2017版考前三个月(江苏专版)高考物理考前抢分必做 计算题专练(二) Word版含答案
考前三个月(江苏专版)高考物理考前抢分必做 等值模拟(三)
等值模拟(三)一、单项选择题(本题共5小题，每小题3分，共计15分，每小题只有一个选项符合题意)1.一质量为m 的人站在观光电梯内的磅秤上，电梯以0.1g 的加速度匀加速上升h 高度，在此过程中( )A.磅秤的示数等于mgB.磅秤的示数等于0.1mgC.人的动能增加了0.9mghD.人的机械能增加了1.1mgh答案 D解析 根据牛顿第二定律得：F －mg ＝ma ，解得：F ＝mg ＋ma ＝1.1mg ，即磅秤的示数等于1.1mg ，故A 、B 错误；根据动能定理得：ΔE k ＝W 合＝mah ＝0.1mgh ，故C 错误；人上升h ，则重力做功为－mgh ，可知重力势能增加mgh ，动能增加0.1mgh ，则机械能增加了1.1mgh ，故D 正确.2.如图1所示的圆形线圈共n 匝，电阻为R ，过线圈中心O 垂直于线圈平面的直线上有A 、B 两点，A 、B 两点的距离为L ，A 、B 关于O 点对称.一条形磁铁开始放在A 点，中心与O 点在同一条直线上，轴线与A 、B 所在直线重合，此时线圈中的磁通量为Φ1，将条形磁铁以速度v 匀速向右移动，轴线始终与直线重合，磁铁中心到O 点时线圈中的磁通量为Φ2，下列说法中正确的是( )图1A.磁铁在A 点时，通过一匝线圈的磁通量为Φ1nB.磁铁从A 到O 的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为2n v (Φ1－Φ2)LC.磁铁从A 到B 的过程中，线圈中磁通量的变化量为2Φ1D.磁铁从A 到B 的过程中，通过线圈某一截面的电量不为零答案 B解析 磁铁在A 点时，线圈中的磁通量为Φ1，故通过一匝线圈的磁通量也为Φ1，与匝数无关，故A 错误；磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为E＝nΔΦΔt＝－nΦ2－Φ1L2v＝2n v(Φ1－Φ2)L，故B正确；磁通量先增加后减小，磁通量的变化量为零，故平均感应电动势为零，故平均感应电流为零，故通过线圈某一截面的电量为零，故C、D错误.3.复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂覆一层有机光导体OPC(没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体)制成的.如图2所示，复印机的基本工作过程是(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电；(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；(4)鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上.以下说法正确的是()图2A.步骤(1)中发生了静电感应现象B.步骤(2)中发生了局部导电现象C.步骤(3)中发生了静电平衡现象D.步骤(4)中发生了静电屏蔽现象答案 B解析步骤(1)中发生了金属丝附近空气发生电离现象，选项A错误.文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，受到光照时变成导体，步骤(2)中发生了局部导电现象，选项B正确.鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；发生了静电感应现象，选项C错误.鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上，发生了静电感应现象，选项D错误.4.玩具弹力球(如图3)具有较好的弹性，碰撞后能等速反向弹回.一小孩将弹力球举高后由静止释放做自由落体运动，与水平地面发生碰撞，弹力球在空中往返运动.若从释放弹力球时开始计时，且不计弹力球与地面发生碰撞的时间和空气阻力，则弹力球运动的速度－时间图线是()图3答案 D解析小球与地面碰撞时，速度大小不变，但方向发生突变，A、B图中速度没有突变，故A、B错误；由图象可以看出，速度先减小到零，再反向增加到原来的值(竖直上抛运动)，然后反弹(速度大小不变、方向突变)，再重复这种运动，是上抛运动，不符合弹力球的运动情况，故C错误；由图象可以看出，速度先增加(自由落体运动)，然后反弹(速度大小不变、方向突变)，再减小到零(竖直上抛运动中的上升过程)，再重复这种运动，故D正确.5.如图4甲所示，矩形线圈abcd固定于方向相反的两个磁场中，两磁场的分界线OO′恰好把线圈分成对称的左右两部分，两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向里为正，线圈中感应电流逆时针方向为正.则线圈感应电流随时间的变化图象为()图4答案 A解析 当垂直纸面向里的磁通量在增大时，垂直纸面向外的磁通量在减小，故总磁通量变化为垂直纸面向里增大，根据楞次定律，可知感应电流方向为正，B 、D 错误；由E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ΔtS 可知，电路中电流大小恒定不变，故A 正确.二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共计16分.每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)6.如图5所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场.在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触摸点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置.由以上信息可知( )图5A.电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B.当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C.当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D.如果用带了手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作答案 AB解析 电容式触摸屏在原理上把人体当做一个电容器元件的一个极板，把导体层当做另一个极板，故A 正确；手指与屏的接触面积越大，即两个极板的正对面积越大，故电容越大，B 正确，C 错误；如果带了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较远，不能引起导体层电场的变化，D 错误.7.如图6所示，竖直平面内有一光滑直杆AB ，杆与水平方向的夹角为θ(0°≤θ≤90°)，一质量为m 的小圆环套在直杆上.给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力F ，并从A 端由静止释放.改变直杆和水平方向的夹角θ，当直杆与水平方向的夹角为30°时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速度为g ，则以下选项正确的是( )图6A.恒力F 一定沿与水平方向夹角为30°斜向右下的方向B.恒力F 和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向夹角为30°斜向右下的方向C.若恒力F 的方向水平向右，则恒力F 的大小为3mgD.恒力F 的最小值为32mg 答案 BCD解析 小圆环受到竖直向下的重力、光滑直杆AB 对小圆环的支持力和恒力F .由于光滑直杆AB 对小圆环的支持力沿直杆方向无分力，要使小圆环在直杆上运动的时间最短，由L ＝12at 2可知，小圆环运动的加速度必须最大，由牛顿第二定律可知，恒力和重力的合力沿光滑直杆方向，加速度最大，所以选项A 错误，B 正确.若恒力F 的方向水平向右，由tan 30°＝mg F，解得F ＝3mg ，选项C 正确.当恒力F 的方向垂直光滑直杆时，恒力F 最小，由sin 60°＝F mg，解得F 的最小值为F min ＝mg sin 60°＝32mg ，选项D 正确. 8.宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，如图7，设四星系统中每个星体的质量均为m ，半径均为R ，四颗星稳定分布在边长为L 的正方形的四个顶点上.已知引力常量为G ，关于四星系统(忽略星体自转的影响)，下列说法正确的是( )图7A.四颗星的向心加速度的大小为22Gm L 2B.四颗星运行的线速度大小是 Gm (1＋22)22LC.四颗星表面的重力加速度均为G m R2D.四颗星的周期均为2πL2L Gm (1＋22)答案 BC 解析 四星系统的圆心在正方形中心，半径为r ＝22L ，向心力由合力提供， 故F n ＝Gm 2(1＋22)2L 2＝ma n 解得a n ＝Gm (1＋22)2L 2，A 错误； 根据公式a n ＝v 2r， 解得v ＝ Gm (1＋22)22L，B 正确； 根据公式T ＝2πr v ，解得T ＝2πL 2L (22＋1)Gm，D 错误； 由Gm ＝gR 2，g ＝Gm R2，C 正确. 9.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正向运动，其电势能E p 随位移x 变化的关系如图8所示，其中0～x 2段是对称的曲线，x 2～x 3段是直线，则下列说法正确的是( )图8A.x 1处电场强度最大B.x 2～x 3段是匀强电场C.x 1、x 2、x 3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1＞φ2＞φ3D.粒子在0～x 2段做匀变速运动，x 2～x 3段做匀速直线运动答案 BC解析 因为从0～x 1负电荷电势能减小，故电势升高，电场线由x 1指向O 点，同理在x 1到x 3区域电场线由x 1指向x 3，可知x 1处电场强度为零，选项A 错误；x 2～x 3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故B 正确，D 错误；由于在x 1到x 3区域电场线由x 1指向x 3，顺着电场线电势降低，所以有：φ1＞φ2＞φ3.故C 正确.三、简答题：本题分必做题(第10、11题)和选做题(第12题)两部分，共计42分，请将解答填写在相应的位置.[必做题]10.(8分)采用伏安法测量电源的电动势E 和内阻r 时，由于电表因素带来了实验的系统误差.某研究性学习小组对此进行探究实验，设计出如图9所示的测量电源的电动势E 和内阻r 的电路，E ′是辅助电源，A 、B 两点间有一灵敏电流计G.图9(1)请你补充实验步骤：①闭合开关S 1、S 2，调节R 和R ′使得灵敏电流计G 的示数为零，这时，A 、B 两点的电势φA 、φB 的关系是φA ________φB (选填“远大于”“远小于”或“等于”).读出电流表和电压表的示数I 1和U 1；②改变滑动变阻器R 、R ′的阻值，重新使得________，读出________.(2)由上述步骤中测出的物理量，可以得出电动势E 表达式为________、内电阻r 的表达式________. (3)该实验方案的优点是消除了________误差.答案 (1)①等于 ②G 示数为零 电压表示数U 2、电流表示数I 2 (2)E ＝U 2I 1－U 1I 2I 1－I 2r ＝U 2－U 1I 1－I 2(3)系统 解析 (1)①闭合开关S 1、S 2，调节R 和R ′使得灵敏电流计G 的示数为零，这时，A 、B 两点的电势φA 、φB 的关系是φA 等于φB ，读出电流表和电压表的示数I 1和U 1，电流表测量的是干路上的电流，其中I 1 等于通过电源E 的电流.②改变滑动变阻器R 、R ′的阻值，重新使得灵敏电流计示数为零.读出电流表和电压表的示数I 2和U 2.(2)根据闭合回路欧姆定律得：E ＝I 1r ＋U 1，E ＝I 2r ＋U 2解得：E ＝U 1＋I 1(U 2－U 1)I 1－I 2＝U 2I 1－U 1I 2I 1－I 2，r ＝U 2－U 1I 1－I 2. (3)两次测量，调节R 和R ′使得灵敏电流计G 的示数为零，使得A 、B 之间的等效电阻为零，利用消元法消除了电表内阻造成的系统误差.11.(10分)某实验小组用如图10所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系.用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起，木板的右端固定了两个打点计时器，将两个质量相等的小车A 、B 放置在木板右端，用细线绕过滑轮组后与两小车相连.两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起，将两个打点计时器接在同一个电源上，确保可将它们同时打开或关闭.实验时，甲同学将两小车按住，乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码，再接通电源使打点计时器开始工作.打点稳定后，甲将两辆小车同时释放.在小车撞到定滑轮前，乙断开电源，两打点计时器同时停止工作.取下两条纸带，通过分析处理纸带记录的信息，可以求出两小车的加速度，进而完成实验.图10请回答以下问题：(1)如图11所示为小车A 后面的纸带，纸带上的0、1、2、3、4、5、6为每隔4个打印点选取的计数点，相邻两计数点间的距离如图中标注，单位为cm.打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，则小车A 的加速度a 1＝________ m/s 2(结果保留两位有效数字).同样测出车B 的加速度a 2，若a 1∶a 2近似等于________，就可说明质量一定的情况下，物体的加速度与其质量成正比.图11(2)丙同学提出，不需测出两小车加速度的数值，只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x 1、x 2，也能完成实验探究.他的验证方法是________，理由是________.(3)下列操作中，对减少实验误差有益的是( )A.换用质量大一些的钩码B.换用质量大一些的小车C.调整定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行D.平衡小车运动时受到的摩擦力时，将细线与小车连接起来答案 (1)0.48 1∶2 (2)见解析 (3)AC解析 (1)由纸带可知，小车A 的加速度a 1＝x 6＋x 5＋x 4－x 3－x 2－x 19T 2，式中T ＝0.1 s ，代入数据可知，a 1≈0.48 m/s 2；由装置可知，B 车受的拉力F T B 等于A 车所受拉力F T A 的2倍，则根据a ＝F m可知，测出车B 的加速度a 2，若a 1∶a 2＝F T A ∶F T B ＝1∶2，就可说明质量一定的情况下，物体的加速度与其质量成正比.(2)丙同学的验证方法是：比较x 1∶x 2是否近似等于1∶2；小车从静止开始运动，纸带上最初和最末两个打印点对应小车的运动时间相等，由x ＝12at 2可知，x 与a 成正比，即距离之比等于加速度之比.(3)换用质量大一些的钩码，可减小实验的相对阻力，使得测量更准确，选项A 正确；换用质量大一些的小车，可增大阻力，加大误差，选项B 错误；调整定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行，可减小实验的误差，选项C 正确；平衡小车运动时受到的摩擦力时，只让小车拖着纸带运动，而不应该连接细线，选项D 错误，故选A 、C.12.[选做题]本题包括A 、B 、C 三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答，若多做，则按A 、B 两小题评分.A.[选修3－3](12分)(1)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，下列图象能正确表示该过程中空气的压强p 和体积V 关系的是________.(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24 kJ 的功.现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5 kJ 的热量.在上述两个过程中，空气的内能共减小________ kJ ，空气________(选填“吸收”或“放出”)的总能量为________ kJ.(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m 3和2.1 kg/m 3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1.若潜水员呼吸一次吸入2 L 空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字) 答案 (1)B (2)5 放出 29 (3)3×1022 个解析 (1)等温变化下气体的压强与体积之间的关系，pV 的乘积是定值，因此p 与V 成反比，即与1V成正比，B 项正确；(2)将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，即其内能不变，ΔU ＝0.外界做了24 kJ 的功，即W ＝24 J ，根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 得：Q ＝－W ＝－24 kJ ，即放出24 kJ 的热量.潜入海底的过程中，空气不做功，W ＝0，根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知：ΔU ′＝Q ′＝－5 kJ ，所以空气的内能共减小5 kJ.所以，放出的总热量是Q 总＝Q ＋Q ′＝－24 kJ －5 kJ ＝－29 kJ ，即空气放出的总热量为29 kJ.(3)设空气的摩尔质量为M ，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的体积为V ，则有Δn ＝(ρ海－ρ岸)V MN A ，代入数据得Δn ≈3×1022 个. B.[选修3－4](12分)(1)激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是( )A.激光是纵波B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同C.两束频率不同的激光能产生干涉现象D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离(2)如图12甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m ，屏上P 点距离双缝S 1和S 2的路程差为7.95×10－7 m ，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×10－7 m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”、“变窄”或“不变”).图12 (3)如图乙所示，一束激光从O 点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A 点射出.已知入射角为i ，A 与O 相距l ，介质的折射率为n ，试求介质的厚度d .答案 (1)D (2)暗条纹 变宽 (3)n 2－sin 2i 2sin il 解析 (1)激光是电磁波中的一种，是横波，A 项错误；频率相同的激光在不同介质中的波长是不同的，B 项错误；能产生干涉的条件是两列光的频率要相同，C 项错误；测定距离就是利用激光的平行度好的特性，D 项正确.(2)当点到两光源的路程差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹；Δx ＝l dλ，随波长变长，条纹间距变宽.(3)设折射角为r ，由折射定律sin i sin r＝n ， 几何关系l ＝2d tan r ，解得d ＝n 2－sin 2i 2sin il .C.[选修3－5](12分)(1)研究光电效应电路如图13所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是________图13(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子，光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3.40 eV和－1.51 eV，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应.答案(1)C(2)减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)(3)不能发生光电效应解析(1)遏止电压不会随光的强弱而变化，光的强弱会影响饱和光电流的大小，光照越强，饱和光电流越大；C项正确.(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出的过程中，由于要克服金属束缚做功，速度减小，则动量减小.(3)氢原子放出的光子能量E＝E2－E1，代入数据得E＝1.89 eV.金属钠的逸出功W0＝hνc，代入数据得W0≈2.3 eV因为E<W0，所以不能发生光电效应.四、计算题(本题共3小题，共计47分，解答时请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.(15分)如图14所示，足够长的水平传送带以恒定速率2 m/s 沿顺时针方向运动，在与传送带同一竖直平面内有一四分之一光滑圆轨道，半径为0.8 m ，圆轨道与一光滑水平面相切与最低点，一小物块从圆轨道的最高点由静止释放，一段时间后沿水平方向滑上传送带.已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，g 取10 m/s 2.求小物块图14(1)运动到圆轨道最低点时的速度大小；(2)刚滑上传送带时的加速度大小；(3)从滑上传送带到离开传送带所用的时间.答案 (1)4 m/s (2)2 m/s 2 (3)4.5 s解析 (1)根据动能定理得：mgh ＝12m v 21解得：v 1＝2gh ＝2×10×0.8 m/s ＝4 m/s(2)根据牛顿第二定律得：μmg ＝ma解得：a ＝μg ＝0.2×10 m/s 2＝2 m/s 2(3)小物块先向左做匀减速直线运动，直至速度为零，设这段时间为t 1，运动的位移为x 1；再向右做匀加速直线运动，直至速度达到传送带速度v 2，设这段时间为t 2，运动的位移为x 2；最后以速度v 2向右做匀速直线运动直到离开传送带，设这段时间为t 3.0＝v 1－at 1x 1＝v 12t 1 代入数据解得：t 1＝2 s x 1＝4 m向右做匀加速直线运动阶段，v 2＝at 2x 2＝12at 22 代入数据解得：t 2＝1 s x 2＝1 m匀速直线运动阶段，x 1－x 2＝v 2t 3代入数据解得：t 3＝1.5 s所以总时间为：t ＝t 1＋t 2＋t 3＝(2＋1＋1.5) s ＝4.5 s14.(16分)磁谱仪是测量α能谱的重要仪器.磁谱仪的工作原理如图15所示，放射源S 发出质量为m 、电量为q 的粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场，被限速光栏Q 限制在2φ的小角度内，α粒子经磁场偏转后打到与限速光栏平行的感光片P 上.(重力影响不计)图15 (1)若能量在E ～E ＋ΔE (ΔE >0，且ΔE ≪E )范围内的α粒子均垂直于限速光栏的方向进入磁场.试求这些α粒子打在胶片上的范围Δx 1.(2)实际上，限速光栏有一定的宽度，α粒子将在2φ角内进入磁场.试求能量均为E 的α粒子打到感光胶片上的范围Δx 2.答案 (1)22m (E ＋ΔE )qB －22mE qB(2)42mE qB sin 2φ2解析 (1)设α粒子以速度v 进入磁场，打在胶片上的位置距S 的距离为x .由题意得q v B ＝m v 2Rα粒子的动能E ＝12m v 2 x ＝2R由以上三式可得x ＝22mE qB所以Δx 1＝22m (E ＋ΔE )qB －22mE qB(2)动能为E 的α粒子沿±φ角入射，轨道半径相同，设为R粒子做圆周运动，则q v B ＝m v 2Rα粒子的动能E ＝12m v 2 由几何关系得Δx 2＝2R －2R cos φ＝22mE qB(1－cos φ) ＝42mE qB sin 2φ215.(16分)在如图16所示的装置中，电源电动势为E ，内阻不计，定值电阻为R 1，滑动变阻器总阻值为R 2，置于真空中的平行板电容器水平放置，极板间距为d .处在电容器中的油滴A 恰好静止不动，此时滑动变阻器的滑片P 位于中点位置.图16(1)求此时电容器两极板间的电压；(2)求该油滴的电性以及油滴所带电荷量q 与质量m 的比值；(3)现将滑动变阻器的滑片P 由中点迅速向上滑到某位置，使电容器上的电荷量变化了Q 1，油滴运动时间为t ；再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置，使电容器上的电荷量又变化了Q 2，当油滴又运动了2t 的时间，恰好回到原来的静止位置.设油滴在运动过程中未与极板接触，滑动变阻器滑动所用的时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计.求：Q 1 与Q 2的比值.答案 (1)ER 22R 1＋R 2(2)负电 gd (2R 1＋R 2)ER 2 (3)4∶9解析 (1)电路中的电流I ＝ER 1＋R 22 平行板两端电压为U ＝I R 22联立得：U ＝ER 22R 1＋R 2(2)油滴带负电，对油滴受力分析，得：qU d＝mg 所以q m ＝gd (2R 1＋R 2)ER 2 (3)设电容器的电容为C ，极板原来具有的电荷量为Q ，电容器上的电荷量变化Q 1后，油滴在电场中向上做初速度为零的匀加速直线运动，t 秒末油滴的速度为v 1、位移为x 板间的电压 U 1＝Q ＋Q 1C根据牛顿第二定律qU 1d－mg ＝ma 1 根据运动学公式x ＝12a 1t 2 v 1＝a 1t 电容器上的电量又变化了Q 2后，油滴在电场中向上做匀减速直线运动，2t 秒末位移为－x 极板间的电压为U 2＝Q ＋Q 1－Q 2C根据牛顿第二定律mg －qU 2d＝ma 2 根据运动学公式－x ＝2v 1t －12a 2(2t )2 解得：Q 1Q 2＝49。
2017版考前三个月高考物理考前抢分必做 选择题专练(一) 含答案
近四年江苏卷选择题涉及的考点近四年江苏卷选择题命题内容1－5单选，6－9多选精析5个必考点例题展示(2014·江苏卷·2)已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( ) A.3.5 km/s B.5.0 km/s C.17.7 km/sD.35.2 km/s解析 由G Mm r 2＝m v 2r 得，对地球表面附近的航天器有：G Mm r 2＝m v 21r，对于火星表面附近的航天器有：G M ′m r ′2＝m v 22r ′，由题意知M ′＝110M 、r ′＝r 2，且v 1＝7.9 km/s ，联立以上各式得v 2≈3.5 km/s ，选项A 正确. 答案 A 命题分析与对策 1.命题特点从近几年的高考中对万有引力方面的知识点的考查分析来看，对该考点的命题形式变得越来越新颖，考题形式活跃，与航天科技、实际生活和物理学史联系紧密，题目难易程度常为中等. 2.应考策略理清万有引力、重力、向心力之间的关系，从发射、运行、变轨、降落等角度全面掌握卫星问题，能够将牛顿运动定律和功能关系应用于天体运动或其他天体表面的物体，了解特殊卫星和重要的天文现象.例题展示(多选)(2015·江苏卷·6)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a 随时间t 变化的图线如图1所示，以竖直向上为a 的正方向，则人对电梯的压力( )图1A.t ＝2 s 时最大B.t ＝2 s 时最小C.t＝8.5 s时最大D.t＝8.5 s时最小解析由题图知，在上升过程中，在0～4 s内，加速度方向向上，F N－mg＝ma，所以向上的加速度越大，电梯对人的支持力就越大，由牛顿第三定律可知，人对电梯的压力就越大，故A正确，B错误；由题图知，在7～10 s内加速度方向向下，由mg－F N＝ma知，向下的加速度越大，人对电梯的压力就越小，故C错误，D正确.答案AD命题分析与对策1.命题特点牛顿运动定律是力学知识的核心内容，是力学的基础，对整个物理学存在重大的意义.此类型考题连续多年都有，形式变化多样，是属于基础知识、基本应用能力的考查.既可单独考查，也可与其他力学规律、电学规律综合考查，因此，牛顿运动定律实际上几乎贯穿了物理必考内容的全部.属于必考题型.2.应考策略关注弹力、摩擦力的性质、力的合成与分解的平行四边形定则、平衡条件及应用、动力学的两类基本问题等基本内容，准确理解牛顿第一定律；加深理解牛顿第二定律，熟练掌握其应用，尤其是对物体进行受力分析的方法；理解牛顿第三定律等.例题展示(多选)(2015·江苏卷·8)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图2所示.c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则()图2A.a点的电场强度比b点的大B.a点的电势比b点的高C.c点的电场强度比d点的大D.c点的电势比d点的低解析由题图知，a点处的电场线比b点处的电场线密集，c点处电场线比d点处电场线密集，所以A、C正确；过a点画等势线，与b点所在电场线的交点与b点位置比较知b点的电势高于a 点的电势，故B 错误；同理分析可得d 点电势高于c 点电势，故D 正确. 答案 ACD 命题分析与对策 1.命题特点从近几年的高考试题来看，主要集中在电场的性质以及与其他知识的综合应用.重点考查基本概念的建立、基本规律的内涵与外延、基本规律的适用条件，以及对电场知识跟其他相关知识的区别与联系的理解、鉴别和综合应用.主要题型有电场性质及其描述、电场线和等势面的关系、带电粒子在电场中的加速和偏转，电场力做功及其能量问题等. 2.应考策略(1)利用对比法熟悉掌握电场线和等势面的分布特点，关注五种典型电场的性质及电势，电场强度相关物理量(特别是点电荷的电场)的分布特点.(2)根据对粒子的受力分析和初速度，分析粒子的运动是直线运动还是曲线运动问题，灵活运用动力学方法、功能关系解决粒子的运动轨迹和能量变化问题. 对于直线运动问题：①如果是带电粒子在恒力作用下做直线运动的问题，应用牛顿第二定律，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等.②如果是非匀强电场中的直线运动，一般利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、运动的位移等. 对于曲线运动问题：①恒力作用：一般是类平抛运动模型，通常采用运动的合成与分解方法处理.通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析，应用动力学方法或功能方法求解.②变力作用：一般利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、运动的位移等.例题展示(多选)(2014·江苏卷·9)如图3所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝k I H Bd ，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离.电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，则( )图3A.霍尔元件前表面的电势低于后表面B.若电源的正负极对调，电压表将反偏C.I H 与I 成正比D.电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比解析 当霍尔元件通有电流I H 时，根据左手定则，电子将向霍尔元件的后表面运动，故霍尔元件的前表面电势较高.若将电源的正负极对调，则磁感应强度B 的方向换向，I H 方向变化，根据左手定则，电子仍向霍尔元件的后表面运动，故仍是霍尔元件的前表面电势较高，选项A 、B 错误.因R 与R L 并联，根据并联分流， 得I H ＝R LR L ＋RI ， 故I H 与I 成正比，选项C 正确. 由于B 与I 成正比，设B ＝aI ， 则I L ＝R R ＋R L I ，P L ＝I 2L R L ， 故U H ＝k I H B d ＝ak (R ＋R L )R 2d P L ，知U H ∝P L ，选项D 正确. 答案 CD 命题分析与对策 1.命题特点考查带电粒子在匀强磁场中运动或其相关联的考题形式较多，而且分值高、占分比例大、综合性强、区分度较高.从近几年出题特色来看，选择题中出现这类考题的难度要求基本都是中、低等形式，是学生的得分点.只要大题不是此类题目，选择题中应该必有体现. 2.应考策略(1)了解速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等构造，明确它们的工作原理. (2)对于带电粒子在磁场和复合场中的运动问题，要善于联系力学中的运动模型(类平抛运动和匀速圆周运动)，从受力情况、运动规律、能量转化等角度分析，综合运用动力学方法和功能关系加以解决.例题展示(2015·江苏卷·1)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V 交变电压改变为110 V.已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为( ) A.200 B.400 C.1 600 D.3 200解析 根据变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2得，n 2＝U 2U 1n 1＝110220×800＝400，选项B 正确.答案 B 命题分析与对策 1.命题特点交变电流和理想变压器的知识是电磁感应的应用和延伸，高考考查主要表现为“三突出”：一是考查交变电流的产生及描述问题；二是考查交变电流的图象和交变电流的“四值”(平均值、瞬时值、最大值、有效值)；三是考查变压器和远距离输电问题，交流电和变压器的综合问题. 2.应考策略夯实基础，重在理清各个基本概念、熟记基本公式，明确各公式的适用条件.对于交变电流的问题，重视对交流电“四值”的理解及应用，变压器问题是复习的重中之重，重视该部分知识在实际生活中应用的问题. 吃透7个热考点例题展示(2013·江苏卷·2)如图4所示，“旋转秋千”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( )图4A.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 因为A 、B 的角速度ω相同，线速度v ＝rω，而r A <r B ，所以v A <v B 则A 项错；根据a n ＝rω2知a n A <a n B ，则B 项错；如图，tan θ＝a ng ，而B 的向心加速度较大，则悬挂B 的缆绳与竖直方向的夹角较大，缆绳拉力T ＝mgcos θ，则T A <T B ，所以C 项错， D 项正确. 答案 D 命题分析与对策 1.命题特点圆周运动和(类)平抛运动是高中物理中两种典型的曲线运动，前者为变速曲线运动，后者为匀变速曲线运动.在考题中往往把两种运动综合在一起形成较为复杂的运动问题，是高考备考中的重点复习题型.同时运动合成分解的思想是非常重要的物理思想方法，是解决复杂运动问题的一种主要思路.因此很多时候命题专家也借助一些曲线运动等复杂运动问题来考查学生是否掌握了运动合成分解这一化繁为简、体现等效思维的科学方法. 2.应考策略掌握学过的几种典型运动的特点和规律，如平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住临界情况，结合运动学公式灵活求解，同时还要加深对速度、加速度及其关系的理解，加深对牛顿第二定律的理解，提高解决实际问题的能力.例题展示(多选)(2015·江苏卷·9)如图5所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m 、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长.圆环从A 处由静止开始下滑，经过B 处的速度最大，到达C 处的速度为零，AC ＝h .圆环在C 处获得一竖直向上的速度v ，恰好能回到A .弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g .则圆环( )图5A.下滑过程中，加速度一直减小B.下滑过程中，克服摩擦力做的功为14m v 2C.在C 处，弹簧的弹性势能为14m v 2－mghD.上滑经过B 的速度大于下滑经过B 的速度解析 由题意知，圆环从A 到C 先加速后减速，到达B 处的加速度减小为零，故加速度先减小后增大，故A 错误；根据能量守恒，从A 到C 有mgh ＝W f ＋E p ，从C 到A 有12m v 2＋E p ＝mgh ＋W f ，联立解得：W f ＝14m v 2，E p ＝mgh －14m v 2，所以B 正确，C 错误；根据能量守恒，从A 到B 的过程有12m v 2B ＋ΔE p ′＋W f ′＝mgh ′，B 到A 的过程有12m v B ′2＋ΔE p ′＝mgh ′＋W f ′，比较两式得v B ′>v B ，所以D 正确. 答案 BD 命题分析与对策 1.命题特点本专题涉及的考点有：功和功率、动能和动能定理、重力做功与重力势能、弹力做功与弹性势能、合力功与机械能，摩擦阻力做功、内能与机械能.都是历年高考的热点内容，考查的知识点覆盖面全，频率高，题型全.动能定理、功能关系是历年高考力学部分的重点和难点，用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一.考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、电磁学等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术，因此，也经常成为高考的压轴题，且高难度的综合题经常涉及本专题知识. 2.应考策略重力做功与重力势能的关系、动能定理等内容是高考的热点，其中动能定理仍是今后高考的热点，建议复习时要侧重于动能定理的应用，体会用动能定理解题的优越性.对于基本概念的理解及功和功率的计算是高考的冷点，近三年的考卷中出现的几率较小，但是它们属于重点内容，建议复习时要重视这部分知识的掌握，在今后的高考中这部分知识点有可能会被考到，而且极有可能会在一个计算题中以其中的一问方式出现.关于能量的转化和守恒，要注意其考查的综合性，因为它是自然界中的普适规律，不但在力学中是重点，而且在热学、电磁学领域也是命题的热点，所以在复习本专题时要给予足够的重视.例题展示(2014·江苏卷·5)一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止.下列速度v和位移x的关系图像中，能描述该过程的是()答案 A命题分析与对策1.命题特点物理图象是描述物理规律最简洁的语言，高考十分重视对物理图象的考查，其中对质点运动图象的考查力度明显加强，既有单独命题，又有综合命题；既有定性分析、判断、简单推理的问题，又有定量计算或作图的问题.在近几年高考物理试卷中质点运动图象的问题可谓精彩纷呈.直线运动图象不局限于匀速或匀变速运动，也不局限于x—t或v—t图象，可单独命题，也可与其他考点综合.2.应考策略对图象的分析理解，包括图象中的各种信息，如图象所描述的物理规律、图象的斜率、图线与坐标轴的交点、两图线的交点、图线包围的面积、图线的拐点或极值点等.掌握一般方法，适度拓宽范围.能够根据图象获取解题信息、还原物理情景、表示变化规律、进行分析判断.例题展示(多选)(2014·江苏卷·7)如图6所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()图6A.增加线圈的匝数B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯解析当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高.要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻.增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势，瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱.所以选项A、B正确，选项C、D错误.答案AB命题分析与对策1.命题特点电磁感应涉及的知识面较广，是历年高考物理命题的热点.高考试题中“电磁感应”的问题，主要集中在感应电流产生的条件、感应电动势(电流)方向的判定和导体切割磁感线产生感应电动势的计算上.如滑轨类问题和矩形线圈穿越有界匀强磁场问题是电磁感应中的典型综合性问题，其综合性强，能力要求高，是高考命题的热点，由于电磁感应现象与磁场、直流电路、力和运动、动量和能量等知识点联系密切，所以涉及这些知识的综合性问题及感应电流(或感应电动势)的图象问题在近年高考中也时常出现，因而在复习中还要注意培养学生综合应用这些知识分析解决实际问题的能力.2.应考策略(1)注意基本规律的理解，深刻理解基本概念和规律是解决综合问题的基础.如对线框导体棒在磁场中运动问题要弄清楚哪部分相当于电源，知道电源内部电流是从负极到正极，根据这点判断导体的哪端相当于电源正极.(2)电磁感应与力和运动结合的问题，首先明确研究对象，搞清物理过程，正确地进行受力分析.(3)电磁感应现象中，产生的电能是其他形式的能转化来的，外力克服安培力做多少功，就有多少电能产生.(多选)(2016·全国乙卷·19)如图7，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态.若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则()图7A.绳OO′的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化解析由于物块a、b均保持静止，各绳角度保持不变，对a受力分析得，绳的拉力F T′＝m a g，所以物块a受到绳的拉力保持不变.由滑轮性质，滑轮两侧绳的拉力相等，所以b受到绳的拉力大小、方向均保持不变，C选项错误；a、b受到绳的拉力大小、方向均不变，所以OO′的张力不变，A选项错误；对b进行受力分析，如图所示.由平衡条件得：F T cos β＋F f ＝F cos α，F sin α＋F N＋F T sin β＝m b g.其中F T和m b g始终不变，当F大小在一定范围内变化时，支持力在一定范围内变化，B选项正确；摩擦力也在一定范围内发生变化，D选项正确.答案BD命题分析与对策1.命题特点力学知识是物理学的基础，受力分析又是力学的基础，共点力作用下的物体平衡是高中物理重要的知识点.尤其是三个共点力的平衡问题，一直是高考的热点.隔离法、整体法分析平衡问题是学生必须掌握的方法，也是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题.单独考查共点力平衡的题型一般为选择题，综合其它知识考查的题型一般为计算题，命题难度基本上属于中等.同时，共点力的平衡问题与数学、生物学科、体育运动等结合形成新颖试题的亮点.在高考备考中应加以关注.(1)深刻理解各种性质力的方向特点，紧紧把握平衡这一特殊状态，通过受力分析，运用平衡条件，选用适当的方法解决问题.(2)灵活应用如下物理思想和方法：①整体法和隔离法；②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦等效思想；⑧分解思想等.例题展示(2014·全国课标Ⅰ卷·14)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析产生感应电流必须满足的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量要发生变化.选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D.答案 D命题分析与对策1.命题特点物理学史、物理方法和物理思想是高考的一个重要考查对象，难度较低，这类题目的特点是涉及面广，命题的形式花样繁多.不管直接考查还是间接考查，出题方向不再是简单物理学史的罗列——“谁发现了什么”，而是倾向于围绕某个知识点的建立过程进行考查，要求考生掌握物理学家在研究过程中的科学思维.2.应考策略建议复习过程以专题讲座或校本课程的方式进行系统的提炼梳理.例如：伽利略对自由落体运动及力与运动关系的研究(归谬法、外推法、理想实验法等)；牛顿对物理学的主要贡献；万有引力定律的发现及完善(三巨头)；法拉第对电磁感应现象的研究等.(2016·全国乙卷·14)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上.若将云母介质移出，则电容器( )A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变解析 由C ＝εr S 4πkd可知，当云母介质移出时，εr 变小，电容器的电容C 变小；因为电容器接在恒压直流电源上，故U 不变，根据Q ＝CU 可知，当C 减小时，Q 减小.再由E ＝U d，由于U 与d 都不变，故电场强度E 不变，选项D 正确.答案 D 命题分析与对策1.命题特点平行板电容器问题是近几年高考中时常出现的考点，分析近几年的高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)一般以选择题的形式考查电容器的定义式和平行板电容器的决定式；(2)以选择题的形式考查极板间的电场、极板间的电势、带电粒子的电势能及电容器的充放电规律等问题；(3)以电容器为桥梁对电路和电场及粒子的运动等问题进行综合考查.2.应考策略(1)电容器是联系电路与电场的“桥梁”，要分析电场就要通过电路分析板间电压.(2)分析电路时要分析清楚电路变化前后电容器两端电势差的变化及其两极板电性是否发生了改变.据此，再由带电物体的受力情况得到物体的运动情况，然后选取适当的规律进行求解.选择题专练(一)1.以下说法符合物理学史的是( )A.笛卡尔通过逻辑推理和实验对落体问题进行了研究B.奥斯特发现了电流的周围存在磁场并最早提出了场的概念C.静电力常量是由库仑首先测出的D.牛顿被人们称为“能称出地球质量的人”答案 C解析 伽利略通过逻辑推理和实验对落体问题进行了研究，选项A 错误.奥斯特发现了电流的周围存在磁场，法拉第最早提出了场的概念，选项B 错误.静电力常量是由库仑首先测出的，选项C 正确.卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，从而由GM R 2＝g 可以计算出地球质量，被人们称为“能称出地球质量的人”，选项D 错误.2.美国物理学家密立根于20世纪初进行了多次实验，比较准确的测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如图1所示模型：两个相距为d 的平行金属板A 、B 水平放置，两板接有可调电源.从A 板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到U 时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测这个速度的大小为v ，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为k ，重力加速度为g .则计算油滴带电荷量的表达式为( )图1A.q ＝k v d UB.q ＝v dg kUC.q ＝k v UdD.q ＝v g kUd答案 B解析 油滴匀速下落，由平衡得：q U d ＝mg ，题给已知信息v ＝km ，联立得q ＝v dg kU，故B 正确.3.如图2所示，一个质量m ＝1 kg 的小环套在倾角为37°的光滑固定直杆上，为使小环能够静止不动，需对它施加一个水平拉力F .已知重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6.则F 的大小和方向分别是( )图2A.7.5 N ，水平向左B.7.5 N ，水平向右C.13.3 N ，水平向左D.13.3 N ，水平向右答案 A解析 对小环受力分析，根据平衡知识可知：F ＝mg tan37°＝10×34N ＝7.5 N ，方向水平向左，故选A.4.两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是( )答案 B解析 小球在水平面内做匀速圆周运动，细线拉力和重力的合力提供向心力，设细线与竖直方向的夹角为θ，mg tan θ＝mω2r ，r ＝L sin θ.联立解得：L cos θ＝g ω2，是常数，即两小球处于同一高度，两球相对位置关系示意图正确的是B 选项.5.2016年1月20日，美国天文学家Michael Brown 推测：太阳系有第九个大行星，其质量约为地球质量的10倍，直径约为地球直径的4倍，到太阳的平均距离约为地球到太阳平均距离的600倍，万有引力常量G 已知.下列说法不正确的有( )A.该行星绕太阳运转的周期在1～2万年之间B.由题中所给的条件可以估算出太阳的密度C.该行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度D.该行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度答案 B解析 根据开普勒行星运动第三定律可知：r 3行T 2行＝r 3地T 2地，解得T 行＝T 地 (r 行r 地)3＝6003 年≈14 700年，选项A 正确；因地球到太阳的距离或者星体到太阳的距离未知，故不能估测太阳的质量，也就无法估算出太阳的密度，选项B 错误；根据g ＝GM R 2可知，g 行g 地＝M 行R 2地M 地R 2行＝10×(14)2＝58，故该行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，选项C 正确；根据v ＝GM R ，则v 行v 地＝M 行R 地M 地R 行＝10×(14)＝ 2.5，故该行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度，选项D 正确；故选B.。
2017版考前三个月高考物理考前抢分必做 实验题专练(四) 含答案
实验题专练(四)1.如图1甲为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现要测量该材料的电阻率图1(1)首先用多用电表的欧姆挡(倍率为×100 Ω)粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数为________ Ω.(2)用螺旋测微器测量此新型导电材料的直径d，测量结果如丙图所示，则d＝________ mm. 用游标卡尺测量此新型导电材料的长度L，测量结果如丁图所示，则L＝__________ mm.(3)采用以下器材用伏安法尽可能准确地测量其电阻A.电流表：量程为0.6 A，内阻约为0.2 ΩB.电压表：量程为3 V，内阻约为3 kΩC.滑动变阻器，最大阻值为20 Ω，额定电流1 AD.电源E，电动势6 VE.开关S，导线若干请在方框中画出实验原理电路图(4)某同学设计了如图2所示的实验电路，但是在实验过程中却发现导电材料棒电阻率的测量明显偏小，经检查发现实验中有一根导线连接错误，该导线是________(用导线的序号表示)图2(5)如果(3)问实验电路中电流表示数为I ，电压表示数为U ，并测出该棒的长度为L ，直径为d ，则该材料的电阻率ρ＝________(用I 、U 、L 、d 表示)答案 (1)2 000 Ω (2)3.206 mm 50.15 mm (3)如图所示 (4)⑤ (5)ρ＝πUd 24IL解析 (1)欧姆表的读数为R ＝20.0×100＝2000 Ω(2)螺旋测微器的读数为d ＝3 mm ＋20.6×0.01 mm ＝3.206 mm ，L ＝50 mm ＋3×120 mm ＝50.15 mm(3)因为被测电阻较大，故采用电流表的内接法，如图所示 (4)电流表应该内接，故⑤错误；(5)根据欧姆定律R ＝U I 和电阻定律R ＝ρLπ(d 2)2，联立得ρ＝πUd 24IL.2.为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组使用DIS 位移传感器设计了如图3甲所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点A 由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离.位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移x 随时间t 的变化规律如图乙所示.图3(1)根据上述图线，计算0.4 s 时木块的速度v ＝________ m/s ，木块加速度a ＝________ m/s 2(结果均保留2位有效数字).(2)为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的量是____________________(已知当地的重力加速度g )；得出μ的表达式是μ＝____________. 答案 (1)0.40 1.0(2)斜面倾角θ(或A 点的高度h 、底边长度d 、斜面长度L 等) μ＝g sin θ－a g cos θ (或gh －La gd )解析 (1)根据做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于它在中间时刻的瞬时速度，可得0.4 s 时木块的速度v ＝30－140.6－0.2×10－2 m/s ＝0.40 m/s.0.2 s 时木块的速度v ′＝32－240.4－0×10－2 m/s ＝0.20 m/s.木块的加速度a ＝v －v ′(0.4－0.2) s＝1.0 m/s 2 (2)由牛顿运动定律得，mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，解得：μ＝g sin θ－a g cos θ.为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的量是斜面倾角θ(或A 点的高度h 、底边长度d 、斜面长度L 等) μ＝g sin θ－a g cos θ(或gh －La gd)3.某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，现有如下器材： 电源E (电动势为4 V ，内阻约为1 Ω)；电流表A 1(量程5 mA ，内阻约为10 Ω)； 电流表A 2(量程0.6 A ，内阻约为1 Ω)；电压表V 1(量程3 V ，内阻约为1 kΩ)； 电压表V 2(量程15 V ，内阻约为3 kΩ)；滑动变阻器R 1(阻值0～2 Ω)； 滑动变阻器R 2(阻值0～20 Ω)；开关及导线若干. 他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示：图4①他在某次测量中，用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图4甲所示，此示数为________ mm. ②图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路________(选填“A ”或“B ”)进行测量.电流表应选______，电压表应选______，滑动变阻器应选______. ③请你认真分析表中数据，写出电阻R 与L 、D 间的关系式R ＝________(比例系数用k 表示)，并求出比例系数k ＝______ Ω·m (结果保留两位有效数字). 答案 ①0.512 ②A A 2 V 1 R 2 ③k L D2 1.3×10－6解析 (1)螺旋测微器读数为D ＝0.5 mm ＋1.2×0.01 mm ＝0.512 mm ；(2)因电阻丝电阻远小于电压表内阻，故电流表应用外接法，故选A ；电路中的最大电流I m ＝E R ＝48.16A ≈0.5 A ，电流表选A 2，电源电压为4 V ，则电压表选V 1，滑动变阻器选择比被测电阻大2～5倍的，故选R 2.(3)由电阻定律R ＝ρL S 及S ＝π(D 2)2得：R ＝4ρL πD 2，取k ＝4ρπ，则R ＝k LD 2将表格中的数据代入可得k ≈1.3×10－6 Ω·m.。
2017版考前三个月江苏专版高考物理-基础知识再重温 倒
选修3－4机械振动和机械波光和电磁波相对论考点要求重温考点1简谐运动简谐运动的表达式和图象(Ⅰ)考点2受迫振动和共振(Ⅰ)考点3机械波横波和纵波横波的现象(Ⅰ)考点4波长、波速和频率(周期)的关系(Ⅰ)考点5波的干涉和衍射(Ⅰ)考点6多普勒效应(Ⅰ)考点7电磁波谱电磁波及其应用(Ⅰ)考点8光的折射定律折射率(Ⅰ)考点9光的全反射光导纤维(Ⅰ)考点10光的干涉、衍射和偏振(Ⅰ)考点11激光的特性及应用(Ⅰ)考点12狭义相对论的基本假设狭义相对论时空观与经典时空观的区别(Ⅰ)考点13同时的相对性长度的相对性质能关系(Ⅰ)要点方法回顾1.简谐运动的周期性对我们研究问题会带来什么影响？简谐运动的对称性有哪些？答案(1)简谐运动的周期性，会使研究的问题具有多解的可能性.(2)简谐运动的对称性如图，物体在AB间做简谐运动，O点为平衡位置，C、D两点关于O点对称，则有①时间的对称：t OB＝t BO＝t OA＝t AO＝T 4t OD＝t DO＝t OC＝t COt DB＝t BD＝t AC＝t CA②速度的对称：连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等、方向相反；物体经过关于O 点对称的两点如(C、D两点)的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反.2.从振动图象和波动图象能够分别得到哪些信息？答案(1)振动图象①振动周期②振幅③各时刻质点的位移④各时刻质点的速度及加速度的方向(2)波动图象①波长、振幅②任意质点在此时刻的位移③任意质点在此时刻加速度的方向④传播方向、振动方向的互判3.分析光的全反射、临界角问题的一般思路是什么？答案在运用全反射原理求解有关实际问题时，首先要注意确定临界角，判断是否满足全反射的条件，然后画出光路图，结合有关知识列式求解.即一般思路为：(1)画出恰好发生全反射的光路.(2)利用几何知识分析边、角关系，找出临界角.(3)以刚好发生全反射的光线为比较对象来判断光线是否发生全反射，从而画出其他光线的光路图.4.我们在用光的干涉现象测定光的波长的实验中，是采用什么方法得到相干光源的？答案相干光源的获取方法—“一分为二”法即使两个完全相同的白炽灯或日光灯发光，它们也不是相干光源，这是因为它们发光是由于大量原子同时跃迁发出的，是含有多种频率的光，所以可以采取先用单缝取同一光源的一束光再用双缝一分为二，这样才能获取相干光源.5.怎样区分双缝干涉和单缝衍射图样？答案双缝干涉和单缝衍射的图样类似，都是明暗相间的条纹.双缝干涉中各亮条纹或暗条纹的宽度相等，各亮条纹亮度基本相同；而衍射条纹宽度不等，中央亮条纹最宽，各亮条纹的亮度也不相同，中央亮条纹最亮.。
2017版考前三个月江苏专版高考物理-基础知识再重温 倒数第4天 选修3-3 含答案 精品
倒数第4天 选修部分选修3－3 热学 考点要求重温考点1 分子动理论的基本观点 阿伏加德罗常数(Ⅰ)考点2 布朗运动(Ⅰ)考点3 气体分子热运动速率的统计分布规律(Ⅰ)考点4 温度和内能(Ⅰ)考点5 气体压强的微观解释(Ⅰ)考点6 晶体和非晶体 晶体的微观结构(Ⅰ)考点7 液晶(Ⅰ)考点8 液体的表面张力(Ⅰ)考点9 气体实验定律(Ⅰ)考点10 理想气体(Ⅰ)考点11 饱和汽 未饱和汽 饱和气压 相对湿度(Ⅰ)考点12 热力学第一定律(Ⅰ)考点13 能量与可持续发展(Ⅰ) 要点方法回顾1.阿伏加德罗常数是联系宏观世界与微观世界的关键桥梁，在求解分子大小时，我们可以把分子看成球体或立方体两种不同的模型，对于固、液、气三态物质如何求解分子的大小呢？答案 对任何分子，分子质量＝摩尔质量N A对固体和液体分子，分子体积＝摩尔体积N A气体分子的体积＝气体分子质量气体分子的密度≠气体分子质量气体的密度气体分子的体积≠摩尔体积N A＝每个分子平均占据的空间 2.(1)布朗运动的定义是什么？(2)布朗运动说明了什么问题？(3)影响布朗运动的因素有哪些？答案 (1)悬浮于液体中小颗粒的无规则运动(2)间接说明液体分子在永不停息地做无规则运动(3)温度越高，颗粒越小，布朗运动越明显3.根据F －r 图象(图1甲)和E p －r 图象(图乙)分析分子力和分子势能随分子间距的变化特点.图1答案 (1)分子间同时存在引力、斥力，二者随分子间距离的增大而减小，且斥力减小得更快一些，当分子处于平衡位置时，引力和斥力的合力为零.(2)由于分子间存在相互作用力，所以分子具有分子势能.不管分子力是斥力还是引力，只要分子力做正功，则分子势能减小；分子力做负功，则分子势能增大.由此可知当分子间距离r ＝r 0时，分子势能具有最小值，但不一定为零.4.晶体与非晶体有何区别？什么是液晶，它有哪些特性和应用？答案 (1)晶体、非晶体分子结构不同，表现出的物理性质不同.其中单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点.(2)液晶既可以流动，又表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性，液晶主要应用于显示器方面.5.什么是液体的表面张力？产生表面张力的原因是什么？表面张力的特点和影响因素有哪些？答案 液体表面具有收缩的趋势，这是因为在液体内部，分子引力和斥力可认为相等，而在表面层里分子间距较大(分子间距离大于r 0)、分子比较稀疏，分子间的相互作用力表现为引力的缘故.使液体表面各部分间相互吸引的力叫做液体的表面张力.表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向和液面相切；表面张力的大小除了跟边界线的长度有关外，还跟液体的种类、温度有关.6.请你写出气体实验三定律的表达式并对三个气体实验定律做出微观解释.答案 (1)气体的状态变化由热力学温度、体积和压强三个物理量决定.①等温过程(玻意耳定律)：pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2②等容过程(查理定律)：p ＝CT 或p 1T 1＝p 2T 2③等压过程(盖—吕萨克定律)：V ＝CT 或V 1T 1＝V 2T 2(2)对气体实验定律的微观解释①对等温过程的微观解释一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的.在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大.②对等容过程的微观解释一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变.在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大.③对等压过程的微观解释一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大.只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变.。
2017版考前三个月(江苏专版)高考物理考前抢分必做选择题专练(五)含答案
选择题专练(五)1.如图1所示，我国海军在南海某空域举行士兵对抗演练，某一直升机在匀速水平飞行过程中遇到突发情况，立即改为沿虚线斜向下减速飞行，则空气对其作用力可能是()图1A.F1B.F2C.F3D.F4答案 A解析因为直升机沿虚线斜向下减速飞行，故合力沿虚线向上，直升机受到竖直向下的重力以及空气作用力两个力作用，要想合力沿虚线向上，则根据矢量三角形法则可得空气对其作用力只可能为F1，如图所示.2.法拉第在1831年发现了“磁生电”现象.如图2所示，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针.实验中可能观察到的现象是()图2A.用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转B.线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转C.线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转D.线圈A和电池断开瞬间，小磁针不偏转答案 C解析根据“磁生电”即电磁感应现象的产生条件，只有线圈B中磁通量变化时才能在线圈B 中产生感应电流，因此无论线圈B匝数多少，无论线圈A中电池多少，都不能在线圈B中产生感应电流，选项A、B错误.只有在线圈A和电池连接或断开的瞬间，线圈B中才能产生感应电流，电流产生磁场，使小磁针发生偏转，选项C正确，D错误.3.物体由静止开始做直线运动，以图中F表示物体所受的合力，a表示物体的加速度，v表示物体的速度，x表示物体的位移，那么上下两图对应关系正确的是()答案 B解析图A中，由牛顿运动定律可知，加速度与合外力成正比，图A错误.图B中前半段时间，加速度是恒定的正值，速度均匀增大；后半段，加速度是恒定的负值，速度均匀减小，图B正确.图C中面积表示位移，前半段时间内位移应该一直增加，而下面对应的位移图象位移先增大后减小，图C错误.图D中前半段时间，速度均匀增大，对应的位移图象错误.4.如图3所示，开口向下的“∏”形框架，两侧竖直杆光滑固定，上面水平横杆中点固定一定滑轮，两侧杆上套着的两滑块用轻绳绕过定滑轮相连，并处于静止状态，此时连接滑块A的绳与水平方向夹角为θ，连接滑块B的绳与水平方向的夹角为2θ，则A、B两滑块的质量之比为()图3A.2sin θ∶1B.2cos θ∶1C.1∶2cos θD.1∶2sin θ答案 C解析绳绕过定滑轮，绳中张力相等，对A ：F T sin θ＝m A g ① 对B ：F T sin 2θ＝m B g ②由①②得：m A m B ＝12cos θ，C 对.5.如图4所示，窗子上、下沿间的高度H ＝1.6 m ，墙的厚度d ＝0.4 m ，某人在离墙壁距离L ＝1.4 m 、距窗子上沿h ＝0.2 m 处的P 点，将可视为质点的小物体以v 的速度水平抛出，小物体直接穿过窗口并落在水平地面上，取g ＝10 m/s 2.则v 的取值范围是( )图4A.v ＞7 m/sB.v <2.3 m/sC.3 m/s<v <7 m/sD.2.3 m/s<v <3 m/s答案 C解析 小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v 最大.此时有L ＝v max t ，h ＝12gt 2，代入解得 v max ＝7 m/s ，恰好擦着窗口下沿左侧时速度v 最小， 则有L ＋d ＝v min t ′，H ＋h ＝12gt ′2，解得v min ＝3 m/s ，故v 的取值范围是3 m/s<v <7 m/s ，C 正确.6.(多选)美国航天局与欧洲航天局合作，发射的火星探测器已经成功登录火星.荷兰企业家巴斯兰斯多普发起的“火星一号”计划打算将总共24人送上火星，创建一块长期殖民地.若已知万有引力常量为G ，那么在下列给出的各种情景中，能根据测量的数据求出火星密度的是( ) A.在火星表面使一个小球作自由落体运动，测出落下的高度H 和时间t B.火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动，测出运行周期TC.火星探测器在高空绕火星做匀速圆周运动，测出距火星表面的高度h 、运行周期T 和火星的半径D.观察火星绕太阳的匀速圆周运动，测出火星的直径D 和运行周期T 答案 BC解析 设火星的质量为M ，半径为R ，则火星的质量M ＝43ρπR 3.在火星表面使一个小球做自由落体运动， 测出下落的高度H 和时间t ，根据H ＝12gt 2，可知算出火星的重力加速度，根据G MmR2＝mg ，可以算得MR 2的值，但无法算出密度，故A 错误；根据GMm R 2＝m 4π2T 2R ，M ＝43ρπR 3，得：ρ＝3πGT 2，已知T 就可算出密度，故B 正确；根据GMm (R ＋h )2＝m 4π2T 2(R ＋h )，M ＝43ρπR 3，得M ＝4π2(R ＋h )3GT 2，已知h ，T ，R 就可算出密度，故C 正确；观察火星绕太阳的圆周运动，只能算出太阳的质量，无法算出火星质量，也就无法算出火星密度，故D 错误.7.(多选)如图5a ，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，与副线圈相连的两个灯泡完全相同、电表都为理想电表.原线圈接上如图b 所示的正弦交流电，电路正常工作.闭合开关后( )图5A.电压表示数增大B.电流表示数不变C.变压器的输入功率增大D.经过灯泡的电流频率为25 Hz解析 原线圈输入电压不变，线圈匝数不变，则副线圈电压不变，即电压表示数不变，灯泡电阻不变，则电流表示数不变，故A 错误，B 正确；当K 接通后，两个灯泡并联，增加一个负载，则副线圈功率增大，所以变压器的输入功率增大，故C 正确；根据b 图可知，周期T ＝0.02 s ，则频率f ＝50 Hz ，故D 错误.8.(多选)如图6所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来.下列判断中正确的是( )图6A.线框能旋转起来，是因为电磁感应B.俯视观察，线框沿逆时针方向旋转C.电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率D.旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大 答案 BC9.(多选)如图7所示，在同一水平面内有两根足够长的光滑水平金属导轨，间距为20 2 cm ，电阻不计，其左端连接一阻值为10 Ω的定值电阻.两导轨之间存在着磁感应强度为1 T 的匀强磁场，磁场边界虚线由多个正弦曲线的半周期衔接而成，磁场方向如图所示.一接入电阻阻值为10 Ω的导体棒AB 在外力作用下以10 m/s 的速度匀速向右运动，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则( )图7A.电流表的示数是210A B.电压表的示数是1 VC.导体棒运动到图示虚线CD 位置时，电流表示数为零D.导体棒上消耗的热功率为0.1 W解析 当导体棒切割磁感线时，产生的感应电动势为 E ＝BL v ，由于L 按正弦规律变化，这个过程产生正弦式电流，磁场方向变化时，电流方向变化，所以回路中产生的是正弦式交变电流.产生的感应电动势的最大值E m ＝BL v ＝1×202×10－2×10 V ＝2 2 V ，则电动势的有效值E ＝E m 2＝2 V ，电流表的示数I ＝E R ＋r ＝220 A ＝0.1 A ；电压表测量R 两端的电压，则U ＝IR ＝1 V ，故A错误，B 正确；电流表示数为有效值，一直为0.1 A ，故C 错误；导体棒上消耗的热功率P ＝U ′2r ＝(2－1)210W ＝0.1 W ，故D 正确.。
2017版考前三个月(江苏专版)高考物理考前抢分必做实验题专练(一)含答案
近四年江苏卷实验题涉及的考点与内容
例题展示
1.(2016·全国乙卷·22)某同学用图1(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示.
(a)
(b) 图1
该同学在实验中没有记录交流电的频率f ，需要用实验数据和其他题给条件进行推算.
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f 和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B 点时，重物下落的速度大小为____________，打出C 点时重物下落的速度大小为____________，重物下落的加速度大小为____________.
(2)已测得s 1＝8.89 cm ，s 2＝9.50 cm ，s 3＝10.10 cm ；当地重力加速度大小为9.80 m/s 2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f 为________Hz.
解析 (1)由于重物匀加速下落，B 点的速度v B 等于AC 段的平均速度，即v B ＝s 1＋s 22T
由于T ＝1f ，故v B ＝f
2(s 1＋s 2)
同理可得v C ＝f
2
(s 2＋s 3)
匀加速直线运动的加速度a ＝Δv
Δt
故a ＝v C －v B T ＝f
2[(s 2＋s 3)－(s 1＋s 2)]1f ＝f 2
2
(s 3－s 1)
①
(2)重物下落的过程中，由牛顿第二定律可得 mg －F 阻＝ma
② 由已知条件F 阻＝0.01mg
③
由②③得a ＝0.99g 由①得f ＝
2a
s 3－s 1
，代入数据得f ≈40 Hz。
2017版考前三个月高考物理考前抢分必做 选择题专练(四) 含答案
选择题专练(四)1.下列说法正确的是( )A.奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B.开普勒发现了万有引力定律；库仑发现了点电荷的相互作用规律C.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D.根据速度定义式v ＝Δx Δt ，当Δt 非常非常小时，Δx Δt就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，这样定义瞬时速度的方法应用了微元法答案 A解析 牛顿在开普勒定律的基础上发现了万有引力定律；库仑发现了点电荷的相互作用规律，选项B 错误.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理想模型法，选项C 错误.根据速度定义式v ＝Δx Δt ，当Δt 非常非常小时，Δx Δt就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，这样定义瞬时速度的方法应用了极限法，选项D 错误.2.如图1所示，一固定的细直杆与水平面的夹角为α＝15°，一个质量忽略不计的小轻环C 套在直杆上，一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A 、B 两点，细线依次穿过小环甲、小轻环C 和小环乙，且小环甲和小环乙分居在小轻环C 的两侧.调节A 、B 间细线的长度，当系统处于静止状态时β＝45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m 1，小环乙的质量为m 2，则m 1∶m 2等于( )图1A.tan 15°B.tan 30°C.tan 60°D.tan 75°答案 C解析 小环C 为轻环，重力不计，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，C 环与乙环的连线与竖直方向的夹角为60°，C 环与甲环的连线与竖直方向的夹角为30°，A 点与甲环的连线与竖直方向的夹角为30°，乙环与B 点的连线与竖直方向的夹角为60°，根据平衡条件，对甲环：2F T cos 30°＝m 1g ，对乙环有：2F T cos 60°＝m 2g ，得m 1∶m 2＝3＝tan 60°，故选C.3.下图中按力的作用效果分解正确的是( )A. B. C.D.答案 A 解析 A 图：力F 的作用效果，如图甲所示，故A 正确；B 图：物体的重力，按效果分解成一个垂直接触面的力与一个垂直挡板的力，如图乙所示，故B 错误；C 图：按照力的作用效果，拉力分解成如图丙所示，故C 错误；D 图：物体的重力，按效果分解成如图丁所示，D 错误.4.套圈游戏是一项很受欢迎的群众运动，要求每次从同一位置水平抛出圆环，套住与圆环前端水平距离为3 m 的20 cm 高的竖直细杆，即为获胜.一身高1.7 m 老人从距地面1 m 高度水平抛出圆环，圆环半径为8 cm ，要想套住细杆，他水平抛出的速度可能为(g 取10 m/s 2) ( )A.7.4 m/sB.7.8 m/sC.8.2 m/sD.8.6 m/s答案 B解析 根据h 1－h 2＝12gt 2得，t ＝2(h 1－h 2)g ＝2×(1.0－0.2)10 s ＝0.4 s. 则平抛运动的最大速度v 1＝x ＋d t ＝3＋0.160.4 m/s ＝7.9 m/s ，最小速度v 2＝x t ＝30.4m/s ＝7.5 m/s ，则7.5 m/s ＜v ＜7.9 m/s ，故B 正确.5.2016年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波的存在，引力波的发现将为人类探索宇宙提供新视角，这是一个划时代的发现.在如图2所示的双星系统中，A 、B 两个恒星靠着相互之间的引力正在做匀速圆周运动，已知恒星A 的质量为太阳质量的29倍，恒星B 的质量为太阳质量的36倍，两星之间的距离L ＝2×105 m ，太阳质量M ＝2×1030 kg ，万有引力常量G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2.若两星在环绕过程中会辐射出引力波，该引力波的频率与两星做圆周运动的频率具有相同的数量级，则根据题目所给信息估算该引力波频率的数量级是( )图2A.102 HzB.104 HzC.106 HzD.108 Hz答案 A解析 由万有引力定律，G m 1m 2L 2＝m 1r 1(2πf )2，G m 1m 2L 2＝m 2r 2(2πf )2，联立解得f ＝12π G m 1＋m 2L 3≈1.65×102 Hz ，选项A 正确.6.(多选)一个质点，在x 轴上做直线运动.在t ＝0时刻质点处于静止状态，它的坐标x 和时间平方t 2的关系图象如图3所示，则该质点( )图3A.质点运动方向与x 轴正方向相反B.质点做匀速直线运动C.质点运动加速度为3 m/s 2D.质点运动加速度为6 m/s 2答案 AD解析 根据质点的坐标x 和时间平方t 2的关系图象可知，质点从x 0＝6 m 处由静止开始沿x轴负方向做匀加速直线运动，选项A 正确，B 错误.质点的运动方程可表示为x 0－x ＝12at 2，即x ＝ x 0－12at 2，图线斜率绝对值的2倍等于加速度，即质点运动加速度为a ＝2×62m/s 2＝6 m/s 2，选项C 错误，D 正确.7.(多选)空间某一静电场电势φ在x 轴上分布如图4所示，x 轴上B 、C 点电场强度在x 方向上的分量分别是E Bx 、E Cx ，下列说法中正确的有( )图4A.E Bx 的大小大于E Cx 的大小B.E Bx 的方向沿x 轴正方向C.电荷在O 点受到的电场力在x 方向上的分量最大D.负电荷沿x 轴从B 移到C 的过程中，电场力先做正功，后做负功答案 AD解析 在B 点和C 点附近分别取很小的一段(d )，由图象知B 点段对应的电势差大于C 点段对应的电势差，将此小段看做是匀强电场，再由E ＝U d ＝Δφd，可见E Bx ＞E Cx ，A 项正确；同理可知O 点场强为零，电荷在该点受到的电场力为零，C 项错误；因沿电场线方向电势逐渐降低，则由图可知在O 点左侧，电场方向在x 方向上的分量沿x 轴负方向，在O 点右侧，电场方向在x 方向上的分量沿x 轴正方向，则负电荷沿x 轴从B 移到C 的过程中，电场力先做正功，后做负功，所以B 项错误，D 项正确.8.(多选)利用如图5所示的实验装置可以测量磁感应强度B .用绝缘轻质丝线把底部长为L 、电阻为R 、质量为m 的“U ”型线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，电源内阻不计，电压可调，导线的电阻忽略不计.当外界拉力F 作用于力敏传感器的挂钩上时，力敏传感器会显示拉力的大小F .当线框接入恒定电压为E 1的电源时，力敏传感器显示拉力的大小为F 1 ；当线框接入恒定电压为E 2的电源时，力敏传感器显示拉力的大小为F 2.下列说法正确的是( )图5A.当线框接入恒定电压为E 1的电源时所受安培力为F 1B.当线框接入恒定电压为E 2的电源时力敏传感器显示拉力的大小为线框所受安培力与重力之和C.待测磁场的磁感应强度B 的大小为(F 1－F 2)R (E 2－E 1)LD.待测磁场的磁感应强度B 的大小为(F 1－F 2)R (E 1－E 2)L答案 BD解析 当线框接入恒定电压为E 1的电源时，“U ”型线框中电流I 1＝ E 1R，所受安培力为BLI 1＝BLE 1R ，小于F 1，选项A 错误；力敏传感器显示拉力的大小为F 1＝BLE 1R＋mg ，同理，当线框接入恒定电压为E 2的电源时，力敏传感器显示拉力的大小为F 2＝BLE 2R＋mg ，选项B 正确.由F 1＝BLE 1R ＋mg 和F 2＝BLE 2R ＋mg ，联立解得B ＝(F 1－F 2)R (E 1－E 2)L，选项D 正确，C 错误.。
(江苏高考)2017版考前三个月精品复习：专题16-选修3-4(有答案)-(物理)
考题一 机械振动和机械波1.判断波的传播方向和质点振动方向的方法 (1)特殊点法；(2)微平移法(波形移动法).2.周期、波长、波速的计算(1)周期：可根据质点的振动情况计算，若t 时间内，质点完成了n 次(n 可能不是整数)全振动，则T ＝t n ；还可根据公式T ＝λv计算. (2)波长：可根据波形图确定，若l 的距离上有n 个(n 可能不是整数)波长，则λ＝ln；也可根据公式λ＝vT 计算.(3)波速：可根据波形传播的时间、距离计算v ＝x t ；也可根据公式v ＝λT计算. 3.利用波传播的周期性、双向性解题(1)波的图象的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目的解答出现多解的可能.(2)波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑到波可沿正向或负向传播的两种可能性.例1 一列简谐横波，沿x 轴正向传播.t ＝0时刻的波形图如图1甲所示，图乙是图甲中某质点的振动图象.则该波的波速为__________m/s ；图乙表示甲图中__________(选填 “A ”、“ B ”、“C ”、“ D ”)质点的振动图象.图1解析 从图甲中可得波长为λ＝2 m ，从图乙中可得周期为T ＝0.2 s ，故波速为v ＝λT＝10 m/s ，图乙中的质点在0时刻从平衡位置向上振动，根据走坡法可得图甲中的A 点在波峰，将向下运动，B 点在平衡位置向上运动，C 点在波谷，将向上运动，D 点在平衡位置向下运动，故图乙为图甲中B 点的振动图象. 答案 10 B 变式训练1.如图2所示，甲为一列简谐横波在t ＝0时刻的波形图，图乙为质点P 的振动图象.则该机械波的传播速度为_______ m/s ；在t ＝0.25 s 时质点Q 的加速度_______(填“大于”或“小于”)质点P 的加速度.图2答案 20 小于解析 由图甲读出波长λ＝4 m ，由图乙读出周期T ＝0.2 s ，波速v ＝λT＝20 m/s ；因为周期为0.2 s ，经过0.25 s ，质点运动了1 14周期，也是1 14个波长，P 点到达负方向最大位移，Q 在平衡位置上方但不到最大位移，由a ＝F m ＝kx m可知：质点Q 的加速度小于质点P 的加速度.2.如图3所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中A 、B 的摆长相等.当A 摆振动的时候，通过张紧的绳子给B 、C 、D 摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动.观察B 、C 、D 摆的振动发现________.图3A.C 摆的频率最小B.D 摆的周期最大C.B 摆的摆角最大D.B 、C 、D 的摆角相同答案 C解析 由A 摆摆动从而带动其它3个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其它各摆振动周期跟A 摆相同，频率也相等.故A 、B 错误；受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，由于B 摆的固有频率与A 摆的相同，故B 摆发生共振，振幅最大，故C 正确，D 错误.3.一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻的波形如图4所示(此时波恰好传播到x ＝6 m 处).质点a 平衡位置的坐标x a ＝2.5 m ，该质点在8 s 内完成了4次全振动，则该列波的波速是______________ m/s ；位于x ＝20 m 处的质点再经________ s 将第一次经过平衡位置向y 轴负方向运动.图4答案 2 8解析 由题图可以知道波长λ＝4 m ，而且质点a 在8 s 内完成了4次全振动， 故周期为T ＝2 s ，所以根据公式v ＝λT ＝42m/s ＝2 m/s ；经过t 1＝20－6v ＝20－62s ＝7 s.波传播到位于x ＝20 m 处的质点，该质点再经过t 2＝12T ＝1 s 向y 轴负方向运动，故需要时间为t ＝t 1＋t 2＝8 s.4.如图5所示，实线是某时刻的波形图象，虚线是0.2 s 后的波形图象，质点P 位于实线波的波峰处.图5(1)若波向右以最小速度传播，求经过t ＝4 s 质点P 所通过的路程； (2)若波速为35 m/s ，求波的传播方向. 答案 (1)1.2 m (2)向右传播 解析 (1)若波向右传播：nT ＋34T ＝0.2 s(n ＝0,1,2,3，…)由v ＝λT可知周期最大时波速最小， 当n ＝0时T 最大值为415 s ，经过时间t ＝4 s ， 即经过15个整周期，故质点P 通过的路程为s ＝15×4A ＝1.2 m (2)若波向右传播：nT ＋34T ＝0.2 s(n ＝0,1,2,3, …) v ＝λT，当n ＝1时，波速为35 m/s ，所以波可以向右传播 若波向左传播：nT ＋14T ＝0.2 s当n 取0或其他任何正整数时，波速都不为35 m/s ， 所以波不会向左传播.考题二 光的折射和全反射1.在解决光的折射问题时，应先根据题意分析光路，即画出光路图 ，找出入射角和折射角，然后应用公式来求解，找出临界光线往往是解题的关键.2.分析全反射问题时，先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于临界角，若不符合全反射的条件，则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况.3.在处理光的折射和全反射类型的题目时，根据折射定律及全反射的条件准确作出几何光路图是基础，利用几何关系、折射定律是关键.4.明确两介质折射率的大小关系. (1)若光疏→光密：定有反射、折射光线.(2)若光密→光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射.例2 如图6所示，玻璃棱镜ABC 可以看成是由ABE 、AEC 两个直角三棱镜组成的，有关角度如图.一束频率为5.3×1014Hz 的单色细光束从AB 面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab 所示，ab 与AB 面的夹角α＝60°.已知光在真空中的速度c ＝3×108m/s ，玻璃的折射率n ＝1.5.图6(1)求光在棱镜中的波长；(2)该束光线能否从AC 面射出，请通过计算说明.解析 (1)由n ＝c v ，得v ＝c n ＝3×1081.5m/s ＝2×108m/s由v ＝λf ，得λ＝v f ＝2×1085.3×1014 m≈3.77×10－7m(2)光路如图所示，ab 光线在AC 面的入射角为45°设玻璃的临界角为C ，则sin C ＝1n ＝11.5≈0.67因sin 45°>0.67，故光线ab 在AC 面会发生全反射，不能从AC 面射出. 答案 (1)3.77×10－7m (2)见解析 变式训练5.如图7所示，一个正方体玻璃砖的边长为a ，折射率n ＝1.5，立方体中心有一个小气泡.为使从立方体外面各个方向都看不到小气泡，必须在每个面上都贴一张纸片，求每张纸片的最小面积.图7答案 πa 25解析 设纸片的最小半径为r ，玻璃砖的临界角为C ，则sin C ＝1n由几何关系得r ＝a2tan C解得r ＝a5则最小面积S ＝πr 2＝πa25.6.一半圆柱形透明物体横截面如图8所示，底面AOB 镀银(图中粗线)，O 表示半圆截面的圆心.一束光线在横截面内从M 点的入射角为30°，∠MOA ＝60°，∠NOB ＝30°.(已知sin 15°＝6－24)求：图8(1)光线在M 点的折射角；(2)透明物体的折射率. 答案 (1)15° (2)6＋22解析 (1)如图，透明物体内部的光路为折线MPN ，Q 、M 点相对于底面EF 对称，Q 、P 和N 三点共线. 设在M 点处，光的入射角为i ，折射角为r ，∠OMQ ＝α，∠PNF ＝β. 根据题意有 α＝30°由几何关系得，∠PNO ＝∠PQO ＝r ，则有：β＋r ＝60° 且α＋r ＝β 联立式得： r ＝15°(2)根据折射率公式有 sin i ＝n sin r 得n ＝6＋22. 7.如图9所示，AOB 是截面为14圆形、半径为R 的玻璃砖，现让一束单色光在横截面内从OA 靠近O 点处平行OB 射入玻璃砖，光线可从OB 面射出；保持光束平行OB 不变，逐渐增大入射点与O 的距离，当入射点到达OA 的中点E 时，一部分光线经AB 面反射后恰好未从OB 面射出.不考虑多次反射，求玻璃的折射率n 及OB 上有光射出的范围.图9答案 233R 解析 设光线经E 点射到AB 面时入射角为α，因E 点为OA 的中点 由几何知识可知入射角：α＝30° 设临界角为C ，则有C ＝30° 因恰好发生全反射，则：sin C ＝1n解得：n ＝2由题意可知，光从OE间入射时，可从OB上射出，则从E点入射时出射点距O最远，设为F，则：OF＝R 2cos 30°得OF＝33 R.考题三光的几种特性1.光的干涉现象和衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光波为横波.相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比，即Δx＝ldλ，利用双缝干涉实验可测量光的波长.2.干涉和衍射的产生条件(1)双缝干涉产生亮、暗条纹的条件：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍时，该点干涉加强，出现亮条纹；当光程差等于半波长的奇数倍时，该点干涉减弱，出现暗条纹.(2)发生明显衍射的条件：障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小.例3 2016年，科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据.关于激光，下列说法中正确的是( )A.激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光B.激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉C.用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环D.激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息答案 D解析激光是人造光，也是偏振光，故A错误；激光相干性好，只有频率相同的两束激光才会发生干涉，故B错误；用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到衍射条纹，间距不等，故C错误；激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息，故D正确.故选D.变式训练8.如图10所示，光源S从水面下向真空斜射一束由红光和蓝光组成的复色光，在A点分成a、b两束，则下列说法正确的是( )图10A.a 光是蓝光B.射出水面前a 光的传播速度大，射出水面后二者传播速度一样大C.逐渐增大入射角，a 光最先发生全反射D.b 光比a 光更容易发生衍射现象 答案 B解析 由图知，两光束的入射角i 相同，折射角的关系为 r a ＜r b ，根据折射定律n ＝sin rsin i 得：折射率关系为 n a ＜n b ，由于蓝光的折射率比红光的大.则知a 光是红光，b 光是蓝光，故A 错误；射出水面前a 光的传播速度大，射出水面后，所有色光在真空传播速度都相同，都为c ＝3×108m/s ，故B 正确；a 光的折射率小，根据临界角公式sin C ＝1n，可知，b 光的临界角较小，则逐渐增大入射角时，b 光的入射光先达到其临界角，最先发生全反射，故C 错误；b 光的折射率比a 光的大，则b 光的频率比a 光的大，波长比a 光的小，则a 光比b 光更容易发生衍射现象，故D 错误.故选B. 9.下列说法中正确的是( )A.雷达是利用声波的反射来测定物体的位置B.照相机镜头表面的镀膜是光的干涉现象的应用C.在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄D.天空出现彩虹是由光的干涉产生的 答案 B10.下列说法中正确的是________.A.眼镜镜片的表面上镀有增透膜，利用了光的干涉原理B.用照相机拍摄较小物体时，物体的边缘轮廓模糊，这是光的衍射现象C.戴3D 眼镜看立体电影，利用了光的折射现象D.为了更有效地发射电磁波，应该采用波长较长的电磁波发射 答案 AB解析 戴3D 眼镜看立体电影，利用了光的偏振现象，故选项C 错误；如果发射电磁波的目的是使能量更大，不至于被损失殆尽，应采用频率高、波长较短的电磁波发射，如果是为了能够传输得更远，应采用波长更长的电磁波发射，即发射电磁波根据不同的用途采取不同的波段，故选项D 错误；选项A 、B 说法正确.11.如图11所示，A 、B 两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A 是光的__________(填“干涉”或“衍射”)图样.由此可以判断出图A 所对应的圆孔的孔径__________(填“大于”或“小于”)图B 所对应的圆孔的孔径.图11答案衍射小于专题规范练1.(1)关于光的偏振现象，下列说法中正确的是( )A.偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B.自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光C.光的偏振现象说明光是一种纵波D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用(2)在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测量小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出l－T2图象，如图1所示：图1①实验得到的l－T2图象是________________；②小球的直径是________________cm；③实验测得当地重力加速度大小是______________m/s2(取三位有效数字).(3)如图2所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t′＝0.06 s时刻的波形图，已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点向y轴正方向运动.①判断该波的传播方向；②求该波的最小频率；③若3T<t′<4T，求该波的波速.图2答案 (1)B (2)①c ②1.2 ③9.86 (3)①向右传播 ②12.5 Hz ③75 m/s解析 (1)自然光是在垂直于传播方向上沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同，而不是偏振光，故A 错误；自然光在水面反射时，反射光和折射光的振动方向不同，都是一定程度的偏振光，所以B 正确；光的偏振现象说明光是一种横波，故C 错误；照相机的增透膜，使得反射光发生干涉从而使其减弱，故D 错误.(2)由T ＝2πl －d 2g ，得：l ＝g 4π2T 2＋d 2. 则由数学关系得斜率为：g 4π，截距为d2，则可求得：l －T 2图象的截距为正，则图象为c .截距为d2＝0.6 cm ，则d ＝1.2 cm.由k ＝g 4π2＝0.62.4，则：g ≈9.86 m/s 2.(3)①已知在t ＝0时刻，x ＝1.5 m 处的质点向y 轴正方向运动，波形向右平移，所以该波向右传播. ②由图得：Δt ＝(n ＋34)T ，得：T ＝4Δt 4n ＋3＝4×0.064n ＋3 s ＝0.244n ＋3 s(n ＝0,1,2…)解得：频率的通项为f ＝1T ＝4n ＋30.24 Hz(n ＝0,1,2…)当n ＝0，f ＝12.5 Hz 为最小频率. ③当3T <t ′<4T 时，上题中：n ＝3， 则波速为：v ＝λf ＝1.2×150.24 m/s ＝75 m/s.2.(1)下列说法中正确的是( )A.做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关B.泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象C.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关D.在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用10 cm 长的细线和小铁球 (2)如图3所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M ，若用n 1和n 2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，则n 1________n 2(填“>”，“<”或“＝”)；________为红光.图3(3)如图4所示，是一列简谐波在t ＝0时的波形和传播距离.波沿x 轴的正方向传播，已知从t ＝0到t ＝2.2 s 时间内，质点P 三次出现在波峰位置.且在t ＝2.2 s 时P 质点刚好在波峰位置.求：①该简谐波的周期.②从t ＝0开始经过多长时间另一质点Q 第一次到达波峰.图4答案 (1)BC (2)< b (3)①0.8 s ②2 s解析 (1)做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，振幅越大，则振动的能量越大，选项A 错误；泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，选项B 正确；根据相对论原理可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关，选项C 正确；在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用1 m 长的细线和小铁球，这样可减小实验的误差，选项D 错误；故选B 、C.(2)因为红光的折射程度较小，故红光的折射率较小，即n 1<n 2；因b 光的折射程度较小，故b 为红光. (3)①因为在2.2 s 的时间内P 点三次出现在波峰位置，且t ＝2.2 s 时P 刚好在波峰位置，则234T ＝2.2s ，解得T ＝0.8 s ；②波的速度v ＝λT ＝0.020.8 m/s ＝0.025 m/s ；当x ＝1 cm 处质点的振动形式传到Q 点时，Q 点第一次出现波峰，则所用时间t ＝x v ＝0.050.025s ＝2 s.3.(1)下列说法中正确的是( )A.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，蓝光的条纹间距宽B.光纤通信利用了光的全反射的原理C.肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的D.动车组高速行驶时，在地面上测得车厢的长明显变短(2)一列简谐横波沿＋x 方向传播，波长为λ，周期为T .在t ＝0时刻该波的波形图如图5甲所示，O 、a 、b 是波上的三个质点.则图乙可能表示________(选填“O ”、“a ”或“b ”)质点的振动图象；t ＝T 4时刻质点a 的加速度比质点b 的加速度________(选填“大”或“小”).图5(3)如图6所示，某种透明液体的折射率为2，液面上方有一足够长的细杆，与液面交于O ，杆与液面成θ＝45°角.在O 点的正下方某处有一点光源S ，S 发出的光经折射后有部分能照射到杆上.已知光在真空中的速度为c ，求：图6①光在该液体中的传播速度v ；②能照射到细杆上的折射光对应入射光的入射角的范围. 答案 (1)B (2)b 小 (3)①22c ②0～30° 解析 (3)①光在液体中的传播速度v ＝c n ＝22c . ②能照射到细杆上的光线的折射角的临界值为45° 设对应的入射角为α，则n ＝sin θsin α解得α＝30°能照射到细杆上的折射光对应入射角在0～30°范围4.2015年12月，中国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破——可见光通信的实时通信速率已经提高至50 Gbps ，相当于0.2 s 即可下载一部高清电影. (1)关于可见光，下列说法正确的是( ) A.可见光中的红光比紫光的频率低 B.可见光不能在真空中传播 C.可见光波长越长，越容易发生衍射D.可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光是横波(2)真空中一束波长为6×10－7m 的可见光，频率为__________ Hz ，已知光在真空中的速度为3×108m/s.该光进入水中后，其波长与真空中的相比变__________(选填“长”或“短”).(3)可见光通信是利用LED 灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术.如图7所示，ABCD 是LED 闪光灯的圆柱形封装玻璃体，其横截面的直径AB ＝d ，厚度AD ＝32d .LED 灯(可视为点光源)固定在玻璃体CD 面的圆心O .玻璃体的折射率为2，光在真空中的传播速度为c .求：图7①光在玻璃体中传播的速度；②光线OA 在AB 面发生折射时的折射角.答案 (1)AC (2)5×1014 短 (3)①322×108m/s ② 45°解析 (1)根据可见光中光的频率的排列顺序可知，可见光中的红光比紫光的频率低.故A 正确；可见光属于电磁波，能在真空中传播.故B 错误；可见光波长越长，越容易发生明显衍射.故C 正确；可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光具有波动性；偏振现象说明光是一种横波.故D 错误.(2)真空中一束波长为6×10－7m 的可见光，频率为：f ＝c λ＝3.0×1086×10－7 Hz ＝5×1014Hz ，该光进入水中后，根据波长与折射率的关系n ＝c v ＝λ0λ可知，其波长与真空中的相比变短. (3)①根据v ＝c n 得，v ＝3×1082m/s ＝322×108m/s.②由题图可知，DO ＝12AB ＝12d所以入射角的正切：tan r ＝OD AD ＝12d 32d＝33 所以：r ＝30°，根据折射定律知，n ＝sin isin r所以：sin i ＝n ·sin r ＝2×12＝22，所以折射角：i ＝45°5.(1)下列说法正确的是( )A.横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期B.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用C.地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的短一些D.用超声波被血流反射回来后频率发生的变化来测血流速度， 这利用了多普勒效应(2)一列简谐横波在某介质中沿直线由a 点向b 点传播，a 、b 两点的平衡位置相距2.5 m ，如图8所示，图中实线表示a 点的振动图象，图中虚线表示b 点的振动图象，则质点a 的振动方程为________；此波的传播速度为_______________________________.图8(3)湿地公园的湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，截面图如图9所示，观景台下表面恰好和水面相平，A 为观景台右侧面在湖底的投影，水深h ＝8 m.在距观景台右侧x ＝8 m 处有一可沿竖直方向移动的单色点光源S ，现该光源从距水面高6 m 处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC ，最近距离为AB ，若AB ＝6 m ，求：图9①水的折射率n ；②光能照亮的最远距离AC (计算结果可以保留根号).答案 (1)CD (2)y ＝2s in(10πt ＋π6)(cm) 15012n ＋1 m/s(n ＝0,1,2，…) (3)①43 ②2477 m解析 (1)横波在传播过程中，波上的质点，只在平衡位置上下振动，不随波迁移，A 错误；照相机的增透膜，使得反射光发生干涉从而使其减弱，故B 错误；参考系不同则观察到的运动不同，对于火箭中的人相对火箭静止，故观察到的火箭的实际长度，火箭高速运行，根据长度的相对性l ＝l 01－vc2，则地面人的看到的火箭长度比火箭的实际长度要短，C 正确；用超声波被血流反射回来后频率发生的变化来测血流速度，这利用了多普勒效应，选项D 正确.(2)质点振动的周期为T ＝0.2 s ，则ω＝2πT＝10π rad/s，则质点a 的振动方程为y ＝2sin(10πt ＋π6)(cm)；由振动图象可知，振动由a 传到b 的时间为： t ＝nT ＋T 12＝0.2n ＋160(s)(n ＝0,1,2…)，则此波的传播速度为v ＝x t ＝15012n ＋1m/s(n ＝0,1,2，…).(3)①点光源S 在距水面高6 m 处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB ，由n ＝sin isin r，水的折射率n ＝x2＋x2AB AB 2＋h 2＝43. ②点光源S 接近水面时，光在观景台右侧与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC ，此时，入射角为90°，折射角为临界角C ，则：n ＝1sin C ＝AC 2＋h 2AC ＝43解得：AC ＝2477m.。
(江苏专版)2017高考物理二轮复习第2部分考前回扣篇倒计时第9天三种性质力和牛顿运动定律检测
倒计时第9天三种性质力和牛顿运动定律A．主干回顾B．精要检索一、三种性质力1．重力：(1)重力是万有引力的分力．(2)重力的大小(G＝mg)取决于m和g，与运动状态无关．2．弹力大小弹簧F＝kx 面、绳、杆由平衡条件或动力学规律求解方向绳沿绳指向绳收缩的方向(1)滑动摩擦力F ＝μF N ，式中压力F N 一般情况下不等于重力，滑动摩擦力的大小与速度无关．(2)静摩擦力大小和方向随运动状态及外力情况而变化，与压力F N 无关．静摩擦力的大小范围：0≤F ≤F max ，其中最大静摩擦力F max 与压力F N 成正比．4．共点力作用下物体的平衡条件合力为零，即F 合＝0.力沿任意方向分力的合力都为零，即F x 合＝0，F y 合＝0.解答三个共点力作用下物体平衡的基本思路是合成法和分解法.1．牛顿三大定律的意义(1)牛顿第一定律：揭示了运动和力的关系：力不是维持物体速度(运动状态)的原因，而是改变物体速度的原因．(2)牛顿第二定律 ①公式：a ＝F 合m. ②意义：力的作用效果是使物体产生加速度，力和加速度是瞬时对应关系． (3)牛顿第三定律 ①表达式：F 1＝－F 2.②意义：明确了物体之间作用力与反作用力的关系． 2．超重与失重(1)超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力．原因：物体有向上的加速度．(2)失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力．原因：物体有向下的加速度．(3)完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零．原因：物体有向下的加速度且大小为重力加速度g.三、规律方法1．处理平衡问题的基本思路确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论．2．常用的方法(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设法．(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等．3．电磁场中的平衡(1)带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力．(2)如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动，因为F洛⊥v.4．(1)动力学的两类基本问题的处理思路受力情况F合F合＝maa运动学公式运动情况v、x、t(2)解答动力学问题的两个关键点①做好物体的受力分析和物体的运动过程分析，抓住加速度这一关键的物理量．②寻找多过程运动问题中各过程间的相互关系．如第一过程的末速度就是下一个过程的初速度，找出各过程间的位移关系．C．考前热身1．如图1所示，一直杆倾斜固定，并与水平方向成30°的夹角．直杆上套有一质量为0.5 kg的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小为F＝7 N的力，圆环处于静止状态．已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7，g取10 m/s2.下列说法正确的是 ( )图1A．圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上B．圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上C．圆环受到直杆的摩擦力大小等于1 ND ．圆环受到直杆的弹力大小等于523 NC [对圆环受力分析，圆环受到向上的拉力、重力、垂直直杆向下的弹力与沿直杆向下的静摩擦力，如图所示，将静摩擦力与弹力进行合成，设其合力为F 合，根据平衡条件，有F 合＋G ＝F ，解得F 合＝2 N ，竖直向下．根据几何关系，有F 合sin 30°＝f ，F 合cos 30°＝N ，解得f ＝1 N ，N ＝ 3 N ，选项C 正确．]2. (多选)如图2所示．一个物体质量为m ，在高出水面H 处由静止下落，落入水中后竖直向下运动h 距离后速度减为零．物体在水中运动时，除受重力外，还受水的浮力和阻力．已知物体在水中所受浮力是其重力的109倍，重力加速度为g ，假设水的阻力恒定，空气阻力不计．则下列说法中正确的是( )图2A ．水的阻力做功为mg (H ＋h )B ．水的阻力做功为mghC ．物体入水前瞬间的速度为2gHD ．物体在水中运动时所受阻力大小为mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫H h －19 CD [下落全过程中，由动能定理得mg (H ＋h )＋W 浮＋W 阻＝0，解得W 阻＝－mg (H ＋h )－W 浮＝－mg (H ＋h )＋109mgh ，A 和B 错误．入水前运动，由运动规律知v 2＝2gH ，解得v ＝2gH ①，故C 正确． 物体在水中运动受重力、浮力F 浮和阻力F 阻，由牛顿第二定律得F 浮＋F阻－mg ＝ma② 由运动规律得v 2＝2ah ③ 由题意知F 浮＝109mg④联立①②③④式解得F 阻＝mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫H h －19，故D 正确．] 3.如图3所示，某物体自空间O 点以水平初速度v 0抛出，落在地面上的A 点，其轨迹为一抛物线．现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与OA 完全重合的位置上，然后将此物体从O 点由静止释放，受微小扰动而沿此滑道滑下，在下滑过程中物体未脱离滑道．P 为滑道上一点，OP 连线与竖直方向成45°角，则此物体( )【导学号：25702076】图3A ．由O 点运动至P 点的时间为2v 0gB ．物体经过P 点时，速度的水平分量为255v 0C ．物体经过P 点时，速度的竖直分量为v 0D ．物体经过P 点时，速度大小为225v 0B [OP 连线与竖直方向成45°角，则平抛运动的竖直位移与水平位移相等，有v 0t ＝12gt 2，解得t ＝2v 0g .而沿光滑滑道由静止下滑至P 的时间不为2v 0g，故A 错误．平抛时竖直方向分速度为v y ＝gt ＝2v 0，设瞬时速度方向与水平方向成θ角，则有tan θ＝v y v 0＝2.由静止沿滑道下滑过程，由动能定理得12mv 2＝mgh ，而平抛运动时有v 2y ＝2gh ，解得v ＝2v 0，故D 错误．物体沿轨道下滑经过P 点时，速度的水平分量为v x ＝v cos θ＝255v 0，故B 正确，C 错误．]4．如图4所示，截面为等腰直角三角形的物块的斜边固定在水平面上，两根长为L 的细导体棒a 、b 被放置在三角形的两个光滑直角面等高的地方，它们间的距离为x ，导体棒a 的质量为m a ，导体棒b 的质量为m b .现分别对两导体棒通以同向电流I a 、I b ，且I a ＝2I b ＝2I ，两棒恰能保持静止．则下列说法正确的是( )图4A ．两导体棒的质量之比m a ∶m b ＝2∶1B ．两导体棒的质量之比m a ∶m b ＝1∶2C ．电流I b 在导体棒a 处产生的磁场的磁感应强度大小为2m a g2ILD ．电流I a 在导体棒b 处产生的磁场的磁感应强度大小为m b g ILD [两导体棒中的电流同向，受到的相互吸引力等大、反向，方向在它们的连线上．对a ，受力如图所示，由平衡条件得m a g ＝F A ，对b ，同理得m b g ＝F B ，F A 与F B 等大、反向，因此m a ∶m b ＝1∶1，选项A 、B 错误；对a ，F A ＝B a ·2IL ，则导体棒a 处的磁感应强度大小B a ＝m a g2IL，C 选项错误；对b ，F B ＝B b IL ，则导体棒b 处的磁感应强度大小B b ＝m b gIL，D 选项正确．]5．(多选)如图5所示，质量为m 的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的有( )图5A ．小球通过最高点的速度可能小于gRB ．小球通过最低点时对轨道的压力大小等于小球的重力C ．小球在水平线ab 以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力D ．小球在水平线ab 以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力AC [小球在光滑圆形管道内做圆周运动，只受重力和弹力．小球通过最高点时，速度可以无限接近于零，选项A 正确；小球通过最低点时，受到重力和弹力，有N －mg ＝m v 2R，选项B 错误；小球在水平线ab 以下管道中运动时，受到重力和弹力，合力沿半径方向的分力提供向心力，由于重力有背离圆心的分量，所以弹力一定有指向圆心的分量，因此外侧管壁必然对小球有作用力，选项C 正确；同理，小球在水平线ab 以上管道中运动时，由于重力有指向圆心的分量，所以弹力可以背离圆心，也可以指向圆心，选项D 错误．]6．如图6所示，风洞实验室中能模拟产生恒定向右的风力．质量m ＝100 g 的小球穿在长L ＝1.2 m 的直杆上并置于实验室中，球与杆间的动摩擦因数为0.5，当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑．保持风力不变，改变固定杆与竖直线的夹角θ＝37°，将小球从O 点静止释放．g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：图6(1)小球受到的风力大小；(2)当θ＝37°时，小球离开杆时的动能． 【解析】 (1)当杆竖直固定放置时，μF ＝mg 解得F ＝2 N.(2)当θ＝37°时，小球受力情况如图所示． 垂直杆方向上有F cos 37°＝mg sin 37°＋F N解得F N ＝1 N小球受摩擦力F f ＝μF N ＝0.5 N 小球沿杆运动的加速度为a ＝mg cos 37°＋F sin 37°－F f m＝15 m/s 2由v 2－v 20＝2aL 得，小球到达杆下端时速度为v ＝6 m/s球离开杆时的动能为E k ＝12mv 2＝1.8 J.【答案】 (1)2 N (2)1.8 J7．如图7所示，物块A 、木板B 的质量均为m ＝10 kg ，不计A 的大小，木板B 长为L ＝3 m ．开始时A 、B 均静止．现给A 一水平初速度让其从B 的最左端开始运动．已知A 与B 、B 与地面之间的动摩擦因数分别为μ1＝0.3和μ2＝0.1，g 取10 m/s 2.(1)若物块A 刚好没有从B 上滑下来，则A 的初速度为多大？图7(2)若把木板B 放在光滑水平面上，让A 仍以(1)问的初速度从B 的最左端开始运动，则A 能否与B 脱离？最终A 和B 的速度各是多大？【解析】 (1)物块A 在木块B 上向右匀减速运动，加速度大小为a 1＝μ1g ＝3 m/s 2木块B 向右匀加速运动，加速度大小为a 2＝μ1mg －μ2·2mg m＝1 m/s 2由题意，物块A 刚好没有从B 上滑下来，则A 滑到B 最右端时和B 速度相同，设为v ，则有时间关系：t ＝v 0－v a 1＝va 2位移关系：L ＝v 20－v22a 1－v 22a 2代入数据解得v 0＝2 6 m/s ，v ＝62m/s. (2)把木板B 放在光滑水平面上，A 在B 上向右匀减速运动的加速度大小仍为a 1＝μ1g ＝3 m/s 2B 向右匀加速运动的加速度大小为 a ′2＝μ1mg m＝3 m/s 2设A 、B 达到相同速度v ′时A 没有脱离B ，由时间关系得v 0－v ′a 1＝v ′a ′2代入数据解得v ′＝ 6 m/sA 的位移x A ＝v 20－v ′22a 1＝3 mB 的位移x B ＝v ′22a ′2＝1 m由x A －x B ＝18 m ＜L 可知，A 没有与B 脱离，最终A 和B 的速度相等，大小均为16 m/s.【答案】 (1)2 6 m/s (2)没有脱离 6 m/s6 m/s。
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1
计算题专练(二)
1.公交车已作为现代城市交通很重要的工具，它具有方便、节约、缓解城市交通压力等许多
作用.某日，一人在上班途中向一公交车站走去，发现一辆公交车正从身旁平直的公路驶过，
此时，他的速度是1 m/s，公交车的速度是15 m/s，他们距车站的距离为50 m.假设公交车在
行驶到距车站25 m处开始刹车，刚好到车站停下，停车时间10 s.而此人因年龄、体力等关
系最大速度只能达到6 m/s，最大起跑加速度只能达到2.5 m/s2.
(1)若公交车刹车过程视为匀减速运动，其加速度大小是多少？
(2)试计算分析，此人是应该上这班车，还是等下一班车.
答案 (1)4.5 m/s2 (2)应该上这班车
解析 (1)公交车的加速度为：a1＝0－v 212x1＝0－22550 m/s2＝－4.5 m/s2，所以其加速度大小为
4.5 m/s2
(2)公交车从开始相遇到开始刹车用时为：t1＝x－x1v1＝50－2515 s＝53 s，公交车刹车过程中用
时为：t2＝0－v1a1＝－15－4.5 s＝103 s，此人以最大加速度达到最大速度用时为：t3＝v3－v2a2＝6－12.5
s＝2 s，此人加速过程中位移为：x2＝v2＋v32t3＝1＋62×2 m＝7 m，以最大速度跑到车站用时
为：t4＝x－x2v3＝436 s，显然，t3＋t4＜t1＋t2＋10，可以在公交车还停在车站时安全上车.
2.如图1所示，以MN为下边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，
MN上方有一单匝矩形导线框abcd，其质量为m，电阻为R，ab边长为l1，bc边长为l2，cd
边离MN的高度为h.现将线框由静止释放，线框下落过程中ab边始终保持水平，且ab边离
开磁场前已做匀速直线运动，求线框从静止释放到完全离开磁场的过程中，
图1
(1)ab边离开磁场时的速度v；
(2)通过导线横截面的电荷量q；
(3)导线框中产生的热量Q.
答案 (1)mgRB2l 21 (2)Bl1l2R (3)mg(h＋l2)－m3g2R22B4l 41
解析 (1)线框匀速运动时，E＝Bl
1
v ①
2
I＝ER ②
F＝BIl1 ③
mg＝F ④
由①②③④联立：v＝mgRB2l 21
(2)导线框穿过磁场的过程中，q＝It ⑤
I＝ER ⑥
E＝ΔΦΔt＝Bl1l2t ⑦
由⑤⑥⑦联立：q＝Bl1l2R
(3)导线框穿过磁场的过程中，利用能量守恒定律，
mg(h＋l2)＝12mv2＋Q
代入(1)中的速度，解得：
Q＝mg(h＋l2)－m3g2R22B4l 41
3.如图2所示，现代物理经常用磁场来研究同位素粒子，在xOy坐标系内有垂直于平面向里
的匀强磁场，磁感应强度为B.现有电荷量均为＋q的a、b两粒子从坐标原点O以相同速率
v同时射入磁场，a沿x轴正方向，b沿y轴正方向，a粒子质量为m，b粒子质量为2m，
不计粒子重力以及粒子间相互作用，求：
图2
(1)当a粒子第1次刚到达y轴时，b粒子到达的位置坐标；
(2)a、b粒子是否会再次相遇？如能，请通过推导求出何时相遇；如不能，请简要说明理由；
(3)设两粒子在y轴上投影的距离为Δy，则Δy何时有最大值并求出Δy的最大值.
答案 (1)(－2mvqB，2mvqB ) (2)、(3)见解析
解析 (1)由qvB＝mv2r可知：a粒子半径r1＝mvqB，
周期T1＝2πmqB
3
b粒子半径r2＝2mvqB＝2r1
周期T2＝2π·2mqB＝2T1
a粒子第1次刚到达y轴历时Δt＝T12＝T24
所以此时b粒子运动14周，位置坐标为(－2mvqB，2mvqB)
(2)由图可知：a、b可能在O、P点再次相遇
因为T2＝2T1，所以a、b粒子经过t＝T2＝4πmqB在O点再次相遇，该过程粒子不可能在P点
相遇
所以a、b粒子在t＝4kπmqB(k＝1、2、3……)时刻相遇
(3)由第(1)问分析可知，当a粒子第二次到达其圆轨迹最高点时(即a粒子运动了32T1)，b粒
子恰好在其圆轨迹的最低点，此时两粒子在y轴上投影的距离Δy最大.
考虑圆周运动的周期性，此后a粒子每运动两周，b粒子运动一周，两粒子在y轴上投影的
距离Δy再次最大.
所以t＝32T1＋n·2T1＝4n＋3πmBq时Δy最大
Δy
max＝4r1
＝4mvBq.