備戰(zhàn)2024年高考物理模擬卷01（湖南卷）（全解全析版）

2024年高考物理第一次模擬考試

物理?全解全析

注意事項(xiàng):

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

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如

需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，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6小題，每小題4分，共24分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只

有一項(xiàng)符合題目要求.

1.水袖是對(duì)古代服飾衣袖的夸張展現(xiàn)，是戲裝的重要組成部分。戲曲演員經(jīng)常通過對(duì)水袖的運(yùn)用來

刻畫人物。水袖的運(yùn)用，不僅肢體動(dòng)作得以延伸，更是擴(kuò)展了身體的表現(xiàn)力和延伸了內(nèi)在感情。演

員通過技法和身體的表現(xiàn)力，體現(xiàn)出“行云流水''般的美感。如果某段時(shí)間里水袖波形可視為簡(jiǎn)諧波，

如圖甲所示為演員水袖表演過程口某時(shí)刻的波形圖，此時(shí)刻記為，二°,M是平衡位置、=8m的質(zhì)

點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像，則（）

A.該簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播

B.該簡(jiǎn)諧波的傳播速度為。25m/s

C.質(zhì)點(diǎn)”在5s內(nèi)通過的路程為200cm

D.質(zhì)點(diǎn)M在5s內(nèi)在x軸方向上移動(dòng)了20m

【答案】C

【解析】A.由圖乙可知，/=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)必向上振動(dòng)，根據(jù)波形平移法結(jié)合圖甲可知，波沿x軸

負(fù)方向傳播，故A錯(cuò)誤；

B.由圖可知2=8m,F=2s,所以波的傳播速度為

AA,

v=—=4m/s

T

故B錯(cuò)誤;

C.由于

5s=27+工

2

則質(zhì)點(diǎn)M在5s內(nèi)通過的路程為

$=2x44+24=104=200cm

故C正確；

D.質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置上下振動(dòng)，并不會(huì)隨波遷移，故D錯(cuò)誤。

故選C。

2.某興趣小組自制/一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，試驗(yàn)中葉輪帶動(dòng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電電流

隨時(shí)間變化的圖象如圖乙中所示，則下列說法中正確的是()

低速高速發(fā)電機(jī)等效圖|Z/A

|轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸；xxx?io、------------

卡升速齒輪箱°/oi、/s

:B：,10——-----'

甲乙

A.甲圖線圈在磁場(chǎng)中位置時(shí)產(chǎn)生的電流最大

B.電流的頻率為5Hz

C.電流的有效值為10A

D.電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為'=108so.2袱(A)

【答案】B

【解析】A.甲圖線圈與磁場(chǎng)垂直，處在中性囿，感應(yīng)電流為零，A錯(cuò)誤；

B.電流的頻率為

/=—Hz=5Hz

0.2

B匚確；

C.電流的有效值為

/=*A=5^A

c錯(cuò)誤；

D.電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為

i=10cos^-/(A)=lOcoslO^-z(A)

D錯(cuò)誤。

故選B，

3.建筑工人用如圖所示的方式將重物從平臺(tái)緩慢下放到地面上，固定重物的光滑圓環(huán)套在輕繩上,

輕繩的?端固定在豎直墻上，工人手握的部分有足夠長(zhǎng)的繩子，工人站在平臺(tái)上的位置保持不變,

緩慢拉起手中的繩子，重物緩慢上升，則在重物上升的過程中（）

B.工人對(duì)繩的拉力不變

C.繩對(duì)圓環(huán)的作用力逐漸減小

D.平臺(tái)對(duì)工人的摩擦力逐漸減小

【答案】A

【解析】AB.設(shè)重物重力為G,繩與豎直方向的夾角為以繩的拉力為凡根據(jù)力的平衡可知

2"cosO=G

緩慢拉起手中的繩子，圓環(huán)兩側(cè)繩間夾角變大，繩上拉力變大，對(duì)工人研究可知

國=G）、+/cos8=6人+5

即平臺(tái)對(duì)工人的支持力保持不變，故A正確，B錯(cuò)誤：

C.繩對(duì)圓環(huán)的作用力等于重物的重力，保持不變，故C錯(cuò)誤；

D.平臺(tái)對(duì)工人的摩擦力等于繩的拉力的水平分力，即

=7?sin<9=^G-tan￡?

因此平臺(tái)對(duì)工人的摩擦力逐漸增大，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

4.2023年5月11H,我國發(fā)射的“天舟六號(hào)”貨運(yùn)飛船與“天和”核心艙實(shí)現(xiàn)快速交會(huì)對(duì)接，形成的

組合體在離地面高為人的空間站軌道繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，已知地球半徑為火，地球

表面的重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

D.M、O、N、尸四點(diǎn)的電勢(shì)必>%>%>%

【答案】C

【解析】A.正四面體的頂點(diǎn)力、8和。分別固定有電荷量為+Q、+Q和一。的點(diǎn)電荷，而電場(chǎng)強(qiáng)度

是矢量，其疊加遵循平行四邊形定則，根據(jù)平行四邊形定則可知，在M、。兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度其方向

不同，故A項(xiàng)錯(cuò)誤：

B.當(dāng)僅考慮8處和。處的點(diǎn)電荷時(shí)，由等量異種電荷的等勢(shì)面關(guān)系圖可知，其C點(diǎn)和M點(diǎn)的電勢(shì)

為零，當(dāng)正試探電荷由C?移動(dòng)到必，其在靠近月點(diǎn)處的正點(diǎn)電荷，其電場(chǎng)力做負(fù)功，所以電勢(shì)能增

加，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C.當(dāng)僅考慮力處和。處的點(diǎn)電荷時(shí)，由等量異種電荷的等勢(shì)面關(guān)系圖可知，其C點(diǎn)和3點(diǎn)的電勢(shì)

為零，即連線為等勢(shì)面，當(dāng)點(diǎn)電荷電荷由月移動(dòng)到C,其電勢(shì)能不發(fā)生變化，即電場(chǎng)力不做功,

故C項(xiàng)正確；

D.根據(jù)等量同種正點(diǎn)電荷空間等勢(shì)面的分布特點(diǎn)可知，在43兩處的正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，M、

尸兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，旦N點(diǎn)電勢(shì)高于。點(diǎn)的電勢(shì)，。點(diǎn)的電勢(shì)高于和M、Q點(diǎn)的電勢(shì)；在。點(diǎn)的負(fù)

點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，N點(diǎn)的電勢(shì)高于。點(diǎn)的電勢(shì)，O點(diǎn)的電勢(shì)高于M、尸兩點(diǎn)的電勢(shì)，M、P兩

點(diǎn)的電勢(shì)相等，綜上所述，可知

外,%><Pz=（PP

故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選C。

6.如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)半徑R=0.5m的四分之一光滑圓弧軌道與水平面相切于B點(diǎn)，軌道

左側(cè)緊靠一個(gè)等高的傾角為30。的光滑斜面，在二者最高結(jié)合點(diǎn)A處裝有一個(gè)光滑的輕質(zhì)小滑輪。

平行于斜面的輕繩兩端分別連有質(zhì)量如=2kg的小球P和質(zhì)量加尸1kg的小物塊。，小球P在外力的

作用下處于軌道最高點(diǎn)A處紫靠小滑輪，小物塊。緊靠斜面最底端的固定擋板放置.，細(xì)繩恰好伸宜

且無張力，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)撤去作用于小球P上的外力，當(dāng)小球P運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最

低點(diǎn)B處時(shí)，小物塊。未與滑輪發(fā)生碰撞，重力加速度g取10m/s2,以下說法正確的是（）

A.小球夕運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最低點(diǎn)B處時(shí)的動(dòng)能大小為2（4-拉）J

B.小球戶運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最低點(diǎn)B處時(shí)的動(dòng)能大小為4（2.拉）J

C.小球產(chǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，繩子對(duì)小球P做的功為2（正+1）J

D.小球P從A點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，繩子對(duì)小球P做的功為2（2血+1）J

【答案】A

【解析】AB.小球P從力運(yùn)動(dòng)到4的過程中，對(duì)P、Q系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律得

11,

行。=2

Rsin30T^|V,-+-W2V2-

根據(jù)題意有

v2=Hcos45°

聯(lián)立解得小球尸運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最低點(diǎn)B處時(shí)的動(dòng)能大小為

2

Ek=—???!V)=2(4-6)

2J

故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.對(duì)小球P根據(jù)動(dòng)能定理得

/gR+W=EV

解得

巾=-2(及+l)j

小球尸從A點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，繩子對(duì)小球P做的功為一人及+1)j,故CD錯(cuò)誤。

故選Ao

二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有

多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分.

7.如圖所示，彳AC是某三棱鏡的橫截面，NB=30°,ZC=90°,直角邊4c=2上，平行于8c的

單色光從斜邊上的力點(diǎn)射入棱鏡，經(jīng)棱鏡兩次折射后，從力C邊的中點(diǎn)后射出，出射光線與乂C邊

的夾角8=30。。已知該單色光在真空中的傳播速度為&下列說法正確的是()

A.。點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為L(zhǎng)

B.單色光在。點(diǎn)的折射角7=30°

C.三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為及

取

D.該單色光從。點(diǎn)傳播到E點(diǎn)的時(shí)間為下

【答案】ABD

【解析】ABC.作出光路圖如圖所示

A

入射光平行于邊，因此入射角，二60。，在AC邊上，折射角

尸二90。一。二60。

由幾何關(guān)系知，在棱鏡內(nèi)兩折射角的角度關(guān)系為

/+a=180°-(180°-Z/l)=Z/i=60o

根據(jù)折射定律有

sinzsinB

n=-----=——

sin/sina

聯(lián)立解得

y-a-30°,〃=6

由幾何關(guān)系可知，三角形/QE是等邊三角形，則

AD=AE=L

故AB正確，C錯(cuò)誤；

_c

D.光在三棱鏡中的傳播速度“一〃

求得

c

F

根據(jù)幾何關(guān)系有

DE=L

該單色光從。點(diǎn)傳播到E點(diǎn)的時(shí)間

DEx/3L

fDE=一=----

VC

故D正確。

故選ABDo

8.上海光源是一臺(tái)同步輻射光源，其基本原理是通過直線加速器加速到接近光速的電子在磁場(chǎng)中偏

轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)沿圓弧軌道切線發(fā)出波長(zhǎng)連續(xù)的電磁輻射(從遠(yuǎn)紅外到X光波段，波長(zhǎng)范圍約為

10Hm),可用于研究生物大分子結(jié)構(gòu)、材料理化性質(zhì)等。若加速器中獲得接近光速運(yùn)動(dòng)的

單個(gè)電子動(dòng)能為線，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)過程輻射波長(zhǎng)為人的X射線，已知電子質(zhì)量為〃7,普朗克常量為

h,光速為C,不考慮相對(duì)論效應(yīng)，下列說法正確的是（）

A.此電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)為“必瓦

B.若X射線照射石墨表面時(shí)，會(huì)出現(xiàn)波長(zhǎng)更長(zhǎng)的X射線散射光

/2（%-吶

C.若X射線照射逸出功為此的鋅金屬上，打出光電子的最大速度為“石〃

D.新冠病毒的線度約為10%n,不能用同步輻射光得到其衍射圖樣

【答案】BC

【解析】A.對(duì)電子有

P=mv=—

2

得

2=_A_

>/2〃?線

故A錯(cuò)誤；

B.X射線照射石墨表面時(shí)，會(huì)出現(xiàn)波長(zhǎng)更長(zhǎng)的X射線散射光為康普頓散射，故B正確;

C.由光電方程

故C正確；

D.新冠病毒線度小于同步輻射光波長(zhǎng)，能發(fā)牛.明顯衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

故選BCo

9.在半徑為A、圓心為。的圓內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，力8是圓的一條直徑，圓外存在另

一跟圓°為同心圓的環(huán)形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。-電荷量為+g、質(zhì)量為機(jī)的粒子從

圓周上的4點(diǎn)以速度y射入圓內(nèi)，其速度方向與48的夾角。=30\從B點(diǎn)進(jìn)入環(huán)形磁場(chǎng)。已知粒子

在環(huán)形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓周軌跡半徑為H,且粒子不能穿出環(huán)形磁場(chǎng)。下列說法中正確的是（）

B

0v

A

mv

A.圓內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

mv

B.環(huán)形磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為qR

c.環(huán)形磁場(chǎng)的徑向?qū)挾戎辽贋槭?/p>

7成

D.該粒子的運(yùn)動(dòng)周期為v

【答案】BCD

【解析】AB.粒子從A點(diǎn)出發(fā)后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做速圓周運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力，有

V

qvB=ni—

r

粒子從圓內(nèi)磁場(chǎng)離開A點(diǎn)時(shí).速度方向與4A的夾角為3。二粒子從/到Z;速度方向改變了60°,軌

跡圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為60二在由幾何關(guān)系可知，粒子在圓內(nèi)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)半徑為2H。解得圓內(nèi)磁場(chǎng)

的碳感應(yīng)強(qiáng)度大小為

粒子在環(huán)形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓周軌跡半徑為〃，環(huán)形磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

A錯(cuò)誤：B正確；

C.由圖根據(jù)兒何關(guān)系可知，中間圓形磁場(chǎng)區(qū)域半徑與粒子在環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)半徑均為火,

則環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域的徑向?qū)挾茸钚≈?/p>

Xmx=XoD-R=2RCOS30+和。-X0c=6R

故C正確；

D.粒子在中間圓形磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2火，則在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為

.12小2R24R

t,=3x—x---------=-------

16vv

在環(huán)形區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間

,5271R5;rR

力=3x-x-------=------

6vv

所以完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

7TIR

T=t1+t2=~

故D正確。

故選BCD.,

10.長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為加=2kg的另一物體B以水平速度vo=2m/s滑上原來靜

止的長(zhǎng)木板A的上表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化情況如圖所示，g=10

A.木板獲得的動(dòng)能為1J

B.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為IJ

C.木板A的最小長(zhǎng)度為2m

D.A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1

【答案】AD

【解析】A.由題圖可知，最終木板獲得的速度為v=lm/s,A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以B的初

速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得

解得

M=2kg

則木板獲得的動(dòng)能為

Ek=2歷/=2x2xpJ=jJ

故A正確；

B.系統(tǒng)損失的機(jī)械能

NE=2mvB2~2(“i+Wv2

代入數(shù)據(jù)解得

△￡=2J

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)v-/圖像中圖線與，軸所圍的面積表示位移，由題圖得到。?1s內(nèi)B的位移為

SB=2x（2+1）x1m=1.5m

A的位移為

j_

SA=2X1X1m=0.5m

則木板A的最小長(zhǎng)度為

L=SB~SA=1m

故C錯(cuò)誤；

D.由題圖可知，B的加速度

Av

a=4=-1m/s2

負(fù)號(hào)表示加速度的方向與血的方向相反，由牛頓第二定律得

—pmg=ma

解得

4=0.1

故D正確。

故選AD。

三、非選擇題：本題共5小題，共56分.

11.（7分）某實(shí)驗(yàn)小組為了測(cè)量某種材料制成的電阻絲的電阻，實(shí)驗(yàn)宅提供的器材有：

A.電流表0（內(nèi)阻％以00%滿偏電流

B.電流表5（內(nèi)阻42=10℃,滿偏電流225mA）

C.定值電阻凡（100Q,1A）

D.電阻箱?（0-9999Q,1A）

E.滑動(dòng)變阻器&（100Q,1A）

F.電源E（36V,內(nèi)阻不計(jì)）

G.多用電表

H.開關(guān)S和導(dǎo)線若干

某同學(xué)進(jìn)行了以下操作：

（1）用多用電表粗測(cè)電阻絲的阻值，當(dāng)用“xio”擋測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了更準(zhǔn)確地

測(cè)量該電阻絲的阻值，將多用電表的歐姆擋位換到（填或“X1（）0”）進(jìn)行再次測(cè)量，并重

新進(jìn)行（填“機(jī)械調(diào)零”或“歐姆調(diào)零”），若測(cè)量時(shí)指針位置如圖甲所示，則示數(shù)為。。

（2）測(cè)量電阻絲阻值，某同學(xué)設(shè)計(jì)電路圖如圖乙所示。為采集到多組數(shù)據(jù)，應(yīng)盡可能讓電表同時(shí)接

近滿偏狀態(tài)。所以圖乙中，Ai處應(yīng)選擇（填“Gi，，或，，G?”）與電阻箱串聯(lián)，改裝成量程為36V

的電壓表

（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到合適位置測(cè)得電流表5的示數(shù)為《，電流表5的示數(shù)為“，則該種

材料的電阻R=，

，"心+凡）

【答案】⑴xlOO.歐姆調(diào)零：900：（2）G>；（3）272-A

【解析】（1）用多用電表粗測(cè)電阻絲的阻值時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角度過小，說明電阻較大，應(yīng)該換用大倍

率的，即將多用電表的歐姆擋位換到xl0°進(jìn)行再次測(cè)量，并重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。則圖中的讀數(shù)為

9xl00Q=900Q

（2）根據(jù)題意可知，讓電表同時(shí)接近滿偏狀態(tài)，Ai處電表改裝后量程為36V,由歐姆定律“J知，

流過凡的電流為

I.=—=0.04A=40mA

小

若A?處選擇d,和凡并聯(lián)后量程為20mA,不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，則應(yīng)A1處選擇d,A?處選攔5。

（3）由于凡與G,內(nèi)阻相等，則流過&的電流為八，則流過號(hào)的電流為

4=2/2-人

以兩端的電壓為

底+4）

由歐姆定律可得

I\r-------------

A2/2-/）

12.（9分）某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究一定質(zhì)量的小車的加速度與力的關(guān)系。一質(zhì)量為

〃的的光滑滑輪用一輕質(zhì)細(xì)桿固定在小車的前端，小車的質(zhì)量為M,砂和砂桶的質(zhì)量為〃，，打點(diǎn)計(jì)時(shí)

器所接電源頻率為50Hz的交流電。

（1）此實(shí)驗(yàn)正確的操作是O

A.實(shí)驗(yàn)前需要將帶滑輪的K木板右端墊高，以平衡摩擦力

B.讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先釋放小車，再接通電源

C.為減小系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量機(jī)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

（2）該同學(xué)以小車的加速度。為縱坐標(biāo)、力傳感器的示數(shù)b為橫坐標(biāo)，畫出的尸的關(guān)系圖像如

圖乙所示，圖線的斜率為七則小車的質(zhì)量為o

12

———叫）

A.〃B.&C.kD."

（3）某次實(shí)驗(yàn)中，力傳感器的示數(shù)為4.575N,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖內(nèi)所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)

間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出），其中』二4.78cm,邑=5.44cm,邑=6.08cm,%=6.73cm,邑=7.38cm,

$6=8.04cm,則小車的加速度大小為m/s2,此次實(shí)驗(yàn)中砂和砂桶的質(zhì)量

為kgo（當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.8m6,結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

?BC_DEFG7

I皿m』j

丙

【答案】（1）A；（2）B；（3）0.65；0.54

【解析】（1）A.實(shí)驗(yàn)前需平衡摩擦力，才能用傳感器測(cè)量小車所受合力，A正確；

B.應(yīng)先接通電源，再釋放小車，B錯(cuò)誤；

C.合力由傳感器測(cè)量，不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量加遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量歷，C錯(cuò)誤。

故選Ao

（2）根據(jù)牛頓第二定律

2?=（M+WO）67

得

M+m()

則

k=——

M+"%

則小車的質(zhì)量為

M=——

故選B。

（3）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為

T=5x—s=O.ls

50

小車的加速度大小為

a二%±巨二;二=-=0.65m；s2

⑺

砂和砂桶的加速為2〃，根據(jù)牛頓第二定律

mg-F=ni-2a

得

砂和砂桶的質(zhì)量為

m0.54kg

13.（10分）如圖所示，蹦蹦球是一種兒童健身玩具，某同學(xué)在熱力學(xué)溫度4=300K的室內(nèi)，用打

氣筒對(duì)蹦蹦球充氣，充氣前蹦蹦球內(nèi)部空氣的壓強(qiáng)％=充氣后蹦蹦球內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)增加到

3atm。已知蹦蹦球的容積P=2.5L,打氣筒每次充入AP=8比、壓強(qiáng)為|atm的空氣，忽略充氣過

程中氣體溫度及蹦蹦球容積的變化，空氣可視為理想氣體。

（1）求打氣筒充氣的次數(shù)〃：

（2）將蹦蹦球拿到室外，一段時(shí)間后蹦蹦球內(nèi)部空氣的熱力學(xué)溫度升高到7=310K,求此時(shí)蹦蹦

球內(nèi)部空氣的壓強(qiáng)人

【答案】（1）50；（2）3.1atm

【解析】（1）充氣過程中氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有

Po（P+〃△/）=

解得

w=50

（2）根據(jù)查理定律有

=P

T「T

解得

p=3.1atm

14.（14分）如圖所示，平行光滑的金屬導(dǎo)軌由傾斜部分和水平部分組成，傾斜導(dǎo)軌與水平導(dǎo)軌由

兩小段光滑絕緣圓弧軌道（長(zhǎng)度可忽略）平滑相連，傾斜部分由傾角為夕、間距為2的導(dǎo)軌而、龍

構(gòu)成，水平部分由兩段足夠長(zhǎng)但穴等寬的平行金屬導(dǎo)軌構(gòu)成，he.g〃段間距為3de、U?段間距為

2L,“、/之間接有阻值為H的定值電阻。傾斜導(dǎo)軌處于垂直傾斜導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為38,水平導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8（兩處磁場(chǎng)方向在圖

中均未畫出）。導(dǎo)體棒II靜止于心、”可段，導(dǎo)體棒I從傾斜導(dǎo)軌上某處由靜止釋放，到達(dá)怩前速

度已達(dá)到最大。導(dǎo)體棒I、II的質(zhì)量均為〃?、電阻均為H,兩導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且

接觸良好，重力加速度大小為g,導(dǎo)軌電阻和空氣阻力均可忽略不計(jì)。

（1）求導(dǎo)體棒I到達(dá)bg時(shí)的速度大小%；

（2）導(dǎo)體棒I在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中，求導(dǎo)體棒I、II達(dá)到穩(wěn)定后的速度大小匕和匕；

（3）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，若導(dǎo)體棒I上產(chǎn)生的焦耳熱是導(dǎo)體棒H的兩倍，求導(dǎo)體棒I釋放的位置到

怩的距離X。

_2mgRs\nO_SmgRsin0_4mgRsin0_4m2gR2s\n0

【答案】（1）%=98*；（2）"=45-,"=45..；門）X=1358T

【解析】本題考查電磁感應(yīng)定律，目的是考查學(xué)生的模型建構(gòu)能力。

（1）由題意知導(dǎo)體棒I到達(dá)姆前速度已達(dá)到最大，由平衡條件有

3B：L=mgsin0

又

/=*

其中

R、=2R

解得

_2nigRsin0

%-94*-

（2）穩(wěn)定時(shí)，兩導(dǎo)體棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，則有

BL\\=Bx2Lv,

可得

匕=2為

對(duì)兩導(dǎo)體棒由動(dòng)量定理分別有

-BhLt=inv,-mvm

BIx2Lt=mv2

解得

"=45爐，

4mgRsin0

%=458?爐

（3）導(dǎo)體棒i在傾斜導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒n中無電流通過，不產(chǎn)生焦耳熱，設(shè)導(dǎo)體棒I在假斜導(dǎo)

軌二產(chǎn)生的焦耳熱為0,導(dǎo)體棒［在傾斜導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)過程由能量守恒定律有

mgxsin0=2Q+；，〃匕；

解杼

）_〃悔rsin。Hg2*sin26

姑―—2817一

當(dāng)導(dǎo)體棒【在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒I、I【產(chǎn)生的焦耳熱相同，設(shè)均為口，根據(jù)能量守恒定律

有

12121，s

解得

）_m'g2R2sin26

405