2024年高考物理最后一卷（湖北卷）（全解全析）

2024年高考最后一卷（湖北卷）

物理?全解全析

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，

用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試

卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回

一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1?7題只

有一項符合題目要求，第8?10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分,

有選錯的得0分。

1.如圖所示是高中物理人教版教材選擇性必修第三冊研究光電效應(yīng)的實驗插圖，開始時把一塊帶負(fù)

電的鋅板與一驗電器相連，驗電器指針張開。用紫外線燈照射鋅板后，指針張角變小，忽略鋅板自

發(fā)漏電的因素，下列說法正確的是（）

A.若用黃光照射鋅板，指針張角可能不變

B.增加紫外線燈光線的強(qiáng)度，光電子的最大初動能也變大

C.發(fā)生光電效應(yīng)時，光照到金屬板的一面上，電子從金屬板的另一面飛出

D.若用黃光照射另外一種帶負(fù)電的金屬板，指針張角變小，則用紫光照射該金屬板指針張角

可能不變

【答案】A

【詳解】A.由于黃光波長更長，頻率更低，由光電效應(yīng)方程線=加-叫，可知，可能不發(fā)生光電效

應(yīng)，指針可能不動，故A正確：

B.由光電效應(yīng)方程線=加-網(wǎng)，可知，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與光照強(qiáng)度無關(guān),

故B錯誤；

C.紫外線燈照射后發(fā)生光電效應(yīng)，電子從金屬板表面逸出，即從光照射到的金屬表面逸出，故C

錯誤；

D.根據(jù)光電效應(yīng)方程線=加-此，可知，若黃光照射金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則紫光一定也會發(fā)生光

電效應(yīng)，故D錯誤。

故選A。

2.科學(xué)家對于外太空的探測腳步一直未停止，近期在距離地球200光年發(fā)現(xiàn)了一“超級地球”行星

K2-155d,研究表明其表面有可能存在液態(tài)水，所以科學(xué)家期待深入探索K2?155d的生命跡象。已

知繞行星K2-I55d運(yùn)動的衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期為月球繞地球公轉(zhuǎn)周期的p倍，繞行星K2-155d運(yùn)動的衛(wèi)星

軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的9倍，行星K2-155d半徑為地球半徑的〃倍。并且地球表面的重

力加速度為g,忽略行星K2-155d和地球的自轉(zhuǎn)，則質(zhì)量為m的小球在行星K2?155d表面的重力為

()

q3p3

A.-B.——mgC.D.——mg

p*q-q

【答案】A

八_M,-m

【詳解】根據(jù)題意質(zhì)量為〃?的物體在行星K2J55d在表面由G^=G-攝一，當(dāng)衛(wèi)星繞行星K2-155d

j2A23

運(yùn)動公轉(zhuǎn)時由萬有引力提供向心力—戶"二旭衛(wèi)立冬，得%=冬冬，而已知勺="月，=品,

1O/jp

代人上式得“行二與騏,當(dāng)月球繞地球運(yùn)動公轉(zhuǎn)時由萬有引力提供向心力變普=加月。冬，

Gp~T月5T-

GM*/3

得:■粵二得，聯(lián)立解得M行=a&M地，而設(shè)質(zhì)量為m物體在地球表面時有，咫=—GM^^m，得

4獷花仃p-堆R地

“地=塔，已知降=〃勺代入上式聯(lián)立解得M行代入6行=6等得6行=邑座，

GGn~p~/p〃

故選A。

3.利用“渦流效應(yīng)''可實現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖，一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、

分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成。高壓氮?dú)庥蓢娮烨邢蛄魅霚u流室中，然后以螺旋方式在環(huán)形管中向

右旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，分子熱運(yùn)動速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，而分子熱運(yùn)動速率較大的

氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達(dá)分離擋板處時，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向,

從A端流出，邊緣部位氣流從8端流出。下列說法正確的是()

渦流室環(huán)形管分離擋板

A.A端流出的氣體分子熱運(yùn)動平均速率一定大于B端

B.A端流出的氣體內(nèi)能一定小于8端流出的

C.該裝置氣體進(jìn)出的過程滿足能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律

D.該裝置氣體進(jìn)出的過程既滿足能量守恒定律，也滿足熱力學(xué)第二定律

【答案】D

【詳解】A.依題意，中心部位為熱運(yùn)動速率較低的氣體，與擋板相作用后反彈，從A端流出，而

邊緣部分熱運(yùn)動速率較高的氣體從8端流出；同種氣體分子平均熱運(yùn)動速率較大、其對應(yīng)的溫度也

就較高，所以4端為冷端、8端為熱端，依題意，A端流出的氣體分子熱運(yùn)動速率較小，B端流出的

氣體分子熱運(yùn)動速率較大，所以從A端流出的氣體分子熱運(yùn)動平均速度小于從5端流出的，故A錯

誤；

B.A端流出的氣體分子熱運(yùn)動速率較小，8端流出的氣體分子熱運(yùn)動速率較大，則從A端流出的氣

體分子平均動能小于從8端流出的氣體分子平均動能，內(nèi)能的多少還與分子數(shù)有關(guān)；依題意，不能

得出從A端流出的氣體內(nèi)能一定大于從B端流出的氣體內(nèi)能，故B錯誤；

CD.該裝置將冷熱不均氣體的進(jìn)行分離，噴嘴處有高壓，即通過外界做功而實現(xiàn)的，并非是自發(fā)進(jìn)

行的，沒有違背熱力學(xué)第二定律；溫度較低的從A端出、較高的從8端出，也符合能量守恒定律，

故C錯誤，D正確。

故選D。

4.哈爾濱是中國著名的冰雪旅游城市，每年冬季都會舉辦盛大的冰雪節(jié)。冰雕展則成為了人們探訪

冬季夢幻之旅的最佳選擇。冰雕展上有一塊圓柱體冰磚，上、下底面半徑為1m,軸截面為正方形,

上下底面中心連線為OO'，在。'處安裝了一盞可視為點光源的燈，已知冰的次射率為1.3。下列說

法正確的是（）

3

A.若光在冰磚中發(fā)生全反射的臨界角為C,則sinC=/

B.由燈直接發(fā)出的光照射到冰磚側(cè)面時能從側(cè)面任何位置射出

C.由燈直接發(fā)出的光照射到冰磚上表面時都能從上表面任何位置射出

D.從冰磚正上方沿。0'方向觀察，點光源的視深是年m

【答案】C

【詳解】A.若光在冰磚中發(fā)生全反射的臨界角為C,則sinC=」=獸，故A錯誤;

n13

BC.作出發(fā)生全反射臨界光路圖，如圖所示

在直角AABO中，由幾何關(guān)系可知sina=&S=立v'=sinC,故由燈直接發(fā)出的光照到冰塊上

A0,513

表面時都能從上表面射出，而sin尸=4竺=2叵＞'=sinC,故由燈直接發(fā)H的光照到冰磚側(cè)面時

AO151.3

不是能從側(cè)面任何位置射出，故B錯誤，C正確；

D.實深是設(shè)視深為小根據(jù)折射率定義式結(jié)合幾何關(guān)系可知羋=〃，可得力=^m,故D錯

h13

誤。

故選C。

5.銀63（鼠Ni）核電池是一種利用銀63同位素進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的裝置，工作原理基于銀63同位素

的放射性衰變，其半衰期為1001年，在衰變過程中，銀63同位素會釋放出一個高能電子，同時轉(zhuǎn)

變成穩(wěn)定的銅63（；；Cu）同位素。核電池中含有大量的銀63同位素，當(dāng)這些同位素發(fā)生衰變時，

釋放出的高能電子會被捕獲并導(dǎo)入電路中，電子的流動產(chǎn)生的電流可以用來驅(qū)動各種電子設(shè)備或充

電電旭。下列說法正確的是（）

A.銀63的衰變方程為:Ni看Cu+i

B.銀63的比結(jié)合能小于銅63的比結(jié)合能

C.銀63的衰變是由于強(qiáng)相互作用引起的

D.100個銀63經(jīng)過200.2年還剩下25個

【答案】B

【詳解】A.因為核反應(yīng)前后發(fā)生質(zhì)量虧損，所以核方程不能寫成等號，只能用箭頭表示，A錯誤;

B.核反應(yīng)后釋放核能，反應(yīng)朝著比結(jié)合能增大的方向進(jìn)行，故銀63的比結(jié)合能小于銅63的比結(jié)

合能，B正確；

C.尸衰變是原子核內(nèi)中子不穩(wěn)定，由弱相互作用引起的，C錯誤；

D.半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，具體到少數(shù)樣本的個數(shù)計算是錯誤的，D錯誤。

故選B。

6.如圖所示，電阻為R的金屬直角線框而cd放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為4的勻強(qiáng)磁場中，。、d兩點連線

與磁場垂直，ab、〃長均為/,兒長為2/,定值電阻阻值也為上線框繞ad連線以角速度。勻速

轉(zhuǎn)動。f=0時刻線框所在平面與磁場垂直，則（）

A.1=0時刻穿過線框磁通量的變化率最大

B.7=0時刻be邊所受安培力大小為絲會

C.a、d兩點間電壓變化規(guī)律為〃=23/23而電

D.線框轉(zhuǎn)一圈過程中外力對線框做功為型迪

R

【答案】D

【詳解】AB.1=0時刻，兒邊運(yùn)動方向與磁場方向平行，感應(yīng)電動勢為零，穿過線框磁通量的變

化率為零。電路中沒有感應(yīng)電流，兒邊所受安培力為零，故AB錯誤；

C.依題意，感應(yīng)電動勢的最大值為紇1=而5/=2切2/八4兩點間的電壓的最大值為

R

=---E=Bl2a）則a、d兩點間電玉變化規(guī)律為〃=UmSinM=8<y/2sin<yf,故C錯誤；

R+Rmt

D.電動勢的有效值為七=爰=應(yīng)切2/，線框轉(zhuǎn)一圈過程中外力對線框做功為

...八E22乃2TVB214CO.,_七普

W=Q=--------=--------,故D正確。

R+RCDR

故選D。

7.水平面上的兩個波源S和Sz相距8m,頻率均為5Hz,以S/和S2中點為坐標(biāo)原點建立坐標(biāo)系。

廠0時波源S/從平衡位置開始垂直紙面向下做簡諧運(yùn)動，所激發(fā)的橫波在均勻介質(zhì)中向四周傳播。

某時刻波源S2開始垂直紙面向上做簡諧運(yùn)動，在G0.65S時兩列波的最遠(yuǎn)波峰同時傳到尸點，P點、

的坐標(biāo)為（0,3）。則（）

■y/m

P-

S、S2x/m

A.），軸所在直線為減弱區(qū)片

B.波長為2m

C.波的傳播速度為^m/s

D.r=0.65s時波峰與波谷相遇的點共有6個

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)題意，在r=0.65s時兩列波的最遠(yuǎn)波峰同時傳到P點，即此時刻是波峰與波峰疊加,

說明該點振動加強(qiáng)，由于該點位于兩波源連線的中垂線上，即），軸上，則y軸所在直線為加強(qiáng)區(qū)片,

故A錯誤；

BC.波源頻率為5Hz,則周期為T=：=0.2s

對于波源S/,則有f=0.65s=3^7

4

波源'形成的波在0.65s內(nèi)傳播的距離為、=39幾

4

由于方=0時波源從平衡位置開始垂直紙面向下做簡諧運(yùn)動，在r=0.65s時該波的最遠(yuǎn)波峰傳到2點,

根據(jù)同側(cè)法可知，在P點波峰之前的波形3為在S/間的波形為Ax=31：/i-3；4=5：義

4442

根據(jù)兒何關(guān)系可得￡?=52尸=序彳m=5m

則有Ar=51P=5m

解得;i=2m

則波遠(yuǎn)為y=4=10m/s,故B正確，C錯誤；

D.波源S?從平衡位置開始垂直紙面向上做簡諧運(yùn)動，在r=0.65s時該波的最遠(yuǎn)波峰傳到尸點，根據(jù)

同側(cè)法可知，波源§2在尸點波峰之前的波形為由于波源，在尸點波峰之前的波形為可

44

31

知波源S?開始振動的時刻為:T-二T=0.1s，則在片0.65s,波源S?振動時間為0.65s—0.1s=0.55s,

44

則波源形成的波傳播的距離為2=2,根據(jù)上述，作出兩列波在0.65s內(nèi)形成的波峰（實線）與波谷

4

（虛線）如圖所示

根據(jù)圖形可知，在0.65s時間內(nèi)，水平面上波峰與波谷相遇的點共有8個，故D錯誤。

故選B。

8.如圖甲所示為電磁感應(yīng)加速器核心部分俯視圖，圓心為0、半徑為R的圓形光滑真空絕緣細(xì)管

固定放置于圓形邊界的勻強(qiáng)磁場中，圓心。與磁場圓心重合。磁場方向豎直向下，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)

強(qiáng)度8隨時間變化時，會在空間中產(chǎn)生渦旋電場，其電場線是在水平面內(nèi)一系列以O(shè)為圓心的同心

圓，同一條電場線上各點場強(qiáng)大小相等。某時刻在細(xì)管內(nèi)P點靜止釋放一帶電量為+4、質(zhì)量為相

的小球，小球沿逆時針方向運(yùn)動，其動能隨轉(zhuǎn)過圓心角。的變化圖像如圖乙所示，下列說法正確的

是（）

謬紅

、、、XX/。兀。

----

甲乙

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻減小

B.細(xì)管所處位置電場強(qiáng)度大小為芻

冗qR

2E

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率大小為V

qR

D.小球第一次回到P點所用時間為21H自

【答案】BD

【詳解】A.小球帶正電，其沿逆時針運(yùn)動，所以電流方向為逆時針，由楞次定律可知，其磁場的

磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，故A項錯誤；

B.細(xì)管所處的場強(qiáng)為E,由動能定理有衽由尺二E「0,整理有線二。m0,結(jié)合題圖可知，其圖

像的斜率有％="=4你，解得七二與，故B項正確；

nq亢R

C.感生電動勢有魘=孚，則又有&D=MS=AR;rR2,由題圖可知，當(dāng)9=2萬時，其動能&=2線，

?Ar

ADOf

從0到2乃有qE鳴=E-0,整理有—=—rr,故C項錯誤；

kIA/q7rR~

E

D.小球在繞一圈過程中其受到的電場力大小不變，有qE=ma,結(jié)合之前的分析有〃則繞

行一圈對粒子有2力?=?。產(chǎn)，解得1=2萬R佟，故D項正確。

故選BD。

9.空間中存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場，在紙面內(nèi)取。點為坐標(biāo)原點建立x軸，如圖甲所示?，F(xiàn)有

一個質(zhì)量為小、電量為+g的帶電微粒，在，=0時刻以一定初速度從工軸上的。點開始沿順時針做

勻速圓周運(yùn)動，圓心為0、半徑為R。已知圖中圓為微粒運(yùn)動軌跡，而為圓軌跡的一條直徑；除電

場力外微粒還受到一個變力F,不計其它力的作用；測得試探電荷所處位置的電勢P隨時間/的變

A.電場強(qiáng)度的方向與x軸正方向成g

6

B.從a點到〃點戶做功為4例

C.微粒在a時所受變力尸可能達(dá)最小值

2

D.圓周運(yùn)動的過程中變力尸的最大值為帆與R+4?

.S61]K

【答案】BD

【詳解】A.由乙圖可知，帶電微粒在轉(zhuǎn)動過程中，電勢最高值為L5例，電勢最低值-0.5勿，最高

點、最低點分別位于軌跡直徑的兩端，將直徑取四等分點，找到與，點電勢弘=。相同的點4,如圖

解得e=g,A錯誤；

B.由上述分析可知該二1。a，從a點到。點由動能定理卬+夕。帥=。，乂。曲=心一弘=T?°0，

解得W=q%,B正確：

C.圓周運(yùn)動的過程中電勢為L5例時變力尸達(dá)到最小值，C錯誤；

2/rR2TCR7TR

D.由乙圖可知，微粒做圓周運(yùn)動的周期為丁=12乙，故速度為丫=-^「二言-=工-,電場強(qiáng)度為

112rlo/j

E=^吟，圓周運(yùn)動的過程中電勢為~0?5例時變力尸達(dá)到最大值，有尸—qE=叱，解得

2nAR

2

F=m^^R+qg,D正確。

36GR

故選BDo

10.如圖為某款新型電磁泵的簡易裝置圖。泵體是一個長、寬、高分別為。、b、c的長方體，_1_下

兩面M、N為金屬極板，當(dāng)與電源相連時會在兩極板間的導(dǎo)電液體中產(chǎn)生自上而下的恒定電流/,

泵體處于垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。導(dǎo)電液的電阻率為。，密度為。，重力加速

度為g,工作時泵體始終充滿液體，下列說法正確的是（）

,|A7/

A.電磁泵穩(wěn)定工作時，磁場對導(dǎo)電液的作用力為8左

B.導(dǎo)電液的流速穩(wěn)定為甘時，電源的輸出功率為

c.該電磁泵中導(dǎo)電液流速y與抽液高度〃的關(guān)系為V=、陷-2g/?

VDb

BI

D.該電磁泵的最大抽液高度為k

Dbg

【答案】ACD

【詳解】A.將通電導(dǎo)電液看成導(dǎo)體棒，受到的安培力

根據(jù)左手定則可知磁場對導(dǎo)電液的作用力方向為水平向左，故A正確；

B.電源提供的電功率一部分為安培力的功率P尸尸片8/6

另一部分為導(dǎo)電液產(chǎn)生的熱功率，故B錯誤；

CD.由安培力做功的特點可知電磁泵的機(jī)械功率等于安培力的功率，所以P格B

設(shè)內(nèi)被抽至泵體中的液體的質(zhì)量為Aw?=Dhcv^t

△f內(nèi)被抽至泵體中的液體的動能的增加量△&二-A/MV2=—Dbcv^t

△f內(nèi)被抽至泵體中的液體的重力勢能的增加曷為AE7尸加ngh二DbcvghAf

電磁泵的機(jī)械功率等于單位時間內(nèi)被抽至泵內(nèi)的液體的動能增加量和重力勢能增加量之和，即P加

W強(qiáng)

聯(lián)立可得BIcvDbcv^t+Dbcvgh

.I2B1

即Bl"hr2~g~h7

故當(dāng)1，=0時，即導(dǎo)電液的流速為零時，上式中的。最大兒皿二卷

Dbg

故CD正確。

故選ACDO

二、非選擇題：本題共5小題，共60分。

11.（8分）某同學(xué)驗證機(jī)械能守恒定律的裝置如圖1所示，該裝置由懸掛在鐵架臺上的細(xì)線、小球

和鐵架臺下方的光電門組成，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。

-Q

圖1圖2

（1）實驗中用亳米刻度尺測量懸點到小球上端的細(xì)線長度為/,用某測量工具測量小球的直徑

J=10.15mm,則該測量工具為（填選項序號）；

A.亳米刻度尺B.20分度的游標(biāo)卡尺

C.50分度的游標(biāo)卡尺D.螺旋測微器

（2）該同學(xué)將細(xì)繩拉直至與懸點等高的位置后由靜止釋放，記錄小球通過最低點時光電門的遮光時

間，，則小球通過最低點的速度大小為（用所測物理量字母表示）；

（3）本實驗驗證機(jī)械能守恒定律時，只需在誤差允許范圍內(nèi)驗證表達(dá)式是否成立即可；

（4）多次改變細(xì)線長度/，重復(fù)以上操作，若以連為縱坐標(biāo)，/為橫坐標(biāo)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖

像如圖2所示，圖中的縱截距為八c為縱地上的一個數(shù)值，則可得重力加速度測量值g'=（用

圖中給的字母或所測物理量表示）；

（5）用實驗所得重力加速度g'與當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭比較，在誤差范圍內(nèi)兩個數(shù)值近似相等，則驗證

了小球機(jī)械能守恒。

【答案】（1）B（2）:（3）＜/+?）=/⑷b

【詳解】（1）該同學(xué)測量小球的直徑d=10.15mm,亳米刻度尺讀數(shù)精確到O.hnm,50分度的游標(biāo)

卡尺的精度為0.02mm,尾數(shù)只能是偶數(shù)，螺旋測微器讀數(shù)精確到0.001mm,20分度的游標(biāo)卡尺的

精度為0.05mm,所以測量工具為20分度的游標(biāo)卡尺。故選B。

（2）根據(jù)光電門的原理可知小球通過最低點的速度為色；

t

（3）小球下落導(dǎo)致重力勢能減小量為△4=ag（/+?）

動能增加量為=Lmx±

22r

當(dāng)小球的重力勢能減小量等于動能的增加量時，機(jī)械能守恒，所以本實驗驗證的表達(dá)式為

⑷根據(jù)g（/+9=（

變形可得g=§/+g

Vd

則重力加速度測量值g'=%

12.（10分）某小組同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示電路同時測量電壓表內(nèi)阻％與定值電阻凡的阻值。現(xiàn)

有的實驗器材如下：

A.待測電壓表（量程03V,未知）

B.待測電阻段（"約為1000。）

C.滑動變阻器Ki（0~5C）

D.滑動變阻器以2（0?500C）

E.電阻箱凡（0999.99Q）

F.電阻箱%（09999.9Q）

G電源（電動勢為3V,內(nèi)阻不計）；

H.開關(guān)，導(dǎo)線若干。

(1)根據(jù)實驗電路，為盡可能精確測量，滑動變阻器應(yīng)該選用,電阻箱應(yīng)該選用。(填

器材前字母序號)

(2)該小組選定實驗器材后進(jìn)行了如下操作：

①先將電阻箱R調(diào)至零，先后閉合開關(guān)Sz,Si,調(diào)節(jié)號至電壓表讀數(shù)恰好如圖乙所示，此時電壓表

示數(shù)為V；

②斷開開關(guān)S2；

③調(diào)節(jié)電阻箱R,記錄此時電壓表示數(shù)U與電阻箱示數(shù)R；

④多次改變電阻箱R阻值，重復(fù)步驟③；

⑤根據(jù)圖像法科學(xué)分析、計算結(jié)果。

(3)該小組同學(xué)根據(jù)所測數(shù)據(jù)作出，-R圖像如圖丙所示，根據(jù)該圖像可計算出電壓表內(nèi)阻&=—

kd待測電阻凡=kd.

【答案】(1)CF(2)2.40(3)3.01.0

【詳解】(1)由題圖可知，電路的控制電路采用的是分壓式接法，為保證誤差盡可能的小，選用總

阻值小的滑動變阻器斗…故選C。

電阻箱要能夠調(diào)節(jié)電路中的電流，而待測電阻的阻值約為1000Q,所以其電阻箱的阻值應(yīng)該大一些,

即應(yīng)該為R?。故選F。

(2)量程為3V的電壓表最小分?jǐn)?shù)值為0.1V,所以其讀數(shù)為U=2.40V。

(3)由歐姆定律，電壓表示數(shù)U與電阻箱阻值R關(guān)系，有2.40=U+g(R+Rj

1fD1

整理有上=―-—R+—1—+—

強(qiáng)耳創(chuàng)U2.4&,2.4&2.4

結(jié)合題圖可知，對于怖-R圖像，有”1-L21.8,力=37丁+不7=77

U"一2.4&一20002.4&2.41.8

解得/?v=3.0kC,%=1.0kC

13.(10分)如圖所示，質(zhì)量為弁盧的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)壁光滑，用輕質(zhì)活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣

40g

體，通過活塞豎直吊在天花板上。開始時封閉氣體的熱力學(xué)溫度為"，活塞到汽缸底部的距離為心

已知外界大氣壓強(qiáng)為P。，重力加速度為g,活塞的半徑為亨。由于外界氣溫較低，封閉氣體的溫度

緩慢下降，封閉氣體在溫度下降至今的過程中，對外界放出的熱量為Q。求：

（1）此時封閉氣體的壓強(qiáng)；

（2）這一過程中封閉氣體的內(nèi)能變化量。

由題意知旭=2/

解得封閉氣體的壓強(qiáng)為〃=誓

可知溫度降低，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，所以當(dāng)溫度降至苧時，壓強(qiáng)仍為駕。

（2）封閉氣體的溫度緩慢下降，封閉氣體在溫度下降至今的過程中，做等壓變化

4

解得=

則汽缸上升的距離力=L-L'=5

外界對封閉氣體做的功W=0r〃=乃Po,

因氣體溫度降低，則氣體內(nèi)能減少，由熱力學(xué)第?定律AU=W-Q

Q

解得AU==;rPoL3-Q

14.（14分）如圖所示，勁度系數(shù)A=100N/m的彈簧一端固定于地面上，另一端連接物塊A,物塊

B置于A上（不粘連），A、B質(zhì)量均為1kg且都可看成質(zhì)點，物塊B上方有一帶圓孔的擋板，質(zhì)量

為4kg的物塊C放在圓孔上方不掉落，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)在給物塊B施加方向始終豎直向

上、大小為尸二10N的恒力，使A、B開始運(yùn)動，A、B分離時，A在鎖定裝置的作用下迅速在該位

置靜止，B向上運(yùn)動并與C發(fā)生碰撞，然后下落與A碰撞，已知A碰撞前瞬間解除鎖定，鎖定裝

置之后不再對A作用。B與A、C的碰撞均為彈性碰撞，彈簧的彈性勢能耳=；履2（X為彈簧的形

變量），重力加速度g取lOm/sL求：（結(jié)果可用根號表示）

（1）A、B第一次分離時彈簧的形變量占；

（2）A、B第一次分離時物塊B的速度大小%;

（3）B下落與A第一次碰撞結(jié)束時，物塊A的速度大小以3

，〃/〃〃/〃〃/〃〃/〃〃〃〃/〃〃〃〃,

【答案】（1）0.1m；（2）立m/s：（3）地m/s

210

【詳解】（1）初始A、B靜止時，有"=（/^+與）8

解得x=0.2m

分離時的臨界，兩者之間的無彈力且兩者加速度相等，對A有

3-%=

對B有產(chǎn)一網(wǎng)^=恤々

解得百=0.1m

（2）從開始運(yùn)動到A、B兩者分離,有

產(chǎn)（％一%）一（%+機(jī)B）g（x_xJ+；M/_x；）=g（%+WB）詔

解得v5=m/s

（3）由于物塊B受到的外力與物塊B的重力大小相等，所以物塊A、B分離有，B做勻速直線運(yùn)

動，之后與C發(fā)生彈性碰撞，動量守恒有恤％=小片+%%

機(jī)械能守恒有］%片=2入片+/代名

解得乂=

B在向下運(yùn)動過程中仍是勻速運(yùn)動，與A發(fā)生彈性碰撞，動量守恒有機(jī)BH=，%匕+加八%

機(jī)械能守恒有片+；心哈

解得VA1~MS

所以B卜.落與A第一次碰撞結(jié)束時，物塊A的速度大小為逑m/s。

10

15.（18分）如圖甲所示的坐標(biāo)系中xvO區(qū)域有沿），軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=300N/C,x>0

區(qū)域有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)垂直紙面

向里時磁感應(yīng)強(qiáng)度為正，圖中綜=1T,有足夠大的熒光屏垂直于”軸放置并可沿工軸水平移動。現(xiàn)

有一帶電粒子質(zhì)量機(jī)=2xlO"kg,電量q=+3xl（T9c的帶電粒子從電場的夕點（已知/>點p軸坐標(biāo)

為0.3m）,沿平行x軸以某一初速度進(jìn)入電場，恰好從坐標(biāo)原點與x軸成60。進(jìn)入磁場，取帶電粒子

進(jìn)入磁場為，=0時刻，不計粒子重力，答案可用根號表示，求：

（1）帶電粒子的初速度；

（2）若要完整研究帶電粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡，磁場沿），軸方向的最小區(qū)間的上限坐標(biāo)X和下限

坐標(biāo)力;

（3）若要帶電粒子垂直打在熒光屏上，熒光屏所