新情境问题破译（解析版）-2025年高考物理二轮复习热点题型专项训练（新高考）

热点题型•新情境问题攻略

专题19新情境问题破译

目录

01.题型综述...................................................................

02.解题攻略...................................................................

03.高考练场...................................................................................26

01题型综述

高考试题从原来的解题到现在的解决问题，出现的情境题越来越多，题目情境来源于生活、生产、体育运

动、科技，无情境不命题。

<02解题攻略

1.仔细读题，构建物理模型

明确题中所给的物理情境要解决的问题，仔细分析该情境描述的研究对象。经历了什么过程？受哪些

作用力？分析运动性质，遵循哪些规律？将此问题和学过的知识相关联，在大脑中调出所学过的关于这个

问题所涉及的物理知识。

2.挖掘破题关键解决实际问题，根据题目展示的物理情境，建立好物理模型之后，再看看我们需要解决什

么问题，然后再次回到题目所给的信息中去挖掘破题关键信息，进行二次读题，最终查看问题是否得到解

决。

3.还有一些情境题为假情境，戴着情境的帽子，把这几句信息去掉对解题无影响，这样的题可以去掉情境,

从中直接找出关键信息即可。

【典例剖析】

例1.如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为加的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未

画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g,

则擦窗工具所受摩擦力（）

A.大小等于mgB.大小等于后〃吆

C.大小小于%gD.大4、大于Cmg

【解题指导】

物理情境擦窗工具擦玻璃

解决问题擦玻璃过程中摩擦力的分析与计算

关联知识共点力的平衡

擦窗工具在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共

与情境结合

同作用做匀速直线运动，处于平衡状态，受力分析，求摩擦力

【答案】B

【详解】对擦窗工具进行正视图的受力分析如图所示

mg

水平方向上拉】尸与擦窗工具所受摩擦力水平分量启等大反向，竖直方向上重力加g与擦窗工具所摩擦力

竖直分量久等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中/所示，大小为

故选Bo

例2福建土楼兼具居住和防御的功能，承启楼是圆形土楼的典型代表，如图(a)所示。承启楼外楼共四层,

各楼层高度如图(b)所示。同一楼层内部通过直径约50m的圆形廊道连接。若将质量为100kg的防御物资

先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M处，再用100s沿廊道运送到N处，如图(c)所示。重力加速度大小取lOm/sz,

则()

(a)承启楼

(c)四楼平面图

A.该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为5400J

B.该物资从M处被运送到N处的过程中，克服重力所做的功为78500J

C.从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为78.5m

D.从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为0.5m/s

【解题指导】

物理情境福建土楼

若将质量为100kg的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口”处，再用

解决问题

100s沿廊道运送到N处，位移、做功等问题

关联知识位移，平均速率公式，恒力做功的计算

承启楼是圆形土楼的典型代表，承启楼外楼共四层，各楼层高度如图(b)所

与情境结合

示。同一楼层内部通过直径约50m】圆形廊道连接。搬运过程中，克服重

力所做的功与路径无关，只与初末位置的高度差有关，情境中的初末位置

连线长度为位移大小，在此过程中的路程和时间之比计算平均速率

【答案】A

【详解】A.该物资从二楼地面被运送到四楼初处的过程中，克服重力所做的功为

%=mgNh=100xlOx(2.7+2.7)J=5400J

故A正确；

B.该物资从M处被运送到N处的过程中，由于“、N高度差为零，所以克服重力做功为零，故B错误；

C.从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为50m,故C错误；

D.从初处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为

CTTV3.14xG—

v=—=——=-------—m/s=0.785m/s

tt100

故D错误。

故选Ao

例3国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震撅。如图所示，“太空电梯”由

地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货

物从地面运送到空间站。下列说法正确的是()

A.地面基站可以建设在青藏高原上

B.配重的线速度小于同步空间站的线速度

C.箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小

D.若同步空间站和配重间的缆绳断开，配重将做向心运动

【解题指导】

物理情境《流浪地球2》中的“太空电梯”

建设“太空电梯”，由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和

解决问题配重组成，缆绳相对地面静止，利用箱体可以沿缆绳将人和货物从地

面运送到空间站

圆周运动线速度与角速度关系，圆周运动动力学分析，向心运动、离

关联知识

心运动

读图可知，空间站处于同步轨道上，和地球自转同步，角速度相同，

若无配重，地球对其引力提供向心力咕=加。2r空，缆绳恰无张力；

与情境结合箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站，缆绳对箱体提供向

上拉力，对空间站向下拉影响空间站的安全；配重在同步轨道外，引

力不足以提供向心力#7y产，缆绳提供拉力，处于绷紧状态

尸配尸空

【答案】c

【详解】A.由题意可知，整个同步轨道一定在地球赤道正上方，因此地面基站不可以建设在青藏高原上,

A错误;

B.由太空电梯的结构可知，配重与同步空间站的角速度相同，由v=5可知，空间站的环绕半径小于配重

的环绕半径，因此配重的线速度大于同步空间站的线速度，B错误；

Mm

C.由万有引力定律b=GF可知，箱体在上升过程中受到地球的引力随距离一的增加而减小，c正确；

r

D.由题意可知，空间站和配重都做匀速圆周运动，若缆绳断开，配重与地球间的万有引力则有

厂

厂，„MmMm22

F=G---<G---=1TICD餐<YYICDTgg

rs.

即地球对配重的万有引力小于配重做圆周运动的向心力，因此配重会做离心运动，D错误。

故选C。

例4如图甲所示为利用霍尔元件制作的位移传感器。将霍尔元件置于两块磁性强弱相同、同名磁极相对放

置的磁体正中间，以中间位置为坐标原点建立如图乙所示的空间坐标系。当霍尔元件沿x轴方向移动到不同

位置时，将产生不同的霍尔电压U,通过测量电压U就可以知道位移x。已知沿x轴方向磁感应强度大小

B=kx（左为常数，且左>0）,电流/沿+z方向大小不变。该传感器灵敏度也，要使该传感器的灵敏度变

Ax

大，下列措施可行的是（）

杪

甲乙

A.把霍尔元件沿x方向的厚度变小B.把霍尔元件沿了方向的高度变大

C.把霍尔元件沿z方向的长度变大D.把霍尔元件沿了方向的高度变小

【解题指导】

物理情境利用霍尔元件制作的位移传感器

两块磁性强弱相同、同名磁极相对放置的磁体正中间，以中间位置为

坐标原点建立如图乙所示的空间坐标系。沿X轴方向移动到不同位置

解决问题

时，磁感应强度不同，产生不同的霍尔电压U,通过测量电压U就可

以知道位移X

关联知识磁场的叠加，霍尔元件，电流微观表达式

磁场叠加后，沿x轴方向磁感应强度大小2=入，霍尔效应/二口应

a

与情境结合

结合/=〃eSv=〃eRv,得传感器灵敏度妆表达式，得出结论

Ax

【答案】A

【详解】设霍尔元件沿y轴反向的高度为力沿x轴方向的厚度为/,电流的微观表达式为

I-neSv-nedlv

得

I

v=------

nedl

自由电荷受洛伦兹力和电场力平衡

e-=evB

d

得

U=dvB

由磁感应强度大小

B=kx

得

7曲

k=----

Ax

则

\Udv\B„Ikl

-----=--------=dk------=----

AxAxnedlnel

可知，要使该传感器的灵敏度变大，应把霍尔元件沿X方向的厚度/变小。

故选Ao

例5冰壶是冬季奥运会上非常受欢迎的体育项目。如图所示，运动员在水平冰面上将冰壶A推到M点放手,

此时A的速度%=2m/s,匀减速滑行匹=16.8m到达N点时，队友用毛刷开始擦A运动前方的冰面，使A

与NP间冰面的动摩擦因数减小，A继续匀减速滑行％=3.5m,与静止在尸点的冰壶B发生正碰，碰后瞬

间A、B的速度分别为VA=0-05m/s和％=0.55m/s。已知A、B质量相同，A与间冰面的动摩擦因数

4=0.01,重力加速度g取lOm/s"运动过程中两冰壶均视为质点，A、B碰撞时间极短。求冰壶A

（1）在N点的速度匕的大小；

（2）与NP间冰面的动摩擦因数〃2。

【解题指导】

物理情境体育赛事中的冰壶比赛

解决问题求冰壶A在N点的速度vi的大小，与NP间冰面的动摩擦因数〃2

关联知识牛顿运动定律，动量守恒定律，动能定理

以体育赛事为情境，冰壶A推到M点放手，此时A的速度w=2m/s,

匀减速滑行为=16.8m到达N点，冰壶A做匀减速直线运动，可

用牛顿运动定律或动能定理；到达N点时，队友用毛刷开始擦A

与情境结合运动前方的冰面，使A与NP间冰面的动摩擦因数减小，A继续匀

减速滑行&=3.5m,碰后瞬间A、B的速度分别为VA=0.05m/s

和VB=0.55m/s,碰撞遵循动量守恒定律，NP段可用牛顿运动定律

或动能定理

【答案】（1）x=0.8m/s；（2）〃2=8004

【详解】（1）设冰壶质量为加，A受到冰面的支持力为N,由竖直方向受力平衡，有

N=mg

设A在血W间受到的滑动摩擦力为/,则有

f=%N

设A在跖V间的加速度大小为。，由牛顿第二定律可得

f=ma

联立解得

a==0.1m/s2

由速度与位移的关系式，有

■p；-VQ——2aX]

代入数据解得

巧=0.8m/s

（2）设碰撞前瞬间A的速度为均，由动量守恒定律可得

mv2=mvA+mvB

解得

v2=0.6m/s

设A在N尸间受到的滑动摩擦力为了',则有

f=〃2机g

由动能定理可得

-f-x2

联立解得

4=0.004

例6某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积S=lOOcn?、

质量加=1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度［=300K、活塞

与容器底的距离为=30cm的状态环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升1=3cm恰好到达容

器内的卡口处，此时气体达到状态3。活塞保持不动，气体被继续加热至温度〃=363K的状态。时触动报

警器。从状态/到状态C的过程中气体内能增加了AU=158J。取大气压p°=0.99x1O'pa,求气体。

（1）在状态8的温度；

（2）在状态C的压强；

（3）由状态/到状态。过程中从外界吸收热量。。

物理情境探究小组设计了一个温度报警装置

解决问题达到预设温度报警装置报警

关联知识查理定理，盖一吕萨克定律，热力学第一定律

活塞能无摩擦滑动，活塞缓慢上升d=3cm恰好到达容器内的

与情境结合卡口处，此时气体达到状态3,经历什么过程；活塞保持不动，

气体被继续加热至温度TC=363K的状态C时触动报警器,经

历什么过程；从状态/到状态C的过程中气体内能增加了AU

=158J,求由状态/到状态。过程中从外界吸收热量0,考

虑热力学第一定律，气体对外做功情况

【答案】⑴330K；(2)l.lxlO5Pa;(3)188J

【详解】(1)根据题意可知，气体由状态/变化到状态8的过程中，封闭气体的压强不变，则有

匕=%

TATB

解得

TB=-^TA=330K

(2)从状态A到状态B的过程中，活塞缓慢上升，则

pBS=p0S+mg

解得

5

7?g=lxlOPa

根据题意可知，气体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有

PB__PC_

TB~Tc

解得

Pc=^-PB=l.lxlO5Pa

1B

(3)根据题意可知，从状态4到状态C的过程中气体对外做功为

%=PBSM=30J

由热力学第一定律有

\U=W+Q

解得

0=AU+印=188J

【变式演练】

1.我国古建屋顶较多采用蝴蝶瓦方式铺设。如图甲是两片底瓦和一片盖瓦的铺设示意图，三根椽子所在平

面与水平面夹角为0。如图乙为截面示意图，弧形底瓦放置在两根相互平行的椽子正中间，椽子对底瓦的支

持力网与三根椽子所在平面的垂线方向夹角为a,盖瓦的底边恰与底瓦的凹槽中线接触，受到底瓦垂直椽

子所在平面向上的支持力。已知盖瓦和底瓦质量均为小，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速

度为g,在无扰动的情况下，底瓦与盖瓦均保持静止。若仅研究这三片瓦，则下列说法正确的是(

A.椽子对底瓦的支持力支=3：gcos。B.椽子对底瓦的支持力然=3：gcos。

4sma4cosa

c,底瓦与椽子间的动摩擦因数〃上网2D.底瓦与椽子间的动摩擦因数吆

sinacosa

【答案】B

【详解】AB.以两片底瓦和盖瓦整体为研究对象，易得这个整体的重力在垂直椽子所在平面方向上的分力

为3mgcos仇垂直椽子所在平面方向上整体处于平衡状态，则有

3〃zgcos0=4"cosa

可得椽子与底瓦接触部位之间的弹力

F3mgcos0

4cosa

故A错误，B正确；

CD.在无外界干扰的情况下，为使底瓦与盖瓦不下滑，应使

4〃综>3mgsin0

解得

〃>tan0cosa

故CD错误。

故选Bo

2.某同学以5m/s的速度将篮球斜抛出，球在空中运动0.4s后垂直撞击到竖直篮板上，然后以2m/s的水

平速度反弹，平抛进入篮筐。球与篮板接触的时间为0.1s,忽略空气阻力，篮球质量为0.6kg(g取10m/s2)„

下列说法正确的是()

A.篮球撞击篮板反弹时的动量大小为1.8N-S

B.篮板对球的平均作用力大小为12N

C.篮球被抛出后上升过程处于超重状态

D.该同学投篮处到篮板的水平距离为1.2m

【答案】D

【详解】A.根据题意，由公式p=可得，篮球撞击篮板反弹时的动量大小为

0=0.6x2N-s=1.2N-s

故A错误；

BD.对篮球撞击篮板前的运动进行逆向分析，根据运动的对称性可看成平抛运动，则竖直方向的分速度为

vy=gt=4m/s

水平方向的分速度为

匕=尿=3m/s

则该同学投篮处到篮板的水平距离为

x=vxt=1.2m

球与篮板接触时，由动量定理有

-FA/=-mv-mvx

解得篮板对球的平均作用力大小为

尸二30N

故B错误，D正确；

C.篮球被抛出后上升过程，只受重力作用，处于完全失重状态，故C错误。

故选Do

3.如图所示，围棋比赛时的评析棋盘是竖直的，棋盘上布有磁石，而每颗棋子都是一个小磁铁，棋子静止

在竖直放置的磁性棋盘上，则下列说法正确的是（）

围棋

A.棋子对棋盘的摩擦力和棋盘对棋子的摩擦力是平衡力

B.棋子所受重力与棋子所受摩擦力是平衡力

C.要使棋子不易滑下，一般使用相对光滑的材料作棋盘面

D.棋子不会掉落是因为棋子质量小，重力可以忽略不计

【答案】B

【详解】AB.磁性棋盘是竖直放置的，棋子静止在上面时受到重力G、弹力N、磁力厂及摩擦力/；弹力

和磁力与棋盘垂直，二力为平衡力，重力竖直向下，而摩擦力竖直向上与重力平衡，故A错误，B正确;

C.根据竖直方向上二力平衡知

/=G/应不超过最大静摩擦力，则有

/<4=〃N=〃尸尸一定，要使棋子不滑下，应增大最大静摩擦力，为此应增大〃，棋盘面应选取较粗糙

的材料，故C错误;

D.棋子质量小而重力小时，若没有其他阻力存在，仍会向下运动，棋子不会掉落是因为棋子受到棋盘对它

向上的摩擦力，故D错误。

故选Bo

4.如图所示，送水工人用推车运桶装水，到达目的地后，工人抬起把手，带动板转至水平即可将水桶

卸下。若桶与接触面之间的摩擦不计，为锐角，板。4、对水桶的压力大小分别为B、仍，保持

不动，使。/由竖直缓慢转到与。2垂直的过程中（）

C.B不断减小，尸2先增大后减小

D.尸/先减小后增大，F2不断减小

【答案】B

【详解】对水桶受力分析，如图所示

CM由竖直缓慢转到与08垂直的过程中，水桶受到的合力为零，且入都在

故选Bo

5.旱冰壶在最近几年深受人们的追捧，尤其深受中小学生的喜爱。如图甲所示为某旱冰壶比赛的场景，如

图乙所示为其简化图，/为投掷点，。为圆心，B、C、。为/。的四等分点。运动员某次投掷时，冰壶由/

点以初速度vo向右滑动，经时间f运动到2点，最终冰壶刚好停在。点。冰壶在该过程中的运动可视为匀

减速直线运动，下列说法正确的是（

ABCDO

甲乙

A.冰壶在。点的速度大小为?

2

B.冰壶由。到。的时间为

C.冰壶运动的总时间为4/

D.投掷点/到圆心0的距离为（2+百卜

【答案】D

【详解】A.设冰壶的加速度大小为0,在C点的速度大小为vC,冰壶由/到。，有

v；=1aL

冰壶由4到C,有

解得

_V2

%=5%

故A错误；

B.由逆向思维可知，将冰壶的运动视为从。到/的初速度为零的匀加速直线运动，由匀变速直线运动的推

论可知

t（JD_]

tBA-2-V3

解得

缶=（2+百）/

故B错误；

C.同理

优_J_

t&2

解得

%=卜+2省'

故C错误；

D.投掷点N到圆心O的距离

L==(2+V3)V

故D正确。

故选D„

6.如图（a）所示，底部固定有正方形线框的列车进站停靠时，以初速度v水平进入竖直向上的磁感应强

度为8的正方形有界匀强磁场区域，如图（6）所示，假设正方形线框边长为/,每条边的电阻相同。磁场

的区域边长为4,且/<〃，列车运动过程中受到的轨道摩擦力和空气阻力恒定，下列说法正确的是（）

A.线框进入磁场过程中，克服安培力做的功小于线框中产生的焦耳热

B.线框离开磁场过程中，克服安培力做的功等于线框减少的动能

C.线框右边刚刚进入磁场时，感应电流沿图（6）逆时针方向，其两端的电压为瓦v

D.线框右边刚刚进入磁场时，感应电流沿图（6）顺时针方向，其两端的电压为士瓦v

4

【答案】D

【详解】A.根据功能关系可知线框克服安培力做的功全部转化为电能，线框为纯电阻电路，则又全部转化

为线框中产生的焦耳热，则克服安培力做的功等于线框中产生的焦耳热，故A错误；

B.线框离开磁场过程中，根据动能定理可知克服安培力做功与克服摩擦力、空气阻力做功之和等于线框和

列车动能的减小量，故B错误；

CD.根据右手定则，线框进入磁场时，感应电流沿顺时针方向。线框此时切割磁感线产生的感应电动势为卸”，

导线框右边两端的电压为路端电压，即为

33

U=-E=-Blv

44

故C错误，D正确。

故选D。

7.动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。已知某动车组由9

节车厢组成，靠近前进方向的车厢为1号车厢，其中第1、4、7节车厢为动车，其余车厢为拖车。假设各

车厢质量均相等，每节动车提供的动力相同，动车组在平直铁路桥上运行过程中每节车厢受到的阻力均为人

下列说法正确的是（）

A.动车组匀速运动时，第1、2节车厢间的作用力为旷

B.动车组匀加速运动时，第3、4节车厢间的作用力为V

C.动车组匀加速运动时，第6、7节车厢间无作用力

D.动车组匀速运动时，若突然关闭第4节车厢的动力，第8、9节车厢间的作用力不变

【答案】C

【详解】A.动车组匀速运动时，整体受力平衡，有

3F=9f

后8节车厢受力平衡

理+2尸=8/

解得

故A错误；

B.设动车组加速度为0,对整体

3F-9f=9ma

对4〜9节车厢，有

F34+2F-6f-6ma

解得

玛4=0

故B错误；

C.同B,先整体后隔离可得，第6、7节车厢间无作用力，故C正确；

D.若关闭第4节车厢的动力，动车组的加速度发生变化，故第8、9节车厢间的作用力也随之变化，故D

错误。

故选Co

8."火树银花十里开”，花城广州常在珠江边燃放烟花庆祝盛大的节日。现有某烟花筒的结构如图甲所示，

其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期

引线，当礼花弹到最高点时，延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点

炸开成b两部分，速度均为水平方向。炸开后。、6的轨迹图如乙图所示。忽略空气阻力的作用，则

()

A.a、。两部分落地时的速度大小之比1:3

B.a、6两部分的初动能之比1:3

C.6两部分的质量之比1:3

D.。、6两部分落地时的重力功率之比为1:3

【答案】B

【详解】C.平抛运动方向为匀速直线运动，则有

尤=匕0，3x=vbtb

竖直方向上有

,12,12

h=2gt：,h=QgE

则有

%：%=1：3

根据动量守恒定律有

mava-mbvb=O

解得

ma:mb=3:l

故C错误；

B.。、6两部分的初动能

12p12

Ek.=3”,Ekb=-mbvb

结合上述解得

凡。：Ekb=1：3

故B正确；

A.a、6两部分落地时的速度大小

结合上述可知，。、。两部分落地时的速度大小之比不等于1:3,故A错误;

D.a、b两部分落地时的重力功率

PPm

a=m.gVya=%gZ，b=%刈/=bg\

结合上述解得

CM=3：1

故D错误。

故选Bo

9.（多选）如图甲是客家人口中的“风车"也叫"谷扇"，是农民常用来精选谷物的农具。谷粒从上方喂料斗的

小口无初速度进入风道，在风力作用下，精谷和瘪谷（空壳）都从洞口水平飞出，结果精谷和瘪谷落地点

不同，自然分开。简化装置如图乙所示，谷粒在风道内所受的风力大小相等，最终落在同一水平面上，风

道口的直径远小于下落高度，不计风道内的阻力和飞出洞口后的空气阻力，下列分析正确的是（）

甲乙

A.N处是精谷

B.从风道口飞出到落在水平面过程，瘪谷运动时间更长

C.落到水平面时，瘪谷的速度更大

D.落到水平面时，精谷和瘪谷的重力瞬时功率一样大

【答案】AC

【详解】AB.精谷的质量大于瘪谷的质量，在相同的水平风力作用下，精谷获得的水平加速度小于瘪谷的

水平加速度，在竖直方向上

,12

h=~gt

可得

精谷和瘪谷的下落高度相同，则精谷和瘪谷的落地时间相同，精谷获得的水平加速度小于瘪谷的水平加速

度，则精谷的水平位移小于瘪谷的水平位移，则N处是精谷，M处为瘪谷，故A正确，B错误；

C.落到水平面时，两者的竖直速度一样，瘪谷的水平速度更大，故瘪谷的速度更大，故C正确；

D.落到水平面时，两者的竖直速度一样，但是精谷的重力更大，故精谷的重力瞬时功率更大，故D错误。

故选ACo

10.（多选）如图所示为我国民众应对高温天气所用的吊扇，此时固定于天花板上的吊扇正在顺时针旋转（仰

视），转速为〃。已知叶片仍的长度为心忽略转轴的大小，吊扇所在位置处地磁场的磁感应强度大小为8,

方向与竖直方向的夹角为仇则下列说法正确的是（）

A.a、6两端的电势差大小为

B.a、6两端的电势差大小为

C.a端的电势高于6端的电势

D.a端的电势低于6端的电势

【答案】AC

【详解】北方地磁场的磁感应强度垂直于叶片向下的分量为

g=BcosO

由法拉第电磁感应定律有

1,

E=B,Lv=-Bfi（o

根据角速度和转速得关系有

a>=2兀"

又因为

U=E

可得a、6两端的电势差大小为

U=MTISZ2COS0

由右手定则可知，a端的电势高于6端的电势。

故选ACo

H.（多选）如图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接

的水平平台组成，竖直螺旋滑槽高5m,长30m,质量为0.5kg的药品A离开传送带进入螺旋滑槽速度为

2m/s,到螺旋滑槽出口速度为6m/s,该过程用时5s,在出口处与静止的相同质量的药品B碰撞，碰后A静

止，B向前滑动，重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是（）

2m/s

A.药品A、B碰撞后B的速度为6m/s

B.药品A对药品B的冲量与药品B对药品A的冲量相同

C.药品A在螺旋滑槽运动过程重力的冲量为25Ns

D.药品A在螺旋滑槽运动过程合力的冲量为3N-S

【答案】AC

【详解】A.药品A、B碰撞过程动量守恒，则

mvA=mvB

可知碰后B的速度为

vB=vA=6m/s

选项A正确；

B.药品A对药品B的冲量与药品B对药品A的冲量大小相同，但方向相反，选项B错误;

C.药品A在螺旋滑槽运动过程重力的冲量为

IG=mgt-0.5xl0x5N•s=25N•s

选项C正确；

D.根据动量定理可知，药品A在螺旋滑槽运动过程合力的冲量为

I=mv-mv0=0.5x6-0.5x2=2N-s

选项D错误。

故选ACo

12.（多选）某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型。多个质量均为1kg的滑块可在水平滑

轨上滑动。忽略摩擦和空气阻力。开窗帘过程中，电机对滑块。施加一个水平向右的恒力足推动滑块a

以0.30m/s的速度与静止的滑块b碰撞，碰撞时间为0.04so碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为0.16m/s«

关于两滑块的碰撞过程，下列说法正确的是（）

F——>abc

◎◎怎

A.两滑块的动量不守恒

B.滑块。受到合外力的冲量大小为0.14N・s

C.滑块6受到合外力的冲量大小为0.32N・s

D.滑块6受到滑块。的平均作用力的大小为3.5N

【答案】AB

【详解】A.取向右为正方向，滑块。和滑块6组成的系统的初动量为

/2/=mv；=lxO.30kg-m/s=O.30kg-m/s

碰撞后的动量为

必=2；MV2=2xlx0.16kg・m/s=0.32kg・m/s

则滑块的碰撞过程动量不守恒，故A正确；

B.对滑块a,取向右为正方向，则有

//=wv2-mv7=lx0.16kg-m/s-lx0.30kg-m/s=-0.14kgm/s

负号表示方向水平向左，故B正确；

C.对滑块6,取向右为正方向，则有

/2=wv2=lx0.16kg-m/s=0.16kg-m/s

故C错误；

D.对滑块6根据动量定理有

~F-M=/2

解得

F=4N

则滑块b受到滑块a的平均作用力大小为4N,故D错误。

故选AB=

13.抛石机是古代交战的一种兵器，巧妙利用了动能和势能的转化。为了研究方便，简化为图示物理模型,

轻杆两端分别固定质量为“、机的小球A、B,M=24m。轻杆可绕水平转轴。自由转动。。到水平地面

的高度为〃(〃>£),A、B到O的距离分别为工、4L。现将轻杆拉到水平并从静止释放，当轻杆运动到竖

直时B脱离轻杆做平抛运动，两小球均可视为质点，不计转轴摩擦及空气阻力，重力加速度为g。求：

(1)B脱离轻杆后，A离地面的最大高度;

(2)B平抛运动的水平射程；

(3)B抛出前后瞬间转轴。受轻杆的作用力的变化量大小。

【答案】(1)；/(2)4j2“H+M)(3)3mg

【详解】(1)设轻杆运动到竖直时B、A的速度分别为匕、v2,轻杆转动的角速度为。，对B有

对A有

v2=o)L

对系统，由机械能守恒定律有

1917

MgL—mg-4£=—mvi+—Mv2

可得

匕=4病，匕=疯

设B脱离轻杆后，A上升的最大高度为对A由机械能守恒有

1,

-Mv；=Mg\h

可得

A/z=—L

2

A离地面的最大高度

h=H-L+-L=H--L

22

(2)B做平抛运动过程，设运动时间为/,竖直方向分运动为自由落体运动，有

1,

H+4L=-gt2

2

水平方向分运动为匀速直线运动，有

X=卬

可得

x=4《2L(H+4L)

(3)当轻杆运动到竖直，B脱离杆前瞬间，设杆对B、A的力的大小分别为片、F2,由牛顿第二定律，对

B有

V,2

+mg=加立

对A有

2

F2-Mg=M^-

转轴O受力为

F-F2-Fy=45mg

B脱离杆后瞬间，转轴O受力为

F'=F2=48加g

B抛出前后瞬间转轴。受力的变化量

AF=F'-F=3mg

14.气垫鞋的鞋底设置有气垫储气腔，穿上鞋后，储气腔内气体可视为质量不变的理想气体，可以起到很

好的减震效果。使用过程中，储气腔内密封的气体被反复压缩、扩张。某气垫鞋储气