物理终极押题猜想（上海专用）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 航天探索与宇宙科学 2 情景二 人工智能 11 情景三 生活科技融合类 23 情景四 体育科技 34 第二部分 高频考点预测篇 44 [高频考点预测】 44 预测01原子物理 44 预测02光学 46 预测03热学 49 预测04直线运动、受力分析与牛顿运动定律 51 预测05平抛运动、匀速圆周运动、天体运动规律 55 预测06电场性质、电容器、电场力做功与电势能 60 预测07安培力、洛伦兹力、带电粒子磁场圆周运动 66 预测08电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律 70 预测09交变电流、变压器原理、远距离输电 74 预测10机械振动、机械波 82 [实验题预测】 92 预测01力学实验 92 预测02电学实验 100 预测03光学热学实验 114 [综合计算预测】 125 预测01电磁感应综合应用 125 预测02气体实验定律的综合应用问题 131 预测03力学综合计算 136 预测04带电粒子的运动 140 第一部分 新情景高考命题篇 情景一 航天探索与宇宙科学 试题前瞻·能力先查 限时：15min 【原创题】航天事业 近年来我国航天事业飞速发展，从通信、导航到气象预报，卫星技术的应用遍及各个领域。从神舟飞船到嫦娥探测器，再到天宫空间站，每一次航天任务的背后都离不开物理知识的支持。 1．东方红二号卫星是我国第一代地球同步通信卫星，在轨一共两颗，其中一颗定点于东经125°，另一颗定点于东经103°，关于东方红二号卫星，下列说法中正确的是（　　） A．它的运行速度为7.9km/s B．若卫星的质量变为原来的2倍，其同步轨道半径也变为原来的2倍 C．它可以绕过北京的正上方，所以我国能够利用它进行电视转播 D．我国发射的其他地球同步卫星，与东方红二号卫星的运行速度大小都相等 2．“天宫二号”空间站绕地球在圆轨道上运行，已知轨道半径为r，运行周期为T，万有引力常量为G，利用以上数据不能求出的是（　　） A．地球的质量 B．空间站的加速度 C．空间站受到的向心力 D．空间站运行的线速度 3．假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km。若环月运行均可视为匀速圆周运动，则（　　） A．B向心加速度比A小 B．B线速度比A小 C．B向心力比A小 D．B角速度比A大 4．如图，月球绕地球公转与地球绕太阳公转的轨道近似在同一平面内，转动方向相同。已知月球绕地球公转周期为，地球绕太阳公转周期为。某时刻太阳、地球和月球依次在同一直线上。从图示位置开始，太阳、地球和月球再次依次在同一直线上所经过的最短时间为_______。 5．2024年5月3日，嫦娥六号探测器搭载火箭成功发射，开启世界首次月球背面采样返回之旅。已知月球的质量约为地球的，月球半径约为地球半径的，地球表面重力加速度为g，地球的第一宇宙速度取7.9km/s，求月球的第一宇宙速度为多少km/s（结果保留两位有效数字）。 【答案】1．D 2．C 3．D 4． 5．1.8 【解析】1．A．同步卫星运行速度一定小于第一宇宙速度7.9km/s，故A错误； BD．根据 解得， 可知同步轨道半径与卫星的周期有关，不会随卫星质量的改变而改变，我国发射的其他地球同步卫星，与东方红二号卫星的运行速度大小都相等，故B错误，D正确； C．东方红二号卫星是地球同步通信卫星，它的轨道在赤道面，不会绕过北京的正上方，故C错误。 故选D。 2．A．根据 解得，故A正确，与题意不符； B．空间站的加速度，故B正确，与题意不符； C．根据可知空间站质量未知，所以无法确定其向心力，故C错误，与题意相符； D．根据，故D正确，与题意不符。 故选C。 3．A．由万有引力提供向心力 可得 因为，所以，故B环月运行时向心加速度比A大，故A错误； B．由万有引力提供向心力 可得 因为，所以，故B环月运行的速度比A大，故B错误； C．根据万有引力提供向心力，由于两卫星的质量未知，所以无法比较两卫星的向心力，故C错误； D．由万有引力提供向心力 可得 因为，所以，即B环月运行的角速度比A大，故D正确。 故选D。 4．设两次的时间间隔为t，则有 解得 5．地球的第一宇宙速度设为，则有 同理 联立解得 分析有理·押题有据 上海高考物理高频情景，紧扣我国航天成就与课标核心知识。核心考查万有引力定律、天体运动规律（开普勒定律）、动量守恒与机械能守恒的综合应用，如卫星轨道变轨、火箭发射能量分析、引力场中运动建模等 。押题依据：2024 年试卷设 “引力场中的运动” 模块，2026 年强调 “空间技术” 等大国重器情境，命题延续 “理论 + 实践” 逻辑。结合探月工程、火星探测等热点，大概率以轨道参数计算、变轨时能量转化、天体相遇问题为载体，考查模型建构与科学推理能力，需重点掌握万有引力与圆周运动的结合应用。 密押预测·精练通关 1．（2026·上海松江·模拟预测）航天工程 中国航天自主创新、稳步发展，从人造卫星、载人航天到探月探火，不断探索宇宙。 1．从地表发射地球卫星的速度应 。 A．小于第一宇宙速度 B．大于第一宇宙速度并小于第二宇宙速度 C．大于第二宇宙速度 2．卫星a、b分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道在同一平面内且相交于M、N两点。如图，某时刻两卫星与地心恰好在同一直线上，则 。（多选） A．卫星a的机械能小于卫星b的机械能 B．卫星a的速度大于卫星b的速度 C．卫星a的加速度大于卫星b的加速度 D．此后卫星a、b可能相撞 3．如图，飞行器在无动力状态下，沿地月转移轨道飞向月球。仅考虑地球和月球引力作用。 （1）由于广义相对论效应，飞行器中的原子钟比地球表面的原子钟__________。 A．快                    B．慢 （2）飞行器的速度__________。 A．一直增大       B．一直减小        C．先增大后减小          D．先减小后增大 4．地球质量是月球质量的81倍，地球半径可看成是月球半径的4倍，地球第一宇宙速度为7.9km/s。仅考虑月球引力作用，求从月表发射月球卫星的最小速度。（计算，结果保留2位有效数字） 【答案】1．B 2．BC 3．A D 4．1.8km/s 【解析】1．从地球发射卫星的最小速度是第一宇宙速度，而第二宇宙速度是脱离地球的束缚，所以从地表发射地球卫星的速度应大于第一宇宙速度并小于第二宇宙速度。 故选B。 2．A．因为两卫星的质量关系未知，所以无法判断卫星a与卫星b的机械能大小，故A错误； B．以地球球心为圆心，以卫星b此刻到地心的距离为半径作圆，记作轨道3，根据变轨原理可知卫星椭圆在轨道3上的线速度 根据万有引力提供向心力，有，可知轨道半径越小，线速度越大，即，所以，故B正确； C．根据万有引力提供向心力有 可得 卫星b位于远地点，卫星a轨道半径小，则卫星a的向心加速度大，故C正确； D．根据开普勒第三定律，卫星a圆轨道的半径与卫星b椭圆轨道的半长轴相等，则两颗卫星周期相同，不可能相撞，故D错误。 故选BC。 3．（1）广义相对论指出，引力势越低（越靠近质量大的天体），时间流逝越慢，即引力场越强，时间膨胀效应越明显，钟表走时越慢。沿地月转移轨道飞向月球，远离大质量天体，则走时越快。故选A。 （2）飞行器在无动力状态下，沿地月转移轨道飞向月球。仅考虑地球和月球引力作用，开始地球与月球对飞行器的合的引力做负功，速度减小，当运动到一定程度时，地球与月球对飞行器的合的引力做正功，速度增大，所以飞行器的速度先减小后增大。 故选D。 4．设中心天体的质量为M，半径为R，第一宇宙速度为v，则根据牛顿第二定律可得 解得 则地球与月球的第一宇宙速度之比为 所以月球的第一宇宙速度为km/s 2．（2026·上海杨浦·二模）空间观测和行星际探测活动极大地延伸了人类的视野，人类对宇宙的认识不断深入。 1．（多选）光谱是一系列单色光按波长变化次序排列成的一条光带，________。 A．原子的发射光谱与外界条件有关 B．原子的吸收光谱只取决于原子的内部结构` C．利用光谱分析技术可以知道某些天体的元素组成 D．一定量氢原子处在量子数的激发态，其发射光谱最多含有两种谱线 2．活动星系、脉冲星和超新星遗迹会自然产生无线电波，广播和电视传输需要人工产生无线电波。 （1）（计算）某脉冲星每自转一圈，射电望远镜就收到一个脉冲信号，其周期约为3.0ms，假设该脉冲星质量分布均匀，已知引力常量，根据下表中数据，判断该脉冲星所属的天体类型。_______ 典型天体名称 地球 太阳 白矮星 中子星 平均密度/ 5 1 （2）（多选）无线电波可由图（a）中的振荡电路产生，图（b）是电流传感器记录的电流随时间变化图线。图（b）中时刻，________。 A、电容器处于充电状态        B、电感器中的磁场在增强 C、电容器中的电场能在减小    D、电感器中的磁场能在减小 【答案】1．BC 2．中子 AD 【解析】1．A．原子的发射光谱由原子内部能级结构决定，与外界条件无关，故A错误。 B．原子的吸收光谱只取决于原子的内部结构，故B正确。 C．不同元素的光谱具有特征谱线，利用光谱分析技术可以知道某些天体的元素组成，故C正确。 D．一定量氢原子处在量子数的激发态，跃迁时最多可产生3→2、3→1、2→1三种谱线，故D错误。 故选BC。 2．[1]根据万有引力提供向心力，有 又有 联立并代入数据解得 所以该脉冲星为中子星。 [2] A．电流在减小，说明振荡电路处于放电完毕后的充电阶段，故A正确； BCD．此时电感线圈的磁场能在减小，电容器的电场能在增大，故BC错误，D正确。 故选AD。 3．（2026·上海虹口·二模）借助航天器进入太空，可以拓展科学认知、开发空间资源，并最终实现星际生存与探索的梦想。 1．航天员出舱或返回，均须通过气闸舱。简化的气闸舱原理如图所示：航天员从太空返回气闸舱前，关闭阀门，再打开，内为真空。航天员进入气闸舱，立即关闭，再打开，中的气体进入，最终气压稳定。若此过程中，系统与外界绝热，舱内气体视为理想气体，则气体（　　） A．压强减小，温度不变 B．压强减小，温度降低 C．对外做功，内能减小 D．对外做功，内能增大 2．航天器在半径为的圆形轨道上运行，变轨到半径为的较高圆形轨道上。若以无穷远处引力势能为零，引力势能的表达式为，其中为航天器质量，为地球质量，为航天器到地心的距离，地球表面的重力加速度为。则变轨过程中，航天器发动机（　　） A．无需做功 B．需做的功 C．需做的功 D．需做的功 3．类比电场线，可用引力场线描绘星球产生的引力场。能表示质量相等的双星系统的引力场分布的是（　　） A． B． C． D． 4．设想宇航员登上火星后，从距火星表面高度处，以初速度将一小球沿水平方向抛出。小球落到火星表面时，其水平位移为。已知火星半径为，引力常量为，不考虑火星自转的影响。求： （1）火星表面的重力加速度； （2）火星的质量。 【答案】1．A 2．C 3．B 4．（1）（2） 【解析】1．系统与外界绝热，则Q=0 A中气体膨胀进入真空B，气体对外不做功，即W=0 根据热力学第一定律ΔU=Q+W 得ΔU=0 所以气体内能不变，理想气体内能仅与温度有关，因此温度不变； 气体体积增大，温度不变，由理想气体状态方程 可知压强减小。 故选A。 2．航天器做圆周运动，万有引力提供向心力 得动能 总机械能 变轨过程发动机做功等于机械能变化 故选C。 3．引力是吸引力，引力场方向指向产生引力场的星球，因此引力场线箭头指向星球；两个质量相等的双星，引力场线分别指向两个星球，类似于电场中两个等量负电荷的电场线分布。 故选B。 4．（1）小球做平抛运动，水平方向 竖直方向 联立解得 （2）不考虑火星自转，火星表面物体重力等于万有引力 解得 4．（2026·上海·模拟预测）空间科技 近年来，我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就，中国空间站全面建成并进入常态化运营，深空探测任务不断取得新突破。从航天器携带的核燃料电池，到空间站的轨道维持与调整，再到卫星在近地空间的电磁环境分析，无一不蕴含着丰富的物理学原理。 1．航天器中一种可能的铀核裂变方程为________。 A． B． C． D． 2．若某核反应发生前，所有参与反应物质的总静止质量为；反应完成后，所有生成物的总静止质量为。已知真空中的光速为，则该核反应过程中释放的核能________。 3．假设在某段时间内，某空间站轨道高度先后进行了两次自然衰减，第一次下降了小高度，第二次也下降了小高度。若这两次下降过程中，空间站引力势能的变化量绝对值分别为、，则二者的大小关系为________。 A． B． C． 4．某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动的轨道半径为，空间站自身质量为，则该空间站的动能为________。（已知地球质量为，引力常量为） 5．地球磁场会对运行在近地空间的带电物体产生影响。某人造地球卫星在赤道正上方自西向东飞行。若将该卫星视作一个高速运动的“正电子”（带正电荷），则在此位置其受到地球磁场力的方向为________。 A．向上 B．向下 C．向西 D．向东 【答案】1．B 2． 3．C 4． 5．A 【解析】1．根据电荷数守恒和质量数守恒可知，铀核裂变方程为 故选B。 2．根据爱因斯坦质能方程，核反应中亏损的质量转化为能量。质量亏损为 释放的核能为 3．轨道越低，离地心越近，引力越大。所以下降相同高度时，轨道越低，引力越大。根据功能关系可知，引力势能的变化量的绝对值等于引力做功的绝对值，因此第二次下降（轨道更低）的势能变化更大，即 故选C。 4．根据万有引力提供向心力可得 解得 则该空间站的动能为 5．地磁场方向：赤道处水平由南指向北。正电荷运动方向为自西向东。根据左手定则：磁感线穿手心，四指指向正电荷运动方向，大拇指方向即为受力方向，向上。 故选A。 情景二 人工智能 试题前瞻·能力先查 限时：15min 【原创题】我国计划在未来五年内发射天基人工智能数据中心。将太空计算星座部署在近地轨道，利用太空的真空、微重力和低温环境进行高效散热，并通过太阳能电池板提供能源。 1．太空计算星座的能源来自太阳，太阳目前是一颗_________。 A．固态的白矮星 B．固态的中子星 C．气态的主序星 D．气态的红巨星 2．2025年我国成功发射全球首个太空计算星座“星算”，首批12颗卫星全部进入距离地面700 km高度的预定轨道，绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径约为6400 km，则其中一颗卫星在轨运行时_________。 A．向心加速度大于g B．线速度小于7.9 km/s C．做匀变速曲线运动 D．受到的合力为零 3．“星算”卫星内部搭载了智能芯片以执行计算任务，当卫星在轨运行时_________。（多选） A．在太空中利用对流和辐射对芯片进行散热 B．若散热功率小于热功率，芯片温度必升高 C．经过地球阴影区时无法发电，需配备储能系统 D．其它条件相同的情况下，太阳能电池板平均发电功率比在地球上更大 4．如图所示，Q和R是围绕地球P运行的两颗质量相同的卫星。Q的轨道是圆，R的轨道是椭圆。 ①Q的加速度始终指向P，但R的加速度并非一直如此 ②Q与R所受的万有引力大小相同 ③Q以恒定速率运动，但R的速率会变化 以上说法中正确的有___________。 A．③ B．①和② C．①和③ D．①、②和③ 5．为监测散热系统性能，利用某导电材料制成了一个体积恒定为20 cm3的圆柱形传感元件，连接方式如图（a）。实验测得该元件的电阻R与长度平方的关系如图（b）所示。则该材料的电阻率约为_________Ω·m。 【答案】1．C 2．B 3．BCD 4．A 5． 【解析】1．太阳是一颗典型的黄矮星，处于主序星阶段，主要由氢、氦等气体构成，属于气态恒星。 故选C。 2．A．地面重力加速度g对应近地轨道，轨道越高，向心加速度越小，故A错误； B．7.9km/s是近地卫星的环绕速度（第一宇宙速度），是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度。卫星轨道高度越高，线速度越小，因此700km轨道的卫星线速度小于7.9 km/s，故B正确； C．匀速圆周运动是匀速率曲线运动，加速度（向心加速度）方向时刻变化，属于变加速运动，故C错误； D．卫星做圆周运动需要向心力，合力不为零，故D错误。 故选B。 3．A．太空中是真空环境，没有空气对流，只能通过热辐射散热，故A错误； B．根据能量守恒，若散热功率小于热功率，芯片会持续积累热量，温度必然升高，故B正确； C．地球阴影区无太阳光照射，太阳能电池板无法发电，必须配备储能系统（如电池）保障供电，故C正确； D．地球大气层会吸收、反射部分太阳能，太空中无大气，相同条件下太阳能电池板的发电功率比地面更大，故D正确。 故选BCD。 4．①卫星的加速度由万有引力提供，方向始终指向地心P，因此Q（圆轨道）和R（椭圆轨道）的加速度都始终指向P，因此①错误；②由题图可知Q轨道半径r更小，根据可知，因此Q受到的万有引力更大，故②错误；③圆轨道卫星速率恒定，椭圆轨道卫星根据开普勒第二定律，近地点速率大、远地点速率小，速率会变化，因此③正确。综上可知A选项符合题意。 故选A。 5．根据 因为 联立整理得 可知图像斜率 由图（b）可知图像斜率 联立解得 分析有理·押题有据 聚焦 AI 技术在物理中的落地应用，贴合上海 “科技前沿” 命题导向。核心考点包括传感器原理（光电、磁电式）、电路设计与数据分析、电磁感应的实际应用，如智能导航的运动学分析、图像识别的光学原理、AI 控制中的电路逻辑等。押题依据：2024 年 “汽车智能化”、2026 年 “磁电式轮速传感器” 均涉及 AI 相关技术，且上海重视新质生产力情境。命题可能以智能检测、自动驾驶为背景，考查传感器的信号转化、电路故障分析、数据误差处理，需强化跨学科知识融合与信息提取能力。 密押预测·精练通关 1．（2026·上海嘉定·一模）被光镊操控的铷原子 物理学家利用人工智能优化“光镊”（高度聚焦激光束）操控铷原子阵列，排列出“薛定谔的猫”动画图案。光镊可对单个原子施加恒力，使其定向运动。 1．薛定谔波动方程描述的德布罗意物质波是 。 A．机械波 B．概率波 C．电磁波 D．引力波 2．若光镊所用的激光波长为，则所用激光的一个光子能量为_________。已知真空中的光速为c，普朗克常量为h 3．光镊对一某时刻速度为0的铷原子施加一大小为F的恒力，已知铷原子质量为m，忽略其他作用，则在时间t内，该恒力的冲量为_________，经时间t后，铷原子速度大小为_________。 4．铷（Rb）87可通过一次衰变转变为锶（Sr）。 （1）该衰变的核反应方程为：_________+_________。 （2）衰变还会产生反电子中微子（质量数、电荷数均为0）。若衰变产生的粒子的能量为E1，原子核始、末定态的能量差为E2，则衰变过程_________。 A．总能量守恒，E1<E2    B．总能量不守恒，E1<E2 C．总能量守恒，E1>E2    D．总能量不守恒，E1>E2 5．天然放射性元素衰变时放出、、三种射线，垂直射入匀强磁场，轨迹如图中虚线所示。 （1）①②分别对应的是_________。 A．射线、射线             B．射线、射线 C．射线、射线             D．射线、射线 E．射线、射线             F．射线、射线 （2）若磁感应强度大小为B，粒子的电荷量为e，质量为m，速度大小为v，则其轨迹半径为_________。 【答案】1．B 2． 3． 4． A 5．B 【解析】1．德布罗意物质波是一种概率波。 故选B。 2．光子能量为 3．[1]在时间t内，恒力的冲量为 [2]根据动量定理，有 可得 4．[1][2]衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子，所以该衰变的核反应方程为： [3]衰变过程中总能量守恒，初始状态的总能量为铷原子核的能量，末状态的总能量为锶原子核的能量、电子的能量和反电子中微子的能量，所以等于电子的能量加反电子中微子的能量，即。 故选A。 5．[1]射线不带电，在磁场中不偏转，所以②为射线；射线带正电，射线带负电，根据左手定则可知，射线进入磁场向左偏转，射线进入磁场向右偏转，所以①对应射线。 故选B。 [2]根据牛顿第二定律，有 可得轨迹半径 2．（2026·上海松江·模拟预测）无人机、无人驾驶汽车等是人工智能时代物流配送的重要工具。 1．如图，无人机用轻绳吊着质量为m的包裹，一段时间内飞行高度保持不变，轻绳偏离竖直方向的夹角始终为θ。已知重力加速度为g，包裹所受空气阻力忽略不计。 （1） 包裹的加速度大小为________。 （2） 包裹可能做________运动。（多选） A．匀速    B．匀加速    C．匀减速    D．变加速 （3） 飞行过程中，突然解锁轻绳，包裹在空中的运动轨迹可能是____ A．　　B．　C．　　D． 2．某实验小组研究无人机的运动，测得其在竖直方向飞行高度y随时间t的变化曲线如图所示，E、F、M、N为曲线上的点，EF、MN段可视为两段直线。无人机的质量为2kg，取竖直向上为正方向。则（　　）（多选） A．EF段无人机的速度大小为3m/s B．FM段无人机处于失重状态 C．MN段无人机机械能守恒 D．EN段无人机所受合外力冲量大小为12N∙s 3．某物流公司用无人驾驶汽车送货。汽车沿平直公路初始以速度做匀速运动，遇前方拥堵，立即调整发动机功率为原来的一半，并保持恒定功率行驶，经过20秒后以速度再次匀速运动。已知汽车质量为600kg，所受阻力恒为600N。 （1） 速度的大小为________m/s； （2） 求减速调整阶段汽车行驶的距离________。（计算） 【答案】1．gtanθ BCD C 2．BD 3．5 137.5m 【解析】1．（1）[1]对包裹受力分析可知 解得包裹的加速度大小为 （2）[2]因为不清楚包裹的速度方向，所以速度与加速度方向相同，则做匀加速直线运动，速度与加速度方向相反，则做匀减速直线运动。轻绳偏离竖直方向的夹角始终为θ，如果包裹做匀速圆周运动，则做变加速运动。 故选BCD。 （3）[3]飞行过程中，突然解锁轻绳，包裹只受重力，与速度不在一条直线上，包裹在空中的运动轨迹是曲线，且弯向重力 。 故选C。 2．A．EF段无人机的速度大小等于图像中EF段的斜率，可知EF段无人机的速度大小为v==4m/s，故A错误； B．根据y-t图像的切线斜率表示无人机的速度，取竖直向上为正方向，可知FM段无人机先竖直向上做减速运动，后竖直向下做加速运动，加速度方向一直向下，则无人机处于失重状态，故B正确； C．MN段无人机向下做匀速直线运动，动能不变，重力势能减小，无人机的机械能减小，故C错误； D．根据以上分析可知MN段无人机的速度为v'==-2m/s 则EN段无人机所受合外力冲量 所以EN段无人机所受合外力冲量大小为12N∙s，故D正确。 故选BD。 3．（1）[1]当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大值，所以额定功率 可得 （2）[2]减速阶段根据动能定理 解得 3．（2026·上海杨浦·二模）春晚机器人 两届春晚，物理学赋予宇树人形机器人做出一系列高难度工作的动力。 (1)2026年马年春晚上机器人展示中国功夫，某机器人先做匀速直线运动，再做匀加速直线运动，以开始匀加速的时刻为0时刻。运动的时间用表示，速度用表示，位移用表示，加速度用表示，则下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． (2)2025年蛇年春晚的舞台上，一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌。某时刻机器人转手绢使得手绢上各点绕竖直转轴O在水平面内做匀速圆周运动，手绢可简化成如图所示，则手绢上质点A、B的物理量一定相同的是（　　） A．线速度 B．周期 C．向心加速度 D．向心力大小 (3)小昕同学对春晚机器人抛接手绢视频逐帧分析后发现，抛出后的手绢在细线拉力的作用下被回收。某段时间内，手的位置O点不变，手绢可视为做匀速直线运动，其运动轨迹如图乙中虚线段PQ所示，则手绢从P到Q运动过程中受到的（　　） A．空气阻力先增大后减小 B．空气阻力大小不变 C．细线的拉力一直增大 D．细线的拉力一直减小 (4)有两个机器人静止在舞台上，持续发出同相、同频率的声波。收音设备在舞台上移动，收到声波的振幅随位置变化时大时小。收音设备移动到a点时，收到声波的振幅基本为0，a点到这两个机器人的距离分别为10m和16m，则该声波的波长可能为______。 (5)机器人的避障系统使用超声波。甲、乙两机器人正沿同一直线相向运动，若甲发射一列频率为的超声波，乙测得接收到波的频率为，甲测得乙反射波的频率为，则（　　）（多选题） A． B． C． D． E． F． (6)机器人利用激光借助舞台上的水晶装饰柱进行精准定位。已知水晶折射率。 ①一束激光从水晶进入空气，入射角为，则满足<______。 ②水晶装饰柱是一透明圆柱体，其横截面如图所示。PQ是截面内的一条直径。机器人从柱体外发射一束平行于PQ的激光，调节入射点的位置，使这束激光射入水晶柱体后恰好从P点射出，则光线从P点再次进入空气时折射角的度数为______°。（结果小数点后均保留1位数字） (7)春晚舞台上机器人后空翻的精彩演出离不开技术人员对机器人跳跃动作的反复测试，一次实验测试情况如图所示，三块厚度相同、质量相等的木板A、B、C（上表面均粗糙）并排静止在光滑水平面上，尺寸不计的智能机器人静止于A木板左端。已知三块木板质量均为2kg，A木板长度为，机器人质量为6kg，忽略空气阻力。 ①机器人从A木板左端走到A木板右端时，求：A、B木板间的水平距离； ②机器人走到A木板右端相对木板静止后，以做功最少的方式从A木板右端跳到B木板左端，求：起跳过程机器人做的功，及跳离瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值； ③若机器人以做功最少的方式跳到B木板左端后立刻与B木板相对静止，随即相对B木板进行连续不停地3次等间距跳到B木板右端，此时B木板恰好追上A木板。求：该时刻A、C两木板间距与B木板长度的关系。 【答案】(1)C (2)B (3)D (4) (5)AD (6) 0.7 82.8 (7)①1.5m；②90J，2；③ 【详解】（1）AB．根据匀变速直线运动速度与时间关系可知机器人的图像是一次函数图像，图像是一条与时间轴平行的直线，故AB错误； CD．根据匀变速直线运动规律，解得因此机器人的图像是一次函数，故C正确；D错误。 故选C。 （2）B．质点A、B同轴转动，周期、角速度相同，故B正确； A．根据v=ωr可知半径不同，线速度不同，故A错误； C．根据a=ω2r可知半径不同，向心加速度不同，故C错误； D．根据F=mω2r可知半径不同，向心力大小不同，故D错误。 故选B。 （3）依题意，手绢做匀速直线运动，受力分析如图所示 其中重力竖直向下，细线拉力沿细线指向O点，空气阻力沿PQ连线由Q指向P，三力平衡，做出重力与拉力的合力示意图，由图可知，随着手绢的运动，细线的方向沿顺时针转动，且未转到水平方向，由图可知，细线的拉力一直减小，空气的阻力一直减小，故ABC错误；D正确。故选D。 （4）收音设备移动到a点时，收到声波的振幅基本为0，说明a点发生波的相消干涉。即为振动减弱点，满足 由题意可知波程差，联立，解得 （5）ABC．甲发射超声波（波源），乙接收（观察者），甲、乙两机器人相向运动，即波源与观察者相互靠近。根据多普勒效应，此时乙接收到的频率f2大于甲发射的频率f1，即，故A正确；BC错误； DEF．乙反射超声波（此时乙相当于波源），甲接收（观察者），甲、乙两机器人依然是相向运动，波源与观察者相互靠近。乙反射波的频率是f2，甲接收到的频率是f3，根据多普勒效应，甲接收到的频率f3大于乙反射的频率f2，即，故D正确；EF错误。 故选AD。 （6）①水晶折射率，临界角满足，则一束激光从水晶进入空气，需满足sin＜sinC≈0.7 ②设入射角为i，折射角为r 。因为入射光线平行于PQ，连接O与入射点，根据几何关系可知。由折射定律，联立解得，根据几何关系求出在P点的入射角大小为，由折射定律（为折射角），解得 （7）①机器人从A木板左端走到A木板右端，机器人与A木板组成的系统动量守恒，设机器人质量为M，三个木板质量均为m，取向右为正方向，则 机器人从A木板左端走到A木板右端时，机器人、木板A运动位移分别为为x、x1，则有 同时有 解得A、B木板间的水平距离 ②设机器人起跳的速度大小为v，方向与水平方向的夹角为，从A木板右端跳到B木板左端时间为t，根据斜抛运动规律得， 联立解得 机器人跳离A的过程，系统水平方向动量守恒 根据能量守恒可得机器人做的功为 联立得 根据数学知识可得当时，即时，W取最小值，代入数值得此时 ③根据可得，根据 解得 分析可知A木板以该速度向左匀速运动，机器人跳离A木板到与B木板相对静止的过程中，机器人与BC木板组成的系统在水平方向动量守恒，得 解得 该过程A木板向左运动的距离为 机器人连续3次等间距跳到B木板右端，整个过程机器人和B木板组成的系统水平方向动量守恒，设每次起跳机器人的水平速度大小为v0，B木板的速度大小为，机器人每次跳跃的时间为，取向右为正方向，得 每次跳跃时机器人和B木板的相对位移为，可得 机器人到B木板右端时，B木板恰好追上A木板，从机器人跳到B左端到跳到B右端的过程中，AB木板的位移差为 可得 联立，解得 故A、C两木板间距为 又 解得 4．（2026·上海黄浦·模拟预测）春晚舞台机器人 蛇年春晚舞台上，一群穿着花袄的机器人扭起秧歌，为我们带来了一场科技与艺术的盛宴。 1．机器人传递信号或避障时会利用超声波和激光，这些在空中传播的超声波和激光______。 A．都不需要介质 B．都属于电磁波 C．都是横波 D．都能发生衍射现象 2．有两个机器人静止在舞台上，持续发出同相、同频率的声波。收音设备在舞台上移动，收到声波的振幅随位置变化时大时小。 （1）这一现象叫做波的______。 （2）（多选）收音设备移动到a点时，收到声波的振幅基本为0，a点到这两个机器人的距离分别为10m和16m，则该声波的波长可能是______。 A．4m    B．6m    C．9m    D．12m 3．（多选）机器人的避障系统使用超声波。甲、乙两机器人正沿同一直线相向运动，若甲发射一列频率为的超声波，乙测得接收到波的频率为，甲测得乙反射波的频率为，则______。 A． B． C． D． E． F． 4．舞台中央的一个机器人从时由静止开始沿直线加速运动，时通过激光测距仪测得其正前方7.35m处有一固定障碍物，时测出到该障碍物的距离为6.90m，则机器人的加速度大小为______；该机器人从某时刻开始以相同大小的加速度做减速运动，为确保不撞到障碍物，机器人最迟应在______s时开始减速。 5．机器人利用激光借助舞台上的水晶装饰柱进行精准定位。已知水晶折射率。 （1）（多选）一束激光从水晶进入空气，入射角为，则可能为______。 A．0.3    B．0.5    C．0.6    D．0.7 （2）水晶装饰柱是一透明圆柱体，其横截面如图所示。PQ是截面内的一条直径。机器人从柱体外发射一束平行于PQ的激光，调节入射点的位置，使这束激光射入水晶柱体后恰好从P点射出，则光线进入水晶体时折射角的度数为______°，光线从P点再次进入空气时折射角的度数为______°。（结果小数点后均保留1位数字） 【答案】1．D 2．干涉 AD 3．AD 4． 1.2 2.5 5．ABC 【解析】1．ABC．超声波是机械波、纵波，需要介质传播，而激光是电磁波、横波，可以在真空中传播，故ABC错误； D．超声波和激光都能发生衍射现象，这是波的共性，故D正确。 故选D。 2．[1]两列频率相同、相位差恒定的波相遇时，某些区域振动加强，某些区域振动减弱，且加强和减弱区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉。题目中两个机器人发出同相、同频率的声波，收音设备收到声波振幅随位置时大时小，符合波的干涉特征 。 [2]收音设备移动到a点时，收到声波的振幅基本为0，说明a点发生波的相消干涉。即为振动减弱点，满足 题意可知波程差 可知n取1时，波长为12m，n取2时，波长为4m，故选AD。 3．ABC．甲发射超声波（波源），乙接收（观察者），甲、乙两机器人相向运动，即波源与观察者相互靠近。根据多普勒效应，此时乙接收到的频率大于甲发射的频率，即，故A正确，BC错误； DEF．乙反射超声波（此时乙相当于波源），甲接收（观察者），甲、乙两机器人依然是相向运动，波源与观察者相互靠近。乙反射波的频率是，甲接收到的频率是，根据多普勒效应，甲接收到的频率大于乙反射的频率，即，故D正确，EF错误。 故选AD。 4．[1]设加速度大小为a，则根据题意有 [2]为确保不撞到障碍物，设t时刻开始减速，根据运动的对称性可知减速时间也为t，则有 联立解得 5．[1]水晶折射率，临界角满足，则一束激光从水晶进入空气，需满足 则ABC选项符合。 故选ABC。 [2]设入射角为i，折射角为r 。因为入射光线平行于PQ，连接O与入射点，根据几何关系可知 。由折射定律 联立解得 [3]根据几何关系求出在P点的入射角大小为，再由折射定律（为折射角） 可算出折射角 情景三 生活科技融合类 试题前瞻·能力先查 限时：10min 【原创题】电吉他 电吉他是现代科学技术的产物，从外形到音响都与传统的吉他有着明显的差别。琴体使用新硬木制成，配有音量、音高调节器（琴钮）以及颤音结构（摇杆）等装置。配合效果器的使用，电吉他有很强的表现力，在现代音乐中有很重要的位置。多用于歌曲伴奏，作为很好的伴奏乐器。 1．电吉他拾音器内部结构包含一块磁铁，可使金属琴弦磁化；当琴弦振动时，会在拾音器的线圈中产生感应电流。关于琴弦上传播的机械波传入空气中形成的声波，下列说法正确的是（　　） A．频率不变，波长不变 B．频率不变，波长改变 C．频率改变，波长不变 D．频率改变，波长改变 2．某LC振荡电路由电容器C与自感线圈L串联组成；已知某一时刻，电容器的上极板带正电，且此时电容器正在充电。规定电路中逆时针的电流方向为正方向；电路中的电流随时间的变化如图所示，在图中四个时刻中，哪一时刻符合上述电路状态________ 3．某实验中，测得某线圈的磁通量随时间的变化图像如图所示。 （1）从图像中读取磁通量变化的周期与磁通量最大值________。 （2）若该线圈共有500匝，求线圈中产生的感应电动势的最大值_______ 【答案】1．B 2． 3． 【解析】1．机械波的频率由波源决定，波速由介质决定。琴弦上传播的机械波传入空气中形成的声波，频率不变，由，可知不同介质波速不同，波长改变。 故选B。 2．某一时刻，电容器的上极板带正电，且此时电容器正在充电，可知电路中的电流方向为顺时针方向，电流为负值。又因为充电过程，电容器极板上电荷量增大，则电流正在减小，故时刻符合上述电路状态。 3．[1] 从图像中读取磁通量变化的周期与磁通量最大值 [2] 角频率 磁通量的振幅 若该线圈共有500匝，求线圈中产生的感应电动势的最大值 分析有理·押题有据 上海卷 “贴近生活” 的核心情景，覆盖智能家居、新能源汽车、健康监测等场景。核心考查力学（牛顿定律、压强）、电磁学（电磁感应、电路计算）、热学（能量守恒、气体定律），如新能源汽车的再生制动、智能家电的功率计算、健康监测的传感器应用等。押题依据：近年试卷连续出现 “自行车发电照明”“再生制动与气囊减震” 等情境，凸显 “学以致用”。命题多设计为综合题，如结合电磁感应与能量守恒分析充电桩工作原理，或通过电路计算解决智能家居控制问题，需熟练掌握基础规律在实际场景中的灵活迁移。 密押预测·精练通关 1．（2026·上海·二模）小金同学骑自行车上学，骑行过程中车轮与地面间不打滑。 1．如图，小金所骑自行车的链轮、飞轮和车轮的半径分别为、、。 （1）、分别为链轮和飞轮边缘上的点，则、两点的角速度大小之比为______。 （2）若踏板转动的角速度为，则自行车前行的速度大小为______。 2．小金用一根细绳将水杯悬挂在自行车车把上，他骑车沿平直公路做匀减速直线运动的过程中，水杯的受力示意图可能是______。 A． B． C． D． 3．小金到学校后将自行车停在路边，车轮胎容积保持不变。 （1）随着环境温度升高，车胎内的气体______。 A．对外界放热    B．所有分子的运动速率都变大 C．对外界做正功    D．速率大的分子所占比例变大 （2）环境温度为时，车胎内气体的压强为，则环境温度为时，车胎内气体的压强为______。 4．为了提高傍晚回家骑行的安全性，小金设计了一种“闪烁”装置。如图，车轮金属圈与轮轴之间均匀地连接3根长均为的金属条，每根金属条中间都串接一个阻值的小灯，金属条与金属圈构成闭合回路。车架上固定磁铁，可形成以轮轴为圆心的扇形匀强磁场区域，磁感应强度，方向垂直纸面向外。不计其他电阻。 （1）车轮以角速度转动时，证明金属条切割磁感线所产生的感应电动势为。 （2）磁场区域的圆心角为，车轮转动的角速度为，车轮半径为。小金在水平路面骑行，假设人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电阻力。 ①金属条进入磁场时，中感应电流的方向为______，大小为______。 ②无风时小金克服空气阻力的功率为。车轮转动一圈，小金需要对自行车做多少功？ 【答案】1． 2．B 3． D 4．（1）见解析    （2）①电流方向为从O到A    1.0A ②12.05J 【解析】1．（1）由于链轮和飞轮之间通过链条传动，所以A、B两点线速度大小相等，即 则、两点的角速度大小之比为； （2）踏板转动的角速度为，根据 则有 可知飞轮的角速度为 因为飞轮与车轮是同轴转动，所以自行车前行的速度大小为。 2．水杯向左做匀减速直线运动的过程中，阻力与运动方向相反，即水平向右，水杯的加速度水平向右，合外力方向水平向右， 又因在竖直方向上合力为零，所以拉力方向斜向右上方。故选B。 3．（1）BD．随着环境温度升高，气体分子运动的平均速率增大，但不是每一个气体分子运动的速率都增大，随着环境温度升高，速率大的分子所占比例变大，故B错误，D正确； AC．随着环境温度升高，气体的内能增大，又因车轮胎容积保持不变,气体不做功，根据热力学第一定律，可知气体从外界吸热，故AC错误。 故选D。 （2）随着环境温度升高，车轮胎容积保持不变，所以气体做等容变化，则 解得 4．（1）设金属棒OA在△t时间内扫过的面积为△S，则 所以 根据法拉第电磁感应定律 （2）金属条OA进入磁场时，产生的电动势为 根据右手定则可知感应电流方向为从O到A。 回路中的总电阻为 通过OA的电流大小为 （3）车轮转动一圈，产生的焦耳热为 车轮转动一圈，小金需要对自行车做的功为 2．（2026·上海金山·二模）自行车。小金同学骑自行车上学，骑行过程中车轮与地面间不打滑。 (1)如图，小金所骑自行车的链轮、飞轮和车轮的半径分别为R1、R2、R3。 ①A、B分别为链轮和飞轮边缘上的点，则A、B两点的角速度大小之比为___________。 ②若踏板转动的角速度为，则自行车前行的速度大小为___________。 (2)小金用一根细绳将水杯悬挂在自行车车把上，他骑车沿平直公路做匀减速直线运动的过程中，水杯的受力示意图可能是___________。 A．B．C． D． (3)小金到学校后将自行车停在路边，车轮胎容积保持不变。 ①随着环境温度升高，车胎内的气体___________。 A．对外界放热             B．所有分子的运动速率都变大 C．对外界做正功         D．速率大的分子所占比例变大 ②环境温度为时，车胎内气体的压强为P，则环境温度为 时，车胎内气体的压强为___________ (4)为了提高傍晚回家骑行的安全性，小金设计了一种“闪烁”装置。如图，车轮金属圈与轮轴之间均匀地连接3根长均为L=0.4m的金属条，每根金属条中间都串接一个阻值的小灯，金属条与金属圈构成闭合回路。车架上固定磁铁，可形成以轮轴为圆心的扇形匀强磁场区域，磁感应强度B=0.4T，方向垂直纸面向外。不计其他电阻。 ①（论证）车轮以角速度转动时，证明金属条切割磁感线所产生的感应电动势为_____________。 ②磁场区域的圆心角为，车轮转动的角速度为，车轮半径为0.45m。小金在水平路面骑行，假设人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电阻力。 a、金属条OA进入磁场时，OA中感应电流的方向为___________，为___________A。 b、（计算）无风时小金克服空气阻力的功率为18W。车轮转动一圈，小金需要对自行车做多少功______？ 【答案】(1) (2)B (3)D (4)见解析 O流向A 【详解】（1）[1]链轮与飞轮靠链条传动，边缘线速度大小相等，即 由，得 故 [2]轮与后轮同轴转动，角速度相等，由①得飞轮角速度 自行车前进速度等于后轮边缘线速度，故 （2）自行车向左做匀减速直线运动，加速度向右，因此水杯的合外力向右。水杯受重力、绳子拉力和空气阻力，其中阻力应与运动方向相反，故阻力方向向右；同时合力方向应向右。综上，只有B符合，故选B。 （3）[1]A．温度升高，气体内能增加，由热力学第一定律可知气体吸热，故A错误； BD．温度升高，分子平均速率增大，速率大的分子所占比例变大，但不是所有分子速率都变大，故B错误，D正确。 C．车胎容积不变，气体体积不变，气体不对外做功，故C错误； 故选D。 [2]气体做等容变化，由查理定律 解得 （4）[1]金属条上不同位置线速度（r为该位置到转轴的距离） 线速度随均匀增大，因此平均速度 感应电动势 得证。 [2]由右手定则，可判断电流方向为从轮轴O流向A； [3]代入数据得感应电动势 另外两个灯泡并联，总电阻 因此电流 [4]车轮转一圈的时间 克服空气阻力做功 一圈内，共有的角度处于磁场中，通电总时间 发电功率 克服发电阻力做功（焦耳热） 总功 3．（2026·上海杨浦·二模）地铁换乘 魔都政府为了保证高考期间的地铁换乘的便利与安全作出了许多布控。 (1)地铁车体和屏蔽门之间安装有光电传感器主要用于检测间隙中的异物，防止夹人事故。如图甲所示的光电传感器，若光线被挡住，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光只有两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为光单独照射光电管时产生的光电流与光电管两端电压的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62~3.11eV，下列说法正确的是（　　） A．由题述可知光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为12.09eV B．光线发射器中发出的光有两种可见光 C．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减小 D．由题述可知，a光为氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时发出的光 (2)为了考生换乘地铁方便，厦门海沧区政府在地铁口和主要干道上投放了大量共享电动车。骑行者通过拧动手把来改变车速，手把内部结构如图甲所示，其截面如图乙所示。稍微拧动手把，霍尔元件保持不动，磁铁随手把转动，与霍尔元件间的相对位置发生改变，穿过霍尔元件的磁场强弱和霍尔电压UH大小随之变化。已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，霍尔元件工作时通有如图乙所示的电流I，载流子为电子，则（　　）（多选题） A．霍尔元件下表面电势高于上表面 B．霍尔元件下表面电势低于上表面 C．从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，可以增大vm D．其他条件不变，调大电流I，可以增大vm 【答案】(1)C (2)AD 【详解】（1）AB．光线发射器中发出的光子的能量分别为 可见光光子的能量范围是1.62~3.11eV，光线发射器中发出的光只有一种为可见光； 根据光电效应方程，E1照射光电管时光电子飞出阴极时的初动能最大为，故AB错误； C．部分光线被遮挡，不改变光子能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，因为光子数量减少，则光电子数量减小，光电流变小，故C正确； D．由图丙可知，a光遏止电压小于b光遏止电压，由 得a光能量小于b光能量，则a光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光，故D错误。 故选C。 （2）AB．霍尔元件工作时载流子为电子，由左手定则可知电子所受洛伦兹力指向上表面，所以霍尔元件下表面电势高于上表面，故A正确，B错误； C．设霍尔元件上、下表面的距离为d，可得 解得 已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，则穿过霍尔元件的磁场变弱，vm减小，故C错误； D．根据 联立解得，可知其他条件不变，调大电流I，则增大，则可以增大vm，故D正确。     故选AD。 4．（2026·上海浦东新·一模）目前，有越来越多智能化的健康管理系统应用于生活。 1．光纤内窥镜常用于健康检查，光纤由折射率为的内芯和折射率为的包层构成，如图所示。 （1）与的关系是______。 A．    B．    C． （2）若，光从横截面中心射入内芯，入射角，则折射角为______°。 2．医疗中心的一种无线门铃呼叫器“自发电”原理如图所示。按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮，磁铁回归原位，则______。 A．按下按钮过程中，螺线管中感应电流由流向 B．松开按钮过程中，螺线管中无感应电流产生 C．按下按钮后保持不动，螺线管中仍存在感应电流 D．按下和松开按钮过程中，螺线管中感应电流方向相同 3．智能手表的无线充电原理示意图如图所示。充电底座内的发射线圈接在的交流电源上，手表内的接收线圈获得的交流电电压为。若不考虑漏磁，发射线圈与接收线圈的匝数之比为______，接收线圈获得的交流电的周期为______s。 4．压敏电阻的阻值随压力减小而增大。热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图（a）所示。某研究小组利用的恒压电源、定值电阻、压敏电阻、热敏电阻设计智能电路。 （1）用压敏电阻实现智慧养老床垫的压力监测。老人离开床之后，系统将因电压表示数过大而响起警报，满足此要求的电路可能是______。 A．      B．  C． （2）用热敏电阻设计的保温箱电路如图（b）所示，当通过控制系统（阻值不计）的电流小于时，加热系统将开启。由图（a）可知，温度为40℃时，热敏电阻阻值为______kΩ。若要使保温箱内温度不低于40℃，应选取的阻值为______kΩ。 【答案】1． A 30 2．A 3．44∶1 0.02 4．C 3.0 2.0 【解析】1．[1]光纤利用了全反射的原理，只有从光密介质射向光疏介质的情况下才有可能发生全反射，所以 故选A。 [2]根据折射定律，有 所以 所以折射角 2．A．根据楞次定律，按下按钮的过程中，通过螺线管的向左的磁感应强度增大，所以螺线管中感应出的感应电流方向为从P到Q，故A正确； B．松开按钮的过程中，螺线管中的磁通量发生改变，会产生感应电流，故B错误； C．按下按钮后保持不动，螺线管中磁通量不变，不会产生感应电流，故C错误； D．按下和松开按钮的过程中，螺线管中的磁通量先增加后减小，产生的感应电流方向是不同的，故D错误。 故选A。 3．[1]根据输入交流电的表达式可知，输入电压的有效值为 根据理想变压器的原理，有 [2]变压器不改变交流电的周期与频率，所以接收线圈获得的交流电的周期为 4．[1]根据设计理念，需要在老人离开床垫时由于电压过大而发生警报，所以应该在压敏电阻受到的压力减小（即压敏电阻的阻值增大）时使电压表的示数增大，所以应该将电压表直接并联在压敏电阻两端，若并联在和两端，电压表测量的恒为10V。 故选C。 [2]根据题干中的图像可读取数据，当温度为40℃时，热敏电阻的阻值大小为。 [3]若要使保温箱的温度不低于40℃，即让热敏电阻的阻值大小为时，使回路中的电流值为，根据欧姆定律， 代入数据可得 情景四 体育科技 试题前瞻·能力先查 限时：12min 【原创题】篮球运动 篮球运动作为一个常规的球类运动在学校普遍受到学生的喜爱。一个标准合格的篮球质量为 m。请完成下列问题： (1)小明同学将篮球以速度 v1 从离地高度为 h1 处投出。篮球以速度 v2 进入离地高度为 h2 篮筐，如图所示。运动过程中篮球离地最大高度为 H。空气阻力不能忽略。 ①篮球从出手到进入篮筐过程中，损失的机械能( ) A．mgH – mgh2                B．mgh1 – mgh2 C．mgH – mgh2 − mv22        D． ②篮球从最高点沿着弧线下降过程中，请在图中分别画出篮球速度v的方向和所受合外力F的方向_______。 (2)一篮球以水平初速度v0抛出（不考虑篮球的自转和空气阻力），分别测得0.2s末、0.4s末和0.6 s末的速度矢量v1、v2和v3，并在方格纸内画出了如图所示的速度矢量图，重力加速度g = 10 m/s2。则v0 = _______m/s，0.6s内篮球的位移s =_______m。 (3)将篮球从离地H高度处由静止开始下落，经过一次与地面的碰撞后，竖直反弹至最高处h =H。若篮球和地面碰撞没有能量损失，运动过程中空气阻力保持不变。 ①空气阻力和重力之比等于________。如果让篮球连续不断的上下弹跳，最后会停止在地面，则篮球通过的总路程s =_______。 ②计算：当篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个竖直向下的冲量I，使得篮球与地面再次碰撞后恰好反弹至原来的h高度处。求I的大小________。 【答案】(1) D (2) 4 3 (3) 7H 【详解】（1）①[1]篮球从出手到进入篮筐过程中，损失的机械能 故选D。 ②[2]篮球从最高点沿着弧线下降过程中，篮球速度 v 的方向为轨迹上切线方向，所受合外力F的方向指向轨迹凹的一侧，如图所示 （2）[1]0.2s末篮球的竖直速度为 由速度矢量图可得 解得 [2]0.6s内篮球的位移 其中， 联立，解得 （3）①[1]依题意篮球运动过程，由动能定理可得 解得 [2]如果让篮球连续不断的上下弹跳，最后会停止在地面，则篮球通过的总路程满足 解得 ②[3根据动量定理，可得I = mv – 0 则动能 根据动能定理 解得 分析有理·押题有据 结合体育场景与科技革新，符合上海卷 “真实情境” 考查要求。核心考点包括运动力学（惯性、摩擦力、动量）、振动与波（如电吉他发声）、材料力学（碳纤维器材特性）、传感器应用（运动轨迹监测）等。押题依据：2026 年试卷 “电吉他”“松鼠运动” 情境已体现体育相关力学考查，且上海体育赛事密集（如全运会）。命题可能以运动员动作分析、运动器材革新为背景，考查力与运动的关系、能量转化、振动频率计算等，需注重从体育场景中提炼物理模型，强化科学论证与定量分析能力。 密押预测·精练通关 1、（2026·上海金山·模拟预测）足球运动深受广大民众喜爱。已知足球质量m=0.4kg。 1．如图，运动员将足球从地面上以速度v踢出，足球恰好水平击中高为h的球门横梁。 （1）足球在向斜上方飞行过程中，下列能表示足球所受合外力方向的是( ) A．      B． C．       D． （2）若不计空气阻力，以地面为零势能面，则足球在飞行过程中的机械能为( ) A．mv2            B．mgh            C． mv2+mgh        D．mv2-mgh （3）若足球以10m/s的速度撞击球门横梁后，以6 m/s的速度反方向弹回，横梁触球时间为0.1s，则横梁对足球的平均作用力大小为___________N； 2．假设足球所受空气阻力大小保持不变。某同学将足球竖直向上抛出，足球上升过程中，其动能Ek随上升高度h的变化关系如图所示。足球上升2m的过程中机械能减少了___________J，运动过程中所受的阻力大小为___________N。（结果均保留三位有效数字，重力加速度g取10 m/s2） 【答案】1．B A 64 2．1.33 0.667 【解析】1．（1）[1]足球在向斜上方飞行过程中，受到竖直向下的重力、与足球运动方向相反的空气阻力作用，因此足球在运动中受到的合力方向应是斜向左下方，可知则能表示足球所受合外力方向的应是B图。 故选B。 （2）[2]若不计空气阻力，只有重力做功，以地面为零势能面，则足球在飞行过程中的机械能守恒，由机械能守恒定律可得，足球在飞行过程中的机械能为 故选A。 （3）[3]设速度反方向弹回是正方向，由动量定理可得 解得 2．[1]设足球的初动能为，上升高度h时的动能为，足球所受空气阻力大小为，由动能定理可得 整理可得 由动能Ek随上升高度h的变化关系图像可得 即 足球上升2m时，足球的动能为 此时足球的重力势能为 则有足球上升2m的过程中机械能减少了 [2]由 可得运动过程中所受的阻力大小为 2、（2026·上海青浦·模拟预测）在体育运动项目中，包含着丰富的物理原理。只要你善于观察，都能用物理知识解决实际问题。 1．篮球训练中，某同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前。这样接球有助于减小接球过程中（    ） A．篮球动量的变化量 B．篮球动能的变化量 C．篮球对手的作用力 D．篮球对手作用力的冲量 2．体操运动员在上下抖动一轻质丝带，形成一列“绳波”，如图所示。其中P点恰处于平衡位置，a、b两点沿波的传播方向相距1.5m、沿振动方向相距0.5m，运动员手中小棍上下抖动的频率为3Hz。波形沿丝带传播的速度大小应为___________m/s，小棍的起振方向向___________。从图示时刻起的0.1s内，P点振动的速度大小变化情况为___________。 3．跳水运动员在跳台上腾空而起。跳台距水面高度为10m,运动员恰好到达最高位置时，他的重心离跳台台面的高度为1米,当他下降到手触及水面时要伸直双臂做一个反掌压水花的动作,这时他的重心离水面也是1m。从最高点到手触及水面的过程中，其重心的运动可以看作自由落体运动，则他在此过程中完成一系列动作可利用的时间为_________s（保留两位小数），忽略运动员进入水面后的受力变化，从手掌触及水面入水之后，他的重心能下沉到水面下约2.5m处，假设运动员质量为50kg，入水过程中，试计算他克服水的平均阻力做功为________J。（g取10m/s2） 4．如图所示，在某次3000m短道速滑接力赛练习中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙的速度大小为12m/s，甲的速度大小为10m/s，此时乙沿水平方向猛推甲一把，使甲以15m/s的速度向前冲出。已知甲、乙运动员的质量均为60kg，乙推甲的时间为0.8s，冰面阻力足够小，求： （1）在乙推甲的过程中，乙对甲的平均作用力大小； （2）乙推甲后两人分开时乙的速度。 【答案】1．C 2．1.8 上 先变小再变大 3．1.41 6750 4．（1）375N；（2）7m/s，方向与甲运动员初始运动方向相同 【解析】1．某同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前的过程两球动能变化量相同，动量变化量相同，篮球对手作用力的冲量相同，但是作用时间变长，根据动量定理可知篮球对手的作用力变小。 故选C； 2．[1]由题意可知波长为 波形沿丝带传播的速度大小 [2]根据上下坡法可知小棍的起振方向向上； [3]波的传播周期为 图示时刻，P正在向上振动远离平衡位置，而0.1s大于四分之一个周期，所以从图示时刻起的0.1s内，P点振动的速度先变小再变大； 3．[1]由 可得 [2]由动能定理 可得他克服水的平均阻力做功为 4．（1）取甲运动员初始运动方向为正方向，乙推甲的过程中，对运动员甲，由动量定理有 解得F=375N （2）取甲运动员初始运动方向为正方向，乙推甲的过程中，两者所组成的系统动量守恒，有 解得 速度方向与甲运动员初始运动方向相同。 3、（2026·上海宝山·模拟预测）游泳是人凭借浮力，通过肢体有规律的运动使身体在水中运动的技能。 1．游泳时我们向后作划臂、蹬腿动作，就会获得向前的推动力，解释这一现象用到的物理规律是___________。在水中前进时会受到水对人体的阻力，该阻力与在人体前进方向上横截面的投影面积成正比，则下面二图中合理的游泳姿势为___________（选择：A．图1    B．图2）所示。 2．如图所示，游泳池中有一初学者双手借助一块浮板，在水面上正以匀速直线运动的方式向前游动，他的双手对浮板施加的力 A．水平向前 B．竖直向下 C．向前偏斜向上 D．向前偏斜向下 3．某人使图游过黄浦江，他以一定速度，且视线始终垂直河岸向对岸游去，设江水匀速流动，则（　　） A．江水的流速越大，渡江时间越短 B．渡江时间与江水的流速大小无关 C．江水的流速越大，渡江路程越短 D．渡江路程与江水的流速大小无关 4．一游客静止地漂浮在海滨浴场的水面上，发现一列水波平稳地向他传来，从第1个波峰通过他身体开始计时，到第10个波峰通过时恰好为15s。若该水波为简谐横波，则水波的频率为___________Hz，第12 s末时游客浮动的速度方向为___________。 5．质量m=100kg的小船静止在水面上，船上左、右两端各站着质量m甲=60kg、m乙=40kg的游泳者。当甲朝左，乙朝右，同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时，不计水的阻力，则小船的运动方向为___________；运动速率为___________m/s。 6．（计算）有一游泳池，在沲底水深h=1.5m处有一个点光源，已知水的折射率n=1.3，试求：游泳池边上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的半径R（结果保留两位有效数字）。 【答案】1．牛顿第三定律 A 2．D 3．B 4． 0.6 竖直向下（向下） 5．向右 0.6 6．1.8m 【解析】1．[1]游泳时我们向后作划臂、蹬腿动作，就会获得向前的推动力，解释这一现象用到的物理规律是牛顿第三定律。 [2]在水中前进时会受到水对人体的阻力，该阻力与在人体前进方向上横截面的投影面积成正比，则下面二图中合理的游泳姿势为图1，因为图1中在人体前进方向上横截面的投影面积小，受到的阻力小。 故选A。 2．游泳池中有一初学者双手借助一块浮板，在水面上正以匀速直线运动的方式向前游动，根据受力平衡可知，浮板对双手的作用力斜向上偏后，则双手对浮板施加的力向前偏斜向下。 故选D。 3．设人渡江时垂直河岸的速度为，河岸宽度为，则渡江时间为 可知渡江时间与江水的流速大小无关；渡江过程沿河岸方向的位移为 可知江水的流速越大，渡江过程沿河岸方向的位移越大，则渡江路程越大。 故选B。 4．[1]由题意可知，水波的周期为 则水波的频率为 [2]由于 可知第12 s末时游客处于从波峰向平衡位置运动的过程中，则游客浮动的速度方向竖直向下。 5．[1][2]以甲、乙小船为系统，可知系统满足动量守恒，以向左为正方向，则有 代入数据解得 可知小船的运动方向向右，运动速率为。 6．点光源射到“圆形区域”边缘的光刚好发生全反射，如图所示 设临界角为C，则有 可得 又 联立解得 4、（2026·上海虹口·模拟预测）二、滑雪比赛 冬奥会的单板滑雪比赛场地由助滑区、起跳台、着陆坡、终点区构成。运动员与滑雪板一起从高处滑下，通过跳台起跳，完成空翻、转体、抓板等技术动作后落地。分析时，不考虑运动员空翻、转体等动作对整体运动的影响。 1．若空气阻力不可忽略，运动员在空中滑行时所受合力的图示正确的是（　　） A． B． C． D． 2．简化的赛道如图所示，其中MN为助滑区，水平部分NP为起跳台，MN与NP间平滑连接。可视为质点的运动员从M点由静止自由滑下，落在足够长的着陆坡上的Q点。运动过程中忽略摩擦和空气阻力，g取10m/s2. （1）M到Q的过程中，运动员的速度大小为v、加速度大小为a，下列v-t图或a-t图正确的是( ) （2）要求运动员离开起跳台时的速度不低于10m/s，则MN的高度至少为___________m。在现有的赛道上，若运动员希望增大起跳的速度，可以采取的办法是___________ （3）已知着陆坡的倾角α=37°，运动员沿水平方向离开起跳台的速度v0=10m/s，他在空中可以有___________s的时间做花样动作。若起跳速度提高到v0′=12m/s，则运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （4）甲、乙两名运动员先后在同一赛道上比赛，若空气阻力不可忽略，固定在着陆坡上的传感器测出他们在竖直方向的速度vy与时间t的变化关系如图所示（均从离开P点开始计时）。图中t1、t2分别是甲、乙运动员落在着陆坡上的时刻，两条图线与t轴之间所围的面积相等，则( ) A．甲、乙的落点在同一位置 B．甲的落点在乙的右侧 C．该过程中甲的平均速度一定大于乙 D．vy=8m/s的时刻，甲所受空气阻力的竖直分量大于乙所受空气阻力的竖直分量 【答案】1．C 2．C 5 使用助力器 1.5 不变 AC/CA 【解析】1．若空气阻力不可忽略，运动员在空中滑行时受重力和空气阻力，空气阻力与运动方向相反，所以合力方向如图C所示。 故选C。 2．（1）[1] 运动员从M点由静止自由滑下，运动过程中，忽略摩擦和空气阻力，在斜面上运动，加速度 匀加速直线运动，平抛后 匀变速曲线运动，速度大小是水平匀速和竖直自由落体的合速度，与时间不成正比，故ABD错误C正确。 故选C。 （2）[2][3] 要求运动员离开起跳台时的速度不低于10m/s，则MN的高度至少为 解得 运动员希望增大起跳的速度，可以采取的办法是使用助力器。 （3）[4][5]根据 解得 速度与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，所以 速度与坡道的夹角将不变。 （4）[6] AB．两条图线与t轴之间所围的面积相等，则竖直位移相同，出发位置相同，所以甲、乙的落点在同一位置，故A正确B错误； C．该过程中甲的平均速度一定大于乙，因为出发位置相同，末位置相同，位移相同，但甲的时间短，所以甲的平均速度大，故C正确； D．根据图像可以判断加速度竖直分量关系，根据斜率，但是不清楚两者的质量关系，无法判断阻力竖直分量的关系，故D错误。 故选AC。 第二部分 高频考点预测篇 [高频考点预测】 预测01原子物理 1．若两个氘核对心碰撞，核反应方程为；，其中氘核的平均结合能为，氦核的平均结合能为，下列说法中正确的是（　　） A．X为质子 B．该核反应释放的核能为 C．该核反应前后核子的总质量相等 D．氦核的平均结合能小于氘核的平均结合能 【答案】B 【详解】A．根据核反应前后质量数守恒、电荷数守恒，可知X的质量数为1，电荷数为0，故X为中子，A错误； B．该核反应释放的核能为，B正确； C．该核反应前后会出现质量亏损，则该核反应前后核子的总质量不相等，C错误； D．生成物比反应物更加稳定，则氦核的平均结合能大于氘核的平均结合能，D错误。 故选C。 2．声光控开关中，光敏电阻的工作原理是电阻内的光电效应，与一般光电管的工作原理相同。某光敏电阻，当用不同强度的红光照射时，其阻值不发生变化；当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化。关于该光敏电阻，下列说法正确的是（　　） A．用红光照射时光敏电阻发生了光电效应 B．用不同强度的白光照射，其阻值一定不发生变化 C．用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能小 D．用不同强度的紫光照射，其阻值一定发生变化 【答案】D 【详解】A．用不同强度的红光照射时，光敏电阻的阻值不发生变化，说明电阻内没有发生光电效应，故A错误； B．白光中含有各种单色光，包含黄光，结合题意可知，当用不同强度的白光照射时，光敏电阻的阻值会发生变化，故B错误； C．根据光电效应方程有 黄光的光子能量一定，用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能不变，故C错误； D．紫光的光子能量大于黄光的光子能量，可知，用不同强度的紫光照射，电阻内发生了光电效应，光敏电阻的阻值一定发生变化，故D正确。 故选D。 3．关于粒子的说法，正确的是（    ） A．发生衰变时放出的射线是电子流，射线来自原子核，说明原子核里有电子 B．德布罗意通过实验验证了实物粒子具有波动性 C．发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子是一次性吸收光子的全部能量，不需要积累的时间 D．光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子，叫作“基本粒子” 【答案】C 【详解】A．发生衰变时放出的电子流是原子核内部中子转变成质子，同时释放出一个电子，不是原子核里有电子，故A错误； B．德布罗意通过理论提出实物粒子具有波动性，故B错误； C．光子能量不可再分，发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子是一次性吸收光子的全部能量，不需要积累的时间，故C正确； D．光子不是组成物质的不可再分的最基本粒子，故D错误。 故选C。 4．核反应方程：中的 X 是（   ） A．质子H B．正电子 e C．电子e D．中子n 【答案】B 【详解】根据质量数电荷数守恒，可写出该核反应方程为 所以X是正电子。 故选B。 5．太赫兹波是频率介于微波与红外线之间的电磁波，其（　　） A．光子的能量比红外线更多 B．比红外线更加容易发生衍射现象 C．由真空进入玻璃介质时波长不变 D．与微波在真空中的传播速度不同 【答案】B 【详解】A．光子能量表达式 可知太赫兹波的光子能量小于红外线的光子能量，故A错误； B．太赫兹波频率小于红外线频率，可知太赫兹波波长大于红外线波长，则太赫兹波比红外线更加容易发生衍射现象，故B正确； C．太赫兹波由真空进入玻璃介质时，频率不变，速度变小，则波长变小，故C错误； D．太赫兹波与微波在真空中的传播速度相同，故D错误。 故选B。 预测02光学 1．随着科技的发展，气象卫星可以获取表征地球和大气运动的各种物理状态和参数。离地面越近，大气的折射率越大。当太阳光射向地面时，光的传播速度将（　　） A．变大 B．不变 C．变小 【答案】C 【详解】离地面越近，大气的折射率越大，根据折射率可得 可知当太阳光射向地面时，光的传播速度将变小。 故选C。 2．一束红光经过狭缝在光屏上得到如图所示的图样，由此可知（　　） A．该图样属于红光的干涉图样 B．狭缝宽度必远大于红光波长 C．光沿直线传播只是近似规律 D．换用紫光照射，条纹间距变宽 【答案】C 【详解】A．由图可以看到，其条纹的特点是中央条纹最宽最亮，且条纹间距不相等，所以图为衍射图样，而不是干涉图样，故A不符合题意； B．由发生明显衍射条件可知，当缝的宽度与光波的波长接近或比光波的波长少得多时能发生明显衍射现象，故B不符合题意； C．只有在光的波长比障碍物小的多时才可以把光的传播看作直线传播，光沿直线传播只是近似规律，故C符合题意； D．由衍射图样的特征可知，中央亮条纹的宽度与入射光的波长和单缝宽窄有关，入射光波长越长，单缝越窄，中央亮条纹的宽度越大，而红光的波长比紫光的波长要长，换用紫光照射，条纹间距变窄，故D不符合题意。 故选C。 3．双缝干涉实验中将光源从紫光改为红光，其他条件不变，得到的干涉条纹间距不同，是由于两种色光的（　　） A．传播速度不同 B．振动方向不同 C．强度不同 D．频率不同 【答案】D 【详解】在相同条件下做干涉实验时，两种光得到的条纹间距不同，根据可知是因为光的波长不一样，根据可知是因为光的频率不同，其他条件无关。 故选D。 4．（多选）内径为h、深度为h的圆柱体枯井如图所示。水的折射率n=，当井水灌满后，蹲在井底中央处的青蛙（视为质点）（　　） A．看到井外的范围变小 B．看到井外的范围变大 C．若可看到井外地面上的花，竖直向上跳到的位置距离井口最远为h D．若可看到井外地面上的花，竖直向上跳到的位置距离井口最远为h 【答案】BD 【详解】AB．根据光的折射定律，当井水灌满时，射到井内的外部光线的入射角大于折射角，可知蹲在井底中央处的青蛙看到井外的范围变大，故B正确，A错误； CD．如图所示，几乎贴着水面射入水里的光线，在青蛙看来是从折射角为C的方向射来的 根据折射定律有 设竖直向上跳到的位置距离井口最远为，则 解得 故C错误，D正确； 故选BD。 5．（多选）舞台景观水池的水面下安装有几个彩色灯泡，岸上的游客看到红灯和绿灯是在同一水平线上，红灯和绿灯均可视为点光源，红光的折射率小于绿光。下列说法正确的是（　　） A．一束红光和一束绿光会发生干涉 B．游客看到的红灯的深度比实际深度要小 C．红光比绿光在水中传播的更快 D．若水池面积足够大，则红灯把水面照亮的面积较大 【答案】BCD 【详解】A．红光与绿光频率不同，两列光不会发生干涉，故A错误； B．光从水下射到水平要发生折射，折射角大于入射角，而人眼睛看到水下物体是按照光的直线传播看出去的，因此游客看到的灯的深度比灯的实际深度要小，故B正确； C．绿光频率较高，水对绿光的折射率较大，根据光在介质传播速度公式可知，红光比绿光在水中传播的更快，故C正确； D．设单色光在水下S处，实际深度为H0，光线在AB两处恰好发生全反射，临界角为C，如下图所示： 由图可知 根据临界角公式 联立可得光源把水面照亮的圆的半径 可知，红光的折射率小于绿光的折射率，则红光的半径大，所以红灯把水面照亮的面积较大，故D正确； 故选BCD。 预测03热学 1．（多选）一定质量的理想气体发生如图所示的变化，其中、间的实线是一条双曲线，发生等温变化，平行于横轴，平行纵轴，下列说法正确的是（　　） A．过程气体做功量大小小于过程气体做功量大小 B．状态的平均分子速率小于状态的平均分子速率 C．从状态，气体吸收热量小于气体对外界做的功 D．气体状态的内能小于状态的内能 【答案】AB 【详解】由图可知，AB平行于横轴，说明气体从 A 到 B为等压膨胀；C 到A是等温过程（双曲线），而 B 到 C 则为等容过程（竖直线）。 A．比较C → A（等温过程）与 A → B（等压过程）的做功。等压膨胀的功为  而等温过程中压强随体积增大而减小，其平均压强低于等压过程的压强，故同样从初体积膨胀到相同末体积时，等温过程对应的“面积”更小，即做功更小。故从C到A的做功（取绝对值）小于A 到B做功，故A正确。 B．理想气体的平均分子速率只与温度有关。等压膨胀时，体积变大，T 随 V 增大而升高，故B点温度高于A点温度，平均分子速率也更大，故B正确。 C．等压过程中，体积膨胀，气体对外做功 ，温度升高，内能增大。由热力学第一定律，可得，故吸收热量大于做功，故C错误。 D．内能只与温度有关，C 到A是等温，而B相较于A温度升高，所以 因而B 状态的内能大于C 状态的内能，故D错误。 故选AB。 2．某型号新能源汽车的后备箱内安装有气压支撑杆，它主要由汽缸和活塞组成，开箱时密闭汽缸内的压缩气体膨胀将箱盖顶起，忽略气体分子间相互作用，若缸内气体（　　） A．与外界无热交换，则气体温度升高 B．与外界无热交换，则气体分子的平均动能增大 C．温度保持不变，则气体压强变大 D．温度保持不变，则气体从外界吸收热量 【答案】D 【详解】AB．缸内气体与外界无热交换Q=0 由于气体膨胀对外做功W<0 根据热力学第一定律得＝W＋Q 所以气体内能减小，温度降低，分子平均动能减小，故AB错误； C．根据玻意耳定律得，温度不变，气体体积变大时，压强减小，故C错误； D．若缸内气体的温度保持不变，则气体内能不变，即=0 则有Q＝－W＝－W>0 则气体从外界吸收热量，故D正确。 故选D。 3．如图所示为气体分子的速率分布图线。纵坐标表示速率分子占总体的百分比，图线1下方的面积为S1，图线2下方的面积为S2。则温度T和面积S的大小关系为（    ）    A．T1 > T2 B．T1 < T2 C．S1 > S2 D．S1 < S2 【答案】B 【详解】AB．气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以，故A错误、B正确； CD．曲线下的面积表示分子速率从区间内分子数比率之和，所以两条曲线与横坐标围成的面积相等，故CD错误。 故选B。 4．如图所示为一定质量理想气体状态变化的图像。已知在状态A时的压强为，则（    ）    A．状态B时的压强为 B．状态C时的压强为 C．A→B过程中气体对外做功 D．B→C过程中气体内能减小 【答案】D 【详解】AC．A→B过程，气体温度不变，体积减小，外界对气体做功。根据 状态B时的压强为 AC错误； B．状态A与状态C压强相等，为，B错误； D．B→C过程中气体温度降低，内能减小，D正确。 故选D。 5．（多选）一定质量的理想气体，从初始状态a经状态b、c、d再回到a，它的压强p与热力学温度T的变化关系如图所示，其中ba和cd的延长线过坐标原点，状态a，d的温度相等，则（  ）    A．气体在状态a的体积小于在状态d的体积 B．气体在状态a的体积大于在状态d的体积 C．从状态b到c，气体吸收的热量小于它对外界做的功 D．从状态b到c，气体吸收的热量大于它对外界做的功 【答案】AD 【详解】AB．根据理想气体状态方程，由于和的延长线过坐标原点，则图像的斜率表示，可知斜率越大，体积越小，由图可知，气体在状态a的体积小于在状态d的体积，故A正确，B错误； CD．由图可知，从状态b到c，气体温度升高，气体内能增加，气体体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于它对外界做的功，故C错误，D正确。 故选AD。 预测04直线运动、受力分析与牛顿运动定律 1．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g，从离人约20cm的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为0.02s，取重力加速度g=10m/s2；下列分析正确的是（　　） A．手机接触头部之前的速度约为1m/s B．手机对头部的冲量大小约为0.24 C．手机对头部的作用力大小约为10.8N D．手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.24 【答案】D 【详解】手机质量为 下落高度约为 冲击时间约为 A．手机下落过程做自由落体运动，由运动学公式 可得手机接触头部之前的速度约为 故A错误； BCD．以竖直向上为正方向，手机与头部作用过程中手机动量变化约为 设手机对头部的冲量大小约为I，由动量定理得 解得 设头部对手机的作用力约为F，由冲力的定义得 解得 由牛顿第三定律可知手机对头部的作用力大小约为13.2N，故BC错误，D正确。 故选D。 2．在舞台中固定一个直径为6.5 m的球形铁笼，三辆摩托车始终以70 km/h的速率在铁笼内旋转追逐，旋转轨道有时水平，有时竖直，有时倾斜，非常震撼。关于摩托车的旋转运动，下列说法正确的是（　　）    A．摩托车在铁笼的最高点时，对铁笼的压力最大 B．摩托车驾驶员始终处于失重状态 C．摩托车所受合外力做功为零 D．摩托车的速度小于70 km/h，就会脱离铁笼 【答案】C 【详解】A．在最高点根据牛顿第二定律可知   解得 结合牛顿第三定律可知，摩托车在铁笼的最高点时，对铁笼的压力最小，A错误； B．摩托车驾驶员在最低点时加速度向上，处于超重状态，B错误； C．摩托车速度不变，根据动能定理可知，摩托车所受合外力做功为零，C正确； D．设恰好做圆周运动的速度为v，最高点有   解得，D错误。 故选C。 3．蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称。在运动员进行蹦床比赛过程中（　　） A．评委给运动员评分时可以把运动员看出质点 B．蹦床对运动员的弹力是由于蹦床的形变引起 C．运动员静止在蹦床上时，运动员对蹦床的压力就是运动受到的重力 D．从蹦床上弹起过程中蹦床对运动员的弹力大于运动员对蹦床的弹力 【答案】B 【详解】A．评委要根据运动员动作的完成度给运动员评分，故不能将运动员看作质点，A错误； B．蹦床对运动员的弹力是由于蹦床的形变引起的，B正确； C．运动员静止在蹦床上时，运动员对蹦床的压力大小等于运动员自身的重力大小，运动员对蹦床的压力和运动员的重力是两种性质力，不能说压力就是重力，C错误； D．蹦床对运动员的弹力与运动员对蹦床的弹力属于作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知作用力与反作用力始终等大，D错误。 故选B。 4．了研究物体A的振动，如图（a）所示，在A上固定一支激光笔，水平向右发射出的激光照射到有感光涂层的圆筒表面可以留下痕迹，圆筒以0.1r/s的转速绕轴转动，圆筒半径为10cm。将A从平衡位置竖直向下拉开2cm后由静止释放，某段时间内在圆筒表面获得的图像如图（b）所示。 (1)A振动的频率约为______Hz。 A．0.17 B．0.70 C．1.05 D．2.09 (2)图（b）中P点位置对应物体A处于______状态。 A．失重 B．超重 (3)在物体A相邻两次达到最大速率的过程中，重力的______。 A．冲量和做功均为零 B．冲量不为零，做功为零 C．冲量和做功均不为零 D．冲量为零，做功不为零 【答案】(1)C (2)A (3)B 【详解】（1）由圆筒转速可知，线速度v=ωr=2πnr=2π×0.1×0.1m/s=0.02πm/s 由图像（b）可知波长λ=6cm 所以 故选C。 （2）P点加速度向下，处于失重状态。 故选A。 （3）质点在相邻两次到达最大速度，即平衡位置的过程中，时间不为0，根据I=mgt，所以重力的冲量不为0，位移为0，所以重力做功为0。 故选B。 5．运动员从高处落下，在接触蹦床向下运动过程中（　　） A．动能先增加后减少，重力势能减少 B．动能先增加后减少，重力势能增加 C．动能减少，重力势能减少 D．动能减少，重力势能增加 【答案】A 【详解】运动员从高处落下，在接触蹦床向下运动过程中，运动员刚接触蹦床时重力大于弹力，先向下做加速运动，后弹力大于重力，运动员再做减速运动，故运动员的动能先变大后变小；运动员从接触弹簧到最低点过程中，重力做正功，运动员的重力势能一直减小。 故选A。 预测05平抛运动、匀速圆周运动、天体运动规律 1．我国某些地区的人们用手拋撒谷粒进行水稻播种，如图（a）所示。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从O点抛出，初速度分别为v1、v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于P点，如图（b）所示。已知空气阻力可忽略。 1．谷粒1、2在空中运动时的加速度a1、a2的大小关系为（　　） A．a1 > a2 B．a1 < a2 C．a1 = a2 D．无法确定 2．两粒谷子（　　）到达P点 A．谷粒1先 B．谷粒2先 C．同时 【答案】1．C 2．A 【解析】1．谷粒只受重力，所以加速度均为重力加速度，即。 故选C。 2．谷粒2做斜上抛运动，谷粒1做平抛运动，均从O点运动到P点，故位移相同，在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动，谷粒1做自由落体运动，竖直方向上位移相同，故谷粒2运动时间较长。 故选A。 2．如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点。当该自行车在平直的道路上行驶时，下列说法中正确的是（　　） A．要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 B．要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 C．要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为 D．要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为 【答案】C 【详解】AB. 当气嘴灯运动到最低点时发光，此时车轮匀速转动的角速度最小，则有 得 故AB错误； CD. 当气嘴灯运动到最高点时能发光，则 得 即要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为，故C正确，D错误。 故选C。 3．引力场 科学家持续观测银河系中心附近的某恒星S，其1994—2002年轨迹可视为半长轴约1000AU（日地距离为1AU）的椭圆如图所示，推测椭圆某焦点处存在一超大质量黑洞，S的运动主要受该黑洞引力作用。 1．以该黑洞为参考系，2000年到2001年间，恒星S的速度大小v、加速度大小a的变化情况为___________。 A．v和a均逐渐减小 B．v逐渐增大，a逐渐减小 C．v和a均逐渐增大 D．v逐渐减小，a逐渐增大 2．将恒星S的轨迹视为圆，太阳质量为M，估算该黑洞质量约为___________。 A．2×102M B．4×103M C．4×106M D．2×107M 3．类比电场强度定义引力场的场强，相距为2r的两质点质量分别为m、M（m≤M），则两质点连线中点处的引力场场强大小为___________。（引力常量为G） A． B． C． D． 4．考虑到引力红移，太阳发出的光被远处的观测者接收时频率___________。 A．会减小 B．保持不变 C．会增大 【答案】1．C 2．C 3．B 4．A 【解析】1．根据开普勒第二定律，行星（恒星）在单位时间内扫过的面积相等。从图中可以看出，恒星S从2000年到2001年，比从1995年到1996年，在相同时间内走过的弧长更长，说明恒星S的速度在增大。 根据万有引力定律 ， 得加速度 从2000年到2001年，恒星S越来越靠近黑洞，距离r减小，所以其所受的引力增大，加速度a也增大，因此，v和a均逐渐增大。 故选C。 2．由图可知，恒星S绕黑洞运动的轨迹为椭圆，从1994年到2002年经过了8年，大约运动了半个周期，因此恒星S的运动周期T ≈ 2 × (2002 - 1994)年= 16年 将恒星S的轨迹视为圆，其轨道半径r ≈ 1000 AU， 设黑洞质量为，太阳质量为，地球公转周期为=1年，轨道半径为=1AU，根据开普勒第三定律，对恒星S绕黑洞的运动有 对地球绕太阳的运动有 两式相比可得 故选C。 3．引力场场强类比电场强度，是矢量，其大小等于单位质量在该点受到的引力，方向为引力方向。 在两质点连线中点处，质量为M的质点产生的场强大小 方向指向M，质量为m的质点产生的场强大小 方向指向m，由于两个场强方向相反，所以中点处的合场强大小为 故选B。 4．根据广义相对论的引力红移效应，光子在离开引力场向外传播的过程中，需要克服引力做功，能量会减少。根据光子能量公式 光子能量减小，其频率也随之减小，因此，太阳发出的光被远处的观测者接收时频率会减小。 故选A。 4．如图所示为地球赤道所在平面的剖视图。地球半径为R，地球视为球体。 (1)若地表重力加速度为g，则距离地心R处的重力加速度为______。 A．(-1) g B． C． g D． g (2)若以R为边界，图的阴影区分布着磁感应强度为B的匀强磁场。火箭升空的过程中，产生的一个比荷 为k的带电粒子以正对地心的方向射入该匀强磁场，其轨迹恰与地表相切。则该带电粒子在匀强磁场中运动的时间为______。 A． B． C． D． 【答案】(1)D (2)C 【详解】（1）根据万有引力与重力的关系，在地面有 在高空有 解得     故选D。 （2）粒子运动轨迹如图 设粒子运动的半径为，根据几何关系有     解得 设粒子运动的圆心角为，满足     解得 根据洛伦兹力提供向心力有 则粒子运动的时间为 解得    故选C。 5．（多选）“嫦娥”回家 “嫦娥六号”的返回器采用“再入返回”技术返回地球。返回器从点a首次进入大气层，经过点b后，从点c跃出大气层，经过点d后从点e再次进入大气层，其运动轨迹如图所示。（仅考虑地球引力和大气作用力） 1．返回器从点a运动到点c的过程中： （1）返回器的机械能( ) A．逐渐增大        B．逐渐减小        C．先增大再减小        D．先减小再增大 （2）返回器减速经过点b时，大气对其作用力F的方向可能为( ) 2．返回器经过大气层外的点d时，距地面高度为h、速度大小为v，此时返回器的加速度大小（　　）（已知引力常量为G，地球的质量为M、半径为R） A．等于 B．大于 C．等于 D．大于 【答案】1． B C 97．BC 【解析】1．[1] 在跃出过程中地球引力和大气作用力做功，大气作用力是阻力，阻力做功机械能会减小。 故选B。 [2] 返回器减速经过点b时，做曲线运动，速度水平向右。由曲线运动的条件可知其速度和合力中间夹着轨迹，又由于大气还有阻力存在，所以大气对其作用力F的方向应斜向后方且向上。 故选C。 2．AB．由运动学关系可知物体做匀速圆周运动时 返回器经过大气层外的点d后会做向心运动，所以经过d点时加速度，A错误，B正确； CD．由牛顿第二定律 可得，C正确，D错误。 故选BC。 预测06电场性质、电容器、电场力做功与电势能 1．（多选）目前智能手机普遍采用了电容触摸屏，如图所示，当手指接触到电容屏时，人体与电容屏就形成一个等效电容，从而实现对手机屏幕的操控。下列物体中能够代替手指可以操控手机屏幕的是（    ） A．不锈钢勺子 B．金手镯 C．橡皮擦 D．玻璃棒 【答案】AB 【详解】用不锈钢勺子和金手镯代替手指可以形成一个电容器，用橡皮擦和玻璃棒代替手指不可以形成一个电容器，所以能够代替手指可以操控手机屏幕的是不锈钢勺子和金手镯。 故选AB。 2．莱顿瓶可看作电容器的原型，一个玻璃容器内外包裹导电金属箔作为极板，一端接有金属球的金属棒通过金属链与内侧金属箔连接，但与外侧金属箔绝缘。从结构和功能上来看，莱顿瓶可视为一种早期的平行板电容器。关于莱顿瓶，下列说法正确的是（　　） A．充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，莱顿瓶能容纳的电荷越多 B．瓶内外锡箔的厚度越厚，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 C．充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 D．莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关 【答案】A 【详解】根据电容决定式 及电容定义式 联立可得 充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，d越小，莱顿瓶能容纳的电荷Q越多，A正确； B．根据电容决定式，可知瓶内外锡箔的厚度与电容大小无关，因此锡箔厚度增加，C不变，莱顿瓶容纳电荷的本领不变，B错误； C．根据电容决定式，可知充电电压与电容C大小无关，充电电压升高，莱顿瓶容纳电荷的本领不变，C错误； D．根据电容决定式，可知莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度d有关，D错误。 故选A。 3．如图所示是三个电场的等势面，A、B两点在等势面上。若带电量为+1μC的物体从A点移动到B点，三种情况下电场力做功分别为WⅠ、WⅡ、WⅢ，则（　　） A．WⅠ最大 B．WⅡ最大 C．WⅢ最大 D．WⅠ=WⅡ <WⅢ E．WⅠ=WⅡ =WⅢ 【答案】E 【详解】电场力做功为 由此可知 故选E。 4．输液传感器内部的测量电路如图（a）所示。A、B间电压恒为U0，R为定值电阻，可控开关S不断在1、2之间自动切换。随着系统监测每次充电过程中电路中的电流随时间的变化曲线可自动判断是否有药液。有药液时，输液传感器的电容值大。图（b）为甲、乙两次监测的结果。 (1)两次监测结果中，没有药液的是________。 A．甲 B．乙 (2)在0 ~ t1时间内，两次监测下电容器C两端的电压变化量分别为ΔU甲和ΔU乙，则________。 A．|ΔU甲|＝|ΔU乙| B．|ΔU甲|＞|ΔU乙| C．|ΔU甲|＜|ΔU乙| 【答案】(1)A (2)B 【详解】（1）没有药液时，电容较小，则电容器带电量较小，I-t图像与坐标轴围成的面积较小，图线为甲，故选A。 （2）因有药液和无药液情况下电路中所接的电阻R相同，充电电压相同，则当电容较小时充电较快，画出电容器两板间电压随时间变化关系如图 可知在0 ~ t1时间内，两次监测下电容器C两端的电压变化量为ΔU甲>ΔU乙。 故选B。 5．（多选）静电 静电现象普遍出现于平时的生活之中，人类通过静电现象开始了对电的深入研究。 1．早在公元1世纪，我国学者王充在他的《论衡》一书中就记述了“顿牟掇芥”，“顿牟”是指玳瑁的甲壳，“芥”是指轻小物体。下列例子中哪一个跟王充的这个记述相类似？（　　） A．在干燥的季节小李同学用梳子梳理头发，发现越梳头发越蓬松 B．为了防止事故发生，运油的油罐车后面总拖有一根接地的铁链 C．小学自然常识的老师在课堂上做了个“小魔术”，用梳过头发的梳子吸起纸屑 D．在干燥的天气里脱去化纤衣服，把手指靠近金属物体，看到火花，听到噼啪声 2．某同学利用图甲所示电路观察电容器的充电和放电现象，计算机屏幕显示出放电过程的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电容器放电时电子由b向a通过电阻 B．电容器放电过程中电阻R两端电压逐渐增大 C．将电阻R换成阻值更大的电阻，放电时间变长 D．若，则可知电源电动势 3．如图甲，A、B是某电场中的一条电场线上的两点，一带负电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。取A点为坐标原点，且规定，方向为正方向建立x轴，作出了所在直线的电场强度大小E、电势、粒子的电势能，随位移的变化的图像、图像、图像，其中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 4．光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一质量的带正电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点，其运动过程的图象如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定（    ） A．中垂线上B点电场强度最大 B．A、B两点之间的位移大小 C．B点是连线中点 D． 5．沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度B随x的变化规律如图所示，坐标点O、x1、x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点相对应，相邻两点间距相等。一个带正电的粒子从O点由静止释放，运动到A点的动能为，仅考虑电场力作用，则（　　） A．从O点到C点，电势先升高后降低 B．粒子先做匀加速运动，后做变加速运动 C．粒子在段电势能变化量大于段的电势能变化量 D．粒子运动到C点时动能大于 【答案】1．C 2．C 3．D 4．AD 5．C 【解析】1．A．在干燥的季节小李同学用梳子梳理头发，由于摩擦起电，同种电荷相互排斥，发现越梳头发越蓬松。故A错误； B．为了防止事故发生，运油的油罐车后面总拖有一根接地的铁链，铁链会把油罐车上的静电及时导向大地，避免静电积累过多引起明火危险。故B错误； C．小学自然常识的老师在课堂上做了个“小魔术”，用梳过头发的梳子吸起纸屑，梳过头发的梳子由于摩擦而带电，会吸引轻小物体，与王允的记载类似。故C正确； D．在干燥的天气里脱去化纤衣服，手指会带电，把手指靠近金属物体，手指与金属之间的空气被电离而发生放电现象，看到火花，听到噼啪声。故D错误。 故选C。 2．A．由图可知，电容器充电后，上极板带正电，放电时，电流由b向a通过电阻，所以 放电时电子由a向b通过电阻。故A错误； B．电容器放电过程中电流逐渐减小，根据 电阻R两端电压逐渐减小。故B错误； C．将电阻R换成阻值更大的电阻，则对电流的阻碍作用增大，即电流减小，总电荷量不变，根据 可知放电时间变长。故C正确； D．若，则可知电源电动势 故D错误。 故选C。 3．AB．根据v- t图像可知，粒子的加速度在逐渐减小，粒子所受合外力，即电场力在逐渐减小，由 知电场强度E随位移x在逐渐减小。故AB错误； C．从A到B电势能逐渐减小，但由于电场力减小，Ep-x图像的斜率逐渐减小，且 在A点的电势能为零。故C错误； D．粒子带负电，电场力方向从A指向B，电场强度方向从B指向A，故从A到B电势逐渐升高，由于电场强度逐渐减小，故-x图像的斜率逐渐减小。故D正确。 故选D。 4．A．v-t图像的斜率表示加速度，可知小物块在B点的加速度最大，所受的电场力最大，所以B点的电场强度最大。故A正确； B．小物块由A运动到B的过程中，由图乙可知A、B两点的速度，已知小物块的质量，则由动能定理可知 由上式可求出小物块由A运动到B的过程中电场力所做的功，因为电场强度的关系未知，则不能求解A、B两点之间的位移大小。故B错误； C．中垂线上电场线分布不是均匀的，B点不在连线中点。故C错误； D．在小物块由A运动到B的过程中，根据动能定理有 同理，在小物块由B运动到C的过程中，有 对比可得 故D正确。 故选AD。 5．A．从O点到C点，电场强度方向保持不变，由于开始场强方向沿x轴正方向，所以沿电场线方向电势逐渐降低，则从O点到C点，电势逐渐降低。故A错误； B．由图像可知场强先增大后减小，则电场力也是先增大后减小，所以粒子的加速度先增大后减小，一直做变加速运动。故B错误； C．粒子在AB段图像的面积大于BC段图像的面积，则 所以粒子在AB段电势能减少量大于BC段电势能减少量。故C正确； D．由图像可知图像的面积表示电势差，则有 由动能定理有， 可得 所以粒子运动到C点时动能小于3Ek。故D错误。 故选C。 预测07安培力、洛伦兹力、带电粒子磁场圆周运动 1．如图（甲）所示，笔记本电脑的显示屏和机身分别装有磁体和霍尔元件，可实现屏幕打开变亮、闭合熄屏的功能。图（乙）为机身内霍尔元件的示意图，其长、宽、高分别为a、b、c，元件内的导电粒子是自由电子，通入的电流方向向右，强度为I。当闭合显示屏时，元件处于垂直于上表面且方向向下的匀强磁场中，稳定后，元件的前后表面间产生电压U，以此控制屏幕的熄灭。则此时（　　） A．前表面的电势比后表面的低 B．电压U的大小与a成正比 C．电压U的大小与I成正比 D．电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力大小为 【答案】C 【详解】A．根据左手定则可知，自由电子受到向后的洛伦兹力，则电子打在后表面，后表面的电势比前表面的低，故A错误； BCD．达到稳定后，有， 所以 由此可知，电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力大小为，电压U的大小与a无关，与I成正比，故BD错误，C正确。 故选C。 2．光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直且彼此绝缘的长直导线，通有大小相同、方向如图所示的电流。在导线夹角的角平分线上对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线中的电流均匀增加且大小始终相等，则会产生逆时针方向感应电流的是（　　） A．线圈 1 B．线圈2 C．线圈3 D．线圈4 【答案】A 【详解】AC．由右手定则和磁感应强度的叠加原理可知，线圈1所在的角平分线上的合磁感应强度的方向垂直纸面向里，线圈3所在的角平分线上的合磁感应强度的方向垂直纸面向外，电流均匀增加时，则穿过线圈1和3的磁通量增加，由楞次定律可知，线圈1中产生逆时针方向的感应电流，线圈3中产生顺时针方向的感应电流，A正确，C错误； BD．由右手定则和磁感应强度的叠加原理可知，线圈2和4所在的角平分线上的合磁感应强度是零，线圈2和4中没有感应电流产生，BD错误。 故选A。 3．如图所示，线框abcd通有恒定电流的长直导线线框从位置I按照以下四种方式运动，磁通S变化的绝对值最大的是（　　） A．平移到位置II B．以bd为转轴转到位置II C．以MN为转轴转到位置Ⅲ D．平移到以MN为对称轴的位置III 【答案】D 【详解】设线框在I、II、III位置时的磁通分别为、、 由于距离导线越远，磁场的磁感强度越小，由于线框都垂直于磁场方置，可知三个磁通大小关系为 但的方向与、相反 从位置I平移到位置II时，磁通变化绝对值 从位置I以bd为转轴转到位置II，磁通变化绝对值 从位置I以MN为转轴转到位置Ⅲ，磁通变化绝对值 从位置I平移到以MN为对称轴的位置III，磁通变化绝对值 显然最大，故D正确，ABC错误。 故选D。 4．（多选）在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨。由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨无初速的放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上。a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计。则（　　） A．物块c的质量是2msinθ B．b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能 C．b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能 D．b棒放上导轨后，a棒中电流大小是 【答案】AD 【详解】A．b棒静止说明b棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡，a棒匀速向上运动，说明a棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡，c匀速下降，则c所受重力和绳的拉力大小平衡．由b平衡可知，安培力大小F安=mgsinθ 由a平衡可知F绳=F安+mgsinθ=2mgsinθ 由c平衡可知F绳=mcg 因为绳中拉力大小相等，故2mgsinθ=mcg 即物块c的质量为2msinθ，故A正确； B．b放上之前，根据能量守恒知，c减小的重力势能等于a、c 增加的动能与a增加的重力势能之和，故B错误； C．b 棒放上导轨后，a匀速上升重力势能在增加，故根据能量守恒知，物块 c 减少的重力势能等于回路消耗的电能与a增加的重力势能之和，选项C错误； D．根据b棒的平衡可知F安=mgsinθ 又因为F安=BIL，故 故D正确。 故选AD。 5．（多选）如图，导线框与电源、滑动变阻器、电流表、开关组成闭合回路，将导线框用弹簧测力计悬挂起来，导线框下端置于一磁铁两极之间。接通电路，调节滑动变阻器，观察并记录电流表读数I和弹簧测力计读数F。则根据实验数据描绘出的图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】BCD 【详解】B．当导线框所受安培力方向向下，磁场为匀强磁场时有 故B正确； C．当导线框所受安培力方向向上，磁场为匀强磁场时有 故C正确； D．当导线框所受安培力方向向上，磁场为非匀强磁场时有 故D正确； A．在未接通电路前，导线框静止不动受力平衡，则弹簧测力计的读数 不应为零，故A错误。 故选BCD。 预测08电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律 1．利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈内的磁感应强度，用电压传感器测量线圈内的感应电动势。为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出（　　） A．图像 B．图像 C．图像 D．图像 【答案】C 【详解】由图(b)所示图象可知，在线圈匝数与横截面积一定的情况下，B随时间的变化率越大，产生的感应电动势越大，为进一步确定感应电动势E与B的关系，可以作出图象。 故选C． 2．如图所示，将一个单位长度电阻为的均匀圆形金属线圈用一根不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，线圈的半径为，粗细不计。过圆心的直线的下方有方向始终垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间的变化关系为，直线与线圈的交点为、。则下列说法正确的是（    ）    A．线圈中产生的电流大小恒为 B．线圈中有逆时针方向的感应电流 C．线圈所受到的安培力大小恒定不变 D．时间内线圈中产生的焦耳热为 【答案】A 【详解】A．根据磁感应强度的大小随时间的变化关系 可得 而由法拉第电磁感应定律有 而根据题意可得线圈的电阻为 则根据闭合电路的欧姆定律可得 故A正确； B．根据楞次定律可知，线圈中的感应电流始终为顺时针方向，故B错误； C．根据安培力公式 可知，式中电流和有效长度恒定，但磁场感应强度随时间在变化，因此线圈所受安培力是变力，故C错误； D．时间内电流恒定，则根据焦耳定律可得产生的焦耳热为 故D错误。 故选A。 3．如图所示，两光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为d，其左端接阻值为R的定值电阻，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，一质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置，且接触良好。现给导体棒MN一水平向右的初速度，经过时间t，导体棒MN向右运动的距离为x，速度变为。不计金属导轨和导体棒MN的电阻。甲、乙两位同学根据以上条件，分别求解在时间t内通过电阻R的焦耳热Q，具体过程如下（　　） 甲同学： 在这段时间内，导体棒，MN切割磁感线的感应电动势 所以 乙同学： 在导体棒向右运动的过程中，导体棒损失的动能最终转化为电阻R的焦耳热，则有 A．两位同学的解法都正确 B．两位同学的解法都错误 C．甲同学的解法正确，乙同学的解法错误 D．甲同学的解法错误，乙同学的解法正确 【答案】D 【详解】导体棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，受到向左的安培力而做减速运动，随着速度的减小，感应电动势和感应电流减小，导体棒所受的安培力减小，导体棒做加速度减小的减速运动。计算焦耳热公式，中的电流I应用有效值，不能用平均值，故甲同学的解法是错误的。根据功能关系，在导体棒向右运动的过程中，导体棒损失的动能最终转化为电阻R的焦耳热；与导体棒的运动的过程无关，可以用来求解产生的焦耳热，故乙同学的解法是正确的。故ABC错误，D正确。 故选D。 4．（多选）如图所示，两条光滑的不计电阻的金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在匀强磁场，导轨上端连接电阻R。在不加其他外力的情况下，导体棒沿导轨下滑，棒始终与导轨接触良好，且平行于斜面底边，则在下滑过程中，导体棒中的感应电流I、穿过棒与导轨围成的闭合回路的磁通量随时间t变化的关系不可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】AB．导体棒下滑过程中产生的感应电流为 根据牛顿第二定律可得 可得 当a>0时，随着速度的增大，加速度逐渐减小为0，此后导体棒速度保持不变，则图像的斜率逐渐减小为0；当a<0时，随着速度的减小，加速度逐渐减小为0，此后导体棒速度保持不变，则图像的斜率逐渐减小为0；当a=0时，导体棒速度保持不变，则图像的斜率为0。因I与v成正比，则图像与图像相似，故A不可能，符合题意，B可能，不符合题意； CD．图像的斜率表示速度，当导体棒先做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速运动时，图像是斜率逐渐增大的曲线，最后变成斜率不变的直线；当导体棒先做加速度逐渐减小的减速运动，最后匀速运动时，图像是斜率逐渐减小的曲线，最后变成斜率不变的直线；当导体棒一直做匀速运动时，图像是一条倾斜直线。由磁通量的定义可知，穿过棒与导轨围成的闭合回路的磁通量为 所以与x成正比，那么图像与相似，故C可能，不符合题意，D不可能，符合题意。 故选AD。 5．（多选）如图所示，倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面上间距d=1m的两平行虚线aa′和bb′之间有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度B=5T。现有一质量m=1kg，总电阻R=5 Ω，边长也为d=1m的正方形金属线圈MNPQ有一半面积位于磁场中，现让线圈由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中线圈MN边始终与虚线aa′保持平行，线圈的下边MN穿出aa′时开始做匀速直线运动。已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，线圈与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，下列说法错误的是（　　） A．从开始到线圈完全进入磁场的过程，通过线圈某一截面的电荷量为0.5C B．线圈做匀速直线运动时的速度大小为0.4m/s C．线圈速度为0.2m/s时的加速度为1.6m/s2 D．线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中产生的焦耳热为3J 【答案】CD 【详解】A．由电流的定义式可得 A正确，不符合题意； B．线圈做匀速直线运动时，由平衡条件，则沿斜面有mgsin θ=μmgcos θ＋BId 又 两式联立得v=0.4 m/s B正确，不符合题意； C．线圈v=0.2 m/s时，由牛顿第二定律，沿斜面有mgsin θ−μmgcos θ−=ma 解得a=1m/s2 C错误，符合题意； D．线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中能量守恒，则有mgsin θ×d=μmgcos θ×d＋mv2＋Q 代入数据解得Q=2.92J D错误，符合题意。 故选CD。 预测09交变电流、变压器原理、远距离输电 1．（多选）汽车充电枪内部存在变压器，某一理想变压器为降压变压器，原线圈与正弦式交流电源相连，副线圈通过导线与两个灯泡、相连，保持电源输出电压不变，电流表均为理想电表，开始时开关S处于断开状态。则当开关S闭合后（两个灯泡都能发光），下列说法正确的是（　　） A．灯泡变暗 B．电流表的示数变大 C．电流表的示数变大 D．变压器原线圈的输入功率变大 【答案】BD 【详解】AC．开关S闭合后，根据变压器电压表等于匝数比 由于原线圈输入电压不变，匝数比不变，则副线圈输出电压不变，则灯泡两端电压不变，通过灯泡的电流不变，则电流表的示数不变，灯泡亮度不变，故AC错误； BD．开关S闭合后，副线圈总电阻变小，根据欧姆定律可知副线圈总电流增大，根据 可知原线圈电流增大，则电流表的示数变大；根据可知，变压器原线圈的输入功率变大，故BD正确。 故选BD。 2．（多选）如图所示，变压器为理想降压变压器，，，电流表为理想交流电表，原线圈接到电压为的家庭电路上时，电流表示数为。下列说法正确的是（  ）    A．通过变压器原副线圈的磁通量之比等于原副线圈的匝数比 B．电阻消耗的电功率为 C．若断开，电流表的示数为 D．若断开，电阻消耗的电功率约为 【答案】BD 【详解】A．通过变压器原副线圈的磁通量变化率之比等于原副线圈的匝数比，故A错误； B．设原线圈电流 原副线圈功率相等，即 解得 电阻消耗的电功率为 故B正确； C．原副线圈匝数比为 若断开，电流表的示数为10，则原线圈电流，原副线圈功率相等，即 解得 电流表的示数为 故C错误； D．同理，若断开，原线圈电流，电阻消耗的电功率 故D正确。 故选BD。 3、自行车发电照明系统 某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其结构见图（b）。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V，6W”的灯泡相连。当车轮匀速转动时，发电机输出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。 1．在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中 （1）通过的电流方向（在图中用箭头标出）；_____ （2）中的电流_____ A．逐渐变大    B．逐渐变小    C．先变大后变小    D．先变小后变大 2．若发电机线圈电阻为2Ω，车轮以某一转速n转动时，恰能正常发光。将更换为标有“24V，6W”的灯泡，当车轮转速仍为n时 （1）两端的电压_____ A．大于12V    B．等于12V    C．小于12V （2）消耗的功率_____ A．大于6W    B．等于6W    C．小于6W 3．利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数比，该变压器原线圈两端的电压为______V。 4．在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。 （1）在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为_____ A．B．C．D． （2）无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率，车灯的功率为。为使车灯的功率增大到，骑车人的功率P应为_____ 【答案】1． A 2． A C 3．12 4．C 【解析】1．（1）[1]根据题意，由楞次定律可知，通过的电流方向如图所示 （2）[2]由图可知，开始阶段，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，转动后，磁通量减小，磁通量的变化率增大，当转过时，穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，可知，转动过程中中的电流逐渐增大。 故选A。 2．（1）[1]根据题意，由公式可得，的电阻为 恰能正常发光，则感应电动势的有效值为 的电阻为 车轮转速仍为n时，感应电动势的有效值不变，则两端的电压 故选A。 （2）[2]消耗的功率 故选C。 3．根据变压器电压与匝数关系有 解得 4．（1）[1]在自行车匀加速行驶过程中，发电机的转速越来越大，则周期越来越小，感应电动势的最大值越来越大，综上所述，只有C符合题意。 故选C。 （2）[2]根据题意，由可得 又有 所以 又有 可得 则 4、工业余热发电 工业余热发电是通过收集工业生产中废弃余热，驱动燃气轮机转动，从而带动发电机发电。它将废弃的热转化为电，是工业节能与实现双碳目标的重要途径。 1．发电所用的燃气轮机，通过布雷顿循环将内能转化为机械能，包括四个主要过程：绝热压缩、等压加热、绝热膨胀和等压冷却。若1mol封闭理想气体在布雷顿循环中压强和体积的关系图像如图（a）所示。 （1）以下说法正确的是________ A．过程，气体温度下降 B．过程，外界对气体做正功 C．过程，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 D．过程，单位体积内分子数变少 （2）若气体在状态处温度为，则在状态处温度为________K（保留3位有效数字）。 （3）（计算）若过程气体内能变化量为，气体吸收热量为多少________？ 2．发电厂使用四极汽轮发电机，其结构如图（b）所示。定子上固定三个100匝线圈，中心两对N、S磁铁构成四极转子。当转子匀速旋转时，穿过一个线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图（c）所示。 （1）（多选）在时间内，线圈感应电动势为零的时刻为________ A．    B．    C．    D． （2）发电机转子的转速为________。 （3）若这个线圈（线圈电阻不计）与的电阻串联，那么时间内通过电阻的电量为________C。 【答案】1．C 674 2．AC 1500 10 【解析】1．（1）[1] A．a→b是绝热压缩，外界对气体做功，绝热过程Q=0，由热力学第一定律得，内能增加，理想气体温度升高，故A错误； B．b→c是等压加热，体积增大，气体对外做功，外界对气体做负功，故B错误； C．c→d是绝热膨胀，体积增大，分子数密度减小，因此单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少，故C正确； D．d→a是等压冷却，体积减小，总分子数不变，单位体积内分子数变多，故D错误。 故选C。 （2）[2]d→a为等压过程，由盖-吕萨克定律 解得 （3）[3] b→c为等压过程，气体对外做功 由热力学第一定律 解得 2．（1）[1]感应电动势 Φ−t图像斜率为0，即磁通量Φ最大的位置，感应电动势为0。 0∼0.02 s内，Φ最大的时刻为t=0.005 s和t=0.015 s。 故选AC。 （2）[2] 四极转子磁极对数p=2，由Φ−t图得交流电周期T=0.02 s，频率为 转子的转速为 （3）[3] 根据电流定义式及法拉第电磁感应定律可知，通过电阻的电量为 5．浮筒式波浪发电机 南海上某哨塔想采用浮桶式波浪发电补充生活用电，其原理简化如图甲。能产生如图乙辐向磁场的磁体通过支柱固定在暗礁上，线圈内置于浮桶中。浮桶随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。该线圈与阻值的指示灯相连。如图乙所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成，图乙中斜线阴影部分为产生磁场的磁体；匝数匝的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度，线圈直径，内阻不计。浮桶在仅受浮力和重力作用下的振动为简谐运动，其外侧圆周的横截面积（如图乙中阴影部分所示）为S，海水密度为，重力加速度为g，忽略海水对浮桶的阻力。 (1)装置入海后，浮筒随海浪上下运动为受迫振动，产生正弦交流电。已知浮桶作简谐运动的固有周期公式为：，其中m为振子质量，海浪的周期始终为； ①k的国际基本单位为______。 ②浮桶做简谐运动的回复力满足，则系数k的表达式应为下列选项中的( ) A．               B．                C．                D． ③当浮桶及线圈的总质量m=______时，该浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高； ④浮筒相邻两次达到最大速率的过程中，重力的( ) A．冲量和做功均为零              B．冲量不为零，做功为零 C．冲量和做功均不为零            D．冲量为零，做功不为零 (2)假设浮桶振动的速度可表示为，取。 ①求：灯丝在1小时内产生的焦耳热； ②若输出端通过理想变压器给哨塔供电，如图丙所示，当闭合，断开时，原线圈中电流表示数为，已知图中灯泡标称为“”，恰能正常发光，电动机线圈电阻为，求：此时图中电动机的机械功率。 【答案】(1) A B (2)57600J，42W 【详解】（1）[1] 简谐运动的周期 分别代入国际基本单位可得k的国际基本单位为 [2] 设浮桶的平衡位置为O，当浮桶偏离平衡位置的位移为时，浮力的变化量为 根据简谐运动回复力的定义，回复力 结合简谐运动回复力，可得 故选A。 [3] 结合回复力系数，可得浮桶与线圈做简谐运动的固有周期 当时，浮筒振幅最大，浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高 可得 [4] 重力的冲量 重力做功 故选B。 （2）①根据浮桶振动速度的表达式可知，线圈的最大速度为 最大感应电动势为 则最大感应电流为 由于浮桶速度随时间变化的规律为正弦函数，故产生正弦式交变电流，感应电流的有效值为 由焦耳定律得，灯丝在1小时内产生的焦耳热为 联立解得 ②灯泡恰能正常发光，根据 得 变压器原线圈两端电压 副线圈两端电压 则变压器原、副线圈的匝数比为 变压器原、副线圈中电流之比为 可得 通过电动机的电流为 电动机的机械功率 代入数据得 预测10机械振动、机械波 1．扫描隧道显微镜中，常用绝缘减振平台和磁阻尼减振器互补减振，简化装置如图（a）所示。平台通过三根关于轴对称分布的轻杆悬挂在轻质弹簧的下端，弹簧上端固定在点，三个相同的磁阻尼减振器对称固定在平台下方。磁阻尼减振器的闭合线圈通过绝缘轻杆固定在平台的下表面，辐向磁场由固定在桌面上的磁体产生（桌面、磁体未画出），辐向磁场、线圈均在水平面内，线圈所在处的磁感应强度大小处处相等。已知平台、三个线圈的总质量为，轻杆与竖直方向夹角均为，弹簧的劲度系数为，重力加速度为。 1． 平台静止时，弹簧的伸长量____________，每根轻杆的拉力大小____________。 2． 弹簧的弹力与其形变量的变化关系如图（b）所示，则平台静止时弹簧的弹性势能____________。 3．使用前测试该装置的振动性能。撤去磁场，施加一个微小扰动，平台立即上下振动，最高、最低点的高度差恒为。当平台由平衡位置向下振动时开始计时，测出平台在时第30次回到平衡位置。则（　　） A．振幅 B．频率 C．时，平台向下减速 D．时，平台的加速度向上 E．时，弹簧的弹性势能最小 4．施加磁场，平台受到外界微小扰动后，在竖直方向做阻尼振动，取竖直向上为正方向，其位移随时间变化的关系如图（c）所示。已知线圈所处位置的磁感应强度大小为，时平台速度大小为，、时刻的振幅分别为、，每个线圈的匝数均为、电阻均为、圆周长均为，忽略空气阻力。求： （1）时，每个线圈产生感应电流的大小； （2）在时间内，系统损耗的机械能（计算）； （3）在时间内，弹簧弹力的冲量（计算）。 【答案】1． 2． 3．BCD 4．（1）；（2）；（3） 【解析】1．[1]对平台、线圈整体受力平衡，由胡克定律有 解得 [2]对平台受力分析，三根轻杆竖直分力之和平衡重力有 解得 2．弹性势能等于F-x图像的面积（克服弹力做功），即 解得 3．A．最高最低点高度差为，振幅 A错误； B．从平衡位置开始计时，第30次回到平衡位置对应总时间 解得T=0.05s 频率 B正确； C．，平台仍向下运动向最低点运动，回复力（加速度）向上，因此平台向下减速，C正确； D．，平台在平衡位置下方，加速度向上，D正确； E．=T，平台回到平衡位置，此时弹簧处于伸长状态，弹簧弹性势能不是最小，E错误。 故选BCD。 4．（1）辐向磁场中，n匝总电动势 由欧姆定律得 （2）以平衡位置为机械能零点，总机械能满足 t=0时y=0，因此 t1时在最高点，速度为0，y=A1，因此 损耗的机械能 （3）t1、t2时刻平台都在最高点，速度均为0，竖直方向由动量定理（向上为正）有 解得 2、设地球为一密度为的均匀球体，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。如图所示，若沿地球的直径挖一条细隧道，将一质量为的物体从隧道端由静止释放刚好能运动到端。（不考虑阻力，地球半径为，万有引力常量为） 1．物体在隧道内距离地心为处，受到的万有引力大小为___________。 A． B． C． D． E． 2．（论证）在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为，小球质量为，则弹簧振子做简谐运动振动周期为。论证物体在隧道中做简谐振动，并求出从端释放开始计时物体在隧道端的时刻。 【答案】1．D 2．见解析 【解析】1．半径为的球的质量为 由于均匀球壳对壳内物体的引力为零，则此时物体所受引力满足 故选D。 2．以地心为坐标原点，建立沿隧道的轴。设物体在距离地心处，此时物体受到的万有引力为：（式中负号表示引力方向与位移方向相反，指向地心）。 令等效劲度系数 则 完全符合简谐运动的动力学特征 因此，物体在隧道中做简谐运动，从A端释放开始计时物体在隧道B端的时刻为（n=0，1，2，3…） 3、振动与波 机械振动能产生机械波，电磁振荡能激发电磁波，它们在物理规律上都具有相似的特性。 1．机械振动在空气中传播形成声波。一战斗机沿直线匀速飞行时，连续发出频率为f的轰鸣声波，如图所示，图中一系列圆表示飞机不同时刻发出的声波传播到的位置，A点表示飞机的位置，P为在飞行平面内一固定监测点。已知静止声源发出的声波在空气中传播速度为，则可以判断（　　） A．飞机在向左飞行 B．飞机速度大于 C．声波向左传播的速度大于 D．P点测得的声波频率小于f 2．消声器常用于减弱气流噪声。如图为某消声器内部结构简化模型。主管道中声波在a点被分为两路后再在b点汇合叠加，并继续向外传播。为了实现对该声波降噪，则在b点汇合时，两路声波的叠加要求为_____叠加（选填：A．“波峰与波峰”；B．“波谷与波谷”；C．“波峰与波谷”；D．“平衡位置与平衡位置”）。这是利用了波的_____原理。 3．如图a为一列简谐横波在时刻的波形图，如图b为质点L的振动图像。则该横波的传播方向为_____（填：“向右”或“向左”），经过时间t=_____后质点k与L第一次速度大小达到相同。 4．电磁振荡过程是电场能与磁场能相互转化的过程。在如图所示的LC振荡电路中。某时刻磁场方向如图所示，且磁场正在增强，则该时刻a、b两点间电流的方向为_____（选填“a向b”、“b向a”或“无电流”）。此时电容器上极板带_____（选填“正”或“负”）电。 【答案】1．D 2．C．波峰与波谷 干涉 3．向右 4．b向a 正 【解析】1．A．由题图可知，飞机右侧的波面密集，左侧稀疏，且A点（飞机当前位置）位于最右侧小圆的圆心，说明飞机在向右飞行，故A错误； B．图中波面是一系列同心圆，且飞机位于波面内部，说明飞机速度小于声速，故B错误； C．声波在空气中的传播速度由介质决定，与声源的运动状态无关，仍为，故C错误； D．飞机向右飞行，远离左侧的P点，根据多普勒效应，P点接收到的声波频率小于声源频率，故D正确。 故选D。 2．[1][2]为了减弱噪声，需要在b点实现相消干涉，即两路声波叠加后振幅减小。相消干涉的条件是两列波到达b点时振动步调相反，即波峰与波谷叠加。这是利用了波的干涉原理。 3．[1][2]由图b可知，时刻质点L经平衡位置向轴正方向振动。在图a中，根据波形平移法，波向右传播。时刻，质点k位于波峰，速度为0；质点L位于平衡位置，速度最大。由于k、L平衡位置相距，且波向右传，L滞后振动，设k的振动方程为 则速度 L的振动方程为（滞后且向上） 则速度 要使速度大小相同，即，则 第一次速度大小相同，即 即 解得 4．[1]由图可知，线圈内部磁场方向向上。根据安培定则，电流从线圈下端流出，上端流入。因此，a、b两点间电流方向为b向a。 [2]题目指出磁场正在增强，说明线圈中的电流正在增大，电路处于电容器放电过程，放电过程中，电流从带正电的极板流出。所以上极板带正电。 4、波浪能是一种蕴含在海洋中的可再生能源。我国自主研发的兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲”号在珠海投入运行，标志着我国波浪能发电技术水平又上了一个台阶。 1．一列水平向右传播的水波（可视为简谐横波），波长为20m。t＝0时刻，水面上一漂浮小物块位于波峰处，如图所示。经过Δt＝2s，该物块运动至波谷位置。求该波波速的可能大小。 2．图（a）中的波浪能发电平台，工作原理可简化为图（b）所示。海浪驱动浪板带动发电机转子，使多匝矩形线圈在两磁极间的水平匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴逆时针做匀速转动，并向外输出感应电流。 （1）图（b）中，靠近N极的导线受到的安培力方向为___________。 （2）（计算）匀强磁场的磁感应强度大小为B＝T，矩形线圈的匝数N＝1000、面积S＝0.1m2、转速n＝0.5r/s，发电装置内各部分电阻均不计。 ①在t＝0时刻，线圈处于图（b）所示位置。求线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的关系式；_________ ②在线圈的输出端a、b间，接入一阻值R＝100Ω的定值电阻（图中未画出）。求在1min内电阻R产生的热量Q。_________ 3．发电平台内部某监控电路如图所示。电路中的电压表、电流表都是理想电表，电源是一个恒流源，其输出的电流大小和方向都不变。在移动R2滑片的过程中，电压表V的读数为U，电流表A的读数为I，电流表的读数记I1，电流表的读数为I2，它们变化量的绝对值分别为。 （1）下列关系式中正确的是_________。 A、    B、 C、    D、， （2）（论证）当R2＝R1时，滑动变阻器R2消耗的电功率最大。________ 【答案】1． 2．竖直向上 3． C 见解析 【解析】1．由题意有 波速 联立解得 2．[1]根据右手定则可知，靠近N极的导线电流方向由里向外流，根据左手定则，可知该导线受到的安培力方向竖直向上。 [2]由题可知感应电动势最大值 故线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的关系式 [3]电压有效值为 则在1min内电阻R产生的热量 3．[1]A．因为大小不等，因此，故A错误； BCD．因为 故有 又因为 则有 因此 综上可知C选项符合题意，故BD错误，C正确。 故选C。 [2]流过滑动变阻器的电流为 滑动变阻器的功率为 可知时，即时，的功率最大。 5．电池包检测 新能源汽车电池包检测包含吊装稳定性测试。测试时，内置热敏电阻实时监测电池温度的变化。（重力加速度大小为，忽略空气阻力） (1)如图，质量为且分布均匀的电池包，被两根长度均为的对称轻绳竖直向上吊起，两根轻绳与电池包水平表面的夹角始终为。 ①电池包以恒定速度向上运动时，每根轻绳的拉力大小为______；两根轻绳拉力的总功率为______。 ②（简答）电池包向上做加速度减小的减速运动，直至静止。分析说明该过程中轻绳对电池包作用力的大小如何变化______。 ③电池包静止后受到扰动，在竖直平面内做微小角度摆动，估算其摆动周期为______；此时回复力大小与偏离平衡位置的距离成正比，该比例系数为______。 (2)电池包内部集成一个负温度系数热敏电阻（阻值随温度上升不断减小）。如图（a），将与电动势为的电源（内阻不计）、阻值为的定值电阻串联，两端的电压为。当时，电压表示数为。 ①______。 ②（简答）若电源内阻比较大，电压表示数为时，实际温度为。比较与的大小关系，并说明理由______。 ③两端的电压随温度的变化如图（b）所示，曲线在处的切线斜率为。若温度由起升高了极小的，热敏电阻的阻值减小量与满足，则______。（用、、表示） 【答案】(1) 逐渐增大 (2) 见解析 【详解】（1）①[1][2]对电池包进行受力分析，在竖直方向上，两根轻绳拉力的竖直分力之和等于电池包重力，设每根轻绳拉力为，根据 解得 两根轻绳拉力的合力大小为，根据 可得两根轻绳拉力的总功率为 ②[3]电池包向上做减速运动，加速度方向向下，根据牛顿第二定律 方向向下，且逐渐减小，、不变，可知F逐渐增大，当速度减为零时，。 ③[4][5]电池包在竖直平面内做微小角度摆动可等效为单摆模型，等效摆长为，根据单摆周期公式可得周期 回复力 在最大位移处，回复力（为摆角） 因微小摆动，则 可得 所以 （2）①[1]当时，根据闭合电路欧姆定律可得 两端的电压 可得 ②[2]当电源内阻为零，时，电压表示数为，当电源内阻r比较大时，若要电压表示数仍为，根据闭合电路欧姆定律有 得 即此时的阻值比电源内阻不计且电压表示数为时的阻值大。因为热敏电阻阻值随温度t上升不断减小，所以此时对应的温度小于。 ③[3]根据闭合电路欧姆定律 对U关于求导可得 当时，则 已知曲线在处的切线斜率为k，根据导数的几何意义 又因为 当时，，所以 可得 [实验题预测】 预测01力学实验 1、拉坯是传统手工艺陶瓷制作的关键工序，将泥料置于可匀速转动的转盘中心，随着转盘转动，双手对泥料施加作用力，提拉成型。 1．已知转盘的转速为120r/min，坯体上到转轴距离分别为1cm、2cm、3cm的三点的线速度大小之比为___________； A．6∶3∶2 B．3∶2∶1 C．1∶1∶1 D．1∶2∶3 E．2∶3∶6 2．当转速太大时，转盘上一小泥块沿水平方向飞出，落到地面上，已知泥块质量为m，飞出点离地高度为h，落地点距飞出点的水平距离为x，重力加速度大小为g。不计空气阻力，则泥块飞出时的初速度大小为___________；从飞出开始计时，t时刻（未落地）重力做功的瞬时功率为____________，此时泥块的机械能为__________（设地面为零势能面）。 3．某同学利用该转盘验证做匀速圆周运动的物体的向心加速度a与转动半径r和转动角速度ω之间的关系。如图甲所示，将手机固定在转盘上的M位置，手机上的运动分析软件可记录手机的向心加速度和角速度，改变电机的转速，重复实验，根据多组实验数据获得图乙所示的a-ω图像中的曲线①。 （1）为得到过原点的直线，需将横轴改为_____。 A．    B．    C． （2）手机固定在转盘的距离转轴更远的N位置，重复实验操作，得到图乙中所示的曲线可能为___________。 A．①    B．②    C．③ 【答案】1．D 2． 3．A B 【解析】1．转盘的转速为120r/min，即2r/s，根据可得角速度为 坯体上到转轴距离分别为1cm、2cm、3cm的三点的角速度相等，半径之比为，根据线速度和角速度关系，可知线速度大小之比为 故选D。 2．[1]一小泥块沿水平方向飞出，做平抛运动，根据飞出点离地高度为h，有 可得时间为 落地点距飞出点的水平距离为x，有 可得泥块飞出时的初速度大小为 [2]t时刻的竖直速度为，重力做功的瞬时功率为 [3]设地面为零势能面，泥块平抛过程中机械能守恒，可知此时泥块的机械能为初始时的机械能，为 3．[1]将手机固定在转盘上的M位置，即转动半径不变，根据可知向心加速度与角速度的平方成正比，故将横轴改为。 故选A。 [2] 手机固定在转盘的距离转轴更远的N位置，半径变大，根据可知向心加速度变大，故为曲线②。 故选B。 2、牛顿运动定律的研究 某同学利用如图所示的装置研究加速度与外力的关系。将力传感器安装在置于光滑水平轨道的小车上，通过细绳绕过光滑定滑轮悬挂钩码。位移传感器安装在小车和轨道一端。 1．开始实验后，依次按照如下步骤操作： ①同时打开力传感器和位移传感器； ②释放小车，DIS记录下小车的运动和受力情况； ③关闭传感器，根据，图像记录下绳子拉力F和小车加速度a。某次释放小车后得到的，图像如图所示。根据图像，此次操作应记录下的外力F大小为_____N，加速度a为_____。          ④改变__________质量（填“钩码”或“小车”），重复上述步骤。 2．利用上述器材得到多组数据并作出图像，如图所示，则（　　） A．理论上小车质量越大，直线斜率也越大 B．如果直线不过原点可能是因为轨道没有调整到水平 C．如果小车受到水平轨道的摩擦阻力，直线斜率会变小 D．随着实验中拉力增大，图像可能会出现弯曲 3．简答说理题：实验过程中，如果滑轮转轴处有一定摩擦力，则对实验是否有影响？答__________。理由：________________________________________。 【答案】1．0.815 1.64 钩码 2．B 3．没有/无 见解析 【解析】1．[1] 根据图像可知，内小车静止，内小车做匀加速直线运动，所以当小车运动时的拉力为0.815N，故此次操作应记录下的外力F大小为0.815N； [2] 图像的斜率表示加速度，所以此次操作应记录下的加速度大小为 [3] 该实验研究的是加速度与外力的关系，则应该保持小车的质量不变，改变钩码的质量，重复上述步骤。 2．A．设小车的质量为，则根据牛顿第二定律有 解得 则理论上小车的质量越大，直线的斜率越小，故A错误； B．因轨道是光滑的，所以直线不过原点的原因可能是轨道的右端偏高，即轨道没有调整到水平导致的，故B正确； C．如果小车受到水平轨道的摩擦阻力，则由牛顿第二定律有 解得 可知直线的斜率不变，仍为，故C错误； D．因为拉力F由力传感器直接读出，拉力F就是小车受到的合外力，无论拉力多大，都满足 所以图像始终是直线，不会出现弯曲，故D错误。 故选B。 3．[1][2] 小车受到的拉力是力传感器的读数，实验过程中，如果滑轮转轴处受到一定摩擦力，不会改变图像的线性关系和斜率，所以不会影响实验。 3、实验是人类认识物质世界的宏观性质与微观结构的重要手段之一，也是物理学研究的重要方法。 1．伽利略斜面理想实验的直接结论是______。 A．一切物体都有惯性 B．力是维持物体运动的原因 C．力不是维持物体运动的原因 D．力是改变物体运动状态的原因 2．某同学用如图所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系，先用直尺测量未挂钩码时弹簧的长度，后续做法不合理的是______。 A．记录每次所挂钩码的总质量 B．记录加挂钩码后，钩码静止时弹簧的长度 C．测量弹簧长度时，始终以同一参考点为起点 D．为减小实验误差，加挂的钩码数量越多越好 3．某同学测得长度为的一段金属丝的阻值为，并根据所测直径算出该金属丝横截面的面积为，则该金属丝的电阻率为______。 4．某同学用如图（a）所示的装置研究光的干涉和衍射现象。某次实验中，光强分布传感器上显示的图像和条纹图样如图（b）所示，该图样是______。 A．光的衍射图样，中央明纹最亮 B．光的衍射图样，中央明纹最宽 C．光的干涉图样，相邻明纹间距相等 D．光的干涉图样，相邻暗纹间距不相等 【答案】1．C 2．D 3． 4．C 【解析】1．这个实验说明物体在不受外力作用时，会保持匀速直线运动状态，推翻了 “力是维持物体运动的原因” 这一错误观点，直接得出的结论是：力不是维持物体运动的原因。 故选C。 2．A．实验中我们需要知道弹力的大小，而弹力在数值上等于钩码的总重力，记录总质量 m 是计算弹力的必要步骤，A正确； B．只有记录了弹簧的长度 x1​，才能计算出形变量，B正确； C．为了保证测量的准确性，每次测量弹簧长度时，都应该以同一参考点（如弹簧上端）为起点，这样可以避免因起点不同而带来的系统误差，确保长度变化的计算准确，C正确； D．因为钩码数量过多会使弹簧的形变量超出弹性限度，此时弹簧的弹力与形变量不再成正比，反而会导致实验误差增大，甚至损坏弹簧，D错误。 题中要求选择错误，故选D。 3．根据电阻定律，可得 4．图 (b) 中的光强分布和条纹有两个明显特征，两侧的明纹亮度逐渐减小，条纹宽度相同，这是光的干涉图样的典型特征。 故选C。 4、碰撞现象的研究 碰撞现象在自然界和生活中普遍存在，其规律也可通过类比延伸到其他物理现象中。 1．用图示装置验证动量守恒定律。 （1）先将小车B从轨道上移走，从左侧轻推小车A，测得小车A在轨道上向右经过两个光电门传感器的遮光时间变长，其可能原因是______（写出一条就可）。 （2）消除上述影响后，将两小车装有弹性圈的一端相对，小车A从轨道左侧向右碰撞静止的小车B，测量碰撞前后小车的速度，将实验数据计入下表： 实验序号 小车A质量 小车B质量 相互作用前小车速度 相互作用后小车速度 1 2 3 ①如果满足______这一表达式，则可认为在碰撞前后两小车组成的系统动量守恒（用表中测量的物理量符号表示）； ②若，，，将两小车的碰撞视作弹性碰撞，求碰撞后小车A的速度。（计算）______ 2．理想气体的分子之间以及分子与容器器壁之间的碰撞视为弹性碰撞。在等温情况下将一密闭容器内的气体体积压缩为原来的。则______（多选） A．气体从外界吸收热量 B．单位体积内的气体分子数增加为原来的3倍 C．大量气体分子热运动的平均动能减小为原来的 D．大量气体分子作用在容器器壁单位面积上的平均作用力增大为原来的3倍 3．光的反射所遵循的规律和弹性碰撞类似。 （1）如图，一束平行光垂直入射到一球心为O、半径为R的半球形玻璃砖的整个前表面上，玻璃砖的折射率为。能在玻璃砖的球形后表面发生全反射的入射光在前表面的照射面积为______。 （2）如图，单缝屏和光屏间有一平面镜，激光器发出的光照射单缝，在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。测得单缝与镜面延长线的距离为d，与光屏的距离为L，光屏上相邻明条纹间距为，则该激光的频率为______。（真空中光速为c） 【答案】1． 在平直轨道运动时存在摩擦力，使小车A的速度逐渐减小 ，方向向左 2．BD 3． 【解析】1．（1）[1]考虑到小车A与平直轨道存在摩擦力，使小车A的速度逐渐减小，在先后经过两个光电门时，遮光时间变长。 （2）①[2]由动量守恒定律可知AB碰撞瞬间应满足 ②[3]根据弹性碰撞规律可知碰撞瞬间系统动量守恒，机械能也守恒，则有， 代入题中数据，方程联立解得碰撞后小车的速度 则小车的速度大小为，方向向左。 2．A．温度不变，理想气体内能不变，根据热力学第一定律，，气体体积减小，外界对气体做功，，则，气体放热，故A错误； B．分子的总数量不变，体积变为原来的，则单位体积内的气体分子数增加为原来的3倍，故B正确； C．由于理想气体的温度不变则分子热运动的平均动能不变，故C错误； D．根据理想气体状态方程，一定质量的理想气体，温度不变时，体积减小为原来的，则压强增大为原来的倍，根据可得大量气体分子作用在容器器壁单位面积上的平均作用力增大为原来的3倍，故D正确。 故选BD。 3．（1）[1]光在球形后表面发生全反射时有 代入题中数据，解得全反射时的临界角为，则入射光在前表面的照射面积为 （2）[2]单缝在平面镜中的镜像与原来的单缝共同组成一组双缝，所以双缝间距为，根据双缝干涉公式可知 又因为 则该激光的频率为 5．如图（a），某同学用单摆测当地重力加速度，绳子上端为力传感器，可测摆绳上的张力F。 (1)图（b）为F随时间t变化的图像，在0~1s内，摆球在最低点的时刻为______s，该单摆的周期T=______s。 (2)该同学测量了摆线长度L，通过改变L，测得6组对应的周期T。描点，作出T2–L图线，如图（c），图线的横、纵截距为−p和q。在图线上选取A、B两点，坐标为（LA，TA2）和（LB，TB2），则重力加速度g=______；摆球的直径d=______。 【答案】(1) 0.7 1.6 (2) 2p 【详解】（1）[1]小球在最低点时绳子上的力最大，故在0~1s内，摆球在最低点的时刻为0.7s； [2]小球在最高点时绳子上的力最小，相连最高点和最低点的时间间隔    可得 （2）[3][4]由单摆周期公式有 变形得 所以图像的斜率为 结合题图，整理有 又由纵轴截距    综合解得摆球的直径   预测02电学实验 1、某兴趣小组设计了测量海水电阻率的实验。所用器材：电动势、内阻忽略的电源；不计内阻的毫安表；阻值为的定值电阻；阻值为的定值电阻；开关；样品池；导线若干。可盛装海水的样品池侧面是边长的正方形，池长，液面的高度由侧面竖直方向的刻度尺读出。图（a）为测量海水电阻的电路原理图。 1．依据设计的原理图连接成图（b）所示的电路。图中连接错误的导线编号是（　　） A．① B．② C．③ D．④ E．⑤ 2．在样品池中注满待测海水，闭合开关S，毫安表读数为。逐步减少池中海水，改变高度，读出和，记入表格中。 序号 1 50.0 8.00 2 40.0 7.38 3 25.0 6.00 4 20.0 5.33 5 10.0 3.43 （1）当液面高度时，样品池左右两极板间的电压_____________；测出海水电阻率_____________。（第2空保留2位有效数字） （2）也可借助图像求海水电阻率。 ①若取为纵坐标，_____________为横坐标，可绘出如图（c）所示的图像。 ②可通过图线的( )求海水电阻率。 A．截距        B．斜率 3．海水的电阻率、及其对光的折射率均与浓度有关。在样品池后壁贴方格纸，注入部分海水，左上角点放置激光笔。当激光笔与水平方向夹角的正切值时，激光经海水折射后到达池底的点。 （1）画出激光从点到点的折射光路图______； （2）海水的折射率_________________（保留3位有效数字）。 【答案】1．C 2．6 B 3．见解析 1.33 【解析】1．由原理图可知，样品池（海水电阻Rx）在干路，R2与毫安表+R1的串联支路并联，导线③错误地将R1右端与R2右端直接连接，改变了电路结构，因此连接错误的是③。 故选C。 2．（1）[1]由表中数据可知当液面高度时，电流 电源电动势 解得两段的电压 [2]由电阻定律 流过的电流 联立解得 代入数据得 （2）①[3]由 可得 整理得 因此可以为纵坐标时，横坐标为绘出图像。 ②[4]包含在图线的斜率k中，因此通过斜率求电阻率。 故选B。 3．（1）[1]画出激光从点到点的折射光路图如图： （2）[2]入射角，得 由图得液面到池底有4格，水平偏移有3格，因此 所以折射率 2、石墨烯 石墨烯是从石墨中剥离出来的单层二维材料，载流子为电子，具有独特的电学特性。 1．铅笔芯的主要成分是石墨。小松为测铅笔芯的电阻率，设计了如图所示的电路。 （1）小松连接的实物电路如图所示，其中连接错误的是导线__________。 A．a         B．b           C．c                 D．d （2）小松取一根长度为0.1m、横截面积为的铅笔芯，正确连接电路后进行实验。实验过程中控制铅笔芯温度不变，得到如图所示的I-U图像，则铅笔芯在该温度下的电阻率为__________Ω·m。 2．如图（a），矩形石墨烯薄膜样品处于匀强磁场中，磁场方向垂直样品表面向里，电极c、d接恒流源（输出电流恒定）。电压表测得电极a、b间的电压大小随磁感应强度变化的U-B图象如图（b）所示。 （1）电极a的电势__________电极b的电势。 A．高于                    B．低于                    C．等于 （2）若样品宽度l＝5cm，电子的定向漂移速度为__________m/s。 3．石墨烯掺入发电机的线圈、永磁体可提高发电机的性能。如图（a）为某发电机的工作原理图：两固定磁极间产生匀强磁场，电阻为1Ω的单匝线圈绕轴OO＇匀速转动，经滑环电刷外接开关和阻值为9Ω的负载电阻R。从线圈处于中性面开始计时，通过线圈的磁通量随时间变化的关系如图（b）所示。（滑环电刷的电阻忽略不计） （1）感应电动势随时间变化的关系式为__________V。 （2）闭合开关，电阻R的电功率为__________W。 （3）求0～s时间内通过电阻R的电荷量_______。 【答案】1．D 2．A 25 3． 0.04C 【解析】1．（1）[1]电路为分压式电路，电流表外接，而实物图中电流表为内接，故错误的是d。 故选D。 （2）[2]由图像可知，铅笔芯电阻 根据 解得 2．（1）[1]恒流源右正左负，电流方向从到。载流子为电子，运动方向与电流方向相反，即从 到 。磁场方向垂直样品表面向里。由左手定则，电子带负电，受洛伦兹力方向向下， 侧电势低。 故选A。 （2）[2]当电场力与洛伦兹力平衡时 即 得 由图象可知，与 成正比，斜率 由图 (b) 知，当时， 所以 3．（1）[1]由图像知 ， 即 角速度 最大电动势 从中性面开始计时，感应电动势瞬时值表达式为 （2）[2]电动势有效值 电路总电阻 电流有效值 电阻的电功率 （3）时间 为半个周期。时， 时 ，磁通量变化量 通过电阻的电荷量 解得 3、对称性是物理学中的一个基本概念，对称性思想在物理学发展中起到了重要的作用。 1．位于水平放置的匀质弹性绳中点O的波源从某时刻开始竖直向上振动，且振动周期随时间逐渐增大，经过一段时间后弹性绳的形状可能为________。 A． B． C． D． E． F． 2．图（a）电路中、两端的电阻值为，图（b）电路中、两端的电阻值为，图（c）电路中、两端的电阻值为，这三个电阻值的大小关系为________。 A． B． C． D． 3．采用如图所示的电路测量待测电阻的阻值。、为阻值未知的定值电阻，R为电阻箱。调节电阻箱的阻值使灵敏电流计G的读数为零，记下第一次电阻箱的阻值为；然后将电路中、的位置互换，再次调节电阻箱的阻值使灵敏电流计G的读数为零，记下第二次电阻箱的阻值为。则待测电阻的阻值为________。 4．如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一矩形线框abcd平行于磁场方向放置，以bc边为轴匀速转动，角速度为。设沿adcba方向为电流正方向，线圈的总电阻为R。已知ab边长为L，bc边长为d。从线框转过图示位置（ad边向上）开始计时。 （1）线框第一次转到穿过线框的磁通量最大时所经过的时间________。 （2）线圈中的电流i随时间t变化的关系式________。 5．图（a）为我国古代建筑中的干阑式木构架（已简化），其屋顶前后两端各有一个相同的竖直人字形木构架，如图（b）所示。在每个人字形木构架中，三根质量相同的匀质支撑杆在同一竖直平面内。五根质量相同的匀质水平横杆用绳子固定在两个人字形木构架的支撑杆上，屋顶的四个角下各有一根起支撑作用的竖直立柱，整个结构前后、左右均对称。假设每根横杆和支撑杆的重力大小均为G，绳子重力不计。 （1）每根立柱所承受的竖直方向的压力大小为________。 A、    B．    C．    D． （2）经过修葺，图（b）中屋顶左侧的水平横杆2的重力增加了，其质量分布仍均匀，其它杆的重力均未改变。测得图（a）中左侧的立柱1所承受的竖直方向的压力增加了，则右侧的立柱2所承受的竖直方向的压力增加了________。 6．如图，在以O点为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。圆形区域外有大小相等、方向相反、范围足够大的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（）的带电粒子沿直径AB方向从A点射入圆形区域，从C点射出圆形区域，且。粒子重力不计。 （1）带电粒子连续两次由A点射入圆形区域的时间间隔________。 （2）（计算）若带电粒子从A点射入圆形区域的初速度变为原来的倍，求带电粒子连续两次经过A点的时间间隔。______ 【答案】1．F 2．D 3． 4． 5．D 6． 【解析】1．根据波的传播规律，波在匀质弹性绳中传播，波速由介质决定，保持不变。由波长公式 已知波源振动周期随时间逐渐增大，则越晚产生的波，周期越大，波长越大，且晚产生的波传播距离近，离波源更近；越早产生的波，周期越小，波长越小，传播距离远，离波源越远。 因此波形满足规律，离越近，波长越大；离越远（越靠近绳两端），波长越小，且波中第一个点根据上下坡法可知处在下坡段，符合该规律的是F图，故选F。 2．设每个电阻的阻值都为，端电势为，端电势为，左中点为，右中点为。电路是两个串联支路（每个支路为）并联，总电阻 同时，点电势 点电势 满足电桥平衡。 因为电桥平衡，，所以短路的导线中电流为，不改变电路的总电流和总电压，总电阻仍然满足 同样因为，中点电势差为，中间电阻中电流为，不影响总电阻，因此 综上可得 故选D。 3．第一次平衡（、初始位置），平衡条件为 、互换位置后第二次平衡，平衡条件变为 联立求解 得 约去后开方得 4．[1]初始时刻线框平面与磁场平行，磁通量为0，第一次磁通量最大需要转过，因此时间 [2]最大感应电动势 最大电流 初始时刻电动势为正的最大值，电流沿正方向，因此瞬时值 5．[1]总重力，2个人字形构架共 5根横杆共，总重力，由4根立柱对称承受，因此每根立柱压力，故选D。 [2]整个结构前后、左右对称，总重力增量为，全部由4根立柱承担。由于前后对称，左侧前后两根立柱（立柱1和左侧后立柱）的压力增量相同，均为，因此左侧两根立柱总压力增量为。 设右侧每根立柱压力增量为，右侧两根立柱总压力增量为2ΔF′，根据总力平衡 整理得右侧立柱2的压力增量 6．[1]洛伦兹力提供向心力 又， 联立化简得，周期 几何计算得轨迹半径，粒子分4段运动回到A点，每段圆心角，总圆心角，因此 [2]初速度变为倍后，轨迹半径​倍后，轨迹半径 圆内运动圆心角为，共2段，圆外运动圆心角为，共一段，运动回到A点，总圆心角 因此总时间间隔 4、实验探究 实验探究是指通过设计、操作、观察和分析来验证假设、探索规律或解决问题的科学研究方法。 1．某同学将长绳的一端固定在墙面上，手握住绳的自由端O、上下抖动使绳振动起来。通过视频软件获得振动传到固定端前，某一段绳在两个不同时刻的波形Ⅰ、Ⅱ，如图所示。 （1）波形Ⅰ中，P点此时的运动方向为________； A．向左    B．向右    C．向上    D．向下 （2）波形Ⅰ、Ⅱ中，P、Q点振动的频率之比为________。 A．    B．    C．    D． 2．洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为垂直纸面的单色线光源，MN为一平面镜，是S经平面镜所成的像。S发出的光与经平面镜反射的光，在光屏上叠加形成干涉条纹，干涉条纹的宽度与该单色光以S、为双缝在光屏上形成的双缝干涉条纹宽度相同。 （1）（作图）画出光屏上呈现明暗相间干涉条纹的区域ab； （2）（多选）实验中，能增大光屏上相邻亮纹间距离的操作是________。 A．平面镜稍向上移动一些    B．平面镜稍向左移动一些 C．光屏稍向下移动一些    D．光屏稍向右移动一些 E．光源由红光改为绿光    F．光源由紫光改为绿光 3．某测量电源的电动势和内阻的实验电路，如图所示。电路由待测电源、阻值为的定值电阻、总阻值为且阻值分布均匀的四分之一圆的弧形变阻器（配有指示滑片P位置角度的刻度盘）、电流表A（内阻可忽略），以及开关S、若干导线组成。 （1）若弧形变阻器由电阻率为、横截面积为的合金材料制成，则该圆弧的半径为________； （2）闭合开关S，变阻器接入电路中的阻值记为R、电流表示数记为，则滑片P在逆时针转动的过程中，________； A．R变大，变大        B．R变大，变小 C．R变小，变大        D．R变小，变小 （3）设通过电流表的电流为I，滑片P位置角度为，实验时闭合开关，转动滑片P，记录多组对应的I、数据。根据数据画出图像，如图所示。由此可得该待测电源的电动势________，以及其内阻________。 【答案】1．C B 2． ADF/AFD/FAD/FDA/DAF/DFA 3． A 【解析】1．[1]根据同侧法可知，绳波向右传播方向，因此P点此时运动方向向上。 故选C。 [2]由图可知，两列波的波长满足 可得 两列波的传播速度相同，根据波速与频率的关系 可得P、Q点振动的频率之比为 故选B。 2．[1]光屏上呈现明暗相间干涉条纹的区域ab如图所示 [2]A．洛埃镜等效双缝干涉，根据双缝干涉条纹间距公式 其中为等效双缝和的间距，为双缝到光屏的距离，平面镜上移，到平面镜垂直距离减小，减小，增大，A正确； B．平面镜左移，、、都不变，不变，B错误； C．光屏上下移动不改变，不变，C错误； D．光屏右移，增大，增大，D正确； E．红光改绿光，波长减小，减小，E错误； F．紫光改绿光，波长增大，增大，F正确。 故选ADF。 3．[1]四分之一圆弧总长度 由电阻定律 代入得 解得半径 [2]变阻器阻值均匀，接入电阻与角度成正比，滑片逆时针转动时增大，因此变大，与并联，增大，可知外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律 可知总电流减小，根据 可知路端电压增大，电流表测的电流 因此变大。 故选A。 [3][4]由闭合电路欧姆定律可知 整理可得全电路欧姆定律推导得 结合图像可知截距 斜率 联立解得 ， 5、随着科技的进步和生活水平的提高，人们在生活中越来越离不开电路的应用。 1．乙同学研究金属丝的电阻率，将待测量的金属丝单层紧密环绕在圆柱形铅笔上，测得N圈的电阻丝宽度为d，电阻丝的总阻值为R、总长度为L，则该电阻丝的电阻率为（　　） A． B． C． D． 2．一只家用电熨斗的电路结构如图所示，改变开关内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态和获得低、中、高三个不同的温度挡，下图是它的四种不同连线方式，其中能获得高挡温度的连接方式是（　　） A． B． C． D． 3．丙同学研究扫地机器人，某扫地机器人额定功率为P1，额定电流为I，正常工作时电机输出功率为P2，则扫地机器人正常工作时的效率为________×100%，额定电压为________，电机的电阻为________。 4．如图为某电子秤的电路图，E为理想电源，R0为定值电阻。当称重物时，滑片P向下端滑动，连入电路的电阻和电流表的示数将分别（　　） A．变大、变大 B．变大、变小 C．变小、变大 D．变小、变小 5．智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。图中电路元件R1、R2中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。分析可得：光敏电阻应为_______（选填“R1”或“R2”）。 6．为了限制电网的短路电流、减少短路电流对电网的冲击、隔断电网短路电流的传播，“超导限流器”这种电力设备应运而生。图（a）为“”（1MW=106W）超导限流器接入电网的示意图，它的电阻R随电流I变化关系如图（b）所示。当电路中的电流为2kA时，电路中用电器消耗的功率是______MW。 【答案】1．D 2．D 3． 4．C 5．R1 6．70 【解析】1．由题意，根据电阻定律得 解得 故选D。 2．由可知，电压一定时，电路的电阻越小，功率越大，由图可知当两个电阻并联时，电路的总电阻最小，功率最大，可获得高温，故能获得高挡温度的连线方式是图中的D。 故选D。 3．[1]扫地机器人正常工作时的效率为 [2]根据可得额定电压为 [3]电动机内部损耗的功率为 解得电机的内阻为 4．当称重物时，滑片P向下端滑动，则总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电流增大。 故选C。 5．若R1是光敏电阻，则照射R1的光照强度增大时，R1阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压升高，路端电压减小，R2两端电压减小，流过R2的电流减小，流过R1和小灯泡的电流增大，小灯泡的实际功率变大，小灯泡变亮，因此光敏电阻应为R1。 6．由图（a）结合图（b），当电路中的电流为2kA时，超导限流器的电阻值为0，电路中用电器消耗的功率为P=UI=70MW 预测03光学热学实验 1、我们对物理实验中的各类物理量进行测量和分析，进而得出科学结论。 1．甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。 甲同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个针管比原来粗的注射器，使滴在水面上的每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大。 乙同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些。 丙同学在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些。 这三位同学的操作中，会导致实验测得的油酸分子直径偏大的是________。 A．甲同学 B．乙同学 C．丙同学 2．如图，灯泡A与带有铁芯且电阻较小的线圈L并联。先闭合开关S，灯泡A正常发光，再断开开关S，________。 A．灯泡A立即熄灭 B．灯泡A正常发光 C．断开开关S后瞬间，流过灯泡A的电流方向向左 D．断开开关S后瞬间，流过灯泡A的电流方向向右 3．如图，画有方格的圆盘竖直插入水槽，水面恰好位于水平直径PQ处。在盘边缘A处固定激光笔，激光笔射出的单色光由空气沿半径AO斜射入水中，光发生折射，折射光线为OB。根据图中信息，得到该单色光在水中的折射率________。（结果保留2位有效数字） 4．如图（a），与压强传感器相连的试管内装有封闭的空气和温度传感器的热敏元件。用远红外加热器加热试管内的气体，获得图（b）的气体压强p与摄氏温度t的关系图线。 （1）图（b）中图线与纵坐标轴的截距为y，图线的斜率为k，则热力学温度T与摄氏温度t之间的关系：________。（用本题中的字母表示） （2）加热过程中，封闭气体的________。 A、分子数密度不变        B、分子势能增大 C、内能增大，气体对外做功    D、吸收热量，外界对气体做功 5．一质量为的汽车以100kW的恒定输出功率在平直路面上行驶。不计传动装置和热损耗等造成的能量损失，且空气静止。汽车行驶所受空气阻力表达式为：，k为比例系数，v为汽车行驶速度。测得汽车所受到的空气阻力和地面阻力随汽车速度变化的图线，如图所示。从图中交点的数据可知，比例系数k的数值为________，单位为________（用国际单位制基本单位表示），此时汽车的加速度大小为________。（计算结果均保留2位有效数字） 【答案】1．B 2．C 3．1.3 4． A 5．0.35 【解析】1．甲同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个针管比原来粗的注射器，使滴在水面上的每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大，对应形成的油膜面积S变大，根据，实验测得的油酸分子直径偏小。 乙同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小了一些，对应形成的油膜面积S变小，根据，实验测得的油酸分子直径偏大。 丙同学在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些，根据，实验测得的油酸分子直径偏小。 这三位同学的操作中，会导致实验测得的油酸分子直径偏大的是乙同学。 故选B。 2．AB．闭合开关S，有电流通过线圈L，灯泡A正常发光。当开关S由闭合变为断开时，由于线圈L的自感作用阻碍电流的减小，使通过灯泡A的电流逐渐减小，灯泡A逐渐变暗直至熄灭，故A错误，B错误； CD．闭合开关S，流过线圈L的电流方向向右。当开关S由闭合变为断开时，线圈L的自感作用阻碍线圈L中的电流减小，此时，流过线圈L的电流方向向右，流过灯泡A的电流方向向左，故C正确，D错误。 故选C。 3．当光从空气射入水中时会发生折射，光的折射遵循光的折射定律，为入射光线，为折射光线，为法线。 设图中方格的边长为，圆盘的半径为，与圆盘边界的交点到的距离为，与圆盘边界的交点到的距离为，根据折射定律有 由题图可读出， 联立解得 4．[1]设热力学温度T与摄氏温度t之间的关系为 根据查理定律有 由图（b）可知 联立解得，即应填入 [2]A．分子数密度（单位体积内的分子数）由气体的质量和体积决定，对封闭的空气加热的过程中，封闭的空气的质量和体积均不变，所以分子数密度不变、体积变化量，故A正确； CD．由于封闭的空气体积变化量，故气体对外界不做功，外界对气体也不做功，故C错误，D错误； B．对封闭的空气加热的过程中，由于封闭的空气体积不变，故气体分子间的平均距离不变，分子力做的总功为，根据分子力做功与分子势能的关系有 所以，即分子势能不变，故B错误。 故选A。 5．[1][2]汽车行驶所受空气阻力表达式为 代入数据得 解得，故比例系数k的数值为，比例系数k的单位为 [3]设汽车的恒定输出功率为，汽车的牵引力为，根据有 由题图可读出交点的坐标，故地面阻力为 根据牛顿第二定律有 代入数据得 解得 所以汽车的加速度大小为 2、用如图所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。 1．本实验中，压强传感器______。 A．需要调零 B．不需要调零 2．能反映缓慢压缩气体过程中的图是______。 A． B． C． D． 3．甲乙两位同学通过实验在图像中分别得到两条双曲线，如图所示。两人实验均操作无误，产生该情况的原因可能是______。 A．甲同学推注射器比乙快 B．乙同学推注射器比甲快 C．甲同学注射器内的封闭气体质量比乙大 D．乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大 【答案】1．B 2．C 3．BD 【解析】1．在探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系实验中，压强传感器测量的是一定体积时对应的压强值，不需要调零。 2．根据玻意耳定律，有 可得 则图像的斜率为，即图像为C。 故选C。 3．p-V图像为双曲线，说明满足玻意耳定律 pV=C。两条不同的双曲线，代表常数 C不同。根据理想气体状态方程 pV=nRT，在操作无误的前提下，C 不同的可能原因。 AB．实验时温度不同，由图可知乙的温度高，乙同学推注射器比甲快，导致温度升高，故A错误，B正确； CD．气体的物质的量不同（n 不同，即封闭气体的质量不同），即乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大，故D正确，C错误。 故选BD。 3、捕捉α粒子 为确证组成α射线的粒子就是氦原子核，卢瑟福使用图示装置捕捉α粒子并观测其光谱。厚壁粗玻璃管A与两端接有电极的毛细管B相互联通并抽成真空，通过细软管连接水银槽D，薄壁玻璃管C中封有一定质量的氡气。氡气衰变放出的α射线穿过C的薄壁后被A的厚壁阻挡，积存在A、B中形成可视为理想气体的稀薄气体。经过几天的积累后打开阀门K并缓慢提升水银槽D，水银的蒸发可忽略不计。 1．已知A、B两管的容积和C管的体积分别为 VA、VB和VC，打开阀门前A、B管内的压强为p。 （1）当A管内气体恰全部进入毛细管B时，管B中的气体压强为_______。 （2）压缩过程中，B管内气体分子做无规则热运动的剧烈程度将_______，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数将_______（均选涂：A．增大    B．减小    C．保持不变）。 （3）以W表示外界对气体所做的功、Q表示气体从外界吸收的热量，上述压缩过程中有( ) A．W > 0，Q > 0            B．W > 0，Q < 0        C．W < 0，Q > 0        D．W < 0，Q < 0 2．（多选）两电极间电势差大于4400V时，可使B管内气体电离发光。若用220V正弦交流电通过理想变压器给电极供电，可能使气体发光的变压器原、副线圈匝数比是（    ） A．25:1 B．20:1 C．15:1 D．1:15 E．1:20 F．1:25 3．通过分光镜观察发光气体可见明亮的黄色谱线。已知光谱中常见的黄色谱线有波长为587.6 nm的氦D3线和波长为589.6 nm、589.0 nm的钠D1 、D2线。某同学设想可使用如图所示的实验装置，通过双缝干涉测波长的实验方法来确证α粒子就是氦原子核。经检测，双缝的间距d = 0.25mm，光强分布传感器的测量宽度为24mm。 （1）若测得双缝到光强分布传感器的距离为S，干涉条纹中相邻暗条纹间距为Y，则待测光的波长λ =_______。（用d、S和Y表示） （2）（简答）试判断该同学的设想是否可行，并简述理由______。 4．氡（）发生α衰变后的产物为钋（Po）。 （1）该衰变的核反应方程为：_______________。 （2）（计算）测得氡（）核衰变放出的α粒子初动能为Ek，已知真空中的光速大小为c，氡核衰变前的初动能以及衰变后释放γ光子的概率均可忽略不计。试估算衰变过程中的质量亏损Δm_______。 （3）吸入少量的α粒子即可对人体造成较大的辐射伤害，实验中为保证人员安全需预先评估放射源的放射性活度。已知氡222的半衰期为T，当C管中氡222核总数为N时，单位时间内发生衰变的氡222核个数约为_______。【提示：当a是不为1的正实数时，】 【答案】1． C A B 2．DEF 3． 不可行 4． 【解析】1．（1）[1]当A管内气体恰全部进入毛细管B时，根据玻意耳定律可得 解得管B中的气体压强为 （2）[2]压缩过程中，由于温度不变，B管内气体分子做无规则热运动的剧烈程度不变； 故选C。 [3]由于温度不变，气体分子平均动能不变，而气体压强增大，根据压强微观意义可知单位时间内撞击单位面积器壁的分子数将增大； 故选A。 （3）[4]由于气体体积减小，所以外界对气体做功，即；由于温度不变，所以气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，即。 故选B。 2．两电极间电势差大于4400V时，可使B管内气体电离发光。若用220V正弦交流电通过理想变压器给电极供电，则原线圈输入电压最大值为 使气体发光的变压器原、副线圈匝数比应满足 故选DEF。 3．（1）[1]根据相邻条纹间距公式可得 可得待测光的波长 （2）[2]为确证α粒子就是氦原子核，波长的测量值结果需要精确到4位有效数字。该同学使用d=0.25mm双缝屏，测量结果仅可保留2位有效数字，无法达成实验目的。 4．（1）[1]该衰变的核反应方程为 （2）[2]由，可得 反应释放的总能量 反应前后动量守恒，取α粒子出射方向为正，则有 由，可得 则有 综上可得 （3）[3]由衰变规律可得 单位时间衰变个数为，求导可得 当时刻，总数为，则单位时间内发生衰变的氡222核个数约为。 4、激光打靶 射击训练时，手中的“枪”向前方发射一束激光，若被目标处的传感器接受，即“有效击中”。 1．“枪”发射的激光是（　　） A．机械波 B．电磁波 C．横波 D．纵波 2．若激光“枪”发射的红色激光在真空中的波长为600nm，光速为3.0×108m/s，水对激光的折射率为1.6，激光进入水中后， （1）其波长( ) A．仍为600nm                B．大于600nm                C．小于600nm （2）其频率为___________Hz。 3．用激光测量玻璃的折射率，实验步骤如下： ①将光屏与玻璃砖平行放置，并记录屏MN和玻璃砖abcd的位置。 ②用激光笔以一定角度照射玻璃砖，记录入射点O1和屏上光点S1的位置。 ③移走玻璃砖，记录光点S2的位置。 ④ 做适当的辅助线，其中S1O2∥S2O1，PO2⊥MN，O1、O2、Q在一条直线上，测出相关长度：O2S1=L1，O2Q=L2，PQ=x1，S1Q=x2。 （1）玻璃砖的折射率n=___________（用L1、L2、x1、x2表示）。 （2）不改变激光的入射方向，仅增大玻璃砖的厚度ad，则S1与S2的间距( ) A．变大            B．变小            C．不变            D．可能变大，也可能变小 【答案】1．BC 2．C 5.0×1014 3． A 【解析】1．“枪”发射的激光是电磁波、横波。故选BC。 2．①[1]激光进入水后，速度为，可见激光在水中的速度较小，根据，可知波长变小； 故选C。 ②[2]真空中根据 代入数据解得f=5.0×1014Hz 3．①[1]激光在ab边发生折射，根据折射定律有 根据几何关系可知 解得 ②[2]不改变激光的入射方向，仅增大玻璃砖的厚度ad，画出光路传播图，如图 则S1与S2的间距变大。故选A。 5、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。 1．一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 2．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 3．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】1．② A 2．B 3．在推动活塞的过程中漏出了一些气体 A 【解析】1．[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。 2．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。 3．[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。 [综合计算预测】 预测01电磁感应综合应用 1．在A地，悬挂一个边长为0.2m的正方形单匝导体线框，如图所示，ad边固定在东西方向的转轴上，线框总电阻为2Ω。起始时刻线框平面处于水平面内的位置1，释放后线框沿顺时针方向转动，t时刻到达竖直平面内的位置2，只考虑地磁场。已知某同学用手机测得A地的地磁场分布情况如下，求： Bx/μT By/μT Bz/μT -21 0 -21 (1)从位置1转动到位置2的过程，通过线框平面abcd磁通量的最大值； (2)线框在位置2时，cd边内感应电流的方向； (3)从位置1转动到位置2的过程，线框中平均感应电流的大小。 【答案】(1) (2)c→d (3)0 【详解】（1）在A地，地磁场的大小为 则可得从位置1转动到位置2的过程，通过线框平面abcd磁通量的最大值为 （2）根据楞次定律，感应电流的方向为 （3）从位置1转动到位置2的过程，线框中磁通量的变化量为 根据法拉第电磁感应定律，可得线框中产生的平均感应电动势 所以，可知从位置1转动到位置2的过程，线框中平均感应电流的大小 2．如图所示，平行的倾斜导轨PQ、间距L=0.5m，与水平方向的夹角。导体棒a、b与导轨垂直放置，质量均为m=1kg，电阻均为 R=0.5Ω。a棒与导轨间的动摩擦因数=0.8，b棒与导轨间的摩擦不计。垂直于导轨平面有向下的匀强磁场B1、B2、B3，两虚线之间的磁场为B1，B1、B2两个磁场随时间的变化图像如图所示，B3=2T不变。取g=10m/s2 (1)在前0.5s内，两根棒都保持静止状态，求两虚线间的距离x0 ； (2)0.5s后，b棒先开始下滑，某时刻a棒尚未运动，此时a棒上电流的功率为b棒重力的瞬时功率的四十分之一，求此时b棒的瞬时速度 v； (3)一段时间后a棒也开始运动，若从b棒开始运动到a棒开始运动这段时间内，a棒的发热量Q=0.02J，求b棒在这段时间内下滑的距离s； (4)a、b棒都运动后，两棒的速度差慢慢趋向稳定，求足够长时间后两棒的速度差△v是多少？ 【答案】(1) (2)0.300m/s (3)0.02m (4) 【详解】（1）前0.5s内的物理过程：B1从0线性增至2T，变化率，，B3=2T（恒定） b棒在B3区域，a棒在 B2=0 区域。B1的变化产生感应电动势，回路电流通过a、b两棒。感应电动势计算：B1变化在回路中产生感应电动势 回路总电阻 感应电流 b棒受力分析：b棒在B3中，电流为I，受安培力 代入数据解得 验证a棒静止：a棒在 B2=0 区域，不受安培力。a棒受重力分量6N向下，最大静摩擦力 静摩擦力，可以静止。 （2）t>0.5s时的运动分析：（恒定），（恒定），（恒定） b棒以速度v下滑，a棒静止。b棒在 B3中下移，产生动生电动势 回路电流 a棒上的电流功率（热功率） b棒重力的瞬时功率 根据题意 联立解得v=0.3m/s （3）从b棒开始运动（t=0.5s）到a棒开始运动这段时间，a棒静止，b棒加速下滑。a 棒刚要运动时，a 棒受安培力（向下） 重力分量 6N（向下），此时 解得电流 b 棒速度v=0.4m/s 能量守恒 其中 代入数据解得s=0.02m （4）两棒都运动后的稳态分析：设 a 棒速度为va，b棒速度为vb。感应电动势 回路电流 b 棒    a 棒 稳态条件：两棒加速度相等，所以 即 解得 3．某同学设计了一个减震器。在振子速度较大时用安培力减震，速度较小时用弹簧减震，其简化的原理如图所示。匀强磁场宽度为L=0.2m，磁感应强度B=1T，方向垂直于水平面。一轻弹簧处于水平原长状态垂直于磁场边界放置，右端固定，左端恰与磁场右边界平齐，二者的总质量为m=1kg，一宽为L，足够长的单匝矩形硬金属线框abcd固定在一小车上（图中未画出小车），右端与小车右端平齐劲度系数为，线框电阻为R=0.01Ω。使小车带着线框以v0​=1m/s的速度沿光滑水平面，垂直磁场边界正对弹簧向右运动，ab 边向右穿过磁场区域后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。求： (1)线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小； (2)线框ab边穿过磁场时的速度v； (3)小车向右运动过程中线框中产生的焦耳热； (4)弹簧的最大压缩量。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）线框刚进入磁场，边切割磁感线， 感应电动势为 感应电流 为 安培力为 代入数据 得 由牛顿第二定律 （2）对从进入到穿出磁场的过程，由动量定理 其中通过线框的总电量 代入得 （3）解得 穿过磁场过程线框中产生的焦耳热等于动能减少量，为 （4）压缩弹簧过程水平面光滑，动能全部转化为弹簧弹性势能，则 代入 得 4．高速列车上安装有电磁制动系统，其原理可简单描述为线框进出磁场受电磁阻尼作用。某同学进行了模拟研究：用同种导线制成边长为L、质量为m的正方形线框abcd，将其放置在光滑绝缘的水平面内。线框abcd以初速度进入磁感应强度大小为B、方向竖直向下，宽度为d的匀强磁场，测得当线框完全穿过磁场时，其速度大小为，如图所示。 (1)线框abcd刚进入磁场和刚要离开磁场时，ab两点间的电势差分别为和，求？ (2)求线框abcd的电阻大小R。（提示：可结合动量定理） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据 由于线框abcd进入磁场过程和离开磁场过程的磁通量变化大小相等，则通过线框的电荷量大小相等。设线框abcd完全进入磁场时的速度大小为，进入磁场过程，根据动量定理可得 离开磁场过程，根据动量定理可得 联立解得 线框abcd刚进入磁场时，ab产生的电动势为 此时ab两点间的电势差等于外电压，则有 线框abcd刚要离开磁场时，cd产生的电动势为 此时ab两点间的电势差为 则有 （2）线框abcd进入磁场过程，根据动量定理可得 其中 解得 5．如图所示是新一代航母阻拦系统采用电磁阻拦技术的原理图。图中飞机着舰通过阻拦索钩住金属棒ab，关闭动力系统后，与金属棒ab以共同初速度在磁场中运动，导轨间宽度为d，飞机质量为M，金属棒质量为m，MP、CD间电阻和金属棒ab接入电阻均为R，不计其它电阻。飞机阻拦索由绝缘材料做成且不计质量。在整个阻拦过程中飞机和金属棒组成的整体除安培力以外受到其它的阻力大小恒为f。轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。 (1)金属棒在磁场中速度为时，求ab棒所受安培力大小； (2)若金属棒的速度减为零时滑过的距离为x，求整个阻拦过程中流过MP的电荷量q； (3)若金属棒的速度减为零时滑过的距离为x，求整个阻拦过程中金属棒滑行的时间t； 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）金属棒在磁场中速度为时，感应电动势 感应电流 ab棒所受安培力大小 解得 （2）金属棒的速度减为零过程，感应电动势的平均值 感应电流的平均值 根据电流定义式有 整个阻拦过程中流过MP的电荷量 解得 （3）金属棒的速度减为零过程，对金属棒与飞机整体进行分析，根据动量定理有 其中 结合上述解得 预测02气体实验定律的综合应用问题 1．孔明灯 孔明灯是我国古老的手工艺品，曾用于军事通信、节日祈福。其原理和热气球类似，都是通过加热气体获得向上的动力。有一孔明灯，灯体（包括燃料）的质量为m=0.2kg，体积为V0=1m3；若点灯时附近大气环境温度恒为t0=27℃，大气密度 ρ0=1.2kg/m3，气压为一个标准大气压。 (1)若点灯前孔明灯内气体分子热运动的速率分布曲线I如图所示，在图中大致画出点灯后气体分子热运动的速率分布曲线II______。 (2)（计算）晴朗无风的夜晚，一人托住灯底，一人点燃灯芯，当双手感到孔明灯有上升之势，即可慢慢放开双手，灯会徐徐升起。试估算，放手时，灯内气体的温度至少为多少摄氏度？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）点灯后，温度升高，分子热运动更剧烈，速率大的分子所占的比例较大，如图 （2）以放手时孔明灯和灯内气体为研究对象，受力平衡 解得 以放手时孔明灯内气体为研究对象，这部分气体在点灯前体积   研究对象的压强不变，据盖吕萨克定律 解得 2、物理学家将力学方法和统计方法相结合，分析宏观可测的热现象，建立了分子动理论。气体所表现出来的宏观特性可以通过气体分子的热运动以及分子间的相互作用来解释。如图，大气压强为，一个气缸内部体积为，初始压强为，内有一活塞横截面积为，质量为。 （1）等温情况下，向右拉开活塞移动距离X，则活塞受拉力=____ （2）在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为，小球质量为，则弹簧振子做简谐运动振动频率为，论证拉开微小位移X时，活塞做简谐振动，并求出振动频率。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）根据玻意耳定律 对活塞分析可知 联立解得 （2）设X方向为正方向，则此时活塞所受合力 当X很微小时，则 即活塞的振动可视为简谐振动，其中 振动频率为 3．海洋温差发电安全无污染，储量巨大。在某次发电测试实验中，探测到490m深处的海水温度为290K。如图所示，将某种气体封闭在横截面积S =2m2的气缸内，气缸从深海490m深处上浮到海面，随着海水温度升高，封闭气体的体积增大，活塞缓慢上升且始终未脱离气缸。该气体可看作理想气体，气缸导热性能良好，活塞质量不计。已知海面处温度、此处气缸内气体体积，大气压强恒为，海水密度，忽略水的阻力影响。 (1)气缸从深海上浮到海面，气缸内气体分子的平均速率___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）；单位时间内，单位面积上气体分子对器壁的作用力___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）； (2)求气缸从深海490m深处上浮到海平面的过程中，活塞相对缸底上升的距离___________（计算结果保留3位有效数字）； (3)在上述过程中，气缸内含该气体1.7kg，上升过程吸收的总热量为105kJ，已知1摩尔该气体的内能U=kT，其中常量k=25J/K，1摩尔该气体质量为17g， 求该气体对外做的功。 【答案】(1) 变大 变小 (2)1.47m (3)80kJ 【详解】（1）[1][2]气缸从深海上浮到海面，气体温度升高，则气缸内气体分子的平均速率变大；单位时间内，气体压强减小，则单位面积上气体分子对器壁的作用力变小； （2）初始时 根据理想气体状态方程 解得 解得Δh=1.47m （3）根据热力学第一定律有△U =W+Q由题意可知 Q=105kJ ΔU=100kΔT=25kJ 解得W=-80kJ 即对外做功80kJ。 4．如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气体柱。活塞可通过轻绳连接以达到监测重物的目的，当所挂某一质量的重物时活塞将下降至位于离容器底部位置的预警传感器处恰好平衡，此时系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为g，不计摩擦阻力。求： (1)刚好触发超重预警时所挂重物的质量M； (2)在上问条件下，若外界温度缓慢降低，降温后容器内气体体积值； (3)从刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低的过程中外界对气体做的功； (4)请简单谈一谈这种报警装置的设计弊端。 【答案】(1) (2) (3) (4)见解析 【详解】（1）轻绳未连重物时，设理想气体的压强为，对活塞受力分析，根据平衡条件得 轻绳连接重物刚好触发超重预警时，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）对理想气体，由盖—吕萨克定律得 且 降温后容器内气体体积值为 （3）此过程外界对气体做的功为 （4）该装置没有安全防护措施，一旦温度环境过高或者所挂物体重力偏大，则易发生安全事故。 5．一粗细均匀、底端封底的细长玻璃管如图所示，距离底端45cm处通一水平玻璃管与大气相通，水平管长度为30cm，在玻璃管的竖直部分和水平部分有相连的水银柱，长度在图中标出，单位为cm。玻璃管的上端有一轻质活塞，活塞上连轻杆，管内封闭了两段长度为30cm的空气柱A和B，外界大气压强为75cmHg。现用外力使活塞缓慢自然向下移动。问： （1）活塞在刚开始向下移动前外力是向上拉活塞还是向下压活塞？ （2）使活塞缓慢自然下降多少距离，可使A空气柱体积达到最小？ （3）当A空气柱体积达到最小时A、B两部分空气柱的体积之比为多大？ 【答案】（1）向上；（2）21cm；（3）4：5 【详解】（1）因为活塞刚开始移动时A气体压强小于大气压强，外力是向上拉活塞。 （2）由于中间位置的玻璃管与大气相通，压强保持不变，因此活塞移动时，空气柱B内的气体压强和体积都保持不变。当竖直管内水银上端面到达玻璃管的竖直和水平部分相连处开始A空气柱体积达到最小，以后等压变化，体积不变。对A气体p1V1=p2V2 即 L1=30cm L2=24cm 活塞下移15cm+（30-24）cm=21cm （3）因在A活塞下移过程中B气体压强始终不变、体积不变，这时A、B两部分空气柱的体积之比为 预测03力学综合计算 1．将篮球从离地 H 高度处由静止开始下落，经过一次与地面的碰撞后，竖直反弹至最高处 h = H。若篮球和地面碰撞没有能量损失，运动过程中空气阻力保持不变。 (1)空气阻力和重力之比等于__________。如果让篮球连续不断的上下弹跳，最后会停止在地面，则篮球通过的总路程 s =__________。 (2)计算：当篮球反弹至最高处 h 时，运动员对篮球施加一个竖直向下的冲量 I，使得篮球与地面再次碰撞后恰好反弹至原来的 h 高度处。求 I 的大小。 【答案】(1) (2)或者I = 【详解】（1）[1]对篮球分析，由能量守恒定律有，所以有； [2]对篮球全程分析，由能量守恒定律有，有 （2）根据动量定理有I = mv – 0，动能                          根据动能定律             得到 I =或者 2．如图（a）所示，在水平直轨道上，质量为0.378kg的带有可形变、粘合装置的甲车以一定初速度向右撞向质量为0.226kg的乙车，两车的v-t图像及某些点的坐标如图（b）所示，    (1)求甲车所受轨道摩擦力大小Ff ；（保留3位有效数字） (2)碰撞过程中两车间的平均相互作用力的大小。（保留3位有效数字） 【答案】(1)0.0218N (2)0.306N 【详解】（1）水平向右为正，碰前对甲，根据动量定理可得 由图可知，，，代入数据解得 （2）碰撞过程中，对甲，根据动量定理有 由图可知， 代入数据解得 3．空间站内，甲乙两名航天员在准备出舱活动。甲相对空间站静止，乙拿着质量为 50kg箱子正以2m/s的速度沿两人连线方向向左靠近甲。若乙将箱子向左推向甲，乙和箱子间作用时间为0.2s，离手时箱子速度为4m/s，甲乙两人和装备的总质量分别为200kg和250kg，求： (1)乙对箱子的平均作用力大小。 (2)推出箱子后乙的速度。 (3)甲碰到箱子后立刻抓住不松开，要使甲乙航天员不碰撞，乙对箱子的平均作用力至少为多少？ 【答案】(1)500N (2)1.6m/s，方向向左 (3)1000N 【详解】（1）设向左为正方向，以箱子为研究对象，设乙对箱子的作用力为F，由动量定理可得 其中，， 代入数据可得乙对箱子的平均作用力大小 （2）以向左为正，对箱子和乙由动量守恒可得 其中，，， 代入数据可得，推出箱子后乙的速度   速度为正，方向向左。 （3）甲接住箱子后，若三者共速，设共同速度为，此种情况下乙对箱子的平均作用力最小，以向左为正方向，研究甲、乙和箱子组成系统，由动量守恒可得 代入数据解得 以乙为研究对象，由动量定理可得 代入数据解得，箱子对乙平均作用力 由牛顿第三定律可得，乙对箱子的平均作用力最小值为。 4．如图，四片荷叶伸出水面，一只青蛙在湖岸上。设湖岸、荷叶高出水面高度分别为H=6h，ha=hb=4h，hc=hd=h，荷叶a、b中心与青蛙在同一竖直平面内。四片荷叶茎部与水面的交点是一个与河岸平行、边长为l的正方形的四个顶点，荷叶a与湖岸水平距离也为l。将青蛙的跳跃视作平抛运动，重力加速度为g。 (1)跳跃一次，青蛙成功落至荷叶a上，求青蛙的起跳速度v0； (2)跳跃一次，青蛙落到哪片荷叶上的起跳速度最小？写出分析过程。 【答案】(1) (2)荷叶c；见解析 【详解】（1）青蛙落到荷叶a上，竖直方向有 水平方向有 联立解得 （2）青蛙竖直下落高度 水平位移 故起跳速度为 青蛙落到荷叶b、c、d上的水平位移分别为，， 竖直高度分别为，， 故起跳速度分别为，， 可见青蛙落到荷叶 c 上的起跳速度最小。 5．C919是中国首款具有自主知识产权的中程干线客机。该飞机总质量约为6×104kg，发动机最大输出功率是5.25×107W，最大平飞速度为260m/s。若飞机到达指定巡航高度后沿直线飞行，空气对飞机的升力与其重力平衡，空气阻力与速度的平方成正比，即f=kv2，求：（结果均保留2位有效数字） (1)比例系数k； (2)飞机在指定巡航高度从130m/s以最大功率加速时，加速度a0的大小？ (3)定性画出飞机在指定巡航高度从130m/s加速至最大平飞速度过程中的v–t图像。 【答案】(1) (2)5.9m/s2 (3)见解析 【详解】（1）飞机达到最大平飞速度时，合力为0，由平衡条件则有     由题可知 ， 所以飞机的牵引力 联立解得 （2）加速过程中，由牛顿第二定律得 整理可得     由题可知， 联立以上各式解得 （3）以上分析可知，速度到达130m/s时，飞机功率达到最大值，从根据以上分析可知， 从130m/s加速至最大平飞速度过程功率不变，由牛顿第二定律得 整理可得 可知随着速度增大，加速度在减小，故飞机做的是加速度减小的加速运动，故图如下 预测04带电粒子的运动 1．如图所示，真空室内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B为0.50T。有一点状镅放射源S向空间各方向发射速度大小均为的氦核。在S的正上方有一段足够长的垂直纸面放置的感光条MN，已知SM⊥MN，，氦核的荷质比，求： (1)（作图）画出氦核沿垂直板向下被发射出来时所受洛伦兹力的方向； (2)（计算）求氦核做圆周运动的半径r； (3)（计算）求图示中感光条被粒子打中的长度l。 【答案】(1) (2)10cm (3)10cm 【详解】（1）已知磁场方向垂直于纸面向里，氦核沿垂直板向下运动，根据左手定则判断氦核受到洛伦兹力方向水平向右，如图所示 （2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 可得 （3）由（2）可知，粒子圆周运动的直径为20cm，所以粒子打到感光条上的最远位置时，离M点的最远距离为 可知图示中感光条被粒子打中的长度为 2．如图所示，矩形区域MNPQ内有垂直纸面向外的匀强磁场，质量为m、带电荷量为＋q的粒子以某初速度从N点沿NM方向垂直射入磁场中，从P点离开磁场。已知磁感应强度为B，PN＝2MN＝2L，粒子只受磁场力。求： (1)粒子的初速度大小； (2)若将粒子的初速度增大为原来的两倍，仍从N点沿NM方向垂直射入磁场中，求粒子在磁场中运动的时间； (3)若改变粒子的初速度大小，仍从N点沿NM方向垂直射入磁场中，粒子能否从Q点射出?请论证。 【答案】(1) (2) (3)见解析 【详解】（1）如图所示 根据几何关系可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 由洛伦兹力提供向心力可得 解得 （2）若将粒子的初速度增大为原来的两倍，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 如图所示 由几何关系可得 解得 可知粒子在磁场中运动时间为 又 联立解得 （3）若改变粒子的初速度大小，仍从N点沿NM方向垂直射入磁场中，设粒子能从Q点射出，如图所示 根据几何关系可得 解得粒子的轨道半径为 可知粒子在到达Q点前已经从MQ边界射出，所以粒子不能从Q点射出。 3．将力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中，O为单摆的悬点，将传感器接在摆线与O点之间，把可视为质点的摆球拉到A，此时细O线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动， 其中B为运动最低位置，∠AOB=∠COB．图乙是由计算机得到细线对摆球 的拉力大小F随时间变化的图像，且图中t=0时刻为摆球从A开始运动，据力学规律和题中信息，取g=9.8m/s2，求：（本题除周期外其余答案都保留三位有效数字） (1)单摆的周期T和摆长L (2)摆球的质量m及摆动过程中的最大速度vm (3)令小球带上C的正电荷，并在空间中增加垂直纸面的匀强磁场，从A点释放后发现F随时间变化的图像如丙图所示，求磁场的大小和方向。 【答案】(1)，L=0.800m (2)m=0.0799kg， (3)，垂直纸面向里 【详解】（1）由图乙可知，t=0时刻摆球在A点（端点位置），此时拉力最小；时摆球到达B点（最低点），此时拉力最大；时摆球到达C点（另一端点）。从 A→B→C 为半个周期，因此 周期 由单摆周期公式 解得 （2）在最低点 在端点 高度差 由能量守恒 设，则， 代入向心力方程 即 得 所以 最大速度 （3）由于洛伦兹力始终垂直于速度，它不做功，因此不改变速度大小，只改变速度方向。这意味着：有磁场时摆球在端点和最低点的速度大小与无磁场时相同！ 在最低点，摆球速度水平，绳拉力竖直向上。当从 A→B （向右摆动），速度向右。当从 C→B （向左摆动），速度向左，这两个时刻速度方向相反，因此洛伦兹力方向也相反！ 受力分析（最低点），设从 A 到 B 经过最低点时速度向右，洛伦兹力方向取决于磁场方向： 情况 1：若磁场垂直纸面向外 • 从 A→B （向右运动）：洛伦兹力 f=qvB 向下 • 从 C→B （向左运动）：洛伦兹力 f=qvB 向上 情况 2：若磁场垂直纸面向里 • 从 A→B （向右运动）：洛伦兹力向上 • 从 C→B （向左运动）：洛伦兹力向下 从图丙可知： • 第一次经过最低点（从 A→B ）：（较大） • 第二次经过最低点（从 C→B ）：（较小） 无磁场时 分析 即第一次经过最低点时拉力增大，第二次减小。由牛顿第二定律（向心力指向圆心，即向上为正） 当洛伦兹力向下（与向心力同向，即 +f 在等式左边表示额外需要的拉力）：，拉力增大。 当洛伦兹力向上（与向心力反向）：，拉力减小。 因此： • 第一次（ A→B ）拉力增大→洛伦兹力向下→B 向里（由左手定则） • 第二次（ C→B ）拉力减小→洛伦兹力向上→验证一致 磁场方向：垂直纸面向里 计算磁场大小：第一次经过最低点 第二次经过最低点 两式相减 则 磁场方向垂直纸面向里。 4．如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图。该加速器由靠得很近、间距为d且电势差恒定为U的平行电极板M、N构成，电场被限制在MN板间，虚线之间无电场。某带电量为q，质量为m的粒子，在板M的狭缝处由静止开始经加速电场加速，后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，每当回到处会再次经加速电场加速并进入D形盒，直至达到预期速率后，被特殊装置引出。已知、、分别是粒子在D形盒中做第一、第二、第三次圆周运动时，其运动轨迹与虚线的交点，不计粒子重力。求： (1)粒子到达处的速率； (2)图中相邻弧间距离与的比值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）粒子到达处，说明粒子经过电场两次，根据动能定理 解得速率 （2）设粒子在D形盒中做第一、第二、第三次圆周运动时的半径分别为、、，速率分别为、、，根据动能定理可得，， 由几何关系可得之间的距离为，之间的距离为 根据洛伦兹力提供向心力 解得半径为 可得粒子半径之比等于速率之比，即 联立解得 5．磁流体发电机是一种将内能直接转换为电能的新型发电装置，如图所示为该装置的导流通道，其主要结构如图1所示，通道的上下平行金属板M、N之间有很强的磁场，将等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧不断高速喷入整个通道中，M、N两板间便产生了电压，其简化示意图如图2所示，M、N两金属板相距为a，板宽为b，板间匀强磁场的磁感应强度为B，速度为ⅴ的等离子体自左向右穿过两板后速度大小仍为ⅴ，截面积前后保持不变。设两板之间单位体积内等离子体的数目为n，每个离子的电量为q，板间部分的等离子体等效内阻为r，外电路电阻为R。 (1)金属板M、N哪一个是电源的正极，求这个发电机的电动势E； (2)开关S接通后，设等离子体在板间受除电磁力外的水平阻力恒为f，求等离子体进出磁场前后的压强差； (3)假设上下金属板M、N足够大，若R阻值可以改变，求出其电流最大值。并定性画出I随R变化的图线。 【答案】(1) (2) (3)见解析 【详解】（1）由左手定则可知，正离子向上偏转，则M板为正极。S断开时，M、N两板间电压的最大值，等于此发电机的电动势，根据 得 （2）方法一：根据能量转化与守恒： 外电路闭合后，有：；即 得 方法二：根据平衡角度分析： 外电路闭合后，有 等离子体横向受力平衡，则 解得 （3）I随R减小而增大．如果R太小，可能出现电流达到最大饱和值。当所有进入通道的离子全部偏转到极板上形成电流时，电流达到饱和电流。则 令，若，则取 可计算此时的外电阻，令，可得 I随R变化的图线如图 若，则取，此时 I随R变化的图线如图 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 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 航天探索与宇宙科学 2 情景二 人工智能 6 情景三 生活科技融合类 13 情景四 体育科技 20 第二部分 高频考点预测篇 26 [高频考点预测】 26 预测01原子物理 26 预测02光学 26 预测03热学 28 预测04直线运动、受力分析与牛顿运动定律 29 预测05平抛运动、匀速圆周运动、天体运动规律 31 预测06电场性质、电容器、电场力做功与电势能 33 预测07安培力、洛伦兹力、带电粒子磁场圆周运动 37 预测08电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律 39 预测09交变电流、变压器原理、远距离输电 42 预测10机械振动、机械波 46 [实验题预测】 51 预测01力学实验 51 预测02电学实验 55 预测03光学热学实验 63 [综合计算预测】 70 预测01电磁感应综合应用 70 预测02气体实验定律的综合应用问题 72 预测03力学综合计算 75 预测04带电粒子的运动 76 第一部分 新情景高考命题篇 情景一 航天探索与宇宙科学 试题前瞻·能力先查 限时：15min 【原创题】航天事业 近年来我国航天事业飞速发展，从通信、导航到气象预报，卫星技术的应用遍及各个领域。从神舟飞船到嫦娥探测器，再到天宫空间站，每一次航天任务的背后都离不开物理知识的支持。 1．东方红二号卫星是我国第一代地球同步通信卫星，在轨一共两颗，其中一颗定点于东经125°，另一颗定点于东经103°，关于东方红二号卫星，下列说法中正确的是（　　） A．它的运行速度为7.9km/s B．若卫星的质量变为原来的2倍，其同步轨道半径也变为原来的2倍 C．它可以绕过北京的正上方，所以我国能够利用它进行电视转播 D．我国发射的其他地球同步卫星，与东方红二号卫星的运行速度大小都相等 2．“天宫二号”空间站绕地球在圆轨道上运行，已知轨道半径为r，运行周期为T，万有引力常量为G，利用以上数据不能求出的是（　　） A．地球的质量 B．空间站的加速度 C．空间站受到的向心力 D．空间站运行的线速度 3．假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km。若环月运行均可视为匀速圆周运动，则（　　） A．B向心加速度比A小 B．B线速度比A小 C．B向心力比A小 D．B角速度比A大 4．如图，月球绕地球公转与地球绕太阳公转的轨道近似在同一平面内，转动方向相同。已知月球绕地球公转周期为，地球绕太阳公转周期为。某时刻太阳、地球和月球依次在同一直线上。从图示位置开始，太阳、地球和月球再次依次在同一直线上所经过的最短时间为_______。 5．2024年5月3日，嫦娥六号探测器搭载火箭成功发射，开启世界首次月球背面采样返回之旅。已知月球的质量约为地球的，月球半径约为地球半径的，地球表面重力加速度为g，地球的第一宇宙速度取7.9km/s，求月球的第一宇宙速度为多少km/s（结果保留两位有效数字）。 分析有理·押题有据 上海高考物理高频情景，紧扣我国航天成就与课标核心知识。核心考查万有引力定律、天体运动规律（开普勒定律）、动量守恒与机械能守恒的综合应用，如卫星轨道变轨、火箭发射能量分析、引力场中运动建模等 。押题依据：2024 年试卷设 “引力场中的运动” 模块，2026 年强调 “空间技术” 等大国重器情境，命题延续 “理论 + 实践” 逻辑。结合探月工程、火星探测等热点，大概率以轨道参数计算、变轨时能量转化、天体相遇问题为载体，考查模型建构与科学推理能力，需重点掌握万有引力与圆周运动的结合应用。 密押预测·精练通关 1．（2026·上海松江·模拟预测）航天工程 中国航天自主创新、稳步发展，从人造卫星、载人航天到探月探火，不断探索宇宙。 1．从地表发射地球卫星的速度应 。 A．小于第一宇宙速度 B．大于第一宇宙速度并小于第二宇宙速度 C．大于第二宇宙速度 2．卫星a、b分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道在同一平面内且相交于M、N两点。如图，某时刻两卫星与地心恰好在同一直线上，则 。（多选） A．卫星a的机械能小于卫星b的机械能 B．卫星a的速度大于卫星b的速度 C．卫星a的加速度大于卫星b的加速度 D．此后卫星a、b可能相撞 3．如图，飞行器在无动力状态下，沿地月转移轨道飞向月球。仅考虑地球和月球引力作用。 （1）由于广义相对论效应，飞行器中的原子钟比地球表面的原子钟__________。 A．快                    B．慢 （2）飞行器的速度__________。 A．一直增大       B．一直减小        C．先增大后减小          D．先减小后增大 4．地球质量是月球质量的81倍，地球半径可看成是月球半径的4倍，地球第一宇宙速度为7.9km/s。仅考虑月球引力作用，求从月表发射月球卫星的最小速度。（计算，结果保留2位有效数字） 2．（2026·上海杨浦·二模）空间观测和行星际探测活动极大地延伸了人类的视野，人类对宇宙的认识不断深入。 1．（多选）光谱是一系列单色光按波长变化次序排列成的一条光带，________。 A．原子的发射光谱与外界条件有关 B．原子的吸收光谱只取决于原子的内部结构` C．利用光谱分析技术可以知道某些天体的元素组成 D．一定量氢原子处在量子数的激发态，其发射光谱最多含有两种谱线 2．活动星系、脉冲星和超新星遗迹会自然产生无线电波，广播和电视传输需要人工产生无线电波。 （1）（计算）某脉冲星每自转一圈，射电望远镜就收到一个脉冲信号，其周期约为3.0ms，假设该脉冲星质量分布均匀，已知引力常量，根据下表中数据，判断该脉冲星所属的天体类型。_______ 典型天体名称 地球 太阳 白矮星 中子星 平均密度/ 5 1 （2）（多选）无线电波可由图（a）中的振荡电路产生，图（b）是电流传感器记录的电流随时间变化图线。图（b）中时刻，________。 A、电容器处于充电状态        B、电感器中的磁场在增强 C、电容器中的电场能在减小    D、电感器中的磁场能在减小 3．（2026·上海虹口·二模）借助航天器进入太空，可以拓展科学认知、开发空间资源，并最终实现星际生存与探索的梦想。 1．航天员出舱或返回，均须通过气闸舱。简化的气闸舱原理如图所示：航天员从太空返回气闸舱前，关闭阀门，再打开，内为真空。航天员进入气闸舱，立即关闭，再打开，中的气体进入，最终气压稳定。若此过程中，系统与外界绝热，舱内气体视为理想气体，则气体（　　） A．压强减小，温度不变 B．压强减小，温度降低 C．对外做功，内能减小 D．对外做功，内能增大 2．航天器在半径为的圆形轨道上运行，变轨到半径为的较高圆形轨道上。若以无穷远处引力势能为零，引力势能的表达式为，其中为航天器质量，为地球质量，为航天器到地心的距离，地球表面的重力加速度为。则变轨过程中，航天器发动机（　　） A．无需做功 B．需做的功 C．需做的功 D．需做的功 3．类比电场线，可用引力场线描绘星球产生的引力场。能表示质量相等的双星系统的引力场分布的是（　　） A． B． C． D． 4．设想宇航员登上火星后，从距火星表面高度处，以初速度将一小球沿水平方向抛出。小球落到火星表面时，其水平位移为。已知火星半径为，引力常量为，不考虑火星自转的影响。求： （1）火星表面的重力加速度； （2）火星的质量。 4．（2026·上海·模拟预测）空间科技 近年来，我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就，中国空间站全面建成并进入常态化运营，深空探测任务不断取得新突破。从航天器携带的核燃料电池，到空间站的轨道维持与调整，再到卫星在近地空间的电磁环境分析，无一不蕴含着丰富的物理学原理。 1．航天器中一种可能的铀核裂变方程为________。 A． B． C． D． 2．若某核反应发生前，所有参与反应物质的总静止质量为；反应完成后，所有生成物的总静止质量为。已知真空中的光速为，则该核反应过程中释放的核能________。 3．假设在某段时间内，某空间站轨道高度先后进行了两次自然衰减，第一次下降了小高度，第二次也下降了小高度。若这两次下降过程中，空间站引力势能的变化量绝对值分别为、，则二者的大小关系为________。 A． B． C． 4．某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动的轨道半径为，空间站自身质量为，则该空间站的动能为________。（已知地球质量为，引力常量为） 5．地球磁场会对运行在近地空间的带电物体产生影响。某人造地球卫星在赤道正上方自西向东飞行。若将该卫星视作一个高速运动的“正电子”（带正电荷），则在此位置其受到地球磁场力的方向为________。 A．向上 B．向下 C．向西 D．向东 情景二 人工智能 试题前瞻·能力先查 限时：15min 【原创题】我国计划在未来五年内发射天基人工智能数据中心。将太空计算星座部署在近地轨道，利用太空的真空、微重力和低温环境进行高效散热，并通过太阳能电池板提供能源。 1．太空计算星座的能源来自太阳，太阳目前是一颗_________。 A．固态的白矮星 B．固态的中子星 C．气态的主序星 D．气态的红巨星 2．2025年我国成功发射全球首个太空计算星座“星算”，首批12颗卫星全部进入距离地面700 km高度的预定轨道，绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径约为6400 km，则其中一颗卫星在轨运行时_________。 A．向心加速度大于g B．线速度小于7.9 km/s C．做匀变速曲线运动 D．受到的合力为零 3．“星算”卫星内部搭载了智能芯片以执行计算任务，当卫星在轨运行时_________。（多选） A．在太空中利用对流和辐射对芯片进行散热 B．若散热功率小于热功率，芯片温度必升高 C．经过地球阴影区时无法发电，需配备储能系统 D．其它条件相同的情况下，太阳能电池板平均发电功率比在地球上更大 4．如图所示，Q和R是围绕地球P运行的两颗质量相同的卫星。Q的轨道是圆，R的轨道是椭圆。 ①Q的加速度始终指向P，但R的加速度并非一直如此 ②Q与R所受的万有引力大小相同 ③Q以恒定速率运动，但R的速率会变化 以上说法中正确的有___________。 A．③ B．①和② C．①和③ D．①、②和③ 5．为监测散热系统性能，利用某导电材料制成了一个体积恒定为20 cm3的圆柱形传感元件，连接方式如图（a）。实验测得该元件的电阻R与长度平方的关系如图（b）所示。则该材料的电阻率约为_________Ω·m。 分析有理·押题有据 聚焦 AI 技术在物理中的落地应用，贴合上海 “科技前沿” 命题导向。核心考点包括传感器原理（光电、磁电式）、电路设计与数据分析、电磁感应的实际应用，如智能导航的运动学分析、图像识别的光学原理、AI 控制中的电路逻辑等。押题依据：2024 年 “汽车智能化”、2026 年 “磁电式轮速传感器” 均涉及 AI 相关技术，且上海重视新质生产力情境。命题可能以智能检测、自动驾驶为背景，考查传感器的信号转化、电路故障分析、数据误差处理，需强化跨学科知识融合与信息提取能力。 密押预测·精练通关 1．（2026·上海嘉定·一模）被光镊操控的铷原子 物理学家利用人工智能优化“光镊”（高度聚焦激光束）操控铷原子阵列，排列出“薛定谔的猫”动画图案。光镊可对单个原子施加恒力，使其定向运动。 1．薛定谔波动方程描述的德布罗意物质波是 。 A．机械波 B．概率波 C．电磁波 D．引力波 2．若光镊所用的激光波长为，则所用激光的一个光子能量为_________。已知真空中的光速为c，普朗克常量为h 3．光镊对一某时刻速度为0的铷原子施加一大小为F的恒力，已知铷原子质量为m，忽略其他作用，则在时间t内，该恒力的冲量为_________，经时间t后，铷原子速度大小为_________。 4．铷（Rb）87可通过一次衰变转变为锶（Sr）。 （1）该衰变的核反应方程为：_________+_________。 （2）衰变还会产生反电子中微子（质量数、电荷数均为0）。若衰变产生的粒子的能量为E1，原子核始、末定态的能量差为E2，则衰变过程_________。 A．总能量守恒，E1<E2    B．总能量不守恒，E1<E2 C．总能量守恒，E1>E2    D．总能量不守恒，E1>E2 5．天然放射性元素衰变时放出、、三种射线，垂直射入匀强磁场，轨迹如图中虚线所示。 （1）①②分别对应的是_________。 A．射线、射线             B．射线、射线 C．射线、射线             D．射线、射线 E．射线、射线             F．射线、射线 （2）若磁感应强度大小为B，粒子的电荷量为e，质量为m，速度大小为v，则其轨迹半径为_________。 2．（2026·上海松江·模拟预测）无人机、无人驾驶汽车等是人工智能时代物流配送的重要工具。 1．如图，无人机用轻绳吊着质量为m的包裹，一段时间内飞行高度保持不变，轻绳偏离竖直方向的夹角始终为θ。已知重力加速度为g，包裹所受空气阻力忽略不计。 （1） 包裹的加速度大小为________。 （2） 包裹可能做________运动。（多选） A．匀速    B．匀加速    C．匀减速    D．变加速 （3） 飞行过程中，突然解锁轻绳，包裹在空中的运动轨迹可能是____ A．　　B．　C．　　D． 2．某实验小组研究无人机的运动，测得其在竖直方向飞行高度y随时间t的变化曲线如图所示，E、F、M、N为曲线上的点，EF、MN段可视为两段直线。无人机的质量为2kg，取竖直向上为正方向。则（　　）（多选） A．EF段无人机的速度大小为3m/s B．FM段无人机处于失重状态 C．MN段无人机机械能守恒 D．EN段无人机所受合外力冲量大小为12N∙s 3．某物流公司用无人驾驶汽车送货。汽车沿平直公路初始以速度做匀速运动，遇前方拥堵，立即调整发动机功率为原来的一半，并保持恒定功率行驶，经过20秒后以速度再次匀速运动。已知汽车质量为600kg，所受阻力恒为600N。 （1） 速度的大小为________m/s； （2） 求减速调整阶段汽车行驶的距离________。（计算） 3．（2026·上海杨浦·二模）春晚机器人 两届春晚，物理学赋予宇树人形机器人做出一系列高难度工作的动力。 (1)2026年马年春晚上机器人展示中国功夫，某机器人先做匀速直线运动，再做匀加速直线运动，以开始匀加速的时刻为0时刻。运动的时间用表示，速度用表示，位移用表示，加速度用表示，则下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． (2)2025年蛇年春晚的舞台上，一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌。某时刻机器人转手绢使得手绢上各点绕竖直转轴O在水平面内做匀速圆周运动，手绢可简化成如图所示，则手绢上质点A、B的物理量一定相同的是（　　） A．线速度 B．周期 C．向心加速度 D．向心力大小 (3)小昕同学对春晚机器人抛接手绢视频逐帧分析后发现，抛出后的手绢在细线拉力的作用下被回收。某段时间内，手的位置O点不变，手绢可视为做匀速直线运动，其运动轨迹如图乙中虚线段PQ所示，则手绢从P到Q运动过程中受到的（　　） A．空气阻力先增大后减小 B．空气阻力大小不变 C．细线的拉力一直增大 D．细线的拉力一直减小 (4)有两个机器人静止在舞台上，持续发出同相、同频率的声波。收音设备在舞台上移动，收到声波的振幅随位置变化时大时小。收音设备移动到a点时，收到声波的振幅基本为0，a点到这两个机器人的距离分别为10m和16m，则该声波的波长可能为______。 (5)机器人的避障系统使用超声波。甲、乙两机器人正沿同一直线相向运动，若甲发射一列频率为的超声波，乙测得接收到波的频率为，甲测得乙反射波的频率为，则（　　）（多选题） A． B． C． D． E． F． (6)机器人利用激光借助舞台上的水晶装饰柱进行精准定位。已知水晶折射率。 ①一束激光从水晶进入空气，入射角为，则满足<______。 ②水晶装饰柱是一透明圆柱体，其横截面如图所示。PQ是截面内的一条直径。机器人从柱体外发射一束平行于PQ的激光，调节入射点的位置，使这束激光射入水晶柱体后恰好从P点射出，则光线从P点再次进入空气时折射角的度数为______°。（结果小数点后均保留1位数字） (7)春晚舞台上机器人后空翻的精彩演出离不开技术人员对机器人跳跃动作的反复测试，一次实验测试情况如图所示，三块厚度相同、质量相等的木板A、B、C（上表面均粗糙）并排静止在光滑水平面上，尺寸不计的智能机器人静止于A木板左端。已知三块木板质量均为2kg，A木板长度为，机器人质量为6kg，忽略空气阻力。 ①机器人从A木板左端走到A木板右端时，求：A、B木板间的水平距离； ②机器人走到A木板右端相对木板静止后，以做功最少的方式从A木板右端跳到B木板左端，求：起跳过程机器人做的功，及跳离瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值； ③若机器人以做功最少的方式跳到B木板左端后立刻与B木板相对静止，随即相对B木板进行连续不停地3次等间距跳到B木板右端，此时B木板恰好追上A木板。求：该时刻A、C两木板间距与B木板长度的关系。 4．（2026·上海黄浦·模拟预测）春晚舞台机器人 蛇年春晚舞台上，一群穿着花袄的机器人扭起秧歌，为我们带来了一场科技与艺术的盛宴。 1．机器人传递信号或避障时会利用超声波和激光，这些在空中传播的超声波和激光______。 A．都不需要介质 B．都属于电磁波 C．都是横波 D．都能发生衍射现象 2．有两个机器人静止在舞台上，持续发出同相、同频率的声波。收音设备在舞台上移动，收到声波的振幅随位置变化时大时小。 （1）这一现象叫做波的______。 （2）（多选）收音设备移动到a点时，收到声波的振幅基本为0，a点到这两个机器人的距离分别为10m和16m，则该声波的波长可能是______。 A．4m    B．6m    C．9m    D．12m 3．（多选）机器人的避障系统使用超声波。甲、乙两机器人正沿同一直线相向运动，若甲发射一列频率为的超声波，乙测得接收到波的频率为，甲测得乙反射波的频率为，则______。 A． B． C． D． E． F． 4．舞台中央的一个机器人从时由静止开始沿直线加速运动，时通过激光测距仪测得其正前方7.35m处有一固定障碍物，时测出到该障碍物的距离为6.90m，则机器人的加速度大小为______；该机器人从某时刻开始以相同大小的加速度做减速运动，为确保不撞到障碍物，机器人最迟应在______s时开始减速。 5．机器人利用激光借助舞台上的水晶装饰柱进行精准定位。已知水晶折射率。 （1）（多选）一束激光从水晶进入空气，入射角为，则可能为______。 A．0.3    B．0.5    C．0.6    D．0.7 （2）水晶装饰柱是一透明圆柱体，其横截面如图所示。PQ是截面内的一条直径。机器人从柱体外发射一束平行于PQ的激光，调节入射点的位置，使这束激光射入水晶柱体后恰好从P点射出，则光线进入水晶体时折射角的度数为______°，光线从P点再次进入空气时折射角的度数为______°。（结果小数点后均保留1位数字） 情景三 生活科技融合类 试题前瞻·能力先查 限时：10min 【原创题】电吉他 电吉他是现代科学技术的产物，从外形到音响都与传统的吉他有着明显的差别。琴体使用新硬木制成，配有音量、音高调节器（琴钮）以及颤音结构（摇杆）等装置。配合效果器的使用，电吉他有很强的表现力，在现代音乐中有很重要的位置。多用于歌曲伴奏，作为很好的伴奏乐器。 1．电吉他拾音器内部结构包含一块磁铁，可使金属琴弦磁化；当琴弦振动时，会在拾音器的线圈中产生感应电流。关于琴弦上传播的机械波传入空气中形成的声波，下列说法正确的是（　　） A．频率不变，波长不变 B．频率不变，波长改变 C．频率改变，波长不变 D．频率改变，波长改变 2．某LC振荡电路由电容器C与自感线圈L串联组成；已知某一时刻，电容器的上极板带正电，且此时电容器正在充电。规定电路中逆时针的电流方向为正方向；电路中的电流随时间的变化如图所示，在图中四个时刻中，哪一时刻符合上述电路状态________ 3．某实验中，测得某线圈的磁通量随时间的变化图像如图所示。 （1）从图像中读取磁通量变化的周期与磁通量最大值________。 （2）若该线圈共有500匝，求线圈中产生的感应电动势的最大值_______ 分析有理·押题有据 上海卷 “贴近生活” 的核心情景，覆盖智能家居、新能源汽车、健康监测等场景。核心考查力学（牛顿定律、压强）、电磁学（电磁感应、电路计算）、热学（能量守恒、气体定律），如新能源汽车的再生制动、智能家电的功率计算、健康监测的传感器应用等。押题依据：近年试卷连续出现 “自行车发电照明”“再生制动与气囊减震” 等情境，凸显 “学以致用”。命题多设计为综合题，如结合电磁感应与能量守恒分析充电桩工作原理，或通过电路计算解决智能家居控制问题，需熟练掌握基础规律在实际场景中的灵活迁移。 密押预测·精练通关 1．（2026·上海·二模）小金同学骑自行车上学，骑行过程中车轮与地面间不打滑。 1．如图，小金所骑自行车的链轮、飞轮和车轮的半径分别为、、。 （1）、分别为链轮和飞轮边缘上的点，则、两点的角速度大小之比为______。 （2）若踏板转动的角速度为，则自行车前行的速度大小为______。 2．小金用一根细绳将水杯悬挂在自行车车把上，他骑车沿平直公路做匀减速直线运动的过程中，水杯的受力示意图可能是______。 A． B． C． D． 3．小金到学校后将自行车停在路边，车轮胎容积保持不变。 （1）随着环境温度升高，车胎内的气体______。 A．对外界放热    B．所有分子的运动速率都变大 C．对外界做正功    D．速率大的分子所占比例变大 （2）环境温度为时，车胎内气体的压强为，则环境温度为时，车胎内气体的压强为______。 4．为了提高傍晚回家骑行的安全性，小金设计了一种“闪烁”装置。如图，车轮金属圈与轮轴之间均匀地连接3根长均为的金属条，每根金属条中间都串接一个阻值的小灯，金属条与金属圈构成闭合回路。车架上固定磁铁，可形成以轮轴为圆心的扇形匀强磁场区域，磁感应强度，方向垂直纸面向外。不计其他电阻。 （1）车轮以角速度转动时，证明金属条切割磁感线所产生的感应电动势为。 （2）磁场区域的圆心角为，车轮转动的角速度为，车轮半径为。小金在水平路面骑行，假设人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电阻力。 ①金属条进入磁场时，中感应电流的方向为______，大小为______。 ②无风时小金克服空气阻力的功率为。车轮转动一圈，小金需要对自行车做多少功？ 2．（2026·上海金山·二模）自行车。小金同学骑自行车上学，骑行过程中车轮与地面间不打滑。 (1)如图，小金所骑自行车的链轮、飞轮和车轮的半径分别为R1、R2、R3。 ①A、B分别为链轮和飞轮边缘上的点，则A、B两点的角速度大小之比为___________。 ②若踏板转动的角速度为，则自行车前行的速度大小为___________。 (2)小金用一根细绳将水杯悬挂在自行车车把上，他骑车沿平直公路做匀减速直线运动的过程中，水杯的受力示意图可能是___________。 A．B．C． D． (3)小金到学校后将自行车停在路边，车轮胎容积保持不变。 ①随着环境温度升高，车胎内的气体___________。 A．对外界放热             B．所有分子的运动速率都变大 C．对外界做正功         D．速率大的分子所占比例变大 ②环境温度为时，车胎内气体的压强为P，则环境温度为 时，车胎内气体的压强为___________ (4)为了提高傍晚回家骑行的安全性，小金设计了一种“闪烁”装置。如图，车轮金属圈与轮轴之间均匀地连接3根长均为L=0.4m的金属条，每根金属条中间都串接一个阻值的小灯，金属条与金属圈构成闭合回路。车架上固定磁铁，可形成以轮轴为圆心的扇形匀强磁场区域，磁感应强度B=0.4T，方向垂直纸面向外。不计其他电阻。 ①（论证）车轮以角速度转动时，证明金属条切割磁感线所产生的感应电动势为_____________。 ②磁场区域的圆心角为，车轮转动的角速度为，车轮半径为0.45m。小金在水平路面骑行，假设人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电阻力。 a、金属条OA进入磁场时，OA中感应电流的方向为___________，为___________A。 b、（计算）无风时小金克服空气阻力的功率为18W。车轮转动一圈，小金需要对自行车做多少功______？ 3．（2026·上海杨浦·二模）地铁换乘 魔都政府为了保证高考期间的地铁换乘的便利与安全作出了许多布控。 (1)地铁车体和屏蔽门之间安装有光电传感器主要用于检测间隙中的异物，防止夹人事故。如图甲所示的光电传感器，若光线被挡住，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光只有两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为光单独照射光电管时产生的光电流与光电管两端电压的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62~3.11eV，下列说法正确的是（　　） A．由题述可知光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为12.09eV B．光线发射器中发出的光有两种可见光 C．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减小 D．由题述可知，a光为氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时发出的光 (2)为了考生换乘地铁方便，厦门海沧区政府在地铁口和主要干道上投放了大量共享电动车。骑行者通过拧动手把来改变车速，手把内部结构如图甲所示，其截面如图乙所示。稍微拧动手把，霍尔元件保持不动，磁铁随手把转动，与霍尔元件间的相对位置发生改变，穿过霍尔元件的磁场强弱和霍尔电压UH大小随之变化。已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，霍尔元件工作时通有如图乙所示的电流I，载流子为电子，则（　　）（多选题） A．霍尔元件下表面电势高于上表面 B．霍尔元件下表面电势低于上表面 C．从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，可以增大vm D．其他条件不变，调大电流I，可以增大vm 4．（2026·上海浦东新·一模）目前，有越来越多智能化的健康管理系统应用于生活。 1．光纤内窥镜常用于健康检查，光纤由折射率为的内芯和折射率为的包层构成，如图所示。 （1）与的关系是______。 A．    B．    C． （2）若，光从横截面中心射入内芯，入射角，则折射角为______°。 2．医疗中心的一种无线门铃呼叫器“自发电”原理如图所示。按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮，磁铁回归原位，则______。 A．按下按钮过程中，螺线管中感应电流由流向 B．松开按钮过程中，螺线管中无感应电流产生 C．按下按钮后保持不动，螺线管中仍存在感应电流 D．按下和松开按钮过程中，螺线管中感应电流方向相同 3．智能手表的无线充电原理示意图如图所示。充电底座内的发射线圈接在的交流电源上，手表内的接收线圈获得的交流电电压为。若不考虑漏磁，发射线圈与接收线圈的匝数之比为______，接收线圈获得的交流电的周期为______s。 4．压敏电阻的阻值随压力减小而增大。热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图（a）所示。某研究小组利用的恒压电源、定值电阻、压敏电阻、热敏电阻设计智能电路。 （1）用压敏电阻实现智慧养老床垫的压力监测。老人离开床之后，系统将因电压表示数过大而响起警报，满足此要求的电路可能是______。 A．      B．  C． （2）用热敏电阻设计的保温箱电路如图（b）所示，当通过控制系统（阻值不计）的电流小于时，加热系统将开启。由图（a）可知，温度为40℃时，热敏电阻阻值为______kΩ。若要使保温箱内温度不低于40℃，应选取的阻值为______kΩ。 情景四 体育科技 试题前瞻·能力先查 限时：12min 【原创题】篮球运动 篮球运动作为一个常规的球类运动在学校普遍受到学生的喜爱。一个标准合格的篮球质量为 m。请完成下列问题： (1)小明同学将篮球以速度 v1 从离地高度为 h1 处投出。篮球以速度 v2 进入离地高度为 h2 篮筐，如图所示。运动过程中篮球离地最大高度为 H。空气阻力不能忽略。 ①篮球从出手到进入篮筐过程中，损失的机械能( ) A．mgH – mgh2                B．mgh1 – mgh2 C．mgH – mgh2 − mv22        D． ②篮球从最高点沿着弧线下降过程中，请在图中分别画出篮球速度v的方向和所受合外力F的方向_______。 (2)一篮球以水平初速度v0抛出（不考虑篮球的自转和空气阻力），分别测得0.2s末、0.4s末和0.6 s末的速度矢量v1、v2和v3，并在方格纸内画出了如图所示的速度矢量图，重力加速度g = 10 m/s2。则v0 = _______m/s，0.6s内篮球的位移s =_______m。 (3)将篮球从离地H高度处由静止开始下落，经过一次与地面的碰撞后，竖直反弹至最高处h =H。若篮球和地面碰撞没有能量损失，运动过程中空气阻力保持不变。 ①空气阻力和重力之比等于________。如果让篮球连续不断的上下弹跳，最后会停止在地面，则篮球通过的总路程s =_______。 ②计算：当篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个竖直向下的冲量I，使得篮球与地面再次碰撞后恰好反弹至原来的h高度处。求I的大小________。 分析有理·押题有据 结合体育场景与科技革新，符合上海卷 “真实情境” 考查要求。核心考点包括运动力学（惯性、摩擦力、动量）、振动与波（如电吉他发声）、材料力学（碳纤维器材特性）、传感器应用（运动轨迹监测）等。押题依据：2026 年试卷 “电吉他”“松鼠运动” 情境已体现体育相关力学考查，且上海体育赛事密集（如全运会）。命题可能以运动员动作分析、运动器材革新为背景，考查力与运动的关系、能量转化、振动频率计算等，需注重从体育场景中提炼物理模型，强化科学论证与定量分析能力。 密押预测·精练通关 1、（2026·上海金山·模拟预测）足球运动深受广大民众喜爱。已知足球质量m=0.4kg。 1．如图，运动员将足球从地面上以速度v踢出，足球恰好水平击中高为h的球门横梁。 （1）足球在向斜上方飞行过程中，下列能表示足球所受合外力方向的是( ) A．      B． C．       D． （2）若不计空气阻力，以地面为零势能面，则足球在飞行过程中的机械能为( ) A．mv2            B．mgh            C． mv2+mgh        D．mv2-mgh （3）若足球以10m/s的速度撞击球门横梁后，以6 m/s的速度反方向弹回，横梁触球时间为0.1s，则横梁对足球的平均作用力大小为___________N； 2．假设足球所受空气阻力大小保持不变。某同学将足球竖直向上抛出，足球上升过程中，其动能Ek随上升高度h的变化关系如图所示。足球上升2m的过程中机械能减少了___________J，运动过程中所受的阻力大小为___________N。（结果均保留三位有效数字，重力加速度g取10 m/s2） 2、（2026·上海青浦·模拟预测）在体育运动项目中，包含着丰富的物理原理。只要你善于观察，都能用物理知识解决实际问题。 1．篮球训练中，某同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前。这样接球有助于减小接球过程中（    ） A．篮球动量的变化量 B．篮球动能的变化量 C．篮球对手的作用力 D．篮球对手作用力的冲量 2．体操运动员在上下抖动一轻质丝带，形成一列“绳波”，如图所示。其中P点恰处于平衡位置，a、b两点沿波的传播方向相距1.5m、沿振动方向相距0.5m，运动员手中小棍上下抖动的频率为3Hz。波形沿丝带传播的速度大小应为___________m/s，小棍的起振方向向___________。从图示时刻起的0.1s内，P点振动的速度大小变化情况为___________。 3．跳水运动员在跳台上腾空而起。跳台距水面高度为10m,运动员恰好到达最高位置时，他的重心离跳台台面的高度为1米,当他下降到手触及水面时要伸直双臂做一个反掌压水花的动作,这时他的重心离水面也是1m。从最高点到手触及水面的过程中，其重心的运动可以看作自由落体运动，则他在此过程中完成一系列动作可利用的时间为_________s（保留两位小数），忽略运动员进入水面后的受力变化，从手掌触及水面入水之后，他的重心能下沉到水面下约2.5m处，假设运动员质量为50kg，入水过程中，试计算他克服水的平均阻力做功为________J。（g取10m/s2） 4．如图所示，在某次3000m短道速滑接力赛练习中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙的速度大小为12m/s，甲的速度大小为10m/s，此时乙沿水平方向猛推甲一把，使甲以15m/s的速度向前冲出。已知甲、乙运动员的质量均为60kg，乙推甲的时间为0.8s，冰面阻力足够小，求： （1）在乙推甲的过程中，乙对甲的平均作用力大小； （2）乙推甲后两人分开时乙的速度。 3、（2026·上海宝山·模拟预测）游泳是人凭借浮力，通过肢体有规律的运动使身体在水中运动的技能。 1．游泳时我们向后作划臂、蹬腿动作，就会获得向前的推动力，解释这一现象用到的物理规律是___________。在水中前进时会受到水对人体的阻力，该阻力与在人体前进方向上横截面的投影面积成正比，则下面二图中合理的游泳姿势为___________（选择：A．图1    B．图2）所示。 2．如图所示，游泳池中有一初学者双手借助一块浮板，在水面上正以匀速直线运动的方式向前游动，他的双手对浮板施加的力 A．水平向前 B．竖直向下 C．向前偏斜向上 D．向前偏斜向下 3．某人使图游过黄浦江，他以一定速度，且视线始终垂直河岸向对岸游去，设江水匀速流动，则（　　） A．江水的流速越大，渡江时间越短 B．渡江时间与江水的流速大小无关 C．江水的流速越大，渡江路程越短 D．渡江路程与江水的流速大小无关 4．一游客静止地漂浮在海滨浴场的水面上，发现一列水波平稳地向他传来，从第1个波峰通过他身体开始计时，到第10个波峰通过时恰好为15s。若该水波为简谐横波，则水波的频率为___________Hz，第12 s末时游客浮动的速度方向为___________。 5．质量m=100kg的小船静止在水面上，船上左、右两端各站着质量m甲=60kg、m乙=40kg的游泳者。当甲朝左，乙朝右，同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时，不计水的阻力，则小船的运动方向为___________；运动速率为___________m/s。 6．（计算）有一游泳池，在沲底水深h=1.5m处有一个点光源，已知水的折射率n=1.3，试求：游泳池边上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的半径R（结果保留两位有效数字）。 4、（2026·上海虹口·模拟预测）二、滑雪比赛 冬奥会的单板滑雪比赛场地由助滑区、起跳台、着陆坡、终点区构成。运动员与滑雪板一起从高处滑下，通过跳台起跳，完成空翻、转体、抓板等技术动作后落地。分析时，不考虑运动员空翻、转体等动作对整体运动的影响。 1．若空气阻力不可忽略，运动员在空中滑行时所受合力的图示正确的是（　　） A． B． C． D． 2．简化的赛道如图所示，其中MN为助滑区，水平部分NP为起跳台，MN与NP间平滑连接。可视为质点的运动员从M点由静止自由滑下，落在足够长的着陆坡上的Q点。运动过程中忽略摩擦和空气阻力，g取10m/s2. （1）M到Q的过程中，运动员的速度大小为v、加速度大小为a，下列v-t图或a-t图正确的是( ) （2）要求运动员离开起跳台时的速度不低于10m/s，则MN的高度至少为___________m。在现有的赛道上，若运动员希望增大起跳的速度，可以采取的办法是___________ （3）已知着陆坡的倾角α=37°，运动员沿水平方向离开起跳台的速度v0=10m/s，他在空中可以有___________s的时间做花样动作。若起跳速度提高到v0′=12m/s，则运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （4）甲、乙两名运动员先后在同一赛道上比赛，若空气阻力不可忽略，固定在着陆坡上的传感器测出他们在竖直方向的速度vy与时间t的变化关系如图所示（均从离开P点开始计时）。图中t1、t2分别是甲、乙运动员落在着陆坡上的时刻，两条图线与t轴之间所围的面积相等，则( ) A．甲、乙的落点在同一位置 B．甲的落点在乙的右侧 C．该过程中甲的平均速度一定大于乙 D．vy=8m/s的时刻，甲所受空气阻力的竖直分量大于乙所受空气阻力的竖直分量 第二部分 高频考点预测篇 [高频考点预测】 预测01原子物理 1．若两个氘核对心碰撞，核反应方程为；，其中氘核的平均结合能为，氦核的平均结合能为，下列说法中正确的是（　　） A．X为质子 B．该核反应释放的核能为 C．该核反应前后核子的总质量相等 D．氦核的平均结合能小于氘核的平均结合能 2．声光控开关中，光敏电阻的工作原理是电阻内的光电效应，与一般光电管的工作原理相同。某光敏电阻，当用不同强度的红光照射时，其阻值不发生变化；当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化。关于该光敏电阻，下列说法正确的是（　　） A．用红光照射时光敏电阻发生了光电效应 B．用不同强度的白光照射，其阻值一定不发生变化 C．用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能小 D．用不同强度的紫光照射，其阻值一定发生变化 3．关于粒子的说法，正确的是（    ） A．发生衰变时放出的射线是电子流，射线来自原子核，说明原子核里有电子 B．德布罗意通过实验验证了实物粒子具有波动性 C．发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子是一次性吸收光子的全部能量，不需要积累的时间 D．光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子，叫作“基本粒子” 4．核反应方程：中的 X 是（   ） A．质子H B．正电子 e C．电子e D．中子n 5．太赫兹波是频率介于微波与红外线之间的电磁波，其（　　） A．光子的能量比红外线更多 B．比红外线更加容易发生衍射现象 C．由真空进入玻璃介质时波长不变 D．与微波在真空中的传播速度不同 预测02光学 1．随着科技的发展，气象卫星可以获取表征地球和大气运动的各种物理状态和参数。离地面越近，大气的折射率越大。当太阳光射向地面时，光的传播速度将（　　） A．变大 B．不变 C．变小 2．一束红光经过狭缝在光屏上得到如图所示的图样，由此可知（　　） A．该图样属于红光的干涉图样 B．狭缝宽度必远大于红光波长 C．光沿直线传播只是近似规律 D．换用紫光照射，条纹间距变宽 3．双缝干涉实验中将光源从紫光改为红光，其他条件不变，得到的干涉条纹间距不同，是由于两种色光的（　　） A．传播速度不同 B．振动方向不同 C．强度不同 D．频率不同 4．（多选）内径为h、深度为h的圆柱体枯井如图所示。水的折射率n=，当井水灌满后，蹲在井底中央处的青蛙（视为质点）（　　） A．看到井外的范围变小 B．看到井外的范围变大 C．若可看到井外地面上的花，竖直向上跳到的位置距离井口最远为h D．若可看到井外地面上的花，竖直向上跳到的位置距离井口最远为h 5．（多选）舞台景观水池的水面下安装有几个彩色灯泡，岸上的游客看到红灯和绿灯是在同一水平线上，红灯和绿灯均可视为点光源，红光的折射率小于绿光。下列说法正确的是（　　） A．一束红光和一束绿光会发生干涉 B．游客看到的红灯的深度比实际深度要小 C．红光比绿光在水中传播的更快 D．若水池面积足够大，则红灯把水面照亮的面积较大 预测03热学 1．（多选）一定质量的理想气体发生如图所示的变化，其中、间的实线是一条双曲线，发生等温变化，平行于横轴，平行纵轴，下列说法正确的是（　　） A．过程气体做功量大小小于过程气体做功量大小 B．状态的平均分子速率小于状态的平均分子速率 C．从状态，气体吸收热量小于气体对外界做的功 D．气体状态的内能小于状态的内能 2．某型号新能源汽车的后备箱内安装有气压支撑杆，它主要由汽缸和活塞组成，开箱时密闭汽缸内的压缩气体膨胀将箱盖顶起，忽略气体分子间相互作用，若缸内气体（　　） A．与外界无热交换，则气体温度升高 B．与外界无热交换，则气体分子的平均动能增大 C．温度保持不变，则气体压强变大 D．温度保持不变，则气体从外界吸收热量 3．如图所示为气体分子的速率分布图线。纵坐标表示速率分子占总体的百分比，图线1下方的面积为S1，图线2下方的面积为S2。则温度T和面积S的大小关系为（    ）    A．T1 > T2 B．T1 < T2 C．S1 > S2 D．S1 < S2 4．如图所示为一定质量理想气体状态变化的图像。已知在状态A时的压强为，则（    ）    A．状态B时的压强为 B．状态C时的压强为 C．A→B过程中气体对外做功 D．B→C过程中气体内能减小 5．（多选）一定质量的理想气体，从初始状态a经状态b、c、d再回到a，它的压强p与热力学温度T的变化关系如图所示，其中ba和cd的延长线过坐标原点，状态a，d的温度相等，则（  ）    A．气体在状态a的体积小于在状态d的体积 B．气体在状态a的体积大于在状态d的体积 C．从状态b到c，气体吸收的热量小于它对外界做的功 D．从状态b到c，气体吸收的热量大于它对外界做的功 预测04直线运动、受力分析与牛顿运动定律 1．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g，从离人约20cm的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为0.02s，取重力加速度g=10m/s2；下列分析正确的是（　　） A．手机接触头部之前的速度约为1m/s B．手机对头部的冲量大小约为0.24 C．手机对头部的作用力大小约为10.8N D．手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.24 2．在舞台中固定一个直径为6.5 m的球形铁笼，三辆摩托车始终以70 km/h的速率在铁笼内旋转追逐，旋转轨道有时水平，有时竖直，有时倾斜，非常震撼。关于摩托车的旋转运动，下列说法正确的是（　　）    A．摩托车在铁笼的最高点时，对铁笼的压力最大 B．摩托车驾驶员始终处于失重状态 C．摩托车所受合外力做功为零 D．摩托车的速度小于70 km/h，就会脱离铁笼 3．蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称。在运动员进行蹦床比赛过程中（　　） A．评委给运动员评分时可以把运动员看出质点 B．蹦床对运动员的弹力是由于蹦床的形变引起 C．运动员静止在蹦床上时，运动员对蹦床的压力就是运动受到的重力 D．从蹦床上弹起过程中蹦床对运动员的弹力大于运动员对蹦床的弹力 4．了研究物体A的振动，如图（a）所示，在A上固定一支激光笔，水平向右发射出的激光照射到有感光涂层的圆筒表面可以留下痕迹，圆筒以0.1r/s的转速绕轴转动，圆筒半径为10cm。将A从平衡位置竖直向下拉开2cm后由静止释放，某段时间内在圆筒表面获得的图像如图（b）所示。 (1)A振动的频率约为______Hz。 A．0.17 B．0.70 C．1.05 D．2.09 (2)图（b）中P点位置对应物体A处于______状态。 A．失重 B．超重 (3)在物体A相邻两次达到最大速率的过程中，重力的______。 A．冲量和做功均为零 B．冲量不为零，做功为零 C．冲量和做功均不为零 D．冲量为零，做功不为零 5．运动员从高处落下，在接触蹦床向下运动过程中（　　） A．动能先增加后减少，重力势能减少 B．动能先增加后减少，重力势能增加 C．动能减少，重力势能减少 D．动能减少，重力势能增加 预测05平抛运动、匀速圆周运动、天体运动规律 1．我国某些地区的人们用手拋撒谷粒进行水稻播种，如图（a）所示。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从O点抛出，初速度分别为v1、v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于P点，如图（b）所示。已知空气阻力可忽略。 1．谷粒1、2在空中运动时的加速度a1、a2的大小关系为（　　） A．a1 > a2 B．a1 < a2 C．a1 = a2 D．无法确定 2．两粒谷子（　　）到达P点 A．谷粒1先 B．谷粒2先 C．同时 2．如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点。当该自行车在平直的道路上行驶时，下列说法中正确的是（　　） A．要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 B．要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 C．要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为 D．要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为 3．引力场 科学家持续观测银河系中心附近的某恒星S，其1994—2002年轨迹可视为半长轴约1000AU（日地距离为1AU）的椭圆如图所示，推测椭圆某焦点处存在一超大质量黑洞，S的运动主要受该黑洞引力作用。 1．以该黑洞为参考系，2000年到2001年间，恒星S的速度大小v、加速度大小a的变化情况为___________。 A．v和a均逐渐减小 B．v逐渐增大，a逐渐减小 C．v和a均逐渐增大 D．v逐渐减小，a逐渐增大 2．将恒星S的轨迹视为圆，太阳质量为M，估算该黑洞质量约为___________。 A．2×102M B．4×103M C．4×106M D．2×107M 3．类比电场强度定义引力场的场强，相距为2r的两质点质量分别为m、M（m≤M），则两质点连线中点处的引力场场强大小为___________。（引力常量为G） A． B． C． D． 4．考虑到引力红移，太阳发出的光被远处的观测者接收时频率___________。 A．会减小 B．保持不变 C．会增大 4．如图所示为地球赤道所在平面的剖视图。地球半径为R，地球视为球体。 (1)若地表重力加速度为g，则距离地心R处的重力加速度为______。 A．(-1) g B． C． g D． g (2)若以R为边界，图的阴影区分布着磁感应强度为B的匀强磁场。火箭升空的过程中，产生的一个比荷 为k的带电粒子以正对地心的方向射入该匀强磁场，其轨迹恰与地表相切。则该带电粒子在匀强磁场中运动的时间为______。 A． B． C． D． 5．（多选）“嫦娥”回家 “嫦娥六号”的返回器采用“再入返回”技术返回地球。返回器从点a首次进入大气层，经过点b后，从点c跃出大气层，经过点d后从点e再次进入大气层，其运动轨迹如图所示。（仅考虑地球引力和大气作用力） 1．返回器从点a运动到点c的过程中： （1）返回器的机械能( ) A．逐渐增大        B．逐渐减小        C．先增大再减小        D．先减小再增大 （2）返回器减速经过点b时，大气对其作用力F的方向可能为( ) 2．返回器经过大气层外的点d时，距地面高度为h、速度大小为v，此时返回器的加速度大小（　　）（已知引力常量为G，地球的质量为M、半径为R） A．等于 B．大于 C．等于 D．大于 预测06电场性质、电容器、电场力做功与电势能 1．（多选）目前智能手机普遍采用了电容触摸屏，如图所示，当手指接触到电容屏时，人体与电容屏就形成一个等效电容，从而实现对手机屏幕的操控。下列物体中能够代替手指可以操控手机屏幕的是（    ） A．不锈钢勺子 B．金手镯 C．橡皮擦 D．玻璃棒 2．莱顿瓶可看作电容器的原型，一个玻璃容器内外包裹导电金属箔作为极板，一端接有金属球的金属棒通过金属链与内侧金属箔连接，但与外侧金属箔绝缘。从结构和功能上来看，莱顿瓶可视为一种早期的平行板电容器。关于莱顿瓶，下列说法正确的是（　　） A．充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，莱顿瓶能容纳的电荷越多 B．瓶内外锡箔的厚度越厚，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 C．充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 D．莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关 3．如图所示是三个电场的等势面，A、B两点在等势面上。若带电量为+1μC的物体从A点移动到B点，三种情况下电场力做功分别为WⅠ、WⅡ、WⅢ，则（　　） A．WⅠ最大 B．WⅡ最大 C．WⅢ最大 D．WⅠ=WⅡ <WⅢ E．WⅠ=WⅡ =WⅢ 4．输液传感器内部的测量电路如图（a）所示。A、B间电压恒为U0，R为定值电阻，可控开关S不断在1、2之间自动切换。随着系统监测每次充电过程中电路中的电流随时间的变化曲线可自动判断是否有药液。有药液时，输液传感器的电容值大。图（b）为甲、乙两次监测的结果。 (1)两次监测结果中，没有药液的是________。 A．甲 B．乙 (2)在0 ~ t1时间内，两次监测下电容器C两端的电压变化量分别为ΔU甲和ΔU乙，则________。 A．|ΔU甲|＝|ΔU乙| B．|ΔU甲|＞|ΔU乙| C．|ΔU甲|＜|ΔU乙| 5．（多选）静电 静电现象普遍出现于平时的生活之中，人类通过静电现象开始了对电的深入研究。 1．早在公元1世纪，我国学者王充在他的《论衡》一书中就记述了“顿牟掇芥”，“顿牟”是指玳瑁的甲壳，“芥”是指轻小物体。下列例子中哪一个跟王充的这个记述相类似？（　　） A．在干燥的季节小李同学用梳子梳理头发，发现越梳头发越蓬松 B．为了防止事故发生，运油的油罐车后面总拖有一根接地的铁链 C．小学自然常识的老师在课堂上做了个“小魔术”，用梳过头发的梳子吸起纸屑 D．在干燥的天气里脱去化纤衣服，把手指靠近金属物体，看到火花，听到噼啪声 2．某同学利用图甲所示电路观察电容器的充电和放电现象，计算机屏幕显示出放电过程的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电容器放电时电子由b向a通过电阻 B．电容器放电过程中电阻R两端电压逐渐增大 C．将电阻R换成阻值更大的电阻，放电时间变长 D．若，则可知电源电动势 3．如图甲，A、B是某电场中的一条电场线上的两点，一带负电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。取A点为坐标原点，且规定，方向为正方向建立x轴，作出了所在直线的电场强度大小E、电势、粒子的电势能，随位移的变化的图像、图像、图像，其中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 4．光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一质量的带正电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点，其运动过程的图象如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定（    ） A．中垂线上B点电场强度最大 B．A、B两点之间的位移大小 C．B点是连线中点 D． 5．沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度B随x的变化规律如图所示，坐标点O、x1、x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点相对应，相邻两点间距相等。一个带正电的粒子从O点由静止释放，运动到A点的动能为，仅考虑电场力作用，则（　　） A．从O点到C点，电势先升高后降低 B．粒子先做匀加速运动，后做变加速运动 C．粒子在段电势能变化量大于段的电势能变化量 D．粒子运动到C点时动能大于 预测07安培力、洛伦兹力、带电粒子磁场圆周运动 1．如图（甲）所示，笔记本电脑的显示屏和机身分别装有磁体和霍尔元件，可实现屏幕打开变亮、闭合熄屏的功能。图（乙）为机身内霍尔元件的示意图，其长、宽、高分别为a、b、c，元件内的导电粒子是自由电子，通入的电流方向向右，强度为I。当闭合显示屏时，元件处于垂直于上表面且方向向下的匀强磁场中，稳定后，元件的前后表面间产生电压U，以此控制屏幕的熄灭。则此时（　　） A．前表面的电势比后表面的低 B．电压U的大小与a成正比 C．电压U的大小与I成正比 D．电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力大小为 2．光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直且彼此绝缘的长直导线，通有大小相同、方向如图所示的电流。在导线夹角的角平分线上对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线中的电流均匀增加且大小始终相等，则会产生逆时针方向感应电流的是（　　） A．线圈 1 B．线圈2 C．线圈3 D．线圈4 3．如图所示，线框abcd通有恒定电流的长直导线线框从位置I按照以下四种方式运动，磁通S变化的绝对值最大的是（　　） A．平移到位置II B．以bd为转轴转到位置II C．以MN为转轴转到位置Ⅲ D．平移到以MN为对称轴的位置III 4．（多选）在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨。由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨无初速的放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上。a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计。则（　　） A．物块c的质量是2msinθ B．b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能 C．b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能 D．b棒放上导轨后，a棒中电流大小是 5．（多选）如图，导线框与电源、滑动变阻器、电流表、开关组成闭合回路，将导线框用弹簧测力计悬挂起来，导线框下端置于一磁铁两极之间。接通电路，调节滑动变阻器，观察并记录电流表读数I和弹簧测力计读数F。则根据实验数据描绘出的图像可能是（　　） A． B． C． D． 预测08电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律 1．利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈内的磁感应强度，用电压传感器测量线圈内的感应电动势。为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出（　　） A．图像 B．图像 C．图像 D．图像 2．如图所示，将一个单位长度电阻为的均匀圆形金属线圈用一根不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，线圈的半径为，粗细不计。过圆心的直线的下方有方向始终垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间的变化关系为，直线与线圈的交点为、。则下列说法正确的是（    ）    A．线圈中产生的电流大小恒为 B．线圈中有逆时针方向的感应电流 C．线圈所受到的安培力大小恒定不变 D．时间内线圈中产生的焦耳热为 3．如图所示，两光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为d，其左端接阻值为R的定值电阻，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，一质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置，且接触良好。现给导体棒MN一水平向右的初速度，经过时间t，导体棒MN向右运动的距离为x，速度变为。不计金属导轨和导体棒MN的电阻。甲、乙两位同学根据以上条件，分别求解在时间t内通过电阻R的焦耳热Q，具体过程如下（　　） 甲同学： 在这段时间内，导体棒，MN切割磁感线的感应电动势 所以 乙同学： 在导体棒向右运动的过程中，导体棒损失的动能最终转化为电阻R的焦耳热，则有 A．两位同学的解法都正确 B．两位同学的解法都错误 C．甲同学的解法正确，乙同学的解法错误 D．甲同学的解法错误，乙同学的解法正确 4．（多选）如图所示，两条光滑的不计电阻的金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在匀强磁场，导轨上端连接电阻R。在不加其他外力的情况下，导体棒沿导轨下滑，棒始终与导轨接触良好，且平行于斜面底边，则在下滑过程中，导体棒中的感应电流I、穿过棒与导轨围成的闭合回路的磁通量随时间t变化的关系不可能是（　　） A． B． C． D． 5．（多选）如图所示，倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面上间距d=1m的两平行虚线aa′和bb′之间有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度B=5T。现有一质量m=1kg，总电阻R=5 Ω，边长也为d=1m的正方形金属线圈MNPQ有一半面积位于磁场中，现让线圈由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中线圈MN边始终与虚线aa′保持平行，线圈的下边MN穿出aa′时开始做匀速直线运动。已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，线圈与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，下列说法错误的是（　　） A．从开始到线圈完全进入磁场的过程，通过线圈某一截面的电荷量为0.5C B．线圈做匀速直线运动时的速度大小为0.4m/s C．线圈速度为0.2m/s时的加速度为1.6m/s2 D．线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中产生的焦耳热为3J 预测09交变电流、变压器原理、远距离输电 1．（多选）汽车充电枪内部存在变压器，某一理想变压器为降压变压器，原线圈与正弦式交流电源相连，副线圈通过导线与两个灯泡、相连，保持电源输出电压不变，电流表均为理想电表，开始时开关S处于断开状态。则当开关S闭合后（两个灯泡都能发光），下列说法正确的是（　　） A．灯泡变暗 B．电流表的示数变大 C．电流表的示数变大 D．变压器原线圈的输入功率变大 2．（多选）如图所示，变压器为理想降压变压器，，，电流表为理想交流电表，原线圈接到电压为的家庭电路上时，电流表示数为。下列说法正确的是（  ）    A．通过变压器原副线圈的磁通量之比等于原副线圈的匝数比 B．电阻消耗的电功率为 C．若断开，电流表的示数为 D．若断开，电阻消耗的电功率约为 3、自行车发电照明系统 某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其结构见图（b）。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V，6W”的灯泡相连。当车轮匀速转动时，发电机输出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。 1．在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中 （1）通过的电流方向（在图中用箭头标出）；_____ （2）中的电流_____ A．逐渐变大    B．逐渐变小    C．先变大后变小    D．先变小后变大 2．若发电机线圈电阻为2Ω，车轮以某一转速n转动时，恰能正常发光。将更换为标有“24V，6W”的灯泡，当车轮转速仍为n时 （1）两端的电压_____ A．大于12V    B．等于12V    C．小于12V （2）消耗的功率_____ A．大于6W    B．等于6W    C．小于6W 3．利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数比，该变压器原线圈两端的电压为______V。 4．在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。 （1）在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为_____ A．B．C．D． （2）无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率，车灯的功率为。为使车灯的功率增大到，骑车人的功率P应为_____ 4、工业余热发电 工业余热发电是通过收集工业生产中废弃余热，驱动燃气轮机转动，从而带动发电机发电。它将废弃的热转化为电，是工业节能与实现双碳目标的重要途径。 1．发电所用的燃气轮机，通过布雷顿循环将内能转化为机械能，包括四个主要过程：绝热压缩、等压加热、绝热膨胀和等压冷却。若1mol封闭理想气体在布雷顿循环中压强和体积的关系图像如图（a）所示。 （1）以下说法正确的是________ A．过程，气体温度下降 B．过程，外界对气体做正功 C．过程，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 D．过程，单位体积内分子数变少 （2）若气体在状态处温度为，则在状态处温度为________K（保留3位有效数字）。 （3）（计算）若过程气体内能变化量为，气体吸收热量为多少________？ 2．发电厂使用四极汽轮发电机，其结构如图（b）所示。定子上固定三个100匝线圈，中心两对N、S磁铁构成四极转子。当转子匀速旋转时，穿过一个线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图（c）所示。 （1）（多选）在时间内，线圈感应电动势为零的时刻为________ A．    B．    C．    D． （2）发电机转子的转速为________。 （3）若这个线圈（线圈电阻不计）与的电阻串联，那么时间内通过电阻的电量为________C。 5．浮筒式波浪发电机 南海上某哨塔想采用浮桶式波浪发电补充生活用电，其原理简化如图甲。能产生如图乙辐向磁场的磁体通过支柱固定在暗礁上，线圈内置于浮桶中。浮桶随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。该线圈与阻值的指示灯相连。如图乙所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成，图乙中斜线阴影部分为产生磁场的磁体；匝数匝的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度，线圈直径，内阻不计。浮桶在仅受浮力和重力作用下的振动为简谐运动，其外侧圆周的横截面积（如图乙中阴影部分所示）为S，海水密度为，重力加速度为g，忽略海水对浮桶的阻力。 (1)装置入海后，浮筒随海浪上下运动为受迫振动，产生正弦交流电。已知浮桶作简谐运动的固有周期公式为：，其中m为振子质量，海浪的周期始终为； ①k的国际基本单位为______。 ②浮桶做简谐运动的回复力满足，则系数k的表达式应为下列选项中的( ) A．               B．                C．                D． ③当浮桶及线圈的总质量m=______时，该浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高； ④浮筒相邻两次达到最大速率的过程中，重力的( ) A．冲量和做功均为零              B．冲量不为零，做功为零 C．冲量和做功均不为零            D．冲量为零，做功不为零 (2)假设浮桶振动的速度可表示为，取。 ①求：灯丝在1小时内产生的焦耳热； ②若输出端通过理想变压器给哨塔供电，如图丙所示，当闭合，断开时，原线圈中电流表示数为，已知图中灯泡标称为“”，恰能正常发光，电动机线圈电阻为，求：此时图中电动机的机械功率。 预测10机械振动、机械波 1．扫描隧道显微镜中，常用绝缘减振平台和磁阻尼减振器互补减振，简化装置如图（a）所示。平台通过三根关于轴对称分布的轻杆悬挂在轻质弹簧的下端，弹簧上端固定在点，三个相同的磁阻尼减振器对称固定在平台下方。磁阻尼减振器的闭合线圈通过绝缘轻杆固定在平台的下表面，辐向磁场由固定在桌面上的磁体产生（桌面、磁体未画出），辐向磁场、线圈均在水平面内，线圈所在处的磁感应强度大小处处相等。已知平台、三个线圈的总质量为，轻杆与竖直方向夹角均为，弹簧的劲度系数为，重力加速度为。 1． 平台静止时，弹簧的伸长量____________，每根轻杆的拉力大小____________。 2． 弹簧的弹力与其形变量的变化关系如图（b）所示，则平台静止时弹簧的弹性势能____________。 3．使用前测试该装置的振动性能。撤去磁场，施加一个微小扰动，平台立即上下振动，最高、最低点的高度差恒为。当平台由平衡位置向下振动时开始计时，测出平台在时第30次回到平衡位置。则（　　） A．振幅 B．频率 C．时，平台向下减速 D．时，平台的加速度向上 E．时，弹簧的弹性势能最小 4．施加磁场，平台受到外界微小扰动后，在竖直方向做阻尼振动，取竖直向上为正方向，其位移随时间变化的关系如图（c）所示。已知线圈所处位置的磁感应强度大小为，时平台速度大小为，、时刻的振幅分别为、，每个线圈的匝数均为、电阻均为、圆周长均为，忽略空气阻力。求： （1）时，每个线圈产生感应电流的大小； （2）在时间内，系统损耗的机械能（计算）； （3）在时间内，弹簧弹力的冲量（计算）。 2、设地球为一密度为的均匀球体，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。如图所示，若沿地球的直径挖一条细隧道，将一质量为的物体从隧道端由静止释放刚好能运动到端。（不考虑阻力，地球半径为，万有引力常量为） 1．物体在隧道内距离地心为处，受到的万有引力大小为___________。 A． B． C． D． E． 2．（论证）在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为，小球质量为，则弹簧振子做简谐运动振动周期为。论证物体在隧道中做简谐振动，并求出从端释放开始计时物体在隧道端的时刻。 3、振动与波 机械振动能产生机械波，电磁振荡能激发电磁波，它们在物理规律上都具有相似的特性。 1．机械振动在空气中传播形成声波。一战斗机沿直线匀速飞行时，连续发出频率为f的轰鸣声波，如图所示，图中一系列圆表示飞机不同时刻发出的声波传播到的位置，A点表示飞机的位置，P为在飞行平面内一固定监测点。已知静止声源发出的声波在空气中传播速度为，则可以判断（　　） A．飞机在向左飞行 B．飞机速度大于 C．声波向左传播的速度大于 D．P点测得的声波频率小于f 2．消声器常用于减弱气流噪声。如图为某消声器内部结构简化模型。主管道中声波在a点被分为两路后再在b点汇合叠加，并继续向外传播。为了实现对该声波降噪，则在b点汇合时，两路声波的叠加要求为_____叠加（选填：A．“波峰与波峰”；B．“波谷与波谷”；C．“波峰与波谷”；D．“平衡位置与平衡位置”）。这是利用了波的_____原理。 3．如图a为一列简谐横波在时刻的波形图，如图b为质点L的振动图像。则该横波的传播方向为_____（填：“向右”或“向左”），经过时间t=_____后质点k与L第一次速度大小达到相同。 4．电磁振荡过程是电场能与磁场能相互转化的过程。在如图所示的LC振荡电路中。某时刻磁场方向如图所示，且磁场正在增强，则该时刻a、b两点间电流的方向为_____（选填“a向b”、“b向a”或“无电流”）。此时电容器上极板带_____（选填“正”或“负”）电。 4、波浪能是一种蕴含在海洋中的可再生能源。我国自主研发的兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲”号在珠海投入运行，标志着我国波浪能发电技术水平又上了一个台阶。 1．一列水平向右传播的水波（可视为简谐横波），波长为20m。t＝0时刻，水面上一漂浮小物块位于波峰处，如图所示。经过Δt＝2s，该物块运动至波谷位置。求该波波速的可能大小。 2．图（a）中的波浪能发电平台，工作原理可简化为图（b）所示。海浪驱动浪板带动发电机转子，使多匝矩形线圈在两磁极间的水平匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴逆时针做匀速转动，并向外输出感应电流。 （1）图（b）中，靠近N极的导线受到的安培力方向为___________。 （2）（计算）匀强磁场的磁感应强度大小为B＝T，矩形线圈的匝数N＝1000、面积S＝0.1m2、转速n＝0.5r/s，发电装置内各部分电阻均不计。 ①在t＝0时刻，线圈处于图（b）所示位置。求线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的关系式；_________ ②在线圈的输出端a、b间，接入一阻值R＝100Ω的定值电阻（图中未画出）。求在1min内电阻R产生的热量Q。_________ 3．发电平台内部某监控电路如图所示。电路中的电压表、电流表都是理想电表，电源是一个恒流源，其输出的电流大小和方向都不变。在移动R2滑片的过程中，电压表V的读数为U，电流表A的读数为I，电流表的读数记I1，电流表的读数为I2，它们变化量的绝对值分别为。 （1）下列关系式中正确的是_________。 A、    B、 C、    D、， （2）（论证）当R2＝R1时，滑动变阻器R2消耗的电功率最大。________ 5．电池包检测 新能源汽车电池包检测包含吊装稳定性测试。测试时，内置热敏电阻实时监测电池温度的变化。（重力加速度大小为，忽略空气阻力） (1)如图，质量为且分布均匀的电池包，被两根长度均为的对称轻绳竖直向上吊起，两根轻绳与电池包水平表面的夹角始终为。 ①电池包以恒定速度向上运动时，每根轻绳的拉力大小为______；两根轻绳拉力的总功率为______。 ②（简答）电池包向上做加速度减小的减速运动，直至静止。分析说明该过程中轻绳对电池包作用力的大小如何变化______。 ③电池包静止后受到扰动，在竖直平面内做微小角度摆动，估算其摆动周期为______；此时回复力大小与偏离平衡位置的距离成正比，该比例系数为______。 (2)电池包内部集成一个负温度系数热敏电阻（阻值随温度上升不断减小）。如图（a），将与电动势为的电源（内阻不计）、阻值为的定值电阻串联，两端的电压为。当时，电压表示数为。 ①______。 ②（简答）若电源内阻比较大，电压表示数为时，实际温度为。比较与的大小关系，并说明理由______。 ③两端的电压随温度的变化如图（b）所示，曲线在处的切线斜率为。若温度由起升高了极小的，热敏电阻的阻值减小量与满足，则______。（用、、表示） [实验题预测】 预测01力学实验 1、拉坯是传统手工艺陶瓷制作的关键工序，将泥料置于可匀速转动的转盘中心，随着转盘转动，双手对泥料施加作用力，提拉成型。 1．已知转盘的转速为120r/min，坯体上到转轴距离分别为1cm、2cm、3cm的三点的线速度大小之比为___________； A．6∶3∶2 B．3∶2∶1 C．1∶1∶1 D．1∶2∶3 E．2∶3∶6 2．当转速太大时，转盘上一小泥块沿水平方向飞出，落到地面上，已知泥块质量为m，飞出点离地高度为h，落地点距飞出点的水平距离为x，重力加速度大小为g。不计空气阻力，则泥块飞出时的初速度大小为___________；从飞出开始计时，t时刻（未落地）重力做功的瞬时功率为____________，此时泥块的机械能为__________（设地面为零势能面）。 3．某同学利用该转盘验证做匀速圆周运动的物体的向心加速度a与转动半径r和转动角速度ω之间的关系。如图甲所示，将手机固定在转盘上的M位置，手机上的运动分析软件可记录手机的向心加速度和角速度，改变电机的转速，重复实验，根据多组实验数据获得图乙所示的a-ω图像中的曲线①。 （1）为得到过原点的直线，需将横轴改为_____。 A．    B．    C． （2）手机固定在转盘的距离转轴更远的N位置，重复实验操作，得到图乙中所示的曲线可能为___________。 A．①    B．②    C．③ 2、牛顿运动定律的研究 某同学利用如图所示的装置研究加速度与外力的关系。将力传感器安装在置于光滑水平轨道的小车上，通过细绳绕过光滑定滑轮悬挂钩码。位移传感器安装在小车和轨道一端。 1．开始实验后，依次按照如下步骤操作： ①同时打开力传感器和位移传感器； ②释放小车，DIS记录下小车的运动和受力情况； ③关闭传感器，根据，图像记录下绳子拉力F和小车加速度a。某次释放小车后得到的，图像如图所示。根据图像，此次操作应记录下的外力F大小为_____N，加速度a为_____。          ④改变__________质量（填“钩码”或“小车”），重复上述步骤。 2．利用上述器材得到多组数据并作出图像，如图所示，则（　　） A．理论上小车质量越大，直线斜率也越大 B．如果直线不过原点可能是因为轨道没有调整到水平 C．如果小车受到水平轨道的摩擦阻力，直线斜率会变小 D．随着实验中拉力增大，图像可能会出现弯曲 3．简答说理题：实验过程中，如果滑轮转轴处有一定摩擦力，则对实验是否有影响？答__________。理由：________________________________________。 3、实验是人类认识物质世界的宏观性质与微观结构的重要手段之一，也是物理学研究的重要方法。 1．伽利略斜面理想实验的直接结论是______。 A．一切物体都有惯性 B．力是维持物体运动的原因 C．力不是维持物体运动的原因 D．力是改变物体运动状态的原因 2．某同学用如图所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系，先用直尺测量未挂钩码时弹簧的长度，后续做法不合理的是______。 A．记录每次所挂钩码的总质量 B．记录加挂钩码后，钩码静止时弹簧的长度 C．测量弹簧长度时，始终以同一参考点为起点 D．为减小实验误差，加挂的钩码数量越多越好 3．某同学测得长度为的一段金属丝的阻值为，并根据所测直径算出该金属丝横截面的面积为，则该金属丝的电阻率为______。 4．某同学用如图（a）所示的装置研究光的干涉和衍射现象。某次实验中，光强分布传感器上显示的图像和条纹图样如图（b）所示，该图样是______。 A．光的衍射图样，中央明纹最亮 B．光的衍射图样，中央明纹最宽 C．光的干涉图样，相邻明纹间距相等 D．光的干涉图样，相邻暗纹间距不相等 4、碰撞现象的研究 碰撞现象在自然界和生活中普遍存在，其规律也可通过类比延伸到其他物理现象中。 1．用图示装置验证动量守恒定律。 （1）先将小车B从轨道上移走，从左侧轻推小车A，测得小车A在轨道上向右经过两个光电门传感器的遮光时间变长，其可能原因是______（写出一条就可）。 （2）消除上述影响后，将两小车装有弹性圈的一端相对，小车A从轨道左侧向右碰撞静止的小车B，测量碰撞前后小车的速度，将实验数据计入下表： 实验序号 小车A质量 小车B质量 相互作用前小车速度 相互作用后小车速度 1 2 3 ①如果满足______这一表达式，则可认为在碰撞前后两小车组成的系统动量守恒（用表中测量的物理量符号表示）； ②若，，，将两小车的碰撞视作弹性碰撞，求碰撞后小车A的速度。（计算）______ 2．理想气体的分子之间以及分子与容器器壁之间的碰撞视为弹性碰撞。在等温情况下将一密闭容器内的气体体积压缩为原来的。则______（多选） A．气体从外界吸收热量 B．单位体积内的气体分子数增加为原来的3倍 C．大量气体分子热运动的平均动能减小为原来的 D．大量气体分子作用在容器器壁单位面积上的平均作用力增大为原来的3倍 3．光的反射所遵循的规律和弹性碰撞类似。 （1）如图，一束平行光垂直入射到一球心为O、半径为R的半球形玻璃砖的整个前表面上，玻璃砖的折射率为。能在玻璃砖的球形后表面发生全反射的入射光在前表面的照射面积为______。 （2）如图，单缝屏和光屏间有一平面镜，激光器发出的光照射单缝，在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。测得单缝与镜面延长线的距离为d，与光屏的距离为L，光屏上相邻明条纹间距为，则该激光的频率为______。（真空中光速为c） 5．如图（a），某同学用单摆测当地重力加速度，绳子上端为力传感器，可测摆绳上的张力F。 (1)图（b）为F随时间t变化的图像，在0~1s内，摆球在最低点的时刻为______s，该单摆的周期T=______s。 (2)该同学测量了摆线长度L，通过改变L，测得6组对应的周期T。描点，作出T2–L图线，如图（c），图线的横、纵截距为−p和q。在图线上选取A、B两点，坐标为（LA，TA2）和（LB，TB2），则重力加速度g=______；摆球的直径d=______。 预测02电学实验 1、某兴趣小组设计了测量海水电阻率的实验。所用器材：电动势、内阻忽略的电源；不计内阻的毫安表；阻值为的定值电阻；阻值为的定值电阻；开关；样品池；导线若干。可盛装海水的样品池侧面是边长的正方形，池长，液面的高度由侧面竖直方向的刻度尺读出。图（a）为测量海水电阻的电路原理图。 1．依据设计的原理图连接成图（b）所示的电路。图中连接错误的导线编号是（　　） A．① B．② C．③ D．④ E．⑤ 2．在样品池中注满待测海水，闭合开关S，毫安表读数为。逐步减少池中海水，改变高度，读出和，记入表格中。 序号 1 50.0 8.00 2 40.0 7.38 3 25.0 6.00 4 20.0 5.33 5 10.0 3.43 （1）当液面高度时，样品池左右两极板间的电压_____________；测出海水电阻率_____________。（第2空保留2位有效数字） （2）也可借助图像求海水电阻率。 ①若取为纵坐标，_____________为横坐标，可绘出如图（c）所示的图像。 ②可通过图线的( )求海水电阻率。 A．截距        B．斜率 3．海水的电阻率、及其对光的折射率均与浓度有关。在样品池后壁贴方格纸，注入部分海水，左上角点放置激光笔。当激光笔与水平方向夹角的正切值时，激光经海水折射后到达池底的点。 （1）画出激光从点到点的折射光路图______； （2）海水的折射率_________________（保留3位有效数字）。 2、石墨烯 石墨烯是从石墨中剥离出来的单层二维材料，载流子为电子，具有独特的电学特性。 1．铅笔芯的主要成分是石墨。小松为测铅笔芯的电阻率，设计了如图所示的电路。 （1）小松连接的实物电路如图所示，其中连接错误的是导线__________。 A．a         B．b           C．c                 D．d （2）小松取一根长度为0.1m、横截面积为的铅笔芯，正确连接电路后进行实验。实验过程中控制铅笔芯温度不变，得到如图所示的I-U图像，则铅笔芯在该温度下的电阻率为__________Ω·m。 2．如图（a），矩形石墨烯薄膜样品处于匀强磁场中，磁场方向垂直样品表面向里，电极c、d接恒流源（输出电流恒定）。电压表测得电极a、b间的电压大小随磁感应强度变化的U-B图象如图（b）所示。 （1）电极a的电势__________电极b的电势。 A．高于                    B．低于                    C．等于 （2）若样品宽度l＝5cm，电子的定向漂移速度为__________m/s。 3．石墨烯掺入发电机的线圈、永磁体可提高发电机的性能。如图（a）为某发电机的工作原理图：两固定磁极间产生匀强磁场，电阻为1Ω的单匝线圈绕轴OO＇匀速转动，经滑环电刷外接开关和阻值为9Ω的负载电阻R。从线圈处于中性面开始计时，通过线圈的磁通量随时间变化的关系如图（b）所示。（滑环电刷的电阻忽略不计） （1）感应电动势随时间变化的关系式为__________V。 （2）闭合开关，电阻R的电功率为__________W。 （3）求0～s时间内通过电阻R的电荷量_______。 3、对称性是物理学中的一个基本概念，对称性思想在物理学发展中起到了重要的作用。 1．位于水平放置的匀质弹性绳中点O的波源从某时刻开始竖直向上振动，且振动周期随时间逐渐增大，经过一段时间后弹性绳的形状可能为________。 A． B． C． D． E． F． 2．图（a）电路中、两端的电阻值为，图（b）电路中、两端的电阻值为，图（c）电路中、两端的电阻值为，这三个电阻值的大小关系为________。 A． B． C． D． 3．采用如图所示的电路测量待测电阻的阻值。、为阻值未知的定值电阻，R为电阻箱。调节电阻箱的阻值使灵敏电流计G的读数为零，记下第一次电阻箱的阻值为；然后将电路中、的位置互换，再次调节电阻箱的阻值使灵敏电流计G的读数为零，记下第二次电阻箱的阻值为。则待测电阻的阻值为________。 4．如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一矩形线框abcd平行于磁场方向放置，以bc边为轴匀速转动，角速度为。设沿adcba方向为电流正方向，线圈的总电阻为R。已知ab边长为L，bc边长为d。从线框转过图示位置（ad边向上）开始计时。 （1）线框第一次转到穿过线框的磁通量最大时所经过的时间________。 （2）线圈中的电流i随时间t变化的关系式________。 5．图（a）为我国古代建筑中的干阑式木构架（已简化），其屋顶前后两端各有一个相同的竖直人字形木构架，如图（b）所示。在每个人字形木构架中，三根质量相同的匀质支撑杆在同一竖直平面内。五根质量相同的匀质水平横杆用绳子固定在两个人字形木构架的支撑杆上，屋顶的四个角下各有一根起支撑作用的竖直立柱，整个结构前后、左右均对称。假设每根横杆和支撑杆的重力大小均为G，绳子重力不计。 （1）每根立柱所承受的竖直方向的压力大小为________。 A、    B．    C．    D． （2）经过修葺，图（b）中屋顶左侧的水平横杆2的重力增加了，其质量分布仍均匀，其它杆的重力均未改变。测得图（a）中左侧的立柱1所承受的竖直方向的压力增加了，则右侧的立柱2所承受的竖直方向的压力增加了________。 6．如图，在以O点为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。圆形区域外有大小相等、方向相反、范围足够大的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（）的带电粒子沿直径AB方向从A点射入圆形区域，从C点射出圆形区域，且。粒子重力不计。 （1）带电粒子连续两次由A点射入圆形区域的时间间隔________。 （2）（计算）若带电粒子从A点射入圆形区域的初速度变为原来的倍，求带电粒子连续两次经过A点的时间间隔。______ 4、实验探究 实验探究是指通过设计、操作、观察和分析来验证假设、探索规律或解决问题的科学研究方法。 1．某同学将长绳的一端固定在墙面上，手握住绳的自由端O、上下抖动使绳振动起来。通过视频软件获得振动传到固定端前，某一段绳在两个不同时刻的波形Ⅰ、Ⅱ，如图所示。 （1）波形Ⅰ中，P点此时的运动方向为________； A．向左    B．向右    C．向上    D．向下 （2）波形Ⅰ、Ⅱ中，P、Q点振动的频率之比为________。 A．    B．    C．    D． 2．洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为垂直纸面的单色线光源，MN为一平面镜，是S经平面镜所成的像。S发出的光与经平面镜反射的光，在光屏上叠加形成干涉条纹，干涉条纹的宽度与该单色光以S、为双缝在光屏上形成的双缝干涉条纹宽度相同。 （1）（作图）画出光屏上呈现明暗相间干涉条纹的区域ab； （2）（多选）实验中，能增大光屏上相邻亮纹间距离的操作是________。 A．平面镜稍向上移动一些    B．平面镜稍向左移动一些 C．光屏稍向下移动一些    D．光屏稍向右移动一些 E．光源由红光改为绿光    F．光源由紫光改为绿光 3．某测量电源的电动势和内阻的实验电路，如图所示。电路由待测电源、阻值为的定值电阻、总阻值为且阻值分布均匀的四分之一圆的弧形变阻器（配有指示滑片P位置角度的刻度盘）、电流表A（内阻可忽略），以及开关S、若干导线组成。 （1）若弧形变阻器由电阻率为、横截面积为的合金材料制成，则该圆弧的半径为________； （2）闭合开关S，变阻器接入电路中的阻值记为R、电流表示数记为，则滑片P在逆时针转动的过程中，________； A．R变大，变大        B．R变大，变小 C．R变小，变大        D．R变小，变小 （3）设通过电流表的电流为I，滑片P位置角度为，实验时闭合开关，转动滑片P，记录多组对应的I、数据。根据数据画出图像，如图所示。由此可得该待测电源的电动势________，以及其内阻________。 5、随着科技的进步和生活水平的提高，人们在生活中越来越离不开电路的应用。 1．乙同学研究金属丝的电阻率，将待测量的金属丝单层紧密环绕在圆柱形铅笔上，测得N圈的电阻丝宽度为d，电阻丝的总阻值为R、总长度为L，则该电阻丝的电阻率为（　　） A． B． C． D． 2．一只家用电熨斗的电路结构如图所示，改变开关内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态和获得低、中、高三个不同的温度挡，下图是它的四种不同连线方式，其中能获得高挡温度的连接方式是（　　） A． B． C． D． 3．丙同学研究扫地机器人，某扫地机器人额定功率为P1，额定电流为I，正常工作时电机输出功率为P2，则扫地机器人正常工作时的效率为________×100%，额定电压为________，电机的电阻为________。 4．如图为某电子秤的电路图，E为理想电源，R0为定值电阻。当称重物时，滑片P向下端滑动，连入电路的电阻和电流表的示数将分别（　　） A．变大、变大 B．变大、变小 C．变小、变大 D．变小、变小 5．智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。图中电路元件R1、R2中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。分析可得：光敏电阻应为_______（选填“R1”或“R2”）。 6．为了限制电网的短路电流、减少短路电流对电网的冲击、隔断电网短路电流的传播，“超导限流器”这种电力设备应运而生。图（a）为“”（1MW=106W）超导限流器接入电网的示意图，它的电阻R随电流I变化关系如图（b）所示。当电路中的电流为2kA时，电路中用电器消耗的功率是______MW。 预测03光学热学实验 1、我们对物理实验中的各类物理量进行测量和分析，进而得出科学结论。 1．甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。 甲同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个针管比原来粗的注射器，使滴在水面上的每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大。 乙同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些。 丙同学在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些。 这三位同学的操作中，会导致实验测得的油酸分子直径偏大的是________。 A．甲同学 B．乙同学 C．丙同学 2．如图，灯泡A与带有铁芯且电阻较小的线圈L并联。先闭合开关S，灯泡A正常发光，再断开开关S，________。 A．灯泡A立即熄灭 B．灯泡A正常发光 C．断开开关S后瞬间，流过灯泡A的电流方向向左 D．断开开关S后瞬间，流过灯泡A的电流方向向右 3．如图，画有方格的圆盘竖直插入水槽，水面恰好位于水平直径PQ处。在盘边缘A处固定激光笔，激光笔射出的单色光由空气沿半径AO斜射入水中，光发生折射，折射光线为OB。根据图中信息，得到该单色光在水中的折射率________。（结果保留2位有效数字） 4．如图（a），与压强传感器相连的试管内装有封闭的空气和温度传感器的热敏元件。用远红外加热器加热试管内的气体，获得图（b）的气体压强p与摄氏温度t的关系图线。 （1）图（b）中图线与纵坐标轴的截距为y，图线的斜率为k，则热力学温度T与摄氏温度t之间的关系：________。（用本题中的字母表示） （2）加热过程中，封闭气体的________。 A、分子数密度不变        B、分子势能增大 C、内能增大，气体对外做功    D、吸收热量，外界对气体做功 5．一质量为的汽车以100kW的恒定输出功率在平直路面上行驶。不计传动装置和热损耗等造成的能量损失，且空气静止。汽车行驶所受空气阻力表达式为：，k为比例系数，v为汽车行驶速度。测得汽车所受到的空气阻力和地面阻力随汽车速度变化的图线，如图所示。从图中交点的数据可知，比例系数k的数值为________，单位为________（用国际单位制基本单位表示），此时汽车的加速度大小为________。（计算结果均保留2位有效数字） 2、用如图所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。 1．本实验中，压强传感器______。 A．需要调零 B．不需要调零 2．能反映缓慢压缩气体过程中的图是______。 A． B． C． D． 3．甲乙两位同学通过实验在图像中分别得到两条双曲线，如图所示。两人实验均操作无误，产生该情况的原因可能是______。 A．甲同学推注射器比乙快 B．乙同学推注射器比甲快 C．甲同学注射器内的封闭气体质量比乙大 D．乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大 3、捕捉α粒子 为确证组成α射线的粒子就是氦原子核，卢瑟福使用图示装置捕捉α粒子并观测其光谱。厚壁粗玻璃管A与两端接有电极的毛细管B相互联通并抽成真空，通过细软管连接水银槽D，薄壁玻璃管C中封有一定质量的氡气。氡气衰变放出的α射线穿过C的薄壁后被A的厚壁阻挡，积存在A、B中形成可视为理想气体的稀薄气体。经过几天的积累后打开阀门K并缓慢提升水银槽D，水银的蒸发可忽略不计。 1．已知A、B两管的容积和C管的体积分别为 VA、VB和VC，打开阀门前A、B管内的压强为p。 （1）当A管内气体恰全部进入毛细管B时，管B中的气体压强为_______。 （2）压缩过程中，B管内气体分子做无规则热运动的剧烈程度将_______，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数将_______（均选涂：A．增大    B．减小    C．保持不变）。 （3）以W表示外界对气体所做的功、Q表示气体从外界吸收的热量，上述压缩过程中有( ) A．W > 0，Q > 0            B．W > 0，Q < 0        C．W < 0，Q > 0        D．W < 0，Q < 0 2．（多选）两电极间电势差大于4400V时，可使B管内气体电离发光。若用220V正弦交流电通过理想变压器给电极供电，可能使气体发光的变压器原、副线圈匝数比是（    ） A．25:1 B．20:1 C．15:1 D．1:15 E．1:20 F．1:25 3．通过分光镜观察发光气体可见明亮的黄色谱线。已知光谱中常见的黄色谱线有波长为587.6 nm的氦D3线和波长为589.6 nm、589.0 nm的钠D1 、D2线。某同学设想可使用如图所示的实验装置，通过双缝干涉测波长的实验方法来确证α粒子就是氦原子核。经检测，双缝的间距d = 0.25mm，光强分布传感器的测量宽度为24mm。 （1）若测得双缝到光强分布传感器的距离为S，干涉条纹中相邻暗条纹间距为Y，则待测光的波长λ =_______。（用d、S和Y表示） （2）（简答）试判断该同学的设想是否可行，并简述理由______。 4．氡（）发生α衰变后的产物为钋（Po）。 （1）该衰变的核反应方程为：_______________。 （2）（计算）测得氡（）核衰变放出的α粒子初动能为Ek，已知真空中的光速大小为c，氡核衰变前的初动能以及衰变后释放γ光子的概率均可忽略不计。试估算衰变过程中的质量亏损Δm_______。 （3）吸入少量的α粒子即可对人体造成较大的辐射伤害，实验中为保证人员安全需预先评估放射源的放射性活度。已知氡222的半衰期为T，当C管中氡222核总数为N时，单位时间内发生衰变的氡222核个数约为_______。【提示：当a是不为1的正实数时，】 4、激光打靶 射击训练时，手中的“枪”向前方发射一束激光，若被目标处的传感器接受，即“有效击中”。 1．“枪”发射的激光是（　　） A．机械波 B．电磁波 C．横波 D．纵波 2．若激光“枪”发射的红色激光在真空中的波长为600nm，光速为3.0×108m/s，水对激光的折射率为1.6，激光进入水中后， （1）其波长( ) A．仍为600nm                B．大于600nm                C．小于600nm （2）其频率为___________Hz。 3．用激光测量玻璃的折射率，实验步骤如下： ①将光屏与玻璃砖平行放置，并记录屏MN和玻璃砖abcd的位置。 ②用激光笔以一定角度照射玻璃砖，记录入射点O1和屏上光点S1的位置。 ③移走玻璃砖，记录光点S2的位置。 ④ 做适当的辅助线，其中S1O2∥S2O1，PO2⊥MN，O1、O2、Q在一条直线上，测出相关长度：O2S1=L1，O2Q=L2，PQ=x1，S1Q=x2。 （1）玻璃砖的折射率n=___________（用L1、L2、x1、x2表示）。 （2）不改变激光的入射方向，仅增大玻璃砖的厚度ad，则S1与S2的间距( ) A．变大            B．变小            C．不变            D．可能变大，也可能变小 5、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。 1．一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 2．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 3．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． [综合计算预测】 预测01电磁感应综合应用 1．在A地，悬挂一个边长为0.2m的正方形单匝导体线框，如图所示，ad边固定在东西方向的转轴上，线框总电阻为2Ω。起始时刻线框平面处于水平面内的位置1，释放后线框沿顺时针方向转动，t时刻到达竖直平面内的位置2，只考虑地磁场。已知某同学用手机测得A地的地磁场分布情况如下，求： Bx/μT By/μT Bz/μT -21 0 -21 (1)从位置1转动到位置2的过程，通过线框平面abcd磁通量的最大值； (2)线框在位置2时，cd边内感应电流的方向； (3)从位置1转动到位置2的过程，线框中平均感应电流的大小。 2．如图所示，平行的倾斜导轨PQ、间距L=0.5m，与水平方向的夹角。导体棒a、b与导轨垂直放置，质量均为m=1kg，电阻均为 R=0.5Ω。a棒与导轨间的动摩擦因数=0.8，b棒与导轨间的摩擦不计。垂直于导轨平面有向下的匀强磁场B1、B2、B3，两虚线之间的磁场为B1，B1、B2两个磁场随时间的变化图像如图所示，B3=2T不变。取g=10m/s2 (1)在前0.5s内，两根棒都保持静止状态，求两虚线间的距离x0 ； (2)0.5s后，b棒先开始下滑，某时刻a棒尚未运动，此时a棒上电流的功率为b棒重力的瞬时功率的四十分之一，求此时b棒的瞬时速度 v； (3)一段时间后a棒也开始运动，若从b棒开始运动到a棒开始运动这段时间内，a棒的发热量Q=0.02J，求b棒在这段时间内下滑的距离s； (4)a、b棒都运动后，两棒的速度差慢慢趋向稳定，求足够长时间后两棒的速度差△v是多少？ 3．某同学设计了一个减震器。在振子速度较大时用安培力减震，速度较小时用弹簧减震，其简化的原理如图所示。匀强磁场宽度为L=0.2m，磁感应强度B=1T，方向垂直于水平面。一轻弹簧处于水平原长状态垂直于磁场边界放置，右端固定，左端恰与磁场右边界平齐，二者的总质量为m=1kg，一宽为L，足够长的单匝矩形硬金属线框abcd固定在一小车上（图中未画出小车），右端与小车右端平齐劲度系数为，线框电阻为R=0.01Ω。使小车带着线框以v0​=1m/s的速度沿光滑水平面，垂直磁场边界正对弹簧向右运动，ab 边向右穿过磁场区域后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。求： (1)线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小； (2)线框ab边穿过磁场时的速度v； (3)小车向右运动过程中线框中产生的焦耳热； (4)弹簧的最大压缩量。 4．高速列车上安装有电磁制动系统，其原理可简单描述为线框进出磁场受电磁阻尼作用。某同学进行了模拟研究：用同种导线制成边长为L、质量为m的正方形线框abcd，将其放置在光滑绝缘的水平面内。线框abcd以初速度进入磁感应强度大小为B、方向竖直向下，宽度为d的匀强磁场，测得当线框完全穿过磁场时，其速度大小为，如图所示。 (1)线框abcd刚进入磁场和刚要离开磁场时，ab两点间的电势差分别为和，求？ (2)求线框abcd的电阻大小R。（提示：可结合动量定理） 5．如图所示是新一代航母阻拦系统采用电磁阻拦技术的原理图。图中飞机着舰通过阻拦索钩住金属棒ab，关闭动力系统后，与金属棒ab以共同初速度在磁场中运动，导轨间宽度为d，飞机质量为M，金属棒质量为m，MP、CD间电阻和金属棒ab接入电阻均为R，不计其它电阻。飞机阻拦索由绝缘材料做成且不计质量。在整个阻拦过程中飞机和金属棒组成的整体除安培力以外受到其它的阻力大小恒为f。轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。 (1)金属棒在磁场中速度为时，求ab棒所受安培力大小； (2)若金属棒的速度减为零时滑过的距离为x，求整个阻拦过程中流过MP的电荷量q； (3)若金属棒的速度减为零时滑过的距离为x，求整个阻拦过程中金属棒滑行的时间t； 预测02气体实验定律的综合应用问题 1．孔明灯 孔明灯是我国古老的手工艺品，曾用于军事通信、节日祈福。其原理和热气球类似，都是通过加热气体获得向上的动力。有一孔明灯，灯体（包括燃料）的质量为m=0.2kg，体积为V0=1m3；若点灯时附近大气环境温度恒为t0=27℃，大气密度 ρ0=1.2kg/m3，气压为一个标准大气压。 (1)若点灯前孔明灯内气体分子热运动的速率分布曲线I如图所示，在图中大致画出点灯后气体分子热运动的速率分布曲线II______。 (2)（计算）晴朗无风的夜晚，一人托住灯底，一人点燃灯芯，当双手感到孔明灯有上升之势，即可慢慢放开双手，灯会徐徐升起。试估算，放手时，灯内气体的温度至少为多少摄氏度？ 2、物理学家将力学方法和统计方法相结合，分析宏观可测的热现象，建立了分子动理论。气体所表现出来的宏观特性可以通过气体分子的热运动以及分子间的相互作用来解释。如图，大气压强为，一个气缸内部体积为，初始压强为，内有一活塞横截面积为，质量为。 （1）等温情况下，向右拉开活塞移动距离X，则活塞受拉力=____ （2）在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为，小球质量为，则弹簧振子做简谐运动振动频率为，论证拉开微小位移X时，活塞做简谐振动，并求出振动频率。 3．海洋温差发电安全无污染，储量巨大。在某次发电测试实验中，探测到490m深处的海水温度为290K。如图所示，将某种气体封闭在横截面积S =2m2的气缸内，气缸从深海490m深处上浮到海面，随着海水温度升高，封闭气体的体积增大，活塞缓慢上升且始终未脱离气缸。该气体可看作理想气体，气缸导热性能良好，活塞质量不计。已知海面处温度、此处气缸内气体体积，大气压强恒为，海水密度，忽略水的阻力影响。 (1)气缸从深海上浮到海面，气缸内气体分子的平均速率___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）；单位时间内，单位面积上气体分子对器壁的作用力___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）； (2)求气缸从深海490m深处上浮到海平面的过程中，活塞相对缸底上升的距离___________（计算结果保留3位有效数字）； (3)在上述过程中，气缸内含该气体1.7kg，上升过程吸收的总热量为105kJ，已知1摩尔该气体的内能U=kT，其中常量k=25J/K，1摩尔该气体质量为17g， 求该气体对外做的功。 4．如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气体柱。活塞可通过轻绳连接以达到监测重物的目的，当所挂某一质量的重物时活塞将下降至位于离容器底部位置的预警传感器处恰好平衡，此时系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为g，不计摩擦阻力。求： (1)刚好触发超重预警时所挂重物的质量M； (2)在上问条件下，若外界温度缓慢降低，降温后容器内气体体积值； (3)从刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低的过程中外界对气体做的功； (4)请简单谈一谈这种报警装置的设计弊端。 5．一粗细均匀、底端封底的细长玻璃管如图所示，距离底端45cm处通一水平玻璃管与大气相通，水平管长度为30cm，在玻璃管的竖直部分和水平部分有相连的水银柱，长度在图中标出，单位为cm。玻璃管的上端有一轻质活塞，活塞上连轻杆，管内封闭了两段长度为30cm的空气柱A和B，外界大气压强为75cmHg。现用外力使活塞缓慢自然向下移动。问： （1）活塞在刚开始向下移动前外力是向上拉活塞还是向下压活塞？ （2）使活塞缓慢自然下降多少距离，可使A空气柱体积达到最小？ （3）当A空气柱体积达到最小时A、B两部分空气柱的体积之比为多大？ 预测03力学综合计算 1．将篮球从离地 H 高度处由静止开始下落，经过一次与地面的碰撞后，竖直反弹至最高处 h = H。若篮球和地面碰撞没有能量损失，运动过程中空气阻力保持不变。 (1)空气阻力和重力之比等于__________。如果让篮球连续不断的上下弹跳，最后会停止在地面，则篮球通过的总路程 s =__________。 (2)计算：当篮球反弹至最高处 h 时，运动员对篮球施加一个竖直向下的冲量 I，使得篮球与地面再次碰撞后恰好反弹至原来的 h 高度处。求 I 的大小。 2．如图（a）所示，在水平直轨道上，质量为0.378kg的带有可形变、粘合装置的甲车以一定初速度向右撞向质量为0.226kg的乙车，两车的v-t图像及某些点的坐标如图（b）所示，    (1)求甲车所受轨道摩擦力大小Ff ；（保留3位有效数字） (2)碰撞过程中两车间的平均相互作用力的大小。（保留3位有效数字） 3．空间站内，甲乙两名航天员在准备出舱活动。甲相对空间站静止，乙拿着质量为 50kg箱子正以2m/s的速度沿两人连线方向向左靠近甲。若乙将箱子向左推向甲，乙和箱子间作用时间为0.2s，离手时箱子速度为4m/s，甲乙两人和装备的总质量分别为200kg和250kg，求： (1)乙对箱子的平均作用力大小。 (2)推出箱子后乙的速度。 (3)甲碰到箱子后立刻抓住不松开，要使甲乙航天员不碰撞，乙对箱子的平均作用力至少为多少？ 4．如图，四片荷叶伸出水面，一只青蛙在湖岸上。设湖岸、荷叶高出水面高度分别为H=6h，ha=hb=4h，hc=hd=h，荷叶a、b中心与青蛙在同一竖直平面内。四片荷叶茎部与水面的交点是一个与河岸平行、边长为l的正方形的四个顶点，荷叶a与湖岸水平距离也为l。将青蛙的跳跃视作平抛运动，重力加速度为g。 (1)跳跃一次，青蛙成功落至荷叶a上，求青蛙的起跳速度v0； (2)跳跃一次，青蛙落到哪片荷叶上的起跳速度最小？写出分析过程。 5．C919是中国首款具有自主知识产权的中程干线客机。该飞机总质量约为6×104kg，发动机最大输出功率是5.25×107W，最大平飞速度为260m/s。若飞机到达指定巡航高度后沿直线飞行，空气对飞机的升力与其重力平衡，空气阻力与速度的平方成正比，即f=kv2，求：（结果均保留2位有效数字） (1)比例系数k； (2)飞机在指定巡航高度从130m/s以最大功率加速时，加速度a0的大小？ (3)定性画出飞机在指定巡航高度从130m/s加速至最大平飞速度过程中的v–t图像。 预测04带电粒子的运动 1．如图所示，真空室内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B为0.50T。有一点状镅放射源S向空间各方向发射速度大小均为的氦核。在S的正上方有一段足够长的垂直纸面放置的感光条MN，已知SM⊥MN，，氦核的荷质比，求： (1)（作图）画出氦核沿垂直板向下被发射出来时所受洛伦兹力的方向； (2)（计算）求氦核做圆周运动的半径r； (3)（计算）求图示中感光条被粒子打中的长度l。 2．如图所示，矩形区域MNPQ内有垂直纸面向外的匀强磁场，质量为m、带电荷量为＋q的粒子以某初速度从N点沿NM方向垂直射入磁场中，从P点离开磁场。已知磁感应强度为B，PN＝2MN＝2L，粒子只受磁场力。求： (1)粒子的初速度大小； (2)若将粒子的初速度增大为原来的两倍，仍从N点沿NM方向垂直射入磁场中，求粒子在磁场中运动的时间； (3)若改变粒子的初速度大小，仍从N点沿NM方向垂直射入磁场中，粒子能否从Q点射出?请论证。 3．将力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中，O为单摆的悬点，将传感器接在摆线与O点之间，把可视为质点的摆球拉到A，此时细O线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动， 其中B为运动最低位置，∠AOB=∠COB．图乙是由计算机得到细线对摆球 的拉力大小F随时间变化的图像，且图中t=0时刻为摆球从A开始运动，据力学规律和题中信息，取g=9.8m/s2，求：（本题除周期外其余答案都保留三位有效数字） (1)单摆的周期T和摆长L (2)摆球的质量m及摆动过程中的最大速度vm (3)令小球带上C的正电荷，并在空间中增加垂直纸面的匀强磁场，从A点释放后发现F随时间变化的图像如丙图所示，求磁场的大小和方向。 4．如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图。该加速器由靠得很近、间距为d且电势差恒定为U的平行电极板M、N构成，电场被限制在MN板间，虚线之间无电场。某带电量为q，质量为m的粒子，在板M的狭缝处由静止开始经加速电场加速，后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，每当回到处会再次经加速电场加速并进入D形盒，直至达到预期速率后，被特殊装置引出。已知、、分别是粒子在D形盒中做第一、第二、第三次圆周运动时，其运动轨迹与虚线的交点，不计粒子重力。求： (1)粒子到达处的速率； (2)图中相邻弧间距离与的比值。 5．磁流体发电机是一种将内能直接转换为电能的新型发电装置，如图所示为该装置的导流通道，其主要结构如图1所示，通道的上下平行金属板M、N之间有很强的磁场，将等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧不断高速喷入整个通道中，M、N两板间便产生了电压，其简化示意图如图2所示，M、N两金属板相距为a，板宽为b，板间匀强磁场的磁感应强度为B，速度为ⅴ的等离子体自左向右穿过两板后速度大小仍为ⅴ，截面积前后保持不变。设两板之间单位体积内等离子体的数目为n，每个离子的电量为q，板间部分的等离子体等效内阻为r，外电路电阻为R。 (1)金属板M、N哪一个是电源的正极，求这个发电机的电动势E； (2)开关S接通后，设等离子体在板间受除电磁力外的水平阻力恒为f，求等离子体进出磁场前后的压强差； (3)假设上下金属板M、N足够大，若R阻值可以改变，求出其电流最大值。并定性画出I随R变化的图线。 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 学科网（北京）股份有限公司 $