河北省保定市2023-2024学年高三上学期期末考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份河北省保定市2023-2024学年高三上学期期末考试物理试卷（Word版附解析），共30页。试卷主要包含了4s等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 把一根直导线放入磁感应强度为B的匀强磁场中，由于通过的电流或者放置的方位不同，导线受到的安培力也不同，下列哪个图中导线受到的安培力最大（ ）
A. B.
C. D.
2. 如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。已知线圈匝数为n，电阻为r，转动的角速度为，外接电阻为R，电流表示数为I。下列说法中正确的是（ ）
A. 穿过线圈的磁通量随时间周期性变化，周期为
B. 穿过线圈的磁通量的最大值为
C. 线圈从图示位置转过90°开始计时，半个周期内磁通量变化量为0
D. 线圈从图示位置转过90°时，电流表示数为0
3. 在发波水槽中，两个振动步调一致的振动片以20Hz的频率周期性击打水面上的和两点，、相距6cm，如图所示，Q点到的距离为8cm且。时刻振动片开始振动，时Q点开始振动，下列说法中正确的是（ ）
A. 水槽中形成水波波长为4cm
B. 两个振动片同时停止击打水面，水面上的水波立即消失
C. Q点振动始终加强
D. 垂直在水槽中放置宽4cm的障碍物（如图中虚线所示），在障碍物后面还可以观察到明显的水波干涉图样
4. 将弹性小球以某初速度从O点水平抛出，与地面发生弹性碰撞（碰后竖直速度与碰前等大反向，水平速度不变），反弹后在下降过程中恰好经过固定于水平面上的竖直挡板的顶端。已知O点高度为1.25m，与挡板的水平距离为6.5m，挡板高度为0.8m，，不计空气阻力的影响。下列说法中正确的是（ ）
A. 小球水平方向的速率为5m/s
B. 小球第一次落地时速度与水平方向的夹角为30°
C. 小球经过挡板上端时，速度与水平方向夹角的正切值为1
D. 小球从挡板上端运动到水平地面经历的时间为0.4s
5. 如图所示，质量分别为m和M的两物块用轻杆通过铰链连接起来，放置在水平面上，给M施加水平恒力F，使二者一起沿水平面做匀加速直线运动。已知两物块与水平面的动摩擦因数均为，轻杆与水平方向的夹角为37°，，重力加速度为g，，，则下列说法正确的是（ ）
A. 轻杆的拉力大小为B. 轻杆的拉力大小为
C. 拉力的最大值为D. 若水平面光滑，轻杆的拉力大小为
6. 如图所示，一颗在某中地圆轨道上运行的质量为m的卫星，通过M、N两位置的变轨，经椭圆转移轨道进入近地圆轨道运行，然后调整好姿态再伺机进入大气层，返回地面。已知近地圆轨道的半径可认为等于地球半径，中地圆轨道与近地圆轨道共平面且轨道半径为地球半径的3倍，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）

A. 卫星在M、N两点处需要加速才能实现题设条件中的变轨
B. 该卫星在近地圆轨道上运行的动能为
C. 该卫星在中地圆轨道上运行的速度
D. 该卫星在转移轨道上从M点运行至N点（M、N与地心在同一直线上）所需的时间
7. 由多个点电荷组成的系统的电势能与它们的电荷量和相对位置有关。如图甲所示，a、b、c三个质量均为m，带等量正电荷的小球，用长度相等不可伸长的绝缘轻绳连接，静置于光滑绝缘水平面上，设此时系统的电势能为。现剪断a、c两小球间的轻绳，一段时间后c球的速度大小为v，方向如图乙所示。关于这段时间内的电荷系统，下列说法中正确的是（ ）
A. 动量不守恒B. 机械能守恒
C. c球受到的电场力冲量大小为mvD. 图乙时刻系统的电势能为
二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8. 某机械波在轴上传播，如图所示，实线代表时刻波形图，虚线代表时的波形图。下列关于这列波的说法中正确的是（ ）

A. 若波沿轴正方向传播，它的周期
B. 若波沿轴正方向传播，速度可能
C. 若波沿轴负方向传播，它的周期
D. 若波速为，时刻，处质点的位移是0
9. 如图所示，，电容器的电容，电源电动势，内阻。起初，开关断开，电容器所带的电荷量为；然后，闭合开关，待电路稳定后，电容器所带的电荷量为。下列说法正确的是（ ）

A. 开关断开时，电容器极板的电势高
B. 开关闭合，电路稳定后，电容器极板的电势高
C. 从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为
D. 从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为
10. 如图所示，竖直轻弹簧两端连接质量均为m的两个小物块A、B，置于水平地面上且处于静止状态，现将质量也为m的小物块C从A的正上方h处由静止释放，物块C与A碰后粘在一起继续向下运动。已知在以后的运动过程中，当A向上运动到最高点时，B刚好要离开地面。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）

A. 此弹簧的劲度系数为
B. 此弹簧的劲度系数为
C. 物块运动过程中的最高点距离其初始位置为
D. 物块运动过程中的最低点距离其初始位置为
三、非选择题：共54分。
11. 在“用单摆测定重力加速度”实验中：
（1）下列哪个装置最适合用来做单摆？_______
A. B. C. D.
（2）用20分度的游标卡尺测量摆球的直径，如图甲所示，由此可知摆球的直径______cm。
（3）以下关于该实验的说法中正确的有______。
A.用刻度尺测量摆线的长度，单摆的摆长
B.若发现摆球不在同一个竖直平面内摆动，则需重新释放摆球
C.摆球摆动稳定后，从某次摆球经过最高位置时开始计时
D.摆球摆动稳定后，从某次摆球经过最低位置时开始计时
（4）实验中改变几次摆长L，测出相应的摆动周期T，得到多组L与T的数据，作出图线，如图乙所示，图线上A、B两点的坐标分别为，，则重力加速度g的计算式为______。
12. 某实验小组想要测量几个未知电阻，设计如图甲所示电路，利用手边现有的实验器材进行如下操作：
①按照电路图连接各电路元件，其中电源电动势和内阻末知，电流表内阻未知，量程；
②滑动变阻器调到最大值（最大值为），闭合开关S1，再把开关S2接到线路1，逐渐调节滑动变阻器的阻值，使得电流表指针满偏，依次断开开关S1和S2；
③保持阻值不变，把电阻箱电阻值调到，开关S2接到线路2，接通S1，记录此时电流表的示数，依次断开开关S1和S2；
④减小电阻箱的阻值，重复第③步，记录相应的电流表示数；
⑤把电阻箱阻值及其对应电流表的示数记录在如下表格中，并进行处理；
⑥坐标纸上做出图像，如图所示。
（1）从操作步骤中找出不符合电学操作规范的步骤，把序号填在横线上______；
（2）请按照电路图把没有连接完全的部分（图乙）用笔划线连接完成______。按照图乙所示连线，在进行第②步操作时，滑动变阻器的滑片应该滑到______端（填“C”或“D”）；
（3）把电阻箱换成某一个待测电阻，接入电路中，测得电流表示数为0.0200A，比对图像，该电阻的阻值为_______Ω；
（4）请说明图像的斜率的物理意义___________________。
13. 如图所示，间距为L的足够长光滑平行金属导轨（电阻可忽略）倾斜放置，倾角为，导轨上端连接一个额定功率为P、电阻为R的灯泡（可视作电阻）。整个系统处于垂直导轨方向的匀强磁场中（磁场未画出）。阻值为、质量为m的金属棒与轨道垂直且接触良好，由静止释放金属棒，一段时间后灯泡达到额定功率，之后保持亮度不变，重力加速度为g，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）灯泡达到额定功率时金属棒的速率。
14. 如图所示为车辆行驶过程中常见的变道超车情形。图中A车车长 LA=4m，B车车长 LB=6m，两车车头相距L=26m时，B车正以vB=10m/s的速度匀速行驶，A车正以vA=15m/s的速度借道超车，此时A车司机发现前方不远处有一辆汽车C正好迎面驶来，其速度为，C车和B车车头之间相距d=94m，现在A车司机有两个选择，一是放弃超车，驶回与B相同的车道，而后减速行驶；二是加速超车，在B与C相遇之前超过B车，不考虑变道过程的时间和速度的变化。
（1）若A车选择放弃超车，回到B车所在车道，则A车至少应该以多大的加速度匀减速刹车，才能避免与B车相撞；
（2）若A车选择加速超车，求A车能够安全超车的加速度至少多大；
（3）若A车选择超车，但因某种原因并未加速，C车司机在图示位置做出反应（不计反应时间），则C车减速的加速度至少多大才能保证A车安全超车。

15. 一对平行正对金属板AB水平放置，如图甲所示，板内空间存在如图乙、丙所示的周期性的电场和磁场，磁感应强度方向垂直向里为正。时刻，质量为、电荷量为的小球紧贴板从左侧水平射入板内，初速度大小为。已知当地重力加速度为g，AB板间距为，板长为，图中为已知量，，。
（1）在小球不飞出极板空间且不与金属板发生碰撞的条件下，求：
①在电、磁场变化的第一-个周期内小球在竖直方向上的位移；
②小球刚进入AB板时的速度需满足的条件。
（2）在小球不与金属板发生碰撞的条件下，如果AB板板长，求带电小球飞出极板时的机械能（不考虑金属板间电场的边缘效应，以板为重力势能零势能面）。
I/A
1/I
100
0.0180
55.56
80
0.0196
51.02
60
0.0213
46.95
40
0.0263
42.37
20
0.0263
38.02
2023—2024学年度第一学期高三期末调研考试
物理试题
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 把一根直导线放入磁感应强度为B的匀强磁场中，由于通过的电流或者放置的方位不同，导线受到的安培力也不同，下列哪个图中导线受到的安培力最大（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设直导线长度为。
选项A中电流方向与磁场方向垂直，受到的安培力大小为
选项B中电流方向与磁场方向平行，受到的安培力大小为0；
选项C中电流方向与磁场方向垂直，受到的安培力大小为
选项D中电流方向与磁场方向垂直，受到的安培力大小为
故选C。
2. 如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。已知线圈匝数为n，电阻为r，转动的角速度为，外接电阻为R，电流表示数为I。下列说法中正确的是（ ）
A. 穿过线圈的磁通量随时间周期性变化，周期为
B. 穿过线圈的磁通量的最大值为
C. 线圈从图示位置转过90°开始计时，半个周期内磁通量变化量为0
D. 线圈从图示位置转过90°时，电流表示数为0
【答案】B
【解析】
【详解】A．穿过线圈的磁通量随时间周期性变化，周期为
选项A错误；
B．根据
可得穿过线圈的磁通量的最大值为
选项B正确；
C．线圈从图示位置转过90°开始计时，此时磁通量为最大，为BS，半个周期后的磁通量为-BS，则磁通量变化量为2BS，选项C错误；
D．电流表的示数等于交流电的有效值，则线圈从图示位置转过90°时，电流的瞬时值为零，但是电流表的示数不为0，选项D错误。
故选B。
3. 在发波水槽中，两个振动步调一致的振动片以20Hz的频率周期性击打水面上的和两点，、相距6cm，如图所示，Q点到的距离为8cm且。时刻振动片开始振动，时Q点开始振动，下列说法中正确的是（ ）
A. 水槽中形成的水波波长为4cm
B. 两个振动片同时停止击打水面，水面上的水波立即消失
C. Q点的振动始终加强
D. 垂直在水槽中放置宽4cm的障碍物（如图中虚线所示），在障碍物后面还可以观察到明显的水波干涉图样
【答案】C
【解析】
【详解】A．水波的传播速度
水槽中形成的水波波长为
选项A错误；
B．两个振动片同时停止击打水面，振动仍可沿水面传播，即水面上的水波不会立即消失，选项B错误；
C．Q点到S2的距离为10cm，则Q点到两个振源的距离之差为2cm，是波长的1倍，则Q点的振动始终加强，选项C正确；
D．垂直在水槽中放置宽4cm的障碍物，因障碍物的尺寸远大于水波的波长，可知在障碍物后面不可以观察到明显的水波干涉图样，选项D错误。
故选C。
4. 将弹性小球以某初速度从O点水平抛出，与地面发生弹性碰撞（碰后竖直速度与碰前等大反向，水平速度不变），反弹后在下降过程中恰好经过固定于水平面上的竖直挡板的顶端。已知O点高度为1.25m，与挡板的水平距离为6.5m，挡板高度为0.8m，，不计空气阻力的影响。下列说法中正确的是（ ）
A. 小球水平方向的速率为5m/s
B. 小球第一次落地时速度与水平方向的夹角为30°
C. 小球经过挡板上端时，速度与水平方向夹角的正切值为1
D. 小球从挡板上端运动到水平地面经历的时间为0.4s
【答案】A
【解析】
【详解】A．反弹后在下降过程中恰好经过固定于水平面上的竖直挡板的顶端，则从O点抛出到反弹上升到最高点所用时间为
从最高点下降经过竖直挡板的顶端所用时间为
则小球水平方向速率为
故A正确；
B．小球第一次落地时竖直方向分速度为
则小球第一次落地时速度与水平方向的夹角满足
解得
故B错误；
C．小球经过挡板上端时，竖直方向分速度为
则速度与水平方向夹角的正切值为
故C错误；
D．小球从挡板上端运动到水平地面经历时间为
故D错误。
故选A。
5. 如图所示，质量分别为m和M的两物块用轻杆通过铰链连接起来，放置在水平面上，给M施加水平恒力F，使二者一起沿水平面做匀加速直线运动。已知两物块与水平面的动摩擦因数均为，轻杆与水平方向的夹角为37°，，重力加速度为g，，，则下列说法正确的是（ ）
A. 轻杆的拉力大小为B. 轻杆的拉力大小为
C. 拉力的最大值为D. 若水平面光滑，轻杆的拉力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．对M、m整体分析，由牛顿第二定律可得
设轻杆的拉力大小为，对m由牛顿第二定律得
解得
故A错误，B正确；
C．轻杆的拉力最大时
解得
则拉力的最大值为
故C错误；
D．若水平面光滑，则
，
解得轻杆的拉力大小为
故D错误。
故选B。
6. 如图所示，一颗在某中地圆轨道上运行的质量为m的卫星，通过M、N两位置的变轨，经椭圆转移轨道进入近地圆轨道运行，然后调整好姿态再伺机进入大气层，返回地面。已知近地圆轨道的半径可认为等于地球半径，中地圆轨道与近地圆轨道共平面且轨道半径为地球半径的3倍，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）

A. 卫星在M、N两点处需要加速才能实现题设条件中的变轨
B. 该卫星在近地圆轨道上运行的动能为
C. 该卫星在中地圆轨道上运行的速度
D. 该卫星在转移轨道上从M点运行至N点（M、N与地心在同一直线上）所需的时间
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题设条件知，卫星在向低轨道变轨，故需要减小速度，使卫星做向心运动，故A错误；
B．在近地圆轨道上，有
可得
根据万有引力提供向心力有
解得
则该卫星在近地圆轨道上运行的动能为
故B错误；
C．在中地圆轨道上，根据万有引力提供向心力有
结合，可得
故C正确；
D．在近地圆轨道上，卫星运行的周期，则有
转移轨道是椭圆轨道，其半长轴
根据开普勒第三定律可得
联立得
则该卫星在转移轨道上从M点运行至N点所需的时间
故D错误。
故选C。
7. 由多个点电荷组成的系统的电势能与它们的电荷量和相对位置有关。如图甲所示，a、b、c三个质量均为m，带等量正电荷的小球，用长度相等不可伸长的绝缘轻绳连接，静置于光滑绝缘水平面上，设此时系统的电势能为。现剪断a、c两小球间的轻绳，一段时间后c球的速度大小为v，方向如图乙所示。关于这段时间内的电荷系统，下列说法中正确的是（ ）
A. 动量不守恒B. 机械能守恒
C. c球受到的电场力冲量大小为mvD. 图乙时刻系统的电势能为
【答案】D
【解析】
【详解】A．系统受合外力为零，则系统的动量守恒，选项A错误；
B．电场力做正功，则系统的机械能增加，选项B错误；
C．根据动量定理，c球受到的电场力和细绳拉力的合力的冲量等于c球动量变化，大小为mv，选项C错误；
D．由对称性可知，a球的速度大小也为v，方向与ac连线成30°角斜向左下方，因系统动量守恒，则b球的速度方向垂直ac向上，由动量守恒
解得
则此时三个小球的动能为
因系统的电势能和动能之和守恒，则图乙时刻系统的电势能为
选项D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8. 某机械波在轴上传播，如图所示，实线代表时刻的波形图，虚线代表时的波形图。下列关于这列波的说法中正确的是（ ）

A. 若波沿轴正方向传播，它的周期
B. 若波沿轴正方向传播，速度可能为
C. 若波沿轴负方向传播，它的周期
D. 若波速为，时刻，处质点的位移是0
【答案】BD
【解析】
【详解】A．若波沿x轴正方向传播，则由图可知
解得周期为
当n=0时，T=1.2s，因此它的周期可能为1.2s，故A错误；
B．由图可知，波长，若波沿x轴正方向传播，则速度
当n=2时，v=30m/s，故B正确；
C．若波沿x轴负方向传播，则由图可知
解得周期为
当n=0时，T=0.4s，因此它的周期可能为0.4s，故C错误；
D．若波沿x轴负方向传播，则速度
当n=0时，v=10m/s，故波沿x轴负方向传播，且周期为T=0.4s。因t=0时刻，x=1m处质点的位移是0，则t=0.4s时刻，x=1m处质点的位移是0，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，，电容器的电容，电源电动势，内阻。起初，开关断开，电容器所带的电荷量为；然后，闭合开关，待电路稳定后，电容器所带的电荷量为。下列说法正确的是（ ）

A. 开关断开时，电容器极板的电势高
B. 开关闭合，电路稳定后，电容器极板电势高
C. 从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为
D. 从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．开关断开时，电容器两板间的电压等于电阻R3两端的电压，可知电容器的A极板的电势高，选项A正确；
B．开关闭合，电路稳定后，电容器两板间的电压等于电阻R1两端的电压，电容器B极板的电势高，选项B错误；
CD．开关断开时，此时电容器的带电量为
开关闭合时，R1和R3串联电阻为
R13=20Ω
路端电压
此时R1两端的电压即电容器两板间的电压为
此时电容器带电量
从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为
选项C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，竖直轻弹簧两端连接质量均为m的两个小物块A、B，置于水平地面上且处于静止状态，现将质量也为m的小物块C从A的正上方h处由静止释放，物块C与A碰后粘在一起继续向下运动。已知在以后的运动过程中，当A向上运动到最高点时，B刚好要离开地面。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）

A. 此弹簧的劲度系数为
B. 此弹簧的劲度系数为
C. 物块运动过程中的最高点距离其初始位置为
D. 物块运动过程中的最低点距离其初始位置为
【答案】D
【解析】
【详解】C．根据动能定理有
可得，碰前C的速度为
C、A碰撞，根据动量守恒有
可得，碰撞后C、A一起的速度为
碰撞前，对A分析，根据平衡条件有
当A向上运动到最高点时，对B分析，根据平衡条件有
则碰撞后瞬间与A向上运动到最高点瞬间，弹簧弹力大小相等，弹簧的弹性势能相同，则根据能量守恒有
可得，物块运动过程中的最高点距离其初始位置的距离为
故C正确；
AB．由上述分析可知
则弹簧的劲度系数为
故A正确，B错误；
D．碰撞后C、A一起做简谐运动，根据对称性可知，最高点的合力等于最低点的合力，则有
解得，最低点时弹簧的压缩量为
则物块运动过程中的最低点距离其初始位置的距离为
故D正确
故选ACD。
三、非选择题：共54分。
11. 在“用单摆测定重力加速度”实验中：
（1）下列哪个装置最适合用来做单摆？_______
A. B. C. D.
（2）用20分度的游标卡尺测量摆球的直径，如图甲所示，由此可知摆球的直径______cm。
（3）以下关于该实验的说法中正确的有______。
A.用刻度尺测量摆线的长度，单摆的摆长
B.若发现摆球不在同一个竖直平面内摆动，则需重新释放摆球
C.摆球摆动稳定后，从某次摆球经过最高位置时开始计时
D.摆球摆动稳定后，从某次摆球经过最低位置时开始计时
（4）实验中改变几次摆长L，测出相应的摆动周期T，得到多组L与T的数据，作出图线，如图乙所示，图线上A、B两点的坐标分别为，，则重力加速度g的计算式为______。
【答案】 ①. A ②. 1.370 ③. BD##DB ④.
【解析】
【详解】（1）[1]根据单摆理想模型可知，为减少空气阻力的影响，摆球应采用密度大、体积小的铁球，为使摆球摆动时摆长不变，摆线应用不易变形的细丝线，悬点应用铁夹来固定，故A正确，BCD错误。
（2）[2]游标卡尺的读数为
（3）[3]A．用刻度尺测量摆线的长度l，单摆的摆长，故A错误；
B．若发现摆球不同一个竖直平面内摆动，则摆球做圆锥摆运动，因此需重新释放摆球，使摆球做单摆运动，故B正确；
CD．摆球摆动稳定后，从某次摆球经过最低位置时开始计时，因为最低点速度大，相对误差小，故C错误，D正确；
故选BD。
（4）[4]根据单摆周期公式
整理得
因此图线斜率为
解得
12. 某实验小组想要测量几个未知电阻，设计如图甲所示电路，利用手边现有的实验器材进行如下操作：
①按照电路图连接各电路元件，其中电源电动势和内阻末知，电流表内阻未知，量程；
②滑动变阻器调到最大值（最大值为），闭合开关S1，再把开关S2接到线路1，逐渐调节滑动变阻器的阻值，使得电流表指针满偏，依次断开开关S1和S2；
③保持阻值不变，把电阻箱电阻值调到，开关S2接到线路2，接通S1，记录此时电流表的示数，依次断开开关S1和S2；
④减小电阻箱的阻值，重复第③步，记录相应的电流表示数；
⑤把电阻箱阻值及其对应电流表的示数记录在如下表格中，并进行处理；
⑥在坐标纸上做出图像，如图所示。
（1）从操作步骤中找出不符合电学操作规范的步骤，把序号填在横线上______；
（2）请按照电路图把没有连接完全的部分（图乙）用笔划线连接完成______。按照图乙所示连线，在进行第②步操作时，滑动变阻器的滑片应该滑到______端（填“C”或“D”）；
（3）把电阻箱换成某一个待测电阻，接入电路中，测得电流表示数为0.0200A，比对图像，该电阻的阻值为_______Ω；
（4）请说明图像的斜率的物理意义___________________。
【答案】 ①. ② ②. ③. C ④. 76 ⑤. 等于电源的电动势E
【解析】
【详解】（1）[1]在连接电路时，不能闭合开关。为了实验安全、保护实验器材，应将开关处于断开状态。
（2）[2]根据电路图，连接好实物图如下图所示
[3]由图可知，将滑动变阻器的滑片移动到C端时滑动变阻器的阻值最大。
（3）[4]把电阻箱换成某一个待测电阻，接入电路中，测得电流表示数为0.0200A，则此时
对比图像可知，该电阻的阻值为76。
（4）[5]根据闭合电路欧姆定律有
整理可得
则图像的斜率等于电源电动势E。
13. 如图所示，间距为L的足够长光滑平行金属导轨（电阻可忽略）倾斜放置，倾角为，导轨上端连接一个额定功率为P、电阻为R的灯泡（可视作电阻）。整个系统处于垂直导轨方向的匀强磁场中（磁场未画出）。阻值为、质量为m的金属棒与轨道垂直且接触良好，由静止释放金属棒，一段时间后灯泡达到额定功率，之后保持亮度不变，重力加速度为g，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）灯泡达到额定功率时金属棒的速率。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设小灯泡的额定电流为，则
由题意，金属棒沿导轨下滑的某时刻开始，小灯泡正常发光，流经金属棒的电流为；金属棒处于平衡状态，下落的速度达到最大值，有
联立得
（2）设灯泡正常发光时，金属棒的速度为，根据电磁感应定律和欧姆定律得
联立解得
14. 如图所示为车辆行驶过程中常见的变道超车情形。图中A车车长 LA=4m，B车车长 LB=6m，两车车头相距L=26m时，B车正以vB=10m/s的速度匀速行驶，A车正以vA=15m/s的速度借道超车，此时A车司机发现前方不远处有一辆汽车C正好迎面驶来，其速度为，C车和B车车头之间相距d=94m，现在A车司机有两个选择，一是放弃超车，驶回与B相同的车道，而后减速行驶；二是加速超车，在B与C相遇之前超过B车，不考虑变道过程的时间和速度的变化。
（1）若A车选择放弃超车，回到B车所在车道，则A车至少应该以多大的加速度匀减速刹车，才能避免与B车相撞；
（2）若A车选择加速超车，求A车能够安全超车的加速度至少多大；
（3）若A车选择超车，但因某种原因并未加速，C车司机在图示位置做出反应（不计反应时间），则C车减速的加速度至少多大才能保证A车安全超车。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）若A车选择放弃超车， 回到B车所在车道，根据动力学公式有
解得A车的最小加速度为
（2）A车加速超车最长时间为
A车安全超车，根据动力学公式有
解得A车能够安全超车的加速度至少为
（3）C车做减速运动最长时间为
A车安全超车，根据动力学公式有
解得C车减速的最小加速度为
15. 一对平行正对金属板AB水平放置，如图甲所示，板内空间存在如图乙、丙所示的周期性的电场和磁场，磁感应强度方向垂直向里为正。时刻，质量为、电荷量为的小球紧贴板从左侧水平射入板内，初速度大小为。已知当地重力加速度为g，AB板间距为，板长为，图中为已知量，，。
（1）在小球不飞出极板空间且不与金属板发生碰撞的条件下，求：
①在电、磁场变化的第一-个周期内小球在竖直方向上的位移；
②小球刚进入AB板时的速度需满足的条件。
（2）在小球不与金属板发生碰撞的条件下，如果AB板板长，求带电小球飞出极板时的机械能（不考虑金属板间电场的边缘效应，以板为重力势能零势能面）。

【答案】（1）①②（2）
【解析】
【详解】（1）①时间内小球所受电场力方向竖直向下，大小为
由牛顿第二定律得
所以小球的加速度为
时间内小球竖直方向位移为
时间内小球所受电场力方向竖直向上，大小为
由牛顿第二定律得
解得
时间内小球做匀减速直线运动，根据运动的对称性，竖直方向位移为
时间内小球所受重力与电场力等大反向，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，周期为
所以时间内小球刚好完成一个完整的圆周运动，在时刻的位置与时刻位置相同，则在电、磁场变化的第一-个周期内小球在竖直方向上的位移
②由牛顿第二定律得，小球做匀速圆周运动的半径为
解得
在小球不飞出极板空间且不与金属板发生碰撞的条件下，需满足
解得
（2）一个周期内小球水平方向的最大位移为
AB板板长，则
说明小球在电磁场的一个周期内不会飞出金属板，可知小球在电磁场的第2个周期内飞出金属板，由几何关系得
解得
小球飞出金属板时，距离A板的距离为
所以小球飞出极板时的机械能为
=
I/A
1/I
100
0.0180
55.56
80
0.0196
51.02
60
0.0213
46.95
40
0.0263
42.37
20
0.0263
38.02