高考物理模拟试题

高考物理模拟试题（精选12篇）

高考物理模拟试题 篇1

一、选择题 (共7小题, 每小题6分, 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)

1.一个质点以初速度v0沿直线加速运动, 速度v随位移x变化的图线如图1所示, 在质点的运动过程中, 下列说法正确的是 ()

A.质点做匀变速直线运动

B.质点加速度越来越大

C.位移与速度呈线性关系

D.质点加速度先减小后增大

2.如图2所示, 一质量为m的物体静置在倾角为θ=30°的光滑斜面底端, 现用沿斜面向上的恒力F沿斜面向上拉物体使其做匀加速直线运动, 经时间t, 力F做的功为W, 此后撤去恒力F, 物体又经t时间回到出发点, 若以地面为零势能面, 下列说法正确的是 ()

A.F=2/3mg

B.F=mg

C.物体动能与势能相等的位置在撤去力位置的下方

D.物体动能与势能相等的位置在撤去力位置的上方

3.如图3所示, 将小球a从距离地面h处以初速度v0竖直上抛的同时, 将另一相同质量的小球b从距离地面H (H=2h) 处以初速度v0竖直下抛, 若不计空气阻力, 则

A.只有时, 才可能a球先落地

B.只有时, 才可能b球先落地

C.落地前a球和b球分别都满足机械能守恒

D.如果两球可以在空中相遇, 则相遇前a球的机械能小于b球的机械能, 相遇后a球机械能大于b球的机械能

4.据媒体报道, 嫦娥三号探测器于2013年12月14日在月球表面预选着陆区域成功着陆, 标志我国已成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家.如图4所示, 假设月球半径为R, 月球表面的重力加速度为g0, “嫦娥三号”软着陆前在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动, 到达轨道的A点处点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ, 到达轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动.根据以上数据不能求出的物理量是 ()

A.“嫦娥三号”在轨道Ⅰ上的运行速率

B.“嫦娥三号”在B点处点火前的加速度

C.“嫦娥三号”在A点处点火前的动能

D.“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上从A点运动到B点的时间

5.如图5所示, 是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图, 电场方向如图箭头所示, M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点, OQ连线垂直于MN.以下说法正确的是 ()

A.O点电势与Q点电势相等

B.O、M间电势差小于N、O间电势差

C.将一负电荷由M点移到Q点, 电荷的电势能增加

D.在Q点释放一个正电荷, 正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上

6.如图6所示的电路中, 电源的电动势为E、内阻为r, 电表均为理想电表.闭合开关S, 滑动变阻器的滑动触头由图示的位置向右滑动一小段距离, 在这个过程中, 下列判断正确的是 ()

A.电源的输出功率增加

B.电阻R2两端电压减小

C.电容器所带电荷量减少

D.电压表与电流表示数变化量的比值增加

7.如图7所示, 在水平面内直角坐标系xOy中有一光滑金属导轨AOC, 其中曲线导轨OA满足方程y=Lsinkx, 长度为π/2k的直导轨OC与x轴重合, 整个导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中.现有一长为L的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动, 已知金属棒单位长度的电阻为R0, 除金属棒的电阻外其余部分电阻不计, 棒与两导轨始终接触良好, 则在金属棒运动至AC的过程中 ()

A.感应电动势的瞬时值为e=BvLsinkvt

B.感应电流逐渐减小

C.闭合回路消耗的电功率逐渐增大

D.通过金属棒的电荷量为πB/2kR0

二、实验题

8. (13分) (1) 某同学设计了如图8所示的装置去验证小球摆动过程中的机械能守恒, 实验中小球到达B点时恰好与桌面接触但没有弹力, D处的箭头处放一锋利的刀片, 细线到达竖直位置时被割断, 小球做平抛运动落到地面, P是一刻度尺.该同学设计的方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度h, 桌面到地面的高度H及平抛运动的水平位移L即可.

①测量A位置到桌 面的高度h应从_______开始测 (填“球的下边沿”或“球心”) .

②实验中改变h多测几次h和L的数值利用作图像的方法去验证.该同学取纵轴表示L, 则横轴应表示_______.

③若所作 图像的斜 率为k, 则满足_______关系即可证明小球下摆过程中机械能守恒.

(2) Cr20Ni80镍铬合金含镍量高, 制成的电炉丝的韧性好, 比较耐用.某研究学习小组的同学拟测量某段镍铬合金的电阻率ρ.

①实验步骤如下:

a.用游标卡尺测量该段合金长度如图9所示, 其示数为_________mm.

b.用螺旋测微器测量该段合金直径如图10所示, 其示数为________mm.

c.按正确的操作步骤, 用多用电表的电阻“×1”挡测量该段合金电阻如图11所示, 其示数约为_______Ω.

②为了更准确地测量该段合金的电阻R, 现提供的器材如下:

直流电源E (电动势4V, 内阻不计)

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0~10mA, 内阻约125Ω)

电流表A2 (量程0~150mA, 内阻约8Ω)

滑动变阻器R1 (阻值范围0~10Ω, 允许通过的最大电流为2.0A)

滑动变阻器R2 (阻值范围0~1kΩ, 允许通过的最大电流为0.5A)

开关S, 导线若干

为了用伏安法能测得多组数据以减小实验误差, 请在虚线框中画出测量电路的原理图, 并标明器材的代号.

③若该小组同学用伏安法测得该段合金的电阻值比用多用电表测量的阻值小2.5Ω, 则该镍铬合金的电阻率ρ=_______Ωgm. (结果保留两位有效数字)

三、计算题

9. (15分) 如图12所示, 竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的二分之一圆弧轨道CD组成, AB恰与圆弧CD在C点相切, 轨道固定在水平面上.一个质量为m的小物块 (可视为质点) 从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB, 沿着轨道运动, 由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点.已知水平轨道AB长为L.求:

(1) 小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ.

(2) 为了保证小物块能从半圆弧轨道的D端离开轨道, 半圆弧轨道的半径R的最大值.

(3) 若半圆弧轨道的半径R取第 (2) 问计算出的最大值, 小物块的初动能增大到原来的2倍, 则小物块冲上轨道后将落在何处.

10. (18分) 如图13所示, 水平线MN下方有竖直向 上场强为E的匀强电场;边长为2L的正方形abcd区域内有垂直纸面向外的匀强磁场, ab与MN重合.一质量为m、电荷量为q的带正电微粒从MN上方高为L/2、水平方向离a点L处以初速度v0水平运动, 最后从a点进入下方复合场中, 且微粒在复合场中做匀速圆周运动, 重力加速度为g.求:

(1) 微粒运动到a点时的速度v;

(2) 电场强度E与微粒的质量m的关系;

(3) 欲使微粒不从cd边射出, 磁感应强度B的大小.

四、选做题:共12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.

11.【物理———选修3—3】 (12分)

(1) 下列说法中正确的是_______.

A.露珠成球状是由液体表面分子之间距离较小引起的

B.热量能够从高温物体传到低温物体, 也能够从低温物体传到高温物体

C.若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽, 当保持温度不变向下缓慢压活塞时, 水汽的质量减少, 密度不变

D.晶体的物理性质是各向异性

(2) 青藏铁路的开通, 大大促进了青藏高原的旅游.小明从北京出发到西藏旅游, 携带的一袋用密封的塑料袋包装的食品, 到达西藏时发现包装袋胀起, 体积比在北京时增大了1/2.已知从北京出发时温度为17℃, 大气压强为1.0×105Pa, 食品袋体积大约30cm3;到西藏时温度为27℃.

①不考虑食品袋内食品的体积, 求他到达西藏时的大气压强.

②若食品袋内的气体从状态A变化到状态B的过程如图14所示, 求气体对外所做的功.

12.【物理———选修3—4】 (12分)

(1) 一列简谐横波沿x轴正方向传播, O为波源, 且在t=0时刻开始沿负方向振动, 如图15所示是t=0.2s末x在0~4m范围内的波形图, 虚线右侧的波形未画出.已知图示时刻x=2m处的质点第一次到达波峰, 求这列波的周期、波长和波速.

(2) 四分之一圆弧形玻璃砖横截面如图16所示, AO为半径, O为圆心.有一束单色可见光a从空气垂直于AO射入玻璃砖, 可见光a在玻璃砖圆弧形边界上反射和折射的情况如图所示, 已知B点的反射光BC垂直四分之一圆弧形玻璃砖的底边射出, 反射光BC和折射光BD的夹角为75°.

①求圆弧形玻璃砖的折射率.

②若圆弧形玻璃砖的半径为R, 折射率为n, 真空中光速为c, 求光从E经过B到C所经历的时间.

13.【物理———选修3—5】 (12分)

(1) 氢原子被电离一个核外电子, 形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV, 氦离子能级的示意图如图17所示.若大量的类氢结构的氦离子处在E4能级, 跃迁发射的光子最大能量为_______, 最小能量为_____.

(2) 如图18甲所示, 光滑水平面上有A、B两物块, 已知物块A的质量mA=1kg.初始时刻B静止, A以一定的初速度向右运动, 之后与B发生碰撞并一起运动, 它们的位移—时间图像如图18乙所示 (规定向右为位移的正方向) .求:

①物块B的质量.

②碰撞过程中损失的机械能.

2014年高考物理模拟试题 (二) 参考答案

1.答案:BC

2.答案:AC

3.答案:C

【解析】a球做匀减速直线运动, 规定初速度的方向为正方向, 则落地时位移为-h, 设从抛出到落地的时间为t1, 则有-h=v0t1-1/2gt21;b球做匀加速直线运动, 规定初速度的方向为正方向, 则落地时位移为H=2h, 设从抛出到落地的时 间为t2, 则有2h=v0t2+1/2gt21, 令t1=t2=t, 即有t=h/2v0, 可得。即当时, 两球同时落地。显然初速度越大, b球落地时间越短, 初速度越小, 则a球落地时间越短, 选项A、B错误;因为两球抛出后都只有重力做功, 机械能守恒, 选项C正确;初速度相等, 初状态b球的重力势能较大, 而机械能守恒, 故落地前一直是b球的机械能较大, 选项D错误。

4.答案:C

【解析】在轨道Ⅰ上, 在月球表面, 故可以求出轨道Ⅰ上的运行速率;在B点处点火前, 由GMm/R2=mg0=ma, 可知a=g0, 可以求出在B点处点火前的加速度;由于不知道“嫦娥三号”的质量, 故不能计算其在A点处点火前的动能;“嫦娥三号”在轨道Ⅲ 上绕月球 运行有mg0=mR4π2/T2, 故运行一周所需的时间为, 再由开普勒第三定律可以求出“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上从A点运动到B点的时间。

5.答案:C

【解析】由图中电场线可知φO>φQ, 选项A错误;MO间的平均电场强度大于ON间的平均电场强度, 故UMO>UON, 选项B错误;因UMQ>0, 电子带负电, 从M点到Q点电场力做负功, 电势能增加, 选项C正确;正电荷在Q点的电场力方向沿电场线的切线方向而不是圆的切线方向, 选项D错误。

6.答案:C

【解析】由于负载与电源内阻的关系未知, 故无法判断电源输出功率的增减, 选项A错误;由于整个电路的电阻减小, 由闭合电路欧姆定律可知电流增大, R2两端电压及电源内电压增大, 故电容器两端电压减小, 电荷量减小, 选项B错误、C正确;电压表与电流表示数变化量的比值等于电源的内阻, 保持不变, 选项D错误。

7.答案:ACD

8.答案: (1) ①球的下边沿②

(2) ①a.152.10b.0.100c.24

②如图所示③1.1×10-6

(2) ①a.游标卡尺的读数 为152mm+ (0.05×2) mm=152.10mm。b.螺旋测微器的读数为10.0×0.01mm=0.100mm。c.欧姆表的读数为24×1Ω=24Ω。

②由于电源电动势为4V, 所以电压表选择V1, 通过该段镍铬合金的最大电流约为3V/24Ω=0.125A=125mA, 电流表应选用A2;由于, 电流表采用外接法;滑动变阻器应选用R1, 且采用分压式接法。

9.【解析】 (1) 小物块最终停在AB的中点, 说明小物块没有上升到半圆弧的一半以上, 在这个过程中, 由动能定理

(2) 若小物块刚好过D端, 此时速度不能为零, 设为v, 根据。

(3) 设小物块以初动能2E冲上轨道, 到达D端时的速度是v′, 由动能定理, 得

所以小物块冲上轨道后从D点抛出落在轨道上水平距离为s=v′t=16E/15mg处。

10.【解析】 (1) 微粒运动到a点前, 因只受到重力作用而做平抛运动, 水平方向有L=v0t。

设微粒在a点时竖直方向的速度为vy, 由平均速度公式有

(2) 在复合场中微粒做匀速圆周运动, 必有qE=mg, 即E=mg/q。

(3) 由于粒子进入磁场时与ad边成45°角, 又由左手定则可知微粒朝左下方偏转, 故不可能从ab边或者bc边射出。设微粒做圆周运动的半径为R, 由牛顿第二定律有:Bqv=mv2/R, 解得R=mv/qB, 故B越大, R越小, 从d点射出为临界情况。

作出微粒的轨迹图以及该圆弧所对应的圆心O, 由几何关系有。

综上所述可得B=mv0/qL。

故满足B>mv0/qL时, 微粒不从cd边射出。

11.答案: (1) BC (2) ①0.69×105Pa②1.27W

【解析】 (1) 露珠成球状是由液体表面分子之间距离较大, 分子之间呈现引力———表面张力引起的, 选项A错误;缓慢向下压活塞的过程, 温度不变, 饱和汽压不变, 水汽的质量将减少, 选项C正确;单晶体的物理性质是各向异性, 多晶体的物理性质是各向同性, 选项D错误。故本题选项BC正确。

【解析】 (1) 根据题述, t=0.2s波源完成了一次全振动, 这列波的周期为0.2s。这列波的波长为8m, 波速为40m/s。

(2) ①设光从B点射入空气时的入射角和折射角分别为i和r。由反射定律可得:2i=90°, i=45°。

由反射光BC和折射光BD的夹角为75°及图中几何关系可得:r=180°-75°-45°=60°。

13.答案: (1) 51.0eV2.6eV

(2) ①3kg②6J

高考物理模拟试题 篇2

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vx

t，当t非常非常小时，xt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

高考物理模拟试题 篇3

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)

高考物理模拟试题 篇4

1.在物理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,下列说法中正确的是()

A.牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因

B.卡文迪许发现了电荷之间的相互作用规律,并测出了静电力常量k的值

C.法拉第通过实验研究,总结出法拉第电磁感应定律

D.库仑在研究电荷间相互作用时,提出了“电场”的概念

2.如图1甲所示,笔记本电脑散热底座一般配有四个卡位用来调节角度.某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1缓缓调至卡位4(如图1乙所示),笔记本电脑始终处于静止状态,则()

A.电脑受到的摩擦力变大

B.电脑对散热底座的压力变小

C.散热底座对电脑的作用 力大小之和等于其重力

D.散热底座对电脑的作用力的合力不变

3.如图2所示,“嫦娥三号”从环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变 轨进入椭 圆轨道Ⅱ,再由近月点Q开始进行动力下 降,最后于2013年12月14日成功落 月.下列说法 正确的是()

A.沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期

B.沿轨道Ⅰ运行至P点时,需制动减速才能进入轨道Ⅱ

C.沿轨道Ⅱ运行时,在P点的加速度大于在Q点的加速度

D.沿轨道Ⅱ运行时,由P点到Q点的过程中万有引力对其做负功

4.如图3所示,在圆柱形区域内存 在竖直向 上的匀强磁场,磁感应强度的大小B随时间t的变化关 系为B=B0+kt,其中B0、k为正的常数.在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管,将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放,不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场,则下列说法正确的是()

A.从上往下看,小球将在管内沿顺时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为2qkπr

B.从上往下看,小球将在管内沿逆时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为2qkπr

C.从上往下看,小球将在管内沿顺时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为qkπr2

D.从上往下看,小球将在管内沿逆时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为qkπr2

5.如图4所示,L1和L2是输电线,甲、乙是两个互感器,通过观测接在甲、乙中的电表读数,可以间接得到输电线两端电压和通过输电线的电流.若已知图中n1∶n2=100∶1,n3∶n4=1∶10,电压表示 数为220V,电流表示 数为1.0A,则下列判断正确的是()

A.甲是电压互 感器,输电线两 端电压是2.2×104V

B.乙是电压互 感器,输电线两 端电压是2.2×103V

C.甲是电流互 感器,通过输电 线的电流是100A

D.乙是电流互 感器,通过输电 线的电流是0.1A

6.如图5所示,汽车以10m/s的速度匀 速驶向路口,当行驶至距路口停车线20m处时,绿灯还有3s熄灭.而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处,则汽车运动的速 度—时间图像 (见图6)可能是()

7.如图7所示,金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合 回路,金属棒ab在匀强磁 场B中沿导轨向右运动,则()

A.ab棒不受安培力作用

B.ab棒所受安培力的方向向右

C.ab棒向右运 动速度越 大,所受安培 力越大

D.螺线管产生的磁场,A端为S极

8.如图8所示,一物块以初速度v0滑上正沿逆时针转动的水平传送带,传送带上A、B两点间的 距离x=9m.已知传送带的速度v=2m/s,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10m/s2.下列说法中正确的是()

A.要使物块被传送到B点,初速度最小应为v0=6m/s

B.要使物块被传送到B点,初速度最小应为v0=2m/s

C.当物块的初速度v0=4m/s时,物块将以2m/s的速度离开传送带

D.当物块的初速度v0=2m/s时,物块在传送带上先做减速运动,再做加速运动,而后匀速运动

二、非选择题:包括必考题和选考题 两部分.第9题~第12题为必考题,每个试题考生都必须作答,第13题~第15题为选考题,考生根据要求作答.

(一)必考题(共47分)

9.(6分)某同学用 如图9所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”.三条细绳结于O点分别与两弹簧测力计和钩码相接.

(1)实验步骤如下:

A.弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点;

B.结点O下的细线挂钩码C;

C.手持弹簧测力计B缓慢向左拉,使结点O静止在某位置

D.记下钩码质量数、结点O的位置、读出并记录弹 簧测力计A和B的示数、记录.

(2)在实验过程中,下列哪些情况会对实验结果产生误差?

答:______(选填选项前的字母).

A.木板不竖直

B.A弹簧测力计外壳的重力

C.B弹簧测力 计的拉力 方向没有 保持水平

D.改变弹簧测力计B的拉力进行多次实验时,结点O的位置发生变化

(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请你提出解决问题的一个办法______.

10.(9分)要描绘一个标有“3V0.8W”小灯泡的伏安特性曲线,已选用的器材有:

电源(电动势为4.5V,内阻约1Ω);

电流表(量程为0~300mA,内阻约5Ω);

电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);

滑动变阻器 (最大阻值10Ω,额定电流1A);

开关一个和导线若干.

(1)为便于实验操作,并确保实验有尽可能高的精度,则实验的电路图应 选用图10中的______(填字母代号).

(2)图11(甲)是实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请根据在(1)问中所选的电路图补充完成图11(甲)中实物间的连线(用笔画线代替导线).

(3)测量结束后,先把滑动变阻器滑动片移到______(填“左端”或“右端”),然后断开开关,接着拆除导线,整理好器材.

(4)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图11(乙)所示.由图像可知小灯泡的电阻值随工作电压的增大而______(填“不变”、“增大”或“减小”).

11.(12分 )如图12为某自动 投放器的 示意图,其下半部AB是一长为R的竖直管 道.上半部BC是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道.AB内有一原长为R、下端固定 的轻质弹 簧.投放时,若将弹簧 长度压缩 了0.5R后锁定,在弹簧上端放置一 个可视为 质点且质 量为m的小球,解除锁定,弹簧可将 小球弹射 出去.当小球到达顶 端C时,对轨道壁 的压力恰 好为零.不计一切阻力,且锁定和 解除锁定 时,均不改变弹簧的弹性势 能.已知重力 加速度为g.求:

(1)小球到达顶端C时的速度大小v1;

(2)弹簧压缩了0.5R时的弹性势能Ep1;

(3)若将弹簧压缩了0.6R时,弹簧弹性势能为Ep2,小球落地点离OO′的水平距离s是多少?

12.(20分 )如图13所示,坐标系xOy在竖直平面内,y轴的正方 向竖直向上,y轴的右侧 广大空间存 在水平向左的匀强 磁场和匀强电场E1=2N/C,y轴的左侧 广大空间 存在匀强磁场和匀强电 场,磁场方向 垂直纸面向 外,B =1T,电场方向 竖直向上,E2=2N/C.t=0时刻,一个带正电的质点在O点以v=2m/s的初速度 沿着与x轴负方向 成45°角射入y轴的左侧 空间,质点的电 量为q=10-6C,质量为m=2×10-7kg,重力加速度g=10m/s2.求:

(1)质点从O点射入后第一次通过y轴的位置;

(2)质点从O点射入到第二次通过y轴所需时间;

(3)质点从O点射入后第四次通过y轴的位置.

(二)选考题(共15分)

13.【物理-选修3-3】(15分)

(1)(6分)如图14所示,a、b两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间 距离r的变化关 系,两曲线交 点的横坐标为r0,则以下说法正确的是______.(填正确答案标号,选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A.当r等于r0时,分子势能最小

B.当r大于r0时,分子力随r增大而一直增大

C.当r大于r0时,分子势能随r增大而逐渐增大

D.当r小于r0时,分子势能随r减小而逐渐减小

E.当r小于r0时,分子势能随r减小而逐渐增大

(2)(9分 )如图15所示,一密闭容 器有进气口和出气口可以和外部 连通,将进气口和出气口关闭,此时容器内容积为V0,内部封闭气体的压强为p0,将气体缓慢加热,使气体温度由T0=300K升至T1=350K.

1求此时气体的压强;

2保持T1=350K不变,缓慢由出气口抽出部分气体,使气体压强再变回到P0,求容器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.

14.【物理-选修3-4】(15分)

(1)(6分)下列说法中正确的是______.(填正确答案标号,选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A.医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理

B.鸣笛汽车驶向路人的过程中,路人听到的声波频率与波源相比减小

C.在宇宙中 高速飞行 的飞船中 的时钟变快

D.照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰

E.无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了衍射原理

(2)(9分)一列横波的波形如图16所示,实线表示t1=0时刻的波形图,虚线表示t2=0.005s时刻的波形图.已知该波的周期为T.

1若T<(t2-t1)<2T,波速可能为多大?

2若T<(t2-t1),并且波速为3600m/s,则波向哪个方向传播?

15.【物理-选修3-5】(15分)

(1)(6分)氢原子的 部分能级 如图17所示,已知可见光子能量在1.62eV到3.11eV之间.由此可推知,氢原子 ___.(填正确答案标号,选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分 为0分)

A.从高能级向n=1能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高

B.从高能级向n=2能级跃迁时发出的光一定为可见光

C.从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的低

D.大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出一种可见光

E.大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出两种可见光

2014年四川高考物理试题评价 篇5

——2014年普通高等学校招生全国统一考试物理（四川卷）简评

绵阳市教科所中学特级教师龚林泉

2014年普通高等学校招生全国统一考试（四川卷）物理试题以能力测试为主导，考查考生对所学基本知识、基本能力的掌握程度和综合运用所学知识分析、解决问题的能力，突出对物理学思想和方法的考查。试卷“宽严适度、保持稳定、稳中有新、坚持原创”，试题“科学、公平、准确、规范”。在试卷结构、难度控制及试题设计等方面保持了相对稳定，有适度的创新。

1．突出对中学物理主干知识和重要内容考查，有较强的综合性和很高的知识考点覆盖率，考查的知识结构分布合理。

试卷突出对Ⅱ级要求考点的考查，共涉及29个，覆盖率为96.7%，全卷Ⅰ级和Ⅱ级要求的考点的总覆盖率为80.2%，“考试说明”中知识内容“主题”覆盖率为100%，为近年最高。

绝大多数试题综合考查了多个考点，既有学科板块内综合，又有学科板块间综合，全卷有较强的综合性。其中，第6、9、10和11题都分别涉及到10个以上的考点。

试题内容覆盖了力学、电学、光学、相对论等板块，各板块知识的分值和比例基本稳定。试卷结构、试题题型稳定，试卷长度、试题题量基本稳定，试题符合今年四川考生的实际情况。

2．试卷整体难度分布合理、层次分明，具有良好的区分度。

试卷采取“降低起点，细分高段，拓宽区分层次”策略，有效提高了物理学科的区分度。选择题、实验题和计算题三种题型的难度起点都较低，都是由易到难的连续性难度设计，易、中、难比例合理，以中等难度为主，拓宽难度分布范围，对所有层次考生进行有效区分，拓宽了区分层次，给了不同层次学生充分发挥的空间。

3．坚持能力立意，全面考查物理学科要求的五种能力。

坚持能力立意体现在每个试题都有明确的能力考查目标。试题选择恰当的情景，设置合适的问题，要求考生对情景和情景中的物理过程、物理状态进行分析，选择适当的物理知识和方法解决问题，从而实现对不同能力的考查。

试题充分发挥了不同题型的特点，全面考查了物理学科要求的五种能力。选择题主要考查对基本概念、基本规律的理解和掌握，减少数学运算的繁度和难度，侧重考查理解能力和推理能力；实验题主要考查明确实验目的、理解实验原理、控制实验条件、理解实验过程并进行操作、用图像法处理实验数据得出结论等实验能力；计算题主要考查考生对复杂物理过程的分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力。

在全面考查物理学科要求的五种能力的同时，还特别注重对运用图形分析处理物理问题能力的考查。文字、图形（图线、图像）、函数关系式是表达物理规律的常用方式，今年试题加大了用图形进行表达、分析物理规律、状态和过程的考查。试题情境用图形、函数关系式方式呈现，考查考生提取、加工信息，并利用相关信息进行分析推理的能力。

如第1、5、7、8（2）题用图形表达物理规律，第6题用函数关系式呈现情景，第3、7、8、9、10、11题用图形表达物理状态和过程。

4．试题贴近时代、贴近社会、贴近学生实际，引导中学物理教学落实物理课程目标。

试题贴近时代，引导中学物理教学关注物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响，为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。如第9题，取材源于2010年诺贝尔物理学奖的获奖内容，以被誉为开创了21世纪新材料纪元的神奇材料“石墨烯”和有望在本世纪实现人类搭建天梯梦想的“太空电梯”为情景，激发学生对未知领域的兴趣和热情，通过中学物理中力学传统教学内容与现代科技成就的结合，考查考生理论联系实际的能力。

试题贴近社会，注重物理理论在生产、生活中的应用，引导学生关注生活中的物理。如：远距离输电、发电机发电、电视遥控器、水中发光小球、小船渡河、传送带等，充分体现了课程标准的三维目标的要求，对中学物理教学发挥了良好的导向作用。

试题贴近学生实际，以学生最熟悉的教材内容和习题为情景，引导中学物理教学重视教材。今年有40%左右的试题素材情景直接来自教材内容和习题，源于教材又高于教材，是教材内容的融合和拓展。

高考物理模拟试题 篇6

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：I_F-mg△t=mu，得I_F=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。

高考物理模拟试题 篇7

1.2015年11月29日, 中国足协杯决赛次回合比赛在上海虹口体育场展开, 江苏舜天夺足协杯冠军。 在比赛中, 运动员在距离球门3.2m处将足球以一定的初速度踢出, 足球恰好沿水平方向打在球门水平横梁上, 已知球门高度为2.4m, 不计空气阻力和足球的大小, 则足球打在横梁上的动能和初动能之比为 ( )

A.3∶4 B.4∶3

C.13∶4 D.4∶13

2.如图1所示, 质量为M的半圆形球体静止在地面上, 将质量为m的木块 (可视为质点) 轻放在半圆形球体上, 木块也处于静止状态。已知木块与球心的连线和水平地面的夹角为θ, 木块与半球体间的动摩擦因数为μ, 重力加速度为g, 则下列说法正确的是 ()

A.地面对半球体没有摩擦力, 半球体对木块也没有摩擦力

B.木块对半球体的压力大小为mgcosθ, 摩擦力大小为μmgcosθ

C.木块所受摩擦力大小为mgsinθ

D.地面所受压力大小为 (M+m) g

3.高速公路由于路面损坏进行了重修, 重修后路面的阻力是未重修路面阻力的1.5倍。如图2所示, 已知AB段路面进行了重修, BD段路面未重修。一辆汽车以额定功率行驶, 在AB段和CD段做匀速直线运动, 在BC段做变速直线运动, 则 ( )

A.汽车在AB段和CD段的速度之比为3∶2

B.汽车在AB段和CD段的速度之比为2∶3

C.汽车在BC段做匀加速的直线运动

D.汽车在BC段做匀减速的直线运动

4.如图3所示, 光滑的半圆形绝缘轨道置于匀强磁场中, 磁场磁感应强度大小为B, 方向垂直于纸面向外。一个带电荷量为+q、质量为m的小球, 从轨道左端的最高点由静止释放。小球的初始位置与半圆形轨道的最低点M竖直高度差为h, 重力加速度为g, 则 ( )

B.小球在M点对轨道的压力大小为mg

D.小球能上升到右面轨道的最高位置比小球初始位置低

5.2015年11月27日, 我国成功将遥感二十九号卫星发射升空, 卫星顺利进入预定轨道。已知该卫星的轨道是椭圆, 周期为T0, 如图4所示。则 ( )

A.遥感二十九号卫星的发射速度小于第一宇宙速度

B.遥感二十九号卫星从A→B→C的过程中, 速率逐渐变小

C.遥感二十九号卫星从A→B所用的时间等于T04

D.遥感二十九号卫星在远地点C的机械能小于在近地点A的机械能

6.如图5所示, 质量为m、电荷量为q的带电粒子从平行金属板左端以初速度v0水平射入, 从右端离开。已知上极板带正电, 下极板带负电, 两极板的长度为L, 宽度为d。带电粒子离开电场时的偏移量为y, 则 ()

7.如图6所示, 用粗细均匀的导体制成边长分别为L、2L的矩形线框ABCD和导体棒EF, 矩形线框被固定在水平面内, 线框处于匀强磁场中, 线框左半部分的磁场方向竖直向下、右半部分的磁场方向竖直向上, 磁感应强度大小均为B。将导体棒EF放置在导线框上, 导体棒与线框之间接触良好, 摩擦不计。现水平拉动导体棒从左向右做匀速直线运动, 则在导体棒从左端AB到右端CD的过程中 ()

A.导体棒上的感应电流的方向先由F到E, 后由E到F

B.因穿过导线框的磁通量为零, 所以导体棒上始终无感应电流

C.导体棒所受的安培力的方向一直向左

D.水平拉力的功率先减小后增大

8.如图7 (甲) 所示, 自耦变压器输入端a、b接入图7 (乙) 所示的交流电源, 一个二极管和两个阻值均为R=40Ω的负载电阻接到副线圈的两端。当滑动片位于原线圈中点位置时, 开关S处于断开状态, 下列说法正确的是 ()

A.t=0.01s时, 电压表示数为零

B.t=0.015s时, 电流表示数为11A

C.闭合开关S后, 电压表示数增大

D.闭合开关S后, 电流表示数为16.5A

二、实验题 (本大题共2小题, 共15分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答)

9. (6 分) 在验证机械能守恒定律的实验中, 使质量为m=1.00kg的重物自由下落, 打点计时器在纸带上打出一系列的点, 选取一条符合实验要求的纸带如图8所示。O为第一个点, A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点, 当地的重力加速度为g=9.80m/s2, 那么:

(1) 根据图上所得的数据, 应取图中O点到____点来验证机械能守恒定律较为简便;

(2) 从O点到 (1) 问中所取的点, 重物重力势能的减少量 ΔEp=___J, 动能增加量ΔEk=___J; (结果取三位有效数字)

10. (9分) 为测定干电池的电动势和内阻, 提供的实验器材如下所示:

A.干电池2节, 每节干电池1.5V左右, 内阻较小

B.电流表A (量程为0.6A, 内阻约0.5Ω)

C.滑动变阻器R1 (0~10Ω, 10A)

D.滑动变阻器R2 (0~100Ω, 1A)

E.电流表G (0~3.0mA, Rg=10Ω)

F.定值电阻R1=990Ω

G.定值电阻R2=90Ω

(1) 由于两节干电池的内阻较小, 现将定值电阻R0=3.0Ω 与两节干电池串联后作为一个整体进行测量。在进行实验时, 滑动变阻器应选用___, 定值电阻应选用___。 (填写实验器材前的编号)

(2) 在图10所示的虚线方框中补充完整本实验电路的原理图。

(3) 根据实验测得数据作出I2-I1的图线如图11所示, 其中I2为通过电流表G的电流, I1为通过电流表A的电流。根据该图线可知每节干电池的电动势为___V, 内阻为___Ω。

三、计算题 (本大题共2小题, 共32分。计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤, 只写出最后答案的不能得分, 有数值计算的题, 答案中必须明确写出数值和单位)

11. (12分) 如图12甲所示, 粗糙的地面上有一长木板, 在木板的左侧有一可视为质点的滑块。从t=0时刻起, 滑块与木板一起向右运动, 某时刻木板与右侧的墙相撞, 并立刻静止下来。滑块继续向右运动, 当速度减为零时, 恰好与墙壁接触。滑块运动的v-t图象如图12 乙所示, 设长木板与地面间的动摩擦因数为μ1, 滑块与长木板之间的动摩擦力因数为μ2。重力加速度大小g取10m/s2, 求:滑块到墙壁的距离和μ1、μ2。

12. (20分) 如图13所示, 在第一象限内有沿y轴负方向的电场强度大小为E的匀强电场;在第二象限中, 半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场, 圆形区域与x、y轴分别相切于A、C两点;在A点正下方有一个粒子源P, P可以向x轴上方各个方向射出速度大小均为v0、质量为m、电量为+q的带电粒子 (重力不计) , 其中沿y轴正向射出的带电粒子刚好从C点垂直于y轴进入电场。求:

(1) 匀强磁场的磁感应强度;

(2) 带电粒子到达x轴上的范围和带电粒子到达x轴前运动的最长时间;

(3) 如果将第一象限内的电场方向改为沿x轴负向, 分析粒子将从何处离开磁场, 可以不写出过程。

四、选考题 (共15分。请考生从给出的三道物理题中任选一题做答)

13.[选修3-3] (15分)

(1) (5分) 如图14 所示, 石膏是单晶体矿物, 它的主要化学成分为硫酸钙的水合物。请根据所学知识选出正确选项___。 (填正确答案标号, 选对一个得2 分, 选对2 个得4分, 选对3个得5分。每选错一个扣3分, 最低得分为0分)

A.石膏具有规则的几何外形

B.石膏的物理性质是各向异性

C.石膏具有液体的流动性

D.石膏硬度较大是因为石膏表面存在表面张力

E.石膏具有确定的熔点

(2) (10分) 在水平面有一个导热气缸, 如图15甲所示, 活塞与气缸之间密封了一定质量的理想气体。最初密封气体的温度为23℃, 气柱长10cm;给气体加热后, 气柱长度变为12cm。已知气缸内截面积为0.001 m2, 大气压p0=1.0×105Pa, g取10m/s2。

1求加热后气体的温度;

2若保持气体温度不变, 将气缸直立后 (如图乙所示) 气柱长度又恢复为10cm, 求活塞质量。

14.[选修3-4] (15分)

(1) (5分) 2015年12月2日, 台湾花莲县府东偏北方37.9km处发生4.7级地震, 震源深度5km。如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4km/s, 已知波沿x轴正方向传播, 某时刻刚好传到x=120m处, 如图16所示, 则____。 (填正确答案标号, 选对一个得2分, 选对2个得4分, 选对3个得5分。每选错一个扣3分, 最低得分为0分)

A.从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过1.25s时间

B.从波传到x=120m处开始计时, 经过t=0.06s位于x=360m处的质点加速度最小

C.波的周期为0.015s

D.波动图象上M点此时速度方向沿y轴负向, 经过一段极短时间动能减小

E.此刻波动图象上除M点外与M点势能相同的质点有7个

(2) (10 分) 如图17所示, 某棱镜的横截面为直角三角形ABC, 其折射率为d, 已知∠A=30°、∠C=90°, 一束平行于AC的光射向棱镜的左侧界面, 经AC面反射后从BC边射出, 求:

1光线从BC射出时的折射角;

2判断光线在AC面是否发生了全反射.

15.[选修3-5] (15分)

(1) (5分) 以下有关原子核内容的若干叙述, 正确的是____。 (填正确答案标号, 选对一个得2分, 选对2个得4分, 选对3个得5分。每选错一个扣3分, 最低得分为0分)

A.质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损, 释放出能量

B.有4个放射性元素的原子核, 当有2个原子核发生衰变所需时间就是该放射性元素的半衰期

C.核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能

D.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用

E.原子核放出α 粒子即α 衰变, α 衰变的实质是一个中子转化为一个质子和电子

(2) (10 分) 如图18 所示, 在光滑水平面上, 有足够长度的木板B, 质量为mB=4kg, 其上有一滑块C, 质量为mC=4kg, B、C之间的动摩擦因数为0.2。现有质量为mA=1kg的滑块A, 以v0=12m/s的初速度向B运动, 与B碰撞 (碰撞时间极短) 后以4 m/s速度弹回。求:

(1) 运动过程中B的最大速度;

(2) 物块C相对B滑动的距离。

高考物理模拟试题 篇8

1.下列说法中正确的是 ( )

A.库仑在研究真空中点电荷间相互作用力大小时, 采用了控制变量法

B.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

C.伽利略在证明自由落体运动是匀变速直线运动时, 采用了理想实验法

D.安培首先发现了电流的磁效应, 并提出了判断电流周围磁场方向的方法—安培定则

2.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图1甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω, 则外接一只电阻为95.0Ω的灯泡, 如图1乙所示, 则 ( )

A.电压表V的示数为220V

B.电路中的电流方向每秒钟改变50次

C.灯泡实际消耗的功率为484 W

D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J

3.如图2所示, 在两个等量负点电荷形成的电场中, O点是两电荷连线的中点, a、b是该线上的两点, c、d是两电荷连线中垂线上的两点, acbd为一菱形。若将一负粒子 (不计重力且不影响原电场分布) 从c点匀速移动到d点, 电场强度用E, 电势用φ来表示。则下列说法正确的是 ()

A.φa一定小于φo, φo一定大于φc

B.Ea一定大于Eo, Eo一定大于Ec

C.负粒子的电势能一定先增大后减小

D.施加在负粒子上的外力一定先减小后增大

4.在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动的三颗卫星m1、m2、m3, 它们的轨道半径分别为r1、r2、r3, 且r1>r2>r3, 其中m2为同步卫星, 若三颗卫星在运动过程中受到的向心力大小相等, 则 ( )

A.相同的时间内, m1通过的路程最大

B.三颗卫星中, m3的质量最大

C.三颗卫星中, m3的速度最大

D.m1绕地球运动的周期小于24小时

5.如图3所示, 水平传送带以速度v1匀速运动, 小物体P、Q通过定滑轮且不可伸缩的轻绳相连, t=0 时刻P在传送带左端具有速度v2, 已知v1>v2, P与定滑轮间的绳水平。不计定滑轮与轻绳质量以及定滑轮与绳间摩擦, 绳足够长。直到物体P从传送带右侧离开。以下判断正确的是 ( )

A.物体P一定先加速后匀速

B.物体P可能一直匀速

C.物体Q的机械能可能先增加后不变

D.物体Q一直处于超重状态

6.如图4 所示的电路中, 电源内阻一定, 电压表和电流表均为理想电表。现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离, 测得电压表V1的示数变化大小为 ΔU1, 电压表V2的示数变化大小为 ΔU2, 电流表A的示数变化大小为 ΔI, 对于此过程下列说法正确的是 ( )

C.路端电压的增加量等于ΔU2

7.水平地面上有两个固定的且高度相同的粗糙斜面甲和乙, 底边长分别为L1、L2, 且L1<L2, 如图5所示。两个完全相同的小滑块A、B (可视为质点) 与两个斜面间的动摩擦因数相同, 将小滑块A、B分别从甲、乙两个斜面的顶端同时由静止开始释放, 取地面所在的水平面为参考平面, 则 ( )

A.从顶端到底端的运动过程中, 由于克服摩擦而产生的热量一定相同

B.滑块A到达底端时的动能一定比滑块B到达底端时的动能大

C.两个滑块从顶端运动到底端的过程中, 重力对滑块A做功的平均功率比滑块B的大

D.两个滑块加速下滑的过程中, 到达同一高度时, 机械能可能相同

8.如图6所示, 光滑绝缘水平面上方有两个方向相反的水平方向匀强磁场, 竖直虚线为其边界, 磁场范围足够大, 磁感应强度的大小分别为B1=B, B2=3B。竖直放置的正方形金属线框边长为L、电阻为R、质量为m。线框通过一绝缘细线与套在光滑竖直杆上的质量为M的物块相连, 滑轮左侧细线水平。开始时, 线框与物块静止在图中虚线位置且细线水平伸直。将物块由图中虚线位置由静止释放, 当物块下滑h时速度大小为v0, 此时细线与水平夹角θ=30°, 线框刚好有一半处于右侧磁场中。 (已知重力加速度g, 不计一切摩擦) 下列说法正确的是 ( )

A.此时线框的速率为v0

B.此过程中通过线框截面的电荷量q=2BL2/R

C.此时安培力的功率为4B2L2v02/R

D.此过程在线框中产生的焦耳热为Mgh- (m+M) v02/2

二、实验题 (本大题共2小题, 共15分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答)

9. (6分) 设想在未来的时间里我国已经建立了载人空间站, 空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态, 此时无法用天平称量物体的质量, 某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置, 如图7甲所示:光电传感器B能够接受光源A发出的细激光束, 若B被挡光就将一个电信号传给连接的电脑。将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上, 左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上, N处系有被测小球, 让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动。

(1) 实验时, 当小球转到N位置时, 传感器不能接收到光信号, 将这一信息转变成电信号, 在示波器显示屏上显示出来, 若图7乙中示波器显示屏横向的每大格 (5小格) 对应的时间为5.00×10-2s, 则圆盘的转速为n为____转/s。 (保留3位有效数字)

(2) 要测小球质量, 除此之外, 还需要测量的物理量是:__________。

(3) 被测小球质量的表达式为m=____。〔用 (1) (2) 中的物理量的符号表示〕

10. (9分) 某同学为了测量电流表A1内阻的精确值, 有如下器材:

电流表A1 (量程300mA, 内阻约为5Ω) ;

电流表A2 (量程600mA, 内阻约为1Ω) ;

电压表V (量程15V, 内阻约为3kΩ) ;

滑动变阻器R1 (0~5Ω, 额定电流为1A) ;

滑动变阻器R2 (0~50Ω, 额定电流为0.01A) ;

电源E (电动势3V, 内阻较小) ;

定值电阻R0 (5Ω) ;单刀单掷开关一个、导线若干。

实验要求待测电流表A1的示数从零开始变化, 且多测几组数据, 尽可能地减少误差。

(1) 以上给定的器材中滑动变阻器应选____;

(2) 在答题卡的方框内画出测量A1内阻的电路原理图, 并在图中标出所用仪器的代号;

(3) 若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1, 则r1的表达式为r1=____;上式中各符号的物理意义是______________。

三、计算题 (本大题共2小题, 共32分。计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤, 只写出最后答案的不能得分, 有数值计算的题, 答案中必须明确写出数值和单位)

11. (12分) 如图8所示为车站使用的水平传送带装置的示意图。绷紧的传送带始终保持3.0m/s的恒定速率运行, 传送带的水平部分AB距水平地面的高度为h=0.45m。现有一行李包 (可视为质点) 由A端被传送到B端, 且传送到B端时没有被及时取下, 行李包从B端水平抛出, 不计空气阻力, g取10m/s2

(1) 若行李包从B端水平抛出的初速v=3.0m/s, 求它在空中运动的时间和飞出的水平距离;

(2) 若行李包以v0=1.0 m/s的初速从A端向右滑行, 包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20, 要使它从B端抛出后, 飞出的水平距离等于 (1) 问中所求的水平距离, 求传送带的长度L应满足的条件。

12. (20分) 如图9所示, 在直角坐标系xOy第二、三象限存在有界匀强磁场Ⅰ (垂直纸面向里) 和有界匀强磁场Ⅱ (垂直纸面向外) , O、M、N、Q为磁场边界和x轴交点, OM=MN=L, 在第二、三象限加上竖直向下的匀强电场。一质量为m, 电荷量为q的带负电的小球从第一象限的P点 (2L, L) 以某一初速度沿-x轴方向射出, 恰好从坐标原点O进入有界磁场Ⅰ, 又从M点射出有界磁场Ⅰ, 在有界磁场中做匀速圆周运动。 (已知重力加速度为g)

(1) 求所加匀强电场场强E的大小;

(2) 求带电小球过原点O的速度大小和有界磁场Ⅰ的磁感应强度B的大小;

(3) 如带电小球能再次回到原点O, 则有界磁场Ⅱ的宽度d应该满足的条件。

四、选考题 (共15分。请考生从给出的三道物理题中任选一题作答)

13.【选修3-3】 (15分)

(1) (5分) 下列说法中正确的是____ (填正确答案标号, 选对1个得2分, 选对2个得4分, 选对3个得5分。每选错1个扣3分, 最低得分为0分)

A.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动

B.气体的温度升高, 每个气体分子运动的速率都增加

C.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气, 其分子之间的势能增加

D.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度, 气体的温度就可以降低

E.空调机作为制冷机使用时, 将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外, 所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律

(2) (10 分) 如图10 所示, 一上端开口、下端封闭的细长玻璃管, 上部有长24cm的水银柱, 封有长12cm的空气柱, 此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=76cmHg, 如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动180°, 求在开口向下时管中空气柱的长度。 (封入的气体图10可视为理想气体, 在转动过程中气体温度保持不变, 没有发生漏气)

14.【选修3-4】 (15分)

(1) (5分) 如图11为一列简谐横渡在t=0时的波形图, 波源位于坐标原点, 已知当t=0.5s时x=4cm处的质点第一次位于波谷, 下列说法正确的是____ (填正确答案标号, 选对1个得2分, 选对2个得4分, 选对3个得5分。每选错1个扣3分, 最低得分为0分)

A.此波的波速为5cm/s

B.此波的频率为1.5Hz

C.波源在t=0时运动速度沿y轴正方向

D.波源振动已经历0.6s

E.x=10cm的质点在t=1.5s时处于波峰

(2) (10 分) 如图12 所示, 一玻璃砖截面为矩形ABCD, 固定在水面上, 其下表面BC刚好跟水接触。现有一单色平行光束与水平方向夹角为θ (θ>0) , 从AB面射入玻璃砖。若要求不论θ取多少, 此光束从AB面进入后, 到达BC界面上的部分都能在BC面上发生全反射, 则该玻璃砖的折射率最小为多少?已知水的折射率为4/3。

15.【选修3-5】 (15分)

(2) (10 分) 两磁铁各放在一辆小车上, 小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动。已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg, 乙车和磁铁的总质量为1.0kg。两磁铁的N极相对推动一下, 使两车相向运动。某时刻甲的速率为2 m/s, 乙的速率为3m/s, 方向与甲相反。两车运动过程中始终未相碰, 如图13所示。求:

(1) 两车最近时, 乙车的速度为多大?

(2) 甲车开始反向运动时, 乙车的速度为多大?

高考物理模拟试题 篇9

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l0l, 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.

高考物理模拟试题 篇10

一、共10题, 每小题4分.在每小题给出的四个选项中, 有的小题只有一个选项正确, 有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分, 选不全的得2分, 有错或不答的得0分.

1.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中, 由于发生了衰变而形成如图1所示的两个圆形径迹, 两圆半径之比为1∶16.下列说法正确的是 ( )

(A) 该原子核发生了α衰变

(B) 反冲核沿小圆做逆时针方向运动

(C) 原静止的原子核的原子序数为15

(D) 沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同

2.如图2所示, 空气中有一块横截面呈扇形的玻璃砖, 折射率为$\sqrt{2}$.现有一细光束垂直射到AO面上, 经玻璃砖反射、折射后, 经OB面平行返回, ∠AOB为135°, 圆的半径为 r, 则入射点P距圆心O的距离为 ( )

(A) r/4 (B) r/2

(C) rsin7.5° (D) rsin15°

3.如图3甲所示, 放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用, 静止不动.现保持力F1不变, 使力F2逐渐减小到零, 再逐渐恢复到原来的大小, 在这个过程中, 能正确描述木块运动情况的图象是图3乙中的 ( )

4.如图4所示电路, 闭合开关时灯不亮, 已经确定是灯泡断路或短路引起的, 在不能拆开电路的情况下 (开关可闭合, 可断开) , 现用一个多用电表的直流电压档、直流电流档和欧姆档分别对故障作出如下判断 (如表所示) :

以上判断, 正确的是 ( )

(A) 只有1、2对 (B) 只有3、4对

(C) 只有1、2、4对 (D) 全对

5.图5中活塞将气缸分成两气室, 气缸、活塞 (连同拉杆) 是绝热的, 且气缸不漏气, 以 E甲、E乙分别表示甲、乙两气体的内能, 则在用一定的拉力将拉杆缓慢向外拉的过程中 ( )

(A) E甲不变, E乙不变

(B) E甲减小, E乙增大

(C) E甲与E乙总量不变

(D) E甲与E乙总量增加

6.一列以速度 v 匀速行驶的列车内有一水平桌面, 桌面上的A处有一小球.若车厢中的旅客突然发现小球沿如图6 (俯视图) 中的虚线从A点运动到B点, 则由此可以判断列车的运行情况是 ( )

(A) 减速行驶, 向北转弯

(B) 减速行驶, 向南转弯

(C) 加速行驶, 向北转弯

(D) 加速行驶, 向南转弯

7.如图7所示, 两平行金属导轨固定在水平面上, 匀强磁场方向垂直导轨平面向下, 金属棒 ab、cd 与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动.两棒 ab、cd 的质量之比为2∶1.用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉棒 cd, 经过足够长时间以后 ( )

(A) 棒 ab、棒 cd 都匀速运动

(B) 棒 ab 上的电流方向是由 b 向 a

(C) 棒 cd 所受安培力的大小等于2F/3

(D) 两棒间距离保持不变

8.一列简谐横波沿 x 轴正向传播, 振幅为2 cm, 已知在 t=0时刻相距30 cm 的两质点 a、b 的位移都是1 cm, 但运动方向相反, 其中质点 a 沿 y 轴负向, 如图8所示, 则 ( )

(A) t=0时刻, 两质点 a、b 的加速度相同

(B) 两质点 a、b 的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍

(C) 质点 a 的速度最大时, 质点 b 的速度为零

(D) 当质点 b 的位移为+2 cm 时, 质点 b 的位移为负

9.物理实验中常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量.如图9所示, 探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈的匝数为 n, 面积为S, 线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中, 开始线圈平面与磁场垂直, 现把探测线圈翻转180°, 冲击电流计测出通过线圈的电量为 q, 由上述数据可测出磁场的磁感应强度为 ( )

(A) qR/S (B) qR/ (nS)

(C) qR/ (2nS) (D) qR/ (2S)

10.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成, 将其放在光滑的水平面上, 质量为 m 的子弹以速度 v 水平射向滑块.若射击下层, 子弹刚好不射出;若射击上层, 则子弹刚好能射穿一半厚度, 如图10所示.上述两种情况相比较 ( )

(A) 子弹对滑块做功一样多

(B) 子弹对滑块做功不一样多

(C) 系统产生的热量一样多

(D) 系统产生的热量不一样多

第Ⅱ卷 (非选择题共110分)

二、填空题 (本题共2小题, 共22分, 把答案填在相应的横线上或按题目要求作答.)

11. (9分) 用金属制成的线材 (如钢丝、钢筋) 受到拉力会伸长, 17世纪英国物理学家胡克发现, 金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比, 这是著名的胡克定律.这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆, 长为4 m, 横截面积为0.8 cm2, 设计要求它受到拉力后伸长不超过原长的1/1000, 由于这一拉力很大, 杆又较长, 直接测试有困难, 就选用同种材料制成的样品进行测试, 通过测试取得数据如下:

(1) 根据测试结果, 推导出线材伸长 x 与材料长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为__.

(2) 在寻找上述关系中, 你运用哪种科学研究方法?__.

(3) 通过对样品的测试, 求出新材料制成的金属杆能承受的最大拉力约为__.

12. (13分) 用电学方法测定风力 (风对物体作用力的大小) 的仪器的基本结构如图11甲所示, 质量为 m 的小球P系在一细长的金属丝下, 悬挂在O点, CB是水平放置的光滑电阻丝.已知风力方向水平向左, O、C的距离为 h, CB的长度为L.实验观测中可以看到无风时, 小球P沿竖直方向处于静止状态;有风时, 在风力作用下, 小球P会摆起一定的角度θ, 而且风速越大, θ角亦越大.小球P在摆起的过程中, 电阻丝CB与金属丝始终保持良好的接触, 其接触点D处的摩擦以及细金属丝的电阻可以忽略不计.

(1) 设小球平衡时, CD的长度为 x, 则风对球的作用力的大小为__.

(2) 取若干导线将一只电动势为E、内阻不计的电源, 一个开关, 一只保护电阻和一只电流表连入基本结构之中 (在基本结构中, O、B、C为接线柱) , 便可用来测量风力的大小.

请你将图11乙中的实验器材用导线连接起来, 使其能够用来测量风力的大小.

(3) 若用电压表取代上述测量装置中的电流表, 将电路连成如图11丙所示的电路亦可用来测量风力.为了能直接从表盘上读出风力的大小, 需要对电压表的表盘上的刻度重新标度.若在测量风力时, 电压表的示数没有超过其满偏电压Ug, 请在图11丁所示的方框内填用 m、L、h、E、Ug 表示的风力值. (表盘上刻度线下的标度值为原电压表的标度值)

三、计算题 (本题共6小题, 共88分.解答写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题, 答案中必须明确写出数值和单位.)

13. (12分) 如图12所示是一种折射率 n=1.5的棱镜, 用于某种光学仪器中, 现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上, 入射角的大小 i=arcsin0.75.求: (1) 光在棱镜中传播的速率; (2) 此束光线射出棱镜后的方向 (不考虑返回到AB面上的光线) .

14. (14分) 一辆汽车的质量是5×103 kg, 发动机的额定功率为60 kW, 汽车所受的阻力恒为5000N, 如果汽车从静止开始以0.5 m/s2 的加速度做匀加速直线运动, 功率达到最大后又以额定功率运动了一段距离后汽车达到了最大速度, 在整个过程中, 汽车运动了125 m.问在这个过程中, 汽车发动机的牵引力做功多少?

下面是甲、乙两位同学的解法:

$\begin{array}{l}\text{甲}\text{同}\text{学}:t=\sqrt{2s/a}=\sqrt{2\times 125/0.5}=22.36(\text{s})‚\\ W={\rm P}t=6\times 10{}^4\times 22.36=1.34\times 10{}^6(\text{J}).\end{array}$

乙同学:F=ma+f=7500N,

W=FS=7500×125=9.375×105 (J) .

请对上述两位同学的解法做出评价, 若都不同意请给出你的解法.

15. (14分) 如图13所示, 在地面附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场.匀强磁场的磁感应强度为B, 方向水平并垂直纸面向外, 一质量为 m、带电量为-q 的带电微粒在此区域恰好做速度大小为 v 的匀速圆周运动. (重力加速度为 g)

(1) 求此区域内电场强度的大小和方向;

(2) 若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点, 速度与水平方向成45°, 如图13所示.则该微粒至少经过多长时间运动到距地面最高点?最高点距地面多高?

(3) 在 (2) 问中微粒运动到P点时, 突然撤去磁场, 同时电场强度大小不变, 方向变为水平向右, 则该微粒运动中距地面的最大高度是多少?

16. (16分) 2003年10月15日, 我国成功发射了第一艘载人宇宙飞船“神舟”五号.火箭全长58.3 m, 起飞重量479.8 t, 火箭点火升空, 飞船进入预定轨道.“神舟”五号环绕地球飞行14圈约用时间21 h.飞船点火竖直升空时, 航天员杨利伟感觉“超重感比较强”, 仪器显示他对座舱的最大压力等于他体重的5倍.飞船进入轨道后, 杨利伟还多次在舱内飘浮起来.假设飞船运行的轨道是圆形轨道. (地球半径R取6.4×103 km, 地面重力加速度 g 取10 m/s2, 计算结果取二位有效数字)

(1) 试分析航天员在舱内“飘浮起来”的现象产生的原因.

(2) 求火箭点火发射时, 火箭的最大推力.

(3) 估算飞船运行轨道距地面的高度.

17. (16分) 如图14所示, 在 xoy 平面内的第Ⅲ象限中有沿-y 方向的匀强电场, 场强大小为E.在第Ⅰ和第Ⅱ象限有匀强磁场, 方向垂直于坐标平面向里.有一个质量为 m、电荷量为 e 的电子, 从 y 轴的P点以初速度 v0 垂直于电场方向进入电场 (不计电子所受重力) , 经电场偏转后, 沿着与 x 轴负方向成45°角进入磁场, 并能返回到原出发点P.

(1) 简要说明电子的运动情况, 并画出电子运动轨迹的示意图;

(2) 求P点距坐标原点的距离;

(3) 电子从P点出发经多长时间再次返回P点?

18. (16分) 如图15所示, 由粗细均匀的电阻丝绕成的矩形导线框 abcd 固定于水平面上, 导线框边长$\overline{ab}=L‚\overline{bc}=2L$, 整个线框处于竖直方向的匀强磁场中, 磁场的磁感应强度为B, 导线框上各段导线的电阻与其长度成正比, 已知该种电阻丝单位长度上的电阻为λ, λ的单位是Ω/m.今在导线框上放置一个与 ab 平行且与导线框接触良好的金属棒MN, MN的电阻为 r, 其材料与导线框的材料不同.金属棒MN在外力作用下沿 x 轴正方向做速度为 v 的匀速运动, 在金属棒从导线框最左端 (该处 x=0) 运动到导线框最右端的过程中:

(1) 请写出金属棒中的感应电流Ⅰ随 x 变化的函数关系式;

(2) 试证明当金属棒运动到 bc 段中点时, MN两点间电压最大, 并写出最大电压Um的表达式;

(3) 试求出在此过程中, 金属棒提供的最大电功率Pm;

(4) 试讨论在此过程中, 导线框上消耗的电功率可能的变化情况.

参考答案

一、选择题

1. (B) 、 (C) 2. (C) 3. (B) 4. (C) 5. (B) 、 (D) 6. (B) 7. (B) 、 (C) 8. (A) 、 (D) 9. (C) 10. (A) 、 (C)

二、填空题

11. (1) x=KFL/S (其中K为比例系数) ;

(2) 控制条件法 (或控制变量法、单因子法、归纳法) ;

(3) 104N.

12. (1) mgx/h (或 mgtanθ)

(2) 如图16所示.

(3) 设电压表读数为U, CD长度为 x, 则有U/E=x/L.

根据 (1) 的结论F风力=mgx/h,

联立得:F风力=mgLU/ (Eh) .

将电压表不同读数代入上式, 即可得风力值.

三、计算题

13.解: (1) 如图17所示, 设光线进入棱镜后的折射角为 r, 由 sini/sinr=n=c/V得

sinr=sini/n=0.5, r=30°;

v=c/n=2.0×108 m/s.

(2) 光线射到BC界面的入射角 i′:

i′=90°- (180°-60°-75°) =45°.

光线沿DE方向射出棱镜时不改变方向, 故此束光线射出棱镜后方向与AC界面垂直.

14.解:甲、乙两位同学的解法都不正确.

甲同学把125 m 全部当做匀加速直线运动的位移, 求出运动时间 t, 这一步就错了, 然后又用公式W=Pt 来求牵引力做功, 而汽车在做匀加速运动的过程中功率是逐渐变大的, 这一步又错了.

而乙同学的做法中, 第一步是正确的, 但力F是汽车做匀加速运动时的牵引力, 当汽车以额定功率行驶时, 牵引力是变力, 做功不能用W=FS来计算.

正确的解法是:汽车行驶的最大速度为

vm=P/f=6×104/5000 m/s

=12 m/s.

根据动能定理得

mv${}_m^2$/2-0=W-fS,

W=mv${}_m^2$/2+fS=9.85×105 J.

15.解: (1) 带电微粒在做匀速圆周运动, 电场力与重力应平衡, 有 mg=Eq, 即E=mg/q, 方向竖直向下.

(2) 粒子做匀速圆周运动, 轨道半径为R, 如图18所示.

Bqv=mv2/R.

最高点与地面的距离为

$\begin{array}{l}{\rm H}{}_m={\rm H}+R(1+\cos 45°)\\ ={\rm H}+\frac{mv}{Bq}(1+\frac{\sqrt{2}}{2}).\end{array}$

该微粒运动周期为T=2πm/Bq.运动到最高点所用时间为

t=3T/8=3πm/ (4Bq) .

(3) 设粒子上升高度为 h, 由动能定理得

$-mgh=0-\frac{1}{2}m(v\sin 45°){}^2$,

解得 h=v2/ (4g) .微粒离地面最大高度为${\rm H}+\frac{v{}^2}{4g}.$

16.解: (1) 航天员随舱做圆周运动, 万有引力用来充当圆周运动的向心力, 航天员对支撑物的压力为零, 故航天员“飘浮起来”是一种失重现象.

(2) 火箭点火时, 航天员受重力和支持力作用且N=5 mg, 此时有N-mg=ma, 解得 a=4g.此加速度即火箭起飞时的加速度, 对火箭进行受力分析, 列方程为F-Mg=Ma, 解得火箭的最大推力为

F=2.4×107 N.

(3) 飞船绕地球做匀速圆周运动, 万有引力提供向心力, 则

GmM地/ (R+h) 2=m (4π2/T2) (R+h)

在地球表面, 万有引力与重力近似相等, 有

GmM地/R2=mg.

又有T=1.5h=5.4×103 s.

联立解得 h=3.1×102 km.

17.解: (1) 轨迹如图19中虚线所示, 设$\overline{{\rm O}{\rm P}}=S$, 在电场中偏转45°, 说明在M点进入磁场时的速度是$\sqrt{2}v{}_0$, 由动能定理知电场力做功$EeS=\frac{1}{2}mv{}_0^2$, 得 S=v0t/2,

由$\overline{{\rm O}{\rm M}}=v{}_{0}t$可知$\overline{{\rm O}{\rm M}}=2S$.由对称性, 从N点射出磁场时速度与 x 轴也成45°, 又恰好能回到P点, 因此$\overline{{\rm O}{\rm N}}=S$.可知在磁场中做圆周运动的半径$R=1.5\sqrt{2}S$;

(2) S=mv${}_0^2$/ (2eE) ;

(3) 在第Ⅲ象限做平抛运动的时间为

t1=2S/v0=mv0/ (eE) .

在第Ⅳ象限做匀速直线运动的时间为

$t{}_2=\sqrt{2}s/\sqrt{2}v{}_0=mv{}_0/2eE.$

在第Ⅰ、Ⅱ象限做匀速圆周运动的时间为

$\begin{array}{l}t{}_3=(\frac{3}{4}\times 2\text{π}R)/(\sqrt{2}v{}_0)\\ =9\text{π}mv{}_0/(8eE).\end{array}$

因此有 t=t1+t2+t3=3 (4+3π) mv0/ (8eE) .

$\begin{array}{l}18.\text{解}:(1)E=BLV‚\\ {\rm I}=\frac{E}{r+R}=\frac{BLV}{r+\frac{\lambda (L+2x)(5L-2x)}{6L}}\\ =\frac{6BL{}^{2}V}{6Lr+\lambda (L+2x)(5L-2x)}.\end{array}$

(2) M、N两点的电压$U=ER/(R+r)=E/(1+\frac{r}{R})$, 当外电路电阻最大时, U有最大值Um.

因为外电阻R=λ (L+2x) (5L-2x) / (6L) , 当L+2x=5L-2x, 即 x=L时, R有最大值, 所以 x=L时, 即金属棒在 bc 中点时, M、N两点间电压有最大值, 即

$\begin{array}{l}U{}_m=3BL{}^{2}V\lambda /(2r+3\lambda L).\\ (3){\rm P}{}_m=E{}^2/(\frac{5L\lambda }{6}+r)\\ =6E{}^2/(5L\lambda +6r).\end{array}$

(4) 外电路电阻

$\begin{array}{l}R{}_{\min }=\lambda \frac{L\cdot 5L}{L+5L}=5L\lambda /6.\\ R{}_{\max }=\lambda \frac{3L\cdot 3L}{3L+3L}=3L\lambda /2.\end{array}$

当 r<Rmin, 即 r<5Lλ/6时, 导线框上消耗的电功率先变小, 后变大;当Rmin<r<Rmax, 即5Lλ/6<r<3Lλ/2时, 导线框上消耗的电功率先变大, 后变小, 再变大, 再变小;当 r>Rmax, 即 r>3Lλ/2时, 导线框上消耗的电功率先变大, 后变小.

高考物理模拟试题 篇11

1 画出图象

（1）首先根据物理情景由物理规律列出方程（简谐振动、简谐波、正弦交流电已经给出了是正弦函数）.

（2）其次把列出的方程变形成图象所需的形式（即：y随x变化的形式）.

（3）最后把图线画出来.

例1 下面是2014年四川高考物理试题第8题.

图1是测量阻值約几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻（10 Ω），R1是电阻箱（0～99.9 Ω），R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源（电动势100 V，内阻很小）.在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大.实验具体步骤如下：

（ⅰ）连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；

（ⅱ）闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调滑动变阻器R，使A1示数I1=0.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2示数I2.

（ⅲ）重复步骤（ⅱ），再侧量6组R1和I2；

（ⅳ）将实验测得的7组数据在坐标纸上描点.

根据实验回答以下问题：

① 现有四只供选用的电流表：

A.电流表（0～3 mA，内阻为2.0 Ω）

B.电流表（0～3 mA，内阻未知）

C.电流表（0～0.3 A，内阻为5.0 Ω

D.电流表（0～0.3 A，内阻未知）

A1应选用，A2应选用.

②测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1=0.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值（选填“不变”、“变大”或“变小”）.

③在坐标纸上画出R1与I2的关系图.

④根据以上实验得出Rx=Ω.

分析 首先根据两并联支路电压相等列出方程（电流表内阻太大要算）

I1（R0+R1+RA1）=I2（Rx+RA2），其次把方程变形成坐标纸上所需要的R1-I2的形式得R1=Rx+RA2I1I2-（R0+RA1），从函数关系看此图线是一条直线，在坐标纸上画出图线，如图3所示，完成③问.

2 利用图象

根据所列方程结合图象找出需要的四类相关信息.

（1）抓住y随x变化图象的斜率代表的物理意义，这一点是图象试题考得最多的.斜率由k=ΔyΔx来计算时注意两点：一是要在图象上取尽可能远的两点的Δy与Δx的比值，二是物理图象中的斜率一般不能像数学中用tanθ来表示，因为在物理图象中两坐标轴相同长度代表的物理量的数值不一定相同.

接着分析例1：电流表A1的示数I1=0.15 A，要量程符合要求，只能在C、D中选，又根据两支路的电阻也接近，所以两支路的电流也接近，要电流表A2的量程符合要求，也只能在C、D中选.由坐标纸上画出的图线可以求出其斜率rx+RA2I1≈242，要测量Rx，必知道RA2，所以电流表A2选D，电流表A1选C，完成①问.

由Rx+RA2I1≈242，I1=0.15 A与RA2=5.0 Ω得Rx≈31 Ω，完成④问.

把滑动变阻器R看成内阻的一部分，由电路图下面支路电流不变而R1阻值变小，则路端电压变小，上面支路电阻不变，所以上面支路中电流变小，总电流变小，由U=E-I（r+R）得r+R一定变小，则变阻器R的阻值要变小才行，完成②问.

（2）认准y随x变化图象的截距代表的物理意义，这也是图象试题最常见的考法.

进一步分析例1：图象横轴的截距约0.06 A，且Rx、RA2、I1、I2、R0已知，R1=Rx+RA2I1I2-（R0+RA1）=0时，就可以计算出电流表A1的内阻RA1≈5 Ω.同样的道理，纵轴的截距约-15 Ω，且I2=0，由方程R1=Rx+RA2I1I2-（R0+RA1）同样得RA1≈5 Ω.

（3）抓住图线上的交点、关键点与转折点.这是图象试题中最简单的考法.

例2 下面是2014年四川高考物理试题第1题.

如图5所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则

A.用户用电器上交流电的频率是100 Hz

B.发电机输出交流电的电压有效值是500 V

C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定

D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小

分析 由图线与横轴的交点知交流电的周期是0.02 s，则频率为50 Hz，知A错.由图线与纵轴的交点知交流电的峰值是500 V，由于是正弦交流电，所以有效值=峰值2，所以B错.输电线的电流不仅与降压变压器原副线圈的匝数比有关，还与用户用电器的总电阻大小有关，所以C错.正确的答案是D.

2014年四川高考物理试题第5题与第7题同理抓住图象的斜率、交点、关键点与转折点即可得解.

3 看看图象的面积有没有意义.这类图象试题高考中基本不考，但平时考试题偶尔出现

（1）首先横轴代表的物理量是过程量.如时间t、位移s等.

（2）其次两个坐标轴代表的物理量之积能代表某一新的物理量，则面积的大小就是这个新物理量的大小，这是图象最难的考法之一.

例3 类比是一种常用的研究方法.对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图象求位移的方法.请你借鉴此方法分析下列说法，其中正确的是

A.由a-t（加速度-时间）图线和横轴围成的面积可以求出对应时间内做直线运动物体的速度变化量

B.由F-v（力-速度）图线和横轴围成的面积可以求出对应速度变化过程中力做功的功率

C.由F-x（力-位移）图线和横轴围成的面积可以求出对应位移内力所做的功

D.由ω-r（角速度-半径）图线和横轴围成的面积可以求出对应半径变化范围内做圆周运动物体的线速度

高考物理模拟试题 篇12

1. (2012届广东省惠州市高三第一次调研考试) 若粒子刚好能在如图所示的竖直平面内做匀速圆周运动, 则可以判断 ( )

A.粒子带负电

B.粒子带正电

C.只能是逆时针运动

D.只能是顺时针运动

【解析】若粒子刚好能在如图所示的竖直平面内做匀速圆周运动时, 由于物体做匀速圆周运动的条件是所受合外力大小恒定、方向时刻和速度方向垂直, 这是任何几个恒力或恒力与某一变力无法合成实现的, 只有洛伦兹力可满足该条件.也就是说, 电荷在上述复合场中如果做匀速圆周运动, 只能是除洛伦兹力以外的所有恒力的合力为零才能实现.处理此类问题, 一定要牢牢把握这一隐含条件.

【答案】BC

【点拨】 (1) 电子、质子、α粒子、离子等微观粒子在复合场中运动时, 一般都不计重力, 但质量较大的质点 (如带电尘粒) 在复合场中运动时, 不能忽略重力. (2) 当带电粒子所受的重力与电场力等值反向, 洛伦兹力提供向心力时, 带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.

2. (2012届湖北省部分重点中学高三年级起点考试) 医生做某些特殊手术时, 利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成, 磁极间的磁场是均匀的.使用时, 两电极a、b均与血管壁接触, 两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直, 如图所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动, 电极a、b之间会有微小电势差.在达到平衡时, 血管内部的电场可看作是匀强电场, 血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中, 血管壁直径为3.0mm, 血管壁的厚度可忽略, 两触点间的电势差为160μV, 磁感应强度的大小为0.040T.则血流速度的近似值和电极a、b的正负为 ( )

A.1.3m/s, a正、b负

B.2.7m/s, a正、b负

C.1.3m/s, a负、b正

D.2.7m/s, a负、b正

【解析】根据正负离子随血流一起在磁场中运动的方向及磁场的方向, 由右手定则知上壁带正电, 下壁带负电, 因此电极a端为正极, b端为负极.当达到平衡时有Bqv=Eq, 又由$E=\frac{U}{d}$, 得$v=\frac{4}{3}\text{m}/\text{s}$.答案为A选项.

【答案】A

【点拨】 (1) 依据右手定则, 正离子在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏, 负离子在磁场中受到洛伦兹力作用向下偏, 因此电极a、b的正负为a正、b负; (2) 当稳定时, 血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.

3. (2012届浙江海盐元济高中高三摸底考试) 如图所示, 在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场, d是ac上任意一点, e是bc上任意一点.大量相同的带电粒子从a点以相同方向进入磁场, 由于速度大小不同, 粒子从ac和bc上不同点离开磁场.不计粒子重力, 则从c点离开的粒子在三角形abc磁场区域内经过的弧长和运动时间, 与从d点和e点离开的粒子相比较 ( )

A.经过的弧长一定大于从d点离开的粒子经过的弧长

B.经过的弧长一定小于从e点离开的粒子经过的弧长

C.运动时间一定大于从d点离开的粒子的运动时间

D.运动时间一定大于从e点离开的粒子的运动时间

【解析】在图中画出不同速率的带电粒子在磁场中的轨迹, 可知轨迹的半径$R=\frac{mv}{qB}$, 说明了半径的大小与带电粒子速率成正比.但由于电子在磁场中运动时间的长短仅与轨迹所对应的圆心角大小有关, 故可判断c点离开的粒子经过的弧长一定大于从d点离开的粒子经过的弧长, 运动时间一定大于从e点离开的粒子的运动时间.本题选项中AD正确.

【答案】AD

【点拨】带电粒子在磁场中运动的时间长短决定于轨迹所对应的圆心角.

4. (2012届浙江省温州市高三八校联考试题) 在图中虚线所围的区域内, 存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子, 穿过此区域时未发生偏转, 设重力可以忽略不计, 则在这区域中的E和B的方向不可能是 ( )

A.E和B都沿水平方向, 并与电子运动的方向相同

B.E和B都沿水平方向, 并与电子运动的方向相反

C.E竖直向上, B垂直纸面向外

D.E竖直向上, B垂直纸面向里

【解析】左方水平射入的电子, 穿过这区域时未发生偏转说明电子在该区域不受力或者受力的方向与电子运动方向平行.由此判断在这区域中的E和B的方向不可能是:E竖直向上, B垂直纸面向里.

【答案】D

【点拨】不计重力时, 电子进入该区域后仅受电场力和洛伦兹力作用.要使电子穿过该区域时不发生偏转, 电场力和洛伦兹力的合力应等于零或合力方向与电子速度方向在同一条直线上.

5. (2012届武汉市起点调研测试) 如图所示的平行板器件中, 电场强度E和磁感应强度B相互垂直, 具有不同水平速度的带电粒子从P孔射入后发生偏转的情况不同.利用这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来, 所以叫做速度选择器.若正离子 (不计重力) 以水平速度v=E/B射入速度选择器, 则 ( )

A.正离子从P孔射入后, 能沿着图示虚线路径通过速度选择器

B.正离子从Q孔射入后, 能沿着图示虚线路径通过速度选择器

C.仅改变离子的电性, 负离子从P孔射入后, 不能沿图示虚线路径通过速度选择器

D.仅改变离子的电量, 正离子从P孔射入后, 不能沿图示虚线路径通过速度选择器

【解析】正离子从P孔射入后, 由于带电粒子的初速v与E和B都垂直, 则此时带电粒子所受的电场力和洛伦兹力方向相反, 要使带电粒子沿虚线做直线运动, 一定是做匀速直线运动, 设速度大小为v0, 应满足电场力和洛伦兹力大小相等, 即qE=qvB, v=E/B. 正离子从P孔射入后, 能沿着图示虚线路径通过速度选择器.

【答案】A

【点拨】本题讨论带电粒子的初速v的方向与E和B的方向都垂直的情形, 由于带电粒子所受的电场力方向与洛伦兹力方向相反, 且大小相等, 故带电粒子做匀速直线运动.

6. (2012届成都市高三摸底测试) 如图所示, 回旋加速器是加速带电粒子的装置, 其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形盒, 两盒间构成一狭缝, 两D形盒处于垂直于盒面的匀强磁场中.下列有关回旋加速器的描述正确的是 ( )

A.离子由加速器的中心附近进入加速器

B.离子由加速器的边缘进入加速器

C.离子从磁场中获得能量

D.离子从电场中获得能量

【解析】离子由加速器的中心附近进入加速器, 从电场中获取能量, 最后从加速器边缘离开加速器, 选项A、D正确.

【答案】AD

【点拨】由于D形金属盒的大小一定, 所以不管粒子的大小及带电量如何, 粒子最终从加速器内射出时应具有相同的旋转半径.

7. (2011届湖北省鄂州市高三年级摸底考试) 如图甲所示, 偏转电场的两个平行极板水平放置, 板长L=0.08m, 板距足够大, 两板的右侧有水平宽度l=0.16m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场.一个比荷为$\frac{q}{m}=5\times 10{}^7\text{C}/\text{k}\text{g}$的粒子 (其重力不计) 以v0=80m/s的速度从两板中间沿与板平行的方向射入偏转电场, 进入偏转电场时, 偏转电场的场强恰好按图乙开始随时间发生变化, 两极板的极性如图甲所示;粒子离开偏转电场后进入匀强磁场, 最终刚好没有从右边界射出.求:

(1) 粒子在磁场中运动的速率v;

(2) 粒子在磁场中运动的轨道半径R;

(3) 磁场的磁感应强度B.

【解析】 (1) 粒子在偏转电场中的运动时间$t=\frac{l}{v{}_0}=\frac{0.08}{80}\text{s}=1.00\times 10{}^{-}{}^3\text{s}.$

对比乙图, 粒子在极板间的运动时间正好是偏转电压的一个周期, 即它在极板间被横向加速的时间为t=5.00×10-4s, 于是

$\begin{array}{l}v{}_{\perp }=\frac{qE}{m}t=60\text{m}/\text{s}.\\ v=\sqrt{v{}_0^2+v{}_{\perp }^2}=\sqrt{80{}^2+60{}^2}\text{m}/\text{s}=100\text{m}/\text{s}.\end{array}$

(2) 粒子在磁场中的轨迹可以如下图中圆弧所示.

设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R, 由几何关系有

$\begin{array}{l}R+R\sin \theta =l\\ \sin \theta =\frac{v{}_{\perp }}{v}=\frac{3}{5}\\ \therefore R=\frac{l}{1+\sin \theta }=\frac{0.16}{1+\frac{3}{5}}\text{m}=0.1\text{m}.\\ (3)\text{粒}\text{子}\text{在}\text{磁}\text{场}\text{中}\text{做}\text{匀}\text{速}\text{圆}\text{周}\text{运}\text{动}‚\text{有}\end{array}$

$\begin{array}{l}qvB=m\frac{v{}^2}{R}\\ \therefore B=\frac{mv}{qR}=\frac{100}{5\times 10{}^7\times 0.1}\text{Τ}=2.0\times 10{}^{-}{}^5\text{Τ}.\end{array}$

【点拨】由磁场的边界形状, 粒子的轨道、粒子入射速度和出射速度的方向等几何关系, 可求出轨道半径, 已知角度与轨道圆心角的联系, 粒子在磁场中运动的时间与圆运动周期的联系等.

8. (2012届广东省珠海市高三摸底考试) 如图, 有位于竖直平面上的半径为R的圆形光滑绝缘轨道, 其上半部分处于竖直向下、场强为E的匀强电场中, 下半部分处于垂直水平面向里的匀强磁场中, 质量为m, 带正电, 电荷量为q的小球, 从轨道的水平直径的M端由静止释放, 若小球在某一次通过最低点时对轨道的压力为零, 求:

(1) 磁感应强度B的大小;

(2) 小球对轨道最低点的最大压力;

(3) 若要小球在圆形轨道内做完整的圆周运动, 求小球从轨道的水平直径的M端下滑的最小速度.

【解析】 (1) 设小球向右通过最低点时的速率为v, 由题意得

$\begin{array}{l}mgR=\frac{1}{2}mv{}^2①\\ qBv-mg=m\frac{v{}^2}{R}②\\ B=\frac{3mg}{q\sqrt{2gR}}.\end{array}$

(2) 小球向左通过最低点时对轨道的压力最大, 有

$F{}_{{\rm N}}-mg-qBv=m\frac{v{}^2}{R}③$

联立①②③三式可得:FN=6mg.

(3) 要小球完成圆周运动的条件是在最高点满足

$mg+qE=m\frac{v{}_1^2}{R}④$

从M点到最高点由动能定理得

$-mgR-qER=\frac{1}{2}mv{}_1^2-\frac{1}{2}mv{}_0^2⑤$

由①②④⑤四式可得$v{}_0=\sqrt{\frac{3R(mg+qE)}{m}}.$

【点拨】在解题过程中始终抓住洛伦兹力不做功这一特点, 粒子动能的变化是电场力或重力做功的结果.

9. (2012届辽宁省葫芦岛市五校协作体高三模拟考试) 如图所示, 一个质量为m=2.0×10-11kg, 电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒 (重力忽略不计) , 从静止开始经U1=100V电压加速后, 水平进入两平行金属板间的偏转电场, 偏转电场的电压U2=100V.金属板长L=20cm, 上极板带正电, 两板间距$d=10\sqrt[]{3}$cm.

求: (1) 微粒进入偏转电场时的速度v0大小;

(2) 微粒射出偏转电场时的偏转角θ;

(3) 若该匀强磁场的宽度为D=10cm, 为使微粒不会由磁场右边射出, 该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?

【解析】 (1) 微粒在加速电场中由动能定理得

$qU{}_1=\frac{1}{2}mv{}_0^2$

解得v0=1.0×104m/s.

(2) 微粒在偏转电场中做类平抛运动, 有

$\begin{array}{l}a=\frac{qU{}_2}{md}\\ v{}_y=at=a\frac{L}{v{}_0}\end{array}$

飞出电场时, 速度偏转角的正切为

$\tan \theta =\frac{v{}_y}{v{}_0}=\frac{U{}_{2}L}{2U{}_{1}d}=\frac{1}{\sqrt{3}}$

解得θ=30° .

(3) 进入磁场时微粒的速度是

$v=\frac{v{}_0}{\cos \theta }$

轨迹如图, 由几何关系得

D=r+rsinθ

洛伦兹力提供向心力

$Bqv=\frac{mv{}^2}{r}$

联立得:$B=\sqrt{3}/5=0.346\text{Τ}.$

【点拨】带电粒子在复合场中做什么运动, 取决于带电粒子所受的合外力及初始运动状态的速度, 因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析.

10. (2012届盐城市高三摸底考试) 如右图所示的坐标系中, 第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场, x方向的宽度${\rm O}A=20\sqrt{3}$cm, y方向无限制, 磁感应强度B0=1×10-4T.现有一比荷为$\frac{q}{m}=2\times 10{}^{11}\text{C}/\text{k}\text{g}$的正离子以某一速度从O点射入磁场, α=60° , 离子通过磁场后刚好从A点射出.

(1) 求离子进入磁场B0的速度的大小;

(2) 离子进入磁场B0后, 某时刻再加一个同方向的匀强磁场, 使离子做完整的圆周运动, 求所加磁场磁感应强度的最小值;

(3) 离子进入磁场B0后, 再加一个如下图所示的变化磁场 (正方向与B0方向相同, 不考虑磁场变化所产生的电场) , 求离子从O点到A点的总时间.

【解析】 (1) 如下图所示, 由几何关系得离子在磁场中运动时的轨道半径

r1=0.2m

离子在磁场中做匀速圆周运动, 洛伦兹力提供向心力

$Bqv=\frac{mv{}^2}{r{}_1}$

求得:v=4×106m/s.

(2) 由$Bqv=\frac{mv{}^2}{r}$知, B越小, r越大.设离子在磁场中最大半径为R, 由几何关系得

R=0.05m

由牛顿运动定律得

$B{}_{1}qv=\frac{mv{}^2}{R}$

求得B1=4×10-4T.

则外加磁场ΔB1=3×10-4T.

(3) 离子在原磁场中运动周期

${\rm T}{}_1=\frac{2\text{π}m}{Bq}=\text{π}\times 10{}^{-7}\text{s}$

离子在磁场中运动第一次遇到外加磁场的过程中轨迹对应的圆心角

$\theta {}_1=\frac{\frac{\text{π}}{12}\times 10{}^{-7}}{\text{π}\times 10{}^{-7}}\times 2\text{π}=\frac{\text{π}}{6}$

此时施加附加磁场时离子在磁场中能做的圆周运动的最大半径为r2.

如下图所示, 由几何关系知

$r{}_2=\left(\frac{1}{3}-\frac{\sqrt{3}}{9}\right)\times 0.2\approx 0.028(\text{m})$

离子在有附加磁场时运动半径为r3, 则

$B{}_{2}qv=\frac{mv{}^2}{r{}_3}$

求得$r{}_3=\frac{1}{60}\approx 0.017\text{m}.$

因为r3<r2, 所以离子能做完整的圆周运动.

离子在外加磁场后, ${\rm T}{}_2=\frac{2\text{π}m}{B{}_{2}q}=\frac{\text{π}}{12}\times 10{}^{-7}\text{s}$, 对照外加磁场的规律可知, 每隔$\frac{\text{π}}{12}\times 10{}^{-7}\text{s}$离子在周期性外加磁场时恰可做一次完整的匀速圆周运动, 共做三次, 最后在A点离开磁场.

离子从O点进入到A点射出的总时间为

$t=\frac{\frac{2\text{π}}{3}m}{Bq}+\frac{6\text{π}m}{B{}_{2}q}=\frac{\text{π}}{2}\times 10{}^{-7}\text{s}.$

【点拨】当带电粒子所受的合外力是变力, 且与初速度方向不在一条直线上时, 粒子做非匀变速曲线运动, 这时粒子的运动轨迹既不是圆弧, 也不是抛物线, 由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区, 因此粒子的运动情况也发生相应的变化, 其运动的过程可能由几种不同的运动阶段组成.

九、电磁感应

1. (2012年许昌新乡平顶山高三第一次调研考试) 如图所示为交流发电机示意图, 线圈的AB边连在金属滑环K上, CD边连在滑环L上, 导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上, 线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接.关于其工作原理, 下列分析正确的是 ( )

A.当线圈平面转到中性面的瞬间, 穿过线圈的磁通量最大

B.当线圈平面转到中性面的瞬间, 线圈中的感应电流最大

C.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间, 穿过线圈的磁通量最小

D.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间, 线圈中的感应电流最小

【解析】当线圈平面转到中性面的瞬间, 穿过线圈的磁通量最大, A正确;当线圈平面转到中性面的瞬间, 线圈中的感应电流最小, B错误;当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间, 穿过线圈的磁通量最小, C正确;当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间, 线圈中的感应电流最大, D错误.

【答案】AC

【点拨】能够正确理解磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率这三个不同的概念, 弄清概念之间的联系和区别, 是正确解题的前提条件.

2. (2012届山西省大同市高三学情调研测试) 如图所示, 水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab.导轨的一端连接电阻R, 其他电阻均不计, 磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下, 金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动.则 ( )

A.随着ab运动速度的增大, 其加速度也增大

B.外力F对ab做的功等于电路中产生的电能

C.当ab做匀速运动时, 外力F做功的功率等于电路中的电功率

D.无论ab做何种运动, 它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能

【解析】金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动, 在动生感应中导体棒切割磁感线运动而产生感应电流, 并同时受到安培力的作用, 随着ab运动速度的增大, 安培力增大, 其加速度减小, A错误;外力F对ab做的功大于电路中产生的电能, B错误.

【答案】CD

【点拨】本题最大的特点是电磁学知识与力学知识相结合.这类的综合题本质上是一道力学题, 只不过在受力上多了一个感应电流受到的安培力.分析问题的基本思路还是力学解题的那些规矩.在运用牛顿第二定律与运动学结合解题时, 分析加速度与初速度的关系是解题的关键, 因为加速度与初速度的关系决定了物体的运动.

3. (2012届武汉市起点调研测试) 如右图所示, 边长为L的正方形金属框在外力作用下水平向右运动, 穿过宽度为d (d>L) 的有界匀强磁场区域.则线框从磁场左侧进入的过程和从磁场右侧穿出的过程相比较, 有 ( )

A.线框中产生的感应电流方向相同

B.线框中产生的感应电流方向相反

C.线框所受的安培力方向相同

D.线框所受的安培力方向相反

【解析】感应电流产生的原因是穿过该金属线圈的磁通量发生变化, 因为线框在进入和被拉出磁场时, 磁通量的变化是不同的, 选项B正确;由左手定则判断, 线框所受安培力的方向相同, 选项C正确.

【答案】BC

【点拨】应用楞次定律时, 特别要注意感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化, 不能把“阻碍变化”简单地理解为原磁场均匀减少.

4. (2012届辽宁省丹东市四校协作体高三摸底测试) 如图所示, 平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中 (方向向里) , 间距为L, 左端电阻为R, 其余电阻不计, 导轨右端接一电容为C的电容器.现有一长2L的金属棒ab放在导轨上, ab以a为轴顺时针以ω转过90° 的过程中, 通过R的电量为 ( )

$\begin{array}{l}\text{A}.Q=\frac{\sqrt{3}BL{}^2}{2R}\text{B}.Q=2BL{}^2\omega C\\ \text{C}.Q=\frac{BL{}^2}{R}\text{D}.Q=BL{}^2\left(\frac{\sqrt{3}}{2R}+2\omega C\right)\end{array}$

【解析】以a为圆心, ab顺时针旋转至60° 时, 导体有效切割边最长为2L, 故此时感应电动势也最大, 且为

$E=B\cdot 2L\cdot \frac{2L}{2}\omega =2B\omega L{}^2$

此时电容器被充电

Q1=CE=2BL2ωC

在这一过程中通过R的电荷量

$Q{}_2=\overline{{\rm I}}\cdot \text{Δ}t=\frac{\overline{E}}{R}\cdot \text{Δ}t=\frac{B\text{Δ}S}{R\text{Δ}t}\text{Δ}t=\frac{\sqrt{3}BL{}^2}{2R}$

注意到从60° 旋转到90° 的过程中, 电容器放电, 电荷量Q1将全部通过电阻R, 故整个过程中通过R的总电荷量为:

$Q=Q{}_1+Q{}_2=BL{}^2\left(\frac{\sqrt{3}}{2R}+2\omega C\right).$

【答案】D

【点拨】本题易错点有两处:其一, 计算安培力的大小时找不到有效导线长;其二, 判断安培力的方向时错用右手定则.复习时要注意左手定则与右手定则应用的区别, 两个定则的应用可简单总结为:“因电而动”用左手, “因动而电”用右手, 因果关系不可混淆.本题求解感应电动势大小时, 应分别求出其平均值和瞬时值, 并注重状态分析和过程分析.其中用到的知识和方法, 应认真掌握.

5. (2012宿迁市高三年级摸底考试) 两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置, 两导轨间距为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.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中, 磁场方向垂直于导轨平面向上, 导轨和金属杆接触良好, 它们的电阻不计.现让ab杆由静止开始沿导轨下滑.

(1) 求ab杆下滑的最大速度vm;

(2) ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中, 电阻R产生的焦耳热为Q, 求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q.

【解析】 (1) 根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式和牛顿第二定律, 有

$\begin{array}{l}E=BLv\\ {\rm I}=\frac{E}{R}\\ F{}_A=B{\rm I}L\\ mg\sin \theta -F{}_A=ma\end{array}$

即$mg\sin \theta -\frac{B{}^{2}L{}^{2}v}{R}=ma.$

当加速度a为零时, 速度v达最大, 速度最大值

$v{}_{\text{m}}=\frac{mgR\text{s}\text{i}\text{n}\theta }{B{}^{2}L{}^2}.$

(2) 根据能量守恒定律有

$mgx\sin \theta =\frac{1}{2}mv{}_{\text{m}}^2+Q$

得$x=\frac{Q}{mg\text{s}\text{i}\text{n}\theta }+\frac{m{}^{2}R{}^{2}g\text{s}\text{i}\text{n}\theta }{2B{}^{4}L{}^4}.$

(3) 根据电磁感应定律有

$\overline{E}=\frac{\text{Δ}\Phi }{\text{Δ}t}$

根据闭合电路欧姆定律有

$\overline{{\rm I}}=\frac{\overline{E}}{R}$

感应电量

$q=\overline{{\rm I}}\text{Δ}t=\frac{\text{Δ}\Phi }{R}=\frac{BLx}{R}$

得$q=\frac{BLQ}{mgR\text{s}\text{i}\text{n}\theta }+\frac{m{}^{2}Rg\text{s}\text{i}\text{n}\theta }{2B{}^{3}L{}^3}.$

【点拨】对于电磁感应中的能量转化问题, 应弄清在过程中有哪些能量参与了转化, 什么能量减少了, 什么能量增加了, 由能的转化和守恒定律即可求出转化的能量.能量的转化和守恒是通过做功来实现的, 安培力做功是联系电能与其他形式的能相互转化的桥梁.因此, 也可由功能关系 (或动能定理) 计算安培力的功, 从而确定电能与其他形式的能相互转化的量.

6. (2012届广东省惠州市高三第一次调研考试) 一磁感强度为B0的有界匀强磁场区域如图甲所示, 质量为m, 电阻为R的矩形线圈abcd边长分别为L和2L, 线圈一半在磁场内, 一半在磁场外.从t1=0时刻磁场的磁感应强度开始均匀减小, 线圈中产生感应电流, 在磁场力作用下运动, 其运动的v-t图象如图乙所示, 图中斜向虚线为过O点速度曲线的切线, 数据由图中给出.不考虑重力影响, 求:

(1) 线圈中感应电流的方向;

(2) 磁场中磁感应强度的变化率$\frac{\text{Δ}B}{\text{Δ}t}$;

(3) t3时刻回路的电功率P.

【解析】 (1) 感应电流为顺时针方向.

(2) 从图线可知, t=0时刻线圈速度为零, 加速度为:$a=\frac{v{}_0}{t{}_1}$;

此时刻线框中感应电动势:

$\begin{array}{l}E=\frac{\text{Δ}\Phi }{\text{Δ}t}=L{}^2\frac{\text{Δ}B}{\text{Δ}t}\\ {\rm I}=\frac{E}{R}=\frac{L{}^2}{R}=\frac{\text{Δ}B}{\text{Δ}t}\end{array}$

由$F=B{}_0{\rm I}L=\frac{B{}_{0}L{}^3}{R}\cdot \frac{\text{Δ}B}{\text{Δ}t}=ma$, 可解得:

$\frac{\text{Δ}B}{\text{Δ}t}=\frac{mv{}_{0}R}{B{}_{0}t{}_{1}L{}^3}.$

(3) 线圈在t2时刻开始做匀速运动, 在t3时刻应有两种可能:

①线圈没有完全进入磁场, 磁场就消失, 线框内没有感应电流, 回路电功率P=0;

②磁场没有消失, 但线圈完全进入磁场, 尽管有感应电流, 但各边所受磁场力的合力为零, 由ab和cd两边切割磁感线产生的感应电动势抵消.

$E^{\prime }=\frac{\text{Δ}\Phi }{\text{Δ}t}=2L{}^2\frac{\text{Δ}B}{\text{Δ}t}$

回路电功率

${\rm P}=\frac{E^{\prime }{}^2}{R}=\frac{\left(2L{}^2\frac{\text{Δ}B}{\text{Δ}t}\right){}^2}{R}=\frac{4m{}^{2}v{}_0^{2}R}{B{}_0^{2}t{}_1^{2}L{}^2}$;

【点拨】应用E=NΔΦ/Δt时应注意: (1) Φ即磁通量的大小, 表示在某一时刻 (或某一状态) 穿过电路的磁通量. (2) ΔΦ表示磁通量变化量, 它体现了电路从某一位置 (或时刻) 经过某一过程到另一位置 (或另一时刻) 磁通量的改变量. (3) ΔΦ/Δt表示磁通量的变化率, 表示磁通量变化的快慢. (4) Φ大, 不一定ΔΦ大;ΔΦ大, 不一定ΔΦ/Δt大;反之Φ=0, ΔΦ不一定等于零, ΔΦ/Δt也不一定等于零 (如交流发电机中的电枢) .

7. (2012届湖北省部分重点中学高三年级起点考试) 如右图所示, 两足够长的光滑金属导轨竖直放置, 相距为L, 一理想电流表和一电阻R串联后再与两导轨相连, 匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为r的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后, 流经电流表的电流逐渐减小, 最终稳定为I.整个运动过程中, 导体棒与导轨接触良好, 且始终保持水平, 不计导轨的电阻.求:

(1) 磁感应强度的大小B;

(2) 电流稳定后, 导体棒运动速度的大小v;

(3) 流经电流表电流的最大值Im.

【解析】 (1) 电流稳定后, 导体棒做匀速运动, 有

BIL=mg

解得:$B=\frac{mg}{{\rm I}L}.$

(2) 感应电动势

E=BLv

感应电流

${\rm I}=\frac{E}{R+r}$

解得:$v=\frac{{\rm I}{}^2(R+r)}{mg}.$

(3) 由题意得导体棒刚进入磁场时的速度最大, 设为vm.由机械能守恒得

$\frac{1}{2}mv{}_{\text{m}}^2=mgh$

感应电动势最大值

Em=BLvm

感应电流最大值

${\rm I}{}_{\text{m}}=\frac{E{}_{\text{m}}}{R+r}$

解得${\rm I}{}_{\text{m}}=\frac{mg\sqrt{2gh}}{{\rm I}(R+r)}.$

【点拨】正确理解功能关系, 是解这类题的关键.在电磁感应现象中, 由于克服安培力做的功等于电路中产生的电能, 即等于电阻R上产生的焦耳热.求解此类问题时, 所用的是电磁学的知识.解题时求感应电动势仍是解题的关键, 可根据题设条件选取电动势的计算公式.除此之外, 还要掌握电路的串并联规律、电阻定律、闭合电路欧姆定律和电功、电功率计算等知识.应特别注意产生感应电动势的那部分导体相当于电路中的电源, 其电阻相当于电源内阻, 其电流流出的一端为正极.

十、交变电流

1. (2012届浙江海盐元济高中高三摸底考试) 如甲图所示, 光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线, 可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线静放在桌面上.当长直导线中的电流按乙图所示的规律变化时 (甲图中电流所示的方向为正方向) , 下述正确的是 ( )

A.0～t1时间内, 线框内电流方向为adcba, 线框向右减速运动

B.t1时刻, 线框内没有电流, 线框静止

C.t1～t2时间内, 线框内电流的方向为abcda, 线框向左运动

D.在t2时刻, 线框内有电流, 线框不受力

【解析】电流最大时, 变化率为零, 线圈中无感应电流, 线框不受力;电流为零时, 感应电流最大, 但所在处磁场为零, 也不受力.

【答案】D

【点拨】楞次定律解决的是感应电流的方向问题.两个磁场的理解是关键:感应电流的磁场 (新产生的磁场) 和引起感应电流的磁场 (原来就有的磁场) .前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系, 而是前者“阻碍”后者“变化”的关系.在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”;“阻碍”不是“阻止”.

2. (2012届辽宁省葫芦岛市五校协作体高三模拟考试) 一个探究性学习小组利用示波器, 绘制出了一个原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器, 副线圈两端输出电压u随时间t变化的图象如图所示 (图线为正弦曲线) .则下列说法错误的是 ( )

A.该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=20sin (100πt) V

B.接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1V

C.该变压器原线圈输入频率为50Hz

D.接在副线圈两端阻值为20Ω的白炽灯, 消耗的功率为2.5W

【解析】由图象知该交变电压的最大值为10V, 周期为4×10-2s, 其角速度ω=50π rad/s, 则原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=20sin (50πt) V, A项错误;交流电压表的示数为有效值, $U=\frac{u{}_{\text{m}}}{\sqrt{2}}=7.1\text{V}‚\text{B}$项正确;该交变电压的频率f=25Hz, 变压器不改变交变电流的频率, C项错误;计算白炽灯的功率要用有效值, P=2.5W, D项正确.

【答案】AC

【点拨】交变电流的最大值是指交变电流在一个周期内所能达到的最大值, 它可以用来表示交变电流的强弱或电压的高低.交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的, 让交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻, 如果在相同的时间内产生的热量相等, 我们就把这一恒定电流的数值叫做这一交变电流的有效值.

3. (2012届临沂高三模拟考试) 随着社会经济的发展, 人们对能源的需求也日益扩大, 节能变得越来越重要.某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电, 用户通过降压变压器用电, 若发电厂输出电压为U1, 输电导线总电阻为R, 在某一时段用户需求的电功率为P0, 用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下, 下列说法正确的是 ( )

A.输电线上损耗的功率为P02R/U${}_2^2$

B.输电线上损耗的功率为P02R/U${}_1^2$

C.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电

D.采用更高的电压输电会降低输电的效率

【解析】设发电厂输出功率为P, 则输电线上损耗的功率ΔP=P-P0, ΔP=I2R=P2R/U${}_1^2$, A、B项错误;采用更高的电压输电, 可以减小导线上的电流, 故可以减少输电线上损耗的功率, C项正确;采用更高的电压输电, 输电线上损耗的功率减少, 则发电厂输出的总功率减少, 故可提高输电的效率, D项错误.

【答案】C

【点拨】一般发电机到升压变压器的距离比较小, 导线的电压降比较小, 导线上的电能损耗比较小, 发电机的输出功率等于升压变压器的输入功率, 等于远距离输电线损失功率加上降压变压器的输入功率, 而降压变压器的输入功率由用户的实际功率来决定.所以用户的实际功率决定了升压变压器输出和输入功率, 因此升压变压器的输入电流与用户的实际功率有关.

4. (2011届江西上饶市高三第二次高考模拟考试) 如图所示, 两

个垂直纸面的匀强磁场方向相反, 磁感应强度的大小均为B, 磁场区域宽度均为a, 一正三角形 (中垂线长为a) 导线框ABC从图示位置方向匀速穿过两磁场区域, 以逆时针方向为电流的正方向, 在下图中感应电流I与线框移动距离x的关系图象正确的是 ( )

【解析】由楞次定律可判断, 线圈在x≤a的区域内沿x正方向运动的过程中, 线框中的磁通量增加, 产生逆时针方向的电流, 因此B项错误;线圈在a<x≤2a之间运动的过程中, 线框中向纸面内的磁通量减少, 而向纸面外的磁通量增加, 这两种磁通量变化情况使线框中产生的电流方向一致, 均为顺时针方向, 而且磁通量变化率随线框移动距离x的增大而增大, 所以电流增大, 所以A、D项错误, C选项正确.

【答案】C

【点拨】本题考查电磁感应中闭合线框在磁场中运动时产生的感应电流随线框的位置变化而发生的变化、楞次定律和图象.感应电流的大小和方向的判断是解题要点, 牢记楞次定律中“结果阻碍原因”的应用规律.

5. (2012年中山市高考物理模拟试题) 远距离输电线路的示意图如图所示, 若发电机的输出电压不变, 在线路正常工作的情况下, 当用户用电器的总功率增大时, 下列判断正确的是 ( )

A.升压变压器的原线圈中的电流保持不变

B.降压变压器的输出电压升高

C.降压变压器的输出电压降低

D.输电线上损耗的电功率减小

【解析】这是实际用电问题.发电机输出电压、升压、降压变压器、输电线都已确定, 相当于等效电路中的电源电动势、内阻不变.正常工作时内阻远小于外电阻, 因此用户用电器总功率增加, 一定是负载总电阻减小, 引起的结果是各处电流增大、功率增大, 输电线电压损失增大, 降压变压器初级、次级电压都降低.选C.

【答案】C

【点拨】电能的输送关键:减少输电线上电能的损失:P耗=I2R线.远距离输电过程:输电导线损耗的电功率P损= (P/U) 2R线, 因此, 当输送的电能一定时, 输电电压增大到原来的n倍, 输电导线上损耗的功率就减少到原来的1/n2.减少输电线上电能的损失方法:①减小输电导线的电阻, 如采用电阻率小的材料、加大导线的横截面积.②提高输电电压, 减小输电电流.

6. (2012届武汉市起点调研测试) 一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1, 原线圈输入电压的变化规律如图甲所示, 副线圈所接电路如图乙所示, P为滑动变阻器的触头.下列说法正确的是 ( )

A.副线圈输出电压的频率为50Hz

B.副线圈输出电压的有效值为31V

C.P向右移动时, 原、副线圈的电流比减小

D.P向右移动时, 变压器的输出功率增加

【解析】周期T=2×10-2s, 频率f=50Hz, A正确;原线圈输入电压的有效值为$\frac{310}{\sqrt{2}}=220\text{V}$, 所以, 副线圈输出电压的有效值为$\frac{220}{10}=22\text{V}‚\text{B}$错误;根据U1I1=U2I2, 所以$\frac{{\rm I}{}_1}{{\rm I}{}_2}=\frac{U{}_2}{U{}_1}=\frac{n{}_2}{n{}_1}$, 不变, 所以C错误;变压器的输出功率$p{}_2=\frac{U{}_2}{R}‚{\rm P}$向右移动时, 电阻变小, 变压器的输出功率增加, D正确.

【答案】AD

【点拨】交变电流的最大值不能用来表示交变电流产生的效果, 在实际应用中通常用有效值来表示交变电流产生的效果.在交变电流电路中, 电流表、电压表、功率表等仪表测量的示数均为有效值.在没有特别指明的情况下, 所给出的交变电流的数值都是指有效值.在日常生活中, 使用交变电流的用电器铭牌上所标明的额定电压、额定电流也都是指有效值.在计算电功、电热、电功率等物理量时, 均需要代入有效值进行计算.

7. (2012届四川省南充市高三高考适应性考试) 如图所示的电路中, A1和A2是完全相同的灯泡, 线圈L的电阻可以忽略.下列说法中正确的是 ( )

A.合上开关K接通电路时, A2先亮, A1后亮, 最后一样亮

B.合上开关K接通电路时, A1和A2始终一样亮

C.断开开关K切断电路时, A2立刻熄灭, A1过一会儿才熄灭

D.断开开关K切断电路时, A1和A2都要过一会儿才熄灭

【解析】合上电键K接通电路时, 由于线圈L中有电流增大的变化, 使线圈L中产生阻碍电流增大变化的自感电动势, 而灯A2的电路中无线圈存在, 使灯A2比灯A1先亮.当电流达稳定后, 通过线圈L的电流无变化, 因而无自感电动势存在, 结果两灯一样亮.可见选项A正确, 选项B错误.断开电键K切断电路时, 由于线圈L中有电流减小的变化, 使线圈L中产生阻碍电流减小变化的自感电动势, 从而在由线圈L、灯A1及灯A2组成的回路中有顺时针方向的感应电流, 造成两灯都要过一会儿才熄灭.可见选项D正确, 选项C是错误的.

【答案】AD

【点拨】对通、断电自感现象进行分析时, 首先要明确引起自感现象的原因, 即通过自感线圈的电流怎样变化, 是增大还是减小?当电流增强时 (如通电) , 自感电动势方向与电流方向相反, 阻碍电流增强;当电流减小时 (如断电) , 自感电动势方向与电流方向相同, 以阻碍电流减小.另外还必须弄清电流的流向, 特别是断电情况时的电流流向.必须注意, 断电时自感电流的大小, 不会超过断电瞬间线圈中电流的大小.

8. (2012届信宜一中高三物理综合训练) 如图甲所示, 理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1, R1=20Ω, R2=30Ω, C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示, 则

A.交流电的频率为0.02Hz

B.原线圈输入电压的最大值为$200\sqrt[]{2}\text{V}$

C.电阻R2的电功率约为6.67W

D.通过R3的电流始终为零

【解析】根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同, 周期为0.02s、频率为50Hz, A错;由图乙可知通过R1的电流最大值为Im=1A, 根据欧姆定律可知其最大电压为Um=20V, 再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200V, B错;因为电容器有通交流、阻直流的作用, 则有电流通过R3和电容器, D错;根据正弦交流电的峰值和有效值关系以及并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为${\rm I}=\frac{{\rm I}{}_{\text{m}}R{}_1}{\sqrt{2}R{}_2}$, 电压有效值为$U=U{}_{\text{m}}/\sqrt[]{2}$, 电阻R2的电功率为${\rm P}{}_2=U{\rm I}=\frac{20}{3}\text{W}‚\text{C}$对.

【答案】C

【点拨】交变电流的最大值是指交变电流在一个周期内所能达到的最大值, 它可以用来表示交变电流的强弱或电压的高低.交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的, 让交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻, 如果在相同的时间内产生的热量相等, 我们就把这一恒定电流的数值叫做这一交变电流的有效值.

十一、热学

1. (2012届广东省珠海市高三摸底考试) 关于热学的下列说法正确的是 ( )

A.当一定质量的理想气体吸热时, 其内能可能减小

B.当两个分子之间的距离减小时, 分子间的作用力将增大

C.根据热力学第二定律可知, 热量不可能从低温物体传到高温物体

D.物体的速度增大时, 物体的内能增大

【解析】当分子间距离r=r0时 (r0约为10-10m) , 分子间的引力和斥力相互平衡, 此时分子间的作用力为零, B错误;有别的物体做功, 比如冰箱靠耗电把冰箱内的热量传到外界, 此时热量从低温物体传到高温物体, C错误;内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和, 与宏观量无关, D错误.

【答案】A

【点拨】理解的误区在几个不同之处: (1) r=r0时, F=0, EP最小; (2) r>r0时, r增大, EP增大, 而F为引力且先增大后减小; (3) r<r0时, 随着r的减小, 分子力F为斥力做负功, 分子势能EP和分子力F均增大.

2. (2011届上海市普陀区高三第一学期质量调研) 下列现象中不能说明分子间存在分子力的是 ( )

A.两铅块能被压合在一起

B.钢绳不易被拉断

C.水不容易被压缩

D.空气容易被压缩

【解析】分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的, 当分子间距离小于某一值 (即分子直径) 时, 分子引力小于斥力, 分子间体现出来的是斥力;当分子间距离大于某一值时, 分子引力大于斥力, 分子间体现出来的是引力;当分子间距离大于分子直径10倍以上时, 分子间相互作用力就十分微弱了.空气容易压缩是因为分子间距大, 而水不容易压缩是因为分子间距小, 轻微压缩都使分子力表现为斥力.选项ABC说明存在分子力.

【答案】D

【点拨】分子力有如下几个特点:①分子间同时存在引力和斥力;②引力和斥力都随着距离的增大而减小;③斥力比引力变化得快.

3. (2011届广东深圳二模物理考前热身综合模拟试题) 为了将空气装入气瓶内, 现将一定质量的空气等温压缩, 空气可视为理想气体.下列选项中能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是 ( )

【解析】本题考查气体${\rm P}-\frac{1}{V}$图象.一定质量的某种气体, 在温度不变的情况下, 压强跟体积成反比, 在P-V图象上的等温线特点:等温线是一簇双曲线, 在这簇双曲线里越远离坐标原点的双曲线代表温度越高.为了证实等温变化曲线是双曲线, 可采用画${\rm P}-\frac{1}{V}$图象来直观反映.此时在图象${\rm P}-\frac{1}{V}$里反映的是过坐标原点的正比直线, 且斜率大者温度高.PV=c, P与$\frac{1}{V}$成正比, 选B.

【答案】B

【点拨】本题易错点在对图象的混淆上, 错把气体${\rm P}-\frac{1}{V}$图象看成P-V图象.

4. (2012届盐城市高三摸底考试) 如图所示, IBM的科学家

在铜表面将48个铁原子排成圆圈, 形成半径为7.13nm的“原子围栏”, 相邻铁原子间有间隙.估算原子平均间隙的大小, 结果保留一位有效数字.已知铁的密度7.8×103kg/m3, 摩尔质量是5.6×10-2kg/mol, 阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1.

【解析】一个铁原子的体积:$V=\frac{{\rm M}}{\rho \text{Ν}{}_{\text{A}}}$, 铁原子的直径:$D=\sqrt{\frac{6{\rm M}}{\text{π}\rho \text{Ν}{}_{\text{A}}}}$, 围栏中相邻铁原子的平均间隙:$l=\frac{2\text{π}r}{n}-D$, 解得:l=7×10-10m.

【点拨】阿伏伽德罗常数是连接宏观和微观的桥梁, 在进行这些方面的计算时, 要在充分理解该物理量的情况下灵活应用.在计算此类问题时, 还常伴随一些理想化的模型, 如有时将分子看成球形, 有时将分子看成是立方体, 有时认为分子紧密排列等.

5. (2011届安徽省阜阳三中上学期高三期末试题) 如图所示, 水平放置的汽缸内壁光滑, 活塞厚度不计, 在A、B两处设有限制装置, 使活塞只能在A、B之间运动, B左面汽缸的容积为V0, A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B处, 缸内气体的压强为0.9p0 (p0为大气压强) , 温度为297K, 现缓慢加热汽缸内气体.求:活塞刚到达A处时, 气体的温度为多少K?

【解析】气体开始状态参量为

p1=0.9p0

V1=V0

T1=297K

末状态参量为

p2=p0

V2=1.1V0

T2=?

由理想气体状态方程:$\frac{{\rm P}{}_{1}V{}_1}{{\rm T}{}_1}=\frac{{\rm P}{}_{2}V{}_2}{{\rm T}{}_2}$, 代入数据得:T2=363K.

【点拨】保证气体质量不变, 合理选择研究对象是解本题的关键.本题应正确分析研究对象的初、末状态及对象的变化特点, 分析各量之间的制约关系, 正确应用相应规律列方程.

6. (2012届山西省大同市高三学情调研测试) 如图所示, 在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体, 活塞与容器壁间能无摩擦滑动, 容器的横截面积为S.将整个装置放在大气压恒为p0的空气中, 开始时气体的温度为T0, 活塞与容器底的距离为h0, 当气体从外界吸收热量Q, 活塞缓慢上升d后再次平衡, 求:

①外界空气的温度是多少?

②在此过程中密闭气体的内能增加了多少?

【解析】①取密闭气体为研究对象, 活塞上升过程为等压变化, 由盖·吕萨克定律有$\frac{V}{V{}_0}=\frac{{\rm T}}{{\rm T}{}_0}$, 得外界温度${\rm T}=\frac{V}{V{}_0}{\rm T}{}_0\left(\frac{h{}_0+d}{h{}_{0}S}\right){\rm T}{}_0=\frac{h{}_0+d}{h{}_0}{\rm T}{}_0.$

②活塞上升的过程, 密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功, 所以外界对系统做的功

W=- (mg+p0S) d

密闭气体增加的内能

ΔE=Q+W=Q- (mg+p0S) d.

【点拨】如果三个量都变了, 或其中两个量变了, 就说气体的状态变了.所谓气体状态的变化, 就是指三个状态参量中的两个或三个发生变化, 使气体从一种平衡状态转变为另一种新的平衡状态.

7. (2011届辽宁省锦州市第一学期期末考试) 如图所示, 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B, 再由B变化到C.已知状态A的温度为300K.

①求气体在状态B的温度;

②由状态B变化到状态C的过程中, 气体是吸热还是放热?简要说明理由.

【解析】①由理想气体的状态方程$\frac{{\rm P}{}_{A}V{}_A}{{\rm T}{}_A}=\frac{{\rm P}{}_{B}V{}_B}{{\rm T}{}_B}$, 得气体在状态B的温度

${\rm T}{}_B=\frac{{\rm P}{}_{B}V{}_B{\rm T}{}_A}{p{}_{A}V{}_A}=1200\text{Κ}.$

②由状态B→C, 气体做等容变化, 由查理定律得:

$\begin{array}{l}\frac{{\rm P}{}_B}{{\rm T}{}_B}=\frac{{\rm P}{}_C}{{\rm T}{}_C}\\ {\rm T}{}_C=\frac{{\rm P}{}_C}{{\rm P}{}_B}{\rm T}{}_B=600\text{Κ}\end{array}$

故气体由B到C为等容变化, 不做功, 但温度降低, 内能减小.根据热力学第一定律, ΔU=W+Q, 可知气体要放热.

【点拨】利用图象研究气体性质是一个重要的方法.利用图象常可使物理过程得到直观、形象的反映, 往往使对问题的求解更为简便.对物理图象的要求, 不仅是识图、用图, 而且还应变图——即作图象变换.如图p-V图变换成p-T图或V-T图等.

8. (2011届山东省莱州一中高三第二次质量检测) 某压力锅结构如图所示.盖好密封锅盖, 将压力阀套在出气孔上, 给压力锅加热, 当锅内气体压强达到一定值时, 气体就把压力阀顶起.假定在压力阀被顶起时, 停止加热.

(1) 若此时锅内气体的体积为V, 摩尔体积为V0, 阿伏加德罗常数为NA, 写出锅内气体分子数的估算表达式.

(2) 若已知排气孔直径为d, 外界大气压为P0, 温度为T1, 要使高压锅内的气体温度升高达到T2, 求限压阀的质量.

(3) 假定在一次放气过程中, 锅内气体对压力阀及外界做功1J, 并向外界释放了2J的热量.锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少?

【解析】 (1) 设锅内气体分子数为

$\begin{array}{l}n‚n=\frac{V}{V{}_0}\text{Ν}{}_{\text{A}}.\\ (2){\rm P}{}_1={\rm P}{}_0+\frac{mg}{S}‚S=\frac{1}{4}\text{π}d{}^2\end{array}$

, 根据查理定律$\frac{{\rm P}{}_1}{{\rm T}{}_1}=\frac{{\rm P}{}_2}{{\rm T}{}_2}$, 得:

$m=\frac{\text{π}{\rm P}{}_0({\rm T}{}_2-{\rm T}{}_1)d{}^2}{4g{\rm T}{}_1}.$

(3) 根据热力学第一定律得:

ΔU=W+Q=-3J

锅内气体内能减少了3J.

【点拨】高压锅是生活中最常用的器材, 从本题命题情况看, 本题难度并不大, 只要掌握了气体实验定律原理就能得到正确解读, 但考生在读题时还要注意正确提取信息, 学会知识迁移, 能够把高压锅这一生活中常见、考题中不多的实例转化为熟悉的模型.试题突出考查考生判断、分析、归纳、推理、综合能力和实验探究能力, 密切联系生活经验.

9. (2012年许昌新乡平顶山高三第一次调研考试) 如图所示, 水平固定放置的圆柱形气缸内有一个不计厚度而且导热的活塞, 活塞可以在其中无摩擦滑动.当活塞左边的气体A温度为tA=127℃, 右边的气体B温度为tB=27℃时, 活塞恰好在气缸的正中央处于静止状态.后来由于通过活塞的热传递, 使活塞两边气体最终温度相同, 在这个过程中活塞缓慢移动最后静止下来.设气缸和活塞均不漏气, 试求最终气体A和B的体积之比.

【解析】活塞移动前:设气体A的压强、体积、温度分别为PA、VA、TA;气体B的压强、体积、温度分别为PB、VB、TB.

活塞移动后:设气体A的压强、体积、温度分别为PA′、VA′、TA′;气体B的压强、体积、温度分别为PB′、VB′、TB′.

对气体A有:$\frac{{\rm P}{}_{A}V{}_A}{{\rm T}{}_A}=\frac{{\rm P}{}_{A^{\prime }}V{}_{A^{\prime }}}{{\rm T}{}_{A^{\prime }}}①$

对气体B有:$\frac{{\rm P}{}_{B}V{}_B}{{\rm T}{}_B}=\frac{{\rm P}{}_{B^{\prime }}V{}_{B^{\prime }}}{{\rm T}{}_{B^{\prime }}}②$

由题意知:PA=PB, PA′=PB′, VA=VB, TA=400K, TB=300K, TA′=TB′.

代入解得:$\frac{V{}_{A^{\prime }}}{V{}_{B^{\prime }}}=0.75.$

【点拨】解此类题时要注意把握住题设的关键词所反映的隐含条件, 注意分析物理过程, 若只是根据自己的生活经验想当然一般是要出错的.如题中的“无摩擦滑动”、“导热的活塞”、“活塞缓慢移动”、“气缸和活塞均不漏气”等等.

十二、机械振动、机械波

1. (2012届衡阳市八中高三第一次月考试卷) 关于质点的简谐运动, 以下说法正确的是 ( )

A.简谐运动的平衡位置就是所受合力为零的位置

B.做简谐运动的质点先后通过同一点时, 回复力、速度、加速度都是相同的

C.做简谐运动的质点, 振动速度增加时, 加速度一定减小

D.做简谐运动的质点, 当振动位移为负值时, 速度不一定为负值, 但加速度一定为负值

【解析】单摆摆球做简谐运动经过平衡位置时, 由于摆球的平衡位置在圆弧上, 摆球在圆弧上做圆周运动需要向心力, 故摆球在平衡位置处悬绳的拉力大于摆球的重力, 即摆球在平衡位置并非处于平衡状态, A错误;做简谐运动的质点具有周期性, 质点每次经过同一位置时位移一定相同, 由于加速度与位移大小成正比, 方向总相反, 所以加速度相同, 但速度大小相同但方向不一定相同 (可能相反) , 所以速度不一定相同而动能相同, BD错误.

【答案】C

【点拨】简谐运动一直是考生理解的难点:很多考生错误认为摆球在平衡位置处悬绳的拉力等于摆球的重力, 简谐运动的平衡位置就是所受合力为零的位置.

2. (2012届四川省南充市高三高考适应性考试) 一列简谐横波沿x轴正方向传播, 振幅为A.t=0时, 平衡位置在x=0处的质元位于y=0处, 且向y轴负方向运动;此时, 平衡位置在x=0.15m处的质元位于y=A处.该波的波长可能等于 ( )

A.0.60mB.0.20mC.0.18mD.0.086m

【解析】设波长为λ, 依题意应有:$\left(n+\frac{1}{4}\right)\lambda =0.15\text{m}(n$取0和自然数) , 由此式可以判知, 本题中A对.

【答案】A

【点拨】由于每经过一个周期时间, 波传播一个波长的距离, 且前面的波形复原, 故波传播的距离可以表示为:s=nλ+Δs, Δs为不足一个波长的距离, n=0、1、2、….

3. (2011届武汉市高三2月调考) 图中y轴是两种不同介质Ⅰ、Ⅱ的分界面, 一波源以坐标系原点为中心沿y轴上下振动, 形成的两列简谐波分别沿+x轴和-x轴方向传播, 某一时刻的波形如图所示.在介质Ⅰ、Ⅱ中传播的波 ( )

A.周期之比为2∶1

B.波长之比为1∶2

C.波速之比为2∶1

D.经过相同的时间, 波在介质Ⅰ、Ⅱ中传播距离之比为1∶2

【解析】两列波的频率相同, 周期相同, A错误;由波动图象可知, 两列波分别在介质Ⅰ、Ⅱ中的波长之比为2∶1, 故波速之比为2∶1, C正确;经过相同的时间, 波在介质Ⅰ、Ⅱ中传播距离之比为2∶1, D错误.

【答案】C

【点拨】波的频率等于质点振动的频率, 由波源决定, 在任何介质中频率不变.波速由介质决定.波长、频率和波速的关系vλ=f.

4. (2011届宁夏银川一中高三第五次月考) 一列简谐横波以10m/s的速度沿x轴正方向传播, t=0时刻这列波的波形如图所示.则a质点的振动图象为 ( )

【解析】由波形图象知道波长为4m, 则周期应该为0.4s, 据此立即排除A、C;又因为t=0时刻a质点处于平衡位置且向下运动, 故振动图象为D.

【答案】D

【点拨】本题易错误是不知道简谐运动的振动图象的物理意义.振动图象表示振动物体的位移随时间变化的规律.横轴表示时间, 纵轴表示质点在不同时刻偏离平衡位置的位移.需要注意的是振动图象不是质点的运动轨迹, 简谐运动的振动图象为正 (余) 弦函数曲线.

5. (2012届衡阳市八中高三第一次月考) 一列简谐横波沿x轴传播, t=0时刻的波形如图所示.则从图中可以看出 ( )

A.这列波的波长为5m

B.波中的每个质点的振动周期为4s

C.若已知波沿x轴正向传播, 则此时质点a向下振动

D.若已知质点b此时向上振动, 则波是沿x轴负向传播的

【解析】从图中可以看出, 这列波的波长为4m, A错误;波中的每个质点的振动周期不能确定, B错误;若已知质点b此时向上振动, 则波是沿x轴正向传播的, D错误;若已知波沿x轴正向传播, 则此时质点a向下振动, C正确.

【答案】C

【点拨】解本题要注意波动图象问题中的多解性: (1) 波的时间周期性.某一时刻的波形和经过nT后的波形“相貌”相同. (2) 波的双向性.当波沿正、负方向传播的时间之和等于周期的整数倍时, 则正负方向传播到那一时刻的波形相同. (3) 波的空间周期性.沿波的传播方向, 相距为kλ的两个质点的振动情况完全相同. (4) 波的对称性.波源的振动, 会带动它左、右两侧相邻的质点的振动, 向两个方向传播, 在传播过程中, 关于波源对称的质点振动情况完全相同.

6. (2012届浙江海盐元济高中高三摸底考试) 如图所示为一列简谐横波某时刻的波形图, 波速为0.2m/s, 以下结论正确的是 ( )

A.振源振动的频率为0.4Hz

B.若质点a比质点b先回到平衡位置, 则波沿x轴正向传播

C.图示时刻质点a、b、c所受回复力大小之比为2∶1∶3

D.经过0.5s质点a、b、c通过的路程均为75cm

【解析$】f=\frac{v}{\lambda }=\frac{0.2}{8\times 10{}^{-2}}=2.5$Hz, A错误;a比b先回到平衡位置, 则a与b均向下振动, 波向x轴负方向传播, B错误;回复力大小与位移成正比Fa∶Fb∶Fc=10∶5∶15=2∶1∶3, C正确;${\rm T}=\frac{1}{f}=\frac{1}{2.5}=0.4\text{s}‚0.5\text{s}=1\frac{1}{4}{\rm T}‚c$点通过的距离为$4\times 15\times 1\frac{1}{4}=75$cm, 质点a、b此时不在特殊位置 (波峰、波谷、平衡位置) , 所以经$1\frac{1}{4}{\rm T}$通过的距离不等于75cm.D错误.

【答案】C

【点拨】每一个质点都以它的平衡位置为中心做简谐振动, 只有在nT时间内 (n取正整数, T是周期) 质点通过的路程才是n·4A (A为振幅) , 只有在$n\cdot \frac{{\rm T}}{4}$时间内, 质点通过的路程才是$n\cdot \frac{{\rm T}}{2}\cdot 4A$, 只有当质点处于波峰、波谷、平衡位置时, 经$n\cdot \frac{{\rm T}}{4}$通过的路程才是$n\cdot \frac{{\rm T}}{4}\cdot 4A.$

7. (2012届安徽省怀宁高三学情调研测试) 蝙蝠在飞行中每秒钟向正前方发射40次超声波, 每次发射100个频率为2×106Hz的完整波, 在空气中形成一系列断续的波列.假设蝙蝠沿直线飞行, 速度为v1=20m/s, 已知空气中的声速为v2=340m/s, 水中的声速为1450m/s.则 ( )

A.蝙蝠发射的超声波在空气中的传播速度为360m/s

B.蝙蝠接收到的反射超声波频率比发射的超声波频率要高

C.此超声波经静止障碍物反射后波长会变长

D.此超声波由空气进入水中传播时波长变长

【解析】无论波源是否运动, 超声波在空气中的传播速度都等于空气中的声速, 即题设340m/s, A错;由于蝙蝠迎着反射波的方向运动, 由多普勒效应可知, 蝙蝠接收到的超声波频率比发射的超声波频率高, B正确;超声波经静止障碍物反射, 相当于反射“波源”不动, 因此超声波频率和波长与反射前相比不变, C错;由于水中的声速大于空气中的声速, 由v=λf得$\lambda =\frac{v}{f}$, 可知波长随声速的增大而变长, D正确.

【答案】BD

【点拨】考查考生对多普勒效应、波长等概念的理解深度, 对波的形成和传播特性掌握程度, 分析和处理问题的能力等.在正解多普勒效应时, 反射波的障碍物可看作“波源”, 波源不动, 则反射波的频率不变, 波长不变, 考查考生灵活运用知识的能力;试题同时引入了波的“折射”现象, 考生可以避开“折射”而直接用波速、波长和频率关系式v=λf来判断.

8. (2011安徽省六安一中第一学期月考) 如右图所示, 在波的传播方向上有间距均为1.0m的六个质点a、b、c、d、e、f, 均静止在各自的平衡位置.一列横波以1.0m/s的速度水平向右传播, t=0时到达质点a, 使a开始由平衡位置向上运动, t=1.0s时, 质点a第一次到达最高点.则在质点a第二次到达最高点, 并由最高点向其平衡位置运动的时间内, 下列说法中错误的是 ( )

A.质点b、f的加速度逐渐增大

B.质点c、e的速度逐渐增大

C.质点d、f向下运动

D.质点b、f向上运动

【解析】依题意, 波的周期为T=4.0s, 波长λ=vT=4.0m, 质点a第二次到达最高点时的波的图象如图所示, 因此在质点a由最高点向平衡位置运动的时间内, 质点b、d、f正在离开平衡位置向最大位移处运动, 由$a=-\frac{kx}{m}$可知其加速度正在增大, A正确而C是错误的;质点c、e正从最大位移处向平衡位置运动, 速度正在增大, B也对;b、f正向上运动, D正确;因此选C.

【答案】C

【点拨】试题考查了波的图象、波长与波速和周期的关系及波的传播过程中介质各质点的振动情况分析和判断.作图能帮助我们透彻理解题意, 掌握试题展现的物理情景, 简化解答试题的过程, 特别是与图象紧密相关的问题, 如直线运动中速度的变化、非匀变速直线运动中位移的判断、机械振动和机械波、运动和力的关系、变力做功、变力的冲量、碰撞中速度的变化等等.一般是计算遇到困难时就要考虑用图象分析, 这也是考生必备的一种能力.

9. (2011届湖北省松滋一中城南校区高三物理复习单元卷) 如下图为沿x轴向右传播的简谐横波在t=1.2s时的波形, 位于坐标原点处的观察者测到在4s内有10个完整的波经过该点.

(1) 求该波的波幅、频率、周期和波速.

(2) 画出平衡位置在x轴上P点处的质点在0～0.6s内的振动图象.

【解析】 (1) 由图象可得A=0.1m, 又${\rm T}=\frac{t}{n}=0.4\text{s}$, 故该波的频率f=2.5Hz;波速v=λf=5m/s.

(2) 如下图所示.

【点拨】解本题要注意波动图象和振动图象的区别: (1) 研究对象.振动图象为一振动质点;波动图象为沿波传播方向的所有质点. (2) 研究内容.振动图象为一质点的位移随时间变化的规律;波动图象为某时刻所有质点的空间分布规律. (3) 物理意义.振动图象为一质点在各时刻的位移;波动图象为某时刻各质点的位移. (4) 图象变化.振动图象随时间的推移图象延续, 已有的图象不变;波动图象随时间的推移, 图象沿波的传播方向平移.

十三、光学、原子物理、相对论

1. (2012届太原五中高三第一学期月考) 下列说法中正确的是 ( )

A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性

B.光的频率越大, 波长越大

C.光的波长越大, 光子的能量越大

D.光在任何介质中的传播速度为3.0×108m/s

【解析】光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性, A正确;频率指光波振动的快慢, 波长指光波完成一次周期性振动向前传播的距离.波长与频率的乘积就是光的传播速度, 由于所有光的传播速度都一样, 所以波长与频率的乘积就一样, 这样当然就是频率越大, 波长越小, B错误;光的波长越大, 光子的能量越小, C错误;光在真空中最快, 密度越大的介质, 光的传播速度越小, D错误.

【答案】A

【点拨】本题易错点在对概念的混淆上, 一是光的波长越大, 频率越小, 光子的能量越小;二是光的传播速度:真空中的光速是宇宙中最快的速度, c=3×108m/s (水中是真空的3/4, 玻璃中是真空的2/3) .

2. (2012年中山市高考物理模拟试题) 2011年3月11日, 日本大地震引发了福岛核电站核泄漏事故, 下列关于核电站的说法正确的是 ( )

A.核电站利用核聚变反应时释放的能量进行发电

B.核电站利用海洋的潮汐能发电

C.核能是可再生能源

D.核泄漏释放的放射性物质发出的射线对人体是有危害的

【解析】目前的核反应堆中还是凭借控制核裂变的链式反应来进行发电的, AB错误;核能源于核矿石内的能量, 核矿石属于矿产资源, 而矿产资源属于非可再生资源, 所以它是不可再生能源, C错误;核泄漏释放的放射性物质发出的射线对人体是有危害的, D正确.

【答案】D

【点拨】目前人类还没有掌握核聚变的链式反应, 核聚变只在氢弹制造方面有突破性进展, 但在目前的核反应堆中还是凭借控制核裂变的链式反应来进行发电的.

3. (2012届太原五中高三第一学期月考) 在狭义相对论中, 下列说法正确的有 ( )

A.一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速

B.质量、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态有关

C.时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关

D.在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件, 在其他一切惯性系中也是同时发生的

【解析】根据狭义相对论, 光速是速度的极限值, 所以A正确;根据狭义相对论, 长度、质量、时间间隔都与运动状态有关, 且都给出了具体的速度公式, 所以B对, C错;同时性是相对的, D错.

【答案】AB

【点拨】在狭义相对论中, 不同惯性系的空间和时间之间遵从洛伦兹变换.根据这种变换, 同时性不再是绝对的, 相对于某一参照系为同时发生的两个事件, 相对于另一参照系可能并不同时发生.

4. (2011届广东省龙山中学高三物理第一学期期末模拟考试) 如图所示, 一束光从空气中射向折射率为$n=\sqrt{2}$的某种玻璃的表面, i表示入射角, 则下列说法中错误的是 ( )

A.当i>45° 时会发生全反射现象

B.无论入射角i是多大, 折射角r都不会超过45°

C.欲使折射角r=30° , 应以i=45° 的角度入射

D.当入射角$i=\arctan \sqrt{2}$时, 反射和折射光线恰好互相垂直

【解析】当光由光疏介质射向光密介质时, 不可能发生全反射, A错误;由于折射率为$n=\sqrt{2}$, 由$n=\frac{\text{s}\text{i}\text{n}i}{\text{s}\text{i}\text{n}r}$可知, BC正确;若入射角$i=\arctan \sqrt{2}$, 则反射和折射光线恰好互相垂直, D正确.

【答案】A

【点拨】本题易错点在对发生全反射的条件的理解上.发生全反射的条件: (1) 光从光密介质入射到光疏介质.①对于两种介质来说, 光在其中传播速度较小的介质, 亦即绝对折射率较大的介质, 叫光密介质;而光在其中传播速度较大的介质, 亦即绝对折射率较小的介质叫光疏介质.②光密介质和光疏介质是相对的. (2) 入射角等于或者大于临界角.临界角C:恰好发生全反射时入射角的大小, 此时折射角等于90° .

5. (2011届景德镇市高三期末试卷) 一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车, 若都被加速到接近光速, 在我们的静止参考系中进行测量, 哪辆车的质量将增大 ( )

A.摩托车 B.有轨电车

C.两者都增加 D.都不增加

【解析】物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候, 而不一定是增加速度的时候.对有轨电车, 能量通过导线, 从发电厂源源不断输入;而摩托车的能量却是它自己带来的.能量不断从外界输入有轨电车, 但没有能量从外界输给摩托车.能量与质量相对应, 所以有轨电车的质量将随速度增加而增大, 而摩托车的质量不会随速度的增加而增大.

【答案】B

【点拨】在相对论中, 普遍存在一种误解, 即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大, 当速度接近光速时, 质量要趋于无穷大.

6. (2012届云南昆明一中高三年级第一次月考) 下列说法正确的是 ( )

A.天然放射现象的发现, 揭示了原子核是由质子和中子组成的

B.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构

C.玻尔的原子结构理论是在卢瑟福的核式结构学说基础上引进了量子理论

D.α射线、β射线、γ射线本质上都是电磁波, 且γ射线的波长最短

【解析】天然放射现象放出的三种射线为α射线、β射线和γ射线, 这三种射线没有一种是质子或中子, 因此不能揭示原子核是由质子和中子组成的, 只能说明原子核也有复杂结构, A错误;卢瑟福做的实验并没有使原子核分解从而研究原子核的内部, 该实验只是发现了原子的核式结构, 即原子的绝大部分质量和所有的正电荷都集中在一个很小的核上, B错误;α射线是氦原子核、β射线是电子, 形成的波叫德布罗意波, 不属于光波 (电磁波) , 因此不能将其和电磁波一起比较波长, D错误;玻尔的原子结构理论是在卢瑟福的核式结构学说基础上引进了量子理论, C正确.

【答案】C

【点拨】本题易错点在对现象和实验的混淆上, 一是天然放射现象的发现, 只能使人们认识到原子核也有复杂结构;二是卢瑟福的α粒子散射实验只是发现了原子的核式结构.

7. (2011届高三复习全国100所名校物理试题精选) 某同学以线状白炽灯为光源, 利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后, 总结出以下几点, 你认为正确的是 ( )

A.若狭缝与灯泡平行, 衍射条纹与狭缝平行

B.若狭缝与灯泡垂直, 衍射条纹与狭缝垂直

C.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关

D.衍射条纹的间距与光的波长有关

【解析】若狭缝与线状灯平行, 衍射条纹与狭缝平行且现象明显, 衍射条纹的疏密程度与缝宽有关, 狭缝越小, 条纹越疏;条纹间距与波长有关, 波长越长, 间距越大.

【答案】ACD

【点拨】观察光的衍射现象时, 眼睛应紧贴狭缝, 狭缝应与线状光源的灯丝平行, 且距离远一些 (一般在2m以外) .

8. (2012届山西省大同市高三学情调研测试) 1919年, 卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子.科学研究表明其核反应过程是:α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核, 复核发生衰变放出质子, 变成氧核.设α粒子质量为m1, 初速度为v0, 氮核质量为m2, 质子质量为m0, 氧核的质量为m3, 不考虑相对论效应.

①α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间, 复核的速度为多大?

②求此核反应过程中释放的核能.

【解析】①设复核的速度为v, 由动量守恒定律得:

m1v0= (m1+m2) v

解得:$v=\frac{m{}_{1}v{}_0}{m{}_1+m{}_2}.$

②核反应过程中的质量亏损:

Δm=m1+m2-m0-m3

反应过程中释放的核能:

ΔE=Δm·c2= (m1+m2-m0-m3) c2.

【点拨】本题考查了动量守恒定律及其应用, 应用动量守恒定律前首先要确定研究对象, 同时判断所研究的对象是否动量守恒, 再将确定的研究对象的初、末状态的情况找到, 然后才能应用动量守恒定律来进行求解.

9. (2012年许昌新乡平顶山高三第一次调研考试) 如图所示, 某三棱镜的横截面是一个直角三角形, ∠A=90° , ∠B=30° , ∠C=60° .棱镜材料的折射率$n=\frac{\sqrt{6}}{2}$, 入射光沿平行于底面BC的方向射向AB面, 经AB面和AC面折射后射出.求射出光线和入射光线的夹角.

【解析】光路图如图所示, 在AB面, 有:

$\frac{\sin 60°}{\sin \alpha }=n$

解得:α=45° .

由几何关系知:β=45° .

在AC面, 有:

$\frac{\sin \beta }{\sin \gamma }=\frac{1}{n}$

解得:γ=60° .

由几何关系知θ= (60° -α) + (γ-β) =30°.

【点拨】本题易错点在对概念的混淆上, 一是对“入射角是入射光线与法线的夹角”概念不清, 误把入射光线与镜面的夹角当成入射角了;二是不理解射出光线和入射光线的夹角.

10. (2012届盐城市高三摸底考试) 氢原子的能级如图所示.原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子, 正好使某

种金属材料产生光电效应.有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属.求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值.普朗克常量h=6.63×10-34J·s, 结果保留两位有效数字.

【解析】E3-E1=hν

解得ν=2.9×1015Hz.

n=4向n=1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子最大初动能最大, 根据爱因斯坦光电方程

Ek= (E4-E1) - (E3-E1)

得Ek=0.66eV.

【点拨】当用光子作用在原子上, 要使原子跃迁必须满足hν=ΔE, 如果hν>ΔE或者hν<ΔE, 原子均不可能跃迁.若用电子等实物粒子作用在原子上, 原子跃迁是通过与实物粒子碰撞传递能量而实现的, 即只要入射实物粒子的能量E≥ΔE, 均可使原子能级跃迁.这就是光子、实物粒子使原子能级跃迁的区别.

11. (2012届云南昆明一中高三年级第一次月考) 如图所示, 一小孩站在宽6m的河边, 在他正对面的岸边有一距离河面高度为3m的树, 树的正下方河底有一块石头, 小孩向河面看去, 可同时看到树顶和石头两者的像, 并发现两个像重合, 若小孩的眼睛离河面高为1.5m, 河水的折射率为$\frac{4}{3}$, 试估算河水深度.

【解析】光路如下图所示, 由图得

$n=\frac{\text{s}\text{i}\text{n}i}{\text{s}\text{i}\text{n}r}①$

由几何关系得

1.5tani+3tani=6

$\begin{array}{l}\text{解}\text{得}\tan i=\frac{4}{3}.\\ \sin i=\frac{4}{5}②\end{array}$

$\begin{array}{l}{\rm P}\text{点}\text{至}\text{岸}\text{边}\text{的}\text{距}\text{离}\text{为}3\tan i=4\text{m}.\\ \sin r=\frac{4}{\sqrt[]{4{}^2+h{}^2}}③\end{array}$

由①②③解得h=5.3m.

【点拨】本题易错点在树顶和石头两者的成像规律不同, 在空气中观察河底的石头, 石头的视深比实际深度浅, 这是一个折射成像问题.

十四、力学实验

1. (2011届河南省郑州市第47中学高三第三次月考) 下列有关高中物理实验的说法中, 不正确的一项是 ( )

A.“验证力的平行四边形定则”实验采用的科学方法是等效替代法

B.电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电

C.在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中, 由纸带上的一系列点迹取计数点, 可求出任意两个计数点之间的平均速度

D.在“验证机械能守恒定律”的实验中, 必须要用天平测出下落物体的质量

【解析】验证机械能守恒时, 动能的变化量和重力势能的改变量里都有质量, 故质量不用测出.D项错误, 其他三项均正确.

【答案】D

【点拨】本题易错点在不明确实验中需要测量的物理量.在“验证机械能守恒定律”的实验中, 质量不用测出.

2. (2012届高考物理一轮复习基础测试试题) “验证牛顿运动定律”的实验中, 以下说法正确的是 ( )

A.平衡摩擦力时, 小盘应用细线通过定滑轮系在小车上

B.实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于小盘和砝码的质量

C.实验中如果用纵坐标表示加速度, 用横坐标表示小车和车内砝码的总质量, 描出相应的点在一条直线上时, 即可证明加速度与质量成反比

D.平衡摩擦力时, 小车后面的纸带必须连好, 因为运动过程中纸带也要受到阻力

【解析】平衡摩擦力时, 细线不能系在小车上, 纸带必须连好, 故A错D对;小车和砝码的总质量应远大于小盘和砝码的总质量, 故B对;若横坐标表示小车和车内砝码的总质量, 则a-M图象是双曲线, 不是直线, 故C错.

【答案】BD

【点拨】本题考查实验过程中应注意的事项和a-M图象, 平衡摩擦力时, 不能将砝码盘及盘内砝码 (或小桶) 通过细绳拴在小车上;实验中如果用纵坐标表示加速度, 用横坐标表示小车和车内砝码的总质量, 则a-M图象是双曲线, 不是直线.

3. (2011届三明模拟测试试题) 用如图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”实验, 甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象为图乙中的直线Ⅰ, 乙同学画出的a-F图象为图乙中的直线Ⅱ.直线Ⅰ (Ⅱ) 在纵轴 (横轴) 上的截距较大, 明显超出了误差范围, 下面给出了关于形成这种情况的四种解释, 其中可能正确的是 ( )

A.实验前甲同学没有平衡摩擦力

B.甲同学在平衡摩擦力时, 把长木板的末端抬得过高了

C.实验前乙同学没有平衡摩擦力

D.乙同学在平衡摩擦力时, 把长木板的末端抬得过高了

【解析】由直线可知, 甲同学在未对小车施加拉力F时小车就有了加速度, 说明在平衡摩擦力时, 把木板的末端抬得过高了, B正确, A错误;由直线可知, 乙同学在对小车施加了一定的拉力时, 小车的加速度仍等于零, 故实验前乙同学没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足, C正确, D错误.

【答案】BC

【点拨】本题易错点在对平衡摩擦力的理解上, 平衡摩擦力的具体方法是在物体不受拉力时, 垫高水平木板的一端, 使物体能够沿倾斜的木板匀速向下运动.这表明我们已经做好了平衡摩擦力的操作.

4. (2012届辽宁省葫芦岛市五校协作体高三模拟考试) 在“互成角度的两个力的合成”实验中, 用两个弹簧秤分别钩住细绳套, 互成角度地拉橡皮条, 使它伸长到某一位置O点, 为了确定分力的大小和方向, 这一步操作中必须记录的是 ( )

A.橡皮条固定端的位置

B.描下O点位置和两条细绳套的方向

C.橡皮条伸长后的总长度

D.两个弹簧秤的读数

【解析】用两只弹簧秤分别钩住细绳套, 互成角度地拉橡皮条, 使橡皮条伸长到某一位置O.为了确定分力的大小和方向, 用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向, 并记录弹簧秤的读数.

【答案】BD