选择题(本题共8小题，每小题6分，在每个小题给出的四个选项中，第14～17题只有一个选项符合题目要求，第18～21题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
14.“曹冲称象”是妇孺皆知的故事，当众人面对大象这样的庞然大物，在缺少有效的称量工具而束手无策的时候，曹冲称量出大象的体重，体现了他的智慧，被世人称道.下列物理学习或研究中用到的方法与“曹冲称象”的方法相同的是( )
A.“质点”的概念
B.合力与分力的关系
C.“瞬时速度”的概念
D.研究加速度与合力、质量的关系
B [建立“质点”的概念，采用理想模型法，不是等效替代，A错误;建立“合力和分力”的概念，采用等效替代的思想，B正确;建立“瞬时速度”的概念，采用极值法，不是等效替代，C错误;研究加速度与合力、质量的关系，采用控制变量法，不是等效替代，D错误.]15.某电场的电场线分布如图1所示，M、N、Q是以电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线与直线MN垂直.以下说法正确的是( )
图1
A.O点电势与Q点电势相等
B.M、O间的电势差大于O、N间的电势差
C.将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能减少
D.正电荷在Q点所受电场力的方向与OQ垂直且竖直向上
B [根据电场线与等势线垂直的特点，在O点所在电场线上找到Q点的等势点，该等势点在O点的上方，根据沿电场线电势降低可知，O点的电势比Q点的电势高，故A错误;根据电场线分布情况可知，MO间的平均电场强度比ON之间的平均电场强度大，由公式U=Ed可知，M、O间的电势差大于O、N间的电势差，故B正确;M点的电势比Q点的电势高，负电荷由M点移到Q点，电场力做负功，电荷的电势能增加，故C错误;正电荷所受的电场力与该点电场线的切线方向相同，斜向上，故D错误.]
16.倾角为θ的光滑斜面C固定在水平面上，将两物体A、B叠放在斜面上，且同时由静止释放，若A、B的接触面与斜面平行，则下列说法正确的是( )
图2
A.物体A相对于物体B向上运动
B.斜面C对水平面的压力等于A、B、C三者重力之和
C.物体A、B之间的动摩擦因数不可能为零
D.物体A运动的加速度大小为gsin θ
D [同时释放两物体时，对两物体的整体，根据牛顿第二定律可知：(mA+mB)gsin θ=(mA+mB)a，解得a=gsin θ，A、B之间保持相对静止，选项A错误，D正确;根据牛顿定律，对斜面及AB整体，在竖直方向：(mA+mB+mC)g-FN=(mA+mB)asin θ，解得FN=(mA+mB+mC)g-(mA+mB)gsin2θ<(mA+mB+mC)g，选项B错误;对物体A：mAgsin θ-f=mAa，解得f=0，故物体A、B之间的动摩擦因数可能为零，选项C错误.]17.如图3所示，一滑块以初速度v0自固定于地面的斜面底端冲上斜面，到达某一高度后又返回底端.取沿斜面向上为正方向.下列表示滑块在斜面上整个运动过程中速度v随时间t变化的图像中正确的是( )
图3
A. B. C. D.
A 上滑时的加速度：a1==gsin θ+μgcos θ，下滑时的加速度：a2==gsin θ-μgcos θ，则a1>a2，速度-时间图线的斜率表示加速度;滑块在斜面上运动过程中，由于存在摩擦力，机械能不断减小，经过同一点时下滑的速度小于上滑的速度，根据速度图像的“面积”等于位移，两个过程的位移大小相等，可知，下滑时间大于上滑时间，所以A项正确，B、C、D项错误.18.如图4所示，L1和L2为两条平行的虚线，L1上方和L2下方都是范围足够大且磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2上.带电粒子从A点以初速度v0与L2成30°角斜向右上方射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计重力，下列说法正确的是( )
图4
A.若将带电粒子在A点时的初速度变大(方向不变)，它仍能经过B点
B.带电粒子经过边界L2时的速度一定跟在A点时的速度相同
C.此带电粒子既可以是正电荷也可以是负电荷
D.若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与L2成60°角斜向右上方，它将不能经过B点
ACD [画出带电粒子运动的可能轨迹如图，粒子经过边界L2时的位置可能有4种情况.根据轨迹，粒子经过边界L1时入射点与出射点间的距离与经过边界L2时入射点与出射点间的距离相同，与速度无关.所以当初速度大小增大一点，但方向不变，它仍能经过B点，故选项A正确;如图，粒子位置在B1、B4，速度跟在A点时的速度大小相等，但方向不同，故选项B错误;如图，分别是正、负电荷的轨迹，正、负电荷都可能.故选项C正确;如图，设L1与L2之间的距离为d，则A到B2的距离为x=，所以，若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L2成60°角斜向右上方，它就只经过一个周期后一定不经过B点，故选项D正确.]
19.图5甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小.电压表显示加在报警器上的电压(报警器未画出).未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW.下列说法正确的是( )
甲 乙
图5
A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 Hz
B.远距离输电线路损耗功率为180 W
C.当传感器R2所在处出现火警时，电压表的示数变大
D.当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大
AD [由图乙知交流电的周期0.02 s，所以频率为50 Hz，A正确;由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250 V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25 000 V，所以输电线中的电流为：I==30 A，输电线损失的电压为：ΔU=IR=30×100=3 000 V，输电线路损耗功率为：ΔP=ΔUI=90 kW，B错误;当传感器R2所在处出现火警时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表的示数变小，C错误;由C知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，D正确.]
20.如图6所示，半径为R、内壁光滑的硬质小圆桶固定在小车上，小车以速度v在光滑的水平公路上做匀速运动，有一质量为m、可视为质点的光滑小铅球在小圆桶底端与小车保持相对静止.当小车与固定在地面的障碍物相碰后，小车的速度立即变为零.关于碰后的运动(小车始终没有离开地面)，下列说法正确的是( )
图6
A.铅球能上升的最大高度一定等于
B.无论v多大，铅球上升的最大高度不超过
C.要使铅球一直不脱离圆桶，应有v≥或v≤
D.若铅球能到达圆桶最高点，则铅球在最高点的速度大小可以等于零
BC [小球和车有共同的速度，当小车遇到障碍物突然停止后，小球由于惯性会继续运动，小球冲上圆弧槽，则有两种可能，一是速度较小，滑到某处小球速度为0，根据机械能守恒此时有mv2=mgh，解得h=≤R，另一可能是速度较大，小球滑出弧面做斜抛，到最高点还有水平速度，则此时小球所能达到的最大高度要小于，A错误，B正确;要使铅球一直不脱离圆桶，且恰能过最高点，则在最高点重力完全充当向心力，故有mg=m，此时速度v′=，即在最高点的最小速度为，从最低点到最高点机械能守恒，故有-mg·2R=mv′2-mv2，解得v=，C正确，D错误.]
21.如图7甲所示，一光滑的平行金属导轨ABCD竖直放置，AB、CD相距L，在A、C之间接一个阻值为R的电阻;在两导轨间的abdc矩形区域内有垂直导轨平面向里、高度为5h的有界匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也为L的导体棒放在磁场下边界ab上(与ab边重合).现用一个竖直向上的力F拉导体棒.使它由静止开始向上运动，导体棒刚要离开磁场时恰好做匀速直线运动，导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨电阻不计.F随导体棒与初始位置的距离x变化的情况如图乙所示，下列判断正确的是( )
甲 乙
图7
A.导体棒离开磁场时速度大小为
B.离开磁场时导体棒两端电压为
C.导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为
D.导体棒经过磁场的过程中，电阻R产生焦耳热为-
BD [导体棒刚要离开磁场时，做匀速直线运动，则3mg=mg+BL可求得：v=，A错;由3mg=mg+BL知U=，B对;导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量q==，C错;导体棒经过磁场的过程中，产生的总热量为Q，由能量守恒得：2mgh+3mg·4h-mg·5h=mv2+Q总，知QR=Q总=-，D对.]
