近几年物理高考热点说明（一）（二）[下学期]

近几年物理高考热点说明（一）（二）（精心整理）
1、从图示的水平的地面上的A点以一定的初速度和仰角发射炮弹，在正常情况下，炮弹经过最高点C（仅具有水平速度）到达水平地面上的B点时爆炸。炮弹在空中的运动轨迹是对称于oy轴的抛物线。A、B、C三点的坐标轴已在图中标明,在某次发射中，炮弹到达C后就爆裂成a、b两块，其中弹片a恰好沿原路径返回到A点，已知，炮弹到达C点时的动能为，炸裂后弹片a的质量是炮弹质量的2/3，空气阻力可忽略不计，试求：（1）弹片b的落地点D的横坐标；（2）炮弹爆炸时，由化学能转化成的机械能。
［说明］本题考查学生图示信息的采集能力：轨迹左右两部分对称于oy轴，可见弹片离开C点时速度水平向左，且= 。另外考查学生的近似处理问题的能力：炮弹在C点爆炸的过程极短，且内力远大于炮弹受到的外力，故可认为水平向上系统（a和b）动量守恒。在知识点问题上，主要是考查动量观点、能量观点和平抛运动等。本题分析如下： （1）设炮弹质量为，它到达C点时速度为（水平向右），由于炮弹在C点爆炸后，，弹片a恰好沿原路径返回，轨迹又是对称于oy轴，则= 。由a、b系统在水平方向上动量守恒有：因此有= 。由于弹片a、b在空中运动时间相等，于是有。因此，弹片b的水平射程。
（2）在炮弹爆炸过程中，由化学能转化为机械能应等于爆炸前后系统机械能的增加量，因而有： ，而，所以， 。
［答案］（1） （2）
2、宇航员在某一星球上以速度竖直向上抛出一小球，经过时间，小球又落回到原抛出点，然后他用一根长为的细绳把一个质量为的小球悬挂在o点，使小球处于静止状态。如图所示，现在最低点给小球一个水平向右的冲量，使小球能在竖直平面内运动，若小球在运动的过程中始终对细绳有力的作用，则冲量满足什么条件？
［说明］本题主要考查学生的综合分析能力，涉及有机械能守恒、动量定理、圆周运动、竖直上抛运动等力学中的重要知识点。分析如下：
设星球表面附近的重力加速度为，由竖直上抛运动公式： 得。当小球摆到与悬点等高处时，细绳刚好松弛，小球对细绳无力作用，则小球在最低点的最小速度为,由机械能守恒定律得：。由动量定理得：。当小球做完整的圆周运动时，设最高点的速度为，由有 ，若经过最高点细绳刚好松弛，小球对细绳无力作用，则小球在最低点的最大速度为。则由机械能守衡和动量定理有：， 。
［答案］和
3、由于地球在自转，因而在发射卫星或飞船时，利用地球的自转，可以尽量的减少发射卫星或飞船时火箭所提供的能量。因为地球自西向东自转，并且在赤道上地球自转的线速度最大，所以火箭的最理想的发射场地应该是地球赤道附近，发射方向应由西向东。在赤道上，发射两颗质量相同、沿赤道正上方圆形近地轨道绕地心做圆周运动的卫星A和B，A自西向东发射，B自东向西发射。不计空气阻力影响，但考虑地球自转的作用，试计算B比A要多消耗百分之几的燃料？（地球半径R=6400km,地球表面的重力加速度g=10）
［说明］本题是对学生进行学科间综合能力的考查。有些学生初看此题无法下手。实际上不妨先了解一下地球自转的一些概念：地球绕地轴不停的从西向东自转（1）地球自转一周2π rad，所需时间约为24小时，地球自转的角速度大约为rad/h，除南北两极点外，任何地点自转的角速度相同。（2）地球自转的线速度则因纬度的不同而有差异，赤道处最快，往两极纬度越大，旋转线速度越小。南北两极点既无线速度，也无角速度。（3）由于地球自转产生了昼夜更替现象，使地球上水平运动的物体发生偏向（在北半球向右偏，在南半球向左偏），因惯性离心力，使地球由两极向赤道逐渐膨胀，成为目前略扁的旋转椭球体形状。本题具体分析如下：
地球自西向东自转，赤道上各处自西向东的线速度为：
近地卫星的线速度，即第一宇宙速度是相对于地心（不是相对于地面）的线速度。由牛顿第二定律有： 所以
自西向东发射时，卫星A相对于地面的速度为：
自东向西发射时，卫星B相对于地面的速度为：
根据能量转化和守恒，发射卫星时消耗的燃料跟卫星获得的动能成正比。对质量相等的卫星，则是与卫星速度的平方成正比，即
［答案］在赤道上发射质量相同的卫星，自东向西发射比自西向东发射要多消耗27%的燃料。
4、处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，同时两个状态之间的能量差以光子的形式辐射出去，这种辐射叫受激辐射。原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的原理。发生受激辐射时，产生的激光的原子的总能量，电子的电势能，电子的动能的变化是：
A．增大，减小 B．减小，增大
C．减小 D．增大
［说明］本题主要考查学生信息的采集能力，从题干中了解受激辐射和激光产生的机理。由于发生受激辐射时，原子从高能态向低能态跃迁，其总能量减小，电子离原子核的距离近了，其电势能要减小，电子绕核运动的半径小了，其速度和动能就要增大。
［答案］B、C
5、某一年，7颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射的光子，经分析确认，一个负电子和一个正电子湮灭放出2个频率相同的γ光子。已知负电子、正电子的静止质量，又已知，静止质量为的粒子，其能量E和湮灭前的动量P满足关系：，式中c为光速，若负电子、正电子湮灭前的动量为0。求：（1）写出正、负电子湮灭的核反应方程式；（2）用动量的有关知识说明上述核反应不可能只放出一个光子；（3）计算γ光子的频率。
［说明］本题是一个信息综合题，主要考查学生信息采集能力。知识点方面主要考查核反应方程的书写及动量观点和能量观点。在书写核反应方程时，必须遵循电荷数守恒、质量数守恒和能量守恒的规律。特别注意核反应方程一般是不可逆的，因此只能写“”符号，不能写“=”或“”。另外在核反应中相互作用的核子组成的系统动量守恒（在本题中，若正、负电子湮灭只放出一个光子，就违反了动量守恒定律），顺便说一下，在衰变中，往往都必须用动量守恒定律求有关问题。动量守恒是一个普遍存在的规律。由于湮灭前的正、负电子动量为零。即。可知其对应的能量为 光子的能量，由能量守恒有：，即
［答案］（1）
（2）若只放出一个光子，说明反应后总动量不为零，而反应前总动量为零，违反动量守恒定律，故只放出一个光子是不可能的。
（3）
6、实验室有一个可拆变压器，请设计一个实验方案，估测出变压器原、副线圈的匝数，所给实验器材有：一个可拆变压器，交流电源、滑线变阻器、小磁针、220V交流电源、电键各一个，铜漆包线（规格与变压器原线圈所用的漆包线相同）及导线若干。
［说明］本题主要考查学生的实验设计能力和动手能力。如图（a）连接电路，然后将小磁针的N极靠近原线圈的一端，根据偏转情况判定线圈的绕向。按照与原线圈相同的绕向，用铜漆包线在原线圈上加绕n（例如100）匝，将加绕后的线圈接入200V交流电路（如图（b）所示），读出交流电压表的示数。拆除加绕的n匝线圈，仍将原线圈接入200V交流电路，闭合电键后，读出交流电压表的示数，则，。
［答案］，
7、将氢原子中电子的运动看做是绕氢核做匀速圆周运动，这样在研究电子运动的磁效应时，可将电子的运动等效为一个环形电流，环的半径等于电子的轨道半径r。现对一氢原子加上一外磁场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直电子的轨道平面，这时电子的等效电流用表示，现将外磁场反向，但磁场的磁感应强度大小不变，仍为B，这时电子运动的等效电流用表示。假设在加上外磁场以及在外磁场反向时，氢核的位置、电子的运动轨迹平面以及轨道半径都不变，求外磁场反向前后电子运动的等效电流之差，即 |–| 等于多少？（用m和e表示电子的质量和电量）
［说明］本题主要考查学生的知识迁移能力。知识点主要有：等效环形电流，库仑力和洛伦兹力的合力充当向心力使电子做匀速圆周运动，分析如下：
用r表示电子的轨道半径，表示电子的速度，则等效电流
当加上如图所示的外磁场后，设顺着外磁场方向看电子做逆时针转动。则此时电子收到的氢核对它的库仑力指向圆心，设此时电子运动速度为，则由牛顿定律有：
当外磁场反向后，轨道半径r不变。设此时电子运动速度为，此时电子受到的库仑力不变，而洛仑兹力大小为，方向指向圆心，由牛顿定律有 因此有 所以|–|
［答案］
8、如图（A）为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少？共振时的最大
振幅多大？作出其振动图线（以单摆在右边最大位移处计时）并求出它最大加速度
和最大速度。
［说明］本题主要考查学生两个方面的能力。一是从图像中采集信息的能力；二是应用数学方法处理物理问题的能力。涉及的知识点主要是产生共振的条件，单摆的固有频率，机械能守恒定律等。本题分析如下：
从共振曲线中找信息：
单摆的固有频率公式
所以，
最大振幅A= 8cm，周期T= 。可作振动图线如图（B）所示。
对于单摆，在摆角很小时（θ<5°）有
所以，
由机械能守恒定律：
所以 而
所以［答案］
9、在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示，图中P、Q为轨迹上的点，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分成四个区域。不考虑其它原子核对α粒子的作用，则关于该原子核的位置，正确的是：
一定在①区域
可能在②区域
可能在③区域
一定在④区域
［说明］本题考查的是学生的推理能力，所考知识点主要就是曲线运动产生的条件。α粒子运动时，受原子核的排斥力的作用而做曲线运动，其轨迹一定在合外力方向和速度方向之间，将区域内任何一点分别与P、Q两点相连并延长（即α粒子所受到的原子核的斥力方向）可发现在②、③、④区域的点，其轨迹不在力方向和速度方向之间，而在①区域的点的轨迹都在力方向和速度方向之间。
［答案］A
10、在许多精密的仪器中，如果需要较精确的调节某一电阻两端的电压，常常采用如图所示的电路，通过两个滑动变阻器和对一阻值为500Ω左右的电阻两端电压进行粗调和微调。已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200Ω和10Ω，关于两个滑动变阻器的连接关系和各自所起的作用，下列说法正确的是：
A．取=200Ω =10Ω 调节起粗调作用
B．取=10Ω =200Ω 调节起微调作用
C．取=200Ω =10Ω 调节起粗调作用
D．取=10Ω =200Ω 调节起微调作用
［说明］本题是考查学生对电路的认识。由图可知，若取=200Ω ，=10Ω，由于电阻阻值为500Ω左右，两个电阻并联时，其总阻值取决于阻值较小的电阻，则按图示连接时，调节作用不明显。而取=10Ω ，=200Ω，由电阻串、并联知识有，调节时两端的电压变化大，起粗调作用，调节时两端的电压变化小，起微调作用。
［答案］B
11、随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭。洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作是因为：
A．改变了湿度
B．改变了温度
C．改变了磁场
D．改变了电容
［说明］本题主要考查的学生的实际应用能力，它取自于生活有一定的现实意义。解答此类问题，不是靠瞎碰，应平时多关心周围的物理现象，在享受现代文明、各种家用电器时加强学习，弄清原理。有些高新技术，学生并不了解其内部原理，但可以借助物理学的基本原理和基本方法以及逻辑推理进行科学判断。本题分析如下：
在自动控制、信息处理技术中，担负着信息采集任务的传感器发挥着越来越重要的作用。传感器种类繁多，有电阻式传感器，电容式传感器，热电传感器，光电传感器等等。根据自动干手机工作的特征，即手靠近电热器开始工作，手撤离电热器停止工作，不难判断出传感器的种类。人是一种导体，可以和其他导体构成电容器，因此物理学上有人体电容之说。手靠近干手机相当于连接进一个电容器，故可以确定干手机内设置有电容式传感器，手靠近改变了电容。
［答案］D
12、高能粒子在现代高科技活动中具有广泛的应用，如微观粒子的研究、核能的生产等。粒子加速器是实现高能粒子的主要途径，如图所示为环形粒子加速器示意图，图中实现所示环形区域内存在垂直纸面向外的大小可调节的匀强磁场，质量为m、电量为q的带正电粒子在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U，B板电势保持为零，粒子在两板之间电场中得到加速。每当粒子离开B板时A板电势又突然变为零，粒子在电场的一次次加速下动能不断增大，但绕行半径R却保持不变。
设t=0时，粒子静止在A板小孔处，在电场作用下开始加速，并绕行第一圈，求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En；
为使粒子始终保持在半径为R的圆形轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第n圈时，磁感应强度Bn应为多少？
求粒子绕行n圈所需的总时间t（粒子通过A、B之间的时间不计）；
定性画出A板电势U随时间t变化的关系图线（从t=0起画到粒子第四次离开B板时即可）
在粒子绕行的整个过程中，A板电势是否可始终保持为+U？为什么?
［说明］本题是一道理论联系实际的综合应用题。主要考查学生综合分析的能力，涉及到的知识点主要是带电粒子在电场中加速和在磁场中作圆周运动等内容。分析如下：
（1），由动能定理，得
（2）解得 ，
（3），，，总时间
（4）关系图如图所示。
（5）不可以，若一直保持+U，则带电粒子由AB加速，电场力做正功，而由B转一圈回到A则减速，电场力做负功，回到A时速度为零，不能循环加速。
13、根据量子理论，光子具有动量，光子的动量等于光子的能量除以光速，即p=E/c，光照射到物体表面并被反射时，会对物体产生压强，这就是“光压”。光压是光的粒子性的典型表现。光压的产生机理如同气体压强；由大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。
激光器发出的一束激光的功率为P，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射在物体表面时，试计算单位时间内到达物体表面的光子的总动量。
若该激光束被物体表面完全反射，证明其在物体表面引起的光压是。
设想利用太阳的光压将物体送到太阳系以外的空间去，当然这只有当太阳对物体的光压超过了太阳对物体的引力才行。现如果用一种密度为的物体做成的平板，它的刚性足够大，则当这种平板厚度较小时，它将能被太阳的光压送出太阳系。试估算这种平板的厚度应小于多少？设平板处于地球绕太阳运动的公转轨道上，且平板表面所受的光压处于最大值，不考虑太阳系内各行星对平板的影响，已知地球公转轨道上的太阳常量为（即在单位时间内垂直辐射在单位面积上的太阳光能量），地球绕太阳公转的加速度为。
［说明］本题是一道典型的信息题，篇幅长，阅读量大。主要考查学生信息采集能力和阅读理解能力以及综合分析能力。涉及到的知识点主要有光子的动量、能量、光压、牛顿运动定律等内容。分析如下：
（1）设单位时间内激光器发出的光子数为n，每个光子的能量为E，动量为p，则激光器的公率为，所以，单位时间内到达物体表面的光子总动量为
（2）激光束被物体表面完全反射时，其单位时间内的动量改变为，根据动量定理，激光束对物体表面的作用力为，因此，激光束在物体表面引起的光压为
（3）设平板质量为m，密度为，厚度为，面积为；太阳常量为；球绕太阳公转的加速度为。利用太阳的光压将平板送到太阳系以外的空间去，必须满足条件：太阳光对平板的压力大于太阳对其的引力。结合（2）的结论，有，而平板的质量，所以，，因此，平板的厚度应小于。
［答案］（1） （3）平板的厚度应小于
14、某同学用一测力计（弹簧秤）、木砖和细线去粗略的测定一木块与一固定斜
面之间的动摩擦因数μ。此斜面倾角较小，不加拉力时，木块放在斜面上时保持静止。（1）是否要用测力计称出木块的重力（答“要”或“不要”）？
（2）写出实验的主要步骤；（3）推导出求μ的计算式 。
［说明］本题属于设计性实验题，主要考查学生对基本仪器的使用和基本实验方法运用的能力，同时也是对学生综合处理试验问题和创造性思维能力的检验。本题主要实验步骤：
用测力计拉动木块沿斜面向上作匀速运动，记下测力计的读数；
用测力计拉动木块沿斜面向下作匀速运动，记下测力计的读数；
用测力计测出木块的重力。
动摩擦因数μ计算式推导：设斜面倾角为α，
由木块沿斜面向上作匀速运动，有= μGcosα + Gsinα
由木块沿斜面向下作匀速运动，有= μGcosα–Gsinα
两式相加得 cosα = （ + ）/2μG
两式相减得 sinα = （–）/2G
所以， μ =
15、如图所示，a、b、c是匀强电场中的三点，并构
成一等边三角形，每边长为L=cm。将一带电量的电荷从a点移到b点，电场力做功若将同一点电荷从a点移到c点，电场力做功。试求匀强电场的电场强度E。
［说明］本题通过寻找电场线和等势面的关系将整个过程体现在作图过程中，对能力的要求较高。把常规问题放在新的物理情景中，具有新意。求解此类问题首先要找出电场中电势最高点和电势最低点，然后根据题意把电势最高点和电势最低点之间的距离分为若干等分，确定等势面。根据场强方向垂直于等势面，最后再由匀强电场中电场中场强大小与电势差之间关系辅之于几何关系求解。本题解析如下：
因为
所以
将cb分成三等分，每一份的电势差为3V。如图所示，连接ad，并从c点依次作ad的平分线，得到各等势线，作等势线的垂线ce，场强方向由c指向e，所以，
因为3cosθ = 2cosα α = 60°–θ
3cosθ = 2cos(60°–θ) = cosθ + sinθ 2cosθ =
所以
所以
［答案］
16、我国北方需要对房间内空气加热。设有一房间面积为14㎡，高为3.0m，室内空气通过房间缝隙与外界大气相通，开始时室内温度为0℃，通过加热变为20℃。（大气压为1atm）（1）已知空气在标准状况下的摩尔质量为29g/mol，试估算在上述过程中有多少空气分子从室内跑出（保留两位有效数字）（2）已知气体分子热运动的平均动能跟热力学温度成正比，空气可以看作理想气体。试分析室内气体内能是否会发生变化。
［说明］本题是一道热学知识的实际应用问题，主要考查学生应用所学知识解决实际问题的能力，同时也是对学生估算能力和信息采集能力的检测。分析如下：
由于室内空气与外界大气相通，这个过程中室内空气压强保持不变，估
算时按1atm计算。
温度为0℃时，室内空气摩尔数为：
温度为20℃时，室内空气摩尔数为：
跑出的分子数为：（2）由于空气可看作理想气体，分子势能不计，则空气的内能等于所有分子动
能之和，引入分子平均动能与热力学温度的比例常数k，则 由（1）问知，即室内空气分子数跟热力学温度成反比， 因此，室内空气的内能不发生变化。
［答案］（1） （2）不变
17、如图是用双电容法测量电子荷质比（e/m）的装置，在真空管中由阴极K发
射出电子，其初速度为零，此电子被阴极K和阳极A间电场加速后穿过屏障D1上
小孔，然后按顺序穿过电容器、屏障上小孔和第二个电容器而射到荧光屏
F上。阳极与阴极间的电压为U，分别在电容器、上加有频率为f的完全相同
的交流电压，、之间的距离为L，选择频率f使电子束在荧光屏上亮点不发生
偏转。试证明：电子的荷质比为 (n为整数)
［说明］这是一个以精确测量电子荷质比为背景而编制的科技物理综合问题，向学生展示了现代测量电子荷质比的创新技术和方法。本题主要考查学生的应用能力。由于电子通过电容器的时间极短，在此极短时间内可以认为加在电容器、上的交变电压值不变，因而，要使电子通过两电容器时不发生偏转，电子分别通过两电容器与中时，其电场恰好相反，那么电子通过两电容器间的距离L所需时间满足 ，式中n = 1、2、3……，电子经过K、A间电场加速时获得的速度满足，所以， (n为整数)
18、一个劲度系数为k由绝缘材料制成的轻弹簧，一端固定，另一端与质量为
m、带电量为q的小球相连，静止在光滑水平面上。如图所示，当加入如图所示的匀
强电场E后，小球开始运动。下列说法正确的是：
球的速度为零时，弹簧伸长qE/k
球做简谐运动，振幅为qE/k
运动过程中，小球的机械能守恒
运动过程中，小球的电势能、动能和弹性势能互相转化
［说明］本题是一道力、电综合题，主要考查学生综合分析的能力和简单的“建模”能力。本题与我们较熟悉的竖直悬挂的弹簧振子模型具有相同的动力学特征（除弹簧弹力外还受一恒力的作用）。系统作简谐运动，平衡位置不在弹簧自由长度的地方，而在合力为零的o点，此时弹簧伸长，由qE=k 有=qE/k，小球过平衡位置时速度最大，速度为零在最大位移处，故选项A错。本题弹簧从自由长度开始加速，相当于竖直悬挂的弹簧振子模型中将重物托在自由长度再放开，故振幅A== qE/k，选项B正确。由动能关系可知，系统有弹力，电场力做功，机械能与电势能互相转化，故C错D对。
［答案］B、D
近几年物理高考热点说明（二）（精心整理）
1、如图所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置，其原理是利用放射线的穿透本领，如果向前运动的铝板厚度有变化，那么探测器接收到的由放射源所放出的穿过铝板的放射强度也随之变化，这种变化会转变成电信号输入相应的装置，进而自动控制图中右侧两个压轮间的距离，从而使铝板的厚度恢复正常，在实际生产中，若铝板厚度在1mm左右时，β射线起主要控制作用，请你根据以上情景提出两个与物理知识有关的问题（只需提问，不必回答）
［说明］本题是一道开放性习题。根据题中情景，凡是与物理知识有关的问题均可以提，但必须注意“合情合理”，“情”——即是所给的物理情景，“理”——即是用相关的物理知识，不能东扯西谈。这类题主要是考查学生的发散思维和创新的科学素养。本题可提出下列问题：（1）在实际生产中，能不能利用α射线或γ射线来控制铝板的厚度呢？（2）β射线能穿透1mm厚的铝板，能否穿透1mm厚的铅板呢？（3）向前运动的铝板在运动过程中有没有受到摩擦力作用呢？（4）这种装置能否自动控制其他类金属板（如铜板、铅板等）的厚度呢？
2、如图，一个圆柱形容器内盛有一定量的水，水和容器一起绕中心轴匀速转动。试证明容器中的水面为抛物面。
［说明］本题主要考查学生的“建模”能力和分析推理能力以及应用数学知识解决物理问题的能力。
若取水面上任一点p（x，y）处的一个微元立方块为研究对象，通过受力分析，找出y—x关系的方法来证明，这在理论上可行，但实际操作上会使解题陷入困境。
从o点起沿x、截面积为ΔS（ΔS0）的细长水柱为研究对象。如图所示，设水的密度为，则细水柱的质量 ，细水柱流绕o做圆周运动的向心力由两端的压力差提供，设转动的角速度为ω，细水柱做圆周运动的等效半径为。则有ΔF=Δ = 因此有： 说明水面上任一点的坐标满足抛物线方程，即水面为抛物面。
3、海洋占地球面积71%，它接受来自太阳的辐射能比陆地上要大得多，根据联合国教科文组织提供的材料，全世界海洋能的可再生量从理论上说近800亿千瓦，其中海洋潮汐能含量巨大，海洋潮汐是由于月球和太阳引力的作用而引起的海水周期性涨落现象，理论证明：月球对海水的引潮力与成正比，与成反比，即 ，同理可证
潮水潮汐能的大小随潮汐差而变，潮差越大则潮汐能越大，加拿大的劳迪湾、法国的塞纳河口、我国的钱塘江、印度和孟加拉国的恒河口等等，都是世界上潮差较大的地区，1980年我国建成的浙江省温岭县江厦潮汐电站，其装机容量为3000千瓦，规模居世界第二，仅次于法国的朗斯潮汐电站。已知地球半径为，月球绕地球可近似看作圆周运动。根据有关数据解释：为什么月球对潮汐现象起主要作用？（= = ）
［说明］本题是以新能源的开发和利用为背景的一个典型的信息给予题。题干篇幅长，阅读量大，题中提供了许多信息，有些需要加工处理，有些是多余的，需要筛去，而另外一些缺乏的条件则需要学生从相关的物理知识和基本生活常识中去提取。本题需要解释为什么月亮对潮汐现象其主要作用，其实就是要求论证比明显大，这种比较，只要通过估算即可解决问题。为此，需要引用题中所给的理论模型 与
分析上述两式，不难发现月球与地球间的距离未知，因此，如何估算就成了解决问题的关键。由题中所给的信息：“月球绕地球可近似看作圆周运动”，生活常识又告诉了我们月球的公转周期T（约为29天），则有又地球表面附近的重力加速度g可以认为已知，即有由此可得 带入数据即有 = 因此有 即月球的引潮力是太阳引潮力的2.18倍，因此月球对潮汐现象其主要作用。
4、如图所示，两个质量均为m的重物A、B用劲度系数为k的轻弹簧连结后，竖直放到水平地面上，B与地面接触，开始A、B均静止。今用竖直向上拉力F作用在A上，且F = mg，下列说法正确的是
A上升最大高度为
A上升时间为
A上升过程中，该系统机械能守恒
A上升过程中，弹簧对A弹力冲量为
［说明］本题主要考查能量转换关系、机械能守恒的条件、简谐振动的周期及冲量的计算等。开始时，受F力作用时，弹性势能转变成弹簧恢复原长时物体的动能，物体再上升时，物体的动能又转变成弹性势能，物体增加的重力势能由外力F做功提供，上升时机械能不守恒。开始弹簧被压缩，设压缩量为x，则kx = mg，x = mg/k，物体再上升的高度仍为x，故物体上升的最大高度为2x，则2x=2mg/k。物体做简谐振动的周期，而物体从受F力作用开始，上升到最大高度这段时间为。在上升过程中，弹簧对A的作用力在前内方向向上，后内对A的作用力方向向下，其大小不断变化，但总冲量为零。
［答案］A、B
5、如图示，激光器放在半径为r的圆上P点处，并绕P点以角速度ω沿逆时针方向匀速旋转。当细光束转过一段时间，光束从Q点扫描到Q′点，求此时光点的加速度。
［说明］本题主要考查学生的推理能力。解决此题的关键是证明出光点的运动性质：由于光点在圆上移动，则光点的运动轨迹为圆。设其角速度为ω′，光点从Q点移到Q′点所对应的圆周角为θ，圆心角为α，据几何知识可知，α=2θ，等式两边同除以时间t，即得α/t=2θ/t，即ω′= 2ω。ω′=2ω为恒量，表明光点绕圆心o做匀速圆周运动，则其加速度。
［答案］
6、物体在地球高空运行时的机械能包括动能和势能。假设离地球无穷远的势能为零，质量为的物体在离地心距离处的势能为，G为引力常量，M为地球质量。
1991年5月，亚特兰蒂号航天飞机进入在地球的赤道面上并环绕地球的圆形轨道，相对地面自西向东运动，在某一时刻，航天飞机放出一颗卫星S，它们之间用一根长为L的导体棒相连，设导体棒为刚性，电阻为R，其质量可略，并用绝缘层包裹，导体棒与亚特兰蒂斯号到地心连线的夹角为零，卫星质量远小于航天飞机的质量。
可以认为地球磁场B垂直于航天飞机运行的轨道平面，假设在导体棒的周围始终有高导电率的电离气体，系统通过电极A（A在亚特兰蒂斯号上）和卫星S与电离气体组成闭合回路。己知航天飞机运行的速度为，地球半径，地球表面重力加速度为。
（1）导体棒L中感应电流的方向如何？
（2）假设航天飞机的轨道半径为R，质量为，试求航天飞机的机械能E。
（3）地磁场对导体棒中电流有力的作用，根据功能关系判断此作用使系统（包括航天飞机、导体棒、卫星）的运行轨道半径减小还是增大？简述理由。
（4）由于第（3）问中的原因，要维持航天飞机系统在原轨道上绕地球运动一周，航天飞机需要给系统补充的能量是多少焦耳？
[说明]本题是一道典型的学科内综合题，跨度较大，涉及到天体运动规律，电磁感应现象，能量的转换等重要知识。主要考查学生采集信息能力，综合分析能力和“建模”能力及推理能力。
首先要建立一个简单的基本物理模型，在航天飞机飞行过程中，可以认为导体棒具有和飞机相同的速度，且认为导体棒上各点做垂直切割地磁场磁感线运动时具有相同大小的速度，还可以认为在这一区域内地磁场水平分量的强度分布是均匀的，这样，就可以把一个比较复杂的实际问题简化成一段直导线在匀强磁场中匀速切割磁感线的运动模型。
向上（由SA，指向航天飞机）
航天飞机做圆周运动由 所以， 所以，航天飞机的机械能
导体棒受到的磁场力为阻力，所以磁场力对系统做负功，系统的机械能减少，由，所以R减小。
导体棒产生的电动势，导体棒产生的电流，导体棒受到的安培力，由 所以，环绕一周安培力做的功，所以， 由动能关系航天飞机需补给系统的能量
7、如图示虚线MN右侧是磁感应强度为的匀强磁场，左侧是磁感应强度为的匀强磁场。已知，磁场方向都垂直于纸面向里。现有一带正电的例子由图中o点处以初速度开始向右运动，求从开始时刻到第10次通过MN线向右运动时间内，该粒子在MN方向上的平均速度。
［说明］本题主要考查的是学生的综合分析能力，涉及的知识点主要是带电粒子在
磁场中运动及平均速度的问题。解决此题的关键是作出粒子的运动轨迹。分析如下：
粒子的轨迹如图所示，如图可知：粒子从开始到第10次通过MN向右运动的过程中，沿MN方向的平均速度与从开始到第2次通过MN向右运动沿MN方向的平均速度相同。设粒子的质量为m，电荷量为q，在MN右侧区域内的运动轨迹半径为，在MN左侧区域内的运动轨迹半径为，则由有，，在MN方向的位移Δr = 2(－)，所经历的时间 又 平均速度 由以上各式及可求得 。
［答案］=
8、如图所示，木板OA水平放置，在A处放置一个质量为m的物体。现绕O点缓缓抬高A端，当木板转到于水平面成α角时，物体稍受扰动便开始匀速下滑，这时停止转动，让物块滑动到O点，已知OA=L，求此过程中木块支持力和木板摩擦力对物体做的功。
［说明］本题是对学生思维品质的检测。许多学生往往受思维定势的消极影响，想当然：凡斜面支持力均不做功，而摩擦力总做负功，从而得出，的错误概念。事实上，根据,木板在向上旋转的过程中，支持力的方向与物体的运动方向（线速度方向）一致，故做正功；而摩擦力（此时是静摩擦力）方向与运动方向垂直，故不做功；重力做负功。由于“缓慢”移动，可认为动能不变，因此由动能定理有： 有
下滑过程中支持力与物体运动方向垂直，则，而物体受到的滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，做负功，重力做正功，由于匀速下滑，，由动能定理有：， 即
［答案］
9、宇宙飞船一般由化学燃料制成的火箭靠反冲发射升空，升空以后，可以绕地球飞行，但要穿越太空遨行还需要其他动力的作用，这种动力可以采用多种方式，有人提出过采用离子发动机，也有人设想利用太阳光产生的光压作动力。（1）已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，某次发射的宇宙飞船在离地球表面高h的高空中绕地球运行，试用以上量表示它绕行的速度；（2）若某宇宙飞船采用光压作为动力，即利用太阳光对飞船产生的压力加速，给飞船安装上面积极大、反射率极高的薄膜，正对太阳，靠太阳光在薄膜上反射时产生的压力推动宇宙飞船。若飞船的质量为M，反射薄膜的面积为S，单位面积上获得的太阳能的功率为，太阳发出的光按照单一平均频率简化分析。那么飞船有光压获得的最大加速度为多大？
［说明］本题是一道联系实际的综合信息题，主要考查学生信息采集能力和解决实际问题的能力。知识点方面主要考查万有引力定律的应用以及光子的动量、能量定理，牛顿运动定律的内容。分析如下：
（1）在地球表面附近，不考虑地球的自转，则有。飞船绕地球运行，万有引力充当向心力，则有 ，因此有 。
宇宙飞船采用光压作动力，是因为光子不仅有能量，还有动量，在Δt时间内，反射膜收到的光子能量为，它们的动量即为：。这些光子反射后最大动量为，但方向相反。由动量定理得因此，由牛顿第三定律知飞船也受到等大的力，故飞船获得的最大加速度为。
［答案］（1） （2）