本題共18分，其中（1）問8分，（2）問10分
（1）某同學利用如圖圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其實驗的部分原理是利用平拋運動的知識．那么：
①實驗中必須要求的條件是

 

．
A．弧形斜槽必須盡可能的光滑
B．弧形斜槽末端的切線必須水平
C．必須測量出小球的質量m，
D．小球每次必須從同一高度處滾下

②實驗中測得弧形斜槽末端離地面的高度為H，將鋼球從斜槽的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點距弧形斜槽末端的水平距離為s．則當s²與H、h的理論關系滿足s²=

 

時，小球的機械能守恒．
③實驗中，該同學發現實驗結果不滿足理論計算得到的s²-h關系，該同學認為出現這一結果的原因除了摩擦和空氣阻力等外，還有一個原因可能是小球的大小，因此又用游標卡尺測了小球的直徑，其結果如圖圖乙所示．關于該同學認為“小球的大小”對結果有影響的分析，你認為正確嗎？

 

．（不需說明理由），小球的直徑為

 

mm．
（2）（10分）某同學為了測量一個在不同電壓下工作時的電熱器R_x的阻值，已知電熱器的額定電壓為12V．在實驗結束后，該同學記錄的測量數據如下：

U/V	0	1.0	2.2	3.0	5.0	8.0	10.0	12.0
I/A	0	0.08	0.15	0.20	0.30	0.40	0.45	0.50

請根據上述信息完成下列問題：
①（2分）除電熱器外，實驗室里還給該同學提供了如下器材供選擇：
A．電流表（0～3A，0.1Ω）
B．電流表（0～0.6A，10Ω）
C．電壓表（0～3V，1kΩ）         D．電壓表（0～1 5V，30kΩ）
E．滑動變阻器（0～10Ω，0.3A）    F．滑動變阻器（0～l0Ω，2A）
G．輸出電壓為l6V的學生電源，H．導線、開關．那么該同學選擇使用的器材是：

 

．（填序號）
②（4分）在虛線框內畫出實驗電路圖．
③（4分）在圖圖丙中的坐標紙上作出U-I圖象．并根據圖象說明電熱器的電阻大小隨電壓變化的關系

 

．

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（2013?淮安二模）（1）一種游標卡尺，它的游標尺有50個等分度，總長度為49mm．現用它測量某工件寬度，示數如圖甲所示，其讀數為

4.010

4.010

cm．乙圖中螺旋測微器讀數為

1.130

1.130

mm．

（2）某同學利用如圖丙所示的氣墊導軌裝置驗證系統機械能守恒定律．在氣墊導軌上安裝了兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過定滑輪與鉤碼相連．

①實驗時要調整氣墊導軌水平．不掛鉤碼和細線，接通氣源，如果滑塊

能在氣墊導軌上靜止或做勻速運動或滑塊經兩個光電門的時間相等

能在氣墊導軌上靜止或做勻速運動或滑塊經兩個光電門的時間相等

，則表示氣墊導軌調整至水平狀態．
②不掛鉤碼和細線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運動的過程中，發現滑塊通過光電門1的時間小于通過光電門2的時間．實施下列措施能夠達到實驗調整目標的是

AB

AB

A．調節P使軌道左端升高一些
B．調節Q使軌道右端降低一些
C．遮光條的寬度應適當大一些
D．滑塊的質量增大一些
E．氣源的供氣量增大一些
③實驗時，測出光電門1、2間的距離L，遮光條的寬度d，滑塊和遮光條的總質量M，鉤碼質量m．由數字計時器讀出遮光條通過光電門1、2的時間t₁、t₂，則系統機械能守恒成立的表達式是

mgL=

1

2

（m+M）（

d

t1

）²-

1

2

（m+M）（

d

t2

）²

mgL=

1

2

（m+M）（

d

t1

）²-

1

2

（m+M）（

d

t2

）²

．

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（1）一輕彈簧原長為10cm，把它上端固定，下端懸掛一重為0.5N的鉤碼，靜止時它的長度為12cm，彈簧的勁度系數為

 

N/m；現有一個帶有半徑為14cm的

1

4

光滑圓弧的物塊靜止放在水平面上，半徑OA水平，OB豎直，如圖1所示；將上述輕彈簧的一端拴在A點，另一端拴著一個小球，發現小球靜止在圓弧上的P點，且∠BOP=30°，則小球重為

 

N．
（2）用游標卡尺測量某圓柱形金屬工件的直徑，其示數如圖2所示，該工件的直徑為

 

mm．

（3）用如圖3所示的裝置做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗．小燈泡的規格為（4.5V0.3A）；電流表有0.6A和3A兩個量程；電壓表有3V和15V兩個量程．
將以下實驗步驟補充完整：
A．按如圖3所示方式連接好電路，其中電流表選用0.6A的量程；電壓表選用3V的量程；
B．將滑動變阻器的滑片移動到最

 

端；
C．閉合電鍵，移動滑動變阻器滑片的位置，在0～3.0V內測出6組不同的電壓U和對應的電流I的值，并將測量數據填入表格；
D．打開電鍵，

 

；
E．閉合電鍵，移動滑動變阻器滑片的位置，在3.0～4.5V之間測出6組不同的電壓U和對應的電流I的值，并將測量數據填入表格；斷開電鍵；
F．在坐標紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立坐標系；
G．在坐標系內描出各組數據所對應的點，用平滑曲線擬合這些點；
H．拆除電路，整理儀器．
（4）某學習小組采用如圖5所示的裝置做“驗證動能定理”實驗，小車運動中所受阻力f已提前測得．
①某次實驗中，在小桶中加入適當砝碼使小車做加速運動，打點計時器打出的紙帶如圖5所示，通過正確的方法得出了打1、2兩點時小車的速度大小分別為v₁、v₂，兩點間的距離為L，設小車的質量為M，小桶和砝碼的總質量為m，某同學按如下思路驗證動能定理：以小車為研究對象，合外力的功為W_合=mgL-fL，動能增量為△Ek=

1

2

M(

v

2 2

-

v

2 1

)，經多次實驗后，他發現W_合總是大于△E_k，你認為產生這種誤差的原因是

 

；
②為了減小或消除以上誤差，同學們提出了以下四種改進方案，你認為有效的是

 

（填選項字母）．
A．使小桶和砝碼的總質量m遠小于小車的質量M
B．換用水平氣墊導軌結合光電計時器做實驗，驗證mgL是否等于

1

2

M(

v

2 2

-

v

2 1

)
C．設法得出輕細繩的拉力T，驗證TL-fL是否等于

1

2

M(

v

2 2

-

v

2 1

)
D．研究小車、小桶及砝碼組成的系統，驗證mgL-fL是否等于

1

2

(M+m)(

v

2 2

-

v

2 1

)．

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（1）一輕彈簧原長為10cm，把它上端固定，下端懸掛一重為0.5N的鉤碼，靜止時它的長度為12cm，彈簧的勁度系數為______N/m；現有一個帶有半徑為14cm的

1

4

光滑圓弧的物塊靜止放在水平面上，半徑OA水平，OB豎直，如圖1所示；將上述輕彈簧的一端拴在A點，另一端拴著一個小球，發現小球靜止在圓弧上的P點，且∠BOP=30°，則小球重為______N．
（2）用游標卡尺測量某圓柱形金屬工件的直徑，其示數如圖2所示，該工件的直徑為______mm．



（3）用如圖3所示的裝置做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗．小燈泡的規格為（4.5V0.3A）；電流表有0.6A和3A兩個量程；電壓表有3V和15V兩個量程．
將以下實驗步驟補充完整：
A．按如圖3所示方式連接好電路，其中電流表選用0.6A的量程；電壓表選用3V的量程；
B．將滑動變阻器的滑片移動到最______端；
C．閉合電鍵，移動滑動變阻器滑片的位置，在0～3.0V內測出6組不同的電壓U和對應的電流I的值，并將測量數據填入表格；
D．打開電鍵，______；
E．閉合電鍵，移動滑動變阻器滑片的位置，在3.0～4.5V之間測出6組不同的電壓U和對應的電流I的值，并將測量數據填入表格；斷開電鍵；
F．在坐標紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立坐標系；
G．在坐標系內描出各組數據所對應的點，用平滑曲線擬合這些點；
H．拆除電路，整理儀器．
（4）某學習小組采用如圖5所示的裝置做“驗證動能定理”實驗，小車運動中所受阻力f已提前測得．
①某次實驗中，在小桶中加入適當砝碼使小車做加速運動，打點計時器打出的紙帶如圖5所示，通過正確的方法得出了打1、2兩點時小車的速度大小分別為v₁、v₂，兩點間的距離為L，設小車的質量為M，小桶和砝碼的總質量為m，某同學按如下思路驗證動能定理：以小車為研究對象，合外力的功為W_合=mgL-fL，動能增量為△Ek=

1

2

M(

v

22

-

v

21

)，經多次實驗后，他發現W_合總是大于△E_k，你認為產生這種誤差的原因是______；
②為了減小或消除以上誤差，同學們提出了以下四種改進方案，你認為有效的是______（填選項字母）．
A．使小桶和砝碼的總質量m遠小于小車的質量M
B．換用水平氣墊導軌結合光電計時器做實驗，驗證mgL是否等于

1

2

M(

v

22

-

v

21

)
C．設法得出輕細繩的拉力T，驗證TL-fL是否等于

1

2

M(

v

22

-

v

21

)
D．研究小車、小桶及砝碼組成的系統，驗證mgL-fL是否等于

1

2

(M+m)(

v

22

-

v

21

)．

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一、選擇題（本題共10小題，每題4分，共40分）

1．解析：當θ較小時物塊與木板間的摩擦力為靜摩擦力，摩擦力大小與物塊重力沿板方向的分力大小相等，其大小為：，按正弦規律變化；當θ較大時物塊與木板間的摩擦力為滑動摩擦力，摩擦力大小為：，按余弦規律變化，故選B．答案：B

2.解析：物體緩慢下降過程中，細繩與豎直方向的夾角θ不斷減小，可把這種狀態推到無限小，即細繩與豎直方向的夾角為零；由平衡條件可知時，，，所以物體緩慢下降過程中，F逐漸減小，F_f逐漸減小。故選D。

3． 解析： 由于二者間的電場力是作用力與反用力，若以

B為研究對象，絕緣手柄對B球的作用力未知，陷入困境，

因此以A為研究對象。設A帶電量為q，B帶電量為Q，

AB間距離為a,OB間距離為h ,由庫侖定律得

，由三角形OAB得，以B球為研究對象，

受力如圖3所示，由平衡條件得，由以上三式

得，

所以，故正確選項為D。

4．解析：設兩三角形滑塊的質量均為m，對整體有：

滑塊B受力如圖所示，則對B有：，

可解得： 

5．解析：在增加重力時，不知哪根繩子先斷.故我們選擇O點為研究對象，先假設OA不會被拉斷，OB繩上的拉力先達最大值，則：，由拉密定理得：

解得：，OA將被拉斷.前面假設不成立.

再假設OA繩子拉力先達最大值，，此時，由拉密定理得：

解得：，故OB將不會斷.

此時，,故懸掛重物的重力最多只能為，所以C正確，答案C。

6．解析：物體受力平衡時，無論如何建立直角坐標系，兩個方向上的合力均為零。若以OA和垂直于OA方向建立坐標系，可以看出該力沿F₁方向，A物體不能平衡；以水平和豎直方向建立坐標系，F₄不能平衡。因此選BC，答案：BC

7．解析：由平衡知識可得，繩中拉力F_T的大小不變，總等于物A的重力；假設汽車在滑輪的正下方，則繩中拉力F_T的水平分量為零，此時汽車對地面的壓力F_N最小，汽車受到的水平向右的的摩擦力F_f為零；當汽車距滑輪下方為無窮遠處時，繩中拉力F_T的豎直分量為零，汽車對地面的壓力F_N最大，汽車受到的水平向右的的摩擦力F_f最大，故選B．答案：B

8．解析：本題“濾速器”即速度選擇器，工作條件是電場力與洛侖茲力平衡，即qvB=qE，所以v=E/B。顯然“濾速器”只濾“速”，與粒子電性無關，故可假設粒子電性為正，若a板電勢較高，則電場力方向指向b板，洛侖茲力應指向a板方可滿足條件，由左手定則可得選項A是正確的；若a板電勢較低，同理可得選項D是正確的。答案：AD。

9．解析：若AB逆時針旋轉，則A對皮帶的靜摩擦力向左、B對皮帶的靜摩擦力向右才能將上方皮帶拉緊，因此皮帶相對A輪有向右運動趨勢，A為從動輪，B正確；同理，D項正確。答案：BD。

10．D解析：對物體受力分析，作出力的矢量三角形，就可解答。

二、填空和實驗題

11．Mg    將第２、3塊磚看成一個整體。由于對稱性，第1、4塊磚對2、3整體的摩擦力必定相同，且二者之和等于2、3整體的重力。所以第２與第１塊磚的摩擦力大小為mg。

12.微粒在重力、電場力和洛侖茲力作用下處于平衡狀態，受力分析如圖，可知，

得電場強度，磁感應強度

13．探究一個規律不應該只用特殊的來代替一般。所以本實驗中兩個分力的大小應不相等，所以橡皮條也就不在兩繩夾角的平分線上，而兩繩的長度可以不等。所以A、B不對。實驗要求作用的效果要相同，因此O點的位置不能變動。因此D不對。實驗中合力的大小應是量出來而不是算出來的，所以F不對。答案：C。

14．(1)因紙質量較小，兩者間摩擦力也小，不易測量。紙貼在木板上，可增大正壓力，從而增大滑動摩擦力，便于測量。

（2）①參考方案：只要將測力計的一端與木塊A相連接，測力計的另一端與墻壁或豎直擋板之類的固定物相連．用手通過輕繩拉動木板B，讀出并記下測力計的讀數F，測出木塊A的質量m.

②

③彈簧測力計

三、計算題

15．解：當水平拉力F＝0時，輕繩處于豎直位置時，繩子張力最小T₁=G

　　當水平拉力F＝2G時，繩子張力最大

　　因此輕繩的張力范圍是G≤≤

　　（2）設在某位置球處于平衡位置由平衡條件得

　　所以即　，得圖象如圖所示。

16．解析：(1)當S接1時，棒剛好靜止，則MN所受的安培力方向豎直向上，由左手定則可知，磁場的方向垂直紙面向里。

(2)設導軌的間距為L，MN棒的的質量為m。當S接1時，導體棒剛好靜止，則

mg=

設最終穩定時MN的速率為v，則

    BI’L=mg   而    解得：m²/s

 17．解析： 因為環2的半徑為環3的2倍，環2的周長為環3的2倍，三環又是用同種金屬絲制成的，所以環2的質量為環3的2倍。設m為環3的質量，那么三根繩承擔的力為3mg，于是，環1與環3之間每根繩的張力F_T1=mg。沒有摩擦，繩的重量不計，故每根繩子沿其整個長度上的張力是相同的（如圖所示）F_T1= F_T2=mg。

對環3，平衡時有：3F_T1-mg-3 F_T2cosα=0，

由此

環2中心與環3中心之距離：，

即

18．解析：熱鋼板靠滾子的摩擦力進入滾子之間，根據摩擦力和壓力的關系，便可推知鋼板的厚度

以鋼板和滾子接觸的部分為研究對象，其受力情況如圖所示，鋼板能進入滾子之間，則在水平方向有: (式中)，所以由兩式可得：μ≥tanθ

設滾子的半徑為R，再由圖中的幾何關系可得

，將此式代入得b≤(d+a)- 代入數據得b≤0.75cm

即鋼板在滾子間勻速移動時，鋼板進入流子前厚度的最大值為0.75cm.