物理压轴题及答案

精品文档 1欢迎下载 高中物理题答案及解析高中物理题答案及解析 1 考点 D8 法拉第电磁感应定律 BH 焦耳定律 菁优网版权所有 专题 53C 电磁感应与电路结合 分析 1 根据法拉第电磁感应定律 即可求解感应电动势 2 由功率表达式 结合闭合电路欧姆定律 即可 3 对线框受力分析 并结合平衡条件 及焦耳定律 从而求得 解答 解 1 由法拉第电磁感应定律有 E n 得 E n 2 5V 2 小灯泡正常发光 有 P I2R 由闭合电路欧姆定律有 E I R0 R 即有 R 代入数据解得 R 1 25 3 对线框 bc 边处于磁场中的部分受力分析如图 当线框恰好要运动时 磁 场的磁感应强度大小为 B 由力的平衡条件有 mgsin F安 f F安 mgcos F安 nB I 2r 由上解得线框刚要运动时 磁场的磁感应强度大小为 B 0 4T 线框在斜面上可保持静止的时间为 t s 小灯泡产生的热量为 Q Pt 1 25 3 2J 答 1 线框不动时 回路中的感应电动势 2 5V 2 小灯泡正常发光时的电阻 1 25 3 线框保持不动的时间内 小灯泡产生的热量 3 2J 精品文档 2欢迎下载 点评 考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的内容 掌握平衡条件 的应用 及焦耳定律的公式 注意安培力大小计算 2 考点 CO 霍尔效应及其应用 菁优网版权所有 专题 11 计算题 32 定量思想 43 推理法 536 带电粒子在磁场 中的运动专题 分析 1 根据左手定则 即可求解 2 根据电场力等于洛伦兹力 结合电阻定律 即可求解 3 根据闭合电路欧姆定律 与焦耳定律 即可求解 解答 解 1 由左手定则得 N 板的电势较高 2 当海水中流动的带电离子进入磁场后 将在两板之间形成电势差 当带电 离子所受到的电场力 F 与洛伦兹力 f 相平衡时达到稳定状态 有 q qvB 代入有关数据得电动势为 E 25V 3 内阻为 r 代入数据得 r 0 025 电路中的电流为 I A 40A 答 1 达到稳定状态时 金属 N 板的电势较高 2 该磁流体发电机产生的电动势 E 为 25V 3 若用此发电机给一电阻为 0 6 的航标灯供电 则流过航标灯的电流大小 为 40A 点评 考查左手定则 电阻定律 闭合电路欧姆定律与焦耳定律的应用 注 意左手定则与右手定则的区别 分清电阻的长度与宽度 3 考点 99 理想气体的状态方程 4A 向心力 菁优网版权所有 专题 11 计算题 32 定量思想 4C 方程法 54B 理想气体状态方 程专题 分析 1 对封闭气体研究知道气体压强 从而对活塞受力分析 根据合力 充当向心力列式计算玻璃管转动的角速度 精品文档 3欢迎下载 2 根据功能关系和热力学第一定律求解玻璃管对活塞做的功 解答 解 对封闭气体 初状态 P1 P0 V1 l1S 匀速旋转时 对活塞 V2 l2S 根据玻意耳定律得到 P1 V1 P2 V2 解得 设玻璃管对活塞做功为 W1 封闭气体对活塞做功 W2 大气对活塞做功为 W3 根据功能关系得到 其中 W3 P0S l2 l1 v l2 W2 Q 解得 答 玻璃管转动的角速度 为 若整个过程中气体从外界吸收的热量为 Q 玻璃管对活塞做的功为 P0S l2 l1 Q 点评 此题是热学和力学中功能关系的综合应用 注意选择研究对象 抓住 能量守恒要点 难度偏大 易错 平时要多练习 4 考点 99 理想气体的状态方程 菁优网版权所有 专题 11 计算题 32 定量思想 4C 方程法 54 热学 光学和原 子物理学 54B 理想气体状态方程专题 分析 1 以封闭气体为研究对象 由理想气体状态方程求出 T2 2 旋转 180 后 设粗管的水银长为 xcm 根据几何关系知气体体积和压强 从而根据玻意耳定律列式求解 无解则说明水银有漏出 再设粗管中剩余水银 长为 lcm 再一次利用玻意耳定律求解 解答 解 1 以封闭气体为研究对象 设水平管的横截面积为 S 精品文档 4欢迎下载 P1 75cmHg V1 80Scm3 T1 300K p2 80cmHg V2 90Scm2 T2 由理想气体状态方程知 代入数据解得 T2 360K 2 旋转 180 后 设粗管的水银长为 xcm 则细管中水银长为 10 2x cm 则 p3 75 x cmHg V3 90 10 2x Scm3 由玻意耳定律知 p2V2 p3V3 代入数据无解 知水银溢出 设粗管中剩余水银长为 lcm 则 p 3 75 l cmHg V3 90 2 8 l Scm3 由玻意耳定律知 p2V2 p 3V 3 解得 l 3cm 所以气压 p 3 75 l cmHg 62cmHg 答 i 现对气体缓慢加热 当温度上升到 360K 时 水平管中恰好无水银柱 ii 保持 i 中的温度不变 将玻璃管以水平管为轴缓慢旋转 180 使其 开口向下 稳定后封闭部分气体压强为 72cmHg 点评 此题第一问较为简单 理想气体状态方程的直接应用 第二问需要假 设水银无漏出求解 如果无解 再设漏出时的液柱的长度 根据玻意耳定律求 解 难度稍大一些 5 考点 IE 爱因斯坦光电效应方程 菁优网版权所有 专题 12 应用题 22 学科综合题 31 定性思想 4C 方程法 54I 光电效应专题 分析 1 根据光电效应方程即可求出金属材料的逸出功 W 2 光电子被电场加速 由动能定理即可求出电子到达第 2 倍增极的电子的最 大动能 3 根据左手定则判断出磁场的方向 根据几何关系求出轨迹的半径 然 后由半径公式求出磁场的大小 所有电子周期均相同 圆心角最大的粒子时间越长 由此结合周期公式即 精品文档 5欢迎下载 可求出 解答 解 1 根据光电效应方程 所以金属材料的逸出功 W hv 2 电子在电场中加速的过程中电场力做功 由动能定理可得到达第 2 倍增极 的电子的最大动能 3 I 由图 从第 1 倍增极射出的电子向上运动 由左手定则可知 磁场方 向垂直纸面向内 当第 1 倍增极某位置出射的电子到达第 2 倍增极相应位置时该粒子全部被下一 倍增极收集到 如图 根据几何关系有 得 r 2a 电子在磁场中做匀速圆周运动的过程中的半径 r 联立得 B II 关闭光源后仍有光电子到达第 2 倍增极上表面的时间即所有光电子中到 达第 2 倍增极的最长时间 所有电子周期均相同 圆心角最大的粒子时间越长 若电子从第一倍增极 M 点 出发到达第二倍增极 N 点 则 MN 为圆周上的一条弦 若圆心角 越大 则要 求 R 越大 即当粒子和第二倍增极相切时圆心角最大 又图中 当 R 越大 越大 圆心角 越大 故在所有轨迹和第二 精品文档 6欢迎下载 倍增极相切的电子中 半径越大圆心角越大 综上当粒子以最大速率从第一倍增极最右端出射 刚好与第二倍增极相切时 圆心角最大 如图所示 此时 即 37 所以 t 又 T 联立得 t 答 1 试求制作第 1 倍增极的金属材料的逸出功是 hv 2 为使更多光电子达到第 2 倍增极 可在接线柱 AB 间接入一个电动势为 E 的电源 则到达第 2 倍增极的电子的最大动能是 3 若仅在纸面内加上垂直纸面的匀强磁场时 发现速度为vm垂直第 1 倍增 极出射的电子恰能全部到达第 2 倍增极上表面 忽略电场力的作用 试求 I 磁感强度 B 的大小是 方向垂直于纸面向里 II 关闭光源后时间仍有光电子到达第 2 倍增极上表面 精品文档 7欢迎下载 点评 该题以光电效应方程的应用为模型可得多个知识点的应用 解答的难 点是第三问 正确结合几何关系找出粒子运动的半径与恰当的轨迹是关键 6 考点 J4 氢原子的能级公式和跃迁 菁优网版权所有 专题 11 计算题 32 定量思想 43 推理法 54N 原子的能级结构 专题 分析 1 根据库仑力提供向心力 结合圆周运动周期的公式 再由电流表 达式 即可求解 2 根据牛顿第二定律 结合动能与电势能表达式 从而确定各轨道的能级 最后由能量守恒定律 即可求解 解答 解 1 设电子绕氢原子核在第 1 轨道上做圆周运动的周期为 T1 形 成的等效电流大小为 I1 根据牛顿第二定律有 k m Ek mv2 2 设电子在第 1 轨道上运动的氢原子的能量为 E1 k k k 同理 电子在第 n 轨道运动时氢原子的能量为 En k 电子从第 2 轨道跃迁到第 1 轨道释放的能量为 E E2 E1 电子在第 3 轨道时氢原子的能量为 E3 k 设氢原子电离后具有的动能为 Ek 根据能量守恒有 Ek E3 E k 精品文档 8欢迎下载 答 1 试计算电子绕氢原子核在第 1 轨道上做匀速圆周运动时的动能为 2 电子在第 n 轨道运动时氢原子的能量 En的表达式为 En k 用 n e r1和 k 表示 氢原子乙电离出的电子的动能为k 点评 考查库仑定律 掌握牛顿第二定律的应用 注意原子核的电量与电子 电量相等 同时各轨道的能量是解题的关键 还要掌握能量守恒定律的内容 7 考点 JA 原子核衰变及半衰期 衰变速度 菁优网版权所有 专题 11 计算题 32 定量思想 43 推理法 54O 衰变和半衰期专 题 分析 1 根据电荷数守恒 质量数守恒写出核反应方程 2 根据动量守恒定律得出衰变后两粒子的动量大小关系 结合半径公式求出 两粒子的半径之比 3 根据两粒子的动量关系得出动能的大小关系 抓住释放的能量等于动能之 和 结合爱因斯坦质能方程求出衰变过程中的质量亏损 解答 解 1 根据电荷数守恒 质量数守恒知 核反应方程为 2 由动量守恒定律可知 新核与粒子动量相等 P1 P2 洛伦兹力提供向心力 解得 r 可知 代入数据解得 精品文档 9欢迎下载 3 由动能与动量关系有 解得 Rn 核获得的动能为 核反应中释放的核能为 E Ek Ek 由质能方程有 E mc2 解得 答 1 核反应方程为 2 Rn 核与粒子做圆周运动半径之比为 1 43 3 衰变过程中的质量亏损为 点评 放射性元素放射后 两带电粒子的动量是守恒 正好轨迹的半径公式 中也有动量的大小 所以可以研究半径与电荷数的关系 以及知道动量和动能 的关系 掌握爱因斯坦质能方程 并能灵活运用 8 考点 CO 霍尔效应及其应用 A6 电场强度 菁优网版权所有 专题 11 计算题 31 定性思想 43 推理法 53C 电磁感应与电路 结合 分析 依据电场强度公式 E 即可求解 根据电场力与洛伦兹力平衡 结合流量公式 即可求解 依据电阻定律 及欧姆定律 即可求解 解答 解 1 依据电场强度公式 E 而 d b 解得 E 方向垂直纸面向外 由后侧面指向前侧面 2 根据电场力与洛伦兹力平衡 则有 qE qvB 而污水的流量 Q VS 精品文档 10欢迎下载 解得 Q 3 根据电阻定律 r 且 U1 答 1 该装置内电场的场强的大小和方向垂直纸面向外 2 污水的流量 Q 单位时间内排出的污水体积 是 3 若从两个电极引出两条导线 导线间接一阻值为 R 的电阻时理想电压表的 示数为 点评 考查电场强度公式 及电阻定律的内容 知道最终稳定时 电荷受洛 伦兹力和电场力平衡 注意电场强度的方向判定 9 考点 GB 传感器在生产 生活中的应用 BB 闭合电路的欧姆定律 菁优网版权所有 专题 12 应用题 22 学科综合题 31 定性思想 4C 方程法 535 恒定电流专题 分析 1 托盘上未放物体时 与 P1相连的金属细杆受向下的托盘的重力与 弹簧弹力的作用处于平衡状态 由 F kx 及平衡条件可以求出 P1距 A 端的距离 2 托盘上放有质量为 m 的物体时 与 P1相连的金属细杆受向下的托盘的重 力和物体的重力与弹簧弹力的作用处于平衡状态 由 F kx 及平衡条件可以求出 P1距 A 端的距离 3 经校准零点后 U 是指 P1 P2之间电阻的电压 在托盘上放有质量为 m 的 物体时 P1 P2之间的电阻是由物体重力和弹簧弹力作用产生 根据 F kx 及平 衡条件求出两者的距离 根据题意得出两者的电阻 利用欧姆定律求出电路中 的电流和电压表的示数 解答 解 1 由力的平衡知识 m0g kx1 精品文档 11欢迎下载 解得 2 受力分析如图所示 kx2 m0g mg 得 3 由电学公式 E IR U IRx 据题意有 x x2 x1 由 式得 由 式得 答 1 托盘上未放物体时 在托盘自身重力的作用下 P1离 A 的距离 x1为 2 托盘上放有质量为 m 的物体时 P1离 A 的距离 x2 3 在托盘上未放物体时通常先校准零点 其方法是 调节 P2 使 P2 离 A 的 距离也为 x1 从而使 P1 P2 间电压为零 校准零点后 将物体 m 放在托盘上 则物体质量 m 与 P1 P2间的电压的函数关系式为 点评 本题考查了某种电子秤的原理 涉及到受力分析 平衡条件的和欧姆 定律的应用 看懂电路图是关键 10 考点 GB 传感器在生产 生活中的应用 菁优网版权所有 精品文档 12欢迎下载 专题 12 应用题 22 学科综合题 31 定性思想 4C 方程法 535 恒定电流专题 分析 由图可知电容器的构造 再由平行板电容器的决定式以及电量与电流 的关系公式进行分析即可 解答 解 由图可知 液体与瓶的外壁涂的导电涂层构成了电容器 由图可 知 两板间距离不变 液面高度变化时只有正对面积发生变化 则由 C 可知 当液面升高时 正对面积 S