上海市静安区2021-2022学年高三上学期一模考试物理试题含答案

这是一份上海市静安区2021-2022学年高三上学期一模考试物理试题含答案，共21页。试卷主要包含了 质量为0，8NB等内容，欢迎下载使用。

考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。
3．答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名、准考证号等。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。
一、单项选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）
1. 以竖直向下为正方向，竖直上抛运动在上升阶段、最高点、下降阶段的加速度分别为（ ）
A －g，0，gB. －g，g，gC. g，0，gD. g，g，g
2. 在无外界影响情况下，容积不变的密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体（ ）
A. 分子的无规则运动停息下来B. 每个分子的速度大小均相等
C. 分子的平均动能保持不变D. 每个分子的温度保持不变
3. 百米赛跑的冠军，与其他参赛队员相比，其整个赛跑过程中一定最大的物理量是（ ）
A. 位移B. 平均速度C. 速度变化量D. 加速度
4. 如图，a、b两点位于以负点电荷为球心的球面上，c点在球面外，若三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc，则（ ）
A. Ea＝Eb＞Ec，零势能面选取不同，三点电势高低关系不同
B. Ea＝Eb＞Ec，φa＝φb＞φc
C. Ea＝Eb＞Ec，φa＝φb＜φc
D. Ea＝Eb＜Ec，φa＝φb＞φc
5. 质量为0.2kg的气球，用一竖直细绳拉住并保持静止，当把细绳突然放开的瞬间，气球的加速度大小为4m/s2、方向竖直向上，则原来细绳的拉力大小为（ ）
A 0.8NB. 1.2NC. 2ND. 2.8N
6. 一根粗细均匀的绳子，右端固定，一人拿着左端的O点上下振动。以竖直向上为正方向，波源O在第一个周期内的振动图像如图所示，则该波在第一个周期结束时在介质中形成的波形图是（ ）
A. B.
C. D.
7. 一辆货车在崎岖道路上匀速率行驶，途中发生了爆胎。道路地形如图所示，则爆胎可能性最大的位置是图中的（ ）
A. A处B. B处
C. C处D. A或B或C处
8. 如图，在光滑的绝缘水平桌面上，两条固定的平行长直导线a和b均通以电流，矩形金属线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流。若线框在a、b产生的磁场作用下静止，则a、b的电流可能是（ ）
A. 大小相等，方向均向左
B. 大小不等，方向均向左
C. 大小相等，a的电流向左，b的电流向右
D. 大小不等，a的电流向左，b的电流向右
9. 2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为400 km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000 km。与地球同步卫星相比，该核心舱的（ ）
A. 周期更长，向心加速度更大B. 周期更长，向心加速度更小
C. 周期更短，向心加速度更小D. 周期更短，向心加速度更大
10. 如图，同一绝缘光滑水平地面上，一个小金属环a和一个大金属环b的圆心在同一点。a环中通有逆时针方向的恒定电流I，b环中不通电。现将a环沿直线移向图中a＇位置，则b环中感应电流i的方向和b环的运动情况分别为（ ）
A. i顺时针方向，b环圆心向靠近a＇位置运动
B. i为顺时针方向，b环圆心向远离a＇位置运动
C. i为逆时针方向，b环圆心向靠近a＇位置运动
D. i为逆时针方向，b环圆心向远离a＇位置运动
11. 如图，两端开口的均匀弯管竖直放置，管中有两段水银柱封闭了一段空气柱，若现往b管中注入一些水银，则（ ）
A. a管内水银面上升的距离等于c管中水银面下降的距离
B. a管内水银面上升的距离小于c管中水银面下降的距离
C. 注入b管内水银和c管下降的水银一样多
D. 注入b管内的水银比d管上升的水银多
12. 如图，撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升；C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升；D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化为（ ）
A. A→B人和杆系统的机械能不变
B. B→C人和杆系统的动能减小、重力势能和弹性势能增加
C. C→D人和杆系统的动能减少量等于重力势能的增加量
D. D→E重力对人所做的功等于人机械能的增加量
二、填空题（共20分）
13. 某同学计算一个物体运动的位移时，得到的表达式为：，用单位制进行检查，这个结果_____________（选填“正确”或“错误”），理由是：_______。
14. 在电场中的A点放有电荷量为－1×10－10C的检验电荷q，其电势能为1×10－8J，则A点电势为______V。换成电荷量为+2×10－10C的检验电荷q＇放在A点，则A点电势为______V。
15. 如图，压强-温度（p-t）图像中的两条直线I和Ⅱ分别表示一定量的理想气体经历的两个不同过程，p1和p2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标，t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标， t0＝－273.15℃，a、b为直线I上的两点。由图可知，气体在状态a和b的体积之比Va∶Vb＝___________；气体在状态b和c的体积之比Vb∶Vc＝___________。
16. 如图，一粗糙斜面放置在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过定滑轮，一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动物块N，斜面和物块M始终保持静止，在此过程中，地面对斜面的摩擦力大小的变化情况是___________；物块M所受的摩擦力大小的变化情况是________。
17. 在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，整个过程中两个电压表的示数随电路中电流变化的图线如图（b）所示。则电源内阻的阻值为________Ω，滑动变阻器R2的最大功率为________W。
三、综合题（共40分）注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. 如图（a）所示，是某小组同学“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置。
（1）位移传感器的接收部分，安装在_____________（选填“固定支架”或“小车”）上。
（2）实验中，保持_________的总质量不变，改变拉力，获得多组小车运动的加速度a和所受拉力F的数据，根据数据绘出的图像如图（b）所示，图中OA段为直线。分析OA段，可得出的实验结论是：___________。
（3）图（b）中，图线AB段为曲线，该组同学讨论分析后猜测，可能主要是因为实验中小车所受的拉力没有直接测量，实验中对小车的合外力作了近似造成的。他们改进了实验装置，用力传感器直接测量小车所受的拉力，如图（c）所示，选用三组不同质量的钩码，得到小车所受拉力F的大小随时间t的变化关系分别如图（d）的①、②、③所示，其中0~t1时间内用手拉住小车使小车静止，t1时刻释放小车，小车开始运动。由图（d）推断出，在使用图（a）的装置进行实验时，要使实验误差尽量小，钩码总质量应尽量：_________（选填“大”或“小”）一些，你是如何推断的：______________
19. 如图，质量m＝5kg的物体，沿长L＝10m、倾角＝37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＝0.25，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F＝20N，方向水平向右。取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8 。
（1）求物体沿斜面下滑时的加速度a1的大小；
（2）求物体水平面上滑到最左端所用时间t2；
（3）请分析说明物体最终静止在何处？
20. 如图（a）所示，两条相距为L的光滑固定平行金属导轨，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。虚线AB、CD均与导轨垂直，间距为d ，在AB与CD之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。两根相同的导体棒OP、MN，质量均为m，电阻均为R，将其先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g 。从棒OP进入磁场开始计时，到棒MN离开磁场区域为止，流过棒OP的电流随时间变化的图像如图（b）所示。
（1）请判断棒OP在磁场内做怎样的运动，求出图（b）中I1的大小；
（2）求棒MN离开磁场时的速度v的大小；
（3）求从棒OP进入磁场到棒MN离开磁场的过程中，电路中产生的总热量Q；
（4）若缩短导体棒OP、MN释放的时间间隔，从棒OP进入磁场开始计时，请定性画出流过棒OP的电流随时间变化的图像。
一、单项选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）
1. 以竖直向下为正方向，竖直上抛运动在上升阶段、最高点、下降阶段的加速度分别为（ ）
A. －g，0，gB. －g，g，gC. g，0，gD. g，g，g
【答案】D
【解析】
【详解】竖直上抛运动只受重力作用，全程加速度都为g，所以D正确；ABC错误；
故选D。
2. 在无外界影响情况下，容积不变的密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体（ ）
A. 分子无规则运动停息下来B. 每个分子的速度大小均相等
C. 分子的平均动能保持不变D. 每个分子的温度保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于气体分子总在做永不停息的无规则运动，所以A错误；
B．由于气体分子总在做永不停息的无规则运动，每个分子的速度总是不确定的，所以B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，则温度不变，分子的平均动能保持不变，所以C正确；
D．温度是整个系统的，不是某个分子的，所以D错误；
故选C。
3. 百米赛跑的冠军，与其他参赛队员相比，其整个赛跑过程中一定最大的物理量是（ ）
A 位移B. 平均速度C. 速度变化量D. 加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．米赛跑的各运动员的位移相同，所以A错误；
B．米赛跑的冠军所用时间最少，则平均速度最大，所以B正确；
C．动员冲刺的瞬时速度不确定不一定是冠军的瞬时速度大，冠军的速度变化量不一定是最大的，所以C错误；
D．由于不是匀加速运动，加速度是变化的，可能有的运动员开始的加速度最大，其不一定是冠军，所以D错误；
故选B。
4. 如图，a、b两点位于以负点电荷为球心的球面上，c点在球面外，若三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc，则（ ）
A. Ea＝Eb＞Ec，零势能面选取不同，三点电势高低关系不同
B. Ea＝Eb＞Ec，φa＝φb＞φc
C. Ea＝Eb＞Ec，φa＝φb＜φc
D. Ea＝Eb＜Ec，φa＝φb＞φc
【答案】C
【解析】
【详解】根据
E=kQr2
可知，ab两点场强大小相等，大于c点的场强，即
Ea＝Eb＞Ec
距离负电荷越近则电势越低，则
φa＝φb＜φc
故选C。
5. 质量为0.2kg的气球，用一竖直细绳拉住并保持静止，当把细绳突然放开的瞬间，气球的加速度大小为4m/s2、方向竖直向上，则原来细绳的拉力大小为（ ）
A. 0.8NB. 1.2NC. 2ND. 2.8N
【答案】A
【解析】
【详解】设气球的浮力为F，细线的拉力为T，静止时有
F=T+mg
当把细绳突然放开的瞬间，有
F−mg=ma
联立解得
T=ma=0.2×4N=0.8N
故选A。
6. 一根粗细均匀的绳子，右端固定，一人拿着左端的O点上下振动。以竖直向上为正方向，波源O在第一个周期内的振动图像如图所示，则该波在第一个周期结束时在介质中形成的波形图是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由波源O的振动图象可判断出波源的起振方向向下，则介质中各个质点的起振方向均向下，简谐横波沿x轴正向传播，根据波形的平移法可知，AC两图中波最前列的质点起振方向向上，故AC错误。再由振动图象振幅的变化，可知波源的振幅在增加，故B错误，D正确。
故选D。
7. 一辆货车在崎岖道路上匀速率行驶，途中发生了爆胎。道路地形如图所示，则爆胎可能性最大的位置是图中的（ ）
A. A处B. B处
C. C处D. A或B或C处
【答案】B
【解析】
【详解】在A点时有
mg−NA=mv2r
解得
NA=mg−mv2r
在B点时有
NB−mg=mv2r
解得
NB=mg+mv2r
在C点时有
NC=mg
根据
f=μN
可知，正压力越大摩擦力越大，则在B点时正压力最大，爆胎可能性最大的位置是图中的B处，所以B正确；ACD错误；
故选B。
8. 如图，在光滑的绝缘水平桌面上，两条固定的平行长直导线a和b均通以电流，矩形金属线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流。若线框在a、b产生的磁场作用下静止，则a、b的电流可能是（ ）
A. 大小相等，方向均向左
B. 大小不等，方向均向左
C. 大小相等，a的电流向左，b的电流向右
D. 大小不等，a的电流向左，b的电流向右
【答案】C
【解析】
【详解】A．若a、b电流大小相等，方向向左，根据安培定则以及磁场叠加可知，在线框上边所在处的磁场方向垂直与纸面向外，在线框下边所在处的磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，线框上边所受的安培力向下，下边所受的安培力也向下，则线框不能处于静止状态，A错误；
B．若通以大小不等的电流，若a导线电流大于b导线电流，根据右手定则和场强叠加原理，可能使得线框上边与下边磁场相反，电流也相反，安培力方向相同，不平衡；也可能上下边所处的磁场方向相同，但通过通电直导线感应磁场分布的特点可知，上边的磁场强度大于下边的磁场强度，线框的上下边电流相同，故线框上边安培力大于下边安培力，受力不平衡，若a导线电流小于b导线电流，同理分析，B错误；
C．大小相等，a的电流向左，b的电流向右，由右手螺旋定则和场强叠加原理可知上下边所处的磁场强度大小和方向都相同，电流相反，安培力等大反向，故受力平衡，C正确；
D．大小不相等a的电流向左，b的电流向右，由右手螺旋定则和场强叠加原理可知上下边所处的磁场强度相同，大小不等，电流相反等大，安培力反向不等大，故受力不平衡，D错误。
故选C。
9. 2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为400 km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000 km。与地球同步卫星相比，该核心舱的（ ）
A. 周期更长，向心加速度更大B. 周期更长，向心加速度更小
C. 周期更短，向心加速度更小D. 周期更短，向心加速度更大
【答案】D
【解析】
【详解】核心舱与同步卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
GMmr2=m4π2T2r=man
解得
T=4π2r3GM，an=GMr2
依题意，核心舱的轨道半径小于同步卫星的，所以其周期更短，向心加速度更大。
故选D。
10. 如图，同一绝缘光滑水平地面上，一个小金属环a和一个大金属环b的圆心在同一点。a环中通有逆时针方向的恒定电流I，b环中不通电。现将a环沿直线移向图中a＇位置，则b环中感应电流i的方向和b环的运动情况分别为（ ）
A. i为顺时针方向，b环圆心向靠近a＇位置运动
B. i为顺时针方向，b环圆心向远离a＇位置运动
C. i为逆时针方向，b环圆心向靠近a＇位置运动
D. i为逆时针方向，b环圆心向远离a＇位置运动
【答案】A
【解析】
【详解】a环中通有逆时针方向的恒定电流I，a环内的磁场方向垂直纸面向外，a环外的磁场方向垂直纸面向里，b环的总磁通量方向向外，当a环沿直线移向图中a＇位置时，b环内的磁通量向外增大，由楞次定律可知，b环中感应电流i的方向为顺时针，根据楞次定律推论，阻碍相对运动，所以b环圆心向靠近a＇位置运动，则A正确；BCD错误；
故选A。
11. 如图，两端开口的均匀弯管竖直放置，管中有两段水银柱封闭了一段空气柱，若现往b管中注入一些水银，则（ ）
A. a管内水银面上升的距离等于c管中水银面下降的距离
B. a管内水银面上升的距离小于c管中水银面下降的距离
C. 注入b管内的水银和c管下降的水银一样多
D. 注入b管内的水银比d管上升的水银多
【答案】D
【解析】
【详解】AB．往b管中注入一些水银，则封闭气体的压强变大，根据玻意耳定律可知，封闭气体的体积减小，则a管内水银面上升的距离大于c管中水银面下降的距离，故AB错误；
CD．往b管中注入一些水银，封闭气体的压强变大，则b管和a管的高度差变大，则注入b管内的水银比a管上升的水银多，比c管下降的水银多，由于c管下降的水银与d管上升的水银一样多，则注入b管内的水银比d管上升的水银多，故C错误D正确。
故选D。
12. 如图，撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升；C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升；D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化为（ ）
A. A→B人和杆系统的机械能不变
B. B→C人和杆系统的动能减小、重力势能和弹性势能增加
C. C→D人和杆系统的动能减少量等于重力势能的增加量
D. D→E重力对人所做的功等于人机械能的增加量
【答案】B
【解析】
【详解】A．A→B阶段，助跑加速，重力势能不变，动能增加，所以机械能增加A错误；
B．B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升，人克服重力和弹力做功，动能减少，位置升高，所以弹性势能和重力势能增加。B正确；
C．C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升，弹性势能及动能的减少量等于重力势能的增加量。C错误；
D．D→E阶段，人越过横杆后下落，只有重力做功，机械能守恒。D错误。
故选B。
二、填空题（共20分）
13. 某同学计算一个物体运动的位移时，得到的表达式为：s=2Fmt1+t2，用单位制进行检查，这个结果_____________（选填“正确”或“错误”），理由是：_______。
【答案】 ①. 错误 ②. 等号右侧单位为m/s，等号左侧单位为m，单位不一致
【解析】
【详解】[1][2]根据导出单位可推导
2Fmt1+t2=Nkg⋅s=kg⋅m/s2kg⋅s=m/s
位移的单位是m，所以等号右侧单位为m/s，等号左侧单位为m，单位不一致，则这个结果是错误的。
14. 在电场中的A点放有电荷量为－1×10－10C的检验电荷q，其电势能为1×10－8J，则A点电势为______V。换成电荷量为+2×10－10C的检验电荷q＇放在A点，则A点电势为______V。
【答案】 ①. -100 ②. -100
【解析】
【详解】[1]A点电势为
φA=EPAq=1×10－8J−1×10－10C=−100V
[2]换成电荷量为+2×10－10C的检验电荷q＇放在A点，则A点电势不变，仍为-100V。
15. 如图，压强-温度（p-t）图像中的两条直线I和Ⅱ分别表示一定量的理想气体经历的两个不同过程，p1和p2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标，t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标， t0＝－273.15℃，a、b为直线I上的两点。由图可知，气体在状态a和b的体积之比Va∶Vb＝___________；气体在状态b和c的体积之比Vb∶Vc＝___________。
【答案】 ①. 1:1 ②. p 2 : p1
【解析】
【详解】[1]图中两条直线是等容线，所以a、b两个状态下的气体体积相同，则
Va:Vb=1:1
[2]b、c两个状态下的气体温度相等，由图像可得
p1Vb=p2Vc
即
Vb:Vc=p2:p1
16. 如图，一粗糙斜面放置在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过定滑轮，一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动物块N，斜面和物块M始终保持静止，在此过程中，地面对斜面的摩擦力大小的变化情况是___________；物块M所受的摩擦力大小的变化情况是________。
【答案】 ①. 逐渐增大 ②. 可能逐渐增大，也可能先减小后增大
【解析】
【详解】[1]对N受力分析，如图所示
可知水平拉力在不断增大，轻绳的拉力也不断增大；把M、N和斜面看成一个整体，整体处于平衡状态，水平拉力和地面对斜面的摩擦力是一对平衡力，水平拉力在不断增大，则地面对斜面体的摩擦力也不断增大；
[2]对物体M受力分析，因为绳子的拉力在不断增大，物体在斜面方向受到重力的沿斜面的分力保持不变，因为物体平衡，故当拉力小于重力分力时，摩擦力沿斜面向上，当拉力大于重力分力时，摩擦力沿斜面向下，摩擦力大小也可能逐渐增大，也可能先减小后增大。
17. 在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，整个过程中两个电压表的示数随电路中电流变化的图线如图（b）所示。则电源内阻的阻值为________Ω，滑动变阻器R2的最大功率为________W。
【答案】 ①. 2.5 ②. 0.45
【解析】
【详解】[1]当滑动变阻器的滑动触头P在最左端时，电压表V2的读数为零，则可知图（b）中甲是V2的图线，根据部分电路的欧姆定律，由图（b）可知
R1=0.50.2Ω=2.5Ω，R2m=20.2Ω=10Ω
根据闭合电路欧姆定律
I=ER+r
当滑动变阻器的滑动触头P在最左端时，代入数据得
0.6=E2.5+r
当滑动变阻器的滑动触头P在最右端时，代入数据得
0.2=E2.5+10+r
联立解得
E=3V，r=2.5Ω
[2]根据图（a）可知，当
R2=R1+r=5Ω
时，滑动变阻器R2的功率最大，根据闭合电路欧姆定律，此时，电路中的电流
I=ER1+R2+r=310A=0.3A
则滑动变阻器R2的最大功率为
P=I2R2=0.32×5W=0.45W
三、综合题（共40分）注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. 如图（a）所示，是某小组同学“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置。
（1）位移传感器的接收部分，安装在_____________（选填“固定支架”或“小车”）上。
（2）实验中，保持_________的总质量不变，改变拉力，获得多组小车运动的加速度a和所受拉力F的数据，根据数据绘出的图像如图（b）所示，图中OA段为直线。分析OA段，可得出的实验结论是：___________。
（3）图（b）中，图线AB段为曲线，该组同学讨论分析后猜测，可能主要是因为实验中小车所受的拉力没有直接测量，实验中对小车的合外力作了近似造成的。他们改进了实验装置，用力传感器直接测量小车所受的拉力，如图（c）所示，选用三组不同质量的钩码，得到小车所受拉力F的大小随时间t的变化关系分别如图（d）的①、②、③所示，其中0~t1时间内用手拉住小车使小车静止，t1时刻释放小车，小车开始运动。由图（d）推断出，在使用图（a）的装置进行实验时，要使实验误差尽量小，钩码总质量应尽量：_________（选填“大”或“小”）一些，你是如何推断的：______________
【答案】 ①. 固定支架 ②. 小车 ③. 物体的质量一定时，物体的加速度与外力成正比 ④. 小 ⑤. 实验中用钩码重力G近似作为小车所受的拉力F，G越小，运动时F与G的差值越小，所以实验误差会越小
【解析】
【详解】（1）[1]位移传感器的接收部分，安装在固定支架上。
（2）[2][3]实验中，保持小车的总质量不变，改变拉力，获得多组小车运动的加速度a和所受拉力F的数据，根据数据绘出的图像如图（b）所示，图中OA段为直线。分析OA段，可得出的实验结论是：物体的质量一定时，物体的加速度与外力成正比。
（3）[4]由图（d）推断出，在使用图（a）的装置进行实验时，要使实验误差尽量小，钩码总质量应尽量小一些；
[5]理由：实验中用钩码重力mg近似作为小车所受的拉力F，则
a=mgm+M
F=Ma=mMgm+M=1mM+1mg
m越小，运动时F与mg的差值越小，所以实验误差会越小。
19. 如图，质量m＝5kg的物体，沿长L＝10m、倾角＝37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＝0.25，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F＝20N，方向水平向右。取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8 。
（1）求物体沿斜面下滑时的加速度a1的大小；
（2）求物体在水平面上滑到最左端所用时间t2；
（3）请分析说明物体最终静止在何处？
【答案】（1）a1＝0.2m/s2；（2）t2＝413s；（3）最终静止在斜面底端
【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
FN-mgcs -Fsin =0
沿斜面方向，根据牛顿第二定律
mgsin -Fcs - FN＝ma1
得
mgsin -Fcs -（mgcs＋Fsin）＝ma1
代入数据得
a1＝0.2m/s2
（2）物体沿斜面下滑时
v2-0＝2a1L
代入数据得
v＝2m/s
物体在水平面上向左滑动时
F＋mg＝ma2
代入数据得
a2＝6.5m/s2
t2=0−v−a2
代入数据得
t2=413s
（3）因为F＞mg，所以物体向左减速到零后，不能保持静止，会向右加速；又因为
mgsin＞Fcs＋（mgcs＋Fsin）
则物体不能静止在斜面上；且在运动过程中，摩擦力始终做负功消耗能量，所以物体在斜面上滑的距离小于上一次的最高点，在水平面上向左减速运动的距离小于上一次的最远距离；所以，物体最终静止在斜面底端。
20. 如图（a）所示，两条相距为L的光滑固定平行金属导轨，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。虚线AB、CD均与导轨垂直，间距为d ，在AB与CD之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。两根相同的导体棒OP、MN，质量均为m，电阻均为R，将其先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g 。从棒OP进入磁场开始计时，到棒MN离开磁场区域为止，流过棒OP的电流随时间变化的图像如图（b）所示。
（1）请判断棒OP在磁场内做怎样的运动，求出图（b）中I1的大小；
（2）求棒MN离开磁场时的速度v的大小；
（3）求从棒OP进入磁场到棒MN离开磁场的过程中，电路中产生的总热量Q；
（4）若缩短导体棒OP、MN释放的时间间隔，从棒OP进入磁场开始计时，请定性画出流过棒OP的电流随时间变化的图像。
【答案】（1）OP棒做匀速直线运动；mgsinθBL ；（2）2mgRsinθB2L2 ；（3）2mgdsin；（4）见解析
【解析】
【详解】(1)由图（b）可知，棒OP在磁场中运动时产生电流大小不变，为
I=E2R
R不变，所以棒OP运动产生的电动势E不变，为
E=BLv
则速度
v=2IRBL
B、L不变，所以棒OP速度不变，棒做匀速直线运动；棒OP受力平衡，沿导轨方向有
mgsinθ−BI1L=0
可得
I1=mgsinθBL
(2)由图（b）可知，棒MN在磁场中运动时产生的电流大小也为I1，棒MN在磁场中也做匀速直线运动，离开磁场时的速度等于棒OP进入磁场时的速度， 则有
I1=BLv2R
联立
I1=mgsinθBL
可得
v=2mgRsinθB2L2
(3)棒OP和棒MN先后在磁场中做匀速直线运动，先后把各自在磁场中做匀速直线运动时减少的重力势能转化为电流流经电路产生的热量，根据能量守恒可得
Q=2mgdsinθ
(4)若缩短导体棒OP、MN释放的时间间隔，有可能OP还没离开磁场，MN已经进入磁场，由于MN进入磁场的速度与OP进入磁场的速度相同，所以无感应电流，两棒都加速，OP离开磁场后时的感应电流大于进入时的电流，MN所受的安培力大于重力沿斜面向下的分力，所以MN做减速运动，则感应电流会变小，流过棒OP的电流随时间变化的图像可能为如下图①或图②