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1.历史上,伽利略在斜面实验中分别从倾角不同、阻力很小的斜面上静止释放小球,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有
正确答案
解析
伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动,位移与时间的二次方成正比,并证明了速度随时间均匀变化,故A正确,B错误;若斜面光滑,C选项从理论上讲是正确的,但伽利略并没有能够用实验证明这一点,故C错误;斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间随倾角的增大而减小,故D错误;
考查方向
本题主要考查物理学史。
解题思路
伽利略通过通验观察和逻辑推理发现,小球沿斜面滚下的运动的确是匀加速直线运动,换用不同的质量的小球,从不同高度开始滚动,只要斜面的倾角一定,小球的加速度都是相同的;不断增大斜面的倾角,重复上述实验,得知小球的加速度随斜面倾角的增大而增大。
易错点
实验事实与理论应该是一致的,故可结合匀变速运动的知识求解
知识点
5.如图,某空间站在轨道半径为R的近地圆轨道I上围绕地球运行,一宇宙飞船与空间站对接后,在轨道I上围绕地球运行多圈后又与空间站分离,进入椭圆轨道II运行。已知椭圆轨道的远地点到地球球心的距离为3.5R,地球质量为M,万有引力常量为G,则
正确答案
解析
空间站在圆轨道I上运行时,万有引力等于向心力,故:解得:故A正确; 空间站与飞船对接后在圆轨道I上运行的周期不变,为,故B错误;根据开普勒第二定律,有:v1R=v2•3.5R故v2=v1/3.5,故C错误;D、飞船与空间站分离后在远离地球过程中,只有引力做功,故其机械能保持不变,故D错误;
考查方向
本题主要考查万有引力定律及其应用
解题思路
A、根据万有引力等于向心力列式求解周期;B、结合周期表达式分析即可;C、根据开普勒第二定律,得到飞船在椭圆轨道远地点的速率与近地点速率的关系;D、结合功能关系列式分析即可
易错点
飞船、空间站的动力学原理,结合开普勒定律、牛顿第二定律和万有引力定律列式分析.
知识点
3.如图为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制,磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是
正确答案
解析
根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是顺时针方向,电子在加速电场中加速,由动能定理有:eU= mv02/2…①电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力,有:eBv0=m v02/r…②解得: …③T=2πm/ eB…④A、C、可见增大励磁线圈中的电流,电流产生的磁场增强,由③式可得,电子束的轨道半径变小.由④式知周期变小,故AC错误;B、D、提高电子枪加速电压,电子束的轨道半径变大、周期不变,故B正确,D错误;
考查方向
本题主要考查洛仑兹力
解题思路
根据动能定理表示出加速后获得的速度,然后根据洛伦兹力提供向心力推导出半径的表达式
易错点
粒子在磁场中运动在实际生活中的应用,正确分析出仪器的原理是关键
知识点
4.在如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,在调节可变电阻R的阻值过程中,发现理想电压表的示数减小,则
正确答案
解析
电压表的示数减小,根据串联电路分压规律知电阻R的阻值变小,外电路总电阻变小,由闭合电路欧姆定律知,干路电流增大,电源的内电压增大,则路端电压减小.根据欧姆定律知:路端电压和干路电流的比值等于R与R1的并联阻值,在减小,故ABC错误,D正确
考查方向
本题主要考查闭合电路的欧姆定律.
解题思路
电压表V的示数减小,可变电阻的有效电阻减小,外电路总电阻减小,再由闭合电路欧姆定律和欧姆定律结合分析即可
易错点
电路动态变化分析问题,按局部→整体→局部的顺序分析
知识点
2.两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示,P、Q为电场中两点,则( )
正确答案
解析
A、负电荷从P到Q电场力做负功,电势能增加,故负电荷在P的电势能小于在Q的电势能,故A正确;
B、电场线的疏密代表场强的大小,故EP>EQ,故正电荷在P的加速度大于在Q的加速度,故B错误;C、正电荷在电场中受到的力沿该点的切线方向,故正电荷由P静止释放不能运动到Q,故C错误D、从P到Q的过程中,沿电场线方向电势降低,故在PQ间有一点电势为零点,故EP=qφ,故其间必有一点电势能为零,故D正确;
考查方向
本题主要考查电势差与电场强度的关系;电势能
解题思路
根据电场线的疏密判断场强的大小.根据电场线的方向判断电荷的正负.顺着电场线电势逐渐降低,由电场线的方向可判断电势的正负
易错点
电场线的疏密表示场强的大小,顺着电场线电势逐渐降低,知道等量异种电荷连线的垂直平分线是一个等势面
知识点
8.轻绳一端通过光滑的定滑轮与物块P连接,另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接,Q从静止释放后,上升一定距离到达与定滑轮等高处,则在此过程中
正确答案
解析
A、将物块Q的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向,在沿绳子方向的分速度等于P的速度.轻绳与杆的夹角为θ时,由速度的分解有:vP=vQcosθ,cosθ<1,则得 vP<vQ.故A正确.B、P先向下做加速运动,处于失重状态,则绳的拉力大小小于P的重力大小,即Q受到的拉力大小小于P的重力大小,故B错误.C、对于物块P和圆环Q组成的系统,只有重力做功,系统的机械能守恒.故C正确.D、除重力以外其它力做的功等于物体机械能的增量,物块Q上升到与滑轮等高前,拉力做正功,机械能增加,物块Q上升到与滑轮等高后,拉力做负功,机械能减小.所以Q上升到与滑轮等高时,机械能最大.故D正确.
考查方向
本题主要考查功能关系;运动的合成和分解;机械能守恒定律.
解题思路
将物块Q的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向,在沿绳子方向的分速度等于P的速度.结合平行四边形定则求出P、Q速度的关系.通过绳子拉力对Q物体的做功情况,判断物块Q机械能的变化,从而得出何时机械能最大
易错点
关键会对速度进行分解,以及掌握功能关系,除重力以外其它力做功等于机械能的增量,并能灵活运用.
知识点
7.如图所示,质量为m的球置于斜面上,被一个竖直挡板挡住。现用一个恒力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法中正确的是
正确答案
解析
小球受到的重mg、斜面的支持力FN2、竖直挡板的水平弹力FN1,设斜面的倾斜角为α,则竖直方向有:FN2cosα=mg,因为mg和α不变,无论加速度如何变化,FN2不变且不可能为零,故B错,C正确.水平方向有:FN1-FN2sinα=ma
FN2sinα≠0,若加速度足够小,竖直挡板的水平弹力不可能为零,故A错误.斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力等于ma,故D错误.本题主要考查牛顿第二定律;力的合成与分解的运用
解题思路
分析小球受到的重mg、斜面的支持力FN2、竖直挡板的水平弹力FN1,然后向水平和竖直分解斜面的支持力FN2,在竖直方向列力的平衡方程,在水平方向列牛顿第二定律方程,根据所列的方程分析即可选出答案.
易错点
正确的分析受力与正确的分解力是关键
知识点
6.如图,不计空气阻力,从O点水平抛出的小球抵达光滑斜面上端P处时,速度方向恰好沿着斜面方向,然后紧贴斜面PQ做匀加速直线运动。下列说法正确的是
正确答案
解析
AB、物体在抵达斜面之前做平抛运动,加速度为g.在斜面上运动时,由牛顿第二定律得:加速度为 a= mgsinα/m=gsinα,(α是斜面的倾角),可知小球在斜面上运动的加速度大小比平抛运动时的小,故A错误,B正确.整个过程中,小球的机械能守恒,由机械能守恒定律得,则落地时速率 v=,则知撤去斜面,小球仍从O点以相同速度水平抛出,落地速率将不变,故C正确.比较小球在斜面上与空中运动的时间.由于小球在斜面上运动的加速度为 a=gsinα,竖直分加速度为 ay=asinα=gsin2α<g,则知撤去斜面,落地时间变短.故D错误.
考查方向
本题主要考查平抛运动
解题思路
物体在抵达斜面之前做平抛运动,加速度为g.在斜面上运动时,由牛顿第二定律求加速度.落地速率根据机械能守恒定律分析.根据位移时间公式分析落地时间关系
易错点
抓住斜面上加速度与平抛运动的加速度不同的,运用运动的分解法研究两种情况下竖直分加速度的关系,来判断落地时间的关系
知识点
9.小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻,测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻RL.他选择了满足实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如图所示.
(1)为了测量出RL的阻值,请只添加两条导线完成图所示的实验电路的连接;
(2)请把小明的实验步骤补充完整:①断开开关S2,闭合开关S1、S3,移动滑动变阻器的滑片P,使 ;保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关S3,闭合开关S2,记录电压表的示数为U;②请用R0及实验数据表示出RL、RL=
正确答案
见解析
解析
1)通过分析可知:灯泡和定值电阻串联,电压表应先测量灯泡两端的电压,使灯泡两端的实际电压为额定电压值,然后再测量定值电阻的两端的电压.分析图可以看出开关的闭合与断开,电压表先测灯泡两端电压,再测灯泡与定值电阻两端电压,如图:
(2)①断开开关S2,闭合开关S1、S3,移动滑动变阻器的滑片P,为了使灯泡两端的实际电压为额定电压值,所以使电压表的示数为2.5V;保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关S3,闭合开关S2,记录电压表的示数为U;
②由于灯泡和定值电阻串联,
所以定值电阻两端的电压为:U0=U-U额,
由于电路中的电流为 所以.
考查方向
本题主要考查伏安法测电阻的探究实验;串联电路的电压规律.
解题思路
(1)当灯泡电压等于额定电压时,灯泡正常发光,要测灯泡正常发光时的电阻,首先知道应用电压表测灯泡两端的电压、用电流表测灯泡中的电流,由图可知:只有电压表,没有电流表,则要借助已知定值电阻求得灯泡的电流,那么为了让灯泡和定值电阻的电流相同,则应采取串联的方式,电压表应先测量灯泡两端的电压,使灯泡两端的实际电压为额定电压值,然后再直接或间接测出定值电阻的两端的电压,据此分析完成实验电路.
(2)因为要测灯泡正常发光时的电阻,则实验时首先应让灯泡电压等于额定电压时,即应让电压表先测灯泡两端的电压且移动滑动变阻器的滑片P使电压表的示数等于灯泡的额定电压.然后在保持滑动变阻器的滑片位置不变的条件下,再用电压表测出定值电阻两端的电压.最后可根据欧姆定律和串联电路的特点求出RL的表达式.
易错点
明确此题的实验原理、试验方法;就能了解测量灯泡正常发光时的电阻时,应先调节滑动变阻器,使灯泡电压达到额定电压;保持滑动变阻器不变,用电压表测出定值电阻两端的电压
知识点
10.用如图甲所示的实验装置完成 “探究动能定理”实验。请补充完整下列实验步骤的相关内容:
(1) 用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0;用游标卡尺测量遮光片的宽度d,游标卡尺的示数如图乙所示,其读数为__________cm;按图甲所示安装好实验装置,用米尺测量两光电门之间的距离s;
(2) 在砝码盘中放入适量砝码;适当调节长木板的倾角,直到轻推小车,遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等;
(3) 取下细绳和砝码盘,记下______________(填写相应物理量及其符号);
(4) 让小车从靠近滑轮处由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△tA和△tB;
(5) 步骤(4)中,小车从光电门A下滑至光电门B过程合外力做的总功W合= ,小车动能变化量ΔEk=__________(用上述步骤中的物理量表示,重力加速度为g),比较
W合和ΔEk的值,找出两者之间的关系; (6) 重新挂上细线和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复(2)~(5)步骤。(7) 本实验中,以下操作或要求是为了减小实验误差的是 。A.尽量减小两光电门间的距离sB.调整滑轮,使细线与长木板平行C.砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量
正确答案
(1)0.520;(3)砝码盘中砝码的质量m;(5)(m+m0)gs (7)B
解析
(1)游标卡尺的主尺读数为:5mm,游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为4×0.05mm=0.20mm,所以最终读数为:5mm+0.20mm=5.20mm=13px.
(3)在砝码盘中放入适量砝码,适当调节长木板的倾角,直到轻推小车,遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等,此时小车做匀速运动,取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m,
(5)取下细绳和砝码盘后,小车受到的合力即为砝码盘和盘中砝码的总重力,小车从光电门A下滑至光电门B过程合外力做的总功W合=(m+m0)gs,由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.滑块通过光电门1速度vA= d/△tA,滑块通过光电门2速度vB= d/△tB,小车动能变化量
(7)A、尽量增大两光电门间的距离s,距离大一些,误差小一些,故A错误;B、调整滑轮,使细线与长木板平行,否则撤去绳子后,合力不等于绳子拉力,故B正确;C、本实验没有用砝码盘和盘中砝码的重力代替绳子的拉力,不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量,故C错误.故选:B;
考查方向
本题主要考查探究功与速度变化的关系
解题思路
游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读.遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等,此时小车做匀速运动,
取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m,取下细绳和砝码盘后,小车受到的合力即为砝码盘和盘中砝码的总重力,由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度,从而求出动能的变化量
易错点
常见的几种测量长度工具要熟悉运用,并能正确读数;光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法.由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度
知识点
11.在粗糙水平面上,一电动玩具小车以v0=4m/s的速度做匀速直线运动,其正前方平铺一边长为L=0.6m的正方形薄板,小车在到达薄板前某处立即刹车,靠惯性运动s=3m的距离后沿薄板一边的中垂线平滑地冲上薄板。小车与水平面以及小车与薄板之间的动摩擦因数均为μ1=0.2,薄板与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,小车质量M为薄板质量m的3倍,小车可看成质点,重力加速度g=10m/s2,求:(1) 小车冲上薄板时的速度大小;(2) 小车从刚冲上薄板到停止时的位移大小。
正确答案
见解析
解析
解:(1)设小车刹车后加速度大小为a1,由牛顿第二定律得:μ1Mg=Ma1 ①
设小车刚冲上薄板时速度为v1,由运动学公式,有: ②
①②联立,得: ③
(2)小车冲上薄板后,薄板上下两表面受到的摩擦力方向相反,设薄板的加速度为加速度大小为a2,由牛顿第二定律得: ④
小车冲上薄板后,薄板以a2加速,车仍以a1减速,设经时间t两者共速,则: ⑤
联立④⑤并代入数据,得: 该段时间,小车的位移:;
薄板的位移:由于,所以小车未滑出薄板 ⑥
接着小车与薄板共同减速,设加速度大小为a3,有: ⑦
设车与薄板共同减速的位移大小为s3,有: ⑧
⑦⑧式联立,得s3=0.5m所以小车从刚冲滑板到停止时位移的大小: ⑨
考查方向
本题主要考查牛顿第二定律;力的合成与分解的运用
解题思路
(1)根据牛顿第二定律求出小车在水平面上刹车的加速度大小,结合速度位移公式求出小车冲上薄板时的速度大小.
(2)根据薄板受到小车和地面对它摩擦力的大小,得出薄板相对地面滑动,根据牛顿第二定律求出薄板的加速度,结合速度时间公式求出两者速度相等经历的时间,判断出此时小车未离开薄板,然后两者一起做匀减速直线运动,结合运动学公式求出小车从刚冲上薄板到停止时的位移大小
易错点
理清小车、薄板在整个过程中的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
知识点
13.【物理── 选修3-3】
(1)下列说法正确的是
A.布朗运动虽不是分子运动,但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
B.一木块被举高,组成该木块的所有分子的分子势能都增大
C.当液体与大气接触时,液体表面层分子的势能比液体内部分子的要大
D.缓慢压缩一定量气体,若此过程气体温度不变,则外界对气体做正功但气体内能不变E.气体体积不变时,温度越高,单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
(2)如图,上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,两活塞用刚性轻杆连接,两活塞间充有氧气,小活塞下方充有氮气。已知:大活塞的质量为2m,横截面积为2S,小活塞的质量为m,横截面积为S;两活塞间距为L;大活塞导热性能良好,汽缸及小活塞绝热;初始时氮气和汽缸外大气的压强均为p0,大活塞与大圆筒底部相距,两活塞与气缸壁之间的摩擦不计,重力加速度为g。现通过电阻丝缓慢加热氮气,求当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氮气的压强。
正确答案
(1)CDE (2)见解析
解析
(2)解:以两活塞整体为研究对象,设初始时氧气压强为p1,根据平衡条件有:① 初始时氧气体积:②
当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氧气体积: ③
设此时氧气压强为p2,氮气压强为p,根据平衡条件有: ④
由于大活塞导热,小活塞缓慢上升可认为氧气温度不变,由玻意耳定律,得:⑤
联立①—⑤式,得:
考查方向
本题主要考查理想气体的状态方程
解题思路
以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件求出初始时氧气压强为p1和体积V1;再求出当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时氧气的体积V2;再由玻意耳定律,求出此时氧气的压强p2,最后利用平衡条件求出氮气压强为p.
易错点
解答本题的关键是分析清楚气体状态变化过程、应用玻意耳定律结合平衡条件进行求解
知识点
14.[物理——选修3-4]
(1)振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动,频率为10 Hz,t=0时刻向右传播的简谐横波如图所示(向左传播的简谐横波图中未画出)。则以下说法正确的是________(填入正确选项前的字母。选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。A.该横波的波速大小为20 m/sB.t=0时,x=1 m处的质点振动方向向上C.t=0.175 s时,x=-1 m处的质点处在波峰位置D.若振源S向右匀速运动,在振源S右侧静止的接收者接收到的频率小于10 HzE.传播过程中该横波遇到小于2 m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象
(2)半径为R的半圆柱形玻璃砖的截面如图所示,O为圆心,光线Ⅰ沿半径方向从a点射入玻璃砖后,恰好在O点发生全反射,另一条光线Ⅱ平行于光线Ⅰ从最高点b射入玻璃砖后,在底边MN上的d点射出。若测得Od=,求该玻璃砖的折射率。
正确答案
(1)ABE (2)见解析
解析
(2)解:设光线Ⅱ的入射角和折射角分别为i和r,在△bOd中,bd==R(1分)即:sinr== 由折射定律有n=,即sini=n 又因为光线Ⅰ与光线Ⅱ平行,且在O点恰好发生全反射,有sini=所以=(1分),从而得到n=≈2.03(
解题思路
根据折射率的定义公式n= sini/ sinγ和全反射临界角公式sinC=1/n 列式后联立求解即可
易错点
本题是简单的几何光学问题,其基础是作出光路图,根据几何知识确定入射角与折射角,根据折射定律求解.
知识点
15.[物理——选修3-5]
(1)下列说法正确的是
A.爱因斯坦从理论上成功解释了光电效应现象
B.卢瑟福发现了物质的放射性,从而确定了原子核的组成
C.用相同频率的光照射同一金属,逸出的所有光电子都具有相同的初动能
D.由玻尔理论知,氢原子辐射出一个光子后,其电势能减小,核外电子的动能增大E.平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能
(2)在水平地面上沿直线放置两个完全相同的小物体A和B,它们相距s,在距B为2s的右侧有一坑,如图所示。A以初速度v0向B运动,为使A能与B发生碰撞且碰后又不会落入坑中,求A、B与水平地面间的动摩擦因数应满足的条件。已知A、B碰撞时间很短且碰后粘在一起不再分开,重力加速度为g。
正确答案
(1)ADE (2)见解析
解析
(2)解:设A、B质量均为m,它们与地面间的动摩擦因数为,若A能与B相碰,
则有:①
设A与B碰前速度为v1,碰后速度为v2; 由动能定理:②
动量守恒定律:③
A、B粘一起不落入坑中的条件为:④
联立并解得:⑤
考查方向
本题主要考查动量守恒定律;动能定理.
解题思路
要使AB能相碰,则A到达B时速度不为零,根据动能定理列式,从A到B的过程中,根据动能定理求出与B相碰前的速度,AB相碰的过程中,动量守恒,根据动量守恒定律列式,要使A、B粘一起不落入坑中,则到达坑前速度减为零,根据动能定理列式,联立方程即可求解
易错点
本题主要考查了动能定理以及动量守恒定律的直接应用,要求同学们能正确分析物体的受力情况,明确不落入坑中的条件,注意应用动量守恒定律解题时要规定正方向
知识点
12. 如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感强度大小相等,方向垂直纸面且相反。长为,宽为的矩形abcd紧邻磁场下方,与磁场边界对齐,O为dc边中点,P为dc边中垂线上一点,OP=3L。矩形内有匀强电场,电场强度大小为E,方向由a指向O。电荷量为q、质量为m、重力不计的带电粒子由a点静止释放,经电场加速后进入磁场,运动轨迹刚好与区域Ⅲ的右边界相切。(1) 求该粒子经过O点时速度大小v0;(2) 求匀强磁场的磁感强度大小B;
(3) 若在aO之间距O点x处静止释放该粒子,粒子在磁场区域中共偏转n次到达P点,求x满足的条件及n的可能取值。
正确答案
见解析
解析
解:(1)由题意可知aO=L,粒子在aO加速过程有动能定理: ①
得粒子经过O点时速度大小: ②
(2)粒子在磁场区域III中的运动轨迹如图,设粒子轨迹圆半径为R0,
由几何关系可得: ③
由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得: ④
联立②③④式,得: ⑤
(3)若粒子在磁场中一共经过n次偏转到达P,设粒子轨迹圆半径为R,由几何关系有: ⑥
依题意有 ⑦
联立③⑥⑦得,且n取正整数 ⑧
设粒子在磁场中的运动速率为v,有: ⑨
在电场中的加速过程,由动能定理: ⑩
联立⑤⑥⑨⑩式,得:,其中n=2、3、4、5、6、7、8 11
考查方向
本题主要考查带电粒子在磁场中的运动
解题思路
画轨迹,找圆心,结合相应规律求解
易错点
带电粒子在磁场中的运动的轨迹