2022年全國(guó)統(tǒng)一高考山東卷物理試題（解析）

山東省2022年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試

物理

注意事項(xiàng)：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名，考生號(hào)等填寫(xiě)在答題卡和試卷指定位置。

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需

改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上。寫(xiě)

在本試卷上無(wú)效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

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(xiàn)，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(guò)180天剩余碘125的質(zhì)量為剛植入時(shí)的（）

11-11

A.—B.-C.-D.?

16842

【答案】B

【解析】

【詳解】設(shè)剛植入時(shí)碘的質(zhì)量為加0,經(jīng)過(guò)180天后的質(zhì)量為〃?，根據(jù)

代入數(shù)據(jù)解得

故選Bo

2.我國(guó)多次成功使用"冷發(fā)射''技術(shù)發(fā)射長(zhǎng)征十一號(hào)系列運(yùn)載火箭。如圖所示，發(fā)射倉(cāng)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(kāi)始運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)火的過(guò)程中（）

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(duì)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(duì)火箭做功之和等于火箭動(dòng)能的增加量

【答案】A

【解析】

【詳解】A.火箭從發(fā)射倉(cāng)發(fā)射出來(lái)，受豎直向下的重力、豎直向下的空氣阻力和豎直向上的高壓氣體的

推力作用，且推力大小不斷減小，剛開(kāi)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，故

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，故A正確；

B.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(shì)能和內(nèi)能，故B錯(cuò)

誤；

C.根據(jù)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；

D.根據(jù)功能關(guān)系，可知高壓氣體的推力和空氣阻力對(duì)火箭做功之和等于火箭機(jī)械能的增加量，故D錯(cuò)

誤?

故選Ao

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)4

B、C將圓環(huán)三等分，取走A、8處兩段弧長(zhǎng)均為DL的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于OC延長(zhǎng)線(xiàn)上

距。點(diǎn)為2R的。點(diǎn)，。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變，?為（）

A.正電荷，q=2絲

BD.正T電rfa廿荷，n=—————

nR兀R

C.負(fù)電荷，q=/空D.負(fù)電荷，q=2頂叱

TIRnR

【答案】C

【解析】

【詳解】取走A、B處兩段弧長(zhǎng)均為DL的小圓弧上的電荷，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，圓環(huán)在。點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)

度為與A在同一直徑上的4和與B在同一直徑上的囪產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和，如圖所示，因?yàn)閮啥位?/p>

長(zhǎng)非常小，故可看成點(diǎn)電荷，則有

QNL

?零二端

由圖可知，兩場(chǎng)強(qiáng)的夾角為120'，則兩者的合場(chǎng)強(qiáng)為

E=3k舞

根據(jù)。點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為0,則放在。點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電，大小為

E'=E=k^^

2兀K

根據(jù)

（2町

聯(lián)立解得

_2Q\L

q_KR

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)為勺的原線(xiàn)圈中電隨時(shí)

間變化為〃=UmCos（l（）（）兀z）.單匝線(xiàn)圈繞過(guò)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(shuō)法正確的是（）

A.〃i為1100匝，Um為220V

B.BC間線(xiàn)圈匝數(shù)為120匝，流過(guò)R的電流為1.4A

C.若將R接在A(yíng)3兩端，R兩端的電壓為18V,頻率為100Hz

D.若將R接在A(yíng)C兩端，流過(guò)R的電流為2.5A,周期為0.02s

【答案】D

【解析】

【詳解】A.變壓器的輸入電壓為220V,原線(xiàn)圈的交流電的電壓與時(shí)間成余弦函數(shù)關(guān)系，故輸入交流電壓

的最大值為22()忘V，根據(jù)理想變壓器原線(xiàn)圈與單匝線(xiàn)圈的匝數(shù)比為

勺220V

T-0.1V

解得原線(xiàn)圈為2200匝，A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線(xiàn)圈輸入220V時(shí)，8c間的電壓應(yīng)該為12V,故BC間的線(xiàn)圈匝數(shù)關(guān)系有

BC間的線(xiàn)圈匝數(shù)為120匝，流過(guò)R的電流為

P12W-

RC=-------=-----=1A

cUBC12V

B錯(cuò)誤;

C.若將R接在48端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線(xiàn)圈輸入220V時(shí)，AB間的電壓應(yīng)該為18V。根據(jù)交流電原

線(xiàn)圈電壓的表達(dá)式可知，交流電的角速度為1()()乃，故交流電的頻率為

/=-=—=50Hz

T2兀

C錯(cuò)誤;

D.若將R接在A(yíng)C端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線(xiàn)圈輸入220V時(shí)，4c間的電壓應(yīng)該為30V,根據(jù)歐姆定律

可知，流過(guò)電阻R的電流為

/=媼=竺A=2.5A

祀R12

交流電的周期為

T=—=—=0.02s

fco

D正確。

故選Do

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(kāi)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(guò)程中，缸內(nèi)氣體（）

A.內(nèi)能增加，外界對(duì)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

【答案】C

【解析】

【詳解】初始時(shí)氣缸開(kāi)口向上，活塞處于平衡狀態(tài)，氣缸內(nèi)外氣體對(duì)活塞的壓力差與活塞的重力平衡，則

有

（P「Po）s=mg

氣缸在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，氣缸內(nèi)外氣體對(duì)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。

AB.氣缸、活塞都是絕熱的，故缸內(nèi)氣體與外界沒(méi)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(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=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；

CD.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。

故選Co

6.“羲和號(hào)”是我國(guó)首顆太陽(yáng)探測(cè)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(guò)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T(mén),地球表面重力加速度為g,則“羲和號(hào)”衛(wèi)星軌道距

地面高度為（）

地軸;

I

'gR2T2、

3^R2T2y

A.-RB

、2〃2兀2,<2"兀2J

2

(gR2T2、3/gR2T2y

C.-RD-

224〃22)

(4n7i?、兀

【答案】c

【解析】

【詳解】地球表面的重力加速度為g,根據(jù)牛頓第二定律得

GMm

R2=mS

解得

GM=gR2

根據(jù)題意可知，衛(wèi)星的運(yùn)行周期為

T

T'=-

n

根據(jù)牛頓第二定律，萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力，則有

回組=(R+〃)

(R+h)2T12I)

聯(lián)立解得

-R

故選Co

7.柱狀光學(xué)器件橫截面如圖所示，°P右側(cè)是以。為圓心、半徑為R4圓，左則是直角梯形，的長(zhǎng)為

R，AC與CO夾角45°,AC中點(diǎn)為及“h兩種頻率的細(xì)激光束，垂直A8面入射，器件介質(zhì)對(duì)“，b

光的折射率分別為142、1.40。保持光的入射方向不變，入射點(diǎn)從4向8移動(dòng)過(guò)程中，能在面全反射

后，從面射出的光是（不考慮三次反射以后的光）（）

A.僅有。光B.僅有b光C.a、6光都可以D.a、6光都不可以

【答案】A

【解析】

【詳解】當(dāng)兩種頻率的細(xì)激光束從A點(diǎn)垂直于A(yíng)8面入射時(shí)，激光沿直線(xiàn)傳播到。點(diǎn)，經(jīng)第一次反射沿半

徑方向直線(xiàn)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(guò)程中，如下圖可知，激光沿直線(xiàn)傳播到CO面經(jīng)反射向

面?zhèn)鞑?，根?jù)圖像可知，入射點(diǎn)從A向B移動(dòng)過(guò)程中，光線(xiàn)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(xiàn)傳播到面的尸點(diǎn)，此時(shí)光線(xiàn)在面上

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

sinQ」_L＜亞

1.422

sinC-」＞也

b

nb1.402

兩種頻率的細(xì)激光束的全反射的臨界角關(guān)系為

Q＜45。＜G

故在入射光從A向B移動(dòng)過(guò)程中，“光能在面全反射后，從OM面射出；〃光不能在PM面發(fā)生全反

射，故僅有“光。A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選A。

8.無(wú)人配送小車(chē)某次性能測(cè)試路徑如圖所示，半徑為3m的半圓弧8c與長(zhǎng)8m的直線(xiàn)路徑AB相切于B

點(diǎn)，與半徑為4m的半圓弧CO相切于C點(diǎn)。小車(chē)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(guò)和8。為保證安全，小車(chē)速率最大為4m/s。在A(yíng)BC段的加速

度最大為2m/s2,CO段的加速度最大為Im/s?。小車(chē)視為質(zhì)點(diǎn)，小車(chē)從A到。所需最短時(shí)間，及在A(yíng)3

段做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)距離/為（）

【答案】B

【解析】

【詳解】在BC段的最大加速度為0=2m/s2,則根據(jù)

可得在3C段的最大速度為

vlm=V6m/s

在8段的最大加速度為痣=1向$2,則根據(jù)

V；2

弓

可得在BC段的最大速度為

v2m=2m/s<%

可知在BCD段運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為m2m/s,在BCD段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

7rr,+7ir^7萬(wàn)

3———s

V2

AB段從最大速度Vm減速到v的時(shí)間

g=±4=is

4=2

位移

22

x2=—_—=3m

-2%

在A(yíng)B段勻速的最長(zhǎng)距離為

/=8m-3m=5m

則勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

/5

t,=—=—s

%4

則從A到。最短時(shí)間為

97萬(wàn)、

t—+q+4-+--)s

故選B。

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(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。

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

的波動(dòng)圖像可能正確的是（）

【解析】

【詳解】由0點(diǎn)的振動(dòng)圖像可知，周期為T(mén)=12s,設(shè)原點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為

../27r、

y=Asm(—t+(p)

則

10=20sin°

解得

7C

甲二飛

在k7s時(shí)刻

%=20sin(—x7+—)=-lO^cm?-17.3cm

126

因

7s=-T+—T

212

則在z=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C所示；若波向左

傳播，則波形如A所示。

故選ACo

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，$2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(guò)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$、S2到屏上尸點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，尸點(diǎn)處一定是暗條紋

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A.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(guò)狹縫時(shí)，同

時(shí)也發(fā)生衍射，故A正確；

B.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，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)條紋間距公式=可知照射兩條狹縫時(shí)，增加L,其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心

a

間距增大，故c正確；

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

故D正確。

故選ACD。

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

4.8mo當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時(shí)，擊中墻壁上離地高度為&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/s2,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

【答案】BD

【解析】

【詳解】設(shè)網(wǎng)球飛出時(shí)的速度為%,豎直方向

噓直=2g(”j)

代入數(shù)據(jù)得

%夢(mèng)百=J2x10x(8.45—1.25)m/s=12m/s

則

%水平=.132=5m/s

排球水平方向到P點(diǎn)的距離

無(wú)水平=%水平/=%水平=6m

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

4,,

%水平工=%水平.WndnVs

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

"水平_L=0?75,%水平，=3mzs

則反彈后的網(wǎng)球速度大小為

丫水平=?。?平,+%水平〃=3拒m/s

網(wǎng)球落到地面的時(shí)間

著地點(diǎn)到墻壁的距離

d=v水平j(luò)/=3.9m

故BD正確，AC錯(cuò)誤。

故選BD。

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

紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。邊長(zhǎng)為乙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。順時(shí)

針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，，=0時(shí)刻，金屬框開(kāi)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(shì)E隨時(shí)

間r變化規(guī)律的描述正確的是（）

Q、、，/?B

、、、、/

0）

?

B

冗

A.在，=0至卜=——的過(guò)程中,E一直增大

2a）

IT

B.在，=0到7=—的過(guò)程中,E先增大后減小

1（0

7T

C.在，=0到，=—過(guò)程中,E的變化率一直增大

4口

7T

D.在，=0到1=——的過(guò)程中,E的變化率一直減小

4a）

【答案】BC

【解析】

【詳解】AB.如圖所示

jrJr

在…到”茄的過(guò)程中，線(xiàn)框的有效切割長(zhǎng)度先變大再變小，當(dāng)，=茄時(shí)，有效切割長(zhǎng)度最大為

伍，此時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，所以在，=0到/=工的過(guò)程中，E先增大后減小，故B正確，A錯(cuò)誤;

2a)

TT

CD.在，=0到，=——的過(guò)程中，設(shè)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為由幾何關(guān)系可得

4a)

0=01

進(jìn)入磁場(chǎng)部分線(xiàn)框面積

_L-Lian0

3=------------

2

穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量

x八0BI3tancot

①=BS=-------------

2

線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

L不.△①

E=<t>=——

△t

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化率

A￡廠(chǎng)

----=E

△t

對(duì)①=8"tan求二次導(dǎo)數(shù)得

2

=Bl}co1sec2cottancot

Az

TT

在f=0到，=—的過(guò)程中九yZsecZ/ftanM一直變大，所以E的變化率一直增大，故C正確，D錯(cuò)

4(59

誤。

故選BC。

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.在天宮課堂中、我國(guó)航天員演示了利用牛頓第二定律測(cè)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(wú)線(xiàn)加速度傳感器、輕彈簧和待測(cè)物體等器材設(shè)計(jì)了測(cè)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;

，上加速度傳感器

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(zhǎng)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A(yíng)點(diǎn)，由靜止釋放并開(kāi)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/(ms2)

圖丙

回答以下問(wèn)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F與a的數(shù)據(jù)，畫(huà)出a—尸圖像如圖丙中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(cè)物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫(huà)出新的a—尸圖像II,則待測(cè)物體的

質(zhì)量為kg。

【答案】①.12②.0.20③.0.13

【解析】

【詳解】（1）［1］由題知，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于O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A(yíng)點(diǎn)，由靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)。結(jié)合圖乙的尸圖有

Ar=5.00cm,F=0.6ION

根據(jù)胡克定律

Ax

計(jì)算出

k之12N/m

（2）⑵根據(jù)牛頓第二定律有

F=ma

則4—尸圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)圖丙中I,則有

13-0,..

=kg=5kg

mO.o

則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為

m-0.20kg

（3）[3]滑塊上增加待測(cè)物體，同理，根據(jù)圖丙中n,則有

A=L^￡kg，=3kg-'

則滑塊、待測(cè)物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為

m'=0.33kg

則待測(cè)物體的質(zhì)量為

△m-m'-m=O.\3kg

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(cè)量電阻阻值的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材:

干電池E（電動(dòng)勢(shì)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）；

定值電阻外（阻值為150Q）；

滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為100。）；

待測(cè)電阻

開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線(xiàn)若干。

測(cè)量電路如圖所示。

R。

(1)斷開(kāi)開(kāi)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。將定值電阻接入電路；閉合開(kāi)

美,調(diào)節(jié)滑片位置。使電流表指針指在滿(mǎn)刻度的g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C。

(2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，保持滑片的位置不變。用R替換Ro,閉合開(kāi)關(guān)后，電流表指針指在滿(mǎn)刻度的1處，則&

的測(cè)量值為

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

【答案】①出(2).60(3).100④.無(wú)

【解析】

【詳解】(1)[1]若不考慮電源內(nèi)阻，且在電源兩端只接島時(shí)，電路中的電流約為

EIs

/=—=—A=l()mA

4150

由題知，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置，要使電流表指針指在滿(mǎn)刻度的g處，則該同學(xué)選到的電流表應(yīng)為Ai。

⑵當(dāng)不考慮電源內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

計(jì)算出

(2)[3]斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，保持滑片的位置不變，用以替換R),閉合開(kāi)關(guān)后，有

E考(R+4+&J

代入數(shù)據(jù)有

Rx=100Q

(3)[4]若考慮電源內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

七=5(")+&+&』

聯(lián)立計(jì)算出的心不受電源內(nèi)阻r的影響。

15.某些魚(yú)類(lèi)通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)魚(yú)鰻的體積實(shí)現(xiàn)浮沉。如圖所示，魚(yú)縹結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為通過(guò)閥門(mén)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(guò)閥門(mén)

進(jìn)行交換。質(zhì)量為M的魚(yú)靜止在水面下4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(yú)

體外壓強(qiáng)相等、魚(yú)體積的變化與B室氣體體積的變化相等，魚(yú)的質(zhì)量不變，魚(yú)鰥內(nèi)氣體溫度不變。水的密

度為P，重力加速度為g。大氣壓強(qiáng)為po,求：

(1)魚(yú)通過(guò)增加B室體積獲得大小為a的加速度、需從A室充入B室的氣體質(zhì)量Am；

(2)魚(yú)靜止于水面下Hi處時(shí)，B室內(nèi)氣體質(zhì)量仍。

MinapgH+pa

【答案】(1)△〃？=--；(2)町=--------

VpgPgH/P°

【解析】

【詳解】(1)由題知開(kāi)始時(shí)魚(yú)靜止在，處，設(shè)此時(shí)魚(yú)的體積為％,有

Mg=pgVo

且此時(shí)B室內(nèi)氣體體積為%質(zhì)量為相，則

m=p

魚(yú)通過(guò)增加B室體積獲得大小為。的加速度，則有

pg(Vo+AV)-Mg=Ma

聯(lián)立解得需從A室充入B室的氣體質(zhì)量

曳嗎

“ypg

(2)由題知開(kāi)始時(shí)魚(yú)靜止在”處時(shí)，B室內(nèi)氣體體積為匕質(zhì)量為相，且此時(shí)B室內(nèi)的壓強(qiáng)為

pi=pgH+po

魚(yú)靜止于水面下吊處時(shí)，有

P2=PgH1+po

由于魚(yú)膘內(nèi)氣體溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有

PIV-P2V2

解得

y=PgH+P(>y

2Pg&+Po

則此時(shí)B室內(nèi)氣體質(zhì)量

叫=匕=逑上區(qū)機(jī)

1pgH\+p。

16.某糧庫(kù)使用額定電壓U=380V,內(nèi)阻H=Q25C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(chē)

的纜繩均平行于斜坡，裝滿(mǎn)糧食的小車(chē)以速度v=2m/s沿斜坡勻速上行，此時(shí)電流/=4OA。關(guān)閉電動(dòng)機(jī)

后，小車(chē)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(chē)一個(gè)向下的初速度，小車(chē)沿

斜坡剛好勻速下行。已知小車(chē)質(zhì)量町=100kg,車(chē)上糧食質(zhì)量嗎=1200kg,配重質(zhì)量為=40kg,取

重力加速度g=10m/s2,小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力與車(chē)及車(chē)上糧食總重力成正比，比例系數(shù)為配重

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)々值；

(2)上行路程L值。

【答案】(1)k=0.1；(2)L=——m

185

【解析】

【詳解】(1)設(shè)電動(dòng)機(jī)的牽引繩張力為力，電動(dòng)機(jī)連接小車(chē)的纜繩勻速上行，由能量守恒定律有

2

UI=IR+T}V

解得

7；=74()()N

小車(chē)和配重一起勻速，設(shè)繩的張力為72,對(duì)配重有

心=n/og=4()()N

設(shè)斜面傾角為6,對(duì)小車(chē)勻速有

Tt+T2=(m(+m2)gsin0+k(ml+m2)g

而卸糧后給小車(chē)一個(gè)向下的初速度，小車(chē)沿斜坡剛好勻速下行，有

mtgsin0=m()g+hn1g

聯(lián)立各式解得

sin^=0.5,A:=0.1

(2)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后小車(chē)和配重一起做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為“，對(duì)系統(tǒng)由牛頓第二定律有

(〃％+加？)gsin0+k(in、+m2)g-mng=(m[+㈣+mn)a

可得

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知

v2=2aL

解得

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

場(chǎng)簡(jiǎn)化模型如圖所示，在三維坐標(biāo)系。孫z中，0<馬，4空間內(nèi)充滿(mǎn)勻強(qiáng)磁場(chǎng)I,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2,方

向沿X軸正方向；-3d,,z<0,y.o的空間內(nèi)充滿(mǎn)勻強(qiáng)磁場(chǎng)n,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為受6,方向平行于

2

xOy平面，與X軸正方向夾角為45°；z<0,yK0的空間內(nèi)充滿(mǎn)沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量為〃?、

帶電量為+4的離子甲，從火及平面第三象限內(nèi)距y軸為L(zhǎng)的點(diǎn)A以一定速度出射，速度方向與z軸正方

向夾角為〃，在在>Oz平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)0沿z軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度的大小E；

（2）若使離子甲進(jìn)入磁場(chǎng)后始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，求進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度%；

（3）離子甲以幽的速度從。點(diǎn)沿z軸正方向第一次穿過(guò)xOy面進(jìn)入磁場(chǎng)1,求第四次穿過(guò)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(chǎng)I時(shí)，質(zhì)量為4加、帶電量為+4的離子乙，也從0點(diǎn)沿z軸

2m

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

（忽略離子間相互作用）。

［答案】⑴〃臉皿⑵型；⑶（九d，。）;（4）（7+7"卓

qLmqB

【解析】

【詳解】（1）如圖所示

將離子甲從A點(diǎn)出射速度為%分解到沿y軸方向和z軸方向，離子受到的電場(chǎng)力沿y軸負(fù)方向，可知離子

沿z軸方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，沿y軸方向做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從A到。的過(guò)程，有

L=v0cos0-t

v0sinP-at

a*

m

聯(lián)立解得

_mvlsin0cos0

ih—

qL

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

qvB=—

4

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

近?mv2

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

2弓

可得

r2=6八

為了使離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，需滿(mǎn)足

八Wd,r2<3d

聯(lián)立可得

心幽

m

要使離子甲進(jìn)入磁場(chǎng)后始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度為"一；

m

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

2m

徑為

mvd

r

\=-qB=—2

離子在磁場(chǎng)II中的軌跡半徑為

mv-Jld

離子從。點(diǎn)第一次穿過(guò)到第四次穿過(guò)xOy平面的運(yùn)動(dòng)情景，如圖所示

離子第四次穿過(guò)xOy平面的x坐標(biāo)為

x4=2^sin450=d

離子第四次穿過(guò)xOy平面的y坐標(biāo)為

>4=24=d

故離子第四次穿過(guò)X。），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

L加」X4W，2

22

可得

丫,「二幽

24m

離子甲在磁場(chǎng)I中的軌跡半徑為

mvd

r\

qB2

離子甲在磁場(chǎng)II中的軌跡半徑為

mvyjld

q-----B

2

離子乙在磁場(chǎng)I中的軌跡半徑為

,mv'd1

「例一4一2,

離子乙在磁場(chǎng)H中的軌跡半徑為

mv1

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

X

從。點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到第一個(gè)交點(diǎn)過(guò)程，有

IEIF12jrm12兀m八公、萬(wàn)加

^=-l+-T=-x--+-x—^-=(1+72)—

2222qB2V2qB

q-----B

2

乞=工'+<=生網(wǎng)+2萬(wàn)丁=（8+8在您

qB%qB

可得離子甲、乙到達(dá)它們運(yùn)動(dòng)軌跡第一個(gè)交點(diǎn)時(shí)間差為

△f=f乙一廂=（7+7點(diǎn)）彳

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O'點(diǎn)，0'點(diǎn)左側(cè)粗糙，右側(cè)光

滑。用不可伸長(zhǎng)的輕繩將質(zhì)量為"的小球懸掛在0'點(diǎn)正上方的0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(kāi)始做簡(jiǎn)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(duì)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，〃A=O」kg,B

的質(zhì)量〃%=0.3kg,A與B的動(dòng)摩擦因數(shù)M=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(guò)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，二者的速度大小以與“；

（2）B光滑部分的長(zhǎng)度出

（3）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A對(duì)B的摩擦力所做的功叱.；

M

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

機(jī)A

小球9-----

\