高考物理解析：2022年全國統(tǒng)一高考山東卷物理試題（解析版）

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)。回答非選擇題

時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。

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7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

【答案】B

【解析】

【詳解】設(shè)剛植入時(shí)碘的質(zhì)量為見），經(jīng)過180天后的質(zhì)量為相，根據(jù)

i（J

代入數(shù)據(jù)解得

180.

⑴前CY1

f㈤=外團(tuán)費(fèi)%

故選B。

2.我國多次成功使用“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（）

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)射倉發(fā)射出來，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)A、B、C將圓環(huán)三等分，取走4、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0C延長(zhǎng)線上距。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，q為（）

人匚出六Q\L

A.正電荷，q-------B.正電荷，q=-G----w----

TIRnR

2A/30AL

C.負(fù)電荷，q=D.負(fù)電荷，q=

7lR兀R

【答案】c

【解析】

【詳解】取走A、8處兩段弧長(zhǎng)均為DL的小圓弧上的電荷，根據(jù)對(duì)稱性可知，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8在同一直徑上的⑤產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢

量和，如圖所示，因?yàn)閮啥位￠L(zhǎng)非常小，故可看成點(diǎn)電荷，則有

QAL

用=強(qiáng)=的

'R22兀K

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

嚼

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R

根據(jù)

E'=k—^

(W

聯(lián)立解得

_2Q\L

TIR

故選Co

B1

?￡

OCO

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

原線圈中電隨時(shí)間變化為〃=UmCOS(100加).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

A./n為1100匝，4,為220V

B.3c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l(X)Hz

D.若將R接在AC兩端，流過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220枝V，根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為

.220V

T-0.1V

解得原線圈為2200匝，A錯(cuò)誤；

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

關(guān)系有

8c間的線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為

P12W,

-----=------=1AA

UKC12V

B錯(cuò)誤;

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

根據(jù)交流電原線圈電壓的表達(dá)式可知，交流電的角速度為100萬，故交流電的頻率為

f=—=-=50Hz

T2n

c錯(cuò)誤;

D.若將R接在AC端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入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

7誓用A=2.5A

交流電的周期為

T4吟=。.。2s

D正確。

故選D。

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(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|-0o）s=?7g

氣缸在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，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C。

6.“羲和號(hào)”是我國首顆太陽探測(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R,自轉(zhuǎn)周期為7,

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（）

22

D.(gRTV

、4〃2兀2,

【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

-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

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

GMm4/,c,、

------7-m--(R+h)

(R+4T八)

聯(lián)立解得

gR2T2

h=-R

4〃/

故選C。

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,圓，左則是直

4

角梯形，AP長(zhǎng)為R,AC與CO夾角45°,AC中點(diǎn)為B。a、6兩種頻率的細(xì)激光束，垂

直AB面入射，器件介質(zhì)對(duì)mb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a光B.僅有匕光C.a、方光都可以D.a、b先

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AB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4向B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PM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PM

面的入射角逐漸增大。

C\oM

1

當(dāng)入射點(diǎn)為8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P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°

T0M

1\

1

根據(jù)全反射臨界角公式得

2

sinC?=-=—<-

"na1.422

sinC,=-=—!->—2

出

兩種頻率的細(xì)激光束的全反射的臨界角關(guān)系為

￡,<45°<G

故在入射光從A向8移動(dòng)過程中，a光能在PM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a光。A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

8.無人配送小車某次性能測(cè)試路徑如圖所示，半徑為3m的半圓弧BC與長(zhǎng)8m的直線路

徑相切于B點(diǎn)，與半徑為4m的半圓弧CO相切于C點(diǎn)。小車以最大速度從A點(diǎn)駛?cè)?/p>

路徑，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)過和8。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,CO段的加速度最大為

lm/s2。小車視為質(zhì)點(diǎn)，小車從A到力所需最短時(shí)間f及在A8段做勻速直線運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)

距離/為（）

D.z=f2+AV6+^^L=5.5m

【答案】B

【解析】

【詳解】在8c段的最大加速度為m=2m/s2,則根據(jù)

2

%=—

可得在BC段的最大速度為

vlm=Rm/s

在CD段的最大加速度為。2=lm/s2,則根據(jù)

2

嶺

?2=—

r2

可得在BC段的最大速度為

2m/

%=s<vlin

可知在BC￡>段運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v=2m/s,在8C。段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

7tr.+7rr,7萬

t、=—!---=—s

v2

AB段從最大速度Um減速到V的時(shí)間

位移

29

在A8段勻速的最長(zhǎng)距離為

/=8m-3m=5in

則勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

I5

’2=—=-

%4

則從A到。最短時(shí)間為

尸7萬、

t=ti+t2+t.=(-+—)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)。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"U2s,設(shè)原點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為

y=Asin勺f+0)

則

10=20sin°

解得

n

m-——

6

在t=7s時(shí)刻

y7=20sin(—x7+—)=-10\/3cm?—17.3cm

126

因

rJJ

7s=-T+—T

212

則在f=7s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在)，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

io.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，狹縫邑的寬度可調(diào)，

狹縫到屏的距離為以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)，若光從狹縫岳、52到屏上P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3其他條件不變，圖乙中相

a

鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確；

D.照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫5、邑到屏上尸點(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，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4.8m。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/s2,網(wǎng)球碰墻后的速度大小v和著地點(diǎn)到墻壁的距離”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("i)

代入數(shù)據(jù)得

%記門x10x(8.45-1.25)m/s=12m/s

則

%水平：=V132-122m/s=5m/s

排球水平方向到P點(diǎn)的距離

“水平=%水平'=%水平

g

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，=%水平?—=4m/s

5

平行墻面的速度分量

%水平〃=%水平?一=3m/s

5

反彈后，垂直墻面的速度分量

m

丫水平_L=0.751%水平_L=3/s

則反彈后的網(wǎng)球速度大小為

v水平=收平上+喧平〃=3叵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/=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、半徑為夜心的扇形區(qū)

域充滿方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。邊長(zhǎng)為工的正方形金屬框繞其始終在。點(diǎn)的頂點(diǎn)、

在xQy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f變化規(guī)律的描述正確的是（）

B

7T

A.在n=0至心=—的過程中，E一直增大

2。

71

B.在1=0到，=丁的過程中，E先增大后減小

2a）

TT

C.在［=0到，=——過程中，E的變化率一直增大

4G

71

D.在￡=0到/=—的過程中，E的變化率一直減小

4(y

【答案】BC

【解析】

【詳解】AB.如圖所示

771T

在￡=0到，=——的過程中，線框的有效切割長(zhǎng)度先變大再變小，當(dāng)/=——時(shí)，有效切割

2a)46y

長(zhǎng)度最大為痣L，此時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，所以在，=0到，=三的過程中，E先增大后

2co

減小，故B正確，A錯(cuò)誤；

7T

CD.在，=0到￡=—的過程中，設(shè)轉(zhuǎn)過的角度為。，由幾何關(guān)系可得

0—cot

進(jìn)入磁場(chǎng)部分線框面積

「L-Ltan

8=

2

穿過線圈的磁通量

①.=8”S=-B-I-?---t-a-n--c-o-t

2

線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

廣不△①

￡=0>=-~~-

△t

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化率

AE

----=E

△t

對(duì)①=竺］吧竺求二次導(dǎo)數(shù)得

2

竺^=Bdsec2cottancot

Ar

jr

在￡=0到，=丁的過程中BZ?療sec2mtan初一直變大，所以E的變化率一直增大，故

4。

C正確，D錯(cuò)誤。

故選BCo

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(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、無線加速度傳感器、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：

1K,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a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/mo

（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—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，在圖丙中畫出新的a—F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。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點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)。結(jié)合圖乙的尸一/圖有

Ax=5.00cm,F=0.610N

根據(jù)胡克定律

計(jì)算出

k~12N/m

（2）[2]根據(jù)牛頓第二定律有

F-ma

則a—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

—=^^kg-'=5kgJ

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II,則有

1.5-0

kg'=3kg1

m0.5

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

加%=mf-m=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(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（阻值為150。）；

滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為100C）；

待測(cè)電阻R；

開關(guān)5,導(dǎo)線若干。

測(cè)量電路如圖所示。

E

（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Ro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!處。該同學(xué)選用的電流

表為（填“AJ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________

（2）斷開開關(guān)，保持滑片的位置不變。用以替換Ro,閉合開關(guān)后，電流表指針指在滿刻

3

度的B處，則&的測(cè)量值為d

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

【答案】①.Ai②.60100④.無

【解析】

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

￡15

/=±=±±A=10mA

R0150

由題知，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置，要使電流表指針指在滿刻度的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

E=g（H+&+RAi）

計(jì)算出

R=60Q

（2）［引斷開開關(guān)，保持滑片的位置不變，用心替換Ro,閉合開關(guān)后，有

31

代入數(shù)據(jù)有

Rx=I00Q

(3)[4]若考慮電源內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

5=g[(7?+〃)+&+8』

E=^[(R+r)+Rx+RM]

聯(lián)立計(jì)算出的R不受電源內(nèi)阻，的影響。

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，魚膘結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)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4處。B室內(nèi)氣體

體積為匕質(zhì)量為小;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，魚膘內(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4處時(shí)，B室內(nèi)氣體質(zhì)量〃入

MmaPgH+po

【答案】(1)Aw=--(2)町=m

PgH'+Po

【解析】

【詳解】(1)由題知開始時(shí)魚靜止在，處，設(shè)此時(shí)魚的體積為外,有

Mg=pgVo

且此時(shí)B室內(nèi)氣體體積為V,質(zhì)量為g則

m=pT

魚通過增加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

Mma

=夕氣AV=

ypg

(2)由題知開始時(shí)魚靜止在〃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

p\-pgH+po

魚靜止于水面下”1處時(shí)，有

P2=pgH\+po

由于魚膘內(nèi)氣體溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有

piV=p2V2

解得

y_pgH+p.

2Pg"i+Po

則此時(shí)B室內(nèi)氣體質(zhì)量

16.某糧庫使用額定電壓U=380V,內(nèi)阻R=0.25C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/=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

w,=100kg,車上糧食質(zhì)量a2=1200kg,配重質(zhì)量叫=40kg,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4,

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)上值；

(2)上行路程L值。

【答案】(1)攵=0.1；(2)L=-m

185

【解析】

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

定律有

2

UI=IR+Ttv

解得

1=7400N

小車和配重一起勻速，設(shè)繩的張力為《，對(duì)配重有

T2=mag=400N

設(shè)斜面傾角為e,對(duì)小車勻速有

工+（=）gsin。+k（叫+嗎）g

而卸糧后給小車一個(gè)向下的初速度，小車沿斜坡剛好勻速下行，有

gsin=mog+km}g

聯(lián)立各式解得

sin夕=0.5,Z:=0.1

（2）關(guān)閉發(fā)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。，對(duì)系統(tǒng)由牛頓第二

定律有

（肛+m1）gsm0+k{m[+m2）g—m^g=（町+nt,+/?0）a

可得

370.2

a=---m/s

67

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知

v2=2aL

解得

,67

L----m

185

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(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。肛z中，0<4,d空間內(nèi)充滿勻

強(qiáng)磁場(chǎng)I,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向沿x軸正方向；-3d,,z<0,y..O的空間內(nèi)充滿勻

歷

強(qiáng)磁場(chǎng)H,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為注3,方向平行于xOy平面，與X軸正方向夾角為45°；

2

z<0,yKO的空間內(nèi)充滿沿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yOz平面第三象限內(nèi)距y軸為乙的點(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(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xOy面進(jìn)入磁場(chǎng)I,求第四次

2m

穿過無。），平面的位置坐標(biāo)（用d表示）；

（4）當(dāng)離子甲以遐的速度從。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,

2m

也從。點(diǎn)沿z軸正方向以相同的動(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］(1)"外叫(2)幽;(3)",d，0)；(4)(7+7>/2)—

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軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿y軸方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，從A到。的

過程，有

L=%cos/3-t

v0sin0=at

m

聯(lián)立解得

_m*sin(3cosJ3

匕—

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=-----

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

V2mv2

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

2r2

可得

r2=0。

為了使離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，需滿足

rt<d,r2<3d

聯(lián)立可得

心如

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)的最大速度為幽;

m

(3)離子甲以四的速度從。點(diǎn)沿z軸正方向第一次穿過x0y面進(jìn)入磁場(chǎng)I,離子在磁

2m

場(chǎng)I中的軌跡半徑為

mvd

41=-qB二一2

離子在磁場(chǎng)II中的軌跡半徑為

mv&

q---B

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

離子第四次穿過X0V平面的x坐標(biāo)為

x4=2r2sin45°=d

離子第四次穿過xQy平面的y坐標(biāo)為

y4=2r1=d

故離子第四次穿過無0y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

121“，2

—=—x4mv

22

可得

,_v_qBd

v---

24m

離子甲在磁場(chǎng)I中的軌跡半徑為

mvd

r,=——=一

1qB2

離子甲在磁場(chǎng)II中的軌跡半徑為

mv\[ld

釬FF

q-----B

2

離子乙在磁場(chǎng)I中的軌跡半徑為

,mvfd1

r,=——=一二一4

1qB42'

離子乙在磁場(chǎng)II中的軌跡半徑為

mv'y/2d1

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(chǎng)到第一個(gè)交點(diǎn)過程，有

IEIE12兀m12mn八大、Tim

如=5工+/=乎一^+鍵一=-=（i+V2）—

222qB2qB

q-----B

2

/乙=7；+7；，=^^+2^=（8+8&）您

QBq&qB

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)時(shí)間差為

加=L-而=（7+76彳

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(zhǎng)的輕繩將質(zhì)量為M的小球懸掛在。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(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)量機(jī),\=0.1kg,B的質(zhì)量

=0.3kg,A與B的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4,B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

生=0225,%=4m/s,取重力加速度g=10m/s）。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，二者的速度大小人與%;

（2）B光滑部分的長(zhǎng)度d；

（3）運(yùn)動(dòng)過程中A對(duì)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

\\

'"-!中A「nB

nHmuiiiiiniiniinnim/ifiiHiiinuHuifHfmHnnmfuuin

73

【答案】（1）v=2m/s,v=2m/s；（2）d=-m；（3）——J；（4）

AB665

3缶M3缶

85mx85（1-Jl-cos5。）

【解析】