè)较?，時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直圓環(huán)向外，磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知圓環(huán)中感應(yīng)電流方向始終沿順時(shí)針?lè)较颍蔇正確。
故選D。
12. 光纖通信采用光導(dǎo)纖維，可簡(jiǎn)化為半徑為、長(zhǎng)為（）的圓柱形長(zhǎng)玻璃絲。為簡(jiǎn)化可認(rèn)為玻璃絲外為空氣，其沿軸線的側(cè)剖面如圖所示。一束含紅、綠兩種顏色的復(fù)色光以入射角從軸心射入后分為、兩束，兩單色光在玻璃中多次全反射后從光導(dǎo)纖維另一端射出，已知該玻璃材料對(duì)光的折射率為，真空中的光速為。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 光為綠光，光為紅光
B. 該玻璃材料對(duì)光的折射率小于
C. 若光恰好發(fā)生全反射，則光在該玻璃絲中的傳播時(shí)間
D. 若，則光以任意入射角入射均能在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射
【答案】C
【解析】AB．根據(jù)折射定律
可得
由于紅光折射率最小，可得光為紅光，光為綠光，故AB錯(cuò)誤；
C．若光恰好發(fā)生全反射，其中
則光在該玻璃絲中的傳播時(shí)間
故C正確；
D．光從左側(cè)面的入射角為時(shí)，光進(jìn)入光纖的折射角最大，且等于臨界角，即
此時(shí)光在光纖側(cè)壁的入射角有最小值
要使光所有入射光線均能在側(cè)壁發(fā)生全反射，則
聯(lián)立解得
其中
解得
故D錯(cuò)誤。
故選C。
13. 在光滑水平絕緣桌面上有一邊長(zhǎng)為l、電阻為R的正方形導(dǎo)線框，在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d（）的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的左、右邊框平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁場(chǎng)方向豎直向下。導(dǎo)線框以向右的初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，線框左邊出磁場(chǎng)時(shí)速度為零。規(guī)定電流的逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，建立如圖所示的Ox坐標(biāo)軸。關(guān)于線框的加速度大小a、速度大小v、所受安培力大小F以及線框中電流i隨x變化關(guān)系的圖像正確的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】A
【解析】B．根據(jù)

i=ER
解得

兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t
根據(jù)動(dòng)量定理得
又因?yàn)?br>
解得

斜率不變，線框的速度v與線框是位移x是線性關(guān)系，B錯(cuò)誤；
D．根據(jù) ，線框的速度v與線框是位移x是線性關(guān)系，則電流i與x也是線性關(guān)系，D錯(cuò)誤；
C．在 的過(guò)程中，線圈的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不受安培力，C錯(cuò)誤；
A．根據(jù)， 電流i與x也是線性關(guān)系，所以加速度a與x也是線性關(guān)系；速度減小，電流減小，安培力減小，加速度減??；當(dāng)過(guò)程中，勻速運(yùn)動(dòng)，加速度等于零，A正確。
14. 2023年12月11日，國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——高能同步輻射光源（HEPS）儲(chǔ)存環(huán)正式完成主體設(shè)備安裝。高能同步輻射光源建成后將成為世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，可用于探測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。如圖所示，HEPS主體裝置主要由電子加速器和光束線站兩大部分組成，電子加速器又包含直線加速器、增強(qiáng)器、儲(chǔ)存環(huán)。直線加速器可以將電子能量加速到，增強(qiáng)器可以再次將電子能量加速到。電子束在儲(chǔ)存環(huán)的不同位置通過(guò)彎轉(zhuǎn)磁鐵或者各種插件時(shí)就會(huì)沿著偏轉(zhuǎn)軌道的切線方向，釋放出穩(wěn)定、高能量、高亮度的同步輻射光，其波長(zhǎng)范圍涵蓋了紅外、可見(jiàn)光、紫外和射線（波長(zhǎng)范圍約為，對(duì)應(yīng)能量范圍約為）等。光束線站是同步輻射光的應(yīng)用場(chǎng)所，這里有各種實(shí)驗(yàn)儀器，滿足各式各樣的科研需求。其中射線波段表現(xiàn)尤為優(yōu)異，因此我們也可以將HEPS看作是一個(gè)巨大的光機(jī)。由以上信息與所學(xué)知識(shí)可知，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 蛋白質(zhì)分子的線度約為，能用同步輻射光得到其衍射圖樣
B. 同步輻射源于電子運(yùn)動(dòng)，與機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械波原理相同
C. HEPS輻射光譜中包含紅外線、可見(jiàn)光、紫外線以及射線，這些射線的波長(zhǎng)依次變長(zhǎng)，穿透能力依次減弱
D. 電子在直線加速器中可以通過(guò)電場(chǎng)力加速，在增強(qiáng)器中可以通過(guò)洛倫茲力加速
【答案】A
【解析】A．同步輻射光的波長(zhǎng)范圍約為，與蛋白質(zhì)分子的線度約為10-8 m差不多，故能發(fā)生明顯的衍射，故A正確；
B．同步輻射源于電子躍遷，機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生原理是波源振動(dòng)帶動(dòng)介質(zhì)所受迫振動(dòng)，則這兩種波的產(chǎn)生原理不同，故B錯(cuò)誤；
C．HEPS輻射光譜中包含紅外線、可見(jiàn)光、紫外線以及射線，這些射線的波長(zhǎng)依次變短，穿透能力依次增強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；
D．電子在直線加速器中可以通過(guò)電場(chǎng)力加速，在增強(qiáng)器中洛倫茲力只能提供向心力，不能用于加速，故D錯(cuò)誤。
故選A。
第二部分
二、本部分共6題，共58分。
15. 物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。
（1）在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)中，所用靈敏電流表的0刻度位于表盤(pán)的正中央。如圖1所示電路，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)。如圖2，磁鐵上端為極，下端為極，當(dāng)磁鐵相對(duì)螺線管運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)?？梢耘袛啵捍盆F相對(duì)螺線管的運(yùn)動(dòng)方向________（選填“向上”或“向下”）。
（2）某同學(xué)利用銅漆包線在一個(gè)鐵芯上纏繞了兩個(gè)線圈甲、乙，其中線圈甲接學(xué)生電源交流輸出，線圈乙接小燈泡，閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡發(fā)出微弱的亮光。下列操作可以使小燈泡亮度增加的是______（選填選項(xiàng)前的字母）。
A. 僅增大線圈甲的銅漆包線匝數(shù)
B. 僅減小線圈甲的銅漆包線匝數(shù)
C. 僅增大學(xué)生電源交流電壓輸出的有效值
D. 將線圈甲、乙的匝數(shù)同時(shí)增大為原來(lái)的兩倍
（3）某同學(xué)測(cè)量半圓形玻璃磚的折射率，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出光路圖如圖3所示。則該玻璃磚的折射率________。
（4）小明為了估測(cè)某激光波長(zhǎng)，用激光直接照射到雙縫上，雙縫干涉條紋直接顯示在教室內(nèi)的墻壁上。查得雙縫上標(biāo)識(shí)的間距，測(cè)得相鄰兩亮條紋間距以及雙縫到墻壁間的距離，可得激光波長(zhǎng)_______。為了增大干涉條紋間距，下列操作可行的是_______（選填選項(xiàng)前的字母）。
A.雙縫向墻壁靠近一些 B.雙縫離墻壁更遠(yuǎn)一些
C.換成雙縫間距更大一點(diǎn)的雙縫 D.換成雙縫間距更小一點(diǎn)的雙縫
（5）在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，、是兩個(gè)半徑相等的小球，其質(zhì)量分別為、，且滿足。按照以下步驟進(jìn)行操作：
①在木板表面釘上白紙和復(fù)寫(xiě)紙，并將該木板緊靠槽口豎直固定，將小球從斜槽軌道上某位置處?kù)o止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡；
②將木板水平向右移動(dòng)一定距離并固定，再將小球多次從處?kù)o止釋放，得到撞到木板上平均痕跡；
③把小球靜止放在斜槽軌道水平末端，讓小球仍從處?kù)o止釋放，和小球相碰。多次重復(fù)該操作，得到兩球撞在木板上的平均痕跡和；
④測(cè)得點(diǎn)到、、三點(diǎn)的距離、、。
在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則各物理量間應(yīng)該滿足_______。
【答案】（1）向上 （2）BC （3） （4） BD （5）
【解析】（1）根據(jù)圖1可知電流從正接線柱流進(jìn)指針左偏，而圖2電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)，則感應(yīng)電流從正接線柱流進(jìn)，由安培定則可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向下，而磁鐵的N極在下端發(fā)出的磁感線也向下，根據(jù)楞次定律可知需要磁通量減小，則磁鐵應(yīng)向上運(yùn)動(dòng)；
（2）A．線圈甲為變壓器的原線圈設(shè)匝數(shù)為，線圈乙為副線圈匝數(shù)為，由匝數(shù)比關(guān)系有
僅增大線圈甲的銅漆包線匝數(shù),輸出電壓變小，小燈泡亮度變暗，故A錯(cuò)誤；
B．僅減小線圈甲的銅漆包線匝數(shù),輸出電壓變大，小燈泡亮度變亮，故B正確；
C．僅增大學(xué)生電源交流電壓輸出的有效值，則輸出電壓變大，小燈泡亮度變亮，故C正確；
D．將線圈甲、乙的匝數(shù)同時(shí)增大為原來(lái)的兩倍，不變，則輸出電壓不變，小燈泡亮度不變，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
（3）根據(jù)折射定律可知
解得折射率為
（4）[1]根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式
可得波長(zhǎng)為
[2]為了增大干涉條紋間距，由可知，可以讓雙縫離墻壁更遠(yuǎn)一些即變大，或換成雙縫間距更小一點(diǎn)的雙縫即變小確。
故選BD。
（5）小球碰后做平拋運(yùn)動(dòng)，有
可得
則碰前小球的速度為
碰后小球的速度為
碰后小球的速度為
需要驗(yàn)證的關(guān)系式為
即
16. 在“用單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，做了如下測(cè)量與探究。
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑如圖，讀出小球的直徑_______。
（2）某學(xué)生將擺線長(zhǎng)與小球直徑d之和記作單擺的擺長(zhǎng)。
①若直接將某次測(cè)量的和d、測(cè)得的周期，代入單擺的周期公式，則測(cè)得重力加速度比實(shí)際的重力加速度_______（選填“偏大”或“偏小”）；
②該同學(xué)換了一個(gè)直徑略小的鋼球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是仍將擺線長(zhǎng)與小球直徑d之和記作單擺的擺長(zhǎng)，通過(guò)多次改變擺線長(zhǎng)度而測(cè)出對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)周期，通過(guò)圖像處理數(shù)據(jù)測(cè)量重力加速度的值，其圖像如圖所示。
由圖像可知，擺球的半徑_______，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萠______（以上結(jié)果均保留兩位小數(shù)，）。
【答案】（1）18.6 （2）偏大 0.60 9.86
【解析】（1）該游標(biāo)卡尺的分度值為0.1mm，則該小球的直徑為
（2）[1]某學(xué)生將擺線長(zhǎng)與小球直徑d之和記作單擺的擺長(zhǎng)，會(huì)使擺長(zhǎng)的測(cè)量值偏大，根據(jù)單擺的周期公式
可得重力加速度的測(cè)量值為
實(shí)際擺長(zhǎng)為，則重力加速度的實(shí)際值為
故
則測(cè)得重力加速度比實(shí)際的重力加速度偏大。
[2][3]根據(jù)
可得
結(jié)合圖像可知
，
聯(lián)立可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?br>g=9.86m/s2
擺球的半徑
17. 如圖所示，質(zhì)量均為的物塊、，可視為質(zhì)點(diǎn)，靜止在半徑為、光滑的四分之一圓弧軌道的末端。從圓弧軌道的最高點(diǎn)由靜止釋放，與在軌道最低點(diǎn)碰撞，碰后兩物塊粘在一起水平拋出。拋出點(diǎn)距離水平地面的豎直高度為，兩物塊落到水平地面上，重力加速度為。求：
（1）碰前物塊的速度大??；
（2）兩物塊落地點(diǎn)與圓弧軌道最低點(diǎn)的水平距離；
（3）兩物塊碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）物塊沿光滑圓弧軌道，由動(dòng)能定理可知
解得
（2）設(shè)兩物塊碰后的速度為，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，得
解得
由平拋的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得
解得
（3）損失的機(jī)械能
可得
18. 如圖為交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，兩磁極之間的磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)的矩形線圈在磁場(chǎng)中，圖中分別為矩形線圈的四個(gè)頂點(diǎn)。線圈可繞過(guò)邊和邊中點(diǎn)且垂直于磁場(chǎng)方向的水平軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持其兩端與外電路連接。已知矩形線圈的匝數(shù)為，邊長(zhǎng)度為，邊長(zhǎng)度為，線圈總電阻為，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，外電路定值電阻的阻值為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。電流表和電壓表均為理想交流電表，忽略一切摩擦阻力及空氣阻力。
（1）寫(xiě)出線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；
（2）求電壓表的示數(shù)；
（3）求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過(guò)程中，外力對(duì)線圈所做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）線圈繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為
（2）電動(dòng)勢(shì)的有效值為
電壓表的示數(shù)為有效值，可得
（3）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過(guò)程中，外力對(duì)線圈所做的功為
19. 著名物理學(xué)家玻爾茲曼指出，各個(gè)領(lǐng)域中物理方程驚人的類(lèi)似性顯示了世界的統(tǒng)一性。
情境一：水平方向上的彈簧振子。如圖甲，水平面光滑，彈簧勁度系數(shù)為，物塊在初始位置時(shí)，彈簧處于拉伸狀態(tài)，彈簧形變量為。物塊由靜止釋放，某時(shí)刻，其相對(duì)平衡位置的位移、速度三個(gè)物理量之間的變化規(guī)律可用方程①描述，其中為物體質(zhì)量。我們知道，由于物塊所受的回復(fù)力滿足方程，物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其偏離平衡位置的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系滿足方程，其中是為圓頻率。
情境二：振蕩電路中，線圈自感系數(shù)為，電容大小為。閉合開(kāi)關(guān)前，電容器下極板帶正電，電荷量為。閉合開(kāi)關(guān)后時(shí)刻，電容器下極板電荷量為，流經(jīng)線圈的電流為，忽略電路中的直流電阻以及振蕩過(guò)程中的電磁輻射，回路中電壓關(guān)系滿足，其中為電容器兩端電壓，為線圈的自感電動(dòng)勢(shì)。
（1）在振蕩電路中，仿照方程①，補(bǔ)全方程②________，并在圖乙中定性畫(huà)出一個(gè)周期內(nèi)的圖像。
（2）在情境一中，系統(tǒng)的能量在彈性勢(shì)能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化；情境二中，系統(tǒng)的能量在電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能之間相互轉(zhuǎn)化。根據(jù)方程①②，類(lèi)比兩種情境下周期性的能量轉(zhuǎn)化情況，完成下表。
【答案】（1），；（2）見(jiàn)解析
【解析】（1）電容器的帶電量為
線圈自感電動(dòng)勢(shì)為
回路中電壓關(guān)系滿足
整理得
類(lèi)比水平方向上的彈簧振子，一個(gè)周期內(nèi)的圖像表達(dá)式為
則一個(gè)周期內(nèi)的圖像為
（2）[1]水平方向上的彈簧振子，彈性勢(shì)能減小，動(dòng)能增加。振蕩電路中的電流類(lèi)比彈簧振子的速度，則在振蕩電路中，電場(chǎng)能減小，磁場(chǎng)能增加。
[2]振蕩電路中的線圈自感系數(shù)類(lèi)比彈簧振子中的振子質(zhì)量，根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式
可得磁場(chǎng)能的表達(dá)式
[3]振蕩電路中，電容的倒數(shù)類(lèi)比彈簧振子中的勁度系數(shù)，電路振蕩周期
可得彈簧振子周期
填表如圖所示
20. 磁懸浮列車(chē)是一種高速運(yùn)載工具，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理是：在導(dǎo)軌上安裝固定線圈，線圈通周期性變化的電流，產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與車(chē)體下端固定的感應(yīng)金屬板相互作用，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，使車(chē)體獲得牽引力。為了研究簡(jiǎn)化，將車(chē)體下的金屬板簡(jiǎn)化為一個(gè)線框，磁場(chǎng)簡(jiǎn)化為間隔分布的方向相反、大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)高速運(yùn)動(dòng)。某科研小組設(shè)計(jì)的一個(gè)磁懸浮列車(chē)的驅(qū)動(dòng)模型，簡(jiǎn)化原理如圖甲所示，平面（紙面）內(nèi)有寬為的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨分布規(guī)律如圖乙所示。長(zhǎng)為d，寬為的矩形金屬線框放置在圖中所示位置，其中邊與軸重合，、邊分別與磁場(chǎng)的上下邊界重合。時(shí)磁場(chǎng)以速度沿軸向右勻速運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)線框運(yùn)動(dòng)，線框速度為時(shí)受到的阻力大?。槎ㄖ担??？烧J(rèn)為時(shí)線框剛好達(dá)到最大速度。已知線框的質(zhì)量為，總電阻為。求：
（1）磁場(chǎng)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)線框的感應(yīng)電流的大小和方向；
（2）時(shí)刻線框的速度大小；
（3）時(shí)刻線框剛達(dá)到最大速度時(shí)，線框運(yùn)動(dòng)的距離。
【答案】（1）；方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?；?）；（3）
【解析】（1）依題意，磁場(chǎng)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，線框切割磁場(chǎng)的兩條邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，可得
根據(jù)右手定則可知方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉?br>（2）最終達(dá)到最大速度時(shí)，線框受力平衡，有
即
解得
（3）線框速度為時(shí)，微小時(shí)間內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理
化簡(jiǎn)，得
求和，得
解得
情境一
情境二
彈性勢(shì)能減小，動(dòng)能增加
動(dòng)能的表達(dá)式
電路振蕩周期
情景一
情景二
電場(chǎng)能減小，磁場(chǎng)能增加
磁場(chǎng)能的表達(dá)式
彈簧振子周期

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