物理终极押题猜想（浙江专用）2026年高考物理终极冲刺讲练测

2026年高考物理终极押题猜想 目 录 第一部分 新情景高考命题篇 2 情景一 与生活相关情景 2 情景二 与体育竞技相关情景 9 情景三 与科技前沿相关情景 17 情景四 与传统文化相关情景 25 第二部分 高频考点预测篇 29 [高频考点预测】 29 预测01原子物理 29 预测02光学 32 预测03热学 36 预测04平衡问题和牛顿动力学问题 38 预测05抛体运动和圆周运动 43 预测06万有引力与航天 48 预测07功能关系 52 预测08动量定理和动量守恒定律 56 预测09机械振动和机械波 60 预测10电场的基本规律应用 64 预测11磁场的基本规律应用 68 预测12电磁感应基本规律应用 73 预测13交变电流和变压器 78 [实验题预测】 82 预测01力学实验 82 预测02电学实验 88 预测03光学热学实验 94 [综合计算预测】 101 预测01气体实验定律的综合应用问题 101 预测02电磁感应综合应用 106 预测03力学三大观点解决总部规划问题 113 预测04带电粒子的运动 119 第一部分 新情景高考命题篇 情景一 与生活相关情景 试题前瞻·能力先查 限时：3min 【原创题】一位篮球爱好者进行定点投篮训练，将篮球从 B 点斜向上抛出后，篮球恰好垂直击中篮板上的 A 点，反弹后顺利射入篮筐。已知抛出时篮球的初速度为v0​，抛射角为θ，抛射点 B 距离地面的高度为H，投篮过程中不计空气阻力。若保持投篮者与篮板的水平距离不变，且篮球仍能垂直击中篮板上的 A 点，下列调整措施可行的是（　　） A．升高，不变，减小 B．升高，增大，不变 C．不变，增大，增大 D．不变，增大，不变 【答案】A 【详解】AB．H升高，则减小，由得减小，即减小； 又因为函数，同一个可对应两个不同的，升高（减小）时，可以保持不变，满足条件，故A正确，B错误； CD．H不变则不变，由知不变则一定不变，不可能增大，故C、D错误。 故选A。 分析有理·押题有据 运动与力学：打水漂（平抛）、小猫跃起（曲线运动）、高空抛物、鸡蛋坠落、沙尘降落、带吸管水瓶、艺术灯（平衡） 热学：拔火罐（理想气体等容变化）、风光互补路灯（能量） 电学与光学：家用电路、LED 灯、测量溶液折射率、多用电表日常使用 特点：情境简单、模型明确，多为选择题 / 实验题，考查 “从生活到物理” 的转化。 密押预测·精练通关 1. （2026·浙江宁波·二模）如图所示，在打糍粑的过程中，木槌先被高高举过头顶，后加速挥动击打糯米。从挥动开始到木槌刚接触糯米前，忽略空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．木槌受到的合力方向始终与它的运动方向一致 B．木槌的动能增加、重力势能减少，因此其机械能一定守恒 C．木槌向下运动是因为它受到的重力大于手对其的作用力 D．在加速向下的过程中，手对木槌的作用力与木槌对手的作用力始终等大 【答案】D 【详解】A．木槌运动路径是弧形曲线，垂直运动方向合力的分力提供向心力，因此合力方向不与运动方向一致，A错误； B．木槌运动过程中，人对木槌施力做功，机械能不守恒，B错误； C．木槌向下运动，说明合力的方向存在向下的分量，下落过程中，手对木槌的作用力向下，不能确定木槌重力一定大于手的作用力，C错误； D．手对木槌的作用力与木槌对手的作用力为一对相互作用力，满足牛顿第三定律，故手对木槌的作用力与木槌对手的作用力始终等大反向，D正确。 故选 D。 2. （2026·浙江宁波·二模）乌贼被称为“海中火箭”，其“外套膜”能够迅速收缩，将海水高速喷出进而向另一方向加速冲刺，可轻易加速到。一质量为0.5kg（不含体内水）的乌贼初始时静止，某时刻开始以相对于地面恒为的速度水平喷水，不计水的阻力且不考虑竖直方向的运动和受力变化，则（　　） A．乌贼喷水过程中乌贼和喷出的水组成的系统水平方向动量不守恒 B．乌贼向后喷水，喷出的水对周围的水产生一个作用力，周围的水对喷出的水的反作用力使乌贼向前运动 C．若乌贼要极短时间内达到的速度，则要一次性喷出约0.19kg的水 D．若乌贼要极短时间内达到的速度，此过程中乌贼受到它喷出的水的作用力的冲量为 【答案】C 【详解】A．乌贼喷水过程所用时间极短，内力远大于外力，乌贼和喷出的水组成的系统水平方向动量守恒，故A错误； B．乌贼与喷出的水之间的相互作用力使得乌贼向前运动，故B错误； C．根据动量守恒定律有 解得kg 故C正确； D．对喷出的水根据动量定理有 解得Ns 故D错误。 故选C。 3. （2025·浙江温州·三模）如图所示，在水平如镜的湖面上方，一颗钢珠从离水面不高处由静止落入水中，会溅起几滴小水珠。下列说法正确的是（   ） A．部分小水珠溅起的高度可以超过钢珠下落时的高度 B．小水珠在空中上升过程处于超重状态 C．所有溅起的小水珠运动到各自最高点时速度一定为零 D．所有溅起的小水珠机械能总和等于钢珠静止下落时的机械能 【答案】A 【详解】A．钢珠落入水中时，部分能量会转化为小水珠的动能，使得小水珠能够溅起。由于能量守恒，部分小水珠可能会获得足够的动能，使其溅起的高度超过钢珠下落时的高度，A正确； B．小水珠在空中上升时，加速度方向向下，处于失重状态，而不是超重状态，B错误； C．被溅起来的小水珠有的可能是竖直上抛，有的可能是斜抛，所以小水珠运动到最高点时竖直方向上的速度一定为零，水平方向上不一定为零，C错误； D．钢珠下落时，部分能量会转化为水的内能、声能等其他形式的能量，因此小水珠的机械能总和会小于钢珠静止下落时的机械能，D错误。 故选A。 4. （2025·浙江温州·三模）如图所示是一种投弹式干粉消防车。某次灭火行动中，消防车出弹口到高楼水平距离，发射灭火弹的初速度与水平面夹角，且灭火弹恰好垂直射入建筑玻璃窗。已知灭火弹可视为质点，不计空气阻力，，则灭火弹在空中运动的轨迹长度最接近于（   ） A．13m B．14m C．15m D．20m 【答案】C 【详解】灭火弹恰好垂直射入建筑玻璃窗，此时灭火弹的竖直分速度为0，设灭火弹的初速度为，则有， 联立解得， 则灭火弹的竖直位移大小为 则灭火弹的合位移大小为 则灭火弹在空中运动的轨迹长度应略大于灭火弹的合位移大小，所以最接近于15m。 5. （2025·浙江宁波·模拟预测）电视上解说围棋比赛时，大棋盘竖直放置，棋盘和棋子都是磁性材料制成，棋子能吸在棋盘上。不计棋子与棋子之间的相互作用力，下列说法正确的是（   ） A．棋盘对棋子的弹力是棋子发生弹性形变引起的 B．棋盘对棋子的吸引力与棋子对棋盘的压力是一对相互作用力 C．棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向 D．所有棋子对棋盘的摩擦力的合力与棋盘的重力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．棋盘对棋子的弹力是棋盘发生弹性形变引起的，故A错误； B．棋盘对棋子的吸引力与棋子对棋盘的吸引力是一对相互作用力，故B错误； C．棋子受重力、棋盘的吸引力、棋盘的弹力和棋盘的摩擦力，棋盘对棋子的作用力是棋盘对棋子的吸引力、弹力和摩擦力的合力；棋子处于静止状态，所受合力为零，所以棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向，故C正确； D．所有棋子对棋盘的摩擦力的合力与棋盘的重力的方向都是竖直向下，不是一对平衡力，故D错误。 故选C。 6. （2025·浙江·一模）如图所示，是儿童弹力跳跳球，儿童站在弹力球平板上，双脚夹紧上半部分球，上下跳跃，从而达到锻炼目的，关于儿童跳跃过程中下列说法正确的是（　　） A．儿童能够夹着弹力球跳起来，是因为地面对球做正功 B．地面对弹力球的弹力，是因为弹力球的形变产生的 C．儿童向上运动的过程中所受重力对人做负功，重力势能一直增大 D．儿童在上下跳跃的过程中，人和球整体只有动能和势能相互转化，机械能守恒 【答案】C 【详解】A．儿童能够夹着弹力球跳起来，是因为当弹力球恢复到原状有速度，利用该速度跳离地面；地面对弹力球有力的作用，但该力相对地面没有位移，也就是说地面对球不做功，A错误； B．地面对弹力球的弹力，是因为地面的形变，B错误； C．儿童向上运动的过程中，重力竖直向下，位移向上，则重力对人做负功，重力势能一直增大，C正确； D．儿童在上下跳跃的过程中，人的内力做功，人和球整体机械能不守恒，D错误。 故选C。 7. （2025·浙江·一模）图示为某自行车喷泉游乐设施，游客在设备上快速踩动自行车脚踏板，通过设备系统驱动喷泉竖直向上喷发，喷出水柱的高低可随人踩脚踏速度的大小而变化，非常具有趣味性。已知该设施的传动效率约为80%，喷泉喷头出水口的横截面积为2×10-4m2，水的密度为1×103kg/m3，若喷出的竖直水柱高度约为5m，则游客踩脚踏板的功率约为（　　） A．12.5W B．25W C．125W D．250W 【答案】C 【详解】根据题意可得 解得喷头出水口水的速度为 喷头在∆t时间内喷出水的质量为 所以游客踩脚踏板的功率约为 联立解得 故选C。 8. （2025·浙江宁波·一模）喷水池中有两个相同的水枪，某同学站在正前方观察，稳定时水枪喷出的水柱交叉形成如图所示的对称图形，图中两条水柱的“交点”记为，则（　　） A．水经过点时，加速度方向向上 B．水从喷出至落回水面过程中重力冲量为0 C．仅将两水枪的喷射速度增大相同值，点一定上升 D．仅将两水枪喷射速度方向与水面的夹角增大相同值，点一定上升 【答案】C 【详解】A．水经过点时，只受重力，加速度方向向下，A错误； B．从喷出至落回水面过程中时间不为零，因此重力冲量不为0，B错误； CD．设两个相同的水枪喷出水的速度为v，与水平方向夹角为，水平相距L，交点P的高度为h。从喷出到相遇，水平方向满足 竖直方向满足 联立可得 因此v增大，则h一定变大，夹角增大，h不一定变大。C正确，D错误。 故选C。 9. （2025·浙江宁波·模拟预测）如图，一竖直放置的花洒出水孔分布在圆形区域内。水流从出水孔水平向左射出。假设每个出水孔出水速度相同，从花洒中喷出的水落于水平地面（P、Q分别为最左、最右端两落点），不计空气阻力。落点区域俯视图的形状最可能的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设水龙头最低点离地面的高度为h，水龙头的半径为R，水滴距离地面的高度为，初速度为，则竖直方向，有 水平方向，有 解得，其中 由于y均匀增加时，x不是均匀增加，且x增加得越来越慢，所以俯视的形状为D图。 故选D。 10. （2025·浙江宁波·三模）将一根黄色筷子竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中心轴的右侧，观察到筷子在水中的像向右发生了侧移，如图所示。若保持观察位置不变，下列判断正确的是（　　） A．将筷子竖直插入玻璃杯的中心轴，也能看到筷子的像向右侧移 B．将筷子竖直插入玻璃杯中心轴的左侧，也能看到筷子的像向右侧移 C．若换成红色筷子，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的像会向玻璃杯中心靠近一点 D．若将水换成折射率更大的液体，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的像会向玻璃杯中心靠近一点 【答案】C 【详解】A．将筷子竖直插入玻璃杯的中心轴，光线射出玻璃杯后传播方向不变，看到筷子的像和筷子重合，不会向右侧移，A错误； B．将筷子竖直插入玻璃杯中心轴的左侧，看到筷子的像向左侧移，如图所示，B错误； C．若换成红色筷子，水对红光的折射率比黄光小，红像和筷子的距离变小，红像向筷子靠近，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的红像会向玻璃杯中心靠近一点，C正确； D．若将水换成折射率更大的液体，像和筷子的距离变大，像远离筷子，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的像会向玻璃杯中心远离一点，D错误。 故选C。 情景二 与体育竞技相关情景 试题前瞻·能力先查 限时：1min 【原创题】质量为m的足球从水平地面上的位置 1 被踢出后，最终落在地面上的位置 3，足球在空中运动的最高点为位置 2，2 点距离地面的高度为h。若足球运动过程中所受空气阻力的大小保持不变，忽略其他影响因素，下列关于足球运动的说法正确的是（　　） A．在空中运动时，相等的时间内速度变化量相同 B．在1时，加速度最大 C．从1到2的时间大于从2到3的时间 D．从2到3的过程中，动能增加mgh 【答案】B 【详解】A．空气阻力的大小保持不变，但方向时刻变化，其与重力的合力不断变化，所以足球做加速度不断变化的曲线运动； 由可知，相等的时间内速度变化量不相同，故A错误； B．在1时，空气阻力与重力的夹角最小，合力最大，所以加速度最大，故B正确； C．研究足球竖直方向分运动，上升过程的平均加速度大于下降过程的平均加速度，根据可知，与下落过程相比，上升过程时间短，所以从1到2的时间小于从2到3的时间，故C错误； D．从2到3的过程中，由，所以足球动能增加小于mgh，故D错误。 故选B。 分析有理·押题有据 以冬奥、亚运、举重、赛车等为背景，考查力学综合（受力、运动、能量、动量）。 典型情境：钢架雪车、滑雪、举重、赛车、马拉松（人形机器人）、跳水、球类运动 考点：受力分析、牛顿定律、平抛 / 圆周、动能定理、动量守恒、超重失重 特点：模型固定（斜面、圆周、碰撞），侧重过程分析与计算。 密押预测·精练通关 11. （2026·浙江衢州·二模）2026年2月10日，哈尔滨亚冬会单板滑雪男子大跳台决赛在亚布力举行，中国队成功包揽了两个小项的冠亚军，其中运动员杨文龙成绩喜人，如图所示。忽略空气阻力，可将运动员杨文龙视为质点。则关于杨文龙运动的说法中正确的是（　　） A．杨文龙在空中飞行过程是变加速曲线运动 B．杨文龙在空中飞行过程中，动量的变化率在不断变化 C．杨文龙从斜向上起跳到落地前，重力的瞬时功率先减小后增大 D．杨文龙在斜向上飞行到最高点的过程中，其动能全部转化为重力势能 【答案】C 【详解】A．杨文龙在空中飞行过程，加速度恒定为g，是匀加速曲线运动，A错误； B．动量的变化率等于合外力，则杨文龙在空中飞行过程中，动量的变化率不变，总等于本身的重力，B错误； C．杨文龙从斜向上起跳到落地前，竖直速度先减小后增加，根据PG=mgvy可知，重力的瞬时功率先减小后增大，C正确； D．杨文龙在斜向上飞行到最高点的过程中，因最高点的速度不为零，则其动能的一部分转化为重力势能，D错误。 故选C。 12. （2026·浙江宁波·二模）国际拔河比赛规定，每个队按8名运动员体重的总和分成若干重量级别，同等级别的两个队进行比赛。如图所示，运动员必须穿“拔河鞋”或没有鞋跟等突出物的平底鞋，不能戴手套。不计拔河绳的质量，认为拔河过程中绳始终保持水平，下列说法正确的是（　　） A．地面对运动员的作用力方向竖直向上 B．获胜队伍对绳的拉力大小等于失败队伍对绳的拉力大小 C．拔河绳对两支队伍的拉力是一对相互作用力 D．比赛过程中两队队员受到的地面摩擦力总是等大反向 【答案】B 【详解】A．地面对运动员有水平方向的摩擦力和竖直向上的支持力，则地面对运动员的作用力方向不是竖直向上，A错误； B．不计拔河绳的质量时，一条绳张力处处相等，而队伍拉绳与绳拉队伍是作用力与反作用力，则获胜队伍对绳的拉力等于失败队伍对绳的拉力，故B正确； C．拔河绳对两支队伍的拉力，即绳子对甲队的拉力和绳子对乙队的拉力不是一对相互作用力，C错误； D．对两队整体分析可知，当整体突然向获胜一方移动时，获胜一方受到的静摩擦力大于另一方受到的静摩擦力，故D错误。 故选B。 13. （2026·浙江·二模）2025年多哈世乒赛中，中国选手王楚钦获得男子单打和混双两枚金牌。比赛中裁判曾质疑王楚钦发球“抛球角度”违规（规则要求抛球角度）和“台内发球”违规（规则要求球在台外），王楚钦果断启动“鹰眼”，并挑战成功。抛球角度和发球界限回放分别如图甲、乙所示。以下说法正确的是（    ） A．鹰眼挑战“抛球角度”违规，回放仲裁时，可以将乒乓球看作质点 B．鹰眼挑战“台内发球”违规，回放仲裁时，可以将乒乓球看作质点 C．鹰眼挑战“抛球角度”违规的回放显示乒乓球在空中一定做斜抛运动 D．乒乓球能被快速抽杀是因为球拍对乒乓球的作用力远大于乒乓球对球拍的作用力 【答案】A 【详解】A．研究抛球角度时，将乒乓球看作质点，不影响角度的判断，所以可以把乒乓球看作质点，故A错误。 B．研究是否“台内发球”，需要判断乒乓球是否在台内，即需要判断乒乓球任何一部分处于台内，所以不能将乒乓球看作质点，故B错误。 C．鹰眼挑战“抛球角度”违规的回放显示乒乓球在空中不一定做斜抛运动，可能做直线运动，故C错误。 D．球拍对乒乓球的作用力与乒乓球对球拍的作用力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，故D错误。 故选A。 14. （2025·浙江·一模）2025年7月12日，浙江省第五届体育大会在台州市体育中心网球馆开幕。如图甲所示是嗒嗒球比赛的场景，图乙为嗒嗒球在空中飞行的轨迹图，图中C、D为同一轨迹上等高的两点，A为该轨迹的最高点，则下列关于嗒嗒球的说法正确的是（    ） A．嗒嗒球从C点经最高点A到达D点的过程中机械能守恒 B．嗒嗒球在最高点A的加速度方向竖直向下 C．在嗒嗒球飞行的整个过程中，最高点A的动能最小 D．上升阶段CA段的飞行时间小于下降阶段AD段的运动时间 【答案】D 【详解】A．由轨迹图可知，嗒嗒球运动过程中受到空气阻力作用，且空气阻力做负功，所以机械能减小，故A错误； B．嗒嗒球在最高点A时，受到重力和水平方向的空气阻力作用，合力方向不是竖直向下，所以加速度方向不是竖直向下，故B错误； C．嗒嗒球在最高点A时，所受重力和空气阻力的合力方向斜向下偏左，此时合力方向与速度方向的夹角大于，嗒嗒球继续做减速运动，所以最高点A的动能不是最小，故C错误； D．上升阶段空气阻力的竖直分力向下，下降阶段空气阻力的竖直分力向上，所以上升阶段竖直方向的平均加速度大于下降阶段竖直方向的平均加速度，根据可知，上升阶段CA段的飞行时间小于下降阶段AD段的运动时间，故D正确。 故选D。 15. （2025·浙江湖州·模拟预测）关于运动会上比赛，说法正确的是（　　） A．运动员启动的瞬间，速度为0，加速度不为0 B．运动员在加速阶段地面对人的力大于人对地面的力 C．在判断运动员是否“冲线”时，可以将运动员看成质点 D．过终点后“冲”得越远的同学惯性越大 【答案】A 【详解】A．运动员启动的瞬间，速度为0，但已经处于加速状态，则加速度不为0，故A正确； B．根据牛顿第三定律，运动员在加速阶段地面对人的力等于人对地面的力，与运动状态无关，故B错误； C．判断运动员是否“冲线”，需研究运动员是否已身体的有效部位冲过终点，不能看成质点，故C错误； D．惯性只与质量有关，与其他因素无关，故D错误。 故选A。 16. （2025·浙江湖州·模拟预测）如图所示，法国奥运会网球女单决赛中郑钦文正在斜向上拍击网球。若网球离拍时距地面的高度为，初速度为，抛射角为（初速度与水平方向夹角），忽略空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．当抛射角为30°时，网球水平射程最远 B．当抛射角为45°时，网球水平射程最远 C．越小，最远射程对应的抛射角越接近 D．网球落地前速度的反向延长线过水平位移的中点 【答案】C 【详解】ABC．依题意，网球做斜抛运动，分解为初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，如图 可知 当 时，有极值 可得 解得 可知网球水平射程最远的抛射角与h和v0有关。当h=0时 即越小，最远射程对应的抛射角越接近。故AB错误；C正确； D．由平抛运动推论可知网球落地前速度的反向延长线过网球平抛阶段的水平位移的中点，如图 故D错误。 故选C。 17. （2026·浙江杭州·二模）某同学在对竖直墙练习网球时，球竖直落到地面弹起到最高点时把球击出，两次击球点的位置与球飞出的方向均相同，第一次球恰好水平击中墙面，第二次击中墙面的位置与击球点高度相同，如图所示。设第一次击出球的速度大小为v1，球的运动时间为t1，第二次击出球的速度大小为v2，球的运动时间为t2，空气阻力忽略不计。则（　　） A．v1=2v2，t2=2t1 B．v2=2v1，t1=2t2 C．两次击球时对球做功之比为2∶1 D．两次击球后，球在空中飞行过程中动量变化量为1∶2 【答案】C 【详解】AB．设击球点到墙的水平距离为，球飞出的方向与水平方向成角 则，，， 得，，故A、B错误； C．击球时对球所做的功等于球的动能，因为 所以，故C正确； D．球飞行过程中只受重力作用，球的动量变化量等于重力的冲量，而冲量与时间成正比，所以冲量之比为，故D错误。 故选C。 18. （2025·浙江宁波·模拟预测）2023年球王梅西中国行期间，在北京工人体育馆应邀和嘉宾一起参加了一项足球挑战赛，具体游戏模型如下图所示，参赛队员要在地面任选一个位置将球踢出并越过一堵有厚度的墙，并落入方框当中。不计球的大小和空气阻力，不考虑球在框中的反弹，下列选项中说法正确的是（   ） A．踢球点越靠近墙壁，球在空中的时间越短 B．存在一个踢球点，能够使球在空中运动的时间最短 C．要使脚对球做功最少，足球踢出去的初速度方向与水平方向的夹角大于45° D．要使脚对球做功最少，足球踢出去的初速度方向与水平方向的夹角小于45° 【答案】BC 【详解】A．踢球点越靠近墙壁，踢球点到竖直墙的水平位移越小，由，可知要越过高度为的墙，需要的竖直初速度越大，竖直方向运动到最高点时间就越长，之后下落到方框时间，由于下落高度相同，下落时间相同，空中运动总时间越长；反之，踢球点过远，踢球点到竖直墙的水平位移越大，为了保证水平位移覆盖到方框，也需要增大初速度，时间也会变长。因此时间不是随距离单调变化，不存在"越近越短"的规律，故A错误。 B．由A的分析，空中运动时间随踢球点距离先减小后增大，因此存在一个临界位置，使得竖直初速度最小，对应的运动时间最短，故B正确。 CD．脚对球做功，做功最少即初动能最小，也就是初速度最小。斜抛运动中，设抛出点到竖直墙的水平距离为，竖直位移为（墙的高度），运动时间 则竖直方向满足 解得 当时，初速度具有最小值， 由于，则，所以，即抛射角大于才能让初速度最小，做功最少，故C正确，D错误。 故选BC。 故选C。 情景三 与科技前沿相关情景 试题前瞻·能力先查 限时：1min 【原创题】2025 年 5 月 10 日，中国自主研发的新一代 “人造太阳” 装置 “中国环流三号” 在四川成都取得重大技术突破，首次实现原子核温度 1.17 亿度、电子温度 1.6 亿度的高参数等离子体稳定运行，还同步完成了电力输出，这是人类首次在实验室中实现可控核聚变从科学原理到工程应用的跨越。结合核反应的相关知识，下列说法正确的是（　　） A．为“核聚变”的核反应方程式 B．核反应属于衰变 C．目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 D．在核反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 【答案】D 【详解】A．给出的核反应是重核裂变，是铀核分裂为多个中等质量核的反应，不是核聚变，故A错误； B．该反应是卢瑟福发现质子的人工核转变，α衰变是原子核自发释放α粒子的天然衰变过程，和该反应不符，故B错误； C．目前全世界主流核电站都是利用重核裂变原理发电，可控核聚变仍处于实验研究阶段，未商业化应用，故C错误； D．比结合能的规律是：中等质量原子核的比结合能大于重核的比结合能，重核裂变释放能量，生成中等质量核更稳定，因此钡核（中等质量核）的比结合能大于铀核（重核）的比结合能，故D正确。 故选D。 分析有理·押题有据 占比最高、难度最大，压轴题（选择 / 计算 / 实验）主要来源，体现时代性与选拔性。 1. 航天与国防（万有引力 / 动量 / 能量） 玉兔二号、嫦娥六号、朱雀二号、神舟、四川舰、歼 - 35、蛟龙号 考点：万有引力定律、卫星变轨、动量守恒、能量守恒、超重失重 2. 电磁与现代技术（电磁感应 / 电路 / 磁场） 电磁弹射、磁场检测芯片、电阻应变片、6G 通信、电动汽车、水下敷缆机器人 考点：安培力、洛伦兹力、电磁感应、电路分析、带电粒子在复合场运动 3. 前沿物理（原子 / 光学 / 近代） 气泡室、γ 光子、俄歇电子、光电效应、α 粒子散射、超导线圈 考点：原子结构、波粒二象性、质能方程、光电效应、核反应 4. 工程与探测（力学 / 光学 / 热学） 地质探测、医疗影像、新能源、汽车能量回收、同位素考古 考点：横波、折射、理想气体、能量转化、测量原理 密押预测·精练通关 19. （2026·浙江衢州·二模）2025年5月10日，全球能源领域迎来历史性时刻——中国自主研发的新一代“人造太阳”装置“中国环流三号”在四川成都实现重大突破，首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的高参数等离子体运行，并同步完成电力输出。这一成就标志着人类首次在实验室环境下实现可控核聚变从科学原理到工程应用的跨越，为全球能源格局带来颠覆性变革。下列说法正确的是（　　） A．为“核聚变”的核反应方程式 B．核反应属于衰变 C．目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 D．在核反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 【答案】D 【详解】A．给出的核反应是重核裂变，是铀核分裂为多个中等质量核的反应，不是核聚变，故A错误； B．该反应是卢瑟福发现质子的人工核转变，α衰变是原子核自发释放α粒子的天然衰变过程，和该反应不符，故B错误； C．目前全世界主流核电站都是利用重核裂变原理发电，可控核聚变仍处于实验研究阶段，未商业化应用，故C错误； D．比结合能的规律是：中等质量原子核的比结合能大于重核的比结合能，重核裂变释放能量，生成中等质量核更稳定，因此钡核（中等质量核）的比结合能大于铀核（重核）的比结合能，故D正确。 故选D。 20. （2026·浙江杭州·二模）如图所示，在一场人形机器人跑步大赛中，某型号机器人在平直路面上以速度v匀速跑步，此时电池工作电压为U，输出电流为I，已知输出功率的80%用于电机驱动，驱动电机的输出能量转化为机器人跑步的机械能的效率为η，机器人跑步时受到的阻力为f，则（　　） A．驱动电机的输出功率为0.8UI B．驱动电机线圈的电阻为 C．驱动电机的效率为 D．机器人克服阻力做功的功率为0.8ηUI 【答案】B 【详解】A．由题意得，驱动电机的输入功率为，A错误； BCD．机器人克服阻力做功的功率为，驱动电机的输出功率为，所以驱动电机热功率为 电机的热输出功率的80%用于电机驱动，所以流经电动机的电流为，则 联立解得 驱动电机的效率为，CD错误，B正确。 故选B。 21. （2025·浙江·一模）电影《流浪地球2》中展现了太空电梯的宏大场景。如图所示，太空电梯由位于赤道的地面基座、运载舱、地球同步轨道空间站、平衡锤及缆绳组成。已知整个太空电梯除运载舱外与地面保持相对静止，不计大气环流的影响，则（　　） A．当运载舱相对地面匀速上升时，其对缆绳的力有阻碍地球自转的效果 B．当平衡锤与地球同步轨道空间站的缆绳断裂时，平衡锤将做近心运动 C．当运载舱相对地面匀速上升时，舱底支持力对宇航员做的功小于宇航员机械能的增加量 D．若要提高运载舱的载荷，应将平衡锤放置更低的轨道上 【答案】AC 【详解】A．运载舱伴随地球同步旋转，当其相对地表匀速上升时，轨道半径r增大。为维持与地球自转角速度ω同步，其切向速度v=ωr需相应增大。依据牛顿第二定律，缆绳需对运载舱施加一个沿旋转方向的侧向力；根据牛顿第三定律，运载舱对缆绳产生反向作用力。该力的方向与地球自转方向相反，起到阻碍地球自转的作用，故A正确。 B．平衡锤位于同步轨道空间站上方，其轨道半径大于同步轨道半径。在该位置，平衡锤随地球自转的线速度大于该高度处卫星做匀速圆周运动所需线速度，导致其所受万有引力F引小于维持圆周运动所需的向心力F向。若平衡锤与空间站间的缆绳断裂，因万有引力不足以提供向心力，平衡锤将做离心运动，而非近心运动，故B错误。 C．当运载舱相对地面匀速上升时，其竖直速度分量恒定，但切向速度v=ωr随半径r增大而增大，因此宇航员的总速度增加，动能Ek增大。同时，宇航员高度上升，重力势能Ep也增大，故其机械能E机增加。宇航员机械能的增量由舱底支持力N与侧壁提供的侧向力共同做功实现。侧向力对切向动能的增加做功，而舱底支持力N主要克服重力做功，因此舱底支持力对宇航员所做的功小于宇航员机械能的增加量，故C正确。 D．平衡锤的作用是利用其离心倾向产生的拉力张紧缆绳。若要提升运载舱的载荷（即缆绳需承受更大的向下拉力），则需平衡锤提供更大的向上拉力。根据向心力与万有引力的差值关系，平衡锤放置的轨道越高，其所需向心力与万有引力的差值越大，所产生的补偿张力也越大。因此，应将平衡锤安置在更高的轨道上，故D错误。 故选AC。 22. （2024届浙江省宁波市高三下学期二模物理试题）2023年8月，新一代“人造太阳”中国环流三号首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，标志着我国在可控核聚变领域达到了国际领先水平。“人造太阳”内部发生的一种核反应,其反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中X为 B．的结合能为 C．核反应中的质量亏损可表示为 D．半衰期为12.46年，现有100个氚原子核，经过12.46年后剩下50个氚原子核 【答案】C 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，故A项错误； B．结合能是把原子核拆解成自由核子时所需要的最小能量，而非是核反应中放出的能量17.6MeV，故B项错误； C．核反应放出的能量为 由能量守恒可得 解得 故C项正确； D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适用，故D项错误。 故选C。 23. （2025·浙江湖州·模拟预测）巨磁阻是一种量子力学效应，在铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成的多层膜材料中，自旋方向相反的两种电子同时定向移动形成电流。在外磁场作用下，铁磁材料可以呈现同向和反向两种磁化方向，如图1所示。当一束自旋产生的磁场方向与铁磁材料磁化方向相同的电子通过时，在铁磁材料和非铁磁材料的交界处电阻很小；同理，自旋产生的磁场方向与铁磁材料磁化方向相反的电子通过时，电阻很大。 如图2为巨磁阻传感器的工作电路，为信号源，输入电压为，为输出端。已知无磁场时，、、、的阻值均为R。外加磁场后，使和的磁化方向与和相反，则在同一磁场中和的阻值均减小，和的阻值均增大。综合以上信息，下列说法错误的是（　　） A．自旋方向相反的两种电子分别通过多层膜材料导电时，可等效为两条并联支路 B．当铁磁层的磁化方向相同时，比磁化方向相反时的总阻值小 C．有磁场时输出端的输出电压大小与的平方成正比 D．无磁场时输出端的输出电压大小为零 【答案】C 【详解】A．根据题意，自旋方向相反的两种电子同时定向移动形成电流，在外磁场作用下，不同自旋方向的电子通过时电阻不同，可等效为两条并联支路，故A正确，不符合题意； B．当铁磁层的磁化方向相同时，在交界处电阻小，总阻值小；磁化方向相反时电阻大，总阻值大，故B正确，不符合题意； C．无磁场时 电路总电阻 输出电压 有电阻时 总电阻 输入电压为，根据 输出电压 所以有磁场时输出端的输出电压大小与成正比，故C错误，符合题意； D．无磁场时 根据分压原理，输出电压 故D正确，不符合题意。 故选C。 24. （2025·浙江宁波·三模）如图所示，我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，该核电池是将放射性同位素衰变过程中释放出来的核能转变为电能。“嫦娥三号”采用放射性同位素钚核，静止的衰变为铀核和粒子，并放出光子。已知、和粒子的质量分别为、和，和的比结合能分别为和，光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（　　） A．光子是由钚原子的内层电子跃迁产生的 B．的衰变方程为 C．衰变产生的和的动能之比为 D．粒子的结合能为 【答案】BD 【详解】A．光子是铀核从高能态跃迁到低能态释放出来的，故A错误； B．根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒可知，的衰变方程为 故B正确； C．衰变过程满足动量守恒，可知衰变产生的和的动量大小相等，方向相反；根据 可知衰变产生的和的动能之比为 故C错误； D．设粒子的比结合能为，则衰变过程释放的能量为 又 联立可得粒子的结合能为 故D正确。 故选BD。 25. （2025·浙江温州·二模）如图所示为一种光电效应演示仪，光电管与电流计、电源相连，其入射光的波长与光强可以通过光调节器调节。逐渐调节照射到金属板M的入射光波长，当波长为时，电流计的示数刚好为零，此时将电源正负极对调，电流计示数不为零，再逐渐调节入射光照的波长至，电流计的示数恰好变成零。已知电源路端电压为U，不考虑电流计内阻，元电荷为e，真空中光速为c，则（　　） A． B．可求得普朗克常量 C．当光的波长为时，仅增大光的波长，电流计示数将不为零 D．当光的波长为时，仅增大光的强度，电流计示数将不为零 【答案】AB 【详解】AB．根据题意可知，当波长为时，电流计的示数刚好为零，此时将电源正负极对调，电流计示数不为零，电源路端电压为U，则有 再逐渐调节入射光照的波长至，电流计的示数恰好变成零，则有 联立可得， 故AB正确； CD．根据题意可知，为入射光为极限频率的波长，仅增大光的波长，光的频率减小，不能发生光电效应，电流计示数仍为零，仅增大光的强度，光的频率不增加，不能发生光电效应，电流计示数仍为零，故CD错误。 故选AB。 26. （2026·浙江宁波·二模）我国载人登月方案是先将着陆器送至近月面的圆形环月轨道，再发射载人飞船在环月轨道与着陆器交会对接，航天员进入着陆器后择机降落月面。已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.7倍，地球的第一宇宙速度为，。下列说法正确的是（　　） A．着陆器和飞船对接后总质量变大将自发进入更低轨道 B．着陆器与飞船对接时的绕月速率约为1.7km/s C．着陆器在环月轨道上的向心加速度约为地球表面重力加速度的0.17倍 D．若月球的平均密度变为原来的2倍，则近月卫星的周期将变为原来的0.5倍 【答案】BC 【详解】A．对接后万有引力提供向心力，有 等式中环绕天体质量可约去，得 对接后总质量改变但速度不变，着陆器不会自发进入更低轨道，进入低轨道需要主动减速，故A错误； B．近月轨道环绕速率等于月球第一宇宙速度，第一宇宙速度为 因此月球与地球第一宇宙速度比值为 代入，得，故B正确； C．近月轨道向心加速度近似等于月球表面重力加速度，由牛顿第二定律可知，星球表面重力加速度满足 可得 因此，故C正确； D．近月卫星由万有引力提供向心力，周期满足 代入，化简得 即，密度变为原来2倍时，周期变为原来的倍，不是0.5倍，故D错误。 故选BC。 情景四 与传统文化相关情景 试题前瞻·能力先查 限时：1min 【原创题】某非遗传承人将一件质量为m的均匀皮影道具，通过一根轻绳悬挂在光滑墙壁的挂钩上，轻绳形成的OA、OB两段的夹角为2θ，已知当地的重力加速度为g，不计轻绳质量与摩擦，下列关于轻绳张力的说法正确的是（　　） A．轻绳上的张力大小为 B．轻绳上的张力大小为 C．若仅增大轻绳的长度，轻绳上的张力大小不变 D．若减小两段轻绳间的夹角，轻绳上的张力将变大 【答案】B 【详解】AB．设轻绳上的张力为，由竖直方向平衡可得 解得，故A错误，B正确； C．仅增大轻绳的长度，减小，增大，轻绳上的张力减小，故C错误； D．两段轻绳的夹角越小，越大，轻绳上的张力越小，故D错误。 故选B。 分析有理·押题有据 结合传统器具与技艺，体现文化自信，多为选择题。 典型情境：拔火罐、传统器械力学分析、古代天文观测 考点：热学、力学平衡、光学折射 密押预测·精练通关 27. （2026·浙江衢州·二模）2026年央视春节联欢晚会上，人形机器人与小朋友进行同台集群武术表演，机器人侧空翻、打醉拳、耍兵器、连续踢腿等节目惊艳了春晚舞台。下列说法中正确的是（　　） A．观众在观看人形机器人侧空翻时可以把机器人当成质点 B．人形机器人在空中表演侧空翻落地前，处于完全失重状态 C．人形机器人落地时速度越大，惯性越大 D．人形机器人在空中表演侧空翻时，其重心位置必在机器人上 【答案】B 【详解】A．研究机器人侧空翻动作时，机器人的形状、大小不能忽略，因此不能将机器人视为质点，故A错误； B．机器人在空中落地前，忽略空气阻力时加速度等于重力加速度、方向向下，符合完全失重的定义，因此处于完全失重状态，故B正确； C．惯性是物体的固有属性，惯性大小仅由质量决定，和速度无关，故C错误； D．物体的重心位置不一定在物体本身，机器人做侧空翻肢体弯曲时，重心可能在机器人身体外，故D错误。 故选B。 28. （2025·浙江台州·一模）如图所示，双人花样滑冰比赛中，女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中匀速旋转，男运动员的手臂与水平冰面的夹角约为，肩部距离地面约，女运动员质量约为。以下正确的是（　　） A．女运动员受力平衡 B．男运动员和冰面间没有摩擦力 C．女运动员旋转的向心加速度约为 D．女运动员旋转的角速度大约为 【答案】C 【详解】A．女运动员做圆周运动，所受合力不为0，故A错误； B．女运动员对男运动员的拉力存在水平分量，根据平衡条件可知，男运动员和冰面间有摩擦力作用，故B错误； C．对女运动员，由牛顿第二定律可得 解得女运动员旋转的向心加速度为，故C正确； D．根据 可得女运动员旋转的角速度为，故D错误。 故选C。 29. （2025·浙江宁波·模拟预测）在江南水乡，撑篙行舟是一种传统的水上交通方式。如图所示，船夫使用一根竹篙倾斜撑向河底，就能让船夫和小船一起缓慢向右运动离岸。小船缓慢离岸的过程中，竹篙对河底力的作用点不变，对该过程分析正确的是（　　） A．小船给船夫的作用力竖直向上 B．小船受到的浮力等于船的重力 C．小船受到船夫的摩擦力向右 D．船夫受到小船的支持力的冲量为零 【答案】C 【详解】A．船夫受竹篙斜向上的作用力、竖直向下的重力以及小船对船夫的作用力，由力的平衡可知，小船给船夫的作用力不是竖直向上，故A错误； B．由平衡可知小船受的浮力与竹篙对人的作用力的竖直分量之和等于人和船的重力之和，可知小船受到的浮力大于船的重力，故B错误； C．静摩擦力方向与相对运动趋势相反，船夫和小船一起缓慢向右运动，船夫相对小船有向右的运动趋势，所以小船对船夫的摩擦力向左，根据牛顿第三定律可知，小船受到船夫的摩擦力向右，故C正确； D．根据I=Ft，因船夫受到小船的支持力不为零，运动的时间也不为零，故船夫受到小船的支持力的冲量不为零，故D错误。 故选C。 30. （2025·浙江宁波·三模）如图所示是2025年春晚的《笔走龙蛇》节目。演员甲的一只脚踩在转盘边缘，另一只脚悬空，身体重心在转盘外。演员乙站在转盘上，与演员甲手拉手沿转盘半径方向摆出造型并随转盘一起转动。已知转盘以角速度做匀速圆周运动，演员甲、乙与转盘间均不发生相对滑动，下列说法正确的是（　　） A．演员甲受到重力、支持力和向心力的作用 B．演员甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对平衡力 C．转盘对演员甲和乙的静摩擦力的合力提供他们所需的向心力 D．当逐渐增大到某一值时，演员甲和乙将沿转盘的切线方向飞出 【答案】C 【详解】A．演员甲受到重力、支持力和演员乙的拉力作用，三个力的合力充当做圆周运动的向心力，选项A错误； B．演员甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对相互作用力，选项B错误； C．演员甲和乙在轮盘提供的静摩擦力作用下做匀速圆周运动，静摩擦力的合力提供他们做匀速圆周运动所需的向心力，故C正确； D．ω增大时，演员甲和乙所需的向心力增大，转盘对演员甲和乙的静摩擦力增大，静摩擦力达到最大时，ω达到最大值。ω继续增大，演员甲和乙将沿转盘的半径方向发生侧滑，故D错误。 故选C。 第二部分 高频考点预测篇 [高频考点预测】 预测01原子物理 31. 2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约为87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是（　　） A．衰变为时产生α粒子 B．衰变过程中满足动量守恒，机械能守恒 C．29年后，衰变的数目大于的数目 D．87年后，剩余的数目大于的数目 【答案】C 【详解】A．根据核反应质量数、电荷数守恒，衰变为时质量数不变、电荷数加1，属于β衰变，产生β粒子，不是α粒子，故A错误； B．衰变瞬间核内力远大于外力，满足动量守恒；但衰变过程有核能转化为粒子动能，机械能不守恒，故B错误； C．设初始两种原子核数目均为N0，29年后刚好经过1个半衰期，衰变数目为；半衰期为87年，29年仅经过个半衰期，衰变数目为，因此衰变的数目更大，故C正确； D．87年后经过3个半衰期，剩余数目为 经过1个半衰期，剩余数目为，剩余的数目更小，故D错误。 故选C。 32. 中国科学院在2025年11月1日发布消息，位于甘肃省武威市民勤县的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，已成功实现了钍铀核燃料转换。钍基熔盐堆内的链式反应示意图如图所示，下列相关判断中正确的是（　　） A．核反应属于核聚变反应 B．一个核27天后必将发生衰变生成 C．压强增大，的半衰期变小 D．钍基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的 【答案】D 【详解】A．核聚变反应是两质量很小的轻核结合成质量较大的核，核反应不属于核聚变反应，A项错误； B．核衰变遵循“统计规律”，对于一个核而言，何时发生衰变完全是随机的，B项错误； C．半衰期与外界状态无关，所以与压强无关，C错误； D．钍基熔盐堆本质上依然属于核裂变反应堆，其依然是利用核裂变来获取核能的，即利用中子轰击引起的链式反应来获取核能，D项正确。 故选 D。 33. 世界唯一建成并运行的熔盐堆第四代核能系统—2兆瓦热功率液态燃料钍基熔盐实验堆，已在甘肃武威加钍运行。钍基熔盐堆先将转化为，再转化为核燃料，其核反应方程为，。已知极易裂变，下列说法正确的是（　　） A．X是质子 B．是衰变 C．100g的经过一个半衰期，还剩余50g的 D．若把钍基熔盐堆建在月球上可以改变的半衰期 【答案】C 【详解】A．核反应遵循电荷数、质量数守恒，第一个反应中X的质量数为 电荷数为 可知X为中子，不是质子，故A错误； B．第二个反应中，2Y的总质量数为 总电荷数为 即每个Y质量数为0、电荷数为-1，说明Y为电子，该反应为发生了2次β衰变，故B错误； C．半衰期的定义为放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，因此100g的经过一个半衰期，剩余未衰变的质量为50g，故C正确； D．半衰期由原子核内部结构决定，与外界温度、压强、地理位置等环境因素无关，建在月球上也不会改变的半衰期，故D错误。 故选C。 34. 极紫外光（EUV）是一种高能量、高频率的电磁辐射，国产EUV技术已经取得突破，高度电离的锡离子~的电子处于不稳定的高能态。当它们从高能级（如4d轨道）向低能级（如4p轨道）跃迁时，会释放出特定能量的光子。对于~离子，其4d→4p的跃迁所对应的光子能量，恰好落在13.5nm波长附近。下列说法正确的是（　　） A．玻尔原子理论能够解释锡离子跃迁的光谱规律 B．锡离子4d→4p的跃迁后能量变低 C．对于~离子，其4d→4p的跃迁产生的是单一频率的光子 D．与红光相比，极紫外光衍射现象更明显 【答案】B 【详解】A．玻尔原子理论仅能解释氢原子、类氢离子等单电子系统的光谱规律，~为多电子系统，玻尔理论无法解释其跃迁光谱规律，故A错误； B．4d轨道能级高于4p轨道，电子从高能级向低能级跃迁时释放光子，离子总能量降低，故B正确； C．~核外电子数不同，轨道受屏蔽效应的影响不同，4d与4p的能级差存在差异，跃迁释放的光子频率并不唯一，故C错误； D．衍射现象的明显程度与波长正相关，极紫外光波长（13.5nm）远小于红光波长（约620~760nm），因此其衍射现象比红光更不明显，故D错误。 故选B。 35. 爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。图甲是光电效应实验装置示意图，图乙是研究光电效应电路中a、b两束入射光照射同种金属时产生的光电流与电压的关系图像，图丙是P、Q两种金属的光电子最大初动能与入射光频率的关系图像，图丁是某种金属的遏止电压与入射光频率之间的关系图像。下列说法正确的是（　　） A．在图甲实验中，改用红外线照射锌板验电器指针也会张开 B．由图乙可知，a光的频率等于b光 C．由图丙可知，金属P的逸出功大于金属Q的逸出功 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量h 【答案】B 【详解】A．图甲中，当紫外线照射锌板时，验电器指针张开，由于红光的频率较小，所以用红外线照射锌板不一定有光电子飞出，验电器指针不一定会张开，故A错误； B．图乙中，从光电流与电压的关系图中可以看出，遏止电压相同，根据可知a光的频率等于b光的频率，故B正确； C．根据光电效应方程 由图可得金属Q的极限频率大，可知金属P的逸出功小于金属Q的逸出功，故C错误； D．根据 解得 则斜率，故D错误。 故选B。 预测02光学 36. 冰雕展上，右侧面竖直的冰墙内装有LED光源S可视为点光源。实验小组想测量冰的折射率n，设计了如下实验：如图所示，光源S到冰墙右侧面的距离为，将半径为R的圆形遮光片贴在右侧墙面上，圆心正对光源S，发现在距右侧墙面距离为处的屏上黑影半径为2R。则冰的折射率n为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】作出光路如图： 由几何关系可得， 根据折射定律有 故选A。 37. 如图所示，某传感器的核心部件为一横截面半径为R的玻璃半圆柱体（O为圆心），用于引导和聚焦激光束。一束激光垂直于直径AB从空气经P点射入玻璃半圆柱体，光线在玻璃内经AB面一次反射后，从半圆柱体的最高点M射出，出射方向与AB成角，且与PM共线，则该玻璃半圆柱体对激光的折射率为（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】作出激光在半圆柱体中的光路图如图所示 设从M点射出时的入射角为i、折射角为r，根据光路图，出射方向与AB成角，且与PM共线，可知 连接OP可得为正三角形，则有 可得 可知为直角三角形，根据几何关系可得，根据折射定律有 解得 故选B。 38. 某同学从圆柱形玻璃砖上截下图甲所示部分柱体平放在平板玻璃上，其横截面如图乙所示，1、2分别为玻璃柱体的上、下表面，3、4分别为平板玻璃的上、下表面。现用单色光垂直照射玻璃柱体的上表面，下列说法正确的是（　　） A．干涉图样是单色光在1界面和2界面的反射光叠加后形成的 B．从上向下，能看到明暗相间的条纹，且内环疏外环密 C．从上向下，能看到干涉图样是左右不对称的 D．若干涉图样在某个位置向中间弯曲，表明平板玻璃上表面在该位置有小凸起 【答案】B 【详解】A．该情境下看到的干涉图样是薄膜干涉，是由单色光在2界面和3界面的反射光叠加后形成的，A错误； B．从上向下看到的干涉图样应该是条状的，因中间圆弧面的倾角小，而两侧的倾角大，故中间稀疏，两侧密集，B正确； C．左右两侧对称位置的薄膜厚度相同，条纹的明暗情况应相同，所以干涉图样是左右对称的，C错误； D．干涉条纹在薄膜厚度相同的地方是连续的，当干涉图样在某个位置向中间弯曲时，表明可能玻璃板上表面在该位置有小凹陷， D错误。 故选B。 39. 为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个小孔，孔内安装一透明材料，厚度与坦克壁厚度相同。已知坦克壁厚度d为15cm，该材料对光的折射率为。不考虑光在左右侧面的反射，若坦克内的人通过这块材料（可移动观察）能看到的外界角度范围最大为，则透明材料的宽度L为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】光路图如图所示 由光的折射定律可得， 又， 可得，故选A。 40. 光导纤维的导光原理基于光的全反射，其应用涉及通信、传感、照明、成像等多个领域。如图一段光导纤维弯成半圆形，外半径为，内半径为R。一细束单色光垂直于光导纤维的端头沿内侧切线射入时恰好发生全反射。已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（　　） A．光导纤维对该单色光的折射率为 B．光导纤维对所有色光的折射率均为 C．该单色光在光导纤维中传播的时间为 D．该单色光在光导纤维中传播的时间为 【答案】C 【详解】AB．画出光路如图所示。因恰好发生全反射，由几何关系易知临界角 根据公式及 解得光纤对该单色光的折射率 但是该光导纤维对不同色光的折射率不同，故AB错误； CD．该色光在光纤中的光速 由图易知该色光在光纤中的光程 该色光在光纤中传播用时，故C正确，D错误。 故选C。 预测03热学 41. 下列说法正确的是（    ） A．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 B．普通水不能作为核裂变时的慢化剂使用 C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 D．只要光的振动方向不与透振方向平行就无法通过偏振片 【答案】AC 【详解】A．霍尔元件利用霍尔效应工作，当通入恒定电流时，产生的霍尔电压与磁感应强度成正比，能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故A正确； B．普通水（轻水）可以作为核裂变反应堆的慢化剂，目前广泛使用的轻水堆就是以普通水作为慢化剂，故B错误； C．根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，这是热力学第二定律的核心结论，故C正确； D．只有光的振动方向与透振方向垂直时，才无法通过偏振片；若只是不平行（未垂直），光振动可以分解出平行于透振方向的分量，仍能部分通过偏振片，故D错误。 故选AC。 42. 下列判断正确的是（　　） A．比结合能越大的原子核越稳定 B．放射性元素经过个半衰期还剩的元素没有发生衰变 C．红外线和射线都是电磁波，在真空中传播的速度相等 D．一个系统把所吸收的热量全部用来对外做功是不可能的 【答案】AC 【详解】A．比结合能越大，即核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量越多，原子核结合越牢固，故A正确； B．放射性元素经过4个半衰期还剩的元素没有发生衰变，故B错误； C．红外线和射线都是电磁波，在真空中传播的速度相等，故C正确； D．在气体等温膨胀时，所吸收的热量全部用来对外做功，故D错误。 故选AC。 43. 下列说法正确的是 A．立体电影利用了光的衍射 B．要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松 C．霍尔元件是把电信号转化为磁信号的元器件 D．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质 【答案】BD 【详解】A．立体电影利用了光的偏振原理，故A错误； B．土壤里有很多毛细管，地下的水分可以沿着它们上升到地面。如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管，故B正确； C．霍尔元件是把磁信号转化为电信号的元器件，故C错误； D．紫外线的频率较大，具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，故D正确。 故选BD。 44. 下列说法正确的是（　　） A．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的 B．若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射出A光，那么用波长等于A光波长的光照射大量n=1能级氢原子，可以使部分氢原子跃迁到n=3能级 C．物理学中不与外界进行物质和能量交换的系统叫做孤立系统，一个孤立系统的熵值总是不增加的 D．光电效应、康普顿效应都揭示了光的波动性 【答案】AB 【详解】A．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的，故A正确； B．若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射出A光，则有 可知用波长等于A光波长的光照射大量n=1能级氢原子，可以使部分氢原子跃迁到n=3能级，故B正确； C．物理学中不与外界进行物质和能量交换的系统叫做孤立系统，一个孤立系统的熵总是向增加的方向进行，故C错误； D．光电效应、康普顿效应都揭示了光的粒子性，故D错误。 故选AB。 45. 高空风能具有储量丰富、风速高、风向稳定等优势，所蕴含的风能远远超过目前人类社会能源总需求。高空风力发电系统由空中组件、牵引缆绳和地面组件三部分构成，利用风力牵引地面发电系统做功发电。如图所示，伞体在2000m高空展开形成近5000m2的迎风面，垂直迎风面的风速为20m/s，伞体以一定的速度匀速上升，牵引地面发电系统产生的电功率为2.2×103kW。已知1kg标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳2.6kg，空气密度为1.0kg/m3。下列说法正确的是（　　） A．高空风能属于不可再生能源 B．伞体在匀速上升过程中机械能守恒 C．发电系统将风能转化为电能的效率约为28% D．若发电系统每天工作10h，可减少二氧化碳排放量约2.0×104kg 【答案】D 【详解】A．高空风能属于风能，风能可以从自然界源源不断获得，所以高空风能是可再生能源，故A错误； B．伞体匀速上升时，质量不变、速度不变，动能不变；但高度升高，重力势能增大，故机械能增大，所以机械能不守恒，故B错误； C．设时间内风吹来的空气质量为，则 质量为的空气具有的动能为 已知发电系统产生的电功率为 则内产生的电能为 发电系统将风能转化为电能的效率为 代入数据联立解得，故C错误； D．发电系统每天工作10h的发电量为 需要标准煤的质量为 则减少的二氧化碳排放量为，故D正确。 故选D。 预测04平衡问题和牛顿动力学问题 46. 如图所示，质量为的风筝受到垂直于风筝面向上的风力、沿风筝线的拉力和重力作用，在空中处于平衡状态，此时风筝平面、风筝线与水平面夹角均为。某时刻风力大小突然变为原来的2倍，通过调整风筝线与水平面的夹角使风筝再次在空中平衡，且调整过程中风筝平面与水平面的夹角始终为。不计风筝线质量，重力加速度为，风筝再次在空中平衡后，风筝线的拉力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】风筝受三个力，如图所示 根据平衡条件列方程，初始状态风筝平面、风筝线与水平面夹角均为，因此水平方向 竖直方向 联立解得 风力变为原来的2倍，即 风筝平面倾角不变，故方向不变。设调整后风筝线拉力为，风筝线与水平面夹角为，重新列平衡方程，水平方向 竖直方向 代入 化简得： 利用同角三角函数关系 两式平方相加得 即 解得 故选A。 47. 如图所示，质量为的匀质细绳，一端系在天花板上的点，另一端系在竖直墙壁上的点，平衡后最低点为点。现测得段绳长是段绳长的2倍，且绳子端的切线与墙壁的夹角为60度。以下说法不正确的是（　　） A．绳子在处弹力大小为 B．绳子在处弹力大小为 C．绳子在处弹力大小为 D．绳子端的切线与竖直方向夹角是49.1度 【答案】BD 【详解】BC．对段绳子进行受力分析可知，段绳子受重力、墙壁的拉力以及段绳子对其向左的拉力的作用处于平衡状态，其受力分析图如图甲所示： 沿着水平方向和竖直方向建立直角坐标系，则竖直方向的平衡方程为 解得绳子在处弹力的大小为 同理水平方向的平衡方程为 解得绳子在处弹力的大小为，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； AD．对段绳子进行受力分析可知，段绳子受重力、墙壁的拉力以及绳子对其向右的拉力的作用处于平衡状态，其受力分析图如图乙所示： 设绳子端的切线与竖直方向的夹角为，则根据平衡条件有， 联立解得绳子在处弹力的大小为 绳子端的切线与竖直方向夹角的正切值为 解得，故A正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选BD。 48. 如图所示，三根长都是l的轻杆，上端用铰链连接，每根杆都可以绕O自由转动，下端支在水平地面上的A、B、C三点，ABC为等边三角形，且每根轻杆与水平面的夹角均为。在O点连接一根轻绳，下端吊着一个重力为G的物体，三角架处于稳定状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（   ） A．地面对每根杆的支持力大小均为 B．每根杆对铰链O的作用力大小均为 C．杆和地面间的动摩擦因数至少为 D．若仅将等边三角形ABC的边长变短，则地面对每根杆的支持力变小 【答案】B 【详解】AD．将整个支架系统视为整体，则由平衡条件有 解得地面对每根杆的支持力大小均为 若仅将等边三角形ABC的边长变短，则地面对每根杆的支持力保持不变，故AD错误； B．由题意可知，每根杆与竖直方向的夹角均为，对O点进行受力分析，根据共点力平衡的推论有 解得每根杆对铰链O的作用力大小均为，故B正确； C．在A点，杆OA的作用力F沿水平方向的分量为 则由共点力的平衡条件可得，地面对A点的静摩擦力大小为 又因为地面对每根杆的支持力大小为，所以杆和地面间的动摩擦因数至少为，故C错误。 故选B。 49. 五个相同的篮球堆放在水平地面上，处于静止状态。其中四个篮球上方的正中间放有一个篮球，俯视图如图所示。下面四个球靠在一起且无挤压。篮球质量均为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（   ） A．地面对A球的作用力大小等于 B．A球对B球的作用力大小等于 C．地面对A球的摩擦力小于B球对A球的压力 D．地面对A球的摩擦力等于B球对A球的压力 【答案】C 【详解】A．整体分析可知，竖直方向每个篮球受到的支持力 而地面对篮球A还存在摩擦力，根据合成可知，地面对A球的作用力大小大于，故A错误； B．根据平衡和对称性可知，A球对B球的作用力的竖直分力大小等于，则A球对B球的作用力大小大于，故B错误； CD．对A分析可知，因为水平方向平衡，所以地面对A球的摩擦力等于B球对A球的压力水平分力，所以地面对A球的摩擦力小于B球对A球的压力，故C正确D错误。 故选C。 50. 某物理兴趣小组在“探究斜杆上滑块的运动”实验中，设计了如下装置：硬直杆与水平面成37°角放置，两端分别固定于O、M两点，一根弹性轻绳一端系在O点，另一端跨过固定在Q点的光滑定滑轮（大小不计）与套在杆上的滑块相连，滑块位于OM上P点时PQ与OM垂直，且杆与滑块间的弹力恰好为零。已知OQ沿竖直方向，弹性轻绳原长等于OQ的长度，PQ的长度为1.6m，滑块质量，滑块与杆之间的动摩擦因数，重力加速度，，，弹性轻绳的弹性势能可表示为，其中k为弹性轻绳的劲度系数，为弹性轻绳的形变量。将滑块从P点无初速度释放，下列说法正确的是（　　） A．滑块运动过程中滑动摩擦力大小始终为2.56N B．滑块下滑时与杆间的作用力先增大后减小 C．弹性轻绳的劲度系数为 D．滑块运动到O点时的动能为7.2J 【答案】D 【详解】AB．弹性轻绳原长等于，因此伸长量等于到滑块的长度，弹力 设到杆的垂直距离 对任意位置的滑块，绳与杆夹角为，由几何关系得（恒成立） 因此弹力垂直杆的分量 题目给出点处杆对滑块弹力为零，垂直杆方向平衡得 因此任意位置杆对滑块弹力 摩擦力，故AB错误； C．弹性轻绳的劲度系数为，由 代入数据 ，故C错误。 D．滑块运动到点时的动能为几何关系得， 滑块从到，下降高度 重力做功 初态弹性势能 末态（点）到滑块长度为，弹性势能 摩擦力做功为，由动能定理，故D正确。 故选D。 预测05抛体运动和圆周运动 51. 如图所示，在倾角为的斜面底端正上方高度H处，以初速度水平向右抛出一小球，最终落在斜面上。已知重力加速度为g，，不计空气阻力。下列说法中正确的是（    ） A．若，小球平抛运动的位移最小 B．若，小球将垂直打在斜面上 C．若，小球落到斜面上的速度最小 D．小球落到斜面上的最小速度为 【答案】ABD 【详解】A．由于小球做平拋运动的位移最小，即小球做平拋运动的合位移垂直于斜面，根据平抛运动规律有， 又知，即， 联立解得，故A正确； B．小球做平拋运动， 小球垂直打到斜面上，小球落在斜面上时速度与竖直方向成，分解小球落在斜面上时的速度 根据几何关系有 联立解得，故B正确； D．小球落在斜面上时的竖直分速度 小球落在斜面上时的水平分速度 几何关系 小球落在斜面上时的合速度 又知，联立解得 根据数学知识可知，与的乘积一定，当二者相等时和有最小值，故 整理得 所以小球落到斜面上的最小速度，故D正确； C．小球做平拋运动， 几何关系 又知 联立解得，故时小球落到斜面上的速度最小，C错误。 故选ABD。 52. 如图所示，在离地面高度为处先后水平向右抛出两小球和与地面碰撞瞬间水平速度不变，竖直速度大小不变、方向反向，运动过程中不考虑空气阻力，两小球的运动轨迹交点到地面的高度为，则水平抛出小球和的初速度大小之比为（　　） A．3：5 B．1：3 C． D． 【答案】C 【详解】设A初速度为，B初速度为，重力加速度为。B直接从高度平抛到交点（高度），竖直方向下落距离为 由自由落体规律 解得 A先下落到地面，再竖直上抛到交点。下落到地面的时间满足 得 落地时竖直速度大小 竖直上抛到的时间，由竖直上抛位移公式 代入整理得 解得上升到的时间（取较小根，对应上升过程） 因此A总运动时间 两球从同一点抛出，交点水平位移相等，即 因此 故选C。 53. 如图所示，工人将长为的杆状货物从货箱里取出时，用机械装置控制着货物的端沿着竖直的箱壁匀速上升，同时货物的端在箱底的水平面上向左滑行。下列说法正确的是（　　） A．端向左加速滑行 B．端向左先加速滑行后减速滑行 C．时端向左滑行的速度最大 D．当端距离货箱左壁时，两端的速度大小之比为 【答案】A 【详解】根据沿杆方向的分速度大小相等可得 解得 减小的过程中，一直增大，B端向左加速滑行。当端距离货箱左壁时 两端的速度大小之比为 故选A。 54. 如图甲，质量为m的游客坐在轿厢里随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动，游客经过最高点时开始计时，t0时间内游客的位移大小x随时间t变化的图像如图乙所示，游客可以看成质点，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．图乙是椭圆函数图像的一部分 B．摩天轮转动的角速度为 C．摩天轮做圆周运动的线速度大小为 D．时，游客重力的瞬时功率为 【答案】D 【详解】A．设摩天轮转动的角速度为，半径为，由弦长公式，游客的位移大小随时间的关系为 ，是正弦函数，故A错误； B．由图可知，转动周期，角速度，故B错误； C．线速度，故C错误； D．时，转过的角度 线速度大小 重力的瞬时功率 竖直分速度 因此，故D正确。 故选D。 55. 如图，竖直平面内固定一半径为R的半圆形光滑轨道，A为光滑水平面上的一点，B为轨道与水平面的切点。A点与圆心O点之间距离为3R，AO的延长线交半圆形轨道于P点。原长为2R、劲度系数为k的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与质量为m的物块连接。若物块从P点以的初速度沿轨道滑下，且运动到A点的过程中始终不脱离轨道和水平面，下列说法正确的是（　　） A．物块在P点时加速度的方向指向圆心 B．物块运动到A点时的速度大小为 C．物块对轨道的最大压力为 D．物块质量m最大为 【答案】D 【详解】A．物块在P点受到竖直向下的重力，沿半径向外的弹簧弹力和指向圆心的轨道的弹力，即物块既有向心加速度，也有切向加速度，所以加速度方向指向左下方，并不指向圆心，故A错误； B．设初始时弹簧与水平方向的夹角为θ，从P运动到A点，根据机械能守恒定律可得 根据几何关系可得 联立解得，故B错误； C．物块运动到B点时，物块对轨道的压力最大，则 在B点，根据牛顿第二定律可得 联立可得，故C错误； D．由于物块运动过程中始终不脱离轨道，当物块质量最大时，物块在P点与轨道恰好无弹力作用，则 解得，故D正确。 故选D。 预测06万有引力与航天 56. 如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（　　） A．地球的平均密度为 B．卫星Ⅱ的周期为 C．卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为 D．卫星Ⅱ运动的周期内无法直接接收到卫星发出电磁波信号的时间 【答案】B 【详解】AB．设地球质量为，卫星Ⅰ、Ⅱ的轨道半径分别为和，卫星Ⅰ为同步卫星，周期为，近地卫星Ⅱ的周期为。根据开普勒第三定律则有 由题图可得 可得卫星Ⅱ的周期为 对于卫星Ⅱ，根据牛顿第二定律可得 地球的密度为 联立以上各式，可得地球的平均密度为，故A错误，B正确； C．对于不同轨道卫星，根据牛顿第二定律可得 解得 所以卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为，故C错误； D．当卫星Ⅱ运行到与卫星Ⅰ的连线隔着地球的区域内，其对应圆心角为时，卫星II无法直接接收到卫星Ⅰ发出电磁波信号，设这段时间为。若两卫星同向运行，则有 其中， 解得 若两卫星相向运行，则有，， 解得，故D错误。 故选B。 57. 飞船发射入轨是一个复杂的过程。如图所示，发射飞船时先将飞船发射至近地轨道，在近地轨道的A点调整速度进入转移轨道，在转移轨道上的远地点B调整速度后进入目标轨道。不计飞船质量的变化，只考虑飞船所受的万有引力，已知引力常量为G，地球质量为M，近地圆轨道半径为，目标圆轨道半径为。下列说法正确的是（    ） A．若飞船在转移轨道上运动经过A点时的线速度为，则飞船在此轨道上经过B点时的线速度等于 B．飞船在目标轨道上运动经过B点的加速度比在转移轨道上运动经过B点的加速度大 C．飞船在转移轨道与近地轨道上运动的周期之比为 D．探测器在转移轨道上绕地球从A点向B点稳定运行过程中机械能减小 【答案】C 【详解】A．根据开普勒第二定律，对转移轨道有 整理得，故A错误； B．加速度由万有引力提供，有 即 飞船在转移轨道和目标轨道经过B点时到地心的距离相同，因此加速度相等，故B错误； C．根据开普勒第三定律，绕同一中心天体运动的天体满足 转移轨道为椭圆，半长轴 近地圆轨道半长轴为，因此 整理得周期比，故C正确； D．转移轨道运行过程中，只有万有引力做功，机械能守恒，故D错误。 故选C。 58. 某卫星发射过程如图所示，发射后先进入近地轨道Ⅰ做匀速圆周运动，然后在P点进入过渡轨道Ⅱ运动，最后在Q点进入目标轨道Ⅲ做匀速圆周运动。P、Q两点相距L，H为赤道上一物体，卫星传感器显示卫星在Ⅱ轨道运行时周期为T，地球半径及近地轨道Ⅰ半径均为R，引力常量为G，下列说法正确的是（   ） A．卫星在Ⅲ轨道的加速度一定比H物体的加速度小 B．卫星在Ⅱ轨道P点的速度小于其在Ⅲ轨道的速度 C．地球质量为 D．地球密度为 【答案】D 【详解】A．H物体并非天体，且轨道Ⅲ半径未知，无法比较与，A错误； B．卫星由轨道Ⅰ加速进入轨道Ⅱ，所以； 因为，根据，可得 所以，即，B错误； C．由万有引力定律有 得 根据开普勒第三定律 得，C错误； D．又，，可得，D正确。 故选D。 59. 太空垃圾是指绕地球高速运行的报废卫星，它可视为在近地轨道上做匀速圆周运动。某报废卫星的质量，横截面（与卫星运动方向垂直），若在半径为的近地轨道附近布满密度为的粉尘气体（由粉尘粒子构成），假设粉尘粒子相对地心处于静止状态，它们和该报废卫星发生碰撞后黏附在卫星上。已知地球的密度为，地球的半径，重力加速度大小，试估算该报废卫星因与粉尘碰撞而受到的拖拽力大小约为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】在地球表面有 近地轨道卫星做匀速圆周运动，重力提供向心力，有 联立可得 单位时间内与卫星碰撞的粉尘质量为 粉尘碰撞后获得与卫星相同的速度，根据动量定理得 联立可得拖拽力为 代入数据可得 故选A。 60. 嫦娥六号探测器执行月球探测任务时，先在月球近月圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，轨道半径近似等于月球半径R，在到达Ⅰ轨道的A点时，发动机点火加速使其瞬间进入椭圆转移轨道Ⅱ，进入轨道Ⅱ后关闭发动机，轨道Ⅱ远地点B为月球极地圆轨道Ⅲ的切点，极地轨道半径为2R。已知月球极地轨道Ⅲ的周期为T，引力常量为G，月球质量为M。下列说法正确的是（　　） A．探测器在转移轨道Ⅱ上从A点到B点的时间大于 B．探测器在转移轨道Ⅱ上从A点到B点的过程中机械能逐渐增大 C．探测器在轨道Ⅱ上经过A点的速率与经过B点的速率之比为 D．探测器在A点和B点的加速度大小之比为 【答案】C 【详解】A．转移轨道Ⅱ的半长轴 极地轨道Ⅲ半径为2R，周期为T。根据开普勒第三定律有 解得 从A到B的时间为转移轨道周期的一半，有，故A错误； B．探测器在转移轨道Ⅱ上运动时，仅受月球引力作用，机械能守恒，故B错误； C．根据开普勒第二定律，对于椭圆轨道的长轴端点、，探测器与月球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等，即 代入，得 即速率比为，故C正确； D．根据万有引力定律和牛顿第二定律，得探测器的加速度 A点半径，B点半径，可得，故D错误。 故选C。 预测07功能关系 61. 如图所示，质量为m的小球用细线悬挂在天花板上，小球在竖直向上的外力F作用下静止（）。现保持F大小不变，并使F沿逆时针方向缓慢旋转至水平向左，在此过程中小球也缓慢移动。以下说法正确的是（　　） A．细线对小球的拉力先增大后减小 B．细线偏离竖直方向的角度先增大后减小 C．外力F对小球一直做正功 D．细线的拉力对小球先做正功后做负功 【答案】B 【详解】AB．作出重力mg、绳上拉力T、外力F的矢量三角形，如图所示 当T与F垂直时，θ最大，F与竖直方向的夹角增至水平向左过程中T逐渐增大，故A错误，B正确； CD．小球缓慢转动，小球的动能不变,其重力势能先增加后减小，绳上拉力T不做功，根据动能定理可知外力F先做正功后做负功，故CD错误。 故选B。 62. 如图（a）所示，一倾角为θ的固定斜面底端装有一挡板，挡板上装有力传感器，t=0时刻一小物块在斜面上距挡板L处由静止释放，小物块沿斜面下滑并与挡板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，忽略碰撞过程中物块所受的重力和摩擦力。挡板弹力F随时间t变化的图像如图（b）所示，图像中两阴影区域面积之比为2:1。下列说法正确的是（    ） A．第一次和第二次与挡板碰撞的时刻之比 B．第一次和第二次与挡板碰撞的弹力大小之比为2:1 C．斜面与小物块间的动摩擦因数 D．小物块在斜面上运动的总路程为 【答案】AC 【详解】B．图像中两阴影区域面积之比为，可知第一次和第二次与挡板碰撞的弹力的冲量大小之比为，由于两次作用时间不一定相等，所以第一次和第二次与挡板碰撞的弹力大小之比不一定为，故B错误； C．设小物块第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小为，小物块的质量为，则第一次碰撞过程小物块的动量变化量大小为 设小物块第二次与挡板碰撞前瞬间的速度大小为，则第二次碰撞过程小物块的动量变化量大小为 由于第一次和第二次与挡板碰撞的弹力的冲量大小之比为，根据动量定理可得 则有 小物块下滑过程，根据牛顿第二定律可得 小物块上滑过程，根据牛顿第二定律可得 小物块第一次碰撞后上升过程有 下滑过程有 联立解得，，，故C正确； A．根据运动学公式可得， 又， 联立可得第一次和第二次与挡板碰撞的时刻之比，故A正确； D．经过足够长时间，最终小物块静止在挡板处，根据能量守恒可得 解得小物块在斜面上运动的总路程为，故D错误。 故选AC。 63. 如图，在竖直面内存在水平向右的匀强电场，一带正电的小球质量为m、电荷量为q，从匀强电场中的A点以初速度v0沿右上方射出，速度与电场方向的夹角为30°，一段时间后，小球经过与A点等高的B点。已知匀强电场场强，重力加速度为g，下列说法正确的是（   ） A．小球从A点到B点所花的时间 B．A、B两点间的距离 C．小球在B点的速度与电场方向的夹角 D．小球在B点的动能 【答案】AD 【详解】A．将小球的运动分解在水平和竖直方向上。初速度分量 加速度分量， 小球从A点运动到与A等高的B点，竖直位移为零，则有 解得 故A正确； B．A、B间距 故B错误； C．小球在B点vy与A点的等大反向，但vx比A点的大，因此夹角不是30°，故C错误； D．小球从A点运动到B点，只有电场力做正功，因此小球在B点的动能 故D正确。 故选AD。 64. 图甲为沉井施工过程示意图，将井体放置在施工处，抓斗挖走井体内泥沙，井体受自身重力和泥沙阻力的共同作用而竖直下沉。若井体从静止开始下沉到停在底部，加速度a随时间t的变化如图乙，则（　　） A．时间内，井体所受合外力逐渐增大 B．时间内，井体重力的瞬时功率减小 C．时间内，井体克服阻力做功小于重力做功 D．时间内，重力和泥沙阻力的冲量大小相等 【答案】D 【详解】A．根据牛顿第二定律，由图可得时间内，井体加速度减小，可知井体所受合外力逐渐减小，故A错误； B．时间内，井体做加速度减小的加速运动，根据可得井体重力的瞬时功率增大，故B错误； C．时间内，井体从静止开始运动最后停下，初末动能均为零，动能变化量为零，根据动能定理 可得井体克服阻力做功等于重力做功，故C错误； D．时间内，动量变化量为零，根据动量定理 可得重力和泥沙阻力的冲量大小相等，故D正确。 故选D。 65. 如图所示在倾角为的斜面体上，ABCD面虚线左侧粗糙右侧光滑，绳子一端连接小球，另一端与固定点O连接。为了让小球在ABCD面内做圆周运动，给小球一个水平向左的速度（未知）恰好使OE段无张力。当小球运动到G点时绳子突然断裂，之后小球做类斜抛运动，E、F点为圆周运动的最高点和最低点且F在BC上。绳子长度L为0.2m，小球质量为1kg，运动到G点时速度为，G点与圆心O的连线与EF的夹角为，重力加速度取，则（　　） A．从E到G动量变化量为 B．从E到G摩擦力做的功为2J C．小球在G点时重力的功率 D．小球在类斜抛运动过程中离BC边的最大距离为 【答案】C 【详解】A．小球在E点时，由重力沿斜面方向的分力提供向心力，有 解得 由几何关系可知，与G点的速度的夹角为，则速度变化量为 从E到G的动量变化量为，故A错误； B．小球在E点和G点的速度大小相等，动能变化量为0，由动能定理，得 重力做功 则从E到G摩擦力做的功为，故B错误； C．小球在G点时沿斜面垂直于BC方向的速度为 小球在G点时竖直方向的速度为 小球在G点时重力的功率，故C正确； D．小球沿斜面垂直于BC方向的速度为0时，离BC边的距离最大，沿斜面垂直于BC方向的加速度为 由匀变速直线运动速度与位移的关系，可得从G点沿斜面垂直于BC方向上升的最大距离为 由几何关系，可得离BC边的最大距离为，故D错误。 故选C。 预测08动量定理和动量守恒定律 66. 如图甲，物块A与质量为m的物块B之间用轻弹簧连接，放在光滑水平面上，弹簧处于原长状态。时刻，给A、B以相同大小的初速度相向运动，取A的初速度方向为正方向，在到的时间内A、B的图像如图乙所示。已知在到的时间内物块A的位移为，弹簧始终处于弹性限度内，则（　　） A．物块A的质量为3m B．时刻弹簧的弹性势能为 C．时刻物块B的速度为 D．时刻弹簧的压缩量为 【答案】ABD 【详解】A．物块A、B与弹簧组成的系统满足动量守恒，根据动量守恒定律有 解得，故A正确； B．根据能量守恒，时刻弹簧的弹性势能 故B正确； C．根据动量守恒定律有 解得时刻物块B的速度为，故C错误； D．在到的时间内物块A的位移为 该过程，根据动量守恒定律有 等式两边同乘时间并求和可得 其中 解得 则此时弹簧的压缩量，故D正确。 故选ABD。 67. 滑板运动现在已经成为风靡全球的青少年时尚运动，代表着自由、创意与挑战极限的精神。如图甲，一名滑手以水平速度从左侧滑上静止的滑板，一段时间后速度变为，滑手的图像如图乙所示。已知滑板质量为m，重力加速度为g，忽略滑板与地面间的摩擦，利用以上信息可求出的物理量是（   ） A．滑手的质量 B．滑手鞋底与滑板的相对位移 C．滑手鞋底与滑板的动摩擦因数 D．滑手鞋底与滑板因摩擦而产生的热量 【答案】AD 【详解】A．设滑手质量为，由动量守恒 整理得 已知因此可以求出滑手质量，故A正确； B．相对位移，， 得 题目未给出共速的时间，因此无法求出相对位移，故B错误； C．对滑手，摩擦力 整理得 时间未知，因此无法求出动摩擦因数，故C错误； D．摩擦生热等于系统动能的损失，即 代入 化简，最终得 所有量已知，因此可以求出摩擦生热，故D正确。 故选AD。 68. 如图所示，质量的足够长木板B静止在粗糙水平地面上，质量的小物块A静止在B的右端。已知B的下表面与地面之间的动摩擦因数，B的上表面与A之间的动摩擦因数，重力加速度为。现对B施加一水平向右的拉力，拉力F随时间t变化的规律为，下列判断正确的是（    ） A．时，B的速度大小为 B．时，A受到的摩擦力大小为 C．时，B的速度大小为 D．的时间内，A的位移大小为7m 【答案】BD 【详解】A．当拉力时，A、B开始运动，即时开始运动。考虑长木板与小滑块相对静止，一起向前加速过程，对整体分析，由牛顿第二定律有 刚要发生相对滑动时 解得 因此时，木板与小滑块一起向前加速，未发生相对滑动，设时，两者共同速度为，因时两者才开始运动，的时间内，拉力的冲量 根据动量定理，对A、B组成的整体有 解得A、B的速度为，故A错误； B．时，A、B仍一起加速，设加速度为，整体上由牛顿第二定律有 对A有 联立可得，故B正确； C．时，设两者共同速度为，同理根据动量定理可求得 的时间内，木板与小滑块发生相对滑动，时，设B的速度，对B根据动量定理有 解得，故C错误； D．的时间内，物块A做匀加速直线运动，位移，故D正确。 故选BD。 69. 每年春季有大量鸻鹬类候鸟（如斑尾塍鹬、大滨鹬）栖息于鸭绿江口，是观鸟的好时期。如图甲所示，一质量为的候鸟观察到猎物后在低空由静止开始竖直向下加速俯冲，入水后做减速直线运动。整个运动过程的图像如图乙所示，已知候鸟入水瞬间的速度大小为，在空中俯冲时受到的阻力恒为重力的0.1倍，重力加速度大小取，求： (1)候鸟加速过程中加速度的大小； (2)候鸟加速过程的时间及位移的大小； (3)过程中水对候鸟作用力的冲量大小。 【答案】(1) (2)4.5m (3) 【详解】（1）候鸟俯冲过程，由牛顿第二定律 解得 （2）加速下落过程满足 解得，方向竖直向下 （3）根据 解得 规定竖直向下为正方向，候鸟运动全程，由动量定理得 解得 水对候鸟作用力的冲量大小为，方向竖直向上 70. 如图所示，在光滑绝缘水平桌面上建立直角坐标系xOy，在第Ⅰ、Ⅳ象限存在磁感应强度大小为B、方向垂直桌面向下的匀强磁场。一可视为质点、带电荷量为、质量为m的小球，从O点以初速度大小沿x轴正方向进入磁场，小球在运动过程中受到的空气阻力大小（其中k为已知常数），空气阻力方向与小球速度方向相反，最终小球停在H点，下列说法正确的是（   ） A．小球进入磁场瞬间加速度大小为 B．H点的横坐标为 C．H点的纵坐标为 D．小球轨迹长度为 【答案】BD 【详解】A．小球进入磁场时，受空气阻力，方向向左，受洛伦兹力，方向向上，则，故A错误； BC．对x方向应用动量定理，可得 对y方向应用动量定理， 解得H点的横纵坐标为，，故B正确，C错误； D．对小球轨迹切线方向应用牛顿第二定律， ， 小球轨迹长度为，故D正确。 故选BD。 预测09机械振动和机械波 71. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端拴小物块A和B，A的质量为m，B的质量为2m，系统处于静止状态，某时刻剪断AB间的细绳，A开始做简谐运动。重力加速度为g，A做简谐运动时的周期。下列说法正确的是（　　） A．A在最高点的加速度大小为 B．A做简谐运动的振幅为 C．A的最大速度为 D．A从开始到第一次到达原长的时间为 【答案】C 【详解】B．系统静止时，弹簧弹力等于A、B总重力 得 剪断细绳后，A的平衡位置满足 得 故振幅，B错误； A．简谐运动中，加速度（x为偏离平衡位置的位移）。最高点相对平衡位置的位移为 代入得，A错误； C．A最大速度出现在平衡位置，由机械能守恒（初始位置到平衡位置） 求得，C正确； D．弹簧原长位置，相对平衡位置，故位移 简谐运动方程：，其中，，令，得 得 第一次满足的最小角度为，解得：，D错误。 故选C。 72. 如图所示，12位身高相同的同学手挽手站成一排模拟机械波的形成和传播。t=0时，从同学1开始依次带动右边的同学，每人每分钟完成30次下蹲和起立，形成一列向右传播的“机械波”。已知同学1第一次蹲到最低点时，同学5刚好要开始下蹲；队伍中相邻两同学所站位置间距均为0.8m，所有同学从开始下蹲到最低点过程中，头部竖直向下运动路程均为60cm。下列说法正确的是（　　） A．这列“波”的波长为2.4m B．这列“波”的波速为3.2m/s C．t=6s时同学12开始下蹲 D．0~4s内同学9的头部运动路程为1.8m 【答案】BD 【详解】A．相邻同学间距，波长是指一个完整波形对应的平衡位置间的长度，题意可知，17个同学间距对应一个完整波形，波长，故A错误。 B．每人每分钟完成30次下蹲和起立，则同学1振动频率，波速，故B正确。 C．同学1与同学12间距为，由，故C错误。 D．1到9同学间刚好半个波长，所以时第9位同学开始下蹲，时完成1.5次下蹲起立，路程为，故D正确。 故选BD。 73. 一轻质弹簧一端固定于竖直墙上，另一端与一质量为2kg的物块相连，弹簧劲度系数为100N/m，初始时物块静止于粗糙水平面上，且弹簧位于原长，物块与水平面间动摩擦因数为0.5，现物块在一水平向左的外力F作用下缓慢向左移动0.5m，然后撤去外力，不计空气阻力，已知简谐振动的周期，弹簧弹性势能表达式，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A．外力F做的功为12.5J B．撤去外力F后，物块向右运动的最大距离为1m C．从释放物块到最终静止经历的时间为 D．从释放物块到最终静止产生的热量为10J 【答案】C 【详解】滑动摩擦力。 A．缓慢移动过程中，根据功能关系，外力做的功等于弹性势能增加量与克服摩擦力做功之和，即，故 A 错误。 B．撤去外力后，物块向右运动，设向右运动到最远点距离原点，根据能量守恒定律有 解得 则向右运动的最大距离为，故B错误。 C．简谐运动周期 物块从释放，第一次向右运动到处速度减为零，历时 此时弹簧弹力 物块将向左运动。根据能量守恒定律有 解得 此时弹簧弹力 物块静止。历时 总时间 ，故 C 正确。 D．全过程产生的热量等于克服摩擦力做的总功，总路程 产热，故 D 错误。 故选C。 74. 如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中处的质点P沿y轴负方向运动，Q的纵坐标为，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．内，质点P的路程可能为 C．若周期，则波速为 D．若周期，Q的振动方程为 【答案】AC 【详解】A．在时刻，介质中处的质点P沿y轴负方向运动，由“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，故A正确； B．波沿正方向传播，从到，波的传播时间满足（n=0，1，2，…） 时在平衡位置，内的总路程为（n=0，1，2，…） 由图可知，振幅，最小路程为时， 不可能为，故B错误； C．若，则只能取，即 得 由图可得，波长，波速，故C正确； D．时， 设的振动方程为 时， 代入得 波沿x轴正方向传播，点时沿正方向运动，因此 振动方程为，故D错误。 故选AC。 75. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。如图所示为t=1s时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处，下列说法正确的是（　　） A．两列波的周期均为0.1s B．P点在t=1.5s时刻位于平衡位置 C．两列波在t=2.75s相遇 D．0~2.75s内质点M运动的路程是16cm 【答案】BD 【详解】A．根据图像可知波长为0.4m，则波传播的周期为，故A错误； B．由于周期为1s，P点再次回到平衡位置需要半个周期，即0.5s，则，故B正确； C．两列波传播速度相同，由图可知，两列波会在M点相遇，即两列波还需要传播的距离为 对应时刻为，故C错误； D．0~1.75s内，M点还没有开始振动，M点总共振动的时间为1s，即一个周期，两波源与M点的距离分别为， 可知波程差为零，由于两列波振动步调相同，故M点为振动加强点，振幅为2A，可知在剩余的1T内，质点运动的路程为，故D正确。 故选BD。 预测10电场的基本规律应用 76. 如图所示，在平面的空间区域存在场强大小为的匀强电场，电场方向平行于平面，点坐标为，点坐标为，坐标原点的电势高于、两点，且。时刻，一带正电的粒子从坐标原点以的初速度沿轴负方向运动，已知带电粒子的比荷为，重力不计，取，则下列说法正确的是（　　） A．点电势低于点电势 B．电场方向与轴正方向夹角为 C．当末时，带电粒子的速度恰好沿轴正向 D．带电粒子的运动轨迹经过轴时的纵坐标为 【答案】BD 【详解】A．由题意可知 可得，故A错误； B．设沿轴正方向的分场强为，沿轴正方向的分场强为，则有， 可得 则电场方向与轴正方向夹角满足 可得，故B正确； CD．沿轴正方向的分场强大小为 沿轴正方向的分场强大小为 一带正电的粒子从坐标原点以的初速度沿轴负方向运动，粒子先沿轴负方向做匀减速直线运动，同时沿轴正方向做匀加速直线运动，加速度大小分别为， 轴分速度减为0所用时间为 可知末时，带电粒子的速度恰好沿轴正向；根据对称性可知，当时，粒子经过轴，此时有 可知带电粒子的运动轨迹经过轴时的纵坐标为，故C错误，D正确。 故选BD。 77. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC的三个顶点分别固定一个点电荷，已知A、B处点电荷的电荷量均为-q，三角形中心O点的电场强度大小为E，方向由O指向C。静电力常量为k，则A、B连线中点M处的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据几何关系可得 所以A、B处点电荷在O点处的合场强大小为 方向由O指向M，所以 A、B处点电荷在M点处的合场强为零，所以A、B连线中点M处的电场强度大小为 联立解得 故选B。 78. 如图所示为半径是r的半圆，O为圆心，ab为直径，c、d为半圆的三等分点。在a、b两点分别固定一点电荷，若在空间加一水平向左、电场强度大小为的匀强电场，c点的电场强度刚好为0，静电力常量为k，下列说法正确的是（   ） A．a、b两点的电荷均带正电 B．a点的电荷带负电，b点的电荷带正电 C．a点的电荷所带电荷量的大小为 D．b点的电荷所带电荷量的大小为 【答案】D 【详解】A．a、b两点电荷在c点的合场强水平向右、大小为，竖直分量总和为0。两个点电荷的场强竖直分量必须一上一下。若均带正电，两个场强竖直分量都向上，无法抵消，A错误； B．若a带负电、b带正电，两个场强水平分量都向左，合场强向左，与向左的匀强电场叠加后不可能为零，B错误； CD．设a、b在c点的场强大小分别为、，因竖直分量 水平分量总和等于 ， 可得： ， 根据点电荷场强公式，其中 解得 同理可得，C错误，D正确。 故选 D。 79. 如图，在竖直面内存在水平向右的匀强电场，一带正电的小球质量为电荷量为，从匀强电场中的点以初速度沿右上方射出，速度与电场方向的夹角为，一段时间后，小球经过与点等高的点。已知匀强电场场强，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．小球从点到点所花的时间 B．两点间的距离 C．小球在点的速度与电场方向的夹角 D．小球在点的动能 【答案】AD 【详解】A．竖直方向小球做上抛运动，则小球从点到点所花的时间，A正确； B．水平方向小球做匀加速运动，水平加速度 两点间的距离，B错误； C．小球在点的速度与电场方向的夹角 可知，C错误； D．小球在点的动能，D正确。 故选AD。 80. 如图所示，带电荷量为的球1固定在倾角为30°绝缘光滑斜面上的a点，其正上方L处固定一带电荷量为－Q的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为，球2、3间的静电力大小为；现迅速移走球1，球3沿斜面向下运动．球的大小不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．球3可能带负电 B．球3在a、b间做简谐运动 C．球3运动到a点时的速度大小为 D．球3在a点的加速度大小是在ab中点的4倍 【答案】CD 【详解】A．由题意可知三小球构成等边三角形，弹簧处于压缩状态，故球1和3之间一定是斥力，故球3带正电，A错误； BC．球3运动至a点时，弹簧的伸长量等于，由对称性可知，球2对3的库仑力做功为0，弹簧弹力做功为0，据动能定理有 解得 球3在a点速度不为零，可见不可能在a、b间做简谐运动，B错误、C正确； D．设球3的电荷量为q，在b点有 设弹簧的弹力为F，沿斜面方向有 解得 球3运动至a点时，弹簧的弹力等大反向，则有 解得 而球3运动至ab中点时，弹簧弹力为0，在沿斜面方向有 解得，D正确。 故选CD。 预测11磁场的基本规律应用 81. 在一个范围足够大、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，将一个质量为m、电量为q的带正电小球由静止释放，已知当地的重力加速度为g，磁场方向水平，如图所示。小球从静止开始下落的过程中，以下说法正确的是（　　） A．小球运动到最低点时，洛伦兹力的瞬时功率为 B．小球从出发第一次到达最高点时的位移为 C．小球从出发到第一次到达最低点的过程中，水平位移与竖直位移大小之比为 D．小球从出发到第一次到达最低点的过程中，洛伦兹力的冲量大小为 【答案】BC 【详解】A．小球带正电，由静止释放，在竖直向下的重力与垂直纸面向里的匀强磁场中做摆线运动。其运动可分解为：水平、竖直方向均以做匀速圆周运动，圆周运动周期 第一次运动到最低点时，竖直分速度抵消为0，水平分速度合为；洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功。洛伦兹力始终与速度方向垂直，由功率公式 可知洛伦兹力瞬时功率恒为0，与速度大小无关，故A错误； B．小球第一次到达最高点的时间为一个周期 水平位移 竖直方向圆周运动一个周期回到初始高度，竖直位移为0，故合位移等于水平位移，故 B正确； C．小球第一次到达最低点的时间为半周期 水平位移 竖直位移为圆周运动半周期的直径 位移比值，故C正确； D．由动量定理矢量分解，最低点水平动量变化 竖直方向 重力冲量 洛伦兹力冲量，故D错误。 选BC。 82. 某智能手环的磁传感器内置霍尔元件（用于将磁场信号转换为电信号），其结构可简化为长方体：元件宽度为，厚度为，匀强磁场垂直元件工作面向下，磁感应强度为，元件内通入图示方向的电流。稳定后，元件左右两侧面间的电势差为。已知元件中自由移动的电荷带负电，电荷量为，单位体积内自由电荷数为。下列说法正确的是（　　） A．侧面的电势高于侧面的电势 B．自由电荷受到的电场力为 C．两侧面电势差与磁感应强度的关系为 D．元件中自由电荷由负电荷变为正电荷，两侧的电势高低不会发生变化 【答案】C 【详解】AD．元件中的自由电荷带负电，根据左手定则，自由电荷向侧面偏转，侧面的电势低于侧面的电势；同理若元件中自由电荷由负电荷变为正电荷，则侧面的电势高于侧面的电势，故AD错误； B．之间的电场强度 自由电荷受到的电场力，故B错误； C．稳定后，自由电荷所受洛伦兹力的大小等于电场力的大小，即 根据电流微观表达式 又 联立可得，故C正确。 故选C。 83. 某种回旋加速器的设计方案如图甲所示，图中粗黑线段为两个正对的极板，其间存在匀强电场，两极板间电势差为U。两极板的板面中部各有一沿OP方向的狭长狭缝，带电粒子可通过狭缝穿越极板，如图乙所示。两虚线外侧区域存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面。在离子源S中产生的质量为m、带电量为q的离子，由静止开始被电场加速，经狭缝中的O点进入磁场区域，最终只能从出射孔P射出。如果离子打到器壁或离子源外壁即被吸收。O点到极板右端的距离为D，到出射孔P的距离为bD，图乙磁场的磁感应强度B大小可调，下列说法正确的是（　　） A．离子能从射出，可能的磁感应强度的最小值为 B．若，则离子一定不能从射出 C．若，，离子打到点时在磁场中运动总时间为 D．若，，离子从射出时的动能为 【答案】ABD 【详解】A．磁感应强度B最小时，离子可经一次加速后从P点离开磁场，根据动能定理得 进入磁场后做匀速圆周运动，有 解得，故A正确； B．若，根据 得到 可知离子经过加速后在磁场中转一圈打到离子源外壁被吸收，不能从P射出，故B正确； CD．若，，则离子第一次加速后的半径为 在磁场中转动半圈后进入电场做减速运动，到下极板速度减为零又再次加速飞出上极板，速度大小不变，半径仍为 如此重复两次后离子从下极板进入电场，可继续加速，速度变大半径变大，如此重复直至从P射出。射出时的半径为 所以射出时的速度 因此射出时动能为 离子在磁场中运动的时间为15.5个周期，即，故C错误，D正确。 故选ABD。 84. 如图所示，用硬质铜丝均匀绕成螺线管并固定于绝缘水平面上，两端吸附有圆柱形强磁铁（导体）的干电池置于螺线管当中，电流只沿P、Q间的铜丝流动，则磁铁的吸附方式能使干电池和磁铁一起向左滑动的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】通电铜丝与电池两端的磁铁有相互作用，一端排斥，另一端吸引，螺线管内的磁场向左，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知干电池左端磁铁的右端为N极，右端磁铁的左端为N极，干电池和磁铁一起向左滑动。 故选D。 85. 如图甲所示，在水平实验台上固定一个周长为的超导圆环，一块质量为的永磁铁沿圆环中心轴线从正上方缓慢向下运动，永磁铁最终悬浮在圆环正上方高度处，由于超导体存在极小的电阻导致电流衰减，永磁铁的悬浮位置会随时间缓慢下移，经过时间，悬浮高度变为。已知永磁铁在高度处时，圆环所在位置的磁感应强度大小分别为，磁场方向与水平方向的夹角分别为，圆环中的感应电流大小分别为。图乙为实验测得的圆环中电流大小的平方随时间变化的图像，重力加速度为，忽略磁场能的变化。下列说法正确的是（　　） A．从上向下看，超导圆环中感应电流的方向为逆时针方向 B．永磁铁在高度处时，超导圆环所受安培力的大小为 C．永磁铁在高度处时，超导圆环所受安培力的方向竖直向上 D．该超导圆环的电阻值为 【答案】ABD 【详解】A．永磁铁向下靠近圆环，穿过圆环的向下磁通量增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向上阻碍磁通量增加；由右手螺旋定则，从上向下看，超导圆环中感应电流为逆时针方向，故A正确； B．将磁感应强度分解为竖直分量和水平分量，竖直分量对电流的安培力沿水平方向，总合力为零；水平分量对每个电流元的安培力均沿竖直方向，总安培力大小为 ，故B正确； C．永磁铁悬浮平衡，重力向下，因此圆环对永磁铁的安培力竖直向上；根据牛顿第三定律，永磁铁对超导圆环的安培力方向竖直向下，故C错误； D．根据能量守恒，永磁铁重力势能的减少量全部转化为超导圆环电阻的焦耳热（忽略磁场能变化），即 随线性变化，焦耳热 整理得，故D正确。 故选ABD。 预测12电磁感应基本规律应用 86. 如图所示，长为、宽为的矩形金属线框静止在光滑绝缘水平面上，金属线框的质量为、电阻为，水平面上两个边长均为的正方形区域、内分别有垂直于纸面向外的匀强磁场I、II，两磁场的磁感应强度大小相等，、边之间的距离也为，现给金属线框一个水平向右、大小为的初速度，结果线框刚好能通过两个磁场，线框运动过程中，边始终与平行，线框、边始终在磁场外，则下列判断正确的是（　　） A．线框边通过磁场I时，边中的电流方向从到 B．线框边通过磁场I的过程中，通过线框截面的电荷量为 C．线框通过磁场I与通过磁场II线框中产生的焦耳热相等 D．若线框的初速度为，则线框通过两个磁场后的速度小于 【答案】B 【详解】A．根据右手定则可知，线框边通过磁场Ⅰ时，边中的电流方向从到，故A错误； B．设线框边通过磁场I时通过线框截面的电荷量为，则 根据动量定理则有 解得 则，故正确； C．线框通过磁场Ⅰ时受到的平均安培力大于通过磁场Ⅱ时受到的平均安培力，因此线框通过磁场Ⅰ产生的焦耳热大于通过磁场Ⅱ产生的焦耳热。故C错误； D．若线框的初速度为，则 解得，故错误。 故选B。 87. 如图所示，间距为的足够长的光滑平行长直导轨水平放置，两导轨间有磁感应强度大小为的匀强磁场。电阻相等的导体棒和静止在导轨上，与导轨垂直并接触良好，且可以沿导轨自由滑动。电动势为、内阻不计的电源及电容为的电容器、导轨构成如图所示的电路。已知的质量大于的质量，不计导轨电阻，忽略电流产生的磁场，下列说法正确的是（　　） A．先将S与1接触给电容器充电，稳定后将S拨到2的瞬间，的加速度大于的加速度 B．先将S与1接触给电容器充电，稳定后将S拨到2，的最终速度大小为 C．撤去，将开关S拨到2，电容器未充电，给一个初速度，导体棒将一直减速到零 D．撤去，将开关S拨到2，电容器未充电，给一个初速度，导体棒做匀减速运动。 【答案】B 【详解】A．S拨到2的瞬间，电容器放电，此时与并联后与电容器串联，而与电阻相同，则通过与的电流相等，与所受的安培力大小相等，但的质量大于的质量，由牛顿第二定律知的加速度小于的加速度，故A错误； B．S拨到2，稳定时，电容器两端的电压等于与两端产生的感应电动势，此时与以相同的速度做匀速直线运动，对与整体，由动量定理 又， 联立知与匀速运动的速度大小，故B正确； CD．撤去，将开关S拨到2，电容器未充电，给一个初速度，设稳定时的速度为，有电容器电压 由动量定理 又 联立可得 可得导体棒做减速运动并最终做匀速直线运动，导体棒将不受安培力，可知导体棒不是一直减速到零，也不是做匀减速运动，故CD错误。 故选B。 88. 现代科学研究中常用电子感应加速器获得高速电子，甲图为电子感应加速器的侧视图，电磁铁产生的磁场随电磁铁线圈中电流的大小发生变化；乙图为磁极之间真空室的俯视图。真空室中有一个质量为，电荷量为，初速度为零的电子，在变化的磁场中做半径为（恒定不变）的加速圆周运动。垂直穿过圆形轨道面的磁场的磁感应强度随时间变化的关系如图丙所示，在电子加速过程中忽略相对论效应，不计电子重力。则下列判断正确的是（　　） A．要使电子不断加速，必须增大通入螺线管的电流 B．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 C．电子做圆周运动的向心加速度大小恒定 D．电子加速运动一周增加的动能为 【答案】AD 【详解】A．电子感应加速器的原理是变化的磁场激发感生电场，使电子持续加速。要维持电子不断加速，需要磁场持续增强，而磁场由螺线管的电流产生，因此必须增大通入螺线管的电流，故A正确； B．洛伦兹力始终与电子速度方向垂直，不做功，不能作为加速的驱动力；电子加速的驱动力是感生电场的电场力，故B错误； C．洛伦兹力提供向心力 电子加速过程中，速度不断增大，轨道处磁感应强度也不断增大，因此向心加速度会持续增大，不是恒定值，故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律，电子轨道围成区域的感生电动势为 由丙图得 轨道面积 代入得 根据动能定理，电子运动一周，动能增加量等于电场力做功 故D正确。 故选AD。 89. 如图两平行金属导轨的水平和竖直部分均足够长，间距为L，水平部分光滑，竖直部分粗糙。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导体棒M放在水平导轨上，导体棒N靠在竖直导轨的右侧固定。两导体棒的质量均为m，电阻均为R。导体棒N与导轨的动摩擦因数为。现用大小为F的水平向左的恒力作用在导体棒M上，同时释放导体棒N。经时间t导体棒N的速度恰好为0。两导体棒始终与导轨垂直且接触良好，其余电阻不计。下列说法正确的是（   ） A．经时间t导体棒M的速度为 B．经时间t导体棒M的位移为 C．经时间t通过导体棒M的电荷量为 D．当导体棒N的速度最大时导体棒M的速度为 【答案】ABD 【详解】A．对N竖直方向用动量定理：N初末速度均为0，动量变化为0， 即 得总电荷量 对M水平方向用动量定理，水平光滑，只有恒力和安培力冲量 代入 得 即 故A正确； B．电荷量公式 代入 得 解得 故B正确； C．由上述推导得 故C错误； D．N速度最大时竖直方向合力为0， 代入 得 即 故D正确。 故选ABD。 90. 如图所示，存在上下边界水平、方向垂直纸面的磁场区域，磁感应强度大小为B，边长为L、质量为m、阻值为R的正方形线框通过绝缘细线绕过两光滑定滑轮与质量为3m的物体相连，初始细线伸直，线框静止释放后经一段时间，ab边到磁场下边界，线框在磁场区域加速运动的时间为。已知磁场区域高度大于L，ab边通过磁场上下边界时的速度相等，重力加速度为g，线框从ab边进磁场到cd边出磁场的时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】从ab进磁场到cd进磁场，位移为，设时间为，此过程感应电动势为 电流为 安培力 安培力的冲量 系统总质量为 合外力为 题目给出ab边通过磁场上下边界时速度相等，均为，因此总动量变化为 由动量定理，得 解得 同理，从ab出磁场到cd出磁场，设时间为​，位移均为，安培冲量大小相同，受力规律相同，因此运动时间相等 代入总时间 故选A。 预测13交变电流和变压器 91. 如图甲所示的交变电路中，变压器可看作理想变压器，灯泡和电动机的额定电压相等，当原线圈两端接有如图乙所示的交流电压时，灯泡刚好正常发光。已知电动机的内阻为，电动机的额定功率为2W、效率为，灯泡正常发光时电阻为（假设灯泡电阻不随温度变化而变化）。下列说法正确的是（　　） A．灯泡中的电流内方向改变100次 B．灯泡的额定电压为1V C．原、副线圈的匝数比为 D．原线圈中电流的有效值为5.5A 【答案】AB 【详解】A．由题图乙可知该交流电的周期为0.02s，由于变压器不改变交流电的周期，则流过灯泡的电流的变化周期也为0.02s，已知一个周期内电流方向改变两次，所以1s内流过灯泡的电流方向改变100次，故A正确； B．由题意可知，电动机的热功率为 又因为 解得通过电动机的电流为 则电动机两端的电压为 所以由并联电路的性质可知，灯泡的额定电压为1V，故B正确； C．由图乙可知，原线圈输入电压的有效值为 由B选项分析可知，副线圈输出的电压为 则原、副线圈的匝数比为，故C错误； D．原线圈输入的功率为 副线圈输出的功率为 又因为 联立解得原线圈中电流的有效值为，故D错误。 故选AB。 92. 如图所示，理想变压器原线圈匝数为，两个副线圈匝数分别为、，。原线圈回路接有正弦交流电和定值电阻、。副线圈回路中接有可变电阻，副线圈回路中接有一只阻值不变的灯泡。初始时滑片P位于中间，下列说法正确的是（　　） A．若P向上滑动，灯泡将变暗 B．若P向上滑动，电阻消耗的功率将减小 C．当时，理想变压器的输入功率为100W D．当时，消耗的电功率最大，且 【答案】D 【详解】AB．将理想变压器及两副线圈回路视为等效电阻，由， 有 令， 作出等效电路图如图所示 P上滑，变大、变大，根据串反并同，灯泡将变亮，消耗的功率将增大，故AB错误； C．将交流电源、、作等效电源1处理，则， 时，， 则 输入功率为，故C错误； D．将等效电源1、作等效电源2处理，则有， 时，，消耗的电功率最大，，故D正确。 故选D 。 93. 磁感应强度为的匀强磁场中，矩形导线框沿边中垂线ef垂直弯折，弯折后的线框绕轴以角速度匀速转动（从上往下看为顺时针方向），与磁场方向垂直，时刻转动到如图所示位置，此时磁场方向与线框平行，与线框垂直，且线框ebcf垂直纸面向外，下列说法正确的是（　　） A．时线框中电流方向为 B．线框中的电流可能不按正弦式规律变化 C．线框的磁通量最小值为0 D．线框中的最大感应电动势为 【答案】CD 【详解】A．时刻磁通量在增大，由楞次定律可得abcd中电流方向为，故A错误； B．闭合导体线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，即可产生正弦式交流电，则线框abcd中的电流为正弦式交流电，故B错误； C．当abcd所在平面平行于磁场时有效面积最小为0，则磁通量最小值为0，故C正确； D．当abcd所在平面垂直于磁场时有效面积最大为 最大感应电动势，故D正确。 故选CD。 94. 如图所示为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至，为动力系统供电。若某次高铁进站过程，保持不变，仅通过调整动力系统的负载，使得电流减小到原来的一半。下列说法正确的是（　　） A．电流大于电流 B．电流的频率将减小到原来的一半 C．电压将增大 D．电阻的热功率将减小到原来的一半 【答案】C 【详解】A．对于理想变压器输入和输出功率相等，即 理想变压器输入和输出电压关系为 由于牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压，故，，A错误； B．对于理想变压器，输入与输出电流频率不变，B错误； C．由于发电厂输出电压不变，因此牵引变电所输出电压不变 对于理想变压器输入和输出电流关系为 电流减小到原来的一半，则电流减小到原来的一半，电阻的分压降低，故电压将增大，C正确； D．对于理想变压器输入和输出电流关系为 电流减小到原来的一半，则电流减小到原来的一半 电阻的热功率为 电流减小到原来的一半，则热功率减小至原来的，D错误。 故选 C。 95. 大安和小庆在学习交流电的产生原理之后，认为按以下思路也能产生正弦式交流电，并供电路工作。如图所示，间距为d的足够长光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，电阻为的直金属棒MN垂直放在导轨上，与导轨接触良好，定值电阻、、，其余部分电阻均不计。两平行导轨间存在竖直方向的磁场，磁场的右边界与金属棒的距离为L，磁场的磁感应强度随时间按规律变化，规定竖直向上为磁场正方向；金属棒在平行于导轨的外力F作用下在磁场中始终保持静止，规定水平向右为F的正方向；规定沿金属棒自N到M方向为电流正方向。则下列说法正确的是（　　） A．金属棒中电流的瞬时值为 B．导体棒所受外力为 C．时刻，棒两端MN间的电势差为 D．消耗的电功率大小为 【答案】AD 【详解】A．根据题意，由法拉第电磁感应定律有 电路中 由欧姆定律得，故A正确； B．对棒受力分析，由平衡条件有，故B错误； C．根据感应电动势瞬时值表达式可得，时刻，感应电动势为 则，故C错误； D．电流的有效值 则消耗的功率，故D正确。 故选AD。 [实验题预测】 预测01力学实验 96. 某实验小组利用如图甲所示实验装置测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。左端带有定滑轮的长木板水平放置，滑块上固定一定滑轮，细线通过两滑轮分别与拉力传感器和沙桶相连，两段细线的水平部分均与长木板平行，不计滑轮与绳子、转轴之间的摩擦。打点计时器接入交流电的频率为50Hz，重力加速度g取。 (1)实验时，必要的操作是________（单选） A．将长木板右端垫高以平衡摩擦力 B．使沙桶及沙的质量远小于滑块（含轻滑轮）质量 C．先打开打点计时器的电源，然后释放沙桶 D．用天平测出沙和沙桶的总质量 (2)实验得到一条清晰纸带如图乙所示，相邻计数点间还有四个点未画出，本次实验中滑块的加速度大小为________（结果保留两位有效数字）。 (3)改变沙桶总质量，记录多组拉力传感器的读数F，并算出相应纸带的加速度a，作出图像如图丙所示，则滑块与木板间动摩擦因数为________（结果保留一位小数）。 【答案】(1)C (2)1.9 (3)0.1 【详解】（1）A．由于需要测量动摩擦因数，所以不需要平衡摩擦力，A错误； D．滑块受到的拉力是通过力传感器显示的，由纸带可以求出滑块的加速度，根据牛顿第二定律得 因此不需要测出沙和沙桶的总质量，D错误； B．本实验中，由于通过拉力传感器能直接得到细线的拉力，故不需要满足“沙桶及沙的质量远小于滑块（含轻滑轮）质量”这一条件，B错误； C．实验时应先接通电源，再释放小车（沙桶），C正确。 故选C。 （2）相邻计数点间还有四个点未画出，所以相邻计数点间的时间间隔为 根据可得 （3）根据牛顿第二定律 可得 由图丙可得 则 解得动摩擦因数 97. 某实验小组利用倾斜导轨验证动能定理，实验装置如图1所示。水平桌面上固定一倾斜导轨，导轨上A处放置一带有遮光片的滑块，其左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与托盘相连，遮光片的宽度为d，遮光片和滑块的总质量为M；导轨上B处有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的遮光时间t。滑块位于A处时遮光片到光电门的距离为l，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B处时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。实验步骤： （1）在托盘中添加一定质量的砝码，使滑块（含遮光片）恰好匀速向上运动，记录托盘和砝码的总质量。 （2）将滑块移至A处，在托盘中再添加质量为m的砝码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的遮光时间t。重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时滑块（含遮光片）和砝码、托盘组成的系统动能增加量可表示为__________（用、M、m、d、t表示），合外力对系统所做的总功可表示为__________（用相关物理量符号表示），在误差允许的范围内，若，则动能定理得以验证。 （3）多次改变m，记录对应的遮光时间t，根据实验数据作出的图像如图2所示，图中b已知，则重力加速度__________（用d、b、l表示）。 【答案】 【详解】（2）滑块通过光电门的速度大小，故滑块从A处到达B处时滑块和砝码、托盘组成的系统动能增加量可表示为，合外力对系统所做的总功可表示为。 （3）若动能定理得以验证，则根据动能定理，则，根据图像，代入点，解得。 98. 某实验小组利用如图所示的装置研究平抛运动，调节装置让水流稳定并水平流出，用照相机拍出水流的轨迹照片。已知物体实际尺寸与照片尺寸比例为k，重力加速度为g。 (1)为完成实验，除图中实验装置外，还需要的器材是__________（单选） A．游标卡尺 B．刻度尺 C．螺旋测微器 (2)甲同学测得照片中喷水口距地面的高度为h，水柱落地点到喷口的水平距离为L，则水流喷出时的初速度v0=__________。 (3)为了让水流以更大速度从喷口稳定流出，下列操作最合理的是__________（单选） A．将左管上移且上端超出液面 B．将左管上移且上端低于液面 C．将左管下移且上端高于右管上端 (4)若喷水口直径不可忽略，理论上水柱在地面上的落点所构成的形状最接近图__________。 A． B． C． D． 【答案】(1)B (2) (3)B (4)C 【详解】（1）实验数据需要根据图片测量得到，可知需要的器材是“刻度尺”。 故选B。 （2）依题意得，喷水口距地面的实际高度，水柱落地点到喷水口的实际水平距离 竖直方向，根据距离公式，得 水流喷出时的速度 （3）A．将左管上移且上端超出液面 ， 此时左管与大气相通，不再起恒压作用，伴随水位下降会导致流速减小，选项A错误； B．将左管上移且上端低于液面，既保持了恒压特性，又增加了左管上端到喷口的高度差，从而增大了压强和流速，选项B正确； C．将左管下移且上端高于右管上端，会减小高度差，导致流速减小，选项C错误。 故选B。 （4）若喷水口直径不可忽略，则上、下边缘水滴因水压差异初速度大小和竖直下落高度均不同。上边缘水压低于下边缘，初速度略小于下边缘，且上边缘水滴竖直方向位移距离略长，导致靠近装置一侧落点密集、边界尖锐，远离一侧稀疏、边界圆润，接近图C所示形状。 故选C。 99. 某同学用如图甲所示的实验装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数．将长木板固定在水平桌面上，倾斜直轨道与木板左端平滑衔接于点，木板上装有可移动的光电门，光电门与计算机相连，当地重力加速度为．实验步骤如下： ①用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度； ②固定光电门，记录光电门到点的水平距离，将滑块从斜轨道上某一点由静止释放，记录遮光片经过光电门的遮光时间； ③重复步骤②获取多组和，利用描点法，绘出线性图像． 回答下列问题： (1)用游标卡尺测量遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片宽度_____mm． (2)下面关于实验的说法正确的是_____． A．倾斜轨道必须光滑 B．实验中需要测量滑块的质量 C．每次释放滑块时，必须由同一位置静止释放 (3)为了作出线性图像，若以为纵轴，则应以_____（填“”“或”）为横轴，若所得图像的横截距为，纵截距为，则可得滑块与木板间的动摩擦因数_____． 【答案】(1)11.50 (2)C (3) 【详解】（1）游标卡尺读数应为：主尺读数分度值副尺刻度，故读数为 （2）A．到达底端时速度数值没有要求，只要是个确定值即可，故轨道可以光滑也可以不光滑，故A错误； B．对滑块在长木板上运动过程列式，滑块质量会被消去，故不需要测量质量，故B错误； C．实验中需要保证滑块到达底端（O点）时速度相同，故每次需要从同一位置由静止释放，故C正确。 故选C。 （3）设滑块到达点的初速度为，滑块经过光电门的瞬时速度 根据匀变速直线运动公式可得 整理得 因此为纵轴时，横轴应为，由上式可知：纵截距 横截距对应时的，代入，可得 整理得 100. 某探究小组利用图甲所示实验装置“探究平抛运动的特点”。 (1)下列关于本实验的说法正确的是__________（填正确答案标号）。 A．小球运动的轨道可以不光滑，但斜槽末端必须保持水平 B．为消除斜槽摩擦力的影响，应使斜槽末端倾斜，直到小球能在斜槽末端做匀速运动 C．实验中应取斜槽末端紧贴槽口处为平抛运动的起始点，并作为建立的坐标系的原点 (2)甲同学在实验中正确记录了数据，如图乙，其中为抛出点，重力加速度取，则此小球做平抛运动的初速度大小为__________。 (3)乙同学通过实验记录了小球在运动过程中的三个位置如图丙所示，图中方格为边长的小正方形，重力加速度取。由图中信息可求得小球做平抛运动的初速度大小为__________，小球从抛出点运动到点经历的时间为__________。 【答案】(1)A (2)1.4 (3) 3 0.25 【详解】（1）AB．小球运动的轨道可以不光滑，但斜槽末端必须保持水平，以保证小球在空中做平抛运动，故A正确，B错误； C．实验中应取小球静止在斜槽末端时球心在白纸上的水平投影点为平抛运动的起始点，并作为建立的坐标系的原点，故C错误。 故选A。 （2）根据平抛运动的规律，在水平方向有 在竖直方向，有， 其中、 解得 （3）[1][2]小球从点到点和从点到点的水平位移相等，故小球从点到点和从点到点的时间相等，在竖直方向，有 解得， 故该小球做平抛运动的初速度大小 小球在点时的竖直方向速度等于在段竖直方向的平均速度，故 又有 故小球从抛出点运动到点经历的时间 小球从抛出点运动到点经历的时间。 预测02电学实验 101. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，测得长为960mm，宽为90mm，然后测量其电动势和内阻。所提供的器材有： A．电压表（量程，内阻约） B．电流表（量程，内阻约） C．滑动变阻器（阻值范围，额定电流） D．电阻 某同学采用了图甲所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图乙所示的图像。 (1)按照图甲连接电路，开关闭合前滑动变阻器的滑片滑到最___________侧（填“左”或“右”）。 (2)根据图乙所示，则该电池的内阻___________；（结果保留到小数点后一位）。 (3)为更准确测量干电池电动势和内阻，某同学对实验进行了改进，设计了如图丙所示的电路，闭合开关，将开关接在端，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表和电流表的示数，作出图线（如图丁中图线1所示），图线在轴和轴的截距分别为和。保持开关闭合，再将开关接在端，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表和电流表的示数，作出图线（如图丁中图线2所示），图线在轴和轴的截距分别为和。从尽可能减小电表引起的系统误差的角度可得，电动势___________，内阻___________（用图中表示）。 【答案】(1)左 (2)0.6 (3) U1 【详解】（1）按照图甲连接电路，开关闭合前滑动变阻器的滑片滑到最左侧，使回路电流最小。 （2）函数关系式为 所以 （3）[1]将开关接在端时，实验的误差来源于电流表的分压作用，电流为零时，电流表分压为零，电动势的测量值等于真实值，即 [2]将开关接在端时，实验的误差来源于电压表的分流作用，当电压表示数为零时，分流为零，短路电流真实，即 电池的内阻 102. 折叠手机的柔性屏幕核心是银纳米线导电膜，为了精确测量其电阻的阻值（约），有如下实验器材可供选择： A．直流电源：电动势，内阻很小 B．电流表：量程，内阻约为 C．电流表：量程，内阻约为 D．电压表：量程，内阻约为 E．滑动变阻器：最大阻值为 F．滑动变阻器：最大阻值为 G．定值电阻：阻值为 H．开关、导线若干 (1)按图所示的电路进行实验，则电流表应选择__________，滑动变阻器R1应选择__________；（填器材前面的字母） (2)调节滑动变阻器R1至合适位置，再调节滑动变阻器的阻值至__________，此时电流表的示数即为通过的电流值； (3)改变滑动变阻器R1滑片位置，以获得多组数据，在理想情况下，该过程__________（填“需要”或“不需要”）再调节滑动变阻器的阻值。某次实验中电压表示数为，电流表示数为，则测得阻值为__________（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1) B E (2)电流表的示数为零 (3) 不需要 91.7 【详解】（1）[1]由于电流表测的电流，，电源电动势，电压表量程，和两端电压约为，故最大电流 故选择量程的； [2]滑动变阻器采用分压式接法，选择小阻值的E，调节更方便； （2）调节使电流表的示数为零，此时电压表不分流中的电流，的示数即为通过的电流； （3）[1][2]测量电路部分电路结构稳定，各元件阻值不变，为保证电压表不分中的电流，的示数即为通过的电流，不需要再调节；由 代入电压、电流表示数，解得。 103. 利用热敏电阻的电学特性，可以很好地控制温度对电路输出信号的影响。热敏电阻可以分为两类，一类是电阻值随温度的升高而增大，称为PTC；另一类是电阻值随温度的升高而减小，称为NTC。某实验小组想利用下列器材来探究这两种热敏电阻（常温下阻值约为几十欧姆）的电学特性及作用。 A．电源E（电动势12V，内阻可忽略） B．电流表A1（满偏电流10mA，内阻） C．电流表A2（量程0~1.0A，内阻约为0.5Ω） D．滑动变阻器（最大阻值为10Ω） E.滑动变阻器（最大阻值为200Ω） F.定值电阻 G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个、导线若干 (1)若要求热敏电阻两端的电压可以从零开始比较方便地进行调节，应选择接入电路中的滑动变阻器为______（填器材前的字母）；电路实物图甲中尚有三条导线未连接，请用铅笔画线代替导线将电路补充完整______。 (2)物理实验小组用表示电流表A1的示数，表示电流表A2的示数，通过实验画出两个热敏电阻接入电路时的图线如图乙中a、b所示。若将图线b所代表的元件直接接在一个电动势、内阻的电源两端，则该元件的实际电阻为______Ω（结果保留2位有效数字）。 (3)利用热敏电阻制作一个测温探头，其简化电路如图丙所示，为了让温度上升时灵敏电流计G的示数增大，你认为应该选用______（选填“PTC”或“NTC”）热敏电阻。 【答案】(1) D (2)7.9/7.8/7.7/8.0 (3)PTC 【详解】（1）[1]因为要求热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，所以滑动变阻器采用分压接法，为了便于调节，应选用阻值较小的滑动变阻器D。 [2]因为电压从0开始，故滑动变阻器采用分压式接法，且两种热敏电阻阻值较小，故电流表采用外接法，因此实物连接如下 （2）将毫安表与R3串联后改装的电压表量程 将图像转为，在该图中作出电源（E=10V，r=10Ω）的伏安特性曲线（根据作图），如图所示 由图可知它与b图像的交点坐标反映出此时b元件两端的实际电压为4.4V，电流为0.56A，则此时元件的电阻为 （3）为了让温度上升时灵敏电流计G的示数增大，就是要让热敏电阻的阻值增大，以减小该支路分得的电流，故应该选用PTC热敏电阻。 104. 物理课外兴趣小组为了测定用马铃薯制作的电池的电动势和马铃薯的电阻率，设计并进行以下的实验。实验原理如图甲所示，实验操作过程如下： (1)将电极材料制成长、宽的矩形金属电极，把马铃薯切成厚度为d且接触面积与正负电极面积相等的矩形块。用图乙中游标卡尺的________（填“A”“B”或“C”）测量马铃薯的厚度如图丙所示，则马铃薯的厚度________cm。 （a）将制成的马铃薯块置于铜片与锌片两电极之间，确保马铃薯与电极的良好接触。 （b）改变电阻箱的电阻，记录多组电压传感器的示数U及对应的电流传感器的示数I。 (2)完成图像________，并由图线可知马铃薯电池的电动势________V，内阻________Ω。（结果均保留两位有效数字） (3)马铃薯的电阻率的表达式为________（用题中字母表示）。 【答案】(1) B 2.01 (2) 0.72/0.70/0.71/0.73/0.74 (3) 【详解】（1）[1]A为内测量爪（测量内径），B为外测量爪（测量外径或长度），C为深度尺（测量深度），则测量马铃薯厚度应使用外测量爪，故选B。 [2]游标卡尺的主尺读数为20.0mm，游标尺读数为 则 （2）[1]图像，如图所示 [2]根据闭合电路欧姆定律可得 图线纵截距为电动势，则 [3]斜率的绝对值为内阻，则 （3）马铃薯的电阻 其中，， 因此 105. 某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：两节干电池、电流传感器、阻值为32欧的定值电阻、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用电流传感器测得的电流I。回答下列问题： (1)为了保护电流传感器，在调节电阻箱R的阻值时，应________（填“A”或“B”）。 A．将电阻箱的阻值从大到小调节 B．将电阻箱的阻值从小到大调节 (2)与E、r、R、的关系式为________。 (3)根据实验，作出如图（b）的图像，可得一节干电池的电动势________V，内阻________。（均保留三位有效数字） (4)若考虑电流传感器自身的电阻大小，则本实验干电池电动势的测量结果________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。 【答案】(1)A (2) (3) 1.43/1.41/1.42/1.44/1.45/1.46/1.47 1.16（1.00~1.50） (4)不变 【详解】（1）为了保护电流传感器，电流应当由小变大，电阻箱的电阻由大调节到小。 故选A。 （2）根据闭合电路欧姆定律 化简可得 （3）由①推导得 结合图（b）有， 解得， 故一节电池的电动势约为，内阻约为。 （4）由关系式可知，电流传感器的内阻对图像的斜率没有影响，因此考虑电流传感器自身的电阻大小后，本实验干电池电动势的测量结果不变。 预测03光学热学实验 106. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的理想气体，记录数据如下表格： 实验次数 1 2 3 4 5 体积V/ 10.00 8.00 6.00 4.00 3.00 压强p/ 0.60 0.75 1.00 1.50 2.00 体积倒数/ 0.10 0.13 0.17 0.25 0.33 (1)实验过程中，下列说法正确的是________； A．用手紧握注射器外壁，以保持其稳定 B．在柱塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性 C．实验时应迅速地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 D．实验过程中应保持环境温度不变 (2)根据表中数据在图乙的坐标系中作出图像； (3)在某次实验中得到了如图丙的图像，出现图像部分弯曲的原因可能是________。 A．压缩柱塞后阶段温度升高 B．压缩柱塞后阶段温度降低 C．压缩柱塞后阶段出现漏气现象 【答案】(1)BD (2) (3)A 【详解】（1）A．不能用手直接握住注射器密闭气体的部分，确保气体的温度不变，故A错误； B．活塞和针筒之间涂上润滑油，减小摩擦、防止漏气，保证气体质量不变，故B正确； C．实验时应缓慢推动活塞，保证气体的温度不变，故C错误； D．实验要求温度不变，因此需保持环境温度不变，故D正确。 故选BD。 （2）如图 （3）根据理想气体状态方程 变形得 因此图像的斜率k=nRT 题图丙中斜率变大，则应是温度升高，若漏气，气体物质的量n减小，斜率减小。 故选A。 107. 气体实验定律 气体实验定律是关于气体热学行为的基本实验定律，也是建立理想气体概念的实验依据。研究一定质量气体压强、体积和温度之间的变化关系时运用了一种物理研究方法——控制变量法。一定质量的气体充入密闭坚硬的容器内，气体压强为一个大气压。 （1）当气体温度由0℃升高到10℃时，分子热运动速率的统计分布情况如图所示，其中对应10℃的是曲线___________（选填“①”或“②”）。 （2）温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为，温度由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为，则与之比为( ) A．1∶1            B．1∶10            C． 10∶110            D．110∶10 （3）如图，在竖直放置的两端开口的U形管中，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。若将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（　　） A．空气柱的长度不变 B．空气柱的压强不变 C．水银柱b左边液面要上升 D．水银柱b的两个水银面的高度差h变大 （4）在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到如图所示的p-V图像（其中实线是实验所得图线，虚线为双曲线的一支，实验过程中环境温度保持不变）。 ①仔细观察不难发现，该图像与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是_______________。 ②把图像改为图像，则图像应是( ) A．B．C． D． 【答案】 ② A 18．B 19． 在推动活塞的过程中漏出了一些气体 A 【解析】[1]当温度升高时，大多数分子的速率变大，图像的峰值往右移动，故②为温度为10℃时的图像。 [2] 一定质量的气体在体积不变的情况下有 温度由0℃升至10℃和由100℃升至110℃时，温度变化量均为10K，故二者的压强变化量相等。 故选A。 B．空气柱的压强为 变化前后水银柱a的高度的大小不变，故气体的压强不变，故B正确； A．气体做等压变化，由于气体温度升高，由理想气体方程 可知，气体的体积增大，即空气柱的长度增加，故A错误； CD．空气柱的压强不变，且封闭气体的压强满足 故水银柱b的上下液面高度差不变，即左边液面不变，故CD错误。 故选B。 [1]由图可知，实验测得的压强与体积的乘积小于理论值，故可能是注射器内的气体的质量减少了，即推动活塞的过程中，气体发生了泄漏。 [2]实验中压强与体积的乘积小于理论值，在图像中，斜率表示压强与体积的乘积，故随体积的减小，图像的斜率应该越来越小。 故选A。 108. 如图（a）所示，某一小组用气体压强传感器、标号为25mL的注射器等器材探究气体等温变化的规律，主要实验步骤如下： ①测出软管内空气的体积为0.9mL； ②在注射器内用活塞封闭一定量的气体，将注射器、软管、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ③缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录注射器和软管内封闭气体的总体积和由计算机显示的气体压强； ④重复上述步骤③，多次测量并记录； ⑤计算机根据p、V值，作出图像。 (1)实验操作中除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需要在活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了______； (2)根据记录数据，作出如图（b）所示的图。对图线进行分析，若在实验误差允许范围内，、、、之间满足关系式_____，则说明一定质量的气体在温度不变时压强与体积成反比。图中阴影部分的物理意义是______。 【答案】(1)增强气密性，保持气体质量不变 (2) 气体体积由增大到的过程中，气体对外界所做的功 【详解】（1）实验中，除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需保证气体的质量不变。为此，在封入气体前，应在活塞上均匀涂抹润滑油； （2）[1]对图线进行分析，若在实验误差允许范围内，满足关系式，则说明一定质量的气体在温度不变时压强与体积成反比。 [2]根据，可知图中阴影部分的物理意义是：气体体积由增大到的过程中，气体对外界所做的功。 109. “用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示，光传感器可以把光的强度在轴上各点分布情况，通过计算机显示成图像。 (1)双缝挡光片应该是图甲中__________（填“”或“”）。 (2)光源有红光和绿光两种，其中红光在计算机屏幕上显示的图像是__________（填“乙”或“丙”） (3)某次实验中，已知双缝间距为，双缝到光传感器间的距离为，计算机上显示第1条明条纹中心的横坐标为，第5条明条纹中心的横坐标为，由以上数据可测得该单色光的波长是__________（保留三位有效数字）。 【答案】(1)Q (2)丙 (3)520 【详解】（1）双缝实验原理图，如图所示。 题干中所给光源为单色光源，所以不需要滤光片，则根据先后顺序，为单缝挡光片，为双缝挡光片。 （2）相邻两条亮（或暗）条纹之间的距离 其中，为两缝到屏的距离，为两缝的间距，为光波的波长。 对于题干中的红光和绿光，、一样， 所以 乙图为绿光，丙图为红光。 （3）相邻两条亮（或暗）条纹之间的距离 代入数据得 110. 图甲是某学习小组自制的“液体折射率测量仪”装置，由一端有转轴的主支架和两根与主支架垂直的分支架1和2组成，分支架1上沿其轴线方向固定一支激光笔，一直角扇形量角盘固定在主支架和分支架1之间，交点处用细线悬挂一重锤，分支架2上放置装有待测液体的透明容器，整个装置可绕转轴在竖直面内转动。 (1)打开激光笔开关，让激光垂直容器壁射入液体并在液面处出现图乙所示的光路，缓慢转动装置，为了使透射出液面的光线消失，主支架绕转轴的转动方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）； (2)将透射出液面的光线恰好消失时重垂线与主支架间的夹角记为θ，则该待测液体的折射率的表达式为________，越靠近激光笔，标注的折射率值________（填“越大”“不变”或“越小”）； (3)若容器壁稍增厚，则激光在液面处的入射角________（填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】(1)顺时针 (2) 越大 (3)不变 【详解】（1）激光笔固定在分支架1上，缓慢转动装置，要使光线在液面的入射角逐渐增大至全反射的临界角，需将主支架顺时针转动，即θ减小，光线在液面处的入射角增大，则折射角增大； （2）[1]当光线恰好发生全反射时，如图所示 根据几何关系可知全反射的临界角为 所以 [2]越靠近激光笔，则θ越大，cosθ越小，则标注的折射率值越大； （3）由于激光垂直容器壁射入液体，可知激光在容器中传播方向不变，若容器壁稍增厚，则激光在液面处的入射角仍等于90°-θ，即入射角不变。 [综合计算预测】 预测01气体实验定律的综合应用问题 111. 如图所示，上端开口的圆柱形气缸B固定在地面上，下端开口的圆柱形气缸A外径刚好等于气缸B的内径，二者内部空间的横截面积分别为S和，气缸A的内部高度是H。状态1中，气缸A下端与气缸B底部的高度差为，封闭着一定质量的高温气体。随着气体温度缓慢降至与环境温度相同，气缸A下端刚好降至与气缸B底部等高，为状态2。用竖直向上缓慢增大的力F向上拉气缸A，直至气缸A下端与气缸B底部的高度差恢复为，为状态3。环境温度为T0，大气压强为p0，从状态1到状态2过程中气体内能减少0.55p0SH，气缸A的重力等于0.12p0S。视缸内气体为理想气体，气缸导热性能较好，不考虑气缸之间的摩擦和漏气。求： (1)状态1中，封闭气体的温度T1； (2)状态1到状态2过程中，气体与环境之间传递的热量Q（以气体吸热为正）； (3)状态3中力F大小的表达式。 【答案】(1)1.2T0 (2)-0.77p0SH (3)F=0.22p0S 【详解】（1）状态1到状态2是等压变化，则 解得 （2）对气缸A，根据平衡条件可得 解得 对封闭气体，有 所以 （3）状态2到状态3是等温变化，根据玻意耳定律可得 解得 对气缸A，根据平衡条件可得 联立解得 112. 有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡内封有一定质量的气体，与相连的管插在水银槽中，管内外水银面的高度差即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由管上的刻度直接读出。设管水银槽上面的长度，管体积与泡的体积相比可忽略。不考虑管中水银柱长度变化时，对水银槽液面的影响。 (1)在标准大气压（相当于高的水银柱所产生的压强）下对管进行温度刻度。当温度时，管内水银面高度为，此高度即为的刻度线。管上温度最低的刻度线对应的温度是多少（℃）？ (2)求管上温度刻度线与的关系，并说明刻度线是否均匀； (3)若温度缓慢升高，气体吸收热量，同时对外做功，求气体内能的变化。 【答案】(1) (2)与之间是线性关系，所以刻度线均匀 (3) 【详解】（1）气体等容变化 ，， 解得， （2）气体等容变化 代入数据得 解得 可见与之间是线性关系，所以刻度线均匀。 （3）根据热力学第一定律有 又知， 所以 113. 如图所示，将深度为、横截面积为、导热性能良好的圆柱形薄壁容器竖直倒置固定，容器内有一厚度不计、质量为且导热性能良好的活塞，活塞中心用不可伸长的轻绳与质量也为的吊篮连接，稳定时正好封闭一段高度为的理想气体柱，此时活塞与容器壁之间恰好无摩擦。缓慢增加吊篮内货物的质量，当活塞距容器最低处小于时会触发报警装置，若继续增加货物质量，活塞有被拉出容器的风险。当刚好触发报警装置时，保持货物质量不变，仅使环境温度缓慢降低，直至活塞刚好回到初始位置，该过程中容器内气体内能减少了。已知大气压强恒为，初始时环境热力学温度为，重力加速度为，活塞与容器壁之间的滑动摩擦力大小恒为，活塞始终保持水平状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力、摩擦产生的热量全部由外界大气吸收，求： (1)刚好触发报警装置时容器内气体的压强和重物的质量； (2)活塞刚开始上升时容器内气体的温度； (3)活塞刚回到初始位置时的环境温度及降温过程中整个装置向外界释放的热量。 【答案】(1)， (2) (3)， 【详解】（1）活塞中心用不可伸长的轻绳与质量也为的吊篮连接，稳定时正好封闭一段高度为的理想气体柱，设此时理想气体的压强为，对活塞受力分析，根据平衡条件得 又 解得 刚好触发报警装置时，设理想气体的压强为，对活塞受力分析得 对理想气体，由玻意耳定律得 联立，解得， （2）活塞刚开始上升时对活塞受力分析得 解得 根据查理定律 解得此时容器内气体的温度 （3）对理想气体，由盖—吕萨克定律得 解得 此过程中外界对气体做的功为 容器内气体内能减少了，根据热力学第一定律 解得降温过程中整个装置向外界释放的热量 114. 如图甲所示，潜水钟倒扣沉入水中，钟内存有一定量的空气供潜水员呼吸。现将潜水钟简化为横截面积、高度的薄壁圆筒，如图乙所示，筒内装有体积可以忽略的电热丝和温度传感器（图中未画出）。现将开口向下的圆筒由水面上方缓慢竖直吊放在水下某一深度，此时圆筒内的液面与水面的高度差，该过程传感器显示筒内气体温度始终为。接着通过电热丝对筒内气体加热，同时逐渐竖直向上提升圆筒，使圆筒内液面与水面的高度差始终保持值不变，当圆筒提升时，传感器显示筒内气体温度为。已知筒内气体的质量保持不变，其内能与温度的关系式为，其中，大气压强为，水的密度。重力加速度。 (1)在圆筒缓慢向下吊放过程中，筒内气体的内能_________（“增大”、“不变”、“减小”），筒内气体的分子数密度________（“增大”、“不变”、“减小”）； (2)求筒内气体的温度； (3)求圆筒提升过程中筒内气体吸收的热量。 【答案】(1) 不变 增大 (2) (3) 【详解】（1）[1]在圆筒缓慢向下吊放过程中，筒内气体的温度不变，筒内气体的内能不变； [2]在圆筒缓慢向下吊放过程中，气体温度不变，筒内气体的压强增大，体积减小，筒内气体的分子数密度增大。 （2）设圆筒到达某一深度时筒内空气长度，此过程等温变化，由玻意耳定律得 解得 圆筒向上提升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律得 解得 （3）在圆筒竖直提升的过程中，设气体对外做功为，则有 解得 内能变化 解得 由热力学第一定律 解得 115. 如图所示，劲度系数的轻弹簧，上端固定于天花板，下端固定于活塞。绝热汽缸内封有一定质量的理想气体，绝热汽缸内有控温装置（图中未画出）。平衡时，活塞与汽缸底部的距离d=30.0cm，已知汽缸的质量m=10kg，汽缸内部横截面的面积，大气压强为，初始时气体的温度为，取重力加速度大小。活塞厚度不计、可无摩擦地滑动、始终不脱离汽缸且不漏气。汽缸侧壁始终在竖直方向上，不计控温装置的体积，弹簧处于弹性限度内且始终在竖直方向上。 (1)启动控温装置的加热功能，将气体的温度缓慢加热，则气体内能将___________（填“增加”、“减少”、“不变”）；汽缸内部单位时间单位面积上撞击的分子个数___________（填“增加”、“减少”、“不变”）。 (2)若该汽缸内有0.1mol的气体，已知1mol该气体的内能，其中常量。启动控温装置的加热功能，将气体的温度加热到，该过程中气体吸收的热量。 (3)若启动控温装置的控温功能，保持气体温度为不变。在汽缸底部施加一个竖直向下的拉力F=360N 。求再次平衡时汽缸底部与活塞间距x。 【答案】(1) 增加 减少 (2)170J (3) 【详解】（1）[1]对于理想气体，其内能只与温度有关。当启动控温装置将气体温度缓慢加热时，温度升高，根据理想气体内能的性质可知，气体内能将增加。 [2]温度升高，气体分子的平均动能增大，而压强不变（因为活塞可无摩擦滑动，系统处于平衡状态，内外压强平衡）。根据压强的微观表达式，在压强不变，分子平均动能增大的情况下，单位时间单位面积上撞击的分子个数将减少。 （2）由分析可知，加热过程气体的压强不变，由盖·吕萨克定律可得 又因为 代入上式得 代入数据得： 对汽缸进行受力分析，汽缸受重力、内部气体向下的压力以及大气压强向上的支持力处于平衡状态，平衡方程为 整理可得内部气体压强 气体膨胀对外做功 已知1mol该气体的内能，则0.1mol气体的内能变化量为 所以代入数据得0.1mol气体内能增加量为 根据热力学第一定律ΔU=Q+W 得 （3）施加拉力后汽缸的平衡方程变为 整理得 温度不变，由玻意耳定律得 代入数据得 汽缸底部与活塞的距离 预测02电磁感应综合应用 116. 轴向磁通永磁发电机能实现“轻风起动，微风发电”。如图1为一实验小组设计的电机，其结构原理图如图2，用同一导线绕制成6个彼此绝缘相互靠近的相同扇形单匝线圈，线圈均匀分布组成定子，两侧的永磁体盘组成转子并随转轴OO´沿顺时针方向一起转动，永磁体产生的6个面积与线圈分别相同的扇形磁场也均匀分布，其磁感应强度大小为B，方向与线圈垂直且沿电机的转轴方向。6个线圈相互依次同向串联，绕制线圈的导线两端A、B与连有灯泡L和电键K的外电路相连。已知扇形外半径为r1，内半径为r2，每个线圈的电阻均为R，灯泡L的电阻为6R，额定电压为U0，不计线圈电感及线圈间的空隙，不计阻力。 (1)若电键K断开，永磁体盘在外力作用下，由静止开始加速转动。当角速度为ω0时，求AB间的电压U； (2)当转动稳定后，灯泡恰好正常发光，如图2中，此时线圈两侧磁场面积大小相同，从此时刻开始计时到转子转动过程中，求通过单个线圈的磁通量Φ的绝对值和时间t满足的关系； (3)若角速度与时间的关系满足（k为常量，0＜t≤t0），t=t0后永磁体盘开始稳定转动，求0~2t0时间内整个电路中产生的焦耳热Q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图可知 其中      可得 （2）由     得         而由 （3）在0～t0内， 可得      可得产生的热量      在t0～2t0内， 可得         0~2t0时间内整个电路中产生的焦耳热 117. 某科创小组模拟工厂工件流水作业传送装置设计了如下模型，为方便作业，要求工件周期性地交替运动和静止。如图所示，绝缘水平面上固定两个光滑的同心金属圆环，圆心为O，半径分别为和。电阻为R的金属杆ab位于ON处沿半径方向架在两环间（始终接触良好）。直线MOP垂直ON，MON区域充满垂直圆环平面向下的匀强磁场。通过电刷将两金属圆环引出到右侧两根水平固定的平行金属导轨上，导轨光滑且足够长，间距为L，并处于垂直导轨平面向下大小为的匀强磁场中。时刻，施加周期性外力使ab杆以角速度ω绕O点顺时针匀速旋转，并同时释放位于的金属杆cd（质量为m，电阻为2R，长度也为L），当ab杆转到OM处时，cd杆的速度为v，当ab杆转到OP处时，cd杆刚好运动到处且速度为0。不计一切摩擦和其它电阻，运动过程中金属杆始终垂直于平行导轨。求： (1)时刻ab两点间的电势差； (2)若ab杆从ON转到OM的过程中，ab杆上产生的焦耳热为Q，求到时间内回路中电流的有效值； (3)到的距离x的大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据导体转动切割磁感应线有 其中 得 根据右手定则知 解得； （2）依题意，，二者串联 ab杆从ON转到OM的过程中，ab杆上产生的焦耳热为Q 由 得全电路产生的焦耳热为 ab杆从OM转到OP的过程中，只有杆切割磁感线产生感应电流 由能量守恒定律 得全电路产生的焦耳热为 ab杆从OP转回到ON的过程中，没有感应电流 由电流有效值的定义 有 解得； （3）从ON转到OM的过程，杆和杆都切割磁感线，所用时间 对杆，以向右为正，由动量定理 有 其中 此过程杆向右切割磁感线产生感应电动势，移动距离为 由 有 根据左手定则和右手定则 有 由前面分析知 从OM转到OP的过程，只有杆向右切割磁感线，移动距离为，用时 对杆，以向右为正，由动量定理 依题意有 联立上面式子解得。 118. 如图所示是研究电磁感应的装置，由Ⅰ和Ⅱ两部分组成。装置I由两个半径分别为和，圆心分别为和的水平金属圆环与金属棒固定连接而成。装置Ⅰ处于磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中，可绕轴线转动。装置Ⅱ中有两水平的光滑平行金属导轨，通过开关和导线与装置Ⅰ的两圆环边缘相接，导轨右侧接有电容为的电容器，左侧接有阻值为的定值电阻。质量为，匝数为，每匝周长为的线轨通过电刷与导轨接通，该线圈与两根劲度系数均为的水平弹定连接，并静置于辐向磁场区域的左边界内侧，线圈所在处磁感应强度大小也为，现断开，将拨到，让装置Ⅰ以角速度逆时针（俯视）匀速转动；待电容器充电完毕，将从拨到瞬间，线圈即被以速度弹离磁场，随即断开的同时闭合。已知当弹簧形变量为时，其弹性势能为，除定值电阻外，其余电阻均不计。 (1)判断电容器上极板带哪种电荷，并求转动过程中金属棒两端的电压； (2)求线圈被弹离后，电容器所带的电量； (3)若已知从线圈被弹离到向右运动达最远处过程中，电阻上产生的焦耳热为。求： ①线圈进入辐向磁场的最大距离； ②此过程中，弹簧弹力对线圈的冲量大小I。 【答案】(1) (2) (3)①；② 【详解】（1）上极板带正电，根据装置结构，导体棒有效切割长度 根据动生电动势表达式可得 （2）根据动量定理   可得放电电量 电容器充电完成后，总电量 可得 根据电荷守恒，剩余电量   可得 （3）①根据能量守恒 可得 ②根据动量定理有 可得 119. 某科技小组设计了一种新型的海浪发电装置，其原理图如图甲所示。匝数为、质量为、半径为、总电阻为的圆形线圈通过固定绝缘细杆与漂浮平台连接，发电装置工作时，漂浮平台与线圈始终保持水平，且随着海浪做竖直方向的运动。条形磁铁固定在水底，N极在上，条形磁铁粗细可忽略不计。以条形磁铁底端所在位置为坐标原点，竖直向上为轴正方向建立坐标轴，在条形磁铁上方，沿轴方向的磁场可视为磁感应强度为的恒定匀强磁场，磁场的水平分量可视为沿磁铁中心轴辐向分布且不随发生变化。某次发电时，如图乙所示，漂浮平台速度与时间满足关系，经检测可知，当线圈向上加速或向下减速运动时，穿过线圈的磁通量随坐标的变化满足（为常量），线圈向下加速或向上减速运动时，穿过线圈的磁通量随轴坐标的变化满足，规定竖直向上为正方向，线圈产生的电能通过传输装置供给总阻值为的负载。已知正弦式交流电的感应电动势大小的平均值为最大值的，不计海水对线圈的作用力，求： (1)时，线圈中电流的方向（俯视观察）； (2)一个周期内，该装置输出的电能； (3)在时间内，绝缘细杆对线圈的冲量大小。 【答案】(1)逆时针方向 (2) (3) 【详解】（1）由题图乙可知，时漂浮平台速度方向竖直向上，由题述及右手定则可知此时线圈中电流方向沿逆时针方向。 （2）由题意可知，感应电动势 由于当线圈向上加速或向下减速运动时，穿过线圈的磁通量随坐标的变化满足 线圈向下加速或向上减速运动时，穿过线圈的磁通量随轴坐标的变化满足 可知的大小为 解得 则产生的电动势的有效值为 可知一个周期内，该装置输出的电能 解得 （3）设线圈处磁感应强度的水平分量大小为，时间内，根据动量定理有 其中 感应电流的平均值 感应电动势的平均值 结合上述有       根据题意、结合上述可知，在线圈运动过程中有 解得 120. 如图所示，足够长的平行金属导轨水平放置，宽度为，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导体棒垂直导轨放置，电阻不计；轻绳绕过固定的定滑轮，一端连接导体棒，另一端挂有重物，质量为，重物始终不会触地，也不会碰到定滑轮。导轨左侧所接电路中定值电阻阻值为，电容器电容为，电感线圈的自感系数为、直流电阻不计，电源电动势为，内阻不计。现将开关均接到“1”上，释放重物，稳定后重物以速率（未知）匀速下降。导轨和导线电阻不计，不考虑摩擦和空气阻力，重力加速度为。 (1)求重物匀速下降时的速率。 (2)求重物以速率匀速下降时： ①电容器所带电荷量； ②电阻消耗的电功率。 (3)断开开关，将开关置于“2”，静止释放重物，待稳定后重物以速率匀速下降，则为多少？ (4)断开开关，将开关置于“3”，静止释放重物，稳定后重物匀速上升，求重物匀速上升时的速度大小。 【答案】(1) (2)①；② (3) (4) 【详解】（1）重物匀速下降，则有 导体棒在磁场中以速率匀速运动 电路中电流 导体棒受到的安培力为 导体棒平衡，有 联立以上各式得 （2）①电容器两端电压为 所带电荷量为 ②根据能量守恒知电阻消耗的电功率为 （3）稳定后重物匀速下降，电路中电流不发生变化，电感线圈相当于导线，故导体棒运动的速度 （4）导体棒产生的感应电动势 导体棒产生的电动势与电源电动势方向相反，可得电路中电流为，方向从指向 导体棒受到的安培力为 导体棒匀速运动，有 解得 预测03力学三大观点解决总部规划问题 121. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，质量为的小物体位于斜面底端，并通过劲度系数为的轻弹簧与质量为小物体相连，质量为的小物体紧挨物体，小物体、间有一定量的火药。小物体、、与斜面间的动摩擦因数为，开始时小物体、、均静止在斜面上，弹簧处于原长状态。现锁定物体，引爆物体间的火药，在极短时间内物体分离，在之后的运动过程中，每当物体沿斜面向上减速为零时，立刻锁定物体，同时释放物体，每当物体沿斜面向上减速为零时，立刻锁定物体A，同时释放物体B。已知物体C沿斜面向上运动的最大距离为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度的大小，弹簧的弹性势能（为劲度系数，为形变量）。 (1)火药爆炸后物体B获得的速度大小； (2)从火药爆炸到物体B向下减速到零的过程中，弹簧的最大压缩量； (3)从物体B第一次沿斜面向上减速到零到第二次沿斜面向上减速到零的过程中，物体B运动的位移大小； (4)物体A、B、C均停止运动时物体B、C间的距离。 【答案】(1)8m/s (2)0.8m (3)0.8m (4)0.2m 【详解】（1）物体B、C分离后C沿斜面向上做减速运动，由牛顿第二定律有 解得 由运动学公式有 解得 火药爆炸过程，组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有 解得 （2）设火药爆炸后物体B向下减速到零运动的位移为，由能量守恒定律有 解得 （3）沿斜面向上的运动时设B处于平衡位置时弹簧的压缩量为，则   沿斜面向下偏离平衡位置的位移为时，弹簧的压缩量为。取沿斜面向下为正方向，则此时弹簧振子的回复力 设第一次沿斜面向上的振幅为，则有 设第一次沿斜面向上速度减小为零时弹簧的伸长量为，则 则从火药爆炸到第一次沿斜面向上减速到零，沿斜面向上运动了 由（3）问同理可得，物体沿斜面向上的运动为简谐运动。设处于平衡位置时弹簧的伸长量为，则有 第一次沿斜面向上的振幅为，则有 设第一次沿斜面向上速度减小为零时弹簧的压缩量为，可得 设第二次沿斜面向上的振幅为，速度减小为零时弹簧的伸长量为， 解得 则从第一次沿斜面减速到零到第二次减速到零，沿斜面向上运动了。 （4）设第二次沿斜面向上的振幅为，速度减小为零时弹簧的压缩量为，则有 解得 设第三次沿斜面向上的振幅为，速度减小为零时弹簧的伸长量为，则有 解得 此时均停止运动，从第二次沿斜面减速到零到第三次减速到零，沿斜面向上运动了，由以上分析可知沿斜面向上运动的总路程为，所以最终间的距离为。 122. 某游戏装置的竖直截面如图所示，装置由足够长的光滑水平轨道BC，圆心角均为、半径的圆弧轨道CD、EF，长为（可调节）以的速率逆时针方向转动的传送带DE，以及长为的水平平台FG组成，平台右侧为竖直挡板，物块与竖直挡板的碰撞为弹性碰撞，圆弧轨道CD、EF与传送带DE分别相切于D、E两点，圆弧轨道EF与平台FG可随长度的变化而调整相应位置。一质量的物块a与轻质弹簧接触但不连接，静止于水平面上。现一质量与物块a相同的物块b用一长度为的轻绳悬挂于P点，从与竖直方向成的A位置以垂直轻绳方向的初速度开始运动，当其运动至P点正下方B处时（物块b恰好不与地面接触），轻绳与P点正下方处的一钉子作用而断裂，物块b继续向右运动压缩弹簧。当物块a与弹簧分离后立即撤去弹簧，物块a滑上圆弧轨道CD。已知物块a与传送带DE及平台FG间的动摩擦因数均为，其他摩擦和阻力均不计，各物块均可视为质点，弹簧处于弹性范围内，，，重力加速度大小g取。求： (1)轻绳即将断裂时的张力大小； (2)弹簧被压缩过程中的最大弹性势能； (3)若物块a在运动过程中不脱离轨道，且不再与物块b碰撞，求传送带的长度的取值范围。 【答案】(1) (2)2.7J (3) 【详解】（1）设物块b摆至最低点的速度为，根据动能定理有 解得 对b受力分析有 得 （2）a、b共速时弹簧的弹性势能最大，由动量守恒 则解得 由能量守恒 （3）当弹簧原长时物块a、b分离，速度分别为v2、v3，根据动量守恒，机械能守恒 解得物块a、b速度交换，则 分两种情况讨论①物块a恰好能不脱离EF，则在E点 则 从C到E由动能定理 则 此时物块a恰好能不脱离EF时能滑上FG平台，且停在平台上，则在平台上滑行的路程为x，由动能定理 则 恰好与竖直挡板碰撞后停在F点，因此能滑上平台FG不会从EF返回 ②物块a恰好能首次运动至F点停在平台上，物块a从C运动至F点由动能定理 则 综述得物块a在运动过程中不脱离轨道，传送带的长度的取值范围为 123. 一游戏装置竖直截面如图所示。固定在水平直轨道的弹射器、长的传送带、水平直轨道组成一个高台。高台下方有一小车静止在水平光滑平面上，质量的小车，其上表面是以O为圆心，圆心角的弧形槽，O与G等高，F为圆弧最低点。某次游戏时，弹射器弹簧的弹性势能，质量的小物块被静止弹出，经D点水平飞出后恰好从E点无碰撞进入小车，经过最低点时小车对小物块的弹力。已知传送带以速度顺时针匀速转动，小物块与传送带之间的动摩擦因数，其余轨道均光滑。小物块可视为质点，经过各轨道衔接处和弹射过程的能量损失忽略不计。，取重力加速度。求小物块： (1)经过A点时的速度大小； (2)通过传送带摩擦所产生的热量Q； (3)运动到圆弧最低点时的速度大小、小车的速度大小和弧形槽半径R。 【答案】(1) (2) (3)，， 【详解】（1）根据能量守恒定律 速度 （2）小物块加速到与传送带共速 判断加速位移与皮带长度关系 加速时间 传送带运动位移 小物块相对皮带运动位移 因摩擦产生的热量 （3）小物块恰好从点无碰撞进入小车，根据平抛运动可知 小物块与小车水平方向动量守恒 小物块过最低点时，小车水平方向不受力，以小车为参考系，牛顿定律成立 小物块与小车组成的系统能量守恒 解上述联立方程可得小物块速度 小车速度 弧形槽半径 124. 一游戏装置由倾角为直轨道AB、半径为R圆心在O点的竖直螺旋圆轨道、水平轨道BC、CE构成，其竖直截面如图所示，C是圆轨道与水平轨道的切点，B、C、D、E处于同一水平面，各连接处平滑过渡。在D点有一质量为的物块与劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧的另一端E连在竖直墙壁上，弹簧处于原长。G为圆轨道上的一点，OG连线与OC夹角。开始游戏时从斜面上A点静止释放质量为的物块，物块与斜面AB间动摩擦因数为，物块与轨道DE的动摩擦因数均为，其余接触面均光滑。已知，，，，，两物块均可视为质点，不计空气阻力，简谐运动的周期公式，弹簧弹性势能表达式，，。 (1)若AB长，求从A运动到B的时间； (2)若物块从斜面下滑后恰好能过圆最高点H，求过G点时轨道对物块的作用力大小； (3)若满足（2）中的条件，物块与碰撞粘在一起（碰撞时间极短），向右压缩弹簧到最短（弹簧始终在弹性限度内）。 ①求此过程中摩擦力做的功； ②求从粘在一起到弹簧压缩到最短的时间。（结果可保留根式） 【答案】(1) (2) (3)①；② 【详解】（1）A-B过程中，根据牛顿第二定律可得 结合运动学规律 联立解得 （2）恰好过最高点根据牛顿第二定律则有 由G到根据动能定理则有 在G点由牛顿第二定律可得 联立解得 （3）①由C到H点根据动能定理可得 解得 碰撞过程动量守恒，则有 解得碰后共同速度 设碰后总质量为 从碰后共速到速度为零，根据能量守恒则有 解得 所以 ②m向右运动受力可视为简谐运动的一部分，由（A为简谐运动振幅） 解得 由可知D点是简谐运动振幅一半位置到最大位移时间 125. 如图所示，一游戏装置由弹射器，光滑水平直轨道AB、CD，水平凹槽MN，圆心为的四分之一细圆管竖直轨道DE，圆心为的四分之一圆弧竖直轨道EF，足够长粗糙水平直轨道GH组成。连线水平，和竖直，静止在水平凹槽的滑板左端紧靠竖直侧壁BM，上表面与AB、CD平齐。游戏时，可视为质点的滑块从A点水平弹出，经B点滑上滑板，随后带动滑板一起运动，滑板到达竖直侧壁CN后即被锁定。滑块继续滑过轨道CD、DE、EF后，静止在GH某处视为游戏成功。已知滑块和滑板质量分别为，，MN长，滑板右端距CN的距离，滑块与滑板间的动摩擦因数，滑块与GH间的动摩擦因数，DE和EF的半径，其余各处均光滑，轨道间平滑连接，弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，g取。 (1)若滑块恰好能滑上GH，求滑块在圆管轨道的D点时受到的作用力； (2)要使游戏成功，求滑块到达D点时的速度大小的范围； (3)要使游戏成功，求滑块静止的区域以及相应的弹簧弹性势能范围。 【答案】(1) (2) (3)； 【详解】（1）恰好过F点，此时只要重力提供向心力，则有 从D到F点，由动能定理可得 解得 结合牛顿第二定律   联立解得 （2）①滑板一直在加速   解得   根据牛顿第二定律则有 解得滑板的加速度 则滑板此阶段加速的时间 此过程，滑块一直在做减速运动，由动能定理可得   结合动量定理则有 解得为最大值，对应 ②滑块恰好能滑上GH，由上述结论可知 故 （3）①在时，根据能量守恒可得 解得 恰好能过最高点时，则有 解得 滑块静止的区域距G点的距离 ②当时，对应，由功能关系可得 恰好能过最高点时，  对应，滑块与滑板达到共速，随后两者匀速至滑板锁定。由运动学规律可得，， 解得 滑板恰好匀加速至锁定时，滑块与滑板达到共速，即不存在匀速运动状态。则有， 综上所述，滑块静止时相应的弹簧弹性势能范围 预测04带电粒子的运动 126. 微通道板电子倍增管是利用入射电子经过微通道时的多次反射放大信号强度的一种电子器件，在高能物理（中微子、宇宙射线探测）和质谱仪、真空紫外探测器等有广泛应用。如图所示一截面是矩形的微通道水平放置，竖直边。一个电子沿竖直平面以与水平方向成的初速度打到的中点进入微通道，每个电子撞到内壁后能撞出2个次级电子，且碰撞过程电子平行内壁的动量被完全吸收，垂直内壁的动量等大反向，并被撞出的次级电子均分。现通道内加有垂直平面的匀强磁场B。忽略重力和次级电子间的相互作用，电子电量的绝对值为，质量为，求： (1)点撞出的次级电子在通道内的运动半径； (2)通道长度大于多少右端将接收不到电子； (3)若通道长度为，在平面上出射点距离的高度及接收到电子的数量； (4)在通道内再加竖直向下的电场试判断电子能否通过微通道到达右侧。 【答案】(1) (2)2h (3)，8颗 (4)能通过微通道到达右侧 【详解】（1）由题意，在点撞出的次级电子速度，满足 得 由 在通道内的运动半径为 （2）点第一次撞击后速度为，运动半径，后一次撞击速度为，运动半径 则次撞击后电子运动半径 所以电子最远达到 （3）根据 电子碰3次后共8颗电子从平面上飞出； 飞出点距离 （4）设电子向上最大位移时速度水平且为，洛伦兹力不做功，由动能定理 水平方向动量定理 即 联立得，所以电子能通过微通道到达右侧。 127. 《中国激光》杂志第六期（2025.3）报道，上海光学精密机械研究所林楠团队创新地采用固体激光器方案，实现了LPP-EUV光源技术全球领先，这标志着国产芯片制造迈入了新阶段。物理气相沉积镀膜是芯片制作的关键环节之一，该设备的结构图简化如下（z方向足够长），晶圆（截面MN）固定放置于xOy坐标系的第一象限内，OMN区域内有匀强磁场，磁感应强度，方向沿z轴负方向；第二象限内有匀强电场，场强，方向沿y轴负方向。初速可略的氩离子（比荷 ）经电压为U（待求）的电场加速后，从点水平进入匀强电场E中，恰好打到位于原点O处的金属靶材并被全部吸收，靶材溅射出的金属离子（比荷）从O点飞入磁场区域，速度大小均为，并沉积在晶圆上。忽略离子重力及其间的相互作用力，求： (1)U的数值； (2)假设进入磁场的离子沿各个方向都有，求晶圆MN方向上的涂膜（金属离子打中的区域）长度； (3)假设从O点飞入磁场的离子分布在半顶角的圆锥侧面上，圆锥对称轴垂直于晶圆截面，如图乙，考察方向上的离子，打在晶圆上的位置坐标。 【答案】(1) (2)0.5m (3)0.555m 【详解】（1）氩离子在电场中做类平抛运动，竖直方向有 水平方向有 在加速电场中，由动能定理可得 联立解得 （2）金属离子在磁场中做匀速圆周运动，有 解得 沿x轴正向射出的离子，圆心在M点，落点到M点的距离为0.5m，分析知，离子能直接打到M点（此时的弦切角为），故涂膜的长度为0.5m。 （3）对着A点入射的离子，v与B方向不再垂直，将v正交分解，得， 则 在xOy平面内，其落点的y坐标为 即落在M点，故，，图孤所对的圆心角为，则 故 128. 正负电子对撞机是研究粒子基本性质和相互作用的实验装置。正负电子经加速器加速到极高速度后，射入对撞测量区域，通过调整测量区的磁感应强度大小，使正负电子发生正碰。一实验探究小组设计的对撞机结构原理图如图所示，测量区ABCD中存在两个有界匀强磁场，水平虚线MN下方Ⅰ区域磁场的磁感应强度大小为（大小未知），方向垂直纸面向外，MN上方Ⅱ区域磁场的磁感应强度大小为（大小未知），方向垂直纸面向里，直线EF为测量区的中线。在同一水平面上的直线加速器甲、乙同时以相同速率分别垂直AB、CD边界射入电子和正电子，并最终在EF上的某处实现正碰。已知正、负电子的比荷为k，边界AB、CD间的距离为4d，两加速器与MN的距离均为d，忽略电荷间的相互作用及正、负电子的重力。 (1)电子以速度大小射入Ⅰ区域， ①若电子能垂直MN进入Ⅱ区域，求； ②若，为使电子不从AB射出，求Ⅱ区域磁场的最小值； (2)若，为使正负电子在EF上某处发生正碰，求射入磁场的速度大小v与B之间满足的关系。 【答案】(1)①；② (2) 【详解】（1）①加速器甲射出电子，在Ⅰ区域中的半径，由 得 ②如图所示 轨迹与AB恰好相切于G点时，对应磁感应强度最小。在中，， 在中，得 Ⅱ区域磁场的最小值 （2）若正负电子在MN上方正碰，正负电子奇数次穿过MN，以第1次经过MN的点到边界的弦长作为一段，分别把2d均分为2、6、10…段，每段 由 得 正负电子偶数次穿过MN，以第1次经过MN的点到边界的弦长作为一段，分别把2d均分为4、8、12……段，每段 同理，得 因此，速度大小v与B之间满足的关系为： 分析粒子在Ⅱ区域磁场AB相切时， 得 要求即 得n＝1、2、3 综上， 129. 图1为某离子发电装置，可简化为三个区域：离子发射区、加速区和发电区，图2是其截面示意图。发射区存在一垂直纸面向里的半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B，长度均为L的线状离子发射源P（正离子源）、Q（负离子源）正对位于磁场的上下顶点；加速区由两高度均为R，长、宽均为L的匀强电场组成，电场强度，电场方向相反；发电区由长为3R，宽为L的平行金属板S、T组成，板间存在垂直纸面向里，大小可调的匀强磁场，金属板外连接开关和电动机，开关初始均断开。电场上下边界及金属板S、T均与圆形磁场上下边界切线共线。离子发射源P、Q单位时间单位长度分别能向右侧90°范围内均匀发射N个质量为m，初速率相同，电量为q的离子，且所有离子均能水平离开圆形磁场区域。不考虑离子间作用力及离子重力，求： (1)离子发射的初速率及发射区磁场内离子运动的最长时间； (2)当发电区磁感应强度为B时，提供的最大电动势及闭合且电路稳定时的外电路电流； (3)当发电区磁感应强度时，保持断开，闭合，待电路稳定后，测得金属板间电压为，电动机此时消耗的功率多大？ 【答案】(1)， (2)， (3) 【详解】（1）离子圆周运动，洛伦兹力提供向心力 可得 圆周运动周期 竖直方向入射在磁场中运动的圆心角90°最大，时间最长，故 （2）加速区，由动能定理 代入数据得 金属板间达到最大电动势，即断路下，离子进入金属板间受力平衡 得 短路时，金属板间电压为0，即离子在板间做圆周运动，电流即为单位时间内打到金属板的电荷量。考虑此时圆周运动半径 可知，从两金属板中间进入的离子恰好打到板上右端点，即所有入射离子均能达到板上,则 （3）当电压为时，利用配速法对离子的运动进行分解，即速度分解为 令 得， 则可看作以匀速直线运动，以匀速圆周运动，圆周运动半径 则单位时间内离两板间距在0.4R范围内进入发电区的离子可以打到金属板形成稳定电流。设从距离板0.4R入射发电区的离子发射时与竖直方向夹角为，如图所示 根据几何关系 解得 故单位时间打到金属板的离子数 电流为 故电功率 130. 某离子实验装置的基本原理如图甲所示，离子源能源源不断从坐标原点沿轴正向发射同种离子，离子质量为，电量为，初速度大小范围在之间。以过垂直于纸面的界面为边界，左侧为区，存在沿轴正向的匀强电场，大小未知，右侧为II区，存在垂直纸面向外的匀强磁场，其大小也未知。其中初速为的离子从点出射后立刻进入区，在电场中偏转后进入匀强磁场，已知此离子在电场和磁场中运动的加速度大小相等。忽略边界效应，忽略离子间的相互作用力，不计离子重力。 (1)求和的比值； (2)求初速度为的离子在磁场中圆周运动的半径和周期； (3)求从离子源发射的所有离子第一次在磁场中做圆周运动的圆心的轨迹线方程； (4)如图乙所示，保持离子源情况和I区电场不变，把II区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小为，方向相反且平行于轴的匀强磁场，两磁场界面也垂直于轴，且整个II区均存在沿轴负向的匀强电场，电场强度大小为。在II区某处放置一块与纸面垂直的足够大的测试板，离子抵达板的左侧面时会发光。沿轴左右调节两磁场区的分界面，使得测试板在分界面右侧磁场沿轴在一定范围内移动时均能探测到发光直线。当分界面在某一特定位置时，此时测试板离轴最远时能探测到的发光直线恰好在平面内。此时把处分界面到测试板之间的两个磁场区间宽度记为和。求这种特定情况下 ①与的比值； ②发光直线的长度。 【答案】(1) (2)， (3)其中/，其中 (4)①或② 【详解】（1）经分析，离子在电场中的加速度为 初速为的离子从点出射后立刻进入区，做类平抛运动，在电场中偏转后进入匀强磁场，根据矢量关系知，离子出电场的速度即在磁场中匀速圆周运动的速度大小为，水平向右的分速度为，根据牛顿第二定律 解得在磁场中的加速度为 此离子在电场和磁场中运动的加速度大小相等，联立可得 （2）离子在电场中根据运动规律 解得加速度 在磁场中的速度大小为，故加速度为 联立可得 故周期 （3）如图1所示 离子在电场中水平方向做初速为0的匀加速直线运动，根据小问1的分析知，离子在点水平向右的分速度为，根据运动规律 解得 故水平方向，根据运动学规律 从边界点射出后进入磁场时 联立上方两式可得 离子在磁场中圆周运动的速度为，满足 可得 圆心的横坐标为 纵坐标为 且当磁场中速度为时 即 则 或 联立以上三式可得圆心的轨迹线为一条直线，方程为 其中 或，其中 （4）①经分析，沿轴负方向看，离子均以做匀速圆周运动，满足要求的轨迹如图2所示 由几何关系可得 则或 ②沿轴方向离子做匀变速直线运动，加速度相同，抵达板上的运动时间也相同，则 ， 初速为的离子落在板上位置最高，到达I区右边界时 所以到板上的位置最高为 初速为0的离子落在板上位置最低，到板上的位置最低为 所以到板上的发光直线长度为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年高考物理终极押题猜想 目 录 第一部分 新情景高考命题篇 2 情景一 与生活相关情景 2 情景二 与体育竞技相关情景 6 情景三 与科技前沿相关情景 10 情景四 与传统文化相关情景 15 第二部分 高频考点预测篇 17 [高频考点预测】 17 预测01原子物理 17 预测02光学 19 预测03热学 21 预测04平衡问题和牛顿动力学问题 22 预测05抛体运动和圆周运动 24 预测06万有引力与航天 26 预测07功能关系 28 预测08动量定理和动量守恒定律 30 预测09机械振动和机械波 32 预测10电场的基本规律应用 34 预测11磁场的基本规律应用 36 预测12电磁感应基本规律应用 38 预测13交变电流和变压器 40 [实验题预测】 43 预测01力学实验 43 预测02电学实验 46 预测03光学热学实验 49 [综合计算预测】 53 预测01气体实验定律的综合应用问题 53 预测02电磁感应综合应用 56 预测03力学三大观点解决总部规划问题 59 预测04带电粒子的运动 61 第一部分 新情景高考命题篇 情景一 与生活相关情景 试题前瞻·能力先查 限时：3min 【原创题】一位篮球爱好者进行定点投篮训练，将篮球从 B 点斜向上抛出后，篮球恰好垂直击中篮板上的 A 点，反弹后顺利射入篮筐。已知抛出时篮球的初速度为v0​，抛射角为θ，抛射点 B 距离地面的高度为H，投篮过程中不计空气阻力。若保持投篮者与篮板的水平距离不变，且篮球仍能垂直击中篮板上的 A 点，下列调整措施可行的是（　　） A．升高，不变，减小 B．升高，增大，不变 C．不变，增大，增大 D．不变，增大，不变 分析有理·押题有据 运动与力学：打水漂（平抛）、小猫跃起（曲线运动）、高空抛物、鸡蛋坠落、沙尘降落、带吸管水瓶、艺术灯（平衡） 热学：拔火罐（理想气体等容变化）、风光互补路灯（能量） 电学与光学：家用电路、LED 灯、测量溶液折射率、多用电表日常使用 特点：情境简单、模型明确，多为选择题 / 实验题，考查 “从生活到物理” 的转化。 密押预测·精练通关 1. （2026·浙江宁波·二模）如图所示，在打糍粑的过程中，木槌先被高高举过头顶，后加速挥动击打糯米。从挥动开始到木槌刚接触糯米前，忽略空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．木槌受到的合力方向始终与它的运动方向一致 B．木槌的动能增加、重力势能减少，因此其机械能一定守恒 C．木槌向下运动是因为它受到的重力大于手对其的作用力 D．在加速向下的过程中，手对木槌的作用力与木槌对手的作用力始终等大 2. （2026·浙江宁波·二模）乌贼被称为“海中火箭”，其“外套膜”能够迅速收缩，将海水高速喷出进而向另一方向加速冲刺，可轻易加速到。一质量为0.5kg（不含体内水）的乌贼初始时静止，某时刻开始以相对于地面恒为的速度水平喷水，不计水的阻力且不考虑竖直方向的运动和受力变化，则（　　） A．乌贼喷水过程中乌贼和喷出的水组成的系统水平方向动量不守恒 B．乌贼向后喷水，喷出的水对周围的水产生一个作用力，周围的水对喷出的水的反作用力使乌贼向前运动 C．若乌贼要极短时间内达到的速度，则要一次性喷出约0.19kg的水 D．若乌贼要极短时间内达到的速度，此过程中乌贼受到它喷出的水的作用力的冲量为 3. （2025·浙江温州·三模）如图所示，在水平如镜的湖面上方，一颗钢珠从离水面不高处由静止落入水中，会溅起几滴小水珠。下列说法正确的是（   ） A．部分小水珠溅起的高度可以超过钢珠下落时的高度 B．小水珠在空中上升过程处于超重状态 C．所有溅起的小水珠运动到各自最高点时速度一定为零 D．所有溅起的小水珠机械能总和等于钢珠静止下落时的机械能 4. （2025·浙江温州·三模）如图所示是一种投弹式干粉消防车。某次灭火行动中，消防车出弹口到高楼水平距离，发射灭火弹的初速度与水平面夹角，且灭火弹恰好垂直射入建筑玻璃窗。已知灭火弹可视为质点，不计空气阻力，，则灭火弹在空中运动的轨迹长度最接近于（   ） A．13m B．14m C．15m D．20m 5. （2025·浙江宁波·模拟预测）电视上解说围棋比赛时，大棋盘竖直放置，棋盘和棋子都是磁性材料制成，棋子能吸在棋盘上。不计棋子与棋子之间的相互作用力，下列说法正确的是（   ） A．棋盘对棋子的弹力是棋子发生弹性形变引起的 B．棋盘对棋子的吸引力与棋子对棋盘的压力是一对相互作用力 C．棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向 D．所有棋子对棋盘的摩擦力的合力与棋盘的重力是一对平衡力 6. （2025·浙江·一模）如图所示，是儿童弹力跳跳球，儿童站在弹力球平板上，双脚夹紧上半部分球，上下跳跃，从而达到锻炼目的，关于儿童跳跃过程中下列说法正确的是（　　） A．儿童能够夹着弹力球跳起来，是因为地面对球做正功 B．地面对弹力球的弹力，是因为弹力球的形变产生的 C．儿童向上运动的过程中所受重力对人做负功，重力势能一直增大 D．儿童在上下跳跃的过程中，人和球整体只有动能和势能相互转化，机械能守恒 7. （2025·浙江·一模）图示为某自行车喷泉游乐设施，游客在设备上快速踩动自行车脚踏板，通过设备系统驱动喷泉竖直向上喷发，喷出水柱的高低可随人踩脚踏速度的大小而变化，非常具有趣味性。已知该设施的传动效率约为80%，喷泉喷头出水口的横截面积为2×10-4m2，水的密度为1×103kg/m3，若喷出的竖直水柱高度约为5m，则游客踩脚踏板的功率约为（　　） A．12.5W B．25W C．125W D．250W 8. （2025·浙江宁波·一模）喷水池中有两个相同的水枪，某同学站在正前方观察，稳定时水枪喷出的水柱交叉形成如图所示的对称图形，图中两条水柱的“交点”记为，则（　　） A．水经过点时，加速度方向向上 B．水从喷出至落回水面过程中重力冲量为0 C．仅将两水枪的喷射速度增大相同值，点一定上升 D．仅将两水枪喷射速度方向与水面的夹角增大相同值，点一定上升 9. （2025·浙江宁波·模拟预测）如图，一竖直放置的花洒出水孔分布在圆形区域内。水流从出水孔水平向左射出。假设每个出水孔出水速度相同，从花洒中喷出的水落于水平地面（P、Q分别为最左、最右端两落点），不计空气阻力。落点区域俯视图的形状最可能的是（　　） A． B． C． D． 10. （2025·浙江宁波·三模）将一根黄色筷子竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中心轴的右侧，观察到筷子在水中的像向右发生了侧移，如图所示。若保持观察位置不变，下列判断正确的是（　　） A．将筷子竖直插入玻璃杯的中心轴，也能看到筷子的像向右侧移 B．将筷子竖直插入玻璃杯中心轴的左侧，也能看到筷子的像向右侧移 C．若换成红色筷子，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的像会向玻璃杯中心靠近一点 D．若将水换成折射率更大的液体，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的像会向玻璃杯中心靠近一点 情景二 与体育竞技相关情景 试题前瞻·能力先查 限时：1min 【原创题】质量为m的足球从水平地面上的位置 1 被踢出后，最终落在地面上的位置 3，足球在空中运动的最高点为位置 2，2 点距离地面的高度为h。若足球运动过程中所受空气阻力的大小保持不变，忽略其他影响因素，下列关于足球运动的说法正确的是（　　） A．在空中运动时，相等的时间内速度变化量相同 B．在1时，加速度最大 C．从1到2的时间大于从2到3的时间 D．从2到3的过程中，动能增加mgh 分析有理·押题有据 以冬奥、亚运、举重、赛车等为背景，考查力学综合（受力、运动、能量、动量）。 典型情境：钢架雪车、滑雪、举重、赛车、马拉松（人形机器人）、跳水、球类运动 考点：受力分析、牛顿定律、平抛 / 圆周、动能定理、动量守恒、超重失重 特点：模型固定（斜面、圆周、碰撞），侧重过程分析与计算。 密押预测·精练通关 11. （2026·浙江衢州·二模）2026年2月10日，哈尔滨亚冬会单板滑雪男子大跳台决赛在亚布力举行，中国队成功包揽了两个小项的冠亚军，其中运动员杨文龙成绩喜人，如图所示。忽略空气阻力，可将运动员杨文龙视为质点。则关于杨文龙运动的说法中正确的是（　　） A．杨文龙在空中飞行过程是变加速曲线运动 B．杨文龙在空中飞行过程中，动量的变化率在不断变化 C．杨文龙从斜向上起跳到落地前，重力的瞬时功率先减小后增大 D．杨文龙在斜向上飞行到最高点的过程中，其动能全部转化为重力势能 12. （2026·浙江宁波·二模）国际拔河比赛规定，每个队按8名运动员体重的总和分成若干重量级别，同等级别的两个队进行比赛。如图所示，运动员必须穿“拔河鞋”或没有鞋跟等突出物的平底鞋，不能戴手套。不计拔河绳的质量，认为拔河过程中绳始终保持水平，下列说法正确的是（　　） A．地面对运动员的作用力方向竖直向上 B．获胜队伍对绳的拉力大小等于失败队伍对绳的拉力大小 C．拔河绳对两支队伍的拉力是一对相互作用力 D．比赛过程中两队队员受到的地面摩擦力总是等大反向 13. （2026·浙江·二模）2025年多哈世乒赛中，中国选手王楚钦获得男子单打和混双两枚金牌。比赛中裁判曾质疑王楚钦发球“抛球角度”违规（规则要求抛球角度）和“台内发球”违规（规则要求球在台外），王楚钦果断启动“鹰眼”，并挑战成功。抛球角度和发球界限回放分别如图甲、乙所示。以下说法正确的是（    ） A．鹰眼挑战“抛球角度”违规，回放仲裁时，可以将乒乓球看作质点 B．鹰眼挑战“台内发球”违规，回放仲裁时，可以将乒乓球看作质点 C．鹰眼挑战“抛球角度”违规的回放显示乒乓球在空中一定做斜抛运动 D．乒乓球能被快速抽杀是因为球拍对乒乓球的作用力远大于乒乓球对球拍的作用力 14. （2025·浙江·一模）2025年7月12日，浙江省第五届体育大会在台州市体育中心网球馆开幕。如图甲所示是嗒嗒球比赛的场景，图乙为嗒嗒球在空中飞行的轨迹图，图中C、D为同一轨迹上等高的两点，A为该轨迹的最高点，则下列关于嗒嗒球的说法正确的是（    ） A．嗒嗒球从C点经最高点A到达D点的过程中机械能守恒 B．嗒嗒球在最高点A的加速度方向竖直向下 C．在嗒嗒球飞行的整个过程中，最高点A的动能最小 D．上升阶段CA段的飞行时间小于下降阶段AD段的运动时间 15. （2025·浙江湖州·模拟预测）关于运动会上比赛，说法正确的是（　　） A．运动员启动的瞬间，速度为0，加速度不为0 B．运动员在加速阶段地面对人的力大于人对地面的力 C．在判断运动员是否“冲线”时，可以将运动员看成质点 D．过终点后“冲”得越远的同学惯性越大 16. （2025·浙江湖州·模拟预测）如图所示，法国奥运会网球女单决赛中郑钦文正在斜向上拍击网球。若网球离拍时距地面的高度为，初速度为，抛射角为（初速度与水平方向夹角），忽略空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．当抛射角为30°时，网球水平射程最远 B．当抛射角为45°时，网球水平射程最远 C．越小，最远射程对应的抛射角越接近 D．网球落地前速度的反向延长线过水平位移的中点 17. （2026·浙江杭州·二模）某同学在对竖直墙练习网球时，球竖直落到地面弹起到最高点时把球击出，两次击球点的位置与球飞出的方向均相同，第一次球恰好水平击中墙面，第二次击中墙面的位置与击球点高度相同，如图所示。设第一次击出球的速度大小为v1，球的运动时间为t1，第二次击出球的速度大小为v2，球的运动时间为t2，空气阻力忽略不计。则（　　） A．v1=2v2，t2=2t1 B．v2=2v1，t1=2t2 C．两次击球时对球做功之比为2∶1 D．两次击球后，球在空中飞行过程中动量变化量为1∶2 18. （2025·浙江宁波·模拟预测）2023年球王梅西中国行期间，在北京工人体育馆应邀和嘉宾一起参加了一项足球挑战赛，具体游戏模型如下图所示，参赛队员要在地面任选一个位置将球踢出并越过一堵有厚度的墙，并落入方框当中。不计球的大小和空气阻力，不考虑球在框中的反弹，下列选项中说法正确的是（   ） A．踢球点越靠近墙壁，球在空中的时间越短 B．存在一个踢球点，能够使球在空中运动的时间最短 C．要使脚对球做功最少，足球踢出去的初速度方向与水平方向的夹角大于45° D．要使脚对球做功最少，足球踢出去的初速度方向与水平方向的夹角小于45° 情景三 与科技前沿相关情景 试题前瞻·能力先查 限时：1min 【原创题】2025 年 5 月 10 日，中国自主研发的新一代 “人造太阳” 装置 “中国环流三号” 在四川成都取得重大技术突破，首次实现原子核温度 1.17 亿度、电子温度 1.6 亿度的高参数等离子体稳定运行，还同步完成了电力输出，这是人类首次在实验室中实现可控核聚变从科学原理到工程应用的跨越。结合核反应的相关知识，下列说法正确的是（　　） A．为“核聚变”的核反应方程式 B．核反应属于衰变 C．目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 D．在核反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 分析有理·押题有据 占比最高、难度最大，压轴题（选择 / 计算 / 实验）主要来源，体现时代性与选拔性。 1. 航天与国防（万有引力 / 动量 / 能量） 玉兔二号、嫦娥六号、朱雀二号、神舟、四川舰、歼 - 35、蛟龙号 考点：万有引力定律、卫星变轨、动量守恒、能量守恒、超重失重 2. 电磁与现代技术（电磁感应 / 电路 / 磁场） 电磁弹射、磁场检测芯片、电阻应变片、6G 通信、电动汽车、水下敷缆机器人 考点：安培力、洛伦兹力、电磁感应、电路分析、带电粒子在复合场运动 3. 前沿物理（原子 / 光学 / 近代） 气泡室、γ 光子、俄歇电子、光电效应、α 粒子散射、超导线圈 考点：原子结构、波粒二象性、质能方程、光电效应、核反应 4. 工程与探测（力学 / 光学 / 热学） 地质探测、医疗影像、新能源、汽车能量回收、同位素考古 考点：横波、折射、理想气体、能量转化、测量原理 密押预测·精练通关 19. （2026·浙江衢州·二模）2025年5月10日，全球能源领域迎来历史性时刻——中国自主研发的新一代“人造太阳”装置“中国环流三号”在四川成都实现重大突破，首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的高参数等离子体运行，并同步完成电力输出。这一成就标志着人类首次在实验室环境下实现可控核聚变从科学原理到工程应用的跨越，为全球能源格局带来颠覆性变革。下列说法正确的是（　　） A．为“核聚变”的核反应方程式 B．核反应属于衰变 C．目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 D．在核反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 20. （2026·浙江杭州·二模）如图所示，在一场人形机器人跑步大赛中，某型号机器人在平直路面上以速度v匀速跑步，此时电池工作电压为U，输出电流为I，已知输出功率的80%用于电机驱动，驱动电机的输出能量转化为机器人跑步的机械能的效率为η，机器人跑步时受到的阻力为f，则（　　） A．驱动电机的输出功率为0.8UI B．驱动电机线圈的电阻为 C．驱动电机的效率为 D．机器人克服阻力做功的功率为0.8ηUI 21. （2025·浙江·一模）电影《流浪地球2》中展现了太空电梯的宏大场景。如图所示，太空电梯由位于赤道的地面基座、运载舱、地球同步轨道空间站、平衡锤及缆绳组成。已知整个太空电梯除运载舱外与地面保持相对静止，不计大气环流的影响，则（　　） A．当运载舱相对地面匀速上升时，其对缆绳的力有阻碍地球自转的效果 B．当平衡锤与地球同步轨道空间站的缆绳断裂时，平衡锤将做近心运动 C．当运载舱相对地面匀速上升时，舱底支持力对宇航员做的功小于宇航员机械能的增加量 D．若要提高运载舱的载荷，应将平衡锤放置更低的轨道上 22. （2024届浙江省宁波市高三下学期二模物理试题）2023年8月，新一代“人造太阳”中国环流三号首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，标志着我国在可控核聚变领域达到了国际领先水平。“人造太阳”内部发生的一种核反应,其反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中X为 B．的结合能为 C．核反应中的质量亏损可表示为 D．半衰期为12.46年，现有100个氚原子核，经过12.46年后剩下50个氚原子核 23. （2025·浙江湖州·模拟预测）巨磁阻是一种量子力学效应，在铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成的多层膜材料中，自旋方向相反的两种电子同时定向移动形成电流。在外磁场作用下，铁磁材料可以呈现同向和反向两种磁化方向，如图1所示。当一束自旋产生的磁场方向与铁磁材料磁化方向相同的电子通过时，在铁磁材料和非铁磁材料的交界处电阻很小；同理，自旋产生的磁场方向与铁磁材料磁化方向相反的电子通过时，电阻很大。 如图2为巨磁阻传感器的工作电路，为信号源，输入电压为，为输出端。已知无磁场时，、、、的阻值均为R。外加磁场后，使和的磁化方向与和相反，则在同一磁场中和的阻值均减小，和的阻值均增大。综合以上信息，下列说法错误的是（　　） A．自旋方向相反的两种电子分别通过多层膜材料导电时，可等效为两条并联支路 B．当铁磁层的磁化方向相同时，比磁化方向相反时的总阻值小 C．有磁场时输出端的输出电压大小与的平方成正比 D．无磁场时输出端的输出电压大小为零 24. （2025·浙江宁波·三模）如图所示，我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，该核电池是将放射性同位素衰变过程中释放出来的核能转变为电能。“嫦娥三号”采用放射性同位素钚核，静止的衰变为铀核和粒子，并放出光子。已知、和粒子的质量分别为、和，和的比结合能分别为和，光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（　　） A．光子是由钚原子的内层电子跃迁产生的 B．的衰变方程为 C．衰变产生的和的动能之比为 D．粒子的结合能为 25. （2025·浙江温州·二模）如图所示为一种光电效应演示仪，光电管与电流计、电源相连，其入射光的波长与光强可以通过光调节器调节。逐渐调节照射到金属板M的入射光波长，当波长为时，电流计的示数刚好为零，此时将电源正负极对调，电流计示数不为零，再逐渐调节入射光照的波长至，电流计的示数恰好变成零。已知电源路端电压为U，不考虑电流计内阻，元电荷为e，真空中光速为c，则（　　） A． B．可求得普朗克常量 C．当光的波长为时，仅增大光的波长，电流计示数将不为零 D．当光的波长为时，仅增大光的强度，电流计示数将不为零 26. （2026·浙江宁波·二模）我国载人登月方案是先将着陆器送至近月面的圆形环月轨道，再发射载人飞船在环月轨道与着陆器交会对接，航天员进入着陆器后择机降落月面。已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.7倍，地球的第一宇宙速度为，。下列说法正确的是（　　） A．着陆器和飞船对接后总质量变大将自发进入更低轨道 B．着陆器与飞船对接时的绕月速率约为1.7km/s C．着陆器在环月轨道上的向心加速度约为地球表面重力加速度的0.17倍 D．若月球的平均密度变为原来的2倍，则近月卫星的周期将变为原来的0.5倍 情景四 与传统文化相关情景 试题前瞻·能力先查 限时：1min 【原创题】某非遗传承人将一件质量为m的均匀皮影道具，通过一根轻绳悬挂在光滑墙壁的挂钩上，轻绳形成的OA、OB两段的夹角为2θ，已知当地的重力加速度为g，不计轻绳质量与摩擦，下列关于轻绳张力的说法正确的是（　　） A．轻绳上的张力大小为 B．轻绳上的张力大小为 C．若仅增大轻绳的长度，轻绳上的张力大小不变 D．若减小两段轻绳间的夹角，轻绳上的张力将变大 分析有理·押题有据 结合传统器具与技艺，体现文化自信，多为选择题。 典型情境：拔火罐、传统器械力学分析、古代天文观测 考点：热学、力学平衡、光学折射 密押预测·精练通关 27. （2026·浙江衢州·二模）2026年央视春节联欢晚会上，人形机器人与小朋友进行同台集群武术表演，机器人侧空翻、打醉拳、耍兵器、连续踢腿等节目惊艳了春晚舞台。下列说法中正确的是（　　） A．观众在观看人形机器人侧空翻时可以把机器人当成质点 B．人形机器人在空中表演侧空翻落地前，处于完全失重状态 C．人形机器人落地时速度越大，惯性越大 D．人形机器人在空中表演侧空翻时，其重心位置必在机器人上 28. （2025·浙江台州·一模）如图所示，双人花样滑冰比赛中，女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中匀速旋转，男运动员的手臂与水平冰面的夹角约为，肩部距离地面约，女运动员质量约为。以下正确的是（　　） A．女运动员受力平衡 B．男运动员和冰面间没有摩擦力 C．女运动员旋转的向心加速度约为 D．女运动员旋转的角速度大约为 29. （2025·浙江宁波·模拟预测）在江南水乡，撑篙行舟是一种传统的水上交通方式。如图所示，船夫使用一根竹篙倾斜撑向河底，就能让船夫和小船一起缓慢向右运动离岸。小船缓慢离岸的过程中，竹篙对河底力的作用点不变，对该过程分析正确的是（　　） A．小船给船夫的作用力竖直向上 B．小船受到的浮力等于船的重力 C．小船受到船夫的摩擦力向右 D．船夫受到小船的支持力的冲量为零 30. （2025·浙江宁波·三模）如图所示是2025年春晚的《笔走龙蛇》节目。演员甲的一只脚踩在转盘边缘，另一只脚悬空，身体重心在转盘外。演员乙站在转盘上，与演员甲手拉手沿转盘半径方向摆出造型并随转盘一起转动。已知转盘以角速度做匀速圆周运动，演员甲、乙与转盘间均不发生相对滑动，下列说法正确的是（　　） A．演员甲受到重力、支持力和向心力的作用 B．演员甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对平衡力 C．转盘对演员甲和乙的静摩擦力的合力提供他们所需的向心力 D．当逐渐增大到某一值时，演员甲和乙将沿转盘的切线方向飞出 第二部分 高频考点预测篇 [高频考点预测】 预测01原子物理 31. 2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约为87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是（　　） A．衰变为时产生α粒子 B．衰变过程中满足动量守恒，机械能守恒 C．29年后，衰变的数目大于的数目 D．87年后，剩余的数目大于的数目 32. 中国科学院在2025年11月1日发布消息，位于甘肃省武威市民勤县的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，已成功实现了钍铀核燃料转换。钍基熔盐堆内的链式反应示意图如图所示，下列相关判断中正确的是（　　） A．核反应属于核聚变反应 B．一个核27天后必将发生衰变生成 C．压强增大，的半衰期变小 D．钍基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的 33. 世界唯一建成并运行的熔盐堆第四代核能系统—2兆瓦热功率液态燃料钍基熔盐实验堆，已在甘肃武威加钍运行。钍基熔盐堆先将转化为，再转化为核燃料，其核反应方程为，。已知极易裂变，下列说法正确的是（　　） A．X是质子 B．是衰变 C．100g的经过一个半衰期，还剩余50g的 D．若把钍基熔盐堆建在月球上可以改变的半衰期 34. 极紫外光（EUV）是一种高能量、高频率的电磁辐射，国产EUV技术已经取得突破，高度电离的锡离子~的电子处于不稳定的高能态。当它们从高能级（如4d轨道）向低能级（如4p轨道）跃迁时，会释放出特定能量的光子。对于~离子，其4d→4p的跃迁所对应的光子能量，恰好落在13.5nm波长附近。下列说法正确的是（　　） A．玻尔原子理论能够解释锡离子跃迁的光谱规律 B．锡离子4d→4p的跃迁后能量变低 C．对于~离子，其4d→4p的跃迁产生的是单一频率的光子 D．与红光相比，极紫外光衍射现象更明显 35. 爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。图甲是光电效应实验装置示意图，图乙是研究光电效应电路中a、b两束入射光照射同种金属时产生的光电流与电压的关系图像，图丙是P、Q两种金属的光电子最大初动能与入射光频率的关系图像，图丁是某种金属的遏止电压与入射光频率之间的关系图像。下列说法正确的是（　　） A．在图甲实验中，改用红外线照射锌板验电器指针也会张开 B．由图乙可知，a光的频率等于b光 C．由图丙可知，金属P的逸出功大于金属Q的逸出功 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量h 预测02光学 36. 冰雕展上，右侧面竖直的冰墙内装有LED光源S可视为点光源。实验小组想测量冰的折射率n，设计了如下实验：如图所示，光源S到冰墙右侧面的距离为，将半径为R的圆形遮光片贴在右侧墙面上，圆心正对光源S，发现在距右侧墙面距离为处的屏上黑影半径为2R。则冰的折射率n为（　　） A． B． C． D． 37. 如图所示，某传感器的核心部件为一横截面半径为R的玻璃半圆柱体（O为圆心），用于引导和聚焦激光束。一束激光垂直于直径AB从空气经P点射入玻璃半圆柱体，光线在玻璃内经AB面一次反射后，从半圆柱体的最高点M射出，出射方向与AB成角，且与PM共线，则该玻璃半圆柱体对激光的折射率为（   ） A． B． C． D． 38. 某同学从圆柱形玻璃砖上截下图甲所示部分柱体平放在平板玻璃上，其横截面如图乙所示，1、2分别为玻璃柱体的上、下表面，3、4分别为平板玻璃的上、下表面。现用单色光垂直照射玻璃柱体的上表面，下列说法正确的是（　　） A．干涉图样是单色光在1界面和2界面的反射光叠加后形成的 B．从上向下，能看到明暗相间的条纹，且内环疏外环密 C．从上向下，能看到干涉图样是左右不对称的 D．若干涉图样在某个位置向中间弯曲，表明平板玻璃上表面在该位置有小凸起 39. 为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个小孔，孔内安装一透明材料，厚度与坦克壁厚度相同。已知坦克壁厚度d为15cm，该材料对光的折射率为。不考虑光在左右侧面的反射，若坦克内的人通过这块材料（可移动观察）能看到的外界角度范围最大为，则透明材料的宽度L为（　　） A． B． C． D． 40. 光导纤维的导光原理基于光的全反射，其应用涉及通信、传感、照明、成像等多个领域。如图一段光导纤维弯成半圆形，外半径为，内半径为R。一细束单色光垂直于光导纤维的端头沿内侧切线射入时恰好发生全反射。已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（　　） A．光导纤维对该单色光的折射率为 B．光导纤维对所有色光的折射率均为 C．该单色光在光导纤维中传播的时间为 D．该单色光在光导纤维中传播的时间为 预测03热学 41. 下列说法正确的是（    ） A．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 B．普通水不能作为核裂变时的慢化剂使用 C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 D．只要光的振动方向不与透振方向平行就无法通过偏振片 42. 下列判断正确的是（　　） A．比结合能越大的原子核越稳定 B．放射性元素经过个半衰期还剩的元素没有发生衰变 C．红外线和射线都是电磁波，在真空中传播的速度相等 D．一个系统把所吸收的热量全部用来对外做功是不可能的 43. 下列说法正确的是 A．立体电影利用了光的衍射 B．要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松 C．霍尔元件是把电信号转化为磁信号的元器件 D．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质 44. 下列说法正确的是（　　） A．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的 B．若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射出A光，那么用波长等于A光波长的光照射大量n=1能级氢原子，可以使部分氢原子跃迁到n=3能级 C．物理学中不与外界进行物质和能量交换的系统叫做孤立系统，一个孤立系统的熵值总是不增加的 D．光电效应、康普顿效应都揭示了光的波动性 45. 高空风能具有储量丰富、风速高、风向稳定等优势，所蕴含的风能远远超过目前人类社会能源总需求。高空风力发电系统由空中组件、牵引缆绳和地面组件三部分构成，利用风力牵引地面发电系统做功发电。如图所示，伞体在2000m高空展开形成近5000m2的迎风面，垂直迎风面的风速为20m/s，伞体以一定的速度匀速上升，牵引地面发电系统产生的电功率为2.2×103kW。已知1kg标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳2.6kg，空气密度为1.0kg/m3。下列说法正确的是（　　） A．高空风能属于不可再生能源 B．伞体在匀速上升过程中机械能守恒 C．发电系统将风能转化为电能的效率约为28% D．若发电系统每天工作10h，可减少二氧化碳排放量约2.0×104kg 预测04平衡问题和牛顿动力学问题 46. 如图所示，质量为的风筝受到垂直于风筝面向上的风力、沿风筝线的拉力和重力作用，在空中处于平衡状态，此时风筝平面、风筝线与水平面夹角均为。某时刻风力大小突然变为原来的2倍，通过调整风筝线与水平面的夹角使风筝再次在空中平衡，且调整过程中风筝平面与水平面的夹角始终为。不计风筝线质量，重力加速度为，风筝再次在空中平衡后，风筝线的拉力大小为（　　） A． B． C． D． 根据平衡条件列方程，初始状态风筝平面、风筝线与水平面夹角均为，因此水平方向 竖直方向 47. 如图所示，质量为的匀质细绳，一端系在天花板上的点，另一端系在竖直墙壁上的点，平衡后最低点为点。现测得段绳长是段绳长的2倍，且绳子端的切线与墙壁的夹角为60度。以下说法不正确的是（　　） A．绳子在处弹力大小为 B．绳子在处弹力大小为 C．绳子在处弹力大小为 D．绳子端的切线与竖直方向夹角是49.1度 48. 如图所示，三根长都是l的轻杆，上端用铰链连接，每根杆都可以绕O自由转动，下端支在水平地面上的A、B、C三点，ABC为等边三角形，且每根轻杆与水平面的夹角均为。在O点连接一根轻绳，下端吊着一个重力为G的物体，三角架处于稳定状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（   ） A．地面对每根杆的支持力大小均为 B．每根杆对铰链O的作用力大小均为 C．杆和地面间的动摩擦因数至少为 D．若仅将等边三角形ABC的边长变短，则地面对每根杆的支持力变小 49. 五个相同的篮球堆放在水平地面上，处于静止状态。其中四个篮球上方的正中间放有一个篮球，俯视图如图所示。下面四个球靠在一起且无挤压。篮球质量均为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（   ） A．地面对A球的作用力大小等于 B．A球对B球的作用力大小等于 C．地面对A球的摩擦力小于B球对A球的压力 D．地面对A球的摩擦力等于B球对A球的压力 50. 某物理兴趣小组在“探究斜杆上滑块的运动”实验中，设计了如下装置：硬直杆与水平面成37°角放置，两端分别固定于O、M两点，一根弹性轻绳一端系在O点，另一端跨过固定在Q点的光滑定滑轮（大小不计）与套在杆上的滑块相连，滑块位于OM上P点时PQ与OM垂直，且杆与滑块间的弹力恰好为零。已知OQ沿竖直方向，弹性轻绳原长等于OQ的长度，PQ的长度为1.6m，滑块质量，滑块与杆之间的动摩擦因数，重力加速度，，，弹性轻绳的弹性势能可表示为，其中k为弹性轻绳的劲度系数，为弹性轻绳的形变量。将滑块从P点无初速度释放，下列说法正确的是（　　） A．滑块运动过程中滑动摩擦力大小始终为2.56N B．滑块下滑时与杆间的作用力先增大后减小 C．弹性轻绳的劲度系数为 D．滑块运动到O点时的动能为7.2J 预测05抛体运动和圆周运动 51. 如图所示，在倾角为的斜面底端正上方高度H处，以初速度水平向右抛出一小球，最终落在斜面上。已知重力加速度为g，，不计空气阻力。下列说法中正确的是（    ） A．若，小球平抛运动的位移最小 B．若，小球将垂直打在斜面上 C．若，小球落到斜面上的速度最小 D．小球落到斜面上的最小速度为 52. 如图所示，在离地面高度为处先后水平向右抛出两小球和与地面碰撞瞬间水平速度不变，竖直速度大小不变、方向反向，运动过程中不考虑空气阻力，两小球的运动轨迹交点到地面的高度为，则水平抛出小球和的初速度大小之比为（　　） A．3：5 B．1：3 C． D． 53. 如图所示，工人将长为的杆状货物从货箱里取出时，用机械装置控制着货物的端沿着竖直的箱壁匀速上升，同时货物的端在箱底的水平面上向左滑行。下列说法正确的是（　　） A．端向左加速滑行 B．端向左先加速滑行后减速滑行 C．时端向左滑行的速度最大 D．当端距离货箱左壁时，两端的速度大小之比为 54. 如图甲，质量为m的游客坐在轿厢里随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动，游客经过最高点时开始计时，t0时间内游客的位移大小x随时间t变化的图像如图乙所示，游客可以看成质点，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．图乙是椭圆函数图像的一部分 B．摩天轮转动的角速度为 C．摩天轮做圆周运动的线速度大小为 D．时，游客重力的瞬时功率为 55. 如图，竖直平面内固定一半径为R的半圆形光滑轨道，A为光滑水平面上的一点，B为轨道与水平面的切点。A点与圆心O点之间距离为3R，AO的延长线交半圆形轨道于P点。原长为2R、劲度系数为k的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与质量为m的物块连接。若物块从P点以的初速度沿轨道滑下，且运动到A点的过程中始终不脱离轨道和水平面，下列说法正确的是（　　） A．物块在P点时加速度的方向指向圆心 B．物块运动到A点时的速度大小为 C．物块对轨道的最大压力为 D．物块质量m最大为 预测06万有引力与航天 56. 如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（　　） A．地球的平均密度为 B．卫星Ⅱ的周期为 C．卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为 D．卫星Ⅱ运动的周期内无法直接接收到卫星发出电磁波信号的时间 57. 飞船发射入轨是一个复杂的过程。如图所示，发射飞船时先将飞船发射至近地轨道，在近地轨道的A点调整速度进入转移轨道，在转移轨道上的远地点B调整速度后进入目标轨道。不计飞船质量的变化，只考虑飞船所受的万有引力，已知引力常量为G，地球质量为M，近地圆轨道半径为，目标圆轨道半径为。下列说法正确的是（    ） A．若飞船在转移轨道上运动经过A点时的线速度为，则飞船在此轨道上经过B点时的线速度等于 B．飞船在目标轨道上运动经过B点的加速度比在转移轨道上运动经过B点的加速度大 C．飞船在转移轨道与近地轨道上运动的周期之比为 D．探测器在转移轨道上绕地球从A点向B点稳定运行过程中机械能减小 58. 某卫星发射过程如图所示，发射后先进入近地轨道Ⅰ做匀速圆周运动，然后在P点进入过渡轨道Ⅱ运动，最后在Q点进入目标轨道Ⅲ做匀速圆周运动。P、Q两点相距L，H为赤道上一物体，卫星传感器显示卫星在Ⅱ轨道运行时周期为T，地球半径及近地轨道Ⅰ半径均为R，引力常量为G，下列说法正确的是（   ） A．卫星在Ⅲ轨道的加速度一定比H物体的加速度小 B．卫星在Ⅱ轨道P点的速度小于其在Ⅲ轨道的速度 C．地球质量为 D．地球密度为 59. 太空垃圾是指绕地球高速运行的报废卫星，它可视为在近地轨道上做匀速圆周运动。某报废卫星的质量，横截面（与卫星运动方向垂直），若在半径为的近地轨道附近布满密度为的粉尘气体（由粉尘粒子构成），假设粉尘粒子相对地心处于静止状态，它们和该报废卫星发生碰撞后黏附在卫星上。已知地球的密度为，地球的半径，重力加速度大小，试估算该报废卫星因与粉尘碰撞而受到的拖拽力大小约为（　　） A． B． C． D． 60. 嫦娥六号探测器执行月球探测任务时，先在月球近月圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，轨道半径近似等于月球半径R，在到达Ⅰ轨道的A点时，发动机点火加速使其瞬间进入椭圆转移轨道Ⅱ，进入轨道Ⅱ后关闭发动机，轨道Ⅱ远地点B为月球极地圆轨道Ⅲ的切点，极地轨道半径为2R。已知月球极地轨道Ⅲ的周期为T，引力常量为G，月球质量为M。下列说法正确的是（　　） A．探测器在转移轨道Ⅱ上从A点到B点的时间大于 B．探测器在转移轨道Ⅱ上从A点到B点的过程中机械能逐渐增大 C．探测器在轨道Ⅱ上经过A点的速率与经过B点的速率之比为 D．探测器在A点和B点的加速度大小之比为 预测07功能关系 61. 如图所示，质量为m的小球用细线悬挂在天花板上，小球在竖直向上的外力F作用下静止（）。现保持F大小不变，并使F沿逆时针方向缓慢旋转至水平向左，在此过程中小球也缓慢移动。以下说法正确的是（　　） A．细线对小球的拉力先增大后减小 B．细线偏离竖直方向的角度先增大后减小 C．外力F对小球一直做正功 D．细线的拉力对小球先做正功后做负功 62. 如图（a）所示，一倾角为θ的固定斜面底端装有一挡板，挡板上装有力传感器，t=0时刻一小物块在斜面上距挡板L处由静止释放，小物块沿斜面下滑并与挡板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，忽略碰撞过程中物块所受的重力和摩擦力。挡板弹力F随时间t变化的图像如图（b）所示，图像中两阴影区域面积之比为2:1。下列说法正确的是（    ） A．第一次和第二次与挡板碰撞的时刻之比 B．第一次和第二次与挡板碰撞的弹力大小之比为2:1 C．斜面与小物块间的动摩擦因数 D．小物块在斜面上运动的总路程为 63. 如图，在竖直面内存在水平向右的匀强电场，一带正电的小球质量为m、电荷量为q，从匀强电场中的A点以初速度v0沿右上方射出，速度与电场方向的夹角为30°，一段时间后，小球经过与A点等高的B点。已知匀强电场场强，重力加速度为g，下列说法正确的是（   ） A．小球从A点到B点所花的时间 B．A、B两点间的距离 C．小球在B点的速度与电场方向的夹角 D．小球在B点的动能 64. 图甲为沉井施工过程示意图，将井体放置在施工处，抓斗挖走井体内泥沙，井体受自身重力和泥沙阻力的共同作用而竖直下沉。若井体从静止开始下沉到停在底部，加速度a随时间t的变化如图乙，则（　　） A．时间内，井体所受合外力逐渐增大 B．时间内，井体重力的瞬时功率减小 C．时间内，井体克服阻力做功小于重力做功 D．时间内，重力和泥沙阻力的冲量大小相等 65. 如图所示在倾角为的斜面体上，ABCD面虚线左侧粗糙右侧光滑，绳子一端连接小球，另一端与固定点O连接。为了让小球在ABCD面内做圆周运动，给小球一个水平向左的速度（未知）恰好使OE段无张力。当小球运动到G点时绳子突然断裂，之后小球做类斜抛运动，E、F点为圆周运动的最高点和最低点且F在BC上。绳子长度L为0.2m，小球质量为1kg，运动到G点时速度为，G点与圆心O的连线与EF的夹角为，重力加速度取，则（　　） A．从E到G动量变化量为 B．从E到G摩擦力做的功为2J C．小球在G点时重力的功率 D．小球在类斜抛运动过程中离BC边的最大距离为 预测08动量定理和动量守恒定律 66. 如图甲，物块A与质量为m的物块B之间用轻弹簧连接，放在光滑水平面上，弹簧处于原长状态。时刻，给A、B以相同大小的初速度相向运动，取A的初速度方向为正方向，在到的时间内A、B的图像如图乙所示。已知在到的时间内物块A的位移为，弹簧始终处于弹性限度内，则（　　） A．物块A的质量为3m B．时刻弹簧的弹性势能为 C．时刻物块B的速度为 D．时刻弹簧的压缩量为 67. 滑板运动现在已经成为风靡全球的青少年时尚运动，代表着自由、创意与挑战极限的精神。如图甲，一名滑手以水平速度从左侧滑上静止的滑板，一段时间后速度变为，滑手的图像如图乙所示。已知滑板质量为m，重力加速度为g，忽略滑板与地面间的摩擦，利用以上信息可求出的物理量是（   ） A．滑手的质量 B．滑手鞋底与滑板的相对位移 C．滑手鞋底与滑板的动摩擦因数 D．滑手鞋底与滑板因摩擦而产生的热量 68. 如图所示，质量的足够长木板B静止在粗糙水平地面上，质量的小物块A静止在B的右端。已知B的下表面与地面之间的动摩擦因数，B的上表面与A之间的动摩擦因数，重力加速度为。现对B施加一水平向右的拉力，拉力F随时间t变化的规律为，下列判断正确的是（    ） A．时，B的速度大小为 B．时，A受到的摩擦力大小为 C．时，B的速度大小为 D．的时间内，A的位移大小为7m 69. 每年春季有大量鸻鹬类候鸟（如斑尾塍鹬、大滨鹬）栖息于鸭绿江口，是观鸟的好时期。如图甲所示，一质量为的候鸟观察到猎物后在低空由静止开始竖直向下加速俯冲，入水后做减速直线运动。整个运动过程的图像如图乙所示，已知候鸟入水瞬间的速度大小为，在空中俯冲时受到的阻力恒为重力的0.1倍，重力加速度大小取，求： (1)候鸟加速过程中加速度的大小； (2)候鸟加速过程的时间及位移的大小； (3)过程中水对候鸟作用力的冲量大小。 70. 如图所示，在光滑绝缘水平桌面上建立直角坐标系xOy，在第Ⅰ、Ⅳ象限存在磁感应强度大小为B、方向垂直桌面向下的匀强磁场。一可视为质点、带电荷量为、质量为m的小球，从O点以初速度大小沿x轴正方向进入磁场，小球在运动过程中受到的空气阻力大小（其中k为已知常数），空气阻力方向与小球速度方向相反，最终小球停在H点，下列说法正确的是（   ） A．小球进入磁场瞬间加速度大小为 B．H点的横坐标为 C．H点的纵坐标为 D．小球轨迹长度为 预测09机械振动和机械波 71. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端拴小物块A和B，A的质量为m，B的质量为2m，系统处于静止状态，某时刻剪断AB间的细绳，A开始做简谐运动。重力加速度为g，A做简谐运动时的周期。下列说法正确的是（　　） A．A在最高点的加速度大小为 B．A做简谐运动的振幅为 C．A的最大速度为 D．A从开始到第一次到达原长的时间为 72. 如图所示，12位身高相同的同学手挽手站成一排模拟机械波的形成和传播。t=0时，从同学1开始依次带动右边的同学，每人每分钟完成30次下蹲和起立，形成一列向右传播的“机械波”。已知同学1第一次蹲到最低点时，同学5刚好要开始下蹲；队伍中相邻两同学所站位置间距均为0.8m，所有同学从开始下蹲到最低点过程中，头部竖直向下运动路程均为60cm。下列说法正确的是（　　） A．这列“波”的波长为2.4m B．这列“波”的波速为3.2m/s C．t=6s时同学12开始下蹲 D．0~4s内同学9的头部运动路程为1.8m 73. 一轻质弹簧一端固定于竖直墙上，另一端与一质量为2kg的物块相连，弹簧劲度系数为100N/m，初始时物块静止于粗糙水平面上，且弹簧位于原长，物块与水平面间动摩擦因数为0.5，现物块在一水平向左的外力F作用下缓慢向左移动0.5m，然后撤去外力，不计空气阻力，已知简谐振动的周期，弹簧弹性势能表达式，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A．外力F做的功为12.5J B．撤去外力F后，物块向右运动的最大距离为1m C．从释放物块到最终静止经历的时间为 D．从释放物块到最终静止产生的热量为10J 74. 如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中处的质点P沿y轴负方向运动，Q的纵坐标为，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．内，质点P的路程可能为 C．若周期，则波速为 D．若周期，Q的振动方程为 75. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。如图所示为t=1s时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处，下列说法正确的是（　　） A．两列波的周期均为0.1s B．P点在t=1.5s时刻位于平衡位置 C．两列波在t=2.75s相遇 D．0~2.75s内质点M运动的路程是16cm 预测10电场的基本规律应用 76. 如图所示，在平面的空间区域存在场强大小为的匀强电场，电场方向平行于平面，点坐标为，点坐标为，坐标原点的电势高于、两点，且。时刻，一带正电的粒子从坐标原点以的初速度沿轴负方向运动，已知带电粒子的比荷为，重力不计，取，则下列说法正确的是（　　） A．点电势低于点电势 B．电场方向与轴正方向夹角为 C．当末时，带电粒子的速度恰好沿轴正向 D．带电粒子的运动轨迹经过轴时的纵坐标为 77. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC的三个顶点分别固定一个点电荷，已知A、B处点电荷的电荷量均为-q，三角形中心O点的电场强度大小为E，方向由O指向C。静电力常量为k，则A、B连线中点M处的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 78. 如图所示为半径是r的半圆，O为圆心，ab为直径，c、d为半圆的三等分点。在a、b两点分别固定一点电荷，若在空间加一水平向左、电场强度大小为的匀强电场，c点的电场强度刚好为0，静电力常量为k，下列说法正确的是（   ） A．a、b两点的电荷均带正电 B．a点的电荷带负电，b点的电荷带正电 C．a点的电荷所带电荷量的大小为 D．b点的电荷所带电荷量的大小为 79. 如图，在竖直面内存在水平向右的匀强电场，一带正电的小球质量为电荷量为，从匀强电场中的点以初速度沿右上方射出，速度与电场方向的夹角为，一段时间后，小球经过与点等高的点。已知匀强电场场强，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．小球从点到点所花的时间 B．两点间的距离 C．小球在点的速度与电场方向的夹角 D．小球在点的动能 80. 如图所示，带电荷量为的球1固定在倾角为30°绝缘光滑斜面上的a点，其正上方L处固定一带电荷量为－Q的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为，球2、3间的静电力大小为；现迅速移走球1，球3沿斜面向下运动．球的大小不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．球3可能带负电 B．球3在a、b间做简谐运动 C．球3运动到a点时的速度大小为 D．球3在a点的加速度大小是在ab中点的4倍 预测11磁场的基本规律应用 81. 在一个范围足够大、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，将一个质量为m、电量为q的带正电小球由静止释放，已知当地的重力加速度为g，磁场方向水平，如图所示。小球从静止开始下落的过程中，以下说法正确的是（　　） A．小球运动到最低点时，洛伦兹力的瞬时功率为 B．小球从出发第一次到达最高点时的位移为 C．小球从出发到第一次到达最低点的过程中，水平位移与竖直位移大小之比为 D．小球从出发到第一次到达最低点的过程中，洛伦兹力的冲量大小为 82. 某智能手环的磁传感器内置霍尔元件（用于将磁场信号转换为电信号），其结构可简化为长方体：元件宽度为，厚度为，匀强磁场垂直元件工作面向下，磁感应强度为，元件内通入图示方向的电流。稳定后，元件左右两侧面间的电势差为。已知元件中自由移动的电荷带负电，电荷量为，单位体积内自由电荷数为。下列说法正确的是（　　） A．侧面的电势高于侧面的电势 B．自由电荷受到的电场力为 C．两侧面电势差与磁感应强度的关系为 D．元件中自由电荷由负电荷变为正电荷，两侧的电势高低不会发生变化 83. 某种回旋加速器的设计方案如图甲所示，图中粗黑线段为两个正对的极板，其间存在匀强电场，两极板间电势差为U。两极板的板面中部各有一沿OP方向的狭长狭缝，带电粒子可通过狭缝穿越极板，如图乙所示。两虚线外侧区域存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面。在离子源S中产生的质量为m、带电量为q的离子，由静止开始被电场加速，经狭缝中的O点进入磁场区域，最终只能从出射孔P射出。如果离子打到器壁或离子源外壁即被吸收。O点到极板右端的距离为D，到出射孔P的距离为bD，图乙磁场的磁感应强度B大小可调，下列说法正确的是（　　） A．离子能从射出，可能的磁感应强度的最小值为 B．若，则离子一定不能从射出 C．若，，离子打到点时在磁场中运动总时间为 D．若，，离子从射出时的动能为 84. 如图所示，用硬质铜丝均匀绕成螺线管并固定于绝缘水平面上，两端吸附有圆柱形强磁铁（导体）的干电池置于螺线管当中，电流只沿P、Q间的铜丝流动，则磁铁的吸附方式能使干电池和磁铁一起向左滑动的是（　　） A． B． C． D． 85. 如图甲所示，在水平实验台上固定一个周长为的超导圆环，一块质量为的永磁铁沿圆环中心轴线从正上方缓慢向下运动，永磁铁最终悬浮在圆环正上方高度处，由于超导体存在极小的电阻导致电流衰减，永磁铁的悬浮位置会随时间缓慢下移，经过时间，悬浮高度变为。已知永磁铁在高度处时，圆环所在位置的磁感应强度大小分别为，磁场方向与水平方向的夹角分别为，圆环中的感应电流大小分别为。图乙为实验测得的圆环中电流大小的平方随时间变化的图像，重力加速度为，忽略磁场能的变化。下列说法正确的是（　　） A．从上向下看，超导圆环中感应电流的方向为逆时针方向 B．永磁铁在高度处时，超导圆环所受安培力的大小为 C．永磁铁在高度处时，超导圆环所受安培力的方向竖直向上 D．该超导圆环的电阻值为 预测12电磁感应基本规律应用 86. 如图所示，长为、宽为的矩形金属线框静止在光滑绝缘水平面上，金属线框的质量为、电阻为，水平面上两个边长均为的正方形区域、内分别有垂直于纸面向外的匀强磁场I、II，两磁场的磁感应强度大小相等，、边之间的距离也为，现给金属线框一个水平向右、大小为的初速度，结果线框刚好能通过两个磁场，线框运动过程中，边始终与平行，线框、边始终在磁场外，则下列判断正确的是（　　） A．线框边通过磁场I时，边中的电流方向从到 B．线框边通过磁场I的过程中，通过线框截面的电荷量为 C．线框通过磁场I与通过磁场II线框中产生的焦耳热相等 D．若线框的初速度为，则线框通过两个磁场后的速度小于 87. 如图所示，间距为的足够长的光滑平行长直导轨水平放置，两导轨间有磁感应强度大小为的匀强磁场。电阻相等的导体棒和静止在导轨上，与导轨垂直并接触良好，且可以沿导轨自由滑动。电动势为、内阻不计的电源及电容为的电容器、导轨构成如图所示的电路。已知的质量大于的质量，不计导轨电阻，忽略电流产生的磁场，下列说法正确的是（　　） A．先将S与1接触给电容器充电，稳定后将S拨到2的瞬间，的加速度大于的加速度 B．先将S与1接触给电容器充电，稳定后将S拨到2，的最终速度大小为 C．撤去，将开关S拨到2，电容器未充电，给一个初速度，导体棒将一直减速到零 D．撤去，将开关S拨到2，电容器未充电，给一个初速度，导体棒做匀减速运动。 88. 现代科学研究中常用电子感应加速器获得高速电子，甲图为电子感应加速器的侧视图，电磁铁产生的磁场随电磁铁线圈中电流的大小发生变化；乙图为磁极之间真空室的俯视图。真空室中有一个质量为，电荷量为，初速度为零的电子，在变化的磁场中做半径为（恒定不变）的加速圆周运动。垂直穿过圆形轨道面的磁场的磁感应强度随时间变化的关系如图丙所示，在电子加速过程中忽略相对论效应，不计电子重力。则下列判断正确的是（　　） A．要使电子不断加速，必须增大通入螺线管的电流 B．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 C．电子做圆周运动的向心加速度大小恒定 D．电子加速运动一周增加的动能为 89. 如图两平行金属导轨的水平和竖直部分均足够长，间距为L，水平部分光滑，竖直部分粗糙。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导体棒M放在水平导轨上，导体棒N靠在竖直导轨的右侧固定。两导体棒的质量均为m，电阻均为R。导体棒N与导轨的动摩擦因数为。现用大小为F的水平向左的恒力作用在导体棒M上，同时释放导体棒N。经时间t导体棒N的速度恰好为0。两导体棒始终与导轨垂直且接触良好，其余电阻不计。下列说法正确的是（   ） A．经时间t导体棒M的速度为 B．经时间t导体棒M的位移为 C．经时间t通过导体棒M的电荷量为 D．当导体棒N的速度最大时导体棒M的速度为 90. 如图所示，存在上下边界水平、方向垂直纸面的磁场区域，磁感应强度大小为B，边长为L、质量为m、阻值为R的正方形线框通过绝缘细线绕过两光滑定滑轮与质量为3m的物体相连，初始细线伸直，线框静止释放后经一段时间，ab边到磁场下边界，线框在磁场区域加速运动的时间为。已知磁场区域高度大于L，ab边通过磁场上下边界时的速度相等，重力加速度为g，线框从ab边进磁场到cd边出磁场的时间为（　　） A． B． C． D． 预测13交变电流和变压器 91. 如图甲所示的交变电路中，变压器可看作理想变压器，灯泡和电动机的额定电压相等，当原线圈两端接有如图乙所示的交流电压时，灯泡刚好正常发光。已知电动机的内阻为，电动机的额定功率为2W、效率为，灯泡正常发光时电阻为（假设灯泡电阻不随温度变化而变化）。下列说法正确的是（　　） A．灯泡中的电流内方向改变100次 B．灯泡的额定电压为1V C．原、副线圈的匝数比为 D．原线圈中电流的有效值为5.5A 92. 如图所示，理想变压器原线圈匝数为，两个副线圈匝数分别为、，。原线圈回路接有正弦交流电和定值电阻、。副线圈回路中接有可变电阻，副线圈回路中接有一只阻值不变的灯泡。初始时滑片P位于中间，下列说法正确的是（　　） A．若P向上滑动，灯泡将变暗 B．若P向上滑动，电阻消耗的功率将减小 C．当时，理想变压器的输入功率为100W D．当时，消耗的电功率最大，且 93. 磁感应强度为的匀强磁场中，矩形导线框沿边中垂线ef垂直弯折，弯折后的线框绕轴以角速度匀速转动（从上往下看为顺时针方向），与磁场方向垂直，时刻转动到如图所示位置，此时磁场方向与线框平行，与线框垂直，且线框ebcf垂直纸面向外，下列说法正确的是（　　） A．时线框中电流方向为 B．线框中的电流可能不按正弦式规律变化 C．线框的磁通量最小值为0 D．线框中的最大感应电动势为 94. 如图所示为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至，为动力系统供电。若某次高铁进站过程，保持不变，仅通过调整动力系统的负载，使得电流减小到原来的一半。下列说法正确的是（　　） A．电流大于电流 B．电流的频率将减小到原来的一半 C．电压将增大 D．电阻的热功率将减小到原来的一半 95. 大安和小庆在学习交流电的产生原理之后，认为按以下思路也能产生正弦式交流电，并供电路工作。如图所示，间距为d的足够长光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，电阻为的直金属棒MN垂直放在导轨上，与导轨接触良好，定值电阻、、，其余部分电阻均不计。两平行导轨间存在竖直方向的磁场，磁场的右边界与金属棒的距离为L，磁场的磁感应强度随时间按规律变化，规定竖直向上为磁场正方向；金属棒在平行于导轨的外力F作用下在磁场中始终保持静止，规定水平向右为F的正方向；规定沿金属棒自N到M方向为电流正方向。则下列说法正确的是（　　） A．金属棒中电流的瞬时值为 B．导体棒所受外力为 C．时刻，棒两端MN间的电势差为 D．消耗的电功率大小为 [实验题预测】 预测01力学实验 96. 某实验小组利用如图甲所示实验装置测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。左端带有定滑轮的长木板水平放置，滑块上固定一定滑轮，细线通过两滑轮分别与拉力传感器和沙桶相连，两段细线的水平部分均与长木板平行，不计滑轮与绳子、转轴之间的摩擦。打点计时器接入交流电的频率为50Hz，重力加速度g取。 (1)实验时，必要的操作是________（单选） A．将长木板右端垫高以平衡摩擦力 B．使沙桶及沙的质量远小于滑块（含轻滑轮）质量 C．先打开打点计时器的电源，然后释放沙桶 D．用天平测出沙和沙桶的总质量 (2)实验得到一条清晰纸带如图乙所示，相邻计数点间还有四个点未画出，本次实验中滑块的加速度大小为________（结果保留两位有效数字）。 (3)改变沙桶总质量，记录多组拉力传感器的读数F，并算出相应纸带的加速度a，作出图像如图丙所示，则滑块与木板间动摩擦因数为________（结果保留一位小数）。 97. 某实验小组利用倾斜导轨验证动能定理，实验装置如图1所示。水平桌面上固定一倾斜导轨，导轨上A处放置一带有遮光片的滑块，其左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与托盘相连，遮光片的宽度为d，遮光片和滑块的总质量为M；导轨上B处有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的遮光时间t。滑块位于A处时遮光片到光电门的距离为l，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B处时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。实验步骤： （1）在托盘中添加一定质量的砝码，使滑块（含遮光片）恰好匀速向上运动，记录托盘和砝码的总质量。 （2）将滑块移至A处，在托盘中再添加质量为m的砝码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的遮光时间t。重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时滑块（含遮光片）和砝码、托盘组成的系统动能增加量可表示为__________（用、M、m、d、t表示），合外力对系统所做的总功可表示为__________（用相关物理量符号表示），在误差允许的范围内，若，则动能定理得以验证。 （3）多次改变m，记录对应的遮光时间t，根据实验数据作出的图像如图2所示，图中b已知，则重力加速度__________（用d、b、l表示）。 98. 某实验小组利用如图所示的装置研究平抛运动，调节装置让水流稳定并水平流出，用照相机拍出水流的轨迹照片。已知物体实际尺寸与照片尺寸比例为k，重力加速度为g。 (1)为完成实验，除图中实验装置外，还需要的器材是__________（单选） A．游标卡尺 B．刻度尺 C．螺旋测微器 (2)甲同学测得照片中喷水口距地面的高度为h，水柱落地点到喷口的水平距离为L，则水流喷出时的初速度v0=__________。 (3)为了让水流以更大速度从喷口稳定流出，下列操作最合理的是__________（单选） A．将左管上移且上端超出液面 B．将左管上移且上端低于液面 C．将左管下移且上端高于右管上端 (4)若喷水口直径不可忽略，理论上水柱在地面上的落点所构成的形状最接近图__________。 A． B． C． D． 99. 某同学用如图甲所示的实验装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数．将长木板固定在水平桌面上，倾斜直轨道与木板左端平滑衔接于点，木板上装有可移动的光电门，光电门与计算机相连，当地重力加速度为．实验步骤如下： ①用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度； ②固定光电门，记录光电门到点的水平距离，将滑块从斜轨道上某一点由静止释放，记录遮光片经过光电门的遮光时间； ③重复步骤②获取多组和，利用描点法，绘出线性图像． 回答下列问题： (1)用游标卡尺测量遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片宽度_____mm． (2)下面关于实验的说法正确的是_____． A．倾斜轨道必须光滑 B．实验中需要测量滑块的质量 C．每次释放滑块时，必须由同一位置静止释放 (3)为了作出线性图像，若以为纵轴，则应以_____（填“”“或”）为横轴，若所得图像的横截距为，纵截距为，则可得滑块与木板间的动摩擦因数_____． 100. 某探究小组利用图甲所示实验装置“探究平抛运动的特点”。 (1)下列关于本实验的说法正确的是__________（填正确答案标号）。 A．小球运动的轨道可以不光滑，但斜槽末端必须保持水平 B．为消除斜槽摩擦力的影响，应使斜槽末端倾斜，直到小球能在斜槽末端做匀速运动 C．实验中应取斜槽末端紧贴槽口处为平抛运动的起始点，并作为建立的坐标系的原点 (2)甲同学在实验中正确记录了数据，如图乙，其中为抛出点，重力加速度取，则此小球做平抛运动的初速度大小为__________。 (3)乙同学通过实验记录了小球在运动过程中的三个位置如图丙所示，图中方格为边长的小正方形，重力加速度取。由图中信息可求得小球做平抛运动的初速度大小为__________，小球从抛出点运动到点经历的时间为__________。 预测02电学实验 101. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，测得长为960mm，宽为90mm，然后测量其电动势和内阻。所提供的器材有： A．电压表（量程，内阻约） B．电流表（量程，内阻约） C．滑动变阻器（阻值范围，额定电流） D．电阻 某同学采用了图甲所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图乙所示的图像。 (1)按照图甲连接电路，开关闭合前滑动变阻器的滑片滑到最___________侧（填“左”或“右”）。 (2)根据图乙所示，则该电池的内阻___________；（结果保留到小数点后一位）。 (3)为更准确测量干电池电动势和内阻，某同学对实验进行了改进，设计了如图丙所示的电路，闭合开关，将开关接在端，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表和电流表的示数，作出图线（如图丁中图线1所示），图线在轴和轴的截距分别为和。保持开关闭合，再将开关接在端，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表和电流表的示数，作出图线（如图丁中图线2所示），图线在轴和轴的截距分别为和。从尽可能减小电表引起的系统误差的角度可得，电动势___________，内阻___________（用图中表示）。 102. 折叠手机的柔性屏幕核心是银纳米线导电膜，为了精确测量其电阻的阻值（约），有如下实验器材可供选择： A．直流电源：电动势，内阻很小 B．电流表：量程，内阻约为 C．电流表：量程，内阻约为 D．电压表：量程，内阻约为 E．滑动变阻器：最大阻值为 F．滑动变阻器：最大阻值为 G．定值电阻：阻值为 H．开关、导线若干 (1)按图所示的电路进行实验，则电流表应选择__________，滑动变阻器R1应选择__________；（填器材前面的字母） (2)调节滑动变阻器R1至合适位置，再调节滑动变阻器的阻值至__________，此时电流表的示数即为通过的电流值； (3)改变滑动变阻器R1滑片位置，以获得多组数据，在理想情况下，该过程__________（填“需要”或“不需要”）再调节滑动变阻器的阻值。某次实验中电压表示数为，电流表示数为，则测得阻值为__________（结果保留三位有效数字）。 103. 利用热敏电阻的电学特性，可以很好地控制温度对电路输出信号的影响。热敏电阻可以分为两类，一类是电阻值随温度的升高而增大，称为PTC；另一类是电阻值随温度的升高而减小，称为NTC。某实验小组想利用下列器材来探究这两种热敏电阻（常温下阻值约为几十欧姆）的电学特性及作用。 A．电源E（电动势12V，内阻可忽略） B．电流表A1（满偏电流10mA，内阻） C．电流表A2（量程0~1.0A，内阻约为0.5Ω） D．滑动变阻器（最大阻值为10Ω） E.滑动变阻器（最大阻值为200Ω） F.定值电阻 G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个、导线若干 (1)若要求热敏电阻两端的电压可以从零开始比较方便地进行调节，应选择接入电路中的滑动变阻器为______（填器材前的字母）；电路实物图甲中尚有三条导线未连接，请用铅笔画线代替导线将电路补充完整______。 (2)物理实验小组用表示电流表A1的示数，表示电流表A2的示数，通过实验画出两个热敏电阻接入电路时的图线如图乙中a、b所示。若将图线b所代表的元件直接接在一个电动势、内阻的电源两端，则该元件的实际电阻为______Ω（结果保留2位有效数字）。 (3)利用热敏电阻制作一个测温探头，其简化电路如图丙所示，为了让温度上升时灵敏电流计G的示数增大，你认为应该选用______（选填“PTC”或“NTC”）热敏电阻。 104. 物理课外兴趣小组为了测定用马铃薯制作的电池的电动势和马铃薯的电阻率，设计并进行以下的实验。实验原理如图甲所示，实验操作过程如下： (1)将电极材料制成长、宽的矩形金属电极，把马铃薯切成厚度为d且接触面积与正负电极面积相等的矩形块。用图乙中游标卡尺的________（填“A”“B”或“C”）测量马铃薯的厚度如图丙所示，则马铃薯的厚度________cm。 （a）将制成的马铃薯块置于铜片与锌片两电极之间，确保马铃薯与电极的良好接触。 （b）改变电阻箱的电阻，记录多组电压传感器的示数U及对应的电流传感器的示数I。 (2)完成图像________，并由图线可知马铃薯电池的电动势________V，内阻________Ω。（结果均保留两位有效数字） (3)马铃薯的电阻率的表达式为________（用题中字母表示）。 105. 某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：两节干电池、电流传感器、阻值为32欧的定值电阻、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用电流传感器测得的电流I。回答下列问题： (1)为了保护电流传感器，在调节电阻箱R的阻值时，应________（填“A”或“B”）。 A．将电阻箱的阻值从大到小调节 B．将电阻箱的阻值从小到大调节 (2)与E、r、R、的关系式为________。 (3)根据实验，作出如图（b）的图像，可得一节干电池的电动势________V，内阻________。（均保留三位有效数字） (4)若考虑电流传感器自身的电阻大小，则本实验干电池电动势的测量结果________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。 预测03光学热学实验 106. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的理想气体，记录数据如下表格： 实验次数 1 2 3 4 5 体积V/ 10.00 8.00 6.00 4.00 3.00 压强p/ 0.60 0.75 1.00 1.50 2.00 体积倒数/ 0.10 0.13 0.17 0.25 0.33 (1)实验过程中，下列说法正确的是________； A．用手紧握注射器外壁，以保持其稳定 B．在柱塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性 C．实验时应迅速地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 D．实验过程中应保持环境温度不变 (2)根据表中数据在图乙的坐标系中作出图像； (3)在某次实验中得到了如图丙的图像，出现图像部分弯曲的原因可能是________。 A．压缩柱塞后阶段温度升高 B．压缩柱塞后阶段温度降低 C．压缩柱塞后阶段出现漏气现象 107. 气体实验定律 气体实验定律是关于气体热学行为的基本实验定律，也是建立理想气体概念的实验依据。研究一定质量气体压强、体积和温度之间的变化关系时运用了一种物理研究方法——控制变量法。一定质量的气体充入密闭坚硬的容器内，气体压强为一个大气压。 （1）当气体温度由0℃升高到10℃时，分子热运动速率的统计分布情况如图所示，其中对应10℃的是曲线___________（选填“①”或“②”）。 （2）温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为，温度由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为，则与之比为( ) A．1∶1            B．1∶10            C． 10∶110            D．110∶10 （3）如图，在竖直放置的两端开口的U形管中，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。若将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（　　） A．空气柱的长度不变 B．空气柱的压强不变 C．水银柱b左边液面要上升 D．水银柱b的两个水银面的高度差h变大 （4）在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到如图所示的p-V图像（其中实线是实验所得图线，虚线为双曲线的一支，实验过程中环境温度保持不变）。 ①仔细观察不难发现，该图像与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是_______________。 ②把图像改为图像，则图像应是( ) A．B．C． D． 108. 如图（a）所示，某一小组用气体压强传感器、标号为25mL的注射器等器材探究气体等温变化的规律，主要实验步骤如下： ①测出软管内空气的体积为0.9mL； ②在注射器内用活塞封闭一定量的气体，将注射器、软管、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ③缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录注射器和软管内封闭气体的总体积和由计算机显示的气体压强； ④重复上述步骤③，多次测量并记录； ⑤计算机根据p、V值，作出图像。 (1)实验操作中除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需要在活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了______； (2)根据记录数据，作出如图（b）所示的图。对图线进行分析，若在实验误差允许范围内，、、、之间满足关系式_____，则说明一定质量的气体在温度不变时压强与体积成反比。图中阴影部分的物理意义是______。 109. “用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示，光传感器可以把光的强度在轴上各点分布情况，通过计算机显示成图像。 (1)双缝挡光片应该是图甲中__________（填“”或“”）。 (2)光源有红光和绿光两种，其中红光在计算机屏幕上显示的图像是__________（填“乙”或“丙”） (3)某次实验中，已知双缝间距为，双缝到光传感器间的距离为，计算机上显示第1条明条纹中心的横坐标为，第5条明条纹中心的横坐标为，由以上数据可测得该单色光的波长是__________（保留三位有效数字）。 110. 图甲是某学习小组自制的“液体折射率测量仪”装置，由一端有转轴的主支架和两根与主支架垂直的分支架1和2组成，分支架1上沿其轴线方向固定一支激光笔，一直角扇形量角盘固定在主支架和分支架1之间，交点处用细线悬挂一重锤，分支架2上放置装有待测液体的透明容器，整个装置可绕转轴在竖直面内转动。 (1)打开激光笔开关，让激光垂直容器壁射入液体并在液面处出现图乙所示的光路，缓慢转动装置，为了使透射出液面的光线消失，主支架绕转轴的转动方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）； (2)将透射出液面的光线恰好消失时重垂线与主支架间的夹角记为θ，则该待测液体的折射率的表达式为________，越靠近激光笔，标注的折射率值________（填“越大”“不变”或“越小”）； (3)若容器壁稍增厚，则激光在液面处的入射角________（填“增大”“不变”或“减小”）。 [综合计算预测】 预测01气体实验定律的综合应用问题 111. 如图所示，上端开口的圆柱形气缸B固定在地面上，下端开口的圆柱形气缸A外径刚好等于气缸B的内径，二者内部空间的横截面积分别为S和，气缸A的内部高度是H。状态1中，气缸A下端与气缸B底部的高度差为，封闭着一定质量的高温气体。随着气体温度缓慢降至与环境温度相同，气缸A下端刚好降至与气缸B底部等高，为状态2。用竖直向上缓慢增大的力F向上拉气缸A，直至气缸A下端与气缸B底部的高度差恢复为，为状态3。环境温度为T0，大气压强为p0，从状态1到状态2过程中气体内能减少0.55p0SH，气缸A的重力等于0.12p0S。视缸内气体为理想气体，气缸导热性能较好，不考虑气缸之间的摩擦和漏气。求： (1)状态1中，封闭气体的温度T1； (2)状态1到状态2过程中，气体与环境之间传递的热量Q（以气体吸热为正）； (3)状态3中力F大小的表达式。 112. 有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡内封有一定质量的气体，与相连的管插在水银槽中，管内外水银面的高度差即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由管上的刻度直接读出。设管水银槽上面的长度，管体积与泡的体积相比可忽略。不考虑管中水银柱长度变化时，对水银槽液面的影响。 (1)在标准大气压（相当于高的水银柱所产生的压强）下对管进行温度刻度。当温度时，管内水银面高度为，此高度即为的刻度线。管上温度最低的刻度线对应的温度是多少（℃）？ (2)求管上温度刻度线与的关系，并说明刻度线是否均匀； (3)若温度缓慢升高，气体吸收热量，同时对外做功，求气体内能的变化。 113. 如图所示，将深度为、横截面积为、导热性能良好的圆柱形薄壁容器竖直倒置固定，容器内有一厚度不计、质量为且导热性能良好的活塞，活塞中心用不可伸长的轻绳与质量也为的吊篮连接，稳定时正好封闭一段高度为的理想气体柱，此时活塞与容器壁之间恰好无摩擦。缓慢增加吊篮内货物的质量，当活塞距容器最低处小于时会触发报警装置，若继续增加货物质量，活塞有被拉出容器的风险。当刚好触发报警装置时，保持货物质量不变，仅使环境温度缓慢降低，直至活塞刚好回到初始位置，该过程中容器内气体内能减少了。已知大气压强恒为，初始时环境热力学温度为，重力加速度为，活塞与容器壁之间的滑动摩擦力大小恒为，活塞始终保持水平状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力、摩擦产生的热量全部由外界大气吸收，求： (1)刚好触发报警装置时容器内气体的压强和重物的质量； (2)活塞刚开始上升时容器内气体的温度； (3)活塞刚回到初始位置时的环境温度及降温过程中整个装置向外界释放的热量。 114. 如图甲所示，潜水钟倒扣沉入水中，钟内存有一定量的空气供潜水员呼吸。现将潜水钟简化为横截面积、高度的薄壁圆筒，如图乙所示，筒内装有体积可以忽略的电热丝和温度传感器（图中未画出）。现将开口向下的圆筒由水面上方缓慢竖直吊放在水下某一深度，此时圆筒内的液面与水面的高度差，该过程传感器显示筒内气体温度始终为。接着通过电热丝对筒内气体加热，同时逐渐竖直向上提升圆筒，使圆筒内液面与水面的高度差始终保持值不变，当圆筒提升时，传感器显示筒内气体温度为。已知筒内气体的质量保持不变，其内能与温度的关系式为，其中，大气压强为，水的密度。重力加速度。 (1)在圆筒缓慢向下吊放过程中，筒内气体的内能_________（“增大”、“不变”、“减小”），筒内气体的分子数密度________（“增大”、“不变”、“减小”）； (2)求筒内气体的温度； (3)求圆筒提升过程中筒内气体吸收的热量。 115. 如图所示，劲度系数的轻弹簧，上端固定于天花板，下端固定于活塞。绝热汽缸内封有一定质量的理想气体，绝热汽缸内有控温装置（图中未画出）。平衡时，活塞与汽缸底部的距离d=30.0cm，已知汽缸的质量m=10kg，汽缸内部横截面的面积，大气压强为，初始时气体的温度为，取重力加速度大小。活塞厚度不计、可无摩擦地滑动、始终不脱离汽缸且不漏气。汽缸侧壁始终在竖直方向上，不计控温装置的体积，弹簧处于弹性限度内且始终在竖直方向上。 (1)启动控温装置的加热功能，将气体的温度缓慢加热，则气体内能将___________（填“增加”、“减少”、“不变”）；汽缸内部单位时间单位面积上撞击的分子个数___________（填“增加”、“减少”、“不变”）。 (2)若该汽缸内有0.1mol的气体，已知1mol该气体的内能，其中常量。启动控温装置的加热功能，将气体的温度加热到，该过程中气体吸收的热量。 (3)若启动控温装置的控温功能，保持气体温度为不变。在汽缸底部施加一个竖直向下的拉力F=360N 。求再次平衡时汽缸底部与活塞间距x。 预测02电磁感应综合应用 116. 轴向磁通永磁发电机能实现“轻风起动，微风发电”。如图1为一实验小组设计的电机，其结构原理图如图2，用同一导线绕制成6个彼此绝缘相互靠近的相同扇形单匝线圈，线圈均匀分布组成定子，两侧的永磁体盘组成转子并随转轴OO´沿顺时针方向一起转动，永磁体产生的6个面积与线圈分别相同的扇形磁场也均匀分布，其磁感应强度大小为B，方向与线圈垂直且沿电机的转轴方向。6个线圈相互依次同向串联，绕制线圈的导线两端A、B与连有灯泡L和电键K的外电路相连。已知扇形外半径为r1，内半径为r2，每个线圈的电阻均为R，灯泡L的电阻为6R，额定电压为U0，不计线圈电感及线圈间的空隙，不计阻力。 (1)若电键K断开，永磁体盘在外力作用下，由静止开始加速转动。当角速度为ω0时，求AB间的电压U； (2)当转动稳定后，灯泡恰好正常发光，如图2中，此时线圈两侧磁场面积大小相同，从此时刻开始计时到转子转动过程中，求通过单个线圈的磁通量Φ的绝对值和时间t满足的关系； (3)若角速度与时间的关系满足（k为常量，0＜t≤t0），t=t0后永磁体盘开始稳定转动，求0~2t0时间内整个电路中产生的焦耳热Q。 117. 某科创小组模拟工厂工件流水作业传送装置设计了如下模型，为方便作业，要求工件周期性地交替运动和静止。如图所示，绝缘水平面上固定两个光滑的同心金属圆环，圆心为O，半径分别为和。电阻为R的金属杆ab位于ON处沿半径方向架在两环间（始终接触良好）。直线MOP垂直ON，MON区域充满垂直圆环平面向下的匀强磁场。通过电刷将两金属圆环引出到右侧两根水平固定的平行金属导轨上，导轨光滑且足够长，间距为L，并处于垂直导轨平面向下大小为的匀强磁场中。时刻，施加周期性外力使ab杆以角速度ω绕O点顺时针匀速旋转，并同时释放位于的金属杆cd（质量为m，电阻为2R，长度也为L），当ab杆转到OM处时，cd杆的速度为v，当ab杆转到OP处时，cd杆刚好运动到处且速度为0。不计一切摩擦和其它电阻，运动过程中金属杆始终垂直于平行导轨。求： (1)时刻ab两点间的电势差； (2)若ab杆从ON转到OM的过程中，ab杆上产生的焦耳热为Q，求到时间内回路中电流的有效值； (3)到的距离x的大小。 118. 如图所示是研究电磁感应的装置，由Ⅰ和Ⅱ两部分组成。装置I由两个半径分别为和，圆心分别为和的水平金属圆环与金属棒固定连接而成。装置Ⅰ处于磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中，可绕轴线转动。装置Ⅱ中有两水平的光滑平行金属导轨，通过开关和导线与装置Ⅰ的两圆环边缘相接，导轨右侧接有电容为的电容器，左侧接有阻值为的定值电阻。质量为，匝数为，每匝周长为的线轨通过电刷与导轨接通，该线圈与两根劲度系数均为的水平弹定连接，并静置于辐向磁场区域的左边界内侧，线圈所在处磁感应强度大小也为，现断开，将拨到，让装置Ⅰ以角速度逆时针（俯视）匀速转动；待电容器充电完毕，将从拨到瞬间，线圈即被以速度弹离磁场，随即断开的同时闭合。已知当弹簧形变量为时，其弹性势能为，除定值电阻外，其余电阻均不计。 (1)判断电容器上极板带哪种电荷，并求转动过程中金属棒两端的电压； (2)求线圈被弹离后，电容器所带的电量； (3)若已知从线圈被弹离到向右运动达最远处过程中，电阻上产生的焦耳热为。求： ①线圈进入辐向磁场的最大距离； ②此过程中，弹簧弹力对线圈的冲量大小I。 119. 某科技小组设计了一种新型的海浪发电装置，其原理图如图甲所示。匝数为、质量为、半径为、总电阻为的圆形线圈通过固定绝缘细杆与漂浮平台连接，发电装置工作时，漂浮平台与线圈始终保持水平，且随着海浪做竖直方向的运动。条形磁铁固定在水底，N极在上，条形磁铁粗细可忽略不计。以条形磁铁底端所在位置为坐标原点，竖直向上为轴正方向建立坐标轴，在条形磁铁上方，沿轴方向的磁场可视为磁感应强度为的恒定匀强磁场，磁场的水平分量可视为沿磁铁中心轴辐向分布且不随发生变化。某次发电时，如图乙所示，漂浮平台速度与时间满足关系，经检测可知，当线圈向上加速或向下减速运动时，穿过线圈的磁通量随坐标的变化满足（为常量），线圈向下加速或向上减速运动时，穿过线圈的磁通量随轴坐标的变化满足，规定竖直向上为正方向，线圈产生的电能通过传输装置供给总阻值为的负载。已知正弦式交流电的感应电动势大小的平均值为最大值的，不计海水对线圈的作用力，求： (1)时，线圈中电流的方向（俯视观察）； (2)一个周期内，该装置输出的电能； (3)在时间内，绝缘细杆对线圈的冲量大小。 120. 如图所示，足够长的平行金属导轨水平放置，宽度为，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导体棒垂直导轨放置，电阻不计；轻绳绕过固定的定滑轮，一端连接导体棒，另一端挂有重物，质量为，重物始终不会触地，也不会碰到定滑轮。导轨左侧所接电路中定值电阻阻值为，电容器电容为，电感线圈的自感系数为、直流电阻不计，电源电动势为，内阻不计。现将开关均接到“1”上，释放重物，稳定后重物以速率（未知）匀速下降。导轨和导线电阻不计，不考虑摩擦和空气阻力，重力加速度为。 (1)求重物匀速下降时的速率。 (2)求重物以速率匀速下降时： ①电容器所带电荷量； ②电阻消耗的电功率。 (3)断开开关，将开关置于“2”，静止释放重物，待稳定后重物以速率匀速下降，则为多少？ (4)断开开关，将开关置于“3”，静止释放重物，稳定后重物匀速上升，求重物匀速上升时的速度大小。 预测03力学三大观点解决总部规划问题 121. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，质量为的小物体位于斜面底端，并通过劲度系数为的轻弹簧与质量为小物体相连，质量为的小物体紧挨物体，小物体、间有一定量的火药。小物体、、与斜面间的动摩擦因数为，开始时小物体、、均静止在斜面上，弹簧处于原长状态。现锁定物体，引爆物体间的火药，在极短时间内物体分离，在之后的运动过程中，每当物体沿斜面向上减速为零时，立刻锁定物体，同时释放物体，每当物体沿斜面向上减速为零时，立刻锁定物体A，同时释放物体B。已知物体C沿斜面向上运动的最大距离为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度的大小，弹簧的弹性势能（为劲度系数，为形变量）。 (1)火药爆炸后物体B获得的速度大小； (2)从火药爆炸到物体B向下减速到零的过程中，弹簧的最大压缩量； (3)从物体B第一次沿斜面向上减速到零到第二次沿斜面向上减速到零的过程中，物体B运动的位移大小； (4)物体A、B、C均停止运动时物体B、C间的距离。 122. 某游戏装置的竖直截面如图所示，装置由足够长的光滑水平轨道BC，圆心角均为、半径的圆弧轨道CD、EF，长为（可调节）以的速率逆时针方向转动的传送带DE，以及长为的水平平台FG组成，平台右侧为竖直挡板，物块与竖直挡板的碰撞为弹性碰撞，圆弧轨道CD、EF与传送带DE分别相切于D、E两点，圆弧轨道EF与平台FG可随长度的变化而调整相应位置。一质量的物块a与轻质弹簧接触但不连接，静止于水平面上。现一质量与物块a相同的物块b用一长度为的轻绳悬挂于P点，从与竖直方向成的A位置以垂直轻绳方向的初速度开始运动，当其运动至P点正下方B处时（物块b恰好不与地面接触），轻绳与P点正下方处的一钉子作用而断裂，物块b继续向右运动压缩弹簧。当物块a与弹簧分离后立即撤去弹簧，物块a滑上圆弧轨道CD。已知物块a与传送带DE及平台FG间的动摩擦因数均为，其他摩擦和阻力均不计，各物块均可视为质点，弹簧处于弹性范围内，，，重力加速度大小g取。求： (1)轻绳即将断裂时的张力大小； (2)弹簧被压缩过程中的最大弹性势能； (3)若物块a在运动过程中不脱离轨道，且不再与物块b碰撞，求传送带的长度的取值范围。 123. 一游戏装置竖直截面如图所示。固定在水平直轨道的弹射器、长的传送带、水平直轨道组成一个高台。高台下方有一小车静止在水平光滑平面上，质量的小车，其上表面是以O为圆心，圆心角的弧形槽，O与G等高，F为圆弧最低点。某次游戏时，弹射器弹簧的弹性势能，质量的小物块被静止弹出，经D点水平飞出后恰好从E点无碰撞进入小车，经过最低点时小车对小物块的弹力。已知传送带以速度顺时针匀速转动，小物块与传送带之间的动摩擦因数，其余轨道均光滑。小物块可视为质点，经过各轨道衔接处和弹射过程的能量损失忽略不计。，取重力加速度。求小物块： (1)经过A点时的速度大小； (2)通过传送带摩擦所产生的热量Q； (3)运动到圆弧最低点时的速度大小、小车的速度大小和弧形槽半径R。 124. 一游戏装置由倾角为直轨道AB、半径为R圆心在O点的竖直螺旋圆轨道、水平轨道BC、CE构成，其竖直截面如图所示，C是圆轨道与水平轨道的切点，B、C、D、E处于同一水平面，各连接处平滑过渡。在D点有一质量为的物块与劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧的另一端E连在竖直墙壁上，弹簧处于原长。G为圆轨道上的一点，OG连线与OC夹角。开始游戏时从斜面上A点静止释放质量为的物块，物块与斜面AB间动摩擦因数为，物块与轨道DE的动摩擦因数均为，其余接触面均光滑。已知，，，，，两物块均可视为质点，不计空气阻力，简谐运动的周期公式，弹簧弹性势能表达式，，。 (1)若AB长，求从A运动到B的时间； (2)若物块从斜面下滑后恰好能过圆最高点H，求过G点时轨道对物块的作用力大小； (3)若满足（2）中的条件，物块与碰撞粘在一起（碰撞时间极短），向右压缩弹簧到最短（弹簧始终在弹性限度内）。 ①求此过程中摩擦力做的功； ②求从粘在一起到弹簧压缩到最短的时间。（结果可保留根式） 125. 如图所示，一游戏装置由弹射器，光滑水平直轨道AB、CD，水平凹槽MN，圆心为的四分之一细圆管竖直轨道DE，圆心为的四分之一圆弧竖直轨道EF，足够长粗糙水平直轨道GH组成。连线水平，和竖直，静止在水平凹槽的滑板左端紧靠竖直侧壁BM，上表面与AB、CD平齐。游戏时，可视为质点的滑块从A点水平弹出，经B点滑上滑板，随后带动滑板一起运动，滑板到达竖直侧壁CN后即被锁定。滑块继续滑过轨道CD、DE、EF后，静止在GH某处视为游戏成功。已知滑块和滑板质量分别为，，MN长，滑板右端距CN的距离，滑块与滑板间的动摩擦因数，滑块与GH间的动摩擦因数，DE和EF的半径，其余各处均光滑，轨道间平滑连接，弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，g取。 (1)若滑块恰好能滑上GH，求滑块在圆管轨道的D点时受到的作用力； (2)要使游戏成功，求滑块到达D点时的速度大小的范围； (3)要使游戏成功，求滑块静止的区域以及相应的弹簧弹性势能范围。 预测04带电粒子的运动 126. 微通道板电子倍增管是利用入射电子经过微通道时的多次反射放大信号强度的一种电子器件，在高能物理（中微子、宇宙射线探测）和质谱仪、真空紫外探测器等有广泛应用。如图所示一截面是矩形的微通道水平放置，竖直边。一个电子沿竖直平面以与水平方向成的初速度打到的中点进入微通道，每个电子撞到内壁后能撞出2个次级电子，且碰撞过程电子平行内壁的动量被完全吸收，垂直内壁的动量等大反向，并被撞出的次级电子均分。现通道内加有垂直平面的匀强磁场B。忽略重力和次级电子间的相互作用，电子电量的绝对值为，质量为，求： (1)点撞出的次级电子在通道内的运动半径； (2)通道长度大于多少右端将接收不到电子； (3)若通道长度为，在平面上出射点距离的高度及接收到电子的数量； (4)在通道内再加竖直向下的电场试判断电子能否通过微通道到达右侧。 127. 《中国激光》杂志第六期（2025.3）报道，上海光学精密机械研究所林楠团队创新地采用固体激光器方案，实现了LPP-EUV光源技术全球领先，这标志着国产芯片制造迈入了新阶段。物理气相沉积镀膜是芯片制作的关键环节之一，该设备的结构图简化如下（z方向足够长），晶圆（截面MN）固定放置于xOy坐标系的第一象限内，OMN区域内有匀强磁场，磁感应强度，方向沿z轴负方向；第二象限内有匀强电场，场强，方向沿y轴负方向。初速可略的氩离子（比荷 ）经电压为U（待求）的电场加速后，从点水平进入匀强电场E中，恰好打到位于原点O处的金属靶材并被全部吸收，靶材溅射出的金属离子（比荷）从O点飞入磁场区域，速度大小均为，并沉积在晶圆上。忽略离子重力及其间的相互作用力，求： (1)U的数值； (2)假设进入磁场的离子沿各个方向都有，求晶圆MN方向上的涂膜（金属离子打中的区域）长度； (3)假设从O点飞入磁场的离子分布在半顶角的圆锥侧面上，圆锥对称轴垂直于晶圆截面，如图乙，考察方向上的离子，打在晶圆上的位置坐标。 128. 正负电子对撞机是研究粒子基本性质和相互作用的实验装置。正负电子经加速器加速到极高速度后，射入对撞测量区域，通过调整测量区的磁感应强度大小，使正负电子发生正碰。一实验探究小组设计的对撞机结构原理图如图所示，测量区ABCD中存在两个有界匀强磁场，水平虚线MN下方Ⅰ区域磁场的磁感应强度大小为（大小未知），方向垂直纸面向外，MN上方Ⅱ区域磁场的磁感应强度大小为（大小未知），方向垂直纸面向里，直线EF为测量区的中线。在同一水平面上的直线加速器甲、乙同时以相同速率分别垂直AB、CD边界射入电子和正电子，并最终在EF上的某处实现正碰。已知正、负电子的比荷为k，边界AB、CD间的距离为4d，两加速器与MN的距离均为d，忽略电荷间的相互作用及正、负电子的重力。 (1)电子以速度大小射入Ⅰ区域， ①若电子能垂直MN进入Ⅱ区域，求； ②若，为使电子不从AB射出，求Ⅱ区域磁场的最小值； (2)若，为使正负电子在EF上某处发生正碰，求射入磁场的速度大小v与B之间满足的关系。 129. 图1为某离子发电装置，可简化为三个区域：离子发射区、加速区和发电区，图2是其截面示意图。发射区存在一垂直纸面向里的半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B，长度均为L的线状离子发射源P（正离子源）、Q（负离子源）正对位于磁场的上下顶点；加速区由两高度均为R，长、宽均为L的匀强电场组成，电场强度，电场方向相反；发电区由长为3R，宽为L的平行金属板S、T组成，板间存在垂直纸面向里，大小可调的匀强磁场，金属板外连接开关和电动机，开关初始均断开。电场上下边界及金属板S、T均与圆形磁场上下边界切线共线。离子发射源P、Q单位时间单位长度分别能向右侧90°范围内均匀发射N个质量为m，初速率相同，电量为q的离子，且所有离子均能水平离开圆形磁场区域。不考虑离子间作用力及离子重力，求： (1)离子发射的初速率及发射区磁场内离子运动的最长时间； (2)当发电区磁感应强度为B时，提供的最大电动势及闭合且电路稳定时的外电路电流； (3)当发电区磁感应强度时，保持断开，闭合，待电路稳定后，测得金属板间电压为，电动机此时消耗的功率多大？ 130. 某离子实验装置的基本原理如图甲所示，离子源能源源不断从坐标原点沿轴正向发射同种离子，离子质量为，电量为，初速度大小范围在之间。以过垂直于纸面的界面为边界，左侧为区，存在沿轴正向的匀强电场，大小未知，右侧为II区，存在垂直纸面向外的匀强磁场，其大小也未知。其中初速为的离子从点出射后立刻进入区，在电场中偏转后进入匀强磁场，已知此离子在电场和磁场中运动的加速度大小相等。忽略边界效应，忽略离子间的相互作用力，不计离子重力。 (1)求和的比值； (2)求初速度为的离子在磁场中圆周运动的半径和周期； (3)求从离子源发射的所有离子第一次在磁场中做圆周运动的圆心的轨迹线方程； (4)如图乙所示，保持离子源情况和I区电场不变，把II区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小为，方向相反且平行于轴的匀强磁场，两磁场界面也垂直于轴，且整个II区均存在沿轴负向的匀强电场，电场强度大小为。在II区某处放置一块与纸面垂直的足够大的测试板，离子抵达板的左侧面时会发光。沿轴左右调节两磁场区的分界面，使得测试板在分界面右侧磁场沿轴在一定范围内移动时均能探测到发光直线。当分界面在某一特定位置时，此时测试板离轴最远时能探测到的发光直线恰好在平面内。此时把处分界面到测试板之间的两个磁场区间宽度记为和。求这种特定情况下 ①与的比值； ②发光直线的长度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 学科网（北京）股份有限公司 $