2023屆浙江省嘉興市高三下學期二模物理試題（解析版）

2023年高三教學測試

物理試題卷

本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分，共8頁，滿分100分，考試時間90分鐘。

考生注意：

1.答題前，請務必將自己的姓名、準考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆分別填寫在答題紙規(guī)定

的位置上

2.答題時，請按照答題紙上“注意事項”的要求，在答題紙相應的位置上規(guī)范作答。在試題卷

上的作答一律無效。

3.非選擇題的答案必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆寫在答題紙上相應區(qū)域內。作圖時先使用

25鉛筆，確定后必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆描黑，答案寫在本試題卷上無效。

4.可能用到的相關公式或參數：除實驗題外，重力加速度g均取lOm/s為

選擇題部分

一、選擇題/（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題給出的四個備選項中，只有一

項是符合題目要求的。）

1.“匹”又稱馬力.雖然“匹”是一個古老的功率單位，但現(xiàn)代的空調、內燃機等仍常使用這個單位?！捌ァ?/p>

用國際單位制的基本單位表示應為（）

A.735kg-m/s2B.735kg-m2/s3C.735kg/s2D.735kg/s3

【答案】B

【解析】

【詳解】根據題意可知匹是功率的單位，根據

WFs

P=——=—

tt

可得單位為

Njn2

=kg-m/s-m=kgm2/s3

SS

故選Bo

2.小沈同學從桐鄉(xiāng)出發(fā)去嘉興，他在導航軟件中獲得如圖所示的信息，按圖中導航方案“預計18:37到達”。

貝U（）

32公里34公里30公里

A.“18:37”指時間間隔

B.導航推薦的方案三位移最小

C.方案一的32km除以55分鐘為平均速度

D.方案二的平均速度最大

【答案】D

【解析】

【詳解】A.“18:37”是到達嘉興的時刻，即“18:37"指時刻，A錯誤；

B.三種方案的初位置與末位置相同，即三種方案的位移相同，根據圖中數據可知，導航推薦的方案三路程

最小，B錯誤；

C.方案一的32km指路程，32km除以55分鐘為平均速率，C錯誤；

D.根據上述，三種方案的位移相同，根據

-Ax

v=——

方案二的時間最小，則方案二的平均速度最大，D正確。

故選D。

3.如圖所示，足球場上畫了一條以。為原點，以x軸為對稱軸的拋物線，/、8為該拋物線上的兩點。體育

老師要求學生在規(guī)定時間內不停頓地從拋物線的一端跑到另一端。小張同學按要求完成該運動的過程中，

A.所受的合外力始終不為零

B.x軸方向的分運動是勻速運動

C.y軸方向的分運動是勻速運動

D.通過/、8兩點時的加速度相等

【答案】A

【解析】

【詳解】A.學生沿拋物線運動，其做曲線運動，速度方向發(fā)生變化，即速度變化量不為零，加速度不為零,

即學生所受外力的合力肯定不為零，A正確；

BC.根據上述，可知，學生所受外力的合力方向指向拋物線的凹側，但是具體方向不確定，因此x軸方向

與少軸方向的分運動不能肯定是勻速運動，BC錯誤；

D.根據上述，由于學生所受外力的合力大小與方向均不確定，因此通過4、8兩點時的加速度不能肯定是

相等的，D錯誤。

故選A。

4.下列四幅圖涉及到不同的物理知識，下列說法正確的是（）

A.圖甲：黑體輻射強度的極大值隨溫度升高向波長較長的方向移動

B,圖乙：用竹竿舉著蜂鳴器快速轉動時聽到聲音頻率發(fā)生變化，這是多普勒效應

C.圖丙：下雪時輕盈的雪花從空中飄落，說明分子在做無規(guī)則運動

D.圖丁：高壓輸電線上方架有與大地相連的兩條導線，其原理是尖端放電

【答案】B

【解析】

【詳解】A.圖甲表明，隨溫度的升高黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，A錯誤；

B.蜂鳴器快速轉動至聲源的相對位置發(fā)生改變，所接受頻率發(fā)生變化，是多普勒效應，B正確；

C.雪花是宏觀物體，與分子熱運動無關，C錯誤；

D.高壓輸電線上方架有與大地相連的兩條導線，用于減小閃電擊中的概率，利用靜電屏蔽原理，D錯誤。

故選Bo

5.如圖所示，用桿秤稱量中藥。三根長度相同的細繩對稱地系于圓形秤盤上。中藥和秤盤的總質量為〃?,

則當桿秤穩(wěn)定時（）

每根細繩的拉力大小蟹

A.B.增加細繩長度時每根繩拉力均減少

3

C.增加細繩長度時秤犯應向右移動D.增加細繩長度時手對秤拉力增大

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.設每根細繩與豎直方向的夾角為6,根據受力平衡可得

3Tcos。=mg

可得

mgmg

1—---->--

3cos。3

增加細繩長度時，細繩與豎直方向的夾角。變小，貝Ijcos。變大，每根繩拉力均減少，故A錯誤，B正確；

CD.增加細繩長度時，桿右端受到拉力大小等于中藥和秤盤的總重力加g保持不變，則秤蛇位置不變，手

對秤拉力不變，故CD錯誤。

故選B。

6.如圖所示是港珠澳大橋的一段半徑為120m的圓弧形彎道。晴天時路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為正

壓力的0.8倍，下雨時路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力變?yōu)檎龎毫Φ?.4倍。若汽車通過圓弧形彎道時做勻

速圓周運動，汽車視為質點，路面視為水平且不考慮車道的寬度，則（）

A.汽車以72km/h的速率通過此圓弧形彎道時的向心加速度為3.0m/鏟

B.汽車以72km/h的速率通過此圓弧形彎道時的角速度為0.6rad/s

C.晴天時汽車以180km/h的速率可以安全通過此圓弧形彎道

D.下雨時汽車以70km/h的速率可以安全通過此圓弧形彎道

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.汽車通過此圓弧形彎道時做勻速圓周運動，軌道半徑為120m,運動速率

v=72km/h=20m/s

向心加速度為

v2202/2-/2

a=——=----m/s?3.3m/s

R120

角速度

v201.

co-——=----rad/s=-rad/s

R1206

AB錯誤；

C.以汽車為研究對象，當路面對輪胎的徑向摩擦力指向內側且達到徑向最大靜摩擦力時，此時汽車的速率

為安全通過圓弧形彎道的最大速率Vm。設汽車的質量為加，在水平方向上根據牛頓第二定律得

在豎直方向有

4=mg

徑向最大靜摩擦力變?yōu)檎龎毫Φ?.8倍，即

聯(lián)立得

解得

vm?111.5km/h

所以晴天時，汽車以180km/h的速率不能安全通過此圓弧形彎道，C錯誤；

D.下雨時，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力變?yōu)檎龎毫Φ?.4倍，有

解得

vm=78.9km/h>70km/h

所以下雨時汽車以70km/h的速率可以安全通過此圓弧形彎道，D正確。

故選D。

7.如圖所示是磁電式電表的結構示意圖。磁電式電表由固定的蹄形磁鐵(圖中只畫出了一部分)、極靴、圓

柱形鐵芯、繞在鋁框上的銅質線圈、下端帶有平衡錘的指針等組成。指針與鋁框固定在一起，可繞轉軸轉

動。則()

A.鋁框轉動時框內沒有感應電流

B,圓柱形鐵芯使得極靴間形成勻強磁場

C.平衡錘的作用是使指針整體的重心在轉軸上

D.用電表測量時線圈左右兩側所受安培力方向相同

【答案】C

【解析】

【詳解】ABD.蹄形磁鐵和圓柱形鐵芯之間的磁場是輻向均勻分布的，并不是勻強磁場，但是距離轉軸中

心距離相同的地方，磁感應強度大小相同，而鋁框左右兩邊關于轉軸對稱，鋁框在轉動中左右兩邊切割磁

感線從而產生感應電流，又在磁場作用下產生安培力，而由

F.安=BIL

可知，鋁框左右兩邊產生的安培力的大小相同，而由于鋁框在轉動過程中，所在平面始終和輻向磁場平行,

根據左手定則可知，左右兩邊所受安培力方向始終相反，故ABD錯誤：

C.平衡錘的作用是減弱指針的傾斜趨勢，使指針整體的重心在轉軸上，故C正確。

故選C。

8.太陽內部核聚變反應產生的能量向太空輻射，太陽輻射在到達地面之前會經過厚厚的大氣層并損失近

50%能量?，F(xiàn)測得單位時間內地球表面正對太陽光的單位面積上吸收的太陽輻射約為1.4xlO3J/m2s?已知日

地距離為1.5x108km,則太陽每秒鐘因輻射而虧損的質量約為（）

A.8.8xlO3kgB.6.6x105kgC.2.2x107kgD.8.8x109kg

【答案】D

【解析】

【詳解】根據題意可知，1s內到達地面In?的能量為

g=1.4x10”

太陽每秒鐘輻射到以日地距離為半徑的球面上的總能量為

==1.4X103X4X3.14x（1.5x10"）2J=3.9564X1026J

而太陽輻射在到達地面之前會經過厚厚的大氣層并損失近50%能量，則可知太陽每秒實際輻射出的總能量

為

E總=2E：=7.9128X1（）26J

由愛因斯坦的質能方程可知每秒鐘太陽損失的質量為

E

1sm=—^-?8.8xl09kg

c

故選D。

9.月球夜晚溫度低至-180℃,“玉兔二號”月球車攜帶的放射性同位素杯238（端）會不斷發(fā)生a衰變

rPuHe+^U,釋放的能量為儀器設備供熱。攀Pu可以通過以下反應得到：置u+：H-號Np+《n,

尋NpfX+空Pu。則（）

A.A=1且X為電子

B.置U比善U更加穩(wěn)定

C.CPu的比結合能比任U的大

D.腎u+；H一置Np+《n是輕核聚變

【答案】B

【解析】

【詳解】A.根據質量數守恒和質子數守恒可知左=2,X為電子，故A錯誤；

B.根據核反應

-U+；HT-Np+《n,j：NptX+貫Pu,；：Pu+He+^U

可知置Np比翼U穩(wěn)定,同Pu比置Np穩(wěn)定,何u比置pu穩(wěn)定,則可知力u比各u更加穩(wěn)定，故B

正確；

C.根據等Pu的衰變方程

238TV4TTI234TT

94Pu-^2He+92U

該反應釋放能量，生成了相對穩(wěn)定的鏟u,而原子核越穩(wěn)定，比結合能越大，所以j；8pu的比結合能比置U

的小，故C錯誤；

D.核反應

-U+LNp+"

不是聚變反應，而是人工核反應，故D錯誤。

故選B。

10.如圖所示，水面上方一只小鳥正沿水平路線從左向右飛行，水中一定深度處有一條靜止的魚，點。是

魚正上方與小鳥飛行軌跡的交點。則小鳥從左向右水平飛行時（）

冬……!一……

三三三三三三三

A.飛到。點時鳥看到的魚比實際位置深

B.飛到。點時魚看到的鳥比實際高度低

C.飛向。點過程中鳥看到魚遠離水面下沉

D.飛離。點過程中魚看到鳥離水面高度不變

【答案】C

【解析】

【詳解】小鳥在左側時，光路圖如圖所示

則小鳥看到魚的虛像，比魚實際位置高；當飛到。點時.，鳥看到的魚實際位置，所以飛向。點過程中鳥看

到魚遠離水面下沉。

故選C

11.如圖1所示是一款光電煙霧探測器的原理圖。當有煙霧進入時，來自光源S的光被煙霧散射后進入光電

管C,光射到光電管中的鈉表面時會產生光電流。如果產生的光電流大于10-8A，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)。金

屬鈉的遏止電壓U,隨入射光頻率丫的變化規(guī)律如圖2所示，則()

圖1

A.要使該探測器正常工作，光源S發(fā)出的光波波長不能小于5.0xl()7m

B.圖2中圖像斜率的物理意義為普朗克常量人

C.觸發(fā)報警系統(tǒng)時鈉表面每秒釋放出的光電子數最少是26.25*101。個

D.通過調節(jié)光源發(fā)光的強度來調整光電煙霧探測器的靈敏度是不可行的

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由圖2可知金屬的截止頻率為匕=6X1(}MHZ,則有

3.0X1Q8

m=5.0x10-7m

6.0xl014

則可知光源S發(fā)出的光波波長不能大于5.0xlO-m,故A錯誤;

B.由遏制電壓與光電子的最大初動能之間的關系，以及愛因斯坦的光電效應方程可得

eUc=Ek=hv-hvc

變式可得

可知該圖像的斜率為故B錯誤；

e

c.當光電流等于i(r8A時，每秒產生的光子的個數為

N』=10義:個=6.25xl(y°個

e1.6xl0-19

故C正確；

D.當光源S發(fā)出的光能使光電管發(fā)生光電效應，那么光源越強，被煙霧散射進入光電管的光就越多，越容

易探測到煙霧，即光電煙霧探測器靈敏度越高，故D錯誤。

故選C。

12.在天文觀測中，科學家向某行星發(fā)射了兩顆衛(wèi)星。若衛(wèi)星甲和乙在同一平面內以相反方向繞行星作勻速

圓周運動，甲衛(wèi)星每隔1周期總是和乙衛(wèi)星相遇，則甲、乙兩衛(wèi)星的軌道半徑之比為()

A.1：4B.1：2C.2：1D.4：1

【答案】D

【解析】

2

?、斗瓜八、,GMtnGMm47ttnr

【詳解】由一7—=2——=——「可得

mco^r,2

r2戶T

由題意可知

2兀_2k

%+oB9

解得

%:g=4:1

故選D。

13.如圖所示，空間有兩個相距為“的等量異種電荷，以兩電荷連線的中點為坐標原點O,建立如圖所示坐

標系。在x軸上有一坐標為（/,0）的點力,在y軸上有一坐標為（0,/）的點B。若d?l,則（）

5(0,/)

-44/,0)

A.48兩點電場強度大小相等

B.A點電場強度大小是8點的兩倍

C.在A點由靜止釋放的負點電荷將作簡諧振動

D.在8點由靜止釋放的正點電荷將作上下振動

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.根據題意，由點電荷場強公式及電場疊加原理可得，A點的電場強度為

kq-2dl

Jd2\

2

由于利用近似處理，忽略上-的大小，則有

4

8點的電場強度大小為

9kq__2

同理，忽略《的大小，則有

4

即A點電場強度大小是8點的兩倍，故A錯誤，B正確；

C.根據題意，假設在A點由靜止釋放的負點電荷將作簡諧振動，則。點為平衡位置，電場力提供回復力,

點電荷在。點右側X處時，規(guī)定X軸正方向為正方向，則有

2kqd1

r=-----—?x=-2kqa■—

xx

不滿足回復力與位移關系

F=-kx

則不是簡諧運動，故C錯誤；

D.由電場疊加原理可知，5點電場方向水平向左，在8點由靜止釋放的正點電荷將向左運動，故D錯誤。

故選B,

二、選擇題U（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題四個備選項中至少有一個是符

合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）

14.如圖1所示，在直鐵棒上有上下兩組線圈，上線圈匝數勺=200匝，下線圈匝數〃2=400匝。上線圈輸

入電壓片隨時間變化如圖2所示。則（）

A.交流電壓表讀數為20后

B.交流電壓表讀數為20V

C.下線圈中電流的頻率為50Hz

D.滑動變阻器滑片下移時上線圈輸入功率增大

【答案】CD

【解析】

【詳解】AB.根據題意可知，上線圈輸入電壓的有效值為

q=%=10V

V2

由電壓與匝數關系有

U2n2

解得

U2=20V

由于不是理想變壓器，則交流電壓表讀數應小于20V,故AB錯誤；

C.由圖2可知，交流電的周期為axioms，由于不改變交流電頻率，則下線圈中電流的頻率等于輸入交流

的頻率，為

f=_L=50Hz

T

故C正確；

D.由于輸入電壓與線圈的匝數比不變，則副線圈兩端的電壓不變，由于滑動變阻器滑片下移時.，負載電阻

變小，由

R

可知線圈輸入功率增大，故D正確。

故選CD。

15.水面上兩振源振動圖像皆如圖1所示。圖2是兩振源發(fā)出的兩列水波在離振源較近區(qū)域內疊加形成的干

涉圖樣，實線表示波峰，虛線表示波谷。圖2中“、N、。點皆為兩振源連線中垂線上的點，R點為下。連

線上一點。若用圖3中的甲、乙、丙三圖像描述圖2區(qū)域內的振動，則可能正確的說法是（）

AM點振動如丙所示B.N點振動如乙所示

C.R點振動如甲所示D.。點振動如乙所示

【答案】AC

【解析】

【詳解】根據題意，由圖2可知，M.N、。皆為兩振源連線中垂線上的點，到兩振源距離相等，均為振

動加強點，則加、N、。振動如圖丙所示，R到兩振源距離之差介于0?工/1,當R到兩振源距離差為

24

時，R點振動如甲所示。

故選ACo

非選擇題部分

三、非選擇題（本題共5小題，共55分）

16.實驗題

（1）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，采用重錘自由下落的實驗方案，經正確操作獲得一條紙帶如圖1

所示。實驗所用打點計時器電源頻率為50Hz,重錘質量加=0.30kg,當地重力加速度g=9.79m/s2,則打/點

時紙帶速度為,Z點到8點過程中重力勢能變化量為（結果保留2位有效數字）。

?A?????B???

|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

01cm23456789101112131415161718

圖1

（2）小姚同學用如圖2所示的裝置做“探究碰撞中的不變量”實驗。

圖2

①關于滑塊A、B的碰撞，下列說法正確的是（）

A.兩個滑塊碰撞前必須有一個靜止

B.兩個滑塊碰撞后必須結合在一起

C.兩個滑塊碰撞后可結合在一起，也可分開

D.兩滑塊可以從整體靜止到相互彈開

②實驗中測得滑塊A的質量為222.0g,滑塊B的質量為216.0g,用50分度游標卡尺測量遮光條A的寬度,

其讀數如圖3所示，則讀數為cm；滑塊A從左向右通過光電門1后與靜止的滑塊B碰撞，碰

后粘合成一體通過光電門2,遮光條A先后通過光電門1、2所對應的計時器讀數分別如圖4、圖5所示（圖

中數值的單位是ms）,則碰后滑塊A、B的總動量為kg-m/s（計算結果保留2位小數）。

|8.35|I8.77|

II3IIII4III

數字計時器數字計時器

圖3圖4圖5

(3)在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中,

①用單色光照射雙縫后，在目鏡中觀察到如圖所示的情形。若其他操作無誤，則上述情形下測得的單色光

波長將(選填“偏大”、“不變”或“偏小”)；

②若想對圖的情形進行調整，則需要的操作是

A.旋轉毛玻璃屏

B.左右撥動撥桿

C.旋轉測量頭上的手輪

D.旋轉遮光筒和測量頭

【答案】①.0.50##0.51##0.5②.0.28##0.29③.CD##DC?.0.510⑤.0.12⑥.偏大

⑦.D

【解析】

【詳解】(1)口］根據中間時刻的瞬時速度等于這段過程的平均速度，則打/點時紙帶速度為

2.00x10-2

匕4m/s=0.50m/s

0.04

⑵由紙帶讀數可知

xAB=10.69-0.80cm=9.89cm

所以4點到B點過程中重力勢能變化量為

/^Ep-mgxAB=0.30x9.79xl(f2x9.89J?0.29J

(2)［3］在驗證碰撞過程中的動量守恒定律時，對兩個物體碰撞前后的速度沒有要求，可以都是運動的，也

可以其中一個是靜止的，還可以兩滑塊從原來靜止到相互分開；同時對碰撞后的速度也沒有要求，可以碰

后粘在一起，也可以碰撞后分開。

故選CDo

［4］用50分度游標卡尺測量遮光條A的寬度，其讀數

5mm+5x0.02mm=5.10mm=0.510cm

[5]遮光條A通過光電門2所對應的計時器讀數為18.77mm,則碰后的速度為

d0.510xl(p2

v=—=m/sx0.272m/s

18.77x1()3

則碰后滑塊A、B的總動量為

p=（wA+ZMB）V=0.438x0.272?0.12kgm/s

（3）[6]在目鏡中觀察到如圖所示的情形，會導致條紋間距測量偏大，由公式

Ar=—2

d

可知導致測得的單色光波長偏大；

[7]A.毛玻璃屏在本實驗中的作用是產生漫反射，使圖樣更明顯，故A錯誤；

B.撥動撥桿的作用是為了使單縫和雙縫平行，獲得清晰的干涉圖樣，因為已有清晰圖樣，不用調節(jié)，故B

錯誤；

C.旋轉測量頭上的手輪是為了測距，故C錯誤；

D.旋轉遮光筒和測量頭使分劃線與干涉條紋平行，故D正確。

故選D。

17.在“測量玻璃的折射率”實驗中，所用的玻璃磚如圖所示。玻璃磚有4個光學面4B、C、D,其中

A,。兩面相互平行。此實驗中對于玻璃磚入射面和出射面的選擇，正確的是（）

D

A.只能選用4。兩面

B,不能選用8、C兩面

C.既可選用力、C兩面，也可選用8、C兩面

【答案】C

【解析】

【詳解】應用插針法測玻璃的折射率實驗時，在玻璃磚的一側豎直插上兩枚大頭針[、P2,透過玻璃磚觀

察大頭針片、鳥的像，調整視線方向，直到《擋住片的像；再在觀察的這一側插兩枚大頭針月、月，使《

擋住q、Q的像，鳥擋住鳥及勺、鳥的像，記下《、4的位置，由圖所示玻璃磚可知，實驗時可以用任

意兩面進行實驗。

故選c。

18.在“測量電源電動勢與內阻”實驗中:

（1）請根據圖2所示電路圖，在答題卷上與圖3對應的位置用筆畫線代替導線完成實物連線；

（2）開關Sz分別接在1和2處，記錄兩電表讀數并在圖4所示的坐標紙上描點、畫線，得到圖線。和樂

開關S2接在1處時對應的圖線是（填”或者6）；

（3）根據現(xiàn)有器材分析并判斷，實驗時開關S?應接在（填1或者2）,試用簡短的文字說明

（2）[2]由圖2電路圖可知，開關S2接在1處時，電流表相對電源采用內接法，誤差來源于電流表的分壓,

使得電源內阻測量值大于真實值；開關S2接在2處時，電流表相對電源采用外接法，誤差來源于電壓表的

分流，使得電源內阻測量值小于真實值；根據圖線的斜率絕對值表示電源內阻，可知開關S2接在1

處時圖線斜率絕對值大于開關S2接在2處時圖線斜率絕對值，故開關S2接在1處時對應的圖線是6。

(3)[3][4]根據現(xiàn)有器材分析并判斷，實驗時開關Sz應接在2；因為兩節(jié)干電池的內阻比較小，若開關Sz

應接在1，電流表相對電源采用內接法，誤差來源于電流表的分壓，電流表內阻對電池內阻的測量有較大影

響；若開關Sz應接在2,電流表相對電源采用外接法，誤差來源于電壓表的分流，由于電池內阻遠小于電

壓表內阻，可知電壓表內阻對電池內阻的測量影響較小。

19.如圖1所示，上端封閉、下端開口且粗細均勻的玻璃管長度￡=570mm,將其從水銀面上方豎直向下

緩慢插入水銀中。發(fā)現(xiàn)管內水銀面與管壁接觸的位置向下彎曲，致玻璃管內水銀面形成凸液面，如圖2所

示。當玻璃管恰好全部插入水銀時，管內、外水銀面的高度差為人此時作用于管的豎直向下壓力大小為尸。

已知大氣壓強=760mmHg?1.0x105Pa,玻璃管橫截面積大小S=LOcn?,玻璃管質量機=04kg,

環(huán)境溫度為常溫且恒定。

(1)圖2所示水銀面說明水銀能否浸潤玻璃？插入過程中，管內氣體吸熱還是放熱？

(2)求高度差人

(3)求撤去壓力尸的瞬間，玻璃管的加速度大小。

【答案】(1)水銀不浸潤玻璃，放熱；(2)380mm：(3)2.5m/s2

【解析】

【詳解】(1)根據題意，由圖2可知，水銀不浸潤玻璃，插入過程中，溫度不變，氣體內能不變，把玻璃

管壓入水面過程中，氣體壓強變大，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，氣體放熱。

(2)根據題意可知，插入過程等溫變化，則有

PQLS=p2hS

又有

p2=760+〃

解得

A=380mm

（3）根據題意，撤去尸瞬間，由牛頓第二定律有

{Pi-P^S-mg=ma

解得

a=2.5m/s2

20.如圖所示是一個游戲裝置的示意圖，固定于地面的水平軌道AB、豎直半圓形軌道5c和豎直圓形管道

8平滑連接，8和C分別是8c和CD的最低點。水平平臺EF可在豎直平面內自由移動。鎖定的壓縮彈

簧左右兩端分別放置滑塊。和6,解除鎖定后，。沿軌道運動并從。點拋出。若a恰好從￡點沿水

平方向滑上E尸且不滑高平臺，則游戲成功。已知8c半徑凡=0.2m；CO半徑&=0.1m且管道內徑遠小于

七,對應的圓心角6=127。；EF長度L=1.08m；滑塊與EF間動摩擦因數幺=0.25,其它阻力均不計；滑塊質

量,""=0.1kg,如>=0.2kg,且皆可視為質點；sin37°=0.6>cos37°=0.8。

（1）若彈簧釋放的能量Ep=3OJ,求在5點時圓形軌道對a的支持力大??；

（2）若要游戲成功，a在C點的最小速度是多少？

（3）若固定b,推導并寫出游戲成功時a最終位置到￡>點的水平距離x與彈簧釋放的彈性勢能心的關系式。

【答案】（1）外=21N；（2）癡m/s：（3）X=0.12（20￡p-11.2）0.56J<EP<1.31J

【解析】

【詳解】（1）滑塊b相互作用動量守恒，彈性勢能轉化為。、b動能

5=mhv2

L1212

Ep?=~maV\+~mbV2

%=2V10m/s

a=21N

(2)滑塊。要到達。點，在。點速度要大于0,則C點的速度至少滿足：

1S爐=(&+R2sin37°)

vc=V32m/s

過半圓環(huán)軌道8C的最小速度J函大小為我m/s

/s>V2m/s

物體”在C點的最小速度為V32m/s

(3)設物體。到達。點的速度為v

2

州=；muv+m“g(2?+&+&sin37。)

斜拋運動滿足

vsin53°

t=-------

g

水平位移

玉=討cos53°

得到

v2sin53°cos53°

石=----------------

S

EF軌道位移

_(vcos530)2

"2〃g

距離。點的水平位移

X=再+工2

x=0.12(20^-11.2)0.56J<￡P<1.31J

21.如圖所示，兩根豎直放置的足夠長金屬導軌也、尸。間距為/,底部是型剛性導電支架，導軌區(qū)

域布滿了垂直于平面MNQP的磁感應強度為8的勻強磁場。長為/的金屬棒M垂直導軌放置，與導軌接觸

良好。半徑為廠的輕質圓盤與導軌在同一豎直平面內，可繞通過圓盤中心的固定轉軸。勻速轉動。圓盤與

導軌間有一T型架，T型架下端與金屬棒成固定連接，在約束槽制約下只能上下運動。固定在圓盤邊緣的

小圓柱體嵌入在T型架的中空橫梁中。當圓盤轉動時，小圓柱體帶動T型架進而驅動金屬棒而上下運動。

已知副質量為機，電阻為R?！啊鳌毙蛯щ娭Ъ芄擦鶙l邊，每條邊的電阻均為R。MN、P。電阻不計且不

考慮所有接觸電阻，圓盤、T型架質量不計。圓盤以角速度⑦沿逆時針方向勻速轉動，以中空橫梁處于圖

中虛線位置處為初始時刻，求：

（1）初始時刻外所受的安培力；

（2）圓盤從初始時刻開始轉過90。的過程中，通過外的電荷量；

（3）圓盤從初始時刻開始轉過90。的過程中，T型架對的沖量/；

（4）圓盤從初始時刻開始轉過90。的過程中，T型架對M做的功。

【答案】（1）F.,=2L匚；（2）2Brl2rB用兀mg

q=------；（3）I=----------ma）r-------；（4）

安57?5R5R2co

（OTrB-1-r122

W------------------mcor-mgr

10R2

【解析】

【詳解】（1）初始時刻，導體棒ab的速度

v=3r

則導體棒切割磁感線產生的電動勢為

E=Blv

整個回路的電阻

3R?3R

R枚=

總3R+3R

則導體棒ab受到的安培力大小為為

2corB2l2

=BIl=

5R

（2）運動到最底端過程，導體棒ab的電荷量

-△①25/7

q=It=-----=--------

R總5R

（3）由動量定理可得

2乃1--八

1T+mg——x-----Blit=0-mcor

co4

,2rB用7Vtng

1=----------tncor----------

5R2co

（4）設運動到最底端過程中，導體棒對必做功為〃，則由功能關系可得

E有效27r1八1/、2

W-\-mgr-----——X—=0——m(cor)

2.5Rco42

Blcor

E有效

222

C07rBlr122

W----------------------mo）r-mgr

10/?2

22.如圖1所示是一個電子檢測裝置的示意圖，兩塊長度為d且平行正對的金屬板/、N相距為“，板間加

有如圖2所示的交變電壓。M,N右側區(qū)域存在垂直紙面向里且范圍足夠大的勻強磁場。N右側邊緣。。點

正下方存在著長度足夠長的收集板，收集板通過電流表與大地相連。M,N左端連線中點處有一粒子源S