文档文本内容
高频考点 物理
目 录
第一章 力学.................................................................................................................................................................1
一、单项选择题.........................................................................................................................................13
第二章 热学...............................................................................................................................................................22
一、单项选择题.........................................................................................................................................25
第三章 电磁学...........................................................................................................................................................31
一、单项选择题.........................................................................................................................................45
第四章 光学...............................................................................................................................................................53
一、单项选择题.........................................................................................................................................55
第五章 现代物理学基础...........................................................................................................................................62
一、单项选择题.........................................................................................................................................69
第六章 教学论...........................................................................................................................................................75
一、案例分析题.........................................................................................................................................82
二、教学设计题.........................................................................................................................................85
第七章 大学物理基础...............................................................................................................................................90
一、单项选择题.........................................................................................................................................92
二、计算题.................................................................................................................................................95
让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
第一章 力学
【考点 1】速度
1.平均速度——在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,叫作这段位移内(或这段时
间内)的平均速度,即 。平均速度是矢量,其方向与 方向相同。
2.瞬时速度——对应于某一时刻(或某一位置)的速度,方向为物体的运动方向。
3.速率——瞬时速度的大小即为速率,是标量。只有大小,没有方向。
4.平均速率——质点运动的路程与时间的比值。
【考点 2】加速度
加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,通常用a表示,单位为m/s2。 。加速度是矢量,它
的方向与 的方向相同。
1.加速度与速度没有直接关系。加速度很大,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);加速
度很小,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时)。
2.加速度与速度的变化量没有直接关系。加速度很大,速度变化量可以很小、也可以很大;加速度很
小,速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”——表示变化的快慢,不表示变化的大小。
【考点 3】匀变速直线运动的四个基本公式
1.位移公式: ;
2.速度公式: ;
3.速度位移公式: ;
4.位移平均速度公式: ;
【考点 4】初速度为零的匀变速直线运动的特殊推论
1. 末、 末、 末……的瞬时速度之比为:
2. 内、 内、 内…… 内的位移之比为:
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3.第1个 内、第2个 内、第3个 内……第 个 内的位移之比为:
4.通过连续相等的位移 所用的时间之比为:
5.连续通过 、 、 、……、 所用时间之比为:
6.任意两个连续相等的时间间隔( )内,位移之差是一恒量,即
可以推广为: 。
【考点 5】运动图像
图像
1.x-t
物理意义:反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律。
斜率的意义:图线上某点切线斜率的大小表示物体速度的大小,斜率正负表示物体速度的方向。
图像
2.v-t
对于匀变速直线运动来说,其速度随时间变化的 图线如图所示
v-t
对于该图线,应把握的有如下三个要点
( )纵轴上的截距其物理意义是运动物体的初速度υ ;
1
0
( )图线的斜率其物理意义是运动物体的加速度 ;
2 a
( )图线下的“面积”其物理意义是运动物体在相应的时间内所发生的位移 。
3 s
【考点 6】重力
1.重力的产生:重力是由于地球的吸引而产生的力,重力是万有引力的一个分力,另一分力是提供物
2 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
体随地球自转做匀速圆周运动的向心力。
2.重力的大小:G=mg,g是重力与质量的比例常数。
3.重力的方向:总是竖直向下。
【考点 7】弹力方向
【考点 8】弹力的大小
对有明显形变的弹簧,弹力的大小可以由胡克定律 计算。对没有明显形变的物体,如桌面、
绳子等物体,弹力的大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。
【考点 9】静摩擦力
两个相互接触的物体,当接触面存在相对运动趋势但又没有发生相对运动时,接触面上就会产生一种
阻碍相对运动的力,这种力叫作静摩擦力。
静摩擦力产生的条件:两个物体相互接触并挤压且接触面粗糙,具有相对运动的趋势。
静摩擦力的大小:静摩擦力 在0与最大静摩擦力 之间变化,即 。静摩擦力的大小与
压力大小无关,由物体的运动状态和物体所受的其他力所决定,可根据牛顿第二定律或平衡条件求解。
【考点 10】滑动摩擦力
两个相互挤压的物体,当接触面存在相对运动时,接触面上就会产生一种阻碍物体相对运动的力,这
种力叫作滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生的条件:两个物体相互接触且接触面相糙,相互之间存在着压力且发生相对滑动。
滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力的大小遵循滑动摩擦定律,用公式表述为 ,其中 为动摩擦
因数, 表示两物体间的压力。
【考点 11】平衡条件
平衡状态是静止或匀速直线运动状态;在共点力的作用下的物体的平衡条件是:物体所受到的合外力
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为零,即 。
【考点 12】超重与失重
运动情况 超重、失重 视重( )
不超重、不失重
的方向竖直向上 超重
的方向竖直向下 失重
完全失重
的方向竖直向下
【考点 13】平抛运动的规律
以抛出点为坐标,水平初速度 的方向为 轴方向,竖直向下方向为 轴方向
x y
水平方向:
竖直方向:
合速度:
方向:
【考点 14】平抛运动的两个重要推论
推论1:做平拋(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 ,位移与水平方向的夹角为 ,则
推论 :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
2
位移的中点。
【考点 15】描述匀速圆周运动的物理量
物理量 符号 单位 定义 定义式 转化式 关系及说明
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线速度 v m/s 质点在单位时间转过的弧长
角速度 ω rad/s 质点在单位时间转过的圆心角
向心加速度 a m/s2 单位时间速度的变化
周期 T s 质点运动一周所用的时间
转速n与频率相当
频率 f Hz 质点在1s内完成圆周运动的次数
【考点 16】离心现象与向心现象
1.离心现象
做匀速圆周运动的物体,在合外力突然变为零,或者不足以提供做圆周运动所需要的向心力时,即:
,物体将做逐渐远离圆心的运动,这种现象叫做离心现象。
2.向心现象
做匀速圆周运动的物体,在合外力突然增大或速度减小,使所受合外力大于做圆周运动所需要的向心
力时,即: ,物体将做逐渐向圆心靠近的运动,这种现象叫做向心现象。
【考点 17】向心力
1.作用:产生向心加速度,只改变速度的方向,不改变速度的大小。因此,向心力对匀速圆周运动的
物体不做功。
2.大小:
3.方向:总是沿半径指向圆心且时刻在变化,即向心力是变力。
【考点 18】竖直面内圆周运动的临界问题分析
轻绳模型 轻杆模型
类型
过最高点的
由 得 由小球能运动即可,得 =
临界条件
v临 0
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( )当 时, , 为支持力,
1
( )过最高点时, ,
1
沿半径背离圆心
,绳、轨道对
( )当 时, ,
2
讨论分析 球产生弹力 背离圆心且随 的增大而减小
( ) 不 能 过 最 高 点 时 ( )当 时,
2 3
,在到达最高点前小
( )当 时, , 指
4
球已经脱离了圆轨道
向圆心并随 的增大而增大
【考点 19】开普勒行星运动三定律
第一定律:所有行星都在椭圆轨道上运动,太阳则处在这些椭圆轨道的一个焦点上
第二定律:行星沿椭圆轨道运动的过程中,与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等;
第三定律:所有行星轨道半长轴的立方与其周期的平方成正比,即:
【考点 20】万有引力定律
定律的表述:
1.
宇宙间的一切物体都是相互吸引的,两个物体间的引力大小跟它们的质量乘积成正比,跟它们的距离
平方成反比,引力方向沿两个物体的连线方向。
定律的适用条件:
2.
用于计算引力大小的万有引力公式一般只适用于两质点间引力大小的计算,如果相互吸引的双方是标
准的均匀球体,则可将其视为质量集中于球心的质点。
【考点 21】三个宇宙速度
第一宇宙速度: ,是人造地球卫星环绕地球运行的最大速度,也是人造卫星的最小发射
速度。
第二宇宙速度: ,是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。
第三宇宙速度: ,是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。
【考点 22】人造地球卫星各运动参量随轨道半径的变化关系
由于卫星绕地球做匀速圆周运动,所以地球对卫星的引力充当卫星所需的向心力,于是有 5
2
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g
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源
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由此可知:绕地球做匀速圆周运动的卫星各个参量随轨道半径 的变化情况分别如下:
r
1.向心加速度 与 的平方成反比.
2.线速度 与 的平方根成反比
3.角速度 与 的三分之三次方成反比
4.周期 与 的二分之三次方成正比
【考点 23】卫星的变轨问题
当卫星由于某种原因速度突然改变时,万有引力不再等于向心力,卫星将做变轨运行:
当卫星的速度突然增加时, ,即万有引力不足以提供向心力,卫星将做离心运动,脱
1.
离原来的圆轨道,轨道半径变大,当卫星进入新的轨道稳定运行时由 可知其运行速度比原轨道时
减小;
当卫星的速度突然减小时, ,即万有引力大于所需要的向心力,卫星将做近心运动,
2.
脱离原来的圆轨道,轨道半径变小,当卫星进入新的轨道稳定运行时,可知其运行速度比原轨道时增大;
卫星的发射和回收就是利用这一原理。
【考点 24】地球同步卫星
轨道平面一定:轨道平面和赤道平面重合。
1.
周期一定:与地球自转周期相同,即 。
2.
角速度一定:与地球自转的角速度相同。
3.
高度一定:据 得 ,卫星离地面高度 (为恒量)。
4.
绕行方向一定:与地球自转的方向一致。
5.
5
2
【考点 25】定滑轮和动滑轮: o
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源
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定滑轮 动滑轮
定义 轴固定不动的滑轮 轴可以随物体一起运动的滑轮
图象
不 是否省力 否 是(省一半力)
同
是否改变力的方向 是 否
点
实质 一个等臂杠杆 一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆
位移关系 s=h s=2h
力的关系 F=G
拉力方向对拉力的影响 没有影响 如果不竖直拉,实际拉力会比计算结果大
【考点 26】滑轮组
1.特点:滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合,特点是既省力,又能改变力的方向,但是费距离。
2.省力情况:n为承担物重的绳子段数。
若不考虑滑轮重力及摩擦,拉力
若不考虑摩擦,而考虑动滑轮重,则拉力
绳子自由端移动距离s与物体提升高度h的关系:s=nh
3.n的判断方法:与动滑轮连接的绳子段数是多少,n就是多少。
【考点 27】液体压强的特点
1.液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强,
2.液体的压强随深度的增加而增大。
3.在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
4.不同液体的压强还跟液体的密度有关。
【考点 28】液体压强的计算公式
1.液体压强的计算公式: 。
5
2.使用液体压强公式应注意的问题 o 2
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(1)利用 计算液体压强的时候, 的单位要用 ;h的单位要用m,g=9.8N/kg,计算
出的压强单位才是Pa。
(2)在液体压强公式中h表示深度,而不是高度。
(3)从液体压强公式p= gh可以看出,公式中的压强是液体由于自身重力产生的压强,它不包括液
体受到的外加压强。
【考点 29】流体压强与流速的关系
1.流体压强与流速的关系:液体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
2.气体压强与流速的关系:气体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
【考点 30】浮力产生的原因
浮力是由于周围液体对物体上下表面存在的压力差而产生的。浮力的方向总是竖直向上的,即
。
【考点 31】阿基米德原理
没入液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力,即 。
【考点 32】物体的沉浮
【考点 33】功
一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一段位移,这个力就对物体做了功。
1.
功的两个不可缺少的要素
2.
一是要有作用在物体上的力,二是物体必须在力的方向上有位移。两个条件缺一不可,而且必须注意
力是在位移方向上的力:位移是力的方向上的位移。
5
2
【考点 34】机动车的启动问题 o
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源
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两 种
运用公式 运动规律 重要特征 图象
情况
恒 定 加速度减 加 速 度
功 率 小的加速 先 减 小
启动 →匀速 后为零
末速度:
加 速 度
恒 定 匀加速→
先一定,
加 速 加速度减
后减小,
度 启 小的加速
最 后 为
动 →匀速
零
【考点 35】动能定理
动能定理的内容:合外力对物体做的总功等于物体动能的改变量。
1.
动能定理的物理意义:提出了做功与物体动能改变量之间的定量关系。
2.
动能定理的表达式: 。
3.
【考点 36】重力势能
1.定义:物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能,用符号 表示,单位是焦耳( )。
2.定义式: ,即物体的重力势能 ,等于物体的重量 和它的高度 的乘积。
重力做功与重力势能变化的关系
3.
(1)重力对物体做正功,重力势能就减小;重力对物体做负功,重力势能就增大。
(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即 。重力
势能的变化是绝对的,与参考面的选取无关。
【考点 37】弹性势能
1.弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系,用公式表示: 。
2.对于弹性势能,一般物体的弹性形变量越大,弹性势能越大。
内容 重力势能 弹性势能 5
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概念 物体由于被举高而具有的能 物体由于发生弹性形变而具有的能
大小 E =mgh 与形变量及劲度系数有关
p
矢标性 标量 标量
相对性 大小与所选取的参考平面有关 一般选弹簧形变为零的状态为弹性势能零点
【考点 38】机械能守恒定律
在只有重力或弹力做功的物体系统,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
观点 表达式
守恒观点 + = +
E E E E
k1 p1 k2 p2
转化观点 =-
ΔE ΔE
k p
转移观点 =-
ΔE ΔE
A B
【考点 39】动量与冲量
1.定义:物体的质量及其运动速度的乘积称为该物体的动量 。
特征:①动量是状态量,对应物体某时刻的运动情况;
2.
②动量是矢量,其方向与物体运动速度的方向一致。
冲量:恒力的冲量可直接根据定义式来计算,即用恒力 乘以其作用时间△ 而得。
3. F t
【考点 40】动量定理
1.表述:物体所受合外力的冲量等于其动量的变化 ,也即 。
2.导出:动量定理实际上是在牛顿第二定律的基础上导出的,由牛顿第二定律 两端同乘合外力
的作用时间,即可得: 。
【考点 41】动量守恒定律的适用条件
1.标准条件:系统不受外力或系统所受外力之和为零。
2.近似条件:系统所受外力之和虽不为零,但比系统的内力小得多(如碰撞问题中的摩擦力、爆炸问
题中的重力等外力与相互作用的内力相比小得多),可以忽略不计。
3.分量条件:系统所受外力之和虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统总动量的
分量保持不变。
【考点 42】动量守恒定律
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动量守恒定律的数学表达式
1. (系统相互作用前总动量等于相互作用后总动量 )。
2. (相互作用的两个物体组成的系统,作用前动量和等于作用后动量和)。
△ =-△ (相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量增量大小相等、方向相反)
3. p p
1 2
△ = (系统总动量前后差为零)。
4. p 0
【考点 43】碰撞
碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。
弹性碰撞:碰撞过程中不但系统的总动量守恒,而且碰撞前后动能也守恒。一般地两个硬质小球的
1.
碰撞,都很接近弹性碰撞。
非弹性碰撞:碰撞过程中只有动量守恒,动能并不守恒。
2.
完全非弹性碰撞:两个物体碰撞后粘在一起。 。
3.
【考点 44】单摆与弹簧振子
两 类 振
回复力 加速度 周期公式 特点
动
单摆
是变 a=0时
都做简 机械能
加速 即平衡位置
谐运动 守恒
弹 簧 振
运动 速度最大
子
【考点 45】振动图象与波动图象的比较
简谐运动的振图象 机械波的波动图象
图象
函数关系 一个质点做简谐运动时,它的位置 在某一时刻某一直线上各个质点
随时间 变化的关系 的位置所形成的图象(横波)
x t
横轴 一个质点振动的时间 各质点平衡位置距坐标原点的位
坐标 置(距离)
纵轴 一个质点不同时刻相对平衡位置的 各质点相对各自平衡位置的位移
5
位移 o 2
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资高频考点 物理
形状 正弦函数或余弦函数的图象
由图象可直观得 周期 T 波长 振幅 A
到的数据 振幅 波峰及波谷的位置
A
图象上某一点的 在某时刻(横轴坐标)做简谐运动 在某时刻,距坐标原点的距离一
意义 的物体相对平衡位置的位移(纵轴 定(横轴坐标)的该质点的位移
坐标) (纵坐标)
【习题演练】
一、单项选择题
1.物体以速度v匀速通过直线上的A、B两点,所用时间为t.现在物体从A点由静止出发,先做匀加
速直线运动(加速度为a )到某一最大速度v ,然后立即做匀减速直线运动(加速度大小为a )至B点速
1 m 2
度恰好减为0,所用时间仍为t,则物体的( )。
A.v 可为许多值,与a、a 的大小有关 B.v 可为许多值,与a、a 的大小无关
m l 2 m l 2
C.a、a 必须满足 D.a、a 必须是一定的
l 2 l 2
1.【答案】C
【解析】匀加速阶段的平均速度 ,匀减速阶段的平均速度 ,两个阶段平均速度
相等,则从A到B的平均速度为 ,那么有 ,即 ,AB不符合题意。匀加速时间 ,
匀减速时间 ,那么有 ,整理可得 ,C符合题意,D不符合题意。故本
题选C。
2.做匀加速直线运动的物体,依此通过A、B、C三点,位移x =x ,已知物体在AB段的平均速度
AB BC
大小为6m/s,在BC段的平均速度大小为12m/s,那么,物体通过B点的瞬时速度大小( )。
A.8m/s B.9m/s
C.10m/s D.11m/s
2.【答案】C
【解析】设加速度大小为a,经C的速度大小分别为vv据匀加速直线运动规律可得: ,
, 又 , , 联 立 可 得 :
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。故本题选C。
3.如图所示,质量M=2.0kg的长木板A静止于水平面上,质量m=1.0kg的小铁块B(可视为质点)静
置于长木板最左端。已知小铁块与长木板间的动摩擦因数μ =0.4,长木板与水平面间的动摩擦因数μ =0.1,
1 2
现对小铁块施加一个水平向右的拉力F,则(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2)( )。
A.当F=2N时,小铁块能与长木板一起运动
B.当F=4N时,小铁块在静止的长木板上滑动
C.当F=5N时,小铁块与长木板发生相对滑动
D.当F从零开始逐渐增大,长木板的加速度也一直增大
3.【答案】C
【解析】A 与地面间的最大静摩擦力为 B 与 A 间的最大静摩擦力为
当F=2N时,即 则小铁块与长木板都处于静止状态,A不符合题意;
当F=4N时,B间的摩擦力为4N,大于A与地面间的最大静摩擦力,则A会运动,B不符合题意;当B
与 A 间的摩擦力达到最大静摩擦时,对 A 有 解得 B 整体有
解得 即当拉力大于4.5N时,小铁块与长木板发生相对滑动,C
符合题意;当B发生相对滑动时,A对B的滑动摩擦力不变,A与地面间的滑动摩擦力也不变,则A的合
力不变,加速度不变,D不符合题意。故本题选C。
4.如图,底端固定有挡板的斜面体置于粗糙水平面上,轻弹簧一端与挡板连接,弹簧为原长时自由端
在B点,一小物块紧靠弹簧放置并在外力作用下将弹簧压缩至A点.物块由静止释放后,沿粗糙斜面上滑
至最高点C,然后下滑,最终静止在斜面上.若整个过程中斜面体始终静止,则下列判定正确的是( )。
A.整个运动过程中,物块加速度为零的位置只有一处
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B.物块上滑过程中速度最大的位置与下滑过程中速度最大的位置不同
C.整个运动过程中,系统弹性势能的减少量等于系统内能的增加量
D.物块从A上滑到C的过程中,地面对斜面体的摩擦力大小先增大再减小,然后不变
4.【答案】B
【解析】AB:物块向上运动时,受到的摩擦力沿斜面向下;向下运动时,受到的摩擦力沿斜面向上。
在沿斜面方向上,重力的分力不变,所以,合力为零的位置不只一处,加速度为零的位置也不止一处。加
速度为零时,速度最大,所以A错,B对。由于摩擦力方向不同,物块最终静止的位置并不是它开始运动
时的位置,所以,系统弹性势能的减少量除了转化为系统内能的增加量外,还有重力势能。C错。D:选
择斜面体、弹簧和物块作为整体,由牛顿第二定律知,f=macos ,从A到B,a变大,从B到C,a不变。
所以地面对斜面体的摩擦力大小先减小再变大,然后不变。D错。故本题选B。
5.如图所示,人造卫星以速度v 在圆轨道I上做匀速圆周运动,当其运动到P点时点火加速,使其速
1
度瞬间增加到v 。随后卫星在椭圆轨道 上运动,到达Q点的速度大小为v 。以下说法正确的是( )。
2 Ⅱ 3
A.卫星的速度大小关系为v >v >v
2 3 1
B.卫星在轨道 上经过P点的加速度大于轨道I上P点的加速度
Ⅱ
C.卫星在轨道 上的运行周期小于在轨道I上的周期
Ⅱ
D.卫星在轨道 上由P点运动到Q点的过程中机械能守恒
Ⅱ
5.【答案】D
【解析】卫星在椭圆轨道 上运动根据近地点速度大于远地点则有v >v ,由椭圆轨道 上近地点进入
Ⅱ 2 3 Ⅱ
轨道I,根据卫星变轨规律由高轨道进入低轨道必须点火减速,则v >v ,但是根据卫星的线速度
2 1
可知v >v ,所以卫星的速度大小关系为v >v >v ,则A不符合题意;卫星在轨道 上经过P点的加速度等
1 3 2 1 3 Ⅱ
于轨道I上P点的加速度,因为同一点万有引力相同,则加速度相同,所以B不符合题意;根据卫星的周
期公式 ,轨道半径越大的周期越大,则卫星在轨道 上的运行周期大于在轨道I上的周期,
Ⅱ 5
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15 让每一个孩子都众能遇到好老师
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所以C不符合题意;卫星在轨道 上由P点运动到Q点的过程只的引力做功所以机械能守恒,则D符合
Ⅱ
题意。故本题选D。
6.如图所示,从同一条竖直线上两个不同点P、Q分别向右平抛两个小球,平抛P、Q的初速度分别为
v 、v ,结果它们同时落到水平面上的M点处(不考虑空气阻力).下列说法中正确的是( )。
1 2
A.一定是P先抛出的,并且v <v B.一定是P先抛出的,并且v =v
1 2 1 2
C.一定是Q先抛出的,并且v =v D.一定是Q先抛出的,并且v >v
1 2 1 2
6.【答案】A
【解析】根据 得, ,可知P的运动时间大于Q的运动时间,所以P先抛出,两者
水平位移相等,P的运动时间长,则P的初速度小于Q的初速度,A符合题意,D不符合题意。故本题选
A。
7.如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离
2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止,物体与盘面间的动摩擦因数为 ,(设最大静摩擦力等于
滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10m/s2,则ω的最大值是( )。
A.1.0rad/s B.0.5rad/s
C. rad/s D. rad/s
7.【答案】A
【解析】小物块的向心力时刻指向圆心,所以当小物块在转轴下方时,摩擦力最大,根据向心力方程
,解得: ,A符合题意BCD不符合题意。故本题选A。
5
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16 让每一个孩子都众能遇到好老师
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资高频考点 物理
8.码头工人利用图所示的装置将体积为8×10m-3的金属物块打捞上岸,在1min内使金属物块匀速升高
6m,工人对绳子的拉力大小为400N,此过程中金属物块没有露出水面,不计绳重及摩擦。下列判断正确
的是(金属物块密度为8.0×103kg/m3)( )。
A.工人拉绳子移动的速度为0.3m/s
B.动滑轮的重力大小为160N
C.工人做功的功率为120W
D.金属物块全部露出水面后,匀速上升的过程中,滑轮组的机械效率约为72.7%
8.【答案】D
【解析】由图知,吊起动滑轮的绳子段数为2,绳子自由端移动的距离为 ,工
人 拉 绳 子 移 动 的 速 度 为 , A 不 符 合 题 意 ; 金 属 块 的 重 力 为
, 金 属 块 受 到 的 浮 力
, 金 属 块 对 上 方 绳 子 的 拉 力
,动滑轮的重力为 ,B不符合
题意;工人做功的功率为 ,C不符合题意;金属物块全部露出水面后,匀
速 上 升 的 过 程 中 , 滑 轮 组 的 机 械 效 率 约 为
,D符合题意。
故本题选D。
9.如图所示,A、B两小球用轻杆连接,A球只能沿内壁光滑的竖直滑槽运动,B球处于光滑水平面内,
不计球的体积.开始时,在外力作用下A、B两球均静止且杆竖直.现撤去外力,B开始沿水平面向右运
动.已知A、B两球质量均为m,杆长为L,则下列说法中不正确的是( )。
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17 让每一个孩子都众能遇到好老师
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资高频考点 物理
A.A球下滑到地面时,B球速度为零
B.A球下滑到地面过程中轻杆一直对B球做正功
C.A球机械能最小时,B球对地的压力等于它的重力
D.两球和杆组成的系统机械能守恒,A球着地时的速度为
9.【答案】B
【解析】A球下滑到地面时,A球速度竖直,沿杆的速度为零,即B球速度为零,A不符合题意;开
始时,B球静止,B的速度为零,当A落地时,B的速度也为零,因此在A下滑到地面的整个过程中,B
先做加速运动,后做减速运动,因此,轻杆先对B做正功,后做负功,B错误,符合题意;A球机械能最
小时,B球动能最大,即加速度等于零,轻杆作用力为零,B球对地的压力等于它的重力。C不符合题意;
A球落地时,B的速度为零,在整个过程中,系统机械能守恒,由机械能守恒定律得: ,
解得 ,D不符合题意。故本题选B。
10.如图所示,A,B两滑块(可视为质点)质量分别为2m和m,A与弹簧一端拴接,弹簧的另一端
固定在N点,B紧靠着A,二者静止时弹簧处于原长位置O点,已知M点左边的平面光滑,滑块与右边
平面间的动摩擦因数为μ,且ON>OM,重力加速度为g.现用水平向左的外力作用在滑块B上,缓慢压缩
弹簧,当滑块运动到P点(图中未标出)时,撤去水平外力,测得滑块B在M点右方运动的距离为d,则
下列说法正确的是( )。
A.水平外力做的功为
B.B与A分离时的速度为
C.B与A分离后的运动过程中A与弹簧组成的系统机械能一定不变
D.B与A分离后的运动过程中A可能经过P点
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资高频考点 物理
10.【答案】A
【解析】设外力做的功为 W,压缩最短时弹簧的弹性势能为 ,两滑块分离时的速度为 v,应
有: 对 B 物块再由动能定理应有: ,联立计算得
出: ;A符合题意对B物块再由动能定理应有: 解得: ;B不
符合题意B与A分离后的运动过程中A有可能运动到M的右端受到摩擦力而机械能不守恒,C不符合题
意,当弹簧压缩最短时应有 ,分离后A滑块动能为 ,所以压缩最短时弹簧的弹性势能
,即 因此A不可能再运动到P点,D不符合题意。故本题选A。
11.质量为m =1kg和m(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间极短,其图象如图所示,
1 2
则( )。
A.此过程有机械能损失 B.被碰物体质量为2kg
C.碰后两物体速度相同 D.此碰撞一定为弹性碰撞
11.【答案】D
【解析】由图象可知,碰撞前m 是静止的,m 的速度为: ,碰后m 的速度为:
2 1 1
,m 的速度为: ,两物体碰撞过程动量守恒,
2
由动量守恒定律得:m v =m v ′+m v ′,即:1×4=1×(-2)+m ×2,解得:m =3kg;碰撞前总动能:
1 1 1 1 2 2 2 2
, 碰 撞 后 总 动 能 :
,碰撞前后系统动能不变,故碰撞
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资高频考点 物理
是弹性碰撞,D符合题意,ABC不符合题意。故本题选D。
12.如图所示,质量为M的木块位于光滑水平面上,在木块与墙之间用轻弹簧连接,开始时木块静止
在A位置.现有一质量为m的子弹以水平速度v 射向木块并嵌入其中,则当木块回到A位置时的速度v
0
以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为( )。
A.v= ,I=0 B.v= ,I=2mv
0
C.v= ,I= D.v= ,I=2mv
0
12.【答案】B
【解析】子弹射入木块过程,由于时间极短,子弹与木块间的内力远大于系统外力,由动量守恒定律
得:mv =(M+m)v解得:v= 子弹和木块系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动,后做加速运动,
0
回到A位置时速度大小不变,即当木块回到A位置时的速度大小v= ;子弹和木块弹簧组成的系统
受到的合力即可墙对弹簧的作用力,根据动量定理得:I=﹣(M+m)v﹣mv =﹣2mv 所以墙对弹簧的冲量
0 0
I的大小为2mv 。故本题选B。
0
13.一列简谐横波沿x轴正方向传播, 时刻波形图如图所示,此时波刚好传到P点, 时质
点P第一次到达负方向最大位移处,则( )。
A.此波波源的起振方向沿y轴正方向
B.该简谐横波的波速为
C. 到 内,质点M的路程为
5
D. 到 内,质点Q沿波迁移 o 2
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资高频考点 物理
13.【答案】A
【解析】简谐横波沿 轴正方向传播,由“上下坡法”知,质点 开始振动时的运动方向沿 轴正方向,
所以此波波源的起振方向沿 轴正方向,A符合题意;在 时刻,质点 第一次运动到负方向最大
位移处,有 ,可得 ,由图知波长 ,所以波速为 B不符合题意;
从 传 播 需 要 的 时 间 为 到 内 , 质 点 通 过 的 路 程 为
C不符合题意;简谐横波沿 轴正方向传播,质点 沿波传播方向
并不迁移,D不符合题意。故本题选A。
5
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第二章 热学
【考点 46】布朗运动
1.对象:布朗运动的研究对象是小颗粒,而不是分子,是属于宏观颗粒的运动。
2.特点:永不停息、运动无规则,其激烈程度与颗粒大小和环境温度有关。颗粒越小、温度越高,布
朗运动越显著。
3.实质:布朗运动不是分子的运动,而是悬浮在液体(或气体)中颗粒的运动,是宏观现象。但布朗
运动间接传递了液体(或气体)分子无规则运动的信息。
4.产生原因:当颗粒足够小时,各个方向的液体分子对颗粒撞击的不平衡所引起的;导致布朗运动的
本质原因是液体分子的热运动。
5.影响激烈程度的有关因素:微粒的质量、微粒的体积和液体的温度;而影响分子热运动剧烈程度的
因素是温度。
【考点 47】分子间存在着相互作用的分子力
分子间的引力 与斥力 同时存在,表现出的分子力是其合力。
1.
分子间的引力 与斥力 均随分子间距 的增大而减小,但斥力 随间距 衰减得更快些。
2. r r
3. 分子间距存在着某一个值 (数量级为 10-10m )
当 时, ,分子力表现为引力;
r> >
当 时, ,分子力为零;
r= =
当 时, ,分子力表现为斥力;
r< <
当分子间距当 时,分子间引力、斥力均可 忽略。
4. r>10
分子间引力 ,斥力 及分子力 随分子间距 的变化情况如图所示。
5. f r
【考点 48】分子平均动能与温度的关系
由于分子热运动的无规则性,所以各个分子热运动动能不同,但所有分子热运动动能的平均值只与温
度相关,温度是分子平均动能的标志,温度相同,则分子热运动的平均动能相同,对确定的物体来说,总
的分子动能随温度单调增加。
【考点 49】分子势能与距离的关系
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资高频考点 物理
分子热能与分子力相关:分子力做正功,分子势能减小; 分子力做负
功,分子势能增加。而分子力与分子间距有关,分子间距的变 化则又影响
着大量分子所组成的宏观物体的体积。这就在分子热能与物体 体积间建立
起某种联系。考虑到分子力在 时表现为斥力,此时体积膨 胀时,表现
r<r
0
为斥力的分子力做正功。因此分子势能随物体体积呈非单调变 化的特征。
【考点 50】改变内能的两种方式
改变物体的内能通常有两种方式:做功和热传递。做功涉及到的是内能与其它能间的转化;而热传递
则只涉及到内能在不同物体间的转移。
【考点 51】气体的状态参量
1.温度:宏观上表示物体的冷热程度,微观上是分子平均动能的标志。
热力学温标和摄氏温标的换算关系 。绝对零度为 ,它是低温的极限,只能
接近不能达到。
2.气体的体积:气体的体积不是气体分子自身体积的总和,而是指大量气体分子所能达到的整个空间
的体积。封闭在容器内的气体,其体积等于容器的容积。
3.气体的压强:气体作用在器壁单位面积上的压力,同一容器内气体的压强处处相等。数值上等于单
位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量。国际单位为帕,符号为 ,且 。
(1)产生原因:大量气体分子无规则运动碰撞器壁,形成对器壁各处均匀的持续的压力。
(2)决定因素:一定气体的压强大小,微观上决定于分子的运动速率和分子密度;宏观上决定于气体
的温度和体积。
4.对于一定质量的理想气体,pV/T=恒量。
【考点 52】气体实验定律
玻意耳定律 查理定律 盖-吕萨克定律
内容 一定质量的气体,在温度不 一定质量的气体,在体积 一定质量的某种气体,
变的情况下,压强与体积成 不变的情况下,压强与热 在压强不变的情况下,
反比 力学温度成正比 其体积与热力学温度成
正比
表达式 p V =p V 或pV=恒量
1 1 2 2
或 =恒量 或 =恒量
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图象
微观 一定质量的气体,温度保持 一定质量的气体,体积保 一定质量的气体,温度
解释 不变时,分子的平均动能一 持不变时,分子的密集程 升高时,分子的平均动
定。在这种情况下,体积减 度保持不变。在这种情况 能增大。只有气体的体
小时,分子的密集程度增 下,温度升高时,分子的 积同时增大,使分子的
大,气体的压强就增大。 平均动能增大,气体的压 密集程度减小,才能保
强就增大。 持压强不变。
【考点 53】理想气体的状态方程
内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
1.
2.公式: 或 (C是与p、V、T无关的常量)。
【考点 54】理想气体状态方程与气体实验定律
1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系:温度不变: (玻意耳定律);体积不变:
(查理定律),压强不变: (盖-吕萨克定律)。
2.几个重要的推论:
查理定律的推论:
盖—吕萨克定律的推论:
理想气体状态方程的推论:
【考点 55】热力学第一定律
内容:物体内能的增量△ 等于外界对物体做的功 和物体吸收的热量 的总和。
1. E W Q
表达式: △
2. W+Q= E
符号法则:外界对物体做功, 取正值,物体对外界做功, 取负值;物体吸收热量 取正值,物
3. W W Q
体放出热量 取负值;物体内能增加△ 取正值,物体内能减少△ 取负值。
Q E E
【考点 56】热力学第二定律
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资高频考点 物理
表述形式:
1.
( )不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。
1
( )不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化。
2
两种表述是等价的,并可从一种表述导出另一种表述。
对热力学第二定律的理解
2.
热力学第二定律的两种表述都有“而不引起其他变化”,这是我们理解这一定律的关键。表述( )说
1
明热传导的过程是有方向性的。这个过程可以向一个方向自发地进行,但是向相反的方向不会自发进行。
要实现相反方向的过程,必须借助外界帮助,因而产生了其他影响或引起其他变化。也就是说在引起了其
他变化的情况下,热量了可以从低温物体传到高温物体。
【考点 57】能的转化和守恒定律
能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或从一个物体转移到另
一个物体。
【考点 58】永动机与能量耗散
1.第一类永动机
概念:不消耗能量而能对外做功的机器。
结果:无一例外地归于失败。
原因:违背了能量守恒定律。
2.第二类永动机
定义:只是从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化的热机。
第二类永动机不可能制成,因为热机的效率不可能达到100%。
【考点 59】内燃机每一个工作循环分为四个冲程:
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。做功冲程是将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转
化为内能。
【习题演练】
一、单项选择题
1.在热学研究中,常常把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。下列判断正确的是
( )。
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资高频考点 物理
A.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
B.布朗运动是由于液体的对流形成的
C.分子间的作用力总是随分子间距离的增大而减小
D.悬浮在液体中的微粒越小,越容易观察到布朗运动
1.【答案】D
【解析】扩散现象是不同物质间的一种物理现象。A不符合题意;布朗运动是由于液体分子的无规则
运动造成的悬浮微粒的无规则运动。B不符合题意;根据分子间作用力的特点可知,分子间的斥力和引力
都随分子间距离的增大先而减小,合力先减小到零然后反向增加到某一最大值再减小。C不符合题意;悬
浮在液体中的微粒越小,越容易观察到布朗运动。D符合题意。故本题选D。
2.甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象.由图象判断以下说法
中正确的是( )。
A.当分子间距离为 时,分子力和分子势能均最小且为零
B.当分子间距离 时,分子力随分子间距离的增大而增大
C.当分子间距离 时,分子势能随分子间距离的增大而减小
D.当分子间距离 时,分子间距离逐渐减小,分子力和分子势能都增加
2.【答案】D
【解析】当分子间距离为 时,分子力为0,分子势能均最小但不为0,所以A不符合题意;当分子
间距离 时,由图像可知随分子间距离的增大,分子力先增大后减小,所以B不符合题意;当分子间
距离 时,分子力为引力,分子间距离增大时,分子引力做负功,则分子势能随分子间距离的增大而
增大,所以C不符合题意;当分子间距离 时,分子间距离逐渐减小,分子力越来越大,分子斥力做
负功,则分子势能都增加,所以D符合题意。故本题选D。
5
3.一定质量的理想气体,温度为0ºC时压强为p
0
。经过等容变化后,温度变为T=(t+273)K时压强
o
2为
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资高频考点 物理
p,在此过程中气体温度每升高1ºC,对应压强的增量Δp不能表达为( )。
A. B.
C. D.
3.【答案】A
【解析】气体状态参量为 p =p ,T =273K,p =p,T =(273+t)K 气体发生等容变化,由查理定律得
1 0 1 2 2
即 气体温度每升高1 ,压强的增量 、 。故本
℃
题选A。
4.一定质量的理想气体分别经历 和 两个变化过程,如图所示。
过程,气体对外做功为 ,与外界变换的热量为 ; 过程,气体对外做功为 ,与外界变
换的热量为 。两过程中( )。
A.气体吸热, B.气体吸热,
C.气体放热, D.气体放热,
4.【答案】A
【解析】p−V图象中,图线所包围的面积为气体对外所做的功,所以 ,根据热力学第一定律,
由于两过程的初末状态pV乘积相同由理想气体方程可得初末状态温度相同,则气体内能相同,故两过程
气体吸热,且 。故本题选A。
5.如图所示,一定量的理想气体从状态A开始,经历两个过程,先后到达状态B和C。有关A、B和
C三个状态温度 和 的关系,正确的是( )。
5
2
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资高频考点 物理
A. B.
C. D.
5.【答案】C
【解析】由图可知状态A到状态B是一个等压过程,根据 因为V >V ,故T >T ;而状态B
B A B A
到状态C是一个等容过程,有 因为p >p ,故T >T ;对状态A和C有
B C B C
可得T =T ;综上分析可知C符合题意,ABD不符合题意。故本题选C。
A C
6.一定质量的理想气体在某一过程中,外界对气体做了 的功,气体的内能减少了 ,
则下列各项中正确的是( )。
A.温度降低,密度减小
B.温度升高,密度增大
C.
D.
6.【答案】D
【解析】一定质量的理想气体在某一过程中,外界对气体做了 的功,则有 ,气
体的体积减小,气体的密度增大;气体的内能减少了 ,则 ,气体的温度降低;
由热力学第一定律可得: ,气体向外放出的热量为
。故本题选D。
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资高频考点 物理
7.根据热力学第二定律判断,下列说法正确的是( )。
A.功可以全部转化为热,但热不能全部转化为功
B.热可以从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体
C.气体向真空的自由膨胀是不可逆的
D.随着技术的进步,热机的效率可以达到100%
7.【答案】C
【解析】功可以全部转化为热,根据热力学第二定律的开尔文表述,不可能从单一热源取热,把它全
部变为功而不产生其他任何影响,把热全部转换为功并不是不可能,只是需要产生其他影响而已,所以A
不符合题意;热可以从高温物体传到低温物体,根据热力学第二定律的克劳修斯表述,不可能使热量由低
温物体传递到高温物体,而不引起其他变化,也就是说热量可以从低温物体传递到高温物体,只是需要产
生其他影响,所以B不符合题意;气体向真空自由膨胀遵守热力学第二定律,具有方向性,所以C符合题
意;热机的效率绝对不可能达到100%,一定会有能量损失,所以D不符合题意。故本题选C。
8.如图所示,导热的气缸开口向下,缸内活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞可自由滑动且不漏气,
活塞下挂一个砂桶,砂桶装满砂子时,活塞恰好静止,现将砂桶底部钻一个小洞,让细砂慢慢漏出.气缸
外部温度恒定不变,则( )。
A.缸内的气体压强减小,内能减小 B.缸内的气体压强增大,内能减小
C.缸内的气体压强增大,内能不变 D.外界对气体做功,缸内的气体内能增加
8.【答案】C
【解析】对活塞来说: ,则当m减小时,P增大;由于气体体积变大,则对外做功,
W<0,由于气体的温度不变,则△E=0,气体的内能不变。故本题选C。
9.关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是( )。
A.第二类永动机违反能量守恒定律
B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加
C.外界对物体做功,则物体的内能一定增加
D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能量转化或转移的观点看这两种改变方式是有区别的
9.【答案】D
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资高频考点 物理
【解析】第二类永动机没有违反能量守恒定律,但却不能成功制成。A不符合题意;如果物体从外界
吸收了热量,且又对外做功,则物体的内能不一定增加。B不符合题意;外界对物体做功,若与外界无热
量交换,则物体的内能一定增加。C不符合题意;做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能量转化或
转移的观点来看这两种改变方式是有区别的。D符合题意。故本题选D。
10.下列说法正确的是( )。
A.扩散现象的原因是分子间存在斥力
B.由于表面张力的作用,玻璃板上的小水银滴总是呈球形的
C.第二类永动机是不可能造成的,因为它违背了能量守恒定律
D.如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失,热机的效率可以达到100%
10.【答案】B
【解析】扩散现象的原因是分子的热运动,A不符合题意;表面张力使液体表面积收缩到最小的趋势,
B符合题意;第二类永动机是不可能造成的,因为能量的转化和转移具有方向性,并没有违反能量守恒,C
不符合题意;如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失,热机的机械效率也不可能达到100%,D不符合题意。
故本题选B。
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第三章 电磁学
【考点 60】元电荷、点电荷、场源电荷和试探电荷
1.元电荷e:e=1.60×10-19C
2.点电荷:形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷。
3.场源电荷:电场是由电荷产生的,我们把产生电场的电荷叫作场源电荷。
4.试探电荷(检验电荷):研究电场的基本方法之一是放入一帯电荷量很小的点电荷,考察其受力情况
及能量情况,这样的电荷称为试探电荷或检验电荷。
【考点 61】电荷守恒定律
电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移另一部
分,在转移的过程中,电荷的总量不变。
【考点 62】库仑定律
真空中两个点电荷之间相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,
作用力的方向在它们的连线上。公式为:
适用条件:真空中;点电荷。
【考点 63】电场强度
1.定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。
2.定义式: 。
3.单位:N/C或V/m。
4.矢量性:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向。
5.点电荷的场强: ,适用于计算真空中的点电荷产生的电场。
【考点 64】电场线
定义:为了形象地描述电场中各点场强的强弱及方向,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的切
1.
线方向都跟该点的场强方向一致,曲线的疏密表示电场的强弱。
5
2
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号
31 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
特点:电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处;电场线在电场中不相交,不中
2.
断,不闭合;在同一电场里,电场线越密的地方场强越大;电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向;
沿电场线方向电势逐渐降低;电场线和等势面在相交处互相垂直。
【考点 65】电势与电势差
如果在电场中选一个参考点(零电势点),那么电场中某点跟参考点间的电势差,就叫作该点的电势。
电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时,电场力所做的功。电势
的单位:伏特( )。
V
电荷 在电场中由一点 移到另一点 时,电场力所做的功 跟它的电荷量 的比值,叫作 、
q A B W q A B
AB
两点间的电势差。定义式为:
电势差是标量,有正负,无方向。 、 间电势差 = ,显然 =- ,电势差的值与零
A B U - U U
AB A B AB BA
电势的选取无关。
【考点 66】电势能
由电荷在电场中的相对位置决定的能量叫作电势能。
①电荷在电场中每一个位置都有一定的电势能,电势能的大小与电荷所在的位置有关。
②电势能的大小具有相对性,电荷在电场中电势能的数值与选定的零电势能位置有关,通常取无穷远
处或大地为电势能的零点。而电势能的变化是绝对的,与零电势能位置的选择无关。
③电势能有正负,电势能为正时表示该点电势能比参考点的电势能高,反之则低
④电势能是属于电荷和电场所共有,没有电场的存在,就没有电势能,仅有电场的存在,而没有电荷
时也没有电势能
⑤电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处(电势为零处)电场力所
做的功,则有 = = = 。
Ep W Uq q
⑥电荷电势能的变化仅由电场力对电荷做功引起,与其他力对电荷做功无关。
【考点 67】等势面
一般来说,电场中各点的电势不同,但电场中也有许多点的电势相等,把电场中电势相等的点构成的
面叫作等势面。等势面具有以下特点:
( )在同一等势面上的任意两点间移动电荷,电场力不做功。
1
( )等势面一定跟电场线垂直,即跟场强的方向垂直
2 5
2
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32 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
( )沿着电场线方向电势越来越低。电场线不但与等势面垂直,而且由电势较高的等势面指向电势较
3
低的等势面
( )导体处于静电平衡时,整个导体是一个等势体,导体表面是一个等势面
4
( )不同的等势面是不会相交的,也不能相切。
5
( )等差等势面的疏密表示电场的强弱。等差等势面密的地方场强大,等差等势面疏的地方场强小
6
【考点 68】电容
电容器所带的电荷量Q(任一个极板所带电量的绝对值)与两个极板间的电勢差U的比值叫作电容器
的电容。电容表示电容器的带电本领的高低。定义式为
电容单位:法拉(F),微法(μF),皮法(pF),1F=106μF=1012pF。
电容的大小与Q、U无关,与电容器是否带电及带电多少无关,C由电容器本身的物理条件(导体大
小、形状、相对位置及电介质)决定。
【考点 69】平行板电容器
影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与介质的介电常数成正比,与两板间的距离成
1.
反比。
决定式: , 为静电力常量。
2. k
特别提醒 适用于任何电容器,但 仅适用于平行板电容器。
电容器两类问题的比较
3.
分类 充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开
不变量
U Q
变大 变小→ 变小、 变小 变小→ 变大、 不变
d C Q E C U E
变大 变大→ 变大、 不变 变大→ 变小、 变小
S C Q E C U E
变大 变大→ 变大、 不变 变大→ 变小、 变小
C Q E C U E
【考点 70】电加速
带电粒子质量为 ,带电量为 ,在静电场中静止开始仅在电场力作用下做加速运动,经过电势差
m q U
后所获得的速度 可由动能定理来求得。即
v
0
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公
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资高频考点 物理
1.在匀强电场中: 或
2.在非匀强电场中: 。
【考点 71】电偏转
带电粒子质量为m,带电量为q,以初速度v 沿垂直于电场方向射入匀强电场,仅在电场力作用下做
0
电偏转运动。其运动类型为类平抛运动,若偏转电场的极板长度为L,极板间距为d,偏转电压为U。则相
应的偏转距离y和偏转角度 可由如下所示的类平抛运动的规律。
(1)沿初速度方向做匀速直线运动,运动时间
(2)沿电场力方向,做匀加速直线运动
【考点 72】电流
1.产生持续电流的条件:(1)导体中有自由电荷;(2)导体两端存在电压。
2.电流是标量但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向(或与负电荷定向移动的方向相反)。
单位:安培(A)。
【考点 73】电流的表达式
1.定义式:
2.微观表达式:
5
2
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公
源
资高频考点 物理
【考点 74】电阻定律与电阻率
1.电阻定律:同种材料的导体,其电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的还与构成
它的材料及温度有关。公式为:
2.电阻率:
(1)物理意义:反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性。
(2)电阻率与温度的关系:金属的电阻率随温度升高而增大;半导体的电阻率随温度升高而减小;当
温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体。
【考点 75】欧姆定律
1.内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比。公式: 。
适用条件:适用于金属导体和电解质溶液导电,适用于纯电阻电路。
2.
【考点 76】电功
实质:电流做功的实质是电场力对电荷做功。电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小,电势能转
1.
化为其他形式的能。
公式: = = (适用于任何电路)。
2. W qU UIt
【考点 77】焦耳定律
电热:电流通过一段导体时产生的热量。
1.
焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比。
2.
3. 公式: Q = I2Rt (适用于任何电路)。对于纯电阻电路可推导出: Q = W = Pt ; Q = UIt ; 。
本质:电热是电流做功的过程中电能转化为内能多少的量度。
4.
【考点 78】电功率
定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢。
1.
公式: = = (适用于任何电路)。
2. P W/t IU
【考点 79】电源的电动势
5
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35 让每一个孩子都众能遇到好老师
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资高频考点 物理
电源的作用:将正电荷经电源的内部从负极移到正极,维持电源两极间的电压。
1.
对电动势的理解
2.
( )电动势只是由电源本身的性质(材料结构、工作方式)决定,是表示电源特征的量,与电路特征
1
无关。
( )电动势表征把电源的其他形式能转化为电能的本领。
2
( )它的大小等于电源没有接入电路时两极间电压,在闭合电路中 = 。
3 E U外+U内
【考点 80】闭合电路的欧姆定律
研究闭合电路,主要物理量有 、 、 、、 ,前两个是常量,后三个是变量。闭合电路欧姆定律的
E r R I U
表达形式有:
E=U +U (适用于外电路为非纯电阻的电路)
外 内
(I、R间关系)
U=E-Ir(U、I间关系)
(U、R间关系)
【考点 81】电源的效率
(最后一个等号只适用于纯电阻电路)。当R=r时,电源有最大输出功率时,效
率仅为50%。
电源的输出功率 可见电源输 出功率随外
电阻变化的图线如图所示,而当内外电阻相等时,电源的输出率最大, 为
。
【考点 82】电路动态分析的方法
程序法
1.
电路结构的变化→ 的变化→ 的变化(与 变化趋势相同)→ 的变化→ 的变化→固定支路 →
R R总 R I总 U端
变化支路。
5
“串反并同”结论法 2
2. o
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资高频考点 物理
( )所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都
1
将减小,反之则增大。
( )所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都
2
将增大,反之则减小。
【考点 83】家庭电路
1.家电略的组成与连接
(1)组成:家庭电路是由低压供电线路、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、开关等部分组
成,如图所示
(2)连接:控制用电器的开关和用电器是串联的,各用电器之间是并联的,这样保证了家庭电路中各
种用电器的通断都不影响其他用电器的正常工作。
2.火线和零线
我国家庭电压是220V的交流电,家庭电路的两根电线中,一根是火线,一根是零线,它们之间的电
压是220V。正常情況下,零线与大地相连,零线跟大地之间无电压,零线有时也叫地线,火线跟大地之间
的电压是220V。
【考点 84】磁感线
用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方
向,也就是在该点小磁针静止时 极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。
N
磁感线是封闭曲线(和静电场的电场线不同)。
【考点 85】地磁场
地球是一个巨大的磁体,磁场的 极在地球的南极附近, 极在地球的北极附近,磁感线分布和条形
N S
磁体磁场分布近似。
地磁场 的水平分量( )总是从地球南极指向北极, 而竖直分量
B B
x
( )则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直 地面向下。
B
y
在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应 强度相等,且
5
方向水平向北。 2
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资高频考点 物理
【考点 86】磁感应强度
在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线,所受的安培力 跟电流 和导线长度 之积的比值叫作磁感
F I L
应强度,定义式为
磁感应强度是矢量,其方向为磁场方向
单位为特斯拉,符号为“ T” , 1T = 1N/ ( A・m )= 1kg/ ( A・s2)。
定义式反映的 、 、 的方向关系为: ⊥ , ⊥ , ⊥,则 垂直于 和Ⅰ所构成的平面。
1. F B I B 1 F B F I F B
如果空间某处磁场是由几个磁场共同激发的,则该点处合磁场(实际磁场)是几个分磁场的矢量和;
2.
该点处合磁场可以依据问题求解的需要分解为两个分磁场;磁场的分解与合成必须遵循矢量运算法则。
【考点 87】安培定则
内容:用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中的电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北
1.
极。
使用安培定则应注意的问题
2.
( )决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向,而不是通过螺线管上的导
1
线的绕法和电源正、负极的接法。当两个螺线管上的电流的环绕方向一致时,它们两端的磁极极性就相同。
( )四指的指向必须是螺线管上电流的环绕方向。
2
( ) 极和 极必须在通电螺线管的两端。
3 N S
【考点 88】左手定则
伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都眼手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感
线垂直穿过手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的
受力方向。
左手定则 安培定则
拇指方向 大拇指所指方向是通电导体的受力 大拇指所指方向是通电螺线管的 极
N
方向 方向
适用范围 判定通电导体在磁场中的受力方向 判定通电螺线管的磁极
已知条件 磁场方向和电流方向 电流方向
能量转化 电能转化为机械能 电能转化为磁场能
【考点 89】安培力
5
2
1. 安培力的大小 g u o
bi
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资高频考点 物理
( )安培力的计算公式: = ,条件为磁场 与直导体 垂直。
1 F BIL B L
( )当导体与磁场垂直时,安培力最大;当导体与磁场平行时,安培力为零。
2
( ) = 要求 上各点处磁感应强度相等,故该公式一般适用于匀强磁场。
3 F BIL L
安培力的方向
2.
( )安培力的方向用左手定则判定。
1
( ) 、 、 间的方向关系:已知 、 的方向( 、 不平行时),可用左手定则确定 的唯一方向:
2 F B I B I B I F
⊥ , ⊥,则 垂直于 和 所构成的平面,但已知 和 的方向,不能唯一确定 的方向。由于 可
F B F I F B I F B I I
在平面 内与 成任意不为零的夹角。同理,已知 和 的方向也不能唯一确定 的方向。
a B F I B
【考点 90】安培力的做功情况
安培力做功的实质:能量的转化。
安培力做正功:将电源的能量传递给通电导线或转化为导线的动能或转化为其他形式的能
安培力做负功:将其他形式的能转化为电能后或储存或转化为其他形式的能
【考点 91】洛伦兹力
洛伦兹力的大小
1.
( )洛伦兹力计算式为 = ,条件为磁场 与带电粒子运动的速度垂直。
1 F qvB B
( )当 ∥ 时, = ;当 ⊥ 时, 最大。
2 v B F 0 v B F
洛伦兹力的方向
2.
( )洛伦兹力的方向用左手定则判定。
1
( ) 、 、 间的方向关系。已知 、 的方向,可以由左手定则确定 的唯一方向: ⊥ 、 ⊥ 、
2 F v B v B F F v F B
则 垂直于 和 所构成的平面;但已知 和 的方向,不能唯一确定 的方向,由于 可以在 和
F v B F B v v v B
所确定的平面内与 成不为零的任意夹角。同理,已知 和 的方向,也不能唯一确定 的方向。
B F v B
【考点 92】带电粒子在磁场中运动
带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时,洛伦兹力充当向心力,由此可以推导出该
圆周运动的半径公式和周期公式: , 。
如运动电荷在匀强磁场中除洛仑兹力外其他力均忽略不计(或均被平衡),则其运动有如下三种形式:
1.当 ∥B时,所受洛仑兹力为零,做匀速直线运动;
2.当 ⊥B时,所受洛仑力充当向心力,做半径和周期分别为 , 的匀速圆周运动;
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资高频考点 物理
3.当 与B夹一般角度时,由于可以将 正交分解为 和 (分别平行于和垂直于)B,因此电荷一方
向以 的速度在平行于B的方向上做匀速直线运动,另一方向以 的速度在垂直于B的平面内做匀速圆周
运动。
【考点 93】磁通量概述
磁通量是磁感应强度 与面积 的乘积。它是判断是否产生电磁感应,计算感应电动势大小、感应电
B S
流通过导体截面的电量等物理量的基础。计算公式为Φ
=BS
适用条件:①匀强磁场;② 是指垂直磁场并在磁场中的有效面积。
S
物理意义:磁通量表示穿过某一面积的磁感线的条数。磁通量是标量,但有正、负,其正负表示是正
穿还是反穿。
【考点 94】楞次定律的内容
感应电流的磁场总阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化。
对楞次定律的正确理解
第一,楞次定律的核心内容是“阻碍”二字,这恰恰表明楞次定律实质上就是能的转化和守恒定律在
电磁感应现象中的特殊表达形式;第二,这里的“阻碍”,并非是阻碍引起感应电流的原磁场,而是阻碍原
磁场磁通量的变化;第三,正因阻碍是的是“变化”,所以,当原磁场的磁通量增加(或减少)而引起感应
电流时,则感应电流的磁场必与原磁场反向(或同向)而阻碍其磁通量的增加(或减少),概括起来就是:
感应电流的磁场总是阻碍原磁场或原磁通量的变化——“增反减同”
1.
感应电流所受原磁场的安培力总是阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”
2.
磁通量增加,线圈面积“缩小”;磁通量减小,线圈面积“扩张”——“增缩减扩”
3.
感应电流总是阻碍原电流的变化(自感现象)
4.
【考点 95】右手定则
伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同 一个平面
内,让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时 四指所指
的方向就是感应电流的方向。
【考点 96】法拉第电磁感应定律
内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
1.
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资高频考点 物理
公式: 。
2.
感应电动势大小的决定因素
3.
( )感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定,而与磁通量Φ、磁
1
通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系。
(2)当ΔΦ仅由B引起时,则 ;当ΔΦ仅由S引起时,则 。
磁通量的变化率是Φ- 图象上某点切线的斜率。
4. t
【考点 97】导体切割磁感线的情形
1.一般情况:运动速度v和磁感线方向夹角为θ,则E=Blvsinθ.
2.常用情况:运动速度v和磁感线方向垂直,则E=Blv。
导体棒在磁场中转动
3.
导体棒以端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生 感应电动势
。
切割的“有效长度”
4.
公式中的 为有效切割长度,即导体与 垂直的方向上的投影长度图中有效长度分别为:
l v .
甲图: ;
乙图:沿 方向运动时, ;沿 方向运动时, 。
v v
1 2
丙图:沿 方向运动时, ;沿 方向运动时, ;沿 方向运动时, 。
v v v
1 2 3
【考点 98】自感现象
概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫
1.
做自感电动势。
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资高频考点 物理
表达式: 。
2.
自感系数 的影响因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。
3. L
4. 单位:亨利( H )。 1H = 103mH , 1mH=103
【考点 99】通电自感和断电自感的对比
通电自感 断电自感
电路图
器材要求 A 、A 同规格,R=R ,L较大 L很大(有铁芯),
1 2 L
在S闭合瞬间,A 灯立即亮起来,A 在开关S断开时,灯A突然闪亮一下后再渐渐
2 1
现象
灯逐渐变亮,最终一样亮 熄灭
由于开关闭合时,流过电感线圈的电 S断开时,线圈L产生自感电动势,阻碍了电流
流迅速增大,使线圈产生自感电动势, 的减小,使电流继续存在一段时间,灯A中电
原因 阻碍了电流的增大,使流过灯A 的电 流反向,不会立即熄灭。若R <R ,原来的I >I ,
1 L A L A
流比流过灯A 的电流增加得慢 则A灯熄灭前要闪亮一下。若 ,原来的
2
电流 ,则灯A逐渐熄灭不再闪亮一下
能量转化情 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能
况
【考点 100】正弦交流电的产生和图象
1.产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
2.中性面
(1)定义:与磁场方向垂直的平面。
(2)特点
线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零。
线圈转动一周,两次经过中性面。线圈每经过中性面一次,电流的方向就改变一次。
5
2
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资高频考点 物理
3.图象:用以描述交流电随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图象为正弦函数曲
线。
【考点 101】描述交变电流的物理量
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 。
2.频率(f):交变电流在1s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: 或 。
4.电动势e随时间变化的规律:e=E sinωt。
m
5.负载两端的电压u随时间变化的规律:u=U sinωt。
m
6.电流i随时间变化的规律:i=I sinωt。其中ω等于线圈转动的角速度,E =nBSω。
m m
7.瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数 。
8.峰值:交变电流的电流或电压所能达到的最大值,也叫最大值 。
9.有效值:对正弦交流电,其有效值和峰值的关系为: 。
【考点 102】两个特殊位置的特点
线圈平面与中性面重合时, ⊥ ,Φ最大, = , = ,= ,电流方向将发生改变。
1. S B 0 e 0 i 0
线圈平面与中性面垂直时, ∥ ,Φ= , 最大, 最大, 最大,电流方向不改变。
2. S B 0 e i
【考点 103】理想变压器
(1)功率关系:P =P
入 出
U n
(2)电压关系: 1= 1;若n >n ,为降压变压器;若n <n ,为升压
1 2 1 2
U n
2 2
变压器
I n
(3)电流关系:只有一个副线圈时,1= 2;有多个副线圈 时,U I =U I
1 1 2 2
I n
2 1
+U I +……+U I .
3 3 n n
【考点 104】电能的输送 2 5
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资高频考点 物理
(一)输电线路及其电压、电能损失
1.输电线路(如图所示)
2.电压和电能损失
输电电流: ;
电压损失: ;
功率损失: ;
(二)减少电能损失的方法
根据P =I2R,减小输电电能损失有两种方法:
损
1.减小输电线的电阻:根据电阻定律 ,要减小输电线的电阻R,在输电距离一定的情况下,可
采用的方法有选用电阻率小的金属材料,尽可能增大导线的横截面积等。
2.减小输电导线中的电流:在输电功率一定的情况下,根据P=UI,要减小电流,必须提高输电电压。
3.远距离输电
(1)远距离输电导线上损失的电功率:输送功率一定时,线路电流I= ,输电线上损失功率P = R
损
= R ,可知P ∝ 。
线 线 损
远距离输电线路中的功率关系:P =P +P 。
输 损 用
(2)远距离输电的基本电路:由于发电机组本身的输出电压不可能很高,所以采用高压输电时,在发
电站内需要升压变压器升压到几百千伏后再向远距离送电,到达用电区再用降压变压器降到所需的电压,
基本电路如图所示.
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资高频考点 物理
a.功率关系:P =P ,P =P ,P =P +P .
1 2 3 4 2 损 3
b.电压、电流关系: , ,U =ΔU+U ,I =I =I
2 3 2 3 线.
c.输电电流:
d.输电线上损耗的电功率:
当输送功率一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电线上损耗的功率就减小到原来的
【考点 105】麦克斯韦电磁场理论
1.变化的磁(电)场将产生电(磁)场。
2.变化的磁(电)场所产生的电(磁)场取决于磁(电)场的变化率。具体地说,均匀变化的磁(电)
场将产生恒定的电(磁)场,非均匀变化的磁(电)场将产生变化的电(磁)场,周期性变化的磁(电)
场将产生周期相同的周期性变化的电(磁)场。
3.变化的磁场和变化的电场互相联系着,形成一个不可分离的统一体——电磁场。
【考点 106】电磁波传播规律
电磁波在真空中传播速度为 ;其波长λ频率f与波速c间的关系为 。
【考点 107】电磁波谱
波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中,
除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠。
【习题演练】
一、单项选择题
5
1.如图甲所示为某电场中的一条电场线,一电子只在电场力的作用下从A点到B点运动的速度一时
o
2间
u
g
bi
:
号
45 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
图像如图乙所示,则下列分析正确的是( )。
A.该电场可能是正点电荷产生的
B.从A点运动到B点的过程中该粒子的电势能变小
C.A点的电势一定高于B点的电势
D.A点的电场强度比B点的大
1.【答案】C
【解析】由图乙可知,电子A点到B点的过程中,速度减小,动能减小,电子的加速度恒定,故可知
电场为匀强电场,该电场不可能是正点电荷产生的,且电场力做负功,故电势能增加,则电子在B点的电
势能大于在A点的电势能,由于电子带负电可得A点的电势高于B点电势,C符合题意,ABD不符合题
意。故本题选C。
2.在匀强电场中把电荷量为 的点电荷从A点移动到B点,静电力做功为 ,再把
这个电荷从B点移动到C点,克服静电力做功 。下列选项不正确的是( )。
A.A,B两点间的电势差
B.C,A两点间的电势差
C.A,B,C三点的电势高低关系为
D.A,B,C三点的电势高低关系为
2.【答案】D
【解析】依题意,A,B两点间的电势差 A正确,不符合题意;C
两点间的电势差 所以 B 正
确,不符合题意;因为 所以A,C三
5
2
o
u
g
bi
:
号
46 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
点的电势高低关系为 ,C正确,不符合题意,D错误,符合题意。故本题选D。
3.某一区域的电场线分布如图所示,A、B、C是电场中的三个点,下列说法正确的是( )。
A.电场线是真实存在的
B.没有电场线的地方电场强度为零
C.A,B,C三点中B点电场强度最大
D.把一个试探电荷放到B点由静止释放,它将沿电场线加速运动
3.【答案】C
【解析】电场线是假想的,不是真实存在的,A不符合题意;没有电场线的地方电场强度也不为零,
B不符合题意;C三点中B点电场线最密集,则电场强度最大,C符合题意;把一个试探电荷放到B点由
静止释放,由于电场线不是直线,则它不会沿电场线加速运动,D不符合题意。故本题选C。
4.如图所示电路中,A、B是构成平行板电容器的两金属极板,P为其中的一个定点。将开关S闭合,
电路稳定后将A板向上平移一小段距离,则下列说法正确的是( )。
A.电容器的电容增加
B.在A板上移过程中,电阻R中有向上的电流
C.A,B两板间的电场强度不变
D.P点电势升高
4.【答案】B
【解析】根据电容的决定式 当A板向上平移一小段距离,电容减小。A不符合题意;电容
5
2
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bi
:
号
47 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
减小,电容器放电,方向为正极板流向负极板,所以电阻R中有向上的电流,B符合题意;根据 可
知,场强减小,C不符合题意;因为P距B极板的距离不变,根据 可知,P到B极板的电势差减
小,而B极板为零电势,所以P的电势降低。D不符合题意。故本题选B。
5.右图所示的电路中,电源内阻r不可忽略,电流表和电压表均为理想电表,当滑动变阻器R 的滑动
2
键P向上滑动时( )。
A.A 和A 的示数均变大 B.V 和V 的示数均变小
1 2 1 2
C.A 示数的变化量小于A 示数的变化量 D.V 示数的变化量大于V 示数的变化量
1 2 1 2
5.【答案】C
【解析】当滑片P上移时,R 增大,回路中的总阻值增大,总电流: 总电流减小;V 的示数:
2 2
可知U 增大A 的示数: 可知 增大, I减小、 增大,知 减小,
2 1
减小量大于 增加量,A不符合题意、C对;U 、U 的大小为: 可知:
1 2
U 、U 都增大,U 的变化量大,BD不符合题意。故本题选C。
1 2 2
6.如图所示,间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电
阻连接,导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好整个装置处于竖直向上、
磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过
的电荷量为q。下列说法正确的是( )。
A.金属棒在导轨上做匀减速运动
B.整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为
2
5
o
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:
号
48 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
C.整个过程中金属棒克服安培力做功为
D.整个过程中电阻R上产生的焦耳热为
6.【答案】C
【解析】金属棒在整个运动过程中,受到竖直向下的重力,竖直向上的支持力,这两个力合力为零,
还受到水平向左的安培力,金属棒受到的安培力为 金属棒受到安培
力作用而做减速运动,速度v不断减小,安培力不断减小,加速度不断减小,故金属棒做加速度逐渐减小
的变减速运动,A 不符合题意;整个过程中感应电荷量 又因为 联立得
故金属棒的位移 B不符合题意;整个过程中由动能定理可得
金属棒克服安培力做功为 ,C符合题意;克服安培力做功把金属棒的动能转化为焦耳热,由于金属
棒电阻与电阻串联在电路中,且阻值相等,则电阻R上产生的焦耳热 D不符合题意。故本题选
C。
7.如图所示,在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向
水平向里。现将一个带正电的金属小球从M点以初速度v 水平抛出,小球着地时的速度为v ,在空中的飞
0 1
行时间为t 。若将磁场撤除,其它条件均不变,那么小球着地时的速度为v ,在空中飞行的时间为t 。小
1 2 2
球所受空气阻力可忽略不计,则关于v 和v 、t 和t 的大小比较,以下判断正确的是( )。
1 2 1 2
A.v >v ,t >t B.v <v ,t <t
1 2 1 2 1 2 1 2
C.v =v ,t <t D.v =v ,t >t
1 2 1 2 1 2 1 2
7.【答案】D
5
【解析】因为洛伦兹力对粒子永远不做功,则根据动能定理,磁场存在与否,重力和电场力对小球2做
o
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:
号
49 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
功相同,则小球着地时的速率都应该是相等的,即v =v .存在磁场时,小球就要受到向右上方的洛伦兹力,
1 2
有竖直向上的分力,使得小球在竖直方向的加速度小于没有磁场时的加速度,在空中飞行的时间要更长
些.即t >t .D符合题意。故本题选D。
1 2
8.如图所示,两根足够长且平行的金属导轨置于磁感应强度为B= T的匀强磁场中,磁场的方向垂
直于导轨平面,两导轨间距L=0.1m,导轨左端连接一个电阻R=0.5Ω,其余电阻不计,导轨右端连一个电
容器C=2.5´1010pF,有一根长度为0.2m的导体棒ab,a端与导轨下端接触良好,从图中实线位置开始,绕
a点以角速度ω=4rad/s顺时针匀速转动75°,此过程通过电阻R的电荷量为( )。
A.3´10-2C B.2 ´10-3C
C.(30+2 )´10-3C D.(30-2 )´10-3C
8.【答案】C
【解析】在导体棒ab绕a点以角速度ω=4rad/s顺时针匀速转动75°的过程中,由电磁感应所产生的电
荷量 Q = = C 同时还会给电容器 C 充电,充电后 C 对 R 放电的电荷量
1
Q =2BL2Cω= C最终通过电阻R的电荷量为Q=Q Q = C。故本题选C。
2 1+ 2
9.如图所示,abcd为水平放置的平行“匚”形光滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强
磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置,与导轨成θ角,单位长度的电阻为
r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则( )。
5
2
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号
50 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
A.电路中感应电动势的大小为 B.电路中感应电流的大小为
C.金属杆所受安培力的大小为 D.金属杆的热功率为
9.【答案】B
【解析】利用法拉第电磁感应定理求解电动势的大小为E=Blv,故A错误;已知电路中的电动势为E=Blv,
根据欧姆定律求解感应电流为I= ;故B正确;结合电路中电流的大小利用安培力公式求解安培力
大小,F=BIL= ;故C错误;利用功率P=FV= ;故D错误。故本题选B。
10.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电
流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图甲所示位置开始计时,产生的交变电
流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )。
A.电流表的示数为20A B.线圈转动的角速度为50πrad/s
C.t=0.01s时,穿过线圈的磁通量为零 D.t=0.02s时,线圈平面与磁场方向垂直
10.【答案】C
【解析】电流表的示数为 A 不符合题意;由图乙可知, 则角速度为
B不符合题意;由图乙可知t=0.01s时,感应电流最大,则此时穿过线圈的
磁通量为0,C符合题意;由图乙可知t=0.02s时,感应电流最大,则此时穿过线圈的磁通量为0,D不符
合题意。故本题选C。
11.用一理想变压器给负载供电,变压器输入端的电压不变,如图所示,开始时开关S是断开的,现将
开关S闭合,则下列判断正确的是( )。
5
2
o
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:
号
51 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
A.V 的示数不变,V 和A 的示数变大 B.V 的示数不变,A 和A 的示数变大
1 2 1 1 1 2
C.V 的示数变小,V 和A 的示数变小 D.V 的示数不变,A 和A 的示数变小
1 2 2 1 1 2
11.【答案】B
【解析】由于电压表V 的示数是由电源决定的,电源电压不变,V 的示数保持不变;根据 由
1 1
于原、副线圈匝数不变,副线圈两端的电压表V 的示数也不变;闭合开关S后,总电阻减小,总电流强度
2
增加,因此电流表A 的示数变大,根据 原、副线圈匝数不变,因此电流表A 的示数也增大。故
2 1
本题选B。
12.关于对电磁场和电磁波的认识中正确的是( )。
A.均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场
B.电磁波和机械波一样依赖于介质传播
C.只要空间某个区域有变化的电场或变化的磁场就能产生电磁波
D.变化的电场与变化的磁场交替产生,由发生区域向远处传播就形成电磁波
12.【答案】D
【解析】均匀变化的电场在周围空间产生恒定不变的磁场,故A错误。电磁波的传播不需要介质,机
械波的传播需要介质。故B错误。空间中由震荡电场或震荡磁场才能产生电磁波,故C错误。变化的电场
与变化的磁场交替产生,故D正确。故本题选D。
5
2
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号
52 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
第四章 光学
【考点 108】折射定律
内容:如图所示,折射光线与入射光线、法线处在同一平 面内,折射光
1.
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。
2.表达式: 。
在光的折射现象中,光路是可逆的。
3.
【考点 109】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:
3.计算公式: ,因为v<c,所以任何介质的折射率都大于1。
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,
4.
入射角小于折射角。
【考点 110】全反射现象
现象:光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时,光全部反射回光密介质的现象。
1.
2.临界角:折射角等于90°时的入射角,用C表示, 。
条件:光从光密介质射入光疏介质;入射角大于或等于临界角
3.
【考点 111】光的色散
白光通过三棱镜后,在光屏上形成一条彩色光带一光谱,这就是光的色散,如图所示,光谱中红光在
最上端,紫光在最下端,中间是橙、黄、绿、蓝、能等色 光。
光的色散现象说明白光是复色光,是由红、橙、黄、 绿、蓝、
1.
靛、紫 种单红色光组成的。
7
光的色散现象表明,复色光通过棱镜,红光偏折最小,紫光偏折最大。
2.
同一种介质对不同色光的折射率 不同,对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大。
3. n
5
2
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号
53 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
( )由 可知,在同一种介质中,红光的光速最大,紫光的光速最小,但各种颜色的光在真空中
1
的光速都是 。
( )由 可知,在同一种介质中,红光发生全反射的临界角最大,紫光发生全反射的临界角
2
最小。
【考点 112】光的干涉现象
定义:两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加,某些区域出现振动加强,某些区域出现振动减弱,
并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。
相干条件:只有相干光源发出的光叠加,才会发生干涉现象。相干光源是指频率相同、相位相同(振
动情况相同)的两列光波。
【考点 113】双缝干涉
由同一光源发出的光经双缝后,在屏上出现明暗相间的条纹。白光的双缝干涉的条纹是中央为白色条
纹,两边为彩色条纹,单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离为 。
中间为亮条纹;亮条纹位置: = ;暗条纹位置: =( ) ( = , , , ,…);条纹间
S nλ S 2n+1 λ/2 n 0 1 2 3
距{ :路程差(光程差); :光的波长; :光的半波长; 两条狭缝间的距离;:挡板与屏间的距离}
S λ λ/2 d l
光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关,光的颜色按频
率从低到高的排列顺序是:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
【考点 114】薄膜干涉
定义:光照射在薄膜上,从膜的前表面和后表面反射回来的光再次相遇,而产生的干涉现象。
说明:
1.若单色光照在上述薄膜上,将形成明暗相间的条纹
2.若白光照在上述薄膜上,将形成彩色条纹
3.水面上的油膜、肥皂泡等在白光的照射下,出现灿烂的彩 色,都是薄膜干
涉现象
【考点 115】光发生明显衍射现象的条件
当孔或障碍物的尺寸比光波波长小,或者跟波长差不多时,光才能发生明显的衍射现象。
5
2
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号
54 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
【考点 116】常见的光的衍射现象
1.单缝衍射现象:单色光通过狭缝时,在屏幕上出现明暗相间的条纹,中央为明纹。中央条纹较宽较
亮,往两边条纹渐窄渐暗。白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹。中央为白条纹。
2.圆孔衍射现象:光通过小孔时(孔很小)在屏上会出现明暗相间的不等距圆环,中间亮斑很亮。
3.泊松亮斑:当光照到不透明的小圆板上,在屏上圆板的阴影中心,出现亮斑。这是光能发生衍射现
象的有力证据之一。
【考点 117】干涉和衍射的对比
单缝衍射 双缝干涉
不同点 条纹宽度 条纹宽度不等,中央最宽 条纹宽度相等
条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距
亮度 中央条纹最亮,两边变暗 清晰条纹,亮度基本相等
相同点 干涉、衍射都是波特有的现象,属于波的叠加;
干涉、衍射都有明暗相间的条纹
【习题演练】
一、单项选择题
1.如图所示, 两种单色光组成的复合光沿 方向射向半圆形玻璃砖(O为圆心),反射光线沿
方向,折射光线沿 方向,折射光线 只有单色光b,则下列说法正确的是( )。
A.单色光a比b的频率高
5
B.反射光线 方向只有单色光a o 2
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g
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号
55 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
C.单色光a在玻璃砖中传播速度比b快
D.经同一干涉装置得到a光的干涉条纹间距比b光大
1.【答案】A
【解析】沿着OB方向的是a、b的反射光,所以沿OB方向的光是复合光,a光发生了全反射,由
可得a光的折射率比b光的折射率大,则单色光a比b的频率高,A符合题意,B不符合题意;由 可
得单色光a在玻璃砖中传播速度比b慢,C不符合题意;由 可得a光的波长比b光的波长小,由
可得经同一干涉装置得到a光的干涉条纹间距比b光小,D不符合题意。故本题选A。
2.如图所示,从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后
发生色散现象,在光屏的ab间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是( )。
A.在三棱镜中a光的传播速率大于b光的传播速率
B.b光更容易产生明显衍射现象
C.若改变白光的入射角,在屏上最先消失的是b光
D.通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距
2.【答案】B
【解析】由图可知a光折射率大于b光的频率,所以a光在介质中的传播速度小于b光的传播速度。A
错误。a光折射率大于b光折射率,则a光波光小于b光波长,b光更容易发生衍射现象,故B正确。若改
变白光入射角,折射率大的光先消失,故a光先消失,故C错误。波长越大双缝干涉条纹间距越大,故D
错误。故本题选B。
3.如图是半径为R的半圆形玻璃砖,一束单色光从A点射入玻璃砖,在直径面上发生全反射,最终从
B点射出玻璃砖(B点位置未标出),已知出射光与入射光之间互相垂直,真空中光速为c,则( )。
5
2
o
u
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:
号
56 让每一个孩子都众能遇到好老师
公
源
资高频考点 物理
A.玻璃砖的折射率为
B.光在玻璃砖内的速度为
C.光在玻璃砖中的临界角为
D.光在直径面上的全反射点P与O点的距离为
3.【答案】D
【解析】如图,在A处 在P处的入射 角
入射光与出射光相互垂直,m、L两法线垂 直, ,
, A不符合题意;根据 B 不符合题意;
临 界 角 C 不 符 合 题 意 ; 如 图 , 所 以
D符合题意。故本题
选D。
4.如图所示,一束单色光从介质1射入介质2,在介质1、2中的波长分别为λ 、λ ,频率分别为f 、f ,
1 2 1 2
则( )。
57 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
A.λ <λ B.λ >λ
1 2 1 2
C.f <f D.f >f
1 2 1 2
4.【答案】B
【解析】光从介质1进入介质2频率不变,即f =f 由光路图可知,入射角大于折射角,则介质2的折
1 2
射率较大,根据 则光在介质2中速度较小,根据 即在介质2中波长较小,即λ >λ 。故本题
1 2
选B。
5.在双缝干涉实验中,用波长为720nm红光照射双缝,在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样,测得第
1条到第5条亮条纹中心间的距离为12.0mm,则双缝的间距为( )。
A.3.00×10-7m B.3.00×10-4m
C.2.40×10-4m D.2.40×10-3m
5.【答案】C
【解析】根据相邻亮条纹间距为 。故本题选C。
6.用单色激光照射间距不同的双缝和宽度不等的单缝时,得到下图所示的图样。以下判断正确的是
( )。
A.只有甲是双缝干涉图样 B.形成丙衍射图样的单缝比丁的更窄
C.只有乙、丙是单缝衍射图样 D.乙是图示中最明显的衍射现象图样
6.【答案】B
【解析】单缝衍射条纹中间宽、两边窄,呈现不等间距.双缝干涉条纹等宽、等间距,则甲、乙两图
是干涉条纹,丙、丁是衍射条纹。AD不符合题意;丙、丁两图是衍射条纹,而随着缝间距越小,衍射条
纹越大,则形成丙衍射图样的单缝比丁的更窄。B符合题意,C不符合题意。故本题选B。
7.如图所示,折射率为 的三棱镜,横截面为直角三角形ABC,∠A=90°,∠B=30°,D为AB边上
一点,且x =2x 。一束平行光平行于BC从AB边射入三棱镜,光在真空中传播的速度为c。下列说法正
BD DA
确的是( )。
58 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
A.光在AB边的折射角为30° B.光在三棱镜中的传播速度为 c
C.光从BD之间入射,能从BC边射出 D.光从AD之间入射,能从AC边射出
7.【答案】A
【解析】由题意可得,折射率 由图可知,入射角为 ,故折射角为 ,A符合题
意;光在三棱镜中的传播速度 .B不符合题意;光从BD之间入射,折射角为 ,也就
是在射入BC边界时,入射角为 ,又因为 , 发生了全反射,C不符合题
意;光从AD之间入射,折射角为 ,也就是在射入AC边界时,入射角也为 ,大于临界角,故
发生全反射,D不符合题意。故本题选A。
8.如图所示,把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上,一端用薄片垫起,将红单
色光从上方射人,这时可以看到明暗相间的条纹,下列关于这些条纹的说法中正确的是( )。
A.条纹方向与AB边平行
B.条纹间距不是均匀的,越靠近BC边条纹问距越大
C.减小薄片的厚度,条纹间距变小
D.将红单色光换为蓝单色光照射,则条纹间距变小
8.【答案】D
【解析】薄膜干涉的光程差 (d为薄膜厚度),厚度相同处产生的条纹明暗情况相同,因此条
纹应与BC边平行,A不符合题意;因为两玻璃间形成的空气膜厚度均匀变化,因此条纹是等间距的,B
不符合题意;减小薄片厚度,条纹间距将增大,C不符合题意;将红光换成蓝照射,入射光波长减小,条
纹间距将减小,D符合题意。故本题选D。
59 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
9.如图所示,两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖,出射光合成一束复色光P,
下列说法正确的是( )。
A.A光的频率大于B光的频率
B.在玻璃砖中A光的传播速度小于B光的传播速度
C.两种单色光由玻璃射向空气时,A光的临界角较大
D.玻璃砖对A光的折射率大于对B光的折射率
9.【答案】C
【解析】由题可知,n >n ,B光的频率较大,AD不符合题意;由n=c/v知,在玻璃砖中,v <v ,
B A B A
B不符合题意;两种单色光由玻璃射向空气时,由于sinC=1/n,所以,C <C ,C符合题意。故本题选C。
B A
10.在用双缝干涉测量光的波长时,激光投射到两条相距为d的狭缝上,双缝到屏的距离为l,P点为A、
B中点。A、B两点分别为第2条和第5条亮条纹的中心位置,它们间的距离为x,则关于该激光的波长和
P点出现的条纹描述正确的是( )。
A. ,亮条纹 B. ,暗条纹
C. ,暗条纹 D. ,亮条纹
10.【答案】B
【解析】B 两点分别为第 2 条和第 5 条亮纹的中心位置,它们间的距离为 x,则相邻条纹间距为
根据 知激光的波长为 P点为B中点,则P点是出现在第3和第4之间的
60 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
亮纹的暗纹。故本题选B。
61 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
第五章 现代物理学基础
【考点 118】光电效应
光照使物体发射电子的现象叫作光电效应现象:所发射的电子叫作光电子:光电子定向移动所形成的
电流叫作光电流。
物体在光照条件下发射电子而发生光电效应现象遵循以下规律:
对于任何一种金属,入射光的频率必须大于某一极限频率才能产生光电效应,低于这个极限频率,
1.
无论强度如何,无论照射时间多长,也不能产生光电效应;
在单位时间里从金属极板中发射出的光电子数跟入射光的强度成正比;
2.
发射出的光电子的最大初动能与入射光强度无关,只随入射光频率的增大而增大;
3.
只要入射光的频率高于金属极板的极限频率,无论其强度如何,光电子的产生都几乎是瞬时的,不
4.
超过 10-9s 。
【考点 119】光子说
光子:在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个光量子,简称光子。
1.
2. 光子的能量: 。 为普朗克常量, =6.63 10-34Js 。
光强同样频率的光,光的强弱的不同反映了单位时间内射到单位面积的光子数的多少。
3.
【考点 120】光子说对光电效应的解释
光子照射到金属上时,光子一次只能将其全部能量传递给一个电子,一个电子一次只能获取个光子
1.
的能量,它们之间存在着一对一的关系。电子吸收光子后,能量增加,如果能量足够大,就能摆脱金属中
正电荷对其的束缚,从金属表面逸出,成为光电子。
如果光子的能量较小(频率较低),电子吸收光子后的能量不足以克服金属中正电荷对其的束缚,则
2.
立即会将其转化为系统的内能,而不能从金属中逸出,这就是入射光的频率较低时,尽管照射时间足够长,
也不能发生光电效应的原因。
每一种金属,正电荷对电子的束缚能力都不同,因此,电子逸出所需做的最小功也不一样。光子频
3.
率小于该频率,无论如何都不会发生光电效应,这就是每一种金属都存在极限频率的原因。
金属中的电子对于光子的吸收是十分迅捷的,电子一次性获得的能量足够时,逸出也是也是十分迅
4.
速的,这就是光电效应具有瞬时效应的原因。
【考点 121】爱因斯坦光电效应方程
62 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
爱因斯坦光电效应方程为:
假如 ,电子不能脱离金属的表面。对于一定的金属,产生光电效应的最小光频率(极限频率)
<W
由 确定,相应的极限波长为 。发光强度增加使照射到物体上的光子的数量增加,因而
发射的光电子数和照射光的强度成正比。
【考点 122】光的波粒二象性
干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波:光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表
明光是一种粒子;因此现代物理学认为:光具有波粒二象性。
1.个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性。
2.频率高的光子容易表现出粒子性;频率低的光子容易表现出波动性。
3.光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现为粒子性。
【考点 123】波动性与粒子性的比较
项目 内容 说明
光的粒子性 (1)当光同物质发生作用时,这种作用是“一份 粒子的含义是“不连续”“一份一
一份”进行的,表现出粒子的性质 份”的,光粒子即光子,不同于
(2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性 宏观概念的粒子
光的波动性 (1)足够能量的光在传播时,表现出波的性质 光的波动性是光子本身的一种属
(2)光是一种概率波,即光子在空间各点出现的 性,不是光子之间相互作用产生
可能性大小(概率)可用波动规律来描述 的,光的波动性不同于宏观的波
波和粒子的对立、 宏观世界:波和粒子是相互对立的概念 光 子 说 并 未 否 定 波 动 性 ,
统一 微观世界:波和粒子是统一的
中 ,就是描述波的
特性的物理量
【考点 124】物质波(德布罗意波)
由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去,得出物质波(德布罗意波)的概
念:任何一个运动着的物体都有一种波与它对应,该波的波长 = 。
63 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
【考点 125】卢瑟福的核式结构模型
α粒子散射实验
1.
( )实验装置
1
α粒子源:钋放在带小孔的铅盒中,放射出高能粒子(α粒子)带正电, ≫ 。
金属箔:厚度极小,可至 微米(金原子的质量大,且易延成很薄的箔)。
1
显微镜:能绕金箔在水平面内转动。
荧光屏:荧光屏装在显微镜上。
( )实验结果
2
①绝大多数α粒子几乎不发生偏转;
②少数α粒子则发生了较大的偏转;
③极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过 °有的甚至几乎达到 °)。
90 180
卢瑟福核式结构结论与意义
2.
卢瑟福根据粒子散射实验提出:在原子的中心有一个很小的核,叫作原子核,原子的全部正电荷和几
乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外的空间运动。
原子核的发现具有重大意义,它开辟了原子核物理的新领域。因此人们尊称卢瑟福为原子核物理之父。
原子、原子核的大小:原子直径数量级 10-10m ,原子核直径数量级 10-15m ,原子核直径是原子直径的
十万分之一。原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子。
【考点 126】玻尔的原子理论——三条假设
轨道假设:原子中的电子在库仑引力的作用下,绕原子核做圆周运动,电子绕核运动的轨道是量子
1.
化的。
定态假设:电子在不同的轨道上运动时,原子处于不同的状态,因而具有不同的能量,即原子的能
2.
量是量子化的。这些不同的状态叫定态。在各个定态中,原子是稳定的,不向外辐射能量。
跃迁假设:原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要吸收或放出一定频率的光子,该光子的
3.
能量等于两个状态的能量差,即 。
在玻尔理论中,原子的各个可能状态对应的量值叫能级。能量最低的状态叫基态;其他能量状态叫激
发态。
【考点 127】氢原子能级
氢原子能级
1.
64 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
对氢原子而言,核外的一个电子绕核运行时,若半径不同,则对应着的原子能量也不同,若使原子电
离,外界必须对原子做功,使电子摆脱它与原子核之间的库仑力的束缚,所以原子电离后的能量比原子其
他状态的能量都高。我们把原子电离后的能量记为 ,即选取电子离核无穷远处时氢原子的能量为零,则
0
其他状态下的能量值都是负值。
( )能级公式: ;
1
( )半径公式: 。
2
能级图
2.
氢原子的能级图如右图所示。
【考点 128】对氢原子跃迁的理解
原子从低能级向高能级跃迁:吸收一定能量的光子,当一个光子的能量满足 时,才
1.
能被某一个原子吸收,使原子从低能级 向高能级 跃迁,而当光子能量 大于或小于 时都
不能被原子吸收。
原子从高能级向低能级跃迁时,以光子的形式向外辐射能量,所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时
2.
的两能级间的能量差。
当光子能量大于或等于 时,也可以被氢原子吸收,使氢原子电离;当氢原子吸收的光子能量
3. 13.6eV
大于 ,氢原子电离后,电子具有一定的初动能。一群氢原子处于量子数为 的激发态时,可能辐射
13.6eV n
出的光谱线条数为
原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发。由于实物粒子的动能可全部或部分
4.
被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值( ),均可使原子发生能
级跃迁。
跃迁时电子动能、原子势能与原子能量的変化。当轨道半径减小时,库仑引力做正功,原子的电势
5.
能 减小,电子动能增大,原子能量减小。反之,轨道半径増大时,原子电势能增大,电子动能减小,
Ep
原子能量增大。
【考点 129】原子核
原子的组成和符号
1.
原子核由质子和中子组成,两者统称为核子。原子核用 表示, 为元素符号,上角标 表示原子
X A
65 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
核的质量数,下角标 表示原子核的电荷数(原子序数)。
Z
天然放射象
2.
能够自发地放出射线(可穿透黑纸,使照相底片感光)的元素叫作放射性元素,这种现象叫作天然放
射现象。天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构。
放射性和放射元素
3.
物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性,具有放射性的元素叫放射性元素。通过对放射现象的研
究,人们发现原子序数大于 的所有天然存在的元素都有放射性,原子序数小于 的天然存在的元素有
83 83
些也具有放射性,它们放射出的射线共有三种,分别是 射线、 射线、 射线。
( ) 射线:它是高速的氦原子核( )粒子流。其速度约为光在真空中速度的 ,贯穿本领
1 1/10
很小,电离作用和感光作用很强。
( ) 射线:它是高速的电子( )流,速度接近光速,贯穿本领较强,电离作用较弱。
2
( ) 射线:它是频率很高的 光子流。贯穿本领最强,电离作用最弱。
3
【考点 130】放射性元素的衰变
原子序数大于 的天然存在的元素的原子核都不稳定,会自发地放出射线变为另一种元素的原子核,
83
这种变化叫作原子核的衰变。
衰变:原子核放出 粒子的衰变。
1.
衰变:原子核放出 粒子的衰变。
2.
衰变:原子核放出光子,是件随 粒子或 粒子产生而向外辐射的。
3.
天然放射现象中三种射线及其物质微粒的有关特性的比较
种类 射线 射线 射线
α β γ
组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频电磁波)
带电荷量 -
2e e 0
质量 静止质量为零
( )
符号
He γ
速度
0.1c 0.99c c
在电磁场中 偏转 与 射线反向偏 不偏转
α
66 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
转
贯穿本领 最弱,用纸能挡住 较强,穿透几毫 最强,穿透几厘米的铅
米的铝板 板
对空气的电离 很强 较弱 很弱
作用
衰变规律。衰变前原子核的质量数和电荷数与衰变后生成的新核及放出的粒子的质量数与电荷数是
4.
守恒的。
【考点 131】半衰期
半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。它是由这种元素的原子核内部本身的因素
决定的,与原子所处的物理状态或化学状态无关。不同元素具有不同的半衰期,有的长达几十亿年,有的
短到几万分之一秒。
半衰期是说某元素的大量原子核衰变的平均快慢程度。它是大量该元素的原子核内在的自发生的一种
统计规律。半衰期只适用于大量放射性原子构成的样品。如果放射性元素的原子核数极少或者为个别的原
子核,就失去了统计规律存在的前提。
半衰期的定义是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。设原来的原子核的数目为放射后剩
余的原子核的数目为 ,半衰期为 ,衰变的时间为 ,它们之间的关系式为:
N T t
又因为放射性元素的质量和它包含的原子核的数目成正比。因此可以假设原来的元素的质量 ,放射
m
0
后剩余的元素的质量为 ,半衰期为 ,衰变的时间为 ,它们之间的关系式为
m T t
注意:半衰期不是放射性元素平均寿命的一半。放性元素经过半衰期是其半数核发生衰变,而该元素
的样品的总质量并非减半。
【考点 132】人工转变
质子的核反应: + → + ,卢瑟福用α粒子轰击氮核,并预言中子的存在。
中子的核反应: ,査德威克用钋产生的α射线轰击铍。
人工制造放射性同位素: , 约里奥・居里和伊丽美・居里夫
妇用α粒子轰击铝箔发现了正电子。
【考点 133】裂变反应和聚变反应
重核裂变
1.
67 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
( )定义:使重核分裂成质量较小的原子核的核反应。
1
( )铀核裂变:用中子轰击铀核时,铀核发生裂变,一种典型的反应是生成钡和氪,同时放出三个中
2
子,核反应方程为 。
( )链式反应:由重核裂变产生中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫作核裂变的链式反应。
3
轻核聚变
2.
( )定义:两个轻核结合成较重的核,这样的核反应叫作聚变
1
( )聚变发生的条件:使物体达到几百万度的高温。
2
核能的产生和计算
3.
( )获得核能的途径
1
①重核裂变:某些重核分裂成中等质量的核的反应过程,同时释放大量的核能。要使 发生链式反
25U
应以持续地输出能量,铀块的体积应大于它的临界体积。
重核的裂变:如
应用:原子弹、核反应堆。
②轻核聚变:某些轻核结合成质量较大的核的反应过程,同时释放出大量的核能,要想使氘核和氘核
合成氮核,必须达到几百万度以上的高温,因此聚变反应又叫作热核反应。
轻核的聚变:如 。
应用:氢弹、可控热核反应。
【考点 134】核能的计算方法
根据爱因斯坦质能方程列式计算:即 ( 的单位: )。
kg
根据 原子质量单位( )相当于 兆电子伏能量,则 ( 的单位: ,
1 u 931.5 u
1u = 1.6606 × 10-27kg )。
核反应遵守却是守恒和能量守恒定律,因此我们可以结合动量和能量守恒定律来计算核能。
【考点 135】核反应的四种类型及书写
类型 可控性 核反应方程典例
衰 α衰 自发
→ +
变 变
β衰 自发
→ +
变
68 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
人工控制
+ → + (卢瑟福发现质子)
(查德威克发现中子)
人工转变 约里奥·居里夫妇发现放
射性同位素,同时发现正
电子
重核裂变 比较容易进行人工
+ → + +
3
控制
+ → + +
10
轻核聚变 除氢弹外无法控制
【考点 136】核能
已经确定核力的主要特性有:( )是一种很强的力(相比于其他的力),( )是一种短程力。
1. 1 2
2.
一定的质量
m总
是跟一定的能量 mc2对应。核子在结合成原子核时的总质量减少了,相应的总能量
也要减少,根据能量守恒定律,减少的这部分能量不会凭空消失,它要在核子结合过程中释放出去。反过
来,把原子核分裂成核子,总质量要增加,总能量也要增加,增加的这部分能量也不会凭空产生,要由外
部来供给。能量总是守恒的,在原子核反应伴随有巨大的放能和吸能现象。
核反应中释放或吸收的能量,可以根据反应物和生成物间的质量差用质能关系方程来计算。
3.
核反应中能量的吸、放跟核力的作用有关。当核子结合成原子核时,核力要做功,所以放出能量。
4.
把原子核分裂成核子时,要克服核力做功,所以要由外界提供能量。
【考点 137】爱因斯坦假设
1.相对性原理:
物理学规律在所有惯性系中都是相同的,或物理学定律与惯性系的选择无关,所有的惯性系都是等价
的。
2.光速不变原理:
在所有惯性系中,测得真空中光速均有相同的量值c。
【习题演练】
一、单项选择题
1.1921年爱因斯坦因为科学地解释了光电效应现象而获得了诺贝尔物理学奖。下列关于光电效应的说
69 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
法正确的是( )。
A.光电效应存在极限频率 B.光电流随着光强的增大而减小
C.只要光照时间足够长就能发生光电效应D.光电子的最大初动能与入射光的频率无关
1.【答案】A
【解析】每种金属都有它的极限频率,只有入射光子的频率大于该金属的极限频率时,才会发生光电
效应,如果入射光子的频率小于该金属的极限频率,则无论光照强度多强,光照时间多么长,都不能发生
光电效应,A符合题意,C不符合题意;当入射光子的频率大于金属的极限频率时,发生光电效应,产生
光电流,入射光的强度越大,单位时间内发出光电子的数目越多,形成的光电流越大,B不符合题意;根
据爱因斯坦光电效应方程 可知光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系,D不符合题
意。故本题选A。
2.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系
曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。则( )。
A.甲光的频率大于乙光的频率
B.乙光的波长大于丙光的波长
C.甲光对应的光电子最大初动能大于乙光对应的光电子最大初动能
D.甲乙丙三种光照射同一金属,都发生了光电效应,遏止电压最大的是乙光
2.【答案】D
【解析】根据 可知,入射光的频率越高,对应的截止电压 越大,乙光的截
止电压大于甲光的截止电压,所以乙光的频率大于甲光的频率,乙光的波长小于丙光的波长,AB不符合
题意;乙光的截止电压大于甲光的截止电压,乙光的频率大于甲光的频率,所以甲光对应的光电子最大初
动能小于乙光的光电子最大初动能,C不符合题意;甲光、丙光的截止电压相等,所以甲光、丙光的频率
相等,乙光的截止电压大于甲光的截止电压,所以乙光的频率大于甲光的频率,都发生了光电效应,遏止
70 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
电压最大的是乙光,D符合题意。故本题选D。
3.关于近代物理知识,下列说法正确的是( )。
A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B.在康普顿效应中,当入射的光子与晶体中的电子碰撞时,要把一部分动量转移给电子因而光子动量
变小
C.原子核衰变时电荷数和质量都守恒
D.现在地球上消耗的能量,绝大部分来自太阳,即太阳内部裂变时释放的核能
3.【答案】B
【解析】根据光电效应方程E =hγ-W 知,最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不成正比,
km 0
A不符合题意;在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,则动量
减小,B符合题意;原子核衰变时电荷数和质量数都守恒,但质量不守恒,C不符合题意;现在地球上消
耗的能量,绝大部分来自太阳,即太阳内部聚变时释放的核能,D不符合题意。故本题选B。
4.以下说法正确的是( )。
A.放射性元素的半衰期跟温度压强等外部条件无关,但与原子所处化学状态有关
B.某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,若增大该种紫外线照射的强度,从锌
板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变
C.根据玻尔的原子理论,氢原子由能量较高的定态跃迁到能量较低的定态时,会辐射一定频率的光子,
同时核外电子的动能变小
D.用一光电管进行光电效应实验时,当用某一频率的光入射,有光电流产生,若保持入射光的强度不
变,增大光电管两端电压则光电流必将变大
4.【答案】B
【解析】放射性元素的半衰期由原子核本身决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关,A不符合
题意;据光电效应方程知,光电子的最大初动能 与入射光的频率有关,与光的强度无关,则
当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能是不变的,B符合题意;能级跃迁时,
由于高能级轨道半径较大,速度较小,电势能较大,故氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,
要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小,C不符合题意;保持入射光的强度不变,随
着所加正向电压的增大,光电流增大并趋于饱和值;如果所加的是反向电压,且不断增大,光电流反而会
减小,D不符合题意。故本题选B。
5.下列说法正确的是( )。
71 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
A.在光电效应中,金属每吸收一个光子就可放出多个光电子
B.10个某元素的原子核,经过一个半衰期之后,一定还剩5个未衰变
C.在月球表面同一高度处同时释放重锤和羽毛,两者同时落地
D.一切爆炸过程都遵循动量守恒,但不遵循能量守恒
5.【答案】C
【解析】在光电效应中,金属每吸收一个光子只能放出1个光电子,A不符合题意;半衰期是统计规
律,10个某元素的原子核,经过一个半衰期之后,不一定还剩5个未衰变,B不符合题意;在月球表面同
一高度处同时释放重锤和羽毛,因为月球表面无空气,两者均做自由落体运动,所以同时落地,C符合题
意;一切爆炸过程都遵循动量守恒,也遵循能量守恒,D不符合题意。故本题选C。
6.如图所示是氢原子的能级图,大量处于 激发态的氢原子向低能级跃迁时,能向外发出10种不
同频率的光子,用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠。下列说法正确的是( )。
A.使n=5能级的氢原子电离至少要13.6eV的能量
B.金属钠表面发出的光电子的最大初动能为10.57eV
C.10种不同频率的光子中只有2种可使金属钠发生光电效应
D.10种光子中波长最长的是 激发态跃迁到基态时产生的
6.【答案】B
【解析】由能级图可知,使 n=5 能级的氢原子电离至少要 0.54eV 的能量,A 不符合题意;根据
可知光子能量越大,光电子的最大初动能越大,而处于 激发态的氢原子跃迁到 的
基态时,放出的光子能量最大为 因此金属钠表面发出的
光电子的最大初动能为 B符合题意;只要放出光子的能量超
过2.49eV,就能使金属钠发生光电效应,从n=5跃迁到n=2,放出的能量为 从n=5
跃 迁 到 n=1 , 放 出 的 能 量 为 从 n=4 跃 迁 到 n=1 , 放 出 的 能 量 为
72 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
……这些都能使金属钠发生光电效应,C不符合题意;根据 可知
光子能量越小,波长越长,因此这10种光子中波长最长的是 激发态跃迁到 激发态时产生的,D
不符合题意。故本题选B。
7.以下说法正确的是( )。
A.核聚变反应方程可能为
B.结合能越大的原子核越稳定
C.发生 衰变时原子核放出电子,说明电子是原子核的组成部分
D.中子和质子结合成氘核,若该过程质量亏损为 ,则氘核的结合能为
7.【答案】D
【解析】结合质量数守恒与电荷数守恒可知,核聚变反应方程可能为 A不符合题意;
原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量,比结合能的大小反映原子核的稳定程度,
比结合能越大,原子核越稳定,B不符合题意;β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的一个中子,转变
为一个质子和一个电子,电子释放出来,C不符合题意;中子和质子结合成氘核,若该过程质量亏损为 ,
根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量为 ,可知氘核的结合能为 ,D符合题意。故本题选D。
8.核电池又叫“放射性同位素电池”,它将射线的热能转变为电能。核电池已成功地用作航天器的电源,
心脏起搏器电源和一些特殊军事用途,其中的燃料钚( )是一种人造同位素,可由下列反应合成:
, ,期间伴随着γ射线释放,则下列说法正确的是( )。
A.X为质子
B. 核比 核少了2个中子
C.Y是 核中的一个中子转化成一个质子时产生的
D.γ射线是 的核外电子从高能级往低能级跃迁时产生的
8.【答案】C
【 解 析 】 根 据 质 量 数 和 核 电 荷 数 守 恒 可 知 , 应 该 为
即X为中子,A不符合题意; 的中子数是 中子数为
73 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
核比 核多了 2 个中子,B 不符合题意;根据质量数和核电荷数守恒可知,
的核反应方程是 是β,β衰变的实质是由核内一个中子转化成一个
质子同时产生的,C符合题意;γ射线是 核从高能级向低能级跃迁时辐射出来的,D不符合题意。故
本题选C。
9.下列关于放射性元素的说法正确的是( )。
A.温度升高时,放射性物质衰变会变快
B.发生β衰变时所释放的电子是原子核内的质子转化为中子时产生的
C.β射线与r射线一样都是电磁波,但r射线穿透本领比β射线强
D.铀核( )衰变为铅核( )的过程中,要经过8次a衰变和6次β衰变
9.【答案】D
【解析】放射性元素的半衰期不随温度而变化,A不符合题意;放射性元素发生β衰变时所释放的电子
是原子核内的中子转化为质子时产生的,B不符合题意;β射线是高速电子流,而r射线是电磁波,r射线
穿透本领比β射线强,C不符合题意;铀核( )衰变为铅核( )的过程中,要经过 次
a衰变和 次β衰变,D符合题意。故本题选D。
10.下列关于德布罗意波的认识,正确的解释是( )。
A.任何一个物体都有一种波和它对应,这就是物质波
B.X光的衍射证实了物质波的假设是正确的
C.电子的衍射证实了物质波的假设是正确的
D.宏观物体运动时,看不到它的衍射或干涉现象,所以宏观物体不具有波动性
10.【答案】C
【解析】运动的物体才具有波动性,A项错误;X光是波长极短的电磁波,是光子,它的衍射不能证
实物质波的存在,B项错误;电子的衍射证实了物质波的假设是正确的,C符合题意;宏观物体由于动量
太大,德布罗意波长太小,所以看不到它的干涉、衍射现象,但仍具有波动性,D项错误。故本题选C。
74 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
第六章 教学论
【考点 138】课程基本理念
义务阶段
1.
( )面向全体学生,提高学生科学素养
1
以学生终身发展为本,以提高全体学生科学素养为目标,为每个学生的学习与发展提供平等机会,关
注学生的个体差异,使每个学生学习科学的潜能得到发展。
( )从生活走向物理,从物理走向社会
2
贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,让学生通过学习和探索掌握物理学
的基础知识与基本技能,并能将其运用于实践,为以后的学习、生活和工作打下基础。
( )注意学科渗透,关心科技发展
3
让学生了解自然界事物的相互联系,注意学科间的联系与渗透,关心科学技术的新进展,关注科技发
展给社会进步带来的影响,逐步树立科学的世界观。
( )提倡教学方式多样化,注重科学探究
4
在教学中,根据教学目标、教学内容及教学对象灵活采用教学方式,提倡教学方式多样化。注重采用
探究式的教学方法,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养其创新精神和实践能力。鼓励在
物理教学中合理运用信息技术。
( )注重评价改革导向,促进学生发展
5
在新的评价观念指导下,构建多元化、发展性的评价体系,注重形成性评价与终结性评价结合,发展
性评价与甄别性评价结合,以促进学生科学素养的提高、教师专业素质的发展和物理教学的改进。
高中阶段
2.
( )注重体现物理学科本质,培养学生物理核心素养
1
高中物理课程注重体现物理学科的本质,从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面
提炼学科育人价值,充分体现物理学科对提高学生核心素养的独特作用,为学生终身发展、应对现代和未
来社会发展的挑战打下基础。
( )注重课程的基础性和选择性,满足学生终身发展的需求
2
高中物理课程在结构上注重为全体学生打好共同基础,精选学生终身发展必备的核心概念和科学实践
作为必修模块内容,同时针对学生的兴趣、发展潜能和今后的升学或就业需求,设计多样化的课程模块,
促进学生自主地、富有个性地学习。
75 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
( )注重课程的时代性,关注科技进步和社会发展需求
3
高中物理课程在内容上注重与生产生活、现代社会及科技发展的联系,反映当代科学技术发展的重要
成果和科学思想,同时关注物理学的技术应用带来的社会问题,培养学生的社会参与意识和社会责任感。
( )引导学生自主学习,提倡教学方式多样化
4
高中物理课程通过创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习情境,培养和发展学生
的自主学习能力。通过多样化的教学方式,利用现代信息技术,引导学生理解物理学的本质,整体认识自
然界,形成科学 思维习惯,增强科学探究能力和解决实际问题的能力。
( )注重过程评价,促进学生核心素养的发展
5
高中物理课程重视以评价促进学生的学习与发展,重视评价的诊断功能和激励功能,致力于创建一个
目标明确、主体多元、方法多样、既重视结果 亦重视过程的物理课程评价体系。提倡评价应关注学生的个
体差异,帮助学生认识自我、建立自信,改进学习方式,发展核心素养。
【考点 139】内容标准
“课程内容”规定了义务教育物理课程的基本学习内容和应达到的基本要求。课程内容由科学探究和
科学内容两部分组成,其中科学内容包括物质、运动和相互作用、能量三个部分。
科学探究
1.
在本标准中,科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式。将科学探究列入“课程内容”,旨
在让学生经历与科学工作者进行的相似的探究过程,主动获取物理知识,领悟科学探究方法,发展科学探
究能力,体验科学探究的乐趣,养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。
通常,科学探究涉及提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论
证、评估、交流与合作等要素。科学探究的形式是多种多样的,在学生的科学探究中,其探究过程可涉及
所有的要素,也可只涉及部分要素。科学探究的要素应灵活渗透在教材和教学课程内的各个方面。
科学内容
2.
本标准的科学内容分为“物质”、“运动和相互作用”、“能量”三大部分。义务教育物理课程应让学生
通过观察、操作、体验等方式,经历科学探究过程,认识物理概念和规律,学习科学方法,树立正确的世
界观。
【考点 140】核心素养
学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品
格和关键能力。物理学科核心素养主要包括 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 四个方面。
“ ”“ ”“ ”“ ”
76 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
物理观念
1.
物理观念 是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识;是物理概念和规
“ ”
律等在头脑中的提炼与升华;是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。 物理观念 主要包括
“ ”
物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素。
科学思维
2.
科学思维 是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式;是基于经验事
“ ”
实建构物理模型的抽象概括过程;是分析综 合、推理论证等方法在科学领域的具体运用;是基于事实证据
和科学推理对 不同观点和结论提出质疑和批判,进行检验和修正,进而提出创造性见解的能力与品格。科
“
学思维 主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。
”
科学探究
3.
科学探究 是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理
“ ”
信息、基于证据得出结论并作出解释,以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。 科学探
“
究 主要包括问题、证据、解释、交流等要素。
”
科学态度与责任
4.
科学态度与责任 是指在认识科学本质,认识科学 技术 社会 环境关系的基础上,逐渐形成的探索自
“ ” • • •
然的内在动力,严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度,以及遵守道德规范,保护环境并推动可持续
发展的责任感。 科学态度与责任 主要包括科学本质、科学态度、社会责任等要素。
“ ”
【考点 141】物理教学原则
1.科学性、教育性与艺术性相结合的原则
坚持物理教学的科学性,要求教师科学的实施教学。一方面,教学中教师要正确地运用物理语言,对
物理学内容表述正确,表达准确。另一方面,要求教学中结合学生实际和课程标准要求,科学地把握和处
理教学内容。
坚持物理教学的科学性,除了教给学生科学准确的物理知识之外,还要教给学生物理学研究方法,分
析、处理、解决物理问题的正确方法以及科学的学习物理学的方法,引导并帮助学生掌握物理知识的基本
结构。
所谓教学的艺术性,实质上是指教师创造性地应用教学方法,是教师为了突出教学重点,取得良好教
学效果,达到育人的目的,把科学性和教育性巧妙结合的方式和手段。
2.突出物理学科特点,注重观察实验的原则
物理学是一门以实验为基础的自然科学,学习物理首先要认识物理现象和物理事实,建立相关的感性
77 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
认识,而实现这种认识的有效方式之一就是观察和实验,这也是提出在物理教学中,注重观察实验的重要
依据。
3.注重物理思想方法教育的原则
物理学在其产生、发展和形成过程中,形成了物理学思想和方法体系,与具体物理知识相比,物理学
的思想方法更重要,它们具有更基本的基础性和更普遍的适应性,对发挥物理教学的育人功能发挥着更为
重要的作用。
4.注重科学探究的原则
科学探究是物理课程的重要内容,它既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一,物理课程标准
的内容标准部分,不但明确指出科学探究包含的一般要素,而且对科学探究能力的基本要求做出了比较详
细的说明。
5.贴近学生生活、联系社会实际的原则
物理学与人类生产、生活和社会有极为密切和广泛的联系,学生在日常生活中随时随地都接触到物理
问题,且有大量的物理问题不仅与中学物理密切相关,而且能引起学生的关注和兴趣。
【考点 142】科学探究的内涵与要素
探究式教学方法,也叫探究法、发现法。它是指学生为了解决某个具体问题在教师的帮助和支持下,
自主探索而获取知识及解决问题方法的一种教学方式。这种教学方法旨在将学生的学习重心从过分强调知
识的传授向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化。它强调以学生为中心,强调
学生在探究活动中经历、体验和感悟,强调学生自主学习、合作学习、探究学习。在物理教学中,探究式
教学法在科学探究教学运用最为深刻。可以说,科学探究既是一种重要的学习方式,也是一种重要的教学
方法。
探究式教学方法的特点是学生主动参与,亲身经历科学探究的过程。科学探究包括七个要素:提出问题,
猜想与假设,制订计划与设计方案,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,交流与合作。
【考点 143】教学组织
(一)引入新课的策略
1.引入新课的方式
(1)复习旧知引入新课。这种方式是在复习已学物理知识的基础上,从物理知识的内在联系和发展的需
要出发引入新课。复旧引新,有利于及时复习已学知识,避免学生的遗忘。有助于让学生了解知识发展的
脉络,知道知识的逻辑关系,整体把握知识,也符合学生的认知规律。
78 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
(2)联系实际引入新课。这种方式是从与新课知识有关的生活生产中的实际事例引入。这样既能养成物
理知识应用于解决实际问题的意识,还能较好地激发学生学习物理的兴趣。
(3)利用实验引入新课。物理知识是建立在实验基础上的,利用演示实验引入新课可使学生对要学的物
理知识获得感性认识,为理解要学的物理知识打下基础。演示实验一般趣味性较强,这样引入新课同时还
能激发学生学习的兴趣。
(4)借助物理学史引入新课。借助物理学史引入新课,能展示人类对物理现象和规律的认识过程,物
理概念、物理规律产生、形成、发展的前因后果和来龙去脉,以及人类研究物理问题的思路和方法。从物
理学史引入新课,有助于让学生形成科学的态度,了解研究物理的方法,对物理学习产生兴趣。
2.引入新课应注意的问题
(1)突出目的性。引入新课是为了学习新课的内容服务。因此,引入新课的内容应与要学习的新课内容
密切相关,这样可以引起学生对学习内容的有意注意,把学生的兴奋中心集中到要学习的内容上。
(2)加强趣味性。引入新课应在紧扣教学内容的基础上,高度重视素材内容的趣味性,借助多媒体等教
育技术增强其趣味性,以激发学生的好奇心与求知欲。
(3)重视启发性。“不愤不启,不俳不发”。引入新课要重视启发性,通过素材设置的问题把学生引进要
学习的知识情境中,使其积极思考寻找解决问题的途径,抱着强烈的求知欲进入新课的学习。
(二)进行新课的策略
1.发现式教学的策略
发现式教学方式把新课内容以问题的形式呈现给学生,让学生带着问题通过自主学习、合作学习和探
究学习获取内容的结论。这种教学方式的课堂教学是教师先创设情境引导学生发现问题或教师直接提出问
题,让学生带着问题自主学习合作学习和探究学习,教师再针对学生学习中的问题进行点拨。课堂的特点
是先学后教,以学为主。
2.接受式教学的策略
接受式的教学方式是把新课内容的结论由教师在课堂呈现给学生,教师先讲,然后学生练。教学的特
点是先教后学,以教师在课堂的讲为主,通常也称为讲授法。
【考点 144】课堂学习的指导
(一)对自主学习的指导
1.对理解知识的指导
指导学生理解物理知识时,要注意让学生从形象到抽象,弄清其产生的背景搞清楚内涵,知道与相关
知识的联系与区别,熟悉其应用。
79 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
2.对阅读方法的指导
教材内容对理解物理概念和物理规律具有不可替代的作用,指导学生学会读教材对学生的学习十分重
要。在不同时间读教材的方法不同。学生在新课前进行预习时读教材,可指导学生从整体到部分,再到细
节。
3.对归纳总结的指导
对所学知识的归纳总结是避免知识遗忘最有效的方法,也是通过归纳总结形成学生自己知识结构必不
可少的过程,同时也是提高学生归纳能力的有效途径。
(二)对探究学习的指导
1.对提出问题的指导
高中物理课程标准对提出问题的要求是:能发现与物理学有关的问题,从物理学的角度较明确地表述这
些问题。
发现和提出问题是进行科学探究的重要素养。应给学生指出,细致的观察是发现问题的基础。带着置
疑的想法去观察物理现象,思考观察到的物理现象与已有物理知识的矛盾是发现问题的重要途径。发现问
题后,应理清问题产生的物理背景,从物理学的角度较明确地表述发现的问题
2.对合作学习的指导,
合作学习是新课程倡导的学习方式。开展合作学习有助于教学面向全体学生,给更多的学生提供学习
参与的机会,也有助于发挥学生间的互助互学,提高学生的交流能力。
对学生的合作学习应在方式、内容和表达等方面给予指导。应让学生明确合作学习的基础是自己的独
立思考,然后进行合作交流。让学生明白交流的内容是在独立思考时的想法及遇到的问题。让学生学会在
交流前组织交流内容,梳理交流的思路。
【考点 145】教学评价
物理教学评价对教师与学生的发展和物理教学改革的成败起着关键的作用。对教学过程的评价和对教
学成就的评价虽然评价的内容和方法不尽相同,但物理教学评价的功能有许多共同之处,主要有以下几方
面:
1.评定功能
在学校教育中,评价不仅能检查和评定学生的学习成绩,而且还可以对教学方法的优劣、教学效果的
好坏课程、教材质量的高低予以评定。
2.鉴定功能
通过对教学活动的评价,可以区别、鉴定教师或学生在群体中的位置和对目标的达成情况。
80 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
3.反馈功能
物理教学评价可以对各个教学环节进行信息反馈,从而使教学评价在各个环节上具有调控功能,使得
教学工作处于优化状态。
4.激励和强化功能
评价常能激发被评价者的成就动机,使他们追求好的评价结果,激励他们更加努力地投人到学习或工
作,争取更好的成果。
5.导向功能
任何评价都有其鲜明的导向性,导向的作用依评价标准而定,不同的评价标准将把教学引导到不同的
方向。在评价活动中,评价者以《物理课程标准》的目标为依据,设计评价指标和评价标准,被评价者为
追求好的评价结果,就会致力于符合评价标准的要求。
6.诊断功能
对学习上有困难的学生实施诊断性测量评价,可以及时了解这些学生在学习上的困难及原因,以便采
取有针对性的补救措施以及提供特殊的帮助和指导。
7.教育研究功能
教学评价是教育研究的基本工具,教育科学研究中,尤其在现代教育科学研究中,定量研究和定性研
究相结合已成为主要趋势,进行定量研究就需借助教育评价的手段和结果。
【考点 146】倡导的评价方式
具体说来,评价应该落实课程标准的目标和理念。在内容和形式上,应该关注:
1.强调评价在促进学生发展方面的作用,不强调评价的甄别与选拔的功能。
2.重视学习过程的评价,不以考试的结果作为唯一的评价依据。
3.把学生在活动、实验、制作、探究等方面的表现纳入评价范围,不以书面考试为唯一的评价方式。
4.倡导客观记录学生学习过程中的具体事实,不过分强调评价的标准化。
5.教师要转变在学生学习评价上的裁判员的角色,要成为学生学习的促进者、合作者,学习评价的指
导者,学习潜能的开发者,提倡评价的多主体。
6.学生要参与学习过程的评价,进行自我评价和同学之间的互评。
【考点 147】教学评价的三个方面
1.评价的目的
评价的目的主要是促进学生学习和改进教师教学。充分发挥评价的促进发展的功能,使评价的过程成
81 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
为促进教学发展与提高的过程。
2.评价的内容
评价的内容要多元,要为学生有个性、有特色的发展提供空间。物理课程的评价应从知识与技能,过
程与方法,情感态度与价值观三方面关注、评价学生的发展。注重适应时代发展需要的基础知识和基本技
能,强调知识与技能在生活、生产中的应用。评价要有助于学生对科学过程和物理知识的理解,有助于学
生发展科学探究和实验能力,有助于学生运用物理知识以及科学探究和实验能力解决学习、生活中的有关
问题,有助于学生发展科学的思维能力,有助于学生保持好奇心与求知欲,发展科学探索兴趣,有助于培
养学生坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神。
3.评价的形式
倡导评价方式的多样化。要对形成性评价和终结性评价予以同等重视,使发展变化过程成为评价的组
成部分。物理教师要在教育教学的全过程中采用多样的课程开放式的评价方法,如采用笔试、实验操作、
课题研行为观察、成长记录档案、活动表现评价等多种方式评价学生,物理教师与学校要积极探索科学、
简便易行的评价办法。
【习题演练】
一、案例分析题
1.案例:
下面是某位同学对一道习题的解答。
工人用如图所示的滑轮组提升重物.在10s内将240N的物体匀速提升2m,已知工人的拉力为100N.不计
绳重和摩擦求:
(1)拉力做功的功率。
(2)如果用此滑轮组匀速提升300N的重物,拉力应为多大?
解:(1)拉力所做的功W=F1s=100Nx2m=200J
82 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
拉力的功率
(2)当工人匀速提升300N的重物时有
问题:(1)指出该学生解题步骤中出现的错误,并分析出错的原因。
(2)设计一个教学片段,帮助学生分析并解答该问题。
1.【参考答案】
(1)该生的错误在于没有正确掌握绳子移动的距离和重物上升的距离之间的关系以及在计算拉力问题
时,没有考虑动滑轮的重力作用,只考虑了重物的重力作用。可能出错的原因是对动滑轮和定滑轮作用原
理没有搞清楚,有些地方只是记住了定理,没有具体问题具体分析。
(2)教师:第一问让我们求拉力的功率,我们可以直接用功率的公式来计算,那么我们要求出拉力所做
的功.怎么求呢?
生:求出拉力作用的距离,用W=Fs就可以求出。
师:很好,我们只知道重物上升的距离,和拉力移动的距离有什么关系?我们先看一下这个滑轮组,和
动滑轮相连的绳子的段数是几段?
生:3段。
师:那么绳子自由端移动的距离是物体移动距离的多少倍?
生:3倍。
师:所以我们可以看到拉力移动的距离应该是6米。第二个问题在滑轮组中拉力和物重的大小有什么
关系呢?生:吊起动滑轮的段数有几段,拉力的大小就是物重的几分之一。
师:那么物重包括动滑轮的重力吗?
生:当动滑轮的重力不计时,不用考虑动滑轮的重力。
师:这道题中没有说动滑轮的重力不计,所以我们在计算拉力时要考虑动滑轮重力。首先就要求出动
滑轮的重力大小。
生:嗯,利用已知条件就可以求出动滑轮重力了。
2.案例:
王老师:同学们,前面我们学习了曲线运动的相关知识以及研究曲线运动的基本方法---运动的合成与
分解。在学习新课之前我们先来回顾一下,在什么情况下物体会做曲线运动?
学生:当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。
王老师:做曲线运动的物体其速度方向是怎样的?
83 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
学生:物体在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。
王老师:对于曲线运动,我们通常会如何处理?
学生:把它分解为两个方向的运动来研究,两个分运动的共同效果与合运动效果是一样的。王老师:
非常好。下面我们来学习今天的内容---平抛运动。大家熟悉教材内容,同时思考什么是平抛运动?想一些生
活中物体做平抛运动的例子。
教师进行板书---平抛运动。
王老师:大家知道平抛运动的概念了吗?谁愿意来说一下?
学生甲:物体以一定的初速度沿着水平方向抛出,如果物体仅受重力力作用,这个运动叫作平抛运动。
王老师:这位同学回答得很好。下面大家注意看这个运动!现在老师将一张小纸团沿水平方向抛出,小
纸团的运动能否看成是平抛运动?为什么?
学生:不能,因为纸团还受到空气阻力的作用,不是只受重力。
王老师:同学们分析得很正确,纸团确实还受到空气阻力的作用。但是在我们物理学中,许多定义和
公式都是理想化的结果,所以在现实生活中我们要把实际问题理想化,略去次要因素,突出主要因素。在
平抛运动中,空气阻力作为次要因素,我们可以忽略它对运动的影响。这也是平抛运动的条件---空气阻力
相对物体的重力可以忽略不计。大家记住了吗?
学生:记住了。
王老师:好。关于生活中常见的平抛运动的例子就作为今天的作业,每人想3个明天交上来。下面大家
来思考这样一个问题:人如何才能跳过10m的裂缝呢?
学生:不可能吧,会掉下去的!
王老师:同学们,不要觉得不可能,只要你们掌握了其中的规律后就不觉得难了,当然也不能随意尝
试。
问题:
(1)对王老师的教学进行评价。
(2)以王老师的问题为开头设计教学片段,指导学生继续学习平抛运动的相关公式。
2.【参考答案】
(1)王老师在教学过程中利用了复习导人、生活实例导人,利用了迁移性原则,利用新旧知识的联系,
充分调动了学生的学习积极性与主动性,引导学生积极思考集中学生注意力。借助所学知识引出新知识,
逐步引导学生积极讨论,通过生活实例帮助学生理论联系实际,加深印象。
在教师角色方面,王老师体现了学习引导者的角色。在教学过程中,王老师采用简单的抛纸团过程,
84 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
帮助学生加深对概念的理解。本节课结束时王老师提出问题“人如何才能跳过10m的裂缝呢?“设置悬疑,
为下节课埋下伏笔。
在课堂氛围方面,王老师营造了一种和谐、民主、放松、发挥学生主观能动性奠定了基础。
(2)师:大家思考一下,如果想跳过10m的裂缝,我们可以怎么做呢?大家可以想象自己动手扔一个
物体,你要把它扔10m远。
生:我们可以用大点的力扔它,或从高一点的地方扔它。
师:同学们说的方法都很好,接下来我们就来分析为什么这两个办法可以帮助我们将物体扔远。
师:还记得我们学过的速度的分解和合成吧,下面我们将平抛运动进行分解,将它分解为水平和竖直
方向的两个分运动。我们先来看水平方向,物体受哪些力?做的是什么运动?
生:物体不受力,做匀速直线运动。
师:好。那么竖直方向呢?
生:物体受重力,做匀加速直线运动。
师:物体在竖直方向上只受重力,它的加速度是不是就是重力加速度?这种运动叫什么?
生:自由落体运动。物体在水平方向上做匀速运动,竖直方向上做自由落体运动。
师:匀速运动和自由落体运动的公式大家都记得吧?你们觉得平抛运动的位移由什么决定呢?
生:水平方向的速度和时间。
师:时间又由什么决定呢?我们说过分运动和合运动具有等时性,大家想一下是不是物体一落地时间的
测量就停止了?
生:对,只要物体不落地就会继续运动。师:大家知道时间由什么来决定了吗?
生:高度,由自由落体运动来计算。
师;好。那大家来算一下,要跳过10m的缝隙.如果速度为1m/s,至少要多高;如果高度为5m,速度至少
要多大?重力加速度取10m/s
生:如果速度为1m/s,高度至少要500m;如果高度为5m,速度至少为10m/s
师:正确。接下来大家整理下公式和笔记,有不懂的同学举手示意。
二、教学设计题
1.阅读材料,根据要求完成教学设计。
材料一:《义务教育物理课程标准(2011年版)》关于“重力”的内容标准为:通过常见事例或实验,
了解重力,认识力的作用教果。
材料二:
85 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
材料二:教学对象为八年级学生。
请你完成以下任务:
(1)简述重力的概念。
(2)根据上述材料,请从教学目标、教学重点、教学难点、教学过程四个方面完成“重力”的教学设
计。
1.【参考答案】(1)由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力
(2)教学设计:
一、教学目标
知识与技能目标:了解重力的概念,理解并掌握重力的大小和单位,知道重力的方向
过程与方法目标:通过探究重力的大小的实验过程,提升数据处理中利用图像归纳结论的能力
情感态度与价值观目标:培养实事求是的态度,树立尊重客观规律的信念。
二、教学重点
重力大小的计算公式。
三、教学难点
重力实验的探究过程。
四、教学过程
(一)导入新课
展示多种生活现象,如飘落的树叶、投出的篮球、起跳的跳高运动员。学生尝试总结其共同特征,从
而引出本节课题。
(二)新课教学
重力的大小
在引出重力的概念之后,通过生活经验,如拿起书本和搬起桌子用力的不同,启发学生发现不同物体
的重力不同,从而研究重力的大小。
合作探究:
(1)提出问题、猜想
重力的大小与质量是否存在某种关系
86 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
(2)学生思考并讨论以下几个问题:
①实验中需要测哪些物理量;②需要哪些工具;③数据如何处理最合适。
(3)进行实验、收集数据
学生以小组为单位,自由选择不同的物质进行测量,教师巡视、指导实验,收集记录数据。
(4)交流讨论,得出结论
小组展示所得图像,并总结得出结论:物体所受重力与其质量成比正;不同物质,所受的重力与质量
的比值均为相近的常数。
在此基础上,引入比值g的单位,并介绍其物理意义。同时得出重力的计算公式G=mg。
重力的方向
通过日常生活中的事例,学生思考重力的方向,并明确为:竖直向下。让学生思考其方向能否描述为
垂直于接触面向下。展示悬挂小球实验帮助学生理解。
(三)巩固提高
已知两个鸡蛋约为1牛,计算一个鸡蛋的质量约为多少。
(四)小结
学生畅谈本节课的收获,并在学生回答的基础上,进行归纳梳理。
(五)作业
搜集资料,查阅1吨货物从北极运到赤道重力变小的原因。
2.阅读材料,根据要求完成教学设计。
材料:某高中物理教材“力的合成”一节有如下探究实验。
87 让每一个孩子都能遇到好老师高频考点 物理
请你完成以下任务:
(1)说明实验时减小误差的方法。
(2)基于该实验,设计一个包括教学过程的方案并说明设计意图。
2.【参考答案】
(1)选取的力应适当大一些;两力的夹角适中,不宜过大或过小。
(2)教学过程
(一)导入新课
故事导入,讲述曹冲称象的故事,提出问题:这种称象的方法依据是什么。从而引出本节课题。
由学生熟知的故事引发未曾深虑的问题,并以此借鉴到物理课堂,不仅能使学生拓展思维广度,还能
加深思考的深度,更能引入课题,为课堂内容展开垫定基础。
(二)新课教学
1.分力与合力
进行活动,分别请两位女生、一位男生依次提起某重物。提出问题:两次过程中,相同的是什么,不
同的是什么,二者之间有什么关系。结合学生回答,得出概念分力与合力。进一步提出问题:如果两位女
生没有将重物提起,则此二力还是分力吗?明确分力与合力的关系与前提。思考:分力与合力是否存在规
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律?
让学生参与到课堂,并对现象作出总结后,开展深入的思考,再次打开学生思维的广度,逐步建立科
学的思维。
2.平行四边形定则
用弹簧拉动橡皮条模拟合力与分力,进行学生实验。
实验步骤:1.用两个弹簧以一定角度拉动橡皮条到某位置,记录此时的力的大小方向和位置;2.用一个
弹簧拉动橡皮条到上述位置,记录此时力的大小和方向;3.在图纸上进行画力的图示。同时强调多次实验
取平均值。
通过图像比对,得出力的合成规律:平行四边形定则。
通过学生动手实验,在探索得到结果的过程中,能培养动手、交流、合作以及解决问题的能力。
3.深化理解
思考问题:合力的大小与分力的角度是什么关系,合力的最大值和最小值是什么。学生回答得出结论:
夹角越大,合力越小;夹角为零时合力有最大值,分力恰相反时合力最小。
在得到结论的基础上,进一步提出深入的问题,再次引导学生主动建立科学严密的思维方式,有利于
今后物理思维的发展。
(三)巩固练习
学生思考如何用较小的力获取较大力的作用效果。从多角度思考问题帮助学生培养发散的思维方式。
(四)小结作业
学生自主总结课堂所学内容,教师梳理归纳,使知识呈条理性,并布置练习题为课后作业。最大程度上培
养学生学习的主动性与对知识的概括总结能力。
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第七章 大学物理基础
【考点 148】大学物理-力学
1.位置矢量:
2.运动方程:
3.轨迹方程:从上式中消掉 ,得出 、 、 之间的关系式,即为该质点的轨迹方程。
4.瞬时速度:
5.瞬时速率:
6.瞬时加速度:
7.圆周运动总加速度:
8.功:
9.质点系的动能定理:
10.功能原理:
11.刚体定轴转动定律:
转动惯量:
12.
13.转动动能:
14.力矩的功:
15.刚体定轴转动的动能定理:
16.简谐振动的运动学方程: 或 ,
17.谐振动的能量:
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18.平面简谐波方程:
【考点 149】大学物理-热学
1.理想气体的压强公式:
2.理想气体内能:
3.三种速率
(1)最可几速率
(2)平均速率
(3)方均根速率
4.热力学第一定律
(1)等容过程: ,
(2)等温过程:
(3)等压过程: , ,
(4)绝热过程: ,
5.卡诺循环热机效率:
【考点 150】大学物理-电磁学
1.连续带电体电场的电场强度:
把连续带电体分成无限多个电荷元,看成点电荷,可有: 产生场强为 ,总场强
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2.高斯定理:
3.电势能:
4.电势
5.电势差:
6.毕奥-萨伐尔定律:
7.磁场的安培环路定律:
8.磁场对载流线圈的作用:
,为线圈磁矩(它只与线圈有关),由此可得出 的矢量式为:
9.动生电动势公式
10.感生电动势为:
【习题演练】
一、单项选择题
1.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为 (其中a、b为常量),则该质点
作( )。
A.匀速直线运动 B.变速直线运动
C.抛物线运动 D.一般曲线运动
1.【答案】B
【解析】质点的运动可从初始状态与加速度考查。 , ,可以看出,
当t=0时,v=0,质点处于静止状态,且无论何时,质点加速度为一恒量。故质点做匀加速直线运动。故本
题选B。
2.有一劲度系数为k的轻弹簧,原长为 ,将它吊在天花板上。当它下端挂一托盘平衡时,其长度变
为 。然后在托盘中放一重物,弹簧长度变为 ,则由 伸长至 的过程中,弹性力所作的功为( )。
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A. B.
C. D.
2.【答案】C
【解析】 ,积分微元 ,由 伸长至 的过程中,弹簧伸长量由 到 ,
因此 。故本题选C。
3.如图所示,一根匀质细杆可绕通过其一端O的水平轴在竖直平面内自由转动,杆长5/3m。今使杆从
与竖直方向成 角由静止释放(g取10m/s2),则杆的最大角速度为( )。
A.3rad/s B. rad/s
C. rad/s D. rad/s
3.【答案】A
【解析】根据刚体转动动能定理有 ,其中杆的转动惯量 ,
二式联立,代入数据,求得 。故本题选A。
4.水蒸气分解成同温度的氢气和氧气,内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)?( )。
A.66.7% B.50%
C.25% D.0
4.【答案】C
【解析】内能 ,水蒸气i=6,氢气i=5,氧气i=5,根据 ,即1摩尔水蒸气
生成1摩尔氢气和0.5摩尔氧气,因此 。故本题选C。
5.一均匀带电的球形薄膜,带电为 ,当它的半径从 扩大到 时,距球心 ( )
处的电场强度将由( )。
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A. 变为零 B. 变为
C. 变为零 D.零变为
5.【答案】A
【解析】对于带电的孤立导体球面,场强分布为:球内 ,球外 。因此在球膜未扩大
前,距球心R处的场强 ,而当扩大后,距球心R的位置已经在球膜之内,其场强为零。故本
题选A。
6.如图所示,半径为R的均匀带电球面,总电荷为Q,设无穷远处的电势为零,则球内距离球心为r
的P点处的电场强度的大小和电势为:( )。
A. B.
C. D.
6.【答案】B
【解析】对于带电的孤立导体球面,场强分布为:球内 ,球外 ;电势分布:球内
,球外 ,B正确。故本题选B。
7.两个载有相等电流I的半径为R的圆线圈一个处于水平位置,一个处于竖直位置,两个线圈的圆心
重合,则在圆心o处的磁感应强度大小为多少?( )。
A.0; B. ;
C. ; D. 。
7.【答案】C
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【解析】已知圆形电流在圆心处产生磁感应强度 ,根据右手螺旋定则可知,两线圈产生的磁
场垂直,因此合磁场为 。故本题选C。
二、计算题
1. 质量为m的子弹以速度v 水平射入沙土中,设子弹所受阻力与速度反向,大小与速度成正比,比
0
例系数为K,忽略子弹的重力,求:
(1)子弹射入沙土后,速度随时间变化的函数式
(2)子弹进入沙土的最大深度
1.【参考答案】
(1) 子弹进入沙土后受力为-Kv,由牛顿定律:
∴
∴
(2) 求最大深度
;
∴
2.一定量的理想气体,由状态a经b到达c。(如图,abc为一直线)求此过程中
p(atm)
(1)气体对外作的功;
a
3
(2)气体内能的增量;
b
2
(3)气体吸收的热量。(1atm=1.013×105Pa)
1 c
2.【参考答案】(1)气体对外作的功等于线段 下所围的面积
V(L)
0
1 2 3
W=(1/2)×(1+3)×1.013×105×2×103 J=405.2J
(2)由图看出P V =P V ∴T =T
a a c c a c
内能增量
(3)由热力学第一定律得:
3.一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形,沿其上半部分均匀分布有电荷+Q,沿其下半部分均匀分布
有电荷-Q,如图所示。试求圆心O处的电场强度。
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3.【参考答案】在 处取电荷元,其电荷为:dq=dl= 0 Rsind
它在O点产生的场强为:
在x、y轴上的二个分量:
dE=-dEcos
x
dE=-dEsin
y
对各分量分别求和: =0
∴
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