2021年1月A-Level物理U2考情分析

A-Level物理是相对较难的科目，在复习备考期间，需要掌握很多解题技巧，为了帮助大家更好地了解A-Level物理考试的考点分布及解题技巧，下面，锦秋为大家总结了有关于2021年1月A-Level物理U2考情分析，供大家参考。

2021年1月A-Level物理U2考情分析

考试日期：2021年1月13日

考试时长：1小时30分

Question1

通过做功的公式W=Fs可知，焦耳展开成基本单位的形式应该是kg m2s-2。所以B为正确选项。

Question2

电阻Y和Z是并联关系，所以总电阻为整个并联部分和X电阻是串联关系，所以总电阻是

Question3

超声波的分辨率会受到脉冲长度或者波长的影响，脉冲长度越短或者波长越短都会使得超声波的分辨率提高。

Question4

电磁辐射可以被解释成波或者是粒子，光电效应展现的是电磁辐射的粒子特性。

Question5

对于测量内阻的实验来讲，可以使用公式ε=Ir+V来描述其特性，也就是说当我们画电压-电流图像的时候，其关系为V=-rI+ε，其面积∫VdI没有意义；斜率应该是负的内阻；由于图像不过原点，V和I之间并非直接线性相关；图像和y轴的截距则为电源电动势，所以D是正确选项。

Question6

变值电阻和内阻之间是串联的关系，所以电流可以通过电动势除以总电阻来获得

Question7

从波的位移-时间图上能够提取的信息是振幅和周期，对于这一张图像来讲，振幅为10cm，周期是0.4s，根据公式可知频率所以选项B正确。波长的信息则无法从这张图像上获得。

Question8

根据全反射发生的条件可知，如果入射角大于临界角则会发生全反射，所以选项D正确。

Question9

质量会影响动量，继而影响德布罗意波长，选项A错误；光子虽然没有质量但是有动量，光子的动量可以使用题目中的公式进行计算，选项B正确；p表示动量，但是电子不可能到达光速，所以选项C错误；h是普朗克常数，是不会变化的，所以选项D错误。

Question10

根据电流的定义公式计算30s内通过的总电荷数再除以时间即可得到电流，每一个电子携带的电荷量是1.6x10-19C。电流为

Question11

根据Transport Equation可知，电流I=nAvq，其中横截面积A可以通过πr2来进行计算，代入题目中提供的信息就可以计算得到电子的drift velocity。

Question12

图像中的实线代表波峰的集合，对于A点来讲，从S1和S2发射出来的波都位于两个波峰之间，也就是都位于波谷位置，说明两束波的相位相同，发生相长干涉（Constructive interference）；而对于B点来讲，其位置在S2发射出来的波的波峰位置，在S1发射出来的波的波谷位置，所以在B点相遇的两束波相位相反，会发生相消干涉（Destructive interference）。

Question13

(a)根据分压原理，在串联电路中的电压之比等于电阻之比，所以可以解得光敏电阻（LDR）的阻值为R=1303Ω。

(b)如果LDR的阻值变为了9Ω，根据分压原理，此时5kΩ定值电阻上面的分压为1.497Ω，由于电压表的分辨率是0.01Ω，而理论电压值如果近似到0.01Ω则会变成1.50Ω，说明没有办法分辨0.003Ω的电阻之差，故而9Ω的光敏电阻阻值是无法通过计算获得的。

Question14

当原子内的电子从-13.6eV的能量层级跃迁到-1.5eV的时候，能量增加了12.1eV，在种场景中，该电子能量的增加可以通过与另外一个电子互相作用（碰撞）来实现，如果另外一个电子有初始动能12.3eV，那么在碰撞之后，这一电子会继续带有0.2eV的能量，而将其余12.1eV的能量传递给原子内的电子来完成能量层级的升高，这个过程在理论上是可行的。

而在第二个场景中，与原子内电子互相作用的是一个能量为12.3eV的光子，光子的能量是不可分割的，所以电子如果吸收这个光子就会直接获得12.3eV的能量，能量层级会从-13.6eV变成-1.3eV，但观察能量层级可知没有这样的存在，所以这个光子是无法被吸收的。

Question15

(a)当电磁波从一个介质进入到另外一个介质中的时候波速发生改变，传播的方向也会因此发生改变，这个现象称之为折射。

(b)折射率的计算可以使用Snell’s Law，即n1sini=n2sinr，对于这一道问题来讲，空气的折射率为1，利用三角函数可以解出入射角和折射角的正弦值，代入公式进行求解即可。

Question16

观察张图灯丝的电流-电压关系，可知随着电压的增大，电流增大的速率逐渐下降，说明电阻逐渐升高。从微观的角度来看，电压电流的增大导致灯丝温度升高，金属原子的振动会变得更加剧烈，自由电子在运动的过程中与这些原子碰撞导致了更多的动能损失，从而使得漂移速度（Drift velocity）下降，根据公式I=nAvq可知，电流会随着v的下降而降低，体现为电阻的升高。

而第二张图中的负温度系数热敏电阻则体现相反的趋势，随着电压的的升高，电流升高的速率逐渐增加，说明电阻逐渐降低。从微观的角度来讲，电流电压的增大导致热敏电阻温度升高，而这会导致更多的电荷载体产生，观察公式I=nAvq可知，随着n的增大电流会增大，体现为电阻的降低。

Question17

(a)首先计算紫外线中的光子能量将金属的逃逸功进行单位的转化可得3.68ev = 3.68x1.6x10-19=5.888x10-19J，根据光电效应相关的公式用光子能量减去逃逸功可以得到逃逸电子的动能，代入动能的计算公式可以得到电子的速度vmax=4.53x106m/s。

(b)根据公式可知，增大光子的波长会导致每一个光子能量下降，逃逸电子的动能可以通过公式计算，观察可知，如果光子能量减小，逃逸功不变的情况下动能会降低。而增加光的强度（intensity）会使得单位时间内有更多的光子到达金属板的表面。这与逃逸电子的动能并无关系。

Question18

(a)平面偏振光可以通过偏振片（polariod）进行演示，具体操作应该是让激光通过一个偏振片，旋转偏振片观察通过的激光的强度会如何变化，如果激光是非偏振光（unpolarised light），那么通过偏振片的激光强度不会有明显变化，而如果激光是偏振光，那么激光的强度会每旋转90度发生一次明亮的变化。

(b)(i)d表示的衍射光栅缝隙之间的间隔。

(ii)根据题目的信息，首先计算

对于题目中的公式dsinθ=nλ来讲，由于研究的是级亮点，所以n值为1，代入题目中其他数据可知d值为1.05x10-6m，所以每毫米含有的缝隙个数为953个。

(iii)由于计算一定需要使用公式dsinθ=nλ，而且n，d和λ值是不能改变的，所以题目的要求可以被理解为确定更为准确的sinθ。可以通过改变屏幕和衍射光栅之间的距离L来得到不同的一级亮点和中心亮点的距离x，通过画x和之间的图像，拟合直线并计算斜率来得到更准确的sinθ。

Question19

(a)将电源，待测导线，电流表和变值电阻串联形成回路，将电压表并联在待测电阻的两端即可得到实验电路。

(b)(i)图像的纵坐标是导线两端的电势差，图像的横坐标是导线的长度，在实验的过程中通过改变变值电阻的阻值确保了电流的大小一直是0.2A。图像的斜率表达的含义为电压除以导线长度

导线的电阻可以通过欧姆定律来获得，而电阻又可以通过公式来进行计算，联立前两个等式可知所以电阻率也就是说将斜率乘以即可得到电阻率。

(ii)观察图像可知，当导线的长度为0.75m的时候，导线两端的电压为3.1，则导线两端的功率可以计算为P=VI=3.1x0.2=0.62W。

Question20

(a)强度可以计算为所以并没有安全问题。

(b)首先计算光子能量E=hf=5.98x10-25Hz，题目要求能量单位使用eV，所以再进行单位转化

(c)首先计算水壶消耗的总能量，为了方便比较，使用题目中的kWh作为单位，则可以计算为家庭一天使用的总能量是6.85kWh，计算比例可得0.61%，所以该学生的结论是正确的。

Question21

(a)观察驻波的形状可知管内形成的驻波共有2个波腹和一个波节，对于连续的两个波腹或者两个波节来讲，他们之间的间隔应该是半个波长，所以题目描述的驻波在乐器内有半个波长。乐器的长度为23.6cm，所以波长为47.2cm。频率

(b)分析公式v=fλ可知，如果希望频率f不变，在波速v增加的同时必须让波长也增加。由于乐器的长度总是等于半个波长，所以应该增加乐器的长度来获得相同的频率。

(c)频率从432Hz调整到440Hz的时候增长了1.85%，分析公示v=fλ可知，由于波长不会改变，所以波速也增长了1.85%。另外，对公式两边去平方可得由于线密度μ是定值，所以拉力T会增长3.43%。

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