热点07 自然灾害-2025年高考物理【热点·重点·难点】专练（北京专用）

热点07 自然灾害 我国在自然灾害监测与应对领域已取得显著进展，科技手段的应用极大地提升了灾害预警、应急救援和风险防控能力。目前，我国已建成覆盖全国的数字化地震监测网络，核心技术实现自主创新。同时，多灾种预警技术不断发展，通过整合天、空、地、地下等多种传感器数据，实现灾害预警服务。 在灾害监测方面，无人机和地面传感器的结合成为重要手段。例如，融合激光雷达与倾斜摄影技术的无人机可在短时间内完成受灾区域的高精度三维重建；地面传感器网络则能实时监测地表位移、火情等信息，提前预警灾害风险。大数据与人工智能结合，为灾害治理提供了可视化、智能化的决策支持。 在应急救援方面，我国研发了多种智能化救援装备，如井下瓦斯抽采机器人、高精度应急定位装备等，显著提升了救援效率。未来，我国将继续推动自然灾害防治技术装备现代化。 （建议用时：120分钟） 力与运动 1．（2021河南郑州一模）2021年夏季，河南郑州突如其来的洪涝灾害造成路面塌陷、桥梁垮塌，一汽车行驶中不慎陷入泥潭，天无绝人之路，碰巧在车前方30m处有一棵大树，如图甲所示，司机拿出后备箱里的绳索一端系在车上，一端系在树上，他在绳索中点垂直绳子施加的水平恒力，将绳索中点拉离原位置，如图乙所示，结果就把车拉了出来。则车被拉出时绳子对车的拉力约为（角度很小时，）（　　） A．500N B．1000N C．2500N D．5000N 2．（2024河北模拟）2024年春节期间，湖北等地发生冻雨灾害天气，对输电线路造成不利影响。如图所示，山区高压输电塔a、b间连接粗细均匀的输电线，a、b段输电线在a处的切线水平，在b处的切线与水平方向的夹角为。当输电线上均匀结上一层薄冰时，a、b间输电线的形状保持不变。关于a、b间输电线各处的张力，下列说法正确的是（　　） A．输电线在a处的张力相比结冰前不变 B．结冰后，输电线在b处的张力等于a、b间输电线及冰的总重力 C．结冰后，a、b间输电线各处的张力均增大 D．结冰前后，输电线在a、b处张力的比值增大 3．（2024河南信阳高三上期末）无人机经常应用于应急救援物资的输送。在一次救援物资输送的过程中，无人机与下方用轻绳悬挂的救援物资一起在空中沿水平方向做匀速直线运动，救援物资受到与运动方向相反的空气阻力作用。当只改变无人机速度的大小，仍然沿原方向匀速运动时，绳子与竖直方向的夹角变大，则无人机速度改变后与改变前相比（　　） A．绳上的张力变大 B．救援物资所受空气阻力变小 C．救援物资受到的合力变大 D．无人机所受到的合力变大 4．（2023浙江上学期模拟）冬季很快就来临，我国部分地区常发生冰雪灾害，产生很大交通隐患，给市民生活带来极大不便。如图，下列说法正确的是（　　） A．为了安全起见，结冰的高速公路上，车辆应减速慢行，以减小行驶车辆惯性 B．在结冰的路面上，车辆如果保持原来的功率行驶而不打滑，那么其最大运行速度将增大 C．武警官兵在高速公路上撒工业用盐，目的是减小过往车辆轮胎与地面间的动摩擦因数 D．以10m/s的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为的加速度，刹车后第5s内，汽车走过的位移不为0 5．（2021朝阳一模）在一次利用无人机投送救援物资时，距离水平地面高度h处，无人机以速度v0水平匀速飞行并释放一包裹，不计空气阻力，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　） A．包裹在空中飞行的时间为 B．包裹落地时的速度大小为 C．包裹释放点到落地点的水平距离为 D．包裹下落过程中机械能不断增大 6．（2022天津一模）今年夏天暴雨灾害频发。若雨滴（可视为球形、密度一定）在空中下落时受到的空气阻力为，是常量，为雨滴半径，为雨滴速度。所有雨滴从同一足够高高度由静止下落，无风时最终匀速落到地面上。重力加速度为，落地过程雨滴保持球形不变，下列说法正确的是（　　） A．无风时，雨滴落到地面时的速度与雨滴质量成正比 B．无风时，半径不同的雨滴落到地面时的速度可能相等 C．刮水平风时，雨滴落地的竖直速度不会改变 D．刮水平风时，雨滴落地速率与无风时相等 能量与动量 1．（2022广东卷）如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平段以恒定功率、速度匀速行驶，在斜坡段以恒定功率、速度匀速行驶。已知小车总质量为，，段的倾角为，重力加速度g取，不计空气阻力。下列说法正确的有（　　） A．从M到N，小车牵引力大小为 B．从M到N，小车克服摩擦力做功 C．从P到Q，小车重力势能增加 D．从P到Q，小车克服摩擦力做功 2．（2024全国冲刺）2021年7月20日，河南特大暴雨灾害发生后，救援人员用无人机悬停在高空为群众投递食物补给。若投递物下落过程中所受阻力与速度大小成正比，忽略风力的影响，则投递物的机械能E随位移x变化的图象可能正确的是（　　） A． B． C． D． 3．（2024浙江12月联考）如图所示，2022年长江流域发生严重干旱灾害期间，农民通过潜水泵抽取地下水灌溉农田。已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表6m深，安装潜水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为0.45m，水流由出水口水平喷出时的速度为4m/s，每秒出水量为3kg。水泵由功率为330W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V，水泵的抽水效率为75%，水的密度为1.0×103kg/m3，则（　　） A．出水口钢管横截面积为2.5×10-3m2 B．每秒内水流机械能增加24J C．水泵的输出功率为217.5W D．电动机线圈的电阻为 4．（2024广东云安中学下学期月考）我国相关法律规定，故意高空抛物，尚未造成严重后果，但足以危害公共安全的，依照刑法一百一十四条规定的以危险方法危害公共安全罪定罪处罚。2023年3月5日，重庆市璧山区一私家车被高空坠下的鹅卵石砸坏、警方经现场侦查，锁定大致方位和楼层后，进一步走访确认为26楼住户内一小朋友将花盆中鹅卵石向下抛出所致。若该鹅卵石抛出时的速度为水平方向，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．该鹅卵石在空中运动的时间不少于3s B．该鹅卵石抛出时的初速度越大，在空中运动的时间越短 C．该鹅卵石砸车时的速度大小与抛出时的速度无关。 D．该鹅卵石的质量越大，砸车时的速度越大 5．（2023北京十一学校三模）无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，它具有体积小、造价低、使用方便等优点，随着民用无人机的快速发展，广告、影视、婚礼视频记录等正越来越多地出现无人机的身影，如图所示是我国新研究生产的一款航拍器无人机。该款无人机内置电动势E＝15.2V、容量A＝4500mA·h的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出稳定的电流为I＝4.5A，飞行时电动机工作效率η＝80％，其他设施正常工作时的电功率为。求： （1）充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间t； （2）电动机1s内输出的机械能； （3）已知该款无人机的总质量为m＝2.0kg，假设无人机飞行时所受到空气阻力恒为f＝4N，g取，求该款无人机竖直上升飞行时的最大速度。 6．（2022湖北恩施模拟）高楼火灾对人身安全危害极大，而高楼缓降救生器能很好地解决这一问题。如图所示是一种电磁阻尼缓降的简化模型，导轨位于竖直平面内，导轨间距离，两导轨与电阻R连接，其余电阻不计，水平虚线下方存在匀强磁场，磁感应强度，质量的导体棒ab垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，将其由距虚线位置处由静止释放，经时间后进入磁场且恰好做匀速直线运动，运动后给导体棒施加一个竖直向上的恒力，并且此时由于磁感应强度发生变化使回路中不再有感应电流，导体棒再经过速度减为0，，则下列说法正确的是（　　） A．导体棒ab进入磁场做匀速直线运动的速度大小为2m/s B．导体棒ab静止释放的位置距虚线位置的距离为2cm C．回路磁通量的最大值为0.8Wb D．整个过程中回路中产生的焦耳热为8J 卫星通信 1．（2022通州一模）赤道上方的“风云四号”是我国新一代地球同步气象卫星，大幅提升了我国对台风、暴雨等灾害天气监测识别时效和预报准确率。关于“风云四号”的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．“风云四号”的向心加速度小于地球表面的重力加速度 B．“风云四号”的角速度小于地球自转的角速度 C．与“风云四号”同轨道运行的所有卫星的动能都相等 D．“风云四号”的运行速度大于 2．（2019湖北武汉上学期月考）近年来自然灾害在世界各地频频发生，给人类带来巨大损失．科学家们对其中地震、海啸的研究结果表明，地球的自转将因此缓慢变快．下列说法正确的是（　　） A．“天宫一号”飞行器的高度要略调高一点 B．地球赤道上物体的重力会略变大 C．同步卫星的高度要略调低一点 D．地球的第一宇宙速度将略变小 3．（2023海南模拟）2022年10月13日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将“环境减灾二号05”卫星发射升空，该卫星将有力提升我国灾害预防、应急管理、生态环境遥感监测业务化应用能力。卫星运行于离地面高度约的既定圆轨道。假设将来某天卫星经一次变轨后转移至椭圆轨道，已知地球半径约为，近地卫星的运行周期为，引力常量，则（　　） A．“环境减灾二号05”卫星在圆轨道运行的周期可能小于 B．“环境减灾二号05”卫星在圆轨道运行的周期一定大于 C．根据题目中所给数据可以估算出地球的平均密度 D．“环境减灾二号05”卫星从圆轨道变轨至椭圆轨道时，需要一直加速至椭圆轨道的远地点 电磁辐射与防护 1．（2023重庆巴蜀一诊）从太阳或其它星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子．这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，如图所示，对地球上的生命起到保护作用．假设所有的宇宙射线从各个方向垂直射向地球表面，那么以下说法正确的是（　　） A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同 B．由于南北极磁场最强，因此阻挡作用最强 C．沿地球赤道平面射来的高能正电荷向东偏转 D．磁偏角θ是地轴与地磁极线的夹角为一定值 2．（2024丰台二模）“地磁爆”是由太阳风暴引起的：强烈的太阳风暴将大量的带电粒子（质子和电子）以极大的初速度向外抛射，到达地球后影响了地球磁场的分布，对地球的电力、通信产生影响。 （1）已知质量为m的质点在太阳的引力范围内所具有的势能为，r为质点到太阳中心的距离。已知，太阳质量，太阳半径，太阳到地球的距离，太阳风初速度，质子的质量，质子的电荷量.忽略地球对粒子的引力作用。 a.估算质子到达地球附近时的速度的大小v（结果保留一位有效数字）； b.地球周围存在磁场，赤道上空磁感应强度的方向平行于经线向北。假设在赤道上空某处存在厚度约为的匀强磁场区域，磁感应强度的大小约为，太阳风暴所产生的部分带电粒子垂直于赤道表面射向地球，通过计算判断其中的质子能否穿过该磁场区域。 （2）考虑地球引力的作用，上述匀强磁场区域内还存在重力场，重力场可认为是均匀的。该区域内有大量的等离子体（质子和电子），故被称为等离子层。在磁场和重力场的共同作用下，等离子层中电子和质子的无规则热运动宏观上表现为赤道平面内绕地心的定向运动和其他运动的叠加，形成可观测的电流。已知该区域内磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，不计带电粒子间的相互作用，质子质量为m，电量为q。请利用运动的合成和分解，求质子绕地心定向运动的速度。 （提示：为简化模型，假设带电粒子无规则运动的速度方向仅局限在赤道平面内，如图所示） 3．（2024天津南开二模）为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，且直径CD的两端各开有小孔，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点C处开有一小孔，两板间电压为U。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子（不计重力）从左板内侧的A点由静止释放，粒子经电场加速后从C孔沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后均原速率反弹，经多次反弹后恰能从D孔处射出危险区。求： （1）粒子通过C孔时速度v的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间t。 4．（2023黑龙江大庆一模）空间高能粒子是引起航天器异常或故障甚至失效的重要因素，是危害空间生物的空间环境源。某同学设计了一个屏蔽高能粒子辐射的装置，如图所示，铅盒左侧面中心O点有一放射源，放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ以速率v向外辐射质量为m、电荷量为q的带正电高能粒子。铅盒右侧有一左右边界平行、磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，过O点的截面MNPQ位于垂直磁场的平面内，，。不计粒子所受重力，忽略粒子间的相互作用。 （1）求垂直磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t； （2）若所有粒子均不能从磁场右边界穿出，从而达到屏蔽作用，求磁场区域的最小宽度d（结果可保留根号）。 其它自然灾害 1．（2023湖南联考）PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，被人体吸入后会进入血液对人体形成危害，在静稳空气中，下列关于PM2.5的说法中，正确的是（　　） A．在其他条件相同时，温度越高，PM2.5的运动越激烈 B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动 C．周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动 D．减少工业污染的排放对减少“雾霾”天气的出现没有影响 2．（2024天津联考）某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中气垫船所受压力增大，气垫不漏气，气垫内的气体视为理想气体且温度不变。则该过程（　　） A．气垫内的气体内能增加 B．气垫内的气体对外界做功 C．气垫内的气体从外界吸收热量 D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加 3．（2025河北邯郸上学期期末）地震是一种严重的自然灾害，它起源于地壳内岩层突然破裂引起的地壳震动。如图所示，震源正上方地表的那一个点叫震中。发生地震时从震源同时产生P波（纵波）和S波（横波），地面上距震中不太远的区域会受到严重破坏。某次地震的震源深度h=20km，震源的振动周期T=0.2s。该次地震P波的传播速度vP=6×103m/s，S波的传播速度vS=4×103m/s。假定地震波沿直线传播。 （1）求S波的波长约为多少； （2）若某地监测点记录首次到达的P波比首次到达的S波早Δt=15s，求该监测点距震中的距离。 4．（2024江西平江二模）“地震预警”是指地震发生后，抢在地震横波到达前，通过电磁波将地震信息向可能遭受破坏和影响的地区提前几秒至几十秒发出警报。为掌握横波的传播规律，特对一列横波进行研究。如图所示为时刻沿x轴负方向传播的横波波形图，此刻正好传到处。时处的质点P第2次出现波峰，则以下说法正确的是（　　） A．地震波和电磁波的传播都需要介质 B．质点振动方向与波的传播方向相同的波是横波 C．该横波的传播速度为10m/s D．质点P在0到0.7s内通过的路程为70cm 预警系统 1．（2022北京卷）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（　　） A． B．为压力传感器 C．若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低 D．若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高 2．（2024海淀一模反馈）学们设计的一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示。光源S向外发射某一特定频率的光束，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，电流大于I0（I0小于饱和光电流）就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置、烟雾浓度为n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，光电管接收到的光子个数越多。下列说法正确的是（） A．光电烟雾报警器利用了光的衍射 B．根据光电烟雾报警器的工作原理，在水雾大的情况下报警器不会报警 C．为提高光电烟雾报警器的灵敏度，可以将滑片P向右移动少许 D．为降低光电烟雾报警器的灵敏度，可提高光源的发射功率，即把光源调亮 3．（2023上海松江二模）如图为某同学设计的森林火灾预警装置。R0是金属热电阻，其阻值随温度升高而变大，R1和R2为两个滑动变阻器，a、b接报警器，当电压增大到某一值时，会触发报警。当温度升高时电流表示数（选填“增大”、“减小”或“不变”）；冬季为了安全适当降低报警温度，可采取的方法有。 4．（2024河北沧州二模）如图所示为一种液面高度预警仪原理图。储液池底部为平面镜，顶部为与底面平行的荧光屏，在荧光屏上一点发出一束激光，激光进入液体后经平面镜反射，再次照射到荧光屏上。当储液池内的液面在标准液面时，照射到荧光屏上的点记为（未标出），预警点在点左侧，距点的距离为。当液面缓慢上升，激光打在预警点时触发警报。已知液体对激光的折射率为，激光照射方向与竖直方向的夹角为60°，不考虑经液面反射的光线。当液面比标准液面高时触发警报，则可表示为（　　） A． B． C． D． 5．（2021山东日照三模）煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A中为干净的空气，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。以下说法正确的是（　　） A．如果屏的正中央仍是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯 B．如果屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，不可能含有瓦斯 C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定 D．只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹 1．（2022河北邯郸高三上学期期末联考）2021年夏天，中国多地出现暴雨，导致洪涝灾害．在某次救援演习中，一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流，当冲锋舟船头垂直河岸航行时，恰能到达正对岸下游处；若冲锋舟船头保持与河岸成角向上游航行时，则恰能到达正对岸，已知河水的流速大小为，下列说法正确的是（　　） A．冲锋舟在静水中的速度大小为 B．河的宽度为 C．冲锋舟在静水中的速度大小为 D．河的宽度为 2．（2022广东模拟）环境监测卫星是用于环境和灾害监测的对地观测卫星，利用三颗轨道相同的监测卫星可组成一个监测系统，它们的轨道与地球赤道在同一平面内，当卫星高度合适时，该系统的监测范围可恰好覆盖地球的全部赤道表面且无重叠区域．已知地球半径为，地球表面重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．卫星的运行速度大于 B．卫星的加速度为 C．卫星的周期为 D．这三颗卫星的质量必须相等 3．（2024海淀查漏补缺）中国水力资源理论蕴藏量、技术可开发量、经济可开发量及已建和在建开发量均居世界首位，水力资源是中国能源资源的最重要的组成部分之一。在世界能源日益紧缺的大背景下，如何充分利用水能，同时更好地保护环境，实现可持续发展，已成为中国水电建设乃至能源战略调整的必然选择。 （1）2006年5月20日全线修建成功的三峡大坝在防洪、抗旱、发电等领域都起到了非常重要的作用。三峡电站是世界上装机容量最大的水电站。设通过大坝的，流量为Q（单位时间内流过的水的体积），水的密度为，三峡大坝平均水位差为H，不计上游水流速度，坝底涡轮机将机械能转化为电能的效率为，重力加速度为g。计算三峡电站的平均发电功率。 （2）水力资源丰富的也会导致我国南方在每年的汛期遭受洪涝灾害的困扰。为降低洪涝灾害所带来的损失，一个最简单的做法就是修建防洪堤坝。在河流转弯处，河水会对外侧河岸产生附加压强，因此转弯处的防洪堤坝需要修的更加牢固。下面我们对河流转弯处河水对外侧河岸产生的这一附加压强做一些定量研究。 ①这一附加压强的产生是由于河水转弯动量变化引起的。我们首先来研究一个简单模型。质量为m的小球斜射到木板上，与木板发生完全弹性碰撞，即碰撞前后的速度大小都是v，如图所示。已知碰撞后的速度方向相对于碰撞前转过了角，碰撞过程中忽略小球所受重力。设小球与木板相互作用的时间为。求出碰撞前后木板对小球的平均作用力的大小。 ②下面我们来研究河流转弯处河水对外侧河岸产生的这一附加压强。设水的密度为，由坝底到水面的高度为h，河宽为w。计算这一附加压强。设河流拐弯处可看作外侧半径为R的圆弧，河道宽度相等，流速v为定值。（提示：在非常小的情况下） 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点07 自然灾害 我国在自然灾害监测与应对领域已取得显著进展，科技手段的应用极大地提升了灾害预警、应急救援和风险防控能力。目前，我国已建成覆盖全国的数字化地震监测网络，核心技术实现自主创新。同时，多灾种预警技术不断发展，通过整合天、空、地、地下等多种传感器数据，实现灾害预警服务。 在灾害监测方面，无人机和地面传感器的结合成为重要手段。例如，融合激光雷达与倾斜摄影技术的无人机可在短时间内完成受灾区域的高精度三维重建；地面传感器网络则能实时监测地表位移、火情等信息，提前预警灾害风险。大数据与人工智能结合，为灾害治理提供了可视化、智能化的决策支持。 在应急救援方面，我国研发了多种智能化救援装备，如井下瓦斯抽采机器人、高精度应急定位装备等，显著提升了救援效率。未来，我国将继续推动自然灾害防治技术装备现代化。 （建议用时：40分钟） 力与运动 1．（2021河南郑州一模）2021年夏季，河南郑州突如其来的洪涝灾害造成路面塌陷、桥梁垮塌，一汽车行驶中不慎陷入泥潭，天无绝人之路，碰巧在车前方30m处有一棵大树，如图甲所示，司机拿出后备箱里的绳索一端系在车上，一端系在树上，他在绳索中点垂直绳子施加的水平恒力，将绳索中点拉离原位置，如图乙所示，结果就把车拉了出来。则车被拉出时绳子对车的拉力约为（角度很小时，）（　　） A．500N B．1000N C．2500N D．5000N 【答案】C 【解析】设车被拉出时绳子对车的拉力大小为T，如图所示 根据力的合成与分解有，根据几何关系可得 解得，故选C。 2．（2024河北模拟）2024年春节期间，湖北等地发生冻雨灾害天气，对输电线路造成不利影响。如图所示，山区高压输电塔a、b间连接粗细均匀的输电线，a、b段输电线在a处的切线水平，在b处的切线与水平方向的夹角为。当输电线上均匀结上一层薄冰时，a、b间输电线的形状保持不变。关于a、b间输电线各处的张力，下列说法正确的是（　　） A．输电线在a处的张力相比结冰前不变 B．结冰后，输电线在b处的张力等于a、b间输电线及冰的总重力 C．结冰后，a、b间输电线各处的张力均增大 D．结冰前后，输电线在a、b处张力的比值增大 【答案】C 【解析】A．设a、b间输电线总质量为m，结冰前，对a、b间输电线整体受力分析如图，有， 结冰后，设a、b间冰的总质量为，因为a、b间输电线的形状保持不变，同理，则有， 则结冰后，输电线在a处的张力变大，故A错误； B．结冰前，有，结冰后，有，显然，输电线在b处的张力大于a，b间输电线及冰的总重力，故B错误； C．在a、b间输电线上任取一处，设输电线在该处的切线与水平方向夹角为，结冰前，对该处到a间输电线整体受力分析，如图所示 该处张力，同理，结冰后该处张力，即 结冰后，a、b间输电线各处的张力均增大，故C正确； D．结冰前，有，结冰后，有，显然，结冰前后，输电线在a、b处的张力的比值不变，故D错误。故选C。 3．（2024河南信阳高三上期末）无人机经常应用于应急救援物资的输送。在一次救援物资输送的过程中，无人机与下方用轻绳悬挂的救援物资一起在空中沿水平方向做匀速直线运动，救援物资受到与运动方向相反的空气阻力作用。当只改变无人机速度的大小，仍然沿原方向匀速运动时，绳子与竖直方向的夹角变大，则无人机速度改变后与改变前相比（　　） A．绳上的张力变大 B．救援物资所受空气阻力变小 C．救援物资受到的合力变大 D．无人机所受到的合力变大 【答案】A 【解析】AB．设细绳与竖直方向夹角为θ，救援物资受到的空气阻力为f，绳子的拉力T，则竖直方向，得，则当绳子与竖直方向的夹角变大时，减小，绳子的拉力T变大。 水平方向，有，则当绳子与竖直方向的夹角变大时，增大，又T变大，救援物资受到的空气阻力f变大，故A正确，故B错误； C．因救援物资做匀速运动，故救援物资受到的合力均为零，大小不变，故C错误； D．无人机速度改变后与改变前，均做匀速运动，无人机所受到的合力均为零，大小不变，故D错误。 故选A。 4．（2023浙江上学期模拟）冬季很快就来临，我国部分地区常发生冰雪灾害，产生很大交通隐患，给市民生活带来极大不便。如图，下列说法正确的是（　　） A．为了安全起见，结冰的高速公路上，车辆应减速慢行，以减小行驶车辆惯性 B．在结冰的路面上，车辆如果保持原来的功率行驶而不打滑，那么其最大运行速度将增大 C．武警官兵在高速公路上撒工业用盐，目的是减小过往车辆轮胎与地面间的动摩擦因数 D．以10m/s的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为的加速度，刹车后第5s内，汽车走过的位移不为0 【答案】B 【解析】A．在结冰路面上行驶需要减速慢行，因为结冰路面动摩擦因数小，摩擦力小，汽车容易侧滑，需要停车时由于摩擦力较小，很难停下，会发生事故，故A错误； B．据可得，，即阻力越小汽车运行最大速度越大，故B正确； C．根据题意，在冰雪路面撒上工业用盐是为了增大车轮与路面的动摩擦因数，防止汽车侧滑或者打滑，故C错误； D．设汽车从刹车到停下的时间为t，则由，得，所以在第5s内汽车早已停止，所以第5s内汽车走过的位移为零，故D错误。故选B。 5．（2021朝阳一模）在一次利用无人机投送救援物资时，距离水平地面高度h处，无人机以速度v0水平匀速飞行并释放一包裹，不计空气阻力，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　） A．包裹在空中飞行的时间为 B．包裹落地时的速度大小为 C．包裹释放点到落地点的水平距离为 D．包裹下落过程中机械能不断增大 【答案】B 【解析】A．包裹脱离无人机后做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，则有，得，故A错误； B．包裹落地时，竖直方向速度为，落地时速度为，故B正确； C．包裹在水平方向上做匀速直线运动，所以水平距离为 D．包裹下落过程中只有重力做功，则其机械能守恒，故D错误。故选B。 6．（2022天津一模）今年夏天暴雨灾害频发。若雨滴（可视为球形、密度一定）在空中下落时受到的空气阻力为，是常量，为雨滴半径，为雨滴速度。所有雨滴从同一足够高高度由静止下落，无风时最终匀速落到地面上。重力加速度为，落地过程雨滴保持球形不变，下列说法正确的是（　　） A．无风时，雨滴落到地面时的速度与雨滴质量成正比 B．无风时，半径不同的雨滴落到地面时的速度可能相等 C．刮水平风时，雨滴落地的竖直速度不会改变 D．刮水平风时，雨滴落地速率与无风时相等 【答案】C 【解析】A.雨滴落地前匀速下落，则，其中，解得，故A错误； B.由，其中，可得，可知无风时，半径不同的雨滴落到地面时的速度不相等，故B错误； C.刮水平风时，雨滴落地的竖直速度不受水平风力的影响，则落地的竖直速度不会改变，故C正确； D.刮水平风时，雨滴落地水平速度要改变，竖直速度不变，则落地的速率与无风时不相等，故D错误。 故选C。 能量与动量 1．（2022广东卷）如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平段以恒定功率、速度匀速行驶，在斜坡段以恒定功率、速度匀速行驶。已知小车总质量为，，段的倾角为，重力加速度g取，不计空气阻力。下列说法正确的有（　　） A．从M到N，小车牵引力大小为 B．从M到N，小车克服摩擦力做功 C．从P到Q，小车重力势能增加 D．从P到Q，小车克服摩擦力做功 【答案】ABD 【解析】A．小车从M到N，依题意有，代入数据解得，故A正确； B．依题意，小车从M到N，因匀速，小车所受的摩擦力大小为，则摩擦力做功为，则小车克服摩擦力做功为800J，故B正确； C．依题意，从P到Q，重力势能增加量为，故C错误； D．依题意，小车从P到Q，摩擦力为f2，有，摩擦力做功为，，联立解得，则小车克服摩擦力做功为700J，故D正确。 故选ABD。 2．（2024全国冲刺）2021年7月20日，河南特大暴雨灾害发生后，救援人员用无人机悬停在高空为群众投递食物补给。若投递物下落过程中所受阻力与速度大小成正比，忽略风力的影响，则投递物的机械能E随位移x变化的图象可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】整个过程中，机械能的减小量的大小等于阻力做功的大小，投递物的机械能，E-x图像斜率的绝对值代表阻力的大小，下落过程中速度越来越大，阻力越来越大，当所受阻力与重力相等时，做匀速运动，之后阻力等于重力，不变，则E-x图像斜率绝对值先越来越大，后不变。故选C。 3．（2024浙江12月联考）如图所示，2022年长江流域发生严重干旱灾害期间，农民通过潜水泵抽取地下水灌溉农田。已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表6m深，安装潜水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为0.45m，水流由出水口水平喷出时的速度为4m/s，每秒出水量为3kg。水泵由功率为330W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V，水泵的抽水效率为75%，水的密度为1.0×103kg/m3，则（　　） A．出水口钢管横截面积为2.5×10-3m2 B．每秒内水流机械能增加24J C．水泵的输出功率为217.5W D．电动机线圈的电阻为 【答案】D 【解析】A．设每秒出水量为m，根据题意有，，联立解得，故A错误； B．以每秒出水量为研究对象，每秒内水流机械能增加为，，解得，故B错误； C．根据题意，水泵的输出功率为，故C错误； D．对电动机，有，，联立可得，故D正确。故选D。 4．（2024广东云安中学下学期月考）我国相关法律规定，故意高空抛物，尚未造成严重后果，但足以危害公共安全的，依照刑法一百一十四条规定的以危险方法危害公共安全罪定罪处罚。2023年3月5日，重庆市璧山区一私家车被高空坠下的鹅卵石砸坏、警方经现场侦查，锁定大致方位和楼层后，进一步走访确认为26楼住户内一小朋友将花盆中鹅卵石向下抛出所致。若该鹅卵石抛出时的速度为水平方向，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．该鹅卵石在空中运动的时间不少于3s B．该鹅卵石抛出时的初速度越大，在空中运动的时间越短 C．该鹅卵石砸车时的速度大小与抛出时的速度无关。 D．该鹅卵石的质量越大，砸车时的速度越大 【答案】A 【解析】A．该鹅卵石水平抛出后只受重力作用，在竖直方向做自由落体运动，取每层楼高约3m，由得，该鹅卵石在空中运动的时间约为，故A正确； B．该鹅卵石下落的高度一定，下落时间与抛出时的速度无关，故B错误； CD．由机械能守恒定律得，解得该鹅卵石砸在车辆上时的速度大小，与抛出时的速度有关，与质量无关，故CD错误。 故选A。 5．（2023北京十一学校三模）无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，它具有体积小、造价低、使用方便等优点，随着民用无人机的快速发展，广告、影视、婚礼视频记录等正越来越多地出现无人机的身影，如图所示是我国新研究生产的一款航拍器无人机。该款无人机内置电动势E＝15.2V、容量A＝4500mA·h的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出稳定的电流为I＝4.5A，飞行时电动机工作效率η＝80％，其他设施正常工作时的电功率为。求：（　　） （1）充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间t； （2）电动机1s内输出的机械能； （3）已知该款无人机的总质量为m＝2.0kg，假设无人机飞行时所受到空气阻力恒为f＝4N，g取，求该款无人机竖直上升飞行时的最大速度。 【答案】（1）1h；（2）48J；（3）2m/s 【解析】（1）由题可得理论上正常工作的最长时间 （2）由能量守恒定律得，所以 （3）当加速度a＝0时速度最大，即 由，解得 6．（2022湖北恩施模拟）高楼火灾对人身安全危害极大，而高楼缓降救生器能很好地解决这一问题。如图所示是一种电磁阻尼缓降的简化模型，导轨位于竖直平面内，导轨间距离，两导轨与电阻R连接，其余电阻不计，水平虚线下方存在匀强磁场，磁感应强度，质量的导体棒ab垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，将其由距虚线位置处由静止释放，经时间后进入磁场且恰好做匀速直线运动，运动后给导体棒施加一个竖直向上的恒力，并且此时由于磁感应强度发生变化使回路中不再有感应电流，导体棒再经过速度减为0，，则下列说法正确的是（　　） A．导体棒ab进入磁场做匀速直线运动的速度大小为2m/s B．导体棒ab静止释放的位置距虚线位置的距离为2cm C．回路磁通量的最大值为0.8Wb D．整个过程中回路中产生的焦耳热为8J 【答案】AD 【解析】A．给导体一个竖直向上的恒力，导体做匀减速直线运动，，经过后速度减为0，则，故A正确； B．将其从距虚线位置处由静止释放，经时间进入磁场且恰以做匀速直线运动，则，代入数据解得，故B错误； C．导体棒进入匀强磁场运动后磁通量最大，匀速位移，回路磁通量的最大值为，故C错误； D．根据能量守恒定律，产生的焦耳热等于匀速运动时重力势能的减少量，故D正确；故选AD。 卫星通信 1．（2022通州一模）赤道上方的“风云四号”是我国新一代地球同步气象卫星，大幅提升了我国对台风、暴雨等灾害天气监测识别时效和预报准确率。关于“风云四号”的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．“风云四号”的向心加速度小于地球表面的重力加速度 B．“风云四号”的角速度小于地球自转的角速度 C．与“风云四号”同轨道运行的所有卫星的动能都相等 D．“风云四号”的运行速度大于 【答案】A 【解析】B．“风云四号”是赤道上方的地球同步卫星，故运行的角速度等于地球自转的角速度，B错误； A．根据可知，它在轨道上运行时的向心加速度小于地球表面的重力加速度，A正确。 CD．根据可得，，同步卫星的半径远大于地球的半径，可知它运行的线速度都相等，都小于第一宇宙速度，但不同卫星的质量可能不同，故动能不一定相等，CD错误。故选A。 2．（2019湖北武汉上学期月考）近年来自然灾害在世界各地频频发生，给人类带来巨大损失．科学家们对其中地震、海啸的研究结果表明，地球的自转将因此缓慢变快．下列说法正确的是（　　） A．“天宫一号”飞行器的高度要略调高一点 B．地球赤道上物体的重力会略变大 C．同步卫星的高度要略调低一点 D．地球的第一宇宙速度将略变小 【答案】C 【解析】A．根据，“天宫一号”飞行器的向心力由地球的万有引力提供，其高度与地球的自转周期无关，A错误； B．对于赤道上的物体来说，根据，由于地球自转的周期变小，在地面上的物体随地球自转所需的向心力会增大，而万有引力的大小不变，所以物体的“重力”减小了，B错误； C．对地球同步卫星而言，根据，可得，由于卫星的运行周期等于地球的自转周期。地球自转的周期T变小了，卫星的轨道半径r减小，C正确； D．根据可得第一宇宙速度，R是地球的半径，可知v与地球自转的周期无关，D错误。 故选C。 3．（2023海南模拟）2022年10月13日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将“环境减灾二号05”卫星发射升空，该卫星将有力提升我国灾害预防、应急管理、生态环境遥感监测业务化应用能力。卫星运行于离地面高度约的既定圆轨道。假设将来某天卫星经一次变轨后转移至椭圆轨道，已知地球半径约为，近地卫星的运行周期为，引力常量，则（　　） A．“环境减灾二号05”卫星在圆轨道运行的周期可能小于 B．“环境减灾二号05”卫星在圆轨道运行的周期一定大于 C．根据题目中所给数据可以估算出地球的平均密度 D．“环境减灾二号05”卫星从圆轨道变轨至椭圆轨道时，需要一直加速至椭圆轨道的远地点 【答案】BC 【解析】AB．根据开普勒第三定律可知，“环境减灾二号05”卫星在圆轨道运行的周期一定大于，故A错误，B正确； C．由，可得，，近地卫星的轨道半径等于地球半径，所以可得，可以估算出地球的平均密度，故C正确； D．“环境减灾二号05”卫星从圆轨道变轨至椭圆轨道时，在近地点点火加速一次做离心运动，进入椭圆轨道，进入椭圆轨道后由近地点向远地点运动做减速运动，故D错误。故选BC。 电磁辐射与防护 1．（2023重庆巴蜀一诊）从太阳或其它星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子．这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，如图所示，对地球上的生命起到保护作用．假设所有的宇宙射线从各个方向垂直射向地球表面，那么以下说法正确的是（　　） A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同 B．由于南北极磁场最强，因此阻挡作用最强 C．沿地球赤道平面射来的高能正电荷向东偏转 D．磁偏角θ是地轴与地磁极线的夹角为一定值 【答案】C 【解析】根据地球磁场的分布,由左手定则可以判断粒子的受力的方向,从而可以判断粒子的运动的方向.A．高能带电粒子到达地球受到地磁场的洛伦兹力作用,发生偏转.不同的磁场,所受到的洛伦兹力大小不一,所以在南、北两极最强赤道附近最弱,所以A选项是不符合题意的； B．高能带电粒子到达地球受到地磁场的洛伦兹力作用,发生偏转.不同的磁场,所受到的洛伦兹力大小不一,而磁场在南、北两极最强赤道附近最弱．由于南北极磁场方向与射线方向近似平行，则地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱,赤道附近最强,所以B选项是不符合题意的； C．根据左手定则判断洛伦兹力的方向，地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子在洛伦兹力作用下向东偏转,偏向面与赤道平面平行,所以C选项是符合题意的； D．不同的地点磁偏角不同，所以D选项是不符合题意的． 2．（2024丰台二模）“地磁爆”是由太阳风暴引起的：强烈的太阳风暴将大量的带电粒子（质子和电子）以极大的初速度向外抛射，到达地球后影响了地球磁场的分布，对地球的电力、通信产生影响。 （1）已知质量为m的质点在太阳的引力范围内所具有的势能为，r为质点到太阳中心的距离。已知，太阳质量，太阳半径，太阳到地球的距离，太阳风初速度，质子的质量，质子的电荷量.忽略地球对粒子的引力作用。 a.估算质子到达地球附近时的速度的大小v（结果保留一位有效数字）； b.地球周围存在磁场，赤道上空磁感应强度的方向平行于经线向北。假设在赤道上空某处存在厚度约为的匀强磁场区域，磁感应强度的大小约为，太阳风暴所产生的部分带电粒子垂直于赤道表面射向地球，通过计算判断其中的质子能否穿过该磁场区域。 （2）考虑地球引力的作用，上述匀强磁场区域内还存在重力场，重力场可认为是均匀的。该区域内有大量的等离子体（质子和电子），故被称为等离子层。在磁场和重力场的共同作用下，等离子层中电子和质子的无规则热运动宏观上表现为赤道平面内绕地心的定向运动和其他运动的叠加，形成可观测的电流。已知该区域内磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，不计带电粒子间的相互作用，质子质量为m，电量为q。请利用运动的合成和分解，求质子绕地心定向运动的速度。 （提示：为简化模型，假设带电粒子无规则运动的速度方向仅局限在赤道平面内，如图所示） 【答案】（1）a.m/s；b.无法穿过匀强磁场区域；（2） 【解析】（1）a.带电粒子只在太阳引力作用下运动， 由机械能守恒定律得，估算得到m/s b.不计带电粒子与地球间的万有引力，则带电粒子只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动， 设半径为，根据向心力，代入数据得km<20km，无法穿过匀强磁场区域。 （2）设某时刻质子的速度为，无论朝哪个方向运动，都可以分解出一个平行于赤道方向的速度， 且满足 则带电粒子就会在匀速直线运动的基础上叠加上一个线速度为的匀速圆周运动。 从较长时间观察，匀速圆周运动对定向运动没有贡献，质子的定向运动速度大小为，方向向左。 3．（2024天津南开二模）为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，且直径CD的两端各开有小孔，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点C处开有一小孔，两板间电压为U。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子（不计重力）从左板内侧的A点由静止释放，粒子经电场加速后从C孔沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后均原速率反弹，经多次反弹后恰能从D孔处射出危险区。求： （1）粒子通过C孔时速度v的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）粒子从A点运动到C点，根据动能定理有，解得 （2）设带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，由几何关系有，解得 由牛顿第二定律有，解得 （3）设粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角为，如图所示 由几何关系有，解得 由几何关系可知，粒子在危险区运动时与绝缘薄板发生2次碰撞后射出危险区， 粒子在磁场中运动的周期为，粒子从C点到第一次与绝缘薄板碰撞所需时间为 粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间为 4．（2023黑龙江大庆一模）空间高能粒子是引起航天器异常或故障甚至失效的重要因素，是危害空间生物的空间环境源。某同学设计了一个屏蔽高能粒子辐射的装置，如图所示，铅盒左侧面中心O点有一放射源，放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ以速率v向外辐射质量为m、电荷量为q的带正电高能粒子。铅盒右侧有一左右边界平行、磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，过O点的截面MNPQ位于垂直磁场的平面内，，。不计粒子所受重力，忽略粒子间的相互作用。 （1）求垂直磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t； （2）若所有粒子均不能从磁场右边界穿出，从而达到屏蔽作用，求磁场区域的最小宽度d（结果可保留根号）。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由洛伦兹力提供向心力可得 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为，解得 经分析可知，当粒子沿OH方向进入磁场时，垂直磁场边界向左射出磁场，有，联立解得 （2）若沿OQ方向进入磁场的粒子的运动轨迹与磁场右边界相切，则所有粒子均不能从磁场右边界穿出，如图所示 根据几何关系有，由（1）可得，联立解得 其它自然灾害 1．（2023湖南联考）PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，被人体吸入后会进入血液对人体形成危害，在静稳空气中，下列关于PM2.5的说法中，正确的是（　　） A．在其他条件相同时，温度越高，PM2.5的运动越激烈 B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动 C．周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动 D．减少工业污染的排放对减少“雾霾”天气的出现没有影响 【答案】AC 【解析】BC．PM2.5的运动是布朗运动，不是分子的热运动，是空气分子无规则运动对PM2.5微粒的撞击不平衡造成的，B错误，C正确； A．温度越高，空气分子无规则的运动越激烈，对PM2.5微粒的撞击不平衡越明显，PM2.5的运动越激烈，A正确； D．减少工业污染的排放可减少PM2.5的排放，进而减少“雾霾”天气的出现，D错误。故选AC。 2．（2024天津联考）某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中气垫船所受压力增大，气垫不漏气，气垫内的气体视为理想气体且温度不变。则该过程（　　） A．气垫内的气体内能增加 B．气垫内的气体对外界做功 C．气垫内的气体从外界吸收热量 D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加 【答案】D 【解析】ABC．由于该过程中气垫内的气体温度不变，因此气垫内的气体内能不变，该过程中气垫内的气体压强增大，根据玻意耳定律可知，气垫内的气体体积减小，外界对气垫内的气体做正功，结合热力学第一定律可知，该过程中气垫内的气体放热，故ABC错误； D．由于温度不变，气垫内的气体分子平均动能不变，而气体压强增大，因此该过程中气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加，故D正确。 3．（2025河北邯郸上学期期末）地震是一种严重的自然灾害，它起源于地壳内岩层突然破裂引起的地壳震动。如图所示，震源正上方地表的那一个点叫震中。发生地震时从震源同时产生P波（纵波）和S波（横波），地面上距震中不太远的区域会受到严重破坏。某次地震的震源深度h=20km，震源的振动周期T=0.2s。该次地震P波的传播速度vP=6×103m/s，S波的传播速度vS=4×103m/s。假定地震波沿直线传播。 （1）求S波的波长约为多少； （2）若某地监测点记录首次到达的P波比首次到达的S波早Δt=15s，求该监测点距震中的距离。 【答案】（1）800m；（2） 【解析】（1）根据波速、波长、周期关系公式，得到 （2）设监测点距震中的距离为L，则监测点距震源的距离 根据题意可得，解得 4．（2024江西平江二模）“地震预警”是指地震发生后，抢在地震横波到达前，通过电磁波将地震信息向可能遭受破坏和影响的地区提前几秒至几十秒发出警报。为掌握横波的传播规律，特对一列横波进行研究。如图所示为时刻沿x轴负方向传播的横波波形图，此刻正好传到处。时处的质点P第2次出现波峰，则以下说法正确的是（　　） A．地震波和电磁波的传播都需要介质 B．质点振动方向与波的传播方向相同的波是横波 C．该横波的传播速度为10m/s D．质点P在0到0.7s内通过的路程为70cm 【答案】C 【解析】A．电磁波传播不需要介质，故A错误； B．质点振动方向与波的传播方向垂直的波是横波，故B错误； C．由图可知波长为4m，根据平移法可知时刻，处的质点向上振动，则所有质点的起振方向均向上，时处的质点P第2次出现波峰，可知=0.7s，解得s，则波速为m/s，故C正确； D．质点P在0到0.7s内运动的时间为，通过的路程为cm，故D错误；故选C。 预警系统 1．（2022北京卷）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（　　） A． B．为压力传感器 C．若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低 D．若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高 【答案】C 【解析】AB．题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a、b两端此时的电压大于，根据串联电路电压分部特点可知，为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值越小，压力传感器两端电压变小，，AB错误； CD．根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端的电压为 若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时a、b两端的电压大于时，压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当a、b两端的电压小于时开启高水位预警时，压压力传感器阻值需要越大，则水位越低。C正确，D错误。故选C。 2．（2024海淀一模反馈）学们设计的一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示。光源S向外发射某一特定频率的光束，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，电流大于I0（I0小于饱和光电流）就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置、烟雾浓度为n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，光电管接收到的光子个数越多。下列说法正确的是（） A．光电烟雾报警器利用了光的衍射 B．根据光电烟雾报警器的工作原理，在水雾大的情况下报警器不会报警 C．为提高光电烟雾报警器的灵敏度，可以将滑片P向右移动少许 D．为降低光电烟雾报警器的灵敏度，可提高光源的发射功率，即把光源调亮 【答案】C 【解析】A．光电烟雾报警器利用了烟雾对光的散射，是光的反射原理，而不是衍射原理，选项A错误； B．根据光电烟雾报警器的工作原理，在水雾大的情况光仍能发生反射，报警器仍会报警，选项B错误； C．将滑片P向右移动少许，可增加光电管的正向电压，从而增加光电流，提高光电烟雾报警器的灵敏度，选项C正确； D．提高光源的发射功率，即把光源调亮，可使单位时间到达光电管窗口的光子数增加，形成的光电流增加，则可提高光电烟雾报警器的灵敏度，选项D错误。故选C。 3．（2023上海松江二模）如图为某同学设计的森林火灾预警装置。R0是金属热电阻，其阻值随温度升高而变大，R1和R2为两个滑动变阻器，a、b接报警器，当电压增大到某一值时，会触发报警。当温度升高时电流表示数（选填“增大”、“减小”或“不变”）；冬季为了安全适当降低报警温度，可采取的方法有。 【答案】减小；减小R2或增大R1 【解析】[1]当温度升高时，R0的阻值变大，电路中总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I减小，R2两端电压减小，R1两端电压变大，R1中电流变大，R0中电流，减小，电流表的示数减小。 [2]冬季为了安全适当降低报警温度，即当R0减小时，报警器两端的电压不变；R0的阻值减小时，R0与R1并联的总阻值减小，可以通过增大R1的阻值的方法使电路中阻值不变；R0减小时，电路中总电流增大，R2两端电压增大，报警器两端电压降低，可以通过减小R2的阻值的方法使R2两端电压不变，报警器两端电压不变。 4．（2024河北沧州二模）如图所示为一种液面高度预警仪原理图。储液池底部为平面镜，顶部为与底面平行的荧光屏，在荧光屏上一点发出一束激光，激光进入液体后经平面镜反射，再次照射到荧光屏上。当储液池内的液面在标准液面时，照射到荧光屏上的点记为（未标出），预警点在点左侧，距点的距离为。当液面缓慢上升，激光打在预警点时触发警报。已知液体对激光的折射率为，激光照射方向与竖直方向的夹角为60°，不考虑经液面反射的光线。当液面比标准液面高时触发警报，则可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】光路如图所示 根据折射定律，解得，设荧光屏到标准液面的距离为，标准液面对应的深度为。 根据几何关系，，得，故选B。 5．（2021山东日照三模）煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A中为干净的空气，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。以下说法正确的是（　　） A．如果屏的正中央仍是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯 B．如果屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，不可能含有瓦斯 C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定 D．只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹 【答案】C 【解析】A．由于光经过两容器时折射率不同，光速不同，到达正中央的光程差可能是波长的整数倍，也可能是半波长的奇数倍，所以中央可能是亮条纹，也可能是暗条纹，故B中气体可能含有瓦斯，也可能没有，故A错误； B．如果屏的正中央是暗纹，必有光程差，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，一定含有瓦斯，故B错误； C．条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，故C正确； D．单色光或复色光都能出现干涉条纹，故D错误。 故选C。 1．（2022河北邯郸高三上学期期末联考）2021年夏天，中国多地出现暴雨，导致洪涝灾害．在某次救援演习中，一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流，当冲锋舟船头垂直河岸航行时，恰能到达正对岸下游处；若冲锋舟船头保持与河岸成角向上游航行时，则恰能到达正对岸，已知河水的流速大小为，下列说法正确的是（　　） A．冲锋舟在静水中的速度大小为 B．河的宽度为 C．冲锋舟在静水中的速度大小为 D．河的宽度为 【答案】BC 【解析】AC．冲锋舟恰能到达正对岸时，在静水中速度v静与水的流速v水的合速度垂直于河岸，则有，解得，故A错误，C正确； BD．当冲锋舟船头垂直河岸航行时，恰能到达正对岸下游处，由于船在垂直河岸方向和沿河岸方向都是匀速运动，所以两个方向的位移之比等于两方向的速度之比，即，式中s指沿河岸方向的位移，为600m，d指河宽，可解得，故B正确，D错误。故选BC。 2．（2022广东模拟）环境监测卫星是用于环境和灾害监测的对地观测卫星，利用三颗轨道相同的监测卫星可组成一个监测系统，它们的轨道与地球赤道在同一平面内，当卫星高度合适时，该系统的监测范围可恰好覆盖地球的全部赤道表面且无重叠区域．已知地球半径为，地球表面重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．卫星的运行速度大于 B．卫星的加速度为 C．卫星的周期为 D．这三颗卫星的质量必须相等 【答案】C 【解析】A．由题意，三颗监测卫星恰好应构成等边三角形，如图所示，卫星轨道半径，可知卫星的运行速度小于，A错； BC．根据，得，，故B错误，C正确； D．三颗卫星的质量是否相等不会影响题意，D错误． 3．（2024海淀查漏补缺）中国水力资源理论蕴藏量、技术可开发量、经济可开发量及已建和在建开发量均居世界首位，水力资源是中国能源资源的最重要的组成部分之一。在世界能源日益紧缺的大背景下，如何充分利用水能，同时更好地保护环境，实现可持续发展，已成为中国水电建设乃至能源战略调整的必然选择。 （1）2006年5月20日全线修建成功的三峡大坝在防洪、抗旱、发电等领域都起到了非常重要的作用。三峡电站是世界上装机容量最大的水电站。设通过大坝的，流量为Q（单位时间内流过的水的体积），水的密度为，三峡大坝平均水位差为H，不计上游水流速度，坝底涡轮机将机械能转化为电能的效率为，重力加速度为g。计算三峡电站的平均发电功率。 （2）水力资源丰富的也会导致我国南方在每年的汛期遭受洪涝灾害的困扰。为降低洪涝灾害所带来的损失，一个最简单的做法就是修建防洪堤坝。在河流转弯处，河水会对外侧河岸产生附加压强，因此转弯处的防洪堤坝需要修的更加牢固。下面我们对河流转弯处河水对外侧河岸产生的这一附加压强做一些定量研究。 ①这一附加压强的产生是由于河水转弯动量变化引起的。我们首先来研究一个简单模型。质量为m的小球斜射到木板上，与木板发生完全弹性碰撞，即碰撞前后的速度大小都是v，如图所示。已知碰撞后的速度方向相对于碰撞前转过了角，碰撞过程中忽略小球所受重力。设小球与木板相互作用的时间为。求出碰撞前后木板对小球的平均作用力的大小。 ②下面我们来研究河流转弯处河水对外侧河岸产生的这一附加压强。设水的密度为，由坝底到水面的高度为h，河宽为w。计算这一附加压强。设河流拐弯处可看作外侧半径为R的圆弧，河道宽度相等，流速v为定值。（提示：在非常小的情况下） 【答案】（1）；（2）①，② 【解析】（1）单位时间内流过的水的质量为 下落H所做的功为，得平均发电功率为 （2）①小球碰撞前后动量变化量为 由动量定理FΔt=Δp，联立解得 ②Δt时间内流过的水的质量为Δm=ρvΔthw 这些水转过一个小角度Δθ的动量改变量为 设这些水受到的堤坝对它的作用力大小为F'，根据动量定理F'Δt=Δp，可得F'=ρv2hwΔθ 根据牛顿第三定律河水对堤坝的作用力大小F=F'=ρv2hwΔθ Δθ对应的外侧面积为ΔS=RΔθh，河流转弯处河水对外侧河岸的附加压强为 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 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