专题22选择题的必杀技巧（讲义）

专题22选择题的必杀技巧TOC\o"13"\h\u01专题网络·思维脑图 102考情分析·解密高考 203高频考点·以考定法 2 2一、排除法 2二、二级结论法 2三作图分析法（图解法） 3五、举例法 3六、特殊赋值法 3七、等效替换法 3八、类比分析法 3九、补偿思维法 3十、极限分析法 4十一、估算求解法 4十二量纲分析法 4 4 10考向1：力与运动选择题 10考向2：运动与能量选择题 12考向3：电与磁选择题 14考向4：光学选择题 16考向5：热学选择题 19考向6：机械振动和机械波 21考向7：近代物理 2204核心素养·难点突破 2405创新好题·轻松练 41新情境1：科技结合类 41新情境2：生产生活先关类 44新情境3：航天航空类 48新情境4：新材料类 51新情境5：热门时政类 53新情境6：前沿科技获奖类 54考点内容要求学习目标选择题的常用方法II掌握解选择题的常用的解题方法；大多数选择题的解答，需要应用物理概念和规律直接分析、计算。不过对于某些特定的选择题，可以利用特殊的技巧快速解答，提高效率。当直接分析、判断陷入困境时，可以考虑一下是否有什么适用的快解技巧。常见的选择题的快解技巧如下。一、排除法在读懂题意的基础上，根据题目要求，对选项进行比较归类，通过分析对错误选项进行排除，从而选出正确的选项。比如，对单选题，若前三个选项不正确，则一定选第四个选项；对多选题，若前两个选项不正确，则一定选后两个选项。二、二级结论法在平时的解题过程中，积累了大量的“二级结论”，熟记并巧用一些“二级结论”可以使思维过程简化，节约解题时间。非常实用的二级结论有：匀变速直线运动的比例关系；（2）等时圆规律；（3）力的动态平衡的三种解题方法；（4）平抛运动的两个推论；（5）等量同种或等量异种点电荷周围电场和电势的分布规律；（6）不同比荷的同性带电粒子由静止相继经过同一加速电场和偏转电场，轨迹完全重合；（7）直流电路中动态分析的“串反并同”结论；（8）平行通电导线电流同向时相吸，电流异向时相斥，不平行时，具有旋转同向并靠拢的趋势；（9）带电平行板电容器与电源断开，改变极板间距离不影响极板间匀强电场的电场强度；（10）楞次定律的“来拒去留”“增缩减扩”等推论；（11）从红光到紫光的波长、频率、折射率、波速的变化规律等。三作图分析法（图解法）与物理表达式（函数）相比，作图能更直观地表达各物理量的关系。解题时，作辅助图不但快速、准确，避免繁杂的运算，有时还能解决一些用一般计算方法无法解决的问题。经常用到的辅助图有：运动关系示意图、速度—时间图像、矢量图。画运动关系示意图对弄清各物理量的关系建立方程很有帮助；速度—时间图像在分析追及问题、木板—滑块的复杂运动时效果很好；矢量图常用于力学平衡问题分析，有时比列式分析更快。四、逆向思维法如果问题涉及可逆物理过程，当按正常思路判断，遇到困难时，则可考虑运用逆向思维方法来分析、判断。有些可逆物理过程还具有对称性，则利用对称规律并运用逆向思维解题是一条捷径。五、举例法有些选择题的选项中，带有“可能”“可以”等不确定词语，只要能举出一个特殊例子证明它正确，就可以肯定这个选项是正确的；有些选择题的选项中，带有“一定”“不可能”等肯定的词语，只要能举出一个反例，就可以排除这个选项。六、特殊赋值法有些选择题，根据它所描述的物理现象的一般情况，难以直接判断选项的正误时，可以让某些物理量取特殊值，代入到各选项中逐个进行检验。凡是用特殊值检验证明是不正确的选项，一定是错误的，可以排除。七、等效替换法等效替换法是把陌生、复杂的物理现象、物理过程在保证某种效果、特性或关系相同的前提下，转化为简单、熟悉的物理现象、物理过程来研究，从而认识研究对象本质和规律的一种思想方法。等效替换法广泛应用于物理问题的研究中，如：力的合成与分解、运动的合成与分解、等效场、等效电源、变压器问题中的等效电阻。八、类比分析法将两个（或两类）研究对象进行对比，分析它们的相同或相似之处、相互的联系或所遵循的规律，然后根据它们在某些方面有相同或相似的属性，进一步推断它们在其他方面也可能有相同或相似的属性的一种思维方法，尤其在处理一些物理背景很新颖的题目时，可以尝试使用这种方法。比如：恒力作用下，或电场与重力场叠加中的类平抛问题、类斜抛问题，可直接类比使用平抛、斜抛相关结论。九、补偿思维法质量分布均匀的球体挖去一部分后一般不能看作在球心的质点；电荷分布均匀的球体挖去一部分后一般不能看作在球心的点电荷。这种情况可将空腔补上，以方便应用万有引力定律或库仑定律，再结合力的合成或分解可解决问题。十、极限分析法极限法是把某个物理量推向极端，从而作出科学的推理分析，给出判断或导出一般结论。该方法一般适用于题干中所涉及的物理量随条件单调变化的情况，极限思维法在进行某些物理过程分析时，具有独特作用，使问题化难为易，化繁为简，达到事半功倍的效果。十一、估算求解法有些选择题本身就是估算题，有些看似要精确计算，实际上只要通过物理方法（如：数量级分析），或者数学近似计算法（如：数据取整），进行大致推算即可得出答案。估算是一种科学而有实用价值的特殊方法，可以大大简化运算，快速地找出正确选项。eq\a\vs4\al()十二量纲分析法从物理量的单位出发筛选出正确答案。如果等式两边单位不一致，或所列选项的单位与题干要求量不统一，则肯定有错误。【典例1】（2023·江苏·统考高考真题）如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为（

）A． B． C． D．【答案】D【详解】对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN=mg月则对一条腿有，根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为。故选D。2．（2023·浙江·统考高考真题）如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，，半径Ob与重力的夹角为37°。已知，，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为（

）A．， B．，C．， D．，【答案】D【详解】对光滑圆柱体受力分析如图由题意有，故选D。3．（2023·山东·统考高考真题）餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（

）A．10N/m B．100N/m C．200N/m D．300N/m【答案】B【详解】由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距，则有mg=3∙kx，解得k=100N/m故选B。4．（2023·福建·统考高考真题）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（）A．减弱激光强度 B．提升瓶内液面高度C．改用折射率更小的液体 D．增大激光器与小孔之间的水平距离【答案】B【详解】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角，可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。A．减弱激光的强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误；B．提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增大了激光束的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光速更好的沿液流传播，故B正确；C．若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误；D．增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D错误。故选B。5．（2023·北京·统考高考真题）位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则t=T时的波形图为（

）A．

B．

C．

D．

【答案】D【详解】由于t=0时波源从平衡位置开始振动，由振动方程可知，波源起振方向沿y轴正方向，且t=T时波的图像应和t=0时的相同，根据“上坡下，下坡上”可知t=T时的波形图为选项D图。故选D。6．（多选）（2023·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是（

）A．热量能自发地从低温物体传到高温物体B．液体的表面张力方向总是跟液面相切C．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的D．当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率【答案】BD【详解】A．根据热力学第二定律可知热量能不可能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；B．液体的表面张力方向总是跟液面相切，故B正确；C．由狭义相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故C错误；D．根据多普勒效应可知当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率，故D正确。故选BD。7．（2023·辽宁·统考高考真题）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP。导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像可能正确的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】C【详解】如图所示导体棒匀速转动，设速度为v，设导体棒从到过程，棒转过的角度为，则导体棒垂直磁感线方向的分速度为可知导体棒垂直磁感线的分速度为余弦变化，根据左手定则可知，导体棒经过B点和B点关于P点的对称点时，电流方向发生变化，根据，可知导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像为余弦图像。故选C。8．（2023·重庆·统考高考真题）某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈P的匝数为N，磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在t时间内每匝线圈面积增加了S，则线圈P在该时间内的平均感应电动势为（）A．B． C． D．【答案】A【详解】根据法拉第电磁感应定律有故选A。9．（2023·湖北·统考高考真题）两节动车的额定功率分别为和，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（

）A． B． C． D．【答案】D【详解】由题意可知两节动车分别有，当将它们编组后有联立可得故选D。10．（2023·山东·统考高考真题）如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离是RS的两倍，RS段的平均速度是10m/s，ST段的平均速度是5m/s，则公交车经过T点时的瞬时速度为（

）A．3m/s B．2m/s C．1m/s D．0.5m/s【答案】C【详解】由题知，电动公交车做匀减速直线运动，且设RS间的距离为x，则根据题意有，联立解得，t2=4t1，vT=vR－10再根据匀变速直线运动速度与时间的关系有vT=vR－a∙5t1则at1=2m/s其中还有，解得vR=11m/s，联立解得，vT=1m/s故选C。11．（2023·辽宁·统考高考真题）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则（）A．①和③的能量相等 B．②的频率大于④的频率C．用②照射该金属一定能发生光电效应D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek【答案】A【详解】A．由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；B．因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据可知②的频率小于④的频率，选项B错误；C．因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；D．因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据，则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。故选A。考向1：力与运动选择题1．（2024·湖南岳阳·统考一模）如图甲所示，小明在地球表面进行了物体在竖直方向做直线运动的实验，弹簧原长时，小球由静止释放，在弹簧弹力与重力作用下，测得小球的加速度a与位移x的关系图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数为k，地球的半径为R，万有引力常量为G，不考虑地球自转影响，忽略空气阻力，下列说法正确的是（

）A．小球的位移为x0时，小球正好处于完全失重状态 B．小球的最大速度为C．小球的质量为 D．地球的密度为【答案】B【详解】A．由题图乙可知，小球的位移为时，小球的加速度为0，小球的合力为0，弹簧的拉力与小球的重力等大方向，小球既不是失重状态也不是超重状态，故A错误；B．小球的加速度a与位移x的关系图像与坐标轴围成的面积表示速度平方的一半，当小球的加速度为零时，小球的加速度最大，设小球的最大速度为，则有得小球的最大速度，，故B正确；C．设地球表面的重力加速度为，小球的质量为m，当小球向下运动的位移为x，弹簧的伸长量也为x，设小球的加速度为a，对小球受力分析，由牛顿第二定律可得，整理可得，结合图乙可知，，则有，，故C错误；D．设地球的质量为M，由，可得又有，解得则月球的密度为，故D错误。故选B。2．（2024·陕西咸阳·统考一模）跳跳杆是一种深受小朋友喜爱的弹跳器。可以自由伸缩的中心弹簧，一端固定在跳杆上，另一端固定在与踏板相连的杆身上，当人在踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧向上弹起，将人和跳杆带离地面。当某同学玩跳跳杆时从最高点竖直下落到最低点的过程中，忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（）A．下落全过程中，该同学速度一直减小B．下落全过程中，该同学加速度先增大后减小C．下落全过程中，跳杆刚接触地面时，该同学速度最大D．下落全过程中，跳跳杆形变量最大时，该同学处于超重状态【答案】D【详解】ABC．下落全过程中，跳杆接触地面前，该同学和跳杆做自由落体运动，速度增大，加速度保持不变；跳杆刚接触地面后，一开始弹簧弹力小于该同学和跳杆的总重力，该同学和跳杆继续向下做加速度减小的加速运动；当弹簧弹力等于该同学和跳杆的总重力时，该同学和跳杆的速度达到最大；之后弹簧弹力大于该同学和跳杆的总重力，该同学和跳杆继续向下做加速度增大的减速运动；故下落全过程中，该同学速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故ABC错误；D．下落全过程中，跳跳杆形变量最大时，加速度方向向上，该同学处于超重状态，故D正确。故选D。考向2：运动与能量选择题3．（多选）（2024·湖南岳阳·统考一模）图甲起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体，其图像如图乙所示，5~10s内起重机的功率为额定功率，不计其它阻力，重力加速度为，则以下说法正确的是（）A．物体在0~10s内运动的最大速度为10m/sB．起重机的额定功率为18000WC．5~10s内起重机对物体做的功等于0~5s内起重机对物体做功的1.5倍D．5~10s内起重机对物体做的功等于0~5s内起重机对物体做功的2倍【答案】BD【详解】A．由图像可知，物体在做匀加速直线运动，时物体的速度为由于后物体继续做加速度逐渐减小的加速运动，可知物体在内运动的最大速度大于，故A错误；B．由图像可知，在时，物体结束做匀加速运动，此时起重机功率达到最大功率，根据牛顿第二定律可得，，解得，则起重机的额定功率为，故B正确；CD．内，物体的位移为内起重机对物体做的功为内起重机保持额定功率不变，则内起重机对物体做的功可得，故D正确，C错误。故选BD。4．（2024·河北·统考一模）如图所示，某航拍小型飞机有四个相同的风扇，每个风扇的半径均为R，当它在无风的天气悬停时，每个风扇都呈水平状态，风扇吹出的空气速度大小都等于v，吹出的空气流动方向相同。已知空气的平均密度为，则风扇悬停时，不考虑其他位置空气流动的影响。下列说法错误的是（）A．风扇吹出的空气流动方向竖直向下B．单位时间内每个风扇吹出的空气的质量为C．无人机的总重力等于D．每个风扇对空气做功的功率为【答案】D【详解】A．由于无人机悬停时受到的升力与其重力平衡，螺旋桨吹风方向均为竖直向下，故A正确；B．单位时间内被每个螺旋桨推动的空气质量为，故B正确；C．根据动量定理，解得每个螺旋桨对空气的作用力为无人机的总重力等于，故C正确；D．每个风扇对空气做功的功率为，故D错误。本题选错误的，故选D。考向3：电与磁选择题5．（多选）（2024·河南焦作·统考一模）最近，韩国声称“首次”发现了室温常压超导材料LK99，而北航和中科院实验团队重新实验后发文称未能发现LK99的超导性。某兴趣小红将柱形磁铁沿竖直方向缓慢向上移动，直至使一由LK99制成、质量为的导电圆环在时刻悬浮在某一高度，此时导电圆环边缘的磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为。理论上，如果实现了室温超导，圆环的电阻率将为零，此后圆环将一直保持悬浮，经过一段时间后，小组同学发现该导电圆环缓慢下移了（动能变化量可视为零），如图1所示。圆环下移过程中线圈中电流的平力与时间的关系图像如图2所示，圆环的半径为，重力加速度为，不计空气阻力，则（）A．圆环缓慢下移过程中感应电流的方向视为逆时针B．时，圆环所处位置的磁感应强度大小为C．时间内，通过圆环电流的有效值为D．由功能关系可求出导电圆环的电阻为【答案】BC【详解】A.圆环缓慢下移过程中穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律，可知从上往下看感应电流的方向为顺时针，故A错误；B.质量为的导电圆环在时刻悬浮在某一高度，处于平衡状态，对圆环受力分析，可等效成直导线，竖直方向有圆环周长联立解得，，故B正确；CD.根据焦耳定律有，变形有可知图像中图线与时间轴所围几何图形的面积表示得时间内通过圆环电流的有效值为联立解得导电圆环缓慢下移了，由能量守恒定律可知，减少的重力势能等于圆环产生的焦耳热解得电圆环的电阻为把代入得，，故C正确，D错误。故选BC。6．（2024·湖南岳阳·统考一模）如图所示，真空中有一边长为l的正六边形ABCDFG，O为正六边形中心，在A、B、C三点分别固定电荷量为q、2q、q（q>0）的三个点电荷。已知点电荷Q的电势公式，其中k为静电常量，Q为场源电荷的电荷量，r为某点到Q的距离，取无穷远处电势为零。则下列说法正确的（）A．O点电势为负B．D点和G点场强相同C．O点的电场强度大小为，方向由O指向BD．把一带负电的试探电荷从O点移至F点，其电势能变大【答案】C【详解】A．根据题意可得，O点电势为，故A错误；B．如图所示根据点电荷的电场强度计算公式可得，，根据电场强度的叠加原理可知D点和G点场强不相同，故B错误；C．O点的电场强度大小为，方向由O指向B，故C正确；D．从O点到F点电势升高，所以把一带负电的试探电荷从O点移至F点，其电势能变小，故D错误。故选C。考向4：光学选择题7．（2024·江苏南通·统考一模）如图所示，是棱镜的横截面，是底角为的等腰梯形。一单色光平行于底面入射，入射点为，折射后射向点，为中点，棱镜的折射率为，不考虑光的二次反射，则（）A．光可能从点射出面 B．光可能在面发生全反射C．入射点上移，光的出射点下移 D．入射点上移，光在棱镜中传播的路程变长【答案】C【详解】A．根据题意画出光路图，如图所示AB面上的入射角为，棱镜的折射率为，则折射率为故AC面上的折射角为设光线在点发生全反射的临界角为，则有可得当光束射向F点时，分析几何关系知入射角为，可知光线在点发生全反射，故光不可能从点射出面，故A错误；B．根据对称性可知，光束在BD面上的入射角为，故在BD面上不会发生全反射，故B错误；C．入射点上移，光束在BD面上的入射角为，且不发生变化，光线右移在点右侧，光束在BD面上的入射角不发生变化，光的出射点下移，故C正确；D．入射点上移，由几何关系可知，光束在棱镜中的光程没有发生变化，故D错误。故选C。8．（多选）（2024·全国·模拟预测）如图甲所示，一个装满水的圆柱形的薄玻璃缸里有一条小金鱼，小金鱼在水中静止时，俯视图如图乙所示。从侧面观察，下列说法正确的是（）A．眼睛在ac延长线上观察，鱼向外即d点方向偏B．眼睛在ac延长线上观察，鱼向内即圆心方向偏C．眼睛在db延长线上靠近d点一侧观察到的鱼的大小大于眼睛在db延长线上靠近b点一侧观察到的鱼的大小D．眼睛在db延长线上靠近d点一侧观察到的鱼的大小小于眼睛在db延长线上靠近b点一侧观察到的鱼的大小【答案】AD【详解】AB．如图甲所示眼睛在ac延长线上观察，鱼向外即d点方向偏，故A正确，B错误；CD．如图乙所示，眼睛在db延长线上靠近d点一侧观察鱼的大小小于眼睛在db延长线上靠近b点一侧观察鱼的大小，故C错误，D正确。故选AD。考向5：热学选择题9．（2023·江西·成都七中校联考一模）在夏天的高温天气下，一辆家用轿车的胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为（是指1个标准大气压）、温度为。由于胎压过高会影响行车安全，故快速（时间很短）放出了适量气体，此时胎压监测系统显示的胎压为、温度为，设轮胎内部体积始终保持不变，气体视为理想气体，则下列说法不正确的是：（）A．气体温度快速降低是因为气体对外界做了功B．此过程中放出的气体质量是原有气体质量的C．轮胎内的气体单位时间内撞击轮胎的次数变少了D．由于温度降低轮胎内每个气体分子的速度都变小了【答案】D【详解】A．气体温度快速降低是因为气体与外界无热交换的情况下对外界做了功，则气体的内能减小，温度降低，选项A正确，不符合题意；B．根据，解得V2=1.25V1则此过程中放出的气体质量是原有气体质量的，选项B正确，不符合题意；C．轮胎内的气体压强减小，温度降低，分子平均速率减小，质量减小，体积不变，分子数密度减小，单位时间内撞击轮胎的次数变少了，选项C正确，不符合题意；D．温度降低轮胎内气体分子的平均速率减小，但不是每个气体分子的速度都变小，选项D错误，符合题意。故选D。10．（多选）（2023·四川乐山·统考一模）一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态a，变化过程的图像如图所示，关于理想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（）A．a、b两状态下气体温度之比为1：1B．bc过程中，气体一定从外界吸热C．bc过程中，气体体积变小，外界对气体做功D．ca过程中，气体压强增大，温度升高E．ab过程中，气体分子的平均动能保持不变【答案】ACD【详解】A．根据理想气体状态方程b两状态下气体温度之比为，故A正确；BC．bc过程中，气体做等压变化，则bc过程中，气体体积减小，则气体温度减小，气体内能减小，根据热力学第一定律，bc过程中，气体体积减小，外界对气体做功，气体内能减小，气体放热，故B错误，C正确；D．ca过程中，气体做等容变化，则，ca过程中，气体压强增大，温度升高，故D正确；E．ab过程中，气体压强与体积的乘积先减小后增大，气体温度先降低后上升，气体分子的平均动能先减小后增大，故E错误。故选ACD。考向6：机械振动和机械波11．（多选）（2024·河北·统考一模）如图所示，时刻坐标原点O处的波源由平衡位置沿着y轴方向做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，经过0.5s时的波形如图所示，此时波的前端刚好传播到M点。已知质点M、质点N的平衡位置的横坐标分别为1m和5m，则下列说法正确的是（）A．该波的周期为2s B．该波传播的速度为2m/sC．波源的起振方向沿y轴正方向 D．时，质点N第一次达到波峰【答案】BD【详解】A．波源经过0.5s时的波形为半个周期的形状，则波的周期为，故A错误；B．半个周期形成半个波长的波形，则波长为由波速和波长的关系可知，故B正确；C．因沿x轴正方向传播，对M点由同侧法可知起振向下，而所有点的起振方向均相同，则波源的起振方向沿y轴负方向，故C错误；D．N点起振需要的时间为因时间满足，则N点向下起振经过刚好到达波峰的位置，故D正确。故选BD。12．（多选）（2024·陕西西安·统考一模）关于下列五幅图像所对应的物理规律，下列说法正确的是（）A．图1：弹簧振子的加速度大小与位移大小成正比B．图2：若把单摆从北京移到赤道上，则单摆的振动频率会增加C．图3：观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的少D．图4：如图甲为汽车消音器，图乙为其结构简化图，声音从入口进入，经a、b传播后从出口排出，消音原理主要是干涉E．图5：任意时刻M、N、P三点的位移都相同【答案】ACD【详解】A．图1中，弹簧振子的加速度与回复力成正比，回复力大小与位移大小成正比，所以加速度大小与位移成正比，故A正确；B．图2中，单摆的频率为由于从北京移到赤道上，重力加速度减小，则频率减小，故B错误；C．图3中，由多普勒效应可知，观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的少，故C正确；D．图4中，该消声器的消声原理为波的干涉;利用声波沿两个通道传播的路程差为半个波长的奇数倍，就能产生稳定的消声效果，故D正确；E．图5中，M、N两点的平衡位置的距离小于一个波长，位移有时相同，有时不相同，而M、P两点的平衡位置的距离等于一个波长，位移总是相同，故E错误。故选ACD。考向7：近代物理13．（2024·贵州·统考一模）我国科研人员及合作者首次合成了新原子核。原子核存在一种衰变链，其中第1次由衰变成原子核，第2次由衰变成原子核。下列说法正确的是（）A．两次均为衰变 B．两次均为衰变C．第1次为衰变，第2次为衰变 D．第1次为衰变，第2次为衰变【答案】A【详解】电荷数守恒和质量数守恒可知，第一次衰变第二次衰变，可知两次均为衰变，故选A。14．（2024·浙江·校联考一模）某实验小组用如图甲所示的实验装置探究不同金属发生光电效应时的实验规律，当用频率为v的入射光照射金属时电流表示数不为零，向右调节滑动变阻器的滑片P，直到电流表的示数刚好为零，此时电压表的示数为，该电压称为遏止电压，该实验小组得到与v的关系如图乙中的①所示，则下列有关说法中正确的是（）A．实验时电源的左端为正极B．分别用从氢原子能级2到1和能级3到1辐射的光照射金属得到遏止电压和，则C．换用不同的光照射逸出功更大的金属时，得到的关系可能如图乙中的②所示D．当滑片P向左滑动的过程中电流表的示数先增加后不变【答案】D【详解】A．因滑片向右调节滑动变阻器的滑片P，可使电流表的示数为零，此时光电管加反向电压，则光电管右端电势高，则电源右端为正极，故A错误；C．根据eUc=hνW逸出功，可得，换用不同的光照射逸出功更大的金属K2时，所得到的关系图像与横轴的截距较大，但是直线斜率相同，故C错误；B．氢原子从能级2跃迁到能级1辐射出的光子能量小于从能级3跃迁到能级1辐射出的光子能量，根据E=hν可知，氢原子从能级2跃迁到能级1辐射出的光子频率小于从能级3跃迁到能级1辐射出的光子频率，而根据爱因斯坦的光电效应方程eUc=Ek=hνW逸出功，可知Uc1＜Uc2，故B错误；D．滑片P初始位置应该是在中间，此时加在光电管上的电压为零，P左滑的过程中，光电管所加的正向电压变大，形成的光电流逐渐增大，当达到饱和电流后电流不再变，因此可知电流表的示数先增加后不变，故D正确。故选D。一、单选题1．（2023·浙江·校联考三模）如图甲所示，在同一均匀介质中有两个振动完全相同的波源、，两波源相距24cm，M、N为介质中两波源连线的中垂线上的两个质点。已知波速为0.25m/s，两波源同时开始振动，从波源振动开始计时，M点的振动图像如图乙所示。当N点开始振动后，在某一时刻在中垂线上M、N是相邻的波峰，则（）A．M、N间的距离为5cmB．M、N间的距离为7cmC．M、N连线的中点振动减弱D．M、N处于波峰时，两点连线的中点处于波谷【答案】B【详解】AB．由乙图可知，波的周期为T=0.2s所以两个波源产生的波的波长为因经0.6s波从波源传到M，所以到M的距离为M、N是相邻的波峰，所以它们到波源（或）的路程差为5cm，到N的距离为则又由几何关系可知，M到两波源连线中点的距离为9cmN到两波源连线中点的距离为所以M、N间的距离为7cm，选项A错误，B正确；C．两波源连线中垂线的到两波源和路程差都为0，所以都是振动加强的点，选项C错误；D．M、N两点连线的中点到波源连线中点的距离为12.5cm，到波源的距离为而波谷到的距离应为17.5cm，所以M、N两点连线的中点不是波谷，选项D错误。故选B。2．（2022·北京·首都师范大学附属中学校考三模）如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。通过实验，将温度值画在吸管上，以下说法正确的是（）A．吸管右端的刻度对应更低的温度B．温度的刻度并不是均匀的C．若换体积更大的空饮料罐，其余条件不变，则测温范围会增大D．若更换更粗的透明吸管，其余条件不变，则测温范围会增大【答案】D【详解】A．根据题意可知，罐内气体做等压变化，根据盖吕萨克定律可知，罐内气体温度越高，体积越大，吸管内油柱越靠近吸管的右端，则吸管上的温度刻度值应左低右高，故A错误；B．根据盖吕萨克定律可知，空气的体积和温度成正比，即根据题意，假定初始温度为T1、罐中空气体积为V0、吸管内空气柱长变为L1、其横截面积为S，则有则可知温度的变化量与距离的变化量成正比，则吸管上的温度刻度分布均匀，故B错误；C．根据题意及B分析可知，油柱距离的变化量与温度变化量关系为可知，若换体积更大的空饮料罐，其余条件不变，即在温度变化相同的情况下，吸管中的油柱左右移动距离也会变大，则其测温范围会减小，故C错误；D．根据题意及B分析可知，油柱距离的变化量与温度变化量关系为可知，若更换更粗的透明吸管，其余条件不变，即在温度变化相同的情况下，吸管中的油柱左右移动距离会变小，则测温范围会增大，故D正确。故选D。3．（2023·浙江·模拟预测）某透明均匀介质的横截面由四分之一圆和一个直角三角形构成，如图所示，其折射率，四分之一圆的半径为R，CD面为黑色吸光板，。一束单色平行光从界面上不同位置均匀射入透明介质，入射角，已知光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（）A．从界面的中点处入射的光线不能从圆弧界面射出B．截面内圆弧有光线射出的长度为C．从圆弧射出光线在介质中的最长传播时间为D．所有光线在介质中的传播时间都大于【答案】B【详解】AB．设光经折射后折射角为，则解得圆弧面上金反射临界角为，则有解得如图1所示截面内圆弧有光线射出的长度为区域，其长度故A错误，B正确；C．如图2所示，做圆弧的切线且与平行，切点为时，光线在介质中的路径最长，其传播时间为故C错误；D．在介质中的传播时间最长的光线经过的路径为紧贴传播后又紧贴圆弧传播，按照路径得出的传播时间为因多次全反射的路径一定小于圆弧，所以所有光线在介质中的传播时间都小于，故D错误。故选B。4．（2023·河南许昌·鄢陵一中校考模拟预测）爱因斯坦提出了受激辐射的概念，即在特定频率外来光子作用下，处在高能级的原子向低能级跃迁，并发出与外来光子完全相同的另一光子，原理示意图如图所示。已知普朗克常量为h。下列说法正确的是（）A．外来光子的频率为B．受激辐射过程原子的能量增加C．受激辐射过程原子动量守恒D．引起受激辐射的光子可能是射线【答案】A【详解】A．特定光子的能量等于该原子从高能级跃迁到低能级过程释放光子的能量，结合能量子定义可知，外来光子的频率为故A正确；B．受激辐射过程原子向外放出能量，原子的能量减少，故B错误；C．受激辐射过程，光子与原子组成的整个系统动量守恒，原子动量不守恒，故C错误；D．射线常是伴随衰变和衰变产生的，核外电子跃迁过程不会放出射线，则引起受激辐射的光子不可能是射线，故D错误。故选A。5．（2022·山东临沂·校考模拟预测）一群处于基态的氢原子受某种光照射后，跃迁到第4能级，发出的光谱中只有两条可见光a和b。a、b在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系如图甲所示。图乙为氢原子能级图，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，下列说法正确的是（）A．照射光子的能量E=12.09eVB．a光的波长比b光的波长短C．氢原子受激发后，能发出10种不同频率的光D．a光是氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光【答案】D【详解】A．因为可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，所以只有从n=4能级跃迁到n=2能级和从n=3能级跃迁到n=2能级的光属于可见光，当照射光子的能量为12.09eV时，氢原子获得的能量不足以跃迁到n=4能级，达不到可见光的能量，故A错误；BD．从n=4能级跃迁到n=2能级时，发出的光子能量为2.6eV，从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光子能量为1.89eV，由图甲可知，在光电效应装置中，a光遏止电压低，根据可知，a光的光子能量小，又因为故a光的波长比b光的大，a光是从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光，故B错误D正确；C．氢原子受激发后跃迁到第4能级，能够辐射的光子数为故C错误。故选D。二、多选题6．（2023·贵州·校联考模拟预测）如图，一质量为M、长为1m的木板静止在水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知物块与木板间的动摩擦因数为，木板与桌面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。则（）A．当时，小物块滑出长木板的时间为B．当时，小物块滑出长木板的时间为C．当时，小物块滑出长木板的时间为D．当时，小物块滑出长木板的时间为【答案】BD【详解】AB．设物块滑动摩擦力f1，以向右为正方向，物块与木板间的滑动摩擦力为物块在木板上发生相对运动时，设物块加速度为a1，对物块由牛顿第二定律可知物块的加速度大小代入得设木板滑动摩擦力f2，木板与地面间的滑动摩擦力为由分析知当M=2m时，如图对木板进行受力分析知则木板在物块运动过程中静止，物块从木板左端运动到木板右端的过程中，根据运动学公式知代入得或（舍去）故A错误，B正确；CD．同理的当m=2M时，如图对木板进行受力分析知物块在木板上发生相对运动时，对木板由牛顿第二定律可知木板的加速度大小则代入得物块从木板左端运动到木板右端的过程中，根据运动学公式知代入得或（舍去）故C错误，D正确。故选BD。7．（多选）（2023·四川德阳·统考一模）如图（a）所示，在t=0时将一质量为0.1kg的滑块轻放置于传送带的左端，传送带在t=4s时因为突然断电而做减速运动，从t=0到减速停下的全程，传送带的vt图像如图（b）所示。已知传送带顺时针运动，滑块与传送带间的动摩擦因数为0.08，传送带两轮间的距离足够长，重力加速度大小为10m/s2.，下列关于滑块说法正确的是（）A．滑块先匀加速运动，后匀减速运动直至停止B．滑块从轻放上传送带至停下，所用的时间为6sC．滑块在传送带上留下的划痕为28mD．全程滑块与传送带间产生的热量为2.24J【答案】AC【详解】A．滑块轻放置于传送带的左端，则有滑块在传送带上的加速度为若传送带不停电，滑块与传送带达到共速时所用时间由图b可知传送带在t=4s后做减速运动的加速度可知滑块做加速运动，传送带做减速运动，滑块与传送带达到共速后，由于传送带做减速运动的加速度大于滑块的加速度，滑块开始做减速运动直至停止，因此滑块先匀加速运动，后匀减速运动直至停止，A正确；B．传送带做减速运动后，滑块与传送带达到共速时所用时间解得此时滑块的速度为滑块停下所用时间滑块从轻放上传送带至停下，所用的时间为B错误；C．滑块与传送带达到共速时的位移传送带的位移滑块与传送带的相对位移是可知此时滑块在传送带上留下的划痕为28m。滑块开始做匀减速运动到停下运动的位移传送带与滑块达到共速后到停下运动的位移此时滑块与传送带的相对位移是可知此时滑块与传送带相对位移的大小8m产生的划痕与前面的划痕重叠，划痕取最大值，则有滑块在传送带上留下的划痕为28m，C正确；D．全程滑块与传送带间的相对位移大小为滑块与传送带间产生的热量为D错误。故选AC。8．（多选）（2024·湖南岳阳·统考一模）如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆N处质量为0.2kg的小球（可视为质点）相连。直杆与水平面的夹角为30°，N点距水平面的高度为0.4m，NP=PM，ON=OM，OP等于弹簧原长。小球从N处由静止开始下滑，经过P处的速度为2m/s，并恰能停止在M处。已知重力加速度取10m/s2，小球与直杆的动摩擦因数为，则下列说法正确的是（）A．小球通过P点时的加速度大小为3m/s2B．弹簧具有的最大弹性势能为0.5JC．小球通过NP段与PM段摩擦力做功相等D．N到P过程中，球和弹簧组成的系统损失的机械能为0.4J【答案】CD【详解】A．因在P点时弹簧在原长，则到达P点时的加速度为故A错误；C．因NP段与PM段关于P点对称，则在两段上弹力的平均值相等，则摩擦力平均值相等，摩擦力做功相等，故C正确；B．设小球从N运动到P的过程克服摩擦力做功为Wf，弹簧具有的最大弹性势能为Ep，根据能量守恒定律得，对于小球N到P的过程有N到M的过程有得故B错误；D．N到P过程中，球和弹簧组成的系统损失的机械能故D正确。故选CD。9．（多选）（2023·四川南充·阆中中学校考一模）如图甲所示，质量为m的物块静止在竖直放置的轻弹簧上（不相连），弹簧下端固定，劲度系数为k。t＝0时刻，对物块施加一竖直向上的外力F，使物块由静止向上运动，当弹簧第一次恢复原长时，撤去外力F。从0时刻到F撤去前，物块的加速度a随位移x的变化关系如图乙所示。重力加速度为g，忽略空气阻力，则在物块上升过程（）A．外力F为恒力B．物块的最大加速度大小为2gC．外力F撤去后物块可以继续上升的最大高度为D．弹簧最大弹性势能【答案】ACD【详解】A．物块静止在竖直放置的轻弹簧上时，弹簧的压缩量为在物块上升阶段，当物块的位移为x时，由牛顿第二定律得解得由ax图像可知等于纵轴截距，则为定值，所以F是恒力。故A正确；B．当x=x0时，a=0，则有则由可知，当时，a最大，且最大值为故B错误；D．弹簧最大弹性势能为故D正确；C．设外力F撤去后物块可以继续上升的最大高度为h。从开始到物块上升到最高点的过程，由功能关系可得解得故C正确。故选ACD。10．（多选）（2022·浙江台州·统考模拟预测）一简谐波的波源在O点（x轴上原点），从0时刻起开始振动，0.5s后频率保持不变，在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，其振动图象如图所示（0～0.5s内振动未画出）。当时波刚好传到处，下列说法正确的是（）A．波源起振方向向下B．在时，波刚好传播到处C．在时，处质点的振动方向向下D．与处质点的振动情况始终相同【答案】BC【详解】A．由于0～0.5s振动情况未知，故无法判断波源的起振方向，A错误；B．当时波刚好传到处，则波速在时，波刚好传播到故B正确；C．由图可知，波的传播周期波长波源在0.5s时的振动方向向下，此时振动传播到处的时间则该处质点稳定振动的时间为故质点的振动方向向下，故C正确；D．由于0～0.5s振动情况未知，故与处质点的振动情况无法判断，故D错误。故选BC。11．（多选）（2024·山西临汾·统考一模）在科学研究中，经常用施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制。在如图所示的平面坐标系xOy内，以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域外存在范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面。一质量为m、带电荷量为的粒子从沿y轴正方向射入磁场，当入射速度为时，粒子从处进入无场圆形区域并射向原点O，不计粒子的重力，则（）A．粒子第一次离开磁场时的运动时间为B．粒子再次回到P点共需要2次通过原点OC．若仅将入射速度大小变为，则粒子离开P点后可以再回到P点D．若仅将入射速度大小变为，则粒子离开P点后不可能再回到P点【答案】AC【详解】A．因为A点坐标为，所以，，，圆轨迹半径为解得粒子第一次离开磁场时的运动时间为A正确；B．粒子的运动轨迹如图所示，很明显，粒子再次回到P点共需要3次通过原点O，B错误；CD．若仅将入射速度大小变为，则粒子轨迹半径为，其运动轨迹如图所示，则粒子离开P点后可以再回到P点，C正确，D错误；故选AC。12．（多选）（2024·河南郑州·统考一模）光滑绝缘水平桌面上有一个可视为质点的带正电小球，桌面右侧存在由匀强电场和匀强磁场组成的复合场，复合场的下边界是水平面，到桌面的距离为h，电场强度为E、方向竖直向上，磁感应强度为B、方向垂直纸面向外，重力加速度为g，带电小球的比荷为。如图所示，现给小球一个向右的初速度，使之离开桌边缘立刻进入复合场运动，已知小球从下边界射出，射出时的速度方向与下边界的夹角为，下列说法正确的是（）A．小球在复合场中的运动时间可能是B．小球在复合场中运动的加速度大小可能是C．小球在复合场中运动的路程可能是D．小球的初速度大小可能是【答案】AC【详解】带电小球的比荷为是，则有则小球合力为洛伦兹力，所以小球在复合场中做匀速圆周运动，射出时的速度方向与下边界的夹角为，则小球运动情况有两种，轨迹如下图所示若小球速度为，则根据几何知识可得轨迹所对应的圆心角为，此时小球在复合场中的运动时间为根据几何知识可得，其轨迹半径为则根据洛伦兹力提供向心力有可得，小球的速度为则小球的路程为小球的加速度为若小球速度为，则根据几何知识可得轨迹所对应的圆心角为，此时小球在复合场中的运动时间为根据几何知识可得，其轨迹半径为则根据洛伦兹力提供向心力有可得，小球的速度为则小球的路程为小球的加速度为故选AC。13．（多选）（2023·辽宁大连·大连二十四中校考一模）如图，是以状态α为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程（制冷机）的图像，虚线、，为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成，该过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源和高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是（）A．过程气体压强减小完全是由于单位体积内分子数减少导致的B．一个循环过程中，外界对气体做的功大于气体对外界做的功C．过程向外界释放的热量等于过程从低温热源吸收的热量D．过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功【答案】BD【详解】A.由理想气体状态方程可得由图像可以看出，所以，即过程气体压强减小是由于单位体积内分子数减少和温度降低导致的，故A错误；B.理想气体状态方程和图形面积表示做功可知，一个循环过程中，外界对气体做的功大于气体对外界做的功，故B正确；C.由图像可知，过程外界对气体做的功大于过程气体对外做的功，所以过程向外界释放的热量大于过程从低温热源吸收的热量，故C错误；D.因为两个过程是绝热过程，过程气体对外做的功，气体温度由减小到，等于过程外界对气体做的功，气体温度由增加到，由热力学第一定律可知，过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功，故D正确。故选BD。14．（多选）（2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）如图所示，一块透明介质的横截面为等边三角形，一束单色光从AB边上的一点射入介质，入射角为60°，折射光线与BC边平行。现入射光的频率变小，入射角不变，则下列说法正确的是（）A．光线有可能在AC面上发生全反射B．光线在介质中传播的时间变短C．出射光线相对入射光线的偏转角变小D．光线有可能在AC边上水平向右射出介质【答案】BCD【详解】A．根据题意可知，做出光路图如图所示若入射光的频率变小，则折射率变小，而入射角不变，可知其折射角将变大，根据几何关系可知，角将变小，而根据题意及几何关系可得，发生全反射的临界角的正弦值，可知原折射光在AC边不会发生全反射，而当变小时一定不会发生全反射，故A错误；B．由可知，折射率变小，光在介质中的传播速度增大，由于原折射光线与BC平行，现变大，可知DE变短，而光在介质中的传播时间，显然，传播时间变短，故B正确；C．做出出射光线的光路图如图所示射到AC边的折射光线在AC边上的入射角减小，则可知在AC边上的出射光线的折射角同样减小，出射光线相对于原出射光线逆时针偏转，因此可知出射光线相对原入射光线的偏转角变小，故C正确；D．入射光的频率变小，入射角不变，致使增大，减小，光路图如图所示根据几何关系有，，，，可得若要使光线在AC边上水平向右射出介质，则必须满足，显然，上式能够成立，故D正确。故选BCD。新情境1：科技结合类1．（2023·山东济南·山东省实验中学校考一模）电磁减震器是利用电磁感应原理制作的一种新型智能化汽车独立悬架系统。该减震器是由绝缘滑动杆及固定在杆上12个相互紧靠的相同矩形线圈构成。减震器右侧是一个由电磁铁产生的磁场，磁场的磁感应强度与通入电磁铁的电流间的关系可简化为，其中，磁场范围足够大。当减震器在光滑水平面上以初速度v进入磁场时会有减震效果产生，当有超过6个线圈进入磁场进行减速时，车内人员会感觉颠簸感较强。已知滑动杆及线圈的总质量，每个矩形线圈匝数匝，电阻值，边长，边长，整个过程不考虑互感影响，则下列说法正确的是（

）A．当电磁铁中的电流为2mA时，为了不产生较强颠簸，则减速器进入磁场时的最大速度为3m/sB．若检测到减速器以5m/s将要进入磁场时，为了不产生较强的颠簸，则调节磁场的电流可以为3mAC．若检测到减速器以5m/s将要进入磁场时，为了不产生较强的颠簸，则调节磁场的电流可以为2.5mAD．当电磁铁中的电流为2mA，减速器速度为5m/s时，磁场中第1个线圈和最后1个线圈产生的热量比【答案】B【详解】A．由题分析知当每个线圈进入磁场时，安培力的冲量大小为而，，，，解得可知每个线框进入磁场的安培力冲量相等，则每完全进入一个线圈时，减震器的速度减少量相等，根据动量定理可得每进入一个线框的速度减少量为即，而，则当磁场的电流为2mA时，则由题知当有超过6个线圈进入磁场进行减速时，车内人员会感觉颠簸感较强，为了不产生较强颠簸，则最多6个线圈进入磁场，则减速器进入磁场时的最大速度为故A错误；B．若磁场的电流为3mA时，则若检测到减速器以5m/s将要进入磁场时，则进入磁场的线圈个数为＜6个，可知减速器不产生较强的颠簸，故B正确；C．若磁场的电流为2.5mA时，则若检测到减速器以5m/s将要进入磁场时，则进入磁场的线圈个数为＞6个可知减速器会产生较强的颠簸，故C错误；D．当电磁铁中的电流为2mA，每进入一个线框的速度减少量为当减速器速度为5m/s时，能够进入磁场的线圈个数为只有进入磁场的线圈产生热量，根据能量守恒知线圈产生的热量等于减少的动能，第一个线圈完全进入磁场时速度为第12线圈进入磁场和完全进入磁场时的速度为则磁场中第1个线圈和第12线圈产生的热量比故D错误。故选B。2．（2022·浙江温州·统考一模）如图甲所示为某一电磁炮原理示意图，图中有直流电源、电容器，线圈套在中空并内侧光滑的绝缘管上，将直径略小于管内径的金属小球静置于管内。开关S接1使电容器完全充电，开关接2时开始计时，通过线圈的电流随时间的变化规律如图乙所示，金属小球在时间内被加速发射出去（时刻刚好运动到右侧管口）。在时间内，下列说法正确的是（

）A．小球的加速度一直增大 B．线圈中产生的磁场方向向左C．小球中产生的涡流一直减小 D．电容器储存的电能全部转化为小球的动能【答案】C【详解】A．磁场强弱程度与通过线圈的电流成正比，则在时间内，电流在增大，但变化率在减小，所以线圈的磁通量在增大，但磁通量的变化率逐渐减小，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势减小，所以小球受到的感应电场的电场力也逐渐减小，由牛顿第二定律可知加速度也减小，故A错误；B．由图甲可知时间内，电容器上极板为正极板，所以线圈中左侧电流向下，根据安培定则可知线圈中产生的磁场方向向右，故B错误；C．时间内，电流的变化率减小，则小球内磁通量的变化率减小，根据法拉第感应定律可知，小球内的涡流减小，故C正确；D．电容器放电过程中，变化的磁场在空间中产生变化的电场，然后以电磁波的形式传递出去，散失了一部分能量，所以电容器储存的电能不能全部转化为小球的动能，故D错误。故选C。3．（2022·山东·模拟预测）海浪机械能是未来可使用的绿色能源之一，利用海浪发电可加速地球上碳中和的实现．某科技小组设计的海浪发电装置的俯视图如图所示，圆柱体磁芯和外壳之间有辐射状磁场，它们可随着海浪上下浮动，磁芯和外壳之间的间隙中有固定的环形导电线圈，线圈的半径为L，电阻为r，所在处磁场的磁感应强度大小始终为B，磁芯和外壳随海浪上下浮动的速度为v，v随时间t的变化关系为，其中的T为海浪上下浮动的周期．现使线圈与阻值为R的电阻形成回路，则该发电装置在一个周期内产生的电能为（）A． B．C． D．【答案】A【详解】环形导电线圈随着磁芯和外壳随海浪上下浮动而切割磁感线，由法拉第电磁感应定律环形线圈各部分产生的电动势对回路来说是同向的（实际指感应电流方向），其有效切割长度由微元法可知联立，可得线圈中感应电动势的瞬时值表达式根据正弦交变电流的特点知其电动势的有效值为则该发电装置在一个周期内产生的电能故BCD错误，A正确。故选A。新情境2：生产生活先关类4．（2024·湖南岳阳·统考一模）某款“弹球游戏”可简化为如图所示。游戏者将小球（视为质点）以某个初速度垂直墙壁水平射出，在与台阶、竖直墙的碰撞不超过两次的前提下，击中第三级台阶的水平面MN段为通关。已知台阶的宽和高均为d，以v0射出时恰击中第一级台阶的末端，所有碰撞均为弹性碰撞，以下说法正确的是（）A．以v0射出时，小球在空中的运动时间为B．以2v0射出时不能通关C．若小球的初速度v的满足时，可直接击中第三级台阶MN段D．若利用墙面且仅反弹一次击中第三级台阶的水平面，碰撞点距N点高度须小于【答案】C【详解】A．以速度射出时，小球恰好击中第一级台阶的末端发生弹性碰撞，则有，解得，反弹后小球做斜抛运动，该斜抛运动与以速度射出时的平抛运动具有对称性，可知小球将在与第一级台阶等高的位置与墙碰撞并反弹，此时根据平抛运动的基本规律可知假设小球能落到MN段，则有，结合上述解得可知，假设成立，则以v0射出时，小球在空中的运动时间为，解得，故A错误；B．若小球下落的高度为2d，根据平抛运动的基本规律得，结合上述解得可知，小球的初速度为时越过第二级台阶，那么若能落在第三级台阶上，则有，结合上述解得可知小球落在第三级台阶前会先碰到墙上，由于碰撞为弹性碰撞，水平速度大小不变，方向反向，可知，碰后小球会落在MN上，故B错误；C．若小球直接击中第三级台阶MN段，小球射出初速度的最大值为刚好打在Ｎ点上，解得若小球直接击中第三级台阶MN段，小球射出初速度的最小值为运动轨迹恰好与第二级台阶右端擦肩而过，则有，，解得综合上述可知，直接击中第三级台阶MN段所需初速度的取值范围为，故C正确；D．若利用墙面且仅反弹一次击中第三级台阶的水平面，设碰撞点距N点高度为，则与墙碰前，与墙碰后，设小球的落点刚好是M，则有，，结合上述解得故若利用墙面且仅反弹一次击中第三级台阶的水平面，碰撞点距N点高度须小于，故D错误。故选C。5．（2024·湖南邵阳·统考一模）如图所示为高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，8节质量均为m的车厢编组运行，其中1号和8号车厢为动力车厢，且额定功率均为P。列车由静止开始以额定功率2P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向左运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为，1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S。不计其它阻力，忽略其它车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率2P向左运行到速度为最大速度的一半时，2号车厢对3号车厢的作用力大小为（）A． B． C． D．【答案】B【详解】设动车的速度为v，动车对空气的作用力为F，对一小段空气柱应用动量定理可得解得当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则，解得当速度达到最大速度一半时，此时速度为，此时受到的牵引力，解得，此时受到的阻力对整体根据牛顿第二定律对3、4、5、6、7、8号车厢，根据牛顿第二定律可得，联立得故选B。6．（2023·江苏南京·金陵中学校考模拟预测）如俯视图所示，水平桌面上放着一根足够长的刚性折线形导轨FOG，一根足够长的金属棒PQ放在导轨上并与导轨接触良好，FOG的角平分线垂直平分金属棒。整个空间中有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨及金属棒单位长度的电阻均为r。导轨和金属棒的质量均为m。不计一切摩擦。金属棒初始时紧靠O点。给金属棒一个沿着FOG角平分线向右的初速度v0，金属棒最终与O点的距离为d，下列说法正确的是（

）A．金属棒开始运动之后，回路中的电流保持不变 B．PQ两端最终的电势差是初始时的一半C．B越大，导轨上产生的总焦耳热越大 D．若v0加倍，则d加倍【答案】B【详解】A．由题可知，金属棒开始运动之后，某位置金属棒到O的距离为，FOG的角平分线与FO的夹角为，则回路中的电流为运动过程中金属棒减速，导轨加速，故两者的相对速度减小，故回路中的电流在减小，A错误；B．由动量守恒定律可知，解得根据动生电动势的表达式可知，PQ两端最终的电势差是初始时的一半，B正确；C．由上分析可知，这个过程电路中的产生的热量等于这个过程中损失的机械能，即，与B的大小无关，C错误；D．根据动量定理可知，则整个过程有，解得，故v0加倍，则d是原来的倍，D错误。故选B。新情境3：航天航空类7．（2023·江西·成都七中校联考一模）北京时间2023年11月1日6时50分，中国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭，成功发射天绘五号卫星。已知该卫星进入预定轨道后围绕地球做匀速圆周运动，轨道离地高度为（大约），地球的半径为，地球表面附近重力加速度大小为，忽略地球的自转，下列说法正确的是（）A．天绘五号卫星在加速升空阶段处于失重状态，进入预定轨道后处于失重状态B．天绘五号卫星进入预定轨道后的运行速度大小为C．天绘五号卫星进入预定轨道后的周期为D．天绘五号卫星进入预定轨道后的运行周期比同步卫星的运行周期大【答案】C【详解】A．天绘五号卫星在加速升空阶段加速度的方向向上，所以加速升空阶段处于超重状态，卫星进入预定轨道后围绕地球做匀速圆周运动，卫星的加速度等于重力加速度，所以处于失重状态，故A错误；B．根据，，又，联立得，故B错误；C．根据，得，故C正确；D．根据，，天绘五号卫星进入预定轨道后的运行周期比同步卫星的运行周期小，故D错误。故选C。8．（2023·黑龙江·校联考模拟预测）2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面间的夹角为20.11度，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为１天文单位），远日点到太阳中心距离为4.86天文单位。若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（）A．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要2.15年B．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要3.18年C．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为D．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为【答案】C【详解】AB．根据开普勒第三定律有，解得，故AB错误；CD．根据牛顿第二定律可得，解得可知“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为，故C正确，D错误。故选C。9．（2023·云南保山·统