物理备考题典：专题解析_物理试题-查字典物理网

【摘要】多练题，多整理，温故而知新，大家只要做到这点，一定可以提高学习能力。小编为大家整理了物理备考题典，方便同学们查看复习，希望大家喜欢。

专题二十、光学

1. (2013高考福建理综第14题)一束由红、紫两色组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是

答案：B

解析：复色光在界面折射就分成两束光，且紫光由于折射率较大，偏折较多，能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是图B。

2.(2013高考上海物理第3题)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的

(A)传播速度不同 (B)强度不同 (C)振动方向不同 (D)频率不同

答案：D解析：白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的频率不同。

3.(2013高考天津理综物理第8题)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图.O点为圆心，OO’为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO’夹角θ较小时，光屏NQ区城出现两个光斑。逐渐增大θ角.当θ=α时，光屏NQ区城A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则

A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大

B. A光在玻璃砖中传播速度比B光的大

C.αβ时，光屏上只有1个光斑

D.βπ/2时，光屏上只有1个光斑

答案：AD

解析：入射光线与OO’夹角θ较小时，在O点从MN射出的折射光色散为A、B两种单色光，射到光屏上，光屏NQ区城出现两个光斑。逐渐增大θ角.当θ=α时，光屏NQ区城A光的光斑消失，说明A光的临界角等于α。当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，说明A光的临界角等于β。由sinC=1/n可知，玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，选项A正确。由n=c/v可知A光在玻璃砖中传播速度比B光的小，选项B错误。αβ时，A光发生全反射，光屏上只有1个光斑，选项C正确。βπ/2时，A、B光都发生全反射，光屏上没有光斑，选项D错误。

4.(2013全国高考大纲版理综第14题)下列现象中，属于光的衍射现象的是( )

A.雨后天空出现彩虹

B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹

C.海市蜃楼现象

D.日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹

答案：B 解析：雨后天空出现彩虹是由于光的折射，属于色散现象;通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象。海市蜃楼现象是光的全反射现象。日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹是光的干涉现象。

5.(2013高考上海物理第1题)电磁波与机械波具有的共同性质是

(A)都是横波 (B)都能传输能量

(C)都能在真空中传播 (D)都具有恒定的波速

答案：B 解析：电磁波与机械波具有的共同性质是都能传输能量，选项B正确。

6.(2013高考浙江理综第16题)与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是

A.地球上有人用红色激光照射月球

B.太阳照射到地球的红光反射到月球

C.太阳光中的红光经地球大气层折射到月球

D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹

答案：C 解析：观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。只能是太阳光中的红光经地球大气层折射到月球，选项C正确。

7.(2013高考浙江理综第14题)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是

A.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息

B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波

C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度相同

D.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同

答案：B

解析：电磁波可以传递信息，声波也可以传递信息，选项A错误;手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，选项B正确。太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度不相同，选项C错误。遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长不相同，选项D错误。

8. (2013高考北京理综第14题)如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是

A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

B.a光的频率大于b光的频率

C.在真空中a光的波长大于b光的波长

D.a光光子能量小于b光光子能量

答案：B解析：由图示和折射定律可知，玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，选项A错误。根据折射率随频率ν的增大而增大可知，a光的频率大于b光的频率，选项B正确。由波长公式λ=c/ν可知在真空中a光的波长小于b光的波长，选项C错误。由E=hν可知a光光子能量大于b光光子能量，选项D错误。

9.(2013高考四川理综第3题)光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播形式可知

A.折射现象的出现表明光是纵波

B.光总会分为反射光和折射光

C.折射光与入射光的传播方向总是不同的

D.发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同

答案.D 解析：折射现象的出现表明光在两种介质中传播速度不同，选项A错误D正确。在发生全反射时，折射光消失，选项B错误。当入射角等于0°时，折射光与入射光的传播方向相同，选项C错误。

10.(2013高考四川理综第1题)下列关于电磁波说法，正确的是

A.电磁波只能在真空中传播

B.电场随时间变化时一定产生电磁波

C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波

D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在

C 解析：电磁波可以在真空中传播。也可以在介质中传播，选项A错误。电场随时间变化时一定产生磁场，但是不一定产生电磁波，选项B错误。做变速运动的电荷相当于不均匀变化的电流，在周围产生不均匀变化的磁场，会在空间产生电磁波，选项C正确。赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，选项D错误。

11.(2013高考江苏物理第12B题)(2)如题12B-2图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v 接近光速c)。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离_______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为___▲____。

答案(2)大于 c(或光速)

解析：根据运动的尺子缩短，A测得两飞船间的距离大于地面上测得的距离L。根据狭义相对论的光速不变假设，当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为c。

12.(3)题12B-3图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。

若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示)

解析： (3)由题意知,入射角 °

则折射率最小值

13.(2013高考山东理综第37(2)题)(2)如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率n= ，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°。

①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向。

②第一次的出射点距C cm。

解析：①设发生全反射的临界角为C，由折射定律得

sinC=1/n，

代入数据得：C=45°。

光路如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60°，均发生全反射。设光线在CD边的入射角为α，折射角为β，由几何关系得，α=30°，小于临界角，光线第一次射出棱镜在CD边，由折射定律得n=sinβ/sinα，

代入数据解得：β=45°。 ②

14.(2013全国新课标理综1第34题)(2) (9分)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c.

(i) 为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;

(ii) 求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所藉的最长时间。

解析：(i) 设光线在端面AB上C点(见右图)的入射角为i，折射角为r，由折射定律有：sini=nsinr。

设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α，为了使该光线在此光导纤维中传播，应有：α≥θ。

式中θ为该光线在玻璃丝内发生全反射的临界角，它满足：nsinθ=1。由几何关系得：r+α=90°。

由上述各式联立解得：sini≤ 。

(ii) 该光线在玻璃丝内传播速度的大小为v=c/n，

光速在玻璃丝轴线方向的分量为：vx=vsinα

光线从玻璃丝端面AB传播到另一端面所需时间为T=L/ vx

光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到另一端面所需时间最长，由上述各式联立解得：Tmax=Ln2/C.

15.(2013全国新课标理综II第34题)(2)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30°，∠B=60°。一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出。若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等。

(i)求三棱镜的折射率;

(ii)在三棱镜的AC边是否有光线透出?写出分析过程。(不考虑多次反射)

【命题意图】本题考查光的折射定律及其相关知识点，意在考查考生综合运用知识解决问题的能力。

解析：(1)光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点。设光线在P点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r’、折射角依题意也为i，有：i=60°。

由折射定律有：sini=nsinr，nsinr=sini，

联立解得：r=r’。OO’为过M点的法线，∠C为直角，OO’//AC。由几何关系有：∠MNC=r’。

由反射定律可知：∠PNA=∠MNC。联立解得：∠PNA=r。

由几何关系得：r=30°。联立解得：n= 。

(ii)设在N点的入射角为r’，由几何关系得：i’=60°。

此三棱镜的全反射临界角满足nsinθC=1，联立解得：i’θC.

此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出。

专题二十一、动量守恒定律

1.(2013全国新课标理综1第35题)(2)(9分) 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d。现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短:当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ. B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小。

解析：设在发生碰撞前的瞬间，木块A的速度大小为v;在碰撞后的瞬间，A和B的速度分别为v1和v2。在碰撞过程中，由能量守恒定律和动量守恒定律。得

mv2= mv12+ 2mv22，mv=mv1+2mv2，

式中，以碰撞前木块A的速度方向为正。联立解得：v1=- v2/2.

设碰撞后A和B运动的距离分别为d1和d2，由动能定理得

μmgd1= mv12。μ(2m)gd2= 2mv22。

按题意有：d=d1+d2。

设A的初速度大小为v0，由动能定理得μmgd= mv02- mv2

联立解得：v0= 。

2.(2013全国新课标理综II第35题)(2)(10分)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧;当AB速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动，假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，

(i)整个系统损失的机械能;

(ii)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。

【命题意图】本题考查碰撞、弹性势能、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关知识点，意在考查考生综合运用知识解决问题的能力。

解析：(i)从A开始压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对AB与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得：m v0=2 m v1，①

此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v2，系统损失的机械能为△E，对BC组成的系统，由动量守恒定律，mv1=2 m v2，②

由能量守恒定律， mv12= (2m) v22+△E ③ 联立解得：△E= mv02。

(ii)由②式可知，v2 v1，A将继续压缩弹簧，直至三者速度相同，设此时速度为v3，此时弹簧被压缩到最短。其弹性势能为Ep。由动量守恒定律，

m v0=3m v3，

由能量守恒定律， mv02-△E = (3m) v32+ Ep。

联立解得：弹簧被压缩到最短时的弹性势能Ep = mv02。。

3.(2013高考江苏物理第12B题)(3)如题12C-2图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1m/ s。 A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2m/ s，求此时B的速度大小和方向。

(3)根据动量守恒

解得 vB=0.02m/ s。离开空间站方向

4.(2013高考山东理综第38(2)题)(2)如图所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。

解析：因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为vA，C的速度大小为vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得

mAv0= mAvA + mCvC， ①

A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得

mAvA+ mBv0= (mA) + mB vAB ②

A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足：vAB = vC。③

联立①②③式解得：vA=2m/s。

5.(2013高考福建理综第30题) (2)将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是。(填选项前的事母)

A. B. C. D.

答案：D

解析：由动量守恒定律，m v0=(M-m)v，解得v= ，选项D正确。

6.(2013高考广东理综第35题)如图18，两块相同平板P1，P2置于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端，质量为2m,且可看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短。碰撞后P1与P2粘连在一起。P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)。P与P2之间的动摩擦因数为μ。求

(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2;

(2)此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能Ep。

考点：动量守恒、能量守恒、临界分析

解析：(1)P1和P2碰撞,动量守恒:

mv0=(m+m)v1 ① 得出：

P在p2上滑行过程， P1、P2、P组成的系统动量守恒：

2mv0+2mv1=4mv2 ② 得出：

(2) P1、P2、P 第一次等速，弹簧最大压缩量x最大，由能量守恒得 ③

P刚进入P2 到P1、P2、P 第二次等速，由能量守恒得;

④

由③④得：，。

专题二十二、近代物理

1.(2013高考上海物理第2题)当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时

(A)锌板带负电 (B)有正离子从锌板逸出

(C)有电子从锌板逸出 (D)锌板会吸附空气中的正离子

答案：C

解析：当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C正确ABD错误。

2. (2013全国新课标理综II第35题)(1)关于原子核的结合能，下列说法正确的是

A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B.一重原子核变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能

C.铯原子核( Cs)的结合能小于铅原子核( Pb)的结合能

D.比结合能越大，原子核约不稳定

E.自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量小于该原子核的结合能

35.(1)ABC【命题意图】本题考查原子核物理的结合能及其相关知识点，意在考查考生综合应用知识分析问题的能力。

【解题思路】比结合能越大，原子核约稳定，选项D错误。自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E错误。

【快速解题】对于了解知道类选择题，可应用知道的知识分析各个选项，迅速得出答案。

3.(2013高考上海物理第7题)在一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生β衰变的次数为

(A)6次 (B)10次 (C)22次 (D)32次

答案：A

解析：一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238-206)÷4=8次，发生β衰变的次数为2×8-(92-82)=6次，选项A正确。

4.(2013高考上海物理第9题)小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。则经过足够长的时间后，小行星运动的

(A)半径变大 (B)速率变大 (C)角速度变大 (D)加速度变大

答案：A

解析：恒星均匀地向四周辐射能量，根据爱因斯坦的质能方程关系式，恒星质量缓慢减小，二者之间万有引力减小，小行星运动的半径增大，速率减小，角速度减小，加速度减小，选项A正确BCD错误。

5.(2013高考上海物理第17题)某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m，功率为5.0×10-3W的连续激光。已知可见光波长的数量级为10-7m，普朗克常量h=6.63×10-34Js，该激光器发出的

(A)是紫外线 (B)是红外线

(C)光子能量约为1.3×10-18J (D)光子数约为每秒3.8×1016个

答案：(蓝色)

解析：由于激光波长大于可见光波长，所以该激光器发出的是红外线，选项B正确A错误。由E=hc/λ可得光子能量约为E=6.63×10-34×3×108÷(1.5×10-6)J=1.3×10-19J，选项C错误。光子数约为每秒为n=P/E=3.8×1016个，选项D正确。

6.(2013高考重庆理综第2题)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：则a+b可能是

A. B. C. D.

答案：D

解析：由核反应遵循的质量数守恒可知a+b的质量数之和为234，由核反应遵循的电荷数守恒可知a+b的电荷数为92，所以a+b可能是，选项D正确。

7. (2013高考北京理综第20题)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。

光电效应实验装置示意如图。用频率为ν的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射阴极k，则发生了光电效应;此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在kA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)

A. U= - B. U=2 - C.U=2hν-W D. U= -

答案：B

解析：设电子在极短时间内吸收n个光子，由光电效应方程可得：Ek=nhν-W，由动能定理，eU= Ek，联立解得U=n - 。n只能为大于1的整数，所以选项B正确ACD错误。

8.[物理选修3-5](本题共有两小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个符合题意)

(2013高考福建理综第30题)(1)在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是____。(填选图下方的字母)

答案：C

解析：由于α粒子带正电，受到原子核的排斥，两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是C。

9.(2013全国高考大纲版理综第16题)放射性元素氡( )经α衰变成为钋，半衰期为3.8天;但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石，其原因是( )

A.目前地壳中的主要来自于其它放射元素的衰变

B.在地球形成的初期，地壳中元素的含量足够高

C.当衰变产物积累到一定量以后，的增加会减慢的衰变进程

D. 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期

答案：A 解析：目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石，其原因是目前地壳中的主要来自于其它放射元素的衰变，选项A正确。

10.(2013全国新课标理综1第35题)(1)(6分)一质子束入射到能止靶核上，产生如下核反应:

p+ →X+n

式中p代表质子，n代表中子，x代表核反应产生的新核.由反应式可知，新核X的质子数为，中子数为。

答案：14 13

解析：根据核反应方程遵循的电荷量守恒可得新核X的质子数为14. 根据核反应方程遵循的质量数守恒可得新核的中子数为27+1-1-13=14.

11.(2013高考上海物理第21题)放射性元素衰变为，此衰变过程的核反应方程是____;用此衰变过程中发出的射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是____。

答案： → + He He+ → Ne+ H。

解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是 → + He。用α射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是： He+ → Ne+ H。

12.(2013高考山东理综第38(1)题)(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应。当温度达到108K时，可以发生“氦燃烧”。

①完成“氦燃烧”的核反应方程： He+ → Be+γ。

② Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10-16s。一定质量的 Be，经7.8×10-16s后所剩 Be占开始时的。

答案： He 1/8或12.5%

解析：①由核反应满足的质量数守恒和电荷数守恒可得“氦燃烧”的核反应方程： He+ He→ Be+γ。

②经7.8×10-16s即三个半衰期后所剩 Be占开始时的(1/2)3=1/8。

13.(2013高考江苏物理第12C题)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的___▲____也相等。

(A)速度 (B)动能 (C)动量 (D)总能量

(1)C解析：根据德布罗意物质波公式，如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的动量相等，选项C正确。

14.(2013高考天津理综物理第1题)下列说法正确的是

A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律

B. α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流

C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子

D.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关

答案：C

解析：原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量数守恒的规律，衰变，放出能量，有质量亏损，质量不守恒，选项A错误。α射线、β射线都是高速运动的带电粒子流，而γ射线是电磁波，选项B错误。根据波尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子，选项C正确。发生光电效应时光电子的动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关，选项D错误。

15.(2013高考广东理综第17题)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应，下列说法正确的有

A.上述裂变反应中伴随着中子放出 B.铀块体积对链式反应的发生无影响

C.铀核的链式反应可人工控制 D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响

15.考点：核裂变，半衰期，链式反应

答案：AC解析：根据题给裂变反应方程，可知上述裂变反应中伴随着中子放出，选项A正确，铀块体积对链式反应的发生有影响，只有铀块体积大于临界体积时才能发生链式反应，选项B错误。铀核的链式反应可人工控制，铀核的半衰期不会受到环境温度的影响，选项C正确D错误。

16.(2013高考江苏物理第12B题)(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He+)的能级图如题12C-1图所示。电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离___▲____ (选填“近”或“远”)。当大量He+处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有___▲____条。

(2)近 6解析：电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离近。当大量He+处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有3+2+1=6条。

专题二十三、物理学史、单位制、物理学研究方法

1. (2013全国新课标理综II第19题)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。下列叙述符合史实的是

A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系

B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，

C.法拉第在实验中观察到，通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流，

D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

1.ABD

【命题意图】本题考查电学中重要物理学史及其相关知识点，意在考查考生对物理学重要史事的知道情况。

【解题思路】奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电流能够产生磁场，电和磁之间存在联系，选项A正确。安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，选项B正确。法拉第在实验中观察到，通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，由于导线圈中磁通量不变，不会产生感应电流，选项C错误。楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律，选项D正确。

【考场捷径】了解知道重要的物理学史可快速解答此题。

2. (2013全国新课标理综1第14题)右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是

A.物体具有惯性 B.斜面倾角一定时，加速度与质量无关

C.物体运动的距离与时间的平方成正比 D.物体运动的加速度与重力加速度成正比

【命题意图】本题考查伽利略斜面实验等相关知识点，意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。

答案：C

解析：根据表中的数据，第一列与第三列数据存在比例关系，第一列数据是第二列数据的二次方，伽利略可以得出的结论是：物体运动的距离与时间的平方成正比，选项C正确。

3.(2013高考山东理综第14题)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有

A.力不是维持物体运动的原因 B.物体之间普遍存在相互吸引力

C.忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快 D.物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反

答案：AC

解析：利用这种方法伽利略发现的规律有：力不是维持物体运动的原因，忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快，选项AC正确。

4.(2013高考福建理综第17题)在国际单位制(简称SI)中，力学和电学的基本单位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为

A.m2kgs-4A-1 B.m2kgs-3A-1.

C.m2kgs-2A-1. D.m2kgs-1A-1.

答案：B

解析：由Fx=qU，F=ma，a=2x/t2，q=It可知，U=Fx/q=2mx2/It3，导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为m2kgs-3A-1.，选项B正确。

5. (2013高考重庆理综第4题)题4图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应题4图2中的

A.①、②和③ B.③、②和①

C.②、③和① D.③、①和②

答案：B

解析：伽利略研究自由落体运动实验，小球对斜面的压力在斜面倾角为θ=0时最大、θ=π/2最小为零。小球对斜面的压力与最大值的比值y随θ变化的图像对应题4图2中的③;小球运动的加速度在斜面倾角为θ=0时最小，为零、θ=π/2最大为g。小球运动的加速度与最大值的比值y随θ变化的图像对应题4图2中的②;重力加速度是一恒定值，与最大值的比值y随θ变化的图像对应题4图2中的①。所以选项B正确。

6.(2013高考北京理综第24题)对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。

(1) 一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。

(a) 求导线中的电流I。

(b) 将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安=F。

(2) 正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略，其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。

(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明)

解析：(1)(a)设△t时间内通过导体横截面的电量为△q，由电流定义，有：

I=△q/△t= =neSv。

(b)每个自由电子所受的洛伦兹力f=evB，

设导体中共有N个自由电子，N=nSL，

导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和：F=Nf= nSLevB，

由安培力公式，有：F安=ILB= neSv LB，

得：F安=F。

(2)一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为：△I=2mv，

如图，以器壁上的面积S为底，以v△t为高构成柱体，由题设可知，其内的粒子在△t时间内有1/6与器壁S发生碰撞，碰撞粒子总数为：N= nSv△t。

△t时间内粒子给器壁的冲量为：

I=N△I= nSv△t2mv= nSmv2△t.

面积为S的器壁受到的压力为F=I/△t，

器壁单位面积所受粒子压力f=F/S= nmv2。

专题二十四、力学电学综合性应用问题

1.(2013高考浙江理综第24题)(20分)“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心圆金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。

(1)判断球面A、B的电势高低，并说明理由;

(2)求等势面C所在处电场强度E的大小;

(3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC，则到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEK左和ΔEK右分别为多少?

(4)比较|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小，并说明理由。

解析：

(1)电子(带负电)做圆周运动，电场力方向指向球心，电场方向从B指向A，B板电势高于A板。

(2)据题意，电子在电场力作用下做圆周运动，考虑到圆轨道上的电场强度B大小相同，有：

eE=mv2/R，Ek0= mv2/2，R=(RA+RB)/2，联立解得：E= =

(3)电子运动时只有电场力做功，根据动能定理，有：ΔEK=qU

对到达N板左侧边缘的电子，电场力做正功，动能增加，有：ΔEK左=e(φB-φC)

对到达N板右侧边缘的电子，电场力做负功，动能减小，有：ΔEK右=e(φA-φC)

(4)根据电场线的特点，等势面B与C之间的电场强度大于C与A之间的电场强度，考虑到等势面间距相等，有：│φB-φC││φA-φC│

即：│ΔEK左││ΔEK右│

2.(2013高考浙江理综第25题)(22分)为了降低潜艇噪音，提高其前进速度，可用电磁推进器替代螺旋桨。潜艇下方有左、右两组推进器，每组由6个相同的用绝缘材料制成的直线通道推进器构成，其原理示意图如下。在直线通道内充满电阻率ρ=0.2Ωm的海水，通道中a×b×c=0.3m×0.4m×0.3m的空间内，存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=6.4T、方向垂直通道侧面向外。磁场区域上、下方各有a×b=0.3m×0.4m的金属板M、N，当其与推进器专用直流电源相连后，在两板之间的海水中产生了从N到M，大小恒为I=1.0×103A的电流，设电流只存在于磁场区域。不计电源内阻及导线电阻，海水密度ρ=1.0×103kg/m3。

(1)求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小，并判断其方向。

(2)在不改变潜艇结构的前提下，简述潜艇如何转弯?如何倒车?

(3)当潜艇以恒定速度v0=30m/s前进时，海水在出口处相对于推进器的速度v=34m/s，思考专用直流电源所提供的电功率如何分配，求出相应功率的大小。

解析：(1)将通电海水看成导线，所受磁场力：F=IBL，

代入数据得：F=IBc=1.0×103×6.4×0.3N=1.92×103N.

用左手定则判断磁场对海水作用力方向向右(或与海水出口方向相同)

(2)考虑到潜艇下方有左、右两组推进器，可以开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器，实施转弯。

改变电流方向，或者磁场方向，可以改变海水所受磁场力的方向，根据牛顿第三定律，使潜艇“倒车”。

(3)电源提供的电功率中的第一部分：牵引功率：P1=F牵v0。

根据牛顿第三定律：F牵=12IBL。

当v0=30ms时，代入数据得：P1=F牵v0=12×1.92×103×30W=6.9×105W。

第二部分：海水的焦耳热功率