测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示．AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′．重力加速度为g．实验步骤如下：
①用天平称出物块Q的质量m；
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h；
③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s．
用实验中的测量量表示：
（ⅰ）物块Q到达B点时的动能E_kB=

 

；
（ⅱ）物块Q到达C点时的动能E_kC=

 

；
（ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功W_f=

 

；
（ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=

 

．

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测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示．AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′．重力加速度为g．实验步骤如下：
①用天平称出物块Q的质量m；
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h；
③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s．
（1）用实验中的测量量表示：
（ⅰ）物块Q到达B点时的动能E_kB=

 

；
（ⅱ）物块Q到达C点时的动能E_kC=

 

；
（ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功W_f=

 

；
（ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=

 

．
（2）回答下列问题：
（ⅰ）实验步骤④⑤的目的是

 

．
（ii）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是

 

（写出一个可能的原因即可）

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一、本题共12小题，每小题4分，满分48分．

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

CD

BC

D

AC

BC

AD

AC

BD

AD

AD

C

C

二、非选择题部分共9小题，满分102分.其中13-14题为选做题，考生只能在13、14题中选择一题作答. 15-21题为必做题，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.

选做题

13．（11分）（适合选修3－3（含2－2）模块的考生）

（1）(4分) BCDH

（2）（7分）解：由图可知：从A到B是一个等温过程，根据玻意耳定律可得：……………(2分)  带入数据解得：……………(1分)

从B到C是一个等容过程，  ……………(1分)

【或由，代入数据解得：】

由图可知气体从B到C过程为等容变化、温度升高，……(1分)故气体内能增大，……(1分)由热力学第一定律可得该过程气体吸热。……………(1分)

14．（11分）（适合选修3－4模块的考生）

（1）（4分）AEFG

（2）（7分）解：依题由甲图知该波的波长为……………(1分)

由乙图知该波的振动周期为……………(1分)

设该波的传播速度为V，有……………(1分)

又由乙图知，P点在此时的振动方向向上，……………(1分)

所以该波的传播方向水平向左。……………(2分)

必做题

15.（16分）（1）①天平   刻度尺   小木块

②具体操作是：平衡摩擦力，先将小沙桶和滑块的连线断开，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，打下点距分布均匀的纸带为止．

应控制的实验条件是：实验中保持．

③       

（2）①（4分）作a-1/M图，如图 

②（1分）加速度、质量

③（2分）AC

16．（12分）

（1）（4分）电路图如图，因为电源电动势E = 1.5V，而电压表量程为10V，读数不明显，所以不选电压表。已知内阻的电流表可测电压，所以选用A₁或A₂测电压，R₂的电阻约为20Ω，题中要求测多组数据，故采用分压接法，电路图如图所示。

（2）（4分）实物连接如图（略）

（3）（4分）因为

所以，得，

式中：I₁为A₁的读数，I₂为A₂的读数，r₁为A₁的内阻，r₂为A₂的内阻，L₀为金属丝的长度，D为金属丝的直径。

17.（15分）解：以上结果是不正确的。因为地球赤道表面的物体随地球作圆周运动的向心力并不是物体所受的万有引力，而是万有引力与地面对物体支持力的合力。……………(3分)

正确解答如下：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速度大小为：……………(4分)

(2)①可估算地球的质量M，设同步卫星的质量为m，轨道半径为，周期等于地球自转的周期为T，由牛顿第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步卫星运转时线速度的大小，由①知地球同步卫星的周期为T，轨道半径为，所以……………(4分)

【或：万有引力提供向心力……………(1分)

对地面上的物体有：……………(1分)，所以得：……(2分)】

18.（16分）解：（1）由表中数据可以看出ab棒最终将匀速运动，且匀速运动速度为：   ①……………(2分)

金属棒产生的感应电动势为：   ②……………(2分)

回路中感应电流为：   ③……………(1分)

金属棒受到的磁场力为：    ④……………(1分)

棒受力如图所示，由平衡条件得：   ⑤……………(1分)

联立①---⑤式并代入数据解得：  ⑥……………(2分)

(2)在0.6S内金属棒运动的距离为： ⑦……………(1分)

设回路产生的总热量为Q，由能的转化和守恒定律得，⑧…(2分)

在回路中产生的热量与电阻成正比，所以  ⑨……………(2分)

联立⑦⑧⑨并代入数据解得：   ⑩……………(2分)

19.（15分）解：由O为AB连线的中点, C、D是AB连线上的两点,其中知C、D关于O点对称，则……………(2分)

设滑块与水平板间的摩擦力大小为f，滑块从C到D的过程，由动能定理：……(2分)且……(1分)  得: …………(1分)

(2)滑块从O到D的过程，由动能定理：

……………(2分)    则……………(1分)

(3)对于小滑块从C开始运动到最终在O点停下的整个过程，由动能定理得：……………(2分)  而……………(2分)

得：……………(2分)

20.（17分）解：（1）F=(M+m)a …………（1分）

                μmg=ma  …………（1分）

                F=μ(M+m)g=0.1×(3+1)×10N=4N …………（1分）

（2）小物体的加速度 

木板的加速度   

………（1分）    解得物体滑过木板所用时间

物体离开木板时的速度 

（3）若F作用时间最短，则物体离开木板时与木板速度相同。设F作用的最短时间为t₁，物体在木板上滑行的时间为t，物体离开木板时与木板的速度为V

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