2022年山东省高考物理试卷真题及后附答案

2022年山东省 高考 地理事物空间分布特征语文高考下定义高考日语答题卡模板高考688高频词汇高考文言文120个实词 物理 试卷 云南省高中会考试卷哪里下载南京英语小升初试卷下载电路下试卷下载上海试卷下载口算试卷下载 真题及答案（后附答案）（版面已整理好，下载后可直接打印）第1页（共38页）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．（3分）碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病，碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（）A．B．C．D．2．（3分）我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（）A．火箭的加速度为零时，动能最大B．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C．高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量3．（3分）半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（）A．正电荷，B．正电荷，C．负电荷，D．负电荷，4．（3分）如图所示的变压器，输入电压为220V，可输出12V、18V、30V电压，匝数为n1第2页（共38页）的原线圈中电压随时间的变化为u＝Umcos（100πt）。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ，电压表的示数为0.1V。将阻值为12Ω的电阻R接在BC两端时，功率为12W。下列说法正确的是（）A．n1为1100匝，Um为220VB．BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4AC．若将R接在AB两端，R两端的电压为18V，频率为100HzD．若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5A，周期为0.02s5．（3分）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动90°过程中，缸内气体（）A．内能增加，外界对气体做正功B．内能减小，所有分子热运动速率都减小C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加6．（3分）“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（）第3页（共38页）A．﹣RB．C．﹣RD．7．（3分）柱状光学器件横截面如图所示，OP右侧是以O为圆心，半经为R的圆，左侧是直角梯形，AP长为R，AC与CO夹角45°，AC中点为B，a、b两种频率的细激光束，垂直AB面入射，器件介质对a，b光的折射率分别为1.42、1.40，保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，能在PM面全反射后，从OM面射出的光是（不考虑三次反射以后的光）（）A．仅有a光B．仅有b光C．a、b光都可以D．a、b光都不可以8．（3分）无人配送小车某次性能测试路径如图所示，半径为3m的半圆弧BC与长8m的直线路径AB相切于B点，与半径为4m的半圆弧CD相切于C点，小车以最大速度从A点驶入路径，到适当位置调整速率运动到B点，然后保持速率不变依次经过BC和CD。为保证安全，小车速率最大为4m/s，在ABC段的加速度最大为2m/s2，CD段的加速度最大为1m/s2。小车视为质点，小车从A到D所需最短时间t及在AB段做匀速直线运动的最长距离l为（）第4页（共38页）A．，l＝8mB．，l＝5mC．，l＝5.5mD．，l＝5.5m二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。（多选）9．（4分）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当t＝7s时，简谐波的波动图像可能正确的是（）A．B．C．第5页（共38页）D．（多选）10．（4分）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（）A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D．照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹（多选）11．（4分）如图所示，某同学将离地1.25m的网球以13m/s的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8m．当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45m的P点，网球与墙壁碰撞后，垂直墙而速度分量大小变为碰前的0.75倍，平行墙面的速度分量不变，重力加速度g取10m/s2，网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为（）A．v＝5m/sB．v＝3m/sC．d＝3.6mD．d＝3.9m第6页（共38页）（多选）12．（4分）如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场，边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动，t＝0时刻，金属框开始进入第一象限，不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是（）A．在t＝0到的过程中，E一直增大B．在t＝0到的过程中，E先增大后减小C．在t＝0到的过程中，E的变化率一直增大D．在t＝0到的过程中，E的变化率一直减小三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．（6分）在天宫课堂中，我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验，受此启发，某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了测量物体质量的实验。如图甲所示，主要步骤如下：①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；②接通气源，放上滑块，调平气垫导轨；③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；第7页（共38页）④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F，加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：（1）弹簧的劲度系数为N/m；（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a﹣F图像如图丙中Ⅰ所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为kg；（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a﹣F图像Ⅱ，则待测物体的质量为kg。14．（8分）某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验，实验器材：干电池E（电动势1.5V，当阻未知）；电流表A1（量程10mA，内阻为90Ω）；电流表A2（量程30mA，内阻为30Ω）；定值电阻R0（阻值为150Ω）；滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；待测电阻Rx；开关S，导线若干。测量电路如图所示。（1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到值最大一端，将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置，使电流表指针指在满刻度的处，该同学选到电流表为（填“A1”或“A2”）；若不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为Ω。第8页（共38页）（2）断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为Ω。（3）本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值（填“有”或“无”）影响。15．（7分）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉，如图所示，鱼鳔结构可化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚，可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处，B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变，水的密度为ρ，重力加速度为g，大气压强为p0，求：（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，需从A室充入B室的气体质量Δm；（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m2。16．（9分）某粮库使用额定电压U＝380V，内阻R＝0.25Ω的电动机运粮，如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度v＝2m/s沿斜坡匀速上行，此时电流I＝40A，关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量m1＝100kg，车上粮食质量m2＝1200kg，配重质量m0＝40kg，取重力加速度g＝10m/s，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：（1）比例系数k值；（2）上行路程L值。第9页（共38页）17．（14分）中国“人造太阳”在核聚变实验方面取得新突破，该装置中用电磁场约束和加速高能离子，其部分电磁场简化模型如图所示，在三维坐标系Oxyz中，0＜z≤d空间内充满匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为B，方向沿x轴正方向；﹣3d≤z＜0，y≥0的空间内充满匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为，方向平行于xOy平面，与x轴正方向夹角为45°；z＜0，y≤0的空间内充满沿y轴负方向的匀强电场，质量为m，带电量为+q的离子，从yOz平面第三象限内距y轴为L的点A以一定速度出射，速度方向与z轴正方向夹角为β，在yOz平面内运动一段时间后，经坐标原点O沿z轴正方向进入磁场Ⅰ，不计离子重力。（1）当离子甲从A点出射速度为v0时，求电场强度的大小E；（2）若使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动，求进入磁场时的最大速度vm；（3）离子甲以的速度从O点沿z轴正方向第一次穿过xOy面进入磁场Ⅰ，求第四次穿过xOy平面的位置坐标（用d表示）；（4）当离子甲以的速度从O点进入磁场Ⅰ时，质量为4m，带电量为+q的离子乙，也从O点沿z轴正方向以相同的动能同时进入磁场Ⅰ，求两离子进入磁场后，到达它们运动轨迹第一个交点的时间差Δt（忽略离子间相互作用）。18．（16分）如图所示，“L”型平板B静置在地面上，小物块A处于平板B上的O′点，O′点左侧粗糙，右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在O′点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态，将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生碰撞，第10页（共38页）碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动（要求摆角小于5°），A以速度v0沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点，已知A的质量mA＝0.1kg，B的质量mB＝0.3kg，A与B的动摩擦因数μ1＝0.4，B与地面间的动摩擦因数μ2＝0.225，2v0＝4m/s，取重力加速度g＝10m/s，整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：（1）A与B的挡板碰撞后，二者的速度大小vA与vB；（2）B光滑部分的长度d；（3）运动过程中A对B的摩擦力所做的功Wf；（4）实现上述运动过程，的取值范围（结果用cos5°表示）。第11页（共38页）2022年山东省新高考物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．（3分）碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病，碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（）A．B．C．D．λ【分析】根据半衰期的定义及常见的计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 m＝m0（）计算出衰变一定时间后剩余碘的质量。【解答】解：根据m'＝m＝×m＝m；故ACD错误，B正确；故选：B。【点评】本题考查半衰期，解题关键依据半衰期的相关公式解答即可。2．（3分）我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（）A．火箭的加速度为零时，动能最大B．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C．高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量【分析】正确理解火箭在加速时速度的变化情况；根据功能关系分析能量变化；根据动第12页（共38页）量定理分析动量的增加量。【解答】解：A、火箭加速过程中，所受合力为0时，即加速度为0时，速度最大，此时动能最大，故A正确；BD、火箭所受高压气体的推力做功转化为火箭的动能、重力势能与摩擦生热的热能，则高压气体的推力和空气阻力和重力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量，故BD错误；C、根据动量定理可知高压气体的推力和空气阻力和重力的总冲量等于火箭动量的增加量，故C错误；故选：A。【点评】本题考查动量定理与功能关系，解题关键掌握动能定理与能量守恒定律，注意速度最大时加速度为0.3．（3分）半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（）A．正电荷，B．正电荷，C．负电荷，D．负电荷，【分析】先计算细圆环取走A、B两段之后在圆心O处的场强大小并判断方向，再根据场强的矢量性及O点的合场强为0，判断电荷q的电性及电荷量。【解答】解：因为电荷在细圆环上均匀分布，所以弧长为ΔL的小圆弧上所带的电荷量为：Q'＝在ΔL足够小时，可以将取走的部分看作点电荷，细圆环带正电，根据圆环的对称性，可以得到取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷后，细圆环在O点产生的电场如图：第13页（共38页）根据库仑定律及矢量的叠加可知细圆环在O点产生的合场强大小为：E'＝E＝，方向水平向右将q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零，所以点电荷q在O点产生的场强应向左，大小等于E'，故q为负电荷根据库仑定律有：E'＝解得：故ABD错误，C正确；故选：C。【点评】本题考查点电荷产生的电场的计算，解题关键掌握AB取走后，O点的电场的合成方法。4．（3分）如图所示的变压器，输入电压为220V，可输出12V、18V、30V电压，匝数为n1的原线圈中电压随时间的变化为u＝Umcos（100πt）。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1V。将阻值为12Ω的电阻R接在BC两端时，功率为12W。下列说法正确的是（）A．n1为1100匝，Um为220VB．BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4AC．若将R接在AB两端，R两端的电压为18V，频率为100HzD．若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5A，周期为0.02s【分析】变压器中原、副线圈两端电压之比等于匝数之比，电流之比等于匝数的反比，根据电压表的示数与输入电压的关系判断原线圈的匝数，再根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系求出该交变电压的峰值；根据功率和电阻的关系求出BC段电压的大小，再第14页（共38页）根据原、副线圈电压与匝数的关系求出BC段的匝数；根据原、副线圈电压与匝数的关系可以推断BC段电压是12V，AC段电压应是30V，AB段的电压应是18V，因为变压器不改变交变电流的频率，所以求出原线圈两端电压的频率即可；根据欧姆定律计算电流大小，再根据频率与周期的关系，计算周期。【解答】解：A、变压器的输入电压为220V，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为将U1＝220V，n2＝1，U2＝0.1V代入解得原线圈匝数为：n1＝2200，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为Um＝U＝220V，故A错误；B、当在BC间接入12Ω的电阻时电功率为12W，由功率表达式可得：故流过R的电流大小为再由，解得BC间的匝数为nBC＝120，故B错误；C.根据原、副线圈电压与匝数之间的关系可知，原线圈电压和匝数固定时，副线圈的匝数越多，输出的电压就越大，BC间的输出电压为12V，AC间的输出电压应为30V，故AB间的输出电压应为18V。所以当R接在AB间时两端电压大小为18V。因为变压器不能改变交变电流的频率，所以副线圈的频率等于原线圈的频率，根据原线圈的电压表达式可求得输入电压的周期为：故频率为：，故C错误；D.若将R接在AC端，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为I'＝由C选项可知交流电的周期为T＝0.02s，故D正确。故选：D。【点评】本题考查变压器，解题关键掌握变压器电压规律和电流的规律，注意电功率的第15页（共38页）计算公式。5．（3分）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动90°过程中，缸内气体（）A．内能增加，外界对气体做正功B．内能减小，所有分子热运动速率都减小C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加【分析】气缸与活塞均绝热，故不与外界进行热量交换，根据热力学第一定律ΔU＝Q+W可知，当Q＝0时，ΔU＝W，通过分析气体的体积变化就能判断外界对气体的做功情况，从而得到内能的变化情况；根据理想气体内能与温度的关系判断温度的变化情况，再根据温度与理想气体的分子平均动能的关系判断气体分子的速率分布情况。【解答】解：初始时气缸开口向上，活塞处于平衡状态，气缸内外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡，设初始时气缸内的压强为p1，活塞的面积为S，则有：p1S﹣p0S＝mg，气缸在缓慢转动的过程中，气缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿气缸壁的分力，故气缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后气缸水平，缸内气压等于大气压。AB、气缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，气缸内气体压强作用将活塞往外推，气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q+W得，气体内能减小，故缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，故AB错误；CD、气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，故速率大的分子数占总分子数的比例减小，C正确，D错误。故选：C。【点评】该题考查一定质量的理想气体在发生相应变化时气体的各状态参数的变化以及热力学第一定律等知识点，属于常规考点。6．（3分）“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球第16页（共38页）的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（）A．﹣RB．C．﹣RD．【分析】利用万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，以及在地面上万有引力等于重力列式，可求解高度。【解答】解：卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈，可知卫星运行的周期T'＝，其万有引力提供向心力有：＝m（R+h）在地表附近，任意物体所受到的万有引力近似等于重力有：＝mg联立解得：h＝故ABD错误，C正确；故选：C。【点评】本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力．要理解卫星公转周期第17页（共38页）的计算方法．7．（3分）柱状光学器件横截面如图所示，OP右侧是以O为圆心，半经为R的圆，左侧是直角梯形，AP长为R，AC与CO夹角45°，AC中点为B，a、b两种频率的细激光束，垂直AB面入射，器件介质对a，b光的折射率分别为1.42、1.40，保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，能在PM面全反射后，从OM面射出的光是（不考虑三次反射以后的光）（）A．仅有a光B．仅有b光C．a、b光都可以D．a、b光都不可以【分析】根据题意作图，根据光的全反射临界角公式分析ab光的临界角大小，从而分析解答。【解答】解：当两种频率的细激光束从A点垂直于AB面入射时，激光沿直线传播到OO点，经第一次反射沿半径方向直线传播出去，光路如图1。保持光的入射方向不变，入射A点从A向B点B移动过程中，如下图可知，激光沿直线传播到CMCO面经反射向PPM面传播，根据图像可知，入射点从AA向B移动的过程中，光线传播到PM面的入射角逐渐增大，如图2。当入射点为B点时，根据光的反射定律及几何关系可知，光线传播到PM面的PP点，此时光线在PPM面上的入射角最大，设为α，由几何关系得α＝45°根据全反射临界角公式得第18页（共38页）sinCa＝＝sinCb＝＝＞两种频率的细激光束的全反射的临界角关系为Ca＜45°＜Cb故在入射光从A向B移动过程中，a光能在PM面全反射后，从OM面射出；b光不能在PM面发生全反射，故仅有a光。A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题考查光的折射，解题关键掌握光的折射与全反射，注意全反射临界角的计算。8．（3分）无人配送小车某次性能测试路径如图所示，半径为3m的半圆弧BC与长8m的直线路径AB相切于B点，与半径为4m的半圆弧CD相切于C点，小车以最大速度从A点驶入路径，到适当位置调整速率运动到B点，然后保持速率不变依次经过BC和CD。为保证安全，小车速率最大为4m/s，在ABC段的加速度最大为2m/s2，CD段的加速度最大为1m/s2。小车视为质点，小车从A到D所需最短时间t及在AB段做匀速直线运动的最长距离l为（）A．，l＝8mB．，l＝5mC．，l＝5.5mD．，l＝5.5m【分析】根据匀速圆周运动加速度公式解得安全速度，结合运动学公式解得时间与位移。【解答】解：小车在圆周轨道中有：a＝，代入数据解得：vBC＝m/s，vCD＝2m/s，小车保持速率不变依次经过BC和CD，所以为保证安全，小车的速度为v＝2m/s，从A到第19页（共38页）B，根据运动学规律有：﹣v2＝2ax，将a＝2m/s2代入解得：x＝3m，则小车在AB段做匀速直线运动运动的最长距离l＝8m﹣x＝8m﹣3m＝5m，小车在AB段减速所用时间为t1＝，匀速所用时间t2＝，在圆周轨道运动时间为：t3＝，则小车从A到D所需最短时间t＝t1+t2+t3，联立代入数据解得：，故ACD错误，B正确；故选：B。【点评】本题考查匀速圆周运动的分析，解题关键掌握加速度公式，注意分析物块的运动情况。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。（多选）9．（4分）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当t＝7s时，简谐波的波动图像可能正确的是（）A．B．第20页（共38页）C．D．【分析】由O点的振动图像分析在t＝7s时刻原点处质点的位置和振动方向，根据波的传播方向结合“同侧法”进行分析。【解答】解：由O点的振动图像可知，周期为T＝2×（11﹣5）s＝12s，根据振动图像可得振幅A＝20cm，设原点处的质点的振动方程为：y＝Asin（），根据振动图像可知：10＝20sinφ，解得：φ＝在t＝7s时刻，原点处质点的位置：y7＝20sin（+）cm＝﹣17.3cm，则t＝7s时原点处的质点在y轴下方17.3cm处；根据振动图像可知，在t＝7s时刻质点在y轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为C所示；若波向左传播，则波形如A所示，故AC正确、BD错误。故选：AC。【点评】本题既要理解振动图象和波动图象各自的物理意义，由振动图象能判断出质点的速度方向，同时要把握两种图象的内在联系，能由质点的速度方向，判断出波的传播方向。（多选）10．（4分）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（）第21页（共38页）A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D．照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹【分析】双缝干涉图样是等间距条纹，狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，根据条纹间距公式Δx＝分析条纹间距；根据亮条纹和暗条纹产生条件分析。【解答】解：A、由图可知，图乙中间部分是等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正确；B、狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；C、根据条纹间距公式Δx＝可知照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，故C正确；D、照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确。故选：ACD。【点评】本题考查光的干涉与衍射现象，解题关键掌握干涉条纹的特点，注意条纹宽度的计算公式。（多选）11．（4分）如图所示，某同学将离地1.25m的网球以13m/s的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8m．当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45m的P点，网球与墙壁碰撞后，垂直墙而速度分量大小变为碰前的0.75倍，平行墙面的速度分量不变，重力加速度g取10m/s2，网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为（）第22页（共38页）A．v＝5m/sB．v＝3m/sC．d＝3.6mD．d＝3.9m【分析】根据抛体运动沿垂直于墙壁和平行于墙壁两个方向分别根据运动学公式解答。【解答】解：设网球飞出时的速度为v0，根据运动学公式可知竖直方向v0y＝2g（H﹣h）代入数据得v0y＝12m/s运动时间t＝根据速度的分解有：v0x＝排球水平方向到P点的距离x0x＝v0xt根据几何关系可得打在墙面上时，垂直墙面的速度分量v0x1＝v0x平行墙面的速度分量v0x2＝v0x反弹后，垂直墙面的速度分量v0x3＝0.75v0x1则反弹后的网球速度大小为vx＝联立代入数据解得：vx＝3m/s网球落到地面的时间t'＝着地点到墙壁的距离d＝v0x3t'第23页（共38页）代入数据解得：d＝3.9m故BD正确，AC错误；故选：BD。【点评】本题考查抛体运动，解题关键将运动进行分解，在不同的方向根据运动学规律解答即可。（多选）12．（4分）如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场，边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动，t＝0时刻，金属框开始进入第一象限，不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是（）A．在t＝0到的过程中，E一直增大B．在t＝0到的过程中，E先增大后减小C．在t＝0到的过程中，E的变化率一直增大D．在t＝0到的过程中，E的变化率一直减小【分析】根据有效长度的定义结合动生电动势的计算公式分析出电动势的变化趋势；根据法拉第电磁感应定律得出电动势的大小，结合数学知识得出电动势的变化率的变化趋势。【解答】解：AB、如图所示第24页（共38页）在t＝0到的过程中，即线圈顺时针转过90°的过程中，根据有效长度的定义可知，线框切割磁感线的有效切割长度先变大后变小，根据电动势的计算公式E＝BLv，其中，由此可知E先增大后减小，故B正确，A错误；CD、在t＝0到的过程中，由圆周运动公式可知θ＝ωt根据几何关系和三角形的面积公式可得：则穿过线圈的磁通量为：对上述的表达式进行二次求导得：，由此可知，在t＝0到的过程中，E的变化率一直增大，故C正确，D错误；故选：BC。【点评】本题主要考查了法拉第电磁感应定律的相关应用，熟悉有效长度的定义和动生电动势的计算公式，同时对学生的导数知识有一定要求，难度中等偏上。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．（6分）在天宫课堂中，我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验，受此启发，某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验。如图甲所示，主要步骤如下：第25页（共38页）①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；②接通气源，放上滑块，调平气垫导轨；③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F，加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：（1）弹簧的劲度系数为12N/m；（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a﹣F图像如图丙中Ⅰ所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为0.20kg；（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a﹣F图像Ⅱ，则待测物体的质量为0.13kg。【分析】（1）根据图像结合胡克定律解得；（2）（3）根据牛顿第二定律结合图像可解得质量.【解答】解：（1）由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm.拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F﹣t图有Δx＝5.00cm＝0.005m，F＝0.610N第26页（共38页）根据胡克定律k＝计算出k≈12N/m（2）根据牛顿第二定律有F＝ma则a﹣F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中Ⅰ，则有k＝＝kg﹣1＝5kg﹣1则滑块与加速度传感器的总质量为m＝0.20kg（3）滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中Ⅱ，则有＝kg﹣1＝3kg﹣1则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为m'＝0.33kg则待测物体的质量为Δm＝m'﹣m＝0.33kg﹣0.20kg＝0.13kg故答案为：（1）12；（2）0.20；（3）0.13【点评】本题考查牛顿第二定律，解题关键掌握实验原理与实验操作，注意图像斜率的含义。14．（8分）某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验，实验器材：干电池E（电动势1.5V，当阻未知）；电流表A1（量程10mA，内阻为90Ω）；电流表A2（量程30mA，内阻为30Ω）；定值电阻R0（阻值为150Ω）；滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；待测电阻Rx；开关S，导线若干。测量电路如图所示。第27页（共38页）（1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到值最大一端，将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置，使电流表指针指在满刻度的处，该同学选到电流表为A1（填“A1”或“A2”）；若不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为60Ω。（2）断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为100Ω。（3）本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值无（填“有”或“无”）影响。【分析】（1）根据实验要求选择合适器材，根据闭合电路欧姆定律解得；（2）（3）根据闭合电路欧姆定律解得Rx，并分析实验误差。【解答】解：（1）若不考虑电源内阻，且在电源两端只接R0时，电路中的电流约为I＝＝A＝10mA由题知，闭合开关，调节滑片位置，要使电流表指针指在满刻度的处，则该同学选到的电流表应为A1.当不考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有E＝（R+R0+RA1）代入数据解得：R＝60Ω（2）断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，有E＝（R+Rx+RA1）代入数据有Rx＝100Ω（3）若考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有E＝[（R+r）+R0+RA1]E＝[（R+r）+Rx+RA1]第28页（共38页）联立计算可知Rx不受影响；故答案为：（1）A1，60；（2）100；（3）无【点评】本题考查半偏法测内阻，解题关键掌握实验原理，注意闭合电路欧姆定律的应用。15．（7分）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉，如图所示，鱼鳔结构可化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚，可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处，B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变，水的密度为ρ，重力加速度为g，大气压强为p0，求：（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，需从A室充入B室的气体质量Δm；（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m2。【分析】（1）对鱼根据牛顿第二定律列式，同时根据质量与密度的关系式完成分析；（2）分析出B室内气体变化前后的状态参量，结合玻意耳定律完成分析。【解答】解：（1）鱼静止在H处，设此时鱼的体积为V0，有Mg＝ρgV0且此时B室内气体体积为V，质量为m，因此m＝ρ气V根据牛顿第二定律得：ρg（V0+ΔV）﹣Mg＝Ma联立解得：（2）B室内的压强初始值为：p1＝p0+ρgH鱼静止在水面下H1时，压强的大小为：p2＝p0+ρgH1其中，鱼鳔内气体温度不变，则第29页（共38页）p1V＝p2V2根据质量公式可得B室内气体质量为：m2＝ρ气V2联立解得：m2＝答：（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，需从A室充入B室的气体质量为；（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量为。【点评】本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，解题的关键点是分析出气体变化前后的状态参量，根据一定质量的理想气体的状态方程及牛顿第二定律即可完成解答。16．（9分）某粮库使用额定电压U＝380V，内阻R＝0.25Ω的电动机运粮，如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度v＝2m/s沿斜坡匀速上行，此时电流I＝40A，关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量m1＝100kg，车上粮食质量m2＝1200kg，配重质量m0＝40kg，取重力加速度g＝10m/s，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：（1）比例系数k值；（2）上行路程L值。【分析】（1）根据能量守恒定律结合小车的受力平衡可解得；（2）根据牛顿第二定律结合运动学公式可解得。【解答】解：（1）设电动机的牵引绳张力为T1，电动机连接小车的缆绳匀速上行，由能第30页（共38页）2量守恒定律有UI＝IR+T1v解得T1＝7400N小车和配重一起匀速，设绳的张力为T2，对配重有T2＝m0g设斜面倾角为θ，对小车匀速有T1+T2＝（m1+m2）gsinθ+k（m1+m2）g而卸粮后给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行，有m1gsinθ＝m0g+km1g联立各式解得sinθ＝0.5，k＝0.1（2）关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为a，对系统由牛顿第二定律有（m1+m2）gsinθ+k（m1+m2）g﹣m0g＝（m1+m2+m0）a根据运动学规律有：v2＝2aL联立代入数据解得：L＝m答：（1）比例系数k值为0.1；（2）上行路程L值为m。【点评】本题考查牛顿第二定律及运动学公式的应用，解题关键掌握小车的受力分析及运动状态的分析。17．（14分）中国“人造太阳”在核聚变实验方面取得新突破，该装置中用电磁场约束和加速高能离子，其部分电磁场简化模型如图所示，在三维坐标系Oxyz中，0＜z≤d空间内充满匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为B，方向沿x轴正方向；﹣3d≤z＜0，y≥0的空间内充满匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为，方向平行于xOy平面，与x轴正方向夹角为45°；z＜0，y≤0的空间内充满沿y轴负方向的匀强电场，质量为m，带电量为+q的离子，从yOz平面第三象限内距y轴为L的点A以一定速度出射，速度方向与z轴正方向夹角为β，在yOz平面内运动一段时间后，经坐标原点O沿z轴正方向进入磁场Ⅰ，不计离子重力。（1）当离子甲从A点出射速度为v0时，求电场强度的大小E；第31页（共38页）（2）若使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动，求进入磁场时的最大速度vm；（3）离子甲以的速度从O点沿z轴正方向第一次穿过xOy面进入磁场Ⅰ，求第四次穿过xOy平面的位置坐标（用d表示）；（4）当离子甲以的速度从O点进入磁场Ⅰ时，质量为4m，带电量为+q的离子乙，也从O点沿z轴正方向以相同的动能同时进入磁场Ⅰ，求两离子进入磁场后，到达它们运动轨迹第一个交点的时间差Δt（忽略离子间相互作用）。【分析】（1）根据运动的分解结合运动学公式解得；（2）作出离子的运动轨迹，根据洛伦兹力提供向心力解得；（3）根据题意作图，根据几何关系解得；（4）根据周期公式分别计算两离子运动的时间，再解得。【解答】解：（1）将离子甲从A点出射速度为v0分解到沿y轴方向和z轴方向，如图1所示图1离子受到的电场力沿y轴负方向，可知离子沿z轴方向做匀速直线运动，沿y轴方向做匀减速直线运动，从A到O的过程，有L＝v0cosβ•tv0sinβ＝at根据牛顿第二定律有：qE＝ma第32页（共38页）联立解得：E＝（2）离子从坐标原点O沿Z轴正方向进入磁场I中，作出粒子运动轨迹如图所示图2由洛伦兹力提供向心力可得qvB＝离子经过磁场I偏转后从轴进入磁场II中，由洛伦兹力提供向心力可得qvB＝则r2＝r1为了使离子在磁场中运动，需满足r1≤d，r2≤3d联立可得v≤（3）离子甲以的速度从O点沿z轴正方向第一次穿过xOy面进入磁场I，离子在磁场I中的轨迹半径r＝，解得r1＝第33页（共38页）同理在磁场II中的运动半径为r2＝d作出离子从O点第一次穿过到第四次穿过xOy平面如图3图3根据几何关系可知离子第四次穿过xOy平面的x坐标为x4＝2r2sin45°离子第四次穿过xOy平面的y坐标为y4＝2r1＝d则x4＝y4＝d故离子第四次穿过xOy平面的位置坐标为（d，d，0）（4）设离子乙的速度为v'，根据离子甲、乙动能相同，可得＝可得v'＝离子乙在磁场I中的轨迹半径为r'1＝r1离子乙在磁场II中的轨迹半径为r'2＝r2据几何关系可知离子甲、乙运动轨迹第一个交点如图4所示第34页（共38页）图4从O点进入磁场到第一个交点的过程，有t甲＝+＝+＝（1+）t乙＝T1′+T2′＝+＝（8+8）离子甲、乙到达它们运动轨迹第一个交点的时间差为Δt＝t乙﹣t甲代入数据解得：Δt＝（7+7）答：（1）电场强度的大小为；（2）进入磁场时的最大速度为；（3）第四次穿过xOy平面的位置坐标为（d，d，0）；（4）两离子进入磁场后，到达它们运动轨迹第一个交点的时间差为（7+7）。【点评】本题考查带电离子在电场和磁场中的运动，解题关键掌握离子的运动轨迹分析，根据圆周运动中洛伦兹力提供向心力分析解答。18．（16分）如图所示，“L”型平板B静置在地面上，小物块A处于平板B上的O′点，O′点左侧粗糙，右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在O′点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态，将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动（要求摆角小于5°），A以速度v0沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点，已知A的质量mA＝0.1kg，B的质量mB＝0.3kg，A与B的动摩擦因数μ1＝0.4，B与地面间的动摩擦因数μ2＝0.225，第35页（共38页）2v0＝4m/s，取重力加速度g＝10m/s，整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：（1）A与B的挡板碰撞后，二者的速度大小vA与vB；（2）B光滑部分的长度d；（3）运动过程中A对B的摩擦力所做的功Wf；（4）实现上述运动过程，的取值范围（结果用cos5°表示）。【分析】（1）A与B碰撞过程根据动量守恒和能量守恒可解得；（2）根据牛顿第二定律结合运动学公式可解得；（3）分析AB的运动情况，根据运动学公式解得B的位移，从而计算摩擦力做功；（4）利用单摆周期公式，结合动能定理解得。【解答】解：（1）设水平向右为正方向，因为O'点右侧光滑，由题意可知A与B发生弹性碰撞，故碰撞过程根据动量守恒和能量守恒有mAv0＝mAvA+mBvB＝+代入数据联立解得vA＝﹣2m/s，vB＝2m/s，负号代表方向向左；（2）因为A物体返回到O点正下方时，相对地面速度为0，A物体减速过程根据动能定理有﹣μ1mAgx0＝﹣根据动量定理有﹣μ1mAgt2＝0﹣mAvA代入数据解得x0＝0.5m，t2＝0.5s此过程中A减速的位移等于B物体向右的位移，所以对于此过程对B根据牛顿第二定律第36页（共38页）有：μ2（mA+mB）g＝mBa1根据位移—时间关系有：x0＝vBt1﹣联立代入数据解得t1＝s或1s（含去）故根据几何关系有d＝vAt1+x0代入数据解得d＝m（3）在A刚开始减速时，B物体的速度为v2＝vB﹣a1t1在A减速过程中，对B分析根据牛顿第二定律可知μ1mAg+μ2（mA+mB）g＝mBa2设B物体停下来的时间为t3，则有v2＝a2t3解得t3＝s＜t2＝0.5s可知在A减速过程中B先停下来了，此过程中B的位移为xB＝所以A对B的摩擦力所做的功为Wf＝﹣μ1mAgxB＝3联立代入数据解得：Wf＝﹣J（4）小球和A碰撞后A做匀速直线运动再和B相碰，此过程有t4＝由题意可知A返回到O点的正下方时，小球恰好第一次上升到最高点，设小球做简谐振动的周期为T，摆长为L，则有T＝t1+t2+t4第37页（共38页）T＝2小球下滑过程根据动能定理有MgL＝小球与A碰撞过程根据动里守恒定律有Mv＝mAv0+Mv1当碰后小球摆角恰为5°时，有MgL（1﹣cos5°）＝则有：＝当碰后小球速度恰为0时，有：Mv＝mAv0则有：＝所以实现上述运动过程，的取值范围为＜＜答：（1）A与B的挡板碰撞后，二者的速度大小为2m/s；（2）B光滑部分的长度为m；（3）运动过程中A对B的摩擦力所做的功为﹣J；（4）实现上述运动过程，的取值范围为＜＜。【点评】本题考查力学综合问题，解题关键掌握动量守恒定律，能量守恒定律，牛顿第二定律与运动学公式的结合应用。第38页（共38页）