2023年高考物理預(yù)測卷3及答案解析（全國甲卷）

第I卷

二、選擇題：本題共8小題，每小題6分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14-18

題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6

分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分。

14.質(zhì)量為冽0的某元素原子核發(fā)生衰變，經(jīng)過時(shí)間該元素原子核剩余的質(zhì)量

為加，其2T關(guān)系如圖所示。該元素的半衰期約為（）

A.67dB.lOldC.115dD.124d

15.圖甲為正點(diǎn)電荷。的電場中，某點(diǎn)的電勢。與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離廠的關(guān)

系圖像。如圖乙所示，在正點(diǎn)電荷。的上方水平固定一光滑絕緣桿，0點(diǎn)在點(diǎn)電

荷。的正上方，現(xiàn)將一質(zhì)量為機(jī)、帶電量為-q的小球穿在桿上，然后從。點(diǎn)由

靜止釋放后，小球沿桿依次經(jīng)過。、人兩點(diǎn)到達(dá)最遠(yuǎn)點(diǎn)c。已知a、匕三點(diǎn)到

點(diǎn)電荷。的距離分別為3L、L、2L,下列說法正確的是（）

A.由。-r圖像的斜率逐漸減小可知a到c的場強(qiáng)逐漸減小

B.由題設(shè)條件可以求出小球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度

C.電場中a點(diǎn)的場強(qiáng)和c點(diǎn)的場強(qiáng)相同

D.小球由。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到人點(diǎn)的過程中電勢能一直增大

16.如圖甲所示為雜技演員正在表演“巧蹬方桌”。某一小段時(shí)間內(nèi)，表演者讓方

桌在腳上飛速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)完成“拋”“接”“騰空”等動(dòng)作技巧。演員所用方桌（如圖

乙所示）桌面必必是邊長為1m的正方形，桌子繞垂直于桌面的中心軸線。。做

勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速約為2r/s,某時(shí)刻演員用力將桌子豎直向上蹬出，桌子邊水

平旋轉(zhuǎn)邊向上運(yùn)動(dòng)，上升的最大高度約為0.8m。已知重力加速度g取lOm/s?,則

桌子離開演員腳的瞬間，桌角。點(diǎn)的速度大小約為（）

A.4m/sB.4萬m/s

C.<16+8萬2m/sD.V16+16^2m/s

17.如圖所示，在光滑水平平面上有一根通有恒定電流/的長直導(dǎo)線，用同種均

勻材料做成的單匝線框A、B平鋪在水平平面上。A是邊長為。的正方形，B是

長邊長為2a的長方形。瞬間關(guān)閉恒定電流/，假設(shè)線框不會與長直導(dǎo)線碰撞，A、

B最終獲得的動(dòng)量之比為（)

A

A.3：8B.3：4C.1：4D.9：16

18.翼裝飛行被稱為世界上最危險(xiǎn)的極限運(yùn)動(dòng)，挑戰(zhàn)者騰空后，張開手腳便能展

開翼膜，當(dāng)空氣進(jìn)入一個(gè)鰭狀的氣囊時(shí)，就會充氣使服裝成翼狀，從而產(chǎn)生浮力,

然后通過肢體動(dòng)作來控制飛行的高度和方向。某翼裝挑戰(zhàn)者在距海平面一定高度

處的直升機(jī)上由靜止下落，以0=9m/s2的加速度下落一段時(shí)間，打開氣囊，再減

速下降一段時(shí)間后，懸停在天門山附近，準(zhǔn)備穿越天門洞，此運(yùn)動(dòng)過程近似地看

成豎直方向的運(yùn)動(dòng)，其vl圖像如圖所示，挑戰(zhàn)者所受空氣阻力恒定，重力加速

度g取10m/s2,下列說法正確的是（）

A.Q~ti時(shí)間內(nèi)挑戰(zhàn)者處于超重狀態(tài)

B.空氣阻力是挑戰(zhàn)者重力的0.5倍

C.0~1時(shí)間內(nèi)挑戰(zhàn)者下落的高度為1250m

D.減速過程中挑戰(zhàn)者所受空氣浮力是挑戰(zhàn)者重力的2.5倍

19.2022年H月1日，夢天實(shí)驗(yàn)艙成功對接天宮空間站，至此我國空間站一期

建設(shè)基本完成。如圖為夢天實(shí)驗(yàn)艙正在接近天宮空間站的對接情景，假設(shè)對接后

組合體的軌道近似看成圓形，已知組合體運(yùn)行周期為T,其軌道半徑與地球半徑

的比值為"，引力常量為G。下列說法正確的是（）

A.圖示時(shí)刻天宮空間站的運(yùn)行速度小于7.9km/s

B.圖示時(shí)刻天宮空間站的加速度大于9.8m/s2

C.組合體的運(yùn)行速度為學(xué)

D.地球的平均密度為爆

20.如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為2：1,定值電阻居=%=H,滑

動(dòng)變阻器&的最大阻值也為R,圖中電表均為理想電表。M、N兩端輸入電壓為

。的交流電，初始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片尸處于。端，當(dāng)滑片尸向6端滑動(dòng)至中

間某一位置時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)變化量分別為△0、4。則（）

7

A.初始時(shí)電壓表的示數(shù)為

B.滑片尸向6端滑動(dòng)過程中，電流表的示數(shù)增大，電壓表的示數(shù)減小

C△/2

D.滑片P向》端滑動(dòng)過程中，&消耗的功率逐漸增大

21.如圖所示，傾角為30。的斜面固定在水平地面上，一輕繩繞過兩個(gè)輕質(zhì)滑輪

連接著固定點(diǎn)尸和物體B,兩滑輪之間的輕繩始終與斜面平行，物體A與動(dòng)滑

輪連接。已知A、B的質(zhì)量均為1kg,A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為g,重力加速

度大小為lOm/sz,將A、B由靜止釋放，下列說法正確的是（）

A.物體A、B釋放瞬間，輕繩對P點(diǎn)的拉力大小為4N

B.物體B下降過程中，輕繩的拉力對A和B做的總功為零

C.物體B下降過程中，B減少的機(jī)械能等于A增加的機(jī)械能

D.物體B下降2nl時(shí)（此時(shí)B未落地）的速度大小為4m/s

第n卷

三、非選擇題：本卷包括必考題和選考題兩部分。第22-25題為必考題，每個(gè)

試題考生都必須作答。第33~34題為選考題，考生根據(jù)要求作答。

（一）必考題（共47分）

22.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量橡皮繩的勁度系數(shù)。將手機(jī)懸掛在

橡皮繩下，手機(jī)軟件中的“定位”功能可以測量手機(jī)豎直方向上的位移。

un

品占占占占

x/cm

00.51.01.52.02.53.03.54.0

實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下主要的實(shí)驗(yàn)步驟

a.安裝實(shí)驗(yàn)器材，橡皮繩分別與手機(jī)和鐵架臺連接，手機(jī)重心和橡皮繩在同一豎

直線；

b.手掌托著手機(jī)，使橡皮繩處于原長狀態(tài)，打開手機(jī)中的位移傳感器軟件；

c.緩慢釋放手機(jī)，當(dāng)手機(jī)平衡時(shí)記錄下手機(jī)下降的高度xo；

d.在手機(jī)下方懸掛質(zhì)量為機(jī)=50g等重鉤碼，緩慢釋放，當(dāng)鉤碼平衡時(shí)記錄下手機(jī)

下降的高度x；

e.重復(fù)上述第4步操作；

f.作出鉤碼數(shù)量n及對應(yīng)手機(jī)從橡皮繩原長開始下降高度x的關(guān)系圖像，如圖所

Zj\O

根據(jù)圖像，回答以下問題：

(1)不掛鉤碼時(shí)，橡皮繩的伸長量為xo=；

(2)該橡皮繩的勁度系數(shù)左=N/m(取g=9.8m/s2)；

(3)通過分析計(jì)算可得到手機(jī)的質(zhì)量為。

23.實(shí)驗(yàn)室有一只電壓表V,已知該電壓表的滿偏電壓Ug=3V,內(nèi)阻為幾千歐，

為了測出電壓表內(nèi)阻，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。除電壓表外，提供的器材

有:

①滑動(dòng)變阻器島(0?20Q,2A),滑動(dòng)變阻器&(0?2000Q,0.5A)

②電阻箱以(0?99.9C),電阻箱R(0-9999.9。)

③電池組(電動(dòng)勢6V,內(nèi)阻忽略不計(jì))

④開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)為測出電壓表內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器&應(yīng)選擇,電阻箱H應(yīng)選擇

(2)將圖甲中的電阻箱H調(diào)至0,&滑片移到最左端，閉合S,向右移動(dòng)滑片,

使電壓表指針達(dá)到滿偏；保持滑片位置不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱凡電壓表指針指在

2.4V,此時(shí)電阻箱讀數(shù)為1.2kC,則Ry為kfi。

(3)用圖甲測量內(nèi)阻時(shí)，考慮到系統(tǒng)誤差，內(nèi)阻Rv測量值___________(選填“大

于,，“小于,，或“等于，，)真實(shí)值。

(4)若準(zhǔn)確測得電壓表內(nèi)阻為4.5kQ后，小明同學(xué)用所給電池組、電阻箱和電

壓表連接了圖乙所示的電路，在電壓表兩端接上兩個(gè)表筆，設(shè)計(jì)出一個(gè)簡易的歐

姆表，并將表盤的電壓刻度轉(zhuǎn)換為電阻刻度；將兩表筆斷開，閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)

電阻箱，使電壓表指針指在“3V”處，此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為oo,再保持電阻箱阻值

不變，在兩表筆間接不同已知阻值的電阻，找出對應(yīng)的電壓刻度，則“IV”處對

應(yīng)的電阻刻度為kQo

24.如圖所示，兩平行足夠長且電阻可忽略的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在傾角為。=30。

光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距L=0.4m,磁感應(yīng)強(qiáng)度3=L0T的有界勻強(qiáng)磁場寬度為

=0.2m,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直；長度為2d的絕緣桿將導(dǎo)體棒和邊長為d

的正方形單匝線框連接在一起組成如圖所示裝置，其總質(zhì)量帆=01kg,導(dǎo)體棒中

通以大小為/=3.75A的恒定電流（由外接恒流源產(chǎn)生，圖中未畫出）。線框的總

電阻為R=0.2O,其下邊與磁場區(qū)域邊界平行。現(xiàn)將線框下邊置于距磁場上邊界

x處由靜止釋放，線框恰好可勻速穿過磁場區(qū)域，導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終

與導(dǎo)軌垂直，重力加速度取g=10m/s2。求：

（1）裝置釋放時(shí)線框下邊與磁場上邊界的距離X；

（2）若線框下邊與磁場區(qū)域上邊界重合時(shí)將線框由靜止釋放，導(dǎo)體棒恰好運(yùn)動(dòng)

到磁場區(qū)域下邊界處返回，求裝置從釋放到開始返回的過程中，線框中產(chǎn)生的焦

耳熱Q;

（3）在（2）情景中求線框第一次穿越磁場區(qū)域所需的時(shí)間如

25.如圖，在平行板電容器中有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場均和豎直向下的勻強(qiáng)

電場⑸，平行板電容器右端有孔，且孔在平行于金屬板的中軸線上。一束質(zhì)量

均為機(jī)、電荷量均為q,但速度大小不同的正、負(fù)粒子從。點(diǎn)，沿平行板電容

器中軸線水平射入，飛出后的帶電粒子經(jīng)過勻強(qiáng)電場包后，立即進(jìn)入矩形勻強(qiáng)

磁場及。矩形磁場上下對稱。不考慮粒子間相互作用、粒子的重力。已知?jiǎng)驈?qiáng)

磁場H、&的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為3o,勻強(qiáng)電場石2的寬度為d,田=4的。

m

（1）求從平行板電容器飛出的帶電粒子的速度大小V。；

（2）帶電粒子在勻強(qiáng)電場段中的偏轉(zhuǎn)距離y=遮，求勻強(qiáng)電場E2；

6

（3）在上一問中，勻強(qiáng)磁場§2的面積至少是多少，帶電粒子軌跡全部都在磁場

（二）選考題：共15分。請考生從2道物理題中任選一題作答。如果多做，則

按所做的第一題計(jì)分。

33.[物理——選修3-3]（15分）

（1）（6分）如圖甲所示夕-丫圖像，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)經(jīng)過兩次等溫變

化、兩次等容變化由狀態(tài)ATB—C—DTA完成一個(gè)循環(huán)，這樣的過程叫斯特林

循環(huán)。A—B的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目（選填“增大”“減

小””或“不變”），狀態(tài)A和狀態(tài)。的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布圖像如圖乙

所示，則狀態(tài)。對應(yīng)的是（選填“①”或"②”）。

甲乙

如圖甲所示，在A—3和?！狝的過程中，氣體放出的熱量分別為4J和20J,在

3—C和C—D的過程中，氣體吸收的熱量分別為20J和12J。求完成一次循環(huán)外

界對氣體所做的功。

（2）（9分）如圖所示，質(zhì)量為機(jī)的導(dǎo)熱柱形汽缸，內(nèi)壁光滑，用橫截面積為S、

質(zhì)量也為機(jī)的導(dǎo)熱活塞封閉一定量的理想氣體。汽缸倒置，活塞與一豎直放置、

勁度系數(shù)為左的輕彈簧Q相連，。的下端置于鐵架臺的水平面上，另一根勁度

系數(shù)為左的輕彈簧P一端與汽缸底部相連，另一端固定在鐵架臺的支架上。平衡

時(shí)，輕彈簧P處于原長，而氣體柱的長度為4。已知重力加速度大小為g,大氣

壓強(qiáng)為A=處箸，汽缸底、活塞厚度均不計(jì)，汽缸不漏氣且與活塞不脫離?，F(xiàn)

將支架緩慢向上移動(dòng)，直到輕彈簧。處于原長，若保持氣體溫度不變，求：

①輕彈簧Q處于原長時(shí)氣體柱的長度1；

②支架向上移動(dòng)的距離助。

34.[物理——選修3-4]（15分）

（1）（6分）在2021年12月9日的天宮課堂中，三位航天員觀察到水球中的

氣泡特別亮，這是因?yàn)楣庠跉馀荼砻姘l(fā)生了現(xiàn)象。如圖所示，水的折射率

為〃，發(fā)生這個(gè)現(xiàn)象的條件是sin^（填“"或"v”）lo水相對空氣是

n

__________介質(zhì)（填“光密”或“光疏”）。

（2）（9分）如圖甲，水袖舞是中國京劇的特技之一，因其身姿搖曳、技法神韻

倍受人們喜歡o某次表演中演員甩出水袖的波浪可簡化為如圖乙所示沿x軸方向

傳播的簡諧橫波，尸、。為該波沿水平傳播方向上相距0.8m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，且橫波

由P傳向Q。仁0時(shí)P質(zhì)點(diǎn)正經(jīng)過平衡位置向上振動(dòng)，。質(zhì)點(diǎn)正處于波谷（未畫

出），圖丙為P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像。已知該水袖舞甩出的波長在0.5m至1m之間，袖子

足夠長且忽略傳播時(shí)振幅的衰減，求：

①質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的位移y與時(shí)間/的關(guān)系式；

②該水袖舞形成的簡諧波的波速。

答案解析

1415161718192021

CBCACADBCBD

14.C

【詳解】由題圖可知，元素的質(zhì)量從全7"。衰變至（1人所用時(shí)間為

182.4d-67.3d=115.1d有半數(shù)發(fā)生衰變了，根據(jù)半衰期定義可知，元素的半衰期約

為U5d。

故選C。

15.B

【詳解】B.小球釋放后先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，在經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)速度最大,

由圖甲可知?！?=2%-6%

由動(dòng)能定理得MU。。=；根"2-0可得最大速度v=選項(xiàng)B正確；

C.小球最遠(yuǎn)可到達(dá)c點(diǎn)，。點(diǎn)與。點(diǎn)的電勢相等，故。點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離應(yīng)

為3人由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度后=左耳可知。、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，但方向不

r

同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

A.a、0、b、。點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離分別為3L、L、2L、3L,由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)

度E=可知。到c的場強(qiáng)先增大后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

r

D.小球由。點(diǎn)到。點(diǎn)的過程中，電場力做正功，電勢能減小，由。點(diǎn)到6點(diǎn)

的過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選B。

16.C

【詳解】桌子在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速約為2r/s,桌角。點(diǎn)的線速度為

V]=27rnr^=-m

r2

故巧=2也nn/s桌子被蹬出瞬間豎直向上的速度為匕，由豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得

v；=2gh,解得

%=4m/s則”點(diǎn)的合速度為v=M+v；=J16+8/m/s

故選C。

17.A

【詳解】時(shí)間極短，可認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，設(shè)線框左右兩邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度

差為AB,由動(dòng)量定理可知有反乙〃=她力丁=加=°根據(jù)題意人：8為同種均勻材

R

料可得殳=9所以有以=七.四%.殳=LL93

桿，」傳以4月"“舊PBAA中B&2248

故選Ao

18.C

【詳解】A.04時(shí)間內(nèi)挑戰(zhàn)者加速下落，處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

B.由牛頓第二定律可得/g-解得/=。」"2g故B錯(cuò)誤；

D.加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為％=必=畔s整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間為/=%=迎叵s減速

q339

過程的時(shí)間為馬=—%=辿叵s減速運(yùn)動(dòng)的加速度為的=F=13.5m/s2由牛頓第二

9h

m

定律可得f+f?~s=ma2

解得&=2.25喋故D錯(cuò)誤；

C.由圖像面積可知，。~，時(shí)間內(nèi)挑戰(zhàn)者下落的高度為〃=『%=1250m故c

正確。故選c。

19.AD

【詳解】A.根據(jù)環(huán)繞模型中（?等=整理得v=怦，79km/S是第一宇宙速

度，也是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度。根據(jù)上述公式可知，天宮空間站的環(huán)繞半徑比近

地衛(wèi)星的環(huán)繞半徑大，天宮空間站的運(yùn)行速度小于7.9km/s。故A正確；

B.根據(jù)公式G粵=出整理得”粵天宮空間站的環(huán)繞半徑比地球半徑大，則

rr

加速度小于地球表面加速度9.8m/s2。故B錯(cuò)誤；

C.設(shè)地球半徑為R,根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)特征"=爺=當(dāng)史故C錯(cuò)誤；

4//

D.根據(jù)=m等整理得知=族根據(jù)密度公式可知o=?=f=募故

D正確。

故選ADo

20.BC

【詳解】A.理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為2：1,則副線圈電壓對原線

圈。=（奈x；+?）K+q

Zz\2

解得q=gu故A錯(cuò)誤；

B.滑片尸向6端滑動(dòng)過程中，副線圈電阻減小，電流增大，則原線圈電流增大,

電流表的示數(shù)增大，干路電流增大，R/分壓增大，則電壓表的示數(shù)減小，故B

正確;

c.對原線圈回路u=/+/)K+a所以等=日故c正確；

D.當(dāng)滑片滑到6端，則消耗功率為零，故滑片P向6端滑動(dòng)過程中，&消耗的

功率不是逐漸增大，故D錯(cuò)誤。

故選BCo

21.BD

【詳解】A.由于相同時(shí)間內(nèi)物體B通過的位移是物體A通過的位移的兩倍，

則物體B的加速度是物體A的加速度的兩倍；物體A、B釋放瞬間，設(shè)輕繩的

拉力為T,物體A的加速度為“，則有

2r-mAgsin30-///??Agcos30=mAa-gg-T=?v2a代入數(shù)據(jù),聯(lián)立解得T=6N,A

錯(cuò)誤；

B.物體B下降過程中，輕繩是A、B組成的系統(tǒng)的內(nèi)力，故輕繩的拉力對A和

B做的總功為零，B正確；

C.物體B下降過程中，B減少的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為A增加的機(jī)械能，還有一

部分轉(zhuǎn)化為克服摩擦力做的功，C錯(cuò)誤；

D.設(shè)物體B下降2m時(shí)的速度為，則A的速度為由能量守恒可得

AA111;

2

mBgh-mAg--/dmgcos30-=-mv-+-/7i(-)代入數(shù)據(jù)，解得v=4m/s,D正確。

故選BDo

22.1.5cm98150g

【詳解】(1)川根據(jù)圖像可知不掛鉤碼時(shí)，橡皮繩的伸長量為xo=L5cm

k

(2)⑵根據(jù)胡克定律金融可得整理得"=一無由圖像可知，圖線的斜

2-0

率為八22.5-5=2/cm

聯(lián)立可得勁度系數(shù)為^=98N/m

（3）[3]手機(jī)靜止時(shí)，根據(jù)平衡條件可得手機(jī)的重力為G=g）=98x0.015N=1.47N

手機(jī)的質(zhì)量為/=￡=\?kg=150g

g9.8

23.RiR44.8大于1.125

【詳解】（1）[1]圖中滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為了方便調(diào)節(jié)且使電表示數(shù)

變化比較明顯，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇阻值較小的

⑵由于電壓表的滿偏電壓為3V,其內(nèi)阻為幾千歐，而電源電動(dòng)勢為6V,所以

與電壓表串聯(lián)的電阻箱的阻值較大，所以電阻箱應(yīng)選擇處。

（2）⑶電壓表和電阻箱的電流相等，即2=與±解得&=4.8k。

KvK

（3）[4]將圖甲中的電阻箱R調(diào)至0,及滑片移到最左端，閉合S,向右移動(dòng)滑

片，使電壓表指針達(dá)到滿偏；保持滑片位置不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱已測量電路的總

電阻增大，則分壓增大，所以電阻箱兩端的實(shí)際電壓大于0.6V,所以Ry測量值

為電阻箱讀數(shù)的4倍，所以刈測量值偏大。

（4）[5]當(dāng)指針指向3V時(shí)，電路中的電流為/g=￥=J^A此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻

1OUU

值為R=-^=4.8k。

U，.ER,%

當(dāng)電壓表示數(shù)為IV時(shí)，有&RK氏+為解得丁=l」25kC

R,+Rv

24.(1)0.625m；(2)0.1J；(3)0.44s

【詳解】（1）對裝置，當(dāng)線框在磁場中勻速時(shí)sin。=B/d=——可得v=2.5m/s

R

對裝置在進(jìn)入磁場前過程中，可知，wgsinax=；:加一0可得x=0625m

(2)設(shè)裝置由靜止釋放到導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到磁場下邊界的過程中，作用在線框上的

安培力做功為W,知

mgsina4d+W—Bild=0—0且Q=-W解得Q=^mgdsina—Bild=0.1J

(3)設(shè)線框剛離開磁場下邊界時(shí)的速度為“對裝置在接著向下運(yùn)動(dòng)2d過程中

mgsinaid-Bild=0-^mv^可得匕=0m/s對裝置在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)

zngsin8_3"V=ma可得a=gsinO-^V在時(shí)間A/內(nèi)，有=則

RmR

VA.32d2”B2d2

=Lgsma-----A^V]=gtsma------x

mRJmR

而x=2d解得”成七=0.44s

25

25.(1)4幽；(2)回迦；(3)逑±1[2

m3m3

【詳解】(1)在平行板電容器中，只有滿足洛倫茲力等于靜電力，帶電粒子才會

做勻速直線運(yùn)動(dòng)飛出該區(qū)域，即4%0=砧所以丫。=今=4理

Am

(2)在勻強(qiáng)電場E2中的帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，假設(shè)為正電荷d=vof,

產(chǎn)氣與(W)2由于正電荷向下偏轉(zhuǎn)，負(fù)電荷向上偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)距離均為丫=華因

N憶%6

此E2二&/qd

3m

(3)設(shè)帶電粒子在勻強(qiáng)電場E2中做類平拋運(yùn)動(dòng)的速度偏轉(zhuǎn)角為仇位移偏轉(zhuǎn)角

為a,由類平拋運(yùn)動(dòng)的推論可知tan6=2tana吟*解得6=30。帶電粒子射入磁

場的速度么=cos30。即葉垣vo正電荷在磁場中的半徑7=券聯(lián)立解得『巫d

V3BQQ3

正電荷的軌跡如圖所示

由幾何關(guān)系可知，磁場的寬度d尸fcos6(T=3d2=Bd+6r=@d+2d負(fù)電荷

366

的軌跡與正電荷關(guān)于中軸線對稱，所以勻強(qiáng)磁場史的面積至少為

S=2did2=4占tl(P

3

33.［物理——選修3-3］(15分)

(1)增大②-8J

【詳解】［1］由圖可知，A-3的過程中氣體做等溫變化，體積減小，所以單位體

積中的氣體分子數(shù)目增大。

［2］根據(jù)理想