2024年高考北京卷物理真題（解析版）

第1頁/共1頁2024年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試（北京卷）物理本試卷分第一部分和第二部分。滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。第一部分本部分共14小題，每小題3分，共42分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。1.已知釷234的半衰期是24天。1g釷234經(jīng)過48天后，剩余釷234的質(zhì)量為（）A.0g B.0.25g C.0.5g D.0.75g【答案】B【解析】【詳解】半衰期1g釷234經(jīng)過48天后，剩余質(zhì)量故選B。2.一輛汽車以10m/s速度勻速行駛，制動(dòng)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)2s停止，汽車的制動(dòng)距離為（）A.5m B.10m C.20m D.30m【答案】B【解析】【詳解】速度公式汽車做末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則有故選B。3.一個(gè)氣泡從恒溫水槽的底部緩慢上浮，將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，且氣體分子個(gè)數(shù)不變，外界大氣壓不變。在上浮過程中氣泡內(nèi)氣體（）A.內(nèi)能變大 B.壓強(qiáng)變大 C.體積不變 D.從水中吸熱【答案】D【解析】【詳解】A．上浮過程氣泡內(nèi)氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，故A錯(cuò)誤；B．氣泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)p=p0＋ρ水gh，故上浮過程氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，故B錯(cuò)誤；C．由玻意耳定律pV=C知，氣體的體積變大，故C錯(cuò)誤；D．上浮過程氣體體積變大，氣體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU=Q＋W知，氣體從水中吸熱，故D正確。故選D。4.如圖所示，飛船與空間站對(duì)接后，在推力F作用下一起向前運(yùn)動(dòng)。飛船和空間站的質(zhì)量分別為m和M，則飛船和空間站之間的作用力大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)題意，對(duì)整體應(yīng)用牛頓第二定律有F=(M＋m)a對(duì)空間站分析有F′=Ma解兩式可得飛船和空間站之間的作用力故選A。5.如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V，3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是（）A.原線圈兩端電壓的有效值為B.副線圈中電流的有效值為0.5AC.原、副線圈匝數(shù)之比為1∶4D.原線圈的輸入功率為12W【答案】B【解析】【詳解】A．由題圖知，原線圈電壓最大值為，則原線圈兩端電壓的有效值為故A錯(cuò)誤；B．燈泡正常發(fā)光，由P=UI得，副線圈中電流有效值為故B正確；C．由理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系可知故C錯(cuò)誤；D．理想變壓器沒有能量損失，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，則原線圈的輸入功率P1=PL=3W故D錯(cuò)誤。故選B。6.如圖所示，線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上，下列說法正確的是（）A.閉合開關(guān)瞬間，線圈M和線圈P相互吸引B.閉合開關(guān)，達(dá)到穩(wěn)定后，電流表的示數(shù)為0C.斷開開關(guān)瞬間，流過電流表的電流方向由a到bD.斷開開關(guān)瞬間，線圈P中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向左【答案】B【解析】【詳解】A．閉合開關(guān)瞬間，線圈P中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與線圈M中電流的磁場(chǎng)方向相反，由楞次定律可知，二者相互排斥，故A錯(cuò)誤；B．閉合開關(guān)，達(dá)到穩(wěn)定后，通過線圈P的磁通量保持不變，則感應(yīng)電流為零，電流表的示數(shù)為零，故B正確；CD．?dāng)嚅_開關(guān)瞬間，通過線圈P的磁場(chǎng)方向向右，磁通量減小，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右，因此流過電流表的感應(yīng)電流方向由b到a，故CD錯(cuò)誤。故選B。7.如圖所示，光滑水平軌道AB與豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道BC在B點(diǎn)平滑連接。一小物體將輕彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，物體脫離彈簧后進(jìn)入半圓形軌道，恰好能夠到達(dá)最高點(diǎn)C。下列說法正確的是（）A.物體在C點(diǎn)所受合力為零B.物體在C點(diǎn)的速度為零C.物體在C點(diǎn)的向心加速度等于重力加速度D.物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于物體在C點(diǎn)的動(dòng)能【答案】C【解析】【詳解】AB．物體恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C，則物體在最高點(diǎn)只受重力，且重力全部用來提供向心力，設(shè)半圓軌道的半徑為r，由牛頓第二定律得解得物體在C點(diǎn)速度AB錯(cuò)誤；C．由牛頓第二定律得解得物體在C點(diǎn)的向心加速度C正確；D．由能量守恒定律知，物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于物體在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和，D錯(cuò)誤。故選C。8.將小球豎直向上拋出，小球從拋出到落回原處的過程中，若所受空氣阻力大小與速度大小成正比，則下列說法正確的是（）A.上升和下落兩過程時(shí)間相等B.上升和下落兩過程損失的機(jī)械能相等C.上升過程合力的沖量大于下落過程合力的沖量D.上升過程的加速度始終小于下落過程的加速度【答案】C【解析】【詳解】D．小球上升過程中受到向下的空氣阻力，下落過程中受到向上的空氣阻力，由牛頓第二定律可知上升過程所受合力（加速度）總大于下落過程所受合力（加速度），D錯(cuò)誤；C．小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，空氣阻力做負(fù)功，由動(dòng)能定理可知小球落回原處時(shí)的速度小于拋出時(shí)的速度，所以上升過程中小球動(dòng)量變化的大小大于下落過程中動(dòng)量變化的大小，由動(dòng)量定理可知，上升過程合力的沖量大于下落過程合力的沖量，C正確；A．上升與下落經(jīng)過同一位置時(shí)的速度，上升時(shí)更大，所以上升過程中平均速度大于下落過程中的平均速度，所以上升過程所用時(shí)間小于下落過程所用時(shí)間，A錯(cuò)誤；B．經(jīng)同一位置，上升過程中所受空氣阻力大于下落過程所受阻力，由功能關(guān)系可知，上升過程機(jī)械能損失大于下落過程機(jī)械能損失，B錯(cuò)誤。故選C。9.圖甲為用手機(jī)和輕彈簧制作的一個(gè)振動(dòng)裝置。手機(jī)加速度傳感器記錄了手機(jī)在豎直方向的振動(dòng)情況，以向上為正方向，得到手機(jī)振動(dòng)過程中加速度a隨時(shí)間t變化的曲線為正弦曲線，如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.時(shí)，彈簧彈力為0B.時(shí)，手機(jī)位于平衡位置上方C.從至，手機(jī)的動(dòng)能增大D.a隨t變化的關(guān)系式為【答案】D【解析】【詳解】A．由題圖乙知，時(shí)，手機(jī)加速度為0，由牛頓第二定律得彈簧彈力大小為A錯(cuò)誤；B．由題圖乙知，時(shí)，手機(jī)的加速度為正，則手機(jī)位于平衡位置下方，B錯(cuò)誤；C．由題圖乙知，從至，手機(jī)的加速度增大，手機(jī)從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)，速度減小，動(dòng)能減小，C錯(cuò)誤；D．由題圖乙知?jiǎng)t角頻率則a隨t變化的關(guān)系式為D正確。故選D。10.水平傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，將一物體無初速度地放置在傳送帶上，最終物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）A.剛開始物體相對(duì)傳送帶向前運(yùn)動(dòng)B.物體勻速運(yùn)動(dòng)過程中，受到靜摩擦力C.物體加速運(yùn)動(dòng)過程中，摩擦力對(duì)物體做負(fù)功D.傳送帶運(yùn)動(dòng)速度越大，物體加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長【答案】D【解析】【詳解】A．剛開始時(shí)，物體速度小于傳送帶速度，則物體相對(duì)傳送帶向后運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．勻速運(yùn)動(dòng)過程中，物體與傳送帶之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則物體不受摩擦力作用，B錯(cuò)誤；C．物體加速，由動(dòng)能定理可知，摩擦力對(duì)物體做正功，C錯(cuò)誤；D．設(shè)物體與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體相對(duì)傳送帶運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體速度小于傳送帶速度則一直加速，由可知，傳送帶速度越大，物體加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長，D正確。故選D。11.如圖所示，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別位于M、N兩點(diǎn)，P、Q是MN連線上的兩點(diǎn)，且。下列說法正確的是（）A.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大B.P點(diǎn)電勢(shì)與Q點(diǎn)電勢(shì)相等C.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍D.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，P、Q兩點(diǎn)間電勢(shì)差不變【答案】C【解析】【詳解】A．由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)知，P、Q兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，A錯(cuò)誤；B．由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來越低知，P點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)電勢(shì)，B錯(cuò)誤；CD．由電場(chǎng)疊加得P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度若僅兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，則P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍，同理Q點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍，而PQ間距不變，根據(jù)定性分析可知P、Q兩點(diǎn)間電勢(shì)差變大，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。12.如圖所示為一個(gè)加速度計(jì)的原理圖?；瑝K可沿光滑桿移動(dòng)，滑塊兩側(cè)與兩根相同的輕彈簧連接；固定在滑塊上的滑動(dòng)片M下端與滑動(dòng)變阻器R接觸良好，且不計(jì)摩擦；兩個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)E相同，內(nèi)阻不計(jì)。兩彈簧處于原長時(shí)，M位于R的中點(diǎn)，理想電壓表的指針位于表盤中央。當(dāng)P端電勢(shì)高于Q端時(shí)，指針位于表盤右側(cè)。將加速度計(jì)固定在水平運(yùn)動(dòng)的被測(cè)物體上，則下列說法正確的是（）A.若M位于R的中點(diǎn)右側(cè)，P端電勢(shì)低于Q端B.電壓表的示數(shù)隨物體加速度的增大而增大，但不成正比C.若電壓表指針位于表盤左側(cè)，則物體速度方向向右D.若電壓表指針位于表盤左側(cè)，則物體加速度方向向右【答案】D【解析】【詳解】A．由題意可知，M位于R中點(diǎn)位置時(shí)與兩電源間的電勢(shì)相等，設(shè)R的中點(diǎn)電勢(shì)為零，則M位于R的中點(diǎn)右側(cè)，P端電勢(shì)高于Q端電勢(shì)，A錯(cuò)誤；B．由歐姆定律及電阻定律可知，P端與Q端電勢(shì)差與指針偏離R中點(diǎn)的距離x成正比，B錯(cuò)誤；C．已知電壓表指針位于表盤左側(cè)，只能確定加速度的方向，不能確定速度的方向，C錯(cuò)誤；D．已知電壓表指針位于表盤左側(cè)，滑塊左側(cè)彈簧壓縮、右側(cè)彈簧伸長，滑塊所受合力向右，故物體加速度方向向右，D正確故選D。13.產(chǎn)生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，阿秒（as）是時(shí)間單位，1as=1×10?18s，阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時(shí)間在阿秒量級(jí)的極短閃光，提供了阿秒量級(jí)的超快“光快門”，使探測(cè)原子內(nèi)電子的動(dòng)態(tài)過程成為可能。設(shè)有一個(gè)持續(xù)時(shí)間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時(shí)間內(nèi)至少包含一個(gè)完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10?34J?s，下列說法正確的是（）A.對(duì)于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯B.此阿秒光脈沖和波長為550nm的可見光束總能量相等時(shí)，阿秒光脈沖的光子數(shù)更多C.此阿秒光脈沖可以使能量為?13.6eV（?2.2×10?18J）的基態(tài)氫原子電離D.為了探測(cè)原子內(nèi)電子的動(dòng)態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于電子的運(yùn)動(dòng)周期【答案】C【解析】【詳解】A．此阿秒光脈沖的波長為λ=cT=30nm<550nm由障礙物尺寸與波長相差不多或比波長小時(shí)，衍射現(xiàn)象越明顯知，波長為550nm的可見光比此阿秒光脈沖的衍射現(xiàn)象更明顯，故A錯(cuò)誤；B．由知，阿秒光脈沖的光子能量大，故總能量相等時(shí)，阿秒光脈沖的光子數(shù)更少，故B錯(cuò)誤；C．阿秒光脈沖的光子能量最小值故此阿秒光脈沖可以使能量為?13.6eV（?2.2×10?18J）的基態(tài)氫原子電離，故C正確；D．為了探測(cè)原子內(nèi)電子的動(dòng)態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時(shí)間應(yīng)小于電子的運(yùn)動(dòng)周期，故D錯(cuò)誤。故選C。14.電荷量Q、電壓U、電流I和磁通量Φ是電磁學(xué)中重要的物理量，其中特定的兩個(gè)物理量之比可用來描述電容器、電阻、電感三種電磁學(xué)元件的屬性，如圖所示。類似地，上世紀(jì)七十年代有科學(xué)家預(yù)言Φ和Q之比可能也是一種電磁學(xué)元件的屬性，并將此元件命名為“憶阻器”，近年來實(shí)驗(yàn)室已研制出了多種類型的“憶阻器”。由于“憶阻器”對(duì)電阻的記憶特性，其在信息存儲(chǔ)、人工智能等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.QU的單位和ΦI的單位不同B.在國際單位制中，圖中所定義的M的單位是歐姆C.可以用來描述物體的導(dǎo)電性質(zhì)D.根據(jù)圖中電感L的定義和法拉第電磁感應(yīng)定律可以推導(dǎo)出自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式【答案】A【解析】【詳解】A．單位制、法拉第電磁感應(yīng)定律由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，則Φ的單位為V·s，由Q=It可知，Q的單位為A·s，則QU與ΦI的單位相同均為V·A·s，故A錯(cuò)誤，符合題意；B．由題圖可知，從單位角度分析有故B正確，不符合題意；C．由知，可以用來描述物體的導(dǎo)電性質(zhì)，故C正確，不符合題意；D．由電感的定義以及法拉第電磁感應(yīng)定律解得故D正確，不符合題意。故選A。第二部分本部分共6小題，共58分。15.某同學(xué)測(cè)量玻璃的折射率，作出了如圖所示的光路圖，測(cè)出了入射角i和折射角r，則此玻璃的折射率n=_____?！敬鸢浮俊窘馕觥俊驹斀狻扛鶕?jù)折射定律有sini=nsinr解得16.用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。如圖2所示，分別把條形磁體的N極或S極插入、拔出螺線管，觀察并標(biāo)記感應(yīng)電流的方向。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是__________（填選項(xiàng)前的字母）。A．需要記錄感應(yīng)電流的大小B．通過觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流的方向C．圖2中甲和乙表明，感應(yīng)電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關(guān)【答案】BC【解析】【詳解】A．本實(shí)驗(yàn)探究影響感應(yīng)電流方向的因素，故不需要記錄感應(yīng)電流的大小，故A錯(cuò)誤；B．本實(shí)驗(yàn)通過電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流的方向，故B正確；C．由題圖2甲和乙知，條形磁體插入N極和S極時(shí)，電流方向不同，故感應(yīng)電流的方向與條形磁體的插入端是N還是S有關(guān)，故C正確。故選BC。17.某興趣小組利用銅片、鋅片和橘子制作了水果電池，并用數(shù)字電壓表（可視為理想電壓表）和電阻箱測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。連接電路后，閉合開關(guān)S，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R，記錄電壓表的讀數(shù)U，繪出圖像，如圖2所示，可得：該電池的電動(dòng)勢(shì)E=_____V，內(nèi)阻r=_____kΩ。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.1.0②.3.3【解析】【詳解】[1][2]由閉合電路歐姆定律得，解得結(jié)合題圖2可得，18.如圖甲所示，讓兩個(gè)小球在斜槽末端碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是_____（填選項(xiàng)前的字母）。A.實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平B.選用兩個(gè)半徑不同的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C.用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球（2）圖甲中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，首先，將質(zhì)量為m1的小球從斜槽上的S位置由靜止釋放，小球落到復(fù)寫紙上，重復(fù)多次。然后，把質(zhì)量為m2的被碰小球置于斜槽末端，再將質(zhì)量為m1的小球從S位置由靜止釋放，兩球相碰，重復(fù)多次。分別確定平均落點(diǎn)，記為M、N和P（P為m1單獨(dú)滑落時(shí)的平均落點(diǎn)）。a．圖乙為實(shí)驗(yàn)的落點(diǎn)記錄，簡(jiǎn)要說明如何確定平均落點(diǎn)_____；b．分別測(cè)出O點(diǎn)到平均落點(diǎn)的距離，記為OP、OM和ON。在誤差允許范圍內(nèi)，若關(guān)系式_____成立，即可驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒。（3）受上述實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了另一種驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)方案。如圖丙所示，用兩根不可伸長的等長輕繩將兩個(gè)半徑相同、質(zhì)量不等的勻質(zhì)小球懸掛于等高的O點(diǎn)和O′點(diǎn)，兩點(diǎn)間距等于小球的直徑。將質(zhì)量較小的小球1向左拉起至A點(diǎn)由靜止釋放，在最低點(diǎn)B與靜止于C點(diǎn)的小球2發(fā)生正碰。碰后小球1向左反彈至最高點(diǎn)A′，小球2向右擺動(dòng)至最高點(diǎn)D。測(cè)得小球1，2的質(zhì)量分別為m和M，弦長AB=l1、A′B=l2、CD=l3。推導(dǎo)說明，m、M、l1、l2、l3滿足_____關(guān)系即可驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒?！敬鸢浮浚?）AC（2）①.用圓規(guī)畫圓，盡可能用最小的圓把各個(gè)落點(diǎn)圈住，這個(gè)圓的圓心位置代表平均落點(diǎn)②.m1OP=m1OM＋m2ON（3）ml1=?ml2＋Ml3【解析】【小問1詳解】A．實(shí)驗(yàn)中若使小球碰撞前、后的水平位移與其碰撞前，后速度成正比，需要確保小球做平拋運(yùn)動(dòng)，即實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平，故A正確；B．為使兩小球發(fā)生的碰撞為對(duì)心正碰，兩小球半徑需相同，故B錯(cuò)誤；C．為使碰后入射小球與被碰小球同時(shí)飛出，需要用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球，故C正確。故選AC?！拘?詳解】[1]用圓規(guī)畫圓，盡可能用最小的圓把各個(gè)落點(diǎn)圈住，這個(gè)圓的圓心位置代表平均落點(diǎn)。[2]碰撞前、后小球均做平拋運(yùn)動(dòng)，由可知，小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，所以水平位移與平拋初速度成正比，所以若m1OP=m1OM＋m2ON即可驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒?！拘?詳解】設(shè)輕繩長為L，小球從偏角θ處靜止擺下，擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，小球經(jīng)過圓弧對(duì)應(yīng)的弦長為l，則由動(dòng)能定理有由數(shù)學(xué)知識(shí)可知聯(lián)立兩式解得若兩小球碰撞過程中動(dòng)量守恒，則有mv1=?mv2＋Mv3又有，，整理可得ml1=?ml2＋Ml319.如圖所示，水平放置的排水管滿口排水，管口的橫截面積為S，管口離水池水面的高度為h，水在水池中的落點(diǎn)與管口的水平距離為d。假定水在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，h遠(yuǎn)大于管口內(nèi)徑。求：（1）水從管口到水面的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；（2）水從管口排出時(shí)的速度大小；（3）管口單位時(shí)間內(nèi)流出水的體積Q?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）水在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，豎直方向解得水從管口到水面的運(yùn)動(dòng)時(shí)間（2）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，水平方向解得水從管口排出時(shí)的速度大小（3）管口單位時(shí)間內(nèi)流出水的體積20.如圖甲所示為某種“電磁槍”的原理圖。在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根相距L的平行長直金屬導(dǎo)軌水平放置，左端接電容為C的電容器，一導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌電阻及導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m、接入電路的電阻為R。開關(guān)閉合前電容器的電荷量為Q。（1）求閉合開關(guān)瞬間通過導(dǎo)體棒的電流I；（2）求閉合開關(guān)瞬間導(dǎo)體棒的加速度大小a；（3）在圖乙中定性畫出閉合開關(guān)后導(dǎo)體棒的速度v隨時(shí)間t的變化圖線?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）開關(guān)閉合前電容器的電荷量為Q，則電容器兩極板間電壓開關(guān)閉合瞬間，通過導(dǎo)體棒的電流解得閉合開關(guān)瞬間通過導(dǎo)體棒的電流為（2）開關(guān)閉合瞬間由牛頓第二定律有將電流I代入解得（3）由（2）中結(jié)論可知，隨著電容器放電，所帶電荷量不斷減少，所以導(dǎo)體棒的加速度不斷減小，其v-t圖線如圖所示21.科學(xué)家根據(jù)天文觀測(cè)提出宇宙膨脹模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物質(zhì)（星體等）在做彼此遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)，且質(zhì)量始終均勻分布，在宇宙中所有位置觀測(cè)的結(jié)果都一樣。以某一點(diǎn)O為觀測(cè)點(diǎn)，以質(zhì)量為m的小星體（記為P）為觀測(cè)對(duì)象。當(dāng)前P到O點(diǎn)的距離為，宇宙的密度為。（1）求小星體P遠(yuǎn)離到處時(shí)宇宙的密度ρ；（2）以O(shè)點(diǎn)為球心，以小星體P到O點(diǎn)的距離為半徑建立球面。P受到的萬有引力相當(dāng)于球內(nèi)質(zhì)量集中于O點(diǎn)對(duì)P的引力。已知質(zhì)量為和、距離為R的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力勢(shì)能，G為引力常量。僅考慮萬有引力和P遠(yuǎn)離O點(diǎn)的徑向運(yùn)動(dòng)。a．求小星體P從處遠(yuǎn)離到。處的過程中動(dòng)能的變化量；b．宇宙中各星體遠(yuǎn)離觀測(cè)點(diǎn)的速率v滿足哈勃定律，其中r為星體到觀測(cè)點(diǎn)的距離，H為哈勃系數(shù)。H與時(shí)間t有關(guān)但與r無關(guān)，分析說明H隨t增大還是減小?！敬鸢浮浚?）；（2）a．；b．H隨t增大而減小【解析】【詳解】（1）在宇宙中所有位置觀測(cè)的結(jié)果都一樣，則小星體P運(yùn)動(dòng)前后距離O點(diǎn)半徑為和的球內(nèi)