高考物理总复习 考前三个月 选考题限时突破(三)选修

2020届高考物理倒计时冲刺金典专题选修3－4试卷专题12(选修3－4)机械振动和机械波光电磁波1．[物理——选修3－4](1)波速均为1.0 m/s的两列简谐横波，分别从波源x＝0、x＝12 m处沿x轴相向传播，t ＝0时的波形图如图所示．下列说法正确的是________．A．两列波的频率均为0.25 HzB．t＝0.2 s时，两列波相遇C．两列波相遇过程中，x＝5 m处和x＝7 m处的质点振动加强D．t＝3 s时，x＝6 m处的质点位移达到最大值E．当波源从x＝0处沿x轴正向运动时，在x＝12 m处的观察者观察到该简谐横波的频率变大(2)平面镜成像时，从光源发出的光线第一次被镜面反射所生成的像最明亮，被称为主像．如图所示，为测量一面嵌入墙壁的平面镜的厚度，可以在紧贴平面镜的表面放置一点光源S，现观测到S与其主像S′的距离为D.已知随着观察角度的变化，该距离也会发生变化．(ⅰ)试通过作图来确定光源S的主像S′的位置；(保留作图痕迹)(ⅱ)若玻璃的折射率n＝43，垂直平面镜方向观测，S与其主像S′的距离D＝5 mm，求平面镜的厚度d.(结果保留三位有效数字)2．[物理——选修3－4](1)图示为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，从左到右依次放置①光源、②红色滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏．下列说法正确的是________．A．③、④分别是双缝、单缝B．减小双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离C．先放上单缝和双缝，调节光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心D．若双缝的间距为d，④与光屏的间距为l，用测微目镜测出6条红色条纹间的距离为a，则该红光的波长λ＝ad 5lE．假若把此装置置于某液体中测量某单色光的波长，测得结果要比在真空中测得该光的波长短(2)在图甲中，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m＝0.2 kg的小球，现让小球在竖直方向上做简谐运动，小球从最高点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移y随时间t按正弦规律变化，如图乙所示．取g＝10 m/s2.(ⅰ)写出小球相对平衡位置的位移y的表达式；(ⅱ)求0～9.2 s内小球的总路程L，并指出t＝9.2 s时小球的位置．3．[物理——选修3－4](1)如图甲所示，沿波的传播方向上有间距均为1 m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置，t＝0时刻振源a从平衡位置竖直向上做简谐振动，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以1 m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是________．A．这列波的周期为4 sB．0～3 s质点b运动路程为4 cmC．4～5 s质点c的加速度在减小D．6 s时质点e的运动速度水平向右为1 m/sE．此六质点都开始振动后，质点a的运动方向始终与质点c的运动方向相反(2)半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂直平分线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，已知复色光包含有在玻璃砖的折射率从n1＝2到n2＝3的光束，因而光屏上出现了彩色光带．(ⅰ)求彩色光带的宽度；(ⅱ)当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，则θ角至少为多少？4．[物理——选修3－4](1)如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°.一束红光垂直AB边射入，从AC 边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°.(2)一列简谐横波在t＝13s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)是质点Q的振动图象．求：(ⅰ)波速及波的传播方向；(ⅱ)质点Q的平衡位置的x坐标．参考答案1：(1)ADE(2)(ⅰ)见解析(ⅱ)3.33 mm解析：(1)由波的图象可知，波长λ＝4 m，两列波的频率均为f＝vλ＝0.25 Hz，选项A正确；由波的图象可知，两列波相距Δx＝4 m，由Δx＝2vt可知，t＝2 s，即t＝2 s时，两列波相遇，选项B错误；两列波相遇过程中，x＝5 m处和x＝7 m处的质点振动减弱，选项C错误；t＝3 s时，x＝6 m处的质点位移达到负的最大值，选项D正确；当波源从x＝0处沿x轴正向运动时，由于波源相对于观察者靠近，根据多普勒效应，在x＝12 m处的观察者观察到该简谐横波的频率变大，选项E正确．(2)(ⅰ)光路图如图所示由几何关系SB＝2d tan rSB＝D tan i垂直平面镜方向观测，满足i→0，r→0即tan i≈sin i，tan r≈sin r由折射定律n＝sin i sin r解得d＝D2·tan itan r＝D2·sin isin r＝nD2代入数据，得d＝3.33 mm2：(1)BDE(2)(ⅰ)y＝0.1 cos 52πt(m)(ⅱ)小球处于最低点解析：(1)光源产生的光经滤光片变成单色光，通过单缝成为线光源，经过双缝获得相干波源，③、④分别是单缝、双缝，A错误；由Δx＝ldλ知，要增大相邻暗条纹间的距离，可减小双缝之间的距离d或增大双缝到屏的距离l，B正确；先不放单缝和双缝，调节光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心，然后再放单缝和双缝，调节其位置使光屏上出现干涉条纹，C错误；相邻两条红色条纹间的距离Δx ＝a n －1＝a 5，又Δx ＝l d λ，得该红光的波长λ＝ad5l ，D 正确；假若把此装置置于某种液体中，由于液体的折射率大于1，所以结果将比在真空中测得该光的波长短，E 正确．(2)(ⅰ)由题图乙可知，周期T ＝0.8 s 振幅A ＝0.1 m小球相对平衡位置的位移y ＝A cos 2πT t 即y ＝0.1cos 52πt (m) (ⅱ)由于n ＝Δt T ＝11120～9.2 s 内小球的总路程L ＝n ·4A 解得L ＝4.6 mt ＝9.2 s 时小球处于最低点3：(1)ABE (2)(ⅰ)⎝⎛⎭⎪⎫1－33R (ⅱ)至少45°解析：(1)波的周期与a 点的振动周期相等，由题图乙知，周期为T ＝4 s ，A 正确；波从a 点传到b 点的时间为x ab v ＝11 s ＝1 s ，则在0～3 s 内质点b 振动了t ＝2 s 时间，而t ＝2 s ＝0.5T ，所以质点b 运动路程为s ＝2A ＝2×2 cm ＝4 cm ，B 正确；波从a 点传到c 点的时间为t ac ＝x ac v ＝21 s ＝2 s ，则在4 s 时，质点c 刚振动半个周期到达平衡位置，则在4～5 s 这段时间内质点c 正由平衡位置向波谷运动，加速度在增大，C 错误；质点e 只在平衡位置附近上下振动，不可能向右运动，D 错误；该波的波长λ＝vT ＝4 m ，此六质点都振动起来后，a 、c 的距离等于半个波长，所以质点a 的运动方向始终与质点c 的运动方向相反，E 正确．(2)(ⅰ)设在玻璃砖中的折射率为2的光的折射角为β1，在玻璃砖中的折射率为3的光的折射角为β2，则n 1＝sin β1sin θ n 2＝sin β2sin θ代入数据得β1＝45°，β2＝60°故彩色光带的宽度为d ＝R tan(90°－β1)－R tan(90°－β2)＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－33R(ⅱ)当复色光恰好全部发生全反射时，sin C ＝1n 1＝12即入射角θ≥C ＝45°，即至少为45°4：(1)3 大于 (2)(ⅰ)18 cm/s 沿x 轴负方向传播 (ⅱ)x Q ＝9 cm 解析：(1)根据光路的可逆性，在AC 面，入射角为60°时，折射角为30°. 根据光的折射定律有n ＝sin i sin r ＝sin60°sin 30°＝ 3. 玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，沿同一路径入射时，r 角仍为30°不变，对应的i 角变大． 因此折射角大于60°.(2)(ⅰ)由图(a)可以看出，该波的波长为λ＝36 cm ① 由图(b)可以看出，周期为 T ＝2 s ②波速为v ＝λT ＝18 cm/s ③由图(b)知，当t ＝13 s 时，质点Q 向上运动，结合图(a)可得，波沿x 轴负方向传播． (ⅱ)设质点P 、Q 平衡位置的x 坐标分别为x P 、x Q .由图(a)知，x ＝0处y ＝－A2＝A sin(－30°)，因此x P ＝30°360°λ＝3 cm ④由图(b)知，在t ＝0时质点Q 处于平衡位置，经Δt ＝13 s ，其振动状态向x 轴负方向传播至P 点处，由此及③式有x O －x P ＝v Δt ＝6 cm ⑤由④⑤式得，质点Q 的平衡位置的x 坐标为 x Q ＝9 cm ⑥。

选考题专练卷[选修3－3]1．(1)以下说法正确的是________。

A．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征B．液体的分子势能与液体的体积有关C．水的饱和汽压不随温度变化D．组成固体、液体、气体的物质分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”(2)如图1所示，在内径均匀两端开口、竖直放置的细U形管中，两边都灌有水银，底部封闭一段空气柱，长度如图所示，左右两侧管长均为h＝50 cm，现在大气压强为p0＝75 cmHg，气体温度是t1＝27 ℃，现给空气柱缓慢加热到t2＝237 ℃，求此时空气柱的长度。

图12．(1)下列有关热学知识的论述正确的是________。

A．两个温度不同的物体相互接触时，热量既能自发地从高温物体传给低温物体，也可以自发地从低温物体传给高温物体B．无论用什么方式都不可能使热量从低温物体向高温物体传递C．第一类永动机违背能量的转化和守恒定律，第二类永动机不违背能量的转化和守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动却是有规律的(2)如图2所示，可自由滑动的活塞将圆筒形汽缸分成A和B两部分，汽缸底部通过阀门K与另一密封容器C相连，活塞与汽缸顶部间连一弹簧，当A、B两部分真空，活塞位于汽缸底部时，弹簧恰无形变。

现将阀门K关闭，B内充入一定质量的理想气体，A、C内均为真空，B部分的高度L1＝0.10 m，此时B与C的体积正好相等，弹簧对活塞的作用力恰等于活塞的重力。

若把阀门K打开，平衡后将整个装置倒置，当达到新的平衡时，B部分的高度L2是多少？(设温度保持不变)图2[选修3－4]1．(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形图如图3甲所示，波此时恰好传播到M点。

图乙是质点N(x＝3 m)的振动图像，则Q点(x＝10 m)开始振动时，振动方向为________，从t＝0开始，终过________s，Q点第一次到达波峰。

选修3-4【原卷】1.（2020·首都师范大学附属中学高二期末）如图所示，a、b、c、d四个图是单色光在不同条件下形成的干涉或衍射图样。

分析各图样的特点可以得出的正确结论是（）A．a是光的衍射图样B．b是光的干涉图样C．c是光的干涉图样D．d是光的衍射图样2.（2020·北京高二期末）泊松亮斑是（）A．光的衍射现象B．光的反射现象C．光的折射现象D．光的干涉现象3.抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则以下说法正确的是A．这是利用光的干涉现象B．这是利用光的衍射现象C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了4.（2020·浙江湖州高二期末）关于光的偏振现象下列说法正确的是（）A．光的偏振现象说明光是纵波B．拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰C．一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向与该偏振片透振方向垂直的光波才能通过D．一束自然光入射到两种介质的分界面上，只有当反射光与折射光线之间夹角恰好是90°时，反射光是偏振光5.（2020·北京海淀人大附中高二期末）如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。

旋转偏振片P，A、B 两点光的强度变化情况是：（）A．A、B 均不变B．A、B 均有变化C．A 不变，B有变化D．A 有变化，B不变6.如图所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光( )A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45 °角振动的光7.奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是( )A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α8.激光技术是在1960年发明的。

选考题限时突破(一)3－3(限时：25分钟)1．(1)(5分)下面说法中正确的是________．A ．所有晶体沿着各个方向的物理性质和化学光学性质都相同B ．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C ．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性D ．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E ．一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多 答案 CDE解析 晶体分为单晶体和多晶体，单晶体各向异性，多晶体各向同性，A 错误；足球充足气后很难压缩是由于足球内气体压强的原因，与气体分子之间的作用力无关，B 错误； 热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但不可能自发地从低温物体向高温物体传递，涉及热现象的宏观过程都具有方向性，C 正确；一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由理想气体状态方程pVT ＝C 知，温度必定升高，内能增大，气体对外做功，根据热力学第一定律：ΔU＝W ＋Q ，气体一定从外界吸热，D 正确；一定质量的理想气体，体积不变，温度升高，压强增大，分子密度不变，但分子的平均动能增大，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多，E 正确．(2)(10分)如图1所示，一底面积为S 、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m 的相同活塞A 和B ；在A 与B 之间、B 与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V.已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g ，外界大气压强为p 0，现假设活塞B 发生缓慢漏气，致使B 最终与容器底面接触．求活塞A 移动的距离．图1 答案mgV(p 0S ＋mg )S解析 设A 与B 之间、B 与容器底面之间的气体压强分别为p 1、p 2， 漏气前，对A 分析有：p 1＝p 0＋mg S对B 分析有：p 2＝p 1＋mgSB 最终与容器底面接触后，设A 、B 间的压强为p ，气体体积为V′，则有：p ＝p 0＋mgS因为温度不变，对于混合气体有：(p 1＋p 2)V ＝pV′ 漏气前A 距离底面的高度为：h ＝2V S漏气后A 距离底面的高度为：h′＝V′S联立可得：Δh＝h′－h ＝mgV(p 0S ＋mg )S2．(1)(5分)下列说法中正确的是________． A ．外界对物体做功，物体的内能必定增加 B ．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示 C ．所有晶体都有固定的形状、固有的熔点 D ．分子间的斥力随分子间距的减小而增大 E ．0 ℃的冰和0 ℃的铁块的分子平均动能相同 答案 BDE解析 根据热力学第一定律，外界对物体做功，如果物体放热，则物体的内能不一定增加，选项A 错误；绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸气压来表示，故B 正确；所有晶体都有固有的熔点，只有单晶体有固定的形状，选项C 错误； 分子间的斥力随分子间距的减小而增大，选项D 正确；温度相同的不同物质分子平均动能相同，故0 ℃的冰和0 ℃的铁块的分子平均动能相同，选项E 正确．(2)(10分)如图2所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，横截面积为40 cm 2的活塞封闭了一定质量的理想气体和一形状不规则的固体A.在汽缸内距缸底60 cm 高处设有a 、b 两限制装置(未画出)，使活塞只能向上滑动．开始时活塞放在a 、b 上，缸内气体的压强等于大气压强p 0(p 0＝1.0×105Pa)，温度为250 K ．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为300 K 时，活塞恰好离开a 、b ；当温度为360 K 时，活塞上升了4 cm.g 取10 m/s 2.求：图2(ⅰ)活塞的质量； (ⅱ)物体A 的体积．答案 (ⅰ)8 kg (ⅱ)1 600 cm 3解析 (ⅰ)设物体A 的体积为ΔV.T 1＝250 K ，p 1＝1.0×105Pa ，V 1＝60×40 cm 3－ΔV T 2＝300 K ，p 2＝(1.0×105＋mg40×10－4) Pa ，V 2＝V 1T 3＝360 K ，p 3＝p 2，V 3＝64×40 cm 3－ΔV 由状态1到状态2为等容过程p 1T 1＝p 2T 2代入数据得m ＝8 kg(ⅱ)由状态2到状态3为等压过程V 2T 2＝V 3T 3代入数据得ΔV＝1 600 cm 3.3．(1)(5分)下列说法正确的是________． A ．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 B ．单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性 C ．绝对湿度大，相对湿度不一定大D ．根据热力学第二定律可知，机械能不可能全部转化为物体的内能E ．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征 答案 BCE解析 表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，A 错误； 单晶体具有各向异性，原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性，B 正确； 对于不同的温度，饱和汽压不同，故绝对湿度大时相对湿度不一定大，C 正确；热力学第二定律有不同的表述：不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；热量不可以全部转化为功，但是机械能可以全部转化为内能，D 错误；根据液晶特点和性质可知：液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，E 正确．(2)(10分)竖直放置粗细均匀的U 形细玻璃管两臂分别灌有水银，水平管部分有一空气柱，各部分长度如图3所示，单位为厘米．现将管的右端封闭，从左管口缓慢倒入水银，恰好使右侧的水银全部进入右管中，已知大气压强p 0＝75 cmHg ，环境温度不变，左管足够长．求：图3(ⅰ)此时右管封闭气体的压强； (ⅱ)左侧管中需要倒入水银柱的长度． 答案 (ⅰ)100 cmHg (ⅱ)49.2 cm 解析 设管内的横截面积为S ，(ⅰ)对右管中封闭气体，右侧水银刚好全部进入竖直右管后 p 0×40S＝p 1×(40－10)S ，解得：p 1＝100 cmHg(ⅱ)对水平部分气体，末态压强：p′＝(100＋15＋10) cmHg ＝125 cmHg ， 由玻意耳定律：(p 0＋15)×15S＝p′LS解得：L＝10.8 cm所以加入水银柱的长度为：(125－75＋10－10.8) cm＝49.2 cm.4．(1)(5分)对于图4中各图线说法正确的是________．图4A．图甲为氧气分子在不同温度下的速率分布图象，由图可知状态①的温度比状态②的温度高B．图乙为一定质量的理想气体状态变化的p－V图线，由图可知气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能先增大后减小C．图丙为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离r＞r0时，分子势能随分子间的距离增大而增大D．液体表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大；附着层内液体分子间的距离小于液体内部分子间的距离E．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，气体内能增加的同时向外界释放热量答案ABC(2)(10分)一上端开口、下端封闭的细长玻璃管倾斜放置，与水平面夹角θ＝30°.玻璃管的中间有一段长为l2＝50 cm的水银柱，水银柱下部封有长l1＝25 cm的空气柱，上部空气柱的长度l3＝60 cm.现将一活塞从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气长度变为l1′＝20 cm，如图5所示．假设活塞下推过程中没有漏气，已知大气压强为p0＝75 cmHg，环境温度不变，求活塞下推的距离Δl.图5答案20 cm解析以cmHg为压强单位．在活塞下推前，玻璃管下部空气柱压强为p1＝p0＋l2sin 30°设活塞下推后，下部空气柱的压强为p1′，由玻意耳定律得：p1l1＝p1′l1′设此时玻璃管上部空气柱的压强为p2′，则：p2′＝p1′－l2sin 30°由玻意耳定律得： p0l3＝p2′l3′设活塞下推距离为Δl时即：Δl＝l1＋l3－(l1′＋l3′)得Δl＝20 cm.高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高考物理最新物理学史知识点知识点总复习有答案解析(3)一、选择题1．下列叙述错误的是（）A．亚里士多德认为维持物体的运动需要力B．牛顿通过观察苹果落地得出了万有引力定律C．奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系D．卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量的数值，从而验证了万有引力定律2．科学发现或发明是社会进步的强大推动力，青年人应当崇尚科学在下列关于科学发现或发明的叙述中，存在错误的是A．安培提出“分子电流假说”揭示了磁现象的电本质B．库仑发明了“扭秤”，准确的测量出了带电物体间的静电力C．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系D．法拉第经历了十年的探索，实现了“电生磁”的理想3．物理学推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，关于物理学发展过程的认识，下列说法中正确的是A．牛顿应用“理想斜面实验”推翻亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点B．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的C．牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律D．英国科学家法拉第心系“磁生电”思想是受到了安培发现电流的磁效应的启发4．下列说法正确的是( )A．在国际单位制中，力学的基本单位是千克、牛顿、秒B．开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律C．库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律D．法拉第首先发现了电流可以使周围的小磁针偏转5．下列对运动的认识错误的是A．亚里士多德认为质量小的物体下落快B．伽利略把实验和逻辑推理结合起来，发展了人类的科学思维方法和研究方法C．伽利略认为物体下落的快慢与物体的质量没有关系D．伽利略的比萨斜塔实验经过严谨的考证，只是一个美丽的传说，但这并不影响他在科学界的地位6．在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。

以下对几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是A．牛顿运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”B．安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的作用规律C．爱因斯坦创立相对论，提出了一种崭新的时空观D．第谷通过大量的观测数据，归纳得到了行星的运行规律7．2014年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明蓝色发光二极管(LED)，并因此带来新型的节能光源．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列表述符合物理学史实的是A．开普勒认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比．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．牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上D．安培首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究8．万有引力的发现实现了物理学史上第一次大统一：“地上物理学”和“天上物理学”的统一．它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律．牛顿发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道简化为圆轨道，还应用到了其他的规律和结论．下面的规律和结论没有被用到的是( )A．开普勒的研究成果B．卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常量C．牛顿第二定律D．牛顿第三定律9．以下说法正确的是（）A．丹麦天文学家第谷通过长期的天文观测，指出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，揭示了行星运动的有关规律B．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的C．库仑测出了万有引力常量G的数值D．万有引力定律和牛顿运动定律一样都是自然界普遍适用的基本规律10．瑞典皇家科学院2018年10月2日宣布，将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟•阿什金、法国科学家热拉尔•穆鲁以及加拿大科学家唐娜•斯特里克兰，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献。

专题突破(三) 牛顿第二定律的系统表达式【p 55】应用牛顿第二定律时，若研究对象为一物体系统，可将系统所受的所有外力及系统内每一物体的加速度均沿互相垂直的两个方向分解，则牛顿第二定律的系统表达式的正交分解式为：∑F x ＝m 1a 1x ＋m 2a 2x ＋…＋m n an x∑F y ＝m 1a 1y ＋m 2a 2y ＋…＋m n an y例1如图所示，三角形物块质量为3m ，α＝30°，β＝60°，置于粗糙水平面上，两斜面光滑，其顶部安有一轻小滑轮．小物体A 、B 质量分别为m 和2m ，用细线绕过滑轮相连接并用手按住．求放手后A 、B 均在斜面上运动时，地面对三角形物块的支持力和摩擦力．(三角形物块始终静止)【解析】A 、B 的加速度分别为a A 、a B ，a A ＝a B ＝a.对于A 、B 系统，依牛顿第二定律有2mgsin 60°－mgsin 30°＝3ma.∴a ＝（23－1）6g 把A 、B 的加速度分别沿水平方向和竖直方向分解．a Ax ＝acos 30°＝32a ，水平向右； a Bx ＝acos 60°＝a 2，水平向右； a Ay ＝asin 30°＝a 2，竖直向上； a By ＝acos 30°＝32a ，竖直向下． 设地面对三角形物块的摩擦力为f ，支持力为F N ，对A 、B 及三角形物块组成的系统．依牛顿第二定律，并以水平向右和竖直向上为正方向，有：f ＝ma Ax ＋2ma Bx ＋3m ×0，F N－6mg＝ma Ay－2ma By＋3m×0，解得f＝0.77mg，方向水平向右．F N＝5.5mg，方向竖直向上．【归纳总结】应用牛顿第二定律的系统表达式解题时，可不考虑系统内物体间的相互作用力(即内力)，这样能达到简化求解的目的，但需把握三个关键点：(1)正确分析系统受到的外力；(2)正确分析系统内各物体加速度的大小和方向；(3)确定正方向，建立直角坐标系，并列方程求解．例2如图，A为电磁铁，C为胶木支架，A和C的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬于O点，当A通电，铁片被吸引上的过程中，轻绳上的拉力为F() A．F＝mgB．Mg<F<(M＋m)gC．F＝(M＋m)gD．F>(M＋m)g【解析】设A、B、C为一系统，设绳的拉力为FF－Mg－mg＝ma＋M×0F＝ma＋(M＋m)g，D对．【答案】D【归纳总结】对组合体问题若用隔离法逐一分析各物体的受力及运动情况，再列方程求解会比较繁琐且容易出错，对系统用牛顿第二定律的优越之处就在于从系统整体着手，化繁为简，化难为易．针对训练1．如图为杂技“顶竿”的示意图，质量为M 的竖直竹杆下端支在演员甲的肩膀上，另一质量为m 的演员乙沿杆匀加速下滑，已知杆对甲的压力为F ，求演员乙的加速度．【解析】对杆与演员乙这一系统，有：Mg ＋mg －F ＝ma ＋M ×0∴a ＝（M ＋m ）g m －F m. 2．如图所示，倾角α＝30°，质量M ＝34 kg 的斜面体始终停在粗糙的水平地面上，质量m A ＝14 kg ，m B ＝2 kg 的物体A 和B ，由细线通过定滑轮连接．若A 以a ＝2.5 m/s 2 的加速度沿斜面下滑，求此过程中地面对斜面体的摩擦力和支持力各是多少？【解析】取A 、B 斜面体为研究对象，它受到的外力是竖直向下的重力(m A ＋m B ＋M)g ，地面支持力F N ，地面静摩擦力F f .把A 的加速度正交分解，a x ＝acos α，a y ＝asin α依牛顿第二定律的系统表达式，地面对斜面体的摩擦力应为水平向左大小为F f ＝m A a x ＝m A acos α＝30.3 N在竖直方向上有：F N －(m A ＋m B ＋M)g ＝m B a －m A a y∴地面对斜面体的支持力F N ＝(m A ＋m B ＋M)g ＋m B a －m A a y ＝487.5 N.3．在倾角为θ的光滑斜面上，有两个用轻弹簧连接的物块A 和B ，它们的质量分别为3m 和2m.现用一沿斜面向上的恒力拉A ，当B 刚离开挡板时．A 沿斜面向上的加速度大小为a ，在此后的运动过程中，当A 的加速度为0时，B 的加速度为多少？【解析】当A 、B 都在斜面上运动时，对于A 、B 系统．F －(m A ＋m B )sin θ＝m A a A ＋m B a BB 刚离开挡板时，a A ＝a ，a B ＝0.当A 的加速度为0时，设B 的加速度为a Bx .则有F －(m A ＋m B )sin θ＝3ma ＋2m ×0＝3m ×0＋2ma Bx .∴a Bx ＝32a. 4．如图，小车放在光滑水平面上，小车的质量M ＝10 kg ，滑块质量m 1＝2 kg ，m 2＝1 kg ，在水平力F 作用下，m 1的加速度a 1＝2 m/s 2.M 的加速度a 2＝1 m/s 2.g 取10 m/s 2.求：(1)F 的大小；(2)地面对小车的支持力．【解析】m 2水平方向的加速度为a 2，竖直方向加速度为a y ， 12a y t 2＝12(a 1－a 2)t 2. ∴a y ＝a 1－a 2＝1 m/s 2.对于M 、m 1和m 2所组成的系统．水平方向：F ＝(M ＋m 2)a 2＋m 1a 1＝15 N.竖直方向：(M ＋m 1＋m 2)g －N ＝m 2a y .∴N ＝129 N.。

1．(·新课标全国Ⅰ·18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图1所示．水平台面的长和宽分别为L 1和L 2，中间球网高度为h .发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h .不计空气的作用，重力加速度大小为g .若乒乓球的发射速率v 在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v 的最大取值范围是( )图1A.L 12g6h ＜v ＜L 1g6hB.L 14gh ＜v ＜ (4L 21＋L 22)g6h C.L 12g 6h ＜v ＜12 (4L 21＋L 22)g 6h D.L 14g h ＜v ＜12(4L 21＋L 22)g 6h答案 D解析 发射机无论向哪个方向水平发射，乒乓球都做平抛运动．当速度v 最小时，球沿中线恰好过网，有： 3h －h ＝gt 212①L 12＝v 1t 1② 联立①②得v 1＝L 14g h当速度最大时，球斜向右侧台面两个角发射，有 (L 22)2＋L 21＝v 2t 2③ 3h ＝12gt 22④联立③④得v 2＝12(4L 21＋L 22)g 6h所以使乒乓球落到球网右侧台面上，v 的最大取值范围为L 14g h ＜v ＜12(4L 21＋L 22)g6h，选项D 正确．2．(·浙江理综·19)如图2所示为赛车场的一个水平“U ”形弯道，转弯处为圆心在O 点的半圆，内外半径分别为r 和2r .一辆质量为m 的赛车通过AB 线经弯道到达A ′B ′线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以O ′为圆心的半圆，OO ′＝r .赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为F max .选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大)，则( )图2A ．选择路线①，赛车经过的路程最短B ．选择路线②，赛车的速率最小C ．选择路线③，赛车所用时间最短D ．①、②、③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 答案 ACD解析 赛车经过路线①的路程s 1＝πr ＋2r ＝(π＋2)r ，路线②的路程s 2＝2πr ＋2r ＝(2π＋2)r ，路线③的路程s 3＝2πr ，A 正确；根据F max ＝m v 2R ，可知R 越小，其不打滑的最大速率越小，所以路线①的最大速率最小，B 错误；三种路线对应的最大速率v 2＝v 3＝2v 1，则选择路线①所用时间t 1＝(π＋2)r v 1，路线②所用时间t 2＝(2π＋2)r 2v 1，路线③所用时间t 3＝2πr2v 1，t 3最小，C 正确；由F max ＝ma ，可知三条路线对应的a 相等，D 正确．3．(·海南单科·14)如图3所示，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab 和抛物线bc 组成，圆弧半径Oa 水平，b 点为抛物线顶点．已知h ＝2 m ，s ＝ 2 m ．取重力加速度大小g ＝10 m/s 2.图3(1)一小环套在轨道上从a 点由静止滑下，当其在bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；(2)若环从b 点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c 点时速度的水平分量的大小． 答案 (1)0.25 m (2)2103m/s解析 (1)小环在bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明下落到b 点时的速度水平，使小环做平抛运动的轨迹与轨道bc 重合，故有s ＝v b t ① h ＝12gt 2② 在ab 滑落过程中，根据动能定理可得mgR ＝12m v 2b ③联立三式可得R ＝s 24h＝0.25 m(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据动能定理可得mgh ＝12m v 2c④因为小环滑到c 点时速度与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c 点时速度与竖直方向的夹角，设为θ，则根据平抛运动规律可知sin θ＝v bv 2b ＋2gh⑤根据运动的合成与分解可得sin θ＝v 水平v c ⑥联立①②④⑤⑥可得v 水平＝2103m/s.1．题型特点抛体运动与圆周运动是高考热点之一．考查的知识点有：对平抛运动的理解及综合运用、运动的合成与分解思想方法的应用、竖直面内圆周运动的理解和应用．高考中单独考查曲线运动的知识点时，题型为选择题，将曲线运动与功和能、电场与磁场综合时题型为计算题．2．应考策略抓住处理问题的基本方法即运动的合成与分解，灵活掌握常见的曲线运动模型：平抛运动及类平抛运动、竖直面内的圆周运动及完成圆周运动的临界条件．考题一运动的合成与分解1．如图4所示，河水以相同的速度向右流动，落水者甲随水漂流，至b点时，救生员乙从O 点出发对甲实施救助，则救生员乙相对水的运动方向应为图中的()图4A．Oa方向B．Ob方向C．Oc方向D．Od方向答案 B解析人在水中相对于水游动的同时还要随着水一起相对地面向下游漂流，以水为参考系，落水者甲静止不动，救援者做匀速直线运动，则救援者直接沿着Ob方向即可对甲实施救助．2．如图5所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R(R视为质点)．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0＝3 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α.则红蜡块R的()图5A．分位移y与x成正比B．分位移y的平方与x成正比C．合速度v的大小与时间t成正比D ．tan α与时间t 成正比 答案 BD解析 由题意可知，y 轴方向，y ＝v 0t .而x 轴方向，x ＝12at 2，联立可得：y 2＝2v 20a x ，故A 错误，B 正确；x 轴方向，v x ＝at ，那么合速度的大小v ＝v 20＋a 2t 2，则v 的大小与时间t 不成正比，故C 错误；tan α＝at v 0＝av 0t ，故D 正确．3．如图6所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ，杆上的A 点与定滑轮等高，杆上的B 点在A 点下方距离为d 处．现将环从A 处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( )图6A ．环到达B 处时，重物上升的高度h ＝d2B ．环到达B 处时，环与重物的速度大小相等C ．环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能D ．环能下降的最大高度为43d答案 CD解析 环到达B 处时，重物上升的高度为(2－1)d ，选项A 错误；环到达B 处时，重物的速度与环的速度大小关系为：v 物＝v 环sin 45°，即环与重物的速度大小不相等，选项B 错误；根据机械能守恒定律，对环和重物组成的系统机械能守恒，则环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能，选项C 正确；设环能下降的最大距离为H ，则 对环和重物组成的系统，根据机械能守恒定律可得：mgH ＝2mg (H 2＋d 2－d )，解得H ＝43d ，选项D 正确．1．合运动与分运动的关系：(1)独立性：两个分运动可能共线、可能互成角度．两个分运动各自独立，互不干扰． (2)等效性：两个分运动的规律、位移、速度、加速度叠加起来与合运动的规律、位移、速度、加速度效果相同．(3)等时性：各个分运动及其合运动总是同时发生，同时结束，经历的时间相等． (4)合运动一定是物体的实际运动．物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动，或者说是相对于地面上的观察者所发生的运动．2．判断以下说法的对错．(1)曲线运动一定是变速运动．( √ ) (2)变速运动一定是曲线运动．( × )(3)做曲线运动的物体所受的合外力一定是变力．( × )考题二 平抛(类平抛)运动的规律4．如图7所示，A 、B 两点在同一条竖直线上，A 点离地面的高度为2.5h .B 点离地面的高度为2h .将两个小球分别从A 、B 两点水平抛出，它们在P 点相遇，P 点离地面的高度为h .已知重力加速度为g ，则( )图7A ．两个小球一定同时抛出B ．两个小球抛出的时间间隔为(3－2)h gC ．小球A 、B 抛出的初速度之比v A v B ＝32 D ．小球A 、B 抛出的初速度之比v Av B ＝23 答案 BD解析 平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，由h ＝12gt 2，得t ＝2hg，由于A 到P 的竖直高度较大，所以从A 点抛出的小球运动时间较长，应先抛出．故A 错误；由t ＝2h g，得两个小球抛出的时间间隔为Δt ＝t A －t B ＝2×1.5hg－2hg＝(3－2)hg .故B 正确；由x ＝v 0t 得v 0＝xg 2h ，x 相等，则小球A 、B 抛出的初速度之比v A v B＝ h B h A＝ h 1.5h＝23，故C 错误，D 正确．5．在水平地面上的O 点同时将甲、乙两块小石头斜向上抛出，甲、乙在同一竖直面内运动，其轨迹如图8所示，A 点是两轨迹在空中的交点，甲、乙运动的最大高度相等．若不计空气阻力，则下列判断正确的是( )图8A ．甲先到达最大高度处B ．乙先到达最大高度处C ．乙先到达A 点D ．甲先到达水平地面 答案 C解析 斜抛可以分解为水平匀速运动和竖直匀变速运动，由于甲、乙运动的最大高度相等，由v 2＝2gh ，则可知其竖直方向初速度相同，则甲、乙同时到达最高点，故A 、B 错误；由前面分析，结合图像可知，乙到达A 点时，甲在上升阶段，故C 正确；由于甲、乙竖直方向运动一致，故会同时到达地面，故D 错误．6．如图9，斜面与水平面之间的夹角为45°，在斜面底端A 点正上方高度为10 m 处的O 点，以5 m/s 的速度水平抛出一个小球，则飞行一段时间后撞在斜面上时速度与水平方向夹角的正切值为(g ＝10 m/s 2)( )图9A ．2B ．0.5C ．1 D. 2答案 A解析 如图所示，由三角形的边角关系可知， AQ ＝PQ所以在竖直方向上有， OQ ＋AQ ＝10 m所以有：v 0t ＋12gt 2＝10 m ，解得：t ＝1 s. v y ＝gt ＝10 m/s 所以tan θ＝v yv 0＝21．平抛运动规律以抛出点为坐标原点，水平初速度v 0方向为x 轴正方向，竖直向下的方向为y 轴正方向，建立如图10所示的坐标系，则平抛运动规律如下．图10(1)水平方向：v x ＝v 0 x ＝v 0t (2)竖直方向：v y ＝gt y ＝12gt 2(3)合运动：合速度：v t ＝v 2x ＋v 2y ＝v 20＋g 2t 2合位移：s ＝x 2＋y 2合速度与水平方向夹角的正切值tan α＝v y v 0＝gtv 0合位移与水平方向夹角的正切值tan θ＝y x ＝gt2v 02．平抛运动的两个重要推论推论Ⅰ：做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处，设其末速度方向与水平方向的夹角为α，位移方向与水平方向的夹角为θ，则tan α＝2tan θ.推论Ⅱ：做平抛(或类平抛)运动的物体，任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点．考题三 圆周运动问题的分析7．如图11所示，轻杆长3L ，在杆两端分别固定质量均为m 的球A 和B ，光滑水平转轴穿过杆上距球A 为L 处的O 点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B 运动到最高点时，杆对球B 恰好无作用力．忽略空气阻力．则球B 在最高点时( )图11A ．球B 的速度为零 B ．球A 的速度大小为2gLC ．水平转轴对杆的作用力为1.5mgD ．水平转轴对杆的作用力为2.5mg 答案 C解析 球B 运动到最高点时，杆对球B 恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有mg ＝mv 22L 解得v ＝2gL ，故A 错误；由于A 、B 两球的角速度相等，则球A 的速度大小v ′＝2gL2，故B 错误；球B 到最高点时，对杆无弹力，此时球A 受重力和拉力的合力提供向心力，有F －mg ＝m v ′2L解得：F ＝1.5mg ，故C 正确，D 错误．8．如图12所示，质量为m 的竖直光滑圆环A 的半径为r ，竖直固定在质量为m 的木板B 上，木板B 的两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使木板不能左右运动．在环的最低点静置一质量为m 的小球C .现给小球一水平向右的瞬时速度v 0，小球会在环内侧做圆周运动．为保证小球能通过环的最高点，且不会使木板离开地面，则初速度v 0必须满足( )图12A.3gr ≤v 0≤5grB.gr ≤v 0≤3grC.7gr ≤v 0≤3grD.5gr ≤v 0≤7gr答案 D解析 在最高点，速度最小时有：mg ＝m v 21r解得：v 1＝gr .从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设最低点的速度为v 1′，根据机械能守恒定律，有： 2mgr ＋12mv 21＝12mv 1′2解得v 1′＝5gr . 要使木板不会在竖直方向上跳起，球对环的压力最大为：F ＝mg ＋mg ＝2mg 从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设此时最低点的速度为v 2′， 在最高点，速度最大时有：mg ＋2mg ＝m v 22r 解得：v 2＝3gr .根据机械能守恒定律有：2mgr ＋12mv 22＝12mv 2′2解得：v 2′＝7gr .所以保证小球能通过环的最高点，且不会使木板在竖直方向上跳起，在最低点的速度范围为：5gr ≤v ≤7gr .9．如图13所示，光滑杆AB 长为L ，B 端固定一根劲度系数为k 、原长为l 0的轻弹簧，质量为m 的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接．OO ′为过B 点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为θ.图13(1)杆保持静止状态，让小球从弹簧的原长位置静止释放，求小球释放瞬间的加速度大小a 及小球速度最大时弹簧的压缩量Δl 1；(2)当球随杆一起绕OO ′轴匀速转动时，弹簧伸长量为Δl 2，求匀速转动的角速度ω； (3)若θ＝30°，移去弹簧，当杆绕OO ′轴以角速度ω0＝gL匀速转动时，小球恰好在杆上某一位置随杆在水平面内匀速转动，球受轻微扰动后沿杆向上滑动，到最高点A 时球沿杆方向的速度大小为v 0，求小球从开始滑动到离开杆过程中，杆对球所做的功W . 答案 见解析解析 (1)小球从弹簧的原长位置静止释放时，根据牛顿第二定律有 mg sin θ＝ma 解得a ＝g sin θ 小球速度最大时其加速度为零，则 k Δl 1＝mg sin θ 解得Δl 1＝mg sin θk(2)设弹簧伸长Δl 2时，球受到杆的支持力为N ，水平方向上有N sin θ＋k Δl 2cos θ＝mω2(l 0＋Δl 2)cos θ竖直方向上有N cos θ－k Δl 2sin θ－mg ＝0 解得ω＝mg sin θ＋k Δl 2ml 0＋Δl 2cos 2θ(3)当杆绕OO ′轴以角速度ω0匀速转动时，设小球距离B 点L 0， 此时有mg tan θ＝mω20L 0cos θ 解得L 0＝2L 3此时小球的动能E k0＝12m (ω0L 0cos θ)2小球在最高点A 离开杆瞬间的动能 E k A ＝12m [v 20＋(ω0L cos θ)2]根据动能定理有W －mg (L －L 0)sin θ＝E k A －E k0 解得W ＝38mgL ＋12mv 201．圆周运动主要分为水平面内的圆周运动(转盘上的物体、汽车拐弯、火车拐弯、圆锥摆等)和竖直平面内的圆周运动(绳模型、汽车过拱形桥、水流星、内轨道、轻杆模型、管道模型)． 3．注意有些题目中有“恰能”、“刚好”、“正好”、“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点．考题四 抛体运动与圆周运动的综合10．如图14所示，小球沿水平面以初速度v 0通过O 点进入半径为R 的竖直半圆弧轨道，不计一切阻力，则( )图14A ．球进入竖直半圆弧轨道后做匀速圆周运动B ．若小球能通过半圆弧最高点P ，则球在P 点受力平衡C ．若小球的初速度v 0＝3gR ，则小球一定能通过P 点D ．若小球恰能通过半圆弧最高点P ，则小球落地点到O 点的水平距离为2R 答案 CD解析 不计一切阻力，小球机械能守恒，随着高度增加，E k 减少，故做变速圆周运动A 错误；在最高点P 需要向心力，故受力不平衡，B 错误．恰好通过P 点，则有mg ＝mv 2PR得v P ＝gR ， mg ·2R ＋12mv 2P ＝12mv 2得v ＝5gR <3gR ，故C 正确； 过P 点 x ＝v P ·t 2R ＝12gt 2得：x ＝gR ·2Rg＝2R ，故D 正确． 11．如图15所示，参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台以v 0＝8 m/s 的速度从A 点水平跃出后，沿B 点切线方向进入光滑圆弧轨道，沿轨道滑到C 点后离开轨道．已知A 、B 之间的竖直高度H ＝1.8 m ，圆弧轨道半径R ＝10 m ，选手质量m ＝50 kg ，不计空气阻力，g ＝10 m/s 2，求：图15(1)选手从A 点运动到B 点的时间及到达B 点的速度； (2)选手到达C 点时对轨道的压力．答案 (1)0.6 s 10 m/s ，与水平方向的夹角为37° (2)1 200 N ，方向竖直向下 解析 (1)选手离开平台后做平抛运动，在竖直方向H ＝12gt 2解得：t ＝2Hg＝0.6 s 在竖直方向 v y ＝gt ＝6 m/s 选手到达B 点速度为v B ＝v 20＋v 2y ＝10 m/s与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝v yv 0＝0.75，则θ＝37°(2)从B 点到C 点：mgR (1－cos θ)＝12mv 2C －12mv 2B 在C 点：N C －mg ＝m v 2C RN C ＝1 200 N由牛顿第三定律得，选手对轨道的压力 N C ′＝N C ＝1 200 N ，方向竖直向下曲线运动的综合题往往涉及圆周运动、平抛运动等多个运动过程，常结合功能关系进行求解，解答时可从以下两点进行突破： 1．分析临界点对于物体在临界点相关的多个物理量，需要区分哪些物理量能够突变，哪些物理量不能突变，而不能突变的物理量(一般指线速度)往往是解决问题的突破口． 2．分析每个运动过程的运动性质对于物体参与的多个运动过程，要仔细分析每个运动过程做何种运动：(1)若为圆周运动，应明确是水平面的匀速圆周运动，还是竖直平面的变速圆周运动，机械能是否守恒．(2)若为抛体运动，应明确是平抛运动，还是类平抛运动，垂直于初速度方向的力是由哪个力、哪个力的分力或哪几个力提供的．专题综合练1．关于物体的运动，以下说法正确的是()A．物体做平抛运动时，加速度不变B．物体做匀速圆周运动时，加速度不变C．物体做曲线运动时，加速度一定改变D．物体做曲线运动时，速度一定变化答案AD解析物体做平抛运动时，物体只受到重力的作用，加速度为重力加速度，所以加速度是不变的，所以A正确；物体做匀速圆周运动时，要受到向心加速度的作用，向心加速度的大小不变，但是向心加速度的方向是在不断的变化的，所以加速度要变化，所以B错误；物体做曲线运动时，加速度不一定改变，比如平抛运动的加速度就为重力加速度，是不变的，所以C错误；物体既然做曲线运动，速度的方向一定在变化，所以速度一定变化，所以D正确．2．如图16所示，河水流动的速度为v且处处相同，河宽为a.在船下水点A的下游距离为b 处是瀑布．为了使小船渡河安全(不掉到瀑布里去)()图16A．小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为t＝bv.速度最大，最大速度为v max＝a vbB．小船轨迹沿y轴方向渡河位移最小．速度最大，最大速度为v max＝a2＋b2v bC ．小船沿轨迹AB 运动位移最大、时间最长．速度最小，最小速度v min ＝a v bD ．小船沿轨迹AB 运动位移最大、速度最小．则小船的最小速度v min ＝a va 2＋b 2答案 D解析 小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为t ＝a v 船，不掉到瀑布里t ＝a v 船≤bv ，解得v 船≥a v b ，船最小速度为a vb ，A 错误；小船轨迹沿y 轴方向渡河应是时间最小，B 错误；小船沿轨迹AB 运动位移最大，但时间的长短取决于垂直河岸的速度，但有最小速度为a va 2＋b 2，所以C 错误，而D 正确．3．如图17所示，水平光滑长杆上套有一个质量为m A 的小物块A ，细线跨过O 点的轻小光滑定滑轮一端连接A ，另一端悬挂质量为m B 的小物块B ，C 为O 点正下方杆上一点，定滑轮到杆的距离OC ＝h .开始时A 位于P 点，PO 与水平方向的夹角为30°.现将A 、B 同时由静止释放，则下列分析正确的是( )图17A ．物块B 从释放到最低点的过程中，物块A 的动能不断增大B ．物块A 由P 点出发第一次到达C 点的过程中，物块B 的机械能先增大后减小 C ．PO 与水平方向的夹角为45°时，物块A 、B 速度大小关系是v A ＝22v BD ．物块A 在运动过程中最大速度为 2m B ghm A答案 AD解析 物块B 从释放到最低点过程中，由机械能守恒可知，物块B 的机械能不断减小，则物块A 的动能不断增大，故A 正确；物块A 由P 点出发第一次到达C 点过程中，物块B 动能先增大后减小，而其机械能不断减小，故B 错误；PO 与水平方向的夹角为45°时，有：v A cos 45°＝v B ，则：v A ＝2v B ，故C 错误；B 的机械能最小时，即为A 到达C 点，此时A 的速度最大，此时物块B 下落高度为h ，由机械能守恒定律得：12m A v 2A ＝m B gh ，解得：v A ＝2m B ghm A，故D 正确．4．如图18所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P 以速度v 0抛出一个小球，落在斜面上某处Q 点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α，若把初速度变为2v 0，小球仍落在斜面上，则以下说法正确的是( )图18A ．夹角α将变大B ．夹角α与初速度大小无关C ．小球在空中的运动时间不变D ．PQ 间距是原来间距的3倍 答案 B解析 根据tan θ＝12gt 2v 0t ＝gt 2v 0得，小球在空中运动的时间t ＝2v 0tan θg ，因为初速度变为原来的2倍，则小球在空中运动的时间变为原来的2倍．故C 错误．速度与水平方向的夹角的正切值tan β＝gtv 0＝2tan θ，因为θ不变，则速度与水平方向的夹角不变，可知α不变，与初速度无关，故A 错误，B 正确．PQ 的间距s ＝x cos θ＝v 0t cos θ＝2v 20tan θg cos θ，初速度变为原来的2倍，则PQ 的间距变为原来的4倍，故D 错误．5．如图19所示，水平地面附近，小球B 以初速度v 斜向上瞄准另一小球A 射出，恰巧在B 球射出的同时，A 球由静止开始下落，不计空气阻力．则两球在空中运动的过程中( )图19A ．A 做匀变速直线运动，B 做变加速曲线运动 B ．相同时间内B 的速度变化一定比A 的速度变化大C ．两球的动能都随离地竖直高度均匀变化D ．A 、B 两球一定会相碰 答案 C解析 A 球做的是自由落体运动，是匀变速直线运动，B球做的是斜抛运动，是匀变速曲线运动，故A 错误．根据公式Δv ＝a Δt ，由于A 和B 的加速度都是重力加速度，所以相同时间内A 的速度变化等于B 的速度变化，故B 错误．根据动能定理得：W G ＝ΔE k ，重力做功随离地竖直高度均匀变化，所以A 、B 两球的动能都随离地竖直高度均匀变化，故C 正确．A 球做的是自由落体运动，B 球做的是斜抛运动，在水平方向匀速运动，在竖直方向匀减速运动，由于不清楚具体的距离关系，所以A 、B 两球可能在空中不相碰，故D 错误．6．如图20所示，一个质量为0.4 kg 的小物块从高h ＝0.05 m 的坡面顶端由静止释放，滑到水平台上，滑行一段距离后，从边缘O 点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P 点．现以O 为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的形状满足方程y ＝x 2－6(单位：m)，不计一切摩擦和空气阻力，g ＝10 m/s 2，则下列说法正确的是( )图20A ．小物块从水平台上O 点飞出的速度大小为1 m/sB ．小物块从O 点运动到P 点的时间为1 sC ．小物块刚到P 点时速度方向与水平方向夹角的正切值等于5D ．小物块刚到P 点时速度的大小为10 m/s 答案 AB解析 从坡面顶端到O 点，由机械能守恒，mgh ＝12m v 2，v ＝1 m/s ，故A 正确；O 到P 平抛，水平方向x ＝v t ，竖直方向h ′＝12gt 2；由数学知识y ＝x 2－6，－h ′＝x 2－6，即－12gt 2＝(v t )2－6，解得t ＝1 s ，则B 正确；tan α＝gtv ＝10，故C 错误；到P 的速度v P ＝v 2＋(gt )2＝101 m/s ，D 错误．7．如图21所示，一根质量不计的轻杆绕水平固定转轴O 顺时针匀速转动，另一端固定有一个质量为m 的小球，当小球运动到图中位置时，轻杆对小球作用力的方向可能( )图21A．沿F1的方向B．沿F2的方向C．沿F3的方向D．沿F4的方向答案 C解析因小球做匀速圆周运动，故小球所受的合力方向指向圆心，小球受竖直向下的重力作用，故轻杆对小球作用力的方向与重力的合力方向指向圆心，故杆对小球作用力的方向可能在F3的方向，故选C.8．如图22所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()图22A．B的向心力是A的向心力的2倍B．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍C．A、B都有沿半径向外滑动的趋势D．若B先滑动，则B与A间的动摩擦因数μA小于盘与B间的动摩擦因数μB答案BC解析因为A、B两物体的角速度大小相等，根据F n＝mrω2，因为两物块的角速度大小相等，转动半径相等，质量相等，则向心力相等，故A错误；对A、B整体分析，f B＝2mrω2，对A 分析，有：f A＝mrω2，知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，故B正确；A所受的静摩擦力方向指向圆心，可知A有沿半径向外滑动的趋势，B受到盘的静摩擦力方向指向圆心，，有沿半径向外滑动的趋势，故C正确；对A、B整体分析，μB×2mg＝2mrω2B，解得ωB＝μB gr，因为B先滑动，可知B先达到临界角速度，可对A分析，μA mg＝mrω2A，解得ωA＝μA gr知B的临界角速度较小，即μB<μA，故D错误．9．如图23所示，水平的粗糙轨道与竖直的光滑圆形轨道相连，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续沿水平轨道运动．圆形轨道半径R＝0.2 m，右侧水平轨道BC长为L＝4 m，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度h＝1 m，水平距离s＝2 m，小球与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10 m/s2.小球从圆形轨道最低点B以某一水平向右的初速度出发，进入圆形轨道．试求：图23(1)若小球通过圆形轨道最高点A 时给轨道的压力大小恰为小球的重力大小，求小球在B 点的初速度多大？(2)若小球从B 点向右出发，在以后的运动过程中，小球既不脱离圆形轨道，又不掉进壕沟，求小球在B 点的初速度大小的范围．答案 (1)2 3 m/s (2)v B ≤2 m/s 或10 m /s≤v B ≤4 m/s 或v B ≥6 m/s 解析 (1)小球在最高点A 处，根据牛顿第三定律可知轨道对小球的压力 N ＝N ′＝mg ①根据牛顿第二定律N ＋mg ＝mv 2A R②从B 到A 过程，由动能定理可得－mg ·(2R )＝12mv 2A －12mv 20③ 代入数据可解得v 0＝2 3 m/s ④(2)情况一：若小球恰好停在C 处，对全程进行研究，则有： －μmgL ＝0－12mv 21⑤得v 1＝4 m/s ⑥ 若小球恰好过最高点A mg ＝mv A ′2R⑦从B 到A 过程－mg ·(2R )＝12mv A ′2－12mv 22⑧得v 2＝10 m/s ⑨所以当10 m/s≤v B ≤4 m/s 时，小球停在BC 间．⑩情况二：若小球恰能越过壕沟，则有－μmgL ＝12mv 2C －12mv 23⑪ h ＝12gt 2⑪ s ＝v C t ⑬得v 3＝6 m/s ⑭所以当v B ≥6 m/s 时，小球越过壕沟．⑮情况三：若小球刚好能运动到与圆心等高位置，则有 －mgR ＝0－12mv 24⑯得v 4＝2 m/s ⑰所以当v B ≤2 m/s 时，小球又沿圆轨道返回．⑱综上，小球在B 点的初速度大小的范围是v B ≤2 m/s 或10 m/s≤v B ≤4 m/s 或v B ≥6 m/s 10．如图24所示，半径R ＝2.5 m 的光滑半圆轨道ABC 与倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道DC 相切于C 点，半圆轨道的直径AC 与斜面垂直．质量m ＝1 kg 的小球从A 点左上方距A 点高h ＝0.45 m 的P 点以某一速度v 0水平抛出，刚好与半圆轨道的A 点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D 点．已知当地的重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力，求：图24(1)小球从P 点抛出时的速度大小v 0；(2)小球从C 点运动到D 点过程中摩擦力做的功W ； (3)小球从D 点返回经过轨道最低点B 的压力大小． 答案 (1)4 m/s (2)－8 J (3)56 N 解析 (1)在A 点有： v 2y ＝2gh ① v yv 0＝tan θ② 由①②式解得：v 0＝4 m/s ③(2)整个运动过程中，重力做功为零，根据动能定理得知：小球沿斜面上滑过程中克服摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能： W ＝－12mv 20＝－8 J。

20１8年高考物理二轮复习题型突破训练5 选修部分突破练选修３－４编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018年高考物理二轮复习题型突破训练5 选修部分突破练选修3-4)的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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五选修3－４突破练1.（２017·大连二模)（1)下列说法正确的是( )A．单摆振动的周期与摆球质量无关B.发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调C．光的偏振现象说明光波是横波D.光纤通信和全息照相都利用了光的全反射原理E．声源与观察者相互靠近时,观察者接收的频率大于声源振动的频率(2)如图所示,MN为半圆形玻璃砖的对称轴,Ｏ为玻璃砖圆心，某同学在与MN平行的直线上插上两根大头针P1、P2,在MN上插大头钱Ｐ3，从P3一侧透过玻璃砖观察P1、P2的像,调整Ｐ3位置使P3能同时挡住Ｐ1、P２的像,确定了的P3位置如图所示，他测得玻璃砖直径D=8 ｃm,P1P2连线与ＭN之间的距离d1＝2 cｍ，P3到Ｏ的距离ｄ２＝6.９2 cm。

错误!＝1.7３,做出光路图并求该玻璃砖的折射率.解析：(1)单摆振动的周期与摆球质量无关，只与摆长和重力加速度有关,选项A正确；发射无线电波时不需要对电磁波进行解调,选项B错误;光的偏振现象说明光波是横波，选项C正确;光纤通信利用了光的全反射原理,而全息照相利用的是光的干涉原理,选项D错误；根据多普勒效应可知，声源与观察者相互靠近时,观察者接收的频率大于声源振动的频率，选项E正确;故选ＡCＥ.（２)作出光路图如图．则ｓｉn i＝错误!=错误!＝错误!，得i＝３0°，∠OAB＝６0°OB=ＯA sｉｎ60°=4 cｍ×错误!=3.4６cm根据几何关系得P 3B=Ｐ３Ｏ-ＯB=d2-ＯB=6。

全程训练2018届高考物理一轮总复习月考三电磁场电磁感应交、直流电路（选修3-1）编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（全程训练2018届高考物理一轮总复习月考三电磁场电磁感应交、直流电路（选修3-1））的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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月考三电磁场电磁感应交、直流电路第Ⅰ卷(选择题共40分）一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项正确,第7～10题有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．1。

两块相互靠近的平行金属板M、N组成电容器，充电后与电源断开，M板带正电,N板带负电,且电荷量保持不变．如图所示,板间有一个用绝缘细线悬挂的带电小球(可视为质点）,小球静止时与竖直方向的夹角为θ,忽略带电小球所带电荷量对极板间匀强电场的影响，则 ( ）A．小球带负电；若将细线烧断,小球将做匀加速直线运动B．小球带正电；若将细线烧断，小球将做自由落体运动C．若只将N板水平向右平移稍许，电容器的电容将变小，夹角θ将变大D．若只将N板竖直向上平移稍许,电容器的电容将变小，央角θ将变大2．如图所示，等量异种点电荷A、B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与AB的中垂线重合，C、D是绝缘杆上的两点，ACBD构成一个正方形．一带负电的小球（可视为点电荷），套在绝缘杆上自C点无初速度释放，由C运动到D的过程中，下列说法正确的是（)A．小球的速度先减小后增大B．小球的速度先增大后减小C．杆对小球的作用力先减小后增大D．杆对小球的作用力先增大后减小3．如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′垂直于磁感线，制成一台交流发电机．它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大．从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是( ）A．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2sinωtB．变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1C．电压表V示数为NBωL2D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小4．如图甲，一绝缘带电物块(视为质点）无初速度地放在皮带底端，皮带轮以恒定的角速度沿顺时针方向转动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端P运动至皮带轮顶端Q的过程中，其v－t图象如图乙所示，物块全程运动的时间为4。

通用版2020版高考物理三轮冲刺高考题型专题练选修3—4题组(一)1.(2019山西太原统考)(1)下列说法正确的是。

A.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理B.肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象,露珠呈现彩色是光的色散现象C.利用紫外线可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源和监视森林火情D.照相机镜头上会镀一层膜,有时会在镜头前加一个偏振片,这样做都是为了增加光的透射强度E.火箭以接近光速的速度飞越地球,火箭上的人看到火箭的长度比地球上的人看到火箭的长度要长(2)简谐横波沿x轴正向传播,依次经过x轴上相距d=10 m的两质点P和Q,它们的振动图象分别如图甲和图乙所示。

求:①t=0.2 s时质点P的振动方向;②这列波的最大传播速度。

2.(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形图如右图所示。

已知波速为0.4 m/s,且波刚传到c点。

下列选项正确的是。

A.波源的振动周期为0.2 sB.t=0时,质点d沿y轴正方向运动C.在t=0时,质点a的加速度比质点b的加速度小D.质点a比质点b先回到平衡位置E.t=0.1 s时,质点c将运动到x=12 cm(2)右图为玻璃材料制成的一棱镜的截面图,PM为圆弧,O为圆心,PQ与QM垂直。

一细光束从A点沿AO 方向进入棱镜,B为入射点,θ=30°,棱镜对光的折射率n=3。

光束射入棱镜后,经QM面反射,再从圆弧的C点射出的光束恰好通过A点。

已知圆弧半径OB=R,OQ=,光在真空中的传播速度为c。

求:①光束在棱镜中的传播速度大小v;②AB间距d。

3.(1)关于机械波与电磁波,下列说法正确的是。

A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B.电磁波可以发生衍射现象和偏振现象C.简谐机械波在给定的介质中传播时,振动的频率越高,则波传播速度越大D.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度E.机械波不但能传递能量,而且能传递信息,其传播方向就是能量或信息传递的方向(2)如图所示,半球形玻璃砖半径为R,AB为其直径,O为球心。