高考物理学试题(精选8篇)
1(2011山东高考).了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。以下符合事实的是(AB)
A.焦耳发现了电流热效应的规律
B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律
C.楞次发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D.牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
解析:主要考查物理学史。奥斯特发现了电流的磁效应,C项错误。伽利略将斜面实验结论合理外推,间
接证明自由落体运动是匀速直线运动,D项错误。正确答案是AB
2(2011海南高考).自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是
A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系
B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系
C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系
D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系
3(2011上海崇明二模).下列有关物理学史的说法正确的是:
(A)卡文迪许发现了万有引力定律
(B)法拉第发现了电流的磁效应
(C)麦克斯韦首先预言了电磁波的存在(D)汤姆生提出了原子的核式结构模型
4(2011上海虹口二模).爱因斯坦说:“伽利略(Galileo galilei,1564-1642)的发现以及他所应用的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,标志着物理学的真正开端。”在科学史上,伽利略享有“近代科学方法论的奠基人”的美誉。根据你对物理学的学习和对伽利略的了解,他的物理思想方法的研究顺序是()
(A)提出假说,数学推理,实验验证,合理外推
(B)数学推理,实验验证,合理外推,提出假说
(C)实验验证,合理外推,提出假说,数学推理
(D)合理外推,提出假说,数学推理,实验验证
5(2011上海浦口二模).在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,符合史实的是()
(A)法拉第发现了电流周围存在着磁场
(B)汤姆生发现了电子,表明原子具有核式结构
(C)库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
(D)牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点
6.在物理学发展史上,有一些定律或规律的发现,首先是通过推理论证建立理论,然后再由实验加以验证。下列定律、理论或学说的建立不符合上述情况的是
A.万有引力定律
C.光子说
B.电磁场理论 D.原子的核式结构学说
17(2011上海浦东二模).许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献,下列叙述中符合物理学史实的是()
(A)牛顿提出了万有引力定律,通过实验测出了万有引力恒量
(B)法拉第发现了电磁感应现象,制造了世界上第一台手摇发电机
(C)托马斯·扬成功地完成了光的干涉实验,总结出了光的波粒二象性
(D)麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验证实了电磁波的存在8(2011上海普陀二模)、人类在探索自然规律的过程中,常采用归纳法、演绎法、等效替代法、控制变量法、理想实验法等科学方法。下列哪个成果是运用理想实验法得出的()
A.伽利略指出的“力不是维持物体运动的原因”
B.麦克斯韦的“电磁场理论”
C.卢瑟福提出的“原子核式结构模型”
D.爱因斯坦的“光子假说”
9(2011上海徐汇二模).在物理学发展的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。下列关于科学家和他们的贡献的说法中正确的是()
(A)卢瑟福的粒子散射实验说明原子核还可以分
(B)爱因斯坦的光电效应实验说明光没有波动性
(C)麦克斯韦提出电磁场理论并预言了电磁波的存在(D)贝克勒耳发现天然放射现象说明原子核是由质子和中子
10(2011上海闸北).在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是
A.伽利略发现了行星运动的规律
B.笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献
C.库仑通过实验测出了引力常量
D.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
11(2011上海松江).物理学在研究实际问题时,常常进行科学抽象,即抓住研究问题的主要特征,不考虑与当前研究问题无关或影响较小的因素,建立理想化模型。下列选项中不属于物理学中的理想化模型的是()
A.力的合成B.质点
C.自由落体运动D.点电荷
12(2011淮安三模).关于物理学研究方法,下列叙述中正确的是
A.伽利略在研究自由落体运动时采用了微量放大的方法
B.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法
C.在探究求合力方法的实验中使用了控制变量的方法
D.法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验的方法
13(2011深圳二模).下列说法正确的是
A.爱因斯坦提出“光子说”并成功解释了光电效应现象
B.汤姆生发现了电子并提出了原子的核式结构模型
C.卢瑟福发现了质子和中子
D.玻尔理论成功解释了所有原子的光谱
14(2011潮州二模).下面列举的事例中正确的是
A.伽利略认为力是维持物体运动的原因B.牛顿最早成功的测出了万有引力常量
C.卢瑟福通过原子核的人工转变实验发现了中子
D.爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说
15(2011扬州冲刺).学习物理除了知识的学习外,还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法.下列关于物理学中的思想方法叙述正确的是
A.在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想
B.伽利略在研究自由落体运动时采用了微元法
C.在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法
D.法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验法
16(2011江苏致远).在物理学发展过程中,许多物理学家做出了杰出贡献。下列说法中正确的是
A.牛顿发现了万有引力定律,并测出了万有引力常量
B.安培首先发现了通电导线的周围存在磁场
C.楞次发现了电磁感应现象,并研究得出了判断感应电流方向的方法一楞次定律
D.伽利略通过对理想斜面的研究得出:力不是维持物体运动的原因
17(2011江都中学冲刺).关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是
A.安培首先发现了电流的磁效应
B.伽利略认为自由落体运动是速度随位移均匀变化的运动
C.牛顿发现了万有引力定律,并计算出太阳与地球间引力的大小
D.法拉第提出了电场的观点,说明处于电场中电荷所受到的力是电场给予的18(2011淮安四模).关于物理学家和他们的贡献,下列说法中正确的是
A.奥斯特发现了电流的磁效应,并提出了电磁感应定律
B.库仑提出了库仑定律,并最早实验测得元电荷e的数值
C.伽利略发现了行星运动的规律,并通过实验测出了引力常量
D.法拉第不仅提出了场的概念,而且发明了人类历史上的第一台发电机
19(2011盐城中学期中)、下列说法中不正确的是-------------------------()...
A.根据速度定义式vx
t,当t非常非常小时,xt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法。
B.在探究加速度、力和质量三者之间关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验应用了控制变量法。
C.在推导匀变速直线运动的位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法。
D.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
20(2011南京一模).物理学中的许多规律是通过实验发现的,下列说法中符合史实的是
A麦克斯韦通过实验首次证明了电磁波的存在B.牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持
C.奥斯特通过实验发现了电流的热效应
D.法拉第通过实验发现了电磁感应现象
21(2011江苏南末).关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是()
A.安培首先发现了电流的磁效应
B.牛顿发现了万有引力定律,并计算出太阳与地球之间的引力大小
C.伽利略认为自由落体运动是速度随时间均匀变化的运动,并通过实验得到验证
D.焦耳首先通过实验得出了电路中的电流与导体两端电压成正比的结论
22(2011苏锡常二模).2010诺贝尔物理学奖授予了英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦
丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究.在科学发展进程中,许多科学家做出了卓越贡献,下列叙述符合物理学史实的是
A.牛顿发现了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力常量
B.库仑发现了库仑定律,并通过扭秤实验测出了静电力常量
C.伽利略通过实验和逻辑推理说明力是维持物体运动的原因
D.法拉第根据电流的磁效应现象得出了法拉第电磁感应定律
23(2011徐州六县一区).在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是
A.伽利略发现了行星运动的规律
B.卡文迪许通过实验测出了万有引力常量
C.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D.亚里士多德对牛顿第一定律的建立做出了贡献
24(2011高考模拟)、在物理学发展史上,有一些定律或规律的发现,首先是通过推理论证建立理论,然后再由实验加以验证,下列叙述内容符合上述情况的是:
A.牛顿发现了万有引力,经过一段时间后卡文迪许用实验方法测出引力常量的数值,从而验证了万有引力定律
B.普朗克提出了量子理论,后来爱因斯坦用光电效应实验提出了光子说
C.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在,后来由赫兹用实验证实了电磁波的存在D.汤姆生提出原子的核式结构学说,后来由卢瑟福用α粒子散射实验给予了验证
25(2011南通二模).关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是
A.安培首先发现了电流的磁效应
B.伽利略认为自由落体运动是速度随位移均匀变化的运动
C.牛顿发现了万有引力定律,并计算出太阳与地球间引力的大小
D.法拉第提出了电场的观点,说明处于电场中电荷所受到的力是电场给予的26(2011上海宝山二模).关于物理学思想方法,下列说法中,正确的是
(A)著名的伽利略斜面实验,主要应用了控制变量方法
(B)在研究加速度a和外力F,质量m的关系时,主要应用了等效替代的方法
(C)在研究气体的温度不变时,压强与体积的关系时,主要应用了理想实验方法
(D)在定义“速度”、“加速度”、“电场强度”等物理量时,主要应用了比值的方法
27(2011湛江调研).在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步.对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中,正确的说法是
A.法拉第发现了电流的磁效应
B.爱因斯坦成功地解释了光电效应现象
C.库仑发现了磁场产生电流的条件和规律
D.牛顿在实验室测出了万有引力常量
28(2011惠州调研).物理学是建立在实验基础上的一门学科,很多定律是可以通过实验进行验证的,下列定律中不可以通过实验直接得以验证的是
A.牛顿第一定律B.牛顿第二定律
C.牛顿第三定律D.动量守恒定律
29.(2011年焦作3月第一次检测)在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,正确的说法是
A.牛顿用实验的方法测出万有引力常量G;笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献
B.亚里士多德认为必须有力的作用物体才能运动;哥白尼发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
C.奥斯特发现了电流的磁效应;法拉第发现了电磁感应现象
D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律,洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
30.(齐齐哈尔市2011年高三第一次模拟考试)许多科学家在物理学发展的过程中都做出了重要贡献,下列表述正确的是
A.牛顿总结出了万有引力定律并测出了引力常量,被后人称为称出地球的第一人
B.亚里士多德通过理想实验提出力并不是维持物体运动的原因
C.安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
D.开普勒总结出太阳系行星运动的三大规律
31.(银川一中2011届第一次模拟考试)以下涉及物理学史上的叙述中,说法不正确的是
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,后来被赫兹所证实。B.安培通过多年的研究,发现了电流周围存在磁场 C.法拉第通过实验研究,总结出法拉第电磁感应定律 D.开普勒揭示了行星的运动规律,为牛顿万有引力定律的发现奠定了基础
32、(银川二中模拟
(二))以下是物理学中的四个实验装置或仪器,由图可知这四个实验或仪器共同的物理思想方法是
A.极限的思想方法B.猜想的思想方法
C.控制变量的方法D.放大的思想方法
显示桌面受力显示玻璃瓶受力形变
测定引力常数 螺旋测微器
33.(2011年河南省普通高中毕业班高考适应性测试)伽利略为了研究自由落体的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,对于这个研究过程,下列说法正确的是)
A.斜面实验“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量
B.斜面实验放大了重力的作用,便于测量小球运动的路程
C.通过对斜面实验的观察与计算,直接得到落体运动的规律
D.根据斜面实验结论进行合理的外推,得到落体的运动规律
34.(哈尔滨市六中第一次模拟考试)在电磁学发展过程中,许多科学家做做出了贡献。下列说法正确的是
A.奥斯特经过多年研究,发现了电磁感应现象
B.美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,能在实验室中产生大量高能粒子
C.欧姆发现大多数金属温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的超导现象
35.(新乡许昌平顶山2011年第三次考试)关于物理学的研究方法.下列说法中正确的是
A.在利用速度一时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时,使用的是微元法
B.伽利略在利用理想实验探究力和运动的关系时,使用的是实验归纳法
C.在用实验探究加速度、力和质量三者之间的关系时,应用了演绎推理法
D.用点电荷代替带电体,应用的是理想模型法
一、选择题(每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.在韩国军演中,韩国飞行员驾驶F-15K战斗机在飞行过程中,某空降兵从战斗机上跳下,他从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图象,如图1所示,则下列说法正确的是()
(A) 0~10 s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力,10~15 s整体所受重力小于空气阻力
(B) 0~10 s内做加速度逐渐减小的加速运动,10~15 s内做加速度增大的减速运动
(C)第10 s末打开降落伞,以后做匀减速运动至第15 s末
(D) 10 s末~15 s末加速度方向竖直向上,加速度的大小在逐渐减小
2.2010年广东亚运会,我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军,为中国体育军团勇夺第一金,其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环(设开始时两绳与肩同宽),然后身体下移,双臂缓慢张开到如图2所示位置,则在两手之间的距离增大过程中,吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为()
(A) FT增大,F不变(B)FT增大,F增大
(C)FT增大,F减小(D)FT减小,F不变
3.2010年10月1日18时59分,搭载着嫦娥二号卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射,中国探月工程二期揭开序幕.这次发射后卫星直接进入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道直接奔月,如图3所示.当卫星到达月球附近的特定位置时,卫星就必须“急刹车”,也就是近月制动,以确保卫星既能被月球准确捕获,又不会撞上月球,并由此进入近月点100公里、周期12小时的椭圆轨道a.再经过两次轨道调整,进入100公里的极月圆轨道b,轨道a和b相切于P点,如图4所示.下列说法正确的是()
(A)嫦娥二号卫星的发射速度大于7.9 km/s,小于11.2km/s
(B)嫦娥二号卫星的发射速度大于11.2 km/s
(C)嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点的速度va=vb
(D)嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点的加速度分别为ca、ab则aa=ab
4.一交流电路如图5甲所示,T为理想变压器,原副线圈的匝数比为11:1,C为电容器,灯泡L的电阻为20Ω.变压器的输入电压u随时间t变化的图线如图5乙所示,闭合开关S后,下列说法正确的是()
(A)变压器输入电压瞬时值的表达式为u
(B)由于电容器C可以通过交流电,灯泡L将不发光.
(C)通过灯泡L的电流有效值为A
(D)灯泡L每分钟产生的热量为1200 J
5.如图6所示,在真空中4、B两点分别放置等量的异种电荷+q、-q,在通过A、B两点的竖直平面内相对于AB对称取一个矩形路径abcd,且ab平行于AB,a、d到A点的距离等于b、c到B点的距离.设想将一个电子沿路径abcd运动一周,则下列说法正确的是()
(A)由a到b,电势降低,电子的电势能减小
(B)由a到b,电势升高,电子的电势能增大
(C)由b到c,电场力对电子先做正功,后做负功,总功为零
(D)由d到a,电子的电势能先减小后增大,电势能的变化总量为零
6.如图7(甲)所示在光滑水平面上用恒力F拉质量1 kg的单匝均匀正方形铜线框,在1位置以速度v0=3 m/s进入匀强磁场时开始计时t=0,此时线框中感应电动势1 V,在t=3s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场.此过程中v-t图象如图7(乙)所示,那么()
(A) t=0时,线框右侧的边两端MN间电压为0.25 V
(B)恒力F的大小为0.5 N
(C)线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为2 m/s
(D)线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为1 m/s
7.如图8所示,一轻弹簧直立于水平地面上,质量为m的小球从距离弹簧上端B点h高处的A点自由下落,在C点处小球速度达到最大.x0表示B、C两点之间的距离;Ek表示小球在C处的动能.若改变高度h,则下列表示x0随h变化的图象和Ek随h变化的图象9中正确的是()
8.如图10所示为某工厂装载货物的原理示意图,设传送AB的长度为8m,货物与传送带的动摩擦力因数为0.6,货物以初速度10 m/s滑至传送带的A端,车厢长为12 m,车厢的顶部到B顶端的高度差为1.25 m,通过调节传送带(瞬时针)的速度可合理地将车厢装满以实现自动装货,则下列说法中正确的是()
(A)若传送带逆时针转动,车厢到B的水平距离至少1 m时,货物才能装进车厢
(B)若传送带逆时针转动时,货物不可能装进车厢
(C)只要传带的速度足够大,货物就可到达车厢的右端
(D)若要货物达到车厢的右端,司机需要把车向左移动一段距离
9.水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙,乙的斜面倾角大,甲、乙斜面长分别为S、L1,如图11所示.两个完全相同的小滑块A、B可视为质点)同时由静止开始从甲、乙两个斜面的顶端释放,小滑块A一直沿斜面甲滑到底端C,而小滑块B滑到底端P后沿水平面滑行到D处(小滑块B在P点从斜面滑到水平面的速度大小不变),在水平面上滑行的距离PD=L2,且S=L1+L2.小滑块A、B与两个斜面和水平面间的动摩擦因数相同,则()
(A)滑块A到达底端C点时的动能一定比滑块B到达D点时的动能小
(B)两个滑块在斜面上加速下滑的过程中,到达同一高度时,动能可能相同
(C) A、B两个滑块从斜面顶端分别运动到C、D的过程中,滑块A重力做功的平均功率小于滑块B重力做功的平均功率
(D)A、B滑块从斜面顶端分别运动到C、D的过程中,由于克服摩擦而产生的热量一定相同
10.如图12所示,斜面AC与水平方向的夹角为α,在A点正上方与C等高处水平抛出一小球,其速度垂直斜面落到D点,则CD与DA的比为()
第Ⅱ卷(必做+选做)
[必做部分]
11.DIS实验是利用现代信息技术进行的实验.学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图13甲所示,某组同学在一次实验中,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图13乙所示.图象的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E.试回答下列问题:
(1)图乙的图象中,表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是______(按顺序填写相应图线所对应的文字).
(2)图甲所示的实验装置中,小球起到______的作用,传感器K的名称是______.
(3)根据图乙所示的实验图象,可以得出的结论是.______
12.数字万用表是近年来发展起来的高科技数码产品,是传统机械表的更新换代产品.如图14(甲)所示,数字万用表有测量精度高、读数方便等许多独特的优点.具体表现在:测量精度高,以型号“DF930”普通数字万用表为例,其电压挡所有量程内阻高达10 MΩ,而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧,内电阻高出2~3个数量级.直流电压挡和直流电流挡的精度为±0.05%,欧姆挡精度为±0.08%,而指针式电压表、电流表的精度只有±2.5%,欧姆表的精度更低,数字万用表内电阻非常理想.现有一块型号为“DF930”的数字万用表,用它来测量一个电池的电动势和内电阻..提供的测量器材还有:一只滑动变阻器R(0~30Ω),两只开关,导线若干.
实验要求:利用这些器材,尽量采用最简单的测量方法,分两步进行.首先测量电动势,待电动势测定之后再测量其内电阻.
(1)连接数字万用表.在图14(乙)中,电路中的各个元件都已连接妥当,数字万用表的一只表笔也已与电路连接好,另一只表笔应接在______点.才能正确接入电路.
(2)操作步骤
①将数字万用表选择开关置于______挡,选择合适的量程,断开开关______,闭合开关______,记录表的示数,然后反复测量多次,取平均值并记为X.
②将数字万用表选择开关置于______挡,选择合适的量程,断开开关______,闭合开关______,记录表的示数,记为Y,紧接着进行以下的操作:将选择开关置于______挡,选择合适的量程,然后同时闭合开关S1和S2,记录表的示数并记作Z,把Y和对应的Z作为一组数据记录下来,然后反复测量多次,得到多组数据.
③干电池的电动势为______.(选填“X”、“Y”或“Z”)
④干电池的内阻表达式r=______(用X、Y、Z表示),将步骤②测得的数据代入公式,求出r的平均值,即为干电池的内电阻,
⑤某同学得到多组数据后,通过作出有关物理量的线性图象,求得电源的电动势E和内阻r.
a.请写出与你所作线性图象对应的函数表达式;
b.请在图15的虚线框内坐标中作出定性图象(要求标明两个坐标轴所表示的物理量,用符号表示);
c.图15中______表示E,______表示r.
13.如图16所示,质量M=1 kg的木板静止在粗糙的水平地面上,在木板的左端放置一个质量m=1 kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ1=0.4,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,取g=10 m/s2,试求:
(1)在铁块上加一个水平向右的恒力F,则F至少多大才能使铁块相对木板运动?
(2)若木板长L=1 m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8 N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?
(3)若木板足够长,设等于最大静摩擦力等于滑动摩擦力,在铁块上的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F,通过分析和计算后,请在图中画出铁块受到木板的摩擦力f1随拉力F大小变化的图象.
14.某校物理兴趣小组举行过山车模拟比赛,比赛路径如图17所示,比赛规则是:用小车代替过山车(可视为质点),从静止开始,仅在AB段用水平恒力F推小车沿水平直轨道运动,到达B点立即撤去推力F,小车由B点沿切线进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后从B点滑出继续在水平轨道BC上运动,轨道末端C点右侧有一壕沟,高度差为h,宽为s.已知小车质量m=0.1 kg,小车与水平轨道ABC间的动摩擦因数为0.5,AB长L1=lm,BC长L2=0.6 m,半径R=0.5 m,高h=1.25 m,宽s=3 m.一同学所用水平推力F=4 N,试帮助该同学分析下列问题
(1)小车对轨道的最大压力;
(2)小车能否做完整的圆周运动确保无脱轨危险;
(3)小车能否越过壕沟赢得比赛,若能求到达地面时的速度.
15.如图18所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一坚直放置的平行金属板C和D,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O2、O3.O1、O2、O3在同一水平直线上,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距也为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计).整套装置处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,磁场方向垂直于斜面向上.整个装置处在真空室中,有一电荷量为+q、质量为m的粒子(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出.现释放导体棒ab,其沿着斜面下滑h后开始匀速运动,此时仍然从E点沿半径方向射入圆形磁场区域的相同粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出.求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B'.
(2)导体棒的质量M.
(3)棒下落h的整个过程中,导体棒ab克服安培力做的功为多少?
[选做部分]
16.(物理—选修3-3)
(1)如图19所示的是医院用于静脉滴注的示意图,倒置的输液瓶上方有一气室A,密封的瓶口处的橡胶塞上插有两根细管,其中a管与大气相通,b管为输液软管,中间又有一气室B,而其c端则通过针头接入人体静脉.
①若气室A、B中的压强分别为pA、pB,则它们与外界大气压强p0的大小顺序应为______.
②在输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下,药液滴注的速度是______(填“越滴越慢”、“越滴越快”或“恒定”)
(2)所图20所示,一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的,开始活塞被固定,打开固定螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,已知AB=h,大气压强为p0,重力加速度为g.
①求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强.
②若周围环境温度保持不变,求整个过程中通过缸壁传递的热量Q.
17.(物理—选修3-4)
(1)一列简谐横波,在t=0.4 s时刻的波形图象如图21乙所示,波上A质点的振动图象如图21甲所示.
①判断该波的传播方向;
②求该波的传播速度.
(2)如图22所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm、折射率为,直径AB与屏幕垂直接触于A点,激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心0,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑.
①画出光路图.
②求两个光斑之间的距离L.
18.(物理一选修3-5)
(1)2010年7月25日早7时,美国“乔治·华盛顿”号核航母驶离韩南部釜山港赴东部海域参加军演,标志此次代号为“不屈的意志”的美韩联合军演正式开始.在现代兵器体系中,潜艇和航母几乎算得上是一对天生的冤家对头,整个二战期间,潜艇共击沉航母17艘,占全部沉没航母数量的40.5%.中国有亚洲最大的潜艇部队,拥有自行开发的宋级柴电动力潜艇和汉级核动力潜艇,核动力潜艇中核反应堆释放的核能被转化成动能和电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量的核能.以上方程是反应堆中发生的许多核反应中的一种,n为中子,X为待求粒子,α为X的个数,则:()
(A)X为质子α=3
(B)X为质子α=2
(C)X为中子α=2
(D)X为中子α=3
(2)在2010年温哥华冬奥会上,首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌,如图为中国队员投掷冰壶的镜头.假设在此次投掷中,冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰,碰后中国队的冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑行.若两冰壶质量相等,则对方冰壶获得的速度多大?
参考答案
1.(A)(D)解析:由图象的斜率可以看出空降兵和伞,先做匀加速直线运动,再做加速度越来越小的加速直线运动,10 s后作加速度逐渐减小的减速直线运动,15 s后做匀速直线运动.
2.(A)解析:此题考查的是力的合成与分解,设绳与竖直方向的夹角为θ,2FTcosθ=mg,当两手之间的距离增大时,θ增大,FT增大;合力F=mg,所以不变.
3.(A)(D)解析:人造地球卫星的发射速度一定大于7.9 km/s,小于11.2 km/s;若发射速度大于11.2 km/s,则会解脱地球的束缚,变成一颗行星绕太阳运动;故选项(A)正确,(B)错误.嫦娥二号在轨道P点由轨道a变轨至轨道b时,要做向心运动,速度要减小,故有va>vb.卫星在a、b轨道经过P点的加速度,由于P点到月球中心的距离r相同,所以aa=ab即选项(C)错误,选项(D)正确.
4.(D)解析:由图可知,周期T=2×10-2s,所以表达式,(A)错;灯泡和电容都可通过交流电,所以灯泡也会亮,(B)错;通过灯泡L的电流有效值,(C)错;灯泡L每分钟产生的热量,(D)对.
5.(D)解析:画出过四个点的电场线如图24所示.根据电场线分布可知a、b、c、d各点场强方向,则可知电子由a到b,电势降低,受力的方向与速度方向的夹角为钝角,电场力做负功,电势能增加,故(A)、(B)均错;由b到c,电场力对电子先做负功后做正功,故(C)错;由d到a,电场力对电子先做正功后做负功,电势能先减小后增大,根据对称性电势能的变化总量为零,故(D)对.
6.(B)(C)解析:MN边切割磁感线,相当于电源,其两端的电压是路端电压,根据闭合电路欧姆定律可知,线框右侧的边两端MN间电压为,(A)不对;根据1~3 s时间内线框做匀加速直线运动可和,这段时间线框中没有感应电流,线框所受合力为F,根据牛顿第二定律可知F=ma=0.5 N,(B)正确;根据图线可知线圈进入磁场和离开磁场时的初速度和受力情况都一样,所以线框离开磁场时的速度和t0时刻的相同,设该速度为vx,那么,解之得,(C)选项正确(D)不对.
7.(B)(C)解析:小球在C点处小球速度达到最大,有mg=kx0与h无关,选项(B)正确.由动能定理得mg(h+x0)=Ek,可见动能Ek与h为的图象为不过原点的直线,选项(C)正确.
8.(A)(D)解析:①当传送带的速度v≤2 m/s时,货物一直做减速运动,此时水平位移最小,则由得:v1=2 m/s,则货物的水平位移,,故(A)对;②当传送带的速度v≥14 m/s时,货物一直做加速运动,此时水平位移最大,则由得:v2=14 m/s,则货物的水平位移,,由于车厢长为12 m,且车厢距B为1 m远,若要货物达到车厢的右端,司机需要把车向左移动一段距离,故(C)错,(D)对;③当传送带逆时针转动时,货物一直做减速运动,到达B端的速度为2 m/s,则只要车厢与B的距离足够小即可装进车厢,故(B)错.
9.(C)解析:由动能定理得,对滑块A:mgh-μmgScosθ1=EkC;对滑块B:mgh-μmgL1cosθ2-μmgL2=EkD,由功能关系得,对滑块A:μmgScosθ1=Qc;对滑块B:μmg(L1cosθ2+L2)=QD,又有S>L1cosθ2+L2、Scosθ1与L1cosθ2+L2大小不能确定,所以选项(A)(D)错误,到达同一高度时,摩擦力对滑块B做功多,选项(B)错误;由于滑块B运动的加速度大,所以运动的时间少,滑块AB的重力做功相同,故选项(C)正确.
10.(D)解析:设速度偏向角为β,位移偏向角θ,如图25所示.则有tanβ=2tanθ,有几何关系得;.由以上各式得,故选项(D)正确.
11.(1)丙、乙、甲
(2)挡光片(或遮光片、遮光板);光电门传感器(或光电门、光电传感器)
(3)在误差允许的范围内,在只有重力做功的情况下,小球的机械能守恒.
12.(1)b或c (2)①电压S1 S2②欧姆S2 S1电压③X④
b.如图26甲.
c.纵轴截距的倒数斜率除以纵轴的截距
法2:a.
b.如图26乙.
c.斜率除以纵轴截距的绝对值纵轴截距的倒数的绝对值
解析:(1)使用数字万用表测量电源的路端电压和滑动变阻器的电阻,另一只表笔应接在b点或c点;
(2)①由于数字万用表的电压挡内阻很大,而电源的内阻很小,可以用数字万用表直接测量电源的路端电压,这时路端电压约等于电源的电动势,将数字万用表的选择开关置于电压挡,断开S1,闭合S2,测出电动势为:E=X.
②首先测出滑动变阻器的电阻,再测电源的路端电压.因此将数字万用表选择开关置于欧姆挡,断开S2,闭合S1,测出滑动变阻器的阻值R=Y,再换成电压挡,同时闭合S1和S2,测出路端电压U=Z.
③X为电源的电动势.
④由闭合电路的欧姆定律得,,解得
b.如图26甲.
c.纵轴截距的倒数斜率除以纵轴的截距
法2:a.
b.如图26乙.
c.斜率除以纵轴截距的绝对值纵轴截距的倒数的绝对值
13.解析:(1)由牛顿第二定律得
对铁块:F-μ1mg=ma1①
对木板:μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2②
铁块相对木板运动的条件a1>a2③
由以上三式得F>6N
即F至少6 N才能使铁块相对木板运动
(2)设经过时间t铁块运动到木板的右端,由运动学公式得
由几何关系得x1-x2=L⑥
解得:t=1 s
(3)①当F≤μ2(m+M)g=2 N时,m、M相对静止且对地静止,由平衡条件的f2=F.
②设F=F1时,A、B恰保持相对静止,此时系统的加速度a=a2=2m/s2以系统为研究对象,根据牛顿第二定律有
解得:F1=6 N
所以,当2N
以M为研究对象,由牛顿第二定律有
f1-μ2(M+m)g=Ma⑧
解得:⑨
③当F>6N,A、B发生相对运动,f1=μ1mg=4 N
画出f1随拉力F大小变化的图象,如图28所示.
14.解:(1)从A到B的过程做匀加速运动,到达B点的速度为v1,由动能定理得:
28
小车刚进入轨道时对轨道的压力最大,由牛顿第二定律得:
解得:FN=15 N③
由牛顿第三定律得小车对轨道的最大压力为,方向竖直向下.
(2)小车恰能过圆周运动最高点的临界速度为v2,由牛顿第二定律得
设小车到达最高点的速度为v3,在此过程中机械能守恒
解得
因v3>v2故能做完整的圆周运动⑥
(3)小车到达C点的速度为v4,由动能定理得:
小车做平抛运动水平位移x=v4t⑧
方向与水平方向成α角
α=arctan0.625斜向下⑬
15.解:(1)在圆形磁场中做匀速圆周运动,由几何关系可以知道半径为r,洛仑兹力提供向心力得
(2)根据题意粒子恰好不能从O3射出的
条件为
导体棒PQ做匀速运动时,
解得
(3)导体棒匀速运动时,速度大小为vm,则UPQ=BLvm
代入②中得:
由能量守恒:
解得
16.(1)pB>p0>pA恒定解析:设瓶内药液的高度h1,则A处的压强为pA=p0-h1,设a管口处到气室B处的高度为h2,则B处的压强为PB=P0+h2,故有pB>p0>pA.设气室B处到针头处的高度为h3,则针头处的压强为P0+h2+h3,此处压强不变、输液软管内径也不变,故药液滴注的速度恒定.
(2)设封闭气体的压强为p,活塞受力平衡
由于气体温度不变,则内能变化△E=0.
根据能量守恒定律,可知:Q=(p0S+mg)h
17.解:(1)①波的传播方向:沿x正方向
②由图29甲知波长为λ=20 m,由图乙知周期为T=0.8 s
代入得
(2)①画出如图光路图
②设折射角为r,根据折射定律
解得r=60°
由几何知识得,△OPQ为直角三角形,所以两个光斑PQ之间的距离
L=PA+AQ=Rtan30°+Rtan60°
解得
18.(1)由电荷数守恒得92=56+36+q,解得q=0,所以X为中子;再由质量数守恒得235+1=141+92+α,解得α=3.故选项(D)正确.
一、与日常生活有关的问题
例1(重庆卷第1题)如图1所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有图1固定倾斜角θ.若此人所受重力为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为().
A.G B.Gsinθ
C.Gcosθ D.Gtanθ
解析本题以人躺在椅子上这一情境考查受力分析和平衡条件的应用. 以人为研究对象进行受力分析,他受到竖直向下的重力和椅子对他竖直向上的合力而处于静止状态.由人受力平衡可知:椅子各部分对他的作用力的合力大小与重力大小相等,故选项A正确.
例2(安徽卷第18题)由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28 m3/min,水离开喷口时的速度大小为163m/s,方向与水平面夹角为60°,在最高处正好到达着火位置,忽略空气阻力,则空中水柱的高度和水量分别是()(重力加速度g取10 m/s2)
A.28.8m1.12×10-2m3
B.28.8m0.672m3
C.38.4m1.29×10-2m3
D.38.4m0.776m3
解析本题利用消防背景考查斜抛运动相关规律的应用.水离开喷口时竖直分速度为v⊥=vsin60°=24 m/s,在竖直方向上升的高度H=v2⊥2g=28.8m,水离开喷口到达着火位置所用时间为t=v⊥g=2.4 s,空中水柱的水量为V=Qt=0.2860×0.24m3=1.12×10-2m3.正确选项:A
例3(全国大纲卷第21题)在学校运动场上50 m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器.两个扬声器连续发出波长为5 m的声波.一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10 m,在此过程中, 他听到扬声器声音由强变弱的次数为().
A.2B.4C.6D.8
解析本题以生活中广播的声音考查根据波的叠加规律,波程差为波长整数倍的点振动加强,波程差为半波长奇数倍的点振动减弱,因此,相邻的振动加强点(或振动减弱点)的波程差相差一个波长,向某一端点行进10 m时,该点距两个端点的波程差为(25+10)m-(25-10)m=20 m,为波长的4倍,这样听到由强变弱的次数总共为4次.选项B正确.
点评盛夏中人躺在椅子上乘凉,消防水带向外喷水,操场上两个喇叭声音的加强与减弱.这些都是生活中再平常不过的事情,但这其中就蕴含了许多物理基础知识.我们在平时的物理教学中就要引导学生多关注生活中的点点滴滴,多从物理的角度去思考生活中的问题,真正体现“从生活走向物理,从物理走向社会”这一理念.那么,学生在解决这一类问题就能如鱼得水,游刃有余.
二、与社会热点事件有关的问题
例4(全国新课标卷1第20题) 2012年6月18日,神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接.对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气,下面说法正确的是().
A.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加
C. 如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低
D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用
解析我国航天事业近年迅猛发展,“神舟”、“嫦娥”、“北斗”,几花齐放,以相关背景知识进行命题层出不穷.本题考查万有引力定律、卫星的运动、第一宇宙速度、机械能、失重等基础知识点,意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题,解决问题的能力.为实现对接,两者运行速度的大小都小于第一宇宙速度,选项A错误.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的机械能减小,天宫一号的轨道高度将缓慢降低,重力做功,动能可能会增加,选项BC正确.航天员在天宫一号中处于失重状态,但是航天员仍受地球引力作用,选项D错误.答案:BC
例5(新课标卷1第21题)2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功.图2图(a)中是利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图.飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止.某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t=0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置.其着舰到停止的速度一时间图线如图(b)所示.假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000 m.已知航母始终静止.重力加速度的大小为g,则().
A.从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10
B.在0.4 s~2.5 s时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化
C.在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 g
D.在0.4~0.5 s时间内.阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变
图2解析本题以我国“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功为背景考查相关运动学问题.设着舰时舰载机的速度为v,无阻拦索时舰载机加速度大小为a,所以a=v22x1=7022×1000=2.45 (m/s2),速度一时间图线面积表示位移,从着舰到停止飞机在甲板上滑行的距离x2=70×0.4-12×2.45×0.42+70-2.45×0.4+102×2.1+12×10×0.5=113.28 (m),A选项正确; 0.4 s~2.5 s时间内舰载机做匀减速直线运动,阻拦索的张力的合力一定,阻拉索之间的夹角变小,阻拉索的张力变小,B选项错误;0.4 s~2.5 s时间内飞行员所承受的加速度大小a=70-2.45×0.4-102.1m/s2=28.1m/s2,C选项正确;0.4 s~2.5 s时间内,由P=Fv知,阻拦索对飞机做功的功率减小,D错误.答案:AC
例6(四川卷第9题)近来,我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为.每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起,死亡上千人.只有科学设置交通管制,人人遵守交通规则,才能保证行人的生命安全.
如图3所示,停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23 m.质量8 t、车长7 m的卡车以54 km/h的速度向北匀速行驶,当车前端刚驶过停车线AB,该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯.
图3(1)若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路,卡车司机发现行人,立即制动,卡车受到的阻力为3×104N.求卡车的制动距离;(2)若人人遵守交通规则,该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD.为确保行人安全,D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯?
nlc202309051237
解析“中国式过马路”在过去的一年引起持续的热议,以此为背景命题也不足为怪了.已知卡车质量m=8t=8×103kg、初速度v0=54 km/h=15 m/s.
(1)从制动到停车阻力对卡车所做的功为W,由动能定理有:W=-12mv20 ①
已知卡车所受阻力f=-3×104N,设卡车的制动距离为s1,有W=fs1 ②
联立①②式,代入数据解得s1=30 m③
(2)已知车长l=7 m,AB与CD的距离为s0=23 m.设卡车驶过的距离为s2,D处人行横道信号灯至少需经过时间Δt后变灯,有
s2=s0+l ④
s2=v0Δt ⑤
联立④⑤式,代入数据解得Δt=2s ⑥
图4例7(浙江卷第19题)如图4所示,总质量为460 kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,当热气球上升到180 m时,以5 m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10 m/s2.关于热气球,下列说法正确的是().
A.所受浮力大小为4830 N
B.加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/s
D.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N
解析2013年2月26日埃及热气球爆炸致19名游客遇难,其中包括9名香港同胞.本题便以此为背景考查了动力学相关知识.对初始状态F浮-mg=ma,则所受浮力大小为4830 N,A对;上升过程空气阻力不断增大气球的加速度逐渐减小,B错;由于气球初始阶段为变加速运动无法确定开始上升10 s后的速度大小,C错;以5 m/s匀速上升时F浮-mg=F阻,F阻=230 N,D对.答案:AD
点评“神九”与“天宫一号”交会对接; “歼15”在我国首艘航母“辽宁号”上着舰成功; “中国式过马路”;埃及热气球事件……去年高考以后发生的这一系列事件都曾在一段时间内引起全国乃至全世界的关注与热议,这些事件中的物理问题肯定也会被命题者充分运用起来.不难预见,对于刚刚在“神十”上进行的太空授课相关的问题将频频出现在各地的训练题甚至高考试题中.还有哪些事件,我们要随时关注并合理利用.
三、与体育、游乐设施有关的问题
例8(天津卷第 2题)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000 m接力三连冠.观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则().
A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D.甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功
解析本题主要考察能量(做功正负判断)、动量(动量定理、动量守恒)相关知识.设甲乙两运动员的质量分别为m甲、m乙,追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是v甲,v乙, 根据题意整个交接棒过程可以分为两部分: ①完全非弹性碰撞过程→“交棒”;m甲v甲+m乙v乙=(m甲+m乙)v共.②向前推出(人船模型)→“接棒” (m甲+m乙)v共=m甲v甲′+m乙v乙′.由上面两个方程联立可以解得:m甲Δv甲=m乙Δv乙,即B选项正确.经历了中间的完全非弹性碰撞过程 会有能量损失,C、D选项错误.答案:B
图5例9(江苏卷第2题)如图5所示,“旋转秋千”装置中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上. 不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是().
A.A的速度比B的大
B.A与B的向心加速度大小相等
C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等
D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小
解析本题以游乐场常见的当“旋转秋千”为背景考查与匀速圆周运动相关知识.旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,二者的角速度ω相等,由v=ωr可知,A的速度比B的小,选项A错误.由a=ω2r可知,选项B错误,由于二者加速度不相等,悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角不相等,选项C错误.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小,选项D正确.答案:D
点评从最常见的田径、球类项目,再到近年新增的各种运动项目,每一种运动项目都包含了丰富的物理知识,因此,每年的高考题中都会出现一些与体育运动有关的试题,特别是在当年有重大体育事件的时候(比如2008年北京奥运会).日益普及的大型游乐场所,里面的游乐设施也是物理命题的一个很好的资料来源,平时要引导学生在玩的过程中思考其相关物理问题.
四、与技术应用有关的问题
例10(广东卷第15题)喷墨打印机的简化模型如图6所示,重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,则微滴图6在极板间电场中().
A.向负极板偏转
B.电势能逐渐增大
C.运动轨迹是抛物线
D.运动轨迹与带电量无关
解析本题以喷墨打印机为背景考查带电粒子在电场中的运动.微滴带负电,所受电场力方向指向带正电荷的极板,故A错; 在电场力方向做初速为零的匀加速直线运动,故粒子动能增加,电场力做正功,电势能减小,B错; 不计重力的带负电微滴初速和恒定电场力垂直故轨迹为抛物线,C对; 由F=maF=EqU=Ed得:a=Uqmd可知粒子加速度和电量有关,加速度直接影响电场力方向上的加速运动,也会影响轨迹的,D错.答案:C
例11(浙江卷第15题)磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈,当以速度v0刷卡时,在线圈中产生感应电动势.其E-t关系如图7所示.如果只将刷卡速度改为v0/2,线圈中的E-t图关系可能是().
图7解析本题以刷卡机为背景考查电磁感应相关知识.如果只将刷卡速度改为v0/2,产生的感应电动势减小为原来的1/2,刷卡时间增大为原来的2倍,线圈中的E-t关系可能是D.
答案:D
点评物理的发展影响着科技的进步,同时物理作为一门实验学科,要求学生要了解一些简单设备的工作原理.喷墨打印机、pos机,看到这些仪器设备,学生是否有了解其简单工作原理的兴趣呢?在平时的实验教学中可以多引导学生看实验仪器的说明书,而不要自己急着把一个仪器的工作原理全部教给学生.这样,在生活中学生接触一些比较简单仪器设备时就会下意识地去思考其工作原理,进而想办法获取相关的物理知识.
从上面选取一部分高考STS试题来看,这其中的很多素材都是我们平时所关注或天天打交道的.教师在教学或备考过程中可以进行一些相应的针对训练:比如培养学生的读题能力,筛选信息的能力,物理建模的能力,甚至可以拿出一个情境让学生结合所学知识自己来命制题目.训练到位的话,学生对一些题会觉得只是“新瓶装旧酒”,解决起问题来也就轻松多了.(收稿日期:2014-01-01)
2011高考已落帷幕。物理试卷整体难度适中,题型相对稳定,局部略有创新。
对于走出考场的同学,祝其金榜题名、前程似锦。而后续同学,则该充分重视本试卷价值,将其作为学习指导。以下将就试卷的部分内容,进行分析点评,望对大家有所启示。为尽力顾及所有同学,本文选择力学作为切入点,试卷分析之后,给出学习建议。
一、力学知识骨干
力学部分知识骨干可总结为如下四句话:“三个定律七种力,两个守恒两定理,三种运动要牢记,天体振动是实例”。其中:
“三个定律七种力”--牛顿三定律与受力分析中可能会出现的七种力(重力、弹簧弹力、轻绳张力、轻杆弹力、接触面弹力、滑动摩擦力、静摩擦力)。各年级同学都需熟练掌握七种力的性质、力的矢量计算,并对牛顿三定律活学活用。
“两个守恒两定理”--机械能守恒、动量守恒;动能定理、动量定理。此部分对应机械能部分与冲量动量部分。历来是高考大题,综合体的重要考点。
“三种运动要牢记”--匀变速直线运动,平抛运动,匀速圆周运动是高中学习的三种重要运动形式。相关公式必须牢记,且会应用。
“天体振动是实例”--天体问题和振动与波是运动与力的结合问题,与现实生活关系紧密。此部分知识点琐碎,容易产生混乱感。要求各年级同学在理解的基础上,记忆相关结论。
二、2011高考物理试题分析--力学部分
选择题涉及三道力学题目,分别为天体问题,机械波,牛顿第二定律。该考点知识源自于“天体振动是实例”与“三个定律七种力”。其中
1、天体问题知识源自于“天体振动是实例”,物理情境取自“同步卫星”。对于同步卫星的周期、轨道半径等相关信息,在复习过程中应为重点内容,故此题难度不大。
2、机械波问题知识源自于“天体振动是实例”,该题考察了关于机械波的基本概念。在第一轮复习中即应该解决。此题难度不大。
3、牛顿第二定律知识源自于“三个定律七种力”,物理情境选择了与电学相结合的“力学传感器”。但在应用的外壳下,考察知识较简单,为“超重问题”。难度不大。总结看来,选择题中涉及力学的三道题目,属于基础问题,难度不大。
实验考察动量守恒,该考点知识源自于“两个守恒两定理”,物理情景出自“碰撞问题”。该考点始终是实验部分的重点内容,在复习过程中对于实验条件,以长度代替速度等处理手段应该有所侧重。
第一道计算题考察了机械能守恒与圆周运动中的向心力。该考点知识源自于“两个守恒两定理”以及“三种运动要牢记”,物理情景出自“竖直圆”。该考点始终是力学大题的重点内容,在复习过程中对于竖直圆“整个过程用能量,某点分析用向心力”的处理手段必须熟稔于心。
三、各年级同学如何备战高考
1、新高一:宏观把握骨干,明确学习目标
力学是大家进入高中要学习的第一部分内容,也是后续电磁学的基础。因此新高一同学必须充分重视。
此部分的预习建议:以上面四句话作为知识骨干,不断填充具体内容,完善自己的知识体系。在学习过程中明确知道自己在学哪部分,没学哪部分,要学哪部分。细节学习之前先宏观把握整体。
2、新高二:回顾所学知识,填充知识框架
高二即将进入电磁学的学习。然而电磁学部分,依旧涉及大量力学知识,如:电磁场中的受力分析,电磁场中带电粒子的运动,电磁场中的能量转化,等等。因此必须将力学知识打牢基础。
此部分学习建议:按照上面四句话,将已学过的知识进行填充、总结。例如,总结各力性质时,对于弹簧弹力,除求解大小、判定方向外,还有两点重要性质:①、弹簧弹力变化的延迟性;②、轻质弹簧两端弹力大小相等,方向相反。再如,对于伸直的轻绳,有两点重要性质:①、同一根轻绳内部,拉力大小处处相等;②、轻绳两端所连物体,沿绳方向的速度、加速度大小相等。对于每个大标题下诸如此类的知识点总结,大家必须熟练掌握。
3、新高三:归纳个性知识,总结物理情境
高三,拼搏的一年。拼的不仅仅是知识,还是方法。不仅仅是解题方法,还是学习方法。
随着二十一世纪的来临,兰州高原夏菜产业发展进入快车道,现已种植近80万亩,总产量180万吨,外销量80万吨。蔬菜产业已成为农民增收的主要渠道之一,蔬菜产业产值占种植业产值的二分之一以上,蔬菜收入占农民人均收入的近三分之一。然而随着净菜上市、蔬菜商品化处理的不断增加,蔬菜收获后的剩余物和净菜加工、商品化处理产生的叶、根等数量也在急剧攀升。有调查显示,每卖出一斤精菜,就会产生一斤“尾菜”,以榆中县为例,每年销售6.7亿公斤蔬菜计算,每年产生的尾菜达60万吨,相当于一个中型城市一年的生活垃圾。90%的尾菜和包装垃圾将被运往附近的一个垃圾处理场。2010年兰州市蔬菜剩余物为70—80万吨。这些剩余物因缺乏经济适用的处理技术,利用转化率低、无公害处理不到位,以致大量堆积于田间地头、乡村道路旁、沟渠内,腐烂变质,占用土地、污染环境,成为“一大公害”,给无公害、绿色蔬菜生产基地的安全造成了威胁。如此庞大数量的“尾菜”出路在哪里?究竟该如何摆脱纠结缠绕的“尾菜”之困?
请有选择的使用近年来兰州市“尾菜”处理有关的统计数据,就当前如何解决兰州高原夏菜的“尾菜”之困回答如下问题:
(1)建立数学模型寻找造成的兰州高原夏菜的“尾菜”之困主要因素或指标。
(2)在问题(1)的主要因素下,建立生产、销售、存贮等环节的数学模型,并根据此模型说明怎么处理以上各环节才能使经济效益最大?
(3)从经济效益和环境保护角度出发,建立如何发展基于循环经济的高原夏菜产业的数学模型。
(4)根据所建立的数学模型和结果,对如何解决兰州高原夏菜的“尾菜”之困提出你们的合理化建议。
B题:赛车轮胎的设计
赛车运动,始于汽车工业早期,主要是一种观赏性运动。一项大型汽车赛事可吸引成千上万的观众,其迷人之处不仅仅限于比赛本身,更在于比赛的丰富多彩——发动机的轰鸣、狂欢节的气氛以及千奇百怪的赛车等等。赛车有职业和业余之分。这项运动对汽车的发展做
出了重要的贡献。后视镜、四轮刹车、扭转悬置、燃油喷射、安全带以及其它设备的重要价值,最初都是在赛车运动中展示的。
最初的赛车轮胎使用光头胎,当赛道表面是干燥的时候,光头胎能创造最好的抓地力,因为光头胎的接地面积大,因此抓地力极强,赛车在弯道的速度极高。轮胎的尺寸、轮胎和地面的接触面大小以及材质决定了轮胎的性能。轮胎和地面的接触面的长宽之比称为轮胎的截面比。通常截面比越小的轮胎抓地力越大,这意味着赛车轮胎尺寸要尽可能的大,同时宽度尽可能宽。然而,尺寸越大的轮胎,阻力也越大,这就需要计算合理的平衡点。
由于高中物理知识点多,难度大,导致很多人对物理产生了恐惧心理,很多同学到了高二学到电学的时候,往往就什么都听不懂了。以下是常考的三大典型物理试题解析,希望对考生有帮助。
其实,单就高考来说,物理能不能在短时间内提高成绩,关键是对高考考点的把握。现在北京的高中教材一共有6本书,但是考试只有13道题,而且考察的知识点相对固定,考试的模式也几乎没有改变。因此,如果能够精确把握考点和考试方法,往往可以事半功倍。迅速达到高考的要求。
从近两年的物理来看,尽管2010年的高考是课改后的第一届,但是考试考察的内容和方式基本上于2009年保持不变。总共120分的试卷,选择共八道题,占据了48分,实验两道题占18分,计算三道题共54分。下面我们分析一下主要的考点。
选择题
选择题中,纯粹考察基础知识的题目有大概5道,从以下章节中抽取:相对论、光学、原子物理、万有引力与航天、机械振动与机械波、交变电流。这些考题的特点是:知识点相对独立,没有综合应用,题型简单、易掌握。因此我们在复习的时候只需要把这些知识点吃透就没问题了。而搞定这些知识点最好的办法,除了老师的讲解,就是做题,做历年北京市的高考原题、所有期中、期末的考试题,以及所以有区的模拟题,每章最多50道。把这些题弄明白了,考试没有理由在这些提、题上丢分。30分到手,轻而易举。
余下的三道选择题中,有两道会涉及到力学和电学的主干知识,需要较强的综合应用能力,比如机械能守恒定律、电磁感应等等。这些问题需要较强的基础知识,如果后面的大题能解,那么这两道题根本就是小菜一碟。
最后一道选择题有很强的综合性,可能是考察一种解决问题的方法,比如2010年的,就是考察用图象法表示物理公式。而2008、2009两年考察的是推测的能力。可以说这道题完全是能力的体现,考的是智力和应变能力,知识点倒是次要的。
综上所述,一个成绩中等偏下的学生,在经过一个月的特训以后,选择题达到做对6道的水平是非常轻松的。实验题
再看实验题。实验题会考两道,基本上一道电学一道力学,力学实验共有八个、电学实验七个。并且上一年考过的实验,接下来的几年肯定不会再考。因此只剩下十个左右的实验。每个实验有三到五个固定的考点,也就是无论怎样出题,都离不开这几个知识点。对于实验的复习,其实只有一个字,那就是背。背完了把各城区的期中、期末考试、模拟考试上面的题研究明白。16分以上,稳稳收入囊中。至于花费的时间,一个月最多了。
好了,现在你还没做大题,分数大约是五十多分。你答卷所花费是30分钟左右的时间。用于复习的时间是两个月,每天拿出90分钟足矣,还是挺值的哦。
计算题
计算题,就是我们整天学的那些东西吧,什么牛顿定律、曲线运动、动能定理、动量守恒、电场力做功、磁场中的曲线运动、电磁感应之类的。这三道题中,第一道是白送的,如果你平时听讲,有一定基础,那么肯定没问题。16分等于白捡。
第二道,肯定是应用题,考察的内容包括电磁感应、复合场、机械做功、能源等等。说实话,这道题要想完全做对十分的不简单。但是,它一般会分为三个小问,第一个问几乎还是白给的,那你还客气啥?把题大概读一遍就往上写吧,一般一步就出来了。当然,你还是要对这道题考察的模型有一定的了解的。这就取决于你平时的功夫了,没别的。如果你是速成型的,那最好放弃后面的两问。理综试卷题量太大,没有太多思考的时间。如果你平时的基础较好,可以专门找些综合性强的题目做些专项的练习,一般在各种参考书上都会找到相应的模型。总的来说,这道题再难你至少也得拿下10分吧。
第三道,现在的命题者是越来越倾向于给你一道探究型的问题。一般会是纯力学或者纯电学,考察的是你对基本知识和基本方法的掌握。期中会设有两到三个问题,第一个问题还是最基本的模型,只要你有基础是一定能做出来的。后面的问就量力而为吧。除非你基础特别好,或者已经做完其他两科并检查过一遍然后没有什么事情做,那么恭喜你,你可以冲击一下北京市理综最高分了。不多说,这道题8分是一定要拿到的。
好吧,算算你这时的最低成绩:85分左右,满分120。对于仅仅是中等偏下基础的你来说,是很容易得到的。算算你的花费:五个月的时间,每天拿出一个半小时学物理,多么?
当然,你可能基础要好一些。那么,请在清理完基础知识以后,拿出更多的时间去研究各种模型,做各种综合题吧,因为在最后的考试中,你总会发现,其实那些题你都做过。
第Ⅰ卷 (选择题共48分)
一、选择题:
本大题共8小题, 每小题6分, 共48分.在每小题给出的四个选项中, 有的只有一个选项正确, 有的有多个选项正确, 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.如右图所示, 开始时A、B间的细绳呈水平状态, 现由计算机控制物体A的运动, 使其恰好以速度v沿竖直杆匀速下滑, 经轻绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动, 设与物体A相连的绳与水平方向的夹角为θ, 则下列v-θ图象中, 最接近物体B的运动情况的是 ()
2.如右图所示的两个平行板电容器水平放置, A板用导线与M板相连, B板和N板都接地.让A板带电后, 在两个电容器间分别有P、Q两个带电油滴都处于静止状态.A、B间电容为C1, 电压为U1, 带电量为Q1, M、N间电容为C2, 电压为U2, 带电量为Q2, 若将B板稍向下移, 下列说法正确的是 ()
A.C1减小, C2增大
B.U1减小, U2增大
C.Q1减小, Q2增大
D.P向下运动, Q向上运动
3.如右图所示, 一束电子以不同的速率沿图示方向飞入横截面是正方形的匀强磁场, 则电子 ()
A.速率越大, 在磁场中运动时间越长
B.在磁场中运动时间越长, 其轨迹弧线越长
C.在磁场中运动的轨迹线所对应的圆心角最大是π
D.在磁场中运动时间相同, 其轨迹线一定重合
4.为了探测X星球, 载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心, 半径为r1的圆轨道上运动, 周期为T1, 总质量为m1, 随后登陆舱脱离飞船, 变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动, 此时登陆舱的质量为m2, 则 ()
5.在倾角为30°的光滑固定斜面上, 两根轻绳绕过定滑轮接在小车上, 两端分别悬挂质量为2 m和m的物块A、B.当小车静止时, 两绳分别平行、垂直于斜面, 如上图所示.不计滑轮摩擦, 现将A、B位置互换, 当小车再静止时, 下列说法正确的是 ()
A.小车的质量为
B.两绳上拉力的合力不变
C.原来垂直于斜面的绳子现处于竖直方向
D.斜面对小车的支持力减小为原来的一半
6.如右图所示, 光滑水平面上放置质量分别为m、2 m和3 m的三个木块, 其中质量为2 m和3 m的木块间用一不可伸长的轻绳相连, 轻绳能承受的最大拉力为T, 现用水平拉力F拉其中一个质量为3 m的木块, 使三个木块以同一加速度运动, 则以下说法正确的是 ()
A.质量为2 m的木块受到四个力的作用
B.当F逐渐增大到T时, 轻绳刚好被拉断
C.当F逐渐增大到1.5T时, 轻绳还不会被拉断
D.轻绳刚要被拉断时, 质量为m和2 m的木块间的摩擦力为T/3
7.如右图所示, 带电质点p1固定一点不动, 水平方向上距p1一定距离有另一个带电质点p2, p2可自由运动, 某一时刻质点p2的速度沿垂直于p1p2的连线方向, 则 ()
A.若p1、p2带同种电荷, 以后p2一定做速度变大的曲线运动
B.若p1、p2带同种电荷, 以后p2一定做加速度变大的曲线运动
C.若p1、p2带异种电荷, 以后p2的速度大小和加速度大小可能都不变
D.若p1、p2带异种电荷, 以后p2可能做加速度、速度都变小的曲线运动
8.如右图所示, 水平向右的匀强电场中, 某倾角为θ=37°的绝缘斜面固定于水平面上, 顶端静置一质量为m=2kg的物块, 带正电, 电量为q=10-6 C.若物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2, 电场强度为E=5×106 V/m, 且物块能自由下滑到斜面底端.斜面高度为h=1m, g=10m/s2.针对该过程, 下列说法中正确的是 ()
A.物块动能增加了10J
B.物块电势能减少了6.67J
C.物块与斜面摩擦产生的内能为
D.物块的机械能减少了13J
第Ⅱ卷 (非选择题共62分)
二、非选择题:
包括必考题和选考题两部分.第
9题至第12题为必考题, 每个试题考生都必须作答;第13题至第15题为选考题, 考生根据要求作答.
(一) 必考题 (共47分)
9. (4分) (1) 图甲是探究加速度与力、质量关系的实验示意图.根据某次实验记录的数据, 做出a-F图线如图乙所示, 图线不经过原点的原因是.
(2) 几位同学分析所得到的a-F图线不是一条直线的原因后, 重新设计了一个实验如图丙所示, 滑块M放在气垫导轨上, 并在滑块上固定一个速度传感器, 力传感器固定在另一水平台子上, 分别与两台电脑相连, 气垫导轨连上气泵并调成水平.多次改变钩码m的质量, 由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值.则下列说法中正确的是 ()
A.由于空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦力很小, 可以得出a∝F的结论, 图线是倾斜的直线
B.力传感器测得的力F=mg/2, 在实验时应确保钩码的质量要远小于滑块的质量M
C.除空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦力之外, 动滑轮C的质量是实验最大的误差来源
D.实验中测出的加速度a的值不可能大于重力加速度g
1 0. (11分) 某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx, 现备有下列器材:
A.电流表 (量程100μA, 内阻约为2kΩ) ;
B.电流表 (量程500μA, 内阻约为300Ω) ;
C.电压表 (量程15V, 内阻约为100kΩ) ;
D.电压表 (量程50V, 内阻约为500kΩ) ;
E.直流电源 (20V, 允许最大电流1A) ;
F.滑动变阻器 (最大阻值1kΩ, 额定功率1W) ;
G.电键和导线若干.
电流表应选___________________________, 电压表应选_________________________. (填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了如上图所示的电路, 为保证实验顺利进行, 并使测量误差尽量减小, 实验前请你检查该电路, 指出电路在接线上存在的问题或不妥之处:
(1) ___________________________________;
(2) __________________________________.
1 1. (13分) 如右图所示, 在厚铅板A表面中心放置一很小的放射源, 可向各个方向放射出速率为v0的α粒子 (质量为m、电荷量为q) , 在金属网B与A板间加有竖直向上的匀强电场, 场强为E, A与B间距为d, B网上方有一很大的荧光屏M, M与B间距为L.当有α粒子打在荧光屏上时就能使荧光屏产生一闪光点, 整个装置放在真空中, 不计重力的影响.试分析:
(1) 打在荧光屏上的α粒子具有的动能有多大?
(2) 荧光屏上闪光点的范围有多大?
(3) 在实际应用中, 往往是放射源射出的α粒子的速率未知.请设计一个方案, 用本装置来测定α粒子的速率.
1 2. (19分) 如下图所示, 木板B静止在光滑水平面上.某时刻, 大小可忽略的物体A以v0=4m/s的初速度滑上木板B的上表面.已知A的质量m1=1kg, B的质量m2=0.5kg, A与B之间的动摩擦因数μ=0.2, 取g=10m/s2.
(1) 若木板B长l=1m, 为使A不至于从B的右端滑落, 在A滑上B的同时, 给B施加一个水平向右的拉力F, 试求拉力F的最小值为多少?
(2) 木板B的长度存在某个值l0, 若板长小于此值时, 无论F为多少, A最终都会滑离B, 试求l0为多少?
(二) 选考题 (15分.请考生从给出的3道题中任选一题作答.如果多做, 则按所做的第一题计分.)
1 3.【物理———选修3-3】
(1) (5分) 空气压缩机在一次压缩过程中, 活塞对汽缸中的空气做功2.5×105J, 同时汽缸向外散热0.8×105J.在此压缩过程中, 汽缸中的空气的内能变化量为__________________________________.
(2) (10分) 在压强不太大, 温度不太低的情况下, 气体分子本身的大小比分子间的距离小很多, 因而在理想气体模型中通常忽略分子的大小.已知液氮的密度ρ=810kg·m-3, 氮气的摩尔质量Mmol=2.8×10-2kg·mol-1.假设液氮可看做由立方体分子堆积而成, 根据所给数据对标准状态下的氮气做出估算, 说明上述结论的合理性.
1 4.【物理———选修3-4】
(1) (5分) 一质点沿直线做简谐振动, 相继通过距离为16cm的两点A和B, 历时1s, 并且在A、B两点处具有相同的速率, 再经过1s, 质点第二次通过B点, 该质点运动的周期为________________________________, 振幅为____________________________.
(2) (10分) 如右图所示, 半圆形玻璃砖的半径为R, 一细束白光从Q点垂直于直径MN的方向射入半圆形玻璃砖, 从玻璃砖的圆弧面射出后, 打到光屏P上, 得到由红到紫的彩色光带.已知QM=.如果保持入射光线和屏的位置不变, 只使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动, 移动的距离小于, 则在半圆形玻璃砖向________________ (填“上”或“下”) 移动的过程中, 屏上________________光 (填“红”或“紫”) 最先消失.
1 5.【物理———选修3-5】
(1) (5分) 根据玻尔原子理论, 当某个氢原子吸收一个光子后, 氢原子所在的能级______________________ (填“升高”、“不变”或“降低”) ;氢原子的电势能____________________ (填“减小”、“不变”或“增大”) ;电子绕核运动的半径______________ (填“减小”、“不变”或“增大”) ;电子绕核运动的动能______________________ (填“减小”、“不变”或“增大”) .
(2) (10分) 竖直墙面和水平地面均光滑, 质量分别为mA=m, mB=3 m的A、B两物体如右图所示放置, 其中A紧靠墙壁, A、B之间有质量不计的轻弹簧相连, 现对B物体缓慢施加一个向左的力, 该力做功W, 使AB间弹簧被压缩但系统静止, 后突然撤去向左推力解除压缩, 求:A、B都运动后, A、B两物的最小速度各多大?
参考答案
1.A【解析】根据速度沿绳以及垂直于绳的分解可知vB=vsinθ, 即物体B的v-θ图象应该是类似于正弦函数的.即可得到正确答案为A.
2.CD【解析】两电容器并联, 电压相等.由公式可知A错;当B板下移时, 假设各板电量还未来得及改变 (控制变量法) , 可由知U1增大而U2不变, 即有U1>U2, 电容AB会向电容MN充电, 选项C正确;随着MN充电完毕, 板间电压U2增大, 场强增大, 电场力也增大, Q向上运动;而对于AB间, 因为放电, 且知Q1减小则其电场力减小, P向下运动;稳定时, 又有U1=U2, 即最终电压都增大了, 选项B错.
3.C【解析】由公式可知, 周期与电子速率无关;而运动时间, 即圆心角越大时间越长, 而并非是由弧线长度来决定的, 即选项B错;如速度太大, 反而会使圆心角小于π (半圆) , 时间也会变短, 所以选项A错;另外, 根据“动态圆”的相关模型, 直接由题意分析可知, 选项C正确, 而选项D错误.
4.D【解析】由万有引力定律和向心力公式得, 整理可知, 即选项A错;又由黄金代换公式得, 且r1≠R, 可知选项B错;再由得通式, 即可知选项C错;再由开普勒第三定律, 整理即知选项D正确.
5.C【解析】以小车为研究对象, 沿斜面和垂直于斜面方向正交分解其受力, 可知其在沿斜面的方向上有Mgsin30°=2 mg, 即得小车质量M=4 m, 选项A错;当A、B互换后, 通过计算可知, 小车位置已经变化, 且此时与A相连的绳刚好处于竖直状态, 选项C正确 (由于相关计算较繁, 也可先假设选项C正确, 然后通过正交分解证明其正确性即可) ;再对比两种情况下的拉力大小和方向, 可知选项B错;通过两次的正交分解, 对此前的支持力有Mgcos30°=N1+mg, 此后的为Mgcos30°=N2+2 mgcos30°, 即得N1= (-1) mg, 而N2= mg, 所以选项D错.
6.CD【解析】由受力分析可知, 质量为2 m的木块受到五个力的作用 (m与2 m之间的静摩擦力是容易被遗漏的) , 即选项A错;由牛顿第二定律可知, 轻绳所受拉力为T拉=3 m·, 即当F增大到T时, 绳子不会断, 选项B错, 而选项C正确;再以m以及m与2 m所形成的整体为研究对象, 由牛顿第二定律知, 选项D正确.
7.ACD【解析】若p1、p2带同种电荷, 斥力做正功, 且斥力与速度方向不在一条直线, p2做速度增大的曲线运动, 选项A正确;在运动过程中, 距离增大, 斥力变小, 加速度变小, 选项B错误;若p1、p2带异种电荷, 两个电荷之间的引力提供向心力, p2做匀速圆周运动, 选项C正确;两个电荷之间的引力不足以提供向心力, p2做离心运动, 选项D正确.故选ACD.
8.CD【解析】A.由动能定理可知, 物块的动能改变量
B.研究电势能的改变时, 只看电场力做功.此过程中, 电场力做功为
为负功, 电势能增加6.67J.
C.摩擦产生的内能与一对滑动摩擦力做功之和相对应.即
D.物块机械能的改变量, 应等于除了重力之外的其他力做功之和, 实为机械能守恒定律的推论.即
9. (1) 平衡摩擦力时木板倾角太大; (2) A.
10.B;C.
(1) 电流表应采用内接的方法;
(2) 滑动变阻器应采用分压器方式的接法.
11.【解析】 (1) 由动能定理, 得
(2) α粒子初速度与电场方向垂直时, 做类平抛运动, 沿场强方向
得到达B板的时间, 粒子具有沿场强方向的速度
从B板到M板所用时间为
粒子运动总时间
荧光屏上闪光范围是个圆, 其半径为
(3) 测出荧光屏上闪光范围的半径
或将AB间电场反向, 调节电场强度, 当荧光屏上闪光消失时, α粒子初动能完全用来克服电场力做功,
12.【解析】 (1) 由题意知, 若F越大, 则物体A越不容易从右端滑落.即当A滑到木板的右端边缘, 且刚好与B达共同速度, 此时所用力F为最小值.列方程时注意利用题中的相等量, 比如两物的运动时间t和共同的末速度v.
对物体A:
对木板B:
联立以上各式, 得
代人数据得F=1N.
(2) 分析可知, 若F越大, 木板即可越短, 但F太大时, 物体A可能从木板左端滑落, 因此, F存在最大值, 即木板长度存在最小值.先找到F的最大值, 就能得出木板长度的最小值.当F较大时, 物体A有最大加速度.
对物体A:
此时F达最大, 对整体来说
再利用第 (1) 问的结论
整理可知
令F=3N, 代人 (10) 式可知l0=m.
13. (1) 【解析】由热力学第一定律有
ΔU=W+Q
据题意可知
所以得
(2) 【解析】液氮的摩尔体积
液氮分子可以看做氮气分子, 则1个氮气分子自身的体积
故l0l, 则气体分子本身的大小比分子间的距离小很多.
14. (1) 【解析】如右图所示, 物体在CD之间做简谐运动, 根据对称性可知从O到B的时间为0.5s, 从B到D的时间也为0.5s, 所以周期为4s;假设经过O点为计时起点, 简谐运动方程为x=Asinωt=Asint, 当t=0.5s时, 物体运动到B点, 位移x=8cm, 代入公式可得
(2) 【解析】当半圆形玻璃砖向上移动的过程中, 入射角减小, 不会发生全反射现象, 所以屏上光线不会消失;半圆形玻璃砖向下移动的过程中, 入射角增大, 最先消失的是临界角小的, 即紫光.
15. (1) 【解析】根据玻尔原子理论, 当某个氢原子吸收光子后, 氢原子的能级升高, 半径变大;电子与原子核间的距离变大, 库仑力做负功, 电势能增大;电子围绕原子核做圆周运动, 库仑力提供向心力, 有, 半径增大, 动能减小.
(2) 【解析】当弹簧恢复原长后, 物体A的速度为最小值vA0, 有vA0=0.物体A离开墙壁后, 弹簧伸长, A速度逐渐增大, 物体B的速度逐渐减小.当弹簧恢复原长时, 物体A达到最大速度vA, 物块B的速度减小到最小值vB, 在此过程中系统的动量守恒、机械能守恒.
对于物体B, 有
对于整个系统, 有
化简得
得, 故A的最小速度为0, B的最小速度为.
一、考查将实际问题抽象为物理问题的能力
(2005年理综I卷第23题)原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程(视为匀加速),加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。离地后重心继续上升,在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。现有下列数据:人原地上跳的“加速距离”d1=0.50 m,“竖直高度”h1=1.0 m;跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.00080m,“竖直高度”h2=0.10 m。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距离”仍为0.50 m.则人上跳的“竖直高度”是多少?
解析解答此题要将体育运动情境抽象为物理问题,建立起物理模型。第一步,认为人体重心所在位置即质点所在位置,将人体复杂的运动抽象为质点的运动。第二步,将人的原地起跳运动抽象为两段物理过程:从人发力蹬地到脚离开地面,重心匀加速上升了d1;脚离开地面后,人体做竖直上抛运动。
解析示意图如图1所示。用α表示跳蚤起跳的加速度,u1表示跳蚤离地时的速度,对跳蚤加速过程,有u1=2ad2,对跳蚤竖直上升过程,有u21=2gh2。
若人具有与跳蚤相同的加速度α,用u2表示在这种假想下离开地面时的速度,用H表示与此相对应的高度。
对人加速过程,有u22=2ad1,
对人竖直上抛过程,有u2=2gH。
由以上各式可得:H=d1/d2h2。
代入数据得:H=62.5 m。
二、考查运用物理概念、规律,分析实际问题的能力
(2006年理综I卷第20题)一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经△t时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为u。在此过程中,()。
A.地面对他的冲量为my+mg△t,地面对他做的功为1/2mv2
B.地面对他的冲量为my+mgAt.地面对他做的功为零
C.地面对他的冲量为my.地面对他做的功为1/2mv2
D.地面对他的冲量为mv-mg△t.地面对他做的功为零
解析解答此题要将相应的物理概念、物理规律与体育运动情境对应起来。第一,地面对人的支持力F,运动员从下蹲状态到刚要起跳过程中,F作用点没有发生位移,故F没有做功;地面没有可供做功的能量,F也不能做功。人的重心升高势能增加,人获得起跳速度u,动能增加,是人内力做功,消耗了人体的生物能。第二,运动员从下蹲状态到刚要起跳过程中,地面对人的支持力对人有冲量,重力有冲量,人的内力不改变人体的动量,由动量定理可知:IF-mg△t=mu,得IF=my+mg△t。由以上分析可知选项B正确。
三、考查在实际问题中对物理过程的分析能力
(2007年理综I卷第23题)甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程:乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的时机,需要在接力区前适当的位置标记。在某次练习中,甲在接力区前S0=13.5m处作了标记,并以u=9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒。已知接力区的长度为L=20m。求:
(1)此次练习中乙在接棒前的加速度α。
(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。
分析此題以接力赛中交接棒为题材,是同学们十分熟悉的比赛场景,试题描述了两种运动:一是运动员甲的一段匀速直线运动位移sφ;二是运动员乙在接力区内的匀加速直线运动位移s乙,甲、乙两人运动关系是匀速追匀加速,并恰好在乙的速度达到与甲速度相同时被甲追上。设在甲发出口令后到甲、乙达到共同速度u这一段运动的时间为t。这一过程的示意图如图2所示。
根据题意画出实际问题的物理过程示意图,对照示意图找到物理量之问的联系,问题即可迎刃而解。
解在t时间内,对乙研究可知:t=u/a,s乙=1/2at2。
对甲研究可知:sφ=vt。
由示意图可知:sφ=s0+s乙。
将数据代入上式,可得乙的加速度:a=3m/s2,
接捧时乙离接力区末端的距离:L-s乙=6.5m。
通过以上分析,我们可以知道这些试题虽然所描述的物理模型各不相同,但都是生活中的实例,解答这类试题首先要将题中的生活情境转化为物理模型,然后根据其条件灵活求解。
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