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1、第PAGE84页(共NUMPAGES84页)2017年全国统一高考物理试卷(新课标)一、选择题:本大题共8小题,每小题6分在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项是符合题目要求,第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分,选对但不全的得3分有选错的得0分1(6分)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环,小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力()A一直不做功B一直做正功C始终指向大圆环圆心D始终背离大圆环圆心2(6分)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变方程为+,下列说法正确的是()A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰
2、变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量3(6分)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()A2BCD4(6分)如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时,对应的轨道半径为(重力加速度为g)()ABCD5(6分)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场
3、,P为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场,若粒子射入的速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上,不计重力及带电粒子之间的相互作用,则v2:v1为()A:2B:1C:1D3:6(6分)如图所示,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M,N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()A从P到M所用的时间等于B从Q到N阶段,机械能逐渐变大C从P到Q阶段,速率逐渐变小D从M到N阶段,万有引力对
4、它先做负功后做正功7(6分)两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正)。下列说法正确的是()A磁感应强度的大小为0.5 TB导线框运动速度的大小为0.5m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在t=0.4s至t=0.6s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1N8(6分)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆
5、包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将()A左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉三、非选择题:共174分第2232题为必考题,每个试题考生都必须作答第3338题为选考题,考生根据要求作答(一)必考题(共129分)9(6分)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间的关系使用的器材
6、有:斜面、滑块、长度不同的挡光片、光电计时器 图(a) 图(b) 图(c)实验步骤如下:如图(a),将光电门固定在斜面下端附近:将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间t;用s表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示),表示滑块在挡光片遮住光线的t时间内的平均速度大小,求出;将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤、;多次重复步骤利用实验中得到的数据作出t图,如图(c)所示完成下列填空:(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA
7、表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则与vA、a和t的关系式为= (2)由图(c)可求得,vA= cm/s,a= cm/s2(结果保留3位有效数字)10(9分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100A,内阻大约为2500)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值为20,另一个阻值为2000);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。(2)完成下列填空:R1的阻值为 (填“20”或“2000”)为了保护微安表,开始时将R1
8、的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的 端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2500.0,接通S1将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势 (填“相等”或“不相等”)将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待微安表的内阻为 (结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: 。11(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s0和
9、s1(s1s0)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,教练员将冰球以速度v0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v1重力加速度为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12(20分)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和q(q0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行
10、于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)A点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小。三、选考题:请考生从给出的物理题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分。物理-选修3-3(15分)13(5分)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气
11、体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是()A气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中,气体对外界做功D气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变14(10分)一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g。(i)求该热气球所受浮力的大小;(ii)求该热气球内空气所受的重力;(iii)设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量。物理-选修3-4(15分)15在双缝干涉实
12、验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是()A改用红色激光B改用蓝色激光C减小双缝间距D将屏幕向远离双缝的位置移动E将光源向远离双缝的位置移动16一直桶状容器的高为2l,底面是边长为l的正方形;容器内装满某种透明液体,过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示容器右侧内壁涂有反光材料,其他内壁涂有吸光材料在剖面的左下角处有一点光源,已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直,求该液体的折射率2017年全国统一高考物理试卷(新课标)参考答案与试题解析一、选择题:本大题共8小题,每小题6分在每小题给出的四个选项中,第1
13、5题只有一项是符合题目要求,第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分,选对但不全的得3分有选错的得0分1(6分)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环,小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力()A一直不做功B一直做正功C始终指向大圆环圆心D始终背离大圆环圆心【考点】62:功的计算菁优网版权所有【专题】31:定性思想;43:推理法;52B:功的计算专题【分析】小环在运动过程中,大环是固定在桌面上的,大环没有动,大环对小环的作用力垂直于小环的运动方向,根据功的定义分析做功情况【解答】解:AB、大圆环是光滑的,则小环和大环之间
14、没有摩擦力;大环对小环的支持力总是垂直于小环的速度方向,所以大环对小环没有做功,故A正确,B错误;CD、小环在刚刚开始运动时,在大环的接近顶部运动时,大环对小环的支持力背离大环圆心,小环运动到大环的下半部分时,支持力指向大环的圆心,故CD错误。故选:A。【点评】本题考查了功的两要素:第一是有力作用在物体上;第二是物体在力的作用下产生位移2(6分)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变方程为+,下列说法正确的是()A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量【考点】JA:原子
15、核衰变及半衰期、衰变速度菁优网版权所有【专题】31:定性思想;45:归纳法;54O:衰变和半衰期专题【分析】根据动量守恒定律,抓住系统总动量为零得出两粒子的动量大小,结合动能和动量的关系得出动能的大小关系半衰期是原子核有半数发生衰变的时间,结合衰变的过程中有质量亏损分析衰变前后质量的大小关系【解答】解:AB、一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,根据系统动量守恒知,衰变后钍核和粒子动量之和为零,可知衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小,根据知,由于钍核和粒子质量不同,则动能不同,故A错误,B正确。C、半衰期是原子核有半数发生衰变的时间,故C错误。D、衰变的过程中有质量亏损,即衰变后粒子与钍核的
16、质量之和小于衰变前铀核的质量,故D错误。故选:B。【点评】本题考查了原子核的衰变,知道半衰期的定义,注意衰变过程中动量守恒,总动量为零,以及知道动量和动能的大小关系3(6分)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()A2BCD【考点】2G:力的合成与分解的运用;3C:共点力的平衡菁优网版权所有【专题】527:共点力作用下物体平衡专题【分析】拉力水平时,二力平衡;拉力倾斜时,物体匀速运动,依然是平衡状态,根据共点力的平衡条件解题。【解答】解:当拉力水平时,物体匀速运动,则拉力等于摩
17、擦力,即:F=mg;当拉力倾斜时,物体受力分析如图,有:f=FNFN=mgFsin可知摩擦力为:f=(mgFsin)f=F代入数据为:mg=(mgF)联立可得:=故选:C。【点评】本题考查了共点力的平衡,解决本题的关键是把拉力进行分解,然后列平衡方程。4(6分)如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时,对应的轨道半径为(重力加速度为g)()ABCD【考点】43:平抛运动;4A:向心力;6C:机械能守恒定律菁优网版权所有【专题】32:定量思想;43:推理法;52E
18、:机械能守恒定律应用专题【分析】根据动能定理得出物块到达最高点的速度,结合高度求出平抛运动的时间,从而得出水平位移的表达式,结合表达式,运用二次函数求极值的方法得出距离最大时对应的轨道半径。【解答】解:设半圆的半径为R,根据动能定理得:,离开最高点做平抛运动,有:2R=,x=vt,联立解得:x=可知当R=时,水平位移最大,故B正确,ACD错误。故选:B。【点评】本题考查了动能定理与圆周运动和平抛运动的综合运用,得出水平位移的表达式是解决本题的关键,本题对数学能力的要求较高,需加强这方面的训练。5(6分)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒
19、子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场,若粒子射入的速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上,不计重力及带电粒子之间的相互作用,则v2:v1为()A:2B:1C:1D3:【考点】CI:带电粒子在匀强磁场中的运动菁优网版权所有【专题】31:定性思想;43:推理法;536:带电粒子在磁场中的运动专题【分析】根据题意画出带电粒子的运动轨迹,找出临界条件角度关系,利用圆周运动由洛仑兹力充当向心力,分别表示出圆周运动的半径,再由洛伦兹力充当向心力即可求得速度之比。【解答】解:设圆形区域磁场的半径为r,当速度大小为v1时
20、,从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为M(图甲)时,由题意知POM=60,由几何关系得轨迹圆半径为R1=;从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为N(图乙);由题意知PON=120,由几何关系得轨迹圆的半径为R2=r;根据洛伦兹力充当向心力可知:Bqv=m解得:v=故速度与半径成正比,因此v2:v1=R2:R1=:1故C正确,ABD错误。故选:C。【点评】本题考查带电粒子在磁场中的圆周运动的临界问题。根据题意画出轨迹、定出轨迹半径是关键,注意最远点时PM的连线应是轨迹圆的直径。6(6分)如图所示,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M,N为轨道短轴的两个端点
21、,运行的周期为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()A从P到M所用的时间等于B从Q到N阶段,机械能逐渐变大C从P到Q阶段,速率逐渐变小D从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功【考点】4F:万有引力定律及其应用菁优网版权所有【专题】31:定性思想;43:推理法;528:万有引力定律的应用专题【分析】根据海王星在PM段和MQ段的速率大小比较两段过程中的运动时间,从而得出P到M所用时间与周期的关系;抓住海王星只有万有引力做功,得出机械能守恒;根据万有引力做功确定速率的变化。【解答】解:A、海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小,则PM段的时间小
22、于MQ段的时间,所以P到M所用的时间小于,故A错误。B、从Q到N的过程中,由于只有万有引力做功,机械能守恒,故B错误。C、从P到Q阶段,万有引力做负功,速率减小,故C正确。D、根据万有引力方向与速度方向的关系知,从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功,故D正确。故选:CD。【点评】解决本题的关键知道近日点的速度比较大,远日点的速度比较小,从P到Q和Q到P的运动是对称的,但是P到M和M到Q不是对称的。7(6分)两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示。已知导线框一直向右做匀
23、速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正)。下列说法正确的是()A磁感应强度的大小为0.5 TB导线框运动速度的大小为0.5m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在t=0.4s至t=0.6s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1N【考点】D9:导体切割磁感线时的感应电动势;DD:电磁感应中的能量转化菁优网版权所有【专题】32:定量思想;43:推理法;53C:电磁感应与电路结合【分析】根据线框匀速运动的位移和时间求出速度,结合E=BLv求出磁感应强度,根据感应电流的方向,结合楞次定律得出磁场的方向。根据
24、安培力公式得出导线框所受的安培力。【解答】解:AB、由图象可以看出,0.20.4s没有感应电动势,所以从开始到ab进入用时0.2s,导线框匀速运动的速度为:v=,根据E=BLv知磁感应强度为:B=,故A错误,B正确。C、由b图可知,线框进磁场时,感应电流的方向为顺时针,根据楞次定律得,磁感应强度的方向垂直纸面向外,故C正确。D、在0.40.6s内,导线框所受的安培力F=BIL=N=0.04N,故D错误。故选:BC。【点评】本题考查了导线切割磁感线运动,掌握切割产生的感应电动势公式以及楞次定律,本题能够从图象中获取感应电动势的大小、方向、运动时间等。8(6分)某同学自制的简易电动机示意图如图所示
25、。矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将()A左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉【考点】D8:法拉第电磁感应定律;D9:导体切割磁感线时的感应电动势菁优网版权所有【专题】12:应用题;21:信息给予题;31:定性思想;43:推理法;53C:电磁感应与电路结合【分析】线圈中有通电电流时
26、,安培力做功,根据左手定则判断安培力做功情况,由此确定能否连续转动。【解答】解:AD、当左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉或左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,通电后根据左手定则可知下边受到的安培力方向向右,线圈开始转动,在前半周转动过程中,线圈中有电流,安培力做正功,后半周电路中没有电流,安培力不做功,由于惯性线圈能够连续转动,故A、D正确;B、线圈中电流始终存在,安培力先做正功后做负功,但同时重力做负功,因此在转过一半前线圈的速度即减为0,线圈只能摆动,故B错误;C、左右转轴不能同时接通电源,始终无法形成闭合回路,电路中无电流,不会转动,故C错误。故选:AD。【点评】电动机是利
27、用通电导体在磁场中受力的原理,在转动过程中,分析线圈中电流方向和安培力做功情况是解答本题的关键。三、非选择题:共174分第2232题为必考题,每个试题考生都必须作答第3338题为选考题,考生根据要求作答(一)必考题(共129分)9(6分)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间的关系使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的挡光片、光电计时器实验步骤如下:如图(a),将光电门固定在斜面下端附近:将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间t;用s表示挡光片沿运动方向
28、的长度(如图(b)所示),表示滑块在挡光片遮住光线的t时间内的平均速度大小,求出;将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤、;多次重复步骤利用实验中得到的数据作出t图,如图(c)所示完成下列填空:(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则与vA、a和t的关系式为=(2)由图(c)可求得,vA=52.2cm/s,a=16.3cm/s2(结果保留3位有效数字)【考点】M5:测定匀变速直线运动的加速度菁优网版权所有【专题】13:实验题;23:实验探究题;32:定量思想;43:推理法;511:直线运动规律
29、专题【分析】(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出挡光片通过光电门过程中中间时刻的瞬时速度,结合时间公式求出与vA、a和t的关系式(2)结合与vA、a和t的关系式,通过图线的斜率和截距求出vA和加速度的大小【解答】解:(1)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则等于挡光片通过光电门过程中中间时刻的瞬时速度,根据速度时间公式得:(2)由知,纵轴截距等于vA,图线的斜率k=,由图可知:vA=52.2cm/s,a=2k=2cm/s2=16.3cm/s2故答案为:(1);(2)52.2,16.3【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,对于图线
30、问题,一般解题思路是得出物理量之间的关系式,结合图线的斜率和截距进行求解10(9分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100A,内阻大约为2500)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值为20,另一个阻值为2000);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。(2)完成下列填空:R1的阻值为20(填“20”或“2000”)为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的左端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的
31、滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2500.0,接通S1将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势相等(填“相等”或“不相等”)将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待微安表的内阻为2550(结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。【考点】N6:伏安法测电阻菁优网版权所有【专题】13:实验题;31:定性思想;46:实验分析法;535:恒定电
32、流专题【分析】(1)根据电路原理图在实物图上连线;(2)根据实验方法确定R1选择阻值较小或较大的滑动变阻器;为了保护微安表,分析滑片C开始应处的位置;接通S2前后,微安表的示数保持不变,由此分析电势高低;根据比例方法确定Rx的值;(3)从减少误差的方法来提出建议【解答】解:(1)根据电路原理图在实物图上连线,如图所示:(2)R1选择20;这是因为滑动变阻器的分压式接法要求滑动变阻器的最大阻值远小于负载阻值,滑动变阻器的最大阻值越小,滑片滑动时,电压变化越均匀,越有利于实验的进行;故R1=20;为了保护微安表,通过微安表的电流应从零逐渐增大,当滑片C滑到滑动变阻器的最左端时,通过微安表的电流为零
33、所以开始时,滑片C应滑到滑动变阻器的最左端;接通S2前后,微安表的示数保持不变,则微安表两端的电压不变,又微安表右端电势在S2接通前后保持不变,所以说明S2接通前B与D所在位置的电势相等;设微安表内阻为Rx,根据题意有,解得Rx=2550;(3)为了提高精度,可以调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程原因是,在微安表的读数接近满量程的情况下,为了使B、D两点电势相等而调节滑动变阻器R2时,R2滑片的微小偏差将导致微安表指针产生较大偏摆,有利于更精确的调节R2;反之,在微安表指针偏摆较小的情况下,R2滑片的微小偏差很难从微安表上显示出来故答案为:(1)图见解析;(2)20;左;相等;2550
34、;(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程【点评】对于实验题,要弄清楚实验目的、实验原理以及数据处理、误差分析等问题,一般的实验设计、实验方法都是根据教材上给出的实验方法进行拓展,延伸,所以一定要熟练掌握教材中的重要实验对于实验仪器的选取一般要求满足安全性原则、准确性原则和操作方便原则11(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s0和s1(s1s0)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,教练员将冰球以速度v0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
35、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v1重力加速度为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【考点】2G:力的合成与分解的运用;37:牛顿第二定律菁优网版权所有【专题】11:计算题;22:学科综合题;32:定量思想;43:推理法;522:牛顿运动定律综合专题【分析】(1)根据速度位移公式求出冰球的加速度,结合牛顿第二定律求出动摩擦因数的大小(2)抓住两者运动时间相等得出运动员到达小旗处的最小速度,结合速度位移公式求出最小加速度【解答】解:(1)对冰球分析,根据速度位移公式得:,加速度为:a=,根据牛顿第二
36、定律得:a=g,解得冰球与冰面之间的动摩擦因数为:(2)根据两者运动时间相等,有:,解得运动员到达小旗处的最小速度为:v2=,则最小加速度为:=答:(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数为;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度为【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,难度不大12(20分)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和q(q0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速
37、度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)A点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小。【考点】AK:带电粒子在匀强电场中的运动菁优网版权所有【专题】11:计算题;32:定量思想;43:推理法;531:带电粒子在电场中的运动专题【分析】(1)抓住两球在电场中,水平方向上的加速度大小相等,一个做匀加速直线运动,一个做匀减速直线运动,在竖直方向上的运动时间相等得出水平方向时间相等,结合运动学公式求出M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)根据离开电场时动能的大
38、小关系,抓住M做直线运动,得出M离开电场时水平分速度和竖直分速度的关系,抓住M速度方向不变,结合进入电场时竖直分速度和水平分速度的关系,根据速度位移公式求出A点距电场上边界的高度;(3)结合带电小球M电场中做直线运动,结合速度方向得出电场力和重力的关系,从而求出电场强度的大小。【解答】解:(1)两带电小球的电量相同,可知M球在电场中水平方向上做匀加速直线运动,N球在水平方向上做匀减速直线运动,水平方向上的加速度大小相等,两球在竖直方向均受重力,竖直方向上做加速度为g的匀加速直线运动,由于竖直方向上的位移相等,则运动的时间相等,设水平方向的加速度大小为a,对M,有:,对N:v0=at,可得,解得
39、xM:xN=3:1。(2、3)设正电小球离开电场时的竖直分速度为vy,水平分速度为v1,两球离开电场时竖直分速度相等,因为M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍,则有:,解得,因为v1=v0+at=2v0,则=2v0,因为M做直线运动,设小球进电场时在竖直方向上的分速度为vy1,则有:,解得vy1=,在竖直方向上有:,解得A点距电场上边界的高度h=。因为M做直线运动,合力方向与速度方向在同一条直线上,有:=,则电场的电场强度E=。答:(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比为3:1(2)A点距电场上边界的高度为;(3)该电场的电场强度大小为。【点评】本题考查了
40、带电小球在复合场中的运动,理清两球在整个过程中的运动规律,将运动分解为水平方向和竖直方向,结合运动学公式灵活求解。三、选考题:请考生从给出的物理题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分。物理-选修3-3(15分)13(5分)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是()A气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中,气体对外界做功D气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E气体在被压缩的
41、过程中,气体分子的平均动能不变【考点】8F:热力学第一定律菁优网版权所有【专题】31:定性思想;43:推理法;54B:理想气体状态方程专题【分析】抽开隔板时,气体自发的扩散,不会对外做功;活塞对气体推压,则活塞对气体做功。【解答】解:AC、抽开隔板时,气体体积变大,但是右方是真空,又没有热传递,则根据U=Q+W可知,气体的内能不变,A正确,C错误;BD、气体被压缩的过程中,外界对气体做功,根据U=Q+W可知,气体内能增大,BD正确;E、气体被压缩时,外界做功,内能增大,气体分子平均动能是变化的,E错误。故选:ABD。【点评】本题考查了气体内能和理想气体的三个变化过程,掌握内能的方程和理想气体方
42、程才能使这样的题目变得容易。14(10分)一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g。(i)求该热气球所受浮力的大小;(ii)求该热气球内空气所受的重力;(iii)设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量。【考点】99:理想气体的状态方程菁优网版权所有【专题】32:定量思想;43:推理法;54B:理想气体状态方程专题【分析】(i)根据浮力的公式计算浮力的大小,此时的关键是计算外界的气体密度;(ii)根据G=Vg计算重力,关键是计算气球内部的空气密度;
43、(iii)根据平衡条件分析充气后能托起的最大质量。【解答】解:(i)设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0,密度为设温度为T的体积为VT,密度为(T)=由盖吕萨克定律得联立可得:(T)=气球受到的浮力为f=(Tb)gV联立可得:f=;(ii)根据(T)=可得(Ta)=,气球内空气的重力为G=(Ta)gV=gV;(iii)气球要漂浮在空气中,则气球总重力等于冷空气的浮力,假如还能托起的最大质量为m则F=m0g+G+mg所以m=m0答:(i)气球受到的浮力为:gV;(ii)气球内空气的重力为gV;(iii)能托起的最大质量为m0。【点评】本题考查了理想气体的特点和平衡问题。对于这种
44、问题,心理上不要惧怕,从一些重要的知识点入手,应用相应的公式即可求解。物理-选修3-4(15分)15在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是()A改用红色激光B改用蓝色激光C减小双缝间距D将屏幕向远离双缝的位置移动E将光源向远离双缝的位置移动【考点】O4:用双缝干涉测光的波长菁优网版权所有【专题】31:定性思想;43:推理法;54G:光的干涉专题【分析】根据双缝干涉条纹的间距公式,得出影响条纹间距的因素,从而分析判断【解答】解:根据双缝干涉条纹间距公式知,增大入射光的波长、减小双缝间距,以及增大屏幕与双缝的距离,
45、可以增大条纹的间距,由于红光的波长大于绿光的波长,可知换用红色激光可以增大条纹间距,故ACD正确,BE错误。故选:ACD。【点评】解决本题的关键知道双缝干涉条纹间距公式,以及知道各种色光的波长大小关系,基础题16一直桶状容器的高为2l,底面是边长为l的正方形;容器内装满某种透明液体,过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示容器右侧内壁涂有反光材料,其他内壁涂有吸光材料在剖面的左下角处有一点光源,已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直,求该液体的折射率【考点】H3:光的折射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;54D:光的折射专题
46、【分析】根据反射定律和折射定律,结合入射角与折射角、反射角的关系,作出光路图根据折射定律以及数学几何关系求出瓶内液体的折射率【解答】解:设从光源发出的光直接射到D点的光线的入射角为i1,折射角为1,在剖面内做光源相对于镜面的对称点C,连接CD,交镜面与E点,由光源射向E点的光线反射后由ED射向D点,设入射角为i2,折射角为2,如图;设液体的折射率为n,由折射定律:nsini1=sin1nsini2=sin2由题意:1+2=90联立得:由图中几何关系可得:;联立得:n=1.55答:该液体的折射率为1.55【点评】本题首先要正确作出光路图,深刻理解折射率的求法,运用几何知识求入射角与折射角的正弦是
47、解答的关键高中物理解题方法专题指导方法专题一:图像法一、方法简介 图像法是根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像,将物理量间的代数关系转变为几何关系,运用图像直观、形像、简明的特点,来分析解决物理问题,由此达到化难为易、化繁为简的目的 高中物理学习中涉及大量的图像问题,运用图像解题是一种重要的解题方法在运用图像解题的过程中,如果能分析有关图像所表达的物理意义,抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点,常常就可以方便、简明、快捷地解题 二、典型应用1把握图像斜率的物理意义 在v-t图像中斜率表示物体运动的加速度,在s-t图像中斜率表示物体运动的速度,在U-I图像中斜率表示
48、电学元件的电阻,不同的物理图像斜率的物理意义不同2抓住截距的隐含条件 图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方,常常是题目中的隐含条件例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中,根据得出的一组数据作出U-I图像,如图所示,由图像得出电池的电动势E=_ V,内电阻r=_ . 3挖掘交点的潜在含意 一般物理图像的交点都有潜在的物理含意,解题中往往又是一个重要的条件,需要我们多加关注如:两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”例2、A、B两汽车站相距60 km,从A站每隔10 min向B站开出一辆汽车,行驶速度为60 kmh(1)如果在A站第一辆汽车开出时,B站也有一辆汽车以同样大小的速度开
49、往A站,问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从A站开出的汽车?(2)如果B站汽车与A站另一辆汽车同时开出,要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多,那么B站汽车至少应在A站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出)?最多在途中能遇到几辆车?(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出,那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车?例3、 如图是额定电压为100伏的灯泡由实验得到的伏安特曲线,则此灯泡的额定功率为多大?若将规格是“100 v、100 W”的定值电阻与此灯泡串联接在100 v的电压上,设定值电阻的阻值不随温度而变化,则此灯泡消耗的实际功率为多大? 4明确面积的物理意义 利用图像的面
50、积所代表的物理意义解题,往往带有一定的综合性,常和斜率的物理意义结合起来,其中v一t图像中图线下的面积代表质点运动的位移是最基本也是运用得最多的例4、在光滑的水平面上有一静止的物体,现以水平恒力甲推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32 J则在整个过程中,恒力甲做功等于多少?恒力乙做功等于多少? 5寻找图中的临界条件物理问题常涉及到许多临界状态,其临界条件常反映在图中,寻找图中的临界条件,可以使物理情景变得清晰例5、从地面上以初速度2v0竖直上抛一物体A,相隔t时间后又以初速度v0从地面上竖直上
51、抛另一物体B,要使A、B能在空中相遇,则t应满足什么条件? 6把握图像的物理意义 例6、如图所示,一宽40 cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=20 cms通过磁场区域,在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行取它刚进入磁场的时刻t=0,在下列图线中,正确反映感应电流随时问变化规律的是( )三、针对训练( )1汽车甲沿着平直的公路以速度v0做匀速直线运动当它路过某处的同时,该处有一辆汽车乙开始做初速为零的匀加速运动去追赶甲车根据上述的已知条件 A可求出乙车追上甲车时乙车的速度 B可求出乙车追上甲车时乙车所走的
52、路程 C可求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间 D不能求出上述三者中任何一个( )2在有空气阻力的情况下,以初速v1竖直上抛一个物体,经过时间t1,到达最高点又经过时间t2,物体由最高点落回到抛出点,这时物体的速度为v2,则 Av2=v1, t2=t1 Bv2v1, t2t1 Cv2t1 Dv2v1, t2t1( )3、一颗速度较大的子弹,水平击穿原来静止在光滑的水平面上的木块,设木块对子弹的阻力恒定,则子弹入射速度增大时,下列说法正确的是A、木块获得的动能变大 B、木块获得的动能变小C、子弹穿过木块的时间变长 D、子弹穿过木块的时间不变4、一火车沿直线轨道从静止发出由A地驶向B地,并停止
53、在B地A、B两地相距s,火车做加速运动时,其加速度最大为a1,做减速运动时,其加速度的绝对值最大为a2,由此可以判断出该火车由A到B所需的最短时间为_.5、一质点沿x轴做直线运动,其中v随时间t的变化如图(a)所示,设t=0时,质点位于坐标原点O处试根据v-t图分别在(b)及图(c)中尽可能准确地画出: (1)表示质点运动的加速度a随时间t变化关系的a-t图; (2)表示质点运动的位移x随时间t变化关系的x-t图 6、物体从某一高度由静止开始滑下,第一次经光滑斜面滑至底端时间为t1,第二次经过光滑曲面ACD滑至底端时间为t2,如图所示,设两次通过的路程相等,试比较t1与t2的大小关系 7、两光
54、滑斜面高度相等,乙斜面的总长度和甲斜面的总长度相等,只是由两部分接成,如图所示将两个相同的小球从斜面的顶端同时释放,不计在接头处的能量损失,问哪个先滑到底端? 8、A、B两点相距s,将s平分为n等份今让一物体(可视为质点)从A点由静止开始向B做加速运动,物体通过第一等份时的加速度为a,以后每过一个等分点,加速度都增加a/n,试求该物体到达B点的速度 9、质量m=1 kg的物体A开始时静止在光滑水平地面上,在第1,3,5奇数秒内,给A施加同向的2 N的水平推力F,在2,4,6偶数秒内,不给施加力的作用,问经多少时间,A可完成s=100 m的位移 10、一只老鼠从老鼠洞沿直线爬出,已知爬出速度v的
55、大小与距洞口的距离s成反比,当老鼠到达洞口的距离s1=1m的A点时,速度大小为v1=20cm/s,当老鼠到达洞口的距离s2=2m的A点时,速度大小为v2为多少?老鼠从A点到达B点所用的时间t为多少?例题解析:例1.【解析】 电源的U-I图像是经常碰到的,由图线与纵轴的截距容易得出电动势E=1.5 V,图线与横轴的截距06 A是路端电压为080伏特时的电流,(学生在这里常犯的错误是把图线与横轴的截距06 A当作短路电流,而得出r=E/I短=2.5 的错误结论)故电源的内阻为:r=U/I=1.2.例2.【解析】 依题意在同一坐标系中作出分别从A、B站由不同时刻开出的汽车做匀速运动的s一t图像,如图
56、所示 从图中可一目了然地看出:(1)当B站汽车与A站第一辆汽车同时相向开出时,B站汽车的s一t图线CD与A站汽车的s-t图线有6个交点(不包括在t轴上的交点),这表明B站汽车在途中(不包括在站上)能遇到6辆从A站开出的汽车(2)要使B站汽车在途中遇到的车最多,它至少应在A站第一辆车开出50 min后出发,即应与A站第6辆车同时开出此时对应B站汽车的st图线MN与A站汽车的s一t图线共有11个交点(不包括t轴上的交点),所以B站汽车在途中(不包括在站上)最多能遇到1l辆从A站开出的车(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出,则B站汽车的s-t图线(如图中的直线PQ)与A站汽车的s-t图线最多可有1
57、2个交点,所以B站汽车在途中最多能遇到12辆车例3. 【解析】 由图线可知:当U=100 V, I=0.32 A, P=UI=1000.32=32 W;定值电阻的阻值R=100 由UL+UR=100 V,得:UL+100I=100 V, I=作该方程的图线(如图乙中直线),它跟原图线的交点的坐标为:I1=0.29 A,UL1=7l V;此交点就是灯泡的工作点,故灯泡消耗的实际功率:PL1=I1UL120W. 例4. 【解析】这是一道较好的力学综合题,涉及运动、力、功能关系的问题粗看物理情景并不复杂,但题意直接给的条件不多,只能深挖题中隐含的条件下图表达出了整个物理过程,可以从牛顿运动定律、运动
58、学、图像等多个角度解出,应用图像方法,简单、直观 作出速度一时间图像(如图a所示),位移为速度图线与时间轴所夹的面积,依题意,总位移为零,即0AE的面积与EBC面积相等,由几何知识可知ADC的面积与ADB面积相等,故0AB的面积与DCB面积相等(如图b所示)即:(v12t0)= v2t0解得:v2=2v1由题意知, mv22=32J,故 mv12=8J,根据动能定理有 W1= mv12=8J, W2= m(v22-v12)=24J例5.【解析】在同一坐标系中作两物体做竖直上抛运动的s-t图像,如图要A、B在空中相遇,必须使两者相对于抛出点的位移相等,即要求A、B图线必须相交,据此可从图中很快看
59、出:物体B最早抛出时的临界情形是物体B落地时恰好与A相遇;物体B最迟抛出时的临界情形是物体B抛出时恰好与A相遇故要使A、B能在空中相遇,t应满足的条件为:2v0/gtt27乙图中小球先到底端8.vB=913.64 s 10. 10 cm/s ; 7.5s方法二:等效法一方法介绍 等效法是科学研究中常用的思维方法之一,它是从事物的等同效果这一基本点出发的,它可以把复杂的物理现象、物理过程转化为较为简单的物理现象、物理过程来进行研究和处理,其目的是通过转换思维活动的作用对象来降低思维活动的难度,它也是物理学研究的一种重要方法 用等效法研究问题时,并非指事物的各个方面效果都相同,而是强调某一方面的效
60、果因此一定要明确不同事物在什么条件、什么范围、什么方面等效在中学物理中,我们通常可以把所遇到的等效分为:物理量等效、物理过程等效、物理模型等效等二典例分析 1物理量等效 在高中物理中,小到等效劲度系数、合力与分力、合速度与分速度、总电阻与分电阻等;大到等效势能、等效场、矢量的合成与分解等,都涉及到物理量的等效如果能将物理量等效观点应用到具体问题中去,可以使我们对物理问题的分析和解答变得更为简捷例l如图所示,ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点,而且把一质量m=100g、带
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