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- 2021-05-13 发布
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专题二十三、物理学史、单位制、物理学研究方法
.1. (2013全国新课标理综II第19题)在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是
A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系
B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说,
C.法拉第在实验中观察到,通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流,
D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
1.ABD
【命题意图】本题考查电学中重要物理学史及其相关知识点,意在考查考生对物理学重要史事的知道情况。
【解题思路】奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电流能够产生磁场,电和磁之间存在联系,选项A正确。安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说,选项B正确。法拉第在实验中观察到,通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,由于导线圈中磁通量不变,不会产生感应电流,选项C错误。楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律,选项D正确。
【考场捷径】了解知道重要的物理学史可快速解答此题。
2. (2013全国新课标理综1第14题)右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是
A.物体具有惯性
B.斜面倾角一定时,加速度与质量无关
C.物体运动的距离与时间的平方成正比
D.物体运动的加速度与重力加速度成正比
【命题意图】本题考查伽利略斜面实验等相关知识点,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。
答案:C
解析:根据表中的数据,第一列与第三列数据存在比例关系,第一列数据是第二列数据的二次方,伽利略可以得出的结论是:物体运动的距离与时间的平方成正比,选项C正确。
3.(2013高考山东理综第14题)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有
A.力不是维持物体运动的原因
B.物体之间普遍存在相互吸引力
C.忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快
D.物体间的相互作用力总是大小相等,方向相反
答案:AC
解析:利用这种方法伽利略发现的规律有:力不是维持物体运动的原因,忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快,选项AC正确。
4.(2013高考福建理综第17题)在国际单位制(简称SI)中,力学和电学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为
A.m2·kg·s-4·A-1
B.m2·kg·s-3·A-1.
C.m2·kg·s-2·A-1.
D.m2·kg·s-1·A-1.
答案:B
解析:由Fx=qU,F=ma,a=2x/t2,q=It可知,U=Fx/q=2mx2/It3,导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为m2·kg·s-3·A-1.,选项B正确。
5. 4.(2013高考重庆理综第4题)题4图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图,让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下,然后在不同的θ角条件下进行多次实验,最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知,小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应题4图2中的
A.①、②和③ B.③、②和①
C.②、③和① D.③、①和②
答案:B
解析:伽利略研究自由落体运动实验,小球对斜面的压力在斜面倾角为θ=0时最大、θ=π/2最小为零。小球对斜面的压力与最大值的比值y随θ变化的图像对应题4图2中的③
;小球运动的加速度在斜面倾角为θ=0时最小,为零、θ=π/2最大为g。小球运动的加速度与最大值的比值y随θ变化的图像对应题4图2中的②;重力加速度是一恒定值,与最大值的比值y随θ变化的图像对应题4图2中的①。所以选项B正确。
6..(2013高考北京理综第24题)对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。
(1) 一段横截面积为S、长为l的直导线,单位体积内有n个自由电子,电子电量为e。该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率均为v。
(a) 求导线中的电流I。
(b) 将该导线放在匀强磁场中,电流方向垂直于磁感应强度B,导线所受安培力大小为F安,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F,推导F安=F。
(2) 正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略,其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。
(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)
解析:(1)(a)设△t时间内通过导体横截面的电量为△q,由电流定义,有:
I=△q/△t==neSv。
(b)每个自由电子所受的洛伦兹力f=evB,
设导体中共有N个自由电子,N=nSL,
导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和:F=Nf= nSL·evB,
由安培力公式,有:F安=ILB= neSv ·LB,
得:F安=F。
(2)一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为:△I=2mv,
如图,以器壁上的面积S为底,以v△t为高构成柱体,由题设可知,其内的粒子在△t时间内有1/6与器壁S发生碰撞,碰撞粒子总数为:N=nSv△t。
△t时间内粒子给器壁的冲量为:
I=N·△I=nSv△t·2mv=nSmv2△t.
面积为S的器壁受到的压力为F=I/△t,
器壁单位面积所受粒子压力f=F/S=nmv2。