2023届河南省开封市高三上学期开学联考试题 物理（解析版）

河南省开封市2022—2023学年高三开学联考

物理试卷

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分

满分110分，考试时间100分钟

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题：（本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1. 如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热。关于电磁炉，以下说法中正确的是（　　）

A. 电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热

B. 电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热

C. 电磁炉是利用变化的磁场在灶台台面产生涡流对食物加热

D. 电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热

2. 某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过M点和N点，以下说法正确的是（　　）

A. M、N点的场强EM＞EN B. 粒子在M、N点的加速度aM＞aN

C. 粒子在M、N点的速度vM＞vN D. 粒子带正电

3. 在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，许多快递公司推出“无接触配送”服务。某快递小哥想到了用无人机配送快递的办法，某次配送质量为2kg的快递，在无人机飞行过程中，0~10s内快递在水平方向的速度一时间图像如图甲所示，竖直方向（初速度为零）的加速度一时间图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 快递做匀变速曲线运动

B. 快递在0~10s内的位移大小为75m

C. 10s末快递的速度为10m/s

D. 1s末快递受到合力大小为4N

4. 神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（　　）

A. 天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大

B. 返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力

C. 质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行

D. 返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒

5. 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　）

A. θ增大，E增大 B. θ增大，EP不变

C. θ减小，EP增大 D. θ减小，E不变

6. 在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（　　）

A. q1和q2带有同种电荷 B. x1处的电场强度为零

C. 负电荷从x1移到x2，电势能减小 D. 负电荷从x1移到x2，受到的静电力增大

7. 下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内飞行的轨迹，小鸟在图示位置时的速度v和所受合力F的方向可能正确的是（　　）

A  B.

C.  D.

8. 质量为1kg物体做直线运动，其速度—时间图像如图3所示，则物体在0~5s内和10s~20s内所受合外力的冲量分别是（　　）

A. 10N•s，10N•s B. 5N•s，0 C. 5N•s，10N•s D. 5N•s，10N•s

9. 如图所示，AC是倾角为的斜面，CD部分为水平面，小球从斜面顶端A点以初速度水平抛出，刚好落在斜面上的B点，，现将小球从斜面顶端A点以初速度2水平抛出，不计空气阻力，小球下落后均不弹起，重力加速度为g，则小球两次在空中运动过程中（　　）

A. 时间之比为1∶2

B. 时间之比为

C. 水平位移之比为1∶9

D. 当初速度为时，小球在空中离斜面的最远距离为

10. 如图，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向斜向下，且与电场方向的夹角为45°（图中未画出），则小球从M运动到N的过程（　　）

A. 重力势能减少 B. 重力势能减少

C. 电势能减少 D. 电势能减少

11. 单摆在两点之间做简谐运动，点为平衡位置，如图甲所示，单摆振动图像如图乙所示（向右为正方向），取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）

A. 单摆的振幅为 B. 单摆的摆动频率为

C. 时，摆球在点 D. 单摆的摆长为

12. 如图小车A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一重物B，开始时用力按住A使A不动，现设法使A以速度向左做匀速直线运动，某时刻连接A车右端的轻绳与水平方向成角，设此时B的速度大小为vB（sin37°=0.6，cos37°=0.8），不计空气阻力，不计摩擦，则（　　）

A. A不动时B对轻绳的拉力大小等于B的重力

B. 当轻绳与水平方向成角时重物B的速度

C. 当轻绳与水平方向成角时重物B的速度

D. B上升到滑轮处前的过程中处于超重状态

第Ⅱ卷（非选择题，共62分）

实验题：（共计21分）

13. 用如图所示的装置，来完成“验证动量守恒定律”的实验。实验中使用的小球1和2半径相等，用天平测得质量分别为m1、m2.在水平木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。先不放小球2 ，使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下，落到水平木板P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端，重复上述操作，小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上，在白纸上留下各自落点的痕迹。

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来解决这个问题。确定碰撞前后落点的位置P、M、N，用刻度尺测量出水平射程OP、OM、ON

①本实验必须满足的条件是___________

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端必须是水平的

C．小球1每次必须从同一位置由静止释放

②实验器材准备时，为确保小球1碰后不弹回，要求m1________m2（选填“>”、“<”、“=”）

③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式为：OP=________ ；（用m1、m2、OM、ON表示）

（2）在上述实验中换用不同材质的小球，其它条件不变，记录下小球的落点位置。下面三幅图中，可能正确的是________。

14. 小明用图甲所示的装量探究加速度与力、质量的关系。实验中，保持小车质量不变，来探究小车加速度a与合力F的关系。

（1）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力，以下操作正确的是_________。

A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B.在平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上

C.在平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

（2）小明在实验中得到如图乙所示的一条纸带。已知打点计时器采用的是频率为的交流电，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为_________（结果保留三位有效数字）。

（3）作本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘受到的总重力mg，由此造成的误差是_________（选填“系统”或“偶然”）误差。设拉力的真实值为，小车的质量为M，为了使，应当满足的条件是_________（结果保留两位有效数字）。若不满足此条件，在描绘下图像时可能出现图线_________。（选填“A”、“B”或“C”）

A. B. C.

三、计算题：（共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。）

15. 某同学为了测量某电池的电动势E和内阻r，采用如图甲所示的电路，其中定值电阻R0=5.0Ω，电压表V1内阻约5.5kΩ。实验中，移动滑动变阻器滑片，测出电压表V1和V2的多组U1、U2数据，记录的数据如下表所示。

（1）根据表中的数据，在图乙中画出U2­U1图像______；

（2）根据（1）中所画图线可得出该电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω（结果保留两位小数）；

（3）为提高实验的精度，下列做法可行的是______。

A．适当减小R0可使内阻测量值更接近真实值

B．适当增大R0可使内阻测量值更接近真实值

C．将纵坐标改为U1＋U2可以使电动势测量值更接近真实值

D．将纵坐标改为U1＋U2不能使电动势测量值更接近真实值

16. 如图所示，间距为d的两平行线间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界），磁感应强度大小为B，在左边界上M点处有一粒子源能射出带负电的粒子。若粒子在纸面内从M点垂直于左边界以速度v射入磁场，在N点穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为。不计粒子重力。

（1）求粒子的比荷和穿越磁场的时间；

（2）若粒子在M点的速度沿顺时针方向旋转射入磁场，速度大小不变，求粒子穿越磁场的时间。

17. 如图所示，人骑摩托车做腾跃特技表演，以1.0m/s初速度沿曲面冲上高0.8m、顶部水平的高台，若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶，经过1.2s到达平台顶部，然后关闭发动机，离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为R＝1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中不计一切阻力（计算中取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）。求：

(1)人和车到达顶部平台的速度v；

(2)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；

(3)人和车运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。

18. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R＝3 Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L＝1 m．整个装置处于磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上．质量m＝1 kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r＝1 Ω，电路中其余电阻不计．金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好．不计空气阻力影响．已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2.

(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；

(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；

(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5 J，求流过电阻R的总电荷量q

河南省开封市2022—2023学年高三开学联考物理试卷

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分

满分110分，考试时间100分钟

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题：（本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1. 如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热。关于电磁炉，以下说法中正确的是（　　）

A. 电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热

B. 电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热

C. 电磁炉是利用变化的磁场在灶台台面产生涡流对食物加热

D. 电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热

【答案】B

【解析】

【详解】电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热，故B正确，ACD错误。

故选B。

2. 某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过M点和N点，以下说法正确的是（　　）

A. M、N点的场强EM＞EN B. 粒子在M、N点的加速度aM＞aN

C. 粒子在M、N点的速度vM＞vN D. 粒子带正电

【答案】D

【解析】

【详解】A．电场线越密的地方电场强度越大，因此

EN＞EM

故A错误；

B．同一电荷在M处的电场力小于N处的电场力，根据牛顿第二定律

可知

aM<aN

故B错误；

CD．粒子受力的方向总是指向运动轨迹的内侧，从粒子运动的轨迹可知，粒子受力方向与电场线方向相同，带正电荷，且从M向N运动过程中，电场力做正功，运动速度增加，故C错误，D正确。

故选D。

3. 在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，许多快递公司推出“无接触配送”服务。某快递小哥想到了用无人机配送快递的办法，某次配送质量为2kg的快递，在无人机飞行过程中，0~10s内快递在水平方向的速度一时间图像如图甲所示，竖直方向（初速度为零）的加速度一时间图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 快递做匀变速曲线运动

B. 快递在0~10s内的位移大小为75m

C. 10s末快递的速度为10m/s

D. 1s末快递受到合力大小为4N

【答案】D

【解析】

【详解】A．时间内，快递在水平方向上的分运动为初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向上的分运动是加速度不断增大的变加速直线运动，则其合运动变加速曲线运动，同理，时间内，快递在水平方向上的分运动为匀速直线运动，在竖直方向上的分运动是加速度不断减小的变加速直线运动，则其合运动变加速曲线运动，A错误；

B．在图像中图线与时间轴所围的面积表示水平位移，则0～10s内快递的水平位移

而竖直方向的位移不为零，所以，快递在0~10s内的位移大小肯定大于75m，B错误；

C．依据图像与时间所围成的面积为速度的变化量

则10s末快递竖直方向速度为，而水平速度为10m/s，则合速度不等于10m/s，C错误；

D．在1s末，快递水平方向加速度为

竖直方向加速度为

根据加速度合成可知，1s末快递的加速度

由牛顿第二定律，则有

D正确；

故选D。

4. 神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（　　）

A. 天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大

B. 返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力

C. 质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行

D. 返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒

【答案】C

【解析】

【详解】AC．根据

可得

可知圆轨道距地面高度越高，环绕速度越小；而只要环绕速度相同，返回舱和天和核心舱可以在同一轨道运行，与返回舱和天和核心舱的质量无关，故A错误，C正确；

B．返回舱中的宇航员处于失重状态，仍然受到地球引力作用，地球的引力提供宇航员绕地球运动的向心力，故B错误；

D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，有阻力做功产生热量，机械能减小，故D错误。

故选C。

5. 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　）

A. θ增大，E增大 B. θ增大，EP不变

C. θ减小，EP增大 D. θ减小，E不变

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据可知，C变大，Q一定，则根据Q=CU可知，U减小，则静电计指针偏角θ减小；根据，Q=CU，，联立可得，可知Q一定时，E不变；根据U1=Ed1可知P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，则EP不变；故选项ABC错误，D正确．

【考点定位】电容器、电场强度、电势及电势能

【名师点睛】此题是对电容器的动态讨论；首先要知道电容器问题的两种情况：电容器带电荷量一定和电容器两板间电势差一定；其次要掌握三个基本公式：，，Q=CU；同时记住一个特殊的结论：电容器带电荷量一定时，电容器两板间的场强大小与两板间距无关．

6. 在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（　　）

A. q1和q2带有同种电荷 B. x1处的电场强度为零

C. 负电荷从x1移到x2，电势能减小 D. 负电荷从x1移到x2，受到的静电力增大

【答案】C

【解析】

【详解】A．由题图可知，在x轴上，有电势大于零的位置也有电势小于零的位置，所以两点电荷q1和q2带有异种电荷，故A错误；

B．在φ-x图像中，图像切线的斜率大小表示电场强度大小，则x1处的电场强度不为零，故B错误；

C．由Ep=φq可知，负电荷在电势高处的电势能小，则负电荷从x1移到x2，电势升高，电势能减小，故C正确；

D．从x1到x2电场强度逐渐减小，负电荷受到的静电力逐渐减小，故D错误。

故选C。

7. 下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内飞行的轨迹，小鸟在图示位置时的速度v和所受合力F的方向可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由小鸟飞行的轨迹可知，小鸟做曲线运动。则小鸟在图示位置时的速度方向应沿曲线上该点的切线方向，并且小鸟所受合力的方向应指向曲线的内侧。

故选B。

8. 质量为1kg的物体做直线运动，其速度—时间图像如图3所示，则物体在0~5s内和10s~20s内所受合外力的冲量分别是（　　）

A. 10N•s，10N•s B. 5N•s，0 C. 5N•s，10N•s D. 5N•s，10N•s

【答案】D

【解析】

【详解】由题图可知，在0~5s内初动量为

末动量为

由动量定理知

在10s~20s内初动量

末动量为

由动量定理得

故选D。

9. 如图所示，AC是倾角为的斜面，CD部分为水平面，小球从斜面顶端A点以初速度水平抛出，刚好落在斜面上的B点，，现将小球从斜面顶端A点以初速度2水平抛出，不计空气阻力，小球下落后均不弹起，重力加速度为g，则小球两次在空中运动过程中（　　）

A. 时间之比为1∶2

B. 时间之比为

C. 水平位移之比为1∶9

D. 当初速度为时，小球在空中离斜面的最远距离为

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB．设小球的初速度为时，落在斜面上时所用时间为t，斜面长度为3L.小球落在斜面上时有

解得

设落点距斜面顶端距离为s，则有

若斜面足够长，两次小球均落在斜面上，落点距斜面顶端距离之比为1∶4，则第二次落在距斜面顶端4L处，大于斜面的长度，可知以2水平抛出时小球落在水平面上.两次下落高度之比为1∶3，根据

解得

所以时间之比为，故A错误，B正确；

C．根据

可得水平位移之比为

故C错误；

D．当小球的速度方向与斜面平行时，小球到斜面的距离最大.即在小球距离斜面最远时，垂直于斜面方向的速度等于零，建立沿斜面和垂直于斜面的平面直角坐标系，将初速度和重力加速度g进行分解，垂直于斜面的最远距离

故D正确。

故选BD。

10. 如图，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向斜向下，且与电场方向的夹角为45°（图中未画出），则小球从M运动到N的过程（　　）

A. 重力势能减少 B. 重力势能减少

C. 电势能减少 D. 电势能减少

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．将N点的速度进行分解，则在水平方向有

竖直方向有

在竖直方向根据速度位移公式有

重力做功

WG=mgh

联立解得

则重力势能减少，故A错误，B正确；
CD．根据动能定理有

联立解得

W电=mv2

则电势能减少mv2，故C正确，D错误。

故选BC。

11. 单摆在两点之间做简谐运动，点为平衡位置，如图甲所示，单摆的振动图像如图乙所示（向右为正方向），取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）

A. 单摆的振幅为 B. 单摆的摆动频率为

C. 时，摆球在点 D. 单摆摆长为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由图乙可知单摆的振幅为4cm，故A错误；

B．单摆的摆动频率为

故B正确；

C．由单摆的周期性可知，时和摆球的运动状态相同，可知摆球在点，故C正确；

D．由单摆的周期公式

代入数据解得

故D错误。

故选BC。

12. 如图小车A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一重物B，开始时用力按住A使A不动，现设法使A以速度向左做匀速直线运动，某时刻连接A车右端的轻绳与水平方向成角，设此时B的速度大小为vB（sin37°=0.6，cos37°=0.8），不计空气阻力，不计摩擦，则（　　）

A. A不动时B对轻绳的拉力大小等于B的重力

B. 当轻绳与水平方向成角时重物B的速度

C. 当轻绳与水平方向成角时重物B的速度

D. B上升到滑轮处前的过程中处于超重状态

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．A不动时B为静止状态，轻绳的拉力大小等于B的重力，A正确；

BC．当轻绳与水平方向成角时，将A的速度沿着绳和垂直于绳正交分解，重物B的速度为

B错误，C正确；

D．根据

B上升到滑轮处前的过程中，角减小，增大，B的加速度向上，处于超重状态，D正确；

故选ACD。

第Ⅱ卷（非选择题，共62分）

实验题：（共计21分）

13. 用如图所示的装置，来完成“验证动量守恒定律”的实验。实验中使用的小球1和2半径相等，用天平测得质量分别为m1、m2.在水平木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。先不放小球2 ，使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下，落到水平木板P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端，重复上述操作，小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上，在白纸上留下各自落点的痕迹。

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来解决这个问题。确定碰撞前后落点的位置P、M、N，用刻度尺测量出水平射程OP、OM、ON

①本实验必须满足的条件是___________

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端必须是水平的

C．小球1每次必须从同一位置由静止释放

②实验器材准备时，为确保小球1碰后不弹回，要求m1________m2（选填“>”、“<”、“=”）

③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式为：OP=________ ；（用m1、m2、OM、ON表示）

（2）在上述实验中换用不同材质的小球，其它条件不变，记录下小球的落点位置。下面三幅图中，可能正确的是________。

【答案】    ①. BC##CB    ②. >    ③.     ④. B

【解析】

【详解】（1）[1]A。因小球在斜槽末端的速度与平抛的水平位移成正比，所以斜槽是否光滑对该实验影响不大，故A错误；

B．斜槽末端保持水平，是为了保证它们在水平碰撞后做平抛运动，故B正确；

C．小球1每次必须从同一高度释放，保证尽可能每次碰撞情况相同，故C正确；

故选BC。

[2] 为确保小球1碰后不弹回，要求m1＞m2

[3] 小球离开斜槽末端做平抛运动，竖直方向满足

下落高度一定，运动时间相同；水平方向满足

水平位移与平抛初速度成正比，两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为

即

（2）[4]两球碰撞，动量守恒，有

……①

则

故排除A。

碰撞过程中有能量损失，则

……②

设单个格子的长度为a，则BC三个图中，、、的长度分别为

分别代入方程①②可得，B图满足

故选B。

14. 小明用图甲所示的装量探究加速度与力、质量的关系。实验中，保持小车质量不变，来探究小车加速度a与合力F的关系。

（1）为了使细线对小车拉力等于小车所受的合力，以下操作正确的是_________。

A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B.在平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上

C.在平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

（2）小明在实验中得到如图乙所示的一条纸带。已知打点计时器采用的是频率为的交流电，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为_________（结果保留三位有效数字）。

（3）作本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘受到的总重力mg，由此造成的误差是_________（选填“系统”或“偶然”）误差。设拉力的真实值为，小车的质量为M，为了使，应当满足的条件是_________（结果保留两位有效数字）。若不满足此条件，在描绘下图像时可能出现图线_________。（选填“A”、“B”或“C”）

A. B. C.

【答案】    ①. AC##CA    ②. 2.00    ③. 系统    ④. ##0.053    ⑤. B

【解析】

【详解】（1）[1]A．为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力，需要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，以保证细线的拉力与小车运动的方向相同，故A正确；

BC．在调整长木板的倾斜度以平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，不能将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上，故B错误C正确。

故选AC。

（2）[2]根据题意可知，两个计数点间的时间间隔为

根据逐差法，代入图乙纸带上数据解得

（3）[3]小车和砝码、砝码盘一起运动，根据牛顿第二定律有

可得小车受到的拉力

即实际拉力小于mg，本实验用砝码和砝码盘受到的重力代表小车受到的拉力，只有，才有

此误差为系统误差。

[4]根据题意，如果满足

则有

解得

[5]若不满足此条件，图像会出现弯折，若砝码质量非常大，小车加速度会趋于自由落体加速度g，故AC错误B正确。

故选B

三、计算题：（共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。）

15. 某同学为了测量某电池的电动势E和内阻r，采用如图甲所示的电路，其中定值电阻R0=5.0Ω，电压表V1内阻约5.5kΩ。实验中，移动滑动变阻器滑片，测出电压表V1和V2的多组U1、U2数据，记录的数据如下表所示。

（1）根据表中的数据，在图乙中画出U2­U1图像______；

（2）根据（1）中所画图线可得出该电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω（结果保留两位小数）；

（3）为提高实验的精度，下列做法可行的是______。

A．适当减小R0可使内阻测量值更接近真实值

B．适当增大R0可使内阻测量值更接近真实值

C．将纵坐标改U1＋U2可以使电动势测量值更接近真实值

D．将纵坐标改为U1＋U2不能使电动势测量值更接近真实值

【答案】    ①.     ②. 9.00    ③. 0.36    ④. AD

【解析】

【详解】(1)[1]先描点，后连线，舍去偏离连线较远的点，如图所示

(2)[2][3]由闭合电路的欧姆定律得

E＝U1＋U2＋r

则

U2＝E－U1

由U2－U1图像纵轴截距等于电源电动势，可得

E＝9.00 V

由图像斜率大小

k＝

解得内阻

r＝0.36 Ω

(3)[4]AB．由于本题中由欧姆定律求解流过R的电流来代替干路电流，由于电压表内阻的影响而使电流偏小，减小R的值可以减小电压表内阻的影响，从而使测量值接近直实值，故A正确，B错误；

CD．由于画出U2­U1图像时已考虑了定值电阻的分压，将纵坐标改为U1＋U2，不能使电动势测量值更接近真实值，故D正确，C错误。

故选AD。

16. 如图所示，间距为d的两平行线间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界），磁感应强度大小为B，在左边界上M点处有一粒子源能射出带负电的粒子。若粒子在纸面内从M点垂直于左边界以速度v射入磁场，在N点穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为。不计粒子重力。

（1）求粒子的比荷和穿越磁场的时间；

（2）若粒子在M点的速度沿顺时针方向旋转射入磁场，速度大小不变，求粒子穿越磁场的时间。

【答案】（1）；；（2）

【解析】

【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知

又由于

可得

粒子在磁场中运动的时间

圆心角

联立解得

（2）若在纸面内将粒子在M点的速度沿顺时针方向旋转30°，则粒子恰能到达右侧边界并从左侧边界穿出，粒子在磁场中运动的时间

圆心角

联立解得

17. 如图所示，人骑摩托车做腾跃特技表演，以1.0m/s的初速度沿曲面冲上高0.8m、顶部水平的高台，若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶，经过1.2s到达平台顶部，然后关闭发动机，离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为R＝1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中不计一切阻力（计算中取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）。求：

(1)人和车到达顶部平台的速度v；

(2)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；

(3)人和车运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。

【答案】(1)3m/s；(2)1.2m；(3)7740N

【解析】

【详解】(1)运用动能定理研究开始到顶部平台过程可知

解得

(2)由平抛运动规律可得

解得

(3)摩托车恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，落至A点时，其竖直方向的分速度

设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α，则

可得

在摩托车由最高点飞出落至O点的过程中，由动能定理可得

在O点对其受力分析，运用牛顿第二定律得

代入数据解得

18. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R＝3 Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L＝1 m．整个装置处于磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上．质量m＝1 kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r＝1 Ω，电路中其余电阻不计．金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好．不计空气阻力影响．已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2.

(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；

(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；

(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5 J，求流过电阻R的总电荷量q.

【答案】（1）；（2）；（3）1C．

【解析】

【详解】解：（1）金属棒由静止释放后，在重力、轨道支持力和安培力作用下沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时达到最大速度vm后保持匀速运动．有：

      mgsinθ﹣μmgcosθ﹣FB＝0       ①

      FB＝BI L           ②

      ③

       E＝BLvm ④

 联解①②③④得：vm＝2m/s       ⑤

（2）金属棒以最大速度vm匀速运动时，电阻R上的电功率最大，根据功率公式有：

    ⑥

    联解③④⑤⑥得：PR＝3W     ⑦

（3）设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律：

     ⑧

    根据焦耳定律：⑨

              ⑩

           ⑪

            ⑫

联解⑧⑨⑩⑪⑫得：q＝1C…