2024年高考物理模拟卷(山东卷专用)含答案.pdf

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A、B作为一个系统,根据牛顿第二定律0?m?m?g??m?m?m?g??m?m?m?aAB00AB解得2gm?m?ma?m?A0Bgm?m?mm?m?m0AB0AB可知图像的斜率2gk?6?m?m?m0AB纵截距m?m?mb?3?AB0gm?m?m0AB解得m?.(8分)兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下实验器材::量程I?100mA,内阻R?4?:量程I?200mA,内阻R?2??1??2??13?(0~10?):..(1)实验时设计了如图甲所示电路,需要先将电流表A改装成量程为3V的电压表,,另一定值电阻作为保护电阻,则三个定值电阻选择为:a;b;c(均填器材前面的字母)。(2)在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路。(3)电路连接准确无误后,闭合开关K,移动滑动变阻器,得到多组电流表A、A的示数,作出了I?I1221图像如图丙所示,则电池组电动势E=V;内阻r=Ω。(小数点后保留两位)00(4)用本实验电路进行测量,仅从系统误差方面分析,电动势及内阻的测量值均(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。【答案】【解析】(1)[1]将电流表A改装成3V,则有2U?I(R?R)??(2?13)V?3Vg2g23即A与定值电阻a串联,故a应选F;2[2],扩大倍数为1:..In??5Ig1则并联电阻为RR?g1?1?n?1故b应选D;[3]保护电阻c应选E。(2)[4]实物连线如图所示(3)[5][6]扩大量程后电压表内阻为R?R?R?15?Vg23电流表内阻为RRR?g11??AR?Rg11由闭合电路欧姆定律可得E?I?15?5I??2?r?0210整理可得E14?5rI?0?0I215151根据I??10014?5r0??10?3,k???,r??00(4)[7]用本实验电路测量,测量电动势和内阻测量值与真实值相等。:..三、计算题:本题共4小题,共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。15.(7分)如图所示,质量为m小球在竖直平面内做抛体运动,先后经过某虚线上A、B两点时的速度大小分别为v?v、v?3v,方向如图分别与AB成??60?、??30?角,已知AB?L,求:AB(1)小球运动过程中的最小速度v;min(2)重力加速度g。32v2【答案】(1)v;(2)2L【解析】(1)小球受重力在竖直方向,故在水平方向上分速度相等,设虚线AB与水平线的夹角为?,则有vcos??????vcos?????AB解得??30?小球的最小速度也就是水平速度,有3v?vcos??????vminA2(2)从A到B根据动能定理11mgLsin30??mv2?mv22B2A解得2v2g?L16.(9分)如图所示,厚度为d的平行玻璃砖水平固定在空中,玻璃传的下表面离地面的高度也为d,一细束单色光斜射到玻璃传上表面的A点,光束与玻璃传表面夹角为30?,光束经玻璃砖两次折射后照射在地:..43面上的光点与A点间的水平距离为d,求:3(1)求玻璃砖对该单色光的折射率;(2)若将光束绕A点在竖直面内沿顺时针转过15?,则此过程照射在地面上的光点移动的距离。?435?【答案】(1)n?3;(2)Δx????1?d?35???【解析】(1)光路如图所示设光在A点入射角为i,根据对称性和光路可逆可知,出射光线的折射角也为i,即i?60?;设光在A点折射角为r,由几何关系可知43d?dtani?dtanr3解得r?30?因此,玻璃砖对该单色光的折射率sinin??3sinr(2)若将光束绕A点在竖直面内沿顺时针转过15?,则光在A点的入射角i??45?;同样,出射角也为i??45?,设光在A点的折射角为r?,则有sini?n?sinr?解得6sinr??6:..设光点到A点的水平距离为x?,由几何关系可知?5?x??dtanr??dtani????1?d?5???因此光点移动的距离43?5??435?Δx?d???1?d????1?d3?5??35?????17.(14分)如图1所示,空间存在着垂直纸面(xOy平面)向里的匀强磁场和方向未知的匀强电场(电场和磁场均未画出)。t=0时,一质量为m、带电荷量为?q?q?0?的粒子从坐标原点O以大小为v的速度沿0y轴正方向开始运动,不计粒子重力。(1)若匀强磁场的磁感应强度大小为B,带电粒子一直沿y轴运动,求所加匀强电场的电场强度大小;0(2)现将匀强电场和磁场改为如图2、3所示的交变电场和磁场,磁场以垂直纸面向里为正方向、电场以3vB?m沿y轴负方向为正方向,图中B已知,E?00,t?,带电粒子从O点出发后第2023次经过x轴00?3qB0时的坐标和此过程中粒子运动的总路程。2530?mv【答案】(1)vB;(2)0003qB0【解析】(1)由题意可知,带电粒子做匀速直线运动,则qvB?qE00匀强电场的电场强度大小为:..E?vB00(2)根据v2qvB?mr得mvr?qB0~t内粒子运动半径为mvr?013qB0周期为2?mT??2t13qB0即粒子逆时针运动半轴与x轴相交。t~4t内粒子运动半径为mvr?0?3r2qB10周期为2?mT??6t1qB0即粒子在3t内运动半轴再次与x轴相交,且速度方向沿y轴正方向。粒子在电场力作用下,沿y轴正方向做匀减速直线运动,加速度大小为qE3qvBa?0?00m?m匀减速至零的时间为v?mt?0??t0a3qB0说明在4t~8t内,粒子先沿y轴正方向匀减速运动再反向匀加速运动,与x轴相交后,沿y轴负方向匀减速运动再反向匀加速运动,与x轴分别第3次和第4次相交。在8t时以v的速度到达x轴向y轴正方向运动,0粒子轨迹如图:..粒子以8t为一个周期重复运动,每个周期内经过x轴4次,则第2023次经过x轴时,经历506个周期。每个周期内的路程为2?r2?rv25?mvs?1?2?40?0222a3qB0此过程中粒子运动的总路程为2530?mvs??506s?03qB018.(16分)如图所示,倾角37°的斜面AB固定在水平地面上,水平BC段长L=,与AB段在B点平1滑连接,两段平面与物块动摩擦因数相同??。C点右侧水平面光滑,质量M=9kg的光滑圆弧曲面被4锁定在水平面上,曲面左端与C点对齐,且与地面等高,圆弧半径R=。质量m=1kg的物块从斜面上距地面高h=,在沿圆弧曲面上滑时,设物块和圆心O的连线与竖直方向的夹角为?。重力加速度取10m/s2。求:(1)物块到达曲面最高点D时,对曲面的压力大小;(2)如果去掉固定装置,求物块能上升到距地面的最大高度H为多少;(3)如果曲面固定,写出物块沿斜面上滑时对曲面的压力与夹角?间的关系;(4)如果曲面固定,调整物块释放时的初始高度h,使物块恰好能到达曲面上的D点,求沿斜面上滑过程中,当?为多少时,固定装置对曲面的水平作用力最大,最大水平作用力为多少。:..【答案】(1)8N;(2);(3)F?30cos??8?N?;(4)45?,15NN【解析】(1)对AD过程由动能定理得h1mg?h?R???mgcos37???mgL?mv2?0sin37?2D代入数据得v?2m/sD物块在D点,由牛顿第二定律得v2F?mDNR代入数据得F?8NN由牛顿第三定律得,在D点物块对曲面的压力是8N。(2)对AC过程由动能定理得h1mgh??mgcos37???mgL?mv2?0sin37?2C代入数据得v?14m/sC物块沿曲面上升过程,物块和曲面组成的系统在水平方向动量守恒,当物块从曲面上的D点抛出到达最高点时,物块速度水平且和曲面共速,对于物块和曲面组成的系统,在水平方向根据动量守恒定律有mv??M?m?vC同代入数据得14v?m/s同10对于物块和曲面组成的系统,由机械能守恒定律可得11mv2?mgH??M?m?v22C2同代入数据得H=(3)物块从C点到曲面上P点的过程,由动能定理有11?mgR?1?cos???mv2?mv22P2C物块在P点,由牛顿第二定律得:..v2F?mgcos??mPNR代入数据得F?30cos??8?N?N(4)物块从P到D过程,由机械能守恒有1?mgRcos??0?mv22P物块在P点,由牛顿第二定律得v2F?mgcos??mPNR解得F?3mgcos?N所以曲面对固定装置水平方向的作用力为3F?Fsin??3mgcos?sin??mgsin2?xN2分析可知,当夹角??45?时,水平方向的作用力最大,最大值为3F?mg?15Nx2