2023年高考福建卷物理真題試卷含詳解

2023年福建省高考物理試卷

1.“祝融號”火星車沿如圖所示路線行駛，在此過程中揭秘了火星烏托邦平原淺表分層結(jié)構(gòu)，該研究成果被列為

“2022年度中國科學(xué)十大進(jìn)展”之首?！白Ｈ谔枴睆闹扅c(diǎn)。處出發(fā)，經(jīng)過61天到達(dá)M處，行駛路程為585

米；又經(jīng)過23天，到達(dá)N處，行駛路程為304米。已知。、M間和M、N間的直線距離分別約為463米和234

米，則火星車（）

A.從。處行駛到N處的路程為697米

B.從。處行駛到N處的位移大小為889米

C.從。處行駛到M處平均速率約為20米/天

D.從加處行駛到N處的平均速度大小約為10米/天

2.如圖，一教師用側(cè)面開孔的透明塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”實(shí)驗(yàn)。瓶內(nèi)裝有適量清水.水從小孔中

流出后形成了彎曲的液流。讓激光水平射向小孔，使光束與液流保持在同一豎直平面內(nèi)，觀察到光束沿著彎曲的

液流傳播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流傳播的是（）

A.減弱激光強(qiáng)度

B.提升瓶內(nèi)液面高度

C.改用折射率更小的液體

D.增大激光器與小孔之間的水平距離

3.如圖，M,N是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長且電阻可忽略不計(jì)；導(dǎo)軌間有一垂直于

水平面向下的勻強(qiáng)磁場，其左邊界OO'垂直于導(dǎo)軌；阻值恒定的兩均勻金屬棒。、6均垂直于導(dǎo)軌放置，。始終固

定?！耙砸欢ǔ跛俣冗M(jìn)入磁場，此后運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，并與6不相碰。以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水

平向右為正方向建立軸坐標(biāo)；在運(yùn)動過程中，。的速度記為n,。克服安培力做功的功率記為尸。下列v或尸隨無變

化的圖像中，可能正確的是（）

aO'b

XXXXM

XXXX

XXXXN

x

4.地球本身是一個大磁體，其磁場分布示意圖如圖所示。學(xué)術(shù)界對于地磁場的形成機(jī)制尚無共識。一種理論認(rèn)為

地磁場主要源于地表電荷隨地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的環(huán)形電流?；诖死碚?，下列判斷正確的是（）

B,環(huán)形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同

C.若地表電荷的電量增加，則地磁場強(qiáng)度增大

D.若地球自轉(zhuǎn)角速度減小，則地磁場強(qiáng)度增大

5.甲、乙兩輛完全相同的小車均由靜止沿同一方向出發(fā)做直線運(yùn)動。以出發(fā)時刻為計(jì)時零點(diǎn)，甲車的速度一時間

圖像如圖（a）所示，乙車所受合外力一時間圖像如圖（b）所示。則（）

圖（a）圖（b）

A.0~2s內(nèi)，甲車的加速度大小逐漸增大

B,乙車在f=2s和f=6s時的速度相同

C.2~6s內(nèi)，甲、乙兩車的位移不同

D.f=8s時，甲、乙兩車的動能不同

6.人類為探索宇宙起源發(fā)射的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行在日地延長線上的拉格朗日上點(diǎn)附近，小點(diǎn)的位置如圖所示。

在七點(diǎn)的航天器受太陽和地球引力共同作用，始終與太陽、地球保持相對靜止?？紤]到太陽系內(nèi)其他天體的影響

很小，太陽和地球可視為以相同角速度圍繞日心和地心連線中的一點(diǎn)0（圖中未標(biāo)出）轉(zhuǎn)動的雙星系統(tǒng)。若太陽

和地球的質(zhì)量分別為M和辦航天器的質(zhì)量遠(yuǎn)小于太陽、地球的質(zhì)量，日心與地心的距離為R,萬有引力常數(shù)為

G,心點(diǎn)到地心的距離記為r在上點(diǎn)的航天器繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動的角速度大小記為。。下列關(guān)系式正確的是

G(M+m)2G(M+m)2

AB-0=

2R^

C.

3M+m3M+m

7.福建福清核電站采用我國完全自主研發(fā)的“華龍一號”反應(yīng)堆技術(shù)，建設(shè)了安全級別世界最高的機(jī)組。機(jī)組利

用235U核裂變釋放的能量發(fā)電，典型的核反應(yīng)方程為；n+Wu->^Ba+2Kr+3]n,則人=；Z=

；若核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損1g,釋放的能量為Jo（光速大小取3.0x108m/s）

8.“場離子顯微鏡”的金屬鴇針尖處于球形真空玻璃泡的球心。，玻璃泡內(nèi)壁有一層均勻?qū)щ娔ぃ涸邙d針和導(dǎo)電

膜間加上高電壓后，玻璃泡上半部分的電場可視為位于。點(diǎn)處點(diǎn)電荷形成的電場，如圖所示。。、6、以從。為

同一平面上的5個點(diǎn)，Mc是一段以。為圓心的圓弧，d為帥的中點(diǎn)。a、d兩點(diǎn)場強(qiáng)大小分別為瓦、Ed,。、a、

c、d四點(diǎn)電勢分別為9o、9a、伙、9d,則J9a9d；5夕c,（伽一心）2（（pL（p?。（填“大

于”“等于”或“小于”）

鴇針

9.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了ATB-CTO-A的循環(huán)過程后回到狀態(tài)4其夕-V圖如圖所示。完成一次循環(huán),

氣體內(nèi)能（填“增加”“減少”或“不變”），氣體對外界（填“做正功”“做負(fù)功”或“不

做功”），氣體（填“吸熱”“放熱"''不吸熱”或“不放熱”）o

10.某小組用圖（a）所示實(shí)驗(yàn)裝置探究斜面傾角是否對動摩擦因數(shù)產(chǎn)生影響。所用器材有：絨布木板、滑塊、

擋光片、米尺、游標(biāo)卡尺、光電門、傾角調(diào)節(jié)儀等。實(shí)驗(yàn)過程如下:

（1）將絨布平鋪并固定在木板上，然后將光電門A、B固定在木板上。用米尺測量A、B間距離乙；

（2）用游標(biāo)卡尺測量擋光片寬度d,示數(shù)如圖（b）所示。該擋光片寬度d=mm

（3）調(diào)節(jié)并記錄木板與水平面夾角讓裝有擋光片的滑塊從木板頂端下滑。記錄擋光片依次經(jīng)過光電門A和

B的擋光時間A/A和加B，求得擋光片經(jīng)過光電門時滑塊的速度大小以和無。某次測得=525x10-3s,則

VA=m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

（4）推導(dǎo)滑塊與絨布間動摩擦因數(shù)〃表達(dá)式，可得〃=（用乙、以、%、。和重力加速度大小g表

示），利用所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出〃值;

（5）改變。進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得與夕對應(yīng)的〃，并在坐標(biāo)紙上作出〃-8關(guān)系圖像，如圖（c）所示;

圖（C）

（6）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，在誤差允許范圍內(nèi)，可以得到的結(jié)論為。

H.某同學(xué)用圖（a）所示的電路觀察矩形波頻率對電容器充放電的影響。所用器材有：電源、電壓傳感器、電解

電容器C（4.7piF,10V）,定值電阻R（阻值2.0kQ）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。

（1）電解電容器有正、負(fù)電極的區(qū)別。根據(jù)圖（a）,將圖（b）中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整_________；

（2）設(shè)置電源，讓電源輸出圖（c）所示的矩形波，該矩形波的頻率為Hz；

，、UN

5.0——；;----；；----；「

2.5-

0|~10203040506070z/xl(T3s

圖(c)圖(d)

（3）閉合開關(guān)S,一段時間后，通過電壓傳感器可觀測到電容器兩端的電壓Uc隨時間周期性變化，結(jié)果如圖

（d）所示，A、8為實(shí)驗(yàn)圖線上的兩個點(diǎn)。在8點(diǎn)時，電容器處于狀態(tài)（填“充電”或“放電”）在

點(diǎn)時（填"A”或"B”）,通過電阻R的電流更大；

（4）保持矩形波的峰值電壓不變，調(diào)節(jié)其頻率，測得不同頻率下電容器兩端的電壓隨時間變化的情況，并在坐標(biāo)

紙上作出電容器上最大電壓Um與頻率/關(guān)系圖像，如圖“）所示。當(dāng)/=45Hz時電容器所帶電荷量的最大值

Qm=c（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）;

2K

圖(e)

(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，電容器在充放電過程中，其所帶的最大電荷量在頻率較低時基本不變，而后隨著頻率的

增大逐漸減小。

12.阿斯頓(F.Aston)借助自己發(fā)明的質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了覆等元素的同位素而獲得諾貝爾獎，質(zhì)譜儀分析同位素簡化

的工作原理如圖所示。在FP上方存在一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦兩個短離子在。處以

相同速度I，垂直磁場邊界入射，在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，分別落在M和N處。己知某次實(shí)驗(yàn)中，

6

u=9.6x104m/s,3=0.1T,落在M處就離子比荷(電荷量和質(zhì)量之比)^j4.8x10C/kg；P、0、M,N、P在

同一直線上；離子重力不計(jì)。

(1)求0M的長度；

(2)若ON的長度是的L1倍，求落在N處就離子的比荷。

、、、

Z\\

?????\X??

，，、\\

P——--!--!--!~二——-P'

OMN

13.一種離心測速器的簡化工作原理如圖所示。細(xì)桿的一端固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的。點(diǎn)，并可隨軸一起轉(zhuǎn)動。

桿上套有一輕質(zhì)彈簧，彈簧一端固定于。點(diǎn)，另一端與套在桿上的圓環(huán)相連。當(dāng)測速器穩(wěn)定工作時，圓環(huán)將相對

細(xì)桿靜止，通過圓環(huán)的位置可以確定細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度。已知細(xì)桿長度L=0.2m,桿與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角。始

終為60°,彈簧原長x0=0/m,彈簧勁度系數(shù)上=100N/m,圓環(huán)質(zhì)量%=lkg；彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力

加速度大小取lOm/s?，摩擦力可忽略不計(jì)

(1)若細(xì)桿和圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，求圓環(huán)到。點(diǎn)的距離；

(2)求彈簧處于原長時，細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大?。?/p>

(3)求圓環(huán)處于細(xì)桿末端P時，細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小。

14.如圖(a),一粗糙、絕緣水平面上有兩個質(zhì)量均為機(jī)的小滑塊A和B,其電荷量分別為q(q>0)和-4。A右

端固定有輕質(zhì)光滑絕緣細(xì)桿和輕質(zhì)絕緣彈簧，彈簧處于原長狀態(tài)。整個空間存在水平向右場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電

場。A、B與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，其大小均為2qE。/=0時，A以初速度%向右運(yùn)動，B

處于靜止?fàn)顟B(tài)。在4時刻，A到達(dá)位置S,速度為匕，此時彈簧未與B相碰；在時刻，A的速度達(dá)到最大，此時

彈簧的彈力大小為3"E；在細(xì)桿與B碰前的瞬間，A的速度為2匕，此時時間內(nèi)A的V—/圖像如圖

(6)所示，％為圖線中速度的最小值，;、%、J均為未知量。運(yùn)動過程中，A、B處在同一直線上，A、B的電

荷量始終保持不變，它們之間的庫侖力等效為真空中點(diǎn)電荷間的靜電力，靜電力常量為右B與彈簧接觸瞬間沒有

機(jī)械能損失，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。

(1)求0~%時間內(nèi)，合外力對A所做的功；

(2)求4時刻A與B之間的距離；

(3)求彳~?2時間內(nèi)，勻強(qiáng)電場對A和B做的總功；

(4)若增大A的初速度，使其到達(dá)位置S時的速度為2匕，求細(xì)桿與B碰撞前瞬間A的速度。

2023年福建省高考物理試卷

1.“祝融號”火星車沿如圖所示路線行駛，在此過程中揭秘了火星烏托邦平原淺表分層結(jié)構(gòu)，該研究成果被列為

“2022年度中國科學(xué)十大進(jìn)展”之首?！白Ｈ谔枴睆闹扅c(diǎn)。處出發(fā)，經(jīng)過61天到達(dá)M處，行駛路程為585

米；又經(jīng)過23天，到達(dá)N處，行駛路程為304米。已知。、M間和M、N間的直線距離分別約為463米和234

米，則火星車（）

A.從。處行駛到N處的路程為697米

B.從。處行駛到N處的位移大小為889米

C.從。處行駛到M處的平均速率約為20米/天

D.從加處行駛到N處的平均速度大小約為10米/天

【答案】D

【詳解】A.由題意可知從。到N處的路程為

SON=SOM+SMN=585m+304m=889m

故A錯誤；

B.位移的大小為兩點(diǎn)之間的直線距離，。、M,N三點(diǎn)大致在一條直線上，則從。到N處的位移大小為

XON=%M+*MN=463m+234m=697m

故B錯誤；

C.平均速率為路程與時間的比值，故從。行駛到M處的平均速率為

RM==箜米/天x9.60米/天

61

故C錯誤；

D.平均速度大小為位移與時間的比值，則從M行駛到N處的平均速度為

：MN=丑里=漢米/天x10米/天

故D正確。

故選D。

2.如圖，一教師用側(cè)面開孔透明塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”實(shí)驗(yàn)。瓶內(nèi)裝有適量清水.水從小孔中

流出后形成了彎曲的液流。讓激光水平射向小孔，使光束與液流保持在同一豎直平面內(nèi)，觀察到光束沿著彎曲的

液流傳播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流傳播的是（）

A.減弱激光強(qiáng)度

B.提升瓶內(nèi)液面高度

C.改用折射率更小液體

D.增大激光器與小孔之間的水平距離

【答案】B

【詳解】若想使激光束完全被限制在液流內(nèi)，則應(yīng)使激光在液體內(nèi)發(fā)生全反射現(xiàn)象，根據(jù)全反射臨界角

1

n=-----

sinC

可知應(yīng)該增大液體的折射率或則增大激光束的入射角。

A.減弱激光的強(qiáng)度，激光的臨界角，折射率均不會改變，故A錯誤；

B.提升瓶內(nèi)液面的高度，會造成開口處壓強(qiáng)增大，水流的速度增大，水流的更遠(yuǎn)，進(jìn)而增大了激光束的入射角，

則會有大部分光在界面處發(fā)生全反射，有助于光速更好的沿液流傳播，故B正確；

C.若改用折射率更小的液體，臨界角變大，更不容易發(fā)生全反射，故C錯誤；

D.增大激光器與小孔之間的水平距離不能改變液體的折射率或激光束的入射角，現(xiàn)象不會改變，故D錯誤。

故選B。

3.如圖，M,N是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長且電阻可忽略不計(jì)；導(dǎo)軌間有一垂直于

水平面向下的勻強(qiáng)磁場，其左邊界OO'垂直于導(dǎo)軌；阻值恒定的兩均勻金屬棒隊(duì)6均垂直于導(dǎo)軌放置，6始終固

定。。以一定初速度進(jìn)入磁場，此后運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，并與6不相碰。以。為坐標(biāo)原點(diǎn)，水

平向右為正方向建立軸坐標(biāo)；在運(yùn)動過程中，。的速度記為n,?？朔才嗔ψ龉Φ墓β视洖槭?。下列v或尸隨無變

化的圖像中，可能正確的是（）

aO'b

XXXXIXM

fXXXXX

XXXXXN

o

x

【答案】A

【詳解】AB.設(shè)導(dǎo)軌間磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為2,導(dǎo)軌間距為L金屬棒總電阻為R,由題意導(dǎo)體棒a進(jìn)入磁場后受到

水平向左的安培力作用，做減速運(yùn)動，根據(jù)動量定理有

FAt-mv0-mv

根據(jù)

F=BIL

E=BLv

可得

-B-I^v

F=-------

R

又因?yàn)?/p>

x=v-A/

聯(lián)立可得

Rx=加%-mv

根據(jù)表達(dá)式可知v與龍成一次函數(shù)關(guān)系，故A正確，B錯誤;

CD.。克服安培力做功的功率為

B2L2B21}Y

尸3=-%一------x

RmR,

故P-x圖像為開口向上的拋物線，由于歹和v都在減小，故P在減小，故CD錯誤。

故選Ao

4.地球本身是一個大磁體，其磁場分布示意圖如圖所示。學(xué)術(shù)界對于地磁場的形成機(jī)制尚無共識。一種理論認(rèn)為

地磁場主要源于地表電荷隨地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的環(huán)形電流。基于此理論，下列判斷正確的是（）

B.環(huán)形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同

C.若地表電荷的電量增加，則地磁場強(qiáng)度增大

D.若地球自轉(zhuǎn)角速度減小，則地磁場強(qiáng)度增大

【答案】AC

【詳解】A.根據(jù)右手螺旋定則可知，地表電荷為負(fù)電荷，故A正確;

B.由于表電荷為負(fù)電荷，則環(huán)形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，故B錯誤;

C.若地表電荷的電量增加，則等效電流越大，地磁場強(qiáng)度增大，故C正確;

D.若地球自轉(zhuǎn)角速度減小，則等效電流越小，地磁場強(qiáng)度減小，故D錯誤。

故選AC。

5.甲、乙兩輛完全相同的小車均由靜止沿同一方向出發(fā)做直線運(yùn)動。以出發(fā)時刻為計(jì)時零點(diǎn)，甲車的速度一時間

圖像如圖（a）所示，乙車所受合外力一時間圖像如圖（b）所示。則（）

圖（a）圖（b）

A.0~2s內(nèi)，甲車的加速度大小逐漸增大

B.乙車在t=2s和t=6s時的速度相同

C.2~6s內(nèi)，甲、乙兩車的位移不同

D.f=8s時，甲、乙兩車的動能不同

【答案】BC

【詳解】A.由題知甲車的速度一時間圖像如圖（a）所示，則根據(jù)圖（a）可知。~2s內(nèi)，甲車做勻加速直線運(yùn)

動，加速度大小不變，故A錯誤；

B.由題知乙車所受合外力一時間圖像如圖（b）所示，則乙車在。~2s內(nèi)根據(jù)動量定理有

h-mvi,A=So?2=2N-s

乙車在0~6s內(nèi)根據(jù)動量定理有

k=mv6,Ie=So~6=2N-s

則可知乙車在f=2s和f=6s時的速度相同，故B正確；

C.根據(jù)圖（a）可知，2~6s內(nèi)甲車的位移為0；根據(jù)圖（b）可知，2~6s內(nèi)乙車一直向正方向運(yùn)動，則2~6s

內(nèi)，甲、乙兩車的位移不同，故C正確；

D.根據(jù)圖（a）可知，f=8s時甲車的速度為0,則f=8s時，甲車的動能為0；乙車在。~8s內(nèi)根據(jù)動量定理有

k=mvs,/8=So~8=0

可知f=8s時乙車的速度為0,則r=8s時，乙車的動能為0,故D錯誤。

故選BC。

6.人類為探索宇宙起源發(fā)射的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行在日地延長線上的拉格朗日L2點(diǎn)附近，工2點(diǎn)的位置如圖所示。

在七點(diǎn)的航天器受太陽和地球引力共同作用，始終與太陽、地球保持相對靜止。考慮到太陽系內(nèi)其他天體的影響

很小，太陽和地球可視為以相同角速度圍繞日心和地心連線中的一點(diǎn)。（圖中未標(biāo)出）轉(zhuǎn)動的雙星系統(tǒng)。若太陽

和地球的質(zhì)量分別為M和小，航天器的質(zhì)量遠(yuǎn)小于太陽、地球的質(zhì)量，日心與地心的距離為R,萬有引力常數(shù)為

G,E點(diǎn)到地心的距離記為r（r?R）,在上點(diǎn)的航天器繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動的角速度大小記為。。下列關(guān)系式正確的是

）［可能用到的近似

太陽地-球。-十L2

I

G(M+m)G(M

3M+m3M+m

【答案】BD

【詳解】AB.由題知，太陽和地球可視為以相同角速度圍繞日心和地心連線中一點(diǎn)。（圖中未標(biāo)出）轉(zhuǎn)動的雙

星系統(tǒng)，則有

Mm

=mco2

n+n=R

聯(lián)立解得

G(M+m)

故A錯誤、故B正確；

CD.由題知，在心點(diǎn)的航天器受太陽和地球引力共同作用，始終與太陽、地球保持相對靜止，則有

Mm'-mm1

=m,(z>2(r+r,)

(R+廠)

再根據(jù)選項(xiàng)AB分析可知

Mri=mn,n+n=R,G(M+m)

聯(lián)立解得

3M+m

故C錯誤、故D正確。

故選BD。

7.福建福清核電站采用我國完全自主研發(fā)的“華龍一號”反應(yīng)堆技術(shù)，建設(shè)了安全級別世界最高的機(jī)組。機(jī)組利

用235u核裂變釋放的能量發(fā)電，典型的核反應(yīng)方程為；n+■Uf片Ba+^Kr+3；n,則人=；Z=

；若核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損1g,釋放的能量為Jo（光速大小取3.0x108m/s）

【答案】?.9256③.9義1013

【詳解】口］根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒有

1+235=141+A+3

解得

⑵根據(jù)核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒有

92=Z+36

A=56

［3］根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損1g,釋放的能量為

E=Amc2=1x10-3x9.0x10l6J=9x1013J

8.“場離子顯微鏡”的金屬鴇針尖處于球形真空玻璃泡的球心O,玻璃泡內(nèi)壁有一層均勻?qū)щ娔ぃ涸邙d針和導(dǎo)電

膜間加上高電壓后，玻璃泡上半部分的電場可視為位于。點(diǎn)處點(diǎn)電荷形成的電場，如圖所示。。、6、c、d、。為

同一平面上的5個點(diǎn)，abc是一段以。為圓心的圓弧，d為。b的中點(diǎn)。a、1兩點(diǎn)場強(qiáng)大小分別為Ea、Ed,。、a、

C、d四點(diǎn)電勢分另U為90、9a、9c、9d,貝U9a夕d；9aq）c,"o1^a）2?L陶。（填“大

于”“等于”或“小于”）

鴇針

【答案】①.小于②.等于③.小于

【詳解】［1］由于沿著電場線方向電勢逐漸降低，可知

⑵［3］由題知，在鴇針和導(dǎo)電膜間加上高電壓后，玻璃泡上半部分的電場可視為位于。點(diǎn)處點(diǎn)電荷形成的電場，則

根據(jù)點(diǎn)電荷形成的電場的電勢分布可知

0a=9c

且越靠近。場強(qiáng)越強(qiáng)，則。d部分的場強(qiáng)均大于仍部分的場強(qiáng)，則根據(jù)U=結(jié)合微元法可定性判別出

<pO—（pb<29o——9d）

<Pa=°b

(PO——(fla<1^(po-(pa)

9.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了ATB-C-O-A的循環(huán)過程后回到狀態(tài)A,其V圖如圖所示。完成一次循環(huán)，

氣體內(nèi)能（填“增加”“減少”或“不變”）,氣體對外界（填”做正功”“做負(fù)功”或“不

做功”），氣體（填“吸熱”“放熱”“不吸熱”或“不放熱”）o

【答案】①.不變②.做正功③.吸熱

【詳解】口］完成一次循環(huán)，回到初始狀態(tài)，理想氣體溫度不變，而一定質(zhì)量的氣體的內(nèi)能僅由溫度決定，所以整

個過程氣體的內(nèi)能不變；

⑵⑶對P-V圖像來說，圖像與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積表示氣體做功情況，其中從ATBTC的過程氣體的體積減小

是外界對氣體做功的過程，從CfDfA的過程氣體的體積增大，是氣體對外做功的過程，且從C-D-A的過程

圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積大于從A-8-C的過程圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積，即氣體對外做的功大于外界對氣體做

的功，則整個過程中表現(xiàn)為氣體對外界做正功；根據(jù)熱力學(xué)第一定律

因?yàn)锳U=O,可知因

W<0

則

?！?

所以氣體從外界吸收熱量。

10.某小組用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究斜面傾角是否對動摩擦因數(shù)產(chǎn)生影響。所用器材有：絨布木板、滑塊、

擋光片、米尺、游標(biāo)卡尺、光電門、傾角調(diào)節(jié)儀等。實(shí)驗(yàn)過程如下：

光電門A

I傾角調(diào)節(jié)儀

U圖(a)U

圖(b)

(1)將絨布平鋪并固定在木板上，然后將光電門A、B固定在木板上。用米尺測量A、B間距離L；

(2)用游標(biāo)卡尺測量擋光片寬度d,示數(shù)如圖(b)所示。該擋光片寬度mm

(3)調(diào)節(jié)并記錄木板與水平面的夾角讓裝有擋光片的滑塊從木板頂端下滑。記錄擋光片依次經(jīng)過光電門A和

B的擋光時間Al和△%，求得擋光片經(jīng)過光電門時滑塊的速度大小人和無。某次測得八人=525x10-3s,則

vA=m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

(4)推導(dǎo)滑塊與絨布間動摩擦因數(shù)〃的表達(dá)式，可得〃=(用乙、“、%、。和重力加速度大小g表

示)，利用所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出〃值；

(5)改變。進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得與。對應(yīng)的〃，并在坐標(biāo)紙上作出〃-8關(guān)系圖像，如圖(c)所示;

圖(c)

(6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，在誤差允許范圍內(nèi)，可以得到的結(jié)論為

【答案】①.5.25②.1.00③.tan?！?—1④.斜面傾角對動摩擦因數(shù)沒有影響

2gLeos，

【詳解】(2)口］該擋光片寬度

d=5mm+5x0.05mm=5.25mm

(3)［2］根據(jù)時間極短的平均速度近似等于瞬時速度，擋光片經(jīng)過光電門A的速度

d5.25x10-3

m/s=l.OOm/s

VA=—5.25x10-3

(4)［3］擋光片依次經(jīng)過光電門A和B,由動能定理可得

1,1,

—mv^-—mvA=mgLsin0-pimgLcos0

解得

〃=tan8-----...—

2gLcos0

(5)［4］根據(jù)圖像可知，動摩擦因數(shù)并不隨角度的變化而發(fā)生變化，所以可以得到的結(jié)論為斜面傾角對動摩擦因數(shù)

沒有影響。

11.某同學(xué)用圖(a)所示的電路觀察矩形波頻率對電容器充放電的影響。所用器材有：電源、電壓傳感器、電解

電容器C(4.7piF,10V),定值電阻R(阻值2.0k。)、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。

(1)電解電容器有正、負(fù)電極的區(qū)別。根據(jù)圖(a),將圖(b)中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整

(2)設(shè)置電源，讓電源輸出圖(c)所示的矩形波，該矩形波的頻率為Hz；

-UN

5.0——；:-------；.------；—

2.5-

°|~10203040506070//xl(T3s

圖(c)圖(d)

(3)閉合開關(guān)S,一段時間后，通過電壓傳感器可觀測到電容器兩端的電壓Uc隨時間周期性變化，結(jié)果如圖

(d)所示，A、8為實(shí)驗(yàn)圖線上的兩個點(diǎn)。在8點(diǎn)時，電容器處于狀態(tài)(填“充電”或“放電”)在

點(diǎn)時(填"A”或"B”),通過電阻R的電流更大；

(4)保持矩形波的峰值電壓不變，調(diào)節(jié)其頻率，測得不同頻率下電容器兩端的電壓隨時間變化的情況，并在坐標(biāo)

紙上作出電容器上最大電壓Um與頻率/關(guān)系圖像，如圖“)所示。當(dāng)/=45Hz時電容器所帶電荷量的最大值

圖(e)

(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，電容器在充放電過程中，其所帶的最大電荷量在頻率較低時基本不變，而后隨著頻率的

增大逐漸減小。

②.40③.充電④.B⑤.

1.8x10-5

【詳解】(1)口］根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖所示

（2）⑵由圖（c）可知周期T=25X10-3S，所以該矩形波的頻率為

/=1=40HZ

（3）[3][4]由圖（d）可知，2點(diǎn)后電容器兩端的電壓慢慢增大，即電容器處于充電狀態(tài)；從圖中可得出，A點(diǎn)為放

電快結(jié)束階段，8點(diǎn)為充電開始階段，所以在3點(diǎn)時通過電阻尺的電流更大。

（4）⑸由圖（e）可知當(dāng)/=45Hz時，電容器此時兩端的電壓最大值約為

4=3.75V

根據(jù)電容的定義式C=￡得此時電容器所帶電荷量的最大值為

65

=C[7m=4.7xlO~x3.75C?1.8x10C

12.阿斯頓（F.Aston）借助自己發(fā)明的質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了毓等元素的同位素而獲得諾貝爾獎，質(zhì)譜儀分析同位素簡化

的工作原理如圖所示。在尸P上方存在一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦兩個短離子在。處以

相同速度I，垂直磁場邊界入射，在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，分別落在M和N處。己知某次實(shí)驗(yàn)中，

v=9.6xl04m/s,B=0.1T,落在M處就離子比荷（電荷量和質(zhì)量之比）^j4.8x106C/kg；P、。、M、N、尸在

同一直線上；離子重力不計(jì)。

（1）求0M的長度；

（2）若ON的長度是的1.1倍，求落在N處就離子的比荷。

???一---???

----??、、

、、、、、、

Z\\

，，\\X

p」一L----!--!---!_二-------尸'

0MN

【答案】（1）0.4m；（2）4.4xlO6C/kg

【詳解】（1）粒子進(jìn)入磁場，洛倫茲力提供圓周運(yùn)動的向心力則有

V2

qvB=m—

r

整理得

mv9.6xl04

y------.......................JYI二二0.2m

qB4.8X106X0.1

OM的長度為

OM=2r=0.4m

（2）若ON長度是OM的1.1倍，則ON運(yùn)動軌跡半徑為運(yùn)動軌跡半徑1.1倍，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得

2

V

q'vB=m'—

整理得

v

q'=v=4.4xlO6C/kg

m'r'Bl.lrB

13.一種離心測速器的簡化工作原理如圖所示。細(xì)桿的一端固定在豎直轉(zhuǎn)軸OO'上的。點(diǎn)，并可隨軸一起轉(zhuǎn)動。

桿上套有一輕質(zhì)彈簧，彈簧一端固定于。點(diǎn)，另一端與套在桿上的圓環(huán)相連。當(dāng)測速器穩(wěn)定工作時，圓環(huán)將相對

細(xì)桿靜止，通過圓環(huán)的位置可以確定細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度。已知細(xì)桿長度L=0.2m,桿與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角。始

終為60°,彈簧原長x0=0/m,彈簧勁度系數(shù)上=100N/m,圓環(huán)質(zhì)量機(jī)=1kg；彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力

加速度大小取lOm/sz,摩擦力可忽略不計(jì)

(1)若細(xì)桿和圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，求圓環(huán)到。點(diǎn)的距離；

(2)求彈簧處于原長時，細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大??；

(3)求圓環(huán)處于細(xì)桿末端P時，細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小。

【答案】(1)0.05m；(2)竺tad/s；(3)10rad/s

3

【詳解】(1)當(dāng)細(xì)桿和圓環(huán)處于平衡狀態(tài)，對圓環(huán)受力分析得

穌=mgcosa=5N

根據(jù)胡克定律尸=左以得

Ax=—=0.05m

0k

彈簧彈力沿桿向上，故彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧此時的長度即為圓環(huán)到。點(diǎn)的距離

xx=xQ-Z\X0=0.05m

(2)若彈簧處于原長，則圓環(huán)僅受重力和支持力，其合力使得圓環(huán)沿水平方向做勻速圓周運(yùn)動。根據(jù)牛頓第二定

律得

mg

----=mco^2r

tana

由幾何關(guān)系得圓環(huán)此時轉(zhuǎn)動的半徑為

r-x0sina

聯(lián)立解得

(3)圓環(huán)處于細(xì)桿末端尸時，圓環(huán)受力分析重力，彈簧伸長，彈力沿桿向下。根據(jù)胡克定律得

T=k（L^xo）=lON

對圓環(huán)受力分析并正交分解，豎直方向受力平衡，水平方向合力提供向心力，則有

mg+Tcosa=F^sina,Tsina+&cosa=m①2r

由幾何關(guān)系得

r'=Lsintz

聯(lián)立解得

o>=10rad/s

14.如圖(a),一粗糙、絕緣水平面上有兩個質(zhì)量均為小的小滑塊A和B,其電荷量分別為q(q>0)和。A右

端固定有輕質(zhì)光滑絕緣細(xì)桿和輕質(zhì)絕緣彈簧，彈簧處于原長狀態(tài)。整個空間存在水平向右場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電

場。A、B與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，其大小均為f=0時，A以初速度%向右運(yùn)動，B

處于靜止?fàn)顟B(tài)。在。時刻，A到達(dá)位置S,速度為匕，此時彈簧未與B相碰；在弓時刻，A的速度達(dá)到最大，此時

彈簧的彈力大小為3qE；在細(xì)桿與B碰前的瞬間，A的速度為2匕，此時，=4。。~/3時間內(nèi)人的丫一/圖像如圖

(b)所示，％為圖線中速度的最小