21年10月考试季考点解析 | A-Level物理U4考情回顾及备考指导

A-Level物理作为一个纯理科，想要取得好成绩，除了掌握一定的学习方法，刷题当然也是必不可少的。下面我们一起跟着锦秋A-Level回顾下爱德思考试局2021年10月考试季A-Level物理U4考情解析!

在A-Level最难科目排行榜前五拥有姓名的物理，因其复杂的知识体系高难度数学技能，实验元素作为最难A-Level科目之一，A*率只有10%左右，想要拿A*需要付出更多的时间和努力。

A-Level物理U42021年10月考题分析

考试日期：2021年10月19日

考试时长：1小时45分

考试题目：共计18道

Q1

neutrino是一种Lepton，是一种基本粒子。

Q2

在一个弹性碰撞的过程中，动量守恒，动能也守恒。

Q3

第二个物体在质量翻倍之后动能也翻倍，说明其速度与物体一相同，那么第二个物体的动量就是物体一的两倍。

Q4

根据公式可知，E值与距离r的平方成反比例关系。

Q5

当转过了π的角度之后，磁通量的方向完全反转，所以磁通量的变化为2倍的NΦ。

Q6

根据公式电势的变化率体现了电场场强的大小，所以斜率大的地方有最强的电场场强。

Q7

电池的做功就等于电容的能量存储，根据电容的能量公式可知两个物理量均为

Q8

电子能够展现波的特性与电子是构成原子的一部分无关。

Q9

π-是一个meson，由一个正夸克和一个反夸克构成。

Q10

只有垂直于导线的磁场分量才可以导致受力，所以受力公式可以写成F=BILsinθ 。即F和θ之间满足正弦函数关系。

Q11

(a) 根据公式带入数据计算即可，需要注意氦核带有两个基础电荷。

(b) 由于上一问中使用的公式是点电荷周围的电势计算公式，所以这里我们做的假设就是原子核中的电荷全部集中于一个点。

Q12

(a) 物体受到垂直向下的重力和沿着绳子的拉力作用。

(b)

(i) 拉力的水平分量来负责产生向心力，可以写出公式Tsinθ=mω2lsinθ，另外，利用周期和角速度的关系和拉力与重力的关系mg=Tcosθ就可以化简得到题目要求的等式。

(ii) 带入题目中提供的数据得到周期，将此周期与5s的目标时间进行比较即可。

Q13

(a) 需要列举卢瑟福的alpha粒子散射实验的三个实验现象和三个相对应的结论：大多数alpha粒子直接穿过，说明原子中的空间大部分是空的;少数alpha粒子被偏转了一个小角度，说明原子核中有电荷的集中;极少数alpha粒子被偏转了一个较大的角度，说明了原子核中有电荷和质量的集中。

(b) 如果金箔过厚，alpha粒子在穿越的过程中会经过好几层原子，大多数会被明显偏转甚至被吸收。

Q14

(a) 此电路在开关闭合的时候电容是充满电的状态，没有额外电流经过电容。一旦开关断开，充满电的电容就开始向电阻放电，电压会逐渐减小而不是突然消失，所以电功率会维持一小段时间。

(b) 使用公式V=V0e-t/RC带入初始电压12V，目标电压4V以及电容和电阻的阻值进行计算即可。

(c) 电流在一开始的20s内维持定值，使用欧姆定律I=V/R可以计算。电流在20s之后呈现指数衰减的特性，逐步降低但是不会到达0.

Q15

(a)

(i) 根据冲量公式△P=Ft可以先计算出动量的变化量，再根据P=mv可以计算得到小车的速度。

(ii) 根据机械能守恒可以计算出理论高度，将此高度与81m进行比较即可。

(b)

当铝片进入磁场区域的时候，铝片切割磁场线导致感应电动势产生，又因为铝是导体，其内部会产生感应电流，而此电流又会因为在磁场中而受力。根据楞次定律，此力的方向必然跟运动方向相反，所以小车会减速。

Q16

(a) 匀强电场的电场线从高电势指向低电势，均匀分布。

(b)

(i) 根据公式带入数据可以计算电场的场强，再根据F=qE带入数据即可计算电场力。

(ii) 利用做功公式W=Fd可以计算出此离子在电场中获得的能量，将该能量与题目中提供的电离能进行比较即可。

(c) muon的速度非常接近光速，相对论效应开始产生明显的影响，muon上的时间流速会变慢，这也就允许它存在更长的时间，能传播更远的距离。

Q17

(a) 直线加速器中，带电粒子在Gap中被电场加速，每一次经过Gap其速度都会获得提升，而直线加速器中的Tube长度也会逐渐增加，这就导致每一次粒子通过Tube所需要的时间是固定的，所以可以使用固定频率的交流电来对粒子进行加速。

(b)

(i) 利用题目中提供的Omega粒子是电子质量的3272倍可以计算Omega粒子的质量。再利用公式E=mc2并进行单位转化即可得到题目要求的数据。

(ii) 粒子总能量可以看成是质量中的能量和动能的和，所以动能可以通过在14.5GeV的总能量中减去质量中的能量来获得。

(c) 如果产生两个Omega粒子则会违反Baryon Conservation Law，一个可能的解释就是产生的两个Omega粒子中有一个是反物质。

Q18

(a) 通过轨迹的方向和电荷守恒都可以判断出电荷的性质。

(b) 由于带电粒子在粒子检测器中运行的时候会不停的损失动能，速度降低，根据公式可知，粒子轨道的半径是持续降低的，据此可以判断出粒子运动的方向是顺时针方向。

(c) 根据左手定则进行判断。

(d) 根据公式，带入题目中提供的数据进行计算即可。

(e)

(i) 根据题目中提供的信息可知该反应式为π+→μ++Vμ

(ii) 由于反应中动量守恒，初始的粒子的动量在矢量图中应该等于产物的π+和Vμ粒子的动量和，根据题目中提供的角度可以首先画出已知的π+和μ+粒子的动量，再链接三角形的第三边，检验Vμ的大小是否和题目中提供的一致即可。此问题有多种解决方法，这里只是提供一种思路。

本文作者：锦秋A-Level物理组 王培琪

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