高考物理三轮冲刺考前抢分选择题专练(一)

这是一份高考物理三轮冲刺考前抢分选择题专练(一)，共48页。

[说明：2016年高考变为单选4个、多选4个]
近四年全国I卷选择题命题内容
精析5个必考点
例题展示
(2016·全国乙卷·17)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯.目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍.假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为( )
A.1 h B.4 h C.8 h D.16 h
解析 地球自转周期变小，卫星要与地球保持同步，则卫星的公转周期也应随之变小，由开普勒第三定律eq \f(r3,T2)＝k可知卫星离地球的高度应变小，要实现三颗卫星覆盖全球的目的，则卫星周期最小时，由数学几何关系可作出它们间的位置关系如图所示.
卫星的轨道半径为r2＝eq \f(R,sin 30°)＝2R
由eq \f(r\\al( 3,1),T\\al( 2,1))＝eq \f(r\\al( 3,2),T\\al( 2,2))得
eq \f(6.6R3,242)＝eq \f(2R3,T\\al( 2,2)).
解得T2≈4 h.
答案 B
命题分析与对策
1.命题特点
这类题目也是连续5年的命题考点，已经成为了必考项目.从近几年的高考中对万有引力方面的知识点的考查分析来看，对该考点的命题形式变得越来越新颖，考题出题形式活跃，与航天科技、实际生活和物理学史联系紧密，题目难易程度常为中等.
2.应考策略
理清万有引力、重力、向心力之间的关系，从发射、运行、变轨、降落等角度全面掌握卫星问题，能够将牛顿运动定律和功能关系应用于天体运动或其他天体表面的物体，了解特殊卫星和重要的天文现象.
例题展示
(多选)(2015·新课标全国Ⅰ·20)如图1(a)，一物块在t＝0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图(b)所示.若重力加速度及图1中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出( )
图1
A.斜面的倾角
B.物块的质量
C.物块与斜面间的动摩擦因数
D.物块沿斜面向上滑行的最大高度
解析 由vt图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a＝eq \f(v0,t1)，根据牛顿第二定律得mgsin θ＋μmgcs θ＝ma，即gsin θ＋μgcs θ＝eq \f(v0,t1).同理向下滑行时gsin θ－μgcs θ＝eq \f(v1,t1)，两式联立得sin θ＝eq \f(v0＋v1,2gt1)，μ＝eq \f(v0－v1,2gt1cs θ)，可见能计算出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因数，选项A、C正确；物块滑上斜面时的初速度v0已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为0，那么平均速度为eq \f(v0,2)，所以沿斜面向上滑行的最远距离为x＝eq \f(v0,2)t1，根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为xsin θ＝eq \f(v0,2)t1×eq \f(v0＋v1,2gt1)＝eq \f(v0v0＋v1,4g)，选项D正确；仅根据vt图象无法求出物块的质量，选项B错误.
答案 ACD
命题分析与对策
1.命题特点
牛顿运动定律是力学知识的核心内容，是力学的基础，对整个物理学存在重大的意义.此类型考题连续多年都有，形式变化多样，是属于基础知识、基本应用能力的考查.既可单独考查，也可与其他力学规律、电学规律综合考查，因此，牛顿运动定律实际上几乎贯穿了物理必考内容的全部.属于必考题型.
2.应考策略
关注弹力、摩擦力的性质、力的合成与分解的平行四边形定则、平衡条件及应用、动力学的两类基本问题等基本内容，准确理解牛顿第一定律；加深理解牛顿第二定律，熟练掌握其应用，尤其是对物体进行受力分析的方法；理解牛顿第三定律等.
例题展示
(多选)(2016·全国乙卷·20)如图2，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称.忽略空气阻力.由此可知( )
图2
A.Q点的电势比P点高
B.油滴在Q点的动能比它在P点的大
C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大
D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小
解析 由于油滴受到的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以D选项错误；由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合外力沿竖直向上的方向，因此电场力竖直向上，且qE>mg，则电场方向竖直向下，所以Q点的电势比P点的高，A选项正确；当油滴从P点运动到Q点时，电场力做正功，电势能减小，C选项错误；当油滴从P点运动到Q点的过程中，合外力做正功，动能增加，所以Q点动能大于P点的动能，B选项正确.
答案 AB
命题分析与对策
1.命题特点
从近几年的高考试题来看，高考关于“静电场”考查所占分值很高，试题主要集中在电场的性质以及与其他知识的综合应用.重点考查基本概念的建立、基本规律的内涵与外延、基本规律的适用条件，以及对电场知识跟其他相关知识的区别与联系的理解、鉴别和综合应用.主要题型有电场性质及其描述、电场线和等势面的关系、带电粒子在电场中的加速和偏转，电场力做功及其能量问题等.
2.应考策略
(1)利用对比法熟悉掌握电场线和等势面的分布特点，关注五种典型电场的性质及电势，电场强度相关物理量(特别是点电荷的电场)的分布特点.
(2)根据对粒子的受力分析和初速度，分析粒子的运动是直线运动还是曲线运动问题，灵活运用动力学方法、功能关系解决粒子的运动轨迹和能量变化问题.
对于直线运动问题：
①如果是带电粒子在恒力作用下做直线运动的问题，应用牛顿第二定律，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等.
②如果是非匀强电场中的直线运动，一般利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、运动的位移等.
对于曲线运动问题：
①恒力作用：一般是类平抛运动模型，通常采用运动的合成与分解方法处理.通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析，应用动力学方法或功能方法求解.
②变力作用：一般利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、运动的位移等.
例题展示
(2016·全国乙卷·15)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图3所示，其中加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍.此离子和质子的质量比值约为( )
图3
A.11 B.12 C.121 D.144
解析 设质子的质量和电荷量分别为m1、q1，一价正离子的质量和电荷量为m2、q2.对于任意粒子，在加速电场中，由动能定理得
qU＝eq \f(1,2)mv2－0，得v＝ eq \r(\f(2qU,m))①
在磁场中qvB＝meq \f(v2,r)②
由①②式联立得m＝eq \f(B2r2q,2U)，由题意知，两种粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，加速电压U不变，其中B2＝12B1，q1＝q2，可得eq \f(m2,m1)＝eq \f(B\\al( 2,2),B\\al( 2,1))＝144，故选项D正确.
答案 D
命题分析与对策
1.命题特点
“带电粒子在磁场中运动”这部分知识是高中物理的重点，也是高考的热点，倍受命题专家的青睐.以此知识为背景的选择题或计算综合题在全国卷中年年出现，甚至多年作为压轴大题，是常考类型.
考查带电粒子在匀强磁场中运动或其相关联的考题形式较多，而且分值高、占分比例大、综合性强、区分度较高.
从近几年出题特色来看，选择题中出现这类考题的难度要求基本都是中、低等形式，是学生的得分点.只要大题不是此类题目，选择题中应该必有体现.
2.应考策略
(1)了解速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等构造，明确它们的工作原理.
(2)对于带电粒子在磁场和复合场中的运动问题，要善于联系力学中的运动模型(类平抛运动和匀速圆周运动)，从受力情况、运动规律、能量转化等角度分析，综合运用动力学方法和功能关系加以解决.
例题展示
(2016·全国乙卷·16)一含有理想变压器的电路如图4所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为( )
图4
A.2 B.3 C.4 D.5
解析 开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比eq \f(I,I2)＝eq \f(n2,n1)，通过R2的电流I2＝eq \f(In1,n2)，副线圈的输出电压U2＝I2(R2＋R3)＝eq \f(5In1,n2)，由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)可得原线圈两端的电压U1＝5Ieq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(n1,n2)))2，则U＝U1＋IR1＝5Ieq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(n1,n2)))2＋3I；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比eq \f(4I,I2′)＝eq \f(n2,n1)，通过R2的电流I2′＝eq \f(4In1,n2)，副线圈的输出电压U2′＝I2′R2＝eq \f(4In1,n2)，由eq \f(U1′,U2′)＝eq \f(n1,n2)可得原线圈两端的电压U1′＝4Ieq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(n1,n2)))2，则U＝U1′＋4IR1＝4Ieq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(n1,n2)))2＋12I，联立解得eq \f(n1,n2)＝3，选项B正确.

甲 乙
答案 B
命题分析与对策
1.命题特点
交变电流和理想变压器的知识是电磁感应的应用和延伸，高考考查主要表现为“三突出”：一是考查交变电流的产生及描述问题；二是考查交变电流的图象和交变电流的“四值”(平均值、瞬时值、最大值、有效值)；三是考查变压器和远距离输电问题，交流电和变压器的综合问题.
2.应考策略
夯实基础，重在理清各个基本概念、熟记基本公式，明确各公式的适用条件.对于交变电流的问题，重视对交流电“四值”的理解及应用，变压器问题是复习的重中之重，重视该部分知识在实际生活中应用的问题.
吃透7个热考点
例题展示
(2015·新课标全国Ⅰ·18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图5所示.水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h.不计空气的作用，重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是( )
图5
A.eq \f(L1,2)eq \r(\f(g,6h))＜v＜L1eq \r(\f(g,6h))
B.eq \f(L1,4)eq \r(\f(g,h))＜v＜ eq \r(\f(4L\\al( 2,1)＋L\\al( 2,2)g,6h))
C.eq \f(L1,2)eq \r(\f(g,6h))＜v＜eq \f(1,2) eq \r(\f(4L\\al( 2,1)＋L\\al( 2,2)g,6h))
D.eq \f(L1,4)eq \r(\f(g,h))＜v＜eq \f(1,2) eq \r(\f(4L\\al( 2,1)＋L\\al( 2,2)g,6h))
解析 发射机无论向哪个方向水平发射，乒乓球都做平抛运动.当速度v最小时，球沿中线恰好过网，有：
3h－h＝eq \f(gt\\al( 2,1),2)①
eq \f(L1,2)＝v1t1②
联立①②得v1＝eq \f(L1,4)eq \r(\f(g,h))
当速度最大时，球斜向右侧台面两个角发射，有
eq \r(\f(L2,2)2＋L\\al( 2,1))＝v2t2③
3h＝eq \f(1,2)gteq \\al( 2,2)④
联立③④得v2＝eq \f(1,2) eq \r(\f(4L\\al( 2,1)＋L\\al( 2,2)g,6h))
所以使乒乓球落到球网右侧台面上，v的最大取值范围为eq \f(L1,4)eq \r(\f(g,h))＜v＜eq \f(1,2) eq \r(\f(4L\\al( 2,1)＋L\\al( 2,2)g,6h))，选项D正确.
答案 D
命题分析与对策
1.命题特点
圆周运动和(类)平抛运动是高中物理中两种典型的曲线运动，前者为变速曲线运动，后者为匀变速曲线运动.在考题中往往把两种运动综合在一起形成较为复杂的运动问题，是高考备考中的重点复习题型.
同时运动合成分解的思想是种非常重要的物理思想方法，是解决复杂运动问题的一种主要思路.因此很多时候命题专家也借助一些曲线运动等复杂运动问题来考查学生是否掌握了运动合成分解这一化繁为简、体现等效思维的科学方法.
2.应考策略
掌握学过的几种典型运动的特点和规律，如平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住临界情况，结合运动学公式灵活求解，同时还要加深对速度、加速度及其关系的理解，加深对牛顿第二定律的理解，提高解决实际问题的能力.
例题展示
(2015·新课标全国Ⅰ·17)如图6，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平.一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道.质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小.用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功.则( )
图6
A.W＝eq \f(1,2)mgR，质点恰好可以到达Q点
B.W＞eq \f(1,2)mgR，质点不能到达Q点
C.W＝eq \f(1,2)mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离
D.W＜eq \f(1,2)mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离
解析 根据动能定理得P点动能EkP＝mgR，经过N点时，由牛顿第二定律和向心力公式可得4mg－mg＝meq \f(v2,R)，所以N点动能为EkN＝eq \f(3mgR,2)，从P点到N点根据动能定理可得mgR－W＝eq \f(3mgR,2)－mgR，即克服摩擦力做功W＝eq \f(mgR,2).质点运动过程，半径方向的合力提供向心力，即FN－mgcs θ＝ma＝meq \f(v2,R)，根据左右对称，在同一高度处，由于摩擦力做功导致在右边圆形轨道中的速度变小，轨道弹力变小，滑动摩擦力Ff＝μFN变小，所以摩擦力做功变小，那么从N到Q，根据动能定理，Q点动能EkQ＝eq \f(3mgR,2)－mgR－W′＝eq \f(1,2)mgR－W′，由于W′＜eq \f(mgR,2)，所以Q点速度仍然没有减小到0，质点会继续向上运动一段距离，对照选项，C正确.
答案 C
命题分析与对策
1.命题特点
本专题涉及的考点有：功和功率、动能和动能定理、重力做功与重力势能、弹力做功与弹性势能、合力功与机械能，摩擦阻力做功、内能与机械能.都是历年高考的热点内容，考查的知识点覆盖面全，频率高，题型全.动能定理、功能关系是历年高考力学部分的重点和难点，用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一.
考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、电磁学等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术，因此，也经常成为高考的压轴题，且高难度的综合题经常涉及本专题知识.
2.应考策略
重力做功与重力势能的关系、动能定理等内容是高考的热点，其中动能定理仍是今后高考的热点，建议复习时要侧重于动能定理的应用，体会用动能定理解题的优越性.
对于基本概念的理解及功和功率的计算是高考的冷点，近三年的考卷中出现的几率较小，但是它们属于重点内容，建议复习时要重视这部分知识的掌握，在今后的高考中这部分知识点有可能会被考到，而且极有可能会在一个计算题中以其中的一问方式出现.
关于能量的转化和守恒，要注意其考查的综合性，因为它是自然界中的普适规律，不但在力学中是重点，而且在热学、电磁学领域也是命题的热点，所以在复习本专题时要给予足够的重视.
例题展示
(多选)(2016·全国乙卷·21)甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其vt图象如图7所示.已知两车在t＝3 s时并排行驶，则( )
图7
A.在t＝1 s时，甲车在乙车后
B.在t＝0时，甲车在乙车前7.5 m
C.两车另一次并排行驶的时刻是t＝2 s
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m
解析 根据vt图，甲、乙都沿正方向运动.t＝3 s时，甲、乙相遇，此时v甲＝30 m/s，v乙＝25 m/s，由位移和vt图线所围面积对应关系知，0～3 s内甲车位移x甲＝eq \f(1,2)×3×30 m＝45 m，乙车位移x乙＝eq \f(1,2)×3×(10＋25) m＝52.5 m.故t＝0时，甲、乙相距Δx1＝x乙－x甲＝7.5 m，即甲在乙前方7.5 m，B选项正确；0～1 s内，x甲′＝eq \f(1,2)×1×10 m＝5 m，x乙′＝eq \f(1,2)×1×(10＋15) m＝12.5 m，Δx2＝x乙′－x甲′＝7.5 m＝Δx1，说明甲、乙第一次相遇，A、C错误；甲、乙两次相遇地点之间的距离为x＝x甲－x甲′＝45 m－5 m＝40 m，所以D选项正确.
答案 BD
命题分析与对策
1.命题特点
物理图象是描述物理规律最简洁的语言，高考十分重视对物理图象的考查，其中对质点运动图象的考查力度明显加强，既有单独命题，又有综合命题；既有定性分析、判断、简单推理的问题，又有定量计算或作图的问题.在近几年高考物理试卷中质点运动图象的问题可谓精彩纷呈.
直线运动图象不局限于匀速或匀变速运动，不局限于x—t或v—t图象，可单独命题，也可与其他考点综合.
2.应考策略
对图象的分析理解，包括图象中的各种信息，如图象所描述的物理规律、图象的斜率、图线与坐标轴的交点、两图线的交点、图线包围的面积、图线的拐点或极值点等.
掌握一般方法，适度拓宽范围.能够根据图象获取解题信息、还原物理情景、表示变化规律、进行分析判断.
例题展示
(2014·全国课标Ⅰ卷·18)如图8(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上.在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )
图8
解析 由题图(b)可知在cd间不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变化的，则线圈ab中的电流是均匀变化的，故选项A、B、D错误，选项C正确.
答案 C
命题分析与对策
1.命题特点
电磁感应涉及的知识面较广，是历年高考物理命题的热点.高考试题中“电磁感应”的问题，主要集中在感应电流产生的条件、感应电动势(电流)方向的判定和导体切割磁感线产生感应电动势的计算上.如滑轨类问题和矩形线圈穿越有界匀强磁场问题是电磁感应中的典型综合性问题，其综合性强，能力要求高，是高考命题的热点，由于电磁感应现象与磁场、直流电路、力和运动、动量和能量等知识点联系密切，所以涉及这些知识的综合性问题及感应电流(或感应电动势)的图象问题在近年高考中也时常出现，因而在复习中还要注意培养学生综合应用这些知识分析解决实际问题的能力.
2.应考策略
(1)注意基本规律的理解，深刻理解基本概念和规律是解决综合问题的基础.如对线框导体棒在磁场中运动问题要弄清楚哪部分相当于电源，知道电源内部电流是从负极到正极，根据这点判断导体的哪端相当于电源正极.
(2)电磁感应与力和运动结合的问题，首先明确研究对象，搞清物理过程，正确地进行受力分析.
(3)电磁感应现象中，产生的电能是其他形式的能转化来的，外力克服安培力做多少功，就有多少电能产生.
例题展示
(多选)(2016·全国乙卷·19)如图9，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态.若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则( )
图9
A.绳OO′的张力也在一定范围内变化
B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
解析 由于物块a、b均保持静止，各绳角度保持不变，对a受力分析得，绳的拉力FT′＝mag，所以物块a受到绳的拉力保持不变.由滑轮性质，滑轮两侧绳的拉力相等，所以b受到绳的拉力大小、方向均保持不变，C选项错误；a、b受到绳的拉力大小、方向均不变，所以OO′的张力不变，A选项错误；对b进行受力分析，如图所示.由平衡条件得：FTcs β＋Ff＝Fcs α，Fsin α＋FN＋FTsin β＝mbg.其中FT和mbg始终不变，当F大小在一定范围内变化时，支持力在一定范围内变化，B选项正确；摩擦力也在一定范围内发生变化，D选项正确.
答案 BD
命题分析与对策
1.命题特点
力学知识是物理学的基础，受力分析又是力学的基础，共点力作用下的物体平衡是高中物理重要的知识点.尤其是三个共点力的平衡问题，一直是高考的热点.隔离法、整体法分析平衡问题是学生必须掌握的方法，也是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题.单独考查共点力平衡的题型一般为选择题，综合其它知识考查的题型一般为计算题，命题难度基本上属于中等.同时，共点力的平衡问题与数学、生物学科、体育运动等结合形成新颖试题的亮点.在高考备考中应加以关注.
2.应考策略
(1)深刻理解各种性质力的方向特点，紧紧把握平衡这一特殊状态，通过受力分析，运用平衡条件，选用适当的方法解决问题.
(2)灵活应用如下物理思想和方法：①整体法和隔离法；②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦等效思想；⑧分解思想等.
例题展示
(2014·全国课标Ⅰ卷·14)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )
A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
解析 产生感应电流必须满足的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量要发生变化.选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D.
答案 D
命题分析与对策
1.命题特点
物理学史、物理方法和物理思想是高考的一个重要考查对象，难度较低，这类题目的特点是涉及面广，命题的形式花样繁多.不管直接考查还是间接考查，出题方向不再是简单物理学史的罗列——“谁发现了什么”，而是倾向于围绕某个知识点的建立过程进行考查，要求考生掌握物理学家在研究过程中的科学思维.
2.应考策略
建议复习过程以专题讲座或校本课程的方式进行系统的提炼梳理.例如：伽利略对自由落体运动及力与运动关系的研究(归谬法、外推法、理想实验法等)；牛顿对物理学的主要贡献；万有引力定律的发现及完善(三巨头)；法拉第对电磁感应现象的研究等.
例题展示
(2016·全国乙卷·14)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上.若将云母介质移出，则电容器( )
A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大
B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大
C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变
D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变
解析 由C＝eq \f(εrS,4πkd)可知，当云母介质移出时，εr变小，电容器的电容C变小；因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据Q＝CU可知，当C减小时，Q减小.再由E＝eq \f(U,d)，由于U与d都不变，故电场强度E不变，选项D正确.
答案 D
命题分析与对策
1.命题特点
平行板电容器问题是近几年高考中时常出现的考点，分析近几年的高考命题，命题规律主要有以下几点：
(1)一般以选择题的形式考查电容器的定义式和平行板电容器的决定式；
(2)以选择题的形式考查极板间的电场、极板间的电势、带电粒子的电势能及电容器的充放电规律等问题；
(3)以电容器为桥梁对电路和电场及粒子的运动等问题进行综合考查.
2.应考策略
(1)电容器是联系电路与电场的“桥梁”，要分析电场就要通过电路分析板间电压.
(2)分析电路时要分析清楚电路变化前后电容器两端电势差的变化及其两极板电性是否发生了改变.据此，再由带电物体的受力情况得到物体的运动情况，然后选取适当的规律进行求解.
选择题专练(一)
1.以下说法符合物理学史的是( )
A.笛卡尔通过逻辑推理和实验对落体问题进行了研究
B.奥斯特发现了电流的周围存在磁场并最早提出了场的概念
C.静电力常量是由库仑首先测出的
D.牛顿被人们称为“能称出地球质量的人”
答案 C
解析 伽利略通过逻辑推理和实验对落体问题进行了研究，选项A错误.奥斯特发现了电流的周围存在磁场，法拉第最早提出了场的概念，选项B错误.静电力常量是由库仑首先测出的，选项C正确.卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，从而由eq \f(GM,R2)＝g可以计算出地球质量，被人们称为“能称出地球质量的人”，选项D错误.
2.美国物理学家密立根于20世纪初进行了多次实验，比较准确的测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如图1所示模型：两个相距为d的平行金属板A、B水平放置，两板接有可调电源.从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到U时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测这个速度的大小为v，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为k，重力加速度为g.则计算油滴带电荷量的表达式为( )
图1
A.q＝eq \f(kvd,U) B.q＝eq \f(vdg,kU)
C.q＝eq \f(kv,Ud) D.q＝eq \f(vg,kUd)
答案 B
解析 油滴匀速下落，由平衡得：qeq \f(U,d)＝mg，题给已知信息v＝km，联立得q＝eq \f(vdg,kU)，故B正确.
3.如图2所示，一个质量m＝1 kg的小环套在倾角为37°的光滑固定直杆上，为使小环能够静止不动，需对它施加一个水平拉力F.已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6.则F的大小和方向分别是( )
图2
A.7.5 N，水平向左 B.7.5 N，水平向右
C.13.3 N，水平向左 D.13.3 N，水平向右
答案 A
解析 对小环受力分析，根据平衡知识可知：F＝mgtan37°＝10×eq \f(3,4) N＝7.5 N，方向水平向左，故选A.
4.(2015·北京·14)下列核反应方程中，属于α衰变的是( )
A.eq \\al(14, 7)N＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, 8)O＋eq \\al(1,1)H B.eq \\al(238, 92)U→eq \\al(234, 90)Th＋eq \\al(4,2)He
C.eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n D.eq \\al(234, 90)Th→eq \\al(234, 91)Pa＋eq \\al( 0,－1)e
答案 B
解析 α衰变是重核自发的发出α粒子的天然放射现象，其中α粒子是eq \\al(4,2)He，所以B正确；A为原子核的人工转变，C为轻核的聚变，D是β衰变，故A、C、D皆错误.
5.(多选)一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其eq \f(x,t)－t图象如图3所示，则( )
图3
A.质点做匀速直线运动，速度为0.5 m/s
B.质点做匀加速直线运动，加速度为0.5 m/s2
C.质点在1 s末速度为2 m/s
D.质点在第1 s内的平均速度为1.5 m/s
答案 CD
解析 质点做匀变速直线运动，其位移x＝v0t＋eq \f(1,2)at2，对照题给的eq \f(x,t)－t图象，可变换成eq \f(x,t) ＝v0＋eq \f(1,2)at，由此可知，质点做匀加速直线运动，加速度为a＝1.0 m/s2，初速度为v0＝1.0 m/s，选项A、B错误.由v＝ v0＋at可知质点在1 s末速度为2.0 m/s，选项C正确.质点在第1 s内的位移x＝v0t＋eq \f(1,2)at2＝1.5 m，第1 s内的平均速度为1.5 m/s，选项D正确.
6.(多选)一交流发电机和理想变压器按如图4电路连接.已知该发电机线圈匝数为N，电阻为r，当线圈以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡(额定电压为U0，电阻恒为R)恰能正常发光，则(电表均为理想电表)( )
图4
A.变压器的匝数比为U∶U0
B.电流表的示数为eq \f(U\\al( 2,0),UR)
C.在图示位置时，发电机线圈的磁通量为eq \f(\r(2)U,2Nnπ)
D.从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝ Usin(2nπt)
答案 AB
解析 由变压器变压公式可知，变压器的匝数比n1∶n2＝U∶U0；选项A正确.灯泡恰能正常发光，说明变压器输出功率P2＝eq \f(U\\al( 2,0),R)，根据变压器输出功率等于输入功率可得UI＝eq \f(U\\al( 2,0),R)，解得电流表的示数：I＝eq \f(U\\al( 2,0),UR)，选项B正确.在图示位置时，发电机的线圈处于中性面位置，发电机线圈的磁通量为BS，S为线圈面积，选项C错误.从图示位置开始计时，发电机产生电动势的瞬时值表达式为e＝Emsin(2nπt)，变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝Umsin(2nπt)＝eq \r(2)Usin(2nπt)，选项D错误.
7.(多选)如图5所示，等腰直角三角形abc区域中有垂直纸面向里的匀强磁场B，速度为v0的带电粒子，从a点沿ab方向射入磁场后恰能从c点射出.现将匀强磁场B换成垂直ac边向上的匀强电场E，其它条件不变，结果粒子仍能够从c点射出，粒子重力不计，则下列说法正确的是( )
图5
A.粒子带正电
B.eq \f(E,B)＝eq \f(\r(2)v0,2)
C.粒子从磁场中离开时速度方向与从电场中离开时速度方向不同
D.粒子从磁场中离开时速度大小与从电场中离开时速度大小相同
答案 BD
解析 由左手定则可判断出带电粒子带负电，选项A错误.设ac边长度为L，画出带电粒子从a点沿ab方向射入磁场后恰能从c点射出的轨迹图，由几何关系可知，粒子轨迹半径
r＝Lcs 45°＝eq \f(L,\r(2)).
带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，
qv0B＝meq \f(v\\al( 2,0),r)
联立解得：L＝eq \f(\r(2)mv0,qB) .
将匀强磁场B换成垂直ac边向上的匀强电场E，带电粒子在电场中做类斜抛运动，设运动时间为t，则有
L＝ v0cs 45°·t，
0＝ v0sin 45°·t－eq \f(1,2)at2，qE＝ma，
联立解得：eq \f(E,B)＝eq \f(\r(2)v0,2)，选项B正确.
根据圆周运动的对称性和类斜抛运动的对称性可知，粒子在磁场中运动的轨迹和在电场中运动轨迹不同，但是粒子从磁场中离开时速度方向与从电场中离开时速度方向相同，粒子从磁场中离开时速度大小与从电场中离开时速度大小相同，选项C错误，D正确.
选择题专练(二)
1.下列关于物理学思想方法的叙述错误的是( )
A.探究加速度与力和质量关系的实验运用了控制变量法
B.电学中电阻、电场场强和电势的定义都运用了比值法
C.力学中将物体看成质点运用了理想模型法
D.当物体的运动时间Δt趋近于0时，Δt时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法
答案 D
解析 当物体的运动时间Δt趋近于0时，Δt时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了极限法，选项D的叙述是错误的.
2.一辆汽车在平直公路上做刹车实验，若从0时刻起汽车在运动过程中的位移与速度的关系式为x＝(10－0.1v2) m，则下列分析正确的是( )
A.上述过程的加速度大小为10 m/s2
B.刹车过程持续的时间为5 s
C.0时刻的初速度为10 m/s
D.刹车过程的位移为5 m
答案 C
解析 根据公式x＝eq \f(v2－v\\al( 2,0),2a)和位移与速度的关系式为x＝(10－0.1v2) m，可得：eq \f(v2,2a)＝－0.1v2，eq \f(v\\al( 2,0),2a)＝－10，解得：a＝－5 m/s2，v0＝10 m/s，符号表示与运动方向相反，故A错误，C正确；
刹车时间t0＝eq \f(0－v0,a)＝eq \f(－10,－5) s＝2 s，故B错误；
刹车位移为x0＝eq \f(v0,2)t0＝eq \f(10,2)×2 m＝10 m，故D错误.
3.若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2∶eq \r(7).已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R，由此可知，该行星的半径为( )
A.eq \f(1,2)R B.eq \f(7,2)R C. 2R D.eq \f(\r(7),2)R
答案 C
解析 对于任一行星，设其表面重力加速度为g，根据平抛运动的规律得h＝eq \f(1,2)gt2：得t＝eq \r(\f(2h,g))，则水平射程x＝v0t＝v0eq \r(\f(2h,g)).可得该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比：eq \f(g行,g地)＝eq \f(x\\al( 2,地),x\\al( 2,行))＝eq \f(7,4)，根据eq \f(GMm,r2)＝mg，得g＝eq \f(GM,r2)，可得eq \f(g行,g地)＝eq \f(M行,M地)·eq \f(R\\al( 2,地),R\\al( 2,行))，解得行星的半径R行＝R地 eq \r(\f(g地,g行))·eq \r(\f(M行,M地))＝R×eq \r(\f(4,7))·eq \r(7)＝2R.故选项C正确.
4.如图1所示，圆柱体为磁体，磁极在左右两侧，外侧a为一金属圆环，与磁体同轴放置，间隙较小.在左侧的N极和金属圆环上各引出两根导线，分别接高压电源的正负极.加高压后，磁体和金属环a间的空气会被电离，形成放电电流，若从右侧观察放电电流，下列说法正确的是( )
图1
A.放电电流将发生顺时针旋转
B.放电电流将发生逆时针旋转
C.放电电流不发生旋转
D.无法确定放电电流的运动情况
答案 A
解析 由题可以知道，磁场向右，电流由高压电源的正极流向负极，根据左手定则，可以判断放电电流将发生顺时针旋转，故选项A正确.
5.(多选)如图2所示，匀强电场中的△PAB平面平行于电场方向，C点为AB的中点，D点为PB的中点.将一个带负电的粒子从P点移动到A点，电场力做功WPA＝1.6×10－8 J；将该粒子从P点移动到B点，电场力做功W PB＝3.2×10－8 J.则下列说法正确的是( )
图2
A.直线PC为等势线
B.若将该粒子从P点移动到C点，电场力做功为WPC＝2.4×10－8 J
C.电场强度方向与AD垂直
D.点P的电势高于点A的电势
答案 BC
解析 一个带电粒子不论从P点移动到A点，还是从P点移动到B点，电场力都做正功，P到AB间都有电势差，故直线PC不可能为等势线，故A错误；C是AB的中点，故C点电势为AB的中点电势，故该粒子从P点移动到C点，电场力做功为WPC＝eq \f(WPA＋WPB,2)＝2.4×10－8 J，故B正确；粒子从P点移动到B点，电场力做功WPB＝3.2×10－8 J，D点为PB的中点，故粒子从D点移动到B点，电场力做功WDB＝eq \f(1,2)WPB＝1.6×10－8 J，粒子从A到B电场力做功为WAB＝WAP＋WPB＝1.6×10－8 J，故AD为等势线，电场强度方向与AD垂直，故C正确；将一个带负电的粒子从P点移动到A点，电场力做正功，故电势能减小，电势升高，故点P的电势低于点A的电势，选项D错误.
6.(多选)如图3所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平面上，三条细绳结于O点.一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA在外力F的作用下使夹角θ＜90°，现缓慢改变绳OA的方向至θ＞90°，且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态.下列说法正确的是( )
图3
A.绳OA的拉力先减小后增大
B.斜面对物块P的摩擦力的大小可能先减小后增大
C.地面对斜面体有向右的摩擦力
D.地面对斜面体的支持力等于物块P和斜面体的重力之和
答案 AB
解析 缓慢改变绳OA的方向至θ＞90°的过程，OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置到3位置所示，可见OA的拉力先减小后增大，OP的拉力一直增大，故A正确；若开始时P受绳子的拉力比较小，则斜面对P的摩擦力沿斜面向上，OP拉力一直增大，则摩擦力先变小后反向增大，故B正确；以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析，根据平衡条件：斜面体受地面的摩擦力与OA绳子水平方向的拉力等大反向，故摩擦力方向向左，故C错误；以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析，设F与竖直方向的夹角为α，根据竖直方向受力平衡：FN＋Fcs α＝M斜g＋MPg＋MQg；由图分析可知F的最大值即为MQg(当F竖直向上时)故Fcs α＜MQg；则FN＞M斜g＋MQg，故D错误；故选A、B.
7.(多选)(2015·广东·18)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(3,1)H＋4.9 MeV和eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋X＋17.6 MeV，下列表述正确的有( )
A.X是中子
B.Y的质子数是3，中子数是6
C.两个核反应都没有质量亏损
D.氘和氚的核反应是核聚变反应
答案 AD
解析 根据核反应中质量数和电荷数守恒，可知X是eq \\al(1,0)X，所以为中子，A正确；Y应为eq \\al(6,3)Y，所以Y的质子数为3，核子数为6，中子数为3，B错误；两核反应均有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，两核反应都有质量亏损，C错误；由聚变反应概念知，D正确.
8.(多选)如图4所示，a图中变压器为理想变压器，其原线圈接在u＝12eq \r(2)sin 100πt (V)的交流电源上， 副线圈与阻值为R1＝ 2 Ω的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表.b图中为阻值R2＝32 Ω的电阻直接接到u＝12eq \r(2)sin100πt (V)的交流电源上，结果电阻R1与R2消耗的电功率相等，则( )
图4
A.通过电阻R1的交变电流的频率为0.02 Hz
B.电阻R1消耗的电功率为4.5 W
C.电流表的示数为6 A
D.变压器原、副线圈匝数比为4∶1
答案 BD
解析 由交变电流瞬时值表达式u＝12eq \r(2)sin100πt(V)可知，ω＝100π＝2πf，该交流电源的频率为f＝50 Hz，周期为0.02 s，由于变压器不改变交变电流的频率，所以通过电阻R1的交变电流的频率为50 Hz，选项A错误.由题图b可知，R2＝32 Ω的电阻两端电压的有效值为U＝12 V，电阻R2消耗的电功率为P2＝eq \f(U2,R2)＝4.5 W.根据题述，电阻R1与R2消耗的电功率相等，可知电阻R1消耗的电功率为P1＝ P2＝4.5 W，选项B正确.由P1＝I2R1，解得电流表的示数为I＝1.5 A，选项C错误.变压器副线圈电压U2＝ IR1＝3 V，变压器原、副线圈匝数比为n＝U∶U2＝12∶3＝4∶1，选项D正确.
选择题专练(三)
1.(2016·上海·6)放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了( )
A.1位 B.2位 C.3位 D.4位
答案 C
解析 α粒子是eq \\al(4,2)He，β粒子是eq \\al( 0,－1)e，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：－2×2＋1＝－3，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位.故选项C正确.
2.如图1所示是一个质点做匀变速直线运动的位移—时间图象的一段，从图中所给的数据可以确定( )
图1
A.质点在运动过程中经过图线上P点所对应位置时的速度小于2 m/s
B.质点在运动过程中t＝3.5 s时的速度等于2 m/s
C.质点在运动过程中在3～3.5 s这段时间内位移等于1 m
D.以上说法均不正确
答案 B
解析 质点做的是匀变速直线运动，P点为位移的中间位置，而这段时间的平均速度的大小为eq \x\t(v)＝eq \f(x,t)＝eq \f(2,1) m/s＝2 m/s，根据匀变速直线运动的规律可知，此段位移的中间时刻的瞬时速度即为2 m/s，由于中间时刻的瞬时速度要小于中间位置的瞬时速度，所以P点速度要大于2 m/s，A错误；质点做匀变速直线运动，根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度得到第4 s内的平均速度等于3.5 s时质点的瞬时速度，故质点在3.5 s时的速度等于2 m/s，B正确；质点做匀加速直线运动，速度增大，所以在3～3.5 s这段时间内位移小于1 m，在3.5～4 s这段时间位移大于1 m，C错误；根据上述分析可知D错误.
3.如图2所示，内壁光滑的牛顿管抽成真空，现让牛顿管竖直倒立，同时水平向右匀速移动，则管中羽毛的运动轨迹可能是( )
图2
答案 C
解析 羽毛在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动，加速度方向向下，根据合力方向应该指向曲线凹的方向一侧可知，羽毛的运动轨迹可能是C；故选C.
4.如图3所示的是一个力学平衡系统，该系统由三条轻质细绳将质量均为m的两个小球连接悬挂组成，小球直径相比轻绳长度可以忽略，轻绳1与竖直方向的夹角为30°，轻绳2与竖直方向的夹角大于45°，轻绳3水平.当此系统处于静止状态时，轻绳1、2、3的拉力分别为F1、F2、F3，比较三力的大小，下列结论正确的是( )
图3
A.F1＜F3 B.F2＜F3
C.F1＞F2 D.F1＜F2
答案 C
5.(多选)如图4甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W.现闭合开关，灯泡正常发光.则( )
图4
A.t＝0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零
B.交流发电机的转速为50 r/s
C.变压器原线圈中电流表示数为1 A
D.灯泡的额定电压为220eq \r(2) V
答案 BC
解析 由题图乙可知，交流电的周期为0.02 s，感应电动势的最大值为Em＝22eq \r(2) V，当t＝0.01 s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，A错误；由交流电的周期为0.02 s，则转速为：n＝eq \f(1,T)＝50 r/s，B正确；原线圈输入电压为有效值U1＝22 V，由变压器的变压规律得：副线圈的电压为U2＝220 V，由P＝UI可知，副线圈电流I2＝eq \f(P,U2)＝eq \f(22,220) A＝0.1 A，则由eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，求得：I1＝1 A，C正确；灯泡正常发光，故额定电压为220 V，故D错误；故选B、C.
6.(多选)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，准确地测定了电子的电荷量.如图5所示，平行板电容器两极板M、N与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d.现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，则( )
图5
A.此时极板间的电场强度E＝eq \f(U,d)
B.油滴带电荷量为eq \f(mg,Ud)
C.减小极板间电压，油滴将加速下落
D.将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动
答案 AC
解析 由E＝eq \f(U,d)求解电场强度，油滴静止不动时，所受的电场力与重力平衡，由平衡条件求出油滴的电量，根据油滴的电场力有无变化，分析其运动情况.
两极板间的电压为U，板间距离为d，则板间的电场强度E＝eq \f(U,d)，故A正确.
油滴静止不动，由平衡条件得：mg＝qE＝qeq \f(U,d)，得油滴带电荷量为：q＝eq \f(mgd,U)，故B错误.
减小极板间的电压时，由E＝eq \f(U,d)，知板间场强E减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将加速下落，故C正确.
将极板N向下缓慢移动一小段距离，由E＝eq \f(U,d)，知板间场强E减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动.故D错误.
7.(多选)如图6所示，竖直固定一截面为正方形的绝缘方管，高为L，空间存在与方管前面平行且水平向右的匀强电场E和水平向左的匀强磁场B，将带电量为＋q的小球从管口无初速度释放，小球直径略小于管口边长，已知小球与管道的动摩擦因数为μ，管道足够长，小球不转动.则小球从释放到底端过程中( )
图6
A.小球先加速后匀速
B.小球的最大速度为eq \f(\r(m2g2－μ2q2E2),μqB)
C.系统因摩擦而产生的热量为mgL－eq \f(1,2)m(eq \f(mg－μqE,μqB))2
D.小球减少的机械能大于产生的热量
答案 AC
解析 小球向下运动，磁场方向水平向左，根据左手定则可得小球受到的洛伦兹力方向垂直纸面向里，对小球不做功，运动过程中受到的后面那个面给的摩擦力越来越大，最后当重力和摩擦力相等时，小球速度不再改变，故小球先加速后匀速，A正确；小球受到两个面给的摩擦力，后面的面给的弹力大小为F＝Bqv，右边的面给的弹力大小为F′＝Eq，当摩擦力和重力平衡时，小球速度最大，即mg＝μ(Bqv＋Eq)，故有v＝eq \f(mg－μqE,μqB)，B错误；小球运动的过程中只有重力和摩擦力做功，由动能定理得：mgL－Wf＝eq \f(1,2)mv2，解得Wf＝mgL－eq \f(1,2)m(eq \f(mg－μqE,μqB))2，C正确；由于系统中只有重力和摩擦力做功，所以小球减少的机械能等于产生的热量，D错误.
选择题专练(四)
1.(多选)(2015·江苏单科·12C(1))波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )
A.光电效应现象揭示了光的粒子性
B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
答案 AB
解析 光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子束在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据德布罗意波长公式λ＝eq \f(h,p)，p2＝2mEk，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D错误.
2.如图1所示，一固定的细直杆与水平面的夹角为α＝15°，一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上，一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点，细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙，且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧.调节A、B间细线的长度，当系统处于静止状态时β＝45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m1，小环乙的质量为m2，则m1∶m2等于( )
图1
A.tan 15° B.tan 30°
C.tan 60° D.tan 75°
答案 C
解析 小环C为轻环，重力不计，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为60°，C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为30°，A点与甲环的连线与竖直方向的夹角为30°，乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为60°，根据平衡条件，对甲环：2FTcs 30°＝m1g，对乙环有：2FTcs 60°＝m2g，得m1∶m2＝eq \r(3)＝tan 60°，故选C.
3.套圈游戏是一项很受欢迎的群众运动，要求每次从同一位置水平抛出圆环，套住与圆环前端水平距离为3 m的20 cm高的竖直细杆，即为获胜.一身高1.7 m老人从距地面1 m高度水平抛出圆环，圆环半径为8 cm，要想套住细杆，他水平抛出的速度可能为(g取10 m/s2) ( )
A.7.4 m/s B.7.8 m/s
C.8.2 m/s D.8.6 m/s
答案 B
解析 根据h1－h2＝eq \f(1,2)gt2得，t＝eq \r(\f(2h1－h2,g))＝eq \r(\f(2×1.0－0.2,10)) s＝0.4 s.
则平抛运动的最大速度v1＝eq \f(x＋d,t)＝eq \f(3＋0.16,0.4) m/s＝7.9 m/s，最小速度v2＝eq \f(x,t)＝eq \f(3,0.4) m/s＝7.5 m/s，则7.5 m/s＜v＜7.9 m/s，故B正确.
4.2016年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波的存在，引力波的发现将为人类探索宇宙提供新视角，这是一个划时代的发现.在如图2所示的双星系统中，A、B两个恒星靠着相互之间的引力正在做匀速圆周运动，已知恒星A的质量为太阳质量的29倍，恒星B的质量为太阳质量的36倍，两星之间的距离L＝2×105 m，太阳质量M＝2×1030 kg，万有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2.若两星在环绕过程中会辐射出引力波，该引力波的频率与两星做圆周运动的频率具有相同的数量级，则根据题目所给信息估算该引力波频率的数量级是( )
图2
A.102 Hz B.104 Hz
C.106 Hz D.108 Hz
答案 A
解析 由万有引力定律，Geq \f(m1m2,L2)＝m1r1(2πf)2，Geq \f(m1m2,L2)＝m2r2(2πf)2，联立解得f＝eq \f(1,2π) eq \r(G\f(m1＋m2,L3))≈1.65×102 Hz，选项A正确.
5.(多选)一个质点，在x轴上做直线运动.在t＝0时刻质点处于静止状态，它的坐标x和时间平方t2的关系图象如图3所示，则该质点( )
图3
A.质点运动方向与x轴正方向相反
B.质点做匀速直线运动
C.质点运动加速度为3 m/s2
D.质点运动加速度为6 m/s2
答案 AD
解析 根据质点的坐标x和时间平方t2的关系图象可知，质点从x0＝6 m处由静止开始沿x轴负方向做匀加速直线运动，选项A正确，B错误.质点的运动方程可表示为x0－x＝eq \f(1,2)at2，即x＝ x0－eq \f(1,2)at2，图线斜率绝对值的2倍等于加速度，即质点运动加速度为a＝2×eq \f(6,2) m/s2＝6 m/s2，选项C错误，D正确.
6.(多选)空间某一静电场电势φ在x轴上分布如图4所示，x轴上B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有( )
图4
A.EBx的大小大于ECx的大小
B.EBx的方向沿x轴正方向
C.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功
答案 AD
解析 在B点和C点附近分别取很小的一段(d)，由图象知B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，将此小段看做是匀强电场，再由E＝eq \f(U,d)＝eq \f(Δφ,d)，可见EBx＞ECx，A项正确；同理可知O点场强为零，电荷在该点受到的电场力为零，C项错误；因沿电场线方向电势逐渐降低，则由图可知在O点左侧，电场方向在x方向上的分量沿x轴负方向，在O点右侧，电场方向在x方向上的分量沿x轴正方向，则负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，所以B项错误，D项正确.
7.如图5所示，一台理想变压器的原副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接入最大值一定的正弦交流电，副线圈电路中一个定值电阻与电容器并联，电压表和电流表均为理想交流电表，电流表A1、A2及电压表V的示数分别为I1、I2、U2，定值电阻的阻值为R，其消耗的功率为P，电容器的电容为C，所带的最大电量为Q，则它们的关系为( )
图5
A.Q＝CU2 B.I2＝eq \f(U2,R)
C.P＝5I1U2 D.eq \f(I1,I2)＝eq \f(1,5)
答案 D
解析 由于电容器两端电压是变化的，即电容器不断的被充电和放电，故其电量不是一个定值，故不能用公式Q＝CU2来计算，故选项A错误；根据题意，I2是副线圈的总电流，而eq \f(U2,R)只是通过电阻R的电流，由于电容器不断充电和放电，故I2≠eq \f(U2,R)，故选项B、C错误；根据变压器的相关规律：eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)＝eq \f(1,5)，故选项D正确.
8.(多选)利用如图6所示的实验装置可以测量磁感应强度B.用绝缘轻质丝线把底部长为L、电阻为R、质量为m的“U”型线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，电源内阻不计，电压可调，导线的电阻忽略不计.当外界拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时，力敏传感器会显示拉力的大小F.当线框接入恒定电压为E1的电源时，力敏传感器显示拉力的大小为F1 ；当线框接入恒定电压为E2的电源时，力敏传感器显示拉力的大小为F2.下列说法正确的是( )
图6
A.当线框接入恒定电压为E1的电源时所受安培力为F1
B.当线框接入恒定电压为E2的电源时力敏传感器显示拉力的大小为线框所受安培力与重力之和
C.待测磁场的磁感应强度B的大小为eq \f(F1－F2R,E2－E1L)
D.待测磁场的磁感应强度B的大小为eq \f(F1－F2R,E1－E2L)
答案 BD
解析 当线框接入恒定电压为E1的电源时，“U”型线框中电流I1＝ eq \f(E1,R)，所受安培力为BLI1＝eq \f(BLE1,R)，小于F1，选项A错误；力敏传感器显示拉力的大小为F1＝eq \f(BLE1,R)＋mg，同理，当线框接入恒定电压为E2的电源时，力敏传感器显示拉力的大小为F2＝eq \f(BLE2,R)＋mg，选项B正确.由F1＝eq \f(BLE1,R)＋mg和F2＝eq \f(BLE2,R)＋mg，联立解得B＝eq \f(F1－F2R,E1－E2L)，选项D正确，C错误.
选择题专练(五)
1.物体由静止开始做直线运动，以图中F表示物体所受的合力，a表示物体的加速度，v表示物体的速度，x表示物体的位移，那么上下两图对应关系正确的是( )
答案 B
解析 图A中，由牛顿运动定律可知，加速度与合外力成正比，图A错误.图B中前半段时间，加速度是恒定的正值，速度均匀增大；后半段，加速度是恒定的负值，速度均匀减小，图B正确.图C中速度图象与时间轴所围的面积表示位移，前半段时间内位移应该一直增加，而下面对应的位移图象位移先增大后减小，图C错误.图D中前半段时间，速度均匀增大，对应的位移图象斜率逐渐增大，图D错误.
2.如图1所示，开口向下的“∏”形框架，两侧竖直杆光滑固定，上面水平横杆中点固定一定滑轮，两侧杆上套着的两滑块用轻绳绕过定滑轮相连，并处于静止状态，此时连接滑块A的绳与水平方向夹角为θ，连接滑块B的绳与水平方向的夹角为2θ，则A、B两滑块的质量之比为( )
图1
A.2sin θ∶1 B.2cs θ∶1
C.1∶2cs θ D.1∶2sin θ
答案 C
解析 绳绕过定滑轮，绳中张力相等，
对A：FTsin θ＝mAg ①
对B：FTsin 2θ＝mBg②
由①②得：eq \f(mA,mB)＝eq \f(1,2cs θ)，C对.
3.如图2所示，窗子上、下沿间的高度H＝1.6 m，墙的厚度d＝0.4 m，某人在离墙壁距离L＝1.4 m、距窗子上沿h＝0.2 m处的P点，将可视为质点的小物体以v的速度水平抛出，小物体直接穿过窗口并落在水平地面上，取g＝10 m/s2.则v的取值范围是( )
图2
A.v＞7 m/s B.v