物 理 試 卷
2024.4
本試卷共6頁，15題，全卷滿分100分.考試用時75分鐘
★?？荚図樌?br>注意事項：
1.答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼 粘貼在答題卡上的指定位置.
2.選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂 黑.寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效.
3.非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi).寫在試卷、 草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效.
4.考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并上交.
一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分.在每小題給出的四個選項中，第1~7 題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合題目要求.每小題全部選對的得4
分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分.
1.2023年11月6日，全球首座第四代核電站在山東石島灣并網(wǎng)發(fā)電，這標(biāo)志著我國在高 溫氣冷堆核電技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先全球.當(dāng)前廣泛應(yīng)用的第三代核電站主要利用鈾(費U) 裂
變產(chǎn)能，鈾(賈U)的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇('Ba) 和氪(Kr). 下列說法正確的是
A.費U 有92個中子，143個質(zhì)子
B. 鈾原子核費U 的結(jié)合能大于鋇原子核"Ba的結(jié)合能
C. 重核裂變成中等大小的核，核的比結(jié)合能減小
D.上述裂變反應(yīng)方程為：
2.我國首個大型巡天空間望遠(yuǎn)鏡(CSST) 將于2024年發(fā)射升空，它將與我國空間站共軌
并獨立飛行，已知巡天空間望遠(yuǎn)鏡預(yù)定軌道離地
面高度約為400km,地球同步衛(wèi)星離地面高度約
為36000km,下列說法正確的是
A. 巡天空間望遠(yuǎn)鏡加速就可以與空間站對接
B. 巡天空間望遠(yuǎn)鏡運行的線速度大于7.9km/s
C. 巡天空間望遠(yuǎn)鏡在軌道上運行的周期比同步衛(wèi)星的周期大
D. 巡天空間望遠(yuǎn)鏡的加速度大于放在赤道上物體的向心加速度
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3.如圖所示，某款手機支架由“L 型”擋板和底座構(gòu)成，擋板使用一體成型材料制成，其AB、 BC部分相互垂直，可繞O 點的軸在豎直面內(nèi)自由調(diào)節(jié).AB、BC 部分對手機的彈力分別 為 F? 和 F? (不計手機與擋板間的摩擦),在“L 型”擋板由圖示
位置順時針緩慢轉(zhuǎn)至水平的過程中，下列說法正確的是
A.F? 逐漸增大，F(xiàn)? 逐漸減小
B.F? 逐漸減小，F(xiàn)? 逐漸增大
C.F? 逐漸減小，F(xiàn)? 先增大后減小
D.F? 先增大后減小，F(xiàn)? 逐漸減小
4.如圖所示，粗細(xì)均勻的玻璃管(上端開口，下端封閉)豎直放置，管內(nèi)用長為h=15cm 的 水銀柱封閉一段長l=30cm 的理想氣體，現(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至水平放置
(水銀未溢出).已知大氣壓強p?=75cmHg, 玻璃管導(dǎo)熱性能良好且
環(huán)境溫度保持不變.下列說法正確的是
A.玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，氣體放出熱量
B. 玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，外界對氣體做功
C. 玻璃管豎直放置時，封閉氣體的壓強為60cmHg
D. 玻璃管水平放置時，封閉氣體的長度為36cm
5.金屬探測儀內(nèi)部電路可簡化為線圈與電容器構(gòu)成的LC 振蕩電路，某時刻電流方向和電容
器極板間電場方向如圖所示，關(guān)于該時刻下列說法正確的是
A. 電路中的電流正在減小
B.a 點電勢比b 點電勢低
C. 電容器所帶電荷量正在減小
D.線圈磁場能正在增大
6.如圖所示，在直角△MON 區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場(未畫出),磁感應(yīng)強度
大小為 B.O 點處的粒子源可向紙面內(nèi)磁場區(qū)域各個方向發(fā)射帶電粒子.已知帶電粒子
的質(zhì)量為m, 電荷量為+q, 速率均為 ON 長為d 且∠ONM=30°, 忽略粒子的重
力及相互間的作用力.下列說法正確的是
A. 自 MN邊射出的粒子在磁場中運動的最短時間為
B. 自 MN邊射出的粒子在磁場中運動的最長時間為
C.MN 邊上有粒子到達(dá)區(qū)域的長度為
D.ON 邊上有粒子到達(dá)區(qū)域的長度為
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7.如圖甲所示，轆轉(zhuǎn)是古代民間提水設(shè)施，由轆轉(zhuǎn)頭、支架、井繩、水斗等部分構(gòu)成.某次汲 完水自水面由靜止開始上升的過程中，水斗的加速度 a 隨上升高度h 的變化規(guī)律如圖
乙所示.已知水斗上升10m 至井口時速度剛好為零，下列說法正確的是
甲
乙
A.O≤h≤2m 時，水斗的加速度大小為2m/s2
B.2m≤h≤5m 時，水斗的速度大小為2m/s
C.8m≤h≤10m 時，水斗做勻減速直線運動
D. 水斗自水面上升10m 所用時間為7.5s
8.一列簡諧橫波沿x 軸方向傳播，在t=0.6s 時刻的波形圖如圖甲所示，此時質(zhì)點P 的位 移為+2cm, 質(zhì)點Q 的位移為-2cm, 波上質(zhì)點A的振動圖像如圖乙所示，下列說法正確
的是
乙
甲
A. 該簡諧橫波沿x 軸正方向傳播
B.該簡諧橫波的波速為15m/s
C.t=0.6s 時，質(zhì)點Q 正在向y 軸負(fù)方向振動
D. 再經(jīng)i,質(zhì)點 P 通過的路程為(10-2 √ 3)cm
9.如圖所示，正方形ABCD的對角線長為2a, 在 A、C 兩點分別放置電荷量為+q 的點電 荷，P 為正方形ABCD外接圓上任意一 點，O 為外接圓的圓心，靜電力常量為k, 下列
說法正確的是
A.B、D兩點的電場強度相同
B.將負(fù)電荷沿直線由B 移到 D 的過程中，電場力先做正功
后做負(fù)功
C. 對角線 BD 連線上電場強度E 的最大值：
D. 若兩點電荷在P 點的電場強度大小分別是E? 、E?,則為定值
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10.如圖所示，某傳送帶的傾角α=37°,長為10.5m, 以 6m/s 的速率逆時針運轉(zhuǎn).在傳送 帶頂端A點靜止釋放一個質(zhì)量為1kg 的物體，同時傳送帶在電動機的帶動下，以4m/s2 加速運轉(zhuǎn).已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5,sin37°=0.6,cs37°=0.8, 重力 加速度g 取10m/s2, 最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.物體從頂端A點運動至底端B 點
的過程中
A. 物體一直做勻加速直線運動
B. 物體從A點運動至B 點所用時間為1.5s
C. 物體在傳送帶上留下劃痕的長度為3m
D. 物體從A點運動至B 點的過程中因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為20J
二、非選擇題：本題共5小題，共60分.
11.(7分)某同學(xué)用實驗室現(xiàn)有器材設(shè)計了如圖甲所示裝置來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?
甲
該同學(xué)進(jìn)行了如下操作：
乙
①調(diào)整弧形槽末端水平并固定，再將金屬小球靜置于槽的末端.在小球靜止位置安裝
一個光電門，接通電源，使光電門發(fā)出的光線與小球球心在同一水平線上；
②測量金屬小球的直徑d 以及弧形槽末端到水平地面的豎直高度h;
③將金屬小球放在弧形槽一定高度靜止釋放，測量小球落點與球心在水平地面投影
點間的距離x;
(1)用螺旋測微器測得金屬小球的直徑d 如圖乙所示，則d= mm;
(2)某次實驗中，金屬小球通過光電門的時間為t, 則金屬小球的速度v=
(用題目中物理量符號表示)
(3)調(diào)整金屬小球釋放的位置，重復(fù)步驟③,得到多組對應(yīng)的x 與 t, 作出的圖
像為一條傾斜直線，測得斜率為k,則該地的重力加速度g= ( 用d、h、k 表示).
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12.(10分)某同學(xué)設(shè)計圖示電路測量一電源的電動勢E、內(nèi)阻r 和電流表內(nèi)阻R. 閉合開
關(guān) S, 多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄電阻箱阻值R、電壓表的示數(shù) U、電流表的示數(shù)1.
(1)當(dāng)R 讀數(shù)為R。時，電壓表、電流表讀數(shù)分別為U。、I,則電流表內(nèi)阻R=
(2)利用所測數(shù)據(jù)，作出的圖線為一條傾斜直線，計算得到直線的斜率為
k?, 在縱軸上的截距為b, 則電源的電動勢E= ,內(nèi)阻r= ;
(3)利用所測數(shù)據(jù)，作出的圖線為一條傾斜直線，計算得到直線的斜率為k?, 則
電源的電動勢E= ,電動勢 E 的測量值 真實值(選填“大于”“等于”或
“小于”).
13.(10分)如圖所示，△ABC為等腰直角三棱鏡的截面圖，AB=√2a,P 為AB邊上一點，Q 是 BC邊的中點.一束單色光自P 點垂直BC 邊射入棱鏡，逆時針調(diào)整入射角度，當(dāng)入
射光線垂直于AB邊時，BC 邊恰好無光線射出.已知光在真空中的傳播速度為c, 只考
慮光線在棱鏡中的第一次反射，求：
(1)棱鏡對該單色光的折射率n;
(2)若該單色光自P 點平行于BC 邊射入，折射光線經(jīng) Q 點反射后從AC邊射出，求
單色光在棱鏡中傳播的時間t.
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14.(15分)如圖，質(zhì)量M=3kg 的木板靜止在光滑水平地面上，右側(cè)的豎直墻面固定一勁 度系數(shù)為k=20N/m 的輕彈簧，彈簧處于自然狀態(tài).質(zhì)量m=2kg 的小物塊以水平向右 的速度v?=5m/s 滑上木板左端，兩者共速時木板恰好與彈簧接觸.已知木板足夠長， 物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.彈簧始終處在彈 性限度內(nèi)，取重力加速度g=10m/s2, 結(jié)果可用根式表示.
(1)求木板剛接觸彈簧時速度的大小v?;
(2)求木板與彈簧接觸以后，小物塊與木板即將相對滑動時彈簧彈力的大小F;
(3)彈簧的彈性勢能 E,與形變量x 的關(guān)系為 2.已知木板從與小物塊即將發(fā)
生相對滑動至向右減速為0所用時間為t 秒，求此過程中彈簧對木板沖量的大小I.
15.(18分)如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌間距為L, 導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,導(dǎo)軌 ABCD區(qū)域有方向垂直軌道平面、面積為S 的有界均勻磁場(圖中未畫出);導(dǎo)軌 EFNM 區(qū)域有方向垂直軌道平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B?. 導(dǎo)軌AH、BG 及導(dǎo)線 AB的電阻不計，導(dǎo)軌 HM、GN單位長度電阻為r. 質(zhì)量為m、電阻為R 的金屬棒 P 位于 EFGH區(qū)域的磁場中，與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，重力加速度為g.
(1)若ABCD 區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小隨時間t 變化關(guān)系為B?=k?t(k?>0, 且為常 量),方向垂直軌道平面向上，P 棒靜止在導(dǎo)軌上，求k? 的大??；
(2)若ABCD區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小隨時間t 變化關(guān)系為B?=k?t2(k?>0, 且為已知 常量),方向垂直軌道平面向下，在t=0 時平行導(dǎo)軌向下以某速度釋放 P 棒 ，P 棒能勻加 速通過EFGH區(qū)域，求P 棒的加速度大?。?br>(3)若撤去ABGH區(qū)域的磁場，將GNMH區(qū)域的磁場設(shè)置為方向垂直軌道平面向上， 磁場的磁感應(yīng)強度大小為B?=k?t(k?>0, 且為已知常量)的均勻磁場；換質(zhì)量為m、電阻 不計的金屬棒Q, 在t=0 時刻從GH處由靜止釋放，同時施加沿導(dǎo)軌方向的外力使Q 棒以 恒定的加速度a 在導(dǎo)軌上滑動，求外力F 與時間 t 的關(guān)系表達(dá)式.
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請在各題目的答題區(qū)城內(nèi)作答，起出黑色超形也核規(guī)定區(qū)地的答案無效
13.(10分)
請在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，起出黑色革形邊在果定區(qū)域的答案無效
物理答題卡
姓 名
準(zhǔn)考證號 貼條形碼區(qū)
填涂樣例
■
缺考標(biāo)識!考生禁填! 由監(jiān)考老師填寫。
注1 1129282486 42%
11111.1200 PI5 At.
事14811616808445 是 項15011:4016、406.42846,8#6,轉(zhuǎn)度，
L
選擇題
1 因面CD 2因①④D 3A0CD 4 因 ③ @ 0
5 因田圖四 6A①? 團(tuán) 1A1CC
8因國圖四
9A1H團(tuán) 10A①0團(tuán)
非選擇題
11.(7分)
(1)
(2)
3)
12.(10分)
(1)
(2)
(3
請植各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出黑色距形邊根限定區(qū)域的答案無收
1uuuutt100·1 1
請在各題日的答題區(qū)地內(nèi)作答，超出黑色條形為和限定區(qū)出案無數(shù)
14,15分)
請在各題日的答題區(qū)城內(nèi)作答,超出黑色矩形邊框限定區(qū)域的答案無效
請在各題目的答超區(qū)域內(nèi)作答，超出要色經(jīng)形地核觀它區(qū)的答案無效 請值各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出黑色矩形邊和限定區(qū)域的答案無數(shù) 請在各題日的答題又城內(nèi)作茶，超出黑色班形去相限定區(qū)城的答室無置
15.(18分)
請在各題目的答題區(qū)城內(nèi)作答，超出題色整形邊樣限定區(qū)域的答案無數(shù)
請在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出黑色距形邊根犯定區(qū)域的答案無數(shù)
請在各題目的答題區(qū)城內(nèi)情答，超出要色是形邊相果定區(qū)城的符案無放
請 勿 。 在 仕 區(qū) 內(nèi) 飲 合 曬 趙
請 勿 。 在 仕 區(qū) 內(nèi) 飲 合 曬 趙
第九屆湖北省高三(4月)調(diào)研模擬考試
物理參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)
1.B【 解析】資U 有92個質(zhì)子，143個中子，A 選項錯誤；根據(jù)自然組成原子核的核子越 多，它的結(jié)合能就越高，因此資U 的核結(jié)合能大于紫Ba 的核結(jié)合能，B 選項正確；比結(jié)合 能越大的原子核越穩(wěn)定，重核分裂成兩個中等大小的核，核的比結(jié)合能均會增大， C 選項錯
誤；鈾核裂變的核反應(yīng)方程為dn+ 資U→ Ba+8Kr+36n,D 選項錯誤。
2.D【 解析】巡天空間望遠(yuǎn)鏡加速會上升到更高的軌道，不能與空間站對接，A 選項錯誤；
根據(jù) 可得,r≥R,v≤ 7.9km/s,B 選項錯誤；巡天空間望遠(yuǎn)鏡的軌道
半徑比同步衛(wèi)星的軌道半徑小，由開普勒第三定律可知巡天空間望遠(yuǎn)鏡在軌道上運行周期比
同步衛(wèi)星的周期小， C 選項錯誤；根據(jù)!可得a eG , 巡天空間望遠(yuǎn)鏡的加速度
大于同步衛(wèi)星的加速度，同步衛(wèi)星角速度等平地球自轉(zhuǎn)角速度，由a=2r 可得同步衛(wèi)星的
加速度大于放在赤道上物體的向心加速度，D 選項正確。
3.A【 解析】在 “L 型又擋板順時針緩慢轉(zhuǎn)動時，手機受到重力G 及彈力Fi 、F? 的作用處 于動態(tài)平衡，將三力平移到矢量三角形中?！痉椒ㄒ弧吭O(shè)擋板與水平方向的夾角為θ,則 F? =mgcsθ,F?=mgsin0,θ 減小，F(xiàn)? 增大， F? 減 小 ，A 選項正確?！痉椒ǘ吭?“L 型”擋板 緩慢轉(zhuǎn)動過程中， F? 、F? 的夾角保持90°不變，所以力F? 和 F? 的交點在圓上移動，矢量圖 如圖所示。由圖可知在“L 型”擋板順時針緩慢轉(zhuǎn)過60°角過程中力F? 逐漸增大，力F? 逐
漸減小， A 選項正確。
4.D【解析】設(shè)玻璃管豎直放置時管內(nèi)封閉氣體的壓強為pi, 則 P?+pgh=P?,p?= 90cmHg,
C 選項錯誤；水平放置時管內(nèi)封閉氣體的壓強為pz=75cmHg,V=lS,V?=I'S, 由波義耳 定律可得p?V?=p?V2, 解得l'=36cm,D 選項正確；玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，壓
強減小，氣柱體積增大，對外界做功， B 選項錯誤；氣體對外界做功，溫度不變，氣體從外
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
A
D
A
C
B
AB
BCD
BC
界吸收熱量，A 選項錯誤。
5.A【 解析】根據(jù)電路中電流方向和電容器極板間電場強度方向可知，該時刻電容器正在
充電，電路中電流減小，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能， A 選項正確。
6.C【 解析】根據(jù)可知，帶電粒子在磁場中運動軌道半徑 自 MN 邊射出
的帶電粒子在磁場中運動時間最短時，弦長也最短，如圖所示，粒子運動時間
A 選項錯誤；帶電粒子在磁場中運動時間最長時，對應(yīng)圓心角最大為 120°,如圖所示，粒子運動時間 粒子從 ON 邊射出磁場，B 選項錯誤； MN 邊上有粒子到達(dá)的區(qū)域為AB 段，由幾何關(guān)系可得 C 選項正確； ON 邊上有粒 子到達(dá)的區(qū)域為 OC 段，由幾何關(guān)系可得 D 選項錯誤，
7.B【 解析】由圖乙可知，O≤h≤2m 時水斗做匈加速運動；2m≤h≤5m 時水斗做勻速運動；
5m≤h≤8m 時水斗做勻減速運動：8m≤h≤10m 時水斗加速度a 隨位移x 均勻減小，水斗做
加速度逐漸減小的減速運動，C 選項錯誤；根據(jù)動能定理 ,a-h 圖像圍成的面
積表；.5m≤h≤10m 時圖像圍成的面,解得2m≤h≤5m 時的速
度v=2m/s,B 選項正確；O≤h≤2m 圖像圍成的面積與5m≤h≤10m 圍成的面積相等，故0 ≤h≤2m 時，水斗的加速度為1m/s2,A 選項錯誤； O≤h≤2m 時由 解得所用時間
t?=2s;2m≤h≤5m 時由△h=vz 解得所用時間tz=1.5s;5m≤h≤8m 時由
得所用時間t?=2s; 由動能定理可求得h=8m 時 v=1m/s, 若直接以勻速上升至h=10m 需
要t?=2s,8m≤h≤10m 時水斗做減速運動，所用時間大于2s, 故水斗自水面上升10m 所用
時間大于7.5s,D 選項錯誤。
8.AB【 解析】由圖乙知 t=0.6s 時刻A 質(zhì)點由平衡位置向y 軸負(fù)方向振動，故簡諧波沿x
軸正方向傳播， A 選項正確；由甲圖根據(jù)簡諧橫波的對稱性可得波t 解得λ=
12m, 簡諧波的周期T=0.8s, 波速 B 選項正確； t=0.6s 時刻質(zhì)點Q 正在向y
。
軸正方向振動，C 選項錯誤；再經(jīng) 質(zhì)點P 剛好振動到平衡位置，通過的路程為s=2cm
+4cm=6cm,D 選項錯誤。
9.BCD【 解析】根據(jù)電場強度疊加可得 B 、D 兩點的電場強度大小相等，方向相反，A 選 項錯誤；將負(fù)電荷沿直線由B 移動至 D 點，電場力先做正功后做負(fù)功，B 選項正確；設(shè)對
角線 BD 連 線 上 任 取 一 點 M 的 場 強 為 E, 如 圖 所 示 ， 設(shè) ∠MAO=α, 則
,令sina=t, 則f(I)=t-t2,f'(I)=1-3t2=0 取極值， 解得 , 則 C 選項正確；連接 AP 、CP,△PAC 為直角三角形，
∠RIC-D.
;
,D
聯(lián)立
選項正確。
10.BC【解析】物體無初速度放上傳送帶時其受摩擦方沿傳送帶向下，由牛頓第二定律 可得a?=g(sina+μcsa)=10m/ 經(jīng)時間t 物體與傳送帶達(dá)到相同速度vy,則有10h=6+
共速后，通過假
4m,解得n=1s,此明-n,
設(shè)法可知物體與傳送帶保持相對靜止， x 相= x 傳一x 物=3 m,A 選項錯誤、C 選項正確；共速
時，物體離B 點的距離為△x, 則△x=10.5m-x 物=5.5m 。共速后由 =0.5s, 物體從A 點運動至B 點需要1=t?+t?=1.5s,B 選項正確；只有在0~1s 內(nèi)有相對運
動，因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能 Q=μmgcsax和=12J,D 選項錯誤。
11.【答案】(1)11.860(11.858~11.862均正確)(2分)
c
分)
(3) (分)
【解析】(1)螺旋測微器的讀數(shù)為d=11. 5mm+36.0×0.01mm=11. 860mm;(2) 金屬小球經(jīng)過光
電門的速度 (3)小球自弧形槽末端飛出后在空中做平拋運動，在水平方向有x=v?t,
豎直方向
12.【答案】d)
;
可得
)(2分) (2)
. 解
2分)8) 2分)小于2分)
故
, 又 .
減
2分)
口
;解得
,
【解析】(1)根據(jù)歐姆定律可得U?=I? (R?+R?),
(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定
律可得
,解得
,則
;
;
(3)由閉合電路歐姆定律可得E=I(R+R?+r), 解 ,則： 解得
* ,
該實驗的系統(tǒng)誤差來源主要是未考慮電壓表分流作用，由等效法分析可知，由該電路測得電
動勢E 的測量值小于真實值。
13.【答案】(1V2(4 分) (6分)
解：(1)光線垂直于BC 邊射入棱鏡后光路圖如圖所示，設(shè)光線在棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角
為C。
由幾何關(guān)系可得
根據(jù)
解得
C=45
(1分) (2分)
(1分)
(2)光線自P點平行于BC進(jìn)時入棱鏡，光線恰好經(jīng)過Q點的光路圖如圖所示。
∠BPQ=120°
由折射定律有
解得
在△BPQ中，由正弦定理可得
由對稱性可知，光線在棱鏡中通過的路程為
光線在棱鏡中傳播的速度
光線在棱鏡中傳播的時間
(1分) (1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
14.【答案】(1)2m/s(4分)(2)10N(5分) (3)(4t?+3√3)N·s(6 分)
解：(1)物塊從滑上木板至兩者達(dá)到共速的過程中，由系統(tǒng)動量守恒可得
mv =(m+M)v? (2分)
代入數(shù)據(jù)得： V?=2m/s (2分)
(2)物塊與木板之間即將相對滑動時，二者之間的摩擦力達(dá)到最大值。
對物塊與木板整體有 F=(m+M)a (2分)
對物塊有 μmg =ma (2分)
聯(lián)立上式可得 F=10N (1分)
(3)設(shè)二者即將相對滑動時的速度為v?, 從木板恰好與彈簧接觸到二者即將相對滑動的過程
中，由系統(tǒng)機械能守恒可得
由胡克定律可得 F=kx
木板的速度從v? 減速為0的過程中，取水平向左為正
由動量定理可得 I-μmgt?=0-(-M)
聯(lián)立上式可得 1=(4t3√3)w·s
(說明,第(3)兩計算結(jié)果未帶單位,本次不扣分)
15.【答案】3分 7分)
解：(1)ABCD區(qū)域的磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
F?=B?I?L
mgsinθ =F
回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為
導(dǎo)體棒P 受到的安培力為
由于P 棒靜止，則有
聯(lián)立上式得：
(2)假設(shè)金屬棒P 釋放的初速度為v?
?=B?Lx-B?S+O?
在時間t 內(nèi)，位移
回路中的磁通量為：
將x、B? 代入得：
(2分)
(1 分)
(2分)
(1分)
(1分)
(1分) (1分) (1分)
(1分)
(1分)
(1分)
由法拉第電磁感應(yīng)定律：
回路中的電流為：
若金屬棒 P 勻加速運動，由牛頓第二定律有： mgsinθ-B?I?L=ma
分析可知，回路中電流恒定，感應(yīng)電動勢E?恒定，不隨時間變化，故：
B?La-2Sk?=0
解得：
(3)金屬棒 Q 在外力作用下由靜止開始勻加速運動，在時間t內(nèi)，
回路中的磁通量為： 0=B?Lx
產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：
回路中的電阻為： R?=2rx
電流為：
取平行導(dǎo)軌平面向下為正方向，對金屬棒Q有：F+mgsindB? ma
聯(lián)立上式得，外力F 與時間t 的關(guān)系式為：
(第(3)問另解如下：解答過程、結(jié)果正確可參照賦分)
(1分) (1分)
(1分)
(1分)
(1 分)
(1分)
(2分)
(1分)
(1分)
(1分)
(3)若導(dǎo)體棒向上運動，未進(jìn)入磁場區(qū)：
F=m(a+gsinθ)
若導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場區(qū)，回路中因磁感應(yīng)強度變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：
回路中因切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為： E′=B?Lv=k?Lat2
回路中總感應(yīng)電動勢為： E?=E+E'
回路中的電阻為： R?=2rx
電流為：
取平行導(dǎo)軌平面向下為正方向，對金屬棒Q 有：F+mgsinθ-B? I?L=ma
聯(lián)立上式得，外力F 與時間t 的關(guān)系式為：
(1 分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)

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