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2022年上海市黄浦区高三（下）二模等级考物理试卷（含详解）
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这是一份2022年上海市黄浦区高三（下）二模等级考物理试卷（含详解），共25页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸，20 题在列式计算等内容，欢迎下载使用。
黄浦区 2022 年高中学业等级考调研测试
物 理 试 卷
考生注意：
1、答题前，务必在试卷与答题纸上填写学校、姓名、准考证号。
2、试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。
3、本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三大部分，第一部分为单项选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。
4、作答必须涂或写在答题纸上相应的位置，在试卷上作答无效。
一、单项选择题（共 40 分，1 至 8 题每小题 3 分，9 至 12 题每小题 4 分。每小题只有一个正确选项）
1. 某移动电源上标识的“4500mAh”反映的物理量是（ ）
A. 电压 B. 电功 C. 功率 D. 电量
2. 硼B中子俘获治疗时，病人先被注射一种含硼的药物，然后用中子照射，硼俘获中子后，发生核反应的方程是，其中的X是 （ ）
A. 氦原子核 B. 电子 C. 质子 D. 光子
3. 如图为一金属环肥皂膜的干涉条纹照片，拍摄这张照片时圆环最高点位于 （ ）
A. a 附近 B. b 附近 C. c 附近 D. d 附近
4. 在嫦娥四号探测器“奔向”月球的过程中，用 h 表示探测器与月球表面的距离，F表示它受到的月球引力，能够描述 F 随 h 变化关系的图像是 （ ）
A. B.
C. D.
5. 一列简谐横波某时刻的波形如图所示，此后L质点比K质点先回到平衡位置。则该波的传播方向和此刻K质点的速度方向分别为（ ）
A. x轴正方向、y轴正方向
B. x轴正方向、y轴负方向
C. x轴负方向、y轴正方向
D. x轴负方向、y轴负方向
6. 如图所示，1、2、3三个点代表密闭容器中一定质量气体的三个不同状态，对应的温度分别为T1、T2、T3，则（ ）
A. T1=T3=2T2 B. T1=T2=2T3 C. T2=T3=2T1 D. T2=2T3=2T1
7. 如图所示，汽车以不变的速率通过路面abcd、ab段为平直上坡路，bc段为水平路，cd段为平直下坡路。设汽车在ab、bc、cd段行驶时发动机的输出功率分别为P1、P2、P3，不计空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则 （ ）
A. P1＝P3＞P2 B. P1＝P3＜P2 C. P1＜P2＜P3 D. P1＞P2＞P3
8. 如图电路中，R1为定值电阻，电表均为理想电表。移动滑动变阻器R2的滑片，V、V1、V2和A四个电表的示数分别记为U、U1、U2和I，则必有 （ ）
A. B. C. D.
9. 在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，某小组测量出的油酸分子直径比教材上介绍的分子直径大几百倍，可能性最大的原因是 （ ）
A. 测量1滴油酸溶液体积时误将29滴当作30滴
B. 水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没有充分展开
C. 计算油膜面积时，只数了完整方格的数目
D. 误将1滴油酸酒精溶液的体积当作1滴油酸的体积
10. 如图为两个周期均为T、振幅均为A的波源在某时刻形成的干涉图样，实线表示波峰、虚线表示波谷，d点位于a、b两点连线的中点上。从图示时刻开始计时，经过（ ）
A. a点位于平衡位置，运动路程为2A
B. b点位于平衡位置，运动路程为A
C. c点位于平衡位置，运动路程为A
D. d点位于平衡位置，运动路程为0
11. 如图所示，空间存在一水平向左的匀强电场，两个带电小球P、Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好竖直，则 （ ）
A P、Q均带正电
B. P、Q均带负电
C. P带正电、Q带负电
D P带负电、Q带正电
12. 如图，一粗糙斜面固定在地面上，一细绳一端悬挂物体P，另一端跨过斜面顶端的光滑定滑轮与物体Q相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力F缓慢拉动P至细绳与竖直方向成45°角，Q始终静止，设Q所受的摩擦力大小为f、在这一过程中（ ）
A. F一定增大、f一定增大
B. F可能不变、f一定增大
C. F一定增大、f可能先减小后增大
D. F可能不变、f可能先减小后增大
二、填空题（共 20 分，每个空格 2 分）
13. 如图，当用紫外线照射锌板时，与锌板相连的验电器指针张开一定角度，此时锌板带___________（选填“正”“负”）电。这种在光照射下金属发射出电子的现象称为___________。
14. 如图，质量为m、长为L、通有电流I的导体棒垂直静止于倾角为θ的光滑斜面上，已知空间有垂直于斜面的匀强磁场，则磁场方向垂直斜面向___________、磁感应强度大小为___________。（已知重力加速度大小为g）
15. 一物体从高处由静止落下，取地面为零势能面，物体的机械能E随它离地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。由图可知物体的质量为___________kg，物体下落时受到的阻力大小为___________N。
16. 如图，左侧竖直玻璃管固定，下端与汞压强计相连，上端封有一定量气体。开始压强计的U形管两臂内汞面一样高，气柱长为10cm、温度为7℃。当气体温度升为27℃时：如需保持气体压强不变，则应向___________（选填“上”或“下”）适当移动右管；如需保持气体体积不变，则两侧玻璃管内的液面高度差应调整为___________cm（小数点后保留两位）。（大气压强相当于76cm汞柱产生的压强）
17. 将一单摆竖直悬挂于某一深度未知且开口向下的小桶中，如图A所示。将悬线拉离平衡位置一小角度后由静止释放，单摆摆动过程中悬线不与桶壁相碰。改变摆球球心到桶口的距离L，测出对应的摆动周期T，作出的T2-L关系图像应为图B中的___________（选填“①”、“②”“③”），可求出桶的深度hx为___________m（小数点后保留三位）。
三、综合题（共 40 分）注意：第 19、20 题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. 某同学用如图a所示的装置验证加速度与力的关系。
（1）为平衡摩擦力，将轨道一端略抬高，给小车一初速度使其在轨道上运动，利用位移传感器获得小车的速度-时间图像如图b，则应适当___________（选填“增大”“减小”）轨道倾角。平衡摩擦后，操作中要控制___________（选填“小车”“钩码”）的质量不变。
序号
F/N
a/m·s-2
1
0.14
0.39
2
0.19
0.53
3
0.24
0.67
4
025
0.80
5
034
0.94
（2）经过正确操作，所测量的拉力与加速度的数据如右表。请在图c。中用“×”补充完成序号为 4、5 的数据描点并做出 a-F 图像。 ___________
（3）某同学对“将钩码的重力大小视为小车所受拉力的大小”的做法提出质疑，并开展了如下研究：他在小车上固定一个力传感器，可直接测得小车所受拉力。测得小车与传感器总质量为 0.486kg，改变钩码质量，多次实验，测得多组钩码重力与小车所受拉力，图d。中的图线①、②分别为钩码重力、小车所受拉力随钩码质量变化的关系图像。请根据图像，针对该同学的质疑给出回答。 ___________
19. 如图（a），竖直平面内有一宽L=0.2m、足够长的平行光滑导轨，导轨间接有阻值为0.2Ω的定值电阻R，导轨电阻不计。垂直于导轨平面存在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场。t=0时，质量m=0.01kg、电阻不计的导体棒PQ以v0=4m/s的初速度从导轨底端向上运动，t=0.2s时到达最高点，后又沿导轨下滑，到达底端前已经做匀速运动，运动中PQ与导轨始终垂直且保持良好接触。（重力加速度取10m/s2）
（1）求t=0时PQ棒的加速度大小a；
（2）求PQ棒匀速运动时的速度大小vt；
（3）求PQ棒匀速运动时电阻R的热功率PR；
（4）在图（b）中定性画出PQ棒运动的速度v随时间t变化的关系图像。（以向上为速度正方向）
20. 如图，竖直平面内的轨道由高为4R、倾角为37°的粗糙直轨道AB和半径为R的圆光滑轨道BC组成。在C正上方有一离地高度为2R的匀速旋转平台，沿平台直径方向开有两个到轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能到达C点正上方。一质量为m的小滑块从A点由静止出发，在沿AB向下的恒力F作用下以加速度a=gsin37°（g为重力加速度）沿AB向下运动，至B点时撤去F。已知滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.3，不计滑块在B处的机械能损失。
（1）求F的大小，判断滑块在AB上运动时机械能是否守恒并说明理由；
（2）滑块沿轨道通过C点，恰从P孔第一次向上穿过平台又从P孔落下（期间平台转一圈），返回轨道运动至AB轨道上D点后再次沿轨道通过C点，从P孔第二次穿过平台后恰从Q 孔落下。求：
① 平台转动的角速度大小ω；
② 与第一次落回C点相比，滑块第二次落回C点的机械能减少了多少？
③ D点的高度hD。
黄浦区 2022 年高中学业等级考调研测试
物 理 试 卷
考生注意：
1、答题前，务必在试卷与答题纸上填写学校、姓名、准考证号。
2、试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。
3、本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三大部分，第一部分为单项选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。
4、作答必须涂或写在答题纸上相应的位置，在试卷上作答无效。
一、单项选择题（共 40 分，1 至 8 题每小题 3 分，9 至 12 题每小题 4 分。每小题只有一个正确选项）
1. 某移动电源上标识的“4500mAh”反映的物理量是（ ）
A. 电压 B. 电功 C. 功率 D. 电量
【答案】D
【解析】
【详解】移动电源上标志4500mAh反映的物理量是电量，表示以4500mA放电，可以放一个小时，故D正确，ABC错误。
故选D。
2. 硼B中子俘获治疗时，病人先被注射一种含硼的药物，然后用中子照射，硼俘获中子后，发生核反应的方程是，其中的X是 （ ）
A. 氦原子核 B. 电子 C. 质子 D. 光子
【答案】A
【解析】
【详解】根据质量数和电荷数守恒可知X的质量数为4，电荷数为2，所以X是氦原子核。
故选A。
3. 如图为一金属环肥皂膜的干涉条纹照片，拍摄这张照片时圆环最高点位于 （ ）
A. a 附近 B. b 附近 C. c 附近 D. d 附近
【答案】B
【解析】
【详解】肥皂膜由于自身重力的原因会形成上面薄而下面较厚，其干涉条纹是由于其前后两个表面的反射光干涉叠加而成的，在厚度相同的地方形成的条纹相同，等高的地方厚度相同，所以其形成的是相互平行横向条纹；而且越厚的地方，条纹越密集，可知圆环最高点位于b点附近，故ACD错误，B正确。
故选B。
4. 在嫦娥四号探测器“奔向”月球过程中，用 h 表示探测器与月球表面的距离，F表示它受到的月球引力，能够描述 F 随 h 变化关系的图像是 （ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据万有引力定律可得月球对探测器的引力为
可知F随h的变化应该是C图。
故选C。
5. 一列简谐横波某时刻的波形如图所示，此后L质点比K质点先回到平衡位置。则该波的传播方向和此刻K质点的速度方向分别为（ ）
A. x轴正方向、y轴正方向
B. x轴正方向、y轴负方向
C. x轴负方向、y轴正方向
D. x轴负方向、y轴负方向
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知图示时刻L、K两质点速度均沿y轴正方向，所以此时两质点应位于波传播方向波形的下坡，则该波的传播方向为x轴负方向。
故选C。
6. 如图所示，1、2、3三个点代表密闭容器中一定质量气体的三个不同状态，对应的温度分别为T1、T2、T3，则（ ）
A. T1=T3=2T2 B. T1=T2=2T3 C. T2=T3=2T1 D. T2=2T3=2T1
【答案】A
【解析】
【详解】根据理想气体状态方程可得
解得
T1=T3=2T2
故选A。
7. 如图所示，汽车以不变的速率通过路面abcd、ab段为平直上坡路，bc段为水平路，cd段为平直下坡路。设汽车在ab、bc、cd段行驶时发动机的输出功率分别为P1、P2、P3，不计空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则 （ ）
A. P1＝P3＞P2 B. P1＝P3＜P2 C. P1＜P2＜P3 D. P1＞P2＞P3
【答案】D
【解析】
【详解】设汽车质量为m，上坡与下坡的倾角分别为α和β，汽车所受阻力大小为f，根据平衡条件可得汽车在ab和bc段路面行驶时发动机的牵引力大小分别为
汽车在cd段行驶时，若，则
若，则汽车将受到与运动方向相反的制动力作用才能匀速行驶，此时发动机的牵引力为0。综上所属可知
根据可得
故选D。
8. 如图电路中，R1为定值电阻，电表均为理想电表。移动滑动变阻器R2的滑片，V、V1、V2和A四个电表的示数分别记为U、U1、U2和I，则必有 （ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据欧姆定律可得
根据闭合电路欧姆定律可得
所以
由于r和R1的大小关系未知，所以无法判断和的关系，但一定有
所以一定有
故ACD错误，B正确。
故选B。
9. 在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，某小组测量出的油酸分子直径比教材上介绍的分子直径大几百倍，可能性最大的原因是 （ ）
A. 测量1滴油酸溶液体积时误将29滴当作30滴
B. 水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没有充分展开
C. 计算油膜面积时，只数了完整方格的数目
D. 误将1滴油酸酒精溶液的体积当作1滴油酸的体积
【答案】D
【解析】
【详解】A．测量1滴油酸溶液体积时误将29滴当作30滴，会造成1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积计算结果偏小，根据可知所测油酸分子直径偏小，故A不符合题意；
BC．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没有充分展开，或者计算油膜面积时，只数了完整方格的数目，这两种情况虽然均会导致所测面积偏小，但不会比正常值偏小几百倍，所以测出的油酸分子直径不会比正常值大几百倍，故BC不符合题意；
D．当实验中配制的油酸酒精溶液的体积分数大约为几百分之一时，如果误将1滴油酸酒精溶液的体积当作1滴油酸的体积，则计算时代入的纯油酸的体积值比实际值要大几百倍，从而造成油酸分子直径测量值比实际值大几百倍，故D符合题意。
故选D。
10. 如图为两个周期均为T、振幅均为A的波源在某时刻形成的干涉图样，实线表示波峰、虚线表示波谷，d点位于a、b两点连线的中点上。从图示时刻开始计时，经过（ ）
A. a点位于平衡位置，运动路程2A
B. b点位于平衡位置，运动路程为A
C. c点位于平衡位置，运动路程为A
D. d点位于平衡位置，运动路程为0
【答案】A
【解析】
【详解】A．依题意，a为振动加强点、振幅为2A，0时刻在波峰，经过四分之一周期，a点位于平衡位置向下运动，运动路程为2A，故A正确；
B．依题意，b为振动加强点，振幅为2A，0时刻在波谷，经过四分之一周期，b点位于平衡位置向上运动，运动路程为2A，故B错误；
C．依题意，c点为振动减弱点、其振幅为0，其一直位于平衡位置，路程为0，故C错误；
D．依题意，d点位于 a、b 两点连线的中点上，为振动加强点，振幅为2A；因d点位于a、b两点连线的中点上，由题图可知0时刻d点位于平衡位置向下振动，经过四分之一周期，d点到波谷，路程为2A，故D错误。
故选A。
11. 如图所示，空间存在一水平向左的匀强电场，两个带电小球P、Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好竖直，则 （ ）
A. P、Q均带正电
B. P、Q均带负电
C. P带正电、Q带负电
D. P带负电、Q带正电
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由图可知，两小球均在匀强电场的电场力和库仑力的作用下保持平衡，由于相互的库仑力大小相等、方向相反，那么两小球各自受到匀强电场的电场力也一定大小相等、方向相反，所以两小球一定带异种电荷，故AB错误；
C．如小球P带正电、Q带负电，小球P受到匀强电场的电场力向左、库仑力向右，有可能如图所示保持平衡；同理如小球Q带负电，其受到匀强电场的电场力向右、库仑力向左，有可能如图所示保持平衡，故C正确；
D．如果小球P带负电、Q带正电，则小球P受到匀强电场的电场力与库仑力均向右，则不能如图所示平衡；同理小球Q受到匀强电场的电场力与库仑力均向左，也不能如图所示平衡，故D错误。
故选C。
12. 如图，一粗糙斜面固定在地面上，一细绳一端悬挂物体P，另一端跨过斜面顶端的光滑定滑轮与物体Q相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力F缓慢拉动P至细绳与竖直方向成45°角，Q始终静止，设Q所受的摩擦力大小为f、在这一过程中（ ）
A. F一定增大、f一定增大
B. F可能不变、f一定增大
C. F一定增大、f可能先减小后增大
D. F可能不变、f可能先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，对物体P受力分析，设物块P的质量为，受绳子的拉力，拉力和本身重力，由于缓慢拉动物体P，则物体P处于动态平衡，所受的三个力可构成闭合三角形，如图所示
随着θ的增大，水平拉力F、细绳拉力T均逐渐增大，设物体Q的质量为，斜面的倾角为，对物体Q受力分析，若刚开始
物块Q有上滑趋势，受到静摩擦力沿斜面向下，由平衡条件可得
则随着增大，增大，若刚开始
物块Q有下滑趋势，受到静摩擦力沿斜面向上，由平衡条件可得
则随着增大，可能一直减小，也可能先减小到零后反向增大，故ABD错误C正确。
故选C。
二、填空题（共 20 分，每个空格 2 分）
13. 如图，当用紫外线照射锌板时，与锌板相连的验电器指针张开一定角度，此时锌板带___________（选填“正”“负”）电。这种在光照射下金属发射出电子的现象称为___________。
【答案】 ①. 正 ②. 光电效应
【解析】
详解】[1]当用紫外线照射锌板时，锌板逸出光电子，即失去负电荷，则锌板带正电；
[2]这种在光照射下金属发射出电子的现象叫做光电效应。
14. 如图，质量为m、长为L、通有电流I的导体棒垂直静止于倾角为θ的光滑斜面上，已知空间有垂直于斜面的匀强磁场，则磁场方向垂直斜面向___________、磁感应强度大小为___________。（已知重力加速度大小为g）
【答案】 ①. 下 ②.
【解析】
【详解】[1]根据左手定则可知导体棒受到的安培力方向一定沿斜面方向，又根据平衡条件可知安培力一定沿斜面向上，所以磁场方向垂直斜面向下。
[2]对导体棒在斜面方向上根据平衡条件有
解得
15. 一物体从高处由静止落下，取地面为零势能面，物体的机械能E随它离地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。由图可知物体的质量为___________kg，物体下落时受到的阻力大小为___________N。
【答案】 ①. 2.5 ②. 5
【解析】
【详解】[1]当物体在h=4m处时速度为零，机械能等于重力势能，所以物体的质量为
[2]根据功能关系可知E-h图像的斜率的绝对值表示物体下落过程中所受阻力大小，即
16. 如图，左侧竖直玻璃管固定，下端与汞压强计相连，上端封有一定量的气体。开始压强计的U形管两臂内汞面一样高，气柱长为10cm、温度为7℃。当气体温度升为27℃时：如需保持气体压强不变，则应向___________（选填“上”或“下”）适当移动右管；如需保持气体体积不变，则两侧玻璃管内的液面高度差应调整为___________cm（小数点后保留两位）。（大气压强相当于76cm汞柱产生的压强）
【答案】 ①. 下 ②. 5.43
【解析】
【详解】[1]若需保持气体压强不变，根据盖—吕萨克定律可知气体温度升高，则体积增大，所以左侧汞面下降，而汞的总体积不变，且末状态下左、右汞面应仍保持在同一高度，则末状态下右侧汞面应更加靠近管口，所以应向下适当移动右管。
[2]开始时封闭气体的压强和温度分别为
，
末状态下气体温度为
如需保持气体体积不变，设末状态下气体压强为p1，根据查理定律有
解得
根据平衡条件可知
解得两侧玻璃管中液面高度差对应的压强为
即两侧玻璃管内的液面高度差应调整为5.43cm。
17. 将一单摆竖直悬挂于某一深度未知且开口向下的小桶中，如图A所示。将悬线拉离平衡位置一小角度后由静止释放，单摆摆动过程中悬线不与桶壁相碰。改变摆球球心到桶口的距离L，测出对应的摆动周期T，作出的T2-L关系图像应为图B中的___________（选填“①”、“②”“③”），可求出桶的深度hx为___________m（小数点后保留三位）。
【答案】 ①. ① ②. 0.300
【解析】
【详解】[1]单摆摆动过程中悬线不与桶壁相碰，则单摆摆长为，则有
可得
可知T2-L关系图像应为图B中的①。
[2]由图可知图线斜率为
可得
三、综合题（共 40 分）注意：第 19、20 题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. 某同学用如图a所示的装置验证加速度与力的关系。
（1）为平衡摩擦力，将轨道一端略抬高，给小车一初速度使其在轨道上运动，利用位移传感器获得小车的速度-时间图像如图b，则应适当___________（选填“增大”“减小”）轨道倾角。平衡摩擦后，操作中要控制___________（选填“小车”“钩码”）的质量不变。
序号
F/N
a/m·s-2
1
0.14
0.39
2
0.19
0.53
3
0.24
0.67
4
0.25
0.80
5
0.34
094
（2）经过正确操作，所测量的拉力与加速度的数据如右表。请在图c。中用“×”补充完成序号为 4、5 的数据描点并做出 a-F 图像。 ___________
（3）某同学对“将钩码的重力大小视为小车所受拉力的大小”的做法提出质疑，并开展了如下研究：他在小车上固定一个力传感器，可直接测得小车所受拉力。测得小车与传感器总质量为 0.486kg，改变钩码质量，多次实验，测得多组钩码重力与小车所受拉力，图d。中的图线①、②分别为钩码重力、小车所受拉力随钩码质量变化的关系图像。请根据图像，针对该同学的质疑给出回答。 ___________
【答案】 ①. 减小 ②. 小车 ③. ④. 当钩码质量远小于小车质量时，钩码的重力大小可近似视为小车所受的拉力大小
【解析】
【详解】（1）[1] 图b 可知小车获得一初速度后做匀加速运动，说明重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，应适当减小轨道倾角。
[2] 该实验要验证加速度与力的关系，平衡摩擦后，操作中要控制小车的质量不变。
（2）[3]
（3）[4]由图像d可知，当钩码质量远小于小车质量时，钩码的重力大小可近似视为小车所受的拉力大小。
19. 如图（a），竖直平面内有一宽L=0.2m、足够长的平行光滑导轨，导轨间接有阻值为0.2Ω的定值电阻R，导轨电阻不计。垂直于导轨平面存在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场。t=0时，质量m=0.01kg、电阻不计的导体棒PQ以v0=4m/s的初速度从导轨底端向上运动，t=0.2s时到达最高点，后又沿导轨下滑，到达底端前已经做匀速运动，运动中PQ与导轨始终垂直且保持良好接触。（重力加速度取10m/s2）
（1）求t=0时PQ棒的加速度大小a；
（2）求PQ棒匀速运动时的速度大小vt；
（3）求PQ棒匀速运动时电阻R的热功率PR；
（4）在图（b）中定性画出PQ棒运动的速度v随时间t变化的关系图像。（以向上为速度正方向）
【答案】（1）；（2）2m/s；（3）0.2W；（4）
【解析】
【详解】（1）时PQ棒所受安培力大小为
①
对PQ棒根据牛顿第二定律有
②
联立①②并代入数据解得
③
（2）PQ棒匀速运动时所受安培力大小为
④
根据平衡条件有
⑤
联立④⑤式并代入数据解得
⑥
（3）PQ棒匀速运动时克服安培力做的功等于电阻R产生的焦耳热，而此时安培力与重力平衡，所以此时电阻R的热功率为
⑦
（4）PQ棒上升过程中，速度减小，所受安培力减小，加速度减小，对应v-t图像的斜率减小；PQ棒上升至最高点（速度减为零）后开始下落，速度先增大，所受安培力增大，加速度减小，最终将匀速运动，其v-t图像斜率先减小，最终平行于t轴，如图所示。
20. 如图，竖直平面内的轨道由高为4R、倾角为37°的粗糙直轨道AB和半径为R的圆光滑轨道BC组成。在C正上方有一离地高度为2R的匀速旋转平台，沿平台直径方向开有两个到轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能到达C点正上方。一质量为m的小滑块从A点由静止出发，在沿AB向下的恒力F作用下以加速度a=gsin37°（g为重力加速度）沿AB向下运动，至B点时撤去F。已知滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.3，不计滑块在B处的机械能损失。
（1）求F的大小，判断滑块在AB上运动时机械能是否守恒并说明理由；
（2）滑块沿轨道通过C点，恰从P孔第一次向上穿过平台又从P孔落下（期间平台转一圈），返回轨道运动至AB轨道上D点后再次沿轨道通过C点，从P孔第二次穿过平台后恰从Q 孔落下。求：
① 平台转动的角速度大小ω；
② 与第一次落回C点相比，滑块第二次落回C点的机械能减少了多少？
③ D点的高度hD。
【答案】（1）0.24mg，守恒；（2）①，②，③
【解析】
【详解】（1）小滑块在F作用下滑时，根据牛顿第二定律有
解得
根据上面分析易知F和滑块所受滑动摩擦力大小相等，所以这两个力做功的代数和为零，因此滑块在AB上运动时机械能守恒。
（2）①设滑块第一次到达P孔时的速度大小为vP，对滑块从A到P的过程根据机械能守恒定律有
由题意可知滑块第一次在旋转平台上方运动的时间为
解得
②由题意可知滑块第二次在旋转平台上方运动的时间为
所以滑块第二次从P孔向上穿出时的速度大小为
又因为滑块从C到P的过程机械能守恒，所以与第一次落回C点相比，滑块第二次落回C点的机械能减少了
③根据功能关系有
解得
黄浦区 2022 年高中学业等级考调研测试
物 理 试 卷
考生注意：
1、答题前，务必在试卷与答题纸上填写学校、姓名、准考证号。
2、试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。
3、本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三大部分，第一部分为单项选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。
4、作答必须涂或写在答题纸上相应的位置，在试卷上作答无效。
一、单项选择题（共 40 分，1 至 8 题每小题 3 分，9 至 12 题每小题 4 分。每小题只有一个正确选项）
1. 某移动电源上标识的“4500mAh”反映的物理量是（ ）
A. 电压 B. 电功 C. 功率 D. 电量
2. 硼B中子俘获治疗时，病人先被注射一种含硼的药物，然后用中子照射，硼俘获中子后，发生核反应的方程是，其中的X是 （ ）
A. 氦原子核 B. 电子 C. 质子 D. 光子
3. 如图为一金属环肥皂膜的干涉条纹照片，拍摄这张照片时圆环最高点位于 （ ）
A. a 附近 B. b 附近 C. c 附近 D. d 附近
4. 在嫦娥四号探测器“奔向”月球的过程中，用 h 表示探测器与月球表面的距离，F表示它受到的月球引力，能够描述 F 随 h 变化关系的图像是 （ ）
A. B.
C. D.
5. 一列简谐横波某时刻的波形如图所示，此后L质点比K质点先回到平衡位置。则该波的传播方向和此刻K质点的速度方向分别为（ ）
A. x轴正方向、y轴正方向
B. x轴正方向、y轴负方向
C. x轴负方向、y轴正方向
D. x轴负方向、y轴负方向
6. 如图所示，1、2、3三个点代表密闭容器中一定质量气体的三个不同状态，对应的温度分别为T1、T2、T3，则（ ）
A. T1=T3=2T2 B. T1=T2=2T3 C. T2=T3=2T1 D. T2=2T3=2T1
7. 如图所示，汽车以不变的速率通过路面abcd、ab段为平直上坡路，bc段为水平路，cd段为平直下坡路。设汽车在ab、bc、cd段行驶时发动机的输出功率分别为P1、P2、P3，不计空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则 （ ）
A. P1＝P3＞P2 B. P1＝P3＜P2 C. P1＜P2＜P3 D. P1＞P2＞P3
8. 如图电路中，R1为定值电阻，电表均为理想电表。移动滑动变阻器R2的滑片，V、V1、V2和A四个电表的示数分别记为U、U1、U2和I，则必有 （ ）
A. B. C. D.
9. 在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，某小组测量出的油酸分子直径比教材上介绍的分子直径大几百倍，可能性最大的原因是 （ ）
A. 测量1滴油酸溶液体积时误将29滴当作30滴
B. 水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没有充分展开
C. 计算油膜面积时，只数了完整方格的数目
D. 误将1滴油酸酒精溶液的体积当作1滴油酸的体积
10. 如图为两个周期均为T、振幅均为A的波源在某时刻形成的干涉图样，实线表示波峰、虚线表示波谷，d点位于a、b两点连线的中点上。从图示时刻开始计时，经过（ ）
A. a点位于平衡位置，运动路程为2A
B. b点位于平衡位置，运动路程为A
C. c点位于平衡位置，运动路程为A
D. d点位于平衡位置，运动路程为0
11. 如图所示，空间存在一水平向左的匀强电场，两个带电小球P、Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好竖直，则 （ ）
A P、Q均带正电
B. P、Q均带负电
C. P带正电、Q带负电
D P带负电、Q带正电
12. 如图，一粗糙斜面固定在地面上，一细绳一端悬挂物体P，另一端跨过斜面顶端的光滑定滑轮与物体Q相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力F缓慢拉动P至细绳与竖直方向成45°角，Q始终静止，设Q所受的摩擦力大小为f、在这一过程中（ ）
A. F一定增大、f一定增大
B. F可能不变、f一定增大
C. F一定增大、f可能先减小后增大
D. F可能不变、f可能先减小后增大
二、填空题（共 20 分，每个空格 2 分）
13. 如图，当用紫外线照射锌板时，与锌板相连的验电器指针张开一定角度，此时锌板带___________（选填“正”“负”）电。这种在光照射下金属发射出电子的现象称为___________。
14. 如图，质量为m、长为L、通有电流I的导体棒垂直静止于倾角为θ的光滑斜面上，已知空间有垂直于斜面的匀强磁场，则磁场方向垂直斜面向___________、磁感应强度大小为___________。（已知重力加速度大小为g）
15. 一物体从高处由静止落下，取地面为零势能面，物体的机械能E随它离地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。由图可知物体的质量为___________kg，物体下落时受到的阻力大小为___________N。
16. 如图，左侧竖直玻璃管固定，下端与汞压强计相连，上端封有一定量气体。开始压强计的U形管两臂内汞面一样高，气柱长为10cm、温度为7℃。当气体温度升为27℃时：如需保持气体压强不变，则应向___________（选填“上”或“下”）适当移动右管；如需保持气体体积不变，则两侧玻璃管内的液面高度差应调整为___________cm（小数点后保留两位）。（大气压强相当于76cm汞柱产生的压强）
17. 将一单摆竖直悬挂于某一深度未知且开口向下的小桶中，如图A所示。将悬线拉离平衡位置一小角度后由静止释放，单摆摆动过程中悬线不与桶壁相碰。改变摆球球心到桶口的距离L，测出对应的摆动周期T，作出的T2-L关系图像应为图B中的___________（选填“①”、“②”“③”），可求出桶的深度hx为___________m（小数点后保留三位）。
三、综合题（共 40 分）注意：第 19、20 题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. 某同学用如图a所示的装置验证加速度与力的关系。
（1）为平衡摩擦力，将轨道一端略抬高，给小车一初速度使其在轨道上运动，利用位移传感器获得小车的速度-时间图像如图b，则应适当___________（选填“增大”“减小”）轨道倾角。平衡摩擦后，操作中要控制___________（选填“小车”“钩码”）的质量不变。
序号
F/N
a/m·s-2
1
0.14
0.39
2
0.19
0.53
3
0.24
0.67
4
025
0.80
5
034
0.94
（2）经过正确操作，所测量的拉力与加速度的数据如右表。请在图c。中用“×”补充完成序号为 4、5 的数据描点并做出 a-F 图像。 ___________
（3）某同学对“将钩码的重力大小视为小车所受拉力的大小”的做法提出质疑，并开展了如下研究：他在小车上固定一个力传感器，可直接测得小车所受拉力。测得小车与传感器总质量为 0.486kg，改变钩码质量，多次实验，测得多组钩码重力与小车所受拉力，图d。中的图线①、②分别为钩码重力、小车所受拉力随钩码质量变化的关系图像。请根据图像，针对该同学的质疑给出回答。 ___________
19. 如图（a），竖直平面内有一宽L=0.2m、足够长的平行光滑导轨，导轨间接有阻值为0.2Ω的定值电阻R，导轨电阻不计。垂直于导轨平面存在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场。t=0时，质量m=0.01kg、电阻不计的导体棒PQ以v0=4m/s的初速度从导轨底端向上运动，t=0.2s时到达最高点，后又沿导轨下滑，到达底端前已经做匀速运动，运动中PQ与导轨始终垂直且保持良好接触。（重力加速度取10m/s2）
（1）求t=0时PQ棒的加速度大小a；
（2）求PQ棒匀速运动时的速度大小vt；
（3）求PQ棒匀速运动时电阻R的热功率PR；
（4）在图（b）中定性画出PQ棒运动的速度v随时间t变化的关系图像。（以向上为速度正方向）
20. 如图，竖直平面内的轨道由高为4R、倾角为37°的粗糙直轨道AB和半径为R的圆光滑轨道BC组成。在C正上方有一离地高度为2R的匀速旋转平台，沿平台直径方向开有两个到轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能到达C点正上方。一质量为m的小滑块从A点由静止出发，在沿AB向下的恒力F作用下以加速度a=gsin37°（g为重力加速度）沿AB向下运动，至B点时撤去F。已知滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.3，不计滑块在B处的机械能损失。
（1）求F的大小，判断滑块在AB上运动时机械能是否守恒并说明理由；
（2）滑块沿轨道通过C点，恰从P孔第一次向上穿过平台又从P孔落下（期间平台转一圈），返回轨道运动至AB轨道上D点后再次沿轨道通过C点，从P孔第二次穿过平台后恰从Q 孔落下。求：
① 平台转动的角速度大小ω；
② 与第一次落回C点相比，滑块第二次落回C点的机械能减少了多少？
③ D点的高度hD。
黄浦区 2022 年高中学业等级考调研测试
物 理 试 卷
考生注意：
1、答题前，务必在试卷与答题纸上填写学校、姓名、准考证号。
2、试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。
3、本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三大部分，第一部分为单项选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。
4、作答必须涂或写在答题纸上相应的位置，在试卷上作答无效。
一、单项选择题（共 40 分，1 至 8 题每小题 3 分，9 至 12 题每小题 4 分。每小题只有一个正确选项）
1. 某移动电源上标识的“4500mAh”反映的物理量是（ ）
A. 电压 B. 电功 C. 功率 D. 电量
【答案】D
【解析】
【详解】移动电源上标志4500mAh反映的物理量是电量，表示以4500mA放电，可以放一个小时，故D正确，ABC错误。
故选D。
2. 硼B中子俘获治疗时，病人先被注射一种含硼的药物，然后用中子照射，硼俘获中子后，发生核反应的方程是，其中的X是 （ ）
A. 氦原子核 B. 电子 C. 质子 D. 光子
【答案】A
【解析】
【详解】根据质量数和电荷数守恒可知X的质量数为4，电荷数为2，所以X是氦原子核。
故选A。
3. 如图为一金属环肥皂膜的干涉条纹照片，拍摄这张照片时圆环最高点位于 （ ）
A. a 附近 B. b 附近 C. c 附近 D. d 附近
【答案】B
【解析】
【详解】肥皂膜由于自身重力的原因会形成上面薄而下面较厚，其干涉条纹是由于其前后两个表面的反射光干涉叠加而成的，在厚度相同的地方形成的条纹相同，等高的地方厚度相同，所以其形成的是相互平行横向条纹；而且越厚的地方，条纹越密集，可知圆环最高点位于b点附近，故ACD错误，B正确。
故选B。
4. 在嫦娥四号探测器“奔向”月球过程中，用 h 表示探测器与月球表面的距离，F表示它受到的月球引力，能够描述 F 随 h 变化关系的图像是 （ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据万有引力定律可得月球对探测器的引力为
可知F随h的变化应该是C图。
故选C。
5. 一列简谐横波某时刻的波形如图所示，此后L质点比K质点先回到平衡位置。则该波的传播方向和此刻K质点的速度方向分别为（ ）
A. x轴正方向、y轴正方向
B. x轴正方向、y轴负方向
C. x轴负方向、y轴正方向
D. x轴负方向、y轴负方向
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知图示时刻L、K两质点速度均沿y轴正方向，所以此时两质点应位于波传播方向波形的下坡，则该波的传播方向为x轴负方向。
故选C。
6. 如图所示，1、2、3三个点代表密闭容器中一定质量气体的三个不同状态，对应的温度分别为T1、T2、T3，则（ ）
A. T1=T3=2T2 B. T1=T2=2T3 C. T2=T3=2T1 D. T2=2T3=2T1
【答案】A
【解析】
【详解】根据理想气体状态方程可得
解得
T1=T3=2T2
故选A。
7. 如图所示，汽车以不变的速率通过路面abcd、ab段为平直上坡路，bc段为水平路，cd段为平直下坡路。设汽车在ab、bc、cd段行驶时发动机的输出功率分别为P1、P2、P3，不计空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则 （ ）
A. P1＝P3＞P2 B. P1＝P3＜P2 C. P1＜P2＜P3 D. P1＞P2＞P3
【答案】D
【解析】
【详解】设汽车质量为m，上坡与下坡的倾角分别为α和β，汽车所受阻力大小为f，根据平衡条件可得汽车在ab和bc段路面行驶时发动机的牵引力大小分别为
汽车在cd段行驶时，若，则
若，则汽车将受到与运动方向相反的制动力作用才能匀速行驶，此时发动机的牵引力为0。综上所属可知
根据可得
故选D。
8. 如图电路中，R1为定值电阻，电表均为理想电表。移动滑动变阻器R2的滑片，V、V1、V2和A四个电表的示数分别记为U、U1、U2和I，则必有 （ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据欧姆定律可得
根据闭合电路欧姆定律可得
所以
由于r和R1的大小关系未知，所以无法判断和的关系，但一定有
所以一定有
故ACD错误，B正确。
故选B。
9. 在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，某小组测量出的油酸分子直径比教材上介绍的分子直径大几百倍，可能性最大的原因是 （ ）
A. 测量1滴油酸溶液体积时误将29滴当作30滴
B. 水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没有充分展开
C. 计算油膜面积时，只数了完整方格的数目
D. 误将1滴油酸酒精溶液的体积当作1滴油酸的体积
【答案】D
【解析】
【详解】A．测量1滴油酸溶液体积时误将29滴当作30滴，会造成1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积计算结果偏小，根据可知所测油酸分子直径偏小，故A不符合题意；
BC．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没有充分展开，或者计算油膜面积时，只数了完整方格的数目，这两种情况虽然均会导致所测面积偏小，但不会比正常值偏小几百倍，所以测出的油酸分子直径不会比正常值大几百倍，故BC不符合题意；
D．当实验中配制的油酸酒精溶液的体积分数大约为几百分之一时，如果误将1滴油酸酒精溶液的体积当作1滴油酸的体积，则计算时代入的纯油酸的体积值比实际值要大几百倍，从而造成油酸分子直径测量值比实际值大几百倍，故D符合题意。
故选D。
10. 如图为两个周期均为T、振幅均为A的波源在某时刻形成的干涉图样，实线表示波峰、虚线表示波谷，d点位于a、b两点连线的中点上。从图示时刻开始计时，经过（ ）
A. a点位于平衡位置，运动路程2A
B. b点位于平衡位置，运动路程为A
C. c点位于平衡位置，运动路程为A
D. d点位于平衡位置，运动路程为0
【答案】A
【解析】
【详解】A．依题意，a为振动加强点、振幅为2A，0时刻在波峰，经过四分之一周期，a点位于平衡位置向下运动，运动路程为2A，故A正确；
B．依题意，b为振动加强点，振幅为2A，0时刻在波谷，经过四分之一周期，b点位于平衡位置向上运动，运动路程为2A，故B错误；
C．依题意，c点为振动减弱点、其振幅为0，其一直位于平衡位置，路程为0，故C错误；
D．依题意，d点位于 a、b 两点连线的中点上，为振动加强点，振幅为2A；因d点位于a、b两点连线的中点上，由题图可知0时刻d点位于平衡位置向下振动，经过四分之一周期，d点到波谷，路程为2A，故D错误。
故选A。
11. 如图所示，空间存在一水平向左的匀强电场，两个带电小球P、Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好竖直，则 （ ）
A. P、Q均带正电
B. P、Q均带负电
C. P带正电、Q带负电
D. P带负电、Q带正电
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由图可知，两小球均在匀强电场的电场力和库仑力的作用下保持平衡，由于相互的库仑力大小相等、方向相反，那么两小球各自受到匀强电场的电场力也一定大小相等、方向相反，所以两小球一定带异种电荷，故AB错误；
C．如小球P带正电、Q带负电，小球P受到匀强电场的电场力向左、库仑力向右，有可能如图所示保持平衡；同理如小球Q带负电，其受到匀强电场的电场力向右、库仑力向左，有可能如图所示保持平衡，故C正确；
D．如果小球P带负电、Q带正电，则小球P受到匀强电场的电场力与库仑力均向右，则不能如图所示平衡；同理小球Q受到匀强电场的电场力与库仑力均向左，也不能如图所示平衡，故D错误。
故选C。
12. 如图，一粗糙斜面固定在地面上，一细绳一端悬挂物体P，另一端跨过斜面顶端的光滑定滑轮与物体Q相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力F缓慢拉动P至细绳与竖直方向成45°角，Q始终静止，设Q所受的摩擦力大小为f、在这一过程中（ ）
A. F一定增大、f一定增大
B. F可能不变、f一定增大
C. F一定增大、f可能先减小后增大
D. F可能不变、f可能先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，对物体P受力分析，设物块P的质量为，受绳子的拉力，拉力和本身重力，由于缓慢拉动物体P，则物体P处于动态平衡，所受的三个力可构成闭合三角形，如图所示
随着θ的增大，水平拉力F、细绳拉力T均逐渐增大，设物体Q的质量为，斜面的倾角为，对物体Q受力分析，若刚开始
物块Q有上滑趋势，受到静摩擦力沿斜面向下，由平衡条件可得
则随着增大，增大，若刚开始
物块Q有下滑趋势，受到静摩擦力沿斜面向上，由平衡条件可得
则随着增大，可能一直减小，也可能先减小到零后反向增大，故ABD错误C正确。
故选C。
二、填空题（共 20 分，每个空格 2 分）
13. 如图，当用紫外线照射锌板时，与锌板相连的验电器指针张开一定角度，此时锌板带___________（选填“正”“负”）电。这种在光照射下金属发射出电子的现象称为___________。
【答案】 ①. 正 ②. 光电效应
【解析】
详解】[1]当用紫外线照射锌板时，锌板逸出光电子，即失去负电荷，则锌板带正电；
[2]这种在光照射下金属发射出电子的现象叫做光电效应。
14. 如图，质量为m、长为L、通有电流I的导体棒垂直静止于倾角为θ的光滑斜面上，已知空间有垂直于斜面的匀强磁场，则磁场方向垂直斜面向___________、磁感应强度大小为___________。（已知重力加速度大小为g）
【答案】 ①. 下 ②.
【解析】
【详解】[1]根据左手定则可知导体棒受到的安培力方向一定沿斜面方向，又根据平衡条件可知安培力一定沿斜面向上，所以磁场方向垂直斜面向下。
[2]对导体棒在斜面方向上根据平衡条件有
解得
15. 一物体从高处由静止落下，取地面为零势能面，物体的机械能E随它离地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。由图可知物体的质量为___________kg，物体下落时受到的阻力大小为___________N。
【答案】 ①. 2.5 ②. 5
【解析】
【详解】[1]当物体在h=4m处时速度为零，机械能等于重力势能，所以物体的质量为
[2]根据功能关系可知E-h图像的斜率的绝对值表示物体下落过程中所受阻力大小，即
16. 如图，左侧竖直玻璃管固定，下端与汞压强计相连，上端封有一定量的气体。开始压强计的U形管两臂内汞面一样高，气柱长为10cm、温度为7℃。当气体温度升为27℃时：如需保持气体压强不变，则应向___________（选填“上”或“下”）适当移动右管；如需保持气体体积不变，则两侧玻璃管内的液面高度差应调整为___________cm（小数点后保留两位）。（大气压强相当于76cm汞柱产生的压强）
【答案】 ①. 下 ②. 5.43
【解析】
【详解】[1]若需保持气体压强不变，根据盖—吕萨克定律可知气体温度升高，则体积增大，所以左侧汞面下降，而汞的总体积不变，且末状态下左、右汞面应仍保持在同一高度，则末状态下右侧汞面应更加靠近管口，所以应向下适当移动右管。
[2]开始时封闭气体的压强和温度分别为
，
末状态下气体温度为
如需保持气体体积不变，设末状态下气体压强为p1，根据查理定律有
解得
根据平衡条件可知
解得两侧玻璃管中液面高度差对应的压强为
即两侧玻璃管内的液面高度差应调整为5.43cm。
17. 将一单摆竖直悬挂于某一深度未知且开口向下的小桶中，如图A所示。将悬线拉离平衡位置一小角度后由静止释放，单摆摆动过程中悬线不与桶壁相碰。改变摆球球心到桶口的距离L，测出对应的摆动周期T，作出的T2-L关系图像应为图B中的___________（选填“①”、“②”“③”），可求出桶的深度hx为___________m（小数点后保留三位）。
【答案】 ①. ① ②. 0.300
【解析】
【详解】[1]单摆摆动过程中悬线不与桶壁相碰，则单摆摆长为，则有
可得
可知T2-L关系图像应为图B中的①。
[2]由图可知图线斜率为
可得
三、综合题（共 40 分）注意：第 19、20 题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. 某同学用如图a所示的装置验证加速度与力的关系。
（1）为平衡摩擦力，将轨道一端略抬高，给小车一初速度使其在轨道上运动，利用位移传感器获得小车的速度-时间图像如图b，则应适当___________（选填“增大”“减小”）轨道倾角。平衡摩擦后，操作中要控制___________（选填“小车”“钩码”）的质量不变。
序号
F/N
a/m·s-2
1
0.14
0.39
2
0.19
0.53
3
0.24
0.67
4
0.25
0.80
5
0.34
094
（2）经过正确操作，所测量的拉力与加速度的数据如右表。请在图c。中用“×”补充完成序号为 4、5 的数据描点并做出 a-F 图像。 ___________
（3）某同学对“将钩码的重力大小视为小车所受拉力的大小”的做法提出质疑，并开展了如下研究：他在小车上固定一个力传感器，可直接测得小车所受拉力。测得小车与传感器总质量为 0.486kg，改变钩码质量，多次实验，测得多组钩码重力与小车所受拉力，图d。中的图线①、②分别为钩码重力、小车所受拉力随钩码质量变化的关系图像。请根据图像，针对该同学的质疑给出回答。 ___________
【答案】 ①. 减小 ②. 小车 ③. ④. 当钩码质量远小于小车质量时，钩码的重力大小可近似视为小车所受的拉力大小
【解析】
【详解】（1）[1] 图b 可知小车获得一初速度后做匀加速运动，说明重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，应适当减小轨道倾角。
[2] 该实验要验证加速度与力的关系，平衡摩擦后，操作中要控制小车的质量不变。
（2）[3]
（3）[4]由图像d可知，当钩码质量远小于小车质量时，钩码的重力大小可近似视为小车所受的拉力大小。
19. 如图（a），竖直平面内有一宽L=0.2m、足够长的平行光滑导轨，导轨间接有阻值为0.2Ω的定值电阻R，导轨电阻不计。垂直于导轨平面存在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场。t=0时，质量m=0.01kg、电阻不计的导体棒PQ以v0=4m/s的初速度从导轨底端向上运动，t=0.2s时到达最高点，后又沿导轨下滑，到达底端前已经做匀速运动，运动中PQ与导轨始终垂直且保持良好接触。（重力加速度取10m/s2）
（1）求t=0时PQ棒的加速度大小a；
（2）求PQ棒匀速运动时的速度大小vt；
（3）求PQ棒匀速运动时电阻R的热功率PR；
（4）在图（b）中定性画出PQ棒运动的速度v随时间t变化的关系图像。（以向上为速度正方向）
【答案】（1）；（2）2m/s；（3）0.2W；（4）
【解析】
【详解】（1）时PQ棒所受安培力大小为
①
对PQ棒根据牛顿第二定律有
②
联立①②并代入数据解得
③
（2）PQ棒匀速运动时所受安培力大小为
④
根据平衡条件有
⑤
联立④⑤式并代入数据解得
⑥
（3）PQ棒匀速运动时克服安培力做的功等于电阻R产生的焦耳热，而此时安培力与重力平衡，所以此时电阻R的热功率为
⑦
（4）PQ棒上升过程中，速度减小，所受安培力减小，加速度减小，对应v-t图像的斜率减小；PQ棒上升至最高点（速度减为零）后开始下落，速度先增大，所受安培力增大，加速度减小，最终将匀速运动，其v-t图像斜率先减小，最终平行于t轴，如图所示。
20. 如图，竖直平面内的轨道由高为4R、倾角为37°的粗糙直轨道AB和半径为R的圆光滑轨道BC组成。在C正上方有一离地高度为2R的匀速旋转平台，沿平台直径方向开有两个到轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能到达C点正上方。一质量为m的小滑块从A点由静止出发，在沿AB向下的恒力F作用下以加速度a=gsin37°（g为重力加速度）沿AB向下运动，至B点时撤去F。已知滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.3，不计滑块在B处的机械能损失。
（1）求F的大小，判断滑块在AB上运动时机械能是否守恒并说明理由；
（2）滑块沿轨道通过C点，恰从P孔第一次向上穿过平台又从P孔落下（期间平台转一圈），返回轨道运动至AB轨道上D点后再次沿轨道通过C点，从P孔第二次穿过平台后恰从Q 孔落下。求：
① 平台转动的角速度大小ω；
② 与第一次落回C点相比，滑块第二次落回C点的机械能减少了多少？
③ D点的高度hD。
【答案】（1）0.24mg，守恒；（2）①，②，③
【解析】
【详解】（1）小滑块在F作用下滑时，根据牛顿第二定律有
解得
根据上面分析易知F和滑块所受滑动摩擦力大小相等，所以这两个力做功的代数和为零，因此滑块在AB上运动时机械能守恒。
（2）①设滑块第一次到达P孔时的速度大小为vP，对滑块从A到P的过程根据机械能守恒定律有
由题意可知滑块第一次在旋转平台上方运动的时间为
解得
②由题意可知滑块第二次在旋转平台上方运动的时间为
所以滑块第二次从P孔向上穿出时的速度大小为
又因为滑块从C到P的过程机械能守恒，所以与第一次落回C点相比，滑块第二次落回C点的机械能减少了
③根据功能关系有
解得
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