智能手机-2025年上海高考物理复习专练（解析版）

热点06智能手机

----------h

热点解读

智能手机作为高科技的集大成者，其最新发展状况令人瞩目。智能手机内置的加速度计、陀螺仪等

传感器，能够精确感知手机的运动状态，为用户提供智能导航、健康监测等功能。摄像头利用光学成

像原理，通过镜头、感光元件等组件，捕捉并记录外界影像。而电池作为能量供应源，基于电化学原

理，将化学能转化为电能，保障手机的持久续航。同时，5G技术的全面普及，使智能手机实现了超高

速、低延迟的网络连接，推动了远程办公、高清视频播放等新兴应用场景的发展。止匕外，人工智能技

术的深度融入，让智能手机更加能够根据用户需求提供个性化的服务。

智能手机不仅是科技的产物，更是物理原理在现实生活中的精彩演绎。

限时提升练

考点01

力学原理

i.利用智能手机的加速度传感器可直观显示手机的加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器

后，手掌从静止开始上下运动。以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图

像如图所示，则手机（）

A.在。时刻开始减速上升B.在芍时刻到达最高点

C.在4时间内处于超重状态D.在4时间内受到的支持力逐渐增大

【答案】C

【详解】A.由图像可知。~%时间内，加速度向上逐渐变大，速度逐渐增大，4时刻加速度最大，而速

度还在继续增大，故A错误；

B.由图可知，时刻后加速度方向向下，为失重状态，速度方向向上，所以向上做减速运动，时刻

还没有达到最高点，故B错误；

C.4~马时间内，加速度的方向依然向上，应处于超重状态，故C正确；

D.对手机进行受力分析可知，6~马时间内，有FN-mg=ma

该段时间内，。逐渐减小，因此支持力外逐渐减小，故D错误。

故选Co

2.高层住宅的层高一般为3m,小明某次从地面1层乘电梯回家，用智能手机记录了电梯运行的速度随时

间变化关系，如图所示。取竖直向上为正方向，根据图像可推断（）

A.小明家大约住在10层

B.在4-7s内小明所受合力最大

C.1-4s内小明的加速度先增大后减小

D.如果电梯的最大速度不变而加速度可以改变，从1层到31层所用时间可能小于10s

【答案】C

9+3

【详解】A.因v-f图像的面积等于位移，可知x=------x8m=48m

2

可知小明家大约住在17层，选项A错误；

B.在4-7s内电梯匀速运动，则小明所受合力为零，选项B错误；

C.图像的斜率等于加速度，可知1-4s内小明的加速度先增大后减小，选项C正确；

D.从1层到31层位移为90m,如果电梯整个过程中均以最大速度8m/s上升，则用时间为

90

t=—s=11.25s

8

可知从1层到31层所用时间不可能小于10s,选项D错误。

故选C。

3.近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生。研究发现，玩手机时有可能让颈椎承受270N的重量。

不当的姿势会引起一系列的健康问题。当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量；但当低头

时，颈椎受到的压力会随之变化。现将人低头时头颈部简化为如图所示的模型：重心在头部的P点，

颈椎0P(轻杆)可绕。点转动，人的头部在颈椎的支持力和沿E4方向肌肉拉力的作用下处于静止状

态。假设低头时。尸与竖直方向的夹角为45。，与竖直方向的夹角为60。，此时颈椎受到的压力约为

直立时颈椎受到的压力的(血印.414,73-1.732)()

【答案】B

【详解】设头部的质量为小，当人体直立时，颈椎受到的压力F=mg

当低头时，设颈椎受到的压力为以尸点为研究对象，受力分析如图所示

故选B„

4.智能手机具有连拍功能，甲乙两同学设计如下实验来测手机连拍时的时间间隔。甲同学在竖直放置的

刻度尺旁边静止释放一个小球，同时乙同学按住拍摄按钮不动，可以拍出小球下落过程的多张照片。

然后他们将连续拍摄的几张照片叠在一起，如图所示由照片中的刻度尺得到小球在BC,。间的距离

分别为无/=98.0cm,%2=137.2cm,已知当地重力加速度为g=9.8m/s2则：

(1)手机连拍时，连续拍摄两张照片的时间间隔为;

(2)小球在C点时的速度为；

(3)由于有空气阻力的影响，测得的时间间隔(选填"大于”、"小于”或"等于”)真实的时间间

隔。

A°

B0

Co

八

%2

Do

E。

【答案】0.20s5.88m/s小于

【详解】⑴口］设时间间隔为T，由位移差公式得g=专三解得T=0.20s

(2)⑵小球在C点时的速度为％=为"=5.88向$

(3)［3］由上式得7=后工

由于空气阻力，小球下落真实的加速度小于重力加速度，由上式可知，真实的时间间隔大于测量值，

即时间间隔的测量值小于真实值。

5.如图所示，把智能手机置于汽车前台面的“磁力支架''上，支架具有磁性，对手机施加垂直于表面的吸

引力。手机的重力为G,手机平面与水平面成。角，始终和支架保持相对静止，下列说法正确的是

()

A.汽车匀速运动时支架对手机的支持力大小为G8S0

B.汽车匀速运动时支架对手机的摩擦力大小为Gsin。

C.汽车加速向前时支架对手机的摩擦力可能为零

D.汽车减速向前时支架对手机的支持力可能为零

【答案】B

【详解】A.把智能手机置于汽车前台面的“磁力支架”上的生活情境可以转化为下图的斜面模型

汽车匀速运动时支架对手机的支持力大小为^=，+GcoseA错误;

B.汽车匀速运动时支架对手机的摩擦力大小为Gsin。，B正确；

C.汽车加速向前时，正交分解如下

则有f-Gcos0=max由上可知，汽车加速向前时支架对手机的摩擦力不可能为零，C错误;

D.汽车减速向前时，正交分解如下

则有稣-』-Gcose=m%由上可知，汽车减速向前时支架对手机的支持力不可能为零，D错

误。

故选B。

6.（多选）如图1所示，游客乘坐景区缆车沿直线运动，智能手机记录了缆车的位移无随时间/的变化图

像如图2所示，其中。4和段为曲线，直线段的方程为％=2/-10。则缆车（）

A.在。4段一定做匀加速运动B.在BC段一定做匀减速运动

C.在段的速度大小为2m/sD.在40s内的平均速度大小为1.5m/s

【答案】CD

【详解】A.图XT的斜率表示的是速度，则在。4段一定做加速直线运动，不一定是匀加速，A错

误;

B.图XV的斜率表示的是速度，则在3c段一定做减速直线运动，不一定是匀减速运动，B错误;

C.由直线段AB的方程为x=2f-10

可知=2x10-10=10m=2x30-10=50m

xAR50-10,仁/

位移时间图象的斜率表示速度，贝|JvAB=-^=—r—m/s=2m/sC正确；

tAB4

D.在40s内的平均速度大小为v=-=—m/s=1.5m/sD正确。

t40

故选CD。

7.近年来我国生产的多款智能手机都有加速度传感器，用手托着手机，迅速向下运动，然后停止，手机

A.〃时刻手机压力最大

B.这时刻手机在最低点

C.从ti到打这段时间手受的压力先减小后增大

D.从。到打这段时间手机所受合力冲量为零

【答案】D

【详解】A.根据牛顿第二定律，手机加速度向上并且加速度最大时，手给手机的作用力最大，即手受

到的压力最大，由图可知，B时刻手受的压力最大，A错误；

B.手机停止时，位置最低，根据—图像与t轴围成面积表示速度可知〃时刻手机在最低点，B错

误；

C.4到质时间段，加速度向下，根据牛顿第二定律mg-N=ma可得N=mg-ma

加速度逐渐变小，可知手对手机的支持力变大，到J时间段，加速度向上，

根据牛顿第二定律N-mg=ma可得N=mg+ma

加速度逐渐变大，则手对手机的支持力逐渐变大，可知从〃到匕这段时间手对手机支持力一直变大，

结合牛顿第三定律可知手受的压力一直增大，C错误；

D.合外力F-ma则合外力的冲量I=Ft=mat

从。到门这段时间aT图像与Z轴围成面积为零，可知从〃到仃这段时间手机所受合力冲量为零，D正

确。

故选D。

8.利用手机内置加速度传感器可实时显示手机加速度的数值。小明通过智能手机探究加速度与合外力的

关系，实验装置如图甲所示，已知当地重力加速度为g。

（1）突然剪断细绳，通过手机软件记录竖直方向加速度。随时间变化的图像如图乙所示，剪断细绳瞬间

手机的加速度对应图中的（选填或点；

⑵剪断细绳瞬间手机受到的合力大小尸等于（）

A.祛码的重力大小B.小桶和祛码的重力大小

C.手机的重力大小D.弹簧对手机的拉力大小

（3）如图丙所示，某同学在处理数据时，以剪断细绳瞬间手机竖直方向上的加速度。为纵坐标，祛码质

量〃2为横坐标，绘制。-加图像，获得一条斜率为鼠截距为6的直线，则可推算出手机的质量为

（选用k、b、g表示）。

【答案】(1)A(2)B(3)与

k

【详解】(1)前面的数据波动是保持平衡时的轻微扰动，后续的数据波动是因为手机在做(近似)简

谐运动，故第一个峰值即为我们要的绳子被剪断时的瞬时加速度，故选2”点；

(2)剪断细绳瞬间，弹簧的弹力大小不变，手机受到的合力大小尸等于小桶和祛码的重力大小。

故选B。

(3)绳子剪断前，设弹力为凡小桶质量为%°,手机质量为M,对手机由平衡知

F-{m+m^g-Mg=0

绳子剪断后，对手机，由牛顿第二定律有F-Mg=Ma

结合图丙的斜率解得M=与

9.在“利用单摆测重力加速度”的实验中，两名同学采用了不同类型的传感器来完成实验。一同学利用智

能手机软件中的“磁传感器”功能，能实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，“磁传感器”记录

下的磁感应强度越大。现用智能手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的

装置，来测量重力加速度，实验步骤如下：

①把智能手机正面朝上放在悬点的正下方，接着往侧边拉开小球，并用夹子夹住；

②打开夹子释放磁化小球，小球运动，取下夹子；

③运行软件，点开“磁传感器”功能，手机记录下磁感应强度的变化；

④改变摆线长和夹子的位置，测量出每次实验的摆线长度L及相应的周期7。

根据以上实验过程，回答下列问题：

(1)图乙记录了实验中磁感应强度的变化情况，测得连续N个磁感应强度最大值之间的总时间为f,则单

摆周期T的测量值为=

(2)实验中得到多组摆线长度L及相应的周期T后，作出了伊一入图线，图线的斜率为上在纵轴上的截

距为c,由此得到当地重力加速度g=，小球的半径R==

(3)另一同学利用了位移传感器，他将单摆固定在铁架台上，使其做小角度左右摆动，摆动路径如图丙

中虚线所示，通过位移传感器得到了摆球位移随时间的变化曲线，如图丁所示，已知摆长/=Q64m,

根据图丁中的信息可得，重力加速度g=______m/s2o(结果保留3位有效数字，取后=9.86)

图表绝对值多方向简明值帮助

精确度高

绝对值

600

位移传感器

0.0020.040.0

时间(s)

绝对值359.70

微特斯拉

乙

2t47r2

【答案】⑴八a⑵4-(3)9.86

K

【详解】(1)测得连续N个磁感应强度最大值之间的总时间为f,相邻的磁感应强度最大值之间时间间

TT2t

隔为万。贝U(N-D]=r解得T=—

(2)口]⑵单摆摆长为l=L+R

rr4万24万2

由单摆周期公式T=17i\-得T2=——£+——R

Nggg

47r247r之

图线的斜率为k=—纵轴上的截距为c=-R

gg

4万2

解得当地重力加速度g=—

小球的半径R=£

k

(3)由图丁可得，周期为T=4.4s—2.8s=1.6s

由单摆周期公式7=2^-解得g=9.86m/s2

考点02

电池和电路

io.某手机的说明书的部分内容如表所示，而手机常用电池为锂电池，下图为常用手机锂电池的内部结

构，锂离子电池主要依靠锂离子Li+在正极和负极之间移动来工作。某过程中Li+从负极脱嵌通过

隔膜嵌入正极。此锂电池的电动势为3.7V,则（)

手机类型智能手机、4G手机

负极隔澳

正极

屏幕分辨率1920x1080像素

,1.1

----->

电池容量3500mAh

©之G加

电池类型不可拆卸式电池3@-----►话i)

待机时间约19天

A.将锂电池接入电路，锂电池两端电压为3.7V

B.此过程电池内部电流方向从正极到负极

C.电源每将一个Li+由负极移送到正极，非静电力做功3.7eV

D.充满电时电池可储存的最大能量为3.5J

【答案】C

【详解】A.将锂电池接入电路，锂电池两端电压为路端电压要小于3.7V,故A错误；

B.由于正电荷移动方向为电流方向，故电池内部电流方向从负极到正极，故B错误；

C.非静电力做功W=qU=3JeV电源内部每搬运一个锂离子非静电力做功3.7eV,故C正确;

D.充满电时电池可储存的最大能量为E=3500mA?x=故D错误。

故选Co

11.智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接为移动设备充电的储能装置，充电宝的转换率

是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值，一般在0.6~0.7,如图为某一款移动充电宝，其参数见下

表，下列说法正确的是（）

容量20000mAh兼容性所有智能手机

边充边放否保护电器是

输入DC5V2AMAX输出DC5V0.1A-2.5A

尺寸156*82*22mm转换率0.60

产品名称索杨SY10-200重量约430g

A.充电宝充电时将电能转化为内能

B.该充电宝最多能储存的能量为3.6X105J

C.该充电宝电量从零到完全充满所用时间约为2h

D.用该充满电的充电宝给剩余电量为零、容量为3000mAh的手机充电，理论上能充满3次

【答案】B

【详解】A.充电宝充电时将电能转化为化学能，故A错误；

B.电池容量为^=//=20000mA«h=20000xl0-3x3600C=72000C

电动势为5V,最多能储存的能量为E=qU=72000x5J=3.6xl05j故B正确；

C.用最大电流2A充电，充满所需时间为7=幺=卫Ss=36000s=10h故C错误；

12

D.转化率为0.6,给容量为3000mA・h的手机充电次数为〃="喘"=4次故D错误。

故选B

12.（2022・上海杨浦・一模）智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。

图中电路元件R/、&中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这

一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。分析可得：光敏电

阻应为（选填“用”或“&”），理由是：o

【答案】Ri见解析

【详解】①⑵若处是光敏电阻，贝ij照射以的光照强度增大时，Q阻值减小，则电路总电阻减小，总

电流增大，电源内电压升高，路端电压减小，R2两端电压减小，流过R2的电流减小，流过Ri和小

灯泡的电流增大，小灯泡的实际功率变大，小灯泡变亮，因此光敏电阻应为R/。

13.（多选）如今，人们对手机的依赖程度越来越高，手机已成为现代人必不可少的随身物品，然而长时

间的使用手机会对眼睛造成一定的伤害，因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能

既可以自动调节，也可以手动调节。某同学为了模拟该功能，设计了如图所示的电路，飞为光敏电

阻，光照增强，阻值变小，&为滑动变阻器，闭合开关后，下列说法正确的是（）

A.仅光照变弱，小灯泡变亮

B.仅光照变强，小灯泡变亮

C.仅将滑片向。端滑动，小灯泡变亮

D.仅将滑片向。端滑动，电池输出的路端电压变大

【答案】BD

【详解】A.仅光照变弱，光敏电阻R1的阻值变大，回路总电阻变大，电流变小，则灯泡变暗，故A

错误；

B.仅光照变强，光敏电阻舄的阻值变小，回路总电阻变小，电流变大，则灯泡变亮，故B正确；

C.仅将滑片向。端滑动，滑动变阻器&的阻值变大，回路总电阻变大，电流变小，则灯泡变暗，故

C错误；

D.仅将滑片向。端滑动，滑动变阻器&的阻值变大，回路总电阻变大，电流变小，根据U=E-Ir

可知，路端电压变大，故D正确。

故选BD。

(23-24高三上•上海虹口•期中)智能手机具有独立的操作系统，大多采用大容量电池、电容式触摸

屏，并可安装第三方程序，功能强大实用性高。

14.第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充3000mA-h电池50%电量的快充技术成果，引起业

界广泛关注。如图是某智能手机电池上的信息，第一行标有“3.8V3000mA-H(l1.4W.h)-o对该铭牌

参数的分析，下列说法中正确的是()

3.8V3000mAh(11.4Wh)

GB/T18277-2013

锂聚合物电池/Li-PolymerBattery

充电限制电压：4.35V

Limitedchargevoltage:4.35V

警告

员露使用专用充电器充电/

请按照说明书指示使用电池.

A.铭牌中的W-h是能量的单位

B.铭牌中的mA-h是功率的单位

C.该电池放电时能输出的总能量约为11.4J

D.该电池放电时能输出的总电荷量约为1.08xl（）5C

15.如图，某同学将物块放在车厢底板上，并拴接轻绳通过光滑定滑轮连接智能手机，打开智能手机中加

速度传感器的APP,使车厢在水平地面上做直线运动，手机屏幕上数字显出手机的加速度大小。假设

物块始终相对车厢静止，下列说法正确的是（）

A.手机显示加速度数值越小,滑轮左侧绳与竖直方向夹角。越大

B.手机显示加速度数值越小,物块对车厢的压力越小

C.手机显示加速度数值越大,物块与车厢间摩擦力越小

D.手机显示加速度数值越大,物块与车厢间最大静摩擦力越小

16.随着智能手机的广泛应用，充电宝成为手机及时充电的一种重要选择。某学习个组为了测量一充电宝

电动势和内阻（充电宝的电动势约为5V,内阻很小,最大放电电流为2A）进行了以下实验:

UN

5.0

4.0

3.0

红导线2.0

1.0

0

0.20.40.60.81.01.21.41.61.87/A

丙

（1）为了尽可能准确地测出充电宝的电动势和内阻,使用的实验器材有：数字式多用电表（可视为

理想电压表）、滑动变阻器（最大阻值足够大）、电流表、导线、开关等。实验电路如图甲所示，己知

定值电阻&=3。，请根据电路图在图乙中完成实物连线。o

（2）连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器，记录数字电压表和电流表的读数。作出U-/图像，

如图丙所示。由图像求得充电宝的电动势£=V,内阻「=Qo（结果均保留两位有

效数字）

(3)若实验室中没有数字式多用电表，上述电路只能用普通电压表做实验，这样会使内阻的测量

值________0(选填“偏大”、“偏小”或“无偏差”)

【答案】14.A15.D16.见解析5.00.13偏小

【分析】14.AB.根据W=PtQ=It

可知铭牌中的W-h是能量的单位，mA-h为电量的单位，故A正确，B错误；

C.该电池输出的总能量E=Pr=l1.4Wx3600s=4.104x104J故C错误；

D.该电池放电时输出的总电荷量约为q=〃=3Ax3600C=L08xl()4c故D错误。

故选Ao

15.A.对手机进行受力分析，重力，绳的拉力的合力水平向右，然后由力的三解形得,

绳子对手机的拉力

cosd

手机受到的合力Fi-mgtand

其加速度ai=gtand由此得，a越大，。也应越大。故A错误;

B.对物块，竖直方向上有T+Pmig

即F^=tnlg-T=mlg--吟

COS，

加速度越小，6也应越小，物块对车厢的压力越大，故B错误；

CD.对物块有f*mia

加速度越大，静摩擦力越大，最大静摩擦力与正压力成正比，所以加速度越大，最大静摩擦力越小,

故D正确，C错误。

故选D。

(2)⑵⑶由闭合电路欧姆定律E=U+/(r+&)得U=E-I(r+4)

图像求得充电宝的电动势I0V内阻”等--十。-3。=。.13。

(3)[4]由于电压表的分流，电流表的测量值比通过电源的电流偏小，所以电动势偏小，图像的斜率

的绝对值偏小，内阻偏小。

考点03

磁场和电磁感应

17.智能手机可测量磁感应强度。建立如图甲所示坐标系，xOy平面为水平面，z轴正方向竖直向上。手

机如图甲放置，测量地磁场结果如图乙所示。在同一地点，手机绕x轴旋转某一角度，测量结果如图

丙所示。已知手机屏幕面积约为0.009m2,则两次穿过屏幕的磁通量的变化量约为（）

1磁力计1磁力计]

|X轴O.OO^TX轴-O.OOgT

y轴29.38/Ty轴-51.06"

Z轴-45.3l^Tz轴16.00pT

绝对值54.00pT绝对值53.51nT

乙丙

C.5.5xW7WbD.7.2xlO^7Wb

【答案】C

【详解】根据题意，计算通过手机显示屏的磁通量时，应利用地磁场的z轴分量，则图甲时穿过显示

屏的磁通量大小约为①J=45.31xl()Yx0.009Wb=4.1xl(r7Wb

图乙时穿过显示屏的磁通量大小约为=16.00x10-6x0.009Wb=1.4X107Wb

由数据可得，第一次地磁场从手机显示屏穿过，z轴磁场分量为负值，第二次z轴地磁场分量为正

值，可知地磁场从手机背面穿过，则磁通量的变化量约为△①=中2+9=5.5x10-7wb

故选C。

18.安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度及如图，在手机上建立直角坐

标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向

不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（）

测量序号

层/〃T4/〃T瓦/〃T

115200

20-250

32500

4-15-200

A.测量地点位于南极极点附近B.测量地点位于北极极点附近

C.当地的地磁场大小约为25〃TD.第3次测量时y轴正向指向东方

【答案】C

【详解】AB.z轴正向保持竖直向上，4=0,测量地点位于赤道。AB错误；

C.e=0,当地的地磁场大小约为2=西+母=25〃TC正确；

D.赤道上地磁场的方向沿水平方向从南指向北，第3次测量时y轴正向指向西方

BV=0,BV=25AT>0D错误。

故选Co

19.（多选）某智能手机充电器的内部电路如图所示，主要由氮化线开关管和一个变压器构成。工作时仍

端输入恒定的电压U,通过氮化线开关管高频率的通断，使变压器cd端获得如图乙所示的输入电压

小则（）

氮化线开关管

图甲图乙

A.增加开关管的通断频率，加端输入电压的有效值增加

B.cd端输入电压的有效值为回

2

C.若氮化钱开关管因故障短路，端无输出电压

D.若氮化线开关管因故障短路，^端仍有输出电压

【答案】BC

【详解】AB.由图乙可知，在周期T内只有一半时间cd端电压为U,若cd端接定值电阻R,

由电压有效值定义=—•-得U”显U

RR2有效2

A错误,B正确；

CD.若氮化钱开关管因故障短路，cd端电压恒定不变，不能产生互感效果，7■端无输出电压。C正

确，D错误。

故选BC„

20.（1）Phyphox是一个智能手机APP,可以利用手机里的传感器来采集数据，并将原始数据与结果导

出，做进一步的分析。我校物理兴趣小组的同学利用Phyphox测量了操场的地磁场数据，他面向北

方，手机水平拿在手中，测量出如下图的所示的一组数据。请分析并描述出此时手机所处位置的磁场

的情况。

<-磁力计►■:

图表绝对值多方向简明值帮助

精确度高

X轴磁力计-0.19MT

y轴磁力计17.002

z轴磁力计-43.44HT

绝对值46.65HT

（2）如图所示，油必是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框边长为L,在金属线框的下方有一匀

强磁场区域，和尸。是匀强磁场区域的水平边界，磁场宽度为/7,并与线框的6c边平行，磁场方

向垂直于线框平面向里。现使金属线框从上方某一高度处由静止开始下落，若L=请你分析

出线框下落过程的速度如何变化，并在坐标系中画出线框漏源从静止开始下落到穿过磁场的、v-t

图像的可能性。（坐标系不够可以自己画）

a

b

M

xxxxxxxxxN

xxxxxxxxx

xxxxxxxxx

p'、Q

【答案】（1）见解析；（2）见解析

【详解】（1）将磁场沿着尤，y,z轴分解，由图可知

B>=17.00|iT,BZ=-43.44)IT

而合磁场B=46.65piT

合磁场指向东北偏下方向。

（2）线框进入磁场之前做自由落体运动，进入磁场后如果安培力大小等于重力，则从下边框进入磁

场到上边框离开磁场的过程中，线框做匀速运动，离开磁场后做匀加速运动，VT图像如图所示

线框进入磁场后，如果安培力小于重力，线框继续做加速运动，但随着速度的增加，安培力逐渐增

大，加速度逐渐减小，因此从下边框进入磁场到上边框离开磁场的过程中，线框做加速度逐渐减小的

加速运动，离开磁场后做匀加速运动，v-r图像如图2所示

线框进入磁场后，如果安培力大于重力，线框将做减速运动，但随着速度的减小，安培力逐渐减小,

加速度逐渐减小，因此从下边框进入磁场到上边框离开磁场的过程中，线框做加速度逐渐减小的减速

运动，离开磁场后做匀加速运动，vT图像如图3所示

考点04

光学原理

21.随着我们在液晶屏幕、智能手机和平板电脑前花费越来越多的时间，我们接收到的蓝光也越来越多,

蓝光是一种高能可见光，会对我们的眼睛产生负面影响。某同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测

量蓝光的波长，测得双缝之间的距离为0.24mm,光屏与双缝之间的距离为1.20m,第1条到第7条蓝

色亮条纹中心间的距离为14.70mm,试回答下列问题：

(1)相邻两条亮条纹的间距为mm。

(2)实验中测得的蓝光的波长为m„

(3)若将图中滤光片换为紫色，则干涉条纹间距将(填“变大”“不变”或“变小”)。

【答案】⑴2.45⑵4.9x10-7⑶变小

【详解】(1)相邻两条亮条纹的间距Ax=mm=2.45mm

6

(2)根据Ax=|2

a

左力/日-w小田［/位。2.45mmx0.24mm._._

解得蓝光的波长为彳=-------------=4.9x1077m

1.2m

(3)若将题图中滤光片换为紫色，由于紫光的波长比蓝光短，则干涉条纹间距将变小。

拓展培优练

22.某同学利用如图装置测量小车和智能手机的质量，智能手机可以利用APP直接测量出手机运动时的加

速度。悬挂质量为根的钩码，用智能手机测出小车运动的加速度。；改变钩码的质量，〃，进行多次测

量：做出。与根(g-a)的图像如图，已知图像中直线的截距为6,斜率为鼠不计空气阻力，重力加

速度为g。

(1)(多选)以下说法正确的是；

A,钩码的质量不需要远小于智能手机和小车的质量

B.细绳应该始终与长木板平行

C.不悬挂钩码时，应使小车和智能手机匀速沿木板下滑

D.细线的拉力等于钩码的重力

(2)根据图像可得，小车和手机的质量为；

⑶再利用手机APP测出斜面倾角为6,则木板摩擦系数〃=o

1gsinO-b

【答案】(1)AB(2)-(3)A=--------—

kgcose

【详解】(1)设小车和手机的质量为M,斜面倾角为。，对钩码和小车以及手机的系统,

由牛顿第二定律有mg+Mgsin0-juMgcos0=[M+m)a

可得a=m(g一0)+Mgsin--〃Mgcos)

~MM

可得本实验的原理为。与加(g-a)成一次函数。

A.因本实验验证牛顿第二定律为对系统采用准确的方法，故不需要近似的用钩码重力代替绳的拉

力，也就不需要质量关系，即不需要钧码的质量应该远小于智能手机和小车的质量，故A正确；

B.为了让绳子拉小车的力为恒力，则细绳应该始终与长木板平行，故B正确；

C.本实验若平衡了摩擦力，系统的牛顿第二定律表达式为a=。与"(g-a)成正比例函

数，不符合实验实验结果，则不需要平衡摩擦力，故C错误；

D.本实验研究系统的牛顿第二定律，则绳子的拉力小于钩码的重力，故D错误。

故选Bo

(2)根据。与m(g-a)的一次函数关系，可知图像的斜率的意义为y=k

则小车和手机的质量为

k

(3)根据。与%(g-a)的一次函数关系，可知纵截距的物理意义为(=Mgsm?Mgss0

gsmO-b

联立解得〃二--------

geos8

23.某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连

接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程

中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集

轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传

感器记录的角速度为正值，反之为负值。

力传感器to

（1）某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在。到时间段内

A.手机20次通过最低点

B.手机10次通过最低点

C.手机在整个摆动过程中，机械能守恒

（2）为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度一时间图中读取几对手机运动到最低点时

的拉力和角速度的数据，并在坐标图中以F（单位：N）为纵坐标、小（单位：s-2）为横坐标进行描

点，请在图中作出尸-苏的图像o

F

kF-a>2

2.30

X

2.25

)

2.20X

2.15X

2.10

2.05

2.00

_4一2

i.yj〜co

0.001.002.003.004.005.00

丙

根据图像求得实验所用手机的质量为kg,手机重心做圆周运动的半径为m。（结果均保留两

位有效数字，重力加速度9.8向『）

【答案】（1）A（2）见解析0.203.5

【详解】（1）AB.手机经过最低点时，速度达到峰值，根据图乙可知，在。到为时间段内，手机20

次通过最低点，故A正确，B错误；

C.根据图乙可知，角速度的峰值随时间减小，表明手机在最低点的速度逐渐减小，即手机经过最低

点的动能减小，可知，手机在整个摆动过程中，机械能减小，故c错误。

故选Ao

（2）口］将图中的数据点用平滑直线连接起来，如图所示

⑵［3］手机在最低点，对手机进行分析，根据牛顿第二定律有F—mg=m/R

则有F=m①2R+mg

几何图形有mg=1-95N,mR=二500,一3,m

解得m=0.20kg,7?=3.5m

24.（2023・上海黄浦•一模）利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度瓦如图，在手机上建立直角

坐标系，手机显示屏所在平面为尤Oy面。某同学在某地对地磁场进行了五次测量，每次测量时y轴指

向不同方向而z轴正向保持竖直向上。当磁感应强度沿坐标轴各分量方向与坐标轴的正方向一致时软

件读数为正，反之读数为负。根据表中测量结果可推理得测量地点位于半球（选填“南”或

“北”），当地的地磁场大小约为uTo（保留2位有效数字）

测量序号Bx/nTBy/|1TBz/piT

1030-32.L

20-29-33

3290-33

4-290-33

5-300-32-y