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2022-2023学年浙江省名校协作体高二下学期联考物理试题 （解析版）
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这是一份2022-2023学年浙江省名校协作体高二下学期联考物理试题 （解析版），共30页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题卷，无特殊说明g取等内容，欢迎下载使用。
2022学年第二学期浙江省名校协作体试题
高二年级物理学科
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。
5．无特殊说明g取
第Ⅰ卷（选择题 共45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符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列物理量是矢量且对应的单位是由国际单位制的基本单位组成的是（ ）
A. 力， B. 功率，
C. 电场强度， D. 磁感应强度，T
【答案】C
【解析】
【详解】A．力是矢量，根据可知力的单位制应该是：。故A错误；
B．功率是标量，对应的单位是由国际单位制的基本单位组成的。故B错误；
C．电场强度是矢量，根据对应的单位是由国际单位制应该是。故C正确；
D．磁感应强度是矢量，T不是由国际单位制的基本单位组成的。故D错误。
故选C。
2. 2022年10月8日，成都世乒赛女团决赛，中国女团3-0战胜日本女团，实现世乒赛团体赛五连冠，图为王曼昱在比赛过程中的照片。下列说法中正确的是（ ）
A. 乒乓球虽轻但也有惯性，乒乓球在运动时的惯性比静止时更大
B. 运动的乒乓球虽轻但也有动量，其动量始终不变
C. 乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变
D. 在打弧旋球时，不应把乒乓球视为质点
【答案】D
【解析】
【详解】A．惯性只与质量有关，质量不变，惯性不变，故A错误；
B．比赛过程中乒乓球速度发生变化，其动量发生变化，故B错误；
C．乒乓球被击打过程中受到的作用力随着形变量的减小而减小，故C错误；
D．在打弧旋球时，乒乓球大小形状不可忽略，不应把乒乓球视为质点，故D正确。
故选D。
3. 高度差一定的两点间可以搭建无数条光滑的曲线轨道，让相同小球从起点端静止向下滑落，其中有一条曲线轨道的小球是最先到达终点端，这条曲线我们称之为最速降线。如图所示，6个轨道起始端和终点端高度差相同，其中轨道3满足最速降线，6个相同的小球同时从起始端静止释放最后都到达终点端的整个过程中，不计一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 从轨道1滑下的小球位移最小 B. 从轨道3滑下的小球平均速度最小
C. 从轨道3滑下的小球重力的平均功率最大 D. 各小球滑到终点时的速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．依题意，6个轨道起始端和终点端高度差相同，根据位移的定义可知，所有小球的位移大小是一样的。故A错误；
B．依题意，从轨道3滑下的小球所用时间最短，根据
易知，从轨道3滑下的小球平均速度最大。故B错误；
C．根据
可知从轨道3滑下的小球重力的平均功率最大。故C正确；
D．小球下滑过程中只有重力做功，即
可知各小球滑到终点时的速度大小相同，方向不同。故D错误。
故选C。
4. 2022年8月20日，重庆山火肆虐，面对自然灾害，人们并没有选择躺平。由摩托大军、志愿者团队、专业的消防人员与消防直升机组成的灭火军团，并肩作战，最终及时将山火扑灭。下图是消防直升机携带盛满水的吊桶，悬停在空中将水泼洒在火源上进行灭火的瞬间。下列有关说法正确的是（ ）
A. 绳子对吊桶的拉力和吊桶对绳子的拉力是一对作用力和反作用力
B. 绳子对吊桶的拉力和吊桶的重力是一对平衡力
C. 洒水过程中直升机处于失重状态
D. 洒出的水在空中做自由落体运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．绳子对吊桶的拉力和吊桶对绳子的拉力是一对作用力和反作用力，A正确；
B C．将水洒出前，直升机和盛满水的吊桶看成一个整体，悬停在空中，受力平衡。对直升机和盛满水的吊桶受力分析，整体受竖直向下的重力，空气对它的浮力，和螺旋桨旋转使空气对它产生的竖直向上的升力。将水洒出后，整体受到竖直向上的力不变，重力减小，直升机向上做加速运动。绳子对吊桶的拉力大于吊桶的重力。洒水过程中直升机处于超重状态。BC错误；
D．洒出的水在空中做竖直上抛运动。D错误。
故选A。
5. 在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，其示意图为图乙。假设泼水过程中杯子的运动看成匀速圆周运动，人在内把杯子旋转了。下列说法不正确的是（ ）
A. P位置的小水珠速度方向沿2方向
B. 杯子在P位置时的向心加速度方向沿方向
C. 杯子在旋转时的角速度大小为
D. 杯子在旋转时的线速度大小约为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图乙水珠做离心运动的方向可知杯子旋转方向为逆时针，故可知P位置的小水珠速度方向沿2方向，A正确；
B．向心加速度方向指向圆心，故杯子在P位置时的向心加速度方向沿方向，B正确；
C．杯子在旋转时的角速度大小为
C正确；
D．杯子在旋转时的运动半径大约为，故线速度大小约为
D错误。
本题选错误的，故选D。
6. 2022年11月30日，随着神舟十五号乘组3名航天员进入空间站，我国首次实现空间站6个型号舱段组合体结构和6名航天员在轨驻留的“6+6”太空会师。在轨交接后，中国空间站将进入长期有人驻留模式。假设组合体在距离地面高约的近地轨道上做匀速圆周运动，每90分钟绕地球一周。下列说法正确的是（ ）
A. 组合体绕地球做匀速圆周运动的速度大于
B. 仅根据题中所给数据，可估算地球的质量
C. 在空间站中的6名航天员在合影时，均处于平衡状态
D. 在空间站中的6名航天员在合影时，具有相同的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．是第一宇宙速度，是最大的环绕速度，因此组合体绕地球做匀速圆周运动的速度小于，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力可得
由于地球半径未知，因此无法估算地球的质量，故B错误；
C．在空间站中的6名航天员只受到地球对他们的万有引力，处于完全失重状态，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力可得
可知在空间站中的6名航天员在合影时，具有相同的加速度，故D正确。
故选D。
7. 如图为两点电荷Q、位于x轴上，相邻等势面的电势差为。若x轴上的M点和N点位于等势面上，P为等势面上一点，则以下说法不正确的是（ ）
A. N点的电场强度大小比M点的大
B. Q与均为正电荷
C. M点与N点的电场方向相反
D. 将一电子从P点移至M点，电子克服静电力做功
【答案】B
【解析】
【详解】A．等差等势面疏密程度反映了场强的大小，所以N点的电场强度大小比M点的大，A正确；
B．电场线总是从高等势面指向低等势面，根据等势面的高低可以判断Q为负电荷，为正电荷，B错误；
C．沿着电场线的方向电势降低，结合各等势面的电势高低关系可知M点的电场方向沿x轴的正方向，N点的电场方向沿x轴的负方向，两点场强方向相反，C正确；
D．M点和P点之间有四个等势线，而相邻的两个等势面之间的电势差为3V，则P点和M点的电势差为12V，所以将一电子从P点移至M点，静电力做功为
即电子克服静电力做功为12eV，D正确。
本题选择不正确的，故选B。
8. 蹦床运动深受人们喜爱，如图为小明同学在杭州某蹦床馆，利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图。假设小明仅在竖直方向运动，忽略空气阻力。依据图像给出的物理信息，可得（ ）
A. 至内，小明同学先向下减速后向上加速运动
B. 小明的最大加速度为
C. 小明上升的最大高度为
D. 小明在整个蹦床过程中机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，至内，小明同学接触蹦床后弹力小于重力先向下加速当弹力与重力平衡时速度达到最大，然后向下减速直至速度为零，再然后向上加速运动当弹力与重力平衡时速度再次达到最大，之后弹力将小于重力做减速上升直至离开蹦床。故A错误；
B．由图可知
根据牛顿第二定律，可得
当弹力取最大值时，小明具有最大加速度，即
故B错误；
C．由图可知，小明在空中运动的时间为2.0s，依题意小明做竖直上抛运动，有
故C正确；
D．小明在整个蹦床过程中除了自身重力做功外，蹦床的弹力也做功了。所以小明的机械能不守恒。故D错误。
故选C。
9. 如图所示为某手机电池的铭牌信息，显示：“额定容量：、；额定电压：；充电限制电压：”。电池充满电后手机可通话或待机，则根据所给信息，下列说法正确的是（ ）
A. 手机容量“”和“”都指电量
B. 手机通话时的功率为
C. 手机待机时的电流为
D. 以电流给该电池充电，充满电最多需要
【答案】D
【解析】
【详解】A．“”为该电池的电荷量，“”为电池的充电电能，故A错误；
B．根据题意可知通话时的电流为
通话功率为
故B错误；
C．手机待机时的电流为
故C错误；
D．以电流给该电池充电，根据
可知充满电最多需要，故D正确。
故选D。
10. “刀削面”是一种广受消费者喜爱的面食，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，厨师将小面圈沿锅的某条半径方向水平削出，小面圈距锅的高度，与锅沿的最近水平距离，锅可视为半径的半球壳（不计锅的厚度），水面到锅底的距离。不计一切阻力，小面圈的运动可视为平抛运动，则（ ）
A. 落入锅中的小面圈速度的变化量均相同
B. 落入锅中的小面圈，速度范围为
C. 直接落入水中的小面圈，速度范围为
D. 直接落入水中的小面圈，速度范围为
【答案】D
【解析】
【详解】A．小面圈做平抛运动，出发点相同，落入锅中的位置不同，即下落时间不一定相同，根据
易知，落入锅中的小面圈速度的变化量不一定相同。故A错误；
B．落入锅中的小面圈，恰好落在锅的左侧边缘处，水平速度最小，有
恰好落在锅的右侧边缘处，水平速度最大，有
又
联立，可得
故B错误；
CD．直接落入水中的小面圈，由几何关系可知最小速度对应的水平分位移为
根据平抛运动规律，有
，
解得
因为
所以直接落入水中的小面圈，最小速度为
同理，直接落入水中的小面圈，由几何关系可知最大速度对应的水平分位移为
又
解得
直接落入水中的小面圈，速度范围为
故C错误；D正确。
故选D。
11. 如图所示为一边长为L的立方体，在、两边放置足够长直导线，通有相等的电流I，电流方向如图所示。已知电流为I的无线长通电直导线在某点的磁感应强度大小与电流I成正比，与该点到电流的距离成反比。若通过电流I时，在距离导线L处的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是（ ）
A. O、M两点的磁感应强度大小相等
B. M点的磁感应强度大于C点的磁感应强度
C. 立方体中心处的磁感应强度为0
D. C、O两点的磁感应强度大小均为
【答案】D
【解析】
【详解】C．依题意两根导线在立方体中心处的磁感应强度大小相等，方向并非相反，所以中心处的磁感应强度不为0。故C错误；
ABD．C、O两点到两根导线的距离都为L，由几何关系结合右手螺旋定则可知两道电流在C、O两点的磁感应强度方向相互垂直，根据平行四边形定则可得
M点到FE导线的距离为，到ND导线的距离为L，依题意ND导线在O、M两点的磁感应强度大小相等，FE导线在M点的磁感应强度小于在O点的磁感应强度。且M点处的两个分磁感应强度夹角为钝角，O点处的两个分磁感应强度夹角为直角。所以两导线在M点的的磁感应强度小于O点的磁感应强度。故AB错误；D正确。
故选D。
12. 在众多影视作品中经常会出现惊险刺激的一幕，演员从天桥纵身一跃跳到汽车车顶，然后跟随汽车一起离开。某兴趣研究小组为探究演员跳到车顶过程中受到的作用力，在车顶安装压力传感器，用质量为m的小球代替演员，从离车顶h高处静止释放。假设小球撞击车顶不反弹，作用时间，撞击后与车保持相对静止，且车始终以速度匀速运动，则（ ）
A. 因为始终匀速运动合力等于零，因此小球与车组成的系统动量守恒
B. 小球撞击车顶时受到竖直向上的弹力
C. 小球撞击车顶时受到的水平方向上摩擦力
D. 小球撞击车顶时受到的作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球和车组成的系统，竖直方向受到合外力不为零，竖直方向动量不守恒，所以小球与车组成的系统动量不守恒，A错误；
B．小球落到车顶上时经过的时间为，则由
得
设小球撞击车顶受到的弹力为，对小球取向下为正方向，竖直方向全过程根据动量定理可得
联立解得
B错误；
C．对小球，最终速度与车相同，也是，对小球水平方向由动量定理得
解得摩擦力为
C正确；
D．小球撞击车顶时受到的作用力
解得
D错误。
故选C。
13. 如图所示为某污水测量装置，绝缘材料做成的水平圆管内径为D，在圆管某横截面的一条竖直直径上安装两个金属电极M、N，M装在顶部、N装在下部，M、N刚好戳穿绝缘材料，当圆管内充满污水时，M、N能与污水有良好接触。将这一装置安装在杭州某工厂排污口，并使圆管的中心轴线沿东西方向放置，污水恰能充满圆管并以稳定的速度v向东流淌。污水中含有大量可自由移动的离子。在圆管侧面加一个磁感应强度为B、方向垂直于M、N所在直径向北的匀强磁场，在M、N之间形成的电势差为；撤去匀强磁场，M、N之间依然存在电势差，大小为。下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. 排污口所在处地磁场的水平分量 D. 单位时间内流出的污水体积为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意可知该处地磁场水平方向的分量为从南到北，而所加磁场的方向垂直于M、N所在直径向北，因此根据左手定则可知，无论是地磁场还是所加磁场，污水中的正离子都向M处移动、负离子都向N处移动，故
故A错误；
B．设地磁场在该处的水平分量为，根据平衡条件可得
解得
故B错误；
C．撤去匀强磁场后，由于污水流速不变，因此根据平衡条件可得
解得
结合C选项分析可得
故C正确；
D．结合BC选项分析可得
管道的横截面积为
单位时间内流出的污水体积为
故D错误。
故选C。
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. 如图所示，在马蹄形磁铁内部放置盛有导电液的玻璃皿，玻璃皿中央电极接电源负极，玻璃皿内贴着玻璃壁放置一圆环电极接电源正极，若磁感应强度，玻璃皿的直径，电源的电动势E（未知），内阻，电阻，，，正负电极间导电液的等效电阻，闭合开关，液体转动稳定时电压表的示数为，电流表的示数为，则下列说法正确的是（ ）
A. 液体按逆时针转动（俯视看） B. 电源的电动势
C. 1分钟内液体产生的热量是 D. 液体转运动的机械功率为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．通过液体的电流由玻璃皿边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转（俯视看），故A正确；
B．R2的电压为
U2=I2R2=3V
流过电阻R1的电流为
则电源的电动势为
E= U+ Ir= 4.5V
故B错误；
C．流过液体电流为
IR= I- I2= 2.5A
1分钟内液体产生的热量是
故C正确；
D．液体转动的机械功率为
故D正确。
故选ACD。
15. 如图所示，某水力发电站是我国最早自行设计建设的水电站，水库年径流量约为110亿立方米，年发电量为18.6亿千瓦时，上下游高度差约，里面装有九台水电机组，装机总容量（即九台机组一起工作时的功率）662.5兆瓦（1兆），只有在用电高峰期才会开启九台机组。设每户人家平均每月用电为155度，我们平时所说的一度电即为1千瓦时的电能，根据以上信息，以下分析正确的是（ ）
A. 该水力发电站可以为户家庭供电
B. 一年平均开启的发电机组约6台
C. 水电站是将水的机械能转化为电能，该发电站的转化效率约为56%
D. 3.3立方米的水从水库上游流下时，发出的电能约为一度电
【答案】AC
【解析】
【详解】A．用户的总用电量为
解得
故A正确；
B．设一年平均开启的发电机组为m组根据
解得
故B错误；
C．水的重力势能为
年发电量为
该发电站的转化效率约为
故C正确；
D．3.3立方米的水从水库上游流下时，减少的重力势能为
一度电
易知3.3立方米的水从水库上游流下时，发出的电能小于一度电。故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题 共55分）
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
16. （1）在探究“加速度与力的关系”实验中，某同学设计了甲、乙、丙三种实验方案，试回答下列问题：
①关于本实验的要求，下列说法正确的是_________（多选）；
A．甲、乙、丙方案都需要补偿阻力
B．只有甲方案需要补偿阻力
C．只有甲方案必须满足小车质量远大于重物的质量
D．乙方案中弹簧测力计的示数和丙方案中力传感器的示数等于小车所受合力的大小
②若该同学根据乙方案，作出加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图线如图丁，直线部分斜率为k，则小车质量_________；
③根据甲方案实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为：、、、、、。已知打点计时器的工作频率为，则小车的加速度_________（结果保留两位有效数字）。
（2）在“验证动量守恒定律”的实验中，先让质量为的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为的B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。
①为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足，若满足关系式_________则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒；
②某同学记录小球三个落点的平均位置时发现M和N偏离了方向，如图所示。下列相关说法正确的是_________
A．造成M和N偏离了方向的原因是两小球碰撞后速度过大
B．测出之间的距离，可探究两球在碰撞过程中是否有机械能的损失
C．两球在碰撞过程中动量不守恒
【答案】 ①. AC##CA ②. ③. 0.78##0.79##0.80##0.81##0.82 ④. ⑤. B
【解析】
【详解】（1）①[1]AB．甲、乙、丙方案都需要补偿阻力，选项A正确，B错误；
C．乙和丙分别有弹簧测力计和力传感器测量拉力，不需要必须满足小车质量远大于重物的质量，只有甲方案必须满足小车的质量远大于重物的质量，选项C正确；
D．乙方案中弹簧测力计的示数的2倍等于小车受到的合力大小；丙方案中力传感器的示数等于小车所受合力的大小，选项D错误。
故选AC。
②[2]若该同学根据乙方案，则根据
根据关系图线可得
则小车质量
③[3]小车的加速度
（2）①[4]P是没有放被碰小球时入射小球的落地位置，N是被碰小球的落地位置，M是入射小球碰撞后的落地位置。若A、B两球组成的系统碰撞前后瞬间动量守恒，则有
m1vA=m1vA′+m2vB′
由于小球做平抛运动时在空中运动的时间相等，又
OP=vAt
OM=vA′t
ON=vB′t
可得
m1•OP=m1•OM+m2•ON
所以若满足关系式
可以认为两小球碰撞前后总动量守恒。
②[5]A．造成M和N偏离了OP方向的原因是两小球碰撞过程中没有发生对心碰撞，故A错误；
B．若两小球碰撞前后总机械能守恒，则有
则满足
说明两小球碰撞前后总机械能守恒，故B正确；
C．虽然两小球不是发生对心碰撞，但碰撞过程中水平方向不受外力，满足动量守恒定律的守恒条件，则碰撞过程中动量守恒，故C错误。
故选B。
17. 随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。
（1）你认为不合格的纯净水的电导率是_________（填“偏大”或“偏小”）；
（2）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图甲所示。先用多用电表初测纯净水样品的电阻，当选用欧姆档“”档时，多用电表示数如图乙所示，样品电阻约为_________；
（3）为了精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A．电流表（量程，电阻约为）
B．电流表（量程，电阻约为）
C．电压表（量程，电阻约为）
D．电压表（量程，电阻约为）
E．滑动变阻器（，额定电流）
F．电源（电动势，内阻约为）
G．开关一个，导线若干
其中，合适的电流表应选_________，合适的电压表应选_________。（填器材前面的字母序号）虚线框内，设计了测量纯净水样品电阻的电路图，请把它补充完整。_________
（4）由于电表内阻的影响，实验测得纯净水样品的电导率_________（“大于”、“小于”或“等于”）其真实值。
【答案】 ①. 偏大 ②. ##2200 ③. A ④. C ⑤. ⑥. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]不合格的纯净水的电阻率偏小，则电导率偏大。
（2）[2]样品电阻约为
（3）[3][4]电源电动势为6V，则电压表选C；最大电流
电流表应选A。
[5]待测电阻远大于电流表内阻，则采用电流表内接；滑动变阻器用分压电路，则电路图如图
（4）[6]由于电表内阻的影响，实验测得纯净水样品的阻值偏大，电阻率偏大，则电导率小于其真实值。
18. 疫情防控期间，工作人员操控无人机携带喊话筒进行巡防大大提高了工作效率。如图所示，为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，无人机连同装备的质量为，其动力系统所能提供的最大作用力为，运动过程中所受与运动方向相反的空气阻力恒为，在执行某次任务中，无人机从地面由静止竖直向上起飞，以最短的时间加速上升，此时由于某种原因动力突然丢失，紧急操作后恢复动力，以最大动力输出避免其竖直坠落，当速度降为零时立即使其悬停在空中。求：
（1）无人机加速到达的高度的时间；
（2）无人机最大的离地高度；
（3）若无人机在最高点悬停后要以最大的加速度沿水平方向飞向前方执行任务，求无人机的加速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）上升时由牛顿第二定律得
解得
由
，
得
（2）丢失动力后，无人机继续减速上升，设该过程加速度大小为，由牛顿第二定律得
得
从丢失动力到上升到最高点时间为，有
解得
该段时间内上升的高度为
故可知在恢复动力前无人机已经到达最高点，所以最大的离地高度为
（3）设无人机最大动力与水平方向夹角为，竖直方向有
水平方向有
解得
19. 如图所示，足够长的绝缘水平面上在相距的空间内存在水平向左的匀强电场E。质量的绝缘不带电滑块P，从离水平面高处由静止释放。滑块P沿光滑曲面下滑后，进入长的水平面，运动到B点处以速度与质量、带电量的滑块Q发生弹性碰撞。碰后滑块Q以一定的速度沿水平面向右进入电场区域，滑块与水平面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，两滑块均可视为质点。求：
（1）碰撞前瞬间滑块P的速度，碰撞后瞬间滑块Q的速度；
（2）当时，滑块在水平面上滑行的总距离s；
（3）如果滑块Q不能离开电场区域，电场强度E的取值范围多大；
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）从出发点到B点，应用动能定理
代入数据得
P与Q碰撞过程动量守恒
代入数据可得
（2）根据动能定理
代入数据可得
由于
物块将向左运动，假设在距B点左侧x2处停下，则应用动能定理
代入数据可得
所以总路程为
（3）若滑块不会从右侧离开电场，则
得
若滑块不会从左侧离开电场，则
得
电场强度E的取值范围为
20. 如图所示为某种游戏装置，在同一竖直平面内有大圆圆弧轨道、小圆轨道和缓冲装置固定在水平面上，两个圆轨道均与水平面平滑连接且前后错开，缓冲装置中的轻质弹簧右端固定于竖直墙面上，弹簧原长时左、右两端点对应于平面上的点E、F，小球压缩弹簧的距离不超过时，缓冲装置可正常工作。游戏时把一质量为m的小球（视为质点）从同一竖直平面某点以初速度水平抛出，恰好从B点沿切线方向进入半径为的大圆圆弧轨道，视为游戏成功。某次游戏中，小球以从A点水平抛出，游戏成功，并经最低点C进入半径为r小圆轨道，离开圆轨道后沿水平面继续向前运动并压缩弹簧，直至小球速度减为0时弹簧的压缩量。已知两点等高，圆轨道最低点至竖直墙面间总长度，弹簧原长，轨道的段粗糙，其余均光滑，小球与轨道段之间的动摩擦因数，弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比。求：
（1）小球经过圆轨道最高点D时对轨道的压力；
（2）弹簧的压缩量时弹簧的弹性势能；
（3）若小球的抛出点和初速度均可调节，要保证游戏成功、缓冲装置正常工作且小球不脱离轨道，求抛出点离水平面的最大高度。
【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在B点，进行速度分解
解得
小球从B到D
解得
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力大小
方向竖直向上
（2）小球从B到弹簧的压缩量时，由功能关系得
解得
（3）弹簧压缩时
由平抛运动
解得
弹簧压缩时，由功能关系得
解得
因为
解得
可知滑块返回时会脱轨。考虑滑块反弹后恰好到达与圆心等高处
解得
所以开始下滑的最大高度
21. 某环保设备可用于离子的检测和分离，其简化原理如图所示。Ⅰ区为电场加速区，Ⅱ区为电场检测区，Ⅲ区为磁场分离区。已知Ⅰ区中和两极间电压为。Ⅱ区中和两极板间电势差为，两板间距离为d，板长为L。Ⅲ区中分布有范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为，方向垂直纸面向里。边上安装有离子收集板，收集板下端留有狭缝。已知，，，。假设大量比荷不同的正离子在板上均匀分布，离子的初速度为零，忽略离子间相互作用和重力的影响。
（1）和哪一极的电势高？要使比荷为的离子，能沿直线通过两极板间电场，可在极板间加一垂直纸面的磁感应强度为的磁场，求的大小和方向；
（2）要使尽量多的离子从下方狭缝进入磁场，求狭缝宽度的最小值；
（3）若要将两种比荷分别为和的正离子，在收集板上完全分离，假设收集板足够长，求狭缝宽度的最大值。
【答案】（1）极电势高，，垂直纸面向里；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）依题意，正离子在板上均匀分布，可知极电势高。根据动能定理，可得
根据受力平衡，可得
解得
由图可知CE板为正极板，离子所受电场力竖直向下，所以洛伦兹力竖直向上，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里。
（2）由牛顿第二定律，可知
又
，
所以
（3）设比荷为k的离子飞入磁场时的速度为，与水平方向夹角为，在磁场中偏转的距离为，则
，
所以，比荷分别为和的离子，在磁场中偏离的距离分别为
，
要使这两种离子在收集板上完全分离，应满足
代入数据可得
2022学年第二学期浙江省名校协作体试题
高二年级物理学科
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。
5．无特殊说明g取
第Ⅰ卷（选择题 共45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符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列物理量是矢量且对应的单位是由国际单位制的基本单位组成的是（ ）
A. 力， B. 功率，
C. 电场强度， D. 磁感应强度，T
【答案】C
【解析】
【详解】A．力是矢量，根据可知力的单位制应该是：。故A错误；
B．功率是标量，对应的单位是由国际单位制的基本单位组成的。故B错误；
C．电场强度是矢量，根据对应的单位是由国际单位制应该是。故C正确；
D．磁感应强度是矢量，T不是由国际单位制的基本单位组成的。故D错误。
故选C。
2. 2022年10月8日，成都世乒赛女团决赛，中国女团3-0战胜日本女团，实现世乒赛团体赛五连冠，图为王曼昱在比赛过程中的照片。下列说法中正确的是（ ）
A. 乒乓球虽轻但也有惯性，乒乓球在运动时的惯性比静止时更大
B. 运动的乒乓球虽轻但也有动量，其动量始终不变
C. 乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变
D. 在打弧旋球时，不应把乒乓球视为质点
【答案】D
【解析】
【详解】A．惯性只与质量有关，质量不变，惯性不变，故A错误；
B．比赛过程中乒乓球速度发生变化，其动量发生变化，故B错误；
C．乒乓球被击打过程中受到的作用力随着形变量的减小而减小，故C错误；
D．在打弧旋球时，乒乓球大小形状不可忽略，不应把乒乓球视为质点，故D正确。
故选D。
3. 高度差一定的两点间可以搭建无数条光滑的曲线轨道，让相同小球从起点端静止向下滑落，其中有一条曲线轨道的小球是最先到达终点端，这条曲线我们称之为最速降线。如图所示，6个轨道起始端和终点端高度差相同，其中轨道3满足最速降线，6个相同的小球同时从起始端静止释放最后都到达终点端的整个过程中，不计一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 从轨道1滑下的小球位移最小 B. 从轨道3滑下的小球平均速度最小
C. 从轨道3滑下的小球重力的平均功率最大 D. 各小球滑到终点时的速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．依题意，6个轨道起始端和终点端高度差相同，根据位移的定义可知，所有小球的位移大小是一样的。故A错误；
B．依题意，从轨道3滑下的小球所用时间最短，根据
易知，从轨道3滑下的小球平均速度最大。故B错误；
C．根据
可知从轨道3滑下的小球重力的平均功率最大。故C正确；
D．小球下滑过程中只有重力做功，即
可知各小球滑到终点时的速度大小相同，方向不同。故D错误。
故选C。
4. 2022年8月20日，重庆山火肆虐，面对自然灾害，人们并没有选择躺平。由摩托大军、志愿者团队、专业的消防人员与消防直升机组成的灭火军团，并肩作战，最终及时将山火扑灭。下图是消防直升机携带盛满水的吊桶，悬停在空中将水泼洒在火源上进行灭火的瞬间。下列有关说法正确的是（ ）
A. 绳子对吊桶的拉力和吊桶对绳子的拉力是一对作用力和反作用力
B. 绳子对吊桶的拉力和吊桶的重力是一对平衡力
C. 洒水过程中直升机处于失重状态
D. 洒出的水在空中做自由落体运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．绳子对吊桶的拉力和吊桶对绳子的拉力是一对作用力和反作用力，A正确；
B C．将水洒出前，直升机和盛满水的吊桶看成一个整体，悬停在空中，受力平衡。对直升机和盛满水的吊桶受力分析，整体受竖直向下的重力，空气对它的浮力，和螺旋桨旋转使空气对它产生的竖直向上的升力。将水洒出后，整体受到竖直向上的力不变，重力减小，直升机向上做加速运动。绳子对吊桶的拉力大于吊桶的重力。洒水过程中直升机处于超重状态。BC错误；
D．洒出的水在空中做竖直上抛运动。D错误。
故选A。
5. 在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，其示意图为图乙。假设泼水过程中杯子的运动看成匀速圆周运动，人在内把杯子旋转了。下列说法不正确的是（ ）
A. P位置的小水珠速度方向沿2方向
B. 杯子在P位置时的向心加速度方向沿方向
C. 杯子在旋转时的角速度大小为
D. 杯子在旋转时的线速度大小约为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图乙水珠做离心运动的方向可知杯子旋转方向为逆时针，故可知P位置的小水珠速度方向沿2方向，A正确；
B．向心加速度方向指向圆心，故杯子在P位置时的向心加速度方向沿方向，B正确；
C．杯子在旋转时的角速度大小为
C正确；
D．杯子在旋转时的运动半径大约为，故线速度大小约为
D错误。
本题选错误的，故选D。
6. 2022年11月30日，随着神舟十五号乘组3名航天员进入空间站，我国首次实现空间站6个型号舱段组合体结构和6名航天员在轨驻留的“6+6”太空会师。在轨交接后，中国空间站将进入长期有人驻留模式。假设组合体在距离地面高约的近地轨道上做匀速圆周运动，每90分钟绕地球一周。下列说法正确的是（ ）
A. 组合体绕地球做匀速圆周运动的速度大于
B. 仅根据题中所给数据，可估算地球的质量
C. 在空间站中的6名航天员在合影时，均处于平衡状态
D. 在空间站中的6名航天员在合影时，具有相同的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．是第一宇宙速度，是最大的环绕速度，因此组合体绕地球做匀速圆周运动的速度小于，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力可得
由于地球半径未知，因此无法估算地球的质量，故B错误；
C．在空间站中的6名航天员只受到地球对他们的万有引力，处于完全失重状态，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力可得
可知在空间站中的6名航天员在合影时，具有相同的加速度，故D正确。
故选D。
7. 如图为两点电荷Q、位于x轴上，相邻等势面的电势差为。若x轴上的M点和N点位于等势面上，P为等势面上一点，则以下说法不正确的是（ ）
A. N点的电场强度大小比M点的大
B. Q与均为正电荷
C. M点与N点的电场方向相反
D. 将一电子从P点移至M点，电子克服静电力做功
【答案】B
【解析】
【详解】A．等差等势面疏密程度反映了场强的大小，所以N点的电场强度大小比M点的大，A正确；
B．电场线总是从高等势面指向低等势面，根据等势面的高低可以判断Q为负电荷，为正电荷，B错误；
C．沿着电场线的方向电势降低，结合各等势面的电势高低关系可知M点的电场方向沿x轴的正方向，N点的电场方向沿x轴的负方向，两点场强方向相反，C正确；
D．M点和P点之间有四个等势线，而相邻的两个等势面之间的电势差为3V，则P点和M点的电势差为12V，所以将一电子从P点移至M点，静电力做功为
即电子克服静电力做功为12eV，D正确。
本题选择不正确的，故选B。
8. 蹦床运动深受人们喜爱，如图为小明同学在杭州某蹦床馆，利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图。假设小明仅在竖直方向运动，忽略空气阻力。依据图像给出的物理信息，可得（ ）
A. 至内，小明同学先向下减速后向上加速运动
B. 小明的最大加速度为
C. 小明上升的最大高度为
D. 小明在整个蹦床过程中机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，至内，小明同学接触蹦床后弹力小于重力先向下加速当弹力与重力平衡时速度达到最大，然后向下减速直至速度为零，再然后向上加速运动当弹力与重力平衡时速度再次达到最大，之后弹力将小于重力做减速上升直至离开蹦床。故A错误；
B．由图可知
根据牛顿第二定律，可得
当弹力取最大值时，小明具有最大加速度，即
故B错误；
C．由图可知，小明在空中运动的时间为2.0s，依题意小明做竖直上抛运动，有
故C正确；
D．小明在整个蹦床过程中除了自身重力做功外，蹦床的弹力也做功了。所以小明的机械能不守恒。故D错误。
故选C。
9. 如图所示为某手机电池的铭牌信息，显示：“额定容量：、；额定电压：；充电限制电压：”。电池充满电后手机可通话或待机，则根据所给信息，下列说法正确的是（ ）
A. 手机容量“”和“”都指电量
B. 手机通话时的功率为
C. 手机待机时的电流为
D. 以电流给该电池充电，充满电最多需要
【答案】D
【解析】
【详解】A．“”为该电池的电荷量，“”为电池的充电电能，故A错误；
B．根据题意可知通话时的电流为
通话功率为
故B错误；
C．手机待机时的电流为
故C错误；
D．以电流给该电池充电，根据
可知充满电最多需要，故D正确。
故选D。
10. “刀削面”是一种广受消费者喜爱的面食，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，厨师将小面圈沿锅的某条半径方向水平削出，小面圈距锅的高度，与锅沿的最近水平距离，锅可视为半径的半球壳（不计锅的厚度），水面到锅底的距离。不计一切阻力，小面圈的运动可视为平抛运动，则（ ）
A. 落入锅中的小面圈速度的变化量均相同
B. 落入锅中的小面圈，速度范围为
C. 直接落入水中的小面圈，速度范围为
D. 直接落入水中的小面圈，速度范围为
【答案】D
【解析】
【详解】A．小面圈做平抛运动，出发点相同，落入锅中的位置不同，即下落时间不一定相同，根据
易知，落入锅中的小面圈速度的变化量不一定相同。故A错误；
B．落入锅中的小面圈，恰好落在锅的左侧边缘处，水平速度最小，有
恰好落在锅的右侧边缘处，水平速度最大，有
又
联立，可得
故B错误；
CD．直接落入水中的小面圈，由几何关系可知最小速度对应的水平分位移为
根据平抛运动规律，有
，
解得
因为
所以直接落入水中的小面圈，最小速度为
同理，直接落入水中的小面圈，由几何关系可知最大速度对应的水平分位移为
又
解得
直接落入水中的小面圈，速度范围为
故C错误；D正确。
故选D。
11. 如图所示为一边长为L的立方体，在、两边放置足够长直导线，通有相等的电流I，电流方向如图所示。已知电流为I的无线长通电直导线在某点的磁感应强度大小与电流I成正比，与该点到电流的距离成反比。若通过电流I时，在距离导线L处的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是（ ）
A. O、M两点的磁感应强度大小相等
B. M点的磁感应强度大于C点的磁感应强度
C. 立方体中心处的磁感应强度为0
D. C、O两点的磁感应强度大小均为
【答案】D
【解析】
【详解】C．依题意两根导线在立方体中心处的磁感应强度大小相等，方向并非相反，所以中心处的磁感应强度不为0。故C错误；
ABD．C、O两点到两根导线的距离都为L，由几何关系结合右手螺旋定则可知两道电流在C、O两点的磁感应强度方向相互垂直，根据平行四边形定则可得
M点到FE导线的距离为，到ND导线的距离为L，依题意ND导线在O、M两点的磁感应强度大小相等，FE导线在M点的磁感应强度小于在O点的磁感应强度。且M点处的两个分磁感应强度夹角为钝角，O点处的两个分磁感应强度夹角为直角。所以两导线在M点的的磁感应强度小于O点的磁感应强度。故AB错误；D正确。
故选D。
12. 在众多影视作品中经常会出现惊险刺激的一幕，演员从天桥纵身一跃跳到汽车车顶，然后跟随汽车一起离开。某兴趣研究小组为探究演员跳到车顶过程中受到的作用力，在车顶安装压力传感器，用质量为m的小球代替演员，从离车顶h高处静止释放。假设小球撞击车顶不反弹，作用时间，撞击后与车保持相对静止，且车始终以速度匀速运动，则（ ）
A. 因为始终匀速运动合力等于零，因此小球与车组成的系统动量守恒
B. 小球撞击车顶时受到竖直向上的弹力
C. 小球撞击车顶时受到的水平方向上摩擦力
D. 小球撞击车顶时受到的作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球和车组成的系统，竖直方向受到合外力不为零，竖直方向动量不守恒，所以小球与车组成的系统动量不守恒，A错误；
B．小球落到车顶上时经过的时间为，则由
得
设小球撞击车顶受到的弹力为，对小球取向下为正方向，竖直方向全过程根据动量定理可得
联立解得
B错误；
C．对小球，最终速度与车相同，也是，对小球水平方向由动量定理得
解得摩擦力为
C正确；
D．小球撞击车顶时受到的作用力
解得
D错误。
故选C。
13. 如图所示为某污水测量装置，绝缘材料做成的水平圆管内径为D，在圆管某横截面的一条竖直直径上安装两个金属电极M、N，M装在顶部、N装在下部，M、N刚好戳穿绝缘材料，当圆管内充满污水时，M、N能与污水有良好接触。将这一装置安装在杭州某工厂排污口，并使圆管的中心轴线沿东西方向放置，污水恰能充满圆管并以稳定的速度v向东流淌。污水中含有大量可自由移动的离子。在圆管侧面加一个磁感应强度为B、方向垂直于M、N所在直径向北的匀强磁场，在M、N之间形成的电势差为；撤去匀强磁场，M、N之间依然存在电势差，大小为。下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. 排污口所在处地磁场的水平分量 D. 单位时间内流出的污水体积为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意可知该处地磁场水平方向的分量为从南到北，而所加磁场的方向垂直于M、N所在直径向北，因此根据左手定则可知，无论是地磁场还是所加磁场，污水中的正离子都向M处移动、负离子都向N处移动，故
故A错误；
B．设地磁场在该处的水平分量为，根据平衡条件可得
解得
故B错误；
C．撤去匀强磁场后，由于污水流速不变，因此根据平衡条件可得
解得
结合C选项分析可得
故C正确；
D．结合BC选项分析可得
管道的横截面积为
单位时间内流出的污水体积为
故D错误。
故选C。
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. 如图所示，在马蹄形磁铁内部放置盛有导电液的玻璃皿，玻璃皿中央电极接电源负极，玻璃皿内贴着玻璃壁放置一圆环电极接电源正极，若磁感应强度，玻璃皿的直径，电源的电动势E（未知），内阻，电阻，，，正负电极间导电液的等效电阻，闭合开关，液体转动稳定时电压表的示数为，电流表的示数为，则下列说法正确的是（ ）
A. 液体按逆时针转动（俯视看） B. 电源的电动势
C. 1分钟内液体产生的热量是 D. 液体转运动的机械功率为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．通过液体的电流由玻璃皿边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转（俯视看），故A正确；
B．R2的电压为
U2=I2R2=3V
流过电阻R1的电流为
则电源的电动势为
E= U+ Ir= 4.5V
故B错误；
C．流过液体电流为
IR= I- I2= 2.5A
1分钟内液体产生的热量是
故C正确；
D．液体转动的机械功率为
故D正确。
故选ACD。
15. 如图所示，某水力发电站是我国最早自行设计建设的水电站，水库年径流量约为110亿立方米，年发电量为18.6亿千瓦时，上下游高度差约，里面装有九台水电机组，装机总容量（即九台机组一起工作时的功率）662.5兆瓦（1兆），只有在用电高峰期才会开启九台机组。设每户人家平均每月用电为155度，我们平时所说的一度电即为1千瓦时的电能，根据以上信息，以下分析正确的是（ ）
A. 该水力发电站可以为户家庭供电
B. 一年平均开启的发电机组约6台
C. 水电站是将水的机械能转化为电能，该发电站的转化效率约为56%
D. 3.3立方米的水从水库上游流下时，发出的电能约为一度电
【答案】AC
【解析】
【详解】A．用户的总用电量为
解得
故A正确；
B．设一年平均开启的发电机组为m组根据
解得
故B错误；
C．水的重力势能为
年发电量为
该发电站的转化效率约为
故C正确；
D．3.3立方米的水从水库上游流下时，减少的重力势能为
一度电
易知3.3立方米的水从水库上游流下时，发出的电能小于一度电。故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题 共55分）
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
16. （1）在探究“加速度与力的关系”实验中，某同学设计了甲、乙、丙三种实验方案，试回答下列问题：
①关于本实验的要求，下列说法正确的是_________（多选）；
A．甲、乙、丙方案都需要补偿阻力
B．只有甲方案需要补偿阻力
C．只有甲方案必须满足小车质量远大于重物的质量
D．乙方案中弹簧测力计的示数和丙方案中力传感器的示数等于小车所受合力的大小
②若该同学根据乙方案，作出加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图线如图丁，直线部分斜率为k，则小车质量_________；
③根据甲方案实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为：、、、、、。已知打点计时器的工作频率为，则小车的加速度_________（结果保留两位有效数字）。
（2）在“验证动量守恒定律”的实验中，先让质量为的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为的B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。
①为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足，若满足关系式_________则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒；
②某同学记录小球三个落点的平均位置时发现M和N偏离了方向，如图所示。下列相关说法正确的是_________
A．造成M和N偏离了方向的原因是两小球碰撞后速度过大
B．测出之间的距离，可探究两球在碰撞过程中是否有机械能的损失
C．两球在碰撞过程中动量不守恒
【答案】 ①. AC##CA ②. ③. 0.78##0.79##0.80##0.81##0.82 ④. ⑤. B
【解析】
【详解】（1）①[1]AB．甲、乙、丙方案都需要补偿阻力，选项A正确，B错误；
C．乙和丙分别有弹簧测力计和力传感器测量拉力，不需要必须满足小车质量远大于重物的质量，只有甲方案必须满足小车的质量远大于重物的质量，选项C正确；
D．乙方案中弹簧测力计的示数的2倍等于小车受到的合力大小；丙方案中力传感器的示数等于小车所受合力的大小，选项D错误。
故选AC。
②[2]若该同学根据乙方案，则根据
根据关系图线可得
则小车质量
③[3]小车的加速度
（2）①[4]P是没有放被碰小球时入射小球的落地位置，N是被碰小球的落地位置，M是入射小球碰撞后的落地位置。若A、B两球组成的系统碰撞前后瞬间动量守恒，则有
m1vA=m1vA′+m2vB′
由于小球做平抛运动时在空中运动的时间相等，又
OP=vAt
OM=vA′t
ON=vB′t
可得
m1•OP=m1•OM+m2•ON
所以若满足关系式
可以认为两小球碰撞前后总动量守恒。
②[5]A．造成M和N偏离了OP方向的原因是两小球碰撞过程中没有发生对心碰撞，故A错误；
B．若两小球碰撞前后总机械能守恒，则有
则满足
说明两小球碰撞前后总机械能守恒，故B正确；
C．虽然两小球不是发生对心碰撞，但碰撞过程中水平方向不受外力，满足动量守恒定律的守恒条件，则碰撞过程中动量守恒，故C错误。
故选B。
17. 随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。
（1）你认为不合格的纯净水的电导率是_________（填“偏大”或“偏小”）；
（2）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图甲所示。先用多用电表初测纯净水样品的电阻，当选用欧姆档“”档时，多用电表示数如图乙所示，样品电阻约为_________；
（3）为了精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A．电流表（量程，电阻约为）
B．电流表（量程，电阻约为）
C．电压表（量程，电阻约为）
D．电压表（量程，电阻约为）
E．滑动变阻器（，额定电流）
F．电源（电动势，内阻约为）
G．开关一个，导线若干
其中，合适的电流表应选_________，合适的电压表应选_________。（填器材前面的字母序号）虚线框内，设计了测量纯净水样品电阻的电路图，请把它补充完整。_________
（4）由于电表内阻的影响，实验测得纯净水样品的电导率_________（“大于”、“小于”或“等于”）其真实值。
【答案】 ①. 偏大 ②. ##2200 ③. A ④. C ⑤. ⑥. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]不合格的纯净水的电阻率偏小，则电导率偏大。
（2）[2]样品电阻约为
（3）[3][4]电源电动势为6V，则电压表选C；最大电流
电流表应选A。
[5]待测电阻远大于电流表内阻，则采用电流表内接；滑动变阻器用分压电路，则电路图如图
（4）[6]由于电表内阻的影响，实验测得纯净水样品的阻值偏大，电阻率偏大，则电导率小于其真实值。
18. 疫情防控期间，工作人员操控无人机携带喊话筒进行巡防大大提高了工作效率。如图所示，为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，无人机连同装备的质量为，其动力系统所能提供的最大作用力为，运动过程中所受与运动方向相反的空气阻力恒为，在执行某次任务中，无人机从地面由静止竖直向上起飞，以最短的时间加速上升，此时由于某种原因动力突然丢失，紧急操作后恢复动力，以最大动力输出避免其竖直坠落，当速度降为零时立即使其悬停在空中。求：
（1）无人机加速到达的高度的时间；
（2）无人机最大的离地高度；
（3）若无人机在最高点悬停后要以最大的加速度沿水平方向飞向前方执行任务，求无人机的加速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）上升时由牛顿第二定律得
解得
由
，
得
（2）丢失动力后，无人机继续减速上升，设该过程加速度大小为，由牛顿第二定律得
得
从丢失动力到上升到最高点时间为，有
解得
该段时间内上升的高度为
故可知在恢复动力前无人机已经到达最高点，所以最大的离地高度为
（3）设无人机最大动力与水平方向夹角为，竖直方向有
水平方向有
解得
19. 如图所示，足够长的绝缘水平面上在相距的空间内存在水平向左的匀强电场E。质量的绝缘不带电滑块P，从离水平面高处由静止释放。滑块P沿光滑曲面下滑后，进入长的水平面，运动到B点处以速度与质量、带电量的滑块Q发生弹性碰撞。碰后滑块Q以一定的速度沿水平面向右进入电场区域，滑块与水平面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，两滑块均可视为质点。求：
（1）碰撞前瞬间滑块P的速度，碰撞后瞬间滑块Q的速度；
（2）当时，滑块在水平面上滑行的总距离s；
（3）如果滑块Q不能离开电场区域，电场强度E的取值范围多大；
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）从出发点到B点，应用动能定理
代入数据得
P与Q碰撞过程动量守恒
代入数据可得
（2）根据动能定理
代入数据可得
由于
物块将向左运动，假设在距B点左侧x2处停下，则应用动能定理
代入数据可得
所以总路程为
（3）若滑块不会从右侧离开电场，则
得
若滑块不会从左侧离开电场，则
得
电场强度E的取值范围为
20. 如图所示为某种游戏装置，在同一竖直平面内有大圆圆弧轨道、小圆轨道和缓冲装置固定在水平面上，两个圆轨道均与水平面平滑连接且前后错开，缓冲装置中的轻质弹簧右端固定于竖直墙面上，弹簧原长时左、右两端点对应于平面上的点E、F，小球压缩弹簧的距离不超过时，缓冲装置可正常工作。游戏时把一质量为m的小球（视为质点）从同一竖直平面某点以初速度水平抛出，恰好从B点沿切线方向进入半径为的大圆圆弧轨道，视为游戏成功。某次游戏中，小球以从A点水平抛出，游戏成功，并经最低点C进入半径为r小圆轨道，离开圆轨道后沿水平面继续向前运动并压缩弹簧，直至小球速度减为0时弹簧的压缩量。已知两点等高，圆轨道最低点至竖直墙面间总长度，弹簧原长，轨道的段粗糙，其余均光滑，小球与轨道段之间的动摩擦因数，弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比。求：
（1）小球经过圆轨道最高点D时对轨道的压力；
（2）弹簧的压缩量时弹簧的弹性势能；
（3）若小球的抛出点和初速度均可调节，要保证游戏成功、缓冲装置正常工作且小球不脱离轨道，求抛出点离水平面的最大高度。
【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在B点，进行速度分解
解得
小球从B到D
解得
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力大小
方向竖直向上
（2）小球从B到弹簧的压缩量时，由功能关系得
解得
（3）弹簧压缩时
由平抛运动
解得
弹簧压缩时，由功能关系得
解得
因为
解得
可知滑块返回时会脱轨。考虑滑块反弹后恰好到达与圆心等高处
解得
所以开始下滑的最大高度
21. 某环保设备可用于离子的检测和分离，其简化原理如图所示。Ⅰ区为电场加速区，Ⅱ区为电场检测区，Ⅲ区为磁场分离区。已知Ⅰ区中和两极间电压为。Ⅱ区中和两极板间电势差为，两板间距离为d，板长为L。Ⅲ区中分布有范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为，方向垂直纸面向里。边上安装有离子收集板，收集板下端留有狭缝。已知，，，。假设大量比荷不同的正离子在板上均匀分布，离子的初速度为零，忽略离子间相互作用和重力的影响。
（1）和哪一极的电势高？要使比荷为的离子，能沿直线通过两极板间电场，可在极板间加一垂直纸面的磁感应强度为的磁场，求的大小和方向；
（2）要使尽量多的离子从下方狭缝进入磁场，求狭缝宽度的最小值；
（3）若要将两种比荷分别为和的正离子，在收集板上完全分离，假设收集板足够长，求狭缝宽度的最大值。
【答案】（1）极电势高，，垂直纸面向里；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）依题意，正离子在板上均匀分布，可知极电势高。根据动能定理，可得
根据受力平衡，可得
解得
由图可知CE板为正极板，离子所受电场力竖直向下，所以洛伦兹力竖直向上，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里。
（2）由牛顿第二定律，可知
又
，
所以
（3）设比荷为k的离子飞入磁场时的速度为，与水平方向夹角为，在磁场中偏转的距离为，则
，
所以，比荷分别为和的离子，在磁场中偏离的距离分别为
，
要使这两种离子在收集板上完全分离，应满足
代入数据可得
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