2022届浙江省精诚联盟高三（下）适应性联考物理试题（解析版）

2022届浙江省精诚联盟高三（下）适应性联考

物理试题

一、单选题

1．（2022·浙江模拟）如图所示，在普朗克墓碑上刻有普朗克常数，普朗克常数是量子力学中一个极为重要的物理常数，它架起了粒子性与波动性之间的桥梁，普朗克常数单位用国际单位基本单位的符号可以表示为（　　）

A． B． C． D．

【答案】C

【知识点】单位制及量纲

【解析】【解答】由题意可知，普朗克常数的单位为，而

故

故ABD错误，C正确。

故选C。

【分析】根据国际单位制以及国际基本单位进行分析判断。

2．（2022·浙江模拟）下列说法中正确的是（　　）

A．伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来

B．鸡蛋碰坚硬的石头鸡蛋容易碎，是因为石头给鸡蛋的力大于鸡蛋给石头的力

C．在微观物理学中，由于我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，所以粒子出现的位置是无规律可循的

D．如图是小球竖直下落的频闪照片，频闪周期为，量出照片中2、3位置与3、4位置的距离分别为x1、x2，那么小球在3位置的速度约为

【答案】A

【知识点】速度、速率；物理学史

【解析】【解答】A．伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来。故A正确；

B．鸡蛋碰坚硬的石头鸡蛋容易碎，是因为石头和鸡蛋的最大承压力不同，二者间的相互作用力大小相等。故B错误；

C．在微观物理学中，不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，但粒子出现的位置是有统计规律的，故C错误；

D．利用频闪照片计算要注意照片与实际尺寸的比例，所以小球在在3位置的速度不能表示为。故D错误。

故A正确。

【分析】根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度以及物理学史进行分析判断。

3．（2022·浙江模拟）北京冬奥会、冬残奥会总结表彰大会2022年4月8日在京举行。冬奥冠军武大靖作为北京冬奥会、冬残奥会突出贡献个人称号获得者代表上台领奖。如图为他在水平冰面上的训练照片，根据该照片，此时刻我们可推知（　　）

A．他受到的重力小于地面对他竖直向上的支持力

B．地面对他的作用力与重力大小相等

C．他正处于弯道转弯，合力方向与水平面平行

D．他正处于弯道转弯，合力方向与水平面成一个锐角

【答案】C

【知识点】圆周运动实例分析

【解析】【解答】A．在转弯时，竖直方向上武大靖仅受到重力和支持力作用，而竖直方向上受力平衡，因此他受到的重力等于地面对他竖直向上的支持力，故A错误；

B．在转弯时，地面对武大靖作用力一方面在竖直和重力平衡，一方面在水平方向提供向心力，因此地面的作用力大于重力，故B错误；

CD．武大靖正处于弯道转弯，在竖直方向上受力平衡，地面对他竖直方向的支持力与重力大小相等，方向相反，而地面对他的摩擦力只能是水平方向，因此，他转弯时，所受合力方向与水平面平行，故C正确，D错误。

故选C。

【分析】当运动员转弯时对运动员进行受力分析，根据共点力平衡以及牛顿第二定律进行分析判断。

4．（2022·浙江模拟）白鹤滩水电站至浙江特高压直流输电工程是国家“西电东送”战略的重点工程，线路全长，输电容量，每年将向浙江输送清洁电能超236亿千瓦时，预计2023年3月份整体投运。已知每燃烧1吨标准煤可发电约，同时也将排放约3吨二氧化碳，以下说法或计算有明显错误的是（　　）

A．在超远距离输电时，高压直流输电比高压交流输电更有优势

B．在输电功率一定条件下，输电电压提高10倍，线路损耗功率将降低为原来的，特高压输电可有效减小输电线上电能的损耗

C．这些清洁电能代替烧煤发电，浙江每年将减少二氧化碳排放约2360万吨

D．实际输电时，要综合考虑各种因素，并不是输电电压越高越好

【答案】B

【知识点】电功率和电功；电能的输送

【解析】【解答】A．在超远距离输电时，线路上的电感与电容对交流电会产生阻碍，而且易产生交流电相位的变化，高压直流输电比高压交流输电更有优势，故A正确，不符合题意；

B．在输电功率一定条件下，输电电压提高10倍，线路电流将降低为原来的，线路损耗功率将降低为原来的，故B错误，符合题意；

C．每年向浙江输送电能236亿千瓦时，每燃烧1吨标准煤可发电约，同时也将排放约3吨二氧化碳，则每年将减少二氧化碳排放约2360万吨，故C正确，不符合题意；

D．实际输电时，要综合考虑各种因素，并不是输电电压越高越好，故D正确，不符合题意。

故选B。

【分析】根据远距离输电以及电功率的表达式得出线路上损耗功率的变化情况，在实际送电时并不是电压越高越好。

5．（2022·浙江模拟）如图甲是示波管的原理图，它由电子枪、偏转电极（和）、荧光屏等组成，管内抽成真空，给电子枪通电后，如果在偏转电极和上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心点。试分析当和所加电压哪种组合可使荧光屏显示如图乙的图案（　　）

A．加图（4）所示电压，加图（1）所示电压

B．加图（4）所示电压，加图（3）所示电压

C．加图（3）所示电压，加图（1）所示电压

D．加图（1）所示电压，加图（2）所示电压

【答案】A

【知识点】示波管的原理与使用

【解析】【解答】要使荧光屏显示如图乙的图案，应加（1）电压，加（2）或（4）电压均可能。

故选A。

【分析】根据示波管的原理进行分析判断得出需要选择的电压。

6．（2022·浙江模拟）、是竖直平面内两根固定的光滑细杆，、、位于同一圆周上，点为圆周的最高点，点为圆周的最低点，现有两个质量与电量均相同的带正电穿孔小球A、分别从处由静止释放，A从点滑到点的时间为，从点滑到点的时间为，不考虑A、之间的静电力，下列判断正确的是（　　）

A．若在细杆所在平面再加一个竖直向下的匀强电场，则两小球下滑时间为

B．若在细杆所在平面再加一个竖直向下的匀强磁场，则两小球下滑时间为

C．若在细杆所在平面再加一个竖直向下的匀强磁场，则两小球下滑时间为

D．若题干中光滑细杆换成动摩擦因数相同的粗糙细杆，则两小球下滑时间为

【答案】B

【知识点】物体的受力分析；牛顿第二定律

【解析】【解答】A．若在受重力的同时，细杆所在平面再加一个竖直向下的匀强电场，A小球沿下落加速度与小球沿下滑的加速度之比跟与细杆长度之比相等，故两小球下滑时间相等，故A错误；

BC．所在平面再加一个竖直向下的匀强磁场，A小球不受影响，小球会增加与细杆的弹力，但如果光滑，也不改变下滑的加速度，故两小球下滑时间也相等，故B正确，C错误；

D．若光滑细杆变成粗糙细杆，A小球不受影响，会减少小球的加速度，两小球下滑时间满足，故D错误。

故选B。

【分析】对小球进行受力分析，利用牛顿第二定律得出ac和ab下滑的加速度之比，从而得出两小球下滑的时间，同理得出当光滑细杆变成粗糙细杆后两小球运动的时间。

7．（2022·浙江模拟）如图所示，点为正电荷旁的一点，正电荷在点产生的电场强度为，电势为（以无穷远处为零电势），负检验电荷在点的电势能为，现有一不带电的金属导体靠近点，则靠近后与原来相比，下列说法正确的是（　　）

A．增大 B．不变 C．升高 D．不变

【答案】A

【知识点】电场强度和电场线；静电感应与静电的防止

【解析】【解答】A．不带电的金属导体靠近点后，金属导体A端感应出负电荷，端感应出正电荷，根据电场强度的矢量叠加知，点的电场强度将增大，故A正确；

BCD．从Q到p顺着电场线电势降低，放入金属导体后AQ之间场强变大，因此电势降低更多，则p点电势变低，负检验电荷的电势能将增大，故BCD错误。

故选A。

【分析】不带电的金属导体靠近点后，利用静电感应以及电场强度的叠加得出点的电场强度的变化情况，沿着电场线电势逐渐降低。

8．（2022·浙江模拟）如图所示为一半圆形的环，为半圆的水平直径，从点以水平初速抛出一个质量为的小球，经后小球落在半圆上点（图中未画出），下列判断中正确的是（　　）

A．半圆的半径为

B．点的速度方向与水平方向夹角的正切为

C．小球从点运动到刚落在半圆壁前一瞬时，小球动量改变了

D．选择合适的初速度，小球可以垂直打在半圆壁上

【答案】C

【知识点】平抛运动

【解析】【解答】根据题意画出粒子的运动轨迹，如图所示

A．根据题意可知，小球的水平位移为

竖直位移为

由平抛运动规律可知，位移与水平方向夹角的正切值为

根据几何关系可知

则

可得

则半圆的半径为

故A错误；

B．根据题意，由平抛运动规律可知，点的速度方向与水平方向夹角的正切为

故B错误；

C．根据动量定理可知，小球动量改变等于重力的冲量，为

故C正确；

D．当粒子垂直打在半圆壁上时，根据几何关系可知，速度与水平方向的夹角和位移与水平方向夹角的关系为

根据平抛运动规律又有

联立可知，满足此关系的和无解，则不论初速度多大，小球都不可能垂直打在半圆壁上，故D错误。

故选C。

【分析】水平抛出的小球做平抛运动，平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合平抛运动的规律进行分析判断。

9．（2022·浙江模拟）如图所示，一足够长的轻质绸带放在水平光滑桌面上，绸带上放A、B两物块，A物块质量大于B物块，两物块同时分别受到反向等大逐渐增大的力作用，两物块与绸带间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。下列说法错误的是（　　）

A．两物块所受摩擦力的大小总是相等

B．两物块不可能同时相对绸带滑动

C．A物块不可能相对绸带发生滑动

D．A物块所受摩擦力一定大于B物块所受摩擦力

【答案】D

【知识点】物体的受力分析；牛顿第二定律

【解析】【解答】轻质丝绸的质量为零，因此合力一定为零。当A、B两物块同时分别受到反向等大逐渐增大的力作用时，轻质绸带所受的摩擦力一定大小相等，方向相反；由于A物块所受最大静摩擦力较大，故B物块先相对绸带运动，A物块不会发生相对绸带滑动，如果A发生相对滑动丝绸受到A较大的滑动摩擦力则B对丝绸提供的摩擦力无法与之平衡。故ABC正确，与题意不符；D错误，与题意相符。

故答案为：D。

【分析】根据牛顿第二定律得出轻质丝绸所受的合力，对物块AB进行受力分析，根据摩擦力的判断以及牛顿第三定律进行分析判断正确的选项。

10．（2022·浙江模拟）如图所示，实线是地球赤道上空的同步卫星轨道，同步卫星寿命终结时，它会被二次变速通过椭圆转移轨道推到虚线所示同步轨道上空约300公里处的“坟场轨道”。已知地球自转周期为，引力常数为，地球质量为，根据上面提供信息，下列得到的结论中正确的是（　　）

A．地球的密度为

B．地球同步卫星离开地面高度为

C．卫星从同步轨道转移到“坟场轨道”需要给卫星二次加速

D．宁波的纬度约为，定点在经度与宁波经度相同的同步卫星，晚上从宁波观察同步卫星与水平面的视角约为

【答案】C

【知识点】卫星问题；天体的匀速圆周运动的模型

【解析】【解答】设地球的半径为，同步卫星距地面的高度为

A．根据题意，由万有引力提供向心力有

可得

地球的体积为

地球密度为

可知，只有当时，即周期为围绕地球表面做圆周运动的卫星的周期，地球的密度为

故A错误；

B．根据题意，由万有引力提供向心力有

可得

故B错误；

C．卫星从同步轨道转移到“坟场轨道”需要卫星做离心运动，则需要给卫星二次加速，故C正确；

D．同步卫星离地面高度远大于地球的半径，由几何关系可知，晚上从宁波观察同步卫星与水平面的视角肯定大于，故D错误。

故答案为：C。

【分析】对地球的同步卫星，利用万有引力提供向心力得出地球质量的表达式以及同步卫星距地面的高度，结合质量和密度的关系得出地球的密度。

11．（2022·浙江模拟）如图所示，图中阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该材料折射率，为一半径为的圆弧，为圆弧面圆心，构成正方形，在处有一点光源，只考虑首次从圆弧全反射与折射的光线。则下列说法中正确的是（　　）

A．从点观察，圆弧被照亮的弧长有

B．边和边有一部分接收不到点光源经圆弧折射的光线

C．点光源经圆弧全反射射到边，这部分长度为

D．从点观察，看到处点光源的像比实际位置更远离面

【答案】A

【知识点】光的折射

【解析】【解答】A．根据
 

得临界角设刚发生全反射，几何关系可知

提示：在△DBE中根据正弦定理求出

则

同理，可知在DB连线另一侧的F点发生全反射时

故从点观察，圆弧被照亮的弧长

故A正确；

B．根据光的折射，边和边都会有经圆弧折射的光线照到，故B错误；

C．经圆弧全反射射到边，这部分长度为

故C错误；

D．从点观察，看到处点光源的像比实际位置更靠近面，故D错误。

故选A。

【分析】根据介质的折射率以及全反射临界角的关系以及几何关系得出圆弧被照亮的弧长；结合光的折射以及几何关系得出正确的选项。

12．（2022·浙江模拟）如图为某热量交换系统部分模型示意图，它利用电磁泵驱动形成导电流体在循环系统中流动，电磁泵是一个长方体，长为，长为，长为，上、下表面是金属板，其它部分和管道由绝缘材料构成，循环系统管道内充满导电液体，导电液体的电阻率为，泵体所在处有方向垂直泵体前表面向外，大小为的匀强磁场，工作时泵体的上下两表面接在电压为（内阻不计）的电源上，理想电流表的读数为，则下列说法中正确的是（　　）

A．示意图中液体要顺时针流动，泵体上、下表面应分别与电源正、负极相接

B．理想电流表的读数

C．接在泵体的上下两表面的电压变为，理想电流表的读数小于（未超出量程）

D．改变磁感应强度大小，不会影响管内液体的流动速度

【答案】C

【知识点】左手定则；电功率和电功；楞次定律

【解析】【解答】A．根据左手定则知，要使液体顺时针流动，泵体上表面应与电源负极相接，故A错误；

B．根据电阻定律泵内液体的电阻为

流过泵体的电流为

因此泵体内液体电流产生热量消耗的电功率为

由于电磁泵是非纯电阻电路，需对外抽水做功，设对外做功的功率为，则电源提供的总功率与等于泵体内液体电流产生热量消耗的电功率与对外做功功率之和，即

因此

故B错误；

C．接在泵体的上下两表面的电压变为后，流过泵体的电流为原来的两倍，因此导体泵内电流产生热量消耗的电功率为原来的4倍，安培力增大为原来的两倍，根据牛顿第二定律和匀变速运动速度与位移的关系可得，在相同的距离内，速度仅增大为原来速度的倍，根据瞬时功率公式可得电场泵对外做功的功率增大为原来的倍，因此

因此理想电流表的读数将小于，故C正确；

D．改变磁感应强度大小，受到的安培力大小也会变好，进而会影响管内液体的流动速度，故D错误。

故选C。

【分析】根据左手定则得出液体所受力的方向，从而得出液体的运动情况，并得出泵的上下表面与电源正负极的连接情况；利用电阻定律以及欧姆定律得出流过泵体的电流，利用电功率的表达式得出理想电表的读数情况。

13．（2022·浙江模拟）如图所示，质量为m，内壁光滑，半径为R的半圆形容器静止在足够长的光滑水平地面上，左侧紧靠竖壁但不粘连，质量也为m的小球从半圆形容器内壁A点静止开始下滑，下列说法中正确的是（　　）

A．从A点下滑到半圆形轨道最底点B点过程中，运动时间为

B．小球过最底点B后，能上升的最大高度点为D点，B、D两点高度差为

C．从A点运动到D点过程中，半圆形容器对小球的弹力对小球始终不做功

D．半圆形容器在一段时间内将不断重复做往复运动

【答案】B

【知识点】机械能守恒及其条件；动量守恒定律

【解析】【解答】A．从A点下滑到半圆形轨道最底点B点过程中，运动时间不能用单摆公式计算，A选项错误；

B．小球过最底点B后，当两者速度相同时，上升到最大高度，根据水平动量守恒

解得

即共同速度为小球在最底点速度的一半，从A到B有

从B到D有

解得

小球能上升的最大高度为，B选项正确；

C．从A点运动到B点过程中，半圆形容器对小球的弹力不做功，但从B点运动到D点过程中，半圆形容器对小球的弹力对小球要做功，C选项错误；

D．力和运动分析半圆形容器第一次从A点到曲面最低点一段时间内不会出现向左运动，D选项错误。

故选B。

【分析】小球运动的过程中，根据动量守恒以及机械能守恒得出小球能上升的最大高度，结合恒力做功以及受力分析判断各力的做功情况。

二、多选题

14．（2022·浙江模拟）关于下列情景中的说法正确的是（　　）

A．图甲中要观察到明显的薄膜干涉，可选用居民身份证当作薄片

B．新冠病毒直径在，图乙新冠病毒图片可能是在光学显微镜下拍摄得到的

C．图丙中用同一钳型电流表测量电流有效值相同，但频率分别为和的交流电，两次测量值不同

D．图丁中几十匝的线圈绕在空心铁氧体芯上，这种扼流圈是高频扼流圈

【答案】C,D

【知识点】光的衍射；光的干涉

【解析】【解答】A．图甲中用居民身份证当作薄片，薄片太厚，干涉条纹间距会很小，会几乎看不到条纹，故A错误；

B．由于衍射，光学显微镜下不能清晰拍摄得到直径在的新冠病毒，故B错误；

C．电流有效值相同，频率不同，电流的变化率不同，同一钳型电流表将测量得到不同的值，故C正确；

D．丁图中几十匝的线圈绕在空心铁氧体芯上，自感系数小，这种扼流圈是高频扼流圈，故D正确。

故选CD。

【分析】当薄片太厚时干涉条纹间距很小，看不到干涉条纹；光学显微镜下不能清晰拍摄新冠病毒；线圈匝数小，自感系数小，该扼流圈是高频扼流圈。

15．（2022·浙江模拟）如图甲是氢原子的能级示意图，图乙是氢的同位素——氘、氚的聚变反应的示意图，下列说法正确的是（　　）

A．用光子能量为的光照射处于基态的氢原子，不能够被基态的氢原子吸收

B．一群能量为的电子碰撞大量处于基态的氢原子，氢原子可能辐射3种不同频率的光子

C．要使聚变反应发生，氘核与氚核必须克服它们之间巨大的核力

D．设氘、氚、氦核的结合能分别为、、，这一聚变反应释放的能量为

【答案】B,D

【知识点】质能方程；玻尔原子理论

【解析】【解答】A．一个基态氢原子的电离能为13.6eV，用光子能量为的光照射处于基态的氢原子，氢原子可以吸收该光子并发生电离，故A错误；

B．一群能量为的电子碰撞大量处于基态的氢原子，大量基态的氢原子可以分别吸收这些电子的的能量而跃迁至能级，之后在向基态跃迁的过程中，可能辐射种频率的光子，故B正确；

C．要使聚变反应发生，氘核与氚核必须克服它们之间巨大的库仑斥力，故C错误；

D．聚变方程为

这一聚变反应释放的能量为

故D正确。

故选BD。

【分析】根据玻尔原子理论判断选择AB选项，结合核聚变的特点判断C项，通过结合能的定义与质能方程分析判断正确的选项。

16．（2022·浙江模拟）在纸面上有两个波源和，振动方向相同，振幅均为，的频率为，的频率为，以为原点建立如图所示的坐标，时波源从平衡位置开始垂直纸面向外做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播，时，波源也从平衡位置开始垂直纸面向外做简谐运动，时刻两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。下列说法中正确的是（　　）

A．两列波相遇后，坐标的质点振动加强

B．波的传播速度为

C．图示波形对应的时刻

D．时，坐标的质点位移为

【答案】B,C

【知识点】波的干涉和衍射

【解析】【解答】A．根据题意可知，两个波源频率不同，不会发生干涉，故A错误；

B．设波的传播速度为，根据题意及公式，由图中数据有

解得

故B正确；

C．根据题意可知，图示波形对应的时刻为波源的传播时间，则

故C正确；

D．时，波源引起坐标质点的位移为零，波源引起坐标质点的位移为，根据叠加得到，时，坐标的质点位移为，故D错误。

故选BC。

【分析】相互干涉的两列波频率必须相同，根据波传播的速度和频率的关系得出该波传播的速度，根据两列波相遇后叠加的原理得出坐标的质点位移。

三、实验题

17．（2022·浙江模拟）如图1所示为高中物理中的四个力学实验装置。

（1）关于这四个力学实验，下列说法正确的是　     　（多选）。

A．实验操作时，四个实验均需先接通电源后释放纸带

B．实验操作时，四个实验均需物体靠近打点计时器处由静止释放

C．四个实验中的物体均做匀变速直线运动

D．数据处理时，四个实验均需计算物体的加速度

（2）某同学按图1（乙）装置做“探究加速度与力和质量关系”，在正确补偿阻力后，按实验原理打出了12条纸带。如图2（a）所示是根据其中一条纸带上的数据作出的图像。打该条纸带时，钩码的总质量　     　（选填“满足”或“不满足”）远小于小车的质量。

（3）如图2（b）所示是某同学按图1（丁）装置做“验证机械能守恒”时打出的一条纸带，计时器接在频率为的交流电源上，从起始点开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、、…，已知重锤的质量为，当地的重力加速度，从打点到打点的过程，重锤重力势能的减少量为　     　，重锤动能的增加量为　     　。（该小题中的计算结果均保留2位有效数字）

【答案】（1）AB

（2）满足

（3）；

【知识点】研究匀变速直线运动；验证牛顿运动定律（探究加速度与力、质量的关系）；验证机械能守恒定律

【解析】【解答】（1） AB．打点计时器在使用时，为了使打点稳定，同时为了提高纸带的利用率，使尽量多的点打在纸带上，要应先接通电源，再放开纸带，同时需物体靠近打点计时器处由静止释放，故AB正确；

CD．探究功与速度变化的关系实验中，橡皮筋的势能转化为小车的动能，且在平衡摩擦力之后，通过增加橡皮筋条数使做功成倍增加，小车做非匀变速直线运动，也无需计算小车的加速度，故CD错误。

故选AB。

（2）图像为一条倾斜的直线，加速度一定，钩码的总质量和小车的质量分别为m、M，由图像可知

由牛顿第二定律

可得

可知小车受到的合外力一定，则打该条纸带时，钩码的总质量满足远小于小车的质量。

（3） 重锤重力势能的减少量为

F点速度

重锤动能的增加量为

【分析】（1）根据打点计时器的使用原理进行分析判断正确选项；
（2）根据加速度的定义式以及牛顿第二定律得出钩码质量和小车质量质量之间的关系；
（3）根据重力势能的表达式以及中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度和动能的定义式得出重力势能的减少量以及动能的增加量。

18．（2022·浙江模拟）用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验。

①该装置采用的光源是　     　；

A．单色激光          B．颜色可调的激光          C．LED灯          D．低压钨丝小灯泡

②实验过程中，金属拨杆的作用是　     　。

【答案】D；调节单缝与双缝平行，使不够清晰的干涉图样变清晰

【知识点】用双缝干涉测光波的波长

【解析】【解答】①“用双缝干涉测量光的波长”实验，该装置采用的光源是低压钨丝小灯泡。

故选D。

②调节单缝与双缝平行，使不够清晰的干涉图样变清晰。

【分析】（1）双缝干涉测量光的波长实验中采用的是低压钨丝小灯泡；
（2）根据双缝干测量波长的实验原理得出调节单缝与双缝平行使不够清晰的图样变清晰。

19．（2022·浙江模拟）某物理兴趣小组在物理实验室测量一根粗细均匀的合金丝的电阻率，实验室里有一半径的量角器，但是缺少刻度尺。该小组首先取一段合金丝绕在该量角器上，并接入如图1所示的电路中，通过金属夹所夹位置改变合金丝接入电路的长度，接入电路的合金丝所对应的圆心角可以由量角器读出。实验时多次改变金属夹所夹位置，通过调节滑动变阻器的阻值，使每次电流表的读数达到一相同值时记录电压表的示数，从而得到多组、的值，作出图像如图2所示。

（1）在实验开始前，滑动变阻器的滑片应置于　     　（选填“左端”或“右端”）。

（2）实验中电流表指针位置如图3所示，则读数　     　。

（3）在实验时，端应与____相连接。

A．端 B．端 C．端 D．端

（4）已知合金丝的横截面积为，则合金丝的电阻率为　                    　（结果保留2位有效数字）。

【答案】（1）左端

（2）0.40

（3）B

（4）

【知识点】测定金属的电阻率

【解析】【解答】（1）本实验采用滑变分压接法，需要为使合金丝的电压从0开始记录，故需要将滑动变阻器的滑片应置于左端；

（2）电流表量程是0~0.6A，由图3所示表盘可知，其分度值为0.02A，示数为0.40A；

（3）在实验时，端应与e端相连，通过改变金属夹的位置来改变所接入的合金丝的电阻；

（4）已知合金丝的横截面积为，读图可知，当时，所对应的电压大小为0.92V，则根据欧姆定律，可得此时合金丝的电阻为

则根据电阻率的公式可得

【分析】（1）根据测量一根粗细均匀的合金丝的电阻率的实验原理得出实验开始前滑动变阻器滑片的位置；
（2）根据电流表的读数原理得出电流表的示数；
（3）在实验时通过改变金属夹的位置来改变所接入的合金丝的电阻；
（4）根据欧姆定律以及电阻定律得出合金丝的电阻率 。

四、解答题

20．（2022·浙江模拟）2021年5月22日，我国首次火星探测器“天问一号”成功着陆火星。在着陆的最后阶段，探测器到达距火星表面100米的时候，进入悬停阶段，这个时候可能会进行一些平移，选择安全的着陆区进行着陆。图示为探测器在火星表面最后100米着陆的模拟示意图。某时刻从悬停开始关闭探测器发动机，探测器开始作竖直匀加速下落，后开启发动机，探测器开始作竖直匀减速下落，到达火星表面时，探测器速度恰好为零，假设探测器下落过程中受到火星大气的阻力恒为探测器在火星表面重力的0.2倍，火星表面的重力加速度取，探测器总质量为5吨（不计燃料燃烧引起的质量变化）。求
 

（1）全程的平均速度大小；

（2）减速下落过程中的加速度大小；

（3）减速下落过程中发动机产生的推力大小。

【答案】（1）解：匀加速下落过程

得

末的速度为

全程的平均速度大小为

（2）解：由

得

减速下落过程中通过的位移为

减速下落过程中的加速度大小

（3）解：设减速下落过程中发动机产生的推力大小，有

代入解得

【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；牛顿第二定律

【解析】【分析】（1）在匀加速运动的过程根据牛顿第二定律得出加速度的大小，结合匀变速直线运动的规律得出全程的平均速度；
（2）减速下落的过程中根据自由落体运动的规律得出减速过程中的加速度；
（3） 减速下落过程中 根据受力分析以及牛顿第二定律得出发动机产生推力的大小。

21．（2022·浙江模拟）如图为一游戏装置的示意图，倾角的轨道与半径半圆轨道相切。水平放置的传送带以的恒定速度顺时针转动，传送带两端长，传送带右端与一光滑水平面平滑对接，水平面上依次摆放个完全相同的物块，物块的质量且数量足够的多。游戏开始时，让质量为的物块从轨道上由静止滑下，到达轨道最低点时对轨道的压力为。物块与轨道间的动摩擦因数、与传送带间的动摩擦因数。轨道其余部分均光滑。碰撞均为对心弹性碰撞，物块均可视为质点，整个装置处于同一竖直平面内。（，）
 

（1）求物块到达点时的速度大小和从轨道释放的高度；

（2）若物块恰好从传送带左端点沿水平方向落入传送带，求两点的水平距离；

（3）求物块在传送带上运动的总时间。

【答案】（1）解：在点，由牛顿第二定律得

解得

物块从释放到运动至，由动能定理得

解得

（2）解：物块从运动至，由动能定理得

解得

在点，分解速度可得，

又

依题意

（3）解：依题意，物块恰好从传送带左端点沿水平方向落入传送带，有

因为

所以物块从运动到先减速后匀速，传送带上运动时间

到达传送带右端速度

因为物块1、2、3…、中任意相邻两物块间碰撞时均发生速度交换，所以物块每次从传送带返回到右边水平面上与物块1碰撞前，物块1的速度均为零。设物块第次与物块1碰前的速度为，碰后速度为，物块1碰后的速度为，由动量守恒和能量守恒得，

由以上两式得，

所以

因为

所以物块在传送带上先向左减速后反向加速回到水平面上，物块第一次与物块1碰撞后到第二次与物块1碰撞前在传送带上运动时间

同理，

所以

所以

当时，，所以物块在传送带上运动的总时间为

【知识点】动能定理的综合应用；动量守恒定律；匀变速直线运动基本公式应用；能量守恒定律；牛顿第二定律

【解析】【分析】（1）物块在C点时，根据牛顿第二定律得出C点速度的表达式， 物块从释放到运动至 的过程中利用动能定理得出从轨道释放的高度；
（2）物块从运动至 的过程中，利用动能定理以及速度的分解得出 两点的水平距离 ；
（3）物块在传送带上运动时根据匀变速直线运动的规律得出到达传送带右端速度，结合动量守恒和能量守恒得出物块在传送带上运动的时间。

22．（2022·浙江模拟）如图所示，电阻为、半径为、匝数为的圆形导体线圈两端与导轨、相连。与导体线圈共圆心的圆形区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度随时间变化的规律如图（2）所示，图（2）中的和均已知。、、是横截面积和材料完全相同的三根粗细均匀的金属棒。金属棒的长度为、电阻为、质量为。导轨与平行且间距为，导轨与平行且间距为，和的长度相同且与、的夹角均为。区域Ⅰ和区域Ⅱ是两个相邻的、长和宽均分别相同的空间区域，其长度均为d。区域Ⅰ中存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。时间内，使棒在区域Ⅰ中某位置保持静止，且其两端分别与导轨与对齐。除导体线圈、金属棒、、外，其余导体电阻均不计，所有导体间接触均良好且均处于同一水平面内，不计一切摩擦，不考虑回路中的自感。
 

（1）求在时间内，使棒保持静止的水平外力的大小；

（2）在以后的某时刻，若区域Ⅰ内的磁场在外力作用下从区域Ⅰ以的速度匀速运动到区域Ⅱ时，导体棒速度恰好达到且恰好进入区域Ⅱ，该过程棒产生的焦耳热为，求金属棒与区域Ⅰ右边界的初始距离和该过程维持磁场匀速运动的外力做的功；

（3）若磁场运动到区域Ⅱ时立刻停下，求导体棒运动到时的速度。

【答案】（1）解：时间内，由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得

时间内，棒所受水平外力为

时间内，磁场不变化，回路电动势为零，无电流，则外力

（2）解：棒向右加速过程中，由动量定理得

得

所以

棒向右加速过程中，回路中的总焦耳热为

由功能关系和能量守恒得

（3）解：棒从磁场区域Ⅱ左边界向右运动距离x时，回路中棒的长度为

回路中总电阻为

回路中电流为

棒所受安培力为

棒从磁场区域Ⅱ左边界运动到过程，由动量定理得

即

其中

所以

【知识点】动量定理；电路的动态变化分析；法拉第电磁感应定律

【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律以及闭合电路欧姆定律得出电路中的电流，结合安培力的表达式得出F的大小；
（2） 棒向右加速过程中 根据动量定理以及功能关系得出金属棒与区域Ⅰ右边界的初始距离以及维持磁场匀速运动的外力做的功 ；
（3）根据总电阻的求解以及闭合电路欧姆定律得出回路中的电流，结合安培力的表达式以及动量定理得出导体棒运动到时的速度 。

23．（2022·浙江模拟）如图（甲）所示，真空中有一竖直长直细金属导线，与导线同轴放置一半径为、高度为的金属圆柱面。设单位时间内从导线上沿径向均匀射出个速率均为的电子，已知电子质量为，电荷量绝对值为。不考虑出射电子间的相互作用。
 

（1）如图（甲）所示，若在柱面和导线之间只加恒定电压时，刚好没有电子到达柱面。求恒定电压的大小；

（2）如图（乙）所示，若在柱面内只加与平行、方向竖直向下的匀强电场，要使单位时间内只有个电子到达圆柱侧面，求电场强度的大小；

（3）如图（丙）所示，若在柱面内只加与平行、方向竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度。一宽度为、高度与圆柱面等高的金属板竖直放置在圆柱面内，金属板与圆柱面间相互绝缘。设到达金属板的所有电子同时被收集且导出，从而形成导出电流，求导出电流的大小。

【答案】（1）解：对刚好没有到达柱面的电子，由动能定理得

解得

（2）解：因为单位时间内只有个电子到达圆柱侧面，故从距离点远的电子恰好从圆柱面的顶端边缘射出，由平抛运动规律得

解得

（3）解：电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为

如下图，由勾股定理得

解得

由几何关系可得，恰好打在金属板上的两个临界电子与垂直金属板方向的夹角、相等且

所以单位时间收集到的电子的数量为

所以导出电流的大小为

【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用；洛伦兹力

【解析】【分析】（1） 对刚好没有到达柱面的电子 时根据动能定理得出恒定电压；
（2）电子做平抛运动，结合平抛运动的规律得出电场强度的大小：
（3）根据粒子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力得出轨道半径的表达式，结合几何关系得出以及电流的微观表达式得出导出电流 的大小。