2024年重庆市高考物理试卷（含答案解析）

重庆市2024年普通高等学校统一招生考试

物理试卷

注意事项：

1.作答前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。

2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。

3.考试结束后，须将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。

一、选择题：共43分

（一）单项选择题：共7题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.如图所示，某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道，当其达到N点时

速度如果当0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动，在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则/到N

的运动过程中，其速度大小v随时间/的变化图像可能是（）

2.2024年5月3日，嫦娥六号探测成功发射，开启月球背面采样之旅，探测器着陆器上升器组合体着陆

月球要经过减速、悬停、自由下落等阶段。则组合体着陆月球的过程中（）

A.减速阶段所受合外力为0B.悬停阶段不受力

C.自由下落阶段机械能守恒D.自由下落阶段加速度大小g=9.8m/s2

3.某救生手环主要由高压气罐密闭。气囊内视为理想气体。密闭气囊与人一起上浮的过程中。若气囊内气体

温度不变，体积增大，则（）

A.外界对气囊内气体做正功B.气囊内气体压强增大

C.气囊内气体内能增大D.气囊内气体从外界吸热

4.活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针蕊和针鞘被瞬间弹出后仅受阻力。针鞘在软

组织中运动距离力后进入目标组织，继续运动"2后停下来。若两段运动中针翘鞘整体受到阻力均视为

恒力。大小分别为为、F2,则针鞘（）

B.到达目标组织表面时的动能为尸idi

C.运动办过程中，阻力做功为（b1+/2）32

D.运动力过程中动量变化量大小为［mF2d2

5.某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm,让单色

光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的

反射光点与液体表面的距离心就能得到液体的折射率〃。忽略气壁厚度，由该方案可知（）

4

A.若/z二4cm,则〃=百B.右用=6cm,则〃=一

3

C.若〃=3,则Zz=10cm3

D.若〃=一,贝!|。=5cm

42

6.沿空间某直线建立力轴，该直线上的静电场方向沿x轴，其电电势的9随位置工变化的图像如图所示，一

电荷都为e带负电的试探电荷，经过检点时动能为L5eV,速度沿x轴正方向若该电荷仅受电场力。则其

A.不能通过X3点B.在X3点两侧往复运动

C.能通过％0点D.在点两侧往复运动

7.在万有引力作用下，太空中的某三个天体可以做相对位置不变的圆周运动，假设〃、b两个天体的质量均

为M,相距为2r，其连线的中点为0,另一天体（图中未画出）质量为根（m«M）,若c处于4、b

连线的垂直平分线上某特殊位置，。、氏。可视为绕。点做角速度相同的匀速圆周，且相对位置不变,

忽略其他天体的影响。引力常量为G。则（）

•--C_____

a°b

A.c的线速度大小为。的石倍B.c的向心加速度大小为b的一半

GM

C.c在一个周期内的路程为2口D.c的角速度大小为

（二）多项选择题:共3题，每题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全

部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳H1波段光谱扫描成像。W和

所分别为氢原子由〃=3和w=4能级向〃=2能级跃迁产生的谱线（如图），则（）

nE/eV

8--------------------0

5----------------------0.54

A___________________0U.OJ

______151

31rl1.J1

2—J-------：--------3.40

1---------------------13.6

A.Ha的波长比所的小

B.Ha的频率比Hp的小

C.所对应的光子能量为3.4eV

D.所对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态

9.小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定，R

为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为“1、"2。原线圈两端接电压为220V的交流电，滑片P

可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则（）

RR

甲乙

A.m：几2=110：3

B.当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小

C.当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能

D.图甲中L两端电压可调范围比图乙中的大

10.一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从

该时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米。则（）

B.频率2Hz

12

C.最大波速一m/s

4

D,从该时刻开始2s内该质点运动的路程为4-#；cm

二、非选择题:共5题，共57分。

11.元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具一一用斗。某兴趣小组对库斗汲水工作情况进行模型化

处理，设计了如图甲所示实验，探究库斗在竖直面内的受力与运动特点。该小组在位于同一水平线上的尸、

Q两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的祛码，让沙桶在竖直方

向沿线段PQ的垂直平分线。。‘运动。当沙桶质量为136.0g时,沙桶从A点由静止释放,能到达最高点B,

最终停在C点。分析所拍摄的沙桶运动视频，以A点为坐标原点，取竖直向上为正方向。建立直角坐标

系，得到沙桶位置y随时间f的图像如图乙所示。

（1）若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每

根线对沙桶的拉力（选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”）。沙桶在2点的加速度方向

(选填“竖直向上”“竖直向下”)o

2

(2)一由图乙可知，沙桶从开始运动到最终停止，机械能增加J(保留两位有效数字，g=9.8m/s)o

12.探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源E,定值电阻R),电容器C,单刀双置开关S。

7N'UN

12

I'I'DDDaaaaI'DDDC□aa'i

10

8UUpLIU11'1

DopaaaiiI'DDDCaaaa

6

4tiriMHrH

+IWHHiHHHI+

2(HDDopaCiDDDC□aan

iriririnpn

0204060//JHA01234

甲乙丙

(1)为测量电容器充放电过程电压u和电流/变化，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入测

(电流、电压)仪器。

(2)接通电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为0

(3)根据测到数据，某过程中电容器两端电压U与电流/的关系图如图乙所示。该过程为(充电，放

电)。放电过程中电容器两端电压U随时间f变化关系如图丙所示。0.2s时R)消耗的功率W。

13.小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为2相、相的金属杆P、Q用两

根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为L仅在Q的运动区域存在磁

感应强度大小为以方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直面内向上运动，P、Q始终保持

水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速度为g,当P匀速下降时，求

(1)P所受单根导线拉力的大小；

(2)Q中电流大小。

<------

B

14.有人设计了一粒种子收集装置。如图所示，比荷为&的带正点的粒子，由固定于M点的发射枪，以不

m

同的速率射出后，沿射线MN方向运动，能收集各方向粒子的收集器固定在上方的K点，O在MN上,

且K。垂直于MN。若打开磁场开关，空间将充满磁感应强度大小为3,方向垂直于纸面向里的匀强磁场，

速率为vo的粒子运动到O点时，打开磁场开关，该粒子全被收集，不计粒子重点，忽略磁场突变的影响。

(1)求OK间的距离；

(2)速率为4w的粒子射出瞬间打开磁场开关，该粒子仍被收集，求间的距离；

(3)速率为4Vo粒子射出后，运动一段时间再打开磁场开关，该粒子也能被收集。以粒子射出的时刻为计

时。点。求打开磁场的那一时刻。

，K

15.如图所示，M、N两个钉子固定于相距a的两点，M的正下方有不可伸长的轻质细绳，一端固定在M上，

另一端连接位于M正下方放置于水平地面质量为机的小木块B,绳长与M到地面的距离均为10a,质量为

2根的小木块A,沿水平方向于B发生弹性碰撞，碰撞时间极短，A与地面间摩擦因数为京，重力加速为g,

忽略空气阻力和钉子直径，不计绳被钉子阻挡和绳断裂时的机械能损失。

N・

Mf

口广I______________

AB尸

(1)若碰后，B在竖直面内做圆周运动，且能经过圆周运动最高点，求B碰后瞬间速度的最小值；

(2)若改变A碰前瞬间的速度，碰后A运动到P点停止，B在竖直面圆周运动旋转2圈，经过M正下方时

细绳子断开，B也来到尸点，求B碰后瞬间的速度大小；

(3)若拉力达到12祖g细绳会断，上下移动N的位置，保持N在M正上方，B碰后瞬间的速度与(2)间中

的相同，使B旋转”圈。经过M正下的时细绳断开，求MN之间距离的范围，及在"的所有取值中，B落

在地面时水平位移的最小值和最大值。

参考答案

重庆市2024年普通高等学校统一招生考试

物理试卷

一、选择题：共43分

(一)单项选择题：共7题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求

的。

l.C2.C3.D4.A5.B6.B7.A

(-)多项选择题:共3题，每题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部

选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.BD9.AC10.BD

二、非选择题:共5题，共57分。

11.(1)①.逐渐增大②.竖直向下

(2)0.11

12.(1)电压(2)0

(3)①.放电②.0.32

mg

13.(1)mg；(2)BL

2mv0

14.(1)qB

2yJ3mv0

(2)qB

(3)qB

15.⑴

(2)

5a,30a20vlI。40月a

--h-----------5min=——Smax=~~—

(3)3〃11(九=1,2,3,…)，3,7

答案与解析

一、选择题

1.如图所示，某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道，当其达到N

点时速度为0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动，在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则

M到N的运动过程中，其速度大小v随时间t的变化图像可能是0

解析：在v-t图像中，速度不变时图线在水平方向不变，速度减小时图线向下倾斜，减速过程中加速

度不变，图线为倾斜向下的直线，且从水平雪道向倾斜雪道运动时速度不会增加，倾斜图线不能高

出水平图线，由图可知ABD错误，C正确。

2.2024年5月3日，嫦娥六号探测成功发射，开启月球背面采样之旅，探测器的着陆器上升器组合体

着陆月球要经过减速、悬停、自由下落等阶段。则组合体着陆月球的过程中（）

A.减速阶段所受合外力为0

B.悬停阶段不受力

C.自由下落阶段机械能守恒

D.自由下落阶段加速度大小g=9.8m/s2

答案：Co

解析：减速阶段合外力方向竖直向上，不为0,故A错误；

悬停阶段受到重力和向上的作用力，合力为0,故B错误；

自由下落阶段只受重力作用，重力做正功，机械能守恒，故C正确；

由于是在月球表面自由下落，其加速度小于地球表面自由落体加速度9.8m/s2,故D错误。

3.某救生手环主要由高压气囊密闭。气囊内视为理想气体。密闭气囊与人一起上浮的过程中。

第1页（共15页）

若气囊内气体温度不变，体积增大，则（）

A.外界对气囊内气体做正功

B.气囊内气体压强增大

C.气囊内气体内能增大

D.气囊内气体从外界吸热

答案：Do

解析：气囊内气体温度不变，由玻意耳定律pV=C可知，体积增大，则压强变小，气体对外做功，

故AB错误；

CD、气囊内气体温度不变，内能不变，气体对外做功，W〈0,由热力学第一定律可知AU=Q+W,

则Q>0,需要从外界吸热，故C错误，D正确。

4.活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针蕊和针鞘被瞬间弹出后仅受阻力。针

鞘（质量为m）在软组织中运动距离支后进入目标组织，继续运动（cl?后停下来。若两段运动中针鞘

整体受到阻力均视为恒力。大小分别为Fi、F"则针鞘（）

A.被弹出时速度大小为?（Fidi+F2d2）]

7m

B.到达目标组织表面时的动能为Fid1

C.运动dz过程中，阻力做功为（（Fi+Fz）d2

D.运动dz的过程中动量变化量大小为JmF2d2

答案：Ao

解析：根据动能定理有____________

1Q12（F]+F2d2）,,.

一Fid1—F2d2=0--mv解得V—/故A正确；

针鞘到达目标组织表面后，继续前进d2减速至零，有

—EK=0—F2d2到达目标组织表面时的动能为EK=F2d2故B错误；

针鞘运动d2的过程中，克服阻力做功为F2d2,故C错误；

针鞘运动d2的过程中，动量变化量大小P=j2mEk=j2mF2d2故D错误。

第2页（共15页）

5.某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm,让

单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖

直器壁上的反射光点与液体表面的距离h,就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度，由该方案可

B.若h=6cm,则n=£

C.若n=*则h=10cmD.若n=*则h=5cm

答案：Bo

解析:根据几何关系画出光路图，如图所示

h

sin。x_8cm

标注入射角加，折射角0,根据折射定律可得n=--1

2h一

sin02

若h=4cm,则n=2,故A错误；

若h=6cm,贝!!n=*故B正确；

若n=J,则h=cn,故C错误；

432

若n=|,贝|Jh=yCTT,故D错误。

6.沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，某点电势的（P随位置x变化的图像如图所

示，一电荷量为e带负电的试探电荷，经过X2点时动能为1.5eV,速度沿x轴正方向，若该电荷仅

受电场力，则其将（）

第3页（共15页）

A.不能通过X3点B.在X3点两侧往复运动

C.能通过Xo点D.在xi点两侧往复运动

答案:Bo

解析：在（p-X图像中，图像的斜率表示电场强度的大小，因此在X3处，场强为零。

假设试探电荷能到达X3,电场力做功Wi=-e（l-2）V=+leV

根据动能定理Wi=E团3-E也代入数据解得E忸3=23eV,假设成立，故A错误；

当X〉X3,场强方向沿x轴正方向，试探电荷所受电场力沿x轴负方向，试探电荷做减速运动

至速度为零，再向左做加速运动，重新回到X2处时，动能为1.5eV,速度方向沿x轴负方向；

在Xi<X<X3范围，场强方向沿X轴负方向，电场力方向沿X轴正方向，试探电荷做减速

运动；

设动能减为零时的电势为（P，根据动能定理-e（b（p）V=0-l.5eV

解得（p=-0.5V

因此，试探电荷还未运动到Xi处，速度减速至零；

当试探电荷减速至零后，试探电荷又向右做加速运动，再次到达X3处速度达到最大，在x>x

3区域，试探做减速运动至速度为零，再向左先做加速运动，后做减速运动至零，即试探电

荷在X3点两侧往复运动，故B正确，CD错误。

7.在万有引力作用下，太空中的某三个天体可以做相对位置不变的圆周运动，假设a、b两个

天体的质量均为M,相距为2r,其连线的中点为O,另一天体（图中未画出）质量为m（m《M）,

若c处于a、b连线的垂直平分线上某特殊位置，a、b、c可视为绕O点做角速度相同的匀

速圆周运动，且相对位置不变，忽略其他天体的影响，引力常量为G。贝1）（）

■m

।1

M一一一.M

0

第4页（共15页）

A.c的线速度大小为a的百倍

B.c的向心加速度大小为b的一半

C.c在一个周期内的路艮程为

D.c的角速度大小为

、8x3

答案：Ao

解析：由于m«M,因此c天体对ab、天体的万有引力可以忽略不计；

ip2GK?

a、b天体之间的万有引力F=G———

ab（2x）24xz

2

设角速度为3,对天体a,万有引力提供向心力Fab=Rr（n

联立解得3=偿因此3c=偿，故D错误；

74R3L74x3

22

设c至!JO点的距离为R,则ac之间的距离rac=Vx+R

a、c之间的万有引力Fac=

天体c做匀速圆周运动的向心力Fc=2FacX一代入数据解得Fc=------------3

aC（X2+R2）2

根据向心力公式：Fc=mR32联立上述D,解得R=V3r

根据线速度与角速度的关系，c的线速度、vc=R（n=V3x（b

a、b的线速度va=vb=rco因此白=—V3,BPvc=V3va,故A正确；

Var

根据向心加速度公式：a=ro）2

C、b的向心加速度之比—=-=—=V3

abrr

因此c的向心加速度大小为b的百倍，故B错误；

c在一个周期内的路程为sc=2TTR=2遍n「故C错误。

（多选）8.我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Ha波段光谱扫

描成像。Ha和Hp分别为氢原子由n=3和n=4能级向tn=2能级跃迁产生的谱

第5页（共15页）

线（如图），则

nE/eV

00_____________0

5-0.54

4

30.85

2

113.60

A.Ha的波长比H0的小

B.Ha的频率比Hp的小

C.H（3对应的光子能量为3.4eV

D.Hp对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态

答案：BDo

he

解析：根据能级跃迁公式，对a谱线Ea=E3-E2=hVa=—

ACt

对P谱线Ep=E4-E2=hVp=Y

由于Ep>Ea，因此频率vp>va,波长Ap<七故A错误,B正确；

Hp对应的光子能量为Ep=E4-E2=-0.85eV-（-3.40）eV=2.55eV故C错误；

氢原子从基态跃迁到激发态需要吸收的最小能量AE=E2-Ei=-3.40eV-（-13.60）eV=10.20eV

由于Ep<AE„因此HB对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态，故D正确。

（多选）9.小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲、乙所示，图中额定电压为6V灯泡的

电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为堡、n2o原线圈ni、n2o两端接电

压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定

功率下工作，则（）

甲乙

第6页供15页）

A.ni：n2=110:3

B.当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小

C.当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能

D.图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大

答案：ACo

解析：图甲中，P在R最左端时，甲灯泡正常发光，变压器副线圈两端电压为U2=UL=6V根据理

想变压器电压与匝数比的关系生=胃=呼=110：3,故A正确；

n2U26

当P滑到R中点时，甲电路负载的总电阻R甲=5R+RL通过变压器副线圈的电流I甲=去

灯泡L两端电压U甲=5—与甲R灯泡L消耗的功率P甲=盖

乙电路负载的总电阻R乙=?R+R并'<称R+RL

通过变压器副线圈的电流1乙=詈>I甲灯泡L两端电压1）乙=U2—/乙RL<U甲

乙

灯泡L消耗的功率P乙=,<P甲，故B错误；

当P滑到R最左端时，图甲消耗的功率P甲=的图甲消耗的功率P乙=普

由于R并<RL，因此P甲i<P乙，即图甲所示电路比图乙更节能，故C正确；

当滑动片在最右端时，图甲中通过灯泡的电流k=-%

1R+RL

此时灯泡L两端电压Uj=IIRL=*[J2

R+RL

能在ML甲MU?

当滑动片在最右端时，图乙中通过灯泡的电流12=0

因此灯泡L两端电压的条件范围0W*LJ"=

综上分析可知，图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的小，故D错误。

第7页（共15页）

10.一列沿X轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，平衡位置与坐标原点距离为3米的质点

从该时刻开始的振动图像如乙所示。若该波的波长大于3米。则（）

A.最小波长yir

B.频率—Hz

C.最大波速亨m/s

D.从该时刻开始2s内该质点运动的路程为（4苧）CH

答案：Bo

解析：由题意可知，该波波长大于3m,所以最小波长就不可能等于.当m,故A错误；设平衡位

置与坐标原点距离为3m米的质点的初相位为cp。，角速度为3；

该质点的振动方程y=sin（wt+（po）（cm）

将点（0,百和（2,0）代入上式解得O0=pw=y

质点的振动方程y=sin（|nt+（cm）

振动周期T="gs=2.4s频率f=；=*Hz=0Hz，故B正确；

CD—ye12.412

6

IT

从X=3m处的质点开始振动到位移y=45所用的时间为to4T=[X2.4s=0.4s在

若波沿x轴负方向传播则为P点，贝:入=3m,即九=18m

6

第8页（共15页）

对应的波速分别为V1=）=券m/s=7.5m/s;

12.4

若波沿x轴正方向传播则为Q点，贝IJ.豺=3m,即T=9m

对应的波速V2=，==3.75m/s,最大波速不可能是.芋m/s,故C错误;

12.44

周期T=2.4s振动时间.t=2s=T—（T

质点在T时间内通过的路程Si=4A=4X1cm=4cm

此时质点的振动方程为y=sinQirt+（cm）

将t=iT=0.8s代入上式，解得y=

即质点在|T至T时间内通过的路程；s2=A-y=lcmycm=（1尸）cm

从该时刻开始2S内该质点运动的路程为S=S「S2代入数据解得S=（3+=）C7T,故D错误。

二、非选择题

11.元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具一一犀斗。某兴趣小组对犀斗汲水工作情况进行模

型化处理，设计了如图甲所示实验，探究庠斗在竖直面内的受力与运动特点。该小组在位于同一水

平线上的P、Q两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的祛码，

让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线OO'运动。当沙桶质量为136.0g时，沙桶从A点由

静止释放，能到达最高点B,最终停在C点。分析所拍摄的沙桶运动视频，以A点为坐标原点，

甲乙

第9页（共15页）

（1）若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增

大,每根线对沙桶的拉力（选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”）。沙桶在B

点的加速度方向（选填“竖直向上”“竖直向下”）。

（2）由图乙可知，沙桶从开始运动到最终停止，机械能增加J（保留两位有效数字，g

=9.8m/s2）o

答案：（1）逐渐增大，竖直向下；（2）0.llo

解析：（1）设细线与竖直方向夹角为仇沙桶匀速上升

2Tcos0=Mg

当9逐渐增大时，T逐渐增大，沙桶上升到最高点B然后下落，在最高点的加速度方向竖直向下。

（2）沙桶从开始运动到静止上升高度为8.4cm,机械能增加量为

Mgh=0.136X9.8X0.084J=0.11J

12.探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源E,定值电阻R。，电容器C,单刀双掷开关

乙

（1）为测量电容器充放电过程电压U和电流I变化，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入

测（电流、电压）仪器。

（2）接通电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为。

（3）根据测到数据，某过程中电容器两端电压U与电流I的关系图如图乙所示。该过程为

_（充电、放电）。放电过程中电容器两端电压U随时间t变化关系如图丙所示。

0.2s时R。消耗的功率Wo

答案：⑴电压；⑵60mA;（3）放电，0.32W。

解析：（1）①处把原电路断开串联接入测量仪器，应该是电流表，②处与电容器并联连接，应该是测

电压的仪器；

（2）接通电路并接通开关，当电压表示数最大为12V时，根据图乙电流表示数为60mA；

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(3)电容器充电时电压低，充电电流强，放电时电流随电压的降低而减小，所以图乙对应放电过程，

根据图丙，当t=0.2s时，对应的电压为8V,结合图乙，此时的放电电流为40mA,电路中只有R。

消耗电功率，所以R。消耗的功率为P=UI=8x40x10-3W=0.32W。

13.小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为2m、m的金属杆P、Q

用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为I。仅在Q的运动

区域存在磁感应强度大小为B,方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直面内向上运

动，P、Q始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速度

为g,当P匀速下降时，

(1)求P所受单根导线拉力的大小。

(2)Q中电流的大小。

Bi

<---------I*V

a

QP2m

答案：(l)P所受单根导线拉力的大小mg。

⑵Q中电流的大小警。

DL

解析：(1)由P匀速下降可知，P处于平衡状态，所受合力为O,设导线的拉力大小为T,对P有2

T=2mg解得T=mg

(2)设Q所受安培力大小为F,对P、Q整体受力分析，有

mg+F=2mg又F=BIL解得：I=蟹

BL

14.有人设计了一粒种子收集装置。如图所示，比荷为白的带正电的粒子，由固定于M点的发射枪，

以不同的速率射出后，沿射线MN方向运动，能收集各方向粒子的收集器固定在MN上方的K点，

。在MN上，且KO垂直于MN。若打开磁场开关，空间将充满磁感应强度大小为B,方向垂直于

纸面向里的匀强磁场，速率为V。的粒子运动到O点时，打开磁场开关，该粒子全被收集，不计粒

子重力，忽略磁场突变的影响。

(1)求OK间的距离。

(2)速率为4vo的粒子射出瞬间打开磁场开关，该粒子仍被收集，求MO间的距离。

(3)速率为4v。的粒子射出后，运动一段时间再打开磁场开关，该粒子也能被收集。以粒子射出的

时刻为计时0点。求打开磁场的那一时刻。

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答案：（1）OK间的距离-

qB

（2）MO间的距离2-产；

qB

（3）打开磁场的那一时刻-^7o

解析：（1）当粒子到达O点时打开磁场开关，粒子做匀速圆周运动，设轨迹半径为口，如图所示

由洛伦兹力提供向心力得

v2

2

qv0B=m-其中(OK=2ri解得OK=X2

（2）速率为4Vo的粒子射出瞬间打开磁场开关，则粒子在磁场中运动的轨迹半径方=4口如图所示，由

几何关系有

(4j-2r力2+MO2=(4rJ2

解得。号

⑶速率为4v。的粒子射出一段时间t到达N点，要使粒子仍然经过K点，则N点在O点右侧，如

图所示

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由几何关系有

22

（4口-2rx）+ON=（41）2

解得ON=3吗

qB

粒子在打开磁场开关前运动时间为

,InO+NO.V3m

t=—;——解得t=——

4v0qB

15.如图所示，MN两个钉子固定于相距a的两点，M的正下方有不可伸长的轻质细绳，

一端固定在M上，另一端连接位于M正下方放置于水平地面质量为m的小木块B,

绳长与M到地面的距离均为