1.汕頭海灣隧道全長6680米，線路如圖所示，其中AB、CD段可以看作直線路段，BC段可以看作曲線路段，下列說法正確的是( )
A. 計算通過BC段所用時間，由于汽車做曲線運動，不能將汽車看作質點
B. 計算汽車通過整段隧道所用時間，可以將汽車看作質點
C. 測量兩輛汽車的超車時間，可以將汽車看作質點
D. 研究乘客所受推背感與汽車加速度關系，可以將乘客和汽車視為整體來研究
2.半導體摻雜對于半導體工業(yè)有著舉足輕重的作用，其中一種技術是將摻雜源物質與硅晶體在高溫(800到1250攝氏度)狀態(tài)下接觸，摻雜源物質的分子由于熱運動滲透進硅晶體的表面，溫度越高摻雜效果越顯著，下列說法正確的是( )
A. 這種滲透過程是自發(fā)可逆的
B. 硅晶體具有光學上的各向同性
C. 這種滲透過程是分子的擴散現(xiàn)象
D. 溫度越高摻雜效果越好是因為溫度升高時，所有分子的熱運動速率都增加
3.消毒碗柜的金屬碗架可以將碗豎直放置于兩條金屬桿之間，如圖所示。取某個碗的正視圖如圖所示，其中a、b分別為兩光滑水平金屬桿，下列說法正確的是( )
A. 若減小a、b間距，碗仍保持豎直靜止，碗的合力減小
B. 若減小a、b間距，碗仍保持豎直靜止，a桿受到的彈力不變
C. 若將質量相同、半徑更大的碗豎直放置于a、b桿之間，碗受到桿的作用力變小
D. 若將質量相同、半徑更大的碗豎直放置于a、b桿之間，碗受到桿的作用力不變
4.如圖所示，“天問一號”探測飛船經變軌后進入近火星表面軌道做勻速圓周運動。已知萬有引力常量G，以下哪些物理量能估算火星的第一宇宙速度( )
A. 火星的質量M和火星的半徑R
B. “天問一號”在火星表面環(huán)繞的周期T
C. “天問一號”在火星表面環(huán)繞的軌道半徑r
D. “天問一號”在火星表面環(huán)繞的向心加速度a
5.如圖所示為遠距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為n1：n2=1：10，其輸入電壓如圖所示，輸電功率為200kW，輸電線總電阻為R線=8Ω，則下列說法正確的是( )
A. 降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為100Hz
B. 升壓變壓器副線圈的電壓有效值為5000V
C. 高壓輸電線上電流有效值為40A
D. 高壓輸電線上損失的電壓為320 2V
6.某實驗小組用電池、電動機等器材自制風力小車，如圖所示，葉片勻速旋轉時將空氣以速度v向后排開，葉片旋轉形成的圓面積為S，空氣密度為ρ，下列說法正確的是( )
A. 風力小車的原理是將風能轉化為小車的動能
B. t時間內葉片排開的空氣質量為ρSv
C. 葉片勻速旋轉時，空氣對小車的推力為ρSv2
D. 葉片勻速旋轉時，單位時間內空氣流動的動能為12ρSv2
7.派特CT(PET?CT)是醫(yī)學影像儀器。其中PET原理是將放射性同位素注入人體，同位素發(fā)生β+衰變：X→Y+10e，衰變放出正電子 10e和人體內的負電子相遇湮滅成一對光子，光子被探測器探測后經計算機處理，并與CT(X射線成像)進行圖像融合，形成清晰的圖像。下列說法正確的是( )
A. 放射性同位素在衰變過程質量數(shù)守恒B. 放射性同位素在衰變過程質子數(shù)守恒
C. 正負電子在湮滅過程電荷數(shù)不守恒D. 應選取半衰期較長的放射性同位素
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.下列四幅生活情景，關于光的理論，說法正確的是( )
A. 甲圖，陽光照射下肥皂泡呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)象
B. 乙圖，海市蜃樓是光的反射現(xiàn)象
C. 丙圖，茂密的樹葉間有彩色的光環(huán)，是光的折射現(xiàn)象
D. 丁圖，偏光太陽鏡可以減少炫光，是光的偏振現(xiàn)象
9.2023年10月2日，杭州第十九屆亞運會田徑項目，中國運動員熊詩麒奪得女子跳遠的第一枚亞運會金牌，跳遠可拆分為助跑、起跳、騰空、落地這四個過程，如圖所示，下列說法正確的是( )
A. 在騰空的最高點，運動員的速度為0
B. 在騰空上升階段，運動員處于超重狀態(tài)
C. 在起跳時，運動員對地面的壓力大于重力
D. 在助跑過程中，地面給人腳靜摩擦力作用，使運動員加速向前運動
10.2023年11月，中國原子能科學研究院“BNCT強流質子回旋加速器樣機研制”順利通過技術驗收。如圖所示，該回旋加速器接在高頻交流電壓U上，質子束最終獲得Ek的能量，不考慮相對論效應，則下列說法正確的是( )
A. 質子獲得的最終能量與高頻電壓U無關
B. 回旋加速器連接的高頻交流電壓不可以是正弦交流電
C. 圖中加速器的磁場方向垂直于D形盒向下
D. 若用該回旋加速器加速α粒子，則應將高頻交流電的頻率適當調大
三、實驗題：本大題共2小題，共16分。
11.有一款稱為“一抽到底”的紙巾盒改進裝置，如圖1所示，該裝置由兩塊擋板和彈簧組成，彈簧連接兩塊擋板。該裝置放在紙巾盒底部，可將整包紙巾頂起，以保持最上面的紙巾能夠在紙巾盒取用口。科技實踐小組的同學為了研究該裝置中彈簧的特征，做了以下實驗：
科技實踐小組設計如圖所示，測量出數(shù)據(jù)記錄于下表格：
(1)依據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出m?Δl圖像如圖2所示，觀察圖像可發(fā)現(xiàn)，其中第______次數(shù)據(jù)誤差較大，應該剔除；
(2)根據(jù)圖像可得勁度系數(shù)k=______N/m(結果保留兩位有效數(shù)字，g取10N/kg)；
(3)在使用過程中，盒子里的紙巾越來越少，彈簧的彈性勢能______(選填“不變”、“逐漸變大”或“逐漸變小”)。
12.科技實踐小組的同學們應用所學電路知識，對“一抽到底”的紙巾盒進行改裝，使紙巾剩余量可視化。
同學們使用的器材有：電源(E=1.5V,內阻不計)、定值電阻(R0=6Ω)、多用電表、鉛筆芯如圖中AB所示、導線若干、電鍵開關。
(1)用多用電表測量整一根鉛筆芯的電阻，選用“×10”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用電表指針的偏轉角度很大，因此需選擇______(選填“×1”或“×100”)倍率的電阻擋，并需______(填操作過程)后，再次進行測量，若多用電表的指針如圖所示，測量結果為______Ω。
(2)將鉛筆芯固定在紙巾盒側邊，截取一段導線固定在擋板C，并保證導線與鉛筆芯接觸良好且能自由移動，請完成圖電路連接。
(3)不計多用電表內阻，多用電表應該把選擇開關打在“mA擋”，量程為______(選填“2.5”、“25”或“250”)。
(4)將以上裝置調試完畢并固定好，便可通過電表讀數(shù)觀察紙巾剩余厚度，設鉛筆芯總電阻為R，總長度為L，不計多用電表內阻，則多用電表示數(shù)I與紙巾剩余厚度h的關系式為I=______(用題中物理量符號表達)。依次實驗將剩余紙巾厚度和對應電表讀數(shù)一一記錄下來，并進行標識，從而完成“一抽到底”紙巾盒的可視化改裝探究。
四、簡答題：本大題共2小題，共26分。
13.如圖甲，水袖舞是中國京劇的特技之一，因其身姿搖曳、技法神韻倍受人們喜歡。某次表演中演員甩出水袖的波浪可簡化為簡諧橫波，圖乙為該簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，圖丙為圖乙中P點的振動圖像。袖子足夠長且忽略傳播時振幅的衰減。求：
(1)該水袖舞形成的簡諧波波速大小v；
(2)經t=1.2s質點P運動的路程s。
14.如圖所示，質量m=2kg的導體棒ab垂直放在相距為L=2m的足夠長的平行光滑金屬導軌上，導體棒在電路中電阻為R=0.5Ω，導軌平面與水平面的夾角θ=37°，并處于磁感應強度大小為B、方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中。圖的平行金屬板長度為l=20cm，間距為d=6cm，帶負電的粒子沿板方向以速度v0=1×104m/s進入金屬板。不計粒子重力和粒子間的相互作用。(金屬導軌電阻不計，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10m/s2)
(1)開關S接1時，導軌與E=6V，內阻r=0.5Ω的電源連接。此時導體棒恰好靜止在導軌上，求磁感應強度B的大??；
(2)開關S接2時，導軌與定值電阻R0=2Ω連接。靜止釋放導體棒，當導體棒運動狀態(tài)穩(wěn)定時，將平行金屬板接到R0的兩端，所有粒子恰好均能被金屬板的下板收集，求粒子的比荷；
(3)在(2)中，若導體棒從靜止釋放至達到最大速度的過程中，電阻R0產生的熱量Q=3J，求此過程中流過R的電荷量q。
五、計算題：本大題共1小題，共12分。
15.小澄同學通過網(wǎng)絡查到汕頭南站到汕尾站的線路距離為142km，所需時間為35.7分鐘。她進而提出了以下模型：假設從汕頭南站到汕尾站可近似視為直線，高鐵在其間經歷了勻加速、勻速和勻減速三個階段，且勻加速和勻減速階段的加速度大小相等。為進一步獲取數(shù)據(jù)，小澄同學將質量為0.2kg的手機放在高鐵的水平桌面上，利用手機軟件測量高鐵啟動時的加速度-時間圖像如圖所示，忽略一開始的加速度測量誤差，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)高鐵啟動過程中，手機所受摩擦力的大?。?br>(2)按照該運動模型，根據(jù)計算判斷高鐵在汕頭南站和汕尾站之間的最高時速能否達到350km/h？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：AB.計算通過BC段所用時間和通過整段隧道所用時間時，汽車的長度對研究目的影響很小，可以忽略汽車的大小和形狀，可以將汽車看作質點，故A錯誤，B正確；
C.測量兩輛汽車的超車時間，汽車的長度對研究目的影響很大，不可以忽略汽車的大小和形狀，不可以將汽車看作質點，故C錯誤；
D.研究乘客所受推背感與汽車加速度關系，若把乘客和汽車視為整體，無法單獨對乘客所受推背感進行分析，故不能當作整體，故D錯誤。
故選：B。
當討論的運動狀態(tài)可以忽略汽車的大小和形狀時，可以將汽車看作質點；若把乘客和汽車視為整體，無法單獨對乘客所受推背感進行分析，故不能當作整體。
本題考查了質點和整體法，理解理想化物理模型的限定條件，掌握整體法和隔離法的區(qū)別是解決此類問題的關鍵。
2.【答案】C
【解析】解：AC、摻雜源物質的分子由于熱運動滲透進硅晶體的表面，這種滲透過程是分子的擴散現(xiàn)象，該過程為自發(fā)過程，其逆過程不能自發(fā)進行，故A錯誤，C正確；
B、由于硅晶體的晶格結構，硅晶體具有光學上的各向異性，故B錯誤；
D、溫度是分子熱運動平均動能的標志，溫度越高摻雜效果越好是因為溫度升高時，分子的平均動能增大，則分子的平均速率增大，并不是所有分子的熱運動速率都增加，故D錯誤。
故選：C。
滲透過程是分子的擴散現(xiàn)象，滲透過程不能自發(fā)可逆。晶體具有光學上的各向異性。溫度是分子熱運動平均動能的標志。結合這些知識分析。
解答本題時，要知道滲透過程是一種擴散現(xiàn)象，不能自發(fā)可逆。溫度是分子熱運動平均動能的標志，溫度越高，分子熱運動平均動能越大。
3.【答案】D
【解析】解：A、若減小a、b間距，碗仍保持豎直靜止，力的大小方向均沒有變化，碗的合力仍為零，合力不變，故A錯誤；
B、對碗受力分析如圖，
設b點對碗的彈力F2與豎直方向的夾角為θ，則
F1=Gtanθ
F2=Gcsθ
若減小a、b間距，則θ減小，a桿受到的彈力F1減小，故B錯誤；
CD、桿對碗的作用力與碗的重力等大反向，則將質量相同、半徑更大的碗豎直放置于a、b桿之間，則碗受到桿的作用力不變，總等于重力，故C錯誤，D正確。
故選：D。
A、對碗受力分析，判斷間距減小對碗所受合力的應i想；
B、利用平衡條件，在豎直方向、水平方向對b點受力分析，進而判斷間距減小對a受力的影響；
CD、桿對碗的作用力與碗的重力有關。
本題考查了對共點力平衡模型的理解，其中根據(jù)平衡條件受力分析，探究間距對力的影響為本題的解題邏輯。
4.【答案】A
【解析】解：A、若衛(wèi)星貼近表面做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律有：GMmR2=mv2R
可得，火星的第一宇宙速度為：v= GMR
知道火星的質量和火星的半徑可以求出第一宇宙速度，故A正確；
B、對“天問一號”，根據(jù)萬有引力提供向心力：GMmR2=m4π2T2R
可得，火星的質量為：M=4π2R3GT2
則第一宇宙速度為：v= GMR=2πRT，從上式可以看出，知道周期和半徑可以求出第一宇宙速度，故B錯誤；
C、同理可得：GMmr2=mv2r，由A選項分析可知，第一宇宙速度為：v= GMR，僅知道軌道半徑，無法求出第一宇宙速度，故C錯誤；
D、根據(jù)：GMmr2=ma，火星質量為：M=aR2G
則第一宇宙速度為：v= GMR= aR，若知道向心加速度和半徑可以求出第一宇宙速度，故D錯誤。
故選：A。
“天問一號”繞火星表面做勻速圓周運動，由牛頓第二定律列式求第一宇宙速度；
結合題設條件和上兩問選項結論，根據(jù)萬有引力提供向心力列式分析。
該題主要是考查萬有引力定律及其應用，解答本題的關鍵是能夠根據(jù)萬有引力提供向心力結合向心力公式進行分析。
5.【答案】D
【解析】解：A、由圖乙知交流電周期T=0.02s，則降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為f=1T=10.02Hz=50Hz，故A錯誤；
B、由圖甲讀出升壓變壓器原線圈的電壓最大值為U1m=500V，則升壓變壓器原線圈的電壓有效值為U1=U1m 2=500 2V=250 2V
根據(jù)n1n2=U1U2，可得升壓變壓器副線圈的電壓有效值為U2=500 2V=2500 2V，故B錯誤；
C、根據(jù)P=U2I2得高壓輸電線上電流有效值為：I2=40 2A，故C錯誤；
D、高壓輸電線上損失的電壓為ΔU=I2R線=40 2×8V=320 2V，故D正確。
故選：D。
由圖乙讀出交流電周期，再求交流電頻率。由圖甲讀出升壓變壓器原線圈的電壓最大值，由U=Um 2求出升壓變壓器原線圈的電壓有效值，根據(jù)n1n2=U1U2計算升壓變壓器副線圈的電壓有效值。根據(jù)公式P=UI計算高壓輸電線上電流有效值。由歐姆定律計算高壓輸電線上損失的電壓。
解決本題的關鍵要知道：1、輸送功率與輸送電壓、電流的關系；2、變壓器原副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關系；3、升壓變壓器的輸出功率、功率損失、降壓變壓器的輸入功率關系。
6.【答案】C
【解析】解：A、風力小車的原理是消耗電能，先轉化成風能，再推動小車運動，所以風力小車的原理是電能轉化為小車的動能，故A錯誤；
B、t時間內葉片排開的空氣質量為m=ρV=ρvtS，故B錯誤；
C、取空氣速度v的方向為正方向，對于t時間內葉片排開的空氣，由動量定理可得：Ft=mv?0
則葉片勻速旋轉時，空氣受到的推力為F=mvt=ρSvt?vt=ρSv2
根據(jù)牛頓第三定律可知空氣對小車的推力為ρSv2，故C正確；
D、葉片勻速旋轉時，單位時間內空氣流動的動能為Ek=12m0v2=12ρSv?v2=12ρSv3，故D錯誤。
故選：C。
風力小車的原理是消耗電能，先轉化成風能，再推動小車運動，由此分析能量轉化情況。判斷單位時間內沖擊風車的氣流的體積V=SL=Svt，再利用m=ρV求出葉片排開的空氣質量。由動量定理計算出空氣受到的推力，由牛頓第三定律得到空氣對小車的推力，最后根據(jù)能量守恒定律列式求解單位時間內空氣流動的動能。
解答本題時，要理解風力小車的工作原理，注意與風力發(fā)電的區(qū)別。要準確選擇研究對象，利用動量定理求空氣受到的推力。
7.【答案】A
【解析】解：AB.根據(jù)衰變的特點，放射性同位素在衰變過程中滿足質量數(shù)守恒，核電荷數(shù)守恒，故A正確，B錯誤；
C.正負電子相遇而湮滅，電荷數(shù)過程中仍守恒，故C錯誤；
D.CT檢查時間周期短，故應選取半衰期較短的放射性同位素，故D錯誤。
故選：A。
根據(jù)衰變和半衰期的特點，結合CT檢查時間周期短分析求解。
本題考查了半衰期和衰變相關知識，理解各個物理量的含義，掌握半衰期的特點以及衰變方程的特點是解決此類問題的關鍵。
8.【答案】AD
【解析】解：A、甲圖，肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色是肥皂膜內外反射的光線，相互疊加產生干涉形成的，故A正確；
B、乙圖，是海市蜃樓是光的全反射現(xiàn)象，故B錯誤；
C、丙圖，茂密的樹葉間有彩色的光環(huán)，是光的衍射現(xiàn)象，故C錯誤；
D、丁圖，偏光眼鏡的鏡片，是根據(jù)光線的偏振原理制造而成，它能有選擇性地過濾來自某個方向的光線，通過過濾掉漫反射中的許多偏振光，減弱太陽光光線的強度，增強視覺中不同視覺物的反差，可以有效減弱或者消除非金屬表面的反光，故D正確。
故選：AD。
根據(jù)各種光現(xiàn)象形成的原因，確定是哪種光現(xiàn)象。
本題是物理知識在現(xiàn)實生活中的具體應用，要理解常見光現(xiàn)象形成的原因，在平時學習中要注意多積累。
9.【答案】CD
【解析】解：A、在騰空的最高點，豎直方向速度為零，但水平方向仍有速度，所以運動員的速度不為零，故A錯誤；
B、在騰空上升階段，人做減速運動，加速度向下，運動員處于失重狀態(tài)，故B錯誤；
C、在起跳時，人向上加速，具有向上的加速度，所以運動員對地面的壓力大于重力，故C正確；
D、在助跑過程中，地面給人腳靜摩擦力使人產生向前的加速度，使運動員加速向前運動，故D正確。
故選：CD。
根據(jù)運動狀態(tài)，分析物體超重還是失重狀態(tài)及物體處于超重失重時的受力特點；
根據(jù)人在助跑過程中運動狀態(tài)分析受力特點。
本題主要考查了牛頓第二定律的應用，解題關鍵是正確理解超重失重及不同運動狀態(tài)下的受力情況。
10.【答案】AC
【解析】解：A、設D形盒的半徑為R。帶電粒子在D形盒中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有qvB=mv2r
當r=R時，解得粒子獲得的最大速度為vm=qBRm
根據(jù)動能的表達式可得質子獲得的最終能量Ek=12mvm2=q2B2R22m，可知，質子獲得的最終能量與高頻電壓U無關，故A正確；
BD、回旋加速器連接的高頻交流電壓可以是正弦交流電，只要保證質子在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等即可，則高頻交流電的頻率為f=1T=qB2πm
若用該回旋加速器加速α粒子，粒子的比荷減小，則應將高頻交流電的頻率適當調小，故BD錯誤；
C、由圖根據(jù)質子在磁場中的運動軌跡及左手定則可知，圖中加速器的磁場方向垂直于D形盒向下，故C正確。
故選：AC。
帶電粒子在D形盒中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律列式得到質子獲得的最大速度表達式，從而得到質子獲得的最終能量表達式，再分析質子獲得的最終能量與高頻電壓U的關系?；匦铀倨鬟B接的高頻交流電壓可以是正弦交流電，只要滿足質子在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等這個條件。運用左手定則判斷加速器的磁場方向。
解決本題的關鍵要理解回旋加速器電場和磁場的作用，知道最大動能與什么因素有關，以及知道粒子在磁場中運動的周期與電場的變化的周期相等。
11.【答案】四 20 逐漸變小
【解析】解：(1)由圖可知，第4次的描點不在線上，出現(xiàn)明顯偏差，故第4次數(shù)據(jù)誤差較大，應該剔除；
(2)根據(jù)胡克定律：mg=kΔl
可得：m=kgΔl
由圖像斜率可知：kg=(50?10)×10?3(3.0?1.0)×10?2=2
解得彈簧的勁度：k=20N/m
(3)在使用過程中，盒子里的紙巾越來越少，紙巾盒的重力減少，彈簧的形變量減少，故彈簧的彈性勢能逐漸變小。
故答案為：(1)4；(2)20；(3)逐漸變小。
(1)根據(jù)胡克定律及各點的走向趨勢，對偏離較遠的點要舍去；
(2)由胡克定律寫出m?Δl的表達式，結合圖像的斜率求勁度；
(3)根據(jù)彈簧的形變小的變化進行判斷。
本題考查胡克定律的實驗問題，理解本實驗原理，作出m?Δl圖像要盡可能將實驗的點畫在一條直線上是前提。
12.【答案】×1歐姆調零 12250ELL(R+R0)?Rh
【解析】解：(1)多用表測電阻，歐姆表的指針偏轉角度很大，說明讀數(shù)很小，倍率較高，則需選擇×1倍率的電阻擋，并需要重新歐姆調零后進行測量，測量結果為12Ω。
(2)將用電表選擇開關調至合適的直流電流擋，紅表筆接C，黑表筆接電源負極，如圖所示：
(3)紙巾沒有使用時，鉛筆芯電阻視為零，則最大電流為I=ER0=0.25A=250mA
多用表直流擋的量程選擇為250mA；
(4)根據(jù)歐姆定律I=ER0+L?hLR=ELL(R+R0)?Rh。
故答案為：(1)×1；歐姆調零；12；(2)見解析；(3)250；(4)ELL(R+R0)?Rh。
(1)多用表測電阻，歐姆表的指針偏轉角度很大，說明讀數(shù)很小，根據(jù)多用表測電阻的正確操作規(guī)則分析作答；
(2)電流從紅表筆流入、黑表筆流出，使用多用表電流擋，應串聯(lián)在電路中；
(3)根據(jù)閉合電路的歐姆定律估算電路中的電流，然后選擇量程；
(4)根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解電流的表達式。
本題考查了多用表的使用，考查了用多用表的電流擋測電流并用于抽紙余量的顯示裝置；要明確實驗的目的，掌握閉合電路的歐姆定律。
13.【答案】解：(1)根據(jù)圖乙可知波長為：λ=0.6m
根據(jù)圖丙可知周期為：T=0.8s
則簡諧波的波速為：v=λT
解得：v=0.75m/s
(2)經t=1.2s質點P振動的路程為
s=tT?4A
代入數(shù)據(jù)可得：s=1.2m
答：(1)該水袖舞形成的簡諧波波速大小v為0.75m/s；
(2)經t=1.2s質點P運動的路程s為1.2m。
【解析】(1)由波動圖像讀出波長，由振動圖像讀出周期，從而求得波速；
(2)根據(jù)質點的振動時間與周期的關系計算質點運動的路程s。
本題考查識別、理解振動圖像和波動圖像的能力，根據(jù)波動圖像讀出波長，由振動圖像讀出周期，進一步計算波速，這是基本能力，要熟練掌握。
14.【答案】解：(1)開關S接1時，電源與導體棒構成通路，導體棒中的電流：I=ER+r
導體棒靜止時受沿斜面向上的安培力，根據(jù)平衡條件得：BIL=mgsinθ
代入數(shù)據(jù)解得：B=1T
(2)開關S接2時，導軌與定值電阻R0=2Ω連接。靜止釋放導體棒，當導體棒運動狀態(tài)穩(wěn)定時
根據(jù)平衡條件有：mgsinθ=BI′L
兩金屬板間的電壓：U=I′R0
若使得所有粒子恰好均能被金屬板的下板收集，則靠近上板射出的粒子能打在下板邊緣
由類平拋運動規(guī)律，豎直方向：d=12at2，a=Uqdm
水平方向：l=v0t
聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：qm=1.5×106C/kg
(3)導體棒從靜止釋放至達到最大速度時：I′=BLvmR0+R
代入數(shù)據(jù)解得：vm=7.5m/s
由能量關系：mgxsin?θ=12mvm2+Q總
根據(jù)焦耳定律，產生熱量之比為電阻值比，所以有：Q總=R0+RR0=2+0.52×3J=3.75J
代入數(shù)據(jù)解得：x=5m
此過程中流過R0的電荷量：q=I?Δt=E?R+R0Δt=ΔΦR+R0=BLxR+R0=1×2×52.5C=4C
答：(1)磁感應強度B的大小為1T；
(2)粒子的比荷為1.5×106C/kg；
(3)此過程中流過R的電荷量q為4C。
【解析】(1)開關接1時，ab棒恰能靜止，受力平衡，由平衡條件、閉合電路歐姆定律及安培力公式求磁感應強度的大??；
(2)金屬棒穩(wěn)定時，根據(jù)平衡條件、歐姆定律和電路中的關系求電阻R兩端電壓，再由類平拋規(guī)律求粒子的比荷；
(3)在上一問的基礎上，求出金屬棒穩(wěn)定的速度和電路中的電流后，根據(jù)能量守恒定律、焦耳定律結合電荷量的經驗公式求電荷量。
本題是導體在導軌上滑動的綜合類型，從力和能量兩個角度研究，關鍵要掌握法拉第電磁感應定律、歐姆定律、類平拋規(guī)律和安培力公式等基本規(guī)律，并能正確運用。
15.【答案】解：(1)高鐵啟動做勻加速運動的加速度為a=0.5m/s2，對手機根據(jù)牛頓第二定律
f=ma=0.2×0.5N=0.1N
(2)設最高速度為v，勻加速和勻減速的時間均為t1，勻速的時間為t2，則
2×v2t1+vt2=x
2t1+t2=t
v=at1
聯(lián)立解得
v=255.6km/h
即最高時速不能達到350km/h。
答：(1)高鐵啟動過程中，手機所受摩擦力的大小為0.1N；
(2)不能。
【解析】(1)根據(jù)牛頓第二定律計算；
(2)根據(jù)位移關系和時間關系及速度-時間關系計算判斷。
本題關鍵掌握牛頓運動定律與直線運動的結合問題解題方法。實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
砝碼質量m/g
10
20
30
40
50
彈簧長度l/cm
4.51
4.03
3.48
3.27
2.46
彈簧形變量Δl/cm
0.99
1.47
2.02
2.23
3.04

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