2022年新高考廣東物理高考真題及答案

2022年廣東省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試

物理

本試卷共7頁，16小題，滿分100分，考試用時(shí)75分鐘。

注意事項(xiàng)：

1、答卷前，考生務(wù)必用黑色字跡鋼筆或簽字筆將自己的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)

號(hào)和座位號(hào)填寫在答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（A）填涂在答題卡相應(yīng)位

置上。將條形碼橫貼在答題卡右上角“條形碼粘貼處”。

2、作答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目選項(xiàng)的

答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案，答案不能答

在試卷上。

3、非選擇題必須用黑色字跡鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目

指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動(dòng)，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答

案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液，不按以上要求作答的答案無效。

4、作答選考題時(shí)，請(qǐng)先用2B鉛筆填涂選做題的題號(hào)對(duì)應(yīng)的信息點(diǎn)，再作答。

漏涂、錯(cuò)涂、多涂的，答案無效。

5、考生必須保持答題卡的整潔，考試結(jié)束后，將試卷和答題卡一并交回。

一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)

選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。

I.圖是可用來制作豆腐的石磨。木柄A8靜止時(shí)，連接的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點(diǎn)是

三根輕繩的結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)、6和尸2分別表示三根繩的拉力大小，耳=居且NAQ8=60。。下

列關(guān)系式正確的是（）

F，

O

A.F=F\B.F=2F]C.F=3F{D.

F=gF\

【答案】D

【解析】

【詳解】以。點(diǎn)為研究對(duì)象，受力分析如圖

o

由幾何關(guān)系可知

。=30。

由平衡條件可得

耳sin30。二小出30。

Fcos30°+F2COS30°=F

聯(lián)立可得

故D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選D。

2.“祝融號(hào)”火星車需要“休眠”以度過火星寒冷的冬季。假設(shè)火星和地球的冬季是各自

公轉(zhuǎn)周期的四分之一，且火星的冬季時(shí)長(zhǎng)約為地球的L88倍?；鹦呛偷厍蚶@太陽的公轉(zhuǎn)均

可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于火星、地球公轉(zhuǎn)的說法正確的是（）

A.火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大B.火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球的大

C.火星公轉(zhuǎn)的半徑比地球的小D.火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球的小

【答案】D

【解析】

【詳解】由題意可知，火星的公轉(zhuǎn)周期大于地球的公轉(zhuǎn)周期

C.根據(jù)G華二m爺廠可得

可知火星的公轉(zhuǎn)半徑大于地球的公轉(zhuǎn)半徑，故C錯(cuò)誤;

結(jié)合C選項(xiàng)，可知火星的公轉(zhuǎn)線速度小于地球的公轉(zhuǎn)線速度，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)G=工工可知火星公轉(zhuǎn)的角速度小于地球公轉(zhuǎn)的角速度，故B錯(cuò)誤;

T

D.根據(jù)G——=ma可得

GM

可知火星公轉(zhuǎn)的加速度小于地球公轉(zhuǎn)的加速度，故D正確。

故選D。

3.圖是滑雪道的示意圖?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)員從斜坡上的M點(diǎn)由靜上自由滑下，經(jīng)過水平

NP段后飛入空中，在。點(diǎn)落地。不計(jì)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過N點(diǎn)的機(jī)械能損失，不計(jì)摩擦力和空氣

阻力。下列能表示該過程運(yùn)動(dòng)員速度大小u或加速度大小。隨時(shí)間，變化的圖像是

【解析】

【詳解】設(shè)斜坡傾角為。，運(yùn)動(dòng)員在斜坡MN段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律

mgsin0-tnax

可得

q=gsin。

運(yùn)動(dòng)員在水平NP段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度

運(yùn)動(dòng)員從2點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，加速度為重力加速度

設(shè)在尸點(diǎn)的速度為%，則從尸點(diǎn)飛出后速度大小的表達(dá)式為

V=W12+gT9~2

由分析可知從尸點(diǎn)飛出后速度大G與時(shí)間的圖像不可能為直線，且

%<ay

C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

4.圖是簡(jiǎn)化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)原理圖。定子是僅匝數(shù)〃不同的兩線圈，力＞%,

二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點(diǎn)。的距離相等，且均連接阻值為

R的電阻，轉(zhuǎn)子是中心在。點(diǎn)的條形磁鐵，繞O點(diǎn)在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩線圈輸出正

弦式交變電流。不計(jì)線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）

R

:（）“

A—?~

跚*I/

小\i/

'7”一

碓雪〃2

A.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值相等B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等

C.兩線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)同時(shí)達(dá)到最大值D.兩電阻消耗的電功率相等

【答案】B

【解析】

【詳解】AD.根據(jù)

L△①

E=n---

Ar

兩線圈中磁通量變化率相等，但是匝數(shù)不等，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值不相等，有效

值也不相等，根據(jù)

可知，兩電阻電功率也不相等，選項(xiàng)AD錯(cuò)誤；

B.因兩線圈放在同一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁鐵的旁邊，則兩線圈產(chǎn)生的交流電的頻率相等，選項(xiàng)B正

確；

C.當(dāng)磁鐵的磁極到達(dá)線圈附近時(shí)，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，可知兩線圈產(chǎn)

生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不可能同時(shí)達(dá)到最大值，選項(xiàng)c錯(cuò)誤：

故選B。

5.目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)〃較大的氫原子。氫原子弟〃能級(jí)的能量為

E“=與,其中&=-13.6eV。圖是按能量排列的電磁波譜，要使〃=20的氫原子吸收

rr

一個(gè)光子后，恰好失去一個(gè)電子變成氫離子，被吸收的光子是（）

阿

紅外線見紫外線X射線

光1

IO-2IO-'10°10'IO2IO3

能量(eV)

A.紅外線波段的光子B.可見光波段的光子

C.紫外線波段的光子D.X射線波段的光子

【答案】A

【解析】

【詳解】要使處于〃=20的氫原子吸收一個(gè)光子后恰好失去一個(gè)電子變成氫離子，則需要吸

收光子的能量為

-136

E=0_（-^）eV=0.034cV

202

則被吸收的光子是紅外線波段的光子。

故選Ao

6.如圖5所示，在豎直平面內(nèi)，截面為三角形的小積木懸掛在離地足夠高處，一玩具槍的

槍口與小積木上P點(diǎn)等高且相距為心當(dāng)玩具子彈以水平速度y從槍口向尸點(diǎn)射出時(shí)，小

積木恰好由靜止釋放，子彈從射出至擊中積木所用時(shí)間為，。不計(jì)空氣阻力。下列關(guān)于子彈

的說法正確的是（）

A,將擊中P點(diǎn)，，大于人B.將擊中尸點(diǎn)，f等于自

vv

C.將擊中P點(diǎn)上方，f大于自D.將擊中尸點(diǎn)下方，，等于人

v

【答案】B

【解析】

【詳解】由題意知槍口與尸點(diǎn)等高，子彈和小積木在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)子彈

擊中積木時(shí)子彈和積木運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，根據(jù)

,12

可知下落高度相同，所以將擊中P點(diǎn)；又由于初始狀態(tài)子彈到P點(diǎn)的水平距離為L(zhǎng),子彈

在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故有

L

t=—

v

故選B。

7.如圖所示，一個(gè)立方體空間被對(duì)角平面MNPQ劃分成兩個(gè)區(qū)域，兩區(qū)域分布有磁感應(yīng)

強(qiáng)度大小相等、方向相反且與z軸平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)子以某一速度從立方體左側(cè)垂直

0戶平面進(jìn)入磁場(chǎng)，并穿過兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域。下列關(guān)于質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡在不同坐標(biāo)平面的投影

【解析】

【詳解】AB.由題意知當(dāng)質(zhì)子射出后先在MN左側(cè)運(yùn)動(dòng)，剛射出時(shí)根據(jù)左手定則可知在

MN受到y(tǒng)軸正方向洛倫茲力，即在MN左側(cè)會(huì)向y軸正方向偏移，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，y

軸坐標(biāo)增大；在MN右側(cè)根據(jù)左手定則可知洛倫茲力反向，質(zhì)子在），軸正方向上做減速運(yùn)

動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.根據(jù)左手定則可知質(zhì)子在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中都只受到平行于，平面的洛倫茲力作用,

在z軸方向上沒有運(yùn)動(dòng)，z軸坐標(biāo)不變，故CD錯(cuò)誤。

故選Ao

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，有多項(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.如圖所示，磁控管內(nèi)局部區(qū)域分布有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

電子從M點(diǎn)由靜止釋放，沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過N、P兩點(diǎn)。己知M、P在同一等勢(shì)面

上，下列說法正確的有（）

----------------------------------?

XXP1XX

XxfxX；

XX3X；

A.電子從N到P,電場(chǎng)力做正功B.N點(diǎn)的電勢(shì)高于P點(diǎn)的電勢(shì)

C.電子從M到N,洛倫茲力不做功D.電子在M點(diǎn)所受的合力大于在P

點(diǎn)所受的合力

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.由題可知電子所受電場(chǎng)力水平向左，電子從N到P的過程中電場(chǎng)力做負(fù)功，

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知N點(diǎn)的電勢(shì)高于尸點(diǎn)，故B正確；

C.由于洛倫茲力一直都和速度方向垂直，故電子從"到N洛倫茲力都不做功；故C正

確；

D.由于M點(diǎn)和P點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，故從M到P電場(chǎng)力做功為0,而洛倫茲力不做功，

M點(diǎn)速度為0,根據(jù)動(dòng)能定理可知電子在P點(diǎn)速度也為0,則電子在M點(diǎn)和P點(diǎn)都只受電

場(chǎng)力作用，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電子在這兩點(diǎn)電場(chǎng)力相等，即合力相等，故D錯(cuò)誤；

故選BCo

9.如圖所示，載有防疫物資的無人駕駛小車，在水平MN段以恒定功率200W、速度

5m/s勻速行駛，在斜坡尸。段以恒定功率570W、速度2m/s勻速行駛。已知小車總質(zhì)

量為50kg,MN=PQ=20m,PQ段的傾角為30°,重力加速度g取10m/d,不計(jì)空氣

阻力。下列說法正確的有（）

A.從M到N,小車牽引力大小為40NB.從M到M小車克服摩擦力做功

800J

C.從P到Q,小車重力勢(shì)能增加lxlO4JD.從P到Q,小車克服摩擦力做功

700J

【答案】ABD

【解析】

【詳解】A.小車從M到N,依題意有

P.=Fv.=200W

代入數(shù)據(jù)解得

F=40N

故A正確；

B.依題意，小車從M到N,因勻速，小車所受的摩擦力大小為

/；=F=40N

則摩擦力做功為

叱=-40x20J=-800J

則小車克服摩擦力做功為800J,故B正確；

C.依題意，從尸到。，重力勢(shì)能增加量為

AEp=mgxAJt=500Nx20mxsin30°=5000J

故C錯(cuò)誤；

D.依題意，小車從P到Q,摩擦力為及，有

fz+mgsin300=—

摩擦力做功為

嗎=-八2

s2=20m

聯(lián)立解得

W2=-700J

則小車克服摩擦力做功為700J,故D正確。

故選ABDo

10.如圖所示，水平地面（。町平面）下有一根平行于），軸且通有恒定電流，的長(zhǎng)直導(dǎo)

線。P、M和N為地面上的三點(diǎn)，尸點(diǎn)位于導(dǎo)線正上方，MV平行于y軸，PN平行于x

軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點(diǎn)，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng),

運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有（）

A.N點(diǎn)與例點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同

B.線圈沿PN方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量不變

C.線圈從P點(diǎn)開始豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中無感應(yīng)電流

D.線圈從尸到M過程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與從尸到N過程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.依題意，M、N兩點(diǎn)連線與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行、兩點(diǎn)與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離相同，根據(jù)

右手螺旋定則可知，通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，

故A正確；

B.根據(jù)右手螺旋定則，線圈在P點(diǎn)時(shí)，磁感線穿進(jìn)與穿出在線圈中對(duì)稱，磁通量為零；

在向N點(diǎn)平移過程中，磁感線穿進(jìn)與穿出線圈不再對(duì)稱，線圈的磁通量會(huì)發(fā)生變化，故B

錯(cuò)誤；

C.根據(jù)右手螺旋定則，線圈從P點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)過程中，磁感線穿進(jìn)與穿出線圈對(duì)稱，

線圈的磁通量始終為零，沒有發(fā)生變化，線圈無感應(yīng)電流，故c正確：

D.線圈從P點(diǎn)到M點(diǎn)與從P點(diǎn)到N點(diǎn)，線圈的磁通量變化量相同，依題意尸點(diǎn)到M點(diǎn)

所用時(shí)間較從P點(diǎn)到N點(diǎn)時(shí)間長(zhǎng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則兩次的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相

等，故D錯(cuò)誤。

故選ACo

三、非選擇題：共54分。第H~14題為必考題，考生都必須作答。第15~16題

為選考題，考生根據(jù)要求作答。

（一）必考題：共42分。

11.某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量小球從某一高度釋放，與某種橡膠材料碰撞導(dǎo)致的機(jī)械能損失，設(shè)

計(jì)了如圖（。）所示的裝置，實(shí)驗(yàn)過程如下：

釋放裝置

（1）讓小球從某一高度由靜止釋放，與水平放置的橡膠材料碰撞后豎直反彈。調(diào)節(jié)光電門

位置，使小球從光電門正上方釋放后，在下落和反彈過程中均可通過光電門。

（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量小球的直徑，示數(shù)如圖（力）所示，小球直徑d=

mm。

（3）測(cè)量時(shí)，應(yīng)__________（選填"A”或"B"，其中A為“先釋放小球，后接通數(shù)字

計(jì)時(shí)器”，B為“先接通數(shù)字計(jì)時(shí)器，后釋放小球”）。記錄小球第一次和第二次通過光電

門遮光時(shí)間4和芍。

（4）計(jì)算小球通過光電門的速度，已知小球的質(zhì)量為如可得小球與橡膠材料碰撞導(dǎo)致的

機(jī)械能損失△￡=__________（用字母切、d、。和L表示）。

（5）若適當(dāng)調(diào)高光電門的高度，將會(huì)__________（選填“增大”或“減小”）因空氣阻力

引起的測(cè)量誤差。

-1/、21/d

【答案】①.7.883##7.884(2).B③.皿一)-?.增大

4114’2

【解析】

【詳解】（2）[1]依題意，小球的直徑為

J=7.5mm+38.4x0.01mm=7.884mm

考慮到偶然誤差，7.883mm也可以。

（3）[2]在測(cè)量時(shí)，因小球下落時(shí)間很短，如果先釋放小球，有可能會(huì)出現(xiàn)時(shí)間記錄不完

整，所以應(yīng)先接通數(shù)字計(jì)時(shí)器，再釋放小球，故選B。

（4）[3]依題意，小球向下、向上先后通過光電門時(shí)的速度分別為3、吸，則有

則小球與硅膠材料碰撞過程中機(jī)械能的損失量為

22/、，、

AAEb=_1mv7——1mv；=—1m（—）~——1/??,（d—）2

222%2t2

（5）[4]若調(diào)高光電門的高度，較調(diào)整之前小球會(huì)經(jīng)歷較大的空中距離，所以將會(huì)增大因

空氣阻力引起的測(cè)量誤差。

12.彈性導(dǎo)電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)中部分傳感器的敏感元件，某同學(xué)測(cè)量彈性導(dǎo)電繩

的電阻與拉伸后繩長(zhǎng)之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)過程如下：

（1）裝置安裝和電路連接；如圖（a）所示，導(dǎo)電繩的一端固定，另一端作為拉伸端，兩

端分別用帶有金屬夾A、B的導(dǎo)線接入如圖（b）所示的電路中。

（2）導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度上及其電阻R的測(cè)量

①將導(dǎo)電繩拉伸后，用刻度尺測(cè)量并記錄A、B間的距離，即為導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度，

②將滑動(dòng)變阻器R的滑片滑到最右端。斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)Si,調(diào)節(jié)R,使電壓表和電

流表的指針偏轉(zhuǎn)到合適位置。記錄兩表的示數(shù)U和小

③閉合S2,電壓表的示數(shù)（選填“變大”或“變小”）o調(diào)節(jié)R使電壓表的示

數(shù)仍為U,記錄電流表的示數(shù)/2,則此時(shí)導(dǎo)電繩的電阻七二__________（用人、〃和U表

示）。

④斷開S”增大導(dǎo)電繩拉伸量，測(cè)量并記錄A、B間的距離，重復(fù)步驟②和③。

（3）該電壓表內(nèi)阻對(duì)導(dǎo)電繩電阻的測(cè)量值__________（選填“有”或“無”）影響。

（4）圖11（c）是根據(jù)部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的圖線。將該導(dǎo)電繩兩端固定在某種機(jī)械臂

上，當(dāng)機(jī)械臂彎曲后，測(cè)得導(dǎo)電繩的電阻尺為1.33kQ,則由圖線可讀出導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)

度為cm,即為機(jī)械臂彎曲后的長(zhǎng)度。

U

【答案】①.變小②.~③.無④.51.80

八一

【解析】

【詳解】（2）[1]閉合S2后，并聯(lián)部分的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，電壓表的示數(shù)

變小。

⑵加在導(dǎo)電繩兩端的電壓為U,流過導(dǎo)電繩的電流為/2—小因此導(dǎo)也繩的電阻

?二1

I

(3)[3]在閉合S2之前，電流表人的示數(shù)包括定值電阻的電流和電壓表分得的電流，閉合

S2之后，加在電壓表兩端的電壓保持不變，因此流過電壓表和定值電阻的總電流仍為力，

故流過導(dǎo)電繩的電流是12一/1,與電壓表內(nèi)阻無關(guān)，電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量沒有影響。

(4)[4]由圖c可知，導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度為51.80cm。

13.某同學(xué)受自動(dòng)雨傘開傘過程的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了如圖所示的物理模型,豎直放置在水平桌

面上的滑桿上套有一個(gè)滑塊，初始時(shí)它們處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑塊從4處以初速度%為

10m/s向上滑動(dòng)時(shí)，受到滑桿的摩擦力/為1N,滑塊滑到B處與滑桿發(fā)生完全非彈性碰

撞，帶動(dòng)滑桿離開桌面一起豎直向上運(yùn)動(dòng)。已知滑塊的質(zhì)量相=0.2kg,滑桿的質(zhì)量

0.6kg,A、8間的距離/=1.2m,重力加速度g取lOm/sz,不計(jì)空氣阻力。求：

(D滑塊在靜止時(shí)和向上滑動(dòng)的過程中，桌面對(duì)滑桿支持力的大小M和TV?;

(2)滑塊碰撞前瞬間的速度大小也；

(3)滑桿向上運(yùn)動(dòng)的最大高度從

【答案】(1)M=8N.N2=5N：(2)4=8mk：(3)h=0.2m

【解析】

【詳解】(1)當(dāng)滑塊處于靜止時(shí)桌面對(duì)滑桿的支持力等于滑塊和滑桿的重力，即

N、=(m+M)g=8N

當(dāng)滑塊向上滑動(dòng)過程中受到滑桿的摩擦力為1N,根據(jù)牛頓第三定律可知滑塊對(duì)滑桿的摩擦

力也為1N,方向豎直向上，則此時(shí)桌面對(duì)滑桿的支持力為

N2=Mg—f'=5N

(2)滑塊向.上運(yùn)動(dòng)到碰前瞬間根據(jù)動(dòng)能定理有

代入數(shù)據(jù)解得匕=8m/s。

（3）由于滑塊和滑桿發(fā)生完全非彈性碰撞，即碰后兩者共速，碰撞過程根據(jù)動(dòng)量守恒有

“匕=（根+M）u

碰后滑塊和滑桿以速度u整體向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有

=0_g（〃z+M）y2

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得〃=0.2m°

14.密立根通過觀測(cè)油滴的運(yùn)動(dòng)規(guī)律證明了電荷的量子性，因此獲得了1923年的諾貝爾

獎(jiǎng)。圖是密立根油滴實(shí)驗(yàn)的原理示意圖，兩個(gè)水平放置、相距為d的足夠大金屬極板，上

極板中央有一小孔。通過小孔噴入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴帶上了電荷。

有兩個(gè)質(zhì)量均為〃％、位于同一豎直線上的球形小油滴A和瓜在時(shí)間，內(nèi)都勻速下落了距

離％。此時(shí)給兩極板加上電壓U（上極板接正極），A繼續(xù)以原速度下落，8經(jīng)過一段時(shí)間

后向上勻速運(yùn)動(dòng)。8在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間，內(nèi)上升了距離為（為。4），隨后與A合并，形成一

個(gè)球形新油滴，繼續(xù)在兩極板間運(yùn)動(dòng)宜至勻速。已知球形油滴受到的空氣阻力大小為

于=就已其中％為比例系數(shù)，機(jī)為油滴質(zhì)量，丫為油滴運(yùn)動(dòng)速率，不計(jì)空氣浮力，重力

加速度為g。求：

（1）比例系數(shù)k

（2）油滴A、8的帶電量和電性；8上升距離為電勢(shì)能的變化量；

（3）新油滴勻速運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向。

小孔___________

-1+

?A

d，U?B

【答案】（1）空把；（2）油滴A不帶電，油滴B帶負(fù)電，電荷量為皿黑

-嗎（3）見解析

【解析】

【詳解】（1）未加電壓時(shí)，油滴勻速時(shí)的速度大小

VI=T

勻速時(shí)

mg=f

又

f=km、

聯(lián)立可得

2

k=m3gt

4

（2）加電壓后，油滴A的速度不變，可知油滴A不帶電，油滴B最后速度方向向上，可

知油滴B所受電場(chǎng)力向上，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度向下，可知油滴B帶負(fù)電，油滴B向上勻速運(yùn)

動(dòng)時(shí)，速度大小為

V2=7

根據(jù)平衡條件可得

mg+k,m53V2=—Uq

d

解得

（%十/%）

q~h.U

根據(jù)

%=-%

又

%=7?效

聯(lián)立解得

_mg1g+色）

p-K

（3）油滴B與油滴A合并后，籽油滴的質(zhì)量為2E，新油滴所受電場(chǎng)力

F二Uq'=/ng（丸十兒）

d%

若F>2mg,即

%

可知

匕〉匕

新油滴速度方向向上，設(shè)向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律

mv2-=2機(jī)口共

可得

%>°

新油滴向上加速，達(dá)到平衡時(shí)

2mg+k?v=F

解得速度大小為

%一%

V=1r-

速度方向向上;

若尸v2mg，即

可知

為〈匕

設(shè)向下為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律

mv]—mv2共

可知

膜>0

新油滴向下加速，達(dá)到平衡時(shí)

2

2mg=F+k(2myv

解得速度大小為

吁空

速度方向向下。

（二）選考題：共12分。請(qǐng)考生從2道題中任選一題作答。如果多做，則按所

做的第一題計(jì)分。

15.利用空調(diào)將熱量從溫度較低的室內(nèi)傳遞到溫度較高的室外環(huán)境，這個(gè)過程—

（選填“是”或“不是”）自發(fā)過程。該過程空調(diào)消耗了電能，空調(diào)排放到室外環(huán)境的熱

量（選填“大于”“等于”或“小于”）從室內(nèi)吸收的熱量。

【答案】①.不是②.大于

【解析】

【詳解】［1］空調(diào)將熱量從溫度低的室內(nèi)傳遞到溫度較高的室外，這個(gè)過程要消耗電能，不

是自發(fā)的過程；

⑵由