江西省吉安市2021-2022学年高三上学期期末模拟试卷（1）物理试题(Word版含答案)

2021-2022学年江西省吉安市高三（上）期末物理模拟试卷（1）
一．选择题（共10小题，满分40分，每小题4分）
1．（4分）关于涡流，下列说法中错误的是（　　）
A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
2．（4分）下列说法中正确的是（　　）
A．He的原子核内有三个中子、两个质子
B．温度越高，放射性元素的半衰期越小
C．原子核分解成核子一定有质量亏损，释放出能量
D．氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量减少
3．（4分）一物块沿固定的光滑斜面自由下滑，下列说法正确的是（　　）
A．物块受到两个力的作用
B．物块在斜面上做匀速运动
C．若给物块施加一个垂直于斜面的力，物块有可能停下来
D．若给物块施加一个竖直向下的力，物块有可能停下来
4．（4分）如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量不相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动。关于球A和球B，以下物理量的大小相等的是（　　）
A．线速度 B．角速度
C．向心加速度 D．对内壁的压力
5．（4分）如图所示为一圆环发电装置，用电阻R1＝4Ω的导体弯成半径为L＝0.2m的闭合圆环，圆心为O，COD是一条直径，在O、D间接有电阻R2＝1Ω，整个圆环中有B＝0.5T的匀强磁场垂直环面穿过。电阻r＝1Ω的导体棒OA贴着圆环以O为转轴匀速转动，角速度ω＝300rad/s，则全电路的最大功率Pm为（　　）
A．2.5W B．3.0W C．4.5W D．6.0W
6．（4分）物体沿粗糙斜面底端以一初速度上滑到顶端又滑回到底端。下列关于物体的动能随时间的变化图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（4分）2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度，如图所示为“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器。已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。不考虑地球、月球自转的影响，则下列判断中最接近实际的是（　　）
A．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为9：4
B．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为81：16
C．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为9：2
D．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为2：9
8．（4分）汽车碰撞实验是汽车设计过程中重要的一环，某次碰撞实验中，汽车A中有一个质量为50kg的假人甲，开车时系上了安全带，人和车的总质量m1＝1500kg，初速度v1＝72km/h，汽车B中有一个质量为50kg的假人乙，没有系安全带，人和车的总质量m2＝2000kg，初速度v2＝36km/h，两辆车相向运动，发生正碰，碰撞时间为0.05s，甲与安全带的作用时间为0.2s，与汽车B的作用时间为0.06s。已知人的死亡加速度为500g，重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．碰撞结束后两车立即停止运动
B．碰撞过程中车辆间的平均作用力为5.1×105N
C．碰撞过程中甲、乙所受水平作用力大小之比约为2：5
D．若甲、乙为真人，两个人都没有死亡危险
9．（4分）如图所示，A、B为两等量异种电荷，图中水平虚线为A、B连线的中垂线，现将另两个等量异种的检验电荷a、b，用绝缘细杆连接后从离AB无穷远处沿中垂线平移到AB的连线，平移过程中两检验电荷位置始终关于中垂线对称。若规定离AB无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是（　　）
A．在A、B的连线上a所处的位置电势φa＜0
B．在A、B的连线上检验电荷b具有的电势能Epb＞0
C．整个移动过程中，静电力对a不做功
D．a、b整体在A、B连线处具有的电势能Ep＞0
10．（4分）在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，做成了一个霍尔元件，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，M、N间的电压为UH，已知半导体薄片中的载流子为电子，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的有（　　）
A．M板电势高于N板电势
B．磁感应强度越大，MN间电势差越大
C．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，UH不变
D．将磁场和电流分别反向，N板电势低于M板电势
二．实验题（共2小题，满分15分）
11．（6分）实验中挂钩位置可认为不变，利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒。
（1）用游标卡尺测出小铁球直径结果如图乙所示。则其直径D＝　 　cm。
（2）①如图甲所示，固定力传感器M
②取一根不可伸长的细线，一端连接（1）中的小铁球，另一端穿过固定的光滑小圆环O，并固定在传感器的挂钩上（小圆环刚好够一根细线通过）
③将小铁球自由悬挂并处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间变化的关系如图丁所示。
（i）为验证小铁球在最高点A和最低处的机械能是否相等，则　 　。
A．必须要测出小铁球的直径D
B．必须要测出小铁球的质量m
C．必须要测出细线离开竖直方向的最大偏角θ
D．必须要知道图丙、丁中F0，F1，F2的大小及当地重力加速度g
E．必须要知道图丙、丁中F0，F1，F2的大小
（ii）若已经通过实验测得了（i）中所需的物理量，则为了验证小铁球在最高点B和最低点处的机械能是否相等，只需验证等式　 　是否成立即可。（用题中所测得的物理量符号表示）
12．（9分）某同学为精确测量某金属圆柱的电阻，设计了如图甲所示的电路图。现在需要两个量程为200mA的电流表，但实验室提供的器材中，一个电流表的量程为100mA，内阻为12Ω，另外一个电流表的量程为200mA。
（1）图中E为学生电源、G为灵敏电流计、A1代表量程为100mA电流表A（图中未画出）改装后的电流表、A2为量程为200mA的电流表、R1为电阻箱、R2与R3均为滑动变阻器、R0为定值电阻、S为开关、Rx为待测金属圆柱，另有导线若干，这些器材全部由实验室提供。具体的实验操作如下：
A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材；
B．将滑动变阻器R2的滑片、滑动变阻器R3的滑片均调至适当位置，闭合开关S；
C．调整R3，逐步增大输出电压，并反复调整R1和R2使灵敏电流计G的示数为零，此时量程为100mA的电流表A的示数为I1，A2的示数为I2，电阻箱的示数为R1；
D．实验完毕，整理器材。
①实验步骤B中滑动变阻器R3的滑片应调至最　 　（填“左”或“右”）端；
②某次测量时，量程为100mA的电流表A的指针位置如图乙所示，则此时通过R2的电流为　 　mA。
（2）待测金属圆柱Rx的阻值为　 　（用所测物理量的字母表示）。
（3）电流表A1、A2的内阻对测量结果　 　（填“有“或“无”）影响。
三．计算题（共4小题，满分45分）
13．（8分）某次科学考察利用了热气球，为了便于调节热气球的运动状态，需要携带压舱物。热气球正以大小为10m/s速度匀速下降，热气球的总质量550kg，其中物的质量为50kg，为保证落地安全，在适当高度处时释放压舱物，使热气球到达地面时的速度恰好为零。整个过程中空气对热气球作用力不变，忽略空气对压舱物的阻力，重力加速度g＝10m/s2，求：
（1）释放压舱物后热气球加速度a的大小；
（2）释放压舱物时热气球的高度H；
（3）压舱物落地前瞬间的动能Ek。
14．（10分）如图，固定不动的水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m＝0.2kg、电阻R＝0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，方向垂直框架向上。现用F＝1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒向右运动的距离为d＝0.5m时速度达到2m/s，求：
（1）此时ab棒上的感应电流的大小和方向；
（2）此时ab棒的加速度大小。
（3）导体棒运动d的过程所产生的热量。
15．（12分）利用电场或磁场都可以实现对带电粒子的控制。如图所示，正电荷由静止开始，从M板到N板经电场加速后获得速度v0，并以此速度v0沿磁场半径射入匀强磁场，电子穿出磁场时速度方向和原来入射方向的夹角为60°。已知电子质量为m，带电量为e，MN板间距为d，圆形磁场半径为R。求：
（1）M、N板间的电场强度E；
（2）匀强磁场的磁感应强度B；
（3）电子在磁场中运动的时间t。
16．（15分）一大型冰雪游乐场上有推冰块的游戏．如图所示，质量为m的冰块P静止在水平冰面上，人站在车上且在游戏开始时静止在冰块的右侧，人与车的总质量为8m，由冰做成的固定斜面与水平冰面在斜面底端平滑过渡．游戏开始后，人瞬间将冰块相对冰面以大小为v0的速度向左推出，一段时间后，冰块又从斜面返回，追上人后又被人相对冰面以大小为v0的速度向左推出，如此反复，直到冰块追不上人为止。忽略一切摩擦，重力加速度为g。求：
（1）人第一次推冰块后，人与车的速度大小v1；
（2）人第二次推冰块后，人与车的速度大小v2；
（3）从第一次算起，人推多少次冰块后，冰块将追不上人。
2021-2022学年江西省吉安市高三（上）期末物理模拟试卷（1）
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题，满分40分，每小题4分）
1．（4分）关于涡流，下列说法中错误的是（　　）
A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
【解答】解：A、用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，所以A正确；
B、家用电磁炉锅体通的是交流电，交流电产生的是变化的磁场，不是恒定的磁场，故B错误；
C、阻尼摆的铝盘以一定相对速度旋转掠过磁场时在铝盘内会产生感应电动势从而产生感应电流，因铝盘有电阻电流做功，消耗机械能，因此产生阻碍铝盘旋转的阻尼作用，故C正确；
D、用绝缘的硅钢片做铁芯，是为了减小涡流，减小能量损失，故D正确。
本题选错误的，
故选：B。
2．（4分）下列说法中正确的是（　　）
A．He的原子核内有三个中子、两个质子
B．温度越高，放射性元素的半衰期越小
C．原子核分解成核子一定有质量亏损，释放出能量
D．氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量减少
【解答】解：A、的质量数是3，电荷数是2，可知原子核内有两个质子和1个中子，故A错误；
B、半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的 物理或化学状态无关，故B错误；
C、原子核分解成核子需要吸收能量，故C错误；
D、根据玻尔理论可知，氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量减少，故D正确。
故选：D。
3．（4分）一物块沿固定的光滑斜面自由下滑，下列说法正确的是（　　）
A．物块受到两个力的作用
B．物块在斜面上做匀速运动
C．若给物块施加一个垂直于斜面的力，物块有可能停下来
D．若给物块施加一个竖直向下的力，物块有可能停下来
【解答】解：A．物体受到重力以及垂直于斜面向上的支持力，故A正确；
B．根据受力分析可知，物体的合力等于重力沿着斜面向下的分力，所以物体做匀加速直线运动，故B错误；
C．若给物块施加一个垂直于斜面的力，物体的合力仍然等于重力沿着斜面向下的分力，物体继续做匀加速直线运动，故C错误；
D．给物块施加一个竖直向下的力，物体的合外力增大，加速度增大，物体做加速运动，故D错误；
故选：A。
4．（4分）如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量不相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动。关于球A和球B，以下物理量的大小相等的是（　　）
A．线速度 B．角速度
C．向心加速度 D．对内壁的压力
【解答】解：CD、两个小球均受到重力mg和筒壁对它的弹力FN的作用，其合力必定在水平面内时刻指向圆心．由图可知，筒壁对球的弹力为：FN＝
向心力为：Fn＝
向心加速度为：an＝
其中θ为圆锥顶角的一半．对于A、B两球因质量不相等，θ角相等，所以A、B两小球受到筒壁的弹力大小不相等，A、B两小球对筒壁的压力大不小相等，向心加速度相等，故C正确，D错误；
AB、由牛顿第二定律知：＝＝mω2r
解得小球的线速度为：v＝
角速度为：ω＝
故小球A的线速度必定大于小球B的线速度，小球A的角速度必小于小球B的角速度，故AB错误。
故选：C。
5．（4分）如图所示为一圆环发电装置，用电阻R1＝4Ω的导体弯成半径为L＝0.2m的闭合圆环，圆心为O，COD是一条直径，在O、D间接有电阻R2＝1Ω，整个圆环中有B＝0.5T的匀强磁场垂直环面穿过。电阻r＝1Ω的导体棒OA贴着圆环以O为转轴匀速转动，角速度ω＝300rad/s，则全电路的最大功率Pm为（　　）
A．2.5W B．3.0W C．4.5W D．6.0W
【解答】解：导体棒OA转动切割磁感线产生的感应电动势为：E＝BL＝BL＝BL2ω＝×0.5×0.22×300V＝3V
导体棒OA相当于电源，当OA到达OD处时，全电路的电阻最小，由P＝知全电路的功率最大，则Pm＝＝W＝4.5W，故ABD错误，C正确.
故选：C。
6．（4分）物体沿粗糙斜面底端以一初速度上滑到顶端又滑回到底端。下列关于物体的动能随时间的变化图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：设斜面的倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，物体沿斜面上滑的加速度大小为a1，下滑的加速度大小为a2。
根据牛顿第二定律得：
上滑过程有mgsinθ+μmgcosθ＝ma1
下滑过程有mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma2
可得a1＞a2。
由于上滑和下滑的位移大小相等，由x＝知上滑的时间短于下滑的时间。
上滑过程，有v＝v0﹣a1t，动能为Ek＝＝，Ek﹣t图象是开口向上的抛物线（左支）；
设上滑的时间为t0。下滑过程，有v＝a2（t﹣t0），动能为Ek＝＝，Ek﹣t图象是开口向上的抛物线（右支），故ACD错误，B正确。
故选：B。
7．（4分）2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度，如图所示为“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器。已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。不考虑地球、月球自转的影响，则下列判断中最接近实际的是（　　）
A．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为9：4
B．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为81：16
C．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为9：2
D．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为2：9
【解答】解：AB、根据天体表面物体的重力等于万有引力，有：
可得：
所以地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为，故A错误，B正确；
CD、当质量为m的物体在环绕天体表面飞行时的速度即为天体第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有：
可得第一宇宙速度为：
所以地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为：，故C正确，D错误。
故选：BC。
8．（4分）汽车碰撞实验是汽车设计过程中重要的一环，某次碰撞实验中，汽车A中有一个质量为50kg的假人甲，开车时系上了安全带，人和车的总质量m1＝1500kg，初速度v1＝72km/h，汽车B中有一个质量为50kg的假人乙，没有系安全带，人和车的总质量m2＝2000kg，初速度v2＝36km/h，两辆车相向运动，发生正碰，碰撞时间为0.05s，甲与安全带的作用时间为0.2s，与汽车B的作用时间为0.06s。已知人的死亡加速度为500g，重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．碰撞结束后两车立即停止运动
B．碰撞过程中车辆间的平均作用力为5.1×105N
C．碰撞过程中甲、乙所受水平作用力大小之比约为2：5
D．若甲、乙为真人，两个人都没有死亡危险
【解答】解：A、以A车运动方向为正方向，两车碰撞过程中动量守恒，则有m1v1﹣m2v2＝（m1+m2）v共，解得v共＝m/s，故A错误；
B、对A车碰撞过程，由动量定理得﹣Ft＝m1v共﹣m1v1，解得F＝5.1×105N，故B正确；
C、对假人甲，根据动量定理得﹣F甲t＝m甲v共﹣m甲v1，解得F甲＝4.3×103N，对假人乙，根据动量定理得F乙t＝m乙v共﹣m乙（﹣v2），解得F乙＝1.1×104N，则碰撞过程中甲、乙所受水平作用力大小之比F甲：F乙＝（4.3×103）：（1.1×104）≈1：2，故C错误；
D、由F甲＝m甲a甲得a甲＝86m/s2＝8.6g，由F乙＝m乙a乙得a乙＝220m/s2＝22g，因为人的死亡加速度为500g，所以若甲、乙为真人，两个人都没有死亡危险，故D正确。
故选：BD。
9．（4分）如图所示，A、B为两等量异种电荷，图中水平虚线为A、B连线的中垂线，现将另两个等量异种的检验电荷a、b，用绝缘细杆连接后从离AB无穷远处沿中垂线平移到AB的连线，平移过程中两检验电荷位置始终关于中垂线对称。若规定离AB无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是（　　）
A．在A、B的连线上a所处的位置电势φa＜0
B．在A、B的连线上检验电荷b具有的电势能Epb＞0
C．整个移动过程中，静电力对a不做功
D．a、b整体在A、B连线处具有的电势能Ep＞0
【解答】解：A、设AB连线的中点为O．由于AB连线的垂直平分线是一条等势线，且一直延伸到无穷远处，所以O点的电势为零。AO间的电场线方向由A→O，而顺着电场线方向电势逐渐降低，可知，a所处的位置电势φa＞0，故A错误；
B、在AB连线上，中垂线下方电势为负值，检验电荷b带负电，电势能Epb＝qφ＞0，故B正确；
C、在平移过程中，a所受的静电力与其位移方向的夹角为钝角，则静电力对a做负功，故C错误。
D、a所处的位置电势φa＞0，b所处的位置电势φb＜0，由Ep＝qφ知，a、b在AB处的电势能均大于零，则整体的电势能Ep＞0，故D正确；
故选：BD。
10．（4分）在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，做成了一个霍尔元件，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，M、N间的电压为UH，已知半导体薄片中的载流子为电子，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的有（　　）
A．M板电势高于N板电势
B．磁感应强度越大，MN间电势差越大
C．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，UH不变
D．将磁场和电流分别反向，N板电势低于M板电势
【解答】解：A、根据左手定则，电流的方向向里，载流子受力的方向指向N端，向N端偏转，故N板带上负电，N点电势低，故A正确；
B、设左右两个表面相距为d，载流子所受的电场力等于洛伦兹力，即为：
＝evB…①
设材料单位体积内载流子的个数为n，材料截面积为s，则有：
I＝nesv…②
s＝dL…③
由①②③得：UH＝
令k＝，则有：UH＝＝k…④
所以若保持电流I恒定，则M、N间的电压与磁感虑强度B成正比，即磁感应强度越大，MN间电势差越大，故B正确；
C、将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，则载流子不会受到洛伦兹力，因此不存在电势差，故C错误；
D、若磁场和电流分别反向，依据左手定则，则N板电势仍低于M板电势，故D正确。
故选：ABD。
二．实验题（共2小题，满分15分）
11．（6分）实验中挂钩位置可认为不变，利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒。
（1）用游标卡尺测出小铁球直径结果如图乙所示。则其直径D＝　1.090　cm。
（2）①如图甲所示，固定力传感器M
②取一根不可伸长的细线，一端连接（1）中的小铁球，另一端穿过固定的光滑小圆环O，并固定在传感器的挂钩上（小圆环刚好够一根细线通过）
③将小铁球自由悬挂并处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间变化的关系如图丁所示。
（i）为验证小铁球在最高点A和最低处的机械能是否相等，则　E　。
A．必须要测出小铁球的直径D
B．必须要测出小铁球的质量m
C．必须要测出细线离开竖直方向的最大偏角θ
D．必须要知道图丙、丁中F0，F1，F2的大小及当地重力加速度g
E．必须要知道图丙、丁中F0，F1，F2的大小
（ii）若已经通过实验测得了（i）中所需的物理量，则为了验证小铁球在最高点B和最低点处的机械能是否相等，只需验证等式　3F0＝2F1+F2　是否成立即可。（用题中所测得的物理量符号表示）
【解答】解：（1）50分度的游标刻度总长度为49mm，由乙图所示，游标的最右边刻度在主刻度读数为59.5mm，所以游标的最左边的零刻度在主刻度的读数为59.5mm﹣49mm＝10.5mm，即游标的主刻度的读数为10mm，可动刻度读数为45×0.02mm＝0.90mm，所以总的读数为：10mm+0.90mm＝10.90mm＝1.090cm。
（2）（i）由于重力加速度未知，则有小铁球静止时，绳子的拉力F0，可知，小球的重力G＝mg＝F0，
小球在最低点，由牛顿第二定律有：F2﹣F0＝m，
因此有：F0l（1﹣cosθ）＝mv2＝（F2﹣F0）l；
对A点受力分析得：F0cosθ＝F1，即有，3F0＝2F1+F2，
由上可知，故E正确，ABCD错误。
故选：E。
（ii）根据机械能守恒的表达式有：mgl（1﹣cosθ）＝mv2，结合以上分析，则有3F0＝2F1+F2。
故答案为：（1）小铁球直径为1.090cm；（2）（i）E；（ii）3F0＝2F1+F2。
12．（9分）某同学为精确测量某金属圆柱的电阻，设计了如图甲所示的电路图。现在需要两个量程为200mA的电流表，但实验室提供的器材中，一个电流表的量程为100mA，内阻为12Ω，另外一个电流表的量程为200mA。
（1）图中E为学生电源、G为灵敏电流计、A1代表量程为100mA电流表A（图中未画出）改装后的电流表、A2为量程为200mA的电流表、R1为电阻箱、R2与R3均为滑动变阻器、R0为定值电阻、S为开关、Rx为待测金属圆柱，另有导线若干，这些器材全部由实验室提供。具体的实验操作如下：
A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材；
B．将滑动变阻器R2的滑片、滑动变阻器R3的滑片均调至适当位置，闭合开关S；
C．调整R3，逐步增大输出电压，并反复调整R1和R2使灵敏电流计G的示数为零，此时量程为100mA的电流表A的示数为I1，A2的示数为I2，电阻箱的示数为R1；
D．实验完毕，整理器材。
①实验步骤B中滑动变阻器R3的滑片应调至最　左　（填“左”或“右”）端；
②某次测量时，量程为100mA的电流表A的指针位置如图乙所示，则此时通过R2的电流为　160　mA。
（2）待测金属圆柱Rx的阻值为　　（用所测物理量的字母表示）。
（3）电流表A1、A2的内阻对测量结果　无　（填“有“或“无”）影响。
【解答】解：（1）①由图甲所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前，应滑动变阻器R3的滑片应调至最左端。
②A1代表量程为100mA电流表A改装后的电流表，改装后电流表量程是200mA，改装后量程为原量程的2倍；
由图乙所示表盘可知，量程为100mA的电流表A的分度值为4mA，示数为80mA，
由于改装后电流表量程是原电流表量程的2倍，则通过电阻R2的电流为80mA×2＝160mA。
（2）电流计G的示数为零，则R1和Rx两端的电压相等，由并联电路特点与欧姆定律得：2I1R1＝I2Rx，
解得，待测金属圆柱的阻值Rx＝
（3）待测金属圆柱的阻值Rx＝，电流表A1、A2的内阻对测量结果较没有影响。
故答案为：（1）①左；②160；（2）；（3）无。
三．计算题（共4小题，满分45分）
13．（8分）某次科学考察利用了热气球，为了便于调节热气球的运动状态，需要携带压舱物。热气球正以大小为10m/s速度匀速下降，热气球的总质量550kg，其中物的质量为50kg，为保证落地安全，在适当高度处时释放压舱物，使热气球到达地面时的速度恰好为零。整个过程中空气对热气球作用力不变，忽略空气对压舱物的阻力，重力加速度g＝10m/s2，求：
（1）释放压舱物后热气球加速度a的大小；
（2）释放压舱物时热气球的高度H；
（3）压舱物落地前瞬间的动能Ek。
【解答】解：（1）热气球开始向下做匀速运动，则F﹣Mg＝0，解得F＝Mg＝550×10N＝5500N
当释放压舱物后，对热气球受力分析，根据牛顿第二定律可得：F﹣（M﹣m）g＝（M﹣m）a，解得a＝1m/s2
（2）热气球做匀减速运动，根据速度﹣位移公式可得：0﹣，解得：H＝50m
（3）对压舱物在下落过程中，根据动能定理可得：
解得：Ek＝27500J
答：（1）释放压舱物后热气球加速度a的大小为1m/s2；
（2）释放压舱物时热气球的高度H为50m；
（3）压舱物落地前瞬间的动能Ek为27500J。
14．（10分）如图，固定不动的水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m＝0.2kg、电阻R＝0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，方向垂直框架向上。现用F＝1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒向右运动的距离为d＝0.5m时速度达到2m/s，求：
（1）此时ab棒上的感应电流的大小和方向；
（2）此时ab棒的加速度大小。
（3）导体棒运动d的过程所产生的热量。
【解答】解：（1）导体棒切割磁感线产生的感应电动势为：
E＝BLv＝0.2×1×2V＝0.4V
由闭合电路欧姆定律得回路中感应电流为：
I＝＝A＝0.8A
根据右手定则可知ab棒中感应电流方向由a流向b。
（2）ab棒受到的安培力为：
F安＝BIL＝0.2×0.8×1N＝0.16N
根据左手定则可知安培力的方向水平向左；
根据牛顿第二定律得：F﹣F安＝ma
解得ab杆的加速度为：a＝4.2m/s2
（3）由能量守恒可得：
解得：Q＝0.1J
答：
（1）此时ab棒上的感应电流的大小为0.8A，方向由a流向b。
（2）此时ab棒的加速度大小为4.2m/s2。
（3）导体棒运动d的过程所产生的热量为0.1J。
15．（12分）利用电场或磁场都可以实现对带电粒子的控制。如图所示，正电荷由静止开始，从M板到N板经电场加速后获得速度v0，并以此速度v0沿磁场半径射入匀强磁场，电子穿出磁场时速度方向和原来入射方向的夹角为60°。已知电子质量为m，带电量为e，MN板间距为d，圆形磁场半径为R。求：
（1）M、N板间的电场强度E；
（2）匀强磁场的磁感应强度B；
（3）电子在磁场中运动的时间t。
【解答】解：（1）由动能定理可得：
解得
又因为得
电场强度
（2）粒子在磁场运动轨迹如图所示，由几何关系可得，
洛伦兹力提供向心力
解得
（3）根据周期得定义有，所以电子在磁场中运动的时间
答：（1）M、N板间的电场强度E为；
（2）匀强磁场的磁感应强度B为；
（3）电子在磁场中运动的时间t为。
16．（15分）一大型冰雪游乐场上有推冰块的游戏．如图所示，质量为m的冰块P静止在水平冰面上，人站在车上且在游戏开始时静止在冰块的右侧，人与车的总质量为8m，由冰做成的固定斜面与水平冰面在斜面底端平滑过渡．游戏开始后，人瞬间将冰块相对冰面以大小为v0的速度向左推出，一段时间后，冰块又从斜面返回，追上人后又被人相对冰面以大小为v0的速度向左推出，如此反复，直到冰块追不上人为止。忽略一切摩擦，重力加速度为g。求：
（1）人第一次推冰块后，人与车的速度大小v1；
（2）人第二次推冰块后，人与车的速度大小v2；
（3）从第一次算起，人推多少次冰块后，冰块将追不上人。
【解答】解：（1）人、车与冰块组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，
设第一次推出冰块后人与车的速度大小为v1，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
8mv1﹣mv0＝0
解得：v1＝v0；
（2）人第二次推冰块过程系统在水平方向动量守恒，设第二次推出冰块后人的速度为v2，
以向右为正方向，由动量守恒定律得：8mv1+mv0＝8mv2﹣mv0
解得：v2＝v0
（3）人推出冰块过程系统在水平方向动量守恒，设第二次推出冰块后人的速度为v3，
以向右为正方向，由动量守恒定律得：8mv2+mv0＝8mv3﹣mv0
解得：v3＝v0
…………
第n次推出冰块后人与车的速度大小：vn＝v0，
人接不到冰块需要满足的条件是：vn≥v0，
解得：n≥4.5
则第5次推出冰块后，人和车的速率大于冰块的速率，冰块追不上人
答：（1）人第一次推冰块后，人与车的速度大小v1是v0；
（2）人第二次推冰块后，人与车的速度大小v2是v0；
（3）从第一次算起，人推5次冰块后，冰块将追不上人。