2020年物理高考命题力学电学热点预测20题

2020年物理高考命题力学电学热点预测20题

1．振源A 带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的波形如图甲所示，规定绳上各质点向上运动的方向为x 轴的正方向，当波传播到细绳上的P 点时开始计时，图乙的四个图形中能表示P 点振动图象的是( )

2．一列简谐横波，某时刻的波形图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A 质点的振动图象如图乙所示，那么( )

A ．假设此波遇到另一列简谐横波并发生稳固干涉现象，那么该波所遇到的波的频率为2.5H Z

B ．假设该波能发生明显的衍射现象，那么该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m 大专门多

C ．从该时刻起，再通过△t =0.4s ，P 质点通过的路程为4m

D ．从该时刻起，质点P 将比质点Q 先回到平稳位置

3．在实验室能够做〝声波碎杯〞的实验。用手指轻弹一只酒杯，能够听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz 。将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉。以下讲法中正确的选项是( )

A ．操作人员一定是把声波发生器的功率调到专门大

B ．操作从员可能是使声波发生器发出了频率专门高的超声波

C ．操作人员一定是同时增大声波发生器发出声波的频率和功率

D ．操作人员只须将声波发生器发出的声波频率调到500Hz

4．长木板A 放在光滑的水平面上，质量为m 的物块

B 以水平初速度v 0从A 的一端滑上A 的水平上表面，它

-1s -2 2 甲 乙

1

t/s

v

甲 乙

A

B C D

们在运动过程中的v －t 图线如下图。那么依照图中所给出的数据v 0、t 1及物块质量m ，能够求出的物理量是 ( )

A ．木板获得的动能

B ．A 、B 组成的系统缺失的机械能

C ．木板的最小长度

D ．A 、B 之间的动摩擦因数

5．P 、Q 是某电场中一条电场线上的两点，一点电荷仅在电场力作用下，沿电场线从P 点运动到Q 点，过此两点的速度大小分不为v P 和

v Q ，其速度随位移变化的图象如下图。P 、Q 两点电场强度分不为E P 和E Q ；该点电荷在这两点的电势能分不为εP >εQ ，那么

以下判定正确的选项是 ( ) A ．E P >E Q , εP <εQ B ．E P >E Q , εP >εQ C ．E P εQ 6．在光滑水平面上，质量为m 的小球A 正以速度v 0匀速

运动。某时刻小球A 与质量为3m 的静止小球B 发生正碰。两球相碰后，A 球的动能恰好变为原先的1/4。那么碰后B 球的速度大小是 ( )

A ．02v

B ．06v

C ．0026

v v 或 D ．无法确定 7．质量为1kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2。 对物体施加一个大小变化、方向不变的水平拉力F ，使物体在水平面上运动了3t 0的时刻。为使物体在3t 0时刻内发生的位移最大，力F 随时刻的变化情形应该为下面四个图中的哪一个？( )

8．如下图是一台理想自耦变压器，在a 、b 之间接正弦交流电，A 、V 分不为理想交流电流表和交流电压表。假设将调压端的滑动头P 向上移动，那么 ( )

A ．电压表V 的示数变大

B ．变压器的输出功率变大

C ．电流表A 的示数变小

D ．电流表A 的示数变大 9．测定压力变化的电容式传感器的原理如下图，A 为固定电极，B 为可动电极，A 、B 组成一个

电容可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，使可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器连接到如图4所示的交流电路中，图中A 为交流电流表，R 为爱护电阻，假设保持交流电的频率及电压的有效值不变，那么 ( )

A ．当待测压力增大时，电容器的电容将减小

x

v v t/t

0 1 2 3 A t/t 0

1 2 3 B t/t 0

1 2 3

C t/t 0

1

2 3 D

U

B ．当待测压力增大时，电流表的示数将增大

C ．当待测压力不变时，电流表的示数为零

D ．当待测压力为零时，电流表的示数为零

10．如下图，传送带与水平面夹角为37? ，并以v =10m/s 运行，在传送带的A 端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5， AB 长16米，求：以下两种情形下物体从A 到

B 所用的时刻.

(1)传送带顺时针方向转动

(2)传送带逆时针方向转动

11．长为L 的细线一端系有质量为m 的小球，细线

的另一端用手拿住，手持线的这端在水平桌面上沿以O

点为圆心，R 为半径的圆周做匀速圆周运动，达到稳固状

态时，细线总是沿圆周的切线方向，如下图，小球与桌面

之间的动摩擦数为μ。试求：

(1)小球的动能多大？

(2)手持线运动中做功的功率多大?

12．〔18分〕如图甲所示，物体A 、B 的质量分不是4kg 和8kg ，用轻弹簧相连接放在光滑的水平面上，物体B 左侧与竖直墙壁相接触，另有一物体C 从t=0时刻起水平向左运动，在t=5s 时与物体A 相碰，并赶忙与A 有相同的速度一起向左运动。物块C 的速度—时刻图像如图乙所示。

〔1〕求物块C 的质量；

〔2〕弹簧压缩过程中具有的最大弹性势能；

〔3〕在5s 到10s 的时刻内墙壁对物体B 的作用力的功；

〔4〕在5s 到15s 的时刻内墙壁对物体B 的作用力的冲量的大小和方向。

13．如下图，滑块A 无初速地沿光滑圆弧滑下至最低点C 后，又沿水平轨道前进至D 与质量、大小完全相同的滑块B 发生动能没有缺失的碰撞。B 滑块用长L 的细线悬于O 点，恰与水平地面切于D 点。A 滑块与水平地面间摩擦系数μ=0.1，滑块A 初始高度h =2米，CD =1米。咨

询： (1)假设悬线L =2米，A 与B 能碰几次?最后A 滑块停在何处？ (2)假设滑块B 能绕悬点O 在竖直平面内旋转，

甲

-1/s

D

C

L 满足什么条件时，A 、B 将只能碰两次？A 滑块最终停于何处？

14．〔18分〕显像管是电视机的重要部件，在生产显像管的阴极时，需要用到去离子水。假如去离子水的质量不行，会导致阴极材料中含有较多的SO 42－离子，用如此的阴极材料制作显像管，将造成电视

机的画面质量变差。

显像管的简要工作原理如下图：阴极K 发出的电子〔初速度可忽略不计〕经电压为U 的高压加速电场加速后，沿直线PQ 进入半径为r 的圆

形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面，圆形磁场

区域的圆心O 在PQ 直线上，荧光屏M 与PQ 垂

直，整个装置处于真空中。假设圆形磁场区域内的磁感应强度的大小或方向发生变化，都将使电子束产生不同的偏转，电子束便可打在荧光屏M 的不同位置上，使荧光屏发光而形成图象，其中Q 点为荧光屏的中心。不计电子和SO 42－离子所受的重力及它们之间的相互作用力。

(1)电子的电量为e ，质量为m e ，求电子射出加速电场时的速度大小；

(2)在圆形磁场区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B 时，电子离开磁场时

的偏转角大小为θ〔即出射方向与入射方向所夹的锐角，且θ未知〕，请推导tan 2

的表达式；

(3)假设由于去离子水的质量不行，导致阴极材料中含有较多的SO 42－离子，使得阴极在发出电子的同时还发出一定量的SO 42－离子，SO 42－离子打在荧光屏上，屏上将显现暗斑，称为离子斑。请依照下面所给出的数据，通过运算讲明如此的离子斑将要紧集中在荧光屏上的哪一部位。〔电子的质量m e =9.1×10-31kg ， SO 42－离子的质量m so =1.6×10-25kg 〕

15．如下图，固定水平桌面上的金属框架cdef ，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab 搁在框架上，可无摩擦滑动，现在adeb 构成一个边长为L 的正方形，棒的电阻为r ，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为B 0。 (1)假设从t =0时刻起，磁感强度平均增加，每秒增

量为k ，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上

标出感应电流的方向。

(2)在上述(1)情形中，始终保持棒静止，当t =t 1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？

(3)假设从t =0时刻起，磁感强度逐步减小，当棒以恒定速度v 向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，那么磁感强度应如何样随时刻变化(写出B 与t 的关系式)？

16．〔20分〕如图甲所示，两平行金属板的板长l ＝0.20m ，板间距d ＝6.0×10－2m ，在金属板右侧有一范畴足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为MN ，与金属板垂直。金属板的下极板接地，上极板的电压u 随时刻变化的图线如图乙所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝1.0×10－2T 。现有带正电的粒子以v 0＝5.0×105m/s 的速度沿两板间的中线OO ' 连续进入电场，经电场后射入磁场。带电粒子的比荷m

q ＝108C/kg ，粒子的重力忽略不计，假设在粒子通过电场区域的极短时刻内极板间的电压能够看作不变，不计粒子间的作用〔运算中取

d a c f b B e

?=15tan 154〕。 (1)求t ＝0时刻进入的粒子，经边界MN 射

入磁场和射出磁场时两点间的距离；

(2)求t ＝0.30s 时刻进入的粒子，在磁场中

运动的时刻； (3)试证明：在以上装置不变时，以v 0射入电场比荷相同的带电粒子，经边界MN 射入磁场和射出磁场时两点间的距离都相等。

17．〔20分〕如下图，两根正对的平行金属直轨道MN 、M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离l=0.50m 。

轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP 、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为R 0=0.50m 。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64 T 的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m ，且其右边界与NN′重合。现有一质量m =0.20kg 、电阻r =0.10Ω的导体杆ab 静止在距磁场的左边界s=2.0m 处。在

与杆垂直的水平恒力F=2.0N 的作用下ab 杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F ，结果导体杆ab 恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′。导体杆ab 在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab 与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10，轨道的电阻可忽

略不计，取g =10m/s 2，求： (1)导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；

(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R 上的电荷量；

(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。

18．〔20分〕磁流体动力发电机的原理如

下图，一个水平放置的上下、前后封闭的横截面为矩形的塑料管，其宽度为l ，高度为h ，管

内充满电阻率为ρ的某种导电流体〔如水银〕。矩形塑料管的两端接有涡轮机，由涡轮机提供

动力使流体通过管道时具有恒定的水平向右的

流速v 0。管道的前、后两个侧面上各有长为d

的相互平行且正对的铜板M 和N 。实际流体的运动专门复杂，为简化起见作如下假设：①垂直流淌方向横截面上各处流体的速度相同；②流体不可压缩。

(1)假设在两个铜板M 、N 之间的区域加有竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场，那么当流体以稳固的速度v 0流过时，两铜板M 、N 之间将产生电势差。求此电势差的大小，并判定M 、N 两板哪个电势较高；

(2)用电阻可忽略不计的导线将铜板M 、N 外侧相连接，由于现在磁场对流体有力的作用，使流体的稳固速度变为v 〔v

(3)为使速度增加到原先的值v 0，涡轮机提供动力的功率必须增加，假设流体在流淌过程中所受的阻力与它的流速成正比，试导出新增加功率的表达式。

乙

0 －

M

19．〔20分〕磁悬浮列车是一种高速运载工具，它是经典电磁学与现代超导技术相结合的产物。磁悬浮列车具有两个重要系统。一是悬浮系统，利用磁力〔可由超导电磁铁提供〕使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触。另一是驱动系统，确实是在沿轨道安装的绕组〔线圈〕中，通上励磁电流，产生随空间作周期性变化、运动的磁场，磁场与固定在车

体下部的感应金属框相互作用，使车体获得牵引

力。

为了有助于了解磁悬浮列车的牵引力的来

由，我们给出如下的简化模型，图10〔甲〕是实验车与轨道示意图，图10〔乙〕是固定在车底部

金属框与轨道上运动磁场的示意图。水平地面上有两根专门长的平行直导轨，导轨间有竖直(垂直

纸面)方向等距离间隔的匀强磁场B l 和B 2，二者方向相反。车底部金属框的宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场B l 和B 2同时以恒定速度v 0沿导轨方向

向右运动时，金属框也会受到向右的磁场力，带动实验车沿导轨运动。

设金属框垂直导轨的边长L =0.20m 、总电阻R =l.6Ω，实验车与线框的总质量m =2.0kg ，磁场B l =B 2=B ＝1.0T ，磁场运动速度v 0=10m/s 。回答以下咨询题：

〔1〕设t =0时刻，实验车的速度为零，求金属框受到的磁场力的大小和方向；

〔2〕磁悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力 f 1=0.20N ，求实验车的最大速率v m ；

〔3〕实验车A 与另一辆磁悬浮正常、质量相等但没有驱动装置的磁悬浮实验车P 挂接，设A 与P 挂接后共同运动所受阻力f 2=0.50N 。A 与P 挂接并通过足够长时刻后的某时刻，撤去驱动系统磁场，设A 和P 所受阻力保持不变，求撤去磁场后A 和P 还能滑行多远？

20．如图11所示为我国〝嫦娥一号卫星〞从发射到进入月球工作轨道的过程示意图。在发射过程中，通过一系列的加速和变轨，卫星沿绕地球〝48小时轨道〞在抵达近地点P 时，主发动机启动，〝嫦娥一号卫星〞的速度在专门短时刻内由v 1提高到v 2，进入〝地月转移轨道〞，开始了从地球向月球的飞越。〝嫦娥一号卫星〞在〝地月转移轨道〞上通过114小时飞行到达近月点Q 时，需要及时制动，使其成为月球卫星。之后，又在绕月球轨道上的近月点Q 通过两次制动，最终进入绕月球的圆形工作轨道I 。〝嫦娥一号卫星〞质量为m 0，在绕月球的圆形工作轨道I 上运动的周期为T ，月球的半径r 月，月球的质量为m 月，万有引力恒量为G 。

(1)求卫星从〝48小时轨道〞的近地点P 进入〝地月转移轨道〞过程中主发

图10〔乙〕

v

固定在列车下面的导线框A 移动的磁场 图10〔甲〕 轨道?

图11

轨道Ш

动机对〝嫦娥一号卫星〞做的功〔不计地球引力做功和卫星质量变化〕；

(2)求〝嫦娥一号卫星〞在绕月球圆形工作轨道?运动时距月球表面的高度；

(3)理论证明，质量为m 的物体由距月球无限远处无初速开释，它在月球引力的作用下运动至距月球中心为r 处的过程中，月球引力对物体所做的功可表示为W=Gm 月m /r 。为使〝嫦娥一号卫星〞在近月点Q 进行第一次制动后能成为月

球的卫星，且与月球表面的距离不小于圆形工作轨道?的高度，最终进入圆形工作轨道，其第一次制动后的速度大小应满足什么条件？

命题热点题目汇编 参考答案

1．A 。2．C 。3．D 。4．C 。5．A 。6．A 。7．D 。8．C 。9．B 。

10．(1)4s ；(2)2s 。

11． (1)设细线与半径r 的夹角为θ，那么有：模型对应的规律

F 向= f ctg θ=m r v 2

①， 而f=μm g ②， 此题的特定的空间条件ctg θ=R L ③，r = 22R L + ④。 (2)球做匀速圆周运动，外力的总功率为零。

P 总=P 手－P f = 0 ⑤ P 手=(T ·sin θ)·v ⑥， P f ＝fv ⑦

联立解①～⑦式得：

E k =R

L R mgL 222+μ。P 手=R L R gl mg /22+μμ 12．(1) 2kg m 21v v v m m A 0A C ==-=。 (2) 12J v )m m (2

1E 2C A P =+=。 (3)墙壁对B 的作用力F 做功为零。

(4)[]s ?=+--+=24N v )m m (v )m m (I C A C A ，方向向右。

13．(1) μmgs=mgh ，s=h/μ=20m 。能碰10次，A 滑块停在C 处。

(2) A 与B 碰后B 的动能E k =mgh 2019, B 运动到最高点的动能E k '=mgL 2

1。 由机械能守恒定律有mgh 2019=mgL 21+2mgL 。25

19=L =0.76m 。因此L ≤0.76米，A 滑块停于离D 点19米远处。

14．(1)e

m eU v 2=。(2)eB v m R e ==e U m B e 21。tan 2θ=U m e Br R r e 2=。 (3)由第(2)咨询的结果可知，假设SO 42－离子(电荷量大小

为2e )通过圆形磁场区后的偏转角度为θ'，那么U m e Br so ='

2tan θ，那么2100.322tan 2tan ?=='e so m m θθ。

图2

即SO 42－离子的偏转角远小于电子的偏转角，因此，观看到的离子斑将要紧集中在荧光屏上的中央位置邻近。

15．[解析] (1)I 感=r

kL r E =，电流为adeba 方向。 (2)t =t 1秒时磁感强度B 1=B 0+kt 1，外力大小F =F B =〔B 0+kt 1〕r

kL 3

。 (3)要使棒不产生感应电流，即要回路abed 中磁通量不变

即BL 〔L +vt 〕=B 0L 2，t 秒时磁感强度B =

vt L L B +0。 16．〔1〕qB

mv r 0==0.5m 。s ＝2r ＝1.0m 。 〔2〕带电粒子在匀强电场中水平方向的速度v 0＝

5.0×105m/s 竖直方向的速度为0

Uq l v at dm v ⊥== 因此进入磁场时速度与初速度方向的夹角为

α。如下图： 15

4tan 200=?==v l dm Uq v v y

α，解得15α=。 由几何关系可知，带电粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为φ，即为150，设带电粒子在磁场中运动的时刻为t ，因此

66285555s 10s 2.610s 66 1.01010T m t Bq πππ--=?≈????－=＝＝126

〔3〕证明：设带电粒子射入磁场时的速度为v ，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r ，那么mv r Bq

=。 进入磁场时带电粒子速度的方向与初速度的方向的夹角为α，0cos v v α=

。 由几何关系可知，φ＝π－2α，，带电粒子在磁场中的圆弧所对的弦长为s ， s =2r sin 2

?=2r cos α， 0022v mv mv s Bq v Bq =?=。 从上式可知弦长s 取决于磁感应强度、粒子的比荷及初速度，而与电场无关。

17．〔1〕I=E/〔R+r 〕=3.8A 〔或3.84A 〕；电流方向为由b 向a 。

甲

〔2〕q=I 平均t=0.512C 〔或0.51C 〕；

〔3〕Q=△E-μmgd=0.94J 。

18．〔20分〕〔1〕E=Blv 0；M 板的电势高。

〔2〕F=ρhld

vB 2，方向与v 方向相反〔或水平向左〕。

〔3〕涡轮机的功率P t = kv 02+ρhld B v 220；新增加功率△P =ρhld B v 220。

19．〔1〕F 0=2 BI 0L =1.0N 。方向向右。

〔2〕f 1 =R

v v L B m )(4022-， 解得：v m =8.0 m/s 。 (3) f 2 =R

v v L B )(42022- ，解得 v 2=5.0 m/s 。 设撤去磁场后A 和P 还能滑行的距离为 s =100 m 。

20．(1) 2102202121υυm m W -= (2)月月r T Gm h -=32

24π (3)

32T Gm 月π<