人造卫星运行规律分析
1．考点及要求：(1)万有引力定律的应用(Ⅱ)；(2)环绕速度(Ⅱ)；(3)第二宇宙速度和第三宇宙速度(Ⅰ).2.方法与技巧：(1)要注意近地卫星与赤道上随地球自转的物体做匀速圆周运
动的区别；(2)由a＝rω2＝r(2π
T
)2知，同步卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度，
a近>a同>a物；(3)赤道上的物体由万有引力和地面支持力的合力充当向心力(或说成万有引力的分力充当向心力)，它的运动规律不同于卫星的运动规律．
1．(同步卫星、近地卫星和赤道上物体的区别)“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所．假设“空间站”正在地球赤道平面内的圆轨道上运行，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致．下列说法正确的是( )
A．“空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的10倍
B．“空间站”运行的加速度大于同步卫星运行的加速度
C．站在地球赤道上的人观察到“空间站”静止不动
D．在“空间站”工作的宇航员因不受重力而在舱中悬浮或静止
2．(宇宙速度问题)利用探测器探测某行星，先让探测器贴近该星球表面飞行，测得做圆周运动的周期为T1，然后调节探测器离行星表面的高度，当离行星表面高度为h时，探测器做圆周运动运行一周的时间为T2，则下列判断正确的是( )
A．不能求出该行星的质量
B．不能求出该行星的密度
C．可求出探测器贴近星球表面飞行时行星对它的引力
D．可求出该行星的第一宇宙速度
3．(卫星运行参量的分析)(多选)2012年12月27日，我国自行研制的“北斗导航卫星系统”(BDS)正式组网投入商用.2012年9月采用一箭双星的方式发射了该系统中的轨道半径均为21 332 km的“北斗－M5”和“北斗－M6”卫星，其轨道如图1所示．关于这两颗卫星，下列说法正确的是( )
图1
A．两颗卫星的向心加速度大小相同
B．两颗卫星速度大小均大于7.9 km/s
C．“北斗－M6”的速率大于同步卫星的速率
D．“北斗－M5”的运行周期大于地球自转周期
4．(卫星运行参量的分析)(多选)2008年我国成功实施了“神舟七号”载人飞船航天飞行，“神舟七号”飞行到31圈时，成功释放了伴飞小卫星，通过伴飞小卫星可以拍摄“神舟七号”的运行情况．若在无牵连的情况下伴飞小卫星与“神舟七号”保持相对静止．下述说法中正确的是( )
A．伴飞小卫星和“神舟七号”飞船有相同的角速度
B．伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的速度比第一宇宙速度大
C．宇航员在太空中的加速度小于在地面上的重力加速度
D．宇航员在太空中不受地球的万有引力作用，处于完全失重状态
5．(多选)火星探测已成为世界各国航天领域的研究热点，现有人想设计发射一颗火星的同步卫星，若已知火星的质量M，半径R0，火星表面的重力加速度g0，自转的角速度ω0，引力常量G，则同步卫星离火星表面的高度为( )
A. 3g 0R 20ω20－R 0
B. 3g 0R 20
ω20
C.
3GM
ω20
－R 0 D.
3GM
ω20
6．“嫦娥一号”从发射到撞月历时433天，其中，卫星先在近地圆轨道绕行3周，再经过几次变轨进入近月圆轨道绕月飞行．若月球表面的自由落体加速度为地球表面的16，月球半径为
地球的1
4
，则根据以上数据对两个近地面轨道运行状况分析可得( )
A ．绕月与绕地飞行周期之比为3∶2
B ．月球与地球质量之比为1∶96
C ．绕月与绕地飞行向心加速度之比为1∶36
D ．绕月与绕地飞行线速度之比为2∶3
7．(多选)据英国《卫报》网站2015年1月6日报道，在太阳系之外，科学家发现了一颗最适宜人类居住的类地行星，绕橙矮星运行，命名为“开普勒438b”．假设该行星与地球均做匀速圆周运动，其运行的周期为地球绕太阳运行周期的p 倍，橙矮星的质量为太阳的q 倍，则该行星与地球的( ) A ．轨道半径之比为3p 2
q B ．轨道半径之比为3p 2
C ．线速度之比为3q
p
D ．线速度之比为
1
p
8．如图2所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
图2
A．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值
B．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值
C．太阳对各小行星的引力相同
D．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
9．(多选)如图3所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星．关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是( )
图3
A．地球对b、c两星的万有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c两星不受重力B．周期关系为T a＝T c>T b
C．线速度的大小关系为v a D．向心加速度的大小关系为a a>a b>a c 10．目前我国已发射北斗导航地球同步卫星十六颗，大大提高了导航服务质量，这些卫星( ) A．环绕地球运行可以不在同一条轨道上 B．运行角速度和周期不一定都相同 C．运行速度大小可以不相等，但都小于7.9 km/s D．向心加速度大于放在地球赤道上静止物体的向心加速度 11．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步．已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G.求： (1)“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小； (2)月球的质量； (3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大． 答案解析 1．B [由G Mm r 2＝m v 2 r 得v ＝ GM r ，离地球表面的高度不是其运行半径，所以空间站与同步卫星线速度之比不是10∶1，A 错误；根据a ＝G M r 2，轨道半径越大，加速度越小，B 正确；轨 道半径越大，角速度越小，同步卫星和地球自转的角速度相同，所以空间站的角速度大于地球自转的角速度，站在地球赤道上的人观察到空间站向东运动，故C 错误；在“空间站”工作的宇航员处于完全失重状态，靠万有引力提供向心力，做圆周运动，故D 错误．] 2．D [设行星的半径为R ，由开普勒第三定律得T 21R 3＝ T 22 R ＋h 3 ，可求得行星的半径R ，由G Mm R 2 ＝mR (2πT 1)2可求得行星的质量M ，A 项错误；由ρ＝M 43 πR 3 可求得行星的密度，B 项错误；由F ＝G Mm R 2可知，由于探测器的质量未知，无法求出行星对探测器的引力，C 项错误；由G Mm R 2＝m v 2R 可求出该行星的第一宇宙速度，D 项正确．] 3．AC [根据G Mm r 2＝ma 知，轨道半径相等，则向心加速度大小相等，故A 正确．根据v ＝ GM r 知，轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半径等于地球的半径，是做匀速圆周运动的最大速度，所以两颗卫星的速度均小于7.9 km/s ，故B 错误．“北斗－M6”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则线速度大于同步卫星的速率，故C 正确．因为“北斗－M5”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据T ＝ 4πr 3 GM 知，“北斗－M5”的周期小于同步 卫星的周期，即小于地球自转的周期，故D 错误．] 4．AC [根据伴飞小卫星与“神舟七号”保持相对静止得出伴飞小卫星与“神舟七号”具有相同的周期，所以伴飞小卫星和“神舟七号”飞船有相同的角速度，故A 正确．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是圆周运动的最大环绕速度，伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的速度比第一宇宙速度小，故B 错误．根据万有引力等于重力表示出重力加速度得： GMm R 2 ＝mg ，g ＝GM R 2，在太空距离大于在地面的R ，所以宇航员在太空中的加速度小于在地面上的重力加速 度，故C 正确．宇航员在太空时受地球的万有引力作用，处于完全失重状态，故D 错误．] 5．AC [设火星的自转周期为T ，则T ＝2π ω0 ，由 GMm R 0＋h 2 ＝m 4π 2 T 2 (R 0＋h )，可得：h ＝ 3GM ω20 －R 0，选项C 正确，选项D 错误；由GMm R 20＝mg 0，得GM ＝g 0R 2 0，代入上式可得：h ＝ 3g 0R 20 ω20 －R 0， 选项A 正确，B 错误．] 6．B [设地球表面处的重力加速度为g ，地球的半径为R ，由G Mm R 2＝mg ，可得M 月M 地＝16g ·1 16 R 2 gR 2 ＝ 196，选项B 正确；由G Mm R 2＝mg ＝m 4π2 T 2R ，可得：T 月T 地 ＝2π 3R 2g 2π R g ＝ 3 2 ，选项A 错误；星球表面处的重力加速度等于近星球的环绕向心加速度，故其比为1∶6，选项C 错误；由G Mm R 2＝mg ＝m v 2R ，可得：v 月v 地 ＝ 16g ·14 R gR ＝ 1 24 ，选项D 错误．] 7．AC [设太阳的质量为M ，由万有引力定律、牛顿第二定律、向心力公式可得：GMm R 2＝m 4π2 T 2 R ，同理可得：GqMm ′r 2 ＝m ′4π2 p 2T 2r ，两方程相比可得：r R ＝3p 2 q ，选项A 正确，选项B 错误；由周期公式T ＝2πR v 可得：v 行v 地＝3p 2q p ＝3q p ，选项C 正确，选项D 错误．] 8．A [小行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力G Mm r 2＝m v 2r ＝ma ＝m 4π 2 T 2r . 由小行星的加速度a ＝GM r 2知，小行星内侧轨道半径小于外侧轨道半径，故内侧向心加速度值大于外侧的向心加速度值，故A 正确；由线速度v ＝ GM r 知，小行星的轨道半径大于地球的轨道半径，故小行星的公转速度小于地球公转的线速度，故B 错误；太阳对小行星的引力 F ＝ G Mm r 2，由于各小行星轨道半径、质量均未知，故不能得出太阳对小行星的引力相同的结论， 故C 错误；由周期T ＝2π r 3 GM 知，由于小行星轨道半径大于地球公转半径，故小行星的周期均大于地球公转周期，即大于一年，故D 错误．] 9．BC [a 、b 、c 都受到万有引力作用，A 错误；赤道上的物体a 、同步卫星c 的周期相同， 所以角速度一样，根据r 3 T 2＝k ，所以c 的周期大于b 的周期，所以B 正确．v ＝ GM r ，c 的半径大于b ，所以v c r 2，所 以a b >a c ，又根据a ＝rω2 可知，a c >a a ，所以D 错误．] 10．D [地球的所有同步卫星轨道平面都在赤道面上，故A 错误；角速度ω＝ 2π T ，它们的 运行周期都与地球的自转周期相同，角速度必然相同，故B 错误；第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，是最大的运行速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，由G Mm R 2 ＝m v 2R 得v ＝ G M R ，可知同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，由开普勒第三定律 R 3T 2＝k 和v ＝ 2πR T 可知卫星周期相等，则轨道半径相等，运行速度相等，故C 错误；卫星的向 心加速度a ＝ω2 R ，同步卫星和静止在赤道上的物体具有相同的角速度，所以同步卫星向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度，故D 正确．] 11．(1)2πR ＋H T (2) 4π 2 R ＋H 3 GT 2 (3)2πR ＋H T R ＋H R 解析 (1)“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小v ＝ 2π R ＋H T (2)设月球质量为M ，“嫦娥一号”的质量为m ，根据牛顿第二定律得 G Mm R ＋H 2 ＝m 4π 2 R ＋H T 2 解得M ＝ 4π 2 R ＋H 3 GT 2 (3)设绕月飞船运行的线速度为v ，飞船质量为m 0，则 G Mm 0R 2＝m 0v 2R 又M ＝ 4π2 R ＋H 3 GT 2 ， 联立解得v ＝ 2π R ＋H T R ＋H R 2019年高考物理试题分类解析 专题11 光学 1.2019全国1卷34.（2）（10分）如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m 。距水面4 m 的湖底P 点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率为4 3 （i ）求桅杆到P 点的水平距离； （ii ）船向左行驶一段距离后停止，调整由P 点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。 【答案】[物理——选修3–4] （2）（i ）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x 1，到P 点的水平距离为x 1；桅杆高度为h 1，P 点处水深为h 2：微光束在水中与竖直方向的夹角为θ。由几何关系有 1 1 tan 53x h =? ① 2 3 tan x h θ= ② 由折射定律有sin53° =n sin θ ③ 设桅杆到P 点的水平距离为x ，则x =x 1+x 2 ④ 联立①②③④式并代入题给数据得x =7 m ⑤ （ii ）设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为i '，由折射定律有 sin i '=n sin45° ⑥ 设船向左行驶的距离为x'，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x'1，到P 点的水平距离为x'2，则 1 2x x x x '''+=+ ⑦ 1 1 tan x i h ''= ⑧ 2 2 tan 45x h '=? ⑨ 联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得x'= 623m=5.5m -（） ⑩ 2.34.（2）（10分）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题： （i ）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可__________； A ．将单缝向双缝靠近 B ．将屏向靠近双缝的方向移动 C ．将屏向远离双缝的方向移动 D ．使用间距更小的双缝 （ii ）若双缝的间距为d ，屏与双缝间的距离为l ，测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ，则单色光的波长λ=_________； （iii ）某次测量时，选用的双缝的间距为0．300 mm ，测得屏与双缝间的距离为1.20 m ，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm 。则所测单色光的波长为______________nm （结果保留3位有效数字）。 【答案】（2）（i ）B （ii ） 1x d n l ??-（） （iii ）630 2017年普通高等学校招生全国统一考试（北京卷） 理科综合能力测试（物理） 第一部分（选择题共48分） （13）【2017年北京，13，6分】以下关于热运动的说法正确的是（） （A）水流速度越大，水分子的热运动越剧烈（B）水凝结成冰后，水分子的热运动停止 （C）水的温度越高，水分子的热运动越剧烈（D）水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大【答案】C 【解析】水流速度是机械运动速度，不能反映热运动情况，A错误；分子在永不停息地做无规则运动，B错误； 水的温度升高，水分子的平均速率增大，并非每一个水分子的运动速率都增大，D错误；选项C说法正确，故选C。 【点评】温度是分子平均动能的标志，但单个分子做无规则运动，单个分子在高温时速率可能较小。 （14）【2017年北京，14，6分】如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。 如果光束b是蓝光，则光束a可能是（） （A）红光（B）黄光（C）绿光（D）紫光 【答案】D 【解析】根据题意作出完整光路图，如图所示，光进入玻璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射定律可知玻璃砖对光的折射率较大，因此光的频率应高于光，故选D。 【点评】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知，光线在进入棱镜前后偏折角越大 ， 棱镜对该光的折射率越大，该光的频率越大。 （15）【2017年北京，15，6分】某弹簧振子沿x轴的简谐振动图像如图所示，下列描述正确的是（） （A）t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值 （B）t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 （C）t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 （D）t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 【答案】A 【解析】在和时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大 ，方向指向平衡位置， A正确，C错误；在和时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，B、D 错误，故选A。 【点评】根据振动图像判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，上坡段质点向上振动，下坡段质点向下振动。 （16）【2017年北京，16，6分】如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电 压表均为理想电表。下列说法正确的是（） （A）原线圈的输入功率为（B）电流表的读数为 （C）电压表的读数为（D）副线圈输出交流电的周期为 【答案】B 【解析】电表的读数均为有效值，原线圈两端电压有效值为，由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝 数成正比，可知副线圈两端电压有效值为，C错误；流过电阻的电流为，可知负载消耗的公 率为，根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为，A错误；由可知，电流表的读数为，B正确，由交变电压瞬时值表达式可知，，周期，D错误，故选B。【点评】理想变压器原副线圈两端电压、电流、功率与匝数的关系需注意因果关系，电压由原线圈决定副线圈，电流与功率则由副线圈决定原线圈。 （17）【2017年北京，17，6分】利用引力常量和下列某一组数据，不能 ．．计算出地球质量的是（）（A）地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转） （B）人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 （C）月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 （D）地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 【答案】D .精品文档. 2019年高考物理一轮复习试题 测量速度和加速度的方法 【纲要导引】 此专题作为力学实验的重要基础，高考中有时可以单独出题，16年和17年连续两年新课标1卷均考察打点计时器算速度和加速度问题；有时算出速度和加速度验证牛二或动能定理等。此专题是力学实验的核心基础，需要同学们熟练掌握。 【点拨练习】 考点一打点计时器 利用打点计时器测加速度时常考两种方法： （1）逐差法 纸带上存在污点导致点间距不全已知：（10年重庆） 点的间距全部已知直接用公式：，减少偶然误差的影响（奇数段时舍去距离最小偶然误差最大的间隔） （2）平均速度法 ，两边同时除以t，，做图，斜率二倍是加速度，纵轴截距是 开始计时点0的初速。 1. 【10年重庆】某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电频率f=50Hz在线带上打出的点中，选 出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如是22图1所示，A B、、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离： =16.6=126.5=624.5 若无法再做实验，可由以上信息推知： ①相信两计数点的时间间隔为___________ S ②打点时物体的速度大小为_____________ /s（取2位有效数字） ③物体的加速度大小为__________ （用、、和f表示） 【答案】①0.1s②2.5③ 【解析】①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.1s . ②根据间的平均速度等于点的速度得v==2.5/s . ③利用逐差法：，两式相加得，由于，，所以就有了，化简即得答案。 2. 【15年江苏】（10分）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运 2017年高考北京理综试题及答案解析(物理) 2017年普通高等学校招生全国统一考试（北京卷） 理科综合能力测试（物理） 第一部分（选择题共48分） （13）【2017年北京，13，6分】以下关于热运动的说法正确的是（） （A）水流速度越大，水分子的热运动越剧烈（B）水凝结成冰后，水分子的热运动停止 （C）水的温度越高，水分子的热运动越剧烈（D）水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 【答案】C 【解析】水流速度是机械运动速度，不能反映热运动情况，A错误；分子在永不停息地做无规则运动， B错误；水的温度升高，水分子的平均速率 增大，并非每一个水分子的运动速率都增 大，D错误；选项C说法正确，故选C。 【点评】温度是分子平均动能的标志，但单个分子做无规则运动，单个分子在高温时速率可能较小。（14）【2017年北京，14，6分】如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束 b是蓝光，则光束a可能是（） （A）红光（B）黄光（C）绿光（D）紫光 【答案】D 【解析】根据题意作出完整光路图，如图所示，a光 进入玻璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射 定律可知玻璃砖对a光的折射率较大，因此a 光的频率应高于b光，故选D。 【点评】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知，光线在进入棱镜前后偏折角越大， 棱镜对该光的折射率越大，该光的频率越大。（15）【2017年北京，15，6分】某弹簧振子沿x轴的简谐振动图像如图所示，下列描述正确的是 （） （A）t=1s时，振子的速度为零，加速度为 负的最大值 （B）t=2s时，振子的速度为负，加速度为 正的最大值 （C）t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 （D）t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 【答案】A 【解析】在1s t=时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，t=和3s 回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置， A正确，C错误；在2s t=时，振子位于平衡位 t=和4s 置，速度最大，回复力和加速度均为零，B、D 错误，故选A。 【点评】根据振动图像判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，上坡段质点向上振动，下坡段质点向下振动。（16）【2017年北京，16，6分】如图所示，理想 变压器的原线圈接在2202sin(V) =π的交 u t 流电源上，副线圈接有55 R=Ω的负载电阻， 原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电 压表均为理想电表。下列说法正确的是（） 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 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。 t 专题20力学计算题 1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜 轨道上保持静止。物块A运动的v–图像如图（b）所示，图中的v 1 和t 1 均为未知量。已知A 的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力。 （1）求物块B的质量； （2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功； （3）已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块B停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上。 求改变前后动摩擦因数的比值。 2．（2019·新课标全国Ⅱ卷）一质量为m=2000kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。 行驶过程中，司机突然发现前方100m处有一警示牌。立即刹车。刹车过程中，汽车所 受阻力大小随时间变化可简化为图（a）中的图线。图（a）中，0~t 1 时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行 驶），t 1 =0.8s；t 1 ~t 2 时间段为刹车系统的启动时间，t 2 =1.3s；从t 2 时刻开始汽车的刹车 系统稳定工作，直至汽车停止，已知从t 2 时刻开始，汽车第1s内的位移为24m，第4s 内的位移为1m。 （1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线； （2）求t 2 时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小； （3）求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t 1 ~t 2 时间内汽车克服阻力做的功；从司机 发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以t 1 ~t 2 时间段始末速度的算 2017高考物理（北京卷） 13.以下关于热运动的说法正确的是( ) A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 14.如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束b是蓝光，则光束a可能 是( ) A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光 15．某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是( ) A．t＝1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值 B．t＝2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C．t＝3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D．t＝4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 16．如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝2202sin 100πt(V)的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是 ( ) A．原线圈的输入功率为220 2 W B．电流表的读数为1 A C．电压表的读数为110 2 V D．副线圈输出交流电的周期为50 s 17．利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是( ) A．地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转) B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 18． 2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm ＝10－9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用． 一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)( ) 2017年北京市高考物理试卷 一、本部分共8小题，每小题6分，共120分．在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项． 1．（6分）以下关于热运动的说法正确的是（） A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 2．（6分）如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束b是蓝光，则光束a可能是（） A．红光B．黄光C．绿光D．紫光 3．（6分）某弹簧振子沿x轴的简谐振动图象如图所示，下列描述正确的是（） A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值 B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D．t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 4．（6分）如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sinπt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电 压表均为理想电表．下列说法正确的是（） A．原线圈的输入功率为220W B．电流表的读数为1A C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的周期为50s 5．（6分）利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（）A．地球的半径及地球表面附近的重力加速度（不考虑地球自转的影响） B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 6．（6分）2017年年初，我国研制的“大连光源”﹣﹣极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm（1nm=10﹣9m）附近连续可调的世界上首个最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。 一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10﹣34J?s，真空光速c=3×108m/s）（） A．10﹣21J B．10﹣18J C．10﹣15J D．10﹣12J 7．（6分）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（） 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 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) 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 。 通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点 和 之间○1某时刻开始减速。 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○2为 m/s 。（保留三位有效数字）。 物块减速运动过程中加速度的大小为= m/s 2,若用来计算物○3a a g 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,其中，得T s s v n n n 21++=s T 1.05015=?= =，=， 1.0210)01.1100.9(25??+=-v s m /00.11 .0210)28.1201.11(2 6??+=-v s m /16.1=，因为，，所以可判断物1 .0210)06.1028.12(2 7??+=-v s m /14.156v v >67v v <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。其中是正确的，、是错误的。因为公式 5v 6v 7v 是匀变速运动的公式，而在6、7之间不是匀变速运动了。T s s v n n n 21++=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，如果继续做匀加速运动的话，则6、7之cm 00.2s =?间的距离应该为，但图中，01.1300.201.11s 5667=+=?+=s s 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，加速度 cm 00.2s =?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 -=87s 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=-=?，求平均值，所cm s 00.260.460.63=-=?cm s s s s 00.2)(3 1321=?+?+?=?以加速度=222 2/.1 .01000.2s m T s a -?=?=2/00.2s m 根据，得这是加速度的理论值，实际上 ma =mg μg a μ=（此式中为纸带与打点计时器的摩擦力），得，'ma f mg =+μf m f g a +=μ'这是加速度的理论值。因为所以的测量值偏大。a a >'g a =μ 北京市朝阳区高三年级第二次综合练习 理科综合测试物理试题 2017．5 13．根据玻尔的原子模型，一个氢原子从n =3能级跃迁到n =1能级时，该氢原子 A ．吸收光子，能量减小 B ．放出光子，能量减小 C ．放出光子，核外电子动能减小 D ．吸收光子，核外电子动能不变 14．如图所示，ABC 是一个用折射率n 的透明介质做成的棱镜，其截面为等腰直角三角形。现有一束光从图示位置垂直入射到棱镜的AB 面上，则该光束 A ．能从AC 面射出 B ．能从BC 面射出 C ．进入棱镜后速度不变 D ．进入棱镜后波长变长 15．一列简谐横波在x 轴上传播，某时刻的波形如图所示，a 、b 、c 为波上的三个质点，质 点a 此时向上运动。由此可知 A ．该波沿x 轴负方向传播 B ．质点b 振动的周期比质点c 振动的周期小 C ．该时刻质点b 振动的速度比质点c 振动的速度小 D ．从该时刻起质点b 比质点c 先到达平衡位置 16．某家用电热壶铭牌如图所示，其正常工作时电流的最大值是 A ．0.2A B ． C ．5A D ． 17．如图所示，带正电的绝缘滑块从固定斜面顶端由静止释放，滑至底端时的速度为v ；若 在整个空间加一垂直纸面向里的匀强磁场，滑块仍从斜面顶端由静止释放，滑至底端时的速度为v ′。下列说法正确的是 A ．若斜面光滑，则v ′= v B ．若斜面粗糙，则v ′> v C ．若斜面光滑，则滑块下滑过程中重力所做的功等于滑块机械能的增加量 D ．若斜面粗糙，则滑块下滑过程中重力所做的功等于滑块动能的增加量 18 ．牛顿曾设想：从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如 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， 2018-2018高考物理动量定理专题练习题（附解 析） 如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。小编准备了动量定理专题练习题，具体请看以下内容。 一、选择题 1、下列说法中正确的是( ) A.物体的动量改变，一定是速度大小改变? B.物体的动量改变，一定是速度方向改变? C.物体的运动状态改变，其动量一定改变? D.物体的速度方向改变，其动量一定改变 2、在下列各种运动中，任何相等的时间内物体动量的增量总是相同的有( ) A.匀加速直线运动 B.平抛运动 C.匀减速直线运动 D.匀速圆周运动 3、在物体运动过程中，下列说法不正确的有( ) A.动量不变的运动，一定是匀速运动? B.动量大小不变的运动，可能是变速运动? C.如果在任何相等时间内物体所受的冲量相等(不为零)，那么该物体一定做匀变速运动 D.若某一个力对物体做功为零，则这个力对该物体的冲量也一定为零? 4、在距地面高为h，同时以相等初速V0分别平抛，竖直上抛，竖直下抛一质量相等的物体m，当它们从抛出到落地时，比较它们的动量的增量△ P，有 ( ) A.平抛过程较大 B.竖直上抛过程较大 C.竖直下抛过程较大 D.三者一样大 5、对物体所受的合外力与其动量之间的关系，叙述正确的是( ) A.物体所受的合外力与物体的初动量成正比; B.物体所受的合外力与物体的末动量成正比; C.物体所受的合外力与物体动量变化量成正比; D.物体所受的合外力与物体动量对时间的变化率成正比 6、质量为m的物体以v的初速度竖直向上抛出，经时间t，达到最高点，速度变为0，以竖直向上为正方向，在这个过程中，物体的动量变化量和重力的冲量分别是( ) A. -mv和-mgt B. mv和mgt C. mv和-mgt D.-mv和mgt 7、质量为1kg的小球从高20m处自由下落到软垫上，反弹后上升的最大高度为5m，小球接触软垫的时间为1s，在接触时间内，小球受到的合力大小(空气阻力不计 )为( ) 2019年高考物理试题分类解析 专题06 磁场 1. （2019全国1卷17）如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接，已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为（ ） A ．2F B ．1.5F C ．0.5F D ．0 【答案】B 【解析】设导体棒MN 的电流为I ，则MLN 的电流为 2I ，根据BIL F =,所以ML 和LN 受安培力为2F ，根据力的合成，线框LMN 受到的安培力的大小为F +F F 5.130sin 2 20 =? 2. （2019全国1卷24）（12分）如图，在直角三角形OPN 区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U 加速后，沿平行于x 轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP 边上某点以垂直于x 轴的方向射出。已知O 点为坐标原点，N 点在y 轴上，OP 与x 轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d ，不计重力。求 （1）带电粒子的比荷； （2）带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间。 【答案】 （1）设带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，加速后的速度大小为v 。由动能定理有2 12 qU mv =① 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r ，由洛伦兹力公式和牛领第二定律有2 v qvB m r =② 由几何关系知d ③ 联立①②③式得 224q U m B d =④ （2）由几何关系知，带电粒子射入磁场后运动到x 轴所经过的路程为 πtan302 r s r = +?⑤ 带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间为 s t v = ⑥ 联立②④⑤⑥式得 2π(42Bd t U =⑦ 【解析】另外解法（2）设粒子在磁场中运动时间为t 1，则U Bd qB m T t 8241412 1ππ=? ==(将比荷代入) 设粒子在磁场外运动时间为t 2，则U Bd qU md qU m d v t 1236326y 2 22= ?=?== 带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间为21t t t +=，代入t 1和t 2得2π(42Bd t U =. 3. （全国2卷17）如图，边长为l 的正方形abcd 内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面（abcd 所在平面）向外。ab 边中点有一电子源O ，可向磁场内沿垂直于ab 边的方向发射电子。已知电子的比荷为k 。则从a 、d 两点射出的电子的速度大小分别为（ ） A ．14kBl B ．14kBl ，5 4 kBl 2017·北京卷(物理) 13．H1、H3[2017·北京卷] 以下关于热运动的说法正确的是() A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 13．C[解析] 水流速度大小决定了机械能大小，和内能无关，所以A错误．水结成冰以后，从液态变为固态，分子热运动的激烈程度相对减小，但热运动不会停止，一切物质的分子都在永不停息地做无规则热运动，所以B错误．水的温度升高，水分子的平均动能增大，水分子的平均速率增大，但是不代表每一个水分子的速率都增大，所以选项D错误． 14．N1[2017·北京卷] 如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束b是蓝光，则光束a可能是() 图1 A．红光B．黄光 C．绿光D．紫光 14．D[解析] 由图可知a光偏折程度比b光偏折程度大，所以a光的折射率大于b光的折射率．选项中只有紫光的折射率大于蓝光的折射率，所以选项D正确． 15．G1[2017·北京卷] 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是() 图1 A．t＝1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值 B．t＝2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C．t＝3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D．t＝4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 15．A[解析] 由振动图像特点可以判断，t＝1 s时，振子处于正向最大位移处，速度 为零，由a ＝－kx m 可知，加速度为负向最大值，选项A 正确．t ＝2 s 时，振子处于平衡位置，速度为负向最大值，加速度为零，选项B 错误．t ＝3 s 时，振子处于负向最大位移处，速度为零，加速度为正向最大值，选项C 错误．t ＝4 s 时，振子处于平衡位置，速度为正向最大值，加速度为零，选项D 错误． 16．M1、M2[2017·北京卷] 如图所示，理想变压器的原线圈接在u ＝2202sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是 ( ) 图1 A ．原线圈的输入功率为220 2 W B ．电流表的读数为1 A C ．电压表的读数为110 2 V D ．副线圈输出交流电的周期为50 s 16．B [解析] 原线圈输入电压的有效值是220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2 ，可得U 2＝110 V ，则电压表读数应为110 V ，选项C 错误．由欧姆定律可得I 2＝U 2R ＝2 A ，由I 1I 2＝n 2n 1 ，可得I 1＝1 A ，选项B 正确．由功率P 1＝U 1I 1可知，P 1＝220 W ，选项A 错误．由电源电压瞬时值表达式u ＝2202sin 100πt (V)，可知ω＝100π rad/s ，由T ＝2πω 可知，T ＝0.02 s ，选项D 错误． 17．D5[2017·北京卷] 利用引力常量G 和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是 ( ) A ．地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转) B ．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C ．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D ．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 17．D [解析] 由mg ＝G Mm R 2，可得M ＝gR 2G ，由选项A 中数据可以求出地球质量．由G Mm R 2＝m ? ?? ??2πT 2R ，可得M ＝4π2R 3GT 2，其中R 表示地球半径，又知2πR ＝v T ，由选项B 中数据可以求出地球质量．由G Mm r 2＝m ? ?? ??2πT 2r ，可得M ＝4π2r 3GT 2，其中r 表示月球与地球之间的距离，由选项C 中数据可以求出地球质量．由选项D 中数据不能求出地球质量．2019年高考物理真题同步分类解析专题11 光学(解析版)
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