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21年1月考试季锦秋名师考点解析|A-Level物理U4、U5考情回顾及备考指导

关键词:      浏览:      发布日期:2021-02-18 14:02

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  在A-Level的多个科目当中A-Level物理备考时会涉及到很多知识点的融合,不仅需要理论上的理解也需要运用到实际操作中作为最具权威性的国际课程之一,A-Level物理在知识的广度和应用性上,可是远远超过了国内物理课程因为要学习的知识范围比较广泛,A-Level物理考试是分单元进行的,在备考时同学们可以专门针对各单元复习以此来提升复习效率和效果,下面我们一起跟着锦秋物理组老师回顾下刚刚结束的爱德思考试局2021年1月考试季。

  锦秋名师带你梳理A-Level物理考点啦!!

  A-Level物理U4 2021年1月考情分析

  考试日期:2021年1月11日

  考试时长:1小时45分

  Question1

  考查向量:A选项电场强度是向量,B选项冲量也为向量,C选项磁通量密度为向量,只有D选项做功是标量。

  Question2

  考查动能和动量的关系:题目中给出质点的质量,动量和动能,自然想到利用1.png进行计算,带入第二个质点的质量m/2和动量2p得出动能。

  Question3

  考查质子数中子数的计算:题目中给出Og的原子序数和质量数。可得质子数为118,质子数加中子数为294,即可计算中子数。

  Question4

  考查质量单位的换算:

2.png

  Question5

  考查电容的充电过程:电容充电过程中,电容两端电压逐渐增大。而电路中电容和电阻的总电压为电源电压,电源电压不变,电阻两端的电压会逐渐减小。由此可选出正确答案。

  Question6

  考查磁场的偏转作用:带电粒子在磁场中受力作圆周运动,根据左手定则,带正点的正电子向左偏转,而带负电的µ向右偏转。磁场力与向心力联立得到圆周运动半径为

3.png。因为电子质量远大于µ,所以电子的运动半径更大。即可选出正确答案。

 Question7

  考查点电荷电场强度:点电荷电场强度公式为4.png

,可以分别计算出2µC和3µC在X点产生的电场强度。又因为电场强度是矢量,符合适量叠加原理,而两个正电荷在X处产生的场强方向相反,应相减计算合场强。

 Question8

  考查磁场力计算:利用公式F=BIl计算,电流大小为5.png

。已知磁场方向为N极指向S极,电子秤示数升高说明导线给磁铁一个向下的力,根据牛顿第三定律,磁铁给导线的力是向上的,根据左手定则可判断出电流方向为X到Y。

 Question9

  考查电场线和等势面:电极板之间的电场线从正极指向负极,等势面垂直于电场线,且沿着电场线电势下降。

 Question10

  考查电容放电关系。电容放电过程中电流与时间的关系为微信图片_20210218135225.png,整理可得微信图片_20210218135227.png。斜率为微信图片_20210218135230.png

  Question11

  考查电容

  (a)利用公式9.png

计算一个电容上所带电荷,两个电容并联,电压相等都为6.0V,且总电荷为两个电容电荷之和。

  (b)利用公式10.png计算一个电容上储存的能量,两个电容并联,电压相等都为6.0V,且总能量为两个电容能量之和。

  Question12

  考查圆周运动

  首先要判断出当硬币运动到最低点的时候洗衣机内壁给硬币的支持力最大,此时向心力为支持力与重力的合力。利用每分钟600圈计算转动角速度,再利用圆周运动公式求解该支持力。

  Question13

  考查核反应守恒

  (a)静止的反中子衰变放出一个反电子,根据动量守恒,其他产物也必然有速度。而反应前动能为零,反应后动能不为零,产物的总质量必然小于反应物,才能满足质能守恒原理。

  (b)该题目要说出并解释符合何种守恒定律,解释部分不可或缺。可满足电荷守恒,轻子数守恒和重子数守恒,要分别说出四种物质的电荷,轻子数和重子数证明守恒。

  Question14

  考查相对论和标准模型

  (a)通过计算muon在11.png内的运动距离发现小于1600m。所以在该速度下一定会发生相对论现象,使得muon的寿命增长。

  (b)题目中提示在标准模型下进行解释。只要说明meson是有正反两个夸克组成的,而muon为轻子,质量远小于夸克即可。

  Question15

  考查回旋加速器

  (a)该题着重强调解释电场和磁场的作用。是6分的星号论述题,要注意内容的完整度和论述顺序。首先电场的作用为加速作用,回旋加速器使用一个交流电压在圆盘缝隙处产生电场进行加速。磁场的作用为偏转作用,带电粒子受磁场力作用做圆周运动。圆周运动半径随着速度的增加而增大。而每次划过半个圆周的时间相同,所以可以采用恒定频率的交流电压。

  (b)根据公式12.png,圆周运动半径随着速度的增加而增大13.png。利用动能计算出阿拉法粒子的速度,带入公式即可求解磁通量密度。

  Question16

  考查电磁感应现象

  (a)是个非常典型的“如何产生感应电流”题目。答题要点如下:1增加的电流产生变化的磁场2线圈中磁通量变化3根据法拉第定律,磁通量变化产生感应电动势4闭合回路产生感应电流5因为电流为稳定增加,所以产生恒定的感应电流。

  (b)(i)题目中给出电阻率,长度和横截面积,想到公式14.png

(ii)求解加热功率,需要利用15.png进行求解。而感应电流大小需要带入法拉第定律16.png,因为是稳定变化的,可以用平均值进行计算,带入题目中的最大磁通量和时间,N=1(single conducting loop),即可计算出功率。

  Question17

  考查动量和冲量

  (a)题目已经提示利用冲量进行计算,带入冲量公式17.png

      (b)(i)利用动量守恒定律求解。将速度进行分解,分别列出水平和垂直方向的动量守恒,计算2的碰撞后速度。

  (ii)利用(i)问答案,计算碰撞前后的总动能,即可判断是否是弹性碰撞。动能不变为弹性碰撞,动能减小为非弹性碰撞。

  (c)解释动量守恒的前提假设,这个题目也要注意题目要求解释而非直接写出。动量守恒的前提为合外力为零,因为如果有力的作用必然有冲量,动量就不再守恒。

  Question18

  考查alpha粒子散射实验

  (a)计算alpha粒子的最大加速度,首先要计算出它与金原子的最小距离。它靠近金原子的过程中动能转化为电势能,最靠近金原子的位置上动能为零,利用机械能守恒即可求解最近位置。再带入库仑定律求出该位置的电场力和加速度。

  (b)在小角度偏转中,alpha粒子与金原子距离最近时速度不为零,所以距离与上一问相比要更大,加速度必然更小。

  Question19

  考查密立根油滴实验与电场

  (a)(i)证明最终速度与油滴半径间的关系,这个题目其实是U1的知识点,当重力与斯托克斯平衡时速度不再发生改变,联立两个力的表达式即可推导出结果。

  (ii)将数值带入上一问公式进行计算。

  (iii)油滴处在平行极板间的匀强电场中,在重力和电场力的作用下静止,联立两个力的表达式即可计算出油滴电荷。

  (b)根据图像得出学生实验测得的油滴电荷都为电子电量的整数倍,读出图中数值列举进行证明。

  (c)题目中提示粘性系数不准确,根据前面的一系列推导得到电场力与斯托克斯力相等,联立可得线性系数与求解出的电荷值成正比,密立根计算出的电荷值偏小,所以他使用的空气粘性系数偏小。

  A-Level物理U5 2021年1月考情分析

  考试日期:2021年1月15日

  考试时长:1小时45分

  Question1

  考查分子的动理论:在之前的真题中反复出现过类似题目。氧气和氮气在温度相等的情况下分子的平均动能相同,又因为氧气分子质量更大,所以平均速度更小。A选项平均速度大是错误的;B选项平均速率相同是错误的;C选项平均动能氧气的更大是错误的。

  Question2

  考查暗物质:需要将暗物质和黑洞还有反物质进行区分。A选项吸收所有电磁波是黑洞的性质;C选项暗物质有质量,所以会有引力作用;D选项暗物质非反物质。

  Question3

  考查辐射的穿透性和电离能力:要明确alpha粒子的电离能力最强,但穿透性差,gamma射线的电离能力最弱但穿透性最强。

  Question4

  考查黑体辐射:根据维恩定律,λmax与温度成反比,所以随着金属棒温度上升,λmax下降;随着金属棒温度下降,λmax上升。

  Question5

  考查简谐振动:总能量与振幅的平方成正比,总能量变成以前的四倍,振幅变为以前的两倍。

  Question6

  考查标准烛光计算:根据题目中给出的距离,光强和光度,必然需要用公式18.png进行计算。

  Question7

  考查万有引力:绕地球运行的卫星,处在失重状态,所以重量为零。

  Question8

  考查黑体辐射Stephan-Boltzman定律:根据题目中给出的光度和温度,半径的条件,考虑应用Stephan-Boltzman定律。带入求解即可。

  Question9

  考查简谐振动图像:已知加速度-时间图像,又根据简谐振动的加速度与位移成正比,方向相反,可判断出A为位移-时间图像。

  Question10

  考查简谐振动图像:已知加速度时间图像,又根据加速度为速度-时间图像斜率判断出可判断出C为速度-时间图像。

  Question11

  考查万有引力:该题为简单的公式计算题,万有引力场场强计算公式19.png,带入求解即可。

  Question12

  考查比热容:

  (a)利用电热器对水加热,电能转换成水的热能。水吸收的能量可用比热容进行计算,消耗的电能为功率乘以时间,另两个能量相等可求时间。注意计算水吸收热能时可用摄氏度为温度的单位。

  (b)在La Paz,因为沸点降低,导致加热相同时间水已经沸腾。水吸收能量分为了两部分,一部分为加热到87.7摄氏度的能量,用比热容进行计算;另一部分为变为水蒸气吸收的能量,用潜热进行计算,即可求出蒸发的水的质量。

  Question13

  考查单位和单摆:

  (a)能量的单位表示成基本单位,这是AS的知识点。带入任意能量计算公式即可,例如20.png

  (b)题目中已经提示了这是一个单摆的计算,找到单摆的周期公式21.png计算即可。

  (c)写出一个利用“seconds pendulum”代替米进行长度丈量的缺点,不需要解释。可以利用上一问的计算过程和结果发散分析。例如计算过程依赖重力加速度,无法统一;比如1 seconds pendulum太小,丈量结果数值太大。

  Question14

  考查理想气体:

  (a)题目给出气体体积V,原子数量N,和温度T,求解压强p。很容易想到带入理想气体状态方程pV=NkT进行求解。注意温度单位需要换算成开尔文K。

  (b)当一部分气体放出后,温度和压强都发生了变化,但是容器体积不变,利用理想气体状态方程重新进行计算,可得新的原子数量,求解比值即可。

  Question15

  考查辐射的穿透性

  该题题干较长,有大量阅读给出。根据阅读部分内容可知在穿过铁板的过程中,gamma射线的强度成指数衰减。根据给出的关系式,两边求对数,即可整理出线性方程22.png。图像斜率为-µ。在图中直线上标出两点可计算出斜率。利用斜率可计算µ。并带入公式23.png求解辐射计量下降一半的距离并进行比较。

  Question16

  考查红移现象

  (a)(i)解释红移也是一道比较常规的论述题,需要答出两个要点:这是多普勒效应的结果,当波源远离探测者时,探测到的波的波长会增加。

  (ii)计算NGC6052与地球的距离,题目中给出的条件是哈勃常数。利用哈勃常数和运动速度即可计算距离,而运动速度可由红移来进行计算。利用上面题干给出的z值可知NGC6052与地球的相对速度为光速的0.0158倍。

  (b)两个相撞的星系正在加速靠近,解释为什么加速要先找到加速是因为哪种力的作用,因为这明显是引力的作用,所以可想到万有引力定律,力与距离的平方成反比,所以随着时间的推移,两个星系距离越近力越大,加速度越大。

  Question17

  考查万有引力

  (a)(i)评价课本中对于卫星Salyut 1每天日出次数的说明,其实就是计算Salyut 1的绕地球运动的公转周期,每公转一周会看到一次日出。将地球与卫星的间万有引力和向心力联立,即可计算出卫星周期。注意要将周期带入到向心力公式中,如下所示24.png

  (ii)计算重力势能的改变量,需要公式25.png求解卫星轨道和地球表面的重力势能并计算差值。

  (b)解释为什么卫星进入大气层后会燃烧。进入大气层是非常明显的暗示,易想到燃烧是由于与大气摩擦生热导致的。

  Question18

  考查简谐振动

  (a)常规论述题,简谐振动的定义。注意分值为两分,体现两个得分点:1 加速度与位移成正比;2 加速度方向与位移相反。

  (b)(i)计算题,需要利用公式26.png计算振幅,角频率ω可用频率计算得出。

  (ii)计算题,需要利用公式27.png计算。

  (c)(i)定义题,弹性材料就是可以进行弹性形变的材料。

  (ii)定义题,该题考察的是必考的共振定义,答案需要体现三个得分点:胁迫频率等于固有频率时,振幅最大的现象是共振,共振说明能量转移最强。

  Question19

  考查衰变反应

  (a)(i)反应配平,需要准确写出β粒子的质子数为-1,核子数为0,根据守恒定律计算出其他量。

  (ii)利用质能守恒定律,计算出反应前后的质量损失,利用28.png即可计算反应过程中放出的能量。注意题目中质量是以u为单位给出的,能量单位为MeV,均需要进行单位换算。

  (iii)该题要求解释为什么beta粒子的动能可能不同,考虑动量守恒定律,要求反应前后总动量不变,而反应后有三个产物,他们的总动量一定,由于发射速度方向和大小不一,导致动能的分配不一,有一定的取值范围。

  (b)(i)单纯考察activity的计算的题目,先根据半衰期可计算衰变常数λ,利用公式29.png计算即可。

  (ii)单纯考察activity的计算的题目,利用A随时间的变化规律30.png即可计算出50年后的activity,并与实验室样本进行比较得出结论。

  Question20

  考查恒星的演化

  (a)(i)太阳为一颗中等偏下质量的恒星,在HR diagram图中为中间偏右的位置。

  (ii)当星团进行演化的时候,因为质量大的恒星引力场强,密度大温度高,燃烧速度快,所以首先是大质量恒星由主序星演化成红超巨星。H-R图中左上角的恒星逐渐进入右上角区域。

  (b)(i)考察蓝移现象,从图中读出两个波谷位置的波长分别都小于393.4和396.5。可利用公式31.png计算Andromeda的相对速度。

  (ii)空间中的尘埃会吸收一部分电磁波,使得探测到的电磁波偏小。如果用标准烛光法进行计算32.png

,不考虑尘埃的吸收,计算出的距离就会偏大。