2025 高考物理三维设计二轮第二部分　揭秘一　高考命题的8大热点情境

1/32025高考物理三维设计二轮第二部分揭秘一高考命题的8大热点情境情境1生产实践类情境情境类型考情统计分析预测生产劳动的应用2024·安徽卷T7，水泵抽水；2024·江苏卷T8，陶瓷制作；2023·湖南卷T2，抛撒谷粒播种；2022·湖北卷T16，打桩；2022·河北卷T10，盆栽浇水；2022·浙江1月卷T5，拉石礅考情分析：近几年高考对联系生产实践类的试题命题频次越来越高，几乎到了“无情境不命题”的程度。物理知识在工农业生产中有许多应用，高考往往结合生产生活情境考查学生理论联系实际、运用所学知识解决实际问题的能力。高考预测：为贯彻“五育并举”，预计2025年高考仍会以生产实践类情境为主，涉及生活生产中的利民设备、传统的生产劳动等鲜活素材，以选择题或计算题的形式呈现在高考试卷中生产设备的原理2024·山东卷T2，国产人形机器人“天工”；2024·江西卷T6，超声波检测飞机机翼内部缺陷；2023·广东卷T15，药品自动传送系统；2023·海南卷T3，滑轮组；2022·广东卷T1，石磨；2022·浙江1月卷T12，节水喷灌系统【例1】（2024·安徽高考7题）在某地区的干旱季节，人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为H。出水口距水平地面的高度为h，与落地点的水平距离约为l。假设抽水过程中H保持不变，水泵输出能量的η倍转化为水被抽到出水口处增加的机械能。已知水的密度为ρ，水管内径的横截面积为S，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则水泵的输出功率约为（） A.ρgSlB.ρgSlC.ρgSlD.ρgSl答案：B解析：设水从出水口射出的初速度为v0，取t时间内的水为研究对象，该部分水的质量为m＝v0tSρ，根据平抛运动规律，有v0t＝l，h＝12gt2，解得v0＝lg2h，根据功能关系得Ptη＝12mv02＋mg（H＋h），联立解得水泵的输出功率为P＝ρgSl【例2】（2024·江西高考6题）如图a所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图b、c所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6300m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d，下列选项正确的是（）A.振动减弱；d＝4.725mmB.振动加强；d＝4.725mmC.振动减弱；d＝9.45mmD.振动加强；d＝9.45mm答案：A解析：根据反射信号图像可知，超声波的传播周期T＝2×10－7s，又波速v＝6300m/s，则超声波在机翼材料中的波长λ＝vT＝1.26×10－3m，结合题图b和题图c可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为Δt＝1.5×10－6s，故两个反射信号的路程差2d＝vΔt＝9.45×10－3m＝152λ，解得d＝4.725×10－3m，且两个反射信号在探头处振动减弱，A1.（2024·江苏常州模拟）家用汽车静音体验很重要，其应用的主动降噪系统（如图所示）的原理是通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消；从而有效降噪。下列说法正确的是（）A.只要传播方向相反就能实现降噪B.抵消信号与噪声信号的波长相同C.汽车降噪是因为噪声信号发生了偏振D.汽车降噪是因为噪声信号发生了多普勒效应解析：B汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理，抵消声波振幅和频率应与环境噪声的振幅和频率相同。由于波速由介质决定，由公式v＝λf，可知抵消信号与噪声信号的波长相同。故选B。2.（2024·陕西宝鸡模拟）传送带是生活及生产中的常见设备，它能帮助人们运送物品，如图所示，粮食包随倾斜的传送带向上移动，移动中粮食包与传送带上某点的相对位置保持不变，关于粮食包或传送带所受摩擦力的说法，其中正确的是（）A.传送带对粮食包的摩擦力是滑动摩擦力B.粮食包对传送带的摩擦力方向沿传送带向下C.若传送带匀速移动，粮食包不受传送带的摩擦力作用D.粮食包所受传送带的摩擦力的方向可能与传送带垂直解析：B粮食包相对传送带静止，随倾斜的传送带向上移动，传送带对粮食包的摩擦力是静摩擦力，方向沿传送带向上，故粮食包对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，A错误，B正确；若传送带匀速移动，粮食包仍受传送带的静摩擦力作用，C错误；粮食包所受传送带的摩擦力方向不可能与传送带垂直，D错误。3.（2024·云南模拟预测）篮球运动鞋的气垫生产厂家对其生产的气垫中的气体进行研究，发现气垫中气体（可视为理想气体）的压强p随热力学温度T变化的关系图像如图所示。某同学穿此运动鞋打完篮球后发现鞋子的温度明显升高，则气垫里的气体（）A.压强增大，内能减小B.吸收热量，内能增大C.压强减小，分子平均动能增大D.对外做功，分子平均动能减小解析：B由理想气体状态方程结合p-T图像可知气垫的体积不变，气体不做功，温度升高，内能增大，压强增大，分子平均动能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量。故选B。4.（2024·山东青岛二中高三开学考）装修石材通常具有一定的辐射，主要是因为其中含有放射性元素氡，氡核（86222Rn）发生一次衰变后生成新核钋（84218Po），放出一个粒子X及一个γ光子。氡的半衰期为3.8A.X为β粒子B.X与γ光子均属于实物粒子C.钋核的比结合能比氡核大D.石材中氡经过7.6天会全部衰变完解析：C钋核（84218Po）的电荷数比氡核（86222Rn）的小2，而质量数小4，根据电荷数守恒和质量数守恒，可得放出的粒子X的电荷数为2，质量数为4，是α粒子，A错误；γ光子是电滋波，不是实物粒子，B错误；衰变过程中释放能量，原子核的比结合能变大，C正确；每经过一个半衰期，原子核有半数发生衰变，这个一半是指当前数量的一半，故经过两个半衰期5.（2024·山东东营模拟）气压开瓶器是第三代红酒开瓶器的代表，这种开瓶器有一个气针，穿透木塞，然后向瓶中打气，依靠空气压力，将瓶塞慢慢推出。某种红酒瓶内的气体体积为V0，压强为3p0，如图所示，拉压一次开瓶器，可以把体积为V0，压强为p0的空气打进红酒瓶中，当红酒瓶内的气体压强为6p0时活塞弹出。设打气过程在室温下，红酒瓶与外界之间导热良好且气体温度不变，不考虑红酒对气体的溶解。用开瓶器至少需要打几次气才能使瓶塞弹出（）A.n＝2 B.n＝3C.n＝4 D.n＝5解析：B依题意，打气过程中温度保持不变，由玻意耳定律可得V0×3p0＋nV0p0＝V0×6p0，解得n＝3，故选B。6.（2024·重庆黔江模拟）光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得以广泛应用。如图所示是一个质量均匀分布的有机玻璃圆柱的横截面，B、C为圆上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出，已知∠ABO＝127°，∠BOC＝120°，真空中光速c＝3×108m/s，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。则（）A.光在该有机玻璃中的折射率为1.6B.光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为53°C.光在该有机玻璃中传播速度为3×108m/sD.将该材料做成长300km的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1×10－3s解析：A由图中几何关系可知，入射角为53°，折射角为30°，即可求出n＝sin53°sin30°＝4512＝1.6，A正确；sinC＝1n＝11.6＝58可知，C不等于53°，B错误；由n＝cv结合光在空气中传播的速度c＝3×108m/s可知，光在该介质中传播速度不为3×108m/s，C错误；当速度为3×108m/s时，传播300km用时1×10－37.（2024·重庆万州区模拟）光敏电阻在光照增强时电阻变小，生产、生活中常运用光敏电阻这一特性来制作各种传感器。如图所示，光敏电阻R与电源构成闭合回路，电源电动势为E、内阻为r（r＞0）。如果照射到光敏电阻R上的光照增强。下列说法一定正确的是（）A.光敏电阻R电功率减小B.光敏电阻R电功率增大C.电源效率减小D.电源效率增大解析：C照射到光敏电阻R上的光照增强，R的电阻减小，R的电功率为PR＝I2R＝E2（R＋r）2R＝E2R＋r2R+2r可见，当R等于r时，R的电功率有最大值，由于本题不确定R变小是与r接近还是远离，所以不能确定R的电功率变化，A、B错误；电源效率为η＝P出P8.（多选）（2024·河南郑州模拟）如图1所示，我国西部山区建有许多水电站，极大改善了当地居民的生产、生活，如图2所示为某水电站远距离输电的原理图。T1为升压变压器，其原、副线圈匝数比为k1，输电线总电阻为R，T2为降压变压器，其原、副线圈匝数比为k2，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户端用户数量变化，使得输电线输送电流增加ΔI。则下列说法正确的是（）A.输电线损失的功率增加（ΔI）2RB.用户端电压减少了1k2ΔIC.发电机输送功率增加k1UΔID.用户端电压减少量与用户端电流增加量的比值不随ΔI的变化而变化解析：BD根据焦耳定律，输电线损失的功率为P＝I2R，输电线损失的功率增加量为ΔP＝（I＋ΔI）2R－I2R＝ΔI2R＋2ΔIIR，故A错误；根据理想变压器的规律UU2＝k1，U3U4＝k2，由闭合电路欧姆定律有U2＝IR＋U3，联立得Uk1＝IR＋k2U4，电流增加ΔI，则有Uk1＝（I＋ΔI）R＋k2U4'，两式相减得ΔU4＝U4－U4'＝ΔIRk2，故B正确；根据理想变压器的规律I1I＝1k1，则I1＝1k1I，ΔI1＝1k1·ΔI，发电机输送功率的增加量为ΔP＝UI1'－UI1＝U·ΔI1＝UΔIk1，故C错误；用户端电压减少量与用户端电流增加量的比值为Δ9.（2024·甘肃酒泉三模）暴雨季节，路面水井盖因排气孔堵塞可能会造成井盖移位而存在安全隐患。如图所示，质量为m＝40kg的某井盖的排气孔被堵塞且井盖与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为S＝0.2m2。t＝0时，井内密封空气的压强恰好等于大气压强p0＝1.01×105Pa，水面与井盖之间的距离为h＝2.06m，将密封空气视为理想气体，温度始终不变，重力加速度g取10m/s2。求：（1）井盖刚要被顶起时，密封空气的压强；（2）若水位以50mm/h的速度迅速上涨，则经多长时间井盖刚要被顶起。答案：（1）1.03×105Pa（2）0.8h解析：（1）根据题意可得，当井盖刚好被顶起时，有p0S＋mg＝p1S代入数据解得p1＝1.03×105Pa。（2）对密封气体，由于温度不变，所以p0Sh＝p1Sh'解得h'＝2.02m则井盖被顶起的时间为t＝h－h'v＝0.8h情境类型考情统计分析预测天宫课堂2024·甘肃卷T3、2024·北京卷T22，“天宫”空间站；2024·山东卷T13，“天宫课堂”；2022·北京卷T8，小球在竖直平面内做圆周运动实验；2022·辽宁卷T5、2022·浙江6月卷T8，水球光学实验考情分析：以航空航天为背景的试题在高考中几乎每年都有，该类试题注重与科技发展相联系，通过展现我国科技成就，厚植爱国情怀，激发学生为中国科技振兴而学习的动力。高考预测：预计2025年高考会结合空间站的建成、北斗导航系统的完成、探月成功和火星探测的实施等命题，这类试题难度不大，只要抓住万有引力和向心力的关系就能顺利求解相关问题航天科技2024·湖南卷T7、2024·全国甲卷T16、2024·黑吉辽卷T1、2024·江苏卷T14，“嫦娥六号”；2024·安徽卷T5、2024·山东卷T5、2024·河北卷T8，鹊桥二号中继星；2024·海南卷T1，“神舟十七号”；2023·新课标卷T17，“天舟六号”；2023·江苏卷T7，“嫦娥五号”；2022·全国乙卷T1，“天宫二号”；2022·山东卷T6，“羲和号”【例1】（2024·甘肃高考3题）小杰想在离地表一定高度的天宫实验室内，通过测量以下物理量得到天宫实验室轨道处的重力加速度，可行的是（）A.用弹簧秤测出已知质量的砝码所受的重力B.测量单摆摆线长度、摆球半径以及摆动周期C.从高处释放一个重物，测量其下落高度和时间D.测量天宫实验室绕地球做匀速圆周运动的周期和轨道半径答案：D解析：天宫实验室内，所有物体均处于完全失重状态，与重力有关的实验均不能进行，A、B、C错误；根据万有引力提供向心力有GMmr2＝m4π2T2r＝mg空，解得g空【例2】（2024·安徽高考5题）2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（）A.周期约为144hB.近月点的速度大于远月点的速度C.近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度D.近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度答案：B解析：冻结轨道和捕获轨道的中心天体是月球，根据开普勒第三定律得R13T12＝R23T22，整理得T2＝T1R23R13＝288h，A错误；根据开普勒第二定律得，近月点的速度大于远月点的速度，B正确；1.（2024·云南曲靖模拟）2024年6月2日，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。月球储藏有大量核聚变燃料氦3，其发生核聚变的核反应方程为

12H＋23He24He＋YA.若把Y粒子射入匀强磁场中，它一定受到洛伦兹力作用B.相同质量的核燃料，重核裂变释放的核能大于轻核聚变释放的核能C.24He的核子平均质量比

D.核反应前后系统的总动量减小解析：C根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可知，Y的质量数为1，电荷数为1，则Y为质子，如果此粒子平行磁场方向射入匀强磁场中，它不会受到洛伦兹力作用，故A错误；对于相同质量的核燃料，轻核聚变产生的核能比重核裂变产生的核能多，故B错误；根据核反应过程质量数守恒和电荷数守恒可得Y为质子，根据核反应放出能量具有质量亏损，核子平均质量减小，故C正确；核反应前后系统内力远大于外力，总动量守恒，故D错误。2.（2024·陕西榆林模拟）2024年6月2日，嫦娥六号成功着陆月背南极—艾特肯盆地，它通过早先发射的“鹊桥二号”中继卫星与地球实现信号传输及控制，完成了月球背面采样任务。在地月连线上存在一点“拉格朗日L2”，“鹊桥二号”在随月球绕地球同步公转的同时，沿“Halo轨道”（与地月连线垂直）绕L2转动，如图所示。下列有关说法正确的是（）A.“鹊桥二号”的发射速度大于11.2km/sB.“鹊桥二号”的向心力由月球引力提供C.“鹊桥二号”绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期D.“鹊桥二号”若刚好位于L2点，能够更好地为嫦娥六号探测器提供通信支持解析：C“鹊桥二号”依然绕地球运动，其发射速度应大于7.9km/s，小于11.2km/s，故A错误；“鹊桥二号”的向心力由月球引力和地球引力共同提供，故B错误；依题意，“鹊桥二号”随月球绕地球同步公转，可知绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期，故C正确；“鹊桥二号”若刚好位于L2点，由几何关系可知，通信范围较小，不能够更好地为嫦娥六号探测器提供通信支持，故D错误。3.（2024·广东揭阳模拟）2024年4月26日，神舟十八号载人飞船与天宫空间站成功对接。空间站运行在距离地面340～370千米的轨道上，对接前，神舟十八号与空间站运行在同一轨道的前后位置上。下列关于飞船和空间站的说法正确的是（）A.神舟十八号通过加速即可赶上空间站B.空间站绕地球运行的速度大于7.9km/sC.飞船和空间站里的航天员不受重力作用D.空间站的公转周期小于24h解析：D发动机加速，则飞船的运行速度变大，飞船受到的万有引力不足以提供飞船所需向心力，飞船将做离心运动，显然飞船不能追上空间站，故A错误；7.9km/s是最大环绕速度，所以空间站的运行速度不可能大于7.9km/s，故B错误；飞船和空间站里的航天员处于完全失重状态，但失重并不是不受重力作用，而是重力提供向心力，故C错误；空间站运行在距离地面340～370千米的轨道上，根据万有引力提供向心力得GMmr2＝m4π2T2r，可知，轨道高度低于同步卫星，故周期小于同步卫星的周期，即小于244.（2024·河北石家庄期末）2024年6月4日，携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞，随后成功进入预定环月轨道。嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞。图为嫦娥六号着陆月球前部分轨道的简化示意图，Ⅰ是嫦娥六号的地月转移轨道，Ⅱ、Ⅲ是嫦娥六号绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是嫦娥六号绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ上的远月点和近月点，不考虑月球的自转。下列说法正确的是（）A.嫦娥六号从轨道Ⅱ上的Q点变轨至轨道Ⅲ需点火加速B.在轨道Ⅱ上运行的嫦娥六号经过P点时的速率大于经过Q点时的速率C.嫦娥六号在轨道Ⅱ上运行时的机械能小于在轨道Ⅳ上运行时的机械能D.嫦娥六号在轨道Ⅳ上运行时的速率小于在Ⅱ上运行时经过Q点的速率解析：D嫦娥六号从轨道Ⅱ上的Q点变轨至轨道Ⅲ，做近心运动，应让发动机在Q点减速，故A错误；嫦娥六号在轨道Ⅱ上由P运动到Q的过程，万有引力做正功，可知，嫦娥六号在轨道Ⅱ上经过P点时的速率小于经过Q点时的速率，故B错误；嫦娥六号从轨道Ⅱ上变轨到轨道Ⅳ上，需在Q点减速，机械能减小，故嫦娥六号在轨道Ⅱ上运行时的机械能大于在轨道Ⅳ上运行时的机械能，故C错误；嫦娥六号在Q点从轨道Ⅱ上经过近心运动进入轨道Ⅳ上，速度减小，故嫦娥六号在轨道Ⅳ上运行时的速率小于在Ⅱ上运行时经过Q点的速率，故D正确。5.（多选）（2024·甘肃兰州模拟）2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。假设质量为m0的中继星处在地月系的“拉格朗日点”（中继星、月球和地球在同一直线上），受到月球与地球的双重万有引力作用，其绕地球做匀速圆周运动的角速度与月球绕地球做匀速圆周运动的角速度相等。已知地球的质量为M，月球的质量为m，月球中心与地球中心之间的距离为r，中继星与地心间的距离为R（R＞r），引力常量为G，中继星与月球间的万有引力远小于月球与地球之间的万有引力。下列说法正确的是（）A.月球对中继星的万有引力大小为GmB.中继星绕地球转动的角速度大小为GMC.中继星绕地球转动的加速度小于月球绕地球转动的加速度D.月球对中继星的万有引力与地球对中继星的万有引力的合力大小为GM解析：AD由题意，可得月球球心与中继星之间的距离为R－r，根据万有引力定律可得月球对中继星的万有引力大小为F＝Gmm0（R－r）2，故A正确；由于中继星绕地球做匀速圆周运动的角速度与月球绕地球做匀速圆周运动的角速度相等，由GMmr2＝mrω2，可得中继星绕地球转动的角速度大小为ω＝GMr3，故B错误；由于中继星绕地球转动的半径大于月球绕地球转动的半径，中继星绕地球做匀速圆周运动的角速度与月球绕地球做匀速圆周运动的角速度相等，根据a＝ω2R，可知，中继星绕地球转动的加速度大于月球绕地球转动的加速度，故C错误；月球对中继星的万有引力与地球对中继星的万有引力的合力提供中继星做匀速圆周运动所需的向心力，有F合＝m0Rω26.（多选）（2024·河南新乡模拟）如图所示，北斗系统主要由离地面高度约为6R（R为地球半径）的地球同步卫星和离地面高度约为3R的中轨道卫星组成，忽略地球自转。下列说法正确的是（）A.中轨道卫星与同步卫星的向心加速度大小之比为49∶16B.中轨道卫星与同步卫星的向心加速度大小之比为36∶9C.中轨道卫星与同步卫星的线速度大小之比为7∶2D.中轨道卫星与同步卫星的线速度大小之比为7∶4解析：AC根据万有引力提供向心力有GMmr2＝man＝mv2r，所以an＝GMr2，v＝GMr，所以中轨道卫星与同步卫星的向心加速度大小之比为49∶16，中轨道卫星与同步卫星的线速度大小之比为77.（2024·甘肃酒泉模拟）若质量为m的“祝融号”火星车悬停在火星表面上方，受到竖直向上的升力F，已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转，则下列说法正确的是（）A.火星表面的重力加速度大小为GB.火星的第一宇宙速度大小为FRC.火星的质量为FmD.火星的密度为4解析：B根据平衡条件得F＝mg火，解得g火＝Fm，A错误；根据牛顿第二定律得mg火＝mv2R，解得v＝FRm，B正确；根据黄金代换公式得mg火＝GMmR2，解得M＝FR2Gm，C错误；根据密度公式得M＝ρ·43π8.（2024·山东滨州模拟）2024年6月4日完成月球表面无人自主采集样品后，“嫦娥六号”着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。如图，“嫦娥六号”着陆器静止在月球水平表面处，其简化成质量为m的主体和质量不计的四条相同支架腿构成。每条支架腿与竖直方向的夹角均为θ，且产生弹力的方向沿支架腿。地球表面重力加速度为g，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的16，下列说法正确的是（A.每条支架腿对月球表面压力的方向均沿支架腿向下B.每条支架腿受到月球表面的作用力大小mgC.四条支架腿对主体水平方向的合力为零，每条支架腿水平方向分力为mgD.“嫦娥六号”着陆器受到月球表面的作用力大小mg解析：D每条支架腿对月球表面压力的方向均竖直向下，水平方向存在摩擦力，着陆器对月球的压力与摩擦力的合力方向沿支架腿向下，故A错误；每条支架腿受到月球表面的作用力在竖直方向的分量大小mg24，而每条支架腿受到月球表面的作用力大小应为F＝mg24cosθ，故B错误；四条支架腿对主体水平方向的合力为零，每条支架腿水平方向分力为F水平＝Fsinθ＝mg24cosθsinθ＝mgtanθ24，故C错误；根据静止时受力平衡，“9.（2024·甘肃庆阳模拟）我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹，如图是赤道上的物体A与两颗卫星B、C（其中C为同步卫星，与地面保持相对静止），已知，地球的半径为R，物体A的重力加速度为g，万有引力常量为G，则（）A.若考虑地球自转，地球的质量略大于gB.C有可能从常州上方飞过C.物体A、卫星B、C的速度大小关系是vA＞vB＞vCD.卫星B、C在地面的发射速度均应大于第二宇宙速度解析：A若考虑地球自转，对赤道上物体，由合力提供向心力得GMmR2－mg＝ma，化简得M＝（g＋a）R2G可知，地球的质量略大于gR2G，故A正确；C是同步卫星，在赤道上空，不可能从常州上方飞过，故B错误；根据v＝GMr可知，半径大的速度小，则vB＞vC。而A、C周期相同，根据v＝2πTr可知，C的半径大，则速度大。因此物体A、卫星B、C的速度大小关系是vA＜vC＜v10.（2024·吉林长春模拟）2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十八号进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知神舟十八号绕地球做匀速圆周运动的半径为r，地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不计地球的自转，求：（1）地球的质量M；（2）神舟十八号绕地球运行的周期T。答案：（1）gR2G（解析：（1）对地球表面上的物体，设其质量为m0，则GMm0R2解得M＝gR（2）神舟十八号在轨运行时，有GMmr2＝m解得T＝2π情境3技前沿类情境情境类型考情统计光电效应科技2024·黑吉辽卷T8，X射线光电子能谱议；2023·浙江6月卷T15，新型光电效应量子材料电磁科技2024·广东卷T4，电磁俘能器；2024·江西卷T7，石墨烯；2024·黑吉辽卷T15，现代粒子加速器；2023·广东卷T9，电子墨水；2023·湖北卷T5，近场通信（NFC）；2023·北京卷T18，电磁撬；2022·全国乙卷T21，带电粒子探测装置；2022·福建卷T8，霍尔推进器其他科技2024·广东卷T2，强流重离子加速器；2024·湖北卷T2，硼中子俘获疗法；2024·新课标卷T17，量子点；2022·辽宁卷T2，核天体物理研究；2022·河北卷T2，“羲和”和“望舒”分析预测考情分析：近几年的高考物理卷中，以现代科技创新为情境的试题越来越受到重视。主要考查天体运动规律、力学、电学的综合应用。这类考题立意高、选材活，对考生的素质和能力，尤其是阅读理解能力、分析推理能力、理论联系实际的能力均提出了较高的要求。高考预测：命题人常以近一年发生的重要科技事件为命题情境，这类试题在考查知识的同时还可以激发同学们的爱国热情和民族自豪感，培养同学们的创新能力【例1】（2024·吉林高考8题）X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则（）A.该金属的逸出功增大B.X光的光子能量不变C.逸出的光电子最大初动能增大D.单位时间逸出的光电子数增多答案：BD解析：金属的逸出功是金属本身的特性，与照射光的强度无关，A错误；根据ε＝hν可知，X光的光子能量与其强度无关，B正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，结合A、B项分析可知，逸出的光电子最大初动能与照射光的强度无关，C错误；若增加此X光的强度，则单位时间入射到金属表面的光子数增多，单位时间逸出的光电子数增多，D正确。【例2】（2024·新课标卷17题）三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖，不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是（）A.蓝光光子的能量大于红光光子的能量B.蓝光光子的动量小于红光光子的动量C.在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度D.蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率答案：A解析：【例3】（2024·广东高考4题）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是（）A.穿过线圈的磁通量为BL2B.永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大C.永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小D.永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向答案：D解析：根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动势越大，故B、C错误；永磁铁相对线圈下降时，根据楞次定律可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故D正确。1.（2024·安徽智学大联考）利用风洞实验室可以模拟运动员比赛时所受风阻情况，帮助运动员提高成绩。为了更加直观地研究风洞里的流场环境，可以借助烟尘辅助观察，如图甲所示，在某次实验中获得烟尘颗粒做曲线运动的轨迹，如图乙所示，则由该轨迹可推断出（）A.烟尘颗粒可能做匀变速曲线运动B.烟尘颗粒做的不可能是匀变速曲线运动C.P、Q两点处的速度方向可能相反D.P、Q两点处的速度方向可能垂直解析：B做曲线运动的物体，其所受合力总是指向轨迹凹侧，由图乙可知，烟尘颗粒所受外力的合力发生了变化，不可能做匀变速曲线运动，故A错误，B正确；曲线运动速度方向沿轨迹切线方向，故C、D错误。2.（2024·浙江金华三模）2024年4月5日全国首批“港澳药械通”进口心脏起搏器在穗通关，这批心脏起搏器使用“氚电池”供电，氚电池能将氚核衰变产生的核能转化为电能，氚核方程为

13H23He＋X＋ΔE，已知氚核发生衰变的半衰期为12.5年，当电池中氚的含量低于初始值的25％时便无法正常工作A.X粒子是来自原子的内层电子B.起搏器所处环境的湿度、温度可以改变氚的半衰期C.13H的比结合能比

D.这种核能电池的寿命大约是35年解析：C根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X粒子为电子，即氚核发生β衰变，其中电子由原子核内一个中子转化为一个质子和一个电子而来，故A错误；放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度、压强等因素无关，故B错误；氚核发生β衰变的过程中释放能量，根据质能方程可知，总质量减小，产生的新核的比结合能比氚核大，故C正确；电池中氚的含量等于初始值的25％时，即剩余的氚核为原来的四分之一，根据m＝122m0，可知经过了两个半衰期，即t＝2T＝2×12.5年＝25年，故3.（2024·湖北五市州联考）我国国家航天局发布了首颗太阳探测卫星“羲和号”的探日成果，实现了国际首次在轨获取太阳Ha谱线精细结构。Ha是氢原子巴耳末系中频率最小的谱线，其对应的能级跃迁过程为（）A.从n＝∞跃迁到n＝2B.从n＝5跃迁到n＝2C.从n＝4跃迁到n＝2D.从n＝3跃迁到n＝2解析：D由E＝hν，可知ν最小的谱线对应的能级差最小，即－1.51eV－（－3.40eV）＝1.89eV，故选D。4.（2024·福建福州模拟）如图所示为某手机防窥膜的原理简化图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度相等、方向与屏幕垂直。从手机屏幕上相邻两吸光屏障中点O发出的光线经透明介质由吸光屏障边缘射入空气，在空气中的出射角θ称为可视角度，可视角度越小防窥效果越好，则下列做法中能提高防窥效果的是（）A.仅增大手机屏幕亮度B.仅减小相邻两吸光屏障间距C.仅减小防窥膜的厚度D.仅增大透明介质的折射率解析：B增大手机屏幕亮度，不能减小可视角度，不能提高防窥效果，故A项错误；设屏障的高度与防窥膜厚度均为x，相邻屏障的间距为L；如图所示根据折射定律，有sinθsini＝n，根据图中几何关系可得sini＝L2L22＋x2，联立整理得1+4x2L2·sinθ＝n，可知当减小相邻两吸光屏障间距L时，因为折射率不变，则可视角度减小，能提高防窥效果，故B项正确；当减小防窥膜的厚度x时，因为折射率不变，则可视角度增大，不能提高防窥效果，故C项错误；5.（2024·河北保定模拟）光刻机是生产芯片的核心设备，浸没式光刻技术是在镜头与光刻胶之间填充液体介质，利用光在液体介质中的波长会改变这一特性来提高分辨率。如图所示，若镜头与光刻胶之间填充的液体介质的折射率为1.5，则下列说法正确的是（）A.光在液体介质中的波长变为在真空（空气）中的2B.光在液体介质中的频率变为在真空（空气）中的2C.光在液体介质中的传播速度与在真空（空气）中的相同D.光在液体介质中的传播速度变为在真空（空气）中的1.5倍解析：A加上液体时光刻胶的曝光波长为λ＝vf，不加液体时，有c＝λ0f，又n＝cv，联立代入数据可得在液体中的曝光波长约为λ＝λ0n＝23λ0，故A正确；频率由光源决定，光由空气进入该液体中传播时，光波频率不变，故B错误；光在液体中的传播速度为v＝cn，解得传播速度约为真空的26.（多选）近日，北京科技大学科研团队成功通过二元功能高分子掺杂策略，显著提升了两端全钙钛矿串联太阳能电池的功率转换效率。如图所示，某种材料制成的太阳能电池的主体部分由P型半导体和N型半导体结合而成。当太阳光照射到该材料上时，材料吸收光子发生光电效应，自由电子向N型一侧移动，从而在两端形成电势差。已知该材料需要吸收能量为E的光子才能发生光电效应，普朗克常量为h，光速为c，则（）A.通过负载的电流方向为从上至下B.该材料发生光电效应的极限波长为hcC.太阳光的强度越强，则通过负载的电流越大D.改用紫外线照射该材料，则不能发生光电效应解析：BCN型半导体是电源的负极，P型半导体是电源的正极，故电流从P型一侧流出，经过负载回到N型一侧，故电流从下至上通过负载，选项A错误；因该材料的“逸出功”W＝E，所以发生光电效应的极限波长满足E＝hcλ，故λ＝hcE，选项B正确；太阳光强度越大，光电效应释放的电子越多，故向N型一侧移动的自由电子越多，两端电势差越大，电路中的电流越大，所以增大太阳光的强度，通过负载的电流会变大，选项C正确；太阳光中紫外线的频率最高，太阳光能让该材料发生光电效应，故该材料的截止频率应小于等于紫外线的频率，所以改用紫外线照射该材料，能发生光电效应，选项7.潜水钟是一种水下作业工具。将潜水钟的大铁罩倒扣在水面后使之下沉，如图是潜水钟缓慢下沉的示意图，不计下沉过程中水温的变化，关于潜水钟内封闭的理想气体，说法正确的是（）A.单位体积内分子数保持不变B.气体分子间斥力变大C.气体分子速率分布规律不变D.该过程气体对外界做功解析：C下潜过程中，随着深度的增加，钟内气体体积减小，则单位体积内分子数增大，故选项A错误；理想气体分子间距很大，故不考虑分子间作用力，气体分子间斥力不变（仍近似为0），故选项B错误；不计下沉过程中水温的变化，则温度不变，故气体分子速率分布规律不变，选项C正确；不计下沉过程中水温的变化，气体体积减小，该过程外界对气体做功，故选项D错误。8.（多选）（2024·四川内江模拟）航母上的舰载机返回甲板时有多种减速方式。如图所示，为一种电磁减速方式的简要模型，固定在水平面上足够长的平行光滑导轨CE、DF，间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻，且处在磁感应强度为B、垂直导轨平面向下的匀强磁场中。现有一舰载机等效为质量为m、电阻为r垂直于导轨的导体棒ab。导体棒ab以初动量p0水平向右运动，最后停下来，导轨的电阻不计。则此过程中（）A.导体棒ab做匀减速直线运动直至停止运动B.航母甲板的最短长度为pC.电阻R上产生的焦耳热为pD.通过导体棒ab横截面的电荷量为p解析：CD导体棒获得向右的初速度后切割磁感线，回路中产生感应电流，导体棒ab受到向左的安培力，向右减速运动，由F＝BIL＝BBLvR＋rL＝ma，可知，由于导体棒速度减小，则加速度减小，所以导体棒做的是加速度越来越小的减速运动直至停止运动，A错误；设初始速度为v，通过导体棒ab横截面的电荷量为q，根据动量定理可得－BILΔt＝0－mv，又因为p0＝mv，q＝IΔt，解得q＝p0BL，由于q＝IΔt＝ER＋rΔt＝ΔΦR＋r＝BLxR＋r，代入q＝p0BL可得，导体棒ab运动的位移，即航母甲板的最短长度为x＝p0（R＋r）B2L2，故B错误，D正确；导体棒减少的动能E＝12mv9.（2024·江西景德镇模拟）2024年5月3日，嫦娥六号顺利发射，标志着我国朝“绕月—探月—登月”的宏伟计划又迈出了坚实的一步。假设在不久的将来，中国载人飞船在月球表面成功着陆。航天员身着出舱航天服，首先从太空舱进入到气闸舱，再关闭太空舱舱门，然后将气闸舱中的气体缓慢抽出，最后打开气闸舱门，航天员再从气闸舱出舱活动。已知气闸舱的容积为2.0m3，舱中气体的初始压强为0.8×105Pa。为了给航天员一个适应过程，先将气闸舱的压强降至0.5×105Pa，航天员的体积不计。假设气闸舱的温度保持不变，在此过程中，求：（1）抽出的气体在0.8×105Pa压强下的体积；（2）气闸舱内存留气体的质量与原气闸舱内气体质量之比。答案：（1）0.75m3（2）0.625解析：（1）以气闸舱内原有气体为研究对象，体积为V1＝2.0m3、压强为p1＝0.8×105Pa，降压后气体的压强为p2＝0.5×105Pa，体积为V2，由玻意耳定律可得p1V1＝p2V2V2＝3.2m3设抽出的气体在p2＝0.5×105Pa时的体积为V2－V1，转换到压强为p1＝0.8×105Pa时的体积为V3，由玻意耳定律可得p2（V2－V1）＝p1V3解得V3＝0.75m3。（2）以气闸舱内原有气体为研究对象，压强为p2＝0.5×105Pa，体积为V2＝3.2m3，抽气后气闸舱内存留气体的体积为V1＝2.0m3，气闸舱内存留气体的质量与原气闸舱内气体质量分别为m1＝ρV1m2＝ρV2则m1m解得m1m2＝010.（2024·安徽六安模拟）在中柬“金龙-2024”联合演习中，中国制造智能无人化装备亮相演兵场，如图为演习所使用的机器狗，可灵活穿越各种地形进行探测，现对其运动情况作一定的研究。已知机器狗在加速阶段加速度大小为2m/s2，最大速度为8m/s，减速阶段加速度大小为4m/s2。t＝0时刻，机器狗由静止开始运动，同时在其前方20m处有一目标以4m/s的速度同向开始匀速运动。求：（1）若机器狗匀加速运动到最大速度后维持匀速运动，需多长时间追上前方目标；（2）若机器狗能追上目标且最终停止运动，则由开始运动到最终停止过程中机器狗的最小位移为多少。（目标对机器狗的运动无阻碍）答案：（1）9s（2）60m解析：（1）机器狗匀加速阶段时间为t0＝vma1＝82s位移为x0＝12vmt0＝12×8×4m＝16m＜20则此时未追上，在匀速阶段追上，设机器狗运动时间为t1，可得20m＋4m/s×t1＝16m＋8m/s×（t1－4s）解得t1＝9s。（2）若机器狗在最大速度时追上目标，不满足条件，题中要求最小位移，在追上目标时已经处于减速状态，与目标有共同速度，如图所示机器狗减速到与目标有共同速度的时间为t2＝vm－va2＝8－运动的距离为x＝8+42×1m＝6设机器狗与目标相遇时间为t3，机器狗匀速阶段用时为（t3－4s－1s），可得16m＋8m/s×（t3－5s）＋6m＝4m/s×t3＋20m解得t3＝9.5s机器狗从开始运动到与目标相遇，机器狗运动的位移大小为x1＝16m＋（9.5－5）×8m＋6m＝58m机器狗超过目标后又减速运动的位移大小为x2＝v22a2＝422×4则最小位移为x＝x1＋x2＝60m。情境4体育运动类情境情境类型考情统计球类运动2024·河北卷T3，篮球；2024·浙江1月选考T3，足球；2023·全国乙卷T14，排球；2023·全国甲卷T14，铅球；2022·湖南卷T14，篮球冰雪运动2024·江西卷T14，雪地转椅；2023·江苏卷T15，滑雪；2022·全国甲卷T14，跳台滑雪；2022·辽宁卷T13，短道速滑；2022·浙江1月卷T19，钢架雪车比赛其他运动2024·全国甲卷T20，蹦床运动；2022·河北卷T1，百米跑；2022·福建卷T9，艺术体操分析预测考情分析：在近几年的高考物理卷中多次出现有关体育运动的情境题，将物理试题与体育运动相结合，引导考生热爱体育运动、积极参加体育锻炼。高考预测：预计2025年高考会结合体育运动，考查匀变速直线运动模型、平抛运动模型、斜抛运动模型等，也会综合动量与能量进行命题【例1】（2024·浙江1月选考3题）如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，则足球（）A.从1到2动能减少mghB.从1到2重力势能增加mghC.从2到3动能增加mghD.从2到3机械能不变答案：B解析：由足球的运动轨迹可知，足球在空中运动时一定受到空气阻力作用，则从1到2重力势能增加mgh，则从1到2动能减少量大于mgh，A错误，B正确；从2到3由于空气阻力作用，则机械能减小，重力势能减小mgh，则动能增加小于mgh，C、D错误。【例2】（2024·全国甲卷20题）蹦床运动中，体重为60kg的运动员在t＝0时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是（）A.t＝0.15s时，运动员的重力势能最大B.t＝0.30s时，运动员的速度大小为10m/sC.t＝1.00s时，运动员恰好运动到最大高度处D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N答案：BD解析：根据题图分析可知，t＝0.15s时，运动员对蹦床作用力最大，则此时运动员下降至最低点，运动员的重力势能最小，A错误；根据题图分析可知，t＝0.30s时运动员离开蹦床，做竖直上抛运动，经2s后，即t＝2.30s时再次落至蹦床上，根据竖直上抛运动的对称性可知，t＝1.30s时，运动员运动至最大高度处，根据v＝gΔt可知，运动员在t＝0.30s时的速度大小v0＝10m/s，B正确，C错误；对运动员与蹦床一次相互作用过程，根据动量定理有（F－mg）Δt＝mv0－（－mv0），代入数据解得F＝4600N，D正确。【例3】（2023·江苏高考15题）如图所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45°。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出。已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。（1）求滑雪者运动到P点的时间t；（2）求滑雪者从B点飞出的速度大小v；（3）若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。答案：（1）22d（1－（3）2（1－μ）d解析：（1）滑雪者由A点运动到P点的过程，沿斜坡方向由牛顿第二定律得mgsin45°－Ff＝ma在垂直斜坡方向由平衡条件得mgcos45°＝FN又Ff＝μFN解得a＝（1－μ）22由运动学公式x＝12at2得t＝2（2）设P点到B点的过程重力做的功为WG，克服摩擦力做的功为Wf，则滑雪者由P点到B点的过程，由动能定理得WG－Wf＝0滑雪者由A点到B点，由动能定理得mgdsin45°＋WG－Wf－μmgdcos45°＝12mv联立解得v＝2（（3）滑雪者离开B点后做斜抛运动，则竖直方向的分速度vy＝vsin45°＝2水平方向的分速度vx＝vcos45°＝2滑雪者刚好落在C点时，平台BC的长度最大，则其在空中运动的时间t＝2vy则平台BC的最大长度为L＝vxt联立解得L＝2（1－μ）d。1.（2024·甘肃兰州模拟）如图所示，某运动员练习撑竿跳高，运动员在助跑结束刚离地时的速度大小为v0，此时撑竿的弹性势能为Ep，运动员跨越横杆（撑竿离手）时速度大小为v1（v1＜v0），方向水平，重力加速度大小为g，以水平地面为参考平面，忽略撑竿的质量，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）A.运动员跨越横杆后在空中下落的过程中机械能守恒B.运动员在上升过程中一定处于超重状态C.运动员在上升过程中机械能守恒D.运动员的最大重力势能为Ep解析：A运动员跨越横杆后在空中下落的过程中只有动能和重力势能相互转化，运动员机械能守恒，A正确；运动员在上升过程中先向上加速，后向上减速，向上加速时处于超重状态，向上减速时处于失重状态，B错误；运动员在上升过程中，竿的弹力对运动员做正功，运动员机械能增加，C错误；根据机械能守恒定律，运动员的最大重力势能为12mv02＋Ep－12m2.（2024·安徽黄山模拟）如图所示，某同学练习投篮时，将篮球从P点斜向上抛出，从Q点投入篮框中。P、Q连线与水平方向的夹角为30°，P、Q间的距离为L，球在Q点入框时速度方向与PQ垂直，已知重力加速度为g，不计空气阻力，篮球可视为质点，则篮球从P点运动到Q点所用时间为（）A.2Lg B.C.2Lg D解析：A由斜抛运动规律知，将篮球的运动沿PQ方向和垂直PQ方向分解，则沿PQ方向的分运动有L＝12gsin30°·t2，代入得t＝2Lg，3.（2024·湖北武汉一模）冰滑梯是一种体验冰雪运动的娱乐项目，其示意图如图所示，游客从螺旋滑道上端滑下，旋转两周后经倾斜滑道冲上水平滑道，滑行结束时停在水平滑道上。假设螺旋滑道的圆面半径为r＝52πm，上端与下端高度差为h1＝6m，倾斜滑道高度差为h2＝2m，螺旋滑道、倾斜滑道和水平滑道均平滑相接，游客与各滑道间的动摩擦因数处处相同，游客可视为质点。现测得游客某次滑行时停在水平滑道的位置与螺旋滑道上端的水平距离为L＝92m，则游客与各滑道间的动摩擦因数可能为（A.0.07 B.0.08C.0.09 D.0.10解析：A研究游客整个运动过程，根据动能定理有mg（h1＋h2）－μmg（4πr）2－h12－μmgL＝0，代入数据解得μ＝0.08，实际上游客在圆轨道运动时因为向心力的原因导致支持力比在同角度的斜面大，即在圆轨道摩擦力做功W＞4.（多选）（2024·福建泉州模拟）2024年世乒赛中国女团实现六连冠，男团实现十一连冠。某次训练时球员先后两次以不同速度从同一位置正对着竖直墙面水平发射乒乓球，初速度之比为2∶1，分别打到竖直墙面上的a、b两点。不计空气阻力，则打到a、b两点前乒乓球在空中的（）A.运动时间之比为1∶2 B.运动时间之比为2∶1C.下落高度之比为1∶4 D.下落高度之比为1∶3解析：AC乒乓球做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，则有x＝v0t，由于两球水平方向位移相等，则有v01t1＝v02t2，又有v01∶v02＝2∶1，可得运动时间之比为t1∶t2＝v02∶v01＝1∶2，A正确，B错误；乒乓球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，则有h＝12gt2，可得下落高度之比为h1∶h2＝12gt12∶12gt22＝1∶5.（2024·甘肃酒泉三模）乒乓球被称为中国的“国球”，是一种世界流行的球类体育项目，如图所示为某同学训练时的情景，若某次乒乓球从某一高度由静止下落，以v0＝2m/s的速度竖直向下碰撞乒乓球拍，同时使乒乓球拍的接球面保持水平且以1m/s的速度水平移动，乒乓球与球拍碰撞反弹后的高度与下落高度相等。已知乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为μ＝54，不计空气阻力，碰撞时间极短，且碰撞过程忽略乒乓球所受重力的影响，周围环境无风，则乒乓球与球拍碰撞后的瞬时速度大小为（A.4m/s B.3m/sC.2m/s D.1m/s解析：B由题意可知，乒乓球与球拍碰撞后反弹的高度与下落高度相等，则碰后竖直方向的速度大小为vy＝v0＝2m/s，设乒乓球的质量为m，乒乓球与球拍的碰撞时间为Δt，在竖直方向上，根据动量定理有N·Δt＝mvy－（－mv0），在水平方向上，根据动量定理有f·Δt＝μN·Δt＝mvx，v＝vx2＋vy2，联立解得vx＝5m/s，v＝36.（2024·上海模拟）某中学篮球队再次夺取2023—2024赛季耐高上海赛区冠军，比赛时双方球员跳球，主裁判将篮球以27m/s的初速度竖直向上抛出，篮球离开裁判手时离球场地板高度为1.8m，队员在篮球到达最高点时将篮球水平击出，篮球恰好绕过所有人落在球场地板上。已知篮球的质量为600g，从被击出到落地的水平位移为8m，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计空气阻力。则下列结果中不正确的是（）A.篮球被水平击出时的初速度为10m/sB.篮球落地时重力的瞬时功率为48WC.篮球落地时速度与水平方向的夹角为53°D.篮球从被水平击出到落地，篮球动能增加了19.2J解析：C由题意知，篮球从离开裁判手到最高点，上升的高度为Δh＝v22g＝1.4m，则到最高点时，离地面高度为h＝h0＋Δh＝3.2m，则篮球被水平击出到落地时间为t＝2hg＝0.8s，则篮球被水平击出时的初速度为v0＝xt＝80.8m/s＝10m/s，故A正确；篮球落地时重力的瞬时功率为P＝mgvy＝0.6×10×10×0.8W＝48W，故B正确；篮球落地时速度与水平方向的夹角满足tanθ＝vyv0＝45，则篮球落地时速度与水平方向的夹角不等于53°，故C错误；由动能定理知，从被水平击出到落地，篮球动能增加了ΔEk＝mgh＝0.6×10×3.7.（2024·河北邯郸模拟）操场上两同学练习排球，在空中同一水平直线上A、B两点处分别把相同的1、2两球同时击出，球1做平抛运动，球2做斜抛运动，两球的运动轨迹在同一竖直平面内，如图所示，轨迹交于P点，P是A、B连线的中垂线上一点，球1的初速度为v1，球2的初速度为v2，不考虑排球的旋转，不计空气阻力，两球从抛出至到达P点的过程中（）A.两球在P点相遇B.球2在最高点的速度等于v1C.球1速度变化比球2更快D.球1速度的变化量小于球2速度的变化量解析：D两球在竖直方向上到P点的高度相同，设为h。球1做平抛运动，竖直方向上自由落体高度为h。而球2竖直方向上，先上抛后自由下落，自由下落的高度大于h，根据公式h＝12gt2可知，球2下落的时间大于球1运动的时间，所以两球不会在P点相遇，故A错误；球2在最高点的速度为水平方向上匀速的速度。由于两球水平位移一样，球2运动时间长，根据公式x＝v0t可知，球2水平方向上速度小，即球2在最高点的速度小于v1，故B错误；由于两球的加速度均为重力加速度，所以单位时间内球1速度的变化等于球2速度的变化，故C错误；球2运动时间长，根据公式Δv＝gt可知，球1速度的变化量小于球2速度的变化量，故D8.（2024·江苏无锡模拟）如图所示，一学生做定点投篮游戏。第一次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角α＝60°；第二次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角β＝30°；两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置点。不计空气阻力，则从篮球出手到运动到点C的过程中，下列说法正确的是（）A.运动时间的比值为3∶1B.两球的初速度相同C.上升的最大高度的比值为1∶3D.在C点时，两球的速度相同解析：C将篮球的运动过程逆向看是平抛运动，设前后两次运动时间分别为t1、t2，易知两次篮球做抛体运动的水平位移大小相同，均设为x，则根据抛体运动规律有v1cos60°＝gt1，v2cos30°＝gt2，t1＝xv1sin60°，t2＝xv2sin30°，联立可得v1＝v2，t1t2＝13，可知两球的初速度大小相等，但方向不同，故A、B错误；根据h＝12gt2可知上升的最大高度的比值为h1h2＝t12t22＝13，故C9.（多选）（2024·河南郑州模拟）某校秋季运动会分为竞技组和健身组，健身组设置了定点投篮项目。如图甲所示，某选手正在进行定点投篮，篮球在空中划出了一道漂亮的弧线。在篮球运动所在的竖直平面内建立坐标系xOy，如图乙所示，篮球由A点投出，A、B、C、D是篮球运动轨迹上的四点，B为篮球运动的最高点，A、B、C、D四点的坐标分别为（－L，0），（0，L）、（L，0）、（2L，y），重力加速度为g，空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是（）A.篮球经过A、C两点时速度相同B.篮球经过B点时速度大小为gLC.篮球从A到B与B到C过程中，速度变化相同D.D点的纵坐标y＝－3L解析：CD依题意，可知篮球抛出后做斜抛运动，利用逆向思维，可知篮球从B点做平抛运动到A点，由图乙知A点和C点在同一水平线上，则可知篮球在两点处的速度大小相等，但方向不同，所以两点处的速度不相同，故A错误；利用逆向思维，篮球从B点到A点做平抛运动，设运动时间为t，则有L＝vBt，L＝12gt2，联立解得vB＝gL2，故B错误；根据Δv＝gΔt，可知篮球从A到B与B到C过程中，水平方向上发生的位移相等，运动时间相等，因此速度变化相同，故C正确；篮球由B到D，由图乙可得y－L＝gt2，L＝vBt，vB＝gL2，联立解得y＝3L，因此D点的纵坐标为y＝－3L，10.（2024·河南南阳模拟）如图所示，某滑雪爱好者及滑板（可视为质点）由静止开始从倾角θ＝37°的斜直滑道顶端自由滑下，经A点沿切线进入圆弧轨道，最后从与A点等高的C点飞出。已知滑雪爱好者在A点的速度大小v1＝20m/s，在最低位置B点时滑板对圆弧轨道的压力大小FN＝1050N，圆弧轨道半径R＝100m，滑雪爱好者及滑板的总质量m＝75kg，滑板与斜直滑道间的动摩擦因数μ＝0.25，不计空气阻力，取重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）滑雪爱好者在B点时的速度大小；（2）斜直滑道的长度；（3）滑雪爱好者及滑板从斜直滑道顶端运动到B点损失的机械能。答案：（1）20m/s（2）50m（3）22500J解析：（1）由牛顿第三定律有FN'＝FN＝1050N对滑雪爱好者及滑板受力分析，由牛顿第二定律有FN'－mg＝mv解得vB＝20m/s。（2）对滑雪爱好者及滑板从斜直滑道顶端运动到A点，由动能定理有mgxsinθ－μmgxcosθ＝12mv1解得x＝50m。（3）根据能量守恒定律可得滑雪爱好者及滑板从斜直滑道顶端运动到B点损失的机械能为ΔE＝mgxsinθ＋mgR（1－cosθ）－12m解得ΔE＝22500J。情境5传统文化类情境情境类型考情统计分析预测古籍材料和“成语”“谚语”2024·湖北卷T1，《梦溪笔谈》；2024·河北卷T2，尖端放电；2023·山东卷T4，古籍《天工开物》考情分析：近几年以传统文化为载体创设情境的试题越来越多，这类试题有利于引导学生关注传统文化，增强民族自信，发挥育人功能。高考预测：高考中此类试题以选择题形式出现较多，常结合力学知识进行考查，偶有电磁学和热学相关试题，难度中等或较易，预计在2025年高考中，传统文化依然是高考命题的重要载体之一传统比赛/杂技2023·江苏卷T13，传统杂技“转碟”传统器械2024·黑吉辽卷T3，砚台；2024·山东卷T16，战国时期青铜汲酒器；2022·广东卷T1，石磨；2022·北京卷T20，指南针【例1】（2024·湖北高考1题）《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好（原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然）。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为（）A.摩擦B.声波 C.涡流D.光照答案：C解析：雷击时，瞬间非均匀变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场在金属内产生涡电流，发热使金属熔化，C正确。【例2】（2023·江苏高考13题）“转碟”是传统的杂技项目。如图所示，质量为m的发光物体放在半径为r的碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动。当角速度为ω0时，碟子边缘看似一个光环。求此时发光物体的速度大小v0和受到的静摩擦力大小f。答案：ω0rmω0解析：根据线速度和角速度的关系，有v0＝ω0r碟子对发光物体的静摩擦力提供发光物体做圆周运动所需的向心力，故f＝mω02【例3】（2024·山东高考16题）图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1＝1.0cm2，长度H＝100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2＝90.0cm2、高度h＝20.0cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度大小g＝10m/s2，大气压p0＝1.0×105Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。（1）求x；（2）松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。答案：（1）2cm（2）8.92×10－4m3解析：（1）在缓慢将汲液器竖直提出液面的过程中，封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律有p1（H－x）S1＝p2HS1根据题意可知p1＝p0，p2＋ρgh＝p0联立解得x＝2cm。（2）对新进入的气体和原有的气体整体分析，由玻意耳定律有p0V＋p2HS1＝p3H又p3＋ρg·h2＝p联立解得V＝8.92×10－4m3。1.（2024·河北保定一模）马蹄灯是上世纪在中国生产并在民间广泛使用的一种照明工具。它以煤油作灯油，再配上一根灯芯，外面罩上玻璃罩子，以防止风将灯吹灭。当熄灭马蹄灯后，灯罩内空气温度逐渐降低，下列关于灯罩内原有空气的说法中正确的是（设外界大气压恒定）（）A.所有气体分子运动的速率都减小B.压强减小C.体积不变D.内能减小解析：D温度降低，分子的平均速率减小，并不是所有气体分子运动的速率都减小，故A错误；灯罩内外由通风口连通，所以灯罩内外气体压强一直相等，即气体压强不变，故B错误；由B可知，灯罩内原有空气为等压变化，温度降低，体积减小，故C错误；灯罩内原有空气温度降低，内能减小，故D正确。2.（2024·陕西宝鸡模拟）《周礼》中有“劝登马力，马力既竭，辀（zhōu，古代的一种马车车辕）犹能一取焉”。意思是马拉车时，马虽对车不再施力了，但车还能向前运动一段距离。这应该是中国典籍对惯性的最早记载。关于惯性，下列说法正确的是（）A.“天和核心舱”环绕地球做快慢恒定的圆周运动是由于惯性B.改变物体的运动状态或受力情况，物体的惯性大小随之改变C.“天宫课堂”中授课的王亚平没有惯性D.你现在的惯性大于你出生时的惯性解析：D“天和核心舱”环绕地球做快慢恒定的圆周运动，是由于其受到地球的万有引力的作用，故A错误；物体惯性的大小仅由质量决定，与物体的运动状态、受力情况无关，故B错误；惯性是物体的固有属性，任何物体在任何情况下都具有惯性，故C错误；惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，人出生时的质量小，则惯性也小，故D正确。3.耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为O1，夹角∠AO1B＝60°，拉力大小均为F，平面AO1B与水平面的夹角为30°（O2为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（）A.两根耙索的合力大小为FB.两根耙索的合力大小为3FC.地对耙的水平阻力大小为2D.地对耙的水平阻力大小为F解析：B两根耙索的合力大小为F'＝2Fcos30°＝3F，故A错误，B正确；由平衡条件得，地对耙的水平阻力大小为Ff＝F'cos30°＝32F，故C、D4.（多选）（2024·安徽滁州模拟）《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表过球心O的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（）A.由图可知水滴对b光的折射率为n＝sinB.a、b两种光由相同介质进入空气时，b光更容易发生全反射C.a、b两种光经相同的单缝发生衍射时，b光中央亮条纹更宽D.通过同一装置发生双缝干涉时，a光的相邻条纹间距较大解析：BD由图可知水滴对b光的折射率为n＝sinβsinα，故A错误；第一次折射时，入射角相同，a光的折射角较大，根据折射定律可知，a光的折射率较小，a光发生全反射时临界角较大，所以a、b两种光由相同介质进入空气时，b光更容易发生全反射，故B正确；由于a光的折射率较小，所以a光频率较小，波长较长，所以a、b两种光经相同的单缝发生衍射时，a光中央亮条纹更宽，根据Δx＝Ldλ可知，通过同一装置发生双缝干涉时，a光的相邻条纹间距较大，故C5.（2024·广东广州模拟）唐代诗人韩愈的《原道》里“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”说的是青蛙在井底所能看到的天空是有限的。若深8m、半径为0.6m的井中被灌满水，水的折射率n＝43，如图所示，处在井底正中央A处的青蛙沿其正上方上浮。若青蛙想要把井外景物尽收眼底，则所处位置与井口水面间的竖直距离最远为（A.0.8m B.75C.7m D.5m解析：B如图所示，几乎贴着水面射入水里的光线，在青蛙看来是从折射角为C的方向射来的，根据折射定律可得sinC＝sin90°n＝1n＝34，设此时青蛙所处位置与井口水面距离为h，根据几何关系可知tanC＝rh，联立解得h＝75m，可知若青蛙想要把井外景物全部尽收眼底，则其所处位置与井口水面间的竖直距离最远为6.（2024·河北沧州模拟）景德镇传统圆器最重要的一道工序是做坯，即是依据最终的器型作出大致相应的坯体，来供后期制作印坯的时候使用，制作时将泥料放在陶车上，使其做匀速圆周运动，图中A、B、C三点到转轴的距离分别为3cm、1.5cm、6cm。已知陶车1min转过90圈，则下列说法正确的是（）A.陶车每秒转过的角度为3πB.A、B、C三点的线速度之比为1∶1∶1C.A、B、C三点的角速度之比为2∶1∶2D.陶车的转速加快时，A、B两点线速度的比值变大解析：A由陶车1min转过90圈，可知陶车的转动周期为T＝tn＝6090s＝23s，陶车的角速度为ω＝2πT＝2π23rad/s＝3πrad/s，陶车单位时间内转过的角度为φ＝ωt＝3πrad，选项A正确；由于坯体随陶车做匀速圆周运动，则A、B、C三点的角速度相同，由公式v＝ωR，可知线速度与圆周运动的半径成正比，则A、B、C三点的线速度之比vA∶vB∶vC＝2∶1∶4，选项B、C错误；陶车的转速加快时，A、B两点的角速度仍相同，则A、B两点的线速度之比仍为vA∶vB7.（2024·吉林长春东北师大附中模拟）《天工开物》中记载有：“凡试弓力，以足踏弦就地，秤钩搭挂弓腰……则知多少”。图甲是古代某次测量弓力时的情境，图乙为其简化图，弓弦挂在固定点O上，弓下端挂一重物，已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性绳，AB＝1m，弓腰和重物的总质量为90kg时OA与竖直方向间的夹角α为37°，重物质量减少45kg时α变为53°，弓弦始终处于弹性限度内，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计弓弦的质量和一切摩擦，忽略弓腰的形变，则弓弦的劲度系数约为（）A.200N/m B.300N/mC.350N/m D.450N/m解析：D对弓腰和重物组成的系统进行受力分析，设重物质量改变前弓弦上的拉力为F1，此时弓弦长度为x1，原长为x0，有2F1cos37°＝m1g，由胡克定律有F1＝k（x1－x0），根据几何知识有x1＝ABsin37°。重物质量改变后，设弓弦上的拉力为F2，此时弓弦长度为x2，受力分析有2F2cos53°＝m2g，由胡克定律有F2＝k（x2－x0），根据几何关系有x2＝ABsin53°，联立解得k＝450N/m8.（多选）（2024·四川乐山模拟）古有“长袖善舞”之说，水袖作为我国戏曲的表演道具，体现了中国古典舞的气韵。图甲是t＝1s时水袖形成的一列简谐横波，图乙是平衡位置位于x＝0.2m处的质点M的振动图像。下列说法正确的是（）A.该列横波沿x轴正方向传播B.该列横波传播速度为20cm/sC.质点M的振动方程为y＝3sinπt（cm）D.t＝1.25s时，质点N回到平衡位置解析：BC由题图乙可知t＝1s时质点M向y轴负方向振动，结合题图甲可知该列横波沿x轴负方向传播，故A错误；由题图甲可知波长λ＝0.4m，由题图乙可知周期T＝2s，则该列横波传播速度为v＝λT＝0.42m/s＝0.2m/s＝20cm/s，故B正确；由题图甲可知振幅A＝3cm，又ω＝2πT＝πrad/s，由于t＝1s时质点M向y轴负方向振动，所以t＝0时质点M在平衡位置向y轴正方向振动，质点M的振动方程为y＝3sinπt（cm），故C正确；由Δx＝vΔt＝0.2×0.25m＝0.05m，由于波的传播也是波形的传播，由于波沿x轴负方向传播，t＝1.25s时，题图甲中x＝0.1m处的波形传播到x＝0.05m处，即t＝1.25s时，质点9.如图甲所示为东汉杜诗发明的“杜诗水排”，图乙是其水排装置图，当水流带动下卧轮转动时，通过转轴带动上卧轮转动，最后依靠弦索带动小轮完成后续的动力传动，a、b、c分别位于下卧轮、上卧轮和小轮的边缘，下列说法正确的是（）A.c点的加速度等于b点的加速度B.a点的线速度大于b点的线速度C.弦索对上卧轮的摩擦力方向与上卧轮转动方向相同D.河水的速度一定等于下卧轮上被水冲击点的线速度解析：B由图乙知c点与b点位于轮的边缘，且通过弦索传动，所以二者的线速度相等，根据a＝v2r可知c点的加速度大于b点的加速度，故A错误；a点与b点在同一转轴上，二者的角速度相等，由于a点做圆周运动的半径大于b点做圆周运动的半径，根据v＝ωr，可知a点的线速度大于b点的线速度，故B正确；弦索对上卧轮的摩擦力是阻力，方向与上卧轮转动方向相反，故C错误；由于水一定对下卧轮有冲击力，所以河水的速度一定大于下卧轮上被水冲击点的线速度，故