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- 2021-05-13 发布
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高考物理——高考常考考点归纳
一、选择题
1、光学
[备考要点]
结合光学中以光的直线传播为基础,利用几何知识,研究光传播到两种介质的界面发生的反射、折射、全反射、色散等现象和它们表现的规律,难点是光的全反射及其应用。光的本性中,主要有光的干涉、衍射现象以及光的电磁说(电磁波谱)、激光和光的偏振现象;光电效应规律和光子说,康普顿效应现象。
[考点分析]
本知识点与热学知识一样是每年必考的,相对力学和电磁学来说比较容易,但每年考生在这部分试题中的得分率并不高,这是值得重视和注意的,也必须保证此知识点的得分。
[例题示例]
例1、2009年初春北方出现历史罕见的旱情,不少地区采用人工降雨的方式来抗旱保苗。若某次降雨后天空出现了虹,如图所示虹是由阳光射入雨滴(视为球形)后,经一次反射和再次折射而产生的色散形成的,现有白光束L由图示方向射入雨滴,a、b是经过反射和折射后的其中两条出射光线,下列说法中正确的是( )
A、光线a的光子能量较小 B、光线b在雨滴中的折射率较大
C、光线b在雨滴中的传播速度较大
D、若光线a照射某金属能发生光电效应,则光线b照射该金属也一定能发生光电效应
例2、(天津高考)下列说法正确的是
A、用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象 B、在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
C、用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D、电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
[考点训练]
3、如右图所示,一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面,得到三束反射光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,则( )
A、光束Ⅰ仍为复色光,光束Ⅱ、Ⅲ为单色光,且三束光一定相互平行
B、增大α角且α≤90°,光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束Ⅰ
C、光Ⅱ照射某金属表面能发生光电效应现象,则光Ⅲ也一定能使该金
属发生光电效应现象
D、减小α角且α>0°,光束Ⅲ可能会从上表面消失
4、(海淀二模)用如图所示的光电管研究光电效应的实验中,用某种频率的单色光照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,那么( )
A、a光的波长一定大于b光的波长
B、增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转
C、用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c
D、只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增
[说明]关于光学应清楚
(1)双缝干涉
nλ=2n(λ/2)处 加强→亮纹
a.到双缝距离差Δr=
(2n+1)λ/2 处 减弱→暗纹
b.双缝干涉条纹间距Δx(Δx=Lλ/d)
Δx∝λ
λ红>λ绿(λ红>λ橙…>λ紫)
实验得Δx红>Δx绿
(2)彩色条纹现象
干涉:双缝干涉、肥皂泡(膜)、蝉翼、雨天公路上汽油等呈彩色
衍射:单缝衍射、眯眼看灯、隔并齐笔缝看灯、隔羽毛(纱布)缝看灯等呈彩色
色散:露珠、彩虹、隔三棱镜(或后玻璃边缘)看物体呈彩色
(3)光谱
①分类
连续光谱:一切炽热的固体、液体、高压气体可发出
发射光谱
线状谱(原子光谱):稀薄气体等游离态原子发出
吸收光谱(暗线光谱):——与线状谱一样可以作为特征谱线
②太阳光谱是吸收光谱,表明太阳大气层含有暗线对应的物质
(4)电磁波谱的微观机理和主要作用:(略)
从无线电波、红外线、红…紫、紫外线、X射线到γ射线,依次增大的有:频率、光子能量、同一介质中折射率,减小的有:同一介质中波速、波长、全反射临界角、同一透镜焦距。
(5)光电效应规律:①频率足够大才能发生,与光强、光照时间无关;②最大初动能随入射光频率增大而增大,但与频率不成正比;③在极短时间内(10-9s以内)迅速发生;④单位时间内发出的光子数与该入射光(频率一定)的强度成正比。
(6)爱因斯坦不是最早发现光电效应,而是首先解释光电效应,光子能量E=hυ
光电效应方程: mv2/2=hυ-W (逸出功W=hυ0 ,υ0为金属极限频率)
2、原子核原子核
[备考要点]
这类知识主要有原子跃迁发射和吸收光子,以及核能、质量亏损、爱因斯坦质能方程。命题者往往将这部分知识和现代科技联系起来,考查学生采集信息、处理信息、应用知识解决问题的综合素质,体现了物理高考时代特色,是高考的热点之一。要熟练掌握氢原子跃迁时电子的半径、速度、能量的变化和辐射光子频率的种数,能判断吸收外来能量能否跃迁,核反应时电荷数、质量数守恒等的应用要熟练。
[考点分析]
本知识点每年必考,和光学一样不容忽视。
[例题示例]
例5、欲使处于基态的氢原子激发,下列措施可行的是
A、用10.2ev的光子照射 B、用11ev的光子照射
C、用14ev的光子照射 D、用11ev的电子照射
例6、(河北衡水)放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡,其衰变方程为ThRn+xα+yβ,其中( )
A、x=1,y=3 B、x=2,y=3 C、x=3,y=1 D、x=3,y=2
[考点训练]
5、(海南三亚中学)若规定氢原子处于基态时的能量为E1=0,则其它各激发态的能量依次为E2=10.2eV、E3=12.09eV、E4=12.75eV、E5=13.06eV、……。在气体放电管中,处于基态的氢原子受到能量为12.8eV的高速电子轰击而跃迁到激发态,在这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中( )
A、总共能辐射出六种不同频率的光子
B、总共能辐射出十种不同频率的光子
C、辐射出波长最长的光子是从n=4跃迁到n=3能级时放出的
D、辐射出波长最长的光子是从n=5跃迁到n=4能级时放出的
6、(青岛一中)一个氘核和一个氚核结合成氦时,释放的核能为ΔE,阿伏加德罗常数为NA,则4克氘核与6克氚核完全反应,发生的质量亏损是( )
A、2NAΔEc2 B、4NAΔEc2 C、 D、
[说明]关于原子核原子核熟练掌握
a、氢原子跃迁
①En=E1/n2=-13.6ev/n2 , rn=n2r1=n2×0.53×10-10米(n=1,2.3…)
②
En ,Ep,r,n
Ek,v
吸收光子时
增大
减小
放出光子时
减小
增大
③氢原子跃迁时应明确:
一个氢原子 直接跃迁 向高能级跃迁 吸收光子
一群氢原子 各种可能跃迁 向低能级跃迁 放出光子
一般光子 某一频率光子
可见光子 一系列频率光子
④氢原子吸收光子时——要么全部吸收光子能量,要么不吸收光子
1°光子能量大于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,该光子可被吸收。
2°光子能量小于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收。
⑤氢原子吸收外来电子能量时——可以部分吸收外来碰撞电子的能量。因此,能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收,从而使氢原子跃迁。
b、半衰期
①半衰期概念适用于大量核衰变(少数个别的核衰变时,谈半衰期无意义)
②半衰期由核的性质来决定,与该元素的物理性质(状态、压强、温度、密度等)和化学性质均无关
③N=N0(1/2)t/τ ,m=m0(1/2)t/τ , I=I0(1/2)t/τ
I——单位时间内衰变的次数,τ——半衰期
N0、m0、I0为最初量,N、m、I为t时间后剩下未衰变量
c、核反应方程
①遵守电荷数、质量数守恒,但质量不守恒
②α衰变规律:每次α衰变质量数减少4,电荷数减少2
β衰变规律:每次β衰变质量数不变,电荷数增加1
③常见粒子符号:α粒子(4 He)、氚核(3 H)、氘核(2 H)、质子(1 H)、中子(1 n)、
电子(0 e)、正电子(0 e)等
④常见核反应
238 U → 234 Th + 4 He 234 Th → 234 Pa + 0 e 4 He + 14 N→17 O +1 H 4 He +9 Be → 12 C + 1 n
4 He + 27 Al → 30 P + 1 n 30 P → 30 Si + 0 e 235 U + 1 n →141 Ba + 92 Kr +3 1 n 3 H + 2 H → 4 He + 1 n
d、核能
质能方程E=mc2 , 释放的核能ΔE=Δm c2 1u=1.66×10-27kg 1uc2=931.5Mev
3、机械振动、机械波
[备考要点]
简谐运动过程中的回复力、位移、速度、加速度变化的规律,单摆振动的特点及周期公式也不可忽视。在波动问题中,深刻理解波的形成过程、前后质点振动的关系,并注意综合能力的训练,注重解决实际问题,例如共振、回声、水波的形成、声音的现象、多普勒效应等。特别是波长、波速和频率的关系,波的传播方向与质点振动方向的关系,知道所有质点起振方向相同,要会将波动图象和振动图像熟练的联系起来。
[考点分析]
波动问题也是每年必考的内容,以选择题形式出现,试题特点是信息量大、综合性强,必须在理解的基础上,通过分析推理和空间想象方能解决,难度可难可易。
[例题示例]
例7、(黄冈中学)一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距10.5m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示,则( )
A、该波的振幅可能是20cm
B、该波的波长可能是8.4m
C、该波的波速可能是10.5 m/s
D、该波由a传播到b可能历时7s
例8、一列频率为2.5Hz的简谐横波沿x轴传播,在t1=0时刻波形如图中实线所示,在t2=0.7s时刻波形如图中虚线所示.在0.1s时刻平衡位置在01),断开轻绳,木板和物块沿斜面下滑.假设木板足够长,与挡板发生碰撞时,时间极短,无动能损失,空气阻力不计.求:
(1)木板第一次与挡板碰撞弹起上升过程中,物块的加速度;
(2)从断开轻绳到木板与挡板第二次碰撞的瞬间,木板运动的路程s;
(3)木板与挡板第二次碰撞时的瞬间速度;
(4)从断开轻绳到木板和物块都静止,摩擦力对木板及物块做的总功W。
[考点训练]
29、(海淀二模)如图所示为某种弹射装置的示意图,光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接,传送带长度L=4.0m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以恒定速率v=3.0m/s匀速传动。三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上,开始时滑块B、C之间用细绳相连,其间有一压缩的轻弹簧,处于静止状态。滑块A以初速度v0=2.0m/s沿B、C连线方向向B运动,A与B碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短,可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零。因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B分离。滑块C脱离弹簧后以速度vC=2.0m/s滑上传送带,并从右端滑出落至地面上的P点。已知滑块C与传送带之问的动摩擦因数μ=0.20,重力加速度g取10m/s2。求 (1)滑块c从传送带右端滑出时的速度大小; (2)滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能Ep;(3)若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同,要使滑块C总能落至P点,则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值Vm是多少?
3、电荷在电场、磁场中运动
[例题示例]
例26、(重庆模拟)如图所示,在x<0且y<0的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x>且y<0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的M点沿y轴负方向垂直射入磁场,结果带电粒子从y轴的N点射出磁场而进入匀强电场,经电场偏转后打到x轴上的P点,已知=l。不计带电粒子所受重力,求:
(1)带电粒子从射入匀强磁场到射出匀强电场所用的时间;
(2)匀强电场的场强大小。
例题27、(江苏通州第七次调研)如图所示,在y轴的右方有一磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场,在x轴的下方有一场强为E的方向平行x轴向左的匀强电场.有一铅板放置在y轴处,且与纸面垂直.现有一质量为m、电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速, 然后以垂直于铅板的方向从A处沿直线穿过铅板,而后从x轴上的D处以与x轴正向夹角为60°的方向进入电场和磁场叠加的区域,最后到达y轴上的C点.已知OD长为l,不考虑粒子受到的重力,求:
(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的时间;
(2)粒子经过铅板时损失的动能;
(3)粒子到达C点时的速度大小.
[考点训练]
30、如图所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/C,在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T一带电量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长L=0.4m的细线悬挂于P点小球可视为质点,现将小球拉至水平位置A无初速释放,小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时,悬线突然断裂,此后小球又恰好能通过O点正下方的N点.(g=10m/s),求:(1)小球运动到O点时的速度大小;(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小;(3)ON间的距离。
4、导线切割磁感线运动
[例题示例]
例28、(北京昌平二模)如图甲所示,空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m,R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒.从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.图乙是棒的v-t图象,其中OA段是直线,AC段是曲线,CD段是曲线的渐进线,小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W,此后保持功率不变,在t=17s时,导体棒达到最大速度10m/s.除R外,其余部分电阻均不计,g=10m/s2。
(1)求导体棒ab在0~12s内的加速度大小;
(2)求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ及电阻R的阻值;
(3)若导体棒ab从0~17s内共发生位移100m,试求12~17s内, R上产生的热量是多少?
例29、(吉林实验中学)如图所示,上海磁悬浮列车专线西起上海地铁2号线的龙阳路站,东至上海浦东国际机场,专线全长29.863公里。由中德两国合作开发的世界第一条磁悬浮商运线。磁悬浮列车的原理如图所示,在水平面上,两根平行直导轨间有竖直方向且等间距的匀强磁场B1、B2,导轨上有金属框abcd,金属框的面积与每个独立磁场的面积相等。当匀强磁场B1、B2同时以速度v沿直线导轨向右运动时,金属框也会沿直线导轨运动。设直导轨间距为L=0.4m,B1=B2=1T,磁场运动速度为v=5m/s,金属框的电阻为R=2Ω。试求:(1)若金属框不受阻力时,金属框如何运动;(2)当金属框始终受到f=1N的阻力时,金属框相对于地面的速度是多少;(3)当金属框始终受到1N的阻力时,
要使金属框维持最大速度,每秒钟需要消耗多少能量?这些能量是谁提供的?
[考点训练]
31、(湖北孝感三中)如图所示,足够长的两根光滑导轨相距0.5m竖直平行放置,导轨电阻不计,下端连接阻值为1Ω的电阻R,导轨处在匀强磁场B中,磁场的方向垂直于导轨平面向里,磁感应强度为0.8T。两根质量均为0.04kg、电阻均为0.5Ω的水平金属棒ab、cd都与导轨接触良好,金属棒ab用一根细绳悬挂,细绳允许承受的最大拉力为0.64N,现让cd棒从静止开始落下,直至细绳刚好被拉断,在此过程中电阻R上产生的热量为0.2J,g=10/s2。求:
(1)此过程中ab棒和cd棒分别产生的热量Qab和Qcd。
(2)细绳被拉断时,cd棒的速度。 (3)细绳刚被拉断时,cd棒下落的高度。
32、(北京崇文二模)随着越来越高的摩天大楼在各地落成,而今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经不适应现代生活的需求。这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加,这些钢索会由于承受不了自身的重力,还没有挂电梯就会被拉断。为此,科学技术人员开发一种利用磁力的电梯,用磁动力来解决这个问题。如图所示是磁动力电梯示意图,即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面交替排列的匀强磁场B1和B2,B1= B2=1.0T,B1和B2的方向相反、两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯轿厢固定在如图所示的金属框abcd内(电梯轿厢在图中未画出),并且与之绝缘。已知电梯载人时的总质量为4.75×103kg,所受阻力f=500N,金属框垂直轨道的边长Lcd =2.0m,两磁场的宽度均与金属框的边长Lad相同,金属框整个回路的电阻R=9.0×10-4Ω,g取 10m / s 2。假如设计要求电梯以v1=10m/s的速度匀速上升,求:(1)金属框中感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向;
(2)磁场向上运动速度v0的大小;
(3)该磁动力电梯以速度v1向上匀速运行时,提升轿厢的效率。
三、实验
[考点分析]
每年理综物理高考实验题差不多形成了一个模式:一个电路的实验题,一个其他实验,一般还有读数问题包含在内,还要注意新教材的衔接,新教材强调动手能力,探究式实验可能会提前登场。
[例题示例]
例30、(南昌二模)I.(8分)将一单摆装置上端悬挂于开口向下的小筒中(深度h未知),如图甲所示.将悬线拉离平衡位置—个小角度后由静止释放,设振动时悬线不会碰到筒壁,如果本实验只能测量出筒的下端到摆球球心的距离l,并通过改变l而测出多组对应的周期T;再以T2为纵轴、l为横轴作出函数关系图象,就可以由此图象求出小筒的深度h和当地的重力加速度g。
(1)某次用秒表计时得到的时间如图丙所示,则总时间为 s.
(2)如图乙所示的T2—l关系图象中,能反映本实验真实情况的应是a、b、c中的 。
(3)由图象可知,小筒的深度h= m,当地的重力加速度g= m/s2。
22
Ⅱ.(10分)从以下材料中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电阻Rx(Rx的阻值约为300),要求方法简捷,便于调节,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据:
A.电流表A1:量程100uA,内阻r1=100
B.电流表A2:量程10mA,内阻约40
C.电压表V量程50V,内阻约50k
D.定值电阻R1:阻值3k E.定值电阻R2:阻值30k
F.定值电阻R3:阻值300k G.滑动变阻器R4:阻值约为50
H.电源E:电动势为3V,内阻很小 I.电键K,导线若干
(1)测量电表应选 ;定值电阻选 (填序号字母).
(2)在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号.
例31、(海淀二模)
(1)几名学生进行野外考察,登上一山峰后,他们 想粗略测出山顶处的重力加速度。于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆,如图所示。然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。同学们首先测出摆长L,然后将石块拉开一个小角度,由静止释放,使石块在竖直平面内摆动,用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。
①利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g= ;
②若振动周期测量正确,但由于难以确定石块重心,测量摆长时从悬点一直量到石块下端,所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
20090507
(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,所用金属电阻丝的电阻约为30Ω。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。
①用螺旋测微器测量电阻丝直径,其示数如图所示,则该电阻丝直径的测量值d= mm;
②实验中能提供的器材有开关,若干导线及下列器材:
电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);
滑动变阻器R1(0~10Ω);
滑动变阻器R2(0~1kΩ);
电源E(电动势为4.5V,内阻不计)。
为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值,电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 。
③如图甲所示,将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的触头P,触头的另一端为接线柱c,当用手按下触头P时,触头P才与电阻丝接触,触头的位置可在刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数I保持不变,分别测量出多组接人电路中电阻丝的长度L与对应的电压U。请在图15中完成实验电路的连接。(要求:能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量)
④利用测量数据画出U一L图线,如图丙所示,其中(L0,U0)是U—L图线上的一个点的坐标。根据U一L图线,用电阻丝的直径d、电流I和坐标(L0,U0)可计算得出电阻丝的电阻率ρ= 。(用所给字母表示)
[考点训练]
33、(1)(北京石景山二模)某同学设计了一个测量物体质量的装置,如图所示,其中P是光滑水平轨道,A是质量为M的带夹子的已知质量金属块,Q是待测质量的物体(可以被A上的夹子固定)。已知该装置的弹簧振子做简谐运动的周期为,其中m是振子的质量,k是与弹簧的劲度系数有关的常数。
① 简要写出测量方法及所需测量的物理量(用字母表示)
A、
B、
② 用所测物理量和已知物理量求解待测物体质量的计算式为m=
(2)(09四川泸州第二次诊断检测)某电压表的内阻在20KΩ—50KΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:
待测电压表V(量程3V);电流表A1(量程200μA)
电流表A2(量程5mA); 电流表A3(量程0.6A)
滑动变阻器R(最大阻值100Ω);电源E(电动势4V,内阻不计);
电键S
a.为了尽量减小误差,要求测多组数据。在下列虚线框内画出符合要求的实验电路(其中电源和电键已画出)。
b.所提供的电流表中,应选用 (填写字母代号)
c.根据所画电路图连接实物图。
34、(1)(4分)用20分度的游标卡尺测某圆管形金属工件的内径d如下图所示,则d=___________mm。
10
0
20
0
1
2 cm
(2)下图为“用双缝干涉测光的波长”实验时光具座上组装成的装置示意图。
①(2分)将毛玻璃屏向左移,干涉条纹间距将变___________(填“窄”或“宽”);
②(2分)将滤光片由红色换成蓝色的,干涉条纹间距将变 (填“窄”或“宽”);
③(4分)将测量头分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示。则相邻亮纹的间距△x=__________mm。
(3)为了测量电压表的内阻,某同学设计了如图丙所示的电路。现有如下实验器材
A、待测电压表(3 V,内阻约为15k)
B、电阻箱R(0~999999)
C、滑动变阻器(0~2000,0.5A)
D、滑动变阻器(0~20,2 A)
E、蓄电池(6 V,0.05)
F、开关,导线若干
① (2分)为使测量更准确,滑动变阻器应选
(填字母代号)。
② (4分)其实验步骤是:先将变阻器的滑动触头移至最左端,电阻箱R的阻值调为零,闭合电键S后,调节滑动变阻器的滑动触头,使电压表指针满偏;再保持滑动变阻器的滑动触头不动,调节R的阻值,当R=15050时,电压表指针半偏。则电压表的内阻RV= ,若考虑电路的系统误差,该测量值与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
例题答案
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
AD
C
B
ACD
D
D
B
BD
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
CD
B
D
CD
ABC
B
D
B
A
AC
题号
21
答案
AD
二、计算题
22、(1)设人在斜坡上滑下的加速度为a1,由牛顿第二定律有
mgsinθ—f=ma1 ①(1分)
N-mgcosθ=0 ②(1分)
又 f=μN ③(1分)
联立①②③式得 a1 = g(sinθ-μcosθ) ④(1分)
代入数据得 a1 = 2.0 m/s2 (2分)
(2)人滑到B点时 ⑤(3分)
(3)在水平轨道上运动时 f2=ma2 ⑥(1分)
f2=μmg ⑦(1分)
联立⑤⑥式得 =µ g =5m/s ⑧(2分)
由 ⑨(2分)
联立⑤⑧⑨式得 (1分)
23、
24、A固定释放弹簧后,B做匀速圆周运动
T0=2πR/v0 ①
弹簧的弹性势能 EP=mv02/2 ②
A、 B均不固定,弹簧释放过程动量守恒、能量守恒
mvB=MvA ③
④
设分离后经过时间t两球第一次相遇,则
vBt+ vAt=2πB ⑤
解得: ⑥
A、B分离后均做匀速圆周运动,设A、B分离到D点第一次相遇两球转过的角度分别为φA、φB,如图所示,则有:
⑦
由 φA+φB= 2π ⑧
解得 ⑨
评分标准:正确得出⑤、⑥式各给3分,正确得出其①、②、③、④、⑦、⑧、⑨式各给2分。
25、(1)设木板第一次上升过程中,物块的加速度为a物块
物块受合力 F物块=kmgsinθ-mgsinθ(1分)
由牛顿第二定律 F物块=ma物块(1分)
由①②得 a物块=(k-1)gsinθ,(1分)方向沿斜面向上(1分)
(2)设以地面为零势能面,木板第一次与挡板碰撞时的速度大小为v1
由机械能守恒 解得 (1分)
设木板弹起后的加速度a板 由牛顿第二定律 a板=–(k+1)gsinθ(1分)
S板第一次弹起的最大路程 解得 (1分)
木板运动的路程 S= +2S1=(1分)
(3)设经时间木板与物块速度相同
(1分)
这时物块的速度(1分)
这过程中木板的位移(1分)
v22 -v′2=2gsinθx (1分)
(4)设物块相对木板滑动距离为L
根据能量守恒 mgH+mg(H+Lsinθ)=kmgsinθL(2分)
摩擦力对木板及物块做的总功 W=-kmgsinθL(1分)
解得 (1分)
26、(1)(2+π)m/2qB (2)2B2ql/m
27、(1) (1分) (1分) (2分)
(2)由动能定理可知此带电粒子穿过铅板前的动能,(1分)
又由几何知识可得,即(2分)
,故 (1分)
带电粒子穿过铅板后的动能,(1分)
因此粒子穿过铅板后动能的损失为(2分)
(3)从D到C只有电场力对粒子做功 (2分)
解得 (2分)
28、(1)由图象知12s末导体棒ab的速度为v1=9m/s,在0-12s内的加速度大小为
a=Δv/Δt=9/12m/s2=0.75m/s2 …………………………(2分)
(2)t1=12s时,导体棒中感应电动势为E1=BLv1…………………………(1分)
感应电流 I1=E1/R …………………………(1分)
导体棒受到的安培力 F1A=BI1L…………………………(1分)
即 F1A=B2L2v1/R
此时电动机牵引力为 F1=P/v1………………………… (1分)
由牛顿第二定律得 …………………………(2分)
由图象知17s末导体棒ab的最大速度为v2=10m/s,此时加速度为零,同理有
…………………………(2分)
由①②两式解得 μ=0.2,R=0.4Ω…………………………(2分)
(3)0~12s内,导体棒匀加速运动的位移 s1=v1t1/2=54m…………………………(2分)
12~17s内,导体棒的位移 s2=10-54=46m …………………………(2分)
由能量守恒得 ………………………… (3分)
20080520
代入数据解得R上产生的热量 Q=12.35 J …………………………(1分)
29、
(1)此题的难点是存在交变磁场。首先分析ac和bd产生的感应电动势,由于磁场方向相反,且线圈相对于磁场向左运动,因此,在如图位置的感应电动势方向相同(逆时针),根据左手定则,ac和bd边受到的安培力都向右。所以金属框做变加速运动,最终做匀速直线运动。(5分)
(2)当金属框受到阻力,最终做匀速直线运动时,阻力与线框受到的安培力平衡。设此时金属框相对于磁场的速度为v,则
f=2BIl=2Bl,v相=fR/4B2l2=3.125m/s
所以金属框相对于地面的速度为 v地=v0-v相=5-3.125=1.875(m/s)
(3)要使金属框维持最大速度,必须给系统补充能量,一方面,线框内不要产生焦耳热;另一方面,由于受到阻力,摩擦生热。设每秒钟消耗的能量为E,这些能量都是由磁场提供的。
由于摩擦每秒钟产生的热量为Q1: Q1=fs=fv地t=1.875J
每秒钟内产生的焦耳热为Q2:[来源:Zxxk.Com]
Q2=I2Rt=(2Blv相/R)2Rt=3.125J
Q=Q1+Q2=5J
根据能量守恒可知这些能量都是由磁场提供。
三、实验题
30、
I.(1)100.2
(2)a (3)0.30, 9.86
II.(1)A和B E
(2)如图
31、
(1)①4π2n2L/t2;偏大(每空3分)……………共6分
(2)①0.183(0.181~0.185);………(3分)
②V1,A1;R1;……………………(3分)
③见答图1;…………………………(3分)
④πd2U0/4IL……………………(3分)共12分
说明:答图1中电压表连接线柱b、c也正确。
训练题答案
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
AC
A
D
AC
C
B
B
B
CD
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19[来源:Z。xx。k.Com]
20
答案
C
D
D
D
AB
D
B
B
B
B
题号
21
22
23
24
25
答案
C
AC
AD
C
D
二、计算题
26、(1)设助跑距离为s,由运动学公式 …………………2分
解得 ………………2分
(2)设运动员在撑杆起跳上升阶段至少要做的功为W,由功能关系有
……………3分
解得: W=650J…………………………2分
(3)运动员过杆后做自由落体运动,设接触软垫时的速度为v′,由运动学公式有
v′2=2gh2……………………2分
设软垫对运动员的平均作用力为F,由动量定理得
(mg-F)t=0—m v′……………3分
解得 F=1300N………………………2分
27、(1)8m/s, (2)3.3m
28、返回舱与人在火星表面附近有:
设返回舱与轨道舱对接时速度大小为v,则:
返回舱与轨道舱对接时,具有的动能为:
把上面两式代入,得:
返回舱返回过程克服引力做功 =
所以返回舱返回时至少需要能量
29、(1)滑块C滑上传送带后做匀加速运动,设滑块C从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t,加速度大小为a,在时间t内滑块C的位移为x。
根据牛顿第二定律和运动学公式 μmg=ma………2分 v=vC+at………1分
…………1分 解得 x=1.25m<L…………1分
即滑块C在传送带上先加速,达到传送带的速度v后随传送带匀速运动,并从右端滑出,则滑块C从传道带右端滑出时的速度为v=3.0m/s…………1分
(2)设A、B碰撞后的速度为v1,A、B与C分离时的速度为v2,由动量守恒定律
mv0=2mv1 ………………1分 2 mv1=2mv2+mvC……………1分
由动量守恒规律 ………2分 解得EP=1.0J……2分
(3)在题设条件下,若滑块A在碰撞前速度有最大值,则碰撞后滑块C的速度有最大值,它减速运动到传送带右端时,速度应当恰好等于传递带的速度v。
设A与B碰撞后的速度为,分离后A与B的速度为,滑块C的速度为,由能量守恒规律和动量守恒定律 mvm=2mv1′………………1分
2mv1′=mvC′+2mv2′…………1分
由能量守恒规律 …………2分
由运动学公式 …………2分
解得: vm=7.1m/s
说明:其他方法解答正确也给分。
30、(1)小球从A运到O的过程中,根据动能定理:
……………①(3分)
则得小球在O点速度为:
………………②(3分)
(2)小球运到O点绳子断裂前瞬间,对小球应用牛顿第二定律:
………………………③ ( 2分)
……………………………④ (1分)
由②③④得:
………⑤(3分)
(3)绳断后,小球水平方向加速度
…………………⑥( 2分)
小球从O点运动至点所用时间
……………………… ⑦(2分)
ON间距离
………………………⑧(2分)
31、
(1)金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中有:
Qab =U2t/Rab………① (1分) QR=U2t/R………② (1分)
联立①②可得
Qab=0.4J…………………③ (1分) Qcd =I2Rcdt ………………④ (1分)
Qab + QR =I2RRabt/(Rab+R) …………⑤(1分)
联立④⑤可得 Qab =0.9J ………………⑥(1分)
(2) 细绳被拉断瞬时,对ab棒有:
Fm=mg+BIabL……………… ⑦ (2分)
又有 IR=RabIab/R………… ⑧ ( 1分) Icd=Iab+Icd ……………… ⑨ (1分)
又由闭合欧姆定可得 BLv=Icd [Rcd+RabR/(Rab+R)]…………… ⑩ (2分)
联立⑦⑧⑨⑩可得 v=1.88m/s …………………(1分)
(3)由功能关系得 Mgh= Q总 +mv2/2 …………(4分)
即可得 h=3.93m ……………… (1分)
32、
(1)(6分)因金属框匀速运动,所以金属框受到的安培力等于重力与阻力之和,设当电梯向上匀速运动时,金属框中感应电流大小为I
① (2分)
② (2分)
由①②式得金属框中感应电流I =1.2×104A (1分)
图示时刻回路中感应电流沿逆时针方向 (1分)
(2)(5分)金属框中感应电动势 ③ (2分)
金属框中感应电流大小 ④ (2分)
由③④式得 v0=12.7m/s (1分)
(3)(9分)金属框中的焦耳热为:P1 = I2R =1.3×105W (2分)
重力功率为:P2 = mg v1=4.75×105W (2分)
阻力的功率为:P3 = f v1=5×103W (2分)
提升轿厢的效率 100% (2分)
77.9 % (1分)
三、实验题
33、
(1)① A、不放Q时用秒表测出振子振动20次的时间t1,(或测出振子的周期T1),
B、将Q固定在A上,用秒表测出振子振动20次的时间t2,(或测出振子的周期T2)
②或
34、
(1)3.40mm; (2)① 窄 ② 窄 ③2.306;(3)①D ②15050 , 偏大。
评分标准:(1)4分; (2)① 问2分 ②问2分 ③问4分; (3)问6分,每空2分。