浙江省三校2022-2023学年高三下学期5月联考物理 Word版含解析

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2022学年高三年级第二学期5月三校联考物理试题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。考生注意：1.答题前，请务必将自己的姓名，准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4.可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取。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.在弹性限度内，弹簧满足胡克定律，的值与弹簧的原长和横截面积满足。在国际单位制中，的单位是（　　）A.NB.mC.N/mD.Pa【答案】D【解析】【详解】由，可得可知的单位为故选D。2.青藏铁路全长1956千米，其中西宁至格尔木段全长814千米，格尔木至拉萨段全长1142千米，设计的列车运行的最大速度为160千米/小时（西宁至格尔木段）、100千米/

1小时（格尔木至拉萨段），则下列说法正确的是（　　）A.“1956千米”指的位移大小B.运动中的列车不可以作为参考系C.列车的速度很大，但加速度可能很小D.“160千米/小时”指的是平均速度大小【答案】C【解析】【详解】A．“1956千米”指的路程，A错误；B．运动中的列车可以作为参考系，参考系可以任意选取，B错误；C．列车的速度很大，但加速度可能很小，C正确；D．“160千米/小时”指的是瞬时速度的大小，D错误；故选C。3.工人将重物从高台运送到地面，如图所示，轻绳穿过与重物固定连接的光滑圆环，一端固定在A点，另一端被建筑工人握住，工人站在B点缓慢放长轻绳，使重物缓慢下降。在工人释放一小段轻绳的过程中，以下说法正确的是（　　）A.绳对工人的拉力变大B.高台对工人的作用力变小C.高台对工人摩擦力变大D.高台对工人的支持力变大【答案】B【解析】【详解】A．设重物重力为G，对圆环由平衡条件得

2解得当乙站在B点缓慢释放轻绳，使重物下降，变小，G不变，拉力F变小，所以绳对工人的拉力变小，故A错误；CD．将工人受力分析如图：根据共点力平衡有又因为联立解得所以高台对工人的支持力不变，摩擦力变小，故CD错误；B．高台对工人的作用力为

3由上述分析可知高台对工人的作用力变小，故B正确。故选B。4.如图所示，小勇老师在川藏线上骑行时看到公路两边竖立着很多铁棒，查资料后得知，这些八米长的铁棒在地下埋有六米，这些铁棒的作用最有可能的是（　　）A.作为路标B.作为导热棒C.预防雷电击中地面D.测量过往车辆的速度【答案】B【解析】【详解】这些铁棒一种高效热导装置，叫做“热棒”。是青藏铁路在运营过程中处理冻土病害、保护动土有效措施。所以这些铁棒的作用是作为导热棒，故选B。5.如图所示，一物块静止在倾角为的斜面上，物块和斜面的动摩擦因数随时间逐渐减小到0，斜面始终静止，在某一时刻物块开始运动后，下列说法正确的是（　　）A.斜面有向右运动的趋势B.物块的速度先增大后减小C.物块的加速度随时间均匀增大D.斜面和物块组成的系统所受合外力逐渐增大【答案】D【解析】【详解】A．物块对斜面有斜左下方的压力作用，所以斜面有向左运动的趋势，故A错误；BC．对物块，根据牛顿第二定律有

4解得可知物块的加速度逐渐增大，但并非均匀增大，则物块的速度逐渐增大，故BC错误；D．斜面和物块组成的系统受重力、摩擦力、地面的支持力作用；斜面受重力、压力、物块对斜面的摩擦力和地面对斜面的摩擦力，地面对斜面的支持力，由于物块对斜面的摩擦力减小，压力不变，则地面对斜面的摩擦力增大，所以斜面和物块组成的系统所受合外力逐渐增大，故D正确；故选D。6.传感器是一种采集信息的重要器件，图为测定压力的电容式传感器，将电容器、灵敏电电流表、电源连接．施加力的作用使电极发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流计指针偏转．在对膜片开始施加恒定的压力到膜片稳定，灵敏电流表指针的偏转情况为（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏）A.向右偏到某一刻度后不动B.向左偏到某一刻度后不动C.向右偏到某一刻度后回到零刻度D.向左偏到某一刻度后回到零刻度【答案】C【解析】【详解】当F向上压膜片电极时，板间距离减小，由电容的决定式得到，电容器的电容将增大，又根据电容的定义式，电容器两极的电压U不变，故Q将增大，即电容器充电，所以电流将从电流表正接线柱流入，电流计指针向右偏．当充电完毕后，电路中没有电流，电流计的指针回到零刻度．故C正确，ABD错误．7.如图所示为某示波管内一个平面的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等差等势线，a、b、c三点分别是电场线与等势线的交点。两个电子分别从a、b两点运动到c点，和分别表示两电子从a、b两点运动到c点时电场力做的功，下列说法正确的是（　　）

5A.B.电子在b点电势能小于在c点的电势能C.电子在电场中b点的加速度大于a点的加速度D.两电子从电场中某点获得瞬间冲量后，不可能沿电场线运动【答案】A【解析】【详解】A．根据图像可知a、b两点处于同一条等势线上，则有根据，可知A正确；B．由于沿电场线电势降低，根据图像可知根据，可知B错误；C．电场线分布的密集程度表示电场的强弱，根据图像可知b点的电场线分布比a点的稀疏一些，即b点的电场强度比a点小，电子在b点的电场力比a点小，则电子在电场中b点的加速度小于a点的加速度，C错误；D．bc电场线是一条直线，当电子从电场中b点或c点获得一个沿bc电场线方向的瞬间冲量后，起速度方向与电场力方向在同一条直线上，此时电子沿电场线运动，D错误。故选A。8.如图所示，交流发电机矩形线圈在磁感应强度大小为匀强磁场中以角速度匀速转动。线圈的匝数N＝10，面积。理想变压器原、副线圈的匝数比是

6，副线圈电路中有一只理想二极管和一个阻值的电阻，已知电压表和电流表均为理想交流电表，线圈和导线的电阻不计，以图示时刻为t＝0开始计时，则下列说法正确的是（　　）A.电流表的示数为1AB.电压表的示数为80VC.t＝0.01s时，发电机的矩形导线框与图示位置垂直D.增大电阻的阻值，电压表和电流表的示数之比不变【答案】A【解析】【详解】C．以图示时刻为t＝0开始计时线圈匀速转动发电，即从中性面开始，其周期为则t＝0.01s时转动180°，发电机的矩形导线框与图示位置重合，故C错误；B．发电机的线圈从中性面开始转动，瞬时电动势的表达式为则电动势的有效值为电压表所测的是发电机两端的电压的有效值，则示数为，故B错误；B．变压器通过理想变压器4:1的匝数比变压后，副线圈的电流最大值为因二极管具有单向导电性，则一个周期内只有一半的时间有电流流过电阻，则根据有效值的定义有解得电流表测量的是电流的有效值，则示数为1A，故A正确；

7D．增大电阻的阻值，变压器原线圈的电压由发电机决定，则电压表的示数不变，由闭合电路的欧姆定律可知，副线圈的电流变小，则电流表的示数变小，故电压表和电流表的示数之比变大，故D错误。故选A。9.如图所示，斜面固定在水平面上，两个小球分别从斜面底端O点正上方A、B两点向右水平抛出，B是AO连线上靠近O的三等分点，最后两球都垂直落在斜面上，A、B两球击中斜面位置到O点的距离之比为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】设任一小球的初速度为v0，抛出点离O点的高度为h，平抛运动的时间为t，斜面的倾角为θ。据题小球垂直击中斜面，速度与斜面垂直，由速度分解可知又可得根据几何关系得据题有OA=3OB则得击中斜面位置到O点的距离为故得A、B两球击中斜面位置到O点的距离之比为3：1

8故选B。10.同一介质中位于x轴上的，处的两波源a和b在t=0时刻同时开始沿y轴方向做简谐运动，振动产生的两列波相向传播，图一是t=2s时a波的波形图；图二是b波源的振动图像。则下列说法正确的是（　　）A.两波源起振方向相同B.x=5m处质点的由a波引起的振动周期为3sC.t=4.5s时，x=7m处的质点位移为D.0~6s时间内，x=6m处质点经过的路程为26cm【答案】C【解析】【详解】A．由图一可知，x=4m处质点起振方向向下，则a波源的起振方向向下，如图二可知，b波源的起振方向向上，两波源起振方向不同，AB错误；B．t=2s时，a波传播距离为一个波长，则a波周期为2s，使x=5m处质点的振动周期为2s，B错误；C．同一介质传播速度相等两列波传播到x=7m处的的时间分别为，则t=4.5s时，a波使x=7m处的位移为0，b波使x=7m处的位移为则t=4.5s时，x=7m处的质点位移为，C正确；D．a波经3s传播到x=6m处，则在以后内x=6m处质点由a波引起的路程为；b波波长为

9则b波经3s传播到x=6m处，在以后的内x=6m处质点由b波引起的路程为。由于两列波不是相干波，则x=6m处质点经过的路程不为26cm，D错误。故选C。11.某透明均匀介质的截面如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB＝30°，半圆形的半径为R。一束橙光从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O点，且E、O两点距离为R，此时的折射角（光在真空中的传播速度用c表示）。则下列说法正确的是（　　）A.该光在介质中的传播时间B.该光在介质中的折射率是C.若用一束蓝光照射，则不能从圆弧面射出D.与射入介质前相比，光线射出介质后的偏转角是0°【答案】D【解析】【详解】ABD．由几何关系：,折射光平行于AB的方向，根据折射定律可知，光线射出介质后的偏转角是0°，如图：则有，由折射定律得

10根据几何关系可知光在介质中的传播速度为该光在介质中的传播时间故AB错误，D正确；C．若用一束蓝光照射，则蓝光在圆弧面的入射角更小，能从圆弧面射出，故C错误；故选D。12.某地区常年有风，风速基本保持在8m/s，该地区有一风力发电机，其叶片转动可形成半径为15m的圆面，若保持风垂直吹向叶片，空气密度为，风的动能转化为电能的效率为20%。现用这台风力发电机给一水泵供电，使水泵从地下50m深处抽水，水泵能将水抽到离地1.5m高处并以4m/s的速度射出，出水口的横截面积为，水的密度为，水泵及电机组成的抽水系统效率为80%，则下列说法正确的是（　　）A.该风力发电机的功率约为230kWB.每分钟水流机械能增加约为C.风力发电机一天的发电量可供该水泵正常工作约10hD.若风速变为16m/s，则该风力发电机的发电功率变为原来的4倍【答案】C【解析】【详解】AD．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为依题意，此风力发电机发电的功率为

11若风速变为16m/s，则该风力发电机的发电功率变为原来的8倍；故AD错误；B．每分钟水流机械能增加约为其中解得故B错误；C．水泵正常工作每秒钟耗电为风力发电机一天的发电量为解得故C正确；故选C。13.为简化“天问一号”探测器在火星软着陆的问题，可以认为地球和火星在同一平面上绕太阳做匀速圆周运动，如图1所示。火星探测器在火星附近的A点减速后，被火星捕获进入了1号椭圆轨道，紧接着在B点进行了一次“侧手翻”，即从与火星赤道平行的1号轨道，调整为经过火星两极的2号轨道，将探测器绕火星飞行的路线从“横着绕”变成“竖着绕”，从而实现对火星表面的全面扫描，如图2所示。以火星为参考系，质量为的探测器沿1号轨道到达B点时速度为，为了实现“侧手翻”，此时启动发动机，在极短的时间内喷出部分气体，假设气体为一次性喷出，喷气后探测器质量变为、速度变为与垂直的。已知地球的公转周期为，火星的公转周期为，地球公转轨道半径为，以下说法正确的是（　　）

12A.火星公转轨道半径为B.喷出气体速度u的大小为C.假设实现“侧手翻”的能量全部来源于化学能，化学能向动能转化比例为k（），此次“侧手翻”消耗的化学能D.考虑到飞行时间和节省燃料，地球和火星处于图1中相对位置时是在地球上发射火星探测器的最佳时机，则在地球上相邻两次发射火星探测器最佳时机的时间间隔为【答案】D【解析】【详解】A．根据开普勒第三定律有可得故A错误；B．根据动量守恒定律，在方向上有在与垂直的方向上有解得

13，喷出气体速度u的大小为故B错误；C．以探测器和喷出气体组成的系统为研究对象，喷气前的总动能为喷气后的总动能为可得消耗的化学能为故C错误；D．在地球上相邻两次发射火星探测器最佳时机的时间间隔内，地球比火星多转一周，则有解得故D正确。故选D。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，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）14.物理学在医学中的应用非常广泛，下列说法正确的是（　　）A.利用葡萄糖生物传感器可以制成血糖仪B.射线能破坏生命物质，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症，利用射线的这种性质可以制成刀C.

14向人体内发射的微波被血管中血流反射后被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度，利用微波的这种性质可以制成彩超机D.X射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官，帮助医生判断人体组织是否发生了病变，利用X射线的这种性质可以制成X透视机【答案】ABD【解析】【详解】A．利用葡萄糖生物传感器可以制成血糖仪，A正确；B．射线能破坏生命物质，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症，利用射线的这种性质可以制成刀，B正确；C．向人体内发射的微波被血管中血流反射后被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度，利用多普勒效应制成彩超机，C错误；D．X射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官，帮助医生判断人体组织是否发生了病变，利用X射线的这种性质可以制成X透视机，D正确。故选ABD。15.等离子体是原子被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物体，而带电粒子与等离子体的相互作用过程一直是一个令人感兴趣的研究课题，探究带电粒子与等离子体的相互作用能深入了解等离子体的物理性质，如极化行为，波的色散行为及不稳定性等，该课题在磁约束聚变，惯性约束聚变，等离子探测等方面都有很高的前景，在磁约束聚变等离子体技术中，通过射入高能带电粒子束与等离子体相互作用设法把等离子体加热到10keV以上（1eV对应11600K的温度），是实现聚变点火必不可少的条件之一。根据上述信息，下列说法正确的是（　　）A.与室温下的原子相比，等离子体原子更不容易发生衍射B.为达到聚变点火温度，电阻加热是一种有效的辅助加热手段C.在带电粒子加热背景等离子体的过程中，带电粒子的能量损失率需要高一些D.带电粒子在进入等离子体后，等离子体中正负离子对带电粒子的电场力会相互抵消【答案】AC【解析】【详解】A．等离子体是原子被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物体，原子吸收能量才能电离，所以与室温下的原子相比，等离子体的能量比原子大；由知等离子体的动量比原子大，由，可知等离子体的波长比原子小，所以等离子体与室温下的原子相比，更不容易发生衍射，故A正确；B

15．为达到聚变点火温度，是通过射入高能带电粒子束与等离子体相互作用使等离子体加热，电阻加热达不到10keV，故B错误；C．由能量守恒定律可知，在带电粒子加热背景等离子体的过程中，带电粒子的能量损失率高一些，等离子体增大的能量多一些，等离子体被加热的温度更高一些，故C正确；D．带电粒子在进入等离子体后，等离子体中正负离子对带电粒子的电场力不会相互抵消，否则带电粒子的能量不能向等离子体转移，不能通过带电粒子对等离子体加热，故D错误。故选AC。非选择题部分三、非选择题（本题共6小题，共55分）（实验题Ⅰ、Ⅱ两题共14分）16.用如图一所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验：（1）下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶。除以上器材外，还需要的实验器材有______A.天平B.秒表C.刻度尺（最小刻度为1mm）D.低压交流电源（2）此实验中需要满足一些条件，下列正确的做法是______A.小车放在长木板上，反复调节长木板的倾斜程度，直至轻推小车使其在不受绳的拉力下沿木板做匀速运动B.小车放在长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。反复调节长木板的倾斜程度，直至轻推小车使其在不受绳的拉力下沿木板做匀速运动C.实验中，不需要满足砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间的条件D.实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是（3）下图为某次实验得到的纸带，交流电的频率为50Hz，在相邻两计数点间都有四个打点未画出，用刻度尺测得：，，，，，。

16打下“3”点时小车的瞬时速度大小______m/s。②小车的加速度大小a＝______。（计算结果均保留2位有效数字）（4）另一小组在研究“小车质量一定时，加速度与力的关系”实验时，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，然后根据测得的数据作出a－F图像，如图三所示。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能的原因是______。A.没有补偿摩擦阻力，且小车质量较大B.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过大，且砂和砂桶的质量较大C.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且砂和砂桶的质量较大D.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且小车质量较大【答案】①.ACD②.BD③.0.16④.0.40⑤.C【解析】【详解】（1）[1]A．实验中，将砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，因此需要测量砂、砂桶和小车的质量，需要用到天平，A正确；B．打点计时器自身就是一种计时仪器，实验中不需要用到秒表，B错误；C．实验中需要测量质带上点迹之间的间距，实验中需要用到刻度尺，C正确；D．电磁打点计时器正常工作需要低压交流电源，D正确。故选ACD。（2）[2]AB．平衡摩擦力时，将小车放在长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。反复调节长木板的倾斜程度，直至轻推小车使其在不受绳的拉力下沿木板做匀速运动，此时纸带上的点迹均匀分布，A错误，B正确；CD．对砂和砂桶分析有

17对小车分析有则有可知，当时，才有即实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是，C错误，D正确。故选BD。（3）[3]由于相邻两计数点间都有四个打点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为则打下“3”点时小车的瞬时速度大小[4]根据逐差法可求得加速度为（4）[5]图像与横轴正方向相交，说明开始砂和砂桶质量较小，不为零时，即细线中有一定拉力时，小车没有运动，加速度为零，表明没有平衡摩擦力，或者平衡摩擦力时，木板的倾角过小。根据上述可知当时，才有此时实验图像与理论图像几乎重合，为一条直线，当砂和砂桶质量较大时，已经不满足，此时实验图像与理论图像有较大偏差，实验图像发生弯曲，即图中图像既不过原点，末端又发生了弯曲，原因是补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且砂和砂桶的质量较大。故选C。17.在“测电源电动势和内阻”实验中，可供选择的器材有：A.电流表（量程0~0.3A，内阻为）B.电流表（量程0~0.6A，内阻为）C.干电池组（电动势约3V，内阻约）

18D.滑动变阻器（，2A）E.定值电阻F.开关、导线若干（1）该实验中由于没有电压表，于是设计了如图甲、乙两个电路图，比较合理的是______图（选填“甲”或“乙”）（2）根据选出的电路图进行实验，得到的实验数据如下表所示次数123456电流表0.1690.1530.1380.1220.1070.076电流表0.100.150.200.250.300.40（3）根据实验数据可得电池的电动势E=______V，内阻r=______（结果均保留两位有效数字）。【答案】①.甲②.2.9③.4.5【解析】【详解】（1）[1]电源电动势约为3V，由代入数据可知，电流表与定值电阻串联可改装为量程为3V的电压表，故比较合理的是甲图。（2）[2][3]根据得

19根据数据做出图像由图可知得18.如图所示，具有良好导热性能的容器由横截面积分别为2S和S的两个气缸连通而成，容器竖直固定在水平面上，气缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，空气的压强为p，氮气的压强和体积分别为和，氢气的体积为。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两气缸的连接处，已知两活塞、刚性杆重力均不计，环境温度保持不变。求：（1）比较抽气前氢气分子和氮气分子平均速率的大小，并说明理由；（2）抽气前氢气的压强；（3）抽气后氢气的压强和体积。

20【答案】（1）见解析；（2）；（3），【解析】【详解】（1）由于一开始两者温度一样，所以分子的平均动能一样，但氢气分子的质量较小，所以氢气分子的平均速率较大。（2）对活塞进行受力分析解得（3）设氮气体积减小对氢气前后状态列式对氮气前后状态列式对活塞解得

2119.如图所示，是一个小组设计的游戏装置，在A点左侧某处（大于弹簧原长）安装一弹簧发射器，质量为m的小滑块（可视为质点）P被弹簧弹出，滑上一质量为长度为的木板，木板所在平面AB长度为，木板碰到右边挡板（与木板等高）后立即停止运动，滑块运动到右边平面上时无机械能损失地进入并依次经过半径分别为r和R的两个半圆弧轨道，轨道AB与半圆弧轨道略有错开，滑块通过圆弧轨道E点之后水平进入一个质量为半径为R的凹槽，右侧足够远处有一直径为d的靶面，各环数对应的宽度相同，其最低点与凹槽最高点在同一水平面，当滑块运动到最高点时立即水平向右发射一束激光打在靶面上。滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板与水平面之间的动摩擦因数为，其余接触面均光滑。其中，，，，，，，求：（1）滑块刚滑上木板时，滑块与木板各自的加速度大小；（2）当弹簧弹性势能为0.36J时，滑块与木板共速时木板的位移大小；（3）若滑块恰好可以通过E点，则滑块到达F点时对轨道的压力（F与圆心连线和水平方向夹角为）；（4）在（3）条件下，在E点给小滑块一个水平向右的冲量，成绩能到6环（包括边界线）及以上时冲量的大小。【答案】（1），；（2）；（3），沿着指向点；（4）【解析】【详解】（1）滑块刚滑上木板时，以滑块为对象，根据牛顿第二定律可得

22解得滑块的加速度大小为以木板为对象，根据牛顿第二定律可得解得（2）当弹簧弹性势能为0.36J时，设滑块刚滑上木板时速度为，则有解得设经过时间，滑块与木板达到共速，则有解得，滑块与木板共速时，滑块位移大小为滑块与木板共速时，木板的位移大小为可知滑块与木板共速时，滑块刚好运动到木板的右端，木板的右端刚好滑动B点，则木板的位移大小为。（3）若滑块恰好可以通过E点，则有解得

23滑块从到的过程，根据动能定理可得滑块在点时，有联立解得根据牛顿第三定律可知，滑块到达点时对轨道的压力大小为，方向沿着指向点。（4）在点给小滑块一个水平向右的冲量，则有从E点到最高点过程中，根据系统水平方向动量守恒可得根据系统机械能守恒可得由题意可得联立解得20.如图所示，相距的水平无限长金属导轨AB和上接有电容分别为，的两个电容器，、、是开关。开始时，、处在接通状态，处在断开状态。MN和PQ是两根完全相同的导体棒，长度为L，质量，电阻。两棒相距L，E和是两个绝缘点，在中存在磁感应强度大小为的磁场（），磁场方向垂直于导轨所在的平面，处在磁感应强度大小的匀强磁场中，右侧交替分布着垂直于平面，方向相反的匀强磁场，每块磁场区域宽L，磁感应强度大小，。求：（1）在磁场变化的过程中，电容器上极板带何种电荷，并说明理由；

24（2）经一定时间后，断开，同时磁场停止变化，达到平衡时两个电容器的电荷量分别为多少；（3）在（2）的条件下，此后断开，同时接通，导体棒PQ在到达前，MN、PQ均已达到稳定，两棒稳定时速度v的大小；（4）在（3）的条件下，PQ棒停下时到的距离x。【答案】（1）带正电，见解析；（2），；（3）；（4）【解析】【详解】（1）由题可知在中磁感应强度随时间均匀增大，根据楞次定律增反减同可知，电容器上极板带正电。（2）平衡前有平衡后先中和，由于电容器两端电压相等，再按比例分配解得，（3）设两棒达到稳定过程中通过每个导体棒的电荷量为，对其中一根导体棒，根据动量定理有即达到平衡时，两棒作为电源并联再与电容器串联，电容器两端电压和两棒电动势相等

25解得（4）两棒都进入右侧时构成回路，PQ棒才受到安培力，由动量定理有即解得分析可知导体棒进入右侧第二块磁场区域时开始产生感应电流，PQ棒受到安培力，则PQ棒停下时到的距离为21.为研究交变电磁场对粒子运动的影响，区域存在沿z轴正方向、磁感应强度大小为B的匀强磁场，y＜0区域在平面与平面y＝0之间存在平行于xOy平面，大小为E的匀强电场，在平面与平面x＝0之间存在沿z轴正方向、磁感应强度大小为2B的匀强磁场，粒子在进入y＜0区域的同时施加如图三所示沿z轴方向的交变电场。在y＞0区域有一球心在原点，半径为的绝缘半球壳，带电粒子与球壳相撞时，电荷量不变，碰撞规律符合光的反射规律，现将一质量为m、电荷量为q的正离子第一次从xOz平面经原点以初速度v沿y轴正方向射入。忽略边缘效应及交变电场产生的磁场。求：（1）带电粒子第一次撞击球壳前和撞击后速度方向；（2）带电粒子第二次在球壳上撞击的空间坐标；（3）若粒子第四次到达xOz平面时正好在z轴上，且速度在y轴方向上的分量为0，则匀强电场E的大小；（4）同（3）的条件，若粒子第四次到达xOz平面时正好经过原点，则的可能取值。

26【答案】（1）撞击球壳前沿x轴正方向，撞击球壳后沿y轴负方向；（2）；（3）；（4）【解析】【详解】（1）粒子在y＞0区域运动的半径即运动轨迹在xOy方向上如图所示，由几何知识可知半球壳的半径r与轨迹圆半径关系为撞击球壳前沿x轴正方向，撞击球壳后沿y轴负方向。（2）根据轨迹的对称性，带电粒子第二次在球壳上撞击的空间坐标为。（3）粒子在y＜0区域在xOy平面上的分运动半径即与平面的交点位置为，

27此时，在xOy平面上，带电粒子在电场区做类斜抛运动，所以，，解得，可得（4）带电粒子在y<0磁场中运动时间为又联立，解得22.某老师做“观察玻璃片和云母片上石蜡熔化区域形状”的演示实验。把熔化了的石蜡薄薄地涂在薄玻璃片和单层云母片上如图甲所示，再将烙铁通电烧热，他应该用烙铁头分别接触玻璃片和云母片的______（选填“上表面”、“下表面”或“侧面”）。正确实验之后，乙图应为______（选填“玻璃片”或“云母片”）的融化区域形状。

28【答案】下表面玻璃片【解析】【详解】[1]因为要观察玻璃片和云母片上石蜡熔化区域形状，所以烙铁头分别接触玻璃片和云母片的下表面。[2]玻璃是非晶体，具有各向同性的特点，在各个方向的传热能力相同的，因此熔化的石蜡呈圆形；云母片是单晶体，具有各向异性的特点，在不同方向传热能力不同，所以熔化的石蜡呈椭圆形，乙图应为玻璃片的熔化区域形状。

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