还剩22页未读，
继续阅读
2021-2022学年重庆市巴蜀中学高二上学期期末物理试题 （解析版）
展开
这是一份2021-2022学年重庆市巴蜀中学高二上学期期末物理试题 （解析版），共25页。试卷主要包含了5sB等内容，欢迎下载使用。
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。
3.考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时120分钟。
第Ⅰ卷（共44分）
一、选择题：（本题共18小题，在每小题给出的四个选项中，第1～10题只有一项符合题目要求，每小题2分：第11～18题有多项符合题目要求，全选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，是它的对称轴，通电直导线AB与平行。若要在线圈中产生感应电流，不可行的做法是（ ）
A. 以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°（俯视）B. 线圈绕轴逆时针转动90°（俯视）
C. AB中电流I逐渐增大D. AB中电流I先增大后减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于通电直导线周围的磁感线是绕AB的一系列同心圆，所以以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°（俯视）的过程中，线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故A不可行；
B．线圈绕轴逆时针转动90°（俯视），线圈的磁通量减小，会产生感应电流，故B可行；
C．AB中电流I逐渐增大，产生的磁场逐渐增强，线圈的磁通量增大，会产生感应电流，故C可行；
D．AB中电流I先增大后减小，产生的磁场先增大后减小，线圈的磁通量先增大后减小，会产生感应电流，故D可行。
故选A。
2. 据报道，綦江彩虹桥坍塌事故与桥面共振有关。已知某物体受迫振动及共振曲线如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 驱动力越大，物体的受迫振动的振幅也越大
B. 由右图可知，物体做受迫振动时的频率等于
C. 物体做受迫振动时振幅相同，则驱动力频率必相同
D. 为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离
【答案】D
【解析】
【详解】A．驱动力的频率越接近物体的固有频率，物体的受迫振动的振幅越大，与驱动力大小无关，故A错误；
B．由图可知物体做受迫振动时的频率等于时发生共振，即物体做受迫振动时的频率不一定等于，故B错误；
C．由图可知物体做受迫振动时振幅相同时，驱动力频率不一定相同，故C错误；
D．因为物体做受迫振动时的频率等于时发生共振，所以为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路，若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A. 穿过线圈a的磁通量变小B. 线圈a有收缩的趋势
C. 线圈a对水平桌面的压力将减小D. 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，螺线管中的电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈a的磁通量向下变大，根据楞次定律可知圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，并且线圈a有收缩的趋势和远离螺线管的趋势，此时线圈a对水平桌面的压力将增大，故ACD错误，B正确。
故选B。
4. 如图所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，、是两个完全相同的小灯泡，随着开关S闭合和断开的过程中，灯丝不会断，则、的亮度变化情况是（ ）
A. S闭合，亮度不变，亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；
B. S闭合，、同时亮，而后逐渐熄灭，亮度逐渐变亮；
C. S断开，、均亮一下才熄灭
D. S断开，、均立即熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】AB．S闭合，L产生很大的自感电动势阻碍其电流增大，此时L可视为断路，所以、同时亮，而L产生的自感电动势会随着电路的逐渐稳定而逐渐减小，从而通过L1的电流逐渐减小，通过L2的电流逐渐增大，L2亮度逐渐变亮，当电路完全稳定后，L相当于导线，此时L1被短路，即熄灭，故A错误，B正确；
CD．S断开，通过L2的电流瞬间变为零，即L2立即熄灭。L产生很大的自感电动势阻碍其电流减小，而L1与L在同一回路中，所以L1会亮一下，之后随着自感电动势减小至零，L1逐渐熄灭，故CD错误。
故选B。
5. 如图所示，边长为l、质量为m的等边三角形导线框abc用绝缘细线悬挂于天花板上，导线框中通一逆时针方向的电流I，图中虚线CD过ab边中点和ac边中点。只在CDFE区域加一垂直于导线框所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导线框处于静止状态时，细线中的拉力大小为F；若只在ABDC区域中加与上述相同的磁场，导线框处于静止状态时，细线中的拉力大小为（当地重力加速度为g）（ ）
A. B. mgC. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据左手定则以及对称性可知，只在CDFE区域内加磁场时，ab和ac边所受安培力的合力与只在ABDC区域中加磁场时ab和ac边所受安培力的合力大小相等，方向相反。当在CDFE区域加一垂直于导线框所在平面向里的匀强磁场是，安培力合力方向竖直向上，大小为
线框平衡，可得
只在ABDC区域中加相同磁场时，导线受到的安培力大小为F1，方向竖直向下。设细线中的拉力大小为F′，
故选A。
6. 如图所示，电阻值可忽略不计的矩形线圈MNPQ位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，其中PQ边上接有电容器C。如果在一个周期时间内，通电长直导线中通过电流i（电流方向向上为正）的图像如图所示，则电容器C的上极板带正电且电荷量逐渐增多的时间段是（ ）
A. 时间内B. 时间内
C. 时间内D. 时间内
【答案】C
【解析】
【详解】由于电容器C的上极板带正电且电荷量逐渐增多，可知矩形线圈MNPQ的感应电流方向为顺时针且在增大，根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量可能是向里的减小或向外的增大，且变化的越来越快，根据安培定则可知，通电直导线中电流为向上的减小或向下的增大，且变化越来越快，由图可知，只有在时间内，电流是向上的减小并变化的越来越快。
故选C。
7. 一位游客在长寿湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。当船到达平衡位置时，甲板刚好与码头地面平齐。已知地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（ ）
A. 0.5sB. 1.0sC. 1.5sD. 2.0s
【答案】B
【解析】
【详解】假设t=0时刻船刚好到达平衡位置且向上运动，则船的振动方程可写为
在一个周期内的时刻为
，，，
其中满足题意要求的时间范围是、、，所以在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是
故选B。
8. 单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率可能是（已知，）。（ ）
A. 3.0B. 2.5C. 2.0D. 1.5
【答案】A
【解析】
【详解】由题意画出光路图如图所示
根据光路图和反射定律可知
得
在CD和AE界面上恰好发生全反射时，对应着五棱镜折射率的最小值，则
解得
故A可能，BCD不可能。
故选A。
9. 如图所示，足够长的水平虚线MN上方有一匀强电场，方向竖直向下（与纸面平行）：下方有一匀强磁场，方向垂直纸面向里。一个带电粒子从电场中的A点以水平初速度向右运动，第一次穿过MN时的位置记为P点，第二次穿过MN时的位置记为Q点，P、Q两点间的距离记为d，从P点运动到Q点的时间记为t。不计粒子的重力，若只适当减小的大小，则（ ）
A. t变大，d变小B. t不变，d变小C. t变大，d不变D. t变小，d变大
【答案】C
【解析】
【详解】粒子在电场中做类平抛运动，轨迹如图
设第一次到达P点竖直速度（大小不变），则粒子进入磁场的速度
速度方向与MN的夹角
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，半径
第二次经过MN上的Q点时由几何关系可得
代入可得
即当减小时d不变；运动的时间
则当减小时，增大，θ增大，t增大。
故选C。
10. 如图所示，五个等大的小球B、C、D、E、F，沿一条直线静放在光滑水平面上，另一等大小球A沿该直线以v速度向B球运动，小球间若发生碰撞均为弹性碰撞。若B、C、D、E四个球质量均为2m，而A、F两球质量均为m，则所有碰撞结束后，小球F的速度大小为（ ）
A. vB. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当A、B碰撞后B球速度为
由于B、C、D、E质量相等，所以发生速度交换，即D、E碰撞后E球的速度
E球和F球碰撞后，小球F的速度为
故D正确，ABC错误
故选D。
11. 关于光的干涉、衍射、偏振等现象，下列说法正确的是（ ）
A. 立体电影是应用光的干涉现象的一个实例
B. 透过羽毛观察白炽灯，会看到彩色光晕，这是光的衍射
C. 薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D. 自然光射到两种介质的界面上，折射光是偏振光，反射光不是偏振光
【答案】BC
【解析】
【详解】A．观众用偏振眼镜观看立体电影时，每只眼睛只看到相应的偏振光图像，即左眼只看到左侧放映机放出的画面，右眼只看到右侧放映机放出的画面，这样就会像直接观看物体那样产生立体感，因此立体电影是应用光的偏振现象的一个实例，故A错误；
B．羽毛上有很细的狭缝，透过羽毛观察白炽灯，会看到彩色光晕，这是光的衍射，故B正确；
C．薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故C正确；
D．自然光射到两种介质的界面上，反射光和折射光都是偏振光，故D错误。
故选BC。
12. 有一列沿x轴传播的简谐横波，从某时刻开始，介质中位置在处的质点a和在处的质点b的振动图线分别如图甲、乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 质点a处在平衡位置且向y轴负方向振动时，质点b一定处在波谷
B. 质点a的振动方程为
C. 若波沿x轴正方向传播，则这列波的传播速度可能为0.5m/s
D. 若波的波长为2.4m，这列波一定沿x轴负方向传播
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由图可知t=6s时，质点a处在平衡位置且向y轴负方向振动，此时质点b处在波谷，根据质点振动的周期性可知质点a处在平衡位置且向y轴负方向振动时，质点b一定处在波谷，故A正确；
B．质点a的振动方程为
故B错误；
C．若波沿x轴正方向传播，设波长为λ1，则有
解得
波速为
当n=0时有
故C正确；
D．若波沿x轴负方向传播，设波长为λ2，则有
解得
若波的波长为2.4m，代入λ1的表达式中发现n无解，代入λ2的表达式中可得n=1，所以此时这列波一定沿x轴负方向传播，故D正确。
故选ACD。
13. 如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点Р垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m，不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是（ ）
A. 粒子有可能始终在磁场中运动而不再射出磁场
B. 出磁场的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心O
C. 粒子在磁场中通过的弧长越长，运动时间也越长
D. 出射后垂直打在MN上的粒子，入射速度一定为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．粒子在匀强磁场中将做匀速圆周运动，由于从圆形磁场最高点Р垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，相当于轨迹圆与磁场圆相交，故粒子不可能始终在磁场中运动而不再射出磁场，A错误；
B．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹圆心为，粒子出射点为，根据几何知识可知
≌
则
即对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心，B正确；
C．．粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有
则速度不同的同种带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相等，对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中轨迹半径越大，弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，由知，运动时间t越小，C错误；
D．出射后垂直打在MN上的粒子，根据几何关系可知偏转角为，粒子的轨迹半径为
r==R
解得
粒子的速度垂直打在MN板上，入射速度一定满足，故D正确。
故选BD。
14. 如图所示，双缝干涉实验装置中，若用单色光A照射双缝时，发现Р点正好是从屏中间О算起的第四条暗条纹，换用单色光B照射双缝时，发现Р点正好是从屏中间О算起的第三条亮条纹，则下列说法错误的是（ ）
A. 单色光B的频率大于单色光A的频率
B. 单色光B的波长大于单色光A的波长
C. 单色光B的相邻亮条纹间的距离小于单色光A的相邻亮条纹间的距离
D. 用单色光A和B在同一单缝衍射的装置上做实验，在缝宽不变的情况下，单色光B更容易发生明显衍射
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC．由题意可知，单色光A照射双缝时条纹间距较小，根据可知，单色光A的波长较小，频率较大，故AC错误，符合题意，B正确，不符合题意；
D．因单色光B的波长较大，则用单色光A和B在同一单缝衍射的装置上做实验，在缝宽不变的情况下，单色光B更容易发生明显衍射，故D正确，不符合题意。
故选AC。
15. 如图所示，在地球附近上方的空间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向水平且垂直于纸面向里，一带电油滴Р在竖直面内恰好做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（ ）
A. 油滴Р带负电，且做匀速圆周运动时，在最高点电势能最小
B. 若撤去电场，油滴P可能做匀变速曲线运动，且机械能不断增加
C. 若撤去磁场，油滴P可能做匀速直线运动，且机械能不变
D. 若改变油滴Р的初速度，P也可能做匀速直线运动，且机械能保持不变
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．一带电油滴Р在竖直面内恰好做匀速圆周运动，电场力竖直向上与重力等大反向，则油滴Р带负电，在最高点电势能最小，故A正确；
B．由于洛伦兹力的大小与速度有关，若撤去电场，油滴P只要速度改变，洛伦兹力就会发生变化，则不可能做匀变速曲线运动，故B错误；
C．若撤去磁场，油滴P受力平衡，可能做匀速直线运动，如果速度沿水平方向，则机械能不变，故C正确；
D．若改变油滴Р的初速度方向改为垂直纸面向里或垂直纸面向外，则油滴不受洛伦兹力，油滴P受力平衡，P也可能做匀速直线运动，且机械能保持不变，故D正确。
故选ACD。
16. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 电阻R两端的电势差为
B. 微粒的电荷量与质量之比为
C. 电阻消耗的电功率为
D. 若增大角速度和电阻R的阻值，微粒有可能仍保持静止状态
【答案】AB
【解析】
【详解】A．如图所示，金属棒绕轴切割磁感线转动，棒产生的电动势即为电阻R两端的电势差
故A正确；
B．电容器两极板间电压等于电源电动势，带电微粒在两极板间处于静止状态，则
即
故B正确；
C．电阻消耗的功率
故C错误；
D．若增大角速度，则电动势增大，即电容器的电压增大。根据U=Ed可知E增大，则微粒向上运动。故D错误。
故选AB。
17. 第24届冬奥会将于2022年在北京举行，冰壶是比赛项目之一、如图甲所示，红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞（碰撞时间极短），碰撞前后两壶运动的图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，已知两壶质量相等且均视为质点，由图象可知（ ）
A. 红、蓝两壶碰撞过程是弹性碰撞
B. 碰撞后瞬间，蓝壶的速度为0.8m/s
C. 碰撞后，蓝壶经过2.5s停止运动
D. 红、蓝两壶碰后至停止运动过程中，克服摩擦力做功之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】B．由图可知碰撞前瞬间，红壶的速度为v1=1.0m/s，碰撞后瞬间红壶的速度为，设碰撞后瞬间，蓝壶的速度为v2，根据动量守恒定律有
解得
故B正确；
A．因为
所以红、蓝两壶碰撞过程是非弹性碰撞，故A错误；
C．设两壶发生碰撞的时刻在t1，由题意可知碰撞前后红壶的加速度大小相同，即
解得
所以红壶的加速度大小为
设蓝壶在t2时刻停止运动，则由图可得
从碰撞到蓝壶停止运动所经历的时间为
故C正确；
D．根据动能定理可知两壶碰后至停止运动过程中，克服摩擦力做的功等于动能的减少量，则克服摩擦力做功之比为
故D错误。
故选BC。
18. 如图所示，光滑水平导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为B，左侧导轨间距为l，右侧导轨间距为2l，导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab的电阻为R，cd的电阻为2R，两棒始终在对应的导轨部分运动，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现瞬间给cd一水平向右的初速度，则此后的运动过程中下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒ab和cd组成的系统动量守恒
B. ab棒最终的速度
C. 全过程中，通过导体棒cd的电荷量为
D. 从cd获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为
【答案】BCD
【解析】
【详解】B．cd获得速度后，电路中产生感应电流，根据左手定则得cd棒减速，ab棒加速，当
电路中磁通量不变，没有感应电流，最终两棒做匀速直线运动，分别对两棒运用动量定理得
两式合并得
联立解得
故B正确；
A．由
故导体棒ab和cd组成的系统动量不守恒，故A错误；
C．在整个过程中，通过cd棒的电荷量为
联立解得
故C正确；
D．从cd获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为
解得
故D正确；
故选BCD。
第Ⅱ卷
二、实验题（本题共12分，2小题，请把答案写在答题卡中指定的答题处）
19. 用如图所示的单摆装置测定当地的重力加速度，
（1）关于这个实验下列说法正确的是（ ）
A．需要用天平称出小球质量
B．实验中用铁球比用塑料球更利于减小实验误差
C．为了方便测量，摆球摆动的幅度越大越好
D．绳子的弹性越好越利于减小实验误差
（2）某次实验测出了单摆在完成n次全振动时间为t，摆长为L，请写出计算重力加速度的表达式________。改变摆长，测出周期T和摆长L的多组数据，作出图像，如图所示，甲测出的重力加速度________乙测出的重力加速度（选填“大于”或“小于”）
【答案】 ①. B ②. ③. 小于
【解析】
【详解】（1）[1] A．该实验不需要用天平称出小球的质量，故A错误；
B．因为铁球的阻力影响较小，所以实验中用铁球比用塑料球更利于减小实验误差，故B正确；
C．摆球摆动的幅度应该在 以内，故C错误；
D．该实验不能用弹性绳，故D错误。
故选B。
（2）[2]由单摆公式得
其中
所以
[3]由单摆公式
得
所以图像的斜率为
由图像知甲的斜率大于乙的，所以甲测出的重力加速度小于乙测出的重力加速度。
20. 某同学用如图所示“碰撞实验器”验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分发生碰撞前后的动量关系：（设两个小球为弹性材料，发生弹性碰撞）
先用天平测出弹性小球1、2的质量分别为、，然后完成以下实验步骤：
步骤1：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，记录落点位置；
步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，小球1和小球2发生碰撞后落在地面上，记录两个落点位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
（1）对于上述实验操作，小球1质量应________小球2的质量（填“大于”或“小于”），小球1的半径应________小球2的半径（填“等于”或“不等于”） ：
（2）当所测物理量满足表达式_______（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
（3）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使用同样的小球，小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到斜面上三个落点、、。用刻度尺测量斜面顶点到、、三点的距离分别为，、。若，，则________cm
【答案】 ①. 大于 ②. 等于 ③. ④. 100
【解析】
【详解】（1）[1][2]为了保证小球1与小球1碰撞后不被反弹，小球1的质量应大于小球2的质量，为了发生对心碰撞，小球1的半径应等于小球2的半径。
（2）[3] 因为平抛运动时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是小球1不与小球2碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表小球1碰撞前的速度，OM是小球1碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后小球1的速度，ON是碰撞后小球2的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球2的速度，当所测物理量满足表达式
说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
（3）[4]碰撞前，落在图中的点，设其水平初速度为，小球和发生碰撞后，的落点在图中点，设其水平初速度为，的落点是图中的点，设其水平初速度为，设斜面与水平面的倾角为，由平抛运动规律得
解得
同理可得
由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
联立解得
三、计算题（本题共44分，4个小题，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤。）
21. 如图所示，半圆玻璃砖的半径，折射率为，直径AB与屏幕垂直并接触于A点。激光a从真空以入射角射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑。取光在真空中的速度为。（结果可用根号表示）求：
（1）激光a在玻璃砖中的速度；
（2）两个光斑之间的距离L。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由
得
（2）光路图如图
设折射角为r，根据折射定律
两个光斑PQ之间的距离
解得
22. 列简谐横波的波形如图所示，实线表示时刻的波形图，虚线表示时刻的波形图，求：
（1）该横波的波长为多少，以及一个周期内，横波上的每点运动的路程是多少；
（2）讨论该横波的波速可能为多大。
【答案】（1）；；（2）向右，，或向左，，
【解析】
【详解】（1）根据振动图象可以求出，波长为
振幅
一个周期内，横波上的每点运动的路程是
（2）若波向右传播，有
波速为
，
若波向左传播，有
波速为
，
23. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B为2T，其方向垂直于倾角为30°的斜面向上。绝缘斜面上固定有“”形状的光滑金属导轨MPN（电阻忽略不计），MP和NP长度均为1 m，MN连线水平，长为，OP为MN的中垂线，一根粗细均匀的金属杆CD，长度为1.2m，质量m为0.5kg，电阻R为，在沿OP方向的拉力F作用下，从MN处以恒定速度从O向P运动（金属杆与导轨接触良好）。g取。求：
（1）金属杆CD从MN处开始运动时金属杆CD中电流的大小和方向；
（2）金属杆CD运动到OP中点时拉力F的大小；
（3）金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。
【答案】（1），方向C到D；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由
得
由右手定则可知电流方向C到D；
（2）受力平衡有
电流
得
（3）由题意知F随D运动的位移线性变化，F做功为
由功能关系
其中，解得
24. 如图所示，在水平地面上有一个漏斗形旱井，井的左边侧壁竖直，其左边有一个离地面高度为H的水平平台，平台上装有绝缘弹射器，可以将质量为m、电荷量为的可看作质点的小球弹射出去，小球的运动方向跟井口直径在同一竖直平面内。图中，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）若在地面上方加水平向右的匀强电场，弹射器将小球以速度水平向右弹出后刚好落到旱井最左端，求此电场的电场强度大小；
（2）若在地面上方加竖直向上大小为的匀强电场，同时加一个垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），弹射器将小球以水平向右弹射出去后直接落入旱井内，求磁感应强度的方向和最大值；
（3）若在地面上方加竖直向上大小为的匀强电场，同时在地面以上加如图所示的以虚线为边界的两部分垂直纸面的磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为，改变弹射器的弹射方向为斜向右上方，小球恰能无碰撞地落到井底最深处，求小球的弹射速度。
【答案】（1）；（2）磁场方向：垂直纸面向外，；（3），，方向如图，乙与水平方向成
【解析】
【详解】（1）竖直方向
水平方向
解得
（2）磁场方向：垂直纸面向外
如图甲
由几何关系
圆周运动
解得
（3）如图乙
考虑周期运动
其中
或
圆周运动
乙图中
解得
方向如图乙与水平方向成
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。
3.考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时120分钟。
第Ⅰ卷（共44分）
一、选择题：（本题共18小题，在每小题给出的四个选项中，第1～10题只有一项符合题目要求，每小题2分：第11～18题有多项符合题目要求，全选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，是它的对称轴，通电直导线AB与平行。若要在线圈中产生感应电流，不可行的做法是（ ）
A. 以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°（俯视）B. 线圈绕轴逆时针转动90°（俯视）
C. AB中电流I逐渐增大D. AB中电流I先增大后减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于通电直导线周围的磁感线是绕AB的一系列同心圆，所以以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°（俯视）的过程中，线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故A不可行；
B．线圈绕轴逆时针转动90°（俯视），线圈的磁通量减小，会产生感应电流，故B可行；
C．AB中电流I逐渐增大，产生的磁场逐渐增强，线圈的磁通量增大，会产生感应电流，故C可行；
D．AB中电流I先增大后减小，产生的磁场先增大后减小，线圈的磁通量先增大后减小，会产生感应电流，故D可行。
故选A。
2. 据报道，綦江彩虹桥坍塌事故与桥面共振有关。已知某物体受迫振动及共振曲线如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 驱动力越大，物体的受迫振动的振幅也越大
B. 由右图可知，物体做受迫振动时的频率等于
C. 物体做受迫振动时振幅相同，则驱动力频率必相同
D. 为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离
【答案】D
【解析】
【详解】A．驱动力的频率越接近物体的固有频率，物体的受迫振动的振幅越大，与驱动力大小无关，故A错误；
B．由图可知物体做受迫振动时的频率等于时发生共振，即物体做受迫振动时的频率不一定等于，故B错误；
C．由图可知物体做受迫振动时振幅相同时，驱动力频率不一定相同，故C错误；
D．因为物体做受迫振动时的频率等于时发生共振，所以为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路，若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A. 穿过线圈a的磁通量变小B. 线圈a有收缩的趋势
C. 线圈a对水平桌面的压力将减小D. 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，螺线管中的电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈a的磁通量向下变大，根据楞次定律可知圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，并且线圈a有收缩的趋势和远离螺线管的趋势，此时线圈a对水平桌面的压力将增大，故ACD错误，B正确。
故选B。
4. 如图所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，、是两个完全相同的小灯泡，随着开关S闭合和断开的过程中，灯丝不会断，则、的亮度变化情况是（ ）
A. S闭合，亮度不变，亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；
B. S闭合，、同时亮，而后逐渐熄灭，亮度逐渐变亮；
C. S断开，、均亮一下才熄灭
D. S断开，、均立即熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】AB．S闭合，L产生很大的自感电动势阻碍其电流增大，此时L可视为断路，所以、同时亮，而L产生的自感电动势会随着电路的逐渐稳定而逐渐减小，从而通过L1的电流逐渐减小，通过L2的电流逐渐增大，L2亮度逐渐变亮，当电路完全稳定后，L相当于导线，此时L1被短路，即熄灭，故A错误，B正确；
CD．S断开，通过L2的电流瞬间变为零，即L2立即熄灭。L产生很大的自感电动势阻碍其电流减小，而L1与L在同一回路中，所以L1会亮一下，之后随着自感电动势减小至零，L1逐渐熄灭，故CD错误。
故选B。
5. 如图所示，边长为l、质量为m的等边三角形导线框abc用绝缘细线悬挂于天花板上，导线框中通一逆时针方向的电流I，图中虚线CD过ab边中点和ac边中点。只在CDFE区域加一垂直于导线框所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导线框处于静止状态时，细线中的拉力大小为F；若只在ABDC区域中加与上述相同的磁场，导线框处于静止状态时，细线中的拉力大小为（当地重力加速度为g）（ ）
A. B. mgC. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据左手定则以及对称性可知，只在CDFE区域内加磁场时，ab和ac边所受安培力的合力与只在ABDC区域中加磁场时ab和ac边所受安培力的合力大小相等，方向相反。当在CDFE区域加一垂直于导线框所在平面向里的匀强磁场是，安培力合力方向竖直向上，大小为
线框平衡，可得
只在ABDC区域中加相同磁场时，导线受到的安培力大小为F1，方向竖直向下。设细线中的拉力大小为F′，
故选A。
6. 如图所示，电阻值可忽略不计的矩形线圈MNPQ位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，其中PQ边上接有电容器C。如果在一个周期时间内，通电长直导线中通过电流i（电流方向向上为正）的图像如图所示，则电容器C的上极板带正电且电荷量逐渐增多的时间段是（ ）
A. 时间内B. 时间内
C. 时间内D. 时间内
【答案】C
【解析】
【详解】由于电容器C的上极板带正电且电荷量逐渐增多，可知矩形线圈MNPQ的感应电流方向为顺时针且在增大，根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量可能是向里的减小或向外的增大，且变化的越来越快，根据安培定则可知，通电直导线中电流为向上的减小或向下的增大，且变化越来越快，由图可知，只有在时间内，电流是向上的减小并变化的越来越快。
故选C。
7. 一位游客在长寿湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。当船到达平衡位置时，甲板刚好与码头地面平齐。已知地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（ ）
A. 0.5sB. 1.0sC. 1.5sD. 2.0s
【答案】B
【解析】
【详解】假设t=0时刻船刚好到达平衡位置且向上运动，则船的振动方程可写为
在一个周期内的时刻为
，，，
其中满足题意要求的时间范围是、、，所以在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是
故选B。
8. 单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率可能是（已知，）。（ ）
A. 3.0B. 2.5C. 2.0D. 1.5
【答案】A
【解析】
【详解】由题意画出光路图如图所示
根据光路图和反射定律可知
得
在CD和AE界面上恰好发生全反射时，对应着五棱镜折射率的最小值，则
解得
故A可能，BCD不可能。
故选A。
9. 如图所示，足够长的水平虚线MN上方有一匀强电场，方向竖直向下（与纸面平行）：下方有一匀强磁场，方向垂直纸面向里。一个带电粒子从电场中的A点以水平初速度向右运动，第一次穿过MN时的位置记为P点，第二次穿过MN时的位置记为Q点，P、Q两点间的距离记为d，从P点运动到Q点的时间记为t。不计粒子的重力，若只适当减小的大小，则（ ）
A. t变大，d变小B. t不变，d变小C. t变大，d不变D. t变小，d变大
【答案】C
【解析】
【详解】粒子在电场中做类平抛运动，轨迹如图
设第一次到达P点竖直速度（大小不变），则粒子进入磁场的速度
速度方向与MN的夹角
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，半径
第二次经过MN上的Q点时由几何关系可得
代入可得
即当减小时d不变；运动的时间
则当减小时，增大，θ增大，t增大。
故选C。
10. 如图所示，五个等大的小球B、C、D、E、F，沿一条直线静放在光滑水平面上，另一等大小球A沿该直线以v速度向B球运动，小球间若发生碰撞均为弹性碰撞。若B、C、D、E四个球质量均为2m，而A、F两球质量均为m，则所有碰撞结束后，小球F的速度大小为（ ）
A. vB. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当A、B碰撞后B球速度为
由于B、C、D、E质量相等，所以发生速度交换，即D、E碰撞后E球的速度
E球和F球碰撞后，小球F的速度为
故D正确，ABC错误
故选D。
11. 关于光的干涉、衍射、偏振等现象，下列说法正确的是（ ）
A. 立体电影是应用光的干涉现象的一个实例
B. 透过羽毛观察白炽灯，会看到彩色光晕，这是光的衍射
C. 薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D. 自然光射到两种介质的界面上，折射光是偏振光，反射光不是偏振光
【答案】BC
【解析】
【详解】A．观众用偏振眼镜观看立体电影时，每只眼睛只看到相应的偏振光图像，即左眼只看到左侧放映机放出的画面，右眼只看到右侧放映机放出的画面，这样就会像直接观看物体那样产生立体感，因此立体电影是应用光的偏振现象的一个实例，故A错误；
B．羽毛上有很细的狭缝，透过羽毛观察白炽灯，会看到彩色光晕，这是光的衍射，故B正确；
C．薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故C正确；
D．自然光射到两种介质的界面上，反射光和折射光都是偏振光，故D错误。
故选BC。
12. 有一列沿x轴传播的简谐横波，从某时刻开始，介质中位置在处的质点a和在处的质点b的振动图线分别如图甲、乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 质点a处在平衡位置且向y轴负方向振动时，质点b一定处在波谷
B. 质点a的振动方程为
C. 若波沿x轴正方向传播，则这列波的传播速度可能为0.5m/s
D. 若波的波长为2.4m，这列波一定沿x轴负方向传播
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由图可知t=6s时，质点a处在平衡位置且向y轴负方向振动，此时质点b处在波谷，根据质点振动的周期性可知质点a处在平衡位置且向y轴负方向振动时，质点b一定处在波谷，故A正确；
B．质点a的振动方程为
故B错误；
C．若波沿x轴正方向传播，设波长为λ1，则有
解得
波速为
当n=0时有
故C正确；
D．若波沿x轴负方向传播，设波长为λ2，则有
解得
若波的波长为2.4m，代入λ1的表达式中发现n无解，代入λ2的表达式中可得n=1，所以此时这列波一定沿x轴负方向传播，故D正确。
故选ACD。
13. 如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点Р垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m，不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是（ ）
A. 粒子有可能始终在磁场中运动而不再射出磁场
B. 出磁场的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心O
C. 粒子在磁场中通过的弧长越长，运动时间也越长
D. 出射后垂直打在MN上的粒子，入射速度一定为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．粒子在匀强磁场中将做匀速圆周运动，由于从圆形磁场最高点Р垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，相当于轨迹圆与磁场圆相交，故粒子不可能始终在磁场中运动而不再射出磁场，A错误；
B．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹圆心为，粒子出射点为，根据几何知识可知
≌
则
即对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心，B正确；
C．．粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有
则速度不同的同种带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相等，对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中轨迹半径越大，弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，由知，运动时间t越小，C错误；
D．出射后垂直打在MN上的粒子，根据几何关系可知偏转角为，粒子的轨迹半径为
r==R
解得
粒子的速度垂直打在MN板上，入射速度一定满足，故D正确。
故选BD。
14. 如图所示，双缝干涉实验装置中，若用单色光A照射双缝时，发现Р点正好是从屏中间О算起的第四条暗条纹，换用单色光B照射双缝时，发现Р点正好是从屏中间О算起的第三条亮条纹，则下列说法错误的是（ ）
A. 单色光B的频率大于单色光A的频率
B. 单色光B的波长大于单色光A的波长
C. 单色光B的相邻亮条纹间的距离小于单色光A的相邻亮条纹间的距离
D. 用单色光A和B在同一单缝衍射的装置上做实验，在缝宽不变的情况下，单色光B更容易发生明显衍射
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC．由题意可知，单色光A照射双缝时条纹间距较小，根据可知，单色光A的波长较小，频率较大，故AC错误，符合题意，B正确，不符合题意；
D．因单色光B的波长较大，则用单色光A和B在同一单缝衍射的装置上做实验，在缝宽不变的情况下，单色光B更容易发生明显衍射，故D正确，不符合题意。
故选AC。
15. 如图所示，在地球附近上方的空间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向水平且垂直于纸面向里，一带电油滴Р在竖直面内恰好做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（ ）
A. 油滴Р带负电，且做匀速圆周运动时，在最高点电势能最小
B. 若撤去电场，油滴P可能做匀变速曲线运动，且机械能不断增加
C. 若撤去磁场，油滴P可能做匀速直线运动，且机械能不变
D. 若改变油滴Р的初速度，P也可能做匀速直线运动，且机械能保持不变
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．一带电油滴Р在竖直面内恰好做匀速圆周运动，电场力竖直向上与重力等大反向，则油滴Р带负电，在最高点电势能最小，故A正确；
B．由于洛伦兹力的大小与速度有关，若撤去电场，油滴P只要速度改变，洛伦兹力就会发生变化，则不可能做匀变速曲线运动，故B错误；
C．若撤去磁场，油滴P受力平衡，可能做匀速直线运动，如果速度沿水平方向，则机械能不变，故C正确；
D．若改变油滴Р的初速度方向改为垂直纸面向里或垂直纸面向外，则油滴不受洛伦兹力，油滴P受力平衡，P也可能做匀速直线运动，且机械能保持不变，故D正确。
故选ACD。
16. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 电阻R两端的电势差为
B. 微粒的电荷量与质量之比为
C. 电阻消耗的电功率为
D. 若增大角速度和电阻R的阻值，微粒有可能仍保持静止状态
【答案】AB
【解析】
【详解】A．如图所示，金属棒绕轴切割磁感线转动，棒产生的电动势即为电阻R两端的电势差
故A正确；
B．电容器两极板间电压等于电源电动势，带电微粒在两极板间处于静止状态，则
即
故B正确；
C．电阻消耗的功率
故C错误；
D．若增大角速度，则电动势增大，即电容器的电压增大。根据U=Ed可知E增大，则微粒向上运动。故D错误。
故选AB。
17. 第24届冬奥会将于2022年在北京举行，冰壶是比赛项目之一、如图甲所示，红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞（碰撞时间极短），碰撞前后两壶运动的图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，已知两壶质量相等且均视为质点，由图象可知（ ）
A. 红、蓝两壶碰撞过程是弹性碰撞
B. 碰撞后瞬间，蓝壶的速度为0.8m/s
C. 碰撞后，蓝壶经过2.5s停止运动
D. 红、蓝两壶碰后至停止运动过程中，克服摩擦力做功之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】B．由图可知碰撞前瞬间，红壶的速度为v1=1.0m/s，碰撞后瞬间红壶的速度为，设碰撞后瞬间，蓝壶的速度为v2，根据动量守恒定律有
解得
故B正确；
A．因为
所以红、蓝两壶碰撞过程是非弹性碰撞，故A错误；
C．设两壶发生碰撞的时刻在t1，由题意可知碰撞前后红壶的加速度大小相同，即
解得
所以红壶的加速度大小为
设蓝壶在t2时刻停止运动，则由图可得
从碰撞到蓝壶停止运动所经历的时间为
故C正确；
D．根据动能定理可知两壶碰后至停止运动过程中，克服摩擦力做的功等于动能的减少量，则克服摩擦力做功之比为
故D错误。
故选BC。
18. 如图所示，光滑水平导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为B，左侧导轨间距为l，右侧导轨间距为2l，导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab的电阻为R，cd的电阻为2R，两棒始终在对应的导轨部分运动，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现瞬间给cd一水平向右的初速度，则此后的运动过程中下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒ab和cd组成的系统动量守恒
B. ab棒最终的速度
C. 全过程中，通过导体棒cd的电荷量为
D. 从cd获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为
【答案】BCD
【解析】
【详解】B．cd获得速度后，电路中产生感应电流，根据左手定则得cd棒减速，ab棒加速，当
电路中磁通量不变，没有感应电流，最终两棒做匀速直线运动，分别对两棒运用动量定理得
两式合并得
联立解得
故B正确；
A．由
故导体棒ab和cd组成的系统动量不守恒，故A错误；
C．在整个过程中，通过cd棒的电荷量为
联立解得
故C正确；
D．从cd获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为
解得
故D正确；
故选BCD。
第Ⅱ卷
二、实验题（本题共12分，2小题，请把答案写在答题卡中指定的答题处）
19. 用如图所示的单摆装置测定当地的重力加速度，
（1）关于这个实验下列说法正确的是（ ）
A．需要用天平称出小球质量
B．实验中用铁球比用塑料球更利于减小实验误差
C．为了方便测量，摆球摆动的幅度越大越好
D．绳子的弹性越好越利于减小实验误差
（2）某次实验测出了单摆在完成n次全振动时间为t，摆长为L，请写出计算重力加速度的表达式________。改变摆长，测出周期T和摆长L的多组数据，作出图像，如图所示，甲测出的重力加速度________乙测出的重力加速度（选填“大于”或“小于”）
【答案】 ①. B ②. ③. 小于
【解析】
【详解】（1）[1] A．该实验不需要用天平称出小球的质量，故A错误；
B．因为铁球的阻力影响较小，所以实验中用铁球比用塑料球更利于减小实验误差，故B正确；
C．摆球摆动的幅度应该在 以内，故C错误；
D．该实验不能用弹性绳，故D错误。
故选B。
（2）[2]由单摆公式得
其中
所以
[3]由单摆公式
得
所以图像的斜率为
由图像知甲的斜率大于乙的，所以甲测出的重力加速度小于乙测出的重力加速度。
20. 某同学用如图所示“碰撞实验器”验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分发生碰撞前后的动量关系：（设两个小球为弹性材料，发生弹性碰撞）
先用天平测出弹性小球1、2的质量分别为、，然后完成以下实验步骤：
步骤1：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，记录落点位置；
步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，小球1和小球2发生碰撞后落在地面上，记录两个落点位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
（1）对于上述实验操作，小球1质量应________小球2的质量（填“大于”或“小于”），小球1的半径应________小球2的半径（填“等于”或“不等于”） ：
（2）当所测物理量满足表达式_______（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
（3）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使用同样的小球，小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到斜面上三个落点、、。用刻度尺测量斜面顶点到、、三点的距离分别为，、。若，，则________cm
【答案】 ①. 大于 ②. 等于 ③. ④. 100
【解析】
【详解】（1）[1][2]为了保证小球1与小球1碰撞后不被反弹，小球1的质量应大于小球2的质量，为了发生对心碰撞，小球1的半径应等于小球2的半径。
（2）[3] 因为平抛运动时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是小球1不与小球2碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表小球1碰撞前的速度，OM是小球1碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后小球1的速度，ON是碰撞后小球2的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球2的速度，当所测物理量满足表达式
说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
（3）[4]碰撞前，落在图中的点，设其水平初速度为，小球和发生碰撞后，的落点在图中点，设其水平初速度为，的落点是图中的点，设其水平初速度为，设斜面与水平面的倾角为，由平抛运动规律得
解得
同理可得
由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
联立解得
三、计算题（本题共44分，4个小题，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤。）
21. 如图所示，半圆玻璃砖的半径，折射率为，直径AB与屏幕垂直并接触于A点。激光a从真空以入射角射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑。取光在真空中的速度为。（结果可用根号表示）求：
（1）激光a在玻璃砖中的速度；
（2）两个光斑之间的距离L。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由
得
（2）光路图如图
设折射角为r，根据折射定律
两个光斑PQ之间的距离
解得
22. 列简谐横波的波形如图所示，实线表示时刻的波形图，虚线表示时刻的波形图，求：
（1）该横波的波长为多少，以及一个周期内，横波上的每点运动的路程是多少；
（2）讨论该横波的波速可能为多大。
【答案】（1）；；（2）向右，，或向左，，
【解析】
【详解】（1）根据振动图象可以求出，波长为
振幅
一个周期内，横波上的每点运动的路程是
（2）若波向右传播，有
波速为
，
若波向左传播，有
波速为
，
23. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B为2T，其方向垂直于倾角为30°的斜面向上。绝缘斜面上固定有“”形状的光滑金属导轨MPN（电阻忽略不计），MP和NP长度均为1 m，MN连线水平，长为，OP为MN的中垂线，一根粗细均匀的金属杆CD，长度为1.2m，质量m为0.5kg，电阻R为，在沿OP方向的拉力F作用下，从MN处以恒定速度从O向P运动（金属杆与导轨接触良好）。g取。求：
（1）金属杆CD从MN处开始运动时金属杆CD中电流的大小和方向；
（2）金属杆CD运动到OP中点时拉力F的大小；
（3）金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。
【答案】（1），方向C到D；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由
得
由右手定则可知电流方向C到D；
（2）受力平衡有
电流
得
（3）由题意知F随D运动的位移线性变化，F做功为
由功能关系
其中，解得
24. 如图所示，在水平地面上有一个漏斗形旱井，井的左边侧壁竖直，其左边有一个离地面高度为H的水平平台，平台上装有绝缘弹射器，可以将质量为m、电荷量为的可看作质点的小球弹射出去，小球的运动方向跟井口直径在同一竖直平面内。图中，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）若在地面上方加水平向右的匀强电场，弹射器将小球以速度水平向右弹出后刚好落到旱井最左端，求此电场的电场强度大小；
（2）若在地面上方加竖直向上大小为的匀强电场，同时加一个垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），弹射器将小球以水平向右弹射出去后直接落入旱井内，求磁感应强度的方向和最大值；
（3）若在地面上方加竖直向上大小为的匀强电场，同时在地面以上加如图所示的以虚线为边界的两部分垂直纸面的磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为，改变弹射器的弹射方向为斜向右上方，小球恰能无碰撞地落到井底最深处，求小球的弹射速度。
【答案】（1）；（2）磁场方向：垂直纸面向外，；（3），，方向如图，乙与水平方向成
【解析】
【详解】（1）竖直方向
水平方向
解得
（2）磁场方向：垂直纸面向外
如图甲
由几何关系
圆周运动
解得
（3）如图乙
考虑周期运动
其中
或
圆周运动
乙图中
解得
方向如图乙与水平方向成
相关试卷
2021-2022学年重庆市巴蜀中学高二（下）半期测试模拟物理试题（二）（解析版）： 这是一份2021-2022学年重庆市巴蜀中学高二（下）半期测试模拟物理试题（二）（解析版），共25页。试卷主要包含了单选题，多选，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年重庆市巴蜀中学高二下学期期末物理试题 （解析版）： 这是一份2021-2022学年重庆市巴蜀中学高二下学期期末物理试题 （解析版），共30页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022年重庆市巴蜀中学高一（下）期末物理试题含解析： 这是一份2021-2022年重庆市巴蜀中学高一（下）期末物理试题含解析
