广东高考物理近5年(2022-2026年)压轴真题:选择题
2026-08-26
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摘要:
**基本信息**
广东高考物理近5年(2022-2026)选择压轴真题分类汇编,聚焦单选第7题与多选第10题,含考情分析及真题,助力一轮复习定向突破高频考点。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选压轴|5题|磁场圆周运动、万有引力、图像分析等|以行星凌日、梳齿电容器等科技情境包装,突出v-t、U-C等图像分析|
|多选压轴|5题|电磁感应、动量守恒、受力平衡等|强调碰撞分类讨论、磁通量对称性判断,如无人机变力冲量、电子磁谱仪几何关系|
内容正文:
广东高考物理近5年(2022—2026年)
选择题压轴真题分类汇编
(第7题·单选压轴 与 第10题·多选压轴)
(原卷版)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
【考情分析】
一、2022—2026年广东高考物理选择题压轴题考情一览
年份
题号
题型
试题情境
核心考点与能力要求
2022
7
单选压轴
双区域反向匀强磁场中质子的运动轨迹
带电粒子在磁场中的圆周运动;空间几何分析
2022
10
多选压轴
地下长直导线磁场中线圈的电磁感应
安培定则;磁通量;法拉第电磁感应定律
2023
7
单选压轴
行星“凌日”光变曲线
万有引力提供向心力;圆周运动参量推算
2023
10
多选压轴
电动窗帘滑块的持续受力碰撞
动量守恒条件;动量定理;平均作用力
2024
7
单选压轴
木块落竖直弹簧的图像分析
牛顿第二定律;F–y、v–y图像;简谐运动特征
2024
10
多选压轴
斜坡滑块的弹性碰撞
运动学综合;弹性碰撞速度交换;等效转化
2025
7
单选压轴
恒力作用下两球正碰的v–t图像
v–t图像;碰撞分类讨论;斜率分析
2025
10
多选压轴
无人机变力作用下匀速作业
受力动态平衡;变力冲量;矢量合成
2026
7
单选压轴
梳齿状可变电容器动态分析
电容决定式与定义式;过程划分;U–C图像
2026
10
多选压轴
长方体电子磁谱仪中的电子束
有界磁场中的圆周运动;圆心角;几何关系
二、命题特点与规律
1.压轴位置固定、区分度高:第7题为单项选择题压轴、第10题为多项选择题压轴,是全卷选择题部分的“分水岭”,五年无一例外,值得定向突破。
2.力电主干轮动覆盖:五年中磁场圆周运动、电磁感应、电容器与碰撞、图像分析、万有引力、受力与冲量交替出现,力学与电磁学主干知识全覆盖。
3.图像化设问成为主流:轨迹图、F–y图像、v–t图像、U–C图像、光变曲线等以图代文的考法高频出现,突出“以图驭理”的素养导向。
4.情境新颖而落点基础:行星凌日、电子磁谱仪、梳齿电容器、无人机作业等真实科技情境包装之下,考查的仍是圆周运动、动量定理、电容器公式等主干模型。
5.多选压轴强调分类讨论与临界分析:弹性与非弹性碰撞的讨论、磁通量对称性的判断、过程阶段的划分等,思维链条长,漏选、错选率高。
三、备考建议
1.主干模型烂熟于心:圆周运动、碰撞、电容器动态分析、电磁感应等模型的二级结论要做到“脱口而出”,为压轴题节省思维时间。
2.图像题专项训练:系统整理斜率、截距、面积、拐点的物理意义,养成“先坐标轴、再变化趋势、后特殊点”的读图顺序,并配合草图标图。
3.多选题讲究策略:先锁定必对选项,再攻疑难选项;没有把握的选项宁可不选——“全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分”,保分意识很重要。
4.强化分类讨论与过程划分意识:遇碰撞先分弹性与非弹性,遇动态电路先分充电、断开、再调节等阶段,遇磁场运动先找圆心、半径、圆心角。
5.限时真题训练:压轴选择题单题控制在4~5分钟内完成,做完对照详解复盘“卡点”,把每道压轴真题的命题逻辑吃透。
第一部分 单项选择题压轴(第7题,共5题)
【考点】电磁学:带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动、左手定则、空间几何分析
1.(2022·广东)如图所示,一个立方体空间被对角平面划分成两个区域,两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直平面进入磁场,并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【考点】万有引力与航天:“凌日法”测光变曲线、万有引力提供向心力、匀速圆周运动参量
2.(2023·广东)如图(a)所示,太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡,探测器探测到Q的亮度随时间做如图(b)所示的周期性变化,该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为,引力常量为G。关于P的公转,下列说法正确的是( )
A.周期为 B.半径为
C.角速度的大小为 D.加速度的大小为
【考点】力学综合:木块落到竖直弹簧上的F–y、v–y图像分析(牛顿第二定律、简谐运动特征)
3.(2024·广东)如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点,取竖直向下为正方向。木块位移为y。所受合外力为F,运动时间为t。忽略空气阻力,弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其图像或图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【考点】力学综合:等值反向恒力作用下的两球正碰、v–t图像、碰撞的分类讨论
4.(2025·广东)如图所示,在光滑的水平面上,小球M、N分别在水平恒力、作用下,由静止开始在同一直线相向运动,在时刻发生正碰后各自反向运动。已知和始终大小相等、方向相反,从开始运动到碰撞后速度第1次减为0过程中,两小球速度v随时间t变化的图像,可能正确的是
A. B.
C. D.
【考点】电磁学:可变电容器的动态分析(C=εᵣS/4πkd、C=Q/U)、充电过程、U–C图像
5.(2026·广东)图(a)为某梳齿状可变电容器截面图,上端为固定极板,下端为可上下运动的动极板。将该电容器接入图(b)所示电路,探究其电荷量、极板电压和电容的变化。过程为:①当动极板运动到最高处,开关接端,电源向电容器充电;②充电结束后接 端空置,动极板向下运动;③当动极板运动到最低处,接端,电容器通过放电。关于该过程,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
第二部分 多项选择题压轴(第10题,共5题)
【考点】电磁学:通电长直导线周围的磁场分布、磁通量及其变化、法拉第电磁感应定律
6.(2022·广东)如图所示,水平地面(平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点,P点位于导线正上方,平行于y轴,平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈,圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有( )
A.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变
C.线圈从P点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流
D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
【考点】力学:动量守恒的条件、动量定理、冲量计算、平均作用力
7.(2023·广东)某同学受电动窗帘的启发,设计了如图所示的简化模型.多个质量均为的滑块可在水平滑轨上滑动,忽略阻力.开窗帘过程中,电机对滑块1施加一个水平向右的恒力,推动滑块1以的速度与静止的滑块2碰撞,碰撞时间为,碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为.关于两滑块的碰撞过程,下列说法正确的有( )
A.该过程动量守恒
B.滑块1受到合外力的冲量大小为
C.滑块2受到合外力的冲量大小为
D.滑块2受到滑块1的平均作用力大小为
【考点】力学综合:斜面与水平面组合运动、匀变速直线运动规律、弹性碰撞(速度交换)
8.(2024·广东)如图所示,光滑斜坡上,可视为质点的甲、乙两个相同滑块,分别从、高度同时由静止开始下滑。斜坡与水平面在O处平滑相接,滑块与水平面间的动摩擦因数为,乙在水平面上追上甲时发生弹性碰撞。忽略空气阻力。下列说法正确的有( )
A. 甲在斜坡上运动时与乙相对静止
B. 碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度
C. 乙的运动时间与无关
D. 甲最终停止位置与O处相距
【考点】力学综合:多力作用下的匀速直线运动、变力的冲量(F–t图像面积)、冲量的矢量合成
9.(2025·广东)如图所示,无人机在空中作业时,受到一个方向不变、大小随时间变化的拉力。无人机经飞控系统实时调控,在拉力、空气作用力和重力作用下沿水平方向做匀速直线运动。已知拉力与水平面成角,其大小F随时间t的变化关系为、k均为大于0的常量,无人机的质量为m,重力加速度为g。关于该无人机在0到T 时间段内是满足的任一时刻,下列说法正确的有
A. 受到空气作用力的方向会变化
B. 受到拉力的冲量大小为
C. 受到重力和拉力的合力的冲量大小为
D. T 时刻受到空气作用力的大小为
【考点】电磁学:带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动(r=mv/qB、周期公式、圆心角与时间、几何关系)
10.(2026·广东)如图是一种长方体电子磁谱仪结构示意图,磁谱仪内存在磁感应强度大小为、方向垂直底面向上的匀强磁场,磁场区域长为、宽为。电子束中有三个电子通过准直器后垂直左侧面沿边缘进入磁场,偏转后分别到达磁谱仪三个侧面,与边缘的距离分别为、和,电子电荷量为、质量为,不考虑相对论效应,下列说法正确的有( )
A. 电子1的动能比电子3的大
B. 电子1在磁场中的运动时间为
C. 电子2的动能为
D. 电子3的动量大小为
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广东高考物理近5年(2022—2026年)
选择题压轴真题分类汇编
(第7题·单选压轴 与 第10题·多选压轴)
(解析版)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
【考情分析】
一、2022—2026年广东高考物理选择题压轴题考情一览
年份
题号
题型
试题情境
核心考点与能力要求
2022
7
单选压轴
双区域反向匀强磁场中质子的运动轨迹
带电粒子在磁场中的圆周运动;空间几何分析
2022
10
多选压轴
地下长直导线磁场中线圈的电磁感应
安培定则;磁通量;法拉第电磁感应定律
2023
7
单选压轴
行星“凌日”光变曲线
万有引力提供向心力;圆周运动参量推算
2023
10
多选压轴
电动窗帘滑块的持续受力碰撞
动量守恒条件;动量定理;平均作用力
2024
7
单选压轴
木块落竖直弹簧的图像分析
牛顿第二定律;F–y、v–y图像;简谐运动特征
2024
10
多选压轴
斜坡滑块的弹性碰撞
运动学综合;弹性碰撞速度交换;等效转化
2025
7
单选压轴
恒力作用下两球正碰的v–t图像
v–t图像;碰撞分类讨论;斜率分析
2025
10
多选压轴
无人机变力作用下匀速作业
受力动态平衡;变力冲量;矢量合成
2026
7
单选压轴
梳齿状可变电容器动态分析
电容决定式与定义式;过程划分;U–C图像
2026
10
多选压轴
长方体电子磁谱仪中的电子束
有界磁场中的圆周运动;圆心角;几何关系
二、命题特点与规律
1.压轴位置固定、区分度高:第7题为单项选择题压轴、第10题为多项选择题压轴,是全卷选择题部分的“分水岭”,五年无一例外,值得定向突破。
2.力电主干轮动覆盖:五年中磁场圆周运动、电磁感应、电容器与碰撞、图像分析、万有引力、受力与冲量交替出现,力学与电磁学主干知识全覆盖。
3.图像化设问成为主流:轨迹图、F–y图像、v–t图像、U–C图像、光变曲线等以图代文的考法高频出现,突出“以图驭理”的素养导向。
4.情境新颖而落点基础:行星凌日、电子磁谱仪、梳齿电容器、无人机作业等真实科技情境包装之下,考查的仍是圆周运动、动量定理、电容器公式等主干模型。
5.多选压轴强调分类讨论与临界分析:弹性与非弹性碰撞的讨论、磁通量对称性的判断、过程阶段的划分等,思维链条长,漏选、错选率高。
三、备考建议
1.主干模型烂熟于心:圆周运动、碰撞、电容器动态分析、电磁感应等模型的二级结论要做到“脱口而出”,为压轴题节省思维时间。
2.图像题专项训练:系统整理斜率、截距、面积、拐点的物理意义,养成“先坐标轴、再变化趋势、后特殊点”的读图顺序,并配合草图标图。
3.多选题讲究策略:先锁定必对选项,再攻疑难选项;没有把握的选项宁可不选——“全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分”,保分意识很重要。
4.强化分类讨论与过程划分意识:遇碰撞先分弹性与非弹性,遇动态电路先分充电、断开、再调节等阶段,遇磁场运动先找圆心、半径、圆心角。
5.限时真题训练:压轴选择题单题控制在4~5分钟内完成,做完对照详解复盘“卡点”,把每道压轴真题的命题逻辑吃透。
第一部分 单项选择题压轴(第7题,共5题)
【考点】电磁学:带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动、左手定则、空间几何分析
1.(2022·广东)如图所示,一个立方体空间被对角平面划分成两个区域,两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直平面进入磁场,并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】AB.由题意知当质子射出后先在MN左侧运动,刚射出时根据左手定则可知在MN受到y轴正方向的洛伦兹力,即在MN左侧会向y轴正方向偏移,做匀速圆周运动,y轴坐标增大;在MN右侧根据左手定则可知洛伦兹力反向,质子在y轴正方向上做减速运动,故A正确,B错误;
CD.根据左手定则可知质子在整个运动过程中都只受到平行于xOy平面的洛伦兹力作用,在z轴方向上没有运动,z轴坐标不变,故CD错误。
故选A。
【疑难点拨】①洛伦兹力始终与磁场方向(z轴)垂直,粒子始终在平行于xOy的平面内运动、z坐标不变——这是快速排除干扰选项的钥匙;②粒子穿过分界面时速度大小不变而磁场反向,故圆周运动绕行方向相反、半径相等,轨迹关于分界面具有对称性;③处理立体情境的通法是“降维”:把运动投影到垂直于磁场的平面内再判断偏转方向,切忌在立体图上直接比划。
【考点】万有引力与航天:“凌日法”测光变曲线、万有引力提供向心力、匀速圆周运动参量
2.(2023·广东)如图(a)所示,太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡,探测器探测到Q的亮度随时间做如图(b)所示的周期性变化,该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为,引力常量为G。关于P的公转,下列说法正确的是( )
A.周期为 B.半径为
C.角速度的大小为 D.加速度的大小为
【答案】B
【详解】A.由图(b)可知探测器探测到Q的亮度随时间变化的周期为
则P的公转周期为,故A错误;
B.P绕恒星Q做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力可得
解得半径为
故B正确;
C.P的角速度为
故C错误;
D.P的加速度大小为
故D错误。
故选B。
【疑难点拨】①亮度变化的周期与行星公转周期并不相同,须由图(b)读出正确的时间间隔再换算公转周期,这是本题第一个易错点;②求轨道半径用“万有引力提供向心力”列式,引力常量、恒星质量等字母要按题设符号规范书写;③周期→角速度→线速度→向心加速度是一条完整的推算链,各选项环环相扣,跳步心算极易出错。
【考点】力学综合:木块落到竖直弹簧上的F–y、v–y图像分析(牛顿第二定律、简谐运动特征)
3.(2024·广东)如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点,取竖直向下为正方向。木块位移为y。所受合外力为F,运动时间为t。忽略空气阻力,弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其图像或图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB.在木块下落高度之前,木块所受合外力为木块的重力保持不变,即
当木块接触弹簧后,弹簧弹力向上,则木块的合力
到合力为零前,随着增大减小;当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点,之后,木块开始反弹,过程中木块所受合外力向上,随着减小增大,反弹过程,随着y减小,图像向x轴负方向原路返回,故A错误、B正确;
CD.在木块下落高度之前,木块做自由落体运动,根据
速度逐渐增大, 图像斜率逐渐增大,当木块接触弹簧后到合力为零前,根据牛顿第二定律
木块的速度继续增大,做加速度减小的加速运动,所以图像斜率继续增大,当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点过程中
木块所受合外力向上,木块做加速度增大的减速运动,所以图斜率减小,到达最低点后,木块向上运动,经以上分析可知,木块先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,再做匀减速直线运动到最高点,而C图中H点过后速度就开始逐渐减小,实际速度还应该增大,直到平衡位置速度到达最大,然后速度逐渐减为零;D图前半段速度不变,不符合题意,正确示意图如下
故CD错误。
故选B。
【疑难点拨】①分段讨论是铁律:接触弹簧前(自由落体,合力恒定)、接触后到平衡位置(加速度减小的加速)、平衡位置到最低点(加速度增大的减速)、反弹阶段;②F–y图像中重力段为水平直线、弹力段为倾斜直线;v–y(或v²–y)图像要看斜率对应的物理量(加速度);③利用“关于平衡位置对称”的简谐运动特征,可快速判断速度、加速度的变化规律并排除错误图像。
【考点】力学综合:等值反向恒力作用下的两球正碰、v–t图像、碰撞的分类讨论
4.(2025·广东)如图所示,在光滑的水平面上,小球M、N分别在水平恒力、作用下,由静止开始在同一直线相向运动,在时刻发生正碰后各自反向运动。已知和始终大小相等、方向相反,从开始运动到碰撞后速度第1次减为0过程中,两小球速度v随时间t变化的图像,可能正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据牛顿第二定律 两物体受外力F大小相等,由图像的斜率等于加速度可知M、N的加速度大小之比为,可知M、N的质量之比为;
设M、N的质量分别为3m和2m;由图像可设M、N碰前的速度分别为4v和6v,则因MN系统受合外力为零,则系统动量守恒,向右为正方向,则由动量守恒定律
若系统为弹性碰撞,由能量关系可知
解得 、
因M、N的加速度大小之比仍为2:3,则停止运动的时间之比为,即两物体一起停止,则BD是错误的;
若不是弹性碰撞,则
可知碰后速度大小之比为
若假设,则,此时满足
则假设成立,因M、N的加速度大小之比仍为2:3,则停止运动的时间之比为,对M来说碰撞前后的速度之比为
可知碰撞前后运动时间之比为,可知A正确,C错误。
故选A。
【疑难点拨】①由v–t图斜率之比得加速度之比,再由“恒力大小相等”得质量之比,图像信息挖掘是第一步;②必须分“弹性碰撞”与“非弹性碰撞”两类讨论,并利用“碰后两球加速度大小之比不变→停止时间之比确定”这一隐含约束检验图像形状;③图像类压轴选择题的通用抓手:斜率、截距、拐点、面积各自的物理意义。
【考点】电磁学:可变电容器的动态分析(C=εᵣS/4πkd、C=Q/U)、充电过程、U–C图像
5.(2026·广东)图(a)为某梳齿状可变电容器截面图,上端为固定极板,下端为可上下运动的动极板。将该电容器接入图(b)所示电路,探究其电荷量、极板电压和电容的变化。过程为:①当动极板运动到最高处,开关接端,电源向电容器充电;②充电结束后接 端空置,动极板向下运动;③当动极板运动到最低处,接端,电容器通过放电。关于该过程,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由题意可知①过程为电容器充电过程,电容器两端电势差逐渐增大,根据可知电容器电荷量逐渐增大;②过程接端,则电容器Q不变,动极板向下运动,S减小,根据可知U增大,C减小;③过程为放电过程,动极板在最低处电容为更小的恒定值,故对应Q-U图线为过原点、斜率更小的直线,A正确,B错误;
CD.通过前面的分析可知①过程的电容C大于③过程的电容C,②过程中Q不变,因为,所以U与C成反比,图像为双曲线的一支,故CD均错误。
故选A。
【疑难点拨】①梳齿状可变电容器改变的是极板正对面积而非板间距,审题时先弄清哪个参量在变;②先划分过程:充电阶段Q、U同步增大;断开电源后Q保持不变,动极板移动改变C,则U=Q/C随之改变;③Q不变时U与C成反比,U–C图像是双曲线的一支——“谁不变、谁跟谁变”的逻辑顺序不能乱。
第二部分 多项选择题压轴(第10题,共5题)
【考点】电磁学:通电长直导线周围的磁场分布、磁通量及其变化、法拉第电磁感应定律
6.(2022·广东)如图所示,水平地面(平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点,P点位于导线正上方,平行于y轴,平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈,圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有( )
A.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变
C.线圈从P点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流
D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
【答案】AC
【详解】A.依题意,M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同,根据右手螺旋定则可知,通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等,方向相同,故A正确;
B.根据右手螺旋定则,线圈在P点时,磁感线穿进与穿出在线圈中对称,磁通量为零;在向N点平移过程中,磁感线穿进与穿出线圈不再对称,线圈的磁通量会发生变化,故B错误;
C.根据右手螺旋定则,线圈从P点竖直向上运动过程中,磁感线穿进与穿出线圈对称,线圈的磁通量始终为零,没有发生变化,线圈无感应电流,故C正确;
D.线圈从P点到M点与从P点到N点,线圈的磁通量变化量相同,依题意P点到M点所用时间较从P点到N点时间长,根据法拉第电磁感应定律,则两次的感应电动势不相等,故D错误。
故选AC。
【疑难点拨】①长直导线的磁感线是以导线为轴的同心圆,距导线相等且连线平行于导线的两点,磁感应强度大小相等、方向相同;②判断磁通量是否变化要抓住“穿进与穿出是否对称”:线圈在导线正上方时磁感线对称穿过,磁通量为零;③比较两次感应电动势用E=ΔΦ/Δt,磁通量变化量相同而所用时间不同则电动势不同——题目中“P到M与P到N的时间关系”是隐藏的题眼。
【考点】力学:动量守恒的条件、动量定理、冲量计算、平均作用力
7.(2023·广东)某同学受电动窗帘的启发,设计了如图所示的简化模型.多个质量均为的滑块可在水平滑轨上滑动,忽略阻力.开窗帘过程中,电机对滑块1施加一个水平向右的恒力,推动滑块1以的速度与静止的滑块2碰撞,碰撞时间为,碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为.关于两滑块的碰撞过程,下列说法正确的有( )
A.该过程动量守恒
B.滑块1受到合外力的冲量大小为
C.滑块2受到合外力的冲量大小为
D.滑块2受到滑块1的平均作用力大小为
【答案】BD
【详解】A.取向右为正方向,滑块1和滑块2组成的系统的初动量为
碰撞后的动量为
则滑块的碰撞过程动量不守恒,故A错误;
B.对滑块1,取向右为正方向,则有
负号表示方向水平向左,故B正确;
C.对滑块2,取向右为正方向,则有
故C错误;
D.对滑块2根据动量定理有
解得
则滑块2受到滑块1的平均作用力大小为,故D正确。
故选BD。
【疑难点拨】①本题最大陷阱:碰撞过程中电机对滑块1仍施加恒定外力,系统所受合外力不为零,故动量不守恒——“碰撞时间极短动量就近似守恒”在此处不适用,因为外力持续作用且题目给了碰撞时间;②对滑块1、滑块2分别用动量定理列式,务必规定正方向并带符号运算;③求平均作用力须先求冲量,再由F=I/Δt得到,注意冲量的矢量性。
【考点】力学综合:斜面与水平面组合运动、匀变速直线运动规律、弹性碰撞(速度交换)
8.(2024·广东)如图所示,光滑斜坡上,可视为质点的甲、乙两个相同滑块,分别从、高度同时由静止开始下滑。斜坡与水平面在O处平滑相接,滑块与水平面间的动摩擦因数为,乙在水平面上追上甲时发生弹性碰撞。忽略空气阻力。下列说法正确的有( )
A. 甲在斜坡上运动时与乙相对静止
B. 碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度
C. 乙的运动时间与无关
D. 甲最终停止位置与O处相距
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.两滑块在光滑斜坡上加速度相同,同时由静止开始下滑,则相对速度为0,故A正确;
B.两滑块滑到水平面后均做匀减速运动,由于两滑块质量相同,且发生弹性碰撞,可知碰后两滑块交换速度,即碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度,故B正确;
C.设斜面倾角为θ,乙下滑过程有
在水平面运动一段时间t2后与甲相碰,碰后以甲碰前速度做匀减速运动t3,乙运动的时间为
由于t1与有关,则总时间与有关,故C错误;
D.乙下滑过程有
由于甲和乙发生弹性碰撞,交换速度,则可知甲最终停止位置与不发生碰撞时乙最终停止的位置相同;则如果不发生碰撞,乙在水平面运动到停止有
联立可得
即发生碰撞后甲最终停止位置与O处相距,故D正确。
故选ABD。
【疑难点拨】①两滑块在光滑斜面上加速度相同、同时静止释放,故相对静止;②质量相等的弹性碰撞交换速度,由此“甲最终的停止位置=乙不发生碰撞时的停止位置”——等效转化是D项的巧解关键;③判断“运动时间是否与某高度有关”必须写出总时间的表达式再下结论,凭直觉判断是此类题的常见失分方式。
【考点】力学综合:多力作用下的匀速直线运动、变力的冲量(F–t图像面积)、冲量的矢量合成
9.(2025·广东)如图所示,无人机在空中作业时,受到一个方向不变、大小随时间变化的拉力。无人机经飞控系统实时调控,在拉力、空气作用力和重力作用下沿水平方向做匀速直线运动。已知拉力与水平面成角,其大小F随时间t的变化关系为、k均为大于0的常量,无人机的质量为m,重力加速度为g。关于该无人机在0到T 时间段内是满足的任一时刻,下列说法正确的有
A. 受到空气作用力的方向会变化
B. 受到拉力的冲量大小为
C. 受到重力和拉力的合力的冲量大小为
D. T 时刻受到空气作用力的大小为
【答案】AB
【解析】无人机经飞控系统实时调控,在拉力、空气作用力和重力作用下沿水平方向做匀速直线运动,则无人机受到空气作用力与重力和拉力的合力等大反向,随着F的减小重力和拉力的合力如图,
可知无人机受到空气作用力的大小和方向均会改变,已知拉力与水平面成角,由几何关系可知在T时刻有 ,F = ,
解得 ,
故A正确、D错误;
B.由于拉力F随时间t均匀变化,则无人机在0到T时间段内受到拉力的冲量大小为 图像与坐标轴围成的面积为 ,故B正确;
C.将拉力分解为水平和竖直方向,则无人机受重力和拉力的合力在水平方向有 ,无人机受重力和拉力的合力在竖直方向有 ,
0到T时间段内无人机受重力和拉力的合力在水平方向的冲量为 ,
0到T时间段内无人机受重力和拉力的合力在竖直方向的冲量为 ,
则0到T时间段内无人机受到重力和拉力的合力的冲量大小为 ,
故C错误。故选AB。
【疑难点拨】①无人机匀速运动,空气作用力与“重力+拉力”的合力等大反向;拉力大小变化则该合力变化,空气作用力的大小和方向都随之改变;②方向不变、大小随时间均匀变化的变力,其冲量等于F–t图线与坐标轴围成的面积;③求合力的冲量先正交分解,分别求水平、竖直分量的冲量再矢量合成——漏掉方向、直接相加标量是最典型错误。
【考点】电磁学:带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动(r=mv/qB、周期公式、圆心角与时间、几何关系)
10.(2026·广东)如图是一种长方体电子磁谱仪结构示意图,磁谱仪内存在磁感应强度大小为、方向垂直底面向上的匀强磁场,磁场区域长为、宽为。电子束中有三个电子通过准直器后垂直左侧面沿边缘进入磁场,偏转后分别到达磁谱仪三个侧面,与边缘的距离分别为、和,电子电荷量为、质量为,不考虑相对论效应,下列说法正确的有( )
A. 电子1的动能比电子3的大
B. 电子1在磁场中的运动时间为
C. 电子2的动能为
D. 电子3的动量大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.电子在磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力可得
可得
根据几何关系可知电子1的运动半径小于电子3的运动半径,则电子1的速度小于电子3的速度,根据可知电子1的动能比电子3的小,故A错误;
B.电子在磁场中做匀速圆周运动的周期
结合
可得
根据题图可知电子1在磁场中运动的圆心角为,则电子1在磁场中的运动时间为,故B正确;
C.设电子2运动半径为,如图所示
根据几何关系有
可得
根据可得
电子2的动能为,故C正确;
D.设电子3运动半径为,如图所示
根据几何关系有
可得
根据可得
电子3的动量大小为,故D正确。
故选BCD。
【疑难点拨】①先由轨迹半径比较速度大小,动能∝v²,勿把半径与动能的关系搞反;②粒子在磁场中的运动时间由圆心角决定:t=(θ/2π)T,与半径无关,找圆心角要靠规范作图;③利用磁场区域的长、宽边界列几何关系求半径是压轴多选题的固定套路,建议考场备好直尺圆规规范作图。
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