2026年河北省高考物理试卷（含答案及解析）

第28页/共28页机密★启用前河北省2026年普通高中学业水平选择性考试物理本试卷满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.某同学健身时，哑铃被举高后再回到原位置，如图所示。如此重复10次，哑铃的位移大小为（）A.0 B. C. D.2.河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”，实现了对低空飞行器的全天候实时监测。当飞行器靠近时，固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷。在感应电荷产生的静电场中。电场线（）A.是闭合曲线 B.从感应正电荷出发C.在无电荷区域相交 D.终止于感应正电荷3.一款自动监测环境气压的装置由粗细均匀、导热良好的U形管和自动监测系统组成。如图所示，竖直放置的U形管右端开口，左侧管内用水银封闭了一定质量、可视为理想气体的空气。监测系统通过监测右侧液面的变化。结合温度即可得到环境气压。若外界温度下降的同时环境气压也发生了变化，导致形管右侧液面上升，忽略水银体积变化，则封闭气体的（）A.内能增加 B.压强增大C.分子的数密度减少 D.分子热运动的平均动能不变4.我国科技爱好者复原了春秋战国时期带有刃车軎（wéi）的马车；并对其性能进行了测试。在时间内，若马车以恒定功率在水平路面上沿直线运动，速度从加速到，假定马车所受阻力不变，则马车运动的图像可能是（）A. B.C. D.5.如图所示，一根粗细均匀的细金属丝置于两挡板之间的水平狭缝中央。其中心轴与狭缝平行，直径小于狭缝宽度。一束平行单色光垂直挡板入射，在屏幕上形成了稳定的双缝干涉图样，相邻两条亮条纹中心间距为。若金属丝经加热均匀膨胀，则（）A.变小 B.变大C.双缝间的距离减小 D.双缝间的距离不变6.如图所示，在长直螺线管中间区域放置一个匝数为n、面积为的同轴小线圈。已知，长直螺线管通电后其内部磁场处处相同，磁感应强度的大小与螺线管中的电流成正比，即。在一段时间内，若电流随时间t的变化关系满足（为常量），由理想电压表测出小线圈的感应电动势为E，则可以表示为（）A. B. C. D.7.为清除太空碎片对航天器的潜在威胁，某兴趣小组提出一种设想。如图所示，一质量为的太空碎片绕地球做半径为的匀速圆周运动，在Q点受到一个与其速度方向垂直且背离地心向外的瞬时冲量作用、变轨到图中的椭圆轨道，最终进入大气层而烧毁，设地球质量为，引力常量为、则该太空碎片受到冲量作用后瞬间的动能为（）A. B.C. D.二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为的正弦交流电源，原、副线圈的匝数分别为、，R为保护电阻。稳定工作时交流电流表的读数为，若等离子体可等效为定值电阻，其两端的正弦交流电压波形如图2所示，为电压峰值，为周期，则下列说法正确的是（）A.副线圈电压为 B.原线圈中电流为C.电源电压周期为 D.等离子体的等效电阻为9.某千斤顶的结构如图所示，四根等长杆由铰链相连。摇动手柄竖直抬升重物过程中，两点的间距每秒均匀缩短，当时，下列说法正确的是（）A.与C两点速度大小相等，方向相反B.点速度方向竖直向上，大小为C.C点速度方向沿CB向上，大小为D.点相对C点的速度沿水平方向，大小为10.如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为，电阻不计。左端接有输出电流大小恒为的恒流源，电流方向如图。导轨间分布着两个紧邻的正方形磁场区域、宽度均为，左侧磁场方向竖直向下，右侧磁场方向竖直向上，以导轨上两磁场交界处的O点为坐标原点，沿导轨方向建立坐标轴，两磁场的磁感强度大小仅随坐标变化，且满足式中为已知常量。时，一根质量为，导轨间电阻为R的导体棒以初速度从处向右运动；时，导体棒第一次到达处，且速度为0，运动过程中导体棒始终与导轨接触良好且垂直，不计空气阻力，忽略磁场的边界效应及电流对磁场的影响，下列说法正确的是（）A.导体棒做简谐运动B.初速度C.若初速度变为，则导体棒的速度第一次变为0所需时间为D.若初速度变为，则导体棒将以两磁场交界线为中心做往复运动三、非选择题：本题共5题，共54分。11.某同学用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。将甲、乙两测力计水平连接在一起，测力左侧固定，用手向右缓慢拉测力计乙。拉至某位置时两测力计示数如图所示。（1）测力计乙的读数是__________N。（2）实验中发现两测力计示数总是明显不同、原因可能是__________。（单选）A.两测力计的量程不同B.两测力计弹簧的材质不同C.使用测力计前未正确调零12.图为探究电容器充、放电实验的电路图，实验选用内阻为几千欧姆的电压表和内阻很小且零刻度的电流表，（1）实验时将开关S接1端，可观察到电流表指针__________（填字母，“A．迅速偏转到某位置后稳定不动”或“B．迅速偏转到某位置后往回偏转”），同时电压表指针偏转到某位置后稳定不动。（2）现将S与1端断开，但尚未与2端连接，此时发现电压表的指针逐渐向零刻度偏转。经检查器材完好，线路连接正确，出现此现象的原因可能是____________________。13.问题探究某学生兴趣小组通过查阅资料了解到，利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合，遂以“电控气动技术的原理探索与应用”为主题开展探究式学习。（1）分析电控气动门工作原理图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁，当开关闭合时，衔铁在电磁铁的吸引下带动三个阀芯一起向左运动，复位弹簧被压缩，储气罐内压缩空气经气孔B进入汽缸右侧气室。推动汽缸内活塞向__________（填“左”或“右”）运动，车门打开。同时，汽缸左侧气室中的气体从气孔__________（填“S”或“R”）排出。当断开时，复位弹簧推动衔铁和阀芯向右运动，压缩空气推动活塞，车门关闭。（2）探究复位弹簧的受力情况①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力与形变量的数据，并标在了坐标纸上，如图2所示：请在答题卡上绘制出该弹簧的图像。________②根据绘制的图像，得到该弹簧的劲度系数__________N/mm（保留两位有效数字）。同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿，而资料显示，公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了“四两拨千斤”的效果。（3）电控气动技术的应用设计受此启发，同学们设计了一款温室自动开窗器，电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于时自动闭合开关，温度低于时自动断开。电磁阀线圈工作电压为，而控制电路板的工作电压（5V）和电流较小，需配置电磁继电器作为控制开关。请在答题卡相应图上连线、完成电路、实现如下效果：闭合时，电磁阀中的电磁铁吸引衔铁左移，窗户打开；断开时，电磁阀中的衔铁右移，窗户关闭。14.下图为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形（中间部分未画出），此时平衡位置在的质点处于波峰。（1）写出该波的波长，以及在范围内的所有可能值。（2）若平衡位置位于原点处的质点在内通过的路程为，求该波的周期和波速。15.如图所示，质量为的木板上放有一个质量为的机器人，木板始终受到水平向右、大小为的恒力作用。初始时木板与机器人一起以的速度沿水平地面向右匀速运动。机器人正上方有一个沿竖直方向可以伸缩、水平向右速度恒为的机械夹爪。某时刻夹爪将机器人向上提起，后放回木板，同时夹爪缩回，机器人在摩擦力的作用下最终与木板相对静止。取，机器人可视为质点，机器人被提起和放下瞬间竖直方向速度均为零。求（1）机器人被提起的内，木板位移的大小。（2）从机器人被放回木板到与木板相对静止的过程中，摩擦力对机器人所做的功。16.图1为某质谱仪工作原理示意图。电离室中的气体分子被激光照射后发生电离，其中带正电的粒子由静止经平行于纸面的加速电场加速后，垂直于CD边进入梯形匀强磁场区域（磁场方向垂直纸面向外），并从CG边中点O平行于CD边射出，经无场区从边界PQ进入平行于纸面的匀强偏转电场，最终打到接收器与纸面交线MN上并被吸收，接收器可视为接地良好的金属板。MN延长线经过O点，与CD所在直线夹角为α，α可通过MN绕O点在纸面内的转动进行调整，调整前后PQ与MN始终平行且间距为0.3m不变。CG边长为0.2m，与底边HG夹角为60°，磁感应强度大小为0.4T，偏转电场的电场强度大小为1.8×104V/m，方向始终垂直于PQ。整个过程只考虑一种粒子，加速电场的电压恒定，MN与PQ足够长，装置处于真空环境，忽略粒子间的相互作用，不计重力。（1）已知激光波长为442nm，求该激光一个光子的能量ε。（普朗克常量，真空中光速）（2）调整α，得到从粒子离开加速电场到到达接收器所经历的时间t与α的关系如图2所示，求加速电场的电压U以及粒子比荷k。（3）质谱仪稳定工作时，测得接收器每秒接收的粒子数为n，若再测一个除电荷量和质量以外的物理量，便可在（2）问的基础上得到粒子的质量。请写出该物理量，并推导粒子质量表达式（所有物理量均用字母表示）。

河北省2026年普通高中学业水平选择性考试物理答案及解析本试卷满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.某同学健身时，哑铃被举高0.5m后再回到原位置，如图所示。如此重复10次，哑铃的位移大小为()A.0B.5mC.10mD.11m【答案】A【解析】本题考查位移与路程(运动学基本概念)。核心定义:位移是初位置指向末位置的有向线段，只看初、末位置，与运动轨迹无关；路程是物体实际走过轨迹的总长度。过程分析:哑铃单次举高再下落，回到初始位置，单次位移为0；重复10次后，最终停在最初起点，总初末位置重合，总位移大小为0。A正确。故选:A2.河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”，实现了对低空飞行器的全天候实时监测。当飞行器靠近时，固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷，在感应电荷产生的静电场中，电场线()A.是闭合曲线B.从感应正电荷出发C.在无电荷区域相交D.终止于感应正电荷【答案】B【解析】本题考查静电场电场线的基本性质静电场电场线三大核心规律:①静电场电场线永不闭合(变化磁场产生的涡旋电场才是闭合曲线)；②电场线起始于正电荷/无穷远，终止于负电荷/无穷远；③任意两条电场线不能相交，相交处电场同时存在两个方向，违背电场唯一性。静电场电场线不闭合，A错误；感应正电荷属于场源正电荷，电场线从正电荷向外出发，B正确；无电荷区域电场线不可能相交，C错误；正电荷的电场线向外延伸，不会终止在正电荷上，终止对象为负电荷，D错误。故选:B3.一款自动监测环境气压的装置由粗细均匀、导热良好的U形管和自动监测系统组成。如图所示，竖直放置的U形管右端开口，左侧管内用水银封闭了一定质量、可视为理想气体的空气。监测系统通过监测右侧液面的变化，结合温度即可得到环境气压。若外界温度下降的同时环境气压也发生了变化，导致U形管右侧液面上升，忽略水银体积变化，则封闭气体的A.内能增加B.压强增大C.分子的数密度减少D.分子热运动的平均动能不变

【答案】C

【解析】本题考查理想气体内能、分子动理论、理想气体状态方程pV=nRT.

温度与内能、平均动能:U形管导热良好，封闭气体温度=外界温度；外界降温，气体T减小。

理想气体内能仅由温度决定，T减小→内能减小，A错误；

分子热运动平均动能只与热力学温度有关，T减小→平均动能减小，D错误。

液面变化与体积:右侧液面上升，水银向左移动，左侧封闭气体空间变大，气体体积V增大。

气体总分子数N不变，分子数密度，V变大→n减小，C正确。

气体压强判断:由pV=nRT，、，n不变，因此封闭气体压强p一定减小，B错误。

故选:C

4.我国科技爱好者复原了春秋战国时期带有刃车曹(wei)的马车，并对其性能进行了测试。在时间内，若马车以恒定功率在水平路面上沿直线运动。速度从加速到，假定马车所受阻力不变。则马车运动的v-t图像可能是()A.B.C.D.【答案】C【解析】本题考查机车恒定功率启动(功率、牵引力、牛顿第二定律)功率公式:恒定功率P=Fv；牛顿第二定律:F-f=ma，f为恒定阻力。

联立得加速度:。

运动分析:加速过程v持续变大，加速度a不断减小，v-t图像斜率代表加速度，因此图像上升且斜率越来越小;

当F=f时，a=0，速度达到最大值，图像趋于水平。

5.如图所示，一根粗细均匀的细金属丝置于两挡板之间的水平狭缝中央，其中心轴与狭缝平行，直径小于狭缝宽度。一束平行单色光垂直挡板入射，在屏幕上形成了稳定的双缝干涉图样，相邻两条亮条纹中心间距为。若金属丝经加热均匀膨胀.则A.变小

B.变大

C.双缝间的距离减小

D.双缝间的距离不变

【答案】A

【解析】本题考查双缝干涉条纹间距公式

等效双缝原理:金属丝挡住中间光线，左右透光区域等效两条狭缝；金属丝受热膨胀，自身直径变大，左右两条透光缝的间距d增大，A正确、C错误。

故选:A

6.如图所示、在长直螺线管中间区域放置一个匝数为n、面积为S的同轴小线圈。已知、长直螺线管通电后其内部磁场处处相同，磁感应强度的大小B与螺线管中的电流I成正比，即。在一段时间内，若电流随时间的变化关系满足(为常量)，由理想电压表测出小线圈的感应电动势为E，则可以表示为()A.B.C.D.

【答案】D

【解析】本题考查法拉第电磁感应定律、螺线管磁场

由题中条件，和可知，

小线圈的磁通量:;

根据法拉第电磁感应定律产生感应电动势:，所以，D正确.故选D.

7.为清除太空碎片对航天器的潜在威胁，某兴趣小组提出一种设想。如图所示，一质量为m的太空碎片绕地球做半径为r的匀速圆周运动。在Q点受到一个与其速度方向垂直且背离地心向外的瞬时冲量I作用，变轨到图中的椭圆轨道，最终进入大气层而烧毁，设地球质量为M，引力常量为G，则该太空碎片受到冲量作用后瞬间的动能为A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】本题考查了万有引力定律、匀速圆周运动向心力公式、动量定理等

碎片绕地球做半径为r的匀速圆周运动，万有引力提供向心力：

整理得线速度大小：

圆周运动时沿切线方向的动能：。

瞬时冲量I沿背离地心向外、与切线速度垂直，由动量定理，可得径向速度：

该径向分速度对应的动能：。

切线速度与径向速度相互垂直，总动能为两个垂直方向动能直接相加(动能为标量)：

圆周运动初始动能计算错误，误写为，A错误；

额外多出交叉项，垂直分速度动能无耦合叠加，属于概念错误，C排除；

同样错误引入交叉耦合项，不符合标量动能叠加规则，D错误。故选:B

二、多项选择题:本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为U的正弦交流电源，原、副线、，R为保护电阻。稳定工作时交流电流表的读数为I，若等离子体可等效为定值电阻，其两端的正弦交流电压波形如图2所示。为电压峰值、T为周期，则下列说法正确的是A.副线圈电压为B.原线圈中电流为

C.电源电压周期为D.等离子体的等效电阻为

【答案】AD

【解析】本题考查了理想变压器工作原理、正弦式交变电流有效值、交变电流周期规律、欧姆定律

理想变压器电压比公式：，原线圈电压，理论上副线圈感应电动势，A正确。

理想变压器电流满足，副线圈电流，变形得原线圈电流：，而非，匝数比例关系颠倒，因此B错误。

变压器仅改变交变电流的电压、电流大小，不会改变交变电流的周期与频率，副线圈电压周期为T，则原线圈电源电压周期也为T，不存在匝数比例缩放周期的规律，因此C错误。

等离子体两端为完整正弦交流电，正弦交流电有效值与峰值关系：。

副线圈回路串联，流过等离子体的电流等于电流表读数I，由欧姆定律：因此D正确。

故选：AD9.某千斤顶的结构如图所示，四根等长杆由铰链相连。摇动手柄竖直抬升重物过程中，A、C两点的间距每秒均匀缩短2mm，当∠CAB=45℃时，下列说法正确的是A.A与C两点速度大小相等，方向相反

B.B点速度方向竖直向上，大小为2mm/s

C.C点速度方向沿CB向上，大小为1mm/s

D.A点相对C点的速度沿水平方向，大小为2mm/s

【答案】BD

【解析】本题考查运动的合成与分解(关联速度模型)

核心规律:同一根刚性杆上所有点，沿杆方向分速度大小相等。

两点沿杆分速度相等，但实际合速度大小不同，速度方向不相反；A错误;

设C点水平向左速度大小为，将C点速度沿杆CB、垂直杆CB分解：

垂直于杆分量:

设顶端B点竖直向上速度为，将B点速度沿杆CB、垂直杆CB分解：

沿杆分量:

如图所示，则有A、C两点的间距每秒均匀缩短2mm，则

可以求出点速度方向竖直向上，大小为2mm/s，B正确。

C点实际运动方向为水平向左，并非沿CB杆向上；C点速度是水平速度，沿CB杆仅为分速度，合速度方向水平，因此方向描述错误。C错误。

A点固定，对地速度；C点对地水平向左速度大小，AC缩短量为C相对A的水平位移。

相对速度定义：，矢量上：A对地速度为0，C水平向左，等价于A相对C水平向右，相对速度沿水平方向，相对位移大小等于AC缩短量2mm，相对速度大小对应水平方向差值，大小为2mm/s(位移大小匹配速率)。

几何上两点仅水平分离距离变化，竖直无相对位移，相对速度严格沿水平方向，大小为2mm/s。D正确。

故选:BD

10.如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L，电阻不计，左端接有输出电流大小恒为I的恒流源、电流方向如图。导轨间分布着两个紧邻的正方形磁场区域、宽度均为L、左侧磁场方向竖直向下，右侧场方向竖直向上，以导轨上两磁场交界处的O点为坐标原点，沿导轨方向建立x标轴，两磁场的磁感应强度大小B仅随坐标x变化，且满足式中为已知常量。t=0时，一根质量

为m导轨间电阻为R的导体棒以初速度从x=0处向右运动;t=时，导体棒第一次到达处。且速度为0，整个运动过程中导体棒始终与导轨接触良好且垂直，不计空气阻力，忽略磁场的边界效应及电流对磁场的影响，下列说法正确的是A.导体棒做简谐运动

B.初速度

C.若初速度变为，则导体棒的速度第一次变为0所需时间为

D.若初速度变为，则导体棒将以两磁场交界线为中心做往复运动

【答案】AB

【解析】简谐运动核心判定条件：回复力满足(线性回复力，力与位移成正比、反向)。

在区间，此段满足线性回复力；

但在区间

该式为一次函数但存在常数偏移项，不满足F=-kx标准简谐回复力形式；题中条件是导体棒第一次到达处速度为0，导体棒，导体棒向左返回时左侧磁场向下，安培力受力对称区间分段斜率不同，全程无法保持线性回复力。因此A正确。合外力冲量等于动量变化：

安培力F(x)=-BIL，冲量是力对位移积分，对积

分:

代入

关键几何积分简化(本题线性B下冲量与位移面积关联)

安培力随线性变化：，F-x图像为过原点倾斜直线，冲量等效：由动量定理，从x=0到，初动量，末动量0：

又，结合线性：

结合本题特殊约束：线性变力下，位移，F-x三角形面积等效冲量对应的动量变化：

计算定积分:

安培力做功:

由动能定理:合外力做功等于动能变化

整理求解初速度:

与选项B表达式完全一致，B正确。

原运动：，位移恰好，受力，属于变加速直线运动，加速度，加速度随位移线性增大，不是匀变速；

若初速度减半，由动能定理，最大减速位移，停止位置在之间；

简谐运动才有周期比例关系，本题仅段近似线性回复，但加速度，运动周期与振幅无关是简谐运动专属结论，本题并非完整简谐运动，时间不会满足比例；本质：加速度随位移增大而变大，低速下平均加速度更小，减速时间不等于比例缩放，C错误。

初速度，动能大于对应的动能，导体棒会越过，进入区间；

该区间，安培力依然向左阻力，但回复力不再是F=-kx线性关系；

若运动到x>L会脱离磁场，不受安培力匀速运动，无法以O点为中心往复；即使未脱离磁场，左右磁场方向相反、安培力分段函数不对称，无法稳定以交界线往复，D错误。

故选：AB.三、非选择题:本题共5题，共54分。11.(1)某同学用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。将甲、乙两测力计水平连接在一起，测力计甲的左侧固定，用手向右缓慢拉测力计乙，拉至某位置时两测力计示数如图1所示。①测力计乙的读数是_____N。②实验中发现两测力计示数总是明显不同、原因可能是_____。(单选)A.两测力计的量程不同B.两测力计弹簧的材质不同C.使用测力计前未正确调零(2)图2为探究电容器充、放电实验的电路图，实验选用内阻为几千欧姆的电压表和内阻很小且零刻度的电流表，①实验时将开关S接1端，可观察到电流表指针_____(填字母，“A.迅速偏转到某位置后稳定不动”或“B.迅速偏转到某位置后往回偏转”)，同时电压表指针偏转到某位置后稳定不动。②现将S与1端断开，但尚未与2端连接，此时发现电压表的指针逐渐向零刻度偏转。经检查器材完好，线路连接正确，出现此现象的原因可能是_____。【答案】(1)①3.0N②C(2)①B②原来电容器充电后，电容器两板间带电，电压表有读数，将S与1端断开，但尚未与2端连接，电压表是非理想电压表，其内电阻很大，与电容器构成闭合电路，电容器放电完毕后，两极板不带电，电容器板件电压为0，所以电压表指针向0刻度线偏转。【解析】(1)①读数结果为3.0N②仅当未调零两测力计示数不同，C正确；(2)①当电键S接1时，电流表有向右方向的电流，但电路中仅有电容器，当电容器充满电后，电流等于零，所以B正确；②因为原来电容器充电后，电容器两板间带电，电压表有读数，将S与1端断开，但尚未与2端连接，电压表是非理想电压表，其内电阻很大，与电容器构成闭合电路，电容器放电完毕后，两极板不带电，电容器板件电压为0，所以电压表指针向0刻度线偏转。12.问题探究某学生兴趣小组通过查阅资料了解到，利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合，遂以“电控气动技术的原理探索与应用”为主题开展探究式学习。（1）分析电控气动门工作原理图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁，当开关闭合时，衔铁在电磁铁的吸引下带动三个阀芯一起向左运动，复位弹簧被压缩，储气罐内压缩空气经气孔B进入汽缸右侧气室。推动汽缸内活塞向_____（填“左”或“右”）运动，车门打开。同时，汽缸左侧气室中的气体从气孔______（填“S”或“R”）排出。当断开时，复位弹簧推动衔铁和阀芯向右运动，压缩空气推动活塞，车门关闭。（2）探究复位弹簧的受力情况①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力F与形变量x的数据，并标在了坐标纸上，如图2所示。请在答题卡上绘制出该弹簧的F-x图像。②根据绘制的F-x图像，得到该弹簧的劲度系数k=______N/mm(保留两位有效数字)。同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿，而资料显示：公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了“四两拨千斤”的效果。（3）电控气动技术的应用设计受此启发，同学们设计了一款温室自动开窗器，电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于35℃时自动闭合开关，温度低于25℃时自动断开。电磁阀线圈工作电压为24V，而控制电路板的工作电压（5V）和电流较小，需配置电磁继电器作为控制开关，请在答题卡相应图上连线，完成电路、实现如下效果：闭合时，电磁阀中的电磁铁吸引衔铁左移，窗户打开；断开时，电磁阀中的衔铁右移，窗户关闭。【答案】(1)左R(2)0.23N/mm(3)【解析】（1）根据图1分析原理：包括以下几个过程

①电磁吸合阶段

开关闭合，线圈通电，固定铁芯磁化形成电磁铁，吸引衔铁向左移动，带动三个阀芯整体左移，复位弹簧被压缩。

②气路导通变化

储气罐压缩空气经气孔P、B进入汽缸右侧气室，右侧气压升高，气压差推动活塞向左滑动，顶杆随活塞左移，车门打开。

③左侧气体排放

活塞左移时，汽缸左侧气室容积减小，内部气体受压，经气孔A、R向外排出，因此排气孔为R：此时气孔S被阀芯封堵，无法通气。

④关门过程，开关断开，磁吸力消失断开，线圈断电，电磁铁磁性消失，压缩的复位弹簧弹力推动衔铁、阀芯整体向右复位。

⑤气路换向

储气罐压缩空气经P、A进入汽缸左侧气室，左侧气压升高推动活塞向右运动：汽缸右侧气体经B、S排出，活塞右移带动顶杆复位，车门关闭。

（2）遵循胡克定律F=kx，F-x为过原点倾斜直线：

用直尺画一条拟合直线，让绝大多数数据点均匀分布在直线两侧，偏离较远的个别点舍弃，保证整体最优拟合；直线必须尽量靠近坐标原点，弹性限度内弹簧弹力与形变量成正比。

胡克定律：，F-x图像斜率等于劲度系数。

取值参考：取直线上两个清晰点，例如：起点近似(0,0)，终点取(12mm,2.7N)

若选取(10mm,2.4N)：

标准答案范围（两位有效数字）：均合规，最常见标准答案：0.23N/mm（3）13.下图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形(中间部分未画出).此时平衡位置在的质点处于波峰。(1)写出该波的波长，以及在10~14m范围内的所有可能值。

(2)若平衡位置位于原点处的质点在0~1s内通过的路程为5cm，求该波的周期和波速。【答案】(1)=2m，11m，13m(2)0.8s2.5m/s【解析】(1)由题中的左图可知波长=2m，x=xp的质点处于波峰，满足xp=(n+)=(2n+1)m，即质点x=1m、3m、5m，∙∙∙(2n+1)m处处于波峰时，在10m~14m所有可能值只有11m和13m。(2)根据图像质点振动时振幅A=1cm，位于原点处的质点在0~1s内通过的路程为5cm，该点振动的时间，则，解得周期T=0.8s,由。14.如图所示，质量为4kg的水板上放有一个质量为1kg的机器人，木板始终受到水平向右，大小为5N的恒力作用。初始时木板与机器人一起以1m/s的速度沿水平地面向右匀速运动。机器人正上方有一个沿竖直方向可以伸缩、水平向右速度恒为1m/s的机械夹爪。某时刻夹爪将机器人向上提起，2s后放回木板，同时夹爪缩回，机器人在摩擦力的作用下最终与木板相对静止。g取10m/s²，机器人可视为质点，机器人被提起和放下瞬间竖直方向速度均为零。求

(1)机器人被提起的2s内，木板位移的大小。

(2)从机器人被放回木板到与木板相对静止的过程中，摩擦力对机器人所做的功。【答案】(1)2.5m(2)0.48J

【解析】(1)初始整体匀速，合力为0:F=μ(M+m)g

解得

机器人提起后，木板受力：拉力F向右，地面摩擦力f=μMg向左

合外力：

木板加速度:

机器人悬空时水平不受力，始终保持匀速。

匀变速直线运动公式：

(2)由(1)可知2s时木板的速度

机器人放回瞬间速度

系统水平动量守恒(地面摩擦力远小于板与机器人间摩擦力)

解得对机器人用动能定理，摩擦力做功等于动能变化：摩擦力对机器人所做的功为0.48J。15.图1为某质谱仪工作原理示意图。电离室中的气体分子被激光照射后发生电离，其中带正电的粒子由静止经平行于纸面的加速电场加速后，垂直于CD边进入梯形匀强磁场区域(磁场方向垂直纸面向外)，并从CG边中点0平行于CD边射出，经无场区从边界PQ进入平行于纸面的匀强偏转电场，最终打到接收器