高考第二轮物理复习资料(第9--12讲)[下学期]
文档属性
| 名称 | 高考第二轮物理复习资料(第9--12讲)[下学期] |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 474.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2007-05-07 10:23:00 | ||
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文档简介
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祁东县物理中心教研组编写
典型课案: 第9课时 带电粒子在电磁场中的运动
祁东一中 撰稿: 邹军卫 审查: 邱忠明
1. 考点梳理:
(1)熟悉电场力、磁场力大小的计算和方向的判别；
(2)熟悉带电粒子在匀强电场和匀强磁场里的基本运动，如加速、偏转、匀速圆周运动等；
(3)通过详细地分析带电体运动的全部物理过程，找出与此过程相应的受力情况及物理规律，遇到临界情况或极值情况，则要全力找出出现此情况的条件；
(4)在“力学问题”中，主要应用牛顿运动定律结合运动学公式、动能定理、动量定理和动量守恒定律等规律来处理；
(5)对于带电体的复杂运动可通过运动合成的观点将其分解为正交的两个较为简单的运动来处理
二． 热身训练
1在M、N两条长直导线所在的平面内，一带电粒子的运动轨迹示意图，如下图所示。已知两条导线M、N只有一个条导线中通有恒定电流，另一条导线中无电流，关于电流、电流方向和粒子带电情况及运动的方向，可能是：
A．M中通有自上而下的恒定电流，带负电的粒子从a点向b
点运动
B．M中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从b点向a点运动
C．N中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从b点向a点运动
D．N中通有自上而下的恒定电流，带负电的粒子从a点向b点运动
2、竖直放置的两块金属板A、B彼此平行，A、B板分别跟电源的正、负极连接，将电源的正极接地，如图所示。在A、B中央固定一个带正电的电荷q。分别用U和 表示q所在位置的电势和q的电势能，则下述中正确的是：
A．保持B板不动，使A板向右平移一小段距离后，U变大，变大
B．保持B板不动，使A板向右平移一小段距离后，U不变,不变
C．保持A板不动，使B板向右平移一小段距离后，U变小，变小
D．保持A板不动，使B板向右平移一小段距离后，U变大，变大
3.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是：
A．这离子必带正电荷
B．A点和B点位于同一高度
C．离子在C点时速度最大
D．离子到达B点时，将沿原曲线返回A点
三．讲练平台
例1．如图在某个空间内有一个水平方向的匀强电场，电场强度，又有一个与电场垂直的水平方向匀强磁场，磁感强度B＝10T。现有一个质量m＝2×10-6kg、带电量q＝2×10-6C的微粒，在这个电场和磁场叠加的空间作匀速直线运动。假如在这个微粒经过某条电场线时突然撤去磁场，那么，当它再次经过同一条电场线时，微粒在电场线方向上移过了多大距离。（ｇ取10m／S2）
例2．如图，在某空间同时存在着互相正交的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下。一带电体a带负电，电量为q1，恰能静止于此空间的c点，另一带电体b也带负电，电量为q2，正在过c点的竖直平面内作半径为r的匀速圆周运动，结果a、b在c处碰撞并粘合在一起，试分析a、b粘合一起后的运动性质。
例3．如图，质量为1g的小环带4×10-4的正电，套在长直的绝缘杆上，两者间的动摩擦因数μ＝0.2。将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，杆所在平面与磁场垂直，杆与电场的夹角为37°。若E＝10N／C，B＝0.5T，小环从静止起动。求：(1)当小环加速度最大时，环的速度和加速度；(2)当小环的速度最大时，环的速度和加速度。
例4．某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场，电场方向向右（如下图（a）中由B到C的方向），电场变化如图（ｂ）中E-t图象，磁感应强度变化如图（c）中B-t图象.在A点，从t=1 s（即1 s）开始，每隔2 s，有一个相同的带电粒子（重力不计）沿AB方向（垂直于BC）以速度v射出，恰能击中C点，若且粒子在AC间运动的时间小于1 s，求
（1）图线上Ｅ0和B0的比值，磁感应强度B的方向.
（2）若第1个粒子击中C点的时刻已知为（1+Δt）ｓ，那么第2个粒子击中C点的时刻是多少
四、当堂巩固
１. 如图所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B，两极间距离为d，要使输出电压为U，则等离子的速度v为_________，a是电源的________极.
２．如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面向里，电场强度为E，磁感应强度为B.已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的轨道半径R＝_________.
３．.如图所示，在水平正交的匀强电场和匀强磁场中，半径为R的光滑绝缘竖直圆环上，套有一个带正电的小球，已知小球所受电场力与重力相等，小球在环顶端A点由静止释放，当小球运动的圆弧为周长的几分之几时，所受磁场力最大
４．质量为m，电量为+q的小球以初速度v0以与水平方向成θ角射出，如图所示，如果在某方向加上一定大小的匀强电场后，能保证小球仍沿v0方向做直线运动，试求所加匀强电场的最小值，加了这个电场后，经多长时间速度变为零
５.（2000年全国)两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r0.在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感应强度的大小为B.在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场.一质量为m、带电量为+q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零.当该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少 （不计重力，整个装置在真空中.）
６．如右图所示，在宽为L=8cm的区域内存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场，一电子从M点垂直于电场、磁场方向射入时恰能做匀速直线运动且从N点射出，N、A相距3.2cm若电子以同样初速度从M点射入时只撤去区域内电场，则电子将从C点射出，求：
（1） 电子从C点射出前的轨道半径；
（2） 比较电子从A、N、C点射出时的动能Eka 、Ekn和Ekc的大小；
（3） （3）AC间的距离；
７．一个质量为m=0.001kg、带电量为q=1×10-3C的带电小球和一个质量也为m的不带电小球相距L=0.2m,放在光滑绝缘水平面上，当加上如右图所示的匀强电场和匀强磁场后（E=1×103N/C,B=0.5T）,带电小球开始运动，与不带电小球相碰，并粘在一起，合为一体。问：（1）两球刚碰后速度多大；
（2）两球碰后到两球离开水平面，还要前进多远。（g=10m/s2）
第9课时参考答案
一．热身训练：
1 .ABCD 2 .C 3.ABC
二．讲练平台：
例1．解析:题中带电微粒在叠加场中作匀速直线运动，意味着微粒受到的重力、电场力和磁场力平衡。进一步的分析可知：洛仑兹力f与重力、电场力的合力F等值反向，微粒运动速度V与f垂直，如图1。当撤去磁场后，带电微粒作匀变速曲线运动，可将此曲线运动分解为水平方向和竖直方向两个匀变速直线运动来处理，如图2
由图1可知：
又：
解得：
由图2可知，微粒回到同一条电场线的时间：
则微粒在电场线方向移过距离：
例２．解析: 设a、b 的质量分别为m1和m2，b的速度为V。
a静止，则有q1E＝m1g
b在竖直平面内作匀速圆周运动，则隐含着Eq2＝m2g，
对a和b碰撞并粘合过程有m2V＋0＝（m1＋m2）V′
b合在一起后，总电量为q1＋q2，总质量为m1＋m2，
仍满足(q1＋q2)E＝(m1＋m2)g。因此它们以速率V′在竖直平面内作匀速圆周运动，故有
例３．解析: (1)小环从静止起动后，环受力如图，随着速度的增大，垂直杆方向的洛仑兹力便增大，于是环上侧与杆间的正压力减小，摩擦力减小，加速度增大。当环的速度为Ｖ时，正压力为零，摩擦力消失，此时环有最大加速度am。
在平行于杆的方向上有：mgsin37°－qE cos37°＝mam
解得：am＝2.8m／S2
在垂直于杆的方向上有：
BqV＝mgcos37°＋qEsin37°
解得：V＝52m/S
（2）在平行杆方向有： mgsin37°＝Eqcos37°＋f
在垂直杆方向有： BqVm＝mgcos37°＋qEsin37°＋N
又f＝μN 解之：Vm＝122m/S 此时：a＝0
例４． （1）因为＝2d 所以R=2d.
第2秒内，仅有磁场qvB0＝m.
第3秒内，仅有电场d=··（）2.
所以v.
粒子带正电，故磁场方向垂直纸面向外.
（2）Δt＝··，
Δt′＝Δt.
故第2个粒子击中C点的时刻为（2+·）ｓ.
三．达标测试：
１．，正； ２． E/B·g
３.解析小球在下滑过程中，从图中A→C电场力先做正功，后做负功，而重力一直做正功，在C点时重力与电场力合力为径向，没有切向分力，故此时动能最大，此后切向分力与线速度反向，动能将减小，故C点受磁场力最大，由受力分析知：
mg=Eq ①
mg=tanαEq ②
由①②得α＝45°
由图知θ＝α＋90°＝135°
故小球运动的弧长与周长之比为： 所以运动的弧长为周长的.
４．解析:由题知小球在重力和电场力作用下沿v0方向做直线运动，可知垂直v0方向上合外力为零，或者用力的分解或力的合成方法，重力与电场力的合力沿v0所在直线.
建如图所示坐标系，设场强E与v0成φ角，则受力如图：
由牛顿第二定律可得
Eqsinφ-mgcosθ=0 ①
Eqcosφ-mgsinθ=ma ②
由①式得：E=mgcosθ／qsinφ ③
由③式得：φ＝90°时，E最小为Emin＝mgcosθ／q
其方向与v0垂直斜向上
将φ＝90°代入②式可得a＝－gsinθ
即在场强最小时，小球沿v0做加速度为a＝－gsinθ的匀减速直线运动，设运动
时间为t时速度为0，则：0＝v0－gsinθt
可得：t=
５．
６、（1）R=10cm（2）Eka>Ekn=Ekc(3)7.2cm
７． .（1）10m/s (2)1.5m
典型课案：第10课时 电磁感应的几个典型问题
祁东一中 撰稿：邱忠明 审查：邹军卫
1、 考点梳理
电磁感应重在考查知识的理解与应用以及解决与其它知识相结合的能力，本章综合题目涉及的知识点很多。如力学问题、能量问题、磁场问题、图象问题等都是高考中的热点问题。
1． 电学中的力学问题一般解题思路是：先由法拉弟电磁感应定律求感应电动势，然后利用欧姆定律求感应电流。再求出电培力，最后用力学规律求解，并注意能量观点的应用。
2． 电磁感应的电路问题：一般先画等效电路图，然后综合电磁规律和电路规律求解，并注意能量转化问题。
3． 电磁感应的图像样问题一般有两大类：一类是根据导体切割磁感应情况画出E-t图象和i-t图象。另一类是根据图象φ-t或B-t图象画出E-t图象和I-t图象，或反之。
2、 热身训练
1．如图所示，a、b是平行金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d是分别串有电压表和电流表金属棒，它们与导轨接触良好，当c、d以相同速度向右运动时，下列正确的是（ ）
A.两表均有读数 B.两表均无读数
C.电流表有读数，电压表无读数 D.电流表无读数，电压表有读数
2．如图所示，有一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈轴线和磁场方向成300角，磁场磁感应强度随时间均匀变化.若所用导线规格不变，用下述方法中哪一种可使线圈中感应电流增加一倍？（ ）
A．线圈匝数增加一倍 B．线圈面积增加一倍
C．线圈半径增加一倍 D．改变线圈的轴线方向
三、讲练平台
例１：如图所示，导线圆环总电阻为2R，半径为d，垂直磁场固定于磁感应强度为B的匀强磁场中，此磁场的左边界正好与圆环直径重合，电阻为R的直金属棒ab以恒定的角速度ω绕过环心O的轴匀速转动。a、b端正好与圆环保持良好接触，到图示位置时，求：
（1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压；
（2）在圆环和金属棒上消耗的电功率。
例２：如图所示，da、cb为相距的平行导轨（电阻可以忽略不计），a、b间接一个固定电阻，阻值为R，长直细金属杆MN可以按任意角架在平行导轨上，并以匀速v滑动（平移），v的方向和da平行，杆MN有电阻，每米长的电阻值为R，整个空间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面（dabc平面）向里。
（1）求固定电阻R上消耗的电功率为最大时角的值。
（2）求杆MN上消耗的电功率为最大时角的值。
例3．正方形金属线框abcd，每边长=0.1m，总质量m=0.1kg，回路总电阻Ω，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区，如图，线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s2）。问：
（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？
（ 2）线框匀速上升过程中，重物M做功多少？其中有多少转变为电能？
例４．如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽l＝0.5 m，框的电阻不计，匀强磁场磁感应强度B＝1 T，方向与框面垂直，金属棒MN的质量为100 g，电阻为1 Ω．现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C，求此过程中回路产生的电能．（空气阻力不计，g＝10 m/s2）
例５．如图所示，垂直纸面向外的磁场强弱沿y轴方向不变，沿x轴方向均匀增加，变化率为。有一长，宽的矩形线框abcd以的速度沿x轴方向匀速运动，问：（1）金属框中感应电动势多大？
（2）若金属框的电阻为，为保持金属框匀速运动，需加多大的外力？
四、当堂巩固
１．如图所示，虚线框内是磁感应强度为B的匀强磁场，导线框的三条竖直边的电阻均为r，长均为L，两横边电阻不计，线框平面与磁场方向垂直。当导线框以恒定速度v水平向右运动，ab边进入磁场时，ab两端的电势差为U1，当cd边进入磁场时，ab两端的电势差为U2，则 （ ）
A．U1=BLv B．U1=BLv
C．U2=BLv D．U2=BLv
２．空间存在以、为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为，现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与重合，长度为，长边的长度为2，如图所示，某时刻线框以初速沿与垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变。设该线框的电阻为R，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于 。
３．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如右图所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线（图中的虚线所示）．一个小金属块从抛物线上y＝b（b＞a）处以速度v沿抛物线下滑．假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 ( )
A．mgb B．mv2
C．mg（b－a） D．mg（b－a）＋ mv2
４．如图所示，相距为d的两水平虚线和分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L(L A．线框一直都有感应电流
B．线框有一阶段的加速度为g
C．线框产生的热量为mg(d+h+L)
D．线框作过减速运动
５．如图所示，质量为m，高度为h的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落.它的上下两边始终保持水平，途中恰好匀速通过一个有理想边界的匀强磁场区域，则线框在此过程中产生的热量为（ ）
A．mgh B．2mgh
C．大于mgh，小于2mgh D．大于2mgh
６. 如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气
阻力不计，则：（ ）
A．磁铁的振幅不变 B．磁铁做阻尼振动
C．线圈中有逐渐变弱的直流电 D．线圈中逐渐变弱的交流电
７.如图所示，图中回路竖直放在匀强磁场中磁场的方向垂直于回路平
面向内。导线AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑。设回路的总电阻恒
定为R，当导线AC从静止开始下落后，下面有关回路能量转化的叙
述中正确的是 （ ）
A.导线下落过程中,机械能守恒；
B.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路产生的热量；
C.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能；
D.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路增加的内能
８．如图所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc，磁场方向垂直于纸面；实线框a'b'c'd'是一正方形导线框，a'b'边与ab边平行。若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样的速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则
A．W1= W2 B．W2=2W1 C．W1=2W2 D．W2=4W1
９．为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图的装置，它是由安装在列车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（测量记录仪未画出）。当列车头部经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来了，就能求出列车在各个位置的速度和加速度。
如图下图所示，假设磁体端部的磁感应强度，且全部集中在端部范围内与端面垂直，磁体宽度与线圈宽度相同，且都很小，线圈匝数为，长，电阻（包括引出线电阻），测量记录下的电流——位移图线如下图右图所示。
（1）试计算在离O（原点）30m、130m处列车速度和。
（2）假设列车是匀加速直线运动，求列车加速度。
右图
第10课时 电磁感应的几个典型问题（答案）
二、热身训练：１.B 2.C
三、讲练平台：
例1：(1)从b→a，； (2)。
例 2：解：杆滑动时切割磁感线而产生感应电动势为，与角无关。
用r表示两导轨间那段杆的电阻，回路中的电流为
（1）电阻R上消耗的电功率为
由和R均与无关，所以r的值最小时的值达最大，当杆与导轨垂直时两轨道间的杆长最短，r的值最小，所以最大时的值为。
（2）杆上消耗的电功率为
要求最大，即要求取最大值。由于
显然，时，有极大值，因每米杆长的电阻值为R，即要求两导轨间的杆长为1m，所以有以下两种情况：
① 如果，则满足下式时
所以
②如果，则两导轨间那段杆长总是大于1m，即总有，由于
在的条件下，上式随r的减小而单调减小，r取最小值时，取最小值，取最大值，所以取最大值时值为。
例3: 解（1）当线框上边ab进入磁场，线圈中产生感应电流I，由楞次定律可知产生阻碍运动的安培力为F=BIl 由于线框匀速运动，线框受力平衡，F+mg=Mg
联立求解，得I=8A 由欧姆定律可得，E=IR=0.16V
由公式E=Blv，可求出v=3.2m/s F=BIl=0.4N
（2）重物M下降做的功为W=Mgl=0.14J
由能量守恒可得产生的电能为J
例4．金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零时速度达到最大，根据平衡条件得
①
在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E，由能量守恒定律得
②
通过导体某一横截面的电量为
③
由①②③解得
例５．（1）0.04V （2）0.04N
四、当堂巩固
1．BD
2．
3．D
4．BC
5．B
6．BD
7．D
8．B
9.（1） （2）
典型课案： 第11课时 热学、光学、原子物理
祁东一中 撰稿：陈丽萍 审查：陈晓建
一、考点梳理：
1. 热学部分命题点多集中在分子动理论，估算分子大小和数目、物体内能的改变和做功，题型多为选择题，且绝大多数选项择题只要求定性分析。但能源开发和利用是当今的热门课题，应以关注。2.几何光学部分命题点多集中在光路图方面，光的反射、折射、直线传播的简单应用是命题热点。3．原子物理命题可能性大的有：光电效应、光的干涉、α粒子散射实验、玻尔理论、原子核转变、质子和中子的发现、核能的释放等，题型是选择题和填空题。但由于本考点涉及内容是近代物理的基础，与力学、电磁学的知识综合命题是高考的趋势。
二、热身训练：
1．(1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)再根据方格的边长求出油膜的面积S．
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．
C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面．
D．用公式D=V/S，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小．
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V．
F．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数．
上述实验步骤的合理顺序是__________．
2．(2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液．已知1cm3溶液有50滴．现取1滴油酸溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2．由此可估测出油酸分子的直径为__________m．
3．图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22eV。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有
4．激光散斑测速是一种崭新的技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光的时间间隔的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离以及相邻亮纹间距，若所用的激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式为
三、讲练平台
例1．1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质．1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)．
(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜．试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域．
(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹．写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式．
例2．等腰直角棱镜放在真空中，如图所示，，一束单色光以60o的入射角从AB侧面的中点射入，折射后再从AC侧面射出，出射光线偏离入射光线的角度为30o，（已知单色光在真空中的光速为C），（1）请作出光路图；（2）求此单色光通过三棱镜的时间是多少？
例3．如图所示，折射率为的液体表面上方有一点光源S，发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面深度为h的平面镜M的O点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆时针方向匀速转动，液面上的观察者跟踪观察，发现液面上有一光斑掠过，且光斑到P点后立即消失，求：
(1)光斑在这一过程中的平均速度
(2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度。
例4．太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成。
（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R＝6.4×106 m，地球质量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距离r＝1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度 g＝10 m/s2 ，1年约为3.2×107 秒，试估算目前太阳的质量M。
（2）已知质子质量mp＝1.6726×1027 kg，质量mα＝6.6458×1027 kg，电子质量 me＝0.9×1030 kg，光速c＝3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。
（3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w＝1.35×103 W/m2。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要求一位有效数字。）
例5．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是 （ ）
Ａ．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些
Ｂ．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大
Ｃ．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
Ｄ．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大
6．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间作用力与距离关系的函数图象如图，现把乙分子从r3处由静止释放，则（ ）
A．乙分子从r3到r1加速
B．乙分子从r3到r2加速，从r2到r1减速
C．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子势能先减小后增加
D．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子势能一直减小
四、当堂巩固：
1．下列说法中正确的是 ( )
A．温度低的物体内能小 B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大
D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加
2．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离（ ）
A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度
B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量
C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积
D．该气体的密度、体积和摩尔质量
3．用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触2点插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于这一现象，正确说法是（ ）
A．这一实验过程不违反热力学第二定律；
B．在实验过程中，热水一定降温、冷水一定升温；
C．在实验过程中，热水内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能。
D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能。
4．对于如下几种现象的分析，下列说法中正确的是 （? ）
A．物体的体积减小温度不变时，物体内能一定减小
B．用显微镜观察液体中悬浮微粒的布朗运动,观察到的是液体中分子的无规则运动
C．利用浅层和深层海水的温度差可以制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能
D．打开香水瓶后，在较远的地方也能闻到香味，这表明香水分子在不停地运动
5．把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上(如图)。现用单色光垂直于平面照射,在装置的上方向下观察,可以看到干涉条纹,那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确的是： （ ）
A．两束干涉光是a,b面反射形成的；
B．干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆；
C．两束干涉光是b,c面反射形成的；
D．干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆。
6．如图所示是伦琴射线管的装置示意图，关于该装置，下列说法中正确的是（ ）
A．E1是低压交流电源，E2是高压直流电源，且E2的右端为电源的正极； B．射线E、F均是电子流
C．射线E是电子流、射线F是X射线
D．射线E是X射线、射线F是电子流
7．在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的（ ）
A．很小的不透明圆板 B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板
C．很大的不透明圆板 D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板
8．abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图所示，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向（不考虑自bc面反射的光线）（ ）
A．使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光首先射出B．使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光首先射出C．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面
D．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面
9．如图所示，x为未知放射源，将强力磁场M移开，计数器所测得的计数率保持不变，其后将铝薄片移开，则见计数器计数率大幅度上升，则x为 （ ）
A．纯β放射源 B．纯γ放射源
C．α、β混合放射源 D．α、γ混合放射源
10．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，只发射波长为1、2、3的三种单色光光子，且1>2>3，则被氢原子吸收的光子的波长为 （ ）
A、3 B、1+2+3 C、 D、
第11课时 热学、光学、原子物理（答案）
二、热身训练：
1． FCBAED 或CFBAED
2． 5×10-10m (m)
3． 四种 (分别为4→2,4→1,3→1,2→1)
4． (由得)
三、讲练平台：
1．（1）如右图所示
（2）
因为，所以
2．光路图如图所示，
已知，
解得，，，所以
所以
3．解析：反射光的旋转速度为，转过的角度为
, P点为全反射的发生点，
所以，所以运动时间为，
从A到P的平均速度
在P点光斑的瞬时速度
4．（1）要估算太阳的质量M，研究绕太阳运动的任一颗行星的公转均可，现取地球为研究对象。设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知
①
地球表面处的重力加速度 ②
得 ③
以题给数值代入，得 M＝2×1030 kg ④
（2）根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为
△E＝（4mp＋2me－mα）c2 ⑤
代入数值，得
△E＝4.2×10-12 J ⑥
（3）根据题给假设，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核聚变反应的次数为 ⑦
因此，太阳总共辐射出的能量为 E＝N·△E
设太阳辐射是各向同性的，则每秒内太阳向外放出的辐射能为
ε＝4πr2w ⑧
所以太阳继续保持在主星序的时间为 ⑨
由以上各式解得
以题给数据代入，并以年为单位，可得
t＝1×1010年＝1百亿年 ⑩
5． D
6． AD
四、当堂巩固
1． D
2． A
3． AB
4． CD
5． BC
6． AC
7． D
8． A (顺时针偏转时，红光先射出ab面，逆时针偏转时，所有色光均不射出ab面。)
9． D
10. AD （
选ＡＤ）
典型课案: 第12课时 力学实验
祁东一中 撰稿:陈晓建 审查:陈丽萍
一、知识梳理：新课程标准对力学实验要求是：1.能独立完成力学分组实验操作；2.能对力学分组实验、演示实验进行调整或改进；3.尝试与已有技能建立联系等.4.对刻度尺、游标卡尺、千分尺、天平会正确读数，读数时注意：量程，最小刻度，是否估读。命题热点多集中在验证性实验方面，而研究性、测定性和设计性实验也应关注。
二、热身训练 1. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个计时点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流．他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐．
⑴按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5，它们依次为______cm、______cm、______cm、______cm、______cm．
⑵由以上数据计算打点计时器在打B、C、D、E各点时,物体的即时速度vB、vC、vD、vE依次是______m/s、______m/s、______m/s、______m/s．
⑶根据以上结果,试用两种不同的方法计算该物体的加速度a．
⑷根据⑵中得到的数据,试在右边所给的坐标系中,用作v-t图像的方法,从图像中求物体的加速度a．
⑸从图像上求纸带上的A、F点所对应的物体的即时速度vA=______m/s, vF=_____m/s.并由此计算:当打点计时器打下A点的时刻,物体已经从静止开始做匀加速运动________s了．
⑹如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_______.理由是:__________________．
2. 图12-3是卡文迪许扭秤实验的示意图。其中固定在T形架上的小平面镜起着非常大的作用。利用光的反射定律可以把T形架的微小转动放大到能够精确测量的程度。设小平面镜到刻度尺的距离为L，T形架两端固定的两个小球中心相距为l，设放置两个大球m/ 后，刻度尺上的反射光点向左移动了Δx，那么在万有引力作用下，小球向大球移动了多少？
3. 如图12-4，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处；另有一小钢球。现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。（1）还需要的器材是 、 。
（2）以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对 能的测量，进而转化为对 和 的直接测量。
（3）为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系，除以上器材外，还准备了两个轻弹簧，所有弹簧的劲度系数均不相同。试设计记录数据的表格。
三、讲练平台：例 1．读出游标卡尺和螺旋测微器的读数：⑴读数为__________cm．⑵读数为__________cm．
例2．已知天平两臂的长均为L0=15cm,游码从0到1000mg刻度间的总长度为L=25cm,那么游码的质量应该为________g．某次测量时,将被测物体放在天平左盘内,在右盘内放有16g砝码,而游码移到如图位置时天平恰好平衡,被测物体的质量为__________g．请在图中画出在调节天平横梁水平时游码应该处在的位置．
例3． 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面的方法可以测量它匀速转动的角速度。
实验步骤：
A．用游标卡尺测量圆盘的直径。
B．如图12-6-1所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘的侧面上。
C．启动控制装置使得圆盘转动，同时接通电源（频率为50Hz），打点计时器开始打点。
D．经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带进行测量。
（1）某次用游标卡尺测圆盘的直径时，示数见图12-6-2，由图读出直径的值为__________m。
（2）某次实验得到的纸带的一段如图12-7所示。由图可知a点到k点的时间间隔是________s。由此可计算出纸带运动的速度大小为________m/s。若测得圆盘直径的平均值为8.00×10-2m，则可求出圆盘的角速度为_________rad／s。
例4．某同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他只好找到一块大小为3cm左右,外形不规则的大理石块代替小球.实验步骤是
A．石块用细尼龙线系好,结点为M,将尼龙线的上端固定于O点
B．用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长
C．将石块拉开一个大约α=30°的角度,然后由静止释放
D．从摆球摆到最高点时开始计时,测出30次全振动的总时间t,由T=t/30得出周期
E．改变OM间尼龙线的长度,再做几次实验,记下相应的L和T; F．求出多次实验中测得的L和T的平均值作计算时使用的数据,带入公式求出重力加速度g．
⑴你认为该同学以上实验步骤中有重大错误的是________________.为什么
⑵该同学用OM的长作为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小 _________.你认为用何方法可以解决摆长无法准确测量的困难
四、当堂巩固1． 某同学在做探索弹力和弹簧伸长的关系的实验中,组成了如图12-9的装置．所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中.(弹力始终未超过弹性限度,取g=9.8m/s2)
⑴试根据这些实验数据在右边给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小跟弹簧总长之间的函数关系的图线．说明图线跟坐标轴交点的物理意义．
⑵上一问所得图线的物理意义是什么 该弹簧的劲系数k是多大
2．某同学用图12-11装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜
槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次．
⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些_____________．
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H B．小球a、b的质量ma、mb C．小球a、b的半径r D．小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
⑵小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系 为什么
⑶放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地 如果不是同时落地,对实验结果有没有影响 为什么 这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_____点和_____点．
⑷为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm．
⑸按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________．
3．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图12-13所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。
现利用图12-14所示装置测量滑块和长lm左右的木块间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器设有画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为s和s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺数如图12-15所示。
（1）读出滑块的宽度d ＝ cm。 （2）滑块通过光电门1的速度v1 = m/s，滑块通过光电门2的速度v2 = m/s。 （3）若仅提供一把米尺，已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量是 _____________________________________________（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量的字母）。 （4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ= （用字母表示）。
4.一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图12-16中背景方格的边长均为5cm，如果取g＝10m/s2，那么：(1)闪光频率是 Hz．(2)小球运动中水平分速度的大小 m/s．(3)小球经过B点时的速度大小是 m/s．
5．如图12-17所示，将包有白纸的圆柱棒总质量为m替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动，使之替代打点计时器．当烧断挂圆柱的线后，圆柱棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图12-18所示。测得记号之间的距离依次为26 mm、42mm、58mm、74mm、90mm、106mm，已知马达铭牌上有“1 500r／min”字样，由此验证机械能守恒． 由以上内容回答下列问题：
(1) 毛笔画的线距时间间隔T＝_______，乙图中圆柱棒的________端是悬挂端．(填“左”或“右”)
(2) 根据图中所给数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落速度vC＝______，画下记号D时，圆柱棒下落速度vD＝_______，动能的变化量为______，在这段位移上，圆柱棒重力势能的变化为______________，由此可得出结论为_______________________________________________．
第12课时. 力学实验答案
二、热身训练1．⑴1.00，1.40，1.84，2.26，2.67；⑵0.120，0.162，0.205，0.247；⑶0.42m/s2；⑷0.42m/s2；⑸0.079，0.290，0.188；⑹大，实际周期大于0.02s，a=Δs/T2∝1/T2，实际加速度小于测量加速度。
2．Δx l/4L（关键抓住小平面镜在T型架上，平面镜偏转θ角，反射光点在刻读尺上偏转2θ角，而对小球θ=，对反射光点2θ=；）
3． 小球的质量m= Kg，弹簧A
压缩量x（m）
上升高度h（m）
E=mgh（J）
压缩量x= cm，小球的质量m= Kg
弹簧 A B C
劲度系数k（N/m）
上升高度h（m）
E=mgh（J）
（1）天平、刻度尺（2）重力势能、质量、上升高度（3）见上。
三、讲练平台
1. (1)5.45cm (2)0.6726cm
2. 0.6, 16.56 （游码左侧应与0刻线重合）
3. （l） （2）0.20 0.52 13
4.（1）B： 大理石质心到悬挂点间的距离才是摆长
C：最大偏角不能超过50
D：应在摆球经过平衡位置时计时
F：应该用各组的L、T求出各组的g后，再取平均
（2）偏小。略
当堂巩固1．（1）图线跟坐标轴的交点，是弹簧压缩1cm时的弹力
（2）从图线说明弹力大小跟形变成正比。弹簧的劲度系数为25.4牛/米。
2．（1）B、E
（2）防止a球碰撞后反向弹回，再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。
（3）同时落地、如果不是同时落地，会影响实验结果、AC
（4）4.59
（5）maOB=maOA+mbOC
3．（1）5.015 （2）1.0 2.5（3）P点到桌面高度h；重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a；斜面的长度b （4）
4．(1)10Hz (2)1.5m/s (3)2.5m/s
5．(1)0.04s，左(2)1.25m/s，1.65m/s，0.58mJ，0.57mJ，物体在自由下落过程中机械能守恒
A
C
B
E
B
第8题
第9题目
第10题
θ
c
a
b
d
S
O
L
M
N
A
C
B
M
A
L
N
C
E
B
V
Eq
mg
f
F
图1
V
Eq
mg
Vy
Vx
图2
mg
V
Bqv
f
Eq
N
mg
V
Bqv
f
Eq
N
mg
θ
φ
θ
x
y
qe
300
╮
B
R
A
C
B
n
En/eV
0
-0.85
-1.51
-3.4
-13.6
∞
4
3
2
1
B
A
C
P
M
O
S
A
S/
B
A
C
P
M
O
S
A
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A B C D E F
图12-1
图12-2
图12-3
图12-4
0
5
10
5
6
(1)
0 100 200 30 400 500 600 700 800 900 1000
mg
图 12-5
8
9
cm
0
5
10
图12-6-2
图12-6-1
图12-7
图77-1-3
图77-1-3
图12-8
α
O
图12-9
F/N
x/10-2m
5 6 8 10 12
1.6
1.2
0.8
0.4
0
砝码质量(g) 0 30 60 90 120 150
弹簧总长(cm) 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79
弹力大小(N)
图12-10
a
b
O A B C
H
图12-11
45 46 47
图12-12
光电计时器
光电门
显示屏
00.0
a
b
图9
N
1
2
L
d
P
Q
M
图12-15
5
6
7
cm
0
5
10
15
20
图12-14
图12-13
图12-16
图12-17
PAGE
1
祁东县物理中心教研组编写
典型课案: 第9课时 带电粒子在电磁场中的运动
祁东一中 撰稿: 邹军卫 审查: 邱忠明
1. 考点梳理:
(1)熟悉电场力、磁场力大小的计算和方向的判别；
(2)熟悉带电粒子在匀强电场和匀强磁场里的基本运动，如加速、偏转、匀速圆周运动等；
(3)通过详细地分析带电体运动的全部物理过程，找出与此过程相应的受力情况及物理规律，遇到临界情况或极值情况，则要全力找出出现此情况的条件；
(4)在“力学问题”中，主要应用牛顿运动定律结合运动学公式、动能定理、动量定理和动量守恒定律等规律来处理；
(5)对于带电体的复杂运动可通过运动合成的观点将其分解为正交的两个较为简单的运动来处理
二． 热身训练
1在M、N两条长直导线所在的平面内，一带电粒子的运动轨迹示意图，如下图所示。已知两条导线M、N只有一个条导线中通有恒定电流，另一条导线中无电流，关于电流、电流方向和粒子带电情况及运动的方向，可能是：
A．M中通有自上而下的恒定电流，带负电的粒子从a点向b
点运动
B．M中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从b点向a点运动
C．N中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从b点向a点运动
D．N中通有自上而下的恒定电流，带负电的粒子从a点向b点运动
2、竖直放置的两块金属板A、B彼此平行，A、B板分别跟电源的正、负极连接，将电源的正极接地，如图所示。在A、B中央固定一个带正电的电荷q。分别用U和 表示q所在位置的电势和q的电势能，则下述中正确的是：
A．保持B板不动，使A板向右平移一小段距离后，U变大，变大
B．保持B板不动，使A板向右平移一小段距离后，U不变,不变
C．保持A板不动，使B板向右平移一小段距离后，U变小，变小
D．保持A板不动，使B板向右平移一小段距离后，U变大，变大
3.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是：
A．这离子必带正电荷
B．A点和B点位于同一高度
C．离子在C点时速度最大
D．离子到达B点时，将沿原曲线返回A点
三．讲练平台
例1．如图在某个空间内有一个水平方向的匀强电场，电场强度，又有一个与电场垂直的水平方向匀强磁场，磁感强度B＝10T。现有一个质量m＝2×10-6kg、带电量q＝2×10-6C的微粒，在这个电场和磁场叠加的空间作匀速直线运动。假如在这个微粒经过某条电场线时突然撤去磁场，那么，当它再次经过同一条电场线时，微粒在电场线方向上移过了多大距离。（ｇ取10m／S2）
例2．如图，在某空间同时存在着互相正交的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下。一带电体a带负电，电量为q1，恰能静止于此空间的c点，另一带电体b也带负电，电量为q2，正在过c点的竖直平面内作半径为r的匀速圆周运动，结果a、b在c处碰撞并粘合在一起，试分析a、b粘合一起后的运动性质。
例3．如图，质量为1g的小环带4×10-4的正电，套在长直的绝缘杆上，两者间的动摩擦因数μ＝0.2。将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，杆所在平面与磁场垂直，杆与电场的夹角为37°。若E＝10N／C，B＝0.5T，小环从静止起动。求：(1)当小环加速度最大时，环的速度和加速度；(2)当小环的速度最大时，环的速度和加速度。
例4．某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场，电场方向向右（如下图（a）中由B到C的方向），电场变化如图（ｂ）中E-t图象，磁感应强度变化如图（c）中B-t图象.在A点，从t=1 s（即1 s）开始，每隔2 s，有一个相同的带电粒子（重力不计）沿AB方向（垂直于BC）以速度v射出，恰能击中C点，若且粒子在AC间运动的时间小于1 s，求
（1）图线上Ｅ0和B0的比值，磁感应强度B的方向.
（2）若第1个粒子击中C点的时刻已知为（1+Δt）ｓ，那么第2个粒子击中C点的时刻是多少
四、当堂巩固
１. 如图所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B，两极间距离为d，要使输出电压为U，则等离子的速度v为_________，a是电源的________极.
２．如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面向里，电场强度为E，磁感应强度为B.已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的轨道半径R＝_________.
３．.如图所示，在水平正交的匀强电场和匀强磁场中，半径为R的光滑绝缘竖直圆环上，套有一个带正电的小球，已知小球所受电场力与重力相等，小球在环顶端A点由静止释放，当小球运动的圆弧为周长的几分之几时，所受磁场力最大
４．质量为m，电量为+q的小球以初速度v0以与水平方向成θ角射出，如图所示，如果在某方向加上一定大小的匀强电场后，能保证小球仍沿v0方向做直线运动，试求所加匀强电场的最小值，加了这个电场后，经多长时间速度变为零
５.（2000年全国)两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r0.在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感应强度的大小为B.在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场.一质量为m、带电量为+q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零.当该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少 （不计重力，整个装置在真空中.）
６．如右图所示，在宽为L=8cm的区域内存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场，一电子从M点垂直于电场、磁场方向射入时恰能做匀速直线运动且从N点射出，N、A相距3.2cm若电子以同样初速度从M点射入时只撤去区域内电场，则电子将从C点射出，求：
（1） 电子从C点射出前的轨道半径；
（2） 比较电子从A、N、C点射出时的动能Eka 、Ekn和Ekc的大小；
（3） （3）AC间的距离；
７．一个质量为m=0.001kg、带电量为q=1×10-3C的带电小球和一个质量也为m的不带电小球相距L=0.2m,放在光滑绝缘水平面上，当加上如右图所示的匀强电场和匀强磁场后（E=1×103N/C,B=0.5T）,带电小球开始运动，与不带电小球相碰，并粘在一起，合为一体。问：（1）两球刚碰后速度多大；
（2）两球碰后到两球离开水平面，还要前进多远。（g=10m/s2）
第9课时参考答案
一．热身训练：
1 .ABCD 2 .C 3.ABC
二．讲练平台：
例1．解析:题中带电微粒在叠加场中作匀速直线运动，意味着微粒受到的重力、电场力和磁场力平衡。进一步的分析可知：洛仑兹力f与重力、电场力的合力F等值反向，微粒运动速度V与f垂直，如图1。当撤去磁场后，带电微粒作匀变速曲线运动，可将此曲线运动分解为水平方向和竖直方向两个匀变速直线运动来处理，如图2
由图1可知：
又：
解得：
由图2可知，微粒回到同一条电场线的时间：
则微粒在电场线方向移过距离：
例２．解析: 设a、b 的质量分别为m1和m2，b的速度为V。
a静止，则有q1E＝m1g
b在竖直平面内作匀速圆周运动，则隐含着Eq2＝m2g，
对a和b碰撞并粘合过程有m2V＋0＝（m1＋m2）V′
b合在一起后，总电量为q1＋q2，总质量为m1＋m2，
仍满足(q1＋q2)E＝(m1＋m2)g。因此它们以速率V′在竖直平面内作匀速圆周运动，故有
例３．解析: (1)小环从静止起动后，环受力如图，随着速度的增大，垂直杆方向的洛仑兹力便增大，于是环上侧与杆间的正压力减小，摩擦力减小，加速度增大。当环的速度为Ｖ时，正压力为零，摩擦力消失，此时环有最大加速度am。
在平行于杆的方向上有：mgsin37°－qE cos37°＝mam
解得：am＝2.8m／S2
在垂直于杆的方向上有：
BqV＝mgcos37°＋qEsin37°
解得：V＝52m/S
（2）在平行杆方向有： mgsin37°＝Eqcos37°＋f
在垂直杆方向有： BqVm＝mgcos37°＋qEsin37°＋N
又f＝μN 解之：Vm＝122m/S 此时：a＝0
例４． （1）因为＝2d 所以R=2d.
第2秒内，仅有磁场qvB0＝m.
第3秒内，仅有电场d=··（）2.
所以v.
粒子带正电，故磁场方向垂直纸面向外.
（2）Δt＝··，
Δt′＝Δt.
故第2个粒子击中C点的时刻为（2+·）ｓ.
三．达标测试：
１．，正； ２． E/B·g
３.解析小球在下滑过程中，从图中A→C电场力先做正功，后做负功，而重力一直做正功，在C点时重力与电场力合力为径向，没有切向分力，故此时动能最大，此后切向分力与线速度反向，动能将减小，故C点受磁场力最大，由受力分析知：
mg=Eq ①
mg=tanαEq ②
由①②得α＝45°
由图知θ＝α＋90°＝135°
故小球运动的弧长与周长之比为： 所以运动的弧长为周长的.
４．解析:由题知小球在重力和电场力作用下沿v0方向做直线运动，可知垂直v0方向上合外力为零，或者用力的分解或力的合成方法，重力与电场力的合力沿v0所在直线.
建如图所示坐标系，设场强E与v0成φ角，则受力如图：
由牛顿第二定律可得
Eqsinφ-mgcosθ=0 ①
Eqcosφ-mgsinθ=ma ②
由①式得：E=mgcosθ／qsinφ ③
由③式得：φ＝90°时，E最小为Emin＝mgcosθ／q
其方向与v0垂直斜向上
将φ＝90°代入②式可得a＝－gsinθ
即在场强最小时，小球沿v0做加速度为a＝－gsinθ的匀减速直线运动，设运动
时间为t时速度为0，则：0＝v0－gsinθt
可得：t=
５．
６、（1）R=10cm（2）Eka>Ekn=Ekc(3)7.2cm
７． .（1）10m/s (2)1.5m
典型课案：第10课时 电磁感应的几个典型问题
祁东一中 撰稿：邱忠明 审查：邹军卫
1、 考点梳理
电磁感应重在考查知识的理解与应用以及解决与其它知识相结合的能力，本章综合题目涉及的知识点很多。如力学问题、能量问题、磁场问题、图象问题等都是高考中的热点问题。
1． 电学中的力学问题一般解题思路是：先由法拉弟电磁感应定律求感应电动势，然后利用欧姆定律求感应电流。再求出电培力，最后用力学规律求解，并注意能量观点的应用。
2． 电磁感应的电路问题：一般先画等效电路图，然后综合电磁规律和电路规律求解，并注意能量转化问题。
3． 电磁感应的图像样问题一般有两大类：一类是根据导体切割磁感应情况画出E-t图象和i-t图象。另一类是根据图象φ-t或B-t图象画出E-t图象和I-t图象，或反之。
2、 热身训练
1．如图所示，a、b是平行金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d是分别串有电压表和电流表金属棒，它们与导轨接触良好，当c、d以相同速度向右运动时，下列正确的是（ ）
A.两表均有读数 B.两表均无读数
C.电流表有读数，电压表无读数 D.电流表无读数，电压表有读数
2．如图所示，有一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈轴线和磁场方向成300角，磁场磁感应强度随时间均匀变化.若所用导线规格不变，用下述方法中哪一种可使线圈中感应电流增加一倍？（ ）
A．线圈匝数增加一倍 B．线圈面积增加一倍
C．线圈半径增加一倍 D．改变线圈的轴线方向
三、讲练平台
例１：如图所示，导线圆环总电阻为2R，半径为d，垂直磁场固定于磁感应强度为B的匀强磁场中，此磁场的左边界正好与圆环直径重合，电阻为R的直金属棒ab以恒定的角速度ω绕过环心O的轴匀速转动。a、b端正好与圆环保持良好接触，到图示位置时，求：
（1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压；
（2）在圆环和金属棒上消耗的电功率。
例２：如图所示，da、cb为相距的平行导轨（电阻可以忽略不计），a、b间接一个固定电阻，阻值为R，长直细金属杆MN可以按任意角架在平行导轨上，并以匀速v滑动（平移），v的方向和da平行，杆MN有电阻，每米长的电阻值为R，整个空间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面（dabc平面）向里。
（1）求固定电阻R上消耗的电功率为最大时角的值。
（2）求杆MN上消耗的电功率为最大时角的值。
例3．正方形金属线框abcd，每边长=0.1m，总质量m=0.1kg，回路总电阻Ω，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区，如图，线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s2）。问：
（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？
（ 2）线框匀速上升过程中，重物M做功多少？其中有多少转变为电能？
例４．如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽l＝0.5 m，框的电阻不计，匀强磁场磁感应强度B＝1 T，方向与框面垂直，金属棒MN的质量为100 g，电阻为1 Ω．现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C，求此过程中回路产生的电能．（空气阻力不计，g＝10 m/s2）
例５．如图所示，垂直纸面向外的磁场强弱沿y轴方向不变，沿x轴方向均匀增加，变化率为。有一长，宽的矩形线框abcd以的速度沿x轴方向匀速运动，问：（1）金属框中感应电动势多大？
（2）若金属框的电阻为，为保持金属框匀速运动，需加多大的外力？
四、当堂巩固
１．如图所示，虚线框内是磁感应强度为B的匀强磁场，导线框的三条竖直边的电阻均为r，长均为L，两横边电阻不计，线框平面与磁场方向垂直。当导线框以恒定速度v水平向右运动，ab边进入磁场时，ab两端的电势差为U1，当cd边进入磁场时，ab两端的电势差为U2，则 （ ）
A．U1=BLv B．U1=BLv
C．U2=BLv D．U2=BLv
２．空间存在以、为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为，现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与重合，长度为，长边的长度为2，如图所示，某时刻线框以初速沿与垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变。设该线框的电阻为R，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于 。
３．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如右图所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线（图中的虚线所示）．一个小金属块从抛物线上y＝b（b＞a）处以速度v沿抛物线下滑．假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 ( )
A．mgb B．mv2
C．mg（b－a） D．mg（b－a）＋ mv2
４．如图所示，相距为d的两水平虚线和分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L(L
B．线框有一阶段的加速度为g
C．线框产生的热量为mg(d+h+L)
D．线框作过减速运动
５．如图所示，质量为m，高度为h的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落.它的上下两边始终保持水平，途中恰好匀速通过一个有理想边界的匀强磁场区域，则线框在此过程中产生的热量为（ ）
A．mgh B．2mgh
C．大于mgh，小于2mgh D．大于2mgh
６. 如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气
阻力不计，则：（ ）
A．磁铁的振幅不变 B．磁铁做阻尼振动
C．线圈中有逐渐变弱的直流电 D．线圈中逐渐变弱的交流电
７.如图所示，图中回路竖直放在匀强磁场中磁场的方向垂直于回路平
面向内。导线AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑。设回路的总电阻恒
定为R，当导线AC从静止开始下落后，下面有关回路能量转化的叙
述中正确的是 （ ）
A.导线下落过程中,机械能守恒；
B.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路产生的热量；
C.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能；
D.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路增加的内能
８．如图所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc，磁场方向垂直于纸面；实线框a'b'c'd'是一正方形导线框，a'b'边与ab边平行。若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样的速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则
A．W1= W2 B．W2=2W1 C．W1=2W2 D．W2=4W1
９．为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图的装置，它是由安装在列车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（测量记录仪未画出）。当列车头部经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来了，就能求出列车在各个位置的速度和加速度。
如图下图所示，假设磁体端部的磁感应强度，且全部集中在端部范围内与端面垂直，磁体宽度与线圈宽度相同，且都很小，线圈匝数为，长，电阻（包括引出线电阻），测量记录下的电流——位移图线如下图右图所示。
（1）试计算在离O（原点）30m、130m处列车速度和。
（2）假设列车是匀加速直线运动，求列车加速度。
右图
第10课时 电磁感应的几个典型问题（答案）
二、热身训练：１.B 2.C
三、讲练平台：
例1：(1)从b→a，； (2)。
例 2：解：杆滑动时切割磁感线而产生感应电动势为，与角无关。
用r表示两导轨间那段杆的电阻，回路中的电流为
（1）电阻R上消耗的电功率为
由和R均与无关，所以r的值最小时的值达最大，当杆与导轨垂直时两轨道间的杆长最短，r的值最小，所以最大时的值为。
（2）杆上消耗的电功率为
要求最大，即要求取最大值。由于
显然，时，有极大值，因每米杆长的电阻值为R，即要求两导轨间的杆长为1m，所以有以下两种情况：
① 如果，则满足下式时
所以
②如果，则两导轨间那段杆长总是大于1m，即总有，由于
在的条件下，上式随r的减小而单调减小，r取最小值时，取最小值，取最大值，所以取最大值时值为。
例3: 解（1）当线框上边ab进入磁场，线圈中产生感应电流I，由楞次定律可知产生阻碍运动的安培力为F=BIl 由于线框匀速运动，线框受力平衡，F+mg=Mg
联立求解，得I=8A 由欧姆定律可得，E=IR=0.16V
由公式E=Blv，可求出v=3.2m/s F=BIl=0.4N
（2）重物M下降做的功为W=Mgl=0.14J
由能量守恒可得产生的电能为J
例4．金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零时速度达到最大，根据平衡条件得
①
在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E，由能量守恒定律得
②
通过导体某一横截面的电量为
③
由①②③解得
例５．（1）0.04V （2）0.04N
四、当堂巩固
1．BD
2．
3．D
4．BC
5．B
6．BD
7．D
8．B
9.（1） （2）
典型课案： 第11课时 热学、光学、原子物理
祁东一中 撰稿：陈丽萍 审查：陈晓建
一、考点梳理：
1. 热学部分命题点多集中在分子动理论，估算分子大小和数目、物体内能的改变和做功，题型多为选择题，且绝大多数选项择题只要求定性分析。但能源开发和利用是当今的热门课题，应以关注。2.几何光学部分命题点多集中在光路图方面，光的反射、折射、直线传播的简单应用是命题热点。3．原子物理命题可能性大的有：光电效应、光的干涉、α粒子散射实验、玻尔理论、原子核转变、质子和中子的发现、核能的释放等，题型是选择题和填空题。但由于本考点涉及内容是近代物理的基础，与力学、电磁学的知识综合命题是高考的趋势。
二、热身训练：
1．(1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)再根据方格的边长求出油膜的面积S．
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．
C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面．
D．用公式D=V/S，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小．
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V．
F．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数．
上述实验步骤的合理顺序是__________．
2．(2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液．已知1cm3溶液有50滴．现取1滴油酸溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2．由此可估测出油酸分子的直径为__________m．
3．图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22eV。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有
4．激光散斑测速是一种崭新的技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光的时间间隔的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离以及相邻亮纹间距，若所用的激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式为
三、讲练平台
例1．1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质．1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)．
(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜．试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域．
(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹．写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式．
例2．等腰直角棱镜放在真空中，如图所示，，一束单色光以60o的入射角从AB侧面的中点射入，折射后再从AC侧面射出，出射光线偏离入射光线的角度为30o，（已知单色光在真空中的光速为C），（1）请作出光路图；（2）求此单色光通过三棱镜的时间是多少？
例3．如图所示，折射率为的液体表面上方有一点光源S，发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面深度为h的平面镜M的O点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆时针方向匀速转动，液面上的观察者跟踪观察，发现液面上有一光斑掠过，且光斑到P点后立即消失，求：
(1)光斑在这一过程中的平均速度
(2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度。
例4．太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成。
（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R＝6.4×106 m，地球质量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距离r＝1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度 g＝10 m/s2 ，1年约为3.2×107 秒，试估算目前太阳的质量M。
（2）已知质子质量mp＝1.6726×1027 kg，质量mα＝6.6458×1027 kg，电子质量 me＝0.9×1030 kg，光速c＝3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。
（3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w＝1.35×103 W/m2。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要求一位有效数字。）
例5．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是 （ ）
Ａ．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些
Ｂ．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大
Ｃ．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
Ｄ．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大
6．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间作用力与距离关系的函数图象如图，现把乙分子从r3处由静止释放，则（ ）
A．乙分子从r3到r1加速
B．乙分子从r3到r2加速，从r2到r1减速
C．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子势能先减小后增加
D．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子势能一直减小
四、当堂巩固：
1．下列说法中正确的是 ( )
A．温度低的物体内能小 B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大
D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加
2．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离（ ）
A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度
B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量
C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积
D．该气体的密度、体积和摩尔质量
3．用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触2点插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于这一现象，正确说法是（ ）
A．这一实验过程不违反热力学第二定律；
B．在实验过程中，热水一定降温、冷水一定升温；
C．在实验过程中，热水内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能。
D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能。
4．对于如下几种现象的分析，下列说法中正确的是 （? ）
A．物体的体积减小温度不变时，物体内能一定减小
B．用显微镜观察液体中悬浮微粒的布朗运动,观察到的是液体中分子的无规则运动
C．利用浅层和深层海水的温度差可以制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能
D．打开香水瓶后，在较远的地方也能闻到香味，这表明香水分子在不停地运动
5．把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上(如图)。现用单色光垂直于平面照射,在装置的上方向下观察,可以看到干涉条纹,那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确的是： （ ）
A．两束干涉光是a,b面反射形成的；
B．干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆；
C．两束干涉光是b,c面反射形成的；
D．干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆。
6．如图所示是伦琴射线管的装置示意图，关于该装置，下列说法中正确的是（ ）
A．E1是低压交流电源，E2是高压直流电源，且E2的右端为电源的正极； B．射线E、F均是电子流
C．射线E是电子流、射线F是X射线
D．射线E是X射线、射线F是电子流
7．在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的（ ）
A．很小的不透明圆板 B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板
C．很大的不透明圆板 D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板
8．abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图所示，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向（不考虑自bc面反射的光线）（ ）
A．使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光首先射出B．使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光首先射出C．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面
D．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面
9．如图所示，x为未知放射源，将强力磁场M移开，计数器所测得的计数率保持不变，其后将铝薄片移开，则见计数器计数率大幅度上升，则x为 （ ）
A．纯β放射源 B．纯γ放射源
C．α、β混合放射源 D．α、γ混合放射源
10．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，只发射波长为1、2、3的三种单色光光子，且1>2>3，则被氢原子吸收的光子的波长为 （ ）
A、3 B、1+2+3 C、 D、
第11课时 热学、光学、原子物理（答案）
二、热身训练：
1． FCBAED 或CFBAED
2． 5×10-10m (m)
3． 四种 (分别为4→2,4→1,3→1,2→1)
4． (由得)
三、讲练平台：
1．（1）如右图所示
（2）
因为，所以
2．光路图如图所示，
已知，
解得，，，所以
所以
3．解析：反射光的旋转速度为，转过的角度为
, P点为全反射的发生点，
所以，所以运动时间为，
从A到P的平均速度
在P点光斑的瞬时速度
4．（1）要估算太阳的质量M，研究绕太阳运动的任一颗行星的公转均可，现取地球为研究对象。设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知
①
地球表面处的重力加速度 ②
得 ③
以题给数值代入，得 M＝2×1030 kg ④
（2）根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为
△E＝（4mp＋2me－mα）c2 ⑤
代入数值，得
△E＝4.2×10-12 J ⑥
（3）根据题给假设，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核聚变反应的次数为 ⑦
因此，太阳总共辐射出的能量为 E＝N·△E
设太阳辐射是各向同性的，则每秒内太阳向外放出的辐射能为
ε＝4πr2w ⑧
所以太阳继续保持在主星序的时间为 ⑨
由以上各式解得
以题给数据代入，并以年为单位，可得
t＝1×1010年＝1百亿年 ⑩
5． D
6． AD
四、当堂巩固
1． D
2． A
3． AB
4． CD
5． BC
6． AC
7． D
8． A (顺时针偏转时，红光先射出ab面，逆时针偏转时，所有色光均不射出ab面。)
9． D
10. AD （
选ＡＤ）
典型课案: 第12课时 力学实验
祁东一中 撰稿:陈晓建 审查:陈丽萍
一、知识梳理：新课程标准对力学实验要求是：1.能独立完成力学分组实验操作；2.能对力学分组实验、演示实验进行调整或改进；3.尝试与已有技能建立联系等.4.对刻度尺、游标卡尺、千分尺、天平会正确读数，读数时注意：量程，最小刻度，是否估读。命题热点多集中在验证性实验方面，而研究性、测定性和设计性实验也应关注。
二、热身训练 1. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个计时点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流．他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐．
⑴按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5，它们依次为______cm、______cm、______cm、______cm、______cm．
⑵由以上数据计算打点计时器在打B、C、D、E各点时,物体的即时速度vB、vC、vD、vE依次是______m/s、______m/s、______m/s、______m/s．
⑶根据以上结果,试用两种不同的方法计算该物体的加速度a．
⑷根据⑵中得到的数据,试在右边所给的坐标系中,用作v-t图像的方法,从图像中求物体的加速度a．
⑸从图像上求纸带上的A、F点所对应的物体的即时速度vA=______m/s, vF=_____m/s.并由此计算:当打点计时器打下A点的时刻,物体已经从静止开始做匀加速运动________s了．
⑹如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_______.理由是:__________________．
2. 图12-3是卡文迪许扭秤实验的示意图。其中固定在T形架上的小平面镜起着非常大的作用。利用光的反射定律可以把T形架的微小转动放大到能够精确测量的程度。设小平面镜到刻度尺的距离为L，T形架两端固定的两个小球中心相距为l，设放置两个大球m/ 后，刻度尺上的反射光点向左移动了Δx，那么在万有引力作用下，小球向大球移动了多少？
3. 如图12-4，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处；另有一小钢球。现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。（1）还需要的器材是 、 。
（2）以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对 能的测量，进而转化为对 和 的直接测量。
（3）为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系，除以上器材外，还准备了两个轻弹簧，所有弹簧的劲度系数均不相同。试设计记录数据的表格。
三、讲练平台：例 1．读出游标卡尺和螺旋测微器的读数：⑴读数为__________cm．⑵读数为__________cm．
例2．已知天平两臂的长均为L0=15cm,游码从0到1000mg刻度间的总长度为L=25cm,那么游码的质量应该为________g．某次测量时,将被测物体放在天平左盘内,在右盘内放有16g砝码,而游码移到如图位置时天平恰好平衡,被测物体的质量为__________g．请在图中画出在调节天平横梁水平时游码应该处在的位置．
例3． 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面的方法可以测量它匀速转动的角速度。
实验步骤：
A．用游标卡尺测量圆盘的直径。
B．如图12-6-1所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘的侧面上。
C．启动控制装置使得圆盘转动，同时接通电源（频率为50Hz），打点计时器开始打点。
D．经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带进行测量。
（1）某次用游标卡尺测圆盘的直径时，示数见图12-6-2，由图读出直径的值为__________m。
（2）某次实验得到的纸带的一段如图12-7所示。由图可知a点到k点的时间间隔是________s。由此可计算出纸带运动的速度大小为________m/s。若测得圆盘直径的平均值为8.00×10-2m，则可求出圆盘的角速度为_________rad／s。
例4．某同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他只好找到一块大小为3cm左右,外形不规则的大理石块代替小球.实验步骤是
A．石块用细尼龙线系好,结点为M,将尼龙线的上端固定于O点
B．用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长
C．将石块拉开一个大约α=30°的角度,然后由静止释放
D．从摆球摆到最高点时开始计时,测出30次全振动的总时间t,由T=t/30得出周期
E．改变OM间尼龙线的长度,再做几次实验,记下相应的L和T; F．求出多次实验中测得的L和T的平均值作计算时使用的数据,带入公式求出重力加速度g．
⑴你认为该同学以上实验步骤中有重大错误的是________________.为什么
⑵该同学用OM的长作为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小 _________.你认为用何方法可以解决摆长无法准确测量的困难
四、当堂巩固1． 某同学在做探索弹力和弹簧伸长的关系的实验中,组成了如图12-9的装置．所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中.(弹力始终未超过弹性限度,取g=9.8m/s2)
⑴试根据这些实验数据在右边给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小跟弹簧总长之间的函数关系的图线．说明图线跟坐标轴交点的物理意义．
⑵上一问所得图线的物理意义是什么 该弹簧的劲系数k是多大
2．某同学用图12-11装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜
槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次．
⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些_____________．
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H B．小球a、b的质量ma、mb C．小球a、b的半径r D．小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
⑵小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系 为什么
⑶放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地 如果不是同时落地,对实验结果有没有影响 为什么 这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_____点和_____点．
⑷为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm．
⑸按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________．
3．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图12-13所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。
现利用图12-14所示装置测量滑块和长lm左右的木块间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器设有画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为s和s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺数如图12-15所示。
（1）读出滑块的宽度d ＝ cm。 （2）滑块通过光电门1的速度v1 = m/s，滑块通过光电门2的速度v2 = m/s。 （3）若仅提供一把米尺，已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量是 _____________________________________________（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量的字母）。 （4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ= （用字母表示）。
4.一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图12-16中背景方格的边长均为5cm，如果取g＝10m/s2，那么：(1)闪光频率是 Hz．(2)小球运动中水平分速度的大小 m/s．(3)小球经过B点时的速度大小是 m/s．
5．如图12-17所示，将包有白纸的圆柱棒总质量为m替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动，使之替代打点计时器．当烧断挂圆柱的线后，圆柱棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图12-18所示。测得记号之间的距离依次为26 mm、42mm、58mm、74mm、90mm、106mm，已知马达铭牌上有“1 500r／min”字样，由此验证机械能守恒． 由以上内容回答下列问题：
(1) 毛笔画的线距时间间隔T＝_______，乙图中圆柱棒的________端是悬挂端．(填“左”或“右”)
(2) 根据图中所给数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落速度vC＝______，画下记号D时，圆柱棒下落速度vD＝_______，动能的变化量为______，在这段位移上，圆柱棒重力势能的变化为______________，由此可得出结论为_______________________________________________．
第12课时. 力学实验答案
二、热身训练1．⑴1.00，1.40，1.84，2.26，2.67；⑵0.120，0.162，0.205，0.247；⑶0.42m/s2；⑷0.42m/s2；⑸0.079，0.290，0.188；⑹大，实际周期大于0.02s，a=Δs/T2∝1/T2，实际加速度小于测量加速度。
2．Δx l/4L（关键抓住小平面镜在T型架上，平面镜偏转θ角，反射光点在刻读尺上偏转2θ角，而对小球θ=，对反射光点2θ=；）
3． 小球的质量m= Kg，弹簧A
压缩量x（m）
上升高度h（m）
E=mgh（J）
压缩量x= cm，小球的质量m= Kg
弹簧 A B C
劲度系数k（N/m）
上升高度h（m）
E=mgh（J）
（1）天平、刻度尺（2）重力势能、质量、上升高度（3）见上。
三、讲练平台
1. (1)5.45cm (2)0.6726cm
2. 0.6, 16.56 （游码左侧应与0刻线重合）
3. （l） （2）0.20 0.52 13
4.（1）B： 大理石质心到悬挂点间的距离才是摆长
C：最大偏角不能超过50
D：应在摆球经过平衡位置时计时
F：应该用各组的L、T求出各组的g后，再取平均
（2）偏小。略
当堂巩固1．（1）图线跟坐标轴的交点，是弹簧压缩1cm时的弹力
（2）从图线说明弹力大小跟形变成正比。弹簧的劲度系数为25.4牛/米。
2．（1）B、E
（2）防止a球碰撞后反向弹回，再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。
（3）同时落地、如果不是同时落地，会影响实验结果、AC
（4）4.59
（5）maOB=maOA+mbOC
3．（1）5.015 （2）1.0 2.5（3）P点到桌面高度h；重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a；斜面的长度b （4）
4．(1)10Hz (2)1.5m/s (3)2.5m/s
5．(1)0.04s，左(2)1.25m/s，1.65m/s，0.58mJ，0.57mJ，物体在自由下落过程中机械能守恒
A
C
B
E
B
第8题
第9题目
第10题
θ
c
a
b
d
S
O
L
M
N
A
C
B
M
A
L
N
C
E
B
V
Eq
mg
f
F
图1
V
Eq
mg
Vy
Vx
图2
mg
V
Bqv
f
Eq
N
mg
V
Bqv
f
Eq
N
mg
θ
φ
θ
x
y
qe
300
╮
B
R
A
C
B
n
En/eV
0
-0.85
-1.51
-3.4
-13.6
∞
4
3
2
1
B
A
C
P
M
O
S
A
S/
B
A
C
P
M
O
S
A
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A B C D E F
图12-1
图12-2
图12-3
图12-4
0
5
10
5
6
(1)
0 100 200 30 400 500 600 700 800 900 1000
mg
图 12-5
8
9
cm
0
5
10
图12-6-2
图12-6-1
图12-7
图77-1-3
图77-1-3
图12-8
α
O
图12-9
F/N
x/10-2m
5 6 8 10 12
1.6
1.2
0.8
0.4
0
砝码质量(g) 0 30 60 90 120 150
弹簧总长(cm) 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79
弹力大小(N)
图12-10
a
b
O A B C
H
图12-11
45 46 47
图12-12
光电计时器
光电门
显示屏
00.0
a
b
图9
N
1
2
L
d
P
Q
M
图12-15
5
6
7
cm
0
5
10
15
20
图12-14
图12-13
图12-16
图12-17
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