2015年山东省潍坊一中高考物理模拟试卷（二）
一、多项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）
1．如图所示，将两个相同的木块a、b置于固定在水平面上的粗糙斜面上，a、b中间用一轻弹簧连接，b的右端用细绳与固定在斜面上的挡板相连．开始时a、b均静止，弹簧处于压缩状态，细绳上有拉力，下列说法正确的是（ ）
A．a所受的摩擦力一定不为零
B．b所受的摩擦力一定不为零
C．细绳剪断瞬间，a所受摩擦力不变
D．细绳剪断瞬间，b所受摩擦力可能为零
2．如图所示，斜面体固定在水平地面上，用一根轻绳跨过定滑轮连接甲、乙两滑块，它们静止于丽斜面等高处，轻绳均与斜面平行．甲、乙可看成质点，不计一切摩擦（sin37°=0.6，sin53°=0.8）．若剪断轻绳，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙落地时的速度大小相等
B．甲、乙落到地面所用时间之比1：1
C．甲、乙落地时重力的功率之比为4：3
D．甲、乙在下滑到地面过程中重力做功相等
3．宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面（设月球半径为R）．据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（ ）
A． B． C． D．
4．将一质量为m的小球套在一光滑的、与水平面夹角为α（α＜45°）的固定杆上，小球与一原长为L0的轻质弹性绳相连接，弹性绳的一端固定在水平面上，将小球从离地面L高处由静止释放，刚释放时，弹性绳长为L（L＞L0），如图所示．小球滑到底端时速度恰好为零，则小球运动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．小球的机械能守恒
B．弹性绳的弹性势能将一直增大
C．小球到达底端时，弹性绳的弹性势能的增量等于mgL
D．小球和弹性绳组成的系统机械能守恒
5．带电粒子射入一个固定的点电荷Q的电场中，沿图中虚线由a点运动到b点，a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra和rb（ra＞rb）9若不计重力，则在这一运动过程中（ ）
A．电场力对粒子做负功
B．粒子在b点的电势能小于在a点的电势能
C．粒子在b点的动能大于在a点的动能
D．粒子在b点的加速度大于在a点的加速度
6．有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标为“110V 60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（ ）
A．电解槽消耗的电功率为120W B．电解槽发热功率为60W
C．电解槽消耗的电功率为60W D．电路消耗总功率为60W
7．2011年7月6日18时45分，山东省枣庄防备煤矿有限公司井下255米处一台空气压缩机着火，初步核查造成事故区域36名矿工被困．井内装有火警报警器，如图是其部分电路示意图．其中R2为用半导体热敏材料（其阻值随温度的升高而迅速减小）制成的传感器，电流表A为值班室的显示器，B为值班室报警电铃．当传感器R2所在处出现火情时，电流表A显示的电流I、报警电铃两端的电压U的变化情况是（ ）
A．I变大，U变大 B．I变小，U变小 C．I变小，U变大 D．I变大，U变小
8．如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为0.10kg、带电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，g取10m/s2，则（ ）
A．木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动
B．滑块开始做匀加速直线运动．然后做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动
C．最终木板做加速度为2m/s的匀加速直线运动i滑块做速度为10m/s的匀速运动
D．最终木板做加速度为3m/s的匀加速直线运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动
9．如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好．今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次
通过位置b和c．若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是（ ）
A．金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为：1：
B．金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1：2
C．从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1：1
D．从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1：1
10．如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框．金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界．并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里．现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v﹣t图象，图中字母均为已知量．重力加速度为g，不计空气阻力．下列说法正确的是（ ）
A．金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向
B．金属线框的边长为v1（t2﹣t1）
C．磁场的磁感应强度为
D．金属线框在0﹣t4的时间内所产生的热量为2mgv1（t2﹣t1）+m（v32﹣v22）
二、实验题（本题共4小题，共18分）
11．物理小组的同学用如图1所示的实验器材测定重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器（其中光电门l更靠近小球释放点），小球释
放器（可使小球无初速释放）、网兜．实验时可用两光电门测量小球从光电门l运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h．
（l）使用游标卡尺测量小球的直径如图2所示，则小球直径为 cm．
（2）改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h= ．
（3）根据实验数据作出﹣t图线，若图线斜率的绝对值为k，根据图线可求出重力加速度大小为 ．
12．有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图线．有下列器材供选用：
A．电压表（0～5V，内阻约为10kΩ）
B．电压表（0～10V，内阻约为20kΩ）
C．电流表（0～0.3A，内阻约为1Ω）
D．电流表（0～0.6A，内阻约为0.4Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．学生电源（直流6V），还有电键、导线若干
（1）实验中所用电压表应选用 ，电流表应选用 （填器材前字母）．
（2）实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，请将图中实物连接成满足实验要求的测量电路．
13．多用电表是生活实际中常用的仪器，某同学使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图中a、b所示．若选择开关处在“×10”的欧姆挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是 Ω；若选择开关处在“直流电压2.5V”挡时，指针位于b，则被测电压是 V．
14．如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．
①为了探测黑箱，有以下几种测量：
A．用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻；
B．用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压；
C．用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流．你认为首先应该采取的测量是： （填序号）
②含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极．为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U﹣I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图丙所示．请你作进一步处理，并由图求出等效电源的电动势E= V，内阻r= Ω．
③由于电压表和电流表的内阻，会产生系统误差，则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比 ，测得的内阻与实际值相比 （填“偏大”、“偏小”和“相同”）．
四、计算题（本题共4小题，共38分，解答要写出必要的文字说明、重要演算步骤，只写出最后答案的不得分）
15．如图所示，木板长L=1.6m质量M=4.0kg，上表面光滑，下表面与地面的动摩擦因数为0.4，质量m=1.0kg的小滑块（视为质点）放在木板的右端，开始时木板与物块静止，现给木板向右的初速度，（g取10m/s2）求：
（1）木板所受摩擦力大小
（2）使小滑块不从木板上掉下，木板初速的最大值．
16．如图a所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m=lkg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图b所示，取沿传送带向上为正方向，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）0﹣8s内物体位移的大小；
（2）物体与传送带间动摩擦因数；
（3）0﹣8s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q．
17．如图所示，“U”型金属框水平放置，右端与竖直墙壁相连，导体棒ab与框架的两臂垂直放置，ab与框架构成边长l=1.0m的正方形，整个回路的电阻R=2Ω．质量m=1kg的物体c置于水平地面上，并通过轻绳绕过定滑轮与ab相连，当竖直向上的磁场按B=kt均匀变化（k为恒量）时，物体c对地面的压力F随时间t变化的图象如图所示．不考虑一切摩擦，取g=10m/s2．
（1）在图中用箭头标出ab棒中感应电流的方向；
（2）求出k的值．
18．如图所示，真空中有（r，0）为圆心，半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在y=r的虚线上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E，从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内，设质子在磁场中的偏转半径也为r，已知质子的电量为e，质量为m，不计重力及阻力的作用，求：
（1）质子射入磁场时的速度大小；
（2）速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需的时间；
（3）速度方向与x轴正方向成30°角（如图中所示）射入磁场的质子，到达y轴的位置坐标．
五、附加题：
19．如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L．导轨上端接有一平行板电容器，电容为C．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：
（1）电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；
（2）金属棒的速度大小随时间变化的关系．
2015年山东省潍坊一中高考物理模拟试卷（二）
参考答案与试题解析
一、多项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）
1．如图所示，将两个相同的木块a、b置于固定在水平面上的粗糙斜面上，a、b中间用一轻弹簧连接，b的右端用细绳与固定在斜面上的挡板相连．开始时a、b均静止，弹簧处于压缩状态，细绳上有拉力，下列说法正确的是（ ）
A．a所受的摩擦力一定不为零
B．b所受的摩擦力一定不为零
C．细绳剪断瞬间，a所受摩擦力不变
D．细绳剪断瞬间，b所受摩擦力可能为零
【考点】摩擦力的判断与计算．
【专题】摩擦力专题．
【分析】根据弹簧和绳不同的特点，弹簧的弹力不会发生突变，而绳的拉力是能够突变的，再根据物体的受力就可以判断摩擦力的变化情况．
【解答】解：A、对a受力分析，弹簧被压缩，对a的弹力沿斜面向下，a受的摩擦力沿斜面向上，A正确；
B、b所受的摩擦力可能为零，当弹力加绳子的拉力和重力沿斜面方向的分量相等时，B错误；
C、则剪断瞬间绳子拉力立即消失，而弹簧形变量来不及改变故弹簧弹力不变，a所受摩擦力不变，故C正确；
D、细绳剪断瞬间，b所受摩擦力可能为零，当弹力和重力沿斜面方向的分量相等时，D正确；
故选：ACD．
【点评】主要就是考查学生对弹簧和绳在力发生突变时它们的特点，知道弹簧弹力不能突变这一点就很容易了．
2．如图所示，斜面体固定在水平地面上，用一根轻绳跨过定滑轮连接甲、乙两滑块，它们静止于丽斜面等高处，轻绳均与斜面平行．甲、乙可看成质点，不计一切摩擦（sin37°=0.6，sin53°=0.8）．若剪断轻绳，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙落地时的速度大小相等
B．甲、乙落到地面所用时间之比1：1
C．甲、乙落地时重力的功率之比为4：3
D．甲、乙在下滑到地面过程中重力做功相等
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；功的计算．
【专题】功率的计算专题．
【分析】分别对物体受力分析，由共点力的平衡即可得出两物体的质量之比；
剪断细线后，两物体在重力的作用下自由下滑，由机械能守恒可求得落地的速度大小，由匀变速直线运动的规律可知运动的时间，由功率公式可求得两物体所受重力做功的功率之比．
【解答】解：A、两物体位于相同高度，剪断轻绳，让两物体从静止开始沿斜面滑下，两物体运动过程中只有重力做功，落地高度相同，根据机械能守恒定律，得mgh=mv2到达斜面底端时两物体速率相等．故A正确．
B、没有剪断细绳时，由平衡条件可得，m甲gsin37°=m乙gsin53°，则m甲：m乙=4：3，两物体距地面高度h相同，位移分别为，
由匀变速直线运动的平均速度公式知
因为末速度v相同，故t甲＞t乙，故B错误；
C、由A知，两物体落地时速度相等，由B可知，m甲：m乙=4：3，落地时重力的功率之比
=，故C错误．
D、甲乙下滑过程中重力做功W=mgh，h相同，但质量不同，故D错误；
故选：A．
【点评】本题中要注意两点：（1）绳子各点处的拉力大小相等；（2）重力的功率等于重力与竖直分速度的乘积．
3．宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面（设月球半径为R）．据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（ ）
A． B． C． D．
【考点】万有引力定律及其应用；自由落体运动．
【专题】万有引力定律的应用专题．
【分析】根据自由落体运动规律求出重力加速度．
研究飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，重力提供向心力列出等式求解．
【解答】解：物体自由落体运动，设月球表面重力加速度为g，
，，飞船做匀速圆周运动，
则，
所以．
故选：B．
【点评】重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量．
4．将一质量为m的小球套在一光滑的、与水平面夹角为α（α＜45°）的固定杆上，小球与一原长为L0的轻质弹性绳相连接，弹性绳的一端固定在水平面上，将小球从离地面L高处由静止释放，刚释放时，弹性绳长为L（L＞L0），如图所示．小球滑到底端时速度恰好为零，则小球运动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．小球的机械能守恒
B．弹性绳的弹性势能将一直增大
C．小球到达底端时，弹性绳的弹性势能的增量等于mgL
D．小球和弹性绳组成的系统机械能守恒
【考点】机械能守恒定律；弹性势能．
【专题】机械能守恒定律应用专题．
【分析】只有重力或弹力做功时，机械能守恒，分析清楚小球的运动过程，应用动量守恒定律分析答题．
【解答】解：A、小球在运动过程中除重力做功外，弹性绳的拉力对小球做功，小球的机械能不守恒，故A错误；
B、在小球的整个运动过程中，弹性绳伸长量先减小后增大，弹性绳的弹性势能向减小后增大，故B错误；
C、以小球与弹性绳组成的系统为研究对象，在整个过程中只有重力与弹力做功，系统机械能守恒，初末状态系统动能为零，由机械能守恒定律可知：EP1+mgL=EP2，△EP=mgL，即小球到达底端时，弹性绳的弹性势能的增量等于mgL，故CD正确；
故选：CD．
【点评】本题考查了机械能守恒定律的应用，知道机械能守恒的条件，分析清楚运动过程、应用机械能守恒定律即可正确解题．
5．带电粒子射入一个固定的点电荷Q的电场中，沿图中虚线由a点运动到b点，a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra和rb（ra＞rb）9若不计重力，则在这一运动过程中（ ）
A．电场力对粒子做负功
B．粒子在b点的电势能小于在a点的电势能
C．粒子在b点的动能大于在a点的动能
D．粒子在b点的加速度大于在a点的加速度
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；牛顿第二定律．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】由电场力的方向和粒子运动的方向的关系，可以判断做功的情况，并能分析电势能的大小和动能的大小；根据电场线的疏密可以判断出场强的大小，进而可以判断电场力和加速度的大小．
【解答】解：A：由于粒子和点电荷Q之间的作用力是互相排斥的，而粒子是向着电荷运动的，电场力一定对粒子做负功，故A正确．
B、C：由上分析可知，电场力一定对粒子做负功，电势能增大，动能减小，则粒子在b点的电势能大于在a点的电势能，粒子在b点的动能小于在a点的动能．故BC错误．
D：由于ra＞rb，根据公式：，ra和rb（ra＞rb）因为所以粒子在b点时受得电场力要大，加速度也就大，故D正确．
故选AD
【点评】本题是对电场性质的考查，根据粒子的运动轨迹判断出粒子和电荷Q所带的电荷的性质，是解决本题的关键，当然还要理解电场线与场强的关系．
6．有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标为“110V 60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（ ）
A．电解槽消耗的电功率为120W B．电解槽发热功率为60W
C．电解槽消耗的电功率为60W D．电路消耗总功率为60W
【考点】电功、电功率．
【专题】恒定电流专题．
【分析】由于电解槽和灯泡串联，根据灯泡正常发光，可以判断出电解槽的电压和电流，从而可以求得电解槽的输入功率、发热功率以及输出功率．
【解答】解：A、由于灯泡正常发光，所以电动机的电压为220﹣110=110V，
由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以I==A，
所以电解槽的输入功率为P=UI=110×=60W，所以A错误．
B、电解槽的发热功率为P热=I2r=（）2×4.4=1.3W，所以B错误．
C、电解槽消耗的总功率等于电解槽的输入功率为P=UI=110×=60W，所以C正确．
D、电路消耗总功率为为：P总=220V×A=120W，所以D错误．
故选C．
【点评】在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I2R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的．
7．2011年7月6日18时45分，山东省枣庄防备煤矿有限公司井下255米处一台空气压缩机着火，初步核查造成事故区域36名矿工被困．井内装有火警报警器，如图是其部分电路示意图．其中R2为用半导体热敏材料（其阻值随温度的升高而迅速减小）制成的传感器，电流表A为值班室的显示器，B为值班室报警电铃．当传感器R2所在处出现火情时，电流表A显示的电流I、报警电铃两端的电压U的变化情况是（ ）
A．I变大，U变大 B．I变小，U变小 C．I变小，U变大 D．I变大，U变小
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【专题】恒定电流专题．
【分析】由题，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，温度升高时，其电阻减小．当传感器R2所在处出现火情时，分析R2的变化，确定外电路总电阻的变化，根据闭合电路欧姆定律和串并联电路的特点分析电流和电压变化．
【解答】解：当传感器R2所在处出现火情时，R2的阻值变小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，R1两端的电压变大，则并联部分电压变小，则通过电流表的
电流变小，而总电流变大，所以通过电铃的电流变大，则电铃两端的电压U 变大．故C正确．
故选：C．
【点评】本题解题关键是掌握热敏电阻与温度的关系，再按“局部→整体→局部”的顺序进行动态变化分析．
8．如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为0.10kg、带电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，g取10m/s2，则（ ）
A．木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动
B．滑块开始做匀加速直线运动．然后做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动
C．最终木板做加速度为2m/s的匀加速直线运动i滑块做速度为10m/s的匀速运动
D．最终木板做加速度为3m/s的匀加速直线运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动
【考点】牛顿第二定律；洛仑兹力．
【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．
【分析】先求出木块静摩擦力能提供的最大加速度，再根据牛顿第二定律判断当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起运动的加速度，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时摩擦力等于零，此后物块做匀速运动，木板做匀加速直线运动．
【解答】解：由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2，所以当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以a=的加速度一起运动，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时Bqv=mg，解得：v=10m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，a=，所以BD正确．
故选BD．
【点评】本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用，要求同学们能正确分析木板和滑块的受力情况，进而判断运动情况．
9．如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好．今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c．若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是（ ）
A．金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为：1：
B．金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1：2
C．从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1：1
D．从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1：1
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；功能关系；焦耳定律．
【专题】电磁感应与电路结合．
【分析】金属棒由静止开始向右做匀加速运动，根据运动学公式求出金属棒通过b、c的速度之比．由法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力等知识求出功率、安培力、热量与速度的关系，进而求出相应的比值．根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律求出电荷量之比．
【解答】解：
A、金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动，根据v2=2ax知，通过b、c两个位置的速度比为1：；
根据E=BLv知，产生的电动势之比为1：，由闭合电路欧姆定律得知感应电流之比为1：，由公式F=BIL可知安培力之比为1：，根据牛顿第二定律，有：
F﹣FA=ma，FA=F﹣ma，ma是定值，所以外力F的大小之比不等于1：．故A错误．
B、通过b、c两个位置的速度比为1：，根据P=知，电阻R的电功率之比为1：2．故B正确．
C、由q=，因为△Φab=△Φbc，则qab=qbc，则通过金属棒横截面的电荷量之比为1：1，故C正确．
D、根据能量守恒定律，热量Qab=Fxab﹣，又=2axab，则Qab=Fxab﹣maxab．
同理Qbc=Fxbc﹣maxbc，加速度相等，ab、bc的位移相等，但F不等，所以产生的热量不等．故D错误．
故选：BC．
【点评】本题考查的知识较多，关键要掌握运动学公式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律，安培力公式等等知识，能记住感应电荷量经验公式q=，如果是计算题要会推导．
10．如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框．金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界．并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里．现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v﹣t图象，图中字母均为已知量．重力加速度为g，不计空气阻力．下列说法正确的是（ ）
A．金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向
B．金属线框的边长为v1（t2﹣t1）
C．磁场的磁感应强度为
D．金属线框在0﹣t4的时间内所产生的热量为2mgv1（t2﹣t1）+m（v32﹣v22）
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律；磁感应强度．
【专题】电磁感应与电路结合．
【分析】金属框进入磁场前做匀加速运动，由图线与时间轴所围的面积读出金属框初始位置的bc边到边界MN的高度；由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，根据时间和速度求解金属框的边长；由图知，金属线框进入磁场过程做匀速直线运动，重力和安培力平衡，列式可求出B．由能量守恒定律求出在进入磁场过程中金属框产生的热量．
【解答】解：A、金属线框刚进入磁场时，根据楞次定律判断可知，感应电流方向沿abcda方向；故A错误；
B、由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为v1，运动时间为t2﹣t1，故金属框的边长：l=v1（t2﹣t1）；故B正确；
C、在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得：mg=BIl，I=，又 l=v1（t2﹣t1）．
联立解得：B=；故C正确；
D、t1到t2时间内，根据能量守恒定律，产生的热量为：Q1=mgl=mgυ1（t2﹣t1）；
t3到t4时间内，根据能量守恒定律，产生的热量为：Q2=mgl+m=mgυ1（t2﹣t1）+m
故Q=Q1+Q2=2mgυ1（t2﹣t1）+m；故D正确；
故选：BCD．
【点评】本题电磁感应与力学知识简单的综合，能由图象读出线框的运动情况，选择与之相应的力学规律是解答本题的关键，要加强练习，培养自己识别、理解图象的能力和分析、解决综合题的能力．
二、实验题（本题共4小题，共18分）
11．物理小组的同学用如图1所示的实验器材测定重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器（其中光电门l更靠近小球释放点），小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜．实验时可用两光电门测量小球从光电门l运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h．
（l）使用游标卡尺测量小球的直径如图2所示，则小球直径为 1.170 cm．
（2）改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h= ．
（3）根据实验数据作出﹣t图线，若图线斜率的绝对值为k，根据图线可求出重力加速度大小为 2k ．
【考点】测定匀变速直线运动的加速度．
【专题】实验题．
【分析】游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．
根据自由下落的公式和匀变速直线运动的推论求出h、t、g、v四个物理量之间的关系．
整理得到﹣t图线的表达式，并找出图线的斜率和加速度关系．
【解答】解：（1）主尺读数为1.1cm，游标读数为0.05×14=0.70mm=0.070cm，
所以最终读数为1.1cm+0.070cm=1.170cm．
（2）小球经过光电门2的速度为v，根据运动学公式得从开始释放到经过光电门2的时间t′=，
所以从开始释放到经过光电门1的时间t″=t′﹣t=﹣t
所以经过光电门1的速度v′=gt″=v﹣gt
根据匀变速直线运动的推论得：两光电门间的距离h=t=
（3）h=
所以=v﹣gt
若﹣t图线斜率的绝对值为k，k=g
所以重力加速度大小g=2k．
故答案为：（1）1.170；
（2）；
（3）2k．
【点评】要掌握游标卡尺的读数方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．
整理图象所要求的表达式，根据斜率的物理意义求解．
12．有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图线．有下列器材供选用：
A．电压表（0～5V，内阻约为10kΩ）
B．电压表（0～10V，内阻约为20kΩ）
C．电流表（0～0.3A，内阻约为1Ω）
D．电流表（0～0.6A，内阻约为0.4Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．学生电源（直流6V），还有电键、导线若干
（1）实验中所用电压表应选用 A ，电流表应选用 D （填器材前字母）．
（2）实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，请将图中实物连接成满足实验要求的测量电路．
【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．
【专题】实验题；恒定电流专题．
【分析】（1）仪表的选择应本着安全准确的原则；电压表要测量灯泡两端的电压，故应通过灯泡的额定电压值判断需要的电压表；由流过灯泡的电流判断需要的电流表；由题意判断需要的滑动变阻器；
（2）根据滑动变阻器分压及限流接法的不同作用，结合题意选择滑动变阻器的接法；由电流表、电压表与灯泡内阻间的大小关系确定电流表的接法．
【解答】解：（1）因灯泡的额定电压为4V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用0～5V的电压表，故选A；
由P=UI得灯泡的额定电流为：I===0.5A；故电流表应选择0～0.6A的量程，故选D；
（2）由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，灯泡的电阻约为：R=Ω，跟电流表内阻接近，所以用电流表外接法，实物图连接如图所示．
故答案为：（1）A；D；（2）如图所示；
【点评】本题考查实验中的仪表选择及接法的选择；应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用，同时还应明确内外接法的不同及判断．
13．多用电表是生活实际中常用的仪器，某同学使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图中a、b所示．若选择开关处在“×10”的欧姆挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是 500 Ω；若选择开关处在“直流电压2.5V”挡时，指针位于b，则被测电压是 2.0 V．
【考点】用多用电表测电阻．
【专题】实验题；恒定电流专题．
【分析】欧姆档的读数等于表盘读数乘以倍率，电压档测量电压时，搞清最小分度值，从而进行读数．
【解答】解：图示欧姆档示数为：50×10Ω=500Ω；
选择开关处在“直流电压2.5V”挡时，读数为．
故答案为：500，2.0．
【点评】本题考查了多用电表的读数问题，难度不大，是一道基础题．
14．如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．
①为了探测黑箱，有以下几种测量：
A．用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻；
B．用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压；
C．用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流．你认为首先应该采取的测量是： B （填序号）
②含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极．为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U﹣I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图丙所示．请你作进一步处理，并由图求出等效电源的电动势E= 1.45 V，内阻r= 0.75 Ω．
③由于电压表和电流表的内阻，会产生系统误差，则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比 偏小 ，测得的内阻与实际值相比 偏小 （填“偏大”、“偏小”和“相同”）．
【考点】伏安法测电阻．
【专题】实验题．
【分析】（1）多用电表不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，用多用电表的电流档测量a、b间可能会造成短路．
（2）采用描点法作图，由图可知，图象由纵坐标的交点为电动势；由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻．
电压表测量为电源的输出电压，电压表示数没有误差，但电流表测量的却是外电路中一部分电路中的电流，故可知误差来自于电压表的分流；
【解答】解：（1）多用电表不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，用多用电表的电流档测量a、b间可能会造成短路．
用多用电表的电压档测量a、b间的输出电压是可以的，故选B
（2）由U﹣I图可知，
电源的电动势E=1.45V
路端电压为1V时，电流为0.6A，则由闭合电路欧姆定律可知：r==0.75Ω
（3）该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；
利用等效电源分析，即可将电压表等效为电源内阻，测实验中测出的电动势应为等效电阻输出的电压，
由图可知，输出电压小于电源的电动势；故可知电动势的测量值小于真实值；测实验中测出的内阻应为实际电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，
所以测得的内阻与实际值相比偏小．
故答案为：（1）B
（2）1.45，0.75
（3）偏小，偏小
【点评】该题考查测量电源的电动势和内电阻的数据处理的方法，要求会正确分析误差的来源，并会使用图象处理实验的数据．
四、计算题（本题共4小题，共38分，解答要写出必要的文字说明、重要演算步骤，只写出最后答案的不得分）
15．如图所示，木板长L=1.6m质量M=4.0kg，上表面光滑，下表面与地面的动摩擦因数为0.4，质量m=1.0kg的小滑块（视为质点）放在木板的右端，开始时木板与物块静止，现给木板向右的初速度，（g取10m/s2）求：
（1）木板所受摩擦力大小
（2）使小滑块不从木板上掉下，木板初速的最大值．
【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系．
【专题】牛顿运动定律综合专题．
【分析】（1）求出木板对地面的压力，根据f=μN求出摩擦力的大小．
（2）因为上表面光滑，木板运动时木块不动，根据牛顿第二定律求出木板的加速度，再根据速度位移公式求出木板的初速度最大值．
【解答】解：（1）木板与地面间压力大小等于N=（M+m）g…①
故木板所受摩擦力Ff=μ（M+m）g=20N…②
（2）木板的加速度a=…③
滑块静止不动，只要木板位移小于木板的长度，滑块就不掉下来，根据得，
即木板初速度的最大值是4m/s．
答：（1）木板所受摩擦力大小为20N．
（2）使小滑块不从木板上掉下，木板初速的最大值为4m/s．
【点评】本题综合考查了牛顿第二定律和运动学公式，关键正确地进行受力分析，运用动力学规律进行求解．
16．如图a所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m=lkg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图b所示，取沿传送带向上为正方向，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）0﹣8s内物体位移的大小；
（2）物体与传送带间动摩擦因数；
（3）0﹣8s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q．
【考点】功能关系；牛顿第二定律．
【分析】（1）速度图象的“面积”大小等于位移，物体在0﹣2s内的位移为正值，在2﹣8s内的位移为负值．
（2）根据斜率求出加速度，由牛顿第二定律求解物体与传送带间的动摩擦因数．
（3）0﹣8s内物体机械能增量等于动能增加量与重力势能增加量之和．在前6s内物体与传送带发生相对滑动，求出相对位移△s，产生的热量为Q=μmgcosθ•△s．
【解答】解：（1）从图b知0﹣8s内物体位移的大小等于4﹣8s内位移大小，为s=×（2+4）×2+4×2=14m ①
（2）由图象知，物体相对传送带滑动时的加速度α=lm/s2 ②
对此过程中物体分析得，μmgcosθ一mgsinθ=ma ③，
解得μ=0.875 ④
（3）物体被送上的高度h=ssinθ=8.4m，重力势能增量△Ep=mgh=84J⑤
动能增量△E k==6J ⑥
机械能增加△E=△Ep+△E k=90J ⑦
0﹣8s内只有前6s发生相对滑动．
0﹣6s内传送带运动距离．s带=4×6m=24m ⑧
0﹣6s内物体位移s带=6m ⑨
产生的热量Q=μmg cosθ•s相对=126J ⑩
答：
（1）0﹣8s内物体位移的大小是14m；
（2）物体与传送带间动摩擦因数是0.875；
（3）0﹣8s内物体机械能增量是90J，因与传送带摩擦产生的热量Q是126J．
【点评】本题一要读懂速度图象，根据图象分析物体的运动情况，求出位移和加速度，二要根据牛顿第二定律和功能关系求解相关的量，对于热量，要根据相对位移求解．
17．如图所示，“U”型金属框水平放置，右端与竖直墙壁相连，导体棒ab与框架的两臂垂直放置，ab与框架构成边长l=1.0m的正方形，整个回路的电阻R=2Ω．质量m=1kg的物体c置于水平地面上，并通过轻绳绕过定滑轮与ab相连，当竖直向上的磁场按B=kt均匀变化（k为恒量）时，物体c对地面的压力F随时间t变化的图象如图所示．不考虑一切摩擦，取g=10m/s2．
（1）在图中用箭头标出ab棒中感应电流的方向；
（2）求出k的值．
【考点】法拉第电磁感应定律；电磁感应中的能量转化．
【分析】（1）由右手定值可以判断出安培力的方向．
（2）由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出电流，由安培力公式求出安培力，由平衡条件可以求出k．
【解答】解：（1）感应电流方向由b指向a；
（2）E==S=kl2，
回路中的感应电流为：I==，
ab所受安培力为：F=BIl=kt××l=，
t=5 s时，安培力大小等于c的重力10 N，即：
=10，
得：k=2V/m2（或2T/s）．
答：（1）感应电流方向由b指向a；
（2）k=2T/s．
【点评】应用右手定则、法拉第电磁感应定律、安培力公式、平衡条件即可正确解题，本题难度不大．
18．如图所示，真空中有（r，0）为圆心，半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在y=r的虚线上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E，从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内，设质子在磁场中的偏转半径也为r，已知质子的电量为e，质量为m，不计重力及阻力的作用，求：
（1）质子射入磁场时的速度大小；
（2）速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需的时间；
（3）速度方向与x轴正方向成30°角（如图中所示）射入磁场的质子，到达y轴的位置坐标．
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；带电粒子在匀强电场中的运动．
【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．
【分析】（1）质子射入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律求速度．
（2）质子沿x轴正向射入磁场后经圆弧后以速度v垂直于电场方向进入电场，在磁场中运动的时间t1=T；进入电场后做类平抛运动，由运动学公式求电场中运动的时间，即可求得总时间．
（3）若质子速度方向与x轴正方向成30°角射入磁场，在磁场中转过120°角后从P点垂直电场线进入电场，画出轨迹，由几何关系的运动学公式结合求出到达y轴的位置坐标．
【解答】解：（1）质子射入磁场后做匀速圆周运动，有evB=m，①
可得v=②
（2）质子沿x轴正向射入磁场后经圆弧后以速度v垂直于电场方向进入电场，在磁场中运动的时间t1=T=，③
进入电场后做抛物线运动，沿电场方向运动r后到达y轴，因此有④
所求时间为⑤
（3）质子在磁场中转过120°角后从P点垂直电场线进入电场，如图所示．
P点距y轴的距离x1=r+r•sin30°=1.5r⑥
因此可得质子从进入电场至到达y轴所需时间为 ⑦
质子在电场中沿y轴方向做匀速直线运动，
因此有⑧
质子到达y轴的位置坐标为⑨
答：
（1）质子射入磁场时的速度大小是；
（2）速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需的时间为+；
（3）速度方向与x轴正方向成30°角（如图中所示）射入磁场的质子，到达y轴的位置坐标是r+Br．
【点评】本题主要考查了带电粒子在电场和磁场中的运动情况和基本公式，学会运用几何关系求解相关物理量，属于中等难度的题目．
五、附加题：
19．如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L．导轨上端接有一平行板电容器，电容为C．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：
（1）电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；
（2）金属棒的速度大小随时间变化的关系．
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；力的合成与分解的运用；牛顿第二定律；电容．
【专题】压轴题；电磁感应中的力学问题．
【分析】（1）由法拉第电磁感应定律，求出感应电动势；再与相结合求出电荷量与速度的关系式．
（2）由左手定则来确定安培力的方向，并求出安培力的大小；借助于、及牛顿第二定律来求出速度与时间的关系．
【解答】解：（1）设金属棒下滑的速度大小为v，则感应电动势为E=BLv，
平行板电容器两极板之间的电势差为U=E，
设此时电容器极板上积累的电荷量为Q，
按定义有，
联立可得，Q=CBLv．
（2）设金属棒的速度大小为v时，经历的时间为t，通过金属棒的电流为i，
金属棒受到的磁场力方向沿导轨向上，大小为f1=BLi，
设在时间间隔（t，t+△t）内流经金属棒的电荷量为△Q，
则△Q=CBL△v，
按定义有：，
△Q也是平行板电容器极板在时间间隔（t，t+△t）内增加的电荷量，
由上式可得，△v为金属棒的速度变化量，
金属棒所受到的摩擦力方向沿导轨斜面向上，
大小为：f2=μN，式中，N是金属棒对于导轨的正压力的大小，
有N=mgcosθ，
金属棒在时刻t的加速度方向沿斜面向下，
设其大小为a，
根据牛顿第二定律有：mgsinθ﹣f1﹣f2=ma，
即：mgsinθ﹣μmgcosθ=CB2L2a+ma；
联立上此式可得：．
由题意可知，金属棒做初速度为零的匀加速运动，t时刻金属棒的速度大小为．
答：（1）电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系为Q=CBLv；
（2）金属棒的速度大小随时间变化的关系．
【点评】本题让学生理解左手定则、安培力的大小、法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、及运动学公式，并相互综合来求解．
微信/支付宝扫码支付