考点19 实验题答题策略-2018年高考物理二轮核心考点(原卷版)
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真题模型再现(三)——带电粒子在匀强磁场中的运动模型(1)“4点”:入射点出射点C、轨迹圆心A入射速度直线与出射速【预测1】 (2017·木渎中学)如图11所示是半径为R 的圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。
一电荷量为q 、质量为m 的带正电离子(不计重力)沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域,入射点P 与ab 的距离为R2。
若离子做圆周运动的半径也为R ,则粒子在磁场中运动的时间为( )图11A.πm 6qBB.πm 3qBC.πm qBD.2πm3qB解析 如图所示,粒子做圆周运动的圆心O 1必在过入射点垂直于入射速度方向的直线PO 1上,由于粒子的轨道半径为r =R ,又入射点P 与ab 的距离为R2。
故圆弧PN 对应圆心角为120°,由qvB=m v 2R ,周期T =2πR v =2πm Bq ,所以粒子在磁场中运动的时间为t =13T =2πm 3Bq,故D 正确,A 、B 、C错误。
答案 D【预测2】 如图12所示矩形虚线框区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场,一束电子以不同的速率从O 点垂直于磁场方向且垂直边界线沿图中方向射入磁场后,分别从a 、b 、c 、d 四点射出磁场,比较它们在磁场中的运动时间t a 、t b 、t c 、t d ,其大小关系是( )图12A.t a <t b <t c <t dB.t a =t b =t c =t dC.t a =t b <t c <t dD.t a =t b >t c >t d解析 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T =2πmqB,四个电子m 、q 相同,B 也相同,则它们做圆周运动的周期相同。
画出电子运动的轨迹如图甲、乙所示。
从图甲可看出,从a 、b 两点射出的电子轨迹所对的圆心角都是π,则t a =t b =12T ,从图乙可看出,从d 射出的电子轨迹所对的圆心角∠OO 2d <∠OO 1c <π,根据圆周运动的时间t =α2πT 可知,T 相同时,圆心角α越大,时间t 越长,所以T2>t c >t d ,t a =t b >t c >t d 。
2018年高考全国卷Ⅱ理综试题二、选择题:本题共8 小题,每小题 6 分,共48 分。
在每小题给出的四个选项中,第14~18 题只有一项符合题目要求,第19~21 题有多项符合题目要求。
全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得0 分。
14.(考点一:动能定理)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功15.(考点二:动量定理)高空坠物极易对行人造成伤害。
若一个50 g 的鸡蛋从一居民楼的25 层坠下,与地面的撞击时间约为 2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为A.10 N B.10 2 N C.103 N D.104 N 16.(考点三:万有引力,圆周运动)2018 年2 月,我国500 m 口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19 ms,假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为11 2 26.67 10 N m / kg 。
以周期T 稳定自转的星体的密度最小值约为A.9 35 10 kg / m B.12 3 5 10 kg /mC.15 35 10 kg / m D.18 3 5 10 kg / m17.(考点四:光电效应)用波长为300 nm 的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为 1.28 10-19 J。
已知普朗克常量为 6.63 10-34 J·s,真空中的光速为 3.00 108 m·s-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为A.1 1014 Hz B.8 1014 Hz C.2 1015 Hz D.8 1015 Hz 18.(考点五:法拉第电磁感应定律,楞次定律)如图,在同一平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。
2018届高考二轮复习之核心考点系列之物理考点总动员【二轮精品】考点10 电磁感应规律及其应用【命题意图】考查法拉第电磁感应定律的应用,涉及图象问题,意在考查考生分析问题,通过图象获取有用信息的能力和应用数学知识解决问题的能力。
电磁感应中的电路、法拉第电磁感应定律、能量转换及电量的计算等知识点,意在考查考生对电磁感应电路的分析以及对电磁感应中功能关系的正确理解和应用。
【专题定位】高考对本部分内容的要求较高,常在选择题中考查电磁感应中的图象问题、变压器和交流电的描述问题,在计算题中作为压轴题,以导体棒运动为背景,综合应用电路的相关知识、牛顿运动定律和能量守恒定律解决导体棒类问题.本专题考查的重点有以下几个方面:①楞次定律的理解和应用;②感应电流的图象问题;③电磁感应过程中的动态分析问题;④综合应用电路知识和能量观点解决电磁感应问题【考试方向】电磁感应中常涉及B—t图象、Φ—t图象、E—t图象、I—t图象、F—t图象和v—t图象,还涉及E—x图象、I—x图象等,这类问题既要用到电磁感应的知识,又要结合数学知识求解,对考生运用数学知识解决物理问题的能力要求较高。
主要以选择题的形式单独命题,有时也会以信息给予的方式命制计算题。
电磁感应与能量的综合,涉及到的考点有:法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、功和功率、焦耳定律、能量守恒定律、功能关系、动能定理等,主要以选择题和计算题的形式考查。
【应考策略】对本专题的复习应注意“抓住两个定律,运用两种观点,分析三种电路”.两个定律是指楞次定律和法拉第电磁感应定律;两种观点是指动力学观点和能量观点;三种电路是指直流电路、交流电路和感应电路.【得分要点】1、电磁感应中涉及的图线大体上可分为两大类:由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像,或由给定的有关图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量。
对图象问题,首先要看两坐标轴代表的物理量,然后再从图线的形状、点、斜率、截距、图线与横轴所围的面积的意义等方面挖掘解题所需的信息。
2018届高考二轮复习之核心考点系列之物理考点总动员【二轮精品】考点08 带电粒子在磁场及复合场中的运动【命题意图】本题考查带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时遵循的规律,涉及向心力、洛伦兹力、圆周运动知识,意在考查考生对物理规律的理解能力和综合分析能力。
【专题定位】本考点既是重点,更是难点,这类问题的特点是电场、磁场和重力场中的两者或三者先后相互组合,带电粒子的运动形式包含匀速直线运动、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动等,涉及的方法和规律包括牛顿运动定律、功能关系等,对综合分析能力和运用数学知识解决物理问题的能力要求较高,综合性强。
对于此类问题,应在准确审题的前提下,熟练掌握电场和磁场中两类曲线运动的分析方法。
【考试方向】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题,是高考考查的重点和热点,可能以选择题单独命题,但更多的是结合其他知识以计算题的形式考查。
【应考策略】【得分要点】1、带电体在磁场中的临界问题的处理基本思路(1)画轨迹:即画出运动轨迹,并确定圆心,用几何方法求半径.(2)找联系:轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系,偏转角度与圆心角、运动时间相联系,在磁场中运动的时间与周期相联系.(3)用规律:即牛顿第二定律和圆周运动的规律,特别是周期公式、半径公式.2、带电粒子在有界磁场中运动的几种常见情形(1)直线边界(进出磁场具有对称性,如图所示)(2)平行边界(存在临界条件,如图所示)(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出,如图所示)3、带电粒子在匀强磁场中的运动找圆心、求半径、确定转过的圆心角的大小是解决这类问题的前提,确定轨道半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础,建立运动时间t和转过的圆心角θ之间的关系是解题的关键.(1)圆心的确定①已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图10甲所示,图中P为入射点,M为出射点).②已知入射方向、入射点和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示,P 为入射点,M 为出射点).(2)半径的确定可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小.(3)运动时间的确定:电荷在匀强电场和匀强磁场中的运动规律不同.运动电荷穿出有界电场的时间与其入射速度的方向和大小有关,而穿出有界磁场的时间则与电荷在磁场中的运动周期有关.在解题过程中灵活运用运动的合成与分解和几何关系是解题关键;粒子在磁场中运动一周的时间为T ,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为θ时,其运动时间表示为:T t πθ2=T (或v R t θ=) 【2017年高考选题】【2017·新课标Ⅱ卷】如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点。
2018届高考二轮复习之核心考点系列之物理考点总动员【二轮精品】 考点19 实验题答题策略
一、基本仪器的使用和读数 1.游标卡尺的读数 游标尺(mm) 精度 (mm) 测量结果(游标尺上第n个刻线与主尺上的某刻度线对正时)(mm)
刻度 格数 刻度 总长度 每小格与
1毫米差
20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数+0.05 n
50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数+0.02 n
2.螺旋测微器的读数 测量值=固定刻度整毫米数+半毫米数+可动刻度读数(含估读)×0.01 mm。 3.打点计时器 计时器种类 工作电源电压 打点间隔 电磁打点计 时器 交流50 Hz,4~6 V 0.02 s
电火花打点 计时器 交流50 Hz,220 V 0.02 s
4.频闪照相机 其作用和处理方法与打点计时器类似,它是用等时间间隔获取图像信息的方法,将物体在不同时刻的位置记录下来,使用时要明确频闪的时间间隔。 二、“纸带”类实验 1.由纸带确定时间 要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系,为便于测量和计算,一般每五个点取一个计数点,这样时间间隔为Δt=0.02×5 s=0.1 s。 2.求瞬时速度 做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。如图所示,求纸带上某一点的瞬
时速度,只需在这一点的前后各取相同时间间隔T的两段位移xn和xn+1,则打n点时的速度vn=xn+xn+12T。 3.求加速度 (1)利用a=ΔxT2求解:在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用Δx=xn+1-xn=aT2求加速度a。
(2)逐差法:
如图所示,由xn-xm=(n-m)aT2
可得:a1=x4-x13T2,a2=x5-x23T2,a3=x6-x33T2, 所以a=a1+a2+a33=x4+x5+x6-x1-x2-x3
9T2
(3)两段法:把图中x1、x2、x3、x4、x5、x6分成时间相等(均为3T)的两大段,则由x Ⅱ-x Ⅰ=aT2得:(
x
4
+x5+x6)-(x1+x2+x3)=a(3T)2,解出的a与上面逐差法结果相等,但却要简单得多。 (4)图像法:
①由vn=xn+xn+12T,求出相应点的速度。 ②确定各计数点的坐标值(v1,T)、(v2,2T)、…(vn,nT)。
③画出v -t图像,图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度。 三、多用电表的使用与读数 1.多用电表的读数 电流表、电压表的刻度是均匀的,读数时应注意量程;欧姆表的刻度是不均匀的,读数时应注意乘倍率。 2.多用电表使用的几个注意事项 (1)电流的流向:由于使用多用电表时不管测量什么,电流都要从电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流出,所以使用欧姆挡时,多用电表内部电池的正极接的是黑表笔,负极接的是红表笔。 (2)要区分“机械零点”与“欧姆零点”:“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,用表盘下边中间的指针定位螺丝调整;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,用欧姆调零旋钮调整。 (3)测电阻时每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零。 (4)选倍率:测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度不均匀,使用欧姆挡测电阻时,指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间的一段刻度范围。 (5)测电阻时要将电阻与其他元件断开。测电阻时不要用手接触多用电表的表笔。 (6)多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。 四、以测电阻为核心的电学实验 1.实验器材的选择 (1)电源的选择:一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。 (2)电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大电流选择电流表;电表的指针摆动的幅度较大,一般应使指针能达到半偏左右。 2.电流表内接法与外接法的选择 比较 项目 电流表内接法 电流表外接法
电路 误差 原因 由于电流表内阻的分压作用,电压表测量值偏大 由于电压表内阻的分流作用,电流表测量值偏大
测量 结果 R测=UI=RA+Rx>R
x
电阻的测量值大于真实值
R测=UI=RVRV+RxRxx
电阻的测量值小于真实值 适用 条件 Rx≫RA,大电阻 Rx≪RV,小电阻
3.分压电路与限流电路的选择 以小控大用分压,相差无几用限流,即当滑动变阻器的阻值较小时,常采用分压电路;当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时,常采用限流电路。另外,必须采用分压电路的情况有三种:①要求电压从零开始变化;②滑动变阻器太小,不能起到限流的作用;③限流电路不能获取有区分度的多组数据。若两种电路均可,则采用限流式,因为限流式损耗功率小。 五、以测电源电动势为核心的电学实验 测量电源电动势和内阻的三个常用方案 方案 伏安法 伏阻法 安阻法
原理 E=U+Ir E=U+
U
Rr E=IR+Ir
电路图 关系式 U=E-Ir 1U=rER+1E 1I=RE+rE
图像 纵轴截距:E 斜率大小:r 纵轴截距:1E 斜率:rE 纵轴截距:
r
E
斜率:1E
误差 分析 E测r真 E测=E真 r测>r真 E测
真
r测
【模拟押题】 1. (1)用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是_____(选填“甲”或“乙”)。
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,此示数为_______mm。 (3)在“用打点计时器测速度”的实验中,交流电源频率为50Hz,打出一段纸带如图所示。纸带经过2号计数点时,测得的瞬时速度v=____m/s。
2. 在做“研究匀变速直线运动”的实验中: (1)如图所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T=0.02 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、
x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm. 下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度_______; _______.
位置 B C D E F 速度(m·s-1) 0.737 0.801 0.994
(2)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线_________. (3)根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a=________m/s2.
3. 某同学用如图所示装置来验证动量守恒定律,让质量为m1的小球从斜槽某处由静止开始滚下,与静止在斜槽末端质量为m2的小球发生碰撞.
(1)实验中必须要求的条件是________. A.斜槽必须是光滑的 B.斜槽末端的切线必须水平 C.m1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度 D.m1每次必须从同一高度处滚下 (2)实验中必须测量的物理量是________. A.小球的质量m1和m2 B.小球起始高度h C.小球半径R1和R2 D.小球起飞的时间t E.桌面离地面的高度H F.小球飞出的水平距离x
4. 某同学利用右图所示的实验装置验证机械能守恒定律。 (1)请指出该同学在实验操作中存在的两处错误:____________、______________。 (2)若所用交流电的频率为f,该同学经正确操作得到如下图所示的纸带,把第一个点记做O,另选连续的3个点A、B、C作为测量的点,A、B、C各点到O点的距离分别为s1、s2、s3,重物质量为m,重力加速度
为g。根据以上数据知,从O点到B点,重物的重力势能的减少量等于________,动能的增加量等于_______。(用所给的符号表示) 5. 某同学用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数,木块放在粗糙的水平桌面上,右侧拴有一细线,跨过固定在桌面边缘的滑轮与重物连接;实验时,木块在重物牵引下向右运动,重物落地后,木块继续向右滑,在运动过程中木块始终碰不到滑轮,已知木块的质量为M,重物的质量为m,回答下列问题:
(1)本实验还需直接测量的物理量有__________。 A.重物距地面的高度h B.木块在桌面上滑行的总距离s C.重物下落的时间t (2)利用上述测量的物理量#写出测量的动摩擦因数=________________。 (3)木块运动过程中,由于滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量的影响,将导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比,其值将___________(填“偏大”、“相等”或“偏小”)。
6. 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图。 ① 电压表V(量程3V.内阻Rv约为l0kΩ) ② 电流表G(量程3mA,内阻Rg=l00Ω) ③ 电流表A(量程3A,内阻约为0.5Ω) ④ 滑动变阻器R1
(0~20Ω,2A)
⑤ 滑动变阻器R2
(0~500Ω,1A)