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2021年1月A-Level物理U5考情分析

来源:      浏览:      发布日期:2021-02-18 11:48

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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。接下来,锦秋名师为大家总结分析了2021年1月A-Level物理U5考情,供大家参考。

704.png

2021年1月A-Level物理U5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399.jpg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为030.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127.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206.jpg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291.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230.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

15.jpg

(ii)计算重力势能的改变量,需要公式340.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2.jpg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3.jpg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807.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808.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809.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

100.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133.png,不考虑尘埃的吸收,计算出的距离就会偏大。

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