江苏省泰州市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学年江苏省泰州市高三（上）期末物理模拟试卷（1）
一．选择题（共14小题，满分42分，每小题3分）
1．（3分）公路上行驶的甲乙两辆汽车的位移x﹣时间t图像如图中直线a和曲线b所示，t时刻直线a和曲线b刚好相切，下列说法正确的是（　　）
A．甲车做匀变速直线运动
B．乙车做曲线运动
C．t时刻，甲乙两车速度相等
D．前 t 秒内，甲乙两车的位移相等
2．（3分）下列判断正确的是（　　）
A．可以用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数估算出每个气体分子的体积
B．叶面上的小露珠呈球形是由于露珠不受重力的作用
C．不具有规则几何形状的物体可能也是晶体
D．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动
3．（3分）用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光（　　）
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．a光的频率大于b光的频率
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．a光的折射率大于b光的折射率
4．（3分）如图甲所示为一简谐横波在t＝2s时的波形图，P是平衡位置在x1＝0.5m处的质点，Q是平衡位置在x2＝4m处的质点；如图乙所示为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（　　）
A．这列波沿x轴负方向传播
B．这列波的传播速度为2m/s
C．Q质点做简谐运动的表达式为y＝0.4sinπt（m）
D．从t＝2s到t＝3.5s，P质点通过的路程为m
5．（3分）下列器材中，“探究求合力的方法”和“探究加速度和力、质量的关系”实验都需要用到的是（　　）
A． B．
C． D．
6．（3分）如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为圆周的最低点。每根杆上都套着一个质量相等的小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c处由静止开始释放，直到滑环运动到d点，关于三个小滑环，下列说法正确的是（　　）
A．到达d点时的动能相等
B．到达d点时的动量大小相等
C．下滑过程重力的冲量相同
D．下滑过程重力的平均功率相同
7．（3分）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加恒定磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　）
A． B．
C． D．
8．（3分）如图，教学用的可拆变压器有两个线圈A、B，线圈匝数已经无法分辨，某同学为测定A、B两个线圈的匝数进行了如下操作。他先把漆包线比较细的线圈A接到u＝16sin100πt（V）的低压交流电源上，用交流电压表测得线圈B的输出电压为8V；然后拆下线圈B，在线圈B原来匝数的基础上，用漆包线加绕10匝，然后重复上一步操作，发现电压表的示数为8.8V。若可拆变压器可看成理想变压器，则A、B两个线圈原来的匝数分别为（　　）
A．200，100 B．160，80 C．108，54 D．128，64
9．（3分）沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家以磁石磨针锋。则能指南，然常微偏东，不全南也”。下列与地磁场有关说法正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
B．垂直地面射向赤道的负粒子受到向西的洛伦兹力
C．地球表面赤道附近的地磁场最强
D．地磁场南极在地理南极附近稍偏东
10．（3分）电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（　　）
A．A、K之间的电场强度为
B．电子由K沿电场线到A电势能逐渐增大
C．电子在K附近受到的电场力比在A附近要大
D．电子到达A极板时的动能等于eU
11．（3分）大亚湾核电站位于珠三角地区，是中国大陆第一座商用核电站。大亚湾核电站利用的是核裂变。一种典型的核裂变反应方程为U+n→Ba十X十3n，其中原子核X的中子数为（　　）
A．52 B．53 C．54 D．55
12．（3分）图示电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，R3为光敏电阻（电阻值随光照强度的增加而减小），电流表A和电压表V的示数分别为I和U。下列说法正确的是（　　）
A．将R2的滑动触头P向左移动，I将增大，U将减小
B．减小A、B板的正对面积，则电容器所带电荷量增加
C．减小光照强度，I将减小，U将增大，电容器所带电荷量将减小
D．减小光照强度，U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值将变大
13．（3分）2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭顺利将嫦娥五号探测器送入预定轨，开启了中国首次地外天体采样返回之旅。嫦娥五号飞行轨迹可以简化为如图所示：首先进入近地圆轨道Ⅰ，在P点进入椭圆轨道Ⅱ，到达远地点Q后进入地月转移轨道，到达月球附近后进入环月轨道Ⅲ。已知近地圆轨道Ⅰ的半径为r1、椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a、环月轨道Ⅲ的半径为r3，嫦娥五号在这三个轨道上正常运行的周期分别为T1、T2、T3，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。忽略地球自转及太阳引力的影响。下列说法正确的是（　　）
A．
B．嫦娥五号在轨道Ⅰ上运行速度大于
C．嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ上P点的加速度等于在圆轨道Ⅰ上P的加速度
D．嫦娥五号沿椭圆轨道Ⅱ从P点向Q点飞行的过程中，地球对它的引力做正功
14．（3分）如图所示，区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为矩形匀强磁场区域，磁感应强度大小相等，方向垂直纸面，一质量为m、带电荷量为+q的粒子（重力不计），从O点以一水平初速度沿y轴正向射入区域Ⅰ，其轨迹为曲线Obcd。已知Ob、bc、cd都是半径为R的圆弧，粒子在每段圆弧上的运动时间都为t。取垂直纸面向外的方向为磁感应强度B的正方向，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分磁场区域的磁感应强度B随x变化的关系图线为（　　）
A． B．
C． D．
二．实验题（共2小题，满分14分）
15．（6分）如图1所示是简化的多用电表的电路图。转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R3＜R4。
（1）关于该多用电表，某实验小组同学提出以下观点，其中正确的是　 　（填正确答案标号）。
A．a为红表笔，b为黑表笔
B．S与1或2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较小
C．S与3或4连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较小
（2）某次用该多用电表测量未知电阻Rz的阻值，选择“×100”倍率，结果指针位置如图2中“1”位置所示，因此需重新调整倍率至　 　（填“×10”或“×1k”）。
（3）重新调整倍率，再次测量Rz的阻值，指针指在图2中“2”位置处，则Rx＝　 　。
16．（8分）某实验小组用如图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有
A．电阻箱R（量程0～99.9Ω）
B．电压表V（量程0～3V、0～15V）
（1）小组成员甲同学在利用如图1所示电路，调节电阻箱共测得了6组电阻、电压的数据，如表一所示。
表一
R（Ω） 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
U（V） 1.54 1.73 1.80 1.86 1.89 1.90
（2）甲同学发现实验数据中电压的变化范围太小了，准备进一步调小电阻箱阻值继续测量，他指出电压的变化范围太小的主要原因是　 　；乙同学提出反对意见，电阻箱调的太小，电路中电流过大，会对电池造成严重损伤，于是他找来了两个备用定值电阻来解决这个问题，下面两个定值电阻选择　 　（填序号）串联接在开关的旁边。
C．定值电阻R1（阻值1Ω）
D．定值电阻R2（阻值20Ω）
（3）乙同学动手重新组装了电路后测量结果记录如表二所示。
表二
R（Ω） 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
U（V） 0.87 1.20 1.40 1.50 1.59 1.65
他们准备采用如图2所示的图象处理实验数据，横轴应该是　 　，由图象进一步得到斜率为k，纵轴截距为b，则蓄电池的内阻为　 　，电动势为　 　（均用字母符号表示）。
（4）如果考虑电压表内阻对测量结果的影响，则电动势测量值　 　，内阻测量值　 　（均填“偏大”“偏小”或“准确”）。
三．解答题（共3小题，满分44分）
17．（14分）如图所示，一根足够长的粗细均匀的玻璃管竖直放置，用一段长为19cm的水银柱封闭一段长8cm的空气柱，已知大气压强为105Pa（相当于76cmHg），封闭气体的温度为27℃，玻璃管的横截面积为2×10﹣4m2，对该装置分别进行下列三种操作，请根据要求进行解答。
（1）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，求空气柱的长度；
（2）若保持玻璃管不动，封闭气体从外界吸收5J的热量使温度缓慢升高到42℃，求气体内能的变化量；
（3）若将玻璃管的上端封闭后，再将封闭的两部分气体升高相同的温度，请推导水银柱的移动方向。
18．（14分）如图，间距为L的两平行金属导轨与阻值为R的定值电阻相连，导轨足够长且电阻不计，导轨所在平面与水平面成θ角。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上质量为m、电阻为r的金属杆CD，在沿导轨平面向上的外力F作用下，由静止开始沿导轨向上做加速度为a的匀加速直线运动，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。设刚开始运动时t＝0，求：
（1）外力F随时间t的变化关系；
（2）t＝t1时，电阻R上消耗的功率；
（3）0﹣t1时间内，通过电阻R的电量。
19．（16分）如图所示，半径未知的光滑圆弧AB与倾角为37°的斜面在B点连接，B点的切线水平。斜面BC长为L＝0.3m。整个装置位于同一竖直面内。现让一个质量为m的小球从圆弧的端点A由静止释放，小球通过B点后恰好落在斜面底端C点处。不计空气阻力。（g取10m/s2）
（1）求圆弧的轨道半径；
（2）若在圆弧最低点B处放置一块质量为m的胶泥后，小球仍从A点由静止释放，粘合后整体落在斜面上的某点D．若将胶泥换成3m重复上面的过程，求前后两次粘合体在斜面上的落点到斜面顶端的距离之比。
2021-2022学年江苏省泰州市高三（上）期末物理模拟试卷（1）
参考答案与试题解析
一．选择题（共14小题，满分42分，每小题3分）
1．（3分）公路上行驶的甲乙两辆汽车的位移x﹣时间t图像如图中直线a和曲线b所示，t时刻直线a和曲线b刚好相切，下列说法正确的是（　　）
A．甲车做匀变速直线运动
B．乙车做曲线运动
C．t时刻，甲乙两车速度相等
D．前 t 秒内，甲乙两车的位移相等
【解答】解：A、根据x﹣t图像的斜率表示速度，知甲车的图像是倾斜的直线，说明甲车的速度保持不变，做匀速直线运动，故A错误；
B、x﹣t图像只能表示直线运动中位移与时间的关系，所以乙车做直线运动，故B错误；
C、t时刻，两图像的斜率相等，说明甲乙两车速度相等，故C正确；
D、根据位移等于纵坐标的变化量，知前 t 秒内，甲车的位移小于乙车的位移，故D错误。
故选：C。
2．（3分）下列判断正确的是（　　）
A．可以用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数估算出每个气体分子的体积
B．叶面上的小露珠呈球形是由于露珠不受重力的作用
C．不具有规则几何形状的物体可能也是晶体
D．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动
【解答】解：A、由于气体分子的体积和分子所占的体积不同，所以不能由1摩尔气体的摩尔体积和每个分子的体积估算出阿伏加德罗常数，故A错误；
B、叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B错误；
C、晶体分为单晶体和非晶体，非晶体没有规则的几何形状，单晶体也没有规则的几何形状，故C正确；
D、布朗运动是在显微镜中看到的固体小颗粒的运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，故D错误；
故选：C。
3．（3分）用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光（　　）
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．a光的频率大于b光的频率
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．a光的折射率大于b光的折射率
【解答】解：A、由光电效应方程m＝hγ﹣W0，由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，其逸出的光电子最大初动能大。故A错误；
B、由A的分析可得b光照射光电管时反向截止电压大，其逸出的光电子最大初动能大，所以b的频率大，光子的能量大。故B错误；
C、a光的频率小，波长长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则知a光的相邻条纹间距大。故C正确；
D、a光的频率小，则a的折射率小。故D错误。
故选：C。
4．（3分）如图甲所示为一简谐横波在t＝2s时的波形图，P是平衡位置在x1＝0.5m处的质点，Q是平衡位置在x2＝4m处的质点；如图乙所示为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（　　）
A．这列波沿x轴负方向传播
B．这列波的传播速度为2m/s
C．Q质点做简谐运动的表达式为y＝0.4sinπt（m）
D．从t＝2s到t＝3.5s，P质点通过的路程为m
【解答】解：A、分析质点Q的振动图象，由乙图读出，在t＝2s时Q点的速度方向沿y轴负方向，在图甲上，根据波形平移法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；
B、由甲图读出波长为λ＝4m，由乙图读出周期为T＝4s，则波速为v＝＝m/s＝1m/s，故B错误；
C、Q质点做简谐运动的表达式为y＝Asinωt＝Asint＝0.4sinπt（m），故C错误；
D、根据数学知识可知，t＝2s时，质点P的位移y1＝Asin＝0.4×m＝m，从t＝2s到t＝3.5s经历时间△t＝1.5s，波传播的距离△x＝v△t＝1×1.5m＝1.5m
因为该波沿x轴正方向传播，则t＝3.5s时t＝2s时x＝﹣1m处的振动状态（波谷）传到质点P，则t＝3.5s时质点P到达波谷，故从t＝2s到t＝3.5s，P质点通过的路程为s＝y1+A＝m+0.4m＝m，故D正确。
故选：D。
5．（3分）下列器材中，“探究求合力的方法”和“探究加速度和力、质量的关系”实验都需要用到的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：在“探究求合力的方法”中，需要测力计、细线、绳套、刻度尺以及白纸等，不需要钩码与电火花计时器；
“探究加速度和力、质量的关系”实验中需要刻度尺、细线、钩码、电火花计时器等实验器材，不需要弹簧测力计。
由以上的分析可知，两个实验中都需要的是刻度和细线，故B正确，ACD错误。
故选：B。
6．（3分）如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为圆周的最低点。每根杆上都套着一个质量相等的小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c处由静止开始释放，直到滑环运动到d点，关于三个小滑环，下列说法正确的是（　　）
A．到达d点时的动能相等
B．到达d点时的动量大小相等
C．下滑过程重力的冲量相同
D．下滑过程重力的平均功率相同
【解答】解：设杆与水平方向的夹角为θ.根据牛顿第二定律有mgsinθ＝ma，设圆周的直径为D.则滑环沿杆滑到d点的位移大小x＝Dsinθ，x＝at2，解得，可见，滑环滑到d点的时间t与杆的倾角θ无关，即三个滑环滑到d点所用的时间相等.
A、三个小滑环到达d点时的速度方向不同，因而动量不可能相同，故A错误：
B、由于三个小滑环下滑的高度不同，因而到达d点的动能不同，故B错误；
C、三个小滑环下滑过程重力的冲量相同，故C正确；
D、三个小滑环下滑过程中重力做功不同，因而重力的平均功率不同，故D错误。
故选：C。
7．（3分）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加恒定磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：装置的原理是利用电磁阻尼。当薄板进出磁场时产生感应电流，薄板受安培力，安培力总是阻碍导体相对磁场的运动，从而使薄板尽快停下来。只有D项阻碍上下左右振动最有效。故ABC错误，D正确。
故选：D。
8．（3分）如图，教学用的可拆变压器有两个线圈A、B，线圈匝数已经无法分辨，某同学为测定A、B两个线圈的匝数进行了如下操作。他先把漆包线比较细的线圈A接到u＝16sin100πt（V）的低压交流电源上，用交流电压表测得线圈B的输出电压为8V；然后拆下线圈B，在线圈B原来匝数的基础上，用漆包线加绕10匝，然后重复上一步操作，发现电压表的示数为8.8V。若可拆变压器可看成理想变压器，则A、B两个线圈原来的匝数分别为（　　）
A．200，100 B．160，80 C．108，54 D．128，64
【解答】解：设A、B两个线圈原来的匝数分别为n1、n2，线圈A的输入电压有效值U1＝V＝16v，
线圈B的输出电压U2＝8V，根据变压器电压比，可得：＝，在线圈B加绕10匝后，线圈B的输出电压升高，说明加绕的线圈与原来线圈B的绕向相同，根据电压比关系应有，
联立可得n1＝200，n2＝100，故A正确，BCD错误。
故选：A。
9．（3分）沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家以磁石磨针锋。则能指南，然常微偏东，不全南也”。下列与地磁场有关说法正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
B．垂直地面射向赤道的负粒子受到向西的洛伦兹力
C．地球表面赤道附近的地磁场最强
D．地磁场南极在地理南极附近稍偏东
【解答】解：AD、地理的南北极和地磁场的南北极正好相反，且并不完全重合，存在着磁偏角，故AD错误；
B、垂直地面射向赤道的负粒子由左手定则可以确定受到向西的洛伦兹力，故B正确；
C、地磁场的南北极附近的磁场最强，故C错误；
故选：B。
10．（3分）电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（　　）
A．A、K之间的电场强度为
B．电子由K沿电场线到A电势能逐渐增大
C．电子在K附近受到的电场力比在A附近要大
D．电子到达A极板时的动能等于eU
【解答】解：A、A、K之间建立的是非匀强电场，公式U＝Ed不适用，因此A、K之间的电场强度不等，故A错误；
B、由K沿直线到A电场力做正功时，电荷的电势能减少，所以电子由K沿电场线到A电势能逐渐减小，故B错误；
C、电场线的疏密程度表示电场强度大小，EA＞EK，根据电场力F＝qE，可知电子在K附近受到的电场力比在A附近要小，故C错误；
D、根据动能定理得：Ek﹣0＝eU，得电子到达A极板时的动能 Ek＝eU，故D正确；
故选：D。
11．（3分）大亚湾核电站位于珠三角地区，是中国大陆第一座商用核电站。大亚湾核电站利用的是核裂变。一种典型的核裂变反应方程为U+n→Ba十X十3n，其中原子核X的中子数为（　　）
A．52 B．53 C．54 D．55
【解答】解：根据质量数和电荷数守恒，可得原子核X的质子数为：92﹣56＝36，质量数为：235+1﹣144﹣3×1＝89，故原子核X的中子数为：89﹣36＝53，故B正确，ACD错误。
故选：B。
12．（3分）图示电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，R3为光敏电阻（电阻值随光照强度的增加而减小），电流表A和电压表V的示数分别为I和U。下列说法正确的是（　　）
A．将R2的滑动触头P向左移动，I将增大，U将减小
B．减小A、B板的正对面积，则电容器所带电荷量增加
C．减小光照强度，I将减小，U将增大，电容器所带电荷量将减小
D．减小光照强度，U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值将变大
【解答】解：分析电路结构，电阻R1、R3串联，电压表测量路端电压，电流表测量干路电流。
A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动，R2所在支路有电容器，被断路，所以I、U保持不变，故A错误；
B.若减小A、B板的正对面积，根据电容C＝可得，电容C减小，根据Q＝CU可知，电容器所带电荷量减少，故B错误；
C.若减小光照强度，电阻随光照强度的减小而增大，故外电阻增大，那么电流I减小，路端电压U增大，R1两端电压减小，电容器两端电压减小，电荷量减小，故C正确；
D.由U＝E﹣Ir可得：U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值是不变的，故D错误。
故选：C。
13．（3分）2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭顺利将嫦娥五号探测器送入预定轨，开启了中国首次地外天体采样返回之旅。嫦娥五号飞行轨迹可以简化为如图所示：首先进入近地圆轨道Ⅰ，在P点进入椭圆轨道Ⅱ，到达远地点Q后进入地月转移轨道，到达月球附近后进入环月轨道Ⅲ。已知近地圆轨道Ⅰ的半径为r1、椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a、环月轨道Ⅲ的半径为r3，嫦娥五号在这三个轨道上正常运行的周期分别为T1、T2、T3，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。忽略地球自转及太阳引力的影响。下列说法正确的是（　　）
A．
B．嫦娥五号在轨道Ⅰ上运行速度大于
C．嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ上P点的加速度等于在圆轨道Ⅰ上P的加速度
D．嫦娥五号沿椭圆轨道Ⅱ从P点向Q点飞行的过程中，地球对它的引力做正功
【解答】解：A、根据开普勒第三定律＝k，k与中心天体的质量有关，知＝≠，故A错误；
B、嫦娥五号在轨道Ⅰ上运行时，根据重力提供向心力得mg＝m，得v＝，故B错误；
C、根据牛顿第二定律和万有引力定律得G＝ma，得a＝，则嫦娥五号经过同一点时加速度相等，即知嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ上P点的加速度等于在圆轨道Ⅰ上P的加速度，故C正确；
D、嫦娥五号沿椭圆轨道Ⅱ从P点向Q点飞行的过程中，地球对它的引力方向与速度方向的夹角为钝角，则引力做负功，故D错误。
故选：C。
14．（3分）如图所示，区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为矩形匀强磁场区域，磁感应强度大小相等，方向垂直纸面，一质量为m、带电荷量为+q的粒子（重力不计），从O点以一水平初速度沿y轴正向射入区域Ⅰ，其轨迹为曲线Obcd。已知Ob、bc、cd都是半径为R的圆弧，粒子在每段圆弧上的运动时间都为t。取垂直纸面向外的方向为磁感应强度B的正方向，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分磁场区域的磁感应强度B随x变化的关系图线为（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：粒子的偏转周期为，由题意可知：，解得磁感应强度的大小为：B＝，由左手定则可知：区域Ⅰ和Ⅲ的磁场方向垂直于纸面向外，区域Ⅱ的磁场方向垂直于纸面向里，故C正确，A、B、D错误。
故选：C。
二．实验题（共2小题，满分14分）
15．（6分）如图1所示是简化的多用电表的电路图。转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R3＜R4。
（1）关于该多用电表，某实验小组同学提出以下观点，其中正确的是　C　（填正确答案标号）。
A．a为红表笔，b为黑表笔
B．S与1或2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较小
C．S与3或4连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较小
（2）某次用该多用电表测量未知电阻Rz的阻值，选择“×100”倍率，结果指针位置如图2中“1”位置所示，因此需重新调整倍率至　×1k　（填“×10”或“×1k”）。
（3）重新调整倍率，再次测量Rz的阻值，指针指在图2中“2”位置处，则Rx＝　8000Ω　。
【解答】解：（1）考查多用电表的原理：A、红表笔与内接电源的负极相连，故A错误；
B、S与1或2连接时，多用电表就成了电流表，由于接1是分流电阻比2小，分流更大，所以接1量程大，故B错误；
C、S与3或4连接时，多用电表就成了电压表，由于接4分压电阻R4＞R3，则接4时量程大，故C正确。
故选：C
（2）某次用该多用电表测量未知电阻Rz的阻值，选择“×100”倍率，结果指针位置如图2中“1”位置所示，指针偏角太小，示数大。则要使示数变小同，则倍率变大，即打向
“×1K”
（3）根据调整后的倍率及2示数，Rx＝8×1kΩ＝8000Ω。
故答案为：（1）C；（2）×1k；（3）8000Ω
16．（8分）某实验小组用如图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有
A．电阻箱R（量程0～99.9Ω）
B．电压表V（量程0～3V、0～15V）
（1）小组成员甲同学在利用如图1所示电路，调节电阻箱共测得了6组电阻、电压的数据，如表一所示。
表一
R（Ω） 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
U（V） 1.54 1.73 1.80 1.86 1.89 1.90
（2）甲同学发现实验数据中电压的变化范围太小了，准备进一步调小电阻箱阻值继续测量，他指出电压的变化范围太小的主要原因是　蓄电池内阻太小　；乙同学提出反对意见，电阻箱调的太小，电路中电流过大，会对电池造成严重损伤，于是他找来了两个备用定值电阻来解决这个问题，下面两个定值电阻选择　C　（填序号）串联接在开关的旁边。
C．定值电阻R1（阻值1Ω）
D．定值电阻R2（阻值20Ω）
（3）乙同学动手重新组装了电路后测量结果记录如表二所示。
表二
R（Ω） 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
U（V） 0.87 1.20 1.40 1.50 1.59 1.65
他们准备采用如图2所示的图象处理实验数据，横轴应该是　　，由图象进一步得到斜率为k，纵轴截距为b，则蓄电池的内阻为　﹣R1　，电动势为　　（均用字母符号表示）。
（4）如果考虑电压表内阻对测量结果的影响，则电动势测量值　偏小　，内阻测量值　偏小　（均填“偏大”“偏小”或“准确”）。
【解答】解：（2）由图1所示电路图根据闭合电路的欧姆定律可知，路端电压U＝E﹣Ir，由于蓄电池内阻r太小，当电路电流变化时路端电压变化范围较小，电压表示数变化量较小；定值电阻与蓄电池串联，把定值电阻与电源整体看成等效电源，可以增大电压表示数变化范围，蓄电池电动势约为2V，定值电阻如果选择R2，电路电流太小，无法准确测量电路电流，因此定值电阻应选择R1，故选C。
（3）定值电阻R1与串联，由闭合电路的欧姆定律可知，电源电动势E＝U+I（r+R1）＝U+（r+R1），
整理得：＝ +，应以为横轴作出﹣图象，图象纵轴截距b＝，图象的斜率k＝，
电源电动势E＝，电源内阻r＝﹣R1。
（4）考虑电压表内阻，由闭合电路的欧姆定律可知，电源电动势E＝U+I（r+R1）＝U+（r+R1），
整理得：＝ + +，﹣图象纵轴截距b＝ +，图象斜率k＝，
解得电源电动势的真实值E真＝ ＞，电动势的测量值小于真实值，
电源内阻的真实值r真＝kE﹣R1＝k﹣R1＞﹣R1，内阻测量值小于真实值。
故答案为：（2）蓄电池内阻太小；C；（3）；﹣R1；；（4）偏小；偏小。
三．解答题（共3小题，满分44分）
17．（14分）如图所示，一根足够长的粗细均匀的玻璃管竖直放置，用一段长为19cm的水银柱封闭一段长8cm的空气柱，已知大气压强为105Pa（相当于76cmHg），封闭气体的温度为27℃，玻璃管的横截面积为2×10﹣4m2，对该装置分别进行下列三种操作，请根据要求进行解答。
（1）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，求空气柱的长度；
（2）若保持玻璃管不动，封闭气体从外界吸收5J的热量使温度缓慢升高到42℃，求气体内能的变化量；
（3）若将玻璃管的上端封闭后，再将封闭的两部分气体升高相同的温度，请推导水银柱的移动方向。
【解答】解：根据题意可知，水银柱的长度h＝19cm，空气柱原来的长度为l1＝8cm。
（1）大气压强p0＝76cmHg＝105Pa
初态时封闭气体的压强p1＝p0+ph＝95cmHg＝1.25×105Pa
初态时封闭气体的体积V1＝l1S
末态时封闭气体的体积V2＝l2S
气体做等温变化，由玻意耳定律得：p1V1＝p0V2
解得末态气柱长度l2＝10cm；
（2）初状态气体的温度为T1＝（273+27）K＝300K
封闭气体从外界吸收5J的热量使温度缓慢升高到T3＝（273+42）K＝315K，此时空气柱的长度为l3，
气体做等压变化，由盖吕萨克定律得：＝
解得：l3＝8.4cm
封闭气体体积的变化量△V＝（l3﹣l1）S＝（0.084﹣0.08）×2×10﹣4m3＝8×10﹣7m3，
封闭气体对外界做的功W＝p1△V＝1.25×105×8×10﹣7J＝0.1J
由热力学第一定律得：﹣W+Q＝△U
气体内能的变化量△U＝4.9J，即内能增加4.9J；
（3）假设水银柱不动，两部分气体做等容变化
由查理定律得：
整理得：
由于初态下端气体的温度T相同，而温度变化量△T也相同，上端气体的压强小于下端气体压强，则上端气体的压强增加量小于下端气体压强增加量，水银柱向上移动。
答：（1）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，空气柱的长度为10cm；
（2）若保持玻璃管不动，封闭气体从外界吸收5J的热量使温度缓慢升高到42℃，气体内能的增加量为4.9J；
（3）若将玻璃管的上端封闭后，再将封闭的两部分气体升高相同的温度，水银柱向上移动。
18．（14分）如图，间距为L的两平行金属导轨与阻值为R的定值电阻相连，导轨足够长且电阻不计，导轨所在平面与水平面成θ角。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上质量为m、电阻为r的金属杆CD，在沿导轨平面向上的外力F作用下，由静止开始沿导轨向上做加速度为a的匀加速直线运动，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。设刚开始运动时t＝0，求：
（1）外力F随时间t的变化关系；
（2）t＝t1时，电阻R上消耗的功率；
（3）0﹣t1时间内，通过电阻R的电量。
【解答】解：（1）金属杆做初速度为零的匀加速直线运动，速度v＝at
属杆切割磁感线产生感应电动势：E＝BLv
感应电流：I＝
金属杆受到的安培力：F安培＝BIL＝
对金属杆，由牛顿第二定律得：
F﹣mgsinθ﹣μmgcosθ﹣
解得：F＝mgsinθ+μmgcosθ+ma+t
（2）t＝t1时，感应电流：I＝，
电阻R上消耗的电功率为：P＝I2R＝
（3）0﹣t1时间内金属杆的位移为：x＝，
由法拉第电磁感应定律得：
平均感应电流为：
通过R的电荷量为：q＝
解得：q＝
答：（1）外力F随时间t的变化关系是F＝mgsinθ+μmgcosθ+ma+t；
（2）t＝t1时，电阻R上消耗的功率是；
（3）0﹣t1时间内，通过电阻R的电量是。
19．（16分）如图所示，半径未知的光滑圆弧AB与倾角为37°的斜面在B点连接，B点的切线水平。斜面BC长为L＝0.3m。整个装置位于同一竖直面内。现让一个质量为m的小球从圆弧的端点A由静止释放，小球通过B点后恰好落在斜面底端C点处。不计空气阻力。（g取10m/s2）
（1）求圆弧的轨道半径；
（2）若在圆弧最低点B处放置一块质量为m的胶泥后，小球仍从A点由静止释放，粘合后整体落在斜面上的某点D．若将胶泥换成3m重复上面的过程，求前后两次粘合体在斜面上的落点到斜面顶端的距离之比。
【解答】解：（1）设圆弧半径为R，小球从A到B运动过程，只有重力做功，故其机械能守恒，则有：
mgR＝
解得：v0＝；
小球从B到C做平抛运动，故有：
Lsin37°＝gt2
Lcos37°＝v0t
联立解得：v02＝1.6m2/s2，t＝，R＝0.08m。
（2）在B处放置质量为m的胶泥后，粘合时系统的动量守恒，取水平向右为正方向，则有：mv0＝2mv1
解得：v1＝
在B处放置质量为3m的胶泥后，由动量守恒定律得：
mv0＝4mv2
解得：v2＝
由上问中的结论知v02＝1.6m2/s2，粘合体在斜面上的落点到斜面顶端的距离为：
s＝＝∝v02
故得前后两次粘合体在斜面上的落点到斜面顶端的距离之比为：＝＝
答：（1）圆弧的轨道半径为0.08m；
（2）前后两次粘合体在斜面上的落点到斜面顶端的距离之比为4：1。