山东省泰安市2021-2022学年高三上学期期末模拟物理试卷（1）(Word版含答案)

2021-2022学年山东省泰安市高三（上）期末物理模拟试卷（1）
一．选择题（共8小题，满分24分，每小题3分）
1．（3分）如图为氢原子的能级示意图。处于n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子再照射到逸出功为2.29eV的某金属板上，下列说法正确的是（　　）
A．共有10种不同频率的光子辐射出来
B．共有6种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象
C．逸出光电子的最大初动能为10.46eV
D．从金属板中逸出的光电子就是α粒子
2．（3分）三角形具有稳定性，生活中随处可见利用三角形支架固定的物体。现有一个悬挂物体的支架，如图所示，轻杆OA与轻杆OB均用铰链固定在竖直墙上，且两轻杆间的夹角θ＝30°。轻绳一端悬挂重物，另一端固定在O点，此时轻杆OA方向水平，则轻杆OA、OB的弹力大小之比为（　　）
A．1：2 B．3：2 C．：2 D．2：
3．（3分）如图所示，白色传送带保持v0＝10m/s的速度逆时针转动，现将一质量为0.5kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间动摩擦因数μ＝0.5，传送带AB两端距离x＝29m，传送带倾角为37°，（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）则煤块从A端运动到B端所经历的时间为（　　）
A．2.9s B．3.0s C．3.4s D．3.8s
4．（3分）图甲是某用电器的点火装置的简化原理图。如图乙所示的正弦交变电压加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。当变压器副线圈电压的瞬时值大于2000V时，就会引发火花，以下判断正确的是（　　）
A．原线圈中交变电压的有效值为311V
B．副线圈中交变电压的频率大于50Hz
C．图甲中点火针的电势始终比感应针高
D．原、副线圈变压器的匝数比可以为＝
5．（3分）2020年2月2日，四川援鄂物资航班飞赴武汉，执飞任务的机长是“中国民航英雄机长”刘传健.他曾于2018年5月14日执行重庆飞拉萨任务时，在万米高空突遇前挡风玻璃破裂脱落的紧急关头，沉着冷静地率领机组人员奇迹般地安全迫降成都，挽救了近120名旅客及机组人员生命和国家财产安全.假设飞机挡风玻璃破裂时飞机的时速约为900km/h，空中风速不计，万米高空空气密度约为ρ＝0.4kg/m3，机长的面部面积约为S＝0.04m2，试估算机长面部受到的冲击力大小约为（　　）
A．106N B．105N C．104N D．103N
6．（3分）一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动，其x﹣t图像如图所示为一条抛物线，则汽车在t＝0时刻的速度大小等于（　　）
A．10m/s B．20m/s C．30m/s D．40m/s
7．（3分）如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面水平，罩内为空气。发光点D位于AB中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是（　　）
A．D发出的光照射到CB界面时可能发生全反射
B．液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮
C．液体的折射率为
D．液体的折射率为
8．（3分）由多颗星体构成的系统，叫做多星系统.有这样一种简单的四星系统：质量刚好都相同的四个星体A、B、C、D，A、B、C分别位于等边三角形的三个顶点上，D位于等边三角形的中心。在四者相互之间的万有引力作用下，D静止不动，A、B、C绕共同的圆心D在等边三角形所在的平面内做相同周期的圆周运动。若四个星体的质量均为m，三角形的边长为a，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．A、B、C三个星体做圆周运动的半径均为
B．A、B、C三个星体做圆周运动的速度大小均为
C．A、B、C三个星体做圆周运动的向心加速度大小均为
D．A、B、C三个星体做圆周运动的周期均为
二．多选题（共4小题，满分16分，每小题4分）
9．（4分）如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒以平行导轨向右的初速度v0，当流过棒截面的电荷量为q时，棒的速度减为零，此过程中棒发生的位移为x。则在这一过程中（　　）
A．当流过棒的电荷量为时，棒的速度为v0
B．当棒发生位移为时，棒的速度为v0
C．定值电阻R释放的热量为BqLv0
D．定值电阻R释放的热量为BqLv0
10．（4分）t＝0时刻，位于O点的波源从平衡位置开始沿y轴方向做简谐运动，经0.5s形成如图所示的一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振动恰好传播至质点P（5m，0），则（　　）
A．波源的起振方向沿y轴负方向
B．t＝0.25s时波源O正在做减速运动
C．t＝1.1s时刻质点Q（ 10m，0）恰好处于波峰
D．0～1.1s内质点P经过的路程为12cm
E．波源的振动方程为y＝2sin5πtcm
11．（4分）在两个等量同种点电荷的连线上，有与连线中点O等距的两点a、b，如图所示，则下列判断不正确的是（　　）
A．a、b两点的场强相同
B．a、b两点的电势可能不相同
C．a、O两点间与b、O两点间的电势差相同
D．同一电荷放在a、b两点的电势能相同
12．（4分）在蹦极运动中，运动员身上安装传感器可以测量运动员在不同时刻下落高度以及速度。图甲中运动员（包括随身全部装备）质量65kg，弹性绳原长10m，某次蹦极过程速度随位移变化的图像如图乙所示，重力加速度g＝10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．从x＝0到x＝16m过程中，运动员做加速度减小的加速运动
B．从x＝10m到x＝16m的过程中，运动员的重力势能减少390J
C．乙图所示过程中运动员速度v＝15m/s时不是弹性绳的弹力最大的时刻
D．乙图所示全过程中运动员机械能不守恒
三．实验题（共6小题，满分60分）
13．（6分）两位同学设计了如图实验装置，研究滑动摩擦力大小的决定因素。实验装置中弹簧测力计可以固定在墙面，足够长的木板放置在水平桌面上可以任意拖动，还准备有连接物块和弹簧测力计的细线，一条毛巾，完全相同的物块若干。a组实验中可以选择完全相同的物块重叠进行实验，可根据需要增减物块的个数；b组实验中可以平铺毛巾在木板上进行实验；c和d组实验可以侧放和平放物块进行实验；实验时可将木板水平拉出，并读出弹簧测力计的示数。
（1）甲同学认为实验时必需将木板水平向右匀速拉出，弹簧测力计的示数F才等于物块受到的滑动摩擦力的大小；乙同学认为实验时向右拉出木板不需要匀速，弹簧测力计稳定时的示数F就等于滑块受到的滑动摩擦力的大小。你认为　 　（填甲或乙）的观点正确。
（2）a组实验是为了研究滑动摩擦力的大小与　 　的关系；b组实验是为了研究滑动摩擦力的大小与　 　的关系；c和d组实验是为了研究滑动摩擦力的大小与　 　的关系。
14．（8分）某同学用甲图所示电路测量电池的电动势和内阻以及一个未知电阻R1。
（1）请用笔画线代替导线完成实物图连接；
（2）将S2接到a，闭合S1，拨动电阻箱旋钮，使电阻箱阻值为11.0Ω，此时电压表读数为2.20V；然后保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，闭合S1，电压表读数如图乙所示，则其读数为 　 　V，此可算出电阻R1的阻值为 　 　Ω（结果保留三位有效数字）；
（3）在完成上述操作后，该同学将S2切换到a，闭合S1，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的图线，由此可求得电源电动势E＝　 　V，电源内阻r＝　 　Ω（结果保留三位有效数字）。
15．（7分）如图，医院消毒用的压缩式喷雾器储液桶的容量为5.7×10﹣3m3，开始时桶内倒入了4.2×10﹣3m3的药液。现关闭进气口，开始打气，每次能打进2.5×10﹣4m3的空气，假设打气过程中药液不会向外喷出。当打气n次后，喷雾器内空气的压强达到4atm，设周围环境温度不变，气压为标准大气压强1atm，则
（1）求出n的数值；
（2）试判断这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完。
16．（9分）固定于水平面上的平行光滑金属导轨CD、EF处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B0，两导轨间通过导线相连。金属棒MN垂直导轨静止于最左端，对棒施加一垂直于棒水平向右的拉力后，棒能沿导轨做加速度为a的匀加速直线运动，经时间t0后撤去外力。已知两导轨间距为L，MN的质量为m，有效电阻为R，其他电阻不计，棒始终与导轨垂直。
（1）求拉力F在t0时间内随时间t关系的表达式；
（2）若要求撤去拉力后，棒恰好可以做匀速直线运动，并从此时刻重新开始计时，磁感应强度B应该怎样随时间t变化？请推导出B与t的关系式。
17．（14分）如图所示，滑冰场上质量为m1＝40kg的小运动员站在质量为m2＝20kg的长木板的最右端，与木板一起以v0＝2m/s的速度在光滑水平冰面上向左匀速运动。当运动员以a＝1m/s2的加速度匀加速跑向左端，并从左端水平跑离木板时木板恰好静止。问：木板的长度L为多少？
18．（16分）如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，在0≤y≤m的区域内有磁感应强度大小B＝4.0×10﹣4T、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其上边界与y轴交于P点；在x轴下方某区域内的有界匀强电场，电场强度大小E＝4N/C，方向沿x轴负方向，边界与x轴平行，宽度d＝2m。一质量m＝6.4×10﹣27kg、电荷量q＝3.2×10﹣19C的带电粒子从P点以某速度沿与y轴负方向成α＝60°角射入磁场，在磁场中运动t0＝×10﹣4s后，经电场偏转最终通过y轴上的Q点（Q点未画出），不计粒子重力。求：
（1）带电粒子进入磁场时的速度v0；
（2）当电场上边界恰好与x轴重合时Q点的纵坐标；
（3）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q，当电场上边界的纵坐标满足﹣3m＜y′＜0时，推导出电场强度的大小E′与y′的函数关系．
2021-2022学年山东省泰安市高三（上）期末物理模拟试卷（1）
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题，满分24分，每小题3分）
1．（3分）如图为氢原子的能级示意图。处于n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子再照射到逸出功为2.29eV的某金属板上，下列说法正确的是（　　）
A．共有10种不同频率的光子辐射出来
B．共有6种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象
C．逸出光电子的最大初动能为10.46eV
D．从金属板中逸出的光电子就是α粒子
【解答】解：A、根据＝6知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子，故A错误；
B、根据能级差公式hv＝Em﹣En可得：n＝4跃迁到n＝3辐射的光子能量为0.66eV，n＝3跃迁到n＝2辐射的光子能量为1.89eV，都小于2.29eV，不能使金属钾发生光电效应；n＝4跃迁到n＝2辐射的光子能量为2.55eV，大于2.29eV，其它3种光子能量都大于2.29eV，所以能发生光电效应的光子共4种，故B错误；
C、根据光电效应方程：Ek＝hv﹣W0可知，逸出功为：W0＝2.29eV，当n＝4跃迁到n＝1辐射的光子能量最大，即为：△E＝12.75eV，光电子的最大初动能：Ek＝12.75eV﹣2.29eV＝10.46eV，故C正确；
D、根据光电效应现象可知，从金属板中逸出的光电子就是电子，故D错误；
故选：C。
2．（3分）三角形具有稳定性，生活中随处可见利用三角形支架固定的物体。现有一个悬挂物体的支架，如图所示，轻杆OA与轻杆OB均用铰链固定在竖直墙上，且两轻杆间的夹角θ＝30°。轻绳一端悬挂重物，另一端固定在O点，此时轻杆OA方向水平，则轻杆OA、OB的弹力大小之比为（　　）
A．1：2 B．3：2 C．：2 D．2：
【解答】解：因为两轻杆均由铰链固定，所以杆上的力都沿杆，O点受力如图所示：
由平衡条件得：FA＝FBcosθ，
解得：，故C正确，ABD错误。
故选：C。
3．（3分）如图所示，白色传送带保持v0＝10m/s的速度逆时针转动，现将一质量为0.5kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间动摩擦因数μ＝0.5，传送带AB两端距离x＝29m，传送带倾角为37°，（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）则煤块从A端运动到B端所经历的时间为（　　）
A．2.9s B．3.0s C．3.4s D．3.8s
【解答】解：共速前，对煤块受力分析有
mgsinα+μmgcosα＝ma
解得a＝gsinα+μgcosα＝（10×0.6+0.5×10×0.8）m/s2＝10m/s2
共速所用时间为
运动位移为
＝
共速后，对煤块受力分析有
mgsinα﹣μmgcosα＝ma′
解得a′＝gsinα﹣μgcosα＝（10×0.6﹣0.5×10×0.8）m/s2＝2m/s2
根据运动学公式得
解得t2＝2s
所以运动的时间为
t＝t1+t2＝1s+2s＝3s，故B正确，ACD错误；
故选：B。
4．（3分）图甲是某用电器的点火装置的简化原理图。如图乙所示的正弦交变电压加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。当变压器副线圈电压的瞬时值大于2000V时，就会引发火花，以下判断正确的是（　　）
A．原线圈中交变电压的有效值为311V
B．副线圈中交变电压的频率大于50Hz
C．图甲中点火针的电势始终比感应针高
D．原、副线圈变压器的匝数比可以为＝
【解答】解：A.由图乙可知，交变电压的峰值为311V，有效值应为V，故A错误；
B.原线圈中交变电流的周期T＝2×10﹣2s，频率为f＝＝50Hz，所以副线圈中的频率也为50Hz，故C错误；，
C.由于是交变电流，所以点火针和感应针的电势高低也在交替变化，故C错误；
D.已知U2＞2000V，则：
所以匝数比可以为 ，故D正确。
故选：D。
5．（3分）2020年2月2日，四川援鄂物资航班飞赴武汉，执飞任务的机长是“中国民航英雄机长”刘传健.他曾于2018年5月14日执行重庆飞拉萨任务时，在万米高空突遇前挡风玻璃破裂脱落的紧急关头，沉着冷静地率领机组人员奇迹般地安全迫降成都，挽救了近120名旅客及机组人员生命和国家财产安全.假设飞机挡风玻璃破裂时飞机的时速约为900km/h，空中风速不计，万米高空空气密度约为ρ＝0.4kg/m3，机长的面部面积约为S＝0.04m2，试估算机长面部受到的冲击力大小约为（　　）
A．106N B．105N C．104N D．103N
【解答】解：机长面部的面积约为S＝0.04m2，空气与机长的相对速度等于飞机的速度v＝250m/s，时间t内吹在面部的空气的质量为m，则m＝ρSvt，根据动量定理得﹣Ft＝0﹣mv＝0﹣ρSv2t，解得机长面部受到的冲击力大小F＝ρSv2＝0.4×0.04×2502N＝1000N，故选项D正确，ABC错误.
故选：D。
6．（3分）一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动，其x﹣t图像如图所示为一条抛物线，则汽车在t＝0时刻的速度大小等于（　　）
A．10m/s B．20m/s C．30m/s D．40m/s
【解答】解：在x﹣t图像中，图像的斜率表示速度，故在t＝4s时，速度为0，
在0﹣4s内，根据速度﹣时间公式可得：v＝v0+at
根据位移时间公式可得：
联立解得：v0＝20m/s，故ACD错误，B正确；
故选：B。
7．（3分）如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面水平，罩内为空气。发光点D位于AB中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是（　　）
A．D发出的光照射到CB界面时可能发生全反射
B．液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮
C．液体的折射率为
D．液体的折射率为
【解答】解：A、D发出的光照射到CB界面时，是从光疏介质向光密介质入射，不能发生全反射，故A错误；
B、由题，发光点D发出的垂直于BC的光垂直于BC恰好不能射出液面，可知点D发出的垂直于BC的光垂直于BC以下的部分不能射出界面，所以在液面上方不能够看到透明罩所有位置都被照亮，故B错误；
CD、由几何关系可知，发光点D发出的垂直于BC的光垂直于BC进入液体后，在上边的界面处的入射角等于60°，恰好不能射出液面，则临界角为60°，所以折射率：n＝＝，故C正确，D错误；
故选：C。
8．（3分）由多颗星体构成的系统，叫做多星系统.有这样一种简单的四星系统：质量刚好都相同的四个星体A、B、C、D，A、B、C分别位于等边三角形的三个顶点上，D位于等边三角形的中心。在四者相互之间的万有引力作用下，D静止不动，A、B、C绕共同的圆心D在等边三角形所在的平面内做相同周期的圆周运动。若四个星体的质量均为m，三角形的边长为a，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．A、B、C三个星体做圆周运动的半径均为
B．A、B、C三个星体做圆周运动的速度大小均为
C．A、B、C三个星体做圆周运动的向心加速度大小均为
D．A、B、C三个星体做圆周运动的周期均为
【解答】答：A、由几何关系可得半径为r＝，故A错误；
B、三个星体做圆周运动的周期相同，半径相同，所以速度相同，由万有引力定律：G＝m，解得：v＝，故B错误；
C、三个星体做圆周运动的向心加速度大小为：a向＝＝，故C正确；.
D、三个星体做圆周运动的周期为：T＝＝2πa，故D错误。
故选：C。
二．多选题（共4小题，满分16分，每小题4分）
9．（4分）如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒以平行导轨向右的初速度v0，当流过棒截面的电荷量为q时，棒的速度减为零，此过程中棒发生的位移为x。则在这一过程中（　　）
A．当流过棒的电荷量为时，棒的速度为v0
B．当棒发生位移为时，棒的速度为v0
C．定值电阻R释放的热量为BqLv0
D．定值电阻R释放的热量为BqLv0
【解答】解：AB、金属棒的速度减为零时，流过金属棒截面的电荷量为q＝＝＝，
流过棒的电荷为＝时，棒发生的位移为x1＝，
设当流过棒的电荷量为时，即当棒发生位移为时，金属棒的速度为v，对金属棒，由动量定理得：
整个过程：﹣BLt＝0﹣mv0，
当流过棒的电荷量为时：﹣BLt1＝mv﹣mv0，
其中：t＝q，t1＝
解得：v＝v0，v0＝，故A错误，B正确；
CD、设整个过程回路产生的热量为Q，棒的速度减为零的过程中，由能量守恒定律得：＝Q，
定值电阻R释放的热量为QR＝Q，
解得：QR＝BqLv0，故C正确，D错误。
故选：BC。
10．（4分）t＝0时刻，位于O点的波源从平衡位置开始沿y轴方向做简谐运动，经0.5s形成如图所示的一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振动恰好传播至质点P（5m，0），则（　　）
A．波源的起振方向沿y轴负方向
B．t＝0.25s时波源O正在做减速运动
C．t＝1.1s时刻质点Q（ 10m，0）恰好处于波峰
D．0～1.1s内质点P经过的路程为12cm
E．波源的振动方程为y＝2sin5πtcm
【解答】解：A、介质中每个质点的起振方向均相同，根据波形平移法判断可知，质点P的起振方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向，故A正确；
B、波长λ＝4m，波速v＝＝m/s＝10m/s，则周期T＝＝s＝0.4s。t＝0.25s时，因＝＝0.625，则＜＜，故t＝0.25s时波源O正处于平衡位置上方且向上运动，即正在做减速运动，故B正确；
C、t＝1.1s时刻，振动恰好传播至点（11m，0），质点Q（ 10m，0）恰好处于波谷，故C错误；
D、振幅A＝2cm，0～1.1s内质点P振动的时间△t＝1.1s﹣0.5s＝0.6s，＝＝，故0～1.1s内质点P经过的路程为s＝ 4A＝×4×2cm＝12cm，故D正确；
E、角频率ω＝＝rad/s＝5πrad/s，由于波源的起振方向沿y轴负方向，则波源的振动方程为y＝﹣Asinωt＝﹣2sin5πtcm，故E错误。
故选：ABD。
11．（4分）在两个等量同种点电荷的连线上，有与连线中点O等距的两点a、b，如图所示，则下列判断不正确的是（　　）
A．a、b两点的场强相同
B．a、b两点的电势可能不相同
C．a、O两点间与b、O两点间的电势差相同
D．同一电荷放在a、b两点的电势能相同
【解答】解：A.根据点电荷的场强叠加，知a、b两点的场强大小相等，方向相反．所以场强不同，故A错误；
B.根据电场对称性可a、b两点的电势相等，故B正确；
C、将电荷从O点移到a点或b点，电场力做的功相等，Uao＝Ubo，故C正确．
D.a、b两点的电势相等，根据EP＝qω，同一电荷在a、b两点的电势能相同，故D正确。
故选：AB。
12．（4分）在蹦极运动中，运动员身上安装传感器可以测量运动员在不同时刻下落高度以及速度。图甲中运动员（包括随身全部装备）质量65kg，弹性绳原长10m，某次蹦极过程速度随位移变化的图像如图乙所示，重力加速度g＝10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．从x＝0到x＝16m过程中，运动员做加速度减小的加速运动
B．从x＝10m到x＝16m的过程中，运动员的重力势能减少390J
C．乙图所示过程中运动员速度v＝15m/s时不是弹性绳的弹力最大的时刻
D．乙图所示全过程中运动员机械能不守恒
【解答】解：A、弹性绳原长10m，则从x＝0到x＝10m的过程中，运动员自由下落，加速度保持不变；从x＝10m到x＝16m的过程中，弹性绳的弹力大于重力，随着弹力的增大，运动员的合力减小，加速度减小，所以，从x＝0到x＝16m过程中，运动员先加速度不变的匀加速直线运动，再做加速度减小的加速运动，故A错误；
B、从x＝10m到x＝16m的过程中，运动员下降的高度为h＝6m，运动员的重力势能减少量为△Ep＝mgh＝65×10×6J＝3900J，故B错误；
C、乙图所示过程中运动员的最大速度为15m/s，此时运动员的加速度为零，重力和弹力大小相等，方向相反，在v＝15m/s之后，运动员还在向下运动，弹性绳的弹力在增大，所以速度v＝15m/s时不是弹性绳的弹力最大的时刻，故C正确；
D、乙图所示全过程中，由于弹性绳对运动员要做功，所以运动员的机械能不守恒，故D正确。
故选：CD。
三．实验题（共6小题，满分60分）
13．（6分）两位同学设计了如图实验装置，研究滑动摩擦力大小的决定因素。实验装置中弹簧测力计可以固定在墙面，足够长的木板放置在水平桌面上可以任意拖动，还准备有连接物块和弹簧测力计的细线，一条毛巾，完全相同的物块若干。a组实验中可以选择完全相同的物块重叠进行实验，可根据需要增减物块的个数；b组实验中可以平铺毛巾在木板上进行实验；c和d组实验可以侧放和平放物块进行实验；实验时可将木板水平拉出，并读出弹簧测力计的示数。
（1）甲同学认为实验时必需将木板水平向右匀速拉出，弹簧测力计的示数F才等于物块受到的滑动摩擦力的大小；乙同学认为实验时向右拉出木板不需要匀速，弹簧测力计稳定时的示数F就等于滑块受到的滑动摩擦力的大小。你认为　乙　（填甲或乙）的观点正确。
（2）a组实验是为了研究滑动摩擦力的大小与　正压力　的关系；b组实验是为了研究滑动摩擦力的大小与　接触面材料　的关系；c和d组实验是为了研究滑动摩擦力的大小与　接触面积　的关系。
【解答】解：（1）根据平衡条件可知，只要物块与木板或毛巾有相对运动，不管匀速还是加速拉出，弹簧测力计稳定时的示数F就等于滑块受到的滑动摩擦力的大小，故乙同学的观点正确；
（2）a组实验通过改变物体的个数从而改变物体与木板间的正压力，则a组是为了研究滑动摩擦力的大小与正压力的关系；
b组实验平铺毛巾在木板上进行实验改变了物体与接触物的材料，则b组是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面材料的关系；
c和d组实验可以侧放和平放物块进行实验即改变物块与木板间的接触面积，则c和d组实验是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系。
故答案为：（1）乙；（2）正压力；接触面材料；接触面积。
14．（8分）某同学用甲图所示电路测量电池的电动势和内阻以及一个未知电阻R1。
（1）请用笔画线代替导线完成实物图连接；
（2）将S2接到a，闭合S1，拨动电阻箱旋钮，使电阻箱阻值为11.0Ω，此时电压表读数为2.20V；然后保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，闭合S1，电压表读数如图乙所示，则其读数为 　2.60　V，此可算出电阻R1的阻值为 　2.00　Ω（结果保留三位有效数字）；
（3）在完成上述操作后，该同学将S2切换到a，闭合S1，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的图线，由此可求得电源电动势E＝　2.86　V，电源内阻r＝　1.29　Ω（结果保留三位有效数字）。
【解答】解：（1）电源由两节干电池串联组成，其电动势约为3V，电压表使用小量程，实物图连接如下图：
（2）电压表量程为0﹣3V，分度值为0.1V，则其读数为2.60V；
将S2接a，电阻箱阻值为11.0Ω，电压表读数为2.20V，则电路的电流为I1＝；
将S2接b，电压表读数为2.60V，则R1两端电压U1＝2.60V﹣2.20V＝0.40V，
电阻R1的阻值：R1＝＝
（3）由闭合电路欧姆定律得：I＝，电压表示数：U＝IR，可得到：U＝，
变形为：＝，
图丙的图像斜率：k＝＝＝1.15Ω/V；纵轴截距：b＝＝0.35V﹣1，
解得：E＝2.86V，r＝1.29Ω
故答案为：（1）连接图见解答；（2）2.60，2.00；（3）2.86，1.29。
15．（7分）如图，医院消毒用的压缩式喷雾器储液桶的容量为5.7×10﹣3m3，开始时桶内倒入了4.2×10﹣3m3的药液。现关闭进气口，开始打气，每次能打进2.5×10﹣4m3的空气，假设打气过程中药液不会向外喷出。当打气n次后，喷雾器内空气的压强达到4atm，设周围环境温度不变，气压为标准大气压强1atm，则
（1）求出n的数值；
（2）试判断这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完。
【解答】解：（1）根据理想气体状态方程的分列式，得：p0V+p0nV′＝4p0V
其中：V＝5.7×10﹣3m3﹣4.2×10﹣3m3＝1.5×10﹣3m3
V′＝0.25×10﹣3m3
代入数值，解得：n＝18
（2）当空气完全充满储液桶后，如果空气压强仍然大于标准大气压，则药液可以全部喷出。
由于温度不变，根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2，得：P＝1.053p0＞p0
所以药液可以全部喷出。
答：（1）n的数值为18次；
（2）这个压强能使喷雾器内的药液全部喷完。
16．（9分）固定于水平面上的平行光滑金属导轨CD、EF处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B0，两导轨间通过导线相连。金属棒MN垂直导轨静止于最左端，对棒施加一垂直于棒水平向右的拉力后，棒能沿导轨做加速度为a的匀加速直线运动，经时间t0后撤去外力。已知两导轨间距为L，MN的质量为m，有效电阻为R，其他电阻不计，棒始终与导轨垂直。
（1）求拉力F在t0时间内随时间t关系的表达式；
（2）若要求撤去拉力后，棒恰好可以做匀速直线运动，并从此时刻重新开始计时，磁感应强度B应该怎样随时间t变化？请推导出B与t的关系式。
【解答】解：（1）金属棒做初速度为零的匀加速直线运动，
金属棒的速度v＝at
对金属棒，根据牛顿第二定律得：
F﹣B0IL＝ma
金属棒切割磁感线产生的感应电动势：E＝B0Lv
根据闭合电路欧姆定律得：I＝
解得：F＝t+ma t≤t0
（2）撤去拉力时，此时棒离最左端的距离：
x＝
金属棒的速度v＝at0
回路面积：S＝Lx＝Lat02
金属棒做匀速直线运动，说明棒中感应电流，则要求穿过回路的磁通量保持不变
则：B0S＝BSt
其中：St＝L（+vt）
解得：B＝
答：（1）拉力F在t0时间内随时间t关系的表达式是F＝t+ma t≤t0；
（2）磁感应强度B随时间t减小，B与t的关系式是B＝。
17．（14分）如图所示，滑冰场上质量为m1＝40kg的小运动员站在质量为m2＝20kg的长木板的最右端，与木板一起以v0＝2m/s的速度在光滑水平冰面上向左匀速运动。当运动员以a＝1m/s2的加速度匀加速跑向左端，并从左端水平跑离木板时木板恰好静止。问：木板的长度L为多少？
【解答】解：设运动员与木板间的水平作用力为F，
由牛顿第二定律得；F＝m1a，
由动能定理得：
对运动员：Fx1＝，
对木板：﹣Fx2＝0﹣，
运动员与木板组成的系统动量守恒，以向左为正方向，
由动量守恒定律得：（m1+m2）v0＝m1v1+m2vm2，
木板长度：L＝x1﹣x2，
代入数据解得：L＝1.5m；
答：木板的长度L为1.5m。
18．（16分）如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，在0≤y≤m的区域内有磁感应强度大小B＝4.0×10﹣4T、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其上边界与y轴交于P点；在x轴下方某区域内的有界匀强电场，电场强度大小E＝4N/C，方向沿x轴负方向，边界与x轴平行，宽度d＝2m。一质量m＝6.4×10﹣27kg、电荷量q＝3.2×10﹣19C的带电粒子从P点以某速度沿与y轴负方向成α＝60°角射入磁场，在磁场中运动t0＝×10﹣4s后，经电场偏转最终通过y轴上的Q点（Q点未画出），不计粒子重力。求：
（1）带电粒子进入磁场时的速度v0；
（2）当电场上边界恰好与x轴重合时Q点的纵坐标；
（3）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q，当电场上边界的纵坐标满足﹣3m＜y′＜0时，推导出电场强度的大小E′与y′的函数关系．
【解答】解：（1）带电粒子在磁场中估匀速圆周运动有：qvB＝
从而求得半径r＝
周期T＝＝，将题设条件代入得T＝＝π×10﹣4s
由于粒子在磁场中的时间t0＝×10﹣4s，则偏转角θ＝＝
那么粒子到达x轴与+x的夹角为＝，轨迹如图1所示，
由几关系有：r＝＝2m，OC＝r﹣Rcosα＝1m
代入上半径公式得v＝＝＝4×104m/s。
（2）当电场上边界恰好与x轴重合时，粒子离开磁场进入电场做类平抛运动，
假设能穿过宽度为d的电场区，则时间t＝＝＝5×10﹣5m
在沿着电场线方向的加速度a＝＝2×108m/s2
位移h＝＝＝0.25m＜OC＝1m，假设成立，即粒子穿出电场时还未与y轴相交。
设在电场中偏转角为γ，则tanλ＝＝＝
又由类平抛的推论tanγ＝＝
联立得：yQ＝﹣5m。
（3）当电场上边界的纵坐标满足﹣3m＜y′＜0时，粒子的轨迹如图2所示，由类平抛的规律偏角为γ，则tanγ＝＝＝
由类平抛的推论有：tanγ＝
联立以上两式得到：
答：（1）带电粒子进入磁场时的速度v0为4×104m/s；
（2）当电场上边界恰好与x轴重合时Q点的纵坐标为﹣5m；
（3）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q，当电场上边界的纵坐标满足﹣3m＜y′＜0时，电场强度的大小E′与y′的函数关系为．