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2021-2022学年浙江省温州十校联合体高二（下）期中联考物理试题 （解析版）
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这是一份2021-2022学年浙江省温州十校联合体高二（下）期中联考物理试题 （解析版），共27页。试卷主要包含了 下列有关运动的说法正确的是，75h，故A错误；等内容，欢迎下载使用。
2021学年第二学期温州十校联合体期中联考高二年级物理学科试题
考生须知：
1.本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。
2.考生答题前，务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卷上。
3.选择题的答案须用2B铅笔将答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如要改动，须将原填涂处用橡皮擦净。
4.非选择题的答案须用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卷上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后须用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。
5.本试卷中的有关计算中重力加速度取
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列为普朗克常量h单位的是（ ）
A. B. C. D.
【1题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】根据
可知普朗克常量单位为 ，又由 可得普朗克常量h单位为，故ABC错误，D正确。
故选D。
2. 北京冬奥会比赛留下了许多精彩画面。下列是四项比赛时的照片，说法正确的是（ ）
A. 研究甲图中运动员谷爱凌U型场地技巧时，可以将运动员看作质点
B. 研究乙图中韩聪和隋文静双人花滑的动作时，可以将运动员看作质点
C. 研究丙图中冰壶运动的轨迹时，不能将冰壶看成质点
D. 记录了图中任子威100米短道速滑比赛用时，可以忽略运动员的大小和形状
【2题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A B．质点是只计质量不计大小、形状的一个几何点，是实际物体在一定条件的科学抽象，能否看作质点物体本身无关，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略。因为要研究谷爱凌U型场地技巧以及韩聪和隋文静双人花滑的动作，此时不能将其看作质点，故AB错误；
C D．而研究丙图中冰壶运动的轨迹以及任子威100米短道速滑比赛用时，就可以忽略其动作、大小而将其视为质点，故C错误，D正确。
故选D。
3. 下列四幅图所涉及的物理知识，说法不正确是（ ）
A. 可变电容器是利用改变两组铝片的正对面积来改变电容
B. 灵敏电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，是利用电磁阻尼
C. 电磁炉是利用变化的磁场使电磁炉面板产生涡流发热，传导给铁锅加热食物
D. 回旋加速器所加磁场的磁感应强度B的大小由粒子的比荷与交流电源的频率共同决定
【3题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据电容器的决定式
知C与板间距离d、极板正对面积和电介质，由图知板间距离d和电介质没有改变，可知可变电容器是利用改变两组铝片的正对面积来改变电容，A正确，不符合题意；
B．用导线将电流表的两个接线柱连在一起，电流表线圈形成闭合回路，在运输过程中线圈转动时产生感应电流，使线圈获得电磁阻尼作用，从而减缓指针的晃动，B正确，不符合题意；
C．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物，C错误，符合题意；
D．根据洛伦兹力提供向心力，可得
又粒子运动的周期为
解得
回旋加速器所加磁场的磁感应强度B的大小由粒子的比荷与交流电源的频率共同决定，D正确，不符合题意。
故选C。
4. 杭黄高铁被称为“最美高铁”。小李乘坐16节车厢编组的高铁旅行。他位于某节车厢尾部且恰好进入毛遂岗隧道时，立即以约为的速度向此节车厢前部行走，经过到达该节车厢头部时恰好出隧道。行走过程中看到车厢内显示屏上的示数为，则下列说法中错误的是（ ）
A. 显示屏上的示数是列车行驶的速率 B. 该列车通过毛遂岗隧道的时间约为
C. 该列车的长度约为 D. 毛遂岗隧道长度约为
【4题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．显示屏上的示数是瞬时速度的大小，即为速率，故A正确，A不符合题意；
B．该列车通过毛遂岗隧道的时间大于，B错误，故B符合题意；
C．一节车厢的长度约为
所以总长约为
故C正确，C不符合题意；
D．毛遂岗隧道长度约为
故D正确，D不符合题意。
故选B。
5. 2022年是空间站建造决战决胜之年，根据任务安排，今年将组织实施空间站问天舱、梦天舱、货运补给、载人飞行等6次飞行任务，完成空间站在轨建造，建成在轨稳定运行的国家太空实验室，到时会有6位航天员同时在空间站中执行任务。目前，执行空间站建造阶段2次载人飞行的航天员乘组已经选定，正在开展任务训练，其中有宇航员的急动度训练。急动度j是加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值，即，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。在某次训练中某航天员的加速度a随时间t的变化关系如图所示，则（ ）
A. 内航天员做匀加速运动
B. 内航天员运动的加速度减小
C. 时与时的急动度大小相等
D. 时与时的急动度大小相等、方向相反
【5题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．内航天员做加速度增大的加速运动，故A错误；
B．内航天员运动的加速度沿负方向增大，故B错误；
CD．1~5s时间内加速度随时间的变化率不变，所以时与时的急动度大小和方向都相同，时与时的急动度大小和方向也都相同，故C正确，D错误。
故选C。
6. 如图所示，高空滑索是一项勇敢者的运动，某人用轻绳通过滑环悬吊在倾角为的钢索上运动，在下滑过程中轻绳始终保持竖直，不计空气阻力，则下列说法中不正确的是（ ）
A. 该人处于失重状态 B. 该人做匀速运动
C. 滑环受到四个力的作用 D. 钢索对滑环的作用力等于人和滑环的总重力
【6题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】AB．以人为研究对象，人受重力和绳子的拉力两个力的作用，人沿着钢索做直线运动，则绳子的拉力和人的重力二力平衡，否则下滑过程中轻绳不能保持竖直，所以人做匀速运动，不处于超重也不处于失重状态，A错误，B正确；
C．滑环受到自身重力，绳的拉力，沿着钢索方向向上的摩擦力以及垂直于钢索方向向上的支持力，C正确；
D．以滑环和人的整体为研究对象，根据平衡条件可得，钢索对滑环的作用力等于人和滑环的总重力，D正确。
故选A。
7. 下列有关运动的说法正确的是（ ）
A. 图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动，若A球角速度越大则越小
B. 图乙中质量为m的小球到达最高点时对上管壁的压力为，则小球的速度大小为
C. 图丙中皮带轮上b点的加速度大于a的加速度
D. 图丙中皮带轮上c点的线速度等于d点的线速度
【7题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动，设绳长为，根据牛顿第二定律有
解得
可知当A球角速度越大则越大，故A错误；
B．由牛顿第二定律
解得
故B正确；
C．a、c两点有相同的线速度，由
可知半径小的加速度大，则a点的加速度大于c点的加速度
b、c两点有相同的角速度，由
可知半径大的加速度大，则c点的加速度又大于b点的加速度，所以a点的加速度大于b点的加速度，故C错误；
D．c、d两点有相同的角速度，由
可知半径大线速度大，则c点的线速度小于d点的线速度，故D错误。
故选B。
8. 手持软长绳的一端O点，在竖直平面内连续向上、向下抖动软绳（可视为简谐运动），带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。时O点由平衡位置开始振动，经过时间在绳上第一次形成的波形如图所示，则（ ）
A. O点的起振方向向下 B. 此时P点与Q点的速度相同
C. 该绳波的周期 D. 若手上下振动加快，该波的波长将变大
【8题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．由波形图分析知此时Q点的振动方向向上，所以O点的起振方向向上，故A错误；
B．此时P点速度方向向下，Q点的速度向上，故B错误；
C．由
可知
故C正确；
D．由可知，不变，f变大，将变小，故D错误。
故选C。
9. 2021年10月16日发射神舟十三号载人飞船，翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员将执行飞行任务，将在中国空间站驻留6个月。假设中国空间站绕地球运动看作匀速圆周运动，在圆轨道上一天时间内绕地球飞行约为16圈，已知地球的半径为，地球表面的重力加速度取。则以下说法正确的是（ ）
A. 王亚平在该轨道上飞行时，一天内出现16次日出日落，每次从日出到日落的时间间隔为
B. 由于失重，王亚平在“中国空间站”中不能用天平测物体的质量，但可用弹力健身器锻炼身体
C. 王亚平将在太空拍到的照片传到地面所需的时间约为1s
D. “神舟十三号”与“中国空间站”对接的过程是将“神舟十三号”送到“中国空间站”的同一圆轨道上再加速对接成功
【9题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．依题意，空间站的周期为
卫星卫东的示意图如图
可知从A点开始日出到B点为日落并不是半个周期即0.75h，故A错误；
B．根据天平和弹力健身器的工作原理，可知在失重环境下，不能用天平测物体的质量，但可用弹力健身器锻炼身体。故B正确；
C．空间站所受万有引力提供向心力，有
解得
照片传到地面的速度为电磁波的传播速度，即光速，所需的时间为
故C错误；
D．将“神舟十三号”送到“中国空间站”的同一圆轨道上加速后会做离心运动，飞到更高的轨道，无法与空间站对接。故D错误。
故选B。
10. 如图所示，某次雷雨天气，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场，图中虚线为该电场的三条等势线，实线为某带电粒子从A运动到B的轨迹，A、B为运动轨迹上的两点。带电粒子的重力不计，避雷针带负电。则（ ）
A. 带电粒子带负电
B. 避雷针尖端附近电势较高
C. 带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度
D. 带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
【10题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子受到指向曲线弯曲内侧的作用力，即带电粒子与带负电的避雷针之间为相互吸引力，带电粒子带正电，A错误；
B．避雷针带负电，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场中，电场线指向避雷针，沿着电场线的方向，电势降低，由此可知，避雷针尖端附近电势较低，B错误；
C．等势线越密集的位置，电场强度越强，由此可知，B点的电场强度大小大于A的，则带电粒子在B点的加速度大于在A点的加速度，C错误；
D．避雷针尖端附近电势较低，即
根据电势能与电势的关系
又因为粒子带正电，则带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，D正确。
故选D。
11. 教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则（ ）
A. R消耗功率变为 B. 电压表V的读数变为
C. 电流表A的读数变为 D. 通过R的交变电流频率变为原来的4倍
【11题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据
当发电机线圈的转速变为原来的2倍，则发电机感应电动势的最大值变为原来的2倍，感应电动势的有效值变为原来的2倍，则理想变压器原线圈的电压变为原来的2倍，根据
可知，副线圈的电压变为原来的2倍，电压表读数变为2U，根据
因定值电阻两端电压变为原来的2倍，则R消耗的功率变为4P，A正确，B错误；
C．根据欧姆定律可知理想变压器副线圈的电流变为原来的2倍，根据
可知，理想变压器原线圈的电流变为原来的2倍，电流表读数变为2I，C错误；
D．根据
，
可得
可知通过R的交变电流频率变为原来的2倍，D错误。
故选A。
12. 航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（ ）
A 两个金属环都向左运动
B. 从左侧向右看，两个金属环中感应电流都沿顺时针方向
C. 铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
D. 若交换电源正负极，两个金属环运动方向都与交换前相反
【12题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．合上开关S的瞬间，电流从无到有，通过两金属环的磁通量增大，由楞次定律的推论要阻碍磁通量的增大，两环应远离线圈，所以A错误；
B．由右手定则得两金属环的磁通量向左增大，原磁场的方向向左，由楞次定律得感应磁场的方向向右，再由右手定则可得两环的感应电流方向向右，所以从左侧向右看，两个金属环中感应电流都沿顺时针方向，则B正确；
C．两种金属环的材料不同，电阻率不同电阻不同，感应电流不同，则它们的安培力也不同，所以C错误；
D．交换电源正负极，闭合开关瞬间变化相同所以两个金属环运动方向都与交换前相同。则D错误；
故选B。
13. 某科研小组在进行一次科研实验时，将一个能产生多种正离子（质子、氘核、氚核及氦核等）的粒子源放在如图装置的位置。粒子源产生的正离子飘入（初速度很小，可忽略不计）电压为的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入。已知平行金属板A、B板长为L，相距为d，两板间的电压为。若离子能从A、B板间射出（不计离子的重力），则（ ）
A. 与之间的关系要满足
B. 各离子在电场中的运动轨迹重合
C. 各离子从A、B板间射出时的速度相同
D. 各离子从粒子源到从A、B板间射出的时间相同
【13题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．粒子经加速电场加速后的速度大小为，根据动能定理可得
粒子进入偏转电场做类平抛运动，若粒子能够从A、B板间射出则粒子的竖直偏转位移应满足
根据类平抛的特点可得
联立可得
A错误；
B．假设带电粒子向下偏转，以S为坐标原点建立直角坐标系，如图所示
根据类平抛运动的特点可以求出粒子的竖直位移和水平位移分别为
联立可求得粒子的轨迹方程为
由此可知，粒子运动的轨迹与正离子的比荷无关，只有加速电场和偏转电场的性质决定，即各离子在电场中的运动轨迹重合，B正确；
C．各离子在电场中的运动轨迹重合，即在偏转电场中的竖直偏转位移相同，竖直偏转位移为，设粒子射出时的速度大小为，根据动能定理可得
解得
由此可知，粒子射出电场时的速度大小与正离子的比荷相关，即各离子从A、B板间射出时的速度大小不同，速度方向相同，C错误；
D．设加速电场的宽度为，粒子在加速电场中运动的时间为，则有
解得
离子在偏转电场中运动的时间为
离子从粒子源到从A、B板间射出的时间为
由此可知，离子从粒子源到从A、B板间射出的时间与正离子的比荷相关，即各离子从A、B板间射出的时间不相同，D错误。
故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）
14. 频率不同的两束单色光a和b（频率），从空气中平行射入两面平行玻璃砖的上表面（如图所示），下列说法正确的是（ ）
A. 若从下表面射出时，b光一定在a光的右侧
B. 两束单色光都有可能不会从玻璃砖的下表面射出
C. 单色光b在玻璃砖中的速度小于单色光a在玻璃砖中的速度
D. 在相同条件下，分别用a、b光进行双缝干涉实验，则用a光得到干涉条纹间距较大
【14题答案】
【答案】CD
【解析】
【详解】A．因为光的频率越大折射率越大，由题意两束光的入射角相等，由折射定律
可知，b光的折射角大于a光的折射角，所以b光的出射点可能在a光的左侧，即从下表面射出时，b光不一定在a光的右侧，故A错误；
B．因为光发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，所以从空气射向玻璃时，一定可以发生折射，即两束单色光都会从玻璃砖的下表面射出，故B错误；
C．由
可知，单色光b在玻璃砖中的速度小于单色光a在玻璃砖中的速度，故C正确；
D．由
可知，a光的波长大于b光的波长，则由
可知，在相同条件下，分别用a、b光进行双缝干涉实验，则用a光得到干涉条纹的间距较大，故D正确。
故选CD。
15. 利用光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小）制作的光传感器，可以记录传递带上工件的输送情况。如图甲所示是光电计数器的工作示意图，其中A是发光仪器，B是传送带上的物品，R1为光敏电阻，R2为定值电阻；图乙是输出电信号与时间的关系。若传送带始终匀速运动，每个工件的距离为0.1m，则下列说法正确的是（ ）
A. 当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
B. 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
C. 传送带运动的速度是0.1m/s
D. 该传送带每小时输送7200个工件
【15题答案】
【答案】BD
【解析】
【详解】A．当有光照射R1时，R1阻值变小，回路电流变大，根据
R1两端的电压U1变小，信号处理系统获得低电压，A错误；
B．工件每遮挡光一次，R1的阻值变大一次，R1两端的电压U1变大一次，信号处理系统就获得一次高电压，就计数一次，B正确；
C. 传送带运动的速度是
C错误；
D．该传送带每小时输送工件的数量为
D正确。
故选BD。
16. 如图所示，为LC振荡电路的某一状态，此时线圈L中磁场方向向上，电容器中电场方向向上，则（ ）
A. 此时电容器处于放电状态
B. 从此时开始，在很短的时间内电路中电流将逐渐变小
C. 此时电路处于磁场能向电场能转化的状态
D. 若线圈的自感系数L越大、电容器的电容C越大，则振荡电路产生的振荡电流的频率越小
【16题答案】
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由右手定则可知线圈中的电流方向从上往下，由电场方向知下极板带正电，故电容器处于充电状态，故A错误；
B．电容器处于充电状态，电路中电流将逐渐变小，故B正确；
C．此时电路处于充电状态，所以电路处于磁场能向电场能转化的状态，故C正确；
D．由 可知若线圈的自感系数L越大、电容器的电容C越大，则振荡电路产生的振荡电流的频率越小，故D正确。
故选BCD。
非选择题部分
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）
17. （1）小明同学用如图甲所示的装置进行用单摆测量重力加速度的实验。
①以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有___________；
A．尽量选择质量大、体积小的摆球
B．将摆球拉到最大位移处释放，同时快速按下秒表开始计时
C．测量摆长时，让单摆自然下垂，先测出摆线长度，然后加上摆球的半径
D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间作为单摆的周期
②用10分度的游标卡尺测量了小球直径d，示数如图乙所示，则小球直径___________；
（2）在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”的实验中，某同学作了如图所示的实验改进，添加了用力传感器来测细线中的拉力。关于实验改进后，下列说法正确的是___________。
A．力传感器测得的是砂和砂桶的总重力 B．小车受到的合力等于力传感器测得的大小
C．砂和砂桶的总质量不需远小于小车质量 D．本实验不需要进行阻力补偿
【17题答案】
【答案】 ①. AC##CA ②. ③. C
【解析】
【详解】（1）[1]A．为了减小空气阻力，所以尽量选择质量大、体积小的摆球，故A正确；
B．单摆释放的角度应当小，摆动稳定后，开始计时，计时起点终点为摆球通过平衡位置，故B错误；
C．测量摆长时，让单摆自然下垂，先测出摆线长度，然后加上摆球的半径，故C正确；
D．用秒表测量单摆完成30~50次次全振动所用时间，然后求平均摆动一次的时间作为单摆的周期，故D错误。
故选AC；
[2]由图乙可知，
（2）[3] AC．力传感器可以精确测得绳子对小车的拉力，由于砂和砂桶做加速运动，则力传感器测得的并不是砂和砂桶的总重力，故不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量，故A错误，C正确；
B．小车受到合力等于力传感器测得的大小的两倍，故B错误
D．本实验仍需要进行阻力补偿，故D错误。
故选C。
18. 如图甲所示，将一根铜棒和一根锌棒插入一只苹果内，就成了一个简单的“水果电池”。小明同学做了两个这样的水果电池，并依次进行以下实验：
（1）用多用电表的直流电压（）挡粗测其中一个水果电池的电动势，指针位置如图乙所，其示数为_________V；
（2）用如图丙所示的电路测量该电池组（两个水果电池串联）的电动势和内阻，已知定值电阻，两只电流表规格相同，量程均为，内阻均为）。若身边有两种规格的滑动变阻器：、，实验中应该选用的滑动变阻器是_______（填“A”或“B”）；
（3）根据上述实验中两只电流表读数的多组数据，在图中描点并作出图像，如图丁所示，可求得该电池组的电动势与内阻分别为________V、________（内阻的计算结果保留两位有效数字）。
【18题答案】
【答案】 ①. ②. B ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]读数约。
（2）[2]因为水果电池的内阻较大，为了实验中数据变化较为明显，减小实验误差，故选B。
（3）[3][4]
由闭合回路欧姆定律可得
期中R为电流表的电阻，由图可知
，
解得
，
因为图中的数据读取有误差，所以内阻的取值范围可为，电动势的取值范围可为。
四、计算题（本题共4小题，共41分。要求画出必要的图形，写出必要的文字说明、重要的方程式和演算步骤，有数值计算的必须明确写出数值和单位）
19. 如图所示，是一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态。一可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落。落到一定位置时，制动系统启动，到达地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为，落到地面所用的时间为，制动系统启动后座舱做匀减运动。求：
（1）制动系统启动时离地面的高度；
（2）座舱离地面时，质量为的人对座舱的压力大小。
【19题答案】
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设制动时的速度为v，则v-t图像如图所示
由图像知
解得
又
（2）设制动后运动的加速度大小为a
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律知，人对座舱的压力大小
20. 如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，弹簧处于自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径的圆环剪去了左上角的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料制作的质量为的物块将弹簧也缓慢压缩到C点释放，物块经过B点后其位移与时间的关系为，物块从桌面右边缘D点飞离桌面后，由P点沿圆轨道切线落入圆轨道，（，）求：
（1）BP间的水平距离；
（2）判断能否沿圆轨道到达M点；
（3）若用材料相同的质量为m（）的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，求物块经过B点的速度大小v与物块质量m的函数关系。
【20题答案】
【答案】（1）；（2）不能到达M点；（3）（）
【解析】
【详解】（1）设物块由D点以初速度做平抛运动，落到P点时其竖直分速度为，则有
而
解得
设物块做平抛运动的时间为，水平位移为，则有
，
解得
由题意可知，小球过B点后以初速度为，加速度减速到，
设BD间位移为，则有
解得
所以BP水平间距为
（2）若物块能沿轨道到达M点，设其速度为，根据机械能守恒定律有
解得
物块能过M点的速度条件是
因此，可知物块不能到达M点。
（3）设物块与桌面间的动摩擦因数为，则释放时
释放时
释放m时
解得
（）
21. 如图所示，两根光滑平行金属导轨放置在倾角为绝缘斜面上，两导轨间距导轨，导轨足够长且电阻忽略不计。导轨上端接一个阻值为的电阻。两导轨间分布着磁感应强度大小不变、方向垂直于斜面（向上与向下）交替变化的条形区域的匀强磁场，每一条形磁场区域的宽度为，相邻条形磁场区域的间距为，斜面处的磁场边界都是水平的。现一长为、质量为、电阻的导体棒水平放于导轨上，从离第一个有界磁场上边界距离为处静止开始下滑。已知导体棒离开每个有界磁场前有一段时间做匀速运动，导体棒通过每个磁场区域的时间都相同。求：
（1）磁场的磁感应强度B的大小；
（2）导体棒通过每一个磁场区域的过程，通过电阻R的电荷量q；
（3）从导体棒进入磁场开始计时，通过导体棒电流的有效值I。
【21题答案】
【答案】（1） ；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设导体棒进入磁场和离开磁场的速度分别为、，则有：
解得
解得
根据法拉电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和力的平衡条件有
解得
（2）根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及电流的定义有
代入数据
（3）导体棒通过每个磁场区域，根据动量定理有
而
根据能量守恒定律有
导体棒通过每个无磁场区域的时间
根据焦耳定律有
解得
22. 离子发动机（图甲）是利用电能加速工质（工作介质）形成高速粒子流而产生推力的航天器发动机。其原理如图乙所示，其原理如下：首先系统将等离子体经系统处理后，从下方以恒定速率向上射入有磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场的区域Ⅰ内。栅电极MN和PQ间距为d（栅电极是多孔薄金属板，带电微粒能自由通过），当栅电极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统（关闭粒子进入通道、撤去磁场）。间距为D的两水平放置极板间为区域Ⅱ，区域Ⅱ中仅在直径为D的圆形区域内存在垂直纸面向外的磁场，磁感应强度大小为，放在下极板A处的粒子放射源能够发射速率相等的正离子，离子放射源发出的正离子速度方向与下极板夹角为（），正离子经过该磁场区域后形成宽度为D的平行粒子束，经过栅电极MM、PQ之间的电场中加速后从栅电极PQ喷出，在上述正离子的运动过程中探测器获得反向推力。已知正离子的质量为m，电荷量为q（不计各种粒子之间相互作用、正负离子、等离子体的重力，不计相对论效应）。求：
（1）求在A处发射的正离子的速度大小；
（2）若正离子经过区域Ⅰ加速后，离开PQ的速度大小为，求与的关系；
（3）若在第（2）问的情况下，假设航天器的总质量为M，正在以速度v运动，发现运动方向偏离预定方向角，如图丙所示，为了使飞船回到预定的飞行方向，飞船启用推进器沿垂直于飞船速度的方向进行推进调整，且推进器工作时间极短，求离子推进器喷射出的粒子数N。
【22题答案】
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由条件知，正离子在磁场中圆周运动的半径。根据牛顿第二定律及洛伦兹力公式有
解得
（2）设MN与PQ间的电压为U，则有
解得
（3）根据动量守恒定律有
由图可知
解得
2021学年第二学期温州十校联合体期中联考高二年级物理学科试题
考生须知：
1.本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。
2.考生答题前，务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卷上。
3.选择题的答案须用2B铅笔将答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如要改动，须将原填涂处用橡皮擦净。
4.非选择题的答案须用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卷上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后须用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。
5.本试卷中的有关计算中重力加速度取
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列为普朗克常量h单位的是（ ）
A. B. C. D.
【1题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】根据
可知普朗克常量单位为 ，又由 可得普朗克常量h单位为，故ABC错误，D正确。
故选D。
2. 北京冬奥会比赛留下了许多精彩画面。下列是四项比赛时的照片，说法正确的是（ ）
A. 研究甲图中运动员谷爱凌U型场地技巧时，可以将运动员看作质点
B. 研究乙图中韩聪和隋文静双人花滑的动作时，可以将运动员看作质点
C. 研究丙图中冰壶运动的轨迹时，不能将冰壶看成质点
D. 记录了图中任子威100米短道速滑比赛用时，可以忽略运动员的大小和形状
【2题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A B．质点是只计质量不计大小、形状的一个几何点，是实际物体在一定条件的科学抽象，能否看作质点物体本身无关，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略。因为要研究谷爱凌U型场地技巧以及韩聪和隋文静双人花滑的动作，此时不能将其看作质点，故AB错误；
C D．而研究丙图中冰壶运动的轨迹以及任子威100米短道速滑比赛用时，就可以忽略其动作、大小而将其视为质点，故C错误，D正确。
故选D。
3. 下列四幅图所涉及的物理知识，说法不正确是（ ）
A. 可变电容器是利用改变两组铝片的正对面积来改变电容
B. 灵敏电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，是利用电磁阻尼
C. 电磁炉是利用变化的磁场使电磁炉面板产生涡流发热，传导给铁锅加热食物
D. 回旋加速器所加磁场的磁感应强度B的大小由粒子的比荷与交流电源的频率共同决定
【3题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据电容器的决定式
知C与板间距离d、极板正对面积和电介质，由图知板间距离d和电介质没有改变，可知可变电容器是利用改变两组铝片的正对面积来改变电容，A正确，不符合题意；
B．用导线将电流表的两个接线柱连在一起，电流表线圈形成闭合回路，在运输过程中线圈转动时产生感应电流，使线圈获得电磁阻尼作用，从而减缓指针的晃动，B正确，不符合题意；
C．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物，C错误，符合题意；
D．根据洛伦兹力提供向心力，可得
又粒子运动的周期为
解得
回旋加速器所加磁场的磁感应强度B的大小由粒子的比荷与交流电源的频率共同决定，D正确，不符合题意。
故选C。
4. 杭黄高铁被称为“最美高铁”。小李乘坐16节车厢编组的高铁旅行。他位于某节车厢尾部且恰好进入毛遂岗隧道时，立即以约为的速度向此节车厢前部行走，经过到达该节车厢头部时恰好出隧道。行走过程中看到车厢内显示屏上的示数为，则下列说法中错误的是（ ）
A. 显示屏上的示数是列车行驶的速率 B. 该列车通过毛遂岗隧道的时间约为
C. 该列车的长度约为 D. 毛遂岗隧道长度约为
【4题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．显示屏上的示数是瞬时速度的大小，即为速率，故A正确，A不符合题意；
B．该列车通过毛遂岗隧道的时间大于，B错误，故B符合题意；
C．一节车厢的长度约为
所以总长约为
故C正确，C不符合题意；
D．毛遂岗隧道长度约为
故D正确，D不符合题意。
故选B。
5. 2022年是空间站建造决战决胜之年，根据任务安排，今年将组织实施空间站问天舱、梦天舱、货运补给、载人飞行等6次飞行任务，完成空间站在轨建造，建成在轨稳定运行的国家太空实验室，到时会有6位航天员同时在空间站中执行任务。目前，执行空间站建造阶段2次载人飞行的航天员乘组已经选定，正在开展任务训练，其中有宇航员的急动度训练。急动度j是加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值，即，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。在某次训练中某航天员的加速度a随时间t的变化关系如图所示，则（ ）
A. 内航天员做匀加速运动
B. 内航天员运动的加速度减小
C. 时与时的急动度大小相等
D. 时与时的急动度大小相等、方向相反
【5题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．内航天员做加速度增大的加速运动，故A错误；
B．内航天员运动的加速度沿负方向增大，故B错误；
CD．1~5s时间内加速度随时间的变化率不变，所以时与时的急动度大小和方向都相同，时与时的急动度大小和方向也都相同，故C正确，D错误。
故选C。
6. 如图所示，高空滑索是一项勇敢者的运动，某人用轻绳通过滑环悬吊在倾角为的钢索上运动，在下滑过程中轻绳始终保持竖直，不计空气阻力，则下列说法中不正确的是（ ）
A. 该人处于失重状态 B. 该人做匀速运动
C. 滑环受到四个力的作用 D. 钢索对滑环的作用力等于人和滑环的总重力
【6题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】AB．以人为研究对象，人受重力和绳子的拉力两个力的作用，人沿着钢索做直线运动，则绳子的拉力和人的重力二力平衡，否则下滑过程中轻绳不能保持竖直，所以人做匀速运动，不处于超重也不处于失重状态，A错误，B正确；
C．滑环受到自身重力，绳的拉力，沿着钢索方向向上的摩擦力以及垂直于钢索方向向上的支持力，C正确；
D．以滑环和人的整体为研究对象，根据平衡条件可得，钢索对滑环的作用力等于人和滑环的总重力，D正确。
故选A。
7. 下列有关运动的说法正确的是（ ）
A. 图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动，若A球角速度越大则越小
B. 图乙中质量为m的小球到达最高点时对上管壁的压力为，则小球的速度大小为
C. 图丙中皮带轮上b点的加速度大于a的加速度
D. 图丙中皮带轮上c点的线速度等于d点的线速度
【7题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动，设绳长为，根据牛顿第二定律有
解得
可知当A球角速度越大则越大，故A错误；
B．由牛顿第二定律
解得
故B正确；
C．a、c两点有相同的线速度，由
可知半径小的加速度大，则a点的加速度大于c点的加速度
b、c两点有相同的角速度，由
可知半径大的加速度大，则c点的加速度又大于b点的加速度，所以a点的加速度大于b点的加速度，故C错误；
D．c、d两点有相同的角速度，由
可知半径大线速度大，则c点的线速度小于d点的线速度，故D错误。
故选B。
8. 手持软长绳的一端O点，在竖直平面内连续向上、向下抖动软绳（可视为简谐运动），带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。时O点由平衡位置开始振动，经过时间在绳上第一次形成的波形如图所示，则（ ）
A. O点的起振方向向下 B. 此时P点与Q点的速度相同
C. 该绳波的周期 D. 若手上下振动加快，该波的波长将变大
【8题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．由波形图分析知此时Q点的振动方向向上，所以O点的起振方向向上，故A错误；
B．此时P点速度方向向下，Q点的速度向上，故B错误；
C．由
可知
故C正确；
D．由可知，不变，f变大，将变小，故D错误。
故选C。
9. 2021年10月16日发射神舟十三号载人飞船，翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员将执行飞行任务，将在中国空间站驻留6个月。假设中国空间站绕地球运动看作匀速圆周运动，在圆轨道上一天时间内绕地球飞行约为16圈，已知地球的半径为，地球表面的重力加速度取。则以下说法正确的是（ ）
A. 王亚平在该轨道上飞行时，一天内出现16次日出日落，每次从日出到日落的时间间隔为
B. 由于失重，王亚平在“中国空间站”中不能用天平测物体的质量，但可用弹力健身器锻炼身体
C. 王亚平将在太空拍到的照片传到地面所需的时间约为1s
D. “神舟十三号”与“中国空间站”对接的过程是将“神舟十三号”送到“中国空间站”的同一圆轨道上再加速对接成功
【9题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．依题意，空间站的周期为
卫星卫东的示意图如图
可知从A点开始日出到B点为日落并不是半个周期即0.75h，故A错误；
B．根据天平和弹力健身器的工作原理，可知在失重环境下，不能用天平测物体的质量，但可用弹力健身器锻炼身体。故B正确；
C．空间站所受万有引力提供向心力，有
解得
照片传到地面的速度为电磁波的传播速度，即光速，所需的时间为
故C错误；
D．将“神舟十三号”送到“中国空间站”的同一圆轨道上加速后会做离心运动，飞到更高的轨道，无法与空间站对接。故D错误。
故选B。
10. 如图所示，某次雷雨天气，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场，图中虚线为该电场的三条等势线，实线为某带电粒子从A运动到B的轨迹，A、B为运动轨迹上的两点。带电粒子的重力不计，避雷针带负电。则（ ）
A. 带电粒子带负电
B. 避雷针尖端附近电势较高
C. 带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度
D. 带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
【10题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子受到指向曲线弯曲内侧的作用力，即带电粒子与带负电的避雷针之间为相互吸引力，带电粒子带正电，A错误；
B．避雷针带负电，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场中，电场线指向避雷针，沿着电场线的方向，电势降低，由此可知，避雷针尖端附近电势较低，B错误；
C．等势线越密集的位置，电场强度越强，由此可知，B点的电场强度大小大于A的，则带电粒子在B点的加速度大于在A点的加速度，C错误；
D．避雷针尖端附近电势较低，即
根据电势能与电势的关系
又因为粒子带正电，则带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，D正确。
故选D。
11. 教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则（ ）
A. R消耗功率变为 B. 电压表V的读数变为
C. 电流表A的读数变为 D. 通过R的交变电流频率变为原来的4倍
【11题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据
当发电机线圈的转速变为原来的2倍，则发电机感应电动势的最大值变为原来的2倍，感应电动势的有效值变为原来的2倍，则理想变压器原线圈的电压变为原来的2倍，根据
可知，副线圈的电压变为原来的2倍，电压表读数变为2U，根据
因定值电阻两端电压变为原来的2倍，则R消耗的功率变为4P，A正确，B错误；
C．根据欧姆定律可知理想变压器副线圈的电流变为原来的2倍，根据
可知，理想变压器原线圈的电流变为原来的2倍，电流表读数变为2I，C错误；
D．根据
，
可得
可知通过R的交变电流频率变为原来的2倍，D错误。
故选A。
12. 航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（ ）
A 两个金属环都向左运动
B. 从左侧向右看，两个金属环中感应电流都沿顺时针方向
C. 铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
D. 若交换电源正负极，两个金属环运动方向都与交换前相反
【12题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．合上开关S的瞬间，电流从无到有，通过两金属环的磁通量增大，由楞次定律的推论要阻碍磁通量的增大，两环应远离线圈，所以A错误；
B．由右手定则得两金属环的磁通量向左增大，原磁场的方向向左，由楞次定律得感应磁场的方向向右，再由右手定则可得两环的感应电流方向向右，所以从左侧向右看，两个金属环中感应电流都沿顺时针方向，则B正确；
C．两种金属环的材料不同，电阻率不同电阻不同，感应电流不同，则它们的安培力也不同，所以C错误；
D．交换电源正负极，闭合开关瞬间变化相同所以两个金属环运动方向都与交换前相同。则D错误；
故选B。
13. 某科研小组在进行一次科研实验时，将一个能产生多种正离子（质子、氘核、氚核及氦核等）的粒子源放在如图装置的位置。粒子源产生的正离子飘入（初速度很小，可忽略不计）电压为的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入。已知平行金属板A、B板长为L，相距为d，两板间的电压为。若离子能从A、B板间射出（不计离子的重力），则（ ）
A. 与之间的关系要满足
B. 各离子在电场中的运动轨迹重合
C. 各离子从A、B板间射出时的速度相同
D. 各离子从粒子源到从A、B板间射出的时间相同
【13题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．粒子经加速电场加速后的速度大小为，根据动能定理可得
粒子进入偏转电场做类平抛运动，若粒子能够从A、B板间射出则粒子的竖直偏转位移应满足
根据类平抛的特点可得
联立可得
A错误；
B．假设带电粒子向下偏转，以S为坐标原点建立直角坐标系，如图所示
根据类平抛运动的特点可以求出粒子的竖直位移和水平位移分别为
联立可求得粒子的轨迹方程为
由此可知，粒子运动的轨迹与正离子的比荷无关，只有加速电场和偏转电场的性质决定，即各离子在电场中的运动轨迹重合，B正确；
C．各离子在电场中的运动轨迹重合，即在偏转电场中的竖直偏转位移相同，竖直偏转位移为，设粒子射出时的速度大小为，根据动能定理可得
解得
由此可知，粒子射出电场时的速度大小与正离子的比荷相关，即各离子从A、B板间射出时的速度大小不同，速度方向相同，C错误；
D．设加速电场的宽度为，粒子在加速电场中运动的时间为，则有
解得
离子在偏转电场中运动的时间为
离子从粒子源到从A、B板间射出的时间为
由此可知，离子从粒子源到从A、B板间射出的时间与正离子的比荷相关，即各离子从A、B板间射出的时间不相同，D错误。
故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）
14. 频率不同的两束单色光a和b（频率），从空气中平行射入两面平行玻璃砖的上表面（如图所示），下列说法正确的是（ ）
A. 若从下表面射出时，b光一定在a光的右侧
B. 两束单色光都有可能不会从玻璃砖的下表面射出
C. 单色光b在玻璃砖中的速度小于单色光a在玻璃砖中的速度
D. 在相同条件下，分别用a、b光进行双缝干涉实验，则用a光得到干涉条纹间距较大
【14题答案】
【答案】CD
【解析】
【详解】A．因为光的频率越大折射率越大，由题意两束光的入射角相等，由折射定律
可知，b光的折射角大于a光的折射角，所以b光的出射点可能在a光的左侧，即从下表面射出时，b光不一定在a光的右侧，故A错误；
B．因为光发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，所以从空气射向玻璃时，一定可以发生折射，即两束单色光都会从玻璃砖的下表面射出，故B错误；
C．由
可知，单色光b在玻璃砖中的速度小于单色光a在玻璃砖中的速度，故C正确；
D．由
可知，a光的波长大于b光的波长，则由
可知，在相同条件下，分别用a、b光进行双缝干涉实验，则用a光得到干涉条纹的间距较大，故D正确。
故选CD。
15. 利用光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小）制作的光传感器，可以记录传递带上工件的输送情况。如图甲所示是光电计数器的工作示意图，其中A是发光仪器，B是传送带上的物品，R1为光敏电阻，R2为定值电阻；图乙是输出电信号与时间的关系。若传送带始终匀速运动，每个工件的距离为0.1m，则下列说法正确的是（ ）
A. 当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
B. 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
C. 传送带运动的速度是0.1m/s
D. 该传送带每小时输送7200个工件
【15题答案】
【答案】BD
【解析】
【详解】A．当有光照射R1时，R1阻值变小，回路电流变大，根据
R1两端的电压U1变小，信号处理系统获得低电压，A错误；
B．工件每遮挡光一次，R1的阻值变大一次，R1两端的电压U1变大一次，信号处理系统就获得一次高电压，就计数一次，B正确；
C. 传送带运动的速度是
C错误；
D．该传送带每小时输送工件的数量为
D正确。
故选BD。
16. 如图所示，为LC振荡电路的某一状态，此时线圈L中磁场方向向上，电容器中电场方向向上，则（ ）
A. 此时电容器处于放电状态
B. 从此时开始，在很短的时间内电路中电流将逐渐变小
C. 此时电路处于磁场能向电场能转化的状态
D. 若线圈的自感系数L越大、电容器的电容C越大，则振荡电路产生的振荡电流的频率越小
【16题答案】
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由右手定则可知线圈中的电流方向从上往下，由电场方向知下极板带正电，故电容器处于充电状态，故A错误；
B．电容器处于充电状态，电路中电流将逐渐变小，故B正确；
C．此时电路处于充电状态，所以电路处于磁场能向电场能转化的状态，故C正确；
D．由 可知若线圈的自感系数L越大、电容器的电容C越大，则振荡电路产生的振荡电流的频率越小，故D正确。
故选BCD。
非选择题部分
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）
17. （1）小明同学用如图甲所示的装置进行用单摆测量重力加速度的实验。
①以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有___________；
A．尽量选择质量大、体积小的摆球
B．将摆球拉到最大位移处释放，同时快速按下秒表开始计时
C．测量摆长时，让单摆自然下垂，先测出摆线长度，然后加上摆球的半径
D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间作为单摆的周期
②用10分度的游标卡尺测量了小球直径d，示数如图乙所示，则小球直径___________；
（2）在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”的实验中，某同学作了如图所示的实验改进，添加了用力传感器来测细线中的拉力。关于实验改进后，下列说法正确的是___________。
A．力传感器测得的是砂和砂桶的总重力 B．小车受到的合力等于力传感器测得的大小
C．砂和砂桶的总质量不需远小于小车质量 D．本实验不需要进行阻力补偿
【17题答案】
【答案】 ①. AC##CA ②. ③. C
【解析】
【详解】（1）[1]A．为了减小空气阻力，所以尽量选择质量大、体积小的摆球，故A正确；
B．单摆释放的角度应当小，摆动稳定后，开始计时，计时起点终点为摆球通过平衡位置，故B错误；
C．测量摆长时，让单摆自然下垂，先测出摆线长度，然后加上摆球的半径，故C正确；
D．用秒表测量单摆完成30~50次次全振动所用时间，然后求平均摆动一次的时间作为单摆的周期，故D错误。
故选AC；
[2]由图乙可知，
（2）[3] AC．力传感器可以精确测得绳子对小车的拉力，由于砂和砂桶做加速运动，则力传感器测得的并不是砂和砂桶的总重力，故不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量，故A错误，C正确；
B．小车受到合力等于力传感器测得的大小的两倍，故B错误
D．本实验仍需要进行阻力补偿，故D错误。
故选C。
18. 如图甲所示，将一根铜棒和一根锌棒插入一只苹果内，就成了一个简单的“水果电池”。小明同学做了两个这样的水果电池，并依次进行以下实验：
（1）用多用电表的直流电压（）挡粗测其中一个水果电池的电动势，指针位置如图乙所，其示数为_________V；
（2）用如图丙所示的电路测量该电池组（两个水果电池串联）的电动势和内阻，已知定值电阻，两只电流表规格相同，量程均为，内阻均为）。若身边有两种规格的滑动变阻器：、，实验中应该选用的滑动变阻器是_______（填“A”或“B”）；
（3）根据上述实验中两只电流表读数的多组数据，在图中描点并作出图像，如图丁所示，可求得该电池组的电动势与内阻分别为________V、________（内阻的计算结果保留两位有效数字）。
【18题答案】
【答案】 ①. ②. B ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]读数约。
（2）[2]因为水果电池的内阻较大，为了实验中数据变化较为明显，减小实验误差，故选B。
（3）[3][4]
由闭合回路欧姆定律可得
期中R为电流表的电阻，由图可知
，
解得
，
因为图中的数据读取有误差，所以内阻的取值范围可为，电动势的取值范围可为。
四、计算题（本题共4小题，共41分。要求画出必要的图形，写出必要的文字说明、重要的方程式和演算步骤，有数值计算的必须明确写出数值和单位）
19. 如图所示，是一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态。一可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落。落到一定位置时，制动系统启动，到达地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为，落到地面所用的时间为，制动系统启动后座舱做匀减运动。求：
（1）制动系统启动时离地面的高度；
（2）座舱离地面时，质量为的人对座舱的压力大小。
【19题答案】
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设制动时的速度为v，则v-t图像如图所示
由图像知
解得
又
（2）设制动后运动的加速度大小为a
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律知，人对座舱的压力大小
20. 如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，弹簧处于自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径的圆环剪去了左上角的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料制作的质量为的物块将弹簧也缓慢压缩到C点释放，物块经过B点后其位移与时间的关系为，物块从桌面右边缘D点飞离桌面后，由P点沿圆轨道切线落入圆轨道，（，）求：
（1）BP间的水平距离；
（2）判断能否沿圆轨道到达M点；
（3）若用材料相同的质量为m（）的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，求物块经过B点的速度大小v与物块质量m的函数关系。
【20题答案】
【答案】（1）；（2）不能到达M点；（3）（）
【解析】
【详解】（1）设物块由D点以初速度做平抛运动，落到P点时其竖直分速度为，则有
而
解得
设物块做平抛运动的时间为，水平位移为，则有
，
解得
由题意可知，小球过B点后以初速度为，加速度减速到，
设BD间位移为，则有
解得
所以BP水平间距为
（2）若物块能沿轨道到达M点，设其速度为，根据机械能守恒定律有
解得
物块能过M点的速度条件是
因此，可知物块不能到达M点。
（3）设物块与桌面间的动摩擦因数为，则释放时
释放时
释放m时
解得
（）
21. 如图所示，两根光滑平行金属导轨放置在倾角为绝缘斜面上，两导轨间距导轨，导轨足够长且电阻忽略不计。导轨上端接一个阻值为的电阻。两导轨间分布着磁感应强度大小不变、方向垂直于斜面（向上与向下）交替变化的条形区域的匀强磁场，每一条形磁场区域的宽度为，相邻条形磁场区域的间距为，斜面处的磁场边界都是水平的。现一长为、质量为、电阻的导体棒水平放于导轨上，从离第一个有界磁场上边界距离为处静止开始下滑。已知导体棒离开每个有界磁场前有一段时间做匀速运动，导体棒通过每个磁场区域的时间都相同。求：
（1）磁场的磁感应强度B的大小；
（2）导体棒通过每一个磁场区域的过程，通过电阻R的电荷量q；
（3）从导体棒进入磁场开始计时，通过导体棒电流的有效值I。
【21题答案】
【答案】（1） ；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设导体棒进入磁场和离开磁场的速度分别为、，则有：
解得
解得
根据法拉电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和力的平衡条件有
解得
（2）根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及电流的定义有
代入数据
（3）导体棒通过每个磁场区域，根据动量定理有
而
根据能量守恒定律有
导体棒通过每个无磁场区域的时间
根据焦耳定律有
解得
22. 离子发动机（图甲）是利用电能加速工质（工作介质）形成高速粒子流而产生推力的航天器发动机。其原理如图乙所示，其原理如下：首先系统将等离子体经系统处理后，从下方以恒定速率向上射入有磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场的区域Ⅰ内。栅电极MN和PQ间距为d（栅电极是多孔薄金属板，带电微粒能自由通过），当栅电极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统（关闭粒子进入通道、撤去磁场）。间距为D的两水平放置极板间为区域Ⅱ，区域Ⅱ中仅在直径为D的圆形区域内存在垂直纸面向外的磁场，磁感应强度大小为，放在下极板A处的粒子放射源能够发射速率相等的正离子，离子放射源发出的正离子速度方向与下极板夹角为（），正离子经过该磁场区域后形成宽度为D的平行粒子束，经过栅电极MM、PQ之间的电场中加速后从栅电极PQ喷出，在上述正离子的运动过程中探测器获得反向推力。已知正离子的质量为m，电荷量为q（不计各种粒子之间相互作用、正负离子、等离子体的重力，不计相对论效应）。求：
（1）求在A处发射的正离子的速度大小；
（2）若正离子经过区域Ⅰ加速后，离开PQ的速度大小为，求与的关系；
（3）若在第（2）问的情况下，假设航天器的总质量为M，正在以速度v运动，发现运动方向偏离预定方向角，如图丙所示，为了使飞船回到预定的飞行方向，飞船启用推进器沿垂直于飞船速度的方向进行推进调整，且推进器工作时间极短，求离子推进器喷射出的粒子数N。
【22题答案】
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由条件知，正离子在磁场中圆周运动的半径。根据牛顿第二定律及洛伦兹力公式有
解得
（2）设MN与PQ间的电压为U，则有
解得
（3）根据动量守恒定律有
由图可知
解得
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