2024年高考第三次模擬考試題：物理（海南卷）（全解全析）

2024年高考第三次模擬考試

高三物理?全解全析

注意事項(xiàng):

1.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、單項(xiàng)選擇題（本大題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只

有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的）

1.在2023年中國(guó)自行車巡回賽中，甲、乙兩選手騎規(guī)格相同的自行車沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng),

其UT圖像如圖所示，已知兩人在人時(shí)刻并排騎行，則（）

A.在，時(shí)，甲在乙后

B.在乙到,2時(shí)間內(nèi)，兩人相隔越來越近

C.在〃時(shí)刻后，兩人相隔越來越遠(yuǎn)

D.在4到4時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻，兩人再次并排騎行

【答案】D

【解析】A.兩人在4時(shí)刻并排騎行，根據(jù)修圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移知在。到

%時(shí)間內(nèi)，乙的位移大于甲的位移，說明甲在乙前，故A錯(cuò)誤：

BCD.根據(jù)修圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移知在彳到4時(shí)間內(nèi)，兩人的位移差越來越

大，在‘2時(shí)刻速度相等，相隔最遠(yuǎn)。此后，兩人距離先減小為零而后又增大，所以在〃到4

時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻，兩人再次并排騎行，故BC錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

2.長(zhǎng)為/、質(zhì)量為，〃的通電直導(dǎo)體棒放在傾角為°的光滑斜面上，并處在垂直斜面向上、磁感

應(yīng)強(qiáng)度為3的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示。當(dāng)電流為/時(shí)導(dǎo)體棒恰好處于平衡狀態(tài)，重力加速

度為g。當(dāng)電流的大小突然變?yōu)?/時(shí)，該導(dǎo)體棒的加速度大小為（）

A.2B.gsinOc2gsin。D3gsin?

【答案】C

【解析】當(dāng)電流為/時(shí)有

B1L=mgsin0

當(dāng)電流為3/時(shí)有

3BIL-mgsin0=triu

聯(lián)立得該導(dǎo)體棒的加速度大小為

a=2gsin。

故選C。

3.如圖所示，一圓軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道半徑為R,A、8兩點(diǎn)分別為軌道的最高點(diǎn)與最低

點(diǎn)，C為軌道上與圓心。等高的點(diǎn)。質(zhì)量為機(jī)的小球沿軌道外側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，球除了

受重力和圓軌道可能對(duì)其有彈力外，還始終受大小恒為F、方向始終指向圓心O的外力作用，

不計(jì)摩擦和空氣阻力，重力加速度為g。則（）

A.球在八點(diǎn)的最小速度為歷

B.球從A運(yùn)動(dòng)到8過程中，受到的彈力逐漸增大

C.球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)受到軌道的彈力大小為F

D.尸的最小值為5Mg

【答案】D

【解析】A.小球沿軌道外側(cè)運(yùn)動(dòng)，則過最高點(diǎn)A點(diǎn)時(shí)，最小速度可為零，此時(shí)支持力等

于重力與引力之和，故A錯(cuò)誤；

B.球從A運(yùn)動(dòng)到6過程中，速度逐漸增大，所需向心力逐漸增大，彈力沿圓心與球的連

線向外，則可知彈力逐漸減小，故B錯(cuò)誤;

C.當(dāng)球過A點(diǎn)速度為零時(shí)，由4到。有

mgR=；〃八

F-F'=m

R

解得

F'—F2，nR

故c錯(cuò)誤；

D.當(dāng)球過A點(diǎn)速度為零時(shí)，做完整圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)最小，則由A到/，有

mg?2R=gm\'l

K

解得

Fmin=5lflg

故D正確。

故選D。

4.2023年10月26日II時(shí)14分，神舟十七號(hào)載人K船發(fā)射成功，并與我國(guó)空間站實(shí)現(xiàn)完美

對(duì)接，六名航天員在“天宮”順利會(huì)師。對(duì)接后，組合體環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行周

期約為90mino某時(shí)刻組合體、地球同步衛(wèi)星與地心的連線在同一直線上，且組合體與地

球同步衛(wèi)星的間距最短。下列說法正確的是（）

A.對(duì)接后，組合體的運(yùn)行速度大于地球的第一宇宙速度

B.組合體與地球同步衛(wèi)星的線速度大小之比約為4孤：【

C.組合體與地球同步衛(wèi)星的向心加速度之比約為16次：1

D.再經(jīng)過L6h,組合體與地球同步衛(wèi)星再一次相距最近

【答案】D

【解析】A.地球的笫一宇宙速度是環(huán)繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，也是最小發(fā)射

速度，由萬有引力提供向心力可得

,,Mmv*

G——=m—

rr

解得

可知軌道半徑越大，線速度越小，組合體運(yùn)行的軌道半徑大于地球的半徑，因此組合體的

運(yùn)行速發(fā)小于地球的第一宇宙速度，A錯(cuò)誤；

空-空心

心?。?/p>

解得

94

/=—h=1.6h

15

D正確。

故選D。

5.如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓"=sine”的交變電流，副線圈電路中定值電阻的

阻值為&=I°Q,R為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器的中間位置時(shí)，理想交流電

壓表V＜曠2的示數(shù)分別為a=200V、％=40V,理想交流電流表A2的示數(shù)為4=2.5A

下列說法正確的是（

A.滑動(dòng)變阻器的最大阻值為

B.原、副線圈的匝數(shù)之比為1：5

C.理想交流電流表Ai的示數(shù)為乙A

Dt/in=200V

【答案】C

【解析】B.根據(jù)題意可知，原、副線圈的匝數(shù)之比為

仆_5

"一1

故B錯(cuò)誤;

A.根據(jù)題意，設(shè)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為A,在副線圈所在回路，由歐姆定律有

U,

代入數(shù)據(jù)解得

R=12H

故A錯(cuò)誤:

C.根據(jù)題意，由線圈匝數(shù)與電流的關(guān)系可得

k=匕

Z2F

解得

人=%/?=0.5A

即理想交流電流表AI的示數(shù)為05A,故c正確；

D.由圖可知，電壓表V讀數(shù)為輸入電壓的有效值，貝！

t/m=V2i/l=2（X）V2V

故D錯(cuò)誤。

故選C。

6.如圖所示，兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的光滑小球〃和兒先用一剛性輕細(xì)桿相連，再用兩根細(xì)繩兩端

分別連接。、b,并將細(xì)繩懸掛在O點(diǎn)。己知小球〃和〃的質(zhì)量之比也：”=6：1,細(xì)繩

的長(zhǎng)度是細(xì)繩°，，的長(zhǎng)度的正倍，兩球處于平衡狀態(tài)時(shí)，繩°。上的拉力大小為尸J繩0b

上的拉力大小為外。則工：片為（）

A.6：1B.娓：1C.D.：g

【答案】B

【解析1兩球都受到重力、細(xì)桿的彈力和細(xì)繩的彈力這三個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)，對(duì)

4、〃受力分析，如圖所示；在圖中過。點(diǎn)作豎立線交疝于c點(diǎn)，則與小球a的矢量

三角形相似，°凱.與小球）的矢量三角形相似，有

%0UF

-6--

Oc/

“

/g蝮

-

OC乙

解得

43=瘋1

故選

7.有同學(xué)發(fā)現(xiàn)，計(jì)算斜拋物體的水平射程時(shí)，可以將初速度矢量和末速度矢量移到起點(diǎn)相同，

然后將兩者末端連起來形成一個(gè)三角形，然后過共同起點(diǎn)向豎直底邊作一條高線，則高線

的長(zhǎng)度就是初速度的水平分量，而豎直底邊長(zhǎng)度正比于斜拋物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，因此斜拋物

體的水平射程就正比于這個(gè)三角形的面積?，F(xiàn)請(qǐng)你根據(jù)這個(gè)發(fā)現(xiàn)，分析如圖所示情形：在

高度為〃=7.2m的平臺(tái)邊緣沿不同方向以相同大小的初速度%=5m/s斜向右上拋出一個(gè)石

塊，已知重力加速度為gnlSWs、則（）

A.水平拋出石塊時(shí)，石塊落地時(shí)離拋出點(diǎn)的水平距離最大

B.%與水平方向成45。用時(shí)，石塊落地時(shí)離拋出點(diǎn)的水平距離最大

C.石塊落到地面上時(shí)離拋出點(diǎn)的最大水平距離為6.5m

D.石塊落到地面上時(shí)離拋出點(diǎn)的最大水平距離為13m

【答案】C

【解析】由矢量減法知識(shí)可知，初速度矢量和末速度矢量移末端連線，就是斜拋過程中物

體速度的變化量，即

Av=v—VQ=gt

故這個(gè)三角形的面積為

乙

而

由機(jī)械能守恒可算出石塊落地速度大小為13m/s,由幾何知識(shí)可知，這個(gè)三角形的面積最

大時(shí)，是初速度矢量和末速度矢量垂直的時(shí)候，即

c1

Sn=彳%U

故

%=y=6.5m

/

故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

8.如圖所示，由絕緣材料制成的光滑的半圓軌道固定在水平面上，。點(diǎn)為圓心，帶電荷量為必、

質(zhì)量為外的。小球固定在半圓軌道底端的A點(diǎn)，帶電荷量為%、質(zhì)量為叫的/，小球靜止

于半圓軌道內(nèi)的8點(diǎn)，此時(shí)4°8=74。。由于打,兩個(gè)球的質(zhì)量變化或電荷量變化使得

小球沿半圓軌道緩慢下滑，恰好靜止于C點(diǎn)，NA"=60°,此時(shí)a,〃兩小球的質(zhì)量分別

為況、%,電荷量分別為口、%,已知小匕兩小球均可視為帶電質(zhì)點(diǎn),sin37°=0.6,

則下列說法正確的是（）

A.人小球受到的支持力一定大于其重力

B.0小球的質(zhì)量和電荷量至少有一個(gè)應(yīng)發(fā)生變化

5

C.可能僅是ab兩小球電荷量的乘積減小至不

216

D.可能僅是〃小球的質(zhì)量增加至商

【答案】D

【解析】AB.對(duì)小球〃受力分析，如圖所示

///////////腐/

小球〃受重力、支持力、庫侖力，其中6為庫侖力”和重力〃吆的合力，根據(jù)三力平衡原

理可知

F尸F(xiàn)N

由圖可知，△OABs/XBFF/,設(shè)半球形碗的半徑為七A8之間的距離為L(zhǎng),根據(jù)三角形相

似可知

皿=0=￡

RRL

所以

F^nibg

口L

F=不〃％?

K

又幾何關(guān)系可得

L=2Rsin370=\.2R

所以

戶L2R.

尸=-^-xm?g=1.02〃%g

同理可知，當(dāng)小球。處于C位置時(shí)，4。距離為

AC=2Rsin30=R

所以有

F-mbg

根據(jù)庫侖定律有

F，_kq：q'b

~R2

根據(jù)以上的分析可知，人小球受到的支持力一定等于其重力。而當(dāng)人下降的過程中，可能

是〃的質(zhì)量發(fā)生變化，也可能是。、〃電荷量的乘積發(fā)生了變化，故AB錯(cuò)誤；

C.僅是〃、〃兩小球電荷量的乘積金“；發(fā)生變化，由以上可得

幺四=]

44'

故c錯(cuò)誤：

D.若只有〃的質(zhì)量發(fā)生變化，由以上聯(lián)立可得

故D正確。

故選D。

二、多項(xiàng)選擇題（本大題共5小題，每小題4分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有

多個(gè)項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，不選或選錯(cuò)的得。分）

9.在研究?jī)煞N金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，得到從金屬表面逸出光電子最大初動(dòng)能々

與入射光頻率V之間的關(guān)系如圖中直線①②所示。已知/?為普朗克常量，則（）

A.圖中直線①②的斜率均為。

B.金屬。的逸出功小于金屬〃的逸出功

C.在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)相同

D.若產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到金屬〃的光頻率較高

【答案】BD

【解析】A.由光電效應(yīng)方程有

紜

可知，線-"的斜率均為力，故A錯(cuò)誤；

BD.由光電效應(yīng)方程有

紜=加一此

圖線與縱軸的截距的絕對(duì)值表示金屬的逸出功，則金屬?的逸出功小于金屬b的逸出功，

若產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到金屬力的光頻率較高，故BD正確；

C.由光電效應(yīng)方程有

線=初一義

可知，在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)無關(guān)，故c錯(cuò)誤；

D.

故選BDo

10.如圖所示，實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在乙時(shí)刻的波形圖，虛線是‘2=4+1S時(shí)刻的波形圖。已知

該橫波沿X軸負(fù)方向傳播.質(zhì)點(diǎn)”的平衡位置在x=5m處。下列說法正確的是（）

4_

A.該波的周期可能為

4

B.若波的周期為百s,則質(zhì)點(diǎn)加在八&時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為3m

C.質(zhì)點(diǎn)M在乙時(shí)刻沿下軸正方向運(yùn)動(dòng)

D.該波遇到尺度為10m的障礙物時(shí)，無衍射現(xiàn)象發(fā)生

【答案】AB

【解析】A.波沿“軸負(fù)方向傳播，根據(jù)題意有

+=ls（〃=0,1,2,3,）

則周期

4,

T=-----s(〃=0,l,2,3,

4/2+3)

當(dāng)〃=2時(shí)

故A止確；

B.當(dāng)〃=3時(shí)

,4

T=——s

15

3-

1s是周期的4倍，M點(diǎn)在1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程

5=15A=3m

故R正確：

C.波沿x軸負(fù)方向傳播，根據(jù)上下坡法可知質(zhì)點(diǎn)M在4時(shí)刻沿）'軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)

誤；

D.該波的波長(zhǎng)為4m,則該波遇到尺度為l（）m的障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，但不能發(fā)生明

顯的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

故選ABo

11.有一塊半徑為R的半圓形玻璃磚，°。'是垂直于A8的半徑，一束單色光沿著與玻璃

6R

--K

破的AB面成30。角的方向射到P點(diǎn)，經(jīng)玻璃折射后射到°,點(diǎn)，如果測(cè)得P到O的距離為3,

則（)

A.該單色光束有可能在入射點(diǎn)P發(fā)生全反射

B.玻璃磚對(duì)光的折射率為力

C.玻璃磚對(duì)光的折射率為2

D.入射角不變，入射點(diǎn)P左移，有可能在圓弧界面發(fā)生全反射

【答案】BD

【解析】A.根據(jù)全反射的條件可知，全反射只可能出現(xiàn)在光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)的情形。

該單色光是從光疏介質(zhì)向光密介質(zhì)，不會(huì)發(fā)生全反射。故A錯(cuò)誤；

BC.根據(jù)公式

sin

sinisin600

n=———=-：---

sinrsinr,

解得

n=&

故B正確，C錯(cuò)誤：

D.當(dāng)射入玻璃的光線到達(dá)圓弧時(shí)，入射角大于臨界角時(shí)會(huì)發(fā)生全反射

.「1G

sinC=-=—

n3

當(dāng)入射點(diǎn)。點(diǎn)左移到4點(diǎn)時(shí)，折射光線最易發(fā)生全反射，此時(shí)

已發(fā)生全反射，則入射隹不變，入射點(diǎn)P左移，有可能在圓弧界面發(fā)生全反射。故D正確。

故選RD。

12.如圖所示，在粗糙水平面上放置質(zhì)量分別為3M3m,3〃?、1.5〃?的四個(gè)木塊A、B、C、D,

木塊4、8用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為“，木塊C、。與水平面

間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為M3,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，若用水平拉力尸拉木塊使

四個(gè)木塊一起勻加速前進(jìn)，重力加速度為g，則（）

A.勻加速的最大加速度為〃&

B.以最大加速度勻加速前進(jìn)時(shí)，木塊A、C間的摩擦力與木塊8、。間的摩擦力大小之比

為3：2

C.水平拉力廠最大為7〃吧

D.輕繩所受的最大拉力為4M皇

【答案】BCD

【解析】A.物塊。運(yùn)動(dòng)的最大加速度

令〃?6mg

卜卜3mL&

ac=-----------------------

3m3

物塊。運(yùn)動(dòng)的最大加速度為

°〃?4.5〃?g

4?3〃?g一_3

1.5/71

"g

可知系統(tǒng)勻加速的最大加速度為3,故A錯(cuò)誤;

B.以最大加速度3勻加速前進(jìn)時(shí)，木塊A、。間的摩擦力

&=〃3叫

對(duì)。分析，木塊8、。間的摩擦

fM)-^x4.5mg=\.5ma

解得

狐=依

即木塊A、C間的摩擦力與木塊8、。間的摩擦力大小之比為3：2,故B正確;

C.對(duì)A8CQ整體

F~^(3m+3ni+3m+\.5m)g=(3m+3m+3ni+\.5m)a

4g

3

解得水平拉力”最大為

F=7"mg

故C正確；

D.對(duì)AC整體

T-^x6mg=6ma

力絲

3

解得

T=

即輕繩所受的最大拉力為

T=

故D正確。

故選BCDo

13.如圖，在平面直角坐標(biāo)系°沖的第一象限內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度

大小為8。大量質(zhì)量為〃?、電量為q的相同粒子從），軸上的點(diǎn)，以相同的速率在

紙面內(nèi)沿不同方向先后射入磁場(chǎng)，設(shè)入射速度方向與），鈾正方向的夾角為。（°-a-180°）。

當(dāng)a=150時(shí)，粒子垂直x軸離開磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力。則（）

???

代.B.

???

ox

A.粒子一定帶正電

B.當(dāng)a=45。時(shí)，粒子也垂直x軸離開磁場(chǎng)

2回BL

C.粒子入射速率為加

D.粒子離開磁場(chǎng)的位置到。點(diǎn)的最大距離為3石心

【答案】ACD

【解析】A.根據(jù)題意可知粒子垂直x釉離開磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則可知粒子帶正電，A正

確：

BC.當(dāng)。=15°時(shí)，粒子垂直x軸離開磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖

粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為

r-=26L

cos60

洛倫茲力提供向心力

K

qvB=m—

r

解得粒子入射速率

_2yf3qBL

m

若。=45,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖

根據(jù)幾何關(guān)系可知粒子離開磁場(chǎng)時(shí)與x軸不垂直，B錯(cuò)誤，C正確；

D.粒子離開磁場(chǎng)距離。點(diǎn)距離最遠(yuǎn)時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中的軌跡為半圓，如圖

根據(jù)幾何關(guān)系可知

(2-)2=(6廳+廣

解得

/-3屁

D正確。

故選ACDo

三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共20分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過

程。）

14.（10分）如圖1所示是利用兩個(gè)電流表Ai和A?測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻，?的電路原理圖,

圖中S為開關(guān)，犀氏2為電阻箱，電流表Ai（量程1.0A,內(nèi)阻RAI=0-6C）,電流表&（量

程0.6A,內(nèi)阻R，、2=L0Q）.

??????

（1）開關(guān)閉合之前，應(yīng)將兩個(gè)電阻箱的阻值都調(diào)至_____________（填“最大”或"零”）。

（2）將電流表A?改裝為量程為3V的電壓表，應(yīng)將電阻箱凡的阻值調(diào)為

（3）調(diào)節(jié)電阻箱號(hào)阻值，讀出電流表和A?的示數(shù)L和乙，多次改變電阻箱&阻值，以乙

為縱坐標(biāo)、4為橫坐標(biāo)畫出所對(duì)應(yīng)的6-八圖線如圖2所示，利用圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)

E=V,內(nèi)阻r=。（均保留2位有效數(shù)字）。

【答案】（1）最大；（2）4；（3）2.5；1.4

【解析】（I）為了保護(hù)電路，防止電流表超過量程而損壞，開關(guān)閉合之前，應(yīng)將電阻箱阻

值調(diào)至最大。

（2）根據(jù)電表得改裝原則，將電流表改裝成電壓表，則根據(jù)串聯(lián)分壓進(jìn)行改裝，則有

U=J(RD

解得

6=4Q

（3）

根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，由閉合電路歐姆定律有

E=Z2（/?l+/?A2）+Z.（r+/?A1）

變式可得

/,=———R'+RA2［、

結(jié)合圖像可知

3=1.25C型5=經(jīng)

r+&1,r+葭0.5

解得

E=2.5V,r=1.4Q

15.（10分）小明同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。在鐵架臺(tái)的橫梁卜.固

定一力傳感器，彈簧的一端與力傳感器相連，另一端連接一帶有遮光片的小鋼球，調(diào)整光

電門1、2的位置，使鋼球由靜止釋放后遮光片能夠無碰撞地通過兩電光門，此時(shí)光電門1、

2固定在鐵架臺(tái)上的位置分別為A、及已知彈簧與小鋼球處于平衡狀態(tài)時(shí)，小鋼球處在光

電門1的上方，用手向上推小鋼球到某一位置。處，然后由靜止釋放小鋼球，則遮光片能

過光電門I、2,不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取9.8m/s?,實(shí)驗(yàn)過程中彈簧均處于彈性限

度內(nèi)v

（1）用天平測(cè)得小鋼球和遮光片的總質(zhì)量加=°?05kg,

（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量遮光片的寬度如圖2所示，則寬度1=mm。

（3）用刻度尺測(cè)出OA之間的距離比彈簧的原長(zhǎng)多出加1"4em,OB之間的距離比彈簧的

原長(zhǎng)多出生=8cm。

（4）測(cè)得遮光片經(jīng)過光電門1、2時(shí)力傳感器的讀數(shù)分別為耳二°48N、6=L06N,遮

光片的遮光時(shí)間分別為4=°.0°5s、，2=0.01s,從以上數(shù)據(jù)分析可知小鋼球從光電門

1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，小鋼球的動(dòng)能o（選填“增加”或“減少”）

（5）小鋼球從光電門動(dòng)到光電門2的過程中，由于彈簧彈力與伸長(zhǎng)量成正比，可用平

均力計(jì)算克服彈力所做的功，彈簧彈性勢(shì)能改變量等于小鋼球克服彈力所做的功，

因此彈簧彈性勢(shì)能的改變量=xlO"j,小鋼球的重力勢(shì)能的改變量

△與=xIO-j,小鋼球動(dòng)能的改變量轉(zhuǎn)=xlO-2J,由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)

果表明，在誤差允許范圍內(nèi)，小鋼球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。（結(jié)果均俁留3

位有效數(shù)字）

【答案】（2）4.499-4.501；（4）減少；（5）3.08；-1-96；T2°

【解析】

（2）螺旋測(cè)微器的分度值為0.01mm,則遮光片寬度為

d=4mm+0.0x0.01mm=4.000mm

（4）因?yàn)檎诠馄恼诠鈺r(shí)間

=

八=0.005s<t2001s

由瞬時(shí)速度定義可知，小鋼球經(jīng)過光電門1時(shí)的速度大于經(jīng)過光電門2時(shí)的速度，所以小

鋼球從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，小鋼球的動(dòng)能減少。

（5）小鋼球從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，彈簧彈力所做的功為

唯3心,…)=-"ML%2

20.04J=-3.08x1O'J

所以彈性勢(shì)能的改變量為

=-W=3.08x102J

重力勢(shì)能的改變量為

2

AEp=-mg（^x2-2^））=-1.96x10J

動(dòng)能的改變量為

1fJV1fJy1.（1i].

AE.=—in———tn——=—md2--------=-l.20x1i0n21J

222（A%A/J

小鋼球的重力勢(shì)能和動(dòng)能的改變量之和，即為機(jī)械能的改變量，為

△E=bE,+△&=-3.16x10-J

所以在誤差允許范圍內(nèi)"饃用，小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

四、計(jì)算題（本題共3小題，共36分。要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟.）

16.（1（）分）如圖1所示，導(dǎo)熱性能良好?、內(nèi)壁光滑的汽缸開口向上放置，其上端I」裝有固定

卡環(huán)。質(zhì)量〃?二°5kg、橫截面積S=4cn?的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在缸內(nèi)。現(xiàn)緩

慢升高環(huán)境溫度，氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C.的y-7圖像如圖2所示，已知大氣壓強(qiáng)

5

Po=l.OxlOPa,重力加速度8=10曲.求：

（1）狀態(tài)。時(shí)氣體的壓強(qiáng)；

（2）氣體從A到。的過程中吸收的熱量為3x10",貝J此過程氣體內(nèi)能的變化量。

5

［答案］(1)Pc=1.5x10Pa；(2)=7.5x10-J

【解析】(1)A狀態(tài)氣體壓強(qiáng)為

PLP吟

由B變化到C,由等容變化

PB_=PC_

TBTC

又

PA=PH

聯(lián)立得

:,

pc=1.5x10Pa

(2)氣體從A到4過程中對(duì)外做功為

卬=幺(匕一匕)

根據(jù)熱力學(xué)第一定律

△U=Q-W

聯(lián)立得

△U=7.5xl()3j

即此過程中內(nèi)能增加75x103J0

17.(12分)如圖所示，固定的光滑斜面傾角為30。，斜面上寬度為2L的矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直

斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為一邊長(zhǎng)為心、電阻為R、質(zhì)量為小的單質(zhì)

正方形線框就W從距離磁場(chǎng)上邊緣為d處由靜止開始沿斜面下滑。已知線框進(jìn)、出磁場(chǎng)

均做變速運(yùn)動(dòng)且gh邊進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí)速度相等，d>L，重力加速度為g。求：

(I)gh邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力大小.

(2)線框穿越磁場(chǎng)全過程產(chǎn)生的焦耳熱。；

(3)線框進(jìn)入磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間G

【答案】(1)

【解析】(I)設(shè)線框g/?邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為刃，則

mgdsin30°=g

何路中的感應(yīng)電流為

gh邊此時(shí)受到的安培力大小

FA=BIL

解得

(2)設(shè)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為了，研究從全部進(jìn)入到《/?邊剛出磁場(chǎng)的過程，有

.cI，1

mgLsin30。=—m\\--mv

研究線框穿越磁場(chǎng)的全過程，有

mg(cl+3L)sin30°=Jniv2+Q

解得

Q=2mgL

(3)研究線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程，根據(jù)動(dòng)