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文档简介
板块一高考热点突破
热点一物理学史和思想方法
题型(一)物理学史
科学家主要贡献
①1638年,论证物体下落过程中的运动情况与物体的质最无关;
②伽利略理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保
伽利略
持这个速度一直运动下去;
(意大利)
③伽利略在1638年出版的《两种新科学的对话》一书中,运用“观
察一假设一数学推理”的方法,详细地研究了抛体运动
①以牛顿三大运动定律为基础建立牛顿力学;
牛顿
②1687年,在《自然哲学的数学原理》上发表万有引力定律,建立
(英国)
行星定律理论的基础
开普勒
17世纪提出关于行星运动的开普勒三定律
(德国)
卡文迪许
1798年,利用扭抨实验装置比较准确地测出了万有引力常量G
(英国)
库仑
1785年,库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律
(法国)
密立根
通过油滴实验精确测定了元电荷。的数值,e=1.60X10",9C
(美国)
①解释了摩擦起电的原因:
富兰克林
②通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起
(美国)
来,并发明避雷针
欧姆
通过实验得出欧姆定律
(德国)
①与俄国物理学家楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效
焦耳
应的规律,称为焦耳定律;
(英国)
②能量守恒定律的发现者之一
楞次
1834年,提出确定感应电流方向的定律——楞次定律
(俄国)
奥斯特1820年,发现电流可以使周围的小磁针产生偏转,称为电流的磁效
(丹麦)应
洛伦兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹力)的
(荷兰)观点
笛卡儿①在《哲学原理》中比较完整地第一次表述了惯性定律;
(法国)②第一个明确地提出了“动量守恒定律”
①发现了安培定则;
安培
②发现电流相互作用的规律:
(法国)
③提出分子电流假说
①在1821年,法拉第在重亚奥斯特“电生磁”实验时,制造出人类
法拉第历史上第一台最原始的电动机;
(英国)②1831年,发现电磁感应现象,使人类的文明跨进了电气化时代;
③提出用电场线描述电场、用磁感线描述磁场
亨利
最大的贡献是发现自感现象
(美国)
演练冲关
1.(2018•泰安二模)物理学对人类文明进步做出了积极的贡献,成为当代人类文化的
一个重要组成部分,关于物理学发展过程,下列说法中正确的是()
A.亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快
B.自然界的电荷只有两种,库仑把它们命名为正电荷和负电荷
C.奥斯特发现了电磁感应现象,揭示了电现象与磁现象之间的联系
D.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以
这一速度永远运动下去
解析:伽利略认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快,选项
A错误;自然界的电荷只有两种,富兰克林把它们命名为正电荷和负电荷,选项B错误;法拉
第发现了电磁感应现象,揭示了电现象与磁现象之间的联系,选项C错误;伽利略通过“理
想实验”得出结论:运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,
选项D正确.
答案:D
2.(2018-临沂二模)在物理学发展的过程中,有许多伟大的科学家做出了突出贡献,
关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是()
A.德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行研究,得出万有引力定律
B.英国物理学家焦耳在热学、电磁学等方面做出了杰出贡献,发现了焦耳定律
C.英国物理学家卡文迪许利用扭秤首先较准确地测定了静电力常量
I).古希腊学者亚里士多德认为物体下落快慢由它们的重量决定,牛顿利用逻辑推断使
亚里士多德的理论陷入「困境
解析:德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行多年研究,得出了行星运
动规律,牛顿得出了万有引力定律,选项A错误;英国物理学家焦耳在热学、电磁学等方面
做出了杰出贡献,成功地发现了焦耳定律,选项B正确;英国物理学家卡文迪许利用卡文迪
许扭秤首先较准确地测定了引力常量,选项C错误;占希腊学者亚里士多德认为物体下落快
慢由它们的重量决定,伽利略利用逻辑推断使亚里上多德的理论陷入了困境,选项D错误.
答案:B
3.(多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,利用这
种方法伽利略发现的规律有()
A.力不是维特物体运动的原因
B.物体之间普遍存在相互吸引力
C.忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快
I).物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反
解析:伽利略通过实验研究和逻辑推理得到了力不是维持物体运动的原因及在忽略空气
阻力时,轻、重物体卜落一样快,都做自由落体运动,而B选项是万有引力定律,D选项是牛
顿第三定律,因此只有选项A、C正确.
答案:AC
4.(2019•周口模拟)下列叙述中符合物理学史的有()
A.卢瑟福通过研究阳极射线实验,发现了电子
B.卢瑟福通过对。粒子散射实验现象的分析,证实了原子核矩可以再分的
C.巴耳末根据氢原子光谱分析•,总结出氢原子光谱可见光区波长公式
D.玻尔提出的原子模型,彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说
解析:汤姆逊通过研究阴极射线实验,发现了电子,选项A错误;卢瑟福通过对。粒
子散射实验现象的分析,得出了原子的核式结构理论,选项B错误;巴耳末根据氢原子光谱
分析,总结出氢原子光谱可见光区波长公式,选项C正确:玻尔在卢瑟福的原子核式结构学
说的基础上,引入了量子理论,提出的原子模型,并没有完全否定卢瑟福的原子核式结构学
说,故选项D错误.
答案:C
5.(2019•湖南六校联考)以下叙述正确的是()
A.法拉第发现了电流的磁效应
B.惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大
C.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因
D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果
法.它在解决物理学问题时很常用,思想就是“化整为零”,先分析“微元”,再通过
“微元”分析整体
就是用两个基本物理量的“比”来定义一个新的物理品的方法,特点是:月=£但力
比值定
义法
与8、C均无关,如a—△£、E—q、7、芥=/'。一芦
在物理现象或待测物理量十分微小的情况下,把物理现象或待测物理量按照•定规律
放大法放大后再进行观察和测最,这种方法称为放大法,常见的方式有机械放大、电放大、
光放大
决定某一个现象的产生和变化的因素有很多,为了弄清事物变化的原因和规律,必须
控制变设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,研究其他两个
量法变晟之间的关系,这种方法就是控制变最法,如探究加速度与力、质最的关系,就用
了控制变量法
等效替在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,
代法但不会改变物理效果,如用合力替代各个分力、用总电阻替代各部分电阻等
也叫“比较类推法”,是指由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物
也应具有这种属性的推理方法,其结论必须由实验来检测,类比对象间共有的属性越
类比法
多,则类比结论的可靠性越大,如研究电场力做功时,与重力做功进行类比;认识电
流时,用水流进行类比;认识电压时,用水压进行类比
4)演练冲关
7.“曹冲称象”的故事妇孺皆知,当众人面临大象这样的庞然大物,且在缺少有效的称
量工具的时候,他称量出天象的体重,体现了他的智慈,被世人称道.下列物理学习或研究
中用到的方法与“曹冲称象”的方法相同的是()
A.“质点”的概念
B.合力与分力的关系
C.“瞬时速度”的概念
D.研究加速度与合力、质量的关系
解析:“曹冲称象”故事中用等重量的石头代替等重量的大象,是等效替代的思想;力
的合成与分解、运动的合成与分解是等效替代的思想,故B正确;建立“质点”的概念,采
用的是理想模型法,故A错误;建立“瞬时速度”的概念,采用的是极值法,故C错误;研
究加速度与合力、质量的关系,采用的是控制变量法,故D错误.
答案:B
8.(2018•常德模拟)在物理学的发展过程中,科学家们创造出了许多物理学研究方法,
以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是()
A.电流/=力采用了比值定义法
B.合力、分力等概念的建立体现了等效替代的思想
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,将物体抽象为一个有质量的点,这样的方
法叫理想模型法
D.根据功率的定义式-:,当时间间隔[非常小时,孑就可以表示瞬时功率,坟里运用
了极限思维法
解析:电流/=[中,电流由电压和电阻决定,不是比值定义法,故A错误;合力、分力
等概念体现了等效替代的思想,故B正确;理想模型法是忽略了事物的次要因素、突出了事
物的主要因素而建立的模型,故C正确;功率的定义式片彳,当时间间隔f非常小时(即趋于
极限值),7可以表示瞬时功率,此时运用的是极限思维法,故D止确.
答案:A
9.(2019•惠州一调)下列说法正确的是()
A.伽利略的理想斜面实验说明了“力是维持物体运动的原因”
B.采用比值定义法定义的物理量有:电场强度片上,电容仁夕加速度
C.库仑通过实验得出了库仑定律,并用扭秤实验最早测量出了元电荷e的数值
D.放射性元素发生一次日衰变,新核原子序数比原来原子核序数增加1
解析:伽利略通过理想斜面实验,说明了力不是维持物体运动的原因,故A错误;加速
度a=(不属于比值定义法,故B错误;库仑用扭秤实验最早得出库仑定律,密立根测出了元
电荷e的数值,故C错误;放射性元素发生一次月衰变,放射出一个电子,原子序数增加1,
故D正确.
答案:0
10.(2019•洛阳模拟)下列说法中正确的有()
A.kg、m、N都是国际单位制中的基本单位
B.伽利略通过理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因
C.物理模型在物理学研究中起到了重要作用,其中“质点”“点电荷”等都是理想化模
型
D.卡文迪许将行星与太阳之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体,得出万有引力定
律并测出了引力常量G的数值
解析:kg与m属于国际单位中的基本单位,N是导出单位,故A错误;伽利略通过理想
斜面实验说明力不是维持物体运动的原因,故B错误:“质点”“点电荷”等都是理想化模型,
故C正确;牛顿将行星与太阳之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体,得出万有引力定律,
卡文迪许测出了引力常量。的数值,故I)错误.
答案:C
11.(2019•商丘九校联考)下列各叙述中正确的是()
A.牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量
B.伽利略首先将实验事实和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来
C.理想化模型是把实际问题理想化,略去次要因素突出主要因素,例如质点、位移等
XR
D.用比值定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,例如速度/=二、加速度打=-
tm
都是采用了比值法定义的
解析:牛顿总结出了万有引力定律,卡文迪许用实验测出了引力常量,选项A错误;伽
利略首先将实验事实和逻辑推理(包括数学推理)和谐地结合起来,选项B正确;理想化模型
是把实际问题理想化,略去次要因素,突出主要因素,例如质点,点电荷等,选项C错误;
用比值定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,例如速度加速度a=4不是采用
tm
了比值法定义的,选项D错误.
答案:B
12.(2019•平顶山段考)关于物理学研究方法和物理学史,下列说法正确的是()
A.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近
似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
B.根据速度定义式片若,当△,非常非常小时,片并就可以表示物体在,时刻的
瞬时速度,该定义应用了微元法
C.亚里士多德认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动,再根据铜球
在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律,这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法
D.牛顿在伽利略等前辈研究的基础上,通过实验验证得出了牛顿第一定律
解析:在探究匀变速运动的位移公式时,采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一
Ax
段段的匀速运动,即采用了微元法,故A正确;根据速度定义式u=不,当△£非常丰常小
Ax
时,就可以表示物体在才时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思维法,故B错误;伽
利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90。的斜面上的运动,再根据铜球在斜面上的运动
规律得出自由落体的运动规律,这是采用了实验和逻辑推埋相结合的方法,故C错误;牛顿
第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,而不能直接通过实验得出的,
但能接受住实践的检验,故D错误.
答案:A
热点二物理图象
1.明确五类图象
运动学图象X—,图象、V—£图象
F-£图象、a—,图象
动力学图象
尸一x图象、川一/图象
电场类图象。一x图象、£—x图象
4一£图象、切一£图象
电磁感应类图象
X图象、夕一£图象
原子物理学图象“图象、戊-v图象
2.读图六点关注
(1)坐标轴:弄清两个坐标轴表示的物理量.注意坐标原点是否从零开始;注意纵轴物
理量为矢量时,横轴以上表示此物埋量为正,横轴以下表示此物理量为负.
(2)图线形状:注意观察图象形状是直线、曲线还是折线等,从而弄清图象所反映的两
个物理量之间的关系,明确图象反映的物理意义.
(3)斜率的意义:图线某点的斜率表示一个物理量随另一个物理量的变化率,大小等于
两个物理量增量的比值.
x-t图象中两点连线的斜率表示这段时间的平均速度,某一点切线的斜
X—£图象率表示这•时刻的瞬时速度.『一£图象中两点连线的斜率表示这段时间
内的平均加速度,某一点切线的斜率表示这一时刻的加速度
/一/图象/一/图象的斜率表示外力的大小
0—*图象0—A■图象的斜率表示电场强度的大小
0—,图象0—,图象的斜率表示单匝线圈产生的电动势大小
(4)面积的意义:图线与横轴所围的面积常代表一个物理量,这个物理量往往表示纵、
横坐标所表示的物理量的乘积的物理意义.
图象『一2图象与1轴所围面积表示这段时间内质点的位移
图象a-i图象与r轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化
/•、-X图象Ax图象与X轴所围面积表示这段位移内力〃所做的功
/■片图象少一4图象与Z轴所围面积表示这段位移两端的电势差
了一片图象j-f图象与r轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量
(5)交点、拐点的意义:经常是解答问题的突破点,需要根据图象信息具体分析.
①图线与坐标轴的交点坐标的含义与图象有关,如x—£图线与彳轴交点纵坐标表示开
始计时的位置,而p—r图线与P轴交点的纵坐标表示质点的初速度.
②拐点表示图象的斜率大小或方向发生突变.
③在同一坐标系中不同图象的交点表示具有相同的物理量.如x-t图线交点表示此刻
相遇(在同一位置),r-t图线的交点表示此刻物体速度相同.
(6)坐标单位和数量级:在识图和用图时,一定要看清坐标轴的单位和数量级,如m、cm、
X107nl等.
题型(一)图象信息类
演练冲关
1.(2019•汕头二模)2019年央视春晚加入了非常多的科技元素,在舞台表演中还出现
了无人机.现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度
匕及水平方向速度0与飞行时间1的关系图象如图内所示.则下列说法正确的是()
A.无人机在力时刻处于失重状态
B.无人机在0〜七这段时间内沿直线飞行
C.无人机在询时刻上升至最高点
D.无人机在£2〜£3时间内做匀变速运动
解析:依据图象可知,无人机在△时刻,在竖直方向上加速度向上,处于超重状态,故
A错误;在0〜G这段时间,无人机在竖直方向上做匀加速直线运动,在水平方向做匀减速直
线运动,则合加速度与合初速度不会共线,做曲线运动,即物体沿曲线上升,故B错误;在
竖直方向上速度为正,一直向上运动,在右时刻上升至最高点,故C错误;在&〜心时间内,
水平方向做匀速直线运动,竖直向上方向做匀减速直线运动,因此合运动做匀变速曲线运动,
故D正确.
答案:D
2.(2019•惠州模拟)用水平力拉一物体,使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直
线运动,力时刻撤去拉力尸,物体做匀减速直线运动,到叁时刻停止.其速度时间图象如图所
示,且。>万,若拉力/做的功为加,冲量大小为小物体克服摩擦阻力广做的功为以冲
量大小为人.则下列选项正确的是()
A.吩他h>I2B./<修;
C.用<的;L<hD.价=侬h=I2
解析:全过程由动能定理得:用一展=0得,挑=心由动量定理得:/一4=0得1=乙
故D正确.
答案:D
3.(2019•黔东南州模拟)某次顶竿表演结束后,演员/(视为质点)自竿顶由静止开始滑
下,如图甲所示.演员力滑到竿底时速度正好为零,然后曲腿跳到水平地面上,演员力的质
量为50kg,长竹竿质量为5kg,力下滑的过程中速度随时间变化的图象如图乙所示.重力加
速度取10m/s2,则£=5s时,演员力所受重力的功率为()
C.55W【).550W
解析:由♦图象可知,4〜6s内/I向下减速,加速度为d=lm/s1£=5s时,力的
速度大小为%=2—£=1m/s,故演员/所受重力的功率为月;=以点外=500W,故B正确.
答案:B
4.(2019•合肥模拟)如图甲所示,置于水平地面上质量为勿的物体,在竖直拉力尸作
用下,由静止开始向上运动,其动能£与距地面高度力的关系如图乙所示,已知重力加速度
为g,空气阻力不计.下列说法正确的是()
A.在0〜加过程中,少大小始终为侬
B.在0〜加和乐〜2加过程中,尸做功之比为2:1
C.在0〜2加过程中,物体的机械能不断增加
D.在2庆〜3.5加过程中,物体的机械能不断减少
解析:0~/击过程中,笈-力图象为一段直线,故由动能定理得故/•,
=2侬,A错误;由A可知,在0〜九过程中,做功为2雅办),在乐〜2乐过程中,由动能定理
可知,华一mgh产1.bmghn-mgh”解得%=1.5mghf,因此在0〜/为和力)〜2々过程中,尸做功之
比为3:2,故B错误;通过A、B可知,在0〜2Al过程中,尸一直做正功,故物体的机械能不
断增加;在2久〜3.5篇过程中,由动能定理得//,一1.57/她=0—1.5/侬%,则/尸=0.故少
做功为0,物体的机械能保持不变,故D错误.
答案:C
5.(2019•河南省示范高中联考)一电子在电场中仅受静电力作用,从力到〃做直线运
动,其电势能反随距1点的距禽x的关系如图所示,则下列说法正确的是()
A.该电场是匀强电场
B.该电子的动能逐渐增大
C.月点的电势低于〃点的电势
D.该电子运动的加速度逐渐减小
解析:电势能的变化等于电场力的功,则由△瓦=m4万可知,瓦-X图象的斜率为定值,
可知该电场是匀强电场,电子运动的加速度不变,选项A正确,D错误;电子从力到6电势能
增加,可知电场力做负功,动能减小,且夕点电势低于0点,选项B、C错误.
答案:A
6.(多选)(2019•深圳模拟)如图甲所示,abed是位于竖直平面内的正方形闭合金属线
框,金属线框的质量为〃/,电阻为凡在金属线枢的下方有匀强磁场区域,MV和尸。是匀烛
磁场区域的水平边界,并与线框的be边平行,磁场方向垂直纸面向里.现使金属线框从J邠
上方某一高度处由静止开始下落,图乙是金属线框由开始卜.落到曲边刚好运动到匀强磁场PQ
边界的图象,图中数据均为已知量,重力加速度为幺不计空气阻力,则在线框穿过磁场
的过程中,下列说法正确的是()
A.△到G过程中,线框中感应电流沿顺时针方向
B.线框的边长为修(方2—力)
C.线框中安培力的最大功率为建”
n
D.线框中安培力的最大功率为建竺
解析:金属线框刚进入磁场时,磁通量增加,根据居次定律判断可知,线框中感应电流
方向沿逆时针方向,故A错误;由图象可知,金属框进入磁场过程中做匀速直线运动,速度
为匕,匀速运动的时间为拉一3故金属框的边长:£=修(七一G,故B正确;在金属框进入
磁场的过程中,金属框所受安培力等于重力,则得:mg=BIL,又/=等,又£=匕*2—力),
联立解得8=;㈠,)、用线框仅在进入磁场和离开磁场过程中受安培力,进入时安
培力等于重力,离开时安培力大于重力,开始减速,故开始禽开磁场时安培力最大,功率最
大,为只=尸安心又"安=哙,联立得:尺="工,故C错误,D正确.
/1V\
答案:BD
题型(二)图象判断类
演练冲关
7.(2019•珠海一模)如图,一物体沿光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端,若用力、
X、八a分别表示物体下降的高度、位移、速度和加速度,E表示所用的时间,则在下列图象
中正确的是()
解析:物体受重力和斜面的支持力.设斜面的倾角为0.根据牛顿运动定律知加速度为
a=^in〃不变,物体做初速度为零的匀加速直线运动.位移则力=xsin,=£asin
〃巴都与时间的平方成正比,故A、B错误;速度丫=短,与时间成正比,故C正确;加速
度a=^in〃不变,故D错误.
答案:C
8.(2019•洛阳模拟)如图所示,一水平传送带以的=2m/s的恒定速度匀速运动.已知
传送带左端力到右端〃的距离为1()m,传送带各处粗糙程度相同.把工件无初速地放到/处.
经过时间6s,工件被传送到/,处.则下列图象中能表示工件的速度%随时间E变化关系的是
()
解析:设工件到达Z?时恰好与传送带的速度相等,则全程的平均谏度为:厮=1m/s,用
的时间应该为廿产=10s>6S,说明工件在到达8之前已经和传送带的速度相等,所以工
产
件先做匀加速运动,后做匀速运动,故A、C、D错误,B正确.
答案:B
9.(多选)(2019•深圳模拟)如图所示,在光滑水平桌面上有一边长为£、电阻为<的正
方形导线框,在导线框右侧有一宽度为小冷/)的条形勺强磁场区域,磁场的边界与导线框的
一边平行,磁场方向竖直向下.导线框以某•初速度向右运动,f=0时导线框的右边恰与磁
场的左边界重合,并以此位置开始计时并作为导线框位移x的起点,随后导线框进入并通过
磁场区域.下列图象中,可能正确描述上述过程的是()
□一
解析:由于线圈以一定初速度进入磁场,则感应电动势为:E=BLv,闭合电路欧姆定律,
则感应电流为:1=^安培力为:F=BIL=~,由牛顿第二定律得:F=ma,则有
KRRm
由于『减小,所以a也减小.当完全进入磁场后,不受到安培力,所以做匀速直线运动,当
出磁场时,速度与时间的关系与进入磁场相似.而速度与时间的斜率表示加速度的大小,因
此B正确,A错误;线圈注入磁场时,设某时刻进入磁场的距离为x,此时线圈的速度为心
nt4/2
则由动量定理:-8〃A£=〃“一加的其中/A£=g=-则v=Vo—jx;同样当完全进入磁
KKm
场后,不受到安培力,所以做匀速直线运动,当出磁场时,速度『与位移X的关系与进入磁
场相似,则选项D正确,C错误.
答案:BD
10.(2018•成都模拟)已知雨滴在空中运动时所受空气阻力〃用=公力,其中k为比例
系数,,为雨滴半径,I,为W动速率.,一0时,雨滴由静止开始沿竖直方向下落.落地前雨滴
已做匀速运动且速率为匕“用a表示雨滴的加速度,下列图象不可能正确的是()
解析:根据牛顿第二定律可得〃收一履速度增大,加速度减小,当加速度减为零,
4
雨滴做匀速直线运动,mg=krv^选项A、B正确;当最后匀速运动时,有k"=Pg
o
r»可得最大速率与山•成正比,故选项C正确,选项D错误.
答案:D
11.(2018•遵义模拟)某区域的电场线分布如图所示,其中间一根电场线是直线,一带
正电的粒子从直线上的。点由静止开始在电场力作用下运动到力点.取。点为坐标原点,沿
直线向右为x轴正方向,粒子的重力忽略不计.从。到4运动过程中,下列关于粒子运动速
度P和加速度a随时间t的变化、运动轨迹上电势0和粒子的动能A随位移x的变化图线可
能正确的是()
解析:从。到月过程中,电场线先是变疏后乂变密,所以电场强度先减小后增大,电场
强度越大,单位长度上电势降落的越快,故电势先减小得慢后减小得快,即斜率先减小后增
大,故c错误;电场强度先减小后增大,则电场力先减小后增大,所以加速度先减小后增大,
B正确;由于电场力对粒子一直做正功,所以速度一直增加,图象的斜率表示加速度,所以斜
率先减小后增大,故A错误;根据动能定理可得所以图象的斜率表示电场强度大小,
所以斜率也应先减小后增大,故D错误.
答案:B
12.如图所示.单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中,中心轴线必'与磁场边界重
合,线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向;匀速转动.f=0时线圈平面与磁场
方向垂直,规定电流方向沿aAd为正方向.则下图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律
的是()
解析:。〜和,ab一侧的线框在磁场中绕外'转动产生正弦交流电,电流方向由楞次
TT
定律判断为心拓且越来越大〜5内,一侧线框在磁场外,而A一侧线框又进入磁场产生
JL乙
交流电,电流方向为dMa且越来越小,依此类推,可知/一£图象为B.
答案:B
热点三斜面问题
1.物体在斜面上静止或匀速直线运动(〃2tan0)
^7^7777777777777777
垂直斜面方向上F\=mgcos0
沿斜面方向上Ft=〃侬cos0
2.物体沿斜面向下做匀加速直线运动(〃<tan0)
沿斜面方向上由牛顿第二定律得:mgsinO—Ff=ma解得a=康;in0—p^cos0
3.斜面上的平抛问题
水平方向X=v.t
竖直方向y=\gr
由几何关系tan0=-
X
解得片红g
g
4.斜面上的动力学问题
(1)受力情况:重力、弹力、摩擦力、电场力、安培力(或洛仑兹力).
(2)运动情况:匀速直线运动或静止状态(受力平衡);匀加速直线运动:平抛运动、类
平抛运动或圆周运动.
题型(一)斜面上的动力学问题
演练冲关
1.(2019•西安模拟)如图所示,足够长的斜面上有a、b、c、d、e五个点,ab=bc=
cd=de,从a点水平抛出一个小球,初速度为/时,小球落在斜面上的方点,落在斜面上时
的速度方向与斜面夹角为0.不计空气阻力,初速度为2/时()
A.小球可能落在斜面上的c点与d点之间
B.小球一定落在斜面上的e点
C.小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于0
D.小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角小于〃
解析:设斜面与水平的夹角为*当初速度为/时,落在斜面上的力点,由平抛运动的
12/
规律可知:x=vt,力=方/,解得f=jtana,因此当速度变为2P时,落到斜面上的时间
为2b因此水平方向的位移加=2/・2£=4筋因此小球会落到e点,故A错误,B正确;由
平抛的推论可知,当速度为。时,小球落在斜面上其速度方向与水平方向的夹角的正切值tan
〃=2lan。可知小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角等于故C、I)错误.
答案:B
2.(2019•佛山模拟)如图,倾角为〃、质量为也的斜面体静止在光滑水平面上.现有
质量为川的物块,以初速度%从斜面上某处沿斜面减速下滑.已知物块与斜面体间的动摩擦
因数为〃,则在此过程中(:)
A.斜面体向右运动
B.斜面体对物块做负功
C.地面给斜面体的支持力等于(m+Mg
D.物块和斜面体构成的系统动量守恒
解析:对系统,水平方向受合外力为零则水平方向动量守恒,选项D错误;物块下滑时
做减速运动,则水平向左的动量减小,由动量守恒定律可知,斜面体水平向左的动量必然增
加,即斜面体向左运动,选项A错误;物块的动能和重力势能均减小,则机械能减小,则斜
面体对物块做负功,选项3正确;物块沿竖直方向加速度有向上的分量,可知物块失重,则
地面给斜面体的支持力小于(/〃+的.选项C错误.
答案:B
3.(多选)(2019•郑州模拟)如图所示,质量均为〃的氏d两个光滑斜面静止于水平面
上,底边长度相等,方斜面倾角为30°,"斜面倾角为60°.质量均为m的小物块a和,分别
从两个斜面顶端由静止自白滑下,下滑过程中两斜面始终静止.小物块到达斜面底端的过程
中,下列说法正确的是()
A.两物块所受重力冲量相同
B.两物块所受重力做功的平均功率相同
C.地面对两斜面的摩擦力均向左
D.两斜面对地面压力均小于(m+Mg
解析:设斜面的底边长度为L,则斜边长度x告,小滑块下滑的加速度fin",
下滑的时间t=嬴R,当斜面倾角分别为3。。和6。。时,可得两滑块运动的
时间相同,根据/=侬£可知,重力的冲量相等,选项A正确:重力做功「三侬Ztan0,则重
ir1___________________
力做功的平均功率々『yWgAin2〃・tan则当斜面倾角分别为30°和60。时两物
块所受重力做功的平均功率不相同,选项B错取;当物块加速下滑时,加速度有水平向右的
分量,则对滑块和斜面的整体而言,由牛顿第二定律可知,地面对两斜面的摩擦力均向右,
选项C错误;竖直方向,因滑块下滑时加速度有竖直向下的分量,可知滑块失重,则两斜面
对地面压力均小于(勿+.吩g,选项D正确.
答案:AD
4.如图所示,两小球a。从直角三角形斜面的顶端以相同大小的水平速率外向左、向
右水平抛出,分别落在两个斜面上,三角形的两底角分别为30°和60°,则两小球a、b运
动时间之比为()
A.1:第B.1:3
C.y/3:1D.3:1
解析:设a、b运动的时间分别为九和编则tan30°=—尸,tan60°=—
Vor.yZVbV^lbZV(y
两式相除得:故正确.
tbtan260=31B
答案:B
5.(2018•舟山模拟)如图所示,质量为必的物体在粗糙斜面上以加速度a匀加速下滑(斜
面固定):当把物体的质量增加加时,加速度为续;当有一竖直向下且过重心的恒力/作用在
物体上时,加谏度变为分,如果F=/ng,则()
A.3\=ciz=33B.3\—
C.&=aXa,D.水
解析:物体以加速度a匀加速下滑时,受到重力、斜面的支持力和滑动摩擦力,根据牛
顿第二定律得:的=(懈in0—/jjfgcosO)・)=^in。一〃8os,,当把物体的质量增
,,[(J升力)史in0—(材+加)鸵os.A-业$
加加时,则n有&=-----------------------------------=^sin0—pgcQs0,当加一
."十m
1,什尸
竖直向下的恒力/时&=[(J/+Q•的in〃一〃W+Q^os0]•-=-T7-(^sin〃一v即os
6),因此拭=会<&.故C正确.
答案:C
6.(2018•湖南衡阳一中模拟)如图所示,小球由倾角为45°的斜坡底端尸点正上方某
一位置0处自由下落,下落至〃点的时间为h,若小球从同一点。处以速度%水平向左抛出,
恰好垂直撞在斜坡上,运动时间为t,f不计空气阻力,则r.:七等于()
解析:小球自Q处自由下落,下落至〃点,则有//=JgA;小球自。处水平向左抛出,
恰好垂直撞在斜坡上,如图所示,则有vy=vn=gt2,力=;g氏x=v0t2i可得x=2h,由几何
关系知仁x+力,联立解得力:t2=\[i1,故B1E确.
答案:B
题型(二)斜面上的电学问题
<)演练冲关
7.(2019•南平模拟)如图所示,倾角为〃的光滑绝缘斜面固定在水平面上.为了使质
量为/〃,带电量为+«的小球静止在斜面上,可加一平行纸面的匀强电场(未画出),则()
A.电场强度的最小值为『="二""
B.若电场强度£=”,则电场强度方向•定竖直向上
C.若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上,则电场强度逐渐增大
D.若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上,则电场强度先减小后增大
解析:当所加的电场强度最小时,场强方向沿斜面向上,此时:〃娇inO=qE,解得电
场强度的最小值为£="俗选项A错误;若qE=晒,则可能是电场力、重力以及斜面
的支持力二力互成120°,此时场强的方向不是竖向向上的方向,选项B错误;由图可知,若
电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上,则电场力逐渐变大,电场强度逐渐增大,选
项C正确,D错误.
答案:C
8.(2019•峨山模拟)如图所示,倾角为。的光滑绝缘斜面处在垂直斜面的匀强磁场和
方向未知的匀强电场中,有一个质量为创带电量为〃(◎())的小球在斜面上作匀速圆周运动,
其角速度为出.则下列说法正确的是()
A.匀强磁场方向一定垂直于斜面向下
B.匀强磁场的磁感应强度〃的大小为等
C.未知电场的方向一定沿斜面向上
D.未知电场的方向可能垂直于斜面
解析•:小球恰在斜面上做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律得
J得到r=*,周期得到,=皿=4匕二,得到“=竺竺,洛伦兹力提供向心力,
rqifvqliq
指向圆心,结合左手定则可知,如果顺时针转动,磁场方向垂直向上,如果逆时针转动,磁
场方向是垂直向下,故A错误,B正确;当重力沿斜面向下的分力与电场力平衡时,电场力最
小,场强最小,则有凰目=〃酸打〃,得到切产一”,电场力方向平行斜面向上,而粒
子带正电,故电场线方向沿斜面向上;电场方向平行斜面的分量是沿斜面向上,垂直斜面的
方向也是可以有分量的,故电场的方向(合场强的方向)不一定垂直于斜面,故C错误,I)错误.
答案;B
9.(多选)(2019•乐山模拟)如图所示,长为£倾角为,的光滑绝缘斜面处于电场中,
一带电量为质量为勿的小球,以初速度的从斜面底端力点开始沿斜面上滑,当到达斜面顶
端6点时,速度仍为依则下列说法正确的是()
A.从一两点间的电玉一定等于"
Q
B.若电场是匀强电场,则该电场的电场强度的最小值一定为“资」0
Q
C.小球在4点的电势能一定大于在力点的电势能
D.若该电场是斜面中点竖直正上方某点的点电荷0产生的,则。一定是正电荷
解析:小球从力运动到月的过程中:qU-mgLsin"=%花一加,所以〃=
乙乙"小C:”.
A正确;若电场为匀强电场,由公式£一£&知当两点间的电压一定时,间距越大,电场强度
越小,故电场强度的最小值为E=4="”n:B正确;在上升过程中,重力做负功,故电
场力做正功,电势能减小,力点的电势能大于夕点的电势能,c错误;若该电场是斜面中点正
上方某点的点电荷。产生的,离电荷远的力点电势高,所以。一定是负电荷,D错误.
答案:AB
10.如图所示,质量为m带+g电荷量的滑块,沿绝缘斜面匀速下滑,当滑块滑至竖直
向下的匀强电场区域M,滑块运动的状态为()
A.继续匀速下滑B.将加速下滑
C.将减速下滑D.以上三种情况都可能发生
解析:滑块在电场中受力方向沿着电场线方向,即竖直向下,相当于滑块的重力变大了,
因为滑块开始是匀速下滑的,则摩擦力大小等于滑块重力沿着斜面向下的分力的大小.故滑
块在斜面方向上的合力为零不改变,所以滑块继续匀速下滑,只有A正确.
答案:A
11.(多选)如图所示,倾斜固定的平行光滑导轨与水平面成37°角,导轨间距为D.5m,
电阻不计.磁场方向垂直导轨平面向下,磁感应强度8=1T.质量分别为m=2Xl()Tkg和
狼=lXl(Tkg的导体棒他和c"垂直导轨放置.,电阻均为1。,两棒与导轨始终接触良好.下
列说法正确的是Q取10m/s2,sin37°=0.6)()
a
/37。
A.要使油棒或“棒静止不动,另一棒应向下做匀速运动
B.要使9棒或cd棒静止不动,另一棒应向上做匀速运动
C.要使cd棒静止不动,劭棒的速度大小是1.96n/s
D.要使成棒静止不动,则需在平行导轨方向加一个作用于cd棒的外力,其大小为0.18
N
解析:使棒静止不动,需使其所受安培力沿斜面向上且恒定,有?安=«〃=券=〃资皿
Z/I
〃,所以另一导体棒应匀速向上运动,故A项错误,B项正确;将已知条件代入上式解得r=
0.48m/s,故C项错误;对整体应用平衡条件有尸=(例+㈤/in。=().18N,故I)项正确.
答案:BD
12.如图甲所示,两根足够长的光滑金属导轨ab、cd与水平面成〃=30°固定,导轨
间距离为电阻不计,一个阻值为吊的定值电阻与电阻箱并联接在两金属导轨的上端,
整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为6=1T.现
将一质量为以不计电阻的金属棒从图示位置由静止开始释放,金属棒卜滑过程中与导轨
接触良好,且始终与导轨俣持垂直,改变电阻箱的阻值凡测定金属棒的最大速度心得到,
%勺关系如图乙所示,g取10m/s?.求:
(1)金属棒的质量〃,和定值电阻分的阻值;
(2)当电阻箱力取2Q,且金属棒的加速度为;时,金属棒的速度.
解析:(1)金属棒以速度跖下滑时,由法拉第电磁感应定律得£=应%.
由闭合电路欧姆定律得E=告,
/i-rAo
当金属棒以最大速度勿下滑时,由平衡条件得
Bf1—mgsin0=0,
解得乂打・/心1
于/mgsin0R跖sin〃万
由《牺象可得
mgsin01'
加21
:
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