3．线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体功能有关。若线粒体DNA受损伤，则下列细胞的功能受影响最大的是　　 　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．红细胞吸收葡萄糖 B．小肠上皮细胞吸收水　　　

　　　 C．神经细胞吸收K+　 　　 D．肺泡细胞吸收氧气

2．右图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K+和NO3－曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是　　　　　　　　　　 　　　 (　　 )

　　　 A．载体数量、能量　

　　 B．能量、载体数量[

　　　 C．载体数量、离子浓度　

　　　 D．能量、离子浓度

1． 氧气透过肺泡进入毛细血管的过程是

A．全部为主动运输　　　　 B．大部分为扩散作用，少部分为主动运输

C．全部为扩散作用　　　　 D．少部分为扩散作用，大部分为主动运输

1.第三联两句中各有一个字用得十分传神，请找出来，并说说这样写的好处。 (2008年高考全国卷Ⅰ) 江间作四首(其三) 潘大临①

西山通虎穴②，赤壁隐龙宫。

形胜三分国，波流万世功。

沙明拳宿鹭③，天阔退飞鸿。

最羡渔竿客，归船雨打篷。

24.(20分)

解：

两平行金属板之间的电压：U=nΔΦ/Δt=nΔBS/Δt=2S=1v　 --------------------------------3分

两平行金属板之间的电场强度：E=U/d=2S/d=10v/m　 -------------------------------------3分

质点的加速度：a=F/m=2Sq/md=12m/s²　 -----------------------------------------------------3分

(1) 根据运动学公式：L=at²/2　 t=(Lmd/Sq)^1/2=0.1s　 ------------------------------------4分

(2) 减少的电势能E_P=W=qEL=2SqL/d=0.0036J　 ------------------------------------------4分

(3) 增加线圈匝数，增大线圈面积等(只要合理就可得分　 ) ----------------------------3分

注：计算题若用其他方法解题可酌情给分！

23．(西城区)(18分)1897年汤姆逊发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907-1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这一数值e为基本电荷。

如图所示，两块完全相同的金属极正对着水平放置，板间的距离为d。当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为t_l；当两板间加电压U(上极板的电势高)时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t₂内运动的距离与在时间t_l内运动的距离相等。忽略空气浮力。重力加速度为g。

(1)判断上述油滴的电性，要求说明理由；

(2)求上述油滴所带的电荷量Q；

(3)在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量。再采用上述方法测量油滴的电荷量。如此重复操作，测量出油滴的电荷量Q_i如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量e(保留到小数点后两位)。

解析：23．(18分)

(1)当极板上加了电压U后，该油滴竖直向上做匀速运动，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电。　　　　　　　　　　 (4分)

(2)设油滴运动时所受空气阻力f与速度大小v满足关系f = kv

　　 当不加电场时，设油滴以速率v₁匀速下降，受重力和阻力而平衡，即

　　　　　　　　　　　　　 (2分)

当极板加电压U时，设油滴以速率v₂匀速上升，受电场力、重力和阻力，即

　　　　　　　　　　　　 (2分)

E=　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

根据题意有　　　　　　　　　　 v₁ t₁ = v₂ t₂　　　　　　　　　　　　　 (1分)

解得　　　　　　　　　　　　 Q=　　　　　　　　　　　 (2分)

(3)如果存在基本电荷，那么油滴所带的电荷量Q应为某一最小单位的整数倍，即油滴电荷量的最大公约数(或油滴带电量之差的最大公约数)为基本电荷e。由于

Q₂-Q₁=0.15×10^-18C，Q₃-Q₂=0.31×10^-18C，Q₄-Q₃=0.16×10^-18C，Q₅-Q₄=0.45×10^-18C

可以看出，油滴带电量之差都近似为某个数的整数倍，即

Q₂-Q₁=e₁，Q₃-Q₂= 2e₂，Q₄-Q₃= e₃，Q₅-Q₄=3e₄

所以

或者采用作图的方法：

由于油滴所带电荷Q_i是基本电荷e的整数倍。即

Q_i=n_ie　　 (其中n_i为整数)

以自然数n为横坐标, 以电荷量Q为纵坐标，建立Q - n 坐标系。找出油滴带电量之差的最大公约数，再将电荷量Q_i与这个最大公约数的比值(四舍五入取整)作为n_i，将坐标(n_i，Q_i)对应的点标在坐标纸上，最后作一条直线，使这些点尽可能落在直线上，则e为该直线的斜率。如图2所示，e=1.52×10^-19C。

　　 说明方法(3分)

写出结果e=1.50×10^-19C~1.58×10^-19C　 或(k为自然数)(2分)

　 (宣武区)24．(共18分)如图所示，一个质量为m，带电量为+q的微粒，从a点以大小为v₀的初速度竖直向上射入水平方向的匀强电场中。微粒通过最高点b时的速度大小为2v₀方向水平向右。求：

　 (1)该匀强电场的场强大小E；

　 (2)a、b两点间的电势差U_ab；

　 (3)该微粒从a点到b点过程中速率的最小值v_min。

解析：24．(18分)(1)分析：沿竖直方向和方向建立直角坐标，带电微粒受到重力及电场力作用，两力分别沿竖直方向和水平方向，将物体的运动分解为竖直方向和水平方向的两个分运动：

　 　　 在竖直方向物体做匀减速运动，加速度，

　　 水平方向物体做匀加速运动，初速度为0，加速度

　　 b点是最高点，竖直分速度为0，有：。

水平方向有：联立两式得：

　 (2)水平位移：　 ab两点间的电势差：

　 (3)设重力与电场力的合力为F，其与水平方向的夹角为，

则：

如图所示，开始一段时间内，F与速度方向夹角大于90°，合力做负功，动能减小，后来F与速度夹角小于90°，合力做正功，动能增加，因此，当F与速度v的方向垂直时，小球的动能最小，速度也最小，设为。

即：

联立以上三式得：

所以最小速度：

(延庆县)24.(20分)如图所示面积为S=0.5m²的单匝矩形线圈与平行金属板相接，线圈内有变化的与线圈平面垂直的匀强磁场，磁场随时间的变化规律是B=kt+b(k=2T/s，b=3T)，两金属板间的距离是d=0.1m；金属板之间有一个水平绝缘光滑轨道，轨道上有P、Q两点，P、Q两点间的距离是L=0.06m。一个带电量是正q=0.006C，质量是m=0.005kg的质点，从P点由静止释放，质点沿轨道运动 求：

(1)质点从P点运动到Q点的运动时间

(2)质点从P点运动到Q点减少的电势能

(3)若想提高质点从P点运动到Q点机械

能的增加量可以采取什么措施？

24．(海淀区)(20分)如图15所示，固定在上、下两层水平面上的平行金属导轨MN、M′N′和OP、O′P′间距都是l，二者之间固定两组竖直半圆形轨道PQM和P′Q′M′，两轨道间距也均为l，且PQM和P′Q′M′的竖直高度均为4R，两个半圆形轨道的半径均为R。轨道的QQ′端、MM′端的对接狭缝宽度可忽略不计，图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架，能使导轨系统位置固定。将一质量为m的金属杆沿垂直导轨方向放在下层金属导轨的最左端OO′位置，金属杆在与水平成θ角斜向上的恒力作用下沿导轨运动，运动过程中金属杆始终与导轨垂直，且接触良好。当金属杆通过4R距离运动到导轨末端PP′位置时其速度大小v_P=4。金属杆和导轨的电阻、金属杆在半圆轨道和上层水平导轨上运动过程中所受的摩擦阻力，以及整个运动过程中所受空气阻力均可忽略不计。

(1)已知金属杆与下层导轨间的动摩擦因数为μ，求金属杆所受恒力F的大小；

(2)金属杆运动到PP′位置时撤去恒力F，金属杆将无碰撞地水平进入第一组半圆轨道PQ和P′Q′，又在对接狭缝Q和Q′处无碰撞地水平进入第二组半圆形轨道QM和Q′M′的内侧，求金属杆运动到半圆轨道的最高位置MM′时，它对轨道作用力的大小；

(3)若上层水平导轨足够长，其右端连接的定值电阻阻值为r，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。金属杆由第二组半圆轨道的最高位置MM′处，无碰撞地水平进入上层导轨后，能沿上层导轨滑行。求金属杆在上层导轨上能滑行的最大距离。

解析：24．(20分)

(1)金属杆在恒定外力F作用下，沿下层导轨以加速度a做匀加速直线运动，根据运动学公式有v_P²=2as ……………………………………………………………………………1分

将v_P=4，s=4R代入，可解得a=2g…………………………………………………1分

根据牛顿第二定律，金属杆沿下层导轨运动时，在竖直方向和水平方向分别有

mg－N－Fsinθ=0，Fcosθ－μN=ma ………………………………………………………2分

解得 F= 　…………………………………………………………………1分

(2)设金属杆从PP′位置运动到轨道最高位置MM′时的速度为v₁，

此过程根据机械能守恒定律有………………………………2分

解得 …………………………………………………………………………1分

设金属杆在MM′位置所受轨道压力为F_M，

根据牛顿第二定律有…………………………………………………2分

解得　 　……………………………………………………………………1分

由牛顿第三定律可知，金属杆对轨道压力的大小 ………………………1分

(3)经历一段极短的时间Δt₁，在安培力F₁作用下杆的速度由v₁减小到v₂，接着在安培力F₂作用下经历一段极短的时间Δt₂，杆的速度由v₂减小到v₃，再接着在安培力F₃作用下经历一段极短的时间Δt₃，杆的速度由v₃减小到v₄，……再接着在安培力F_n作用下经历一段极短的时间Δt_n，杆的速度由v_n减小到v_n+1。

由动量定理…………………………………………………………1分

……

　……………………………………………………………………1分

在每一段极短的时间内，杆的速度、杆上的电动势和安培力都可认为是不变的，

则Δt₁时间内，安培力　　　 　……………………………1分

则Δt₂时间内，安培力　　　

则Δt₃时间内，安培力　　　 　……………………………1分

……

冲量累加………………………………1分

　…………………………………1分

　…………………………………………………………………………………1分

解得 　…………………………………………………………………1分

(石景山)24. (20分)如图所示，半径分别为、的两同心虚线圆所围空间分别存在电场和磁场，中心O处固定一个半径很小(可忽略不计)的金属球，在小圆空间内存在沿半径向内的辐向电场，小圆周与金属球间电势差为，两圆之间的空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，设有一个带负电的粒子从金属球表面沿轴正方向以很小的初速度逸出，粒子质量为，电荷量为，(不计粒子的重力，忽略粒子逸出的初速度)求：

(1)粒子到达小圆周上时的速度为多大?

(2)粒子以(1)中的速度进入两圆间的磁场中，当磁感应强度超过某一临界值时，粒子将不能到达大圆周，求此磁感应强度的最小值．

(3)若磁感应强度取(2)中最小值，且，要使粒子恰好第一次沿逸出方向的反方向回到原出发点，粒子需经过多少次回旋?并求粒子在磁场中运动的时间．(设粒子与金属球正碰后电量不变且能以原速率原路返回)

解析24．(20分)解：(1)粒子在电场中加速，根据动能定理得：

………………(3分)

所以　 ………………(3分)

(2)粒子进入磁场后，受洛伦兹力做匀速圆周运动，

有　 ………………(2分)

要使粒子不能到达大圆周，其最大的圆半径为轨迹圆与大圆周相切，如图．

　 则有 ………………(2分)　　　　

所以 　　　　　　　　　　　

联立解得 ………………(2分)

(3)由图可知

　 即 ………………(2分)

则粒子在磁场中转φ=270°，然后沿半径进入电场减速到达金属球表面，再经电场加速原路返回磁场，如此重复，恰好经过4个回旋后，沿与原出射方向相反的方向回到原出发点．………………(2分)

因为　 ………………(2分)

将B代入，得粒子在磁场中运动时间为

………………(2分)

23．(海淀区)(18分)示波管是示波器的核心部分，它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，如图14甲所示。电子枪具有释放出电子并使电子聚集成束以及加速的作用；偏转系统使电子束发生偏转；电子束打在荧光屏形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量e＝1.6×10^-19 C，质量m＝0.91×10^-30 kg，电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计，不考虑相对论效应。

(1)电子枪的三级加速可以简化为如图14乙所示的加速电场，若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计，要使电子被加速后的动能达到1.6×10^-16J，求加速电压U₀为多大；

(2)电子被加速后进入偏转系统，若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况，偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长l＝4.0 cm，两板间距离d＝1.0 cm，极板右端与荧光屏的距离L＝18 cm，当在偏转电极U上加u＝480 sin100πt V的正弦交变电压时，如果电子进入偏转系统的初速度v₀=3.0×10⁷ m/s，求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度；

(3)如图14甲所示，电子枪中灯丝用来加热阴极，使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴极低，调节阴极与控制栅极之间的电压，可控制通过栅极电子的数量。现要使电子打在荧光屏上电子的数量增加，应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。

电子枪中A₁、A₂和A₃三个阳极除了对电子加速外，还共同完成对电子束的聚焦作用，其中聚焦的电场可简化为如图14丁所示的电场，图中的虚线是该电场的等势线。请说明聚焦电场如何实现对电子束的聚焦作用。

解析：23．(18分)

(1)对于电子通过加速电场的过程，根据动能定理有　 eU₀=E_k ……………………3分

解得U₀==1.0×10³ V……………………………………………………………1分

(2)由u＝480sin100πt V，可知偏转电场变化的周期T=，而t=，因T>>t，可见每个电子通过偏转电场的过程中，电场可视为稳定的匀强电场。

设偏转电场电压为U₁时，电子刚好飞出偏转电场，此时电子沿电场方向的位移为d/2，

　 根据牛顿定律和运动学公式有 ，解得=320V。

所以，为使电子能打在荧光屏上，所加偏转电压应小于320V。……………………1分

当加在偏转电极上的偏转电压为u＝480sin100πt V时，且电子刚好飞出偏转电场，电子沿电场方向的最大位移恰为d/2。……………………………………………………………3分

设电子射出偏转电场的速度与初速度方向的最大夹角为θ，则tanθ==0.25

电子打在荧光屏上的最大偏移量… ……………………3分

由对称性可得电子打在荧光屏产生亮线的最大长度为…　 ……………3分

(3)现要使打在荧光屏上电子数目增加，应将阴极与控制栅极之间的电压调低。………………………………………………………………2分

聚焦电场如图所示，由力和运动的关系可知：电子在沿示波管中心轴线所受电场力与电子沿此方向速度相反，电子沿示波管中心轴线方向做减速运动；电子在垂直波管中心轴线方向受电场力指向中心轴线，在此方向电子做加速运动。由对称性可知电子束有向着中心会聚的特点，适当调节电场可以使电子束聚焦在中心轴线上一点，因此这样的电场分布将对射入的发散的电子束有会聚作用。 ……………………………………………………………………………………………2分

(说明：答出在垂直示波管中心轴线方向受电场力指向中心轴即可得2分)

24．(丰台区)(20分)如图所示，可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37^O、长L=2m的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，物块的质量分别为m_A＝0.80kg、m_B＝0. 40kg，其中A不带电，B、C的带电量分别为q_B＝+4.0×10^-5C、q_C＝+2.0×10^-5C，且保持不变。开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0，则相距为r时，两点电荷具有的电势能可表示为。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上作加速度大小为a＝2.5m/s²的匀加速直线运动，经过时间t₀物体A、B分离并且力F变为恒力。当A运动到斜面顶端时撤去力F。

已知静电力常量k＝9.0×10⁹N·m²／C²，g＝10m/s²，sin37^O =0.6，cos37^O =0.8。求：

(1)未施加力F时物块B、C间的距离；

(2)t₀时间内库仑力做的功；

(3)力F对A物块做的总功。

解：24. (20分)

(1)末加F前A、B、C处于静止状态时，设B、C间距离为L₁，则C对B的库仑斥力

以A、B为研究对象，由平衡条件得　

联立解得　　 L₁=1.0m　　　　　　　　　　　 　 　　　　　 　　　

(2)给A施加力F后， A、B沿斜面向上做匀加速直线运动，C对B的库仑斥力逐渐减小，A、B之间的弹力也逐渐减小。经过时间t₀，设B、C间距离变为L₂，A、B两者间弹力减小到零，两者分离，力F变为恒力。则此刻C对B的库仑斥力为

　 ①　　 　　

以B为研究对象，由牛顿第二定律有

　 ②　　　　　　　

联立①②解得　　 L₂=1.2m　　　　　　　　　　　　　　　

设t₀时间内库仑力做的功为W₀，由功能关系有

代入数据解得 　　　　　　 ③　　

(3)设在t₀时间内，末速度为v₁，力F对A物块做的功为W₁，由动能定理有

　　　　　　　　　　　 　　　 ④　 　　　 　

而　　　　　　　　　　 　　　 ⑤　　　

　 　　　　　 　　 　　　 ⑥　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑦　　 　　　　

由③~⑦式解得　 J　 　　　　　　　　　 　　　 　　　 　　　　　

经过时间t₀后，A、B分离，力F变为恒力，对A由牛顿第二定律有

　　　　　　　 ⑧　 　　　

力F对A物块做的功　 　　　　　　　　 ⑨　　　　

由⑧⑨式代入数据得　 .0J　 　　　　　　　　 　　　　　　　　

则力F对A物块做的功 J 　　

23．(朝阳区)(18分)现代技术中，传感器是指这样一类元件：它能够将诸如力、温度、光、声、化学成分等大量电学量按照一定规律转换为电学量。如图所示的装置就是一种测压强的传感器。图中A、B为大小、形状完全相同的金属板，它们构成一个电容器，其中A权被固定，两金属板的正对面积为S。金属板是空气的介电常数为，静电力常量为k。C、D是两根完全一样的轻质弹簧，它们的劲度系数为两弹簧一端固定，另一端与金属板B上的绝缘杆相连。传感器未工作时，弹簧处于自然长度，两金属板间的距离为

　 (1)现将两金属板与直流电源相连对电容器进行充电，充至电容器两极间电压为U后与电源断开。由于两金属板带电导致的两板间距的变化忽略不计，求电容器所带电荷量；

　 (2)若仅已知现对极板B的右侧施加一均匀向左的待测压强P，甲同学说：可以通过测量施加压强前后两极板间的电压U₀，对压强进行测量；乙同学说：可以通过测量施加压强前后电容器的带电量对压强进行测量。

　　　 　　 a．你选择上述哪种方法，指出这种方法中开关所处的状态，并简要说明理由。

b．根据你选择的方法，通过推导写出压强的表达式。

解析：23．(18分)

　　　 (1)因为电容器的电容

　　　 　 所以　 6分

　 (2)a.若采用甲同学方法，将开关S断开，使极板上所带电荷量保持不变。

　　　　 b. 由题意可知：

　　　　　　　 解得：　 12分

a．若采用乙同学的方法，将开关S闭合，使两极板间的电压保持不变。

b．由题意可知：

解得　　　　　 12分