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考前第8天練 一、物理學(xué)史和物理思想方法 1.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.“交流電的有效值”使用了平均思想法 B.探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)的關(guān)系，使用了控制變量法 C.電場(chǎng)強(qiáng)度是用比值法定義的，電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力成正比，與試探電荷的電荷量成反比 D.“如果電場(chǎng)線與等勢(shì)面不垂直，那么電場(chǎng)強(qiáng)度沿著等勢(shì)面方向就有一個(gè)分量，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力就要做功”，這里用到了歸納法 解析　“交流電的有效值”使用了等效替代法，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)的關(guān)系，用的是控制變量法，選項(xiàng)B正確；電場(chǎng)強(qiáng)度是用比值法定義的，但電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力、試探電荷的電荷量都無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；“如果電場(chǎng)線與等勢(shì)面不垂直，那么電場(chǎng)強(qiáng)度沿著等勢(shì)面方向就有一個(gè)分量，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力就要做功”用的是反證法，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　B 2.對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)所研究的時(shí)間足夠短(或位移足夠小)時(shí)，它就可以認(rèn)為是勻速直線運(yùn)動(dòng)。這種分析方法叫做“微小量分析法”，在物理學(xué)的研究中經(jīng)常使用。下列使用到“微小量分析法”的有(　　) A.當(dāng)時(shí)間足夠短時(shí)，平均速度就可以認(rèn)為是瞬時(shí)速度 B.利用激光放大微小形變 C.平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng) D.在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)右側(cè)斜面的傾角無(wú)限接近零時(shí)，小球就做勻速直線運(yùn)動(dòng) 解析　根據(jù)題干的介紹，選項(xiàng)A符合要求；選項(xiàng)B中利用的是放大法；選項(xiàng)C中利用的是運(yùn)動(dòng)的合成與分解；選項(xiàng)D中利用的是理想實(shí)驗(yàn)法。 答案　A 3.在牛頓發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)與行星間的引力過(guò)程中，得出太陽(yáng)對(duì)行星的引力表達(dá)式后推出行星對(duì)太陽(yáng)的引力表達(dá)式，是一個(gè)很關(guān)鍵的論證步驟，這一步驟采用的論證方法是(　　) A.研究對(duì)象的選取 B.理想化過(guò)程 C.控制變量法 D.等效法 解析　對(duì)于太陽(yáng)與行星之間的相互作用力，太陽(yáng)和行星的地位完全相同，既然太陽(yáng)對(duì)行星的引力符合關(guān)系式F∝，依據(jù)等效法，行星對(duì)太陽(yáng)的引力也符合關(guān)系式F∝，故選項(xiàng)D正確。 答案　D 4.(2018鄭州市三模)學(xué)習(xí)物理不僅要掌握物理知識(shí)，還要領(lǐng)悟并掌握處理物理問(wèn)題的思想方法。在如圖1所示的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究物理問(wèn)題的思想方法相同的是(　　) 圖1 A.甲、乙 B.乙、丙 C.甲、丙 D.丙、丁 解析　比較平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)，來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，用到了比較法；觀察桌面的微小形變和測(cè)定萬(wàn)有引力常量的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)平面鏡的反射，反射光線發(fā)生較大的角度變化，從而擴(kuò)大了形變，該方法稱為微小形變放大法；探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系中，用到了控制變量法。所以，乙和丙具有相同的研究物理問(wèn)題的思想方法，故B正確。 答案　B 5.(多選)1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)在物理學(xué)史上都具有劃時(shí)代的意義。圍繞這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)從相反的角度對(duì)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象具有啟發(fā)意義 B.可以推斷出，在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的年代，已經(jīng)發(fā)明了電池 C.電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為大規(guī)模發(fā)電提供了理論基礎(chǔ) D.電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為解釋地球磁場(chǎng)的形成提供了理論方法 解析　電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)，利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以選項(xiàng)A正確；電流的磁效應(yīng)比電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)得早，而發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)時(shí)需要有持續(xù)的電流，說(shuō)明當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)明了電池，選項(xiàng)B正確；電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明大量的機(jī)械能可以通過(guò)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為電能，所以為大規(guī)模的發(fā)電提供了理論基礎(chǔ)，選項(xiàng)C正確；解釋地球磁場(chǎng)的形成需要知道磁場(chǎng)形成的原因，電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為解釋地球磁場(chǎng)的形成提供了理論方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　ABC 6.下列關(guān)于物理學(xué)史或物理方法的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A.伽利略利用斜面研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用了“外推”的方法，即當(dāng)斜面的傾角為90時(shí)，物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)就變成了自由落體運(yùn)動(dòng) B.運(yùn)動(dòng)的合成與分解是研究曲線運(yùn)動(dòng)的一般方法，該方法也同樣適用研究勻速圓周運(yùn)動(dòng) C.物理模型在物理學(xué)的研究中起了重要作用，其中“質(zhì)點(diǎn)”“點(diǎn)電荷”“光滑的輕滑輪”“輕彈簧”等都是理想化模型 D.牛頓在發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中使用了“月—地檢驗(yàn)” 解析　對(duì)于選項(xiàng)A和D，只要熟悉教材，即可順利判斷其是正確的；在曲線運(yùn)動(dòng)中，教材中選用了平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)兩個(gè)特例，但這兩個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)的研究方法是不同的。平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法是運(yùn)動(dòng)的合成與分解；研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)使用的方法是利用加速度的定義式和矢量差的知識(shí)推導(dǎo)出向心加速度公式，再利用牛頓第二定律得出向心力公式，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；“質(zhì)點(diǎn)”和“點(diǎn)電荷”沒有大小，“光滑的輕滑輪”沒有質(zhì)量且不計(jì)摩擦力，“輕彈簧”沒有質(zhì)量，所以它們都是理想化模型，選項(xiàng)C正確。 答案　B 7.(多選)對(duì)于繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，描述轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量有角速度ω等物理量。類似加速度，角加速度β描述角速度ω的變化快慢，勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)中β為一常量。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.β的定義式為β＝ B.在國(guó)際單位制中β的單位為rad/s2 C.勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)中某時(shí)刻的角速度為ω0，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后角速度為ω＝ω0＋βt2 D.勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)中某時(shí)刻的角速度為ω0，則時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為Δθ＝ω0t＋βt2 解析　角加速度為角速度變化量與所用時(shí)間的比值，選項(xiàng)A正確；由公式β＝知在國(guó)際單位制中β的單位為rad/s2，選項(xiàng)B正確；勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)中某時(shí)刻的角速度為ω0，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后角速度為ω＝ω0＋βt，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)中某時(shí)刻的角速度為ω0，類比x＝v0t＋at2，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后轉(zhuǎn)過(guò)的角度為Δθ＝ω0t＋βt2，選項(xiàng)D正確。 答案　ABD 二、物理學(xué)中的STSE問(wèn)題 1.目前交警部門開展的“車讓人”活動(dòng)深入人心。如圖1所示，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有行人正通過(guò)人行橫道時(shí)開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，恰好在停車線處停止運(yùn)動(dòng)。汽車在減速過(guò)程中，第一秒和最后一秒內(nèi)的位移分別為14 m和1 m，則汽車勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平均速度為(　　) 圖1 A.6 m/s B.6.5 m/s C.7 m/s D.7.5 m/s 答案　D 2.趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)上運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)過(guò)程中手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速跑，設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間夾角為θ，球拍與球保持相對(duì)靜止，它們間摩擦力及空氣阻力不計(jì)，則(　　) 圖2 A.運(yùn)動(dòng)員的加速度為gtan θ B.球拍對(duì)球的作用力為mg C.運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為(M＋m)gcos θ D.若加速度大于gsin θ，球一定沿球拍向上運(yùn)動(dòng) 答案　A 3.(多選)2017年4月27日～30日中國(guó)高爾夫公開賽于雁棲湖高爾夫俱樂(lè)部舉行，李吳桐在決賽輪交出70桿，最終獲得并列第11名，位居中國(guó)球手之冠。假如其從高為20 m 的高處以某一初速度將高爾夫球水平擊出，高爾夫球在空中沿水平方向運(yùn)動(dòng)40 m后，恰好落到球洞里。不計(jì)空氣阻力的作用，重力加速度g取10 m/s2。則高爾夫球(　　) 圖3 A.在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是4 s B.被擊出時(shí)的水平速度大小是20 m/s C.落入球洞前瞬間豎直方向的速度大小是15 m/s D.落入球洞前瞬間的速度大小是20 m/s 答案　BD 4.(多選)我國(guó)首次使用核電池隨“嫦娥三號(hào)”軟著陸月球，并用于“嫦娥三號(hào)”的著陸器和月球車上，核電池是通過(guò)半導(dǎo)體換能器，將放射性同位素衰變過(guò)程中釋放出的能量轉(zhuǎn)化為電能。有種核電池使用放射性同位素Pu，Pu衰變?yōu)閁和X粒子，并釋放出γ光子，已知Pu、U和X粒子的質(zhì)量分別為mPu、mU、m，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.Pu的衰變方程為Pu→U＋He＋γ B.核電池使用過(guò)程中由于發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致Pu的半衰期變短 C.一個(gè)Pu核衰變釋放出的能量為(mPu－mU－m)c2 D.反應(yīng)后U和α粒子結(jié)合能之和比Pu的結(jié)合能大 解析　根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，Pu的衰變方程為Pu→U＋He＋γ，故選項(xiàng)A正確；半衰期與放射性元素本身有關(guān)，與環(huán)境無(wú)關(guān)，所以核電池使用過(guò)程中發(fā)熱不會(huì)導(dǎo)致Pu的半衰期變短，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得，一個(gè)Pu核衰變釋放出的能量為E＝(mPu－mU－m)c2，故選項(xiàng)C正確；Pu衰變成U和α粒子后，釋放核能，將原子核分解為單個(gè)的核子需要的能量更大，原子變得更穩(wěn)定，所以反應(yīng)后U和α粒子結(jié)合能之和比Pu的結(jié)合能大，故選項(xiàng)D正確。 答案　ACD 5.(多選)電子束熔煉是指高真空下，將高速電子束的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能作為熱源來(lái)進(jìn)行金屬熔煉的一種熔煉方法。如圖4所示，陰極燈絲被加熱后產(chǎn)生初速度為0的電子，在3104 V加速電壓的作用下，以極高的速度向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)；穿過(guò)陽(yáng)極后，在金屬電極A1、A2間1103 V電壓形成的聚焦電場(chǎng)作用下，轟擊到物料上，其動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換為熱能，使物料不斷熔煉。已知某電子在熔煉爐中的軌跡如圖中虛線OPO′所示，P是軌跡上的一點(diǎn)，聚焦電場(chǎng)過(guò)P點(diǎn)的一條電場(chǎng)線如圖，則(　　) 圖4 A.電極A1的電勢(shì)高于電極A2的電勢(shì) B.聚焦電場(chǎng)只改變電子速度的方向，不改變電子速度的大小 C.電子在P點(diǎn)時(shí)速度方向與聚焦電場(chǎng)強(qiáng)度方向夾角小于90 D.電子轟擊到物料上時(shí)的動(dòng)能大于3104 eV 答案　AD 6.(多選)如圖5所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來(lái)兩板間電壓為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時(shí)，兩板間加電壓U，粒子在兩極板間的電場(chǎng)中加速，每當(dāng)粒子離開B板時(shí)，兩板間的電壓又變?yōu)榱悖袅Ｗ拥谝淮蔚竭_(dá)A板時(shí)速度忽略不計(jì)，粒子在電場(chǎng)一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑不變，則(　　) 圖5 A.繞行n圈回到A板時(shí)獲得的動(dòng)能有nqU B.第一次繞行時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度與第二次繞行時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為∶1 C.粒子在A、B之間第一次與第二次加速的時(shí)間之比為1∶(－1) D.在粒子繞行的整個(gè)過(guò)程中，每一圈的周期不變 解析　繞行第n圈時(shí)，粒子已經(jīng)經(jīng)過(guò)n次電場(chǎng)的加速，根據(jù)動(dòng)能定理有nqU＝Ekn＝mv，從而求出動(dòng)能Ekn＝nqU，速度vn＝，故選項(xiàng)A正確；粒子在環(huán)形磁場(chǎng)中繞行時(shí)，洛倫茲力提供向心力qvnBn＝m，所以Bn＝＝，那么B1∶B2＝1∶，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率不變，所以粒子n次在電場(chǎng)中間斷做加速運(yùn)動(dòng)可以看成是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知道：相等位移的時(shí)間之比為1∶(－1)，故選項(xiàng)C正確；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為T＝＝，每一次加速的時(shí)間也不相同，所以粒子每轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間均不相等，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　AC 7.(多選)如圖6甲是建筑工地將樁料打入泥土中以加固地基的打夯機(jī)示意圖，打夯前先將樁料扶正立于地基上。已知夯錘的質(zhì)量為M＝450 kg，樁料的質(zhì)量為m＝50 kg。每次打夯都通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引將夯錘提升到距離樁頂h0＝5 m處再釋放，讓夯錘自由下落，夯錘砸在樁料上并不彈起，而是隨樁料一起向下運(yùn)動(dòng)。樁料進(jìn)入泥土后所受阻力隨打入深度h的變化關(guān)系如圖乙所示，直線斜率k＝5.05104 N/m。g取10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A.夯錘與樁料碰撞前瞬間的速度為10 m/s B.夯錘與樁料碰撞后瞬間的速度為4.5 m/s C.打完第一夯后，樁料進(jìn)入泥土的深度為1 m D.打完第三夯后，樁料進(jìn)入泥土的深度為3 m 解析　根據(jù)v＝2gh0得夯錘與樁料碰撞前瞬間的速度為v0＝＝10 m/s，故選項(xiàng)A正確；取向下為正方向，打夯過(guò)程遵守動(dòng)量守恒定律，則得：Mv0＝(M＋m)v，代入數(shù)據(jù)解得v＝9 m/s，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由乙圖知，樁料下沉過(guò)程中所受的阻力是隨打入深度均勻變化的，可用平均力求阻力做功，為Wf＝－khh＝－kh2，對(duì)夯錘與樁料，由動(dòng)能定理得：(M＋m)gh＋Wf＝0－(M＋m)v2，代入數(shù)據(jù)解得h＝1 m，故選項(xiàng)C正確；由于每次提升重錘距樁頂?shù)母叨染鶠閔0＝5 m處再釋放，每次碰撞后瞬間的速度均為v，第三次打擊后共下降x，則由圖象可知，克服阻力做功W＝kx2，由能量守恒定律得：(M＋m)gx＋3(M＋m)v2＝kx2，解得經(jīng)過(guò)三次撞擊后被打入泥土的深度為x≈1.81 m，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　AC