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【高考真题】2022年新高考物理真题试卷（辽宁卷）
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．（2022·辽宁）如图所示，桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了 ，小车在桥架上单向移动了 。该次作业中小车相对地面的位移大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】位移与路程；矢量和标量
【解析】【解答】由勾股定理得，该次作业中小车相对地面的位移为
故答案为：C
【分析】位移是矢量，是由起点指向终点的有向线段。
2．（2022·辽宁）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为 ，已知 、 、 的质量分别为 ，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是（ ）
A．X为氘核 B．X为氚核
C． D．
【答案】B
【知识点】核反应方程；质能方程
【解析】【解答】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的电荷数为1，质量数为3，是氚核 。故B对A错。
设反应前粒子能量为，反应后粒子能量为，质量亏损的能量为：ΔE=
则反应释放能量为，故CD错误。
故答案为：B
【分析】核反应的质量数和电荷数守恒，注意粒子反应前后也有能量。 是质量亏损释放的能量。
3．（2022·辽宁）一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，关于质点P的说法正确的是（ ）
A．该时刻速度沿y轴正方向
B．该时刻加速度沿y轴正方向
C．此后 周期内通过的路程为A
D．此后 周期内沿x轴正方向迁移为
【答案】A
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】根据“上坡下，下坡上”方法判断，质点P此时沿Y轴正方向振动。A对。此时P加速度方向沿Y轴负方向。B错。周期通过路程不一定为A，C错。质点不会沿传播方向迁移，只能在平衡位置附近振动。D错。
故答案为：A
【分析】据“上坡下，下坡上”方法判断质点P此时振动方向。加速度方向与位移方向相反。质点不会沿传播方向迁移。
4．（2022·辽宁）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝 与竖直方向夹角分别为 。用 分别表示 的拉力，则（ ）
A． 的竖直分力大于 的竖直分力
B． 的竖直分力等于 的竖直分力
C． 的水平分力大于 的水平分力
D． 的水平分力等于 的水平分力
【答案】D
【知识点】正交分解；共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】将F1和F2沿水平方向正交分解得：，C错误，D正确；
竖直方向正交分解得：
因为，所以，，
所以，F1竖直分力明显小于F2竖直分力，AB错误.
故答案为：D
【分析】对力沿水平方向和竖直方向正交分解，由简单三角函数比较得出各个方向分力大小。
5．（2022·辽宁）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（ ）
A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大
B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小
C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射
D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射
【答案】C
【知识点】光的折射
【解析】【解答】光的频率是由光源决定的，与介质无关，频率不变。连接光线1第一次折射的入射点与圆心O，设该连线与光线1的折射光线夹角为θ，光线1的折射光线在M处入射角为α。由正弦定理可得（R为大圆半径，r为小圆半径），对于光线2也有类似等式。由于明显光线2第一次入射角大于光线1第一次入射角，所以光线2第一次折射角大于光线1第一次折射角。所以光线2的“”偏大，则“”这项也偏大，由数学知识可知，即光线2在N处入射角大于光线1在M处入射角，光线1在M 处发生全反射，光线2在N 处一定发生全反射。
故答案为：C
【分析】利用正弦定理列出等量关系，由数学知识判断出第二次折射时入射角大小。
6．（2022·辽宁）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（ ）
A．对外界做正功 B．压强保持不变
C．向外界放热 D．内能减少
【答案】A
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，气体对外界做正功，A正确；
由图得，又，
所以 ，
所以T增大，P增大。B错误；
理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大。D错误；
理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，C错误。
故答案为：A。
【分析】由理想气体状态方程列出等量关系，再联立图像函数表达式，得出压强变化。温度升高，内能增大。同时根据热力学第一定律做出判断。
7．（2022·辽宁）如图所示，一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g取10m/s2。下列v0、μ值可能正确的是（ ）
A．v0= 2.5m/s B．v0= 1.5m/s C．μ = 0.28 D．μ = 0.25
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动导出公式应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】物体做匀变速直线运动，平均速度==1m/s，，所以v0≤2m/s，A错误，B正确。
由，得，又即μ≤0.2，CD错误。
故答案为：B
【分析】结合匀变速直线运动平均速度规律求解初速度范围。由牛顿第二定律求解μ的范围。
8．（2022·辽宁）粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A．粒子1可能为中子
B．粒子2可能为电子
C．若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点
D．若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】A由题图可看出粒子1没有偏转，说明粒子1不带电，则粒子1可能为中子，增大磁感应强度，粒子1也不会偏转，A正确；
粒子2向上偏转，根据左手定则可知粒子2应该带正电，不可能为电子，B错误。
粒子2在磁场中洛伦兹力提供向心力：，，入射速度v增大，则偏转半径r增大，粒子2可能打在探测器上的Q点，C错误，D正确。
故答案为：AD
【分析】粒子1没有偏转，说明粒子1不带电，则粒子1可能为中子，粒子2在磁场中洛伦兹力提供向心力，求出半径表达式。
9．（2022·辽宁）如图所示，行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动。在地图上容易测得地球—水星连线与地球—太阳连线夹角 ，地球—金星连线与地球—太阳连线夹角 ，两角最大值分别为 、 则（ ）
A．水星的公转周期比金星的大
B．水星的公转向心加速度比金星的大
C．水星与金星的公转轨道半径之比为
D．水星与金星的公转线速度之比为
【答案】B,C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】对于围绕同一中心天体做匀速圆周运动的卫星或行星有“近大远小”的规律，即离中心天体越近，线速度，角速度，向心加速度都较大，周期小。所以A错B对。
设地球公转半径为R，水星公转半径为，金星公转半径为。
则有，，
所以，C正确。
利用对水星有，，
同理，
所以，所以D错误。
故答案为：BC
【分析】对于围绕同一中心天体做匀速圆周运动的卫星或行星有“近大远小”的规律，结合相关几何关系求解。
10．（2022·辽宁）如图所示，带电荷量为 的球1固定在倾角为 光滑绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为 的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为 ，球2、3间的静电力大小为 。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运动。 为重力加速度，球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确的是（ ）
A．带负电
B．运动至a点的速度大小为
C．运动至a点的加速度大小为
D．运动至ab中点时对斜面的压力大小为
【答案】B,C,D
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】若球3带负电，因为球1电荷量大，球2电荷量小，球2球3间排斥力比球1球3间吸引力小很多，把力都沿斜面分解，球3不可能静止，所以球3一定带正电。A错误。
球3从b运动到a，球2和球3间吸引力先做正功后做负功，由对称性可知做功为零。而且弹簧先推力后拉力，从压缩位置到拉伸位置，同理可知弹簧做功为零。所以该过程相当于只有重力做功。
由动能定理得，，B正确。
设静止时球2球3间库仑力为F，由于球1电荷量为球3电荷量6倍，且球1球2球3构成正三角形，所以球1和球3间库仑力为6F。静止时将球3所受力都沿斜面分解得，
当球3运动到a点，由牛顿第二定律得：
由题意得：
联立以上方程得： ，C正确
运动至中点，球2球3距离变为，由库仑定律可知此时库伦力变为球刚释放时库仑力的倍，即为，重力沿垂直斜面分力为，
所以对斜面压力大小为 ，所以D选项正确。
故答案为：BCD
【分析】利用库仑定律，结合受力平衡以及牛顿第二定律综合分析。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（2022·辽宁）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为 ，内阻为 ）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻 ， 。
（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为 ；
（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时 （填“大”或“小”）
（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻 的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用 （填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
【答案】（1）1
（2）大
（3）乙
【知识点】电表的改装
【解析】【解答】（1）电流表满偏电压
所以分流电路电流为
所以量程为
（2）接B端，相当于R1和小量程电流表串联后再和R2并联。R1和小量程电流表串联导致满偏电压变大；分流电路由于只有电阻R2，所以分流电路电流变大，一个支路电流不变，另一个支路电流变大，总电流变大，量程变大。
（3）如果利用乙图，改装电流表内阻已知，结合电流表读出电流，所以电流表分压知道。结合外面电压表测得的总电压，可以知道Rx准确电压。所以 修正由电表内阻引起的实验误差 。甲图电压表内阻未知，无法修正由电表内阻引起的实验误差。
【分析】（1）电表改装成大量程电流表，算出两个电路电流相加即可得到新表量程。
（2）一个支路电流不变，另一个支路电流变大，总电流变大，量程变大。
（3）甲图由于电压表分流引起误差，乙图由于电流表分压引起误差。
12．（2022·辽宁）某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔 。
（1）除图中所用的实验器材外，该实验还需要 （填“天平”或“刻度尺”）；
（2）该同学测得遮光带（透光带）的宽度为 ，记录时间间隔的数据如表所示，
编号 1遮光带 2遮光带 3遮光带 …
73.04 38.67 30.00 …
根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为 （结果保留两位有效数字）；
（3）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为 ，则重力加速度 （用d、 表示）；
（4）该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因： 。
【答案】（1）刻度尺
（2）1.5
（3）
（4）光栅板受到空气阻力的作用
【知识点】研究匀变速直线运动
【解析】【解答】（1）该实验测量重力加速度，不需要天平；需要用刻度尺测量遮光带或者透光带的宽度，所以还需要刻度尺
（2）
（3），，，得
（4）光栅板下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于重力加速度。
【分析】（1）测量重力加速度需要用刻度尺测量遮光带或者透光带的宽度，所以还需要刻度尺
（2）代入速度公式即可，注意物理量单位。
（3）利用匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度等于全程平均速度以及匀变速直线运动的速度时间关系求解
（4）光栅板下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于重力加速度。
三、解答题
13．（2022·辽宁）2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。
（1）如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度 时，滑过的距离 ，求加速度的大小；
（2）如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为 ，滑行速率分别为 ，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道。
【答案】（1）设加速度为a。
由
得
（2）根据向心加速度表达式可得：
同理
所以
同理
，所以甲先出弯道。
【知识点】描述圆周运动的物理量；匀变速直线运动基本公式应用；向心加速度
【解析】【分析】（1）利用匀变速直线运动的速度位移关系代入数据即可。
（2）代入匀速圆周运动向心加速度公式以及时间求解公式即可。
14．（2022·辽宁）如图所示，光滑水平面 和竖直面内的光滑 圆弧导轨在B点平滑连接，导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后经过B点时的速度大小为 ，之后沿轨道 运动。以O为坐标原点建立直角坐标系 ，在 区域有方向与x轴夹角为 的匀强电场，进入电场后小球受到的电场力大小为 。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g。求：
（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能；
（2）小球经过O点时的速度大小；
（3）小球过O点后运动的轨迹方程。
【答案】（1）从A到B由能量守恒定律得：
（2）从B到O由动能定理得：，
（3）水平方向：
竖直方向： ，
小球从O点开始以后的运动为轴方向做初速度为零的匀加速直线运动， y轴方向做匀速直线运动
则有，水平方向：
竖直方向：
所以轨迹方程：，
即
【知识点】电荷在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）从A到B由能量守恒定律列方程求解。
（2）从B到O由动能定理列方程求解。
（3）分别求出水平和竖直方向运动规律，联立求解。
15．（2022·辽宁）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。 区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度 向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
（1）求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向；
（2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为 ，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到 的最小距离x；
（3）初始时刻，若N到 的距离与第（2）问初始时刻的相同、到 的距离为 ，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。
【答案】（1）M刚进入磁场时产生的感应电动势为：，
电流大小 ，
（2）① 对N由动量定理得：，，
②设两杆在磁场中相对位移为x，则，所以
两杆在磁场内刚好相撞，N到ab的最小距离为
（3）设N出磁场M速度为v1，在磁场中由动量守恒定律得，
因为两杆在磁场中相对位移为x，此时M 到cd边的距离为
若要保证M出磁场后不与N相撞，则有两种临界情况：
①M减速到时出磁场，速度刚好等于N的速度，一定不与N相撞，
对M 根据动量定理有：，，，
，此时k=2
②M运动到cd边时，恰好减速到零，则对M由动量定理有：，
，，此时k=3。
综上：M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围为
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）结合法拉第电磁感应定律和安培力公式求解。
（2）动量定理也可以求电荷量，利用法拉第电磁感应定律也可以求电荷量。
（3） 对M出磁场后不与N相撞条件进行分类讨论。
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【高考真题】2022年新高考物理真题试卷（辽宁卷）
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．（2022·辽宁）如图所示，桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了 ，小车在桥架上单向移动了 。该次作业中小车相对地面的位移大小为（ ）
A． B． C． D．
2．（2022·辽宁）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为 ，已知 、 、 的质量分别为 ，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是（ ）
A．X为氘核 B．X为氚核
C． D．
3．（2022·辽宁）一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，关于质点P的说法正确的是（ ）
A．该时刻速度沿y轴正方向
B．该时刻加速度沿y轴正方向
C．此后 周期内通过的路程为A
D．此后 周期内沿x轴正方向迁移为
4．（2022·辽宁）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝 与竖直方向夹角分别为 。用 分别表示 的拉力，则（ ）
A． 的竖直分力大于 的竖直分力
B． 的竖直分力等于 的竖直分力
C． 的水平分力大于 的水平分力
D． 的水平分力等于 的水平分力
5．（2022·辽宁）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（ ）
A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大
B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小
C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射
D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射
6．（2022·辽宁）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（ ）
A．对外界做正功 B．压强保持不变
C．向外界放热 D．内能减少
7．（2022·辽宁）如图所示，一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g取10m/s2。下列v0、μ值可能正确的是（ ）
A．v0= 2.5m/s B．v0= 1.5m/s C．μ = 0.28 D．μ = 0.25
8．（2022·辽宁）粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A．粒子1可能为中子
B．粒子2可能为电子
C．若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点
D．若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点
9．（2022·辽宁）如图所示，行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动。在地图上容易测得地球—水星连线与地球—太阳连线夹角 ，地球—金星连线与地球—太阳连线夹角 ，两角最大值分别为 、 则（ ）
A．水星的公转周期比金星的大
B．水星的公转向心加速度比金星的大
C．水星与金星的公转轨道半径之比为
D．水星与金星的公转线速度之比为
10．（2022·辽宁）如图所示，带电荷量为 的球1固定在倾角为 光滑绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为 的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为 ，球2、3间的静电力大小为 。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运动。 为重力加速度，球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确的是（ ）
A．带负电
B．运动至a点的速度大小为
C．运动至a点的加速度大小为
D．运动至ab中点时对斜面的压力大小为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（2022·辽宁）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为 ，内阻为 ）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻 ， 。
（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为 ；
（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时 （填“大”或“小”）
（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻 的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用 （填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
12．（2022·辽宁）某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔 。
（1）除图中所用的实验器材外，该实验还需要 （填“天平”或“刻度尺”）；
（2）该同学测得遮光带（透光带）的宽度为 ，记录时间间隔的数据如表所示，
编号 1遮光带 2遮光带 3遮光带 …
73.04 38.67 30.00 …
根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为 （结果保留两位有效数字）；
（3）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为 ，则重力加速度 （用d、 表示）；
（4）该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因： 。
三、解答题
13．（2022·辽宁）2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。
（1）如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度 时，滑过的距离 ，求加速度的大小；
（2）如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为 ，滑行速率分别为 ，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道。
14．（2022·辽宁）如图所示，光滑水平面 和竖直面内的光滑 圆弧导轨在B点平滑连接，导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后经过B点时的速度大小为 ，之后沿轨道 运动。以O为坐标原点建立直角坐标系 ，在 区域有方向与x轴夹角为 的匀强电场，进入电场后小球受到的电场力大小为 。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g。求：
（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能；
（2）小球经过O点时的速度大小；
（3）小球过O点后运动的轨迹方程。
15．（2022·辽宁）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。 区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度 向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
（1）求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向；
（2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为 ，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到 的最小距离x；
（3）初始时刻，若N到 的距离与第（2）问初始时刻的相同、到 的距离为 ，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】位移与路程；矢量和标量
【解析】【解答】由勾股定理得，该次作业中小车相对地面的位移为
故答案为：C
【分析】位移是矢量，是由起点指向终点的有向线段。
2．【答案】B
【知识点】核反应方程；质能方程
【解析】【解答】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的电荷数为1，质量数为3，是氚核 。故B对A错。
设反应前粒子能量为，反应后粒子能量为，质量亏损的能量为：ΔE=
则反应释放能量为，故CD错误。
故答案为：B
【分析】核反应的质量数和电荷数守恒，注意粒子反应前后也有能量。 是质量亏损释放的能量。
3．【答案】A
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】根据“上坡下，下坡上”方法判断，质点P此时沿Y轴正方向振动。A对。此时P加速度方向沿Y轴负方向。B错。周期通过路程不一定为A，C错。质点不会沿传播方向迁移，只能在平衡位置附近振动。D错。
故答案为：A
【分析】据“上坡下，下坡上”方法判断质点P此时振动方向。加速度方向与位移方向相反。质点不会沿传播方向迁移。
4．【答案】D
【知识点】正交分解；共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】将F1和F2沿水平方向正交分解得：，C错误，D正确；
竖直方向正交分解得：
因为，所以，，
所以，F1竖直分力明显小于F2竖直分力，AB错误.
故答案为：D
【分析】对力沿水平方向和竖直方向正交分解，由简单三角函数比较得出各个方向分力大小。
5．【答案】C
【知识点】光的折射
【解析】【解答】光的频率是由光源决定的，与介质无关，频率不变。连接光线1第一次折射的入射点与圆心O，设该连线与光线1的折射光线夹角为θ，光线1的折射光线在M处入射角为α。由正弦定理可得（R为大圆半径，r为小圆半径），对于光线2也有类似等式。由于明显光线2第一次入射角大于光线1第一次入射角，所以光线2第一次折射角大于光线1第一次折射角。所以光线2的“”偏大，则“”这项也偏大，由数学知识可知，即光线2在N处入射角大于光线1在M处入射角，光线1在M 处发生全反射，光线2在N 处一定发生全反射。
故答案为：C
【分析】利用正弦定理列出等量关系，由数学知识判断出第二次折射时入射角大小。
6．【答案】A
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，气体对外界做正功，A正确；
由图得，又，
所以 ，
所以T增大，P增大。B错误；
理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大。D错误；
理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，C错误。
故答案为：A。
【分析】由理想气体状态方程列出等量关系，再联立图像函数表达式，得出压强变化。温度升高，内能增大。同时根据热力学第一定律做出判断。
7．【答案】B
【知识点】匀变速直线运动导出公式应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】物体做匀变速直线运动，平均速度==1m/s，，所以v0≤2m/s，A错误，B正确。
由，得，又即μ≤0.2，CD错误。
故答案为：B
【分析】结合匀变速直线运动平均速度规律求解初速度范围。由牛顿第二定律求解μ的范围。
8．【答案】A,D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】A由题图可看出粒子1没有偏转，说明粒子1不带电，则粒子1可能为中子，增大磁感应强度，粒子1也不会偏转，A正确；
粒子2向上偏转，根据左手定则可知粒子2应该带正电，不可能为电子，B错误。
粒子2在磁场中洛伦兹力提供向心力：，，入射速度v增大，则偏转半径r增大，粒子2可能打在探测器上的Q点，C错误，D正确。
故答案为：AD
【分析】粒子1没有偏转，说明粒子1不带电，则粒子1可能为中子，粒子2在磁场中洛伦兹力提供向心力，求出半径表达式。
9．【答案】B,C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】对于围绕同一中心天体做匀速圆周运动的卫星或行星有“近大远小”的规律，即离中心天体越近，线速度，角速度，向心加速度都较大，周期小。所以A错B对。
设地球公转半径为R，水星公转半径为，金星公转半径为。
则有，，
所以，C正确。
利用对水星有，，
同理，
所以，所以D错误。
故答案为：BC
【分析】对于围绕同一中心天体做匀速圆周运动的卫星或行星有“近大远小”的规律，结合相关几何关系求解。
10．【答案】B,C,D
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】若球3带负电，因为球1电荷量大，球2电荷量小，球2球3间排斥力比球1球3间吸引力小很多，把力都沿斜面分解，球3不可能静止，所以球3一定带正电。A错误。
球3从b运动到a，球2和球3间吸引力先做正功后做负功，由对称性可知做功为零。而且弹簧先推力后拉力，从压缩位置到拉伸位置，同理可知弹簧做功为零。所以该过程相当于只有重力做功。
由动能定理得，，B正确。
设静止时球2球3间库仑力为F，由于球1电荷量为球3电荷量6倍，且球1球2球3构成正三角形，所以球1和球3间库仑力为6F。静止时将球3所受力都沿斜面分解得，
当球3运动到a点，由牛顿第二定律得：
由题意得：
联立以上方程得： ，C正确
运动至中点，球2球3距离变为，由库仑定律可知此时库伦力变为球刚释放时库仑力的倍，即为，重力沿垂直斜面分力为，
所以对斜面压力大小为 ，所以D选项正确。
故答案为：BCD
【分析】利用库仑定律，结合受力平衡以及牛顿第二定律综合分析。
11．【答案】（1）1
（2）大
（3）乙
【知识点】电表的改装
【解析】【解答】（1）电流表满偏电压
所以分流电路电流为
所以量程为
（2）接B端，相当于R1和小量程电流表串联后再和R2并联。R1和小量程电流表串联导致满偏电压变大；分流电路由于只有电阻R2，所以分流电路电流变大，一个支路电流不变，另一个支路电流变大，总电流变大，量程变大。
（3）如果利用乙图，改装电流表内阻已知，结合电流表读出电流，所以电流表分压知道。结合外面电压表测得的总电压，可以知道Rx准确电压。所以 修正由电表内阻引起的实验误差 。甲图电压表内阻未知，无法修正由电表内阻引起的实验误差。
【分析】（1）电表改装成大量程电流表，算出两个电路电流相加即可得到新表量程。
（2）一个支路电流不变，另一个支路电流变大，总电流变大，量程变大。
（3）甲图由于电压表分流引起误差，乙图由于电流表分压引起误差。
12．【答案】（1）刻度尺
（2）1.5
（3）
（4）光栅板受到空气阻力的作用
【知识点】研究匀变速直线运动
【解析】【解答】（1）该实验测量重力加速度，不需要天平；需要用刻度尺测量遮光带或者透光带的宽度，所以还需要刻度尺
（2）
（3），，，得
（4）光栅板下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于重力加速度。
【分析】（1）测量重力加速度需要用刻度尺测量遮光带或者透光带的宽度，所以还需要刻度尺
（2）代入速度公式即可，注意物理量单位。
（3）利用匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度等于全程平均速度以及匀变速直线运动的速度时间关系求解
（4）光栅板下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于重力加速度。
13．【答案】（1）设加速度为a。
由
得
（2）根据向心加速度表达式可得：
同理
所以
同理
，所以甲先出弯道。
【知识点】描述圆周运动的物理量；匀变速直线运动基本公式应用；向心加速度
【解析】【分析】（1）利用匀变速直线运动的速度位移关系代入数据即可。
（2）代入匀速圆周运动向心加速度公式以及时间求解公式即可。
14．【答案】（1）从A到B由能量守恒定律得：
（2）从B到O由动能定理得：，
（3）水平方向：
竖直方向： ，
小球从O点开始以后的运动为轴方向做初速度为零的匀加速直线运动， y轴方向做匀速直线运动
则有，水平方向：
竖直方向：
所以轨迹方程：，
即
【知识点】电荷在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）从A到B由能量守恒定律列方程求解。
（2）从B到O由动能定理列方程求解。
（3）分别求出水平和竖直方向运动规律，联立求解。
15．【答案】（1）M刚进入磁场时产生的感应电动势为：，
电流大小 ，
（2）① 对N由动量定理得：，，
②设两杆在磁场中相对位移为x，则，所以
两杆在磁场内刚好相撞，N到ab的最小距离为
（3）设N出磁场M速度为v1，在磁场中由动量守恒定律得，
因为两杆在磁场中相对位移为x，此时M 到cd边的距离为
若要保证M出磁场后不与N相撞，则有两种临界情况：
①M减速到时出磁场，速度刚好等于N的速度，一定不与N相撞，
对M 根据动量定理有：，，，
，此时k=2
②M运动到cd边时，恰好减速到零，则对M由动量定理有：，
，，此时k=3。
综上：M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围为
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）结合法拉第电磁感应定律和安培力公式求解。
（2）动量定理也可以求电荷量，利用法拉第电磁感应定律也可以求电荷量。
（3） 对M出磁场后不与N相撞条件进行分类讨论。
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