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高中物理大题考点例析,郑州播优教育免费一对一资料

2022-08-01 14:25 作者:播优私塾秦老师  | 我要投稿

一、物理计算压轴题两大解题方法



二、八大类题型解题思路例析


三、练习及解答


1 甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)甲罐的容积为,罐中气体的压强为;乙罐的容积为2,罐中气体的压强为现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等求调配后

(i)两罐中气体的压强;

(ii)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比

答案:(i)(ii)23

解析: (i)假设乙罐中的气体被压缩到压强为,其体积变为,由玻意耳定律有

(2)

现两罐气体压强均为,总体积为()设调配后两罐中气体的压强为,由玻意耳定律有

()(2)  

联立式可得

(ii)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强时,体积为,由玻意耳定律

设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为,由密度的定义有

 

联立式可得

考点:气体的分压定律,和克拉伯龙方程式:PV =nRT(n=m/M)


2在磁感应强度为 的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α 衰变,放射出的α 粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R.以m、q 分别表示α 粒子的质量和电荷量,M 表示新核的质量,放射性原子核用表示,新核的元素符号用Y表示,该衰变过程释放的核能都转化为α 粒子和新核Y 的动能,则(  )

A.新核Y 和 α 粒子的半径之比

B.α 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,环形电流大小

C.新核的运动周期

D.衰变过程的质量亏损为

答案:AD。

解析:A由动量守恒定律,和粒子在磁场中的轨道半径

而粒子带两个单位正电荷,因此新核Y 和 α 粒子的半径之比

A正确;

B.α 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,环形电流大小

B错误;

C.新核的运动周期

C错误

D.由于

根据质能方程

整理得

D正确。

故选AD。

考点:原子物理和动量守恒结合考察。


3如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为,长为,导轨平面与水平面的夹角为,在导轨的中部刷有一段长为的薄绝缘涂层,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向与导轨平面垂直,质量为的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为,其他部分的电阻均不计,重力加速度为,求:

(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数;

(2)导体棒匀速运动的速度大小;

(3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热。

答案:(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数


(2)导体棒匀速运的速度大小为;

(3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热为。

解析:(1)在绝缘涂层上,导体棒做匀速直线运动,受力平衡,如图所示,则有:

,解得:

(2)导体棒在光滑导轨上滑动时:感应电动势为:,感应电流为:,安培力为:

联立得:,受力平衡,有:,解得:

(3)导体棒在滑上涂层滑动时摩擦生热为:

整个运动过程中,根据能量守恒定律得:

解得:。

考点:安培力推导公式,能量守恒


4、如图,一物块在水平拉力的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。学.科网物块与桌面间的动摩擦因数为(    )

A.  

B.   

C.  

D.

答案:C

解析:开始时力F水平拉动物体匀速运动,可得:F=μmg....(1);

F的大小不变方向与水平面成60°角拉动物体时,仍然匀速直线运动  结合平衡关系,对物体受力分析, 如

图所示利用正交分解的方法可知:

水平方向:F.cos60=f.....(2)

竖直方向:F.sin60+FN=mg...(3)   

f=uFN.....(4)

联立可得:Fcos 60°=μ(mg-Fsin 60°)

μ= ,故选C.

考点:受力分析、正交分解,正交分解的考察


5、如图,位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧和抛物线组成,圆弧半径水平,点为抛物线顶点。已知=2m,,=。取重力加速度大小。

(1)一小环套在轨道上从点由静止滑下,当其在段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,求圆弧轨道的半径;

(2)若环从点由静止因微小扰动而开始滑下,求环到达点时速度的水平分量的大小。

答案:(1)

(2)

解析:(1)一小环套在段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,则说明下落到点时的速度,使得小环套做平抛运动的轨迹与轨道重合,故有①,②,

从ab滑落过程中,根据动能定理可得③,联立三式可得

(2)下滑过程中,初速度为零,只有重力做功,根据动能定理可得④

因为物体滑到点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过点时速度与竖直方向的夹角相等,设为,则根据平抛运动规律可知⑤,

根据运动的合成与分解可得⑥

联立①②④⑤⑥可得

考点:平抛运动、运动的合成与分解、动能定理


6如图(a)所示,在光滑的水平面上有甲、乙两辆小车,质量为30 kg的小孩乘甲车以5 m/s的速度水平向右匀速运动,甲车的质量为15 kg,乙车静止于甲车滑行的前方,两车碰撞前后的位移随时间变化图象如图(b)所示.求:

(1)甲、乙两车碰撞后的速度大小;

(2)乙车的质量;

(3)为了避免甲、乙两车相撞,小孩至少以多大的水平速度从甲车跳到乙车上?

答案.(1)1 m/s 3 m/s (2)90 kg (3)6.7 m/s

解析:(1)由图可知,碰撞后甲车的速度大小:

v==-1 m/s,负号表示方向向左,

乙车的速度大小:v== m/s=3 m/s;

(2)甲、乙两车碰撞过程中,三者组成的系统动量守恒,

以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

(m+m)v=(m+m)v+mv,代入数据解得:m=90 kg;

(3)设人跳向乙车的速度为v,系统动量守恒,

以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

人跳离甲车:(m+m)v=mv+mv,

人跳至乙车:mv=(m+m)v,

为使二车避免相撞,应满足:v≤v,

取“=”时,人跳离甲车的速度最小,

代入数据解得:v= m/s≈6.7 m/s.

考点:动量守恒,相对运动关系与图像


7、图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的段轨道与四分之一光滑圆弧轨道在点水平相切.点距水面的高度为,圆弧轨道的半径为,圆心恰在水面.一质量为的游客(视为质点)可从轨道的任意位置滑下,不计空气阻力.

(1)若游客从点由静止开始滑下,到点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的点,=2,求游客滑到点时的速度大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功;

(2)若游客从段某处滑下,恰好停在点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到点后滑离轨道,求点离水面的高度.(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为=)

答案: (1)

 -(-2) (2)

解析:(1)游客从点做平抛运动,有2=①

=②

由①②式得=③

从到,根据动能定理,有

(-)+=-0④

由③④式得=-(-2)⑤

(2)设与间夹角为,游客在点时的速度为,受到的支持力为,从到由机械能守恒定律,有

(-cos )=-0⑥

过点时,根据向心力公式,有cos -=⑦

=0⑧

cos =⑨

由⑥⑦⑧⑨式解得=.⑩

考点:动能定理,曲线运动


8、 空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O、P是电场中的两点。从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电,B的电荷量为q(q>0)。A从O点发射时的速度大小为v0

,到达P点所用时间为t;B从O点到达P点所用时间为。重力加速度为g,求

(1)电场强度的大小;

(2)B运动到P点时的动能。

答案:(1)

;(2)

解析:(1)设电场强度的大小为E,小球B运动的加速度为a。根据牛顿定律、运动学公式和题给条件,有

mg+qE=ma①

解得

(2)设B从O点发射时的速度为v1,到达P点时的动能为Ek,O、P两点的高度差为h,根据动能定理有

且有

联立③④⑤⑥式得

考点:电偏转和能量关系


9、 如图所示,坐标系的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直于平面向里;第四象限内有沿轴正方向的匀强电场,电场强度大小为.一带电量为+、质量为的粒子,自轴上的点沿轴正方向射入第四象限,经轴上的点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场.已知=,=2,不计粒子重力.

(1)求粒子过点时速度的大小和方向.

(2)若磁感应强度的大小为一确定值,粒子将以垂直轴的方向进入第二象限,求.

答案(1)=2

   =45°. (2)
. 

解析:(1)设粒子在电场中运动的时间为,加速度的大小为,粒子的初速度为,过点时速度的大小为,沿轴方向分速度的大小为,速度与轴正方向间的夹角为,由牛顿第二定律得

=  ①

由运动学公式得

=   ②

2=  ③

=    ④

=    ⑤

tan =       ⑥

联立①②③④⑤⑥式得

=2  ⑦

=45°.   ⑧

(2)

设粒子做圆周运动的半径为,粒子在第一象限内的运动轨迹如图所示,为圆心,由几何关系可知△为等腰直角三角形,得

=2      ⑨

由牛顿第二定律得

=     ⑩

联立⑦⑨⑩式得

=.  ⑪

考点:带电粒子在纯电场中的运动、运动的独立性与等时性。带电粒子在分立场中的运动


10、一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔.筒绕其中心轴以角速度顺时针转动.在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成角.当筒转过时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒.不计重力.若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为(  ).

A.    

B.     

C.     

D.

答案:A

解析:如图所示,由几何关系可知粒子的运动轨迹圆心为,

由粒子在磁场中的运动规律可知:

 ①

  ②

由①②得即比荷 ③

由圆周运动与几何关系可知

则  ④

又有  ⑤

由③④⑤得 

考点:带电粒子在磁场中运动的轨迹类问题,圆形磁场区域


11、如图,两平行金属导轨位于同一水平面上,相距,左端与一电阻R相连;整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为,方向竖直向下。一质量为的导体棒置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨以速度匀速向右滑动,滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,导轨和导体棒的电阻均可忽略。求

(1)电阻消耗的功率;

(2)水平外力的大小。

答案:

解析:(1)导体切割磁感线运动产生的电动势为,

根据欧姆定律,闭合回路中的感应电流为

电阻R消耗的功率为,联立可得

(2)对导体棒受力分析,受到向左的安培力和向左的摩擦力,向右的外力,三力平衡,故有,,故

考点:安培力推论,

电荷量推论,

安培力冲量推论,BqL=MV。


12 、一简谐横波沿水平绳沿轴负方向以=20m/s的波速传播。已知=0时的波形如图所示,绳上两质点、的平衡位置分别是=5m、=35m。从该时刻开始计时,求:

(1)质点第一次回到平衡位置的时间;

(2)平衡位置在=20m的质点,其振动的位移随时间变化的表达式(用余弦函数表示);

(3)经过多长时间,质点、振动的速度相同。

答案:(1)0.75s(2) 

(3) 

解析:(1)机械波在均匀介质中匀速传播,波沿轴负方向传播,平衡位置的振动状态距点

解得

;

(2)

由题知,。

该质点与原点的距离为

,则该质点的初相位为

故该质点的振动表达式为

;

(3)当某质点位于平衡位置时,其两侧与它平衡位置间距相等的质点速度相同,平衡位置的振动状态传播到中点的距离

经过的时间

解得

 。

点评:波的平移法,波的周期性问题


13如图,一竖直放置的气缸上端开口,气缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为,温度均为。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体,直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。

答案:

解析:(i)开始时活塞位于处,加热后,汽缸中的气体先经历等容过程,直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为,压强为,根据查理定律有①

根据力的平衡条件有②;联立①②式可得③

此后,汽缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达处,设此时汽缸中气体的温度为;活塞位于处和处时气体的体积分别为和。根据盖—吕萨克定律有④

式中=⑤  =(+)⑥

联立③④⑤⑥式解得⑦

从开始加热到活塞到达处的过程中,汽缸中的气体对外做的功为⑧

考点:热力学第一定律,与气体状态方程


14如图,一半径为的玻璃半球,点是半球的球心,虚线′表示光轴(过球心与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求

(i)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值;

(ii)距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到点的距离。

答案:(i)

  (ii)

解析:(i)如图,从底面上处射入的光线,在球面上发生折射时的入射角为,当等于全反射临界角时,对应入射光线到光轴的距离最大,设最大距离为。

设是玻璃的折射率,由全反射临界角的定义有

 ②

由几何关系有

联立①②③式并利用题给条件,得

(ii)设与光轴距的光线在球面点折射时的入射角和折射角分别为和,由折射定律有

设折射光线与光轴的交点为,在△

中,由正弦定理有⑥

由几何关系有

联立⑤⑥⑦⑧式及题给的条件得

考点:本题主要考查光的折射定律的应用,解题关键是根据题意画出光路图,根据几何知识确定入射角与折射角,然后列方程求解


15完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试,并取得成功。航母上的舰载机采用滑跃式起飞,故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成,如图1所示。为了便于研究舰载机的起飞过程,假设上翘甲板是与水平甲板相切的一段圆弧,示意如图2,长,水平投影,图中点切线方向与水平方向的夹角()。若舰载机从点由静止开始做匀加速直线运动,经到达点进入。已知飞行员的质量,,求


(1)舰载机水平运动的过程中,飞行员受到的水平力所做功;

(2)舰载机刚进入时,飞行员受到竖直向上的压力多大。

答案:(1)

  (2)

解析:(1)舰载机由静止开始做匀加速直线运动,设其刚进入上翘甲板时的速度为,则有

根据动能定理,有

联立①②式,代入数据,得

(2)设上翘甲板所对应的圆弧半径为

,根据几何关系,有

由牛顿第二定律,有

联立①④⑤式,代入数据,得

考点:运动学与我国科技进步


16、如图所示,质量相等的物块和叠放在水平地面上,左边缘对齐.与、与地面间的动摩擦因数均为。先敲击,立即获得水平向右的初速度,在上滑动距离后停下。接着敲击,立即获得水平向右的初速度,、都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为.求:

(1)被敲击后获得的初速度大小;

(2)在左边缘再次对齐的前、后,运动加速度的大小、;

(3)被敲击后获得的初速度大小.

答案:(1)

  (2)=3′=(3)

解析:(1)由牛顿运动定律知,加速度的大小=

匀变速直线运动  2=

解得

(2)设的质量均为

对齐前,所受合外力大小=3

由牛顿运动定律=,得  =3

对齐后,所受合外力大小′=2

由牛顿运动定律′=2′,得′=

(3)经过时间,、达到共同速度,位移分别为、,加速度的大小等于

则=,=–

且–=

解得

考点:相对运动


17平面直角坐标系中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ现象存在沿轴负方向的匀强电场,如图所示。一带负电的粒子从电场中的点以速度沿轴正方向开始运动,点到轴的距离为到轴距离的2倍。粒子从坐标原点离开电场进入磁场,最终从轴上的点射出磁场,点到轴距离与点到轴距离相等。不计粒子重力,问:


(1)粒子到达点时速度的大小和方向;

(2)电场强度和磁感应强度的大小之比。

答案:(1)

,方向与轴方向的夹角为45°角斜向上  (2)

解析:(1)粒子在电场中由到做类平抛运动,设点速度与+方向夹角为,点到轴的距离为,到轴的距离为2,粒子的加速度为,运动时间为,根据类平抛运动的规律,有:

方向:

方向:

粒子到达点时沿轴方向的分速度为:

又:

解得:,即,粒子到达点时速度方向与轴方向的夹角为45°角斜向上。

粒子到达点时的速度大小为

(2)设电场强度为,粒子电荷量为,质量为,粒子在电场中受到的电场力为,粒子在电场中运动的加速度:

设磁感应强度大小为,粒子做匀速圆周运动的半径为,洛伦兹力提供向心力,有:

根据几何关系可知:

整理可得:

考点:组合场、复合场问题。本题难度不大,但需要设出的未知物理量较多,容易使学生感到混乱,要求学生认真规范作答,动手画图


18电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为,电容器的电容为。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为,电阻不计。炮弹可视为一质量为、电阻为的金属棒,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关S接1,使电容器完全充电。然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场(图中未画出),开始向右加速运动。当上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,达到最大速度,之后离开导轨。问:

(1)磁场的方向;

(2)刚开始运动时加速度的大小;

(3)离开导轨后电容器上剩余的电荷量是多少。

答案:(1)磁场的方向垂直于导轨平面向下  (2)

  (3)

解析:(1)电容器充电后上板带正电,下板带负电,放电时通过的电流由,欲使炮弹射出,安培力应沿导轨向右,根据左手定则可知磁场的方向垂直于导轨平面向下。

(2)电容器完全充电后,两极板间电压为,根据欧姆定律,电容器刚放电时的电流:

炮弹受到的安培力:

根据牛顿第二定律:

解得加速度

(3)电容器放电前所带的电荷

量。

开关S接2后,开始向右加速运动,速度达到最大值时,上的感应电动势:

最终电容器所带电荷量

设在此过程中的平均电流为,上受到
的平均安培力:。

由动量定理,有:

又:

整理的:最终电容器所带电荷量

考点:本题难度较大,尤其是最后一个小题,给学生无从下手的感觉:电磁感应中动量定理求电量的应用是关键。


19一列简谐横波

的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点,图(b)是质点Q的振动图象。求

(i)波速及波的传播方向;

(ii)质点Q的平衡位置的x坐标。

答案:(1)

,波沿负方向传播  (2)=9 cm

解析:(1)由图a可以看出,改波的波长为

由图b可以看出周期=2 s,故波速为

=18 cm/s

由图b可知,当时,Q向上振动,结合图a可知,该波沿x轴负方向传播

(2)设质点、平衡位置的坐标分别为

。由图(a)知,
,因此

由图(b)知,在

时点处于平衡位置,经
,其振动状态向轴负方向传播至点处,由此及③式有

由④⑤式得,质点的平衡位置的坐标为

考点:波动学的相关考察。波动图象、振动图象、波动传播及其相关的知识点。


20农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示.A的容积为7.5L,装入药液后,药液上方空气的压强为105Pa,体积为1.5L,关闭阀门K,用打气筒B每次打进105Pa的空气0.25L.则:

(1)要使药液上方气体的压强为4×105Pa,打气筒活塞应打几次?

(2)当A中有4×105Pa的空气后,打开阀门K可喷射药液,直到不能喷射时,A容器剩余多少体积的药液?


答案:(1)要使药液上方气体的压强为4×105Pa,打气筒活塞应打18次;

(2)当A中有4×105Pa的空气后,打开阀门K可喷射药液,直到不能喷射时,A容器剩余多少体积的药液为1.5L.

解析:(1)设打n次气,以容器A中与打入的气体为研究对象,

其状态参量为:p1=1×105Pa,V1=(1.5+0.25n)L,p2=4×105Pa,V2=1.5L,

由玻意耳定律得:p1V1=p2V2,

代入数据解得:n=18次;

(2)当内外气压相等时,药液不再喷出,此时:p3=1×105Pa,V3=?,

由玻意耳定律得:p2V2=p3V3,

代入数据解得:V3=6L,

剩余药液的体积:△V=V3-V1=7.5-6=1.5L;

考点:气体定律与现实生活相联系是热点考察方向,分析清楚气体状态变化过程、求出气体的状态参量、应用玻意耳定律即可正确解题

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