2026年高考物理真题完全解读（河北卷）

该高中物理讲义覆盖力学、电磁学等六大核心模块，按38%力学、31%电磁学等模块占比系统梳理考点，通过考点细目表、复习策略、逐题解读等环节，帮助学生构建知识网络，突破概念辨析、实验创新等难点。 资料以情境化命题和实验双线并行突出特色，如结合河北地域素材设计探究题，通过教材实验复现与创新实验设计培养科学思维和探究能力，分层练习与真题训练保障复习效果，助力教师精准把控节奏，提升学生应考能力。

2026年河北省高考物理真题完全解读 试卷总评·考情分析·复习策略·真题解读 📖 试题分析 一、整体题型固定，实验增设创新探究题 整套试卷严格遵循河北新高考物理固定分值、题型排布：7 道单选 + 3 道多选 + 3 道实验题（含 1 道创新探究题 ）+ 3 道计算解答题，模块覆盖力学、电磁学、热学、光学、原子物理、机械振动机械波六大核心板块，无超纲冷门知识点，题型梯度分层清晰。 客观题（选择 10 道）：基础送分题、中档模型题、压轴难题三层划分； 实验题：教材基础实验 + 拓展创新实验组合，跨工程应用情境，融合电磁、弹簧力学、自动控制； 计算题：波动基础、板块动力学、质谱仪多场复合压轴，由易到难递进。 二、难度分层明确，区分度设计合理 全卷标注难度跨度0.28~0.98，难度梯度分层清晰，适配不同层次考生： 低难度送分题（难度≥0.80）：单选 1-4、实验 11，立足教材定义，考查基础概念辨析，面向全体考生，保障基础得分； 中档常规模型题（0.60~0.80）：单选 5、6、8、12、14，考查经典物理模型常规运算，是试卷得分主体； 高难度区分题（＜0.60）：单选 7、多选 9、10、计算 15、16 压轴，结合矢量合成、关联速度、简谐运动证明、多场复合、动量能量综合，用于筛选高分段学生。 三、情境化命题全覆盖，紧密对接河北本地与前沿科技 试卷素材大量融入河北地域特色、国产科技、生活工程、航天工程真实情境，杜绝纯抽象纸面出题： 地域素材：雄安低空静电探测、春秋战国河北古马车； 民生工程：公交车电控气动门、温室温度自动开窗； 前沿科技：太空碎片变轨、质谱仪电离探测、恒流源磁场导轨装置； 生活化素材：哑铃健身位移、U 形管气压监测、双缝金属丝干涉实验。 所有情境仅作为载体，核心物理原理不变，落实 “从生活走向物理，从物理走向科技” 的新课标要求。 四、模块分值分布均衡，突出主干知识 力学占绝对主导地位，主要包含：位移路程、机车恒定功率启动、关联速度、板块模型、动量定理、简谐运动、弹簧弹力 F-x 图像、机械波，贯穿选择、实验、计算； 电磁学仅次于力学，主要包含：静电场线、法拉第电磁感应、变压器交流电、导轨安培力、电容器充放电、质谱仪加速 + 磁场圆周 + 偏转电场、电磁继电器自动控制； 热学主要考查U 形管理想气体状态方程、内能、分子平均动能； 光学主要考查金属丝等效双缝干涉条纹间距； 原子物理主要考查光子能量计算； 跨模块综合：电控气动综合探究题（力学弹簧 + 电磁继电器 + 热气动）。 📖 试题亮点 亮点 1：概念辨析前置，强化物理本质理解，淡化机械刷题 前 4 道单选题全部聚焦基础定义、核心规律辨析，不设置复杂计算：位移概念、电场线性质、理想气体内能、机车恒定功率运动规律。命题刻意规避套路化计算，引导学生区分 “路程 / 位移”“静电场 / 涡旋电场线”“温度与内能、平均动能” 等易混淆核心概念，纠正 “只刷题不理解定义” 的备考误区。 亮点 2：实验题双线并行 —— 教材原型 + 工程创新，贴合河北实验考查特色 基础实验（11 题）：回归课本牛顿第三定律弹簧测力计实验，考查读数、误差来源，立足教材基础操作； 拓展创新实验（12 题）：电容器充放电，设置反常现象探究（开关断开电压表缓慢放电），不只考记忆现象，要求分析背后电路原理； 综合探究大题 13：创新工程类实验，融合弹簧劲度系数图像作图、电磁继电器电路连线、气体力学传动三重考点，把 “图像处理、电路实操、力学传动” 三大实验能力整合，是本卷最大特色，契合河北新高考重视探究、实操、作图的命题偏好。 亮点 3：模型创新改造，经典模型深度变式，反套路命题 试卷对高频经典物理模型做创新性改造，避免学生死记二级结论： 双缝干涉：不用标准双缝，改用金属丝膨胀等效双缝，重新推导双缝间距变化逻辑，打破固定题型思维； 卫星变轨：冲量垂直速度径向作用，打破传统切向加速变轨题型，考查矢量动能合成； 导轨电磁模型：恒流源 + 分段线性变化磁场，推导证明简谐运动，结合动能定理定量计算，区分只会背动生电动势的学生； 关联速度：菱形千斤顶四杆结构，水平距离变化分解分速度，几何结合矢量分解，综合性强。 亮点 4：数理结合要求提升，侧重图像、函数、均值不等式物理应用 多处考题融合数学工具解决物理问题： 弹簧 F-x 图像作图、斜率求劲度系数； 分段线性磁场 B (x) 函数表达式，推导回复力证明简谐运动； 质谱仪时间 - 角度函数，利用均值不等式求极值； 机械波多解问题，限定区间求波峰位置； 强化 “用数学语言描述物理规律” 的核心素养，符合河北高考物理逐年提升数理综合的趋势。 亮点 5：压轴计算分层设问，梯度友好，兼顾得分与区分 14 题机械波基础计算：两小问循序渐进，多解问题 + 路程与周期关系，中档学生可完整拿分； 15 题板块动力学：分两阶段（机器人提起、放回共速），全程依托动量守恒、动能定理，计算量适中，综合性中等； 16题 质谱仪压轴三重设问分层： 第 (1) 问光子能量基础送分； 第 (2) 问结合磁场圆周、类平抛、函数极值，计算量大、逻辑链条长，区分优生； 第 (3) 问开放性探究：补充物理量推导粒子质量，考查动量、电流微观本质，开放性设问拉开顶尖学生差距。 亮点 6：渗透跨学科融合，落实新课标核心素养 多处跨学科融合设计： 历史 + 物理：春秋战国古马车功率运动； 工程 + 力学电磁：公交车气动门、温室温控继电器； 航天 + 动量万有引力：太空碎片径向冲量变轨； 光电 + 原子物理：质谱仪激光电离光子能量； 侧重科学思维、科学探究、科学态度与社会责任三大核心素养考查，不局限纯物理理论。 📖 命题趋势 规律 1：主干知识年年必考，固定题型稳定轮换 力学常考固定模块：位移 / 速度矢量辨析、机车启动模型、板块动量能量综合、简谐 / 机械波；弹簧弹力图像实验每年出现； 电磁学常考固定模块：静电场基础、法拉第电磁感应、变压器交流电、电容器充放电、带电粒子复合场（磁场圆周 + 电场类平抛）； 热学固定考理想气体 模型；光学常考查双缝干涉条纹间距；原子物理常考光子能量基础计算； 规律 2：命题选材本地化、时代化，情境只做 “包装”，原理不超教材 地域素材优先选用雄安、河北古代科技、华北民生工程；科技素材聚焦航天低空监测、质谱探测、自动控制等国产前沿技术； 所有复杂工程情境均可剥离，底层全部为高中标准物理模型，不引入大学物理、工程力学超纲公式，杜绝 “情境晦涩掩盖基础考点”。 规律 3：难度排布 “前易后难，选择分层，计算梯度区分” 单选题 1-4 纯基础，难度 0.8 以上，保证基础分；5-7 逐步抬升难度，第 7 道卫星矢量动能计算为单选压轴； 多选题区分度最高：8 常规交流电，9 关联速度中档难题，10 导轨简谐运动为本卷客观题天花板，难度仅 0.35，拉开中档生与优生差距； 实验题难度中等，不设极端难题，侧重实操与现象分析； 解答题严格由易到难：机械波（基础）→板块动力学（综合中档）→质谱仪多场复合（压轴难题），每道大题内部两至三小问逐层递进，让学生分步拿分，不会出现整道大题完全无从下手。 规律 4：侧重概念本质考查，弱化复杂繁琐计算，强化逻辑推导 低中档题计算量极小，重点判断、推导、辨析； 高难度题难点不在大数运算，而在矢量分解、几何几何轨迹、函数建模、规律联立推导； 刻意规避大量重复代数化简、复杂数值计算，更看重学生能否建立物理模型、写出对应方程，落实 “重思维、轻计算” 的河北命题导向。 规律 5：实验命题两大固定方向：教材原型复现 + 创新实验探究 第一实验题固定考课本必做基础实验（牛顿第三定律、平抛、打点计时器、弹簧弹力、机械能等轮换），考查读数、实验原理、计算、基础误差分析等； 第二实验 / 综合探究大题常设置 “异常实验现象”，要求学生自主分析成因、作图处理数据、电路连线设计，侧重探究能力，是河北物理卷独有命题特征。 规律 6：开放性设问成为压轴标配，考查物理应用迁移能力 试卷压轴 16 第 (3) 问采用开放设问：自行选取测量物理量并推导表达式，打破传统 “给定条件计算” 模式，要求学生融会贯通动量定理、电流微观表达式两大知识点，是近年河北新高考物理稳定的压轴命题手法，用于选拔具备物理建模、知识迁移能力的顶尖考生。 规律 7：矢量思维贯穿全卷，高频考查矢量合成与分解 整套试卷多处隐性考查矢量核心思想：位移矢量、电场强度矢量、速度分矢量、径向 + 切向动量合成、安培力矢量方向，命题持续强化 “区分标量、矢量，矢量遵循平行四边形定则” 这一高中物理底层逻辑，是阅卷区分学生物理思维是否成型的关键。 📖 考点细目表 题号 情境 知识点 设问角度 1 健身举哑铃 位移的定义、路程与位移 概念辨析 2 雄安新区静电探测 感应起电、电场线性质 概念理解 3 环境气压监测装置 理想气体状态方程、U形管液封模型 综合分析 4 古代马车恒定功率运动 恒定功率启动、v-t图像分析 图像辨析 5 双缝干涉实验装置 双缝干涉条纹间距公式 推理判断 6 螺线管与小线圈 法拉第电磁感应定律 公式推导 7 太空碎片变轨清除 万有引力定律、动量定理 综合计算 8 等离子体工作电路 变压器原理、交流电有效值 综合分析 9 千斤顶结构 杆连接关联速度 推理计算 10 恒流源导轨导体棒 安培力与简谐运动、动能定理 综合推理 11 弹簧测力计探究 牛顿第三定律 实验操作与误差分析 12 电容器充放电 电容器充放电现象 实验分析 13 电控气动门技术 气体性质、电磁继电器、胡克定律、电路设计 综合探究 14 简谐横波传播 波动图像、波长与波速 计算推理 15 木板与机器人模型 板块模型、动量守恒定律 综合计算 16 质谱仪工作原理 光子能量、带电粒子在组合场中的运动 综合计算与开放设计 📖 考点模块占比分析 知识模块 题号 分值占比 考查侧重 力学 1, 4, 7, 9, 14, 15 约38% 概念辨析、图像分析、关联速度、波动计算、板块模型 电磁学 2, 6, 8, 10, 16 约31% 电场线性质、电磁感应、变压器、安培力与简谐运动、质谱仪 热学 3 约6% 理想气体状态方程、U形管液封 光学 5 约6% 双缝干涉条纹间距 实验与综合 11, 12, 13 约19% 实验操作、现象分析、综合设计 📖 复习策略 一、摒弃 “先刷题再看书”，实行 “定义先行” 每章开篇先整理核心概念对比清单，强制区分标量 / 矢量、相近物理量，例如： 运动学：位移 vs 路程、平均速度 vs 平均速率； 静电场：电场线性质、感应电荷电场与涡旋电场区别； 热学：温度 / 内能 / 分子平均动能 / 分子数密度； 电磁：电容器充电、放电电流变化规律。 要求：每个概念配 1 道教材原题辨析，不做复杂计算，只练判断说理，对应试卷第 1、2、3、12 题考法。 二、教材实验深度探究，落实基础操作与误差分析 本卷 11 题牛顿第三定律弹簧测力计实验直接取材课本，误差分析只考 “未调零” 这类教材原话。 梳理 必考课本实验：读数规则、器材作用、操作步骤、所有误差来源； 每实验完成 2 类训练：①仪器读数专项（弹簧秤、电表、刻度尺）；②单一误差原因单选题。 三、基础模型先练标准原型，再进行变式训练，不碰偏难怪 恒定功率机车启动、U 形管液封气体、双缝干涉基础公式、法拉第电磁感应基础式、变压器有效值计算，吃透标准模型，熟记原始公式推导，不背二级结论，应对单选 4、5、6、8 中档基础题。 四、矢量思维贯穿全程，数理结合专项训练 每道运动、电场、动量题强制标注矢量方向：速度分解、径向 + 切向速度合成、安培力方向、冲量矢量叠加，对标第 7 题太空碎片垂直冲量动能合成、第 9 题关联速度分速度分解。数理问题专练如下： 图像专题：F-x、B-x、波形图三大必考图像，训练两点：①图像斜率、截距、面积物理意义；②根据函数表达式绘制图像（对标 13 题弹簧作图）。 函数极值专题：重点练习利用均值不等式求运动时间、位移极值，对标 16 题质谱仪 t-α 函数最小值分析。 分段函数建模：针对磁场 B (x)、变力 F (x) 分段表达式，推导回复力判断简谐运动，攻克多选 10 这类客观题压轴。 五、创新实验 + 工程探究专项（河北卷特色题型） 试卷 13 题为独有的跨模块工程探究（力学弹簧 + 电磁继电器 + 气动传动），是区别其他省份试卷的核心题型，单独设立专题： 分类刷题：自动温控电路、气动机械、电磁控制装置、传感器综合等； 三步答题模板： ①力学分析：受力、F-x 图像、劲度系数计算； ②电路分析：继电器控制电路连线、开关通断逻辑； ③气体 / 传动运动分析：压强推动活塞运动方向判断。 📖 逐题解读 第1题 1．某同学健身时，哑铃被举高后再回到原位置，如图所示。如此重复10次，哑铃的位移大小为（ ） A．0 B． C． D． 【答案】A 【学科材料分析】 图中展示了一位同学健身时举哑铃的动作，哑铃从原位置被举高后又回到原位置。关键信息在于：每次重复动作的起点和终点重合，位移只与初末位置有关，与运动路径和次数无关。该图直观说明了位移的矢量性质——位移描述的是位置变化，而非运动过程。 【命题透视】 ▶核心考点：位移的定义，路程与位移的区别。 ▶链接教材：人教版必修第一册”运动的描述”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以健身举哑铃为背景，贴近学生日常生活，直观易懂。 （2）问题设计：通过”重复10次”设置干扰信息，引导学生辨析位移与路程的本质区别，考查学生对位移矢量性的理解。 （3）考查目标：侧重考查物理观念（位移概念的准确理解），干扰项B、C、D分别用、、诱惑学生将路程与位移混淆。 【解析】 位移是描述物体位置变化的物理量，位移的大小等于初位置到末位置的有向线段长度，和运动过程的路径无关。 本题中，哑铃每次运动都从原位置出发，举高后回到原位置，重复10次后，哑铃的末位置与初始位置重合，初末位置的距离为0，因此位移大小为0。 故选A。 【易错点】 本题的最大干扰来自”重复10次”和”举高“这两个信息，容易让学生误将每次举高的路程累加（单次路程×10次=）或总路程（或）当作位移。关键在于位移只看初末位置，不看路径。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 位移：描述物体位置变化的物理量，大小等于初位置到末位置的有向线段长度，与运动路径无关，是矢量。 · 路程：物体运动轨迹的实际长度，与运动路径有关，是标量。 ② 解题要点 · 识别初末位置：先确定物体的起始位置和最终位置。 · 判断路径是否影响：位移只与初末位置有关，路程与路径有关。 · 排除干扰信息：题目中的重复次数、单次距离等均为路程信息，不影响位移。 ③ 拓展关联 · 位移与路程在单方向直线运动中大小相等。 · 位移的矢量性在曲线运动和往返运动中体现尤为明显。 第2题 2．河北雄安新区融合静电探测技术构建起”天空之网”，实现了对低空飞行器的全天候实时监测。当飞行器靠近时，固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷。在感应电荷产生的静电场中。电场线（ ） A．是闭合曲线 B．从感应正电荷出发 C．在无电荷区域相交 D．终止于感应正电荷 【答案】B 【命题透视】 ▶核心考点：感应起电原理、静电场电场线的基本性质。 ▶链接教材：人教版必修第三册”静电场”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以河北雄安新区静电探测技术为背景，将电场线性质与实际科技应用相结合，体现物理学科的实用价值。 （2）问题设计：四个选项分别考查电场线的四个不同性质（闭合性、起始点、相交性、终止点），考查学生对电场线基本性质的全面掌握。 （3）考查目标：侧重考查物理观念（电场线概念）和科学思维（逻辑推理能力），要求学生逐一判断各选项的正确性。 【解析】 本题考查静电场电场线的基本性质，结合性质逐一判断选项： A．感应电荷产生的静电场的电场线为非闭合曲线，故A错误； B．静电场电场线起始于正电荷或无穷远，探测器探头感应出正电荷，因此电场线从感应正电荷出发，故B正确； C．电场中某点的场强方向唯一，因此无电荷区域电场线不可能相交，故C错误； D．静电场电场线终止于负电荷或无穷远，正电荷是电场线的起点而非终点，故D错误。 故选B。 【易错点】 选项D容易误选，学生可能混淆电场线的”起始”与”终止”概念，认为”正电荷附近有电场线”就意味着电场线终止于正电荷。实际上，正电荷是电场线的起点而非终点，电场线终止于负电荷或无穷远。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 电场线：描述电场分布的有向曲线，从正电荷出发（或从无穷远），终止于负电荷（或到无穷远）。 · 静电场电场线性质：①非闭合曲线；②不相交；③从正电荷出发、终止于负电荷；④疏密反映场强大小。 ② 解题要点 · 逐一分析各选项：将每个选项与电场线的已知性质对照。 · 区分起始与终止：正电荷是电场线起点，负电荷是终点。 · 注意感应起电：感应正电荷产生的电场线仍遵循静电场的一般规律。 ③ 拓展关联 · 感应起电的本质是电荷的重新分布，而非电荷的创造。 · 变化磁场产生的电场（涡旋电场）的电场线是闭合曲线，与静电场不同。 第3题 3．一款自动监测环境气压的装置由粗细均匀、导热良好的U形管和自动监测系统组成。如图所示，竖直放置的U形管右端开口，左侧管内用水银封闭了一定质量、可视为理想气体的空气。监测系统通过监测右侧液面的变化。结合温度即可得到环境气压。若外界温度下降的同时环境气压也发生了变化，导致形管右侧液面上升，忽略水银体积变化，则封闭气体的（ ） A．内能增加 B．压强增大 C．分子的数密度减少 D．分子热运动的平均动能不变 【答案】C 【学科材料分析】 图中展示了一个竖直放置的U形管气压监测装置，关键信息包括：①管粗细均匀且导热良好，意味着封闭气体温度始终等于外界温度；②右端开口，右侧液面与外界大气相通；③左侧用水银封闭了理想气体；④外界温度下降且右侧液面上升，说明左侧封闭气体体积增大。由U形管结构可知，右侧液面上升意味着左侧液面下降（水银总体积不变），封闭气体的体积增大，而温度降低。 【命题透视】 ▶核心考点：理想气体状态方程、U形管液封模型、理想气体内能与温度的关系。 ▶链接教材：人教版选择性必修第三册”气体”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以环境气压自动监测装置为背景，将热学知识与实际应用相结合，体现物理学科的实用价值。 （2）问题设计：四个选项分别考查内能、压强、分子数密度、平均动能四个物理量，要求学生综合运用理想气体状态方程和热学基本规律逐一判断。 （3）考查目标：侧重考查科学思维（逻辑推理能力）和物理观念（理想气体模型的理解），要求学生从多个角度分析气体状态变化。 【解析】 A．U形管导热良好，外界温度下降，因此封闭气体的温度也会下降。 理想气体的内能仅由温度决定，温度降低，内能减小，A错误； C． U形管水银总体积不变，右侧液面上升，说明左侧封闭气体的体积增大，封闭气体分子总数不变，因此单位体积的分子数（分子数密度）减少，C正确； B．根据理想气体状态方程 变形得 已知温度减小、体积增大，则封闭气体压强减小，B错误； D．温度降低，则分子热运动的平均动能减小，D错误。 故选 C。 【易错点】 选项B容易误选，学生可能认为右侧液面上升意味着外界气压增大，从而推断封闭气体压强增大。但实际上右侧液面上升是温度下降和气压变化的综合结果，需要通过理想气体状态方程判断，已知减小、增大，压强必然减小。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 理想气体状态方程：（常量），描述一定质量理想气体的压强、体积、温度之间的关系。 · 理想气体内能：仅由温度决定，温度升高内能增大，温度降低内能减小。 · 分子数密度：单位体积内的分子数，等于总分子数除以体积。 ② 解题要点 · 先确定温度变化：导热良好→封闭气体温度等于外界温度。 · 再确定体积变化：U形管水银总体积不变→右侧液面上升意味着左侧体积增大。 · 用状态方程判断压强：，温度降低、体积增大→压强减小。 · 内能与平均动能均由温度决定：温度降低→两者均减小。 ③ 拓展关联 · U形管液封模型是热学经典题型，关键在于液面变化与体积变化的对应关系。 第4题 4．我国科技爱好者复原了春秋战国时期带有刃车軎（wéi）的马车；并对其性能进行了测试。在时间内，若马车以恒定功率在水平路面上沿直线运动，速度从加速到，假定马车所受阻力不变，则马车运动的图像可能是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【学科材料分析】 本题以古代马车恒定功率运动为情境，关键物理模型为恒定功率启动问题。由功率公式和牛顿第二定律，可得加速度。随着速度增大，牵引力减小（恒定功率下），加速度逐渐减小。因此图像的斜率（表示加速度）应逐渐减小，曲线越来越平缓，但速度始终增大（未达到最大速度前）。 【命题透视】 ▶核心考点：恒定功率启动模型、牛顿第二定律与功率公式结合、v-t图像分析。 ▶链接教材：人教版必修第二册”机械能守恒定律”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以古代马车复原测试为背景，融合历史文化元素，增加试题趣味性和文化内涵。 （2）问题设计：通过四个v-t图像选项考查学生对恒定功率运动特征的理解，干扰项分别表现为匀加速（A）、减速（B）、斜率增大（D）等错误特征。 （3）考查目标：侧重考查科学思维（物理模型建构和图像分析能力），要求学生从物理规律推导出v-t图像的正确形状。 【解析】 马车以恒定功率运动，阻力不变， 由功率公式 结合牛顿第二定律 整理得加速度 随着速度增大，恒定功率不变，因此加速度逐渐减小。 图像的斜率表示加速度，因此图的斜率应逐渐减小，图像越来越平缓。 故选C。 【易错点】 选项A的匀加速直线运动图像是学生最常见的错误选择，因为学生习惯于恒力作用下的匀加速运动。本题关键在于恒定功率意味着牵引力随速度变化，加速度不是恒量。选项D斜率增大的图像也不符合物理规律，因为加速度应随速度增大而减小。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 恒定功率启动：发动机功率恒定，牵引力随速度增大而减小，加速度逐渐减小，速度增大越来越慢。 · 最终状态：当时，加速度为零，速度达到最大值。 ② 解题要点 · 从物理规律推导图像特征：先推导加速度与速度的关系，再判断v-t图像斜率的变化趋势。 · 识别干扰图像：匀加速（斜率恒定）、减速（斜率为负）、斜率增大（加速度增大）均不符合恒定功率运动的规律。 · 注意速度始终增大：恒定功率加速过程中速度单调递增，直到达到最大速度。 ③ 拓展关联 · 恒定功率启动与恒力加速的区别：恒力加速为匀加速直线运动，恒定功率加速为加速度逐渐减小的变加速运动。 · 汽车启动问题的两种模型：恒定功率启动和恒定加速度启动（先匀加速后变加速）。 第5题 5．如图所示，一根粗细均匀的细金属丝置于两挡板之间的水平狭缝中央。其中心轴与狭缝平行，直径小于狭缝宽度。一束平行单色光垂直挡板入射，在屏幕上形成了稳定的双缝干涉图样，相邻两条亮条纹中心间距为。若金属丝经加热均匀膨胀，则（ ） A．变小 B．变大 C．双缝间的距离减小 D．双缝间的距离不变 【答案】A 【学科材料分析】 图中展示了一个双缝干涉装置，利用金属丝两侧的空隙形成双缝。关键信息包括：①金属丝直径小于狭缝宽度，放置在狭缝中央；②金属丝与两侧挡板之间形成两个透光狭缝，构成双缝干涉装置；③金属丝加热均匀膨胀→直径增大；④双缝间距与金属丝直径的关系为（其中为狭缝总宽度）。当增大时，增大，由条纹间距公式可知变小。 【命题透视】 ▶核心考点：双缝干涉条纹间距公式、改变双缝间距对条纹间距的影响。 ▶链接教材：人教版选择性必修第一册”光的干涉”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以金属丝双缝干涉装置为背景，巧妙地将金属丝膨胀与双缝间距变化联系起来，考查学生的推理能力。 （2）问题设计：先判断双缝间距的变化（CD选项），再判断条纹间距的变化（AB选项），考查学生的逻辑推理链完整性。 （3）考查目标：侧重考查科学思维（逻辑推理能力），要求学生建立”金属丝膨胀→双缝间距增大→条纹间距减小”的完整推理链。 【解析】 CD．金属丝加热均匀膨胀，其直径D变大。该装置利用金属丝两侧的空隙形成双缝干涉，设两挡板间狭缝总宽度为W（不变），则双缝间距（即两透光狭缝中心间的距离）为 当D变大时，双缝间距d变大，故CD错误； AB．根据双缝干涉条纹间距公式（其中L为缝到屏的距离，λ为光波长），当d变大时，变小，故A正确，B错误。 故选A。 【易错点】 选项B容易误选，学生可能认为双缝间距增大意味着条纹变宽。实际上条纹间距与双缝间距成反比（），增大则减小。选项D也容易误选，学生可能忽略金属丝膨胀对双缝间距的影响。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 双缝干涉条纹间距公式：，其中为缝到屏的距离，为双缝间距，为光波长。 · 双缝间距：在该装置中，，与金属丝直径正相关。 ② 解题要点 · 先判断双缝间距变化：金属丝膨胀→直径增大→双缝间距增大。 · 再判断条纹间距变化：与成反比→条纹间距减小。 · 注意反比关系：中在分母，增大则减小。 ③ 拓展关联 · 双缝间距增大→条纹变窄变密，双缝间距减小→条纹变宽变疏。 · 该装置实际上是杨氏双缝干涉实验的一种变体（用金属丝代替双缝挡板）。 第6题 6．如图所示，在长直螺线管中间区域放置一个匝数为、面积为的同轴小线圈。已知，长直螺线管通电后其内部磁场处处相同，磁感应强度的大小与螺线管中的电流成正比，即。在一段时间内，若电流随时间的变化关系满足（为常量），由理想电压表测出小线圈的感应电动势为，则可以表示为（ ） A． B． C． D． 【学科材料分析】 图中展示了长直螺线管内部放置同轴小线圈的结构。关键物理信息包括：①螺线管内部磁场均匀，（为比例系数）；②电流（随时间线性增大）；③小线圈匝数、面积；④理想电压表测出感应电动势。由法拉第电磁感应定律，结合，可得，因此，解得。 【命题透视】 ▶核心考点：法拉第电磁感应定律、已知磁感应强度随时间变化的关系式求电动势。 ▶链接教材：人教版选择性必修第二册”电磁感应”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以螺线管与小线圈的实验装置为背景，给出与的定量关系和与的定量关系，考查学生对法拉第电磁感应定律的定量应用。 （2）问题设计：要求用已知量、、、表示，考查学生的公式推导能力。干扰项A、C缺少匝数，干扰项B含有。 （3）考查目标：侧重考查科学思维（数学推导能力）和物理观念（电磁感应定律的理解），要求学生建立完整的推导链。 【答案】D 【解析】 根据法拉第电磁感应定律有 根据题意有， 联立可得 解得 故选D。 【易错点】 选项A和C缺少匝数，学生可能忽略多匝线圈的感应电动势等于单匝电动势乘以匝数的关系。选项B含有，可能诱惑学生将有效值与峰值的关系混淆，但本题电压表测的是恒定电动势（电流线性变化时磁通量变化率恒定），不需要因子。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 法拉第电磁感应定律：，感应电动势等于磁通量变化率乘以匝数。 · 螺线管内部磁场：，磁感应强度与电流成正比。 ② 解题要点 · 建立推导链： → → → 。 · 注意匝数因子：多匝线圈的感应电动势必须乘以匝数。 · 理解的含义：电流随时间线性增大，磁通量变化率恒定，感应电动势为恒定值。 ③ 拓展关联 · 当电流随时间正弦变化时，感应电动势也随时间正弦变化，需用有效值计算。 · 的物理意义：反映了螺线管结构（匝数、尺寸）对内部磁场的影响。 第7题 7．为清除太空碎片对航天器的潜在威胁，某兴趣小组提出一种设想。如图所示，一质量为的太空碎片绕地球做半径为的匀速圆周运动，在点受到一个与其速度方向垂直且背离地心向外的瞬时冲量作用、变轨到图中的椭圆轨道，最终进入大气层而烧毁，设地球质量为，引力常量为、则该太空碎片受到冲量作用后瞬间的动能为（ ） A． B． C． D． 【学科材料分析】 图中展示了一质量为的太空碎片绕地球做半径为的匀速圆周运动，在Q点受到瞬时冲量作用后变轨到椭圆轨道。关键物理信息包括：①碎片做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力；②冲量方向与原速度方向垂直且背离地心向外，即沿径向；③冲量使碎片获得径向分速度；④冲量作用后的合速度由原速度和径向分速度合成（勾股定理）。注意冲量方向与原速度方向垂直，因此合速度平方为，不存在交叉项。 【命题透视】 ▶核心考点：万有引力定律与天体运动、动量定理、动能的计算、矢量合成法则。 ▶链接教材：人教版必修第二册”万有引力定律”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以太空碎片清除为背景，涉及航天科技前沿，体现物理学科的社会价值。 （2）问题设计：四个选项的设置巧妙——A选项缺少因子，C和D选项增加了交叉项，考查学生对矢量合成（垂直方向无交叉项）的理解。 （3）考查目标：侧重考查科学思维（矢量合成与逻辑推理）和物理观念（万有引力与天体运动模型），要求学生准确计算冲量作用后的动能。 【答案】B 【解析】 设太空碎片做匀速圆周运动的速度为，根据万有引力提供向心力有 解得 则碎片受到冲量前的初始动能为 碎片在Q点受到瞬时冲量I作用，获得一个垂直于原速度方向的分速度，根据动量定理 可得其大小为 由于冲量方向（背离地心向外，即径向）与原速度方向垂直，根据矢量合成法则（勾股定理），作用后的合速度v的平方为 则该太空碎片受到冲量作用后瞬间的动能为 故选B。 【易错点】 选项C和D含有交叉项，这是学生最容易误加的项。关键在于冲量方向与原速度方向垂直，根据矢量合成法则，合速度的平方等于两个分速度平方之和（勾股定理），不存在交叉项。选项A缺少因子，学生可能将误认为初始动能（实际初始动能为）。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 万有引力提供向心力：，圆周运动速度。 · 动量定理：，冲量等于动量的变化。 · 矢量合成法则：两个垂直矢量的合矢量大小等于各分量大小的平方和的平方根。 ② 解题要点 · 先求圆周运动速度：。 · 再求冲量产生的分速度：。 · 利用垂直方向的矢量合成：（无交叉项）。 · 计算动能：。 ③ 拓展关联 · 若冲量方向与速度方向不垂直，则合速度平方含交叉项：。 · 太空碎片变轨后进入椭圆轨道，近地点在Q点附近，远地点离地球更远。 第8题 8．图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为的正弦交流电源，原、副线圈的匝数分别为、，为保护电阻。稳定工作时交流电流表的读数为，若等离子体可等效为定值电阻，其两端的正弦交流电压波形如图2所示，为电压峰值，为周期，则下列说法正确的是（ ） A．副线圈电压为 B．原线圈中电流为 C．电源电压周期为 D．等离子体的等效电阻为 【答案】AD 【学科材料分析】 图中包含两部分：图1为等离子体工作电路，包含理想变压器、保护电阻和等离子体（等效为定值电阻）；图2为等离子体两端电压波形，为正弦交流电压，峰值，周期。关键物理信息包括：①理想变压器原副线圈电压比等于匝数比：；②电流表读数为有效值；③变压器不改变交流电的周期和频率；④等离子体等效电阻可用计算，其中。 【命题透视】 ▶核心考点：理想变压器原理、正弦交流电有效值与峰值的关系、变压器原副线圈的电压与电流关系。 ▶链接教材：人教版选择性必修第二册”变压器”和”交流电”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以等离子体工作电路为背景，结合变压器和交流电知识，体现物理知识在新技术中的应用。 （2）问题设计：四个选项分别考查电压比、电流比、周期关系和等效电阻计算，要求学生对变压器原理和交流电规律全面掌握。 （3）考查目标：侧重考查物理观念（变压器原理的理解）和科学思维（有效值计算的推理能力）。 【解析】 A．根据理想变压器原副线圈的电压比等匝数比有 可得副线圈电压为，故A正确； B．根据理想变压器原副线圈的电流比等匝数反有 可得原线圈中电流为，故B错误； C．由题意可知，副线圈中电压周期为，变压器不改变交流电的周期，即电源电压周期为，故C错误； D．等离子体两端电压的有效值为 等离子体的等效电阻为，故D正确。 故选AD。 【易错点】 选项B容易误选，学生可能混淆变压器电流比与匝数比的关系。理想变压器电流比等于匝数比的反比，即，原线圈电流应为而非。选项C容易误选，学生可能认为变压器改变了周期，实际上变压器只改变电压和电流的大小，不改变频率和周期。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 理想变压器电压关系：（电压比等于匝数比）。 · 理想变压器电流关系：（电流比等于匝数反比）。 · 正弦交流电有效值与峰值：。 ② 解题要点 · 区分电压比和电流比：电压比等于匝数比，电流比等于匝数反比。 · 注意有效值与峰值的关系：电流表和电压表读数均为有效值。 · 变压器不改变频率和周期：原副线圈交流电的频率和周期相同。 ③ 拓展关联 · 变压器功率关系：理想变压器输入功率等于输出功率，。 · 保护电阻的作用：限制电流，防止等离子体等效电阻过小导致电流过大。 第9题 9．某千斤顶的结构如图所示，四根等长杆由铰链相连。摇动手柄竖直抬升重物过程中，两点的间距每秒均匀缩短，当时，下列说法正确的是（ ） A．与两点速度大小相等，方向相反 B．点速度方向竖直向上，大小为 C．点速度方向沿向上，大小为 D．点相对点的速度沿水平方向，大小为 【答案】BD 【学科材料分析】 图中展示了千斤顶的结构，四根等长杆由铰链相连形成菱形ABCD。关键几何与运动信息包括：①四边形ABCD为菱形，；②摇动手柄时A、C间距每秒均匀缩短，即A、C两点水平方向相对靠近速度为；③时，菱形的几何关系确定；④B点竖直向上运动，A、C两点速度方向分别垂直AD、CD方向；⑤A、C两点的水平分量大小相等为，由可得，。 【命题透视】 ▶核心考点：杆连接关联速度问题、运动的合成与分解。 ▶链接教材：人教版必修第二册”曲线运动”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以千斤顶为背景，将关联速度问题与实际机械结构相结合，考查学生的运动分析能力。 （2）问题设计：四个选项分别考查A与C的速度关系、B点速度、C点速度、A相对C的速度，要求学生对各点的速度方向和大小全面分析。 （3）考查目标：侧重考查科学思维（运动分解与合成能力）和物理观念（关联速度模型的理解），难度较大（难度值0.4）。 【解析】 ABC．由题意可知，四边形ABCD是菱形，摇动手柄竖直抬升重物过程中，B点的速度方向竖直向上，A、C两点的速度方向分别垂直AD、CD方向，大小相等，A、C两点的间距每秒均匀缩短2mm，可知A、C两点速度的水平分量大小相等为 当时，B点和C点沿BC方向的分速度大小相等，即 又 可得， A、C两点的速度大小相等，方向相互垂直，故AC错误，B正确； D．A、C两点竖直方向的速度大小相等，方向相同，水平方向速度大小相等，方向相反，所以A点相对C点的速度沿水平方向，大小为，故D正确。 故选BD。 【易错点】 选项A容易误选，学生可能认为A、C关于竖直轴对称，速度方向也对称（方向相反）。实际上A、C两点速度大小相等但方向相互垂直（分别垂直AD和CD方向），而非方向相反。选项C容易误选，学生可能将水平分量误认为C点的总速度，实际上C点的总速度为。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 关联速度：通过杆或绳连接的物体，其速度之间存在约束关系，需要沿杆（绳）方向和垂直杆（绳）方向分解。 · 运动分解：将速度沿杆方向和垂直杆方向分解，沿杆方向分量相等（刚性杆不可伸缩）。 ② 解题要点 · 确定各点速度方向：B点竖直向上，A、C两点速度分别垂直AD、CD方向。 · 利用间距变化率求水平分量：A、C间距缩短→每个点水平分量为。 · 利用几何关系求总速度：时，。 · 沿杆方向分量相等：→。 ③ 拓展关联 · 关联速度问题常见模型：杆连接、绳连接、接触面约束。 · A相对C的速度只含水平分量（竖直分量相同被抵消），大小为两水平分量之和。 第10题 10．如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为，电阻不计。左端接有输出电流大小恒为 的恒流源，电流方向如图。导轨间分布着两个紧邻的正方形磁场区域、宽度均为，左侧磁场方向竖直向下，右侧磁场方向竖直向上，以导轨上两磁场交界处的 点为坐标原点，沿导轨方向建立 坐标轴，两磁场的磁感强度大小 仅随坐标 变化，且满足式中为已知常量。时，一根质量为，导轨间电阻为的导体棒以初速度从处向右运动；时，导体棒第一次到达处，且速度为0，运动过程中导体棒始终与导轨接触良好且垂直，不计空气阻力，忽略磁场的边界效应及电流对磁场的影响，下列说法正确的是（ ） A．导体棒做简谐运动 B．初速度 C．若初速度变为，则导体棒的速度第一次变为0所需时间为 D．若初速度变为，则导体棒将以两磁场交界线为中心做往复运动 【答案】AB 【学科材料分析】 图中展示了水平导轨上两个紧邻正方形磁场区域的导体棒模型。关键物理与数学信息包括：①恒流源提供恒定电流；②磁感应强度随位置分段线性变化，在区域，在区域；③安培力，在区域（与位移成正比，方向指向）；④令，则，满足简谐运动条件；⑤导体棒从到过程可用动能定理求解初速度。 【命题透视】 ▶核心考点：安培力与简谐运动的结合、恒流源导体棒模型、动能定理的应用、简谐运动的周期与圆频率。 ▶链接教材：人教版选择性必修第一册”简谐运动”和人教版选择性必修第二册”安培力”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以恒流源导体棒在分段磁场中运动为背景，物理模型新颖，将电磁学与力学（简谐运动）巧妙结合。 （2）问题设计：四个选项层层递进——A判断运动性质（简谐运动），B推导初速度表达式，C分析初速度减小后的时间变化，D分析初速度增大后的运动结果。考查学生对简谐运动性质的深入理解。 （3）考查目标：侧重考查科学思维（物理模型转化、数学推导能力）和物理观念（简谐运动判据的理解），难度较大（难度值0.35）。 【解析】 A．作出 图像如图所示 根据题意知，在区域，导体棒所受安塔力大小 根据左手定则可知安培力方向始终指向 处，令 ，故导体棒所受外力满足 同理，导体棒在 区域也满足 则导体棒在区域做简谐运动，故A正确； B．导体棒 到过程，根据动能定理 其中 联立可得，故B正确； C．对于简谐运动，从平衡位置运动到最大位移处所用时间为 根据简谐运动圆频率 结合上述分析可得 与速度无关，初速度变为后，根据动能定理可知导体棒向右运动的最大距离小于，导体棒仍做简谐运动，根据上述分析可知速度变为对导体棒的速度第一次变为0所需的时间没有影响，仍为，故C错误； D．若初速度变为，由动能定理 可得导体棒运动到处速度为 根据对称性知导体棒从处运动到处克服安培力做功为 即导体棒运动到处速度不为零，导体棒将继续向右运动离开磁场，故导体棒不会以两磁场交界线为中心做往复运动，故D错误。 故选AB。 【易错点】 选项C容易误选，学生可能认为初速度减小后，运动到速度为零的时间也相应缩短。关键在于简谐运动的周期（从而时间）由系统参数（和）决定，与振幅（即初速度）无关。初速度减小只改变振幅大小，不改变从平衡位置到最大位移处的时间。选项D容易误选，学生可能认为导体棒在两个磁场区域内始终做简谐运动，但当初速度过大时导体棒可能冲出磁场区域，不再满足的条件。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 简谐运动判据：物体所受回复力与位移成正比且方向相反，即。 · 简谐运动周期：，与振幅无关。 · 圆频率：，决定运动的时间特征。 ② 解题要点 · 判断简谐运动：安培力且方向指向→满足→简谐运动。 · 用动能定理求初速度：平均安培力，。 · 简谐运动时间与振幅无关：只由和决定。 · 初速度增大时需判断是否超出简谐运动区域：导体棒可能冲出磁场。 ③ 拓展关联 · 恒压源导体棒模型与恒流源模型的不同：恒压源中安培力随速度变化（因为电流变化），恒流源中安培力只随位置变化。 · 简谐运动的等时性：从平衡位置到最大位移处的时间恒为，无论振幅大小。 第11题 11．某同学用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。将甲、乙两测力计水平连接在一起，测力左侧固定，用手向右缓慢拉测力计乙。拉至某位置时两测力计示数如图所示。 (1)测力计乙的读数是___________N。 (2)实验中发现两测力计示数总是明显不同、原因可能是___________。（单选） A．两测力计的量程不同 B．两测力计弹簧的材质不同 C．使用测力计前未正确调零 【答案】 (1)2.0 (2)C 【命题透视】 ▶核心考点：牛顿第三定律、弹簧测力计的使用与误差分析。 ▶链接教材：人教版必修第一册”牛顿第三定律”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以弹簧测力计探究作用力和反作用力为背景，考查学生对实验操作和误差分析的能力。 （2）问题设计：(1)考查测力计读数（分度值0.2N，需读到同分位），(2)考查误差分析（调零问题），考查学生的实验素养。 （3）考查目标：侧重考查科学探究（实验操作能力）和物理观念（牛顿第三定律的理解）。 【解析】 （1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N，需要读到同分位，因此读数为2.0N。 （2）探究作用力和反作用力的关系实验中，根据牛顿第三定律可知作用力和反作用力总是大小相等,，量程和弹簧测力计弹簧的材质都不影响其示数的准确性，两个测力计示数总是明显不同原因可能是测力计未正确调零。 故选C。 【易错点】 (1)读数时可能只读到整数位”2”而未读到同分位”2.0”，这是弹簧测力计读数的规范要求。分度值为0.2N时，需要读到同分位即0.2N的十分位。(2)选项A和B容易误选，学生可能认为量程不同或材质不同会影响示数。实际上，量程和材质只影响测力计的灵敏度和最大测量范围，不影响测量准确性（在弹性限度内），只有未调零才会导致系统误差。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 牛顿第三定律：作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在不同物体上。 · 弹簧测力计读数规则：分度值为0.2N时，读到同分位（即0.2N的十分位）。 ② 解题要点 · 测力计读数：先确定分度值，再读到相应精度。 · 误差分析：量程和材质不影响准确性，未调零会导致系统误差。 ③ 拓展关联 · 作用力和反作用力与平衡力的区别：前者作用在不同物体上，后者作用在同一物体上。 · 实验前调零的重要性：任何测量工具使用前都应检查零点。 第12题 12．图为探究电容器充、放电实验的电路图，实验选用内阻为几千欧姆的电压表和内阻很小且零刻度的电流表， (1)实验时将开关S接1端，可观察到电流表指针___________（填字母，“A．迅速偏转到某位置后稳定不动”或”B．迅速偏转到某位置后往回偏转”），同时电压表指针偏转到某位置后稳定不动。 (2)现将S与1端断开，但尚未与2端连接，此时发现电压表的指针逐渐向零刻度偏转。经检查器材完好，线路连接正确，出现此现象的原因可能是___________________________。 【答案】 (1)B (2)开关断开时电容器相当于和电压表形成了闭合回路，电压表内阻为几千欧姆，比较大，因此放电电流比较小，电容器放电的过程中其两端电压逐渐减小，直至最终放电结束，电容器带电荷量变为0，电压表示数减为0 【学科材料分析】 图中展示了电容器充放电实验电路，包含电源、开关S（接1端充电、接2端放电）、电容器、电压表（内阻几千欧姆）和电流表（内阻很小且零刻度）。关键信息包括：①电压表内阻为几千欧姆（较大）；②电流表内阻很小且有零刻度；③开关S接1端为充电过程；④开关断开后电容器与电压表形成闭合回路，通过电压表缓慢放电。 【命题透视】 ▶核心考点：电容器充放电现象、电压表内阻对放电过程的影响。 ▶链接教材：人教版必修第三册”电容器”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以电容器充放电实验为背景，考查学生对实验现象的理解和解释能力。 （2）问题设计：(1)考查充电过程中电流表指针的运动特征，(2)考查开关断开后电压表指针变化的原因分析，要求学生从电路结构角度解释现象。 （3）考查目标：侧重考查科学探究（实验现象分析）和科学思维（逻辑推理能力）。 【解析】 （1）电容器充电过程中，开关闭合时充电电流瞬间达到较大的值，然后又逐渐减小，充电完成时，电流为0,因此观察到的现象是电流表指针迅速偏转到某位置后往回偏转。 故选B。 （2）观察题图可以发现，开关断开时电容器相当于和电压表形成了闭合回路，电压表内阻为几千欧姆，比较大，因此放电电流比较小，电容器放电的过程中其两端电压逐渐减小，直至最终放电结束，电容器带电荷量变为0，电压表示数减为0。 【易错点】 (1)学生可能误选A，认为充电电流稳定不变。实际上充电电流从最大值逐渐减小到零，因为随着电容器充电，其两端电压逐渐升高，与电源电压的差值减小，充电电流减小。(2)学生可能忽略电压表内阻的作用，认为开关断开后电路完全断开。实际上电压表本身就是一个高阻值通路，电容器可以通过电压表缓慢放电。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 电容器充电过程：电流从最大值逐渐减小到零，电容器两端电压逐渐升高到电源电压。 · 电容器放电过程：电流从最大值逐渐减小到零，电容器两端电压逐渐降低到零。 ② 解题要点 · 充电电流特征：先大后小，最终为零→电流表指针先偏转后回零。 · 电压表内阻的作用：开关断开后，电容器通过电压表形成闭合回路，缓慢放电。 · 放电时间与内阻的关系：电压表内阻越大，放电电流越小，放电过程越慢。 ③ 拓展关联 · 使用内阻很大的电压表时，需注意其对电路的影响（并联分流）。 · 电容器充放电的时间常数：，电阻越大放电越慢。 第13题 某学生兴趣小组通过查阅资料了解到，利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合，遂以”电控气动技术的原理探索与应用”为主题开展探究式学习。 (1)分析电控气动门工作原理 图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁，当开关闭合时，衔铁在电磁铁的吸引下带动三个阀芯一起向左运动，复位弹簧被压缩，储气罐内压缩空气经气孔B进入汽缸右侧气室。推动汽缸内活塞向___________（填”左”或”右”）运动，车门打开。同时，汽缸左侧气室中的气体从气孔___________（填”S”或”R”)排出。当断开时，复位弹簧推动衔铁和阀芯向右运动，压缩空气推动活塞，车门关闭。 (2)探究复位弹簧的受力情况 ①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力 与形变量的数据，并标在了坐标纸上，如图2所示：请在答题卡上绘制出该弹簧的 图像。___________ ②根据绘制的 图像，得到该弹簧的劲度系数 ___________N/mm（保留两位有效数字）。 同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿，而资料显示，公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了”四两拨千斤”的效果。 (3)电控气动技术的应用设计 受此启发，同学们设计了一款温室自动开窗器，电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于 时自动闭合开关，温度低于 时自动断开。电磁阀线圈工作电压为 ，而控制电路板的工作电压（5V）和电流较小，需配置电磁继电器作为控制开关。请在答题卡相应图上连线、完成电路、实现如下效果：闭合时，电磁阀中的电磁铁吸引衔铁左移，窗户打开；断开时，电磁阀中的衔铁右移，窗户关闭。 【答案】 (1)左 R （2） 0.22 （3） 【学科材料分析】 本题包含三组材料：图1为电控气动系统开门过程简化图，展示电磁阀、储气罐、汽缸和活塞的结构，关键信息包括衔铁带动阀芯运动改变气路、压缩空气驱动活塞；图2为弹簧与的数据散点图，关键信息为数据点近似分布在一条直线上，斜率即为劲度系数；图3为温室自动开窗器电路图，包含控制电路板、电磁继电器和电磁阀，关键信息为需要用5V控制电路通过电磁继电器控制24V电磁阀电路。 【命题透视】 ▶核心考点：电磁阀工作原理、胡克定律与弹簧劲度系数、电磁继电器电路设计、气体驱动活塞原理。 ▶链接教材：人教版选择性必修第二册”电磁感应”和必修第一册”弹力”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以电控气动技术为载体，从公交车门到温室开窗器，体现物理知识从理解到应用的递进过程。 （2）问题设计：(1)考查电磁阀工作原理的理解（气路分析），(2)考查弹簧劲度系数的测量与计算，(3)考查电磁继电器电路设计（开放性连线），考查层次递进。 （3）考查目标：侧重考查科学探究（实验操作与电路设计）和科学思维（逻辑推理能力），体现”从原理理解到应用设计”的探究学习理念。 【解析】 （1）[1]结合题意可知，右侧气室充入气体，若体积不变，气体压强将会增大，推动活塞向左运动； [2]由题图1可以看出，左侧气室出气孔与R相连，则气体从R排出。 （2）[1]作图时要注意到图线要通过尽可能多的点要画出直线，不在直线上的点应该均匀分布在直线的两侧， 图像如图所示 [2]根据 可知 图像的斜率即为劲度系数，得 （3）S2闭合时，电磁继电器的线圈内有了电流，会使与3和2相连的两个触点接触，并使K、J连通，右侧电磁阀电路形成闭合回路，衔铁左移，窗户打开；S2断开时，电磁继电器的线圈内失去电流，与3和2相连的两个触点分开，导致K、J部分是断路状态，电磁阀部分的衔铁在复位弹簧作用下右移、窗户关闭，连线情况如图所示 【易错点】 (1)活塞运动方向容易判断错误，需注意右侧气室充入压缩空气→压强增大→推动活塞向左运动（而非向右）。(2)劲度系数计算时，取点的位置要正确，应取直线上远离原点的两个点计算斜率，且注意单位为N/mm。(3)电磁继电器连线是本题的难点，需注意5V控制电路通过电磁继电器的触点来控制24V电磁阀电路，实现”小电流控制大电流”的效果。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 电磁阀工作原理：线圈通电→电磁铁吸引衔铁→阀芯移动→改变气路→压缩空气驱动活塞。 · 胡克定律：，弹簧弹力与形变量成正比，为劲度系数。 · 电磁继电器：用低电压、小电流的控制电路来控制高电压、大电流的工作电路。 ② 解题要点 · 分析气路：追踪压缩空气从储气罐→气孔B→右侧气室→推动活塞，左侧气室→气孔R→排出。 · 测量劲度系数：作直线→取两点计算斜率→注意单位换算。 · 设计电磁继电器电路：控制电路接电磁继电器线圈，工作电路通过继电器触点连接。 ③ 拓展关联 · “四两拨千斤”的物理本质：电磁继电器实现信号放大，气压传动实现力放大。 · 温度自动控制的双阈值设计：高于35°C开窗、低于25°C关窗，避免频繁开关。 第14题 下图为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形（中间部分未画出），此时平衡位置在的质点处于波峰。 (1)写出该波的波长，以及在范围内的所有可能值。 (2)若平衡位置位于原点处的质点在内通过的路程为，求该波的周期和波速。 【答案】 (1)，11m和13m (2)0.8s，2.5m/s 【学科材料分析】 图中展示了一列沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形图。关键信息包括：①波形图显示相邻波峰间距为，即波长；②振幅；③平衡位置在的质点处于波峰，满足（注意图中波峰位于，即半波长处）；④”中间部分未画出”意味着波形可以延伸，有多种可能值。 【命题透视】 ▶核心考点：波长、频率和波速的关系、波的图像分析、质点振动与波的传播的关系。 ▶链接教材：人教版选择性必修第一册”机械振动与机械波”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以简谐横波传播为背景，波形图”中间部分未画出”增加了多解性，考查学生的全面分析能力。 （2）问题设计：(1)考查波长和多解性分析，(2)考查从质点振动路程推导周期和波速，考查层次递进。 （3）考查目标：侧重考查科学思维（多解分析、逻辑推理）和物理观念（波动图像的理解）。 【解析】 （1）相邻波峰(或波谷)间距等于波长，根据时的波形图可知该波的波长为 由图可知，平衡位置处于波峰的质点满足 又 在范围内的可能值有时， 时， 在范围内的所有可能值有11m和13m。 （2）由题意可知，振幅， 则有 由波速公式有 解得， 【易错点】 (1)的多解性分析容易遗漏，需注意波形图只显示了一部分，满足的通式，在给定范围内需逐一验证。(2)路程意味着质点在1秒内完成了个周期的振动（即），学生可能误认为1秒恰好等于1个周期或2个周期。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 波长：相邻两个波峰（或波谷）之间的距离，。 · 波速公式：。 · 质点振动路程：一个完整周期内质点通过的路程为。 ② 解题要点 · 波长从波形图直接读取：相邻波峰间距。 · 波峰位置的多解性：，在给定范围内筛选。 · 路程与周期的关系：→→。 ③ 拓展关联 · 波的多解性是高考常考题型，需注意波形图的”未画出部分”。 · 质点振动路程的计算：（为完整周期数），需结合部分周期的路程。 第15题 15．如图所示，质量为的木板上放有一个质量为的机器人，木板始终受到水平向右、大小为的恒力作用。初始时木板与机器人一起以的速度沿水平地面向右匀速运动。机器人正上方有一个沿竖直方向可以伸缩、水平向右速度恒为的机械夹爪。某时刻夹爪将机器人向上提起，后放回木板，同时夹爪缩回，机器人在摩擦力的作用下最终与木板相对静止。取，机器人可视为质点，机器人被提起和放下瞬间竖直方向速度均为零。求 (1)机器人被提起的内，木板位移的大小。 (2)从机器人被放回木板到与木板相对静止的过程中，摩擦力对机器人所做的功。 【答案】 (1) (2) 【学科材料分析】 图中展示了木板（质量）上放有机器人（质量）的系统，木板始终受水平向右恒力。关键物理信息包括：①初始状态木板与机器人一起以匀速运动→，可得；②机器人被提起后，木板仅受和地面摩擦力，加速度增大；③机器人被提起期间水平速度不变（，夹爪水平速度恒为）；④机器人放回后，与木板之间存在相对滑动，最终通过摩擦力达到共同速度。 【命题透视】 ▶核心考点：板块模型、动量守恒定律、动能定理、牛顿运动定律的综合应用。 ▶链接教材：人教版选择性必修第一册”动量守恒定律”和必修第一册”牛顿运动定律”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以木板与机器人模型为背景，机器人被提起和放回的过程增加了问题的复杂性和趣味性。 （2）问题设计：(1)考查机器人被提起期间木板的运动（牛顿运动定律），(2)考查机器人放回后摩擦力做功（动量守恒+动能定理），考查层次递进。 （3）考查目标：侧重考查科学思维（多过程分析、模型建构）和物理观念（动量守恒与能量守恒），难度中等（难度值0.57）。 【解析】 （1）根据题意，设木板与地面间的摩擦因数为，则有 解得 机器人被提起时，对木板有 解得 机器人被提起的2s内，木板位移的大小 （2）机器人被放回木板时，木板的速度为 机器人被放回木板后，恒力与地面对木板的摩擦力平衡，机器人和木板组成的系统所受合力为零，则由动量守恒定律有 解得 对机器人，由动能定理可得，摩擦力对机器人所做的功 【易错点】 (1)容易忽略初始匀速运动条件的利用，直接计算加速度时可能缺少摩擦因数。(2)机器人放回后系统合力为零的判断容易遗漏——恒力恰好等于地面对木板（不含机器人）的摩擦力加上…实际上，机器人放回后系统总摩擦力为，恰好等于恒力，因此系统合力为零，动量守恒。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 板块模型：两物体之间存在相对滑动，通过摩擦力传递动量和能量。 · 动量守恒条件：系统所受合外力为零时，系统总动量守恒。 · 动能定理：合力做的功等于动能的变化，。 ② 解题要点 · 利用初始匀速条件求摩擦因数：→。 · 分阶段分析：机器人被提起期间（木板单独加速）、机器人放回后（系统动量守恒）。 · 判断系统合力是否为零：→系统合力为零→动量守恒。 ③ 拓展关联 · 板块模型的常见变式：子弹打木块、滑块在木板上滑动、传送带问题。 · 动量守恒与能量守恒的结合：先用动量守恒求共同速度，再用动能定理求做功或能量损失。 答题模板 第一步：分析初始状态，利用匀速条件求摩擦因数。 第二步：分段处理——机器人提起期间用牛顿运动定律求木板加速度和位移。 第三步：机器人放回后，判断系统合力是否为零，用动量守恒求共同速度。 第四步：对机器人用动能定理求摩擦力做的功。 第16题 16．图1为某质谱仪工作原理示意图。电离室中的气体分子被激光照射后发生电离，其中带正电的粒子由静止经平行于纸面的加速电场加速后，垂直于CD边进入梯形匀强磁场区域（磁场方向垂直纸面向外），并从CG边中点O平行于CD边射出，经无场区从边界PQ进入平行于纸面的匀强偏转电场，最终打到接收器与纸面交线MN上并被吸收，接收器可视为接地良好的金属板。MN延长线经过O点，与CD所在直线夹角为α，α可通过MN绕O点在纸面内的转动进行调整，调整前后PQ与MN始终平行且间距为0.3m不变。CG边长为0.2m，与底边HG夹角为60°，磁感应强度大小为0.4T，偏转电场的电场强度大小为1.8×104V/m，方向始终垂直于PQ。整个过程只考虑一种粒子，加速电场的电压恒定，MN与PQ足够长，装置处于真空环境，忽略粒子间的相互作用，不计重力。 (1)已知激光波长为442nm，求该激光一个光子的能量ε。（普朗克常量，真空中光速） (2)调整α，得到从粒子离开加速电场到到达接收器所经历的时间t与α的关系如图2所示，求加速电场的电压U以及粒子比荷k。 (3)质谱仪稳定工作时，测得接收器每秒接收的粒子数为n，若再测一个除电荷量和质量以外的物理量，便可在（2）问的基础上得到粒子的质量。请写出该物理量，并推导粒子质量表达式（所有物理量均用字母表示）。 【答案】 (1) (2)， (3)测接收器受到粒子的平均作用力大小，质量表达式为；测流过地线上的平均电流，质量表达式为 【学科材料分析】 图中展示了质谱仪工作原理示意图（图1），包含电离室、加速电场、梯形匀强磁场区域、无场区和偏转电场。关键几何与物理信息包括：①粒子从静止经加速电场加速→获得速度；②在梯形磁场中做圆弧运动，从CG边中点O平行于CD边射出→可推导圆弧半径；③CG边长0.2m，与底边HG夹角60°→几何关系确定；④粒子经无场区进入偏转电场，最终打到接收器MN上；⑤MN与CD夹角为可调整；⑥图2给出了时间与的关系曲线，时最小→可利用均值不等式推导。 【命题透视】 ▶核心考点：光子能量、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动、带电粒子在匀强电场中的类抛体运动、动量定理在宏观-微观联系中的应用。 ▶链接教材：人教版选择性必修第三册”波粒二象性”和必修第三册”带电粒子在电磁场中的运动”相关内容。 ▶命题分析： （1）情境创设：以质谱仪为背景，综合考查光学（光子能量）、电磁学（带电粒子运动）和力学（动量定理），体现物理知识的跨领域综合应用。 （2）问题设计：(1)考查光子能量公式的基础应用，(2)考查带电粒子在组合场中运动时间的推导和均值不等式的应用，(3)为开放性设问，要求学生自主设计测量方案并推导表达式——考查创新思维。 （3）考查目标：侧重考查科学思维（数学推导、模型建构、创新设计）和物理观念（能量量子化、带电粒子运动模型），难度最大（难度值0.28）。 【解析】 （1）根据光子能量公式 代入数据解得 （2）根据题意画出粒子运动轨迹图如下 根据几何关系可知粒子在磁场半径 且粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，有 其中比荷。可得 由题知粒子在无场区O到PQ的距离为，在无场区运动时间 粒子进入电场时的法向初速度与电场方向相反，大小为 则在法线方向有 解得 总时间 其中t0为加速电场末端到CD无场区的时间与α无关，与α无关，根据图2可知时t最小，即 在有最小值，根据均值不等式可求出 联立 代入数据得 在加速电场中有 得 （3）方法一：测量接收器受到粒子的平均作用力大小，在时间内，有 根据动量定理和牛顿第三定律可知接收器受到的平均作用力大小F等于粒子动量的变化率大小，即 对单个粒子，设粒子打在接收器上时垂直接收器速度为，则有 可得 根据（2）问可知 联立可得粒子质量 方法二：已知每秒接收粒子数n，每个粒子电荷量为q，则电流 故粒子质量 将k代入即可。 【易错点】 (2)利用均值不等式求极值是本题的关键难点。在取最小值，由均值不等式在时取最小值，可推导。(3)开放性设问容易遗漏测量方案，方法一（测平均作用力）利用动量定理，方法二（测电流）利用电流定义，两种方法思路不同但殊途同归。 【知识总结】 ① 核心概念定义 · 光子能量公式：，光子能量与波长成反比。 · 带电粒子在磁场中运动：洛伦兹力提供向心力，，圆弧半径。 · 动量定理：，力等于动量变化率。 ② 解题要点 · 粒子在磁场中的几何分析：确定圆弧半径和圆心位置，利用几何关系求。 · 时间分段计算：，与有关的部分为。 · 均值不等式求极值：在特定取最小值。 · 开放性设计：测力→动量定理，测电流→电流定义+比荷关系。 ③ 拓展关联 · 质谱仪的实际应用：用于测量粒子的质量、分析物质组成。 · 均值不等式在物理中的应用：求极值问题（如最短时间、最小能量等）的数学工具。 · 宏观测量与微观粒子：通过宏观可测物理量（力、电流）推导微观粒子性质（质量），体现了物理学中宏观与微观的联系。 答题模板 第一步：利用光子能量公式计算光子能量。 第二步：分析粒子在磁场中的运动轨迹，求圆弧半径。 第三步：利用和比荷推导速度。 第四步：分段计算运动时间，将与有关的部分用均值不等式求极值。 第五步：利用求加速电压。 第六步：对于开放性设计题，分别从动量定理和电流定义两个角度提出测量方案并推导表达式。 学科网（北京）股份有限公司 $