2023届高考物理考前热点问题打靶（新高考地区）

5月31日（星期三）

高考寄语：

高考着实是一种丰收，它包蕴着太多的内涵。无论高考成绩如何，你的成长与成熟是任何人无法改变的事实，这三年的辛勤走过，你已经获得的太多太多。

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热点问题再打靶

※光镊技术※

1．2018年10月，利用光的力量来操纵细胞的光镊技术发明者，美国物理学家阿瑟阿什金获得诺贝尔物理学奖。原来光在接触物体后，会对物体产生力的作用，这个来自光的微小作用可以让微小的物体（如细胞）发生无损移动，这就是光镊技术。因此，在光镊系统中，光路的精细控制非常重要。对此下列说法正确的是（　　）

A．光镊技术说明了光具有粒子性

B．红色激光光子动量大于绿色激光光子动量

C．在同一玻璃透镜中，红色激光的速度相比绿光的小

D．在光镊控制系统中，红色激光相比绿光更容易发生全反射

【答案】A

【解析】A．光镊技术是微观上光与其他微粒相互作用，说明光具有粒子性，故A正确；

B．因为红光波长大于绿光波长，根据

红色激光光子动量小于绿色激光光子动量，故B错误；

C．红色频率小于绿光频率，红光折射率小于绿光折射率，根据

可知，在同一玻璃透镜中红色激光的速度相比绿光的较大，故C错误；

D．根据

红色激光全反射的临界角大于绿色激光全反射的临界角，红色激光相比绿光更不容易发生全反射，故D错误。故选A。

※激光技术※

2．激光冷却是一种高新技术，利用该技术可以达到微开量级的低温，激光冷却目前已经在多个领域获得广泛应用。激光冷却的原理是，利用光子和原子的相互作用使原子运动减速，以获得超低温。如图所示，a、b为两个相同的原子，运动方向相反。用一束激光L照射原子，由于多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光子的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。原子吸收光子后由基态跃迁到激发态，随后原子又会自发跃迁回到基态，释放出频率等于其固有频率的光子。原子由激发态跃迁回基态的过程向各个方向释放光子的机会是均等的。结合所学知识，在激光冷却的过程中，判断下列说法正确的是（　　）

A．若原子a吸收了激光束L中的光子，其速度将减小

B．应使用频率比原子固有频率稍低的激光

C．原子a和原子b吸收光子的概率是相同的

D．原子a吸收光子的概率更高

【答案】B

【解析】A．原子a的速度方向与激光束L中的光子方向相同，则若原子a吸收了激光束L中的光子，其速度将增加，选项A错误；

BD．因当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光子的频率会升高，而当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大，可知应使用频率比原子固有频率稍低的激光；而由题目的条件不能判断哪个原子吸收光子的概率更大，选项B正确，D错误；

C．原子b和原子a分别迎着光束的方向和背离光束的方向运动，根据多普勒效应，原子b接收到的光子的频率会升高，而原子a接收到的光子的频率会降低，两个原子的频率偏离固有频率的值不一定相同，则两个原子吸收光子的概率是不一定相同的，选项C错误；

故选B。

3．世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器，40多年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域。原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是（　　）

A．频率相同的光子能量相同 B．原子跃迁发射的光子频率连续

C．原子跃迁只产生单一频率的光子 D．激光照射金属板不可能发生光电效应

【答案】A

【解析】A．根据可知，频率相同的光子能量相同，故A正确；

B．原子从一个能量较高的能量态跃迁到另一个能量较低的能量态时，会对外辐射一定频率的光子；光子的能量由这两能量态的能量差决定，由于电子轨道是量子化、不连续的，原子能量也是量子化的，不同能量态之间的能量差也是不连续的，则光子的能量不会连续的，光子的频率是不连续的，故B错误；

C．原子在不同的轨道之间跃迁时，由于能量差不同，从而会产生不同频率的光子，故C错误；

D．根据爱因斯坦光电效应方程可知，当激光光子的能量大于金属板的逸出功时，照射金属板即可发生光电效应，故D错误。

故选A。

4．美国罗切斯大学的科学家说，他们利用量子力学与激光技术制造的一种“简单”计算机比目前用的电脑运算速度快10亿倍．该大学的研究人员指出，新型计算机是基于光的干涉原理，运算处理用的是光子而不是电子．那么就现代生产技术而言，下列哪些技术也利用了光的干涉原理（　　）

A．光导纤维通信技术

B．立体电影拍摄技术

C．检测工件表面平整度

D．对金属元件进行探伤

【答案】C

【解析】A.光纤通信是利用了光的全反射原理，A错误；

B.立体电影是利用了光的偏振原理，B错误；

C.干涉法检查平面的平整度应用了薄膜干涉原理，C正确；

D.对金属元件进行探伤使用射线的穿透性，D错误；

※人造太阳与核能※

5．超导托卡马克EAST装置被誉为“人造太阳”，2023年4月12日21时获得了重大成果。它实现了高功率稳定的403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了托卡马克装置稳态高约束模运行新的世界纪录。已知该装置内部发生的核反应方程为：+→+X，则下列说法中正确的是（　　）

A．一个X的质量约等于一个电子的质量

B．该反应吸收能量

C．该反应生成物的结合能小于反应物的结合能之和

D．动能相同的一个X和一个电子，电子的德布罗意波长比X的德布罗意波长长

【答案】D

【解析】A．根据质量数和电荷数守恒可知X的质量数是1，电荷数是0，所以X是中子，中子的质量大于电子的质量，故A错误；

B．核反应前的质量大于核反应后的质量，所以此过程是一个放出能量的过程，故B错误；

C．由于反应放出能量，该反应生成物的结合能大于反应物的结合能之和，故C错误；

D．X是中子，由于，知动能相同的一个中子和一个电子，由于中子的质量大于电子的质量，所以电子的德布罗意波长比X的德布罗意波长长，故D正确。

故选D。

6．2022年12月9日，我国具有自主知识产权的第四代核电项目华能石岛湾高温气冷堆示范工程1、2号反应堆达到初始满功率，实现了“两堆带一机”模式下的稳定运行。这为该堆型今后商业化运行打下了坚实的基础。已知该反应堆的工作原理是利用中子轰击核燃料释放核能来发电的，其中的一个反应过程生成和，并放出粒子X；具有放射性，衰变后会变成，并放出粒子Y。下列说法正确的是（　　）

A．X为氚核

B．发生的是α衰变

C．通过增大压强，可以使的半衰期增大

D．的比结合能大于的比结合能

【答案】D

【解析】A．中子轰击的核反应方程为X为中子，A错误。

B．发生衰变的核反应方程为是β衰变，B错误。

C．放射性元素半衰期的长短与原子所处的物理状态（压强、温度等）、化学状态（单质或化合物）均无关，C错误。

D．裂变过程释放能量，生成的新原子核更稳定，则、的比结合能都比的大，D正确。故选D。

7．如图所示，是科学家正在研究的一种核电池。把从石墨核废料中提取出来的碳14封装进钻石中，制成核电池，通过碳14的核衰变释放核能，进而转化为电能。这种核电池可以维持一艘宇宙飞船或一家医院运营2.8万年，使用期间无需对电池进行充电或更换电池。已知碳14的半衰期为5730年，下列说法正确的是（　　）

A．碳14的衰变产物为氧16

B．升高温度，可以减小碳14的半衰期

C．衰变的实质是核外电子跃迁

D．经17190年，核电池中碳14的个数变为原来的

【答案】D

【解析】A．碳14的衰变方程为，故A错误；

B．半衰期不随温度、压强等因素的改变而改变，故B错误；

C．衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，故C错误；

D．根据半衰期公式可知经17190年核电池中的碳14的个数还剩余原来的，故D正确。故选D。

8．沿海建设的核电站可用电磁泵推动氯化钠溶液在管道中运行来冷却反应堆。如图为电磁泵的示意图，长方体导管的左右表面绝缘，将导管水平放置，让磁场方向与左右表面垂直。因充满导管的氯化钠溶液中有正、负离子，将导管上、下表面和电源连接后，氯化钠溶液便会流动，速度方向如图所示。则下列说法正确的是（　　）

A．若无磁场，则溶液中的负离子向上运动

B．磁场方向从左表面指向右表面

C．交换电源正负极，溶液流动方向不变

D．磁场方向与导管上、下表面垂直时，溶液从左至右流动

【答案】B

【解析】AB．导管下表面电势高于上表面电势，若不存在磁场，则负离子向下运动，正离子向上运动，由左手定则和图中溶液速度方向可知，磁场方向为从左表面指向右表面，故A错误，B正确；

C．由以上分析可知，交换电源正负极，溶液流动方向反向，故C错误；

D．磁场方向垂直导管上下表面时，磁场方向与离子初始运动方向在条直线上，沿竖直方向，离子不受洛伦兹力，溶液不会从左至右运动，故D错误。

故选B。

9．核能也称原子能，是原子核结构发生变化时释放出来的巨大能量，包括裂变能和聚变能两种主要形式。目前核能发电利用的是核裂变，其核反应堆采用的原料是铀235，在核反应堆中一般用石墨做慢化剂使快中子减速成为慢中子，实现链式反应。与核裂变相比，核聚变反应释放能量的效率更高，但反应条件苛刻，在实验室中模拟完成可控核聚变需要温度达到1亿度，其原理是一个氘核和一个氚核结合后生成一个氦核和一个中子。在氘与氚两核达到核力作用范围完成核聚变前必须克服库仑斥力做的总功为，将微观粒子间的相互作用类比碰撞。

（1）已知碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的，求速度大小为的快中子经过两次碰撞后末速度的大小；

（2）为计算方便，假设质子、中子的质量均为m，若一个氘核与一个速度大小相等的氚核发生对心碰撞，达到核力作用范围，不计周围粒子影响，反应前氘核的动能至少多大。（计算结果保留三位有效数字）

【答案】（1），；（2）

【解析】（1）设中子的质量为m，碳核的质量为，第一次碰撞前中子的速度为，碰后中子和碳核的速度分别为和v，由中子与碳核碰撞是弹性正碰，故满足动量守恒和机械能守恒，则有

联立解得

因为中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且碰撞前碳核都是静止的，故每次碰撞满足的规律与第一次碰撞一样，同理可得第二次碰撞后中子的速度为

（2）设反应前氘核速度为，对撞过程中当两核的速度相同时，两核相距最近，根据动量守恒可得

联立解得

※光学现象※

10．由于太阳光线在大气层中折射，人们观察到的日出时刻比不存在大气层时要早，这叫做“蒙气差”现象。为研究方便，假设地球表面分布着厚度为（R为地球半径）、折射率为的均匀大气。试估算一个住在赤道上的人看到日出的时间相比无大气层的情况提前了（已知，地球自转周期为24小时，地球上看到的太阳光可以看成平行光）（　　）

A．0.6小时 B．1小时 C．1.4小时 D．2小时

【答案】C

【解析】临界光路如图所示，人最早在A点看到太阳，由

可知临界光线的折射角为又因为

得临界光线的入射角

若无大气层，人最早在B点看到太阳，由几何关系可知

故一个住在赤道上的人提前看到太阳的时间为

故选C。

11．2022年9月9日，我国传统节日中秋佳节前夕，国家航天局、国家原子能机构发布嫦娥五号最新科学成果，中国科学家在月壤中发现新矿物，并将其命名为“嫦娥石”。折射率是透明矿物的重要光学常数，精确测定折射率，对于鉴定矿物有着重大意义。某测量装置的结构如图所示，将透明矿物晶体浸入油中，取晶体上一点O为圆心，使一激光源沿以O点为圆心的半圆弧运动，测出晶体中恰无入射光线时光束在晶体表面的入射角，记为。已知油的折射率（油相对真空的折射率）为，则下列说法正确的是（    ）

A．该装置将油抽出后仍可使用 B．该装置的量程为

C．矿石相对真空的折射率为 D．矿石相对真空的折射率为

【答案】C

【解析】CD．设油相对矿石的折射率为，根据发生全反射的条件可得

已知油相对真空的折射率为，可得矿石相对真空的折射率

C正确，D错误。

A．油抽干后，光线从空气进入介质，为光疏介质到光密介质，不能发生全反射，所以该装置将油抽出后不可使用，A错误；

B．由实验原理可知该装置所测的物质的折射率需要小于油对真空的折射率，故量程为，B错误。

故选C。

※航空航天※（夸父一号、天眼、引力波、神舟十五号、中星26号）

12．为了更好地了解太阳活动对地球的影响，2022年10月，我国成功将“夸父一号”卫星发射升空，进入稳定轨道后，从宇宙中看，卫星一方面围绕地球飞行（看作匀速圆周运动）且跟随着地球绕太阳公转，另一方面轨道平面围绕太阳转动，保持这个面一直朝向太阳，卫星距地面高度720km左右，下列说法正确的是（　　）

A．以太阳为参考系，“夸父一号”做匀速圆周运动

B．“夸父一号”发射速度大于11.2km/s

C．“夸父一号”绕地球运行的周期大于地球的自转周期

D．“夸父一号”的绕行速度小于7.9km/s

【答案】D

【解析】A．“夸父一号”跟随着地球绕太阳公转，以太阳为参考系，“夸父一号”不是做匀速圆周运动，故A错误；

B．因为11.2km/s是第二宇宙速度，是挣脱地球引力束缚的最小速度，由题意可知，“夸父一号”并未脱离地球，仍靠地球引力提供向心力，所以发射速度不会大于11.2km/s，故B错误；

CD．7.9km/s即第一宇宙速度，是近地卫星的环绕速度，卫星距地面高度720km左右，小于同步卫星的轨道半径，绕地球运行的周期小于地球的自转周期，该卫星运行速度小于7.9km/s，故C错误，D正确。

故选D。

13．2022年10月9日43分，我国在酒泉卫星发射中心成功将“夸父一号”卫星发射升空，开启中国综合性太阳观测的新时代。已知“夸父一号”位于日地连线上，距离地球约150万公里的日地系统第一拉格朗日点，在该点几乎不消耗燃料就可以和地球一起以相同的角速度绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。则“夸父一号”（    ）

A．向心力由太阳的引力提供 B．线速度大于地球的线速度

C．周期为24h D．向心加速度小于地球的向心加速度

【答案】D

【解析】A．“夸父一号”位于日地连线上，和地球一起以相同的角速度绕太阳做匀速圆周运动，根据受力分析，可知“夸父一号”的向心力是由太阳引力和地球引力的合力提供，A错误；

B．“夸父一号”与地球一起以相同的角速度绕太阳运动，根据线速度与角速度的关系

可知“夸父一号”的线速度小于地球的线速度，B错误；

C．地球绕太阳运动一周的时间为一年，“夸父一号”与地球的角速度相同，所以“夸父一号”绕太阳运动的周期也为一年，C错误；

D．根据向心加速度的表达式

可知“夸父一号”的向心加速度小于地球的向心加速度，D正确。故选D。

14．2021年11月中国科学院上海天文台与国内外合作者利用中国天眼FAST，发现了球状星团NGC6712中的首颗脉冲星，并命名为J1853-0842A，相关研究成果发表在《天体物理学报》上，该脉冲星自转周期为毫秒。假设该星体是质量分布均匀的球体，引力常量为。已知在宇宙中某星体自转速度过快的时候，该星体表面物质会因为缺少引力束缚而解体，则以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为（　　）

A． B． C． D．

【答案】B

【解析】星球恰好能维持自转不瓦解时，万有引力恰好能提供其表面物体做圆周运动所需的向心力，设该星球的质量为M，半径为R，表面一物体质量为m，有

又

式中为该星球密度，联立解得

代入数据可得

故选B。

15．中国天眼（FAST）发现迄今宇宙中最大原子气体结构，尺度比银河系大20倍。下列关于原子说法正确的是（　　）

A．用加温或加压的方法能改变原子核衰变的半衰期

B．中子撞击大气中的氮核引发核反应，产生碳核和氘核

C．太阳辐射的能量主要来自于轻核聚变

D．在、、三种射线中，射线不能在电场或磁场中偏转

【答案】C

【解析】A．用加温或加压的方法不能改变原子核衰变的半衰期，选项A错误；

B．根据质量数守恒和电荷数守恒，中子撞击大气中的氮核引发核反应，方程为

选项B错误；

C．太阳辐射的能量主要来自于轻核聚变，选项C正确；

D．在、、三种射线中，射线带正电，能在电场或磁场中偏转，选项D错误。

故选C。

16．人类首次发现了引力波来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞（质量分别为26个和39个太阳质量）互相绕转最后合并的过程。设两个黑洞A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。黑洞A的轨道半径大于黑洞B的轨道半径，两个黑洞的总质量为M，两个黑洞间的距离为L，其运动周期为T，则（　　）

A．黑洞A的质量一定小于黑洞B的质量

B．黑洞A的向心力一定小于黑洞B的向心力

C．两个黑洞间的距离L一定时，M越大，T越大

D．两个黑洞的总质量M一定时，L越大，T越小

【答案】A

【解析】ABCD．两个黑洞A、B组成双星系统，各自由相互的万有引力提供向心力，所以它们的向心力大小相等，它们的周期T相同，设黑洞A、B的轨道半径分别为、，则

联立解得

因为>，所以黑洞A的质量一定小于黑洞B的质量，两个黑洞间的距离L一定时，M越大，T越小，两个黑洞的总质量M一定时，L越大，T越大，A正确，BCD错误。

故选A。

17．2022年11月30日5时42分，中国空间站与神舟十五号载人飞船成功对接，神舟十五号三名航天员与神舟十四号乘组在太空会师，开启了中国空间站长期有人驻留的时代。已知中国空间站在距地面高度约为400km的轨道上绕地球近似做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A．神舟十五号飞船的发射速度大于第二宇宙速度

B．交会对接时，飞船要与空间站保持在同一轨道并进行加速

C．航天员在空间站处于完全失重状态，不受地球的引力作用

D．空间站的线速度大于地球赤道上物体随地球自转的线速度

【答案】D

【解析】A．神舟十五号飞船的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，选项A错误；

B．交会对接时，飞船要在比空间站较低的轨道加速后做离心运动才能进入空间站所在的轨道，才能与空间站对接，选项B错误；

C．航天员在空间站处于完全失重状态，但是仍受地球的引力作用，选项C错误；

D．根据可得

则空间站的速度大于地球同步卫星的速度；而同步卫星与赤道上的物体具有相同的角速度，根据v=ωr可知，同步卫星的速度大于赤道上物体的线速度，可知空间站的线速度大于地球赤道上物体随地球自转的线速度，选项D正确。

故选D。

18．2023年2月，我国首颗超百G高通量卫星中星26号发射成功，开启卫星互联网新时代。如图所示，甲、乙卫星在地球赤道面内绕地球做匀速圆周运动，甲、乙卫星之间可直接进行无线信号通讯，由于地球遮挡甲、乙卫星之间直接通讯信号会周期性中断。已知地球的半径为R，甲卫星的轨道半径为2R，绕地球运行的周期为T，乙卫星的轨道半径为，甲、乙卫星运行方向均和地球自转方向相同。求：

（1）乙卫星绕地球运行的周期；

（2）在一个通讯周期内，甲、乙卫星直接通讯信号中断的时间（不计信号传输时间）。

【答案】（1）；（2）

【解析】（1）设卫星乙绕地球运动的周期为，由开普勒第三定律

解得

（2）如图所示，由于地球遮挡甲、乙卫星之间通讯信号会周期性中断，设在一个通讯周期内，甲、乙卫星通讯中断的时间为t，有  

而  故有

由几何可知

所以由几何关系知故

综上可得 （或）

※电磁炮与电磁弹射※

19．国产航母福建舰上的舰载飞机起飞实现了先进的电磁弹射技术。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同、已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间（　　）

A．铝环向右运动，铜环向左运动

B．铝环和铜环都向右运动

C．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力

D．从左向右看，两环中的感应电流均沿沿逆时针方向

【答案】C

【解析】AB．根据楞次定律中的“增离减靠”可知，闭合开关的瞬间，铝环向左运动，铜环向右运动，AB错误；

C．同时由于铜环的电阻率较小，于是铜环中产生的感应电流较大，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，C正确；

D．根据楞次定律和安培定则可知，从左向右看，两环中的感应电流均沿顺时针方向，D错误。

故选C。

20．电磁炮作为发展中的高技术兵器，被世界各国海军所重视，把它作为未来新式武器，其军事用途十分广泛。某电磁弹射技术原理可简化为如图所示的等效电路图，电阻不计且足够长的光滑平行金属导轨固定在距水平地面高度h=5m的水平面内，导轨左侧连接有内阻不计、电动势E=100V的直流电源和电容的超级电容器，导轨间距，范围足够大的匀强磁场方向竖直向上、磁感应强度大小，质量的金属棒ab垂直导轨放置，并始终与两导轨接触良好。单刀双掷开关K先接“1”，电容器充满电后，开关K立即接“2”，金属棒ab射出导轨时已匀速运动。水平地面足够长，重力加速度g取10，忽略一切阻力，求：

（1）金属棒ab射出导轨时的速度大小；

（2）金属棒ab离开导轨后在空中运动的水平位移大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】（1）开关S先接1，使电容器完全充电后，其电压等于电源电动势。开关S接2后，金属棒在安培力作用下加速运动时，电容器因放电其电压U逐渐减小，金属棒的动生电动势逐渐增大，当电容器电压等于动生电动势时，电路中电流为0，导体棒速度达到最大，此后做匀速运动。

对金属棒分析，由动量定理得

电容器放电的电量为又因为

联立解得

（2）金属棒ab离开导轨后做平抛运动

解得

21．舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与1接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻，同时施加回撤力F，在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的图如图2所示，在至时间内，时撤去F。已知起飞速度，，线圈匝数匝，每匝周长，动子和线圈的总质量，，，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求

（1）恒流源的电流I；

（2）线圈电阻R；

（3）时刻。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】（1）由题意可知接通恒流源时安培力

动子和线圈在0~t1时间段内做匀加速直线运动，运动的加速度为

根据牛顿第二定律有

代入数据联立解得

（2）当S掷向2接通定值电阻R0时，感应电流为

此时安培力为

所以此时根据牛顿第二定律有

由图可知在至期间加速度恒定，则有

解得，

（3）根据图像可知故；

在0~t2时间段内的位移

而根据法拉第电磁感应定律有

电荷量的定义式可得

从t3时刻到最后返回初始位置停下的时间段内通过回路的电荷量，根据动量定理有

联立可得解得

※生活实际※（横风、传统文化、复兴号）

22．如图所示，小球从水平向右的横风区正上方自由下落的闪光照片。除横风区外，其他位置的空气作用力可忽略不计。则小球（　　）

A．在横风区水平方向做匀速运动

B．在横风区加速度方向竖直向下

C．从横风区飞出后做匀变速直线运动

D．从横风区飞出后做匀变速曲线运动

【答案】D

【解析】A．小球进入横风区时，在水平方向上受水平向右的风力，根据牛顿第二定律可知水平方向有加速度，所以在横风区水平方向做加速运动，故A错误；

B．小球进入横风区时，受重力和水平向右的风力，利用力的合成可知合力斜向右下方，根据牛顿第二定律可知加速度方向斜向右下方，故B错误；

CD．小球从横风区飞出后，只受重力的作用，做匀变速曲线运动，故C错误，D正确。

故选D。

23．“细雨斜风作晓寒，淡烟疏柳媚晴滩”是宋代文学家苏轼描写早春游山时的沿途景观。有一雨滴从静止开始自由下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域并下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，若雨滴受到的阻力可忽略不计，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（　　）

A．B．C． D．

【答案】D

【解析】BC．雨滴在斜风区受风力与重力，两个力的合力与速度方向不共线，所以雨滴在此区域内做曲线运动，且风力与重力合力的方向应该指向运动轨迹曲线内侧，BC错误；

AD．在无风区重力方向与速度方向也不共线，雨滴运动轨迹也应该是曲线，A错误，D正确。

故选D。

24．世界上最早最精确的极光观测记录可追溯到汉朝《汉书·天文志》中的史料记载．极光是高能粒子流（太阳风）射向地球时，由于地磁场作用，部分进入地球极区，使空气中的分子或原子受激跃迁到激发态后辐射光子，而产生的发光现象．下列关于极光的说法正确的是

A．产生极光现象与光电效应现象的原理相同

B．高能粒子与极光光子都具有波动性

C．空气中的分子或原子受激跃迁是从高能级跃迁到低能级

D．空气中的分子或原子辐射光子是从低能级跃迁到高能级

【答案】B

【解析】A．光电效应是指在光的照射下金属表面有电子逸出，与极光的原理不同，A错误；

B．由由康普顿效应和光的波粒二象性知，高能粒子与极光光子都具有波动性，B正确；

CD．空气中的分子或原子受激先是由低能级跃迁到高能级，在高能级不稳定会自发向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，故C、D错误．

25．我国研制的“复兴号动车组”首次实现了时速350km/h的自动驾驶，此时多普勒效应会影响无线通信系统稳定，这要求通信基站能分析误差并及时校正。如图一辆行驶的动车组发出一频率为、持续时间为的通讯信号，与动车组行驶方向在同一直线上的通信基站A、B接收到信号的频率和持续时间分别为、和、，下列判断正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

【解析】根据多普勒效应，远离波源的接收者接到的频率变小，接近波源的接收者接收到的频率变大，则，故，所以，

故选A。

※圆滚线※

26．如图甲所示，已知车轮边缘上一质点P的轨迹可看成质点P相对圆心O作速率为v的匀速圆周运动，同时圆心O向右相对地面以速率v作匀速运动形成的，该轨迹称为圆滚线。如图乙所示，空间存在竖直向下的大小为E匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）大小为B的匀强磁场，已知一质量为m电量大小为q的正离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动（该曲线属于圆滚线），到达B点时速度为零，C点为运动的最低点。不计重力，试求：

（1）若要求粒子从A点以最短路径到达B点，在A点给粒子的速度v大小和方向；

（2）粒子从A点静止释放运动到B点的时间t及A、B两点间的距离L；

（3）粒子从A点静止释放运动到C点的速度大小vC及C点离A点的竖直高度h。

【答案】（1） ，方向由A指向B；（2） ，；（3） ，

【解析】（1）A、B两点在同一水平面上，沿AB连线运动路径最短。所以使粒子沿AB连线匀速运动，满足可得故在A点给粒子的速度大小为方向由A指向B。

（2）粒子由静止开始的曲线运动可以看成是水平向右的匀速运动和纸面内的匀速圆周运动的合运动，水平方向有

则圆周运动线速度大小也为，根据，可得

所以， 

故粒子从A点静止释放运动到B点的时间为，A、B两点间的距离为。

（3）C点的速度等于水平向右的匀速运动速度与圆周运动在C点水平向右速度的合速度，有

粒子由C点到A点应用动能定理有解得

故粒子从A点静止释放运动到C点的速度大小为，C点离A点的竖直高度为。