?2022學(xué)年第二學(xué)期天域全國名校協(xié)作體4月階段性聯(lián)考高三年級物理學(xué)科試題
考生須知：
1. 本卷共8頁滿分100分，考試時間90分鐘。
2. 答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場號、座位號及準(zhǔn)考證號并填涂相應(yīng)數(shù)字。
3. 所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上無效。
4. 考試結(jié)束后，只需上交答題紙。
選擇題部分
一、選擇題I（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）
1. 航天員葉光富在中國空間站完全失重的環(huán)境中做了“轉(zhuǎn)身動作”的實驗，該實驗與物理概念“角動量”有關(guān)，角動量的大小可以表達(dá)為mvr，其中m、v、r分別對應(yīng)質(zhì)量、速率、半徑。由此可以看出角動量的單位用國際單位制基本單位表示為（　?。?br /> A. kg·m/s B. kg?m2/s C. N·m/s D. N·m·s
【答案】B
【解析】
【詳解】由于質(zhì)量的單位為kg，速率的單位為m/s，而半徑的單位為m，所以角動量的單位為kg?m/s?m，即kg?m2/s。
故選B。
2. 2022年11月杭州馬拉松在杭州黃龍體育中心鳴槍開跑，馬拉松全程42.195千米，路線如圖所示，最終粟國雄以2小時17分17秒的成績，獲得馬拉松男子組第一名，以下說法正確的是（　　）

A. 粟國雄比賽中不可以看成質(zhì)點 B. 粟國雄的平均速度約為18.4km/h
C. 42.195千米是此次行程的位移大小 D. 2小時17分17秒指的是時間間隔
【答案】D
【解析】
【詳解】A．當(dāng)物體的大小形狀對所研究的問題沒有影響或影響很小可以忽略不計時，物體可以看成質(zhì)點，粟國雄大小形狀對比賽的影響很小，所以可以看成質(zhì)點，故A錯誤；
BCD．42.195千米為物體的路程，其與所用時間2小時17分17秒的比值約為18.4km/h，是物體的平均速率，故BC錯誤，D正確。
故選D。
3. 圖甲展現(xiàn)了在醫(yī)院用某頻段電磁波進(jìn)行醫(yī)學(xué)成像診斷的場景，圖乙是技術(shù)所成的相片。關(guān)于該成像技術(shù)，下列說法中正確的是（　?。?br />
A. 該頻段的電磁波屬于γ射線
B. 可以利用該頻段的電磁波進(jìn)行滅菌消毒
C. 可以利用該頻段的電磁波制成不需要與身體接觸的溫度計
D. 可以利用該頻段的電磁波在車站、機場等地探測箱內(nèi)的物品
【答案】D
【解析】
【詳解】A．頻段電磁波屬于X射線，故A錯誤；
B．紫外線可以進(jìn)行滅菌消毒，故B錯誤；
C．利用紅外線的熱輻射可以制成不需要與身體接觸的溫度計，故C錯誤；
D．利用X射線在車站、機場等地探測箱內(nèi)的物品，故D正確。
故選D。
4. 我國“神舟十一號”飛船搭載了香港特區(qū)的中學(xué)生設(shè)計的“雙擺實驗”進(jìn)入太空。受此啟發(fā)，某同學(xué)也設(shè)計了一個類似的雙擺實驗在學(xué)校實驗室進(jìn)行研究，如下圖所示，將質(zhì)量和大小都不同的兩個小鐵球分別系在一輕繩的中間和下端，其中上面的小球較小較輕，而輕繩的上端栓接在豎桿頂部，豎桿固定在小車上?，F(xiàn)在讓小車帶著兩個小球一起向左加速運動，不計空氣阻力，則下列四個圖中所示的姿態(tài)正確的是（　?。?br />
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】對兩個小球整體分析，受到輕繩的拉力和重力，合力水平向左，如圖所示

由牛頓第二定律可得

可得

對較重小球分析，受到輕繩的拉力和重力，合力水平向左，如圖所示

由牛頓第二定律可得

可得

所以有

即兩段輕繩與豎直方向的夾角相同。
故選A。
5. 如圖所示，是一種被稱為“移動擺”裝置，即將單擺懸掛于一輛可以移動的車上。假設(shè)單擺在重力作用下做機械振動，且車和擺始終在同一平面內(nèi)運動。若忽略所有摩擦和阻力，以車和擺的整體為研究對象，則（　?。?br />
A. 機械能守恒，動量守恒 B. 機械能守恒，動量不守恒
C. 機械能不守恒，動量守恒 D. 機械能不守恒，動量不守恒
【答案】B
【解析】
【詳解】忽略所有摩擦和阻力，以車和擺的整體為研究對象，只有動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，所以機械能守恒，但由于系統(tǒng)所受合外力不為零，所以動量不守恒，系統(tǒng)水平方向不受外力，所以水平方向動量守恒。
故選B。
6. 如圖所示為射線測厚裝置示意圖，它的放射源為銫-137，已知銫-137的衰變方程為，半衰期約為30年，下列說法正確的是（　?。?br />
A. 60年后Cs全部衰變完
B. 金屬板厚度越薄探測器接收到的輻射強度越小
C. Ba原子核的比結(jié)合能比Cs原子核的大
D. 該反應(yīng)為β衰變，β射線即為核外電子的逸出
【答案】C
【解析】
【詳解】A．經(jīng)過兩個半衰期后，銫剩余原來的四分之一，故A錯誤；
B．金屬板厚度越薄探測器接收到的輻射強度越大，故B錯誤；
C．由于生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定，所以Ba原子核的比結(jié)合能比Cs原子核的大，故C正確；
D．β衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)部的一個中子放出一個電子變?yōu)橐粋€質(zhì)子，故D錯誤。
故選C。
7. 如圖為某人設(shè)計的電吹風(fēng)電路圖，a、b、c、d為四個固定觸點?？蓜拥纳刃谓饘儆|片P可同時接觸兩個觸點。觸片P處于不同位置時，電吹風(fēng)可處于停機、吹熱風(fēng)和吹冷風(fēng)三種工作狀態(tài)。n1和n2分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)。該電吹風(fēng)的各項參數(shù)如下表所示。下列說法中正確的是（　　）

熱風(fēng)時輸入功率
460W
冷風(fēng)時輸入功率
60W
小風(fēng)扇額定電壓
60V
正常工作時小風(fēng)扇輸出功率
52W

A. 小風(fēng)扇的內(nèi)阻為8Ω
B. 吹熱風(fēng)時流經(jīng)電熱絲的電流約為2.1A
C. 變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2為3:11
D. 吹冷風(fēng)時P的c觸點與a接觸、P的d觸點與b接觸
【答案】A
【解析】
【詳解】D．當(dāng)電吹風(fēng)送出來的是冷風(fēng)時，電路中只有電動機工作，觸片P應(yīng)與觸點b、c接觸，故D錯誤；
A．冷風(fēng)時輸入功率為60W，正常工作時小風(fēng)扇輸出功率為52W，說明小風(fēng)扇內(nèi)阻消耗的功率為8W，則有


所以

故A正確；
B．吹熱風(fēng)電熱絲的熱功率為

時流經(jīng)電熱絲的電流為

故B錯誤；
C．變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為

故C錯誤。
故選A。
8. 圖甲描繪了在時刻，由兩波源S1、S2在均勻介質(zhì)中形成的波陣面平面圖（實線和虛線分別代表波峰和波谷）。已知這兩個波源的振動頻率相等，振幅相同。P和Q是該平面上的兩個固定點，S1、S2間的距離是0.2m。圖乙是P點的振動圖像（位移-時間關(guān)系）。下列說法中正確的是（　?。?br />
A. S1S2的連線上共有4個干涉減弱點 B. S1S2連線的延長線上沒有干涉增強點
C. t=0.2s時，Q點的位移是A D. 波源 S1發(fā)出的機械波波速為0.2m/s
【答案】A
【解析】
【詳解】A．由圖甲可知，波長為

根據(jù)干涉減弱點的特點，S1S2的連線上距S1、S2的距離差為0.05m、0.15m的點各有兩個，即共有4個干涉減弱點。故A正確；
B．S1S2連線的延長線上各點到兩波源的距離差為0.2m，即波長的2倍，所以均為干涉增強點。故B錯誤；
C．由甲圖可知Q點為振動減弱點， t=0.2s時，Q點的位移是零。故C錯誤；
D．由乙圖可知，波的振動周期為

根據(jù)

故D錯誤。
故選A。
9. 如圖所示，兩束相同的單色光A和B從介質(zhì)I垂直射入扇形介質(zhì)II，都在點P處發(fā)生折射，折射角分別為和。A和B在扇形介質(zhì)II的入射點距O點的距離分別為3d和2d，下列選項中正確的是（　?。?br />
A.
B. 單色光A在介質(zhì)II中的波長比其在介質(zhì)I中的長
C. 單色光B在介質(zhì)II中的頻率比其在介質(zhì)I中的大
D. 若將單色光A換成另一束頻率更大的單色光C，則C依然能從P點射入介質(zhì)I
【答案】A
【解析】
【詳解】A．設(shè)單色光A在介質(zhì)II中入射角為，單色光B在介質(zhì)II中的入射角為。根據(jù)相對折射率的概念可知

設(shè)扇形介質(zhì)II的半徑為R，由幾何關(guān)系可知

聯(lián)立，解得

故A正確；
BC．根據(jù)光路圖中入射角與折射角的大小關(guān)系，可得介質(zhì)II為光密介質(zhì)，介質(zhì)I為光疏介質(zhì)。單色光A和B為同種單色光，所以二者的頻率相同且在不同介質(zhì)中保持不變，根據(jù)

可知在介質(zhì)II中的波長比其在介質(zhì)I中的短。故BC錯誤；
D．根據(jù)

若將單色光A換成另一束頻率更大的單色光C，則其臨界角變小，C可能發(fā)生全反射不從P點射入介質(zhì)I。故D錯誤。
故選A。
10. 如圖所示，一塊永磁體在光滑斜面上沿著一螺線管的軸線做直線運動。螺線管外的軸線上存在p、q兩點（p、q兩點到螺線管邊緣的距離相等）。一燈泡與螺線管串聯(lián)，燈泡在永磁體通過p點時的亮度要大于永磁體通過q點時的亮度。忽略永磁體的尺寸，下列說法中正確的（　?。?br />
A. 永磁體在p點時速度小于在q點時的速度
B. 永磁體在p點時的機械能小于在q點時的機械能
C. 若將燈泡換成一發(fā)光二極管，則永磁體在通過p和q時該二極管不會都發(fā)光
D. 若將永磁體的極性對調(diào)，則在其通過q點時燈泡的亮度將大于其通過p點時的亮度
【答案】C
【解析】
【詳解】A．燈泡在永磁體通過p點時的亮度大于永磁體通過q點時的亮度，說明永磁體通過p點時產(chǎn)生的感應(yīng)電流大于永磁體通過q點時的感應(yīng)電流，即永磁體在p點時的速度大于在q點時的速度，故A錯誤；
B．根據(jù)能量守恒，由于燈泡發(fā)光，所以永磁體的機械能不斷減小，即永磁體在p點時的機械能大于在q點時的機械能，故B錯誤；
C．根據(jù)楞次定律，當(dāng)永磁體靠近螺線管和遠(yuǎn)離螺線管時產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向相反，所以二極管不會都發(fā)光，故C正確；
D．若將永磁體的極性對調(diào)，則在其通過q點時燈泡的亮度仍將小于其通過p點時的亮度，故D錯誤。
故選C。
11. 2022年2月15日，蘇翊鳴在北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺比賽中奪得冠軍，成為首位贏得冬奧會單板滑雪金牌的中國運動員。大跳臺主要由助滑道，起跳臺和著陸坡組成，如圖所示，運動員在助滑道下滑后在起跳臺起跳，在空中做拋體運動后落在著陸坡上。某次比賽蘇翊鳴在距離起跳點34m高處從靜止下滑，在空中最高點時距起跳點12.8m，在空中飛躍的總時間為4s，已知起跳臺斜面傾角為37°，蘇翊鳴的質(zhì)量為70kg，不考慮空氣阻力，g取10m/s2，以下說法正確的是（　?。?br />
A. 起跳速度為16m/s B. 在最高點速度為0
C. 下滑過程機械能守恒 D. 從下滑到著陸重力做功35000J
【答案】D
【解析】
【詳解】C．下滑過程中需要克服阻力做功，所以機械能不守恒，故C錯誤；
B．運動員從起跳臺跳出后做斜上拋運動，有


解得
，
所以運動員在最高點的速度為，故B錯誤；
A．起跳速度為

故A錯誤；
D．運動員從起跳臺起跳到著陸豎直方向的位移為

所以從下滑到著陸重力做功為

故D正確。
故選D。
12. 如圖所示，無限長直導(dǎo)線A、B和以點p為圓心的圓形導(dǎo)線C、D固定在xy平面內(nèi)。導(dǎo)線C、D有強度相同的恒定電流，導(dǎo)線B中有強度為I0、方向為+x的電流。導(dǎo)線C在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度B0。當(dāng)導(dǎo)線A中的電流改變時，導(dǎo)線A~D的電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小如下表，下列敘述正確的是（　?。?br />
導(dǎo)線A的電流
導(dǎo)線A~D的電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小
強度
方向
0
無
0
I0
+y
？
I0
-y
B0

A. 表格中的“?”應(yīng)填入2B0
B. 導(dǎo)線B中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0
C. 導(dǎo)線D中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度比導(dǎo)線B產(chǎn)生的要小
D. 導(dǎo)線C中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向是垂直xy平面向內(nèi)
【答案】B
【解析】
【詳解】A．根據(jù)題意，當(dāng)導(dǎo)線A中的電流為0時，p點的合磁感應(yīng)強度為零，即B、C、D三條導(dǎo)線產(chǎn)生的合磁場為零，當(dāng)A中的電流為-I0時，p點的合磁感應(yīng)強度為B0，方向應(yīng)垂直紙面向外，所以當(dāng)A中的電流為I0時，p點的合磁感應(yīng)強度仍為B0，方向應(yīng)垂直紙面向里，故A錯誤；
B．由于A、B導(dǎo)線到p點距離相等，所以B中電流在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0，故B正確；
C．由于導(dǎo)線D中電流大小及方向不確定，所以不能比較其在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線B產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，故C錯誤；
D．導(dǎo)線C中電流方向未知，所以其在p點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向不能確定，故D錯誤。
故選B。
13. 某行星的衛(wèi)星A、B繞以其為焦點的橢圓軌道運行，作用于A、B的引力隨時間的變化如圖所示，其中，行星到衛(wèi)星A、B軌道上點的距離分別記為rA、rB。假設(shè)A、B只受到行星的引力，下列敘述正確的是（　?。?br />
A. B與A的繞行周期之比為:1 B. rB的最大值與rB的最小值之比為2:1
C. rA的最大值與rA的最小值之比為3:1 D. rB的最小值小于rA的最大值
【答案】D
【解析】
【詳解】A．由圖可知，A、B的周期為


所以B與A的繞行周期之比為

故A錯誤；
B．由圖可知，當(dāng)rB最小時，有

當(dāng)rB最大時，有

所以rB的最大值與rB的最小值之比為

故B錯誤；
C．同理，當(dāng)rA最小時，有

當(dāng)rA最大時，有

所以rA的最大值與rA的最小值之比為

故C錯誤；
D．根據(jù)開普勒第三定律，有

解得

所以rB的最小值小于rA的最大值，故D正確。
故選D。
二、選擇題II（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不選全的得2分，有選錯的得0分）
14. 以下光學(xué)現(xiàn)象正確的是（　?。?

A. 如圖甲光導(dǎo)纖維中內(nèi)芯的折射率大于外套
B. 如圖乙抽去一張紙片，劈尖干涉的條紋間距變小
C. 如圖丙太陽的反射光中振動方向垂直紙面的光較強
D. 如圖丁，用兩根鉛筆之間的縫隙觀察衍射條紋，縫隙越窄，觀察到的中央衍射條紋越寬
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A．甲光導(dǎo)纖維利用全反射原理，所以內(nèi)芯的折射率大于外套，故A正確；
B．如圖乙抽去一張紙片，即空氣膜的夾角減小，根據(jù)薄膜干涉的原理可知，劈尖干涉的條紋間距變大，故B錯誤；
C．太陽的反射光中振動方向垂直紙面的光較強，故C正確；
D．根據(jù)單縫衍射原理可知，用兩根鉛筆之間的縫隙觀察衍射條紋，縫隙越窄，觀察到的中央衍射條紋越寬，故D正確。
故選ACD。
15. 如圖所示，兩條完全相同的圓弧形材料AOB和COD，圓弧對應(yīng)的圓心角都為120°，圓弧AOB在豎直平面內(nèi)，圓弧COD在水平面內(nèi)，以O(shè)點為坐標(biāo)原點、水平向右為x軸正方向，兩弧形材料均勻分布正電荷，P點為兩段圓弧的圓心，已知P點處的電場強度為E0、電勢為φ0，設(shè)圓弧AO在圓心P處產(chǎn)生的電場強度大小為E，產(chǎn)生的電勢為φ，選無窮遠(yuǎn)的電勢為零，以下說法正確的是（　?。?br />
A. ，
B. ，
C. 將質(zhì)子（比荷）從P點無初速度釋放，則質(zhì)子的最大速度為
D. 若兩段弧形材料帶上的是等量異種電荷，x軸上各點電場強度為零，電勢為0
【答案】BD
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)電場強度的疊加有


所以
，
故A錯誤，B正確；
C．將質(zhì)子從P點無初速度釋放，根據(jù)動能定理可得


解得

故C錯誤；
D．若兩段弧形材料帶上的是等量異種電荷，根據(jù)對稱性，x軸上各點電場強度為零，電勢為0，故D正確。
故選BD。
非選擇題部分
三、非選擇題（本題共5小題，共55分）
16. （1）敏敏利用圖（a）中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有個，每個質(zhì)量均為0.010kg。實驗步驟如下：
i．將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑。
ii．將n（依次取，2，3，4，5）個鉤碼掛在輕繩右端，其余N-n個鉤碼仍留在小車內(nèi)。先用手按住小車再由靜止釋放，同時用速度傳感器記錄小車的運動情況，繪制圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。
iii．對應(yīng)不同的n的a值作出圖像（c），并得出結(jié)論。

①該同學(xué)實驗過程中重物始終未落地，得到如圖所示v-t圖象（b），根據(jù)圖象可以分析出在實驗操作中可能存在的問題是___________
A．實驗中未保持細(xì)線和軌道平行
B．實驗中沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量
C．實驗中先釋放小車后打開打點計時器
②利用圖像求得小車（空載）的質(zhì)量為___________kg（保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8）。
③若以“保持木板水平”來代替步驟①，則所得的的圖像（ ）（填入正確選項前的標(biāo)號）。


【答案】 ①. A ②. 0.45 ③. C
【解析】
【詳解】（1）①[1]v-t圖象（b）中后半段斜率明顯減小，即加速度減小，合外力減小，可能存在的問題是實驗中未保持細(xì)線和軌道平行，當(dāng)小車離滑輪較遠(yuǎn)時，拉力幾乎還是沿長木板方向，加速度不變，當(dāng)小車離滑輪較近時，拉力與長木板的夾角迅速增大，小車受到的合力明顯減小，加速度減小。
故選A。
②[2]由牛頓第二定律可得

整理得

由圖（c）可知，當(dāng)n=5時，a=1.00m/s2，數(shù)據(jù)代入上式可得

③[3]若以“保持木板水平”來代替步驟①，則小車會受到長木板的摩擦力，當(dāng)鉤碼數(shù)增大到一定程度才開始有加速度，故圖線與橫軸有交點，由牛頓第二定律可得

加速度a與所掛鉤碼數(shù)n為一次函數(shù)，可知C選項的圖線符合題意。
故選C。
17. 如圖為一水平放置的氣缸，裝一定量的體積為的某理想氣體，通過一橫截面積的活塞與壓強為的大氣相隔?；钊c氣缸壁之間有一定壓力，二者間最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為，摩擦產(chǎn)生的熱量均耗散到外界，不被氣缸內(nèi)氣體吸收。初態(tài)氣體溫度頭，活塞與氣缸壁之間無摩擦力作用?，F(xiàn)用一加熱器緩緩對氣缸加熱，假設(shè)氣體始終經(jīng)歷準(zhǔn)靜態(tài)過程。求：
（1）活塞開始移動時氣體溫度
（2）當(dāng)加熱至末態(tài)時，因摩擦而耗散的熱量；
（3）已知該氣體的內(nèi)能滿足（單位取K），求從初態(tài)到末態(tài)氣體總吸熱Q。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）初始狀態(tài)時，活塞與氣缸壁之間無摩擦力作用，則氣體的壓強為

設(shè)活塞開始移動時氣體壓強為，根據(jù)受力平衡可得

解得

此過程氣體發(fā)生等容變化，則有

解得

（2）從加熱至末態(tài)，氣體發(fā)生等壓變化，設(shè)活塞移動的距離為，則有

又
，
聯(lián)立解得

故當(dāng)加熱至末態(tài)時，因摩擦而耗散的熱量為

（3）從初態(tài)到末態(tài)氣體內(nèi)能增加量為

此過程外界對氣體做功為

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得

可得從初態(tài)到末態(tài)氣體總吸熱為

18. 如圖所示是一個大型益智兒童玩具。豎直平面內(nèi)一個大小不計、質(zhì)量為的物塊輕輕放在長為的動摩擦因數(shù)為、速度可調(diào)的固定傳送帶右端。物塊由傳送帶自右向左傳動，CH之間的開口正好可容物塊通過。傳送帶左側(cè)半圓軌道固定，半徑為，與長為，動摩擦因數(shù)為的水平粗糙地面EF相連，F(xiàn)點正上方存在一個固定的彈性擋板（碰后原速率反彈）。F點右側(cè)緊挨著兩輛相互緊靠（但不粘連）、質(zhì)量均為的擺渡車A、B，擺渡車長均為，與物塊之間的動摩擦因數(shù)均為，與地面間的摩擦可略，g取10，則
（1）若物塊恰好不脫軌，求物塊到達(dá)半圓軌道最左端D點時對軌道的壓力；
（2）通過調(diào)節(jié)傳送帶速度，使物塊運動過程中始終不脫軌，求物塊最終可能在EF上停留的區(qū)域長度d；
（3）若撤去彈性擋板，且傳送帶速度調(diào)為6m/s，求A的最終速度大小及物塊在擺渡車上滑行時產(chǎn)生的熱量Q。

【答案】（1），方向水平向左；（2）；（3），
【解析】
【詳解】（1）若物塊在C點恰好不脫軌，則


從C點到D點，由動能定理得

得

D點軌道對物塊的彈力

由牛頓第三定律得，物塊到達(dá)半圓軌道最左端D點時對軌道的壓力

方向水平向左。
（2）若物塊從出發(fā)至C點一直加速，由牛頓第二定律得

得

則到達(dá)C點的最大速度，則

得

故從C點的速度范圍為

從C點到最終停下來，在水平粗糙地面EF通過的路程為，由動能定理得

可得

物塊最終可能在EF上停留的區(qū)域長度

（3）由動能定理

可得

物塊在A上滑行時，推動A、B一起運動，設(shè)物塊到達(dá)A末端時A、B的速度為，由動量守恒和能量守恒得


可得


此后物塊在B上滑行時，推動B繼續(xù)加速，設(shè)物塊與B共速時的速度為，物塊與B的相對位移為，由動量守恒和能量守恒得


可得

物塊在擺渡車上滑行時產(chǎn)生的熱量

19. 如圖，有兩傾角、間距d=0.1m的足夠長平行金屬導(dǎo)軌，其頂端和底端各連有一個R=0.1Ω的電阻。一恒流源為電路提供恒定電流I=2A，電流方向如圖所示。在兩導(dǎo)軌間存在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場，沿導(dǎo)軌向下建立坐標(biāo)軸xOy，磁感應(yīng)強度沿y方向大小不變，沿x方向大小滿足，。質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌間摩擦系數(shù)，讓金屬棒ab從x=0處以很小的速度（可忽略不計）開始向下運動。x=4m處兩導(dǎo)軌各有一小段長度可以忽略的絕緣部分，隔開上下金屬導(dǎo)軌。金屬棒ab及金屬導(dǎo)軌的電阻不計。求：
（1）金屬棒ab運動到x=1m位置時加速度大小；
（2）金屬棒ab從x=0向下運動到速度為0的過程中，克服摩擦力所做的功；
（3）若導(dǎo)軌光滑，改變恒流源電流方向，讓金屬棒從x=0靜止釋放，可以證明導(dǎo)體棒做簡諧運動，且簡諧運動的周期，其中m為做簡諧運動的物體的質(zhì)量，k為中比例系數(shù)k，求從t=0到 時間內(nèi)安培力的沖量。

【答案】（1） ；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【詳解】（1）已知

由牛頓第二定律：

得：

（2）從到的過程中，安培力

安培力做功

由動能定理，

得金屬棒運動到的速度

從到速度為0的過程中，由動量定理

得位移

故全過程克服摩擦力做功

（3）當(dāng)金屬棒運動到x位置時

得

即金屬棒做簡諧運動，且平衡位置位于處，比例系數(shù)k=0.4，其周期

從t=0到時間內(nèi)，由動量定理

得安培力的沖量

20. 如圖1所示，在xOy平面上的第一象限全部區(qū)域有大小為，方向豎直向上的勻強電場，有一位于第二象限的電子源持續(xù)不斷地沿x軸正方向發(fā)射速率均為v的電子，形成沿y軸方向均勻分布的電子流，電子源所在位置的縱坐標(biāo)分布范圍為R~2R。熒光屏的上端固定于x軸上，其橫坐標(biāo)分布范圍為0~5R，熒光屏上被電子碰撞的位置均會顯示熒光。電子每次碰撞過程中機械能損失75%，碰撞前后速度方向與熒光屏的夾角相等（與豎直方向?qū)ΨQ）。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計電子重力，忽略電子間的相互作用。
（1）求熒光區(qū)域的橫坐標(biāo)的最小值；
（2）若從y=R沿x軸正方向射出的電子與熒光屏第一次碰撞的作用時間為t0，求第一次碰撞過程中熒光屏對該電子的作用力大??；
（3）求熒光區(qū)域的橫坐標(biāo)的最大值；
（4）現(xiàn)把勻強電場撤去，在第一象限全部區(qū)域加上方向垂直向里的勻強磁場B，如圖2所示。若所有電子最終均靜止在熒光屏上（沒有離開第一象限），求B的取值范圍。

【答案】（1）R；（2）；（3）；（4）
【解析】
【詳解】（1）根據(jù)題意，電子做類平拋運動，有


解得

（2）電子打在熒光屏上時豎直方向的速度為

當(dāng)電子與熒光屏碰撞過程有


解得
，
根據(jù)動量定理，有


所以

（3）電子從y=2R沿x軸正方向射出，有


解得

第一次碰撞后電子的速度為
，
第一次碰撞后電子的水平位移為

第二次碰撞后電子的水平位移為

第n次碰撞后電子的水平位移為

所以

（4）根據(jù)洛倫茲力提供向心力有

由于每次碰撞過程動能變?yōu)樵瓉淼乃姆种?，所以速度大小?yīng)變?yōu)樵瓉淼亩种?，?br />
電子與熒光屏第一次碰撞時速度方向與熒光屏的夾角為θ，則


聯(lián)立解得
，
根據(jù)幾何關(guān)系


所以

所以
，
所以B的取值范圍為

21. （2）額溫槍中常用的測溫元器件是熱敏電阻。某小組設(shè)計了如圖1所示的電路驗證熱敏電阻阻值與溫度關(guān)系的準(zhǔn)確性，除了該熱敏電阻之外，實驗室還備有如下器材：
A． 電源E（電動勢6V，內(nèi)阻 ）
B． 電流表（量程0~0.2A，內(nèi)阻）
C． 電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻）
D． 定值電阻
E． 開關(guān)S，導(dǎo)線若干

①為了較準(zhǔn)確的測量電阻在不同溫度下的阻值，請在圖1中的虛線框內(nèi)將測量電阻的實驗電路圖補充完整，并在圖中標(biāo)出所選器材的符號； （ ）
②如果在電阻溫度穩(wěn)定時，閉合開關(guān)S，記下電表讀數(shù)，的讀數(shù)為 ，的讀數(shù)為 ，則= ___________ （用題中所給字母表示）；
③為了進(jìn)一步驗證“額溫槍”測溫的準(zhǔn)確性，該同學(xué)設(shè)計了圖2所示電路，已知電源電動勢，內(nèi)阻不計,，熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系如圖3所示。閉合電鍵后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為0.50V，則熱敏電阻此時的溫度為 ___________ °C（保留兩位有效數(shù)字）。
【答案】 ①. 見解析 ②. ## ③.
【解析】
【詳解】（1）[1]根據(jù)伏安法測電阻的原理，我們要想準(zhǔn)確測量出的阻值，必須準(zhǔn)確測出通過的電壓和電流，但題中沒有給出電壓表，所以我們可以用內(nèi)阻已經(jīng)知道的電流表來測電壓，測干路電流，進(jìn)而計算通過的電流，故電路如圖所示

（2）[2]由原理圖可知，通過的電流為

電壓

則

（3）[3]由圖2所示電路知，熱敏電阻的電阻為

由圖像可知，的阻值為時，所對應(yīng)的溫度為。
22. 在“用DIS研究溫度不變時氣體的壓強跟體積的關(guān)系”實驗時，緩慢推動活塞，注射器內(nèi)空氣體積逐漸減小，多次測量得到注射器內(nèi)氣體壓強p、體積V變化的p-V圖線，如圖所示（其中實線是一條雙曲線，虛線為實驗所得圖線，實驗過程中環(huán)境溫度保持不變），發(fā)現(xiàn)該圖線與玻意耳定律明顯不合，造成這一現(xiàn)象的可能原因是 （ ）


A. 實驗時用手握住注射器
B. 實驗時迅速推動活塞
C. 注射器沒有保持水平
D. 推動活塞過程中有氣體泄漏
【答案】A
【解析】
【詳解】由圖像的特點可知壓縮氣體過程中p與V的乘積增大，所以造成這一現(xiàn)象的原因可能是實驗時用手握住注射器，導(dǎo)致溫度升高。
故選A。
23. 用螺旋測微器測量某材質(zhì)電線的直徑d，其中一次測量如圖所示，其讀數(shù)___________ mm。

【答案】1.498
【解析】
【詳解】螺旋測微器讀數(shù)為


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