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(一)必考题(共129分)
22．某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和
固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且两导轨垂直。
(1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
A．适当增加两导轨间的距离
B．换一根更长的金属棒
C．适当增大金属棒中的电流
其中正确的是(填入正确选项前的标号)
[答案](1)如图所示(2)AC
[解析]
试题分析：(1)如图所示，注意滑动变阻器的接法是限流接法
[考点定位]考查了研究安培力实验
[方法技巧]对于高中实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图象的性质，能根据图象进行分析，明确对应规律的正确应用
23．某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。途中，置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一段与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg。实验步骤如下：
(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车9(和钩码)可以在木板上匀速下滑。
(2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其余N-n各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。
(3)对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示：由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表。
|
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
 |
0.20 |
|
0.58 |
0.78 |
1.00 |
(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定是=时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。
(5)利用a–n图像求得小车(空载)的质量为_______kg(保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8 m.s–2)。
(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是_______(填入正确选项钱的标号)
A．a–n图线不再是直线
B．a–n图线仍是直线，但该直线不过原点
C．a–n图线仍是直线，但该直线的斜率变大
[答案](3)0.39(4)如图所示(5)0.45(6)BC
[解析]
试题分析：(3)因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，故将(2，0.78)代入
可得
(4)
根据描点法可得如图所示图线
(5)根据牛顿第二定律可得
，变形可得
，如果绳子的拉力近似等于砝码的重力，则必须满足
，故
，故斜率
，根据图像以及m=0.010kg，可得
[考点定位]验证牛顿第二定律的应用
[方法技巧]对于高中实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图象的性质，能根据图象进行分析，明确对应规律的正确应用
24．如图，在竖直平面内由
圆弧AB和
圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R，BC弧的半径为
。一小球在A点正上方与A相距
处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动。
(1)求小球在B、A两点的动能之比；
(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。
[答案](1)
(2)小球恰好可以沿轨道运动到C点
[解析]
试题分析：(1)设小球的质量为m，小球在A点的动能为
，由机械能守恒可得
①
设小球在B点的动能为
，同理有
②
由①②联立可得③
根据⑥⑦可知，小球恰好可以沿轨道运动到C点
[考点定位]考查了机械能守恒，牛顿运动定律，圆周运动，
[方法技巧]分析清楚小球的运动过程，把握圆周运动最高点临界速度的求法：重力等于向心力，同时要熟练运用机械能守恒定律．
25．如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度打下B1随时间t的变化关系为
，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN(虚线)与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求
(1)在t=0到t=t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；
(2)在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。
[答案](1)
(2)
(2)当
时，金属棒已越过MN，由于金属棒在MN右侧做匀速运动，有
⑦
式中f是外加水平恒力，F是匀强磁场施加的安培力，设此时回路中的电流为I，F的大小为
⑧
此时金属棒与MN之间的距离为
⑨
匀强磁场穿过回路的磁通量为
回路的总磁通量为
式中
仍如①式所示，由①⑨可得在时刻t()穿过回路的总磁通量为
在t到
的时间间隔内，总磁通量的改变
为
由法拉第电磁感应定律可得，回路感应电动势的大小为
由欧姆定律有
联立⑦⑧可得
[考点定位]考查了导体切割磁感线运动
[方法技巧]根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，及电量表达式，从而导出电量的综合表达式，即可求解；根据磁通量的概念，∅=BS，结合磁场方向，即可求解穿过回路的总磁通量；根据动生电动势与感生电动势公式，求得线圈中的总感应电动势，再依据闭合电路欧姆定律，及安培力表达式，最后依据平衡条件，即可求解水平恒力大小
26.(14分)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：