高考物理大纲专题解读
2018年高考大纲专题解读
2018《考试大纲》
12月15日，《2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲》（以下简称《考试大纲》）公布。按照以往经验，《考试大纲》是高考命题的规范性文件和标准，是考试评价、复习备考的依据。那即将参加2018年高考的考生该如何规划接下来的复习与冲刺呢？
2018的全国卷理综物理的考试大纲与2017年考试大纲相比较，从考试目标到考试范围上看没有任何的改动和变化，其最大的特点就是稳定。这也是在全国卷经历了两年的调整后对稳定要求的回归。所以在试题的结构上基本保持现有格局不变，即8个选择、2个实验题（其中力学实验1个、电学实验1个）、计算题2个、选考题二选一。在备考的过程中更应该加强考试总纲中描述的对学生下列几个能力的考查：应用数学处理物理问题的能力（特别是利用几何图形、函数图像进行表达、分析的能力）；分析综合能力，能够把一个复杂问题分解为若干个较简单的问题，找出他们之间的联系，运用物理知识综合解决所遇到的问题的能力；能够运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性试验能力。
对2018年复习备考建议
1．研究全国卷，把准全国试卷的脉搏
考生要想在理综考试中能够取得理想的成绩，需要我们认真研究考试的功能和作用，领会新课程标准的精神，准确定位备考方向，有计划分阶段地培养学生处理问题的各种能力，以尽快适应全国卷新颖、灵活紧密联系实际和生活的特点。特别注意一些社会热点问题和高中知识点的对接问题，例如动量是物理学中最重要的概念之一。动量守恒定律是与能量守恒定律同等重要的基本物理规律，在宏观、宇观、微观世界都成立。动量的概念起源于力学，但贯穿热学、电磁学、光学、近代物理等领域。对动量的学习，不仅有利于理解力学现象、掌握力学规律，而且有利于深入理解其他内容。比如，动量的学习有利于理解气体压强的微观解释、光子动量的概念等。所以对动量的复习，要注意动量观点解决解决实际的问题，例如，理解火箭发射的基本原理等。
2．回归课本夯实基础
依据教材，立足教材。夯实基础，在概念和规律上投入主要精力，不要放弃课本，我们
不难发现一些题目的背景材料来自教材上的“小发明”“小制作”“小实验”。
3．正确处理习题训练与能力提高的关系
高考对学生能力的考查是不容置疑的，但能力的培养不能靠题海战术。备考中习题的训练尽管占据着及其重要的位置，但绝不能“重结论、轻过程；重计算、轻分析，重定量、轻定性”。
习题训练要做到：
（1）以近几年新课标的高考题为主，以中等难度题为主。加强变式训练，注意一题多变、一题多解、一法多用、多题归一。培养学生多角度、全方位、深层次地去思考问题，增强应变能力。
（2）规范化做题。规范化包括学科用语、解题格式、计量单位、实验操作等的规范化。
（3）及时改错。对平时训练过程中出现的错误要及时进行错因分析，减少错误在头脑里存留的时间，避免重复出错。
（4）提高审题能力。审题的目的是提取题目中的有效信息，它包括对关键词语的理解、隐含条件的挖掘、干扰因素的排除等；从而建立起所熟知的物理模型。
下面我们会对考纲进行详细解读，希望可以在以后的学习和复习中帮助同学们做到有的放矢，高效备考。
一、目标、范围及要求
Ⅰ．考核目标与要求
根据普通高等学校对新生文化素质的要求，依据中华人民共和国教育部2003年颁布的《普通高中课程方案（实验）》和《普通高中物理课程标准（实验）》，确定高考理工类物理科考试内容。学*科网
高考物理试题着重考查考生的知识、能力和科学素养，注重理论联系实际，注意物理与科学技术、社会和经济发展的联系，注意物理知识在生产、生活等方面的广泛应用，以有利于高校选拔新生，有利于激发考生学习科学的兴趣，培养实事求是的态度，形成正确的价值观，促进“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三维课程培养目标的实现。
高考物理在考查知识的同时注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置；通过考查知识及其运用来鉴别考生能力的高低，但不把某些知识与某种能力简单地对应起来。
目前，高考物理科要考查的能力主要包括以下几个方面：
1．理解能力
理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件以及它们在简单情况下的应用；能够清楚地认识概念和规律的表达形式（包括文字表述和数学表达）；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系。
2．推理能力
能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或做出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。
3．分析综合能力
能够独立地对所遇到的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出起重要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系；能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。
4．应用数学处理物理问题的能力
能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。
5．实验能力
能独立地完成表2、表3中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制订解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。学@科网
这五个方面的能力要求不是孤立的，着重对某一种能力进行考查的同时，在不同程度上也考查了与之相关的能力。并且，在应用某种能力处理或解决具体问题的过程中往往伴随着发现问题、提出问题的过程，因而高考对考生发现问题、提出问题并加以论证解决等探究能力的考查渗透在以上各种能力的考查中。
Ⅱ．考试范围与要求
对各部分知识内容要求掌握的程度，在表2和表3中用数字Ⅰ、Ⅱ标出。Ⅰ、Ⅱ的含义
如下：
Ⅰ．对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用。与课程标准中的“了解”和“认识”相当。
Ⅱ．对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。与课程标准中的“理解”和“应用”相当。
表1 必考内容与选考内容
模块
必考内容
选考内容
物理1
质点的直线运动
相互作用与牛顿运动定律
物理2
机械能[来源:学+科+网]
抛体运动与圆周运动
万有引力定律
3–1
电场
电路
磁场
3–2
电磁感应
交变电流
3–5
碰撞与动量守恒
原子结构
原子核
波粒二象性
3–3
分子动理论与统计观点
固体、液体与气体
热力学定律与能量守恒
3–4
机械振动与机械波
电磁振荡与电磁波
光
相对论
二、考纲原文
表2 必考内容范围及要求
力 学
主题
内容
要求
说明
质点的直线运动
参考系、质点
位移、速度和加速度
匀变速直线运动及其公式、图像
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
相互作用与牛顿运动定律
滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力
形变、弹性、胡克定律
矢量和标量
力的合成和分解
共点力的平衡
牛顿运动定律及其应用
超重和失重
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
抛体运动与
圆周运动
运动的合成与分解
抛体运动
匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度
匀速圆周运动的向心力
离心现象
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
斜抛运动只作定性要求
机械能
功和功率
动能和动能定理[来源:Zxxk.Com]
重力做功与重力势能
功能关系、机械能守恒定律及其应用
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
碰撞与动量守恒
动量、动量定理、动量守恒定律及其应用
弹性碰撞和非弹性碰撞
Ⅱ
Ⅰ
只限于一维
万有引力定律
万有引力定律及其应用
环绕速度
第二宇宙速度和第三宇宙速度
Ⅱ[来源:Zxxk.Com]
Ⅱ
Ⅰ
经典时空观和相对论时空观
Ⅰ
电 学
主题
内容
要求
说明
电场
物质的电结构、电荷守恒
静电现象的解释
点电荷
库仑定律
静电场
电场强度、点电荷的场强
电场线
电势能、电势
电势差
匀强电场中电势差与电场强度的关系
带电粒子在匀强电场中的运动
示波管
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
电路
欧姆定律
电阻定律
电阻的串联、并联
电源的电动势和内阻
闭合电路的欧姆定律
电功率、焦耳定律
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
磁场
磁场、磁感应强度、磁感线
通电直导线和通电线圈周围磁场的方向[来源:学科网]
安培力、安培力的方向
匀强磁场中的安培力
洛伦兹力、洛伦兹力的方向
洛伦兹力公式
带电粒子在匀强磁场中的运动
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
1.安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形
2.洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形
质谱仪和回旋加速器
电磁感应
电磁感应现象
磁通量
法拉第电磁感应定律
楞次定律
自感、涡流
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
交变电流
交变电流、交变电流的图像
正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值
理想变压器
远距离输电
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
原子与原子核
主题
内容
要求
说明
原子结构
氢原子光谱
氢原子的能级结构、能级公式
Ⅰ
Ⅰ
原子核
原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期
放射性同位素
核力、核反应方程
结合能、质量亏损
裂变反应和聚变反应、裂变反应堆
射线的危害和防护
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
波粒二象性
光电效应
爱因斯坦光电效应方程
Ⅰ
Ⅰ
单位制和实验
主题
内容
要求
说明
单位制
中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如小时、分、升、电子伏特
Ⅰ
知道国际单位制中规定的单位符号
实验
实验一：研究匀变速直线运动
实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系
实验三：验证力的平行四边形定则
实验四：验证牛顿运动定律
实验五：探究动能定理
实验六：验证机械能守恒定律
实验七：验证动量守恒定律
实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线
1.要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等
2.要求认识误差问题在实验中的重要
实验
表3 选考内容范围及要求
模块3-3
主题
内容
要求
说明
分子动理论
与统计观点
分子动理论的基本观点和实验依据
阿伏加德罗常数
气体分子运动速率的统计分布
温度、内能
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
固体、液体与气体
固体的微观结构、晶体和非晶体
液晶的微观结构
液体的表面张力现象
气体实验定律
理想气体
饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压
相对湿度
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
热力学定律
与能量守恒
热力学第一定律
能量守恒定律
热力学第二定律
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
单位制
中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如摄氏度、标准大气压
Ⅰ
知道国际单位制中规定的单位符号
实验
用油膜法估测分子的大小
要求会正确使用温度计
实验
模块3-4
主题
内容
要求
说明
机械振动与机械波
简谐运动
简谐运动的公式和图像
单摆、周期公式
受迫振动和共振
机械波、横波和纵波
横波的图像
波速、波长和频率(周期)的关系
波的干涉和衍射现象
多普勒效应
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
电磁振荡与电磁波
电磁波的产生
电磁波的发射、传播和接收
电磁波谱
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
光
光的折射定律
折射率
全反射、光导纤维
光的干涉、衍射和偏振现象
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
相对论
狭义相对论的基本假设
质能关系
Ⅰ
Ⅰ
实验
实验一：探究单摆的运动、用单
实验
摆测定重力加速度
实验二：测定玻璃的折射率
实验三：用双缝干涉测光的波长
专题一 质点的直线运动
考纲原文再现
内容
要求
参考系、质点
位移、速度和加速度
匀变速直线运动及其公式、图象
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
考查方向展示
考向1 以图象为依托，考查对直线运动的认识、理解和应用能力
【样题1】 （2015·广东卷）甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前1小时内的位移–时间图象如图所示，下列表述正确的是[来源:学科网]
A．0.2~0.5小时内，甲的加速度比乙的大 B．0.2~0.5小时内，甲的速度比乙的大
C．0.6~0.8小时内，甲的位移比乙的小 D．0.8小时内，甲、乙骑车的路程相等
【答案】B
【解析】在s–t图象中，图线的斜率表示了物体运动的速度，由图可知，在0.2~0.5小时内，甲、乙均做匀速直线运动，且甲的图线斜率较大，即甲的速度比乙的大，故选项A错误，选项B正确；在0.6时时再返回至同一位置，显然两者运动的路程不等，甲运动的路程比乙的大4 km，故选项D错
误。
【样题2】 （2016·新课标全国Ⅰ卷）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v–t图象如图所示。已知两车在t=3 s时并排行驶，则
A．在t=1 s时，甲车在乙车后
B．在t=0时，甲车在乙车前7.5 m
C．两车另一次并排行驶的时刻是t=2 s
D．甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m
【答案】BD
【解析】根据v–t图象，可以判断在t=1 s时，甲车和乙车并排行驶，故AC错误；在t=0时，甲车在乙车前的距离，故B正确；甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离也就是从第1 s末到第3 s末两车运动的位移，故D正确。学#科网
【样题3】 质点做直线运动的位移x和时间平方t2的关系图象如图所示，则该质点
A．加速度大小为1 m/s2
B．任意相邻1 s内的位移差都为2 m
C．2 s末的速度是4 m/s
D．物体第3 s内的平均速度大小为3 m/s
【答案】BC
【解析】根据x和时间平方t2的关系图象得出关系式为：x=t2，对照匀变速直线运动的位移时间公式 x=v0t+at2，知物体的初速度为0，加速度为 a=2 m/s2，且加速度恒定不变，故A错误；根据∆x=aT2=2×1 m=2
考向2 以生产、生活实际为背景考查质点的直线运动
【样题4】 （2016·上海卷）物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为16 m的路程，第一段用时4 s，第二段用时2 s，则物体的加速度是[来源:学科网ZXXK]
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】根据题意，物体做匀加速直线运动，t时间内的平均速度等于时刻的瞬时速度，在第一段内中间时刻的瞬时速度；在第二段内中间时刻的瞬时速度，则物体加速度，选B。
【样题5】 （2014·海南卷）短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀减速运动两个阶段。一次比赛中，某运动员用11.00 s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2 s内通过的距离为7.5 m，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离。
【答案】5 m/s2 10 m
【解析】根据题意，在第1 s和第2 s内运动员都做匀加速运动，运动员在第2 s内通过的距离为7.5 m，则第2 s内的平均速度，即第1.5 s末的瞬时速度为
则运动员在加速阶段通过的距离
考向3 结合逆向思维考查学生的推理能力
【样题6】 如图所示，光滑斜面AE被分为四个相等的部分，一物体从A点由静止释放，它沿斜面向下做匀加速运动，依次通过B、C、D点，最后到达底端E点。下列说法正确的是
A．物体通过各点的瞬时速度之比为vB:vC:vD:vE=1:::2
B．物体通过各段时，速度增加量vB–vA=vC–vB=vD–vC=vE–vD
C．物体由A点到各点所经历的时间之比为tB:tC:tD:tE=1:::2
D．下滑全程的平均速度=vB
【答案】ACD
【解析】物体做初速度为零的匀加速直线运动，由v2=2ax可得，A正确；由于物体经过各段的时间不等，则速度增加量不等，B错误；由可得，C正确；因tB:tE=1:2，即tAB=tBE，vB为AE段中间时刻的速度，故=vB，D正确。学@科网
考向4 追及、相遇问题考查质点的直线运动
【样题7】 某一长直的赛道上，有一辆F1赛车前方200 m处有一安全车正以10 m/s的速度匀速前进，这时赛车从静止出发以2 m/s2的加速度追赶。试求：
（1）赛车出发3 s末的瞬时速度大小；
（2）赛车何时追上安全车？追上之前与安全车最远相距是多少米？
（3）当赛车刚追上安全车时，赛车手立即刹车，使赛车以4 m/s2的加速度做匀减速直线运动，问两车再经过多长时间第二次相遇？（设赛车可以从安全车旁经过而不发生相撞）
【答案】（1）6 m/s （2）20 s 225 m （3）20 s
【解析】（1）赛车在末的速度为：
（2）赛车追上安全车时有：
代入数据解得：
当两车速度相等时，相距最远，则有：
则相距的最远距离为：
所以赛车停止后安全车与赛车再次相遇，所用时间为：
专题二 相互作用与牛顿运动定律
考纲原文再现
内容
要求
滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力
形变、弹性、胡克定律
矢量和标量
力的合成和分解
共点力的平衡
牛顿运动定律及其应用
超重和失重
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
考查方向展示
考向1 利用牵连体考查物体的受力分析和平衡
【样题1】 （2016·新课标全国Ⅰ卷）如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则
A．绳OO'的张力也在一定范围内变化
B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
【答案】BD
【解析】物块b始终保持静止，物块a也始终保持静止，滑轮两侧绳子的夹角不变，连接物块a和b的绳的张力等于物块a的重力，所以连接物块a和b的绳的张力保持不变，绳OO'的张力也不变，AC错误；正确。
考向2 以图象为依托考查对动力学中的图象的识别和理解
【样题2】 （2015·新课标全国Ⅰ卷）如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v–t图线如图（b）所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出
A．斜面的倾角
B．物块的质量
C．物块与斜面间的动摩擦因数
D．物块沿斜面向上滑行的最大高度
【答案】ACD
【解析】小球滑上斜面的初速度已知，向上滑行过程为匀变速直线运动，末速度0，那么平均速度即，所以沿斜面向上滑行的最远距离，根据牛顿第二定律，向上
滑行过程，
考向3 结合牵连体考查牛顿运动定律的运用
【样题3】 （2014·四川卷）如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t=0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t=t0时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是
A
B
C
D
【答案】BC
【解析】P在传送带上的运动情况如表所示，其中f=μmPg，G=mQg，a1=，a2=。括号内表示传送带足够长时P的运动状态。
v1
v2
v1=v2
f>G
向右以a1匀减速到v1（后向右匀速）
向右以a2匀加速到v1（后向右匀速）
向右匀速
f2y1；所以Q点在c点的下方，也就是第三颗炸弹将落在bc之间，故A正确，BCD错误。
考向3 水平面内的圆周运动
【样题3】 （2014·新课标全国Ⅰ卷）如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是
A．b一定比a先开始滑动
B．a、b所受的摩擦力始终相等
C．ω=是b开始滑动的临界角速度
D．当ω=时，a所受摩擦力的大小为kmg
【答案】AC
【解析】小木块a、b都随水平转盘做匀速圆周运动，发生相对滑动前，a、b的角速度相等，静摩擦力提供向心力，有f=mRω2，由于b的转动半径较大，所以发生相对滑动前b所受静摩擦力较大，B错误；随
考向4 竖直面内的圆周运动
【样题4】 （2013·重庆卷）如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°。重力加速度大小为g。
（1）若ω=ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω0；
（2）ω=(1±k)ω0，且0aB，则Q靠近M端且为正电荷
C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAaB，说明电子在M点受到的电场力较大，M点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近M端为场源电荷的位置，应带正电，故B正确；无论Q为正电荷还是负电荷，一定有电势，电子电势能，电势能是标量，所以一定有EpA1）。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求（不计重力）：
（1）粒子运动的时间；
（2）粒子与O点间的距离。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动。设在x≥0区域，圆周半径为R1；在x<0区域，圆周半径为R2。由洛伦兹力公式及牛顿定律得
①
②
粒子速度方向转过180°时，所用时间t1为③
粒子再转过180°时，所用时间t2为④
联立①②③④式得，所求时间为⑤
（2）由几何关系及①②式得，所求距离为⑥
【样题3】 （2017·天津卷）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ现象存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，问：
（1）粒子到达O点时速度的大小和方向；
（2）电场强度和磁感应强度的大小之比。
【答案】（1），方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上 （2）
【解析】（1）粒子在电场中由Q到O做类平抛运动，设O点速度v与+x方向夹角为α，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据类平抛运动的规律，有：
x方向：
y方向：
粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为：
又：
解得：，即，粒子到达O点时速度方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上。
粒子到达O点时的速度大小为
【样题4】 （2016·浙江卷）为了进一步提高回旋加速器的能量，科学家建造了“扇形聚焦回旋加速器”。在扇形聚焦过程中，离子能以不变的速率在闭合平衡轨道上周期性旋转。扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示，圆心为O的圆形区域等分成六个扇形区域，其中三个为峰区，三个为谷区，峰区和谷区相间分布。峰区内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，谷区内没有磁场。质量为m，电荷量为q的正离子，以不变的速率v旋转，其闭合平衡轨道如图中虚线所示。
（1）求闭合平衡轨道在峰区内圆弧的半径r，并判断离子旋转的方向是顺时针还是逆时针；
（2）求轨道在一个峰区内圆弧的圆心角θ，及离子绕闭合平衡轨道旋转的周期T；
（3）在谷区也施加垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B'，新的闭合平衡轨道在一个峰区内的圆心角θ变为90°，求B'和B的关系。已知：sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β，cosα=1–2
【答案】（1） 旋转方向为逆时针方向 （2） （3）
【解析】（1）封区内圆弧半径①
旋转方向为逆时针方向②
（2）由对称性，封区内圆弧的圆心角③
每个圆弧的长度④
每段直线长度⑤
周期⑥
代入得⑦
（3）谷区内的圆心角⑧
谷区内的轨道圆弧半径⑨
由几何关系⑩
由三角关系⑪
代入得⑫
考向3 通过叠加场模型考查带电粒子在复合场中的运动
【样题5】 （2016·天津卷）如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=0.5 T。有一带正电的小球，质量m=1×10–6 kg，电荷量q=2×10–6 C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象），取g=10 m/s2。求：
（1）小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；
（2）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t。学￥科网
【答案】（1）20 m/s，与电场方向夹角为60° （2）3.5 s
代入数据解得tan θ=，θ=60°④
（2）解法一：
撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为a，有
a=⑤
设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x，有x=vt⑥
设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y，有y=at2⑦
a与mg的夹角和v与E的夹角相同，均为θ，又tan θ=⑧
联立④⑤⑥⑦⑧式，代入数据解得t=2s=3.5 s⑨
解法二：
撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运送没有影响，以P点为坐标原点，竖直向上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速运动，其初速度为vy=vsin θ⑤
若使小球再次穿过P点所在的电场线，仅需小球的竖直方向上分位移为零，则有vyt–gt2=0⑥
联立⑤⑥式，代入数据解得t=2s=3.5 s⑦
考向4 通过交变场模型考查带电粒子在复合场中的运动
【样题6】 （2016·江苏卷）回旋加速器的工作原理如图甲所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m，电荷量为+q，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U0．周期T=。一束该种粒子在t=0~时间内从A处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求：
（1）出射粒子的动能；
（2）粒子从飘入狭缝至动能达到所需的总时间；
（3）要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d应满足的条件。
甲 乙
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）粒子运动半径为R时
且
解得
（3）只有在0~时间内飘入的粒子才能每次均被加速
则所占的比例为
由，解得
专题十 电磁感应
考纲原文再现
内容
要求
电磁感应现象
磁通量
法拉第电磁感应定律
楞次定律
自感、涡流
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
考查方向展示
考向1 以物理学史为背景考查电磁感应现象的研究
【样题1】 （2014·新课标全国卷）在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是
A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
【答案】D
【解析】法拉第发现的电磁感应定律并总结出五种情况下会产生感应电流，其核心就是通过闭合线圈的磁通量发生变化，选项AB中，绕在磁铁上面的线圈和通电线圈，线圈面积都没有发生变化，前者磁场强弱没有变化，后者通电线圈中若为恒定电流则产生恒定的磁场，也是磁场强弱不变，都会导致磁通量不变化，不会产生感应电流，选项A、B错。选项C中往线圈中插入条行磁铁导致磁通量发生变化，在这一瞬间会产生感应电流，但是过程短暂，等到插入后再到相邻房间去，过程已经结束，观察不到电流表的变化。选项C错。选项D中，线圈通电或断电瞬间，导致线圈产生的磁场变化，从而引起另一个线圈的磁通量变化产生感应电流，可以观察到电流表指针偏转，选项D对。学@科网
考向2 以科技应用为背景考查楞次定律
【样题2】 （2017·新课标全国Ⅰ卷）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方
案是
【答案】A
【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化。在A图中系统振动时在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故A正确；而BCD三个图均无此现象，故错误。
考向3 以导体框穿越磁场为模型考查法拉第电磁感应定律
【样题3】 （2017·新课标全国Ⅱ卷）两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是
A．磁感应强度的大小为0.5 T
B．导线框运动速度的大小为0.5 m/s
C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D．在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N
【答案】AC
【解析】开关闭合时，电感阻碍电流变化，产生自感电动势，I1缓慢减小，I2缓慢增大；电路稳定时电
考向4 以导体棒切割磁感线为背景考查动生电动势的计算
【样题4】 （2017`北京卷）发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。
（1）求在Δt时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。
（2）从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。
a．请在图3（图1的导体棒ab）、图4（图2的导体棒ab）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。
b．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明。
【答案】（1） （2）a．如图3、4 b．见解析
【解析】（1）图1中，电路中的电流
棒ab受到的安培力F1=BI1L
在Δt时间内，“发电机”产生的电能等于棒ab克服安培力做的功
图2中，棒ab受到的安培力F2=BIL
在Δt时间内，“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab做的功
b．设自由电荷的电荷量为q，沿导体棒定向移动的速率为u
如图4所示，沿棒方向的洛伦兹力，做负功
垂直棒方向的洛伦兹力，做正功
所示，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零
做负功，阻碍自由电荷的定向移动，宏观上表现为“反电动势”，消耗电源的电能；做正功，宏观上表现为安培力做正功，使机械能增加。大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递能量的作用。学@科网
考向5 以棒切割为模型考查电磁感应与电路的综合问题
【样题5】 （2016·新课标全国Ⅲ卷）如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一
水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求：
（1）在t=0到t=t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；
（2）在时刻t（t>t0）穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）在金属棒未越过MN之前，t时刻穿过回路的磁通量为
设在从t时刻到的时间间隔内，流过电阻R的电荷量为
回路磁通量的变化量
由法拉第电磁感应定律有，由欧姆定律有，由电流的定义有
联立可得
在t=0到t=时间间隔内，流过电阻R的电荷量q的绝对值
由欧姆定律有
联立可得
考向6 结合图象考查电场感应的综合问题
【样题6】 （2016·广东卷）如图（a）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L=0.4 m，导轨右端接有阻值R=1 Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L，从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图（b）所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v=1 m/s做直线运动，求：
（1）棒进入磁场前，回路中的电动势E；
（2）棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。
【答案】（1）E=0.04 V；（2）F=0.04 N，i=t–1（其中，1 s≤t≤1.2 s）
【解析】（1）在棒进入磁场前，由于正方形区域abcd内磁场磁感应强度B的变化，使回路中产生感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，在棒进入磁场前回路中的电动势为E==0.04 V
（2）当棒进入磁场时，磁场磁感应强度B=0.5 T恒定不变，此时由于导体棒做切割磁感线运动，使回路中产生感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中的电动势为：e=Blv，当棒与bd重合时，切割有效长度l=L，达到最大，即感应电动势也达到最大em=BLv=0.2 V>E=0.04 V
根据闭合电路欧姆定律可知，回路中的感应电流最大为：im==0.2 A
根据安培力大小计算公式可知，棒在运动过程中受到的最大安培力为：F=imLB=0.04 N
在棒通过三角形abd区域时，切割有效长度l=2v(t–1)（其中，1 s≤t≤＋1 s）
综合上述分析可知，回路中的感应电流为：i==（其中，1 s≤t≤＋1 s）[来源:学科网]
即i=t–1（其中，1 s≤t≤1.2 s）
考向7 以能量转化为纽带考查法拉第电场感应定律的综合应用
【样题7】 如图所示，两金属杆AB和CD长均为L，电阻均为R，质量分别为3m和m。用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平光滑的绝缘圆棒两侧。在金属杆AB下方有高度为H的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与回路平面垂直，此时CD处于磁场中。现从静止开始释放AB，经过一段时间，AB即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时CD尚未离开磁场，这一过程中AB上产生的焦耳热为Q。求：
（1）AB即将进入磁场的上边界时，速度v1的大小；
（2）此过程中CD移动的距离h和通过导线横截面的电荷量q。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）AB到达磁场上边界时，加速度为零，则
对AB有3mg=2T
对CD有2T=mg+B0IL
又
解得[来源:学科网]
（2）根据能量守恒有
解得
通过导线横截面的电荷量
考向8 移动力学为背景考查电磁感应的综合问题
【样题8】 如图所示，两根相距L1的平行粗糙金属导轨固定在水平面上，导轨上分布着n 个宽度为d、间距为2d的匀强磁场区域，磁场方向竖直向上。在导轨左端连接一个阻值为R的电阻，导轨的左端距离第一个磁场区域L2的位置放有一根质量为m、长为L1、阻值为r的金属棒，导轨电阻及金属棒与导轨间的接触电阻均不计。某时刻起，金属棒在一水平向右的已知恒力F作用下由静止开始向右运动，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。
（1）若金属棒能匀速通过每个匀强磁场区域，求其离开第2个匀强磁场区域时的速度v2的大小。
（2）在满足（1）的条件时，求第n个匀强磁场区域的磁感应强度Bn的大小。
（3）现保持恒力F不变，使每个磁场区域的磁感应强度均相同，发现金属棒通过每个磁场区域时电路中的电流变化规律相同，求金属棒从开始运动到通过第n个磁场区域的整个过程中左端电阻R上产生的焦耳热Q。
【答案】（1） （2）
（3）
【解析】（1）金属棒在磁场外做匀加速运动，有
金属棒进入第2个匀强磁场时的速度也为v2，且
解得
（2）金属棒进入第n个匀强磁场区域前，匀加速运动的总位移
金属棒进入第n个匀强磁场的速度
金属棒在第n个匀强磁场中匀速运动，则有
安培力
解得
（3）金属棒进入每个磁场时的速度v0和离开每个磁场时的速度v均相同
由运动学公式有，
金属棒从开始运动到通过第n个磁场区域的过程中，由能量守恒有
解得
电阻R上产生的焦耳热
专题十一 交变电流
考纲原文再现
内容
要求
交变电流、交变电流的图像
正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值
理想变压器
远距离输电
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
考查方向展示
考向1 以发电机模型考查交流电的产生原理和概念
【样题1】 （2015·四川卷）小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压
A．峰值是e0 B．峰值是2e0 C．有效值是 D．有效值是
【答案】D
【解析】由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故选项AB错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U=，即U=，故选项C错误；选项D正确。
考向2 以生活实际为背景考查交变电流的应用
【样题2】 （2017·江苏卷）某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则
A．电感L1的作用是通高频 B．电容C2的作用是通高频
C．扬声器甲用于输出高频成分 D．扬声器乙用于输出高频成分
【答案】BD
【解析】电感线圈对交流电的阻碍作用由感抗描述，，频率越高阻碍作用越大，对输入端的
考向3 以交流电源考查理想变压器及原理
【样题3】 （2017·北京卷）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是
A．原线圈的输入功率为220W
B．电流表的读数为1 A
C．电压表的读数为110V
D．副线圈输出交流电的周期为50 s
【答案】B
【解析】电表的读数均为有效值，原线圈两端电压有效值为220 V，由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比，可知副线圈两端电压有效值为110 V，C错误；流过电阻R的电流为2 A，可知负载消耗的功率为220 W，根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为220 W，A错误；由P=UI可知，电流表的读数为1 A，B正确，由交变电压瞬时值表达式可知，ω=100π rad/s，周期T=0.02 s，D错误。
考向4 以电路动态分析为背景考查理想变压器原理及应用
【样题4】 （2016·天津卷）如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是
A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大
C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大
D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大、A2示数变大
【答案】B
【解析】当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R的阻值变大，副线圈中电流变小，原线圈中电流也变小，电流表A1示数变小；R1消耗的功率及两端电压均变小，副线圈总电压不变，则电压表的示数变大，
考向5 以交流电源和理想变压器为载体考查交变电流的综合问题
【样题5】 （2014·福建卷）图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1=n42R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时
A．A1、A2两表的示数相同
B．L1、L2两灯泡的亮度相同
C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率
D．R2两端的电压小于R4两端的电压
【答案】D
【解析】取，降压变压器与L1部分可等效为电阻r====k2RL，则A1示数
专题十二 原子与原子核
考纲原文再现
主题
内容
要求
原子结构
氢原子光谱
氢原子的能级结构、能级公式
Ⅰ
Ⅰ
原子核
原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期
放射性同位素
核力、核反应方程
结合能、质量亏损
裂变反应和聚变反应、裂变反应堆
射线的危害和防护
Ⅰ
Ⅰ[来源:学科网ZXXK]
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
波粒二象性
光电效应
爱因斯坦光电效应方程
Ⅰ
Ⅰ
考查方向展示
考向1 有关原子物理的物理学史问题
【样题1】 （2016·天津卷）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．查德威克用α粒子轰击获得反冲核，发现了中子
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型[来源:学+科+网]
【答案】AC
【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，选项A正确；卢瑟福用α粒子轰击，获得反冲核，发现了质子，选项B错误；贝克勒尔发现的天然放射性现象，
[来源:Zxxk.Com]
考向2 结合经典实验考查α粒子散射实验和光电效应
【样题2】 （2016·上海卷）卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在
A．电子 B．中子
C．质子 D．原子核
【答案】D
【解析】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。故选项D正确。学￥科网
【样题3】 用如图所示的装置演示光电效应，当用某种频率的光照射光电管时，闭合开关S，此时电流表A的读数为I，若改用更高频率的光照射光电管
A．断开开关S，则一定有电流流过电流表A
B．将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电子到达阳极时的速度必将变小
C．只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，光电管中可能没有光电子产生
D．只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，电流表A读数可能为0
【答案】AD
【解析】原来电路中，光电管两端加反向电压，此时有光电流，若改用更高频率的光照射光电管，且断开开关S，光电子的最大初动能增大，且无反向电压的减速，光电子一定能到达阳极，有光电流产生，A正确；将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电管两端的反向电压减小，光电子到达阳极的速度必将增大，
考向3 通过能级图考查波尔理论
【样题4】 氢原子的部分能级如图所示，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出不同频率的光。已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间。由此可推知，氢原子
A．从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高
B．从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光
C．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
D．频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的
【答案】CD
【解析】能级间跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差，即，从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率最大为1.51 eV，小于可见光的光子能量，A错误；从高能级向n=2能级跃迁时辐
考向4 结合实际考查三种射线、衰变及半衰期
【样题5】 （2017·天津卷）我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，故A正确；是卢瑟福发现质子的核反应，他用α粒子轰击氮原子核，产生氧的同位素——氧17和一个质子，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故B错误；是小居里夫妇用α粒子轰击铝片时发现了放射性磷（磷30），属于人工核反应，故C错误；是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误。
考向5 结合实际考查核反应类型以及核能
【样题6】 （2017·新课标全国Ⅰ卷）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是。已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为
A．3.7 MeV B．3.3 MeV
C．2.7 MeV D．0.93 MeV
【答案】B[来源:学.科.网]
【解析】根据质能方程，释放的核能，，则，故B正确，ACD错误。学@科网
[来源:学科网ZXXK]
专题十三 实验
考纲原文再现
内容
要求
实验一：研究匀变速直线运动
实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系[来源:学科网ZXXK]
实验三：验证力的平行四边形定则
实验四：验证牛顿运动定律
实验五：探究动能定理
实验六：验证机械能守恒定律
实验七：验证动量守恒定律
实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线
1.要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等
2.要求认识误差问题在实验中的重要
考查方向展示
考向1 以弹簧或橡皮筋为纽带的力学实验
【样题1】 （2015·福建卷）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
（1）图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm，图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为 cm；
（2）本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是 ；（填选项前的字母）
A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
（3）图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是 。
【答案】（1）6.93 cm （2）A （3）钩码重力超过弹簧弹力范围
【解析】（1）由乙图知，读数为14.66cm，所以弹簧伸长14.66–7.73=6.93 cm；
考向2 以纸带或光电门为纽带的车板模型[来源:Zxxk.Com]
【样题2】 （2017·北京卷）如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。
A．直流电源 B．交流电源[来源:学科网]
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。
A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量
在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A．计时器不打点 B．计时器打点
（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得
A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。
实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。
（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。
（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W关系的是________。
【答案】（1）B （2）A B （3）mgx2 （4）v2=kW，k=(4.5~5.0) kg–1 质量 （5）A[来源:学|科|网Z|X|X|K]
【解析】（1）打点计时器均使用交流电源，选B。
（2）平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡，选A；平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动，选B。学@科网
（3）小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此W=mgx2；小车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则。
考向3 以平抛运动为基础研究弹性势能及动量守恒
【样题3】 （2011·北京卷）如图甲，用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量______（填选项前的符号），间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
（2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______（填选项前的符号）
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____________________（用（2）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为____________________（用（2）中测量的量表示）。
（4）经测定，m1=45.0 g，m2=7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示．碰撞前、后m1的动量分别为与，则:=_______:11；若碰撞结束时m2的动量为，则:=11:_______。实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为_______。
（5）有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用（4）中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为______cm。[来源:Zxxk.Com]
【答案】（1）C （2）ADE （3）m1·OP=m1·OM+m2·ON m1·OP2=m1·OM2+m2·ON2 （4）14 2.9 1.01
（5）76.8
【解析】（1）验证动量守恒定律实验中，要研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可通过落地高度不变情况下的水平射程来体现速度，故选C。
（2）实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球
（4）碰撞前后m1动量之比为，碰后m1、m2动量之比为，碰撞前后总动量的比值。
（5）发生弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最大，根据动量守恒有，动能守恒有，解得，最大射程。
考向4 以测量电阻或电动势为核心的电学实验
【样题4】 （2017·天津卷）某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。
（1）按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_______导线断开；若读数为零，则一定是_______导线断开。
（2）排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。由I1–I2图象得到电池的电动势
E=_______V，内阻r=_______Ω。
【答案】（1） （2）1.41（1.36~1.44均可） 0.5（0.4~0.6均可）
【解析】（1）用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在间后有示数，说明电路被接通，即间有断路故障，再测量间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到间，则一定是导线断开；若读数为零，则说明电路未被接通，断路故障的范围被确定在间。
（2）根据闭合电路的欧姆定律有，由于，上式可简化为，即，图线斜率，解得内阻r=0.5 Ω，代入横截距(260 mA，0.05 mA)，解得电动势E=1.41 V。
专题十四 模块3-3
考纲原文再现
主题
内容
要求
说明
分子动理论
与统计观点
分子动理论的基本观点和实验依据
阿伏加德罗常数
气体分子运动速率的统计分布
温度、内能
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
固体、液体与气体
固体的微观结构、晶体和非晶体
液晶的微观结构
液体的表面张力现象
气体实验定律
理想气体
饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压
相对湿度
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
热力学定律
与能量守恒
热力学第一定律
能量守恒定律
热力学第二定律
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
单位制
中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如摄氏度、标准大气压
Ⅰ
知道国际单位制中规定的单位符号
实验
用油膜法估测分子的大小
要求会正确使用温度计
实验
考查方向展示
考向1 以基本概念和基本实验为主线考查热学基础知识
【样题1】 （2017·新课标全国Ⅰ卷）氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正
确的是
[来源:Z.xx.k.Com]
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
【答案】ABC
【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所
考向2 通过玻璃或汽缸模型考查气体实验定律
【样题2】 （2017·新课标全国Ⅲ卷）一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：
（1）待测气体的压强；
（2）该仪器能够测量的最大压强。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）水银面升至M下端时，M和K1中气体刚被封住，封闭气体的体积，压强等于待测气体的压强p；提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1和K2中水银面高度差为h，可知K1中封闭气体的压强，体积[来源:学§科§网]
整个过程为等温过程，由玻意耳定律有
【样题3】 （2017·新课标全国Ⅰ卷）如图，容积均为V的气缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给气缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃，气缸导热。
（1）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
（2）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；
（3）再缓慢加热气缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强。
【答案】（1） 2p0 （2）气缸B顶部 （3）1.6p0
【解析】（1）设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律有，学@科网
联立可得，
（2）打开K3后，活塞上升，设活塞不再上升时，活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2
由玻意耳定律得
可得，所以打开K3后，活塞会上升到气缸B的顶部
专题十五 模块3-4
考纲原文再现
主题
内容
要求
机械振动与机械波
简谐运动
简谐运动的公式和图像
单摆、周期公式
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
受迫振动和共振
机械波、横波和纵波
横波的图像
波速、波长和频率(周期)的关系
波的干涉和衍射现象
多普勒效应
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
电磁振荡与电磁波[来源:学科网ZXXK]
电磁波的产生
电磁波的发射、传播和接收
电磁波谱
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
光
光的折射定律
折射率
全反射、光导纤维
光的干涉、衍射和偏振现象
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
相对论
狭义相对论的基本假设
质能关系
Ⅰ
Ⅰ
实验
实验一：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度
实验二：测定玻璃的折射率
实验三：用双缝干涉测光的波长
实验
考查方向展示
考向1 通过图象考的形式考查机械振动和机械波[来源:学_科_网Z_X_X_K]
【样题1】 （2017·新课标全国Ⅲ卷）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法正确的是
A．波长为2 m
B．波速为6 m/s
C．频率为1.5 Hz
D．t=1 s时，x=1 m处的质点处于波峰
E．t=2 s时，x=2 m处的质点经过平衡位置
【答案】BCE
【解析】由波形图可知，波长为4 m，A错误；实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5 s时的波形图，波沿x轴正方向传播，又该波的周期大于0.5 s，则0~0.5 s时间内波传播的距离，，故
考向2 通过计算题形式考查机械振动和机械波
【样题2】 （2015·新课标全国Ⅱ卷）平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与Q的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1 s，振幅A=5 cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：
（1）P、Q之间的距离；
（2）从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。
【答案】（1）133 cm （2）125 cm
【解析】（1）由题意，O、P两点的距离与波长满足：
波速与波长的关系为：
在t=5s时间间隔内波传播的路程为vt，由题意有：
综上解得：PQ=133 cm
（2）Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为：
波源由平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A，由题意可知：
故t1时间内，波源运动的路程为s=25A=125 cm学*科网
考向3 综合考查电磁波及其相关知识
【样题3】 （2016·新课标全国Ⅱ卷）关于电磁波，下列说法正确的是
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
【答案】ABC
【解析】电磁波在真空中的传播速度即为真空中的光速，与频率无关，A正确；根据麦克斯韦的电磁
考向4 综合基本概念和基本规律考查光学知识
【样题4】 （2017·天津卷）明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是
A．若增大入射角i，则b光先消失
B．在该三棱镜中a光波长小于b光
C．a光能发生偏振现象，b光不能发生
D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低
【答案】D
【解析】设折射角为α，在右界面的入射角为β，根据几何关系有：，根据折射定律：，增大入射角i，折射角α增大，β减小，而β增大才能使b光发生全反射，故A错误；由光路图可知，a光
考向5 通过计算题的形式考查光的折射和全反射
【样题5】 （2017·新课标全国Ⅲ卷）如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。求
（1）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；
（2）距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i，当i等于全反射临界角i0时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l。学#科网[来源:学,科,网]
①
设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有 ②
由几何关系有③
联立①②③式并利用题给条件，得④
（2）设与光轴距的光线在球面B点折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，由折射定律有
⑤
设折射光线与光轴的交点为C，在△OBC中，由正弦定理有⑥
由几何关系有⑦
⑧
联立⑤⑥⑦⑧式及题给的条件得 ⑨
