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湖南省岳阳市岳阳县第一中学2023-2024学年高三下学期3月月考物理试题
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这是一份湖南省岳阳市岳阳县第一中学2023-2024学年高三下学期3月月考物理试题，共13页。试卷主要包含了如图所示的位移﹣时间等内容，欢迎下载使用。
1．在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献．以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是（ ）
A．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受力越大则速度就越大
B．两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体不受力时的“自然状态”
2．探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区，开始月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面h＝200km的圆形工作轨道．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．飞行试验器绕月球运行的周期为2π
B．在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为（）2g
C．飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为
D．由题目条件可知月球的平均密度为
3．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（ ）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V
B．当单刀双掷开关与a连接且t＝0.01s时，电流表示数为零
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
4．如图所示的位移﹣时间（s﹣t）图象和速度﹣时间（v﹣t）图象中，给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（ ）
A．图线1表示物体做曲线运动
B．s﹣t图象中t1时刻1的速度大于2的速度
C．v﹣t图象中0至t3时间内3和4的平均速度大小相等
D．两图象中，t2、t4时刻都表示2、4开始反向运动
5．如图甲所示，在水平面上固定有平行长直金属导轨ab和cd，bd端接有电阻R．导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计。导轨右端区域存在垂直于导轨面的匀强磁场，且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。在t＝0时刻，导体棒以速度v0从导轨的左端向右运动，经过时间2t0开始进入磁场区域，取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，回路中顺时针方向为电流正方向，则回路中的电流i随时间t的变化规律图象可能是（ ）
A．B．
C．D．
6．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）．两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面，运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2．不计空气阻力，已知线框电阻与导线长度成正比，与导线横截面积成反比，则（ ）
A．v1＜v2，Q1＜Q2B．v1＝v2，Q1＝Q2
C．v1＜v2，Q1＝Q2D．v1＝v2，Q1＜Q2
二．多选题（共4小题，每题4分，共16分）
（多选）7．如图所示，两根平行长直金属轨道，固定在同一水平面内，间距为d，其左端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。一质量为m的导体棒ab垂直于轨道放置，且与两轨道接触良好，导体棒与轨道之间的动摩擦因数为μ，导体棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下，从静止开始沿轨道运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直）。设导体棒接入电路的电阻为r，轨道电阻不计，重力加速度大小为g，在这一过程中（ ）
A．导体棒运动的平均速度为
B．流过电阻R的电荷量为
C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的电能
D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于导体棒增加的动能
（多选）8．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为m的小物体接触（未连接），如图中O点，弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢向左推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，如图中B点，此时物体静止．撤去F后，物体开始向右运动，运动的最大距离距B点为3x0，C点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．则（ ）
A．撤去F时，弹簧的弹性势能为3μmgx0
B．物体先做加速度逐渐变小的加速运动，再做加速度逐渐变大的减速运动，最后做匀减速运动
C．从B→C位置物体弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量
D．撤去F后，物体向右运动到O点时的动能最大
（多选）9．2013年12月14日，嫦娥三号探测器的着陆器在15公里高度开启发动机反推减速，到2公里高度时实现姿态控制和高度判断，转入变推力主发动机指向正下方的姿态，2公里以下进入缓慢的下降状态，100米左右着陆器悬停，自动判断合适的着陆点，下降到距离月面4米高度时进行自由下落着陆成功．若已知月面重力加速度约为地面重量加速度的六分之一．则下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥三号着陆器高度下降到100m之前机械能在减小，100m之后机械能不变
B．嫦娥三号着陆器悬停时发动机需要工作
C．嫦娥三号着陆器落上月面时的速度约3.6m/s
D．嫦娥三号着陆器还可以利用降落伞来实现软着陆
（多选）10．如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表．当滑动变阻器R2的滑动触头p移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是（ ）
A．p向a移动，V1示数增大、V2的示数减小
B．p向b移动，V1示数增大、V2的示数减小
C．p向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值
D．p向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值
三．实验答题（共2小题，共12分）
11．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．
（1）滑块通过B点的瞬时速度可表示为 ；
（2）某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝ ，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝ ，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp则可认为系统的机械能守恒；
（3）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2﹣d图象如图2所示，并测得M＝m，则重力加速度g＝ m/s2．
12．用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值（阻值约为200Ω），实验室提供如下器材：
电池组E：电动势3V，内阻不计
电流表A1：量程0﹣15mA，内阻约为100Ω
电流表A2：量程0﹣300μA，内阻为1000Ω
电压表V：量程15V，内阻约15kΩ
滑动变阻器R1：阻值范围0﹣20Ω
定值电阻R2，阻值为9000Ω电键S、导线若干
请回答下面问题：
（1）在实验中要求尽可能准确地测量Rx的阻值，选择的电表为 （填写器材代号）；
（2）在图1方框中画出完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号；
（3）调节滑动变阻器R1，两表的示数如图2所示，可读出电流表A1的示数是 mA，电流表A2的示数是 μA。
三．解答题（共3小题，共48分）
13．如图所示，绝缘水平面上的AB区域宽度为d，带正电、质量为m电量为q的小滑块以大小为v0的初速度从A点进入AB区域，当滑块运动至区域的中点C时，速度大小为vC＝v0，从此刻起在AB区域内加上一个水平向左的匀强电场，电场强度E保持不变，并且AB区域外始终不存在电场．（12分）
（1）求滑块受到的滑动摩擦力大小；
（2）若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等，求滑块离开AB区域时的速度；
（3）要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长，电场强度E应满足什么条件？并求这种情况下滑块离开AB区域时的速度．
14．如图（a）所示，两根电阻不计的平行长直金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L；两根长度均为L、质量均为m、电阻均为r的相同的导体棒M、N静置于导轨上，两棒相距x0；整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，从t＝0开始，给导体棒M施加一平行于导轨的外力F，使导体棒M在0～t0内以加速度a＝μg做匀加速运动，导体棒N在t0时刻（t0未知）开始运动，F随时间变化的规律如图（b）所示。棒与导轨间的动摩擦因数均为μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），运动过程中两棒均与导轨接触良好。重力加速度大小为g。（12分）
（1）求t0时刻导体棒M的速度；
（2）求2t0时刻外力F的大小；
（3）若2t0时刻导体棒M的速度为v，求此时两棒间的距离。
15．如图所示，s为一电子发射枪，可以连续发射电子束，发射出来的电子初速度可视为0，电子经过平行板A、B之间的加速电场加速后，从点沿x轴正方向进入xy平面内，在第一象限内沿x、y轴各放一块平面荧光屏，两屏的交点为，已知在y＞0、0＜x＜a的范围内有垂直纸面向外的匀强磁场，在y＞0、x＞a的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，大小均为B．已知给平行板AB提供直流电压的电源E可以给平行板AB提供0﹣U之间的各类数值的电压，现调节电源E的输出电压，从0调到最大值的过程中发现当AB间的电压为U时，x轴上开始出现荧光．（不计电子的重力）试求：（12分）
（1）当电源输出电压调至U和U时，进入磁场的电子运动半径之比r1：r2
（2）两荧光屏上的发光亮线的范围．
16．如图所示，两足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，倾角θ＝37°，导轨间距L＝0.5m，导轨电阻不计，M、P间连接一个R＝4.5Ω的电阻。两导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1T。一质量m＝0.05kg、电阻r＝0.5Ω的金属棒ab以v＝2m/s的速度沿导轨匀速向下滑动，下滑过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。（12分）
（1）求电阻R中电流I的大小；
（2）求金属棒与导轨间的动摩擦因数的大小；
（3）对金属棒施加一个垂直于金属棒且沿导轨平面向上的恒定拉力F＝0.12N，若金属棒继续下滑x＝2m后速度恰好减为0，求在金属棒减速过程中，电阻R上产生的焦耳热。
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1-6：CBABA 6:D 7:BD 8:ABC 9:BC 10:AC
三．解答题（共5小题）
11．（1）；（2），（m﹣）gd；（3）9.6．
12．（1）A1；A2；（2）实验电路如图所示；（3）8.0；150．
13．
【解答】解：（1）滑块从A到C过程，由动能定理得：
﹣f•＝mvC2﹣mv02，
解得：f＝；
（2）设滑块所受滑动摩擦力大小为f，则滑块从A点运动至C点过程，
由动能定理得：﹣f•＝mvC2﹣mv02，
假设最后滑块从B点离开AB区域，则滑块从C点运动至B点过程，
由动能定理得：（qE1+f）＝m（vc2﹣vB2）
将vc＝v0、qE1＝f，代入解得：vB＝v0，
由于滑块运动至B点时还有动能，因此滑块从B点离开AB区域，速度大小为v0，方向水平向右．
（3）要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长，
必须使滑块运动至B点停下，然后再向左加速运动，最后从A点离开AB区域．
滑块从C点运动至B点过程，由动能定理得：（qE2+f）＝mvc2，
已知：vc＝v0，解得，电场强度：E2＝，
滑块运动至B点后，因为qE2＝2f＞f，所以滑块向左加速运动，
从B运动至A点过程，由动能定理得：
（qE2﹣f）d＝mvA2，
由以上各式解得滑块离开AB区域时的速度
vA＝v0（方向水平向左）；
答：（1）求滑块受到的滑动摩擦力大小为；
（2）若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等，滑块离开AB区域时的速度为v0，方向水平向右；
（3）要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长，电场强度为，这种情况下滑块离开AB区域时的速度为v0．
14．
【解答】解：（1）导体棒N未运动时，电路中的电动势、电流分别为：
E＝BLv …………………………①
i＝ ……………………………②
每个导体棒收到的安培力为：
F安＝BiL……………………………………………………………………③
导体棒N开始运动时，安培力与最大摩擦力平衡，有：
F安＝μmg …………………………………………………………………④
整理得此时导体棒M的速度为：v0＝ ……………………………⑤
（2）对导体棒M，t＝0时刻，根据牛顿第二定律有：
F0﹣μmg＝ma……………………………………………………………………⑥
t0时刻，根据牛顿第二定律有：
F1﹣μmg﹣F安＝ma………………………………………………………………⑦
由图b，根据几何关系有：＝…………………………………⑧
整理得：F2＝4μmg ………………………………………………………………⑨
（3）0～t0时间内，导体棒M做匀加速运动，有：
v0＝at0 ……………………………………………………………………………⑩
由⑤⑩得 t0＝………………………………………………………………⑪
t0时刻两棒间的距离为
x1＝x0+＝x0+…………………………………………………⑫
设2t0时刻两棒间的距离为x2，导体棒N的速度为v1，t0～2t0时间内电路中电流的平均值
为I．对整体，根据动量定理得：
﹣2μmgt0＝mv+mv1﹣mv0………………………………………………⑬
对导体棒N，有
BLt0﹣μmgt0＝mv1﹣0 …………………………………………………………⑭
此过程中的平均感应电动势
＝
平均感应电流 ＝………………………………………………………………⑮
而ΔΦ＝BL（x2﹣x1）………………………………………………………………⑯
整理得 x2＝x0﹣+…………………………………………………⑰
答：（1）t0时刻导体棒M的速度为；
（2）2t0时刻外力F的大小是4μmg；
（3）若2t0时刻导体棒M的速度为v，此时两棒间的距离是x0﹣+。
15．
【解答】解：（1）设电子的质量为m，电量为q，经过和U的电压加速后速度分别为v1和v2，根据动能定理和牛顿第二定律有：
…①
…②
…③
…④
由①②③④得：
（2）由题意可知经加速电压为加速的电子打在y轴最高点此时r1＝a：
y轴上的发光范围为：0＜y≤2a
当加速电压调至后，越过磁场边界的电子与边界线相切打在x轴的x＝2a处．
当加速电压调至最大值U时，此时飞出的电子打在x轴最远处，此时运动半径
由数学知识可知，sinα＝60°O1O2＝2r2
故，O2恰好打在x轴上，所以电子垂直打在x轴上：故
故在x轴上的发光范围：
答：（1）当电源输出电压调至U和U时，进入磁场的电子运动半径之比：；
（2）两荧光屏上的发光亮线的范围．
16
【解答】解：（1）金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv＝1×0.5×2V＝1V
由闭合电路欧姆定律得：I＝A＝0.2A
（2）金属棒ab受到的安培力F＝BIL，方向沿导轨向上
金属棒匀速运动，根据平衡条件得：mgsinθ＝μmgcsθ+BIL
代入数据解得：μ＝0.5
（3）从施加拉力F到金属棒停下的过程，由能量守恒定律得：
电阻R上产生的焦耳热：
代入数据解得：QR＝0.054J
答：（1）电阻R中电流I的大小是0.2A；
（2）金属棒与导轨间的动摩擦因数的大小是0.5；
（3）在金风棒减速过程中，电阻R上产生的焦耳热是0.054J。
声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/3/26 19:51:26；用户：杨乐；邮箱：13348702015；学号：41228115
1．在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献．以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是（ ）
A．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受力越大则速度就越大
B．两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体不受力时的“自然状态”
2．探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区，开始月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面h＝200km的圆形工作轨道．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．飞行试验器绕月球运行的周期为2π
B．在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为（）2g
C．飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为
D．由题目条件可知月球的平均密度为
3．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（ ）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V
B．当单刀双掷开关与a连接且t＝0.01s时，电流表示数为零
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
4．如图所示的位移﹣时间（s﹣t）图象和速度﹣时间（v﹣t）图象中，给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（ ）
A．图线1表示物体做曲线运动
B．s﹣t图象中t1时刻1的速度大于2的速度
C．v﹣t图象中0至t3时间内3和4的平均速度大小相等
D．两图象中，t2、t4时刻都表示2、4开始反向运动
5．如图甲所示，在水平面上固定有平行长直金属导轨ab和cd，bd端接有电阻R．导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计。导轨右端区域存在垂直于导轨面的匀强磁场，且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。在t＝0时刻，导体棒以速度v0从导轨的左端向右运动，经过时间2t0开始进入磁场区域，取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，回路中顺时针方向为电流正方向，则回路中的电流i随时间t的变化规律图象可能是（ ）
A．B．
C．D．
6．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）．两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面，运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2．不计空气阻力，已知线框电阻与导线长度成正比，与导线横截面积成反比，则（ ）
A．v1＜v2，Q1＜Q2B．v1＝v2，Q1＝Q2
C．v1＜v2，Q1＝Q2D．v1＝v2，Q1＜Q2
二．多选题（共4小题，每题4分，共16分）
（多选）7．如图所示，两根平行长直金属轨道，固定在同一水平面内，间距为d，其左端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。一质量为m的导体棒ab垂直于轨道放置，且与两轨道接触良好，导体棒与轨道之间的动摩擦因数为μ，导体棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下，从静止开始沿轨道运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直）。设导体棒接入电路的电阻为r，轨道电阻不计，重力加速度大小为g，在这一过程中（ ）
A．导体棒运动的平均速度为
B．流过电阻R的电荷量为
C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的电能
D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于导体棒增加的动能
（多选）8．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为m的小物体接触（未连接），如图中O点，弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢向左推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，如图中B点，此时物体静止．撤去F后，物体开始向右运动，运动的最大距离距B点为3x0，C点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．则（ ）
A．撤去F时，弹簧的弹性势能为3μmgx0
B．物体先做加速度逐渐变小的加速运动，再做加速度逐渐变大的减速运动，最后做匀减速运动
C．从B→C位置物体弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量
D．撤去F后，物体向右运动到O点时的动能最大
（多选）9．2013年12月14日，嫦娥三号探测器的着陆器在15公里高度开启发动机反推减速，到2公里高度时实现姿态控制和高度判断，转入变推力主发动机指向正下方的姿态，2公里以下进入缓慢的下降状态，100米左右着陆器悬停，自动判断合适的着陆点，下降到距离月面4米高度时进行自由下落着陆成功．若已知月面重力加速度约为地面重量加速度的六分之一．则下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥三号着陆器高度下降到100m之前机械能在减小，100m之后机械能不变
B．嫦娥三号着陆器悬停时发动机需要工作
C．嫦娥三号着陆器落上月面时的速度约3.6m/s
D．嫦娥三号着陆器还可以利用降落伞来实现软着陆
（多选）10．如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表．当滑动变阻器R2的滑动触头p移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是（ ）
A．p向a移动，V1示数增大、V2的示数减小
B．p向b移动，V1示数增大、V2的示数减小
C．p向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值
D．p向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值
三．实验答题（共2小题，共12分）
11．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．
（1）滑块通过B点的瞬时速度可表示为 ；
（2）某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝ ，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝ ，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp则可认为系统的机械能守恒；
（3）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2﹣d图象如图2所示，并测得M＝m，则重力加速度g＝ m/s2．
12．用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值（阻值约为200Ω），实验室提供如下器材：
电池组E：电动势3V，内阻不计
电流表A1：量程0﹣15mA，内阻约为100Ω
电流表A2：量程0﹣300μA，内阻为1000Ω
电压表V：量程15V，内阻约15kΩ
滑动变阻器R1：阻值范围0﹣20Ω
定值电阻R2，阻值为9000Ω电键S、导线若干
请回答下面问题：
（1）在实验中要求尽可能准确地测量Rx的阻值，选择的电表为 （填写器材代号）；
（2）在图1方框中画出完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号；
（3）调节滑动变阻器R1，两表的示数如图2所示，可读出电流表A1的示数是 mA，电流表A2的示数是 μA。
三．解答题（共3小题，共48分）
13．如图所示，绝缘水平面上的AB区域宽度为d，带正电、质量为m电量为q的小滑块以大小为v0的初速度从A点进入AB区域，当滑块运动至区域的中点C时，速度大小为vC＝v0，从此刻起在AB区域内加上一个水平向左的匀强电场，电场强度E保持不变，并且AB区域外始终不存在电场．（12分）
（1）求滑块受到的滑动摩擦力大小；
（2）若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等，求滑块离开AB区域时的速度；
（3）要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长，电场强度E应满足什么条件？并求这种情况下滑块离开AB区域时的速度．
14．如图（a）所示，两根电阻不计的平行长直金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L；两根长度均为L、质量均为m、电阻均为r的相同的导体棒M、N静置于导轨上，两棒相距x0；整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，从t＝0开始，给导体棒M施加一平行于导轨的外力F，使导体棒M在0～t0内以加速度a＝μg做匀加速运动，导体棒N在t0时刻（t0未知）开始运动，F随时间变化的规律如图（b）所示。棒与导轨间的动摩擦因数均为μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），运动过程中两棒均与导轨接触良好。重力加速度大小为g。（12分）
（1）求t0时刻导体棒M的速度；
（2）求2t0时刻外力F的大小；
（3）若2t0时刻导体棒M的速度为v，求此时两棒间的距离。
15．如图所示，s为一电子发射枪，可以连续发射电子束，发射出来的电子初速度可视为0，电子经过平行板A、B之间的加速电场加速后，从点沿x轴正方向进入xy平面内，在第一象限内沿x、y轴各放一块平面荧光屏，两屏的交点为，已知在y＞0、0＜x＜a的范围内有垂直纸面向外的匀强磁场，在y＞0、x＞a的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，大小均为B．已知给平行板AB提供直流电压的电源E可以给平行板AB提供0﹣U之间的各类数值的电压，现调节电源E的输出电压，从0调到最大值的过程中发现当AB间的电压为U时，x轴上开始出现荧光．（不计电子的重力）试求：（12分）
（1）当电源输出电压调至U和U时，进入磁场的电子运动半径之比r1：r2
（2）两荧光屏上的发光亮线的范围．
16．如图所示，两足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，倾角θ＝37°，导轨间距L＝0.5m，导轨电阻不计，M、P间连接一个R＝4.5Ω的电阻。两导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1T。一质量m＝0.05kg、电阻r＝0.5Ω的金属棒ab以v＝2m/s的速度沿导轨匀速向下滑动，下滑过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。（12分）
（1）求电阻R中电流I的大小；
（2）求金属棒与导轨间的动摩擦因数的大小；
（3）对金属棒施加一个垂直于金属棒且沿导轨平面向上的恒定拉力F＝0.12N，若金属棒继续下滑x＝2m后速度恰好减为0，求在金属棒减速过程中，电阻R上产生的焦耳热。
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1-6：CBABA 6:D 7:BD 8:ABC 9:BC 10:AC
三．解答题（共5小题）
11．（1）；（2），（m﹣）gd；（3）9.6．
12．（1）A1；A2；（2）实验电路如图所示；（3）8.0；150．
13．
【解答】解：（1）滑块从A到C过程，由动能定理得：
﹣f•＝mvC2﹣mv02，
解得：f＝；
（2）设滑块所受滑动摩擦力大小为f，则滑块从A点运动至C点过程，
由动能定理得：﹣f•＝mvC2﹣mv02，
假设最后滑块从B点离开AB区域，则滑块从C点运动至B点过程，
由动能定理得：（qE1+f）＝m（vc2﹣vB2）
将vc＝v0、qE1＝f，代入解得：vB＝v0，
由于滑块运动至B点时还有动能，因此滑块从B点离开AB区域，速度大小为v0，方向水平向右．
（3）要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长，
必须使滑块运动至B点停下，然后再向左加速运动，最后从A点离开AB区域．
滑块从C点运动至B点过程，由动能定理得：（qE2+f）＝mvc2，
已知：vc＝v0，解得，电场强度：E2＝，
滑块运动至B点后，因为qE2＝2f＞f，所以滑块向左加速运动，
从B运动至A点过程，由动能定理得：
（qE2﹣f）d＝mvA2，
由以上各式解得滑块离开AB区域时的速度
vA＝v0（方向水平向左）；
答：（1）求滑块受到的滑动摩擦力大小为；
（2）若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等，滑块离开AB区域时的速度为v0，方向水平向右；
（3）要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长，电场强度为，这种情况下滑块离开AB区域时的速度为v0．
14．
【解答】解：（1）导体棒N未运动时，电路中的电动势、电流分别为：
E＝BLv …………………………①
i＝ ……………………………②
每个导体棒收到的安培力为：
F安＝BiL……………………………………………………………………③
导体棒N开始运动时，安培力与最大摩擦力平衡，有：
F安＝μmg …………………………………………………………………④
整理得此时导体棒M的速度为：v0＝ ……………………………⑤
（2）对导体棒M，t＝0时刻，根据牛顿第二定律有：
F0﹣μmg＝ma……………………………………………………………………⑥
t0时刻，根据牛顿第二定律有：
F1﹣μmg﹣F安＝ma………………………………………………………………⑦
由图b，根据几何关系有：＝…………………………………⑧
整理得：F2＝4μmg ………………………………………………………………⑨
（3）0～t0时间内，导体棒M做匀加速运动，有：
v0＝at0 ……………………………………………………………………………⑩
由⑤⑩得 t0＝………………………………………………………………⑪
t0时刻两棒间的距离为
x1＝x0+＝x0+…………………………………………………⑫
设2t0时刻两棒间的距离为x2，导体棒N的速度为v1，t0～2t0时间内电路中电流的平均值
为I．对整体，根据动量定理得：
﹣2μmgt0＝mv+mv1﹣mv0………………………………………………⑬
对导体棒N，有
BLt0﹣μmgt0＝mv1﹣0 …………………………………………………………⑭
此过程中的平均感应电动势
＝
平均感应电流 ＝………………………………………………………………⑮
而ΔΦ＝BL（x2﹣x1）………………………………………………………………⑯
整理得 x2＝x0﹣+…………………………………………………⑰
答：（1）t0时刻导体棒M的速度为；
（2）2t0时刻外力F的大小是4μmg；
（3）若2t0时刻导体棒M的速度为v，此时两棒间的距离是x0﹣+。
15．
【解答】解：（1）设电子的质量为m，电量为q，经过和U的电压加速后速度分别为v1和v2，根据动能定理和牛顿第二定律有：
…①
…②
…③
…④
由①②③④得：
（2）由题意可知经加速电压为加速的电子打在y轴最高点此时r1＝a：
y轴上的发光范围为：0＜y≤2a
当加速电压调至后，越过磁场边界的电子与边界线相切打在x轴的x＝2a处．
当加速电压调至最大值U时，此时飞出的电子打在x轴最远处，此时运动半径
由数学知识可知，sinα＝60°O1O2＝2r2
故，O2恰好打在x轴上，所以电子垂直打在x轴上：故
故在x轴上的发光范围：
答：（1）当电源输出电压调至U和U时，进入磁场的电子运动半径之比：；
（2）两荧光屏上的发光亮线的范围．
16
【解答】解：（1）金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv＝1×0.5×2V＝1V
由闭合电路欧姆定律得：I＝A＝0.2A
（2）金属棒ab受到的安培力F＝BIL，方向沿导轨向上
金属棒匀速运动，根据平衡条件得：mgsinθ＝μmgcsθ+BIL
代入数据解得：μ＝0.5
（3）从施加拉力F到金属棒停下的过程，由能量守恒定律得：
电阻R上产生的焦耳热：
代入数据解得：QR＝0.054J
答：（1）电阻R中电流I的大小是0.2A；
（2）金属棒与导轨间的动摩擦因数的大小是0.5；
（3）在金风棒减速过程中，电阻R上产生的焦耳热是0.054J。
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