对应学生用书P48
波与
粒子 ?
?????
?光的粒子性???????光电效应???????现象：光现象转化为电现象
本质：电子吸收光子转化成光电子
结论?
???
?光具有粒子性——光子光具有波粒二象性光子说：光子能量E ＝hν光电效应方程hν＝W ＋1
2m v
2
应用：光电开关，光电成像，光电池等
康普顿效应?
???
?定义
理论解释
波与
粒子 ???
??????
光的波动性：光波是一种概率波
实物粒子的波粒二象性????
?
德布罗意波：p ＝h λ不确定性关系：Δx Δp ≥
h 4π
电子云“基本粒子”初步?????
相互作用分类：媒介子、轻子、强子
粒子的探测恒星的演化：“奇点”爆炸→原恒星→主序星→红巨星 或超新星→白矮星、中子星或黑洞
1.(1)产生条件：入射光频率等于或大于被照射金属的极限频率。
(2)入射光频率→决定每个光子能量E ＝hν→决定光电子逸出后最大初动能。 (3)入射光强度→决定每秒钟逸出的光电子数→决定光电流大小。
(4)爱因斯坦光电效应方程hν＝W ＋1
2m v 2，W
表示一个电子从金属表面逸出必须做的最
小功，若ν0表示金属的极限频率，则W ＝hν0。
2．光电效应问题分析
有关光电效应的问题主要有两个方面：一是关于光电效应现象的判断，二是运用光电效应方程进行简单的计算。解题的关键在于掌握光电效应规律，明确各概念之间的决定关系，准确把握它们的内在联系。
1．[多选]已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则( ) A ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0
C ．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大
D ．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 解析：选AB 由光电效应的实验规律可知A 正确。该金属的极限频率为ν0，则可知逸出功W ＝hν0，由光电效应方程
E km ＝hν－W ，将ν＝2ν0、W ＝hν0代入可知B 正确。逸出功由金属自身性质决定，与照射光的频率无关，因此C 错误。若ν增大一倍，光电子的最大初动能不增大一倍，D 错误。
光子的能量E ＝hν和动量p ＝
hν
c
是描述光的粒子性的重要物理量，波长λ和频率ν是描述光的波动性的典型物理量。普朗克常量h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁。
2．[多选]波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( ) A ．光电效应现象揭示了光的粒子性
B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等
解析：选AB 光电效应说明光的粒子性，所以A 正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B 正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C 错误；根据德布罗意波长公式λ＝h
p ，p 2＝2mE k ，又质子的质量大于电子的
质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D 错误。
(时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分)
1．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )
A ．波长
B ．频率
C ．能量
D ．动量
解析：选A 金属的逸出功W ＝hν0，根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 可知，从
金属钾表面飞出的光电子的最大初动能较金属钙的大，金属钙表面飞出的光电子最大初动能小，因λ＝hc
E ，所以从钙表面逸出的光电子具有较大的波长，选项A 正确。
2．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明( )
A ．光的本质是波
B ．光的本质是粒子
C ．光的能量在胶片上分布不均匀
D ．光到达胶片上不同位置的概率相同
解析：选C 用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，根据在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A 、B 错误；说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C 正确，D 错误。
3．某光子动量为p ，能量为E ，则光子的速度为( ) A.Eλh B ．pE C.E p
D.h 2Ep
解析：选C 由波速和频率的关系式v ＝λν，德布罗意波波长公式λ＝h
p ，以及光子的能量公式E ＝hν可得：v ＝λE h ＝h p ·E h ＝E
p
。
4．中子内有一个电荷量为＋23e 的上夸克和两个电荷量为－1
3e 的下夸克，一简单模型是
三个夸克都在半径为r 的同一圆周上。下面给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )
解析：选B 依据平行四边形定则和对称性，上夸克受到合力方向竖直向下，下夸克受到合力方向竖直向上，故选B 。
5．A、B两束不同频率的光波均能使某金属发生光电效应，如果产生光电流的最大值分别为I A、I B，且I A
A．照射光的波长λA>λB
B．照射光的光子能量E A C．单位时间内照射到金属板的光子数N A D．照射光的频率νA<νB 解析：选C产生光电效应时，单位时间内逸出的电子只与光的强度有关，即光电流的最大值只与照射到金属板的光子数有关。若光电流最大值I A 6．[多选]关于电子的运动，下列说法正确的是() A．对于一个运动的电子，同时测量其位置和动量，如果位置测量结果越精确，则动量测量结果也就越准确 B．经典理论所认为的电子的轨道其实是电子出现概率最大的地方组成的图形 C．电子在能量不确定范围小的能级停留时间长 D．“电子云”描述了电子在核周围出现的概率密度 解析：选BCD由不确定性关系ΔxΔp≥h 4π，不能同时确定电子的位置和动量，如果位 置测量结果越精确，则动量测量误差就越大，A错。经典理论所认为的电子的轨道并不实际存在，电子在原子内没有确定位置，用点的疏密表示电子出现的概率分布，称为电子云。“电子云”描述了电子在核周围出现的概率密度，B、D正确。由能量和时间的不确定性关系，电子在能量不确定范围小的能级停留时间长，C正确。 7．[多选]关于光的波粒二象性，下列说法正确的是() A．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性B．光在传播时往往表现出波动性，光跟物质相互作用时往往表现出粒子性 C．频率高的光波动性显著，频率低的光粒子性显著 D．光既有波动性又有粒子性，说明光既是波又是粒子 解析：选AB光在一定条件下波动性显著，在另一条件下的粒子性显著。大量光子产生的效果显示波动性，个别光子产生的效果则显示出粒子性，A、B正确。频率高的光波长短，粒子性明显，频率低的光波动性明显，C错。不能将光的波粒二象性理解成光既是波又是粒子，它既不同于宏观概念中的波，也不同于宏观概念的粒子，D错。 8．[多选](2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b。h为普朗克常量。下列说法正确的是() A．若νa>νb，则一定有U a B ．若νa >νb ，则一定有E k a >E k b C ．若U a D ．若νa >νb ，则一定有hνa － E k a >hνb －E k b 解析：选BC 设该金属的逸出功为W ，根据爱因斯坦光电效应方程有E k ＝hν－W ，同种金属的W 不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B 项正确；又E k ＝eU ，则最大初动能与遏止电压成正比，C 项正确；根据上述有eU ＝hν－W ，遏止电压U 随ν增大而增大，A 项错误；又有h ν－E k ＝W ，W 相同，则D 项错误。 二、非选择题(共4小题，共52分) 9．(12分)用不同频率的光照射某金属均产生光电效应，测量金属的遏止电压U c 与入射光频率ν，得到U c -ν图像，如图所示。由图像可得该金属的极限频率νc ＝________ Hz ，普朗克常量h ＝__________ J·s 。已知电子电荷量e ＝1.6×10－19 C 。(两空答案均要求保留两位 有效数字) 解析：对于电子在电场中减速运动的过程，由动能定理得eU c ＝E k 根据光电效应方程有E k ＝hν－W 又W ＝hνc ，联立以上几式得U c ＝h e (ν－νc ) 由U c -ν图像可知，图线与ν轴的交点对应的频率表示极限频率νc ，斜率表示h e 。 由题图读出相应数据，计算即可。 答案：5.0×1014 6.4×10 －34 10．(12分)已知功率为100 W 的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c ＝3×108 m/s ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s 。假定所发出的可见光的波长都是560 nm ，计算灯泡每秒内发出的光子数。 解析：波长为λ的光子能量为E ＝hc λ 设灯泡每秒内发出的光子数为n ，灯泡的电功率为P 。 则n ＝kP E ，式中k ＝5%是灯泡的发光效率， 联立解得n ＝kPλ hc ， 代入数据得n ≈1.4×1019 个。 答案：1.4×1019个 11．(14分)原子核的半径为10－15m，估算核内质子的动量不确定范围。如果电子被限制在核内，其动量不确定范围又是多少？ 解析：设质子的位置不确定范围等于原子核的半径，即Δx＝10－15m，由不确定关系公 式Δx·Δp≥h 4π 得Δp≥ h 4πΔx＝5.3×10 －20 kg·m/s。 同理，电子被限制在核内，动量的不确定范围与质子一样为：Δp1≥5.3×10－20 kg·m/s。 答案：Δp≥5.3×10－20 kg·m/s Δp1≥5.3×10－20 kg·m/s 12.(14分)研究光电效应规律的实验装置如图所示，光电管的阴极材料为金属钾，其逸出功为W0＝2.25 eV，现用光子能量为10.75 eV的紫外线照射光电管，调节变阻器滑片位置，使光电流刚好为零。求： (1)电压表的示数是多少？ (2)若照射光的强度不变，紫外线的频率增大一倍，阴极K每秒内逸出的光电子数如何变化？到达阳极的光电子动能为多大？ (3)若将电源的正负极对调，到达阳极的光电子动能为多大？ 解析：(1)由光电效应方程E k＝hν－W0得 光电子最大初动能E k＝8.50 eV 光电管两端加有反向电压，光电子由K向A做减速运动。由动能定理－eU＝E kA－E k，其中E kA＝0，得 U＝E k e＝8.50 V。 (2)设光的强度为nhν，光强不变，频率增大一倍，则每秒入射的光子数n减为原来的一半，阴极K每秒内逸出的光电子数也减为原来的一半。 由光电效应方程得光电子的最大初动能 E k′＝hν′－W0＝2hν－W0＝19.25 eV 电子由阴极向阳极做减速运动。 由动能定理－eU＝E kA′－E k′，得E kA′＝10.75 eV。 (3)若将电源的正负极对调，光电管上加有正向电压，光电子从阴极向阳极做加速运动，由动能定理eU＝E kA″－E k，得E kA″＝17.00 eV。 答案：(1)8.50 V(2)减为原来的一半10.75 eV(3)17.00 eV 1．正确、灵活地理解应用折射率公式 (1)公式为n＝sin i sin r(i为真空中的入射角，r为某介质中的折射角)。 (2)根据光路可逆原理，入射角、折射角是可以随光路的逆向而“换位”的，我们可以这样来理解、记忆：折射率等于真空中光线与法线夹角的正弦跟介质中光线与法线夹角的正弦之比，再简单一点说就是大角的正弦与小角的正弦之比。 2．n的应用及有关数学知识 (1)同一介质对紫光折射率大，对红光折射率小，着重理解两点：第一，光的频率由光源决定，与介质无关；第二，同一介质中，频率越大的光折射率越大。 (2)应用n＝c v，能准确而迅速地判断出有关光在介质中的传播速度、波长、入射光线与 折射光线偏折程度等问题。 3．产生全反射的条件 光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角。 1．半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO′的截面如图所示。位于截面所在的平面内的一细束光线，以入射角i0由O点入射，折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。 解析：当光线在O点的入射角为i0时，设折射角为r0，由折射定律得sin i0 sin r0＝n① 设A点与左端面的距离为d A，由几何关系得 sin r 0＝ R d A 2＋R 2 ② 若折射光线恰好发生全反射，则在B 点的入射角恰好为临界角C ，设B 点与左端面的距离为d B ，由折射定律得 sin C ＝1n ③ 由几何关系得 sin C ＝ d B d B 2＋R 2 ④ 设A 、B 两点间的距离为d ，可得d ＝d B －d A ⑤ 联立①②③④⑤式得 d ＝? ????1 n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0R 。⑥ 答案：? ????1 n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0R 1．测玻璃的折射率 常用插针法：运用光在玻璃两个界面处的折射。 如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移。用插针法找出与入 射光线AO 对应的出射光线O ′B ，确定出O ′点，画出折射光线OO ′，量出入射角i 和折射角r ，根据n ＝ sin i sin r 计算出玻璃的折射率。 2．测水的折射率 常见的方法有成像法、插针法、观察法、视深法等。 (1)成像法 原理：利用水面的反射成像和水面的折射成像。 方法：如图所示，在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺 的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从点P 看到直尺在水下最低点的刻度B 的像B ′(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A 的像A ′(反射成像)重合，读出AC 、BC 的长，量出烧杯内径d ，即可求 出水的折射率 n ＝ (BC 2＋d 2)(AC 2＋d 2) 。 2019高考物理二轮复习重点及策略 一、考点网络化、系统化 通过知识网络结构理解知识内部的联系。因为高考试题近年来突出对物理思想本质、物理模型及知识内部逻辑关系的考察。 例如学习电场这章知识，必须要建立知识网络图，从电场力和电场能这两个角度去理解并掌握。 二、重视错题 错题和不会做的题，往往是考生知识的盲区、物理思想方法的盲区、解题思路的盲区。所以考生要认真应对高三复习以来的错题，问问自己为什么错了，错在哪儿，今后怎么避免这些错误。分析错题可以帮助考生提高复习效率、巩固复习成果，反思失败教训，及时在高考前发现和修补知识与技能方面的漏洞。充分重视通过考试考生出现的知识漏洞和对过程和方法分析的重要性。很多学生不够重视错题本的建立，都是在最后关头才想起要去做这件事情，北京新东方一对一的老师都是非常重视同时也要求学生一定要建立错题本，在大考对错题本进行复习，这样的效果和收获是很多同学所意想不到的。 三、跳出题海，突出高频考点 例如电磁感应、牛二定律、电学实验、交流电等，每年会考到，这些考点就要深层次的去挖掘并掌握。不要盲区的去大 量做题，通过典型例题来掌握解题思路和答题技巧；重视“物理过程与方法”；重视数学思想方法在物理学中的应用；通过一题多问，一题多变，一题多解，多题归一，全面提升分析问题和解决问题的能力；通过定量规范、有序的训练来提高应试能力。 四、提升解题能力 1、强化选择题的训练 注重对基础知识和基本概念的考查，在选择题上的失手将使部分考生在高考中输在起跑线上，因为选择题共48分。所以北京新东方中小学一对一盛海清老师老师建议同学们一定要做到会的题目都拿到分数，不错过。 2、加强对过程与方法的训练，提高解决综合问题的应试能力 2019年北京高考命题将加大落实考查“知识与技能”、“过程与方法”的力度，更加注重通过对解题过程和物理思维方法的考查来甄别考生的综合能力。分析是综合的基础，分析物理运动过程、条件、特征，要有分析的方法，主要有：定性分析、定量分析、因果分析、条件分析、结构功能分析等。在处理复杂物理问题是一般要定性分析可能情景、再定量分析确定物理情景、运动条件、运动特征。 如物体的平衡问题在力学部分出现，学生往往不会感到困难，在电场中出现就增加了难度，更容易出现问题的是在电 力学题的深入研究 最近辅导学生的过程中，发现几道力学题虽然不是特别难，但容易错，并且辅导书对这几道题或语焉不详，或似是而非，或浅尝辄止，本文对其深入研究，以飨读者。 【题1】（1）某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图1所示。打点计时器电源的频率为50Hz 。 ○ 1通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。 ○ 2计数点5对应的速度大小为 m/s ，计数点6对应的速度大小为 m/s 。（保留三位有效数字）。 ○3物块减速运动过程中加速度的大小为a = m/s 2,若用a g 来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g 为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。 【原解析】一般的辅导书是这样解的： ①和②一起研究：根据T s s v n n n 21++=,其中s T 1.050 15=?=，得 1.0210)01.1100.9(25??+=-v =s m /00.1，1 .0210)28.1201.11(2 6??+=-v =s m /16.1， 1 .0210)06.1028.12(2 7??+=-v =s m /14.1，因为56v v >，67v v <，所以可判断物块在两相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。 这样解是有错误的。其中5v 是正确的，6v 、7v 是错误的。因为公式T s s v n n n 21++=是匀变速运动的公式，而在6、7之间不是匀变速运动了。 第一问应该这样解析： ①物块在两相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。 根据1到6之间的cm 00.2s =?，如果继续做匀加速运动的话，则6、7之间的距离应该为01.1300.201.11s 5667=+=?+=s s ，但图中cm s 28.1267=，所以是在6和7之间开始减速。 第二问应该这样解析： ②根据1到6之间的cm 00.2s =?，加速度s m s m T s a /00.2/1 .01000.222 2=?=?=- 所以s m aT v v /20.11.000.200.156=?+=+=。 因为s m T s s v /964.01 .0210)61.866.10(22 988=??+=+=- aT v v -=87=s m /16.11.0)2(964.0=?--。 ③ 首先求相邻两个相等时间间隔的位移差，从第7点开始依次为，cm s 99.161.860.101=-=?，cm s 01.260.661.82=-=?， cm s 00.260.460.63=-=?，求平均值cm s s s s 00.2)(3 1321=?+?+?=?，所以加速度222 2/.1 .01000.2s m T s a -?=?==2/00.2s m 根据ma =mg μ，得g a μ=这是加速度的理论值，实际上'ma f mg =+μ（此式中f 为纸带与打点计时器的摩擦力），得m f g a + =μ'，这是加速度的理论值。因为a a >'所以g a =μ的测量值偏大。 高三物理复习重难点 力学 一、力学整体隔离法 对于连接体和叠加体一般用整体隔离法，整体法的条件是物体的加速度相同，整体时忽略物体之间的力，只考虑外部的力。 二、力学动态分析 动态分析矢量三角形的条件：物体在三个共点力作用下处于平衡状态，其中一个力大小方向都不变，一个力大小变方向不变，一个力大小方向都变。 动态分析相似三角形的条件：找到力的三角形和边的三角形相似，对应边成比例。 例1.如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来的位置不动．则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是 ( )． A．F1保持不变，F2逐渐增大 B．F1逐渐增大，F2保持不变 C．F1逐渐减小，F2保持不变 D．F1保持不变，F2逐渐减小 答案：D 例2.如图所示,在光滑定滑轮C正下方与C相距h的A处固定一电荷量为Q(Q>0)的点电荷,电荷量为q的带正电小球B,用绝缘细线拴着,细线跨过定滑轮,另一端用适当大小的力F拉住,使B处于静止状态,此时B与A点的距离为R,B和C之间的细线与AB垂直。若B所受的重力为G,缓慢拉动细线(始终保持B平衡)直到B 接近定滑轮,静电力常量为k,环境可视为真空,则下列说法正确的是 A.F逐渐增大 B.F先增大后减小 C.B受到的库仑力大小不变 D.B受到的库仑力逐渐增大 答案：C 运动学 一、匀变速直线运动 1.匀变速直线运动x－t图象与v－t图象的比较 倾斜直线表示匀速直线运动；曲线表示倾斜直线表示匀变速直线运动；曲线表 (1)x－t图象与v－t图象都只能描述直线运动，且均不表示物体运动的轨迹； (2)分析图象要充分利用图象与其所对应的物理量的函数关系； (3)识图方法：一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点. 2.匀变速直线运动的追及相遇问题 （1）速度相等是两个物体间距离最大或最小的时候。 （2）画图得位移关系。 例1.在一条宽马路上某一处有A、B两车，它们同时开始运动，取开始运动时刻为计时零点，它们的速度－时间图象如图所示，则在0～t4这段时间内的情景是( )． A．A在0～t1时间内做匀加速直线运动，在t1时刻改变运动方向 B．在t2时刻A车速度为零，然后反向运动，此时两车相距最远 C．在t2时刻A车追上B车 D．在t4时刻两车相距最远 答案：D 二、平抛运动 第3节洛伦兹力的应用 1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，轨道 半径与粒子的运动速度成正比，与粒子质量成正 比，与电荷量和磁感应强度成反比，即r＝m v Bq。 2．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，运 动周期与质量成正比，与电荷量和磁感应强度 成反比，与轨道半径和运动速率无关，即T＝ 2πm Bq。 3．回旋加速器的电场周期和粒子运动周期相同。 4．质谱仪把比荷不相等的粒子分开，并按比荷顺 序的大小排列，故称之为“质谱”。 一、带电粒子在磁场中的运动 1．用洛伦兹力演示仪显示电子的运动轨迹 (1)当没有磁场作用时，电子的运动轨迹为直线。 (2)当电子垂直射入匀强磁场中时，电子的运动轨迹为一个圆，所需要的向心力是由洛伦兹力提供的。 (3)当电子斜射入匀强磁场中时，电子的运动轨迹是一条螺旋线。 2．带电粒子在洛伦兹力作用下的圆周运动 (1)运动性质：匀速圆周运动。 (2)向心力：由洛伦兹力提供。 (3)半径：r ＝m v Bq 。 (4)周期：T ＝2πm Bq ，由周期公式可知带电粒子的运动周期与粒子的质量成正比，与电荷量和磁感应强度成反比，而与运动半径和运动速率无关。 二、回旋加速器和质谱仪 1．回旋加速器 (1)主要构造：两个金属半圆空盒，两个大型电磁铁。 (2)工作原理(如图所示) ①磁场作用：带电粒子垂直磁场方向射入磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其周期与半径和速率无关。 ②交变电压的作用：在两D 形盒狭缝间产生周期性变化的电场，使带电粒子每经过一次狭缝加速一次。 ③交变电压的周期(或频率)：与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期(或频率)相同。 2．质谱仪 (1)功能：分析各化学元素的同位素并测量其质量、含量。 (2)工作原理(如图所示) 带电粒子在电场中加速：Uq ＝1 2m v 2① 带电粒子在磁场中偏转：x 2＝r ② Bq v ＝m v 2 r ③ 由①②③得带电粒子的比荷：q m ＝8U B 2x 2。 由此可知，带电离子的比荷与偏转距离x 的平方成反比，凡是比荷不相等的离子都被分 高考物理重点难点14 含电容电路的分析策略 将电容器置于直流电路，创设复杂情景，是高考命题惯用的设计策略，借以突出对考生综合能力的考查，适应高考选拔性需要.应引起足够关注 . 1.（★★★★）在如图14-1电路中，电键S 1、S 2、S 3、S 4均闭合.C 是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P ，断开哪一个电键后P 会向下运动 A.S 1 B.S 2 C.S 3 Ｄ.S 4 图14—1 图14—2 2.（★★★）（2000年春）图14-2所示，是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板间距离的过程中 A.电阻R 中没有电流 B.电容器的电容变小 C.电阻R 中有从a 流向b 的电流 D.电阻R 中有从b 流向a 的电流 ●案例探究 ［例1］（★★★★★）如图14-3所示的电路中，4个电阻的阻值均为R ，E 为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d .在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m ,电量为q 的带电小球.当电键K 闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O 上.现把电键打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰 撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷. 命题意图：考查推理判断能力及分析综合能力，B 级要求. 错解分析：不能深刻把握该物理过程的本质，无法找到破题的切入点（K 断开→U 3变化→q 所受力F 变化→q 运动状态变化），得出正确的解题思路. 解题方法与技巧： 由电路图可以看出，因R 4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论K 是否闭合始终等于电阻R 3上的电压U 3，当K 闭合时，设此两极板间电压为U ，电源的电动势为E ，由分压关系可得U ＝U 3＝ 3 2E ① 小球处于静止，由平衡条件得 d qU ＝mg ② 当K 断开，由R 1和R 3串联可得电容两极板间电压U ′为 图14-3 备战2021新高考物理-重点专题-受力分析与平衡练习（二） 一、单选题 1.一条形磁体静止在斜面上,固定在磁体中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流,如图所示.若将磁体的N极位置与S极位置对调后,仍放在斜面上原来的位置,则磁体对斜面的压力F N和摩擦力F f的变化情况分别是（） A.F N增大,F f减小 B.F N减小,F f增大 C.F N与F f都增大 D.F N与F f都减小 2.如图所示，有8个完全相同的长方体木板叠放在一起，每个木板的质量为100 g，某人用手在这叠木板的两侧加一水平压力F，使木板水平静止．若手与木板之间的动摩擦因数为0.5，木板与木板之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2．则水平压力F至少为() A.8 N B.16N C.15 N D.30 N 3.如图所示，在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的A点，另一端从墙壁上的B点先沿着墙壁缓慢移到C点，后由C点缓慢移到D点，不计一切摩擦，且墙壁BC段竖直，CD段水平，在此过程中关于轻绳的拉力F 的变化情况，下列说法正确的是（） A.F一直减小 B.F一直增小 C.F先增大后减小 D.F先不变后增大 4.如图所示，倾角为的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜劈上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态若将固定点c向左移动少许，而a与斜劈始终静止，则（） A.斜劈对物体a的摩擦力减小 B.斜劈对地面的压力减小 C.细线对物体a的拉力增大 D.地面对斜劈的摩擦力减小 5.如图所示，体操运动员在保持该姿势的过程中，以下说法中错误的是（） A.环对人的作用力保持不变 B.当运动员双臂的夹角变小时，运动员会相对轻松一些 C.环对运动员的作用力与运动员受到的重力是一对平衡力 D.运动员所受重力的反作用力是环对运动员的支持力 6.如图所示，用一水平力将木块压在粗糙的竖直墙面上，现增加外力，则关于木块所受的静摩擦力和最大静摩擦力，说法正确的是() A.都变大 B.都不变 C.静摩擦力不变，最大静摩擦力变大 D.静摩擦力增大，最大静摩擦力不变 7.如图所示，A、B两物体靠在一起静止放在粗糙水平面上，质量分别为kg， kg，A、B与水平面间的滑动摩擦因数均为0.6，g取10m/s2，若用水平力F A＝8N推A物体。则下列有关说法不正确的是（） A.A对B的水平推力为8N B.B物体受4个力作用 C.A物体受到水平面向左的摩擦力，大小为6N D.若F A变为40N，则A对B的推力为32N 8.如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部经过a点爬到最高点b点，之后开始沿碗下滑并再次经过a点滑到底部，蚂蚁与碗内各处的动摩擦因数均相同且小于1，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（） 1 如图12所示，PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为m=0．1 kg，带电量为q=0．5 C的物体，从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C点，PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0．4，取g=10m/s2 ，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？ （2）物体与挡板碰撞前后的速度v1和v2 （3）磁感应强度B的大小 （4）电场强度E的大小和方向 2 如图2—14所示，光滑水平桌面上有长L=2m的木板C，质量m c=5kg，在其正中央并排放着两个小滑块A和B，m A=1kg，m B=4kg，开始时三物都静止．在A、B间有少量塑胶炸药，爆炸后A以速度6m／s水平向左运动，A、B中任一块与挡板碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求： (1)当两滑块A、B都与挡板碰撞后，C的速度是多大? (2)到A、B都与挡板碰撞为止，C的位移为多少? 3 为了测量小木板和斜面间的摩擦因数，某同学设计如图所示实验，在小木板上固定一个轻弹簧，弹簧下端吊一个光滑小球，弹簧长度方向与斜面平行，现将木板连同弹簧、小球放在斜面上，用手固定木板时，弹簧示数为F 1 ，放手后，木板沿斜面下滑，稳定后弹簧示数为 F 2，测得斜面斜角为θ，则木板与斜面间动摩擦因数为多少？（斜面体固定在地面上） 图 12 4有一倾角为θ的斜面，其底端固定一挡板M ，另有三个木块A 、B 和C ，它们的质 量分别为m A =m B =m ，m C =3 m ，它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 连接一轻弹簧放于斜面上，并通过轻弹簧与挡板M 相连，如图所示.开始时，木块A 静止在P 处，弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动，P 、Q 间的距离为L.已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动，与木块A 相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后又向上运动，木块B 向上运动恰好能回到Q 点.若木块A 静止于P 点，木块C 从Q 点开始以初速度03 2v 向下运动，经历同样过程，最后木块C 停在斜面上的R 点，求P 、R 间的距离L ′的大小。 5 如图，足够长的水平传送带始终以大小为v ＝3m/s 的速度向左运动，传送带上有一质量为M ＝2kg 的小木盒A ，A 与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0．3，开始时，A 与传送带之间保持相对静止。先后相隔△t ＝3s 有两个光滑的质量为m ＝1kg 的小球B 自传送带的左端出发，以v 0＝15m/s 的速度在传送带上向右运动。第1个球与木盒相遇后，球立即进入盒中与盒保持相对静止，第2个球出发后历时△t 1＝1s/3而与木盒相遇。求（取g ＝10m/s 2） （1）第1个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度时多大？ （2）第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇？ （3）自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中，由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少？ 6 如图所示，两平行金属板A 、B 长l ＝8cm ，两板间距离d ＝8cm ，A 板比B 板电势高300V ， B A v 0 高考物理专题物理学史知识点全集汇编 一、选择题 1．在物理学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（） A．伽利略利用“理想斜面”得出“力是维持物体运动的原因”的观点 B．牛顿提出了行星运动的三大定律 C．英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了万有引力常量 D．开普勒从理论和实验两个角度，证明了轻、重物体下落一样快，从而推翻了古希腊学者亚里士多德的“小球质量越大下落越快”的错误观点 2．伽利略是实验物理学的奠基人，下列关于伽利略在实验方法及实验成果的说法中不正确的是 A．开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法 B．通过实验发现斜面倾角一定时，不同质量的小球从不同高度开始滚动，加速度相同C．通过实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础 D．为了说明力是维持物体运动的原因用了理想实验法 3．下列选项不符合历史事实的是（） A．富兰克林命名了正、负电荷 B．库仑在前人工作的基础上通过库仑扭秤实验确定库仑定律 C．麦克斯韦提出电荷周围存在一种特殊的物质--电场 D．法拉第为了简洁形象描述电场，提出电场线这一辅助手段 4．2014年，我国在实验中发现量子反常霍尔效应，取得世界级成果。实验在物理学的研究中有着非常重要的作用，下列关于实验的说法中正确的是() A．在探究求合力的方法的实验中运用了控制变量法 B．密立根利用油滴实验发现电荷量都是某个最小值的整数倍 C．牛顿运用理想斜面实验归纳得出了牛顿第一定律 D．库仑做库仑扭秤实验时采用了归纳的方法 5．发明白炽灯的科学家是() A．伏打 B．法拉第 C．爱迪生 D．西门子 6．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合史实的是( ) A．焦耳发现了电流的磁效应 B．法拉第发现了电磁感应现象，并总结出了电磁感应定律 C．惠更斯总结出了折射定律 D．英国物理学家托马斯杨利用双缝干涉实验首先发现了光的干涉现象 7．下列描述中符合物理学史的是（） A．开普勒发现了行星运动三定律，从而提出了日心说 B．牛顿发现了万有引力定律并测定出引力常量G C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场 选择题突破—专项训练(三) 训练重点：利用牛顿运动定律或功能关系分析实际问题 1.某学校物理兴趣小组用 空心透明塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型。两个“0”字型的半径均为R 。让一质量为m 、直径略小于管径的光滑小从入口A 处射入，依次经过图中的B 、C 、D 三点，最后从E 点飞出。已知BC 是“0”字型的一条直径，D 点是该造型最左侧的一点，当地的重力加速度为g ，不 计一切阻力,则小球在整个运动过程中：（ ） A.在B 、C 、D 三点中，距A 点位移最大的是B 点，路程最大的是D 点 B.若小球在C 点对管壁的作用力恰好为零，则在B 点小球对管壁的压力大小为6mg C.在B 、C 、D 三点中，瞬时速率最大的是D 点，最小的是C 点 D.小球从E 点飞出后将做匀变速运动 2．静止在地面上的一小物体，在竖直向上的拉力作用下开始运动，在向上运动的过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中0~s 1，过程的图线是曲线，s 1~s 2：过程的图线为平行于横轴的直线．关于物体上升过程（不计空气阻力）的下列说法正确的是（ ） A ．0~s 1过程中物体所受的拉力是变力，且不断减小 B ．s 1~s 2过程中物体做匀速直线运动 C ．0~s 2过程中物体的动能先增大后减小 D ．0~s 2过程中物体的加速度先减小再反向增大，最后 保持不变且等于重力加速度 3．如图所示，重1 0N 的滑块在倾角为30 o 的斜面上，从a 点由静止开始下滑，到b 点开始压缩轻弹簧，到c 点时达到最大速度，到d 点(图中未画出)开始弹回，返回b 点离开弹簧，恰能再回到口点．若bc=0.1 m ，弹簧弹性势能的最大值为8J ，则 A ．轻弹簧的劲度系数是50N ／m B ．从d 到c 滑块克服重力做功8J C ．滑块动能的最大值为8J D ．从d 到c 弹簧的弹力做功8J 4．DIS 是由传感器、数据采集器、计算机组成的信息采集处理系统．某课外实验小组利用DIS 系统研究电梯的运动规律，他们在电梯内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，传感器的测量挂钩向下，在挂钩上悬挂一个质量为1.0kg 的钩码．在电梯由静止开始上升的过程中，计算机屏上显示如图所示的图象， 则 （g 取10m ／s 2） （ ） A ．t 1到t 2时间内，电梯匀速上升 B ．t 2到t 3时间内，电梯处于静止状态 C ．t 3到t 4时间内，电梯处于失重状态 D ．t 1到t 2时间内，电梯的加速度大小为5m ／S 2 8．有关超重和失重的说法，正确的是（ ） A ．物体处于超重状态时，所受重力增大；处于失重状态时，所受重力减少 B ．竖直上抛运动的物体处于完全失重状态 C ．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于上升过程 D ．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于下降过程 高考物理中的阿难点2：连接体问题分析策略 整体法与隔离法 两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体.以平衡态或非平衡态下连接体问题拟题屡次呈现于高考卷面中，是考生备考临考的难点之一. ●难点磁场 1.（★★★★）（1998年全国高考）如图2-1，质量为2 m 的物块A 与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m 的物块B 与地面的动摩擦因数为μ，在已知水平推力F 的作用下，A 、B 做加速运动，A 对B 的作用力为 ____________. 2.（★★★★）（1999年广东）A 的质量m 1=4 m ,B 的质量m 2=m ,斜面固定在水平地面上.开始时将B 按在地面上不动，然后放手，让A 沿斜面下滑而B 上升.A 与斜面无摩擦，如图2-2，设当A 沿斜面下滑s 距离后，细线突然断了.求B 上升的最大高度H . ●案例探究 ［例1］（★★★★）如图2-3所示，质量为M 的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的 21，即a =2 1 g ,则小球在下滑的过程中，木箱对地面的压力为多少？ 命题意图：考查对牛顿第二定律的理解运用能力及灵活选取研究对象的能力.B 级要求. 错解分析：（1）部分考生习惯于具有相同加速度连接体问题演练，对于“一动一静”连续体问题难以对其隔离，列出正确方程.（2）思维缺乏创新，对整体法列出的方程感到疑惑. 解题方法与技巧： 解法一：（隔离法） 木箱与小球没有共同加速度，所以须用隔离法. 取小球m 为研究对象，受重力mg 、摩擦力F f ,如图2-4 ，据牛顿第二定律得： mg -F f =ma ① 取木箱M 为研究对象，受重力Mg 、地面支持力F N 及小球给予的摩擦力F f ′如图2-5. 据物体平衡条件得： F N -F f ′-Mg =0 ② 且F f =F f ′ ③ 由①②③式得F N = 2 2m M +g 由牛顿第三定律知，木箱对地面的压力大小为 F N ′=F N = 2 2m M +g . 解法二：（整体法） 图2—4 图2-1 图2-2 图2-5 图2-3 难点14 含电容电路的分析策略 将电容器置于直流电路，创设复杂情景，是高考命题惯用的设计策略，借以突出对考生综合能力的考查，适应高考选拔性需要.应引起足够关注. ●难点磁场 1.（★★★★）在如图14-1电路中，电键S 1、S 2、S 3、S 4均闭合.C 是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P ，断开哪一个电键后P 会向下运动 A.S 1 B.S 2 C.S 3 Ｄ.S 4 图14—1 图14—2 2.（★★★）（2000年春）图14-2所示，是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板间距离的过程中 A.电阻R 中没有电流 B.电容器的电容变小 C.电阻R 中有从a 流向b 的电流 D.电阻R 中有从b 流向a 的电流 ●案例探究 ［例1］（★★★★★）如图14-3所示的电路中，4个电阻的阻值均为R ，E 为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d .在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m ,电量为q 的带电小球.当电键K 闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O 上.现把电键打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰 撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷. 命题意图：考查推理判断能力及分析综合能力，B 级要求. 错解分析：不能深刻把握该物理过程的本质，无法找到破题的切入点（K 断开→U 3 变化→q 所受力F 变化→q 运动状态变化），得出正确的解题思路. 解题方法与技巧： 由电路图可以看出，因R 4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论K 是否闭合始终等于电阻R 3上的电压U 3，当K 闭合时，设此两极板间电压为U ，电源的电动势为E ，由分压关系可得U ＝U 3＝ 32E ① 小球处于静止，由平衡条件得d qU ＝mg ② 当K 断开，由R 1和R 3串联可得电容两极板间电压U ′为U ′＝2 E ③ 由①③得U ′＝4 3 U ④ 图14-3 第1节光的干涉 1.杨氏双缝干涉实验证明光是一种波。 2．要使两列光波相遇时产生干涉现象，两光源必须具有相同的频率和振动方向。 3．在双缝干涉实验中，相邻两条亮纹或暗纹间的距离Δy＝l d λ，可利用λ＝ d l Δy测定 光的波长。 4．由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象叫薄膜干涉。 [自读教材·抓基础] 1．实验现象 在屏上出现明暗相间的条纹。相邻两条亮纹或暗纹间的距离Δy＝l dλ，式中的d表示两缝间距，l表示两缝到光屏的距离，λ为光波的波长。 2．实验结论 证明光是一种波。 3．光的相干条件 相同的频率和振动方向。 [跟随名师·解疑难] 1．杨氏双缝干涉实验原理透析 (1)双缝干涉的装置示意图：实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。 (2)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝，杨氏那时没有激光，因此他用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝发生干涉。 (3)双缝的作用：平行光照射到单缝S 上，又照到双缝S 1、S 2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。 2．光屏上某处出现亮、暗条纹的条件 频率相同的两列波在同一点引起的振动发生叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同，总是同时过最高点、最低点、平衡位置；暗条纹处振动步调总相反，具体产生亮、暗条纹的条件为： (1)亮条纹的条件：光屏上某点P 到两缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。 即|PS 1－PS 2|＝kλ＝2k ·λ2 (k ＝0,1,2,3，…) (2)暗条纹的条件：光屏上某点P 到两缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍。 即|PS 1－PS 2|＝(2k ＋1)λ2 (k ＝0,1,2,3，…) 3．双缝干涉图样的特点 (1)单色光的干涉图样：若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的 条纹，且条纹间距相等。如图所示中央为亮条纹，两相邻亮纹(或暗纹)间 距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。 (2)白光的干涉图样：若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中 央条纹是白色的，这是因为： ①从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。 ②两相邻亮(或暗)条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。 [特别提醒] (1)双缝干涉实验的双缝必须很窄，且双缝间的距离必须很小。 (2)双缝干涉中，双缝的作用主要就是用双缝获得相干光源。 [学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 高考物理重点全归纳 力学部分 质点的直线运动：运动图象以及匀变速直线运动规律的应用，如追及问题等。常考方法有图象法等。高考命题出现率一般。 相互作用：物体的平衡及动态平衡，有的还联系电学知识。常考方法有合成与分解法、三角形法、正交分解法、对称法、临界与极值法等。高考命题出现率中等。 牛顿运动定律：牛顿第二定律的应用，与图象综合、联系实际问题等。常考方法有图象法、整体与隔离法、临界与极值法等。高考命题出现率一般。 曲线运动：平抛运动、圆周运动，有时与功能综合。常考方法有对称法、二级结论法、临界与极值法、数理结合等。高考命题出现率中等。 万有引力与航天：公转模型、变轨、同步卫星、宇宙速度等。常考方法有图象法、比值法、估算法、模型法等。高考命题出现率高。 机械能：功、功率、动能定理、机械能守恒定律的应用。常考方法有图象法、临界与极值法等。高考命题出现率极高。 碰撞与动量守恒：动量定理、动量守恒定律以及综合应用。常考方法有图象法、临界与极值法等。高考命题出现率高。 电学部分 电场：电场的性质、平行板电容器、图象等。常考方法有图象法、对称法、二级结论法等。高考命题出现率极高。 磁场：安培力、带电粒子在磁场中的运动。常考方法有对称法、二级结论法、临界与极值法。高考命题出现率高。 电磁感应：楞次定律、法拉第电磁感应定律的应用。常考方法有图象法、对称法、二级结论法等。高考命题出现率极高。 交变电流：变压器、远距离输电等。高考命题出现率一般。 原子与原子核 氢原子能级、光电效应及图象、波粒二象性、核反应及核能。常考方法有图象法、二级结论法等。高考命题出现率一般。1 物理学史 围绕物理学史、经典实验及方法，大多源于教材。高考命题出现率一般。 实验部分 计算题专题突破 计算题题型练3－4 1．一列横波在x轴上传播，t1＝0和t2＝0.005 s时的波形如图中的实线和虚线所示． (1)设周期大于(t2－t1)，求波速； (2)设周期小于(t2－t1)，并且波速为6 000 m/s，求波的传播方向． 解析：当波传播时间小于周期时，波沿传播方向前进的距离小于一个波长；当波传播时间大于周期时，波沿传播方向前进的距离大于一个波长，这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离． (1)因Δt＝t2－t1 因此可得波的传播方向沿x轴负方向． 答案：(1)波向右传播时v＝400 m/s；波向左传播时v＝1 200 m/s(2)x轴负方向 2. (厦门一中高三检测)如图所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为n＝2，下表面镶有银反射面，一束单色光与界面的夹角θ＝45°射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h＝2.0 cm的光点A和B(图中未画出)． (1)请在图中画出光路示意图(请使用刻度尺)； (2)求玻璃砖的厚度d. 解析：(1)画出光路图如图所示． (2)设第一次折射时折射角为θ1， 课时跟踪检测（七）波的干涉和衍射多普勒效应及其应用 一、选择题 1．“闻其声而不见其人”是因为一般障碍物的尺寸() A．跟声波波长相差不多，声波发生明显衍射 B．比声波波长大得多，声波不能发生衍射 C．跟光波波长相差不多，光波也发生明显衍射 D．比光波波长大得多，光波不能发生衍射 解析：选A发生明显衍射现象的条件为障碍物或孔的尺寸比波长小，或与波长相差不多，故C错误；任何波都能发生衍射，衍射是波特有的现象，与障碍物大小无关，故B、D错误。 2．利用水波发生仪得到的水面波形如图中甲、乙所示，则() A．图甲、乙均显示了波的干涉现象 B．图甲、乙均显示了波的衍射现象 C．图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象 D．图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象 解析：选D由波的干涉和衍射概念知，图甲是一列波的传播，显示了波的衍射现象，图乙是两列波的传播，显示了波的干涉现象。 3．有一障碍物的尺寸为10 m，下列哪些波在遇到它时衍射现象最明显() A．波长为4 m的机械波 B．波长为10 m的机械波 C．频率为40 Hz的声波 D．频率为5 000 MHz的电磁波(波速为3×108 m/s) 解析：选B空气中声波波速大约为340 m/s，由λ＝v/f可算出声波的波长为8.5 m；频率为5 000 MHz的电磁波的波长为0.06 m。所以选项B中波长与障碍物尺寸最接近，衍射现象最明显。 4．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来消弱高速气流产生的噪声，干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达a 处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到消弱噪声 高考物理难题集锦（一） 1、如图所示，在直角坐标系x O y平面的第Ⅱ象限有半径为R的圆O1分别与x轴、y轴相切于C（-R，0）、D （0，R）两点，圆O1存在垂直于x O y平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．与y轴负方向平行的匀强电场左边界与y轴重合，右边界交x轴于G点，一带正电的粒子A（重力不计）电荷量为q、质量为m，以某一速率垂直于x轴从C点射入磁场，经磁场偏转恰好从D点进入电场，最后从G点以与x轴正向夹角为45°的方向射出电场．求： （1）OG之间的距离； （2）该匀强电场的电场强度E； （3）若另有一个与A的质量和电荷量相同、速率也相同的粒 子A′，从C点沿与x轴负方向成30°角的方向射入磁场， 则粒子A′再次回到x轴上某点时，该点的坐标值为多少？ 2、如图所示，光滑绝缘水平面的上方空间被竖直的分界面MN分隔成两部分，左侧空间有一水平向右的匀强电 场，场强大小，右侧空间有长为R＝0.114m的绝缘轻绳， 绳的一端固定于O点，另一端拴一个质量为m小球B在竖直面沿顺 时针方向做圆周运动，运动到最低点时速度大小v B＝10m/s（小球B 在最低点时与地面接触但无弹力）。在MN左侧水平面上有一质量 也为m，带电量为的小球A，某时刻在距MN平面L位置由静止 释放，恰能与运动到最低点的B球发生正碰，并瞬间粘合成一个整 体C。（取g＝10m/s2） （1）如果L＝0.2m，求整体C运动到最高点时的速率。（结果保留1位小数） （2）在（1）条件下，整体C在最高点时受到细绳的拉力是小球B重力的多少倍？（结果取整数） （3）若碰后瞬间在MN的右侧空间立即加上一水平向左的匀强电场，场强大小，当L满足什么条件时，整体C可在竖直面做完整的圆周运动。（结果保留1位小数） 3、如右图甲所示,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距L=d/2，一根导体棒ab 以一定的初速度向右匀速运动，棒的右侧存在一个垂直纸面向里，大小为B的匀强磁场。棒进入磁场的同时，粒子源P释放一个初速度为0的带电粒子，已知带电粒子质量为m,电量为q.粒子能从N板加速到M板，并从M 板上的一个小孔穿出。在板的上方，有一个环形区域存在大小也为B，垂直纸面向外的匀强磁场。已知外圆半径为2d，里圆半径为d.两圆的圆心与小孔重合（粒子重力不计） （1）判断带电粒子的正负，并求当ab棒的速度为v0时，粒子到达M板的速度v； 高考物理重点难点1 “追碰”问题与时空观 “追碰”类问题以其复杂的物理情景，综合的知识内涵及广阔的思维空间，充分体现着考生的理解能力、分析综合能力、推理能力、空间想象能力及理论联系实际的创新能力，是考生应考的难点，也是历届高考常考常新的命题热点. ●难点磁场 1.（★★★★）（1999年全国）为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某高速公路的最高限速v =120 km/h.假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t =0.50 s,刹车时汽车受到阻力的大小f 为汽车重的0.40倍，该高速公路上汽车间的距离s 至少应为多少？（取重力加速度g =10 m/s 2） 2.（★★★★★）（2000年全国）一辆实验小车可沿 水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动.有一 台发出细光束的激光器装在小转台M 上，到轨道的距离 MN 为d =10 m ，如图1-1所示.转台匀速转动，使激光束 在水平面内扫描，扫描一周的时间为T ＝60ｓ.光束转动 方向如图中箭头所示.当光束与MN 的夹角为45°时，光束正好射到小车上.如果再经过Δt ＝2.5 ｓ，光束又射 到小车上，则小车的速度为多少?（结果保留两位数字） 3.（★★★★★）一段凹槽A 倒扣在水平长木板C 上， 槽内有一小物块B ，它到槽内两侧的距离均为2 1，如图1-2所示.木板位于光滑水平的桌面上，槽与木板间的摩擦不计， 小物块与木板间的动摩擦因数为μ.A 、B 、C 三者质量相等， 原来都静止.现使槽A 以大小为 v 0的初速向右运动，已知v 0＜gl 2.当A 和B 发生碰撞时，两者的速度互换.求： （1）从A 、B 发生第一次碰撞到第二次碰撞的时间内，木板C 运动的路程. （2）在A 、B 刚要发生第四次碰撞时，A 、B 、C 三者速度的大小. ●案例探究 ［例1］（★★★★★）从离地面高度为h 处有自由下落的甲物体，同时在它正下方的地面上有乙物体以初速度v 0竖直上抛，要使两物体在空中相碰，则做竖直上抛运动物体的初速度v 0应满足什么条件？（不计空气阻力，两物体均看作质点）.若要乙物体在下落过程中与甲物体相碰，则v 0应满足什么条件？ 命题意图：以自由下落与竖直上抛的两物体在空间相碰创设物理情景，考查理解能力、分析综合能力及空间想象能力.B 级要求. 错解分析：考生思维缺乏灵活性，无法巧选参照物，不能达到快捷高效的求解效果. 解题方法与技巧： （巧选参照物法） 选择乙物体为参照物，则甲物体相对乙物体的初速度: v 甲乙=0-v 0=-v 0 甲物体相对乙物体的加速度 a 甲乙=-g -（-g ）=0 图1-1 图1-2高考物理重点专题突破 (70)
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