2024年全國統(tǒng)一高考物理試卷（甲卷）■含解析

一、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1?5題只有一項符

合題目要求，第6?8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0

分，

I.（6分）笊核可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，總的反應(yīng)效果可用6：〃T2；He+W7i+y?+43.15MeV

表示，式中x、y的值分別為（）

A.x=1,y=2B.x=l,y=3C.x=2?y=2D.x=3,y=1

【答案】C

【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒判斷x和y數(shù)值；

【解答】解：根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知

6x2=2x4+x+y

6=2x2+y

解得

y=2

x=2

故C正確，ARD錯誤.

故選：Co

【點(diǎn)評】本題考查核反應(yīng)遵循的規(guī)律，知道核反應(yīng)過程中的守恒關(guān)系是解題關(guān)鍵。

2.（6分）如圖，一輕繩跨過光滑定滑輪，繩的一端系物塊P,P置于水平桌面上，與桌面間存在摩擦繩

的另一?端懸掛一輕盤（質(zhì)量可忽略），盤中放置祛碼。改變盤中祛碼總質(zhì)量m,并測量P的加速度大小

a,得到a-m圖像。重力加速度大小為g。在下列a-m圖像中，可能正確的是（）

笫1頁（共19頁）

【答案】D

【分析】先需要平衡摩擦力，可得出有一定質(zhì)量時，加速度才是存在，再根據(jù)牛頓第二定律列式求解。

【解答】解：P在水平桌面上，且與桌面有摩擦，故添加祛碼直到其重力等于物塊P的最大靜摩擦力,

后繼續(xù)添加祛碼，P開始運(yùn)動?對整體，根據(jù)牛頓第二定律可知

mg-f=（m+M）a

解得：mg一防f%

當(dāng)滿足m?M時，圖像近似為不過原點(diǎn)的傾斜直線，m較大，不滿足m?M時圖像會彎曲，故D正確,

ABC錯誤。

故選：D。

【點(diǎn)評】本題考查探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗，掌握實(shí)驗原理和注意事項。

3.（6分）2024年5月，嫦娥六號探測器發(fā)射成功，開啟了人類首次從月球背面采樣返回之旅。將采得的

樣品帶回地球，飛行器需經(jīng)過月面起飛、環(huán)月飛行、月地轉(zhuǎn)移等過程。月球表面自由落體加速度約為地

球表面自由落體加速度的之下列說法正確的是（）

A.在環(huán)月飛行時，樣品所受合力為零

B.若將樣品放置在月球正面，它對月球表面壓力等于零

C.樣品在不同過程中受到的引力不同，所以質(zhì)量也不同

D.樣品放置在月球背面時對月球的壓力，比放置在地球表面時對地球的壓力小

【答案】D

【分析】A.嫦娥六號探測器環(huán)月K行時，樣品所受的合力提供向心力，據(jù)此分析作答；

B.根據(jù)平衡條件分析作答；

C.質(zhì)量是物體本身的屬性，據(jù)此分析作答；

D.根據(jù)FN=mg進(jìn)行分析作答，

笫2頁（共19頁）

【解答】解：A.嫦娥六號探測器環(huán)月飛行時，樣品所受的合力提供向心力，合力不為零，故A錯誤；

B.若將樣品放置在月球正面，樣品在月球表面也受到重力作用，月球表面對它的支持力等于重力，故它

對月球表面壓力不等于零，故B錯誤；

C.質(zhì)量是物體本身的屬性，不隨形狀、物態(tài)、溫度和位置的變化而變化樣品在不同過程中受到的引力

不同，但質(zhì)量不變，故C錯誤；

D.根據(jù)FN=mg可知，由于月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的也因此樣品放置在月球背

面時對月球的壓力，比放置在地球表面時對地球的壓力小，放D正確。

故選：Do

【點(diǎn)評】本題以嫦娥六號探測器發(fā)射成功為背景考查了萬有引力定律、平衡條件和重力的計算，要知道

質(zhì)量是物體的屬性，基礎(chǔ)題。

4.（6分）如圖，一光滑大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，質(zhì)量為m的小環(huán)套在大圓環(huán)上，小環(huán)從靜止開始由大

圓環(huán)頂端經(jīng)Q點(diǎn)自由下涓至其底部，Q為豎直線與大圓環(huán)的切點(diǎn)。則小環(huán)下滑過程中對大圓環(huán)的作用

力大小（）

A.在Q點(diǎn)最大B.在Q點(diǎn)最小

C.先減小后增大D,先增大后減小

【答案】C

【分析】小環(huán)在下滑過程中，重力沿半徑方向的分力與圓環(huán)對小環(huán)的作用力的合力提供向心力；根據(jù)動

能定理求小環(huán)的速度大小，根據(jù)牛頓第二定律求解作用力的大小，然后作答。

【解答】解：設(shè)圓環(huán)的半徑為R,小環(huán)下滑的高度為h,則h￡2R

1?

小環(huán)在下滑過程中，根據(jù)動能定理mgh二亍八〃

解得u=?2gh

小環(huán)在最高處靜止時，小環(huán)對圓環(huán)的作用力FI=mg

小環(huán)從最高處到圓心等高處的過程中，設(shè)重力與半徑方向成9角，如圖所示：

笫3頁（共19頁）

5.（6分）在電荷量為Q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中，將無限遠(yuǎn)處的電勢規(guī)定為零時，距離該點(diǎn)電荷r處的電

勢為日Q，其中k為靜電力常量：多個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中某點(diǎn)的電勢，等于每個點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時該

點(diǎn)的電勢的代數(shù)和。電荷量分別為Q）和Q2的兩個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的等勢線如圖中曲線所示（圖中數(shù)

Qi

B.Qi>0,7T=-2

Q2

QiQ1c

C.Qi<0,77=-3D.Qj>0,77=-3

V2V2

【答案】B

【分析】若規(guī)定無限遠(yuǎn)處的電勢規(guī)定為零,正電荷周圍的電勢均為正，負(fù)電荷周圍的電勢均勻負(fù)，據(jù)此

分析Qi、Q2的正負(fù)；多個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中某點(diǎn)的電勢，等于每個點(diǎn)電荷單獨(dú)存在的該點(diǎn)的電勢的

代數(shù)和，根據(jù)點(diǎn)電荷的電勢與距離的關(guān)系求解作答。

【解答】解：若規(guī)定無限遠(yuǎn)處的電勢規(guī)定為零，正電荷周圍的電勢均為正，負(fù)電荷周圍的電勢均勻負(fù),

因此Qi為正電荷，Q2為負(fù)電荷，即Qi>0,Q2<0；

根據(jù)點(diǎn)電荷的電勢與距離的關(guān)系9=g

由圖可知，當(dāng)兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電勢的代數(shù)和為0時,有口=2微

因此kg1+3=0

綜上分析，故ACD錯誤，B正確。

故選:Bo

【點(diǎn)評】本題主要考查了點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電勢，明確多個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中某點(diǎn)的電勢，等于每個點(diǎn)電

荷單獨(dú)存在的該點(diǎn)的電勢的代數(shù)和以及點(diǎn)電荷的電勢與距離的關(guān)系是解題的關(guān)鏈要能夠正確找出兩者

的距離關(guān)系。

笫5頁（共19頁）

（多選）6.（6分）如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數(shù)可通過滑動觸頭T調(diào)節(jié)，副線圈回路接有

滑動變阻器R、定值電阻Ro和R]、開關(guān)S。S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓Uo不變的情況下，為提高

R1的熱功率，可以（）

A.保持T不動，滑動變阻器R的滑片向F端滑動

B.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片位置不變

C.將T向a端移動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動

D.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片向c端滑動

【答案】AC

【分析】根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系、功率公式和歐姆定律進(jìn)行分析作答。

【解答】解：A.保持T不變，則變壓器原、副線圈的匝數(shù)比不變

八2

根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系a=丁匕可知，副線圈兩端電壓不變;

根據(jù)功率公式PR]=/*1

根據(jù)歐姆定律乙二

勺+R

因此為提高Ri的熱功率，應(yīng)減小R,即滑動變阻器的滑動片向F端滑動，故A正確;

九2

.根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系匕

BCD4"]JL

根據(jù)功率公式

1\111

根據(jù)歐姆定律。=再華7

要使h增大，應(yīng)增大U2或減小R,或增大U2、減小R

即將T向a端滑動，或者滑動變阻器的滑動片向f端滑動，或者T向a端滑動、滑動變阻器的滑動片向

f端滑動，故BD錯誤，C正確。

故選：ACo

【點(diǎn)評】本題主要考行了理想變壓器的動態(tài)變化，理解理想變壓器電壓與函數(shù)比的關(guān)系、功率公式和歐

姆定律是解題的關(guān)鍵。

（多選）7.（6分）蹦床運(yùn)動中，體重為60kg的運(yùn)動員在t=0時剛好落到蹦床上，對蹦床作用力大小F

笫6頁（共19頁）

與時間t的關(guān)系如圖所示。假設(shè)運(yùn)動過程中運(yùn)動員身體始終保持豎直，在其不與蹦床接觸時蹦床水平。

忽略空氣阻力，重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是（）

A.t=0.15s時，運(yùn)動員的重力勢能最大

B.t=0.30s時，運(yùn)動員的速度大小為10m/s

C.t=1.00s時，運(yùn)動員恰好運(yùn)動到最大高度處

D.運(yùn)動員每次與蹦床接觸到離開過程中對蹦床的平均作用力大小為4600N

【答案】BD

【分析】根據(jù)圖像得出t=0.15s時彈力最大，從而得出此時運(yùn)動員位置，進(jìn)而判斷重力勢能大??；

由圖得出運(yùn)動員離開到落回蹦床的時間，再根據(jù)對稱性得出上升時間，從而求出速度大?。?/p>

根據(jù)動量定理列式得出數(shù)據(jù)，再根據(jù)牛頓第三定律計算。

【解答】解：A.根據(jù)牛頓第三定律結(jié)合題圖可知t=0.15s時，蹦床對運(yùn)動員的彈力最大，蹦床的形變

量最大，此時運(yùn)動員處于最低點(diǎn)，運(yùn)動員的重力勢能最小，放A錯誤；

BC.根據(jù)題圖可知運(yùn)動員從t=0.30s離開蹦床到t=2.3s再次落到蹦床上經(jīng)歷的時間為2s,根據(jù)豎直上

拋運(yùn)動的對稱性可知，運(yùn)動員上升時間為1s,則在t=L3s時，運(yùn)動員恰好運(yùn)動到最大高度處，t=0.30s

時運(yùn)動員的速度大小

v=10xlm/s=10m/s

故B正確，C錯誤；

D.同理可知運(yùn)動員落到蹦床時的速度大小為10m/s,以豎直向上為正方向，根據(jù)動量定理

FAt-mgAt=mv-（-mv）

其中

At=0.3s

代入數(shù)據(jù)可得

F=4600N

根據(jù)牛頓第三定律可知運(yùn)動員每次與蹦床接觸到離開過程中對蹦床的平均作用力大小為4600N,故D

正確。

故選：BDo

笫7頁（共19頁）

【點(diǎn)評】本題考查的是動量定理以及運(yùn)動學(xué)知識點(diǎn)，其中需注意從圖像上判斷出運(yùn)動員離開蹦床到落回

蹦床的時間。

（多選）8.（6分）如圖，一絕緣細(xì)繩跨過兩個在同一豎直面［紙面）內(nèi)的光滑定滑輪，繩的一端連接一

矩形金屬線框，另一端連接一物塊。線框與左側(cè)滑輪之間的虛線區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁

場上下邊界水平，在t=0時刻線框的上邊框以不同的初速度從磁場下方進(jìn)入磁場。運(yùn)動過程中，線框

始終在紙面內(nèi)且上下邊框保持水平。以向上為速度的正方向，下列線框的速度v隨時間t變化的圖像中

【答案】AC

【分析】線框上邊框切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線框的上邊框?qū)⑹艿较蛳碌陌?/p>

培力作用，根據(jù)牛頓第二定律求解出線框運(yùn)動速度與加速度的關(guān)系式，再求出線框勻速運(yùn)動的速度；

根據(jù)線框上邊框進(jìn)入磁場時的速度大小以及線框質(zhì)量與物塊質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)合v-t圖像斜率絕對值的

含義進(jìn)行分析；

線框上邊框開始進(jìn)入磁場和線框上邊框開始離開磁場，線框中都有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線框所受的安培力都

向下，阻礙線框的相對運(yùn)動；

整個線框完全進(jìn)入磁場或者線框完全離開磁場，線框中都無感應(yīng)電流產(chǎn)生，線框不受安培力作用，因此

只有當(dāng)線框質(zhì)量等于物塊質(zhì)量，采用做勻速運(yùn)動的可能。

【解答】解：設(shè)線框的上邊進(jìn)入磁場時的速度為v,線框的總電阻為R；

線框上邊框切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢E=BLv

EBLv

感應(yīng)由沛_

笫8頁（共19頁）

?2r2

線框上邊框所受安培力以=B!L=生產(chǎn)

uK

設(shè)線框的質(zhì)量M,物塊的質(zhì)量m,圖中線框的上邊框進(jìn)入磁場時線框的加速度向下:

根據(jù)牛頓第二定律，對線框Mg+Fa-T=Ma

對■滑塊T-mg=ma

o272^

聯(lián)立解得(M-m)g+—-—=(M+m)a

K

線框向上做減速運(yùn)動，隨速度的減小，向下的加速度減?。?/p>

當(dāng)加速度為零時，線框勻速運(yùn)動的速度為?=總；

A.若線框上邊框進(jìn)入磁場時的速度較小，則線框進(jìn)入磁場時做加速度減小的減速運(yùn)動，線框下邊框還

未完全進(jìn)入磁場時，線框的速度和加速度都趨近于零；由于v-t圖像的斜率表示加速度的大小，圖線

將接近于t軸，故A正確；

R2j2”

B.因從1—0時刻線框的上邊框就進(jìn)入磁場，根據(jù)十一^=(M+"i)Q可知，線框上邊框進(jìn)

入磁場時，線框向上不可能做勻減速運(yùn)動，故B錯誤；

CD.若線框的質(zhì)量等于物塊的質(zhì)量，且當(dāng)線框上邊框進(jìn)入磁場時，速度大于V。，線圈進(jìn)入磁場做加速

度減小的減速運(yùn)動；

線框完全進(jìn)入磁場后，穿過線框的磁通量不發(fā)生變化，線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線框不受安培力作用，

線框做勻速運(yùn)動：

當(dāng)線框上邊框開始離開磁場時，線框的下邊框切做割磁感線運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線框下邊框受向下

的安培力，線框又做加速度減小的減速運(yùn)動，線框完全離開磁場時做勻速直線運(yùn)動，故C正確，D錯

誤。

故選：ACo

【點(diǎn)評】本題主要考查了電磁感應(yīng)中的圖像問題，要從圖像中獲取一開始就向上做減速運(yùn)動這個信息,

從而分析出加速度的方向，為牛頓第二定律的建立打下堅實(shí)基砒明確線框的上邊框或下邊框切割磁感

線運(yùn)動線框所受的安培力都是阻礙線框的相對運(yùn)動是解題的關(guān)鍵本題要從多維度進(jìn)行分析，考查了學(xué)

生的分析綜合能力、數(shù)形結(jié)合的能力，總之本題對能力的要求很高，難度大。

二、非選擇題：共62分。972題為必考題，每個試題考生都必須作答。第13?14題為選考題，考生根據(jù)

要求作答。(一)必考題：共47分。

9.(5分)學(xué)生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象，將彈簧測力計掛在電梯內(nèi)，測力計下端掛一物體。已知當(dāng)

地重力加速度大小為9.8m/s2o

笫9頁(共19頁)

（1）電梯靜止時測力計示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為5.0N（結(jié)果保留1位小數(shù)）；

（2）電梯上行時，一段時間內(nèi)測力計的示數(shù)為4.5N,則此段時間內(nèi)物體處失重（填“超重”或，失

重“）狀態(tài)，電梯加速度大小為1.0m/s2（結(jié)果保留1位小數(shù)）。

【答案】（1）5.0；（2）失重；1.0。

【分析】（1）彈簧測力計的分度值為0.5N,采用，白，估讀法讀數(shù)；

（2）根據(jù)彈簧測力計示數(shù)的變化，分析物體的超重和失重；根據(jù)牛頓第一定律求加速度。

【解答】解：（1）彈簧測力計的分度值為0.5N,由圖可知彈簧測力計的讀數(shù)為5.0N；

（2）電梯靜止時，根據(jù)彈簧條件，彈簧測力計的示數(shù)Fo=mg=5.ON

電梯上行時，一段時間內(nèi)彈簧測力計的示數(shù)為F=4.5N,說明電梯內(nèi)物體受到的拉力小于重力，物體的

加速度向下，此時物體處于失重狀態(tài)：

根據(jù)牛頓第：定律mg-F=ma

代入數(shù)據(jù)解得a=1.0m/s2。

故答案為：（1）5.0；（2）失重；1.0。

【點(diǎn)評】本題主要考查了彈簧測力計的讀數(shù)、平衡條件以及牛頓第二定律的運(yùn)用，理解超重和失重的運(yùn)

用是解題的關(guān)鍵。

10.（10分）電阻型氧氣傳感器佗阻值會隨所處環(huán)境中的氧氣含量發(fā)生變化。在保持流過傳感器的電流（即

工作電流）恒定的條件下，通過測量不同氧氣含量下傳感器兩端的電壓，建立電壓與氧氣含量之間的對

應(yīng)關(guān)系，這一過程稱為定標(biāo)。一同學(xué)用圖（a）所示電路對他制作的一個氧氣傳感器定標(biāo)。實(shí)驗器材有:

裝在氣室內(nèi)的氧氣傳感器（工作電流1mA）、亳安表（內(nèi)阻可忽略）、電壓表、電源、滑動變阻器、開

關(guān)、導(dǎo)線若干、5個氣瓶（氧氣含量分別為I%、5%、1（）%、15%、20%）0

第10頁（共19頁）

U(V)

完成下列實(shí)驗步驟并填空：

（1）將圖（a）中的實(shí)驗器材間的連線補(bǔ)充完整，使其能對?傳感器定標(biāo)；

（2）連接好實(shí)驗器材，把氧氣含量為1%的氣瓶接到氣體入口；

（3）把滑動變阻器的滑片滑到a端（填"a"或"b”），閉合開關(guān)；

（4）緩慢調(diào)整滑動變阻器的滑片位置，使亳安表的示數(shù)為1mA,記錄電壓表的示數(shù)U；

（5）斷開開關(guān)，更換氣瓶，重復(fù)步驟（3）和（4）；

（6）獲得的氧氣含量分別為1%、5%、10%和15%的數(shù)據(jù)己標(biāo)在圖（b）中；氧氣含量為20%時電壓表

的示數(shù)如圖（c）,該示數(shù)為1.40V（結(jié)果保留2位小數(shù)）。

現(xiàn)測最一瓶待測氧氣含量的氣體，將氣瓶接到氣體入口，調(diào)整滑動變阻器滑片位置使亳安表的示數(shù)為

1mA,此時電壓表的示數(shù)為1.5OV,則此瓶氣體的氧氣含量為」2_%（結(jié)果保留整數(shù)，

【答案】（1）見解析；（3）a；（6）1.40；17o

【分析】（1）滑動變阻器采用分壓式接法，亳安表內(nèi)阻不計，亳安表采用內(nèi)接法，據(jù)此完成電路的連接

（3）滑動變阻器采用分壓式接法，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑動片應(yīng)位于分壓電壓為0的那一端：

（6）電壓表的量程為0-5V,分度值為0.1V,讀數(shù)時要估讀到下一位，據(jù)此讀數(shù)；

根據(jù)描點(diǎn)作圖法的規(guī)則作圖，根據(jù)所作的圖像求解出氧氣的含量。

【解答】悔（1）滑動變陽器采用分壓方式接法，由「亳安表內(nèi)阻不計，亳安表采用內(nèi)接法，連接的實(shí)

物圖如圖所示：

第11頁（共19頁）

傳感器號入口羅出口

連接隹3交

圖（a）

（3）為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)時，氣室兩端電壓應(yīng)該為0,因此滑動變阻器的滑動片應(yīng)該滑動a端；

（6）電壓表的量程為0-5V,分度值為0.1V,讀數(shù)時要估讀到下一位，由圖（c）可知電壓表示數(shù)U=

I.40V：

將圖（b）中的點(diǎn)用平滑的曲線連接，由題意可知毫安表的示數(shù)始終不變，由圖乙可以看出，電壓表示

故答案為：（1）見解析；（3）a；（6）1.40；17o

【點(diǎn)評】本題主要考查了傳感器的應(yīng)用，明確實(shí)驗原理，掌握電壓表的讀數(shù)規(guī)則，能夠根據(jù)描點(diǎn)法正確

作出圖像，并從圖像中獲取信息。

11.（12分）為搶救病人，一輛救護(hù)車緊急出發(fā)，鳴著笛沿水平直路從t=（）時由靜止開始做勻加速運(yùn)動,

加速度大小a=2m/s2,在h=IOs時停止加速開始做勻速運(yùn)動，之后某時刻救護(hù)車停止鳴笛，t2=41s時

在救護(hù)車出發(fā)處的人聽到救護(hù)車發(fā)出的最后的鳴笛聲。已知聲速v°=340m/s,求：

第12頁（共19頁）

（1）救護(hù)車勻速運(yùn)動時的速度大??；

（2）在停止鳴笛時救護(hù)車距出發(fā)處的距離。

【答案】（I）救護(hù)車勻速運(yùn)動時的速度大小為20m/s；

（2）在停止鳴笛時救護(hù)車距出發(fā)處的距離為680mo

【分析】（1）救護(hù)車停止加速后救護(hù)車勻速直線運(yùn)動，根據(jù)勻速直線運(yùn)動規(guī)律求速度；

（2）畫出救護(hù)車運(yùn)動過程草圖，抓住救護(hù)車與聲波傳播的時間關(guān)系，根據(jù)勻速運(yùn)動規(guī)律和勻變速運(yùn)動

規(guī)律求解作答。

【解答】解：（1）救護(hù)車在11=10s時停止加速，則救護(hù)車勻速直線運(yùn)動時的速度為丫=油

解得v=2（）m/s

（2）救護(hù)車運(yùn)動過程草圖如圖所示：

勻加速.勻速At停止鳴笛后勻速

設(shè)勻速運(yùn)動時間4時停止鳴笛，此時救護(hù)車距離出發(fā)點(diǎn)的距離為％=ga4+必亡

發(fā)出的鳴笛聲從鳴笛處傳播到救護(hù)車出發(fā)點(diǎn)處，傳播距離為x=v。（t2-t1-At）

代入解得x=680m.

答：（1）救護(hù)車勻速運(yùn)動時的速度大小為20m/s；

（2）在停止鳴笛時救護(hù)車距巴發(fā)處的距成為680mo

【點(diǎn)評】本題以救護(hù)車搶救病人為情景考查了勻變速運(yùn)動規(guī)律的運(yùn)用，分清每個運(yùn)動過程是解題的關(guān)鍵。

12.（20分）兩根平行長直光滑金屬導(dǎo)軌距離為1,固定在同??水平面（紙面）內(nèi)，導(dǎo)軌左端接有電容為C

的電容器和阻值為R的電阻。開關(guān)S與電容器并聯(lián)導(dǎo)軌上有一長度略大于1的金屬棒，如圖所示。導(dǎo)

軌所處區(qū)域有方向垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D的勻強(qiáng)磁場。開大S閉合，金屬棒在恒定的外力

作用下由靜止開始加速，最后將做速率為V。的勻速直線運(yùn)動。金屬棒始終與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好，

導(dǎo)軌電阻和金屬棒電阻忽略不計。

（1）在加速過程中，當(dāng)外力做功的功率等于電阻R熱功率的2倍時，金屬棒的速度大小是多少？

（2）如果金屬棒達(dá)到（1）中的速度時斷開開關(guān)S,改變外力使金屬棒保持此速度做勻速運(yùn)動。之后某

時刻，外力做功的功率等于電阻R熱功率的2倍，求此時電容器兩極間的電壓及從斷開S開始到此刻

外力做的功。

第13頁（共19頁）

R

「-------a——n-----------t-

s\Z-c------------->L

I____I

【答案】見試題解答內(nèi)容

【分析】（1）開關(guān)S閉合時，當(dāng)施加的恒力F與安培力相等時，金屬棒的速度最大。由閉合電路歐姆

定律、法拉第電磁感應(yīng)定律求解恒定的外力。再對金屬棒速度為v時，由恒力F的功率與定值電阻的功

率的關(guān)系求解速度v的大小。

（2）斷開開關(guān)S,金屬棒以速度v勻速運(yùn)動，水平外力F與安培力等大反向。電容器與定值電阻串聯(lián),

電容器不斷充電，根據(jù)閉合電路歐姆定律，結(jié)合外力的功率與定值電阻的功率的關(guān)系求解此時電容器兩

端電壓。應(yīng)用微元法，結(jié)合電容器定義式求解外力所做的功，

【解答】解：（1）開關(guān)S閉合時，當(dāng)施加的恒力F與安培力相等時，金屬棒的速度最大，則有：

F=F安=8比

由閉合電路歐姆定律得：/=7

金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E=BLv0

聯(lián)立解得恒定的外力為：尸==區(qū)

K

金屬棒速度為V時，恒力F的功率為：PF=FV=^^V

D212,J2.

定值電阻的功率為：PR=/2R=2祥

已知：PF=2PR

解得：v=V

（2）斷開開關(guān)S,電容器與定值電阻串聯(lián)，電容器不斷充電，設(shè)所求的電容器兩端的電壓為Uc，根據(jù)

閉合電路歐姆定律得：

E=BLv=lR+Uc

金屬棒以速度v勻速運(yùn)動，水平外力F與安培力F安=BIL等大反向，水平外力F的功率為：

PF=FV=BILV

定值電阻功的率為：

PR=『R

當(dāng)PF=2PR時有：BILV=2I2R

第14頁（共19頁）

聯(lián)立解得此時電容器兩端電壓為:

BLvBLv0

%~=4

應(yīng)用微元法，從開關(guān)斷開到此刻外力所做的功為

W=￡BIL(vAt)=BLv2I*At=BLvq

CBLv

由電容器定義式可得：q=CU=——

CB217vzC/Z?若

聯(lián)立解得：IV=

28

答：（1）金屬棒速度v的大小為三。

乙

BLv^CB2L2V1

（2）電容器兩端的電壓為T，從開關(guān)斷開到此刻外力所做的功為一1。

48

【點(diǎn)評】本題考查了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中力學(xué)問題。掌握含容電路的分析，力做功的功率與電功率的計算,

掌握本題微元法的應(yīng)用。

（二）選考題共15分。請考生從給出的2道題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第一題計分。|物

理一選修3?3|（15分）

（多選）13.（5分）如圖，四個相同的絕熱試管分別倒立在盛水的燒杯a、b、c、d中，平衡后燒杯a、b、c

中的試管內(nèi)外水面的高度差相同，燒杯d中試管內(nèi)水面高于試管外水面。已知四個燒杯中水的溫度分別

為ta、%、4、5且taVtb〈tc=td。水的密度隨溫度的變化忽略不計。下列說法正確的是（）

A.a中水的飽和汽壓最小

B.a、b中水的飽和汽壓相等

C.c、d中水的飽和汽壓相等

D.a、b中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)相等

E.d中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)比C中的大

【答案】ACD

【分析】同一物質(zhì)的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越大，飽和汽壓越大；

根據(jù)試管內(nèi)外水面的高度差結(jié)合力學(xué)公式求解出壓強(qiáng)大小。

【解答】解：A.同一物質(zhì)的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越大，飽和汽壓越大，a中水的溫度最低，則

a中水的飽和汽壓最小，故A正確；

第15頁（共19頁）

B.同理，a中水的溫度小于b中水的溫度，則〃中水的飽和汽壓小于b中水的飽和汽壓，故B錯誤；

C.c中水的溫度等于d中水的溫度，則c、d中水的飽和汽壓相等，故C正確；

D.設(shè)大氣壓強(qiáng)p,試管內(nèi)外水面的高度差h,則a、b中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)均為

p'=p+pgh

故D正確；

E.d中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為

Pd=P-Pgh

c中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為

Pc=P+Pgh

可知

PdVPc

故E錯誤。

故選：ACDo

【點(diǎn)評】本題考查了氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用，根據(jù)圖示情景求出封閉氣體壓強(qiáng)的表達(dá)式是解題的前提。

14.（10分）如圖，一豎直放置的汽缸內(nèi)密封有一定量的氣體，一不計厚度的輕質(zhì)活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦

滑動，移動范圍被限制在卡銷a、b之間，b與汽缸底部的矩離bc=10ab,活塞的面積為1.0x10"m2。

初始時，活塞在卡銷a處，汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)、溫度與活塞外大氣的壓強(qiáng)、溫度相同，分別為1.0xl05pa

和300K。在活塞上施加豎直向下的外力，逐漸增大外力使活塞緩慢到達(dá)卡銷b處（過程中氣體溫度視

為不變），外力增加到200N并保持不變。

（1）求外力增加到200N時，卡銷b對活塞支持力的大小；

（2）再將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，求當(dāng)活塞剛好能離開卡銷b時氣體的溫度。

【答案】（1）外力增加到200N時，卡銷b對活塞支持力的大小為100N：

（2）當(dāng)活塞剛好能離開卡銷b時氣體的溫度約為327.3K。

【分析】（1）活塞從a運(yùn)動到b的過程中，氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律和平衡條件求解作答;

（2）當(dāng)活塞剛好能離開卡銷b時，氣體做等容變化，根據(jù)查理定律平衡條件求解作答。

【解答】解：（1）活塞從a運(yùn)動到b的過程中，氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律poVo=piH

第16頁（共19頁）

一,L（）

%Sab4-lOa^qsq5

氣體的壓強(qiáng)/=VTp0=-/■x1.0x10Pa=1.1x10Pa

以活塞為研究對象，根據(jù)平衡條件p0S+F=piS+FN

代入數(shù)據(jù)解得FN=100N

PIPz

（2）當(dāng)活塞剛好能離開卡銷b時，氣體做等容變化，根據(jù)查理定律元=法

以活塞為研究對象，根據(jù)平衡條件p（）S+F=p2s

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得T=327.3K

答：（I）外力增加到200N時，卡銷b對活塞支持力的大小為100N；

（2）當(dāng)活塞剛好能離開K銷b時氣體的溫度約為327.3K。

【點(diǎn)評】本題主要考查了一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程和平衡條件，理解玻意耳定律和查理定律是解

題的關(guān)鍵。

[物理一選修3-4]（15分）

（多選）15.（5分）一列簡諧橫波沿x軸傳播，周期為2s,t=0時刻的波形曲線如圖所示，此時介質(zhì)中

質(zhì)點(diǎn)b向y軸負(fù)方向運(yùn)動，下列說法正確的是（）

A.該波的波速為L0m/s

B.該波沿x軸正方向傳播

C.t=0.25s時質(zhì)點(diǎn)a和質(zhì)點(diǎn)c的運(yùn)動方向相反

D.t=0.5s時介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)a