2022届湖北省七市（州）教科研协作高三下学期物理变式题
【原卷 1 题】 知识点 爱因斯坦光电效应方程
【正确答案】 B
【试题解析】
1-1（基础） 某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为，已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率为（ ）
A. B. C. D.
【正确答案】 D
1-2（基础） 在研究光电效应实验中，某金属的逸出功为W，用波长为的单色光照射该金属发生了光电效应。已知普朗克常量为h，真空中光速为c下列说法正确的是（ ）
A.光电子的最大初动能为
B.该金属的截止频率为
C.若用波长为的单色光照射该金属，则光电子的最大初动能变为原来的2倍
D.若用波长为的单色光照射该金属，一定可以发生光电效应
【正确答案】 A
1-3（巩固） 如图所示，用导线将锌板与验电器相连，用紫外线灯照射锌板，验电器金属箔片开始张开。锌、钠的极限频率和逸出功如下表所示，普朗克常量。下列说法正确的是（ ）
金属 锌 钠
5.53
3.34 2.29
A.验电器的金属箔片带负电
B.从锌板逸出电子的动能都相等
C.用该紫外线灯照射金属钠，一定能使钠发生光电效应
D.锌的极限频率为
【正确答案】 C
1-4（巩固） 如图所示，为某金属在单色光的照射下产生的光电子最大初动能与入射光频率的关系图像。由图像可知（ ）
A.该金属的逸出功大于
B.该金属的逸出功等于
C.入射光的频率为时，光电子的最大初动能为
D.入射光的频率为时，光电子的最大初动能为
【正确答案】 D
1-5（巩固） A、B两种光子的能量之比为4∶3，他们都能使某种金属发生光电效应，且产生的光电子最大初动能分别为，关于A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功，下列关系式成立的是（ ）
A. B. C. D.
【正确答案】 D
1-6（巩固） 某同学用频率不同的甲、乙两电磁波照射锌板，当该同学用甲电磁波照射锌板时，从锌板上逸出的光电子的最大初动能为。若甲、乙两电磁波的波长之比为3：1，则当该同学用乙电磁波照射锌板时，下列说法正确的是（ ）
A.没有光电子从锌板表面逸出
B.有光电子从锌板表面逸出，逸出的光电子的最大初动能大于
C.有光电子从锌板表面逸出，逸出的光电子的最大初动能为
D.有光电子从锌板表面逸出，逸出的光电子的最大初动能小于
【正确答案】 B
1-7（巩固） 真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为和）制成，板面积为S，间距为d。现用波长为（）的单色光持续照射两板内表面，则最终电容器的内表面带电量Q正比于（ ）
A. B. C. D.
【正确答案】 D
1-8（提升） 某同学采用如图甲所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。电源的极性可以改变，当在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极（），测量到遏止电压分别为和，设电子质量为m、电荷量为e。图乙为频率为的单色光的实验图象。则下列选项正确的是（ ）
A.加正向电压时，将滑片P向右滑动，可增大光电子的最大初动能，电流表的示数增大
B.若改用频率为的单色光照射光电管，乙图象与横轴交点在光照射时的左侧
C.分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，阴极K金属的极限频率
D.若用频率更高的光照射光电管，则饱和光电流一定增大
【正确答案】 B
1-9（提升） A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB，则下列说法正确的是（ ）
A.A、B两种光子的频率之比为1∶2
B.A、B两种光子的动量之比为1∶2
C.该金属的逸出功W0＝EA－2EB
D.该金属的极限频率νc＝
【正确答案】 C
【原卷 2 题】 知识点 牛顿第二定律与图象结合
【正确答案】 D
【试题解析】
2-1（基础） 将一小球以一定的初速度竖直向上抛出并开始计时，小球所受空气阻力的大小与小球的速率成正比，已知时刻小球落回抛出点，其运动的v–t图象如图所示，则在此过程中（ ）
A.时，小球的加速度最大
B.当小球运动到最高点时，小球的加速度为0
C.
D.小球的速度大小先减小后增大，加速度大小先增大后减小
【正确答案】 A
2-2（基础） 某物体由静止开始运动，它所受到的合外力方向不变，大小随时间变化的规律如图所示，则在0～t0这段时间（ ）
A.物体做匀加速直线运动
B.物体在t0时刻速度最小
C.物体在t0时刻加速度最大
D.物体作变加速运动，运动速度越越大
【正确答案】 D
2-3（巩固） 小闫老师用玩具手枪以初速度竖直向上发射了一颗质量为橡胶弹丸，若弹丸在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，弹丸运动的速率随时间变化的规律如图所示，时刻到达最高点，再次回落到发射点时，速率为，已知重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A.常数
B.弹丸在空中运动的加速度先增大后减小
C.弹丸在空中运动的最大加速度为
D.弹丸在空中的最大加速度为
【正确答案】 C
2-4（巩固） 若在某次军事演习中，某空降兵从悬停在空中的直升机上跳下，从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A.0~10s内空降兵运动的加速度越来越大
B.0~10s内空降兵和降落伞整体所受重力大于空气阻力
C.0~15s内空降兵和降落伞整体所受的空气阻力越来越大
D.0~15s内空降兵处于失重状态
【正确答案】 B
2-5（巩固） 某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200 N，在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小。从演员在滑杆上端做完动作开始计时，演员先在杆上静止了0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零，整个过程演员的v-t图像和传感器显示的拉力随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，g=10 m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A.演员的体重为800 N
B.演员在最后2 s内一直处于超重状态
C.传感器显示的最小拉力为600 N
D.滑杆长7.5 m
【正确答案】 B
2-6（巩固） 利用智能手机的加速度传感器可直观显示手机的加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器后，手掌从静止开始上下运动。以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如右图所示，则手机（ ）
A.时刻开始减速上升 时间内所受的支持力先减小后增大
B.时刻开始减速上升 时间内所受的支持力逐渐减小
C.时刻开始减速上升 时间内所受的支持力先减小后增大
D.时刻开始减速上升 时间内所受的支持力逐渐减小
【正确答案】 D
2-7（巩固） 如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t图线如图（b）所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则不可求出（ ）
A.斜面的倾角 B.物块的质量
C.物块与斜面间的动摩擦因数 D.物块沿斜面向上滑行的最大高度
【正确答案】 B
2-8（提升） 某物体质量为m，放在光滑的水平面上，在水平向右的拉力F作用下以初速度水平向右运动，测得它的速度v与位移x的关系如图所示。那么以下结论正确的是（ ）
A.物体的加速度a保持不变 B.物体的加速度a越来越大
C.当位移为，物体的速度为 D.拉力F与速度平方成正比
【正确答案】 B
2-9（提升） 如图（a）所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处。滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图（b）所。由图可以判断
①图线与纵轴的交点M的值
②图线与横轴的交点N的值TN=mg
③图线的斜率等于物体的质量m
④图线的斜率等于物体质量的倒数
以上判断正确的是 （ ）
A.④ B.②③ C.①②③ D.①②④
【正确答案】 D
【原卷 3 题】 知识点 α衰变的特点、本质及其方程的写法,半衰期的概念,半衰期相关的计算
【正确答案】 C
【试题解析】
3-1（基础） 2022年7月5日和7月6日，嫦娥四号任务“玉兔二号”月球车和着陆器分别完成休眠设置，完成第44月昼工作，进入第44月夜休眠。月球车采用同位素电池为其保暖供电，是人工放射性元素，可用吸收一个中子得到。衰变时只放出射线，其半衰期为88年，则下列说法正确的是（ ）
A.吸收一个中子得到时，还要释放一个电子
B.衰变时放出射线的衰变方程为
C.100个原子核经过88年后剩余50个
D.月球昼夜温差是左右，在白天衰变速度比夜晚快
【正确答案】 A
3-2（基础） 我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的元素是，已知发生衰变的核反应方程为，的半衰期为87.7年。下列说法正确的是（ ）
A.衰变过程一定释放能量
B.方程中，是
C.100个原子核经过87.7年后还有50个未衰变
D.放出的射线是高速氦核流，它的贯穿能力很强
【正确答案】 A
3-3（巩固） 花岗岩、砖砂、水泥及深层地下水等物质会释放氡气。氡气被吸入人体后会形成内照射，对人体的危害仅次于吸烟。氡的同位素中对人体危害最大的是氡及其衰变产物，氡的衰变链为：，其中氡的半衰期为3.8天。关于氡的衰变，下列说法正确的是（ ）
A.将抽取的深层地下水煮沸后，氡会更快地衰变掉
B.衰变④过程只发生了衰变
C.每经过3.8天，将有半数的氡衰变为铅
D.一个氡核每经过一个衰变链，共发生了3次衰变、2次衰变
【正确答案】 D
3-4（巩固） 下列说法正确的是（ ）
A.研制核武器的钚239（Pu） 由铀239（U）经过2次β衰变而产生
B.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
C.20g的U经过两个半衰期后，质量变为15g
D.U在中子轰击下，生成Sr和Xe的核反应前后，原子核的核子总数减少
【正确答案】 A
3-5（巩固） 14C测年是考古中常用的一种方法。活的有机体中14C和12C的质量比与大气中相同，比值为1.3 × 10－12，有机体死亡后与大气的碳交换停止，由于14C衰变，其体内14C与12C的比值不断减小，通过测量出土的动、植物遗存物中现有的14C与12C的比值可以推测其年代，今测得某出土物中14C与12C的比值为6.4 × 10－13，已知14C的半衰期为5730年，则该出土物距今的时间约为（ ）
A.3000年 B.6000年 C.9000年 D.12000年
【正确答案】 B
3-6（巩固） 下列说法正确的是（ ）
A.光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象
B.天然放射性现象说明原子核具有复杂的结构
C.一个氘核的质量等于一个质子和一个中子的质量和
D.已知钴60的半衰期为年，则每一个钴60原子核都将在年内发生衰变
【正确答案】 B
3-7（巩固） 考古学家利用放射性元素的半衰期可以确定文物的年代。生命体中没有，生命体死亡后碳元素自发地衰变为，衰变方程为，其半衰期约为5730年，经检测该文物中数量约为数量的3倍，则下列说法正确的是（ ）
A.文物经历的时间约为11460年 B.衰变方程说明原子核中有电子
C.环境温度越高，衰变的半衰期越短 D.碳元素衰变过程中吸收能量
【正确答案】 A
3-8（提升） 某放射性元素经过6天后，只剩下没有衰变，为了估算某水库的库容，将瓶无毒的该放射性元素的水溶液倒入水库，倒入之前，测得瓶内溶液每分钟衰变次，8天后在水库中取水样（可以认为溶液已均匀分布于水库），测得水样中每分钟衰变20次。则估算出该水库中水的体积是（ ）
A. B. C. D.
【正确答案】 C
3-9（提升） （铀核）经过一系列的α衰变和β衰变变为（氡核），已知的比结合能为E1，的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，每次β衰变释放的能量为E4（计算结果不计E4），则（铀核）衰变为（氡核）共释放的能量为（ ）
A.E1－E2－E3
B.E2＋E3－2E1
C.238E1－222E2－16E3
D.222E2＋16E3－238E1
【正确答案】 D
【原卷 4 题】 知识点 动量定理的内容和表达式,冲量
【正确答案】 D
【试题解析】
4-1（基础） 质量为m的木箱放置在粗糙的水平地面上，在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由静止开始在地面上运动，经过时间t速度变为v，则在这段时间内( )
A.重力对物体的冲量为零
B.拉力F对物体的冲量大小为Ft
C.拉力F对物体的冲量大小为Ft cosθ
D.由已知条件不可能得出合外力对物体的冲量
【正确答案】 B
4-2（基础） 如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ，运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ，忽略空气阻力，则运动员（ ）
A.过程Ⅰ的动量变化量等于零
B.过程Ⅱ的合力冲量等于零
C.过程Ⅰ的动量变化量等于重力的冲量
D.过程Ⅱ的动量变化量等于重力的冲量
【正确答案】 C
4-3（巩固） 今年夏天，高温、暴雨、冰雹等极端天气频发。高速下落的冰雹砸坏不少露天停着的车辆。假设冰雹为球形，所受空气阻力与半径及下落的速度的关系为，k为比例系数。在空气阻力和重力共同作用下，冰雹下落至接近地面时已经做匀速运动。冰雹砸到车时，可认为冰雹与车相互作用的时间都相同，反弹速度与初速度方向相反，大小变为初速度的一半，则下列说法正确的是（ ）
A.在接近地面时，重力的功率正比于冰雹的重力
B.在接近地面时，半径加倍的冰雹，下落的速度也加倍
C.冰雹砸到车上时，对车产生的作用力正比于冰雹的质量
D.冰雹砸到车上时，对车产生的作用力正比于冰雹的半径
【正确答案】 B
4-4（巩固） 如图所示，一段内壁光滑的钢管，上端吊起，下端位于水平地面上，钢管的倾角为。将一枚小钢球从钢管上端口由静止释放（小钢球的直径小于钢管的内直径），最后小钢球从钢管的下端口离开。小钢球在钢管内运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.钢管的倾角越大，小钢球重力的冲量越大
B.钢管的倾角越大，钢管对小钢球弹力的冲量越大
C.钢管的倾角越大，小钢球所受合力的冲量越大
D.小钢球所受合力的冲量与钢管的倾角无关
【正确答案】 C
4-5（巩固） 如图甲所示，一质量为120kg的沙发静置于水平面上，沙发与地面的动摩擦因数为0.5，t=0时刻用一水平向右的力F作用在沙发上，F随时间t的变化关系如乙图所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（ ）
A.t=3s沙发的动量为400kgm/s
B.0~1s内重力的冲量为0
C.0~2s内摩擦力的冲量为-1200Ns
D.0~3s内合外力的总冲量为200Ns
【正确答案】 A
4-6（巩固） 一质量为的物块，在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示，已知物块与地间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g取，下列选项正确的是（ ）
A.物体在末的动量大小 B.水平力F在前内的冲量大小为
C.物体在末的速度大小为 D.末动量大小为
【正确答案】 C
4-7（巩固） 随着科技信息电子产品的快速发展，人们对手机的依赖性越来越强，据有关方面不完全统计，人们一天平均看手机的次数在150次以上。许多人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。如图所示，若手机质量为，从离人眼睛约的高度无初速度跌落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到的手机的冲击时间约为，重力加速度，下列分析正确的是（ ）
A.手机接触眼睛之前的速度约为
B.手机对眼睛的冲量大小约为0.56
C.手机对眼睛的作用力大小约为
D.手机与眼睛作用过程中手机的动量变化量约为0.24
【正确答案】 D
4-8（提升） 如图甲所示，质量m=0.2kg弹性小球从地面上方某一高度由静止开始下落，弹起后上升到某一高度，小球与地面碰撞的时间忽略不计，规定竖直向下为正方向，此过程的v-t图像如图乙所示，空气对小球的阻力大小恒为重力的0.5倍，下降的时间是上升时间的4倍，下降与上升的整个过程的平均速度为13m/s，重力加速度g取10m/s2，地面对小球的弹力远大于重力，下列说法正确的是（ ）
A.小球上升过程的运动时间4s B.地面对小球冲量-14N·s
C.小球落地时的速度-40m/s D.小球离地时的速度30m/s
【正确答案】 B
4-9（提升） 如图，质量相同的甲、乙两名滑雪运动员在水平U型赛道上训练，甲、乙先后从赛道边缘上的P点滑出、腾空，在空中完成技巧动作后，最后都从赛道边缘上的Q点再次滑入赛道，观察发现甲的滞空时间比乙长。不计空气阻力，甲、乙在从P到Q的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.甲从P点滑出时的初速度大小必定大于乙从P点滑出时的初速度大小
B.甲、乙从P点滑出时的初速度方向相同
C.甲的动量变化量大于乙的动量变化量
D.甲、乙的最大腾空高度相同
【正确答案】 C
【原卷 5 题】 知识点 利用局部→整体→局部的方法分析动态电路
【正确答案】 D
【试题解析】
5-1（基础） 如图所示的电路中，是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小。当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是（ ）
A.灯泡L变亮 B.电压表的示数减小
C.电源内阻的发热功率增大 D.电源的总功率减小
【正确答案】 D
5-2（基础） 在如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片从端滑向端时，灯泡、的亮度变化情况为（ ）
A.、均变暗 B.交暗、变亮
C.变亮、变暗 D.、均变亮
【正确答案】 C
5-3（巩固） 装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要，某物理兴趣小组的同学们设计了甲醛监测装置，原理如图甲所示，电源电动势为3V，内阻不计，R0为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，其阻值随甲醛污染指数的变化规律如图乙所示，已知污染指数在50以下为轻度污染，50~100之间为中度污染，100以上为重度污染，以下分析正确的是（ ）
A.污染指数越小，电压表示数越大
B.污染指数越大，电路消耗的总功率越小
C.污染指数为50时，电压表示数为2.5V
D.电压表示数为1V时，属于重度污染
【正确答案】 D
5-4（巩固） 图甲是一台某型号脂肪测量仪，可用来测量人体脂肪率。体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻，而体内脂肪几乎不导电。脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关S，测试者两手分别握两手柄A、B，则（ ）
A.体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较大，电压表示数较大
B.体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较小，电压表示数较小
C.体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源效率高
D.体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源输出功率大
【正确答案】 C
5-5（巩固） 智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。图中电路元件R1、R2中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。由分析可得下列说法正确的是（ ）
A.R1为定值电阻，R2为光敏电阻
B.有光照射时电源的总功率一定减小
C.有光照射时电源的输出功率不一定增大
D.没有光照射时电源的效率比有光照射时电源的效率低
【正确答案】 C
5-6（巩固） 小红同学家里有一盏“智能”台灯，它能根据环境的光照强度自动调节亮度，也可以手动调节台灯的亮度。小红查阅资料后，猜想台灯内部的电路结构可能如图，已知光敏电阻在光 照强度增大时，电阻会减小。则当闭合开关后，小红的分析正确的是（ ）
A.光照强度增大时，小灯泡变亮
B.光照强度增大时，光敏电阻当中的电流减小
C.光照强度增大时，滑动变阻器两端电压增大
D.在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向右滑，电源的输出功率一定增加
【正确答案】 C
5-7（巩固） 合肥工业大学科研团队成功研制出兼具自修复性和高导电性的弹性导体，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示，电压表和电流表是理想电表，a、b两点之间连接一弹性导体。在中间悬挂重物后，下列说法不正确的是（ ）
A.弹性导体电阻变大
B.定值电阻R的功率变小
C.电压表示数变大
D.弹性导体消耗的功率一定变大
【正确答案】 D
5-8（提升） 如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表示数变化量的绝对值分别为，理想电流表A示数变化量的绝对值为，正确的是：（ ）
A.的示数增大 B.电源输出功率在减小
C.与的比值在减小 D.大于
【正确答案】 D
5-9（提升） 如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为（ ）
A.电流表的读数逐渐减小
B.的功率逐渐增大
C.电源的输出功率可能先减小后增大
D.电压表与电流表读数的改变量的比值先增大后减小
【正确答案】 C
【原卷 6 题】 知识点 同步卫星、近地卫星与赤道上物体的比较,物体动能的比较
【正确答案】 A
【试题解析】
6-1（基础） 2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，载人飞行任务取得圆满成功。下列关于神舟十三号飞船及天和核心舱等相关说法正确的是（ ）
A.神舟十三号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B.天和核心舱绕地球做圆周运动的运行速度大于
C.天和核心舱绕地球做圆周运动的加速度大于地球表面重力加速度
D.天和核心舱绕地球做圆周运动时，宇航员站在地板上时对地板的压力为零
【正确答案】 D
6-2（基础） 我国的“北斗”卫星导航定位系统由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道高度约为21500km，静止轨道卫星的轨道高度约为36000km，下列说法中正确的是（ ）
A.静止轨道卫星的向心加速度比中轨道卫星的向心加速度大
B.静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均大于地球的第一宇宙速度
C.静止轨道卫星的向心加速度比月球的向心加速度大
D.地球赤道上随地球自转的物体的向心加速度比静止轨道卫星的向心加速度大
【正确答案】 C
6-3（巩固） 我国自行研制的北斗导航系统，已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，是国之重器，利国利民。已知北斗导航卫星中有一颗同步卫星，关于该同步卫星，下列说法中正确的是（ ）
A.为了方便导航，该同步卫星可定点在北京正上方
B.该同步卫星的动能一定小于另一颗近地卫星的动能
C.该同步卫星处于完全失重状态，地球对该同步卫星没有引力作用
D.同一颗卫星在近地轨道的机械能小于其在同步轨道上的机械能
【正确答案】 D
6-4（巩固） 如图所示，a为放在地球赤道上相对地面静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（ ）
A.a、b、c做匀速圆周运动的角速度大小关系为
B.a、b、c做匀速圆周运刚的线速度大小关系为
C.a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为
D.a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为
【正确答案】 B
6-5（巩固） 2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心成功发射地球同步卫星天通一号03星，标志着我国首个卫星移动通信系统建设取得重要进展，关于该卫星下列说法正确的是（ ）
A.相对地心运行速度大小在7.9km/s至11.2km/s之间
B.相对地心运行速度大小与赤道上物体相对地心运动速度大小相等
C.绕地心运行角速度比月球绕地心运行的角速度小
D.绕地心运行向心加速度比赤道上物体绕地心运行的向心加速度大
【正确答案】 D
6-6（巩固） 北斗问天，国之夙愿，我国北斗导航定位系统的卫星轨道示意图如图所示。北斗系统55颗，卫星运行的轨道高度普遍高于我国GPS导航系统卫星的高度，其中5颗地球静止同步轨道卫星属于高轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。下列关于地球静止同步轨道卫星的说法正确的是（ ）
A.线速度比地球的第一宇宙速度小
B.周期比地球的自转周期短
C.角速度比GPS系统的卫星大
D.向心加速度比赤道上随地球自转的物体小
【正确答案】 A
6-7（巩固） 赤道上方的“风云四号”是我国新一代地球同步气象卫星，大幅提升了我国对台风、暴雨等灾害天气监测识别时效和预报准确率。关于“风云四号”的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A.“风云四号”的向心加速度小于地球表面的重力加速度
B.“风云四号”的角速度小于地球自转的角速度
C.与“风云四号”同轨道运行的所有卫星的动能都相等
D.“风云四号”的运行速度大于
【正确答案】 A
6-8（提升） 设想在赤道上建造如图甲所示的“太空电梯”，站在太空舱里的宇航员可通过竖直的电梯缓慢直通太空站。图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的有（ ）
A.随着r增大，宇航员的角速度增大 B.图中r0为地球同步卫星的轨道半径
C.宇航员在r=R处的线速度等于第一宇宙速度 D.随着r增大，宇航员对太空舱的压力增大
【正确答案】 B
6-9（提升） 如图所示，有a、b、c、d四颗卫星，a未发射在地球赤道上随地球一起转动，b为近地轨道卫星，c为地球同步卫星，d为高空探测卫星，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，重力加速度为g，则下列关于四颗卫星的说法正确的是（ ）
A.a卫星的向心加速度等于重力加速度g
B.b卫星与地心连线在单位时间扫过的面积等于c卫星与地心连线在单位时间扫过的面积
C.b、c卫星轨道半径的三次方与周期平方之比相等
D.a卫星的运行周期大于d卫星的运行周期
【正确答案】 C
【原卷 7 题】 知识点 带电物体（计重力）在匀强电场中的圆周运动
【正确答案】 D
【试题解析】
7-1（基础） 如题图所示，在场强大小为E的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点。把小球拉到使细线水平的位置A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平成θ＝60°的位置B时速度为零。以下说法正确的是（ ）
A.小球重力与电场力的关系是
B.小球重力与电场力的关系是
C.小球在B点时，细线拉力为
D.小球在B点时，细线拉力为
【正确答案】 B
7-2（基础） 如图所示，竖直向上的匀强电场中固定一点电荷，一带电小球（可视为质点）可绕该点电荷在竖直面内做匀速圆周运动，a、b是运动轨迹上的最高点与最低点，两点电场强度分别为、，则（ ）
A.小球带正电，
B.小球带正电，
C.小球带负电，
D.小球带负电，
【正确答案】 B
7-3（巩固） 如图所示，竖直向下的匀强电场中，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕O做圆周运动，A、B分别是轨迹的最高点和最低点，已知小球的质量为m，重力加速度为g。以下说法中正确的是（ ）
A.小球在A、B两点时，细线的拉力差可能是12mg
B.小球不可能做匀速圆周运动
C.小球通过A点时，细线拉力一定最小
D.小球通过B点时，细线拉力不可能为零
【正确答案】 A
7-4（巩固） 如图所示，在某一空间存在着竖直向下的匀强电场E，在该空间中的A点存在一电荷量为Q的正点电荷，现有一带负电的物体以速度v从B点水平飞入电场，已知两点之间的距离为r，下列关于物体运动的描述正确的是（ ）
A.若带负电物体的比荷满足，物体一定做匀速圆周运动
B.若带负电物体的比荷满足，物体一定做匀速直线运动
C.若带负电物体满足，物体一定做匀速圆周运动
D.若带负电物体满足，物体一定做匀速圆周运动
【正确答案】 D
7-5（巩固） 如图所示，甲图实验只在重力场中进行、乙图实验在重力场和竖直向上的匀强电场中进行且带正电的小球所受的电场力与重力大小相等，两个实验装置中小球的质量和绳子的长度均相等。实验时分别在最高点时给小球大小相等的初速度，小球均在竖直面内做圆周运动，A点和C点分别为轨迹最高点，B点和D点分别为轨迹最低点，忽略空气阻力，则下列预判正确的是（ ）
A.小球在A、C两点时绳子的拉力大小相等
B.小球在B、D两点时向心力的大小相等
C.小球在B点时绳子的拉力大小大于在D点时绳子的拉力大小
D.小球自A点到B点过程中绳子的拉力做正功
【正确答案】 C
7-6（巩固） 如图所示，质量为m、带电荷量为的小球（可视为质点）与长为L的绝缘轻绳相连，轻绳另一端固定在O点，整个系统处在与竖直方向夹角为的匀强电场中。已知A、B、C、D、E、F为圆周上的点，为水平直径，为竖直直径，过O点且与的夹角为，当小球绕O点在竖直平面内做半径为L的圆周运动时，小球运动到A点时的速度最小，最小速度为，g为重力加速度的大小，则下列说法正确的是（ ）
A.匀强电场的电场强度大小为
B.小球从A点运动到B点时，合力做的功为
C.小球运动到B点时轻绳拉力的大小为
D.小球运动到F点时的机械能最大
【正确答案】 D
7-7（巩固） 如图所示，在竖直平面内有一个光滑绝缘固定轨道，半径为R，A为轨道的最低点，B是轨道最高点，C、D为圆心的等高点，竖直面内有一匀强电场，方向水平向右，，将一个带正电且可看成质点的小球，从C点出发，小球质量m，带电量q，下列说法中正确的是（ ）
A.若由静止出发，小球一定不能经过A点
B.若由静止出发，小球一定能经过D点
C.若向下出发且初速度，小球能经过D点
D.若向下出发且小球能经过D点，则一定能经过B点
【正确答案】 C
7-8（提升） 如图所示，竖直放置的光滑绝缘半圆轨道半径为R，最低点B与水平面平滑相接，C为最高点，A为与圆心O等高点，轨道处于水平向左的匀强电场中，电场强度大小为，方向与轨道平面平行。现有一质量为m、电荷量为的小球在电场中运动，关于小球在电场中的运动说法正确的是（ ）
A.若小球沿轨道运动，则小球在A处的电势能最大
B.小球从A静止释放，刚到水平面时动能为
C.如果在B处给小球一个合适的初速度，小球沿轨道到达A的速度可能为零
D.如果在B处给小球一个合适的初速度，小球沿轨道到达C的速度可能为
【正确答案】 A
7-9（提升） 如图所示，匀强电场中有一半径为R的圆形区域，匀强电场方向平行于圆所在平面（图中未画出），圆形区域处在竖直平面内，圆周上有八个点等间距排列。一重力不可忽略的带正电小球从A点以相同的初动能在该平面内抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达D点时小球的动能最大。已知小球质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.小球到达D点时动能最大，说明到达D点的过程电场力做功最多
B.选取合适的抛出方向，小球一定能到达H点
C.电场强度的最小值为
D.若电场强度大小，则电场强度方向水平向右
【正确答案】 C
【原卷 8 题】 知识点 用户端功率改变判断输电线路中物理量变化,远距离输电
【正确答案】 B C
【试题解析】
8-1（基础） 远距离输电示意图如图所示，发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且。当用户用电器的总电阻减小时（ ）
A.
B.用户的电压减小
C.用户消耗的功率等于发电机的输出功率
D.输电线上损失的功率增大
【正确答案】 BD
8-2（基础） 照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的。可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些。这是因为用电高峰时（ ）
A.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低
B.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小
C.总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大
D.总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低
【正确答案】 CD
8-3（巩固） 如图甲所示为某发电站远距离输电的原理图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端正常工作的额定电压为，降压变压器原副线圈的匝数比为，升压变压器原线圈所接交变电流如图乙所示，当用户端正常工作消耗的总功率为时，下列说法正确的是（ ）
A.发电厂的输出功率为120kW
B.升压变压器原副线圈的匝数比为
C.用户增加时，用户得到的电压升高
D.用户增加时，输电线消耗功率增加
【正确答案】 BD
8-4（巩固） 如图所示，为一输电线路示意图。变压器视为理想变压器，输入电压不变，变压比可通过P调节，输电线的电阻为。则（ ）
A.用户增多时，电流表A的示数减小
B.用户增多时，为使用户获得的电压不变应将P适当上调
C.用户减少时，用户获得的电压会有所降低
D.用户减少时，变压器的输入功率会减小
【正确答案】 BD
8-5（巩固） 某村庄通过如图所示的降压变压器给用户供电，变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，但变压器到村庄的距离较远，输电线的电阻不可忽略，其电阻用定值电阻表示，图中R表示后面并联的用户用电器的总电阻。当用户用电器增多时，下列说法正确的是（ ）
A.用电器两端的电压保持不变
B.电压表V2的示数保持不变
C.电流变A1的示数减小、电流表A2的示数增大
D.变压器的输入功率增大
【正确答案】 BD
8-6（巩固） 万州二中高二某学习小组为模拟远距离输电，用一台内阻为r=1的交流发电机给4个小灯泡供电，如图所示，取实验室理想升压变压器的匝数比为，理想降压变压器的匝数比为，用电阻较大铁导线为输电线，总电阻R=16。若4个“10V，2.5W”的小灯泡均正常发光，假设小灯泡电阻不变，则（ ）
A.输电线上损失的电功率为1W
B.发电机的电动势为11V
C.若两盏灯由于质量问题发生断路故障，则I1变为
D.若两盏灯由于质量问题发生断路故障，则I1变为是
【正确答案】 AC
8-7（巩固） 我国的特高压输电技术居世界第一，如图，发电站输出电压稳定，经升压变压器升至特高压进行远距离运输，再经过降压变压器降压后供用户端使用，用户端电阻可分为持续用电用户电阻（设为定值电阻）和灵活用电用户电阻（设为可变电阻），输电线电阻r不可忽略，下列说法正确的是（ ）
A.用电高峰期时，相当于变大
B.用电高峰期时，两端电压变小
C.在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电可以使两端电压更稳定
D.在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电可以使输电线上电能损耗降低
【正确答案】 BCD
8-8（提升） 在炎热酷暑的时候，大量的电器高负荷工作，一些没有更新升级输电设备的老旧社区，由于输电线老化，线损提高，入户电压降低，远达不到电器正常工作的需要，因此出现了一种“稳压源”的家用升压设备，其原理就是根据入户电压与电器工作电压，智能调节变压器原副线圈匝数比的机器，现某用户工作情况如图所示。下列说法正确的是（忽略变压器电阻）（ ）
A.现入户电压，若要稳压源输出电压，则需调节
B.空调制冷启动时，热水器实际功率降低
C.空调制冷停止时，导线电阻耗能升高
D.在用电器正常工作时，若入户电压减小，则需要更大的入户电流，从而输电线路损耗更大
【正确答案】 ABD
8-9（提升） 为了解决用电高峰电压不足的问题，某同学设计了如下输电线路。交流发电机的线圈电阻忽略不计，输出电压，T1、T2均为理想变压器，R1和R2为纯电阻用电器。输电线的等效总电阻为r=20Ω，n1：n2=1：10，n4可调，R1和R2的额定电压均为220V，阻值均为11Ω，其余电阻不计。S断开时对应用电低谷，调节n3：n4=10：1，此时用电器R1正常工作，输电线上损耗的功率为△P；S闭合时对应用电高峰，调节变压器T2的副线圈，当其匝数比为N：1时，用电器R1又能正常工作，此时变压器T2原线圈的电压为U3、输电线上损耗的功率为△P′。则（ ）
A. B.U3=2200V
C.N<10 D.△P′>4△P
【正确答案】 CD
【原卷 9 题】 知识点 弹簧类问题机械能转化的问题
【正确答案】 B D
【试题解析】
9-1（基础） 如图所示，将一轻弹簧固定在倾角为30°的斜面底端，现用一质量为m的物体将弹簧压缩锁定在A点，解除锁定后，物体将沿斜面上滑，物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h，物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g，则下列说法正确的是（ ）
A.弹簧的最大弹性势能为mgh
B.物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能为mgh
C.物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能
D.物体最终静止在B点
【正确答案】 BD
9-2（基础） 如图所示，小球从a点由静止自由下落，到b点与竖直放置的轻弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短且未超过弹性限度，不计空气阻力，则小球在下落过程中（ ）
A.弹簧和小球组成的系统机械能不断减小
B.从b到c，小球所受重力的功率先变大后变小
C.小球在b点动能最大
D.从b到c，弹簧的弹性势能一直增大
【正确答案】 BD
9-3（巩固） 如图，水平传送带以恒定速率v逆时针转动，传送带左端有一挡板，一根水平轻弹簧左端固定在挡板上。现将质量为m的小物块P轻放在传送带右端，P随传送带向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，压缩弹簧的最大形变量为x。已知重力加速度为g，物块在接触弹簧前已经匀速运动，物块与传送带之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。从P开始接触弹簧到弹簧第一次到达最大形变量的过程中（ ）
A.小物块P一直做减速运动 B.摩擦力对物块一直做负功
C.滑动摩擦力对物块做的功 D.弹簧弹性势能的最大值
【正确答案】 CD
9-4（巩固） 弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具，其构造原理如图所示，橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋处于ACB 时恰好为原长状态，在C处（AB 连线的中垂线上）放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去，打击目标。现将弹丸竖直向上发射，已知E是CD中点，不计阻力，则（ ）
A.从D到C过程中，弹丸和橡皮筋组成的系统机械能守恒
B.从D到C过程中，弹丸的动能一直在增大
C.从D到C过程中，弹丸的动能和橡皮筋的弹性势能之和先增大后减小
D.从D到E过程橡皮筋对弹丸做功大于从E到C过程
【正确答案】 AD
9-5（巩固） 蹦极（Bungee Jumping），也叫机索跳，是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。为了研究运动员下落速度与下落距离的关系在运动员身上装好传感器，让其从静止开始竖直下落，得到如图所示的v2—h图像。运动员及其所携带装备的总质量为60kg，弹性绳原长为10m，忽略空气阻力，弹性绳上的弹力遵循胡克定律。以下说法正确的是（ ）
A.弹性绳的劲度系数为120N/m
B.运动员在下落过程中先失重再超重
C.运动员在最低点处加速度大小为10m/s2
D.运动员在速度最大处绳子的弹性势能为1500J
【正确答案】 ABD
9-6（巩固） 如图所示，MN为半径为R、固定于竖直平面内的光滑圆管轨道，轨道上端切线水平，O为圆心，M、O、P三点在同一水平线上，M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪。现发射质量为m的小钢珠，小钢珠从M点离开弹簧枪，从N点飞出落到上距O点距离为的点。不计空气阻力，重力加速度为g，则该次发射（ ）
A.小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为0
B.小钢珠经过N点时的速度大小为
C.弹簧释放的弹性势能为2mgR
D.小钢珠与待检平板碰撞前瞬间动能为
【正确答案】 AD
9-7（巩固） 如图所示，粗糙的水平面上有一根右端固定的轻弹簧，其左端自由伸长到b点，质量为2kg的滑块从a点以初速度开始向右运动，与此同时，在滑块上施加一个大小为20N，与水平方向夹角为53°的恒力F，滑块将弹簧压缩至c点时，速度减小为零，然后滑块被反弹至d点时，速度再次为零，已知ab间的距离是2m，d是ab的中点，bc间的距离为0.5m，g取，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则下列说法中正确的是（ ）
A.滑块运动至b点后，一接触弹簧就开始减速
B.滑块从c点被反弹至d点的过程中因摩擦产生的热量为36J
C.弹簧的最大弹性势能为36J
D.滑块与水平面间的摩擦因数为0.6
【正确答案】 AC
9-8（提升） 如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于风洞实验室的水平地面，质量m=0.1kg的小球在轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能参考面，在小球下落的全过程中，小球重力势能随小球位移变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（ ）
A.弹簧原长为0.6m
B.小球释放位置距地面的高度为0.7m
C.小球在下落过程受到的风力为0.2N
D.小球刚接触弹簧时的动能为0.45J
【正确答案】 BD
9-9（提升） 如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴上，另一端与质量为的小球（可视为质点）相连，小球套在粗糙程度处处相同的直杆上。点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为，，为的中点，等于弹簧原长。小球从处由静止开始下滑，经过处的速度为，并刚好能到达处。已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A.小球通过点时的加速度为
B.小球通过段与段摩擦力做功相等
C.弹簧具有的最大弹性势能为
D.到过程中，产生的内能为
【正确答案】 BC
【原卷 10 题】 知识点 波的叠加原理,振动图像与波形图的结合
【正确答案】 A C
【试题解析】
10-1（基础） 在均匀介质中有一位于坐标原点O处的波源做简谐振动，其振动图像如图甲所示，波源形成的简谐横波沿x轴正方向传播，t=t1时刻的波形图如图乙所示，此时x=8m处的质点刚好振动了2s。则（ ）
A.该波沿x轴方向传播的波速为2m/s
B.该波源开始振动的方向沿y轴负方向
C.t1时刻x=8m处质点的振动方向沿y轴正方向
D.t1时刻之后再经过10s，平衡位置为x=32m处的质点开始振动
【正确答案】 AD
10-2（基础） 两列简谐横波在同种均匀介质中相向传播，时刻恰好形成如图所示的波形，已知甲波向右传播，乙向左传播，以下说法正确的是（ ）
A.甲波的频率等于乙波的频率
B.因为两列波振幅不等，所以两列波相遇不会发生干涉现象
C.两列波起振时的速度大小不等
D.处的质点起振方向沿方向，振幅为
【正确答案】 AC
10-3（巩固） 甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N 两点沿x 轴相向传播，波速为2m/s，振幅相同，某时刻的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.甲、乙两列波的起振方向相反
B.甲、乙两列波的周期之比为2∶3
C.再经过3s，平衡位置在 x＝3m处的质点振动方向向上
D.再经过3s，两波源间（不含波源）有5 个质点位移为0
【正确答案】 ABD
10-4（巩固） 甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为，振幅相同。某时刻的图像如图所示，则（ ）
A.甲、乙两波的频率之比为
B.再经过，平衡位置在处的质点振动方向向下
C.再经过，两波源间（不含波源）有5个质点位移为零
D.甲、乙两列波遇到相同尺寸的障碍物时，乙波的衍射现象更明显
【正确答案】 ACD
10-5（巩固） 两波源、分别位于x轴上和处，t=0时刻两波源同时开始持续振动并相向传播，振幅均为A=2cm；t=0.2s时两列波刚好传到如图所示位置。质点P的平衡位置位于处，则（ ）
A.两列波的周期不等 B.两列波的波速均为20m/s
C.两列波传到P点的时间差为0.1s D.0~1s内质点P运动的路程为8cm
【正确答案】 BD
10-6（巩固） 如图a所示，在xoy平面内有和两个波源分别位于和处，振动方向与xoy平面垂直并向周围空间传播，图像分别如图b、c所示，时刻同时开始振动，波速为。M为xoy平面内一点，，整个空间有均匀分布的介质。下列说法正确的是（ ）
A.处的质点开始振动方向沿z轴正方向
B.两列波相遇后，处的质点振动加强
C.两列波相遇后，处的质点振动加强
D.若，从两列波在M点相遇开始计时，M点振动方程为
【正确答案】 ABD
10-7（巩固） 如图1所示，在同种均匀介质中，A、B两波源分别位于x=0和x=12m处，t=0时刻起两波源开始振动，其振动图像如图2所示。已知A波的波长为2m，则下列说法正确的是（ ）
A.t=16s时，x=5m处的质点位移y=-6cm
B.两列波的波速之比vA∶vB=2∶1
C.B波的波长为4m
D.t=12s时，A、B两波开始相遇
【正确答案】 CD
10-8（提升） 如图所示，在水平面内a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab = 6m，ac = 8m。在t1 = 0时刻a、b处的振源同时开始振动，它们在同种介质中传播，其振动表达式分别为ya = 0.1sin(2πt)cm和yb = 0.15sin(2πt + π)cm，所形成的机械波在水平面内传播，在t = 4s时c点开始振动，则（ ）
A.两列波的波长为2m
B.两列波的传播速度大小为2m/s
C.两列波相遇后，c点振动加强
D.c点的振幅为0.25m
【正确答案】 AB
10-9（提升） 一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，P是介质中的质点，图乙是质点Р的振动图像。已知该波在该介质中的传播速度为10m/s，则（ ）
A.该波沿x轴负方向传播
B.再经过0.9s，质点P通过的路程为30cm
C.时刻质点P离开平衡位置的位移cm
D.质点P的平衡位置坐标为
【正确答案】 AD
【原卷 11 题】 知识点 带电粒子在匀强电场中做抛体运动的相关计算,带电粒子在直边界磁场中运动
【正确答案】 A D
【试题解析】
11-1（基础） 如图所示，在第二象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，有一个带电粒子（重力不计）以垂直于轴的初速度从轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限，已知OP之间的距离为，则带电粒子（ ）
A.带正电荷
B.在电场中运动的时间为
C.在磁场中做圆周运动的半径为2
D.在磁场中运动半周
【正确答案】 ABC
11-2（基础） 带电量相同，质量不同的粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零．然后经过S3沿着磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，如图所示．运动过程中粒子之间的相互作用忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A.这些粒子经过S3时的动能相同
B.这些粒子经过S3时的速率相同
C.这些粒子在磁场中运动的轨迹圆半径与质量成正比
D.这些粒子在磁场中运动的时间与质量成正比
【正确答案】 AD
11-3（巩固） 如图所示，在平面坐标系xOy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场圆心在M（L，0）点，磁场方向垂直于坐标平面向外，一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q（-2L，-L）点以速度沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场，不计粒子重力，则（ ）
A.电场强度与磁感应强度大小之比为v0
B.电场强度与磁感应强度大小之比为
C.粒子在磁场与电场中运动时间之比为
D.粒子在磁场与电场中运动时间之比为π
【正确答案】 BC
11-4（巩固） 如图，水平虚线下方有水平向右的匀强电场，虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场，P为虚线上的一点，从O点沿OP方向先后射出初动能分别为E0和2E0的两个质子，它们第一次经过虚线上的位置分别为M1、M2，第二次经过虚线上的位置分别为N1、N2，M1、M2、N1、N2图中未画出，已知O、P连线垂直于电场也垂直于磁场，则（ ）
A.PM1=PM2 B.PM1>PM2
C.M2N2
11-5（巩固） 如图所示，第I象限存在垂直于平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴正方向的匀强电场，已知P点坐标为。一个质量为m，电荷量为q的带电粒子以的速度从P点沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入匀强磁场中，不计粒子的重力，以下说法正确的是（ ）
A.电场强度 B.带电粒子到达O点时的速度大小
C.粒子射出磁场位置到O点的距离 D.在磁场中带电粒子运动的时间
【正确答案】 CD
11-6（巩固） 如图所示，在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面由内向外的匀强磁场，磁感应强度为B，其中C、D在x轴上，它们到原点O的距离均为a，θ=45°。现将一质量为m，带电量为q的带正电粒子，从y轴上的P点由静止释放，设P点到O点的距离为h，不计重力作用与空气阻力的影响。下列说法正确的是（ ）
A.若，则粒子垂直CM射出磁场
B.若，则粒子平行于x轴射出磁场
C.若，则粒子垂直CM射出磁场
D.若，则粒子平行于x轴射出磁场
【正确答案】 AD
11-7（巩固） 如图所示，距离为L的竖直虚线P与Q之间分布着竖直向下的匀强电场，A为虚线P上一点，C为虚线Q上一点，水平虚线CD与CF之间分布着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，虚线CF与虚线Q之间的夹角。质量为m、电荷量为q的粒子从A点以水平初速度射出，恰好从C点射入磁场，速度与水平方向的夹角也为，粒子重力可忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A.C点与A点间的竖直距离为 B.电场强度大小为
C.粒子在磁场中运动的轨迹半径为 D.粒子在磁场中运动的时间为
【正确答案】 AC
11-8（提升） 如图所示，直角坐标系的第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，第四象限内一边长为a的正方形内存在垂直于坐标平面的匀强磁场（图中未画出），其中边与x轴正方向成30°角。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上的P点以速度沿y轴负方向射入电场中，粒子恰好从A点进入磁场，进入磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，然后从B点离开磁场，不考虑粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A.磁场的方向为垂直坐标平面向外 B.P点的纵坐标为
C.匀强磁场的磁感应强度为 D.粒子从P点运动到B点的时间为
【正确答案】 BD
11-9（提升） 如图所示，位于竖直平面内的平面直角坐标系xOy的第一象限内有一抛物线，如图中虚线所示，其方程为，虚线上方（包含虚线）存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为，第三象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。在抛物线的下方的区域有大量质量、电荷量的粒子以相同的初速度平行于x轴射入电场，最后均经过O点进入磁场，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（ ）
A.
B.粒子在磁场中运动的最长时间为
C.所有的粒子出磁场的位置在y轴上的坐标都为
D.粒子在磁场中运动的最短时间为
【正确答案】 ACD
【原卷 12 题】 知识点 转速与周期、频率的关系
【正确答案】
【试题解析】
12-1（基础） 如图是利用激光测定圆盘圆周运动的原理示意图，图中圆盘绕固定轴匀速转动，圆盘边缘侧面上右一小段涂有反光材料，当圆盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，之后实验测得接收器接收到n次激光束所花时间为，每次激光束持续时间为t，圆盘的直径为d，圆周率用π表示。（计算结果用题中所给字母表示）
（1）由实验可知，圆盘角速度=___________；
（2）圆盘边缘上的点的向心加速度大小=___________；
（3）圆盘侧面反光涂层的长度l=___________。
【正确答案】
12-2（基础） 高三3班学习小组测量圆盘转动的角速度大小。如图1所示，一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动，圆盘边缘固定一竖直挡光片，挡光片通过光电门时，被与光电门连接的数字计时器记录时间。
（1）挡光片的宽度d用螺旋测微器测得，如图2所示，________；
（2）圆盘直径用游标卡尺测得，如图3所示，圆盘直径_______；
（3）若光电数字计时器所显示的时间为t，则圆盘转动的角速度大小____（用题给物理量符号表示）。
【正确答案】 1.2550 16.12
12-3（巩固） 用如图（a）所示的装置示意图，可以监测圆盘转动的快慢，并且还可以测定其转动的周期。原理为：一竖直放置的圆盘绕水平固定转轴转动，在圆盘上沿半径方向开有一条宽度均匀的狭缝。在水平固定转轴的正下方，将激光器与传感器水平左右对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的左右两侧，且可以同步地由某一位置竖直向下匀速移动，激光器连续水平向左发射激光束。在圆盘匀速转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图（b）为所接收的激光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度。已知传感器接收到第1个激光束信号时，激光束距圆盘中心的距离为；传感器接收到第2个激光束信号时，激光束距圆盘中心的距离为。
（1）根据题中及图中的有关数据，圆盘转动的周期为___________；
（2）激光器和传感器一起竖直向下运动的速度为___________；
（3）传感器接收到第3个激光束信号时，激光束距圆盘中心的距离为___________；
（4）图（b）中和的大小关系为：____ （选填“大于”“等于”或“小于”）。
【正确答案】 1.0 0.15 0.55 大于
12-4（巩固） 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，把角速度的增加量与对应时间的比值定义为角加速度β（即）。我们用电磁打点计时器（所接交流电的频率为50Hz）、复写纸、米尺、纸带来完成下述实验：
（1）如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，测量出圆盘的直径d为6cm，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；
（2）接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；
（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
如图乙所示，纸带上A、B、C、D为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，则打下计数点D时，圆盘转动的角速度为_______rad/s，纸带运动的加速度大小为________m/s2，圆盘转动的角加速度大小为________rad/s2。（本题计算结果均保留两位有效数字）
【正确答案】 13 0.60 20
12-5（巩固） 张华同学用如图所示装置测量电风扇的转速和叶片边缘的向心加速度的大小，已知永久磁铁每经过传感器一次，传感器就输出一个电压脉冲，计数器显示的数字就增加1。
(1)已有电风扇、电源、传感器、计数器、永久磁铁等仪器，要完成测量，还需要的测量仪器是_______、_______。
(2)把永久磁铁粘在电风扇的边缘，让电风扇匀速转动，记下所用时间t，从计数器上读出所记录的数字N，即为电风扇转过的圈数，测量出叶片的长度r，电风扇转速表达式n=_______，叶片边缘向心加速度大小的表达式a=_______。（用字母N、t、r表示）
【正确答案】 秒表 刻度尺
12-6（巩固） 实验小组通过圆周运动来测量圆盘的半径，装置如图甲所示，一水平放置的圆盘绕竖直固定轴匀速转动，在圆盘上沿半径方向开有三条相同的均匀狭缝，狭缝宽度均为2mm，狭缝间夹角相等。将激光器与传感器上下对准，尽量靠近圆盘的边缘处，使二者的连线与转轴平行，分别置于圆盘的，上下两侧，激光器连续向下发射激光束。在圆盘的转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应的图线，如图乙所示，横坐标表示时间，纵坐标表示传感器电压。根据图乙的参数，取，得到圆盘边缘的线速度为______m/s，圆盘的半径为______m。
【正确答案】 0.4 0.3
12-7（巩固） 1849年，法国科学家斐索用如图所示的方法在地面上测出了光的速度．他采用的方法是：让光束从高速旋转的齿轮的齿缝正中央穿过，经镜面反射回来，调节齿轮的转速，使反射光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央，由此可测出光的传播速度．若齿轮每秒转动n周，齿轮半径为r，齿数为P，齿轮与镜子间距离为D.，则齿轮的转动周期为___________，每转动一齿的时间为______________，斐索测定光速C.的表达式为C.=___________________．
【正确答案】 2nPD
12-8（提升） 某同学设计了一个测定油漆喷枪向外喷射油漆雾滴速度的实验。他采用如图（甲）所示的装置，该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴，一个直径为D=20cm的纸带环安放在水平转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线。在转台开始转动达到稳定转速时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴，当狭缝A转至与狭缝B正对平行时，雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下油漆痕迹。改变喷射速度v0重复实验，在纸带上留下四个油漆痕迹a、b、c、d。将纸带从转台上取下来，展开平放在刻度尺旁边，如图（乙）所示，已知。
（1）图（乙）中，速度最大的雾滴所留的痕迹是___________点；
（2）已知转台转动的角速度ω=16rad/s，如果不计雾滴所受空气的阻力，则喷枪喷出雾滴速度的最大值为___________m/s；考虑到空气阻力的影响，该测量值___________真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（3）若转台转动的角速度，且，不计油漆雾滴所受空气的阻力，则雾滴速度的最小值为___________m/s。（保留三位有效数字）
【正确答案】 d 40.0 小于 12.2
12-9（提升） 一水平放置、半径为r的金属圆盘绕过其圆心O的竖直轴在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，盘边缘上固定一竖直的挡光片，盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示．乙为光电数字计时器的示意图．光源A中射出的光可照到B中的接收器上，若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮断的时间．
圆盘直径用20分度的游标卡尺测得，结果如图丙所示(只画了部分图)；挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丁所示(只画了部分图)．由图可知：
（1）圆盘的直径d为________cm；
（2）挡光片的宽度l为________mm；
（3）若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms，则圆盘转动的角速度为_______rad/s
(保留3位有效数字)．
（4）金属圆盘中心O与边缘的电压为___________．(用字母B、d、ω表示)
【正确答案】 24.815 9.970 1.61
【原卷 13 题】 知识点 伏安法测量未知电阻
【正确答案】
【试题解析】
13-1（基础） 某电阻丝的阻值约为几百欧，现要精确测量其电阻值，提供如下实验器材：
A．电压表（，内阻约） B．电压表（，内阻约）
C．电流表（，内阻约） D．电流表（，内阻约）
E．滑动变阻器（，） F．滑动变阻器（，）
G．学生电源（直流）、开关、导线若干
（1）实验中所用电压表应选A，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________；（用器材前的字母表示）
（2）实验时，应选用下图中的电路图___________来完成实验。
A. B.
C. D.
【正确答案】 D E A
13-2（基础） 一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“6V,1．5W”的小灯泡的I-U图线,现有下列器材供选用：
A．学生电源（直流9V）
B．开关一个、导线若干
C．电压表（0~3V,内阻约10KΩ）
D．电压表（0~6V,内阻约10KΩ）
E．电压表（0~15V,内阻约30KΩ）
F．电流表（0~0．3A,内阻约0．3Ω）
G．电流表（0~0．6A,内阻约0．4Ω）
H．电流表（0~3A,内阻约0．6Ω）
I．滑动变阻器（10Ω,2A）
J．滑动变阻器（200Ω,1A）
（1）实验中需要用到的仪器有：A、B、________（用字母序号表示）；
（2）在下面方框内画出实验电路图：____
（3）对应实验电路图将实物连线补充完整____；
（4）闭合开关前，滑动变阻器滑片的位置应在_____（选填“a”或“b”）端．
【正确答案】 D、F、I 外接法+分压式，如下图所示 如下图所示 a
13-3（巩固） 为了较准确测（大约）的阻值，有以下一些器材可供选择：
电流表（量程，内阻约）；
电流表（量程，内阻约）；
电压表（量程，内阻很大）；
电压表（量程，内阻很大）；
电源E（电动势约为，内阻约为）；
定值电阻R（，允许最大电流）；
滑动变阻器（，允许最大电流）；
滑动变阻器（，允许最大电流）；
单刀单掷开关S一个，导线若干。
①电流表应选______，滑动变阻器应选______；（填器材的符号）
②请在线框内画出测量电阻的实验电路图______；（要求所测量范围尽可能大）
③某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为______。
【正确答案】 如图所示
或
13-4（巩固） 手持式红外测温仪的核心原件是光电探测器。利用光电探测器将聚焦的红外辐射能量转变为相应的电信号，便能准确地测定物体的表面温度。
（1）研究小组了解了手持式红外测温仪的工作原理后，尝试探究光电探测器电学性能。为了准确测量电阻，除光电探测器外，老师为该小组准备了以下实验器材：
A．电动势为3V的电源，内阻为；
B．量程为3V的电压表，内阻约为；
C．量程为15V的电压表，内阻约为；
D．量程为30mA的电流表，内阻约为；
E．量程为0.6A的电流表，内阻约为；
F．烧杯、温度计、铁架台、简易加热器；
G．开关、导线若干。
该研究小组设计了如题图甲所示的实验电路，请用笔画线代替导线，完成题乙图实物电路连接________。电流表应选用________（填器材前的选项字母）。
（2）组装完实验仪器后，改变温度并测量出不同温度下光电探测器两端的电压、电流数据，并计算出电阻，得出的5组数据如题表所示，请在题图丙中作出图线________。
次数 电压U（V） 电流I（mA） U/I（Ω） 温度t（℃）
1 2.88 10.4 276.9 10
2 2.70 15.0 180.0 20
3 2.63 19.9 132.2 30
4 2.52 24.0 105.0 40
5 2.25 29.6 76.0 50
（3）做完实验同学们发现实验室有一台精度更高的数字型电压表，随即又改进了实验，设计了如题图丁所示电路，将滑动变阻器换成了阻值为的定值电阻，仍采用（1）中电源。按照此设计可知温度越高电压表示数________（填“越大”或“越小”），闭合开关，发现电压表的示数为0.27V，则光电探测器的所测的温度为________℃。
【正确答案】 D 越大 20
13-5（巩固） 色环电阻是在电阻封装上（即电阻表面）涂上一定颜色的色环，来代表这个电阻的阻值。五环电阻的第一条色环表示阻值的第一位数字、第二条色环表示阻值的第二位数字、第三条色环表示阻值的第三位数字、第四条色环表示阻值乘数的10的倍数、第五条色环表示误差，颜色对应的数值规格如图甲所示。一色环电阻已经掉色，某实验小组为了给它添色，做了以下的实验探究。
（1）多用电表的表盘如图乙所示，为了完成实验，先把选择开关旋至电阻“挡”，再将两支表笔直接接触，调节___________（选填“S”或“T”），使多用电表的指针指向欧姆挡的0刻线，正确操作后指针偏转如图乙a所示。实验小组将倍率更换至___________挡，正确操作后指针偏转如图乙b所示，色环电阻的阻值___________。
（2）实验小组在粗略测量色环电阻阻值后，设计了如下丙电路图精确测量它的阻值。某次测量得到的电压表示数为，电流表选择量程，示数如图丁所示，则通过色环电阻的电流___________，计算得到色环电阻的阻值___________。根据涂色规则，色环电阻的第二个色环的颜色是___________。
【正确答案】 S 1500 2.50 1440 黄色
13-6（巩固） 某工作车间对温度范围有特定要求，会使用温控报警系统，该系统利用热敏电阻随温度变化而改变电流，特殊开关是根据电流或电压的大小来控制报警系统开关，当温度低于10℃或高于40℃触发报警系统。研究小组首先对该热敏电阻的温度特性进行研究，现有以下实验器材：
A.热敏电阻RT（常温下的阻值约为30Ω）
B.烧杯、热水、温度计
C.电流表（量程0~200mA，内阻为5Ω）
D.电压表（量程0~6V，内阻约5kΩ）
E.滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流2A
F.滑动变阻器（最大阻值为500Ω，额定电流0.5A
G.电源（电动势6V，额定电流2A，内阻不计）
H.开关一个，导线若干
（1）要求通过热敏电阻的电流从零开始增大，为使测量尽量准确，滑动变阻器应选择（填器材前的字母标号）______ ；
（2）请你按照实验要求用笔画线代替导线在实物图甲中完成余下导线的连接______；
（3）除利用上述器材外，研究小组又找到如下器材自制了简易温控报警系统，如图丙所示。定值电阻R1（阻值15Ω）
定值电阻R2（阻值150Ω）
控制开关、报警系统
为了能显示温度，把电流表盘改成温度表盘。为使温度表盘上优先显示正常温度范围，定值电阻选______（填写对应的器材符号）；
（4）温度表盘左边温度值比右边温度值______（填“高”或“低”），中间刻度值为______℃。
【正确答案】 E R1 低 24
13-7（巩固） 酒精检测仪是交警执法时通过呼气来检测司机饮酒多少的检测工具。现有一个酒精检测仪的主要元件“酒精气体传感器”，即气敏电阻，气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化，下表显示了某气敏电阻的阻值随酒精气体浓度变化的情况。
酒精气体浓度（mg/ml） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
阻值（Ω） 100 70 55 45 39 35 33 31 30
为了较准确测量酒精气体浓度为0.35mg/ml时气敏电阻的阻值，实验室提供了如下器材：
A.电流表（量程，内阻约）
B.电流表（量程，内阻约）
C.电压表（量程，内阻约）
D.电压表（量程，内阻约）
E.滑动变阻器R（阻值范围，允许的最大电流）
F.待测气敏电阻
G.电源E（电动势，内阻r约）
H.开关和导线若干
（1）为了获得更多的数据使测量结果更准确，采用下列实验电路进行实验，较合理的是______。实验时电压表应选______，电流表应选______。（填器材前面的序号）
A. B.
C. D.
（2）甲图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（1）问中所选的电路图，补充完成甲图中实物间的连线______。
（3）小明同学设计了一个测定气体酒精浓度的电路用来检测是否酒驾，如图所示，该电路只使用一个电压表，且正常工作时，被测气体酒精浓度若为0，则电压表指针满偏。使用一段时间后，电源电动势稍微变小，内阻稍微变大，则对于酒精气体浓度的测量值将______（选填“偏大”或“偏小”）。
【正确答案】 A C A 偏大
13-8（提升） （1）图1是一款可以直接接在手机上的电风扇，某同学拆下电风扇，将多用电表选择开关置于欧姆“×1”挡，调零后按正确操作将表笔接在风扇的接线柱上测量，一次叶片转动，另一次设法使叶片不转，两次电表读数如图2、3所示，则_______（选填“图2”或“图3”）为叶片转动时的读数。根据测量得出电风扇的电阻大约是_______Ω。
（2）该同学按图4所示连接电路，闭合开关，滑动变阻器滑片无论在什么位置，发现电流表指针均几乎没有偏转。为了检查电路故障，闭合开关，将变阻器滑片滑到某一位置，把多用电表的黑表笔接在电路中的a点，再将红表笔依次接在电路中b、c、d点。
①如图5所示，多用电表选择开关应置于_______（选填“甲”或“乙”）图所示位置。
②正确选择电表开关后，黑表笔接a点，红表笔依次接b、c、d时，指针偏转情况分别是“不偏”、“偏”和“不偏”，则可判断导线_______（选填图中导线序号）存在故障。
③排除故障后进行正确操作，根据实验数据描绘电风扇的电流随电压的变化曲线如图6所示，则电风扇输入电压为1.00V时，该风扇的输入功率大约是_______W。（结果保留两位有效数字）。
【正确答案】 图3 10 乙 ②③或③② 0.074
13-9（提升） 半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随压力变化而改变。某实验小组想测量某一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值，其阻值约几十千欧，现有以下器材：
压力传感器
电源：电动势
电流表A：量程，内阻约为
电压表V：量程，内阻约为
滑动变阻器R：阻值范围
开关S，导线若干
（1）为了提高测量的准确性，应该选以下__________电路图进行测量，使用该电路得到的测量值__________（选填“大于”“小于”或者“等于”）真实值；
A． B．
C． D．
（2）通过多次实验测得其阻值随压力F变化的关系图像如图甲所示，该学习小组利用该压力传感器设计了如图乙所示的自动分拣装置，可以将质量大于的物体和小于的物体进行分拣，图中为压力传感器，为滑动变阻器，电源电动势为（内阻不计）。分拣时质量不同的物体通过传送带运送到托盘上，OB为一个可绕O转动的杠杆，下端有弹簧，当控制电路两端电压时，杠杆OB水平，物体水平进入通道1；当控制电路两端电压时，控制电路控制杠杆的B端下移，物体下滑进入通道2，从而实现分拣功能。根据以上原理可知，接入电路的阻值为__________（重力加速度大小取，结果保留3位有效数字），质量为的物体将进入__________（选填“通道1”或“通道2”）。
【正确答案】 A 大于 14.0 通道1
【原卷 14 题】 知识点 应用波意耳定律解决实际问题,理想气体状态方程
【正确答案】
【试题解析】
14-1（基础） 如图所示，底部带有阀门K的导热汽缸静置在水平地面上，质量为m、横截面积为S的活塞将汽缸内的空气分为高度均为h的上、下两部分，初始时上面封闭空气的压强恰好等于外界大气压强。现用打气筒从阀门K处缓慢充入空气，使活塞缓慢上升。已知重力加速度大小为g，大气压强恒为，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且汽缸不漏气，空气可视为理想气体，不考虑空气温度的变化，当活塞上升时，求：
（1）活塞上方封闭空气的压强p；
（2）活塞下方原来封闭的空气与充入空气的质量之比k。
【正确答案】 （1）；（2）
14-2（基础） 抗击新冠疫情，常用到消毒喷雾器。如图所示，喷雾器内有13L药液，上部封闭有1atm的空气3L。关闭喷雾阀门，用打气筒活塞每次可以打进1atm、的空气。设外界环境温度一定，忽略打气和喷药过程温度的变化，空气可看作理想气体。求：
（1）要使喷雾器内气体压强增大到2.6atm，打气筒应打气的次数n；
（2）若压强达到2.6atm时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器内药液上方空气的压强降为1atm时，桶内剩下的药液的体积。
【正确答案】 （1）16；（2）8.2L
14-3（巩固） 沉船打捞有多种方法、安安同学在实验室模拟了其中一种打捞沉船的原理，即在水下充气后借助浮力将沉船浮出水面。她的模拟装置如下：一个两端开口、内壁光滑的柱形长玻璃管，竖直固定使其上沿刚好没入在水中，用一个密度为、高度的柱形物体（与玻璃管密封完好）代替沉船，物体下边缘被挡在距水面高度为的位置，柱形物体的上部玻璃管里充满水，如图所示。现用有高压气体的钢瓶从管下部向管内充入气体，开始充气时，钢瓶内气体压强为，当管内气体刚好能推动柱形物体上浮停止充气。已知钢瓶的容积为，大气压强，水的密度，重力加速度，不考虑温度变化，气体可视为理想气体，求停止充气时钢瓶中气体质量与管内气体质量之比。
【正确答案】 2：3
14-4（巩固） 如图所示，蛟龙号潜水艇是我国自行设计、自主集成研制的载人潜水器，其外壳采用钛合金材料，完全可以阻挡巨大的海水压强，最大下潜深度已近万米。一次无载人潜水试验中，潜水艇密闭舱内氧气温度为27℃时，压强为100千帕，若试验中密闭舱体积不变，则：
（1）密闭舱内氧气温度为21℃时，舱内氧气的压强为多少千帕？
（2）当密闭舱内气压降到（1）的压强时，携带的高压氧气瓶开始向舱内充气加压，舱内压强达到正常的气压101千帕时，氧气瓶自动停止充气。高压氧气瓶内氧气温度与艇舱内的氧气温度相同且始终保持21℃不变，求充入气体与密闭舱内原本气体的质量之比。
【正确答案】 （1）98千帕；（2）
14-5（巩固） 一氧气瓶的储气能力的标准是耐压能力。常规氧气瓶的压力上限为（兆帕）换算为大气压大约就是150个大气压。某氧气瓶的容积为，充满氧气时瓶中的压强为120个大气压。现已知某实验室每天消耗1个大气压的氧气，当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，且视为理想气体，求：
（ⅰ）需重新充气时和充满时，瓶中氧气质量之比；
（ⅱ）这瓶充满的氧气瓶重新充气前可供该实验室使用多少天。
【正确答案】 （ⅰ）；（ⅱ）59天
14-6（巩固） 某兴趣小组要测量一实心玩具小熊（体积不会发生变化）的体积，该玩具小熊不能接触水。他们用如图所示竖直放置的汽缸来测量，该汽缸缺导热性良好，内部的容积为V0，内部各水平截面的半径相同；活塞的质量不能忽略，但厚度忽略不计，与汽缸内壁间的摩擦可以不计，环境温度保持不变。测量步骤如下：
a.将玩具小熊放置于汽缸外面，在汽缸口用活塞将汽缸内的空气封闭，当活塞稳定时测得活塞距汽缸下底面的距离为汽缸内部高度的；
b.将活塞取出，将玩具小熊放入汽缸中，再在汽缸口用活塞将汽缸内的空气封闭，当活塞再次稳定时没有与玩具小熊接触，此时测得活塞距汽缸下底面的距离为汽 内部高度的。
（1）求该玩具小熊的体积；
（2）该兴趣小组在完成步骤b后，活塞上的挂钩变形损坏，为了取出活塞，他们通过汽缸上的打气孔向汽缸内充入外界气体，要使气体把活塞顶离汽缸，求至少需要充入的外界气体的体积。
【正确答案】 （1）；（2）
14-7（巩固） 2021年7月，神舟十二号航天员刘伯明、汤洪波身着我国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服成功出舱。航天服在使用前要在地面实验室内进行气密性测试，已知实验室内的热力学温度为、压强为，在某次测试中，向密闭的航天服内充入一定量的气体，并将航天服上的所有阀门拧紧，此时航天服内气体的温度为（）、压强为（），经过一段时间后航天服内气体的温度降至。不考虑航天服内部体积的变化，航天服内的气体视为理想气体。求：
（1）航天服内气体的温度降至时，航天服内气体的压强p；
（2）航天服内气体的温度降至时，将航天服上的阀门打开，缓慢放气至航天服内气体与外界达到平衡时，航天服内剩余气体与放出的气体的质量之比。
【正确答案】 （1）；（2）
14-8（提升） 如图甲所示，开口向上的汽缸放在水平地面上，横截面积为S、质量为m的薄活塞密封一定质量的理想气体，平衡时活塞下部与汽缸底部的间距为d。若汽缸放在倾角的固定斜面上，绕过定滑轮的轻绳一端与质量为2m的物块相连，另一端与活塞相连，滑轮右侧轻绳与斜面平行，系统处于平衡状态，如图乙所示。重力加速度大小为g，大气压强恒为，不计一切摩擦，缸内气体的温度恒定，斜面足够长。
（1）求系统在斜面上处于平衡状态时活塞与汽缸底部的间距；
（2）物块下轻轻地挂上另一相同的物块后，活塞与汽缸一起沿斜面向上做匀加速直线运动，求系统稳定后活塞与汽缸底部的间距。
【正确答案】 （1）；（2）。
14-9（提升） 2020年新冠肺炎的爆发对人们的生产、生活和生命安全带来了巨大的影响。医生给病人输液时，若需要输送两瓶相同的药液，可采用如图所示的装置。细管a是通气管（可通气但不会有药液流出），细管b是连通管（可通气也可通药液），c是输液管（下端的针头与人体相连，图中未画出），开关K可控制输液的快慢和停止输液。A、B是两个相同的药瓶，放置的高度相同。开始时，两药瓶内液面与管口的高度差均为，液面与瓶底的高度差均为d。已知药液的密度为，大气压强为，重力加速度为g，不考虑温度的变化。
（1）打开K，药液缓慢输入病人体内。当A瓶内液面与管口的高度差时，通过通气管进入瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值k为多少？
（2）若打开K开始输液时就将通气管堵住，则当A瓶内液面与管口的高度差时，药瓶内液面上方的压强为多少？
【正确答案】 （1）；（2）
【原卷 15 题】 知识点 计算导轨切割磁感线电路中产生的热量,作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压
【正确答案】
【试题解析】
15-1（基础） 如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度平行轨道左端接一阻值的电阻，轨道处于磁感应强度大小，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，一导体棒ab垂直于轨道放置导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，速度大小，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直，不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力，求
（1）通过电阻R的电流大小I；
（2）作用在导体棒上的外力大小F；
（3）导体棒克服安培力做功的功率。
【正确答案】 （1）；（2）；（3）2W
15-2（基础） 如图所示，足够长平行光滑金属导轨倾斜放置，与水平面夹角，导轨间距，其下端连接一个定值电阻，两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小。一质量为的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒接入回路中的电阻。导体棒ab由静止释放到刚开始匀速下滑的过程中，流过电阻R的电荷量为0.6C。已知重力加速度g取，导轨电阻不计，，．求：
（1）导体棒ab从释放到开始匀速运动下滑的距离x；
（2）导体棒ab匀速运动时速度的大小v；
（3）从释放到开始匀速运动下滑的过程中导体棒ab上产生的热量。
【正确答案】 （1）；（2）；（3）
15-3（巩固） 如图所示，平行光滑金属导轨分别由一段圆弧和水平部分组成，水平部分固定在绝缘水平面上，导轨间距为L，M、P间接有阻值为R的定值电阻，导轨水平部分在间有垂直导轨平面向上的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为，右侧有垂直导轨平面向下的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为，金属棒b垂直导轨放在导轨的之间，金属棒a在圆弧导轨上离水平面高处由静止释放，金属棒在导轨上运动过程中始终与导轨接触良好并与导轨垂直，两金属棒接入电路的电阻均为，质量均为，间的距离为，重力加速度为，金属棒a与b碰撞后粘在一起，最后金属棒a、b停在磁场Ⅱ区域内，求：
（1）金属棒a通过磁场Ⅰ的过程中，通过定值电阻的电荷量；
（2）金属棒a离开磁场Ⅰ时的速度大小；
（3）从a棒开始运动到两杆运动停止过程中，产生的焦耳热Q。
【正确答案】 （1）；（2）；（3）
15-4（巩固） 随着电磁技术的日趋成熟，新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术。为方便研究问题，我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根光滑的平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。轨道端点M、P间接有阻值为R的电阻。一个长度为L、阻值为R的轻质导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。质量为M的飞机着舰时迅速钩住导体棒ab，两者瞬间共速，速度大小为，钩住之后飞机立即关闭动力系统。不计飞机和导体棒ab受到的空气阻力。求：
（1）飞机减速过程中导体棒ab中产生的焦耳热；
（2）飞机速度为时的加速度大小；
（3）飞机减速过程中的位移大小。
【正确答案】 （1）；（2）；（3）
15-5（巩固） 如图，两根质量、电阻均相同的金属棒MN、PQ分别置于光滑的金属导轨上，导轨水平和倾斜部分均处在垂直于导轨、强度相同的匀强磁场中，倾斜导轨与水平方向的夹角，不计导轨的电阻，MN与固定在水平导轨上的力传感器连接。现对PQ施加平行于倾斜导轨的随时间而由0开始均匀增大的作用力，使其在距导轨底端处由静止开始运动，棒与导轨始终垂直且接触良好，电脑显示MN受到力传感器水平向右的拉力与时间成正比，即。MN始终保持静止状态，重力加速度取。
（1）分析并说明PQ棒的运动方向及运动情况。
（2）判断的方向，并写出的大小与时间的关系式。
（3）求PQ运动到导轨底端时，速度的大小。
（4）若PQ运动到底端的过程中，若做功，则MN产生的焦耳热为多少？
【正确答案】 （1）见解析；（2）F1平行导轨向下，F1= 0.8t；（3）；（4）0.6J
15-6（巩固） 小伟同学在看到电梯坠落事故的新闻报道后﹐他想利用所学知识设计了一个电梯坠落时确保其安全落地的电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓电梯和地面间的冲击力。如图甲所示，在电梯的底盘安装有均匀对称的8台电磁缓冲装置，电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨PQ、MN。导轨内侧安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设整个电梯以速度v0与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使电梯箱体减速，从而实现缓冲。已知电梯质量为m，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。
（1）求滑块K的线圈中最大感应电动势的大小；
（2）若滑块K停下后电梯箱体向下移动距离h后速度为零，则此过程中每个缓冲线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？
（3）若要使缓冲滑块K和电梯箱体不相碰，且缓冲时间为t，则缓冲装置中的光滑导轨PQ和MN长度至少多长？
【正确答案】 （1）；（2），；（3）
15-7（巩固） 如图所示，在竖直平面内有间距的足够长的金属导轨、，在、之间连接有阻值的电阻。虚线下方空间有匀强磁场，磁感应强度大小、方向与导轨平面垂直。质量相等的物块甲和金属杆乙通过一根不可伸长的轻质细绳相连，跨放在质量不计的两光滑定滑轮两侧。初始时甲静止于水平地面上，乙悬于空中并恰好位于磁场边界上（未进入磁场）。现将乙竖直向上举高后由静止释放，一段时间后细绳绷直，甲、乙以大小相等的速度一起运动，之后做减速运动直至速度减为0。已知运动过程中甲、乙均未触及滑轮，金属杆与导轨始终垂直且接触良好，金属杆及导轨的电阻不计，重力加速度大小取，整个过程中电阻产生的热量为，求：
（1）物块甲的质量；
（2）金属杆乙刚进入磁场时的加速度大小；
（3）金属杆乙最终的位置离磁场边界的距离。
【正确答案】 （1）；（2）；（3）
15-8（提升） 如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为，磁感应强度为。质量为的水平金属杆距磁场Ⅰ上边界高处由静止释放。进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为。求：
（1）金属棒刚进入磁场时的加速度大小和方向；
（2）金属棒穿过两个磁场产生的总热量。
【正确答案】 （1），方向竖直向上；（2）
15-9（提升） 如图所示，匀强磁场垂直于纸面向外且范围足够大，磁感应强度的大小为B = 3T，水平面上固定不计电阻的关于Ox对称的足够长的轨道OABCD和OEFGH。其中EF∥AB且间距为，GH∥CD且间距为，OE、OA与Ox轴的夹角均为θ，且θ = 30°。一根粗细均匀的导体棒长度为L、质量为m = 6kg、单位长度的电阻为r = 3Ω，用沿着x轴正方向向右的拉力F作用在导体棒的中点，使其从O点开始沿着Ox轴做匀速直线运动，速度的大小为v0 = 2m/s。3s末撤去拉力，同时断开OE和OA的连接，且同时在GH和CD导轨的左端上放一根质量为、长度的导体棒，金属棒与导轨接触良好，不计一切摩擦。求：
（1）导体棒在OEA轨道上时，电流强度的大小；
（2）导体棒在OEA轨道上运动过程中，产生的焦耳热；
（3）EF和GH都足够长，3s末之后两棒产生的总焦耳热。
【正确答案】 （1）2A；（2）；（3）8J
【原卷 16 题】 知识点 含有动量守恒的多过程问题
【正确答案】
【试题解析】
16-1（基础） 如图所示，AB是半径的光滑圆弧轨道，半径OB竖直，光滑水平地面上紧靠B点静置一质量的小车，其上表面与B点等高。现将一质量的小滑块从A点由静止释放，经B点滑上小车，最后与小车达到共同速度。已知滑块与小车之间的动摩擦因数。重力加速度g取10m/s2。求：
（1）滑块刚滑至B点时的速度以及圆弧对滑块的支持力大小；
（2）滑块与小车最后的共同速度；
（3）为使滑块不从小车上滑下，小车至少多长。
【正确答案】 （1）4m/s，30N；（2）1.0m/s；（3）1.5m
16-2（基础） 如图所示，一足够长的木板在水平地面上滑动，速度时，将一相对于地面静止的物块轻放到木板右端，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间动摩擦因数 1=0.4，g取10m/s2，求：
（1）若地面光滑，经过多长时间物块相对木板停止运动；
（2）若木板与地面间动摩擦因数 2=0.2，木板在与物块相对静止后还能向前滑行的距离。
【正确答案】 （1）1.125s；（2）2.25m
16-3（巩固） 如图甲所示，在水平面上静止放置一质量为mB =2.0 kg的长木板B，长木板B的左端放置一小物块C（可视为质点）。在木板B的右端正上方，用不可伸长、长度为l =0.8 m的轻绳将质量为mA=2.0 kg的物块A悬挂在固定点O。初始时，将轻绳拉直处于水平状态，使物体A与O点等高，由静止释放。当物块A下摆至最低点时，恰好与长木板B发生弹性碰撞（碰
