2022年河北高考物理生物地理試題解析

2022年河北高考物理試題解析

1.科學(xué)訓(xùn)練可以提升運(yùn)動(dòng)成績(jī)，某短跑運(yùn)動(dòng)員科學(xué)訓(xùn)練前后百米全程測(cè)試中，速度V與時(shí)

間/的關(guān)系圖像如圖所示。由圖像可知（）

B.0~G時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練前、后運(yùn)動(dòng)員跑過距離相等

C.A時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的平均速度小

D.G時(shí)刻后，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練前做減速運(yùn)動(dòng)，訓(xùn)練后做加速運(yùn)動(dòng)

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)丫-，圖像的斜率表示加速度，由題圖可知0~彳時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的

平均加速度比訓(xùn)練前的小，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)丫-/圖像圍成的面積表示位移，由題圖可知0~與時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練前運(yùn)動(dòng)員跑過的距

離比訓(xùn)練后的大，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)V-f圖像圍成的面積表示位移，由題圖可知與~4時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的位移比

訓(xùn)練前的位移大，根據(jù)平均速度等于位移與時(shí)間的比值，可知訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的平均速度大，

故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)丫-/圖像可直接判斷知，4時(shí)刻后，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練前速度減小，做減速運(yùn)動(dòng)；與時(shí)刻

后，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練后速度增加，做加速運(yùn)動(dòng)，故D正確。

故選D。

2.2008年，我國(guó)天文學(xué)家利用國(guó)家天文臺(tái)興隆觀測(cè)基地的2.16米望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了一顆繞恒

星HD173416運(yùn)動(dòng)的系外行星HD173416b,2019年，該恒星和行星被國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)分

別命名為“羲和”和“和“望舒”，天文觀測(cè)得到恒星羲和的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的2倍，若將

望舒與地球的公轉(zhuǎn)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等。則望舒與地球公轉(zhuǎn)速度大

小的比值為()

A.272B.2C.72口.牛

【答案】C

【詳解】地球繞太陽公轉(zhuǎn)和行星望舒繞恒星羲和的勻速圓周運(yùn)動(dòng)都是由萬有引力提供向心

力，有

解得公轉(zhuǎn)的線速度大小為

其中中心天體的質(zhì)量之比為2:1,公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等，則望舒與地球公轉(zhuǎn)速度大小的比值

為亞,故選C。

3.張家口市壩上地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)是北京冬奧會(huì)綠色電能的主要供應(yīng)地之一，其發(fā)電、輸

電簡(jiǎn)易模型如圖所示，已知風(fēng)輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)速為每秒z轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)速比為的升速齒輪箱帶

動(dòng)發(fā)電機(jī)線圈高速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)線圈面積為S，匝數(shù)為M勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,。=0

時(shí)刻，線圈所在平面與磁場(chǎng)方向垂直，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過理想變壓器升壓后。輸出

電壓為U。忽略線圈電阻，下列說法正確的是()

A.發(fā)電機(jī)輸出的電壓為血左帖%

B.發(fā)電機(jī)輸出交變電流的頻率為2不“z

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為岳NBS〃z:U

D.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)e=6兀NBSnzsinQ)〃z)

【答案】C

【詳解】B.發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速為“Z,輸出交變電流的頻率為

f=q-=nz

2萬

B錯(cuò)誤:

A.線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的為正弦交流電，最大值為

Em=NBS-2knz

輸出電壓的有效值為

E=4=67iNBSnz

V2

A錯(cuò)誤;

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為

E\/27rNBSnz

%UU

C正確;

D.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為

e=Emsincot=IrrNBSnzsin(2;r〃z)，

D錯(cuò)誤。

故選C。

4.如圖是密立根于1916年發(fā)表的納金屬光電效應(yīng)的遏止電壓U,與入射光頻率U的實(shí)驗(yàn)曲

線，該實(shí)驗(yàn)直接證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了普朗克

常量鼠由圖像可知()

A.鈉的逸出功為。匕.B.鈉的截止頻率為8.5x1（yHz

C.圖中直線的斜率為普朗克常量力D.遏止電壓U,與入射光頻率V成正

比

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系有

e5=Ekmax

根據(jù)電效應(yīng)方程有

《max=加一叱）

當(dāng)結(jié)合圖像可知，當(dāng)〃為。時(shí)，解得

%=hvc

A正確；

B.鈉的截止頻率為，，根據(jù)圖像可知，截止頻率小于8.5X1（V4HZ，B錯(cuò)誤；

C.結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得

ee

h

可知，圖中直線的斜率表示一，C錯(cuò)誤；

e

D.根據(jù)遏止電壓與入射光的頻率關(guān)系式可知，遏止電壓S與入射光頻率以成線性關(guān)系，

不是成正比，D錯(cuò)誤。

故選Ao

5.將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為5,小圓面積均為與，

垂直線圈平面方向有一隨時(shí)間f變化的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=線+公，綜和%均為常

AkS、B.5ks2C.&5s2)D.

k(S\+5S2)

t答案】D

【詳解】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得大圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

「等二等W

每個(gè)小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

用=等=小塔

由線圈的繞線方式和楞次定律可得大、小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，故線圈中總的

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

E=El+4E2=k(Si+5S2)

故D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選Do

6.如圖，真空中電荷量為2g和一q（q>0）的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于M點(diǎn)與N點(diǎn)，形成一個(gè)

以延長(zhǎng)線上0點(diǎn)為球心，電勢(shì)為零的等勢(shì)面（取無窮處電勢(shì)為零），P為MN連線上

的一點(diǎn)，S為等勢(shì)面與直線MN的交點(diǎn)，T為等勢(shì)面上的一點(diǎn)，下列說法正確的是（）

2q-q

A.P點(diǎn)電勢(shì)低于S點(diǎn)電勢(shì)B.T點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向指向。點(diǎn)

C.除無窮遠(yuǎn)處外，MN直線上還存在兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)D.將正試探電荷生從7點(diǎn)

移到P點(diǎn)，靜電力做正功

【答案】B

［詳解)A.在直線上,左邊正電荷在M右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右，右邊負(fù)電荷在直線

上電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右，根據(jù)電場(chǎng)的疊加可知MN間的電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右，沿著電場(chǎng)線電勢(shì)

逐漸降低，可知P點(diǎn)電勢(shì)高于等勢(shì)面與交點(diǎn)處電勢(shì)，則P點(diǎn)電勢(shì)高于S點(diǎn)電勢(shì)，故A

錯(cuò)誤；

C.由于正電荷的電荷量大于負(fù)電荷電荷量，可知在N左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度不可能為零，則N右

側(cè)，設(shè)MN跑離為L(zhǎng)，根據(jù)

k'2qkq

(L+J)2=(JF

可知除無窮遠(yuǎn)處外，直線MN電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)只有一個(gè)，故C錯(cuò)誤；

D.由A選項(xiàng)分析可知：T點(diǎn)電勢(shì)低于P電勢(shì)，則正電荷在T點(diǎn)的電勢(shì)能低于在P電勢(shì)的

電勢(shì)能，將正試探電荷外從T點(diǎn)移到尸點(diǎn)，電勢(shì)能增大，靜電力做負(fù)功，故D錯(cuò)誤；

B.設(shè)等勢(shì)圓的半徑為R,AN距離為x,距離為L(zhǎng),如圖所示

2q!-q\

MPA\NO；S

根據(jù)

kq

<P=—

X

結(jié)合電勢(shì)的疊加原理A、S滿足

k-2q_kq

L-xx

k-2q_kq

L+2/?—x2R—x

解得

L

x=—

3

3

由于電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直等勢(shì)面，可知r點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必過等勢(shì)面的圓心，o點(diǎn)電勢(shì)

詈卷

+33

可知

叫〉（Po

可知T點(diǎn)電場(chǎng)方向指向。點(diǎn)，故B正確。

故選B。

7.如圖，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的P點(diǎn)，將木板以底邊MN為

軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩擦,

A.圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大

B.圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小

C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小

D.兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力的合力保持不變

【答案】B

【詳解】設(shè)兩繩子對(duì)圓柱體的拉力的合力為T，木板對(duì)圓柱體的支持力為N,繩子與木板

夾角為a，從右向左看如圖所不

在矢量三角形中，根據(jù)正弦定理

sina_sin._sin/

mgNT

在木板以直線MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平過程中，a不變，/從90°逐漸減小到0,

又

7+/?+a=180。

且

a<90°

可知

90°<7+尸<180°

則

0<^<180°

可知僅從銳角逐漸增大到鈍角，根據(jù)

sina_sin._sin/

mgNT

由于sin/不斷減小，可知T不斷減小，sin尸先增大后減小，可知N先增大后減小，結(jié)合

牛頓第三定律可知，圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小，設(shè)兩繩子之間的夾角為28,繩子

拉力為T',則

27cos。=7

可得

T=T---

2cos。

6不變，丁逐漸減小，可知繩子拉力不斷減小，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選Bo

二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)

選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全

的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

8.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根導(dǎo)軌位于x軸上，另一根由

ab、be、〃三段直導(dǎo)軌組成，其中。c段與x軸平行，導(dǎo)軌左端接入一電阻R。導(dǎo)軌上一

金屬棒沿x軸正向以速度%保持勻速運(yùn)動(dòng)，f=0時(shí)刻通過坐標(biāo)原點(diǎn)0,金屬棒始終與

x軸垂直。設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中通過電阻的電流強(qiáng)度為i，金屬棒受到安培力的大小為產(chǎn)，金屬棒

克服安培力做功的功率為P，電阻兩端的電壓為U,導(dǎo)軌與金屬棒接觸良好，忽略導(dǎo)軌與

金屬棒的電阻。下列圖像可能正確的是（

XXXX

,、L

【詳解】當(dāng)導(dǎo)體棒從。點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)L時(shí)，即在0~一時(shí)間內(nèi)，在某時(shí)刻導(dǎo)體棒切割磁感線

%

的長(zhǎng)度

L-l()+v[yttan0

(。為時(shí)與〃的夾角)則根據(jù)

E=BLv0

1=嚕=粵4+5"

KK

可知回路電流均勻增加；安培力

F==誓&+卬tan6)2

則6r關(guān)系為拋物線，但是不過原點(diǎn)；安培力做功的功率

P=Fv0==誓&+卬tanOf

則P-r關(guān)系為拋物線，但是不過原點(diǎn)；電阻兩端的電壓等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即

U=E=BLVQ=BVQ(/0+vQttan6)

即圖像是不過原點(diǎn)的直線；根據(jù)以上分析，可大致排除BD選項(xiàng)；

L2L

當(dāng)在-------時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線的長(zhǎng)度不變，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E不變，感應(yīng)電流/不變,

%%

安培力廠大小不變，安培力的功率P不變，電阻兩端電壓。保持不變；

2L3L

同理可判斷，在--------時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線長(zhǎng)度逐漸減小，導(dǎo)體棒切割磁感線感

%%

應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E均勻減小，感應(yīng)電流,均勻減小，安培力尸大小按照二次函數(shù)關(guān)系減小，但是不

能減小到零，與0?,內(nèi)是對(duì)稱的關(guān)系，安培力的功率P按照二次函數(shù)關(guān)系減小，但是不

%

cL

能減小到零，與0~一內(nèi)是對(duì)稱的關(guān)系，電阻兩端電壓U按線性均勻減??；綜上所述選項(xiàng)

%

AC正確，BD錯(cuò)誤。

故選AC。

9.如圖，輕質(zhì)定滑輪固定在天花板上，物體P和。用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，懸掛在定滑輪

上，質(zhì)量＞，％,1=0時(shí)刻將兩物體由靜止釋放，物體。的加速度大小為牛。T時(shí)刻輕

繩突然斷開，物體尸能夠達(dá)到的最高點(diǎn)恰與物體。釋放位置處于同一高度，取f=0時(shí)刻物

體「所在水平面為零勢(shì)能面，此時(shí)物體。的機(jī)械能為E。重力加速度大小為g,不計(jì)摩擦

和空氣阻力，兩物體均可視為質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是（）

E

A.物體P和。的質(zhì)量之比為1:3B.2T時(shí)刻物體。的機(jī)械能為二

2

C.2T時(shí)刻物體P重力的功率為些D.2T時(shí)刻物體P的速度大小翌

2T3

【答案】BCD

【詳解】A.開始釋放時(shí)物體Q的加速度為,，則

mQg-FT^mQ-^

解得

.2

耳=§叱g

mp_1

mQ2

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.在T時(shí)刻，兩物體的速度

「更

'3

P上升的距離

%=二

1236

細(xì)線斷后產(chǎn)能上升的高度

3上

-2g18

可知開始時(shí)PQ距離為

〃="+"=組1

r'9

若設(shè)開始時(shí)P所處位置為零勢(shì)能面，則開始時(shí)。的機(jī)械能為

E=mQgh=-----------

從開始到繩子斷裂，繩子的拉力對(duì)。做負(fù)功，大小為

mg2T2

WF=F「％=o*—

則此時(shí)物體Q的機(jī)械能

Law%g2T°E

F92

E

此后物塊Q的機(jī)械能守恒，則在2T時(shí)刻物塊。的機(jī)械能仍為萬，選項(xiàng)B正確;

CD.在27時(shí)刻，重物P的速度

72gT

V2=v「gT=---

方向向下；此時(shí)物體尸重力的瞬時(shí)功率

2

Dmg2gTmQgT3」

PG=mpgV2=^-------=-^^—=-

選項(xiàng)CD正確。

故選BCD。

10.如圖，廣場(chǎng)水平地面上同種盆栽緊密排列在以。為圓心、R1和凡為半徑的同心圓上，

圓心處裝有豎直細(xì)水管，其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度均可調(diào)節(jié)，以

保障噴出的水全部落入相應(yīng)的花盆中。依次給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時(shí)，噴水嘴的高度、

出水速度及轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度分別用4、為、助和為、丫2、牡表示?；ㄅ璐笮∠嗤?，半徑遠(yuǎn)

小于同心圓半徑，出水口截面積保持不變，忽略噴水嘴水平長(zhǎng)度和空氣阻力。下列說法正確

的是（）

A.若％=月,則%：%=&：A

B.若匕=、，貝她：a=:R；

C.若叼=g,K=匕，噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則落入每個(gè)花盆的水量相同

D.若％=出,噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周且落入每個(gè)花盆的水量相同，則叼=牡

【答案】BD

【詳解】AB.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

R=v

可知若用=〃2,則

V\：V2=R\：/?2

若V1=V2＞則

%:兒=R；:R：

選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確;

C.若供=令，則噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間相同，因環(huán)=V2,出水口的截面積相同，可知單

位時(shí)間噴出水的質(zhì)量相同，噴水嘴轉(zhuǎn)動(dòng)一周噴出的水量相同，但因內(nèi)圈上的花盆總數(shù)量較小,

可知得到的水量較多，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.設(shè)出水口橫截面積為So,噴水速度為V,若例=g，則噴水管轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間相等，因

〃相等，則水落地的時(shí)間相等，則

R

/=—

v

相等；在圓周上單位時(shí)間內(nèi)單位長(zhǎng)度的水量為

Q=VA'SQ=RS。_邑_S(y

'coRZcoRtcot\lh

相等，即一周中每個(gè)花盆中的水量相同，選項(xiàng)D正確。

故選BD。

三、非選擇題：共54分。第11~14題為必考題，每個(gè)試題考生必須作答。第15~16

題為選考題，考生根據(jù)要求作答。

(-)必考題：共42分。

11.某實(shí)驗(yàn)小組利用鐵架臺(tái)、彈簧、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺等器材驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒

定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為&,原長(zhǎng)為%,鉤碼的質(zhì)量為機(jī)。已知彈簧

的彈性勢(shì)能表達(dá)式為E=—履2,其中A為彈簧的勁度系數(shù)，X為彈簧的形變量，當(dāng)?shù)氐闹?/p>

2

力加速度大小為g。

圖1

(1)在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測(cè)得此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為心接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)

器電源。從靜止釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部

分紙帶如圖2所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔均為7(在誤差允許范圍內(nèi)，認(rèn)為釋放

鉤碼的同時(shí)打出A點(diǎn))。從打出A點(diǎn)到打出F點(diǎn)時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能減少量為______,

鉤碼的動(dòng)能增加量為______，鉤碼的重力勢(shì)能增加量為

圖2

(2)利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到彈簧彈性勢(shì)能減少量、鉤碼的機(jī)械能增加

量分別與鉤碼上升高度/?的關(guān)系，如圖3所示。由圖3可知，隨著〃增加，兩條曲線在縱向

的間隔逐漸變大，主要原因是。

【答案】?.k{L-^h,--kh；②.袱％一%)(3).mgh5④.見解析

'28T2

【詳解】(1)口］從打出A點(diǎn)到打出尸點(diǎn)時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能減少量為

1,1,

△E例=甘@-L0y-3ML-k-%)2

整理有

△耳彈=K(L-4)色-/%

⑵打尸點(diǎn)時(shí)鉤碼的速度為

由于在誤差允許的范圍內(nèi)，認(rèn)為釋放鉤碼的同時(shí)打出A點(diǎn)，則鉤碼動(dòng)能的增加量為

1,m（國(guó)—4）~

Afk=—mvp-0

8T2

⑶鉤碼的重力勢(shì)能增加量為

^Ep<t=mgh5

(2)圖鉤碼機(jī)械能的增加量，即鉤碼動(dòng)能和重力勢(shì)能增加量的總和，若無阻力做功則彈簧

彈性勢(shì)能的減少量等于鉤碼機(jī)械能的增加量。現(xiàn)在隨著力增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸

變大，而兩條曲線在縱向的間隔即阻力做的功，則產(chǎn)生這個(gè)問題的主要原因是鉤碼和紙帶運(yùn)

動(dòng)的速度逐漸增大，導(dǎo)致空氣阻力逐漸增大，以至于空氣阻力做的功也逐漸增大。

12.某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡(jiǎn)易電飯煲，設(shè)計(jì)電路如圖1所示。選

用的器材有：限溫開關(guān)Si（手動(dòng)將其按下，開始持續(xù)加熱煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)自

動(dòng)斷開，之后不能自動(dòng)閉合）；保溫開關(guān)S2（當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開，溫度低于

70℃時(shí)自動(dòng)閉合）；電飯煲的框架（結(jié)構(gòu)如圖2所示）。自備元件有：加熱電阻絲R（阻值為

60Q,用于加熱煮飯）；限流電阻R和R2,（阻值均為IkC）：指示燈Li和L2（2.5V,0.6W,

當(dāng)電流低于30mA時(shí)可視為熄滅）；保險(xiǎn)絲T?

圖1圖2

（1）按照興趣小組設(shè)計(jì)的電路，下列說法正確的是（多選）。

A.按下Si,LI和L2均發(fā)光

B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)-，Si自動(dòng)斷開，Li和L2均發(fā)光

C.保溫過程中，S2自動(dòng)在閉合、斷開狀態(tài)之間交替切換

D.當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70C時(shí)，S2自動(dòng)閉合，Li發(fā)光，L2熄滅

（2）簡(jiǎn)易電飯煲制作完成后，試用時(shí)Li始終不亮，但加熱和保溫功能均正常。在不增加元

件的前提下，斷開電源，使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是

（填寫各步驟前的字母）。

A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“xA0”位置

B.將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點(diǎn)

C.調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度

D.測(cè)量指示燈Li兩端的阻值

E.將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋

若指針如圖4所示，可判斷是斷路損壞。(用電路中的元件符號(hào)表示)

【答案】①.CD##DC②.CABDE③.Li(4).7?,

【詳解】[1]A.按下Si后L2支路被短路，則L2不會(huì)發(fā)光，A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于1030c時(shí)，Si斷開，而要溫度降到700c以下時(shí)S2才會(huì)閉合，則此時(shí)L2

可能發(fā)光，此時(shí)電路中R與R和Li的串聯(lián)部分并聯(lián)，并聯(lián)的整體再和L2、R2串聯(lián)，則回路

中并聯(lián)的整體電阻

&=10.42Q

R）（-56.64Q

則回路總電阻

R總=1067.06Q

則回路總電流

,220八…

/幣=---=0.21A

則L2一定發(fā)光，此時(shí)并聯(lián)的整體的電壓為

Uit=I&R?=II.89V

則流過Li的電流為

%11.89

/口A=0.012A

凡+凡1000+10.42

則流過Li的電流小于30mA,則Li熄滅，B錯(cuò)誤；

C.由題知，S2在鍋內(nèi)溫度高于80C時(shí)自動(dòng)斷開，鍋內(nèi)溫度降到70℃以下時(shí)S2自動(dòng)閉合,

C正確；

D.當(dāng)鍋內(nèi)迢度低于70℃時(shí)-，S2自動(dòng)閉合，Lz支路被短路，則L2不會(huì)發(fā)光，此時(shí)電路中R

與凡和L的串聯(lián)部分并聯(lián)，則此時(shí)流過Li的電流為

E

%22。A=0.218A

F+41000+10.42

則此時(shí)流過Li的電流大于30mA,則Li發(fā)光，D正確。

故選CD。

（2）[2]多用電表的操作步驟為：調(diào)整“指針定位螺絲”，使指什指到零刻度——機(jī)械調(diào)零;

將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“x100”位置一一選檔；將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，

使指計(jì)指向歐姆零點(diǎn)一一歐姆調(diào)零；測(cè)量指示燈Li兩端的阻值一一測(cè)量；將選擇開關(guān)置于

OFF位置或交流電壓最高擋一一關(guān)閉多用電表。

故正確順序?yàn)镃ABDEo

[3]由于使用時(shí)Li始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說明R、L2、&、T均正常，如

圖3可看出Li兩端有1090C左右的電阻，則說明Li始終不亮的原因是Li斷路損壞。

[4]由于使用時(shí)Li始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說明R、L2、R?、T均正常，如

圖3可看出歐姆表的示數(shù)幾乎為零，但由于&=10.42。此時(shí)選用的是“x100”檔則說明燈

泡Li正常，則說明Li始終不亮的原因是吊斷路損壞。

13.如圖，光滑水平面上有兩個(gè)等高的滑板A和B,質(zhì)量分別為1kg和2kg,A右端和B左

端分別放置物塊C、D,物塊質(zhì)量均為1kg,A和C以相同速度％=10m/s向右運(yùn)動(dòng)，B

和D以相同速度他向左運(yùn)動(dòng)，在某時(shí)刻發(fā)生碰撞，作用時(shí)間極短，碰撞后C與D粘在一起

形成一個(gè)新滑塊，A與B粘在一起形成一個(gè)新滑板，物塊與滑板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為

〃=0.1。重力加速度大小取g=lOm/s?。

（1）若0＜攵＜0.5,求碰撞后瞬間新物塊和新滑板各自速度的大小和方向；

（2）若攵=0.5,從碰撞后到新滑塊與新滑板相對(duì)靜止時(shí)，求兩者相對(duì)位移的大小。

B

/z///Zz/zzzzzzzzzz//z/zz/zz

【答案】（1）V物=5（l-z）m/s,V滑m/s,方向均向右；（2）1.875m

【詳解】(1)物塊C、D碰撞過程中滿足動(dòng)量守恒，設(shè)碰撞后物塊C、D形成的新物塊的速

度為v物，C、D的質(zhì)量均為m=lkg,以向右方向?yàn)檎较颍瑒t有

mv0-m-=(m+m)口物

解得

\_k

V物=^-%=5(l-Qm/s>0

可知碰撞后滑塊C、D形成的新滑塊的速度大小為5(1-Z)m/s,方向向右。

滑板A、B碰撞過程中滿足動(dòng)量守恒，設(shè)碰撞后滑板A、B形成的新滑板的速度為v滑，滑

板A和B質(zhì)量分別為1kg和2kg,則由

Mv0-2M-kv()=(M+2M)v滑

解得

X-2k10-20^

m/s>0

3

則新滑板速度方向也向右。

(2)若后=().5,可知碰后瞬間物塊C、D形成的新物塊的速度為

丫物'=5(1-Z)m/s=5x(1-().5)m/s=2.5m/s

碰后瞬間滑板A、B形成的新滑板的速度為

10—20攵

m/s=0m/s

3

可知碰后新物塊相對(duì)于新滑板向右運(yùn)動(dòng)，新物塊向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，新滑板向右做勻加速運(yùn)

動(dòng)，設(shè)新物塊的質(zhì)量為相'=2kg,新滑板的質(zhì)量為=3kg,相對(duì)靜止時(shí)的共同速度為v共，

根據(jù)動(dòng)量守恒可得

W%'=O'+M')丫共

解得

丫共=lm/s

根據(jù)能量守恒可得

1,12

/am'gx^=—m'v_/(加'+"')u共

解得

%相=1.875m

14.兩塊面積和間距均足夠大的金屬板水平放置，如圖1所示，金屬板與可調(diào)電源相連形成

電場(chǎng)，方向沿y軸正方向。在兩板之間施加磁場(chǎng)，方向垂直xO.y平面向外。電場(chǎng)強(qiáng)度和磁

感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖2所示。板間。點(diǎn)放置一粒子源，可連續(xù)釋放質(zhì)量為機(jī)、

電荷量為4(夕＞0)、初速度為零的粒子，不計(jì)重力及粒子間的相互作用，圖中物理量均為

已知量。求:

2nm

(1)f=0時(shí)刻釋放的粒子，在，=七-時(shí)刻的位置坐標(biāo);

Mo

八6?！?？

(2)在0~—時(shí)間內(nèi)，靜電力對(duì)，=0時(shí)刻釋放的粒子所做的功;

qB0

772冗一E1YI6兀"Z

(3)在M——------，點(diǎn)放置一粒接收器，在0~—T-時(shí)間內(nèi)什么時(shí)刻釋放的粒子

I憫4憫\qB°

在電場(chǎng)存在期間被捕獲。

【詳解】(1)在0~一二時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度為耳),帶電粒子在電場(chǎng)中加速度，根據(jù)動(dòng)量定

殂

理可知

qE°F=m%

qB0

7im

解得粒子在—時(shí)刻的速度大小為

洛

%=也

B。

方向豎直向上，粒子豎直向上運(yùn)動(dòng)的距離

1Tim7r~E^m

X=-H?----7

2qB.2qB-

兀m2冗m271m

在F-----尸時(shí)間內(nèi)，根據(jù)粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的周期丁=一弁可知粒子偏轉(zhuǎn)180°,速度反

qB°qBQqB

向，根據(jù)4話=〃2±可知粒子水平向右運(yùn)動(dòng)的距離為

r

mV27iEm

x,=2Gn=2C——L\Q

祖

粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖

977*Fm7i?F/??

所以粒子在/=時(shí)刻粒子的位置坐標(biāo)為(％，X),即；

qB。qB]2qB~

?7im3兀m

(2)在f-----十時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度為2紇，粒子受到的電場(chǎng)力豎直向上，在豎直方向

旭阻

q-2En■衛(wèi)^=mv2+mvt

qB0

3兀m

解得一^時(shí)刻粒子的速度

洛

“2

-B。

方向豎直向上，粒子在豎直方向上運(yùn)動(dòng)的距離為

-v.+%7rm八

%=一?——---=0

2qB°

3mn4/7n

在F-----十時(shí)間內(nèi)，粒子在水平方向運(yùn)動(dòng)的距離為

洛溝

…4=2全好

4乃m57rm

此時(shí)粒子速度方向向下，大小為打,在F------丁時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度為3心，豎直方向

過洛

q-3En-巴乙=mv3+mv2

qB0

5冗m

解得粒子在—z-時(shí)刻的速度

2乃耳）

匕=

粒子在豎直方向運(yùn)動(dòng)的距離

~V2+V3Tim_/E（）m

qB。2qB\

T"r?errerrAr?2%ITl

w=4綜.X+4.2Eo.%+q?3品.％=4qE。-y=———

電場(chǎng)力做正功;

.jrm

（3）若粒子在磁場(chǎng)中加速兩個(gè)半圓恰好能夠到達(dá)M點(diǎn)，則釋放的位置一定在0~F時(shí)間

qB0

內(nèi)，粒子加速度時(shí)間為內(nèi)，在豎直方向上

qEn-=mvt'

,1,

x=2匕4

兀m271m

在F-----二時(shí)間內(nèi)粒子在水平方向運(yùn)動(dòng)的距離為

沮qB°

271m37rm

在F-----丁時(shí)間內(nèi)，在豎直方向

，再。qB°

TTtVz

q?2EO---=mv2+mv/

qB0

y=-1--7-1m-----

2qB,

37rm47rm

在F------萬-時(shí)間內(nèi)，粒子在水平方向運(yùn)動(dòng)的距離為

洛qB0

…'=2箴

接收器位置為（生鏟、裝出），根據(jù)距離的關(guān)系可知

㈣4祈

,,4萬E。"?

x'+x'=--2—

24濕

解得

兀tn

4

2qB。

此時(shí)粒子已經(jīng)到達(dá)M點(diǎn)上方，粒子豎直方向減速至0用時(shí)△人則

,1,

%=5%wA

豎直方向需要滿足

2

,,,7TE(,m

'一%一為—硒

Tim

解得在一個(gè)電場(chǎng)加速周期之內(nèi)，所以成立，所以粒子釋放的時(shí)刻為中間時(shí)刻丁丁；

2Mo

八Tim27rm37rm

若粒子經(jīng)過一個(gè)半圓到達(dá)M點(diǎn)，則粒子在0~二時(shí)間內(nèi)釋放不可能，如果在

qB。qB。qB1)

時(shí)間內(nèi)釋放，經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)一次的最大橫向距離，即直徑，也無法到達(dá)M點(diǎn)，所以考慮在

4兀m5兀m

------十時(shí)間內(nèi)釋放，假設(shè)粒子加速的時(shí)間為，2,在豎直方向上

qB。qB.

<7-3E0?//=mvx

5兀m671m

之后粒子在F------時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)半軸，橫向移動(dòng)距離直接到達(dá)M點(diǎn)的橫坐標(biāo)，即

qB。qB0

xJ=2n=2——=-----^―

qB°竭

解得

,2Tim

t'=--------

3qB。

671m171m

接下來在F-----二過程中粒子在豎直方向減速為0的過程中

阻qBa

%，，=”

粒子要在M點(diǎn)被吸收，需要滿足

??兀2E,、m

,4qB：

代入驗(yàn)證可知加在一個(gè)周期之內(nèi)，說明情況成立，所以粒子釋放時(shí)刻為

4Tim+Tim27rm13Tim

qB<：qB。3qB03qB0°

（二）選考題：共12分。請(qǐng)考生從2道題中任選一題作答。并用2B鉛筆將答題卡上所選

題目對(duì)應(yīng)的題號(hào)右側(cè)方框涂黑，按所涂題號(hào)進(jìn)行評(píng)分；多涂、多答，按所涂首題進(jìn)行評(píng)分;

不涂，按本選考題的首題進(jìn)行評(píng)分。

【選修3-3】（12分）

15.如圖，絕熱密閉容器中裝有一定質(zhì)量的某種理想氣體和一個(gè)充有同種氣體的氣球。容器

內(nèi)溫度處處相同。氣球內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)。氣球慢慢漏氣后，容器中氣球外部氣體的壓

強(qiáng)將（填“增大”“減小”或“不變”）；溫度將（填“升高”“降低”或“不

變”）。

IO1

【答案】①.增大②.升高

【詳解】⑵假設(shè)氣球內(nèi)部氣體和氣球外部氣體的溫度不變，當(dāng)氣球內(nèi)部的氣體緩慢釋放到

氣球外部，氣球內(nèi)部氣體壓強(qiáng)大于外部氣體壓強(qiáng)，根據(jù)玻意爾定律〃^=?？芍?dú)馇騼?nèi)的氣

體釋放到外部時(shí)體積增大，相當(dāng)于容器的體積增大；而容器的體積無法改變，所以將假設(shè)擴(kuò)

大體積的容器絕熱壓縮到原來容器的體積即可，氣體絕熱壓縮，與外界無熱交換，即Q=0,

外界對(duì)氣體做功，即W>0,根據(jù)絕熱情況下的熱力學(xué)第一定律△〃二皿可知?dú)怏w內(nèi)能增

加，溫度T升高；

⑴氣體溫度T升高，根據(jù)理想氣體實(shí)驗(yàn)定律令=C可知?dú)怏w壓強(qiáng)P增大。

16.水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示，汽缸中間有一固定隔板，將汽缸內(nèi)一定質(zhì)量

的某種理想氣體分為兩部分，“H”型連桿活塞的剛性連桿從隔板中央圓孔穿過，連桿與隔

板之間密封良好。設(shè)汽缸內(nèi)、外壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)外?；钊娣e為S,隔板兩側(cè)氣體體積

均為SL0,各接觸面光滑。連桿的截面積忽略不計(jì)?，F(xiàn)將整個(gè)裝置緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向，穩(wěn)

定后，上部氣體的體積為原來的卷，設(shè)整個(gè)過程溫度保持不變，求:

（i）此時(shí)上、下部分氣體的壓強(qiáng)；

（ii）"H”型連桿活塞的質(zhì)量（重力加速度大小為g）。

【答案】（1）2p0,|p0；（2）誓

【詳解】（1）旋轉(zhuǎn)前后，上部分氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意爾定律可知

解得旋轉(zhuǎn)后上部分氣體壓強(qiáng)為

P\=2Po

13

旋轉(zhuǎn)前后，下部分氣體發(fā)生等溫變化，下部分氣體體積增大為+則

3

Po'sq=P2,5以）

解得旋轉(zhuǎn)后下部分氣體壓強(qiáng)為

2

Pi=rA

（2）對(duì)“H”型連桿活塞整體受力分析，活塞的重力加g豎直向下，上部分氣體對(duì)活塞的作

用力豎直向上，下部分氣體對(duì)活塞的作用力豎直向下，大氣壓