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2026年薪火金卷高考仿真模拟卷物理
注：目前有些书本章节名称可能整理的还不是很完善，但都是按照顺序排列的，请同学们按照顺序仔细查找。练习册 2026年薪火金卷高考仿真模拟卷物理 答案主要是用来给同学们做完题方便对答案用的，请勿直接抄袭。
12. (10分)某同学设计了一个加速度计,将其固定在待测物体上,能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度$a$,其原理图如图甲所示。其中,质量$m = 1 kg$的滑块2可以在光滑的框架1中左右平移,滑块两侧各连接一根劲度系数$k = 2.0 × 10^2 N/m$的弹簧3(弹簧始终处于弹性限度内)。4是固定在滑块2上的金属滑动片,与电压表的一端用导线相连,并与一阻值均匀的电阻$AB$相接触,滑动片4与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为0时,两侧弹簧均处于原长,滑动片4位于$AB$中点,$AB$全长$L = 15 cm$;直流电源电动势$E = 15 V$(内阻忽略不计)。现有一量程$0 \sim 3 V$、内阻$R_V = 3 k \Omega$的电压表($R_V \gg R_{AB}$),其表盘如图乙所示;另有开关、导线若干。
(1)为使滑动片4位于$B$点时电压表满偏,需要将电压表量程改为$0 \sim 15 V$,则电压表应 $\underline{\hspace{1cm}}$
(2)将改装后的电压表接入图甲的电路中,此装置可测量加速度的最大值为 $\underline{\hspace{2cm}}$
(3)请在图丙中画出$a-U$图像(规定加速度向左为正方向,$U$为改装后电压表的示数)。
(4)若要增大加速度的测量范围,可采用的方法有:
(1)为使滑动片4位于$B$点时电压表满偏,需要将电压表量程改为$0 \sim 15 V$,则电压表应 $\underline{\hspace{1cm}}$
串联
(填“串联”或“并联”)一个阻值为 $\underline{\hspace{2cm}}$12
$k \Omega$的电阻,并将电压表的刻度按新量程做好修改。(2)将改装后的电压表接入图甲的电路中,此装置可测量加速度的最大值为 $\underline{\hspace{2cm}}$
30
$m/s^2$。(3)请在图丙中画出$a-U$图像(规定加速度向左为正方向,$U$为改装后电压表的示数)。
(4)若要增大加速度的测量范围,可采用的方法有:
更换两根劲度系数更大的弹簧或换质量更小的滑块
$\underline{\hspace{5cm}}$(答出一条合理措施即可)。
答案：
12.解析
(1)要扩大电压表的量程，需要串联一个电阻，根据$U' = \frac{U}{R_{V}}(R_{V} + R)$，解得$R = 12k\Omega$。
(2)当滑块处于AB中点时，加速度为零；当滑块处于端点A或B时，加速度最大，根据牛顿第二定律有$2k· \frac{L}{2} = ma$，解得$a = 30m/s^{2}$。
(3)根据$2k· \frac{L}{2} = ma$可知，加速度$a$与L成线性关系；根据串联电路分压规律可知，电压表示数U与L也成线性关系，可知加速度$a$与电压表示数U是线性关系。当滑块处于AB中点时，电压表示数为7.5V，当加速度方向向右时，滑块在AB中点的左边；当加速度方向向左时，滑块在AB中点的右边，所以$a - U$图像如图所示。
(4)滑块所受到的合力最大值由弹簧决定与电压无关，弹簧劲度系数越大，加速度的测量范围越大，故可以更换两根劲度系数更大的弹簧；不更换弹簧，则滑块所受最大的合力一定，根据牛顿第二定律$F = ma$可知，可以减小滑块的质量来增大加速度的测量范围。
答案
(1)串联 12
(2)30
(3)见解析图
(4)更换两根劲度系数更大的弹簧或换质量更小的滑块
12.解析
(1)要扩大电压表的量程，需要串联一个电阻，根据$U' = \frac{U}{R_{V}}(R_{V} + R)$，解得$R = 12k\Omega$。
(2)当滑块处于AB中点时，加速度为零；当滑块处于端点A或B时，加速度最大，根据牛顿第二定律有$2k· \frac{L}{2} = ma$，解得$a = 30m/s^{2}$。
(3)根据$2k· \frac{L}{2} = ma$可知，加速度$a$与L成线性关系；根据串联电路分压规律可知，电压表示数U与L也成线性关系，可知加速度$a$与电压表示数U是线性关系。当滑块处于AB中点时，电压表示数为7.5V，当加速度方向向右时，滑块在AB中点的左边；当加速度方向向左时，滑块在AB中点的右边，所以$a - U$图像如图所示。
(4)滑块所受到的合力最大值由弹簧决定与电压无关，弹簧劲度系数越大，加速度的测量范围越大，故可以更换两根劲度系数更大的弹簧；不更换弹簧，则滑块所受最大的合力一定，根据牛顿第二定律$F = ma$可知，可以减小滑块的质量来增大加速度的测量范围。
答案
(1)串联 12
(2)30
(3)见解析图
(4)更换两根劲度系数更大的弹簧或换质量更小的滑块
13. (9分)某小组设计了一个简易深度计,如图甲所示。其构造为一导热良好的刚性柱形容器,顶端有卡口,用质量可忽略不计的薄活塞密封一部分理想气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,水对活塞产生挤压使其向下移动,根据图甲中向下移动的距离$d$可求得深度计所到达的深度。容器内部底面积$S = 0.8 m^2$,内部高度$L = 1 m$,忽略水的温度随深度的变化。深度计在水中与水达到热平衡后,活塞位于顶端卡口处,此时封闭气体的压强为$5 p_0$。已知外界大气压强$p_0 = 1.0 × 10^5 Pa$,且$p_0$相当于$10 m$高的水柱产生的压强。
(1)某次实验中测得长度$d = \frac{L}{2}$,求此时深度计所处的深度$H$;
(2)若深度计由水深$70 m$处缓慢下降至$90 m$处的过程中,其气体状态变化过程对应为等温线上$a$点到$b$点的过程,如图乙所示。$ab$段可近似看成一段倾斜直线,求在该过程中气体向外界释放的热量$Q$。
(1)某次实验中测得长度$d = \frac{L}{2}$,求此时深度计所处的深度$H$;
(2)若深度计由水深$70 m$处缓慢下降至$90 m$处的过程中,其气体状态变化过程对应为等温线上$a$点到$b$点的过程,如图乙所示。$ab$段可近似看成一段倾斜直线,求在该过程中气体向外界释放的热量$Q$。
答案：
13.解析
(1)根据等温变化有$5p_{0}SL = p_{2}S(L - d)$，可得$p_{2} = 10p_{0}$，又$p_{2} = p_{0} + p_{H}$，可得$p_{H} = 9p_{0}$，$H = 90m$。
(2)深度计在70m深处有$p_{a} = p_{0} + p_{ha} = 8p_{0}$，根据等温变化有$p_{a}V_{a} = 5p_{0}SL$，可得$V_{a} = \frac{5}{8}SL$；深度计在90m深处有$p_{b} = p_{0} + p_{hb} = 10p_{0}$，可得$V_{b} = \frac{1}{2}SL$。$a\rightarrow b$过程中，$W_{ab} = \frac{1}{2}(p_{a} + p_{b})(V_{a} - V_{b})$，可得$W_{ab} = 90000J$，根据热力学第一定律有$\Delta U = W + Q$，解得$Q = -9× 10^{4}J$，则气体向外界放出$9× 10^{4}J$的热量。
答案
(1)90m
(2)$9× 10^{4}J$
(1)根据等温变化有$5p_{0}SL = p_{2}S(L - d)$，可得$p_{2} = 10p_{0}$，又$p_{2} = p_{0} + p_{H}$，可得$p_{H} = 9p_{0}$，$H = 90m$。
(2)深度计在70m深处有$p_{a} = p_{0} + p_{ha} = 8p_{0}$，根据等温变化有$p_{a}V_{a} = 5p_{0}SL$，可得$V_{a} = \frac{5}{8}SL$；深度计在90m深处有$p_{b} = p_{0} + p_{hb} = 10p_{0}$，可得$V_{b} = \frac{1}{2}SL$。$a\rightarrow b$过程中，$W_{ab} = \frac{1}{2}(p_{a} + p_{b})(V_{a} - V_{b})$，可得$W_{ab} = 90000J$，根据热力学第一定律有$\Delta U = W + Q$，解得$Q = -9× 10^{4}J$，则气体向外界放出$9× 10^{4}J$的热量。
答案
(1)90m
(2)$9× 10^{4}J$
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