北京市朝陽區(qū)2023-2024學(xué)年高二年級下冊期末考試物理試卷（解析版）

北京市朝陽區(qū)2023~2024學(xué)年度第二學(xué)期期末質(zhì)量檢測

高二物理試卷

一、單項(xiàng)選擇題（共10個小題，每小題3分。在每小題列出的四個選項(xiàng)中，只有一個選項(xiàng)

符合題意）

1.關(guān)于分子動理論，下列說法正確的是（）

A.布朗運(yùn)動就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動

B.溫度是物體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志

C.分子間的作用力總是隨著分子間距增大而增大

D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而減小

K答案XB

（解析XA.布朗運(yùn)動是固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動，間接反映液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，故A

錯誤；

B.溫度衡量分子的熱運(yùn)動快慢，是物體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志，故B正確；

C.分子間作用力在0~勾隨著分子間距增大而逐漸減小，在4分子力隨著分子間

距增大先增大后減小，故C錯誤；

D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子距離為0~石，隨分子間距離的減小分子力做負(fù)功，分子

勢能逐漸增大，故D錯誤。

故選B。

2.以下現(xiàn)象能顯著說明光具有波動性的是（）

A.肥皂泡在陽光下出現(xiàn)彩色條紋

B.水中的氣泡看上去特別明亮

C.白光經(jīng)過三棱鏡后得到彩色圖樣

D.用紫外線照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出

［答案XA

［解析工A.肥皂泡在陽光下出現(xiàn)彩色條紋，屬于光的薄膜干涉現(xiàn)象，該現(xiàn)象能顯著說明

光具有波動性，故A正確；

B.水中的氣泡看上去特別明亮，是由于光從水進(jìn)入氣泡時發(fā)生了全反射引起的，不能顯

著說明光具有波動性，故B錯誤；

C.白光經(jīng)過三棱鏡后得到彩色圖樣，屬于光的色散現(xiàn)象，不能顯著說明光具有波動性，

故C錯誤；

D.用紫外線照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出，屬于光電效應(yīng)現(xiàn)象，能顯著說明光具有

粒子性，不能顯著說明光具有波動性，故D錯誤。

故選Ao

3.如圖所示為氫原子能級示意圖?，F(xiàn)有大量氫原子處于〃=4能級上，已知可見光的光子

能量范圍是1.646丫~3.1k丫，下列說法正確的是（）

n￡/eV

00--------------0

5-0.54

4----------------0.85

3----------------1.51

2----------------3.4

1---------------13.6

A.這些原子躍遷過程中最多可輻射4種頻率的光子

B.從〃=4能級躍遷到“=1能級，氫原子的能量增加

C.從〃=4能級躍遷到77=2能級向外輻射的光是可見光

D.〃=4能級的氫原子電離至少需要吸收13.6eV的能量

（答案》C

K解析》A.大量處于九=4能級的氫原子躍遷過程中最多可輻射

N=C：=6

種頻率的光子，故A錯誤；

B.從較高的〃=4能級躍遷到較低的72=1能級，需要釋放能量，氫原子的能量減小，故

B錯誤；

C.從〃=4能級躍遷到〃=2能級輻射的光子能量為

△E=E「4=2.55eV

屬于可見光的光子能量范圍，故從〃=4能級躍遷到77=2能級輻射的光為可見光，故C正確;

D.電離〃=4能級的氫原子至少需要吸收

E'=0—E4=0-85eV

的能量，故D錯誤。

故選C。

4.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，小明用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間

的關(guān)系曲線（甲、乙、丙），如圖所示。下列說法正確的是（）

A.甲光的頻率大于乙光的頻率

B,甲光的強(qiáng)度大于丙光的強(qiáng)度

C.乙光所對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率

D.甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于乙光的光電子最大初動能

k答案』B

1解析］AD.根據(jù)

eUc=Ekmax=hv-W0

根據(jù)圖像可知，甲光的遏止電壓小于乙光的遏止電壓，則甲光的頻率小于乙光的頻率，甲

光對應(yīng)的光電子最大初動能小于乙光的光電子最大初動能，故AD錯誤；

B.甲與丙的遏止電壓相等，甲丙是同一種光，甲光的飽和電流大于乙光的飽和電流，則

甲光的強(qiáng)度大于丙光的強(qiáng)度，故B正確；

C.截止頻率由金屬材料本身決定，實(shí)驗(yàn)用的是同一光電管，可知，乙光所對應(yīng)的截止頻

率等于丙光的截止頻率，故c錯誤。

5.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)。開始，先后經(jīng)歷等容、等溫、等壓三個過程，

經(jīng)過狀態(tài)b和c,再回到狀態(tài)a0下列說法正確的是（）

A.狀態(tài)a的溫度比狀態(tài)b的溫度高

B.狀態(tài)。到狀態(tài)b的過程中氣體的分子數(shù)密度增加

C.狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中外界對氣體做功

D.狀態(tài)c到狀態(tài)a的過程中氣體向外界放熱

（答案』D

K解析XAB.氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)6過程，氣體體積不變，壓強(qiáng)增大，根據(jù)

pyr

T

可知?dú)怏w溫度升高，則狀態(tài)a的溫度比狀態(tài)b的溫度低；由于氣體體積不變，狀態(tài)。到狀

態(tài)b的過程中氣體的分子數(shù)密度不變，故AB錯誤；

C.狀態(tài)6到狀態(tài)c的過程中，氣體體積變大，所以氣體對外界做功，故C錯誤；

D.狀態(tài)c到狀態(tài)。的過程中，氣體體積變小，外界對氣體做正功，氣體壓強(qiáng)不變，根據(jù)

-p-v-=Cr

T

可知?dú)怏w溫度降低，氣體內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體向外界放熱，故D正確。

故選D。

6.如圖所示是主動降噪耳機(jī)的工作原理圖。在耳機(jī)內(nèi)設(shè)有麥克風(fēng)，用來收集環(huán)境中的噪聲

信號，在此基礎(chǔ)上，耳機(jī)的處理器產(chǎn)生與環(huán)境噪聲相位相反的反噪聲波來抵消噪聲。下列

A.主動降噪利用了聲波的衍射

B.反噪聲波頻率和噪聲波頻率可以不同

C.理想情況下，反噪聲波和噪聲波振幅相同

D.主動降噪耳機(jī)可以使進(jìn)入耳膜的聲波頻率變小

K答案1c

k解析XA.主動降噪利用了聲波的干涉，故A錯誤；

B.反噪聲與噪聲相抵消，即它們能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，反噪聲波頻率和噪聲波頻率相

同，故B錯誤；

C.反噪聲聲波與噪聲振幅、頻率相同，步調(diào)相反，使合成后的聲音大大降低，故C正確;

D.聲波的頻率取決于波源，波源的振動頻率不變，被動降噪方式不會改變進(jìn)入耳膜的聲

波頻率，故D錯誤。

7.如圖所示，由甲、乙兩種單色光組成的一束光，從一根長直的光纖端面以45。射入，兩

種單色光均在側(cè)面發(fā)生全反射，則可以準(zhǔn)確判斷出（）

A.光纖對甲光的折射率大于對乙光的折射率

B.在光纖中甲光的速度大于乙光的速度

C.甲光和乙光同時從光纖的另一端面射出

D.用同一雙縫干涉裝置看到甲光的條紋間距比乙光的小

K答案XB

k解析XAB.根據(jù)折射定律可得

sinz

n=———

sinr

由圖可知，甲、乙兩光的入射角相同，甲光的折射角大于乙光的折射角，則光纖對甲光的

折射率小于對乙光的折射率，即有

O<〃乙

根據(jù)

C

v=—

n

可知在光纖中甲光的速度大于乙光的速度，故A錯誤，B正確；

C.設(shè)光纖的長度為光進(jìn)入光纖的折射角為人根據(jù)幾何關(guān)系可知，光在光纖中傳播的

距離為

L

s=------

COST

又

sinzccsinr

n=-----,v=—=---------

sinrnsinz

可知光在光纖中傳播的時間為

sLsinz2Lsini

t=—=—；-------=—；----

vcsinrcosrcsin2r

由題意可知

2r<2z=90°

由于乙光的折射角小于甲光的折射角，則有

sin2t<sin2漏

可知乙光光纖中傳播時間比甲光長，故C錯誤；

D.根據(jù)

,L.

Ax——A

d

由于光纖對甲光的折射率小于對乙光的折射率，則甲光的頻率小于乙光的頻率，甲光的波

長大于乙光的波長，則用同一雙縫干涉裝置看到甲光的條紋間距比乙光的大，故D錯誤。

故選B?

8.如圖甲所示，一單擺做小角度擺動。從某次擺球由左向右通過平衡位置開始計(jì)時，畫出

它的振動圖像如圖乙所示。忽略空氣阻力，g取lOm/s?。下列說法正確的是（）

A.此單擺的擺長約為2m

B.此單擺的振幅為4cm

C.從0.5s到1.0s的過程中，擺球的動能逐漸減小

D.從0.5s到1.0s的過程中，擺球所受合力的沖量方向水平向右

k答案》B

k解析RA.根據(jù)圖乙可知周期為2s,根據(jù)周期公式有

解得L?lm

故A錯誤；

B.根據(jù)圖乙可知，此單擺的振幅為4cm,故B正確；

C.根據(jù)圖乙可知，從0.5s到LOs的過程中，擺球位移減小，擺球靠近平衡位置運(yùn)動，擺

球的動能逐漸增大，故C錯誤；

D.擺球由左向右通過平衡位置開始計(jì)時得到圖乙的振動圖像，可知，向右為正方向，從

0.5s到1.0s的過程中，擺球位移為正值，位移減小，擺球向左運(yùn)動，速度逐漸增大，根據(jù)

I=Ap

可知，擺球所受合力的沖量方向水平向左，故D錯誤。

9.在運(yùn)用動量定理處理二維運(yùn)動時，可以在相互垂直的兩個方向上分別研究。某同學(xué)某次

練習(xí)乒乓球削球時，乒乓球與豎直方向成37。落下，在與球拍接觸時，球拍保持水平且向

右運(yùn)動，如圖所示。己知球與球拍接觸時間極短，接觸前后球豎直方向速度大小不變，球

與球拍之間的動摩擦因數(shù)為0.25,sin37°=0.60球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力及球的重

力。則球離開球拍時速度與豎直方向夾角。的正切值為（）

:37/

IU-.n----?

A.0.25B.0.5C.0.75D.1

K答案XA

［解析》設(shè)反彈速度為V，根據(jù)動量定理，豎直方向，設(shè)向上為正方向，則

FNt=mvcos0-（-mvcos37）

水平方向設(shè)向右為正方向，則

juFNt=-mvsinsin37）

其中

vcos0=vcos37

解得

tan0=0.25

10.可變差動變壓器（LVDT）是一種常用的直線位移傳感器，簡化模型如圖所示。它內(nèi)部

主要結(jié)構(gòu)包括一個初級線圈和一對匝數(shù)相等的次級線圈，初級線圈位于中間，次級線圈則

沿相反方向串聯(lián)，對稱纏繞在初級線圈的兩側(cè)；導(dǎo)磁鐵芯可以在空心管（圖中未畫出）中

移動，連接到要測量位移的物體上，初始時鐵芯恰好位于空心管的中央，運(yùn)動中鐵芯始終

有一端在副線圈中。在腦端輸入有效值為q的正弦式交變電壓，4端輸出電壓的有效值

記為。2,則C）

A.鐵芯從中央位置開始向上移動時，3增加

B.鐵芯從中央位置開始的移動量越大，U?越小

C.鐵芯向上移動一定距離后，若增大。一會減小

D.可變差動變壓器無法反映物體的運(yùn)動方向

（答案XA

［解析X負(fù)線圈反向接，當(dāng)鐵芯在中央時上下方次級線圈的磁通量相同，此時副線圈電壓

為零。即鐵芯移動時會因鐵芯的移動導(dǎo)致的磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。

A.當(dāng)鐵芯向上移動時，它會使得上方的次級線圈中的磁通量增加，下方的次級線圈中的

磁通量減少。由于次級線圈是沿相反方向串聯(lián)的，所以上方的次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

會與下方的次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相加，而不是相減。因此，〃端輸出電壓的有效值

U2會增加，故A正確；

B.當(dāng)鐵芯從中央位置開始的移動量越大時，它改變穿過次級線圈的磁通量也越多，從而

導(dǎo)致次級線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也越大。因此，仇會越大，而不是越小，故B錯誤；

c.當(dāng)鐵芯向上移動一定距離后，若增大q,則初級線圈中產(chǎn)生的交變電流會增大，進(jìn)而

產(chǎn)生的交變磁場也會增強(qiáng)。這個增強(qiáng)的交變磁場會穿過次級線圈，并在次級線圈中產(chǎn)生更

大的感應(yīng)電動勢。因此，。2會增大，而不是減小，故C錯誤；

D.由于可變差動變壓器的輸出電壓與鐵芯的移動方向有關(guān)，如果此時輸入端的的磁通

量向上增加，磁鐵向上移動導(dǎo)致上方的磁通量向上增加而下方的減少，如果此時副線圈的

電壓為正，而此時向下移動則會導(dǎo)致副線圈電壓為負(fù)，即可以通過電壓的正負(fù)反應(yīng)物體的

運(yùn)動方向。

二、多項(xiàng)選擇題（共3個小題，每小題4分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是

符合題意的，全部選對得4分，選對但不全得3分，錯選不得分）

11.蹦極是一項(xiàng)深受年輕人喜愛的極限運(yùn)動，某游客身系彈性繩從高空P點(diǎn)自由下落，將

蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運(yùn)動，如圖所示。從彈性繩恰好伸直，到人第一次下降至

最低點(diǎn)的過程中，若忽略空氣阻力影響，下列說法正確的是（）

A.彈性繩對人的沖量始終豎直向上

B.彈性繩恰好伸直時，人的動量最大

C.彈性繩對人的沖量大于重力對人的沖量

D.在最低點(diǎn)時，彈性繩對人的拉力等于人的重力

［答案》AC

［解析XA.彈性繩對人的拉力始終是向上的，所以彈性繩對人的沖量始終向上，故A正

確；

B.彈性繩恰好伸直，繩對人的拉力為零，由于重力大于繩對人的拉力，所以人還在加

速，此時速度不是最大值，動量也不是最大值，故B錯誤；

C.從彈性繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中，動量的變化量方向向上，根

據(jù)動量定理，可知彈性繩對人的沖量大于重力對人的沖量，故c正確；

D.當(dāng)彈性繩的彈力等于人的重力時，人的速度最大，接著人向下運(yùn)動，向上的彈力大于

人的重力，開始向下做加速度增大的減速運(yùn)動，到最低點(diǎn)時速度為零，彈性繩對人的拉力

大于人的重力，故D錯誤。

故選AC。

12.如圖所示，理想變壓器的原線圈接在220匹sinlOOR（V）的交流電源上，副線圈與滑

動變阻器R相連，原、副線圈匝數(shù)之比為4:1,此時滑動變阻器滑片處于中間位置且接入

電路的阻值為55C。若交流電壓表、電流表均為理想電表。下列說法正確的是（）

◎

uoH?

A.電壓表的示數(shù)為55V

B.電流表的示數(shù)為4A

C.通過R的交變電流的頻率是100Hz

D.滑動變阻器的滑片向上滑動，變壓器的輸入功率減小

K答案XAD

K解析XA.原線圈兩端電壓

220夜

U.=—^-V=220V

V2

根據(jù)電壓匝數(shù)關(guān)系有

U2“2

解得

U2=55V

故A正確；

B.副線圈中的電流

Z2=L=IA

2R

根據(jù)電流匝數(shù)關(guān)系有

A=%

12〃1

解得

4=0.25A

故B錯誤；

C.根據(jù)交流電的表達(dá)式有

co=2兀于=100^rad/s

解得

/=50Hz

變壓器不改變頻率，則通過R的交變電流的頻率是50Hz,故C錯誤；

D.滑動變阻器的滑片向上滑動，接入電阻增大，通過滑動變阻器的電流減小，副線圈兩

端電壓一定，則變壓器輸出功率減小，即變壓器的輸入功率減小，故D正確。

故選ADo

13.如圖甲所示，某同學(xué)手持細(xì)棒抖動彩帶的端點(diǎn)。使其在豎直方向上做簡諧運(yùn)動，在彩

帶上形成的波可以看成沿尤軸正方向傳播的簡諧波。在%=0和%=0.9m處的兩個質(zhì)點(diǎn)

。、產(chǎn)的振動圖像如圖乙所示，貝U（）

A.該波的傳播速度大小可能為3m/s

B.波由質(zhì)點(diǎn)。傳到質(zhì)點(diǎn)尸的時間可能為0.1s

C.在0?0.6s時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)。通過的路程為24cm

D.質(zhì)點(diǎn)P振動的位移一時間關(guān)系為y=4sin5河（cm）

《答案］AC

k解析IA.由圖乙可以得到波從。傳到P的時間為圖像右移與P圖像重合）

3

t=kT+-T=(OAk+O.3)s

距離為0.9m,所以傳播速度為

s~m/s

V=一

t0.4k+0.3

其中左取（0、1、2、3…），當(dāng)左=0,速度為v=3m/s,A正確;

B.由圖乙可以得到波從。傳到P的時間為（。圖像右移與尸圖像重合）

z=ytr+1r=(o,4^+o.3)s

其中人?。?、1、2、3-）故B錯誤;

C.由圖像可知，在。?0.6s時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)。通過的路程為

0.6....

s=---x4A=24cm

0.4

故C正確；

D.質(zhì)點(diǎn)P振動的位移一時間關(guān)系為y=4cos5m(cm),故D錯誤。

14.在“測量玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：

(1)在“測量玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，在白紙上放好玻璃磚，朋’和4/分別是玻璃磚與空

氣的兩個界面且相互平行，如圖1所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針A和鳥，用“+”

表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針鳥和舄。下列說法

B.為減小作圖誤差，罵和巴的距離應(yīng)適當(dāng)大一些

C.為減小實(shí)驗(yàn)誤差，玻璃枝的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些

D.光可能在歷'發(fā)生全發(fā)射，導(dǎo)致觀察不到耳、鳥的像

(2)在該實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)界面如,測得的入射角4和折射角a的正弦值畫出了圖2所示圖

像，從圖像可知該玻璃磚的折射率為o

(3)甲同學(xué)用學(xué)過的“插針法”測量透明半圓柱玻璃磚折射率。他每次使入射光線跟玻璃磚

的直徑平面垂直，。為玻璃磚截面的圓心，片鳥表示入射光線，4巴表示經(jīng)過玻璃磚后的

出射光線。下列四幅圖中，插針合理且能準(zhǔn)確測出折射率的是。

P4

(4)乙同學(xué)將透明半圓柱玻璃放放在水平面上，如圖3所示。用■束激光垂直于玻璃磚直

徑平面射入圓心。，以。為轉(zhuǎn)軸在水平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動玻璃磚，當(dāng)轉(zhuǎn)過角度。時，在玻璃磚

平面一側(cè)恰看不到出射光線。則該玻璃的折射率兀=

(2)15(3)C(4)-------

sin。

K解析R(1)A.舄需擋住鳥及片、鳥的像，故A正確;

B.為減小作圖誤差，罵和巴的距離應(yīng)適當(dāng)大一些，故B正確;

C.為減小實(shí)驗(yàn)誤差，玻璃磚的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些，故C正確;

D.光在兇，面的折射角等與光在〃/面上入射角，故不會發(fā)生全發(fā)射，不會導(dǎo)致觀察不到

片、鳥的像，故D錯誤。

故選ABCo

(2)圖像可知該玻璃磚的折射率為

sinq0.6..

n=-----L=——=1.5

sin020.4

(3)A.A圖，將入射光線和折射光線補(bǔ)充完整如圖所示

光路圖中從玻璃磚出射時，不滿足實(shí)際在空氣中的折射角大于玻璃磚中的入射角，故A錯誤;

B.B圖，將入射光線和折射光線補(bǔ)充完整如圖所示

光路圖雖然正確，但入射角和折射角均為零度，測不出折射率，故B錯誤;

C.C圖，將入射光線和折射光線補(bǔ)充完整如圖所示

光路圖中，光線可以滿足從玻璃磚出射時，在空氣中的折射角大于玻璃磚中的入射角，可

以比較準(zhǔn)確地測定折射率，故c正確；

D.D圖，將入射光線和折射光線補(bǔ)充完整如圖所示

光路圖中，光線不滿足從玻璃磚出射時，在空氣中的折射角大于玻璃磚中的入射角，故D

錯誤。

故選C?

(4)據(jù)題意，將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過。角時，觀察者在玻璃磚平面一側(cè)恰看不到出射光線，說

明光線玻璃磚平面發(fā)生了全反射，此時的入射角恰好等于臨界角，即有

i=C=0

根據(jù)臨界角公式

n

則得

11

n=------=------

sinCsin3

圖1圖2圖3

（1）用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，如圖2所示，則擺球的直徑d=mm0

（2）甲同學(xué)測得擺長為/,記錄下擺球"次全振動的時間為可以測得重力加速度g=

（用/、n、t、兀表示）。

（3）為提高測量準(zhǔn)確度，乙同學(xué)多次改變單擺的擺長/并測得相應(yīng)的周期T,他根據(jù)測量數(shù)

據(jù)畫出如圖3所示的72-/圖像，根據(jù)圖線上任意兩點(diǎn)A、8的坐標(biāo)（八叩）、（J（2），

可求得重力加速度g=（用乙、（、，2、/、兀表示）；該圖像不過原點(diǎn)的原因可能

是。

A.測周期時，將49次全振動記為50次

B.測周期時，將50次全振動記為49次

C.測擺長時，直接將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長

D.測擺長時，直接將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長

（4）丙同學(xué)為了研究“單擺做簡諧運(yùn)動的周期與重力加速度的定量關(guān)系”，在伽利略用斜面

“沖淡”重力思想的啟發(fā)下，創(chuàng)設(shè)了“重力加速度”可以人為調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境：如圖4所示，

在水平地面上固定一傾角?？烧{(diào)的光滑斜面，把擺線固定于斜面上的。點(diǎn)，使擺線平行于

斜面。拉開擺球至A點(diǎn)，靜止釋放后，擺球在ABC之間做簡諧運(yùn)動，測得擺角為a、擺

球的擺動周期為T。多次改變斜面的傾角。，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄。、a和T,為了能方便準(zhǔn)

確地利用圖像處理數(shù)據(jù)進(jìn)而獲得結(jié)論，應(yīng)繪制_____圖像（寫出圖像的縱坐標(biāo)一橫坐標(biāo)）。

O

A

_4,/l4/(//)

(答案》(1)10.6(2)(3)—；-/C(4)T2-

rT2-Tt-

K解析工(1)10分度的游標(biāo)卡尺精度為01mm,則擺球的直徑為

J=10mm+6x0.1mm=10.6mm

(2)擺球〃次全振動的時間為￡,則周期為

T=-

由單擺的周期公式

聯(lián)立解得重力加速度為

4芳肩

(3)山根據(jù)單擺的周期公式

可得

72=比442”

g

則T?-/圖像的斜率為

k_4兀2一T；一T；

8，2-4

求得重力加速度為

…二4/6-4)

s=^

[2]A.測周期時，將49次全振動記為50次，則周期的測量值偏小，導(dǎo)致重力加速度的測

量值偏大，但72-/依然過坐標(biāo)原點(diǎn)，故A錯誤；

B.測周期時，將50次全振動記為49次，則周期的測量值偏大，導(dǎo)致重力加速度的測量

值偏小，但72一/依然過坐標(biāo)原點(diǎn)，故B錯誤；

C.測擺長時，直接將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長，擺長的測量少了小球的半徑，有

r2=^.(Z+1)

則72-/圖像不過原點(diǎn)，有正的縱截距，故C正確；

D.測擺長時，直接將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長，擺長的測量多了小球的半徑，有

則72—/圖像不過原點(diǎn)，有負(fù)的縱截距，故D錯誤。

故選C。

(4)根據(jù)單擺的原理可知，等效重力加速度為g'=gsin，，與擺角￡無關(guān)，則有

T°II

T=271I--------

丫gsin8

變形可得

丁2_4/11

gsin。

。1

則為了能方便準(zhǔn)確地利用圖像處理數(shù)據(jù)進(jìn)而測出重力加速度，應(yīng)繪制——圖像，利

sin，

用斜率求出。

16.如圖所示，某小型交流發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形金屬線圈A8CD的面積S=0.In?,匝數(shù)

n=100,線圈的總電阻廠=10。，線圈所處磁場可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

B=0.1To線圈通過滑環(huán)和電刷與阻值H=90。的定值電阻連接。現(xiàn)使線圈繞軸00'勻

速轉(zhuǎn)動，角速度為。=300rad/s。

(1)從中性面開始計(jì)時，寫出線圈中電流瞬時值的表達(dá)式；

(2)求線圈轉(zhuǎn)動Imin過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。；

(3)求線圈從中性面位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，通過電阻R的電荷量擊

R答案U(1)z=3sin300/(A)；(2)24300J；(3)0.01C

K解析X(1)感應(yīng)電動勢最大值

丸=nBcoS=300V

從中性面開始計(jì)時，線圈中電流瞬時值的表達(dá)式

300

i=Isina)t=——sina)t=-----sin300%(A)=3sin300%(A)

mR+r90+10

(2)電流有效值

1=4二-A

0點(diǎn)

線圈轉(zhuǎn)動Imin過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量

2

Q=IRt=(9)2x90x60J=24300J

A/2

(3)線圈從中性面位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，通過電阻R的電荷量

-E￡必①Hg￡100x0.1xQ.l

Aq-/△/=----加=-----=c=00ic

R+rR+rR+r90+10

17.在同一豎直平面內(nèi)，兩個大小相同的小球A,B懸掛于同一高度；靜止時小球恰能接

觸且懸線平行，如圖所示?，F(xiàn)將A球從最低點(diǎn)拉起高度〃并由靜止釋放，在最低點(diǎn)與B球

發(fā)生正碰。已知A球的質(zhì)量為相，重力加速度為g,不計(jì)小球半徑和空氣阻力。

(1)若B球的質(zhì)量也為m且將左側(cè)涂膠，A、B兩球碰后粘在一起。求：

a.碰后瞬間兩球的速度大小v；

b.碰撞過程中損失的機(jī)械能AE。

(2)若將B球換成質(zhì)量不同的小鋼球，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，兩球發(fā)生彈性碰撞且碰后兩球上

升的最大高度相同，求B球的質(zhì)量MB。

(答案X(1)a.避班，b.-mgh；(2)3m

22

k解析U(1)a.設(shè)A球與B球碰撞之前的瞬間速度為匕，由機(jī)械能守恒定律得

mgh=；mv^

解得

%=7^

B兩球組成的系統(tǒng)碰撞過程動量守恒，則

mvA=2mv

解得

2

b.碰撞過程中損失的機(jī)械能

AE=—gx2加F=gmgh

(2)設(shè)A、B兩球碰撞后的速度分別為匕和為，A、B兩球碰撞過程中動量守恒，以A球

的初速度方向?yàn)檎较?，由動量守恒定律?/p>

mv=

Amvx+mBv2①

由于兩球發(fā)生彈性碰撞，由機(jī)械能守恒定律得

+｝電優(yōu)②

由于碰后兩球上升的最大高度相同，設(shè)最大高度為九

則根據(jù)機(jī)械能守恒

12,

萬為％=

聯(lián)立可得

V；=V；③

聯(lián)立①②③可得

%=31n

18.簡諧運(yùn)動是最簡單、最基本的振動，復(fù)雜的振動往往可以看作多個簡諧運(yùn)動的疊加。

圖1

（1）如圖1所示，固定在豎直圓盤上的小球A隨著圓盤以角速度。沿順時針方向做半徑

為R的勻速圓周運(yùn)動。用豎直向下的平行光照射小球A,在圓盤下方的屏上可以觀察到小

球A在x方向上的“影子”的運(yùn)動，開始計(jì)時時小球A在圓盤最上端。請根據(jù)簡諧運(yùn)動的運(yùn)

動學(xué)特征（即做簡諧運(yùn)動的物體的位移x與運(yùn)動時間t滿足正弦函數(shù)規(guī)律），證明：小球A

的“影子”以圓盤圓心在屏上的投影點(diǎn)。為平衡位置做簡諧運(yùn)動。

（2）科幻小說《地心游記》中假想鑿?fù)ㄒ粭l貫穿地心的極窄且光滑的隧道，人可以通過該

隧道直通地球彼岸。為簡化研究，質(zhì)量為加、半徑為R的地球視為質(zhì)量分布均勻的球體，

已知質(zhì)量均勻分布的球殼內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)所受萬有引力的合力為零，萬有引力常量為G。不計(jì)空

氣阻力。

a.如圖2所示，以地心。為原點(diǎn)，沿隧道方向建立x軸，請根據(jù)簡諧運(yùn)動的動力學(xué)特征

（即做簡諧運(yùn)動的物體所受的力與它偏離平衡位置的位移的大小成正比，并總是指向平衡

位置）證明：質(zhì)量為相的質(zhì)點(diǎn)從靜止開始落入隧道后在隧道內(nèi)做簡諧運(yùn)動；

b.根據(jù)（1）中關(guān)于勻速圓周運(yùn)動與簡諧運(yùn)動的關(guān)系，計(jì)算a問中質(zhì)點(diǎn)通過隧道所用的時

間如

R

I1答案U(1)見K解析U；(2)a.見K解析%b.t=TTR

QGM

k解析》（1）設(shè)經(jīng)過時間t小球與。點(diǎn)連線轉(zhuǎn)過的角度為小小球A的“影子”的位移為

x-Rsm(p

又因?yàn)?/p>

(p-cot

解得

所以，小球A的“影子”以圓盤圓心在屏上的投影點(diǎn)。為平衡位置做簡諧運(yùn)動;

（2）a.設(shè)質(zhì)點(diǎn)偏離地心的位移為x

根據(jù)萬有引力定律得

尸-Mm

F=-G——

x

又因?yàn)?/p>

M'=-^—--71^

、3

3

解得

°GMm

質(zhì)點(diǎn)所受的萬有引力與它偏離平衡位置的位移的大小成正比，方向與位移方向相反，所以

質(zhì)點(diǎn)從靜止開始落入隧道后在隧道內(nèi)做簡諧運(yùn)動;

b.根據(jù)

〃GMm

「一K

得

,GMm

簡諧運(yùn)動的周期為

T=2萬

質(zhì)點(diǎn)通過隧道所用的時間為

t=-T

°Q2

解得

t0=^7?/—

0NGM

19.碰撞、反沖是十分普遍的現(xiàn)象，通過對這些現(xiàn)象的研究能了解微觀粒子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。

7。

m?

M

圖1圖2

（1）在物理學(xué)史上，用口粒子散射實(shí)驗(yàn)估測了原子核的半徑。如圖1所示，一個從很遠(yuǎn)

處以速度%運(yùn)動的a粒子與金原子核發(fā)生正碰，可認(rèn)為金原子核始終靜止