2021届江苏省常州市高考物理调研试卷（一模）解析版

这是一份2021届江苏省常州市高考物理调研试卷（一模）解析版，共29页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．疫情期间，我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播，体现了“人人为我、我为人人”的优良传统和守望相助的家国情怀。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（ ）
A．尖端放电B．静电屏蔽
C．静电感应和静电吸附D．静电感应和静电屏蔽
2．下列说法正确的是（ ）
A．图中的酱油蛋是布朗运动的结果
B．图中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力
C．图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润
D．图中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律
3．下列说法错误的是（ ）
A．α射线能消除纺织过程产生的静电
B．γ射线可用于探测高铁轨道是否有裂缝
C．若质子、电子具有相同动能，则它们的物质波波长相等
D．普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的
4．关于核反应方程U→Th+X，下列说法正确的是（ ）
A．此核反应一定会释放能量
B．通过降低温度的方法，一定能缩短U的半衰期
C．此核反应方程中的X代表的粒子为氢原子核
D．铀核的比结合能大于钍核的比结合能
5．某同学希望在暗室中用如图实验装置观察光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后射再到光屏上，则（ ）
A．光现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面垂直
B．光现象为衍射现象，光屏上的条纹与镜面平行
C．将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距减小
D．将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大
6．“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”2020年7月23日，我国探测飞船天问一号飞向火星！伟大诗人屈原的“天问”梦想正成为现实。图中虚线为天问一号的“地”“火”转移轨道，下列说法正确的是（ ）
A．天问一号发射速度为大于7.9km/s小于11.2km/s
B．天问一号的在轨速度总大于地球绕太阳的公转速度
C．天问一号的在轨加速度总小于火星绕太阳的加速度
D．天问一号从地球飞到火星轨道的时间小于半个火星年
7．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。当a摆振动的时候，其余各摆在a摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b摆的振动图像如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．稳定时b摆的振幅最大 B．稳定时b摆的周期最大
C．由图乙可以估算出b摆的摆长 D．由图乙可以估算出c摆的摆长
8．零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是（ ）
A．B．
C．D．
9．如图所示，圆形区域中的匀强磁场磁感应强度B1随时间t的变化关系为B1＝kt，k为大于零的常量；边界MN右侧的匀强磁场磁感应强度大小为B2。光滑平行金属导轨左端接一阻值为R的电阻、MN处放置一和导轨接触良好的金属棒，不计导轨和金属棒电阻。t＝0时，给金属棒一初速度v0，使其在外力作用下向右匀速运动。回路的总磁通量为Φ、回路的电流为i、电阻R上产生的热量为Q、导体棒受到的外力为F，它们随时间t的变化图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
10．歼﹣20战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能。已知在歼﹣20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比（垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比）为。飞机的重力为G，使飞机实现节油巡航模式的最小推力是（ ）
A．GB．C．D．
11．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．
二、非选择题：共5题，共56分．其中第13～16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
12．（15分）为准确测量电源的电动势和内电阻，实验室提供有下列器材：
灵敏电流计G（内阻约为50Ω）；
电压表V（0～3V，内阻约为10kΩ）；
电阻箱R1（0～9999Ω）；
滑动变阻器R2（0～100Ω，1.5A）；
旧干电池一节；
导线开关若干。
（1）某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为2V，灵敏电流计示数为4mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为 Ω。
（2）该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍．调节好后连接成如图丙所示的电路测量干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出几组电压表和电流计的示数如表，请在图丁所示的坐标系中选择合理的标度，作出对应的U﹣IG图线。
（3）由作出的U﹣IG图线求得干电池的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。
（4）本实验测出的电源电动势与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
13．（6分）某同学用图甲所示装置，测量系统运动过程中所受阻力的大小。已知m＝460g、M＝520g的两物体用细线连接，跨过光滑轻质小滑轮。在m下端接上纸带，接通打点计时器电源，让M从高处由静止开始下落，如图乙为实验打出的一条纸带，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），g取9.8m/s2，请测量并求出运动过程中系统受到的阻力大小（结果保留两位有效数字）。
14．（8分）新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。壶的容积为1.5L，内含1.0L的消毒液。闭合阀门K，缓慢向下压压杆A，每次可向瓶内储气室充入0.05L的1.0atm的空气，多次下压后，壶内气体压强变为2.0atm时，按下按柄B，阀门K打开，消毒液从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，1.0atm＝1.0×105Pa。
（1）求充气过程向下压压杆A的次数和打开阀门K后最多可喷出液体的体积；
（2）喷液全过程，气体状态变化的等温线近似看成一段倾斜直线，如图乙所示，估算全过程壶内气体从外界吸收的热量。
15．（12分）如图所示，质量为M＝4kg的大滑块静置在光滑水平面上，滑块左侧为光滑圆弧，圆弧底端和水平面相切，顶端竖直。一质量为m＝1kg的小物块，被压缩弹簧弹出后，冲上大滑块，能从大滑块顶端滑出，滑出时大滑块的速度为1m/s。g取10m/s2。求：
（1）小物块被弹簧弹出时的速度；
（2）小物块滑出大滑块后能达到的最大高度h1；
（3）小物块回到水平面的速度及再次滑上大滑块后能达到的最大高度h2。
16．（15分）如图所示为用质谱仪测定带电粒子比荷的装置示意图。它是由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为E，匀强磁场磁感应强度为B1，方向垂直纸面向里。分离器中匀强磁场磁感应强度为B2，方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有大量氢的同位素离子，经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点O平行于极板进入，部分粒子通过小孔O′后进入分离器的偏转磁场中，在底片上形成了对应于氕H、氘H、氚H三种离子的三个有一定宽度的感光区域，测得第一片感光区域的中心P到O′点的距离为D1。不计离子的重力、不计离子间的相互作用，不计小孔O′的孔径。
（1）打在感光区域中心P点的离子，在速度选择器中沿直线运动，试求该离子的速度v0和比荷；
（2）以v＝v0±△v的速度从O点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为△v的匀速圆周运动的合运动，试求该速度选择器极板的最小长度L；
（3）为能区分三种离子，试求该速度选择器的极板间最大间距d。
2021年江苏省常州市高考物理调研试卷（一模）
参考答案与试题解析
一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，每小题只有一个选项符合题意．
1．（4分）疫情期间，我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播，体现了“人人为我、我为人人”的优良传统和守望相助的家国情怀。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（ ）
A．尖端放电B．静电屏蔽
C．静电感应和静电吸附D．静电感应和静电屏蔽
【分析】由题意明确熔喷布为绝缘体，再结合常见的静电现象即可明确其基本原理。
【解答】解：由题意可知，熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，所以当几微米的病毒靠近时，由于静电感应而带电，从而被熔喷布吸附，则可知，其原理为静电感应和静电吸附，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题考查对静电现象的认识，要知道尖端放电和静电屏蔽均与导体有关，而熔喷布为绝缘体，所以肯定与尖端放电和静电屏蔽无关。
2．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．图中的酱油蛋是布朗运动的结果
B．图中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力
C．图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润
D．图中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律
【分析】酱油里的色素进入蛋清为扩散现象；根据液体表面张力解释；根据浸润与不浸润现象的特点来判断；根据热力学第二定律判断。
【解答】解：A、腌茶叶蛋时，酱油里的色素进入蛋清，是扩散现象，故A错误；
B、水黾可以停在水面上说明了水存在表面张力，是水分子引力的宏观表现，故B正确；
C、图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，故C错误；
D、电冰箱通电后由于压缩机做功从而将低温热量传到箱外的高温物体，不违背热力学第二定律，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了扩散现象、液体表面张力、浸润与不浸润、热力学第二定律等知识，这种题型知识点广，多以基础为主，只要平时多加积累，难度不大。
3．（4分）下列说法错误的是（ ）
A．α射线能消除纺织过程产生的静电
B．γ射线可用于探测高铁轨道是否有裂缝
C．若质子、电子具有相同动能，则它们的物质波波长相等
D．普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的
【分析】γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强；根据德布罗意波长公式，结合质子和电子的动量大小比较波长的大小；普朗克认为带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，是量子化的。
【解答】解：A、α射线有电离作用，可消除纺织过程产生的静电危害，故A正确；
B、γ射线具有非常强的穿透能力，可用于探测高铁轨道是否有裂缝，故B正确；
C、根据德布罗意波长公式λ＝＝，可知质子、电子具有相同动能，由于质量不等，则物质波波长不等，故C错误；
D、普朗克认为振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，即能量是量子化的，黑体辐射的能量是不连续的，故D正确。
本题选择错误的，
故选：C。
【点评】本题考查了天然放射现象的射线的性质、物质波、量子理论等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点，即能轻松解决。
4．（4分）关于核反应方程U→Th+X，下列说法正确的是（ ）
A．此核反应一定会释放能量
B．通过降低温度的方法，一定能缩短U的半衰期
C．此核反应方程中的X代表的粒子为氢原子核
D．铀核的比结合能大于钍核的比结合能
【分析】衰变的过程释放能量；放射性元素的半衰期与外界条件以及化合状态无关；核反应方程要求质量数和电荷数守恒，判断生成产物，确定反应类型。
【解答】解：AC、根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为4，电荷数为2，X是α粒子即氦原子核，此反应是α衰变，衰变的过程中释放能量，故A正确，C错误；
B、放射性元素的半衰期是由原子核本身性质决定的，与外界的温度等条件无关，故B错误；
D、由于衰变的过程中释放能量，可知铀核的比结合能小于钍核的比结合能，故D错误。
故选：A。
【点评】对于原子物理中核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，基本知识要熟练掌握和应用。
5．（4分）某同学希望在暗室中用如图实验装置观察光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后射再到光屏上，则（ ）
A．光现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面垂直
B．光现象为衍射现象，光屏上的条纹与镜面平行
C．将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距减小
D．将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大
【分析】本题类似于双缝干涉，根据双缝干涉条纹的间距公式△x＝λ，结合d和L的变化判断条纹间距的变化，从而即可求解。
【解答】解：AB、平面镜的反射光相当于从S的像点发出的光，所以该装置类似于双缝干涉装置，所以能在光屏上观察到与镜面平行的干涉条纹，故AB错误；
C、若将线光源S沿竖直方向靠近平面镜平移，相当于减小了两束干涉光的间距d，根据双缝干涉条纹的间距公式△x＝，可知屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大，故C错误；
D、若光屏沿水平方向远离平面镜，即L增大，根据双缝干涉条纹的间距公式△x＝，可知屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大，故D正确。
故选：D。
【点评】考查光的干涉现象，解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式△x＝，并能灵活运用，注意看成双缝干涉是解题的突破口。
6．（4分）“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”2020年7月23日，我国探测飞船天问一号飞向火星！伟大诗人屈原的“天问”梦想正成为现实。图中虚线为天问一号的“地”“火”转移轨道，下列说法正确的是（ ）
A．天问一号发射速度为大于7.9km/s小于11.2km/s
B．天问一号的在轨速度总大于地球绕太阳的公转速度
C．天问一号的在轨加速度总小于火星绕太阳的加速度
D．天问一号从地球飞到火星轨道的时间小于半个火星年
【分析】7.9km/s是卫星绕地球表面飞行的环绕速度，11.2km/s是卫星脱离地球引力的束缚的最小发射速度；根据万有引力提供向心力，即可判断出加速度和速度的的变化关系，根据开普勒第三定律求得周期即可判断。
【解答】解：A、“天问一号”最终绕火星飞行，脱离了地球引力的束缚，故最小发射速度为11.2km/s，故A错误；
B、在地火转移轨道上，太阳对卫星的万有引力提供向心力，根据，解得v＝，轨道半径越大，速度越小，天问一号的在轨速度总小于地球绕太阳的公转速度，故B错误；
C、根据可得a＝，轨道半径越大，加速度越小，但在天问一号与火星轨道相切位置，加速度大小相同，故C错误；
D、根据开普勒第三定律可得：，由于天问一号的半长轴小于火星的半长轴，故天文一号的周期小于火星的周期，天问一号从地球飞到火星轨道的时间小于半个火星年，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查了万有引力定律的应用，解决本题的关键是理解卫星的变轨过程，以及万有引力定律的灵活运用，这类问题也是高考的热点问题。
7．（4分）如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。当a摆振动的时候，其余各摆在a摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b摆的振动图像如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．稳定时b摆的振幅最大
B．稳定时b摆的周期最大
C．由图乙可以估算出b摆的摆长
D．由图乙可以估算出c摆的摆长
【分析】受迫振动的频率等于驱动率的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振幅最大，即共振；再利用单摆的周期公式求摆长。
【解答】解：A、a摆摆动起来后，通过水平绳子对b、c两个摆施加周期性的驱动力，使b、c两个摆做受迫振动，由于a摆提供的驱动力的周期和c摆的固有周期相同，所以c摆发生了共振，c摆的振幅是最大的，故A错误；
B、b、c两摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，都等于a摆的频率，则两摆的周期相同，都等于a摆的周期，因为Tb＝t0，所以c摆和a摆的周期也都为t0，故B错误；
C、由于b摆做受迫振动，所以其固有频率未知，即固有周期未知，所以无法求得b摆的摆长，故C错误；
D、根据单摆的周期公式T＝2π，由于a摆提供的驱动力的周期和c摆的固有周期相同，结合图乙所可以估算出c摆的摆长，故D正确。
故选：D。
【点评】解决该题需要掌握故有周期的求解公式，知道a摆是作为驱动力，而b和c摆做的是受迫振动，其频率和周期与a摆的频率、周期相同。
8．（4分）零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】当闭合导体与磁场发生相对运动时，两者之间产生电磁阻力，阻碍相对运动，电磁阻尼源于电磁感应原理.
【解答】解：AC、如图所示，当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，所以A、C方案不合理，故AC错误；
B、此图是铝框，磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，钼框不能切割磁感线，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，B方案不合理，故B错误；
D、此图是铝板，磁场在铝板中间，无论指针偏转角度大小，都会在铝板上产生感应电流，起到电磁阻尼的作用，指针会很快稳定的停下，便于读数，D方案合理，故D正确.
故选：D。
【点评】本题考查电磁阻尼基本知识，当闭合导体磁通量发生改变，产生感应电流，安培力阻碍导体与磁场的相对运动.
9．（4分）如图所示，圆形区域中的匀强磁场磁感应强度B1随时间t的变化关系为B1＝kt，k为大于零的常量；边界MN右侧的匀强磁场磁感应强度大小为B2。光滑平行金属导轨左端接一阻值为R的电阻、MN处放置一和导轨接触良好的金属棒，不计导轨和金属棒电阻。t＝0时，给金属棒一初速度v0，使其在外力作用下向右匀速运动。回路的总磁通量为Φ、回路的电流为i、电阻R上产生的热量为Q、导体棒受到的外力为F，它们随时间t的变化图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】求出动生电动势和感生电动势大小，得到回路中总的电动势，由此分析电流，根据法拉第电磁感应定律分析，根据Q＝i2Rt分析产生的热，根据平衡条件分析外力大小。
【解答】解：AB、由于导体棒在外力作用下匀速向右运动，则动生电动势为E1＝BLv0，根据右手定则可知电流方向为顺时针；
回路中产生的感生电动势为：E2＝＝S＝kS，保持不变，根据楞次定律可知电流方向为顺时针，
则回路中总的电动势为：E＝E1+E2＝BLv0+kS，不变，则感应电流i不变，根据法拉第电磁感应定律可得E＝不变，所以回路的总磁通量变化率不变，Φ﹣t图象的斜率不变，故AB错误；
C、电阻R上产生的热量为Q＝i2Rt，i不变，所以Q与时间成正比，故C正确；
D、由于导体棒在外力作用下匀速向右运动，根据平衡条件可得：F＝BIL，I不变，拉力F不变，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要是考查法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律，关键是掌握感生电动势和动生电动势的计算方法，能够根据图象进行分析。
10．（4分）歼﹣20战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能。已知在歼﹣20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比（垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比）为。飞机的重力为G，使飞机实现节油巡航模式的最小推力是（ ）
A．GB．C．D．
【分析】本题可以根据题意画出受力分析图，将推力分解到水平和竖直方向，列出共点力平衡的等式，再结合数学知识求最值。
【解答】解：飞机受到重力G、发动机推力F1、升力F2和空气阻力f，重力的方向竖直向下，升力F2的方向竖直向上，空气阻力f的方向与F2垂直，如图
歼﹣20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航，则有水平方向Fx＝f
竖直方向F2+Fy＝G
其中F2＝f
解得Fy＝G﹣f
则
结合数学知识可知F12表达式为开口向上，对称轴为G的抛物线，即当G时取得最小值，将其代入F12表达式，
解得，故ABC错误，D正确
故选：D。
【点评】本题考查共点力平衡知识，要求学生运用力的分解，并结合数学知识解决问题，综合性较强。
11．（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．
【分析】先根据牛顿第二定律分析物体沿斜面上滑和下端加速度的大小，由位移﹣时间公式分析上滑和下滑运动时间关系。根据速度﹣时间公式得到速度与时间的关系式，再得到动能与时间的关系式，即可确定图象的形状。
【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+μmgcsθ＝ma1
下滑过程有mgsinθ﹣μmgcsθ＝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。
【点评】解决本题时，要知道有摩擦时物体在斜面上的运动过程不具有对称性，上滑时间比下滑时间短，要根据牛顿第二定律和运动学公式分析运动时间关系。根据速度﹣时间公式和动能表达式得到动能与时间的关系，从而分析图象的形状。
二、非选择题：共5题，共56分．其中第13～16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
12．（15分）为准确测量电源的电动势和内电阻，实验室提供有下列器材：
灵敏电流计G（内阻约为50Ω）；
电压表V（0～3V，内阻约为10kΩ）；
电阻箱R1（0～9999Ω）；
滑动变阻器R2（0～100Ω，1.5A）；
旧干电池一节；
导线开关若干。
（1）某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为2V，灵敏电流计示数为4mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为 45 Ω。
（2）该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍．调节好后连接成如图丙所示的电路测量干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出几组电压表和电流计的示数如表，请在图丁所示的坐标系中选择合理的标度，作出对应的U﹣IG图线。
（3）由作出的U﹣IG图线求得干电池的电动势E＝ 1.4 V，内阻r＝ 15.5 Ω。
（4）本实验测出的电源电动势与真实值相比 相等 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【分析】（1）电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱示数；由串联电路特点与欧姆定律求出灵敏电流计的内阻．
（2）由表格数据先描点，再尽量描成一条直线；
（3）根据并联电路特点与欧姆定律求出改装后电流表的内阻RA，写出U﹣IG表达式，再结合上一问图象的斜率和截距求出电源电动势和内阻；
（4）电表测量值是电路的真实值，所以由U﹣IG图象与纵轴交点坐标值是电源电动势真实值．
【解答】解：（1）先根据各挡拉的指示值，读出电阻箱接入电路的值R1＝455Ω，由于图甲中电压表是测量灵敏电流计与电阻箱的总电压，所以rG＝＝＝45Ω；
（2）先在坐标系上标上适当的刻度，再将表格的数据描在坐标系中，最后画出一条直线，如图所示，
（3）将灵敏电流计的量程扩为10倍后，那么实际电流就为灵敏电流计示数的10倍，且其总内阻RA＝＝4.5Ω。由图丙根据闭合电路欧姆定律有：U＝E﹣10IG×（RA+r），显然U﹣IG图象是一条倾斜直线，纵截距b＝E＝1.4V，图象的斜率|k|＝10（RA+r）＝
所以r＝＝20Ω﹣4.5Ω＝15.5Ω；
（4）从电路图和实验原理看，即使考虑电表的内阻，电压表和电流表的示数均为电路的真实值，由图象法又减小了偶然误差，所以电源电动势测量值与真实值相等。
故答案为：（1）45；（2）如图所示；（3）1.4、15.5；（4）相等
【点评】本题考查了求电流表内阻、电流表改装、作图象、求电源电动势与内阻；电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱示数，分析清楚电路结构、应用串联电路特点可以求出电流计内阻；电源U﹣I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻．
13．（6分）某同学用图甲所示装置，测量系统运动过程中所受阻力的大小。已知m＝460g、M＝520g的两物体用细线连接，跨过光滑轻质小滑轮。在m下端接上纸带，接通打点计时器电源，让M从高处由静止开始下落，如图乙为实验打出的一条纸带，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），g取9.8m/s2，请测量并求出运动过程中系统受到的阻力大小（结果保留两位有效数字）。
【分析】利用纸带计数点0～6，逐差法求解加速度，结合牛顿第二定律求解阻力大小
【解答】解：设0到3的距离为x1，
x1＝2.75 cm
设3到6的距离为x2，
x2＝7.25 cm
得＝50cm/s2＝0.50m/s2
根据牛顿第二定律，
（M﹣m）g﹣f＝（M+m）a
得f＝（M+m）g﹣（M+m）a
代入数据，解得：f＝9.8×10﹣2 N．
答：运动过程中系统受到的阻力大小为9.8×10﹣2 N.
【点评】本题考查学生对匀变速直线运动实验数据处理，并结合牛顿第二定律处理问题，注意最终结果保留两位有效数字
14．（8分）新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。壶的容积为1.5L，内含1.0L的消毒液。闭合阀门K，缓慢向下压压杆A，每次可向瓶内储气室充入0.05L的1.0atm的空气，多次下压后，壶内气体压强变为2.0atm时，按下按柄B，阀门K打开，消毒液从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，1.0atm＝1.0×105Pa。
（1）求充气过程向下压压杆A的次数和打开阀门K后最多可喷出液体的体积；
（2）喷液全过程，气体状态变化的等温线近似看成一段倾斜直线，如图乙所示，估算全过程壶内气体从外界吸收的热量。
【分析】（1）将冲入的气体和壶中原有的气体视为整体，由玻意耳定律可求解；
（2）p﹣V图像中，图像与横轴围成的面积表示外界对气体所做的功，由此求解。
【解答】解：（1）设充气过程向下压压杆A的次数为n，冲入气体为nV0＝0.05nL，充气前气压为p1＝1.0×105Pa，壶中原来空气的体积V1＝0.5 L，
充气后气体的总体积为V1＝0.5 L，压强为p2＝2.0×105Pa，
由玻意尔定律p1（nV0+V1）＝p2V1
所以n＝10次
最多喷射的液体△V＝nV0＝0.5 L．
（2）外界对气体做功W＝﹣＝＝﹣75 J
由热力学第一定律△U＝W+Q＝0
所以Q＝75 J。
答：（1）压杆A的次数为10次，最多可喷出液体的体积为0.5 L；
（2）气体从外界吸收的热量为75 J。
【点评】充气问题中，一定要注意：把冲入的气体和瓶中原有的气体视为一个物态变化的整体，从而把变质量的问题变成定质量的问题，才能使用气体实验定律以及理想气体状态方程。
15．（12分）如图所示，质量为M＝4kg的大滑块静置在光滑水平面上，滑块左侧为光滑圆弧，圆弧底端和水平面相切，顶端竖直。一质量为m＝1kg的小物块，被压缩弹簧弹出后，冲上大滑块，能从大滑块顶端滑出，滑出时大滑块的速度为1m/s。g取10m/s2。求：
（1）小物块被弹簧弹出时的速度；
（2）小物块滑出大滑块后能达到的最大高度h1；
（3）小物块回到水平面的速度及再次滑上大滑块后能达到的最大高度h2。
【分析】（1）M、m组成的系统水平方向动量守恒，列式可以求解；
（2）m弹出后在到达最高点的过程中，M、m组成的系统机械能守恒，列系统机械能守恒表达式可以求解；
（3）m从空中再次回到地面过程中，M、m组成的系统水平方向动量守恒，可以求出m到地面的速度，再次被弹簧弹回后，M、m组成的系统水平方向动量守恒，系统机械能也守恒，列式联立求解即可.
【解答】解：（1）设小物块离开弹簧后的速度为v1，小物块滑上大滑块的过程中系统水平方向动量守恒，
mv1＝（m+M）v2
解得v1＝5 m/s.
（2）小物块第一次跃升到最高点时水平速度等于v2，
系统机械能守恒，
解得h1＝1 m．
（3）小物块能下落到大滑块并从大滑块上滑到水平面，取向右为正方向，系统水平方向动量守恒：
mv1＝mv′1+Mv′2
机械能守恒：
解得v′1＝﹣3 m/s，v′2＝2 m/s
负号表示小物块速度方向向左；
小物块弹回后，对m、M水平方向列动量守恒：m（﹣v′1）+Mv′2＝（m+M）v
对m、M列系统机械能守恒：
解得h2＝0.04 m．
答：（1）小物块被弹簧弹出时的速度为5m/s；
（2）小物块滑出大滑块后能达到的最大高度h为1m；
（3）小物块回到水平面的速度为3m/s，方向水平向左，再次滑上大滑块后能达到的最大高度为0.04m.
【点评】本题是动量守恒和机械能守恒综合问题，考察学生对某方向动量守恒的理解，系统在某方向受到的合外力为零时，系统在该方向上动量守恒，结合机械能守恒可以求解该类问题.
16．（15分）如图所示为用质谱仪测定带电粒子比荷的装置示意图。它是由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为E，匀强磁场磁感应强度为B1，方向垂直纸面向里。分离器中匀强磁场磁感应强度为B2，方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有大量氢的同位素离子，经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点O平行于极板进入，部分粒子通过小孔O′后进入分离器的偏转磁场中，在底片上形成了对应于氕H、氘H、氚H三种离子的三个有一定宽度的感光区域，测得第一片感光区域的中心P到O′点的距离为D1。不计离子的重力、不计离子间的相互作用，不计小孔O′的孔径。
（1）打在感光区域中心P点的离子，在速度选择器中沿直线运动，试求该离子的速度v0和比荷；
（2）以v＝v0±△v的速度从O点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为△v的匀速圆周运动的合运动，试求该速度选择器极板的最小长度L；
（3）为能区分三种离子，试求该速度选择器的极板间最大间距d。
【分析】（1）粒子通过速度选择器，只有满足qvB＝qE，才能通过速度选择器进入偏转磁场做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可求料子比荷；
（2）当粒子的速度大于，粒子的运动是沿中心线的匀速直线运动与竖直平面的匀速圆周运动的合运动，要使三种不同比荷的粒子均完成整数个圆周运动，通过周期公式及匀速直线运动的位移可求出最小的板长；
（3）通过速度选择器进入磁场的粒子，分别表示出三种粒子的最大直径Dm和最小直径Dn表达式，要不重叠，则必有Dm＜Dn，联立在速度选择器的关系式就能得到最小的板间距。
【解答】解：（1）粒子在速度选择器中做直线运动，由平衡条件条件有：qv0B1＝qE
解得v0＝
进入分离器中粒子圆周运动的半径：r＝
由牛顿第二定律有：qv0B2＝m
解得＝
（2）三种离子在磁场中做圆周运动周期分别为
T1＝＝
T2＝＝、T3＝＝
三种离子都能通过，则t0＝6T1
极板最小长度L＝v0t0＝
（3）离子在速度选择器中做圆周运动分运动的最大半径为
对三种离子都有
＝＝＝＝
氕在分离器中的最大直径为
Dm1＝
Dm1＝D1+＝D1+＝D1+
同理氘的最小直径为Dn2＝2D1﹣•
不重叠则有：Dm1＜Dn2 ，
代入解得：d＜D1
同理氘的最大直径为Dm2＝2D1+•
氚的最小直径为Dn3＝3D1﹣•
有重叠则有：Dm2＜Dn3
解得：d＜
综合以上两种情况有：d＜
答：（1）打在感光区域中心P点的离子，在速度选择器中沿直线运动，该离子的速度v0为、比荷为；
（2）以v＝v0±△v的速度从O点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为△v的匀速圆周运动的合运动，该速度选择器极板的最小长度L为；
（3）为能区分三种离子，试求该速度选择器的极板间最大间距d小于。
【点评】本题的靓点在于当速度大于规定速度的粒子由于洛伦兹力与电场力不平衡，将分别沿两方向做匀速直线运动和匀速圆周运动。三种粒子只有做完整的圆周运动才能从中心线射出，且圆周运动的直径不大于极板距离的一半，结合几何关系可解决问题。
U/V
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
IG/mA
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
U/V
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
IG/mA
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0