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第一讲 快速巧解选择题第2课时 选择题(二)2.1.2


第 2 课时 选择题(二)

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?考查点 9 对电场性质理解的考查
考题展示

(2012 福建理综)如图所示,在点电荷 Q 产生的电场中,将 两个带正电的试探电荷 q1、 2 分别置于 A、 两点,虚线为等势线.取无穷远 q B 处为零电势点,若将 q1、2 移动到无穷远的过程中外力克服电场力做

的功相 q 等,则下列说法正确的是( ) A.A 点电势大于 B 点电势 B.A、B 两点的电场强度相等 C.q1 的电荷量小于 q2 的电荷量 D.q1 在 A 点的电势能小于 q2 在 B 点的电势能
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解析:选C.由于电场力做负功,所以 Q 应带负电荷,由负点电荷产生电场的电 场线的分布规律可判断出 φB>φA,故 A 项错误;由 E=k EA≠EB,B 项错误;由 φA=
1 q1 WA→∞ W 、φB= B→∞,因为 q1 q2 Q ,r r2

不相等,所以

WA→∞=WB→∞,φA<φB<0,所以

>

1 ,即 q2

q1<q2,故 C 项正确;由于克服电场力做功相等,且无穷远处电势能

为零,所以 q1 在 A 点的电势能等于 q2 在 B 点的电势能,故 D 项错误.

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(双选)(2012 广东理综)如图是某种静电矿料分选器的原 理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧. 对矿粉分离的过程,下列表述正确的有( ) A.带正电的矿粉落在右侧 B.电场力对矿粉做正功 C.带负电的矿粉电势能变大 D.带正电的矿粉电势能变小
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解析:选 BD.由题图可知,电场方向水平向左,带正电的矿粉所受电场力方向 与电场方向相同,所以落在左侧;带负电的矿粉所受电场力方向与电场方向 相反,所以落在右侧.A 项错误.无论矿粉所带电性如何,矿粉均向所受电场 力方向偏转,电场力均做正功,B 项正确;电势能均减少,C 项错误,D 项正确.

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▲透视训练 11:(2012 重庆理综)空间中 P、Q 两点处各固定一个点电荷,其 中 P 点处为正电荷,P、Q 两点附近电场的等势面分布如图所示,a、b、 c、 d 为电场中的 4 个点.则( )

A.P、Q 两点处的电荷等量同种 B.a 点和 b 点的电场强度相同 C.c 点的电势低于 d 点的电势 D.负电荷从 a 到 c,电势能减少

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解析:选 D.由题中所给的等势面分布图是对称的及电场线与等势面垂直 可得,P、Q 两点应为等量的异种电荷,A 项错误;a、b 两点的电场强度大小 相等,但方向不同,故 B 项错误;因 P 处为正电荷,因此 c 点的电势高于 d 点的 电势,C 项错误;因 P 处为正电荷,故 Q 处为负电荷,负电荷从靠负电荷 Q 较 近的 a 点移到靠正电荷 P 较近的 c 点时,电场力做正功,电势能减小,D 项正 确.

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▲透视训练 12:(2012 山东青岛检测)

如图所示,滚筒式静电分选器由料斗 A、导板 B、导体滚筒 C、刮板 D、料 槽 E、F 和放电针 G 等部件组成.C 与 G 分别接直流高压电源的正、负极, 并令 C 接地.电源电压很高,足以使放电针 G 附近的空气发生电离而产生大 量离子,现在导电性能不同的两种物质粉粒 a、b 的混合物从料斗 A 下落, 沿导板 B 到达转动的滚筒 C 上,粉粒 a 具有良好的导电性,粉粒 b 具有良好 的绝缘性.下列说法正确的是( )
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A.粉粒 a 落入料槽 F,粉粒 b 落入料槽 E B.粉粒 b 落入料槽 F,粉粒 a 落入料槽 E C.若滚筒 C 不接地而放电针 G 接地,从工作原理上看,这是不允许的 D.若滚筒 C 不接地而放电针 G 接地,从工作实用角度看,这是允许的 解析:选 A.粉粒 a 具有良好的导体性,电离后的离子吸附在它上面,到滚筒 C 上被导走,a 不能吸附在 C 上而落到 F 中,而 b 具有良好的绝缘性,吸附在其 上的离子不会被导走,使它被滚筒吸住,附着在滚筒上,直到 D 处被刮板刮落 到 E 中,故 A 项正确,B 项错误.按 C、 选项所说的接法,在原理上是允许的, D 但 C 不接地时,其电压很高,不能保证安全,故 C、D 两项错.

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命题探究 1.对电场力的性质和能的性质的理解,是高考的重点和热点,是选择题必定 命题的知识点,特别是电场强度的大小和方向、 电场力做功和电势能变化的 关系、电势高低的判断、电场线和等势面的关系以及电场线和带电粒子在 电场中运动轨迹的关系常作为命题点. 2.复习电场的描述时,抓住和理清两条主线:一是电场的力的性质.例如库仑 定律的应用、 电场强度的定义方法、 电场对电荷的作用力,结合牛顿运动定 律分析问题.二是电场能的性质,充分理解电势、电势差、电势能、等势面 等重要概念,熟悉几种典型电场的性质,理解电场力做功和电势能的变化的 关系,结合功能关系分析问题.

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3.带电粒子在电场中的运动是高考的必考内容,单独命题多以选择题形式, 由于高考试卷题量的限制,以计算题形式命题常和磁场组合,运动过程比较 复杂,难度较大. (1)带电粒子的加速 ①运动状态分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的 电场力与运动方向相同,做匀加速直线运动. ②用功能观点分析:粒子只受电场力作用,动能变化量等于电场力做的功. 即:
2 若粒子初速度为零,则: mv2=qU(若粒子初速度不为零,则 mv2- v0 =qU).

1 2

1 2

1 2

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(2)带电粒子垂直于电场进入时做类平抛运动,处理方式和平抛运动一样. (3)是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来: ①基本粒子:如电子、质子、α 粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外, 一般都不考虑重力(但并不忽略质量). ②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外, 一般都不能忽略重力. 4.电容器多以选择题形式考查、电容器的考查经常和电路相结合命题、电 容器的动态分析应是掌握的重点,包括电压不变和电量不变两种情况. 电容器动态分析的基本思路: (1)确定不变量,分析电压不变或电荷量不变两种情况. εr S (2)用决定式 C=4kd 分析平行板电容器的变化. (3)用定义式 C=U分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化. (4)用 E=d 分析电容器极板间场强的变化.
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U Q

?考查点 10 对电阻定律、 欧姆定律、 电功率及电路的动态分析的 考查
考题展示 (2012 浙江理综)功率为 10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮 度与功率为 60 W 的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016 年前普通白炽灯 应被淘汰.假设每户家庭有 2 只 60 W 的白炽灯,均用 10 W 的 LED 灯替代, 估算出全国一年节省的电能最接近 ( ) A.8× 8kW· 10 h C.8× 11 kW· 10 h B.8× 10kW· 10 h D.8× 13kW· 10 h

解 析 : 选 B. 按 每 户 一 天 亮 灯 5 小 时 计 算 , 每 户 一 年 节 省 的 电 能 为 E=2×(60-10)×103×5×365 kW·h=182.5 kW·h,假设全国共有 4 亿户家庭, 则全国一年节省的电能为 E 近于 B 项,故 B 项正确.
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=182.5×4×108kW·h=7.3×1010kW·h,最接

(2011 北京理综)如图所示电路,电源内阻不可忽略.开关 S 闭合后,在变阻器 R0 的滑动端向下滑动的过程中( A.电压表与电流表的示数都减小 B.电压表与电流表的示数都增大 C.电压表的示数增大,电流表的示数减小 D.电压表的示数减小,电流表的示数增大
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)

解析:选 A.在电路中,变阻器 R0 的滑动端向下滑动时,变阻器 R0 接入电路中 的电阻变小,从而使整个电路中的外电阻变小,干路电流变大,内阻 r 分得的 电压 U 内=Ir 变大,U 外变小,电压表示数变小,由 U1=IR1 知 U1 变大,因 U 外 =U1+U2,故 U2 变小,由于 I2=R2,所以流过 R2 的电流变小,电流表示数变小.A
2

U

项正确.

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▲透视训练 13:(2012 四川成都检测)某家庭购买了一款节能环保汽车,在试 车时发现,汽车的电动机启动时车灯会瞬时变暗,车主将汽车启动时的电路 图进行整理后.得到汽车启动时的工作电路原理图如图所示.经测量,S1 闭 合,S2 断开的情况下,电流表的示数为 10 A,S1、 2 均闭合的情况下,电流表的 S 示数为 70 A,电源电动势为 13 V,内阻为 0.1 Ω .若电流表的内阻不计且假定 车灯灯丝电阻不变,则 S1、S2 均闭合时,车灯的功率为 ( ) A.90 W B.30 W C.60 W D.120 W 解析:选 B.S1 闭合、S2 断开时 RL= 端电压 U=E-I'r=6 V,车灯的功率
E-I·r =1.2 Ω,当 S1、S2 均闭合时,电源的路 I U2 62 P= = W=30 W.故 B 项正确. RL 1.2

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▲透视训练 14:(2012 广东模拟)如图所示,电动势为 E、内阻为 r 的电源与 两个灯炮 A,B 及一个电阻 R、理想电压表相接,开始时开关 K 断开,现在闭 合开关 K,下列表述正确的是( ) A.A 灯变亮 B.B 灯变亮 C.电源的功率减小 D.电压表读数变大 解析:选 A.闭合开关后外电阻减小,由 I=R+r知电流增大,A 灯功率 PA=I2RA 增大,A 项正确;电源功率 P=EI 增大,C 项错误;由 U=E-Ir 知路端电压减小, 即电压表示数变小,D 项错误;由串并联关系知 U=UA+UB=IRA+UB,联立上 式知 UB 减小,则 B 灯功率
U 2 PB= R 减小,选 E

B 项错误.

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命题探究 1.本考查点命题集中在串并联电路特点、欧姆定律、功率分配、电路故障 分析等知识的考查,考查形式常为选择题.掌握串并联电路基本特点及功率 的计算方法是解决问题的根本. 2.在电路分析中,应首先分清纯电阻电路、非纯电阻电路、电功、电热的关 系. (1)如果一段电路中只含有电阻元件,称之为纯电阻电路,其基本特点是电流 通过纯电阻电路时,电流做功电能全部转化为电热,且电功率和热功率相等. 即 W=Q=Pt=UIt=I
2

U2 U2 2 Rt= R t,P=P 热=UI=I R= R .

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(2)如果电路中除了含有电阻外,还包括电动机、电解槽等能够把电能转化 为其他形式能的用电器,这种电路称为非纯电阻电路,其特点是:电流通过电 路时,通过电流做功,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能,如机 械能、化学能等. 在非纯电阻电路中,电功和电热是整体和部分的关系,即 W=Q+E 其他 ,故 W>Q,即 UIt>I2Rt,电功率大于热功率,即 UI>I2R.在计算电功和电热时要用 各自的定义式:W=UIt,P=UI,Q=I2Rt,P 热=I2R.

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3.电路的动态分析 闭合电路中,由于局部电阻变化(或开关的通断),引起各部分电压、电流(或 灯泡明暗)发生变化,分析此类问题的基本步骤是: (1)由局部电阻变化判断总电阻的变化; (2)由 I=R+r判断总电流的变化; (3)据 U=E-Ir 判断路端电压的变化.当 E、r 一定时: ①R↑? I↓? U 内↓? U↑. ②R→∞,I=0,U 内=0,U 外=E(断路). (3)R=0,I=E/r,U 内=E,U 外=0(短路). (4)由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化.
E

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?考查点 11 对带电粒子在磁场中运动问题的考查
考题展示

(2012 广东理综)质量和电荷量都相等的带电粒子 M 和 N, 以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所 示.下列表述正确的是( ) A.M 带负电,N 带正电 B.M 的速率小于 N 的速率 C.洛伦兹力对 M、N 做正功 D.M 的运行时间大于 N 的运行时间
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解析:选 A.由左手定则知 M 带负电,N 带正电,A 项正确;带电粒子在磁场中
mv2 mv 做匀速圆周运动且向心力 F 向=F 洛,即 r =qvB 得 r= qB ,因为 M、 的质量、 N

电荷量都相等,且 rM>rN,所以 vM>vN,B 项错误;M、N 运动过程中,F 洛始终与 v 垂直,F 洛不做功,C 项错误;由 T= qB 知 M、N 两粒子做匀速圆周运动的周 期相等且在磁场中的运动时间均为 ,D 项错误.
T 2 2m

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▲透视训练 15:(2012 山东滨州模拟)如图所示,有一电量为 q 的正离子,从 A 点沿箭头方向开始运动,运动半周到 B 点时,突然吸附若干电子,接着又运动 半周到 C 点,已知 BC=2AB,磁感线方向垂直指向纸内,电子质量远远小于离 子质量重力不计,则离子在 B 处吸附的电子数为(磁均为匀强磁场)( )

A.e C.

q

q 3e

B.2e D.

q

2q 3e

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解析:选 B.磁场的磁感应强度 B 不变,粒子在磁场中吸附电子前后可认为质 量 m 不变,而半径之比是 1∶ 2,速度 v 保持不变,根据半径公式 r= Bq 可得电量 减小为原来的一半,故 B 项正确.
mv

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命题探究 1.带电粒子在有界磁场中的运动问题是高考经常考查的一类试题,也是带 电粒子在磁场中运动问题的难点,处理此类问题经常涉及求解相关物理量 的极值.解题的关键是对临界条件的把握,必要时还要结合数学知识求解.找 准圆弧轨迹的圆心和画出圆弧轨迹是解决本类题的关键,同时几何知识的 正确运用也是解答本类题不可忽略的因素. 2.确定圆心的方法 (1)若已知粒子轨迹上的两点的速度方向,根据 F⊥v,分别确定两点处的洛 伦兹力 F 的方向,其交点(或延长线的交点),即为圆心. (2)若已知粒子轨迹上的两点和其中一点的速度方向,画出粒子轨迹上的 两点连线(即过这两点的圆的弦)作它的中垂线,并画出已知点 v 的垂线,则 中垂线与垂线的交点即为圆心.

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(3)若已知粒子轨迹上的两点并能求出半径 R,连接粒子轨迹上的两点,并作 连线的中垂线,从连线的端点到中垂线上的距离为 R 的点即为圆心. (4)若已知粒子的入射方向和出射方向,且能求得粒子的轨道半径 R,但不知 粒子的运动轨迹时,延长粒子的两速度方向所在的直线,作两直线夹角的角 平分线,在角平分线上找到距两直线的距离为 R 的点即为圆心.

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3.解题方法技巧——作图分析法 作图法包括几何作图、轨迹作图、运动示意图,还有各种图象(如 v—t 图 象,p—V、 p—T 图象等).在本类粒子在磁场中运动问题的分析中,作出运动轨 迹示意图,并结合几何知识很直观地就可以看出解题的条件或结论. 有种说法是:如果选择题计算很繁琐或根本就不能计算,请考虑使用图象分 析.“图”在物理学中有着十分重要的地位,它是将抽象物理问题直观化、形 象化的最佳工具,是探究未知规律的有效手段. 在画图时,要特别注意状态变化连接处的特征和前后不同过程的区别和联 系.用图象法解题不但快速、准确,而且能避免繁杂的运算,还能解决一些用 一般计算方法无法解决的问题.

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?考查点 12 对楞次定律和法拉第电磁感应定律的考查
考题展示 (2011 广东理综)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁 场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流, 下列表述正确的是 ( ) A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 解析:选 C.由法拉第电磁感应定律 E=n t 可知感应电动势的大小 E 与 n 有 关,与 t 即磁通量变化的快慢成正比,故 A、B 两项错误,C 项正确.由楞次定 律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化,即原磁 通量增加,感应电流的磁场与原磁场方向相反.原磁通量减小,感应电流的磁 场与原磁场同向,故 D 项错误.
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Φ Φ

(双选)(2012 四川理综)半径为 a右端开小口的导体圆环和 长为 2a 的导体直杆,单位长度电阻均为 R0.圆环水平固定放置,整个内部区 域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为 B.杆在圆环上以速度 v 平行 于直径 CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中 心 O 开始,杆的位置由 θ 确定,如图所示.则 ( )

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A.θ=0 时,杆产生的电动势为 2Bav B.θ= 时,杆产生的电动势为 3Bav
2B2 av C.θ=0 时,杆受的安培力大小为 (+2)R0 3B2 av D.θ= 时,杆受的安培力大小为 3 (5+3)R0 E 3

解 析 : 选 AD. 开 始 时刻 , 感应 电 动势 E1=BLv=2Bav, 故 A 项 正确 .θ= 3 cos θ+(π+2θ)a], 得 在 θ=0 时
3B2 av 时,F=R (5+3),故 0 B2 L 2 v ,F= R



时,E2=B·2acos 3·v=Bav,故 B 项错误.由 L=2acos θ,E=BLv,I=R,R=R0[2a =
4B2 av R0 (2+)

, 故 C 项 错 误 .θ= 3



D 项正确.

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▲透视训练 16:(2011 上海高考)如图所示,均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属 圆环 b 同心共面放置,当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转时,b 中产生顺时针 方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环 a( A.顺时针加速旋转 C.逆时针加速旋转 B.顺时针减速旋转 D.逆时针减速旋转 )

解析:选 B.由楞次定律,欲使 b 环中产生顺时针电流,则 a 环内磁场应向里减 弱或向外增强,a 环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速,由于 b 环 又有收缩趋势,说明 a 环外部磁场向外,内部向里,故 B 项正确.
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▲透视训练 17:(百家改编)如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距 l=0.50 m,左端接一电阻 R=0.20 Ω,磁感应强度 B=0.40T 的匀强磁场,方向垂直于导 轨平面,导体棒 ab 垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体 棒的电阻均可忽略不计,当 ab 以 v=0.4 m/s 的速度水平向右匀速滑动时,ab 棒中感应电流的大小为( )

A.0.2A C.0.4A

B.0.3A D.0.6A
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解析:选 C.ab 棒中的感应电动势为 E=BLv=0.40×0.50×0.4 V=0.08 V,ab 棒中 感应电流的大小 I=R = 0.02A=0.4A,故 C 项正确。
E 0.08

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命题探究 1.高考对楞次定律和电磁感应定律的考查一般在选择题和计算题中出现, 在应用楞次定律时要注意两种理解:一是从阻碍磁通量变化的角度;二是从 阻碍相对运动的角度判断感应电流的方向,电磁感应定律的表达式可为 E=nB (动生电动势)和 E=nS (感生电动势),E=Blv 适用于部分导体切割 磁感线运动的情况.
S t B t

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2.有时对“两个定律”的理解以 i-t 图象或 E-t 图象的形式考查,此时要注意划 分不同的运动过程,逐个过程分析. 电磁感应中常涉及磁感应强度 B、磁通量 Φ,感应电动势 E,感应电流 I、安 培力 F 安或外力 F 外随时间 t 变化的图象,即 B-t 图、Φ-t 图、 图、I-t 图、 E-t F-t 图.对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及感应 电动势 E 和感应电流 I 随位移 s 变化的图象,即 E-s 图、I-s 图等. 这些图象问题大体上可分为两类: (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象. (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量. 不管是何类型,电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、 左手定则、 楞次 定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决.

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3.电磁感应中的力学问题从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律解决 问题,纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力,电磁感应中多一个安培力,安 培力随速度变化,从而造成合力发生变化,加速度发生变化,在分析问题时要 注意上述联系. 4.电磁感应过程也是其他形式的能转化为电能的过程,因此,此类题目的考 查常伴随着能量问题的分析.

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?考查点 13 对交流电、变压器和远距离输电的考查
考题展示 (双选)(2012 广东理综)某小型发电机产生的交变电动势 为 e=50 sin 100πt(V).对此电动势,下列表述正确的有( A.最大值是 50 2V B.频率是 100 Hz C.有效值是 25 2V D.周期是 0.02 s 解析:选 CD.从中性面开始计时,交变电动势的表达式为 e=Emsin ωt,因 e=50 sin 100πt(V),所以最大值 Em=50 V,A 项错误.由 ω=2πf=100π Hz 得 f=50 Hz,B 项错误.有效值 E= =25 2V,C 项正确.T= =0.02 s,D 项正确.
2 E 1 f

)

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(2012 福建理综 ) 如图所示 , 理想变压器原线圈输入电压 u=Umsin ωt,副线圈电路中 R0 为定值电阻,R 是滑动变阻器, 和 交流电压表,示数分别用 U1 和 U2 表示; 别用 I1 和 I2 表示.下列说法正确的是( ) 和 是理想

是理想交流电流表,示数分

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A.I1 和 I2 表示电流的瞬时值 B.U1 和 U2 表示电压的最大值 C.滑片 P 向下滑动过程中,U2 不变、I1 变大 D.滑片 P 向下滑动过程中,U2 变小、I1 变小 解析:选 C.交流电表测量的是交变电流的有效值,故 A、B 两项错误.由于理 n 想变压器的输出电压 U2=n2U1 与负载无关,即滑片 P 下滑时 U2 不变,故 D 项 错误.由 I1U1=R
U2 知 0 +R
2 1

R 减小时 I1 变大,故 C 项正确.

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▲透视训练 18:(2012 全国理综)一台电风扇的额定电压为交流 220 V.在其 正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流 I 随时间 t 的 变化如图所示.这段时间内电风扇的用电量为 ( )

A.3.9× -2 度 10 C.7.8× -2 度 10

B.5.5× -2 度 10 D.11.0× -2 度 10

解析: 选 B.因 1 度=3.6×10-6J 且电流表示数为电流有效值,故用电量 W=U(I1t 1+I2t 2+I3t 3),代入数值得 W=5.5×10-2 度,故 B 项正确.

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▲透视训练 19:(双选)(2011 广东理综)图(a)左侧的调压装置可视为理想变 压器,负载电路中 R=55 Ω,○A、○V 为理想电流表和电压表.若原线圈接 入如图(b)所示的正弦交变电压,电压表的示数为 110 V,下列表述正确的是 ( )

A.电流表的示数为 2 A B.原、副线圈匝数比为 1∶ 2 C.电压表的示数为电压的有效值 D.原线圈中交变电压的频率为 100 Hz
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解析:选 AC.由图(b)可知原线圈两端电压的有效值 U1=220 V,由U1 = n1,可
2 2

U

n

得原副线圈匝数之比n1 = U1 = 110=2∶ B 项错误.电流表示数与电压表 1,故
2 2

n

U

220

示数都为有效值,故 C 项正确.电流表示数 I= = 图(b)可知 T=0.02 误 .

110 A=2 A,故 A 项正确.由 55 1 1 s,所以交变电压的频率为 f= = Hz=50 Hz,故 D 项错 T 0.02

U R

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命题探究 1.交流电、 变压器和远距离输电作为单独一章内容,在高考中一定会考查到, 且为选择题.考查点主要有以下三个方面要熟练掌握:一是交变电流的性质 和“四值”的理解;二是变压器的原理和变压器原副线圈中电压、电流和功 率的关系,有时还把变压器和电路动态分析联系在一起;三是远距离输电中 功率损耗的计算. 2.对理想变压器的理解应着重把握 4 个关系 (1)原线圈与副线圈电压的决定关系 U n 原、副线圈两端电压 U1、U2 的关系为:U1 = n1,当原、副线圈的匝数 n1、n2 一定时,副线圈电压 U2 决定于原线圈电压 U1 的变化,U2=n2U1,可简述为“原
1 2 2

n

制约副”,即 U1 增大时,U2 增大;U1 减小时,U2 减小.

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(2)输入功率与输出功率的决定关系 在理想变压器中,由于能量的损失忽略不计,其输入功率 P1 和输出功率 P2 相等,即 P1=P2.理想变压器的输入功率 P1 决定于输出功率 P2,即 P2 增大 时,P1 增大;P2 减小时,P1 减小,当变压器有多个副线圈时,P1=P2+P3+…. (3)原线圈与副线圈电流的决定关系 对于只有一个副线圈的理想变压器,原、 副线圈电流 I1、I2 的关系为:I1 = n2,
2 1

I

n

当 n1、n2 一定,且输入电压 U1 确定时,原线圈电流 I1 决定于副线圈电流 I2 n 的变化,I1=n2I2,可简述为“副制约原”,即 I2 增大时,I1 增大,I2 减小时,I1 减小.
1

(4)负载制约关系 ①变压器副线圈中的功率 P2 由用户负载决定,P2=P 负 1+P 负 2+…; P ②变压器副线圈中的电流 I2 由用户负载及电压 U2 确定,I2= 2 ;
U2

③总功率 P 总=P 线+P2.

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3.远距离输电应重点掌握电压、电流、功率间的相互关系 (1)输电过程的电压关系

(2)输电过程的功率关系
P出


P损 = I R 线 = ( P损 = R

2

P出 U出

)2 R 线

P 出=P 损+P 用

I=U

U2 损
线

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?考查点 14 对分子动理论、热力学定律和气体性质的考查
考题展示 (2012 广东理综)清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝 结成的水珠.这一物理过程中,水分子间的( A.引力消失,斥力增大 B.斥力消失,引力增大 C.引力、斥力都减小 D.引力、斥力都增大 解析:选 D.当水汽凝结成水珠时,水分子之间的距离减小,分子间的引力和 斥力同时增大,只是斥力比引力增加得更快一些. )

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(2012 广东理综)景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用 牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃.对筒内封闭 的气体,在此压缩过程中( A.气体温度升高,压强不变 B.气体温度升高,压强变大 C.气体对外界做正功,气体内能增加 D.外界对气体做正功,气体内能减少 解析:选 B.筒内封闭气体被压缩过程中,外界对气体做正功.由热力学第一 定律 ΔU=W+Q 知,气体内能增加,温度升高.由理想气体状态方程 气体压强增大.故 A、C、D 三项错误,B 项正确.
pV =C T

)

知,

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▲透视训练 20:(2012 广东清远调研)关于布朗运动,下列叙述正确的是 ( )

A.搅拌的沙粒在水中杂乱地运动属于布朗运动 B.布朗运动就是分子的无规则运动 C.一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚,这说明温度越 高布朗运动越激烈 D.布朗运动是液体内部分子做无规则运动时,对悬浮小颗粒碰撞作用的不 平衡所引起的 解析:选 D.布朗运动是指悬浮在液体中固体小颗粒的运动,最液体分子对其 碰撞不平衡引起的,运动的无规则性反映的是液体分子运动的无规则性,B 项错误,D 项正确.布朗粒子尺寸很小,用肉眼直接观察不到,故 A、C 两项错 误.
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▲透视训练 21:(2012 重庆理综)图为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻 璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定 量的空气.若玻璃管内水柱上升,则外界大气的变化可能是( )

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A.温度降低,压强增大 B.温度升高,压强不变 C.温度升高,压强减小 D.温度不变,压强减小 解析:选 A.对被封闭的气体研究,当水柱上升时,封闭气体的体积 V 减小,结 合理想气体的状态方程 =C 得,当外界大气压强 p0 不变时,封闭气体的压 强 p 减小,则温度 T 一定降低;当外界大气压强 p0 减小时,封闭气体的压强 p 减小,则温度 T 一定降低;当外界大气压强 p0 增大时,封闭气体的压强 p 存在 可能增大、可能不变、可能减小三种情况.当封闭气体的压强 p 增大时,温 度 T 可能升高、不变或降低;封闭气体的压强 p 不变时,温度一定降低;封闭 气体的压强 p 减小时,温度一定降低.故只有 A 项可能.
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pV T

命题探究 1.高考对热学内容的考查近年主要是分子动理论、热力学第一定律的应用 和气体实验定律的简单应用.题型为选择题且较简单.由于考纲对分子动理 论的要求也为Ⅰ级且近两年考查较多,复习中更应注意. 2.分子动理论的基本内容 (1)物质是由大量的分子组成的.分子直径的数量级为 10-10m. (2)分子永不停息地做无规则热运动. (3)分子间存在着相互作用力.即分子间同时存在着相互作用的引力和斥力, 实际表现的是引力和斥力的合力,叫分子力. (4)分子间的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小,随着分子间距离 的减小而增大,但斥力变化得快.

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3.对微观量估算的模型的建立方法 (1)对液体、固体来说,微观模型是:分子紧密排列,将物质的摩尔体积分成 NA 等份,每一等份就是一个分子;在估算分子直径时,设想分子是一个一个 紧挨的小球;在估算分子间距离时,设想每一个分子是一个正方体,正方体的 边长即为分子间距离. (2)气体分子不是紧密排列的,所以上述模型对气体不适用,但上述模型可以 用来估算分子间平均距离. 4.与阿伏加德罗常数有关的宏观量和微观量的计算方法 (1)宏观物理量:物质的质量 M,体积 V,密度 ρ,摩尔质量 MA,摩尔体积 VA. (2)微观物理量:分子的质量 m0,分子体积 V0,分子直径 d.

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(3)阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁,根据油膜法测 出分子的直径,可算出阿伏加德罗常数;反过来,已知阿伏加德罗常数,根据 摩尔质量(或摩尔体积)就可以算出一个分子的质量(或一个分子所占据的 体积).
M ρV = . N N V M ②分子的体积:V0= = . N ρN

①分子的质量:m0=

6V0 ,立方体模型的边长 M V ④物质所含的分子数:N=nNA=M NA=V NA.

③分子的大小:球体模型的直径 d=

3

d= 3 V0 .

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5.运用热力学第一定律分析问题的方法 在运用热力学第一定律的表达式 ΔU=W+Q 来分析问题时,必须理解它的物 理意义,掌握它的符号法则.做功和热传递都可以使物体的内能发生变化.如 果物体跟外界同时发生做功和热传递,那么,外界对物体所做的功与物体从 外界吸收的热量之和等于物体内能的增加. 按照符号法则将“+”“-”号代入 ΔU=W+Q 计算或分析问题,如果事先不便 确定其正负,可以先假定它为正,在计算出结果以后再作判断.若结果为正, 说明与原假设一致,若结果为负,则说明与原假设相反.

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?考查点 15 对玻尔理论和光电效应规律的考查
考题展示 (2012 北京理综)一个氢原子从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级, 该氢原子 ( ) A.放出光子,能量增加 B.放出光子,能量减少 C.吸收光子,能量增加 D.吸收光子,能量减少 解析:选 B.根据玻尔原子理论知,氢原子从高能级 n=3 向低能级 n=2 跃迁时, 将以光子形式放出能量,放出光子后原子能量减少,故 B 项正确.

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(双选)(2011 广东理综)光电效应实验中,下列表述正确的 是( ) A.光照时间越长光电流越大 B.入射光足够强就可以有光电流 C.遏止电压与入射光的频率有关 D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子 解析:选 CD.由爱因斯坦光电效应方程知,只有当入射光频率大于极限频率 时才能产生光电子,光电流几乎是瞬时产生的,其大小与光强有关,与光照时 间长短无关,易知 eUc=Ek=hν-W0(其中 Uc 为遏止电压,Ek 为光电子的最大初 动能,W0 为逸出功,ν 为入射光频率).由以上分析知,A、B 两项错误,C、D 两 项正确.

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▲透视训练 22:(2012 天津理综)下列说法正确的是 ( ) A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量 解析:选 B.放射性元素的半衰期由元素的原子核来决定,与元素以单质或化 合物的形式存在无关,与压强、温度无关,即与化学、物理状态无关,故 A 项 错误.由玻尔理论可知,氢原子从激发态跃迁到基态的过程放出光子,B 项正 确.从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力,C 项错误.核 子结合成原子核放出核能,因此核子单独存在时的总质量大于结合成原子 核时核的质量,D 项错误.

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▲透视训练 23:(双选)(百家改编)用某种频率的紫外线分别照射铯和锌两种 金属,从铯中发射出的光电子的最大初动能是 2.9 ev,从锌中发射出的光电 子的最大初动能是 1.4 ev,则对两种金属的逸出功和极限频率的大小的判断, 正确的是( ) A.铯的逸出功大,锌的逸出功小 B.铯的逸出功小,锌的逸出功大 C.铯的极限频率大,锌的极限频率小 D.铯的极限频率小,锌的极限频率大 解析:选 BD.根据爱因斯坦光电效应方程:2 vm 2 =hv-w.当照射光的频率一 定时,光子的能量 hv 就是一个定值,在光电效应中所产生的光电子的最大初 动能等于光子的能量减去金属的逸出功.最大初动能越大,说明金属的电子 逸出功越小,所以铯的逸出功小,锌的逸出功大,故 A 项错,B 项正确.又因为 w=hv0,v0 是金属的极限频率,所以铯的极限频率小,锌的权限频率大,故 C 项 错,D 项正确.
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1

命题探究 1.原子结构部分高考主要考查能级跃迁,复习中除要了解玻尔原子结构模 型外,还要掌握氢原子跃迁的条件与规律. (1)氢原子跃迁、电离时吸收与辐射能量问题 当原子从低能级向高能级跃迁时,要吸收一定能量的光子,当一个光子的能 量满足 hν=E 末-E 初时,才能被某一个原子吸收,使原子从低能级 E 初向高能级 E 末跃迁,而当光子能量 hν 大于或小于 E 末-E 初时都不能被原子吸收.当原子 从高能级向低能级跃迁时,以光子的形式向外辐射能量,所辐射的光子能量 恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差.当光子能量大于或等于 13.6 eV 时, 也可以被氢原子吸收,使氢原子电离后,电子具有一定的初动能.

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一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时 ,可辐射出的光谱线条数为 N=
n(n-1) 2
2 = n .

一个氢原子处于量子数为 n 的激发态上,最多可辐射出 n-1 条光谱线. 如果原子的跃迁是吸收实物粒子的动能发生的,只要其动能大于两能级间 的能量差即可.

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(2)原子跃迁条件与规律 原子跃迁条件:hν=E 初-E 终,适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间 跃迁的情况,对于光子和原子作用而使原子电离和实物粒子作用而使原子 激发的情况,则不受条件的限制.基态氢原子的电离能为 13.6 eV,只要大于 或等于 13.6 eV 的光子都能使基态的氢原子吸收而发生电离,只不过入射光 子的能量越大,原子电离后产生的自由电子的动能越大.当实物粒子和原子 相碰时,由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒 子的动能大于或等于原子某两定态能量之差,也可以使原子受激发而向较 高能级跃迁.

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2.对光电效应的掌握首先从现象理解入手,进一步掌握光电效应发生的条 件、影响因素,进而把握光电效应方程. (1)照射光的频率决定着是否发生光电效应以及光电子的最大初动能. (2)光电子是金属表面受光照射出来的电子,与光子不同. (3)光电效应方程: ①表达式:hν=Ek+W0 或 Ek=hν-W0 ②物理意义:金属中的电子吸收一个光子获得的能量是 hν,这些能量一部分 用来克服金属的逸出功 W0,剩下的表现为逸出光电子的最大初动能 Ek.

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?考查点 16 对核反应方程的考查
考题展示 (双选)(2012 广东理综)能源是社会发展的基础,发展核能 是解决能源问题的途径之一.下列释放核能的反应方程,表述正确的有 ( )

3 2 A.1 H+1 H→4He+1 n 是核聚变反应 2 0 3 2 B.1 H+1 H→4He+1 n 是 β 衰变 2 0

C.235 U+1 n→144 Ba+89 Kr+31 n 是核裂变反应 92 0 36 0 56 D.
235 92

U+1 n→140 Xe+94 Sr+21 n 是 α 衰变 0 38 0 54

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解析:选 AC.因 A 项为两个轻核结合成质量较大的核,所以反应为核聚变,A 项正确.B 项是核聚变,而不是 β 衰变,B 项错误.在 C 项中铀核在被中子轰击 后分裂成两个较轻原子核,所以反应为核裂变,C 项正确.α 衰变本质为核内 2 个质子和 2 个中子结合成 2 He,所以 D 项错误.
4

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▲透视训练 24:(2012 重庆理综)以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程 x+7 Li→2y y+14 N→x+17 O y+9 Be→z+12 C 3 7 8 4 6 x、y 和 z 是 3 种不同的粒子,其中 z 是 ( A.α 粒子
1

) D.电子

B.质子

C.中子

解析:选 C.由 1 H+7Li→24 He,4 He+14 N→1 H+17 O,4He+9 Be→1 n+12 C,可知 z 3 2 7 1 8 4 0 6 2 2 为 0 n,故 C 项正确,A、B、D 三项错误.
1

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命题探究 1.对核反应方程的考查是高考的热点,近几年几乎每年必考.本部分命题有 以下特点:一是难度不大,大多直接考查知识的理解和识记;二是体现时代气 息,用新名词包装试题;三是有少数试题与力学、电磁学相结合,体现学科内 综合. 2.在复习本部分内容时要以课本为主,掌握核反应方程的书写原则,根据爱 因斯坦质能方程会计算核能.同时注意在核反应过程中遵循的是质量数守 恒而不是质量守恒,核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化而释 放核能.

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1.(2012 四川理综)物体由大量分子组成,下列说法正确的是( A.分子热运动越剧烈,物体内每个分子的动能越大 B.分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小 C.物体的内能跟物体的温度和体积有关 D.只有外界对物体做功才能增加物体的内能

)

解析:选 C.分子热运动越剧烈,分子的平均动能越大,但某一分子的动能不 一定大,A 项错误;分子间引力总是随分子间距离的减小而增大,B 项错误;物 体的内能是所有分子动能和分子势能之和,分子动能与温度有关,分子势能 与体积有关,所以物体的内能跟物体的温度和体积有关,C 项正确;由热力学 第一定律知,做功和热传递都可以改变物体的内能,D 项错误.
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2.图是密闭的气缸,外力推动活塞 P 压缩气体,对缸内气体做功 800 J,同时气 体向外界放热 200 J,缸内气体的( A.温度升高,内能增加 600 J B.温度升高,内能减少 200 J C.温度降低,内能增加 600 J D.温度降低,内能减少 200 J )

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解析:选 A.对一定质量的气体,由热力学第一定律 ΔU=W+Q 可知,ΔU=800 J+(-200 J)=600 J,ΔU 为正表示内能增加了 600 J,对气体来说,分子间距较大, 分子势能为零,内能等于所有分子动能的和,内能增加,气体分子的平均动能 增加,温度升高,A 项正确.

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3.(2012 广东中山统考) 如图所示(N,S 为地磁极),地球内部磁感线由地磁 S 极指向地磁 N极,地球自西向东自转.若地磁场是由于地球表面带电产生的, 则地球表面带电情况为( A.正电 C.不带电 )

B.负电 D.无法确定

解析:选 B.由安培定则知地球表面的等效环流为自东向西 ,与地球自转方 向相反,则地球表面带负电,故 B 项错误.
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4.(2012 陕西三模)在如图所示的电路中,两个灯泡均发光,当滑动变阻器的 滑动头向下滑动时,则( )

A.A 灯变亮,B 灯变暗 B.A 灯和 B 灯都变亮 C.电源的输出功率减小 D.电源的工作效率降低
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解析:选 A.当滑动头向下滑动时,R 总变大,由 I 总=

,U =E-I 总(R1+r)知 UA 增 总 A

大,故 A 灯变亮,I 总=IA+IB+IR2,I 总减小,而 IA、R2 均增加,故 IB 减小,B 灯变暗,A I
2 2 项正确,B 项错误.P 输=( ) R 外= 2 外 +r ( -r)
外 外

,当 R 外增加时,因 R 外与 r 大小关
+4r 外 I 外 +r 外

系未知,不能判断 P 输具体如何变化,故 C 项错误.η= ×100%= 当 R 外增加时,η 增加,故 D 项错误.

×100%,

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5.(双选)用同一光电管研究 a、b 两种单色光产生的光电效应,得到光电流 I 与光电管两极间所加电压 U 的关系如图所示.则这两种光( A.照射该光电管时 a 光使其逸出的光电子最大初动能大 B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a 光的临界角大 C.通过同一装置发生双缝干涉,a 光的相邻条纹间距大 D.通过同一玻璃三棱镜时,a 光的偏折程度大 )

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解析:选 BC.由题图知,Ekma<Ekmb,故 A 项错误;对同一光电管,由光电效应方 程 Ekm=hν-W0,知 νa<νb,由 sin C= 知,Ca>Cb,故 B 项正确;由 Δx= λ 及 λ= 知, 频率越小波长越长,间距越大,即 Δxa>Δxb,故 C 项正确;因 νa<νb,所以通过三 棱镜时,b 的偏折程度大,D 项错误.
1

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6.(2012 福建理综)如图甲所示,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿 过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保 持重合.若取磁铁中心 O 为坐标原点,建立竖直向下为正方向的 x 轴,则图乙 中最能正确反映环中感应电流 i 随环心位置坐标 x 变化的关系图象是 ( )

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解析:选 B.闭合铜环在下落过程中穿过铜环的磁场方向始终向上,磁通量先 增加后减少,由楞次定律可判断感应电流的方向要发生变化,D 项错误;因穿 过闭合铜环的磁通量的变化率不是均匀变化,所以感应电流随 x 的变化关 系不可能是线性关系,A 项错误;铜环由静止开始下落,速度较小,所以穿过 铜环的磁通量的变化率较小,产生的感应电流的最大值较小,过 O 点后,铜环 的速度增大,磁通量的变化率较大,所以感应电流的反向最大值大于正向最 大值,故 B 项正确,C 项错误.

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7.(2012 重庆理综)如图所示,理想变压器的原线圈接入 u=11 000 2sin 100 πt(V)的交变电压,副线圈通过电阻 r=6 Ω 的导线对“220 V/880 W”的电器 RL 供电,该电器正常工作.由此可知 ( )

A.原、副线圈的匝数比为 50∶ 1 B.交变电压的频率为 100 Hz C.副线圈中电流的有效值为 4 A D.变压器的输入功率为 880 W
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解析:选 C.副线圈输出电压 U2=220 V+Ur,1 = 1 = 220+ <
880
2 2





11 000

50 ,故 1

A项

错.2πf=100 π Hz,f=50 Hz,故 B 项错.I2=220 A=4 A,故 C 项正确.由于理想变 压器 P 入=2 2r+880 W>880 W,故 D 项错.

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8.(2012 安徽理综)如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面 的匀强电场,其中坐标原点 O 处的电势为 0 V,点 A 处的电势为 6 V,点 B 处 的电势为 3 V,则电场强度的大小为( A.200 V/m C.100 V/m B.200 3V/m D.100 3V/m )

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解析:选 A.在匀强电场中,沿某一方向电势降低,则在这一方向上电势均匀 降低,故 OA 的中点 C 的电势 φ C=3 V(如图所示),因此 B、C 为等势面.O 点 到 BC 的距离 d=OCsin α,而 sin α=
2+O2 3

= ,所以 d= OC=1.5×10-2m.
-2

1 2

1 2

根据 E= 得,匀强电场的电场强度 E= = 确,B、C、D 三项错误.

1.5×10

V/m=200 V/m,故 A 项正

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9.(双选)(2012 江苏联考)如图所示,电路中电源电动势 E 恒定,内阻 r=2 Ω, 定值电阻 R3=4 Ω.ab 段电路消耗的电功率在开关 S 断开与闭合时相等,则以 下说法中正确的是 ( )

A.电阻 R1、R2 可能分别为 3 Ω、9 Ω B.电阻 R1、R2 可能分别为 4 Ω、6 Ω C.开关 S 断开时电压表的示数一定等于 S 闭合时的示数 D.开关 S 断开与闭合时,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量 大小之比与 R1、R2 无关
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解析:选 AD.ab 段电路消耗的电功率在开关 S 断开与闭合时相等,即 (+
)2(R1+R2)=(+ + )2R1,把 3 +2 +1 3 1

A、 选项的电阻值代入检验知,A 项 B
,开关 +3 +2 +1

正确,B 项错误;开关 S 断开时,电路中电流 I1= 路中电流 I2=+
,则电压表的示数 3 +1

S 闭合时,电

U=E-I(r+R3),因 I2>I1,所以 U2<U1,C

项错误;开关 S 断开与闭合时,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变 化量大小之比为(r+R3),与 R1、R2 无关.D 项正确.

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10.(2012 天津理综)通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率 P,原 线圈的电压 U 保持不变,输电线路的总电阻为 R.当副线圈与原线圈的匝数 比为 k 时,线路损耗的电功率为 P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk, 线路损耗的电功率为 P2,则 P1 和2分别为 ( A. , C.
1 1 , 2

1 2 解析:选 D.由理想变压器 1 = 1得:副线圈电压 U'=kU,而理想变压器 P 入=P 2 2 = ,线路损耗的电功率 P1=I'2R=()2R.同理可知 出 ,副线圈电流 I'= ' 2 1 P2=I″2R=() R,得2 = 2,故 D 项正确. 1

B.()2R, D.( )2R,



1

1

)

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