第一篇:2018_2019学年高中物理第02章匀变速直线运动的研究章末总结练习新人教版
第02章 匀变速直线运动的研究
1.物体在直线上做加速运动,从开始计时起,第1s内的位移是1m,第2s内的位移是2m……第ns内的位移是nm,由此可知()A. 物体肯定是做匀加速直线运动 B. 物体的初速度为0 C. 物体的加速度是1m/s
D. 物体在前5s内的平均速度是3m/s 【答案】 D
2【点评】本题中虽然位移之差满足匀变速直线运动的一个规律,但由于无法知道每1s内的运动情况,故无法确定物体的运动性质.
2.甲、乙、丙三个物体均做匀变速直线运动,通过A点时,物体甲的速度是6m/s,加速度是1m/s;物体乙的速度是2m/s,加速度是6m/s;物体丙的速度是-4m/s,加速度是2m/s.则下列说法中正确的是()A. 通过A点时,物体甲最快,乙最慢 B. 通过A点前1s时,物体丙最快,乙最慢 C. 通过A点后1s时,物体乙最快,丙最慢 D. 以上说法都不正确 【答案】 ABC
3.一质点沿直线Ox方向做变速直线运动,它离开O点的距离x随时间变化的关系为x=6t-2t(m),它的速度v随时间t变化的关系为v=6-6t(m/s),则该质点在t=2 s时的瞬时速度、t=0到t=2 s间的平均速度、平均速率分别为()A. -18 m/s、-2 m/s、2 m/s B. -18 m/s、-2 m/s,6 m/s C. -2 m/s、- 2 m/s、-18 m/s D. -18 m/s、6 m/s,6 m/s 【答案】 B 【解析】 【详解】
该质点在t=2 s时的瞬时速度v2=6-6×2=-18(m/s);t=0时,x0=0 m,t=2 s时,x2=-4 m,故2 s内的位移为Δx=x2-x0=-4 m,2 s内的平均速度v=
=-2 m/s;当v=0时,由v=6-6t(m/s),22
23得t=1 s,此时x1=4 m,在前1 s内质点通过的路程s1=x1=4 m,在后1 s内通过的路程为s2=|x2-x1|=8 m,则平均速率故选B.【点睛】 ==6 m/s,故B对;ACD错
根据速度公式可以求得t=1s时物体的运动方向开始发生变化,所以在求路程时要注意时间点。4.作匀变速直线运动的物体,在某一段时间△t内经过的位移是△x,则 A. 物体在△t这段时间内的平均速度 B. 物体在△t这段时间末的瞬时速度 C. 物体在△t这段时间内速度的增加量 D. 物体在△t这段位移中点时的即时速度 【答案】 A
表示()
点睛:本题要掌握:做匀变速直线运动的物体,在某一段时间内的平均速度等于这一段时间中间时刻的瞬时速度.5.﹣质点从某时刻开始做匀减速直线运动,经2.5s速度减小到零,则该质点开始减速后的第1秒内和第2秒内通过的位移之比为()
A. 2:1 B. 7:5 C. 3:1 D. 5:3 【答案】 A 【解析】
质点的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动,把时间分为5段,初速度为零的匀加速直线运动,在相等时间内的位移之比:1:3:5:7:9,则质点开始减速后的第1秒内和第2秒内通过的位移之比:s1:s2=(7+9):(5+3)=2:1,故A正确,BCD错误。
6.甲、乙两物体先后从同一地点出发,沿一条直线运动,它们的v-t图象如图所示,由图可知()
A. 甲比乙运动得快,且早出发,所以乙追不上甲 B. t=20 s时,乙追上了甲 C. t=10 s时,甲与乙间的间距最大
D. 在t=20 s之前,甲比乙运动得快,t=20 s之后乙比甲运动得快 【答案】 D 【解析】
由图可知乙在0-10s内速度为零,处于静止状态,甲从t=0时刻先出发,即开始时甲比乙运动得快,且早出发,但乙出发做匀加速直线运动,甲做匀速直线运动,两物体出发地点相同,所以乙可以追上甲,选项A错误;v-t图象与横轴所围的面积表示位移,t=30s时,甲的位移为300m,乙的位移为200m,所以乙没有追上甲,选项B错误;在10-20s内,甲的速度大于乙的速度,甲比乙运动得快,甲在乙的前方,两者距离
逐渐增大,t=20s时二者速度相等,20s后乙的速度大于甲的速度,乙比甲运动得快,两者距离逐渐减小,在t=20s时刻两者距离最大,选项C错误,选项D正确;故选D。
7.汽车正在以10 m/s的速度在平直的公路上匀速前进,在它的正前方x处有一辆自行车以4 m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做a=–6 m/s的匀减速运动,若汽车恰好碰不上自行车,则
2x的大小为
A. 8.33 m B. 3 m C. 3.33 m D. 7 m 【答案】 B
【点睛】根据速度时间公式求出两车速度相等的时间,结合位移关系求出恰好不相撞,开始两车相距的距离。
8.一汽车在平直公路上的速度做匀速直线运动,当发现前方发生事故时的加速度紧急刹车,停在发生事故位置前,那么刹车过程中前2s内的位移与最后2s的位移的比值为
A.
B. 4 C.
D. 3 【答案】 B
考点:匀变速直线运动规律
【名师点睛】物体做匀变速直线运动,所以求位移时应用匀减速运动位移公式。匀减速直线运动最后速度减为0,逆着考虑可看成初速度为零的匀加速直线运动。物体做匀减速直线运动时要警惕刹车陷阱,速度减为零后不再运动。
9.(多选)图示是质点甲和乙在同一条直线上运动的v-t图象.已知甲、乙在t=10s时相遇,则()
A. 在t=0时,甲、乙处于同一位置 B. 在t=4s时,甲、乙速度相同 C. 在0~5s内,甲在前,乙在后 D. 甲、乙速度相等时,甲、乙相距48m 【答案】 BC 【解析】 【详解】
A、在0~10s内,甲的位移为:,乙的位移为:x乙=12×10m=120m,据题,甲、乙在t=10s时相遇,则知在t=0时,甲在乙的前方20m;故A错误.B、D、甲的加速度
;设经过时间t两质点的速度相等,则,得,此时甲的位移为,乙的位移为x乙
=v乙t=12×4m=48m,则甲、乙相距△s=x甲+20-x乙=64+20-48=36(m);故B正确,D错误.C、在0~5s内,甲的位移为,乙的位移为 x乙
′=v乙t′=12×5m=60m,因为x甲′+20m>x乙′,则甲在前,乙在后;故C正确.故选BC.【点睛】
本题以运动学图象为命题情境考查学生的推理能力,注意甲乙初始状态是相距20m,不是同地点出发的.速度-时间图象中要注意观察三点:一点,注意横纵坐标的含义;二线,注意斜率的意义;三面,速度-时间图象中图形与时间轴围成的面积为这段时间内物体通过的位移.
10.(多选)在平直公路上,自行车与同方向行驶的一辆汽车在t=0时同时经过某一个路标,它们的位移s(m)随时间t(s)变化的规律为:汽车为A. 汽车作匀减速直线运动,自行车作匀速运动 B. 不能确定汽车和自行车各作什么运动
C. 开始经过路标后较小时间内自行车在前,汽车在后 D. 当自行车追上汽车时,它们距路标96m 【答案】 AD,自行车,则下列说法正确的是()
D、根据位移时间关系可得汽车的刹车时间为20s,汽车停止前自行车已经追上汽车了,根据,得t=16s,s=96m;故D正确。
故选AD。【点睛】
本题注意理解位移时间关系公式的各个量的含义,根据追及相遇问题求解追及距离时要注意判断追上前汽车是否已经停止.
11.(多选)在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8s,由于前方突然有巨石滚下,堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经4s停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是()
A. 加速、减速中的加速度大小之比为a1 :a2等于2:1 B. 加速、减速中的平均速度大小之比:等于1:1 C. 加速、减速中的位移之比s1:s2等于2:1 D. 加速、减速中的加速度大小之比a1:a2不等于1:2 【答案】 BC
【详解】
A、D、设加速阶段的末速度为v,则加速阶段的加速度大小为则加速度大小之比为1:2;故A错误,D错误.,减速阶段的加速度大小,B、根据匀变速直线运动的平均速度公式正确.C、根据故选BC.【点睛】
得,加速阶段和减速阶段的平均速度之比为1:1;故B,知加速阶段和减速阶段的位移之比为2:1;故C正确.解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式,并能灵活运用.12.(多选)光滑斜面的长度为L,一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端,经历的时间为t,则下列说法正确的是()
A. 物体在中间时刻的瞬时速度是 B. 物体运动到斜面中点时瞬时速度是
C. 物体运动到斜面中点所需的时间是 D. 物体运动到斜面底端的速度是 【答案】 BD 【解析】
【点睛】
本题考查运用运动学规律处理匀加速直线运动问题的能力。要加强练习,熟悉公式,灵活选择公式解题.13.图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图,滑块上装有宽度为d(很小)的遮光条,滑块在钩码作用下先后通过两个光电门,用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间△t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t,用刻度尺测出两个光电门之间的距离x。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,示数如图乙,则d=_____cm;
(2)实验时,滑块从光电门1的右侧某处由静止释放,测得△t=50s,则遮光条经过光电门1时的速度
v=_____m/s;
(3)保持其它实验条件不变,只调节光电门2的位置,滑块每次都从同一位置由静止释放,记录几组x及其对应的t,作出﹣t图象如图丙,其斜率为k,则滑块加速度的大小a与k关系可表达为a=_____。【答案】 0.750.15
点睛:图象法处理数据时,要根据物理规律写出横纵坐标之间的关系式。结合图象的截距、斜率等求解。14.如图所示是小球沿斜面滚下的频闪照片,照片中每两个相邻小球像的时间间隔是0.1 s,这样便记录了小球运动的时间.设开始时的位置为0,依次为位置1、2、3、4、5,小球运动的位移可以用刻度尺测量.小球在位置1、2、3、4的速度分别最接近________m/s、________m/s、________m/s、________m/s,小球滚下过程的加速度为________m/s.(小数点后保留两位数字)
2【答案】 0.801.151.501.853.50
15.飞机着陆后匀减速滑行,最后静止在跑道上。在滑行过程中,飞机的初速度大小为60m/s,加速度大小为3m/s。求:
(1)经过10s时飞机的速度是多大;(2)经过25s时飞机滑行的距离是多少。【答案】(1)v=30m/s(2)x=600m 【解析】
试题分析:(1)根据速度时间关系求解减速10s时间飞机的速度;(2)根据位移时间求飞机减速22s滑行的距离,注意比较飞机停止的时间. 2(1)飞机停止运动的时间为:故飞机滑行10s时速度不为零,则有:
(2)飞机经20s就停下来了,所以飞机经过25s时间滑行的距离实为匀减速运动20s内的位移
故有:
【点睛】本题考查匀减速直线运动的速度时间关系和位移时间关系,关键是注意停止运动时间,然后再与给定的时间对比,从而判断飞机是已经停止了运动,还是仍在运动。16.在某次军事演习中,直升飞机悬停在空中A处待命
时56分40秒接受命令后,直升飞机先沿水平方,求: 向由静止开始做匀速直线运动,进入BC区域后匀速飞行,11时准时通过C处已知
直升飞机在BC段的速度大小;
直升飞机在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小. 【答案】(1)100m/s(2)【解析】
设飞机在AB段加速度为a,由
得:答:
直升飞机在BC段的速度大小为
;
; 直升飞机在AB段做匀加速直线运动时的加速度【点睛】
设B点的速度为v,结合平均速度的公式,抓住总时间,运用运动学公式求出直升飞机在BC段的速度大小;根据匀变速直线运动的速度位移公式求出加速度的大小;
17.甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为16 m/s.遇到情况后,甲车紧急刹车,乙车司机看到甲车刹车后也采取紧急刹车.已知甲车紧急刹车时加速度a1=3 m/s,乙车紧急刹车时加速度a2=4 m/s,乙车司机的反应时间是0.5 s(乙车司机看到甲车刹车后0.5 s才开始刹车).
(1)甲车紧急刹车后,经过多长时间甲、乙两车的速度相等?
(2)为保证两车紧急刹车过程不相碰,甲、乙两车行驶过程至少应保持多大距离? 【答案】(1)2 s(2)1.5 m
2【解析】
试题分析:若两车刹车到速度相等时没相撞,就能保证在紧急刹车中两车不相撞.可先由速度相等求出甲 乙刹车后到速度相等时各自用的时间,然后根据匀变速运动位移公式分别求出从刹车到速度相等过程两车位移,位移之差为甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离。
设甲刹车经时间t时两车恰好不相撞,则甲、乙两车的运动情景如图所示.点睛:本题主要考查了运动学中的追击相遇问题,追及问题中,速度相等是临界条件.加速追匀速,速度相等时距离最大;匀速追加速,速度相等时距离最小。
18.某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车,其速度大小分别为v1=40m/s,v2=25m/s,轿车在与货车距离s0=22m时才发现前方有货车,若此时轿车只是立即刹车,则轿车要经过s=160m才停下来.两车可视为质点.
(1)若轿车刹车时货车以v2匀速行驶,通过计算分析两车是否会相撞?
(2)若轿车在刹车的同时给货车发信号,货车司机经t0=2s收到信号并立即以加速度大小a2=2.5m/s加速前进,通过计算分析两车会不会相撞? 【答案】(1)会撞(2)不会 【解析】 【详解】
2(1)轿车经过s=160m才停下来的过程,由v1=2a1s得:轿车刹车过程的加速度大小:a1=5m/s. 假设恰好不相撞时两车的速度相等,即:
得:
轿车前进的距离:
货车前进的距离:s2=v2t1=75m,因为:s1-s2=22.5m>s0,即:两车会相撞.
【点睛】
分析问题时,一定要养成画草图分析问题的良好习惯.解题的基本思路是:①分别对两物体进行研究;②画出运动过程示意图;③列出位移方程④找出时间关系,速度关系⑤解出结果,必要时进行讨论.
第二篇:《恒定电流》章末总结复习
《恒定电流》章末总结复习
1.电流的两种表达式(1)电流的定义式:Iq。该公式适用于任何电荷的定向移动而形成的电流。t
q1q2t 电解液导电时,用公式Iq/t求电流强度时应注意:I的电流方向是一致的,所以III。
。由于正负离子向相反方向定向移动,形成(2)电流的微观表达式:InqvS(n为单位体积内的自由电子个数,S为导体的横截面积,v为自由电子的定向移动速率)。该公式只适用于金属导体。
例1.某电解液,如果在2s内共有510个二价正离子和1.010个一价负离子通过面积为0.1m的某截面,那么通过这个截面的电流是多大?
解析:在电解液中,电流是由正、负离子共同定向移动而形成的,由于正、负离子定向移动的方向相反,所以它们形成的电流方向相同。因此,此时的q指的是正、负离子电荷量的绝对值之和,而非绝对值之差。由电流
18192q5101821.010191.61019A1.6A。的定义得:It22.部分电路欧姆定律和电阻定律(1)部分电路欧姆定律的表达式:R(2)电阻定律的表达式:R的本身决定.
(3)公式RU是电阻的定义式,而RL是电阻的决定式,R与U成正比或R与I成反比的说法都是错误IsUU(或I)。
RIl。式中ρ叫做导体的电阻率,反映的是导体本身的性质,由导体的材料S的,一旦导体给定,即使它两端的电压U0,它的电阻仍然存在。
注意:
(1).物质的电阻率与温度有关,实验表明,温度越高,金属的电阻率就越大,因此,金属导体的电阻随温度的升高而增大.例如,白炽灯泡点亮时的灯丝电阻比不通电时要大很多倍,因为灯泡点亮后,灯丝温度升高,电阻率增大,电阻也随之增大.(2).导体的电阻由式RUl定义,也可以利用其测量,但并不是由U和I决定的,而是由电阻定律R决IS定的,即导体本身的性质决定的.
例2.关于导体的电阻和电阻率,下列说法正确的是
A.电阻与导体两端的电压有关 B.电阻与导体的横截面积有关 C.电阻率与导体的长度有关 D.电阻率与导体的材料有关 答案:B、D 3.导体的伏安特性曲线
线性元件的伏安特性曲线是过原点的直线,而非线性元件的伏安特性曲线则是过原点的曲线。
【例3】实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示(考虑灯丝的电阻随温度的变化而变化):
分析:随着电压的升高,电流增大,灯丝的电功率将会增大,于是温度升高,电阻率也将随之增大,所以电阻增大,I-U曲线的斜率减小,选A。
例4.小灯泡通电后其电流随所加电压变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为过P点的切线。则下列说法正确的是
A.对应P点,小灯泡的电阻为0.1 B.对应P点,小灯泡的电阻为0.05 C.对应P点,小灯泡的电阻为10 D.对应P点,小灯泡的电阻为20
解析:该图线是小灯泡的伏安特性曲线,值得注意的是,流过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压并不是正比关系。对应P点,小灯泡的电阻RU410。故选项C正确。I0.4点评:分析该题常见的错误有两种:一种是没有看清纵坐标和横坐标所代表的物理量,受思维定势的影响,认为小灯泡的电阻R0.40.1,误选了A;一种是误认为切线斜率的倒数就表示小灯泡的电阻,而误选4了D。
针对训练1:两个额定电压为220V的白炽灯泡L1和L2的U-I 特性曲线,如图所示。则L2的额定功率为_________W;现将L1 和L2串联后接在220V的电源上,电源内阻忽略不计。此时L2 的实际功率为_________W。答案:99W,1.75W
4.串联电路和并联电路、电表的改装
(1)电流表G改装成电压表:由串联电路特点得:Ig=I总即Ig=(或由U=Ig(Rg+R)解得RUR)
gIgUgRgU RgRx改装后的总内阻RV=Rg+Rx
(2)电流表G改装成大量程电流表:由并联电路特点得:Ug=UR即
Ug=IgRg=Rx(I-Ig), 改装后的总内阻RA=RgRxRgRx
【例5】 已知如图,R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。分析:①利用电流之比:I1∶I2∶I3=1∶2∶3 ②利用电压之比:U1∶U2∶U3=1∶1∶2
③在此基础上利用P=UI,得P1∶P2∶P3=1∶2∶6
例6.图4中的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的,它们之中的一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是()A.甲表是电流表,R增大时量程增大 B.甲表是电流表,R增大时量程减小 C.乙表是电压表,R增大时量程减小 D.乙表是电压表,R增大时量程增大 答案:BD [表头G本身所允许通过的最大电流Ig或允许加的最大电压Ug是有限的.为了要测量较大的电流,则应该并联一个电阻来分流;且并联的电阻越小,分流的效果越明显,从整体上看表现为测电流的量程增大,因此A错而B对;同理,为了要测量较大的电压,需要串联一个电阻来分压,且分压电阻越大,电压表的量程越大,C错而D对.] 5.电功和热量与电功率和热功率
(1)电功:W=UIt(2)电功率:P电=UI 22(3)热量:Q=IRt(4)热功率:P热=IR 注意电功和电热的区别(注意运用能量观点)
(1)纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的, 电能全部转化为热能。如:电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯等。电功和热量相等W =Q,即WUItI2RtUt,电功率和热功率相等P电=P热,即
RU2。PUIIRR22(2)非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是不可避免的热能损失。电路消耗的电能(UIt)分为两部分,一部分转化为热能,另一部分转化为其它形式的能(如电流通过电动机时,电能转化为机械能)。如:电解槽、电动机、日光灯等。
电功大于热量W >Q,有W=Q+E其它.电功率大于热功率P电>P热,有P电=P热+P其它。
2(3)电功就只能用WUIt计算,电热就只能用Q=IRt计算。
例7.电吹风机中有电动机和电热丝两部分,已知电动机线圈的电阻为r,它和阻值为R的电热丝串联。设电吹风工作时两端的电压为U,通过线圈的电流为I,消耗的电功率为P,则下列关系式正确的是
A.PUI B.PI2rR C.UIrR D.PI2rR
解析:在电吹风机的整个回路中,既有电阻丝,又有非纯电阻用电器电动机,因此整个电路是非纯电阻电路。整个电路两端的电压为U,流过的电流为I,故由电功率定义可知PUI,选项A错误;由于电路是非纯电阻电路,因此电功率大于热功率,即有PI2rR,所以选项B错误,选项D正确;由PI2rR可得UIrR,故选项C错误。正确选项为D。
例8.一台洗衣机上的电动机的额定电压U220V,线圈电阻R1,在额定电压下正常运转时电流I2A,求:(1)电动机消耗的总功率和发热功率;(2)电动机的输出功率。
解析:(1)电动机总功率即为电功率PW;发热功率即为线圈电阻的热功率总UI2202W440P热I2R221W4W。
(2)电动机的输出功率即为电动机的机械功率,由能量守恒可得:P总P出P热,所以。P出P总-P热436W点评:电动机是非纯电阻元件,解答时要注意从能量转化和守恒的角度理解其消耗功率、发热功率和输出功率之间的关系。
【例9】某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大?
分析:电动机不转时为纯电阻由欧姆定律得,RU15,这个电阻是不变的。电动机正常转动时,输入的I1电功率为P电=U2I2=36W,内部消耗的热功率P热=I2R=5W,所以机械功率P=31W
由这道例题可知:电动机在启动时电流较大,容易被烧坏,正常运转时电流反而较小。
针对训练2:一台小型电动机在3V的电压下工作,通过它的电流为0.2A。用此电动机提升重为4N的物体时,在30s内可使物体匀速上升3m。若不计除电动机线圈发热以外的其它能量损失,求在提升重物的30s内,电动机线圈所产生的热量。
答案:6J
6.额定电压与实际电压、额定功率与实际功率
7.闭合电路欧姆定律
(1).公式为:IE(只适用于电路是纯电阻的条件下)Rr常用的表达式还有:E=IR+Ir(只适用于电路是纯电阻的条件下), E = U外+ U内 U外=E-Ir 温馨提示:IE只适用于纯电阻闭合电路,变式EU外U内、EU外Ir和U外E-Ir适用于任Rr何闭合电路。
(2).电动势与路端电压的比较:
例10.如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表。当电阻箱的读数为R12时,电压表的读数为U14V;当电阻箱的读数为R25时,电压表的读数为U25V,求电源电动势E和电源内阻r。
解析:由欧姆定律可得:U1EI1r,I1U1UE6V,;联立以上各式可解得:U2EI2r,I22,R1R2r1。
(3).路端电压U随外电阻(负载)R变化的讨论
根据I=E/(R+r), U内=Ir,U=E-Ir(E=U内+U外),当E、r一定时: RIU内U;RIU内U
当外电路断路时,RI0UE
当外电路短路时,R0IEU0
r路端电压随电流变化的图线(U-I图线)如图2所示.
由U=E-Ir可知,图线纵轴截距等于电源电动势E,若坐标原点为(0,0),则横轴截距为短路电流,图线斜率的绝对值等于电源的内电阻,即Ur.
I
在解决路端电压随外电阻的变化问题时,由于E、r不变,先由I=E/(R+r)式判断外电阻R变化时电流I如何变化,再由U=E-Ir式判断I变化时路端电压U如何变化.有的同学试图用公式UIR来讨论路端电压随外电阻的变化问题,但由于当外电阻R发生变化时电流I也发生变化,因此无法讨论路端电压U的变化情况.如外电阻R增大时,电流I减小,其乘积的变化无从判断. 8.伏安特性曲线与路端电压和回路电流的U-I图线
(1)如图所示,图1为导体的伏安特性曲线。纵坐标和横坐标分别代表了某一电阻两端的电压和流过该电阻的电流,U和I的比值表示该电阻的阻值;图2是路端电压和回路电流的UI图线。纵坐标和横坐标分别代表了路端电压和流过电源的电流,图线斜率的绝对值表示电源的内阻r。
(2)从图线的意义上来看,图1表示导体的性质;图2表示电源的性质。由图1可以求出电阻的阻值,由图2可以求出电源的电动势和电源的内阻。
(3)图线1对应的函数表达式为U=IR;图线2对应的函数表达式为U=E-Ir。
例11.如图所示,直线A为电源的路端电压U与干路电流I的关系图象,直线B为电阻R两端的电压U与流过其电流I的关系图象。用该电源与该电阻串联组成闭合回路,则电源的输出功率和电源的效率各是多少?
解析:由直线B可知R1,由直线A可知电源电动势E3V,电源内阻r30.5。当二者组成电
6路后,由闭合电路欧姆定律可知,回路电流I2EIR4W;电源的总功率2A。故电源的输出功率P出RrP总EI6W,所以电源的效率P出6700。
P总【例12】如图所示电路中,电阻R1=8Ω。当电键K断开时,电压表电源总功率是9W;当电键K闭合时,电压表的示数为5.7V,电流表的示数为0.75A,的示数为4V。若电键断开和闭合时电源内部损耗的电功率之比是9:16。求电源的电动势和电阻R2、R3。
解析:K断开时,电流表示数是通过电源的电流值,设为I1=0.75A,则电源电动势ε=P总/I1=12V 电压表V1示数是R3、R4两端总电压,有R3+R4=U1/I1=7.6Ω 电源内阻r=ε/I1-(R1+R3+R4)=0.4Ω
K断开和闭合时,电路总电流之比I1:I2=P总∶P总=3∶4 K闭合时电路总电流为I2=4I1/3=1A R4=U2/I2=4Ω R3=3.6Ω 根据ε=I2r+I2[R3+R4+R1R2/(R1+R2)] 解得R2=8Ω。9.动态电路的分析
在恒定电路中,常会由于某个因素的变化而引起整个电路中一系列电学量的变化,出现牵一发而动全身的情况,此类问题即为动态电路问题。
例13.电动势为E,内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是 A.电压表和电流表的读数都增大 B.电压表和电流表的读数都减小
C.电压表的读数增大,电流表的读数减小 D.电压表的读数减小,电流表的读数增大
解析:当滑动变阻器触点向b端移动时,滑动变阻器的电阻R增大,则R和R2的并联电阻增大,回路外电阻R外增大,由闭合电路欧姆定律可知I总=
E可知,干路电流减小。由U=EIr可知,路端电压增大,故
总R外r电压表读数增大;R1两端的电压U1=I总R1,R2两端的电压U2=U-U1,所以加在R2两端电压U2增大,流过R2的电流小,流过电流表的电流 I3=I总-I2,故电流表的读数变小。综上所述可知,选项C正确。
点评:分析动态电路问题时,关键是明确分析物理量的顺序,先部分再整体再部分;分析部分电路时,要先分析不变部分,再分析变化的部分;要注意思维的变换,分析电压不行时分析电流。针对训练3:如图所示,图中的四个表均为理想表,当滑动变阻器和滑动触点向右端滑动时,下列说法正确的是
A.电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大 B.电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小 C.电压表V2的读数减小,电流表A2的读数增大 D.电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小 答案:D 10.闭合电路中的几种电功率及能量关系
(1).①电源的总功率P总IIUIUP ②电源内部发热功率P内IUI2rU 出P内r2③电源的输出功率(外电路消耗的总功率)P 出IUIIrP总P内2同理有,W总=IEt=W外+W内=U外It+U内It(2).电源的输出功率随外电阻R变化的规律 P出I2R2(Rr)2R2R(Rr)24Rr2(Rr)24rR
2(1)当Rr时,P有最大值:Pm=E/4r(2)当Rr时,P随R的增大而增大。(3)当Rr时,P随R的增大而减小。(3).电源的效率
按定义有W有W总I2RRI2(Rr)Rr11rR,可见,当R增大时,效率提高。值得指出的是,电源有最大输出功率时(Rr时),电源的效率仅为50%,效率并不高,而效率较高时,输出功率可能较小。[例14] 在如图所示的电路中,电池的电动势E =5V,内电阻r10,固定电阻R90,R0是可变电阻,在R0由零增加到400的过程中,求:
(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率;(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和。
分析:当电路中可变电阻R0发生变化时,电源的功率、各用电器上的电流强度、电压、功率都随之发生改变,根据需求的量,列出数学表达式,然后结合物理量的物理意义,分析数学表达式即可求得。
解答:(1)可变电阻R0上消耗的热功率PI2R(1025R0e25)2R0RR0r(R0100)2(R0100)2400R251由上式可得:当R0100时,P(W)1有最大值Pm4001625(2)r与R上消耗的热功率之和P2I2(Rr)100 2(R0100)由上式可知,R0最大时,P2最小 即:当R0400时,P2有最小值Pm2251000.01(W)2(400100)说明: 本题若采用等效思维则可减少解题过程的繁琐,提高解题速度。如在(1)中,把(Rr)看成是电源的内阻,利用电源输出功率最大的条件:Rr,立刻可得到R0上消耗热功率最大的条件和消耗的最大热功率,但要注意,看成的等效电源的内阻应是不变量,如若求R上消耗的最大功率,把(R0r)看成是电源的内阻,则会得到错误的结论。11.稳恒电路和电容器的结合
当电路中含有电容器时,电路稳定后,电容器所在的支路则相当于断路,电容器两端的电压和与之并联的电阻两端的电压相等。
例15.在如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板的距离d40cm。电源电动势E24V,内阻r1,电阻R15。闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔,以初速度v04m/s竖直向上射入板间。若小球带电量q1102C,质量m2102kg,不计空气阻力。那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板? 此时电源的输出功率是多大?(g10m/s2)
解析:小球进入板间后,受重力和电场力作用,做匀减速直线动,且到A板时速度为零。
设两板间的电压为UAB,则由动能定理得:mgdqUAB01mv02,所以滑动变阻器两端的电压
2U滑UAB8V。
设通过滑动变阻器的电流为I,则由欧姆定律得:IR滑U滑I2EU滑Rr1A,所以滑动变阻器接入电路的阻值
23W。8。此时,电源的输出功率PI(RR滑)针对训练4:如图所示,在水平放置的的平行板电容器之间,有一带电油滴处于静止状态。若从某时刻起,油滴所带的电荷量开始缓慢增加,保持油滴的质量不变。为维持该油滴仍处下静止状态,可采取下列哪些措施 A.其它条件不变,使电容器两极板缓慢靠近B.其它条件不变,使电容器两极板缓慢远离 C.其它条件不变,将变阻器的滑片缓慢向左移动 D.其它条件不变,将变阻器的滑片缓慢向右移动 答案:BC
12.简单的逻辑电路
例16.如图2所示的门电路符号,下列说法中正确的是()A.甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门 B.甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门 C.甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门 D.甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门 答案 C 例
17、如图是一个应用某逻辑电路制作的简单车门报警电路图。图中的两个按钮S1、S2分别装在汽车的两道门上。只要其中任何一个开关处于开路状态,发光二极管(报警灯)就发光。请根据报警装置的要求,列表分析开关状态与发光二极管的发光状态,并指出是何种门电路,在图中画出这种门电路的符号。
分析:当S1、S2都闭合时,A、B的输入都为0,输出Y也为0;当S1、S2中任一个闭合时,A或B有输入,Y有输出,发光二极管就发光报警。“或”门电路。
*电学实验及其应用
在复习本章实验时,要特别重视对各实验的原理和设计思想进行深入的理解,只有这样,才能以不变应万变。
1、伏安法测电阻
伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律(R=U/I),测量电路可以有电流表外接和电流表内接两种方法,如图3甲、乙两图.由于电压表和电流表内阻的存在,两种测量电路都存在着系统误差.
甲图中电流I甲的测量值大于通过电阻Rx上的电流,因此计算出的电阻值R甲小于电阻Rx的值.
乙图中电压U乙的测量值大于加在电阻Rx上的电压,因此计算出的电阻值R乙大于电阻Rx的值.
为了减小测量误差,可先将待测电阻Rx的粗略值与电压表和电流表的内阻值加以比较,当Rx<< RV时,R甲RVRxRVRxRxRx,宜采用电流表外接法测量.当Rx>> RA 时,R乙RARxRx,宜采用电流Rx1RV表内接法测量.
2.伏安法测电阻中的三个问题
“描绘小灯泡的伏安特性曲线”和“测量金属丝的电阻率”这两个实验原理的基础就是伏安法测电阻和滑动变阻器什么时候采用限流接法,什么时候采用分压接法这个问题。下面对这个问题加以总结。(1)电流表内接和外接的选择依据
先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表的内阻进行比较,若RxRA,则采用电流表外接;若RxRV,则采用电流表内接。
(2)限流和分压电路的选择依据
若滑动变阻器的总阻值比待测电阻的阻值较大,一般应采用限流接法的电路;若滑动变阻器的总阻值比待测电阻的阻值较小或实验要求电表的读数从零开始变化,则应采用分压接法的电路。
例1.有一待测电阻Rx,其阻值大约在40~50,实验室准备用来测量该阻值的实验器材有:电压表V1(量程0~10V,内电阻约为20k),电压表V2(量程0~15V,内电阻约为30k);电流表A1(量程0~50mA,内电阻约为20),电流表A2(量程0~300mA,内电阻约为4);滑动变阻器R1(最大阻值为10,额定电流为2A),滑动变阻器R2(最大阻值为250,额定电流为0.1A);直流电源E(电动势为9V,内阻约为0.5);开关及导线若干。实验要求电表的读数从零开始变化,并能多测几组数据。(1)电流表应选_________,电压表应选_________,滑动变阻器应选_________;(2)画出实验所需的电路图。
解析:(1)题目要求电表的读数从零开始变化,电路的结构应为分压式,所以滑动变阻器应选R1;直流电源的电动势为9V,所以加在待测电阻两端可能出现的最大电压为9V,流过待测电阻可能出现的最大电流约为225mA,故电压表和电流表分别应选V1和A2。由于待测电阻的阻值远小于电压表V1的内电阻,而待测电阻的阻值与电流表A2的内电阻相差不大,故电流表应采用外接的方法。
(2)实验电路如图所示。
3.测定电源的电动势和内阻
(1)实验原理:实验原理如图所。在处理方法上有两种:一种是由闭合电路欧姆定律UE-Ir,求出几组E、r,最后算出它们的平均值;二是用作图法来处理数据,即上面提到的路端电压和回路电流的UI图线,图线和纵轴的交点即为电源的电动势,图线斜率的绝对值为电源的内阻。
(2)注意事项
①电池的内阻宜大些,一般选用用过一段时间的电池; ②实验中电流不能调得过大,以免电池出现极化; ③在画U-I图线时,要尽量使多数点落在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不考虑。干电池内阻较小时U的变化较小,可以通过将I轴向U轴的正方向平移的方法来使图线更完整,图线斜率的绝对值仍是电池的内阻。④用作图法来处理数据时,计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用rU求解内阻。
I例2.为了测定某一电源的电动势E和内阻r(E约为4.5V,r约为1.5),实验室提供的实验器材有:量程为3V的理想电压表V;量程为0.5A电流表A(具有一定内阻);固定电阻R4;滑动变阻器R;电键K;导线若干。(1)画出实验原理图;(2)实验中,当电流表的读数为I1时,电压表的读数为U1;当电流表的读数为I2时,电压表的读数为U2。则可以求出E=_________,r=_________。
解析:(1)电路中的短路电流I0E3A,大于电流表量程,所以必须使用固定电阻保护电路,兼顾干路r中电流测量的准确性,采用如图所示的电路。
(2)由闭合电路欧姆定律有:U1E-I1Rr,U2E-I2Rr,联立两式解得EI1U2I2U1,rU2U1R。
I1I2I1I2
4.万用表及其应用(1)欧姆表的原理 欧姆表内部电路原理如图所示,其原理是根据闭合电路欧姆定律测量,即IE。式中(R+r+Rg)RrRgRx为欧姆表的内阻,不同的Rx对应不同的电流。如果在刻度盘上直接标出与电流I相对应的Rx值,便可以从刻度盘上读出被测电阻的阻值。需要指出的是,由于电流I与被测电阻Rx之间不是正比的关系,所以电阻值的刻度是不均匀的。
(2)欧姆表的使用
【注意】欧姆表测电阻时,指针越接近半偏位置,测量结果越准确。○调零:将红、黑表笔短接,调节调零旋钮使指针0处。○测量:将被测电阻跨接在红、黑表笔间。○读数:测量值 = 表盘指针示数×倍率
【注意】不要用手接触电阻的两引线,被测电阻必须与电路完全断开;若发现指针偏角太大或太小应换用倍率较小或较大的档;且每次换档必需重新调零。
○整理:测量完毕,将选择开关旋转到OFF档或交流最大电压档,拨出表笔,若长期不用应取出电池。例3.某同学用以下器材接成如图所示的电路,成功地改装成了一个简易的“R1k”的欧姆表,使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10k~20k范围内的电阻时精确度令人满意。所用器材如下:
A.Ig100A的电流表G一个;B.电动势E1.5V,电阻不计的电池一个;C.阻值R14k的电阻一个D.红、黑表笔两个和导线若干。则
(1)电流表G的内阻Rg_________;
(2)测量某一电阻时,其指针所指位置如图所示,则被测电阻的阻值Rx_________;
(3)要想在图1的基础上将其改装成“R1”的欧姆表,需_________(填“串联”或“并联”)一个R0________的电阻。
解析:(1)根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10k~20k范围内的电阻时精确度令人满意”,说明在测量阻值在10k~20k的电阻时,欧姆表的指针在刻度盘的中间附过,由欧姆表原理可知,该欧姆表的内阻约为15k。根据欧姆定律得IgE,所以Rg1k。
RRg(2)10k
(3)要想把原欧姆表改装成“R1”的欧姆表,就要减小其内阻使其为15,因此只有并联一个小电阻R0,才能使欧姆表的内阻等于15,所以有15
RRRg0RRgR0,解得R015。
第三篇:第二章免疫与计划免疫章末总结
章末总结
1、凡是药物都带有一定的________和________,如果应用________,可以治疗________,反之则可能危害________。因此,了解________常识是非常必要的。
2、安全用药是指根据________,在选择药物的________、________和________等方面都恰到好处,充分发挥药的________,尽量避免药物对人体产生的________或________。
3、药物可分为处方药和________。处方药是必须凭________医师或________医师的处方才可以购买,并按________服用的药物。________是不需要凭医师________即可购买的,按所附________服用的药物简称为________。
4、当有人因煤气中毒等意外事故而突然________时,可以用________方法进行急救,最通常的是________法。如果病人同时心跳停止,则应同时做________。
5、出血一般有________和________,前者是体内________的出血;后者指________出血,可分为________、________、________三种。伤口小,出血不多时,可洗净后用________加压止血。对于大静脉或动脉出血,首先拨打________,紧急呼救,同时用________、________或________压迫止血。
6、药品要放在一定的地方并标明________,以免________。急救用药要放在________处,一旦病情有变,不会因找不到药而________抢救时机。药物的保存大多需要放在________、________的地方,而且要________保存,避免________。药物受潮后有效成分可能会________,甚至发生________,影响________。
第四篇:高中物理选修1-2:第3章章末综合检测
高中物理选修1-2 第3章章末检测
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
1.卢瑟福的α粒子散射实验第一次揭示了()
A.质子比电子重
B.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
C.α粒子是带正电的D.可以用人为方法产生放射性现象
解析:选B.由卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型,可知B正确. 2.天然放射现象说明了()
A.原子不可再分
B.原子的核式结构
C.原子核内部是有结构的D.原子核由质子和中子组成解析:选C.人们认识原子核的复杂结构和它的变化规律,是从天然放射现象开始的. 3.关于原子和原子核的几种说法,正确的是()
A.β衰变说明原子核内部存在电子
B.原子内有电子表明原子具有核式结构
C.天然放射现象说明了原子核有复杂结构
D.α粒子散射实验证明了卢瑟福原子理论正确
解析:选CD.贝克勒尔发现的天然放射现象说明原子核是有复杂结构的,故C正确,卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子的核式结构,故D正确.
414.铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应:2713Al+2He→X+0n.下列判断正确的是()
A.1B.10n是质子0n是中子
28C.X是14Si的同位素D.X是3115P的同位素
解析:选BD.由核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知,X是3015P,故选项C错误,选项D正确;10n为中子,故选项A错误,选项B正确.
5.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3,真空中光速为c,当质子和中子结合成氘核时,放出的能量是()
A.m3cB.(m1+m2)c
2C.(m3-m2-m1)c2D.(m1+m2-m3)c2
解析:选D.质子和中子结合成氘核时,总质量减小了,即质量亏损Δm=(m1+m2-m3).依据质能方程可知,放出的能量为ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3)c2.6.关于天然放射现象,以下叙述正确的是()
A.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减小
B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的C.在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强
206D.铀核(238 92U)衰变为铅核(82Pb)的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变
解析:选BC.半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所决定的,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关,A错;β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的,10n
10238206→11H+-1e,B对;根据三种射线的物理性质,C对; 92U的质子数为92,中子数为146,82Pb的质子数为82,中子数为124,因而铅核比铀核少10个质子,22个中子.注意到一次α衰变质量数减少4,故α衰变的次数为x=8次.再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y应满足2x-y+82=92,y=2x-10=6次.故本题正确答案为B、C.7.我国科学家于1965年9月首先用人工方法合成了牛胰岛素,为了证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质,在合成过程中掺入放射性14C.然后把搀入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合到一起,经过多次重新结晶后,得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶,这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体,它们是同一种物质,从而为我国在国际上首先合成牛胰岛素提供了有力的证据.那么在人工合成过程中掺入14C起到的作用是()
A.扩散作用B.组成元素
C.示踪原子D.增强人的抗病能力
解析:选C.通过检测14C衰变发出的射线,才能确定人工方法合成的牛胰岛素是否均匀分布在牛胰岛素结晶里,14C是示踪原子.
8.(2012·浏阳一中高二检测)下列说法中正确的是()
A.核子结合成原子核时,要吸收能量
B.α射线、β射线和γ射线相比较,γ射线的穿透能力最强
C.增大压强、降低温度,可以减小放射性元素的半衰期
D.我国大亚湾核电站是利用核裂变放出的能量来发电的解析:选BD.实验证明在α、β、γ三种射线中,穿透能力最强的是γ射线,故B正确.核子结合成原子核时可能吸收能量,也可能放出能量,故A错.放射性元素的半衰期,由原子核的内部因素决定;与外部因素无关,即与原子所处的物理状态(温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关,故C错.核电站都是利用原子核裂变放出的能量来发电的.故D正确.
29.原子核AZX与氘核1H反应生成一个α粒子和一个质子.由此可知()
A.A=2,Z=1B.A=2,Z=
2C.A=3,Z=3D.A=3,Z=2
241解析:选D.该核反应的方程式为:AZX+1H→2He+1H,由质量数和电荷数守恒得:A=4+
1-2=3,Z=2+1-1=2,故正确答案为D.10.若元素A的半衰期为4天,元素B的半衰期为5天,相同质量的A和B,经过20天后,剩下的质量之比mA∶mB为()
A.20∶31B.31∶30
C.1∶2D.2∶1
解析:选C.本题根据原子核的衰变及半衰期的规律可以求解.设A和B原来的质量均为m,则20天后有
1t151T14mA=m2=m2,mB=m2=m2.ABt
1m21m则.mB12m211.关于核衰变和核反应的类型,下列表述正确的有()
2384A.23892U→ 90Th+2He 是α衰变
4171B.147N+2He→ 8O+1H 是β衰变
341C.21H+1H→2He+0n 是轻核聚变
082D.8234Se→36Kr+2-1e 是重核裂变
解析:选AC.α衰变是放射出氦核的天然放射现象,A正确;β衰变是放射出电子的天然放射现象,而B项是发现质子的原子核人工转变,故B错;C项是轻核的聚变,D项是β衰变现象,故C对D错.
12.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为
11213115121H+ 6C→ 7N+Q1,1H+ 7N→ 6C+X+Q2
以下推断正确的是()
A.X是3B.X是42He,Q2>Q12He,Q2>Q1
3C.X是2He,Q2<Q1
D.X是42He,Q2<Q1
解析:选B.由核反应方程中质量数守恒和核电荷数守恒可得X为42He,所以选项A、C均错误;又依据爱因斯坦的质能方程Q=ΔE=Δm·c2可知选项B正确.
二、填空题(本题共2小题,每小题8分,共16分.把答案填在题中的横线上)
13.英国物理学家________根据α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型,发现了质子并猜想了中子的存在;德国科学家________发现了X射线;法国物理学家________发现了天然放射现象;__________指出了能量与质量之间的联系.
答案:卢瑟福 伦琴 贝克勒尔 爱因斯坦
14.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线,由铅盒的小孔射出,在小孔外放一铝箔后,铝箔后的空间有一匀强电场.进入电场后,射线变为a、b两束,射线a沿原来方向行进,射线b发生了偏转,如图3-1所示,则图中的射线a为________射线,射线b为________射线.
图3-
1解析:在三种射线中,α射线带正电,穿透能力最弱;β射线带负电,穿透能力一般;γ射线不带电,穿透能力最强,综上所述,综合题意可知:a射线应为γ射线,b射线应为β射线.
答案:γ β
三、计算题(本题共2小题,共24分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)15.(12分)(2011·高考天津卷)回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展.
当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”,它在医疗诊断中,常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子.碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得,同时还产生另一粒子,试写出核反应方程.若碳11的半衰期τ为20 min,经2.0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几?(结果取2位有效数字)
解析:核反应方程为
141114 7N+1H→ 6C+2He
设碳11原有质量为m0,经过t1=2.0 h剩余的质量为mr,根据半衰期定义有
m1τt11202=220≈1.6%.m011114答案:14 7N+1H→ 6C+2He 1.6%
16.(12分)现在的核电站比较广泛应用的核反应之一是:
023511431 92U+0n→ 60Nd+Zr+3(0n)+8(-1e)+ν
(1)核反应方程中的ν是反中微子,它不带电,质量数为零.试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数.
(2)已知铀(U)核的质量为235.0439 u,中子质量为1.0087 u,钕(Nd)核质量为142.9098 u.锆
-核质量为89.9047 u;又知1 u=1.6606×1027 kg.试计算1 kg铀235大约能产生的能量是多
少?
解析:(1)锆的电荷数Z=92-60+8=40,质量数A=236-146=90;核反应方程中应用符号9040Zr表示.
1000(2)1 kg铀235的核数为n=×6.02×1023(个),不考虑该反应中生成的电子质量,一个铀235
核反应发生的质量亏损为Δm=0.212 u,1 kg铀235完全裂变放出的能量约为E=nΔmc2=
8.12×1013 J.答案:(1)40 90(2)8.12×1013 J
第五篇:《热学章末复习总结》教案
热学章末复习总结
信丰县第六中学
曾华彬
热学中的三种动能关系
一、物体内部分子力做功和分子势能的关系
1.功能关系:当物体内部分子力做正功时,分子势能减少;反之,当分子力做负功时,分子势能增加.
2.本质:这是物体内部分子间的相互作用力和分子间的相对位置所决定的功能关系. 3.实际气体需要考虑分子力和相应的功能关系,而理想气体则忽略分子力,把分子势能当做常量零来处理.
【例1】(2008年全国卷Ⅱ)对一定量的气体,下列说法正确的是()A.气体的体积是所有气体分子的体积之和
B.气体分子的热运动越剧烈,气体温度就越高
C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减少
解析:选项D考查了两个知识点:(1)气体膨胀时分子力做负功,分子势能增加,但分子力做功不影响内能,它只是实现了分子势能和分子热运动动能间的转化.(2)改变内能有两种方式,即外界对物体做功和热传递,要综合考虑.因此,改变内能的功并不是物体内部分子力做的功,而是外界对气体做的功,在第二大问题中我们要具体区分这两种功.答案选BC.答案:BC 【例2】 如图1所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F>0时为斥力,F<0时为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放,则()A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动 B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大
C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直减少 D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增加
解析:本题直接考查了分子力做功和分子势能的关系,它与重力做功和重力势能的关系非常类似.当考虑分子间的力时为实际气体;反之,为理想气体.答案选BC.答案:BC 综上可见,物体内部分子力做功和分子势能的关系近几年反复考查,希望引起考生关注.
二、外界对系统(气体)做功和物体内能改变的关系
1.功能关系:气体膨胀时,如果没有热传递且气体对外界做正功,则气体内能减少;反之,气体内能增加.
2.本质:这是把气体当做整体研究时气体和外界间的相互作用所决定的功能关系.
3.物体内部分子力做功和外界对系统(气体)做功的区别:物体内部分子力做功只是实现了分子势能和分子热运动动能间的转化,而这两种都属于内能,故分子力做功不影响内能的变化.外界对系统(气体)做功是改变物体内能的两种方式之一,二者的适用范畴不同. 4.气体对外做功的两个要素:力和位移.(1)气体边界线固定,有力无位移,不做功.(2)自由膨胀时,有位移无力,不做功.
5.自由膨胀和缓慢膨胀的区别:当气体向真空容器膨胀时,由于无其他气体分子阻碍,故虽有位移但却无力,气体对外不做功.同时由于常温下分子运动较快,故膨胀过程瞬间完成,我们把这种膨胀叫自由膨胀.缓慢膨胀意味着气体膨胀过程受到外界阻碍,故气体膨胀的过程中一定对外界做功.缓慢膨胀意味着对外做功这一隐含条件是近几年高考的热点,也是学生答题的难点.
6.外界:和所研究气体边界接触的外界可以是容器的器壁、活塞或其他气体. 【例3】(2008年重庆卷)地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交换忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)()A.体积减小,温度降低
B.体积减小,温度不变 C.体积增大,温度降低 D.体积增大,温度不变
解析:本题考查了三个方面的内容:(1)气体绝热时内能的变化只取决于外界是否对气体做功或气体是否对外界做功.本题气体膨胀且有压强,故气体对外界有力的作用且力的 方向上有位移,气体对外做正功,内能减少.(2)本题括号内注明不计气团内分子间的势能,即不考虑分子力做功,把气体当成理想气体,故内能减少,温度降低.(3)对两种功概念的理解也是本题的考查内容之一.本题选C.答案:C 【例4】 如图2所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q内为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则()A.气体体积膨胀,内能增加 B.气体分子势能减少,内能增加
C.气体分子势能增加,压强可能不变
D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中
解析:考查了自由膨胀问题,由于气体对外不做功,且系统与外界无热交换,故内能不变.这种类型的题目是高考的热点,考生要重点掌握.本题选D.答案:D
三、广义的功能关系
热学部分经常考查各种功能关系的综合运用,即更普遍意义上的能的转化和守恒定律.处理该类题目的关键是抓住增加的总能量和减少的总能量相等这个规律.
【例5】 如图3所示,A、B两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同.将两管抽成真空后,开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内),水银柱上升至图示位置停止.假设这一过程水银与外界没有热交换,则下列说法正确的是()A.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 C.A和B中水银体积保持不变,故内能增量相同
D.A和B中水银温度始终相同,故内能增量相同
解析:本题中大气压力对两系统做功一样多,所做的功全部转化为A、B系统中增加的重力势能和内能.由于A中水银的重心高,重力势能增加的多,故A中水银的内能增量小于B中水银的内能增量.答案选B.本题考查了内能和重力势能的转化问题. 答案:B