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1、2024年高考物理终极押题密卷3（天津卷）一选择题（共5小题）1（2024天津模拟）下列说法正确的是（）A卢瑟福的粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构B玻尔在对氢原子光谱研究的基础上建立了原子的核式结构理论C衰变的实质是一个中子转化为一个质子和一个电子D比结合能越小的原子核越稳定2（2024天津模拟）2023年1月，央视新闻报道称，玉兔二号即将迎来小伙伴，结束单打独斗的服役生涯，嫦娥七号将首次携带“飞跃探测器”登月，其中探测器的结构形似蜘蛛，采用六足构型（如图）。对称分布的六条轻质“腿”与探测器主体通过铰链连接，当探测器静止在水平地面上时，六条“腿”的上臂与竖直方向夹角均为，探测器的质量为m
2、，重力加速度为g。则每条“腿”的上臂对探测器的弹力大小为（）ABCD3（2024春河西区期中）有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则下列说法中错误的有（）Aa的向心加速度小于重力加速度gBb在四个卫星中线速度最大Cc在4h内转过的圆心角是Dd的运动周期有可能是26h4（2024宁河区校级一模）如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈n1上，原线圈两端连接有理想电压表，副线圈n2连接有可变电阻R和理想电流表A，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n21：2
3、，已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度BIT，发电机线圈匝数N10，面积是m2，内阻不计。发电机转动的角速度是25rad/s，下列说法正确的是（）A当线圈转到图示位置时磁通量的变化率为0B当线圈从图示位置转过90时电流表示数为0C当线圈转到图示位置时电压表的示数是50VD当R50时，电流表的示数是2A5（2024河东区一模）如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点。设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，a、b点的电势分别为a和b，则（）AEaEb、abBEaEb、WaWbCab、WaWbD电子由
4、a运动到c过程中电势能增大二多选题（共3小题）（多选）6（2023天津模拟）近日根据国际报道，光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达1.84Pbit，这相当于每秒可以传输约236个1TB硬盘的数据。目前正常的网速想要传输1TB硬盘的数据，需要花费四到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得到大幅提升。光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一束激光由光导纤维左端的点O以60的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过O的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（）A光纤内芯的折射率比外套的小B光从左端空中进入光纤内芯后，其频率不变C频率越大
5、的光在光纤中传播的速度越大D内芯对这种激光的折射率n（多选）7（2024河东区二模）中国京剧的特技水袖舞包容了戏曲和舞蹈的成分，别具美感。图甲是t0时刻京剧花旦舞动水袖形成的一列简谐横波。P、Q为该波沿水平传播方向上相距0.6m的两个质点，P点振动领先Q点，t0时刻Q质点正处于最大位移处（图中未画出），图乙为P质点的振动图像。下列说法正确的是（）AP质点的振动方程为y0.3sin5t（m）Bt0时刻，P质点所受合力沿y轴正方向C该简谐横波的波长可能为0.48mD该简谐横波的传播速度可能为1m/s（多选）8（2024春南开区校级期中）如图所示，固定的粗糙斜面AB的长为8m，倾角为37，质量m1k
6、g的小物块从A点处由静止释放，下滑到B点与弹性挡板碰撞，每次碰撞前后速率不变，第一次返回斜面到达的最高点为Q（图中未画出）。设物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，以B点为零势能面（sin370.6，cos370.8，g取10m/s2）。则下列说法正确的是（）AQ点到B点距离为4mB物块第一次下滑过程，重力的平均功率为24WC物块第一次下滑时，动能与重力势能相等的位置在AB中点D物块从开始释放到最终静止经过的总路程为24m三实验题（共2小题）9（2024南开区校级模拟）利用图甲中所示的装置可以研究自由落体运动实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落打点计时器会在纸带上打出
7、一系列的点。（1）本实验采用电火花计时器，所接电源应为频率为50Hz的交流电，打点的时间间隔是 s。（2）取下纸带，取其中的一段标出计数点如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为x12.60cm，x24.14cm，x35.69cm，x47.22cm，x58.75cm，x610.29cm，已知打点计时器的打点间隔T0.02s，则重锤运动的加速度计算表达式为a ，代入数据，可得加速度a m/s2。（计算结果保留三位有效数字）10（2024和平区二模）为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍。设计电路测量灵敏电流计的内阻，实验室有下列器材：待测灵敏电流计G（量程5mA，内阻约为50）；电压表V（03V
8、，内阻约为10k）；电阻箱R1（09999）；滑动变阻器R2（0200，1.5A）；电源（电动势约为3V，内阻不计）；导线和开关若干。为尽可能精确测出灵敏电流计的内电阻，不同小组设计了如图甲所示的四种电路，其中正确的是 。选择正确电路后进行实验，某次实验中，测得电压表示数为2.00V，灵敏电流计示数为4.00mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则可以得到灵敏电流计内阻为 ；为了将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为 。四解答题（共4小题）11（2024天津模拟）让同一竖直线上的小球A和小球B在空中同时由静止释放，小球A在小球B的上方，小
9、球B释放时距地面高度为h，如图所示。若小球B与地面发生碰撞后反弹至最高点时恰好与小球A发生第一次碰撞，小球B的质量是小球A质量的3倍，不计空气阻力，两小球均可看作质点，所有碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，重力加速度为g，求：（1）小球A静止释放时距地面的距离hA；（2）A、B两小球第一次碰后瞬间小球A的速度vA。12（2024宁河区校级二模）如图所示，光滑水平直轨道上静止放置三个质量均为m的物块A、B、C，物块B的左侧固定一轻弹簧。给A一个初速度v0，使其向B运动并压缩弹簧（弹簧始终在弹性限度内），当弹簧第一次压缩到最短时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞时间极短，求：（
10、1）B与C碰撞前的瞬间，B的速度大小；（2）从A开始运动到弹簧压缩最短时C受到的冲量大小；（3）从A开始运动到A与弹簧分离的过程中，整个系统损失的机械能。13（2024天津模拟）如图所示，足够长的U形金属框架质量M0.2kg，放在绝缘水平面上，且其与水平面间的动摩擦因数0.2。相距0.4m的MM、NN相互平行，不计电阻。电阻R10.1的MN垂直于MM。质量m0.3kg，电阻R20.1，长度l0.4m的光滑导体棒ab横放在金属框架上。ab棒左侧被固定在水平面上的两个小立柱挡住。整个装置处于竖直向上且空间足够的匀强磁场中，磁感应强度B0.5T。现对金属框架施加垂直于MN水平向左且大小F2N的恒力，
11、金属框架从静止开始运动。运动过程中导体棒ab与金属框架始终保持良好接触，重力加速度g10m/s2。（1）求金属框架运动的最大速度vm的大小；（2）从金属框架开始运动到到达最大速度的过程中，MN上产生的焦耳热Q0.1J，求该过程框架位移x的大小和导体棒ab所受的安培力的冲量I的大小。14（2024河东区二模）如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为U1，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为B1的匀强磁场。圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为B2，方向垂直于纸
12、面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为k0的原子核经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面上，不计粒子重力。求：（1）原子核经加速电场加速后的速度大小v；（2）直线运动区C、D板间的电势差U；（3）对于比荷k不同的原子核，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度，试求比荷k与粒子偏转角度之间的关系（用的三角函数表示）。2024年菁优高考物理终极押题密卷3（天津卷）参考答案与试题解析一选择题（共5小题）1（2024天津模拟）下列说法正确的是（）A卢瑟福的粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构B玻尔在
13、对氢原子光谱研究的基础上建立了原子的核式结构理论C衰变的实质是一个中子转化为一个质子和一个电子D比结合能越小的原子核越稳定【考点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；原子核的衰变及半衰期、衰变速度；结合能与比结合能；粒子散射实验菁优网版权所有【专题】定性思想；推理法；原子的能级结构专题；分析综合能力【分析】卢瑟福通过粒子散射实验提出原子的核式结构模型，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构；根据玻尔理论分析；根据衰变的实质判断；比结合能越大原子核越稳定。【解答】解：A、卢瑟福的粒子散射实验说明原子的核式结构模型，没有涉及到原子核内部结构，是天然放射现象证实了原子核内部有复杂结构，故A错误；B、玻尔通
14、过对氢原子光谱的研究建立玻尔原子模型，不是原子的核式结构模型，故B错误；C、衰变的本质是核内一个中子转化成了一个质子和一个电子，故C正确；D、比结合能越大，原子核越稳定，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了粒子散射实验、玻尔原子模型、衰变、比结合能等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点。2（2024天津模拟）2023年1月，央视新闻报道称，玉兔二号即将迎来小伙伴，结束单打独斗的服役生涯，嫦娥七号将首次携带“飞跃探测器”登月，其中探测器的结构形似蜘蛛，采用六足构型（如图）。对称分布的六条轻质“腿”与探测器主体通过铰链连接，当探测器静止在水平地面上时，六条“腿”的上臂与竖直方向夹角均为
15、，探测器的质量为m，重力加速度为g。则每条“腿”的上臂对探测器的弹力大小为（）ABCD【考点】一般情况下的共点力平衡；力的合成与分解的应用菁优网版权所有【专题】定量思想；合成分解法；共点力作用下物体平衡专题；理解能力【分析】探测器静止在水平地面上时，合力为零，根据共点力平衡条件求解。【解答】解：设每条“腿”的上臂对探测器的弹力大小为F，根据共点力平衡条件可得：6Fcosmg，解得：，故ABC错误，D正确。故选：D。【点评】本题的关键要掌握共点力平衡条件：合力为零，利用竖直方向受力平衡进行处理。3（2024春河西区期中）有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b
16、处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则下列说法中错误的有（）Aa的向心加速度小于重力加速度gBb在四个卫星中线速度最大Cc在4h内转过的圆心角是Dd的运动周期有可能是26h【考点】人造卫星；开普勒定律；万有引力定律的应用菁优网版权所有【专题】比较思想；模型法；人造卫星问题；分析综合能力【分析】根据万有引力提供向心力列式，比较b、c的向心加速度大小；c是地球同步卫星，其运行的周期、角速度与地球自转周期、角速度相同，根据a2r分析a与c的向心加速度大小，从而知道a与b的向心加速度大小，b的向心加速度约为g，即可知道a的向心加速度与g的关系。根据v
17、r比较a与c的速度大小，根据v分析b、c、d的速度大小。根据c转动的时间与周期的关系求转过的角度。根据开普勒第三定律判断d与c的周期关系。【解答】解：A、地球同步卫星的角速度与地球自转角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a2r知a的向心加速度比c的小。由Gma得a，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则地球同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，所以a的向心加速度小于b的向心加速度，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A正确；B、由，解得可知，卫星的轨道半径越大，线速度越小，所以b、c、d三个卫星中b的线速度最大，而a与c的角速度相同，根据vr知，a的线速度小于
18、c的线速度，可知b在四个卫星中线速度最大，故B正确。C、c的周期为24h，则c在4h内转过的圆心角是，故C错误；D、根据开普勒第三定律可知，因c的周期为24h，d的周期大于c的周期，则d的运动周期有可能是26h，故D正确。此题选错误的，故选：C。【点评】对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力，分析各量之间的关系，并且要知道地球同步卫星的条件和特点。4（2024宁河区校级一模）如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈n1上，原线圈两端连接有理想电压表，副线圈n2连接有可变电阻R和理想电流表A，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n21：2，已知交流发电机内匀强磁场的磁
19、感应强度BIT，发电机线圈匝数N10，面积是m2，内阻不计。发电机转动的角速度是25rad/s，下列说法正确的是（）A当线圈转到图示位置时磁通量的变化率为0B当线圈从图示位置转过90时电流表示数为0C当线圈转到图示位置时电压表的示数是50VD当R50时，电流表的示数是2A【考点】变压器的构造和原理；交流发电机及其产生交变电流的原理菁优网版权所有【专题】定量思想；推理法；交流电专题；分析综合能力【分析】根据线圈所处位置判断磁感应强度的变化率；根据交流电压表和交流电流表的示数均为有效值进行判断；根据变压比公式以及欧姆定律进行分析。【解答】解：A.图示位置线圈平面与磁场方向平行，此时磁通量的变化率最
20、大，故A错误；B.线圈从图示位置转过90时，线圈平面与磁场方向垂直，此时感应电动势为0，而电流表显示的有效电流，所以不为0，故B错误；C.发电机产生的最大电动势为EmNBS10125V50V，电压表的示数为有效值，即UV50V，故C错误；D.由变压器的特点可知，U1U50V，解得U2100V，当电阻R50时，电流表的示数IA2A，故D正确；故选：D。【点评】该题考查了交变电流的产生原理以及理想变压器的工作原理，属于基本知识点的考查，题目难度不大。5（2024河东区一模）如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点。设电场力对两电子做的功分别
21、为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，a、b点的电势分别为a和b，则（）AEaEb、abBEaEb、WaWbCab、WaWbD电子由a运动到c过程中电势能增大【考点】电势能与电场力做功的关系；电场线；电场力做功菁优网版权所有【专题】定量思想；推理法；电场力与电势的性质专题；推理能力【分析】由题图可知a、b点在同一等势线上；根据电场线的疏密程度比较场强的大小；电场力做功与初末位置的电势差相关；根据电场力做功与电势能的关系分析。【解答】解：ABC、由题图可知a、b点在同一等势线上，则有：ab由题图可知a处的电场线较b处的密集，由电场线密集程度代表电场强度的大小，可知：EaEb电场力
22、做功只与始末位置的电势差有关，两电子分别从a、b两点运动到c点。因a、b两点到c点的电势差相等，电场力对两电子做的功相等，即WaWb，故B正确，AC错误。D、电子带负电，受到的电场力与电场方向相反，电子由a运动到c过程中电场力做正功，由功能关系可知此过程电势能减少，故D错误。故选：B。【点评】本题考查了电场的基本性质，掌握电场强度与电势差的关系，电场力做功与电势能的关系。二多选题（共3小题）（多选）6（2023天津模拟）近日根据国际报道，光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达1.84Pbit，这相当于每秒可以传输约236个1TB硬盘的数据。目前正常的网速想要传输1TB硬盘的数据，需要花费四
23、到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得到大幅提升。光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一束激光由光导纤维左端的点O以60的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过O的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（）A光纤内芯的折射率比外套的小B光从左端空中进入光纤内芯后，其频率不变C频率越大的光在光纤中传播的速度越大D内芯对这种激光的折射率n【考点】光的折射及折射定律；全反射；光导纤维及其应用菁优网版权所有【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理能力【分析】发生全反射的条件是：一是光必须从光密介质射入光疏介质，即从折射率的介质射入折射
24、率小的介质；二是入射角大于临界角当内芯的折射率比外套的大时，光在界面上才能发生全反射波长越长、频率越小的光，介质对它的折射率越小，根据公式v在光纤中传播的速度越大，根据折射定律解得折射率。【解答】A.激光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故A错误；B.光从左端空中进入光纤内芯后，波长和波速会发生变化，但频率和周期不变，故B正确；C.频率越大的光，介质对它的折射率越大，根据v光在光纤中传播的速度越小，故C错误；D.根据折射定律n根据全反射公式n解得：n故D正确；故选：BD。【点评】对于全反射关键抓住发生全反射的条件对于波长、频率与折
25、射率的关系，可借助光的色散、干涉实验结果加深理解、记忆（多选）7（2024河东区二模）中国京剧的特技水袖舞包容了戏曲和舞蹈的成分，别具美感。图甲是t0时刻京剧花旦舞动水袖形成的一列简谐横波。P、Q为该波沿水平传播方向上相距0.6m的两个质点，P点振动领先Q点，t0时刻Q质点正处于最大位移处（图中未画出），图乙为P质点的振动图像。下列说法正确的是（）AP质点的振动方程为y0.3sin5t（m）Bt0时刻，P质点所受合力沿y轴正方向C该简谐横波的波长可能为0.48mD该简谐横波的传播速度可能为1m/s【考点】波长、频率和波速的关系；简谐运动的表达式和图像；横波的图像菁优网版权所有【专题】比较思想；
26、图析法；振动图象与波动图象专题；理解能力【分析】根据P质点的振幅、周期和初相位写出P质点的振动方程。t0时刻，P质点在平衡位置，所受合力为0。根据t0时刻Q质点正处于最大位移处、P质点位于平衡位置向上运动，写出PQ间的距离与波长的关系，从而得到波长的通项，再求出波速通项，即可得到波长和波速的特殊值。【解答】解：A、由图乙可知，P质点的振幅为A0.3m，周期T0.8s，圆频率为rad/s2.5tad/s，则P质点的振动方程为yAsint0.3sin2.5t（m），故A错误；B、由图乙可知，t0时刻，P质点位于平衡位置，所受合力为0，故B错误；C、若t0时刻Q质点在波谷，此时P质点位于平衡位置且向
27、上运动，则有，当n1时，可得0.48m，故C正确；D、若t0时刻Q质点在波峰，则有当n0时，解得0.8m对应的波速vm/s1m/s，故D正确。故选：CD。【点评】本题的关键要理解波的周期性，可结合波形，根据同一时刻两个质点的状态确定两个质点之间的距离与波长的关系，同时要掌握波长、波速和周期的关系。（多选）8（2024春南开区校级期中）如图所示，固定的粗糙斜面AB的长为8m，倾角为37，质量m1kg的小物块从A点处由静止释放，下滑到B点与弹性挡板碰撞，每次碰撞前后速率不变，第一次返回斜面到达的最高点为Q（图中未画出）。设物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，以B点为零势能面（sin370.6，co
28、s370.8，g取10m/s2）。则下列说法正确的是（）AQ点到B点距离为4mB物块第一次下滑过程，重力的平均功率为24WC物块第一次下滑时，动能与重力势能相等的位置在AB中点D物块从开始释放到最终静止经过的总路程为24m【考点】功能关系；功率、平均功率和瞬时功率菁优网版权所有【专题】定量思想；推理法；功能关系 能量守恒定律；分析综合能力【分析】对物块从A到Q的全过程，利用功能关系列式可求出Q点到B点距离。物块第一次下滑过程，根据牛顿第二定律和运动学公式相结合求出物块下滑的时间，再求重力的平均功率。物块下滑时，利用能量守恒定律列式分析动能与势能相等的位置。物块最终静止在挡板处，对整个过程，利用
29、功能关系求总路程。【解答】解：A、设Q点到B点距离为x，斜面长为L，物块从A点下滑到上升到达最高点Q点的全过程，由功能关系可得：mgcos（L+x）mg（Lx）sin，解得Q点到B点距离为：x4m，故A正确；B、物块第一次下滑过程，根据牛顿第二定律得mgsinmgcosma解得加速度大小为：a4m/s2根据运动学公式可得：L解得下滑所用时间为：t2s下滑过程重力做功为：WGmgLsin1108sin37J48J则物块第一次下滑过程，重力的平均功率为：W24W，故B正确；C、若斜面光滑，只有重力对物块做功时，物块的机械能守恒，则当物块下滑到AB中点时，物块的重力势能和动能相等；实际还存在摩擦力对
30、物块做负功，则物块下滑到AB中点时，物块的动能仍小于重力势能，所以物块第一次下滑时，动能与重力势能相等的位置在AB中点下方，故C错误；D、由于mgsinmgcos，可知物块最终只能静止在底端挡板处。设物块从开始释放到最终静止经过的总路程为s，根据功能关系可得：mgcossmgLsin，解得：s24m，故D正确。故选：ABD。【点评】本题关键是明确物块的受力情况、运动情况和能量转化情况，运用功能关系和牛顿第二定律、运动学公式进行研究，也可以根据动能定理求总路程。三实验题（共2小题）9（2024南开区校级模拟）利用图甲中所示的装置可以研究自由落体运动实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开
31、纸带，使重物下落打点计时器会在纸带上打出一系列的点。（1）本实验采用电火花计时器，所接电源应为频率为50Hz的交流电，打点的时间间隔是 0.02s。（2）取下纸带，取其中的一段标出计数点如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为x12.60cm，x24.14cm，x35.69cm，x47.22cm，x58.75cm，x610.29cm，已知打点计时器的打点间隔T0.02s，则重锤运动的加速度计算表达式为a，代入数据，可得加速度a9.60m/s2。（计算结果保留三位有效数字）【考点】探究小车速度随时间变化的规律菁优网版权所有【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；实验能力【分析】（1）根据频率
32、与周期的关系解答；（2）根据逐差法求加速度。【解答】解：（1）所接电源应为频率为50Hz的交流电，打点的时间间隔是Ts0.02s；（2）根据逐差法可知，重锤的加速度大小是a代入数据解得a0.01m/s29.60m/s2故答案为：（1）0.02；（2）；9.60【点评】本题考查了打点计时器的使用，掌握根据纸带求加速度的方法。10（2024和平区二模）为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍。设计电路测量灵敏电流计的内阻，实验室有下列器材：待测灵敏电流计G（量程5mA，内阻约为50）；电压表V（03V，内阻约为10k）；电阻箱R1（09999）；滑动变阻器R2（0200，1.5A）；电源（电动势约为
33、3V，内阻不计）；导线和开关若干。为尽可能精确测出灵敏电流计的内电阻，不同小组设计了如图甲所示的四种电路，其中正确的是 B。选择正确电路后进行实验，某次实验中，测得电压表示数为2.00V，灵敏电流计示数为4.00mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则可以得到灵敏电流计内阻为 45；为了将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为 5。【考点】测定电压表或电流表的内阻；电表的改装与应用菁优网版权所有【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；恒定电流专题；实验能力【分析】电压表测电压要并联在待测电流表两端使用，为了减小误差，电流表和电压表
34、的示数都要在量程的以上，逐项分析作答；根据电阻箱旋钮对应示数求解电阻箱的接入电阻，根据欧姆定律求解出电流表的内阻；电流计改装成电流表需要并联一个小电阻；根据并联电路的特点结合欧姆定律求解并联电阻。【解答】解：A.电压表接在电阻箱两端，不能测量出电流表两端的电压，无法求解出电流表的内阻，故A错误；B.电压表并联接在待测电流表和电阻箱的的两端，测得的是它们的总电压；当电压表示数为1V时，电阻箱的接入电阻当电压表示数为1V时，电阻箱的接入电阻因此，按照这种接法能保证电流表和电压表示数变化范围大，测量的误差小，故B正确；C.电压表与电流表串联，不能测量出电流表两端的电压，无法求解出电流表的内阻，故C错
35、误；D.电压表并联在电流表两端，可以测量出电流表两端的电压；当电流表满偏时，电流表两端的电压，不及电压表量程的，实验误差大，故D错误。故选：B。电阻箱的接入电阻R14100+510+51455根据欧姆定律代入数据解得Rg45改装电流表的量程为IA10Ig105mA50mA根据并联电路的电流特点，通过电阻箱的电流IRIAIg50mA5mA45mA根据并联电路的电压特点IgRgIRR1代入数据解得R15。故答案为：B； 45； 5。【点评】本题考查了求电流表内阻的测量、电流表改装、电阻箱接入电路电阻的读数；明确实验原理，掌握并联电路的特点和欧姆定律；明确电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱
36、示数。四解答题（共4小题）11（2024天津模拟）让同一竖直线上的小球A和小球B在空中同时由静止释放，小球A在小球B的上方，小球B释放时距地面高度为h，如图所示。若小球B与地面发生碰撞后反弹至最高点时恰好与小球A发生第一次碰撞，小球B的质量是小球A质量的3倍，不计空气阻力，两小球均可看作质点，所有碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，重力加速度为g，求：（1）小球A静止释放时距地面的距离hA；（2）A、B两小球第一次碰后瞬间小球A的速度vA。【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律菁优网版权所有【专题】定量思想；推理法；动量和能量的综合；分析综合能力【分析】（1）A、B静止释放后做自由落体运动，由运动学公
37、式求出B球落地时的速度大小。B与地面发生碰撞后能原速率反弹，当A球与B球的位移之和等于2h时两球相遇，由位移时间公式求所经过的时间，再由位移时间公式求A、B两物体相碰时的位置距地面的距离。（2）根据弹性碰撞的两个守恒求A球碰撞后的速度。【解答】解：（1）设小球B做自由落体运动的时间为t，由自由落体运动规律有：小球B自由落体运动后与地面发生弹性碰撞，会原速反弹；当小球A与小球B第一次碰撞时，小球A做自由落体运动的时间为2t，同理有：那么小球A静止释放时距地面的距离：hAh+h，联立解得：hA5h（2）设小球A的质量为mAm，小球B的质量为mB3m，发生弹性碰撞时，小球A的碰前速度为v0，则碰撞前
38、速度A球满足：两小球碰撞时动量，以向下为正有：mAv0mAvA+mBvB机械能守恒：+解得：，负号表示运动方向竖直向上。答：（1）小球A静止释放时距地面的距离hA为5h；（2）A、B两小球第一次碰后瞬间小球A的速度vA为，负号表示运动方向竖直向上。【点评】本题考查了动量守恒定律的应用，本题中两个小球运动过程复杂，分析清楚小球的运动过程是解题的前提与关键；应用动量守恒定律、机械能守恒守恒定律即可解题。12（2024宁河区校级二模）如图所示，光滑水平直轨道上静止放置三个质量均为m的物块A、B、C，物块B的左侧固定一轻弹簧。给A一个初速度v0，使其向B运动并压缩弹簧（弹簧始终在弹性限度内），当弹簧第
39、一次压缩到最短时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞时间极短，求：（1）B与C碰撞前的瞬间，B的速度大小；（2）从A开始运动到弹簧压缩最短时C受到的冲量大小；（3）从A开始运动到A与弹簧分离的过程中，整个系统损失的机械能。【考点】动量与能量的综合应用弹簧类模型；功能关系；动量守恒定律菁优网版权所有【专题】定量思想；推理法；与弹簧相关的动量、能量综合专题；推理能力【分析】（1）设B与C碰撞前的瞬间，A与B具有相同速度，根据动量守恒定律求解；（2）弹簧压缩最短时A、B、C三者速度相同，根据动量守恒定律求解；（3）从A开始运动到A与弹簧分离的过程中，整个系统只有B与C碰撞时损失
40、了机械能，根据动量守恒定律和能量守恒定律求解。【解答】解：以下解答均以向右为正方向。（1）设B与C碰撞前的瞬间，B的速度大小为v1，此时弹簧第一次压缩到最短，A与B具有相同速度，对A、B与弹簧组成的系统，根据动量守恒定律得：mv02mv1解得：（2）弹簧压缩最短时A、B、C三者速度相同（设为v2），对A、B、C与弹簧组成的系统，根据动量守恒定律得：mv03mv2对C，根据动量定理得：Imv20联立可得：（3）设B与C发生完全非弹性碰撞后瞬间速度为v3，对B、C碰撞过程，由动量守恒定律得：mv12mv3从A开始运动到A与弹簧分离的过程中，整个系统只有B与C碰撞时损失了机械能，设损失的机械能为E，
41、对B、C碰撞过程，由能量守恒定律得：解得：答：（1）B与C碰撞前的瞬间，B的速度大小为；（2）从A开始运动到弹簧压缩最短时C受到的冲量大小为；（3）从A开始运动到A与弹簧分离的过程中，整个系统损失的机械能为。【点评】本题考查了动量守恒定律应用的弹簧类模型，本题关键要分析物体运动过程，确定物体运动状态。本题要注意B、C碰撞后速度瞬间变小，A还会压缩弹簧，直到A、B、C三者速度共速时弹簧的压缩量最大。13（2024天津模拟）如图所示，足够长的U形金属框架质量M0.2kg，放在绝缘水平面上，且其与水平面间的动摩擦因数0.2。相距0.4m的MM、NN相互平行，不计电阻。电阻R10.1的MN垂直于MM。
42、质量m0.3kg，电阻R20.1，长度l0.4m的光滑导体棒ab横放在金属框架上。ab棒左侧被固定在水平面上的两个小立柱挡住。整个装置处于竖直向上且空间足够的匀强磁场中，磁感应强度B0.5T。现对金属框架施加垂直于MN水平向左且大小F2N的恒力，金属框架从静止开始运动。运动过程中导体棒ab与金属框架始终保持良好接触，重力加速度g10m/s2。（1）求金属框架运动的最大速度vm的大小；（2）从金属框架开始运动到到达最大速度的过程中，MN上产生的焦耳热Q0.1J，求该过程框架位移x的大小和导体棒ab所受的安培力的冲量I的大小。【考点】电磁感应中的能量类问题；动量定理；闭合电路的欧姆定律；导体切割磁
43、感线时产生的感应电动势菁优网版权所有【专题】定量思想；方程法；电磁感应功能问题；分析综合能力【分析】（1）金属框架达到最大速度时加速度为零，根据平衡条件结合安培力的计算公式进行解答；（2）对金属框架，根据动能定理结合功能关系求解位移，根据冲量的计算公式求解导体棒ab所受的安培力的冲量大小【解答】解：（1）金属框架达到最大速度时加速度为零，所以有：F（M+m）gF安0又因为F安BI电L根据闭合电路欧姆定律可得：I电解得：vm5m/s；（2）对金属框架，根据动能定理有：Fx（M+m）gx+0又因为R1R2，所以：W安2Q解得：x2.7m对导体棒ab，有：，其中解得导体棒ab所受的安培力的冲量大小为
44、：I0.54Ns。答：（1）金属框架运动的最大速度vm的大小为5m/s；（2）该过程框架位移x的大小为2.7m，导体棒ab所受的安培力的冲量I的大小为0.54Ns。【点评】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。14（2024河东区二模）如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为U1，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为B1的匀强磁
45、场。圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为B2，方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为k0的原子核经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面上，不计粒子重力。求：（1）原子核经加速电场加速后的速度大小v；（2）直线运动区C、D板间的电势差U；（3）对于比荷k不同的原子核，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度，试求比荷k与粒子偏转角度之间的关系（用的三角函数表示）。【考点】带电粒子在电场与磁场的组合场中的运动；向心力；动能定理；带电粒子在匀强磁场中的运动菁优网版权所有【专题】计算题；定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；分析综合能力【分析】（1）根据动能定理求解原子核经加速电场加速后的速度大小；（2）根据平衡条件求解平行板两板间的电压，再根据C、D两板间的电压与所加电压的关系求解直线运动区C、D板间的电势差；（3）根据几何关系求解原子核在圆形磁场区做匀速圆周运动的轨道半径，再根据牛顿第二定律列式，联立求解比荷k与粒子偏转角度之间的关系。【解答】解：（1）原子核在加