2010年全国高考物理估算问题归类赏析
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2010 年全国高考物理试卷(新课标Ⅰ)一、选择题(共8 小题,每小题 6 分,满分 48 分)1.( 6 分)在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献.下列说法正确的是()A.奥斯特发现了电流磁效应;法拉第发现了电磁感应现象B.麦克斯韦预言了电磁波;楞次用实验证实了电磁波的存在C.库仑发现了点电荷的相互作用规律:密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律:洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律2.( 6 分)一根轻质弹簧一端固定,用大小为 F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为 l 1;改用大小为 F2的力拉弹簧,平衡时长度为 l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为()A.B.C.D.3.( 6 分)如图所示,在外力作用下某质点运动的υ﹣t图象为正弦曲线。
从图中可以判断()A .在 0~t1时间内,外力做正功B.在 0~ t1时间内,外力的功率逐渐增大C.在 t2时刻,外力的功率最大D.在 t1~t2时间内,外力做的总功为零4.( 6 分)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板,图中直线ab 为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负电,在电场力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于P 点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列 4 幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)()A.B.C.D.5.( 6 分)如图所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成60°的力 F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°的力 F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若 F1和 F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.﹣1B.2﹣C.﹣D.1﹣6.(6 分)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中u 为路端电压, I 为干路电流, a、b 为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为()A.、B.、C.、D.、7.( 6 分)太阳系中的8 大行星的轨道均可以近似看成圆轨道.下列 4 幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象.图中坐标系的横轴是lg (),纵轴是 lg();这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径, T O和 R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径.下列 4 幅图中正确的是()A.B.C.D.8.( 6 分)如图所示,两个端面半径同为R 的圆柱形铁芯同轴水平放置,相对的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场。
一、2010高考试卷分析2010年普通高等学校招生全国统一考试(辽宁、宁夏、陕西、黑龙江、吉林卷)(新课标)理科综合能力测试卷物理试卷部分,分值110分,分必做题和选做题两部分。
考题难度适中,充分贯彻了新教材、新考纲的要求,在考察知识的同时,把考察能力放在首要的位置。
体现了“以能力测试为主导,考查学生对基础知识、基本技能的掌握程度和综合应用所学知识分析解决实际问题的能力”这一命题指导思想。
既考查学生进一步学习深造所必备的基础知识,又考查学生学习物理的基本素养,具体表现在:必考部分:力学涉及到胡克定律(15题)、受力分析,物体的平衡(18题)、匀变速直线运动规律应用(24题)、天体运动,万有引力(20题)速度图像,动能定理,功和功率(16题)、验证机械能守恒定律实验(22题)源于教材,注重基础;力学主干知识共42分,其中第20题涉及到数学对数的求解,24题以博尔特的100米和200米的世界纪录时间为素材,设计物理情景,很好的考查了运动学知识,情景容易理解但是数据处理相对繁琐,不细心容易出错丢分,也极易影响学生的应试情绪,对学生数学能力要求较高。
电学涉及到电磁学物理学史(14)体现了新教材中的人文精神。
但是在这道必考题中涉及了选修内容,值得商榷,带电粒子在电场中的运动(17题)体现了新课标中对理论联系实际能力的要求,同时很好的考查了力和运动的关系。
电路U-I图像,电源的效率(19题)侧重了学生对闭合电路问题的理解和应用,同时考查了学生对图像的理解能力,但难度不大,带电粒子在磁场中的运动(25题),这始终是高考考查的重点和难点内容,整个物理情景的设置对学生的审题能力和理解能力要求较高,在所求解问题中,涉及到对粒子运动过程的分析、运动轨迹的描绘及半径计算,其中如何确定几何关系以及数学方程的求解是解决该题的难点和关键,还是有很大的难度的,具有很好区分度。
电磁感应现象,机械能守恒定律(21题),伏安法研究热敏电阻(半导体材料, 23题),侧重对电学实验基本知识和能力的考查,如实物图的连接、利用数据描点作图、电表的读数,这些都是平时教学要求,难度不大。
2010年全国高考新课标理综试卷物理试卷分析
试题特点:
1、覆盖面全、突出主干知识:试卷中高中物理的主干内容占分比重较大。
2、试题体现能力立意,信息新颖:试题贯彻了“以知识为依托,以能力立意”的指导思想,试题中的情景创设、文字表述等方面注重贴近生活实际,涉及的物理过程和背景材料大多是典型、常见并为学生所熟悉的,但却不乏新颖
3、实验试题注重基础知识考查,同时渗透探究能力的考查:实验试题注重考查实验基础知识和基本技能:力学中典型实验仪器——打点计时器的相关器材选择、实验误差的分析;电学实验中根据电路图作实物连线图,电流表和电压表的读数问题,尤其是有效数字的确定,这些都肯定了教学和学习中对夯实实验基本功的要求。
4、试卷难度适中,难点向后偏移:试题难度整体适中,起点较低,层次分明,梯度明显。
2010年全国高考物理试题万有引力定律部分类赏析河南省卢氏县第一高级中学 徐建强来源 人教网万有引力定律常结合牛顿第二定律、匀速圆周运动规律和物理建模,考查学生应用知识综合分析天体运动的能力,为每年高考必考试题。
随着新课改的推进,试卷结构发生变化,该部分内容以选择题为主要考查题型,常以双星、地球同步卫星、当年航天大事为题材进行出题,难度中等。
以下对该部分试题涉及的知识结合2010年全国高考物理试题,进行归类分析。
一、根据万有引力定律分析天体、卫星的运动 思路引导天体、卫星的运动近似看成匀速圆周运动,其向心力由万有引力提供,即222224M m vG ma mm r mr rrTπω====,根据实际情况选择不同的关系式;同时利用星球表面物体所受万有引力近似等于物体重力的规律公式,2G M R g =,进行求解问题。
当卫星由于某种原因速度突变时(开启或关闭发动机或空气阻力作用),万有引力就不再提供向心力,卫星将变轨运行,可结合开普勒定律进行解题。
当v 增大时,卫星做离心运动,脱离原轨道,轨道半径增大,进入新轨道后,由v =知其运行速度减小,但重力势能、机械能均增加。
当v 减小时,卫星做向心运动,脱离原轨道,轨道半径变小,进入新轨道后,由v =但重力势能、机械能均减小。
(一)定轨运行特征量计算问题 1、(2010·全国2,21)已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍,若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则该行星的自转周期约为( )A .6小时B .12小时C .24小时D .36小时解析:对地球同步卫星有4πGR 3地ρ1m 3(7R 地)2=m (2πT 1)2×7R 地,对某行星的同步卫星有4πGR 3行ρ2m 3(72×R 行)2=m (2πT 2)2×72R 行,两式相比得T 1∶T 2= 8×ρ2ρ12∶1,那么行星的同步卫星周期为12小时,即该行星的自转周期约为12小时,B 项对,故答案:B点评:本题考查同步卫星的相关知识,对考生的运算能力要求较高.2、(2010·四川,17)a 是地球赤道上一幢建筑,b 是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106m 的卫星,c 是地球同步卫星,某一时刻b 、c 刚好位于a 的正上方(如图甲所示),经48 h ,a 、b 、c 的大致位置是图乙中的(取地球半径R =6.4×106 m ,地球表面重力加速度g =10 m/s 2,π=10)( )解析:对b 有G Mm (R +h )2=m (2πT b )2(R +h ),而G MmR 2=mg ,所以b 的运动周期T b =2π (R +h )3gR 2,即T b =2.0×104s =50.9 h .故b 经48 h 转过的圈数为n =t T b =8.64圈.而c 的周期与地球的自转周期相同,即a 与c 都转过2圈,回到原处,所以答案应为B .点评:本题考查万有引力与人造地球卫星,意在考查考生对同步卫星运动特点的理解,并能正确利用卫星做圆周运动所需的向心力即卫星所受的万有引力解答卫星运动问题. 3、(2010·北京,16)一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上.已知引力常量为G ,若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零,则天体自转周期为( )A .(4π3Gρ)12B .(34πGρ)12 C .(πGρ)12 D .(3πGρ)12解析:赤道表面的物体对天体表面的压力为零,说明天体对物体的万有引力恰好等于物体随天体转动所需要的向心力,有G Mm R 2=m 4π2T 2R 和ρ=M43πR 3T =3πGρ,选项D 正确. 点评:本题意在考查考生运用万有引力定律和牛顿第二定律解决天体运动问题的能力.计算天体圆周运动时的周期,为密度计算的逆过程。
2010全国卷一物理详解从今年的全国卷一理综对于物理的考察我们可以清晰的看出高考物理越来越重视对于基本概念的理解记忆,先来看一下物理的选择部分,像14题的衰变,16题的场强,17题的磁场,19题的热学题,无一不是对于一些课本上的概念的应用,而对于15题的弹簧质点组题目,18题的力的合成与分解则是对于一些基本公式的直接考察,像15题就要用到牛顿第二定律和牛顿第三定律,18题要用到平抛运动在水平和竖直方向的分解,选择题的20题和21题属于具有一定新意的题目,需要适量的计算和读题分析的能力,具有一定的区分度。
下面来看一下实验部分,今年的第一个实验不再是大家耳熟能详的游标卡尺啊,示波器等,而是一道光学的实验,又运动到圆周运动的相关知识,具有很强的新意,但认真分析题目就会发现,只是考点上华丽外壳的包装而已,要善于剥离现实情景,还原物理模型。
第二道物理实验不出意料的是电学的实验,相比内测法外测法测电阻的题目,难度上有一定的下降,但其对于考生基本实验能力的考察还是体现的淋漓尽致,第五问的开放性问题更令人耳目一新。
最后看一下三道大题,第一道是v-t图像的考察,属于运动学考点的重要内容,根据v-t图像的斜率是加速度,和轴围成的面积是位移这两个课上给的结论就可以顺利拿下。
第二道是双星问题,我们曾在课堂上反复强调过,双星绕其连线某点做圆周运动的向心力即两者之间的万有引力,该题就可以直接秒杀。
第三道是一道单纯的磁场问题,作为压轴题较09年最后一道难度有所下降,但更强调对于物理过程分析的能力,体现一定的灵活性。
综上所述,2010年全国一卷物理说明高考日益强调对于概念的理解和分析过程的能力,这和我们的改革精神是一致的,也为我们2011年高考的复习指明了方向,盲目的做题和对于概念理解的忽视都会和高考精神违背,只有牢牢抓住考纲,课本和真题才能见题拆题,取得优异的成绩。
12010年全国统一高考物理试卷(全国卷Ⅰ)一、选择题(在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)1.(6分)原子核92238U经放射性衰变①变为原子90234Th,继而经放射性衰变②变为原子核91234Pa,再经放射性衰变③变为原子核92234U.放射性衰变①、②和③依次为()A.α衰变、β衰变和β衰变B.β衰变、α衰变和β衰变C.β衰变、β衰变和α衰变D.α衰变、β衰变和α衰变2.(6分)如图,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有()A .a1=g,a2=g B.a1=0,a2=g C.a1=0,a2=gD.a1=g,a2=g3.(6分)关于静电场,下列结论普遍成立的是()A.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关B.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低C.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零D.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向4.(6分)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5×10﹣5T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过.设落潮时,海水自西向东流,流速为2m/s.下列说法正确的是()A .电压表记录的电压为5mV B.电压表记录的电压为9mVC .河南岸的电势较高D.河北岸的电势较高5.(6分)一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如右图中虚线所示.小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为()6.(6分)右图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是()A.当r大于r1时,分子间的作用力表现为引力B.当r等于r2时,分子间的作用力为零C.当r等于r1时,分子间的作用力为零D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做正功7.(6分)某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度.测量时保持镜面与地面垂直,镜子与眼睛的距离为0.4m.在某位置时,他在镜中恰好能够看到整棵树的像;然后他向前走了6.0m,发现用这个镜子长度的就能看到整棵树的像,这棵树的高度约为()A .5.5m B.5.0m C.4.5m D.4.0m8.(6分)一简谐振子沿x轴振动,平衡位置在坐标原点.t=0时刻振子的位移x=﹣0.1m;时刻x=0.1m;t=4s 时刻x=0.1m.该振子的振幅和周期可能为()A .0.2m,B.0.2m,8s C.0.1m,D.0.1m,8s二、实验题(共2小题,共18分)9.(6分)图1是利用激光测转的原理示意图,图中圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料.当盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来(如图2所示).(1)若图2中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10﹣2 s,则圆盘的转速为_________转/s.(保留3位有效数字)(2)若测得圆盘直径为10.20cm,则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为_________cm.(保留3位有效数字)所用器材有:量程不准的电流表A1,内阻r1=10.0Ω,量程标称为5.0mA;标准电流表A2,内阻r2=45.0Ω,量程1.0mA;标准电阻R1,阻值10.0Ω;滑动变阻器R,总电阻为300.0Ω;电源E,电动势3.0V,内阻不计;保护电阻R2;开关S;导线.回答下列问题:(1)在图2所示的实物图上画出连线.(2)开关S闭合前,滑动变阻器的滑动端c应滑动至_________端.(3)开关S闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表A1满偏;若此时电流表A2的读数为I2,则A1的量程I m= _________.(4)若测量时,A1未调到满偏,两电流表的示数如图3所示,从图中读出A1的示数I1=_________,A2的示数I2=_________;由读出的数据计算得I m=_________.(保留3位有效数字)(5)写出一条提高测量准确度的建议:_________.三、解答题(共3小题,满分54分)11.(15分)汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0~60s内汽车的加速度随时间变化的图如图所示,求(1)画出汽车在0~60s内的v~t图线;(2)求在这60s内汽车行驶的路程.12.(18分)如图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动,星球A和B两者中心之间距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧.引力常数为G.(1)求两星球做圆周运动的周期.(2)在地月系统中,若忽略其它星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行为的周期记为T1.但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周T2.已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg 和7.35×1022kg.求T2与T1两者平方之比.(结果保留3位小数)13.(21分)如图,在区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.在t=0时刻,一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与y轴正方向的夹角分布在0~180°范围内.已知沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界上点离开磁场.求:(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷;(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围;(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间.2010年全国统一高考物理试卷(全国卷Ⅰ)参考答案与试题解析一、选择题(在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)1.(6分)考点:原子核衰变及半衰期、衰变速度.分析:该题考察了α、β衰变特点,只要写出衰变方程即可求解.解答:解:根据α、β衰变特点可知:92238U经过一次α衰变变为90234Th,90234Th经过1次β衰变变为91234Pa,91234Pa再经过一次β衰变变为92234U,故BCD错误,A正确.故选A.点评:本意很简单,直接考察了α、β衰变特点,注意衰变过程中满足质量数、电荷数守恒.2.(6分)考点:牛顿第二定律.专题:压轴题.分析:木板抽出前,木块1和木块2都受力平衡,根据共点力平衡条件求出各个力;木板抽出后,木板对木块2的支持力突然减小为零,其余力均不变,根据牛顿第二定律可求出两个木块的加速度.解答:解:在抽出木板的瞬时,弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变.对1物体受重力和支持力,mg=F,a1=0.对2物体受重力和弹簧的向下的压力,根据牛顿第二定律a==故选C.点评:本题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题,关键是区分瞬时力与延时力;弹簧的弹力通常来不及变化,为延时力,轻绳的弹力为瞬时力,绳子断开即消失.3.(6分)考点:匀强电场中电势差和电场强度的关系;电场强度;电势.分析:本题主要考查静电场中电场强度和电势的特点,可根据所涉及的知识逐个分析.解答:解:A、电势差的大小决定于电场线方向上两点间距和电场强度,所以A错误;B、在正电荷的电场中,离正电荷近,电场强度大,电势高,离正电荷远,电场强度小,电势低;而在负电荷的电场中,离负电荷近,电场强度大,电势低,离负电荷远,电场强度小,电势高,所以B错误;C、场强为零,电势不一定为零,电场中肯定存在场强都为零、电势又不相等的两个点,在这样的两个点之间移动电荷,电场力将做功,所以C错误;D、沿电场方向电势降低,而且速度最快,所以D正确;故选D.点评:本题以静电场中电场强度和电势比较容易混淆的性质为选项内容,体现对物理量基本概念和基本性质的记忆、理解仍是高考命题的重点之一.4.(6分)专题:电磁感应与电路结合.分析:本题可等效为长度为100米,速度为2m/s的导体切割磁感线,根据右手定责可以判断两岸电势的高低,根据E=BLv可以求出两端电压.解答:解:海水在落潮时自西向东流,该过程可以理解为:自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场.根据右手定则,右岸即北岸是正极电势高,南岸电势低,D正确,C错误;根据法拉第电磁感应定律E=BLv=4.5×10﹣5×100×2=9×10﹣3V,B正确,A错误.故选BD.点评:本题考查了导体棒切割磁感线的实际应用,在平时的训练中要注意物理知识在实际生活中的应用并能处理一些简单问题.5.(6分)考点:平抛运动.分析:物体做平抛运动,我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来求解,两个方向上运动的时间相同.解答:解:如图平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角θ,则有:tanθ=.则下落高度与水平射程之比为===,所以B正确.故选B.点评:本题就是对平抛运动规律的直接考查,掌握住平抛运动的规律就能轻松解决.6.(6分)考点:分子间的相互作用力;分子势能.专题:应用题.分析:从分子势能图象可知,当分子势能最小时,即r=r2时分子间的引力等于斥力,分子间作用力为零.当r<r2时,分子间表现为斥力,当r>r2时,表现为引力,所以当r由r1变到r2时分子间的作用力做正功.解答:解:从分子势能图象可知,A、当r1<r<r2时,分子间表现为斥力,当r>r2时,表现为引力,故A错.B、当分子势能最小时,即r=r2时分子间的引力等于斥力,分子间作用力为零,故B对.C、当r等于r1时,分子间表现为斥力,故C错.D、当r<r2时,分子间表现为斥力,当r>r2时,表现为引力,所以当r由r1变到r2时分子间表现为斥力,分子间的作用力做正功,故D对.故选BD点评:本题主要考察分子势能图象的理解,知道分子势能随距离增大关系.7.(6分)考点:平面镜成像.专压轴题.析:解答:解:设树高为H,树到镜的距离为L,如图所示,是恰好看到树时的反射光路图,由图中的三角形可得即.人离树越远,视野越开阔,看到树的全部所需镜面越小,同理有,以上两式解得:L=29.6m、H=4.5m.所以选项ABD是错误的.选项C是正确的.故选C.点评:平面镜的反射成像,通常要正确的转化为三角形求解.8.(6分)考点:简谐运动的振幅、周期和频率.专题:压轴题.分析:时刻x=0.1m;t=4s时刻x=0.1m.经过s又回到原位置,知是周期的整数倍,t=0时刻振子的位移x=﹣0.1m,时刻x=0.1m,知道周期大于,从而可知道振子的周期,也可知道振幅.解答:解:经过周期的整数倍,振子会回到原位置,知道是周期的整数倍,经过振子运动到对称位置,可知,单摆的周期为s,则为半个周期,则振幅为0.1m.可能振幅大于0.1m,则周期T=.当周期为时,经过s运动到与平衡位置对称的位置,振幅可以大于0.1m.故A、B、C正确、D错误.故选:ABC.点评:解决本题的关键知道经过周期的整数倍,振子回到原位置.二、实验题(共2小题,共18分)9.(6分)考点:线速度、角速度和周期、转速;匀速圆周运动.专压轴题.分析:从图象中能够看出圆盘的转动周期即图象中电流的周期,根据转速与周期的关系式T=,即可求出转速,反光时间即为电流的产生时间;解答:解:(1)从图2显示圆盘转动一周在横轴上显示20格,由题意知道,每格表示1.00×10﹣2s,所以圆盘转动的周期为0.20秒,则转速为5.00r/s;(2)反光中引起的电流图象在图2中横坐标上每次一小格,说明反光涂层的长度占圆盘周长的20分之一,故圆盘上反光涂层的长度为==1.60cm;故答案为:5.00,1.60.点评:本题要注意保留3位有效数字,同时要明确圆盘的转动周期与图象中电流的周期相等,还要能灵活运用转速与周期的关系公式!10.(12分)考点:串联电路和并联电路;欧姆定律.专题:实验题;压轴题.分析:(1)由电路图可画出实物图,注意电表及滑动变阻器的接法;(2)由滑动变阻器的连接方式,注意开始时应让滑动变阻器接入阻值最大;(3)由串并联电路的电流及电压规律可得出A1的最大量程;(4)根据电流表的最小分度可读出指针所指的示数;(5)根据实验中存在的误差可以提出合理化的建议.解答:解:(1)实物连线图如图所示:(2)要求滑动变阻器闭合开关前应接入最大电阻,故滑片应滑到b处;(3)由原理图可知,A2与R1串联后与A1并联,并联部分总电压U=I(r2+R1)=55I;故电流表A1中的电流I1==5.5I2,此时电流表满偏,故量程为5.5I2;(4)由表可读出I1=3.00mA,I2=0.660mA,由(3)的计算可知,此时I1应为5.5×0.660mA=3.63mA;故可知:=解得:I m=6.05mA;(5)实验中可以多次测量取平均值;或测量时,电流表指针偏转大于满刻度的.故答案为;(1)如图所示;(2)b;(3)5.5I2;(4)3.00;0.660mA;6.05;(4)多次测量取平均值.点评:现在实验题的考查更注重了探究实验,在解题时注意通过审题找出实验中含有的信息,并能灵活应用所学过的物理规律求解.三、解答题(共3小题,满分54分)11.(15分)考匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的位移与时间的关系.分析:(1)由0~60s内汽车的加速度随时间变化的图象可知,0~10s内汽车做初速度等于零加速度为2m/s2的匀加速直线运动,10~40s内做匀速直线运动,40~60s内做加速度为=﹣1m/s2的匀加速直线运动.(2)由画出的v~t图象可知60s内的位移即为60s内图象与时间轴所围成的面积.解答:解:(1)由a﹣t图象知:0~10s内物体做初速度为零的匀加速直线运动,a1=2m/s2,10s末的速度v=a1t1=20m/s;10s~40s内物体做匀速直线运动;40s~60s内物体做匀减速直线运动,a2=﹣1m/s2,60s末的速度v t=v+a2t3=0.(2)由v~t图象知,60s内的位移:.答:(1)汽车在0~60s内的v~t图象如图所示;(2)在这60s内汽车行驶的路程为900m.点评:该题要求同学们根据加速度﹣时间图象画出速度﹣时间图象,对同学们分析物体运动情况的要求较高,速度﹣时间图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动,与时间轴平行的直线表示匀速,图象与时间轴所围成的面积表示位移.该题难度适中.12.(18分)考点:万有引力定律及其应用.专题:压轴题.分析:这是一个双星的问题,A和B绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供各自的向心力,A和B有相同的角速度和周期,结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题.解答:解:(1)A和B绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供向心力,则A和B的向心力大小相等,且A和B和O始终共线,说明A和B有相同的角速度和周期,因此有:mω2r=Mω2R,r+R=L联立解得:R=L,r=L对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得:=m•L化简得:T=2π(2)将地月看成双星,由(1)得T1=2π将月球看作绕地心做圆周运动,根据牛顿第二定律和万有引力定律得:=m L化简得:T2=2π故答案为:(1)两星球做圆周运动的周期是2π;(2)T2与T1两者平方之比为1.01.点评:对于双星问题,我们要抓住它的特点,即两星球的万有引力提供各自的向心力和两星球具有共同的周期.13.(21分)考点:带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;洛仑兹力.专题:压轴题;带电粒子在磁场中的运动专题.分析:(1)由几何关系可确定粒子飞出磁场所用到的时间及半径,再由洛仑兹力充当向心力关系,联立可求得荷质比;(2)由几何关系可确定仍在磁场中的粒子位置,则可由几何关系得出夹角范围;(3)最后飞出的粒子转过的圆心角应为最大,由几何关系可知,其轨迹应与右边界相切,则由几何关系可确定其对应的圆心角,则可求得飞出的时间.解答:解:(1)初速度与y轴方向平行的粒子在磁场中的运动轨迹如图1中的弧OP所示,其圆心为C.由几何关系可知,∠POC=30°;△OCP为等腰三角形故∠OCP=①此粒子飞出磁场所用的时间为t0=②式中T为粒子做圆周运动的周期.设粒子运动速度的大小为v,半径为R,由几何关系可得R= a ③由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有qvB=m④T=⑤联立②③④⑤解得⑥(2)仍在磁场中的粒子其圆心角一定大于120°,这样粒子角度最小时从磁场右边界穿出;角度最大时从磁场左边界穿出.依题意,同一时刻仍在磁场内的粒子到O点距离相同.在t0时刻仍在磁场中的粒子应位于以O点为圆心、OP为半径的弧上.如图所示.设此时位于P、M、N三点的粒子的初速度分别为v P、v M、v N.由对称性可知v P与OP、v M与OM、v N 与ON的夹角均为.设v M、v N与y轴正向的夹角分别为θM、θN,由几何关系有⑦⑧对于所有此时仍在磁场中的粒子,其初速度与y轴正方向所成的夹角θ应满足≤θ≤1111 OM=OP由对称性可知ME=OP 由图可知,圆的圆心角为240°,从粒子发射到全部粒子飞出磁场所用的时间2t 0;点评: 本题考查带电粒子在磁场中的运动,解题的关键在于确定圆心和半径,并能根据几何关系确定可能的运动轨迹.。
2010年高考理综物理北京卷试题分析2010年高考已经结束,从北京卷考题来看,试题比较简单,体现了新课标的内容,更加重视了对基本概念,基本公式的应用。
下面对试题逐一分析。
首先是选择题。
13题考察了新课标的内容,考到了狭义相对论。
这个试题应该说是让考生顺利从化学选择题到物理选择题过渡的,知识对基本概念加以考察,难度很低,只要对狭义相对论有个基本了解,此题都可以快速选出答案。
14题考察了光学的基本概念,只要注意到光学的基本内容,频率与波长的关系,就不难选出答案了,难度低。
15题考察了近年来北京高考的热点问题,估算。
但本题的题干已经告诉我们应该用什么方法来解了。
"根据爱因斯坦质能方程"这句话已经把估算所用的公式都告诉我们了,只要别出现计算上的失误,还是能选出答案的,难度低。
16题考察出乎了我的意料,因为本题考察了关于近地条件下卫星的周期和中心天体密度的关系。
这类问题在03年、06年的北京高考中都出现了,10年再次重复考察。
当然,这类问题属于天体运动的基本问题,而且,今年的朝阳二模16题、宣武二模15题也考察了这个知识点。
只要记住了天体运动的基本公式,解决此题也不难。
17题考察了振动与波结合的问题,这类问题的重点我反复强调过,注意两个图象与时间的关系。
此题与10年东城一模18题和朝阳一模15题极为相似,认真做过模拟试卷的同学解答本题会游刃有余。
18题属于旧题型新考法。
乍一看是控制变量的问题,但实际考察了电容器的基本问题,此题在96年全国卷就已经考过,我在课堂上讲过96年的这道考题,并且此题要更简单些。
教材上也有这类问题的基本实验图,做过的同学做此题一定非常顺手。
19题考察了自感的有关问题,此题我在课堂上讲过原题,相信很多学生也做过很多类似的问题。
唯一的新颖之处在于把实物图变成电路图,这些都属于学生练的很熟的部分,难度也不高。
作为压轴选择的20题,沿用了以往常考的探索性问题。
但此题考的明显比以往要简单,不需要量纲分析,极限分析,只要了解直线方程的斜率、截距,了解题中选项所涉及的基本物理公式,就可以选定答案了。
绝密★启用前2010年普通高等学校招生全国统一考试物理试题(江苏卷)全解全析试卷副标题注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上第I 卷(选择题)请点击修改第I 卷的文字说明 一、选择题1.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O 点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度(A )大小和方向均不变 (B )大小不变,方向改变 (C )大小改变,方向不变 (D )大小和方向均改变2.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s 时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半,先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为 (A )12(B )1 (C )2 (D )4 3.如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m 的照相机,三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30 角,则每根支架中承受的压力大小为(A )13mg (B )23mg (C )6mg (D )9mg 4.如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L 的电阻不计,电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值,在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t 1时刻断开S,下列表示A 、B 两点间电压U AB 随时间t 变化的图像中,正确的是5.空间有一沿x 轴对称分布的电场,其电场强度E 随x 变化的图像如图所示。
下列说法正确的是(A )O 点的电势最低 (B )2x 点的电势最高 (C )1x 和-1x 两点的电势相等 (D )1x 和3x 两点的电势相等6.2009年5月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B 为轨道Ⅱ上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有(A )在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过B 的速度(B )在轨道Ⅱ上经过A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能 (C )在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期(D )在轨道Ⅱ上经过A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度7.在如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发的有(A )升压变压器的输出电压增大 (B )降压变压器的输出电压增大 (C )输电线上损耗的功率增大(D )输电线上损耗的功率占总功率的比例增大8.如图所示,平直木板AB 倾斜放置,板上的P 点距A 端较近,小物块与木板间的动摩擦因数由A 到B 逐渐减小,先让物块从A 由静止开始滑到B.然后,将A 着地,抬高B ,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从B 由静止开始滑到A.上述两过程相比较,下列说法中一定正确的有A.物块经过P 点的动能,前一过程较小B.物块从顶端滑到P 点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少C.物块滑到底端的速度,前一过程较大D.物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长9.如图所示,在匀强磁场中附加另一匀强磁场,附加磁场位于图中阴影区域,附加磁场区域的对称轴OO '与SS '垂直.a 、b 、c 三个质子先后从S 点沿垂直于磁场的方向摄入磁场,它们的速度大小相等,b 的速度方向与SS '垂直,a 、c 的速度方向与b 的速度方向间的夹角分别为αβ、,且αβ>.三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点S ',则下列说法中正确的有(A )三个质子从S 运动到S '的时间相等(B )三个质子在附加磁场以外区域运动时,运动轨迹的圆心均在OO '轴上 (C )若撤去附加磁场,a 到达SS '连线上的位置距S 点最近 (D )附加磁场方向与原磁场方向相同第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明 二、实验题10.(8分)在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路.(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到__ ▲ _.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R ,分别测出阻值0R =10Ω的定值电阻两端的电压U ,下列两组R 的取值方案中,比较合理的方案是 ▲ .(选填“1”或“2”) 方案编号 电阻箱的阻值R /Ω 1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.02 80.0 70.0 60.0 50.0 40.(3)根据实验数据描点,绘出的1R U -图象是一条直线.若直线的斜率为k ,在1U坐标轴上的截距为b ,则该电源的电动势E = ▲ ,内阻r = ▲ .(用k 、b和R 0表示) 11.(10分)为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车 ▲ (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t 与速度v 的数据如下表:时间t /s0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 速度v /(m·s -1) 0.120.19 0.23 0.26 0.28 0.29(3)通过对实验结果的分析,该同学认为:随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点?请根据v -t 图象简要阐述理由. 三、填空题12.【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题,请选定其中两题.......,并在相应的答题区域内作...........答..若三题都做,则按A 、B 两题评分. A .(选修模块3-3)(12分) (1)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体.下列图象能正确表示该过程中空气的压强p 和体积V 关系的是 ▲ .(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24kJ 的功.现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶中空气的质量保持不变,且放出了5kJ 的热量.在上述两个过程中,空气的内能共减小 ▲ kJ ,空气 ▲ (选填“吸收”或“放出”)的总能量为 ▲ kJ .(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/3m 和2.1kg/3m ,空气的摩尔质量为0.029kg/mol ,阿伏加德罗常数A N =6.0223110mol -⨯.若潜水员呼吸一次吸入2L 空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字) B .(选修模块3-4)(12分)(1)激光具有相干性好,平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是 ▲ . (A )激光是纵波(B )频率相同的激光在不同介质中的波长相同 (C )两束频率不同的激光能产生干涉现象(2)如图甲所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×710-m ,屏上P 点距双缝1S 和2S 的路程差为7.95×710-m ,则在这里出现的应是 ▲ (选填“明条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×710-m 的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将 ▲ (选填“变宽”、“变窄”或“不变”).(3)如图乙所示,一束激光从O 点由空气射入厚度均匀的介质,经下表面反射后,从上面的A 点射出.已知入射角为i ,A 与O 相距l ,介质的折射率为n ,试求介质的厚度d .C .(选修模块3-5)(12分)(1)研究光电效应电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K ),钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I 与A 、K 之间的电压AK U 的关系图象中,正确的是 ▲ .(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子.光电子从金是___▲____.(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.40eV 和-1.51eV ,金属钠的截止频率为145.5310⨯Hz ,普朗克常量h =346.6310-⨯J s .请通过计算判断,氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板,能否发生光电效应. 四、计算题13.(15分)如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L ,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m 、有效电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h 处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I 。
2010年全国统一高考物理试卷(全国卷H)一、选择题(共8小题,每小题6分,满分48分)1 .(6分)原子核ZA X与氘核12H反应生成一个a粒子和一个质子•由此可知()A . A=2 , Z=1B . A=2 , Z=2 C. A=3 , Z=3 D . A=3 , Z=22. (6分)一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播.已知t=0时的波形如B. x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动C. x=0处的质点在t= s时速度为04D . x=0处的质点在t〒s时速度值最大3. (6分)如图,一绝热容器被隔板K隔开a b两部分.已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空.抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态.在此过程中()A .气体对外界做功,内能减少B.气体不做功,内能不变C.气体压强变小,温度降低 D .气体压强变小,温度不变4. (6分)在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104V/m,已知一半径为1mm 的雨滴在此电场中不会下落,取重力加速度大小为10m/s2,水的密度为103kg/m3.这雨滴携带的电荷量的最小值约为()-9 - 9 -9 -9A . 2X 10 9CB . 4X 10 9C C. 6X 10 9CD . 8X 10 9C5. (6分)如图,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b和下边界d水平.在竖直面内有一矩形金属线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平.线圈从水平面a开始下落.已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离.若线圈下边刚通过水平面b、c (位于磁场中)和d时,线圈所受到的磁场力的大小分别为F b、F c和F d,则()I ■ l>I ti X X X K X :;匸:X X » X X ;I l<I id:上…花二艺::孑…!1.:A . F d> F c> F bB . F c V F d V F b C. F c> F b> F d D . F c V F b V F d6. (6分)图中为一理想变压器,其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连:P为滑动头.现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始,沿副线圈匀速上滑,直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止.用I i表示流过原线圈的电流,|2表示流过灯泡的电流,U2表示灯泡两端的电压,N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值:电功率指平均值).下列4个图中, 能够正确反映相应物理量的变化趋势的是()7. (6分)频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示,下列说法正确的是()空介7A .单色光1的波长小于单色光2的波长B .在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D .单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角8. (6分)已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍.若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则该行星的自转周期约为()A . 6小时B . 12小时C. 24小时 D . 36小时二、解答题(共5小题,满分72分)9. (5分)利用图中所示的装置可以研究自由落体运动.实验中需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落.打点计时器会在纸带上打出一系列的小点.(1)为了测试重物下落的加速度,还需要的实验器材有 ____________ .(填入正确选项前的字母)A .天平B .秒表C.米尺(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此错误差的原10. (13分)(1)为了探究平抛运动的规律,某同学采用图示的装置进行实验,他用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球松开,自由下落,由此实验结果可以得出的结论是______________ 若增大打击金属片的力度,上述结论将__________ (填不”或”仍然”成立.(2).用螺旋测微器(千分尺)测小球直径时,示数如图甲所示,这时读出的数值是_________ m m;用游标卡尺(卡尺的游标有20等分)测量一支铅笔的长度,测量结果如图乙所示,由此可知铅笔的长度是cm甲乙(3)—热敏电阻R T放在控温容器M内:A为毫安表,量程6mA,内阻为数十欧姆;E为直流电源,电动势约为3V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9莒S为开关•已知R T在95C时阻值为150Q,在20C时的阻值约为550Q.现要求在降温过程中测量在95E〜20C之间的多个温度下R T的阻值.(a在图中画出连线,完成实验原理电路图(b)完成下列实验步骤中的填空①依照实验原理电路图连线②调节控温容器M内的温度,使得R T温度为95E③将电阻箱调到适当的初值,以保证仪器安全④闭合开关.调节电阻箱,记录电流表的示数10,并记录_________ .⑤将R T的温度降为T i (20Cv T i v 95°C);调节电阻箱,使得电流表的读数________ ,记录________ .⑥温度为T i时热敏电阻的电阻值R TI=____________ .⑦逐步降低T i的数值,直至20C为止;在每一温度下重复步骤⑤⑥11. (15分)如图,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP 相切于N、P端固定一竖直挡板.M相对于N的高度为h,NP长度为s• —木块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处.若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为卩,求物块停止的地方与N点距离的可能值.12. (18分)小球A和B的质量分别为m A和m B,且m A >m B .在某高度处将A和B先后从静止释放.小球A与水平地面碰撞后向上弹回,在释放处的下方与释放处距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正碰.设所有碰撞都是弹性的,碰撞时间极短.求小球A、B碰撞后B上升的最大高度.13. (21分)图中左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为U ;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B o,方向平行于板面并垂直于纸面朝里。
2010年全国高考物理估算问题归类赏析
河南省卢氏县第一高级中学徐建强
估算法是一种半定量的物理方法,是根据物理基本原理通过粗糙的物理模型进行大致的、简单的推理或对物理量的数量级进行大致的推算。
它可以很好的培养学生对物理量的估算能力,同时增强他们对物理现象的实感,培养他们的科学素质,已成为高考命题中的一个热点。
高中物理主要涉及的力、热、光、电、原子物理等几部分知识,均涉及到估算问题。
估算题的类型一般为:利用物理模型估算、利用物理推理估算、利用物理常量估算、利用数学近似估算、数值估算、生活数据估算,等等。
下面就2010年全国高考出现的试题为例进行解析和鉴赏。
一、力学估算
力学部分的估算问题,多集中于天体测量方面,当然其他方面也有涉及.解体时侧重物理模型估算和物理常数估算。
例1(2010·重庆16)月球与地球质量之比约为1:80,有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统,它们都围绕月地连线上某点O做匀速圆周运动,据此观点,可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约为
A.1:6 400 B.1:80 C.80:1 D.6 400:1
类型定位──物理模型估算
解析:本题考查万有引力定律与圆周运动。
因为双星系统中,两星球在做圆周运动时,是由彼此之间的万有引力提供向心力,且二者运动的周期以及角速度均相同,由m1ωr1=m2ωr2可得月球与地球做圆周运动的半径之比,r1:r2=m2:m1.又由v=ωr,有v1:v2=r1:r2,即v1:v2=80:1,故答案为C。
例2(2010·全国II21)已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍,若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则该行星的自转周期约为
A.6小时B.12小时 C.24小时D.36小时
类型定位──物理模型估算
解析:本题考查同步卫星的相关知识,对考生的运算能力要求较高。
对地球同步卫星有=m()2×7R地,对某行星的同步卫星有=m()2×R行,两式相比得T1:T2==2:1,因为地球同步卫星周期为24小时,所以行星的同步卫星周期为12小时,即该行星的自转周期约为12小时,故答案为B。
点评:实际的物理问题所涉及的因数往往较多,为了方便求解这些问题,需要突出主要因素,舍弃次要因数,将研究的对象进行科学抽象,使其成为理想化模型后再进行估算。
以上两题均利用天体圆周运动这一物理模型进行估算,天体运行模型是模型估算中常涉及的内容。
二、光学估算
光学部分的估算问题多集中于光路的几何运算方面,解题时侧重于数学近似估算。
例3(2010·海南卷18-1)一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃,求出射光线与入射光线之间的距离(θ很小时.,)
类型定位──数学近似估算
解析:如图,设光线以很小的入射角i入射到平板玻璃表面上的A点,折射角为γ,从平板玻璃另一表面上的B点射出。
设AC为入射光线的延长线.由折射定律和几何关系可知,它与出射光线平行。
过B点
作,交AC于D点,则BD的长度就是出射光线与入射光线之间的距离,由折射定律得:
①,由几何关系得②,③,出射光线与入射光线之间的距离为:④,当入射角i很小时,有:。
由此及①②③④式
得⑤
点评:近似与平均本身就是对数据的一种在许可范围内的合理的粗略描述,因此,近似与平均可作为一种估算方法。
在物理估算中,常用下列一些数学近似公式:当θ很小时:sinθ≈tanθ≈θ(rad),cosθ≈1;当a>>b时,a+b≈a,1/a + 1/b≈ 1/b;π2≈g等等。
例4(2010·全国卷Ⅰ20)某人手持边长为6 cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。
测量时保持镜面与地面垂直,镜子与眼睛的距离为0.4 m.在某位置时,他在镜中恰好能够看到整棵树的像;然后他向前走了6.0 m,发现用这个镜子长度的就能看到整棵树的像。
这棵树的高度约为
A.4.0 m B.4.5 m C.5.0 m D.5.5 m
类型定位──生活数据估算
解析:本题考查平面镜成像特点,意在考查考生作图能力及应用数学知识解决实际生活问题的能力。
根据平面镜成像规律,设开始时人眼到树在平面镜中所成像的距离为x1,人眼到平面镜的距离为d,平面镜边长为h,树的高度为H,则根据相似三角形知识可知:=,人远离树6.0m,则人到树在平面镜中所成像的距离也增加6.0m,同理可知=,代入已知条件解得H=4.5m,故答案为B。
点评:生活数据估算即利用物理原理借助生活中一些合情合理的数据对生活中常见现象、实物的尺寸大小等进行估算.要求考生要留心生活,锻炼从生活现象提取物理信息的能力。
三、热学估算
热学部分的估算问题,多集中于物质微观结构的分析和估算微粒数方面,解题时前者侧重于物理理想模型估算后者侧重数值估算。
例5(2010·江苏12A(3))已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3,空气的摩尔质量为0.029 kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6.02×1023mol-1。
若潜水员呼吸一次吸入2 L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。
(结果保留一位有效数字)
类型定位──数值估算
解析:本题主要考查分子动理论,意在考查考生的计算能力。
设空气的摩尔质量为M,在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸,一次吸入空气的体积为V,则有Δn=N A=
个。
四、电学估算
例6(2010·全国II17)在雷雨云下沿竖直方向的电场强度约为104 V/m。
已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落,取重力加速度大小为10 m/s2,水的密度为103 kg/m3。
这雨滴携带的电荷量的最小值约为
A.2×10-9 C B.4×10-9 C C.6×10-9 C D.8×10-9 C
类型定位──数值估算
解析:本题考查物体的受力平衡条件和电场力的计算等知识点。
雨滴受力平衡时,电场力和重力大小相等,即电场力最小则雨滴带电荷量最小,有mg=Eq,而m=ρV=ρ,联立两式得
,故答案为 B。
点评:在进行数值估算时,数据往往较大,计算易错。
所以对于结果要求保留几位有效数字,在带入数据计算时只要比结果多一位即可,这样带入数据将简化计算过程,如以上两题所示。
计算天体宏观量也是较常见的数值估算。
例7(2010·福建18)物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证,有时只需通过一定的分析就可以判断结论是否正确。
如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环,两圆环上的电荷量均为q(q>0),而且电荷均匀分布。
两圆环的圆心O1和O2相距为2a,连线的中点为O,轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(r<a)。
试分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式(式中k为静电力常量)正确的是
A.
B.
C.
D.
类型定位──物理推理估算
解析:本题考查定性、极限分析问题的思想方法。
与点电荷的场强公式E=k比较可知,A、C两项表达式的单位不是场强的单位,故可以排除;当r=a时,右侧圆环在A点产生的场强为零,则A处场强只由左侧圆环上的电荷产生,即场强表达式只有一项,故B项错。
综上所述,可知答案为D。
点评:物理推理估算即运用相关物理知识和物理规律对问题进行综合分析、判断,经过合理的推理对结果进行估算;最近几年出现较多,如2008、2009年北京卷最后一个选择题。
五、原子物理估算
例8(2010·北京15)太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。
太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近
A.1036 kg B.1018 kg C.1013 kg D.109 kg
类型定位──物理常量估算
解析:本题意在考查考生对爱因斯坦质能方程的运用能力,根据E=Δmc2得:Δm==kg≈4.4×109 kg,故答案为D。
点评:估算题中往往告诉的已知量很少,或不提供已知量,解题时要求灵活地运用一些物理常量,有时甚至需要根据经验来拟定某些物理量的数值.应该熟记的物理常数如:标准大气压760mmHg,水的密度为1.0×103kg / m3,标况下气体的摩尔体积为22.4L,基元电荷的电量为1.60×10-19c,地球的半径为6370km,地球同步卫星周期24小时,原子直径数量级10-10m,光在真空中的传播速度3×108m / s,阿伏伽德罗常数6.02×1023mol-1,等等。
其实例2也可称为物理常量估算问题。
方法总结
通过以上分析可知,物理估算题和常规计算题的解题步骤虽然相似,但也有其自身特点,其文具简洁、条件隐蔽,常使学生无从下手,掌握其解题要领尤为重要。
解题时首先应认真审题,从字里行间中发掘出题目的隐含条件,捕捉与题中现象、过程相关的物理概念和规律,揭示题设条件与所求物理量之间的关系,从而确定对所找物理量进行估算的依据,最后理出简明的思路,科学处理数据。