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1.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法,如理想实验法、控制变量法、极限思维法、类比法和科学假说法、建立理想模型法、微元法等等.以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
正确答案
解析
A、万有引力定律的提出没有应用到微元法,故A错误;
B、公式中当时就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,应用了极限法,故B正确;
C、玻璃瓶内装满水,用穿有透明细管的橡皮泥封口,手捏玻璃瓶,细管内液面高度变化,说明玻璃瓶发生形变,该实验采用放大的思想,故C正确;
D、在探究匀变速运动的位移公式时,采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动,即采用了微元法,故D正确。
故选A。
考查方向
解题思路
在处理问题时,从对事物的极小部分(微元)分析入手,达到解决事物整体的方法就是微元法;
当△t非常非常小时,可以认为此时的平均速度时某一时刻的速度,即瞬时速度,采用的是极限思维法;玻璃瓶内装满水,用穿有透明细管的橡皮泥封口,手捏玻璃瓶,细管内液面高度变化,说明玻璃瓶发生形变,该实验采用放大的思想。
易错点
注意对微元法的理解。
3.如图(甲)所示,足够长的木板B静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A。木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时,木板B的加速度a与拉力F关系图象如图(乙)所示,则小滑块A的质量为( )
正确答案
解析
当时,加速度为,对整体分析,由牛顿第二定律有,代入数据解得,当F大于8N时,A、B发生相对滑动,根据牛顿第二定律得:对B有,由图示图象可知,图线的斜率,解得,滑块A的质量为,故B正确,ACD错误。
故选B。
考查方向
解题思路
当拉力较小时,m与M保持相对静止一起做匀加速直线运动,当拉力达到一定值时,m与M发生相对滑动,结合牛顿第二定律运用整体和隔离法进行解答。
易错点
斜率表示物体质量的倒数,当水平拉力达到8N之前斜率表示AB整体质量的倒数,当水平拉力达到8N之后斜率表示B整体质量的倒数。
2.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B,整个装置处于静止状态,截面如图所示。设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3。在B上加一物体C,整个装置仍保持静止,则( )
正确答案
解析
先对BC整体分析,受重力、墙壁支持力和A的支持力,根据平衡条件,三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,如图所示:
加上C物体,相当于整体的重力增加了,故墙对B的作用力增加,A对B的支持力也增加,根据牛顿第三定律,B对A的作用力为增加;再对ABC整体分析,受重力、地面支持力、地面的静摩擦力,墙壁的支持力,根据平衡条件,地面的支持力等于整体的重力,故加上C物体后,地面的支持力变大,故ABD错误,C正确。
故选C。
考查方向
解题思路
先对BC整体分析,受重力、墙壁支持力和A的支持力,根据平衡条件作图分析;再对ABC整体分析,受重力、墙壁支持力、支持力和地面的静摩擦力,根据平衡条件分析。
易错点
根据平衡条件,地面的支持力等于整体的重力,所以F3增大。
4.如图所示,电路电源电动势为E,内阻r ,R1、R2为定值电阻,调节电阻箱R的阻值,使电压表V的示数增大△U,在此过程中( )
正确答案
解析
A、路端电压增大,增大量为,故A错误;
B、R2两端的电压减小,减小量为,故B误;
C、电压表测量的电压为R1的电压值,由可知通过R1的电流增大,增大量为 ,故C正确;
D、由全电路欧姆定律有①,由此可知要使(电压表的示数即R与R1并联形成的电路的电压降)增大,则应增大,由①可知电路中总电流会较调整前减小,通过R2的电流减小,减小量为,故D错误。
故选C。
考查方向
解题思路
图中R1和R并联,然后和R2串联,电压表测并联部分的电压;由欧姆定律可知,通过R1的电流的变化量;由闭合电路欧姆定律可得电路中电流的变化量,则可得出路端电压的变化量和R2两端电压的关系。
易错点
采用总量法分析R2两端的电压减小量和△U的增加量的大小,即总量增大,增大的量较大。
6.我国计划在2017年发射“嫦娥四号”,它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星,主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息,完善月球档案资料。已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,引力常量为G,嫦娥四号离月球中心的距离为r,绕月周期为T。根据以上信息可求出
正确答案
解析
AB、根据万有引力提供向心力有,得,月球表面重力等于万有引力,得,所以“嫦娥四号”绕月运行的速度,故A正确,B错误;
CD、月球表面物体重力等于万有引力,得月球质量,根据公式可得月球的质量为,月球的平均密度为,故C正确,D错误。
故选AC。
考查方向
解题思路
在月球表面上万有引力提供向心力,对于绕月卫星万有引力提供向心力,列式进行分析。
易错点
区别绕月轨道半径和月球的半径。
5.如图所示,质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上,一质量为m的滑块放置在木板左端,滑块与木板间滑动摩擦力大小为f。现用一水平恒力F作用在滑块上,当滑块运动到木板右端时,木板在地面上移动的距离为s。下列说法正确的是
正确答案
解析
A、滑块相对于地面的位移为,则滑块克服摩擦力做功为,故A正确;
B、其他条件不变的情况下,由于木板受到摩擦力不变,当M越大时,木板加速度小,而滑块加速度不变,相对位移一样,滑快在木板上运动时间短,所以木板运动的位移s小,故B正确;
C、滑块和木板都是做初速度为零的匀加速运动,在其他条件不变的情况下,木板的运动情况不变,滑块和木板的相对位移还是L,滑块的位移也没有发生改变,所以拉力F越大滑块的加速度越大,离开木板时间就越短,故C错误;
D、系统产生的热量等于摩擦力和相对位移乘积,相对位移没变,摩擦力没变,所以产生的热量没变,故D错误。
故选AB。
考查方向
解题思路
当滑块运动到木板右端时,木板在地面上移动的距离为s滑块相对于地面的位移为,根据功的公式求滑块克服摩擦力做功;根据牛顿第二定律可知M越大,木板的加速度越小,而滑块加速度不变,相对位移一样,可以判断s的变化;F越大,滑块的加速度就越大,而木板的运动情况不变,滑块和木板的相对位移还是L,滑块的位移也没有发生变化,所以时间越少;系统产生的热量等于摩擦力和相对位移的乘积。
易错点
系统产生的热量等于摩擦力和相对位移乘积。
7.如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距L=0.4 m,导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨电阻不计。导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的磁场,其方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示。一根质量m=0.2 kg、电阻r=0.1 Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动,且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变。下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
B、开始时,金属棒所受安培力: ,设在O点右侧x=1m处,磁场B=1T,电动势E=BLv,导体棒受的安培力:,解得v=0.5m/s,故B错误;
A、设在O点右侧x=2m处,磁场B=1.5T,电动势E=BLv,导体棒受的安培力:,解得,因,故a是变化的,故金属棒不可能向右做匀减速直线运动,故A错误;
C、金属棒从x=0运动到x=1m过程中,根据动能定理,而,解得,即外力F所做的功为-0.175 J,故C正确;
D、金属棒从x=0运动到x=2m过程中,金属棒从x=0到x=2m过程,感应电动势平均值为: ;感应电流平均值为: ,通过金属棒的电荷量为:联立得:
图象B-x图象与坐标轴所围面积表示磁感量的变化量,则得:,所以得:,故D正确。
故选CD。
考查方向
解题思路
根据安培力的表达式导出速度v与x的关系式,结合匀变速直线运动的速度位移公式判断金属棒的运动是否为匀变速运动;根据安培力与速度的关系式,由x=0和x=1m处的安培力相等即可求出x=1m处的速度;根据动能定理求外力做功;根据电量公式求电量。
易错点
注意运动过程中安培力大小不变;合力所做的功等于动能的改变量;注意电量的公式。
8.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程,但电子不是原子核的组成部分,故A错误;
B、α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构,B正确;
C、氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时,能量减小.减小的能量以光子的形式释放出来.故氢原子核外电子轨道半径越大,其能量越高,C错误;
D、原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为的光子;原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为的光子,已知,根据玻尔理论得a→b:,b→c:,a→c:,联立上三式得,,故D正确。
故选BD。
考查方向
解题思路
β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程,但电子不是原子核的组成部分,α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构,氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时,能量减小,减小的能量以光子的形式释放出来。
易错点
β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程。
验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示.
9.安装打点计时器时,应使打点计时器的平面处在 平面内,且两个纸带限位孔的连线处在 方向上.
10.图乙为实验所得的一条纸带,在纸带上选取了点迹清晰、连续的3个点A、B、C,测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为h1,h2,h3.已知打点周期为T,当地重力加速度为g.甲、乙两同学分别用表达式vB=g(4T)、vB=来计算B的速度.那么,其中 同学的计算方法更符合实验的要求.
11.本实验中产生系统误差的主要原因是 .
正确答案
竖直;竖直
解析
安装打点计时器时,为了减小纸带和打点计时器间的摩擦,打点计时器的平面在竖直平面内,且两个纸带限位孔的连线处在竖直方向上;
考查方向
解题思路
为了减小纸带和打点计时器间的摩擦,打点计时器的平面在竖直平面内,且两个纸带限位孔的连线处在竖直方向上
易错点
匀变速运动根某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
正确答案
乙
解析
重锤下落时做匀加速直线运动,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,知物体在B点的速度,不能通过求解B点的速度,因为这样计算,相当于用机械能守恒验证机械能守恒,是错误的做法.所以乙同学的计算方法符合实验的要求;
考查方向
解题思路
匀变速运动根某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度
易错点
匀变速运动根某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
正确答案
重锤下落过程中受到阻力的作用。
解析
重锤在下落过程中由于纸带与限位孔间存在阻力、重锤受到空气阻力作用,重锤下落过程中要克服阻力做功,机械能有损失,使实验存在误差,则本实验中产生系统误差的主要原因是:重锤下落过程中受到阻力作用。
考查方向
解题思路
重锤在下落过程中由于纸带与限位孔间存在阻力、重锤受到空气阻力作用,重锤下落过程中要克服阻力做功,机械能有损失。
易错点
匀变速运动根某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为3 V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99 Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.
12.该同学已经测得电阻R1=3.2 Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值,其做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图乙所示的-图线,则电源电动势E=____ V,电阻R2=_____ Ω.
13.先测电阻R1的阻值.请将该同学的操作补充完整:
A.闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R0和对应的电压表示数U1.
B.保持电阻箱示数不变,__________,读出电压表的示数U2.
正确答案
2;0.8。
解析
根据,变形得,对比图象有:,得E=2V,,得
考查方向
解题思路
由实验原理可得实验数据处理的方法及公式,结合图像可求得电动势和内电阻。
易错点
根据闭合电路欧姆定律的变形可知图像与纵坐标的交点得出电动势。
正确答案
解析
考查方向
本题考查了测量电源电动势和电阻知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与伏安法测电阻率知识点交汇命题。
解题思路
利用题目中给出的电路和步骤的提示,同时结合闭合电路欧姆定律得出实验的步骤;
易错点
根据闭合电路欧姆定律的变形可知图像与纵坐标的交点得出电动势。
如图所示,真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域,半径为R=0.5m,磁场垂直纸面向里.在y>R的区域存在沿-y方向的匀强电场,电场强度为E=1.0×105v/m.在M点有一正粒子以速率v=1.0×106m/s沿+x方向射入磁场,粒子穿出磁场进入电场,速度减小到0后又返回磁场,最终又从磁场离开。已知粒子的比荷为q/m=1.0×107c/kg,粒子重力不计.
14.求圆形磁场区域磁感应强度的大小;
15.求沿+x方向射入磁场的粒子,从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程
正确答案
0.2T
解析
沿+x方向射入磁场的粒子进入电场后,速度减小到0,粒子一定是 从如图1的P点射出磁场,逆着电场线运动,所以粒子在磁场中做圆周运动的半径
根据,得,得代入数据得
考查方向
解题思路
画出粒子的运动轨迹,根据洛伦兹力提供向心力和图像中的几何关系求出磁感应强度;
易错点
粒子在磁场中做圆周运动的半径与匀强磁场的半径相等。
正确答案
解析
粒子返回磁场后,经磁场偏转后从N点射出磁场,MN为直径,粒子在磁场中的路程为二分之一圆周长
设在电场中的路程为s2,根据动能定理得,
总路程代入数据得
考查方向
解题思路
使用运动学的公式计算出粒子在电场中的最大位移,结合图像的几何关系,求出粒子的路程。
易错点
粒子在磁场中做圆周运动的半径与匀强磁场的半径相等。
如图所示,在高h1=30m的光滑水平平台上,物块A以初速度vo水平向右运动,与静止在水平台上的物块B发生碰撞,mB=2mA,碰撞后物块A静止,物块B以一定的水平速度向右滑离平台,并恰好沿光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道,B点的高度h2=15m,圆弧轨道的圆心O与平台等高,轨道最低点C的切线水平,并与地面上长为L=70m的水平粗糙轨道CD平滑连接,物块B沿轨道BCD运动与右边墙壁发生碰撞.g取10m/s2.求:
16.物块B由A到B的运动时间;
17.物块A初速度vo的大小;
18.若小物块与墙壁只发生一次碰撞,碰后速度等大反向,反向运动过程中没有冲出B点,最后停在轨道CD上的某点p(p点没画出).设小物块与轨道CD之间的动摩擦因数为μ,求μ的取值范围.
正确答案
1.732s
解析
由于,,设从A运动到B的时间为t,则,解得t=1.732s
考查方向
解题思路
物块离开平台做平抛运动,根据高度求出运动的时间
易错点
根据题意,该路程的最大值是,路程的最小值是;路程最大时,动摩擦因数最小;路程最小时,动摩擦因数最大。
正确答案
解析
由,所以,小物块平抛的水平速度是,
有,解得
A与B发生碰撞的过程中系统的动量守恒,选取向右为正方向,由动量守恒定律得
由于,解得
考查方向
解题思路
根据几何关系求出圆弧的圆心角,通过平行四边形定则结合竖直分速度求出水平分速度,即平抛运动的初速度,根据能量守恒求出弹性势能的大小
易错点
根据题意,该路程的最大值是,路程的最小值是;路程最大时,动摩擦因数最小;路程最小时,动摩擦因数最大。
正确答案
解析
设小物块在水平轨道CD上通过的总路程为s,根据题意,该路程的最大值是
路程的最小值是
路程最大时,动摩擦因数最小;路程最小时,动摩擦因数最大,由能量守恒知:
,
解得,,即
考查方向
解题思路
对全过程分析,根据能量守恒求出动摩擦因数的大小。
易错点
根据题意,该路程的最大值是,路程的最小值是;路程最大时,动摩擦因数最小;路程最小时,动摩擦因数最大。
【物理--选修3-3】
19.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A、分子做永不停息的无规则运动,分子运动的平均速度不可能为零,瞬时速度有可能为零,故A错误;
B、液体与大气相接触时,表面层内分子间距离大于平衡距离,所受其他分子的作用表现为相互吸引,故B正确;
C、空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示的,故C错误;
D、晶体和非晶体区别在于内部分子排列,有些通过外界干预可以相互转化,如把晶体硫加热熔化(温度超过300℃)再倒进冷水中,会变成柔软的非晶硫,再过一段时间又会转化为晶体硫,故D正确;
E、随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,若分子力表现为引力,分子力做负功,分子势能增大,故E正确。
故选BDE。
考查方向
解题思路
分子做永不停息的无规则运动,分子运动的平均速度不可能为零,瞬时速度有可能为零;液体与大气相接触时,表面层内分子间距离大于平衡距离,所受其他分子的作用表现为相互吸引;空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示的;晶体和非晶体区别在于内部分子排列,有些通过外界干预可以相互转化;随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,若分子力表现为引力,分子力做负功,分子势能增大。
易错点
分子做永不停息的无规则运动,分子运动的平均速度不可能为零,瞬时速度有可能为零。
如图所示,一汽缸固定在水平地面上,通过活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与缸壁的摩擦可忽略不计,活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=62.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸底L1=10 cm,缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105 Pa,温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热,(g=10 m/s2)求:
20.物块A开始移动时,汽缸内的温度;
21.物块B开始移动时,汽缸内的温度.
正确答案
450K
解析
物A开始移动前气体做等容变化,则有
由查理定律有,解得
考查方向
解题思路
物A开始移动前气体做等容变化,由查理定律解得物块A开始移动时,汽缸内的温度
易错点
理想气体等容变化,用查理定律;理想气体等压变化,用盖•吕萨克定律。
正确答案
1200K
解析
物块A开始移动后,气体做等压变化,到A与B刚接触时;
由盖—吕萨克定律有,解得
之后气体又做等容变化,设物块A和B一起开始移动时气体的温度为
;
由查理定律有,解得:
考查方向
解题思路
物块A开始移动后,气体做等压变化,由盖—吕萨克定律和查理定律求物块B开始移动时,汽缸内的温度。
易错点
理想气体等容变化,用查理定律;理想气体等压变化,用盖•吕萨克定律。
【物理-选修3-4】
22.一列简谐横波沿x轴传播,t=2s时刻的波形如图甲所示,图甲中某质点的振动图象如图乙所示,则该波的传播速度大小为 ,如果该波向右传播则图乙是 (填“0”“2m”“4m”或“6m”)的质点振动图象.波如果向右传播,观察者在x=6m处向左运动,观察者接收到该波的频率将 (填“大于”“小于”或“等于”)0.25Hz.
正确答案
1m/s;0.4m;大于
解析
考查方向
本题考查了波动图像,振动图像,波长、波速以及频率的关系知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与多普勒效应和惠更斯原理知识点交汇命题。
解题思路
易错点
根据“上下坡法”判断质点的位置;波如果向右传播,观察者向左运动,观察者接收到该波的频率将增大。
如图所示,AOB为扇形玻璃砖,一细光束照射到AO面上的C点,入射光线与AO面的夹角为30°,折射光线平行于BO边,圆弧的半径为R,C点到BO面的距离为,AD⊥BO,∠DAO=30°,光在空气中国的传播速度为c,求
23.玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角;
24.光在玻璃砖中传播的时间.
正确答案
,60°
解析
光路如图所示:
由于折射光线CE平行于BO,因此光线在圆弧面上的入射点E到BO的距离也为,则光线在E点的入射角α满足,得:α=30°
由几何关系可知,∠COE=90°,因此光线在C点的折射角为:r=30°
由折射定律知,玻璃砖的折射率为
由于光线在E点的入射角为30°,根据折射定律可知,光线在E点的折射角为60°.
考查方向
解题思路
画出光路图,由几何关系和折射率公式求玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角;
易错点
注意入射角和折射角。
正确答案
解析
由几何关系可知
光在玻璃砖中传播的速度为
因此光在玻璃砖中传播的时间为:
考查方向
解题思路
先由几何关系求出光在玻璃砖中的路程,然后根据求出光在玻璃砖中传播的速度,最后求出时间。
易错点
注意入射角和折射角。