FRQ整体分析
和往年的题目对比,今年AP物理2北美卷的FRQ题目有传统、也有比较新颖的地方。
比如双缝实验,往年很少有过重点考察,而今年出了一个完整的作答题。实验题目中涉及了RC电路的时间常数的测量方法,在对其线性化时,需要使用数学中的对数知识;其他FRQ的考察方法以及内容比较常规,难度也没有明显变化。
今年的题型频繁出现了文字描述的题目,每道题目中都有justify的出题形式,这和之前发布的最新大纲中的样题形式完全一致。所以建议大家在平常的学习中一定要方方面面都学的非常透彻,同时配合大纲和教师的讲解掌握一些涉及文字书写的题目的作答方法,从而从容应对各种变化。
具体每道题目考察了以下知识点:
第1题考Unit 12电磁感应,主要考察了电流的磁效应和电磁感应定律的相关知识。
第2题,主要考察了Unit 9热力学中和气体状态以及导热等的相关知识。
第3题考Unit 13电路,主要考察了RC电路的充电以及数据处理等的相关知识。
第4题考,Unit 14主要考察了双缝干涉实验以及干涉公式等相关知识。
整体而言和往年相比,今年AP物理2北美卷FRQ试题难度不大,同学们也不必过分担心。
FRQ逐题分析
以下解析均为J版本题目。
FRQ1
考察电流的磁效应以及楞次定律。
本题中给了两根通电长直导线,其电流方向如图所示。
A.
i)判断P点的磁场分布,以及导线2的受力情况。
👉考点:
右手定则、安培力。
👉思路:
通过右手定则判断导线周围的磁场分布,结合安培力公式,判断安培力的方向。
ii)假设有第三根导线沿着平行于x轴的方向放置,使得导线1受2、3的合力为零,推导出导线3的位置坐标y3。
👉考点:
长直导线的磁场分布、通电导线在磁场中的受力。
👉思路:
根据公式表示出导线2和导线3在1导线处产生的磁场,进而表达出1导线受到的合力,当合力为零时,解出导线3的纵坐标即可。
B.
判断并证明线圈远离导线时,线圈内的电流方向。
👉考点:楞次定律。
👉思路:
线圈远离时,线圈内垂直于纸面向内的磁场变小,磁通量减小,产生感应电流,结合楞次定律判断出电流方向。
FRQ 2
考察理想气体,单原子气体样本放在可移动的密闭活塞放在导热容器中,外部被水浴包裹,初始处于热平衡状态。
A.
👉考点&思路:
受力分析,对活塞内外压强,进行分析,注意大气压。
B.
用题目中的符号推导气体内能。
👉考点:理想气体内能。
👉思路:
带入理想气体内能公式,将表达式换算为题目中的符号。
C.
根据题目中的描述,画P-V图。
👉思路:
题目中描述为恒温的状态,画出图像即可。
D.
在上文压强增大的前提下,体积恢复至原来的V_0,判断温度的变化情况,并证明
思路:根据理想气体状态方程,压强和体积的乘积变大,则温度变大。
FRQ 3
可以选择使用已知电动势的电池、开关、电流表、尺子和导线,设计实验,完成题目。
A.
描述实验步骤测量时间常数。
答题思路—连接电路:
(1)用尺子测量出电容器的间距和边长,进而计算电容值。
(2)将电阻和电源、开关、电流表、导线、电阻串联,测量电流值。
(3)多次重复实验,测量多组数据,减少实验误差。
B.
利用测量的数据,结合电容的定义式,求解C,结合欧姆定律,计算电阻R,利用τ=RC计算时间常数。
C.
切换了实验场景,给出电容器的电量与电压之间的关系,利用实验方法求出电容C。
i)判断横纵轴。
思路:根据电容的定义式,横轴选∆V纵轴q。
ii)&iii)计算数据,描点、作图、连线。
D.
从描绘的best-fit line上选两个点,计算slope。
FRQ 4
考察双缝干涉实验,题目中交代了对应的实验器材的参数,实验场景如图所示:
A .
一名学生声称,使用发射紫光的激光器时,亮条纹A的中心与中央亮条纹的中心之间的距离比使用发射红光的激光器时小。指出该学生的说法是正确还是错误。
👉思路:学生的说法正确。紫光频率比红光大,根据紫光波长比红光小。波长越小,相同级数的亮条纹离中央亮条纹越近,因此紫光对应A带中心离中央亮带距离更小。
B.
当向狭缝发射频率为f的光时,推导亮条纹A和B中心之间距离的表达式。
👉思路:
根据双缝干涉亮条纹公式。由题意,A和B之间有包括中央亮带在内的三条亮带,可知A、B分别为n = 2和n = -2级亮条纹,带入即可。
C.
判断并证明在B部分推导的表达式是否与A部分的答案一致。
👉思路:
表达式与A部分答案一致,B中推导出的结论表明条纹间距与频率f成反比,紫光频率大,条纹间距小,与A中的定性结论一致。
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