精品解析：2024届江西省上饶市第一中学高三下学期模拟预测物理试题

上饶市第一中学2024届高三模拟考试 物理试卷 考试时长：75分钟 满分：100分 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号框，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，上交答题卡。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项是符合题目要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 图甲是某光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图像，图乙为氢原子的能级图。一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光照射光电管，发出的光电子的最大初动能为（ ） A. 2.29eV B. 9.80eV C. 10.20eV D. 12.09eV 2. 通电直导线ab的质量为m、长为l，用两根细线把导线水平吊起，导线上的电流为I，方向如图所示。在竖直方向加一个方向向上的匀强磁场，导线处于平衡时悬线与竖直方向成，已知：，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（　　） A. B. C. D. 3. 我国计划在2030年前实现载人登月，并探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设飞船到达月球前，先在距离月球表面高度等于月球半径处绕月球做匀速圆周运动，周期为。已知月球质量分布均匀，月球半径为，引力常量为，忽略月球自转。下列说法正确的是（　　） A. 月球的质量为 B. 月球的密度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 月球表面的重力加速度为 4. 如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心入射，当在点的入射角为时，出射光线分成、两束，光束与下边界的夹角为，光束与下边界的夹角为，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 光的频率比光的频率小 B. 、两束光在该玻璃砖中的折射率之比为 C. 在同样的双缝干涉装置中，用光得到的相邻干涉条纹间距较宽 D 若使入射角增大，则出射光线先消失 5. 如图所示，某人站在山顶上，将一质量的石块沿与水平方向成夹角的方向斜向上抛出，石块出手离地面的高度，石块落在水平地面上的动能，不计空气阻力作用，重力加速度g取，则（　　） A. 石块抛出时的速度大小为 B. 石块在空中运动的时间约为 C. 石块在运动过程中，最大速度为 D. 石块在运动过程中，最小速度为 6. 如图所示，、、都为半径为的空间球面的直径，其中与同在水平面内，与的夹角，与水平面垂直，现在、两点分别固定等量异种点电荷，则（　　） A. 点和点场强大小之比为 B. 、两点电场强度大小不相同 C. 、、三点中点电势最高 D. 将带负电的检验电荷从点沿直线移到点，电势能增加 7. 如图所示，一根轻质弹簧与质量为m的滑块P连接后，穿在一根光滑竖直杆上，弹簧下端与竖直杆的下端连接，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来。图中O、B两点等高，线段OA长为L，与水平方向的夹角，重物Q的质量，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时，弹簧对滑块的弹力大小相等，不计滑轮的摩擦，在滑块从A到B的运动过程中（　　） A. 滑块P的速度一直增大 B. 滑块P在位置B的速度 C. 轻绳对滑块P做功 D. P与Q的机械能之和先减小后增大 8. 天平，一种衡器。由支点（轴）在梁的中心支着天平梁而形成两个臂，每个臂上挂着一个盘，其中一个盘里放着已知质量的物体，另一个盘里放待测物体。固定在梁上的指针在不摆动且指向正中刻度时，砝码的质量与游码读数之和即为待测物体的质量。下列实验中必须用到天平的有（　　） A. 验证动量守恒定律 B. 验证机械能守恒定律 C. 用单摆测量重力加速度大小 D. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 9. 如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两灯泡和。已知线框产生的电动势最大值为，变压器原、副线圈的匝数比为，开关S断开时正常发光，且电流表示数为，线框及所有导线电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 图示位置线框产生的感应电动势瞬时值为0 B. 若开关S闭合，则电流表示数将增大 C. 若开关S闭合，则灯泡亮度不变 D. 灯泡的额定功率为2W 10. 如图所示，足够长平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，间距，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为1.0T，方向如图所示。一根质量为0.2kg，阻值为的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量为0.4kg，阻值为的静止在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（　　） A. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，回路中有逆时针方向的感应电流 B. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，通过金属棒a的电荷量为2C C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为2.75J D. 金属棒a最终停在距磁场左边界0.2m处 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值 （1）某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在时间段内 。（多选） A. 手机20次通过最低点 B. 手机做阻尼振动 C. 手机振幅不变 D. 手机振动的周期越来越小 （2）为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度－时间图中读取几对手机运动到最低点时的拉力和角速度的数据，并在坐标图中以（单位：N）为纵坐标、（单位：）为横坐标进行描点，请在图中作出的图像____。 （3）根据图像求得实验所用手机的质量为____kg，手机重心做圆周运动的半径为____m。（结果均保留两位有效数字，重力加速度） 12. 如图甲所示是某大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将物体重量变换为电信号的过程。 （1）拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的主要原因是 。（多选） A. 电阻丝的电阻率变化 B. 电阻丝横截面积变化 C. 电阻丝长度变化 （2）某同学找到一根拉力敏感电阻丝，其质量忽略不计，阻值随拉力变化的图像如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势约为15V，内阻约为1Ω；电流表量程为10mA，内阻约为5Ω；是电阻箱，最大阻值是9999Ω；接在、两接线柱上，通过光滑绝缘小滑环将重物吊起，接通电路完成下列操作。 a.滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表示数为某一合适示数时，读出电阻箱阻值； b.滑环下吊上待测重物，测出电阻丝夹角为； c.调节电阻箱，使______，读出此时电阻箱的阻值；若某次实验，测得，、分别为450Ω和400Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力____N。 （3）针对该同学的设计方案，为了提高测量的精度，使重力测量值准确到个位，下列措施可行的是 。（单选） A. 将毫安表换成量程更大的电流表 B. 将毫安表换成内阻更小的电流表 C. 适当增加电阻丝的夹角 D. 将电阻箱换成精度更高的电阻箱 13. 自嗨锅通过自热包产生热量使隔层上方锅内气体吸热升温，使用不当时可能造成安全事故。某次使用前，室温为，大气压强为，锅盖透气孔被堵塞。假设该款自嗨锅锅体内部所能承受最大压强为，锅盖扣紧后，锅内气体视为质量一定的理想气体，且体积不变。 （1）请通过计算判断锅内气体能否安全加热到？ （2）若此过程中气体内能的改变量为，则锅内气体吸收的热量是多少？ 14. 如图所示、物块甲、物块乙质量分别为，。光滑桌面足够长。物块甲从高的点以沿与水平面成角斜向上运动，恰好在最高点与物块乙发生弹性碰撞，碰撞时间极短，已知物块乙始终未滑离木板丙。物块甲、乙均可视为质点，已知，求： （1）甲与乙碰撞前瞬间，甲的速度大小； （2）甲与乙碰后的瞬间，乙的速度大小； （3）若薄木板丙（厚度不计）质量为，乙、丙间的动摩擦因数为，求从乙被撞到乙与丙速度相等这段时间内，乙的位移。 15. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。2023年6月从中国电子科技集团有限公司获悉，该集团旗下中电科电子装备集团有限公司（简称电科装备）已实现国产离子注入机28纳米工艺制程全覆盖，有力保障我国集成电路制造行业在成熟制程领域的产业安全。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，静止于A处的离子，经电压为的水平加速电场加速后，沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从点沿竖直直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外，大小为，经磁场偏转，离子最后垂直打在平行放置的硅片上，不计离子重力。求： （1）静电分析器通道内虚线处电场强度大小； （2）离子的比荷。 （3）其他条件不变，将圆形磁场变成与之外切的正方形磁场（如图所示），离子垂直于磁场边界射入，同时施加一与垂直且指向左侧的匀强电场（图中未画出），电场的场强大小为离子速率和磁场磁感应强度大小乘积的，求离子在正方形磁场中与的最大距离以及在最大距离处的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 上饶市第一中学2024届高三模拟考试 物理试卷 考试时长：75分钟 满分：100分 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号框，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，上交答题卡。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项是符合题目要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 图甲是某光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图像，图乙为氢原子的能级图。一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光照射光电管，发出的光电子的最大初动能为（ ） A. 2.29eV B. 9.80eV C. 10.20eV D. 12.09eV 【答案】B 【解析】 【详解】由图像及光电方程 可得 处于n＝3能级的氢原子向基态能级跃迁时，发出的光频率最大，光子能量最大为 根据 B正确。 故选B。 2. 通电直导线ab的质量为m、长为l，用两根细线把导线水平吊起，导线上的电流为I，方向如图所示。在竖直方向加一个方向向上的匀强磁场，导线处于平衡时悬线与竖直方向成，已知：，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对导线进行受力分析，受重力、安培力和细线拉力，如图所示，根据平衡条件可得 即 故选B。 3. 我国计划在2030年前实现载人登月，并探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设飞船到达月球前，先在距离月球表面高度等于月球半径处绕月球做匀速圆周运动，周期为。已知月球质量分布均匀，月球半径为，引力常量为，忽略月球自转。下列说法正确的是（　　） A. 月球的质量为 B. 月球的密度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 月球表面的重力加速度为 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据 解得月球的质量为 故A正确； B．月球的密度为 故B错误； C．根据 月球的第一宇宙速度为 故C错误； D．月球表面的重力加速度为 故D错误。 故选A。 4. 如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心入射，当在点的入射角为时，出射光线分成、两束，光束与下边界的夹角为，光束与下边界的夹角为，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 光的频率比光的频率小 B. 、两束光在该玻璃砖中的折射率之比为 C. 在同样的双缝干涉装置中，用光得到的相邻干涉条纹间距较宽 D. 若使入射角增大，则出射光线先消失 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由题意可得，、两束光在该玻璃砖中的折射率 因为，所以光的频率大于光的频率；、两束光在该玻璃砖中的折射率之比 故A错误，B正确； C．因为光的频率大于光的频率，由可得 又有得，在同样的双缝干涉装置中，用光得到的相邻干涉条纹间距较窄，故C错误； D．因为，所以当入射角增大时，先发生全反射，出射光线先消失，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，某人站在山顶上，将一质量的石块沿与水平方向成夹角的方向斜向上抛出，石块出手离地面的高度，石块落在水平地面上的动能，不计空气阻力作用，重力加速度g取，则（　　） A. 石块抛出时速度大小为 B. 石块在空中运动的时间约为 C. 石块在运动过程中，最大速度为 D. 石块在运动过程中，最小速度为 【答案】D 【解析】 【详解】C．石块落地时速度最大，根据 可得石块的最大速度 故C错误； A．根据机械能守恒定律 解得石块抛出时的速度大小 故A错误； B．物体抛出后，在竖直方向上做上抛运动，总运动时间比自由落体运动时间要长，即 故B错误； D．石块运动到轨迹跟高点时，竖直方向速度为零，其速度最小，最小速度等于抛出时的水平速度为 故D正确。 故选D。 6. 如图所示，、、都为半径为的空间球面的直径，其中与同在水平面内，与的夹角，与水平面垂直，现在、两点分别固定等量异种点电荷，则（　　） A. 点和点场强大小之比为 B. 、两点电场强度大小不相同 C. 、、三点中点电势最高 D. 将带负电的检验电荷从点沿直线移到点，电势能增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据几何关系结合点电荷产生的场强的叠加法则可得 方向平行于AB向右； 方向从O指向B； A错误； B．如图所示 做出两点电荷在E、F两点的电场强度，根据对称性及平行四边形定则可知，E、F两点电场强度大小相等，方向相同，B错误； C．根据几何关系可知，CD为等量异种点电荷中垂线，而等量异种点电荷的中垂线为等势线且电势为零，且无穷远处电势为零，因此CD所在中垂面即为等势面，电势为零，而电场线从正电荷出发指向负电荷或无穷远处，且沿着电场线的方向电势降低，则可知，CD所在等势面左侧电势大于零，而CD所在等势面右侧电势小于零，因此可得 C错误； D．带负电的电荷在电势越低的地方电势能越大，因此可知将带负电的检验电荷从E点沿直线移到F点，电势能增大，D正确； 故选D。 7. 如图所示，一根轻质弹簧与质量为m的滑块P连接后，穿在一根光滑竖直杆上，弹簧下端与竖直杆的下端连接，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来。图中O、B两点等高，线段OA长为L，与水平方向的夹角，重物Q的质量，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时，弹簧对滑块的弹力大小相等，不计滑轮的摩擦，在滑块从A到B的运动过程中（　　） A. 滑块P的速度一直增大 B. 滑块P在位置B的速度 C. 轻绳对滑块P做功 D. P与Q的机械能之和先减小后增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由A、B两点弹簧对滑块的弹力大小相等可知，A点弹簧处于压缩状态，B点弹簧处于伸长状态，B点P所受合力竖直向下，则P在越来越靠近B点过程中必有所受合力方向竖直向下的阶段，该阶段P的速度减小。故A错误； B．滑块P在A、B两点时，弹簧对滑块的弹力大小相等，即弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，到B点时，Q的速度为零，则系统由机械能守恒可得 解得 故B正确； C．由B项分析知A、B两点弹簧弹性势能相等，即弹簧对P做功为零，所以细绳对P做的功等于P增加的机械能，则 故C错误； D．由A项分析知，从A点到B点过程中，弹簧对P、Q整体先做正功，后做负功，所以P与Q的机械能先增大后减小。故D错误。 故选B。 8. 天平，一种衡器。由支点（轴）在梁的中心支着天平梁而形成两个臂，每个臂上挂着一个盘，其中一个盘里放着已知质量的物体，另一个盘里放待测物体。固定在梁上的指针在不摆动且指向正中刻度时，砝码的质量与游码读数之和即为待测物体的质量。下列实验中必须用到天平的有（　　） A. 验证动量守恒定律 B. 验证机械能守恒定律 C. 用单摆测量重力加速度大小 D. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 【答案】AD 【解析】 【详解】A．验证动量守恒定律，根据公式 需要测量质量，A符合题意； B．验证机械能守恒定律，验证机械能守恒，根据公式 可知，质量可约去，不需要测量质量，B不符合题意； C．研究单摆测量重力加速度大小，根据公式 则 不需要测量质量，C不符合题意； D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，需要测量质量，D符合题意； 故选AD。 9. 如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两灯泡和。已知线框产生的电动势最大值为，变压器原、副线圈的匝数比为，开关S断开时正常发光，且电流表示数为，线框及所有导线电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 图示位置线框产生的感应电动势瞬时值为0 B. 若开关S闭合，则电流表示数将增大 C. 若开关S闭合，则灯泡亮度不变 D. 灯泡的额定功率为2W 【答案】BC 【解析】 【详解】A．线圈平面与中性面垂直时，S∥B，，最大，最大，A错误； B．若开关S闭合，和并联，副线圈总阻减小，输出电压不变，故输出电流增加，则输入电流也增加，即电流表示数增大，B正确； C．若开关S闭合，输出电压不变，故灯泡亮度不变，C正确； D．变压器输入电压的有效值为 当开关断开时，正常发光，且电流表示数为，设原线圈电流为，电流为，根据变压器电流关系式知 代入得 根据变压器电压关系式知 代入得 灯泡的额定功率为 D错误； 故选BC。 10. 如图所示，足够长平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，间距，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为1.0T，方向如图所示。一根质量为0.2kg，阻值为的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量为0.4kg，阻值为的静止在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（　　） A. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，回路中有逆时针方向的感应电流 B. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，通过金属棒a的电荷量为2C C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为2.75J D. 金属棒a最终停在距磁场左边界0.2m处 【答案】AC 【解析】 【详解】A．磁感应强度垂直纸面向外，金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，根据右手定则可知回路中有逆时针方向的感应电流，故A正确； B．金属棒a第一次穿过磁场时,电路中产生的平均电动势为 根据电流的定义式可得 =1C 故B错误； C．金属棒a受到的安培力为规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得 解得对金属棒第一次离开磁场时速度 m/s 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量，即 金属棒b上产生的焦耳热为 J 故C正确； D．规定向右为正方向，两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得 解得金属棒a反弹的速度为 m/s 设金属棒a最终停在距磁场左边界x处，则从碰撞后进入磁场到停下来的过程，电路中产生的平均电动势为 平均电流为 金属棒a受到的安培力为 规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得 解得 m 故D错误。 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值 （1）某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在时间段内 。（多选） A. 手机20次通过最低点 B. 手机做阻尼振动 C. 手机振幅不变 D. 手机振动的周期越来越小 （2）为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度－时间图中读取几对手机运动到最低点时的拉力和角速度的数据，并在坐标图中以（单位：N）为纵坐标、（单位：）为横坐标进行描点，请在图中作出的图像____。 （3）根据图像求得实验所用手机的质量为____kg，手机重心做圆周运动的半径为____m。（结果均保留两位有效数字，重力加速度） 【答案】（1）AB （2） （3） ①. 0.19##0.20##0.21 ②. 0.29##0.30##0.31 【解析】 【小问1详解】 A．通过最低点时角速度应达到峰值，由图乙可知，在时间内手机20次通过最低点，故A正确； BC．由题意知手机角速度会随着振幅的减小而衰减，根据图乙可知，手机的角速度随着时间在衰减，可知手机在做阻尼振动，故B正确，C错误； D．阻尼振动的周期不变，其周期由系统本身的性质决定，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 短时间内在不考虑其振动衰减的情况下，在最低点对手机由牛顿第二定律有 解得 式中L为悬点到手机重心的距离，根据上式可知，手机运动到最低点时的拉力和角速度的平方呈线性变化，作图时应用平滑的直线将各点迹连接起来，不能落在图像上的点迹应使其均匀的分布在图线的两侧，有明显偏差的点迹直接舍去，做出的图像如图所示 【小问3详解】 [1][2]根据图像结合其函数关系可得 解得 12. 如图甲所示是某大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将物体重量变换为电信号的过程。 （1）拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的主要原因是 。（多选） A. 电阻丝的电阻率变化 B. 电阻丝横截面积变化 C. 电阻丝长度变化 （2）某同学找到一根拉力敏感电阻丝，其质量忽略不计，阻值随拉力变化的图像如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势约为15V，内阻约为1Ω；电流表量程为10mA，内阻约为5Ω；是电阻箱，最大阻值是9999Ω；接在、两接线柱上，通过光滑绝缘小滑环将重物吊起，接通电路完成下列操作。 a.滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表示数为某一合适示数时，读出电阻箱的阻值； b.滑环下吊上待测重物，测出电阻丝的夹角为； c.调节电阻箱，使______，读出此时电阻箱的阻值；若某次实验，测得，、分别为450Ω和400Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力____N。 （3）针对该同学的设计方案，为了提高测量的精度，使重力测量值准确到个位，下列措施可行的是 。（单选） A. 将毫安表换成量程更大的电流表 B. 将毫安表换成内阻更小的电流表 C. 适当增加电阻丝夹角 D. 将电阻箱换成精度更高的电阻箱 【答案】（1）BC （2） ①. 电流表的示数仍为I ②. 1000 （3）D 【解析】 【小问1详解】 因为电阻丝受拉力时，长度增加而且横截面积减小，电阻率不会发生变化。故选BC。 【小问2详解】 [1]根据等效替代法测电阻，调节电阻箱，应使电流表的示数仍为I。故填电流表的示数仍为I。 [2]由阻值随拉力变化的图像可得 由平衡条件得 由等效替代法测电阻得 联立解得 联立解得 【小问3详解】 AB．根据闭合电路欧姆定律得电流只有几毫安，所以不能将毫安表换成量程更大的电流表，因为电阻丝电阻与毫安表的内阻无关，所以将毫安表换成内阻更小的电流表，不会提高测量的精度。故AB错误； CD．在（2）中可知，适当增加电阻丝的夹角，会使测量值的误差增大，不能提高测量的精度；为了提高测量重量的精度，可以将电阻箱换成精度更高的电阻箱。故C错误，D正确。 故选D。 13. 自嗨锅通过自热包产生热量使隔层上方锅内气体吸热升温，使用不当时可能造成安全事故。某次使用前，室温为，大气压强为，锅盖透气孔被堵塞。假设该款自嗨锅锅体内部所能承受的最大压强为，锅盖扣紧后，锅内气体视为质量一定的理想气体，且体积不变。 （1）请通过计算判断锅内气体能否安全加热到？ （2）若此过程中气体内能的改变量为，则锅内气体吸收的热量是多少？ 【答案】（1）能；（2） 【解析】 【详解】（1）设初始时，气体的压强为Pa，温度为K，加热到57℃时，气体的压强为，温度为K，气体发生等容变化，则有 解得 Pa<1.3×105Pa 所以能安全加热到57℃。 （2）由热力学第一定律可知 气体体积不变，有 解得 14. 如图所示、物块甲、物块乙质量分别为，。光滑桌面足够长。物块甲从高的点以沿与水平面成角斜向上运动，恰好在最高点与物块乙发生弹性碰撞，碰撞时间极短，已知物块乙始终未滑离木板丙。物块甲、乙均可视为质点，已知，求： （1）甲与乙碰撞前瞬间，甲的速度大小； （2）甲与乙碰后的瞬间，乙的速度大小； （3）若薄木板丙（厚度不计）质量为，乙、丙间的动摩擦因数为，求从乙被撞到乙与丙速度相等这段时间内，乙的位移。 【答案】（1）；（2）；（3）3m，方向水平向右 【解析】 【详解】（1）甲碰撞前做斜抛运动，在最高点时速度为 故甲与乙碰撞前瞬间，甲的速度大小为。 （2）甲与乙碰撞过程，根据动量守恒以及机械能守恒可得 解得 （3）物块乙在木板丙上滑行过程，系统动量守恒，可得 根据动能定理，可得 解得 方向水平向右。 15. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。2023年6月从中国电子科技集团有限公司获悉，该集团旗下中电科电子装备集团有限公司（简称电科装备）已实现国产离子注入机28纳米工艺制程全覆盖，有力保障我国集成电路制造行业在成熟制程领域的产业安全。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，静止于A处的离子，经电压为的水平加速电场加速后，沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从点沿竖直直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外，大小为，经磁场偏转，离子最后垂直打在平行放置的硅片上，不计离子重力。求： （1）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小； （2）离子的比荷。 （3）其他条件不变，将圆形磁场变成与之外切的正方形磁场（如图所示），离子垂直于磁场边界射入，同时施加一与垂直且指向左侧的匀强电场（图中未画出），电场的场强大小为离子速率和磁场磁感应强度大小乘积的，求离子在正方形磁场中与的最大距离以及在最大距离处的速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3）； 【解析】 【详解】（1）离子通过加速电场，根据动能定理得 离子经过静电分析器，根据电场力提供向心力 解得 （2）如图所示 由几何知识可知 根据洛伦兹力提供向心力有 其中 解得 （3）使用配速法，将离子的速度分解为沿方向和垂直方向，将离子在磁场中的运动视作速度的匀速直线运动和速度为的匀速圆周运动，其中圆周运动的半径为 解得： 经过离子距离最远，此时离子与距离为 经过离子沿位移为 解得 故离子在磁场中可以到达上述与距离为处，在距离最远处的速度为从离子入射磁场到距离最远的过程，由动能定理可知 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$