浙江高考复习-物理专题 (11)
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浙江省2018版高考物理一轮复习专练11 力学实验二(必修2)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(浙江省2018版高考物理一轮复习专练11 力学实验二(必修2))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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专练11 力学实验二(必修2)1.用如图1所示的装置研究平拋运动,用小锤打击弹性金属片后,A球水平方向拋出,同时B 球被松开,自由下落.A、B两球同时开始运动,多次改变打击的力度,重复这个实验,观察到两球________(填“同时"或“不同时")落地.此实验证明平拋运动在竖直方向上的分运动是________(填“匀速直线运动"或“自由落体运动”).图12.在“验证机械能守恒定律”的实验中,将夹有纸带的重物由静止释放,所打纸带如图2所示,相邻点迹间的时间间隔为0。
02 s(图中数据单位是cm).图2(1)纸带的________(填“左”或“右”)端与重物相连;(2)打点计时器打B点时,重物下落的速度vB为________m/s.3.某实验小组采用如图3所示的装置“探究做功与物体速度变化的关系".提供的实验器材有:电火花计时器、纸带、砂桶、细砂、细线、小车、砝码、一端带滑轮的长木板及垫块.图3(1)为完成此实验,还需要的器材是________(填下列仪器前的字母代号).A.天平 B.停表 C.毫米刻度尺(2)实验时,为了方便计算合力的功,使小车所受的合力大小等于砂和砂桶的总重力,为此,一方面要消除摩擦力的影响;另一方面还应使砂和砂桶的总质量________(填“远小于"或“远大于”)小车和砝码的总质量.4.如图4所示,在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器由________(填“直流”或“交流”)电源供电;由于重物在下落过程中受到阻力作用,则重物增加的动能________(填“大于”“小于"或“等于")减小的重力势能;实验中,描点作出错误!-h的图象为直线,当直线的斜率接近于________时,可验证重物在下落过程中机械能守恒.图45.在“验证机械能守恒定律”的实验中,实验装置如图5甲所示.图5(1)该实验中使用电火花计时器,它的工作电压是________(填“交流220 V”“交流 6 V 以下”或“直流6 V以下"),纸带下端所挂重物应选图乙中的________重物比较合适(填所选重物的字母).(2)按照正确的操作得到如图丙所示的纸带.其中打O点时释放重物,A、B、C是打点计时器连续打下的三个点,该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离,并记录在图丙中(单位:cm).已知打点计时器打点时间间隔为0。
[浙江考试标准]知识内容 考试要求 命题规律必考 加试 光的反射与折射c 1.光的折射定律的应用,如光的色散、光导纤维临界角的分析计算是高考的热点.2.熟练掌握全反射的条件和临界角.3.知道电磁波是横波,并知道赫兹用实验证实了电磁波的存在.4.知道可见光的颜色由频率决定和各种电磁波在电磁波谱中的排列顺序、特点及应用. 全反射 b 光的干预 c 光的衍射 b 光的偏振 b 光的颜色、色散b 激光 a 电磁波的发现 a 电磁振荡c 电磁波的发射和接收 b 电磁波与信息化社会a 电磁波谱a实验17 测定玻璃的折射率√ 实验18 用双缝干预测量光的波长(同时练习使用测量头)√第1节 光的折射 全反射考点一| 光的折射1.折射定律(1)内容:如图11-1-1所示,折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比.图11-1-1(2)表达式:sin θ1sin θ2=n.(3)在光的折射现象中,光路是可逆的.2.折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.(2)定义式:n=sin θ1 sin θ2.(3)计算公式:n=cv,因为v<c,所以任何介质的折射率都大于1.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时,入射角大于折射角;当光由介质射入真空(或空气)时,入射角小于折射角.3.折射率的理解(1)折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关.(2)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质.(3)同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小.4.光路的可逆性在光的反射和折射现象中,光路都是可逆的.1.解决光的折射问题的思路(1)根据题意画出正确的光路图.(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,要注意入射角、折射角均以法线为标准.(3)利用折射定律、折射率公式求解.(4)注意:在折射现象中光路是可逆的.2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)构造玻璃砖上下外表是平行的横截面为三角形横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线,经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜,改变光的传播方向改变光的传播方向1.(多项选择)关于折射率,以下说法正确的选项是()A.根据sin θ1sin θ2=n可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比B.根据sin θ1sin θ2=n可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比C.根据n=cv可知,介质的折射率与光在该介质中的光速成反比D.同一频率的光由真空进入某种介质时,折射率与光在介质中的波长成反比CD[介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量,由介质本身和光的频率共同决定,与入射角、折射角无关,应选项A、B均错;由于真空中的光速是个定值,故n与v成反比是正确的,选项C正确;由于v=λf,当f一定时,v 与λ成正比,又n与v成反比,故n与λ也成反比,选项D正确.] 2.(多项选择)(2021·奉化选考模拟)一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃的外表,如图11-1-2所示.i代表入射角,那么()图11-1-2A.当入射角i=0°时不会发生折射现象B.无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°C.欲使折射角r=30°,应以i=60°的角度入射D.当入射角i=arctan 2时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直BD[当入射角i=0°时光能从空气进入玻璃,故发生了折射,A错误;当入射角是90°时,根据折射定律n=sin i,解得:r=45°,所以无论入射角i是多sin r,大,折射角r都不会超过45°,B正确;欲使折射角r=30°,根据折射定律n=sin isin r解得:i=45°,故C错误;当i=arctan2,有tan i=2,根据折射定律n=sin isin r =tan i,解得sin r=cos i,所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直,故D正确.] 3.(2021·丽水调研)利用半圆柱形玻璃,可减小激光光束的发散程度.在如图11-1-3所示的光路中,A为激光的出射点,O为半圆柱形玻璃横截面的圆心,AO过半圆顶点.假设某条从A点发出的与AO成α角的光线,以入射角i入射到半圆柱上,出射光线平行于AO,求此玻璃的折射率.【导学号:81370382】图11-1-3【解析】设光在玻璃中的折射角为r,如图,由图中几何关系可知:i=α+r,所以r=i-α.由折射定律得n=sin isin r =sin i sin(i-α).【答案】sin i sin(i-α)4.(多项选择)(2021 ·浙江10月选考)为了从坦克内部观察外部目标,在厚度为20 cm的坦克壁上开了一个直径为12 cm的孔,假设在孔内分别安装由同一材料制成的如图11-1-4所示的三块玻璃,其中两块玻璃的厚度一样.坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是()图1图2图3图11-1-4A.图1的大于图2的B.图1的小于图3的C.图2的小于图3的D.图2的等于图3的AD[如图1所示,图1图2图3假设光线从右侧孔上边缘射入,入射角为β、折射角为α,射到左侧孔中点,由折射定律可知,α<β.由光路可逆可知,从图2左侧孔中点射入玻璃的光线的入射角假设为α,出玻璃后光线与入射光线平行,出射光线与水平方向的夹角仍为α.图3玻璃平移后,出射光线与水平方向的夹角不变仍为α,故A、D正确.]考点二| 光的全反射、光的色散1.光的全反射(1)定义:光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将消失,只剩下反射光线的现象.(2)条件:①光从光密介质射入光疏介质.②入射角大于或等于临界角. (3)临界角:折射角等于90°时的入射角.假设光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C ,那么sin C =1n .介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小.2.光的色散(1)光的色散现象:含有多种颜色的光被分解为单色光的现象.(2)光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的有序排列. (3)光的色散现象说明: ①白光为复色光;②同一介质对不同色光的折射率不同,频率越大的色光折射率越大; ③不同色光在同一介质中的传播速度不同,波长越短,波速越慢. (4)棱镜:①含义:截面是三角形的玻璃仪器,可以使光发生色散,如图11-1-5所示.白光的色散说明各色光在同一介质中的折射率不同.图11-1-5②三棱镜对光线的作用:改变光的传播方向,使复色光发生色散.解决全反射问题的一般方法1.确定光是从光密介质进入光疏介质; 2.应用sin C =1n 确定临界角;3.根据题设条件,判定光在传播时是否发生全反射; 4.如发生全反射,画出入射角等于临界角时的临界光路图;5.运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进展分析、判断、运算,解决问题.1.一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O 点为该玻璃砖截面的圆心,以下图能正确描述其光路的是( )A [光从玻璃砖射向空气时,如果入射角大于临界角,那么发生全反射;如果入射角小于临界角,那么在界面处既有反射光线,又有折射光线,但折射角应大于入射角,选项A 正确,选项C 错误.当光从空气射入玻璃砖时,在界面处既有反射光线,又有折射光线,且入射角大于折射角,选项B 、D 错误.]2.(2021·丽水联考)某种介质对空气的折射率是2,一束光从该介质射向空气,入射角是60°,那么以下光路图中正确的选项是(图中Ⅰ为空气,Ⅱ为介质)( )【导学号:81370383】D [由题意知,光由光密介质射向光疏介质,由sin C =1n =12,得C =45°<θ1=60°,故在两介质的界面上会发生全反射,只有反射光线,没有折射光线,应选项D 正确.]×108 m/s,光从该介质射向空气时() A.介质的临界角是30°B.大于或等于30°的所有角都是临界角C.入射角大于或等于30°时都能发生全反射D.临界角可能是60°AC[由n=cv=3×108×108=2,sin C=1n知临界角C=30°,所以A、C正确.]4.一束由红、紫两色光组成的复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜.下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射别离成两束单色光的是()B[解答此题首先要搞清楚七种色光在同一介质中折射率的大小关系,其次还要明确三棱镜有使光线向底边偏折的作用.在玻璃中,有n红<n紫,所以在玻璃中,红光的折射角大于紫光的折射角,应选项A、C错误;三棱镜有使光线向底边偏折的作用,折射率越大的光,越偏向底边,应选项B正确,选项D错误.] 5.(2021·宁波选考模拟)打磨某剖面如图11-1-6所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切割在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如下图的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),那么以下判断正确的选项是()图11-1-6【导学号:81370384】A.假设θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射B.假设θ>θ2,光线会从OQ边射出C.假设θ<θ1,光线会从OP边射出D .假设θ<θ1,光线会在OP 边发生全反射 D [作出θ1<θ<θ2时的光路如下图.由图中几何关系有i 1=90°-θ,2θ+90°-i 1+90°-i 2=180°,即i 1+i 2=2θ.那么有i 2=3θ-90°.可见θ越大时i 2越大、i 1越小.要使光线在OP 上发生全反射,应有i 1≥C ,即θ≤90°-C ;要使光线在OQ 上发生全反射,应有i 2≥C ,即θ≥30°+C 3.可见在OP 边和OQ 边都发生全反射时应满足θ1<30°+C 3≤θ≤90°-C <θ2.故当θ>θ2时一定有θ>90°-C ,光线一定不会在OP 边上发生全反射,同时也一定有θ>30°+C 3,即光线假设能射在OQ 边上,一定会发生全反射,故A 、B 皆错误.当θ<θ1时,一定有θ<90°-C ,即光线一定在OP 边发生全反射,C 错误,D 正确.]。
第1讲 交变电流的产生和描述一、交变电流、交变电流的图象 1.交变电流 (1)定义大小和方向随时间做周期性变化的电流。
(2)图象如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流。
2.正弦交流电的产生和图象(1)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动。
(2)图象:如图甲、乙所示。
二、正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1.周期和频率(1)周期T :交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒(s)。
公式:T =2πω。
(2)频率f :交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数,单位是赫兹(Hz)。
(3)周期和频率的关系:T =1f 或f =1T。
2.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。
(2)峰值:交变电流的电流或电压所能达到的最大值。
(3)有效值①定义:让交流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
②正弦交流电有效值和峰值的关系:E=E m2,U=U m2,I=I m2。
(4)平均值:交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值。
(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
)1.交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化。
(√)2.线圈经过中性面位置时产生的感应电动势最大。
(×)3.我国使用的交流电周期是0.02 s,电流方向每秒钟改变100次。
(√)4.任何交变电流的最大值I m与有效值I之间的关系是I m=2I。
(×)5.交流电压表及电流表的读数均为峰值。
(×)1.(交变电流的产生)如图甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示,设沿abcda方向为电流正方向,则下列说法正确的是( )A.乙图中0~t1时间段对应甲图中①至②图的过程B.乙图中t3时刻对应甲图中的③图C.若乙图中t4等于0.02 s,则1 s内电流的方向改变50次D.若乙图中t2等于0.02 s,则交流电的频率为50 Hz答案 A2.(交变电流的瞬时值表达式)如图所示,单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,其转动轴线OO ′与磁感线垂直。
专题11 光学熟练利用反射定律、折射定律及光路可逆作光路图.加深对折射率、全反射、临界角概念的理解.并能结合实际,解决问题.同时应注意对物理规律的理解和对物理现象、物理情景和数学几何知识结合的分析能力的培养.物理光学部分应遵循历史发展线索,理解干涉、衍射、偏振等现象,并能解释生活中的相关物理现象.光的偏振、激光这些内容,与生产、生活、现代科技联系密切,应学以致用.一、几何光学的常见现象描述透明介质对光线的偏折作用太阳光是复色光;二、光的干涉、衍射和偏振现象λ=【特别提醒】(1)光的干涉和衍射现象说明光具有波动性,光的偏振现象说明光是横波.(2)光的干涉条纹和光的衍射条纹的最大区别是研究条纹间距是否均匀,中央条纹和两侧条纹的亮度是否相同.三、光电效应及光的波粒二象性只能预测粒子在某区域出现的概率考点一、光的折射、全反射例1.(2016·四川理综,5,6分)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示,O是圆心,MN 是法线,AO 、BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径.该同学测得多组入射角i 和折射角r ,作出sin i -sin r 图象如图乙所示,则( )A .光由A 经O 到B , n =1.5 B .光由B 经O 到A ,n =1.5C .光由A 经O 到B ,n =0.67D .光由B 经O 到A ,n =0.67【变式探究】(2015·四川理综,3,6分)直线P 1P 2过均匀玻璃球球心O ,细光束a 、b 平行且关于P 1P 2对称,由空气射入玻璃球的光路如图所示.a 、b 光相比( )A .玻璃对a 光的折射率较大B .玻璃对a 光的临界角较小C .b 光在玻璃中的传播速度较小D .b 光在玻璃中的传播时间较短【答案】C 【解析】从题图中看出,b 光线进入玻璃后偏折程度较大,因此玻璃对b 光折射率大,A 错误.根据sin C =1n 知,折射率大的临界角小,B 错误.根据v =c n知,折射率大的传播速度小,C 正确.由几何关系知,b 在玻璃中运动路程长,结合b 的传播速度小,可知b 在玻璃中的传播时间较长,D 错误.考点二、光的折射、全反射的计算如图所示,三棱镜的横截面为直角三角形ABC ,∠A =30°,∠B =60°.一束平行于AC 边的光线自AB 边的P 点射入三棱镜,在AC 边发生反射后从BC 边的M 点射出.若光线在P 点的入射角和在M 点的折射角相等.(1)求三棱镜的折射率;(2)在三棱镜的AC 边是否有光线透出,写出分析过程.(不考虑多次反射) 【解析】(1)光路图如图所示,由反射定律可知∠PNA =∠MNC ⑥联立④⑤⑥式得∠PNA =r⑦ 由几何关系得r =30°⑧联立①②⑧式得n =3⑨(2)设在N 点的入射角为i ″,由几何关系得i ″=60° ⑩ 此三棱镜的全反射临界角满足n sin θc =1○11 由⑨⑩⑪式得θc =arcsin33,有i ″>θ c○12此光线在N 点发生全反射,三棱镜的AC 边没有光线透出. 【答案】 (1)3 (2)没有;理由见解析【变式探究】一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R 的半圆,AB 为半圆的直径,O 为圆心,如图所示.玻璃的折射率为n =2.(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB 上的最大宽度为多少?(2)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置.【解析】 (1)在O 点左侧,设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ,则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图所示.由全反射条件有sin θ=1n =22,即θ=45° ① 由几何关系有OE =R sin θ②由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束的宽度最大为l =2OE ③联立①②③式,代入已知数据得l =2R④【答案】 (1)2R (2)O 点左右侧与O 相距32R 处 考点三、光的波动性例3.(2016·天津理综,2,6分)如图所示是a 、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则( )A .在同种均匀介质中,a 光的传播速度比b 光的大B .从同种介质射入真空发生全反射时a 光临界角大D .若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a 光的能级能量差大【变式探究】2015·浙江自选,13(1),4分]以下说法正确的是( ) A .真空中蓝光的波长比红光的波长长 B .天空中的彩虹是由光的干涉形成的 C .光纤通信利用了光的全反射原理 D .机械波在不同介质中传播,波长保持不变【答案】C 【解析】真空中蓝光的波长比红光的波长短,A 错误.天空中的彩虹是由光的折射形成的,B 错误.光纤通信利用了光的全反射传递信息,C 正确.机械波在不同的介质中传播时频率不变,速度变化,因而波长会变化,D 错误.1.【2016·全国卷Ⅰ】【物理——选修34】(2)如图1,在注满水的游泳池的池底有一点光源A ,它到池边的水平距离为3.0 m .从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为43.图1(i)求池内的水深;(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0 m .当他看到正前下方的点光源A 时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字).(2)【答案】(i)2.6 m(ii)0.7 m【解析】(i)如图,设到达池边的光线的入射角为i ,依题意,水的折射率n =43,光线的折射角θ=90°,由折射定律有式中,i ′是光线在水面的入射角.设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a ,由几何关系有 sin i ′=aa2+h2⑤ x +l =a +h ′ ⑥式中h ′=2 m ,联立③④⑤⑥式得x =⎝ ⎛⎭⎪⎫3723-1 m≈0.7 m ⑦ 2.【2016·全国卷Ⅲ】【物理——选修34】(2)如图1所示,玻璃球冠的折射率为3,其底面镀银,底面的半径是球半径的32倍;在过球心O 且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M 点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A 点.求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角.图1(2)【答案】150°由题意MA⊥AB所以∠OAM=60°设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,所考虑的光线的光路图如图所示.设光线在M点的入射角为i、折射角为r,在N点的入射角为i′,反射角为i″,玻璃折射率为n.由于△OAM为等边三角形,有i=60°④由折射定律有sin i=n sin r⑤代入题给条件n=3得r=30°⑥作底面在N点的法线NE,由于NE∥AM,有i′=30°⑦根据反射定律,有i″=30°⑧连接ON,由几何关系知△MAN≌△MON,故有∠MNO=60°⑨由⑦⑨式得∠ENO=30°⑩于是∠ENO为反射角,ON为反射光线.这一反射光线经球面再次折射后不改变方向.所以,经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角β为β=180°-∠ENO=150°⑪.3.【2016·天津卷】图1是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则( )图1A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大B.从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光的饱和电流大D.若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大4.【2016·江苏卷】B.【选修34】(2)杨氏干涉实验证明光的确是一种波,一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个光源,它们发出的光波满足干涉的必要条件,则两列光的________相同.如图1所示,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如果放置光屏,在________(选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹.图1B.(2)【答案】频率C【2015·重庆·11(1)】1.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如题11图1所示.M 、N、P、Q点的颜色分别为A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫 C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红1.【答案】A【解析】白光中的可见光部分从红到紫排列,对同一介质的折射率,由折射定律知紫光的折射角较小,由光路可知,紫光将到达M点和Q点,而红光到达N点和P点,故选A。
2020版高考物理复习专题讲义浙江专用版专题一力与运动第1讲力与物体的平衡第2讲力与直线运动第3讲力与曲线运动专题二能量与动量第4讲功和功率功能关系第5讲力学中的动量与能量问题专题三电场与磁场第6讲电场与磁场的理解第7讲带电粒子在复合场中的运动专题四电路与电磁感应第8讲直流电路与交流电路第9讲电磁感应的综合应用第10讲电学中的动量和能量问题专题五方法专题第11讲物理图象问题第12讲应用数学知识和方法处理物理问题专题六选修第13讲机械振动和机械波电磁波第14讲光的折射全反射第15讲波粒二象性原子与原子核专题七实验题题型强化第16讲力学和光学实验第17讲电学实验力与物体的平衡专题定位 1.深刻理解各种性质力的特点,熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法;2.掌握匀变速直线运动的规律及运动图象问题;3.综合应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题;4.熟练掌握平抛、圆周运动的规律,熟悉解决天体运动问题的两条思路.第1讲力与物体的平衡[相关知识链接]1.受力分析的步骤明确研究对象→隔离物体分析→画受力示意图→验证受力合理性.2.分析受力的思路(1)先数研究对象有几个接触处,每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力).(2)同时注意对场力的分析.(3)假设法是判断弹力、摩擦力是否存在及其方向的基本方法.3.注意(1)只分析研究对象受到的力.(2)只分析性质力,不分析效果力.(3)善于变换研究对象,分析不能直接判断的力.[规律方法提炼]1.整体法与隔离法在分析两个或两个以上的物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析;采用整体法进行受力分析时,要注意各个物体的运动状态必须相同.2.共点力平衡的常用处理方法(1)合成法:物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反.(2)效果分解法:物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件.(3)正交分解法:物体受到三个或三个以上共点力的作用而平衡,通过建立平面直角坐标系将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件.(4)力的三角形法:对受三个共点力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据数学知识求解未知力.例1 (2019·浙南名校联盟期末)如图所示,一个质量为4kg 的半球形物体A 放在倾角为θ=37°的斜面B 上静止不动.若用通过球心的水平推力F =10N 作用在物体上,物体仍静止在斜面上,斜面仍相对地面静止.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g =10m/s 2,则( )A .地面对斜面B 的弹力不变 B .地面对斜面B 的摩擦力增加8NC .物体A 受到斜面B 的摩擦力增加8ND .物体A 对斜面B 的作用力增加10N 答案 A解析 对A 、B 整体分析,力F 是水平的,竖直方向地面对B 的弹力不变,地面对B 的摩擦力增加10N,故A 项正确,B 项错误;对物体A 分析,加力F 前,斜面B 对物体A 的摩擦力F f =mg sin θ=24N,加力F 后,F f ′+F cos θ=mg sin θ,F f ′=16N,故减小8N,选项C 错误;加F 前A 对B 的作用力大小等于A 的重力,即40N,加F 后,A 对B 的作用力大小为F 2+G 2=102+402N =1017N,故D 项错误.拓展训练1 (2019·绍兴市3月选考)如图所示,攀岩者仅凭借鞋底和背部的摩擦停留在竖直的岩壁间,鞋子、背部与岩壁间的动摩擦因数分别为0.80和0.60.为了节省体力,他尽可能减小身体与岩壁间的正压力,使自己刚好不下滑.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列判断正确的是( )A .攀岩者受到三个力的作用B .鞋子受到的静摩擦力方向竖直向下C .岩壁对鞋子的支持力大于岩壁对背部的支持力D .攀岩者背部受到的静摩擦力支撑了体重的37答案 D解析 对攀岩者分析,受重力、鞋与岩壁间弹力和摩擦力、背部与岩壁间弹力和摩擦力共五个力作用;重力方向竖直向下,鞋子和背部受到的静摩擦力方向竖直向上,故水平方向上两支持力大小相等,方向相反,F N1=F N2,又据平衡μ1F N1+μ2F N2=G ,可得F f2=μ2F N2=37G .拓展训练2 (多选)(2019·全国卷Ⅰ·19)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N ,另一端与斜面上的物块M 相连,系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动N ,直至悬挂N 的细绳与竖直方向成45°.已知M 始终保持静止,则在此过程中( )A .水平拉力的大小可能保持不变B .M 所受细绳的拉力大小一定一直增加C .M 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D .M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 答案 BD解析 对N 进行受力分析如图所示,因为N 的重力与水平拉力F 的合力和细绳的拉力F T 是一对平衡力,从图中可以看出水平拉力F 的大小逐渐增大,细绳的拉力F T 也一直增大,选项A 错误,B 正确;M 的质量与N 的质量的大小关系不确定,设斜面倾角为θ,由分析可知F Tmin =m N g ,故若m N g ≥m M g sin θ,则M 所受斜面的摩擦力大小会一直增大,若m N g <m M g sin θ,则M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大,选项D 正确,C 错误.1.基本思路化“动”为“静”,“静”中求“动”. 2.两种方法(1)解析法:物体受到三个以上的力,且某一夹角发生变化时,将力进行正交分解,两个方向上列平衡方程,用三角函数表示各个作用力与变化角之间的关系,从而判断各力的变化. (2)图解法:物体一般受三个共点力作用;其中有一个大小、方向都不变的力;还有一个方向不变的力.画受力分析图,作出力的平行四边形或矢量三角形,依据某一参数的变化,分析各边变化从而确定力的大小及方向的变化情况.例2 (2019·江苏省模拟)如图所示,在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B ,在B 与竖直墙之间放置一光滑小球A ,整个装置处于静止状态.现用水平力F 拉动B 缓慢向右移动一小段距离后,它们仍处于静止状态,在此过程中,下列判断正确的是( )A .小球A 对物体B 的压力逐渐增大 B .小球A 对物体B 的压力逐渐减小C .墙面对小球A 的支持力逐渐减小D .墙面对小球A 的支持力先增大后减小 答案 A解析 解法1 以A 球为研究对象,分析受力情况:受重力G 、墙面支持力F N 、B 的弹力F N B ,由平衡条件知F N 与F N B 的合力与G 大小相等,方向相反,将B 缓慢向右移动,F N 方向不变,F N B 沿逆时针方向缓慢转动,作出转动过程三个位置力的合成图如图甲所示,由图可知,F N 逐渐增大,F N B 逐渐增大,由牛顿第三定律知小球A 对物体B 的压力逐渐增大,故A 正确,B 、C 、D 错误.解法2 对A 球受力分析如图乙,得:竖直方向:F N B cos θ=G水平方向:F N =F N B sin θ 解得:F N B =Gcos θF N =G tan θB 缓慢向右移动一小段距离,A 缓慢下落,则θ增大,所以F N B 增大,F N 增大,由牛顿第三定律知小球A 对物体B 的压力逐渐增大,故A 正确,B 、C 、D 错误.拓展训练3 (2019·广东省“六校”第三次联考)为迎接新年,小明同学给家里墙壁粉刷涂料,涂料滚由滚筒与轻杆组成,示意图如图所示.小明同学缓缓向上推涂料滚(轻杆与墙壁夹角变小),不计轻杆的重力以及滚筒与墙壁的摩擦力.轻杆对涂料滚筒的推力为F 1,墙壁对涂料滚筒的支持力为F 2,以下说法中正确的是( )A .F 1增大B .F 1先减小后增大C .F 2增大D .F 2减小答案 D解析 以涂料滚为研究对象,分析受力情况,如图,F 1与F 2的合力与重力G 总是大小相等、方向相反.小明缓缓向上推涂料滚,F 1与竖直方向夹角减小,由图可知F 1逐渐减小,F 2逐渐减小,故选D.拓展训练4 (2019·温州市联考)2018年9月2号的亚运会中,中国队包揽了跳水项目的全部10金.图示为跳水运动员在走板时,从跳板的a 端缓慢地走到b 端,跳板逐渐向下弯曲,在此过程中,该运动员对跳板的( )A .摩擦力不断增大B .作用力不断减小C .作用力不断增大D .压力不断增大答案 A解析 运动员对跳板的作用力等于重力,故大小不变;摩擦力等于重力沿跳板面方向的分力,不断增大,压力等于重力垂直于跳板方向的分力,不断减小,故A 正确.[相关知识链接] 电场力(1)大小:F =Eq ,F =kq 1q 2r 2. (2)方向:正电荷受电场力的方向与电场强度的方向相同;负电荷受电场力的方向与电场强度的方向相反.[规律方法提炼]1.方法:与纯力学问题的分析方法一样,学会把电学问题力学化. 2.步骤(1)选取研究对象(整体法或隔离法).(2)受力分析,多了个电场力.(3)列平衡方程. 例3 (2018·嘉、丽3月联考)如图所示,水平地面上固定一个绝缘直角三角形框架ABC ,其中∠ACB =θ.质量为m 、带电荷量为q 的小圆环a 套在竖直边AB 上,AB 与圆环的动摩擦因数为μ,质量为M 、带电荷量为+Q 的小滑块b 位于斜边AC 上,a 、b 静止在同一高度上且相距L .圆环、滑块均视为质点,AC 光滑,则( )A .圆环a 带正电B .圆环a 受到的摩擦力为μk Qq L2 C .小球b 受到的库仑力为Mgtan θD .斜面对小球b 的支持力为Mgcos θ答案 D解析 a 、b 静止在同一高度上,故b 受到重力G b 、斜面的支持力F N b 及a 对b 的库仑引力F ,从而处于平衡状态,由于b 带正电,因此环a 带负电,故A 错误;环a 处于静止状态,受到的是静摩擦力,那么其大小为F f =mg ,并不是滑动摩擦力,因此不可能为F f =μk Qq L2,故B 错误;对b 受力分析有:库仑引力F =k Qq L 2,或F =Mg tan θ,而斜面对b 的支持力为F N b =Mgcos θ,故C 错误,D正确.拓展训练5 (2019·全国卷Ⅰ·15)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P 和Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则( )A .P 和Q 都带正电荷B .P 和Q 都带负电荷C .P 带正电荷,Q 带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷答案 D解析对P、Q整体进行受力分析可知,在水平方向上整体所受电场力为零,所以P、Q必带等量异种电荷,选项A、B错误;对P进行受力分析可知,匀强电场对它的电场力应水平向左,与Q对它的库仑力平衡,所以P带负电荷,Q带正电荷,选项D正确,C错误.拓展训练6(2019·浙江新高考研究联盟二次联考)如图所示,两个带电荷量分别为Q1与Q2的小球固定于相距为5d的光滑水平面上,另有一个带电小球A,悬浮于空中不动,此时A离Q1的距离为4d,离Q2的距离为3d.现将带电小球A置于水平面上某一位置,发现A刚好静止,则此时小球A到Q1、Q2的距离之比为( )A.3∶2B.2∶3C.3∶4D.4∶3答案 B解析小球A悬浮于空中时,Q1对其库仑力F1=k Q1q(4d)2,Q2对其库仑力F2=kQ2q(3d)2,由平衡条件F1=35mg,F2=45mg,得Q1Q2=43.将A置于水平面上Q1、Q2之间静止,则kQ1·qr12=kQ2·qr22,得r1r2=23,故选B.[相关知识链接]1.安培力(1)大小:F=BIL,此式只适用于B⊥I的情况,且L是导线的有效长度,当B∥I时F=0.(2)方向:用左手定则判断,安培力垂直于B、I决定的平面.2.洛伦兹力(1)大小:F洛=qvB,此式只适用于B⊥v的情况.当B∥v时F洛=0.(2)方向:用左手定则判断,洛伦兹力垂直于B、v决定的平面,洛伦兹力永不做功.[规律方法提炼]1.立体平面化该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成.这类题目的难点是题图具有立体性,各力的方向不易确定.因此解题时一定要先把立体图转化成平面图,通过受力分析建立各力的平衡关系. 2.带电体的平衡如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动,则一定是匀速直线运动.例4 (2019·台州3月一模)如图所示,在水平绝缘杆上用两条等长的平行绝缘丝线悬挂一质量为m 的通电导体棒.将导体棒放置在蹄形磁铁的磁场中,由于安培力的作用,当两条丝线与竖直方向均成30°角时,导体棒处于平衡状态,若重力加速度为g .则关于导体棒在平衡状态时的说法正确的是( )A .导体棒所在处的磁感应强度处处相等B .导体棒受到的安培力大小一定是12mgC .每条丝线对导体棒的拉力大小一定是33mg D .导体棒受到的安培力与拉力的合力大小一定是mg 答案 D解析 蹄形磁铁靠近两极处的两个磁铁之间才近似可以看作匀强磁场,其余部分不是匀强磁场,所以可知导体棒所在处的磁感应强度不会处处相等,故A 错误;当安培力的方向与细线垂直时,安培力最小,F =mg sin30°=12mg ,所以导体棒受到的安培力大小不一定是0.5mg ,故B 错误;安培力等于0.5mg 时,两条丝线的拉力的和等于32mg ,每条丝线对导体棒的拉力大小都是34mg ,故C 错误;导体棒受到的安培力与拉力的合力大小一定与重力大小相等,方向相反,故D 正确.拓展训练7 均匀带正电的薄圆盘的右侧,用绝缘细线A 、B 悬挂一根水平通电直导线ab ,电流方向由a 到b ,导线平行于圆盘平面.现圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动,细线仍然竖直,与圆盘静止时相比,下列说法正确的是( )A .细线所受弹力变小B .细线所受弹力不变C .细线所受弹力变大D .若改变圆盘转动方向,细线所受弹力变大 答案 C解析 圆盘静止时,通电直导线受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力,两者等大反向,合力为零.当圆盘匀速转动时,根据右手螺旋定则,圆盘产生水平向右的磁场,根据左手定则,通电直导线受到方向向下的安培力,故细线所受的弹力变大,选项A 、B 错误,C 正确;若改变圆盘转动方向,通电直导线受到的安培力方向向上,细线所受的弹力变小,选项D 错误. 拓展训练8 (多选)长方形区域内存在有正交的匀强电场和匀强磁场,其方向如图所示,一个质量为m 且带电荷量为q 的小球以初速度v 0竖直向下进入该区域.若小球恰好沿直线下降,则下列判断正确的是( )A .小球带正电B .电场强度E =mgqC .小球做匀速直线运动D .磁感应强度B =mg qv 0答案 CD解析 小球在复合场内受到自身重力、电场力和洛伦兹力,其中电场力和重力都是恒力,若速度变化则洛伦兹力变化,合力变化,小球必不能沿直线下降,所以合力等于0,小球做匀速直线运动,选项C 正确.若小球带正电,则电场力斜向下,洛伦兹力水平向左,和重力的合力不可能等于0,所以小球不可能带正电,选项A 错误.小球带负电,受到斜向上的电场力和水平向右的洛伦兹力,根据力的合成可得qE =2mg ,电场强度E =2mgq,选项B 错误.洛伦兹力qv 0B =mg ,磁感应强度B =mgqv 0,选项D 正确.专题强化练基础题组1.(2019·福建厦门市上学期期末质检)如图所示,在水平晾衣杆上晾晒床单时,为了使床单尽快晾干,可在床单间支撑轻质小木棍.小木棍的位置不同,两侧床单间夹角θ将不同,设床单重力为G,晾衣杆对床单的作用力大小为F,下列说法正确的是( )A.θ越大,F越大B.θ越大,F越小C.无论θ取何值,都有F=GD.只有当θ=120°时,才有F=G答案 C解析以床单和小木棍整体为研究对象,整体受到重力G和晾衣杆的支持力F,由平衡条件知F =G,与θ取何值无关,故A、B、D错误,C正确.2.(2019·广东珠海市质量监测)区伯伯在海边钓获一尾鱼,当鱼线拉着大头鱼在水中向左上方匀速运动时,鱼受到水的作用力方向可能是( )A.竖直向上B.竖直向下C.水平向左D.水平向右答案 D解析鱼处于平衡状态,受到竖直向下的重力、斜向左上的拉力、水的作用力,根据受力平衡的条件,结合力的合成可知,鱼受到的水的作用力的方向一定是与拉力和重力的合力的方向相反,故D正确,A、B、C错误.3.(2019·金华十校期末)体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图所示的比赛动作:运动员两手臂对称支撑,竖直倒立保持静止状态.当运动员两手间距离缓慢增大时,每只手臂对人体的作用力T及它们的合力F的大小变化情况为( )A.T增大,F不变B.T增大,F减小C.T增大,F增大D.T减小,F不变答案 A4.(2019·超级全能生2月联考)打印机是现代办公不可或缺的设备,正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示.设图中刚好有10张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,下列说法正确的是( )A.第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向向左B.第2张与第3张纸之间的摩擦力大小为2μ2mgC.第10张纸与摩擦片之间的摩擦力为0D.要做到“每次只进一张纸”,应要求μ1>μ2答案 D解析第1张纸上表面受到搓纸轮施加的静摩擦力F f0,方向向右,第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力F f,方向向左,F f=μ2(mg+F),F为搓纸轮对第1张纸的压力,F f0=F f<μ1F,正常情况F≫mg,故μ1>μ2,A错误,D正确.第2张与第3张纸之间的摩擦力及第10张纸与摩擦片之间的摩擦力都是静摩擦力,根据受力平衡知,大小均为F f,B、C错误.5.(2019·广东深圳市4月第二次调研)如图所示,用缆绳将沉在海底的球形钢件先从a处竖直吊起到b,再水平移到c,最后竖直下移到d.全过程钢件受到水的阻力大小不变,方向与运动方向相反,所受浮力恒定.则上升、平移、下降过程中的匀速运动阶段,缆绳对钢件拉力F1、F2、F3的大小关系是( )A.F1>F2>F3B.F1>F3>F2C.F2>F1>F3D.F3>F2>F1答案 A解析钢件从a匀速运动到b,对钢件受力分析得到:F1=mg+F f;从b匀速运动到c,有:F2=F f 2+(mg)2;从c匀速运动到d,有:F3=mg-F f;由于F2=F f 2+(mg)2=(F f+mg)2-2mgF f,故F 1>F 2>F 3,故A 正确,B 、C 、D 错误.6.(2019·绍兴诸暨市期末)如图所示为复印机工作原理图:正电荷根据复印图案排列在鼓表面,带负电的墨粉颗粒由于电场作用被吸附到鼓表面,随后转移到纸面上“融化”产生复印图案.假设每个墨粉颗粒质量为8.0×10-16kg,带20个多余电子,已知墨粉颗粒受到的电场力必须超过它自身重力的2倍才能被吸附,则鼓表面电场强度至少为(g 取10m/s 2)( )A .2.5×103N/C B .5.0×103N/C C .5.0×104N/C D .1.0×105N/C答案 B解析 由题意知:qE =2mg ,E =2mg q =2×8×10-16×1020×1.6×10-19N/C =5.0×103 N/C,故选项B 正确.7.(2019·金华十校高三期末)如图所示,a 、b 、c 为真空中三个带电小球,b 球带正电且带电荷量为+Q ,用绝缘支架固定,a 、c 两个小球用绝缘细线悬挂,处于平衡状态时三个小球球心等高,且a 、b 和b 、c 间距离相等,悬挂a 小球的细线向左倾斜,悬挂c 小球的细线竖直,则以下判断正确的是( )A .a 小球带负电且带电荷量为-4QB .c 小球带正电且带电荷量为+4QC .a 、b 、c 三个小球带同种电荷D .a 、c 两小球带异种电荷 答案 A解析 根据受力平衡条件可知,因b 球带正电,要使a 、c 两球平衡,所以a 、c 两球一定带负电,对c 小球进行分析,a 、c 间的距离是b 、c 间的两倍,由库仑定律,则有:k |QQ c |r 2=k |Q a Q c |(2r )2,因a 球带负电,可得:Q a =-4Q ,故A 正确.8.(2019·山东济南市模拟)如图甲所示,用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度.若挂在天平右臂下方的为单匝矩形线圈且通入如图乙所示的电流,此时天平处于平衡状态.现保持边长MN 和电流大小、方向不变,将该矩形线圈改为三角形线圈,挂在天平的右臂下方,如图丙所示.则( )A.天平将向左倾斜B.天平将向右倾斜C.天平仍处于平衡状态D.无法判断天平是否平衡答案 B解析由左手定则分析可知,线圈受到的安培力方向向上,矩形线圈改成三角形线圈,安培力变小,故天平将向右倾斜.9.如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨放置,当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止.则( )A.磁场方向竖直向上B.磁场方向竖直向下C.金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上D.金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下答案 A解析受力分析如图所示,当磁场方向竖直向上时,由左手定则可知安培力水平向右,金属杆ab受力可以平衡,若磁场方向竖直向下,由左手定则可知安培力水平向左,则金属杆ab受力无法平衡,A正确,B、C、D错误.10.(2019·陕西汉中市3月联考)如图所示,固定的木板与竖直墙面的夹角为θ,重为G的物块静止在木板与墙面之间,不计一切摩擦,则( )A .物块对墙面的压力大小为G tan θB .物块对墙面的压力大小为G sin θcos θC .物块对木板的压力大小为G cos θD .物块对木板的压力大小为Gsin θ答案 D解析 对物块受力分析,根据平行四边形定则可知:物块对墙面的压力大小为F 1′=F 1=G tan θ;物块对木板的压力大小为F 2′=F 2=Gsin θ,故选项A 、B 、C 错误,D 正确. 能力题组11.(2019·河南普通高中高考物理模拟)如图所示,六根原长均为l 的轻质细弹簧两两相连,在同一平面内六个大小相等、互成60°的恒定拉力F 作用下,形成一个稳定的正六边形.已知正六边形外接圆的半径为R ,每根弹簧的劲度系数均为k ,弹簧在弹性限度内,则F 的大小为( )A.k2(R -l )B .k (R -l )C .k (R -2l )D .2k (R -l )答案 B解析 正六边形外接圆的半径为R ,则弹簧的长度为R ,弹簧的伸长量为:Δx =R -l 由胡克定律可知,每根弹簧的弹力为:F 弹=k Δx =k (R -l ),两相邻弹簧夹角为120°,两相邻弹簧弹力的合力为:F 合=F 弹=k (R -l ), 弹簧静止处于平衡状态,由平衡条件可知,F 的大小为:F =F 合=k (R -l ),故B 正确,A 、C 、D 错误.12.(2019·山东烟台市下学期高考诊断)如图所示,质量为M 的斜劈静止在粗糙水平地面上,质量为m 的小物块正在斜面上匀速下滑.现在m 上施加一个水平推力F ,则在m 的速度减小为零之前,下列说法正确的是( )A .加力F 之后,m 与M 之间的摩擦力变小B .加力F 之后,m 与M 之间的作用力不变C .加力F 之后,M 与地面之间产生静摩擦力D .加力F 前后,M 与地面间都没有摩擦力 答案 D解析 加力F 前,m 匀速下滑,则垂直斜面方向:F N =mg cos θ, 滑动摩擦力为F f =μmg cos θ;在m 上加一水平向右的力F ,垂直斜面方向:F N ′=mg cos θ+F sin θ, 滑动摩擦力为F f ′=μF N ′=μ(mg cos θ+F sin θ);对物块,所受支持力增加了F sin θ,摩擦力增加了μF sin θ,即支持力与摩擦力成比例的增加,其合力方向还是竖直向上,大小增大,m 与M 之间的作用力即为其合力,也是增大的,如图所示:则斜面所受的摩擦力与压力的合力方向还是竖直向下,水平方向仍无运动趋势,则不受地面的摩擦力,故A 、B 、C 错误,D 正确.13.(2019·宁波市3月模拟)在光滑的水平面上建立如图所示的直角坐标系xOy ,现在O 点固定一个带电荷量为Q 的正电荷,在x 轴正半轴上的点N (d,0)固定有带电荷量为8Q 的负电荷,y 轴正半轴位置固定有一根光滑绝缘细杆,细杆上套有带电荷量为+q 的轻质小球,当小球置于M 点时,恰好保持静止,则M 的纵坐标为( )A.12dB.33dC.32d D .d 答案 B解析 设OM 为y ,由平衡条件及数学知识可知kQq y 2=8kQq d 2+y 2·y d 2+y 2,得d 2+y 2=2y ,即y =33d ,故B 正确.14.(2019·广东肇庆市第二次统一检测)如图所示,质量分别为m A 和m B 的物体A 、B 用细绳连接后跨过滑轮,A 静止在倾角为45°的斜面上,B 悬挂着.已知m A =2m B ,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°增大到50°,系统仍保持静止.下列说法中正确的是( )A .绳子对A 的拉力将增大B .物体A 对斜面的压力将增大C .物体A 受到的静摩擦力增大D .物体A 受到的静摩擦力减小 答案 C解析 设m A =2m B =2m ,对物体B 受力分析,受重力和拉力,由二力平衡得到:F T ′=mg ;再对物体A 受力分析,受重力、支持力、拉力F T 和静摩擦力,F T =F T ′,如图,根据平衡条件得到:F f +F T -2mg sin θ=0,F N -2mg cos θ=0,解得:F f =2mg sin θ-F T =2mg sin θ-mg ,F N =2mg cos θ,当θ由45°增大到50°时,F T 不变,F f 不断变大,F N 不断变小,故C 正确,A 、B 、D 错误.。
浙江省2024年高考物理模拟试卷及答案13小题,每小题3分,共39分。
每小题列出的四1.下列四组物理量中均为矢量的是()A.加速度、温度B.电势差、电流C.力、电场强度D.磁通量、磁感应强度2.如图,甲、乙、丙、丁分别为神舟十六号载人飞船发射升空、箭船分离、太阳帆板张开以及舱内宇航员的照片,下列说法正确的是()A.甲图中火箭体积较大,所以不能看作质点B.乙图中研究箭船分离姿态时,火箭和飞船都能看作质点C.丙图中研究太阳帆板张开时,可以将飞船看作质点D.丁图中研究宇航员在发射轨道上的位置时,可以将其看作质点3.1886年,赫兹做了如图所示实验,关于该实验,以下说法正确的是()A.实验证实了电磁波的存在B.实验证实了法拉第的电磁场理论C.实验可以说明电磁波是一种纵波D.在真空环境下进行实验,仍能观察到明显的火花放电4.太阳系行星轨道(近圆轨道)的平均半径R和绕日公转周期T的现代测量值如表所示,下列说法正确的是()A.周期T与半径R成正比B.已知引力常量可估算太阳的质量C.地球公转线速度小于火星公转线速度D.所有行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等5.如图,一束激光在折射率自上而下逐渐变化的某材料中沿曲线传播,亮度左暗右亮。
下列说法正确的是()A.激光从材料左端射入B.材料的折射率自上而下逐渐减小C.增加材料上下高度,光线能从上表面射出D.增加材料左右长度,可能会形成对称的光路6.下列有关光电效应的说法错误的是()A.爱因斯坦提出了光电效应理论B.甲图实验中让锌板带负电,光照后,验电器张角会变小C.乙图中光电子到达A板的速度越大,则光电流越大D.乙图光电流的大小与入射光束的光强有关7.如图所示,某同学在同一位置用同一频闪相机记录了乒乓球抛至最高点和从最高点下落的两张频闪照片,频闪时间间隔相同,其中A1、A2处均为最高点。
若全程空气阻力大小不变,则下列说法正确的是()A.图甲乒乓球在运动过程中机械能守恒B.图乙为乒乓球上抛时所拍摄的频闪照片C.乒乓球在A1B1、A2B2段运动过程中重力的冲量大小不同D.通过两张照片可估测乒乓球所受重力与空气阻力之比8.有一质量为m的小球,用细线挂在天花板上,线长为l,将其拉至水平位置由静止释放。
2024年浙江省绍兴市物理高考复习试题及答案指导一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、在下列选项中,不属于基本物理量的是:A、质量B、时间C、速度D、能量答案:D解析:基本物理量是指国际单位制中定义的七个基本量,分别是长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度。
速度是长度和时间的比值,属于导出量,而能量不是基本物理量。
因此,选项D正确。
2、一个物体在水平面上做匀速直线运动,下列说法中正确的是:A、物体的速度在运动过程中逐渐减小B、物体的加速度为零C、物体受到的合外力不为零D、物体受到的摩擦力等于物体受到的推力答案:B解析:匀速直线运动是指物体在直线上以恒定速度运动。
在这种运动中,物体的速度保持不变,因此选项A错误。
由于速度不变,物体的加速度为零,所以选项B正确。
选项C错误,因为匀速直线运动中,物体受到的合外力为零。
选项D虽然描述了物体在水平面上做匀速直线运动时的力平衡情况,但不是题目所要求的正确说法。
3、一个物体在水平面上受到三个力的作用,这三个力分别为F1、F2、F3。
若这三个力的合力为零,以下说法正确的是:A、F1、F2、F3三个力一定在同一直线上B、F1、F2、F3三个力一定不在同一直线上C、F1、F2、F3三个力可以相互抵消,但它们的大小不一定相等D、F1、F2、F3三个力可以相互抵消,它们的大小和方向都相等答案:D解析:当三个力的合力为零时,它们可以相互抵消。
根据力的平行四边形法则,这三个力可以构成一个封闭的三角形,因此它们的大小和方向都相等。
4、一个物体从静止开始沿斜面下滑,不计摩擦。
物体下滑过程中,以下说法正确的是:A、物体的加速度不变B、物体的速度不断减小C、物体的动能不断减小D、物体的势能不断增大答案:A解析:物体沿斜面下滑时,只受重力和斜面的支持力。
由于不计摩擦,物体下滑的加速度保持不变。
根据动能定理,物体下滑过程中,动能不断增加,势能不断减小。
一、单选题(本题共15小题)1.如图所示,一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中,上端用弹簧秤悬挂着,玻璃管内有一定量气体,当温度不变,大气压强增大大时,弹簧秤的示数将 A .变大, B .不变, C .变小, D .不确定。
答案:A2.如图所示,有A 、B 两颗行星绕同一颗恒星M 做圆周运动,旋转方向相同,A 行星的周期为T 1,B 行星的周期为T 2,在某一时刻两行星相距最近,则说法中正确的是 A .经过时间t=T 1+T 2两行星再次相距最近B .经过时间1221T T T T t -=,两行星再次相距最近C .经过时间221T T t +=,两行星相距最远D .经过时间)(21221T T T T t -=,两行星相距最远答案:BD3.在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒AB ,以初速度v 水平抛出。
空气阻力不计,如图所示,运动过程中棒保持水平,那么下列说法中正确的是( ) A . AB 棒两端的电势U A >U B B . AB 棒中的感应电动势越来越大 C . AB 棒中的感应电动势越来越小 D . AB 棒中的感应电动势保持不变 答案:D4.重物放在倾斜的皮带传送机上,它和皮带没有打滑,如图所示.关于重物受到的静摩擦力的大小,下列说法正确的是()A .物体静止时受到的摩擦力一定小于它斜向上运动时受到的摩擦力B .重物斜向上加速运动时,加速度越大,摩擦力一定越大C .重物斜向下加速运动时,加速度越大,摩擦力一定越大D .重物斜向上运动的速度越大,摩擦力一定越大 答案:B5.某海湾面积1.0×107 m 2,涨潮时水深20 m ,此时关上水坝闸门,可使水位保持20 m 不变,退潮时,坝外水位降至18 m ,假如利用此水坝建水力发电站,且重力势能转变为电能的效率是10%,每天有两次涨潮,则该电站一天能发出的电能是 A .2.0×1010 J B .4.0×1010 JC .8.0×1010 JD .8.0×109 J答案:B6.正负电子对撞湮没成两个频率相同的光子.已知普朗克恒量是h ,电子质量是m ,电子电量是e ,电磁波在真空中的传播速度是C .则生成的光子的波长为 A.2mch B.mch C.mc h 2 D.mch 2 答案:B7.在x 轴上-0.5m 处有一波源,产生沿x 轴正方向传播的简谐横波,传到坐标原点时的波形如图所示。
当此波到达P 点时,处于原点O 处的质点所通过的路程和该时刻的位移分别是 A .10.25m ,2cm B .10.25m ,-2cm C .82cm ,-2cm D .82cm , 2cm 答案:C8.水蒸发为同温度水蒸气过程中A .内能不发生变化B .对外做的功等于所吸收的热量C .增加的内能等于所吸收的热量D .外界对蒸气所做的功和蒸气吸收热量之和等于内能的增量 答案:D9.如图,理想变压器的原线圈接交流电压,副线圈通过有一定电阻的输电线接用电器R 1和R 2,电流表A 、电压表V 分别为交流电流表和交流电压表,将S 接通时 A .示数增大,示数增大,R 1的功率增大 B .示数减小,示数增大,R 1的功率减小 C .示数减小,示数减小,R 1的功率减小 D .示数增大,示数减小,R 1的功率增大答案:B10.下列四幅图像中既不是描述匀速直线运动,又不是描述静止状态的图像是答案:C11.两个完全相同的导体球,都带等量的正电荷Q,现使两球互相靠近,到一定程度时A .二球表面都将有正、负两种电荷分布,B .二球中至少有一个表面上有正、负两种电荷分布,C .无论接近到什么程度二球表面都不会有负电荷分布,D .是否有正、负电荷分布要视电荷Q 有大小而定。
答案:C12.如图所示,利用倾角为α的传送带把一个质量为m 的木箱匀速传送L 距00 stB 0 vtC离,这时木箱升高h ,木箱和传送带始终保持相对静止.在这过程中,若木箱与皮带之间的摩擦系数为μ,则下列说法中正确的是A . 木箱克服摩擦力做功mgh ;B . 摩擦力对木箱做功为零;C . 摩擦力对木箱做功为μmgLcos αD . 摩擦力对木箱做功为mgh. 答案:D13.如图所示电路,G 是电流表,R 1、R 2是两个可变电阻,调节可变电阻R 1,可以改变电流表G 的示数。
当MN 间的电压为6V 时,电流表的指针刚好偏转到最大刻度。
将MN 间的电压改为5V 时,若要使电流表G 的指针仍偏转到最大刻度,下列方法中一定可行的是( ) A .保持R 1不变,增大R 2 B .增大R 1,减少R 2 C .减少R 1,增大R 2D .保持R 2不变,减少R 1答案:B14.卢瑟福a 粒子散射实验的结果A .证明了质子的存在B .证明了原子核是由质子和中子组成的C .说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D .说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 答案:C15.在杨氏双逢干涉实验中,关于在屏上获得的单色光的干涉条纹间距大小,以下说法正确的是A .双缝间距越大,条纹间距越大。
B .单色光的波长越短,条纹间距越大。
C .双缝与光屏间距离越大,条纹间距越大。
D .光的频率越高,条纹间距越大。
答案:C二、多选题16.图中为一“滤速器”装置的示意图,a 、b 为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O 进入a 、b 两板之间。
为了选取具有某种特定速率的电子,可在a 、b 间加上电压,并沿垂直于直面的方向加一匀强磁场使所选电子仍能够沿水平直线OO /运动,由O /射出,不计重力作用。
可能达到上述目的的办法是A .使a 板电势高于b 板,磁场方向垂直纸面向里B.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外答案:AD17.对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星,下列说法正确的是A.人造地球卫星的实际绕行速率一定小于7.9km/sB.从卫星上释放的物体将作平抛运动C.在卫星上可以用天平称物体的质量D.我国第一颗人造地球卫星(周期是6.84×103s)离地面高度比地球同步卫星离地面高度小答案:AD18.假如一个物体只受地球的引力作用,那么这个物体A.它可能做匀速直线运动B.它不可通做匀速直线运动C.它可能做匀变速运动D.它可能做非匀变速运动答案:BCD19.放置在水平地面上的物体,从静止开始在恒力F的作用下前进了S,如图所示,地面光滑和地面粗糙相比:A.地面粗糙时,F做功较多B.地面粗糙时,F做功的功率较大C.地面粗糙时,物体动能的增加量较小D.地面粗糙时,恒力F的冲量较大答案:CD20.在水平方向匀加速行驶的火车中,一位乘客将一个小球向后水平抛出,地面上观察者看这个小球的运动轨迹可能是图中的( ).答案:ABC21.在“研究互成角度两个共点力的合成”实验中,采取下列哪些措施可减小实验误差:A.两个力F1、F2之间的夹角要尽量大些B.两个力F1、F2的大小要尽量大些C.拉橡皮条的细绳要稍长一些D.实验前先把所用两个弹簧秤的钩子相互钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检查它们的读数是否相同答案:BCD22.如图所示,一带电物体A 以一定的初速度0v 从绝缘粗糙水平面上的P 点向固定的带电物体B 运动,A 与B 带同种性质的电荷,当A 向右运动距离s 时速度减为零,那么当物体A 以相同的初速度从P 点向右运动距离2s时,物体A 的A .动能等于初动能的一半B .动能小于初动能的一半C .动能的减少量等于摩擦产生的热量D .动能的减少量大于摩擦产生的热量 答案:BC23. 如图所示,悬挂于小车里的小球偏离竖直方向θ角,则小车可能的运动情况是:A .向右加速运动B .向右减速运动C .向左加速运动D .向左减速运动 答案:AD隐形眼镜 www 三、计算题易链24.有一发电机,电枢的长和宽各为0.3m 和0.2m ,共有100匝,在磁感强度为1T 的匀强磁场中以3000转/分的转速匀速转动。
求(1)电动势的峰值;(2)感应电动势的周期和频率;(3)以中性面为起始位置,电动势的瞬时表达式;(4)线圈从中性面转过30º角时感应电动势的瞬时值;(5)发电机接上314Ω的电阻后,电路中电流的峰值、瞬时值和有效值各是多少?答案:25.如图13所示,一半径为r 的圆形导线框内有一匀强磁场,磁场方向垂直于导线框所在平面,导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离为d ,板长为l ,t =0时,磁场的磁感应强度B 从B 0开始均匀增大,同时,在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为m 、带电量为-q 的液滴以初速度v 0水平向右射入两板间,该液滴可视为质点。
⑴要使该液滴能从两板间射出,磁感应强度随时间的变化率K 应满足什么条件?⑵要使该液滴能从两板间右端的中点射出,磁感应强度B 与时间t 应满足什么关系?答案:(1)由题意可:1板为正极,2板为负极。
(1) 两极板的电压:SK tBS t U =∆∆=∆∆Φ=(2)而2r S ⋅=π (3) 带电液滴受的电场力:d U q qE F == (4)故ma mg dqUmg F =-=- g mdqUa -=(5) 讨论:一、若a>0,液滴向上偏转,做类平抛运动。
22)(2121t g mdqUat y -== (6)当液滴刚好射出时:有t v l ⋅=0 lv t 0= d y = 故20)()(21v lg md qU d ⋅-=(7) 由(2)(3)(7)得)2(22021l dv g qr mdK +⋅=π (8)要使液滴能射出,必须满足y<d ,K<K 1。
二、若a=0,液滴不发生偏转,做匀速直线运动。
0=-=g mdqUa (9) 由(2)(3)(9)得qr mgdK 22⋅=π (10)要使液滴能射出,必须满足K=K 2。
三、若a<0,液滴将被吸附在2板上。
综上所述,液滴能射出,K 必须满足:)2(22022l dv g qr mdK qr mgd+≤≤ππ (11)(2)B=B 0+Kt 。
当液滴从两板中间射出时,满足条件一的情况,则用2d替换(8)式中的d )2(2202ldv g qr mdK +⋅=π (12)t ldv g qr mdB B )2(22020+⋅+=π(13)26.宇航员在某星球表面,将一小球从离地面h 高处以初速0v 水平抛出,测出小球落地点与抛出点间的水平位移S ,若该星球的半径为R ,万有引力恒量为G ,求该星球的质量。
答案:解:由物体平抛运动规律,g 是星球表面的加速度(2) vt S (1) gt 21h 2==由(1)(2)得22Shv 2g =星球表面附近:2R mM G mg = 2222GSh R v 2G gR M ==。