高考一轮复习:物理学史、方法、单位制
一、选择题
1.(2025高一下·旌阳期末)万有引力公式中的万有引力常量G的单位,用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】引力常量及其测定;单位制;力学单位制
【解析】【解答】 A . 根据
可得
因此,的单位可以通过将 F、r 和 m 的单位代入得到, ,N不是国际单位,故A错误;
B . 牛顿用米每秒平方代入
故B正确;
C .与G的互为倒数且没有把N转化成国际单位;
D . 加速度的单位类似于重力加速度g的单位,故D错误;
故选B。
【分析】(1)用基本单位表示 G的单位,需从万有引力公式 出发,先写出 G的常规单位,再通过牛顿的定义N=kg m/s2将其转换为基本单位组合。
(2)易错点:忽视题目隐含条件:题目强调“基本单位”,若未将 N 转换,会误选A。
单位推导错误:混淆分子分母的位置(如C选项),或误将 G 的单位与其他物理量(如加速度)混淆(如D选项),国际单位制中,力学基本单位是米(m)、千克(kg)、秒(s),其他单位(如N)需转换为这三者的组合。
2.(2024·浙江高考) 下列属于国际单位制基本单位符号的是( )
A.s B.N C.F D.T
【答案】A
【知识点】单位制
【解析】【解答】国际单位制中的力学上的三个基本物理量分别是质量,时间和长度,对应的单位符号分别为kg,s,m,则A正确。
故答案为:A
【分析】国际单位制中的力学上的三个基本物理量分别是质量,时间和长度,对应的单位符号分别为kg,s,m
3.(2025·嘉兴模拟)以下物理量中,属于矢量且其单位是国际单位制基本单位的是( )
A.位移 B.功率 C.热力学温度 D.力
【答案】A
【知识点】单位制
【解析】【解答】A.位移的物理特性:具有大小和方向的双重属性,是典型的矢量,其国际单位为米(m),米是国际单位制中七个基本单位之一 ,故A正确;
BC.功率和热力学温度的性质:这两个物理量都只有大小特征,不具备方向性,属于标量 ,故BC错误;
D.虽然力是矢量(具有大小和方向),但其单位牛顿(N)是导出单位,不属于国际单位制的基本单位 ,故D错误。
故选A。
【分析】1、矢量:既有大小又有方向的物理量,如位移、速度、力等。标量:只有大小没有方向的物理量,如质量、温度、功率等。
2、SI基本单位共有七个,分别是:米(m,长度),千克(kg,质量),秒(s,时间),安培(A,电流),开尔文(K,热力学温度),摩尔(mol,物质的量),坎德拉(cd,发光强度)。
4.(2025·湖州模拟)单位为的物理量是( )
A.电场强度 B.磁感应强度 C.磁通量 D.电功率
【答案】C
【知识点】单位制
【解析】【解答】磁通量的单位是韦伯,符号是。故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】磁通量的单位是韦伯,符号是,电场强度(N/C 或 V/m),磁感应强度(T,特斯拉)
电功率(W,瓦特)
5.(2025·浙江模拟)下列物理量是标量且其单位用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A.功, B.磁感应强度,T
C.电场强度,N/C D.磁通量,
【答案】D
【知识点】单位制
【解析】【解答】A.功是标量,用国际基本单位表示为,故A错误;
B.磁感应强度是矢量,单位为特斯拉,而该单位为导出单位,不是国际基本单位,故B错误;
C.电场强度为矢量,国际基本单位表示为,故C错误。
D.磁通量是标量,国际基本单位表示为,故D正确。
故选D。
【分析】1、功是能量的一种形式,是标量,功的单位是焦耳(J)
2、 磁感应强度(通常用符号B 表示)是矢量,有大小和方向。 磁感应强度的单位是特斯拉(T)
3、 电场强度(E)是矢量。 电场强度的单位是牛顿每库仑(N/C)。
4、磁通量(Φ)是标量。磁通量的单位是韦伯(Wb)。
韦伯用基本单位表示:
6.(2025·杭州模拟)某些电容器的电容你可能不会求,但是可以通过单位制的分析和推理判断它是否正确。如图所示,一个半径为金属球和一个与它同心半径为金属薄球壳组成一个球形电容器,k为静电力常量(k的单位为),该球形电容器的电容应该为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】电容器及其应用;单位制
【解析】【解答】AC.的单位为m-1,则的单位
不是电容的单位,同理可知的单位是F,是电容的单位;故A错误,C正确,
BD.的单位是
不是电容单位,同理也不是电容单位,故BD错误。
故选C。
【分析】根据公式推导单位,先根据式子的单位为m-1,推导的单位是,的单位是F,是电容单位。
7.(2024·湖南)量子技术是当前物理学应用研究的热点,下列关于量子论的说法正确的是( )
A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B.光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出
C.康普顿研究石墨对 X 射线散射时,发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D.德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性
【答案】B
【知识点】物理学史;粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】 A、普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量子化的,并不连续,故A错误;
B、紫光的频率高于红光,红光能使金属产生光电效应,则紫光也能使该金属产生光电效应,故B正确;
C、石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞后,电子获得一定动量,光子动量变小,根据波长
可知波长变长,故C错误;
D、德布罗意认为物质都具有波动性,包括质子和电子,故D错误。
故选:B
【分析】 本题是物理学史问题,根据科学家和他们的贡献进行解答即可
8.(2021·天津)科学研究方法对物理学的发展意义深远,实验法、归纳法、演绎法、类比法、理想实验法等对揭示物理现象的本质十分重要。下列哪个成果是运用理想实验法得到的( )
A.牛顿发现“万有引力定律”
B.库仑发现“库仑定律”
C.法拉第发现“电磁感应现象”
D.伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”
【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】牛顿发现“万有引力定律”;库仑发现“库仑定律”;法拉第发现“电磁感应现象”,这些都是建立在大量的实验的基础上直接得出的结论;而伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”,是在实验的基础上经过抽象推理得出的结论,即运用了理想实验法。
故答案为:D。
【分析】根据物理学史进行分析判断。
9.(2025·长沙模拟)关于物理学家和他们的贡献,下列说法中正确的是( )
A.哥白尼提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B.卡文迪什在实验室里通过扭秤实验,得出了引力常量的数值
C.伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
D.牛顿通过理想斜面实验得出“物体运动不需要力来维持”
【答案】B
【知识点】物理学史;引力常量及其测定
【解析】【解答】根据开普勒、牛顿、卡文迪什和伽利略的主要贡献分析即可。A.开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,故A错误;
B.卡文迪什在实验室里通过扭秤实验,得出了引力常量的数值,故B正确;
C.牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性,故C错误;
D.伽利略通过理想斜面实验得出“物体运动不需要力来维持”,故D错误。
故选B。
【分析】本题考查力学物理学史,熟练掌握著名物理学家的主要贡献是解题的基础。
10.(2025·邵阳模拟)2024年10月8日消息,本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿,“以表彰他们为利用人工神经网络进行机器学习作出的基础性发现和发明”。在物理学的探索和发现过程中,物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是( )
A.惯性定律即牛顿第一定律,伽利略通过理想斜面实验直接验证了惯性定律
B.美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷,并通过油滴实验测得元电荷的数值
C.自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系,丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应
D.根据速度定义式,当足够小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义应用了微元法思想方法
【答案】C
【知识点】物理学史;安培定则
【解析】【解答】正确理解每个物理学家的贡献和物理学研究方法是解答此类题目的关键。A.惯性定律即牛顿第一定律,该实验无法通过实验直接验证,伽利略通过理想斜面实验间接验证了惯性定律,A错误;
B.美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷,密立根油滴实验测得元电荷的数值,B错误;
C.丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应,C正确;
D.速度,当足够小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义应用了极限的思想方法,D错误。
故选C。
【分析】根据物理学研究方法的基本概念和物理学史,判断其正确性。
11.(2025·惠州模拟)2024年是量子力学诞生一百周年,量子力学已经对多个领域产生了深远的影响,包括物理学、化学、计算机科学、通信技术和生物学,已成为现代科学的重要基石之一、下列与量子力学的奠基性事件有关的说法中正确的是( )
A.光电效应现象表明光具有波动性
B.实物粒子只具有粒子性而不具有波动性
C.玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象
D.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是可以连续变化的
【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁;物理学史
【解析】【解答】A.光电效应现象表明光具有粒子性,故A错误;
B.德布罗意的物质波假设认为运动的实物粒子都具有波粒二象性,B错误;
C.玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象,故C正确;
D.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是一份一份的,不是连续变化的,故D错误;
故选C。
【分析】A、光电效应现象表明光具有粒子性;
B、德布罗意的物质波假设认为运动的实物粒子都具有波粒二象性;
C、玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象;
D.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是一份一份的,不是连续变化的。
12.(2025·邵阳模拟)在物理学发展历程中,众多物理学家的研究推动了科学的进步,以下关于物理学家和他们主要贡献的叙述中正确的是( )
A.汤姆孙发现了电子并测出了电子的电荷量
B.玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象
C.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是可以连续变化的
D.卢瑟福通过粒子散射实验发现了质子,并预言了中子的存在
【答案】B
【知识点】原子核的人工转变;物理学史
【解析】【解答】本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。A.汤姆孙发现了电子,密立根通过油滴实验测出了电子的电荷量,选项A错误;
B.玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象,选项B正确;
C.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是一份一份的,不可以连续变化的,选项C错误;
D.卢瑟福通过粒子散射实验得出了原子的 核式结构理论,卢瑟福在用α粒子轰击氮原子核的实验中发现了质子,并预言了中子的存在,故D错误;
故选B。
【分析】在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献,大家熟悉的汤姆孙、卢瑟福、波尔等,在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献即可正确解答。
13.(2025·东区模拟)如图为某广告宣传的“反重力时光沙漏”,据其介绍,一旦打开灯光电源,会看到水滴在空中静止。在产品使用者的评价中有下列信息:“水滴真的不动了,太神奇了!”“灯光闪得我受不了!”……根据以上现象及提供的信息分析,下列说法中正确的是( )
A.违反了能量守恒定律,此现象不可能属实
B.违反了万有引力定律,此现象不可能属实
C.这是由灯光频闪频率造成的,此现象属实
D.这是由眼睛眨眼频率造成的,此现象属实
【答案】C
【知识点】物理学史;能量守恒定律
【解析】【解答】水滴做自由落体运动,如果灯光频闪的时间间隔恰好等于相邻的两个水滴下落的时间间隔或相邻两个水滴下落的时间间隔的整数倍,这样看到的水滴的位置就会固定不动,从而出现“水滴静止”的效果。
故选C。
【分析】由频闪周期等于水滴之间下落的时间间隔,这样看到的水滴位置不动。
14.(2024高二上·广元月考)2023年的诺贝尔物理学奖颁发给了“采用实验方法产生阿秒光脉冲”的三位科学家。在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用,下列叙述与事实相符的是( )
A.密立根通过实验测量得出元电荷e的数值为
B.奥斯特通过实验发现,雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同并命名了正电荷和负电荷
C.牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法,并用这种方法研究了力与运动的关系
D.库仑利用扭秤实验测定了万有引力常量的值,被称为“测出地球质量的人”
【答案】A
【知识点】物理学史
【解析】【解答】本题的关键在于掌握物理学史上的重要人物及其具体贡献,要加强记忆,注重历史知识的积累。A.密立根通过实验测量得出元电荷e的数值为,A正确;
B.富兰克林通过实验发现,雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同并命名了正电荷和负电荷,故B错误;
C.伽利略开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法,并用这种方法研究了力与运动的关系,故C错误;
D.卡文迪什利用扭秤实验测定了万有引力常量的值,被称为“测出地球质量的人”,故D错误。
故选A。
【分析】本题是物理学史问题,根据相关物理学家的科学成就进行解答。
15.(2024高三下·湖南模拟) 下列说法错误的是( )
A.法拉第对理论和实验资料进行严格分析后,得出了法拉第电磁感应定律的公式
B.方解石晶体是各向异性的晶体,它能把光分解为两束光而沿不同方向折射,形成双折射现象
C.原子的发射光谱是一些分立的亮线
D.原子核的结合能也是核子结合成原子核而释放的能量
【答案】A
【知识点】氢原子光谱;物理学史;晶体和非晶体;结合能与比结合能
【解析】【解答】A.法拉第发现了电磁感应现象,但是是纽曼和韦伯总结出了电磁感应定律,为了纪念法拉第对电磁现象研究的重大贡献,命名为法拉第电磁感应定律,A符合题意;
B.方解石晶体是各向异性的晶体,它能把光分解为两束光而沿不同方向折射,形成双折射现象,B不符合题意;
C.原子的发射光谱是一些分立的亮线,原子光谱是线状光谱,C不符合题意;
D.原子核的结合能既是原子核变为自由核子需要的最小能量也是核子结合成原子核而释放的最小能量,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据物理学史分析A;根据光学异向原理分析B;根据原子光谱的特点分析C;根据结合能的概念分析D。
16.(2024高三上·湖南模拟)物理学的发展离不开物理学家的努力,下列说法错误的是( )
A.1864年,英国物理学家麦克斯韦证实了电磁波的存在,光是一种电磁波
B.1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
C.胡克认为,只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
D.荷兰物理学家惠根斯确定了单摆的周期公式,周期为两秒的单摆叫秒摆
【答案】A
【知识点】单摆及其回复力与周期;电磁场与电磁波的产生;物理学史;胡克定律;元电荷
【解析】【解答】A.麦克斯韦是预言电磁波存在的物理学家,但赫兹才是证实电磁波存在的德国物理学家,故A错误;
B.元电荷的电荷量是由美国物理学家密立根通过油滴实验测定的,所以B正确;
C.胡克定律:弹簧在发生弹性形变的时候,弹力的大小跟形变量成正比,所以C正确;
D.单摆的周期公式是由荷兰物理学家惠根斯推测出来的,秒摆是周期为2秒的单摆,所以D正确。
本题选择错误的,故选A。
【分析】本题主要考查物理学史,这部分需要一些识记,每个人物做了什么贡献,不能张冠李戴,需要记清楚才可以处理这部分内容。
17.(2025·诸暨模拟)如图所示,两根长均为L的轻绳a和b固定在质量为m的小球上,轻绳a的另一端固定在天花板上的A点,AB为竖直线,轻绳b的另一端系有轻质小环c,小环c套在竖直光滑杆CD上。情境一:竖直杆CD缓慢右移,使轻绳a与竖直方向夹角为37°;情境二:竖直杆CD绕竖直线AB做匀速圆周运动,使轻绳a与竖直方向夹角为37°。已知小球可看作质点,sin37°=0.6。下列说法正确的是( )
A.在情境一中,轻绳a对小球的拉力大小为mg
B.在情境一中,轻绳b对小球的拉力大小为
C.在情境二中,转动转速越大,轻绳a对小球的拉力越大
D.在情境二中,转动角速度为,轻绳b对小球的拉力为0
【答案】D
【知识点】整体法隔离法;生活中的圆周运动
【解析】【解答】此题主要考查共点力平衡条件的应用和匀速圆周运动问题分析,求解的过程中要注意对小球在不同角速度下两绳拉力大小的讨论。AB.对小球受力分析,根据平衡条件可得
,
解得
,
AB错误;
CD.在情境二中,当绳b中无拉力,小球受到绳a的拉力及小球的重力,二者的合力为其圆周运动提供向心力,竖直方向上受力平衡,结合上述分析可知
,
解得
即当角速度时,绳子a的拉力不变;当绳子b 有拉力时,根据牛顿第二定律则有
随着转动的角速度增大,绳子a的拉力随之增大,综上所述,当时,绳a的拉力随角速度的增大而保持不变,当时,绳a的拉力随角速度的增大而增大,C错误,D正确。
故选D。
【分析】分析小球受力,根据共点力平衡条件列式求出情景一中轻绳a和b对小球的拉力大小;在情境二中,先由牛顿第二定律分析绳b中无拉力这种临界状态中小球转动的角速度,再讨论各种角速度下两绳对小球的拉力。
18.(2024高二上·昆明开学考)“物理”一词最早出现在我国的晋朝,泛指事物之理,源于《庄子·天下》中的“判天地之美,析万物之理”。关于物理思想与方法,下列说法正确的是( )
A.加速度用到了比值定义法
B.科学家在研究点电荷之间的相互作用时应用了类比的思想
C.用点电荷来代替带电体的方法运用了假设法
D.牛顿第一定律是实验定律
【答案】B
【知识点】假设法;比值定义法;理想模型法
【解析】【解答】A.加速度
是牛顿第二定律的表达式,不是比值定义法,故A错误;
B.科学家在研究点电荷之间的相互作用力时类比天体之间距离平方反比关系,故B正确;
C.用点电荷来代替带电体的方法运用了理想化物理模型的方法,故C错误;
D.牛顿第一定律是以实验为基础,通过逻辑推理得来的;因绝对不受力的物体是没有的,所以不能通过实验直接验证,牛顿第一定律在实验室无法完成,故D错误。
故选B。
【分析】 考查对物理方法的理解,要熟悉基础知识。物理方法是在物理学研究中用以探索和理解物理现象、建立物理理论以及解决物理问题的各种策略和技术。这些方法不仅包括实验、观察和测量等基本手段,还涉及到一系列具体的科学研究方法,如归纳法、演绎法、控制变量法、理想模型法、转换法、等效替代法、类比法、比较法、实验推理法、比值定义法、归纳法、估测法等。
19.(2024高一上·广州期中)图中的A、B、C和D球均为光滑球,E球是一足球,一学生将足球踢向斜台,下列说法正确的是( )
A.A球与斜面之间可能有弹力作用
B.B球与C球间一定有弹力作用
C.倾斜的细绳对D球有拉力作用
D.E球(足球)与斜台作用时斜台给足球的弹力方向先沿的方向后沿的方向
【答案】B
【知识点】形变与弹力;假设法
【解析】【解答】A.由于A处于静止,假设A与斜面有弹力,则水平方向合力不为0,则小球不平衡,小球A就会发生运动,则假设不成立,因此A球和斜面之间没有弹力作用,A错误;
B.当撤去C小球时,小球B会发生运动,则B球和与C球间有弹力作用,B正确;
C.假设倾斜的细绳消失时,小球仍然保持静止,所以倾斜细绳对D球没有拉力作用,C错误;
D.根据面弹力的方向垂直于接触面指向受力物体可以得出E球(足球)与斜台作用时斜台给足球的弹力方向垂直斜台向左上方方向,D错误。
故选B。
【分析】利用A球的平衡条件可以判别斜面对小球没有弹力的作用;利用假设法可以判别BC之间有弹力的作用;利用假设法可以判别倾斜细绳对小球没有拉力的作用;利用弹力方向可以判别斜面给小球的弹力方向。
20.(2024高三上·湖北模拟)“判天地之美,析万物之理”,领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要。下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是( )
A.甲和乙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.丙和丁
【答案】B
【知识点】等效法;微元法;放大法
【解析】【解答】甲图中和丁图中包含的物理思想方法均是微元法;乙图中包含的物理思想方法是放大法;丙图中包含的物理思想方法是等效替代法。
故选B。
【分析】由图可知甲和丁为微元法;乙为放大法;丙为等效替代法;以此分析判断。
21.(2024高三上·浙江模拟)下列关于物理研究方法的叙述中,正确的是( )
A.把物体当成质点来处理,主要采用了“微元法”
B.建立“重心”概念时,主要采用了“极限法”
C.卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量的数值,主要采用了“放大法”
D.利用图像推导匀变速直线运动位移与时间公式时,主要采用了“控制变量法”
【答案】D
【知识点】等效法;微元法;理想模型法;引力常量及其测定
【解析】【解答】A.把物体当成质点来处理,抓住主要因素忽略次要因素,主要采用了理想模型法。故A错误;
B.立“重心”概念时,主要采用了“等效法”。故B错误;
C.卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量的数值,主要采用了“放大法”。故C正确;
D.在推导匀变速运动的位移公式时,采用微元法将变速运动等效近似为很多小段的匀速运动。故D错误。
故选C。
【分析】A、质点是抓住主要因素忽略次要因素,采用了理想模型法;
B、重心是物体各部分所受重力的等效作用点,采用了“等效法”;
C、卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量的数值,主要采用了“放大法”;
D、利用图像推导匀变速直线运动位移与时间公式时,采用了“微元法”。
22.(2025·广东模拟)无人机已广泛应用于各行各业。如图所示,一无人机从地面由静止开始竖直上升到某一高度悬停进行摄影。若无人机加速和减速阶段的加速度大小恒定且相等,取竖直向上为正方向。下列表示在该过程中无人机的运动图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】图象法;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】本题考查对运动学图像的理解,清楚不同图像图线的含义。A.图像中先匀加速,再匀减速,最后匀速运动,不满足题干悬停进行摄影,故A错误;
B.图像中先匀加速,在匀速,最后匀减速到零,悬停进行摄影,且匀加速和匀加速阶段斜率大小相等,所以加速度大小相等,满足题干条件,故B正确;
C.加速度大小发生变化,故C错误;
D.图像面积表示速度变化量,下方面积大于上方面积,即最终速度为向下,与题干不符,故D错误。
故选B。
【分析】v-t图像反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律,斜率表示加速度的大小及方向,图线与时间轴所包围的“面积”表示位移。纵轴截距表示t=0时刻的初速度,横轴截距表示速度为零的时刻。a-t图像纵轴表示加速度,横轴表示时间,图像和时间轴平行,物体做匀速直线运动,图像和时间轴所围面积表示速度的变化量。
23.(2024高一上·苏州月考)手机物理工坊phyphox软件可以调用手机全部的传感器, 是高中阶段性价比很高的精密仪器。有一实验小组用带气压计的手机研究电梯运行, 实验过程中,手机水平放置,屏幕朝上,以竖直向上为正方向,软件记录下了电梯运行过程中的三组图像,如图示。由图像可知下列说法正确的是( )
A.由h-t图像可知电梯正在下降
B.田v-t图像可估算,20s~40s内电梯的上升高度小于40m
C.由a-t图像可知,电梯减速时是做匀减速直线运动
D.实验过程中,如果将手机屏幕与竖直平面平行放置,则不管加速或减速过程,加速度任意数值都可以
【答案】B
【知识点】图象法;运动学 S-t 图象;超重与失重;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】解答本题的关键要理解各种运动图像的物理意义,特别是要知道v-t图像与时间轴围成的面积表示位移。A.由第一个图像可知电梯高度正在增加,所以电梯正在上升,故A错误;
B.根据图像与横轴围成的面积表示位移可知,20s~40s内电梯的上升高度满足
故B正确;
C.由图像可知,电梯减速时加速度大小发生变化,不是做匀减速直线运动,故C错误;
D.实验过程中,如果将手机屏幕与竖直平面平行放置,由于垂直手机屏幕方向的加速度为0,则不管加速或减速过程,加速度数值都几乎为零,故D错误。
故选B。
【分析】根据h-t图像分析电梯正在下降还是上升;根据v一t图像与时间轴围成的面积表示位移,分析20s~40s内电梯的上升高度大小;电梯做匀加速直线运动时,加速度不变,根据a-t图像分析电梯的运动情况;根据加速度的方向判断超重与失重。
24.(2025·湖南模拟)汽车工程学中将加速度随时间的变化率称为急动度k,急动度k是评判乘客是否感到舒适的重要指标。如图所示为一辆汽车启动过程中的急动度k随时间t的变化的关系,已知t=0时刻汽车速度和加速度均为零。关于汽车在该过程中的运动,下列说法正确的是( )
A.0~3s汽车做匀加速直线运动 B.3~6s汽车做匀速直线运动
C.6s末汽车的加速度大小为零 D.9s末汽车的速度大小为18m/s
【答案】D
【知识点】加速度;图象法;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.根据题意有
内急动度恒定,表明汽车的加速度均匀增大,即0~3s汽车做加速度增大的加速直线运动,故A错误;
B.结合上述有
可知,图像与时间轴所围结合图形的面积表示加速度的变化量,由于0时刻的加速度为0,该面积能够间接表示加速度大小,则末汽车的加速度大小为
即汽车的加速度保持不变,仍然为,则3~6s汽车做匀加速直线运动,故B错误;
C.结合上述可知6s末汽车的加速度大小为,故C错误;
D.结合上述可知,图像与时间轴所围结合图形的面积表示加速度的变化量,由于0时刻的加速度为0,该面积能够间接表示加速度大小,时间轴上侧面积表示加速度大小在增大,时间轴下侧面积表示加速度大小在减小,即汽车的加速度均匀减小直到末加速度变为零,由图像作出图像如图所示
根据
解得
图像与时间轴所围几何图形的面积表示速度的变化量,由于0时刻的速度为0,则该面积能够间接表示速度大小,则末汽车的速度大小
故D正确。
故选D。
【分析】1、 题目中已知加速度随时间的变化率称为急动度k ,即,结合图像分析各时间段汽车运动情况。
2、图像与时间轴所围结合图形的面积表示加速度的变化量,结合图像可计算6s末汽车的加速度大小,3、由图像作出图像,最后根据计算9s末汽车的速度大小。
25.(2023高二上·乐清开学考)2023年第5号台风“杜苏芮”于7月28日登陆福建晋江,登陆时强度为强台风级,中心最大风速。假如你身处其中正面迎风(假设空气吹到人身上后速度瞬间减为零,空气密度为),估算你受到的风力大约为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】动量定理;估算法;动量与能量的其他综合应用
【解析】【解答】质量等于体积乘以密度,体积等于面积乘以高,高等于速度乘以时间,速度已知,时间1秒,面积需要估算,高根据速度时间可求,体积可以面积乘高求,人正面的面积约为
设t时间内吹到人正面的空气质量为m
以t时间内吹到人正面的空气为研究对象,根据动量定理有
等式两边同时除以t得
代入数据解得
F=2257.5N
根据牛顿第三定律知,受到的风力大约为2257.5N。
故选D。
【分析】(1)建立风力的物理模型(动量定理 Ft=ρSv2t),明确隐含条件(如空气密度未给出时需合理假设 ρ≈1.2 kg/m3,迎风面积 A≈0.7m2,强台风风速 v≈50 m/s,单位统一和参数估算;
(2)易错点在于忽略风速数量级(误用 v=10 m/s会导致选项B的错误)或错误缩小迎风面积,扩展知识包括台风等级划分(强台风对应风速41.5-50.9 m/s)和流体动量传递原理。
26.(2024高三下·金华模拟)物理学中常常用物理量之比表示研究对象的某种性质,定义一个新的物理量的同时,也确定了这个物理量与原有物理量之间的关系。下列四个选项中不属于用物理量之比定义新的物理量的是( )
A.场强 B.电势 C.电容 D.电流
【答案】A
【知识点】比值定义法
【解析】【解答】A.电场强度的定义是放在电场中的点电荷受到的电场力与其电荷量之比,所以其定义式为则不是定义式,故A符合题意;
B.电势的定义是放在电场中的点电荷具有的电势能与其电荷量之比,故其定义式为,故B不符合题意;
C.电容的定义是电容器所带电荷量与其电压之比,故其定义式为,故C不符合题意;
D.电流的定义是通过导体横截面的电荷量与时间比值,故其定义式为,故D不符合题意。
故选A。
【分析】通过比值关系,简洁地定义新物理量,便于理解和应用,是物理学中常用的定义方式。
电场强度的定义是放在电场中的点电荷受到的电场力与其电荷量之比。
电势的定义是放在电场中的点电荷具有的电势能与其电荷量之比。
电容的定义是电容器所带电荷量与其电压之比。
电流的定义是通过导体横截面的电荷量与时间比值。
27.(2024高三下·中山模拟)在物理学的研究中用到的思想方法很多,下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是( )
A.甲图中,点逐渐向点靠近时,观察割线的变化,运用了极限思想,说明质点在点的瞬时速度方向即为过点的切线方向
B.乙图中,研究红蜡块的运动时,主要运用了理想化模型的思想
C.丙图中,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D.丁图中,卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
【答案】B
【知识点】理想模型法
【解析】【解答】A.甲图中,B点逐渐向A点靠近时,观察AB割线的变化,运用了极限思想,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,A正确,不符合题意;
B.乙图中,研究红蜡块的运动时,对于合运动和分运动之间,主要运用了等效替代,B错误,符合题意;
C.丙图中,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时控制一些物理量不变,研究其他物理量之间的关系,运用了控制变量,C正确,不符合题意;
D.丁图中,卡文迪许测定引力常量的实验通过光线路径将引力造成的微小影响放大,运用了放大法测微小量,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】合运动和分运动之间,主要运用了等效替代思想。物理学中有极限法,理想模型法,等效替代等物理思想。
二、多项选择题
28.(2024高一下·耒阳期末)关于牛顿经典力学和爱因斯坦的相对论,下列说法中正确的是( )
A.牛顿经典力学理论普遍适用于大到天体运动,小到微观粒子
B.爱因斯坦的相对论的建立彻底否定了牛顿经典力学理论
C.时间的延缓效应和空间的尺缩效应都是基于爱因斯坦“光速不变的假设”推理得出的
D.绝对时空观也即牛顿力学时空观,通俗地讲就是时间、长度和质量这三者都与参考系的选取无关
【答案】C,D
【知识点】物理学史;相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A.根据经典力学的局限性可以得出牛顿力学只适用于宏观物体、低速运动问题,微观粒子不适用,A错误;
B.基于实验检验的牛顿力学不会被相对论的建立所否定,牛顿力学只是在某些条件下不再适用,而是作为某些条件下的特殊情形,被包括在新的科学成就之中,B错误;
C.在爱因斯坦“光速不变的假设”的基础上,经过严格的数学推导,可以得出时间的延缓效应和空间的尺缩效应,C正确;
D.绝对时空观认为时间和空间是两个独立的观念,彼此之间没有联系,分别具有绝对性。绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参照系的运动状态无关,D正确。
故选CD。
【分析】绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参照系的运动状态无关;根据经典力学的局限性可以得出牛顿力学只适用于宏观物体、低速运动问题,微观粒子不适用;基于实验检验的牛顿力学不会被相对论的建立所否定,牛顿力学只是在某些条件下不再适用;在爱因斯坦“光速不变的假设”的基础上,经过严格的数学推导,可以得出时间的延缓效应和空间的尺缩效应。
29.(2024高二上·宁波期中)物理学科核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”四个方面,下列关于物理观念和科学思维的认识,正确的是( )
A.汽车在通过弯道时,如果速度过大,往往会出现“甩尾”现象,这是一种离心现象,这是由于受到离心力而产生的
B.“探究加速度与力、质量的关系”的实验用到了控制变量法
C.卡文迪什利用扭秤测量引力常量用到了放大的思想
D.电场强度,速度,加速度,都是采用了比值定义法
【答案】B,C
【知识点】控制变量法;比值定义法;放大法;离心运动和向心运动
【解析】【解答】A.“甩尾”现象确实是离心现象的表现,但“离心力”是一个惯性力(非惯性系中的虚拟力),并不是真实存在的力,故A错误;
B.研究加速度a与力F和质量m的关系时,通常采用控制变量法:先保持质量m不变,研究a与F的关系;再保持力F不变,研究a与m的关系,故B正确;
C.卡文迪什利用扭秤测量引力常量用到了放大的思想,故C正确;
D.电场强度,速度都是采用了比值定义法,加速度是决定式,不是采用了比值定义法,故D错误。
故选BC。
【分析】1、正确的物理观念应描述为:汽车因惯性试图保持直线运动,而摩擦力不足以提供足够的向心力,导致外滑。
2、控制变量法是科学探究中常用的方法,属于科学思维的范畴。
3、卡文迪什扭秤实验通过测量微小扭转角度来间接计算万有引力,利用了“放大”思想(将微小引力效应转化为可观测的扭转角度)。
4、比值定义法是指用两个物理量的比值定义一个新的物理量,且被定义的量与定义式中的分子或分母无关。电场强度:(电场力与试探电荷的比值,E与q无关)。
速度:(位移与时间的比值,但速度不一定是比值定义,因为瞬时速度是极限概念)。
加速度:(速度变化与时间的比值,但加速度也不一定是比值定义,而是微分定义)。
30.(2022·湖南)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后,逐一打开引导伞、减速伞、主伞,最后启动反冲装置,实现软着陆。某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况,将其运动简化为竖直方向的直线运动,其 图像如图所示。设该过程中,重力加速度不变,返回舱质量不变,下列说法正确的是( )
A.在 时间内,返回舱重力的功率随时间减小
B.在 时间内,返回舱的加速度不变
C.在 时间内,返回舱的动量随时间减小
D.在 时间内,返回舱的机械能不变
【答案】A,C
【知识点】图象法
【解析】【解答】A 根据重力的功率,0-时间内,速度减小,重力的功率减小,故A正确。
B 时间内,图像的斜率减小,则加速度减小,故B错误。
C 时间内,速度逐渐减小,质量不变,动量逐渐减小,故C正确。
D 时间内,速度不变,动能不变;高度降低,重力势能减小,所以机械能减小,故D错误。
故答案为:AC。
【分析】根据图像斜率表示加速度以及机械能和动量的定义分析求解。
31.(2023高一上·广州期中)下列给出的四组图像中,能够反映同一直线运动的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B,C
【知识点】图象法;匀速直线运动;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】A、图象中,0-3s物体以6m/s做匀速直线运动,3-5s做匀加速直线运动 ;但图象里,0-3s、3-5s物体都静止(位移不变 )。两者运动状态矛盾,故A不符合题意 ;
B、图象中,0-3s匀速(加速度为0 ),3-5s匀加速(加速度 );图象中,0-3s加速度为0(对应匀速 ),3-5s加速度为2m/s2(对应匀加速 )。运动状态匹配,故B符合题意 ;
C、图象中,0-3s静止(速度0 ),3-5s速度(匀速 );图象中,0-3s、3-5s均以2m/s匀速(加速度0 )。运动状态匹配,故C符合题意 ;
D、图象中,0-3s静止、3-5s匀速,整个过程加速度为0 ;但图象中,3-5s加速度为2m/s2(非匀速运动的加速度 )。两者矛盾,故D不符合题意 ;
故答案为:BC。
【分析】A.分别分析图象和图象反映的运动状态,对比是否一致。
B.对比图象和图象各阶段运动特征(加速度、速度变化 )。
C.从图象算速度,再与图象反映的速度变化比对。
D.分析图象和图象的加速度、速度情况是否相符。
32.(2024高一下·三台期末)在物理学的研究中用到的思想方法很多,对下图中描述正确的是( )
A.甲图中,测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B.乙图中,研究小船渡河问题时,主要运用了类比法
C.丙图中,观察AB割线的变化得到B点的瞬时速度方向的过程,运用了极限法
D.丁图中,研究力和运动关系时,运用了等效替代法
【答案】A,C
【知识点】理想模型法;引力常量及其测定
【解析】【解答】A.卡文迪许测定引力常量的实验,利用放大法将微小的引力作用(导致的扭转角度 )通过光的反射放大,便于测量,因此 “放大法测微小量” 的描述正确,故A正确;
B.乙图中,研究小船渡河问题时,主要运用了等效法,故B错误;
C.求 B 点瞬时速度时,让 A 点无限靠近 B 点,割线AB的极限即为切线,对应瞬时速度方向,这是极限法的典型应用,故C正确;
D.丁图中,伽利略研究力和运动关系时,运用了理想实验方法,巧妙地设想了两个对接斜面的实验,故D错误.
故答案为:AC。
【分析】1.放大法:通过物理手段放大微小变化(如引力实验的扭转角度 ),便于观测.
2.运动的合成与分解:将复杂运动分解为简单分运动(渡河问题 ),本质是等效思想,但需区分 “类比法”.
3.极限法:让变量无限逼近某一值(如 A→B ),推导极限状态的物理量(瞬时速度 ).
4.理想实验法:通过假想无摩擦等理想条件,推导物理规律(力与运动关系 ).
三、非选择题
33.(2022·广东)某同学受自动雨伞开伞过程的启发,设计了如图12所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块,初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度 为 向上滑动时,受到滑杆的摩擦力f为 ,滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞,带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量 ,滑杆的质量 ,A、B间的距离 ,重力加速度g取 ,不计空气阻力。求:
(1)滑块在静止时和向上滑动的过程中,桌面对滑杆支持力的大小 和 ;
(2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v;
(3)滑杆向上运动的最大高度h。
【答案】(1)滑块静止时,利用整体法可得桌面对滑杆的支持力等于滑块和滑杆的重力,即
当滑块向上滑动过程中受到滑杆的摩擦力为1N,根据牛顿第三定律可知滑块对滑杆的摩擦力也为1N,方向竖直向上,则此时桌面对滑杆的支持力为
(2)滑块向上运动到碰前瞬间根据动能定理有
代入数据得
(3)由于滑块和滑杆发生完全非弹性碰撞,即碰后两者共速,碰撞过程根据动量守恒有
碰后滑块和滑杆以速度v整体向上做竖直上抛运动,根据动能定理有
解得。
【知识点】动量守恒定律;整体法隔离法;牛顿第二定律;动能定理的综合应用
【解析】【解答】(1)滑块静止时,利用整体法可得桌面对滑杆的支持力等于滑块和滑杆的重力,即
当滑块向上滑动过程中受到滑杆的摩擦力为1N,根据牛顿第三定律可知滑块对滑杆的摩擦力也为1N,方向竖直向上,则此时桌面对滑杆的支持力为
(2)滑块向上运动到碰前瞬间根据动能定理有
代入数据得
(2)由于滑块和滑杆发生完全非弹性碰撞,即碰后两者共速,碰撞过程根据动量守恒有
碰后滑块和滑杆以速度v整体向上做竖直上抛运动,根据动能定理有
解得。
【分析】 (1)选择合适的研究对象,对物体受力分析,结合牛顿第三定律得出桌面对滑杆的支持力;
(2)根据牛顿第二定律计算出滑块的加速度,结合运动学公式得出滑块与滑杆碰撞前的速度;
(3)碰撞瞬间动量守恒,由此计算出整体的速度,结合运动学公式得出滑杆向上运动的最大高度。
34.(2024高三上·遵义模拟)如图所示,某小组用传感器研究碰撞过程中的作用力与作用时间的关系,让质量的小重物自由下落碰撞测力板,通过电脑记录碰撞过程中的作用力及作用时间。第一次实验让重物距板面高处自由下落,碰撞时间;第二次实验在测力板上放置厚度为的轻质海绵垫,让重物距板面高处自由下落,碰撞时间;两次实验中重物均未反弹。回答下列问题:
(1)第二次实验中,该小组将重物释放位置较第一次抬高5cm所体现的实验方法是______
A.累积法 B.放大法 C.控制变量法
(2)第一次实验中重物碰前瞬间的速度 (填“大于”“等于”或“小于”)第二次实验中重物碰前瞬间的速度。
(3)第一次实验中重物对测力板的平均冲击力 (填“大于”“等于”或“小于”)第二次实验中重物对海绵垫的平均冲击力。
【答案】(1)C
(2)等于
(3)大于
【知识点】动量定理;控制变量法;自由落体运动
【解析】【解答】(1)多个物理量可能对实验结果产生影响,第二次实验中,该小组将重物释放位置较第一次抬高5cm,保证重物下落的高度与第一次相同,所体现的实验方法是控制变量法。
(2)根据匀变速直线运动速度位移关系
可知两次实验中重物碰前瞬间的速度相等。
(3)由动量定理合力从冲量等于物体动量变化
可知,两次实验中重物的动量变化量相同,则第一次实验中重物对测力板的平均冲击力大于第二次实验中重物对海绵垫的平均冲击力。
【分析】(1)多个多个物理量可能对实验结果产生影响,保持单一变量原则,采用控制变量法;
(2)根据匀变速直线运动速度位移关系判断速度大小关系;
(3)两次实验中重物的动量变化量相同,作用时间越短,作用力越大。
(1)第二次实验中,该小组将重物释放位置较第一次抬高5cm,保证重物下落的高度与第一次相同,所体现的实验方法是控制变量法。
(2)根据
可知两次实验中重物碰前瞬间的速度相等。
(3)由动量定理
可知,两次实验中重物的动量变化量相同,则第一次实验中重物对测力板的平均冲击力大于第二次实验中重物对海绵垫的平均冲击力。
35.(2024高一上·洪山月考)图甲是某同学“测量瞬时速度”的实验装置图,他将光电门固定在水平气垫导轨上的B点、滑块上固定一遮光条,吊盘(含金属片)通过细线与滑块相连,实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。
(1)本实验利用光电门测滑块的速度,所应用的物理方法是______
A.等效替代法 B.理想实验法 C.极限思维法
(2)若测得遮光条的宽度为d,遮光条通过光电门的时间为,则滑块经过光电门时的速度 (用上述物理量的符号表示)。
(3)重复操作5次、得到数据如下表(表中数据单位为m/s)
0.340 0.330 0.318 0.352 0.310
求得滑块的平均速度 m/s(计算结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)C
(2)
(3)0.330
【知识点】极限法;平均速度
【解析】【解答】(1)A.等效替代法是指用其他效果相同的量替代(如合力替代分力)故A错误。
B.理想实验法是基于理想化推理(如伽利略斜面实验),此处为实际测量。故B错误。
C.极限思维法指通过趋近极限的方式定义瞬时速度(如微分思想),在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度,采用的方法为极限思维法。故C正确。
故选C。
(2)滑块经过光电门时的速度,d为遮光条的宽度 ,为遮光条通过光电门的时间。
(3)滑块的平均速度为0.330m/s
【分析】(1)等效替代法:用其他效果相同的量替代(如合力替代分力),理想实验法:基于理想化推理(如伽利略斜面实验),极限思维法:通过趋近极限的方式定义瞬时速度(如微分思想)。
(2)光电门测速度原理是在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度,即速度。
(3)多次测量求平均值减小误差,用五次测量值计算滑块的平均速度。
(1)在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度,采用的方法为极限思维法。
故选C。
(2)滑块经过光电门时的速度
(3)滑块的平均速度为
0.330m/s
36.(2025·湖南模拟)如图所示,光滑的水平面上有一质量曲面滑板,滑板的上表面由长度的水平粗糙部分AB和半径为的四分之一光滑圆弧BC组成,质量为滑块P与AB之间的动摩擦因数为。将P置于滑板上表面的A点。不可伸长的细线水平伸直,一端固定于O'点,另一端系一质量的光滑小球Q。现将Q由静止释放,Q向下摆动到最低点并与P发生弹性对心碰撞,碰撞后P在滑板上向左运动,最终相对滑板静止于AB之间的某一点。P、Q均可视为质点,与滑板始终在同一竖直平面内,运动过程中不计空气阻力,重力加速度g取10。求:
(1)Q与P碰撞前瞬间细线对Q拉力的大小;
(2)碰后P能否从C点滑出?碰后Q的运动能否视为简谐运动?请通过计算说明;(碰后Q的最大摆角小于5°时,可视为做简谐运动,已知)
(3)计算P相对滑板的水平部分AB运动的总时间,并判断P在相对滑板运动时,有无可能相对地面向右运动。如有可能,算出相对地面向右的最大速度;如无可能,请说明原因。
【答案】解:(1)Q释放后到碰撞前,由机械能守恒定律
解得
在最低点由牛顿第二定律
联立解得Q与P碰撞前瞬间细线对Q拉力的大小
(2)小球Q与物体P碰撞后瞬间,由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
代入解得
,
碰后,P在滑板上滑动,P与滑板共速时,相对AB的高度最大,设此高度为,此时,P与滑板的速度大小为,根据动量守恒和能量守恒得
解得
由于,所以碰后P不能从C点滑出;
设Q碰后上升到最高点时细线与竖直方向夹角为θ,对Q由机械能守恒定律
解得
所以,故碰后Q的运动不能视为简谐运动。
(3)物体P最终相对滑板静止于AB之间的某一点,根据水平动量守恒和能量守恒得
解得
因为滑块P与滑板的相对位移,所以滑块P会滑过B点进入BC段,再滑回B点,最终相对滑板静止在AB之间。设P两次经过B点的速度分别为v4和,以向左为正,由动量守恒定律
由能量守恒定律
联立解得
同理可得
因为P第二次滑到B点的速度,说明其相对地面的速度方向向左,所以P不可能相对地面向右运动。
P相对滑板的水平部分AB运动时,对P由牛顿第二定律
所以
P第一次滑上AB时,做匀减速直线运动,时间为
P第二次滑上AB时,做匀加速直线运动,时间为
所以P相对滑板的水平部分AB运动的总时间
【知识点】临界类问题;碰撞模型;动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】(1)根据由机械能守恒定律求得Q与P碰撞前瞬间Q的速度大小,Q在最低点时,由牛顿第二定律求解和向心力公式求解;
(2)根据动量守恒定律和机械能守恒定律求得小球Q与物体P碰撞后瞬间速度。P与滑板组成的系统在水平方向上动量守恒,根据动量守恒定律和能量守恒定律判断。对Q由机械能守恒定律求得Q碰后上升到最高点时细线与竖直方向夹角,根据此夹角与5°的大小关系,判断Q的运动能不能视为简谐运动;
(3)根据动量守恒定律和能量守恒定律求得滑块P两次经过B点的速度,判断P两次在AB上的运动形式,根据牛顿第二定律和运动学公式求解。
1 / 1高考一轮复习:物理学史、方法、单位制
一、选择题
1.(2025高一下·旌阳期末)万有引力公式中的万有引力常量G的单位,用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
2.(2024·浙江高考) 下列属于国际单位制基本单位符号的是( )
A.s B.N C.F D.T
3.(2025·嘉兴模拟)以下物理量中,属于矢量且其单位是国际单位制基本单位的是( )
A.位移 B.功率 C.热力学温度 D.力
4.(2025·湖州模拟)单位为的物理量是( )
A.电场强度 B.磁感应强度 C.磁通量 D.电功率
5.(2025·浙江模拟)下列物理量是标量且其单位用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A.功, B.磁感应强度,T
C.电场强度,N/C D.磁通量,
6.(2025·杭州模拟)某些电容器的电容你可能不会求,但是可以通过单位制的分析和推理判断它是否正确。如图所示,一个半径为金属球和一个与它同心半径为金属薄球壳组成一个球形电容器,k为静电力常量(k的单位为),该球形电容器的电容应该为( )
A. B. C. D.
7.(2024·湖南)量子技术是当前物理学应用研究的热点,下列关于量子论的说法正确的是( )
A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B.光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出
C.康普顿研究石墨对 X 射线散射时,发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D.德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性
8.(2021·天津)科学研究方法对物理学的发展意义深远,实验法、归纳法、演绎法、类比法、理想实验法等对揭示物理现象的本质十分重要。下列哪个成果是运用理想实验法得到的( )
A.牛顿发现“万有引力定律”
B.库仑发现“库仑定律”
C.法拉第发现“电磁感应现象”
D.伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”
9.(2025·长沙模拟)关于物理学家和他们的贡献,下列说法中正确的是( )
A.哥白尼提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B.卡文迪什在实验室里通过扭秤实验,得出了引力常量的数值
C.伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
D.牛顿通过理想斜面实验得出“物体运动不需要力来维持”
10.(2025·邵阳模拟)2024年10月8日消息,本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿,“以表彰他们为利用人工神经网络进行机器学习作出的基础性发现和发明”。在物理学的探索和发现过程中,物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是( )
A.惯性定律即牛顿第一定律,伽利略通过理想斜面实验直接验证了惯性定律
B.美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷,并通过油滴实验测得元电荷的数值
C.自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系,丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应
D.根据速度定义式,当足够小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义应用了微元法思想方法
11.(2025·惠州模拟)2024年是量子力学诞生一百周年,量子力学已经对多个领域产生了深远的影响,包括物理学、化学、计算机科学、通信技术和生物学,已成为现代科学的重要基石之一、下列与量子力学的奠基性事件有关的说法中正确的是( )
A.光电效应现象表明光具有波动性
B.实物粒子只具有粒子性而不具有波动性
C.玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象
D.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是可以连续变化的
12.(2025·邵阳模拟)在物理学发展历程中,众多物理学家的研究推动了科学的进步,以下关于物理学家和他们主要贡献的叙述中正确的是( )
A.汤姆孙发现了电子并测出了电子的电荷量
B.玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象
C.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是可以连续变化的
D.卢瑟福通过粒子散射实验发现了质子,并预言了中子的存在
13.(2025·东区模拟)如图为某广告宣传的“反重力时光沙漏”,据其介绍,一旦打开灯光电源,会看到水滴在空中静止。在产品使用者的评价中有下列信息:“水滴真的不动了,太神奇了!”“灯光闪得我受不了!”……根据以上现象及提供的信息分析,下列说法中正确的是( )
A.违反了能量守恒定律,此现象不可能属实
B.违反了万有引力定律,此现象不可能属实
C.这是由灯光频闪频率造成的,此现象属实
D.这是由眼睛眨眼频率造成的,此现象属实
14.(2024高二上·广元月考)2023年的诺贝尔物理学奖颁发给了“采用实验方法产生阿秒光脉冲”的三位科学家。在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用,下列叙述与事实相符的是( )
A.密立根通过实验测量得出元电荷e的数值为
B.奥斯特通过实验发现,雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同并命名了正电荷和负电荷
C.牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法,并用这种方法研究了力与运动的关系
D.库仑利用扭秤实验测定了万有引力常量的值,被称为“测出地球质量的人”
15.(2024高三下·湖南模拟) 下列说法错误的是( )
A.法拉第对理论和实验资料进行严格分析后,得出了法拉第电磁感应定律的公式
B.方解石晶体是各向异性的晶体,它能把光分解为两束光而沿不同方向折射,形成双折射现象
C.原子的发射光谱是一些分立的亮线
D.原子核的结合能也是核子结合成原子核而释放的能量
16.(2024高三上·湖南模拟)物理学的发展离不开物理学家的努力,下列说法错误的是( )
A.1864年,英国物理学家麦克斯韦证实了电磁波的存在,光是一种电磁波
B.1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
C.胡克认为,只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
D.荷兰物理学家惠根斯确定了单摆的周期公式,周期为两秒的单摆叫秒摆
17.(2025·诸暨模拟)如图所示,两根长均为L的轻绳a和b固定在质量为m的小球上,轻绳a的另一端固定在天花板上的A点,AB为竖直线,轻绳b的另一端系有轻质小环c,小环c套在竖直光滑杆CD上。情境一:竖直杆CD缓慢右移,使轻绳a与竖直方向夹角为37°;情境二:竖直杆CD绕竖直线AB做匀速圆周运动,使轻绳a与竖直方向夹角为37°。已知小球可看作质点,sin37°=0.6。下列说法正确的是( )
A.在情境一中,轻绳a对小球的拉力大小为mg
B.在情境一中,轻绳b对小球的拉力大小为
C.在情境二中,转动转速越大,轻绳a对小球的拉力越大
D.在情境二中,转动角速度为,轻绳b对小球的拉力为0
18.(2024高二上·昆明开学考)“物理”一词最早出现在我国的晋朝,泛指事物之理,源于《庄子·天下》中的“判天地之美,析万物之理”。关于物理思想与方法,下列说法正确的是( )
A.加速度用到了比值定义法
B.科学家在研究点电荷之间的相互作用时应用了类比的思想
C.用点电荷来代替带电体的方法运用了假设法
D.牛顿第一定律是实验定律
19.(2024高一上·广州期中)图中的A、B、C和D球均为光滑球,E球是一足球,一学生将足球踢向斜台,下列说法正确的是( )
A.A球与斜面之间可能有弹力作用
B.B球与C球间一定有弹力作用
C.倾斜的细绳对D球有拉力作用
D.E球(足球)与斜台作用时斜台给足球的弹力方向先沿的方向后沿的方向
20.(2024高三上·湖北模拟)“判天地之美,析万物之理”,领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要。下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是( )
A.甲和乙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.丙和丁
21.(2024高三上·浙江模拟)下列关于物理研究方法的叙述中,正确的是( )
A.把物体当成质点来处理,主要采用了“微元法”
B.建立“重心”概念时,主要采用了“极限法”
C.卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量的数值,主要采用了“放大法”
D.利用图像推导匀变速直线运动位移与时间公式时,主要采用了“控制变量法”
22.(2025·广东模拟)无人机已广泛应用于各行各业。如图所示,一无人机从地面由静止开始竖直上升到某一高度悬停进行摄影。若无人机加速和减速阶段的加速度大小恒定且相等,取竖直向上为正方向。下列表示在该过程中无人机的运动图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
23.(2024高一上·苏州月考)手机物理工坊phyphox软件可以调用手机全部的传感器, 是高中阶段性价比很高的精密仪器。有一实验小组用带气压计的手机研究电梯运行, 实验过程中,手机水平放置,屏幕朝上,以竖直向上为正方向,软件记录下了电梯运行过程中的三组图像,如图示。由图像可知下列说法正确的是( )
A.由h-t图像可知电梯正在下降
B.田v-t图像可估算,20s~40s内电梯的上升高度小于40m
C.由a-t图像可知,电梯减速时是做匀减速直线运动
D.实验过程中,如果将手机屏幕与竖直平面平行放置,则不管加速或减速过程,加速度任意数值都可以
24.(2025·湖南模拟)汽车工程学中将加速度随时间的变化率称为急动度k,急动度k是评判乘客是否感到舒适的重要指标。如图所示为一辆汽车启动过程中的急动度k随时间t的变化的关系,已知t=0时刻汽车速度和加速度均为零。关于汽车在该过程中的运动,下列说法正确的是( )
A.0~3s汽车做匀加速直线运动 B.3~6s汽车做匀速直线运动
C.6s末汽车的加速度大小为零 D.9s末汽车的速度大小为18m/s
25.(2023高二上·乐清开学考)2023年第5号台风“杜苏芮”于7月28日登陆福建晋江,登陆时强度为强台风级,中心最大风速。假如你身处其中正面迎风(假设空气吹到人身上后速度瞬间减为零,空气密度为),估算你受到的风力大约为( )
A. B. C. D.
26.(2024高三下·金华模拟)物理学中常常用物理量之比表示研究对象的某种性质,定义一个新的物理量的同时,也确定了这个物理量与原有物理量之间的关系。下列四个选项中不属于用物理量之比定义新的物理量的是( )
A.场强 B.电势 C.电容 D.电流
27.(2024高三下·中山模拟)在物理学的研究中用到的思想方法很多,下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是( )
A.甲图中,点逐渐向点靠近时,观察割线的变化,运用了极限思想,说明质点在点的瞬时速度方向即为过点的切线方向
B.乙图中,研究红蜡块的运动时,主要运用了理想化模型的思想
C.丙图中,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D.丁图中,卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
二、多项选择题
28.(2024高一下·耒阳期末)关于牛顿经典力学和爱因斯坦的相对论,下列说法中正确的是( )
A.牛顿经典力学理论普遍适用于大到天体运动,小到微观粒子
B.爱因斯坦的相对论的建立彻底否定了牛顿经典力学理论
C.时间的延缓效应和空间的尺缩效应都是基于爱因斯坦“光速不变的假设”推理得出的
D.绝对时空观也即牛顿力学时空观,通俗地讲就是时间、长度和质量这三者都与参考系的选取无关
29.(2024高二上·宁波期中)物理学科核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”四个方面,下列关于物理观念和科学思维的认识,正确的是( )
A.汽车在通过弯道时,如果速度过大,往往会出现“甩尾”现象,这是一种离心现象,这是由于受到离心力而产生的
B.“探究加速度与力、质量的关系”的实验用到了控制变量法
C.卡文迪什利用扭秤测量引力常量用到了放大的思想
D.电场强度,速度,加速度,都是采用了比值定义法
30.(2022·湖南)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后,逐一打开引导伞、减速伞、主伞,最后启动反冲装置,实现软着陆。某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况,将其运动简化为竖直方向的直线运动,其 图像如图所示。设该过程中,重力加速度不变,返回舱质量不变,下列说法正确的是( )
A.在 时间内,返回舱重力的功率随时间减小
B.在 时间内,返回舱的加速度不变
C.在 时间内,返回舱的动量随时间减小
D.在 时间内,返回舱的机械能不变
31.(2023高一上·广州期中)下列给出的四组图像中,能够反映同一直线运动的是( )
A.
B.
C.
D.
32.(2024高一下·三台期末)在物理学的研究中用到的思想方法很多,对下图中描述正确的是( )
A.甲图中,测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B.乙图中,研究小船渡河问题时,主要运用了类比法
C.丙图中,观察AB割线的变化得到B点的瞬时速度方向的过程,运用了极限法
D.丁图中,研究力和运动关系时,运用了等效替代法
三、非选择题
33.(2022·广东)某同学受自动雨伞开伞过程的启发,设计了如图12所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块,初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度 为 向上滑动时,受到滑杆的摩擦力f为 ,滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞,带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量 ,滑杆的质量 ,A、B间的距离 ,重力加速度g取 ,不计空气阻力。求:
(1)滑块在静止时和向上滑动的过程中,桌面对滑杆支持力的大小 和 ;
(2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v;
(3)滑杆向上运动的最大高度h。
34.(2024高三上·遵义模拟)如图所示,某小组用传感器研究碰撞过程中的作用力与作用时间的关系,让质量的小重物自由下落碰撞测力板,通过电脑记录碰撞过程中的作用力及作用时间。第一次实验让重物距板面高处自由下落,碰撞时间;第二次实验在测力板上放置厚度为的轻质海绵垫,让重物距板面高处自由下落,碰撞时间;两次实验中重物均未反弹。回答下列问题:
(1)第二次实验中,该小组将重物释放位置较第一次抬高5cm所体现的实验方法是______
A.累积法 B.放大法 C.控制变量法
(2)第一次实验中重物碰前瞬间的速度 (填“大于”“等于”或“小于”)第二次实验中重物碰前瞬间的速度。
(3)第一次实验中重物对测力板的平均冲击力 (填“大于”“等于”或“小于”)第二次实验中重物对海绵垫的平均冲击力。
35.(2024高一上·洪山月考)图甲是某同学“测量瞬时速度”的实验装置图,他将光电门固定在水平气垫导轨上的B点、滑块上固定一遮光条,吊盘(含金属片)通过细线与滑块相连,实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。
(1)本实验利用光电门测滑块的速度,所应用的物理方法是______
A.等效替代法 B.理想实验法 C.极限思维法
(2)若测得遮光条的宽度为d,遮光条通过光电门的时间为,则滑块经过光电门时的速度 (用上述物理量的符号表示)。
(3)重复操作5次、得到数据如下表(表中数据单位为m/s)
0.340 0.330 0.318 0.352 0.310
求得滑块的平均速度 m/s(计算结果保留3位有效数字)。
36.(2025·湖南模拟)如图所示,光滑的水平面上有一质量曲面滑板,滑板的上表面由长度的水平粗糙部分AB和半径为的四分之一光滑圆弧BC组成,质量为滑块P与AB之间的动摩擦因数为。将P置于滑板上表面的A点。不可伸长的细线水平伸直,一端固定于O'点,另一端系一质量的光滑小球Q。现将Q由静止释放,Q向下摆动到最低点并与P发生弹性对心碰撞,碰撞后P在滑板上向左运动,最终相对滑板静止于AB之间的某一点。P、Q均可视为质点,与滑板始终在同一竖直平面内,运动过程中不计空气阻力,重力加速度g取10。求:
(1)Q与P碰撞前瞬间细线对Q拉力的大小;
(2)碰后P能否从C点滑出?碰后Q的运动能否视为简谐运动?请通过计算说明;(碰后Q的最大摆角小于5°时,可视为做简谐运动,已知)
(3)计算P相对滑板的水平部分AB运动的总时间,并判断P在相对滑板运动时,有无可能相对地面向右运动。如有可能,算出相对地面向右的最大速度;如无可能,请说明原因。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】引力常量及其测定;单位制;力学单位制
【解析】【解答】 A . 根据
可得
因此,的单位可以通过将 F、r 和 m 的单位代入得到, ,N不是国际单位,故A错误;
B . 牛顿用米每秒平方代入
故B正确;
C .与G的互为倒数且没有把N转化成国际单位;
D . 加速度的单位类似于重力加速度g的单位,故D错误;
故选B。
【分析】(1)用基本单位表示 G的单位,需从万有引力公式 出发,先写出 G的常规单位,再通过牛顿的定义N=kg m/s2将其转换为基本单位组合。
(2)易错点:忽视题目隐含条件:题目强调“基本单位”,若未将 N 转换,会误选A。
单位推导错误:混淆分子分母的位置(如C选项),或误将 G 的单位与其他物理量(如加速度)混淆(如D选项),国际单位制中,力学基本单位是米(m)、千克(kg)、秒(s),其他单位(如N)需转换为这三者的组合。
2.【答案】A
【知识点】单位制
【解析】【解答】国际单位制中的力学上的三个基本物理量分别是质量,时间和长度,对应的单位符号分别为kg,s,m,则A正确。
故答案为:A
【分析】国际单位制中的力学上的三个基本物理量分别是质量,时间和长度,对应的单位符号分别为kg,s,m
3.【答案】A
【知识点】单位制
【解析】【解答】A.位移的物理特性:具有大小和方向的双重属性,是典型的矢量,其国际单位为米(m),米是国际单位制中七个基本单位之一 ,故A正确;
BC.功率和热力学温度的性质:这两个物理量都只有大小特征,不具备方向性,属于标量 ,故BC错误;
D.虽然力是矢量(具有大小和方向),但其单位牛顿(N)是导出单位,不属于国际单位制的基本单位 ,故D错误。
故选A。
【分析】1、矢量:既有大小又有方向的物理量,如位移、速度、力等。标量:只有大小没有方向的物理量,如质量、温度、功率等。
2、SI基本单位共有七个,分别是:米(m,长度),千克(kg,质量),秒(s,时间),安培(A,电流),开尔文(K,热力学温度),摩尔(mol,物质的量),坎德拉(cd,发光强度)。
4.【答案】C
【知识点】单位制
【解析】【解答】磁通量的单位是韦伯,符号是。故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】磁通量的单位是韦伯,符号是,电场强度(N/C 或 V/m),磁感应强度(T,特斯拉)
电功率(W,瓦特)
5.【答案】D
【知识点】单位制
【解析】【解答】A.功是标量,用国际基本单位表示为,故A错误;
B.磁感应强度是矢量,单位为特斯拉,而该单位为导出单位,不是国际基本单位,故B错误;
C.电场强度为矢量,国际基本单位表示为,故C错误。
D.磁通量是标量,国际基本单位表示为,故D正确。
故选D。
【分析】1、功是能量的一种形式,是标量,功的单位是焦耳(J)
2、 磁感应强度(通常用符号B 表示)是矢量,有大小和方向。 磁感应强度的单位是特斯拉(T)
3、 电场强度(E)是矢量。 电场强度的单位是牛顿每库仑(N/C)。
4、磁通量(Φ)是标量。磁通量的单位是韦伯(Wb)。
韦伯用基本单位表示:
6.【答案】C
【知识点】电容器及其应用;单位制
【解析】【解答】AC.的单位为m-1,则的单位
不是电容的单位,同理可知的单位是F,是电容的单位;故A错误,C正确,
BD.的单位是
不是电容单位,同理也不是电容单位,故BD错误。
故选C。
【分析】根据公式推导单位,先根据式子的单位为m-1,推导的单位是,的单位是F,是电容单位。
7.【答案】B
【知识点】物理学史;粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】 A、普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量子化的,并不连续,故A错误;
B、紫光的频率高于红光,红光能使金属产生光电效应,则紫光也能使该金属产生光电效应,故B正确;
C、石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞后,电子获得一定动量,光子动量变小,根据波长
可知波长变长,故C错误;
D、德布罗意认为物质都具有波动性,包括质子和电子,故D错误。
故选:B
【分析】 本题是物理学史问题,根据科学家和他们的贡献进行解答即可
8.【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】牛顿发现“万有引力定律”;库仑发现“库仑定律”;法拉第发现“电磁感应现象”,这些都是建立在大量的实验的基础上直接得出的结论;而伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”,是在实验的基础上经过抽象推理得出的结论,即运用了理想实验法。
故答案为:D。
【分析】根据物理学史进行分析判断。
9.【答案】B
【知识点】物理学史;引力常量及其测定
【解析】【解答】根据开普勒、牛顿、卡文迪什和伽利略的主要贡献分析即可。A.开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,故A错误;
B.卡文迪什在实验室里通过扭秤实验,得出了引力常量的数值,故B正确;
C.牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性,故C错误;
D.伽利略通过理想斜面实验得出“物体运动不需要力来维持”,故D错误。
故选B。
【分析】本题考查力学物理学史,熟练掌握著名物理学家的主要贡献是解题的基础。
10.【答案】C
【知识点】物理学史;安培定则
【解析】【解答】正确理解每个物理学家的贡献和物理学研究方法是解答此类题目的关键。A.惯性定律即牛顿第一定律,该实验无法通过实验直接验证,伽利略通过理想斜面实验间接验证了惯性定律,A错误;
B.美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷,密立根油滴实验测得元电荷的数值,B错误;
C.丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应,C正确;
D.速度,当足够小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义应用了极限的思想方法,D错误。
故选C。
【分析】根据物理学研究方法的基本概念和物理学史,判断其正确性。
11.【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁;物理学史
【解析】【解答】A.光电效应现象表明光具有粒子性,故A错误;
B.德布罗意的物质波假设认为运动的实物粒子都具有波粒二象性,B错误;
C.玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象,故C正确;
D.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是一份一份的,不是连续变化的,故D错误;
故选C。
【分析】A、光电效应现象表明光具有粒子性;
B、德布罗意的物质波假设认为运动的实物粒子都具有波粒二象性;
C、玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象;
D.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是一份一份的,不是连续变化的。
12.【答案】B
【知识点】原子核的人工转变;物理学史
【解析】【解答】本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。A.汤姆孙发现了电子,密立根通过油滴实验测出了电子的电荷量,选项A错误;
B.玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象,选项B正确;
C.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是一份一份的,不可以连续变化的,选项C错误;
D.卢瑟福通过粒子散射实验得出了原子的 核式结构理论,卢瑟福在用α粒子轰击氮原子核的实验中发现了质子,并预言了中子的存在,故D错误;
故选B。
【分析】在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献,大家熟悉的汤姆孙、卢瑟福、波尔等,在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献即可正确解答。
13.【答案】C
【知识点】物理学史;能量守恒定律
【解析】【解答】水滴做自由落体运动,如果灯光频闪的时间间隔恰好等于相邻的两个水滴下落的时间间隔或相邻两个水滴下落的时间间隔的整数倍,这样看到的水滴的位置就会固定不动,从而出现“水滴静止”的效果。
故选C。
【分析】由频闪周期等于水滴之间下落的时间间隔,这样看到的水滴位置不动。
14.【答案】A
【知识点】物理学史
【解析】【解答】本题的关键在于掌握物理学史上的重要人物及其具体贡献,要加强记忆,注重历史知识的积累。A.密立根通过实验测量得出元电荷e的数值为,A正确;
B.富兰克林通过实验发现,雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同并命名了正电荷和负电荷,故B错误;
C.伽利略开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法,并用这种方法研究了力与运动的关系,故C错误;
D.卡文迪什利用扭秤实验测定了万有引力常量的值,被称为“测出地球质量的人”,故D错误。
故选A。
【分析】本题是物理学史问题,根据相关物理学家的科学成就进行解答。
15.【答案】A
【知识点】氢原子光谱;物理学史;晶体和非晶体;结合能与比结合能
【解析】【解答】A.法拉第发现了电磁感应现象,但是是纽曼和韦伯总结出了电磁感应定律,为了纪念法拉第对电磁现象研究的重大贡献,命名为法拉第电磁感应定律,A符合题意;
B.方解石晶体是各向异性的晶体,它能把光分解为两束光而沿不同方向折射,形成双折射现象,B不符合题意;
C.原子的发射光谱是一些分立的亮线,原子光谱是线状光谱,C不符合题意;
D.原子核的结合能既是原子核变为自由核子需要的最小能量也是核子结合成原子核而释放的最小能量,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据物理学史分析A;根据光学异向原理分析B;根据原子光谱的特点分析C;根据结合能的概念分析D。
16.【答案】A
【知识点】单摆及其回复力与周期;电磁场与电磁波的产生;物理学史;胡克定律;元电荷
【解析】【解答】A.麦克斯韦是预言电磁波存在的物理学家,但赫兹才是证实电磁波存在的德国物理学家,故A错误;
B.元电荷的电荷量是由美国物理学家密立根通过油滴实验测定的,所以B正确;
C.胡克定律:弹簧在发生弹性形变的时候,弹力的大小跟形变量成正比,所以C正确;
D.单摆的周期公式是由荷兰物理学家惠根斯推测出来的,秒摆是周期为2秒的单摆,所以D正确。
本题选择错误的,故选A。
【分析】本题主要考查物理学史,这部分需要一些识记,每个人物做了什么贡献,不能张冠李戴,需要记清楚才可以处理这部分内容。
17.【答案】D
【知识点】整体法隔离法;生活中的圆周运动
【解析】【解答】此题主要考查共点力平衡条件的应用和匀速圆周运动问题分析,求解的过程中要注意对小球在不同角速度下两绳拉力大小的讨论。AB.对小球受力分析,根据平衡条件可得
,
解得
,
AB错误;
CD.在情境二中,当绳b中无拉力,小球受到绳a的拉力及小球的重力,二者的合力为其圆周运动提供向心力,竖直方向上受力平衡,结合上述分析可知
,
解得
即当角速度时,绳子a的拉力不变;当绳子b 有拉力时,根据牛顿第二定律则有
随着转动的角速度增大,绳子a的拉力随之增大,综上所述,当时,绳a的拉力随角速度的增大而保持不变,当时,绳a的拉力随角速度的增大而增大,C错误,D正确。
故选D。
【分析】分析小球受力,根据共点力平衡条件列式求出情景一中轻绳a和b对小球的拉力大小;在情境二中,先由牛顿第二定律分析绳b中无拉力这种临界状态中小球转动的角速度,再讨论各种角速度下两绳对小球的拉力。
18.【答案】B
【知识点】假设法;比值定义法;理想模型法
【解析】【解答】A.加速度
是牛顿第二定律的表达式,不是比值定义法,故A错误;
B.科学家在研究点电荷之间的相互作用力时类比天体之间距离平方反比关系,故B正确;
C.用点电荷来代替带电体的方法运用了理想化物理模型的方法,故C错误;
D.牛顿第一定律是以实验为基础,通过逻辑推理得来的;因绝对不受力的物体是没有的,所以不能通过实验直接验证,牛顿第一定律在实验室无法完成,故D错误。
故选B。
【分析】 考查对物理方法的理解,要熟悉基础知识。物理方法是在物理学研究中用以探索和理解物理现象、建立物理理论以及解决物理问题的各种策略和技术。这些方法不仅包括实验、观察和测量等基本手段,还涉及到一系列具体的科学研究方法,如归纳法、演绎法、控制变量法、理想模型法、转换法、等效替代法、类比法、比较法、实验推理法、比值定义法、归纳法、估测法等。
19.【答案】B
【知识点】形变与弹力;假设法
【解析】【解答】A.由于A处于静止,假设A与斜面有弹力,则水平方向合力不为0,则小球不平衡,小球A就会发生运动,则假设不成立,因此A球和斜面之间没有弹力作用,A错误;
B.当撤去C小球时,小球B会发生运动,则B球和与C球间有弹力作用,B正确;
C.假设倾斜的细绳消失时,小球仍然保持静止,所以倾斜细绳对D球没有拉力作用,C错误;
D.根据面弹力的方向垂直于接触面指向受力物体可以得出E球(足球)与斜台作用时斜台给足球的弹力方向垂直斜台向左上方方向,D错误。
故选B。
【分析】利用A球的平衡条件可以判别斜面对小球没有弹力的作用;利用假设法可以判别BC之间有弹力的作用;利用假设法可以判别倾斜细绳对小球没有拉力的作用;利用弹力方向可以判别斜面给小球的弹力方向。
20.【答案】B
【知识点】等效法;微元法;放大法
【解析】【解答】甲图中和丁图中包含的物理思想方法均是微元法;乙图中包含的物理思想方法是放大法;丙图中包含的物理思想方法是等效替代法。
故选B。
【分析】由图可知甲和丁为微元法;乙为放大法;丙为等效替代法;以此分析判断。
21.【答案】D
【知识点】等效法;微元法;理想模型法;引力常量及其测定
【解析】【解答】A.把物体当成质点来处理,抓住主要因素忽略次要因素,主要采用了理想模型法。故A错误;
B.立“重心”概念时,主要采用了“等效法”。故B错误;
C.卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量的数值,主要采用了“放大法”。故C正确;
D.在推导匀变速运动的位移公式时,采用微元法将变速运动等效近似为很多小段的匀速运动。故D错误。
故选C。
【分析】A、质点是抓住主要因素忽略次要因素,采用了理想模型法;
B、重心是物体各部分所受重力的等效作用点,采用了“等效法”;
C、卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量的数值,主要采用了“放大法”;
D、利用图像推导匀变速直线运动位移与时间公式时,采用了“微元法”。
22.【答案】B
【知识点】图象法;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】本题考查对运动学图像的理解,清楚不同图像图线的含义。A.图像中先匀加速,再匀减速,最后匀速运动,不满足题干悬停进行摄影,故A错误;
B.图像中先匀加速,在匀速,最后匀减速到零,悬停进行摄影,且匀加速和匀加速阶段斜率大小相等,所以加速度大小相等,满足题干条件,故B正确;
C.加速度大小发生变化,故C错误;
D.图像面积表示速度变化量,下方面积大于上方面积,即最终速度为向下,与题干不符,故D错误。
故选B。
【分析】v-t图像反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律,斜率表示加速度的大小及方向,图线与时间轴所包围的“面积”表示位移。纵轴截距表示t=0时刻的初速度,横轴截距表示速度为零的时刻。a-t图像纵轴表示加速度,横轴表示时间,图像和时间轴平行,物体做匀速直线运动,图像和时间轴所围面积表示速度的变化量。
23.【答案】B
【知识点】图象法;运动学 S-t 图象;超重与失重;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】解答本题的关键要理解各种运动图像的物理意义,特别是要知道v-t图像与时间轴围成的面积表示位移。A.由第一个图像可知电梯高度正在增加,所以电梯正在上升,故A错误;
B.根据图像与横轴围成的面积表示位移可知,20s~40s内电梯的上升高度满足
故B正确;
C.由图像可知,电梯减速时加速度大小发生变化,不是做匀减速直线运动,故C错误;
D.实验过程中,如果将手机屏幕与竖直平面平行放置,由于垂直手机屏幕方向的加速度为0,则不管加速或减速过程,加速度数值都几乎为零,故D错误。
故选B。
【分析】根据h-t图像分析电梯正在下降还是上升;根据v一t图像与时间轴围成的面积表示位移,分析20s~40s内电梯的上升高度大小;电梯做匀加速直线运动时,加速度不变,根据a-t图像分析电梯的运动情况;根据加速度的方向判断超重与失重。
24.【答案】D
【知识点】加速度;图象法;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.根据题意有
内急动度恒定,表明汽车的加速度均匀增大,即0~3s汽车做加速度增大的加速直线运动,故A错误;
B.结合上述有
可知,图像与时间轴所围结合图形的面积表示加速度的变化量,由于0时刻的加速度为0,该面积能够间接表示加速度大小,则末汽车的加速度大小为
即汽车的加速度保持不变,仍然为,则3~6s汽车做匀加速直线运动,故B错误;
C.结合上述可知6s末汽车的加速度大小为,故C错误;
D.结合上述可知,图像与时间轴所围结合图形的面积表示加速度的变化量,由于0时刻的加速度为0,该面积能够间接表示加速度大小,时间轴上侧面积表示加速度大小在增大,时间轴下侧面积表示加速度大小在减小,即汽车的加速度均匀减小直到末加速度变为零,由图像作出图像如图所示
根据
解得
图像与时间轴所围几何图形的面积表示速度的变化量,由于0时刻的速度为0,则该面积能够间接表示速度大小,则末汽车的速度大小
故D正确。
故选D。
【分析】1、 题目中已知加速度随时间的变化率称为急动度k ,即,结合图像分析各时间段汽车运动情况。
2、图像与时间轴所围结合图形的面积表示加速度的变化量,结合图像可计算6s末汽车的加速度大小,3、由图像作出图像,最后根据计算9s末汽车的速度大小。
25.【答案】D
【知识点】动量定理;估算法;动量与能量的其他综合应用
【解析】【解答】质量等于体积乘以密度,体积等于面积乘以高,高等于速度乘以时间,速度已知,时间1秒,面积需要估算,高根据速度时间可求,体积可以面积乘高求,人正面的面积约为
设t时间内吹到人正面的空气质量为m
以t时间内吹到人正面的空气为研究对象,根据动量定理有
等式两边同时除以t得
代入数据解得
F=2257.5N
根据牛顿第三定律知,受到的风力大约为2257.5N。
故选D。
【分析】(1)建立风力的物理模型(动量定理 Ft=ρSv2t),明确隐含条件(如空气密度未给出时需合理假设 ρ≈1.2 kg/m3,迎风面积 A≈0.7m2,强台风风速 v≈50 m/s,单位统一和参数估算;
(2)易错点在于忽略风速数量级(误用 v=10 m/s会导致选项B的错误)或错误缩小迎风面积,扩展知识包括台风等级划分(强台风对应风速41.5-50.9 m/s)和流体动量传递原理。
26.【答案】A
【知识点】比值定义法
【解析】【解答】A.电场强度的定义是放在电场中的点电荷受到的电场力与其电荷量之比,所以其定义式为则不是定义式,故A符合题意;
B.电势的定义是放在电场中的点电荷具有的电势能与其电荷量之比,故其定义式为,故B不符合题意;
C.电容的定义是电容器所带电荷量与其电压之比,故其定义式为,故C不符合题意;
D.电流的定义是通过导体横截面的电荷量与时间比值,故其定义式为,故D不符合题意。
故选A。
【分析】通过比值关系,简洁地定义新物理量,便于理解和应用,是物理学中常用的定义方式。
电场强度的定义是放在电场中的点电荷受到的电场力与其电荷量之比。
电势的定义是放在电场中的点电荷具有的电势能与其电荷量之比。
电容的定义是电容器所带电荷量与其电压之比。
电流的定义是通过导体横截面的电荷量与时间比值。
27.【答案】B
【知识点】理想模型法
【解析】【解答】A.甲图中,B点逐渐向A点靠近时,观察AB割线的变化,运用了极限思想,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,A正确,不符合题意;
B.乙图中,研究红蜡块的运动时,对于合运动和分运动之间,主要运用了等效替代,B错误,符合题意;
C.丙图中,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时控制一些物理量不变,研究其他物理量之间的关系,运用了控制变量,C正确,不符合题意;
D.丁图中,卡文迪许测定引力常量的实验通过光线路径将引力造成的微小影响放大,运用了放大法测微小量,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】合运动和分运动之间,主要运用了等效替代思想。物理学中有极限法,理想模型法,等效替代等物理思想。
28.【答案】C,D
【知识点】物理学史;相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A.根据经典力学的局限性可以得出牛顿力学只适用于宏观物体、低速运动问题,微观粒子不适用,A错误;
B.基于实验检验的牛顿力学不会被相对论的建立所否定,牛顿力学只是在某些条件下不再适用,而是作为某些条件下的特殊情形,被包括在新的科学成就之中,B错误;
C.在爱因斯坦“光速不变的假设”的基础上,经过严格的数学推导,可以得出时间的延缓效应和空间的尺缩效应,C正确;
D.绝对时空观认为时间和空间是两个独立的观念,彼此之间没有联系,分别具有绝对性。绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参照系的运动状态无关,D正确。
故选CD。
【分析】绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参照系的运动状态无关;根据经典力学的局限性可以得出牛顿力学只适用于宏观物体、低速运动问题,微观粒子不适用;基于实验检验的牛顿力学不会被相对论的建立所否定,牛顿力学只是在某些条件下不再适用;在爱因斯坦“光速不变的假设”的基础上,经过严格的数学推导,可以得出时间的延缓效应和空间的尺缩效应。
29.【答案】B,C
【知识点】控制变量法;比值定义法;放大法;离心运动和向心运动
【解析】【解答】A.“甩尾”现象确实是离心现象的表现,但“离心力”是一个惯性力(非惯性系中的虚拟力),并不是真实存在的力,故A错误;
B.研究加速度a与力F和质量m的关系时,通常采用控制变量法:先保持质量m不变,研究a与F的关系;再保持力F不变,研究a与m的关系,故B正确;
C.卡文迪什利用扭秤测量引力常量用到了放大的思想,故C正确;
D.电场强度,速度都是采用了比值定义法,加速度是决定式,不是采用了比值定义法,故D错误。
故选BC。
【分析】1、正确的物理观念应描述为:汽车因惯性试图保持直线运动,而摩擦力不足以提供足够的向心力,导致外滑。
2、控制变量法是科学探究中常用的方法,属于科学思维的范畴。
3、卡文迪什扭秤实验通过测量微小扭转角度来间接计算万有引力,利用了“放大”思想(将微小引力效应转化为可观测的扭转角度)。
4、比值定义法是指用两个物理量的比值定义一个新的物理量,且被定义的量与定义式中的分子或分母无关。电场强度:(电场力与试探电荷的比值,E与q无关)。
速度:(位移与时间的比值,但速度不一定是比值定义,因为瞬时速度是极限概念)。
加速度:(速度变化与时间的比值,但加速度也不一定是比值定义,而是微分定义)。
30.【答案】A,C
【知识点】图象法
【解析】【解答】A 根据重力的功率,0-时间内,速度减小,重力的功率减小,故A正确。
B 时间内,图像的斜率减小,则加速度减小,故B错误。
C 时间内,速度逐渐减小,质量不变,动量逐渐减小,故C正确。
D 时间内,速度不变,动能不变;高度降低,重力势能减小,所以机械能减小,故D错误。
故答案为:AC。
【分析】根据图像斜率表示加速度以及机械能和动量的定义分析求解。
31.【答案】B,C
【知识点】图象法;匀速直线运动;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】A、图象中,0-3s物体以6m/s做匀速直线运动,3-5s做匀加速直线运动 ;但图象里,0-3s、3-5s物体都静止(位移不变 )。两者运动状态矛盾,故A不符合题意 ;
B、图象中,0-3s匀速(加速度为0 ),3-5s匀加速(加速度 );图象中,0-3s加速度为0(对应匀速 ),3-5s加速度为2m/s2(对应匀加速 )。运动状态匹配,故B符合题意 ;
C、图象中,0-3s静止(速度0 ),3-5s速度(匀速 );图象中,0-3s、3-5s均以2m/s匀速(加速度0 )。运动状态匹配,故C符合题意 ;
D、图象中,0-3s静止、3-5s匀速,整个过程加速度为0 ;但图象中,3-5s加速度为2m/s2(非匀速运动的加速度 )。两者矛盾,故D不符合题意 ;
故答案为:BC。
【分析】A.分别分析图象和图象反映的运动状态,对比是否一致。
B.对比图象和图象各阶段运动特征(加速度、速度变化 )。
C.从图象算速度,再与图象反映的速度变化比对。
D.分析图象和图象的加速度、速度情况是否相符。
32.【答案】A,C
【知识点】理想模型法;引力常量及其测定
【解析】【解答】A.卡文迪许测定引力常量的实验,利用放大法将微小的引力作用(导致的扭转角度 )通过光的反射放大,便于测量,因此 “放大法测微小量” 的描述正确,故A正确;
B.乙图中,研究小船渡河问题时,主要运用了等效法,故B错误;
C.求 B 点瞬时速度时,让 A 点无限靠近 B 点,割线AB的极限即为切线,对应瞬时速度方向,这是极限法的典型应用,故C正确;
D.丁图中,伽利略研究力和运动关系时,运用了理想实验方法,巧妙地设想了两个对接斜面的实验,故D错误.
故答案为:AC。
【分析】1.放大法:通过物理手段放大微小变化(如引力实验的扭转角度 ),便于观测.
2.运动的合成与分解:将复杂运动分解为简单分运动(渡河问题 ),本质是等效思想,但需区分 “类比法”.
3.极限法:让变量无限逼近某一值(如 A→B ),推导极限状态的物理量(瞬时速度 ).
4.理想实验法:通过假想无摩擦等理想条件,推导物理规律(力与运动关系 ).
33.【答案】(1)滑块静止时,利用整体法可得桌面对滑杆的支持力等于滑块和滑杆的重力,即
当滑块向上滑动过程中受到滑杆的摩擦力为1N,根据牛顿第三定律可知滑块对滑杆的摩擦力也为1N,方向竖直向上,则此时桌面对滑杆的支持力为
(2)滑块向上运动到碰前瞬间根据动能定理有
代入数据得
(3)由于滑块和滑杆发生完全非弹性碰撞,即碰后两者共速,碰撞过程根据动量守恒有
碰后滑块和滑杆以速度v整体向上做竖直上抛运动,根据动能定理有
解得。
【知识点】动量守恒定律;整体法隔离法;牛顿第二定律;动能定理的综合应用
【解析】【解答】(1)滑块静止时,利用整体法可得桌面对滑杆的支持力等于滑块和滑杆的重力,即
当滑块向上滑动过程中受到滑杆的摩擦力为1N,根据牛顿第三定律可知滑块对滑杆的摩擦力也为1N,方向竖直向上,则此时桌面对滑杆的支持力为
(2)滑块向上运动到碰前瞬间根据动能定理有
代入数据得
(2)由于滑块和滑杆发生完全非弹性碰撞,即碰后两者共速,碰撞过程根据动量守恒有
碰后滑块和滑杆以速度v整体向上做竖直上抛运动,根据动能定理有
解得。
【分析】 (1)选择合适的研究对象,对物体受力分析,结合牛顿第三定律得出桌面对滑杆的支持力;
(2)根据牛顿第二定律计算出滑块的加速度,结合运动学公式得出滑块与滑杆碰撞前的速度;
(3)碰撞瞬间动量守恒,由此计算出整体的速度,结合运动学公式得出滑杆向上运动的最大高度。
34.【答案】(1)C
(2)等于
(3)大于
【知识点】动量定理;控制变量法;自由落体运动
【解析】【解答】(1)多个物理量可能对实验结果产生影响,第二次实验中,该小组将重物释放位置较第一次抬高5cm,保证重物下落的高度与第一次相同,所体现的实验方法是控制变量法。
(2)根据匀变速直线运动速度位移关系
可知两次实验中重物碰前瞬间的速度相等。
(3)由动量定理合力从冲量等于物体动量变化
可知,两次实验中重物的动量变化量相同,则第一次实验中重物对测力板的平均冲击力大于第二次实验中重物对海绵垫的平均冲击力。
【分析】(1)多个多个物理量可能对实验结果产生影响,保持单一变量原则,采用控制变量法;
(2)根据匀变速直线运动速度位移关系判断速度大小关系;
(3)两次实验中重物的动量变化量相同,作用时间越短,作用力越大。
(1)第二次实验中,该小组将重物释放位置较第一次抬高5cm,保证重物下落的高度与第一次相同,所体现的实验方法是控制变量法。
(2)根据
可知两次实验中重物碰前瞬间的速度相等。
(3)由动量定理
可知,两次实验中重物的动量变化量相同,则第一次实验中重物对测力板的平均冲击力大于第二次实验中重物对海绵垫的平均冲击力。
35.【答案】(1)C
(2)
(3)0.330
【知识点】极限法;平均速度
【解析】【解答】(1)A.等效替代法是指用其他效果相同的量替代(如合力替代分力)故A错误。
B.理想实验法是基于理想化推理(如伽利略斜面实验),此处为实际测量。故B错误。
C.极限思维法指通过趋近极限的方式定义瞬时速度(如微分思想),在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度,采用的方法为极限思维法。故C正确。
故选C。
(2)滑块经过光电门时的速度,d为遮光条的宽度 ,为遮光条通过光电门的时间。
(3)滑块的平均速度为0.330m/s
【分析】(1)等效替代法:用其他效果相同的量替代(如合力替代分力),理想实验法:基于理想化推理(如伽利略斜面实验),极限思维法:通过趋近极限的方式定义瞬时速度(如微分思想)。
(2)光电门测速度原理是在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度,即速度。
(3)多次测量求平均值减小误差,用五次测量值计算滑块的平均速度。
(1)在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度,采用的方法为极限思维法。
故选C。
(2)滑块经过光电门时的速度
(3)滑块的平均速度为
0.330m/s
36.【答案】解:(1)Q释放后到碰撞前,由机械能守恒定律
解得
在最低点由牛顿第二定律
联立解得Q与P碰撞前瞬间细线对Q拉力的大小
(2)小球Q与物体P碰撞后瞬间,由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
代入解得
,
碰后,P在滑板上滑动,P与滑板共速时,相对AB的高度最大,设此高度为,此时,P与滑板的速度大小为,根据动量守恒和能量守恒得
解得
由于,所以碰后P不能从C点滑出;
设Q碰后上升到最高点时细线与竖直方向夹角为θ,对Q由机械能守恒定律
解得
所以,故碰后Q的运动不能视为简谐运动。
(3)物体P最终相对滑板静止于AB之间的某一点,根据水平动量守恒和能量守恒得
解得
因为滑块P与滑板的相对位移,所以滑块P会滑过B点进入BC段,再滑回B点,最终相对滑板静止在AB之间。设P两次经过B点的速度分别为v4和,以向左为正,由动量守恒定律
由能量守恒定律
联立解得
同理可得
因为P第二次滑到B点的速度,说明其相对地面的速度方向向左,所以P不可能相对地面向右运动。
P相对滑板的水平部分AB运动时,对P由牛顿第二定律
所以
P第一次滑上AB时,做匀减速直线运动,时间为
P第二次滑上AB时,做匀加速直线运动,时间为
所以P相对滑板的水平部分AB运动的总时间
【知识点】临界类问题;碰撞模型;动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】(1)根据由机械能守恒定律求得Q与P碰撞前瞬间Q的速度大小,Q在最低点时,由牛顿第二定律求解和向心力公式求解;
(2)根据动量守恒定律和机械能守恒定律求得小球Q与物体P碰撞后瞬间速度。P与滑板组成的系统在水平方向上动量守恒,根据动量守恒定律和能量守恒定律判断。对Q由机械能守恒定律求得Q碰后上升到最高点时细线与竖直方向夹角,根据此夹角与5°的大小关系,判断Q的运动能不能视为简谐运动;
(3)根据动量守恒定律和能量守恒定律求得滑块P两次经过B点的速度,判断P两次在AB上的运动形式,根据牛顿第二定律和运动学公式求解。
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