2023年高考物理江苏卷

发布 2020-05-20 04:49:28 阅读 9795

第17题如图1所示,m、n为两块带等量异种电荷的平行金属板,s1、s2为板上正对的小孔,n板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为b,方向分别垂直于纸面向外和向里,磁场区域右侧有一个荧光屏,取屏上与s1、s2共线的o点为原点,向上为正方向建立x轴.m板左侧电子枪发射出的热电子经小孔s1进入两板间,电子的质量为m,电荷量为e,初速度可以忽略.

1) 当两板间电势差为u0时,求从小孔s2射出的电子的速度v0.

2) 求两金属板间电势差u在什么范围内,电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上.

3) 若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上,试在答题卡的图上定性地画出电子运动的轨迹.

4) 求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差u的函数关系.

解答 (1)根据动能定理,得 ,由此可解得。

2)欲使电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上,应有。

而,由此即可解得 。

3)电子穿过磁场区域而打到荧光屏上时运动的轨迹如图2所示。

4)若电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为,穿过磁场区域打到荧光屏上的位置坐标为,则由(3)中的轨迹图可得。

注意到和,所以,电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差u的函数关系为。

评注这是一道带电粒子在电场中加速,再进入两个紧邻的反方向磁场中各做小于1/4的圆周运动,最后直线运动打到荧光屏上的问题,这种常规题所涉及的均是中学物理的基础知识。题目中带电粒子的运动过程虽然复杂,但设问入口浅显,层层导入,有利于学生的思考,基础稍好的同学都能顺利解答。

第11题某同学用如图所示装置做**弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重力加速度g=9.8m/s2)

1) 根据所测数据,在答题卡的坐标纸上(图4)作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线.

2) 根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在n范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格弹簧的劲度系数为n/m.

解答 (1)如图5所示 (2)0~4.9 25.0

评析本题涉及弹力和弹簧伸长关系的**,取材于教材的学生实验“**弹力和弹簧伸长的关系”。主要考查了对胡克定律的理解,以及用图象法处理分析实验数据的能力。

第12题将满偏电流ig=300μa、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对.

1) 利用如图6所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势e=4v ):先闭合s1,调节r,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合s2,保持r不变,调节r′,使电流表指针偏转到满。

刻度的,读出此时r′的阻值为200ω,则电流表内阻的测量值rg

2) 将该表改装成量程为3v的电压表,需 (填“串联”或“并联”)阻值为r0= ω的电阻.

3) 把改装好的电压表与标准电压表进行核对,试在答题卡上(图7)画出实验电路图和实物连接图.

解答 (1)100

2)串联 9900

3)如图8所示。

评析本题涉及电压表的改装和核对,取材于教材的学生实验“把电流表改装为电压表”。主要考查了对测量电流表内阻实验原理和电压表改装方法的理解,以及电压表核对的电路设计与实验电路的模拟连接等能力。

第2题为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦,2023年联合国第58次大会把2023年定为国际物理年.爱因斯坦在100年前发表了5篇重要**,内容涉及狭义相对论、量子论和统计物理学,对现代物理学的发展作出了巨大贡献.某人学了有关的知识后,有如下理解,其中正确的是。

a) 所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动。

b) 光既具有波动性,又具有粒子性。

c) 在光电效应的实验中,入射光强度增大,光电子的最大初动能随之增大。

d) 质能方程表明:物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系。

解答 bd评注试题以2023年定为国际物理年及爱因斯坦的主要成就为背景,综合考查了布朗运动、光的波粒二象性、光电效性和爱因斯坦质能方程等知识,既贴近社会热点,又扩大了考查知识的覆盖面。

第16题如图9所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为l,左端接有阻值为r的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为b的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.

1) 求初始时刻导体棒受到的安培力.

2) 若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为ep,则这一过程中安培力所做的功w1和电阻r上产生的焦耳热q1分别为多少?

3) 导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻r上产生的焦耳热q为多少?

解答 (1)初始时刻棒中感应电动势,棒中感应电流。

作用于棒上的安培力。

联立得,安培力方向:水平向左。

2)由功和能的关系,得。

安培力做功。

电阻r上产生的焦耳热。

3)由能量转化及平衡条件等,可判断:

棒最终静止于初始位置。

评注本题涉及闭合回路中导体棒切割磁感线的往复运动,主要考查了感应电动势、感应电流和安培力的计算、功和能的关系与能量守恒定律等知识。根据题目的要求,关键是对初始状态的分析,以及从初始时刻到速度第一次为零时的过程分析与全过程的分析。对初始状态,不难由感应电动势公式、欧姆定律、安培力公式和左手定则得出结果;而对从初始时刻到速度第一次为零时的过程分析与全过程的分析,则需从功和能的关系、能量转化的角度加以考虑。

第18题如图10所示,三个质量均为m的弹性小球用两根长均为l的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上.现给中间的小球b一个水平初速度v0,方向与绳垂直.小球相互碰撞时无机械能损失,轻绳不可伸长.求:

1) 当小球a、c第一次相碰时,小球b的速度.

2) 当三个小球再次处在同一直线上时,小球b的速度.

3) 运动过程中小球a的最大动能eka和此时两根绳的夹角θ.

4) 当三个小球处在同一直线上时,绳中的拉力f的大小.

解答 (1)设小球a、c第一次相碰时,小球b的速度为,考虑到对称性及绳的不可伸长特性,小球a、c沿小球b初速度方向的速度也为,由动量守恒定律,得。

由此解得。2)当三个小球再次处在同一直线上时,则由动量守恒定律和机械能守恒定律,得。

解得三球再次处于同一直线);

(初始状态,舍去)。

所以,三个小球再次处在同一直线上时,小球b的速度为(负号表明与初速度反向)。

3)当小球a的动能最大时,小球b的速度为零。设此时小球a、c的速度大小为,两根绳间的夹角为θ(如图11),则仍由动量守恒定律和机械能守恒定律,得。

另外。由此可解得,小球a的最大动能为。

此时两根绳间夹角为。

4)小球a、c均以半径l绕小球b做圆周运动,当三个小球处在同一直线上时,以小球b为参考系(小球b的加速度为0,为惯性参考系),小球a(c)相对于小球b的速度均为。

所以,此时绳中拉力大小为 。

评注本题主要考查了力学中的两条基本规律——动量守恒定律和机械能守恒定律,但问题涉及a、b、c三个小球的相对运动以及小球a、c的不断碰撞与分离,过程分析有较大难度。求解时需根据题目要求,确定系统的初末状态(如当小球a的动能最大时系统的状态),从而在相应的运动过程中应用守恒定律。对于系统运动过程中三个小球处在同一直线上时的状态,需根据小球b的加速度为0、小球b为惯性参考系的特点,运用圆周运动的相关知识求解。

第14题如图12所示,r为电阻箱,为理想电压表.当电阻箱读数为r1=2ω时,电压表读数为u1=4v;当电阻箱读数为r2=5ω时,电压表读数为u2=5v.求:

1) 电源的电动势e和内阻r;

2) 当电阻箱r读数为多少时,电源的输出功率最大? 最大值pm为多少?

解答 (1)由闭合电路欧姆定律。

联立上式并代入数据解得 ,。

2)由电功率表达式。

将上式变形为。

由上式可知时有最大值。

评注本题第(2)问的求解在得出电功率的表达式后,为求得电源输出功率的最大值,需借助一定的数学知识和技巧。上述解答是将该表达式变形后,运用二次函数的“配方法”求得极值的。当然,本题还可采用其他数学方法求得电源输出功率的最大值,此处不再详述。

第10题如图13所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮,以大小恒定的拉力f拉绳,使滑块从a点起由静止开始上升.若,滑块经b、c两点时的动能分别为ekb、ekc,图中ab=bc,则一定有。

a) wl>w2 (b) w1ekc (d) ekb解答 a

评注比较滑块经b、c两点时的动能ekb、ekc的大小并不难,因为在滑块从b点上升至c点的过程中,拉力f在竖直方向上的分力可能一直大于滑块的重力,也可能一直小于滑块的重力,还可能先是大于重力,后又小于重力。因而,滑块一直加速、一直减速,或者先加速后减速,均有可能。这样,ekbekc 与ekb=ekc ,也就均有可能。

比较滑块从a点上升至b点和从b点上升至c点的过程中拉力f做的功w1、w2的大小,则需要应用功的公式。在上述两个过程中,拉力f的大小恒定,位移s相等(ab=bc),而后一过程中力与位移间的夹角θ则大于前一过程,故必有wl>w2。这里,我们将恒力做功的计算公式应用到了变力做功的定性分析中,这正是一种变通、迁移与创新。

第15题 2023年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.2023年,洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验).

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