库仑通过实验研究电荷间的相互作用力与距离、电荷量的关系时，先保持电荷量不变，寻找...

库仑通过实验研究电荷间的相互作用力与距离、电荷量的关系时，先保持电荷量不变，寻找作用力与电荷间距离的关系；再保持距离不变，寻找作用力与电荷量的关系，这种研究方法被称为“控制变量法”。下列应用了控制变量法的是实验是

A．验证机械能守恒定律

B．探究力的平行四边形定则

C．探究加速度与力、质量的关系

D．探究匀变速直线运动速度随时间变化的规律

C 【解析】试题分析：验证机械能守恒定律时，只是根据减小的重力势能和增加的动能之间的关系来比较，没有用到控制变量法，A错误；探究力的平行四边形定则时，利用了分力的作用效果和合力的作用效果相同，即用到了等效替代法，B错误；探究加速度与力、质量的关系时，需要控制质量一定，研究加速度和力的关系，控制力一定，研究加速度与质量的关系，用到控制变量法，C正确；探究匀变速直线运动速度随时间变化的规律时用到了微元法，D错误；考点：考查了物理研究方法【名师点睛】在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，如控制变量法、理想实验、理想化模型、极限思想等，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习

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考点分析：

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许多科学家在物理学发展过程中作出了重要的贡献，下列叙述符合物理学史的是

A．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量

B．奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律

C．库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律

D．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律

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如图甲所示，放射性粒子源S持续放出质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子经过ab间电场加速从小孔O沿OO1方向射入MN板间匀强电场中，OO1为两板间的中心线，与板间匀强电场垂直，在小孔O1处只有沿OO1延长线方向运动的粒子穿出．已知M、N板长为L，间距为d，两板间电压UMN随时间t变化规律如图乙所示，电压变化周期是T1．不计粒子重力和粒子间的相互作用．

（1）设放射源S放出的粒子速度大小在0~v0范围内，已知Uab=U0，求带电粒子经a、b间电场加速后速度大小的范围．

（2）要保证有粒子能从小孔O1射出电场，U大小应满足什么条件？若从小孔O射入电场的粒子速度v大小满足3.5×106m/s≤v≤1.2×107m/s，L=0.10m，T1=10-8s，则能从小孔O1射出电场的粒子速度大小有几种？

（3）设某个粒子以速度v从小孔O1射出沿OO1的延长线CD匀速运动至图甲中O2点时，空间C1D1D2C2矩形区域加一个变化的有界匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化规律如图丙所示（T2未知），最终该粒子从边界上P点垂直于C1D1穿出磁场区．规定粒子运动到O2点时刻为零时刻，磁场方向垂直纸面向里为正．已知DD1=l，，CD平行于C1D1，O2P与CD夹角为45º．求粒子在磁场中运动时间t．

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如图所示，左端带有挡板P的长木板质量为m，置于光滑水平面上，劲度系数很大的轻弹簧左端与P相连，弹簧处于原长时右端在O点，木板上表面O点右侧粗糙、左侧光滑．若将木板固定，质量也为m的小物块以速度v0从距O点L的A点向左运动，与弹簧碰撞后反弹，向右最远运动至B点，OB的距离为3L，已知重力加速度为g．

（1）求物块和木板间动摩擦因数μ及上述过程弹簧的最大弹性势能Ep．

（2）解除对木板的固定，物块仍然从A点以初速度v0向左运动，由于弹簧劲度系数很大，物块与弹簧接触时间很短可以忽略不计，物块与弹簧碰撞后，木板与物块交换速度．

①求物块从A点运动到刚接触弹簧经历的时间t；

②物块最终离O点的距离x．

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如图所示，MN、PQ为光滑平行的水平金属导轨，电阻R=3.0Ω，置于竖直向下的有界匀强磁场中，OO′为磁场边界，磁场磁感应强度B=1.0T，导轨间距L=1.0m，质量m=1.0kg的导体棒垂直置于导轨上且与导轨电接触良好，导体棒接入电路的电阻为r=1.0Ω．t=0时刻，导体棒在水平拉力作用下从OO′左侧某处由静止开始以加速度a0=1.0m/s2做匀加速运动， t0=2.0s时刻棒进入磁场继续运动，导体棒始终与导轨垂直．