【文章內容簡介】 的功，時間相同，根據功率的定義，選項 D 正確；彈簧對桌面雖然有彈力，但沒有位移，所以不做功，選項 B 錯誤；由于輕彈簧質量不計，所以彈簧對桌面的彈力等于對筆帽的彈力，作用時間相同，沖量大小相等，選項 C 正確。本題的解題關鍵是正確分析各過程的力與運動的關系，理解各物理概念、公式的確切含義以及適用條件。 【教學建議】教學應加強審題能力訓練，引導學生理解題中 “輕彈簧 ”的含義；教學中要注重引導學生理解物理概念如 “功 ”“功率” “沖量 ”等；引導學生根據題意建立彈簧模型，對 與 彈簧 相關問題 的過程與狀態(tài) 分析 應加強訓練，要注意培養(yǎng)學生分析物體的運動過程中各物理量的變化的能力。對多過程運動相關的物理問題進行拓展變化，如運動對象離開 彈簧后的過程研究、彈簧水平放置等。 20． 如右圖，空間某區(qū)域內存在沿水平方向的勻強磁場，一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場，整個過程線框平面始終豎直，線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進入磁場時為計時起點，下列描述線框所受安培力 F 隨時間 t 變化 關系的圖中，可能正確 的是 A t F O C t F O D t F O B t F O 【答案】 BCD 【考查內容】本題以線框穿越磁場為情境，主要考查安培力、安培力的方向，勻強磁場中的安培力，楞次定律等知識。側重考查推理能力，要求考生綜合運用電磁感應的相關規(guī)律，在具體的物理過程中推理出安培力隨時間變化的關系。體現運動觀念、相互作用觀念與科學推理等物理核心素養(yǎng)的考查。 【試題 解 析】線框受重力作用加速下落，進入與離開磁場時受到安培力作用。若安培力等于重力，線框做勻速運動，此時 vm＝ mgRB2L2 ，完全進入后只受重力，線框加速，剛要離開時的速度大于完全進入時的速度，故安培力大于重力，因此選項 A 錯誤；若線框進入磁場時恰好重力等于安培力，完全進入后只受重力，線框加速，離開磁場時安培力大于重力，速度減小，故選項 B 正確；若重力小于安培力，由 B2L2R v mg = ma可知，線框做加速度減小的減速運動，安培力隨速度的減小而減小，完全進入后只受重力，線框加速，離開磁場時安培力大于重力，速度減小，進入過程與離開過程可能安培力變化情況可能完全相同，故選項 C正 確；若進入時重力大于安培力，由 mg B2L2R v = ma，則做加速度減小的加速運動，離開磁場時安培力大于重力，做加速度減小的減速運動，選項 D 正確。本題的解題關鍵是正確分析物理過程與狀態(tài)， 會 結合圖像進行 定性分析和半定量分析 推理 判斷 。 【教學 建議 】教學應加強讀圖能力訓練，引導學生如何從圖中獲取信息，關注圖中的差異點；加強對學生結合圖像進行分析推理的訓練，會對涉及到力學、電磁學的多個概念和規(guī)律進行分析推理；還應將與線框穿越磁場的物理問題進行拓展變化，如速度－時間等圖像與線框水平運動、受外 力勻變速運動或不同的線框磁場邊界等。 21．如圖， M、 N 兩點處于同一水平面， O 為 M、 N 連線的中點，過 O 點的豎直線上固定一根絕緣光滑細桿，桿上 A、 B 兩點關于 O點對稱。第一種情況，在 M、 N兩點分別放置電量為 +Q和 Q 的等量異種點電荷，套在桿上帶正電的小金屬環(huán)從 A 點無初速釋放，運動到B 點；第二種情況，在 M、 N 兩點分別放置電量為 +Q 的等量同種點電荷，該金屬環(huán)仍從 A 點無初速釋放，運動到 B 點。則兩種情況中 A．金屬環(huán)運動到 B 點的速度第一種情況較大 B．金屬環(huán)從 A 點運動到 B 點所用的時間第一種情況較短 M N A B O 桿 C．金屬環(huán)從 A 點運動到 B 點的過程中，動能與重力勢能之和均保持不變 D．金屬環(huán)從 A 點運動到 B 點的過程中（不含 A、 B 兩點），在桿上相同位置的速度第一種情況較大 【答案】 BD 【考查內容】本題以帶電體在兩個等量電荷形成的電場中的運動為背景，主要考查靜電場，電場線，電場強度、點電荷的場強、電勢能、電勢，動能和動能定理，功能關系，位移、速度和加速度等知識。側重考查分析綜合能力，要求考生對等量同種、異種電荷的空間電場分布情況有清晰的認識，綜合 分析帶電金屬環(huán)的受力和能量變化關系。體現物質觀念、運動觀念、能量觀念與科學推理等物理核心素養(yǎng)的考查。 【試題 解 析】等量異種電荷連線的中垂線是等勢線，帶電金屬環(huán)沿桿運動時電勢能不變，重力勢能轉化為動能，金屬環(huán)所受合力等于重力，做加速度等于重力加速度的勻加速直線運動；等量同種正電荷連線中垂線的中點電勢 O 最高，與中點 O 距離越遠，電勢越低， A、 B兩點關于 O 點對稱，電勢相等，金屬環(huán)電勢能相等，重力勢能全部轉化為動能，第一種情況與第二種情況在 B點的速度相等，故選項 A錯誤；由于到 B點前第二種情況的速度均比較小，所以運動時 間比較長，故選項 B 正確；等高處重力勢能相等，但到 B 點前第二種情況的速度均較小，所以動能與重力勢能之和第二種情況均較小，故選項 C 錯誤；第二種情況中金屬環(huán)電場力先是阻力后是動力，結合到 B 點時與第一種情況速度相等，所以選項 D 正確。本題的解題關鍵是分清兩種空間電場分布的異同點。 【教學建議】教學中應加強建模能力訓練，引導學生根據題意建立電場模型，會畫示意圖；注重引導學生理解物理概念的定義、物理意義和產生條件等，注意培養(yǎng)學生的分析綜合能力，使學生明確物體的運動形式是由物體的初始條件和受力情況共同決定的，從能量的觀點去 理解運動；應善于把與典型電場分布相關的物理問題進行拓展變化，如點電荷電場、桿水平放置、受外力作用在場中勻速運動等。 22． 某同學 利用圖 （ a） 裝置測定滑塊與桌面間的動摩擦因數。實驗 中， 鉤碼通過 輕繩 拉著滑塊在水平桌面上做直線運動，鉤碼著地后滑塊繼續(xù)運動，打點 計時器 在 紙帶 上 打下 一系列的 點。取鉤碼著地后滑塊繼續(xù)運動過程中對應的一段紙帶，用刻度尺測出紙帶上部分相鄰計 時 點的間距 如圖 （ b） 。已知 交流電源頻率為 50 Hz，當地的重力加速度為 m/s2。 回答下列問題： 圖（ b） 單位： cm A B 圖（ a） 滑塊 鉤碼 打點計時器 紙帶 輕繩 （ 1）打點時 紙帶的 ________（ 填 “A”或 “B”） 端 靠近 滑塊 。 （ 2） 滑塊 與桌面間的動摩擦因數 為 ________。（ 結果保留 3位有效數字 ） （ 3）由實驗測定的動摩擦因數 ________（ 填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ” ）真實 值 。 【答案】 （ 1） B （ 2） （ 3）大于 【考查內容】本題以 “研究勻變速直線運動 ”學生分組實驗為基礎，測定動摩擦因數。主要考查勻變速直線運動、動摩擦因數、牛頓運動定律等知識。側重考查實驗能力，要求考生理解測定動摩擦因數實驗的原理和方法，分析實驗過程，處理實驗數據，評價實驗誤差。體現了獲取和處理數據、基于數據得出結論并作出解釋等物理核心素養(yǎng)的考查。 【試題 解 析】滑塊先做勻加速運動，后做勻減速運動。在勻減速運動過程，相同時間內兩 點 間 距 離 越 來 越 小 ， 故 B 端 靠 近 滑 塊 ； 利 用 逐 差 法 計 算 ： a = (+) 102(+)10222()2 m/s2 = m/s2，鉤碼著地后滑塊主要受滑動摩擦力而減速，由牛頓第二定律得 μmg=ma，故滑塊與桌面間的動摩擦因數 μ = ag = = m/s2；滑塊做勻減速運動時，除了受到桌面的摩擦力外，還受到紙帶的阻力 f 紙，由 μ真 mg+f 紙 =ma 知， μ＞ μ真，即測定的動摩擦因數大于真實值。本題的解題關鍵是明確實驗過程，利用逐差法處理紙帶數據，并理解產生實驗誤差的原因。 【教學建議】教學中要注意引導學生理解實驗原理和方法，明確實驗過程，掌握利用逐差法處理數據的方法，會分析實驗誤差產生的原因，加強計算的準確性和有效數字的理解。 23． 某同學要把電壓表改裝成可直接測量壓力的儀表，設計的電路如圖（ a）所示。實驗器材如下：待改裝電壓表（量程 0 ~ 3 V，可視為理想電壓表），定值電阻 R0，壓敏電阻 Rx，電源（ 4 V，內阻不計），開關 S，導線。選用的壓敏電阻阻值 Rx隨壓 力 F 變化的規(guī)律如圖（ b）。 （ 1） 實驗中隨著壓力 F 的增大， 電壓表的 示數 __________。（填 “變大” “ 不變 ” 或“變小” ） （ 2）為使改裝后儀表的量程為 0 ~ 160 N， 且壓力 160 N 對應 電壓表 3 V刻度 ， 則定值電阻 阻值 R0 =__________Ω，壓力 0 N 對應 電壓表 __________V刻度 。 F R0 V Rx Rx / Ω 80 160 240 320 400 圖（ b） F/N 0 40 80 120 160 200 （ 3） 他發(fā)現 這樣改裝后的儀表 壓力 刻度分布不均勻，想進一步 把 （ 2） 中 的 壓力 刻度改成均勻分布， 應選用 另 一壓敏電阻， 其 阻值 Rx隨 壓力 F 變化的關系式為 __________。 【答案】 （ 1） 變大 （ 2） 240 （ 3） 102400 240160xR F??? 【考查內容】本題以 “傳感器的簡單應用 ”實驗為基礎，理解改裝電表原理。主要考查閉合電路歐姆定律、電阻的串聯、并聯等知識。主要考查實驗能力，要求能把電壓表改裝成可直接測量壓力的儀表的實驗原理和方法，能運用已學過改裝電表的原理和方法去處理新的問題，制定解決新問題的方案。體現設計實驗與制訂方案等物理核心素養(yǎng)的考查。 【試題 解 析】（ 1）根據閉合電路歐姆定律可知，電壓表的示數 U = R0 R0 +RxE，由圖（ b）可知，壓力越大 Rx越小， U 越大，故電壓表的示數變大。（ 2）由圖（ b）可知，當 F1=160 N時， Rx1=80 Ω，此時電壓 表的示數 U1 =3 V，由 U1 = R0 R0 +Rx1E得 R0 = U1 E U1Rx1 = 3804 3 = 240 Ω；由圖（ b）可知，當 F2=0 N時， Rx2=400 Ω，此時電壓表的示數為 U2 = R0 R0 +Rx2E = 4240240 + 400 V = V，可見壓力 0 N 對應電壓表 V刻度。（ 3）若選用圖（ b）的壓敏電阻，則 Rx與壓力 F 的關系式為 Rx = 4002F，代入 U = R0 R0 +RxE 可得 U 與 F的關系式為 U = 960 6402F，這樣改裝后的儀表壓力刻度分布是不均勻的。為了使壓力刻度分布均勻，則應另選用壓敏電阻，而且仍然要滿足量程為 0 ~ 160 N， F=0 N 標在 V刻度， F=160 N標在 3 V刻度。由于電壓表的電壓刻度是均勻分布的，所以電壓和壓力一定要滿足線性關系，設 U =kF+b，由 F1=0 N時、 U1= V， F2=160 N時、 U2=3 V可得 b=， k = 3320，又 U = R0 R0 +RxE = 960240 +Rx，解得102400 240160xR F??? 。本題的解題關鍵是會根據閉合電路歐姆定律結合圖像進行分析，理解壓力表的改裝原理，明確電壓表讀數和壓力大小成線性關系的數學表達形式，能解出正確的結果。 【教學建議】教學應在認真做好學生分組實驗 “練習使用多用電表 ”和 “傳感器的簡單使用 ”的基礎上，著重引導學生理解實驗原理和方法，促進實驗原理和方法遷移能力的提升，同時注重數學知識在解 決實驗相關問題中的應用。 24． 高空雜技表演中，固定在同一懸點的兩根長均為 L 的輕繩分別系著男、女演員，他們在同一豎直面內先后從不同高度相向無初速擺下，在最低點相擁后，恰能一起擺到男演員的出發(fā)點。已知男、女演員質量分別為 M、 m，女演員的出發(fā)點與最低點的高度差為 L2，重力加速度為 g，不計空氣阻力，男、女演員均視為質點。 （ 1）求女演員剛擺到最低點時對繩的拉力大小。 （ 2）若兩人接著從男演員的出發(fā)點一起無初速擺下，到達最低點時男演員推 開 女演員，為 了使女演員 恰 能回到其 最初 出發(fā)點，男演員 應對 女演員做多少功？ 【答案】 （ 1） 2mg （ 2） W = 2Mm(M + m)(2M + m)2 gL 【考查內容】本題以雜技表演實際情境為背景，主要考查重力做功與重力勢能，動能和動能定理，功能關系、機械能守恒定律及其應用，勻速圓周運動的向心力，牛頓運動定律及其應用，動量守恒定律及其應用等知識。側重考查推理能力和分析綜合能力，要求考生能夠根據雜技表演實際情境建立物理模型，能夠對男女演員的運動過程進行具體分析和推理，弄清最低點時的受力情況、運動情況和滿足動量守恒條件，會把各個過程滿足的規(guī)律正確 表達出來，并能運用數學知識運算得到正確結果。體現圓周運動觀念、構建碰撞模型和科學推理等物理核心素養(yǎng)的考查。 【試題 解 析】本題求解需先根據試題描述的實際問題情境構建物理模型，畫出示意圖如圖。 （ 1）明確研究對象及過程，女演員從初始位置到最低點的過程，滿足機械能守恒 mgL2 = 12mv12，可求出最低點的速度大小，在最低點時，對女演員受力分析，由牛頓第二定律 Fmg = mv12L 可求得輕繩對女演員的拉力大小，再根據牛