广东东莞市2025-2026学年高二第一学期期末教学质量自查物理试题（试卷+解析）

这是一份广东东莞市2025-2026学年高二第一学期期末教学质量自查物理试题（试卷+解析），共24页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验与探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
说明：本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分，考试时间75分钟。
第Ⅰ卷 选择题（共50分）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分，每小题的四个选项中只有一个选项符合题目要求、使用答题卡学校的学生将答案涂在答题卡上）
1. 做简谐运动的弹簧振子，当它每次经过平衡位置时，可能不同的物理量是（ ）
A. 动量B. 动能C. 回复力D. 位移
2. 同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图像如图所示，结合图像可知（ ）
A. 两摆球质量相等B. 两单摆的摆长相等
C. 在0~8s内，两摆球通过的路程相等D. 若单摆甲的振幅变小，则单摆甲周期变小
3. 电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，其工作原理如图所示。振动膜与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路，若振动膜与基板间的距离增大。下列说法正确的是（ ）
A. 电容器电容增大B. 电容器带的电荷量减少
C. 电阻上有从a到b电流D. 振动膜与基板间的电场强度增大
4. “空间电场防病促生”技术是通过高压直流电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场，其作用之一是加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集，促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图。下列说法正确的是（ ）
A. 图中所示的A、B两点的电场强度相同
B. 图中所示经过A、B两点的虚线为等势线
C. 钾、钙离子向根部聚集过程中电势能增大
D. 空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）可能沿电场线向悬挂电极聚集
5. 有关光现象及应用，下列说法正确的是（ ）
A. 照相机镜头前的增透膜应用了光的全反射
B. 紫外线比可见光更容易发生明显的衍射
C. 佩戴特制眼镜观看3D电影是利用光的偏振
D. 肥皂膜在阳光下呈现彩色，这是光的衍射
6. 如图所示，学生练习用脚颠球。某一次足球由静止自由下落80cm，被重新颠起，离开脚部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与脚部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度大小g取，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 足球下落到与脚部刚接触时动量大小为
B. 足球自由下落过程重力的冲量大小为
C. 足球与脚部作用过程重力的冲量大小为
D. 脚部对足球的平均作用力为足球重力的9倍
二、多项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分，每小题有两个以上选项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。使用答题卡学校的学生将答案涂在答题卡上）
7. 如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。图乙中，和是芯片内部两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的电阻，的表面边长为的两倍。现给、通以相同的电流I，则与相比（ ）
A. 电阻大小B. 两端电压
C. 相同时间内通过的电荷量D. 相同时间内产生的焦耳热
8. 关于下列四幅情景图，下列说法正确的有（ ）
A. 图甲中小磁针S极垂直纸面向外转动，说明小磁针正上方直导线中电流方向水平向左
B. 图乙中线框由虚线位置顺时针转动到实线位置，穿过线框的磁通量变大
C. 图丙中磁铁向右靠近不闭合线圈，线圈中会产生感应电流
D. 图丁中条形磁体附近水平放置金属框从A下落到C的过程中，金属框中有感应电流产生
9. 如图所示，抖动长绳可形成绳波，若将绳上形成的机械波视为简谐横波，图甲为沿x轴传播的一列简谐波在时刻的波动图像，P、Q分别是x轴上和处的两质点，其中图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的有（ ）
A. 手抖动绳子的频率越快，绳波传播速度越快
B. 该波沿x轴正方向传播，波速为1.5m/s
C. 时刻，质点P的加速度方向沿y轴正方向
D. 质点Q经0.1s的时间将沿x轴方向移动15cm
10. 利用原理进行双缝干涉测定光的波长实验，下列说法正确的有（ ）
A. 仅将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
B. 仅将滤光片向单缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C. 仅换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
D. 移去白炽灯、滤光片和单缝，改用激光照射双缝，干涉现象消失
11. 如图所示，一束由两种单色光组成的复色光从空气中射向水面，进入水面后变成a、b两束光，折射角分别为和，且。下列说法正确的有（ ）
A. 若光束a是红光，光束b有可能是紫光
B. 若光束a是紫光，光束b有可能是红光
C. 增大复色光的入射角，则光束a可能发生全反射
D. 光束a与光束b在水中的速率之比
12. 图（a）为带电四极杆分析器的局部结构示意图，图（b）为四极杆内垂直于x轴的zOy截面的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等。下列说法正确的有（ ）
A. M点电场强度方向沿z轴正方向B. O点电场强度大小比M点的大
C. P点电势比M点的高D. 分析器内x轴上各点电势相等
13. 交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示。传感器电阻R的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，且。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的有（ ）
A. 电流表的示数增大B. 电压表的示数增大
C. 电源的输出功率增大D. 电源的效率降低
14. 如图所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，R是定值电阻，开关闭合，单刀双掷开关S接入a或b时，规格为“3V 0.6W”的小灯泡L均正常发光，电动机M正常工作。下列说法正确的有（ ）
A. 定值电阻R的阻值为14ΩB. 接通a时定值电阻R热功率为0.56W
C. 电动机的内阻为14ΩD. 电动机输出功率为0.56W
第Ⅱ卷 非选择题（共50分）
三、实验与探究题（2题，共20分）
15. 某同学采用如下图所示装置验证动量守恒定律
（1）组装实验装置时，斜槽固定在桌面上，斜槽末端________（选填“需要”或“不需要”）保持水平。在斜槽下方的水平地面的合适位置铺上白纸和复写纸，________（选填“白纸”或“复写纸”）在最上层。
（2）为了减少误差，在上面给定四个球中选择A、B两球，最优选择是A选________，B选________。
（3）实验时，先让A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止释放，A球从轨道末端水平飞出，最后在白纸上留下首次落点痕迹，重复上述操作多次。再把B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止释放，A球与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。该实验中必须测量的物理量是________
A. OM的距离、OP的距离和ON的距离B. 落点到平抛起点的高度H
C. 两球平抛的时间tD. A球质量，B球质量
（4）在误差允许的范围内，若满足关系式________则可以认为两球碰撞前后总动量守恒；如果再满足表达式________，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（用所测物理量符号表示）
16. 在“测量金属丝的电阻率”实验中，选择一根粗细均匀的合金丝来进行测量。
（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图1所示的部件________（选填“A”“B”“C”或“D”），合金丝的直径的测量值为________mm。
（2）在本实验中，为了减少实验过程中的系统误差，用伏安法测电阻时，采用了如图2所示的电路图。这样测出的合金丝电阻阻值和真实值相比________。（选填“偏大”或“偏小”）
（3）某次测量中，若测出合金丝接入电路部分的长度为L，直径为d，合金丝两端电压为U，电流为I，则该合金电阻率的表达式________。（用L、d、U、I和通用数学符号表示）
（4）有一根细长而均匀的该合金材料管线样品，其截面为圆形，如图3所示。外圆的直径已测出为，而管线内圆的直径太小无法直接测量。已知此样品长度为，电阻率为ρ。为了测出，有位同学只测出了电阻，就计算出了。请写出计算式________。（用、、ρ、R和通用数学符号表示）
四、计算题：（本题2小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
17. “质子疗法”是治疗肿瘤的先进方法，其原理如图所示。质子源产生初速度可以忽略的质子，经过加速电场加速后，形成速率为v的高能质子流；之后质子水平进入图中四分之一辐向电场，沿圆弧虚线通过该区域，再从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域，最终袭击圆上M点的肿瘤细胞，从而杀死肿瘤细胞。已知四分之一圆弧虚线处的电场强度大小恒定，方向沿半径指向圆心O，圆与OP相切于P点，，圆形匀强电场区域的半径为R，M点位于OP上方处，已知质子质量为m、电量为e。质子的重力和质子间相互作用均忽略不计，v已知。求：
（1）加速电场的电压；
（2）四分之一圆弧虚线处的电场强度大小；
（3）圆形匀强电场区域中的电场强度大小E。
18. 研究表明，两块足够大、正对的平行带电板之间的静电力只与两板带电量有关，与两板间距离无关。如图1中，A板固定在绝缘的地面上，与之正对的B板通过两根完全相同的轻质绝缘弹簧相连，两弹簧对称且保持竖直。已知B板质量为m，两弹簧原长为L，A、B板不带电时两弹簧长度为，A、B板带等量异种电荷时两弹簧长度变为。如图2所示，在B板正上方高为L处静止释放一绝缘物块C，C的质量也为m，C下落后与B碰撞时间极短，且碰后与B粘连在一起。已知当地的重力加速度为g，B与C碰前处于静止状态，A、B板面积足够大，厚度不计，A、B板带电量保持不变，不计空气阻力。求
（1）每根弹簧的劲度系数k和图1中两板之间的静电力大小；
（2）图2中C与B板碰撞后瞬间，C的速度大小和加速度大小a；
（3）图2中C与B板碰撞后，C在运动中的最大速度。（已知弹簧的弹力做功可以用平均力做功来计算）2025—2026学年度第一学期教学质量自查
高二物理
说明：本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分，考试时间75分钟。
第Ⅰ卷 选择题（共50分）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分，每小题的四个选项中只有一个选项符合题目要求、使用答题卡学校的学生将答案涂在答题卡上）
1. 做简谐运动的弹簧振子，当它每次经过平衡位置时，可能不同的物理量是（ ）
A. 动量B. 动能C. 回复力D. 位移
【答案】A
【解析】
【详解】A．动量是矢量，方向与速度方向相同。在平衡位置，速度大小相同但方向可能相反，因此动量方向可能不同，故动量可能不同，A正确；
B．动能是标量，只取决于速度大小。在平衡位置，速度大小相同，因此动能一定相同，B错误；
CD．弹簧振子的回复力
但在平衡位置位移为零，回复力恒为零，CD错误。
故选A。
2. 同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图像如图所示，结合图像可知（ ）
A. 两摆球的质量相等B. 两单摆的摆长相等
C. 在0~8s内，两摆球通过的路程相等D. 若单摆甲的振幅变小，则单摆甲周期变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．从图像上可得出振幅，单摆周期，与质量无关，所以无法得到两球的质量关系，故A错误；
B．从图上知，又由可得，两单摆的摆长相等，故B正确；
C．由于，在0~8s时间内，两摆球通过的路程，故C错误；
D．单摆的周期与振幅无关，所以若单摆甲的振幅变小，则单摆甲周期不变，故D错误。
故选B。
3. 电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，其工作原理如图所示。振动膜与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路，若振动膜与基板间的距离增大。下列说法正确的是（ ）
A. 电容器电容增大B. 电容器带的电荷量减少
C. 电阻上有从a到b的电流D. 振动膜与基板间的电场强度增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据
可知，若振动膜与基板间距离d增大，则电容器电容减小，故A错误；
B．根据电容的定义式有
结合上述可知，电容器电容减小，由于电容器极板电压一定，则电容器带的电荷量减少，故B正确；
C．振动膜与电池负极连接，则振动膜带负电，由于电容器带的电荷量减少，则振动膜失去电子，电子从a运动到b，则电阻上有从b到a的电流，故C错误；
D．根据电场强度与电势差的关系有
由于极板电压一定，距离d增大，则振动膜与基板间的电场强度减小，故D错误。
故选B。
4. “空间电场防病促生”技术是通过高压直流电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场，其作用之一是加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集，促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图。下列说法正确的是（ ）
A. 图中所示的A、B两点的电场强度相同
B. 图中所示经过A、B两点的虚线为等势线
C. 钾、钙离子向根部聚集过程中电势能增大
D. 空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）可能沿电场线向悬挂电极聚集
【答案】D
【解析】
【详解】A．图中所示的A、B两点的电场强度大小相同，但方向不同，A错误；
B．等势线与电场线正交，可知图中所示经过A、B两点的虚线不是等势线，B错误；
C．钾、钙离子向根部聚集过程中电场力做正功，则电势能减小，C错误；
D．悬挂电极为正极，则空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）可能沿电场线向悬挂电极聚集，D正确。
故选D。
5. 有关光的现象及应用，下列说法正确的是（ ）
A. 照相机镜头前的增透膜应用了光的全反射
B. 紫外线比可见光更容易发生明显的衍射
C. 佩戴特制眼镜观看3D电影是利用光的偏振
D. 肥皂膜在阳光下呈现彩色，这是光的衍射
【答案】C
【解析】
【详解】A．照相机镜头前的增透膜利用光的干涉原理（通过薄膜前后表面反射光的相消干涉减少反射光），而非全反射（全反射发生在光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时），故A错误；
B．衍射的明显程度与波长成正比（波长越长，衍射越明显）；紫外线波长（约10-400 nm）小于可见光波长（约400-700 nm），故紫外线衍射不如可见光明显，故B错误；
C．佩戴特制眼镜观看3D电影时，眼镜利用偏振片过滤不同偏振方向的光线，使左右眼接收不同图像，产生立体视觉效果，此过程基于光的偏振原理，故C正确；
D．肥皂膜在阳光下呈现彩色是由于光在薄膜前后表面反射后发生干涉（薄膜干涉），形成相长或相消干涉条纹，而非衍射（衍射是光绕过障碍物或通过小孔时的现象），故D错误。
故选C。
6. 如图所示，学生练习用脚颠球。某一次足球由静止自由下落80cm，被重新颠起，离开脚部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与脚部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度大小g取，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 足球下落到与脚部刚接触时动量大小为
B. 足球自由下落过程重力的冲量大小为
C. 足球与脚部作用过程重力的冲量大小为
D. 脚部对足球的平均作用力为足球重力的9倍
【答案】D
【解析】
【详解】A．足球下落到与脚部刚接触时有，解得
动量大小为，故A错误；
B．根据动量定理可知，足球自由下落过程重力的冲量大小为，故B错误；
C．足球与脚部作用过程重力的冲量大小为，故C错误；
D．设竖直向下为正方向，脚部与足球相互作用的过程，根据动量定理有
解得，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分，每小题有两个以上选项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。使用答题卡学校的学生将答案涂在答题卡上）
7. 如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。图乙中，和是芯片内部两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的电阻，的表面边长为的两倍。现给、通以相同的电流I，则与相比（ ）
A. 电阻大小B. 两端电压
C. 相同时间内通过电荷量D. 相同时间内产生的焦耳热
【答案】CD
【解析】
【详解】A．设的表面边长为，则的表面边长为，它们的厚度均为，则，
即，故A错误；
B．根据，因为两电阻的电流相等，且，所以，故B错误；
C．相同时间内通过的电荷量，因为两电阻的电流相等，所以，故C正确；
D．根据可知，因为两电阻的电流相等，且，所以相同时间内产生的焦耳热，故D正确。
故选CD。
8. 关于下列四幅情景图，下列说法正确的有（ ）
A. 图甲中小磁针S极垂直纸面向外转动，说明小磁针正上方直导线中电流方向水平向左
B. 图乙中线框由虚线位置顺时针转动到实线位置，穿过线框的磁通量变大
C. 图丙中磁铁向右靠近不闭合线圈，线圈中会产生感应电流
D. 图丁中条形磁体附近水平放置金属框从A下落到C的过程中，金属框中有感应电流产生
【答案】BD
【解析】
【详解】A．小磁针S极垂直纸面向外转动，表明通电导线在下侧产生的磁场方向垂直于纸面向里，根据安培定则可知，小磁针正上方直导线中电流方向水平向右，故A错误；
B．图乙中线框由虚线位置顺时针转动到实线位置过程，线圈在垂直于磁场方向的投影面积逐渐增大，则穿过线框的磁通量变大，故B正确；
C．图丙中磁铁向右靠近不闭合线圈，穿过线圈的磁通量增大，由于线圈没有闭合，则线圈中不会产生感应电流，故C错误；
D．根据条形磁体附近磁场的分布规律可知，水平放置金属框从A下落到C的过程中，穿过金属框的磁通量发生了变化，金属框中有感应电流产生，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，抖动长绳可形成绳波，若将绳上形成的机械波视为简谐横波，图甲为沿x轴传播的一列简谐波在时刻的波动图像，P、Q分别是x轴上和处的两质点，其中图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的有（ ）
A. 手抖动绳子的频率越快，绳波传播速度越快
B. 该波沿x轴正方向传播，波速为1.5m/s
C. 时刻，质点P的加速度方向沿y轴正方向
D. 质点Q经0.1s的时间将沿x轴方向移动15cm
【答案】BC
【解析】
【详解】A．绳波传播的速度由绳决定，与手抖动绳子的频率快慢无关，故A错误；
B．由图乙可知，时刻质点Q的速度沿方向，结合图甲利用同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，由图甲可知，该波的波长，由图乙可知，该波的周期，故波速，故B正确；
C．时刻质点P的速度方向沿方向，时刻，质点P到达负向最大位移处，加速度方向沿y轴正方向，故C正确；
D．波在传播过程中，介质中的各个质点不会沿波的传播方向迁移，故D错误。
故选BC。
10. 利用原理进行双缝干涉测定光的波长实验，下列说法正确的有（ ）
A. 仅将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
B. 仅将滤光片向单缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C. 仅换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
D. 移去白炽灯、滤光片和单缝，改用激光照射双缝，干涉现象消失
【答案】AC
【解析】
【详解】A．仅将滤光片由蓝色的换成红色的，即变大，根据可知，干涉条纹间距变宽，故A正确；
B．根据可知，干涉条纹间距与滤光片到单缝的距离无关，故B错误；
C．仅换一个两缝之间距离较大的双缝，即变大，根据可知，干涉条纹间距变窄，故C正确；
D．移去白炽灯、滤光片和单缝，改用激光照射双缝，因为激光是相干光，故仍可发生干涉现象，故D错误。
故选AC。
11. 如图所示，一束由两种单色光组成的复色光从空气中射向水面，进入水面后变成a、b两束光，折射角分别为和，且。下列说法正确的有（ ）
A. 若光束a是红光，光束b有可能是紫光
B. 若光束a紫光，光束b有可能是红光
C. 增大复色光的入射角，则光束a可能发生全反射
D. 光束a与光束b在水中的速率之比
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．紫光的折射率比红光的折射率大，则入射角相等时，紫光的折射角更小，若光a是红光，则光束b有可能是紫光，故A正确，B错误；
C．只有从光密介质到光疏介质才能发生全反射，所以增大复色光的入射角，则光束a不可能发生全反射，故C错误；
D．设复色光的入射角为，则光束a与光束b的折射率分别为，
光束a与光束b在水中的速率分别为，
则，故D正确。
故选AD。
12. 图（a）为带电四极杆分析器的局部结构示意图，图（b）为四极杆内垂直于x轴的zOy截面的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等。下列说法正确的有（ ）
A. M点电场强度方向沿z轴正方向B. O点电场强度大小比M点的大
C. P点电势比M点的高D. 分析器内x轴上各点电势相等
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．图中左右极杆带正电，上下极杆带负电，由于电场线起源于正电荷，终止于负电荷，且电场线垂直于等势线，可知，M点电场强度方向沿z轴正方向，故A正确；
B．由于相邻两等势面间电势差相等，则等势面分布的疏密程度能够表示电场的强弱，图中O点等势面分布比M点等势面分布稀疏一些，则O点电场强度大小比M点的小，故B错误；
C．结合上述可知，经过P等势面与M等势面的电场线，垂直于等势面，整体由P指向M，由于沿电场线方向电势降低，可知，P点电势比M点的高，故C正确；
D．由于x轴上各点到四个带电极杆的间距均相等，根据对称性可知，分析器内x轴上各点电势相等，故D正确。
故选ACD。
13. 交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示。传感器电阻R的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，且。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的有（ ）
A. 电流表的示数增大B. 电压表的示数增大
C. 电源的输出功率增大D. 电源的效率降低
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，传感器电阻R的阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得，电路总电流增大，电流表的示数变大，电源内阻分压增大，路端电压减小，故A正确；
B．传感器电阻两端的电压
可得电压表的示数减小，故B错误；
C．当内外电阻相等时，电源输出功率最大，又，可知外电路电阻始终大于电源内阻，当传感器电阻减小时，外电阻阻值接近内电阻，输出功率增大，故C正确；
D．电源的效率，由于路端电压减小，可知电源的效率降低，故D正确。
故选ACD。
14. 如图所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，R是定值电阻，开关闭合，单刀双掷开关S接入a或b时，规格为“3V 0.6W”的小灯泡L均正常发光，电动机M正常工作。下列说法正确的有（ ）
A. 定值电阻R的阻值为14ΩB. 接通a时定值电阻R热功率为0.56W
C. 电动机的内阻为14ΩD. 电动机输出功率为0.56W
【答案】AB
【解析】
【详解】AB．灯泡的额定电流
S接a时有
解得R=14Ω
定值电阻R热功率为，AB正确；
CD．S接b时，电路总电流不变，仍I=0.2A，则电动机两端电压为U机=E-U-Ir=2.8V
电动机消耗的总功率，但不能求解电动机的内阻。CD错误。
故选AB。
第Ⅱ卷 非选择题（共50分）
三、实验与探究题（2题，共20分）
15. 某同学采用如下图所示装置验证动量守恒定律。
（1）组装实验装置时，斜槽固定在桌面上，斜槽末端________（选填“需要”或“不需要”）保持水平。在斜槽下方的水平地面的合适位置铺上白纸和复写纸，________（选填“白纸”或“复写纸”）在最上层。
（2）为了减少误差，在上面给定四个球中选择A、B两球，最优选择是A选________，B选________。
（3）实验时，先让A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止释放，A球从轨道末端水平飞出，最后在白纸上留下首次落点痕迹，重复上述操作多次。再把B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止释放，A球与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。该实验中必须测量的物理量是________
A. OM的距离、OP的距离和ON的距离B. 落点到平抛起点的高度H
C. 两球平抛的时间tD. A球质量，B球质量
（4）在误差允许的范围内，若满足关系式________则可以认为两球碰撞前后总动量守恒；如果再满足表达式________，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（用所测物理量符号表示）
【答案】（1） ①. 需要 ②. 复写纸
（2） ①. 钢球 ②. 玻璃球 （3）AD
（4） ①. ②. ####
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验利用平抛求小球碰撞前后的速度，故斜槽末端需要保持水平；
[2]实验需要在白纸上打出点，故复写纸在最上层；
【小问2详解】
[1][2]本实验要求两个小球做对心碰撞，故大小必须相等，A球要能把B球撞落，故A选钢球，B选玻璃球；
【小问3详解】
设A、B球的质量分别为、，分析可知为碰撞前A球的落点，为碰撞后A球的落点，为碰撞后B球的落点，设OM的距离、OP的距离和ON的距离，根据动量守恒定律有
因两个小球下落的高度相同，由平抛知识可知下落的时间t相同，水平方向有，，
解得
故选AD；
【小问4详解】
[1][2]根据前面分析，在误差允许的范围内，若满足关系式，可以认为两球碰撞前后总动量守恒
弹性碰撞没有能量的损失，则有
解得
整理得
把
代入可得
16. 在“测量金属丝的电阻率”实验中，选择一根粗细均匀的合金丝来进行测量。
（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图1所示的部件________（选填“A”“B”“C”或“D”），合金丝的直径的测量值为________mm。
（2）在本实验中，为了减少实验过程中的系统误差，用伏安法测电阻时，采用了如图2所示的电路图。这样测出的合金丝电阻阻值和真实值相比________。（选填“偏大”或“偏小”）
（3）某次测量中，若测出合金丝接入电路部分的长度为L，直径为d，合金丝两端电压为U，电流为I，则该合金电阻率的表达式________。（用L、d、U、I和通用数学符号表示）
（4）有一根细长而均匀的该合金材料管线样品，其截面为圆形，如图3所示。外圆的直径已测出为，而管线内圆的直径太小无法直接测量。已知此样品长度为，电阻率为ρ。为了测出，有位同学只测出了电阻，就计算出了。请写出计算式________。（用、、ρ、R和通用数学符号表示）
【答案】（1） ①. B ②. 0.398##0.396##0.397##0.399
（2）偏大 （3）
（4）
【解析】
【小问1详解】
[1]为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉，即图1所示的部件B；
[2]合金丝的直径的测量值为；
【小问2详解】
图2所示电路中，电流表外接，电流表示数等于待测电阻中的电流，电压表示数大于待测电阻两端的电压，根据可知，测出的合金丝电阻阻值和真实值相比偏大。
【小问3详解】
根据电阻定律有
又，
联立解得
【小问4详解】
根据电阻定律有
其中
联立得
四、计算题：（本题2小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
17. “质子疗法”是治疗肿瘤的先进方法，其原理如图所示。质子源产生初速度可以忽略的质子，经过加速电场加速后，形成速率为v的高能质子流；之后质子水平进入图中四分之一辐向电场，沿圆弧虚线通过该区域，再从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域，最终袭击圆上M点的肿瘤细胞，从而杀死肿瘤细胞。已知四分之一圆弧虚线处的电场强度大小恒定，方向沿半径指向圆心O，圆与OP相切于P点，，圆形匀强电场区域的半径为R，M点位于OP上方处，已知质子质量为m、电量为e。质子的重力和质子间相互作用均忽略不计，v已知。求：
（1）加速电场的电压；
（2）四分之一圆弧虚线处的电场强度大小；
（3）圆形匀强电场区域中的电场强度大小E。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
质子速度v，根据动能定理有
解得
【小问2详解】
在辐向电场中做匀速圆周运动，有
解得
【小问3详解】
质子从P到M做类平抛运动，，，解得
18. 研究表明，两块足够大的、正对的平行带电板之间的静电力只与两板带电量有关，与两板间距离无关。如图1中，A板固定在绝缘的地面上，与之正对的B板通过两根完全相同的轻质绝缘弹簧相连，两弹簧对称且保持竖直。已知B板质量为m，两弹簧原长为L，A、B板不带电时两弹簧长度为，A、B板带等量异种电荷时两弹簧长度变为。如图2所示，在B板正上方高为L处静止释放一绝缘物块C，C的质量也为m，C下落后与B碰撞时间极短，且碰后与B粘连在一起。已知当地的重力加速度为g，B与C碰前处于静止状态，A、B板面积足够大，厚度不计，A、B板带电量保持不变，不计空气阻力。求
（1）每根弹簧的劲度系数k和图1中两板之间的静电力大小；
（2）图2中C与B板碰撞后瞬间，C的速度大小和加速度大小a；
（3）图2中C与B板碰撞后，C在运动中的最大速度。（已知弹簧的弹力做功可以用平均力做功来计算）
【答案】（1），
（2），
（3）
【解析】
【小问1详解】
当A、B不带电时
解得
A、B带电时
解得
【小问2详解】
C做自由落体运动
B、C相碰动量守恒
解得B、C碰后瞬间速度为
B、C碰后瞬间，对BC整体
解得
【小问3详解】
C速度最大的位置为平衡位置，此时弹簧形变量为，则，
此过程静电力与重力做功为
弹簧弹力做功
对B、C列动能定理得
解得