吉林省通化市梅河口市第五中学2024届高三下学期一模试题 物理试题含答案.pdf

第 1 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司高三物理高三物理一、选择题：本题共一、选择题：本题共 10 小题，共小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，每小题题只有一项符合题目要求，每小题 4 分；第分；第 810 题有多项符合题目要求，每小题题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选对的得分，全部选对的得 6分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。1.光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV 光刻机使用的是深紫外线，其波长为 193nm。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是（）A.深紫外线进入液体后传播速度变大B.传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长C.深紫外线光子的能量在液体中更大D.深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率2.地震监测技术的主要原理是利用了地震发生后横波与纵波的时间差，由监测站发出的电磁波赶在监测站监测仪记录的地震横波波形图和振动图像，已知地震纵波的平均波速为 6kms，两种地震波都向 x 轴正方向传播，地震时两者同时从震源发出。下列说法正确的是（）A.地震横波的周期为1sB.用于地震预警监测的是横波C.若震源位于地表以下144km，则纵波、横波到达震源正上方的地表时间差为12sD.若将监测站显示的地震横波看成简谐横波，以0=t时刻作为计时起点，则该振动图像的振动方程为810sincm3ytp=3.2023 年 8 月 24 日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核污水，其中含有放射性元素多达 64吉林省通化市梅河口市第五中学2024届高三下学期一模试题 物理试题吉林省通化市梅河口市第五中学2024届高三下学期一模试题 物理试题第 2 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司种，在这些元素中有 21 种半衰期超过 10 年，其中有一种含量最高却难以被清除的氢同位素氚31H，氚核31H的衰变方程为3312HHeXE+D，半衰期为 12.5 年，X 为新生成的粒子。关于氚核的衰变下列说法正确的是（）A.X 粒子来自原子核的外部B.经过 50 年，氚31H的含量为初始的18C.通过升高海水温度可以改变氚31H的半衰期D.31H比结合能比32He的比结合能小4.如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为1n，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数2n可以通过滑动触头P调节，副线圈接有定值电阻0R和压敏电阻R，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。物块m置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是（）A.只减小物块对R的压力，电流表的示数减小B.只增大物块对R的压力，0R两端的电压增大C.只将滑动触头P向左滑动，电流表的示数增大D.只将滑动触头P向右滑动，0R两端的电压增大5.北京时间 2023 年 9 月 21 日 15 时 48 分，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。已知中国空间站绕地球做匀速圆周运动的周期约为 90 分钟，则其公转轨道半径和地球同步卫星的公转轨道半径之比约为（）A.38:2B.32:8C.1:4D.4:1的第 3 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司6.如图所示，电源的电动势为 3V、内阻为 2，1R的电阻为 8，电容器的电容为 600F，所有电压表和电流表均视为理想电表。在将滑动变阻器2R（最大阻值为 8）的滑片由上端缓慢地滑到下端的过程中，下列说法正确的是（）A.V1示数增大，V2示数减小B.2R消耗的电功率先增大后减小C.1R两端的最大电压为 2VD.电容器极板上增加的电荷量为48 10 C-7.一电动玩具汽车启动时，以额定功率沿直线加速并达到最大速度，其加速度 a 与速度倒数1v的关系图像如图所示。已知电动玩具汽车受到的阻力大小恒为 100N，取重力加速度大小210m/sg=。则电动玩具汽车的额定功率和最大速度分别为（）A.200W 2m/sB.100W 4m/sC.100W 2m/sD.200W 4m/s8.设想将来发射一颗人造卫星，其绕地球运行的轨道半径是月球绕地球运行轨道半径的14。该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的（）A.周期之比1:8B.线速度大小之比为 8：1C.向心加速度大小之比为 16：1D.角速度之比为 4:19.研究光电效应中遏止电压、光电流大小与照射光的频率及强弱等物理量关系的电路如图甲所示。图中阳极 A 和阴极 K 间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用 a、b、c 三束单色光照射阴极 K，调节 A、K 间的电压 U 的大小，得到光电流 I 与电压 U 的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为 e，则下列说法正确的是（）为第 4 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司 A.单色光 a 的频率等于单色光 b 的频率B.单色光 a 的频率大于单色光 c 的频率C.单色光 a 的强度大于单色光 b 的强度D.单色光 c 与单色光 a 的光子能量之差为c1c2UUe-10.如图所示，圆形区域内存在一匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向里。质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子由 A 点沿平行于直径 CD 的方向射入磁场，射入时粒子运动的速率为qBRm，粒子经过圆心 O，最后离开磁场。已知圆形区域半径为 R，不计粒子受到的重力。下列说法正确的是（）A.粒子在磁场中运动的半径为2RB.A 点到 CD 的距离为2RC.粒子在磁场中运动的位移大小为3RD.粒子在磁场中运动的时间为3mqB三、非选择题：本题共三、非选择题：本题共 5 小题，共小题，共 54 分。分。11.某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；b.用游标卡尺测量遮光条的宽度 d；c.将质量为 M 的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为 m 的钩码；d.将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间 t，测量出释放点到光电门的距离 L；e.改变钩码的个数 n（每个钩码质量均为 m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应的挡光时间。第 5 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为_cm；（2）已知重力加速度为 g，若所挂钩码的个数为 n，系统的机械能守恒时，关系式_成立（用已知和测量的物理量的字母表示）；（3）利用记录的实验数据，以1n为横轴、2t为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为 k，若系统的机械能守恒，则k=_（用已知和测量的物理量的字母表示）。12.某同学测量某电阻的电阻值。（1）首先用多用电表进行粗测，将旋钮扳到“10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔与待测电阻的两端相接触，多用电表的指针位置如图甲所示，则电阻测量值为_；（2）为了精确测量该电阻阻值，实验室为其提供了如下的实验器材：a.待测电阻xRb.电压表 V（量程 1V、内阻V300R=W）c.电流表1A（量程 2A、内阻A20R W）d.电流表2A（量程 30mA、内阻A5R W）c.滑动变阻器1010Rf.滑动变阻器201kRg 电阻箱0R（0 999.9W）h.电源（电动势 3V、内阻不计）、开关，导线若干.第 6 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成 3V 量程的电压表，应_（填“串联”或“并联”）电阻箱0R，并将0R的阻值调为_；实验时，为了减小实验误差。且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在图乙虚线框中，并标出所选用的相应的器材符号_；某次测量时，电压表与电流表的示数分别为 U、I，则待测电阻的阻值xR=_（用已知物理量的字母表示）。13.如图所示，粗糙水平面 NQ 右侧固定一个弹性挡板，左侧在竖直平面内固定一个半径10mR=、圆心角53q=的光滑圆弧轨道 MN。半径 ON 与水平面垂直，N 点与挡板的距离12md=。可视为质点的滑块质量1kgm=，从 P 点以初速度04.8m/sv=水平抛出，恰好在 M 点沿切线进入圆弧轨道。已知重力加速度 g取210m/s，sin530.8=。（1）求滑块经过 N 点时对圆弧轨道的压力大小；（2）若滑块与挡板只发生一次碰撞且不能从 M 点滑出轨道，求滑块与水平面间的动摩擦因数的取值范围。14.如图所示，间距为 d、足够长的平行金属导轨 MQ、NP 与水平面的夹角为q，两导轨处在磁感应强度大小为 B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中；导轨上端通过开关 S 可以分别与电源 E（内阻为 r）、电阻 R 和电容器 C 相连。金属棒 ab 质量为 m、长度为 d，置于导轨上与导轨垂直且始终接触良好。已知重力加速度为 g，金属棒与导轨电阻不计，电容器的击穿电压为 U。（1）若导轨光滑，现将开关 S 置于“1”位置，金属棒由静止释放一段时间后恰好做匀速运动（金属棒已达到稳定状态），求此时金属棒速度大小；（2）若金属棒 ab 与导轨间的动摩擦因数为，现将开关 S 置于“2”位置，求金属棒由静止释放后沿导轨下滑的最大速度；（3）若导轨光滑，现将开关 S 置于“3”位置，为保证电容不被击穿，求金属棒由静止释放后沿轨道运动的最大距离 l。的第 7 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司15.如图所示，质量为 2m 的木板 C 静止在光滑的水平地面上，质量分别为 m 和 2m 的物块 A、B（可视为质点）紧挨着放在木板 C 上。某时刻 A、B 分别以0v和02v的初速度向相反方向运动，A、B 均刚好不从C 上滑落，已知 A、B 两物块与木板 C 之间的动摩擦因数均为，重力加速度为 g，求：（1）最初时刻 A、B、C 三个物体各自的加速度大小；（2）木板 C 的最大速度的大小；（3）木板 C长度。的第 1 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司高三物理高三物理一、选择题：本题共一、选择题：本题共 10 小题，共小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，每小题题只有一项符合题目要求，每小题 4 分；第分；第 810 题有多项符合题目要求，每小题题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选对的得分，全部选对的得 6分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。1.光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV 光刻机使用的是深紫外线，其波长为 193nm。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是（）A.深紫外线进入液体后传播速度变大B.传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长C.深紫外线光子的能量在液体中更大D.深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率【答案】B【解析】【详解】A光在真空中传播速度 c 大于在介质中传播速度v，深紫外线进入液体后传播速度变小，A 错误；B设传播L距离，在真空中的时间 Ltc=在液体中所需的时间Ltv=tt故 B 正确；C深紫外线进入液体频率不变，根据Ehn=可知光子能量不变，C 错误；D深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，D 错误。故选 B。2.地震监测技术的主要原理是利用了地震发生后横波与纵波的时间差，由监测站发出的电磁波赶在监测站第 2 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司监测仪记录的地震横波波形图和振动图像，已知地震纵波的平均波速为 6kms，两种地震波都向 x 轴正方向传播，地震时两者同时从震源发出。下列说法正确的是（）A.地震横波的周期为1sB.用于地震预警监测的是横波C.若震源位于地表以下144km，则纵波、横波到达震源正上方的地表时间差为12sD.若将监测站显示的地震横波看成简谐横波，以0=t时刻作为计时起点，则该振动图像的振动方程为810sincm3ytp=【答案】C【解析】【详解】A由题图振动图像可知地震横波的周期为32s0.75s8T=A 错误；B由题图波动图像可知地震横波的波长为3kml=则地震横波的波速为=4km/s6kmsvvTl=纵横因此用于地震预警监测的是纵波，B 错误；C若震源位于地表以下144km，则纵波、横波到达震源正上方地表时间差为144144ss36s24s=12s46tD=-=-C 正确；D由题图可知10cmA=又角速度28rad/s3Tppw=的第 3 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司初相位180j=则若将监测站显示的地震横波看成简谐横波，以0=t时刻作为计时起点，则该振动图像的振动方程为810sincm3ytp=-D 错误。故选 C。3.2023 年 8 月 24 日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核污水，其中含有放射性元素多达 64种，在这些元素中有 21 种半衰期超过 10 年，其中有一种含量最高却难以被清除的氢同位素氚31H，氚核31H的衰变方程为3312HHeXE+D，半衰期为 12.5 年，X 为新生成的粒子。关于氚核的衰变下列说法正确的是（）A.X 粒子来自原子核的外部B.经过 50 年，氚31H的含量为初始的18C.通过升高海水温度可以改变氚31H的半衰期D.31H的比结合能比32He的比结合能小【答案】D【解析】【详解】A根据电荷数守恒和质量数守恒可知 X 粒子电子，其来源于原子核内一个中子转变为一个质子同时释放一个电子，故 A 错误；B半衰期为 12.5 年，经过 50 年，即 4 个半衰期，氚31H的含量为初始的411216=故 B 错误；C半衰期是原子核自身属性，不随外界的物理化学环境变化而变化，故 C 错误；D由于该核聚变释放能量，生成物的原子核更稳定，氚核的比结合能小于氦核的比结合能，故 D 正确。故选 D。4.如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为1n，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数2n可以通过滑动触头P调节，副线圈接有定值电阻0R和压敏电阻R，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。物块m置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是是第 4 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司（）A.只减小物块对R的压力，电流表的示数减小B.只增大物块对R的压力，0R两端的电压增大C.只将滑动触头P向左滑动，电流表的示数增大D.只将滑动触头P向右滑动，0R两端的电压增大【答案】D【解析】【详解】A只减小物块对R的压力，则 R 阻值减小，次级电阻减小，次级电流变大，则初级电流变大，即电流表的示数变大，选项 A 错误；B只增大物块对R的压力，则 R 阻值变大，因次级电压不变，可知0R两端的电压减小，选项 B 错误；C只将滑动触头P向左滑动，次级匝数减小，根据则次级电压减小，次级电流减小，根据 P=I2R 可知，次级功率减小，则初级功率也减小，初级电流减小，即电流表的示数减小，选项 C 错误；D只将滑动触头P向右滑动，次级匝数增加，则次级电压变大，则0R两端的电压增大，选项 D 正确。故选 D。5.北京时间 2023 年 9 月 21 日 15 时 48 分，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来了一场精彩太空科普课，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。已知中国空间站绕地球做匀速圆周运动的周期约为 90 分钟，则其公转轨道半径和地球同步卫星的公转轨道半径之比约为（）A.38:2B.32:8C.1:4D.4:1【答案】B【解析】【详解】ABCD绕地球做匀速圆周运动的卫星，万有引力提供向心力，则有的第 5 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司2224MmGmRRTp=可得2324GMTRp=空间站匀速圆周运动周期190min1.5hT=地球同步卫星匀速圆周运动周期224hT=代入可得中国空间站公转轨道半径和地球同步卫星的公转轨道半径之比约为31228RR=故选 B。6.如图所示，电源的电动势为 3V、内阻为 2，1R的电阻为 8，电容器的电容为 600F，所有电压表和电流表均视为理想电表。在将滑动变阻器2R（最大阻值为 8）的滑片由上端缓慢地滑到下端的过程中，下列说法正确的是（）A.V1示数增大，V2示数减小B.2R消耗的电功率先增大后减小C.1R两端的最大电压为 2VD.电容器极板上增加的电荷量为48 10 C-【答案】D【解析】【详解】A将滑动变阻器的滑片由上端缓慢地滑到下端的过程中，滑动变阻器接入电路阻值变大，则总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大，则 V1示数增大，1R两端电压减小，则滑动变阻器2R两端电压增大，即 V2示数增大，故 A 错误；B2R消耗的电功率为第 6 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司2222222121212()()2()EEPI RRRrRRrRRrR=+根据数学知识可知，当2110RRr=+=W2R消耗的电功率最大，由于2R的最大值为8W，则2R消耗的电功率一直增大，故 B 错误；C当2R接入电路阻值为 0 时，电路电流最大，则有max13A0.3A82EIRr=+则1R两端的最大电压为1maxmax10.3 8V2.4VUIR=故 C 错误；D滑动变阻器的滑片在上端时，接入电路阻值为 0，则电容器两端电压为 0；当滑动变阻器的滑片在下端时，根据闭合电路欧姆定律可得2131AA8826EIRRr=+则电容器两端电压为2148VV63UIR=则电容器极板上增加的电荷量为46C4600 18 10 C0(0)3QC U-D-=D=故 D 正确。故选 D。7.一电动玩具汽车启动时，以额定功率沿直线加速并达到最大速度，其加速度 a 与速度倒数1v的关系图像如图所示。已知电动玩具汽车受到的阻力大小恒为 100N，取重力加速度大小210m/sg=。则电动玩具汽车的额定功率和最大速度分别为（）第 7 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司A.200W 2m/sB.100W 4m/sC.100W 2m/sD.200W 4m/s【答案】A【解析】【详解】设电动玩具汽车的额定功率为P，受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律可得Ffma-=又PFv=联立可得1Pfam vm=-根据1av-图像可得22m/sfm=，232362m/s4m/s2Pm-=解得200WP=当牵引力等于阻力时，速度到达最大，则有m2m/sPvf=故选 A。8.设想将来发射一颗人造卫星，其绕地球运行的轨道半径是月球绕地球运行轨道半径的14。该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的（）A.周期之比为 1:8B.线速度大小之比为 8：1C.向心加速度大小之比为 16：1D.角速度之比为 4:1【答案】AC【解析】【详解】根据万有引力提供向心力可得第 8 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司222224GMmvmrmmamrrTrpw=可知234rTGMp=，GMvr=，2GMar=，3GMrw=该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的周期之比为3318TrTr=月月该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的线速度大小之比为21rvvr=月月该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的向心加速度大小之比为22161raar=月月该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的角速度之比为3381rrww=月月故选 AC。9.研究光电效应中遏止电压、光电流大小与照射光的频率及强弱等物理量关系的电路如图甲所示。图中阳极 A 和阴极 K 间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用 a、b、c 三束单色光照射阴极 K，调节 A、K 间的电压 U 的大小，得到光电流 I 与电压 U 的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为 e，则下列说法正确的是（）A.单色光 a 的频率等于单色光 b 的频率B.单色光 a 的频率大于单色光 c 的频率C.单色光 a 的强度大于单色光 b 的强度第 9 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司D.单色光 c 与单色光 a 的光子能量之差为c1c2UUe-【答案】AD【解析】【详解】A由图像可知，单色光 ab 的截止电压相等，根据212cmU emvhWn=-逸出功可知，单色光 a 的频率等于单色光 b 的频率，选项 A 正确；B单色光 a 的截止电压小于单色光 c 的截止电压，根据212cmU emvhWn=-逸出功可知，单色光 a频率小于单色光 c 的频率，选项 B 错误；C单色光 a 的饱和光电流小于 b 的饱和光电流，可知单色光 a 的强度小于单色光 b 的强度，选项 C 错误；D根据212cmU emvhWn=-逸出功可知1ccU ehWn=-逸出功2caU ehWn=-逸出功单色光 c 与单色光 a 的光子能量之差为c1c2caEhhUUennD=-=-选项 D 正确。故选 AD。10.如图所示，圆形区域内存在一匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向里。质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子由 A 点沿平行于直径 CD 的方向射入磁场，射入时粒子运动的速率为qBRm，粒子经过圆心 O，最后离开磁场。已知圆形区域半径为 R，不计粒子受到的重力。下列说法正确的是（）的第 10 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司A.粒子在磁场中运动的半径为2RB.A 点到 CD 的距离为2RC.粒子在磁场中运动的位移大小为3RD.粒子在磁场中运动的时间为3mqB【答案】BC【解析】【详解】A粒子在磁场中运动的半径为mvrRqB=选项 A 错误；B由几何关系可知，A 点到 CD 的距离为cos602RdR=o选项 B 正确；C粒子在磁场中运动的位移大小为2 sin603xRR=o选项 C 正确；D粒子在磁场中运动的时间为12023603mtTqB=oo选项 D 错误。故选 BC。三、非选择题：本题共三、非选择题：本题共 5 小题，共小题，共 54 分。分。11.某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；b.用游标卡尺测量遮光条的宽度 d；c.将质量为 M 的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为 m 的钩码；d.将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间 t，测量出释放点到光电门的距离 L；e.改变钩码的个数 n（每个钩码质量均为 m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应的挡光时间。第 11 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为_cm；（2）已知重力加速度为 g，若所挂钩码的个数为 n，系统的机械能守恒时，关系式_成立（用已知和测量的物理量的字母表示）；（3）利用记录的实验数据，以1n为横轴、2t为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为 k，若系统的机械能守恒，则k=_（用已知和测量的物理量的字母表示）。【答案】.0.170 .21()()2dnmgLnmMt=+.22MdmgL【解析】【详解】（1）1游标卡尺的精度为 0.05mm，读数为0.1cm+14 0.05mm=0.170cm（2）2滑块到光电门的速度为dvt=根据机械能守恒定律有21()2nmgLnmM v=+解得21()()2dnmgLnmMt=+（3）3由（2）中表达式变形可知222122MddtmgL ngL=+可知若系统的机械能守恒，则k=22MdmgL12.某同学测量某电阻的电阻值。（1）首先用多用电表进行粗测，将旋钮扳到“10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔与待测电阻的两端第 12 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司相接触，多用电表的指针位置如图甲所示，则电阻测量值为_；（2）为了精确测量该电阻阻值，实验室为其提供了如下的实验器材：a.待测电阻xRb.电压表 V（量程 1V、内阻V300R=W）c.电流表1A（量程 2A、内阻A20R W）d.电流表2A（量程 30mA、内阻A5R W）c.滑动变阻器1010Rf.滑动变阻器201kRg.电阻箱0R（0 999.9W）h.电源（电动势 3V、内阻不计）、开关，导线若干该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成 3V 量程的电压表，应_（填“串联”或“并联”）电阻箱0R，并将0R的阻值调为_；实验时，为了减小实验误差。且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在图乙虚线框中，并标出所选用的相应的器材符号_；某次测量时，电压表与电流表的示数分别为 U、I，则待测电阻的阻值xR=_（用已知物理量的字母表示）。第 13 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）140 （2）.串 .600 .VV3URIRU-【解析】【小问 1 详解】指针指向“14”刻度，则电阻为14 10=140；【小问 2 详解】12根据电压表的改装原理可知，应串联电阻，根据欧姆定律有0V600UURUR-=3电路中的电流约为21mAxUIR=电流表应选择 A2，由于电压表内阻已知，则电流表外接，电压表测待测电阻电压，的电流、电压测量更准确，减少实验误差。另外，电表的示数从零开始调节，则滑动变阻器采用分压式接法，电路如图第 14 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司4根据欧姆定律可知VVV33xURURUIRUIR=-13.如图所示，粗糙水平面 NQ 右侧固定一个弹性挡板，左侧在竖直平面内固定一个半径10mR=、圆心角53q=的光滑圆弧轨道 MN。半径 ON 与水平面垂直，N 点与挡板的距离12md=。可视为质点的滑块质量1kgm=，从 P 点以初速度04.8m/sv=水平抛出，恰好在 M 点沿切线进入圆弧轨道。已知重力加速度 g取210m/s，sin530.8=。（1）求滑块经过 N 点时对圆弧轨道的压力大小；（2）若滑块与挡板只发生一次碰撞且不能从 M 点滑出轨道，求滑块与水平面间的动摩擦因数的取值范围。【答案】（1）24.4N；（2）0.20.6【解析】【详解】（1）依题意，滑块到达 M 点时，速度分解为水平和竖直两个方向，可得0cosMvvq=第 15 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司滑块从 M 点运动到 N 点过程，由动能定理可得22111 cos22NMmgRmvmvq-=-滑块在最低点 N 时，由牛顿第二定律可得2NNvFmgmR-=联立，解得N24.4NF=根据牛顿第三定律可知滑块经过 N 点时对圆弧轨道的压力大小为NN24.4NFF=（2）动摩擦因数取最大值时，滑块第一次向右运动恰好与挡板碰撞，有2max102Nmgdmv-=-解得max0.6=滑块恰好可以再次滑到 M 点，由动能定理可得21202Mmgdmv-=-解得215=滑块恰好不与挡板发生第二次碰撞，即2min1302Nmgdmv-=-解得min0.2=所以动摩擦因数的取值范围为0.20.614.如图所示，间距为 d、足够长的平行金属导轨 MQ、NP 与水平面的夹角为q，两导轨处在磁感应强度大小为 B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中；导轨上端通过开关 S 可以分别与电源 E（内阻为 r）、电阻 R 和电容器 C 相连。金属棒 ab 质量为 m、长度为 d，置于导轨上与导轨垂直且始终接触良好。已知重力加速度为 g，金属棒与导轨电阻不计，电容器的击穿电压为 U。（1）若导轨光滑，现将开关 S 置于“1”位置，金属棒由静止释放一段时间后恰好做匀速运动（金属棒已第 16 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司达到稳定状态），求此时金属棒的速度大小；（2）若金属棒 ab 与导轨间的动摩擦因数为，现将开关 S 置于“2”位置，求金属棒由静止释放后沿导轨下滑的最大速度；（3）若导轨光滑，现将开关 S 置于“3”位置，为保证电容不被击穿，求金属棒由静止释放后沿轨道运动的最大距离 l。【答案】（1）22sinmgrEB dBdq+；（2）22sincosmgmgRB dqq-；（3）22222()2sinUmCB dB d mgq+【解析】【详解】（1）金属棒由静止释放一段时间后恰好做匀速运动，合力为零，则sinBIdmgq=其中BdvEIr-=解得22sinmgrEvB dBdq=+（2）达到最大速度后，合力为零，此时1cossinBdvBdmgmgRqq+=解得最大速度122sincosmgmgvRB dqq-=（3）为保证电容不被击穿，最大电压2UBdv=设释放金属棒的一小段时间 t 的加速度为 a，根据牛顿第二定律可得2sinmgBI dmaq-=根据电流的定义式得第 17 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司2qCUCBdvICBdattt=VVVVVV金属棒的加速度为22sinmgamCB dq=+根据222val=解得22222()2sinUmCB dlB d mgq+=15.如图所示，质量为 2m 的木板 C 静止在光滑的水平地面上，质量分别为 m 和 2m 的物块 A、B（可视为质点）紧挨着放在木板 C 上。某时刻 A、B 分别以0v和02v的初速度向相反方向运动，A、B 均刚好不从C 上滑落，已知 A、B 两物块与木板 C 之间的动摩擦因数均为，重力加速度为 g，求：（1）最初时刻 A、B、C 三个物体各自的加速度大小；（2）木板 C 的最大速度的大小；（3）木板 C 的长度。【答案】（1）g，g，12g；（2）015v；（3）209925vg【解析】【详解】（1）最初时刻对 A 由牛顿第二定律可得Amgma=解得Aag=最初时刻对 B 由牛顿第二定律可得B22mgma=解得Bag=第 18 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司最初时刻对 B 由牛顿第二定律可得C22mgmgma-=解得C12ag=（2）当 A、B、C 三者共速，一起向右匀速运动时，C 的速度最大，设向右为正，对 A、B、C 组成的系统由动量守恒定律得00222mvmvmmm v-=+解得015vv=所以木板 C 的最大速度的大小为015v。（3）当 A、B、C 三者共速时，A、B 刚好不从 C 上滑落，则 A 位于 C 的最左端，B 位于 C 的最右端，设对 B 由动能定理可得22B011222222mgxmvmv-=-解得20B1225vxg=设 C 的位移大小为Cx，对 C 由动能定理可得2CC1222mgxmgxmv-=解得20C25vxg=A、B 相对于 C 滑动位移大小分别为AL、BL，B 的位移为Bx，则 B 相对 C 滑动的距离为20BBC1125vLxxg=-=对 A、B、C 由能量守恒定律可得222AB0011122222222mgLmgLmvmvmmm v+=+-+解得的第 19 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司20A8825vLg=则木板 C 长20AB9925vLLLg=+=