15.(石)如圖所示,給出了核子平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)的關(guān)系。下列說(shuō)法中正確的是
A.英國(guó)物理學(xué)家湯姆生,在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型
B.天然放射性元素在衰變過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,放出的射線(xiàn)垂直磁感線(xiàn)穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí),一定發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C.由圖可知,原子核A裂變成原子核B和C要放出核能
D.由圖可知,原子核D和E聚變成原子核F要吸收核能
14.氫原子發(fā)出a、b兩種頻率的光,經(jīng)平行玻璃磚折射后的光路如圖所示。若a光是由能級(jí)n=4向n=1躍遷時(shí)發(fā)出的,則b光可能是
A.從能級(jí)n=5向n=1躍遷時(shí)發(fā)出的
B.從能級(jí)n=3向n=1躍遷時(shí)發(fā)出的
C.從能級(jí)n=5向n=2躍遷時(shí)發(fā)出的
D.從能級(jí)n=3向n=2躍遷時(shí)發(fā)出的
13.下列說(shuō)法中正確的是
A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng),它說(shuō)明分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B.當(dāng)分子間距等于r0時(shí),分子勢(shì)能一定為零
C.溫度相同時(shí),分子質(zhì)量不同的兩種氣體,其分子的平均動(dòng)能不相同
D.滿(mǎn)足能量守恒定律的客觀(guān)過(guò)程并不是都可以自發(fā)地進(jìn)行
㈠經(jīng)典題目
[預(yù)測(cè)題22]一個(gè)物體在多個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),如果僅使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零,然后又從零逐漸恢復(fù)到原來(lái)的大小(此力的方向始終未變),在這過(guò)程中其余各力均不變。那么,下列各圖中能正確描述該過(guò)程中物體速度變化情況的是
[答案]D
[解析]當(dāng)物體受多個(gè)力而處于平衡狀態(tài)時(shí),這些力的合力為零,當(dāng)其中一個(gè)力的大小逐漸減小時(shí),合力逐漸增大,且與減小的力反向,因此加速度逐漸增大,在v-t圖象中,圖線(xiàn)的斜率逐漸增大;同樣當(dāng)該力又從零逐漸增大時(shí),合力逐漸減小,加速度逐漸減小,圖線(xiàn)的斜率逐漸減小,D圖滿(mǎn)足變種變化規(guī)律。
[點(diǎn)評(píng)]試題以v-t圖象,考查物體受力變化時(shí)的加速度、速度變化規(guī)律、牛頓第二定律等知識(shí)點(diǎn)。當(dāng)物體受多個(gè)力平衡時(shí),合力為零,若其中一個(gè)力撤去或者變化,則物體所受合力的變化跟變化力的變化相反。
[預(yù)測(cè)題25]2008年1月份,我國(guó)南方大部分地區(qū)遭遇50年不遇的大雪災(zāi),高壓輸電線(xiàn)路大面積受損,凍雨使輸電線(xiàn)表面結(jié)冰,重力增大,導(dǎo)致線(xiàn)斷塔倒。如圖所示的四座鐵塔,兩塔之間的輸電線(xiàn)長(zhǎng)度相等,2號(hào)鐵塔在山頂,1、3、4號(hào)鐵塔在山下且等高,圖中所
標(biāo)a、b、c、d四點(diǎn)中,c、d兩點(diǎn)分別是2、3號(hào)塔和3、4號(hào)塔間電線(xiàn)的最低點(diǎn),3號(hào)塔兩側(cè)導(dǎo)線(xiàn)端點(diǎn)切線(xiàn)與豎直方向夾角均為θ。下列說(shuō)法正確的是
A.a點(diǎn)比b點(diǎn)更容易在雪災(zāi)中被拉斷
B.c點(diǎn)電線(xiàn)中張力小于d點(diǎn)電線(xiàn)中張力
C.適當(dāng)讓兩塔之間的輸電線(xiàn)顯弧線(xiàn)下墜,可以減小線(xiàn)中張力
D.2號(hào)塔所受輸電線(xiàn)拉力的合力最小
[答案]BC
[解析]對(duì)1、2號(hào)塔之間的導(dǎo)線(xiàn),整個(gè)受力如圖a所示,導(dǎo)線(xiàn)受三個(gè)力而平衡,因此這三個(gè)力必相交于一點(diǎn)O,由平衡條件得,由于,A錯(cuò);導(dǎo)線(xiàn)不同點(diǎn)的張力不同,取最低點(diǎn)將導(dǎo)線(xiàn)一分為二,則其中一段受三個(gè)力如圖b,則,而c點(diǎn)到3號(hào)塔的距離比d點(diǎn)小,對(duì)應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)重力小,因此B正確;由圖b知,導(dǎo)線(xiàn)下墜,θ減小,F4減小,減小,C正確;塔所受導(dǎo)線(xiàn)拉力的合力等于從塔頂?shù)絻蓚?cè)導(dǎo)線(xiàn)最低點(diǎn)間的導(dǎo)線(xiàn)重力,2號(hào)塔兩側(cè)這段導(dǎo)線(xiàn)最長(zhǎng),重力最大,D錯(cuò)。
[點(diǎn)評(píng)]2008熱點(diǎn)問(wèn)題,凍雨使導(dǎo)線(xiàn)重力增大、導(dǎo)線(xiàn)中張力增大,超過(guò)導(dǎo)線(xiàn)能承受的拉力是輸電線(xiàn)斷裂的原因,因此設(shè)計(jì)輸電線(xiàn)路時(shí)就應(yīng)該考慮導(dǎo)線(xiàn)的承拉能力和減小導(dǎo)線(xiàn)中張力的措施等。三力平衡必共點(diǎn),利用這一規(guī)律可將非共點(diǎn)力轉(zhuǎn)換為共點(diǎn)力。試題開(kāi)放,體現(xiàn)能力考查的命題思想。
㈢專(zhuān)家寄語(yǔ)
全國(guó)理綜試卷中,除前面5個(gè)必考內(nèi)容外,其余選擇題或一力兩電,或兩力一電。力學(xué)中以運(yùn)動(dòng)和力、物體的平衡、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、能量和動(dòng)量等內(nèi)容較為?,與計(jì)算題型互補(bǔ)。試題中等或中等偏上,選拔能力型考題居多,因此歷來(lái)復(fù)習(xí)中的突破的方向之一。
5.近代物理和原子物理
㈠經(jīng)典題目
[預(yù)測(cè)題17]是一種放射性元素,進(jìn)行一系列放射性衰變,由圖可知
A.圖中m是84,n是206
B.①是β衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的
C.②是β衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的
D.從衰變成要經(jīng)過(guò)6次①衰變,8次②衰變
[答案]ABD
[解析]從,質(zhì)量數(shù)不變,因此①是β衰變,中子放出電子而轉(zhuǎn)變成質(zhì)子,則,從,核電荷數(shù)減少2,因此②是α衰變,,AB正確C錯(cuò);原子核衰變時(shí)β衰變不改變質(zhì)量數(shù),因此衰變次數(shù)先進(jìn)行α衰變計(jì)算,α衰變次數(shù)次,β衰變次數(shù)次,D正確。
[點(diǎn)評(píng)]試題考查衰變規(guī)律、衰變次數(shù)的計(jì)算等。相關(guān)問(wèn)題要掌握①衰變規(guī)律:α衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)減4、核電荷數(shù)減2;β衰變質(zhì)量數(shù)不變,核電荷數(shù)加1;②衰變次數(shù)的計(jì)算:由于β衰變不改變質(zhì)量數(shù),因此衰變次數(shù)先進(jìn)行α衰變計(jì)算,且α衰變的次數(shù);β衰變次數(shù);其中m為質(zhì)量數(shù),n為核電荷數(shù)。
[預(yù)測(cè)題18]一個(gè)氘核和一個(gè)氚核結(jié)合成氦時(shí),釋放的核能為ΔE,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則4克氘核與6克氚核完全反應(yīng),發(fā)生的質(zhì)量虧損是
A、2NAΔEc2 B、4NAΔEc2 C、 D、
[答案]C
[解析]4克的氘和6克的氚的摩爾數(shù)都是2,因此原子核數(shù)為2NA,一個(gè)氘核和一個(gè)氚核結(jié)合成氦時(shí),釋放的核能為ΔE,故釋放總能量為,而,C正確。
[點(diǎn)評(píng)]考查質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損以及核反應(yīng)次數(shù)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)。核反應(yīng)中釋放的能量與原子核數(shù)有關(guān),考查考生的理解能力。
[預(yù)測(cè)題19]一個(gè)U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的核反應(yīng)為U+n→X+Sr +n,則下敘述正確的是
A.X原子核中含有86個(gè)中子
B.該反應(yīng)是核聚變反應(yīng)
C.由于該反應(yīng)釋放能量,根據(jù)E =mc2判斷,反應(yīng)后的總質(zhì)量數(shù)增加
D.雖然該反應(yīng)出現(xiàn)質(zhì)量虧損,但反應(yīng)前后總質(zhì)量數(shù)不變
[答案]AD
[解析]由核反應(yīng)中核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得,,,所以X的中子數(shù)為,A正確;這是核裂變反應(yīng),B錯(cuò);核反應(yīng)釋放能量,質(zhì)量數(shù)不變,質(zhì)量虧損,C錯(cuò)D對(duì)。
[點(diǎn)評(píng)]考查核裂變反應(yīng)、核反應(yīng)方程及質(zhì)量虧損。核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)都守恒,但有質(zhì)量虧損。
㈡新穎題目
[預(yù)測(cè)題21]氫原子能級(jí)如圖所示,用光子能量為E1光照射到一群處于基態(tài)的氫原子,可以看到三條光譜線(xiàn),用光子能量為E2的光照射到該群處于基態(tài)的氫原子,就可以看到六條光譜線(xiàn),對(duì)于E1、E2的比較,下列說(shuō)法正確的是
A.E2=2E1 B.E2>2E1
C.E1<E2<2E1 D.E2>E1>12eV
[答案]CD
[解析]大量氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,發(fā)光的譜線(xiàn)數(shù),當(dāng),eV,當(dāng),eV,CD正確。
[點(diǎn)評(píng)]本題考查的知識(shí)點(diǎn)有光子能量、玻爾理論、氫原子能級(jí)躍遷等知識(shí)點(diǎn);氫原子從基態(tài)吸收光子向高能級(jí)進(jìn)行一次性躍遷,然后向低能級(jí)躍遷就存在多種形式,比如可以從可以直接躍遷到,也可以先躍遷到,然后再躍遷到,因此大量處于的氫原子就可以產(chǎn)生三種不同頻率的光,即三條譜線(xiàn)。
㈢專(zhuān)家寄語(yǔ)
全章10個(gè)知識(shí)點(diǎn)中有2個(gè)Ⅱ級(jí)要求,氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)是人們認(rèn)為微觀(guān)世界的一個(gè)重要里程碑,核能是目前世界關(guān)注的熱點(diǎn),是考試的熱點(diǎn)。理綜一般為選擇題,難度偏易,是必拿之分。
4.光學(xué)
㈠經(jīng)典題目
[預(yù)測(cè)題13]下列說(shuō)法正確的是
㈡新穎題目
[預(yù)測(cè)題14]如右圖所示,一束由兩種色光混合的復(fù)色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面鏡的上表面,得到三束反射光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,則
A.光束Ⅰ仍為復(fù)色光,光束Ⅱ、Ⅲ為單色光,且三束光一定相互平行
B.增大α角且α≤90°,光束Ⅱ、Ⅲ會(huì)遠(yuǎn)離光束Ⅰ
C.光Ⅱ照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,則光Ⅲ也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象
D.減小α角且α>0°,光束Ⅲ可能會(huì)從上表面消失
[答案]A
[解析]光沿PO射到界面上時(shí),同時(shí)發(fā)生了反射和折射,Ⅰ為直接反射的光,為復(fù)色光;折射進(jìn)入玻璃的光由于折射率不同而發(fā)生色散,然后在玻璃板的下表面反射和兩次進(jìn)入空氣的折射而成為Ⅱ、Ⅲ兩束,如圖所示,由圖可知,光束Ⅱ在玻璃中的折射率比光束Ⅲ大,所以光束Ⅱ、Ⅲ為單色光;由光路可逆可知,三束光彼此平行,A正確;當(dāng)時(shí),反射光與入射光重合,因此當(dāng)α增大時(shí),Ⅱ、Ⅲ光束靠近光束Ⅰ,B錯(cuò);由于光束Ⅱ在玻璃中的折射率比光束Ⅲ大,光Ⅱ的頻率比光Ⅲ高,所以光Ⅱ照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,則光Ⅲ不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,C錯(cuò);由于光路可逆,因此只要光能從上表面射入,則一定能以原角度從上表面射入空氣,不會(huì)發(fā)生全反射,D錯(cuò)。
[點(diǎn)評(píng)]試題利用平板玻璃的兩面的反射和折射,綜合考查了反射、折射、折射率與光的頻率關(guān)系、色散、光子的能量、光電效應(yīng)、全反射、光路可逆等知識(shí)點(diǎn),涉及面廣。
[預(yù)測(cè)題15]研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,以頻率為v1和v2的兩種光光電管陰極K時(shí),才有光電子產(chǎn)生。在光電管的兩極K、A之間加反向電壓時(shí),光電子從陰極K發(fā)射出來(lái)后向陽(yáng)極A做減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電流表G讀數(shù)為零時(shí),電壓表V的讀數(shù)稱(chēng)為反向截止電壓。在光電管K、A之間加正向電壓時(shí),光電子從陰極K發(fā)射出來(lái)向陽(yáng)極A做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)電流表G的讀數(shù)為最大時(shí),稱(chēng)為飽和光電流。由電壓表V和電流表G的讀數(shù),可畫(huà)出兩種光照射時(shí)光電管的伏安特性曲線(xiàn)如圖乙所示。以下說(shuō)法正確的是
A.兩種光分別照射光電管時(shí),陰極K的極限頻率不同
B.兩種光分別照射光電管時(shí),光電子從陰極K表面逸出時(shí)間的長(zhǎng)短不同
C.兩種光的頻率不同
D.兩種光的強(qiáng)度不同
[答案]D
[解析]陰極K的極限頻率與其材料,與入射光無(wú)關(guān),A錯(cuò);光電效應(yīng)發(fā)生的時(shí)間極短,且與入射光無(wú)關(guān),B錯(cuò);由圖乙可知,兩種光照射時(shí),光電管的反向截止電壓相同,則光電子的最大初動(dòng)能全部用來(lái)克服電場(chǎng)力做功,由可知,這兩種光實(shí)際是同頻率的光,C錯(cuò);圖乙顯示飽和光電流不同,表示入射光強(qiáng)度不同,D正確。
[點(diǎn)評(píng)]材料型試題,試題先介紹研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路、反向截止電壓、飽和光電流等概念,考查對(duì)光電效應(yīng)的規(guī)律理解、光電效應(yīng)方程、電場(chǎng)力對(duì)光電子做功、光電管的伏安特性曲線(xiàn)等,對(duì)考生的理解能力和綜合分析能力要求較高。
[預(yù)測(cè)題16]a、b兩束不同頻率的光分別照射同一雙縫干涉裝置,在距雙縫恒定距離的屏上用照相底片感光得到如圖所示的干涉圖樣,其中圖甲是a光照射時(shí)形成的,圖乙是b光照射時(shí)形成的.則關(guān)于a、b兩束光,下述正確的是( )
A.若a光子能使處于基態(tài)的氫原子電離,則b光子有可能不能電離處于基態(tài)的氫原子
B.若a光子是原子核外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的,則b光子可能是原子核內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的
C.若用a光照射某金屬時(shí)不能打出光電子,則用b光照射該金屬時(shí)一定不能出光電子
D.若a光是氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的,則b光可能是氫原子從n=3的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的
[答案]B
[解析]b光的干涉條紋間距比a光小,由可知b光的波長(zhǎng)比a光短,頻率比a光高,光子能量比a光大,因此若a光子能使處于基態(tài)的氫原子電離,則b光子一定能電離處于基態(tài)的氫原子,A錯(cuò);原子核外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的光子能量比內(nèi)層電子受激發(fā)發(fā)生的光子能量小,B正確CD錯(cuò)。
[點(diǎn)評(píng)]照相底片感光不同于用眼睛直接觀(guān)察,既可以用可見(jiàn)光來(lái)做干涉實(shí)驗(yàn),也可以用不可見(jiàn)光如紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)和射線(xiàn)等來(lái)做;原子發(fā)光從核外到核內(nèi),依次是:核外層電子→紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光和紫外線(xiàn);內(nèi)層電子→X射線(xiàn);原子核→射線(xiàn)。氫原子從高能級(jí)躍遷到的能級(jí)放出紫外線(xiàn),因此能量較大的紫外線(xiàn)以及能量更大的X射線(xiàn)、都可以使處于基態(tài)的氫原子電離。
㈢專(zhuān)家寄語(yǔ)
光學(xué)部分13個(gè)知識(shí)點(diǎn)中,雖然只有光的反射、折射和光電效應(yīng)三個(gè)Ⅱ級(jí)要求考點(diǎn),卻是必考內(nèi)容之一,必須全面復(fù)習(xí)。一般是選擇題相對(duì)性較大,也可能是實(shí)驗(yàn)題,試題難度偏易,分不可失。
3.熱學(xué)
㈠經(jīng)典題目
㈡新穎題目
[預(yù)測(cè)題11]2008年2月21日遠(yuǎn)在38萬(wàn)公里之外的嫦娥一號(hào)衛(wèi)星要迎來(lái)月食考驗(yàn),陷入黑暗和嚴(yán)寒當(dāng)中,星在月食階段的長(zhǎng)時(shí)間陰影中,將直接面對(duì)太空零下270攝氏度(t1)的低溫環(huán)境,也無(wú)法獲得太陽(yáng)紅外和月球紅外的加熱。衛(wèi)星經(jīng)歷月食后,星上設(shè)備的溫度將大幅度降低,某些外露設(shè)備的溫度甚至?xí)档偷搅阆?90攝氏度(t2)。與迎來(lái)月食之前相比,下列說(shuō)法正確的是( )
A.嫦娥一號(hào)衛(wèi)星上某一外露設(shè)備的每一個(gè)分子動(dòng)能都增大。
B.嫦娥一號(hào)衛(wèi)星上某一外露設(shè)備的每一個(gè)分子動(dòng)能都減小。
C.嫦娥一號(hào)衛(wèi)星上某一外露設(shè)備的所有分子平均動(dòng)能增大。
D.嫦娥一號(hào)衛(wèi)星上某一外露設(shè)備的所有分子平均動(dòng)能減小。
[答案]D
[解析]溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。物體溫度低,則分子的平均動(dòng)能小,是熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理中的統(tǒng)計(jì)規(guī)律的應(yīng)用,只能是對(duì)大量分子才有意義,對(duì)于單個(gè)分子是無(wú)意義的,因此不能說(shuō)物體的每一個(gè)分子的動(dòng)能都減少。因此D是正確的。
[點(diǎn)評(píng)]高考對(duì)熱學(xué)的命題量平均每年一個(gè),多為選擇題 ,因此在復(fù)習(xí)時(shí),適量精選一組貼近高考熱點(diǎn)的選擇題進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,鞏固基本概念與規(guī)律、提高分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力,是非常必要的。
㈢專(zhuān)家寄語(yǔ)
熱學(xué)部分內(nèi)容雖不多,雖然所有知識(shí)點(diǎn)都是Ⅰ級(jí)要求,但也是高考理綜試卷中必考的熱點(diǎn)內(nèi)容。其中與阿伏加德羅常數(shù)相關(guān)的計(jì)算、熱力學(xué)定律、氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)解釋既是重點(diǎn),又是難點(diǎn)。題型為選擇題,試題難度中等偏易,這個(gè)分一定得拿到手。
2.機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波
㈠經(jīng)典題目
㈡新穎題目
[預(yù)測(cè)題6]輕彈簧上端與力傳感器相連,下端系一質(zhì)量為m的小球,靜止時(shí)小球處在位置O點(diǎn),在彈簧彈性限度內(nèi),讓小球在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振幅為A。取O點(diǎn)為x坐標(biāo)原點(diǎn),豎直向上為x正方向;t=0時(shí)刻小球恰經(jīng)過(guò)O點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。傳感器將其受到的彈 簧作用力傳給與之連接的計(jì)算機(jī),四位同學(xué)通過(guò)計(jì)算機(jī)記錄的數(shù)據(jù)分別繪制出F-t圖象如下圖所示,其中一定不正確的是
[答案]AC
[解析]O點(diǎn)為振動(dòng)的平衡位置,小球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)彈簧的拉力等于小球重力,t=0時(shí)小球恰經(jīng)過(guò)O點(diǎn),因此t=0時(shí),A項(xiàng)錯(cuò);彈簧對(duì)小球的彈力與小球重力的合力是小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力,因此,,為振動(dòng)對(duì)平衡位置的位移,而簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的x-t圖象如圖所示,取彈簧為拉力時(shí)F為正,則D正確;取彈簧為拉力時(shí)F為負(fù),則B正確;C錯(cuò)。
[點(diǎn)評(píng)]通過(guò)懸掛的彈簧振子考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力與彈簧彈力的關(guān)系。豎直放置的彈簧振子的回復(fù)力是彈簧彈力與重力的合力,小球處在平衡位置時(shí)彈力與重力平衡,合力為零;由可知,彈簧彈力與振動(dòng)位移是一次函數(shù)關(guān)系,而振動(dòng)的位移由學(xué)生熟悉的振動(dòng)圖象給出,與時(shí)間是正弦或余弦函數(shù)關(guān)系, 以此考查考生的知識(shí)遷移能力。
[預(yù)測(cè)題7]蝙蝠在飛行中每秒鐘向正前方發(fā)射40次超聲波,每次發(fā)射100個(gè)頻率為2×106Hz的完整波,在空氣中形成一系列斷續(xù)的波列.假設(shè)蝙蝠沿直線(xiàn)飛行,速度為v1=20m/s,已知空氣中的聲速為v2=340m/s,水中的聲速為1450m/s。則
A.蝙蝠發(fā)射的超聲波在空氣中的傳播速度為360m/s
B.蝙蝠接收到的反射超聲波頻率比發(fā)射的超聲波頻率要高
C.此超聲波經(jīng)靜止障礙物反射后波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)
D.此超聲波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)波長(zhǎng)變長(zhǎng)
[答案]BD
[解析]無(wú)論波源是否運(yùn)動(dòng),超聲波在空氣中的傳播速度都等于空氣中的聲速,即題設(shè)340m/s,A錯(cuò);由于蝙蝠迎著反向波的方向運(yùn)動(dòng),由多普勒效應(yīng)可知,蝙蝠接收到的超聲波頻率比發(fā)射的超聲波頻率高,B正確;超聲波經(jīng)靜止障礙物反射,相當(dāng)于反射“波源”不動(dòng),因此超聲波頻率和波長(zhǎng)與反射前相比不變,C錯(cuò);由于水中的聲速大于空氣中的聲速,由可知,波長(zhǎng)隨聲速的增大而變長(zhǎng),D正確。
[點(diǎn)評(píng)]考查考生對(duì)多普勒效應(yīng)、波長(zhǎng)等概念的理解深度,對(duì)波的形成和傳播特性掌握程度,分析和處理問(wèn)題的能力等.在正解多普勒效應(yīng)時(shí),反射波的障礙物可看作“波源”,波源不動(dòng),則反向波的頻率不變,波長(zhǎng)不變,考查考生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力;試題同時(shí)引入了波的“折射”現(xiàn)象,考生可以避開(kāi)“折射”而直接用波速、波長(zhǎng)和頻率關(guān)系式來(lái)判斷。
[預(yù)測(cè)題8]如圖a所示,一根水平張緊彈性長(zhǎng)繩上有等間距的Q’、P’、O、P、Q質(zhì)點(diǎn),相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間距離為lm,t=0時(shí)刻O質(zhì)點(diǎn)從平衡位置開(kāi)始沿y軸正方向振動(dòng),并產(chǎn)生分別向左、向右傳播的波,O質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如b所示,當(dāng)O點(diǎn)第一次達(dá)到正方向最大位移時(shí)刻,P點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng),則 ( )
A.P’、P兩點(diǎn)距離為半個(gè)波長(zhǎng),因此它們的振動(dòng)步調(diào)始終相反
B.當(dāng)Q’點(diǎn)振動(dòng)第一次達(dá)到負(fù)向最大位移時(shí),O質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)走過(guò)25cm路程
C.當(dāng)波在繩中傳播時(shí),繩中所有質(zhì)點(diǎn)沿x軸移動(dòng)的速度大小相等且保持不變
D.若O質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加快,周期減為2s,則O點(diǎn)第一次達(dá)到正方向最大位移時(shí)刻,P點(diǎn)也剛好開(kāi)始振動(dòng)
[答案]B
[解析]O點(diǎn)第一次達(dá)到正方向最大位移所需時(shí)間為,因此波向前傳播的距離為,即OP、OP’為,因此P、P’兩點(diǎn)間距離為半個(gè)波長(zhǎng),但由于波是以O為波源向左右傳播的,左右對(duì)稱(chēng)點(diǎn)振動(dòng)總相同如圖c所示,A錯(cuò);波傳到Q’需要半個(gè)周期,而當(dāng)Q’到達(dá)負(fù)向最大位移時(shí)又需,因此O點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為,所走路程為cm,B正確;波動(dòng)傳播的是振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式,質(zhì)點(diǎn)并不沿傳播方向向前傳播,C錯(cuò);同種波在同一介質(zhì)中傳播的速度是相同的,即,當(dāng)O質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期減為2s,則O第一次達(dá)到正方向最大位移的時(shí)間為0.5s,波向左、右傳播的距離為,P點(diǎn)還沒(méi)有振動(dòng),D錯(cuò)。
[點(diǎn)評(píng)]該題波源形成的波向x軸正、負(fù)雙向傳播,兩個(gè)方向、同種介質(zhì),因此波速、波長(zhǎng)都相等,波的圖象以波源向x正、負(fù)方向同步傳播,所以波的圖象如圖所示,考查波的傳播特性、同時(shí)考查考生的理解綜合分析能力。
㈢專(zhuān)家寄語(yǔ)
機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波作為一種典型的機(jī)械運(yùn)動(dòng),與日常生活、科技發(fā)展密切相關(guān),內(nèi)容不多,三個(gè)Ⅱ級(jí)要求的知識(shí)點(diǎn),是必考內(nèi)容之一。在理綜全國(guó)卷中一般是選擇題型,試題難度中等或中等偏易,此分必拿。
1.萬(wàn)有引力和人造衛(wèi)星
[預(yù)測(cè)題2]中國(guó)首顆數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)01星”2008年4月25日23時(shí)35分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。中國(guó)航天器有了天上數(shù)據(jù)“中轉(zhuǎn)站”。 25分鐘后,西安衛(wèi)星測(cè)控中心傳來(lái)數(shù)據(jù)表明,衛(wèi)星準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定的地球同步轉(zhuǎn)移軌道。若“天鏈一號(hào)01星”沿圓形軌道繞地球飛行的半徑為R,國(guó)際空間站沿圓形軌道繞地球勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為,且.根據(jù)以上信息可以確定( )
A.國(guó)際空間站的加速度比“天鏈一號(hào)01星”大
B.國(guó)際空間站的速度比“天鏈一號(hào)01星”大
C.國(guó)際空間站的周期比“天鏈一號(hào)01星”長(zhǎng)
D.國(guó)際空間站的角速度比“天鏈一號(hào)01星”小
[答案]CD
[解析]由于二者圍繞同一天體做圓周運(yùn)動(dòng),且國(guó)際空間站的軌道半徑大于“天鏈一號(hào)01星”的軌道半徑,因而,國(guó)際空間站的加速度、速度、角速度都比“天鏈一號(hào)01星”的小,而周期大。
[點(diǎn)評(píng)]考查天體的運(yùn)動(dòng)、天體質(zhì)量的測(cè)量和天體衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)等知識(shí)點(diǎn)。測(cè)量天體的質(zhì)量,必須以繞該天體運(yùn)行的其它天體如恒星的行星、行星的衛(wèi)星等為觀(guān)測(cè)對(duì)象,若該星體自身沒(méi)有衛(wèi)星如月球,則可以為其發(fā)射一顆人造衛(wèi)星(如嫦娥一號(hào)),通過(guò)對(duì)該人造衛(wèi)星的觀(guān)測(cè)就可測(cè)量其它質(zhì)量;一般試題對(duì)用萬(wàn)有引力與衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)關(guān)系求速度、周期和向心加速度等。本題一改常規(guī),只給定軌道半徑和周期,用以訓(xùn)練和克服思維定勢(shì)。
㈡新穎題目
[預(yù)測(cè)題3]我國(guó)首枚探月衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”在繞地球軌道上第三次近地點(diǎn)加速變軌后飛向月球,在到達(dá)月球附近時(shí)必須經(jīng)剎車(chē)減速才能被月球俘獲而成為月球衛(wèi)星,關(guān)于“嫦娥一號(hào)”的下列說(shuō)法正確的是
A.最后一次在近地點(diǎn)加速后的衛(wèi)星的速度必須等于或大于第二宇宙速度
B.衛(wèi)星在到達(dá)月球附近時(shí)需剎車(chē)減速是因?yàn)樾l(wèi)星到達(dá)月球時(shí)的速度大于月球衛(wèi)星的第一宇宙速度
C.衛(wèi)星在到達(dá)月球附近時(shí)需剎車(chē)減速是因?yàn)樾l(wèi)星到達(dá)月球時(shí)的速度大于月球衛(wèi)星的第二宇宙速度
D.若繞月衛(wèi)星要返回地球,則其速度必須加速到大于或等于月球衛(wèi)星的第三宇宙速度
[答案]C
[解析]當(dāng)衛(wèi)星速度大于或等于第二宇宙速度時(shí),衛(wèi)星將脫離地球而成為太陽(yáng)系的人造行星,“嫦娥一號(hào)”飛向月球時(shí)沒(méi)有掙脫地球的引力,A錯(cuò);衛(wèi)星到達(dá)月球附近時(shí)需剎車(chē)減速才能被月球俘獲,說(shuō)明其到達(dá)月球附近時(shí)速度一定大于或等于月球衛(wèi)星的第二宇宙速度,若不減速就會(huì)脫離月球,B錯(cuò)C對(duì);衛(wèi)星要從月球返回地球,則其速度應(yīng)加速到大于或等于月球衛(wèi)星的第二宇宙速度,D錯(cuò).
[點(diǎn)評(píng)]試題以“嫦娥一號(hào)”為背景,考查考生對(duì)宇宙速度的理解、逆向思維能力和知識(shí)遷移類(lèi)比能力,從衛(wèi)星的“脫離”去分析被“俘獲”,分析判斷時(shí)一定要分清天體的層次:脫離地球→成為太陽(yáng)的人造行星;脫離月球→則成為地球的衛(wèi)星.對(duì)以“嫦娥一號(hào)”為背景的試題,還可以以變軌、剎車(chē)方法等考查圓周運(yùn)動(dòng)的條件、向心加速度、動(dòng)量守恒等知識(shí)點(diǎn),同時(shí)考查《考試大綱》要求的理解能力.
[預(yù)測(cè)題4]某科學(xué)家估測(cè)一個(gè)密度約為kg/m3的液態(tài)星球是否存在,他的主要根據(jù)之一就是它自轉(zhuǎn)的周期,假若它存在,其自轉(zhuǎn)周期的最小值約為( )(萬(wàn)有引力恒量Nm2/kg2)
A.104s B.105s C.2×104s D. 3×104s
[答案]A
[解析]當(dāng)液態(tài)星表面一質(zhì)點(diǎn)所受該星球的萬(wàn)有引力大于、至少等于其隨星球自轉(zhuǎn)的向心力時(shí),液態(tài)星才不致瓦解,因此,,聯(lián)立解得,A正確。
[點(diǎn)評(píng)]試題通過(guò)液態(tài)星是否存在的科學(xué)探討考查萬(wàn)有引力定律和星球自轉(zhuǎn)周期的關(guān)系,向考生展示科學(xué)探測(cè)思想。宇宙空間的星球有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)(氣團(tuán))等存在狀態(tài),它們之所以能存在,首先因素就是其中心對(duì)周?chē)|(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力一定在大于、等于質(zhì)點(diǎn)隨星球自轉(zhuǎn)所需向心力。
㈢專(zhuān)家寄語(yǔ)
萬(wàn)有引力定律、天體的運(yùn)動(dòng)和人造衛(wèi)星與國(guó)家科技水準(zhǔn)密切相關(guān),一直是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容,近幾年都是命制選擇題,今年高考理綜出大題的相對(duì)性不大,但物理卷可能是一道大題。本內(nèi)容的試題無(wú)論怎么變化,都不能脫離兩個(gè)關(guān)鍵方程即,其中向心加速度有很多變化,記住這些變化以及各物理量的對(duì)應(yīng)性就可以適應(yīng)此類(lèi)考題的變化。試題難度中等,不可失分。
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