浙江省温州市乐清市知临中学2023届高三物理下学期5月模拟试题（Word版附解析）

2023年5月第一次仿真考物理模拟试卷

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. 在国际单位制中，下列各组物理量的单位不相同的是（　　）

A. 功、势能 B. 内能、热量

C. 角位移、位移 D. 电动势、电势差

【答案】C

【解析】

【详解】AB．在国际单位制中，功、势能、内能、热量单位都是J，AB不符合题意；

C．在国际单位制中，角位移的单位是rad，位移的单位是m，C符合题意；

D．在国际单位制中，电动势、电势差的单位都V，D不符合题意。

故选C。

2. 对于下列四幅图中历史人物的说法，正确的是（　　）

A. 伽利略认为力是维持物体运动的原因

B. 焦耳建立了能量守恒定律

C. 奥斯特首先发现了电流的磁效应

D. 卡文迪许测定了元电荷数值

【答案】C

【解析】

【详解】A．伽利略认为力是改变物体运动的原因，故A错误；

B．19世纪40年代前后，不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立地提出能量守恒定律，其中，迈尔、焦耳、亥姆霍兹的工作最有成效，故B错误；

C．奥斯特首先发现了电流的磁效应，故C正确；

D．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根由油滴实验测定的，故D错误。

故选C。

3. 如图所示的三条直线a、b、c描述了A、B、C三个物体的运动。则（　　）

A. 物体B的初速度最大

B. 物体A的加速度最大

C. 2.5s时物体A、C运动方向相反

D. 7.5s时物体A已超过物体B

【答案】B

【解析】

【详解】A．速度—时间图像与纵轴的截距表示初速度大小，由图像可知，物体B、C初速度大小相同，为，物体A的初速度为零，故A错误；

B．速度—时间图像斜率大小表示加速度大小，斜率正负表示加速度方向，由图像可知，图线a的斜率为，b的斜率为，c的斜率为，可知a的斜率最大，即物体A的加速度最大，故B正确；

C．速度—时间图像中，图线在时间轴上方均表示速度方向为所规定的正方向，图线在时间轴下方速度为所规定的负方向，由图像可知，三条图线均在时间轴上方，则表示三个物体运动方向相同，均为所规定的正方向，给C错误；

D．速度—时间图像与时间轴围成的面积表示位移，但不能通过图像得到物体开始运动的起始位置，而物体A、B的起点未知，因此不能判断物体A已超过物体B，故D错误。

故选B。

4. 如图所示，光滑小球A左边靠着竖直墙壁B，右边靠着桌沿处于静止状态，则关于小球A的受力下列说法正确的是（　　）

A. 墙对A的作用力一定过A的重心

B. 桌沿C对A的作用力一定过A的重心

C. A的重力一定过A的重心

D. A球的重心一定在球心

【答案】C

【解析】

【详解】ABD．墙对A的作用力和桌沿C对A的作用力都过球心，重心不一定在球心，故ABD错误；

C．重心是重力的等效作用点，所以重力一定过A的重心，故C正确。

故选C。

5. 如图所示，在一静止升降机内，物体A在位置B处，被一根伸长弹簧拉住，现让升降机加速上升，达到一定速度后保持匀速一段时间，最后减速上升直到停止，则在升降机上升的过程中（　　）

A. 加速上升阶段物体A所受的摩擦力一定增大

B. 匀速上升阶段物体A的所受的支持力一定增大

C. 减速上升阶段物体A所受的摩擦力一定减小

D. 整个过过程中物体A所受的摩擦力可能保持不变

【答案】D

【解析】

【详解】加速上升阶段，支持力大于重力（最大静摩擦力变大）；匀速上升阶段，支持力大小等于重力（最大静摩擦力不变）；减速上升阶段，支持力小于重力（最大静摩擦力变小），前两阶段物体不会相对升降机滑动，最后一阶段物体可能相对升降机右滑，摩擦力变为滑动摩擦力；也可能相对静止，静摩擦力等于最初的弹簧弹力。所以摩擦力大小先不变后减小，也可能保持不变。

故选D。

6. 如图所示，两个等量异种电荷产生的电场中，abcd四点分别处于正方形的四个顶点上，其中ab两点在等量正负电荷的连线上，且关于连线的中垂线对称，则下列说法正确的是（　　）

A. ab两点的电势相等

B. cd两点的电场强度相同

C. 移动单位负电荷从d到c，电场力做正功

D. 移动单位正电荷从b到d，电场力沿做功比直接沿对角线做功大

【答案】C

【解析】

【详解】A．由于沿电场线电势降低，可知

A错误；

B．电场线分布的疏密程度表示电场的强弱，根据等量异种电荷的电场线分布特征可知，cd两点的电场强度大小相等，方向不同，即cd两点的电场强度不相同，B错误；

C．由于沿电场线电势降低，可知

根据

可知移动单位负电荷从d到c，电场力做正功，C正确；

D．根据

可知，移动单位正电荷从b到d，电场力沿做功与直接沿对角线做功相等，D错误。

故选C。

7. 三峡水力发电站是我国最大的水力发电站，三峡水库蓄水后，平均水位落差约为100m，水的流量约为。船只通航需要约的流量，其余流量可全部用来发电。水流冲击水轮机发电时，水流减少的机械能有20%转化为电能。则三峡发电站（　　）

A. 最大功率约为

B. 年发电量约为

C. 天发电量能充满约辆新能源汽车

D. 通航一天流失的能量

【答案】AB

【解析】

【详解】A．三峡发电站的最大功率为

P=ρ（Q1-Q2）gh×20%=1.0×103×（1.35×104×-3500）×10×100×20%=2×109W

故A正确；

B．年发电量约为

故B正确；

C．一天的发电量为

每台新能源汽车需要的电量为

不符合实际，故C错误；

D．通航一天流失的能量

W=ρQ2ght×20%=1.0×103×0.35×104×10×100×20%×24×3.6×106J =6×1016J

故D错误。

故选AB。

8. 安培在研究电流之间的相互作用时，用一根硬导线弯成如图1形状的线圈，这线圈是由两个形状和大小相同、但电流方向相反的平面回路组成一个整体，线圈的端点A、B通过水银槽和固定支架相联，这样，线圈既可通入电流，又可自由转动，被称为无定向秤。则通电后（　　）

A. 当处于非匀强磁场中，线圈可能会发生转动

B. 当处于平行线圈平面的匀强磁场中，线圈可能会发生转动

C. 当处于垂直线圈平面的匀强磁场中，线圈可能会发生转动

D. 将如图2那样的通电硬导线靠近该秤，线圈可能会发生转动

【答案】A

【解析】

【详解】B．当处于平行线圈平面的匀强磁场中，这个复杂线圈可以看成左右两个矩形线圈，而两个线圈的转向相反，作用力会相互抵消，所以在匀强磁场中不会发生转动，故B错误；

C．当处于垂直线圈平面的匀强磁场中，根据左手定则可知，线圈各边所受安培力在同一平面内，因此不会发生转动，故C错误；

A．根据以上分析可知，在磁场不垂直于线圈平面的情况下，若线圈处于非匀强磁场中，则可知线圈各边所受安培力大小不均衡，线圈将按照所受安培力大的方向转动，故A正确；

D．将如图2那样的通电硬导线靠近该秤时，因两根导线在线圈所处位置产生的磁场方向相反，相互抵消，因此线圈不会发生转动，故D错误。

故选A。

9. 如图甲所示，一质量为M、长为L的导体棒，通过两根长均为l、质量可不计的细导线系在同一水平面上的固定连接点上.在导体棒所在空间存在方向竖直向上、大小为B的匀强磁场.细导线通过开关S与电阻R和直流电源串接起来。不计空气阻力和其它电阻，导体棒运动时，细导线偏离竖直方向用图示的角度来表示。接通S，导体棒恰好在时处于静止状态；将导体棒从移到（为小量），静止后撤去外力，导体棒开始振动起来，则（　　）

A. 电源电动势

B. 振动周期

C. 电阻消耗的焦耳热

D. 角度随时间t变化的图线为图乙

【答案】B

【解析】

【详解】A．导体棒恰好在时处于静止状态，对导体棒受力分析如图

可知

又

解得电源电动势

故A错误；

B．根据平行四边形定则，导体棒所受的安培力与重力的合力大小等于

振动周期

故B正确；

C．根据能量守恒，电阻消耗的焦耳热为损失的重力势能与电能之和，即为

故C错误；

D．随着时间的推移，会越来越小，不可能突然增大，故D错误。

故选B。

10. 如图1所示，同号点电荷A、B绝缘置于水平气垫导轨上，A固定于导轨左端，B可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放，由于能量守恒，可通过测量B在不同位置处的速度，得到B的势能随位置随x的变化规律（坐标原点位于A处），如图3曲线Ⅰ。若将导轨右端抬高，使其与水平面成一定角度，如图2所示，则B的总势能曲线如图3中II所示，图3中直线III为曲线II的渐近线，其斜率为。B在处由静止释放，则（　　）

A. B在运动过程中动能最小位置为处；

B. B在运动过程中势能最大位置为处；

C. 运动过程中B的最大位移大小为

D. 点电荷A、B电荷量之积时（k为静电力常量）

【答案】D

【解析】

【详解】AB．位置为处对应曲线II的最低点，此位置势能最小，动能最大，故AB错误；

C．由图像可知运动过程中B在处的总能量小于在处的总能量，所以B在处的速度不为零，运动过程中B的最大位移大小大于，故C错误；

D．直线III为曲线II的渐近线，表示重力势能随位置变化关系

则

当时，B的动能最大，速度最大，有

则点电荷A、B电荷量之积为

故D正确。

故选D。

11. 一卫星绕某一行星做匀速圆周运动，其高度恰好与行星半径相等，线速度大小为v。而该行星的环绕周期（即沿行星表面附近飞行的卫星运行的周期）为T。已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设该行星的半径为R，质量为M，卫星的质量为m，根据题意，由万有引力充当向心力有

解得

故选A。

12. 如图所示，波I和波II的振动方向相同，并在同一介质中传播。时，波I传至A点，其振动图像如图2所示，波II传至B点，其振动图像如图3所示。已知A、C间距为2m，B、C间距为1.5m；时，波I传至C，则（　　）

A. 波I的频率

B. 波II的波速

C. 波I和波II传到C点时，其合振幅为15cm

D. 5s内C点的路为30cm

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图2可知，波I的周期为2s，则其频率为，故A错误；

B．已知A、C间距为2m，时，波I传至C，由此可知波I的波速为

而波I和波II在同种介质中传播，因此其波速相同，即波II的波速为，故B错误；

C．波II传播到C点的时间为

可知波II先传播到C点，使质点C先振动了1s后波I才恰好传播至C点，而由图3可知，波II的周期为2s，起振方向与波I相同，均向上起振，则时，由波II在C点引起的振动使C点恰好振动了半个周期后回到平衡位置，之后将向下振动，而波I的振动此刻恰好传播到C点，将使C点的质点向上振动，可知两列波传播到C点使质点C振动减弱，其合振幅为

或解释为：两列波的频率相同，相位差恒定，可发生稳定干涉，且振动方向相同，而两列波到C点的波程差为波长的奇数倍，则C点振动减弱，故C错误；

D．时波II传播到C点，从到，质点C的路程为

时两列波在C点发生干涉，振动减弱，但周期不变，则从到质点C的路程为

可得质点C在5s内的路程为

故D正确。

故选D。

13. 截面如图所示的直角棱镜ABC，其中BC边和CA边镀有全反射膜。一细束白光以入射角从AB边入射，然后经过BC、CA反射，又从AB边射出。对经过两次反射，并从AB边射出的光束，有（　　）

A. 出射方向相对于入射方向的转角大小与光的颜色有关

B. 光在棱镜中用时最短的光的折射率为

C. 紫光在出射位置与入射位置间距最大

D. 红光在棱镜中走过的路最短

【答案】B

【解析】

【详解】A．作出光路如图：

由几何关系可知

则从AB边射出的光束与入射光线平行，与光的颜色无关，选项A错误；

C．由图可知折射率越大，出射位置与入射位置间距越小，紫光折射率最大，则其出射位置与入射位置间距最小，选项C错误；

D．由图和几何关系可知折射率越小，在棱镜中走过路程越长，红光的折射率最小，在棱镜中走过的路程最长，选项D错误；

B．光在棱镜中的传播时间

又

，

结合几何关系可知当时传播时间最短，此时的折射率

选项B正确。

故选B。

二、选择题II（本题共2小题，每小题3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3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

14. 下列说法正确的是（　　）

A. 照相机镜头玻璃的颜色是光的干涉造成的

B. 空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

C. 在惯性参考系S中，法拉第电磁感应定律成立；在相对S系作匀速运动的参照考系中，则法拉第电磁感应定律不一定成立

D. 在有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速率降下来，则应该选用质量较小的原子核

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．照相机镜头玻璃镀了一层透光的模，其颜色是光的干涉造成的，选项A正确；

B．空调在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，则从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，选项B正确；

C．在惯性参考系S中，法拉第电磁感应定律成立，则在相对S系作匀速运动的参照考系中，则法拉第电磁感应定律也一定成立，选项C错误；

D．设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为和，碰撞后速度分别为和，碰撞前后的总动量和总能量守恒，以中子的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得

由机械能守恒定律得

解得

可见当中子的质量和原子核的质量相等时速度最小，因此一般选择质量较小的原子核，选项D正确。

故选ABD。

15. X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光，若只考虑电子被阳极材料吸收后产生的光，其中光的能量最大值等于阴极发射电子的动能。则（　　）（已知阳极与阴极之间的电势差为U、普朗克常量为h、电子电量为e和光速为c）

A. X光的最大波长为

B. X光频率是不连续的

C. 用X射线管发出的光入射钠金属能产生光电效应，则产生光电子的最大初动能为

D. 用波长为的X光照射钠金属，在散射光中有频率比小的成分

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由阴极发射的电子被加速后打到阳极，则打到阳极时电子的动能为

由题意可知，光的能量最大值等于阴极发射电子的动能，则能量最大的光子的能量为

而光子的能量

显然，光子的能量越大，波长则越短，因此可知X光有最短波长，可得其最短波长为

故A错误；

B．根据

X光的能量不同，则可知其频率是不连续的，故B正确；

C．根据爱因斯坦的光电效应方程

X光的最大能量为，则有

可知，用X射线管发出的光入射钠金属产生光电效应，产生光电子的最大初动能小于，故C错误；

D．用波长为的X光照射钠金属，入射光子与金属钠的核外电子发生碰撞，把一部分能量转移给了电子，光子能量减小，即光子的频率减小，而频率

则可知用波长为的X光照射钠金属，在散射光中有频率比小的成分，故D正确。

故选BD。

非选择题部分

三、非选择题（本题共7小题，共55分）

16. 如图所示，在已调节水平的气垫导轨上测定滑块运动的加速度.先测得遮光条宽度的，滑块在槽码重力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间，通过第二个光电门的时间，遮光条从遮住第一个光电门到遮住第二个光电门的时间间隔，则滑块的加速度__________（保留三位有效数字）。小张认为不必测量时间t而改为测量________，也能测出滑块的加速度a.为了提高测量加速度的精度，在选择遮光条宽度时，需要考虑的因素有（写出其中的两项）：________

【答案】    ①. 0.120    ②. 两光电门中心间的距离    ③. 遮光条应选择较窄的，但不能过窄

【解析】

【详解】[1]遮光条通过第一光电门的速度

通过第二光电门速度

滑块的加速度

[2]根据

不必测量时间t而改为测量两光电门中心间的距离，也能测出滑块的加速度a。

[3]用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，遮光条越窄，平均速度表示瞬时速度越准确，所以遮光板选择较窄的。但遮光条宽度并不是越窄越好，遮光条过窄，读数误差变大，所以遮光条应选择较窄的，但不能过窄。

17. （1）在日常生活中充电宝可以像电源一样使用，小明尝试测量充电宝B的电动势E及内阻r（E约为5V，r约为0.3Ω），现有实验器材：量程为3V的理想电压表Ｖ，量程为0.3A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻，滑动变阻器，开关S，导线若干。

①画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。________

②实验中，当电流表的示数为时，电压表的示数为；当电流表的示数为时，电压表的示数为。则__________，__________。（用、、、及R表示）

（2）小张认为实际电压表都不是理想的，小明的电路测量误差大，于是设计了如图1所示的电路测量充电宝B的电动势E和内电阻r。均匀电阻丝XY长1.0m，电阻8.0Ω，标准电池A电动势为8.0V、内电阻0.50Ω，定值电阻R1=1.5Ω，R2=4.8Ω。

①开关S断开，当滑动片J移动至XJ=0.80m位置时电流表G示数为零，则充电宝B的电动势E=________V（保留二位有效数字）；

②开关S闭合，滑片J移至XJ=0.75m处时电流表G示数为零，则充电宝B的内电阻r=________Ω（保留二位有效数字）；

③某金属丝电阻值R随摄氏温度t变化规律如图2所示。小刘用该金属丝做测温探头，代替定值电阻R1。把开关S断开，当温度变化时，调节滑动片J的位置，使电流表G示数为零，则可以把电阻丝长度XJ刻度改为相应的温度刻度，这样就得到了一个电阻温度计。如果电池、充电宝的电动势和内阻都不变，则温度越高，XJ值________（选填“越大”、“越小”、“不变”或“不确定”）。

【答案】    ①.       ②.     ③.     ④.     ⑤.     ⑥. 越大

【解析】

【详解】（1）[1] 由于电压表的量程为0~3 V，且又是理想电压表.所以，不能将电压表直接跨接在电动势为4.5V的电源上，要想用此电压表来测量电压有两种方法，一是将电压表进行改装，扩大量程；二是将测定电动势和内阻的基本电路进行改造。由题目中给的固定电阻为。理想电压表的电阻为无穷大可知，固定电阻不能和理想电压表串联来扩大量程，所以只能对测定电源电动势和内阻的基本电路进行改造。实验电路原理图如图所示

[2] [3] 根据闭合电路欧姆定律,当电流表的读数为，电压表的读数为时，有

当电流表的读数为，电压表的读数为 时，有

由上两式得

（2）[4] 开关S断开，均匀电阻丝XY长1.0m，电阻8.0Ω，则当滑动片J移动至XJ=0.80m位置时，XJ部分电阻为

电流表G示数为零，则

 [5] 开关S闭合，滑片J移至XJ=0.75m处时，XJ部分电阻为

则

即

解得

[6]由图2可知，温度越高，金属丝电阻值R就越大，电流表G示数为零，则XJ部分电阻分得电压等于充电宝的电动势。温度越高，XJ值越大。

18. 如图所示，浸没在水中的容器被隔板K隔开成相等的A、B两部分，水与外界绝热。已知A内有一定量的稀薄气体，达到平衡状态时温度为，压强为；B内为真空。抽开隔板K后，A内气体进入B，在此过程中水温不变，最终达到新的平衡状态。若容器内气体内能与温度的关系为（为己知常量）.

（1）求达到新平衡态过程中气体吸收的热量Q和所做功A；

（2）求达到新平衡态时容器的压强p；

（3）若抽开隔板K后再将水温升至，求容器内最终的压强和吸收的热量。

【答案】（1），；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）由于B内为真空，当抽开隔板K后，气体将发生扩散，充满整个气室，此过程气体不对外做功，即，而根据热力学第一定律

可知式中，而水与外界绝热，则浸没在水中的容器内的气体温度不变，即，由此可知，即气体既不对方放热也不从外界吸热。

（2）A室中的气体经扩散再次达到平衡的过程中，发生等温变化，设容器的体积为V，则由波义耳定律有

解得

（3）根据题意由理想气体的状态方程有

解得

而根据容器内气体内能与温度的关系为

可知此过程中吸收的热量

19. 如图所示，在竖直平面内一游戏装置由轨道I和轨道II组成。轨道I固定，由弹簧发射器、水平轨道AB、倾角为轨道BC组成；轨道II由倾角为的轨道DE、半径为R的圆弧轨道EFG和倾角为的轨道GH组成，轨道整体可移动并固定，两道轨各部分均平滑连接，C、D和O等高，除GH外，其余各段均光滑。一质量为的滑块P通过弹簧发射器获得初动能，与质量的滑块Q在AB段发生弹性碰撞，碰后滑块P的速度为原来速度的一半，方向保持不变。滑块Q滑上BC并被抛出，调节轨道II与轨道I的间距（C、D间距）x，使滑块Q恰好切入轨道DE并保留在轨道II内，游戏便成功。已知，，GH长，滑块Q与GH间的摩擦因数，，。

（1）求滑块Q的质量；

（2）游戏成功，求轨道在F点所受压力的最小值；

（3）游戏成功，求x与滑块P的初动能之间的关系。

【答案】（1）0.1kg；（2）3N；（3）（ ）

【解析】

【详解】（1）滑块P与滑块Q在AB段发生弹性碰撞，则有

，

解得

，

（2）当滑块Q到达C点速度为0，即C、D间距为0，之后滑入DF轨道到达F点，此时滑块Q速度为，轨道在F点所受压力达到最小值，滑块在DEF轨道有

在F点有

根据牛顿第三定律有

解得

（3）滑块Q做斜抛运动恰好切入轨道DE则有

，

解得

根据上述有

，

解得

由于滑块Q恰好切入轨道DE并保留在轨道II内，令滑块Q滑上BC并被抛出时的最大速度为，则以此速度能够恰好到达H点，并且返回D点时的速度恰好为0，对滑块Q有

解得

此时CD间距最大，由于

，

解得

可知为了游戏成功，则有

（ ）

20. 如图所示，在水平面内存在垂直平面向里、大小为B的匀强磁场和与之正交的匀强电场E。一质量为m、带电荷量为的粒子在水平面内做匀速率圆周运动，电场跟随带电粒子一起以角速度绕圆心转动，电场方向与速度方向夹角保持不变。带粒子在中性气体中运动时受到气体的粘滞阻力与速度大小成正比，方向与速度方向相反，即。不考虑带电粒子运动时的电磁辐射，不计重力。

（1）求，时，带电粒子运动的角速度；

（2）求带电粒子运动速度的大小v和（用m、、k、q、B和E表示）；

（3）求电场力的功率及功率的最大值；

（4）若电场力的功率减小为最大值的一半，求速度。

【答案】（1）；（2），；（3），；（4）

【解析】

【详解】（1），时，带电粒子运动的周期

带电粒子运动的角速度

（2）带电粒子在水平面内做匀速率圆周运动，则粒子在运动方向上所受合力为零

解得带电粒子运动速度的大小

洛伦兹力与电场力的分力的合力提供向心力

又，解得

（3）电场力的功率

当时，功率的最大值

（4）若电场力的功率减小为最大值的一半

解得

21. 我国第三艘航母已装备最先进的电磁弹射技术，即采用电磁的能量来推动舰载机起飞的新型技术。某兴趣小组根据所学的物理原理进行电磁弹射设计，其工作原理可以简化为下述模型。如图所示，在水平甲板上有两根长直平行轨道PQ和MN，轨道间有等间距分布垂直轨道平面的匀强磁场区域，有磁场和无磁场区域宽均为L=0.5m，磁感应强度大小B=1T。装载有模型飞机的往复车，其底部固定着绕有N=10匝相同的闭合矩形金属线圈，可在导轨上运动，并且与导轨绝缘（往复车及模型飞机图中未画出）。每个矩形线圈abcd垂直轨道的边长，且磁场区域宽度与矩形线圈ad的边长相同。当磁场沿导轨方向向右运动时，线圈会受到向右的磁场力，带动往复车沿导轨运动。已知往复车及线圈的总质量M=20kg，模型飞机的质量m=30kg，每匝线圈的电阻。若磁场以加速度从t=0时刻开始由静止开始沿水平向右做匀加速运动来启动往复车，往复车在运动过程中所受阻力视为恒力，且为重力的0.2倍，当时，往复车可视为开始做匀加速运动，当时，磁场停止运动，同时模型飞机解锁飞离往复车，当时往复车停止运动。不考虑飞机解锁对往复车速度的影响，求：

（1）往复车启动的时刻；

（2）往复车达到的最大速度；

（3）往复车从开始到停止运动过程中电路消耗的焦耳热（结果保留2位有效数字）。

【答案】（1）0.1s；（2）160m/s；（3）

【解析】

【详解】（1）往复车启动时，线圈中电流

安培力等于阻力时，往复车开始启动

得

（2）磁场停止运动时的速度为

此时，往复车速度达到最大。对往复车与模型，由牛顿第二定律

得

（3）在内，往复车与模型均做匀加速直线运动，速度差不变，则感应电流为

这一过程产生的热量为

在内，对往复车，由动量守恒 

得

由功能关系得

则

22. 在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有同学提出以下几点建议：

A．适当加长摆线

B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的

C．单摆偏离平衡位置的角度要小些

D．单摆偏离平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆摆动的周期，其中对提高测量结果精度有利的是__________

【答案】AC#CA

【解析】

【详解】A．由

可得

适当加长摆线，可增加单摆的周期，便于测量周期，从而减小测量周期的相对误差，故A正确；

B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较小的，从而减小空气阻力带来的影响，故B错误；

C．单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，则单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般不超过5°，故C正确；

D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过30~50次全振动后停止计时，求出平均周期，故D错误。

故选AC。

23. 小明和小张想探究滑块通过光电门时的瞬时速度大小，测出遮光条宽度  不同时，滑块通过光电门1的时间间隔  ，从而得到五个不同的速度v，结果如下表。如果测量遮光条宽度误差很小，他们通过作图法，即以  为横坐标，速度v为纵坐标，将五个测量值在下图所示的坐标系上标出，试通过作图法求出滑块通过光电门时的瞬时速度值_______。（保留3位有效数字）

【答案】0.975cm/s

【解析】

【详解】[1]遮光条的速度可以代表滑块的速度，则滑块的瞬时速度