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2022-2023学年江苏省南通市海安市实验中学高二上学期期中模拟物理试题 解析版
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这是一份2022-2023学年江苏省南通市海安市实验中学高二上学期期中模拟物理试题 解析版，共16页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 物理学原理在现代科技中有许多重要应用，例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是( )
A. 天线发出的两种无线电波必须一样强
B. 导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
C. 两种无线电波在空间的强弱分布稳定
D. 两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
【答案】C
【解析】
【详解】由于两无线电波波源对称分布在跑道两侧，两种波长的无线电波各自发生干涉，在跑道处光程差为零，干涉均加强，两种无线电波各自在空间的强弱分布稳定，但不重合，当接收到的和的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。
A．干涉要求两波源的频率相同，而强度没有要求，故A错误；
B．由于无线电波以光速传播，根据知，波长不同，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，故B错误；
CD．空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。所以两种电波的波峰与波峰叠加最强分布是固定的，而且λ1≠λ2，所以无线电波各自在空间的强弱分布不重合，不过中垂线都是加强点，故C正确，D错误。
故选C。
2. 下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则( )
A. f固＝60 HzB. 60 Hz＜f固＜70 Hz
C 50 Hz＜f固≤60 HzD. 以上三个都不对
【答案】C
【解析】
【详解】从如图所示的共振曲线可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大.并可以从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢.比较各组数据知f驱在50～60 Hz范围内时，振幅变化最小，因此50 Hz＜f固≤60 Hz.
A．f固＝60 Hz，与结论不相符，选项A错误；
B．60 Hz＜f固＜70 Hz，与结论不相符，选项B错误；
C．50 Hz＜f固≤60 Hz，与结论相符，选项C正确；
D．以上三个都不对，与结论不相符，选项D错误；
3. 质量为的皮球以的速率垂直撞击天花板，然后以的速率反弹，球与天花板的接触时间为，在接触时间内，小球受到天花板的平均作用力大小为（g取10m/s2）（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设小球受到天花板的平均作用力大小为F，规定v2的方向为正方向，对小球根据动量定理有
解得
故选B。
4. 一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为2，下列说法正确的是（ ）
A. 若不充入介质，则能实现“关”功能
B. 若充入的介质相对棱镜是光疏介质，则有可能实现“开”功能
C. 若充入的介质相对棱镜是光密介质，则有可能实现“关”功能
D. 单色光a通过“光开关”后传播方向一定改变
【答案】AB
【解析】
【详解】A．若不充入介质，单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，在斜边界面入射角为45°，由全反射的条件可知临界角为
不充入介质，就会产生全反射，光不能通过2，即不充入介质，则能实现“关”功能，A正确；
B．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，单色光a将向下偏折，则有可能实现“开”功能，B正确；
C．若充入的介质相对棱镜是光密介质，单色光a将向上偏折，则处于开状态，不可能实现“关”功能，C错误；
D．单色光a通过“光开关”后传播方向不会改变，D错误。
故选AB。
5. 如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距。套在杆上的小球从中点以初速度向右运动，小球将做周期为的往复运动，则（ ）
A. 小球做简谐运动
B. 小球动能的变化周期为
C. 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为
D. 小球的初速度为时，其运动周期为
【答案】B
【解析】
【详解】A．物体做简谐运动的条件是它在运动中所受回复力与位移成正比，且方向总是指向平衡位置，可知小球在杆中点到接触弹簧过程，所受合力为零，此过程做匀速直线运动，故小球不是做简谐运动，A错误；
BC．假设杆中点为，小球向右压缩弹簧至最大压缩量时位置为，小球向左压缩弹簧至最大压缩量时的位置为，可知小球做周期为的往复运动过程为
根据对称性可知小球从与，这两个过程的动能变化完全一致，两根弹簧的总弹性势能的变化完全一致，故小球动能的变化周期为，两根弹簧的总弹性势能的变化周期为，B正确，C错误；
D．小球的初速度为时，可知小球在匀速阶段的时间变为原来的倍，接触弹簧过程，根据弹簧振子周期公式
可知接触弹簧过程所用时间与速度无关，即接触弹簧过程时间保持不变，故小球的初速度为时，其运动周期应小于，D错误；
故选B。
6. 已知通电长直导线周围激发磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比。有四条垂直于纸面的长直固定导线，电流方向如图所示，其中、、三条导线到导线的距离相等，三条导线与的连线互成角，四条导线中的电流大小都为，其中导线对导线的安培力大小为。现突然把、导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的2倍，则此时导线所受安培力的合力（ ）
A. 大小为，方向为B. 大小为，方向为
C. 大小为，方向为D. 大小为，方向为
【答案】A
【解析】
【详解】把、导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的2倍，由于三条导线与的连线互成角，导线对导线的安培力大小为，方向，对d进行受力分析可知，、导线对的斥力为2F，方向为，所以此时导线所受安培力的合力大小为，方向为，BCD错误，A正确。
故选A。
7. 如图所示，在“测量玻璃折射率”实验中，小明在AB侧插上大头针P1P2，在CD侧未观察到大头针的像，为了观察到像，接下来的操作中正确的是（ ）
A. 增大P1P2的距离B. 调整P1的位置增大入射角
C. 向左平移玻璃砖的位置D. 将玻璃砖AB与CD面互换位置
【答案】D
【解析】
【详解】A．在CD侧未观察到大头针的像，说明P1P2的光线未传播至CD侧，而是从BC边折射出去了，增大P1P2的距离，能适当提高测量的精确度，但无法改变光路，任在CD侧观察不到大头针的像，A错误；
B．调整P1的位置增大入射角，会使光线更向右偏，依旧在CD侧观察不到大头针的像，B错误；
C．向左平移玻璃砖位置，光线的传播方向不变，仍然从BC边传播出去，在CD侧观察不到大头针的像，C错误；
D．将玻璃砖AB与CD面互换位置，入射光线从CD面射入，可以从AB面射出，故能观察到大头针的像，D正确。
故选D。
8. 如图所示的三维坐标系中，一圆形线圈放置在平面内，其圆心为坐标原点O，沿着x轴正方向看线圈中有逆时针方向的电流I，P为x轴正半轴上一点，线圈在P处的磁感应强度为B，M、N为y、z轴与线圈的交点，则（ ）
A. O处的磁感应强度为0
B. x轴上磁感应强度为B的点只有P点
C. O、N间和O、M间各点磁感应强度方向相同
D. 通过四分之一圆面和平面的磁通量相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据安培定则可知O处的磁感应强度沿x轴负方向，不为零，故A错误；
B．根据对称性可知，在x轴负半轴上，P点关于O点对称的P′点的磁感应强度也为B，故B错误；
C．根据安培定则可知 O、N间和O、M间各点磁感应强度方向均沿x轴负方向，故C正确；
D．平面在yOz平面的投影面积等于△MON的面积，而△MON的面积小于四分之一圆面OMN的面积，并且越远离线圈平面，磁感应强度越小，所以通过四分之一圆面的磁通量一定大于通过平面的磁通量，故D错误。
故选C。
9. 如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t＝0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v－t图像不可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．设初速度为v0，若满足
mg=f=μN
因
N=Bqv0
则
mg=μBqv0
则滑块向下做匀速运动，故A正确；
BD．若
mg>μBqv0
则滑块开始有向下的加速度，加速度大小为
可知随速度增加，加速度减小，即滑块做加速度减小的加速运动，最后达到匀速状态，故B错误，D正确；
C．若
mg<μBqv0
则滑块开始有向上的加速度，做减速运动，加速度大小为
可知随速度减小，加速度减小，即滑块做加速度减小的减速运动，最后达到匀速状态，故C正确。
本题选错误项，故选B。
10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，部分波形如图所示。质点P、Q的横坐标分别为8 cm、14 cm，此时质点P已振动了0.02 s。以P点开始振动时为计时起点，波速小于6 m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 波的传播速度可能为1 m/s
B. t=0.015 s时刻，质点P可能第一次到达波峰
C. 在t=0.035 s到t=0.04 s时间内，质点Q速度逐渐增大
D. 图示时刻波已经传到质点Q
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题图可知波长λ=8 cm，波沿x轴正方向传播，此时质点P振动了0.02 s，且位于平衡位置，但起振方向未知，则周期T满足
=0.02 s（n=1、2、3、…）
又波速v小于6 m/s，有
可知n取1、2时，波速满足题设；
当n取1时，T=0.04 s，v=2 m/s，质点P起振方向向上，t==0.01 s时，质点P第一次到达波峰；
当n取2时，T=0.02 s，v=4 m/s，质点P起振方向向下；
t==0.015 s时，质点P第一次到达波峰， A错误，B正确；
CD．当n取1时，T=0.04 s，t= s=0.03 s时波传播到质点Q，则t=0.035 s到t=0.04 s时间内，质点Q速度越来越小，同理，当n取2时，该时间段内，质点Q离开平衡位置向下运动，则CD错误。
故选B。
二、非选择题：共60分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在验证动量守恒定律实验中，同学们不仅完成了课本原来的实验，还用相同的器材进行多方面的探索及尝试．下面是甲、乙两组同学的实验，请回答相关的问题：
（1）甲组同学采用如图1所示的装置，由斜槽和水平槽构成．将复写纸与白纸铺在水平放的木板上，重垂线所指的位置为O．实验时先使a球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作多次，得到多个落点痕迹平均位置P；再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让a球仍从固定位置由静止开始滚下，与b球发生对心正碰，碰后a球不被反弹．碰撞后a、b球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作多次得到多个落点痕迹平均位置M、N．
①以下提供的器材中，本实验必需的有_____________
A．刻度尺 B．打点计时器 C．天平 D．秒表
②实验中有关操作和描述正确的是________
A．用质量大的球去碰质量较小的球，目的是使被碰球飞行距离更远，可减小测量误差
B．调整斜槽末端水平，目的是使两球能发生对心碰撞
C．让入射球从同一位置释放，目的是保障每次碰撞前小球的动量都相同
D．碰撞后两球的动能之和总会小于碰前入射球的动能，是因为斜槽摩擦力做负功造成的
③设a球的质量为m1，b球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为（用m1、m2、OM、OP、ON表示）_____________________
（2）乙组同学误将重锤丢失，为了继续完成实验现将板斜放，上端刚好在槽口抛出点，标记为O．板足够长小球都能落在板上，如图2，采用甲组同学相同的操作步骤完成实验．
④对该组同学实验的判断正确的是______
A．乙组同学无法完成验证动量守恒定律 B．秒表也不是乙组同学的必需器材
C．乙组同学必须测量斜面倾角θ D．图2中N为b球碰后落点
⑤设a球的质量为m1，b球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为______．
【答案】 ①. AC ②. C ③. m1OP=m1OM+m2ON ④. BD ⑤. m1=m1+m2
【解析】
【详解】（1）①[1]．验证动量守恒定律实验，需要测出两球的质量与球做平抛运动的水平位移，不需要测量球的运动时间，因此需要的实验器材是：天平与刻度尺，故选AC．
②[2]．A、用质量大的球去碰质量较小的球，目的是碰撞小球不发生反弹，故A错误．
B、调整斜槽末端水平，目的是保证小球做平抛运动，故B错误．
C、让入射球从同一位置释放，目的是保障每次碰撞前小球的动量都相同，故C正确．
D、碰撞后两球的动能之和总会小于碰前入射球的动能，是因为碰撞的过程中有能量损失，与摩擦力做功无关．故D错误．
③[3]．两球离开轨道后，做平抛运动，它们在空中的运动时间t相等，由动量守恒定律可知，实验需要验证：
两边同时乘以时间t得：
则实验需要验证：
m1OP=m1OM+m2ON；
（2）④[4]．A、两球碰撞后做平抛运动，分别落在斜面上，测出它们的水平位移，可以验证动量守恒定律，故A错误；
B、利用用小球的水平位移代替小球的初速度，实验过程中不需要测小球的运动时间，实验不需要秒表，故B正确；
C、平抛运动可以分解为水平方向的匀速运动与竖直方向的自由落体运动，由平抛运动规律得：
x=OPcsθ=v1t
解得：
在验证动量守恒的表达式中每项都有，列方程可以消去，不需要测量斜面倾角θ，故C错误；
D、小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后a球的落地点是M点，b球的落地点是N点，故D正确；
⑤[5]．碰撞前，小球a落在图中的P点，设其水平初速度为v1．小球a和b发生碰撞后，a的落点在图中的M点，设其水平初速度为v1′，b的落点是图中的N点，设其水平初速度为v2． 斜面与水平面的倾角为θ，由平抛运动规律得：
x=OPcsθ=v1t，
解得：
同理可解得：
验证动量守恒定律，需要验证：
m1v1=m1v1′+m2v2
即：
，
则，说明两球碰撞过程中动量守恒；
本实验验证动量守恒定律的表达式为为：
．
12. 以光纤通讯为基础，我国千兆宽带已经进入很多家庭，在进入小区的光纤控制箱中，光纤绕成图示形状，已知光纤的折射率形，其直径为d。
（1）求该光纤的临界角；
（2）若平行轴线射入的一东光通过圆弧部分不发生漏光，求内圆弧半径的最小值。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据临界角公式
则该光纤的临界角为
（2）如下图所示
最内侧光线最容易漏光，则根据几何知识有
故内圆弧半径的最小值为
13. 如图所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨面都垂直于两圆心的连线且间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中。当水平导体棒中流过强度为I的电流时，导体棒在圆形导轨静止位置和圆心O连线ON与竖直方向成37°角。取sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）若导体棒与圆环间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使导体棒仍静止在原处，求所施加磁场的磁感应强度的大小范围。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）从左向右看受力分析如下图
由受力平衡得到
解得
（2）将导体棒收到的重力和安培力沿圆环切线与垂直方向进行正交分解，如下图
两边圆环所受到金属棒的合压力为
当导体棒有向下滑动趋势，且摩擦力达到最大静摩擦力时，由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则根据受力平衡可得
解得
当导体棒有向上滑动趋势，且摩擦力达到最大静摩擦力时，由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则根据受力平衡可得
解得
故感应强度的大小范围为
14. 研究光的干涉现象原理图如图所示。光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光，经S1、S2传播到光屏上P点，S1P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，OP之间还有k条亮条纹，光由S1、S2传播到P点的时间差为t0.现紧贴S1放置厚度为d的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等。已知光在真空中的速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射求：
（1）单色光在真空中的波长；
（2）玻璃片的厚度d。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意，P为第级亮条纹中心，则
而
解得
（2）由题意，设光在玻璃中的传播速度为v，则
且
解得
15. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，其上端O点系一长的细绳，细绳另一端系一质量的小球C．现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，．求：
（1）A、B两木块分离时，A、B、C的速度大小；
（2）C球摆到竖直轻杆左侧最大高度时与O点的竖直距离d；
（3）当C球达到左侧最高点时，A和杆被锁定不动．C球再次回到最低点时，细绳对C球拉力的大小。
【答案】（1）A、B的速度相同大小为，C的速度大小为；（2）m；（3）
【解析】
【详解】（1）当C球第一次摆到最低点时，A、B两木块分离，此刻A、B速度相等，设A、B速度大小为、C球速度大小为，A、B、C系统水平方向动量守恒有
A、B、C系统机械能守恒有
联立得
即A、B分离时，A、B的速度相同大小为，C的速度大小为
（2）C球摆到竖直轻杆左侧最大高度时，A、C共速设为，A、C系统水平方向上动量守恒有
A、C系统机械能守恒有
得此时C球与0点的竖直距离
（3）A和杆被锁定后
C球的速度发生突变
由机械能守恒得
整理得
驱动力频率/Hz
30
40
50
60
70
80
受迫振动振幅/cm
10.2
16.8
27.2
28.1
16.5
8.3
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 物理学原理在现代科技中有许多重要应用，例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是( )
A. 天线发出的两种无线电波必须一样强
B. 导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
C. 两种无线电波在空间的强弱分布稳定
D. 两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
【答案】C
【解析】
【详解】由于两无线电波波源对称分布在跑道两侧，两种波长的无线电波各自发生干涉，在跑道处光程差为零，干涉均加强，两种无线电波各自在空间的强弱分布稳定，但不重合，当接收到的和的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。
A．干涉要求两波源的频率相同，而强度没有要求，故A错误；
B．由于无线电波以光速传播，根据知，波长不同，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，故B错误；
CD．空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。所以两种电波的波峰与波峰叠加最强分布是固定的，而且λ1≠λ2，所以无线电波各自在空间的强弱分布不重合，不过中垂线都是加强点，故C正确，D错误。
故选C。
2. 下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则( )
A. f固＝60 HzB. 60 Hz＜f固＜70 Hz
C 50 Hz＜f固≤60 HzD. 以上三个都不对
【答案】C
【解析】
【详解】从如图所示的共振曲线可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大.并可以从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢.比较各组数据知f驱在50～60 Hz范围内时，振幅变化最小，因此50 Hz＜f固≤60 Hz.
A．f固＝60 Hz，与结论不相符，选项A错误；
B．60 Hz＜f固＜70 Hz，与结论不相符，选项B错误；
C．50 Hz＜f固≤60 Hz，与结论相符，选项C正确；
D．以上三个都不对，与结论不相符，选项D错误；
3. 质量为的皮球以的速率垂直撞击天花板，然后以的速率反弹，球与天花板的接触时间为，在接触时间内，小球受到天花板的平均作用力大小为（g取10m/s2）（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设小球受到天花板的平均作用力大小为F，规定v2的方向为正方向，对小球根据动量定理有
解得
故选B。
4. 一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为2，下列说法正确的是（ ）
A. 若不充入介质，则能实现“关”功能
B. 若充入的介质相对棱镜是光疏介质，则有可能实现“开”功能
C. 若充入的介质相对棱镜是光密介质，则有可能实现“关”功能
D. 单色光a通过“光开关”后传播方向一定改变
【答案】AB
【解析】
【详解】A．若不充入介质，单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，在斜边界面入射角为45°，由全反射的条件可知临界角为
不充入介质，就会产生全反射，光不能通过2，即不充入介质，则能实现“关”功能，A正确；
B．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，单色光a将向下偏折，则有可能实现“开”功能，B正确；
C．若充入的介质相对棱镜是光密介质，单色光a将向上偏折，则处于开状态，不可能实现“关”功能，C错误；
D．单色光a通过“光开关”后传播方向不会改变，D错误。
故选AB。
5. 如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距。套在杆上的小球从中点以初速度向右运动，小球将做周期为的往复运动，则（ ）
A. 小球做简谐运动
B. 小球动能的变化周期为
C. 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为
D. 小球的初速度为时，其运动周期为
【答案】B
【解析】
【详解】A．物体做简谐运动的条件是它在运动中所受回复力与位移成正比，且方向总是指向平衡位置，可知小球在杆中点到接触弹簧过程，所受合力为零，此过程做匀速直线运动，故小球不是做简谐运动，A错误；
BC．假设杆中点为，小球向右压缩弹簧至最大压缩量时位置为，小球向左压缩弹簧至最大压缩量时的位置为，可知小球做周期为的往复运动过程为
根据对称性可知小球从与，这两个过程的动能变化完全一致，两根弹簧的总弹性势能的变化完全一致，故小球动能的变化周期为，两根弹簧的总弹性势能的变化周期为，B正确，C错误；
D．小球的初速度为时，可知小球在匀速阶段的时间变为原来的倍，接触弹簧过程，根据弹簧振子周期公式
可知接触弹簧过程所用时间与速度无关，即接触弹簧过程时间保持不变，故小球的初速度为时，其运动周期应小于，D错误；
故选B。
6. 已知通电长直导线周围激发磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比。有四条垂直于纸面的长直固定导线，电流方向如图所示，其中、、三条导线到导线的距离相等，三条导线与的连线互成角，四条导线中的电流大小都为，其中导线对导线的安培力大小为。现突然把、导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的2倍，则此时导线所受安培力的合力（ ）
A. 大小为，方向为B. 大小为，方向为
C. 大小为，方向为D. 大小为，方向为
【答案】A
【解析】
【详解】把、导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的2倍，由于三条导线与的连线互成角，导线对导线的安培力大小为，方向，对d进行受力分析可知，、导线对的斥力为2F，方向为，所以此时导线所受安培力的合力大小为，方向为，BCD错误，A正确。
故选A。
7. 如图所示，在“测量玻璃折射率”实验中，小明在AB侧插上大头针P1P2，在CD侧未观察到大头针的像，为了观察到像，接下来的操作中正确的是（ ）
A. 增大P1P2的距离B. 调整P1的位置增大入射角
C. 向左平移玻璃砖的位置D. 将玻璃砖AB与CD面互换位置
【答案】D
【解析】
【详解】A．在CD侧未观察到大头针的像，说明P1P2的光线未传播至CD侧，而是从BC边折射出去了，增大P1P2的距离，能适当提高测量的精确度，但无法改变光路，任在CD侧观察不到大头针的像，A错误；
B．调整P1的位置增大入射角，会使光线更向右偏，依旧在CD侧观察不到大头针的像，B错误；
C．向左平移玻璃砖位置，光线的传播方向不变，仍然从BC边传播出去，在CD侧观察不到大头针的像，C错误；
D．将玻璃砖AB与CD面互换位置，入射光线从CD面射入，可以从AB面射出，故能观察到大头针的像，D正确。
故选D。
8. 如图所示的三维坐标系中，一圆形线圈放置在平面内，其圆心为坐标原点O，沿着x轴正方向看线圈中有逆时针方向的电流I，P为x轴正半轴上一点，线圈在P处的磁感应强度为B，M、N为y、z轴与线圈的交点，则（ ）
A. O处的磁感应强度为0
B. x轴上磁感应强度为B的点只有P点
C. O、N间和O、M间各点磁感应强度方向相同
D. 通过四分之一圆面和平面的磁通量相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据安培定则可知O处的磁感应强度沿x轴负方向，不为零，故A错误；
B．根据对称性可知，在x轴负半轴上，P点关于O点对称的P′点的磁感应强度也为B，故B错误；
C．根据安培定则可知 O、N间和O、M间各点磁感应强度方向均沿x轴负方向，故C正确；
D．平面在yOz平面的投影面积等于△MON的面积，而△MON的面积小于四分之一圆面OMN的面积，并且越远离线圈平面，磁感应强度越小，所以通过四分之一圆面的磁通量一定大于通过平面的磁通量，故D错误。
故选C。
9. 如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t＝0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v－t图像不可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．设初速度为v0，若满足
mg=f=μN
因
N=Bqv0
则
mg=μBqv0
则滑块向下做匀速运动，故A正确；
BD．若
mg>μBqv0
则滑块开始有向下的加速度，加速度大小为
可知随速度增加，加速度减小，即滑块做加速度减小的加速运动，最后达到匀速状态，故B错误，D正确；
C．若
mg<μBqv0
则滑块开始有向上的加速度，做减速运动，加速度大小为
可知随速度减小，加速度减小，即滑块做加速度减小的减速运动，最后达到匀速状态，故C正确。
本题选错误项，故选B。
10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，部分波形如图所示。质点P、Q的横坐标分别为8 cm、14 cm，此时质点P已振动了0.02 s。以P点开始振动时为计时起点，波速小于6 m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 波的传播速度可能为1 m/s
B. t=0.015 s时刻，质点P可能第一次到达波峰
C. 在t=0.035 s到t=0.04 s时间内，质点Q速度逐渐增大
D. 图示时刻波已经传到质点Q
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题图可知波长λ=8 cm，波沿x轴正方向传播，此时质点P振动了0.02 s，且位于平衡位置，但起振方向未知，则周期T满足
=0.02 s（n=1、2、3、…）
又波速v小于6 m/s，有
可知n取1、2时，波速满足题设；
当n取1时，T=0.04 s，v=2 m/s，质点P起振方向向上，t==0.01 s时，质点P第一次到达波峰；
当n取2时，T=0.02 s，v=4 m/s，质点P起振方向向下；
t==0.015 s时，质点P第一次到达波峰， A错误，B正确；
CD．当n取1时，T=0.04 s，t= s=0.03 s时波传播到质点Q，则t=0.035 s到t=0.04 s时间内，质点Q速度越来越小，同理，当n取2时，该时间段内，质点Q离开平衡位置向下运动，则CD错误。
故选B。
二、非选择题：共60分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在验证动量守恒定律实验中，同学们不仅完成了课本原来的实验，还用相同的器材进行多方面的探索及尝试．下面是甲、乙两组同学的实验，请回答相关的问题：
（1）甲组同学采用如图1所示的装置，由斜槽和水平槽构成．将复写纸与白纸铺在水平放的木板上，重垂线所指的位置为O．实验时先使a球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作多次，得到多个落点痕迹平均位置P；再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让a球仍从固定位置由静止开始滚下，与b球发生对心正碰，碰后a球不被反弹．碰撞后a、b球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作多次得到多个落点痕迹平均位置M、N．
①以下提供的器材中，本实验必需的有_____________
A．刻度尺 B．打点计时器 C．天平 D．秒表
②实验中有关操作和描述正确的是________
A．用质量大的球去碰质量较小的球，目的是使被碰球飞行距离更远，可减小测量误差
B．调整斜槽末端水平，目的是使两球能发生对心碰撞
C．让入射球从同一位置释放，目的是保障每次碰撞前小球的动量都相同
D．碰撞后两球的动能之和总会小于碰前入射球的动能，是因为斜槽摩擦力做负功造成的
③设a球的质量为m1，b球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为（用m1、m2、OM、OP、ON表示）_____________________
（2）乙组同学误将重锤丢失，为了继续完成实验现将板斜放，上端刚好在槽口抛出点，标记为O．板足够长小球都能落在板上，如图2，采用甲组同学相同的操作步骤完成实验．
④对该组同学实验的判断正确的是______
A．乙组同学无法完成验证动量守恒定律 B．秒表也不是乙组同学的必需器材
C．乙组同学必须测量斜面倾角θ D．图2中N为b球碰后落点
⑤设a球的质量为m1，b球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为______．
【答案】 ①. AC ②. C ③. m1OP=m1OM+m2ON ④. BD ⑤. m1=m1+m2
【解析】
【详解】（1）①[1]．验证动量守恒定律实验，需要测出两球的质量与球做平抛运动的水平位移，不需要测量球的运动时间，因此需要的实验器材是：天平与刻度尺，故选AC．
②[2]．A、用质量大的球去碰质量较小的球，目的是碰撞小球不发生反弹，故A错误．
B、调整斜槽末端水平，目的是保证小球做平抛运动，故B错误．
C、让入射球从同一位置释放，目的是保障每次碰撞前小球的动量都相同，故C正确．
D、碰撞后两球的动能之和总会小于碰前入射球的动能，是因为碰撞的过程中有能量损失，与摩擦力做功无关．故D错误．
③[3]．两球离开轨道后，做平抛运动，它们在空中的运动时间t相等，由动量守恒定律可知，实验需要验证：
两边同时乘以时间t得：
则实验需要验证：
m1OP=m1OM+m2ON；
（2）④[4]．A、两球碰撞后做平抛运动，分别落在斜面上，测出它们的水平位移，可以验证动量守恒定律，故A错误；
B、利用用小球的水平位移代替小球的初速度，实验过程中不需要测小球的运动时间，实验不需要秒表，故B正确；
C、平抛运动可以分解为水平方向的匀速运动与竖直方向的自由落体运动，由平抛运动规律得：
x=OPcsθ=v1t
解得：
在验证动量守恒的表达式中每项都有，列方程可以消去，不需要测量斜面倾角θ，故C错误；
D、小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后a球的落地点是M点，b球的落地点是N点，故D正确；
⑤[5]．碰撞前，小球a落在图中的P点，设其水平初速度为v1．小球a和b发生碰撞后，a的落点在图中的M点，设其水平初速度为v1′，b的落点是图中的N点，设其水平初速度为v2． 斜面与水平面的倾角为θ，由平抛运动规律得：
x=OPcsθ=v1t，
解得：
同理可解得：
验证动量守恒定律，需要验证：
m1v1=m1v1′+m2v2
即：
，
则，说明两球碰撞过程中动量守恒；
本实验验证动量守恒定律的表达式为为：
．
12. 以光纤通讯为基础，我国千兆宽带已经进入很多家庭，在进入小区的光纤控制箱中，光纤绕成图示形状，已知光纤的折射率形，其直径为d。
（1）求该光纤的临界角；
（2）若平行轴线射入的一东光通过圆弧部分不发生漏光，求内圆弧半径的最小值。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据临界角公式
则该光纤的临界角为
（2）如下图所示
最内侧光线最容易漏光，则根据几何知识有
故内圆弧半径的最小值为
13. 如图所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨面都垂直于两圆心的连线且间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中。当水平导体棒中流过强度为I的电流时，导体棒在圆形导轨静止位置和圆心O连线ON与竖直方向成37°角。取sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）若导体棒与圆环间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使导体棒仍静止在原处，求所施加磁场的磁感应强度的大小范围。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）从左向右看受力分析如下图
由受力平衡得到
解得
（2）将导体棒收到的重力和安培力沿圆环切线与垂直方向进行正交分解，如下图
两边圆环所受到金属棒的合压力为
当导体棒有向下滑动趋势，且摩擦力达到最大静摩擦力时，由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则根据受力平衡可得
解得
当导体棒有向上滑动趋势，且摩擦力达到最大静摩擦力时，由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则根据受力平衡可得
解得
故感应强度的大小范围为
14. 研究光的干涉现象原理图如图所示。光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光，经S1、S2传播到光屏上P点，S1P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，OP之间还有k条亮条纹，光由S1、S2传播到P点的时间差为t0.现紧贴S1放置厚度为d的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等。已知光在真空中的速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射求：
（1）单色光在真空中的波长；
（2）玻璃片的厚度d。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意，P为第级亮条纹中心，则
而
解得
（2）由题意，设光在玻璃中的传播速度为v，则
且
解得
15. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，其上端O点系一长的细绳，细绳另一端系一质量的小球C．现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，．求：
（1）A、B两木块分离时，A、B、C的速度大小；
（2）C球摆到竖直轻杆左侧最大高度时与O点的竖直距离d；
（3）当C球达到左侧最高点时，A和杆被锁定不动．C球再次回到最低点时，细绳对C球拉力的大小。
【答案】（1）A、B的速度相同大小为，C的速度大小为；（2）m；（3）
【解析】
【详解】（1）当C球第一次摆到最低点时，A、B两木块分离，此刻A、B速度相等，设A、B速度大小为、C球速度大小为，A、B、C系统水平方向动量守恒有
A、B、C系统机械能守恒有
联立得
即A、B分离时，A、B的速度相同大小为，C的速度大小为
（2）C球摆到竖直轻杆左侧最大高度时，A、C共速设为，A、C系统水平方向上动量守恒有
A、C系统机械能守恒有
得此时C球与0点的竖直距离
（3）A和杆被锁定后
C球的速度发生突变
由机械能守恒得
整理得
驱动力频率/Hz
30
40
50
60
70
80
受迫振动振幅/cm
10.2
16.8
27.2
28.1
16.5
8.3
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