2023-2024年浙江省五校聯(lián)盟高二下學(xué)期期中考試物理試題（解析版）

2023學(xué)年第二學(xué)期五校聯(lián)盟期中考試試卷高二年級物理學(xué)科一、單選題1.下列關(guān)于單位制的說法中正確的是（）A.在國際單位制中，米、千克、秒三個物理量被選作力學(xué)的基本量B.力的單位“牛頓”是國際單位制中的一個基本單位C.只有國際單位制由基本單位和導(dǎo)出單位組成D.表面張力大小，其中為長度，為表面張力系數(shù)，則物理量的單位用國際單位制中的基本單位表示為【答案】D【解析】在國際單位制中，米、千克、秒三個物理量被選作力學(xué)的基本單位，不是基本物理量，故A錯誤；力的單位“牛頓”是國際單位制中的一個導(dǎo)出單位，故B錯誤；所有單位制都是由基本單位和導(dǎo)出單位組成，故C錯誤；根據(jù)，理量的單位用國際單位制中的基本單位表示為，故D正確。故選D。2.如圖為一戶外攀巖運動的情境和運動員的蔡巖運動線路示意圖，該運動員從起點經(jīng)點，最終到達(dá)點，下列說法正確的是（）A.圖中的線路表示的是運動員運動的位移B.線路總長度與運動員所用時間之比是他的平均速度大小C.研究圖中運動員攀巖動作時，可以把他看成質(zhì)點D.研究圖中運動員在攀巖路線中的位置時，可以把他看成質(zhì)點【答案】D【解析】題圖中的線路表示的是運動員運動的路徑，A錯誤；線路總長度與運動員所用時間之比等于他的平均速率，平均速度是位移與時間的比值，B錯誤；研究圖中運動員攀巖動作時，運動員的大小和形狀不可以忽略，不可以把他看成質(zhì)點，C錯誤；研究題圖中運動員在攀巖路線中的位置時，運動員的大小和形狀可以忽略，可以把他看成質(zhì)點，D正確。故選D。3.如圖為蹦床運動員某一次下落過程的示意圖。運動員從最高點，下落到最低點，為運動員下落過程中剛接觸蹦床時的位置，下列說法正確的是（）A.至，蹦床彈力對運動員做負(fù)功，運動員機械能減小B.至，運動員加速運動；至，運動員減速運動C.至，只有重力和蹦床彈力做功，運動員機械能守恒D.運動員在點時速度為零，加速度也為零【答案】A【解析】至，蹦床彈力與位移方向相反，對運動員做負(fù)功，運動員機械能減小，選項A正確；至，運動員加速運動；至，重力先大于彈力，加速度向下，后重力小于彈力，加速度向上，即運動員先加速后減速運動，選項B錯誤；至，只有重力和蹦床彈力做功，運動員與蹦床系統(tǒng)的機械能守恒，運動員的機械能減小，選項C錯誤；運動員在點，速度為零，彈力大于重力，則加速度不為零，選項D錯誤。故選A。4.在某次運動會上，一跳高運動員以的成績奪得冠軍。經(jīng)了解，該運動員身高取，據(jù)此可算出他離地時堅直向上的速度最接近（）A. B. C. D.【答案】C【解析】該同學(xué)重心上升的高度約為，由豎直上拋規(guī)律知，代入數(shù)據(jù)可得，故選C。5.下列關(guān)于傳感器元件說法錯誤的是（）A.如圖甲，是一光敏電阻，隨著光照的增強，載流子增多，導(dǎo)電性變好B.如圖乙，是一電阻應(yīng)變片，其電阻隨受外力而發(fā)生機械形變的變化而發(fā)生變化C.如圖丙，當(dāng)磁體靠近“干簧管”時，“干簧管”能起到開關(guān)的作用是由于電磁感應(yīng)D.如圖丁，是一種電感式微小位移傳感器，物體連接軟鐵芯插在空心線圈中，當(dāng)物體向左發(fā)生微小位移時，線圈自感系數(shù)變大【答案】C【解析】光敏電阻，當(dāng)強光照射時，電阻變小，導(dǎo)電性增強，故A正確不符合題意；電阻應(yīng)變片，其電阻隨受外力而發(fā)生機械形變的變化而發(fā)生變化，故B正確不符合題意；干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器，當(dāng)磁體靠近干簧管時，兩個簧片被磁化相互吸引而接通，當(dāng)磁體遠(yuǎn)離干簧管時，軟磁性材料制成的簧片失去磁性，兩簧片又分開，經(jīng)常被用于控制電路的通斷，不是電磁感應(yīng)原理，故C錯誤符合題意；當(dāng)物體向左發(fā)生微小位移時，鐵芯插入的長度變大，線圈自感系數(shù)變大，故D正確不符合題意。故選C。6.如圖所示，將一等腰直角玻璃棱鏡截去棱角，使邊平行于底面，可制成“道威棱鏡”，一束復(fù)色光平行于底邊從邊上的點射入，最終從邊射出，甲、乙兩束光相比，下列說法正確的是（）A.乙光子能量比較小B.在棱鏡內(nèi)傳播的速度，乙光較大C.以相同的入射角斜射人同一平行玻璃磚，乙光的側(cè)移量大D.照射同一狹璉，乙光通過狹繼后的衍射現(xiàn)象更明顯【答案】C【解析】由圖可知，乙光的偏轉(zhuǎn)角大，甲光的偏轉(zhuǎn)角小，所以玻璃磚對乙的折射率大于對甲光的折射率，則以相同的入射角斜射人同一平行玻璃磚，乙光的側(cè)移量大，故C正確；由于折射率大的光頻率大，故乙光的光子頻率大于甲光的光子頻率，而光子能量與頻率成正比，故乙光的光子能量更大，故A錯誤；根據(jù)C選項分析，結(jié)合公式，可知在棱鏡內(nèi)傳播的速度，乙光較小，故B錯誤；由于乙光的頻率大于甲光的頻率，根據(jù)，可知甲光的波長比乙光的波長長，故照射同一狹縫，甲光通過狹繼后的衍射現(xiàn)象更明顯，故D錯誤。故選C。7.如圖所示為一簡易起重裝置，是上端帶有滑輪固定支架，為質(zhì)量不計的輕桿，桿的一端用較鏈固定在支架上，另一端懸掛一個質(zhì)量為的重物，并用鋼絲繩跨過滑輪連接在卷揚機上。開始時，桿與的夾角，現(xiàn)使緩緩變小，直到。在此過程中，（不計一切阻力）（）A.鋼絲繩上的拉力逐漸增大 B.鋼絲繩對滑輪的作用力變小C.桿對點的作用力先減小后增大 D.桿對點的作用力變小【答案】B【解析】對結(jié)點受力分析，由平衡條件可畫出力的示意圖，由相似三角形可得，可得桿對點的作用力大小為，在變小的過程中，由于、長度不變，故不變，故C、D錯誤；同理可得鋼絲繩上的拉力大小為，在變小的過程中，由于不變，縮短，故減小，故A錯誤；設(shè)滑輪兩邊鋼絲繩的夾角為，根據(jù)幾何關(guān)系可知變大，鋼絲繩對滑輪的作用力為，變小，變小，則變小，故B正確。故選B。8.如圖所示平行板電容器與電動勢為的直流電源連接，下極板接地，靜電計所帶電荷量很少，可忽略，開關(guān)閉合，穩(wěn)定時一帶電的油滴靜止于兩極板間的點，若斷開開關(guān)，將平行板電容器的下極板豎直向上平移一小段距離，則下列說法正確的是（）A.帶電油滴向上運動 B.靜電計指針的張角變大 C.點電勢變小 D.帶電油滴的電勢能變小【答案】C【解析】斷開開關(guān)，電容器帶電量不變，則由，，可得，將平行板電容器的下極板豎直向上平移一小段距離，板間間距減小，則電壓減小，可知靜電計指針的張角變小，故B錯誤；電場強度為，改變間距，電場強度不變，帶電油滴不動，由，由于到下極板距離變小，則可知點電勢變小，根據(jù)題意可知，液滴帶負(fù)電，則帶電油滴的電勢能，電勢能變大，故A、D錯誤C正確。故選C。9.2023年10月26日11時14分，搭載神舟十七號載人飛船的長征二號遙十七運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。17時46分，神舟十七號載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會對接。飛船的發(fā)射過程可簡化為：飛船從預(yù)定軌道的點第一次變軌進入橢圓軌道，到達(dá)橢圓軌道的遠(yuǎn)地點時，再次變軌進入空間站的運行軌道，與空間站實現(xiàn)對接。假設(shè)軌道和都近似為圓軌道，不計飛船質(zhì)量的變化，空間站軌道距地面的高度為，地球半徑為，地球表面的重力加速度為，下列說法正確的是（）A.飛船在橢圓軌道經(jīng)過點的速度小于飛船在圓軌道經(jīng)過點的速度B.飛船在橢圓軌道經(jīng)過點的速度可能大于C.在軌道上飛船與地心連線單位時間內(nèi)掃過的面積小于在軌道上飛船與地心連線單位時間內(nèi)掃過的面積D.飛船沿軌道由點到點的時間為【答案】C【解析】根據(jù)變軌原理，飛船在圓軌道的點需加速做離心運動進入橢圓軌道，故飛船在橢圓軌道經(jīng)過A點的速度大于飛船在圓軌道經(jīng)過點的速度，故A錯誤；第一宇宙速度為，是最大環(huán)繞速度，故飛船在橢圓軌道經(jīng)過點的速度大于，但小于即第二宇宙速度，否則就會脫離地球束縛，故B錯誤；飛船在橢圓軌道上飛船與地心連線單位時間內(nèi)掃過的面積都相等，在點附近，因為飛船在橢圓軌道經(jīng)過點的速度大于飛船在圓軌道經(jīng)過點的速度，則單位時間內(nèi)在軌道上飛船與地心連線單位時間內(nèi)掃過的面積小于在軌道上飛船與地心連線單位時間內(nèi)掃過的面積，故C正確；根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系，根據(jù)萬有引力提供向心力，解得飛船在軌道的周期為，根據(jù)開普勒第三定律，軌道的半軸長小于軌道的半徑，故飛船在軌道的周期小于軌道的周期，飛船沿軌道由點到點的時間為，故D錯誤。故選C。10.如圖所示為清洗汽車用的高壓水槍。設(shè)水槍噴口直徑為，水流速度為，水柱垂直汽車表面，水柱沖擊汽車后水沿汽車表面散開。已知水的密度為。下列說法正確的是（）A.高壓水槍單位時間噴出的水的體積為B.高壓水槍單位時間噴出的水的質(zhì)量為C.水柱對汽車的平均沖力為D.當(dāng)高壓水槍噴口出水速度變?yōu)樵瓉淼谋稌r，噴出的水對汽車的壓力變?yōu)樵瓉淼谋丁敬鸢浮緿【解析】高壓水槍單位時間噴出水的質(zhì)量等于單位時間內(nèi)噴出的水柱的質(zhì)量，即，單位時間噴出的水的體積為，故A、B錯誤；水柱對汽車的平均沖力為，由動量定理得，即，解得，故C錯誤；當(dāng)高壓水槍噴口的出水速度變?yōu)樵瓉淼谋稌r，結(jié)合C選項分析可知，噴出的水對汽車的壓力變?yōu)樵瓉淼谋?，故D正確。故選D。11.如圖所示，有一理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為，原線圈接一電壓為交流電，副線圈接有一個交流電流表和一個電動機，電動機線圈電阻為，當(dāng)開關(guān)接通后，電流表讀數(shù)為，電動機帶動一質(zhì)量為的物塊以速度勻速上升，電動機內(nèi)部摩擦均可忽略，下列判斷正確的是（）A.電動機兩端電壓為，其消耗的電功率為B.原線圈電流為，變壓器的輸入功率為C.副線圈電壓的有效值為，電動機的輸入功率為D.電動機的效率為【答案】D【解析】原線圈兩端的電壓為，根據(jù)理想變壓器電壓與線圈匝數(shù)關(guān)系有，解得副線圈兩端的電壓為，電動機兩端電壓與副線圈兩端的電壓相等，則電動機兩端電壓為，消耗的電功率為，根據(jù)理想變壓器電流線圈匝數(shù)關(guān)系有，解得原線圈電流為，電動機發(fā)熱消耗的功率為，電動機輸出的機械功率為，電動機的輸入功率為，根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系可知變壓器的變壓器的輸入功率為，故A、B、C錯誤；電動機輸入的總功率，電動機的效率為，故D正確。故選D。12.圖甲是電動公交車無線充電裝置，供電線圈設(shè)置在充電站內(nèi)，受電線圈和電池系統(tǒng)置于車內(nèi)。供電線路與交流電源相連，將受電線圈靠近供電線圈，無需導(dǎo)線連接，蓄電池便可以充電（如圖乙所示），下列說法正確的是（）A.供電線圈和受電線圈無導(dǎo)線連接，所以傳輸能量時沒有損失B.用塑料薄膜將供電線圈包裹起來之后，仍能為蓄電池充電C.無線充電的原理是利用供電線圈發(fā)射電磁波傳輸能量D.充電時，供電線圈的磁場對受電線圈中的電子施加磁場力的作用，驅(qū)使電子運動【答案】B【解析】供電線圈和受電線圈是利用互感傳輸能量，不是發(fā)射電磁波，由于線圈存在電阻，傳輸過程有漏磁等，故傳輸能量時有損失，A、C錯誤；磁場能穿過塑料，故用塑料薄膜將供電線圈包裹起來之后，仍能為蓄電池充電，B正確；充電時，供電線圈產(chǎn)生的變化磁場穿過受電線圈，引起受電線圈磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯誤。故選B。13.如圖所示，電動牙刷充電時將牙刷插入充電座內(nèi)，充電座中的線圈接入交流電，牙刷內(nèi)的線圈兩端獲得的電壓，再通過控制電路對牙刷內(nèi)部的直流充電電池充電，電池的電動勢為，內(nèi)阻為，容量為，小時即可充滿。充滿電后用戶平均每天使用分鐘，可以連續(xù)使用天。關(guān)于此電動牙刷的說法正確的是（）A.使用時電池的平均輸出功率為 B.電池向外最多能提供的電能為C.充電座和牙刷內(nèi)線圈的匝數(shù)比為 D.充電時，直流充電電池中的平均電流是【答案】D【解析】根據(jù)變壓器原理得，充電座和牙刷中線圈的匝數(shù)比為，故C錯誤；由于電池有內(nèi)阻，電池最多能提供的電能小于電池儲存的總電能，故B錯誤；充電時，直流充電電池中的平均電流是，使用時電池的總平均功率為，因為電池有內(nèi)阻，使用過程中有部分內(nèi)能產(chǎn)生，所以使用時電池的平均輸出功率小于，故D正確，A錯誤。故選D。二、多選題14.關(guān)于分子動理論和物體的內(nèi)能，下列說法正確的是（）A.顯微鏡下可以觀察到煤油中的小?；覊m的布朗運動，這說明灰塵分子在做無規(guī)則運動B.溫度越高，分子的平均動能一定越大C.一定質(zhì)量的水變成水蒸氣，分子間距增大，分子勢能增大D.氣體壓強越大，氣體分子間的斥力越大【答案】B、C【解析】在顯微鏡下可以觀察到煤油中小粒灰塵的布朗運動，這說明煤油分子在做無規(guī)則運動，故A錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動能一定越大，選項B正確；一定質(zhì)量的水變成水蒸氣，分子間距增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，選項C正確；氣體壓強越大，并不是氣體分子間斥力越大，因為氣體分子間的斥力可以忽略，故D錯誤。故選B、C。15.位于的波源從時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿軸正負(fù)方向傳播，在時波源停止振動，時的部分波形如圖所示，其中質(zhì)點的平衡位置，質(zhì)點的平衡位置。下列說法正確的是（）A.沿軸正負(fù)方向傳播的波會發(fā)生干涉 B.時，波源的位移為負(fù)C.時，質(zhì)點的位移為 D.在到內(nèi)，質(zhì)點運動總路程是【答案】C【解析】波從波源發(fā)出后，向軸正負(fù)方向傳播，向相反方向傳播的波不會相遇，不會發(fā)生干涉，故A錯誤；由圖可知，波的波長，由題意可知內(nèi)波傳播四分之一波長，可得，解得，根據(jù)同側(cè)法可知，波源的起振方向向上，即時，根據(jù)周期性并結(jié)合波的圖像可知，此時波源處于平衡位置上方且向上運動，即位移為正，故B錯誤；波的波速，波源停止振動，到質(zhì)點停止振動的時間，即質(zhì)點還在繼續(xù)振動，到時間質(zhì)點振動了即，此時質(zhì)點的位移為，故C正確；波傳到點b所需的時間，在到內(nèi)，質(zhì)點振動的時間為，質(zhì)點運動總路程，故D錯誤。故選C。三、實驗題16.實驗小組做“探究在質(zhì)量不變的情況下物體的加速度與所受合外力關(guān)系”的實驗，如圖所示為實驗裝置示意圖。（1）關(guān)于該實驗以下說法正確的是______。A.安裝實驗器材時，要調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線保持水平B.補償阻力時要讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂桶，先接通打點計時器的電源，再輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動C.實驗過程中，向砂桶內(nèi)加砂時，必須保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量D.準(zhǔn)確地補償阻力后，實驗過程中讀出拉力傳感器的示數(shù)為小車受到的合外力（2）如圖是實驗中選擇的一條合適的紙帶（紙帶上相鄰的兩個計數(shù)點之間還有個計時點沒有畫出），相關(guān)的測量數(shù)據(jù)已標(biāo)在紙帶上，已知打點計時器的打點頻率為，則小車的加速度______?！敬鸢浮浚?）B；（2）【解析】（1）安裝實驗器材時，要調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行，這樣才能保證細(xì)繩方向與拉力方向一致，A錯誤；平衡摩擦力時，撤去砂桶，接通打點計時器的電源，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動，B正確；由于由拉力傳感器，所以不用保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量，C錯誤；準(zhǔn)確地平衡摩擦力后，實驗過程中讀出拉力傳感器的示數(shù)的二倍即為小車受到的合外力，D錯誤。故選A、B。（2）相鄰的兩個計數(shù)點之間還有個計時點沒有畫出，所以打點周期為，利用逐差法可知。17.（1）用電壓表（內(nèi)阻約為）和電流表（內(nèi)阻約為）測量一個電阻的阻值（約為）。要求盡量減小實驗誤差，應(yīng)該選擇的測量電路是圖1中的______（選填“甲”或“乙”）。（2）用圖2所示的甲、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內(nèi)電阻（約為）。其中為電阻箱，電流表的內(nèi)電阻約為，電壓表的內(nèi)電阻約為。某同學(xué)利用圖像分析甲、乙兩種方法中由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差。在圖3中，實線是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)（圖甲：，圖乙：）描點作圖得到的圖像；虛線是該電源的路端電壓隨電流變化的圖像（沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況）。在圖3中，對應(yīng)圖甲電路分析的圖像是：______，為了減小由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差，本實驗應(yīng)選擇圖2中的______（填“甲”或“乙”）?！敬鸢浮浚?）甲；（2）C；乙【解析】（1）因為，所以采取外接法，故選圖甲。（2）對甲圖，考慮電表內(nèi)阻時，根據(jù)閉合電路歐姆定律得，變形得，沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況，可得，圖像與縱軸截距均為電源電動勢，虛線對應(yīng)的斜率大小為，實線對應(yīng)的斜率大小為，所以對應(yīng)圖甲電路分析的圖像是C。對乙圖，考慮電表內(nèi)阻時（即虛線對應(yīng)的真實情況），根據(jù)閉合電路歐姆定律得，變形得，沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況，可得，虛線對應(yīng)的斜率大小為，實線對應(yīng)的斜率大小為，虛線對應(yīng)的縱軸截距為，實線對應(yīng)的縱軸截距為。圖甲雖然測量的電源電動勢準(zhǔn)確，但電流表分壓較為明顯，所以內(nèi)阻測量的誤差很大；圖乙雖然電動勢和內(nèi)阻測量均偏小，但是電壓表內(nèi)阻很大，分流不明顯，所以電動勢和內(nèi)阻的測量誤差較小，所以選擇圖乙可以減小由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差。18.城市街道的路燈用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān)，實現(xiàn)自動控制。光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，在夜晚打開。為模擬自動照明控制系統(tǒng)，某同學(xué)利用光敏電阻的阻值隨照度變化的特性，制作了一個裝置。（1）該同學(xué)首先利用多用電表歐姆“”擋粗測該光敏電阻在某狀態(tài)下的阻值，示數(shù)如圖甲所示，則此時光敏電阻的阻值________。（2）該同學(xué)再利用該光敏電阻設(shè)計了圖乙所示的光控電路，從而實現(xiàn)對燈的開關(guān)控制。光敏電阻阻值與照度的關(guān)系如圖丙所示，可知當(dāng)照度為（為照度的單位）時，光敏電阻的阻值為________。（3）如圖乙所示，由于彈簧的彈力作用，當(dāng)勵磁線圈電流小于時，電磁鐵將吸不住銜鐵。若要實現(xiàn)照度較低時，燈光保持開啟，則燈應(yīng)接在________（填“”或“”）之間。已知電源電壓為（內(nèi)阻不計），若要實現(xiàn)照度低于時，燈光開啟，需要將滑動變阻器的阻值調(diào)為________，安裝該電路時，光敏電阻應(yīng)________（填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）燈。【答案】（1）；（2）；（3）；；遠(yuǎn)離【解析】（1）多用電表歐姆擋讀數(shù)的最小分度值為，估讀到最小分度值的下一位，故讀數(shù)為。（2）根據(jù)圖丙所示，照度為時，光敏電阻的阻值約為。（3）當(dāng)照度減小時，光敏電阻阻值變大，勵磁線圈電流減小，電磁鐵放開銜鐵，照明電路通路，故應(yīng)將照明電路連接到端；根據(jù)丙圖，照度為時，光敏電阻阻值為，若此時回路電流剛好為，根據(jù)歐姆定律有，代入數(shù)據(jù)得，安裝該電路時，為保證照明電路工作時，開啟的燈照度不影響光敏電阻的阻值變化，應(yīng)將光敏電阻遠(yuǎn)離燈安裝。19.如圖所示，內(nèi)徑均勻的形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，管內(nèi)有一段水銀柱，兩側(cè)水銀面等高，右管封閉的理想氣體氣柱長，溫度是?，F(xiàn)給右管內(nèi)封閉氣體緩慢加熱，使封閉氣柱長度變?yōu)?。不考慮溫度變化對水銀的影響，已知大氣壓強。（?。┣蠹訜岷笥夜軆?nèi)封閉氣體的溫度是多少；（ⅱ）保持加熱后的溫度不變，為使封閉氣柱的長度變回，求從左端開口注入的水銀柱長度?！敬鸢浮浚á。?；（ⅱ）【解析】（?。Ψ忾]氣體，加熱前：、，加熱后左右兩管水銀面高度差為，封閉氣體的壓強，，溫度為，由理想氣體狀態(tài)方程有，解得，即。（ⅱ）封閉氣體發(fā)生等溫變化、壓強為，由玻意耳定律得，設(shè)注入的水銀柱長度為則，聯(lián)立解得。20.如圖所示，一游戲裝置由固定在水平地面上傾角的直軌道、水平直軌道、螺旋圓形軌道、水平直軌道組成，除段外各段軌道均光滑，且各處平滑連接。螺旋圓形軌道與軌道、相切于處，、分別為螺旋圓形軌道的圓心和圓心的等高點。凹槽底面水平光滑，上面放有一無動力擺渡車，并緊靠在豎直側(cè)壁處，擺渡車上表面與、。、、點在同一水平面。已知螺旋圓形軌道半徑，長度，擺渡車長度、質(zhì)量。將一質(zhì)量的滑塊從傾斜軌道上距處靜止釋放，滑塊與軌道和擺渡車間的動摩擦因數(shù)分別、.滑塊視為質(zhì)點，不計空氣阻力，，重力加速度。求：（1）滑塊滑到點時的速度大小；（2）通過計算判斷滑塊和小車能否達(dá)到共同速度；（3）滑塊剛進入螺旋軌道時螺旋軌道對滑塊的支持力大??；（4）若在點處放一個質(zhì)量為的另一滑塊（可看作質(zhì)點），滑塊和滑塊間的碰撞均為彈性碰撞，要想滑塊不脫離螺旋軌道，應(yīng)為多少；【答案】（1）；（2）可以共速；（3）；（4）或【解析】（1）根據(jù)動能定理，解得。（2）根據(jù)動量守恒，解得，根據(jù)能量守恒，解得，且，所以可以共速。（3）根據(jù)（2）知到達(dá)點速度，根據(jù)，解得。（4）對碰撞過程，，解得，第一種情況，解得，第二種情況，，解得，所以或。21.如圖所示，兩根金屬平行導(dǎo)軌和放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導(dǎo)軌間距為，電阻不計。水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個有界勻強磁場，相距一段距離不重疊，磁場左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端，磁感強度大小為，方向豎直向上；磁場的磁感應(yīng)強度大小為，方向豎直向下。質(zhì)量均為、電阻分別為和的金屬棒和垂直導(dǎo)軌放置在其上，金屬棒置于磁場內(nèi)靠近右邊界處。現(xiàn)將金屬棒從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放，使其沿導(dǎo)軌運動。設(shè)兩金屬棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。（1）若水平段導(dǎo)軌粗糙，兩金屬棒與水平段導(dǎo)軌間的摩擦力為，固定金屬棒，將金屬棒從距水平面高度處由靜止釋放。求：①金屬棒剛進入磁場時兩端的電壓；②若金屬棒在磁場內(nèi)經(jīng)過停止運動，求整個過程中安培力對金屬棒做功；（2）若水平段導(dǎo)軌是光滑的，將金屬棒仍從高度處由靜止釋放，使其進入磁場，設(shè)兩磁場區(qū)域足夠大，兩棒勻速運動時均未離開各自的磁場區(qū)域。①判斷、兩金屬棒勻速運動時的速度大小、關(guān)系，并寫出依據(jù)；②求金屬棒在磁場內(nèi)運動過程