2022年高考物理真題解析（山東卷）

山東省2022年普通高中學(xué)業(yè)水平等級考試物理

物理解析

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

1.碘125衰變時(shí)產(chǎn)生/射線，醫(yī)學(xué)上利用此特性可治療某些疾病。碘125的半衰期為60天，若將一定質(zhì)量

的碘125植入患者病灶組織，經(jīng)過180天剩余碘125的質(zhì)量為剛植入時(shí)的（）

1111

A.—B.-C.-D.—

16842

【參考答案】B

【命題意圖】本題考查半衰期及其相關(guān)計(jì)算。

【名師解析】

碘125的半衰期為60天，根據(jù)半衰期的定義，經(jīng)過一個(gè)半衰期，剩余經(jīng)過180天即3個(gè)半衰期，剩余

碘125的質(zhì)量為剛植入時(shí)的;x；x；=1,選項(xiàng)B正確。

2228

2.我國多次成功使用“冷發(fā)射”技術(shù)發(fā)射長征十一號系列運(yùn)載火箭。如圖所示，發(fā)射倉內(nèi)的高壓氣體先將火

箭豎直向上推出，火箭速度接近零時(shí)再點(diǎn)火飛向太空。從火箭開始運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)火的過程中（）

高

壓

氣

體

A.火箭的加速度為零時(shí)，動(dòng)能最大

B.高壓氣體釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為火箭的動(dòng)能

C.高壓氣體對火箭推力的沖量等于火箭動(dòng)量的增加量

D.高壓氣體的推力和空氣阻力對火箭做功之和等于火箭動(dòng)能的增加量

【參考答案】A

【命題意圖】本題考查受力分析、動(dòng)量定理、能量守恒定律及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】

火箭從發(fā)射倉發(fā)射出來，受到豎直向上的高壓氣體的推力作用，推力隨火箭上升高度的增大不斷減小，剛

開始向上的時(shí)候高壓氣體的推力大于向下的重力和空氣阻力之和，火箭向上做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)

向上的高壓氣體的推力等于向下的重力和空氣阻力之和時(shí)，火箭的加速度為零，速度最大，接著向上的高

壓氣體的推力小于向下的重力和空氣阻力之和時(shí)，火箭接著向上做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，直至速度為零，

故當(dāng)火箭的加速度為零時(shí)，速度最大，動(dòng)能最大，選項(xiàng)A正確；根據(jù)能量守恒定律，可知高壓氣體釋放的

能量轉(zhuǎn)化為火箭的動(dòng)能、火箭的重力勢能和內(nèi)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對火箭上升過程，由動(dòng)量定理可知合力沖

量等于火箭動(dòng)量的增加量，故C錯(cuò)誤；對火箭上升過程，根據(jù)功能關(guān)系，可知高壓氣體的推力和空氣阻力

對火箭做功之和等了火箭機(jī)械能的增加量，故D錯(cuò)誤。

3.半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置，圓心位于。點(diǎn)，環(huán)上均勻分布著電量為。的正電荷。點(diǎn)力、8、

C將圓環(huán)三等分，取走A、8處兩段弧長均為EL的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于0C延長線上距。

點(diǎn)為2/？的。點(diǎn)，。點(diǎn)的電場強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變，q為（）

A,正電荷，（7=妮B,正電荷，q=返竺

C.負(fù)電荷，q=改色D.負(fù)電荷，2感竺

成yTIR

【參考答案】C

【命題意圖】本題考查電場疊加及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置，圓心位于。點(diǎn)，環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷,

根據(jù)對稱性，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零。取走4、B處兩段弧長均為的小圓弧上的電荷，根據(jù)對稱性可知,

圓環(huán)在。點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為與A在同一直徑上的4和與8在同一直徑上的亂產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和,

Q\L

如圖所示，因?yàn)閮啥位￠L非常小，故可看成點(diǎn)電荷，由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式，有.MiQW

1r乜、=K-----=K-------

1R22乃K

由圖可知，兩場強(qiáng)的夾角為120。，根據(jù)電場疊加原理，則兩者的合場強(qiáng)為E=2Ews6（）o=g=女^^

根據(jù)。點(diǎn)的合場強(qiáng)為0,則放在。點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電，大小為￡=E=&2絲

2萬N

根據(jù)￡=女7^^,聯(lián)立解得4=改空，選項(xiàng)C正確。

(2勺HR

?-

D

4.如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V,可輸出12V、18V、30V電壓，匝數(shù)為々的原線圈中電隨時(shí)間變

化為"=U“1cos(100m).單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為0.1V。將阻值為12。的電阻

R接在BC兩端時(shí)，功率為12W。下列說法正確的是()

A.為1100匝，Um為220V

B.BC間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為1.4A

C.若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V,頻率為100Hz

D.若將R接在AC兩端，流過R的電流為2.5A,周期為0.02s

【參考答案】D

【命題意圖】本題考查變壓器、電功率及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】

根據(jù)題述變壓器的原線圈輸入電壓為220V,原線圈的交流電的電壓與時(shí)間成余弦函數(shù)關(guān)系，“=[/,,1cos

故輸入交流電壓的最大值為Um=220應(yīng)V,根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為:=5片，解

得原線圈為2200匝，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時(shí)，2C間的電壓應(yīng)該為12V,故

BC間的線圈匝數(shù)關(guān)系有牛=淺；=12（）,8c間的線圈匝數(shù)為11BC=120匝，流過R的電流為

,P12W

[?:=萬一=訴7=1人，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若將R接在A8端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時(shí)，4B間

的電壓應(yīng)該為18V。根據(jù)交流電原線圈電壓的表達(dá)式〃二U〃￡os（100加），可知，交流電的圓頻率為a）=100兀，

故交流電的頻率為/='=2=50HZ,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若將R接在AC端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入

T2兀

220V時(shí)，AC間的電壓應(yīng)該為30V,根據(jù)歐姆定律可知，流過電阻R的電流為//=媼=型A=2.5A,

交流電的周期為T=l/a2￡/3=0.02s,選項(xiàng)D正確。

5.如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸內(nèi)用絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時(shí)氣缸開口向上放置，活

塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，將氣缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°過程中，缸內(nèi)氣體（）

A.內(nèi)能增加，外界對氣體做正功

B.內(nèi)能減小，所有分子熱運(yùn)動(dòng)速率都減小

C.溫度降低，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例減少

D.溫度升高，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加

【參考答案】C

【命題意圖】本題考查熱學(xué)相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】初始時(shí)氣缸開口向上，活塞處于平衡狀態(tài)，氣缸內(nèi)外氣體對活塞的壓力差與活塞的重力平衡，

則有（P1-。0）5=〃?

氣缸在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，氣缸內(nèi)外氣體對活塞的壓力差大于重力沿氣缸壁的分力，故氣缸內(nèi)氣體緩慢的

將活塞往外推，最后氣缸水平，缸內(nèi)氣壓等于大氣壓。

氣缸、活塞都是絕熱的，故缸內(nèi)氣體與外界沒有發(fā)生熱傳遞，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)作用將活塞往外推，氣體對

外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W得：氣體內(nèi)能減小，故缸內(nèi)理想氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平

均速率減小，并不是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的速率都減小，AB錯(cuò)誤；氣體內(nèi)能減小，缸內(nèi)理想氣體的溫度降低，

分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，故速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例減小，C正確，D錯(cuò)誤。

6.“羲和號”是我國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞地球的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

軌道平面與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時(shí)刻，沿相同方向經(jīng)過地球表面A點(diǎn)正上方，恰好繞地球

運(yùn)行"圈。已知地球半徑為地軸心自轉(zhuǎn)周期為7,地球表面重力加速度為g,則“羲和號”衛(wèi)星軌道距地面

高度為（）

地軸:

1

B.(gH7y

(2n27t2,

D.

,4〃2兀2,

【命題意圖】本題考查萬有引力定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】

根據(jù)牛頓第二定律得零1

地球表面的重力加速度為g,=mg,解得GM=gR2,根據(jù)題意可知，衛(wèi)星的運(yùn)

行周期為T'=T/n。

GMm

根據(jù)牛頓第二定律，萬有引力提供衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力，則有

(R+hf

聯(lián)立解得/?=J史魯—R,選項(xiàng)C正確。

V4"乃之

7.柱狀光學(xué)器件橫截面如圖所示，OP右側(cè)是以。為圓心、半徑為R的上圓，左則是直角梯形，越長為R,

4

AC與CO夾角45°,AC中點(diǎn)為8?！啊兩種頻率的細(xì)激光束，垂直AB面入射，器件介質(zhì)對a,b光的折

射率分別為1.42、1.40。保持光的入射方向不變，入射點(diǎn)從A向8移動(dòng)過程中，能在PM面全反射后，仄OM

面射出的光是（不考慮三次反射以后的光）（）

\凡___________P

co'M

A.僅有。光B.僅有〃光

C.a.b光都可以D.a,6光都不可以

【參考答案】A

【命題意圖】本題考查光的折射定律、反射定律及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】

當(dāng)兩種頻率的細(xì)激光束從A點(diǎn)垂直于48面入射時(shí)，激光沿直線傳播到。點(diǎn)，經(jīng)第一次反射沿半徑方向直線

傳播出去。

保持光的入射方向不變，入射點(diǎn)從A向8移動(dòng)過程中，如下圖可知，激光沿直線傳播到CO面經(jīng)反射向尸M

面?zhèn)鞑?，根?jù)圖像可知，入射點(diǎn)從A向8移動(dòng)過程中，光線傳播到面的入射角逐漸增大。

當(dāng)入射點(diǎn)為B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)光的反射定律及幾何關(guān)系可知，光線傳播到PM面的尸點(diǎn)，此時(shí)光線在PM面上

的入射角最大，設(shè)為a,由幾何關(guān)系得a=45。,

根據(jù)全反射臨界角公式得，sinCfl=-=-sin—＞也

na1.422nh1.402

兩種頻率的細(xì)激光束的全反射的臨界角關(guān)系為Q<45。<Ch

故在入射光從A向8移動(dòng)過程中，。光能在PM面全反射后，從0M面射出；b光不能在面發(fā)生全反射，

故僅有〃光。選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤。

8.無人配送小車某次性能測試路徑如圖所示，半徑為3m的半圓弧BC與長8m的直線路徑AB相切于B點(diǎn)，

與半徑為4m的半圓弧CD相切于C點(diǎn)。小車以最大速度從A點(diǎn)駛?cè)肼窂?，到適當(dāng)位置調(diào)整速率運(yùn)動(dòng)到8

點(diǎn)，然后保持速率不變依次經(jīng)過BC和CD。為保證安全，小車速率最大為4m/s。在ABC段的加速度最大

為2m/s2,CD段的加速度最大為1m*。小車視為質(zhì)點(diǎn)，小車從A到。所需最短時(shí)間，及在AB段做勻速直

線運(yùn)動(dòng)的最長距離/為（）

D.t=2+9指+（"+4）兀s,/=5.5m

122

【參考答案】B

【命題意圖】本題考查向心加速度、直線運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】在8c段的最大加速度為m=2m/s2,則根據(jù)4=支

可得在BC段的最大速度為vlm=V6m/s

2

在CD段的最大加速度為?2=lm/s,則根據(jù)生=工

可得在BC段的最大速度為v2m=2m/s<hm

jrrJTY771

可知在88段運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為尸2m/s,在BCD段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為打=—------=—S

v2

v—v4—2

AB段從最大速度Vm減速到V的時(shí)間4=——=工—s=ls

q2

v-v

位移9~~----=3m在48段勻速的最長距離為/=8m-3m=5m

2q

I5

則勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間=——二：S

%4

Q17T

則從A到。最短時(shí)間為f=%+J+4=（W+Y）S，選項(xiàng)B正確ACD錯(cuò)誤。

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，

全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。

9.一列簡諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標(biāo)原點(diǎn)。的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如右圖所示。當(dāng)f=7s時(shí)，簡諧波

的波動(dòng)圖像可能正確的是（）

【命題意圖】本題考查對振動(dòng)圖像的理解和機(jī)械波及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】

27r

由。點(diǎn)的振動(dòng)圖像可知，周期為人12$,設(shè)原點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為卜=念指（于t+中）。

27r

將t=0,原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的位移為10cm,代入原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=Asin（則有10=20sins，

24

解得初相位方兀/6。在r=7s時(shí)刻，原點(diǎn)0處質(zhì)點(diǎn)位移y?=20sin（—義7+兀/6）=-10^cm^-17.3cm,

因7S」T+-5-T

212

則在/=7s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在y軸負(fù)向向下振動(dòng)，根據(jù)“同側(cè)法''可判斷若波向右傳播，則波形為選項(xiàng)C中圖像所示;

若波向左傳播，則波形如選項(xiàng)A中圖像所示。此題當(dāng)/=7s時(shí)，簡諧波的波動(dòng)圖像可能正確的是AC。

10.某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫5，S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離

為心同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）

A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時(shí)，也發(fā)生了衍射

B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大

C.照射兩條狹縫時(shí)，增加L,其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大

D.照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫S、S2到屏上尸點(diǎn)的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋

【參考答案】ACD

【命題意圖】本題考查雙縫干涉及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】

由圖可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時(shí)，同時(shí)也發(fā)生衍射、

選項(xiàng)A正確：狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象

減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)條紋間距公式8=烏/1可知照射兩條狹縫時(shí)，增加L

a

其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，選項(xiàng)C正確：照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫S、&到

屏上P點(diǎn)的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋，選項(xiàng)D正確。

11.如圖所示，某同學(xué)將離地1.25m的網(wǎng)球以13m/s的速度斜向上擊出，擊球點(diǎn)到豎直墻壁的距離4.8m。

當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時(shí)，擊中墻壁上離地高度為8.45m的P點(diǎn)。網(wǎng)球與墻壁碰撞后，垂直墻面速度分量

大小變?yōu)榕銮暗?.75倍。平行墻面的速度分量不變。重力加速度g取lOm/s），網(wǎng)球碰墻后的速度大小v和

著地點(diǎn)到墻壁的距離d分別為（）

C.d=3.6mD.d=3.9m

【參考答案】BD

【命題意圖】本題考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】

設(shè)網(wǎng)球飛出時(shí)的速度為%,豎直方向片豎直=2g（H-力）

代入數(shù)據(jù)得%豎直=，2x10x（8.45—1.25）m/s=12m/s

則%水平=J132-122m/s=5m/s

排球水平方向到尸點(diǎn)的距離x水平=%水平，=%水平,‘運(yùn)11=6m

g

4

根據(jù)幾何關(guān)系可得打在墻面上時(shí)，垂直墻面的速度分量%水平工=%水平?g=4m/s

3

平行墻面的速度分量%水平〃=%水平--=3m/s

反彈后，垂直墻面的速度分量限平_L=0-75,%^j.=3m/s

則反彈后的網(wǎng)球速度大小為力平=J晨平」+%水平〃=30mzs

網(wǎng)球落到地面的時(shí)間f=,也="尸5'2'=].3s

丫gV10

著地點(diǎn)到墻壁的距離d=喙平J=3.9m,選項(xiàng)BD正確，AC錯(cuò)誤。

12.如圖所示，X。），平面的第一、三象限內(nèi)以坐標(biāo)原點(diǎn)。為圓心、半徑為夜L的扇形區(qū)域充滿方向垂直紙

面向外的勻強(qiáng)磁場。邊長為L的正方形金屬框繞其始終在。點(diǎn)的頂點(diǎn)、在xOy平面內(nèi)以角速度①順時(shí)針勻

速轉(zhuǎn)動(dòng)，r=0時(shí)刻，金屬框開始進(jìn)入第一象限。不考慮自感影響，關(guān)于金屬框中感應(yīng)電動(dòng)勢E隨時(shí)間，變

化規(guī)律的描述正確的是（）

B

JT

A.在/=0至—的過程中，E一直增大

2co

TT

B.在仁0到/=—的過程中，E先增大后減小

2co

JT

C.在/=0至〃=—過程中，E的變化率一直增大

46y

7T

D.在/=0至心=—的過程中，E的變化率一直減小

【參考答案】BC

【命題意圖】本題考查電磁感應(yīng)及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】

如圖所示

jrjr

在￡0至〃=的過程中，線框的有效切割長度先變大再變小，當(dāng)t=時(shí)，有效切割長度最大為、份L，

2G46y

TT

此時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，所以在七0到/=『的過程中，石先增大后減小，故B正確，A錯(cuò)誤；

2a）

jr

在/=0到f=/的過程中，設(shè)轉(zhuǎn)過的角度為明由幾何關(guān)系可得，=3t。

4M

L?Ltan。

進(jìn)入磁場部分線框的面積S

2

穿過線圈的磁通量＜D=BS=O"tan加

2

△①

線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢￡==—感應(yīng)電動(dòng)勢的變化率V=E'

ArA/

.…次BI?tan<y/_p__,.?,,,?,22,

對①=----------求：.次導(dǎo)數(shù)得——=BLr2coseccottancot

2

TT

在仁0到》=一的過程中5Z?療see?函tan。/自變大，所以E的變化率一直增大，故C正確，D錯(cuò)誤。

4a）

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.在天宮課堂中、我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā)。某同學(xué)利用氣墊

導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設(shè)計(jì)了測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示。

主要步驟如下：

①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；

②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；

加速度傳感器

力傳感器I~~I

圖甲

③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長時(shí)滑塊左端位于。點(diǎn)。A點(diǎn)到。點(diǎn)的距離為5.00cm,

拉動(dòng)滑塊使其左端處于4點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí);

④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度。隨時(shí)間，變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。

a/(ms-2)

圖丙

回答以下問題（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）:

（1）彈簧的勁度系數(shù)為N/m。

（2）該同學(xué)從圖乙中提取某些時(shí)刻尸與“的數(shù)據(jù)，畫出a—F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度

傳感器的總質(zhì)量為kg。

（3）該同學(xué)在滑塊上增加待測物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫出新的a—尸圖像H,則待測物體的

質(zhì)量為kg。

【參考答案】（1）12（2）0.20（3）0.13

【命題意圖】本題考查實(shí)驗(yàn)探究能力，胡克定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】（1）由圖乙可知，彈簧處于原長時(shí)滑塊左端位于。點(diǎn)，A點(diǎn)到。點(diǎn)的距離為5.00cm,結(jié)合圖

乙的F—t圖有彈力最大值為Fm=0.610N,彈簧伸長△x=5.00cm=0.0500m,

由胡克定律F,?=kAx可得k=12.N/m

（2）根據(jù)a——F圖像I的斜率等于1/m,可知滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為m=0.20kg

（3）根據(jù)a——F圖像H的斜率等于1/（m+mx）,可知m+m*=0.50/1.50kg,解得mx=0.13kg。

14.某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)了一個(gè)測量電阻阻值的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材:

干電池E（電動(dòng)勢1.5V,內(nèi)阻未知）；

電流表Ai（量程10mA,內(nèi)阻為90C）；

電流表A2（量程30mA,內(nèi)阻為30C）；

定值電阻R）（阻值為150C）；

滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為100C）；

待測電阻尺；

開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

測量電路如圖所示。

E[S,

—1|-------——

@R.

R°I

（1）斷開開關(guān)，連接電路，將滑動(dòng)變阻器R的滑片調(diào)到阻值最大一端。將定值電阻凡接入電路；閉合開關(guān)，

調(diào)節(jié)滑片位置。使電流表指針指在滿刻度的3處。該同學(xué)選用的電流表為（填“Ai”或"A2”）；若不考

慮電池內(nèi)阻。此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值應(yīng)為Qo

3

(2)斷開開關(guān)，保持滑片的位置不變。用&替換Ro,閉合開關(guān)后，電流表指針指在滿刻度的m處，則以

的測量值為

(3)本實(shí)驗(yàn)中未考慮電池內(nèi)阻，對R的測量值_________(填“有”或“無”)影響

【參考答案】(1)Ai.60(2)100(3)無

【命題意圖】本題考查測量電阻實(shí)驗(yàn)、閉合電路歐姆定律及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】

(1)根據(jù)題述各元件數(shù)據(jù)可知，電路總電阻約R*=300Q,其電流I=E//Te=0.005A=5mA,電流表指針指

在滿刻度的1/2處，所以該同學(xué)選到的電流表為量程10mA的AL。由閉合電路歐姆定律，可知滑動(dòng)變阻器

接入電路的電阻R=R,e.-7?o-/?g?=300Q-1500-90Q=60Q。

(2)斷開開關(guān)，保持滑片位置不變，用Rx替換R0.閉合開關(guān)后，電流表指針指在滿刻度的3/5處，其電流

為L=6mA,由閉合電路歐姆定律，Ri=E/I,=250Q,Rx的測量值Rx=Rsi-R-/?g,=250Q-60Q-90c=100Q。

(3)根據(jù)上述運(yùn)算，可知可以把電池內(nèi)阻與滑動(dòng)變阻器電阻合在一起考慮，因此本實(shí)驗(yàn)未考慮電池內(nèi)阻，

對.Rx的測量值無影響。

15.某些魚類通過調(diào)節(jié)體內(nèi)魚膘的體積實(shí)現(xiàn)浮沉。如圖所示，魚鰥結(jié)構(gòu)可簡化為通過閥門相連的A、B兩個(gè)

密閉氣室，A室壁厚、可認(rèn)為體積恒定，B室壁簿，體積可變；兩室內(nèi)氣體視為理想氣體，可通過閥門進(jìn)行

交換。質(zhì)量為M的魚靜止在水面下H處。B室內(nèi)氣體體積為匕質(zhì)量為〃〃設(shè)B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚體外壓

強(qiáng)相等、魚體積的變化與B室氣體體積的變化相等，魚的質(zhì)量不變，魚穌內(nèi)氣體溫度不變。水的密度為必

重力加速度為g。大氣壓強(qiáng)為po,求：

(1)魚通過增加B室體積獲得大小為。的加速度、需從A室充入B室的氣體質(zhì)量A〃?；

(2)魚靜止于水面下Hi處時(shí)，B室內(nèi)氣體質(zhì)量機(jī)

,MmapgH+p.}

【參考答案】(1)A/??=-一；(2)叫=--一~m

VpgPgHi+Po

【命題意圖】本題考查氣體實(shí)驗(yàn)定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律。

【名師解析】(D設(shè)B室增大△▽,獲得加速度a,增大的浮力為△f=pg4V,

由牛頓第二定律，△f=Ma,

解得△V=Ma/pg

由m/V=Am/AV,

解得△muMma/pgV

(2)魚靜止于水面下H處時(shí)，壓強(qiáng)p=po+pgH,B室內(nèi)氣體體積為V

魚靜止于水面下Hi處時(shí)，壓強(qiáng)pi=po+pgHi

由玻意耳定律，pV二pWi

解得：山=P。+V

由m/V=m，/V1,解得ni2=二0g七m

Po+「g"i

16.某糧庫使用額定電壓U=38OV,內(nèi)阻R=0.25Q的電動(dòng)機(jī)運(yùn)糧。如圖所示，配重和電動(dòng)機(jī)連接小車的纜繩

均平行于斜坡，裝滿糧食的小車以速度v=2m/s沿斜坡勻速上行，此時(shí)電流I=40A。關(guān)閉電動(dòng)機(jī)后，小車又

沿斜坡上行路程L到達(dá)卸糧點(diǎn)時(shí)，速度恰好為零。卸糧后，給小車一個(gè)向下的初速度，小車沿斜坡剛好勻

速下行。已知小車質(zhì)量wi=100kg,車上糧食質(zhì)量,?2=1200kg,配重質(zhì)量〃?o=4Okg,取重力加速度g=10m/s2,

小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力與車及車上糧食總重力成正比，比例系數(shù)為k,配重始終未接觸地面，不計(jì)電動(dòng)

機(jī)自身機(jī)械摩擦損耗及纜繩質(zhì)量。求：

(1)比例系數(shù)％值；

(2)上行路程L值。

【參考答案】(1)k=0.1；(2)￡=67/185m

【命題意圖】本題考查能量守恒定律、平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】(1)設(shè)電動(dòng)機(jī)的牽引繩拉力為F,拉力功率外=U/-I2R,

解得F=7400N。

設(shè)斜坡傾角為9,卸糧食后,空小車勻速下行，mog+f2=m/gsin。,

力二kmig

裝滿糧食的小車勻速上行，mog+F=f]+(mi+m?)gsin0,

fi=k(mi+m2)g

聯(lián)立解得k=0.1,sin。=0.5

(2)關(guān)閉電動(dòng)機(jī)后，小車和配重一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a,對系統(tǒng)由牛頓第二定律有

fi+(mi+m2)gsin9-m()g=(mi+m2+w)a

解得裝滿糧食的小車的加速度大小

a-fi/(mi+nh+m。)+(mi+m?)gsin0/(mi+ma+mo)-mog/(mi+mz+zn。)

代入數(shù)據(jù)得：a=37O/67m/s2,

由v2=2aL

解得：L=67/185m

17.中國“人造太陽”在核聚變實(shí)驗(yàn)方而取得新突破，該裝置中用電磁場約束和加速高能離子，其部分電磁場

簡化模型如圖所示，在三維坐標(biāo)系Oxyz中，0<a,4空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場1,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向

沿x軸正方向：-34,z<0,y.O的空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場H,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為28,方向平行于

2

平面，與無軸正方向夾角為45°；z<0,的空間內(nèi)充滿沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場。質(zhì)量為相、帶電

量為+4的離子甲，從yOz平面第三象限內(nèi)距y軸為L的點(diǎn)A以一定速度出射，速度方向與z軸正方向夾

角為夕，在在yOz平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)。沿z軸正方向進(jìn)入磁場I。不計(jì)離子重力。

(1)當(dāng)離子甲從A點(diǎn)出射速度為％時(shí)，求電場強(qiáng)度的大小E;

(2)若使離子甲進(jìn)入磁場后始終在磁場中運(yùn)動(dòng)，求進(jìn)入磁場時(shí)的最大速度匕,；

(3)離子甲以幽的速度從。點(diǎn)沿Z軸正方向第一次穿過xOy面進(jìn)入磁場I,求第四次穿過平面的

2m

位置坐標(biāo)(用d表示)；

(4)當(dāng)離子甲以幽的速度從。點(diǎn)進(jìn)入磁場I時(shí)，質(zhì)量為4加、帶電量為+4的離子乙，也從。點(diǎn)沿Z軸

2m

正方向以相同的動(dòng)能同時(shí)進(jìn)入磁場I,求兩離子進(jìn)入磁場后，到達(dá)它們運(yùn)動(dòng)軌跡第一個(gè)交點(diǎn)的時(shí)間差A(yù)f(忽

略離子間相互作用)。

r外以受安根片sin6cos夕qBd

【參考答案】(1)--------------；(2)-----；(3)(dd,0)；

qLm

(4)(7+7V2)—

qB

【命題意圖】本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)和在勻強(qiáng)電場中的類平拋運(yùn)動(dòng)。

【名師解析】

(1)如圖所示

離子甲受到的電場力沿),軸負(fù)方向，離子甲的運(yùn)動(dòng)可以分解為y方向的勻減速運(yùn)動(dòng)和沿z方向的勻速運(yùn)動(dòng)從

A到0的過程，有

L=vocosp-t

v()sinp=at>

qE=ma,

mvzsin2^

聯(lián)立解得：E=-2----匕

2qL

(2)離子甲在磁場I中運(yùn)動(dòng)的最大軌跡半徑為n=d,

離子從坐標(biāo)原點(diǎn)0沿z軸正方向進(jìn)入磁場I中，由洛倫茲力提供向心力

qvB=m4

4

解得一=坐

離子經(jīng)過磁場I偏轉(zhuǎn)后從y軸進(jìn)入磁場n中，由洛倫茲力提供向心力可得

夜mv2

qv----D-B=-----

2r2

可得

r2=6八

為了使離子在磁場中運(yùn)動(dòng)，需滿足

r}<d,r2<3d

聯(lián)立可得

乏如

m

即要使離子甲進(jìn)入磁場后始終在磁場中運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場時(shí)的最大速度為史一；

m

(3)離子甲以幽的速度從。點(diǎn)沿2軸正方向第一次穿過xOy面進(jìn)入磁場I,離子在磁場I中的軌跡半價(jià)

2m

為

y—mv,—d_

qB~2

離子在磁場II中的軌跡半徑為

mvy/2d

離了從0點(diǎn)第一次穿過到第四次穿過xQy平面的運(yùn)動(dòng)情景，如圖所示

離子第四次穿過xOy平面的x坐標(biāo)為

x4=2弓sin450=d

離子第四次穿過平面的》坐標(biāo)為

y4=2ri=d

故離子第四次穿過xOv平面的位置坐標(biāo)為(d，d，0)

(4)設(shè)離子乙的速度為M,根據(jù)離子甲、乙動(dòng)能相同，可得

12?),2

—mv=—x4/7tv

22

可得丫，=上=遮

2

離子甲在磁場I中的軌跡半徑為

mvd

E=—=一

qB2

離子甲在磁場II中的軌跡半徑為

mv

釬Fq-----TB技

2

離子乙在磁場I中的軌跡半徑為

,mv'd1

r.=——=—=—r

?第42?

離子乙在磁場II中的軌跡半徑為

mv41d1

r2

根據(jù)幾何關(guān)系可知離子甲、乙運(yùn)動(dòng)軌跡第一個(gè)交點(diǎn)如圖所示

從。點(diǎn)進(jìn)入磁場到第一個(gè)交點(diǎn)過程，有

IE1Ijim1271m八1?、7im

甲

f=-T^--T2=-X——+-x—-=(1+V2)—

2'222qB2及八qB

q-----B

2

^=r+r=Z^+^±L=(8+8^)^

qBV2?qB

q-----B

2

可得離子甲、乙到達(dá)它們運(yùn)動(dòng)軌跡第一個(gè)交點(diǎn)的時(shí)間差為加=壇,-/甲=(7+70)空

qB

18.如圖所示，“L”型平板B靜置在地面上，小物塊A處于平板B上的0'點(diǎn)，0,點(diǎn)左側(cè)粗糙，右側(cè)光滑。

用不可伸長的輕繩將質(zhì)量為"的小球懸掛在0'點(diǎn)正上方的O點(diǎn)，輕繩處于水平拉直狀態(tài)。將小球由靜止釋

放，下擺至最低點(diǎn)與小物塊A發(fā)生碰撞，碰后小球速度方向與碰前方向相同，開始做簡諧運(yùn)動(dòng)(要求擺角

小于5°),A以速度%沿平板滑動(dòng)直至與B右側(cè)擋板發(fā)生彈性碰撞。一段時(shí)間后，A返回到。點(diǎn)的正下方

時(shí)，相對于地面的速度減為零，此時(shí)小球恰好第一次上升到最高點(diǎn)。已知A的質(zhì)量加A=°」kg,B的質(zhì)量

/^=0.3kg,A與B的動(dòng)摩擦因數(shù)必=0.4,B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃2=0225,%=4m/s,取重力加

速度g=10m/s2。整個(gè)過程中A始終在B上，所有碰撞時(shí)間忽略不計(jì)，不計(jì)空氣阻力，求：

(1)A與B的擋板碰撞后，二者的速度大小匕與%;

(2)B光滑部分的長度4

(3)運(yùn)動(dòng)過程中A對B的摩擦力所做的功；

M

(4)實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)過程，一的取值范圍(結(jié)果用cos5°表示)。

%

小球9---------i3*

\i

'、、、!An

?JpA「B

ilHnniitiiinfininniuniunHiimffHuiiHffiHinmminiiii

73

【參考答案】(1)v=2m/s,v=2m/s；(2)d=-m；(3)---J；

AB665

3岳M3岳

U)85%85(l-Jl-cos5)

【命題意圖】本題考查機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、單擺的簡諧運(yùn)

動(dòng)及其相關(guān)知識點(diǎn)。

【名師解析】

(1)設(shè)水平向右為正方向，因?yàn)?'點(diǎn)右側(cè)光滑，由題意可知A與B發(fā)生彈性碰撞，

根據(jù)彈性碰撞滿足的動(dòng)量守恒定律，

mAVo=，孫w+HIBVB

碰撞前后相同的總動(dòng)能不變，—i?uvo2=——

222

聯(lián)立解得：VO=--%=-2m/s；(負(fù)號表示速度方向水平向左)

%+ma2

9/771

VB=------------v(f=—%=2m/s；(正號表示速度方向水平向左)

mA+mB2

即A和B速度的大小分別為以=2m/s,vB=2m/s。

（2）因?yàn)锳物體返回到。點(diǎn)正下方時(shí)，相對地面速度為0,A物體減速過程根據(jù)動(dòng)能定理有