2022年上海市闵行区高三（下）等级考试在线模拟练习（二模）物理试题 带详解

这是一份2022年上海市闵行区高三（下）等级考试在线模拟练习（二模）物理试题 带详解，共21页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题注意等内容，欢迎下载使用。
高三年级等级考试在线模拟练习
物理试卷
试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。
本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三大部分：第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。本卷 g=10m/s2。
一、选择题（共 40 分。第 1-8 小题，每小题 3 分，第 9-12 小题，每小题 4 分。每小题只有一个正确答案。）
1. 下列现象可作为“原子核可再分”的依据的是（　　）
A. 阴极射线实验 B. α 粒子散射实验 C. 天然放射性现象 D. 原子发光
2. 下列现象能反映“光具有粒子性”的是 （　　）
A. 光能同时发生反射和折射 B. 光的干涉 C. 光的衍射 D. 光电效应
3. 下列说法正确的是 （　　）
A. 气体难以被压缩说明分子间存在斥力
B. 当分子力表现为引力时，分子势能随着分子间距的增大而增大
C. 气体温度升高，分子平均动能增大，气体压强也增大
D. 若一定质量的气体膨胀对外做功 50J，则气体内能一定减小50J
4. 如图为蹦床运动示意图。A 为运动员到达的最高点，B 为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置，C 为运动员到达的最低点。运动员自 A 落至 C 的过程中，下列说法正确的是 （　　）
A A 至 B，运动员加速运动；B 至 C，运动员减速运动
B. 运动员在 C 点，速度为零，加速度也为零
C. A 至 C，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒
D B 至 C，蹦床弹力对运动员做负功，运动员机械能减小5. 图（a）为一男士站立在履带式自动扶梯上匀速上楼，图（b）为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼。下列关于两人受到的力以及做功情况正确的是 （　　）
A. 图（a）中支持力对人不做功
B. 两人受到电梯的作用力的方向不相同
C. 图（b）中支持力对人不做功
D. 图（b）中摩擦力对人做负功
6. 在卢瑟福 α 粒子散射实验中，发生大角度偏转的 α 粒子，靠近金原子核时 （　　）
A. 受到原子核的库仑引力越来越大 B. 速度越来越大
C 电势能越来越大 D. 加速度越来越小
7. 如图所示，用轻绳悬挂一个小球，在悬点正下方 A 点固定一颗钉子，钉子与悬点的距离d 小于绳子的长度 L，把小球与轻绳拉到与悬点 O 平行的水平位置由静止释放，当小球下落到悬点正下方绳子碰撞钉子的瞬间，下列说法正确的是 （　　）
A. 小球角速度大小保持不变
B. 小球向心加速度的大小保持不变
C. 小球受到拉力、重力、向心力
D. d 越大，钉子的位置越靠近小球，绳子就越容易断
8. 近年来，机器人逐渐走人我们的生活。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　）
A. 电动机消耗的热功率为UI
B. 电源的输出功率为I2R
C. 电源的效率为1－
D. 电动机消耗的总功率为EI
9. 一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些质点之间存在相互作用。如图是某绳波形成过程示意图。质点 1 在外力作用下沿竖直方向做简谐振动，带动质点 2、3、4……各个质点依次振动，把振动从绳的左端传到右端。 时，质点 9 刚要开始运动。下列说法正确的是 （　　）
A. 时，质点 9 开始向下运动
B. 时，质点 3 的加速度方向向上
C. 波长为质点 1 到质点 9 沿绳方向的距离
D. 时，质点 13 开始向上运动
10. 如图是中国为老挝设计制造的“澜沧号”动车组。在水平测试轨道上，动车组以额定功率 7200kW 启动，总质量 540t，测得最高时速为 216km/h， 若运动阻力与速率成正比，当其加速到 108km/h时，动车组的加速度约为多大（g=10m/s2） （　　）
A. 0.09 m/s2 B. 0.22 m/s2 C. 0.33 m/s2 D. 0.44 m/s211. 通电螺线管外套着 a、b 两个金属环。两个环圆心在螺线管的轴线上，如图所示。闭合开关 S，在移动滑动变阻器的滑动头 P 时，下列说法正确的（　　）
A. 磁通量Φa < Φb
B. a、b 两环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向相同
C. 当 P 向右滑动时，b 环中的感应电流方向为逆时针方向（从左向右看）
D. 当 P 向右滑动时， a、b 两环的面积有扩张的趋势
12. 如图所示，A、B、C、D、E、F 是正六边形的顶点，O 为正六边形的中心。两根分别固定在 A、D 两点且均垂直于正六边形所在平面的长直导线（图中未画出），通有大小相等、方向相反的恒定电流。则与 B 点磁感应强度相同的点是 （  ）
A. O 点 B. C 点 C. E 点 D. F 点
二、填空题（共 20 分。每小题 4 分）
13. 如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜，安装在位于南极大陆的昆仑站，电力供应仅为 1×103W。这里的“W”是物理量__________的单位，用国际单位制基本单位的符号来表示 W，1W=_________。
14. 位移传感器利用两种脉冲的传播速度不同来测量距离，图（a）代表发射红外线脉冲和超声波脉冲时刻，图（b）表示接收红外线脉冲和超声波脉冲时刻，其中脉冲________（选填“脉冲1”或“脉冲2”）对应表示超声波脉冲，已知脉冲1和2在空气中的传播速度分别为v1和v2，结合图中时刻t1和t2，计算机利用公式s=____________运算即可得到发射端到接收端的距离。
15. 图（a）中盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙子在板上形成曲线，显示出摆的位移随时间变化的关系。图（b）表示两个摆中的沙子在各自木板上形成的曲线，若板N1和N2拉动速度v1和v2的关系v1∶v2=4∶3，则板N1、N2对应曲线所代表的振动周期关系为T1∶T2=________，若漏斗作小幅度摆动，则两摆对应的等效摆长关系为L1∶L2=________。
16. 为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为 0.9mL，内装有 0.5mL 的药液，瓶内气体压强为 1.0×105Pa，护士把注射器内横截面积为 0.3cm2、长度为 0.4cm、压强为 1.0×105Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，此时药瓶内气体的压强为__________Pa；当药液全部抽取完之前的一瞬间药瓶内气体的压强为_________Pa。（保留两位有效数字）
17. 如图所示，一个均匀导电金属圆环接入电路中，初始接入点a、b 是圆环直径上的两个端点。金属圆环处在磁感应强度为 B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直，此时整个金属圆环受到的安培力大小为 F。若接入点 a 保持不动，电路中总电流I 保持不变，接入点 b 沿圆环转过 ，则金属圆环受到的安培力方向转过角度为________，安培力的大小变为_______。
三、综合题（共 40 分）注意：第 19、20 题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. 实验“测量电源电动势和内阻”所需器材、电路图和数据如下图（a）（b）（c）所示。
（1） 图（a）中电源由两节干电池组成，部分器材已用导线连接，请在图（a）中补充完成剩余连线_______。用电流表和电压表的符号，在图（b）中补充完成实验电路图______。
（2）根据实验测得数据绘制U-I图线如图（c）所示，则该电源的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。
（3）闭合电键S开始实验，滑动变阻器的滑片P应该从_____________（选填“a端滑至b端”或“b端滑至a端”），若有一组同学发现，刚开始移动滑片P时，电压表的示数变化非常小，请分析可能的原因是_________________________________。
19. 2021 年 5 月 15 日，“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星车成功着陆于火星，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功，图为“祝融号”火星车和“天问一号”着陆巡视器。（本题结果保留一位有效数字）
(1)“天问一号”需要完成 9 分钟减速软着陆，若其在“降落伞减速”阶段，垂直速度由396m/s 减至 61m/s，用时 168s。计算此阶段减速的平均加速度。
(2)若火星质量为地球质量的 0.11 倍，火星半径为地球半径的 0.53 倍，地球表面重力加速度g = 10m/s2，估算火星表面重力加速度大小。
(3)“天问一号”质量约为 5.3 吨，请估算“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力。
20. 有一边长为 L、质量为 m、总电阻为 R 的正方形导线框自磁场上方某处自由下落，如图所示。区域Ⅰ、Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度大小均为 B，区域Ⅰ宽度为 L，区域Ⅱ宽度 H ＞L ，但具体值未知。已知导线框恰好匀速进入区域Ⅰ，一段时间后又恰好匀速离开区域Ⅱ，线框穿过磁场全过程产生焦耳热为Q，重力加速度为 g，求：
（1）导线框下边缘距离区域Ⅰ上边界的高度 h；
（2）导线框刚进入区域Ⅱ时的加速度；
（3）磁场区域Ⅱ的宽度 H；
（4）导线框自开始进入区域Ⅰ至完全离开区域Ⅱ的时间。

高三年级等级考试在线模拟练习
物理试卷
试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。
本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三大部分：第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。本卷 g=10m/s2。
一、选择题（共 40 分。第 1-8 小题，每小题 3 分，第 9-12 小题，每小题 4 分。每小题只有一个正确答案。）
1. 下列现象可作为“原子核可再分”的依据的是（　　）
A. 阴极射线实验 B. α 粒子散射实验 C. 天然放射性现象 D. 原子发光
【1题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，故A错误；
B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，故B错误；
C．天然放射现象是原子发生衰变之后会放出三种射线，这说明原子核可再分，故C正确；
D．氢原子发光说明核外电子的跃迁，不能说明原子核可再分，故D错误。
故选B。
2. 下列现象能反映“光具有粒子性”的是 （　　）
A. 光能同时发生反射和折射 B. 光的干涉 C. 光的衍射 D. 光电效应
【2题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】光具有波粒二象性，光的折射和反射、光的干涉、光的衍射体现的是光的波动性；光电效应则反映了光的粒子性。
故选D。
3. 下列说法正确的是 （　　）
A. 气体难以被压缩说明分子间存在斥力
B. 当分子力表现为引力时，分子势能随着分子间距的增大而增大
C. 气体温度升高，分子平均动能增大，气体压强也增大D. 若一定质量的气体膨胀对外做功 50J，则气体内能一定减小50J
【3题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．气体难以被压缩是气体分子频繁撞击容器壁的结果，固体液体难以被压缩说明分子间存在斥力，故A错误；
B．当分子力表现为引力时，距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故B正确；
C．气体温度升高，分子平均动能增大，不知道体积，不能确定单位体积内分子数如何变化，压强变化无法确定，故C错误；
D．气体内能变化的途径有两个，一个是做功，一个是热传递，不确定气体吸放热情况，气体内能变化无法确定，故D错误。
故选B。
4. 如图为蹦床运动示意图。A 为运动员到达的最高点，B 为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置，C 为运动员到达的最低点。运动员自 A 落至 C 的过程中，下列说法正确的是 （　　）
A. A 至 B，运动员加速运动；B 至 C，运动员减速运动
B. 运动员在 C 点，速度为零，加速度也为零
C. A 至 C，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒
D. B 至 C，蹦床弹力对运动员做负功，运动员机械能减小
【4题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．接触蹦床的之后，开始蹦床对运动员的弹力小于运动员的重力，运动员仍向下加速，直到弹力与重力相等，之后运动员再向下减速，一直减速至零，所以B 至 C，运动员先加速后减速，故A错误；
B．运动员在 C 点，速度为零，但是蹦床对运动员向上的弹力大于运动员的重力，进而能够向上运动，所以在C点，运动员具有向上的加速度，故B错误；
C．A 至 C，只有重力和蹦床弹力做功，运动员和蹦床系统机械能守恒，当蹦床弹性势能变大时运动员的机械能减小，故C错误；
D．B 至 C，蹦床弹力对运动员做负功，运动员机械能减小，故D正确。
故选D。
5. 图（a）为一男士站立在履带式自动扶梯上匀速上楼，图（b）为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼。下列关于两人受到的力以及做功情况正确的是 （　　）
A. 图（a）中支持力对人不做功
B. 两人受到电梯的作用力的方向不相同
C. 图（b）中支持力对人不做功
D. 图（b）中摩擦力对人做负功
【5题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】A．a、b两种受力情况如图所示
图（a）中支持力方向垂直履带向上，与运动方向垂直，支持力不做功，Ａ正确；
B．（a）图中电梯的作用力包括支持力与摩擦力，根据力的平衡可知，支持力和摩擦力的合力与重力平衡，即电梯的作用力的方向竖直向上，（b）图中人受到电梯竖直向上的支持力，由此可知两人受到电梯的作用力的方向相同，均为竖直向上，B错误；C.图（b）中支持力与人的位移夹锐角，根据做功的定义
可知，支持力对人做正功，C错误；
D．根据力的平衡可知，（b）图中的人不受摩擦力的作用，D错误。
故选A。
6. 在卢瑟福 α 粒子散射实验中，发生大角度偏转的 α 粒子，靠近金原子核时 （　　）
A. 受到原子核的库仑引力越来越大 B. 速度越来越大
C. 电势能越来越大 D. 加速度越来越小
【6题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．在卢瑟福 α 粒子散射实验中，部分粒子由于受到原子核库仑斥力的作用而发生大角度偏转，根据库仑定律可知，靠近金原子核时受到原子核的库仑斥力越来越大，故A错误；
B．靠近金原子核时，库仑斥力与速度方向之间夹角为钝角，库仑力做负功，粒子动能减小，速度减小，故B错误；
C．靠近金原子核时，库仑力做负功，则电势能越来越大，故C正确；
D．因为受到原子核的库仑力越来越大，根据牛顿第二定律可知，加速度越来越大，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，用轻绳悬挂一个小球，在悬点正下方 A 点固定一颗钉子，钉子与悬点的距离d 小于绳子的长度 L，把小球与轻绳拉到与悬点 O 平行的水平位置由静止释放，当小球下落到悬点正下方绳子碰撞钉子的瞬间，下列说法正确的是 （　　）
A. 小球角速度大小保持不变
B. 小球向心加速度的大小保持不变
C. 小球受到拉力、重力、向心力
D. d 越大，钉子的位置越靠近小球，绳子就越容易断
【7题答案】
【答案】D【解析】
【详解】A．当小球下落到悬点正下方绳子碰撞钉子的瞬间，由于小球水平方向受力为零，则小球的线速度不变，而因转动半径减小，则角速度变大，选项A错误；
B．根据
因线速度不变，转动半径减小，则向心加速度变大，选项B错误；
C．小球只受拉力和重力作用，两个力的合力充当向心力，选项C错误；
D．d 越大，钉子的位置越靠近小球，小球的转动半径越小，根据
可知，绳子拉力越大，则绳子就越容易断，选项D正确。
故选D。
8. 近年来，机器人逐渐走人我们的生活。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　）
A. 电动机消耗的热功率为UI
B. 电源的输出功率为I2R
C. 电源的效率为1－
D. 电动机消耗总功率为EI
【8题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．电动机消耗的热功率是
A错误；B．电源的输出功率等于电动机的输入功率，得
B错误；
C．电源总功率为IE，内部发热的功率为 ，所以电源的效率为
C正确；
D．电动机消耗的总功率是
D错误。
故选C。
9. 一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些质点之间存在相互作用。如图是某绳波形成过程示意图。质点 1 在外力作用下沿竖直方向做简谐振动，带动质点 2、3、4……各个质点依次振动，把振动从绳的左端传到右端。 时，质点 9 刚要开始运动。下列说法正确的是 （　　）
A. 时，质点 9 开始向下运动
B. 时，质点 3 的加速度方向向上
C. 波长为质点 1 到质点 9 沿绳方向的距离
D. 时，质点 13 开始向上运动
【9题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．机械波向右传播， 时，质点 9 刚要开始运动，根据“同侧法”可以判断质点9的运动情况，如图所示
由此可知， 时，质点 9 开始向上运动，A错误；
B．根据题意可知，时，机械波传播到质点5的位置，波形图如图所示
此时质点3处于位移大于0的位置，质点3的回复力指向平衡位置，即 时，质点 3 的加速度方向向下，B错误；
C．由波形图可知，质点 1 到质点 9 沿绳方向的距离为半波长，C错误；
D．设质点平衡位置间的距离为，由图可知，波长为
质点9与质点13之间相差
质点在 时的振动情况经过传到质点13处，即 时，质点 13 开始向上运动，D正确。
故选D。
10. 如图是中国为老挝设计制造的“澜沧号”动车组。在水平测试轨道上，动车组以额定功率 7200kW 启动，总质量 540t，测得最高时速为 216km/h， 若运动阻力与速率成正比，当其加速到 108km/h时，动车组的加速度约为多大（g=10m/s2） （　　）
A. 0.09 m/s2 B. 0.22 m/s2 C. 0.33 m/s2 D. 0.44 m/s2
【10题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】最高时速216km/h，即，此时牵引力等于阻力
当其加速到 108km/h时，即，此时牵引力
此时加速度
解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
11. 通电螺线管外套着 a、b 两个金属环。两个环的圆心在螺线管的轴线上，如图所示。闭合开关 S，在移动滑动变阻器的滑动头 P 时，下列说法正确的（　　）
A. 磁通量Φa < Φb
B. a、b 两环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向相同
C. 当 P 向右滑动时，b 环中的感应电流方向为逆时针方向（从左向右看）
D. 当 P 向右滑动时， a、b 两环的面积有扩张的趋势
【11题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．如图，螺线管内部磁场和外部磁场均通过线圈a、b，且内部磁场的磁通量大于外部磁场的磁通量，则
Φ=Φ内-Φ外
因为螺线管外部磁场通过金属环a的磁通量小于通过金属环b的磁通量，故
Φa >Φb
故A错误；
B．移动滑动变阻器的滑动头P，电路总电阻变化，线圈电流变化，电流磁场的变化使金属环a、b发生电磁感应现象。若螺线管电流的磁场变大，在金属环范围内，螺线管内部磁场比外部磁场变化快，则两金属环磁通量变大，故感应电流的磁场与螺线管内部磁场反向；反之，感应电流的磁场与螺线管内部磁场同向。故B错误；
C．P向右滑动，滑动变阻器阻值减小，电路总阻值减小，螺线管电流变大。如图，根据安培定则，可知通过b 环中的磁通量向左变大，在根据楞次定律，可知b 环中的感应电流方向为顺时针方向（从左向右看），故C错误；
D．金属环处在螺线管外部磁场当中，螺线管外部磁场与螺线管内部磁场方向相反，根据左手定则，判断出a、b 两环的面积有扩张的趋势。（也可理解为：金属环向外扩张时，螺线管内部磁场的磁通量不变，外部磁场的磁通量变大，使金属环的磁通量减小，正好满足阻碍磁通量变大，故两金属环由扩张趋势），故D正确。
故选D。
12. 如图所示，A、B、C、D、E、F 是正六边形的顶点，O 为正六边形的中心。两根分别固定在 A、D 两点且均垂直于正六边形所在平面的长直导线（图中未画出），通有大小相等、方向相反的恒定电流。则与 B 点磁感应强度相同的点是 （  ）
A. O 点 B. C 点 C. E 点 D. F 点
【12题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】根据安培定则，固定在 A点的导线在B点产生的磁感应强度与固定在 D点的导线在E点产生的磁感应强度大小相同，方向相同；固定在 D点的导线在B点产生的磁感应强度与固定在A点的导线在E点产生的磁感应强度大小相同，方向相同；根据磁场的叠加原理知，与 B 点磁感应强度相同的点是E 点。同理可知，O 点、C 点、F 点磁感应强度与B 点磁感应强度不相同。
故选C。
二、填空题（共 20 分。每小题 4 分）
13. 如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜，安装在位于南极大陆的昆仑站，电力供应仅为 1×103W。这里的“W”是物理量__________的单位，用国际单位制基本单位的符号来表示 W，1W=_________。
【13题答案】
【答案】 ①. 功率 ②.
【解析】
【详解】[1] 这里的“W”是物理量功率的单位；
[2]根据公式
又
可得功率的单位
14. 位移传感器利用两种脉冲传播速度不同来测量距离，图（a）代表发射红外线脉冲和超声波脉冲时刻，图（b）表示接收红外线脉冲和超声波脉冲时刻，其中脉冲________（选填“脉冲1”或“脉冲2”）对应表示超声波脉冲，已知脉冲1和2在空气中的传播速度分别为v1和v2，结合图中时刻t1和t2，计算机利用公式s=____________运算即可得到发射端到接收端的距离。
【14题答案】
【答案】 ①. 脉冲2 ②.
【解析】
【详解】[1]红外线速度是光速，所以从发射到接收的时间间隔极短，故脉冲1为红外线脉冲，脉冲2为超声波脉冲。
[2]根据图像可知超声波从发射到接收到的时间为，故距离有
15. 图（a）中盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙子在板上形成曲线，显示出摆的位移随时间变化的关系。图（b）表示两个摆中的沙子在各自木板上形成的曲线，若板N1和N2拉动速度v1和v2的关系v1∶v2=4∶3，则板N1、N2对应曲线所代表的振动周期关系为T1∶T2=________，若漏斗作小幅度摆动，则两摆对应的等效摆长关系为L1∶L2=________。
【15题答案】
【答案】 ①. 3:2 ②. 9:4
【解析】
【详解】[1]设板长为l，则
根据题意，有
联立解得
[2]根据周期公式
可得
则两摆对应的等效摆长关系为
16. 为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为 0.9mL，内装有 0.5mL 的药液，瓶内气体压强为 1.0×105Pa，护士把注射器内横截面积为 0.3cm2、长度为 0.4cm、压强为 1.0×105Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，此时药瓶内气体的压强为__________Pa；当药液全部抽取完之前的一瞬间药瓶内气体的压强为_________Pa。（保留两位有效数字）
【16题答案】
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知气体发生等温变化，设瓶内原有气体体积为V1，有
注射器内气体体积为V2，有
根据玻意耳定律有
代入数据解得
[2] 当药液全部抽取完之前的一瞬间，气体体积为
根据玻意耳定律有
解得瓶内气体的压强
17. 如图所示，一个均匀导电金属圆环接入电路中，初始接入点a、b 是圆环直径上的两个端点。金属圆环处在磁感应强度为 B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直，此时整个金属圆环受到的安培力大小为 F。若接入点 a 保持不动，电路中总电流I 保持不变，接入点 b 沿圆环转过 ，则金属圆环受到的安培力方向转过角度为________，安培力的大小变为_______。
【17题答案】
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]若接入点 a 保持不动，接入点 b 沿圆环转过 ，电流的方向转过，金属圆环受到的安培力方向转过角度为；
[2]根据题意，电路中总电流I 保持不变，设金属环的半径为r，b点移动前后金属环受到的安培力分别为
解得
三、综合题（共 40 分）注意：第 19、20 题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. 实验“测量电源电动势和内阻”所需器材、电路图和数据如下图（a）（b）（c）所示。
（1） 图（a）中电源由两节干电池组成，部分器材已用导线连接，请在图（a）中补充完成剩余连线_______。用电流表和电压表的符号，在图（b）中补充完成实验电路图______。
（2）根据实验测得的数据绘制U-I图线如图（c）所示，则该电源的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。
（3）闭合电键S开始实验，滑动变阻器的滑片P应该从_____________（选填“a端滑至b端”或“b端滑至a端”），若有一组同学发现，刚开始移动滑片P时，电压表的示数变化非常小，请分析可能的原因是_________________________________。
【18题答案】
【答案】 ①. ②. ③. 2.94 ④. 1.17 ⑤. a端滑至b端 ⑥. 滑动变阻器阻值太大
【解析】
【详解】（1）[1]电源由两节干电池组成，故电压表选用0~3V量程，由图（c）可知，电流不超过0.6A，故电流表选用0~0.6A量程，实物连接图如图所示
[2]电路图如图所示
（2）[3]根据闭合电路的欧姆定律
可得
则U-I图像中的纵截距为电源电动势，由图可知；
[4]U-I图像中图线斜率的绝对值表示内阻，则内阻为
（3）[5]闭合电键S前，滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处，即a端，所以闭合电键S开始实验，滑动变阻器的滑片P应该从a端滑至b端；
[6]可能的原因是滑动变阻器阻值太大，导致刚开始移动滑片P时，电路电流几乎不变，路端电压几乎不变，即电压表的示数变化非常小。
19. 2021 年 5 月 15 日，“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星车成功着陆于火星，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功，图为“祝融号”火星车和“天问一号”着陆巡视器。（本题结果保留一位有效数字）
(1)“天问一号”需要完成 9 分钟减速软着陆，若其在“降落伞减速”阶段，垂直速度由396m/s 减至 61m/s，用时 168s。计算此阶段减速的平均加速度。
(2)若火星质量为地球质量的 0.11 倍，火星半径为地球半径的 0.53 倍，地球表面重力加速度g = 10m/s2，估算火星表面重力加速度大小。
(3)“天问一号”质量约为 5.3 吨，请估算“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力。
【19题答案】
【答案】(1)2m/s2，方向与运动方向相反；(2)4 m/s2；(3)3×104N
【解析】【详解】(1)减速阶段的平均加速度
方向与速度方向相反；
(2)根据
可得
则
(3)根据牛顿第二定律可得
解得
F=3×104N
20. 有一边长为 L、质量为 m、总电阻为 R 的正方形导线框自磁场上方某处自由下落，如图所示。区域Ⅰ、Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度大小均为 B，区域Ⅰ宽度为 L，区域Ⅱ宽度 H ＞L ，但具体值未知。已知导线框恰好匀速进入区域Ⅰ，一段时间后又恰好匀速离开区域Ⅱ，线框穿过磁场全过程产生焦耳热为Q，重力加速度为 g，求：
（1）导线框下边缘距离区域Ⅰ上边界的高度 h；
（2）导线框刚进入区域Ⅱ时的加速度；
（3）磁场区域Ⅱ的宽度 H；
（4）导线框自开始进入区域Ⅰ至完全离开区域Ⅱ时间。
【20题答案】【答案】（1）；（2） 方向竖直向上；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）据题意有，因为导线框匀速进入区域Ⅰ，安培力与重力平衡，则有
导线框穿过之前自由落体有
联立解得
（2）导线框刚进入区域Ⅱ时，速度瞬间可视为不变，与区域Ⅰ时速度相同，仍为v，则有导线框下边切割区域Ⅱ的磁场，上边切割区域Ⅰ的磁场，相当于两个串联的电源，故电流为
根据楞次定律可知，导线框的安培力向上，则有
根据牛顿第二定律有
解得
方向竖直向上；
（3）
如图1所示，线框穿过整个磁场由于是匀速进入、匀速穿出，速度不变，所以由刚开始进入磁场时与刚穿出磁场时线框动能不变，据能的转化及守恒有
解得
（4）如图1所示，设线框由磁场区域Ⅰ到完全出磁场区域Ⅱ用时为t，由于始末的速度相同，则根据动量定理有
其中为线框进入区域Ⅰ安培力的冲量，为由区域Ⅰ到区域Ⅱ时的安培力的冲量，为线框穿出区域Ⅱ时安培力的冲量，则有
联立解得