浙江省山河联盟2022-2023学年高二下学期物理3月联考试卷
一、单选题
1．下列现象可以用多普勒效应解释的是（ ）
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B．微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播
C．把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声
D．当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低
【答案】D
【知识点】多普勒效应
【解析】【解答】A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，是因为光的速度大于声音的传播速度，A不符合题意；
B．微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播，这是波的衍射现象，B不符合题意；
C．把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声，这是声音通过墙壁传播，C不符合题意；
D．当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低，是因为波源与观察者之间的距离逐渐增大，接收者受到的频率小于波源的发射频率，这属于多普勒效应，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】光的速度大于声音的传播速度，当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低，这属于多普勒效应。
2．一人静止于完全光滑的冰面上，现欲离开冰面，下列可行的方法是（ ）
A．向后踢腿 B．手臂向上摆
C．在冰面上滚动 D．脱下外衣水平抛出
【答案】D
【知识点】反冲
【解析】【解答】AB．向后踢腿或手臂向上摆，不会使人与外界产生其他作用，人不会获得速度，AB不符合题意；
C．冰面光滑，无摩擦力，人无法滚动，C不符合题意；
D．脱下外衣水平抛出，利用反冲，可以离开冰面，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】冰面光滑，无摩擦力，人无法滚动，脱下外衣水平抛出，利用反冲，可以离开冰面。
3．如图所示，在光滑水平面上放一个质量为M的斜面体，质量为m的物体沿斜面（斜面光滑）由静止开始自由下滑，下列说法中正确的是（ ）
A．M和m组成的系统动量守恒，机械能也守恒
B．M和m组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒
C．M和m组成的系统动量守恒，机械能不守恒
D．M和m组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒
【答案】B
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】.M和m组成的系统，在竖直方向上所受的合力不为零，系统动量不守恒；M和m组成的系统在水平方向上不受外力，水平方向上动量守恒；斜面与水平面光滑，只有重力做功，系统机械能守恒。
故答案为：B。
【分析】.M和m组成的系统，在竖直方向上由于m向下加速运动，所受的合力不为零，系统动量不守恒。水平方向上不受外力，水平方向上动量守恒。
4．一只质量为0.9kg的乌贼吸入0.1kg的水后，静止在水中。当遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以大小为2m/s的速度逃窜。下列说法正确的是（ ）
A．乌贼喷出的水的速度大小为18m/s
B．乌贼喷出的水的速度大小为20m/s
C．在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为0.9N·s
D．在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大
【答案】A
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】ABD．在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统所受合外力为零，动量守恒，设乌贼喷出的水的速度大小为v1，则
解得
A符合题意，BD不符合题意；
C．根据动量定理可知，在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为
C不符合题意。
故答案为：A。
【分析】在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统所受合外力为零，动量守恒。根据动量定理可知乌贼所受合力的冲量大小。
5．在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端，不考虑地球自转的影响、车与轨道及空气之间的摩擦，乘客和车的运动为简谐运动，则（ ）
A．乘客达到地心时的速度最大，加速度最大
B．乘客只有在地心处才处于完全失重状态
C．乘客在地心处所受的回复力最小
D．乘客所受地球的万有引力大小不变
【答案】C
【知识点】万有引力定律；简谐运动
【解析】【解答】AC．乘客向地心运动时速度增大、加速度减小，通过地心时的速度达到最大值，加速度为零，则回复力为0，故回复力最小，A不符合题意，C符合题意；
B．乘客处于地心时，加速度为零，不是失重状态，B不符合题意；
D．设地球质量为M，乘客和车的质量为m，地球密度为ρ，则
在距离地心为r时：地球对乘客和车的万有引力充当回复力
又
联立得
即万有引力与r成正比，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】乘客向地心运动时速度增大、加速度减小，通过地心时的速度达到最大值。地球对乘客和车的万有引力充当回复力，万有引力与r成正比。
6．飞力士棒是一种物理康复器材，其整体结构是一根两端带有负重的弹性杆，如图甲所示。当使用者振动飞力士棒进行康复训练时，如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．使用者用力越大，飞力士棒的振幅越大
B．手振动的频率越大，飞力士棒的振幅越大
C．飞力士棒长度越长，飞力士棒的振动频率越大
D．手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大
【答案】D
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】CD．根据题意可知，飞力士棒在手的驱动下振动，则飞力士棒的振动频率与手振动的频率相等，则手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大，C不符合题意，D符合题意；
AB．由于飞力士棒做受迫振动，则当手振动的频率越接近飞力士棒的固有频率时，飞力士棒的振幅越大，AB不符合题意。
故答案为：D。
【分析】飞力士棒做受迫振动，手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大。当手振动的频率越接近飞力士棒的固有频率时，飞力士棒的振幅越大。
7．如图所示，两块不带电的平行金属板之间用绝缘细绳悬挂一带负电的小球，把小球向左拉开一定角度（角度很小且小于）由静止释放，小球以一定的周期做往复运动。若将两极板通过导线、开关与图示电源相接，当闭合开关且板间电压稳定后（小球重力大于电场力），则（ ）
A．小球摆动的周期保持不变
B．小球摆动的周期变大
C．若把电源的正负极对调，小球摆动的周期保持不变
D．若把电源的正负极对调，小球摆动的周期变大
【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】AB．根据题意可知，当开关闭合时，平行金属板间存在竖直向下的电场，带负电的小球受竖直向上的电场力，则等效重力加速度减小，由单摆周期公式 可知，小球摆动周期变大，A不符合题意，B符合题意；
CD．若把电源的正负极对调，当开关闭合时，平行金属板间存在竖直向上的电场，带负电的小球受竖直向下的电场力，则等效重力加速度增大，由单摆周期公式 可知，小球摆动周期变小，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】带负电的小球受竖直向上的电场力，则等效重力加速度减小，小球摆动周期变大。等效重力加速度增大，小球摆动周期变小。
8．如图甲，在光滑水平面上，弹簧振子会以O点为平衡位置在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（）
A．t=0.3s时，振子的速度方向向右
B．t=0.7s时，振子的速度方向向右
C．t=0.3s和t=0.7s时，振子的加速度方向相反
D．从t=0.3s到t=0.7s，振子的加速度先增大后减小
【答案】C
【知识点】简谐运动的表达式与图象；简谐运动
【解析】【解答】A．由图像乙知，t=0.3s时，图像的斜率为负，说明振子的速度为负，即振子的速度方向向左，A不符合题意；
B．由图像乙知，t=0.7s时，图像的斜率为负，说明振子的速度为负，即振子的速度方向向左，B不符合题意；
C． t=0.3s和 t=0.7s 时，振子的位移方向相反，由 ，可知加速度方向相反，C符合题意；
D．从t=0.3s到t=0.7s，振子离平衡位置的位移先减小后增大，加速度先减小后增大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】t=0.3s时，图像的斜率为负，说明振子的速度为负，t=0.3s和 t=0.7s 时，振子的位移方向相反，加速度方向相反。
9．关于振动和波，下列说法正确的是（ ）
A．有机械波必有振动
B．纵波中，质点的振动方向与波的传播方向垂直
C．水平向右传播的横波，其各个质点一定上下振动
D．波源停止振动时，介质中的波动立即停止
【答案】A
【知识点】机械波及其形成和传播；简谐运动
【解析】【解答】A．机械波是机械振动的形式与能量在介质中的传播，即有机械波必有振动，A符合题意；
B．纵波中，质点的振动方向与波的传播方向平行，B不符合题意；
C．水平向右传播的横波，其各个质点既可上下振动，亦可水平方向振动，只需要确保振动方向与波水平向右的传播方向垂直即可，即水平向右传播的横波，其各个质点不一定上下振动，C不符合题意；
D．波源停止振动时，之前的振动形式仍然在介质中传播，即波源停止振动时，介质中的波动没有立即停止，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】机械波是机械振动的形式与能量在介质中的传播，即有机械波必有振动，水平向右传播的横波，其各个质点既可上下振动，亦可水平方向振动，波源停止振动时，介质中的波动没有立即停止。
10．根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是（ ）
A．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生反射
B．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生折射
C．声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射
D．声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射
【答案】C
【知识点】波的反射和折射
【解析】【解答】根据波的反射和折射原理，声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据波的反射和折射原理，声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射。类似光的传播，光也是一种波。
11．如图所示，在同种均匀介质中有两波源S1和S2相距3m，频率均为2Hz，以S1为原点建立如图所示的坐标系，时波源S1从平衡位置开始垂直纸面向上做简谐运动，所激发的横波向四周传播。时波源S2也开始垂直纸面向上做简谐运动，在时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。则（ ）
A．波的传播速度为3m/s
B．虚线为振动加强区
C．时波谷与波谷相遇的点共有2个
D．经过1.0s后S1和S2连线上有2个振动减弱的位置
【答案】C
【知识点】波的干涉现象；波的叠加
【解析】【解答】A．两波源起振的时间差为 ， 时间内两列波的传播距离之差为
波的传播速度为
A不符合题意；
B．根据几何关系可知 上各质点到两波源的波程差均为零，而 时 正向下振动，与 起振方向相反，所以两波源在 上引起质点的振动步调相反，即虚线 为振动减弱区，B不符合题意；
C．两列波的波长均为
时 波传播到的最远位置到 的距离为
此时 波的最远波谷到 的距离为
波的最近波谷到 的距离为
时 波传播到的最远位置到 的距离为
波此时产生的波形中只有一个波谷，且到 的距离为
如图所示
可知 时波谷与波谷相遇的点共有2个，C符合题意；
D． 和 连线上满足到两波源的波程差为波长的整数倍的点为振动减弱位置，即
则
解得
即
所以 后 和 连线上有3个振动减弱的位置，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据几何关系可知 上各质点到两波源的波程差均为零，两波源在 上引起质点的振动步调相反， 和 连线上满足到两波源的波程差为波长的整数倍的点为振动减弱位置。
12．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻波形如图甲所示，此时该波传播到M点，图乙是x=1m的质点N此后的振动图像，Q是位于x=10m处的质点。则下列说法正确的是（ ）
A．所有质点的起振方向为y轴负方向
B．在t=10s时，质点Q通过的路程为24cm
C．在t=10s时，质点Q的位置坐标为（10m，8cm）
D．在t=6s至t=6.5s时间内，质点M的速度在增大，加速度在减小
【答案】B
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．图乙是位于x=1m的质点N此后的振动图像，可知t=0后其振动沿负方向，由波形图上的同侧法可知波沿x轴正方向传播，而甲图中的M点刚好起振向上，则波源的起振方向向上，所有质点的起振方向为y轴正方向，A不符合题意；
BC．由波形图可知波长为
周期为
则波速为
解得
故M点起振传播到Q点的时间为
在t=10s时，质点Q已经振动3s，因为
所以在t=10s时，质点Q通过的路程为s=3A=24cm
此时Q正处于波谷位置，坐标为 ，B符合题意，C不符合题意；
D．在6s~6.5s时间内，质点M从平衡位置沿y轴负向振动，则其速度减小，加速度增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由波形图上的同侧法可知波沿x轴正方向传播，波源的起振方向向上，所有质点的起振方向为y轴正方向，质点M从平衡位置沿y轴负向振动，则其速度减小，加速度增大。
二、多选题
13．对于做简谐运动的弹簧振子，下述说法不正确的是（ ）
A．振子通过平衡位置时，加速度最大
B．振子在最大位移处时，速度最大
C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同
D．振子连续两次通过同一位置时，动量相同
【答案】A,B,D
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】A．振子经过平衡位置时速度最大，加速度是零，A错误，符合题意；
B．振子在最大位移处时速度最小，是零，B错误，符合题意；
C．振子在连续两次经同一位置时，相对于平衡位置的位移相同，C正确，不符合题意；
D．动量是矢量，振子连续两次经同一位置时，速度的大小相同，方向相反，则动量大小相同，方向相反，D错误，符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】振子经过平衡位置时速度最大，加速度是零。振子在最大位移处时速度最小，是零。振子连续两次经同一位置时，速度的大小相同，方向相反。
14．如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球A、B发生正碰，小球的质量分别为m1和m2图乙为它们碰撞前后的x-t图像。已知m1=0.1kg，由此可以判断（ ）
A．碰前B静止，A向右运动
B．碰后A和B都向右运动
C．由动量守恒可以算出m2=0.3kg
D．碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能
【答案】A,C
【知识点】动量守恒定律；碰撞模型
【解析】【解答】AB．碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止状态，m1的速度大小为
方向只有向右才能与m2相撞，故题图乙中向右为正方向，由题图乙可求出碰后m2和m1的速度分别为 ，
碰后m2的速度方向为正方向，说明m2向右运动，而m1的速度方向为负方向，说明m1向左运动，A符合题意，B不符合题意；
C．根据动量守恒定律得m1v1＝m1v1′＋m2v2′
代入解得m2＝0.3 kg
C符合题意；
D．碰撞过程中系统损失的机械能为
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】碰后m2的速度方向为正方向，说明m2向右运动，而m1的速度方向为负方向，说明m1向左运动，根据动量守恒定律得出球2的质量。
15．（2023高二上·衢州期末）两列简谐横波沿x 轴相向传播，时刻的波形图如图所示，实线波沿x 轴正方向传播，虚线波沿x 轴负方向传播，已知两列波的传播速度大小均为，则下列说法正确的是（ ）
A．两列波相遇后会发生干涉现象
B．虚线波遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象
C．处质点的位移最先达到
D．当时处的质点位移为10cm
【答案】B,D
【知识点】横波的图象；波的衍射现象
【解析】【解答】A．由图可知实线波的波长为4m，虚线波的波长为8m。故实线波的频率为 ，虚线波的频率为 ，由于两列波的频率不相等，故不会发生干涉现象，A不符合题意；
B．到障碍物时，波长越长，越容易发生明显的衍射现象，可知虚线波遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象，B符合题意；
C．当两波峰第一次相遇时，对应质点的位移最先达到 ，故图可知 时刻，两波峰之间的距离为 ，由于波速相同，且相向传播，可知处于 与 中间位置的质点的位移最先达到 ，即 处质点的位移最先达到 ，C不符合题意；
D．根据以上分析可知，实线波的周期为 ，实线波传到 处所用时间为 ，可知 时，实线波在 处已经振动的时间为 ，可知 时，实线波在 处振动引起的位移刚好为零；虚线波的周期为 ，虚线波传到 处所用时间为 ，可知 时，虚线波在 处已经振动的时间为 ，由图可知 时，虚线波在 处振动引起的位移为 ，根据叠加原理可知 时 处的质点位移为 ，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据简谐波的速度和波长的关系得出实线波和虚线波的频率，波长越长，越容易发生明显的衍射现象，结合波的传播以及叠加原理进行分析。
三、实验题
16．某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。安装了弹性碰撞架和挡光片的小车A和小车B静止在滑轨上。实验时，给小车A一个初速度，当它与小车B发生碰撞后没有改变运动方向。数字计时器（图中没画出）可以测出挡光片通过光电门的挡光时间，测得碰撞前小车A通过光电门1的挡光时间为，碰撞后两小车先后通过光电门2的挡光时间分别为、。两个挡光片的宽度相同。
（1）下列说法正确的是______。
A．该实验需要将滑轨左侧适当垫高，以补偿阻力
B．该实验将滑轨调到水平即可，不需要补偿阻力
C．该实验中小车A的质量大于小车B的质量
D．该实验中小车A的质量小于小车B的质量
（2）该实验如果仅验证两车组成的系统动量守恒，还需要测量______。
A．两小车的质量、
B．挡光片的宽度d
C．光电门1、2之间的距离L
（3）如果表达式 成立，则说明两小车碰撞过程中动量守恒
【答案】（1）A；C
（2）A
（3）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）AB．实验目的是验证动量守恒定律，为了便于碰撞前后速度的测量，需要使小车在碰撞前后在轨道上做匀速直线运动，即需要平衡摩擦力，则该实验需要将滑轨左侧适当垫高，以补偿阻力，A符合题意，B不符合题意；
CD．由于小车A与小车B发生碰撞后没有改变运动方向，可知该实验中小车A的质量大于小车B的质量，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC。
（2）若两车组成的系统动量守恒，则有
根据题意有 ， ，
解得
可知，如果仅验证两车组成的系统动量守恒，还需要测量两小车的质量 、 。
故答案为：A。
（3）根据上述可知，如果两小车碰撞过程中动量守恒，需要满足的表达式为
【分析】（1）实验目的是验证动量守恒定律，小车在碰撞前后在轨道上做匀速直线运动，即需要平衡摩擦力。
（2）求出小车通过光电门速度表达式，验证两车组成的系统动量守恒，还需要测量两小车的质量。
（3）由动量表达式写出动量守恒表达式。
17．实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
（1）下列最合理的装置是______
A． B．
C． D．
（2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的是
A．测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长
B．在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动
C．在摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大
D．测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时
（3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。
如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。
然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的图像如图2所示。
①该图像的斜率为
A．g B． C． D．
②由此得出重力加速度的测量值为 。（取3.14，计算结果保留三位有效数字）
【答案】（1）D
（2）BC
（3）C；9.86
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）根据单摆理想模型可知，为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使单摆摆动时摆长不变化，摆线应用不易形变的细私线，悬点应该用铁夹来固定。
故答案为：D。
（2）根据周期公式
可得重力加速度为
A．测量摆长时，应该测量竖直拉直后的摆线长，A不符合题意；
B．在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动，B符合题意；
C．摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大，如摆角太大，将不能看作简谐运动，单摆周期公式失效，C符合题意；
D．测量周期时，应该从摆球运动到最低点时开始计时，因为最低点位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差引起的时间误差较小，则周期测量比较准确，D不符合题意。
故答案为：BC。
（3）①由图可知，设M点到重心得距离为d，根据周期公式
可得
故该图像的斜率为
故答案为：C。
②由于
解得由此得出重力加速度的测量值为
【分析】（1）为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，摆长不能变化
（2）测量摆长时，应该测量竖直拉直后的摆线长。摆线与竖直方向的夹角不能太大，不能超过5度。
（3）由周期公式变形可得图像斜率的物理意义，由斜率可以计算重力加速度。
四、解答题
18．【1、2问解析错误】如图所示，质量为2kg、足够长的长木板B静止在光滑水平地面上，在距长木板右端距离为x处有一固定挡板C．质量为1kg的小滑块A从长木板的左端以大小为12m/s的初速度滑上长木板，物块与长木板间的动摩擦因数为0.4，木板B与挡板C的碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略不计，取g=10m/s2.求：
（1）若在B与C碰撞前A与B已相对静止，则x至少为多少；
（2）若要使B与C第一次碰撞前瞬间，B向右运动的动量恰好等于A向右运动的动量，则x为多少；
（3）若x=0.25m，则B与C发生第一次碰撞后B的速度为0时，A的速度为多少。
【答案】（1）根据动量守恒
解得
根据牛顿第二定律
解得
根据匀变速直线运动
解得
（2）根据题意“B和C第一次碰撞前瞬间，B向右运动的动量等于A向右运动的动量”，则
根据动量守恒可得
解得
根据匀变速直线运动
解得
（3）根据匀变速直线运动
解得
根据动量守恒
解得
说明A此时的速度为10m/s。B和C第一次撞击后，B将向左以速度为1m/s做匀减速运动，此时A和B总动量为8kgm/s。根据动量守恒
解得
【知识点】动量守恒定律；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）AB系统动量守恒，求出加速度，利用运动学公式求解位移大小。
（2）根据动量守恒求解碰后速度，利用运动学公式求解位移大小。
（3）系统动量守恒，代入动量守恒定律求解。
19．（2020高二下·德州期末）水面上水波的速度跟水深度有关，其关系式为 ，式中h为水的深度，g为重力加速度。如图甲所示是某水域的剖面图，A、B两部分深度不同，图乙是从上往下俯视，O点处于两部分水面分界线上，M和N分别处在A和B两区域水面上的两点。t=0时刻O点从平衡位置向上振动，形成以O点为波源向左和向右传播的水波（可看作是简谐横波）。t=2.5s时O点第二次到达波峰，此时M点第一次到达波峰。已知B区域水波振幅为A=5cm，水深为 m，OM间距离为4.0m，ON间距离为3.0m，g=10m/s2。求：
（1）A区域的水深hA；
（2）N点在t=3s时的振动方向及它在t=0至t=3s时间内的位移；
（3）t=10s时，处在B水域水面上的Q点（图中未标出）处于波峰，且OQ间只有一个波峰，则Q点在t=0至t=10s时间内振动的路程是多少？
【答案】（1）解：对O点的振动分析，知
解得
对M点的振动分析，知A区域水波波长为
则有
由 ，代入数据求得
（2）解：由 ，代入数据求得
又由 ，得
波传到N点的时间
所以t=3s时，N点刚好完成一个全振动，可知其在平衡位置向上振动，位移为0m。
（3）解：t=10s时，O点在平衡位置向上振动，可画出B区域水波的波动图像如图所示，
由图可知OQ=10.5m，则Q点振动的时间为
所以Q点振动的路程为
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】（1）对O点的振动分析求解周期，对M点的振动分析求解波长，再根据波速计算公式求解波速；
（2）由 求解到达B点的速度，根据时间位移关系求解波长，再求出波传到N点的时间，由此分析N的位置和振动情况；
（3）t=10s时，O点在平衡位置向上振动，可画出B区域水波的波动图像，由此求解Q点振动的路程。
20．（2023高二上·丽水期末）如图所示，平行倾斜金属导轨Ⅰ，上端连接阻值为R的电阻，下端与一半径为l的60°圆弧导轨平滑连接，圆弧最底端ef处通过一小段（长度可忽略）绝缘介质与足够长的水平平行金属导轨Ⅱ相连，轨道宽度均为l。导轨Ⅰ所在区域abcd间有磁感应强度为B1、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场，圆弧及水平轨道Ⅱ所在区域cd至gh间有磁感应强度为B2、方向竖直向上的匀强磁场。导轨Ⅱ左端gh之间连接电动势为E、内阻为r的电源。一根质量为m、电阻为R金属棒从导轨Ⅰ区域ab上方某位置静止释放，沿倾斜轨道经cd进入圆弧轨道直至最低点ef处。已知无论金属棒从ab轨道上方何处释放，进入圆弧轨道的速度均相同，金属棒到达ef后，在水平向左恒定外力F作用下向左加速运动，经过一段时间后达到稳定速度。不计一切摩擦和导轨的电阻，金属棒与导轨始终接触良好，求金属棒：
（1）滑至cd处时的速度v的大小；
（2）从cd滑至ef的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）在导轨Ⅱ上达到稳定时的速度vm的大小。
【答案】（1）解：在倾斜金属导轨Ⅰ上，金属棒稳定时
又 ，
解得
（2）解：金属杆从cd到ef的过程 ，
电荷量q=It
解得
（3）解：金属棒稳定时产生的电动势为
又
金属棒所受安培力
金属棒稳定时受力平衡
解得
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1）安培力与重力沿向斜面分力相互平衡。列方程求解。
（2）由法拉第电磁感应定律求解平均电动势以及平均电流，结合电流定义式求解电荷量。
（3）达到平衡状态时，F与安培力相互平衡。
21．（2023高二上·丽水期末）如图，直角坐标系第一象限内，在间存在沿y轴正向的匀强电场，在x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。粒子枪可沿虚线在第一象限内上下可调，从枪口P处水平连续发射速度为的负粒子。在x轴上放置一成像底片，其左端M位于枪口P的正下方，粒子打到底片下表面被吸收后不反弹。从水平高度处发射的粒子恰好从O点进入磁场，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用。求：
（1）该粒子的比荷；
（2）从O点进入磁场的粒子在底片上成像的x坐标及粒子到达底片时速度方向与x轴夹角的正切值；
（3）要求所有粒子均能在底片上成像，则粒子枪口P高度的取值范围及底片的最短长度。
【答案】（1）解：由平抛规律可得如图所示
，
代入得
（2）解：设粒子进入磁场时的速度为 ，与 轴的夹角为 ，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子经过磁场偏转在底片上成像的x坐标为
可知水平速度不影响粒子在x轴上的坐标，由
联立解得
由带电粒子在磁场中运动得对称性，打到底片上得角度与进入磁场时得角度相同，由
（3）解：由 及 可知， 越小， 越小， 越小，根据
故 越小。可知P接近M时，粒子将打在M点，即 点射入时最远。结合以上分析可知，底片最短长度为5cm。当P从 上移后，粒子将经过一段平抛后从y轴上F点进入第二象限做匀速直线运动，经Q点进入磁场打到M点。由 ，
得
故粒子枪口P高度的取值范围的取值范围为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）电场中粒子做类平抛运动，结合类平抛规律求解比荷即电荷量与质量的比值。
（2） 洛伦兹力提供向心力可得 粒子运动半径，由几何关系求解 粒子经过磁场偏转在底片上成像的x坐标 ，同一条边界射入与射出磁场，粒子速度方向与边界夹角相等。
（3） 越小， 越小。可知P接近M时，粒子将打在M点。当P从 上移后，粒子将经过一段平抛后从y轴上F点进入第二象限做匀速直线运动，经Q点进入磁场打到M点 。
浙江省山河联盟2022-2023学年高二下学期物理3月联考试卷
一、单选题
1．下列现象可以用多普勒效应解释的是（ ）
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B．微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播
C．把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声
D．当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低
2．一人静止于完全光滑的冰面上，现欲离开冰面，下列可行的方法是（ ）
A．向后踢腿 B．手臂向上摆
C．在冰面上滚动 D．脱下外衣水平抛出
3．如图所示，在光滑水平面上放一个质量为M的斜面体，质量为m的物体沿斜面（斜面光滑）由静止开始自由下滑，下列说法中正确的是（ ）
A．M和m组成的系统动量守恒，机械能也守恒
B．M和m组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒
C．M和m组成的系统动量守恒，机械能不守恒
D．M和m组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒
4．一只质量为0.9kg的乌贼吸入0.1kg的水后，静止在水中。当遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以大小为2m/s的速度逃窜。下列说法正确的是（ ）
A．乌贼喷出的水的速度大小为18m/s
B．乌贼喷出的水的速度大小为20m/s
C．在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为0.9N·s
D．在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大
5．在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端，不考虑地球自转的影响、车与轨道及空气之间的摩擦，乘客和车的运动为简谐运动，则（ ）
A．乘客达到地心时的速度最大，加速度最大
B．乘客只有在地心处才处于完全失重状态
C．乘客在地心处所受的回复力最小
D．乘客所受地球的万有引力大小不变
6．飞力士棒是一种物理康复器材，其整体结构是一根两端带有负重的弹性杆，如图甲所示。当使用者振动飞力士棒进行康复训练时，如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．使用者用力越大，飞力士棒的振幅越大
B．手振动的频率越大，飞力士棒的振幅越大
C．飞力士棒长度越长，飞力士棒的振动频率越大
D．手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大
7．如图所示，两块不带电的平行金属板之间用绝缘细绳悬挂一带负电的小球，把小球向左拉开一定角度（角度很小且小于）由静止释放，小球以一定的周期做往复运动。若将两极板通过导线、开关与图示电源相接，当闭合开关且板间电压稳定后（小球重力大于电场力），则（ ）
A．小球摆动的周期保持不变
B．小球摆动的周期变大
C．若把电源的正负极对调，小球摆动的周期保持不变
D．若把电源的正负极对调，小球摆动的周期变大
8．如图甲，在光滑水平面上，弹簧振子会以O点为平衡位置在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（）
A．t=0.3s时，振子的速度方向向右
B．t=0.7s时，振子的速度方向向右
C．t=0.3s和t=0.7s时，振子的加速度方向相反
D．从t=0.3s到t=0.7s，振子的加速度先增大后减小
9．关于振动和波，下列说法正确的是（ ）
A．有机械波必有振动
B．纵波中，质点的振动方向与波的传播方向垂直
C．水平向右传播的横波，其各个质点一定上下振动
D．波源停止振动时，介质中的波动立即停止
10．根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是（ ）
A．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生反射
B．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生折射
C．声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射
D．声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射
11．如图所示，在同种均匀介质中有两波源S1和S2相距3m，频率均为2Hz，以S1为原点建立如图所示的坐标系，时波源S1从平衡位置开始垂直纸面向上做简谐运动，所激发的横波向四周传播。时波源S2也开始垂直纸面向上做简谐运动，在时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。则（ ）
A．波的传播速度为3m/s
B．虚线为振动加强区
C．时波谷与波谷相遇的点共有2个
D．经过1.0s后S1和S2连线上有2个振动减弱的位置
12．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻波形如图甲所示，此时该波传播到M点，图乙是x=1m的质点N此后的振动图像，Q是位于x=10m处的质点。则下列说法正确的是（ ）
A．所有质点的起振方向为y轴负方向
B．在t=10s时，质点Q通过的路程为24cm
C．在t=10s时，质点Q的位置坐标为（10m，8cm）
D．在t=6s至t=6.5s时间内，质点M的速度在增大，加速度在减小
二、多选题
13．对于做简谐运动的弹簧振子，下述说法不正确的是（ ）
A．振子通过平衡位置时，加速度最大
B．振子在最大位移处时，速度最大
C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同
D．振子连续两次通过同一位置时，动量相同
14．如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球A、B发生正碰，小球的质量分别为m1和m2图乙为它们碰撞前后的x-t图像。已知m1=0.1kg，由此可以判断（ ）
A．碰前B静止，A向右运动
B．碰后A和B都向右运动
C．由动量守恒可以算出m2=0.3kg
D．碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能
15．（2023高二上·衢州期末）两列简谐横波沿x 轴相向传播，时刻的波形图如图所示，实线波沿x 轴正方向传播，虚线波沿x 轴负方向传播，已知两列波的传播速度大小均为，则下列说法正确的是（ ）
A．两列波相遇后会发生干涉现象
B．虚线波遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象
C．处质点的位移最先达到
D．当时处的质点位移为10cm
三、实验题
16．某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。安装了弹性碰撞架和挡光片的小车A和小车B静止在滑轨上。实验时，给小车A一个初速度，当它与小车B发生碰撞后没有改变运动方向。数字计时器（图中没画出）可以测出挡光片通过光电门的挡光时间，测得碰撞前小车A通过光电门1的挡光时间为，碰撞后两小车先后通过光电门2的挡光时间分别为、。两个挡光片的宽度相同。
（1）下列说法正确的是______。
A．该实验需要将滑轨左侧适当垫高，以补偿阻力
B．该实验将滑轨调到水平即可，不需要补偿阻力
C．该实验中小车A的质量大于小车B的质量
D．该实验中小车A的质量小于小车B的质量
（2）该实验如果仅验证两车组成的系统动量守恒，还需要测量______。
A．两小车的质量、
B．挡光片的宽度d
C．光电门1、2之间的距离L
（3）如果表达式 成立，则说明两小车碰撞过程中动量守恒
17．实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
（1）下列最合理的装置是______
A． B．
C． D．
（2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的是
A．测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长
B．在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动
C．在摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大
D．测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时
（3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。
如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。
然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的图像如图2所示。
①该图像的斜率为
A．g B． C． D．
②由此得出重力加速度的测量值为 。（取3.14，计算结果保留三位有效数字）
四、解答题
18．【1、2问解析错误】如图所示，质量为2kg、足够长的长木板B静止在光滑水平地面上，在距长木板右端距离为x处有一固定挡板C．质量为1kg的小滑块A从长木板的左端以大小为12m/s的初速度滑上长木板，物块与长木板间的动摩擦因数为0.4，木板B与挡板C的碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略不计，取g=10m/s2.求：
（1）若在B与C碰撞前A与B已相对静止，则x至少为多少；
（2）若要使B与C第一次碰撞前瞬间，B向右运动的动量恰好等于A向右运动的动量，则x为多少；
（3）若x=0.25m，则B与C发生第一次碰撞后B的速度为0时，A的速度为多少。
19．（2020高二下·德州期末）水面上水波的速度跟水深度有关，其关系式为 ，式中h为水的深度，g为重力加速度。如图甲所示是某水域的剖面图，A、B两部分深度不同，图乙是从上往下俯视，O点处于两部分水面分界线上，M和N分别处在A和B两区域水面上的两点。t=0时刻O点从平衡位置向上振动，形成以O点为波源向左和向右传播的水波（可看作是简谐横波）。t=2.5s时O点第二次到达波峰，此时M点第一次到达波峰。已知B区域水波振幅为A=5cm，水深为 m，OM间距离为4.0m，ON间距离为3.0m，g=10m/s2。求：
（1）A区域的水深hA；
（2）N点在t=3s时的振动方向及它在t=0至t=3s时间内的位移；
（3）t=10s时，处在B水域水面上的Q点（图中未标出）处于波峰，且OQ间只有一个波峰，则Q点在t=0至t=10s时间内振动的路程是多少？
20．（2023高二上·丽水期末）如图所示，平行倾斜金属导轨Ⅰ，上端连接阻值为R的电阻，下端与一半径为l的60°圆弧导轨平滑连接，圆弧最底端ef处通过一小段（长度可忽略）绝缘介质与足够长的水平平行金属导轨Ⅱ相连，轨道宽度均为l。导轨Ⅰ所在区域abcd间有磁感应强度为B1、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场，圆弧及水平轨道Ⅱ所在区域cd至gh间有磁感应强度为B2、方向竖直向上的匀强磁场。导轨Ⅱ左端gh之间连接电动势为E、内阻为r的电源。一根质量为m、电阻为R金属棒从导轨Ⅰ区域ab上方某位置静止释放，沿倾斜轨道经cd进入圆弧轨道直至最低点ef处。已知无论金属棒从ab轨道上方何处释放，进入圆弧轨道的速度均相同，金属棒到达ef后，在水平向左恒定外力F作用下向左加速运动，经过一段时间后达到稳定速度。不计一切摩擦和导轨的电阻，金属棒与导轨始终接触良好，求金属棒：
（1）滑至cd处时的速度v的大小；
（2）从cd滑至ef的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）在导轨Ⅱ上达到稳定时的速度vm的大小。
21．（2023高二上·丽水期末）如图，直角坐标系第一象限内，在间存在沿y轴正向的匀强电场，在x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。粒子枪可沿虚线在第一象限内上下可调，从枪口P处水平连续发射速度为的负粒子。在x轴上放置一成像底片，其左端M位于枪口P的正下方，粒子打到底片下表面被吸收后不反弹。从水平高度处发射的粒子恰好从O点进入磁场，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用。求：
（1）该粒子的比荷；
（2）从O点进入磁场的粒子在底片上成像的x坐标及粒子到达底片时速度方向与x轴夹角的正切值；
（3）要求所有粒子均能在底片上成像，则粒子枪口P高度的取值范围及底片的最短长度。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】多普勒效应
【解析】【解答】A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，是因为光的速度大于声音的传播速度，A不符合题意；
B．微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播，这是波的衍射现象，B不符合题意；
C．把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声，这是声音通过墙壁传播，C不符合题意；
D．当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低，是因为波源与观察者之间的距离逐渐增大，接收者受到的频率小于波源的发射频率，这属于多普勒效应，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】光的速度大于声音的传播速度，当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低，这属于多普勒效应。
2．【答案】D
【知识点】反冲
【解析】【解答】AB．向后踢腿或手臂向上摆，不会使人与外界产生其他作用，人不会获得速度，AB不符合题意；
C．冰面光滑，无摩擦力，人无法滚动，C不符合题意；
D．脱下外衣水平抛出，利用反冲，可以离开冰面，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】冰面光滑，无摩擦力，人无法滚动，脱下外衣水平抛出，利用反冲，可以离开冰面。
3．【答案】B
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】.M和m组成的系统，在竖直方向上所受的合力不为零，系统动量不守恒；M和m组成的系统在水平方向上不受外力，水平方向上动量守恒；斜面与水平面光滑，只有重力做功，系统机械能守恒。
故答案为：B。
【分析】.M和m组成的系统，在竖直方向上由于m向下加速运动，所受的合力不为零，系统动量不守恒。水平方向上不受外力，水平方向上动量守恒。
4．【答案】A
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】ABD．在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统所受合外力为零，动量守恒，设乌贼喷出的水的速度大小为v1，则
解得
A符合题意，BD不符合题意；
C．根据动量定理可知，在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为
C不符合题意。
故答案为：A。
【分析】在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统所受合外力为零，动量守恒。根据动量定理可知乌贼所受合力的冲量大小。
5．【答案】C
【知识点】万有引力定律；简谐运动
【解析】【解答】AC．乘客向地心运动时速度增大、加速度减小，通过地心时的速度达到最大值，加速度为零，则回复力为0，故回复力最小，A不符合题意，C符合题意；
B．乘客处于地心时，加速度为零，不是失重状态，B不符合题意；
D．设地球质量为M，乘客和车的质量为m，地球密度为ρ，则
在距离地心为r时：地球对乘客和车的万有引力充当回复力
又
联立得
即万有引力与r成正比，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】乘客向地心运动时速度增大、加速度减小，通过地心时的速度达到最大值。地球对乘客和车的万有引力充当回复力，万有引力与r成正比。
6．【答案】D
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】CD．根据题意可知，飞力士棒在手的驱动下振动，则飞力士棒的振动频率与手振动的频率相等，则手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大，C不符合题意，D符合题意；
AB．由于飞力士棒做受迫振动，则当手振动的频率越接近飞力士棒的固有频率时，飞力士棒的振幅越大，AB不符合题意。
故答案为：D。
【分析】飞力士棒做受迫振动，手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大。当手振动的频率越接近飞力士棒的固有频率时，飞力士棒的振幅越大。
7．【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】AB．根据题意可知，当开关闭合时，平行金属板间存在竖直向下的电场，带负电的小球受竖直向上的电场力，则等效重力加速度减小，由单摆周期公式 可知，小球摆动周期变大，A不符合题意，B符合题意；
CD．若把电源的正负极对调，当开关闭合时，平行金属板间存在竖直向上的电场，带负电的小球受竖直向下的电场力，则等效重力加速度增大，由单摆周期公式 可知，小球摆动周期变小，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】带负电的小球受竖直向上的电场力，则等效重力加速度减小，小球摆动周期变大。等效重力加速度增大，小球摆动周期变小。
8．【答案】C
【知识点】简谐运动的表达式与图象；简谐运动
【解析】【解答】A．由图像乙知，t=0.3s时，图像的斜率为负，说明振子的速度为负，即振子的速度方向向左，A不符合题意；
B．由图像乙知，t=0.7s时，图像的斜率为负，说明振子的速度为负，即振子的速度方向向左，B不符合题意；
C． t=0.3s和 t=0.7s 时，振子的位移方向相反，由 ，可知加速度方向相反，C符合题意；
D．从t=0.3s到t=0.7s，振子离平衡位置的位移先减小后增大，加速度先减小后增大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】t=0.3s时，图像的斜率为负，说明振子的速度为负，t=0.3s和 t=0.7s 时，振子的位移方向相反，加速度方向相反。
9．【答案】A
【知识点】机械波及其形成和传播；简谐运动
【解析】【解答】A．机械波是机械振动的形式与能量在介质中的传播，即有机械波必有振动，A符合题意；
B．纵波中，质点的振动方向与波的传播方向平行，B不符合题意；
C．水平向右传播的横波，其各个质点既可上下振动，亦可水平方向振动，只需要确保振动方向与波水平向右的传播方向垂直即可，即水平向右传播的横波，其各个质点不一定上下振动，C不符合题意；
D．波源停止振动时，之前的振动形式仍然在介质中传播，即波源停止振动时，介质中的波动没有立即停止，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】机械波是机械振动的形式与能量在介质中的传播，即有机械波必有振动，水平向右传播的横波，其各个质点既可上下振动，亦可水平方向振动，波源停止振动时，介质中的波动没有立即停止。
10．【答案】C
【知识点】波的反射和折射
【解析】【解答】根据波的反射和折射原理，声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据波的反射和折射原理，声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射。类似光的传播，光也是一种波。
11．【答案】C
【知识点】波的干涉现象；波的叠加
【解析】【解答】A．两波源起振的时间差为 ， 时间内两列波的传播距离之差为
波的传播速度为
A不符合题意；
B．根据几何关系可知 上各质点到两波源的波程差均为零，而 时 正向下振动，与 起振方向相反，所以两波源在 上引起质点的振动步调相反，即虚线 为振动减弱区，B不符合题意；
C．两列波的波长均为
时 波传播到的最远位置到 的距离为
此时 波的最远波谷到 的距离为
波的最近波谷到 的距离为
时 波传播到的最远位置到 的距离为
波此时产生的波形中只有一个波谷，且到 的距离为
如图所示
可知 时波谷与波谷相遇的点共有2个，C符合题意；
D． 和 连线上满足到两波源的波程差为波长的整数倍的点为振动减弱位置，即
则
解得
即
所以 后 和 连线上有3个振动减弱的位置，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据几何关系可知 上各质点到两波源的波程差均为零，两波源在 上引起质点的振动步调相反， 和 连线上满足到两波源的波程差为波长的整数倍的点为振动减弱位置。
12．【答案】B
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．图乙是位于x=1m的质点N此后的振动图像，可知t=0后其振动沿负方向，由波形图上的同侧法可知波沿x轴正方向传播，而甲图中的M点刚好起振向上，则波源的起振方向向上，所有质点的起振方向为y轴正方向，A不符合题意；
BC．由波形图可知波长为
周期为
则波速为
解得
故M点起振传播到Q点的时间为
在t=10s时，质点Q已经振动3s，因为
所以在t=10s时，质点Q通过的路程为s=3A=24cm
此时Q正处于波谷位置，坐标为 ，B符合题意，C不符合题意；
D．在6s~6.5s时间内，质点M从平衡位置沿y轴负向振动，则其速度减小，加速度增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由波形图上的同侧法可知波沿x轴正方向传播，波源的起振方向向上，所有质点的起振方向为y轴正方向，质点M从平衡位置沿y轴负向振动，则其速度减小，加速度增大。
13．【答案】A,B,D
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】A．振子经过平衡位置时速度最大，加速度是零，A错误，符合题意；
B．振子在最大位移处时速度最小，是零，B错误，符合题意；
C．振子在连续两次经同一位置时，相对于平衡位置的位移相同，C正确，不符合题意；
D．动量是矢量，振子连续两次经同一位置时，速度的大小相同，方向相反，则动量大小相同，方向相反，D错误，符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】振子经过平衡位置时速度最大，加速度是零。振子在最大位移处时速度最小，是零。振子连续两次经同一位置时，速度的大小相同，方向相反。
14．【答案】A,C
【知识点】动量守恒定律；碰撞模型
【解析】【解答】AB．碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止状态，m1的速度大小为
方向只有向右才能与m2相撞，故题图乙中向右为正方向，由题图乙可求出碰后m2和m1的速度分别为 ，
碰后m2的速度方向为正方向，说明m2向右运动，而m1的速度方向为负方向，说明m1向左运动，A符合题意，B不符合题意；
C．根据动量守恒定律得m1v1＝m1v1′＋m2v2′
代入解得m2＝0.3 kg
C符合题意；
D．碰撞过程中系统损失的机械能为
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】碰后m2的速度方向为正方向，说明m2向右运动，而m1的速度方向为负方向，说明m1向左运动，根据动量守恒定律得出球2的质量。
15．【答案】B,D
【知识点】横波的图象；波的衍射现象
【解析】【解答】A．由图可知实线波的波长为4m，虚线波的波长为8m。故实线波的频率为 ，虚线波的频率为 ，由于两列波的频率不相等，故不会发生干涉现象，A不符合题意；
B．到障碍物时，波长越长，越容易发生明显的衍射现象，可知虚线波遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象，B符合题意；
C．当两波峰第一次相遇时，对应质点的位移最先达到 ，故图可知 时刻，两波峰之间的距离为 ，由于波速相同，且相向传播，可知处于 与 中间位置的质点的位移最先达到 ，即 处质点的位移最先达到 ，C不符合题意；
D．根据以上分析可知，实线波的周期为 ，实线波传到 处所用时间为 ，可知 时，实线波在 处已经振动的时间为 ，可知 时，实线波在 处振动引起的位移刚好为零；虚线波的周期为 ，虚线波传到 处所用时间为 ，可知 时，虚线波在 处已经振动的时间为 ，由图可知 时，虚线波在 处振动引起的位移为 ，根据叠加原理可知 时 处的质点位移为 ，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据简谐波的速度和波长的关系得出实线波和虚线波的频率，波长越长，越容易发生明显的衍射现象，结合波的传播以及叠加原理进行分析。
16．【答案】（1）A；C
（2）A
（3）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）AB．实验目的是验证动量守恒定律，为了便于碰撞前后速度的测量，需要使小车在碰撞前后在轨道上做匀速直线运动，即需要平衡摩擦力，则该实验需要将滑轨左侧适当垫高，以补偿阻力，A符合题意，B不符合题意；
CD．由于小车A与小车B发生碰撞后没有改变运动方向，可知该实验中小车A的质量大于小车B的质量，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC。
（2）若两车组成的系统动量守恒，则有
根据题意有 ， ，
解得
可知，如果仅验证两车组成的系统动量守恒，还需要测量两小车的质量 、 。
故答案为：A。
（3）根据上述可知，如果两小车碰撞过程中动量守恒，需要满足的表达式为
【分析】（1）实验目的是验证动量守恒定律，小车在碰撞前后在轨道上做匀速直线运动，即需要平衡摩擦力。
（2）求出小车通过光电门速度表达式，验证两车组成的系统动量守恒，还需要测量两小车的质量。
（3）由动量表达式写出动量守恒表达式。
17．【答案】（1）D
（2）BC
（3）C；9.86
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）根据单摆理想模型可知，为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使单摆摆动时摆长不变化，摆线应用不易形变的细私线，悬点应该用铁夹来固定。
故答案为：D。
（2）根据周期公式
可得重力加速度为
A．测量摆长时，应该测量竖直拉直后的摆线长，A不符合题意；
B．在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动，B符合题意；
C．摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大，如摆角太大，将不能看作简谐运动，单摆周期公式失效，C符合题意；
D．测量周期时，应该从摆球运动到最低点时开始计时，因为最低点位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差引起的时间误差较小，则周期测量比较准确，D不符合题意。
故答案为：BC。
（3）①由图可知，设M点到重心得距离为d，根据周期公式
可得
故该图像的斜率为
故答案为：C。
②由于
解得由此得出重力加速度的测量值为
【分析】（1）为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，摆长不能变化
（2）测量摆长时，应该测量竖直拉直后的摆线长。摆线与竖直方向的夹角不能太大，不能超过5度。
（3）由周期公式变形可得图像斜率的物理意义，由斜率可以计算重力加速度。
18．【答案】（1）根据动量守恒
解得
根据牛顿第二定律
解得
根据匀变速直线运动
解得
（2）根据题意“B和C第一次碰撞前瞬间，B向右运动的动量等于A向右运动的动量”，则
根据动量守恒可得
解得
根据匀变速直线运动
解得
（3）根据匀变速直线运动
解得
根据动量守恒
解得
说明A此时的速度为10m/s。B和C第一次撞击后，B将向左以速度为1m/s做匀减速运动，此时A和B总动量为8kgm/s。根据动量守恒
解得
【知识点】动量守恒定律；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）AB系统动量守恒，求出加速度，利用运动学公式求解位移大小。
（2）根据动量守恒求解碰后速度，利用运动学公式求解位移大小。
（3）系统动量守恒，代入动量守恒定律求解。
19．【答案】（1）解：对O点的振动分析，知
解得
对M点的振动分析，知A区域水波波长为
则有
由 ，代入数据求得
（2）解：由 ，代入数据求得
又由 ，得
波传到N点的时间
所以t=3s时，N点刚好完成一个全振动，可知其在平衡位置向上振动，位移为0m。
（3）解：t=10s时，O点在平衡位置向上振动，可画出B区域水波的波动图像如图所示，
由图可知OQ=10.5m，则Q点振动的时间为
所以Q点振动的路程为
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】（1）对O点的振动分析求解周期，对M点的振动分析求解波长，再根据波速计算公式求解波速；
（2）由 求解到达B点的速度，根据时间位移关系求解波长，再求出波传到N点的时间，由此分析N的位置和振动情况；
（3）t=10s时，O点在平衡位置向上振动，可画出B区域水波的波动图像，由此求解Q点振动的路程。
20．【答案】（1）解：在倾斜金属导轨Ⅰ上，金属棒稳定时
又 ，
解得
（2）解：金属杆从cd到ef的过程 ，
电荷量q=It
解得
（3）解：金属棒稳定时产生的电动势为
又
金属棒所受安培力
金属棒稳定时受力平衡
解得
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1）安培力与重力沿向斜面分力相互平衡。列方程求解。
（2）由法拉第电磁感应定律求解平均电动势以及平均电流，结合电流定义式求解电荷量。
（3）达到平衡状态时，F与安培力相互平衡。
21．【答案】（1）解：由平抛规律可得如图所示
，
代入得
（2）解：设粒子进入磁场时的速度为 ，与 轴的夹角为 ，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子经过磁场偏转在底片上成像的x坐标为
可知水平速度不影响粒子在x轴上的坐标，由
联立解得
由带电粒子在磁场中运动得对称性，打到底片上得角度与进入磁场时得角度相同，由
（3）解：由 及 可知， 越小， 越小， 越小，根据
故 越小。可知P接近M时，粒子将打在M点，即 点射入时最远。结合以上分析可知，底片最短长度为5cm。当P从 上移后，粒子将经过一段平抛后从y轴上F点进入第二象限做匀速直线运动，经Q点进入磁场打到M点。由 ，
得
故粒子枪口P高度的取值范围的取值范围为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）电场中粒子做类平抛运动，结合类平抛规律求解比荷即电荷量与质量的比值。
（2） 洛伦兹力提供向心力可得 粒子运动半径，由几何关系求解 粒子经过磁场偏转在底片上成像的x坐标 ，同一条边界射入与射出磁场，粒子速度方向与边界夹角相等。
（3） 越小， 越小。可知P接近M时，粒子将打在M点。当P从 上移后，粒子将经过一段平抛后从y轴上F点进入第二象限做匀速直线运动，经Q点进入磁场打到M点 。
