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考试说明物理示例题

（五）题型示例

【例1】自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。

下列说法正确的是

A.库仑发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系

B.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系

C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系

D.焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系

[答案]C

[说明]本题以物理学发展史上关于力和运动的基本观点为背景，考查力与运动的关系。

要求考生正确理解与力和运动相关的物理概念及规律的确切含义，并能够鉴别其似是而非的说法。

该题体现了物理学史的教育功能。

考生只要对力学发展史有基本了解，便能得出正确的选项。

本题对学科知识和理解能力的要求都不高，属容易题。

【例2】某同学把掉在地上的普通高中课本《物理1》拾起放回课桌面，在此过程中，课本重力势能增加量约为

A．0.3JB．3JC．30JD．300J

[答案]B

[说明]本题以发生在考生身边的实际生活情境为背景，考查重力做功与重力势能的概念。

要求考生在理解有关概念的基础上，能运用所学的物理知识去解决遇到的实际问题，且要求考生有一定的估算能力。

该题体现了贴近实际、贴近生活的理念。

考生对日常生活中常见物品的大小（尺度）、质量这些基本常识的了解程度是解答本题的关键。

课桌高度大约为0.7m，《物理1》课本质量大约为0.4kg，根据重力做功与重力势能变化的关系即可进行正确估算。

本题考查的学科知识较为简单，对考生的理解能力和应用数学处理物理问题能力的要求不高，属容易题。

【例3】英籍华人高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就，因而获得2009年诺贝尔物理学奖。

如图所示，光纤由折射率不同的内芯和包层构成，光以入射角θ从光纤的端面入射，并能够在内芯中传播。

以下说法正确的是

A．光纤是利用光的色散来传送信息的

B．光纤是利用光的衍射来传送信息的

C．内芯的折射率必须小于包层的折射率

D．入射角θ必须小于某个值

[答案]D

[说明]本题联系科技新闻，以光纤通信为背景，着重考查折射率、全反射和光的折射定律等物理概念和规律以及光导纤维等知识。

要求考生着重理解相关概念和规律的确切含义，并进行逻辑推理和论证，得出入射角θ必须满足的关系。

该题关注了科学技术的热点问题。

光纤是利用光从光密介质入射到光疏介质时发生的全反射而进行信息传送的。

要求考生能应用折射定律、全反射条件以及相关的几何知识，判断从光纤的端面入射的光经端面折射后，能在内芯和包层的界面发生全反射，入射角θ必须小于某个值。

本题考查较多的物理概念和规律，对考生的理解能力和推理能力要求较高，属中等难度题。

【例4】如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。

两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。

若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是

A．

甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力

B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力

C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利

D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利

[答案]C

[说明]本题以冰面上“拔河”比赛为情景，着重考查牛顿三定律、牛顿第二定律、运动学规律等知识。

要求考生着重理解相关规律的确切含义，并进行具体分析得出结果。

该题体现了物理知识在生活中的应用。

本题要求考生能正确选择研究对象，分清二力平衡与作用力和反作用力的不同，充分利用牛顿运动定律及运动学规律得到正确答案。

本题是一道有关力学实际问题的题目，对考生的理解能力和分析综合能力要求较高，属中等难度题。

【例5】如图（a）所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图（b）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。

若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上。

则t0可能属于的时间段是（　　）

　　A．

    B．

　　C．

   D．

　　[答案]B

[说明]本题以带电粒子在交变电场中做往复运动为情景，考查交变电压图像及周期性、电势差与电场强度关系、带电粒子在电场中的运动、匀变速直线运动规律等知识。

要求学生综合运用有关定律，对带电粒子在不同时刻释放后的运动过程进行全面分析，可借助v-t图像判定粒子的运动规律。

本题可作出粒子从释放时刻起的v-t图像，并用图像进行分析。

若

，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动。

根据v-t图像分析，可确定粒子向右运动的距离大于向左的粒子最终打到B板上；在

、

及

时间段上，粒子的运动情况可参照上述思路分析。

本题力、电综合题，考查较多重要的物理概念和规律，对学生的分析综合能力和应用数学处理物理问题能力要求高，属难题。

【例6】某同学用多用电表的欧姆“×10”挡测量某一电阻的阻值时，按正确的步骤操作得到如图所示的测量结果，为了得到更准确的结果，他按以下步骤操作进行测量：

a.把选择开关旋转到合适的欧姆挡位；

b.把红、黑表笔分别与被测量电阻的两端接触，根据所选的欧姆挡的倍率和电表指针的位置读出被测电阻的阻值；

c.测量完成后，把选择开关置于“OFF”挡。

回答下列问题：

（1）步骤a中，选择开关应旋转到欧姆“×______”挡。

（2）上述测量步骤中存在的重大遗漏是。

[答案]

（1）1

（2）换挡后需重新调零

[说明]本题以“练习使用多用电表”实验为背景，要求考生理解使用多用电表测量电阻的原理，掌握使用多用电表测量电阻的正确方法，并能在实验中发现问题、解决问题。

第

（1）小题，要求考生知道使用多用电表欧姆挡测量电阻时，要通过选择恰当的倍率，使电表指针的位置尽可能位于表盘中央刻度附近，以减小测量误差。

第

（2）小题，要求考生知道多用电表欧姆挡在换挡操作时均需重新调零。

本题考查多用电表的简单使用，对实验能力要求不高，属容易题。

【例7】在“测量滑块与木板之间动摩擦因数”的探究活动中，某物理小组设计使用的实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板水平固定在桌面上，一端装有定滑轮。

木板上有一滑块，其一端与打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。

打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。

开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。

（1）图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打出的点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。

根据图中数据计算可得滑块加速度a＝（保留三位有效数字）。

（2）回答下列两个问题：

①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有（填入所选物理量前的字母）。

A．木板的长度lB．木板的质量m1

C．滑块的质量m2D．托盘和砝码的总质量m3

E．滑块运动的时间t

②测量①中所选定的物理量时，需要的实验器材是。

（3）滑块与木板间的动摩擦因数

＝（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。

与真实值相比，测量的动摩擦因数（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

写出支持你的看法的一个论据：

。

[答案]

（1）0.495~0.497m/s2

（2）①CD②天平

（3）

偏大如：

没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦；没有考虑空气阻力等（只要论据正确也可得分）。

[说明]本题以“测量滑块与木板之间动摩擦因数”的探究活动为情境，考查滑动摩擦力、动摩擦因数等概念和牛顿运动定律。

要求考生能理解测量动摩擦因数的原理和方法，正确选择实验器材，分析处理测量数据，得出明确的测量结论，并对测量结果的误差进行评估。

该题体现了探究性、开放性的新课改理念。

第

（1）小题，要求考生掌握打点计时器的使用方法，能根据物体做匀加速直线运动时位移的特点，分析纸带上打出的一系列点，正确选择数据求出滑块的加速度，并知道有效数字的概念，按要求正确表示测量结果。

第

（2）小题，要求考生理解实验的原理和方法，能根据牛顿第二定律和滑动摩擦力公式，确定还应测量的物理量是滑块的质量m2以及托盘和砝码的总质量m3，并相应地选择天平做为测量器材。

第（3）小题，要求考生能根据牛顿第二定律和滑动摩擦力公式，得出动摩擦因数μ的表达式，并对实验结果进行分析，知道影响实验结果的因素。

本题对学科知识和实验能力、分析综合能力要求高，属难题。

【例8】有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。

电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R。

绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：

⑴橡胶带匀速运动的速率；

（2）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。

[参考解答]

（1）设电动势为E，橡胶带运动速率为v，由法拉第电磁感应定律，有

由：

E＝BLv，

①

又E＝U②

由①、②得：

v＝

③

（2）设电流强度为I，安培力为F，克服安培力做的功为W。

I＝

④

F＝BIL⑤

W＝Fd⑥

由④⑤⑥得：

W＝

⑦

[说明]本题以跑步机测速原理为情境，考查电磁感应现象、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力及做功等知识。

要求考生能根据所给的信息弄清跑步机的测速原理，并应用有关的物理知识解决实际问题。

该题体现的物理知识在生活实际中的应用。

第

（1）小题，要求考生对跑步机测速原理进行分析，应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律，求出橡胶带匀速运动的速率。

第

（2）小题要求对金属条进行受力分析，并应用欧姆定律、安培力和功的公式进行计算，求出金属条克服安培力做的功

本题是一道较简单的电磁学的实际问题，考查考生理解能力和基本的的分析综合能力，属容易题。

【例9】在游乐节目中，如图所示，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论。

他们将选手简化为质量m=60kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角α=53°，绳的悬挂点O距水面的高度H=3m。

不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。

取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。

（1）求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F。

（2）若绳长l=2m,选手摆到最高点时松手落入水中。

设水对选手的平均浮力f1=800N，平均阻力f2=700N，求选手落入水中的深度d。

（3）若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远。

请通过推算说明你的观点。

[参考解答]

（1）设绳长为

选手从起点摆到最低点，机械能守恒

①

选手在最低点，根据牛顿第二定律，有

②

解得

根据牛顿第三定律，人对绳的拉力F＝F′③

则F＝1080N④

（2）选手从右边最高点松手至水中最深处，根据动能定理，有

⑤

则

⑥

解得d=1.2m⑦

（3）选手从最低点松手后，做平抛运动

⑧

⑨

则

⑩

当

时，x有最大值，解得

因此，两人的看法均不正确。

当绳长越接近1.5m时，落点距岸边越远。

[说明]本题以某一游乐节目为情境，考查抛体运动与圆周运动规律、牛顿运动定律、动能定理和机械能守恒定律等知识。

要求考生对选手在运动过程中的受力情况进行具体分析，弄清其运动状态及能量状态的变化情况，能够根据题给条件列出有关物理量之间的关系式，运用所学的物理和数学知识进行推导和求解，并能根据结果得出正确的结论或解释。

该题体现了物理知识在生活中的应用。

第

（1）小题，要求考生对选手运动到最低点时的受力情况进行具体分析，然后运用牛顿运动定律、圆周运动规律列出表达式。

分析选手的运动过程，确定用机械能守恒定律综合分析求出选手对绳的拉力。

第

（2）小题，要求考生对选手由最高点到落入水中最深处的过程中，所受的阻力（含浮力）及其机械能变化情况进行分析，再运用动能定理求出选手落入水中的深度。

第（3）小题，要求考生运用平抛运动规律及数学求极值的方法求出具体的数值，并会根据结论分析判断落点与绳长的关系。

本题是一道力学综合题，考查较多的重要物理概念和规律，对分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力要求较高，属于中等难度题。

【例10】自由电子激光器是利用高速电子束射入方向交替变化的磁场区域，使电子在磁场区域中摆动着前进，进而产生激光的一种装置。

在磁场中建立与磁场方向垂直的平面坐标系xoy，如图甲所示。

方向交替变化的磁场随x坐标变化的图线如图乙所示，每个磁场区域的宽度

，磁感应强度大小

，规定磁场方向垂直纸面向外为正方向。

现将初速度为零的电子经电压U＝4.5×103V的电场加速后，从坐标原点沿x轴正方向射入磁场，取电子电荷量e=1.6×10-19C，质量m=9×10-31kg，不计电子所受的重力，不考虑电子因高速运动而产生的相对论效应和电子因发出激光的能量损失。

（1）电子从坐标原点进入磁场时的速度大小为多少？

（2）请在图甲中画出x=0至x=4L区域内电子在磁场中运动的轨迹，计算电子通过图中各磁场区域边界时位置的纵坐标，并在图中标出。

（3）从x=0至x=NL（N为整数）区域内电子运动的平均速度的大小为多少？

[参考解答]

（1）由动能定理，有

（2）如图丙所示，电子进入磁场区域后，有

电子通过第一个半周期磁场边界时位置的纵坐标为y1，有

同理可得，电子经过任一磁场区域纵坐标增加量均等于y1，故

YN=Ny1

=0.6

=0.9m

=1.2m

电子的运动轨迹如图丁所示

（3）若从x=0至x=NL区域内，电子运动的位移为s，有

其中x=NLy=Ny1

若电子经第一段圆弧运动的时间为t1，则电子运动时间

t=Nt1

由图丙，有

电子运动的平均速度大小

[说明]本题以自由电子激光器为背景，考查带电粒子在匀强磁场中的运动规律、平均速度概念及动能定理。

要求考生能根据自由电子激光器产生激光的机理，构建带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的物理模型，能对电子的整个运动过程进行具体分析，将其在周期性变化磁场中复杂的运动过程分为在每个周期中较简单的运动过程，并综合运用所学过的物理和数学知识深入研究电子在一个周期中运动状态的变化情况，然后，利用磁场周期性变化的特点，得到电子在x=0至x=4L磁场区域内运动的轨迹和平均速度。

该题有利于引导考生关注当代科学技术的发展。

第

（1）小题，要求考生运用动能定理求出电子经电场加速后的速度。

第

（2）小题，要求考生运用洛伦兹力和向心力公式求出电子进入磁场后做匀速圆周运动的半径，再通过几何关系求得电子通过第一个半周期磁场边界时位置的纵坐标；然后根据图乙中的B-x关系图线，利用磁场周期性变化的特点，求得电子通过各磁场边界时位置的纵坐标，并画出x=0至x=4L磁场区域内电子运动的轨迹。

第（3）小题，要求考生能由电子运动轨迹的图象，分别求出从x=0至x=NL区域内电子位移的大小和运动的时间，再根据平均速度公式，求出电子运动的平均速度。

本题是一道力、电综合试题，要求考生具有很强的分析综合能力以及应用数学处理物理问题的能力，属难题。

【例11】[物理——选修3－3]一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J，气体内能减少1.3×105J，则此过程。

（填入选项前的字母）

A．气体从外界吸收热量2.0×105J

B．气体向外界放出热量2.0×105J

C．气体从外界吸收热量6.0×104J

D．气体向外界放出热量6.0×104J

[答案]B

[说明]本题以一定质量的理想气体经历某一状态变化过程为情境，考查热力学第一定律及相关概念。

要求考生能正确理解热力学第一定律及相关概念的确切含义、适用条件以及它在简单情况下的应用。

考生在应用热力学第一定律ΔU=W+Q解题时，必须正确分析气体与外界进行热交换的情况，知道公式中各物理量正负符号的规定及其物理含义。

本题是选考内容的试题，对学科知识和理解能力的要求都不高，属容易题。

【例12】[物理——选修3－5]

衰变为

要经过m次衰变和n次衰变，则m和n分别为。

（填入选项前的字母）

A．2和4B．4和2C．4和6D．16和6

[答案]B

[说明]本题以

衰变为

为背景，考查原子核衰变等知识。

要求考生正确理解原子核衰变规律、质量数守恒规律和核电荷数守恒规律及它们在简单情况下的应用。

由于在

衰变为

的过程中，质量数减少了16，核电荷数减少了6，根据质量数守恒规律和核电荷数守恒规律可知，该衰变过程发生了4次衰变和2次衰变。

本题是选考内容的试题，对学科知识和理解能力的要求都不高，属容易题。