湖北省随州市部分高中2024-2025学年高三下学期2月月考物理试题（原卷版+解析版）

这是一份湖北省随州市部分高中2024-2025学年高三下学期2月月考物理试题（原卷版+解析版），共24页。试卷主要包含了答题前，请将自己的姓名，选择题的作答，非选择题作答，考试结束后，请将答题卡上交等内容，欢迎下载使用。
★祝考试顺利★
考试范围：
高中全部高考内容
注意事项：
1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分，。在小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分）
1. 如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过小物块压缩后锁定，时解除锁定释放小物块。计算机通过小物块上的速度传感器描绘出它的图线如图乙所示，其中段为曲线，段为直线，倾斜直线是时图线的切线，已知小物块的质量为，重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 小物块与地面间的动摩擦因数为0.3B. 小物块与地面间的动摩擦因数为0.4
C. 弹簧的劲度系数为D. 弹簧的劲度系数为
2. 如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（ ）

A. 谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B. 谷粒2在最高点的速度小于
C. 两谷粒从到的运动时间相等D. 两谷粒从到的平均速度相等
3. 质量为m的物块在光滑水平面上以速率v匀速向左运动，某时刻对物块施加与水平方向夹角为的恒定拉力F，如图所示。经过时间t，物块恰好以相同速率v向右运动。在时间t内，下列说法正确的是（ ）

A. 物块所受拉力F的冲量方向水平向右B. 物块所受拉力F的冲量大小为2mv
C. 物块所受重力的冲量大小为零D. 物块所受合力的冲量大小为
4. 如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做功为2.0 J，静电力做的功为1.5 J。下列说法中正确的是（ ）

A. 粒子带负电B. 粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J
C. 粒子在A点的机械能比在B点少1.5 JD. 粒子在A点的动能比在B点少0.5 J
5. 如图所示，在垂直纸面的方向上有三根长直导线，其横截面位于正方形的三个顶点b、c、d上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，一带负电的粒子从正方形的中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（ ）
A. 沿O到a方向B. 沿O到c方向
C 沿O到d方向D. 沿O到b方向
6. 如图所示，在竖直平面内有一直角坐标系xOy，第一象限内存在方向垂直坐标平面向外的磁场，磁感应强度大小沿y轴方向不变，沿x轴正方向按照B=kx的规律变化。一质量m=0.4 kg、电阻R=0.1 Ω、边长L=0.2 m的正方形导线框abcd在t=0时刻ad边正好与y轴重合，a点与坐标原点O的距离y0=0.8 m，此时将导线框以v0=5 m/s 的速度沿与x轴正方向成53°抛出，导线框运动一段时间后速度恰好减为0，整个运动过程导线框不转动，空气对导线框的阻力忽略不计，取重力加速度大小g=10 m/s2，sin 53°=0.8、cs 53°=0.6，下列说法正确的是（ ）
A. ad、bc边受到的安培力大小相等，方向相反
B. 当导线框速度为0时，a点的纵坐标为1.6 m
C. 在从抛出到速度为0的过程中，导线框产生的焦耳热为1.2 J
D. t=0.5 s时导线框的速度大小为4 m/s
7. 中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐代张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则（ ）
A. a可能是红光，b可能是紫光，在a、b之间形成彩色光带
B. 在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光
C. 以相同的入射角从水中射向空气，若在空气中只能看到一种光，则一定是a光
D. 分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能
8. 三轮蛙式滑板车深受儿童喜欢，蛙式滑板车驱动力主要来源于两个后轮，如图所示。蛙式滑板车静止在水平地面上，当两脚分别站在左、右踏板上并双腿用力使左、右踏板张开或者合拢时，蛙式滑板车均可由静止向前启动。踏板向外张开时两后轮呈“外八”形态；踏板向内合拢时，两后轮呈“内八”形态。设两踏板受到左、右脚的静摩擦力分别为F1、F2，则下列俯视示意图中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
9. 图所示，摆球质量为m，悬线长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，在摆球运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 重力做的功为mgLB. 悬线的拉力做的功为0
C. 空气阻力F阻做的功为-mgLD. 空气阻力F阻做的功为-F阻πL
10. 导热性能良好，内壁光滑的气缸内用不计厚度的活塞封住一定质量的理想气体，现用弹簧连接活塞，将整个气缸悬挂起来，如图所示。静止时，弹簧长度为L，活塞距离地面高度为h，气缸底部距离地面高度为H，气缸内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是（ ）

A. 当外界温度不变，大气压强变小时，L变小，H变大，p增大，V变小
B. 当外界温度不变，大气压强变小时，L不变，H变小，p减小，V变大
C. 当大气压强不变，外界温度升高时，h变小，H增大，p减小，V增大
D 当大气压强不变，外界温度升高时，h不变，H减小，p不变，V增大
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11. 实验小组在探究“加速度与物体的受力、物体质量的关系”时，用图甲所示的装置让滑块做匀加速直线运动来进行。
（1）实验前，接通气源后，在导轨上轻放滑块，轻推一下滑块，使其从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门A的时间大于通过光电门B的时间。为使导轨水平，可调节旋钮使轨道右端_____________（选填“升高”或“降低”）一些。
（2）现用游标卡尺测量遮光条宽度d。测量结果如图乙所示，则___________。
（3）实验时，由气垫导轨侧面的刻度尽测出光电门A、B之间的距离为L，游标卡尺测量遮光条宽度为d由计时器分别读出遮光片通过光电门A、B的时间分别为，则滑块的加速度__________（用来表示）。
12. 如图所示，竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相连，C为切点，
圆弧轨道的半径为R，斜面的倾角为θ.现有一质量为m的滑块从D点无初速下滑，滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动，已知圆弧轨道的圆心O与A、D在同一水平面上，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，求：
(1)滑块第一次至左侧AC弧上时距A点的最小高度差h.
(2)滑块在斜面上能通过的最大路程s.
13. 有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20cm，振子在2s内完成了10次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时（t=0），经过周期振子有正向最大加速度。
（1）求振子的振幅和周期；
（2）在图中作出该振子的位移时间图像；
（3）写出振子的振动方程。
14. 某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为）、一个电流表（内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：
（1）将器材如图（a）连接：
（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）；
（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据；
（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为，与纵轴截距为，设单位角度对应电阻丝阻值为，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、、、表示）
（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图__________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；
（6）利用测出，可得该电池的电动势和内阻。
15. 如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距L＝1.0 m，与水平面之间的夹角α＝37°，匀强磁场磁感应强度B＝2.0 T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R＝1.6 Ω的电阻，质量m＝0.5 kg，电阻r＝0.4 Ω的金属棒ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移s＝3.8 m时达到稳定状态，对应过程的v－t图像如图乙所示。取g＝10 m/s2，导轨足够长（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8）。求：
（1）运动过程中a、b哪端电势高，并计算恒力F的大小；
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热；
（3）由图中信息计算0～1 s内，导体棒滑过的位移。
湖北省随州市部分高中2025年2月联考高三物理试题
本试卷共6页，全卷满分100分，考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
考试范围：
高中全部高考内容
注意事项：
1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分，。在小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分）
1. 如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过小物块压缩后锁定，时解除锁定释放小物块。计算机通过小物块上的速度传感器描绘出它的图线如图乙所示，其中段为曲线，段为直线，倾斜直线是时图线的切线，已知小物块的质量为，重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 小物块与地面间的动摩擦因数为0.3B. 小物块与地面间的动摩擦因数为0.4
C. 弹簧的劲度系数为D. 弹簧的劲度系数为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据v－t图线的斜率表示加速度，由题中图象知，滑块脱离弹簧后的加速度大小
由牛顿第二定律得，摩擦力大小为
所以
AB错误；
CD．刚释放时滑块的加速度为
由牛顿第二定律得
代入数据解得
C正确，D错误。
故选C。
2. 如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（ ）

A. 谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B. 谷粒2在最高点的速度小于
C. 两谷粒从到的运动时间相等D. 两谷粒从到的平均速度相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，A错误；
C．谷粒2做斜向上抛运动，谷粒1做平抛运动，均从O点运动到P点，故位移相同。在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动，谷粒1做自由落体运动，竖直方向上位移相同故谷粒2运动时间较长，C错误；
B．谷粒2做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度。与谷粒1比较水平位移相同，但运动时间较长，故谷粒2水平方向上的速度较小即最高点的速度小于，B正确；
D．两谷粒从O点运动到P点的位移相同，运动时间不同，故平均速度不相等，谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，D错误。
故选B。
3. 质量为m的物块在光滑水平面上以速率v匀速向左运动，某时刻对物块施加与水平方向夹角为的恒定拉力F，如图所示。经过时间t，物块恰好以相同速率v向右运动。在时间t内，下列说法正确的是（ ）

A. 物块所受拉力F的冲量方向水平向右B. 物块所受拉力F的冲量大小为2mv
C. 物块所受重力的冲量大小为零D. 物块所受合力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．物块所受拉力的冲量为
方向与水平方向夹角为，故AB错误；
C．物块所受重力的冲量为
故C错误；
D．由动量定理可知
故D正确；
故选D。
4. 如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，静电力做的功为1.5 J。下列说法中正确的是（ ）

A. 粒子带负电B. 粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J
C. 粒子在A点的机械能比在B点少1.5 JD. 粒子在A点的动能比在B点少0.5 J
【答案】C
【解析】
【详解】A．由粒子运动的轨迹可知，粒子所受电场力方向向右，而电场强度方向也向右，故粒子带正电，故A错误；
B．粒子从A点到B点的过程中静电力做正功，所以电势能减少，粒子在A点的电势能比在B点多1.5 J，故B错误；
C．静电力做正功，机械能增加，所以粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J，故C正确；
D．根据动能定理得
所以粒子在A点的动能比在B点多 0.5 J， 故D错误。
故选C。
5. 如图所示，在垂直纸面的方向上有三根长直导线，其横截面位于正方形的三个顶点b、c、d上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，一带负电的粒子从正方形的中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（ ）
A. 沿O到a方向B. 沿O到c方向
C. 沿O到d方向D. 沿O到b方向
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由安培定则可判断b、c、d三根导线产生的磁场如图所示，由磁场的叠加性原理可知它们的合磁场方向水平向左，再由左手定则可判断负电的粒子所受洛伦兹力方向沿O到a方向。
故选A。
6. 如图所示，在竖直平面内有一直角坐标系xOy，第一象限内存在方向垂直坐标平面向外的磁场，磁感应强度大小沿y轴方向不变，沿x轴正方向按照B=kx的规律变化。一质量m=0.4 kg、电阻R=0.1 Ω、边长L=0.2 m的正方形导线框abcd在t=0时刻ad边正好与y轴重合，a点与坐标原点O的距离y0=0.8 m，此时将导线框以v0=5 m/s 的速度沿与x轴正方向成53°抛出，导线框运动一段时间后速度恰好减为0，整个运动过程导线框不转动，空气对导线框的阻力忽略不计，取重力加速度大小g=10 m/s2，sin 53°=0.8、cs 53°=0.6，下列说法正确的是（ ）
A. ad、bc边受到的安培力大小相等，方向相反
B. 当导线框速度为0时，a点的纵坐标为1.6 m
C. 在从抛出到速度为0的过程中，导线框产生的焦耳热为1.2 J
D. t=0.5 s时导线框的速度大小为4 m/s
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题分析，可知ab、cd边受到的安培力等大反向，但ad、bc边受到的安培力大小不相等（所处磁场强弱不同）、方向相反，导线框的合安培力水平向左，则导线框在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做减速直线运动，当速度为0时，导线框上升的高度
a点的纵坐标
解得y=1.6 m，
故A错误，B正确；
C．由功能关系可知，导线框产生的焦耳热等于导线框克服安培力做的功，水平方向的合力就是安培力，由功能关系可知产生的焦耳热
解得Q=1.8 J
故C错误；
D．当速度为0时，导线框已经运动的时间
t0之后导线框做自由落体运动，回路中没有感应电流，速度大小
解得v=1 m/s
故D错误。
故选B。
7. 中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐代张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则（ ）
A. a可能是红光，b可能是紫光，在a、b之间形成彩色光带
B. 在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光
C. 以相同的入射角从水中射向空气，若在空气中只能看到一种光，则一定是a光
D. 分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．由光路可知，水对a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，a光频率较大，则a光可能是紫光，b光可能是红光，在a、b之间形成彩色光带，选项A错误；
B．根据
可知，在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于b光，选项B错误；
C．根据
可知，a光的临界角较小，则以相同的入射角从水中射向空气，则首先发生全反射的一定是a光，若在空气中只能看到一种光，一定是b光，选项C错误；
D．因a光的频率大于b光频率，可知分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能，选项D正确。
故选D。
8. 三轮蛙式滑板车深受儿童喜欢，蛙式滑板车驱动力主要来源于两个后轮，如图所示。蛙式滑板车静止在水平地面上，当两脚分别站在左、右踏板上并双腿用力使左、右踏板张开或者合拢时，蛙式滑板车均可由静止向前启动。踏板向外张开时两后轮呈“外八”形态；踏板向内合拢时，两后轮呈“内八”形态。设两踏板受到左、右脚的静摩擦力分别为F1、F2，则下列俯视示意图中可能正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．两脚分别站在左、右踏板上并双腿用力使左、右踏板张开时，在左、右脚对踏板向外静摩擦力作用下，踏板向外张开，两后轮呈“外八”形态，故A正确，B错误；
CD．两脚分别站在左、右踏板上并双腿用力使左、右踏板合拢时，在左、右脚对踏板向里的静摩擦力作用下，踏板向内合拢，两后轮呈“内八”形态，故C正确，D错误。
故选AC。
9. 图所示，摆球质量为m，悬线长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，在摆球运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 重力做功为mgLB. 悬线的拉力做的功为0
C. 空气阻力F阻做的功为-mgLD. 空气阻力F阻做的功为-F阻πL
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由重力做功的特点得重力做的功为
故A正确；
B．悬线的拉力始终与v垂直，不做功，故B正确；
CD．空气阻力做的功等于空气阻力与路程的乘积， 则有
故C错误，D正确。
故选ABD。
10. 导热性能良好，内壁光滑的气缸内用不计厚度的活塞封住一定质量的理想气体，现用弹簧连接活塞，将整个气缸悬挂起来，如图所示。静止时，弹簧长度为L，活塞距离地面高度为h，气缸底部距离地面高度为H，气缸内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是（ ）

A. 当外界温度不变，大气压强变小时，L变小，H变大，p增大，V变小
B. 当外界温度不变，大气压强变小时，L不变，H变小，p减小，V变大
C. 当大气压强不变，外界温度升高时，h变小，H增大，p减小，V增大
D. 当大气压强不变，外界温度升高时，h不变，H减小，p不变，V增大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．设气缸和活塞的质量分别为M和m，则缸内气体的压强
当外界温度不变，大气压强变小时，p变小，根据
可知，V变大，弹簧弹力等于活塞和气缸的重力之和，因活塞与气缸的重力不变，则弹簧弹力不变，则L不变，气缸下移，则H变小，故A错误，B正确；
CD．当大气压强不变，则p不变，根据
可知，当外界温度升高时，V增大，弹簧弹力不变，则L不变，活塞位置不变，则h不变，H减小，故C错误，D正确。
故选BD。
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11. 实验小组在探究“加速度与物体的受力、物体质量的关系”时，用图甲所示的装置让滑块做匀加速直线运动来进行。
（1）实验前，接通气源后，在导轨上轻放滑块，轻推一下滑块，使其从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门A的时间大于通过光电门B的时间。为使导轨水平，可调节旋钮使轨道右端_____________（选填“升高”或“降低”）一些。
（2）现用游标卡尺测量遮光条宽度d。测量结果如图乙所示，则___________。
（3）实验时，由气垫导轨侧面的刻度尽测出光电门A、B之间的距离为L，游标卡尺测量遮光条宽度为d由计时器分别读出遮光片通过光电门A、B的时间分别为，则滑块的加速度__________（用来表示）。
【答案】 ①. 降低 ②. 4.30 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]滑块通过光电门A的时间大于通过光电门B的时间，说明滑块做加速运动，则右端高，可调节旋钮使轨道右端降低一些。
（2）[2] 用游标卡尺测量遮光条宽度为
（3）[3]滑块通过光电门A的速度为
滑块通过光电门B的速度为
从A到B做匀加速直线运动，则根据运动学公式可得
12. 如图所示，竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相连，C为切点，
圆弧轨道的半径为R，斜面的倾角为θ.现有一质量为m的滑块从D点无初速下滑，滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动，已知圆弧轨道的圆心O与A、D在同一水平面上，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，求：
(1)滑块第一次至左侧AC弧上时距A点的最小高度差h.
(2)滑块在斜面上能通过的最大路程s.
【答案】(1)μRcsθctθ (2)
【解析】
【详解】(1)由动能定理得：
mgh－μmgcsθ·R/tanθ＝0
得h＝μRcs2θ/sinθ＝μRcsθctθ
(2)滑块最终至C点的速度为0时对应在斜面上的总路程最大，由动能定理得
mgRcsθ－μmgcsθ·s＝0
得：s＝.
13. 有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20cm，振子在2s内完成了10次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时（t=0），经过周期振子有正向最大加速度。
（1）求振子的振幅和周期；
（2）在图中作出该振子位移时间图像；
（3）写出振子的振动方程。
【答案】（1）10cm，0.2s
（2）见解析 （3）
【解析】
【小问1详解】
由题可知，振幅
周期为
【小问2详解】
振子在周期时具有正向最大加速度，故有负向最大位移，其位移时间图像如图所示
【小问3详解】
设振动方程为
当t=0时，x=0，则
解得
或（舍去）
所以振动方程为
14. 某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为）、一个电流表（内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：
（1）将器材如图（a）连接：
（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）；
（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据；
（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为，与纵轴截距为，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、、、表示）
（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图__________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；
（6）利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【分析】
【详解】（2）[1]开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的端。
（4）[2]设圆心角为时，电阻丝接入电路中电阻为，根据闭合电路欧姆定律可知
整理得
结合图象的斜率和截距满足
，
解得电源电动势和内阻为
（5）[3]实验器材中有定值电阻和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图
原理的简单说明：
① 将开关置于位置，读出电流表示数；
② 将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为，读出此时角度θ ；
③ 此时，即可求得的数值。
15. 如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距L＝1.0 m，与水平面之间的夹角α＝37°，匀强磁场磁感应强度B＝2.0 T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R＝1.6 Ω的电阻，质量m＝0.5 kg，电阻r＝0.4 Ω的金属棒ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移s＝3.8 m时达到稳定状态，对应过程的v－t图像如图乙所示。取g＝10 m/s2，导轨足够长（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8）。求：
（1）运动过程中a、b哪端电势高，并计算恒力F的大小；
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热；
（3）由图中信息计算0～1 s内，导体棒滑过的位移。
【答案】（1）b端电势高，5 N；（2）1.47 J；（3）0.755 m
【解析】
【详解】（1）由右手定则可判断感应电流由a流向b，b相当于电源的正极，故b端电势高
当金属棒匀速运动时，由平衡条件得
其中
由乙图可知
联立解得
（2）从金属棒开始运动到恰好达到稳定状态，由动能定理得
又克服安培力所做的功等于整个电路产生的焦耳热，代入数据解得
两电阻产生的焦耳热与阻值成正比，故金属棒上产生的焦耳热为
（3）进入匀强磁场导体棒做加速度减小的加速运动，由动量定理有
又
由图可知
代入数据解得
由
得