专题13 电学实验(命题猜想)-2018年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)
2018年高考物理命题猜想与仿真押题

2018年高考物理命题猜想与仿真押题1.主要考试热点:(1)带电粒子在组合复合场中的受力分析及运动分析.(2)带电粒子在叠加复合场中的受力分析及运动分析.(3)带电粒子在交变电磁场中的运动.2.带电粒子在复合场中的运动应该是高考压轴题的首选.(1)复合场中结合牛顿第二定律、运动的合成与分解、动能定理综合分析相关的运动问题.(2)复合场中结合数学中的几何知识综合分析多解问题、临界问题、周期性问题等.【命题热点突破一】带电粒子在组合场中的运动磁偏转‖和―电偏转‖的差别例1.如图所示,静止于A处的离子,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左.静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场,已知圆弧虚线的半径为R,其所在处场强为E、方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;QN=2d、PN=3d,离子重力不计.(1)求加速电场的电压U ;(2)若离子恰好能打在Q 点上,求矩形区域QNCD 内匀强电场场强E 0的值;(3)若撤去矩形区域QNCD 内的匀强电场,换为垂直纸面向里的匀强磁场,要求离子能最终打在QN 上,求磁场磁感应强度B 的取值范围.【变式探究】 如图所示的坐标系中,第一象限内存在与x 轴成30°角斜向下的匀强电场,电场强度E =400 N/C ;第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场,x 轴方向的宽度OA =203cm ,y 轴负方向无限大,磁感应强度B =1×10-4T.现有一比荷为q m =2×1011 C/kg 的正离子(不计重力),以某一速度v 0从O 点射入磁场,α=60 °,离子通过磁场后刚好从A 点射出,之后进入电场.(1)求离子进入磁场B 的速度v 0的大小;(2)离子进入电场后,经多少时间再次到达x 轴上;(3)若离子进入磁场B 后,某时刻再加一个同方向的有界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.【感悟提升】带电粒子在组合场中的运动问题,一般都是单物体多过程问题,求解策略是―各个击破‖: (1)先分析带电粒子在每个场中的受力情况和运动情况,抓住联系相邻两个场的纽带——速度(一般是后场的入射速度等于前场的出射速度),(2)然后利用带电粒子在电场中往往做类平抛运动或直线运动,在磁场中做匀速圆周运动的规律求解. 【命题热点突破二】带电粒子在叠加复合场中的运动例2. 【2017·江苏卷】(16分)一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U 0的加速电场,其初速度几乎为0,经过加速后,通过宽为L 的狭缝MN 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q ,质量分别为2m 和m ,图中虚线为经过狭缝左、右边界M 、N 的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N 点的最小距离x ;(2)在答题卡的图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d ; (3)若考虑加速电压有波动,在(0–U U ∆)到(0U U +∆)之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L 满足的条件.【变式探究】如图所示,水平线AC 和竖直线CD 相交于C 点,AC 上开有小孔S ,CD 上开有小孔P ,AC 与CD 间存在磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,∠DCG =60°,在CD 右侧、CG 的下方有一竖直向上的匀强电场E (大小未知)和垂直纸面向里的另一匀强磁场B 1(大小未知),一质量为m 、电荷量为+q 的塑料小球从小孔S 处无初速度地进入匀强磁场中,经一段时间恰好能从P 孔水平匀速飞出而进入CD 右侧,小球在CD 右侧做匀速圆周运动而垂直打在CG 板上,重力加速度为g .(1)求竖直向上的匀强电场的电场强度E 的大小; (2)求CD 右侧匀强磁场的磁感应强度B 1的大小;(3)若要使小球进入CD 右侧后不打在CG 上,则B 1应满足什么条件?【变式探究】如图所示,离子源A 产生的初速度为零、带电荷量为e 、质量不同的正离子被电压为U 1的加速电场加速后进入一电容器中,电容器两极板之间的距离为d ,电容器中存在磁感应强度大小为B 的匀强磁场和匀强电场.正离子能沿直线穿过电容器,垂直于边界MN 进入磁感应强度大小也为B 的扇形匀强磁场中,∠MNQ =90°.(不计离子的重力)(1)求质量为m 的离子进入电容器时,电容器两极板间的电压U 2; (2)求质量为m 的离子在磁场中做圆周运动的半径;(3)若质量为4m 的离子垂直打在NQ 的中点S 1处,质量为16m 的离子打在S 2处.求S 1和S 2之间的距离以及能打在NQ 上正离子的质量范围.【命题热点突破三】带电粒子在交变电磁场中的运动及多解问题例3、如图甲所示,宽度为d 的竖直狭长区域内(边界为L 1、L 2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示),电场强度的大小为E 0,E >0表示电场方向竖直向上.t =0时,一带正电、质量为m 的微粒从左边界上的N 1点以水平速度v 射入该区域,沿直线运动到Q 点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N 2点.Q 为线段N 1N 2的中点,重力加速度为g .上述d 、E 0、m 、v 、g 为已知量.(1)求微粒所带电荷量q 和磁感应强度B 的大小. (2)求电场变化的周期T .(3)改变宽度d ,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T 的最小值.【感悟提升】空间存在的电场或磁场是随时间周期性变化的,一般呈现―矩形波‖的特点.交替变化的电场及磁场会使带电粒子顺次经过不同特点的电场、磁场或叠加的场,从而表现出多过程现象,其特点较为隐蔽,应注意以下两点:(1)仔细确定各场的变化特点及相应时间,其变化周期一般与粒子在磁场中的运动周期关联. (2)把粒子的运动过程用直观草图进行分析.【变式探究】如图甲所示,两竖直线所夹区域内存在周期性变化的匀强电场与匀强磁场,变化情况如图乙、丙所示,电场强度方向以y 轴负方向为正,磁感应强度方向以垂直纸面向外为正.t =0时刻,一质量为m 、电量为q 的带正电粒子从坐标原点O 开始以速度v 0沿x 轴正方向运动,粒子重力忽略不计,图乙、丙中E 0=3B 0v 04π,t 0=πmqB 0,B 0已知.要使带电粒子在0~4nt 0(n ∈N)时间内一直在场区运动,求:(1)在t 0时刻粒子速度方向与x 轴的夹角; (2)右边界到O 的最小距离; (3)场区的最小宽度.【高考真题解读】【2017·江苏卷】(16分)一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U 0的加速电场,其初速度几乎为0,经过加速后,通过宽为L 的狭缝MN 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q ,质量分别为2m 和m ,图中虚线为经过狭缝左、右边界M 、N 的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N 点的最小距离x ;(2)在答题卡的图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d ; (3)若考虑加速电压有波动,在(0–U U ∆)到(0U U +∆)之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L 满足的条件.1.(2015·福建理综,22,20分)如图,绝缘粗糙的竖直平面MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为E ,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B .一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小滑块从A 点由静止开始沿MN 下滑,到达C 点时离开 MN 做曲线运动.A 、C两点间距离为h ,重力加速度为g .(1)求小滑块运动到C点时的速度大小v C;(2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功W f;(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动到D点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上的P点.已知小滑块在D点时的速度大小为v D,从D点运动到P点的时间为t,求小滑块运动到P点时速度的大小v P.2.(2015·重庆理综,9,18分)如图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场.其中MN 和M′N′是间距为h的两平行极板,其上分别有正对的两个小孔O 和O′,O′N′=ON=d,P为靶点,O′P=kd(k为大于1的整数).极板间存在方向向上的匀强电场,两极板间电压为U.质量为m、带电量为q的正离子从O点由静止开始加速,经O′进入磁场区域.当离子打到极板上O′N′区域(含N′点)或外壳上时将会被吸收.两虚线之间的区域无电场和磁场存在,离子可匀速穿过,忽略相对论效应和离子所受的重力.求:(1)离子经过电场仅加速一次后能打到P点所需的磁感应强度大小;(2)能使离子打到P点的磁感应强度的所有可能值;(3)打到P点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间.3.(2015·天津理综,12,20分)现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动.真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场,电场与磁场的宽度均为d.电场强度为E,方向水平向右;磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直.一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放,粒子始终在电场、磁场中运动,不计粒子重力及运动时的电磁辐射.(1)求粒子在第2层磁场中运动时速度v 2的大小与轨迹半径r 2;(2)粒子从第n 层磁场右侧边界穿出时,速度的方向与水平方向的夹角为θn , 试求sin θn ;(3)若粒子恰好不能从第n 层磁场右侧边界穿出,试问在其他条件不变的情况 下,也进入第n 层磁场,但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界,请简要推理说明之.4.(2015·江苏单科,15,16分)一台质谱仪的工作原理如图所示, 电荷量均为+q 、质量不同的离子飘入电压为U 0的加速电场,其初速度几乎为零.这些离子经加速后通过狭缝O 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场,最后打在底片上.已知放置底片的区域MN =L ,且OM =L .某次测量发现MN 中左侧23区域MQ 损坏,检测不到离子,但右侧13区域QN 仍能正常检测到离子.在适当调节加速电压后,原本打在MQ 的离子即可在QN 检测到.(1)求原本打在MN 中点P 的离子质量m ;(2)为使原本打在P 的离子能打在QN 区域,求加速电压U 的调节范围;(3)为了在QN 区域将原本打在MQ 区域的所有离子检测完整,求需要调节U 的最少次数.(取lg 2=0.301,lg 3=0.477,lg 5=0.699)5.(2014·浙江理综,25,22分)离子推进器是太空飞行器常用的动力系统.某种推进器设计的简化原理如图1所示,截面半径为R 的圆柱腔分为两个工作区.Ⅰ为电离区,将氙气电离获得1价正离子;Ⅱ为加速区,长度为L ,两端加有电压,形成轴向的匀强电场.Ⅰ区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区,被加速后以速度v M 从右侧喷出.Ⅰ区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为B ,在离轴线R /2处的C 点持续射出一定速率范围的电子.假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图2所示(从左向右看).电子的初速度方向与中心O 点和C 点的连线成α角(0<α≤90°).推进器工作时,向Ⅰ区注入稀薄的氙气.电子使氙气电离的最小速率为v0,电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好.已知离子质量为M;电子质量为m,电荷量为e.(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞)(1)求Ⅱ区的加速电压及离子的加速度大小;(2)为取得好的电离效果,请判断Ⅰ区中的磁场方向(按图2说明是―垂直纸面向里‖或―垂直纸面向外‖);(3)α为90°时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率v的范围;(4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率v max与α角的关系.6.(2014·重庆理综,9,18分)如图所示,在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,KL为上、下磁场的水平分界线,在NS和MT边界上,距KL高h处分别有P、Q两点,NS和MT间距为1.8h.质量为m、带电荷量为+q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域,在两边界之间做圆周运动,重力加速度为g.(1)求电场强度的大小和方向.(2)要使粒子不从NS边界飞出,求粒子入射速度的最小值.(3)若粒子能经过Q点从MT边界飞出,求粒子入射速度的所有可能值.7.(2014·大纲全国,25,20分)如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外;在第四象限存在匀强电场,方向沿x轴负向.在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子,该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进入电场.不计重力.若该粒子离开电场时速度方向与Y轴负方向的夹角为θ,求(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值;(2)该粒子在电场中运动的时间.。
高考物理 命题猜想与仿真押题 专题13 力学实验命题猜想(含解析)-人教版高三全册物理试题

力学实验命题猜测【考向解读】高考对物理实验的考查,是在《考试说明》规定的实验根底上进展重组与创新,旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材,是否真正动手做过这些实验,是否能灵活的运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器,去处理、分析、研究某些未做过的实验,包括设计某些比拟简单的实验等.所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区别,是以教材中实验为背景或素材,通过改变实验条件或增加条件限制,加强对考生迁移能力、创新能力和实验能力的考查.1.实验题的考查呈现由根底性向综合性的递进趋势.实验命题不避热点,注重陈题翻新,重点实验频繁考,其他实验“轮换〞考,题目特点设置清晰,上手得分容易,但做好做全较难,能有效区分不同水平考生的能力.2.重在考查实验探究能力,而非实验本身.新任务,新情境,原理设计,方法选择,条件控制,数据处理的公式法、列表法、图象法、平均值法和逐差法反复涉与,其中图象法处理实验数据与结果规律性探索是高考的热点和亮点.3.实验题反映科技进步,引领教育创新.频闪照相机或光电计时器替代打点计时器,气垫导轨替代长木板,数字化传感器直接测力或位移等,表现时代特征.【命题热点突破一】验证力的平行四边形定如此实验的条件是“力的作用效果一样〞,因此,在两个分力和一个力分别作用下,同一弹性绳的同一端点必须到达同一位置才能满足实验的验证条件.例1、【2017·新课标Ⅲ卷】〔6分〕某探究小组做“验证力的平行四边形定如此〞实验,将画有坐标轴〔横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm〕的纸贴在水平桌面上,如图〔a〕所示。
将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点〔位于图示局部之外〕,另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。
〔1〕用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。
测力计的示数如图〔b〕所示,F的大小为_______N。
〔2〕撤去〔1〕中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。
专题03 力与曲线运动(仿真押题)-2018年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)

1.在长约1 m的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个适当的圆柱形的红蜡块,玻璃管的开口端用胶塞塞紧,将其迅速竖直倒置,红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底。
现将此玻璃管倒置安装在置于粗糙水平桌面上的小车上,小车从位置A以初速度v0开始运动,同时红蜡块沿玻璃管匀速上升。
经过一段时间后,小车运动到图中虚线位置B。
按照如图建立的坐标系,在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是下图中的()2.如图所示,在水平力F作用下,物体B沿水平面向右运动,物体A恰匀速上升,那么以下说法正确的是()A.物体B正向右做匀减速运动B.物体B正向右做加速运动C.地面对B的摩擦力减小D.斜绳与水平方向成30°时,v A∶v B=3∶23.[多选]甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河,河水流速为v0,船在静水中的速率均为v,甲、乙两船船头均与河岸成θ角,如图所示,已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点,乙船到达河对岸的B点,A、B之间的距离为L,则下列判断正确的是()A.乙船先到达对岸B.若仅是河水流速v0增大,则两船的渡河时间都不变C.不论河水流速v0如何改变,只要适当改变θ角,甲船总能到达正对岸的A点D.若仅是河水流速v0增大,则两船到达对岸时,两船之间的距离仍然为L4.一位网球运动员以拍击球,使网球沿水平方向飞出,第一只球落在自己一方场地的B点,弹跳起来后,刚好擦网而过,落在对方场地的A点,如图所示,第二只球直接擦网而过,也落在A点,设球与地面的碰撞没有能力损失,其运动过程中阻力不计,则两只球飞过网C处时水平速度之比为()A.1∶1B.1∶3C.3∶1 D.1∶95.[多选] 如图所示,在距地面高为H=45 m处,有一小球A以初速度v0=10 m/s水平抛出,与此同时,在A的正下方有一物块B也以相同的初速度同方向滑出,B与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.4,A、B均可视为质点,空气阻力不计(取g=10 m/s2)。
高考物理命题猜想与仿真押题专题电场仿真押题含解析.doc

电场仿真押题1.如图所示,直角坐标系中x 轴上在x =-r 处固定有带电荷量为+9Q 的正点电荷,在x =r 处固定有带电荷量为-Q 的负点电荷,y 轴上a 、b 两点的坐标分别为y a =r 和y b =-r ,c 、d 、e 点都在x 轴上,d 点的坐标为x d =2r ,r <x c <2r ,cd 点间距与de 点间距相等。
下列说法不正确的是( ) 错误!未指定书签。
A .场强大小E c >E e B .a 、b 两点的电势相等 C .d 点场强为零 D .a 、b 两点的场强相同错误!未指定书签。
2.如图所示,梯形abdc 位于某匀强电场所在平面内,两底角分别为60°、30°,cd =2ab =4 cm ,已知a 、b 两点的电势分别为4 V 、0,将电荷量q =1.6×10-3C 的正电荷由a 点移动到c 点,克服电场力做功6.4×10-3J ,则下列关于电场强度的说法中正确的是( ) 错误!未指定书签。
A .垂直ab 向上,大小为400 V/mB .垂直bd 斜向上,大小为400 V/mC .平行ca 斜向上,大小为200 V/mD .平行bd 斜向上,大小为200 V/m解析:选B 由W =qU 知U ac =W q =-6.4×10-31.6×10-3 V =-4 V ,而φa =4 V ,所以φc =8 V ,过b 点作be ∥ac交cd 于e ,因在匀强电场中,任意两条平行线上距离相等的两点间电势差相等,所以U ab =U ce ,即φe =4 V ,又因cd =2ab ,所以U cd =2U ab ,即φd =0,所以bd 为一条等势线,又由几何关系知eb ⊥bd ,由电场线与等势线的关系知电场强度必垂直bd 斜向上,大小为E =Ue b ed·sin 30°=41×10-2V/m =400 V/m ,B 项正确。
专题08 磁场(仿真押题)-2018年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)

1.如图所示,一劲度系数为k 的轻质弹簧,下面挂有匝数为n 的矩形线框abcd 。
bc 边长为l ,线框的下半部分处在匀强磁场中,磁感应强度大小为B ,方向与线框平面垂直,在图中垂直于纸面向里。
线框中通以电流I ,方向如图所示,开始时线框处于平衡状态。
令磁场反向,磁感应强度的大小仍为B ,线框达到新的平衡。
则在此过程中线框位移的大小Δx 及方向是( )A .Δx =2nIlBk ,方向向上B .Δx =2nIlBk ,方向向下C .Δx =nIlBk,方向向上D .Δx =nIlBk,方向向下2.如图所示,通电竖直长直导线的电流方向向上,初速度为v 0的电子平行于直导线竖直向上射出,不考虑电子的重力,则电子将( )A .向右偏转,速率不变,r 变大B .向左偏转,速率改变,r 变大C .向左偏转,速率不变,r 变小D .向右偏转,速率改变,r 变小3.如图所示,OO ′为圆柱筒的轴线,磁感应强度大小为B 的匀强磁场的磁感线平行于轴线方向,在圆筒壁上布满许多小孔,如aa ′、bb ′、cc ′…,其中任意两孔的连线均垂直于轴线,有许多同一种比荷为qm 的正粒子,以不同速度、入射角射入小孔,且均从与OO ′轴线对称的小孔中射出,若入射角为30°的粒子的速度大小为 2 km/s ,则入射角为45°的粒子速度大小为( )A .0.5 km/sB .1 km/sC .2 km/sD .4 km/s4.如图所示,正六边形abcdef 区域内有垂直于纸面的匀强磁场。
一带正电的粒子从f 点沿fd 方向射入磁场区域,当速度大小为v b 时,从b 点离开磁场,在磁场中运动的时间为t b ,当速度大小为v c 时,从c 点离开磁场,在磁场中运动的时间为t c 。
不计粒子重力。
则( )A .vb ∶vc =1∶2,t b ∶t c =2∶1 B .v b ∶v c =2∶1,t b ∶t c =1∶2 C .v b ∶v c =2∶1,t b ∶t c =2∶1 D .v b ∶v c =1∶2,t b ∶t c =1∶25.[多选]如图所示是一个半径为R 的竖直圆形磁场区域,磁感应强度大小为B ,磁感应强度方向垂直纸面向内。
2018年高考物理全国卷押题卷(三)(原卷版)

2018年高考物理全国卷押题卷(三)二、选择题:1. 在物理学发展史上,许多科学家通过恰当地运用科学研究方法,超越了当时研究条件的局限性,取得了辉煌的研究成果。
下列表述符合物理学史事实的是A. 牛顿由斜面实验通过逻辑推理得出了自由落体运动的规律B. 库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了对电荷间的作用力与电荷量的关系研究C. 法拉第发现载流导线对小磁针的作用,揭示了电现象与磁现象之间存在的联系D. 安培用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场,促进了电磁现象的研究2. 大量的氢原子处于n=4能级,该能级的氢原子向低能级跃迁时能向外辐射不同频率的光子,从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子频率为ν0.若某种金属的极限频率为ν0,则下列说法中正确的是A. 氢原子跃迁向外辐射的光子中有6种能使该金属发生光电效应现象B. 由n=4能级向低能级跃迁时,在辐射出的所有光子中只有一种不能使该金属发生光电效应C. 用辐射出的光子照射该金属时,光子的频率越大该金属的逸出功越大D. 当该金属发生光电效应时,入射光的强度越大,则光电子的最大初动能越大3. 如图所示,质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上,斜面足够长,倾角为α的斜面体置于光滑水平面上,用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动,小球沿斜面缓慢升高。
当线拉力最小时,推力F等于A. mg sin αB. mg sin αC. mg sin 2αD. mg sin 2α4. 如图所示,两个半径不等的光滑半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高,两个质量不等的球(从半径大的轨道下滑的小球质量大,设为大球,另一个为小球,且均可视为质点)分别自轨道左端由静止开始滑下,在各自轨道的最低点时,下列说法正确的是A. 大球的速度可能小于小球的速度B. 大球的动能可能小于小球的动能C. 大球的向心加速度的大小等于小球的向心加速度的大小D. 大球所受轨道的支持力等于小球所受轨道的支持力5. 如图,水平桌面上固定有一半径为R的光滑金属细圆环,环面水平,圆环总电阻为r;空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒AC置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点。
高考物理命题猜想与仿真押题专题磁场仿真押题含解析.doc

磁场仿真押题1.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电.让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动.已知磁场方向垂直纸面向里.以下四个图中,能正确表示两粒子运动轨迹的是( ) 错误!未指定书签。
错误!未指定书签。
错误!未指定书签。
答案:A2.如图所示,质量为m =0.5 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度为L =1 m 的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内).右侧回路中,电源的电动势E =8 V 、内阻r =1 Ω.额定功率为8 W 、额定电压为4 V 的电动机M 正常工作.取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小g 取10 m/s 2,则磁场的磁感应强度大小为( ) 错误!未指定书签。
A .2 T B.1.73 T C .1.5 T D .1 T解析:电动机M 正常工作时的电流I 1=P1U =2 A ,电源内阻上的电压U ′=E -U =8 V -4 V =4 V ,根据闭合电路欧姆定律得干路中的电流I =U′r =4 A ,则通过导体棒的电流I 2=I -I 1=2 A ,导体棒受力平衡,有BI 2L=mg sin 37°,得B =1.5 T ,故选项C 正确. 答案:C3.如图所示,纸面内有宽为L 、水平向右飞行的带电粒子流,粒子质量为m 、电荷量为-q 、速率为v 0,不考虑粒子的重力及相互间的作用,要使粒子都会聚到一点,可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域,则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是(其中B 0=mv0qL ,A 、C 、D 选项中曲线均为半径是L 的14圆弧,B 选项中曲线为半径是L2的圆弧)( )错误!未指定书签。
错误!未指定书签。
错误!未指定书签。
错误!未指定书签。
答案:A4.如图所示,在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd ,最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内,则通电线圈运动的情况是( )A.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向下运动B.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向下运动C.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向上运动D.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向上运动错误!未指定书签。
计算题的解题方法与技巧(命题猜想)-2018年高考物理命题猜想与仿真押题(解析版)

【考向解读】 计算题命题立意分类⎩⎪⎨⎪⎧单个物体 小球、物块、木板、星球、卫星等 ―→各类运动问题多个物体 物块、木板、小球、弹簧传送带等 ―→功能关系能量守恒问题带电粒子、带电小球等⎩⎪⎨⎪⎧ 带电粒子在弧立电场、磁场中的运动带电粒子在复合场中的运动导体棒、各种形状的线框―→电磁感应问题【命题热点突破一】各类运动问题(1)各类运动问题主要包括:静止、匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动这四种运动. (2)破解运动学问题关键是抓住运动的条件,即受力分析而后利用牛顿第二定律研究物体的运动. (3)该类问题主要包括,单个物体的多个运动过程问题,多个物体的追及相遇问题,板块问题,传送带问题,天体的运动等问题.例1、【2017·新课标Ⅱ卷】(12分)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s 0和s 1(s 1<s 0)处分别设置一个挡板和一面小旗,如图所示。
训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v 0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。
训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。
假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v 1。
重力加速度大小为g 。
求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数; (2)满足训练要求的运动员的最小加速度。
【答案】(1)220102v v gs - (2)21012()2s v v s + 【解析】(1)设冰球与冰面间的动摩擦因数为μ,由③④⑤得⑥【变式探究】[2016·四川卷] 避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面.一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4 m时,车头距制动坡床顶端38 m,再过一段时间,货车停止.已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍.货物与货车分别视为小滑块和平板,取cos θ=1,sin θ=0.1,g=10 m/s2.求:(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;(2)制动坡床的长度.图1-【答案】(1)5 m/s2,方向沿制动坡床向下(2)98 m【解析】(1)设货物的质量为m,货物在车厢内滑动过程中,货物与车厢间的动摩擦因数μ=0.4,受摩擦力大小为f,加速度大小为a1,则f+mg sin θ=ma1f =μmg cos θ联立以上二式并代入数据得a 1=5 m/s 2 a 1的方向沿制动坡床向下.(2)设货车的质量为M ,车尾位于制动坡床底端时的车速为v =23 m/s.货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s 0=38 m 的过程中,用时为t ,货物相对制动坡床的运动距离为s 2.货车受到制动坡床的阻力大小为F ,F 是货车和货物总重的k 倍,k =0.44,货车长度l 0=12 m ,制动坡床的长度为l ,则Mg sin θ+F -f =Ma 2 F =k (m +M )g s 1=vt -12a 1t 2s 2=vt -12a 2t 2s =s 1-s 2 l =l 0+s 0+s 2 联立并代入数据得 l =98 m.【变式探究】如图所示,装甲车在水平地面上以速度v 0=20 m/s 沿直线前进,车上机枪的枪管水平,距地面高为h =1.8 m .在车正前方竖立一块高为两米的长方形靶,其底边与地面接触.枪口与靶距离为L 时,机枪手正对靶射出第一发子弹,子弹相对于枪口的初速度为v =800 m/s.在子弹射出的同时,装甲车开始匀减速运动,行进s =90 m 后停下.装甲车停下后,机枪手以相同的方式射出第二发子弹.(不计空气阻力,子弹看成质点,重力加速度g =10 m/s 2)【解析】 (1)对装甲车末速度为零的匀减速直线运动,有v 2t -v 20=2as ,代入v t =0、v 0=20 m/s 、s =90 m ,解得装甲车匀减速运动时的加速度为a =-209m/s 24.5 s>2yg=0.6 s ,不符合题意. 若有一发子弹落地,另一发打在靶上,才能满足题目中的靶上只有一个弹孔,L 才有所谓的“范围”,由于落地的极限时间相同t =2y g=2hg=0.6 s ,所以出射速度越大,水平射程越长,当第二发子弹恰好打在靶的下边缘时,第一发已落地,第二发子弹打到靶的下沿时,装甲车离靶的距离为L 2=vt +s ,解得L 2=570 m .若第一发子弹打到靶的下边缘时,装甲车离靶的距离为L 1=v ′0t ,而h =12gt 2,解得L 1=492 m ;若靶上只有一个弹孔,则L 的范围为492 m<L ≤570 m【答案】 (1)209 m/s 2 (2)0.45 m(3)492 m<L ≤570 m【变式探究】 万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性.(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果.已知地球质量为M ,自转周期为T ,万有引力常量为G .将地球视为半径为R 、质量均匀分布的球体,不考虑空气的影响.设在地球北极地面称量时,弹簧秤的读数是F 0.a .若在北极上空高出地面h 处称量,弹簧秤读数为F 1,求比值F 1F 0的表达式,并就h =1.0%R 的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字);学;科网b .若在赤道地面称量,弹簧秤读数为F 2,求比值F 2F 0的表达式.(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r 、太阳的半径为R s 和地球的半径R 三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变.仅考虑太阳和地球之间的相互作用,以现实地球的1年为标准,计算“设想地球”的一年将变为多长?得F 2F 0=1-4π2R 3T 2GM(2)地球绕太阳做匀速圆周运动,受到太阳的万有引力,设太阳质量为M S ,地球质量为M ,地球公转周期为T g ,有GM S M r 2=Mr 4π2T 2g 得T g =4π2r 3GM s=3πr 3GρR 3其中ρ为太阳的密度,由上式可知,地球的公转周期仅与太阳的密度、地球公转半径与太阳的半径之比有关,因此“设想地球”的1年与现实地球的1年时间相等.【答案】 (1)a.F 1F 0=R 2 R +h 2=0.98 b.F 2F 0=1-4π2R 3T 2GM(2)不变【命题热点突破二】功能关系能量守恒问题(1)该类问题主要包括,单个物体参与的多个曲线运动、连接体问题、含弹簧的问题等. (2)破解这类问题关键明确哪些力做功衡量哪些能量的变化,有几种能量每种能量的增加和减少. 例2、【2017·新课标Ⅲ卷】如图,一质量为m ,长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
【考向解读】高考对物理实验的考查,是在《考试说明》规定的实验基础上进行重组与创新,旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材,是否真正动手做过这些实验,是否能灵活的运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器,去处理、分析、研究某些未做过的实验,包括设计某些比较简单的实验等.所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区别,是以教材中实验为背景或素材,通过改变实验条件或增加条件限制,加强对考生迁移能力、创新能力和实验能力的考查.【命题热点突破一】电阻的测量1.本类试题包括不同类型的测电阻方法,可以充分利用本节总结的八种方法.2.包括实验:描绘小电珠的伏安特性曲线;实验:测定金属的电阻率;测大电阻、小电阻、电压表电阻、电流表电阻.例1、【2017·新课标Ⅰ卷】(10分)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表V V(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表A(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干。
(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_________(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率__________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。
闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为____________W,最大功率为___________W。
(结果均保留2位小数)【变式探究】(2016·全国Ⅱ,23,9分)某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干.实验步骤如下:①按电路原理图甲连接线路;②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置,闭合开关S;③调节滑动变阻器,使电压表满偏;④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值.回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”).(2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线.(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位).(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号).A.100 μA B.250 μA C.500 μA D.1 mA【变式探究】(2015·重庆)同学们测量某电阻丝的电阻R x,所用电流表的内阻与R x相当,电压表可视为理想电压表.①若使用如图甲所示电路图进行实验,要使得R x的测量值更接近真实值,电压表的a端应连接到电路的______点(选填“b”或“c”).②测得电阻丝的U-I如图乙所示,则R x为________Ω(保留两位有效数字).③实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化.他们对此现象进行探究,在控制电阻丝两端的电压为10 V的条件下,得到电阻丝的电阻R x随风速v(用风速计测)的变化关系如图丙所示.由图可知当风速增加时,R x会__________(选填“增大”或“减小”).在风速增加过程中,为保持电阻丝两端电压为10 V,需要将滑动变阻器R W的滑片向______端调节(选填“M”或“N”).④为了通过电压表的示数来显示风速,同学们设计了如图丁所示的电路.其中R为两只阻值相同的电阻,R x为两根相同的电阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响,○V为待接入的理想电压表.如果要求在测量中,风速从零开始增加,电压表的示数也从零开始增加,则电压表的“+”端和“—”端应分别连接到电路中的______点和______点(在“a”“b”“c”“d”中选填).【变式探究】(2015·新课标全国)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)实验室提供材料器材如下:待测电压表(量程3 V,内阻约为3 000欧),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9欧),滑动变阻器R1(最大阻值100欧,额定电压2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关两个,导线若干.(1)虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整.(2)根据设计的电路写出步骤___________________________________________________(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R v′与内阻的真实值R v比较:R v′________R v(填“>”“=”或“<”)主要理由是 _________________________________________________.【举一反三】在《测定金属丝电阻率》的实验中:(1)已知金属丝的电阻约为10 Ω,用伏安法测量其电阻,提供的器材有:A.量程为300 mA,内阻约为0.5 Ω的电流表B.量程为3 A,内阻约为0.1 Ω的电流表C.量程为3 V,内阻约为3 kΩ的电压表D.量程为15 V,内阻约为30 kΩ的电压表E.阻值是0-5 Ω,额定电流是2 A的滑动变阻器F.电动势为6 V,电阻约为0.1 Ω的电池G.开关一个,导线若干要求测量时,两电表指针的偏转均超出其量程的一半,电流表应选用________,电压表应选用________.(用序号表示)(2)在下图所示的虚线框内画出测电阻丝电阻的电路图.(3)实验中已测得金属丝直径d=0.300 mm,长度l=25.0 cm,如图所示,选择正确的量程后,根据图中两电表示数可以求出该金属丝的电阻率ρ=________.【思路点拨】(1)根据估算通过待测电阻的最大电流选择电流表.根据电源的电动势选择电压表.(2)根据实验要求确定滑动变阻器与电流表接法,作出实验电路图.变阻器的总电阻小于待测电阻时,变阻器应采用分压式接法.将待测电阻的大约值与两电表的内阻比较,确定电流表的接法.③由图读出两电表的读数,由欧姆定律求出金属丝的电阻,再由电阻定律求解电阻率.本题要掌握器材选取的原则:精确、安全,方便,知道如何确定电流表的内外接.明确实验的测量原理.【命题热点突破二】测定电源电动势和内阻1.测电源电动势和内阻的理论依据是闭合电路欧姆定律,利用闭合电路欧姆定律的不同表达式.2.由于实验要描点连线,而后用图线求出电源电动势及内电阻,因此需要将闭合电路欧姆定律线性化,这个过程需要通过合理的选择函数及自变量来实现.例2、【2017·天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。
其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ,电阻R1=9.0 kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后,发现aa'、bb'和cc'三条导线中,混进了一条内部断开的导线。
为了确定哪一条导线内部是断开的,将电建S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b'间电压,读数不为零,再测量a、a'间电压,若读数不为零,则一定是________导线断开;若读数为零,则一定是___________导线断开。
②排除故障后,该小组顺利完成实验。
通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如右图。
由I1–I2图象得到电池的电动势E=_________V,内阻r=__________Ω。
aa'bb'【变式探究】[2016·四川理综,8(Ⅱ),11分]用如图所示电路测量电源的电动势和内阻.实验器材:待测电源(电动势约3 V,内阻约2 Ω),保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干.实验主要步骤:①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;③以U为纵坐标,I为横坐标,作U—I图线(U、I都用国际单位);④求出U—I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.回答下列问题:(1)电压表最好选用________;电流表最好选用________.A.电压表(0~3 V,内阻约15 kΩ)B.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)C.电流表(0~200 mA,内阻约2 Ω)D.电流表(0~30 mA,内阻约2 Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大.两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________.A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=________,r=________,代入数值可得E和r的测量值.【变式探究】(2015·安徽)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100 μA,内阻为2 500 Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0—999.9 Ω)和若干导线.(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表,则应将表头与电阻箱________(填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为________ Ω.(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表.①根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图2中,并画IR—I图线②根据图线可得电池的电动势E是________V,内阻r是________ Ω.【变式探究】某同学利用DIS,定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻,实验装置如图1所示,实验时多次改变电阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值R,用电压传感器测得端电压U,并在计算机上显示出如图2所示的1/U-1/R关系图线a,重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻,得到图2中的图线b.(1)由图线a可知电池a的电动势E a=________ V,内阻r0=________ Ω.(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接,则两电池的输出功率P a________P b(填“大于”“等于”或“小于”),两电池的效率ηa________ηb(填“大于”“等于”或“小于”).【举一反三】某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻,实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验,测得的数据如下表所示.(1)利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图像;(2)由图像可知,该电池的电动势E=________ V,内阻r=________ Ω.(结果保留两位有效数字)【思路点拨】(1)本题由安阻法测量电动势和内电阻;由闭合电路欧姆定律可得出有关电流和电阻的关系式;由数学知识可知哪种图像更科学;由公式及表中的数据利用描点法可画出正确的图像;(2)由图像交点及斜率的意义可得出有关电动势和内电阻的表达式,则可求得电动势和内电阻;本题要注意利用闭合电路欧姆定律得出正确的表达式,再结合图像即可得出正确结论;【方法技巧】滑动变阻器两种接入电路方法的选择滑动变阻器以何种方式接入电路,应遵循安全性、精确性、方便性、节能性原则综合考虑,灵活选取.1.滑动变阻器的限流式接法,如图所示2.滑动变阻器的分压式接法,如图所示(1)题目中要求被测电阻两端电压可以从零开始调节,必须选择分压式接法.(2)若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电压表(或电流表)额定值或用电器的额定值时,只能采用分压接法.(3)当被测电阻的阻值R x ≫R ,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须采用分压接法,如果被测电阻比较大,均匀调节滑动变阻器会使得输出电压比较均匀,方便调节,只是耗电多一些.(4)当被测电阻的阻值R x ≪R 时,随着滑片从左向右调节输出电压基本不变,直到接近最右端时输出电压才会有明显变化,因此不方便调节,不适合采用分压式接法.二、电压表、电流表的选择1.实验一般要求测量结果尽可能精确.2.电压表、电流表均能在表盘中央13区域内读数. 3.可以通过调节电压表测多组数据并通过描点连线并作图的方法处理数据.4.电压表给出其内阻(如:“内阻等于”“内阻为”),可以当成电流表,电流表给出内阻可当成电压表,经过转换后使得量程比较合适,能够在中央13区域读数. 【高考真题】1.【2017·天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。