高考专家讲座系列之物理Word格式文档下载.docx
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据此材料，以下叙述正确的是
A．PM10表示直径小于或等于1.010-6m的悬浮颗粒物
B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力
C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大
布朗运动；
文中微粒的分布规律
实验：
验证机械能守恒定律
⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：
在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图像，并做如下判断：
若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。
请你分析论证该同学的判断依据是否正确。
图像；
动能定理
23．（18分）
如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。
已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0。
偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。
（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度
和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y；
（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。
在解决
（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。
已知U=2.0×
102V，d=4.0×
10-2m，m=9.1×
10-31kg，e=1.6×
10-19C，g=10m/s2。
（3）极板间既有静电场也有重力场。
电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。
类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”
的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。
模型建立、估算、重力势
24．（20分）
（1）动量定理可以表示为
，其中动量p和力F都是矢量。
在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。
例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如图1所示。
碰撞过程中忽略小球所受重力。
a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化
、
；
b．分析说明小球对木板的作用力的方向。
（2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。
激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用。
光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒。
一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小球的光路如图2所示。
图中O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO的夹角均为θ，出射时光束均与SO平行。
请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。
a．光束①和②强度相同；
b．光束①比②的强度大。
动量分量式、动量定理的分量式、动量定理与动量守恒的图示表征
（北京2015年高考理综第23题）
如图所示，弹簧的一端固定,另一端连接一个物块，弹簧质量不计。
物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为。
以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量。
（1）请画出F随x变化的示意图；
并根据F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功。
（2）物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，在这个过程中，
a．求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量；
b．求滑动摩擦力所做的功；
并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。
（1）概念和规律的使用条件：
W=Fx→
（2）a.保守力做功特点、功能关系；
b.引入势能的条件
（北京2015年高考理综第24题）
真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示。
光照前两板都不带电。
以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。
假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用。
保持光照条件不变。
a和b为接线柱。
已知单位时间内从A板逸出的电子数为N，电子逸出时的最大动能为Ekm。
元电荷为e。
（1）求A板和B板之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短。
（2）图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r。
（3）在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为U。
外电阻上消耗的电功率设为P；
单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为Ek。
请推导证明：
P=Ek。
（注意：
解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明）
（1）电场力、洛伦兹力、共点力平衡；
电流的定义
（2）闭合电路欧姆定律E=U+Ir的理解：
●电源电动势在数值上等于外电路断开时的路端电压，即当外电路断开时，E=U
●电源内阻在数值上等于电源电动势与短路时的最大电流，即当短路时，
（3）电流的定义
能量转化与守恒：
电子克服电场力做功等电子损失动能；
电子的动能损失Ek全部转化为外电路产生的电热Q。
（北京2014年高考理综第23题）
万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。
（1）用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果。
已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G。
将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响。
设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0。
a．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值F1/F0的表达式，并就h=1.0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）；
b．若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值F2/F0的表达式。
（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳的半径RS和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变。
仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的1年将变为多长？
（1）万有引力与重力关系：
赤道上和极地
（2）万有引力定律、向心力公式的变形：
（北京2014年高考理综第24题）
导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。
如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同；
导线MN始终与导线框形成闭合电路。
已知导线MN电阻为R，其长度L恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B。
忽略摩擦阻力和导线框的电阻。
（1）通过公式推导验证：
在
时间内，F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能
，也等于导线MN中产生的焦耳热Q；
（2）若导线MN的质量m=8.0g、长度L=0.10m，感应电流I=1.0A，假设一个原子贡献1个自由电子，计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率ve（下表中列出一些你可能会用到的数据）；
阿伏加德罗常数NA
6.01023mol−1
元电荷e
1.610−19C
导线MN的摩尔质量
μ
6.010−2kg/mol
（3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。
展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型；
在此基础上，求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力
的表达式。
（北京2013年高考理综第24题）
对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。
⑴一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。
该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。
（a）求导线中的电流I；
（b）将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为
F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安=F。
⑵正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。
为简化问题，我们假定：
粒子大小可以忽略；
其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；
与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。
利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。
解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）
（北京2012年高考理综第15题）
一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上，消耗电功率为P；
若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为
．如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为
A．5VB．5
VC．10VD．10
V
（北京2012年高考理综第16题）
处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值
A．与粒子电荷量成正比B．与粒子速率成正比
C．与粒子质量成正比D．与磁感应强度成正比
总结：
（1）概念深层理解与物理过程分析是物理问题解决的两大重要因素；
（2）新颖情景考查概念和规律的深层理解：
变的是情景，不变的是深层理解；
（3）从物理题目回归物理概念、规律的深层理解。
科学思维的重要性。
学会如何思考。
科学思维的不同层次：
宏观、微观。
寻求中观层次。
思维层次
分类项目
科学思维
建模、推理、论证、质疑与创新
认识方式
局部与系统相结合、唯像与机理、定性与定量结合、动静结合、状态与过程结合、运动与相互相互作用关系、功能关系、统计分布规律、连续与量子化、数形表征结合
思维方法
比较与分类、图像、类比、等
解题方法
图像法、比例法、极限法、三角形法、图解法、整体法
介于宏观与微观之间、与学科紧密结合。
概念界定：
一、认识对象——理想化
1.物体？
2.质点、点电荷
例1．（全国2015）在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。
当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；
当机车在西边拉着车厢以大小为2a/3的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F。
不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为
A．8B．10C．15D．18
3.刚体、质点组、系统
例2．用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如右图所示。
今对小球a持续施加一个水平向左的恒力，并对小球b持续施加一个水平向右的同样大的恒力，最后达到平衡。
表示平衡状态的图可能是
例3.（北京2013.24）正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。
例4.1
如图所示，一半径为r的带正电的孤立实心金属球的球心为O，沿x轴上各点的电场强度大小用E表示。
下列关于x轴上各点电场强度的大小E随位置x的变化关系图，正确的是
例4.2
如图所示，假设通过地球南北两极打一个洞，一个物体在洞内距离地心为r处所受地球的万有引力等于半径为r的球体内的地球物质对物体的万有引力。
地球半径为R；
假设地球质量分布均匀，密度为ρ；
万有引力常数为G。
从北极的洞口由静止释放一个物体。
（1）求物体在距离地心为0.5R处的加速度大小a；
（2）证明物体在洞内做简谐运动；
（3）求物体在运动过程中的最大速度大小vm。
例5．（全国2016）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。
为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度
竖直向上喷出；
玩具底部为平板（面积略大于S）；
水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。
忽略空气阻力。
已知水的密度为
，重力加速度大小为
。
求
（i）喷泉单位时间内喷出的水的质量；
（ii）玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。
二、认识角度——物理观念
1．运动与力
例1．如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。
102m，m=9.1×
1031kg，e=1.6×
1019C，g=10m/s2。
例2．在光滑水平上有一小滑块。
开始时滑块静止。
若对滑块施加一力F1，作用时间为t，然后施加一相反方向的力F2。
当力F2与F1持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能
在上述过程中，F1对滑块的电场力做功为
，冲量大小为
F2对滑块的电场力做功为
则
A．
B．
C.
D．
例3.动量定理可以表示为
例4.激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。
2．功与能量变化
例5.（2014北京高考）导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。
3．统计规律、概率、量子化
例6.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。
用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应。
换用同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；
此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；
当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）
C．
例7．（北京2015年高考理综第24题）
三、认识思路——因果解释
1．定性与定量结合
例1.如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点O在水平面上自由转动。
一颗子弹以垂直于杆的水平速度v0击中静止木杆上的P点，并随木杆一起转动。
已知木杆质量为M，长度为L；
子弹质量为m，点P到点O的距离为x。
忽略木杆与水平面间的摩擦。
设子弹击中木杆后绕点O转动的角速度为ω。
下面给出ω的四个表达式中只有一个是合理的。
根据你的判断，ω的合理表达式应为
C．
例2.如图所示，工厂利用皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C平台上，C平台离地面的高度一定。
运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。
将货物轻轻地放在A处，货物随皮带到达平台。
货物在皮带上相对滑动时，会留下一定长度的痕迹。
已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为μ。
若皮带的倾角θ、运行速度v和货物质量m都可以改变，始终满足
可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
A．当速度v一定时，角θ越大，运送时间越短
B．当倾角θ一定时，改变速度v，运送时间不变
C．当倾角θ和速度v一定时，货物质量m越大，
皮带上留下的痕迹越长
D．当倾角θ和速度v一定时，货物质量m越大，
皮带上摩擦产生的热越多
例3．如图所示,倾角为θ的光滑斜面,底端有一档板与弹簧相连.一小物块从斜面上某点A由静止释放.下列说法正确的是
A．物块刚接触弹簧时速度最大
B．物块、弹簧和地球组成的系统机械能守恒
C．从物块接触弹簧直到把弹簧压缩到最短的过程中,物块的动能先增大再减小
D．适当增加释放点A到弹簧上端的距离（保持弹簧处于弹性限度内），物块与弹簧每次接触经历的时间将变短
2．动态与静态相结合
例4.（2011年17题）如图所示电路，电源内阻不可忽略。
开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的小数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
例5．真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。
在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37º
（取sin37º
=0.6，cos37º
=0.8）。
现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上[抛出。
求运动过程中
（1）小球受到的电场力的大小及方向；
（2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量；
（3）小球的最小动量的大小及方向。
例
F
6．水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；
导轨上放一质量为m的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；
均匀磁场竖直向下。
用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系如右下图。
（取重力加速度g=10m/s2）
（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？
（2）若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω；
磁感应强度B为多大？
（3）由v—F图线的截距可求得什么物理量？
其值为多少？
例7．如图1所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为
，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m。
导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B。
金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连。
不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g。
现在闭合开关S，将金属棒由静止释放。
（1）判断金属棒ab中电流的方向；
（2）若电阻箱R2接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热Q；
（3）当B=0.40T，L=0.50m，
37°
时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系，如图2所示。
取g=10m/s2，sin37°
=0.60，cos37°
=0.80。
求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m。
3．宏观与
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