2020高考物理新课标专用版冲刺大二轮讲义：专题六实验第14课时 Word版含答案

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2020高考物理浙江专用版大二轮讲义：新选考考点全排查考点2

考点2　相互作用考试标准知识内容考试要求重力、基本相互作用c弹力c摩擦力c力的合成c力的分解c共点力平衡条件及应用c弹力1．弹力(1)定义：发生形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力．(2)产生条件：①物体间直接接触；②接触处发生形变．(3)弹力方向：(4)弹力有无的判断2．胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹力的大小和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成正比．(2)表达式：F ＝kx .①k 是弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，用符号N/m 表示；k 的大小由弹簧自身性质决定．②x 是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度．摩擦力1．静摩擦力与滑动摩擦力名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力产生条件①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动趋势①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动大小0<F f ≤F fmF f ＝μF N方向与受力物体相对运动趋势的方向相反与受力物体相对运动的方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动2.动摩擦因数(1)定义：彼此接触的物体发生相对运动时，摩擦力和正压力的比值．μ＝.F fF N (2)决定因素：接触面的材料和粗糙程度．力的合成与分解1．合力与分力(1)定义：如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同，这一个力就叫做那几个力的合力，那几个力叫做这一个力的分力．(2)关系：合力与分力是等效替代关系．2．共点力作用在物体的同一点，或作用线交于一点的几个力．如图中各组力均为共点力．3．力的合成(1)运算法则①平行四边形定则：求两个互成角度的分力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向．如图甲所示，F 1、F 2为分力，F为合力．②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量．如图乙，F 1、F 2为分力，F 为合力．(2)两个力的合力范围：|F 1－F 2|≤F ≤F 1＋F 2；合力可以大于分力，也可以小于分力，还可以等于分力．(3)几种特殊情况的共点力的合成类型作图合力的计算互相垂直F ＝F 12＋F 22tan θ＝F 1F 2两力等大，夹角为θF ＝2F 1cos θ2F 与F 1夹角为θ2两力等大夹角为120°合力与分力等大F ′与F 夹角为60°4.力的分解方法(1)效果分解法：由力的作用效果确定分力的方向，根据平行四边形定则作出平行四边形，然后用数学知识求解．(2)正交分解法①定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．②建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上)；在动力学中，往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系．受力分析1．把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图的过程．2．一般步骤共点力的平衡1．平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态．2．平衡条件F合＝0或者Error!.3．平衡条件的推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反．(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外两个力的合力大小相等，方向相反，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形．(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反．。

2020版高考物理一轮总复习第二章第6课时实验：验证力的平行四边形定则(实验课时)课件新人教版

第6课时实验：验证力的平行四边形定则 (实验课时)
一、基本实验要求 1．实验目的 (1)验证互成角度的两个共点力合成时遵循的平行四边形定则． (2)学会用作图法处理实验数据和得出实验结论．
2．实验原理
等效思想：使一个力F′的作用效果和两个力F1和F2的作用效果相同，都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，所以F′为F1和F2的合力，作出力F′的图示，再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F、F′在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同．
3．实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉、铅笔． 4．实验步骤 (1)仪器安装 ①如实验原理图所示，用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上． ②用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．
(2)测量与记录 ①用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O，记录两弹簧测力计的读数F1、 F2，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向． ②只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳套的方向． ③改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验．
钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示
数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、 O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的
l，部分数据如下表所示：
F/N 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
⑥F与F3作比较，即比较用平行四边形作出的合力和产生相同效果的实际的力是否一致，即可验证力的平行四边形定则的正确性．

2024年2020年高考物理必修二全册精彩课件全套完整版

2024年2020年高考物理必修二全册精彩课件全套完整版一、教学内容本课件依据2024年2020年高考物理必修二全册教材，详细内容包括：1. 力学：第一章运动学，第二章动力学，第三章牛顿运动定律；2. 电磁学：第四章电场，第五章磁场，第六章电磁感应；3. 实验部分：第七章力学实验，第八章电磁学实验。

二、教学目标1. 让学生掌握物理基本概念，理解物理定律及其应用；2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力；3. 提高学生的实验操作能力和科学思维。

三、教学难点与重点1. 力学部分：牛顿运动定律的理解与应用，运动学公式的运用；2. 电磁学部分：电场、磁场概念的理解，电磁感应现象的分析；3. 实验部分：实验原理的理解，实验数据的处理。

四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件，实物模型，实验器材；2. 学具：笔记本，教材，实验报告册。

五、教学过程1. 引言：通过现实生活中的实例，引入力学、电磁学等物理概念；2. 知识讲解：详细讲解教材章节内容，结合PPT课件和实物模型；3. 例题讲解：针对每个知识点，选取典型例题进行讲解；4. 随堂练习：布置与知识点相关的练习题，巩固所学内容；六、板书设计1. 力学部分：牛顿运动定律，运动学公式；2. 电磁学部分：电场、磁场概念，电磁感应现象；3. 实验部分：实验原理，实验步骤。

七、作业设计1. 作业题目：（1）力学：计算题，分析题；（2）电磁学：选择题，计算题；（3）实验部分：实验报告。

2. 答案：见附录。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思：针对课堂教学中出现的问题，进行原因分析，调整教学方法；2. 拓展延伸：推荐物理科普读物，鼓励学生参加科技活动，培养科学素养。

重点和难点解析1. 教学难点与重点的确定；2. 例题讲解的选取与深度；3. 实验教学的设计与实施；4. 作业设计的针对性与答案的详细性；5. 课后反思及拓展延伸的实际效果。

一、教学难点与重点的确定在制定教学计划时，应充分考虑学生的实际情况，结合物理学科特点，明确每个章节的难点和重点。

2020高考物理通用版冲刺大二轮讲义：专题六实验第13课时

0.5 V
估读位与最小刻度在同一位，采用 15估读
4.多用电表
(1)电流的流向电流从多用电表的“＋”插孔
(红表笔 )流入，从“－”插孔 (黑表笔 )流出，即“红进、黑出”．
(2)“机械零点”与“欧姆零点” “机械零点”在表盘刻度左侧“ 0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；
“欧姆零点”
在表盘刻度的右侧电阻刻度“ 0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．
1
图1 (1)图 1 中的 a 端应与 ________( 填“红”或“黑” )表笔连接．
(2)某同学将图中的 a、b 端短接，为使微安表满偏，则应调节 R1＝ ________ Ω；然后在 a、
b 端之间接入一电阻 Rx 后发现微安表半偏，则接入的电阻阻值为 Rx＝________ Ω．
(3)如图 2 甲所示，该同学将微安表与电阻箱 R2 并联，利用该电路图组装一个“× 100”倍
注意：最后一位的“ 0”不要随意增减．
3．电流表和电压表量程
精确度
读数规则
电流表 0～ 3 A 电压表 0～3 V
0.1 A 0.1 V
与刻度尺一样，采用 1 估读，读数规则较简单， 10
只需要精确值后加一估读数即可
电流表 0～ 0.6 A 0.02 A
估读位与最小刻度在同一位，采用
12估读
电压表 0～15 V
第 13 课时电学实验
考点
基本仪器的使用与读数
1．游标卡尺读数主尺读数 (化为毫米单位 )＋游标尺格子数×精确度．
精确度： 10 分度为 0.1 mm,20 分度为 0.05 mm,50 分度为 0.02 mm.
2．螺旋测微器读数固定刻度毫米数 (注意有无半刻度 )＋可动刻度格子数 (一定要估读 )× 0.01 mm.

2020高考物理新课标专用版冲刺大二轮讲义：考前回扣点十

回扣点十　高中物理学史和重要思想方法科学家国籍主要贡献伽利略意大利①论证较重物体不会比较轻物体下落得快；②伽利略理想斜面实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；③伽利略在教堂做礼拜时发现摆的等时性，惠更斯根据这个原理制成历史上第一座自摆钟；④伽利略在1638年出版的《两种新科学的对话》一书中，运用“观察→假设→数学推理”的方法，详细地研究了抛体运动牛顿英国①以牛顿三大运动定律为基础建立牛顿力学；②1687年在《自然哲学的数学原理》上发表万有引力定律，建立行星运动定律理论的基础开普勒德国17世纪提出开普勒三大定律卡文迪许英国利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量G库仑法国①库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律；②静电力常量的数值是在电荷量的单位得到定义之后，后人通过库仑定律计算得出的密立根美国通过油滴实验测定了元电荷的数值，e ＝1.60×10－19 C 欧姆德国通过实验得出欧姆定律焦耳英国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应的规律，称为焦耳—楞次定律；②能量守恒定律的发现者之一楞次俄国确定了感应电流方向的定律——楞次定律奥斯特丹麦1820年，发现电流可以使周围的小磁针产生偏转，称为电流的磁效应洛伦兹荷兰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)的观点笛卡尔法国①在《哲学原理》中比较完整地第一次表述了惯性定律；②第一次明确地提出了“动量守恒定律”安培法国①发现了安培定则；②发现电流相互作用的规律；③提出分子电流假说法拉第英国①法拉第在重复奥斯特“电生磁”实验时，制造出人类历史上第一台最原始的电动机；②1831年发现的电磁感应现象，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、用磁感线描述磁场卢瑟福英国①进行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型；②用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子玻尔丹麦量子力学的先驱，汲取普朗克、爱因斯坦的量子概念，提出原子结构的玻尔理论贝可勒尔法国发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构查德威克英国在α粒子轰击铍核时发现中子(原子核人工转变的实验)，由此人们认识到原子核的组成居里夫人法国发现了放射性更强的钋和镭1．理想模型法：为了便于进行物理研究或物理教学而建立的一种抽象的理想客体或理想物理过程，突出了事物的主要因素、忽略了事物的次要因素．理想模型可分为对象模型(如质点、点电荷、理想变压器等)、条件模型(如光滑表面、轻杆、轻绳、匀强电场、匀强磁场等)和过程模型(在空气中自由下落的物体、抛体运动、匀速直线运动、匀速圆周运动、恒定电流等)．2．极限思维法：就是人们把所研究的问题外推到极端情况(或理想状态)，通过推理而得出结论的过程，在用极限思维法处理物理问题时，通常是将参量的一般变化推到极限值，即无限大、零值、临界值和特定值的条件下进行分析和讨论．如公式v ＝中，当Δt →0时，v ΔxΔt 是瞬时速度．3．理想实验法：也叫做实验推理法，就是在物理实验的基础上，加上合理的、科学的推理得出结论的方法，这也是一种常用的科学方法．如伽利略斜面实验、推导出牛顿第一定律的实验等．4．微元法：微元法是指在处理问题时，从对事物的极小部分(微元)分析入手，达到解决事物整体目的的方法．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．5．比值定义法：就是用两个基本物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，特点是：A ＝，但A 与B 、C 均无关．如a ＝、E ＝、C ＝、I ＝、R ＝、B ＝、ρ＝等．B C Δv Δt F q Q U q t U I F IL mV 6．放大法：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一定规律放大后再进行观察和测量，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．7．控制变量法：决定某一个现象的产生和变化的因素很多，为了弄清事物变化的原因和规律，必须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，研究其他两个变量之间的关系，这种方法就是控制变量法．比如探究加速度与力、质量的关系，就用了控制变量法．8．等效替代法：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，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．9．类比法：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验，类比对象间共有的属性越多，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．。

2020高考物理新课标专用版冲刺大二轮讲义：考前回扣点二 Word版含答案

回扣点二　五大运动模型1．匀速运动：x＝v t，F合＝02．匀变速直线运动(1)三个重要公式速度公式：v＝v0＋at位移公式：x＝v0t＋at212速度与位移关系公式：v2－v02＝2ax(2)三个推论平均速度公式：＝.vv0＋v2匀变速直线运动的判别式：Δx＝aT2.中间时刻的瞬时速度公式：v＝＝.2tvv0＋v23．平抛运动(1)位移的分解与合成水平位移x＝v0t竖直位移y＝gt212合位移的大小s＝，合位移的方向tan α＝.x2＋y2yx(2)速度的分解与合成第 1 页共 4 页第 2 页共 4 页水平速度v x ＝v 0，竖直速度v y ＝gt .合速度的大小v ＝，合速度的方向tan β＝.v x 2＋v y 2v y vx 4.匀速圆周运动(1)向心力公式：F n ＝ma n ＝＝mω2r ＝m r ＝4m π2f 2r ＝mωv .m v 2r4π2T 2(2)匀速圆周运动的性质①匀速圆周运动中物体所受合外力一定提供向心力，沿线速度方向的切向力一定为零；②周期、角速度、频率恒定，加速度大小不变、方向时刻指向圆心，是变加速曲线运动．5．天体运动(1)解决万有引力问题的两种模式环绕卫星所受的万有引力提供向心力，即G ＝ma ＝m ＝mω2r ＝m r ；Mm r 2v 2r4π2T 2星球表面上物体所受重力近似等于万有引力(忽略星球自转)，即G ＝mg ′，g ′为星球表Mm R2面的重力加速度，R 为星球的半径．(2)人造地球卫星的“大”与“小”人造地球卫星的向心力由万有引力提供，G ＝ma ＝m ＝mω2r ＝m r ，即a ＝∝、v ＝Mm r 2v 2r4π2T 2GM r 21r 2∝、ω＝∝、T ＝＝2π∝，所以人造卫星的轨道半径与线速度大小、GM r 1r GM r 31r32πωr 3GM r 3加速度大小、角速度、周期是一一对应的，离地面高度越大，线速度、向心加速度、角速度越小，周期越大．(3)变轨问题中物理量的比较①在圆轨道与椭圆轨道的切点处加速度恒定，外侧的线速度大于内侧的线速度；②升高轨道则加速(向后喷气)，降低轨道则减速(向前喷气)；第 3 页共 4 页③升高(加速)后，机械能增大，动能减小，向心加速度减小，周期增大．降低(减速)后，机械能减小，动能增大，向心加速度增大，周期减小．1．运动性质的三种判断方法(1)由加速度a 或合外力F 是否恒定以及其与初速度v 0的方向关系判断若加速度a (或合外力F )的方向与初速度v 0的方向共线则为直线运动；若加速度a (或合外力F )的方向与初速度v 0的方向不共线则为曲线运动．若加速度a (或合外力F )恒定则为匀变速；若加速度a (或合外力F )不恒定则为非匀变速．(2)由速度表达式判断，若满足Error!(3)由位移表达式判断，若满足Error!2．研究匀变速直线运动的方法(1)用“Δx ＝aT 2”判断该运动是否为匀变速直线运动．(2)用公式v n ＝求打点计时器打n 点时纸带的速度．x n ＋x n ＋12T(3)用“逐差法”求加速度，即a ＝.x 4＋x 5＋x 6－x 1－x 2－x 39T 23．平抛运动三个重要推论：(1)速度方向与水平方向的夹角和位移方向与水平方向的夹角的关系为tan β＝2tan α.(2)平抛运动到任一位置A ，过A 点作其速度方向的反向延长线交Ox 轴于C 点，有OC ＝x A 2(如图1所示)．第 4 页共 4页图1(3)任何两个时刻(或两个位置)的速度变化量为Δv ＝g Δt ，方向恒为竖直向下，且在任意相等的时间内速度的变化量Δv 均相同．4．竖直平面内的圆周运动三模型(1)轻绳模型：物体能做完整圆周运动的条件是在最高点F ＋mg ＝m ≥mg ，即v ≥，物体v 2RgR 在最高点的最小速度为，在最低点的最小速度为.gR 5gR (2)拱形桥模型：在最高点有mg －F ＝＜mg ，即v ＜；在最高点，当v ≥时，物体m v 2RgR gR 将离开桥面做平抛运动．(3)细杆和管形轨道模型：在最高点，当v ＞时物体受到的弹力向下；当v ＜时物体受gR gR 到的弹力向上；当v ＝时物体受到的弹力为零．gR。

(通用版)2020高考物理二轮复习专题七选考模块第14课时热学课件

栏目索引
考点1 热学基础知识考点2 气体实验定律和理想气体状态方程考点3 气体状态变化的能量问题
考点1 热学基础知识
1.两种微观模型 (1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V0＝16πd3，d为分子的直径. (2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V0＝d3，d为分子间的距离. 2.掌握两个关系 (1)分子力与分子间距的关系，分子势能与分子间距的关系. (2)分子力做功与分子势能变化的关系. 阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，掌握宏观与微观的联系.
解析设粗筒横截面积为S，水银的密度为ρ，初态封闭气体的压强p1＝p0＋ρgH，体积为V1＝LS 有一半质量的水银被推入细筒中，设细筒和粗筒中的水银高度分别为h1和h2，由于水银体积不变，则12HS＝h91S，解得：h1＝45 cm 根据题意 h2＝H2 ＝5 cm 此时封闭气体压强为p2＝p0＋ρgh1＋ρgh2＝125 cmHg 体积V2＝L′S 由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2 解得：L′＝10.2 cm
3.熟记并理解四个问题 (1)对晶体、非晶体特性的理解 ①只有单晶体，才可能具有各向异性. ②各种晶体都具有固定熔点，晶体熔化时，温度不变，吸收的热量全部用于增加分子势能. ③晶体与非晶体可以相互转化. ④有些晶体属于同素异形体，如金刚石和石墨. (2)正确理解温度的微观含义 ①温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大. ②温度升高，物体分子动能总和增大，但物体的内能不一定增大.
3.理想气体的状态方程 (1)理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，一定质量的理想气体的内能只和温度有关. (2)状态方程：pT1V1 1＝pT2V2 2或pTV＝C. 4.应用气体实验定律的三个重点环节 (1)正确选择研究对象：对于变质量问题要研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强(液柱或活塞的受力)找联系. (2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律. (3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.

2020高考物理新课标专用版冲刺大二轮讲义：专题五选修第12课时

第12课时机械振动与机械波光考点机械振动和机械波1．波的传播问题(1)沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向一致．(2)介质中各质点在平衡位置附近振动，但并不随波迁移．(3)沿波的传播方向上波每个周期传播一个波长的距离．(4)在波的传播方向上，平衡位置的距离为nλ(n＝1,2，3…)的质点，振动步调总相同；平衡位置间的距离为(2n＋1)λ2(n＝0,1,2,3…)的质点，振动步调总相反．2．波的叠加问题(1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为该点到两波源的路程差Δx＝nλ，n＝0,1,2,3…，振动减弱的条件为Δx＝nλ＋λ2，n＝0,1,2,3….两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ＋λ2，n＝0,1,2,3…，振动减弱的条件为Δx＝nλ，n＝0,1,2,3….(2)振动加强点的位移随时间不断变化，振幅最大．3．波的多解问题(1)波的图象的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目出现多解的可能．(2)波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑到波可沿正向或负向传播．例1(多选)(2019·福建龙岩市3月质量检查)如图1，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.1 s时的波形图．若该波传播的速度为10 m/s，则()图1A．这列波的周期为0.4 sB．这列波沿x轴负方向传播C. t＝0时刻质点a沿y轴负方向运动D．从t＝0时刻开始经0.2 s，质点a沿x轴负方向移动2 m答案ABC解+析由公式v ＝λT 得：T ＝λv ＝410 s ＝0.4 s ，故A 正确；如果波向x 轴正方向传播，则有：34T ＋nT ＝0.1 s(n ＝0,1,2,3…)，即0.3 s ＋0.4n ＝0.1 s(n ＝0,1,2,3…)，在n 的取值范围内，等式不成立，所以不可能向x 轴正方向传播，如果波向x 轴负方向传播，则有14T ＋nT ＝0.1 s(n ＝0,1,2,3…)，当n ＝0时等式成立，故B 正确；由B 项分析可知，波向x 轴负方向传播，根据“同侧法”可知，t ＝0时刻质点a 沿y 轴负方向运动，故C 正确；质点不会随波迁移，只会在各自平衡位置上下振动，故D 错误．变式训练1．(多选)(2019·四川广元市第二次适应性统考)体育课上李辉同学把足球踢到了足球场边的池塘中间．王奇提出用石头激起水波让水浪把足球推到池边，他抛出一石块到水池中激起了一列水波，可是结果足球并没有被推到池边．大家一筹莫展，恰好物理老师来了，大家进行了关于波的讨论．物理老师把两片小树叶放在水面上，大家观察发现两片小树叶在做上下振动，当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶在1 min 内都上下振动了36次，两树叶之间有2个波峰，他们测出两树叶间水面距离是4 m ．则下列说法正确的是( ) A ．该列水波的频率是36 Hz B. 该列水波的波长是1.6 m C ．该列水波的波速是0.96 m/s D. 两片树叶的位移始终等大反向答案 BCD解+析两树叶在1 min 内都上下振动了36次，则树叶振动的周期T ＝6036 s ＝53 s ，树叶振动的频率f ＝1T ＝0.6 Hz ，则水波的频率为0.6 Hz ，故A 项错误．两树叶之间有2个波峰，当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶间水面距离是4 m ，所以52λ＝4 m ，解得该列水波的波长λ＝1.6 m ，故B 项正确．根据v ＝λf 可得，水波的波速v ＝0.96 m/s ，故C 项正确．一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两者平衡位置间的距离是半波长的奇数倍，两片树叶的位移始终等大反向，故D 项正确．2.(多选)(2019·浙江金丽衢十二校联考)如图2所示，S 1为振源，由平衡位置开始上下振动，产生一列简谐横波沿S 1S 2直线传播，S 1、S 2两点之间的距离为9 m ．S 2点的左侧为一种介质，右侧为另一种介质，波在这两种介质中传播的速度之比为3∶4.某时刻波正好传到S 2右侧7 m 处，且S 1、S 2均在波峰位置．则( )图2A ．S 2开始振动时方向可能向下也可能向上B ．波在S 2左侧的周期比在右侧时大C ．右侧的波长为λ2＝28n ＋1 m(n ＝1,2,3,4…)D ．左侧的波长为λ1＝32n ＋1 m(n ＝1,2,3,4…)答案 AD例2 (多选)(2019·全国卷Ⅰ·34(1)改编)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T2时刻，该波的波形图如图3(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是( )图3A ．质点Q 的振动图像与图(b)相同B ．在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大C ．在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示答案 CD解+析 t ＝T2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q 在t ＝T2时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q 的振动图像与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图(b)所示，选项A 错误，D 正确；在t ＝0时刻，质点P 处在波谷位置，速率为零，与其平衡位置的距离最大，加速度最大，而质点Q 运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的小，质点P 的加速度比质点Q 的大，选项B 错误，C 正确．变式训练3．(多选)(2019·浙江金华十校高三期末)如图4所示，图甲为沿x 轴传播的一列简谐横波在t ＝0时刻的波动图象，图乙为参与波动的质点P 的振动图象，则下列说法中正确的是( )图4A ．该波的传播速率为0.5 m/sB ．该波的传播方向沿x 轴负方向C ．t ＝0到t ＝9 s 时间内，质点P 通过的路程为0.9 mD ．t ＝0到t ＝2 s 时间内，质点P 的位移为零，路程为0.2 m 答案 ACD解+析由题图甲可知振幅A ＝0.1 m ，波长λ＝2 m ，由题图乙可知周期T ＝4 s ，则波速v ＝λT ＝24 m/s ＝0.5 m/s ，故A 正确；由题图乙可知P 点在t ＝0时刻的振动方向是向y 轴正方向的，根据“上下坡”法可知，该波的传播方向沿x 轴正方向，故B 错误；t ＝0到t ＝9 s 时间内，质点P 运动的时间Δt ＝9 s ＝94T ，故通过的路程为9A ＝0.9 m ，故C 正确；t ＝0到t ＝2 s 时间内，质点P 运动的时间Δt ＝2 s ＝12T ，即经过半个周期从平衡位置向上振动又回到平衡位置，位移为零，故D 错误．考点光的折射和全反射1．三个公式 (1)折射率：n ＝sin θ1sin θ2(2)n ＝c v(3)临界角：sin C ＝1n2．分析思路(1)根据题意严格作出光路图，有时需分析、寻找临界光线、边界光线，并以此为研究对象． (2)明确两介质折射率的大小关系 ①若光疏→光密：定有反射、折射光线．②若光密→光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射．(3)根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系(充分利用三角形、圆的特点)，联立例3 (多选)(2019·四川综合能力提升卷)如图5所示，等边三角形ABC 为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L ，在截面上一束足够强的细光束从AB 边中点以与AB 边成30°的入射角由真空射入三棱镜，从BC 边射出的光线与BC 的夹角为30°.则( )图5A ．玻璃的折射率为 3B ．在BC 边能发生全反射 C ．光在三棱镜中的传播路程0.5LD ．光在三棱镜中的传播时间为3L2c答案 ACD解+析光射入三棱镜的光路如图所示，i 1＝90°－30°＝60°，由折射定律得：n ＝sin i 1sin r 1①光在BC 边折射时，由折射定律有：1n ＝sin i 2sin r 2②由题意知r 2＝90°－30°＝60°，则i 2＝r 1③ 则由几何关系可知i 2＝r 1＝30° 联立①②③解得：n ＝ 3 又因sin C ＝1n ＝33则sin i 2＜sin C ，在BC 边不能发生全反射．由几何知识知：从AB 边上射入的光在三棱镜中的传播路程s ＝0.5L ，光在三棱镜中传播速度v ＝c n ＝33c ，光在三棱镜中的传播时间t ＝s v ＝3L2c.故A 、C 、D 正确，B 错误．4.如图6所示为一横截面为直角三角形的三棱镜，∠B ＝90°，∠C ＝30°.一束与AB 边成θ＝30°角的光线射向AB 面，在棱镜中经过BC 边一次反射后从AC 边射出，出射光线的折射角为60°.则这种材料的折射率为( )图6A. 2B. 3C.43 D ．2答案 B解+析作出光路图如图所示，根据几何关系和折射定律有n ＝sin 60°sin i ＝sin 60°sin (60°－i )，可得：i＝30°，n ＝3，故B 正确．5.(多选)(2019·浙南名校联盟高三期末)如图7，将黄色平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，部分圆形柱面有光线射出．已知透明半圆柱体对黄光折射率为n ＝2，半径为R ＝1 m ，长为L ＝2 m ，不考虑二次反射，那么( )图7A ．黄光从空气射入半圆柱体速度变小B ．黄光从空气射入半圆柱体，其光子能量变小C ．有黄光从圆形柱面射出部分的区域面积S ＝23π m 2D ．若只将黄光换成蓝光，有光线从圆形柱面射出部分的面积将增大答案 AC解+析由v ＝cn 可知，黄光从空气进入半圆柱体速度变小，故A 正确；由于频率不变，故光子能量不变，故B 错误；在半圆面上发生全反射时，sin C ＝1n ，临界角C ＝30°＝π6，由几何知识知照亮面积S＝2RCL＝23π m2，故C正确；若换成蓝光，全反射临界角变小，则有光线射出的面积也变小，故D错误．考点光的波动性电磁波1．电磁波与机械波的主要区别(1)电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质．(2)电磁波是横波，机械波可能是横波，也可能是纵波．2．电磁波谱的特性及应用3.波的特性干涉、衍射、多普勒效应等现象是波特有的现象，偏振现象是横波的特有现象．4．稳定干涉条件与特点(1)两列光波发生稳定干涉现象时，光的频率相等，相位差恒定，干涉条纹间距Δx＝ldλ. (2)干涉图样中，实线和实线的交点、虚线和虚线的交点及其连线处为振动加强点；实线和虚线的交点及其连线处为振动减弱点．振动加强点有时位移也为零，只是振幅为两列波的振幅之和，显得振动剧烈．例4(多选)(2019·辽宁沈阳市质量检测)a、b、c三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的横截面直径从空气射向玻璃砖，如图8所示，光线b正好过圆心O，光线a、c从光线b的两侧对称入射，光线a、c从玻璃砖下表面进入空气后分别与光线b交于P、Q，则下列说法正确的是()图8A．玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率B．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光窄C．a、c光分别从某种介质射入空气中，c光发生全反射时临界角较小D．a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长答案ABD解+析由题图可知，a光和c光入射角相同，但是c光折射角较大，根据折射率公式可知玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率，故选项A正确；由于a光的折射率大，波长较短，则在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光窄，故选项B正确；a、c光分别可知a光发生全反射时从某种介质射入空气中时，能发生全反射，根据临界角公式sin C＝1n可知，a光在玻璃中传临界角较小，故选项C错误；由于a光的折射率大，则根据公式v＝cn播速度较小，而且在玻璃砖中传播距离大，故a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长，故选项D正确．变式训练6．(多选)关于电磁波，下列说法正确的是()A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输答案ABC7．(多选)(2019·山西五地联考上学期期末)下列说法正确的是()A．机械波和电磁波都能发生干涉、衍射现象B．海啸发生后尚未到达海岸边，沿海渔民没有察觉，但狗显得烦躁不安，这是因为次声波传播速度比超声波大C．一质点做简谐运动，质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同D．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象答案ACD解+析所有的波都具有的特性是：能产生干涉和衍射现象，故A正确．海啸发生时，发出很强的次声波，狗能感受到次声波，但人无法感受到次声波，故B错误．做简谐运动的质点每次通过同一位置时，位移一定，速度有两种可能的方向，速度不一定相同，加速度一定相同，故C正确．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故D正确．8．(多选)(2019·安徽皖江名校联盟摸底大联考)下列说法正确的是()A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的色散现象D．泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了激光的相干性答案CD专题突破练级保分练1．(多选)(2019·江苏苏北三市第一次质检)下列说法正确的是()A．受迫振动的频率总等于振动系统的固有频率B．波长越长的电磁波越容易发生衍射C．利用超声波的多普勒效应，可测量心脏血液的流速D．宇航员在相对地面高速运动的飞船里观测到地面上的钟走得较快答案BC解+析受迫振动的频率总等于驱动力的频率，故A错误；波长越长的电磁波，越容易发生衍射，故B正确；多普勒效应是波特有的现象，医生利用超声波的多普勒效应可以测量心脏血液的流速，故C正确；根据钟慢效应，宇宙飞船相对于地面高速运动的过程中，飞船中的宇航员观察飞船是不运动的，而地面是高速运动的，所以在飞船中的宇航员观测到飞船上的时钟没有变慢，而地面上的钟变慢了，故D错误．2．(多选)(2019·山东滨州市上学期期末)下列说法正确的是()A．在振动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离叫做波长B. “只闻其声不见其人”的现象，是由波的干涉产生的C ．光纤通信是利用了全反射的原理D ．简谐运动表达式x ＝A sin(ωt ＋φ)中，A 表示振动的振幅，(ωt ＋φ)表示相位答案 ACD解+析根据波长的定义可知，在振动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离叫做波长，故A 正确. “只闻其声不见其人”的现象，是因为声波的波长比较长，容易发生衍射现象，故B 错误．光纤通信是利用了全反射的原理，故C 正确．简谐运动表达式x ＝A sin(ωt ＋φ)中，A 表示振动的振幅，(ωt ＋φ)表示相位，故D 正确．3．(多选)(2019·浙江杭州市高三期末)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播并相遇，在t ＝0时刻两列波的位置如图1所示．若两列波的周期分别为T 甲和T 乙，则( )图1A ．这两列波相遇时能产生干涉现象B ．这两列波将同时到达坐标原点C ．在t ＝34T 乙时刻，x ＝0.1 m 处质点的回复力为零D ．在t ＝2T 甲时刻，x ＝0.1 m 处质点的位移为零答案 BD4．(多选)(2019·广东“六校”第三次联考)如图2所示是两个理想单摆的振动图象，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移，以向右为正方向．下列说法中正确的是( )图2A ．同一摆球在运动过程中前后两次经过轨迹上的同一点，加速度是相同的B ．甲、乙两个摆的摆长之比为1∶2C ．从t ＝0时起，乙第一次到达左方最大位移处时，甲位于平衡位置，速度方向向左D ．t ＝2 s 时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零答案 ACD解+析对于同一个摆球，由F＝－kx知，在运动过程中前后两次经过轨迹上的同一点，加速度是相同的，故A正确．根据振动图象知，甲、乙两个单摆的周期分别为T甲＝4 s，T乙＝8 s；由单摆的周期公式T＝2πLg得单摆的摆长之比L甲∶L乙＝T甲2∶T乙2＝1∶4，故B 错误．从t＝0时起，乙第一次到达左方最大位移处时，位移为负，结合题图可知，此时t＝6 s，甲位于平衡位置，速度方向向左，故C正确；t＝2 s时，甲摆处于最低点，故重力势能最小，乙摆处于最大位移处，故动能为零，D正确．5．(多选)(2019·安徽黄山市一模检测)如图3甲为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是()图3A．在t＝0时，质点Q向y轴负方向运动B．从t＝0.1 s到t＝0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 mC．从t＝0.1 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cmD．质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin (10πt)(国际单位)答案BD解+析由质点Q的振动图象可知，在t＝0时，质点Q向y轴正方向运动，可知波向x轴正方向传播，选项A错误；波速v＝λT ＝80.2m/s＝40 m/s，从t＝0.1 s到t＝0.25 s，该波沿x轴正方向传播了x＝vΔt＝40×0.15 m＝6 m，选项B正确；从t＝0.1 s到t＝0.25 s经历了0.15 s＝34T，但是因质点P在t＝0.1 s时不是从平衡位置或者最大位移处开始振动，则质点P通过的路程不等于3A＝30 cm，选项C错误；振幅A＝0.1 m，ω＝2πT＝10π rad/s，则质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin (10πt)(国际单位)，选项D正确．6．(多选)下列现象或技术涉及光的干涉的是()答案CD7．(多选)(2019·广东汕头市第二次模拟)在水面下同一深处有两个光源P、Q，它们发出不同的单色光，在水面上观察到P在水面下的深度大于Q，以下说法正确的是()A．P光的频率大于Q光B．P光在水中的波长大于Q光在水中的波长C．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光条纹间的距离小于Q光D．让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的衍射现象比较显著答案BD解+析P的视深大，说明P的折射率小，则频率小，波长更长，故A错误，B正确；由Δx ＝lλ知，同一双缝干涉装置中，P的Δx更大，同一单缝装置，波长更长的P光衍射现象更d明显，故C错误，D正确．8.(多选)(2019·台州3月一模)图4中所示，Ox轴沿水平方向，Oy轴沿竖直向上方向．在x≥0，y≥0的矩形区域内存在某种分布范围足够广的介质，其折射率只能随着y的变化而变化．有两束细光束a、b入射到介质表面，沿如图所示的路径传播，下列判断正确的是()图4A．此介质的折射率随着y的增大而增大B．介质对光a的折射率比对光b的折射率大C．产生海市蜃景现象与上述现象的光学原理类似D．细光束a在继续传播的过程中可能会发生全反射答案 CD解+析由光的传播路径可知，此介质的折射率随y 的增大而减小，与产生海市蜃景现象的光学原理类似，故A 错误，C 正确；介质对b 的偏折更厉害，即对b 光的折射率比对a 光的折射率大，B 错误；由题图知，光是从光密介质进入光疏介质，故可能发生全反射，故D 正确．级争分练9．(多选)(2019·台州3月一模)一列简谐横波沿x 轴正向传播，振幅为4 cm ，周期为T ＝6 s ．已知在t ＝0时刻，质点a 坐标为(5 cm ，－2 cm)，沿y 轴正向运动，质点b 坐标为(15 cm,2 cm)，沿y 轴负向运动，如图5所示．下列说法正确的是( )图5A ．a 、b 两质点可以同时在波峰B ．在t ＝0.5 s 时刻质点a 的位移为0C ．该列简谐横波波长可能为10 cmD ．当质点b 在波谷时，质点a 一定在波峰答案 BD解+析由a 、b 两质点的位置关系及振动方向，知a 、b 相距半波长的奇数倍，振动情况总是相反，故A 错误，D 正确；由12(2n ＋1)λ＝10 cm 可知λ不可能为10 cm ，故C 错误；设质点a 的振动方程x ＝A sin(ωt ＋φ) cm ，其中t ＝0时x ＝－2 cm ，且ω＝2πT ＝π3，得φ＝116π，即x ＝4sin(π3t ＋116π) cm ，t ＝0.5 s 时，x ＝0，故B 正确．10．(多选)一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m 的a 、b 两质点的振动图象如图6所示，下列描述该波的图象可能正确的是( )图6答案 AC解+析由振动图象可知，在t ＝0时，质点a 处在波峰位置，质点b 处在平衡位置且向下运动．若简谐横波沿直线由a 向b 传播，有34λ＋nλ＝9，解得波长λ＝364n ＋3 m(n ＝0,1,2,3,4…)，其波长可能值为12 m ，5.14 m …，选项C 正确；若简谐横波沿直线由b 向a 传播，有14λ＋nλ＝9，解得波长λ＝364n ＋1 m(n ＝0,1,2,3,4…)，其波长可能值为36 m,7.2 m,4 m …，选项A 正确．11．(多选)(2019·杭州地区重点中学期末)如图7所示是一玻璃球体，其半径为R ，O 为球心，AB 为水平直径．M 点是玻璃球的最高点，点光源B 发出的光线BD 从D 点射出，出射光线平行于AB ，已知∠ABD ＝30°，光在真空中的传播速度为c ，则( )图7A ．此玻璃的折射率为 3B ．光线从B 到D 需用时3R cC ．B 发出的光线不可能在DM 段发生全反射现象D ．B 发出的光线从AD 段射出时均平行于AB 答案 AB解+析由几何知识可得入射角i ＝∠ABD ＝30°，折射角r ＝2∠ABD ＝60°，则此玻璃的折射率为n ＝sin r sin i ＝3，故A 正确．BD 长度s ＝2R cos 30°＝3R ，光在玻璃球内传播的速度v ＝c n ，故光线从B 传到D 的时间为t ＝s v ＝3Rc，故B 正确．若增大∠ABD ，则光线射向DM 段时入射角增大，sin C ＝1n ＝33＜22，则临界角C ＜45°，光线射向M 点时的入射角为45°，所以光线在DM 段发生全反射现象，故C 错误．要使出射光线平行于AB ，入射角必为30°，若减小∠ABD ，入射角减小，则从AD 段射出的光线与AB 不平行，故D 错误．12．如图8，某同学将一枚大头针从一边长为6 cm 的正方形不透光的轻质薄板正中心垂直于板插入，制作成了一个测定液体折射率的简单装置．他将该装置放在某种液体液面上，调整大头针插入深度，当插入液体中深度为4 cm 时，恰好无论从液面上方任何方向都看不到液体中的大头针，则该液体的折射率为( )图8A.53B.43C.54D.34 答案 A解+析要恰好在液面上各处均看不到大头针，要求光线射到薄板边缘界面处时恰好发生全反射，作出光路图如图所示，设临界角为C .由临界角与折射率的关系得：sin C ＝1n①由几何关系得：sin C ＝r r 2＋h 2＝332＋42＝35② 联立①②式可得：n ＝5313.(多选)(2019·贵州部分重点中学3月联考) 如图9所示，足够长的平行玻璃砖厚度为d ，底面镀有反光膜CD ，反光膜厚度不计，一束光线以45°的入射角由A 点入射，经底面反光膜反射后，从顶面B 点射出(B 点图中未画出)．已知该光线在玻璃砖中的传播速度为22c ，c 为光在真空中的传播速度，则( )图9A ．平行玻璃砖的折射率为 2B ．入射点A 与出射点B 之间的距离为23d3C ．平行玻璃砖的全反射临界角为30°D ．为了使从A 点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜CD 长度至少2d . 答案 ABD解+析作出光路图如图所示，n ＝c v ＝2，则n ＝sin αsin β＝2，解得β＝30°，则x AB ＝2d tan β＝233d ，故A 、B 正确；sin C ＝1n，则C ＝45°，则L CD ＝2d tan C ＝2d ，故C 错误，D 正确．。

2020版江苏省高考物理二轮专题复习讲义：专题六 1 专题六近代物理

真题再现1.(2019·高考江苏卷)100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用α粒子轰击6028Ni 核也打出了质子：42He ＋6028Ni →6229Cu ＋11H ＋X ，该反应中的X 是________(选填“电子”“正电子”或“中子”)．此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是________(选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”).详细分析：根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可得X 的质量数为1，电荷数为零，所以X 是中子．目前人类获得核能的主要方式是核裂变.答案：中子核裂变2.(2019·高考江苏卷)在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ＝6.4×10－7 m ，每个激光脉冲的能量E ＝1.5×10－2 J ．求每个脉冲中的光子数目．(已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J ·s ，光速c ＝3×108 m/s.计算结果保留一位有效数字) 详细分析：光子能量ε＝hcλ光子数目n ＝Eε代入数据得n ＝5×1016. 答案：见解+析考情分析命题研究本模块在江苏卷中的题型为选择题，难度不大．从内容来看，对于光电效应、氢原子的能级结构、核反应方程的书写、核能的计算问题的考查比较频繁．从整体命题趋势上看，高考对本部分的命题基本会保持原有命题思路，仍将以光电效应、能级跃迁、核反应方程、核能的分析与计算为命题重点光电效应现象【高分快攻】1．对光电效应规律的解释(1)两条线索(2)两条对应关系①光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；②光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.【典题例析】(2019·高考北京卷)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了6次实验的结果．A．两组实验采用了不同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大[详细分析]由于光子的能量E＝hν，又入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A项正确；由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋E k，可求出两组实验的逸出功均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B项错误；由hν＝W＋E k，逸出功W＝3.1 eV可知，若入射光子能量为5.0 eV，则逸出光电子的最大动能为1.9 eV，C项正确；相对光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，故D项正确．[答案] B【题组突破】角度1对光电效应规律的理解1．1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是()A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属一定发生光电效应详细分析：选A.根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故A正确，D错误；根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C错误．角度2光电效应方程和图象问题2．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)图甲中电极A为光电管的____(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝________ J.详细分析：(1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极．(2)由题图可知，铷的截止频率νc为5.15×1014Hz，逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014J≈3.41×10－19J.(3)当入射光的频率为ν＝7.00×1014Hz时，由E k＝hν－hνc得，光电子的最大初动能为E k ＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014J≈1.23×10－19J.答案：(1)阳极(2)5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均视为正确]3．41×10－19[(3.39～3.43)×10－19均视为正确](3)1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均视为正确]解决光电效应类问题的“3点注意”注意1：决定光电子最大初动能大小的是入射光的频率，决定光电流大小的是入射光光强的大小．注意2：由光电效应发射出的光电子由一极到达另一极，是电路中产生光电流的条件．注意3：明确加在光电管两极间的电压对光电子起到了加速作用还是减速作用．原子能级和能级跃迁【高分快攻】1．玻尔理论的三条假设(1)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差．(2)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能．(3)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)，而一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数可用N＝C2n＝n（n－1）2求解．(4)计算能级能量时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各能级的能量值均为负值；能量单位1 eV＝1.6×10－19 J.【典题例析】(2018·高考天津卷)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n＝2的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定()A．Hα对应的前后能级之差最小B．同一介质对Hα的折射率最大C．同一介质中Hδ的传播速度最大D．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则Hβ也一定能[详细分析]Hα的波长最长，频率最低，由跃迁规律可知，它对应的前后能级之差最小，A 项正确；由频率越低的光的折射率越小知，B 项错误；由折射率n ＝cv 可知，在同一介质中，H α的传播速度最大，C 项错误；当入射光频率大于金属的极限频率可以使该金属发生光电效应现象，因νH β<νH γ，所以H β不一定能使该金属发生光电效应现象，D 项错误．[答案] A【题组突破】1．如图所示为氢原子的能级图，现有一群处于n ＝3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是()A ．能发出6种不同频率的光子B ．波长最长的光是氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级产生的C ．发出的光子的最小能量为12.09 eVD ．处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV 能量的光子才能电离详细分析：选D.一群处于n ＝3能级的激发态的氢原子能发出C 23＝3种不同频率的光子，A 错误；由辐射条件知氢原子由n ＝3能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光子频率最大，波长最小，B 错误；发出的光子的最小能量为E 3－E 2＝1.89 eV ，C 错误；n ＝3能级对应的氢原子能量是－1.51 eV ，所以处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV 能量的光子才能电离，D 正确．2．氢原子部分能级的示意图如图所示．不同色光的光子能量如下表所示．A ．红、蓝－靛B ．黄、绿C ．红、紫D ．蓝－靛、紫详细分析：选A.原子发光时放出的光子的能量等于原子能级差，先分别计算各能级差，再由小到大排序．结合可见光的光子能量表可知，有两个能量分别为1.89 eV 和2.55 eV 的光子属于可见光，分别属于红光和蓝－靛光的范围，故答案为A.原子核的衰变规律【高分快攻】1．衰变规律及实质(1)半衰期研究对象一定是大量的、具有统计意义的数量； (2)半衰期永不变；(3)半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12tτ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12tτ. 【典题例析】一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U →234 90Th ＋42He.下列说法正确的是( )A ．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D ．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量[详细分析] 静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和α粒子的动量等大反向，即p Th ＝p α，B 项正确；因此有2m Th E kTh ＝2m αE k α，由于钍核和α粒子的质量不等，因此衰变后钍核和α粒子的动能不等，A 项错误；半衰期是有半数铀核衰变所用的时间，并不是一个铀核衰变所用的时间，C 项错误；由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，衰变过程有质量亏损，因此D 项错误．[答案] B【题组突破】角度1 对衰变规律的理解1.(多选)23892U 是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，下列说法正确的是( )A ．图中a 是84，b 是206B.206 82Pb 比238 92U 的比结合能大C ．Y 和Z 是同一种衰变D ．Y 是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的详细分析：选 ABC.由210 a Po 变到206 82Pb ，质量数少4，知发生了一次α衰变，则电荷数少2，所以a ＝84，由210 83Bi 变到 b 81Tl ，发生了一次α衰变，则b ＝206，选项A 、C 正确，选项D错误；比结合能小的原子核结合或分裂成比结合能大的原子核时会出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程得知，一定释放核能，因此核反应放出能量，则206 82Pb 比23892U 的比结合能大，选项B 正确．角度2 对半衰期及衰变次数的理解2．由于放射性元素237 93Np 的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成209 83Bi ，下列选项中正确的是( )A.209 83Bi 的原子核比23793Np 的原子核少28个中子B.237 93Np 经过衰变变成209 83Bi ，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C ．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D.237 93Np 的半衰期等于任一个237 93Np 原子核发生衰变的时间详细分析：选C.209 83Bi 的中子数为209－83＝126，237 93Np 的中子数为237－93＝144，209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少18个中子，A 错误；237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi ，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，B 错误；衰变过程中发生α衰变的次数为237－2094＝7(次)，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4(次)，C 正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，D 错误．核反应方程和核能计算【高分快攻】1．四种常见核反应(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.【典题例析】(2018·高考天津卷)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台．下列核反应中放出的粒子为中子的是()A.147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B.2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C.115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D.63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子[详细分析]根据核反应过程中质量数守恒及电荷数守恒可知，147N＋42He→178O＋11H，A项错误；2713Al＋42He→3015P＋10n，B项正确；115B＋11H→84Be＋42He，C项错误；63Li＋11H→32He＋42He，D项错误．[答案] B【题组突破】角度1核反应的四种类型1．在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)A.146C→147N＋0－1eB.3215P→3216S＋0－1eC.23892U→23490Th＋42HeD.147N＋42He→178O＋11HE.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n详细分析：一个原子核自发地放出一个α粒子，生成一个新核的过程是α衰变，因此C 项是α衰变；一个重核在一个粒子的轰击下，分裂成几个中等质量原子核的过程是重核的裂变，因此E项是重核的裂变；两个较轻的原子核聚合成一个较大的原子核，并放出粒子的过程是轻核的聚变，因此F项是轻核的聚变；另外，A、B项是β衰变，D项是原子核的人工转变．答案：C AB E F角度2核能的计算2．(2017·高考全国卷Ⅰ)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u, 32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A．3.7 MeV B．3.3 MeVC．2.7 MeV D．0.93 MeV详细分析：选B.氘核聚变反应的质量亏损为Δm＝2×2.013 6 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931 MeV/c2×c2≈3.3 MeV，选项B正确．(1)在求解核反应中的动量守恒时，常出现以下错误：①核反应中产生的新核和粒子的质量数的确定；②在列动量守恒式时，是否考虑放出的光子的动量；③核反应中动能并不守恒．(2)可以从以下几点防范：①根据核反应规律，确定新核和粒子的质量数；②根据题给条件明确是否考虑光子的动量；③若为放能核反应，反应后的动能等于反应前的动能与释放的核能之和．(建议用时：25分钟)一、单项选择题1．(2019·徐州二模)我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理学家作出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是() A．玻尔在1990年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B．爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象C．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性详细分析：选B.普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故C错误；德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误．2．(2018·高考北京卷)在核反应方程42He＋147N→178O＋X中，X表示的是()A．质子B．中子C．电子D．α粒子详细分析：选A.由核反应方程中，电荷数守恒和质量数守恒可知，X为11H，选项A正确．3．(2019·镇江模拟)2019年夏天，中美贸易之争使国人了解了芯片的战略意义，芯片制作工艺非常复杂，光刻机是制作芯片的关键设备，其曝光系统最核心的部件之一是紫外光源．常见光源分为可见光：436 nm；紫外光(UV)：365 nm；深紫外光(DUV)：KrF准分子激光：248 nm，ArF准分子激光：193 nm；极紫外光(EUV)：10～15 nm.下列说法正确的是() A．波长越短，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀锋越锋利，刻蚀对于精度控制要求越高B．光源波长越长，能量越大，曝光时间就越短C．如果紫外光不能让某金属发生光电效应，极紫外光也一定不能D．由康普顿效应可知深紫外光通过实物物质发生散射时会出现波长更短的成分详细分析：选A.波长越短，可曝光的特征尺寸就越小，就表示光刻的刀锋越锋利，刻蚀对于精度控制要求越高，选项A正确；光源波长越长，则频率就越小，能量越小，选项B错误；极紫外光的波长小于紫外光的波长，则频率较大，如果紫外光不能让某金属发生光电效应，极紫外光不一定不能使该金属发生光电效应，选项C错误；由康普顿效应可知深紫外光通过实物物质发生散射时能量变小，频率变小，则会出现波长更长的成分，选项D错误．4．(2017·高考北京卷)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108 m/s)()A．10－21 J B．10－18 JC．10－15 J D．10－12 J详细分析：选B.光子的能量E＝hν，c＝λν，联立解得E≈2×10－18 J，B项正确．5．(2019·淮安模拟)2017年1月，我国“墨子号”量子科学实验卫星正式进入应用研究．在量子理论中，有共同来源的两个微观粒子，不论它们相距多远，它们总是相关的，一个粒子状态的变化会立即影响到另一个粒子，这就是所谓的量子纠缠．关于量子理论，下列说法中正确的有()A．玻尔氢原子理论第一次提出了能量量子化的观念B．爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴C．量子理论中，实物粒子不具有波粒二象性D．微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，可以确定它此后的运动状态和位置答案：B6.我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是()A.21H＋31H→42He＋10nB．147N＋42He→178O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD．23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n详细分析：选A.A项是氢元素的两种同位素氘和氚聚变成氦元素的核反应方程，B项是用α粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程，C项属于原子核的人工转变，D项属于重核的裂变，因此只有A项符合要求．7．(2019·南京模拟)核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是()A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数详细分析：选D.β射线是高速运动的电子流，不是氦原子核，A错误；γ射线的频率大于可见光的频率，根据E＝hν可知，γ射线光子能量大于可见光光子能量，B错误；半衰期越短，衰变越快，C错误；铯133和铯137都是铯元素，是质子数相同而中子数不同的同位素，所以D正确．8．(2018·高考全国卷Ⅲ)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为() A．15和28B．15和30C．16和30D．17和31详细分析：选B.据α粒子和中子的质量数和电荷数写出核反应方程：42He＋2713Al―→10n＋A Z X，结合质量数守恒和电荷数守恒得，A ＝4＋27－1＝30，Z ＝2＋13－0＝15，原子序数等于核电荷数，故B 正确．9．(2019·泰州二模)已知基态He ＋的电离能力是54.4 eV ，几种金属的逸出功如下表所示，He ＋的能级E n 与n 的关系与氢原子的能级公式类似，下列说法不正确的是( )A 54.4 eVB ．为使处于静止的基态He ＋跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为40.8 eVC ．处于n ＝2激发态的He ＋向基态跃迁辐射的光子能使上述五种金属都产生光电效应现象D ．发生光电效应的金属中光电子的最大初动能最大的是金属铷详细分析：选A.根据玻尔理论E n ＝－E 1n2，从基态路迁到n ＝2所需光子能量最小，ΔE ＝E 2－E 1＝34E 1＝40.8 eV ，A 错误，B 正确；从n ＝2激发态的He ＋向基态跃迁辐射的光子能量为40.8 eV ，金属钨的逸出功为7.26×10－19 J ≈4.54 eV ，故能使所列金属发生光电效应，由表中的数据可知金属铷的逸出功最小，故C 正确；根据爱因斯坦的光电效应方程可知道从铷打出的光电子的最大初动能最大，D 正确．10．(2019·徐州二模)下列说法正确的是( )A ．光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性B ．玻尔原子理论提出了定态和跃迁的概念，能解释任何原子的光谱现象C.232 90Th(钍核)经过6次α衰变和2次β衰变后变成208 82Pb(铅核) D ．一群处在n ＝4能级的氢原子，最多可能向外辐射6种不同频率的光子详细分析：选D.爱因斯坦提出光子假说，认为光子是一份一份的能量，从而建立的光电效应方程很好地解释了光电效应现象；康普顿效应也是揭示了光的粒子性，即光子和石墨中的电子发生相互作用后，光子的频率减小，且运动方向发生改变，满足动量守恒和能量守恒，故选项A 错误；玻尔提出的氢原子能级结构模型，利用定态概念和能级跃迁的规律，只能很好地解释氢原子光谱，但是无法解释其他原子的光谱现象，故选项B 错误；钍核质量数为232，铅核质量数为208，则α衰变次数为x ＝232－2084＝6(次)，β衰变次数为y ，y ＝12＋82－90＝4(次)，故选项C 错误；大量氢原子从n ＝4向低能级跃迁，最多产生C 24＝6种不同频率的光子，故选项D正确．二、多项选择题11．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大详细分析：选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，故选项C错误；根据hν－W逸＝12可知，2m v增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确．12．(2019·高考天津卷)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是()A．核聚变比核裂变更为安全、清洁B．任何两个原子核都可以发生聚变C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加详细分析：选AD.与核裂变相比轻核聚变更为安全、清洁，A正确；自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变，不是任意两个原子核都能发生核聚变，B错误；两个轻核发生聚变结合成质量较大的核时，放出巨大的能量，根据E＝mc2可知，聚变反应中存在质量亏损，则总质量较聚变前减少，C错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，核子的平均质量减少，所以核子的比结合能增加，D正确．13．下列说法中正确的是()A．玻尔认为氢原子的能级是量子化的B．一个动量为p的电子对应的物质波波长为hp(h为普朗克常量)C．天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构D．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长方向移动答案：AC三、非选择题14．(1)设一对静止的正、负电子湮灭后产生两个频率相同的光子A 和B ，已知电子质量为m ，真空中光速为c ，普朗克常量为h ，则光子A 的频率是________；若测得光子A 的波长为λ，则光子B 的动量大小为________．(2)原子核的能量也是量子化的，226 89Ac 能发生β衰变产生新核226 90Th ，处于激发态的新核226 90Th 的能级图如图所示．①写出226 89Ac 发生β衰变的方程；②大量226 89Ac 发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求出波长最长的γ光子的能量E .详细分析：(2)①226 89Ac →226 90Th ＋ 0－1e②C 23＝3，可知处于激发态的新核226 90Th 能发出3种不同频率的光子，即探测器能接收到3条γ射线谱线．光子能量最小时对应的波长最长，故E ＝E 2－E 1＝0.072 1 MeV.答案：(1)mc 2h h λ(2)①226 89Ac →226 90Th ＋ 0－1e ②3条 0.072 1 MeV15．(2018·高考江苏卷)光电效应实验中，用波长为λ0的单色光A 照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出．当波长为λ02的单色光B 照射该金属板时，光电子的最大初动能为________，A 、B 两种光子的动量之比为________．(已知谱朗克常量为h 、光速为c )详细分析：题意可知，h c λ0＝W ，E k ＝2h c λ0－W ＝h c λ0；光子的动量与其波长成反比，所以两种光子动量之比为1∶2.答案：hc λ01∶2 16．(2019·无锡模拟) (1)表示放射性元素碘131(131 53I)β衰变的方程是________．A.131 53I →127 51Sb ＋42HeB.131 53I →131 54Xe ＋ 0－1eC.131 53I →130 53I ＋10nD.131 53I →130 52Te ＋11H(2)现有四个核反应：。

2020高中物理教程二轮复习经典第一部分专题六第14讲

答案 (1)vA＋a2Δt (2)52.1 16.3
高考考向1
高考提考升向训2 练高考考向3
高考考向对4点训练易错警示
配套作业
解析 (1) v 是 Δt 时间内中间时刻Δ2t的瞬时速度，vA 为 Δt 时间内的初速
度，根据速度公式得 v ＝vA＋aΔ2t＝vA＋a2Δt。
(2)由 v ＝vA＋a2Δt 可知，图 c 中图线与 v 轴的交点为 vA，图线的斜率为a2。
答案 (1)B (2)乙 (3)0.31(0.30～0.33 都算对) (4)远大于
高考考向1
高考提考升向训2 练高考考向3
高考考向对4点训练易错警示
配套作业
解析 (1)电磁打点计时器打点时运动的纸带受到的阻力较大，而电火花打点计时器打点时运动的纸带所受阻力较小，故选 B。
(2)由于刚开始运动，拉力等于最大静摩擦力，而最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故平衡摩擦力的两种看法中，乙同学正确。
A．米尺 B．秒表 C．光电门 D．天平 (2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。答：________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________。
答案 3.775 53.7
高考考向1
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高考考向对4点训练易错警示
配套作业
解析游标卡尺精度为 0.05 mm，游标卡尺上游标第 15 条刻度线与主尺刻度线对齐，根据游标卡尺的读数规则，题图 b 所示的游标卡尺读数为 3.7 cm ＋15×0.05 mm＝3.7 cm＋0.075 cm＝3.775 cm。托盘中放有质量为 m＝0.100 kg 的砝码时，弹簧受到的拉力 F＝mg＝0.100×9.8 N＝0.980 N，弹簧伸长 x ＝3.775 cm－1.950 cm＝1.825 cm＝0.01825 m，根据胡克定律，F＝kx，解得此弹簧的劲度系数 k＝Fx＝53.7 N/m。

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第 1 页共 31页复习备考建议1．实验命题不避热点、注重陈题翻新；重点实验频频考，其他实验“轮换”考. 不局限于《考试大纲》中要求的实验，在已学过的实验(包括演示实验、课外小实验等) 基础上变换情景.2．注重对实验原理、实验方法的考查，而非实验本身．新任务、新情景对原理分析、方法选择、数据处理、误差分析等能力要求较高．平均值法、逐差法、图象法、列表法、公式法等数据处理方法反复考查，尤其是图象法，作图与图象分析是热点与亮点．3．电学实验在实验中所占比重相对较大，难度也较力学、热学和光学实验高，也是大多数同学失分较多的地方．无论是源于教材的实验还是创新的实验，其实验原理都基于闭合电路欧姆定律、串并联电路(部分电路欧姆定律)等基本规律，所以电路分析才是实验基础．电表读数、实物图连接作图、仪器选择、误差分析等基本功要熟练．第14课时　力学、热学和光学实验考点　纸带类实验主要考查：研究匀变速直线运动、探究加速度与力、质量的关系、验证机械能守恒定律和验证动量守恒定律．这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法．1．纸带的三大应用(1)由纸带确定时间与位移要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和计算．(2)求解瞬时速度第 2 页共 31 页利用做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图1所示，打n 点时的瞬时速度v n ＝.x n ＋x n ＋12T图1(3)用“逐差法”求加速度如图2所示，a ＝.(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T2图22．光电门的两大应用有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量，具体做法如下：①求瞬时速度：把遮光条(宽度为d )通过光电门的Δt 时间内的平均速度看作遮光条经过光电门的瞬时速度，即v ＝.d Δt②求加速度：若两个光电门之间的距离为L ，则利用速度与位移的关系可求加速度，即a ＝.v 22－v 122L例1　(2019·贵州贵阳市一模)如图3所示，为探究“质量一定时，物体的加速度与所受合外力的关系”的实验装置．图3第 3 页共 31页图4 图5某同学的实验步骤如下：①用天平测量并记录滑块和拉力传感器的总质量M ；②调整长木板和滑轮，使长木板水平，细线与长木板平行；③在托盘中放入适当的砝码，接通电源，释放滑块，记录拉力传感器的读数F ，根据相对应的纸带，求出滑块的加速度a ；④多次改变托盘中砝码的质量，重复步骤③.请按要求回答下列问题：(1)图4是该同学实验得到的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器用的是频率为50 Hz 的交流电，根据纸带求出滑块的加速度大小为________ m/s 2(结果保留三位有效数字)．(2)该同学用由实验得到的数据，画出了如图5所示的F －a 图线，图线不通过原点的原因是________．(3)该实验还可测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，其值可用M 、F 0、g 表示为μ＝________(其中M 为滑块和拉力传感器的总质量，F 0为图5中的纵截距，g 为重力加速度)，与真实值相比，测得的动摩擦因数________(选填“偏大”或“偏小”)．答案　(1)2.00　(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 (3)　偏大F 0Mg解析　(1)纸带上相邻两计数点之间的时间间隔T ＝5×s ＝0.01 s ，利用逐差法处理实验数150据可得：a ＝，(x 6＋x 5＋x 4)－(x 1＋x 2＋x 3)(3T )2第 4 页共 31 页代入数据可得a ≈2.00 m/s 2；(2)由题图可知，当细线上有拉力时，滑块的加速度却为零，由此可知实验之前该同学未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；(3)根据牛顿第二定律F －μMg ＝Ma ，解得：F ＝Ma ＋μMg ，故F －a 图线的斜率k ＝M ，μ＝，F 0Mg 由于存在纸带与限位孔间的摩擦力和空气阻力，导致测得的动摩擦因数偏大．变式训练1．(2019·全国卷Ⅰ·22)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图6所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz ，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在A 、B 、C 、D 、E 五个点中，打点计时器最先打出的是______点．在打出C 点时物块的速度大小为________ m /s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________ m/s 2(保留2位有效数字)．图6答案　A 0.233　0.75解析　根据题述，物块加速下滑，在A 、B 、C 、D 、E 五个点中，打点计时器最先打出的是A 点．根据刻度尺读数规则可读出，B 点对应的刻度为1.20 cm ，C 点对应的刻度为3.15 cm ，D 点对应的刻度为5.85 cm ，E 点对应的刻度为9.30 cm ，则AB ＝1.20 cm ，BC ＝1.95 cm ，CD ＝2.70cm ，DE ＝3.45 cm.两个相邻计数点之间的时间间隔T ＝5× s ＝0.10 s ，根据做匀变速直线运动150的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，打出C 点时物块的速度大小为v C ＝≈0.233 m/s.由逐差法可得a ＝，解得a ＝0.75 m/s 2.BC ＋CD 2T CD ＋DE －(AB ＋BC )4T 22．(2019·山东烟台市上学期期末)某实验小组采用如图7所示的实验装置做“验证动量守恒定律”的实验：在长木板上放置甲、乙两辆小车，长木板下垫有小木块用以平衡两小车受到的摩擦力，甲车的前端粘有橡皮泥，后端连着纸带，纸带穿过位于甲车后方的打点计时器的限第 5 页共 31 页位孔．某时刻接通打点计时器的电源，推动甲车使之做匀速直线运动，与原来静止在前方的乙车相碰并粘在一起，然后两车继续做匀速直线运动．已知打点计时器的打点频率为50 Hz.图7(1)现得到如图8所示的打点纸带，A 为打点计时器打下的第一个点，测得各计数点间的距离AB ＝8.40 cm ，BC ＝10.50 cm ，CD ＝9.08 cm ，DE ＝6.95 cm ，相邻两个计数点之间还有四个计时点．则应选________段计算甲车碰前的速度；应选________段计算甲车和乙车碰后的共同速度．(均选填“AB ”“BC ”“CD ”或“DE ”)图8(2)用天平测得甲车及橡皮泥的质量为m 1＝0.40 kg ，乙车的质量为m 2＝0.20 kg ，取甲、乙两车及橡皮泥为一个系统，由以上测量结果可求得碰前系统的总动量为________ kg·m /s ，碰后系统的总动量为________ kg·m/s.(结果均保留三位有效数字)答案　(1)BC DE (2)0.420　0.417解析　(1)推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同；碰撞过程是一个变速运动的过程，而甲和乙碰后共同运动时做匀速直线运动，由纸带可看出AC 段为加速阶段，BC 段、DE 段均为匀速运动阶段，CD 段为变速运动阶段，但A 为打点计时器打下的第一个点，故选BC 段计算碰前的速度，选DE 段来计算碰后的共同速度．(2)由题可知， BC ＝10.50 cm ＝0.1 050 m ；DE ＝6.95 cm ＝0.0 695 m ；碰前小车的速度为：v 1＝＝ m /s ＝1.05 m/s ；BC t 0.1 0500.02×5碰前的总动量为：p ＝m 1v 1＝0.40×1.05 kg·m /s ＝0.420 kg·m/s ；第 6 页共 31 页碰后小车的共同速度为：v ＝＝ m /s ＝0.695 m/s ；DE t 0.0 6950.02×5碰后的动量为：p ′＝(m 1＋m 2)v ＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m /s ＝0.417 kg·m/s.3．(2019·山东临沂市质检)某同学用如图9所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验时，所用交流电源的频率为50 Hz ，得到如图8所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A 、B 、C 、D 、E ，测出A 点距起点O 的距离为s 0＝19.00 cm ，点A 、C 间的距离为s 1＝8.36 cm ，点C 、E 间的距离为s 2＝9.88 cm ，g 取9.8 m/s 2，测得重物的质量为m ＝1 kg.图9(1)下列做法正确的有________．A ．图中两限位孔必须在同一竖直线上B ．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直C ．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源D ．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置(2)如图10所示，选取O 、C 两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是________ J ，打下C 点时重物的速度大小是________ m/s.(结果均保留三位有效数字)图10第 7 页共 31 页(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v ，量出下落距离s ，则以为纵坐标、以s 为横坐标v 22画出的图象应是下面的________．答案　(1)AB (2)2.68　2.28　(3)C解析　(1)题图中两限位孔必须在同一竖直线上，故A 正确；实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，故B 正确；开始记录时，应先给打点计时器通电，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C 错误；数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小测量的误差，故D 错误．(2)重物减少的重力势能为：ΔE p ＝mgh ＝mg (s 0＋s 1)＝1 kg ×9.8 m/s 2×(19.00＋8.36)×10－2 m ≈2.68 J打下C 点时重物的速度大小v C ＝＝2.28 m/s s 1＋s 24T(3)在验证机械能守恒定律的实验中，有：m v 2＝mgs ，则有：v 2＝gs ，g 是常数，所以图线1212为过原点的倾斜直线，故C 正确．考点　对力的研究例2　如图11甲所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素．同学们用细绳系一纸杯(杯中有30 mL 的水)在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动，来感受向心力．图11(1)下列说法正确的是________．A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大(2)如图乙所示，绳离杯心40 cm处打一结点A,80 cm处打一结点B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据：操作一：手握绳结A，使杯在水平面内每秒运动一周，体会向心力的大小．操作二：手握绳结B，使杯在水平面内每秒运动一周，体会向心力的大小．操作三：手握绳结A，使杯在水平面内每秒运动两周，体会向心力的大小．操作四：手握绳结A，再向杯中添加30 mL的水，使杯在水平面内每秒运动一周，体会向心力的大小．则：①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与一相比较：质量、转动半径相同，向心力的大小与角速度有关；操作四与一相比较：________相同，向心力大小与______有关；②物理学中此种实验方法叫________法；③小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉向心力的方向不是指向圆心的力而是背离圆心的力，跟书上说的不一样”，你认为该同学的说法是否正确，为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案　(1)BD　(2)①角速度、转动半径　质量　②控制变量　③说法不对，该同学受力分析第8 页共31 页第 9 页共 31 页的对象是自己的手，实验中受力分析的对象是水杯，细绳的拉力提供水杯做圆周运动的向心力，指向圆心，细绳对手的拉力与向心力大小相等、方向相反，背离圆心解析　(2)操作四与一相比较：角速度、转动半径相同，向心力大小与质量有关；物理学中此种实验方法叫控制变量法．该同学受力分析的对象是自己的手，实验中受力分析的对象是水杯，细绳的拉力提供水杯做圆周运动的向心力，指向圆心，细绳对手的拉力与向心力大小相等、方向相反，背离圆心．变式训练4．(2019·江西南昌市一模)某物理课外兴趣小组的三名同学想验证力的平行四边形定则，他们找到了如下物品：一根粗细均匀的长橡皮筋、木板、剪刀、白纸、铅笔、刻度尺、三角板、三个质量相同的钩码、图钉和细绳套若干．他们设计了如下实验方案：步骤1：橡皮筋一端固定，另一端系上细绳套，分别挂上一个、两个、三个钩码，用刻度尺测量挂上相应的钩码时橡皮筋的长度，看伸长量是否与所挂钩码数成正比，若成正比则进行下一步；步骤2：将橡皮筋剪成长度均为l 的三段，将三段橡皮筋的一端系在一起设为结点O ，另一端均系上细绳套，任取两细绳套对拉检查对应橡皮筋长度是否相等，若相等则进行下一步；图12步骤3：在木板上固定白纸，在白纸合适位置用图钉套住一细绳套，现用手将另两细绳套成一定角度往下拉适当的距离，记录结点O 的位置和测量三段橡皮筋的长度l 1、l 2、l 3.(如图12所示)(1)有关上述操作说法正确的有________．A ．步骤1的目的是判断橡皮筋是否符合胡克定律第 10 页共 31 页B ．步骤2的目的是判断三段橡皮筋劲度系数是否相同C ．步骤3还需要记录橡皮筋2、3的方向D ．步骤3还需要弹簧测力计测量三段橡皮筋的拉力大小(2)该小组的三名同学分别做此实验，则他们在改变细绳的夹角再做实验时________(填“需要”或“不需要”)保证结点O 位置不变．现测得l ＝10.0 cm ，则甲、乙、丙记录的数据明显存在错误的是________(选填“甲”“乙”或“丙”)．甲：l 1＝l 2＝l 3＝15.0 cm ；乙：l 1＝15.0 cm ，l 2＝12.0 cm ，l 3＝12.0 cm ；丙：l 1＝16.0 cm ，l 2＝13.0 cm ，l 3＝14.0 cm答案　(1)ABC (2)不需要　乙5．(2019·北京市东城区上学期期末)在用单摆测定重力加速度的实验中：(1)实验时先用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图13甲所示，该摆球的直径d ＝________ mm.(2)接着测量了摆线的长度为l 0，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F 随时间t 变化的图象如图乙所示，写出重力加速度g 与l 0、d 、t 0的关系式：g ＝____________.图13(3)某小组改变摆线长度l 0，测量了多组数据．在进行数据处理时，甲同学把摆线长l 0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值：乙同学作出T 2－l 0图象后求出斜率，然后算出重力加速度．两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲________，乙________．(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)答案　(1)14.15　(2)(l 0＋)　(3)偏小　无影响π24t 02d 2第 11 页共 31 页解析　(1)由题图甲所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05 mm ，主尺示数是14 mm ，游标尺示数是3×0.05 mm ＝0.15 mm ，摆球的直径为：d ＝14 mm ＋0.15 mm ＝14.15 mm ；(2)单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，则单摆摆长为l ＝l 0＋，由题图乙所示图象可知，d2单摆的周期T ＝5t 0－t 0＝4t 0，由单摆周期公式T ＝2π可知，lg重力加速度g ＝＝＝(l 0＋)；4π2l T 24π2(l 0＋d 2)(4t 0)2π24t 02d2(3)由单摆周期公式T ＝2π可知，重力加速度g ＝，摆长l 应该是摆线长度l 0与摆球半径lg 4π2l T 2之和，甲同学把摆线长l 0作为摆长，小于实际摆长，则重力加速度的测量值小于真实值；d2对于乙同学，由T ＝2π可知，T 2＝＝l 0＋，其中k ＝，由此可见，摆长偏大还l g 4π2l g 4π2g 2π2d g 4π2g 是偏小不影响图象的斜率k ，因此对结果无影响．考点　热学和光学实验例3　在利用特制的注射器做“探究气体等温变化的规律”实验中，某小组同学通过上拉或下压柱塞得到了a 、b、c 、d 四组实验数据，如图14是压力表记录b 组数据时的状态，通过记录对应的四个封闭气柱的长度值L (L 单位：cm)算出体积，四组实验数据如下表．图14第 12 页共 31 页次数a b c d 压强p (×105 Pa)0.8 1.61.9体积V (cm 3)8 6.4 4.0 3.4体积倒数 (cm －3)1V0.1250.1560.250.297(1)实验研究的对象是________，实验中应保持不变的参量是________和________．(2)实验中为了控制该参量不变，下列采取的主要措施比较合理的是________．A ．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性B ．推动活塞时要缓慢C ．不要用手直接握住注射器密闭气体的部分D ．实验前注射器内要吸入尽量多的空气(3)实验数据b 对应的压强应为________×105 Pa ，根据上表数据作出的p －图象，如图151V 所示，可得出实验结论：质量一定的理想气体，_______________________________.图15答案　见解析解析　(1)实验研究的对象是注射器内密闭的气体，保持不变的参量是温度和密闭气体的质量．(2)活塞和针筒之间涂上润滑油，减小摩擦、防止漏气，保证气体质量不变．缓慢推动活塞、第 13 页共 31 页不要用手直接握住注射器密闭气体的部分，保证气体的温度不变，故选项A 、B 、C 正确；实验前注射器内空气质量对温度没有影响，D 错误．(3)实验数据b 对应的压强为1.0×105 Pa ，作出的p －图线为一条过原点的直线，可得出结论：1V 质量一定的理想气体，温度不变时，压强与体积成反比．变式训练6．某同学利用图16所示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：图16(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________；A ．将单缝向双缝靠近B ．将屏向靠近双缝的方向移动C ．将屏向远离双缝的方向移动D ．使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d ，屏与双缝间的距离为l ，测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹的距离为Δx ，则单色光的波长λ＝________；(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm ，测得屏与双缝间的距离为1.20 m ，第1条暗条纹到第4条暗条纹的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为________ nm(结果保留3位有效数字)．答案　(1)B (2)　(3)630d ·Δx(n －1)l解析　(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式Δx ＝λ可知，ld第 14 页共 31 页需要减小双缝到屏的距离l 或增大双缝间的距离d ，故B 项正确，A 、C 、D 项错误．(2)由题意可知＝λ，解得λ＝.Δx n －1l d d ·Δx(n －1)l (3)将已知条件代入λ＝d ·Δx (n －1)l解得λ＝630 nm.7．(2019·浙江金丽衢十二校联考)小昱和小涛同学“用插针法测玻璃棱镜的折射率”．(1)小昱同学按实验步骤，先在纸上插下两枚大头针P 1、P 2，然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外两枚大头针，如图17(a)所示．则插针一定错误的是________(选填“P 3P 4”或“P 5P 6”)．按实验要求完成光路图，并标出相应的符号，所测出的玻璃棱镜的折射率n ＝________.(2)小涛同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC 来做实验，两者的AC 面是平行放置的，如图(b)所示．插针P 1、P 2的连线垂直于AB 面，若操作正确的话，则在图(b)中右边的插针应该是________(选填“P 3P 4”“P 3P 6”“P 5P 4”或“P 5P 6”)．图17答案　(1)P 5P 6　如图所示　(2)P 5P 6sin θ1sin θ2第 15 页共 31 页考点　力学创新拓展实验1．创新型实验的特点(1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验．(2)将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图象法、逐差法，融入到实验的综合分析之中．2．创新型实验的解法(1)根据题目情景，抽象出相应的力学模型、运动过程，根据相应规律列出关系式从而明确实验的理论依据．(2)应用原理公式或图象法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行分析．例4　(2019·全国卷Ⅱ·22)如图18，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz 的交流电源、纸带等．回答下列问题：图18(1)铁块与木板间动摩擦因数μ＝______(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g 和铁块下滑的加速度a 表示)．(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角使θ＝30°.接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下．多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图19所示．图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)．重力加速度为9.80 m/s 2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________(结果保留2位小数)．第 16 页共 31页图19答案　(1)　(2)0.35g sin θ－ag cos θ解析　(1)对铁块受力分析，由牛顿第二定律有mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，解得μ＝.g sin θ－ag cos θ(2)两个相邻计数点之间的时间间隔T ＝5×s ＝0.10 s ，150由逐差法Δx ＝aT 2，可得a ＝≈1.97 m/s 2，(x 5＋x 6＋x 7)－(x 1＋x 2＋x 3)12T 2代入μ＝，解得μ≈0.35.g sin θ－a g cos θ变式训练8．(2019·山东济南市3月模拟)如图20甲所示为“测量电动机转动角速度”的实验装置，圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边安装一个改装过的打点计时器，已知打点计时器的打点频率为50 Hz.图20第 17 页共 31 页下面是该实验的实验步骤：Ⅰ.按实验要求安装器材；Ⅱ.启动电动机，使圆形卡纸转动起来；Ⅲ.转动稳定后，接通打点计时器的电源，在卡纸边缘打点；Ⅳ.断开打点计时器和电动机电源；Ⅴ.根据卡纸上留下的部分痕迹，测出某两点间的圆心角，如图乙所示，计算出电动机的角速度．图21(1)实验中使用电磁打点计时器，学生电源应采用图21中的________接法(填“A ”或“B ”)．(2)若测得图乙中θ＝120°，则电动机转动的角速度ω＝________ rad/s.答案　(1)B (2)20.93(20.9或)20π3解析　(1)实验中使用电磁打点计时器，要使用低压交流电源，故学生电源应采用图中的B 接法；(2)由题图乙可知，转轴转过θ＝120°的时间为t ＝5T ＝0.1 s ，则角速度ω＝＝ rad /s≈20.93θt 2π30.1rad /s.9．(2019·山东济南市上学期期末)空间站中不能利用天平测量物体质量，为此某同学为空间站设计了如图22(a)所示的实验装置，用来测量小球质量．图中弹簧固定在挡板上，光滑水平轨道B 处装有光电门，可以测量出小球经过光电门的时间．该同学设计的主要实验步骤如下：第 18 页共 31页图22①用游标卡尺测量小球的直径d ；②将弹簧左端固定在挡板上；③小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量x ；④由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t ；⑤改变弹簧的压缩量，重复步骤③、④多次；⑥分析数据，得出小球的质量．已知弹簧弹性势能E p ＝kx 2，k 为劲度系数，x 为形变量．该同学使用了一个已知劲度系数为k 012的弹簧进行了上述实验，请回答下列问题：(1)步骤①中游标卡尺示数情况如图(b)所示，小球的直径d ＝________ cm ；(2)某一次步骤④中测得小球通过光电门的时间t 为5.00 ms ，则此次小球离开弹簧的速度v ＝________ m/s ；(3)根据实验步骤中测得的物理量，可得小球的质量m ＝________.(用实验步骤①、③、④中测得的物理量表示)答案　(1)1.14　(2)2.28　(3)k 0x 2t 2d2解析　(1)小球的直径为：11 mm ＋4×0.1 mm ＝11.4 mm ＝1.14 cm.(2)由于小球离开弹簧后做匀速直线运动，小球经过光电门时的速度与离开弹簧时的速度相等，故小球离开弹簧时的速度为第 19 页共 31 页v ＝＝＝2.28 m/s ；d t 1.14×10－2 m 5.00×10－3 s (3)由能量守恒定律可知：E p ＝k 0x 2＝m v 2，1212解得：m ＝.k 0x 2t 2d2专题突破练级保分练1．(2019·吉林“五地六校”合作体联考)如图1所示实验装置，a 、b 是两个半径相等的小球．某同学按照以下步骤研究弹性正碰实验操作：图1①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，使小球a 从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O ；②将木板水平向右移动一定距离并固定，再使小球a 从固定点处由静止释放，撞到木板上．重复多次，用尽可能小的圆把小球的落点圈在里面，其圆心处于小球落点的平均位置，得到痕迹B ；③把小球b 静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a 仍从固定点处由静止释放，和小球b 相碰后，重复多次，并使用与第②步同样的方法分别标出碰撞后两个小球落点的平均位置，得到两球撞在木板上的痕迹A 和C .(1)为了保证在碰撞过程中a 球不反弹，a 、b 两球的质量m 1、m 2间的关系是m 1________m 2(选填“大于”“小于”或“等于”)．第 20 页共 31 页(2)完成本实验，必须测量的物理量有________．A ．小球a 开始释放的高度h B ．木板水平向右移动的距离l C ．a 球和b 球的质量m 1、m 2D ．O 点到A 、B 、C 三点的距离y 1、y 2、y 3(3)若(2)所给选项的物理量均已知，若满足条件______(用测量量表示)，则表示两小球发生的是弹性碰撞．答案　(1)大于　(2)D (3)＋＝1y 21y 31y 12．(2019·安徽皖江名校联盟摸底大联考)如图2甲所示为晓宇同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验装置，利用弹射装置给滑块a 一水平向右的速度，使其拖动纸带在气垫导轨上运动，经过一段时间滑块a 与静止的滑块b 发生相互作用，两滑块碰撞后粘合在一起共同在气垫导轨上运动，在整个过程中打出的纸带如图乙所示．已知两滑块的质量分别用m a 、m b 表示，纸带上打出相邻两点之间的时间间隔为T .图2(1)若碰撞过程系统的动量守恒，则需验证的关系式为________；(2)如果将上述物理量均测量出，代入数据后发现碰前的动量略大于碰后的动量，请分析引起实验误差的原因：________.答案　(1)7m a x 2＝5(m a ＋m b )x 1 (2)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦或存在空气阻力等解析　(1)弹射出滑块a 后，滑块a 做匀速运动，滑块a 与滑块b 发生碰撞后一起做匀速运动，。