2022年山东省青岛市高考物理三模试卷（附答案详解）

2022年山东省青岛市高考物理三模试卷

一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）

1.如图，光滑绝缘直杆上自由悬挂两个闭合金属环a、b,将条形磁铁的N极由靠近金

属环b的位置，沿金属环轴线向右快速移动时，下列说法正确的是（）

A.金属环a、b同时向右移动，间距不变

B.金属环a向左移动，金属环b向右移动

C.金属环a、b同时向右移动，间距增大

D.金属环a、b同时向左移动，间距减小

2.如图甲，2022北京冬奥会主场馆“雪如意”美轮美奂，充分展示了中国元素。“雪

如意”的旁边修建着世界上运行长度最大的变角度斜行电梯。斜行电梯在同一竖直

平面内运行，箱内地板始终保持水平。电梯轨道的上段是倾角为22.56。的斜直轨道,

下段是倾角为39.56。的斜直轨道，中间通过一段圆弧形轨道平滑连接，如图乙所示。

当运动员站立在电梯内随着电梯一起运动时，下列说法正确的是（）

A.电梯沿斜直轨道匀速下行时，运动员处于失重状态

B.电梯刚启动时，运动员受两个力作用

C.电梯匀速率下行时运动员在上段斜直轨道受到的支持力小于在下段受到的支持

力

D.电梯匀速率上行通过圆弧轨道的过程中，运动员受到地板的弹力小于他的重力

3.2021年11月8日，神舟十三号载人航天飞船上的三名

航天员经过6.5个小时的努力，顺利完成所有舱外航

天任务。王亚平就此成为中国历史上首位执行出舱任务的女宇航员，创造了太空探

索新纪录。已知空间站在离地高度约为400km的圆形轨道飞行，引力常量为G,下

列说法正确的是（）

A.与同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更大

B.与同步卫星相比，空间站做圆周运动的周期更长

C.只要查到空间站的运行周期即可计算出地球的平均密度

D.王亚平在空间站外面检修时若手中的工具不小心掉落，工具将会落向地面

4.从1907年起，美国物理学家密立根用如图所示的实

验装置测量光电效应中几个重要的物理量。在这个

实验中，若先后用频率为巧、W的单色光照射阴极K

均可产生光电流。调节滑片P,当电压表示数分别为

力、U2时,女、外的光电流恰减小到零。已知Ur>U2,

电子电荷量为e,下列说法正确的是（）

A.两种单色光光子的动量pi<p2

B.光电子的最大初动能<42

C.普朗克恒量为半日

%f2

D.逸出功为丝

5.我国的新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世，目前新疆地区的棉田大部分是通

过如图甲所示的自动采棉机采收。自动采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱

形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下，这个过程可以简化为如图

乙所示模型：质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为120。固定不变，

型挡板可绕。轴在竖直面内转动。在使OB板由水平位置顺时针缓慢转动到竖

直位置过程中，忽略型挡板对棉包的摩擦力，已知重力加速度为g,下列说

法正确的是（）

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A.棉包对04板的压力逐渐增大

B.棉包对。8板的压力先增大后减小

C.当。B板转过30。时，棉包对0B板的作用力大小为mg

D.当0B板转过60。时，棉包对04板的作用力大小为mg

6.随着汽车在我国居民生活中的日渐普及，对汽车的安全性能的要求不断提高。为检

测某新型汽车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，测得汽车在某次刹车过程

中速度。与位移％的关系如图所示，设刹车过程中汽车做匀减速直线运动，己知t=0

时刻汽车速度为40m/s,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是()

A.刹车过程汽车的加速度大小为6m/s2

B.路面与轮胎之间的动摩擦因数为0.5

C.t=5s时，汽车的速度大小为22m/s

D.0〜10s内，汽车的位移大小为15(hn

7.如图，一定质量的理想气体由状态a经状态b变化到状态c,已知气体由从状态a变

化到状态b的过程中外界对气体做功为勿1，与外界的热交换量为Q】；从状态b变化

到状态c过程中外界对气体做功为伤，与外界的热交换量为Q2,下列说法正确的是

()

A.气体在状态a、状态从状态c时的内能相等

B.皿2=3%

C.Qi+Q2-2po^o

D.M4+伤=Qi+Q2

8.如图，相同的物块a、b用沿半径方向的细线相连放置在水平圆盘上。当圆盘绕转轴

转动时，物块a、b始终相对圆盘静止。下列关于物块a所受的摩擦力随圆盘角速度

的平方（a?）的变化关系正确的是（）

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9.A、B为两等量异种点电荷，图中水平线为AB连线的中垂线。现将另两个等量异种

试探电荷a、b用绝缘细杆连接后，从离4、B无穷远处沿中垂线平移到4、B的连线

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上，平移过程中两检验电荷始终关于中垂线对称。若规定离力、B无穷远处电势为

零，下列说法正确的是（）

Q力

aO

--

60

QB

A.电荷a向左平移的过程中电势能始终小于零

B.a、b整体在4、8连线上具有的电势能为零

C.整个移动过程中，静电力对a做负功

D.整个移动过程中，静电力对b做负功

10.如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，a、b接

如图乙所示电压，&、％均为定值电阻，R为滑动变阻器。现将开关S断开，观察

到电流表4的示数减小了0.14电流表4的示数减小了则下列说法正确的是

（）

A.变压器原副线圈匝数之比5：1

B.电压表彩的示数为40U

C.电压表匕示数变化量的大小与电流表4示数变化量的大小的比值不变

D.若再将滑动变阻器的滑片向上滑动，则电压表匕与匕的比值变小

11.如图，两列简谐横波a、b在同一种均匀介质中沿x轴传播。某时刻，两列波的波峰

正好在xp=1.5m处的P点重合。该时刻，离P点最近的波峰重叠点的平衡位置坐标

是（）

12.如图甲所示，将一劲度系数为k的轻弹簧压缩后锁定，在弹簧上放置一质量为m的

小物块，小物块距离地面高度为将弹簧的锁定解除后，小物块被弹起，其动能

七人与离地高度人的关系如图乙所示，其中八4到色间的图象为直线，其余部分均为曲

线，出对应图象的最高点，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A.小物块上升至高度电时，弹簧形变量为0

B.小物块上升至高度生时，加速度为9

C.解除锁定前，弹簧的弹性势能为

D.小物块从高度九2上升到九4,弹簧的弹性势能减少了陪

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）

13.某同学用图甲所示装置探究质量一定时加速度与力的关系，保持木板水平，调节小

桶和小桶内沙的总质量m，使小车沿木板运动。小车上遮光条宽度为d,木板上4B

两点间的距离为I,每次操作都将小车从4点由静止释放，小车通过光电门的时间为

t,已知重力加速度为g,设小车质量为M,在满足m<<M的前提下改变小桶内沙

的质量，进行了多次实验，将得到的实验信息经处理后记录在图乙的a-F图像中。

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（1）根据实验信息计算小车加速度的表达式为a=;

（2）根据图像中的相关信息可知小车的质量M=的（结果保留2位有效数字）;

（3）该实验探究得到的结论是o

14.某实验小组的同学欲测量从电动自行车上拆卸的一块废旧电池的电动势和内阻。

（1）为了粗略测定电池的电动势与内阻，某同学用下列方法：

①用多用电表的电压挡直接测量电池两极间的输出电压；

②用多用电表的欧姆挡直接测量两极间的内阻；

你认为以上测量中不妥的是：（填序号）。

（2）实验小组的同学利用实验室给出下列器材进一步精确测量该电池的电动势和内

阻。

A.废旧电池一块（电动势约为12V,内阻约为60）

B.滑动变阻器m（最大阻值为500）

C.电阻箱的（最大阻值为9999.99。）

D电压表（量程3叫内阻为2/C0

£电流表（量程0.64内阻为30）

F.开关、导线若干

①由于电压表量程太小，实验小组利用电压表和电阻箱改装了一个量程为15V的电

压表（表盘刻度未改），则电压表应与电阻箱（选填“串联”或“并联”），电

阻箱的阻值应为

②为了比较精确测量电池的电动势与内阻，请在虚线框甲内画出实验电路图。

③经多次测量，根据测得的实验数据，该同学作出了电压表示数U和电流表示数/的

关系图线如图乙所示，则该电池的电动势E=V,内阻r=0。

四、计算题（本大题共4小题，共46.0分）

15.如图甲为微棱镜增亮膜的工作原理示意图，光源通过入光面及透明的基材层，在棱

镜层透过其表层精细的棱镜结构时，将光线经过折射、全反射、光累积等来控制光

强分布，进而将光源散射的光线向正面集中，并且将视角外未被利用的光通过光的

反射实现再循环利用，减少光的损失，同时提升整体辉度与均匀度，对液晶显示屏

（LCD）面板显示起到增加亮度和控制可视角的效果。如图乙，△ABC为棱镜层中的

一个微棱镜的横截面，乙4=90。，AB=AC,用放在BC边上P点的单色点光源来模

拟入射光对增亮膜进行研究，PC=3PB,已知微棱镜材料的折射率n=|,sin37°=

0.6,只考虑从P点发出照射到4B边和4c边上的光线。

（2）求从P点发出的光能从4B边和4C边射出棱镜区域的长度人、心2之比。

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16.在2022年北京冬季奥运会上，中国运动员谷爱凌夺得自由式滑雪女子大跳台金牌。

如图为该项比赛赛道示意图，4。段为助滑道，OB段为倾角a=30。的着陆坡。运动

员从助滑道的起点4由静止开始下滑，到达起跳点。时，借助设备和技巧，保持在

该点的速率不变而以与水平方向成。角(起跳角)的方向起跳，最后落在着陆坡上的

某点C。已知4、0两点间高度差h=50m,不计一切摩擦和阻力，重力加速度g取

10m/s2o可能用到的公式：积化和差sinAcosB=型空曳誓竺曳。

(1)求运动员到达起跳点。时的速度大小孙；

(2)求起跳角8为多大时落点C距。点最远，最远距离L为多少。

A

17.如图，在空间建立Oxyz三维直角坐标系，其中支轴水平向右，y轴竖直向上，z轴垂

直纸面向外在x=a处平行于。yz平面固定一足够大荧光屏M,在Oyz平面左侧空间

有竖直向下的匀强电场品；x轴上的4点(-2ha,0,0)有一粒子源，粒子源在Oxy平

面内沿与x轴成一定角度射出带电粒子，粒子的速度大小为火,质量为加，带电量

为+q。经过一段时间，粒子从y轴上C点(0,3a,0)垂直y轴进入Oyz平面与荧屏间空

间，该空间内有方向沿z轴正向、B=宜的匀强磁场(图中未画出)，不计粒子重力。

(1)求Oyz平面左侧匀强电场的电场强度大小位；

(2)求粒子从4点射出到打到荧光屏上所经历的时间t；

(3)若在Oyz平面与荧光屏间空间再加上一沿z轴正向、电场强度大小为耳)的匀强电

场，求粒子最终打在荧光屏上的P点时的位置坐标。

18.如图甲，质量为m的光滑绝缘导轨由半径为r的四分之一圆弧和一段长为x的水平部

分组成，水平部分与圆弧最底端PP'相切，置于水平面上。现将间距为L的平行长金

属导轨MN固定在水平面上，其宽度略宽于绝缘导轨，且左端恰在绝缘导轨圆弧最

低点处，如图乙所示。一质量为m、长为3电阻为R的导体棒b静置于MN导轨上，

与导轨间的动摩擦因数为出导体棒与导轨接触良好，导轨电阻不计。在导轨M、N

所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度为8。现将另一质量为加，

电阻为R、长为L的光滑导体棒a从圆弧轨道最高点由静止释放，棒a运动过程中一

直没与棒b相碰。绝缘导轨与地面间无摩擦，重力加速度为g。求

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(1)导体棒a沿圆弧轨道滑至最低点PP'时对轨道的压力大小；

(2)要使导体棒a能滑到导轨M、N上,绝缘导轨水平部分的最小长度X；

(3)导体棒a滑上导轨M、N后,导体棒b开始运动，当通过导体棒b的电荷量为q时,

导体棒b的速度达到最大，求此时导体棒b的速度外;

(4)上述第(3)问中，若导体棒b速度最大时，导体棒a在导轨MN上滑动的距离为乙，

求从导体棒a进入磁场到导体棒b速度最大过程中产生的摩擦热及定性说明该过程

系统内的能量转化情况。

答案和解析

1.【答案】C

【解析】解：当磁铁向右快速移动远离两线圈时.，导致两圆环的磁通量变小，从而由楞

次定律可得两圆环的感应电流为顺时针（从右向左看），因为两导线中电流又处于N极的

磁场中，则受到的安培力向右，两环同时向右运动；由于b环离磁铁近，受到磁铁向右

的引力大于a环受到的引力，所以b环运动要快，故二者的距离增大，故错误，C

正确。

故选:Co

当磁铁的运动，导致两金属圆环的磁通量发生变化，从而由楞次定律可得线圈中产生感

应电流，则处于磁铁的磁场受到安培力，使两圆环运动，同时两圆环间的电流相互作用

而导致间距变化.

本题考查对楞次定律运动学的描述应用；从楞次定律相对运动角度可得：近则斥，远则

吸.同时同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。

2.【答案】D

【解析】解：AC,电梯沿斜直轨道匀速下行时，运动员处于平衡状态，重力与支持力

相等，故AC错误；

8、电梯刚启动时，做加速运动，运动员受到水平向前的摩擦力的作用，竖直方向上受

重力和支持力，故受三个力的作用，故B错误；

。、电梯匀速率上行通过圆弧轨道的过程中，弹力与重力沿半径方向的分力提供向心力，

故重力大于弹力，故。正确；

故选：0。

电梯沿斜直轨道匀速下行时，运动员处于平衡状态，重力与支持力相等，无论是上行还

是下行，运动员受到的支持力都不变；

电梯刚启动时，做加速运动，运动员受到重力、地板给的支持力还有摩擦力的作用；

运动员做圆周运动重力和弹力的合力提供向心力，故重力大于弹力。

明确物体匀速运动时，物体受力平衡，物体做圆周运动时，合外力提供向心力。

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3.【答案】A

【解析】解：4根据万有引力定律提供向心力有：^=ma,由于空间站轨道半径比

同步卫星的小，因此加速度更大，故A正确；

8c.根据万有引力定律提供向心力有.：=由于空间站轨道半径比同步卫星

的小，因此做圆周运动的周期更短；

解得：用=甯

GT2

只要知道空间站的运行周期，但若不知道地球半径，也无法算出地球的平均密度，故

BC错误；

D王亚平在空间站外面检修时若手中的工具不小心掉落，则工具就像空间站一样绕地球

做匀速度圆周运动，不会落向地面，故。错误。

故选：Ao

根据万有引力提供向心力可知加速度情况，根据周期可解得地球质量，地球半径未知，

无法计算密度。

本题考查万有引力的应用，解题关键掌握万有引力提供向心力，注意密度的计算中需知

道地球的半径。

4.【答案】C

【解析】解：4B.根据公式

eU=hv—W=h^—W

因为

ur>u2

所以

VA，2

光子动量

h

P=Q

故

Pl>P2

光子最大初动能

Ek=eU

故

Eki>Ek2

故AB错误；

CD.根据光电效应方程得

eU】=h%-W,eU2=hv2-W

解得

八_e(Ui-%)w_eSUifUz)

Vj-v2，

故c正确，。错误。

故选：c。

根据光电效应方程结合光子的动量合动能的公式判断；根据光电效应方程，联立方程组

求出普朗克常量和金属的逸出功。

本题考查了光电效应方程的基本运用，知道最大初动能与截止电压的关系，理解光电效

应的条件,注意入射光波长与极限波长的关系，同时掌握逸出功的概念，并能灵活运用。

5.【答案】D

【解析】解：4B.对物体受力分析如图

由正弦定理可得

mg___0A

sinl20°sinasin^

物体在旋转过程中a从120。逐渐变大，夕从180。逐渐减小，因此OB板由水平位置缓慢转

动60。过程中，棉包对。4板压力逐渐增大，对OB板压力逐渐减小；OB板继续转动直至

竖直的过程中，棉包脱离OB板并沿。4板滑下，棉包对。4板压力随板转动逐渐减小，故

A8错误；

C.当OB板转过30。时，两板与水平方向夹角均为30。，两板支持力大小相等，与竖直方

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向夹角为30。，可得

„V3

FN=~m9

故c错误：

D当。B板转过60。时，。4板处于水平位置，棉包只受到受力和04板的支持力，有二力

平衡得

FN=mg

故。正确。

故选：。。

对物体受力分析，根据正弦定理分析动态平衡中各力的变化，当OB板转过30。时或者60。

时，根据受力分析解得棉包对板的作用力。

本题考查共点力平衡问题，对棉包受力分析，利用平行四边形分析解决，分析过程一定

注意重力的大小方向始终不变。

6.【答案】B

【解析】解：AB,刹车过程中汽车做匀减速直线运动，t=0时刻汽车速度为40rn/s,

当汽车速度减为零时，通过的位移为160m,设匀减速运动的加速度大小为a,根据运动

学公式有

0-诏=—2ax

整理代入数据可得a=5m/s2

根据牛顿第二定律有

fimg=ma

整理代入数据可得〃=0.5

故A场强，B正确；

CD.设汽车经过t0时间速度减为零，根据运动学公式可得

0=v0—at0

代入数据可得to=8s

t=5s时，根据运动学公式可得汽车的速度大小

vs=v0-at5

代入数据可得。5=15m/s

%=8s<10s,0〜10s内，汽车的位移大小等于汽车经过功时间内的位移大小，由运动

学公式可得

x=^-t0=^x8m=160m

故CO错误。

故选：B。

AB,根据运动学公式，结合图像得出刹车过程汽车的加速度大小；利用牛顿第二定律

求出动摩擦因数；

CO、先判断汽车刹车所用时间，再结合运动学公式求出t=5s时汽车的速度大小及

。〜10s内汽车的位移大小。

在处理汽车刹车类问题时，要注意先判断刹车到停止所用时间，再结合题意利用运动学

公式解决问题。

7.【答案】D

【解析】解：4、在p-U图像中，根据母=C可知，气体由状态a经状态b变化到状态c的

过程中，温度先增大后减小，即兀=或＜7〃，故气体在状态a与状态c时的内能相等，

当小于状态b的内能，故A错误；

8、在p-V图像中，图像与横轴所围面积表示气体做功，则名=：x(pO+2po)X%=

唔勿2=3x(2po+3p0)x%=竽，故皿2=?名，故B错误；

C、定质量的理想气体由状态a经状态b变化到状态c,内能的变化量为0,即与外界交换

的热量与外界对气体所做的功大小相等，即5+(J?=吗+明=警+竽=4p。%,

故C错误

D、从a到b,温度升高，内能增大，外界对气体做功，根据热力学第一定律可得：AU=

Q1+W1，从b到C,温度降低，内能减小，则一』U=〃2+Q2，则%+02=Q1+Q2,

故。正确；

故选：。。

一定质量的理想气体，根据岸=c判断出气体的温度变化，在P-V图像中，图像与横

轴所围面积表示气体做功，结合热力学第一定律即可判断。

本题主要考查了在P-U图像中，明确图像与横轴所围面积表示气体做功，根据图像判

断出温度的变化是解决问题的关键。

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8.【答案】D

【解析】解：必随转盘一起做匀速圆周运动，根据F=ni32r可知，b物体的向心力大

于a物体的向心力，故b物体最先达到最大静摩擦力，当角速度比较小时，此时静摩擦力

提供向心力，根据f=m32La，当b达到最大静摩擦力受，此后细线由拉力，对a分析，

根据牛顿第二定律/一7=机32儿，此时a受到摩擦力突然增大，故ABC错误，。正确；

故选：。。

当角速度较小时，ab物体受到的静摩擦力提供向心力，由b物体的半径大于a物体的半

径，b所需的向心力大于a物体的向心力，当b受到的最大静摩擦力不足以提供向心力时，

细线出现拉力，物块a受到的摩擦力即提供a所需的向心力，由对细线由拉力，即可判断。

本题考查圆周运动中力与运动的关系，注意本题中为静摩擦力与绳子的拉力充当向心力,

故应注意静摩擦力是否已达到最大静摩擦力.

9.【答案】CD

【解析】解：力、等量异种电荷形成的电场特点是中垂线为等势线；设力B连线的中点为

。.由于4B连线的垂直平分线是一条等势线，且一直延伸到无穷远处，所以。点的电势为

零。4。间的电场线方向由47。，而顺着电场线方向电势逐渐降低，可知检验电荷a向

左平移的过程中电势能始终大于零，故A错误；

B、a所处的位置电势必>0,b所处的位置电势％<0,由Ep=q<p知，检验电荷a、b在

力8连线上的电势能均大于零，则整体的电势能琮>0.故B错误；

C、在平移过程中，检验电荷a所受的静电力与其位移方向的夹角为钝角，则静电力对

检验电荷a做负功，故C正确；

。、在平移过程中，检验电荷b所受的静电力与其位移方向的夹角为钝角，则静电力对

检验电荷b做负功，故。正确。

故选：CD.

4B连线的垂直平分线是一条等势线，其电势等于无穷远处电势.根据电场线的方向分

析电势的大小.沿着电场线方向电势降低，根据电势能的公式琮=判断电势能的

变化，结合静电力做功与电势能变化的关系分析静电力做功情况。

对于等量异种电荷电场线和等势面的分布情况要熟悉，要抓住其对称性进行记忆，知道

等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，且一直延伸到无穷远。

10.【答案】AC

n

【解析】解：力、由公式A：/2=2：%可得：Hi：n2=Al2：4/]=0.5：0.1=5：1,

故4正确；

B、由图乙可知，交流电压的最大值：Um=200V

副线圈两端电压的有效值：/=贵=矍V=100&V,根据Ui：U2=n1：%可得4=

20或V，故B错误；

C、电压表匕示数变化量的大小AU3与电流表力示数变化量的大小的比值等=治保

持不变，又九1：n2=AI2：Z/i=5,所以翳=5R()不变，故C正确；

。、若将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，总电阻变大，

由欧姆定律可知副线圈的电流变小，定值电阻&的分压变小，根据：UR=U2-UR。,

故电压表匕的示数变大，而电压表匕的示数不变，电压表匕的示数与电压表匕的示数的

比值变大，故。错误。

故选：AC.

根据的：n2=AI2tHi可得匝数之比;

由变压器的变压比，电流比以及最大值与最小值的关系即可求解电压表彩的示数；

通过电压表匕示数变化量的大小与电流表4示数变化量的大小的比值结合变压器的电

流比可判断C选项；

滑动变阻器的滑片向上滑动，阻值变大，总电阻变大，由欧姆定律以及副线圈回路的电

压关系可判断。选项。

本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道理想变压器的电压之比等于匝

数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比。

11.【答案】BD

【解析】解：从图中可以看出两列波的波长分别为4a=L5?n,4=1.5m+0.9m=2.4m,

则两列波波长的最小整数公倍数为S=12m,贝股=0时，两列波的波峰重合处的所有位

置为

%=(1.5±12/c)m,k=0,1,2,3,...；k取1时，勺=13.5m或孙=-10.5小。故8。

正确，AC错误。

故选：BD。

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根据波的波长和波速求出波的周期.运用数学知识，求出位置坐标的通项，然后判断。

本题考查运用数学知识解决物理问题的能力.对于多解问题，往往要分析规律，列出通

项表达式，解题时要防止漏解。

12.【答案】BD

【解析】解：力、小物块上升至高度九3时，动能最大，速度最大，加速度为零，则mg=kx,

弹簧形变量为X=詈，故A错误；

8、小物块上升至高度色时，小物块只受重力，加速度为g,故B正确；

C、设解除锁定前，弹簧的弹性势能为琮。小物块从高度色上升到色，根据小物块与弹

簧组成的系统机械能守恒得：EP=mgh5-mgh1,故C错误；

。、小物块从高度电上升到七，小物体动能的变化量为零，根据小物体和弹簧组成的系

统机械能守恒可得：弹簧的弹性势能的减少等于小物体重力势能的增加。

小物块上升到以时，弹簧恢复原长，小物块的加速度为9,方向竖直向下，由于小物块

做简谐运动，根据对称性可知，小物块上升到电时，小物块的加速度为9,方向竖直

向上,设此时弹簧的压缩量为%',由牛顿第二定律得:kx'-mg=ma=mg,得/=等,

此时弹簧的弹性势能为与'=1kx'2='（管产=迎产，故小物块从高度电上升到九户

弹簧的弹性势能减少了空，故。正确。

k

故选：BD。

小物块的加速度为零时速度最大，由平衡条件求出小物块速度最大时弹簧的形变量；弹

簧恢复原长时小物块的加速度为g；根据小物块与弹簧组成的系统机械能守恒求解除锁

定前弹簧的弹性势能；小物块从高度后上升到储，弹簧的弹性势能等于小物块重力势能

的增加。

本题的关键要能正确分析小物块的运动情况和能量转化情况。要注意弹簧被压缩的过程

中，弹力是变力，加速度是变化的，当小物块的加速度为零时，速度最大。

13•【答案】之2考虑摩擦力的影响，质量一定时，加速度和合外力成正比。

【解析】解：（1）小车经过光电门的速度为

d

V=-

t

根据运动学公式有

v2=2ax

整理可得a=W

(2)根据图像描点作图可得

图像与横坐标有截距，说明有摩擦力的作用，故可能未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够,

根据牛顿第二定律有

F=Ma

结合图像可得小车的质量M=案="震Ukg=2kg

(3)该实验探究得到的结论是：考虑摩擦力的影响，质量一定时，加速度和合外力成正

比。

故答案为：(1)品；(2)2；(3)考虑摩擦力的影响，质量一定时，加速度和合外力成正

比。

(1)根据光电门求出小车经过光电门的速度，结合运动学公式求出小车的加速度的表达

式；

(2)结合图像和牛顿第二定律，求出小车的质量；

(3)根据图像，得出实验结论。

在涉及光电门求物体的速度时，要注意此时光电门遮光时间很短，利用这很短时间内的

平均速度来代替物体通过光电门时的瞬时速度。

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14.【答案】②串联8k127

【解析】解：（1）多用电表的欧姆挡内部有电源，无法直接测量外部电源的电阻；

（2）电压表量程太小，需串联电阻分压。

根据/=2和呆

Rv总I

R总=R串+Rv

可求得：

R串=8kC

电流表内阻已知，精确测量电池的电动势与内阻，应将电流表接在干路上，电路图如下:

电压表扩到了5倍量程，因此电压表示数U和电流表示数的关系图线中电压扩大五倍,

由U=E-/r及对应图像可得：

E=12V

AU_5x(2.0-1.2)

0=100

0.6-0.2

可求得：r=7/2

故答案为：（1）②；（2）串联；8k；电路图如上图所示；12；7

（1）多用电表的欧姆挡有内部电源，因此实验操作不妥；

（2）根据电表的量程特点结合欧姆定律计算出电阻箱的阻值，同时结合图像计算出电池

的电动势和内阻。

本题主要考查了电池电动势和内阻的测量，根据实验原理掌握正确的实验操作，熟练掌

握电表改装的知识，结合图像和欧姆定律计算出电池的电动势和内阻。

15.【答案】解：（1）由题意知，出射角r=45。

由折射定律得

(2)根据si”C=i,代入数据可得临界角为C=37。

当光线刚好在4B边上M点发生全反射时，如实线光路所示，在4B边刚好全反射时，入

射角

a=37°

由几何关系知，反射到4C边的入射角

a'=53°>C

能够发生全反射。过P点做的垂线，设PQ=a,由几何关系知

QM=a-tan37°

从P点发出的光能从4B边射出棱镜区域的长度为

Lj=2QM

当P点发出的光线刚好在AC边上发生全反射时，如图蓝线光路所示，设与AC交点为H,

从P作4c垂线，交4C于/点，由几何关系知

PI=3a,IH=PFtan37°

从P点发出的光线到A点时;由几何关系知NPAB<37。，光线可以出射。从P点发出的

光能从4c边射出棱镜区域的长度为

L2=AH

则公、之比为

乙1：L?=6：13

答：(1)该光线在微棱镜内入射角的正弦值为哈；

(2)从P点发出的光能从4B边和AC边射出棱镜区域的长度L、42之比为6：13。

【解析】(1)根据题意可知，折射角为45。，根据折射定律求解入射角的正弦值；

(2)分别作出在力B面上和2C面上恰好发生全反射的光路图，根据几何知识求解该部分光

线在4B边上的照射区域长度。

解决该题的关键是能够正确作出光路图，能根据几何知识求解相关的长度和角度，熟记

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折射定律的表达式以及全反射的临界角的表达式。

16.【答案】解：(1)设运动员的质量为m,运动员从4点运动到。点的过程，由动能定理

得：

mgh=诏

解得：v0=10V10m/s

(2)设运动员在。点起跳时速度方向与水平方向的夹角为0,将起跳时速度火和重力加速

度g沿雪坡方向和垂直雪坡方向分解，

如图所示，则有：V，*'.

//V。

/

%=vosin(a+0)]//

v2=v0cos(a+0)-7

ar=gcosa

a2=gsina]

设运动员从。点到B点的时间为t,运动员离开雪坡的距

离为s

由s=一gait?,当s=0时，£=普

运动员从。点运动到C点的距离为3则

17z

L=v2t+-a2t

联立解得：L=等sin(30。+6)cosd=^[sin(20+30°)+sin30°]=^[sin(20+

30。)+勺

所以当2。+30。=90。时，即。=30。时，L最大，且Lmax=2006

答：(1)运动员到达起跳点。时的速度大小％为10VT^n/s。

(2)求起跳角。为30。时落点C距。点最远，最远距离L为200m。

【解析】(1)运动员从4点运动到。点的过程，由动能定理求运动员到达起跳点。时的速

度大小％;

(2)运动员离开。点后在空中做斜上抛运动，将其运动沿斜面方向和垂直于斜面方向分解,

根据分位移公式得到落点C距。点的距离与跳角。的关系式，利用数学知识求解。

本题考查动能定理与平抛运动的综合应用，掌握平抛运动的另一种分解方法：沿斜面方

向和垂直于斜面方向，结合数学知识帮助处理。

17.【答案】解：(1)将粒子的速度为分解为沿X轴方向的分速度为x沿轴方向的分速度为y,

根据题意可得，在沿轴方向上%W=2Wa，

沿轴负方向上粒子减速，所以有：等t=3a

设联立可得：器=遮=5应9(其中。为初速度方向与％正方向的夹角)

解得：。=60°,VOy=yVo

又由qEi=m%可得加速度大小为：的=警

又有诏y=2alx3a

求得用=翳

(2)粒子沿％轴方向的分速度=vQcosdf解得：vOx=

所以有：=2y[3m

解得：口=%

根据粒子减速可知粒子带正电荷，由左手定则可知，粒子沿y轴负方向偏转，

由洛伦兹力提供向心力可得：qvOx=

解得:r=2a

设粒子在磁场中运动时轨迹对应的圆心角为a,由几何关系可得：sina=£

解得：a=30。

粒子在磁场中运动时间：4=券x誓

"Uqtt

解得…=器

粒子从4点射出到打到荧光屏上所经历的时间：t=0+t2

解得：£=心+舞；

v06qB

(3)粒子沿z轴正向、电场强度大小为&＞的匀强电场中加速位移：

答：(l)Oyz平面左侧匀强电场的电场强度大小为鬻；

(2)粒子从4点射出到打到荧光屏上所经历的时间为空+舞;

VQ6qB

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(3)粒子最终打在荧光屏上的P点时的位置坐标为[a,(2-遮)a,穿塞]。

【解析】(1)将粒子的速度处分解为沿%轴方向的分速度处x沿轴方向的分速度为”根据

类平抛运动的规律结合运动学公式进行解答；

(2)求出粒子在电场中运动的时间，再根据洛伦兹力提供向心力求解粒子在磁场中运动

的轨迹半径，根据几何关系求解轨迹对应的圆心角，再结合周期公式求解在磁场中运动

的时间，由此得到粒子从4点射出到打到荧光