2022年高考物理（山东卷）真题详细解读及评析

山东省2022年普通高中学业水平等级考试物理

【试题评析】

2022年高考山东学业水平考试物理试题依据新课标考查要求，注重体现学科特色，突出

物理学科主干内容和科学思维等关键能力的考察，在注重考查基础知识的同时，考查考生对物

理过程的分析和综合运用知识能力的考查。试题落实立德树人根本任务，坚持正确的育人方向，

促进学生德智体美劳全面发展；试题合理选取情境，加强教考衔接，促进学生科学思维和正确

价值观念的形成与发展，引导考生综合能力提升。2022年高考山东学业水平考试物理试题加

强教考衔接，促进对学生核心素养的培养，助力素质教育发展。

2022年高考山东学业水平考试物理严格依据课程标准，注重对高中物理核心、主干内容

的考查，不偏不怪，注重在考查中深化基础性，在具体的情境中考查学生对物理本质的理解,

引导学生知其然，更知其所以然。同时，试题注重考查一些通用性的物理方法，引导减少“机

械刷题''现象。例如，第1题、第2题等题都是考查基础知识，第3题需要考虑到对称性。

2022年高考物理创设联系生产生活实际、科学技术进步的真实情境，考查学生建立物理

模型，灵活运用所学物理知识解决实际问题的能力，促进学生核心素养的培养和发展。例如,

第2题以“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭为情景，第6题，以我国首颗太阳探测科

学技术试验卫星“羲和号”发射为情景，第8题无人配送小车测试，第11题以打网球为情景，

将学科内容与实际紧密结合，引导学生关注科技进步。热爱体育运动。

物理学是以科学实验为基础，任何理论，都需要经过反复的科学实验验证，物理实验是

培养学生物理学科素养的重要途径和方式。2022年高考山东学业水平考试物理在实验原理的

理解、实验方案的设计、实验仪器的选择、基本仪器的使用、实验数据的处理、实验结论的得

出和解释、实验创新等方面加强设计，考查学生的实验能力和科学探究能力，充分发挥对高中

实验教学的积极导向作用，引导教学重视实验探究，引导学生自己动手做实验，切实提升实验

能力。例如第13题，取材于“天宫课堂”，考查对实验相关知识的理解掌握。

综观整个试题，基础题，中等题占比较大，但是每一个题都不拘一格，看似“普通”，实

则都对考生思维能力和科学素养考查，对高考选拔都有效度和信度。例如：压轴题17题、18

题，综合性强，具有一定难度，可有效提升试题的区分度，增加高考选拔的效度和信度。

物理解析

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.碘125衰变时产生/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（）

1111

A.—B.-C.-D.

16842

【参考答案】B

【命题意图】本题考查半衰期及其相关计算。

【名师解析】

碘125的半衰期为60天，根据半衰期的定义，经过一个半衰期，剩余经过180天即3个半衰期，剩余

碘125的质量为刚植入时的选项B正确。

2228

2.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，发射仓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

【参考答案】A

【命题意图】本题考查受力分析、动量定理、能量守恒定律及其相关知识点。

【名师解析】

火箭从发射仓发射出来，受到竖直向上的高压气体的推力作用，推力随火箭上升高度的增大不断减小，刚

开始向上的时候高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和，火箭向上做加速度减小的加速运动，当

向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时，火箭的加速度为零，速度最大，接着向上的高

压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和时，火箭接着向上做加速度增大的减速运动，直至速度为零,

故当火箭的加速度为零时，速度最大，动能最大，选项A正确；根据能量守恒定律，可知高压气体释放的

能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能，选项B错误：对火箭匕升过程，由动量定理可知合力冲

量等于火箭动量的增加量，故C错误；对火箭上升过程，根据功能关系，可知高压气体的推力和空气阻力

对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量，故D错误。

3.半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于。点，环上均匀分布着电量为。的正电荷。点A、&

C将圆环三等分，取走4、B处两段弧长均为DL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距。

点为2A的。点，。点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为()

D

AA,正T电山＞荷，q=------DB.正出电产荷，q=—————

兀RTIR

C.负电荷，q=改空D.负电荷，q=2』。竺

nR”成

【参考答案】C

【命题意图】本题考查电场叠加及其相关知识点。

【名师解析】半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于。点，环上均匀分布着电量为。的正电荷,

根据对称性，0点的电场强度为零。取走A、8处两段弧长均为AL的小圆弧上的电荷，根据对称性可知,

圆环在。点产生的电场强度为与A在同一直径上的4和与B在同直径上的'产生的电场强度的矢量和,

如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，山点电荷电场强度公式，行,茄,QN

E1r,=k-■!.=k------

1R22兀炉r

由图可知，两场强的夹角为120°，根据电场叠加原理，则两者的合场强为E=2Eicos6(T=g=攵合^

根据。点的合场强为0,则放在。点的点电荷带负电，大小为E'=E=k”与

2乃R,

根据£=女7黑，联立解得4=名”，选项C正确。

(2勺兀R

4.如图所示的变压器，输入电压为220V,可输出12V、18V、30V电压，匝数为々的原线圈中电随时间变

化为”=U,"COS（100加）.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12。的电阻

R接在BC两端时，功率为12W。下列说法正确的是（）

A.m为1100匝，。皿为220V

B.BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4A

C.若将R接在AB两端，R两端的电压为18V,频率为100Hz

D.若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5A,周期为0.02s

【参考答案】D

【命题意图】本题考查变压器、电功率及其相关知识点。

【名师解析】

根据题述变压器的原线圈输入电压为220V,原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系,“=U,,,cos（100加）,

故输入交流电压的最大值为Um=220应V,根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为;解

得原线圈为2200匝，选项A错误；根据图像可知，当原线圈输入220V时,，8c间的电压应该为12V,故

3C间的线圈匝数关系有级=工工=120,8c间的线圈匝数为nBC=120匝，流过R的电流为

10.1V

,P12W

/叱=不一=TR=IA,选项B错误；若将R接在A8端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，A8间

UBC"V

的电压应该为18V。根据交流电原线圈电压的表达式"=U,"Cos(100&),可知，交流电的圆频率为3=1()()兀,

故交流电的频率为/=工=乌=50Hz,选项C错误；若将R接在AC端，根据图像可知，当原线圈输入

T27r

220V时，AC间的电压应该为30V,根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为，c="=^A=2.5A,

⑶R12

交流电的周期为T=1/打2兀/o)=0.02s,选项D正确。

5.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

【参考答案】C

【命题意图】本题考查热学相关知识点。

【名师解析】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,

则有(口一〃o)s=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。

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AUnQ+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，AB错误；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。

6.“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〃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()

*、,卫星

gR2T2y

【参考答案】C

【命题意图】本题考查万有引力定律、牛顿运动定律、圆周运动及其相关知识点。

【名师解析】

地球表面的重力加速度为g,根据牛顿第二定律得丫丁=mg,解得GM=gR2,根据题意可知，卫星的运

R-

行周期为T=T/n。

GMm47r2

根据牛顿第:定律，万有引力提供卫星运动的向心力，则有7'^^=根卡（/?+〃）

（R+h）1

J处二一E，选项C正确。

联立解得/?

V4/乃2

7.柱状光学器件横截面如图所示，0P右侧是以。为圆心、半径为R的,圆，左则是直角梯形，”长为R,

AC与CO夹角45°,AC中点为瓦a、b两种频率的细激光束，垂直AB面入射，器件介质对a,6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。光B.仅有b光

C.a、力光都可以D.a、6光都不可以

【参考答案】A

【命题意图】本题考查光的折射定律、反射定律及其相关知识点。

【名师解析】

当两种频率的细激光束从A点垂直于面入射时，激光沿直线传播到。点，经第一次反射沿半径方向直线

传播出去。

保持光的入射方向不变，入射点从A向8移动过程中，如下图可知，激光沿直线传播到CO面经反射向PM

面传播，根据图像可知，入射点从4向8移动过程中，光线传播到，例面的入射角逐渐增大。

当入射点为8点时，根据光的反射定律及几何关系可知，光线传播到面的P点，此时光线在面上

的入射角最大，设为a,由几何关系得a=45。,

根据全反射临界角公式得，sinC〃=L=一1〈坐，sinC〃=」-=军

%1.422nh1.402

两种频率的细激光束的全反射的临界角关系为Q<45<G

故在入射光从A向8移动过程中，a光能在PM面全反射后，从面射出；b光不能在面发生全反射,

故仅有a光。选项A正确，BCD错误。

8.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后,CD段的加速度最大为lm/s2。小车视为质点，小车从A到。所需最短时间［及在AB段做匀速直

线运动的最长距离/为（）

7兀、,0

A.t=2d----s,/=8m

I4J

D./J2+AV6+(2^L.5.5m

【参考答案】B

【命题意图】本题考查向心加速度、直线运动及其相关知识点。

【名师解析】在BC段的最大加速度为n=2m/s2,则根据4=工

可得在BC段的最大速度为v|m=V6m/S

在。段的最大加速度为―，则根据生干

可得在8c段的最大速度为为m=2m/S<hm

TTY+冗丫171

可知在BCD段运动时的速度为片2m/s,在8c。段运动的时间为J=-----壬=—S

v2

9=匕5

AB段从最大速度Vm减速到V的时间％=

2

位移x,=―—―=3m在AB段匀速的最长距离为/=8m-3m=5m

2囚

I5

则匀速运动的时间L=—=TS

Vm4

97%、

则从A到D最短时间为，=4+，2+，3=（4+T）S选项B正确ACD错误。

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。

9.一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点。的质点振动图像如右图所示。当，=7s时，简谐波

的波动图像可能正确的是（）

【参考答案】AC

【命题意图】本题考查对振动图像的理解和机械波及其相关知识点。

【名师解析】

由。点的振动图像可知，周期为7=12s,设原点处的质点的振动方程为y=Asin（于t+（p）。

27r

将t=0,原点处质点的位移为10cm,代入原点处质点的振动方程为尸Asin（亍•1+◊）,则有l（）=20sine，

27r

解得初相位（P=TC/6O在1=7s时刻，原点O处质点位移y?=20sin（—X7+TU/6）=10f17.3cm,

因7s」T+-S-T

212

则在H7s时刻质点在），轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为选项C中图像所示；

若波向左传播，则波形如选项A中图像所示。此题当/=7s时，简谐波的波动图像可能正确的是AC。

10.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S-S2的宽度可调，狭缝到屏的距离

为心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0、S2到屏上尸点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹

【参考答案】ACD

【命题意图】本题考查双缝干涉及其相关知识点。

【名师解析】

由图可知，图乙中间部分等间距条纹，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，

选项A正确；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，选项B错误；根据条纹间距公式可知照射两条狭缝时，增加3

a

其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，选项C正确；照射两条狭缝时，若光从狭缝S|、S2到

屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，尸点处一定是暗条纹，选项D正确。

11.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，垂直墙面速度分量

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lOm/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（）

C.d=3.6mD.J=3.9m

【参考答案】BD

【命题意图】本题考查运动的合成与分解及其相关知识点。

【名师解析】

设网球飞出时的速度为％,竖直方向《竖直=2g("-〃)

代入数据得%竖直=j2xl0x(8.45—L25)m/s=12m/s

则％水平=J13?-122mzs-5m/s

排球水平方向到P点的距离X水平=%水平f=%水平•迪正=6m

g

4

根据几何关系可得打在墙面上时，垂直墙面的速度分量%水平工=1^^平=

3

平行墙面的速度分量%水平〃=%水平,-=3m/s

反弹后•，垂直墙面的速度分量限平工=0.75・%水平_1_=3m/s

则反弹后的网球速度大小为珠平=5/吸平工+片水平〃=3&m/s

网球落到地面的时间t=J罟=J：；2s=i.3s

着地点到墙壁的距离d=限平J=3.9m,选项BD正确，AC错误。

12.如图所示，X。)，平面的第一、三象限内以坐标原点。为圆心、半径为友心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。点的顶点、在xOy平面内以角速度0顺时针匀

速转动，f=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f变

化规律的描述正确的是()

、/・B

'、、J

O

•

B

TT

A.在六0至l"二——的过程中，E一直增大

2G

TT

B.在00到，=——的过程中，E先增大后减小

269

7T

C,在仁0到1=——过程中，E的变化率一直增大

4co

7T

D.在仁0至ljr=—的过程中，E的变化率一直减小

469

【参考答案】BC

【命题意图】本题考查电磁感应及其相关知识点。

【名师解析】

如图所示

-TT-JT

在QO至卜=一的过程中，线框的有效切割长度先变大再变小，当f=F时，有效切割长度最大为&L，

2(0469

71

此时，感应电动势最大，所以在r=o至打=——的过程中，E先增大后减小，故B正确，A错误；

1(0

TT

在UO至〃=:一的过程中，设转过的角度为明由几何关系可得，=3t。

4/

进入磁场部分线框的面积5=""an。

2

穿过线圈的磁通量＜D=BS='"Sn""

2

I/\Jy，

线圈产生的感应电动势E=0>=——，感应电动势的变化率——=E

对①=以幽竺求二次导数得空=8乙232sec?初tancot

2A/

TT

在片0到"一的过程中BZ?o2sec20tan0一直变大，所以E的变化率一直增大，故C正确，D错误。

4a)

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.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：

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；

图甲

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。点。A点到。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。随时间f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尸与a的数据，画出a—尸图像如图丙中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H,则待测物体的

质量为kg。

【参考答案】（1）12（2）0.20（3）0.13

【命题意图】本题考查实验探究能力，胡克定律、牛顿运动定律及其相关知识点。

【名师解析】（1）由图乙可知，弹簧处于原长时滑块左端位于。点，A点到。点的距离为5.00cm,结合图

乙的F—t图有弹力最大值为Fm=0.610N,弹簧伸长△x=5.00cm=0.0500m,

由胡克定律F,„=kAx可得k=12.N/m

（2）根据a——F图像I的斜率等于1/m,可知滑块与加速度传感器的总质量为m=0.20kg

（3）根据a---F图像n的斜率等于1/（m+nix）,可知m+mx=0.50/1.50kg,解得nix=0.13kg。

14.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,内阻未知）；

电流表Ai（量程10mA,内阻为90C）；

电流表A2（量程30mA,内阻为30C）；

定值电阻R）（阻值为150C）；

滑动变阻器R（最大阻值为100。）；

待测电阻

开关S,导线若干。

测量电路如图所示。

------1|------—-

R

,R。，

（1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻品接入电路；闭合开关，

调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的g处。该同学选用的电流表为（填“Ai”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。。

3

（2）断开开关，保持滑片的位置不变。用R•替换Ro,闭合开关后，电流表指针指在满刻度的g处，则&

的测量值为

（3）本实验中未考虑电池内阻，对R,的测量值_________（填“有”或“无”）影响

【参考答案】（1）Ai.60（2）100（3）无

【命题意图】本题考查测量电阻实验、闭合电路欧姆定律及其相关知识点。

【名师解析】

（1）根据题述各元件数据可知，电路总电阻约R.&=300Q,其电流I=E/Rd=O.OO5A=5mA,电流表指针指

在满刻度的1/2处，所以该同学选到的电流表为量程10mA的AL。由闭合电路欧姆定律，可知滑动变阻器

接入电路的电阻R=R&-Rn-/?gi=300Q-1500-90Q=6001,

（2）断开开关，保持滑片位置不变，用Rx替换R0.闭合开关后，电流表指针指在满刻度的3/5处，其电流

为li=6mA,由闭合电路欧姆定律，R总尸E/h=250Q,Rx的测量值R*=K总LR-”尸250Q-60Q-90Q=100Q。

（3）根据上述运算，可知可以把电池内阻与滑动变阻器电阻合在一起考虑，因此本实验未考虑电池内阻，

对Rx的测量值无影响。

15.某些鱼类通过调节体内鱼瞟的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳗结构可简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，处。B室内气体体积为匕质量为〃1；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，鱼鳏内气体温度不变。水的密度为p,

重力加速度为g。大气压强为po,求：

（1）鱼通过增加B室体积获得大小为。的加速度、需从A室充入B室的气体质量△〃?；

（2）鱼静止于水面下朋处时，B室内气体质量如。

,MmapgH+p,

【参考答案】（1）=-一；（2）叫=--一~}m

VpgPgHi+Po

【命题意图】本题考查气体实验定律和牛顿运动定律。

【名师解析】（1）设B室增大△▽,获得加速度a,增大的浮力为△f=pgZ\V,

由牛顿第二定律，AfuMa,

解得△VuMa/pg

由m/V=Am/AV,

解得△!!!二Mma/pgV

（2）鱼静止于水面下H处时，压强p=po+pgH,B空内气体体积为V

鱼静止于水面下Hi处时，压强pi=po+pgHi

由玻意耳定律，pV=p\V\

解得：””v

Po+PgHi

由m/V=m2/Vi，解得mi=，五'名竺m

Pq+PgHi

16.某粮库使用额定电压U=380V,内阻R=0.25Q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。已知小车质量加=100kg,车上粮食质量〃?2=1200kg,配重质量，〃o=40kg,取重力加速度g-10m/s2,

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A,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％值；

(2)上行路程乙值。

【参考答案】(1)k=O.l；(2)£=67/185m

【命题意图】本题考查能量守恒定律、平衡条件、牛顿运动定律及其相关知识点。

【名师解析】(1)设电动机的牵引绳拉力为F,拉力功率&=U/-FR,

解得F=7400N。

设斜坡倾角为卸粮食后，空小车匀速下行，，闻g+f2=，//gsin0,

f2=kmig

装满粮食的小车匀速上行，，Mg+F=fj+(mi+m2)gsin0,

fi=k(mi+m2)g

联立解得k=O.l,sin0=0.5

(2)关闭电动机后，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

fi+(mi+m2)gsin0-mog=(mi+mz+zn”)a

解得装满粮食的小车的加速度大小

a=fi/(mi+mz+mo)+(mi+m?)gsin0/(mi+nb+m。)・mogl(mi+m2+，〃o)

代入数据得：a=370/67m/s2,

由v2=2aL

解得：£=67/185m

17.中国“人造太阳”在核聚变实验方而取得新突破，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，在三维坐标系中，0<z,,d空间内充满匀强磁场I,磁感应强度大小为以方向

沿X轴正方向；-3d„z<Q,y..o的空间内充满匀强磁场H,磁感应强度大小为1B，方向平行于xOy

2

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〃八带电

量为+4的离子甲，从yOz平面第三象限内距y轴为乙的点A以一定速度出射，速度方向与z轴正方向夹

角为夕，在在yOz平面内运动一段时间后，经坐标原点。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%时，求电场强度的大小£；

（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匕.；

（3）离子甲以幽的速度从。点沿z轴正方向第一次穿过龙0y面进入磁场I,求第四次穿过xOy平面的

2m

位置坐标（用"表示）；

（4）当离子甲以幽的速度从。点进入磁场I时，质量为4加、带电量为+4的离子乙，也从。点沿z轴

2m

正方向以相同的动能同时进入磁场L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（忽

略离子间相互作用）。

【参考答案】⑴丝四簪2；⑵幽；(3)”,小。)；

qLm

(4)(7+7扬胃

qB

【命题意图】本题考查带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动和在匀强电场中的类平抛运动。

【名师解析】

(1)如图所示

离子甲受到的电场力沿y轴负方向，离子甲的运动可以分解为y方向的匀减速运动和沿Z方向的匀速运动从

A到。的过程，有

L=vocosp-t

vosinp=at,

qE=ma,

联立解得：E=均‘in丝

2qL

(2)离子甲在磁场I中运动的最大轨迹半径为八=d,

离子从坐标原点0沿z轴正方向进入磁场I中，由洛伦兹力提供向心力

V2

qvB=m-!S-

解得：旧幽

m

离子经过磁场i偏转后从y轴进入磁场a中，由洛伦兹力提供向心力可得

V2mv2

QV-----D------

22

可得

r2=近八

为了使离子在磁场中运动，需满足

rx<d,r2<3d

联立可得

心幽

m

即要使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动，进入磁场时的最大速度为"一；

m

(3)离子甲以幽的速度从。点沿z轴正方向第一次穿过X。面进入磁场I,离子在磁场I中的轨迹半径

2m

为

mvd

r.=—=一

'qB2

离子在磁场n中的轨迹半径为

离子从0点第一次穿过到第四次穿过平面的运动情景，如图所示

AZ

离子第四次穿过xOy平面的x坐标为

x4=2r2sin45°=J

离子第四次穿过xOy平面的y坐标为

乂=24=d

故离子第四次穿过平面的位置坐标为（d，4,0）

（4）设离子乙的速度为M,根据离子甲、乙动能相同，可得

1214,2

—mv=—x4mv

22

可得丫，/=理

24m

离子甲在磁场I中的轨迹半径为

mvd

RK

\qB=2

离子甲在磁场II中的轨迹半径为

离子乙在磁场I中的轨迹半径为

,mv'd1

r.=---=—=—r.

'qB42i

离子乙在磁场II中的轨迹半径为

,mv'yjld1

Q~TB

从。点进入磁场到第一个交点过程，有

IT1T12兀m12兀m“六、nm

^=-^+~7=-^--+^—y=-=(l+V2)—

2222482V2qB

q-----B

2

2万•4m2乃•4/?7

〃=Z'+4=---'--产-(8+8伪型

qBx/2qB

q----B

2

可得离子甲、乙到达它们运动轨迹第一个交点的时间差为△/=/乙一厢=(7+70)W

qB

18.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，0'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0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%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。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的质量加八=0-1kg,B的质量

mK=0.3kg,A与B的动摩擦因数4=04,B与地面间的动摩擦因数〃2=0-225,%=4m/s,取重力加

速度g=10m/s2。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”与之；

(2)B光滑部分的长度出

(3)运动过程中A对B的摩擦力所做的功叱.；

M

(4)实现上述运动过程，——的取值范围(结果用cos5°表示)。

机A

uiiinn

小球9-----

\\

I|~|B

ilifuniuninuininHH{iinuHUHnifniuufunHnuiiniHnf

73

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

B665

3房M3岳

，4i85<<85(1-Jl-cos5。)

【命题意图】本题考查机械能守恒定律、动量守恒定律、牛顿运动定律、匀变速直线运动、单摆的简谐运

动及其相关知识点。

【名师解析】

(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,

根据弹性碰撞满足的动量守恒定律，

niAVO=mAVA^tllBVB

碰撞前后相同的总动能不变，—mAv(T=—mAvjC+—mBvir

222

联立解得：4的一‘""V」vo=-2m/s；(负号表示速度方向水平向左)

根A+mB2

VB=―—vo=—vo=2m/s；(正号表示速度方向水平向左)

mA+mK2

即A和B速度的大小分别为％=2m/s,vB=2m/s。

(2)因