2024年高考第二次模拟考试物理试题（河南卷）（含答案与解析）

2024年高考第二次模拟考试

物理

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如

需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写

在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只

有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得

3分，有选错或不答的得0分。

14.铜射线源是火灾自动报警器的主要部件，锢;，Am的半衰期为432年，衰变方程为

言Amf^Np+X。贝ij()

A.发生的是1衰变

B.温度升高，锯Am的半衰期变小

C.衰变产生的射线能穿透几毫米厚的铝板

D.100个锢瞪Am经432年将有50个发生衰变

15.轨道摄像在体育赛事上得到了广泛应用。在最内侧跑道旁铺设固定的轨道，轨道上安装可沿轨

道自由移动的摄像机。在某次百米比赛中，摄像机和运动员的XT图像如图所示，摄像机和运

动员均可视为质点，下列说法中正确的是()

A.摄像机做匀变速直线运动

B.B.为时刻摄像机与运动员速度相同

C.0时间内摄像机的速度总大于运动员的速度

第1页共25页

D.D.0f。时间内摄像机与运动员的平均速度相同

16.老师自制了一个炮弹发射器，结构如图。弹簧一端与炮管底部连接，另一端连接滑块，在炮管

中装入小球后，系统静止在炮管中。处，此时滑块恰好无摩擦。某次演示时，老师用绳子拉动

滑块，将弹簧压缩到A点后释放，观察到小球在。点上方的B点与滑块脱离接触，并能沿炮口

飞出，考虑炮管与滑块之间有摩擦，但小球摩擦可忽略不计。则（）

A.在8点处弹簧一定处于原长

B.在B点时小球的速度恰好达到最大

C.滑块在以后的运动过程中可能到达A点

D.OA间的距离大于间的距离

17.如图所示，有三个点电荷。八2和&分别位于等边,ABC的三个顶点上，QA、4都是正电

荷，且所受&、4两个电荷的静电力的合力为心，且工与AC连线垂直。图中虚曲线是以点

C为圆心、AC间距为半径的一段圆弧，。垂直于交圆弧于D。下列说法正确的是（）

A.&带正电

B.口：3=1：2

C.在点电荷。八a产生的电场中，A点的电势比。点的电势低

D.在点电荷。外2c产生的电场中，8c连线上某点电场强度可能为零

18.2023年10月26日，“神舟十七号”载人飞船发射升空，顺利进入近地点200km、远地点363km

的近地轨道（LEO），并在同一天，经转移轨道与轨道（正圆轨道）高度为400km的中国空间

第2页共25页

站完成对接，轨道简化如图。则（）

空间站正圆轨道

A.飞船在LEO轨道的运行周期大于空间站周期

B.飞船在M点减速进入转移轨道

C.飞船在转移轨道运行经过M点的加速度大于N点的加速度

D,飞船在转移轨道从M点运动到N点过程中速度逐渐增大

19.哈尔滨是中国著名的冰雪旅游城市，每年冬季都会举办盛大的冰雪节。冰雕展则成为了人们探

访冬季梦幻之旅的最佳选择。冰雕展上有一块边长为1m的立方体的冰块，冰块内上下底面中

心连线为0。，在O'处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰的折射率为1.3。下列说法正确

的是（）

A.若光在冰块中发生全反射的临界角为C,贝UsinC=^

B.由灯直接发出的光照射到冰块四个侧面时都能从侧面射出

C.由灯直接发出的光照射到冰块上表面时都能从上表面射出

D.从冰块正上方沿。。'方向观察，点光源的视深仍是1m

20.在如图所示一个立体空间内有平行z轴方向的匀强磁场，y>0一侧磁场沿z轴负方向、y<0一侧

磁场沿z轴正方向，磁感应强度大小均为及从。处的离子源射入大量速度大小不同、方向相

同的某种正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与无轴正方向成30。角。通过x轴上P点的离

子速度方向与从。点射入磁场速度方向的夹角为。，已知OP间距离为3离子比荷为公不计

第3页共25页

重力和离子间相互作用力，则经过尸点的离子速度大小和对应的夕角可能为（)

A.—kBL,60°

34

C.:kBL,0°D.-kBL,60°

6

21.风洞是人工产生和控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。图甲为高"=10m的

透明垂直风洞。在某次风洞飞行上升表演中，表演者的质量=69kg,为提高表演的观赏性,

控制风速”与表演者上升高度场间的关系如图乙所示，在风力作用的正对面积不变时，风力

22

F=0.06v（v为风速），g=10m/so若表演者开始静卧于/z=0处，再打开气流，表演者从最

低点到最高点的运动过程中，下列说法正确的是（）

A.表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动

B.表演者先做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动

C.表演者上升达到最大速度时的高度々=3m

D.表演者上升能达到的最大高度生=6m

三、非选择题。

22.（6分）某实验小组用图甲所示的双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。测得图中细线

长度均为L,与水平方向夹角均为。，小球两侧为光电计数器。

第4页共25页

（1）用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=cm。

（2）双线摆的等效摆长〃=（用所测物理量的符号表示）。

（3）将摆球垂直于纸面向外拉开一个较小的角度后释放。启动光电计数器，光电计数器示数为

“0”，由静止释放小球，小球每经过平衡位置。时光电计数器计数一次。当小球第一次经过平衡

位置。时，用秒表开始计时，当光电计数器上显示的计数次数为〃时，测得所用的时间为心由

此可知：单摆的振动周期？=。

（4）可测得当地的重力加速度g=（用Z、。、d、睚、f符号表示）。

23.（10分）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路图，电源电压为

6V。单刀双掷开关先和2相连，一段时间后再将开关拨向1得到通过电流传感器的电流随时间

变化的/T图线，如图乙所示。

已知电量4=〃，图线与时间轴围成图形的面积表示整个过程流过R的电荷量，用/-t图

线与时间轴围成图形的面积计算电荷量时，可通过数格子数目计算，不足半格记为0,超过半

格记为1格。回答下列问题：

（D开关拨向1时，电容器进行的是（“充电”或“放电”过程）。

（2）根据图乙估算当开关拨向1后到电流减小为零的过程中流过R的电荷量为C（结果

保留2位有效数字）。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则开关拨向1后到电

流减小为零的过程流过R的电荷量_____（“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）本电路中所使用电容器的电容约为F（结果保留2位有效数字）。

（4）电容器充电后就储存了能量，某同学研究电容器储存的能量£与电容器的电容C、电荷量

。及电容器两极间电压。之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电

第5页共25页

荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压

U随电荷量。变化的图像如图所示。按他的想法，下列说法正确的是。

A.U-。图线的斜率越大，电容C越大

B.搬运Aq的电量，克服电场力所做的功近似等于Aq上方小矩形的面积

C.对同一电容器，电容器储存的能量E与两极间电压U成正比

D.若电容器电荷量为。时储存的能量为E,则电容器电荷量为g时储存的能量为。

24

24.（12分）骑行是一种健康自然的出行方式。一辆单车，一个背包即可出行，简单又环保。某品

牌自行车的气压避震装置主要由活塞、气缸组成，该自行车共有4个完全相同的避震器。为研

究其减震效果可将其简化成如图所示结构，在与水平面成0=37。夹角的斜坡上运动员正匀速向

上骑行，自行车车架和运动员总质量为通过支架连接活塞，气缸底部固定安装在车轴上，

上坡时气缸内气体的体积为匕。（已知活塞横截面积为S,质量不计，重力加速度为g,外界大

气压强为外，cos37o=0.8,活塞内气体视为理想气体且温度不变，4个避震器可视为等高且与

斜坡垂直，不计一切摩擦。）

（1）求上坡时气缸内气体的压强A；

（2）当自行车行驶至水平路面时，求此时避震器气缸内的气体体积匕。

25.（14分）如图半径R=0.4m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点8和圆心。的

连线与水平方向间的夹角叙30。，另一端点C为轨道的最低点，C点右侧的光滑水平路面上紧

挨C点放置一木板，木板质量M=2kg,上表面与C点等高。质量相=lkg的物块（可视为质点）

从空中A点以vo=lm/s的速度水平抛出，恰好从轨道的8端沿切线方向进入轨道，沿轨道滑行

之后又滑上木板，当木块从木板右端滑出时的速度为v/=2m/s,已知物块与木板间的动摩擦因

第6页共25页

数〃=0.5,g=10m/s2,求:

(1)物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力大小;

(2)木板的长度。

V。萼

*777777

A

26.(20分)如图(a),水平传送带以恒定速率“顺时针转动，宽为4L、足够高的矩形匀强磁场

区域MNPQ,磁感应强度大小为8,方向垂直纸面向里，磁场下边界QP水平。矩形导体框仍加

无初速度地放在传送带上且ad与重合，6c向右运动到NP时恰与传送带共速，此时施加水

平向右的拉力，使导体框保持共速前的加速度离开磁场。ad离开磁场时撤掉拉力，同时将。尸

提升到传送带上方距上表面L处。导体框继续向右运动，与NP右侧4.5L处的竖直固定挡板发

生弹性正碰。当ad返回NP时，施加水平向左的拉力，使导体框以此时的速度匀速通过磁场。

已知导体框质量为机，总电阻为R,漏长为3乙，ad长为2L,导体框平面始终与磁场垂直且不

脱离传送带，重力加速度为g。

(1)求导体框从开始运动到与传送带共速过程中，加两点间的电势差与时间f的关系式；

(2)求导体框向右离开磁场过程中，拉力冲量〃的大小；

(3)导体框向左通过磁场的过程中，设ad到NP的距离为x,导体框受到的摩擦力大小为弓，

在图(6)中定量画出导体框通过磁场过程中与-x图像，不要求写出推导过程。

M_____N

图(a)图(b)

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2024年高考第二次模拟考试

物理，全解全析

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如

需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写

在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14〜18题只

有一项符合题目要求，第19〜21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得

3分，有选错或不答的得0分。

14.铜射线源是火灾自动报警器的主要部件，锢;，Am的半衰期为432年，衰变方程为

言Amf^Np+X。贝ij()

A.发生的是1衰变

B.温度升高，锯Am的半衰期变小

C.衰变产生的射线能穿透几毫米厚的铝板

D.100个锢瞪Am经432年将有50个发生衰变

【答案】A

【详解】A.衰变过程中质量数和电荷数守恒可知，X的电荷数为2,质量数为4,发生的是a

衰变，具有很强的电离性，不能穿透几毫米厚的铝板，故A正确，C错误；

B.放射性元素的半衰期不随温度、状态及化学变化而变化，是由原子核内部本身决定的，故B

错误；

D.衰变具有统计性，对个别原子不适用，故D错误；

故选Ao

15.轨道摄像在体育赛事上得到了广泛应用。在最内侧跑道旁铺设固定的轨道，轨道上安装可沿轨

道自由移动的摄像机。在某次百米比赛中，摄像机和运动员的x-f图像如图所示，摄像机和运

动员均可视为质点，下列说法中正确的是()

第8页共25页

C.of。时间内摄像机的速度总大于运动员的速度D.。f。时间内摄像机与运动员的平均速度

相同

【答案】D

【详解】A.由XT图像切线的斜率表示速度，可知摄像机做匀速直线运动，故A错误；

B.由XT图像切线的斜率表示速度，可知J时刻摄像机速度小于运动员速度，故B错误；

C.图像切线的斜率表示速度，可知。时间内摄像机的速度先大于运动员的速度，再等于运

动员的速度，后小于运动员的速度，故C错误；

D.0%时间内摄像机与运动员的位移相等，时间相等，所以平均速度相同，故D正确。

故选D。

16.老师自制了一个炮弹发射器，结构如图。弹簧一端与炮管底部连接，另一端连接滑块，在炮管

中装入小球后，系统静止在炮管中。处，此时滑块恰好无摩擦。某次演示时，老师用绳子拉动

滑块，将弹簧压缩到A点后释放，观察到小球在。点上方的B点与滑块脱离接触，并能沿炮口

飞出，考虑炮管与滑块之间有摩擦，但小球摩擦可忽略不计。则（）

A.在8点处弹簧一定处于原长

B.在8点时小球的速度恰好达到最大

C.滑块在以后的运动过程中可能到达A点

D.04间的距离大于间的距离

【答案】D

第9页共25页

【详解】A.小球在2点与滑块脱离，则有

mgsin0=ma

此时滑块有

Mgsin8+/-与=Ma

两者此时加速度相同，所以此时弹簧有弹力，不处于原长，故A错误；

B.当加速度为零时，速度达到最大，有上述分析可知，在2点时小球的加速度不为零，故B

错误；

C.由能量守恒可知，小球的机械能和滑块摩擦生成的热量都来源于弹簧的弹性势能，故弹性

势能减小，滑块在以后的运动过程中不可能到达A点，故C错误；

D.假设无摩擦且小球不离开滑块，整个系统处于简谐振动，。点为平衡位置，则A点关于O

点对称点为最远点，但因为有摩擦，而且到达B点时小球和滑块还有速度，所以。4间的距离

大于间的距离，故D正确。

故选D。

17.如图所示，有三个点电荷。八&和&分别位于等边的三个顶点上，且、4都是正电

荷，以所受4、&两个电荷的静电力的合力为小，且用与AC连线垂直。图中虚曲线是以点

C为圆心、AC间距为半径的一段圆弧，CA垂直于AB交圆弧于。。下列说法正确的是（）

A.Qc带正电

B.叫:|a=1:2

C.在点电荷2、Qc产生的电场中，A点的电势比。点的电势低

D.在点电荷4、&产生的电场中，8C连线上某点电场强度可能为零

【答案】C

【详解】A.z所受心、2两个电荷的静电力的合力为工，且用与AC连线垂直，则Qc对以

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的力一定是吸引力，故2c带负电，故A错误;

B.对且受力分析，有

"——xsin3。

rr

解得

QB、

Qc

故B错误；

C.在。B产生的电场中，。点离正电荷更近，A点的电势比。点的电势低，在Qc产生的电场中,

A、。两点的电势相等，由此可知A点的电势比。点的电势低，故C正确；

D.在点电荷。B、0C产生的电场中，在3C连线上，/产生电场的电场强度方向沿3C指向C,

Qc产生电场的电场强度方向沿8C指向C,合电场强度不可能为零，故D错误。

故选C。

18.2023年10月26日，“神舟十七号”载人飞船发射升空，顺利进入近地点200km、远地点363km

的近地轨道（LEO）,并在同一天，经转移轨道与轨道（正圆轨道）高度为400km的中国空间

站完成对接，轨道简化如图。则（）

空间站正圆轨道

A.飞船在LEO轨道的运行周期大于空间站周期

B.飞船在M点减速进入转移轨道

C.飞船在转移轨道运行经过M点、的加速度大于N点的加速度

D.飞船在转移轨道从M点运动到N点过程中速度逐渐增大

【答案】C

【详解】A.由图可知，飞船在LEO轨道的半长轴小于空间站得轨道半径，根据开普勒第三定

第11页共25页

3

律台=k可知飞船在LEO轨道的运行周期小于空间站周期，故A错误;

B.飞船在M点进入转移轨道做离心运动，需要点火加速，故B错误;

C.根据牛顿第二定律

cMm

G——=ma

可得

GM

a-

可知飞船在转移轨道运行经过M点的加速度大于N点的加速度，故C正确;

D.根据

「Mmv2

G——=m——

rr

可得

GM

v=

可知飞船在N点的速度小于M点所在圆轨道的速度，又飞船需要在M点加速做离心运动，所

以飞船在转移轨道M点的速度大于飞船在转移轨道N点的速度，可知飞船在转移轨道从M点

运动到N点过程中速度先增大后减小，故D错误。

故选C。

19.哈尔滨是中国著名的冰雪旅游城市，每年冬季都会举办盛大的冰雪节。冰雕展则成为了人们探

访冬季梦幻之旅的最佳选择。冰雕展上有一块边长为1m的立方体的冰块，冰块内上下底面中

心连线为OO',在O'处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰的折射率为1.3。下列说法正确

的是（）

A.若光在冰块中发生全反射的临界角为C,贝腾inC=^

B.由灯直接发出的光照射到冰块四个侧面时都能从侧面射出

C.由灯直接发出的光照射到冰块上表面时都能从上表面射出

D.从冰块正上方沿0。方向观察，点光源的视深仍是1m

第12页共25页

【答案】AC

【详解】A.若光在冰块中发生全反射的临界角为C,则

13

故A正确;

BC.如图所示，在直角NABO'中，由几何关系可知

jnC

AO'31.3

则由灯直接发出的光照到冰块上表面时都能从上表面射出，而

sin6=四=迈」=sinC

AO'31.3

则由灯直接发出的光照到冰块四个侧面时不是都能从侧面射出，故B错误，C正确;

D.实深是AB,视深为〃，根据折射率定义式结合几何关系可知

AB

----=n

h

可得

『％

13

故D错误。

故选ACo

20.在如图所示一个立体空间内有平行z轴方向的匀强磁场，y>0一侧磁场沿z轴负方向、y<0一侧

磁场沿z轴正方向，磁感应强度大小均为及从。处的离子源射入大量速度大小不同、方向相

同的某种正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与x轴正方向成30。角。通过x轴上尸点的离

子速度方向与从。点射入磁场速度方向的夹角为仇已知OP间距离为L离子比荷为公不计

重力和离子间相互作用力，则经过P点的离子速度大小和对应的。角可能为（）

第13页共25页

B.-kBL,0°

4

C.±kBL,0°

D.-kBL,60°

6

【答案】AB

【详解】符合条件的粒子有两种情况：如图所示

奇数次回旋后从尸点射出，由几何关系可得

(2n+l)R=L

由洛伦兹力提供向心力，有

V

qvB=m——

R

联立解得

v=—^—kBL（0、1、2、3……）

2〃+1

这种情况粒子从尸点出射时，出射方向与入射方向成60。，偶数次回旋后从尸点射出，由几何

关系有

2nR—L

由洛伦兹力提供向心力，有

V

qvB=m—

R

第14页共25页

联立解得

v=—kBL（1、2、3.....）

2/7

这种情况粒子从P点出射时，出射方向与入射方向相同成0%

故选ABo

21.风洞是人工产生和控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。图甲为高"=10m的

透明垂直风洞。在某次风洞飞行上升表演中，表演者的质量〃?=69kg,为提高表演的观赏性，

控制风速v与表演者上升高度场间的关系如图乙所示，在风力作用的正对面积不变时，风力

F=0.06v2（v为风速），g=10m/s2„若表演者开始静卧于/i=0处，再打开气流，表演者从最

低点到最高点的运动过程中，下列说法正确的是（）

A.表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动

B.表演者先做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动

C.表演者上升达到最大速度时的高度々=3m

D.表演者上升能达到的最大高度色=6m

【答案】BCD

【详解】AB.当P=0.06"2>zng时，合力向上，人向上加速，由牛顿第二定律

0.06v2—mg=ma

故随着风速的减小，加速度减小，人先做加速度减小的加速运动；当尸=0.06召=加8时，加速

度为零，速度最大；当尸=0.06廿〈加g时，合力向下，人向上减速，由牛顿第二定律

mg—0.06i『=ma

故随着风速的减小，加速度增大。所以表演者先做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐

第15页共25页

渐增大的减速运动，A错误，B正确；

D.由乙图可知

V2=1.3xlO4-500A

〃=0时

Ft=0.06,=780N

达到最大高度时

^=0.06V2=780N-30/?

故上升到最大高度过程中风力对表演者做功为

_(1560-30/2)%

2^=2

由动能定理

叫-mgh,=0

解得

4=6m

D正确；

C.当表演者在上升过程中的最大速度％时，有

F=mg

代入数据得

\=3m

故C正确。

故选BCD。

三、非选择题。

22.(6分)某实验小组用图甲所示的双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。测得图中细线

长度均为L,与水平方向夹角均为凡小球两侧为光电计数器。

第16页共25页

甲乙

（1）用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径〃=cm。

（2）双线摆的等效摆长Z/=（用所测物理量的符号表示）。

（3）将摆球垂直于纸面向外拉开一个较小的角度后释放。启动光电计数器，光电计数器示数为

“0”，由静止释放小球，小球每经过平衡位置。时光电计数器计数一次。当小球第一次经过平衡

位置。时，用秒表开始计时，当光电计数器上显示的计数次数为"时，测得所用的时间为乙由

此可知：单摆的振动周期？=o

（4）可测得当地的重力加速度g=（用Z、。、d、n、f符号表示）。

22

Td2t^-（M-1）|Lsin0+—I

【答案】1.86LsmO+-——I2）

2n-i-------------5------------

r

【详解】（1）口］小球的直径为

d=18mm+6x0.1mm=18.6mm=1.86cm

（2）［2］摆长等于摆线的有效长度与小球的半径之和，即等效摆长为

r=£sin6>+-

2

（3）［3］当光电计数器显示数为“1”时是0时刻，故计数次数刚好为〃时，周期次数为

一〃一

N=--1---

2

故单摆的振动周期

T_t_It

（4）［4］根据单摆的周期公式可知

可得

病(〃-l)2(Lsind+g

4"

g=五=2

第17页共25页

23.（10分）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路图，电源电压为

6V。单刀双掷开关先和2相连，一段时间后再将开关拨向1得到通过电流传感器的电流随时间

变化的/T图线，如图乙所示。

图乙

已知电量4=〃，/T图线与时间轴围成图形的面积表示整个过程流过R的电荷量，用/T图

线与时间轴围成图形的面积计算电荷量时，可通过数格子数目计算，不足半格记为0,超过半

格记为1格。回答下列问题：

⑴开关拨向1时，电容器进行的是（“充电”或“放电”过程）。

（2）根据图乙估算当开关拨向1后到电流减小为零的过程中流过R的电荷量为C（结果

保留2位有效数字）。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则开关拨向1后到电

流减小为零的过程流过R的电荷量（“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）本电路中所使用电容器的电容约为F（结果保留2位有效数字）。

（4）电容器充电后就储存了能量，某同学研究电容器储存的能量E与电容器的电容C、电荷量

。及电容器两极间电压U之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电

荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压

U随电荷量。变化的图像如图所示。按他的想法，下列说法正确的是O

A.。图线的斜率越大，电容C越大

B.搬运Aq的电量，克服电场力所做的功近似等于Aq上方小矩形的面积

C.对同一电容器，电容器储存的能量E与两极间电压。成正比

D.若电容器电荷量为。时储存的能量为E,则电容器电荷量为冬时储存的能量为。

24

第18页共25页

【答案】放电过程3.4x10-3不变5.7x10-2BD/DB

【详解】（1）口]由图甲可知，开关拨向1时，回路中没有电源，电容器进行的是放电过程。

（2）[2]根据/一图线与时间轴围成图形的面积表示整个过程流过R的电荷量，由图乙可知,

每个小格的面积表示电荷量为

4/=0.2X10-3X0.4C=8X10-5C

根据不足半格记为0,超过半格记为1格，/T曲线下包含的小格的个数大约为42个，所以电

容器全部释放的电荷量约为

。=42”3.4、10飞

[3]由电容的定义式可得

Q=CU

可知，电容器储存的电荷量。与电阻R无关，如果不改变电路其它参数，只减小电阻火，开关

拨向1后到电流减小为零的过程流过R的电荷量不变。

（3）[4]根据题意由电容的定义可知，该电容器的电容为

（4）[5]A.由图可知，U与。成正比，根据

可知，斜率为电容的倒数，则图线的斜率越大，电容C越小，故A错误;

B.由

W=qU

类比速度一时间图像的面积表示位移，则图像的面积代表克服电场力所做的功，所以搬

运的电量，克服电场力所做的功近似等于公4上方小矩形得面积，故B正确；

C.从等效思想出发，电容器存储的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服

电场力所做的功，也等于图像所围成的面积，设电容器搬运电荷量为。时对应的能量为E，则

可得

E=-QU=-CUU=-CU2

222

可知，对同一电容器，电容器储存的能量E与两极间电压炉成正比，故C错误;

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D.由上述分析可知

E=-QU=-Q—=—

22C2C

可知，当电容一定时，电荷量变为原来的一半，储存的能量变为原来的%故D正确。

故选BD。

24.（12分）骑行是一种健康自然的出行方式。一辆单车，一个背包即可出行，简单又环保。某品

牌自行车的气压避震装置主要由活塞、气缸组成，该自行车共有4个完全相同的避震器。为研

究其减震效果可将其简化成如图所示结构，在与水平面成0=37。夹角的斜坡上运动员正匀速向

上骑行，自行车车架和运动员总质量为通过支架连接活塞，气缸底部固定安装在车轴上，

上坡时气缸内气体的体积为匕。（已知活塞横截面积为S,质量不计，重力加速度为g,外界大

气压强为P。，cos37o=0.8,活塞内气体视为理想气体且温度不变，4个避震器可视为等高且与

斜坡垂直，不计一切摩擦。）

（1）求上坡时气缸内气体的压强0；

（2）当自行车行驶至水平路面时，求此时避震器气缸内的气体体积匕。

r卷案】“=”+幽（2）y=20&S+4Mgy

m1

【口案】（1）Pi-P0+5S-,（2）22OPoS+5Mg

【详解】（1）对活塞受力分析可知

:Mgcos37+p0S=p{S

解得

Mg

Pi=0。+7工

DJ

（2）当自行车行驶至水平路面时，对活塞分析可知

;Mg+P0S=P2s

Mg

P2=P°+而

根据玻意耳定律可得

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PM=PNI

解得

V_2OPoS+4Mgv

21

2OpoS+5Mg

25.（14分）如图半径R=0.4m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点8和圆心。的

连线与水平方向间的夹角6=30。，另一端点C为轨道的最低点，C点右侧的光滑水平路面上紧

挨C点放置一木板，木板质量M=2kg,上表面与C点等高。质量〃z=lkg的物块（可视为质点）

从空中A点以"=lm/s的速度水平抛出，恰好从轨道的8端沿切线方向进入轨道，沿轨道滑行

之后又滑上木板，当木块从木板右端滑出时的速度为v/=2m/s,已知物块与木板间的动摩擦因

数〃=0.5,g=10m/s2,求：

（1）物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力大小；

（2）木板的长度。

【答案】（1）50N；（2）1m

【详解】（1）根据平抛运动的速度分解可得

根据动能定理可得

1212

mgR(l+sin30°)=—mvc——mvB

根据向心力公式可得

口mv^

F^-mg=--

K

联立解得

vc=4m/s

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FN=50N

根据牛顿第三定律可知，物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力大小为50N。

（2）以向右为正方向，根据动量定理可得

mvc=mvx+MV2

根据能量守恒可得

2

gmv^=gmv^+gMv2+/imgL

联立解得

v2=Im/s

L=lm

26.（20分）如图（a）,水平传送带以恒定速率%顺时针转动，宽为4乙、足够高的矩形匀强磁场

区域A/NP。，磁感应强度大小为2,方向垂直纸面向里，磁场下边界。尸水平。矩形导体框abed

无初速度地放在传送带上且ad与MQ重合，be向右运动到NP时恰与传送带共速，此时施加水

平向右的拉力，使导体框保持共速前的加速度离开磁场。油离开磁场时撤掉拉力，同时将。尸

提升到传送带上方距上表面工处。导体框继续向右运动，与NP右侧4.5乙处的竖直固定挡板发

生弹性正碰。当ad返回NP时，施加水平向左的拉力，使导体框以此时的速度匀速通过磁场。

已知导体框质量为相，总电阻为R,油长为33ad长为2L,导体框平面始终与磁场垂直且不

脱离传送带，重力加速度为g。

（1）求导体框从开始运动到与传送带共速过程中，温两点间的电势差与时间f的关系式；

（2）求导体框向右离开磁场过程中，拉力冲量。的大小；

（3）导体框向左通过磁场的过程中，设"到NP的距离为x,导体框受到的摩擦力大小为斗,

在图（b）中定量画出导体框通过磁场过程中鸟-x图像，不要求写出推导过程。

M_____N仁

lxx：

Ox

图(a)图(b)

],A2r3

【答案】(1)Uad=Bv}t-(2)4=2+上匕；(3)

R