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2022届浙江省杭州第二中学等三校高三（下）5月模拟检测物理试题含解析
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这是一份2022届浙江省杭州第二中学等三校高三（下）5月模拟检测物理试题含解析，共38页。试卷主要包含了 考试结束后，只需上交答题卷， 如图为“旋转纽扣”游戏等内容，欢迎下载使用。
2022年浙江高考物理模拟卷
考生须知：
1. 本卷满分100分，考试时间90分钟；
2. 答题前，在答题卷指定区域填写学校、班级、姓名、试场号、座位号及准考证号。
3. 所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
4. 考试结束后，只需上交答题卷。
一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个各选项中只有一个符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 在物理学中用“加加速度”来描述加速度的变化快慢，下列关于加加速度的单位表示正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】“加加速度”可以表示为，因此，其单位是
故B正确，ACD错误。
故选B。
2. 如图为百年一遇的天文奇观“金星凌日”，人们会观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星。下列说法正确的是（ ）
A. “六个半小时”是指时刻
B. 地球在金星与太阳之间
C. 观测“金星凌日”时可将金星看成质点
D. 以金星为参考系，太阳是静止的
【答案】C
【解析】
【详解】A．“六个半小时”是指时间间隔，A错误；
B．“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于地球和太阳之间，B错误；
C．金星远远小于太阳，则观测“金星凌日”时可将金星看成质点，C正确；
D．以金星为参考系，太阳是运动的，D错误。
故选C。
3. 今年国内多地发生新型冠状病毒肺炎疫情，许多医务工作者奔赴抗疫一线日夜无休。如图甲和乙分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的物理图样，针尖可看作顶角θ很小的劈尖形，医生沿着注射器施加一个较小的力F，针尖会对瓶塞产生很大的推力现只分析如图的针尖倾斜侧面与下侧面对瓶塞产生的两个推力，则（ ）
A. 针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的F
B. 针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比下侧面的推力小
C. 针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力
D. 若F一定，使用顶角θ越小的针尖，则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大
【答案】D
【解析】
【详解】设针尖倾斜侧面与下侧面对瓶塞产生的两个推力分别为FN和F1，受力分析如图所示
则有
则有
且若F一定，使用顶角θ越小的针尖，这两个侧面对瓶塞产生的推力就越大。
故选D。
4. 反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，下列说法正确的是（ ）
A. 反天刀的头部带负电
B A点电场强度小于C点电场强度
C. C点电势低于B点电势
D. 正电荷从C向A运动，其电势能变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．电场线从正电荷到负电荷，由电场线的分布可知，头部带正电，故A错误；
B．电场线的疏密程度表示电场强度大小，因此A点电场强度大于C点电场强度，故B错误；
C．沿电场线方向为电势降低的方向，所以C点电势低于B点的电势，故C正确；
D．正电荷在电势高的地方电势能大，所以正电荷从C向A运动，电场力做正功，其电势能变小，故D错误。
故选C。
5. 如图为“旋转纽扣”游戏。现用力反复拉线两端，纽扣逆顺转动交替，纽扣绕其中心转速最大可达10r/s。在外力将细绳向两侧拉直的过程中，纽扣边缘各质点绕其中心转动的（ ）
A. 角速度在同一时刻相同，且在不断变小
B. 角速度在同一时刻相同，且在不断变大
C. 线速度在同一时刻相同，且在不断变小
D. 线速度在同一时刻相同，且在不断变大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由于纽扣边缘各质点是同圆心转动，所以角速度在同一时刻相同，在外力将细绳向两侧拉直的过程中，纽扣转速越来越快，所以角速度不断变大，故A错误，B正确；
CD．纽扣边缘各质点是同圆心转动，转动的半径相同，由线速度公式
可知，在外力将细绳向两侧拉直的过程中，纽扣边缘各质点的线速度在同一时刻大小相同，且在不断变大；但线速度是矢量，边缘不同位置的质点的线速度方向不同，所以纽扣边缘各质点绕其中心转动的线速度在同一时刻不相同，故CD错误。
故选B。
6. 由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹。O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点其中点O为发射点，d点为落地点，b点为轨迹的最高点，a、c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 炮弹到达最高点b时的加速度为g
B. 炮弹到达最高点b的机械能大于它在c点的机械能
C. 炮弹经过a点时的速度等于经过c点时的速度
D. 炮弹由O点运动到b点的时间与由b点运动到d点的时间相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于在最高点b，除了受重力外还受到向后的空气阻力，因此加速度不是g，A错误；
B．从b到c的过程中，由空气阻力做负功，机械能减少，B正确；
C．弹道曲线即炮弹的运动轨迹，则炮弹经过a、c点时的速度方向为弹道曲线的切线方向，由题图可看出，a、c两点的速度方向不同，C错误；
D．由于空气阻力的作用，炮弹由O点运动到b点和由b点运动到d点并不对称，运动时间并不相同，D错误。
故选B。
7. 和平号空间站是前苏联建造的一个轨道空间站。它是人类首个可长期居住的空间研究中心，同时也是首个第三代空间站，经过数年由多个模块在轨道上组装而成。已知“和平号”在距离地表约为处绕地球做匀速圆周运动。若地球半径为，地球表面附近重力加速度为g，引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A. 和平号运行的速率为
B. 和平号的运行速率小于地球同步卫星的速率
C. 和平号的运行周期大于24h
D. 和平号的发射速度约为11.2km/s
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力
根据黄金代换式
联立解得
故A正确；
B．根据
轨道半径越大，速率越小，同步卫星轨道半径大于和平号轨道半径，故和平号的运行速率大于地球同步卫星的速率，故B错误；
C．根据
轨道半径越大，周期越大，故和平号的运行周期小于地球同步卫星的周期，即小于24h，故C错误；
D．11.2km/s是地球的第二宇宙速度，是脱离地球束缚的最小发射速度，而和平号仍绕地球做圆周运动，故其发射速度小于11.2km/s，故D错误。
故选A。
8. 健身车的磁控阻力原理如图所示，在铜质飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人在健身时带动飞轮转动，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离。则（ ）
A. 整个飞轮用绝缘材料替换，效果相同
B. 飞轮受到阻力大小与其材料电阻率有关
C. 飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，其受到的阻力越小
D. 磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到阻力越小
【答案】B
【解析】
【详解】飞轮在磁场中切割磁感线的运动，所以会产生电源电动势和感应电流，因此不能用绝缘材料替换，如果用绝缘材料替换，是没有效果的，A错误；
飞轮受到阻力主要来源于磁体对它的安培力，安培力大小于电阻率有关，B正确；
飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，磁感应越强，飞轮上感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，C错误；
磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，则飞轮上产生的感应电动势，感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，D错误．
故选B。
9. 如图所示，高压输电线上使用“abcd正方形间隔棒”支撑导线、、、，目的是将导线间距固定为l，防止导线相碰，图为其截面图，abcd的几何中心为O，当四根导线通有等大同向电流时（ ）
A. 几何中心O点的磁感应强度不为零
B. 对的安培力小于对的安培力
C. 所受的安培力与所受的安培力方向相反
D. 所受安培力的方向沿正方形的对角线ac方向
【答案】D
【解析】
【详解】A．因四条导线中的电流大小相等，O点与四条导线的距离均相等，由安培定则和对称性可知，L1在O点的磁感应强度与L3在O点的磁感应强度等大反向，L2在O点的磁感应强度与L4在O点的磁感应强度等大反向，所以四条导线在O点的磁感应强度等于零，故A错误；
B．L2相比L3，离L1更近些，处于L1较强的磁场区域，由安培力大小与B成正比可知，L1对L2的安培力大于L1对L3的安培力，故B错误；
CD．根据“同向电流吸引，反向电流排斥”的推论可知，L1受其余三条导线的吸引力分别指向三条导线，根据对称性，L2与L4对L1的安培力大小相等，所以两者合力指向ac方向，再与L3对L1的安培力（沿ac方向）合成，总安培力方向沿正方形的对角线ac方向；根据“同向电流吸引，反向电流排斥”的推论可知，L2受其余三条导线的吸引力分别指向三条导线，根据对称性，L1与L3对L2的安培力大小相等，所以两者合力指向bd方向，再与L4对L2的安培力（沿bd方向）合成，总安培力方向沿正方形的对角线db方向，故D正确，C错误。
故选D。
10. 下列装置设备的工作原理说法正确的是（ ）
A. 雷达定位是利用了电磁波遇到障碍会发生衍射的特性
B. 液晶显示器是利用了加电压后两极间液晶的旋光性
C. 电子显微镜的分辨率由电子束的加速电压决定
D. 核反应堆中裂变产生的中子被称为“热中子”
【答案】C
【解析】
【详解】A．雷达定位是利用了电磁波遇到障碍会发生反射的特性，选项A错误；
B．液晶显示器在两极间加上电压后，液晶的旋光性消失，选项B错误；
C．电子的波长
可知电子的速度越大，波长越短，越容易发生明显的衍射。所以增大加速电压，可以增大电子束的速度，有利于提高分辨率，选项C正确。
D．核反应堆中裂变产生的中子被称为“快中子”，选项D错误。
故选C。
11. 如图甲所示，水平桌面上有一算盘。算珠可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数为（未知）。使用时发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位。A、B相隔，B与上边框相隔。现用手指将A以某一初速度拨出，在方格纸中作出A、B运动的v-t图像如图乙所示（实线代表A，虚线代表B）。忽略A、B碰撞的时间，g取10m/，则（ ）
A. 算珠A在碰撞前运动了0.2s
B. 算珠与杆之间的动摩擦因数为
C. 算珠A与算珠B在碰撞过程无机械能损失
D. 算珠B碰撞后恰好能到达归零位置
【答案】D
【解析】
【详解】A.由匀变速直线运动规律可得
解得
A错误；
B.由匀变速直线运动规律可得
由牛顿第二定律可得
解得
B错误；
C.算珠A与算珠B的质量均为，则碰撞过程能量关系为
算珠A与算珠B在碰撞过程存在机械能损失，C错误；
D.算珠B碰撞后，由匀变速直线运动规律可得
因此算珠B碰撞后恰好能到达归零位置，D正确；
故选D。
【点睛】、
12. 如图所示，高铁的供电流程是将高压220kV或110kV经过牵引变电所进行变压（可视作理想变压器），降至27.5kV，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得25kV的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是（ ）
A. 若电网的电压为220kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比
B. 若电网的电压为110kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比
C. 如果高铁机车功率为8000kW，则自牵引变电所至机车间线路的等效电阻约为85.9Ω
D. 如果高铁机车功率为8000kW，牵引变电所至机车间的线路损耗的电功率为10kW
【答案】B
【解析】
【详解】A．若电网的电压为220kV，根据
可得
A错误；
B．若电网的电压为110kV，则有
B正确；
C．通过线路的电流大小为
则自牵引变电所至机车间线路的等效电阻约为
C错误；
D．牵引变电所至机车间的线路损耗的电功率为
D错误。
故选B。
13. 新冠肺炎患者中有13%的重症患者和6%的危重患者需要给予及时的呼吸机治疗，呼吸机成为生死攸关的战略资源。呼吸机的核心部件之一是呼吸机马达。下图是国内某制造商生产的呼吸机的马达主要参数。下列说明正确的是（ ）
呼吸机马达
额定电压
24V
空载电流
0.2A
额定转速
30000rpm
额定负载扭矩
100mN·m
额定电流
1.9A
额定输出功率
32W
A. 额定电流状态下，马达内阻等消耗功率为13.6W
B. 利用空载状态的参数，计算出马达的内阻是120Ω
C. 利用额定状态的参数，计算出马达的内阻约为9Ω
D. 空载状态下，马达的输出功率为4.8W
【答案】A
【解析】
【详解】A．额定电流状态下，马达内阻等消耗功率为
故A正确；
BC．由于马达不是纯电阻元件，所以无论是在空载状态还是额定状态，都不能利用参数根据欧姆定律计算马达的内阻，故BC错误；
D．空载状态下，马达的输入功率为
由于马达内阻会消耗效率，所以马达此时的输出功率小于4.8W，故D错误。
故选A。
二、选择题II（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个各选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
14. 一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁发出多种光，分别用这些光照射图甲电路的阴极K，能得到3条电流随电压变化的图线，如图乙所示。已知氢原子能级如图丙所示，部分金属的截止频率和逸出功如下表所示，则下列说法正确的是（ ）
几种金属的逸出功和极限频率
金属
钨
钙
钠
钾
铷
10.95
7.73
5.53
5.44
5.15
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13
A. 图乙中，a光是氢原子从能级向能级跃迁产生的
B. 阴极材料可能为金属钙
C. 真空中a光的波长小于b光的波长
D. 真空中a光光子的动量小于b光光子的动量
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中可能的情况为：n=4→1，n=4→3，n=4→2，n=3→2，n=3→1，n=2→1，能发出6种不同频率的光，能量值的大小关系排列从大到小为：n=4→1，n=3→1，n=2→1，n=4→2，n=3→2，n=4→3；而能得到3条电流随电压变化的图线，再根据表中几种金属的逸出功和极限频率，可知，若一群处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁，只有n=4→2一种，使得金属发生光电效应，因此光是氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁产生的，由图乙可知，a的遏止电压最大，其次为b和c，则a为n=4→1，b为n=3→1，c为n=2→1；故A正确；
B．由以上的分析可知，若阴极材料可能为金属钙，那么n=4→2，辐射的光子，其能量值
依据光电效应发生条件：入射光的频率不低于极限频率，则照射图甲电路的阴极K，这样能得到4条电流随电压变化的图线，由于只能测得3条电流随电压变化的图线，即只有三种光子能发生光电效应，则该金属的逸出功大于2.55eV，小于等于10.2eV，故B正确；
C．由图乙可知，a的遏止电压最大，根据
再由光电效应方程
可知，a光的波长小于b光的波长，故C正确；
D．根据公式，则有a光光子的动量大于b光光子的动量，故D错误；
故选ABC。
15. 一块三棱柱玻璃砖的横截面为等腰直角三角形，如图所示，AC边长为，该玻璃砖对红光的折射率为。一束平行于AC边的红光从AB边上的某点O（未画出）射入玻璃砖，并恰能射到AC边的中点D，不考虑光在BC边上的反射， B光速。则下列说法正确的是（ ）
A. 从玻璃砖射出的红光将不再与AC边平行
B. 红光在玻璃砖内传播的时间为
C. 只将红光改为紫光，紫光会从AC边射出玻璃砖
D. 只将红光改为紫光，射出玻璃砖紫光将仍与AC边平行
【答案】BD
【解析】
【详解】ACD．根据几何关系可知红光在AB边的入射角为45°，根据
解得折射角
而红光的频率小于紫光，故紫光的折射率更大，在AB边的折射角更小，根据几何关系红光和紫光在AC边的入射角都大于45°，
而临界角满足
因此两光均会在AC边发生全反射，根据光路可逆原理可知，在BC边的出射光线均与AC边平行，故AC错误，D正确；
B．已知红光在AB边上入射点为O，根据正弦定理
又
可得红光在玻璃砖内传播的时间
联立解得
故B正确。
故选BD。
16. 一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N点的平衡位置在处，N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m。如图乙所示为质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波长为24m
B. 该波的波速为120m/s
C. 质点P的平衡位置位于处
D. 从开始，质点Q比质点N早s回到平衡位置
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB．由乙图知周期T=0.2s，甲图中N点的位移为-5cm，该波的振幅为10cm，故M、N两质点间平衡位置间距离与波长的关系为
N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m
波长
该波的波速
故AB正确；
C．质点P的振动方程
t=0.125s时，P的位移，M、P两质点平衡位置间的距离与波长的关系为
质点P的平衡位置位于处，故C错误；
D．由乙图知从t=0.125s开始，质点P向y轴负方向运动，结合甲图知波向x轴负方向传播，由甲图知质点Q经
回到平衡位置；质点N回到平衡位置的时间
质点Q比质点N早回到平衡位置的时间为
故D正确。
故选ABD。
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
17. 同学用如图所示的实验装置“验证动量守恒定律”。
（1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并重复多次。本实验还需要完成的必要步骤___________（填选项前的符号）。
A. 测量两个小球的质量、m2
B. 测量抛出点距地面的高度H
C. 测量S离水平轨道的高度h
D. 测量平抛射程OM、ON
（2）若两球发生弹性碰撞，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是___________（填选项前的符号）。
A．OM+ OP =ON B．2OP =ON＋OM C． 2OM=OP －ON
【答案】 ①. AD ②. A
【解析】
【详解】（1）[1]根据平抛运动可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t，则
而动量守恒的表达式是
m1v0=m1v1+m2v2
若两球相碰前后的动量守恒，则需要验证表达式
m1•OM+m2•ON=m1•OP
所以需要测量测量平均射程OM、ON和两个小球的质量m1、m2，小球m1开始释放的高度h、抛出点距地面的高度H无需测量，故AD正确、BC错误；
故选AD；
（2）[2]根据（1）可知，若两球碰撞前后的动量守恒，则在误差范围内满足
m1•OM+m2•ON=m1•OP
若两球碰撞是弹性碰撞，根据机械能守恒定律可得：
m1v02=m1v12+m2v22
整理可得
m1•OM2+m2•ON2=m1•OP2
联立两式可知
OM+ OP =ON
故选A。
18. 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。
（1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互_____放置。（选填“垂直”或“平行”）；
（2）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如下图所示，则读数为______mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m，所测光的波长______nm。（保留3位有效数字）；
【答案】 ①. 平行 ②. 15.02 ③. 693
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]在组装仪器时，单缝与双缝应该相互平行放置。
（2）[2]由游标卡尺的规则为主尺读数加上游标尺的读数，可得读数为
15mm+1×0.02mm=15.02mm
[3]根据
可知，光的波长
19. 某同学想要研究小灯泡的伏安特性，现有的实验器材如下：
A. 小灯泡L（额定电压约3.8V，额定功率约1.8W）
B. 电压表V1（量程3V，内阻为3kΩ）
C. 电压表V2（量程15V，内阻为15kΩ）
D. 电流表A（量程为0.6A，内阻约为1Ω）
E. 定值电阻R1（阻值100Ω）
F. 定值电阻R2（阻值1000Ω）
G. 滑动变阻器R（阻值0—10Ω）
H. 电源E（电动势5V，内阻不计），开关S，导线若干；
（1）该同学已选定的器材是小灯泡L、滑动变阻器R、电源E、开关S、导线若干，要完成该实验，还需要的器材是___________（填写器材前的字母序号）
（2）实验要求能够较准确的画出灯泡的伏安特性曲线，请在虚线框中帮助该同学画出实验电路原理图。___________
（3）正确设计并连接好电路，实验中测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示，现将两个相同的小灯泡按如图电路图连接到另一个电路中，图中电源的电动势为5V，内阻为1.0Ω，电阻的阻值为4.0Ω。闭合开关S，每个小灯泡的实际功率为___________ W。（结果保留两位有效数字）
【答案】 ①. BDF ②. ③. 0.50—0.60均可
【解析】
【详解】（1）[1]要研究小灯泡的伏安特性，需要用到电流表和电压表。灯泡额定电流为
故电流表选择D；
灯泡额定电压为3.8V，若采用电压表V2则测量误差较大，因此电压表应选择V1，即选择B；
同时将电压表V1的量程进行扩大，要大于3.8V。若扩大后的量程为3.8V，则需要串联电阻
则定值电阻应选择R2，即选择F；
故还需要的器材是BDF。
（2）[2]灯泡正常发光时的电阻为
远小于电压表V1的内阻，故电流表应采用外接法；
实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便测量多组数据，滑动变阻器应采用分压接法；
定值电阻R2与电压表V1串联测量小灯泡的电压，实验电路图如图所示
（3）[3]把电源与电阻R0整体看作等效电源，设流过每个灯泡的电流为I，其电压为U，根据闭合电路欧姆定律可得
当路端电压U=0时，电流
I=0.5A
当电流I=0时，路端电压
U=E=5V
在灯泡U-I图像坐标系内作出等效电源的U-I图像如图所示：
由图示图线可知，灯泡两端电压
U=1.45V
电流
I=0.36A
灯泡实际功率
（050-0.60均可）
20. 如图质量的物体，沿长、倾角的固定粗糙斜面，由静止开始从斜面顶端向下运动。物体与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，斜面与水平面间有光滑小圆弧连接，风对物体的作用力恒为，方向水平向右。取，，，
（1）求物体沿斜面下滑时的加速度a1的大小；
（2）物体第一次从斜面底端滑到最左端所用时间t2；
（3）求第一次经过斜面底端与第二次经过斜面底端的速度大小之比。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物体沿斜面下滑时，受力情况如图。
垂直斜面方向受力平衡
沿斜面方向，根据牛顿第二定律
代入数据得
（2）物体沿斜面下滑时
代入数据得
物体在水平面上向左滑动时
代入数据得
代入数据得
（3） 物体在水平面上向右滑动时
代入数据得
物体在水平面上向右滑动过程
物体在水平面上向左滑动过程
所以
21. 如图所示，处于竖直平面内的装置，O点固定一弹射器，调节弹簧的压缩量使弹簧获得弹性势能，质量的弹射小球由静止被水平弹出后获得速度。水平轨道OAB及EF处于同一水平面上，其中AB段粗糙，长度，动摩擦因数，其余部分均光滑，EF段足够长。竖直平面内固定两光滑圆弧轨道BC、CD，半径分别为R和2R，其中，BC、CD间存在缝障，恰能使弹射小球无碰撞通过，间大小可忽略，圆弧BC与水平轨道AB相切于B点，E点恰好位于D点的正下方。g取10m/s2，求
（1）若小球恰能运动到C处，求小球在B点对轨道的压力：
（2）求小球到达D点的速度vD与弹簧弹性势能的关系；
（3）小球从D点水平飞出后，与地面多次碰撞后静止，假设小球每次碰撞损失75%的机械能，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，求小球最后静止时离E点的最小距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）2m
【解析】
【详解】（1）小球恰能运动到C处，在C处速度为0，从B到C列动能定理：
可得
在B处受力分析
可得
根据牛顿第三定律可知，小球对轨道压力大小为6N，方向竖直向下。
（2） 小球从释放到D列动能定理：
因为|，可得
但要到达D点
D点速度至少为，所以至少为6.6J
所以
（3）设D点速度为，从D点平抛的小球落在水平面EF上，根据平抛运动：
得
根据小球每次碰撞损失机械能75%，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，可知反弹后水平速度和竖直速度均变为原来的一半。
第一次反弹（上去下来）的时间为
水平距离
第一次反弹（上去下去）的时间
水平距离
……
第n次反弹（上去下去）的时间
水平距离
的最小值为，所以x的最小值为2m
22. 如图甲所示，我国936型登陆舰搭载电磁炮多次出海测试，试验射程可达200公里，这堪比近程导弹，预计到2025年将投入使用。常规火炮依靠火药推动炮弹前进，而电磁炮是利用磁场力加速炮弹运行的，所以电磁炮相比于传统火炮有速度和射程上的优势。某同学设计了电磁碰撞测试装置，可以通过超级电容器的储能来判断电磁炮的威力。如图乙所示，平行金属导轨PQ、固定在水平面上，导轨间距，其间有竖直向下的匀强磁场，其左端P之间用导线接入电源，电源的电动势为E，内阻为r，右端通过一小段绝缘物质与足够长的金属导轨MN、M'N'相连。金属导轨MN、M'N'之间存在竖直向上的匀强磁场，NN'之间连接一个的超级电容（原来不带电）。一根有一定的电阻，质量的金属棒AB放置在金属导轨PQ、上。接通电源后，在安培力的作用下，从静止开始向右加速运动，最终以速度向右做匀速直线运动。金属棒AB匀速运动后与质量，也有一定电阻的金属棒CD刚好在绝缘物质处发生弹性碰撞，此后金属棒CD向右运动。已知电容器的储能公式，金属棒与导轨接触良好，其他电阻忽略不计，不计一切摩擦。求：
（1）电源的电动势E：
（2）金属棒AB从静止开始到最终以速度匀速运动的过程中，通过导体棒的电量和电源提供的总能量；
（3）碰撞后，金属棒CD向右运动的过程中，电容器最终存储的总能量。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）当金属棒AB向右匀速运动的过程中，切割磁感线产生的电动势为
切割产生的电动势与电源电动势相等，电源的电动势
（2）金属棒AB在加速过程中应用动量定理有
0
解得
电源提供的能量为
（3）金属棒AB与金属棒CD发生弹性碰撞，由动量守恒可知
由能量守恒可知
解得
金属棒CD向右切割磁感线，当金属棒CD切割磁感线产生的电动势与电容两端电压U相等时，金属棒CD以速度做匀速直线运动。由动量定理可知
又
解得
电容器存储的总能量
23. XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，XCT扫描机可用于多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，其中产生X射线部分的示意图如图乙所示，电子枪每秒均匀发射n个电子，经MN两极板间的加速电压加速，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转磁场S：经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端的电压为，偏转区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，靶台的水平位置可根据实际需要调节后再固定，电子打到靶台上即被靶吸收，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。
（1）求电子刚进入偏转磁场S时的速度大小；
（2）若偏转磁场S区域内加垂直纸面向里的匀强磁场，要实现电子束射出偏转磁场S时速度方向与水平方向夹角为，求偏转磁场S内匀强磁场的磁感应强度的大小和电子束对靶竖直方向上的作用力；
（3）若偏转场S区域内加垂直纸面向里的匀强磁场，且，加速电压为时，电子能打到水平圆形靶台上。而仪器实际工作时，加速电压会随时间成正弦规律小幅波动，波动幅度为ΔU，如图丙所示。电子通过MN板间加速电场时间远小于加速电压的变化周期（可近似认为电子在加速电场中电压不变），不考虑加速电场变化时产生的磁场，在此情况下为使电子都能击中靶台，求靶台的最小直径。（已知当θ极小时，，）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）电子束在加速电压U0中加速有
解得
（2）利用几何关系，电子在磁场中的偏转半径
电子在磁场中偏转
解得
电子束射到氧中，任取Δt时间对电子束用动量定理
解得
应用牛顿第三定律得电子束对靶竖直方向上的作用力
（3）由题意，所以有
即电子在偏转场S中运动圆弧圆心角θ极小，电子在磁场中运动圆弧轨迹对应圆心角
电子击中靶台位置与电子射出偏转场S位置点间水平距离
靶台直径
2022年浙江高考物理模拟卷
考生须知：
1. 本卷满分100分，考试时间90分钟；
2. 答题前，在答题卷指定区域填写学校、班级、姓名、试场号、座位号及准考证号。
3. 所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
4. 考试结束后，只需上交答题卷。
一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个各选项中只有一个符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 在物理学中用“加加速度”来描述加速度的变化快慢，下列关于加加速度的单位表示正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】“加加速度”可以表示为，因此，其单位是
故B正确，ACD错误。
故选B。
2. 如图为百年一遇的天文奇观“金星凌日”，人们会观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星。下列说法正确的是（ ）
A. “六个半小时”是指时刻
B. 地球在金星与太阳之间
C. 观测“金星凌日”时可将金星看成质点
D. 以金星为参考系，太阳是静止的
【答案】C
【解析】
【详解】A．“六个半小时”是指时间间隔，A错误；
B．“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于地球和太阳之间，B错误；
C．金星远远小于太阳，则观测“金星凌日”时可将金星看成质点，C正确；
D．以金星为参考系，太阳是运动的，D错误。
故选C。
3. 今年国内多地发生新型冠状病毒肺炎疫情，许多医务工作者奔赴抗疫一线日夜无休。如图甲和乙分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的物理图样，针尖可看作顶角θ很小的劈尖形，医生沿着注射器施加一个较小的力F，针尖会对瓶塞产生很大的推力现只分析如图的针尖倾斜侧面与下侧面对瓶塞产生的两个推力，则（ ）
A. 针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的F
B. 针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比下侧面的推力小
C. 针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力
D. 若F一定，使用顶角θ越小的针尖，则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大
【答案】D
【解析】
【详解】设针尖倾斜侧面与下侧面对瓶塞产生的两个推力分别为FN和F1，受力分析如图所示
则有
则有
且若F一定，使用顶角θ越小的针尖，这两个侧面对瓶塞产生的推力就越大。
故选D。
4. 反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，下列说法正确的是（ ）
A. 反天刀的头部带负电
B A点电场强度小于C点电场强度
C. C点电势低于B点电势
D. 正电荷从C向A运动，其电势能变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．电场线从正电荷到负电荷，由电场线的分布可知，头部带正电，故A错误；
B．电场线的疏密程度表示电场强度大小，因此A点电场强度大于C点电场强度，故B错误；
C．沿电场线方向为电势降低的方向，所以C点电势低于B点的电势，故C正确；
D．正电荷在电势高的地方电势能大，所以正电荷从C向A运动，电场力做正功，其电势能变小，故D错误。
故选C。
5. 如图为“旋转纽扣”游戏。现用力反复拉线两端，纽扣逆顺转动交替，纽扣绕其中心转速最大可达10r/s。在外力将细绳向两侧拉直的过程中，纽扣边缘各质点绕其中心转动的（ ）
A. 角速度在同一时刻相同，且在不断变小
B. 角速度在同一时刻相同，且在不断变大
C. 线速度在同一时刻相同，且在不断变小
D. 线速度在同一时刻相同，且在不断变大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由于纽扣边缘各质点是同圆心转动，所以角速度在同一时刻相同，在外力将细绳向两侧拉直的过程中，纽扣转速越来越快，所以角速度不断变大，故A错误，B正确；
CD．纽扣边缘各质点是同圆心转动，转动的半径相同，由线速度公式
可知，在外力将细绳向两侧拉直的过程中，纽扣边缘各质点的线速度在同一时刻大小相同，且在不断变大；但线速度是矢量，边缘不同位置的质点的线速度方向不同，所以纽扣边缘各质点绕其中心转动的线速度在同一时刻不相同，故CD错误。
故选B。
6. 由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹。O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点其中点O为发射点，d点为落地点，b点为轨迹的最高点，a、c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 炮弹到达最高点b时的加速度为g
B. 炮弹到达最高点b的机械能大于它在c点的机械能
C. 炮弹经过a点时的速度等于经过c点时的速度
D. 炮弹由O点运动到b点的时间与由b点运动到d点的时间相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于在最高点b，除了受重力外还受到向后的空气阻力，因此加速度不是g，A错误；
B．从b到c的过程中，由空气阻力做负功，机械能减少，B正确；
C．弹道曲线即炮弹的运动轨迹，则炮弹经过a、c点时的速度方向为弹道曲线的切线方向，由题图可看出，a、c两点的速度方向不同，C错误；
D．由于空气阻力的作用，炮弹由O点运动到b点和由b点运动到d点并不对称，运动时间并不相同，D错误。
故选B。
7. 和平号空间站是前苏联建造的一个轨道空间站。它是人类首个可长期居住的空间研究中心，同时也是首个第三代空间站，经过数年由多个模块在轨道上组装而成。已知“和平号”在距离地表约为处绕地球做匀速圆周运动。若地球半径为，地球表面附近重力加速度为g，引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A. 和平号运行的速率为
B. 和平号的运行速率小于地球同步卫星的速率
C. 和平号的运行周期大于24h
D. 和平号的发射速度约为11.2km/s
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力
根据黄金代换式
联立解得
故A正确；
B．根据
轨道半径越大，速率越小，同步卫星轨道半径大于和平号轨道半径，故和平号的运行速率大于地球同步卫星的速率，故B错误；
C．根据
轨道半径越大，周期越大，故和平号的运行周期小于地球同步卫星的周期，即小于24h，故C错误；
D．11.2km/s是地球的第二宇宙速度，是脱离地球束缚的最小发射速度，而和平号仍绕地球做圆周运动，故其发射速度小于11.2km/s，故D错误。
故选A。
8. 健身车的磁控阻力原理如图所示，在铜质飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人在健身时带动飞轮转动，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离。则（ ）
A. 整个飞轮用绝缘材料替换，效果相同
B. 飞轮受到阻力大小与其材料电阻率有关
C. 飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，其受到的阻力越小
D. 磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到阻力越小
【答案】B
【解析】
【详解】飞轮在磁场中切割磁感线的运动，所以会产生电源电动势和感应电流，因此不能用绝缘材料替换，如果用绝缘材料替换，是没有效果的，A错误；
飞轮受到阻力主要来源于磁体对它的安培力，安培力大小于电阻率有关，B正确；
飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，磁感应越强，飞轮上感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，C错误；
磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，则飞轮上产生的感应电动势，感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，D错误．
故选B。
9. 如图所示，高压输电线上使用“abcd正方形间隔棒”支撑导线、、、，目的是将导线间距固定为l，防止导线相碰，图为其截面图，abcd的几何中心为O，当四根导线通有等大同向电流时（ ）
A. 几何中心O点的磁感应强度不为零
B. 对的安培力小于对的安培力
C. 所受的安培力与所受的安培力方向相反
D. 所受安培力的方向沿正方形的对角线ac方向
【答案】D
【解析】
【详解】A．因四条导线中的电流大小相等，O点与四条导线的距离均相等，由安培定则和对称性可知，L1在O点的磁感应强度与L3在O点的磁感应强度等大反向，L2在O点的磁感应强度与L4在O点的磁感应强度等大反向，所以四条导线在O点的磁感应强度等于零，故A错误；
B．L2相比L3，离L1更近些，处于L1较强的磁场区域，由安培力大小与B成正比可知，L1对L2的安培力大于L1对L3的安培力，故B错误；
CD．根据“同向电流吸引，反向电流排斥”的推论可知，L1受其余三条导线的吸引力分别指向三条导线，根据对称性，L2与L4对L1的安培力大小相等，所以两者合力指向ac方向，再与L3对L1的安培力（沿ac方向）合成，总安培力方向沿正方形的对角线ac方向；根据“同向电流吸引，反向电流排斥”的推论可知，L2受其余三条导线的吸引力分别指向三条导线，根据对称性，L1与L3对L2的安培力大小相等，所以两者合力指向bd方向，再与L4对L2的安培力（沿bd方向）合成，总安培力方向沿正方形的对角线db方向，故D正确，C错误。
故选D。
10. 下列装置设备的工作原理说法正确的是（ ）
A. 雷达定位是利用了电磁波遇到障碍会发生衍射的特性
B. 液晶显示器是利用了加电压后两极间液晶的旋光性
C. 电子显微镜的分辨率由电子束的加速电压决定
D. 核反应堆中裂变产生的中子被称为“热中子”
【答案】C
【解析】
【详解】A．雷达定位是利用了电磁波遇到障碍会发生反射的特性，选项A错误；
B．液晶显示器在两极间加上电压后，液晶的旋光性消失，选项B错误；
C．电子的波长
可知电子的速度越大，波长越短，越容易发生明显的衍射。所以增大加速电压，可以增大电子束的速度，有利于提高分辨率，选项C正确。
D．核反应堆中裂变产生的中子被称为“快中子”，选项D错误。
故选C。
11. 如图甲所示，水平桌面上有一算盘。算珠可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数为（未知）。使用时发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位。A、B相隔，B与上边框相隔。现用手指将A以某一初速度拨出，在方格纸中作出A、B运动的v-t图像如图乙所示（实线代表A，虚线代表B）。忽略A、B碰撞的时间，g取10m/，则（ ）
A. 算珠A在碰撞前运动了0.2s
B. 算珠与杆之间的动摩擦因数为
C. 算珠A与算珠B在碰撞过程无机械能损失
D. 算珠B碰撞后恰好能到达归零位置
【答案】D
【解析】
【详解】A.由匀变速直线运动规律可得
解得
A错误；
B.由匀变速直线运动规律可得
由牛顿第二定律可得
解得
B错误；
C.算珠A与算珠B的质量均为，则碰撞过程能量关系为
算珠A与算珠B在碰撞过程存在机械能损失，C错误；
D.算珠B碰撞后，由匀变速直线运动规律可得
因此算珠B碰撞后恰好能到达归零位置，D正确；
故选D。
【点睛】、
12. 如图所示，高铁的供电流程是将高压220kV或110kV经过牵引变电所进行变压（可视作理想变压器），降至27.5kV，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得25kV的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是（ ）
A. 若电网的电压为220kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比
B. 若电网的电压为110kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比
C. 如果高铁机车功率为8000kW，则自牵引变电所至机车间线路的等效电阻约为85.9Ω
D. 如果高铁机车功率为8000kW，牵引变电所至机车间的线路损耗的电功率为10kW
【答案】B
【解析】
【详解】A．若电网的电压为220kV，根据
可得
A错误；
B．若电网的电压为110kV，则有
B正确；
C．通过线路的电流大小为
则自牵引变电所至机车间线路的等效电阻约为
C错误；
D．牵引变电所至机车间的线路损耗的电功率为
D错误。
故选B。
13. 新冠肺炎患者中有13%的重症患者和6%的危重患者需要给予及时的呼吸机治疗，呼吸机成为生死攸关的战略资源。呼吸机的核心部件之一是呼吸机马达。下图是国内某制造商生产的呼吸机的马达主要参数。下列说明正确的是（ ）
呼吸机马达
额定电压
24V
空载电流
0.2A
额定转速
30000rpm
额定负载扭矩
100mN·m
额定电流
1.9A
额定输出功率
32W
A. 额定电流状态下，马达内阻等消耗功率为13.6W
B. 利用空载状态的参数，计算出马达的内阻是120Ω
C. 利用额定状态的参数，计算出马达的内阻约为9Ω
D. 空载状态下，马达的输出功率为4.8W
【答案】A
【解析】
【详解】A．额定电流状态下，马达内阻等消耗功率为
故A正确；
BC．由于马达不是纯电阻元件，所以无论是在空载状态还是额定状态，都不能利用参数根据欧姆定律计算马达的内阻，故BC错误；
D．空载状态下，马达的输入功率为
由于马达内阻会消耗效率，所以马达此时的输出功率小于4.8W，故D错误。
故选A。
二、选择题II（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个各选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
14. 一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁发出多种光，分别用这些光照射图甲电路的阴极K，能得到3条电流随电压变化的图线，如图乙所示。已知氢原子能级如图丙所示，部分金属的截止频率和逸出功如下表所示，则下列说法正确的是（ ）
几种金属的逸出功和极限频率
金属
钨
钙
钠
钾
铷
10.95
7.73
5.53
5.44
5.15
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13
A. 图乙中，a光是氢原子从能级向能级跃迁产生的
B. 阴极材料可能为金属钙
C. 真空中a光的波长小于b光的波长
D. 真空中a光光子的动量小于b光光子的动量
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中可能的情况为：n=4→1，n=4→3，n=4→2，n=3→2，n=3→1，n=2→1，能发出6种不同频率的光，能量值的大小关系排列从大到小为：n=4→1，n=3→1，n=2→1，n=4→2，n=3→2，n=4→3；而能得到3条电流随电压变化的图线，再根据表中几种金属的逸出功和极限频率，可知，若一群处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁，只有n=4→2一种，使得金属发生光电效应，因此光是氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁产生的，由图乙可知，a的遏止电压最大，其次为b和c，则a为n=4→1，b为n=3→1，c为n=2→1；故A正确；
B．由以上的分析可知，若阴极材料可能为金属钙，那么n=4→2，辐射的光子，其能量值
依据光电效应发生条件：入射光的频率不低于极限频率，则照射图甲电路的阴极K，这样能得到4条电流随电压变化的图线，由于只能测得3条电流随电压变化的图线，即只有三种光子能发生光电效应，则该金属的逸出功大于2.55eV，小于等于10.2eV，故B正确；
C．由图乙可知，a的遏止电压最大，根据
再由光电效应方程
可知，a光的波长小于b光的波长，故C正确；
D．根据公式，则有a光光子的动量大于b光光子的动量，故D错误；
故选ABC。
15. 一块三棱柱玻璃砖的横截面为等腰直角三角形，如图所示，AC边长为，该玻璃砖对红光的折射率为。一束平行于AC边的红光从AB边上的某点O（未画出）射入玻璃砖，并恰能射到AC边的中点D，不考虑光在BC边上的反射， B光速。则下列说法正确的是（ ）
A. 从玻璃砖射出的红光将不再与AC边平行
B. 红光在玻璃砖内传播的时间为
C. 只将红光改为紫光，紫光会从AC边射出玻璃砖
D. 只将红光改为紫光，射出玻璃砖紫光将仍与AC边平行
【答案】BD
【解析】
【详解】ACD．根据几何关系可知红光在AB边的入射角为45°，根据
解得折射角
而红光的频率小于紫光，故紫光的折射率更大，在AB边的折射角更小，根据几何关系红光和紫光在AC边的入射角都大于45°，
而临界角满足
因此两光均会在AC边发生全反射，根据光路可逆原理可知，在BC边的出射光线均与AC边平行，故AC错误，D正确；
B．已知红光在AB边上入射点为O，根据正弦定理
又
可得红光在玻璃砖内传播的时间
联立解得
故B正确。
故选BD。
16. 一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N点的平衡位置在处，N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m。如图乙所示为质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波长为24m
B. 该波的波速为120m/s
C. 质点P的平衡位置位于处
D. 从开始，质点Q比质点N早s回到平衡位置
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB．由乙图知周期T=0.2s，甲图中N点的位移为-5cm，该波的振幅为10cm，故M、N两质点间平衡位置间距离与波长的关系为
N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m
波长
该波的波速
故AB正确；
C．质点P的振动方程
t=0.125s时，P的位移，M、P两质点平衡位置间的距离与波长的关系为
质点P的平衡位置位于处，故C错误；
D．由乙图知从t=0.125s开始，质点P向y轴负方向运动，结合甲图知波向x轴负方向传播，由甲图知质点Q经
回到平衡位置；质点N回到平衡位置的时间
质点Q比质点N早回到平衡位置的时间为
故D正确。
故选ABD。
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
17. 同学用如图所示的实验装置“验证动量守恒定律”。
（1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并重复多次。本实验还需要完成的必要步骤___________（填选项前的符号）。
A. 测量两个小球的质量、m2
B. 测量抛出点距地面的高度H
C. 测量S离水平轨道的高度h
D. 测量平抛射程OM、ON
（2）若两球发生弹性碰撞，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是___________（填选项前的符号）。
A．OM+ OP =ON B．2OP =ON＋OM C． 2OM=OP －ON
【答案】 ①. AD ②. A
【解析】
【详解】（1）[1]根据平抛运动可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t，则
而动量守恒的表达式是
m1v0=m1v1+m2v2
若两球相碰前后的动量守恒，则需要验证表达式
m1•OM+m2•ON=m1•OP
所以需要测量测量平均射程OM、ON和两个小球的质量m1、m2，小球m1开始释放的高度h、抛出点距地面的高度H无需测量，故AD正确、BC错误；
故选AD；
（2）[2]根据（1）可知，若两球碰撞前后的动量守恒，则在误差范围内满足
m1•OM+m2•ON=m1•OP
若两球碰撞是弹性碰撞，根据机械能守恒定律可得：
m1v02=m1v12+m2v22
整理可得
m1•OM2+m2•ON2=m1•OP2
联立两式可知
OM+ OP =ON
故选A。
18. 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。
（1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互_____放置。（选填“垂直”或“平行”）；
（2）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如下图所示，则读数为______mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m，所测光的波长______nm。（保留3位有效数字）；
【答案】 ①. 平行 ②. 15.02 ③. 693
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]在组装仪器时，单缝与双缝应该相互平行放置。
（2）[2]由游标卡尺的规则为主尺读数加上游标尺的读数，可得读数为
15mm+1×0.02mm=15.02mm
[3]根据
可知，光的波长
19. 某同学想要研究小灯泡的伏安特性，现有的实验器材如下：
A. 小灯泡L（额定电压约3.8V，额定功率约1.8W）
B. 电压表V1（量程3V，内阻为3kΩ）
C. 电压表V2（量程15V，内阻为15kΩ）
D. 电流表A（量程为0.6A，内阻约为1Ω）
E. 定值电阻R1（阻值100Ω）
F. 定值电阻R2（阻值1000Ω）
G. 滑动变阻器R（阻值0—10Ω）
H. 电源E（电动势5V，内阻不计），开关S，导线若干；
（1）该同学已选定的器材是小灯泡L、滑动变阻器R、电源E、开关S、导线若干，要完成该实验，还需要的器材是___________（填写器材前的字母序号）
（2）实验要求能够较准确的画出灯泡的伏安特性曲线，请在虚线框中帮助该同学画出实验电路原理图。___________
（3）正确设计并连接好电路，实验中测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示，现将两个相同的小灯泡按如图电路图连接到另一个电路中，图中电源的电动势为5V，内阻为1.0Ω，电阻的阻值为4.0Ω。闭合开关S，每个小灯泡的实际功率为___________ W。（结果保留两位有效数字）
【答案】 ①. BDF ②. ③. 0.50—0.60均可
【解析】
【详解】（1）[1]要研究小灯泡的伏安特性，需要用到电流表和电压表。灯泡额定电流为
故电流表选择D；
灯泡额定电压为3.8V，若采用电压表V2则测量误差较大，因此电压表应选择V1，即选择B；
同时将电压表V1的量程进行扩大，要大于3.8V。若扩大后的量程为3.8V，则需要串联电阻
则定值电阻应选择R2，即选择F；
故还需要的器材是BDF。
（2）[2]灯泡正常发光时的电阻为
远小于电压表V1的内阻，故电流表应采用外接法；
实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便测量多组数据，滑动变阻器应采用分压接法；
定值电阻R2与电压表V1串联测量小灯泡的电压，实验电路图如图所示
（3）[3]把电源与电阻R0整体看作等效电源，设流过每个灯泡的电流为I，其电压为U，根据闭合电路欧姆定律可得
当路端电压U=0时，电流
I=0.5A
当电流I=0时，路端电压
U=E=5V
在灯泡U-I图像坐标系内作出等效电源的U-I图像如图所示：
由图示图线可知，灯泡两端电压
U=1.45V
电流
I=0.36A
灯泡实际功率
（050-0.60均可）
20. 如图质量的物体，沿长、倾角的固定粗糙斜面，由静止开始从斜面顶端向下运动。物体与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，斜面与水平面间有光滑小圆弧连接，风对物体的作用力恒为，方向水平向右。取，，，
（1）求物体沿斜面下滑时的加速度a1的大小；
（2）物体第一次从斜面底端滑到最左端所用时间t2；
（3）求第一次经过斜面底端与第二次经过斜面底端的速度大小之比。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物体沿斜面下滑时，受力情况如图。
垂直斜面方向受力平衡
沿斜面方向，根据牛顿第二定律
代入数据得
（2）物体沿斜面下滑时
代入数据得
物体在水平面上向左滑动时
代入数据得
代入数据得
（3） 物体在水平面上向右滑动时
代入数据得
物体在水平面上向右滑动过程
物体在水平面上向左滑动过程
所以
21. 如图所示，处于竖直平面内的装置，O点固定一弹射器，调节弹簧的压缩量使弹簧获得弹性势能，质量的弹射小球由静止被水平弹出后获得速度。水平轨道OAB及EF处于同一水平面上，其中AB段粗糙，长度，动摩擦因数，其余部分均光滑，EF段足够长。竖直平面内固定两光滑圆弧轨道BC、CD，半径分别为R和2R，其中，BC、CD间存在缝障，恰能使弹射小球无碰撞通过，间大小可忽略，圆弧BC与水平轨道AB相切于B点，E点恰好位于D点的正下方。g取10m/s2，求
（1）若小球恰能运动到C处，求小球在B点对轨道的压力：
（2）求小球到达D点的速度vD与弹簧弹性势能的关系；
（3）小球从D点水平飞出后，与地面多次碰撞后静止，假设小球每次碰撞损失75%的机械能，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，求小球最后静止时离E点的最小距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）2m
【解析】
【详解】（1）小球恰能运动到C处，在C处速度为0，从B到C列动能定理：
可得
在B处受力分析
可得
根据牛顿第三定律可知，小球对轨道压力大小为6N，方向竖直向下。
（2） 小球从释放到D列动能定理：
因为|，可得
但要到达D点
D点速度至少为，所以至少为6.6J
所以
（3）设D点速度为，从D点平抛的小球落在水平面EF上，根据平抛运动：
得
根据小球每次碰撞损失机械能75%，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，可知反弹后水平速度和竖直速度均变为原来的一半。
第一次反弹（上去下来）的时间为
水平距离
第一次反弹（上去下去）的时间
水平距离
……
第n次反弹（上去下去）的时间
水平距离
的最小值为，所以x的最小值为2m
22. 如图甲所示，我国936型登陆舰搭载电磁炮多次出海测试，试验射程可达200公里，这堪比近程导弹，预计到2025年将投入使用。常规火炮依靠火药推动炮弹前进，而电磁炮是利用磁场力加速炮弹运行的，所以电磁炮相比于传统火炮有速度和射程上的优势。某同学设计了电磁碰撞测试装置，可以通过超级电容器的储能来判断电磁炮的威力。如图乙所示，平行金属导轨PQ、固定在水平面上，导轨间距，其间有竖直向下的匀强磁场，其左端P之间用导线接入电源，电源的电动势为E，内阻为r，右端通过一小段绝缘物质与足够长的金属导轨MN、M'N'相连。金属导轨MN、M'N'之间存在竖直向上的匀强磁场，NN'之间连接一个的超级电容（原来不带电）。一根有一定的电阻，质量的金属棒AB放置在金属导轨PQ、上。接通电源后，在安培力的作用下，从静止开始向右加速运动，最终以速度向右做匀速直线运动。金属棒AB匀速运动后与质量，也有一定电阻的金属棒CD刚好在绝缘物质处发生弹性碰撞，此后金属棒CD向右运动。已知电容器的储能公式，金属棒与导轨接触良好，其他电阻忽略不计，不计一切摩擦。求：
（1）电源的电动势E：
（2）金属棒AB从静止开始到最终以速度匀速运动的过程中，通过导体棒的电量和电源提供的总能量；
（3）碰撞后，金属棒CD向右运动的过程中，电容器最终存储的总能量。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）当金属棒AB向右匀速运动的过程中，切割磁感线产生的电动势为
切割产生的电动势与电源电动势相等，电源的电动势
（2）金属棒AB在加速过程中应用动量定理有
0
解得
电源提供的能量为
（3）金属棒AB与金属棒CD发生弹性碰撞，由动量守恒可知
由能量守恒可知
解得
金属棒CD向右切割磁感线，当金属棒CD切割磁感线产生的电动势与电容两端电压U相等时，金属棒CD以速度做匀速直线运动。由动量定理可知
又
解得
电容器存储的总能量
23. XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，XCT扫描机可用于多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，其中产生X射线部分的示意图如图乙所示，电子枪每秒均匀发射n个电子，经MN两极板间的加速电压加速，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转磁场S：经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端的电压为，偏转区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，靶台的水平位置可根据实际需要调节后再固定，电子打到靶台上即被靶吸收，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。
（1）求电子刚进入偏转磁场S时的速度大小；
（2）若偏转磁场S区域内加垂直纸面向里的匀强磁场，要实现电子束射出偏转磁场S时速度方向与水平方向夹角为，求偏转磁场S内匀强磁场的磁感应强度的大小和电子束对靶竖直方向上的作用力；
（3）若偏转场S区域内加垂直纸面向里的匀强磁场，且，加速电压为时，电子能打到水平圆形靶台上。而仪器实际工作时，加速电压会随时间成正弦规律小幅波动，波动幅度为ΔU，如图丙所示。电子通过MN板间加速电场时间远小于加速电压的变化周期（可近似认为电子在加速电场中电压不变），不考虑加速电场变化时产生的磁场，在此情况下为使电子都能击中靶台，求靶台的最小直径。（已知当θ极小时，，）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）电子束在加速电压U0中加速有
解得
（2）利用几何关系，电子在磁场中的偏转半径
电子在磁场中偏转
解得
电子束射到氧中，任取Δt时间对电子束用动量定理
解得
应用牛顿第三定律得电子束对靶竖直方向上的作用力
（3）由题意，所以有
即电子在偏转场S中运动圆弧圆心角θ极小，电子在磁场中运动圆弧轨迹对应圆心角
电子击中靶台位置与电子射出偏转场S位置点间水平距离
靶台直径
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