导读:2021湖南高考报名考生共57.49万人,除保送生、高职院校单独招生、师范生等考生外,实际考生近40.02万人,其中普通高考考生37.22万人(历史类考生16.58万人,占44.55%;物理类考生20.64万,占55.45%)。
一、单科选考分析
以下为新高考改革第三批实行3+1+2方案的省市2021届学生(刚刚结束高考的本届高三学生)的各科选考数据,从整体来看各省选科占比相对比较均衡,最受欢迎的科目是生物。
↑表格来源:自主选拔在线,非官方数据仅供参考
1、两个首选科目差距不大,偏文科人数较往年有所上涨
首先从首选的物理、历史两个科目来看,总体来说选考两科的比例很接近。而首选历史或物理一定程度上可以反映考生的偏文理程度,我们通过对比2019年其中六个省份的文科生占比情况(见下表)发现,大部分省份的偏文科比例都有所上涨。
说明:表中2019文科占比数据是基于2019年各省发布的一分一段表文理人数计算而来,艺术类考生暂未计入。
2、生物成热门,政治受冷落
为方便大家直观的看出各科目选考比例,我们将这届七省选考数据转换成柱状图:
从上述图表中可以看出,生物的选考比例高居首位,紧接着就是物理和地理两门科目选考人数最多,其次就是历史、化学。而政治科目选考人数最少,这可能与政治这门学科背诵内容多、不容易拿高分的特性有关。
导读:2021湖南高考报名考生共57.49万人,除保送生、高职院校单独招生、师范生等考生外,实际考生近40.02万人,其中普通高考考生37.22万人(历史类考生16.58万人,占44.55%;物理类考生20.64万,占55.45%)。
一、单科选考分析
以下为新高考改革第三批实行3+1+2方案的省市2021届学生(刚刚结束高考的本届高三学生)的各科选考数据,从整体来看各省选科占比相对比较均衡,最受欢迎的科目是生物。
↑表格来源:自主选拔在线,非官方数据仅供参考
1、两个首选科目差距不大,偏文科人数较往年有所上涨
首先从首选的物理、历史两个科目来看,总体来说选考两科的比例很接近。而首选历史或物理一定程度上可以反映考生的偏文理程度,我们通过对比2019年其中六个省份的文科生占比情况(见下表)发现,大部分省份的偏文科比例都有所上涨。
说明:表中2019文科占比数据是基于2019年各省发布的一分一段表文理人数计算而来,艺术类考生暂未计入。
2、生物成热门,政治受冷落
为方便大家直观的看出各科目选考比例,我们将这届七省选考数据转换成柱状图:
从上述图表中可以看出,生物的选考比例高居首位,紧接着就是物理和地理两门科目选考人数最多,其次就是历史、化学。而政治科目选考人数最少,这可能与政治这门学科背诵内容多、不容易拿高分的特性有关。
电场力的性质
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一、电荷、电荷守恒定律
1、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
2、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的.
注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
二、库仑定律
1. 公式:F=kQ1Q2/r2 k=9.0×109N•m2/C2
2. 适用条件:(1)真空中; (2)点电荷.
【例1】在光滑水平面上,有两个带相同电性的点电荷,质量m1=2m2,电量q1=2q2,当它们从静止开始运动,m1的速度为v时,m2的速度为 ;m1的加速度为a时,m2的加速度为 ,当q1、q2相距为r时,m1的加速度为a,则当相距2r时,m1的加速度为多少?
解析:由动量守恒知,当m1的速度为v时,则m2的速度为2v,由牛顿第二定律与第三定律知:当m1的加速度为 a时,m2的加速度为2a.
由库仑定律知:a= /m,a/= /m,由以上两式得a/=a/4 答案:2v,2a,a/4
点评:库仑定律中的静电力(库仑力)是两个电荷之间的作用力,是作用力与反作用力,大小相同,方向相反,在同一直线上,作用在两个物体上,二力属同种性质的力,而且同时产主同时消失。
三、电场:
1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。
四、电场强度
1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱
2.表达式:E=F/q 单位是:N/C或V/m;
E=kQ/r2(导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)
E=U/d(导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离)
3.方向:与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向;场强的方向与该处等势面的方向垂直.
4.在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变,这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定,与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值.
5、电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)
6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关,
五、电场线:
是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在.
1.切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.
2.从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.
3.疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小.
4.匀强电场的电场线平行且距离相等.
5.没有画出电场线的地方不一定没有电场.
6.顺着电场线方向,电势越来越低.
7.电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直.
8.电场线永不相交也不闭合,
9.电场线不是电荷运动的轨迹.
【例2】在匀强电场中,将质量为m,带电量为q的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则电场强度的大小为( B )
A.有唯一值mgtanθ/q ; B.最小值是mgsinθ/q;
C•最大值mgtanθ/q; D•mg/q
提示:如附图所示,利用三角形法则,很容易判断出AB跟速度方向垂直.
规律方法
1、库仑定律的理解和应用
【例3】两端开口,横截面积为S,水平放置的细玻璃管中,有两个小水银滴,封住一段长为L0的空气柱,当给小水银滴带上等量的异种电荷时,空气柱的长度为L,设当时大气压强为P0,小水银滴在移动过程中温度不变,小水银滴大小可忽略不计,试求:
①稳定后,它们之间的相互作用力。②小水银滴所带电量的大小?
解析:小水银滴所受的库仑力为内外气体压力之差。设外界大气压强为P0,小水银滴带上等量异种电荷时,被封闭气体的压强为P,则由玻意耳定律得:P0L0S=PLS即P/ P0= L0/L
ΔP/ P0=(L0-L)/L,又ΔP=P-P 0=F电/S,即F电= P0S(L0-L)/L
再由库仑定律得:F电=KQ2/L2 可得Q= •L=
【例4】 已知如图,在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球,两两间的距离都是l,A、B电荷量都是+q。给C一个外力F,使三个小球保持相对静止共同加速运动。求:C球的带电电性和电荷量;外力F的大小。
解:先分析A、B两球的加速度:它们相互间的库仑力为斥力,因此C对它们只能是引力,且两个库仑力的合力应沿垂直与AB连线的方向。这样就把B受的库仑力和合力的平行四边形确定了。于是可得QC= -2q,F=3FB=3 FAB= 。
2、 电场强度的理解和应用
【例8】长木板AB放在水平面上如图所示,它的下表面光滑而上表面粗糙,一个质量为m、电量为q的小物块C从A端以某一初速起动向右滑行。当存在向下的匀强电场时,C恰能滑到B端,当此电场改为向上时,C只能滑到AB的中点,求此电场的场强。
【解析】当电场方向向上时,物块c只能滑到AB中点,说明此时电场力方向向下,可知物块C所带电荷的电性为负。
电场方向向下时有:μ(mg-qE)L=½mv02一(m+M)v2 mv0=( m十M)v
电场方向向上时有:μ(mg+qE)L/2=½mv02一(m+M)v2, mv0=( m十M)v
则mg-qE =(mg+qE),得E=mg/3q
【例9】如图在场强为E的匀强电场中固定放置两个带电小球1和2(重力不计),它们的质量相等,电荷分别为q1和-q2.(q1≠q2).球1和球2的连线平行于电场线,如图.现同时放开1球和2球,于是它们开始在电场力的作用下运动,如果球1和球2之间的距离可以取任意有限值,则两球刚被放开时,它们的加速度可能是( ABC )
A、大小不等,方向相同; B、大小不等,方向相反;
C、大小相等,方向相同; D、大小相等,方向相反;
解析:球1和球2皆受电场力与库仑力的作用,取向右方向为正方向,则有 由于两球间距不确定,故F库不确定
若q1E-F库>0, F库-q2E>0,且q1E-F库≠F库-q2E,则A正确;
若q1E-F库>0, F库-q2E <0,且q1E-F库≠F库-q2E ,则B正确;
若q1E-F库=F库-q2E ,则C正确;
若q1E-F库≠F库-q2E ,则q1= q2与题意不符,D错误;
3、 电场线的理解和应用
【例11】如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A—O—B匀速飞过,电子重力不计,则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是
A.先变大后变小,方向水平向左 B.先变大后变小,方向水平向右
C.先变小后变大,方向水平向左 D.先变小后变大,方向水平向右
【分析】由等量异种电荷电场线分布可知,从A到O,电场由疏到密;从O到B,电场线由密到疏,所以从A—O—B,电场强度应由小变大,再由大变小,而电场强度方向沿电场切线方向,为水平向右。由于电子处于平衡状态,所受合外力必为零,故另一个力应与电子所受电场力大小相等方向相反。电子受的电场力与场强方向相反,即水平向左,电子从A—O—B过程中,电场力由小变大,再由大变小,故另一个力方向应水平向右,其大小应先变大后变小,所以选项B正确。
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一、电荷、电荷守恒定律
1、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
2、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的.
注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
二、库仑定律
1. 公式:F=kQ1Q2/r2 k=9.0×109N•m2/C2
2. 适用条件:(1)真空中; (2)点电荷.
【例1】在光滑水平面上,有两个带相同电性的点电荷,质量m1=2m2,电量q1=2q2,当它们从静止开始运动,m1的速度为v时,m2的速度为 ;m1的加速度为a时,m2的加速度为 ,当q1、q2相距为r时,m1的加速度为a,则当相距2r时,m1的加速度为多少?
解析:由动量守恒知,当m1的速度为v时,则m2的速度为2v,由牛顿第二定律与第三定律知:当m1的加速度为 a时,m2的加速度为2a.
由库仑定律知:a= /m,a/= /m,由以上两式得a/=a/4 答案:2v,2a,a/4
点评:库仑定律中的静电力(库仑力)是两个电荷之间的作用力,是作用力与反作用力,大小相同,方向相反,在同一直线上,作用在两个物体上,二力属同种性质的力,而且同时产主同时消失。
三、电场:
1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。
四、电场强度
1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱
2.表达式:E=F/q 单位是:N/C或V/m;
E=kQ/r2(导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)
E=U/d(导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离)
3.方向:与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向;场强的方向与该处等势面的方向垂直.
4.在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变,这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定,与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值.
5、电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)
6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关,
五、电场线:
是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在.
1.切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.
2.从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.
3.疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小.
4.匀强电场的电场线平行且距离相等.
5.没有画出电场线的地方不一定没有电场.
6.顺着电场线方向,电势越来越低.
7.电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直.
8.电场线永不相交也不闭合,
9.电场线不是电荷运动的轨迹.
【例2】在匀强电场中,将质量为m,带电量为q的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则电场强度的大小为( B )
A.有唯一值mgtanθ/q ; B.最小值是mgsinθ/q;
C•最大值mgtanθ/q; D•mg/q
提示:如附图所示,利用三角形法则,很容易判断出AB跟速度方向垂直.
规律方法
1、库仑定律的理解和应用
【例3】两端开口,横截面积为S,水平放置的细玻璃管中,有两个小水银滴,封住一段长为L0的空气柱,当给小水银滴带上等量的异种电荷时,空气柱的长度为L,设当时大气压强为P0,小水银滴在移动过程中温度不变,小水银滴大小可忽略不计,试求:
①稳定后,它们之间的相互作用力。②小水银滴所带电量的大小?
解析:小水银滴所受的库仑力为内外气体压力之差。设外界大气压强为P0,小水银滴带上等量异种电荷时,被封闭气体的压强为P,则由玻意耳定律得:P0L0S=PLS即P/ P0= L0/L
ΔP/ P0=(L0-L)/L,又ΔP=P-P 0=F电/S,即F电= P0S(L0-L)/L
再由库仑定律得:F电=KQ2/L2 可得Q= •L=
【例4】 已知如图,在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球,两两间的距离都是l,A、B电荷量都是+q。给C一个外力F,使三个小球保持相对静止共同加速运动。求:C球的带电电性和电荷量;外力F的大小。
解:先分析A、B两球的加速度:它们相互间的库仑力为斥力,因此C对它们只能是引力,且两个库仑力的合力应沿垂直与AB连线的方向。这样就把B受的库仑力和合力的平行四边形确定了。于是可得QC= -2q,F=3FB=3 FAB= 。
2、 电场强度的理解和应用
【例8】长木板AB放在水平面上如图所示,它的下表面光滑而上表面粗糙,一个质量为m、电量为q的小物块C从A端以某一初速起动向右滑行。当存在向下的匀强电场时,C恰能滑到B端,当此电场改为向上时,C只能滑到AB的中点,求此电场的场强。
【解析】当电场方向向上时,物块c只能滑到AB中点,说明此时电场力方向向下,可知物块C所带电荷的电性为负。
电场方向向下时有:μ(mg-qE)L=½mv02一(m+M)v2 mv0=( m十M)v
电场方向向上时有:μ(mg+qE)L/2=½mv02一(m+M)v2, mv0=( m十M)v
则mg-qE =(mg+qE),得E=mg/3q
【例9】如图在场强为E的匀强电场中固定放置两个带电小球1和2(重力不计),它们的质量相等,电荷分别为q1和-q2.(q1≠q2).球1和球2的连线平行于电场线,如图.现同时放开1球和2球,于是它们开始在电场力的作用下运动,如果球1和球2之间的距离可以取任意有限值,则两球刚被放开时,它们的加速度可能是( ABC )
A、大小不等,方向相同; B、大小不等,方向相反;
C、大小相等,方向相同; D、大小相等,方向相反;
解析:球1和球2皆受电场力与库仑力的作用,取向右方向为正方向,则有 由于两球间距不确定,故F库不确定
若q1E-F库>0, F库-q2E>0,且q1E-F库≠F库-q2E,则A正确;
若q1E-F库>0, F库-q2E <0,且q1E-F库≠F库-q2E ,则B正确;
若q1E-F库=F库-q2E ,则C正确;
若q1E-F库≠F库-q2E ,则q1= q2与题意不符,D错误;
3、 电场线的理解和应用
【例11】如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A—O—B匀速飞过,电子重力不计,则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是
A.先变大后变小,方向水平向左 B.先变大后变小,方向水平向右
C.先变小后变大,方向水平向左 D.先变小后变大,方向水平向右
【分析】由等量异种电荷电场线分布可知,从A到O,电场由疏到密;从O到B,电场线由密到疏,所以从A—O—B,电场强度应由小变大,再由大变小,而电场强度方向沿电场切线方向,为水平向右。由于电子处于平衡状态,所受合外力必为零,故另一个力应与电子所受电场力大小相等方向相反。电子受的电场力与场强方向相反,即水平向左,电子从A—O—B过程中,电场力由小变大,再由大变小,故另一个力方向应水平向右,其大小应先变大后变小,所以选项B正确。
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