2023届内蒙古乌兰察布市蒙古族名校高三上学期阶段测试物理试题（解析版）

这是一份2023届内蒙古乌兰察布市蒙古族名校高三上学期阶段测试物理试题（解析版），共29页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
乌兰察布市蒙古族名校2022-2023学年高三上学期阶段测试
物理试卷
一、单选题（本题有8个小题，每小题4分，共 32分。每题中只有一个选项符合题意）
1. 如图所示，长直导线和矩形线框被固定在竖直平面内，线框的、两条边与导线平行。当导线中电流逐渐增大时，下列说法正确的是（　　）

A. 线框中感应电流沿方向
B. 线框整体受到的安培力方向水平向右
C. 线框的、两条边不受安培力作用
D. 线框的、两条边所受安培力大小相等、方向相反
2. 2022年10月12日下午，“天宫课堂”第三课在中国空间站问天实验舱开讲。中国航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲演示了微重力环境下毛细效应实验、水球变“懒”实验、太空趣味饮水、会调头的扳手等趣味实验。在太空中，水球呈现标准的球形并可以自由地悬浮，这表明水球（　　）
A. 所受地球引力近似为零
B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D. 随飞船运动所需向心力的大小大于在地球表面上所受引力的大小
3. 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于延长线上距O点为的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（　　）

A. 正电荷， B. 正电荷，
C. 负电荷， D. 负电荷，
4. 如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=22∶5，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u=220sin（100πt）V的交流电，则（　　）

A. 交流电的频率为100 Hz
B. 通过R2电流为1 A
C. 通过R2的电流为A
D. 变压器的输入功率为200 W
5. 粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（　　）

A. 粒子1带正电
B. 粒子2带负电
C. 若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的点
D. 若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的点
6. 如图所示，将一可视为质点物块从固定斜面顶端由静止释放后沿斜面加速下滑，设物块质量为m、物块与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面高度h和底边长度x均可独立调节（斜面长度随之改变），下列说法正确的是（　　）

A. 若只增大x，物块滑到斜面底端时的动能增大
B. 若只增大h，物块滑到斜面底端时的动能减小
C. 若只增大μ，物块滑到斜面底端时的动能增大
D. 若只改变x，物块最终在水平面上停止的位置不会改变
7. 如图所示的电路中，a、b是两个完全相同的灯泡，L为自感线圈（直流电阻不计），E为电源，S为开关。下列说法正确的是（　　）

A. 闭合开关，a、b同时亮
B. 闭合开关，a先亮，b后亮
C. 断开开关，a先熄灭，b闪亮后熄灭
D. 断开开关，b先熄灭，a闪亮后熄灭
8. 图甲为霍尔效应的原理示意图，图中霍尔电压，如图乙所示，在自行车的前叉上固定一霍尔元件，在前轮辐条上安装一块磁铁，这样，轮子每转一周，磁铁就靠近霍尔传感器一次，便可测出某段时间内的脉冲数，从而得到自行车的平均速度并通过速度计显示出来，设自行车前轮的半径为，磁铁到前轮转轴的距离为，则下列说法正确的是（　　）

A. 若霍尔元件载流子是负电荷，则图甲中端电势高于端电势
B. 如果长时间不更换传感器的电池，霍尔电压会越来越大
C. 如果在时间内得到的脉冲数为，则自行车骑行的平均速度为
D. 若前轮漏气，则速度计测得的骑行速度比实际速度偏小
二、多选题（本题有4个小题，每小题4分，共16分，每小题中有多个选项正确，全选对得4分，选不全得2分，选错或不选得0分）
9. 如图所示，交流发电机的线圈为边长为的正方形，匝数为，线圈电阻为，外电阻为。线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速为。图中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）

A. 图示位置穿过线圈的磁通量最大 B. 感应电动势的最大值为
C. 交流电流表的示数为 D. 交流电压表的示数为
10. 如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中两点。下列说法中正确的是（　　）

A. A点的电势比B点的电势高
B. 正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能
C. 负电荷由A点运动到B点的过程中电场力做正功
D. 负电荷在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力
11. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是（　　）

A. 小灯泡L1、L2变暗，L3变亮
B. 小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C. ΔU1ΔU2
12. “福建舰”是中国完全自主设计并建造的首艘弹射型航空母舰，采用平直飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。“福建舰”的阻拦系统的工作原理如图所示，阻拦索系在静止于平行轨道上的金属棒上，飞机着舰时钩住阻拦索并关闭动力系统，此后飞机与阻拦索在竖直向下的匀强磁场中共同滑行减速，若金属棒的质量为m，飞机的质量为金属棒质量的倍，飞机钩住阻拦索的时间为（极短），飞机钩住阻拦索前瞬间的速度大小为、方向与轨道平行，阻拦索（质量不计）与金属棒绝缘，金属棒始终与轨道垂直且接触良好，不计轨道的电阻和摩擦阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 在该时间内，阻拦索对金属棒平均拉力大小为
B. 在该时间内，阻拦索对金属棒的平均拉力大小为
C. 飞机与金属棒在磁场区域减速滑行的过程中，加速度不断增大
D. 飞机与金属棒在磁场区域减速滑行的过程中，加速度不断减小
三、实验题（本题有两小题，共15分）
13. “探究质量一定时，加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，实验中通过传感器将绳中拉力大小的信息以无线方式传输给数据采集系统，用打点计时器打出的纸带求出小车运动的加速度。

（1）下列说法中正确的是___________。
A．细线必需要与长木板平行
B．不需要平衡摩擦力
C．打点计时器使用直流学生电源供电
D．实验时应先释放小车再接通打点计时器的电源
（2）实验中得到一条打点清晰的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E是计数点，相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，已知交流电频率为，则这条纸带记录小车的加速度大小为___________（保留两位有效数字）。
（3）本实验中，砝码和托盘总质量是否需要远小于小车的质量：___________。
14. 如图1所示是一个多用电表欧姆挡内部电路示意图，由表头、电源、调零电阻和表笔组成。其中表头G满偏电流、内阻；电池电动势、内阻；调零电阻阻值。

（1）使用此欧姆挡测量电阻时，如图2所示，表头G指针指在位置③处，则对应欧姆挡表盘刻度值为___________。
（2）请说明该欧姆挡表盘的刻度值分布是否均匀，并说明理由。___________
（3）该欧姆挡表盘刻度值是按电池电动势为刻度的，当电池的电动势下降到、内阻增大到时仍可调零。若测得某电阻的阻值为，则这个电阻的真实值是___________。
四、计算题（本题有3个小题，共37分。作答时要求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得分）
15. 我国运动员闫文港在2022年北京冬奥会获得男子钢架雪车比赛铜牌，实现该项目的历史性突破，图甲为闫文港的比赛画面。已知赛道由起跑区、出发区、滑行区及减速区四个区段组成，图乙中AB为起跑区、BC为出发区，AB赛段水平，BC赛段与水平面夹角。若运动员推着雪车从A点由静止出发，以的加速度匀加速跑到B点时速度大小为，接着快速俯卧到雪车上沿BC下滑。已知运动员到达C点时的速度大小为，赛道BC的长度为，取，，，不计空气阻力，求：
（1）运动员在起跑区的运动时间；
（2）雪车与冰面间的动摩擦因数。

16. 某一质谱仪原理如图所示，区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为；区域Ⅱ为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为m、电荷量为q的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
（1）粒子离开加速器时的速度大小v；
（2）粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径R。

17. 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=0. 3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=0.2m整个装置处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=0.1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=0.1Ω，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，且接触良好已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。
(1)判断ab棒运动过程中v1=1m/s时电流的大小和方向；
(2)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；
(3)若金属棒ab从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0.03J，求流过电阻R的总电荷量q。

























乌兰察布市蒙古族名校2022-2023学年高三上学期阶段测试
物理试卷
一、单选题（本题有8个小题，每小题4分，共 32分。每题中只有一个选项符合题意）
1. 如图所示，长直导线和矩形线框被固定在竖直平面内，线框的、两条边与导线平行。当导线中电流逐渐增大时，下列说法正确的是（　　）

A. 线框中感应电流沿方向
B. 线框整体受到安培力方向水平向右
C. 线框的、两条边不受安培力作用
D. 线框的、两条边所受安培力大小相等、方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据右手螺旋定则，可知导线中电流在矩形线框区域产生的磁场方向向里；当导线中电流逐渐增大时，矩形线框的磁通量增大，根据楞次定律可知，线框中感应电流沿方向，故A错误；
BCD．线框中感应电流沿方向，根据左手定则可知，线框的边受到向下的安培力，边受到向上的安培力，根据对称性可知边受到的安培力与边受到的安培力刚好相互抵消；线框的边受到水平向右的安培力，边受到水平向左的安培力，由于边离导线更近，边受到的安培力大于边受到的安培力；综上分析可知线框整体受到的安培力方向水平向右，故B正确，CD错误。
故选B。
2. 2022年10月12日下午，“天宫课堂”第三课在中国空间站问天实验舱开讲。中国航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲演示了微重力环境下毛细效应实验、水球变“懒”实验、太空趣味饮水、会调头的扳手等趣味实验。在太空中，水球呈现标准的球形并可以自由地悬浮，这表明水球（　　）
A. 所受地球引力近似零
B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D. 随飞船运动所需向心力的大小大于在地球表面上所受引力的大小
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，设地球的质量为，半径为，水球的质量为，空间站距地面的高度为
ABC．水球所受万有引力为

水球随飞船做匀速圆周运动，所受地球的万有引力提供做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，合力不为零，飞船对其作用力为零，故AB错误，C正确；
D．在地球表面上所受引力的大小为

可知，在地球表面上所受引力的大小大于随飞船运动所需向心力的大小，故D错误。
故选C。
3. 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于延长线上距O点为的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（　　）

A. 正电荷， B. 正电荷，
C. 负电荷， D. 负电荷，
【答案】C
【解析】
【详解】取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，则有

由图可知，两场强的夹角为，则两者的合场强为

根据O点的合场强为0，则放在D点的点电荷带负电，大小为

根据

联立解得

故选C。

4. 如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=22∶5，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u=220sin（100πt）V的交流电，则（　　）

A. 交流电的频率为100 Hz
B. 通过R2电流为1 A
C. 通过R2的电流为A
D. 变压器的输入功率为200 W
【答案】C
【解析】
【详解】A．由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率

A项错误；
BC．由理想变压器变压规律

可知，输出电压
U2=50 V
由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R2，由交变电流的热效应可知

解得
U=U2=25V
由欧姆定律可知，通过R2的电流为 A，B项错误，C项正确；
D．电阻R2的功率
P2=UI=50 W
而电阻R1的电功率
P1==100 W
由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为
P=P1＋P2=150 W
D项错误。
故选C。
5. 粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（　　）

A. 粒子1带正电
B. 粒子2带负电
C. 若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的点
D. 若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的点
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据题意，由图可知，粒子1在磁场中不偏转，粒子1不带电，粒子2在磁场中受向上的洛伦兹力，由左手定则可知，粒子2带正电，故AB错误；
C．由以上分析可知粒子1不带电，则无论如何增大磁感应强度，粒子1都不会偏转，故C错误；
D．粒子2在磁场中洛伦兹力提供向心力，有

可得

可知，若增大粒子入射速度，粒子2偏转半径变大，则粒子2可能打在探测器上的点，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，将一可视为质点的物块从固定斜面顶端由静止释放后沿斜面加速下滑，设物块质量为m、物块与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面高度h和底边长度x均可独立调节（斜面长度随之改变），下列说法正确的是（　　）

A. 若只增大x，物块滑到斜面底端时的动能增大
B. 若只增大h，物块滑到斜面底端时的动能减小
C. 若只增大μ，物块滑到斜面底端时的动能增大
D. 若只改变x，物块最终在水平面上停止的位置不会改变
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．对物块运用动能定理可得
mgh－Wf=Ek－0
其中Ek为物块滑到斜面底端时的动能，Wf为下滑过程物块克服摩擦力所做的功，而
Wf=fs=μFNs=μmgcosθ·s=μmgx
其中f为物块受到的摩擦力，s为斜面斜边长，FN为斜面对物块的支持力，则
mgh－μmgx=Ek－0
故ABC错误；
D．对物块从下滑到地面到停止，运用动能定理，有
－μmgl=0－Ek
则
mgh－μmgx－μmgl=0
若只改变x，由于

物体最终在水平面上停止的位置不会改变，故D正确。
故选D。
7. 如图所示的电路中，a、b是两个完全相同的灯泡，L为自感线圈（直流电阻不计），E为电源，S为开关。下列说法正确的是（　　）

A. 闭合开关，a、b同时亮
B. 闭合开关，a先亮，b后亮
C. 断开开关，a先熄灭，b闪亮后熄灭
D. 断开开关，b先熄灭，a闪亮后熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由图可以看出，a、b灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作；但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的增大有阻碍作用，使b灯后亮，则合上开关，a先亮，b后亮，A错误B正确；
CD．L为自感线圈（直流电阻不计），接通时通过两灯的电流一样，当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由a、b及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭，CD错误。
故选B。
8. 图甲为霍尔效应的原理示意图，图中霍尔电压，如图乙所示，在自行车的前叉上固定一霍尔元件，在前轮辐条上安装一块磁铁，这样，轮子每转一周，磁铁就靠近霍尔传感器一次，便可测出某段时间内的脉冲数，从而得到自行车的平均速度并通过速度计显示出来，设自行车前轮的半径为，磁铁到前轮转轴的距离为，则下列说法正确的是（　　）

A. 若霍尔元件的载流子是负电荷，则图甲中端电势高于端电势
B. 如果长时间不更换传感器的电池，霍尔电压会越来越大
C. 如果在时间内得到的脉冲数为，则自行车骑行的平均速度为
D. 若前轮漏气，则速度计测得的骑行速度比实际速度偏小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．若霍尔元件的载流子是负电荷，根据左手定则可知，负电荷向端偏转，使得图甲中端电势高于端电势，故A正确；
B．根据霍尔电压为

如果长时间不更换传感器的电池，则通过霍尔元件的电流将减小，可知霍尔电压将减小，故B错误；
C．如果在时间内得到的脉冲数为，则周期为

角速度为

则自行车骑行的平均速度为

故C正确；
D．若前轮漏气，则前轮的半径变小，使得录入到速度计中的半径参数比实际半径大，根据

可知速度计测得的骑行速度比实际速度偏大，故D错误。
故选AC。
二、多选题（本题有4个小题，每小题4分，共16分，每小题中有多个选项正确，全选对得4分，选不全得2分，选错或不选得0分）
9. 如图所示，交流发电机的线圈为边长为的正方形，匝数为，线圈电阻为，外电阻为。线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速为。图中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）

A. 图示位置穿过线圈的磁通量最大 B. 感应电动势的最大值为
C. 交流电流表的示数为 D. 交流电压表的示数为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．图示位置线圈与磁场方向平行，则穿过线圈的磁通量为零，故A错误；
B．根据题意可知，线圈转动的角速度为

则线圈转动产生的感应电动势的最大值为

故B正确；
C．感应电动势的有效值为

则交流电流表的示数为

故C正确；
D．交流电压表的示数为

故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中两点。下列说法中正确的是（　　）

A. A点的电势比B点的电势高
B. 正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能
C. 负电荷由A点运动到B点的过程中电场力做正功
D. 负电荷在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力
【答案】BC
【解析】
【详解】A．沿着电场线方向，电势降低，故A点所在等势面电势比B点所在等势面电势低，故A错误；
B．由于A点的电势比B点的电势低，故正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，故B正确；
C．由于A点的电势比B点的电势低，故负电荷在A点的电势能高于在B点的电势能，由A点运动到B点的过程中电场力做正功，故C正确；
D．由于A点的电场线比B点的电场线更加密集，因此负电荷在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力，故D错误。
故选BC。
11. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是（　　）

A. 小灯泡L1、L2变暗，L3变亮
B. 小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C. ΔU1ΔU2
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，在干路上，故变暗。变阻器的电阻增大，并联部分的电阻增大，则并联部分电压增大，的电流增大，L3变亮。总电流减小，而的电流增大，则的电流减小，变暗，故A正确，B错误；
CD．电压表测的是并联电压，示数增大，电压表测的是的电压，示数减小，由于路端电压增大，因此

故

故C错误，D正确。
故选AD。
12. “福建舰”是中国完全自主设计并建造的首艘弹射型航空母舰，采用平直飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。“福建舰”的阻拦系统的工作原理如图所示，阻拦索系在静止于平行轨道上的金属棒上，飞机着舰时钩住阻拦索并关闭动力系统，此后飞机与阻拦索在竖直向下的匀强磁场中共同滑行减速，若金属棒的质量为m，飞机的质量为金属棒质量的倍，飞机钩住阻拦索的时间为（极短），飞机钩住阻拦索前瞬间的速度大小为、方向与轨道平行，阻拦索（质量不计）与金属棒绝缘，金属棒始终与轨道垂直且接触良好，不计轨道的电阻和摩擦阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 在该时间内，阻拦索对金属棒的平均拉力大小为
B. 在该时间内，阻拦索对金属棒的平均拉力大小为
C. 飞机与金属棒在磁场区域减速滑行的过程中，加速度不断增大
D. 飞机与金属棒在磁场区域减速滑行的过程中，加速度不断减小
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．在飞机钩住阻拦索的时间内，对飞机、阻拦索和金属棒，由动量守恒

得t末飞机的速度为

对金属棒，由动量定理

得在该时间内，阻拦索对金属棒的平均拉力大小为

A错误，B正确；
CD．飞机与金属棒在磁场区域减速滑行的过程中，向右切割磁感线，与电阻R组成闭合回路，回路产生感应电流，飞机与金属棒整体受向左的安培力作用而减速，由电磁感应规律、电路知识结合牛顿第二定律可得

不计导轨电阻，安培力即为合力，随着速度减小而减小，则飞机与金属棒的加速度不断减小，C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题（本题有两小题，共15分）
13. “探究质量一定时，加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，实验中通过传感器将绳中拉力大小的信息以无线方式传输给数据采集系统，用打点计时器打出的纸带求出小车运动的加速度。

（1）下列说法中正确的是___________。
A．细线必需要与长木板平行
B．不需要平衡摩擦力
C．打点计时器使用直流学生电源供电
D．实验时应先释放小车再接通打点计时器的电源
（2）实验中得到一条打点清晰的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E是计数点，相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，已知交流电频率为，则这条纸带记录小车的加速度大小为___________（保留两位有效数字）。
（3）本实验中，砝码和托盘总质量是否需要远小于小车的质量：___________。
【答案】 ①. A ②. 0.63 ③. 不需要
【解析】
【详解】（1）[1] A．为使小车受合力方向与小车运动方向相同，细线必需要与长木板平行，A正确；
B．为使细线的拉力等于小车受到的合外力，实验时必需平衡摩擦力，B错误；
C．打点计时器使用交流学生电源供电，C错误；
D．实验时应先接通打点计时器的电源，待打点稳定后再释放小车，纸带会得到充分利用，获得多的数据，D错误。
故选A。
（2）[2]纸带上相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，已知交流电频率为，可知纸带上相邻两计数点间的时间间隔为
T=5×0.02s=0.1s
由逐差法求取小车的加速度大小为

（3）[3]本实验中，不需要砝码和托盘总质量远小于小车质量，因有力传感器直接测得细绳对小车的拉力大小。
14. 如图1所示是一个多用电表欧姆挡内部电路示意图，由表头、电源、调零电阻和表笔组成。其中表头G满偏电流、内阻；电池电动势、内阻；调零电阻阻值。

（1）使用此欧姆挡测量电阻时，如图2所示，表头G指针指在位置③处，则对应欧姆挡表盘刻度值为___________。
（2）请说明该欧姆挡表盘的刻度值分布是否均匀，并说明理由。___________
（3）该欧姆挡表盘的刻度值是按电池电动势为刻度的，当电池的电动势下降到、内阻增大到时仍可调零。若测得某电阻的阻值为，则这个电阻的真实值是___________。
【答案】 ①. 3000 ②. 由闭合电路欧姆定律，可得。欧姆表盘的刻度就是根据待测电阻与电流一一对应的关系得到的。根据表达式可知，待测电阻与电流是非线性关系，所以欧姆表表盘的刻度是不均匀的 ③. 2900
【解析】
【详解】（1）[1]使用此欧姆挡测量电阻时，指针位于最左端时，电阻无穷大；指针位于最右端时，电阻为0；调零电阻为

当指针位于中间位置时，对应的欧姆档的表盘的刻度为

（2）[2]由闭合电路欧姆定律

可得

欧姆表盘的刻度就是根据待测电阻与电流一一对应的关系得到的。根据表达式可知，待测电阻与电流是非线性关系，所以欧姆表表盘的刻度是不均匀的。
（3）[3]当电池的电动势降低到1.45V时，调零电阻为

此时指针指在中间位置，根据闭合电路欧姆定律

解得

则对应的电阻应为，由对应的电流列出关系式

即

因此对应1.45V，电阻的真实值为

四、计算题（本题有3个小题，共37分。作答时要求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得分）
15. 我国运动员闫文港在2022年北京冬奥会获得男子钢架雪车比赛铜牌，实现该项目的历史性突破，图甲为闫文港的比赛画面。已知赛道由起跑区、出发区、滑行区及减速区四个区段组成，图乙中AB为起跑区、BC为出发区，AB赛段水平，BC赛段与水平面夹角。若运动员推着雪车从A点由静止出发，以的加速度匀加速跑到B点时速度大小为，接着快速俯卧到雪车上沿BC下滑。已知运动员到达C点时的速度大小为，赛道BC的长度为，取，，，不计空气阻力，求：
（1）运动员在起跑区的运动时间；
（2）雪车与冰面间的动摩擦因数。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设运动员在起跑区运动时间为，根据

解得

（2）设运动员和雪车的总质量为m，摩擦力大小为，在出发区的加速度大小为，根据

解得

由牛顿第二定律有

解得

16. 某一质谱仪原理如图所示，区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为；区域Ⅱ为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为m、电荷量为q的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
（1）粒子离开加速器时的速度大小v；
（2）粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径R。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）粒子加速过程根据动能定理可得

解得

（2）粒子在分离器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得

解得

17. 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=0. 3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=0.2m整个装置处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=0.1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=0.1Ω，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，且接触良好已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。
(1)判断ab棒运动过程中v1=1m/s时电流的大小和方向；
(2)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；
(3)若金属棒ab从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0.03J，求流过电阻R的总电荷量q。

【答案】(1)0.5A，方向从b到a；(2)2m/s (3)0.6C
【解析】
【详解】(1) ab棒运动过程中v1=1m/s时电动势

回路的电流

由右手定则可知电流方向从b到a；
(2)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
(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=0.6C…⑬