福建省福州第三中学2024届高三下学期第十六次检测（三模）物理试题（Word版附解析）

这是一份福建省福州第三中学2024届高三下学期第十六次检测（三模）物理试题（Word版附解析），共29页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 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. 如图所示为G5065高铁由南昌西到厦门北的路线图，期间运行5小时20分钟，全程约682公里，下列说法正确的是（ ）
A. 在研究G5065通过某高架桥的时间时可以将列车看成质点
B. 时间是国际单位制中力学三个基本物理量之一
C. 5小时20分钟表示的是时刻
D. 根据这两个数据，可以估算出此次行程的平均速度的大小
2. 光导纤维作为光传导工具。已广泛应用于通信、互联网等领域。一段光导纤维由折射率不同内芯和包层构成，如图所示，AB和CD为光导纤维横截面的直径，AB与CD平行，AD和BC长度均为d，一束单色光经AB的中点与AB横截面成45°角从空气入射到光导纤维中，折射光线与AD的夹角为30°，光在真空中传播的速度大小为c，则下列说法中正确的是（ ）
A. 光导纤维对该单色光的折射率为
B. 光导纤维内芯的折射率小于包层的折射率
C. 如果增大入射光线与AB横截面的夹角，光线可能在AB的横截面上发生全反射
D. 若外部包层的折射率与空气的折射率相同，则光从AB传播到CD所用的最长时间为
3. 如图甲所示为架设在山坡上高压电线塔，由于相邻两高压塔距离较远，其间输电导线较粗，导线较重，导致平衡时导线呈弧形下垂。若其中两相邻高压塔A、B之间一条输电线平衡时呈弧形下垂最低点为C，输电线粗细均匀，已知弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处电线切线与竖直方向夹角为β=30°，则右塔A处电线切线与竖直方向夹角α应为（ ）
A. 30°B. 45°C. 60°D. 75°
4. 如图所示，足够长光滑平行金属导轨MN、固定在同一水平面内，导轨的左端P、M之间接有电容器C。在的区域内存在着垂直于导轨平面向下的磁场，其磁感应强度B随坐标x的变化规律为（k为大于零的常数）。金属棒ab与导轨垂直，从x=0的位置在水平外力F的作用下沿导轨做匀速直线运动，金属棒与导轨接触良好，金属棒及导轨的电阻均不计。关于电容器的带电量、金属棒中的电流I、拉力F、拉力的功率P随x的变化图象正确的是（ ）
A. B.
C. D.
二、双项选择题：本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
5. 某款伸展运动传感器的原理图如图所示，它由一电极和可伸缩柱极体组成，可在非接触状态下实现力一电转换。电极通过电阻接地处理，当带负电的柱极体靠近电极时，从地面引出的电荷在电极上产生。当复合柱极体拉伸时，弹性体和柱极体粒子发生形变，改变了电极上的感应电荷量，并通过电阻器产生电流（电子移动方向如图中箭头所示）。下列说法正确的是（ ）
A. 在拉伸复合柱极体的过程中，电流自左向右流经电阻R
B. 在拉伸复合柱极体的过程中，柱极体内电荷相互作用的电势能减小
C. 在拉伸复合柱极体的过程中，电极上的电势将升高
D. 周期性拉伸复合柱极体，将有交变电流流经电阻R
6. 2021年5月15日中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆。“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道是一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示），在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。若只考虑太阳对“天问一号”的作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 两次点火之间的时间间隔为
B. 两次点火喷射方向一次与速度方向相同，一次与速度方向相反
C. “天问一号”在地球轨道上线速度与在火星轨道上的线速度之比为
D. “天问一号”运行中在转移轨道上M点的加速度与在火星轨道上P点的加速度之比为
7. 风力发电绿色环保、低碳，通过变压器和远距离输电线给用户供电，工作原理如图所示。发电机线圈面积、匝数匝、电阻不计，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的水平轴匀速转动，转速，其输出端与升压变压器的原线圈相连，输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比，输出功率为，降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻，变压器均为理想变压器。用户端工作电压为220V。下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度大小为
B. 用户获得的功率为
C. 降压变压器原、副线圈匝数比
D. 若输出电压不变，输电线电流变大，则用户端电压变小
8. 如图所示，竖直轻弹簧两端连接两个小物块A、B，置于水平地面上且处于静止状态，现将小物块C从A的正上方某位置静止释放，物块C与A碰后粘连在一起共同运动。已知在以后的运动过程中，当A向上运动到最高点时，B受地面支持力恰好变为开始的。重力加速度为g，弹簧劲度系数为k，A的质量为m，B的质量为3m，C的质量为2m，下列说法正确的是（ ）
A. 物块A与物块C粘连共同向下运动过程，速度逐渐减小
B. 小物块做简谐运动的振幅为
C. 地面受最大压力为9mg
D. 物块C释放位置距离物块A为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
9. 中国探月工程“绕、落、回”三步走规划如期完成，同时实现了中国首次月球无人采样返回。月球土壤里存在大量，两个原子可以发生核聚变产生，该反应方程式为：______（填相应粒子的符号）， 的比结合能_____（选填“大于”或“小于”） 的比结合能。
10. 如图所示， 一粗细均匀的 U 型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h₁，水银柱cd的长度为h₂，，a面与c面恰处于同一高度。则气体A的压强__________（选填“大于”、 “小于”或“等于”）气体B 的压强：气体A 的压强为_______。（已知大气压强为p，水银的密度ρ，重力加速度为g）。
11. 某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点， a、b、c、e四点中电场强度最小的点是_____；若一质子从a点运动到d点，则电场力做功为_____eV。
12. 利用实验室的斜面小槽等器材研究平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，要想得到钢球在空中做平抛运动的轨迹就得设法用铅笔描出小球经过的位置（每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点）。通过多次实验，把在竖直白纸上记录的钢球的多个位置，用平滑曲线连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹。
（1）研究平抛运动，下面做法可以减小实验误差的是_____________。
A.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B.使用密度小、体积大的钢球
C.实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下
D.使斜槽末端切线保持水平
（2）实验过程中，要建立直角坐标系，在下图中，建系坐标原点选择正确的是_____________。
A. B.C。 D.
（3）若某同学只记录了小球运动途中的三点的位置，如图，取点为坐标原点，各点的位置坐标如图所示，小球平抛的初速度大小_____________（重力加速度取，结果保留两位有效数字）；小球抛出点的位置坐标是_____________（以为单位，答案不用写单位，注意正负号）。
13. 某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示，d=_______mm。
（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（ ）
A. 磁通量的变化量B. 磁通量的变化率C. 磁通量
（3）得到多组△t与E的数据之后，若以E为纵坐标、 为横坐标作出图像，发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内___。
（4）其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率_____（选填“增大” “不变”或“减小”）。
14. 《水流星》是中国传统民间杂技艺术，杂技演员用一根绳子兜着里面倒上水的两个碗，迅速地旋转着绳子做各种精彩表演，即使碗底朝上，碗里的水也不会洒出来。假设水的质量为m，绳子长度为l，重力加速度为g，不计空气阻力。绳子的长度远远大于碗口直径。杂技演员手拿绳子的中点，让碗在空中旋转。
（1）两碗在竖直平面内做圆周运动，若碗通过最高点时，水对碗的压力等于mg，求碗通过最高点时的线速度；
（2）若两只碗在竖直平面内做圆周运动，两碗的线速度大小始终相等，如图甲所示，当正上方碗内的水恰好不流出来时，求正下方碗内的水对碗的压力；
（3）若两只碗绕着同一点在水平面内做匀速圆周运动，如图乙所示。已知绳与竖直方向的夹角为θ，求碗和水转动的角速度大小。
15. 如图所示， 间距为 的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为 的电阻，磁感应强度为 的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点P、M分别与横截面积为 的100 匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小随时间均匀变化的匀强磁场 平行，开关K闭合后，质量为 电阻值为 的金属棒ab恰能保持静止。若断开开关后金属棒下落2m时恰好达到最大速度，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取 求∶
（1）金属棒ab恰能保持静止时，匀强磁场 磁感应强度的变化率；
（2）金属棒ab下落时能达到的最大速度v的大小；
（3）金属棒ab从开始下落到恰好运动至最大速度的过程中，金属棒产生的焦耳热Q。
16. 某款生物电疗仪结构如图所示，在xOy平面内存在有区域足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。位于坐标原点O处的离子源能在xOy平面内持续发射质量为m、电荷量为q的负离子，其速度方向与x轴夹角的最小值为30°，且各个方向速度大小随变化的关系为，式中为未知定值。已知的离子恰好通过坐标为的P点，不计离子的重力及离子间的相互作用，忽略磁场的边界效应。
（1）求关系式中值；
（2）在的界面上，有离子通过的区域所对应纵坐标y的取值范围：
（3）在界面右侧加一定宽度且平行于＋x轴的匀强电场，如图所示，电场强度大小。为使所有离子都不能穿越电场区域的右边界，求所加电场的宽度d至少为多大？
福州三中 2023-2024 学年高三第十六次质量检测物理试卷
一、单项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 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. 如图所示为G5065高铁由南昌西到厦门北的路线图，期间运行5小时20分钟，全程约682公里，下列说法正确的是（ ）
A. 在研究G5065通过某高架桥的时间时可以将列车看成质点
B. 时间是国际单位制中力学三个基本物理量之一
C. 5小时20分钟表示的是时刻
D. 根据这两个数据，可以估算出此次行程的平均速度的大小
【答案】B
【解析】
【详解】A．在研究G5065通过某高架桥的时间时，列车的长度不可忽略，不可以将列车看成质点，故A错误；
B．时间是国际单位制中力学三个基本物理量之一，故B正确；
C．5小时20分钟表示的一段时间，是时间间隔，故C错误；
D．根据这两个数据，可以估算出此次行程的平均速率的大小，没有位移，不可以求平均速度的大小，故D错误。
故选B。
2. 光导纤维作为光传导工具。已广泛应用于通信、互联网等领域。一段光导纤维由折射率不同的内芯和包层构成，如图所示，AB和CD为光导纤维横截面的直径，AB与CD平行，AD和BC长度均为d，一束单色光经AB的中点与AB横截面成45°角从空气入射到光导纤维中，折射光线与AD的夹角为30°，光在真空中传播的速度大小为c，则下列说法中正确的是（ ）
A. 光导纤维对该单色光的折射率为
B. 光导纤维内芯的折射率小于包层的折射率
C. 如果增大入射光线与AB横截面的夹角，光线可能在AB的横截面上发生全反射
D. 若外部包层的折射率与空气的折射率相同，则光从AB传播到CD所用的最长时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意，由折射定律和几何关系可得，光导纤维对该单色光的折射率为
故A错误；
BC．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角达到临界角，则光线在内芯和包层的界面上发生全反射，光导纤维内芯的折射率大于包层的折射率，无论入射光线与AB横截面的夹角多大，光线不可能在AB的横截面上发生全反射，故BC错误；
D．若外部包层的折射率与空气的折射率相同，设光在面的入射角为，则光在光导纤维内芯中的传播距离为
可知，当角最小，等于临界角时，光从AB传播到CD所用的时间最长，最长时间为
故D正确。
故选D。
3. 如图甲所示为架设在山坡上高压电线塔，由于相邻两高压塔距离较远，其间输电导线较粗，导线较重，导致平衡时导线呈弧形下垂。若其中两相邻高压塔A、B之间一条输电线平衡时呈弧形下垂最低点为C，输电线粗细均匀，已知弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处电线切线与竖直方向夹角为β=30°，则右塔A处电线切线与竖直方向夹角α应为（ ）
A. 30°B. 45°C. 60°D. 75°
【答案】C
【解析】
【详解】设ABC三个位置的拉力分别为FA、FB、FC，FC一定沿着切线方向，即水平方向，设导线的质量为m，对AC段
对BC段
解得
C正确，ABD错误。
故选C。
4. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、固定在同一水平面内，导轨的左端P、M之间接有电容器C。在的区域内存在着垂直于导轨平面向下的磁场，其磁感应强度B随坐标x的变化规律为（k为大于零的常数）。金属棒ab与导轨垂直，从x=0的位置在水平外力F的作用下沿导轨做匀速直线运动，金属棒与导轨接触良好，金属棒及导轨的电阻均不计。关于电容器的带电量、金属棒中的电流I、拉力F、拉力的功率P随x的变化图象正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．金属棒做匀速直线运动，则
金属棒切割磁感线产生的电动势
电容器两端的电压等于电动势，即
电容器带电量
即电容器带电量Q与x成正比关系，故A错误；
B．金属棒中的电流等于电容器的充电电流，即
即金属棒中的电流I不随x变化，故B错误；
C．根据平衡条件有，拉力为
即拉力F与x成正比关系，故C正确；
D．拉力的功率为
即拉力的功率P与x成正比关系，故D错误。
故选C。
二、双项选择题：本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
5. 某款伸展运动传感器的原理图如图所示，它由一电极和可伸缩柱极体组成，可在非接触状态下实现力一电转换。电极通过电阻接地处理，当带负电的柱极体靠近电极时，从地面引出的电荷在电极上产生。当复合柱极体拉伸时，弹性体和柱极体粒子发生形变，改变了电极上的感应电荷量，并通过电阻器产生电流（电子移动方向如图中箭头所示）。下列说法正确的是（ ）
A. 在拉伸复合柱极体的过程中，电流自左向右流经电阻R
B. 在拉伸复合柱极体的过程中，柱极体内电荷相互作用的电势能减小
C. 在拉伸复合柱极体的过程中，电极上的电势将升高
D. 周期性拉伸复合柱极体，将有交变电流流经电阻R
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题图中电荷移动方向及电流方向规定为正电荷运动的定向方向可知电流自右向左流经电阻R，故A错误；
B．在拉伸复合柱极体的过程中，柱极体内电荷距离增大，电荷做正功，相互作用的电势能减小，故B正确；
C．电流方向与电子运动方向相反，根据电流从高电势流向低电势这一原理可知，在拉伸复合柱极体的过程中，电极上的电势降低，故C错误；
D．周期性拉伸复合柱极体，则电流将往返通过电阻R，故将有交变电流流经电阻R，故D正确。
故选BD
6. 2021年5月15日中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆。“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道是一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示），在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。若只考虑太阳对“天问一号”的作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 两次点火之间的时间间隔为
B. 两次点火喷射方向一次与速度方向相同，一次与速度方向相反
C. “天问一号”在地球轨道上的线速度与在火星轨道上的线速度之比为
D. “天问一号”运行中在转移轨道上M点的加速度与在火星轨道上P点的加速度之比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．设霍曼转移轨道周期为，地球公转周期为，由开普勒第三定律
和地球公转与周期关系
解得
A选项正确；
B．两次点火喷射都使“天问一号”加速，所以喷射方向都与速度方向相反，B选项错误；
CD．由火星轨道半径为，地球轨道半径为，根据
得
，
则“天问一号”在地球轨道上的线速度与在火星轨道上的线速度之比为；“天问一号”运行中在转移轨道上M点的加速度与在火星轨道上P点的加速度之比为，则C选项正确，D选项错误；
故选AC。
7. 风力发电绿色环保、低碳，通过变压器和远距离输电线给用户供电，工作原理如图所示。发电机线圈面积、匝数匝、电阻不计，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的水平轴匀速转动，转速，其输出端与升压变压器的原线圈相连，输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比，输出功率为，降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻，变压器均为理想变压器。用户端工作电压为220V。下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度大小为
B. 用户获得的功率为
C. 降压变压器原、副线圈匝数比
D. 若输出电压不变，输电线电流变大，则用户端电压变小
【答案】BD
【解析】
【详解】A．发电线圈产生的感应电动势表达式为
解得
A错误；
B．升压变压器副线圈的电压为
升压变压器副线圈的电流为
则
则用户获得的功率为
B正确；
C．降压变压器原、副线圈匝数比为
C错误；
D．若输出电压不变，则不变，输电线电流变大，则减小，则减小，D正确；
故选BD。
8. 如图所示，竖直轻弹簧两端连接两个小物块A、B，置于水平地面上且处于静止状态，现将小物块C从A的正上方某位置静止释放，物块C与A碰后粘连在一起共同运动。已知在以后的运动过程中，当A向上运动到最高点时，B受地面支持力恰好变为开始的。重力加速度为g，弹簧劲度系数为k，A的质量为m，B的质量为3m，C的质量为2m，下列说法正确的是（ ）
A. 物块A与物块C粘连共同向下运动过程，速度逐渐减小
B. 小物块做简谐运动的振幅为
C. 地面受最大压力为9mg
D. 物块C释放位置距离物块A为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．初始时，由平衡条件可知弹簧处于压缩，弹力与A的重力等大反向，物块A与物块C碰后粘连共同向下运动过程中，刚碰瞬间弹簧弹力不能突变，AC整体合力向下，物块A与物块C粘连共同先向下做加速运动，故A错误；
B．初始时，弹簧处于压缩，对A由平衡条件可知
对B由平衡条件可知
当A向上运动到最高点时，B受地面支持力恰好变为开始的，可得
对B由平衡条件可得
解得
弹簧处于伸长
在平衡位置，对AC整体分析得
解得
小物块做简谐运动的振幅为
故B正确；
C．在最高点，对AC整体分析得
解得
根据简谐运动的对称性可知，在最高点和最低点的加速度大小相等，有
解得
对B由平衡条件，可得
根据牛顿第三定律可知，地面受最大压力为10mg，故C错误；
D．C与A碰前，有
A与C发生完全非弹性碰撞，有
从A与C相碰到最低点整个过程由能量守恒有
解得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
9. 中国探月工程“绕、落、回”三步走规划如期完成，同时实现了中国首次月球无人采样返回。月球土壤里存在大量，两个原子可以发生核聚变产生，该反应方程式为：______（填相应粒子的符号）， 的比结合能_____（选填“大于”或“小于”） 的比结合能。
【答案】 ①. ②. 小于
【解析】
【详解】[1]根据电荷数和质量数守恒，该反应方程式为
[2]不稳定，聚变为较稳定，比结合能越大，原子核越稳定，可知的比结合能小于的比结合能。
10. 如图所示， 一粗细均匀的 U 型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h₁，水银柱cd的长度为h₂，，a面与c面恰处于同一高度。则气体A的压强__________（选填“大于”、 “小于”或“等于”）气体B 的压强：气体A 的压强为_______。（已知大气压强为p，水银的密度ρ，重力加速度为g）。
【答案】 ①. 小于 ②.
【解析】
【详解】[1] 依题意，玻璃管左侧与液面b等高液面处的压强也为，根据平衡条件有
则气体A的压强小于B的压强；
[2]分析水银柱cd，可得
又
解得
11. 某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点， a、b、c、e四点中电场强度最小的点是_____；若一质子从a点运动到d点，则电场力做功为_____eV。
【答案】 ①. a ②.
【解析】
【详解】[1]根据
可知等差等势面越密集的地方场强越大，越稀疏的地方场强越小，则a、b、c、e四点中电场强度最小的点是a点；
[2]若一质子从a点运动到d点，则电场力做功为
12. 利用实验室的斜面小槽等器材研究平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，要想得到钢球在空中做平抛运动的轨迹就得设法用铅笔描出小球经过的位置（每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点）。通过多次实验，把在竖直白纸上记录的钢球的多个位置，用平滑曲线连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹。
（1）研究平抛运动，下面做法可以减小实验误差的是_____________。
A.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B.使用密度小、体积大的钢球
C.实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下
D.使斜槽末端切线保持水平
（2）实验过程中，要建立直角坐标系，在下图中，建系坐标原点选择正确的是_____________。
A. B.C。 D.
（3）若某同学只记录了小球运动途中的三点的位置，如图，取点为坐标原点，各点的位置坐标如图所示，小球平抛的初速度大小_____________（重力加速度取，结果保留两位有效数字）；小球抛出点的位置坐标是_____________（以为单位，答案不用写单位，注意正负号）。
【答案】 ①. CD##DC ②. C ③. 1.0 ④. （-10、-5）或（-10cm、-5cm）
【解析】
【详解】（1）[1]A．对斜槽轨道是否光滑无要求，根据动能定理，每次合外力做功相同，就会获得相同大小的速度。故有无摩擦力对实验没有影响。A错误；
B．使用密度小、体积大的钢球，实验误差会增大。B错误；
C．实验中为保证速度大小恒定，则要求每次从斜槽上相同的位置无初速度释放。实验误差会减小。C正确；
D．斜槽的作用是提供一个恒定的水平速度，水平速度要求斜槽轨道末端水平。实验误差会减小。D正确；
故选CD。
（2）[2]建立坐标系时，应将小球在斜槽末端时，球心在竖直面上投影为坐标原点。
故选C。
（3）[3]如图所示，根据平抛运动规律知，在竖直方向
代入得
水平方向初速度为
代入得
[4]由图知，小球经过B点时的速度为
代入得
则小球从抛出点到B点的时间为
根据竖直方向小球做自由落体运动，小球从抛出点到B点的竖直方向位移为
代入得
则抛出点坐标为（-10，-5）
13. 某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片宽度d，如图乙所示，d=_______mm。
（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（ ）
A. 磁通量的变化量B. 磁通量的变化率C. 磁通量
（3）得到多组△t与E的数据之后，若以E为纵坐标、 为横坐标作出图像，发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内___。
（4）其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率_____（选填“增大” “不变”或“减小”）。
【答案】（1）5.661##5.662##5.663
（2）A （3）感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
（4）增大
【解析】
【小问1详解】
用螺旋测微器测量挡光片的宽度d=5.5mm+0.01mm×16.2=5.662mm
【小问2详解】
小车以不同速度靠近螺线管的过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故A正确，BC错误。
故选A。
【小问3详解】
根据
线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
【小问4详解】
根据
其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率变大。
14. 《水流星》是中国传统民间杂技艺术，杂技演员用一根绳子兜着里面倒上水的两个碗，迅速地旋转着绳子做各种精彩表演，即使碗底朝上，碗里的水也不会洒出来。假设水的质量为m，绳子长度为l，重力加速度为g，不计空气阻力。绳子的长度远远大于碗口直径。杂技演员手拿绳子的中点，让碗在空中旋转。
（1）两碗在竖直平面内做圆周运动，若碗通过最高点时，水对碗的压力等于mg，求碗通过最高点时的线速度；
（2）若两只碗在竖直平面内做圆周运动，两碗的线速度大小始终相等，如图甲所示，当正上方碗内的水恰好不流出来时，求正下方碗内的水对碗的压力；
（3）若两只碗绕着同一点在水平面内做匀速圆周运动，如图乙所示。已知绳与竖直方向的夹角为θ，求碗和水转动的角速度大小。
【答案】（1）；（2）2 mg，方向竖直向下；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）水对碗的压力等于mg，根据牛顿第三定律，碗对水的弹力
对水受力分析，合力提供向心力，即
轨道半径
R=
可得碗和水的线速度
（2）两只碗在竖直平面内做匀速圆周运动，两碗的线速度相等，若碗通过最高点时，水恰好不流出来，重力恰好提供向心力，设此时速度v0，有
设最低点碗对水支持力大小为F2，水的合力提供向心力，即
可得
由牛顿第三定律，水对碗压力大小为2 mg，方向竖直向下。
（3）设碗的质量为M，绳的拉力为F
竖直方向上
水平方向上
联立可得
15. 如图所示， 间距为 的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为 的电阻，磁感应强度为 的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点P、M分别与横截面积为 的100 匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小随时间均匀变化的匀强磁场 平行，开关K闭合后，质量为 电阻值为 的金属棒ab恰能保持静止。若断开开关后金属棒下落2m时恰好达到最大速度，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取 求∶
（1）金属棒ab恰能保持静止时，匀强磁场 的磁感应强度的变化率；
（2）金属棒ab下落时能达到的最大速度v的大小；
（3）金属棒ab从开始下落到恰好运动至最大速度的过程中，金属棒产生的焦耳热Q。
【答案】（1）08T/s；（2）2m/s；（3）0.072J
【解析】
【详解】（1）金属棒保持静止，根据平衡条件得
可得
则线圈产生的感应电动势为
由电磁感应定律可知
解得
（2）断开开关K后，金属棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度是0（即合外力是0）时速度最大，此时恰能匀速下降，根据平衡条件得
此时金属棒中产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律得
联立解得金属棒的最大速度为
（3）金属棒从开始下落到最大速度的过程中，根据动能定理得
金属棒产生的焦耳热
16. 某款生物电疗仪结构如图所示，在xOy平面内存在有区域足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。位于坐标原点O处的离子源能在xOy平面内持续发射质量为m、电荷量为q的负离子，其速度方向与x轴夹角的最小值为30°，且各个方向速度大小随变化的关系为，式中为未知定值。已知的离子恰好通过坐标为的P点，不计离子的重力及离子间的相互作用，忽略磁场的边界效应。
（1）求关系式中的值；
（2）在的界面上，有离子通过的区域所对应纵坐标y的取值范围：
（3）在界面右侧加一定宽度且平行于＋x轴的匀强电场，如图所示，电场强度大小。为使所有离子都不能穿越电场区域的右边界，求所加电场的宽度d至少为多大？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由于的离子恰好通过坐标为（，）的点，此时离子的速度为，运动半径为
由牛顿第二定律得
解得
（2）对于任意的速度方向与x轴成角的离子，设其在磁场中的运动半径为，如图所示
由牛顿第二定律得
且有
解得
故所有离子做圆周运动的轨道圆心均在界面上，且速度方向垂直于界面；当时
故离子通过界面时坐标的最小值为
坐标的最大值为
则离子通过界面时坐标的范围为
（3）须保证最大速度为的离子不能穿越电场区域。设离子在进入电场时，除了有垂直于界面的初速度，还有两个大小相等、方向相反的沿界面的速度，如图所示
令
可得
则该离子做圆周运动的速度
与水平方向的夹角
则该离子做圆周运动时满足
可得
则所求电场的最小宽度