2013年全国高考物理试题分类解释：专题二十三、物理学史、单位制、物理学研究方法

2013年全国高考物理试题分类解释：专题二十三、物理学史、单位制、物理学研究方法

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．m2·kg·s-4·A-1 B．m2·kg·s-3·A-1. ‎ C．m2·kg·s-2·A-1. D．m2·kg·s-1·A-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m2·kg·s-3·A-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= nSL·evB，‎ 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△t·2mv=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。‎