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专题19 新情境问题破译
题型解码
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，尤其是2025 年的高考题。题目情
境来源于生活、生产、体育运动、科技，无情境不命题。
解题攻略
【典例引领1】如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m 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
B．大小等于
C．大小小于
D．大小大于
热点题型·新情境问题攻略
目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局
第二部分 解题攻略 微观解剖，精细教学
典例引领
方法透视
变式演练
第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战
【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
与情境结合
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，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
水平方向上拉
与擦窗工具所受摩擦力水平分量
等大反向，竖直方向上重力
与擦窗工具所摩擦力竖
直分量
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B。
【典例引领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
的圆形廊道连接。若将质量为
的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M 处，再用
沿廊道运送到N 处，如图（c）所示。重
力加速度大小取
，则（ ）
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
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
C．从M 处沿圆形廊道运动到N 处，位移大小为
D．从M 处沿圆形廊道运动到N 处，平均速率为
【解题指导】
物理情境
福建土楼
解决问题
若将质量为100 kg 的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M 处，再用
100 s 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
与情境结合
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)
所示。同一楼层内部通过直径约50 m】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M 处的过程中，克服重力所做的功为
故A 正确；
B．该物资从M 处被运送到N 处的过程中，由于M、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
，故C 错误；
D．从M 处沿圆形廊道运动到N 处，平均速率为
故D 错误。
故选A。
【典例引领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㨔。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”
解决问题
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
关联知识
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、
离心运动
与情境结合
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G＝mω2r 空，缆绳恰无张
力；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G<G，缆绳提供拉力，处于绷紧状态
【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
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；
C．由万有引力定律
可知，箱体在上升过程中受到地球的引力随距离r 的增加而减小，C 正确；
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
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。
【典例引领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
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
。已知沿
轴方向
磁感应强度大小
（
为常数，且
>0），电流 I 沿
方向大小不变。该传感器灵敏度
，要使该
传感器的灵敏度变大，下列措施可行的是（ ）
A．把霍尔元件沿
方向的厚度变小
B．把霍尔元件沿
方向的高度变大
C．把霍尔元件沿方向的长度变大
D．把霍尔元件沿
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
解决问题
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
与情境结合
磁场叠加后，沿x 轴方向磁感应强度大小B＝kx，霍尔效应e＝evB，
结合I＝neSv＝nedlv，得传感器灵敏度表达式，得出结论
【答案】A
【详解】设霍尔元件沿y 轴反向的高度为d，沿x 轴方向的厚度为l，电流的微观表达式为
得
自由电荷受洛伦兹力和电场力平衡
得
由磁感应强度大小
得
则
可知，要使该传感器的灵敏度变大，应把霍尔元件沿
方向的厚度l 变小。
故选A。
【典例引领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
，匀减速滑行
到达N 点时，队友用毛刷开始擦A 运动
前方的冰面，使A 与
间冰面的动摩擦因数减小，A 继续匀减速滑行
，与静止在P 点的冰壶B
发生正碰，碰后瞬间A、B 的速度分别为
和
。已知A、B 质量相同，A 与
间
冰面的动摩擦因数
，重力加速度
取
，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
的大小；
（2）与
间冰面的动摩擦因数
。
【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v1的大小，与NP 间冰面的动摩擦因数μ2
关联知识
牛顿运动定律，动量守恒定律，动能定理
与情境结合
以体育赛事为情境，冰壶A 推到M 点放手，此时A 的速度v0＝2
m/s，匀减速滑行x1＝16.8 m 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 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x2＝3.5 m，碰后瞬间A、B 的速度分别为vA＝
0.05 m/s 和vB＝0.55 m/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）
；（2）
【详解】（1）设冰壶质量为
，A 受到冰面的支持力为
，由竖直方向受力平衡，有
设A 在
间受到的滑动摩擦力为
，则有
设A 在
间的加速度大小为
，由牛顿第二定律可得
联立解得
由速度与位移的关系式，有
代入数据解得
（2）设碰撞前瞬间A 的速度为
，由动量守恒定律可得
解得
设A 在
间受到的滑动摩擦力为
，则有
由动能定理可得
联立解得
【典例引领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
、质量
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
、活塞与容器底的距离
的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升
恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度
的状态C 时触动报警器。从状态A 到状态C 的过程中气体内能增加了
。取大气压
，求气体。
（1）在状态B 的温度；
（2）在状态C 的压强；
（3）由状态A 到状态C 过程中从外界吸收热量Q。
【解题指导】
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—吕萨克定律，热力学第一定律
与情境结合
活塞能无摩擦滑动，活塞缓慢上升d＝3 cm 恰好到达容器内
的卡口处，此时气体达到状态B，经历什么过程；活塞保持
不动，气体被继续加热至温度TC＝363 K 的状态C 时触动报
警器，经历什么过程；从状态A 到状态C 的过程中气体内能
增加了ΔU＝158 J，求由状态A 到状态C 过程中从外界吸收
热量Q，考虑热力学第一定律，气体对外做功情况
【答案】（1）330K；（2）
；（3）
【详解】（1）根据题意可知，气体由状态A 变化到状态B 的过程中，封闭气体的压强不变，则有
解得
（2）从状态A 到状态B 的过程中，活塞缓慢上升，则
解得
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
解得
（3）根据题意可知，从状态A 到状态C 的过程中气体对外做功为
由热力学第一定律有
解得
【方法透视】
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。
【变式演练】
1.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，A 为投掷点，O 为圆心，B、C、D 为AO 的四等分点。运动员某次投掷时，冰壶由
A 点以初速度v0向右滑动，经时间t 运动到B 点，最终冰壶刚好停在O 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（ ）
A．冰壶在C 点的速度大小为
B．冰壶由D 到O 的时间为
C．冰壶运动的总时间为4t
D．投掷点A 到圆心O 的距离为
【答案】D
【详解】A．设冰壶的加速度大小为a，在C 点的速度大小为vC，冰壶由A 到O，有
冰壶由A 到C，有
解得
故A 错误；
B．由逆向思维可知，将冰壶的运动视为从O 到A 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
解得
故B 错误；
C．同理
解得
故C 错误；
D．投掷点A 到圆心O 的距离
故D 正确。
故选D。
2．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B 的正方形有界匀强磁场区域，如图（b）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d，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（b）逆时针方向，其两端的电压为
D．线框右边刚刚进入磁场时，感应电流沿图（b）顺时针方向，其两端的电压为
【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
，导线框右边两端的电压为路端电压，即为
故C 错误，D 正确。
故选D。
3．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
f。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8f
B．动车组匀加速运动时，第3、4 节车厢间的作用力为6f
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
后8 节车厢受力平衡
解得
故A 错误；
B．设动车组加速度为a，对整体
对4 ~ 9 节车厢，有
解得
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C。
4．“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
、
两部分，速度均为水平方向。炸开后
、
的轨迹图如乙图所示。忽略空气阻力的作用，
则（ ）
A．
、
两部分落地时的速度大小之比
B．
、
两部分的初动能之比
C．
、
两部分的质量之比
D．
、
两部分落地时的重力功率之比为
【答案】B
【详解】C．平抛运动方向为匀速直线运动，则有
，
竖直方向上有
，
则有
根据动量守恒定律有
解得
故C 错误；
B．
、
两部分的初动能
，
结合上述解得
故B 正确；
A．
、
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
，故A 错误；
D．
、
两部分落地时的重力功率
，
结合上述解得
故D 错误。
故选B。
5．（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（
）
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
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AC。
6.吸盘工作原理的示意图如图所示，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，挤出吸
盘内部分空气，然后把锁扣扳下，使外界空气不能进入吸盘。由于吸盘内外存在压强差，因此吸盘被紧压
在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。轻质吸盘导热良好、有效面积S = 6 cm2，锁扣扳下前密封空气的压
强与外界大气压强相等，扳下锁扣后吸盘内气体体积变为原来的两倍。已知大气压强p0 = 1.0 × 105 Pa，吸
盘挂钩能够承受竖直向下的最大拉力等于其和墙壁间正压力的
，空气可视为理想气体，取重力加速度大
小g = 10 m/s2。求：
(1)扳下锁扣后吸盘内气体的压强p；
(2)该吸盘能悬挂的物体的最大质量m。
【答案】(1)p = 5.0 × 104 Pa (2)m = 1.5 kg
【详解】（1）设锁扣扳下前密封空气的体积为V，有玻意耳定律
代入题中数据解得
（2）设吸盘与墙壁间的正压力大小为FN，由平衡条件得，水平方向有
竖直方向有
联立解得
7．某种负离子空气净化原理如图所示。由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入
由一对平行金属板构成的收集器。在收集器中，质量为m、电荷量为
的带电颗粒沿板方向的速度v0保持
不变。在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为L，间距为d、不考虑重力
影响和颗粒间相互作用，不计空气阻力。
(1)颗粒在板间运动的最长时间；
(2)若颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）带电粒子在板间水平方向不受外力作用，竖直方向受电场力作用，所以做类平抛运动，则
带电颗粒在板间运动的时间
水平方向速度大小不变，水平方向位移大小
所以带电颗粒在板间运动的最长时间为
（2）若颗粒恰好全部被收集，则紧靠上极板的颗粒能够落到收集板右侧，水平方向有
竖直方向有
，
又
联立解得两金属板间的电压为
8．某研学小组设计了一套电气制动装置，其简化模型如图所示。在车身下方固定一单匝矩形导线框，利
用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的总质量为m，车身长为s，线框的短边ab 和
cd 分别安装在车头和车尾，长度均为L（L 小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强
磁场区域足够长（大于车长s），磁感应强度的大小为B，方向竖直向上，若ab 边刚进入磁场时列车关闭
发动机，此时列车的速度为
，cd 边进入磁场瞬间，列车恰好停止，假设列车停止前所受铁轨及空气阻力
的合力恒为f。求：
(1)线框ab 边进入磁场瞬间，产生的感应电流大小和列车加速度的大小；
(2)线框从进入磁场到停止的过程中产生的焦耳热Q；
(3)线框从进入磁场到恰好停止运动的时间。
【答案】(1)
，
(2)
(3)
【详解】（1）线框ab 边进入磁场瞬间，产生的感应电动势为
线框中的感应电流为
根据牛顿第二定律得
解得
（2）根据能量守恒有
得
（3）整个过程中根据动量定理得
即
又
联立解得
综合巩固
1．（2025·天津·高考真题）一种名为“飞椅”的游乐设施如图所示，该设施中钢绳一端系着座椅，另一端
系在悬臂边缘。绕竖直轴转动的悬臂带动座椅在水平面内做匀速圆周运动，座椅可视为质点，则某座椅运
动一周的过程中（ ）
A．动量保持不变B．所受合外力做功为零
C．所受重力的冲量为零
D．始终
处于受力平衡状态
【答案】B
【详解】座椅在水平面内做匀速圆周运动，速度大小不变，方向改变
A．根据
可知动量大小不变，方向改变，故A 错误；
B．速度大小不变，则座椅的动能不变，根据动能定理可知所受合外力做功为零，故B 正确；
C．根据
可知所受重力的冲量不为零，故C 错误；
D．座椅在水平面内做匀速圆周运动，一定有向心加速度，所以不是处于受力平衡状态，故D 错误。
故选B。
2．（2025·海南·高考真题）某同学设计了如图光控电路，电源电动势为
（内阻不计），
、
为光敏
电阻或定值电阻，光敏电阻阻值随光照度变化如表所示，光照度为
时，1、2 两端电压降至
，此时控
制电路打开电器开关，则（ ）
光照度
0.6
0.8
1
1.2
…
阻值
2.8
2.3
2
1.8
…
A．
是光敏电阻，
是
定值电阻
B．
是光敏电阻，
是
定值电阻
C．
是光敏电阻，
是
定值电阻
D．
是光敏电阻，
是
定值电阻
【答案】A
【详解】根据题表可知随着光照强度增大，光敏电阻的阻值减小，根据串联电路分压特点可知，光敏电阻
两端的电压减小，即
是光敏电阻，
是定值电阻，光照度为
时，光敏电阻的阻值为
根据串联电压分压特点
其中
，
可得
故选A。
3．（2025·江西·高考真题）如图所示，一泵水器通过细水管与桶装水相连。按压一次泵水器可将压强等于
大气压强
、体积为
的空气压入水桶中。在设计泵水器时应计算出
的临界值
，当
时，在液
面最低的情况下仅按压一次泵水器恰能出水。设桶身的高度和横截面积分别为H、S，颈部高度为l，按压
前桶中气体压强为
。不考虑温度变化和漏气，忽略桶壁厚度及桶颈部、细水管和出水管的体积。已知水
的密度为
，重力加速度为g。该临界值
等于（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】根据题意，设往桶内压入压强为
、体积为
的空气后，桶内气体压强增大到
，根据玻意耳
定律有
泵水器恰能出水满足
联立解得
故选B。
4．（2025·江西·高考真题）托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（
线圈）可
以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当
线圈通以
如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（ ）
A．顺时针
B．逆时针
C．先顺时针后逆时针D．先逆时针后顺时针
【答案】A
【详解】由图（b）可知开始阶段流过CS 线圈的电流正向减小，根据右手定则可知，CS 线圈产生的磁场
下端为N 极，上端为S 极，则穿过线圈周围某一截面的磁通量向下减小，由楞次定律可知产生的感应电场
方向为顺时针方向（俯视），则产生的等离子体电流方向（俯视）为顺时针；同理在以后阶段通过CS 线
圈的电流反向增加时，情况与前一阶段等效，即产生的等离子体电流方向（俯视）仍为顺时针。
故选A。
5．（2025·江西·高考真题）如图所示，人形机器人陪伴小孩玩接球游戏。机器人在高度为H 的固定点以速
率
水平向右抛球，小孩以速率
水平向左匀速运动，接球时手掌离地面高度为h。当小孩与机器人水平
距离为时，机器人将小球抛出。忽略空气阻力，重力加速度为g。若小孩能接到球，则
为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】若小孩能接到球，则有
，
联立解得
故选B。
6．（2025·浙江·高考真题）如图甲所示，有一根长
、两端固定紧绷的金属丝，通过导线连接示波器。
在金属丝中点处放置一蹄形磁铁，在中点附近
范围内产生
、方向垂直金属丝的匀强磁场
（其他区域磁场忽略不计）。现用一激振器使金属丝发生垂直于磁场方向的上下振动，稳定后形成如图乙
所示的不同时刻的波形，其中最大振幅
。若振动频率为f，则振动最大速度
。已知金属
丝接入电路的电阻
，示波器显示输入信号的频率为
。下列说法正确的是（ ）
A．金属丝上波的传播速度为
B．金属丝产生的感应电动势最大值约为
C．若将示波器换成可变电阻，则金属丝的最大输出功率约为
D．若让激振器产生沿金属丝方向的振动，其他条件不变，则金属丝中点的振幅为零
【答案】C
【详解】A．先由图可判断金属丝振动形成三节（如图乙所示共有三个波腹），则波长为
又振动频率为f = 150Hz，可得波速为
，故A 错误；
B．金属丝在中点附近的匀强磁场中振动，其振动最大速度为
其中A = 0.5cm = 0.005m，f =150 Hz，计算得
中点切割的有效长度为
则中点处感应电动势最大值为
，故B 错误；
C．金属丝在中点附近的匀强磁场中振动，产生的是正弦式交流电，电动势的有效值为
，若用最
大感应电动势
接外电阻，则金属丝本身内阻r = 0.5 Ω，正弦交流源在内阻r 和外阻R 串
联时，当R = r=0.5 Ω 时可得最大输出功率为
，故C 正确；
D．若改为沿金属丝方向振动形成纵波，两端固定则端点处必为纵波的振动节(位移为零处)，其基频振型中
点恰为振幅最大处(波腹)，并非振幅为零，故D 错误。
故选C。
7．（2025·全国卷·高考真题）如图，撑杆跳高运动中，运动员经过助跑、撑杆起跳，最终越过横杆。若运
动员起跳前助跑速度为10m/s，则理论上运动员助跑获得的动能可使其重心提升的最大高度为（重力加速
度取10m/s2）（ ）
A．4m
B．5m
C．6m
D．7m
【答案】B
【详解】在理论上：当运动员在最高点速度为零时，重心提升高度最大，以地面为零势能面，根据机械能
守恒定律有
可得其理论的最大高度
故选B。
8.（2025·重庆·高考真题）某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动，如图所示的矩形区域
OMPQ 内分布有平行于OQ 的匀强电场，N 为QP 的中点。模拟动画显示，带电粒子a、b 分别从Q 点和O
点垂直于OQ 同时进入电场，沿图中所示轨迹同时到达M、N 点，K 为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒
子间的相互作用，则可推断a、b（ ）
A．具有不同比荷
B．电势能均随时间逐渐增大
C．到达M、N 的速度大小相等
D．到达K 所用时间之比为
【答案】D
【详解】A．根据题意可知，带电粒子在电场中做类平抛运动，带电粒子a、b 分别从Q 点和O 点同时进入
电场，沿图中所示轨迹同时到达M、N 点，可知，运动时间相等，由图可知，沿初速度方向位移之比为
，则初速度之比为
，沿电场方向的位移大小相等，由
可知，粒子运动的加速度大小相等，
由牛顿第二定律有
可得
可知，带电粒子具有相同比荷，故A 错误；
B．带电粒子运动过程中，电场力均做正功，电势能均随时间逐渐减小，故B 错误；
C．沿电场方向，由公式
可知，到达M、N 的竖直分速度大小相等，由于初速度之比为
，则到达
M、N 的速度大小不相等，故C 错误；
D．由图可知，带电粒子a、b 到达K 的水平位移相等，由于带电粒子a、b 初速度之比为
，则所用时间
之比为
，故D 正确。
故选D。
9．（2025·重庆·高考真题）“魔幻”重庆的立体交通层叠交错，小明选取其中两条线探究车辆的运动。如
图所示，轻轨列车与汽车以速度
分别从M 和N 向左同时出发，列车做匀速直线运动，汽车在长为s 的
NO 段做匀减速直线运动并以速度
进入半经为R 的OP 圆孤段做匀速圆周运动。两车均视为质点，则（
）
A．汽车到O 点时，列车行驶距离为s
B．汽车到O 点时，列车行驶距离为
C．汽车在OP 段向心加速度大小为
D．汽车在OP 段向心加速度大小为
【答案】B
【详解】AB．对汽车，根据速度位移关系
可得匀减速运动的加速度大小
汽车做减速运动的时间
这段时间列车行驶距离为
B 正确，A 错误；
CD．根据
可得汽车在OP 段向心加速度大小为
CD 错误。
故选B。
10．（2025·重庆·高考真题）现代生产生活中常用无人机运送物品，如图所示，无人机携带质量为m 的匀
质钢管在无风的空中悬停，轻绳M 端和N 端系住钢管，轻绳中点O 通过缆绳与无人机连接。MO、NO 与
竖直方向的夹角均为60°，钢管水平。则MO 的弹力大小为（ ）（重力加速度为g）
A．2mg
B．mg
C．
D．
【答案】B
【详解】以钢管为研究对象，设轻绳的拉力为
，根据对称性可知两边绳子拉力相等，根据平衡条件
可得
故选B。
11．（2025·甘肃·高考真题）离子注入机是研究材料辐照效应的重要设备，其工作原理如图1 所示。从离
子源S 释放的正离子（初速度视为零）经电压为
的电场加速后，沿
方向射入电压为
的电场（
为平行于两极板的中轴线）。极板长度为l、间距为d，
关系如图2 所示。长度为a 的样品垂直
放置在距
极板L 处，样品中心位于
点。假设单个离子在通过
区域的极短时间内，电压
可视为不
变，当
时。离子恰好从两极板的边缘射出。不计重力及离子之间的相互作用。下列说法正确的是
（ ）
A．
的最大值
B．当
且
时，离子恰好能打到样品边缘
C．若其他条件不变，要增大样品的辐照范围，需增大
D．在
和
时刻射入
的离子，有可能分别打在A 和B 点
【答案】B
【详解】A．粒子在加速电场中被加速时
在偏转电场中做类平抛运动，则
，
解得
选项A 错误；
B．当
时粒子从板的边缘射出，恰能打到样品边缘时，则
解得
选项B 正确；
C．根据
若其它条件不变，要增加样品的辐照范围，则需减小U1，选项C 错误；
D ．由图可知t1时刻所加的向上电场电压小于t2时刻所加的向下的电场的电压，则t1时刻射入的粒子打到
A 点时的竖直位移小于打到B 点时的竖直位移，则选项D 错误。
故选B。
12．（2025·甘肃·高考真题）如图，小球A 从距离地面
处自由下落，
末恰好被小球B 从左侧水平击
中，小球A 落地时的水平位移为
。两球质量相同，碰撞为完全弹性碰撞，重力加速度g 取
，则
碰撞前小球B 的速度大小v 为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】根据题意可知，小球A 和B 碰撞过程中，水平方向上动量守恒，竖直方向上A 球的竖直速度不变，
设碰撞后A 球水平速度为
，B 球水平速度为
，则有
碰撞为完全弹性碰撞，则由能量守恒定律有
联立解得
，
小球A 在竖直方向上做匀加速直线运动，则有
解得
可知，碰撞后，小球A 运动
落地，则水平方向上有
解得
故选B。
13．（2025·四川·高考真题）如图所示，倾角为
的光滑斜面固定在水平地面上，安装在其顶端的电动机
通过不可伸长轻绳与小车相连，小车上静置一物块。小车与物块质量均为m，两者之间动摩擦因数为
。
电动机以恒定功率P 拉动小车由静止开始沿斜面向上运动。经过一段时间，小车与物块的速度刚好相同，
大小为
。运动过程中轻绳与斜面始终平行，小车和斜面均足够长，重力加速度大小为g，忽略其他摩擦。
则这段时间内（ ）
A．物块的位移大小为
B．物块机械能增量为
C．小车的位移大小为
D．小车机械能增量为
【答案】C
【详解】A．对物块根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有
解得物块的位移大小为
故A 错误；
B．物块机械能增量为
故B 错误；
C．对小车根据动能定理有
其中
联立解得
故C 正确；
D．小车机械能增量为
故D 错误。
故选C。
14．（2025·北京·高考真题）“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的
角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。
类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S 处有一个声源，发出的声波在空气中
向周围传播，声线示意如图（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法
正确的是（ ）
A．从M 点到N 点声波波长变长
B．S 点气温低于地面
C．忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M 点到N 点声音不减弱
D．若将同一声源移至N 点，发出的声波传播到S 点一定沿图中声线
【答案】D
【详解】声音的传播类比光线传播，即类比光线的折射率；若空气中的温度均匀，从S 发出的光线应该向
四周沿直线传播，题目中“声线”向地面传播的过程中，越来越靠近法线，即
，因此越靠近地面空
气对声音的折射率
越大，类比光在介质中传播的速度
可知折射率越大，光速越小，因此声音越靠近
地面，声速越小，温度越低。
A．从M 点到N 点靠近地面，声音频率
不变，声速减小，根据
可知波长变短，A 错误；
B．声源S 处在地面上方，温度高于地面，B 错误；
C．声音在传播过程中受到介质的阻碍和向四周分散，声音强度会减弱，C 错误；
D．将声源移至N 点，类比光路的可逆性可知发出的声波传播到S 点一定沿图中声线
，D 正确。
故选D。
15．（2025·北京·高考真题）电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液
体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应
强度为B。液体充满管道并以速度v 沿轴线方向流动，圆管壁上的
两点连线为直径，且垂直于磁场
方向，
两点的电势差为
。下列说法错误的是（ ）
A．N 点电势比M 点高
B．
正比于流量Q
C．在流量Q 一定时，管道半径越小，
越小
D．若直径
与磁场方向不垂直，测得的流量Q
偏小
【答案】C
【详解】A．根据左手定则可知正离子向下偏，负离子向上偏，故N 点电势比M 点高，故A 正确；
BC．设管道半径为r，稳定时，离子受到的洛伦兹力与电场力平衡有
同时有
联立解得
故
正比于流量Q；流量Q 一定时，管道半径越小，
越大；
故B 正确，C 错误；
D．若直径MN 与磁场方向不垂直，根据
可知此时式中磁场强度为磁感应强度的一个分量，即此
时测量时代入的磁场强度偏大，故测得的流量Q 偏小；
故D 正确。
本题选错误的，故选C。
16．（2025·北京·高考真题）模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射
出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中，受到的空气阻力f 的大小
随速率增大而增大，f 随时间t 的变化如图所示（向上为正）。下列说法正确的是（ ）
A．从
到
，实验舱处于电磁弹射过程B．从
到
，实验舱加速度大小减小
C．从
到
，实验舱内物体处于失重状态
D．
时刻，实验舱达到最高点
【答案】B
【详解】A．
间，f 向下，先增大后减小，可知此时速度方向向上，先增大后减小，故实验舱先处于
弹射过程后做竖直上抛运动；故A 错误；
B．
，f 向下在减小，可知此时速度方向向上，速度在减小，根据牛顿第二定律有
即
故加速度大小在减小，故B 正确；
C．
间，f 向上，先增大后减小，可知此时速度方向向下，先增大后减小，先向下加速后向下减速，
加速度先向下后向上，先失重后超重，故C 错误；
D．根据前面分析可知
时刻速度方向改变，从向上变成向下运动，故
时刻到达最高点，故D 错误。
故选B。
17．（2025·北京·高考真题）我国古代发明的一种点火器如图所示，推杆插入套筒封闭空气，推杆前端粘
着易燃艾绒。猛推推杆压缩筒内气体，艾绒即可点燃。在压缩过程中，筒内气体（ ）
A．压强变小
B．对外界不做功
C．内能保持不变
D．分子平均动能增大
【答案】D
【详解】C．猛推推杆压缩筒内气体，气体未来得及与外界发生热交换
，气体被压缩，体积减小，则
外界对气体做正功
，根据热力学第一定律
可知，气体内能增大，故C 错误；
A．气体内能增大，故其温度增大，又体积减小，根据理想气体状态方程
，则气体压强增大，故A
错误；
B．气体被压缩，体积减小，则气体对外界做负功，故B 错误；
D．气体温度增大，则分子平均动能增大，故D 正确。
故选 D。
18．（2025·湖南·高考真题）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c 为固定的三个触点，理想
变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L 和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开
关S 与不同触点相连，下列说法正确的是（ ）
A．S 与a 相连，灯泡的电功率最大
B．S 与a 相连，灯泡两端的电压为
C．S 与b 相连，流过灯泡的电流为
D．S 与c 相连，灯泡的电功率为
【答案】B
【详解】设变压器原、副线圈的电压分别为
，灯泡L 的阻值为R，根据等效电阻的思想有灯泡的等
效电阻
灯泡L 的阻值
由理想变压器原理，电压关系
电流关系
联立解得
A．
值恒定，即等效负载恒定，当S 与c 相连时，原线圈所在电路的总电阻最小，流过原线圈的电流最大，
根据变压器原副线圈电流关系可知副线圈电流最大，根据
可知灯泡的电功率最大，故A 错误；
B．S 与a 相连，变压器原线圈电压
灯泡两端的电压为
B 正确；
C．S 与b 相连，变压器原线圈电路接入两个电阻，变压器原线圈的电流
流过灯泡的电流
C 错误；
D．S 与c 相连，变压器原线圈电路接入一个电阻，变压器原线圈的电流
流过灯泡的电流
灯泡的电功率为
D 错误。
故选B。
19．（2025·河北·高考真题）随着我国航天事业飞速发展，人们畅想研制一种核聚变能源星际飞行器。从
某星球表面发射的星际飞行器在飞行过程中只考虑该星球引力，不考虑自转，该星球可视为质量分布均匀
的球体，半径为
，表面重力加速度为
。质量为m 的飞行器与星球中心距离为r 时，引力势能为
。要使飞行器在距星球表面高度为
的轨道上做匀速圆周运动，则发射初速度为（
）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】飞行器在轨道半径
处的总机械能包括动能和势能。
引力势能为
根据万有引力提供向心力
，在星球表面有
，解得轨道速度满足
，对
应动能
，总机械能
根据机械能守恒，初始动能
，解得
。
故选B。
20．（2025·河北·高考真题）2024 年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全
面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压
时，输入电压
保持不变。已知副线圈总
匝数为n，分接头
间和
间的线圈匝数
，开关S 接3 时输出电压的瞬时值
，
则S 接2 时
的图像为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】根据理想变压器电压比与匝数比关系可知
，
由于输入电压
不变，可知
即
解得
；
可知此时输出的交流电的周期为
。
故选D。
21．（2025·河北·高考真题）某同学在傍晚用内嵌多个彩灯的塑料绳跳绳，照片录了彩灯在曝光时间内的
运动轨迹，简图如图。彩灯的运动可视为匀速圆周运动，相机本次曝光时间是
，圆弧对应的圆心角约
为
，则该同学每分钟跳绳的圈数约为（ ）
A．90
B．120
C．150
D．180
【答案】C
【详解】根据题意可知跳绳的转动角速度为
故每分钟跳绳的圈数为
故选C。
22．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一，其原理如图所示，
在钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环，其内已“注入”一个初级磁场，当钢制线圈与电容器组接通时，在
极短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培，铜环迅速向内压缩，使初级磁场的磁感线被“浓缩”，
在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程，铜环中的感应电流（ ）
A．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同
B．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反
C．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同
D．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反
【答案】B
【详解】当钢制线圈与电容器组连通时，钢制线圈中产生迅速增大的电流，线圈中产生迅速增强的磁场。
根据楞次定律，可知铜环中产生的感应电流的磁场会阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故铜环中的感应
电流与钢制线圈中的电流方向相反。为阻碍铜环中磁通量变化，铜环上感应的电流与钢制线圈的电流大小
几乎相等。因此两个方向相反的大电流之间的作用力使圆环被急速的向内侧压缩。ACD 错误，B 正确。
故选B。
23．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH—F120 实现了超高
分辨率成像，其分辨率提高利用了高速电子束波长远小于可见光波长的物理性质。一个静止的电子经
电压加速后，其德布罗意波长为
，若加速电压为
，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为
（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】设电子经过电压加速后速度大小为，由动能定理得
电子的动量大小为
电子的德布罗意波长为
联立解得
因为
可解得
C 正确，ABD 错误。
故选C。
24．（2025·安徽·高考真题）如图，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹
簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正
确的是（ ）
A．弹簧上形成的波是横波
B．推、拉弹簧的周期越小，波长越长
C．标记物振动的速度就是机械波传播的速度
D．标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量
【答案】D
【详解】A．弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行是纵波，故A 错误；
B．同一介质中，波的传播速度相同，则波的传播速度不变，推、拉弹簧的周期越小，波的周期越小，由
公式
可知，波长越短，故B 错误；
C．标记物振动的速度反应的是标志物在平衡位置附近往复运动的快慢，机械波的传播速度是波在介质中
的传播速度，二者不是同一个速度，故C 错误；
D．标记物由静止开始振动，说明它获得了能量，这是因为机械波使得能量传递给标记物，则标记物由静
止开始振动的现象表明机械波能传递能量，故D 正确。
故选D。
25．（2025·山东·高考真题）工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板，向坡底运送长方体建筑材
料。如图所示，坡面与水平面夹角为
，交线为PN，坡面内QN 与PN 垂直，挡板平面与坡面的交线为
MN，
。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为
，重力加速度大小为g，则建筑材料沿
MN 向下匀加速滑行的加速度大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】根据牛顿第二定律
可得
故选B。
26．（2025·山东·高考真题）如图为一种交流发电装置的示意图，长度为
、间距为L 的两平行金属电极
固定在同一水平面内，两电极之间的区域I 和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相
反，区域I 边界是边长为L 的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为
的矩形。传送带从两电极之间以速度
v 匀速通过，传送带上每隔
固定一根垂直运动方向、长度为L 的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与
电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】由题意可知导体棒通过磁场区域过程需要的时间，即周期为
导体棒通过区域I 时，产生的电动势大小为
，经过的时间为
导体棒通过区域Ⅱ时，产生的电动势大小为
，经过的时间为
根据有效值的定义有
带入数据可得
故选D。
27．（2025·山东·高考真题）一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚
好维持小车以速度v 匀速运动，此时电动机的效率为
。已知小车的质量为m，运动过程中受到的阻力
（k 为常量），该光伏电池的光电转换效率为
，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】根据题意小车匀速运动，则有
小车的机械功率
由于电动机的效率为
，则有
光伏电池的光电转换效率为
，即
可得
故选A。
28.（2025·浙江·高考真题）如图所示，某兴趣小组设计了一新型两级水平电磁弹射系统。第一级由间距为l
的水平金属导轨、可在导轨上滑行的导电动子、输出电压恒为U 的电源和开关S 组成，由此构成的回路总
电阻为
；第二级由固定在动子上间距也为l 的导电“
”形滑杆、锁定在滑杆上可导电的模型飞机组成，
由此构成的回路总电阻为
。另外在第二级回路内固定一超导线圈，它与第一、第二两级回路三者彼此绝
缘。导轨间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。接通开关S，动子从静止开始运动，所
受阻力与其速度成正比，比例系数为k。当动子运动距离为
时（可视为已匀速），立即断开S，在极短
时间内实现下列操作：首先让超导线圈通上大电流，产生竖直方向的强磁场，在第二级回路中产生磁通量
；再让超导线圈断开，磁场快速消失，同时解锁飞机，对飞机实施第二次加速，飞机起飞。已知动子及
安装其上所有装备的总质量为M，其中飞机质量为m，在运动过程中，动子始终与导轨保持良好接触，忽
略导轨电阻。
(1)求动子在接通S 瞬间受力的大小；
(2)求第一级弹射过程中动子能达到的最大速度
；
(3)求第一级弹射过程中电源输出的总能量W；
(4)判断超导线圈中电流方向（俯视），并求飞机起飞时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)电流方向为顺时针（俯视），
【详解】（1）接通S 瞬间，动子速度
，此时回路中没有感应电动势，电源电压为
，回路总电阻为
，根据欧姆定律可知回路电流为
动子所受的力为安培力，大小为
（2）当动子达到最大速度
时动子切割磁感线产生的电动势为
此时回路中的电流为
依题意此时动子做匀速运动，所受合力为零，有
解得最大速度为
（3）在第一级弹射过程中,取一段极短的时间
，以水平向右为正方向，对动子及安装在上面的所有装备，
由动量定理有
等式两侧求和得
其中
依题意有
，
解得流过电源的电荷量
解得第一级弹射过程电源输出总能量
代入上问结果得
（4）由于对飞机实施第二次加速，由左手定则可知超导线圈断开后，第二级回路中的感应电流方向为顺
时针（俯视），由右手螺旋定则可知超导线圈断开后，第二级回路中感应电流的磁场方向为竖直向下，由
楞次定律可知超导线圈中的大电流产生的磁场方向也为竖直向下，再由右手螺旋定则可判断超导线圈中电
流方向为顺时针（俯视）。
设飞机起飞时的速度大小为，对飞机根据动量定理有
超导线圈磁场快速消失的过程中，在第二级回路中产生的感应电动势
感应电流为
解得
代入前面结果可得
29．（2025·浙江·高考真题）某兴趣小组设计了一传送装置，其竖直截面如图所示。AB 是倾角为
的斜
轨道，BC 是以恒定速率
顺时针转动的足够长水平传送带，紧靠C 端有半径为R、质量为M 置于光滑水
平面上的可动半圆弧轨道，水平面和传送带BC 处于同一高度，各连接处平滑过渡。现有一质量为m 的物
块，从轨道AB 上与B 相距L 的P 点由静止下滑，经传送带末端C 点滑入圆弧轨道。物块与传送带间的动
摩擦因数为
，其余接触面均光滑。已知
，
，
，
，
，
。不计空气阻力，物块可视为质点，传送带足够长。求物块
(1)滑到B 点处的速度大小；
(2)从B 点运动到C 点过程中摩擦力对其做的功；
(3)在传送带上滑动过程中产生的滑痕长度；
(4)即将离开圆弧轨道最高点的瞬间，受到轨道的压力大小。
【答案】(1)4m/s
(2)0.9J
(3)0.2m
(4)3N
【详解】（1）滑块从P 点到B 点由动能定理
解得到达B 点的速度
（2）物块滑上传送带后做加速运动直到与传送带共速，摩擦力对其做的功
（3）物块在传送带上加速运动的加速度为
加速到共速时用时间
在传送带上滑动过程中产生的滑痕长度
（4）从滑块开始进入圆弧槽到到达圆弧槽最高点由水平方向动量守恒和能量关系可知
，
联立解得
（另一组
，因不合实际舍掉）
对滑块在最高点时由牛顿第二定律
解得F=3N
30．（2025·浙江·高考真题）“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时，医生将开口面积为S 的玻
璃罐加热，使罐内空气温度升至
，然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上（状态1）。待罐内空气自然冷
却至室温
，玻璃罐便紧贴在皮肤上（状态2）。从状态1 到状态2 过程中罐内气体向外界放出热量
。
已知
，
，
。忽略皮肤的形变，大气压强
。求：
(1)状态2 时罐内气体的压强；
(2)状态1 到状态2 罐内气体内能的变化；
(3)状态2 时皮肤受到的吸力大小。
【答案】(1)
(2)减少
(3)
【详解】（1）状态1 气体的温度
压强
状态2 气体的温度
气体做等容变化，根据
可得
（2）气体做等容变化，外界对气体不做功，气体吸收热量为
根据热力学第一定律
可得状态1 到状态2 罐内气体内能的变化
即气体内能减少
。
（3）罐内外的压强差
状态2 皮肤受到的吸力大小
31．（2025·北京·高考真题）关于飞机的运动，研究下列问题。
(1)质量为m 的飞机在水平跑道上由静止开始做加速直线运动，当位移为x 时速度为v。在此过程中，飞机
受到的平均阻力为f，求牵引力对飞机做的功W。
(2)飞机准备起飞，在跑道起点由静止开始做匀加速直线运动。跑道上存在这样一个位置，飞机一旦超过该
位置就不能放弃起飞，否则将会冲出跑道。已知跑道的长度为L，飞机加速时加速度大小为
，减速时最
大加速度大小为
。求该位置距起点的距离d。
(3)无风时，飞机以速率u 水平向前匀速飞行，相当于气流以速率u 相对飞机向后运动。气流掠过飞机机翼，
方向改变，沿机翼向后下方运动，如图所示。请建立合理的物理模型，论证气流对机翼竖直向上的作用力
大小F 与u 的关系满足
，并确定
的值。
【答案】(1)
(2)
(3)论证见解析，
【详解】（1）根据动能定理
可得牵引力对飞机做的功
（2）加速过程，设起飞速度为
，根据速度位移关系
减速过程，根据速度位移关系
联立解得
（3）在无风的情况下，飞机以速率u 水平飞行时，相对飞机的气流速率也为u，并且气流掠过机翼改变方
向，从而对机翼产生升力。根据升力公式，升力与气流的动量变化有关，根据动量定理
可得
又
，
联立可得
又
可知
即
32．（2025·湖南·高考真题）某地为发展旅游经济，因地制宜利用山体举办了机器人杂技表演。表演中，
需要将质量为m 的机器人抛至悬崖上的A 点，图为山体截面与表演装置示意图。a、b 为同一水平面上两条
光滑平行轨道，轨道中有质量为M 的滑杆。滑杆用长度为L 的轻绳与机器人相连。初始时刻，轻绳绷紧且
与轨道平行，机器人从B 点以初速度v 竖直向下运动，B 点位于轨道平面上，且在A 点正下方，
。
滑杆始终与轨道垂直，机器人可视为质点且始终作同一竖直平面内运动，不计空气阻力，轻绳不可伸长，
，重力加速度大小为g。
(1)若滑杆固定，
，当机器人运动到滑杆正下方时，求轻绳拉力的大小；
(2)若滑杆固定，当机器人运动到滑杆左上方且轻绳与水平方向夹角为
时，机器人松开轻绳后被抛至A
点，求v 的大小；
(3)若滑杆能沿轨道自由滑动，
，且
，当机器人运动到滑杆左上方且轻绳与水平方向夹角为
时，机器人松开轻绳后被抛至A 点，求v 与k 的关系式及v 的最小值。
【答案】(1)
(2)
(3)
，
【详解】（1）由B 点到最低点过程动能定理有
最低点牛顿第二定律可得
联立可得
（2）轻绳运动到左上方与水平方向夹角为
时由能量守恒可得
水平方向
竖直方向取向上为正可得
联立可得
（3）当机器人运动到滑杆左上方且与水平方向夹角为
时计为点C，由能量守恒可得
设
的水平速度和竖直速度分别为
，则有
则水平方向动量守恒可得
水平方向满足人船模型可得
此时机器人相对滑杆做圆周运动，因此有速度关系为
水平方向
竖直方向
联立可得
即
显然当
时取得最小，此时
33．（2025·河南·高考真题）流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集，其原理如图所示。仅含有一
个A 细胞或B 细胞的小液滴从喷嘴喷出（另有一些液滴不含细胞），液滴质量均为
。当液
滴穿过激光束、充电环时被分类充电，使含A、B 细胞的液滴分别带上正、负电荷，电荷量均为
。随后，液滴以
的速度竖直进入长度为
的电极板间，板间电场均匀、
方向水平向右，电场强度大小为
。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方
处
的A、B 收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。求：
(1)含A 细胞的液滴离开电场时偏转的距离；
(2)A、B 细胞收集管的间距。
【答案】(1)
(2)0.11m
【详解】（1）由题意可知含A 细胞的液滴在电场中做类平抛运动，垂直于电场方向则
沿电场方向
由牛顿第二定律
解得含A 细胞的液滴离开电场时偏转的距离为
（2）含A 细胞的液滴离开电场后做匀速直线运动，则
则
联立解得
有对称性可知则A、B 细胞收集管的间距
