2024年高考物理試卷（安徽）（解析卷）

2024年安徽省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試

物理

注意事項(xiàng)：

1．答題前，考生務(wù)必將自己的姓名和座位號(hào)填寫在答題卡和試卷上．

2．作答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案選項(xiàng)涂黑．如需改

動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案選項(xiàng)．作答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上對(duì)應(yīng)區(qū)

域．寫在木試卷上無效．

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8小題，每小題4分，共32分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)

是符合要求的．

1.大連相干光源是我國第一臺(tái)高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解

釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級(jí)示意圖，已知紫外光的光子能量大于3.11eV，當(dāng)大量處于n=3

能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射不同頻率的紫外光有（）

A.1種B.2種C.3種D.4種

【答案】B

【解析】

【詳解】大量處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能夠輻射出不同頻率的種類為

2

C3=3種

輻射出光子的能量分別為

DE1=E3-E1=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV

DE2=E3-E2=-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV

DE3=E2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV

其中

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DE1＞3.11eV，DE2＜3.11eV，DE3＞3.11eV

所以輻射不同頻率的紫外光有2種。

故選B。

2.某同學(xué)參加戶外拓展活動(dòng)，遵照安全規(guī)范，坐在滑板上，從高為h的粗糙斜坡頂端由靜止下滑，至底端

時(shí)速度為v．已知人與滑板的總質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點(diǎn)．重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力．則此過程中

人與滑板克服摩擦力做的功為（）

111

A.mghB.mv2C.mgh+mv2D.mgh-mv2

222

【答案】D

【解析】

【詳解】人在下滑的過程中，由動(dòng)能定理可得

1

mgh-W=mv2-0

f2

可得此過程中人與滑板克服摩擦力做的功為

1

W=mgh-mv2

f2

故選D。

3.某儀器發(fā)射甲、乙兩列橫波，在同一均勻介質(zhì)中相向傳播，波速v大小相等。某時(shí)刻的波形圖如圖所示，

則這兩列橫波（）

A.在x=9.0m處開始相遇B.在x=10.0m處開始相遇

C.波峰在x=10.5m處相遇D.波峰在x=11.5m處相遇

【答案】C

【解析】

【詳解】AB．由題意可知兩列波的波速相同，所以相同時(shí)間內(nèi)傳播的的距離相同，故兩列橫波在x=11.0m

處開始相遇，故AB錯(cuò)誤；

CD．甲波峰的坐標(biāo)為x1=5m，乙波峰的坐標(biāo)為x2=16m，由于兩列波的波速相同，所以波峰在

16-5

x￠=5m+m=10.5m

2

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處相遇，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

4.傾角為q的傳送帶以恒定速率v0順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。t=0時(shí)在傳送帶底端無初速輕放一小物塊，如圖所示。t0

時(shí)刻物塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶中間某位置，速度達(dá)到v0。不計(jì)空氣阻力，則物塊從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到頂端的過程

中，加速度a、速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線可能正確的是（）

A.B.C.D.

【答案】C

【解析】

【詳解】0~t0時(shí)間內(nèi)：物體輕放在傳送帶上，做加速運(yùn)動(dòng)。受力分析可知，物體受重力、支持力、滑動(dòng)摩

擦力，滑動(dòng)摩擦力大于重力的下滑分力，合力不變，故做勻加速運(yùn)動(dòng)。

t0之后：當(dāng)物塊速度與傳送帶相同時(shí)，靜摩擦力與重力的下滑分力相等，加速度突變?yōu)榱悖飰K做勻速直

線運(yùn)動(dòng)。

C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

5.2024年3月20日，我國探月工程四期鵲橋二號(hào)中繼星成功發(fā)射升空。當(dāng)?shù)诌_(dá)距離月球表面某高度時(shí)，鵲

橋二號(hào)開始進(jìn)行近月制動(dòng)，并順利進(jìn)入捕獲軌道運(yùn)行，如圖所示，軌道的半長軸約為51900km。后經(jīng)多次

軌道調(diào)整，進(jìn)入凍結(jié)軌道運(yùn)行，軌道的半長軸約為9900km，周期約為24h。則鵲橋二號(hào)在捕獲軌道運(yùn)行時(shí)

（）

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A.周期約為144h

B.近月點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度

C.近月點(diǎn)的速度小于在凍結(jié)軌道運(yùn)行時(shí)近月點(diǎn)的速度

D.近月點(diǎn)的加速度大于在凍結(jié)軌道運(yùn)行時(shí)近月點(diǎn)的加速度

【答案】B

【解析】

【詳解】A．凍結(jié)軌道和捕獲軌道的中心天體是月球，根據(jù)開普勒第三定律得

22

T1T2

3=3

R1R2

整理得

3

R2

T2=T13=288h

R1

A錯(cuò)誤；

B．根據(jù)開普勒第二定律得，近月點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度，B正確；

C．近月點(diǎn)從捕獲軌道到凍結(jié)軌道鵲橋二號(hào)進(jìn)行近月制動(dòng)，捕獲軌道近月點(diǎn)的速度大于在凍結(jié)軌道運(yùn)行時(shí)

近月點(diǎn)的速度，C錯(cuò)誤；

D．兩軌道的近月點(diǎn)所受的萬有引力相同，根據(jù)牛頓第二定律可知，近月點(diǎn)的加速度等于在凍結(jié)軌道運(yùn)行時(shí)

近月點(diǎn)的加速度，D錯(cuò)誤。

故選B。

6.如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩完全相同的輕質(zhì)彈簧，它們的一端分別固定于水平線上的M、N兩點(diǎn)，另一

端均連接在質(zhì)量為m的小球上。開始時(shí)，在豎直向上的拉力作用下，小球靜止于MN連線的中點(diǎn)O，彈簧

處于原長。后將小球豎直向上。緩慢拉至P點(diǎn)，并保持靜止，此時(shí)拉力F大小為2mg。已知重力加速度大

小為g，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力。若撤去拉力，則小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中（）

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A.速度一直增大B.速度先增大后減小

C.加速度的最大值為3gD.加速度先增大后減小

【答案】A

【解析】

【詳解】AB．緩慢拉至P點(diǎn)，保持靜止，由平衡條件可知此時(shí)拉力F與重力和兩彈簧的拉力合力為零。此

時(shí)兩彈簧的合力為大小為mg。當(dāng)撤去拉力，則小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中兩彈簧的拉力與重力的合

力始終向下，小球一直做加速運(yùn)動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD．小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中，形變量變小彈簧在豎直方向的合力不斷變小，故小球受的合外力一

直變小，加速度的最大值為撤去拉力時(shí)的加速度，由牛頓第二定律可知

2mg=ma

加速度的最大值為2g，CD錯(cuò)誤。

故選A。

7.在某地區(qū)的干旱季節(jié)，人們常用水泵從深水井中抽水灌溉農(nóng)田，簡化模型如圖所示。水井中的水面距離

水平地面的高度為H。出水口距水平地面的高度為h，與落地點(diǎn)的水平距離約為l。假設(shè)抽水過程中H保持

不變，水泵輸出能量的h倍轉(zhuǎn)化為水被抽到出水口處增加的機(jī)械能。已知水的密度為r，水管內(nèi)徑的橫截

面積為S，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力。則水泵的輸出功率約為（）

rgSl2gh?l2?rgSl2gh?l2?

A.?H+h+÷B.?H+h+÷

2hhè2h?2hhè4h?

rgSl2gh?l2?rgSl2gh?l2?

C.?H+÷D.?H+÷

2hhè2h?2hhè4h?

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【答案】B

【解析】

【詳解】設(shè)水從出水口射出的初速度為v0，取t時(shí)間內(nèi)的水為研究對(duì)象，該部分水的質(zhì)量為

m=v0tSr

根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律

v0t'=l

1

h=gt'2

2

解得

g

v=l

02h

根據(jù)功能關(guān)系得

1

Pth=mv2+mgH+h

20

聯(lián)立解得水泵的輸出功率為

rgSl2gh?l2?

P=?H+h+÷

2hhè4h?

故選B。

8.在某裝置中的光滑絕緣水平面上，三個(gè)完全相同的帶電小球，通過不可伸長的絕緣輕質(zhì)細(xì)線，連接成邊

長為d的正三角形，如圖甲所示。小球質(zhì)量為m，帶電量為+q，可視為點(diǎn)電荷。初始時(shí)，小球均靜止，細(xì)

線拉直?，F(xiàn)將球1和球2間的細(xì)線剪斷，當(dāng)三個(gè)小球運(yùn)動(dòng)到同一條直線上時(shí)，速度大小分別為v1、v2、v3，

kq2

如圖乙所示。該過程中三個(gè)小球組成的系統(tǒng)電勢能減少了，k為靜電力常量，不計(jì)空氣阻力。則（）

2d

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A.該過程中小球3受到的合力大小始終不變B.該過程中系統(tǒng)能量守恒，動(dòng)量不守恒

2kq2

C.在圖乙位置，v1=v2，v312v1D.在圖乙位置，v=

33md

【答案】D

【解析】

【詳解】AB．該過程中系統(tǒng)動(dòng)能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，能量守恒，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)分析可知系統(tǒng)受到的合外力為

0，故動(dòng)量守恒；當(dāng)三個(gè)小球運(yùn)動(dòng)到同一條直線上時(shí)，根據(jù)對(duì)稱性可知細(xì)線中的拉力相等，此時(shí)球3受到1

和2的電場力大小相等，方向相反，故可知此時(shí)球3受到的合力為0，球3從靜止?fàn)顟B(tài)開始運(yùn)動(dòng)，瞬間受到

的合力不為0，故該過程中小球3受到的合力在改變，故AB錯(cuò)誤；

CD．對(duì)系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)量守恒

mv1+mv2=mv3

根據(jù)球1和2運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知v1=v2，解得

v3=2v1

根據(jù)能量守恒

111kq2

mv2+mv2+mv2=

2122232d

解得

2kq2

v=

33md

故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

二、選擇題：本題共2小題，每小題5分，共10分．在每小題給出的選項(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．

9.一傾角為30°足夠大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立Oxy直角坐標(biāo)系，如圖（1）所示。從

t=0開始，將一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從0點(diǎn)由靜止釋放，同時(shí)對(duì)物塊施加沿x軸正方向的力F1和F2，其大小

與時(shí)間t的關(guān)系如圖（2）所示。己知物塊的質(zhì)量為1.2kg，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。則（）

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A.物塊始終做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

B.t=1s時(shí)，物塊的y坐標(biāo)值為2.5m

C.t=1s時(shí)，物塊的加速度大小為53m/s2

D.t=2s時(shí)，物塊的速度大小為102m/s

【答案】BD

【解析】

【詳解】A．根據(jù)圖像可得F1=4-t，F(xiàn)2=3t，故兩力的合力為

F=4+2tN

物塊在y軸方向受到的力不變?yōu)閙gsin30°，x軸方向的力在改變，合力在改變，故物塊做的不是勻變速曲

線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B．在y軸方向的加速度為

mgsin30°

a==gsin30°=5m/s2

ym

故t=1s時(shí)，物塊的y坐標(biāo)值為

1

y=at2=2.5m

2y

故B正確；

C．t=1s時(shí)，F(xiàn)=6N，故此時(shí)加速度大小為

2

22?6?222

a=ax+ay=?÷+5m/s=52m/s

è1.2?

故C錯(cuò)誤；

D．對(duì)x軸正方向，對(duì)物塊根據(jù)動(dòng)量定理

Ft=mvx-0

由于F與時(shí)間t成線性關(guān)系故可得

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4+2′0+4+2′2

′2=1.2v

2x

解得

vx=10m/s

此時(shí)y軸方向速度為

vy=gsin30°×t=5′2m/s=10m/s

故此時(shí)物塊的速度大小為

22

v=vx+vy=102m/s

故D正確。

故選BD。

10.空間中存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

B。一質(zhì)量為m的帶電油滴a，在紙面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示。當(dāng)a運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)P時(shí)，

瞬間分成兩個(gè)小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者帶電量、質(zhì)量均相同。Ⅰ在P點(diǎn)時(shí)與a的速度方向相同，并做半徑為3R

的圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示。Ⅱ的軌跡未畫出。己知重力加速度大小為g，不計(jì)空氣浮力與阻力以及Ⅰ、Ⅱ

分開后的相互作用，則（）

mg

A.油滴a帶負(fù)電，所帶電量的大小為

E

gBR

B.油滴a做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為

E

3gBR4pE

C.小油滴Ⅰ做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為，周期為

EgB

D.小油滴Ⅱ沿順時(shí)針方向做圓周運(yùn)動(dòng)

【答案】ABD

【解析】

【詳解】A．油滴a做圓周運(yùn)動(dòng)，故重力與電場力平衡，可知帶負(fù)電，有

mg=Eq

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解得

mg

q=

E

故A正確；

B．根據(jù)洛倫茲力提供向心力

v2

Bqv=m

R

得

mv

R=

Bq

解得油滴a做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為

gBR

v=

E

故B正確；

C．設(shè)小油滴Ⅰ的速度大小為v1，得

m

v1

3R=2

q

B

2

解得

3BqR3gBR

v==

1mE

周期為

2p×3R2pE

T==

v1gB

故C錯(cuò)誤；

D．帶電油滴a分離前后動(dòng)量守恒，設(shè)分離后小油滴Ⅱ的速度為v2，取油滴a分離前瞬間的速度方向?yàn)檎?/p>

向，得

mm

mv=v+v

2122

解得

gBR

v=-

2E

由于分離后的小液滴受到的電場力和重力仍然平衡，分離后小油滴Ⅱ的速度方向與正方向相反，根據(jù)左手

定則可知小油滴Ⅱ沿順時(shí)針方向做圓周運(yùn)動(dòng)，故D正確。

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故選ABD。

三、非選擇題：共5題．共58分．

11.某實(shí)驗(yàn)小組做“測量玻璃的折射率”及拓展探究實(shí)驗(yàn)．

（1）為測量玻璃的折射率，按如圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下表述正確的一項(xiàng)是________。（填正確答案標(biāo)號(hào)）

A.用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a￠

B.在玻璃磚一側(cè)插上大頭針P1、P2，眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使P2把P1擋住，這樣就可

以確定入射光線和入射點(diǎn)O1。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針P3，使它把P1、P2都擋住，再插上大頭針P4，

使它把P1、P2、P3都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)O2

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角q1應(yīng)盡量小一些，以減小實(shí)驗(yàn)誤差

（2）為探究介質(zhì)折射率與光的頻率的關(guān)系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點(diǎn)入射到空氣與玻璃的分

界面．保持相同的入射角，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出光路圖，并標(biāo)記紅光和綠光，如圖乙所示．此實(shí)驗(yàn)初步表

明：對(duì)于同一種介質(zhì)，折射率與光的頻率有關(guān)．頻率大，折射率________（填“大”或“小”）

（3）為探究折射率與介質(zhì)材料的關(guān)系，用同一束微光分別入射玻璃磚和某透明介質(zhì)，如圖丙、丁所示。

保持相同的入射角a1，測得折射角分別為a2、a3a2<a3，則玻璃和該介質(zhì)的折射率大小關(guān)系為n玻璃

________n介質(zhì)（填“>”或“<”）。此實(shí)驗(yàn)初步表明：對(duì)于一定頻率的光，折射率與介質(zhì)材料有關(guān)。

【答案】（1）B（2）大

（3）>

【解析】

【小問1詳解】

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A．在白紙上畫出一條直線a作為界面，把長方體玻璃磚放在白紙上，使它的一個(gè)長邊與a對(duì)齊。用直尺

或者三角板輕靠在玻璃磚的另一長邊，按住直尺或三角板不動(dòng)，將玻璃磚取下，畫出直線a￠代表玻璃磚的

另一邊，而不能用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a￠，故A錯(cuò)誤；

B．在玻璃磚一側(cè)插上大頭針P1、P2，眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使P2把P1擋住，這樣就可

以確定入射光線和入射點(diǎn)O1。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針P3，使它把P1、P2都擋住，再插上大頭針P4，

使它把P1、P2、P3都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)O2，故B正確；

C．實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角q1應(yīng)盡量大一些，但也不能太大（接近90°），以減小實(shí)驗(yàn)誤差，故C錯(cuò)誤；

故選B。

【小問2詳解】

由圖乙可知，入射角相同，綠光的折射角小于紅光的折射角，根據(jù)光的折射定律

sina

n=

sinb

可知綠光的折射率大于紅光的折射率，又因?yàn)榫G光的頻率大于紅光的頻率，所以頻率大，折射率大。

【小問3詳解】

根據(jù)折射定律可知，玻璃的折射率為

sina1

n玻璃=

sina2

該介質(zhì)的折射率為

sina1

n介質(zhì)=

sina3

其中

a2＜a3

所以

n2＞n3

12.某實(shí)驗(yàn)小組要將電流表G（銘牌標(biāo)示：Ig=500μA，Rg=800W）改裝成量程為1V和3V的電壓表，

并用標(biāo)準(zhǔn)電壓表對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。選用合適的電源、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、開關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)電壓表等實(shí)驗(yàn)器材，

按圖（1）所示連接電路，其中虛線框內(nèi)為改裝電路。

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（1）開關(guān)S1閉合前，滑片P應(yīng)移動(dòng)到________（填“M”或“N”）端。

（2）根據(jù)要求和已知信息，電阻箱R1的阻值已調(diào)至1200W，則R2的阻值應(yīng)調(diào)至________W。

（3）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S2與a連接時(shí)，電流表G和標(biāo)準(zhǔn)電壓表V的示數(shù)分別為I、U，則電流表G的內(nèi)阻

可表示為________。（結(jié)果用U、I、R1、R2表示）

（4）校準(zhǔn)電表時(shí)，發(fā)現(xiàn)改裝后電壓表的讀數(shù)始終比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏大，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)電流表G內(nèi)阻的

真實(shí)值與銘牌標(biāo)示值有偏差，則只要________即可。（填正確答案標(biāo)號(hào)）

A.增大電阻箱R1的阻值B.減小電阻箱R2的阻值

C.將滑動(dòng)變阻器的滑片P向M端滑動(dòng)

（5）校準(zhǔn)完成后，開關(guān)S2與b連接，電流表G的示數(shù)如圖（2）所示，此示數(shù)對(duì)應(yīng)的改裝電壓表讀數(shù)為

________V。（保留2位有效數(shù)字）

【答案】（1）M（2）4000

U

（3）R=-R-R

gI12

（4）A（5）0.86

【解析】

【小問1詳解】

由圖可知，該滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為了電路，在開關(guān)S1閉合前，滑片P應(yīng)移到M端；

【小問2詳解】

當(dāng)開關(guān)S2接b時(shí)，電壓表量程為1V，根據(jù)歐姆定律

U1=Ig(Rg+R1)

當(dāng)開關(guān)S2接a時(shí)，電壓表量程為3V，根據(jù)歐姆定律

U2=Ig(Rg+R1+R2)

其中

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R1=1200W

聯(lián)立解得

R2=4000W

【小問3詳解】

當(dāng)開關(guān)S2接a時(shí)，根據(jù)歐姆定律

U=I(Rg+R1+R2)

可得電流表G的內(nèi)阻可表示為

U

R=-R-R

gI12

【小問4詳解】

校準(zhǔn)電表時(shí)，發(fā)現(xiàn)改裝后電壓表的讀數(shù)始終比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏大，可知電流表G內(nèi)阻的真實(shí)值小于銘

牌標(biāo)示值，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可以增大兩電阻箱的阻值。

故選A。

【小問5詳解】

根據(jù)閉合電路歐姆定律

-6

UV=IA(Rg+R1)=430′10′(800+1200)V=0.86V

13.某人駕駛汽車，從北京到哈爾濱，在哈爾濱發(fā)現(xiàn)汽車的某個(gè)輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)有所下降（假設(shè)輪胎內(nèi)氣

體的體積不變，且沒有漏氣，可視為理想氣體）。于是在哈爾濱給該輪胎充入壓強(qiáng)與大氣壓相同的空氣，使

其內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)恢復(fù)到出發(fā)時(shí)的壓強(qiáng)（假設(shè)充氣過程中，輪胎內(nèi)氣體的溫度與環(huán)境相同，且保持不變）。

已知該輪胎內(nèi)氣體的體積V0=30L，從北京出發(fā)時(shí)，該輪胎氣體的溫度t1=-3°C，壓強(qiáng)

55

p1=2.7′10Pa。哈爾濱的環(huán)境溫度t2=-23°C，大氣壓強(qiáng)p0取1.0′10Pa。求：

（1）在哈爾濱時(shí)，充氣前該輪胎氣體壓強(qiáng)的大小。

（2）充進(jìn)該輪胎的空氣體積。

【答案】（1）2.5′105Pa；（2）6L

【解析】

【詳解】（1）由查理定律可得

pp

1=2

T1T2

其中

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5

p1=2.7′10Pa，T1=273-3(K)=270K，T2=273-23(K)=250K

代入數(shù)據(jù)解得，在哈爾濱時(shí)，充氣前該輪胎氣體壓強(qiáng)的大小為

5

p2=2.5′10Pa

（2）由玻意耳定律

p2V0+p0V=p1V0

代入數(shù)據(jù)解得，充進(jìn)該輪胎的空氣體積為

V=6L

14.如圖所示，一實(shí)驗(yàn)小車靜止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平軌道與光滑四分之一圓弧軌道。圓弧

軌道與水平軌道相切于圓弧軌道最低點(diǎn)，一物塊靜止于小車最左端，一小球用不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線懸掛于O

點(diǎn)正下方，并輕靠在物塊右側(cè)?，F(xiàn)將細(xì)線拉直到水平位置時(shí)，靜止釋放小球，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊

發(fā)生彈性碰撞。碰撞后，物塊沿著的軌道運(yùn)動(dòng)，已知細(xì)線長L=1.25m。小球質(zhì)量m=0.20kg。物塊、小

車質(zhì)量均為M=0.30kg。小車上的水平軌道長s=1.0m。圓弧軌道半徑R=0.15m。小球、物塊均可視為

質(zhì)點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。

（1）求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊碰撞前所受拉力的大?。?/p>

（2）求小球與物塊碰撞后的瞬間，物塊速度的大??；

（3）為使物塊能進(jìn)入圓弧軌道，且在上升階段不脫離小車，求物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)的取值范

圍。

【答案】（1）6N；（2）4m/s；（3）0.25￡<0.4

【解析】

【詳解】（1）對(duì)小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理

1

mgL=mv2-0

20

解得

v0=5m/s

在最低點(diǎn)，對(duì)小球由牛頓第二定律

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v2

F-mg=m0

TL

解得，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊碰撞前所受拉力的大小為

FT=6N

（2）小球與物塊碰撞過程中，由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律

mv0=mv1+Mv2

111

mv2=mv2+Mv2

202122

解得小球與物塊碰撞后的瞬間，物塊速度的大小為

2m

v=v=4m/s

2m+M0

（3）若物塊恰好運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)兩者共速，則對(duì)物塊與小車整體由水平方向動(dòng)量守恒

Mv2=2Mv3

由能量守恒定律

11

Mv2=′2Mv2+Mgs

22231

解得

1=0.4

若物塊恰好運(yùn)動(dòng)到與圓弧圓心等高的位置，此時(shí)兩者共速，則對(duì)物塊與小車整體由水平方向動(dòng)量守恒

Mv2=2Mv4

由能量守恒定律

11

Mv2=′2Mv2+Mgs+MgR

22242

解得

2=0.25

綜上所述物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)的取值范圍為

0.25￡<0.4

15.如圖所示，一“U”型金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面內(nèi)，一電阻不計(jì)，質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌，

并靜置于絕緣固定支架上。邊長為L的正方形cdef區(qū)域內(nèi)，存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場。支架上方的

導(dǎo)軌間，存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場。兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間的變化關(guān)系均為B=kt（SI），k為

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常數(shù)（k>0）。支架上方的導(dǎo)軌足夠長，兩邊導(dǎo)軌單位長度的電阻均為r，下方導(dǎo)軌的總電阻為R。t=0時(shí)，

對(duì)ab施加豎直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中ab與兩邊

導(dǎo)軌接觸良好。已知ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g。不計(jì)空氣阻力，兩磁場互不影響。

（1）求通過面積Scdef的磁通量大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系式，以及感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，并寫出ab中電流的方

向；

（2）求ab所受安培力的大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；

（3）求經(jīng)過多長時(shí)間，對(duì)ab所施加的拉力達(dá)到最大值，并求此最大值。