高考补习学校物理作业及答案
2025高考物理步步高同步练习必修3第十章 静电场中的能量电势能和电势含答案
2025高考物理步步高同步练习必修3第十章 静电场中的能量1 电势能和电势[学习目标] 1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化之间的关系.2.理解电势能、电势的概念，知道电势、电势能的相对性．一、静电力做功的特点在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关． 二、电势能1．定义：电荷在电场中具有的势能，用E p 表示．2．静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的变化量．表达式：W AB ＝E p A －E p B .(1)静电力做正功，电势能减少； (2)静电力做负功，电势能增加．3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力所做的功． 4．电势能具有相对性电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面的电势能规定为0. 三、电势1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比． 2．公式：φ＝E p q.3．单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V ，1 V ＝1 J/C. 4．电势高低的判断：沿着电场线方向电势逐渐降低．5．电势的相对性：只有在规定了零电势点之后，才能确定电场中某点的电势，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0.6．电势是标(填“矢”或“标”)量，只有大小，没有方向．1．判断下列说法的正误．(1)只有在带电体只受静电力作用的条件下，静电力做功才与路径无关．( × ) (2)负电荷沿电场线方向移动时，静电力做负功，电势能增加．( √ )(3)某电场中，带电物体在A 点具有的电势能E p A ＝5 J ，在B 点具有的电势能E p B ＝－8 J ，则E p A ＞E p B .( √ )(4)某电场中，A 点的电势φA ＝3 V ，B 点的电势φB ＝－4 V ，则φA ＞φB .( √ ) (5)根据电势的定义式φ＝E pq可知，电荷q 的电荷量越大，电势越低．( × )2.如图所示，把电荷量为－5×10－9 C 的电荷，从电场中的A 点移到B 点，其电势能______(选填“增大”或“减小”)．若A 点的电势为φA ＝15 V ，B 点的电势为φB ＝10 V ，则电荷在A 点和B 点具有的电势能分别为E p A ＝__________ J ，E p B ＝__________ J ，此过程静电力所做的功W AB ＝__________ J.答案 增大 －7.5×10－8 －5×10－8 －2.5×10－8解析 将负电荷从A 点移到B 点，静电力做负功，电势能增大． E p A ＝qφA ＝－5×10－9×15 J ＝－7.5×10－8 J E p B ＝qφB ＝－5×10－9×10 J ＝－5×10－8 J W AB ＝E p A －E p B ＝－2.5×10－8 J.一、静电力做功的特点 电势能 导学探究1.如图所示，试探电荷q 在电场强度为E 的匀强电场中，(1)沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？(2)若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？(3)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？答案(1)静电力F＝qE，静电力与位移间的夹角为θ，静电力对试探电荷q做的功W＝F|AB|cos θ＝qE|AM|.(2)在线段AM上静电力做的功W1＝qE|AM|，在线段MB上静电力做的功W2＝0，总功W＝W1＋W2＝qE|AM|.(3)W＝qE|AM|.电荷在匀强电场中沿不同路径由A点移动到B点，静电力做功相同，说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关．2．(1)物体从高处向低处运动，重力做什么功？物体的重力势能如何变化？重力做功和物体的重力势能变化有什么关系？(2)①正电荷顺着电场线移动，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？②负电荷顺着电场线移动，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？③电势能的变化与静电力做功有什么关系？答案(1)重力做正功重力势能减少W G＝E p1－E p2(2)①静电力做正功电势能减少②静电力做负功电势能增加③W电＝E p1－E p2知识深化1．静电力做功的特点静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无关，这与重力做功的特点相似．2．对电势能的理解(1)系统性：电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能．(2)相对性：电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有关．确定电荷的电势能，首先应确定参考点．(3)电势能是标量，有正负但没有方向．(4)电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零电势能位置时静电力所做的功．3．静电力做功与电势能变化的关系W AB＝E p A－E p B.静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加．例1(多选)如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ＜NQ.下列叙述正确的是()A．若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少B．若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加C．若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少D．若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷电势能不变答案AD解析在正点电荷形成的电场中，正电荷受到的静电力沿电场线方向，从M点移到N点，静电力做正功，电势能减少，A正确，B错误；在正点电荷形成的电场中，负点电荷受到的静电力与电场线方向相反，负点电荷从M点移到N点，静电力做负功，电势能增加，C错误；把一负点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，静电力做的总功为零，电势能不变，D正确．例2(多选)(2021·新余四中月考)规定无穷远处的电势能为零，下列说法中正确的是() A．将正电荷从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，正电荷在该点的电势能就越大B．将正电荷从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越少，正电荷在该点的电势能就越大C．将负电荷从无穷远处移到电场中某点时，克服静电力做功越多，负电荷在该点的电势能就越大D．将负电荷从无穷远处移到电场中某点时，克服静电力做功越少，负电荷在该点的电势能就越大答案AC解析无穷远处的电势能为零，正电荷从电场中某点移到无穷远处时，若静电力做正功，则电势能减少，到无穷远处时电势能减为零，正电荷在该点的电势能为正值，且等于静电力做的功，因此静电力做的正功越多，正电荷在该点的电势能越大，A正确，B错误；负电荷从无穷远处移到电场中某点时，若克服静电力做功，则电势能由零增大到某值，此值就是负电荷在该点的电势能的值，因此，克服静电力做功越多，负电荷在该点的电势能越大，故C正确，D错误．二、电势导学探究在如图所示的匀强电场中，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距O点的距离为l，AO 连线与电场强度负方向的夹角为θ.(1)电荷量分别为q 和2q 的正试探电荷在A 点的电势能分别为多少？ (2)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？(3)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？ 答案 (1)Eql cos θ、2Eql cos θ (2)比值相同 (3)无关 知识深化1．对公式φ＝E pq的理解(1)φ取决于电场本身，与该点是否放有电荷，电荷的电性，电荷的电荷量等无关． (2)公式中的E p 、q 均需代入正负号．2．电场中某点的电势是相对的，它的大小和零电势点的选取有关．在物理学中，常取离场源电荷无限远处的电势为0，在实际应用中常取大地的电势为0.3．电势虽然有正负，但电势是标量．在同一电场中，电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势，正负号不表示方向．在同一电场中，正电势一定高于负电势，如果规定无穷远处的电势为零，则正点电荷产生的电场中各点的电势都为正值，负点电荷产生的电场中各点的电势都为负值，且越靠近正点电荷的地方电势越高，越靠近负点电荷的地方电势越低． 4．电势高低的判断方法(1)电场线法：沿着电场线方向电势逐渐降低．(2)公式法：由φ＝E pq 知，对于同一正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于同一负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．例3 (2021·安徽师大附中期中)某静电场的电场线分布如图所示，图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为E P 和E Q ，电势分别为φP 和φQ ，则( )A ．E P >E Q ，φP >φQB ．E P >E Q ，φP <φQC ．E P <E Q ，φP >φQD ．E P <E Q ，φP <φQ答案 A解析电场线越密，电场强度越大，由题图可看出P点处的电场线密集程度大于Q点处的电场线密集程度，故P点的电场强度大于Q点的电场强度，所以E P>E Q.沿电场线方向电势逐渐降低，由题图可知电场线的方向由P指向Q，所以P点的电势高于Q点的电势，即φP>φQ，故A正确．例4将一正电荷从无限远处移入电场中的M点，电势能减少了8.0×10－9J，若将另一等量的负电荷从无限远处移入电场中的N点，电势能增加了9.0×10－9 J，则下列判断中正确的是()A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0答案C解析取无限远处的电势为零，则正电荷在M点的电势能为－8×10－9J，负电荷在N点的知，M点的电势φM＜0，N点的电势φN＜0，且|φN|＞|φM|，则φN 电势能为9×10－9 J．由φ＝E pq＜φM＜0，故C正确．三、电势与电势能的计算例5(2021·昆明一中月考)将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功，则：(1)该电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少？(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？B点和C点的电势分别为多少？(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？A点和C点的电势分别为多少？答案见解析解析(1)W AC＝W AB＋W BC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J.所以该电荷的电势能增加了1.8×10－5 J.(2)如果规定A点的电势能为零，由公式W AB＝E p A－E p B得该电荷在B点的电势能为E p B＝E p A－W AB＝0－W AB＝3×10－5 J.同理，该电荷在C点的电势能为E p C ＝E p A －W AC ＝0－W AC ＝1.8×10－5 J. 两点的电势分别为φB ＝E p B q ＝3×10－5－6×10－6 V ＝－5 VφC ＝E p C q ＝1.8×10－5－6×10－6V ＝－3 V(3)如果规定B 点的电势能为零，则该电荷在A 点的电势能为： E p A ′＝E p B ′＋W AB ＝0＋W AB ＝－3×10－5 J. 该电荷在C 点的电势能为E p C ′＝E p B ′－W BC ＝0－W BC ＝－1.2×10－5 J.两点的电势分别为φA ′＝E p A ′q ＝－3×10－5－6×10－6 V ＝5 V φC ′＝E p C ′q ＝－1.2×10－5－6×10－6V ＝2 V .针对训练 如图所示，在同一条电场线上有A 、B 、C 三点，三点的电势分别是φA ＝5 V 、φB ＝－2 V 、φC ＝0，将电荷量q ＝－6×10－6 C 的点电荷从A 移到B ，再移到C .(1)该电荷在A 点、B 点、C 点具有的电势能各是多少？(2)将该电荷从A 移到B 和从B 移到C ，电势能分别变化了多少？ (3)将该电荷从A 移到B 和从B 移到C ，静电力做功分别是多少？ 答案 (1)－3×10－5 J 1.2×10－5 J 0 (2)增加4.2×10－5 J 减少1.2×10－5 J (3)－4.2×10－5 J 1.2×10－5 J 解析 (1)根据公式φ＝E pq可得E p ＝qφ所以该电荷在A 点、B 点、C 点具有的电势能分别为：E p A ＝qφA ＝－6×10－6×5 J ＝－3×10－5 JE p B ＝qφB ＝－6×10－6×(－2) J ＝1.2×10－5 J E p C ＝qφC ＝－6×10－6×0 J ＝0(2)将该电荷从A 移到B ，电势能的变化量为ΔE p AB＝E p B－E p A＝1.2×10－5 J－(－3×10－5) J＝4.2×10－5 J即电势能增加了4.2×10－5 J将该电荷从B移到C，电势能的变化量为ΔE p BC＝E p C－E p B＝0－1.2×10－5 J＝－1.2×10－5 J 即电势能减少了1.2×10－5 J(3)将该电荷从A移到B，静电力做的功为W AB＝E p A－E p B＝－4.2×10－5 J将该电荷从B移到C，静电力做的功为W BC＝E p B－E p C＝1.2×10－5 J.考点一静电力做功的特点1．(多选)下列说法正确的是()A．电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，静电力做功的大小就可能不同B．电荷从电场中的某点出发，运动一段时间后，又回到了该点，则静电力做功为零C．正电荷沿着电场线方向运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线方向运动，静电力对负电荷做正功D．电荷在电场中运动，因为静电力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立答案BC解析静电力做功的多少与电荷运动路径无关，故A错误；静电力做功只与电荷在电场中的初、末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，静电力做功为零，故B正确；正电荷沿着电场线方向运动，则正电荷受到的静电力方向和电荷的运动方向相同，故静电力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，静电力对负电荷做正功，故C正确；电荷在电场中运动虽然有静电力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律，故D错误．2.(2021·天津一中期中)如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A 点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿折线ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，静电力做功为W3，则()A．W1>W2B．W3<W2C．W1＝W2D．W1<W3答案C解析静电力做功只与起始和终止位置有关，与路径无关，因此选项C正确．考点二电势和电势能3．关于电势和电势能，下列说法正确的是()A．在电场中电势高的地方电荷具有的电势能大B．在电场中放在某点的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能也越大C．在电场中的任意一点，正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能D．取无穷远处电势为零，在负点电荷所产生的电场中的任意一点，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能答案D解析根据公式E p＝φq可知，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小，由于不知电荷的电性，因此无法判断它在电势高的地方电势能的大小，故A错误；若放在电场中某点的电荷为正电荷，当该点电势小于零时，电荷量越大，电荷具有的电势能越小，故B错误；电势能E p＝qφ，正电荷在电势小于零处的电势能为负值，小于负电荷在该处的电势能，故C错误；取无穷远处电势为零，沿着电场线方向电势降低，可知在负点电荷所产生的电场中的任意一点电势为负，正电荷在任意一点具有的电势能为负值，而负电荷在任意一点具有的电势能为正值，正电荷具有的电势能小于负电荷具有的电势能，故D正确．4.(2021·沧州市高二期末)某电场的部分电场线分布如图所示，A、B两点位于电场中，E A、E B 分别表示它们的电场强度，E p A、E p B分别表示电子在A、B两点具有的电势能．下列有关电场强度和电势能的判断正确的是()A．E A<E B，E p A<E p B B．E A>E B，E p A<E p BC．E A>E B，E p A>E p B D．E A<E B，E p A>E p B答案D解析电场线的疏密反映电场强度的大小，B点的电场线较A点密集，则E A<E B，沿着电场线的方向电势逐渐降低，可知B点电势高于A点，电子带负电，负电荷在电势高处的电势能较小，则E p A>E p B，故选D.5.(2021·泰州市泰州中学高一期中)如图所示为某电场中的一条电场线，电场线上有A、B、C 三点且AB＝BC，一电子从A点出发经B点运动到C点．下列说法正确的是()A．该电场是匀强电场B．在A、B、C三点中，A点的电势最高C．在A、B、C三点中，A点的电场强度最大D．在A、B、C三点中，电子在A点的电势能最大答案B解析只有一条电场线不能确定是否为匀强电场，A错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，则A点的电势最高，B正确；电场线的疏密反映电场强度的大小，一条电场线无法比较疏密，所以无法比较其大小，C错误；电子带负电，所受静电力与电场方向相反，沿电场线方向，静电力对电子做负功，电势能增大，故电子在A点的电势能最小，D错误．6．(2021·珠海一中期中)将一负电荷从无穷远处移至电场中M点，静电力做功为6.0×10－9 J，若将一个等量的正电荷从电场中N点移向无穷远处，静电力做功为5.0×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN的关系为()A．φM<φN B．φM＝φNC．φN<φM D．无法确定答案C解析取无穷远处电势φ＝0，由题意有φM>φN>0，故选项C正确．7.(多选)(2021·大同一中月考)如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在静电力的作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q点最近的点．电子从M点经P点到达N点的过程中()A．速率先增大后减小B．速率先减小后增大C．电势能先减小后增大D．电势能先增大后减小答案AC解析电子受到点电荷的静电力，当电子由M点向P点运动时，二者距离减小，静电力做正功，故电势能减小，又由动能定理，知动能增大，即速率增大；当电子由P点向N点运动时，电势能增大，动能减小，速率减小，故A、C正确，B、D错误．8.图甲中AB是某电场中的一条电场线．若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度－时间图像如图乙所示．关于A、B两点的电势高低和电场强度大小关系，下列说法中正确的是()A．φA>φB，E A>E B B．φA>φB，E A<E BC．φA<φB，E A>E B D．φA<φB，E A<E B答案C解析负电荷从A点由静止释放(初速度为0)后，能加速运动到B，说明负电荷受到的静电力方向从A指向B，那么电场方向由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、B 两点的电势关系是φA<φB；由题图乙可知，负电荷从A运动到B的过程中，加速度逐渐减小，知，E A>E B，由牛顿第二定律知，负电荷从A运动到B时，受到的静电力是逐渐减小的，由E＝FqC正确．9.(多选)(2022·浙江金乡卫城中学高二月考)如图所示，两个等量正点电荷分别固定在A、B两点，O为AB的中点，M、N为AB中垂线上的两点，无限远处电势为零．以下说法正确的是()A．N、M、O三点中O点电场强度最大B．M点电势高于N点电势C．同一负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能D．如果只受静电力作用的正电荷从M点由静止释放，电荷将沿中垂线做匀加速运动答案BC解析两个等量同种电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小，电场强度最大的点可能在M、N连线之间，也可能在N点以上，还可能在M点以下，A错误；等量同种正点电荷的连线的中垂线的电场方向由O点指向远处，所以M点的电势高于N点的电势，B正确；同一负电荷在电势越高的地方电势能越小，因为M点的电势高于N点的电势，所以负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能，C正确；如果只受静电力作用正电荷从M点静止释放，将沿中垂线做加速运动，但加速度可能一直减小或先增大后减小，D错误．10.(多选)如图是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在静电力作用下以初速度v0从A向B运动并经过B点，一段时间后q以速度v又一次经过A点，且v与v0的方向相反，则以下说法中正确的是()A．A、B两点的电场强度E A＜E BB．A、B两点的电势φA＞φBC．负电荷q在A、B两点的电势能E p A＜E p BD．负电荷q先后经过A点的速度大小v0＝v答案BCD解析由分析可知，负电荷从A至B做减速运动，则负电荷所受静电力的方向为B→A，电场E的方向应为A→B，所以φA＞φB，E p A＜E p B，选项B、C正确；由于只有一条电场线，不知道电场的具体分布，所以无法判断A、B两点电场强度的大小，选项A错误；负电荷再回到A点时，其电势能不变，动能也不变，所以v与v0大小相等，选项D正确．11.(多选)(2019·江苏卷)如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为＋q的点电荷固定在A点．先将一电荷量也为＋q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点，此过程中，静电力做功为－W.再将Q1从C点沿CB移到B点并固定．最后将一电荷量为－2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点．下列说法正确的有()A ．Q 1移入之前，C 点的电势为WqB ．Q 1从C 点移到B 点的过程中，所受静电力做的功为0 C ．Q 2从无穷远处移到C 点的过程中，所受静电力做的功为2WD ．Q 2在移到C 点后的电势能为－4W 答案 ABD解析 根据静电力做功可知－W ＝q (0－φC 1)，解得φC 1＝Wq ，选项A 正确；B 、C 两点到A 点的距离相等，这两点电势相等，Q 1从C 点移到B 点的过程中，静电力做功为0，选项B 正确；根据对称和电势叠加可知，A 、B 两点固定电荷量均为＋q 的电荷后，C 点电势为φC 2＝2φC 1＝2W q ，带电荷量为－2q 的点电荷Q 2在C 点的电势能为E p C ＝(－2q )×φC 2＝－4W ，选项D 正确；Q 2从无穷远处移到C 点的过程中，静电力做的功为0－E p C ＝4W ，选项C 错误． 12.如图所示的匀强电场中，有a 、b 、c 三点，ab ＝5 cm ，bc ＝12 cm ，其中ab 沿电场方向，bc 和电场方向成60°角，一个电荷量为q ＝4×10－8 C 的正电荷从a 移动到b ，静电力做功为W 1＝1.2×10－7 J ，求：(1)若规定a 点电势为零，求该电荷在b 点的电势能； (2)匀强电场的电场强度E ；(3)该电荷从b 到c ，电荷的电势能的变化量．答案 (1)－1.2×10－7 J (2)60 V/m (3)减少1.44×10－7 J 解析 (1)静电力做功与电势能的关系为 W 1＝E p a －E p b规定a 点电势为零，即E p a ＝0 电荷在b 点的电势能为 E p b ＝－W 1＝－1.2×10－7 J ；(2)正电荷从a 移动到b ，静电力做功可表示为 W 1＝qE ·ab代入数据解得E ＝60 V/m ；(3)该电荷从b 到c ，静电力做功W 2＝F |bc | cos 60°＝qE ·bc ·cos 60° 代入数据解得W 2＝1.44×10－7 J ， 所以该过程电荷的电势能减少1.44×10－7 J13.(多选)如图所示，在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点分别有等量同种电荷＋Q ，在x 轴上C 点有点电荷－Q ，且CO ＝OD ，∠ADO ＝60°.下列判断正确的是( )A ．O 点的电场强度为零B ．D 点的电场强度为零C ．若将点电荷＋q 从O 点移向C 点，电势能增加D ．若将点电荷－q 从O 点移向C 点，电势能增加 答案 BD解析 A 、B 两点电荷在O 点产生的合电场强度为0，而C 点电荷在O 点产生的电场强度方向向左，故O 点的合电场强度方向向左，A 错误；同理可知，D 点的合电场强度为0，B 正确；OC 间各点的合电场强度方向向左，若将点电荷＋q 从O 点移向C 点，静电力做正功，电势能减少，C 错误；若将点电荷－q 从O 点移向C 点，静电力做负功，电势能增加，D 正确．2 电势差[学习目标] 1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关.2.掌握电势差的表达式，知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系.3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点.4.会用U AB ＝φA －φB 及U AB ＝W AB q进行有关计算．一、电势差1．定义：电场中两点之间电势的差值，也叫作电压．U AB＝φA－φB，U BA＝φB－φA，U AB＝－U BA.2．电势差是标量，有正负，电势差的正负表示电势的高低．U AB>0，表示A点电势比B点电势高．3．静电力做功与电势差的关系W AB＝qU AB或U AB＝W AB q.二、等势面1．定义：电场中电势相同的各点构成的面．2．等势面的特点(1)在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功．(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直．(3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．1．判断下列说法的正误．(1)电势差与电势一样，是相对量，都与零电势点的选取有关．(×)(2)电势差是一个标量，但是有正值和负值之分．(√)(3)若电场中两点间的电势差U AB＝1 V，则将单位正电荷从A点移到B点，静电力做功为1 J．(√) (4)将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将电荷量为－q的电荷从B点移到A点，静电力所做的功相同．(√)(5)电荷在等势面上移动时不受静电力作用，所以静电力不做功．(×)2．在某电场中，将一带电荷量为q＝＋2.0×10－9C的点电荷从a点移到b点，静电力做功W＝－4.0×10－7 J，则a、b两点间的电势差U ab为________V.答案－200一、电势差导学探究电场中A、B、C、D四点的电势如图所示．(1)A、C及A、B间的电势差各为多少？哪个较大？(2)若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势各为多少？A、C及A、B间的电势差各为多少？通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点？答案(1)U AC＝15 V，U AB＝10 V，U AC＞U AB(2)φA＝18 V，φB＝8 V，φC＝3 V；U AC＝15 V，U AB＝10 V；电势的大小与零电势点的选取有关，电势差的大小与零电势点的选取无关．知识深化1．电势差的理解(1)电势差反映了电场的能的性质，决定于电场本身，与试探电荷无关．(2)电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示两点电势的高低；U AB＝－U BA，与零电势点的选取无关．(3)电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差．2．电势差与静电力做功的关系(1)公式：U AB＝W ABq 或W AB＝qU AB，其中W AB仅是静电力做的功．(2)把电荷q的电性和电势差U的正负代入进行运算，功为正，说明静电力做正功，电荷的电势能减小；功为负，说明静电力做负功，电荷的电势能增大．3．电势和电势差的比较比较内容电势φ电势差U区别定义电势能与电荷量的比值φ＝E pq静电力做的功与电荷量的比值U AB＝W ABq决定因素由电场和在电场中的位置决定，与q、E p无关由电场和场内两点位置决定，与q、W AB无关相对性与零电势点的选取有关与零电势点的选取无关联系数值关系U AB＝φA－φB单位相同，国际单位制中均是伏特(V)标矢性都是标量，但均有正负例1(多选)关于电势差U AB和电势φA、φB的理解，正确的是() A．电势与电势差均是相对量，均与零电势点的选取有关B．U AB和U BA是不同的，它们存在关系：U AB＝－U BA。
2025高考物理步步高同步练习选修3第三章 热力学定律热力学第二定律含答案
2025高考物理步步高同步练习选修3第三章热力学定律4热力学第二定律[学习目标] 1.通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律.2.了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质.3.能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏观自然过程的方向性问题.4.认识能量耗散，知道能源是有限的．一、热力学第二定律1．定义：在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律．2．热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(该表述阐述的是传热的方向性)3．热力学第二定律的开尔文表述：(1)热机①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能．②热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，即W<Q.(2)热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)4．热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是等价(选填“等价”或“不等价”)的．二、能源是有限的1．能源：具有高品质的容易利用的储能物质．2．能量耗散：使用的能源转化成内能分散在环境中不能自动聚集起来驱动机器做功，这样的转化过程叫作“能量耗散”．3．能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降了，能源减少了．1．判断下列说法的正误．(1)一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．(√)(2)机械能可以完全转化为内能，而内能不可能完全转化为机械能．(×)(3)可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功．(√)(4)只要对内燃机不断地改进，内燃机得到的内能可以全部转化为机械能．(×)(5)能量耗散会导致总能量减少，也会导致能量品质降低．(×)2．热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明传热过程具有________．冰箱工作时，能把冰箱内的热量传递到冰箱外，这________(填“违反”或“不违反”)热力学第二定律．答案方向性不违反一、对热力学第二定律的理解导学探究1．传热的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”？答案不能．两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高，这个过程是自发进行的，不需要任何外界的影响或者帮助，有时我们也能实现热量从低温物体传给高温物体，如电冰箱，但这不是自发地进行的，需要消耗电能．2．如图所示是制冷机和热机的工作过程示意图，通过此图思考以下问题：(1)制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？(2)热机工作时能否将从高温热库吸收的热量全部用来做功？答案(1)不是(2)不能知识深化1．自然过程的方向性(1)热传导具有方向性两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化．(2)气体的扩散现象具有方向性两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会自发地分开，成为两种不同的气体．(3)机械能和内能的转化过程具有方向性物体在地面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来．(4)气体向真空膨胀具有方向性气体可自发地向真空容器内膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，使容器内变为真空．2．在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”“单一热库”“不可能”的含义(1)“自发地”是指热量从高温物体自发地传给低温物体的方向性．在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等．(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．(3)“单一热库”：指温度均匀并且恒定不变的系统．若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，从而可以对外做功．据报道，有些国家已在研究利用海水上下层温度不同来发电．(4)“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何的办法都不可能加以消除．特别提醒(1)热力学第二定律的两种表述是等价的．(2)热力学第二定律的实质：热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．例1下列过程中可能发生的是()A．某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B．打开一高压密闭容器，其内气体自发逸出后又自发跑进去，恢复原状C．利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开答案 C解析根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的影响，但通过一些其他手段是可以实现的，故C项正确；内能转化为机械能不可能自发地进行，要使内能全部转化为机械能必定要引起其他变化，故A项错误；气体膨胀具有方向性，故B项错误；扩散现象也有方向性，故D项错误．例2根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是()A．不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化B．没有冷凝器，只有单一的热库，能将从单一热库吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的C．制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中，而不引起其他变化D．如果没有摩擦漏气，热机效率可以达到100%答案 A解析热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机械能必须借助外部的帮助，即会引起其他变化，A选项正确，B选项错误；传热过程也具有方向性，热量能自发地从高温物体传给低温物体，但是热量要从低温物体传到高温物体，必然要引起其他变化(外界对系统做功)，C选项错误；热机效率无法达到100%，D选项错误．1．一切物理过程均遵循能量守恒定律，但遵循能量守恒定律的物理过程不一定均能实现．2．热力学第二定律的两种表述分别对应着一种“不可能”，但都有一个前提条件“自发地”或“不产生其他影响”，如果去掉这种前提条件，就都是有可能的．例如电冰箱的作用就是使热量从低温物体传到高温物体，等温膨胀就是从单一热库吸收热量，使之完全用来做功，但不是自发地或是产生了其他影响．二、热力学第一定律和热力学第二定律的比较1．两定律的比较热力学第一定律热力学第二定律区别是能量守恒定律在热力学中的表现，否定了创造能量和消灭能量的可能性，从而否定了第一类永动机是关于在有限空间和时间内，一切和热现象有关的物理过程、化学过程具有不可逆性的经验总结，从而否定了第二类永动机联系两定律分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者既相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础2.两类永动机的比较第一类永动机第二类永动机设计要求不消耗任何能量，可以不断做功(或只给予很少的能量启动后，可以永远运动下去)将内能全部转化为机械能，而不引起其他变化(或只有一个热库，实现内能向机械能的转化)不可能制违背了能量守恒定律违背了热力学第二定律成的原因例3对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是()A．一定质量的气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收120 J 热量，则它的内能增加20 J B．物体从外界吸收热量，其内能一定增加，物体对外界做功，其内能一定减少C．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律D．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在传热中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体答案 A解析根据热力学第一定律知，ΔU＝W＋Q＝－100 J＋120 J＝20 J，说明内能增加了20 J，故A正确；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，ΔU的大小由W、Q共同决定，说明物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能不一定减少，故B错误；第二类永动机没有违背能量守恒定律，不能制成是因为它违背了热力学第二定律，故C错误；通过做功的方式可以使热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱制冷时热量从低温物体传递给高温物体，故D错误．例4(2020·全国卷)下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有________，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有____．(填正确答案标号)A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内答案B C解析A项符合热力学第一、第二定律．冷水和杯子温度不可能都变低，只能是一个升高一个降低，或温度都不变，B项描述违背了热力学第一定律．C项描述虽然不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律．D项中冰箱消耗电能从而可以从低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，不违背热力学第二定律．三、能源与能量耗散导学探究1．流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用．可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？答案内能．2．如图所示是两幅宣传节约能源的图片．请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？答案能量是守恒的，但能量耗散却导致能量品质的降低，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的能量．知识深化能量与能源的区别1．能量是守恒的，既不会增加也不会减少．2．能源是具有高品质的容易利用的储能物质．3．能量耗散，能量总量不变，但能量品质会下降即能源减少，故我们要节约能源．例5(2021·河北巨鹿中学高二期中)关于能量和能源，下列说法正确的是()A．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造B．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源C．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质提升了答案 C解析根据能量守恒定律，能量是不能被创造的，选项A错误；在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质在降低，所以还需要节约能源，选项B错误；根据热力学第二定律可知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项C正确；能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质降低了，选项D错误．考点一对热力学第二定律的理解1．关于自然过程中的方向性，下列说法正确的是()A．摩擦生热的过程是可逆的B．凡是符合能量守恒的过程一般都是可逆的C．涉及热现象的宏观自然过程都具有“单向性”或“不可逆性”D．空调机既能制冷又能制热，说明传热不存在方向性答案 C2．把水和酒精混合后，用蒸发的方式又可以分开，然后液化恢复到原来的状态，这说明() A．扩散现象没有方向B．将水和酒精分开时，引起了其他变化，故扩散具有方向性C．将水和酒精分开时，并没有引起化学变化，故扩散现象没有方向性D．用本题的实验，无法说明扩散现象是否具有方向性答案 B解析由题意可知，两者混合时是自动发生的，但两者分离时，要先加热后冷却，也就是说，向分离与向混合这两个方向的发展是可以通过过程是否自动完成、是否需要外加其他手段才能完成来区分的，因此，可以证明扩散是有方向性的，B正确，A、C、D错误．3．如图所示为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化，吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法中正确的是()A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律D．电冰箱的工作原理违背了热力学第一定律答案 B4．(2022·南通市高二开学考试)小华为参加电视台《异想天开》节目，提出了下列4个设想方案，从理论上讲可行的是()A．制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响B．将屋顶盖上太阳能板，可用太阳能来解决照明和热水问题C．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下D．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发分离，既清洁了空气，又变废为宝答案 B解析根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，故A错误；利用太阳能最有前途的领域是通过太阳能电池将太阳能直接转化为电能再加以利用，解决照明和热水问题，故B正确；绝对零度是温度的极值，是不能达到的，故C错误；根据热力学第二定律可知，汽车尾气中各类有害气体不能自发分离，要在排气管上安装催化转化器，故D错误．5．(2021·盐城实验高中高二期中)关于两类永动机和热力学两大定律，下列说法正确的是()A．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律B．第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，传热也不一定改变内能，但同时做功和传热一定会改变内能D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热库吸收热量，完全变成功也是可能的答案 D解析第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，A、B错误；由热力学第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q可以等于0，C错误；由热力学第二定律可知选项D中的现象是可能的，但会产生其他影响，D正确．考点二能源与能量耗散6．(2022·江苏省高二学业考试)关于能量和能源，下列说法中正确的是()A．能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加B．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少C．能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要D．能量的转化和转移具有方向性．且现有可利用的能源有限，故必须节约能源答案 D解析能量在转化和转移过程中，总量是守恒的，但品质降低了，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源，选项D正确．7．(2021·江苏宜兴市张渚高级中学高二期中)热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用．下列关于能量耗散的说法中正确的是()A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不符合热力学第二定律C．能量耗散使能量的总量减少D．能量耗散是从能量转化的角度，反映出自然界中的宏观过程具有方向性答案 D解析能量耗散是指能量在转化和转移的过程中扩散到周围环境中无法再收集起来，满足能量守恒定律，也符合热力学第二定律，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了．能量耗散反应了涉及热运动的宏观过程都具有方向性，所以A、B、C错误，D正确．8.如图所示，汽缸内装有一定质量的理想气体，汽缸壁是导热的，汽缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触面是光滑的，但不漏气．现将活塞与杆连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是()A．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，所以此过程违反了热力学第二定律B．气体是从单一热库吸热，但并未全部用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D．以上三种说法都不对答案 C解析此过程虽然是气体从单一热库吸热，全部用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二定律，故选C.9.如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在一杯热水中，接触点2插在一杯冷水中，此时灵敏电流计的指针会发生偏转，这就是温差发电现象，根据这一现象，下列说法中正确的是()A ．这一过程违反了热力学第二定律B ．这一过程违反了热力学第一定律C ．热水和冷水的温度将发生变化D ．这一过程违反了能量守恒定律答案 C解析 任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A 错误；吸放热和做功均会改变内能，该过程没有违反热力学第一定律，故B 错误；在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，热水一定会降温，冷水一定会升温，故C 正确；能量守恒定律是普适定律，在实验过程中，热水的内能部分转化成电能，电能也部分转化成冷水的内能，符合能量守恒定律，故D 错误．本章知识网络构建⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧ 内能⎩⎨⎧ 功与内能：在绝热情况下，功是内能变化的量度热与内能：只发生传热时，热量是内能变化的量度做功和传热在改变内能上是等价的热力学第一定律⎩⎨⎧ 内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所 做的功的和表达式：ΔU ＝W ＋Q 能量守恒定律⎩⎨⎧ 能量守恒定律第一类永动机不能制成的原因：违背能量守恒定律热力学第二定律⎩⎪⎨⎪⎧ 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他 影响第二类永动机不能制成的原因：违背了热力学第二定律能源是有限的热力学第一定律与气体实验定律的综合应用1.(2021·江苏东台创新高级中学高二月考)为做好新冠肺炎疫情防控，学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所进行消杀工作．给储液罐打足气，打开开关就可以让药液喷洒出来．若罐内气体温度保持不变，随着药液的不断喷出，则罐内气体( )A ．内能不断减小B ．压强不断减小C ．外界对气体做功D ．气体对外放热答案 B解析 由于罐内气体温度保持不变，故内能保持不变，A 错误；随着药液的不断喷出，气体的体积增大，由理想气体状态方程可知，压强不断减小，B 正确；气体的体积增大，气体对外做功，而气体的内能不变，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，C 、D 错误．2．(2021·江苏南京市第十三中学高二期末)如图所示，一定质量理想气体的体积V 与温度T 关系图像，它由状态A 经等温过程到状态B ，再经等容过程到状态C .则下列说法中正确的是( )A ．在A 、B 、C 三个状态中B 对应的压强最大B ．在A 、B 、C 三个状态中C 对应的压强最大C ．AB 过程中外界对气体做功，内能增加D ．BC 过程中气体吸收热量，内能不变答案 B解析 由题图图像知，状态C 的温度最高、体积最小，则由pV T＝C 知，状态C 对应的压强最大，A 错误，B 正确；AB 过程中，体积减小，外界对气体做功，温度不变，故内能不变，C 错误；BC 过程中，体积不变，外界对气体不做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，D 错误．3．(2021·盐城市高二期末)如图所示，一定质量的理想气体从状态A 开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B 和C .两条虚线分别表示状态A 或C 的等温线．下列说法正确的是( )A ．气体在状态A 的内能最大B ．气体在状态C 的分子平均速率最大C ．AB 过程中，气体对外界做功，内能增加D ．BC 过程中，外界对气体做功，内能减小答案 C解析 由题图图像可知，气体在状态B 的温度最高，则气体在状态B 的内能最大，气体在状态B 的分子平均速率最大，选项A 、B 错误；AB 过程中，气体体积变大，气体对外界做功，温度升高，则内能增加，选项C 正确；BC 过程中，气体体积不变，则外界对气体不做功，气体温度降低，则内能减小，选项D 错误．4．(2021·南京市高二期末)一定质量的某种理想气体，从状态A 变化到状态B ，再变化到状态C ，其状态变化过程的p －V 图像如图所示. 已知气体处于状态A 时的温度为300 K ，则下列判断正确的是( )A ．气体处于状态C 时的温度是100 KB ．在A 、B 和C 三个状态中，状态B 的分子平均动能最大C ．从状态B 变化到状态C 过程中气体吸热D ．从状态A 变化到状态C 过程中气体内能先减小后增大答案 B解析 由题意可知T A ＝300 K ，由于A →B 的过程为等压变化，则由V A T A ＝V B T B，代入数据解得T B ＝900 K ，B →C 过程是等容变化，则由p B T B ＝p C T C，代入数据解得T C ＝300 K ，在A 、B 和C。
2025高考物理步步高同步练习选修3第三章 热力学定律第1节 功、热和内能的改变含答案
2025高考物理步步高同步练习选修3第三章热力学定律第1节功、热和内能的改变学习目标要求核心素养和关键能力1.了解焦耳的两个实验的原理。
2.知道做功和传热是改变内能的两种方式及做功、传热与内能改变的关系。
3.明确内能、功、热量和温度四个物理量的区别和联系。
1.科学思维用等效思维理解做功和热传递在改变物体内能上的等效性。
2.科学探究体会焦耳实验的科学探究过程。
一、焦耳的实验1.绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程。
2.代表实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。
(2)通过电流的热效应给水加热。
3.实验结论：在各种不同的绝热过程中，系统状态变化相同，则外力所做的功相同，与做功的方式无关。
二、功和内能的改变1.内能：依赖于一个热力学系统自身状态的物理量，是热力学系统的一种能量。
2.功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的变化量，即ΔU ＝W。
(1)ΔU＝W适用条件是绝热过程。
(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外界做功，系统的内能减少。
【判一判】(1)从微观角度说，内能是所有分子的动能和势能之和。
(√)(2)从宏观角度说，内能是只依赖于热力学系统自身状态的物理量。
(√)(3)功是状态量，内能是过程量。
(×)(4)外界对物体做功多，就意味着物体的内能大。
(×)三、热与内能的改变1.传热(1)条件：物体的温度不同。
(2)过程：温度不同的物体发生传热，温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，热量从高温物体传到低温物体。
(3)传热的三种方式：热传导、热对流、热辐射。
2.热和内能(1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态，即传热能改变物体的内能。
(2)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
(3)单纯的传热过程中内能的变化。
①公式：ΔU＝Q。
②物体吸热，Q为正；物体放热，Q为负。
【判一判】(1)若A、B两物体接触但没有传热，则两物体所包含的热量相等。
2025高考物理步步高同步练习必修2第八章第1课时 功含答案
2025高考物理步步高同步练习必修2第八章1 功与功率 第1课时 功[学习目标] 1.掌握功的公式W ＝Fl cos α及公式的适用范围.2.理解正、负功的概念，会用功的公式进行计算．一、功1．定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积．2．公式：W ＝Fl cos_α.3．功是标(选填“矢”或“标”)量．在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J. 二、正功和负功 1．正功和负功的判断 由W ＝Fl cos α可知(1)当α＝π2时，W ＝0，力F 对物体不做功(填“做正功”“做负功”或“不做功”)．(2)当0≤α＜π2时，W ＞0，力F 对物体做正功(填“做正功”“做负功”或“不做功”)．(3)当π2＜α≤π时，W ＜0，力F 对物体做负功(填“做正功”“做负功”或“不做功”)．2．总功的计算当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于： (1)各个力分别对物体所做功的代数和． (2)几个力的合力对物体所做的功．1．判断下列说法的正误．(1)公式W ＝Fl cos α中的l 是物体运动的路程．( × ) (2)物体只要受力且运动，该力就一定做功．( × ) (3)功有正负之分，所以功是矢量．( × )(4)若力不对物体做功，则力一定不会改变物体的运动状态．( × )2.如图1所示，质量为1 kg 的物体，静止在光滑水平面上．现在给物体一个与水平方向成60°角斜向上、大小为10 N 的拉力F ，物体在拉力F 的作用下沿水平面运动了2 s ，则在这2 s 内，拉力F 所做的功是________ J ，支持力做功________ J ，重力做功________ J.图1答案 50 0 0 解析 F cos 60°＝ma l ＝12at 2 W ＝Fl cos 60° 联立解得W ＝50 J ，物体在竖直方向上没有位移，所以重力和支持力都不做功．一、对功的理解 导学探究1．观察图2，分析图中的哪个人对物体做了功？图2答案 小川拉着重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都没有对物体做功． 2.如图3所示，物体在与水平方向夹角为α的力F 的作用下沿水平面前进了l ，则力F 对物体做的功为多少？图3答案如图所示，把力F沿水平方向和竖直方向进行分解，物体在竖直方向上没有发生位移，竖直方向的分力没有对物体做功，水平方向的分力为F cos α，所做的功为Fl cos α，所以力F 对物体所做的功为Fl cos α.知识深化1．做功的两个条件：力和物体在力的方向上发生位移．2.功是过程量，公式W＝Fl cos α适用于恒力做功．3．功是标量，没有方向，但是有正负．4．功是一个过程量，描述的是力在物体沿力的方向发生位移的过程中的积累效应．[深度思考]1．一个力对物体做功的多少与物体运动的快慢及受到的其他力有关吗？答案某力对物体做功的多少只与该力及在力的方向上发生的位移有关，与其他因素，如物体运动的快慢、运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的大小等均无关．2．(1)在W＝Fl cos α中l是物体间的相对位移还是物体相对地面的位移？(2)如图4所示，物块A放在木板B上，物块A在恒力F作用下向右运动，A相对B的位移为x，B向右运动的位移为d，则恒力F对A做的功是多少？图4答案(1)l是物体相对地面的位移．(2)F(x＋d)如图5所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F 作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则雪橇受到的()图5A．支持力做功为mgl B．重力做功为mglC．拉力做功为Fl cos θD．滑动摩擦力做功为－μmgl答案 C解析支持力和重力与位移方向垂直，不做功，A、B错误；拉力和滑动摩擦力做功分别为W1＝Fl cos θ，W2＝－μ(mg－F sin θ)l，C正确，D错误．如图6所示，质量分别为M和m的两物块A、B(均可视为质点，且M>m)分别在同样大小的恒力作用下，沿水平面由静止开始做直线运动，两力与水平面的夹角相同，两物块经过的位移相同．设此过程中F1对A做的功为W1，F2对B做的功为W2，则()图6A．无论水平面光滑与否，都有W1＝W2B．若水平面光滑，则W1>W2C．若水平面粗糙，则W1>W2D．若水平面粗糙，则W1<W2答案 A解析设两物块的位移均为l，则F1做功为W1＝F1l cos α，F2做功为W2＝F2l cos α，因F1＝F2，则W1＝W2，故B、C、D错误，A正确．二、正、负功的理解导学探究(1)如图7甲所示，前面的人向前拉车，后面的人向后拉车，车向左运动，两拉力对车的运动起了什么作用？两力分别对车做什么功呢？(2)如图乙所示，推出的铅球在空中运动，在铅球上升和下降过程中，重力对铅球的做功情况如何？图7答案(1)前面的人对车的运动起到动力作用，后面的人对车的运动起到阻力作用．前面的人对车的拉力与车位移方向的夹角小于90°，做正功；后面的人对车的拉力与车位移方向的夹角大于90°，做负功．(2)推出的铅球在上升过程中，重力方向与速度方向夹角大于90°，重力对铅球做负功；铅球在下降过程中，重力方向与速度方向的夹角小于90°，重力对铅球做正功．知识深化1．功是标量(1)功是标量．功的正、负并不表示功的方向，表示动力做功还是阻力做功．(2)一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功．2．判断功的正、负的方法(1)根据力F与物体位移l的夹角α判断——常用于恒力做功的情形．(2)根据力与物体瞬时速度的夹角θ判断——常用于曲线运动的情形．如图8所示：图8①若夹角θ是锐角，力做正功；②若夹角θ是钝角，力做负功；③若夹角θ是直角，力不做功．(2021·江宁区方山中学高一月考)如图9所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速传送至底端，在此过程中，下述说法正确的是()图9A．摩擦力对物体做正功B．支持力对物体做正功C．重力对物体做负功D．重力做功与摩擦力做功之和为零答案 D解析摩擦力方向平行皮带向上，与物体运动方向相反，故摩擦力对物体做负功，A错误；支持力始终垂直于速度方向，不做功，B错误；重力对物体做正功，C错误；因物体匀速运动，则合外力为零，故重力和摩擦力的合力与支持力等大反向，因支持力做功为零，故重力做功与摩擦力做功之和为零，故D正确．三、恒力做功的计算总功的计算当物体在多个力的共同作用下发生一段位移时，合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和．故计算合力的功有以下两种方法：(1)先由W＝Fl cos α计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3…然后求所有力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3＋….(2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W合＝F合l cos α计算总功，此时α为F合的方向与l的方向间的夹角．如图10所示，质量m＝50 kg的滑雪运动员从高度h＝30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ＝0.1.则运动员滑至坡底的过程中：(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，装备质量不计)图10(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？(2)各力对运动员做的总功是多少？答案(1)1.5×104 J(2)1.3×104 J解析(1)重力做的功为：W G＝mg·hsin 37°·cos(90°－37°)＝1.5×104 J(2)各力对运动员做的总功与合力对运动员做的功相同，运动员所受合力为：F合＝mg sin 37°－μmg cos 37°＝260 N合力方向沿斜坡向下，沿合力方向的位移l＝hsin 37°＝50 m合力做的功W合＝F合·l＝260×50 J＝1.3×104 J.如图11所示，一个质量为m＝2 kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的力F ＝10 N作用，在水平地面上从静止开始向右移动的距离为l＝2 m，已知物体和地面间的动摩擦因数为0.3，g取10 m/s2，求外力对物体所做的总功．(cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)图11答案7.6 J解析物体受到的摩擦力为：F f＝μF N＝μ(mg－F sin 37°)＝0.3×(2×10－10×0.6) N＝4.2 N解法一先求各力的功，再求总功．拉力F对物体所做的功为：W1＝Fl cos 37°＝10×2×0.8 J＝16 J摩擦力F f对物体所做的功为：W2＝F f l cos 180°＝－4.2×2 J＝－8.4 J由于重力、支持力对物体不做功，故外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和，即W ＝W1＋W2＝7.6 J.解法二先求合力，再求总功．物体受到的合力为：F合＝F cos 37°－F f＝10×0.8 N－4.2 N＝3.8 N，方向水平向右所以W＝F合l cos α＝3.8×2×cos 0° J＝7.6 J.考点一对功的理解1．关于功的概念，以下说法正确的是()A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量B．功有正、负之分，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移D．某物体通过一段位移，作用在该物体上的力一定都做功答案 B解析功是标量，A错误；功有正、负之分，但功的正负不是表示方向，而是表示力对物体的做功效果，B正确；当力的方向和物体位移的方向垂直时，该力对物体不做功，此时物体的位移可能不为零，C错误；当力与位移的夹角是90°时，力对物体不做功，D错误．2．(2020·南京一中高一检测)如图1所示，下列过程中人对物体做了功的是()图1A．小华用力推石头，但没有推动B．小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中C．小超提着书包，随电梯一起匀速上升的过程中D．小陈将冰壶推出后，冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中答案 C解析A、B选项所述情景中，位移都为零，D中冰壶滑行时，不受人的推力，故人对物体不做功，只有C选项所述情景人对物体做了功．考点二正、负功的理解3．下列说法不正确的是()A．－10 J的功大于＋5 J的功B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C．一个力对物体做负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动D．功是矢量，正、负表示方向答案 D解析功的正、负不代表大小，则－10 J的功大于＋5 J的功，A正确；功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功，B正确，D错误；一个力对物体做负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动，C正确．4.(2020·兰州一中高一期末)有一根轻绳拴了一个物体，如图2所示，若整体以加速度a向下做减速运动，则作用在物体上的各力做功的情况是()图2A．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功B．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功D．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功答案 A解析物体向下运动，重力方向与位移方向的夹角为0°，故重力做正功；拉力方向向上，与位移方向的夹角为180°，故拉力做负功；物体做减速运动，加速度方向向上，合外力方向向上，与位移方向的夹角为180°，故合外力做负功，选项A正确，B、C、D错误．5．(2020·黑龙江东南联合体高一上学期期末)如图3所示，自动卸货车静止在水平地面上，在液压机的作用下，车厢与水平方向的夹角θ缓慢增大到一定角度，此过程中货物相对车厢一直静止，下列说法正确的是()图3A．货物受到的支持力做正功B．货物受到的支持力不做功C．货物受到的摩擦力做负功D．货物受到的摩擦力做正功答案 A解析车厢与水平方向的夹角θ缓慢增大的过程中，货物做圆周运动，支持力垂直车厢向上，支持力与速度方向相同，故支持力做正功，A正确，B错误；摩擦力沿车厢向上，与速度方向垂直，所以摩擦力不做功，故C、D错误．考点三恒力做功的计算6．某人用20 N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0 m，放手后，小车又前进了2.0 m才停下来，则在小车运动过程中，人的推力所做的功为()A．100 J B．140 JC．60 J D．无法确定答案 A解析人的推力作用在小车上的过程中，小车的位移大小是5.0 m，故该力做功为W＝Fl cos α＝20×5.0×cos 0° J＝100 J，故A项正确．7.(2020·永州一中高一期末)一物体在10 s内沿水平路面向右运动了1 m，在此过程中该物体一直受到一大小为10 N、方向斜向左上方且与水平方向成60°角的拉力F的作用，如图4所示．则在这段时间内拉力F对物体做的功为()图4A．10 J B．－10 JC．5 J D．－5 J答案 D解析恒力做功时，根据功的计算公式W＝Fl cos α，可得在这段时间内拉力F对物体做的功W＝10×1×cos 120° J＝－5 J，D正确，A、B、C错误．8．(2021·沙市中学高一下月考)如图5所示，质量为m 的小物体，从高为h 、底边长为L 的固定粗糙斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，在物体从斜面顶端滑至斜面底端的过程中，摩擦力所做的功为( )图5A ．－μmg h 2LB ．－μmgh 2L 2＋h 2C ．－μmgLD ．－μmg L 2＋h 2答案 C解析 设斜面倾角为α，根据功的公式，摩擦力所做的功 W ＝－μmg cos α·h sin α＝－μmg htan α＝－μmgL ，故C 正确．9．(2020·安徽师大附中高一下学期期末模拟)关于力对物体做的功，以下说法中正确的是( )A ．滑动摩擦力对物体做的功与路径有关B ．合力不做功，物体必定做匀速直线运动C ．在相同的时间内一对作用力与反作用力做的功一定是绝对值相等，一正一负D ．一对作用力与反作用力不可能其中一个做功，而另一个不做功 答案 A10．一女士站立在图6甲台阶式(台阶水平)自动扶梯上匀速上楼，一男士站立在图乙履带式自动人行道上匀速上楼，下列关于两人受到的力对其做功的判断正确的是( )图6A ．甲图中支持力对女士不做功B ．甲图中摩擦力对女士做负功C ．乙图中支持力对男士不做功D．乙图中摩擦力对男士做负功答案 C解析题图甲中，女士匀速上楼，支持力方向向上，与速度方向的夹角为锐角，则支持力做正功，女士不受摩擦力，摩擦力不做功，故A、B错误；题图乙中，支持力方向与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功，故C正确，D错误．11．(2021·江苏苏州市高一期中)如图7，小车向右做匀加速直线运动，人站在车厢里向前推车并与车保持相对静止，则下列说法正确的是()图7A．人对车厢做正功B．人对车厢做负功C．摩擦力对人做负功D．人对车厢不做功答案 B解析对人受力分析如图所示，由牛顿第二定律可得F f－F＝ma，则摩擦力对人做正功，则C错误；车厢对人水平方向的力等于人水平方向所受的合力，根据牛顿第三定律可知，人对车水平方向的合力与车的运动方向相反，人对车厢的压力不做功，所以人对车厢做负功，则B正确，A、D错误．12．如图8所示，用沿斜面向上、大小为800 N的力F，将质量为100 kg的物体沿倾角为θ＝37°的固定斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L＝5 m，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25.求这一过程中：(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图8(1)物体的重力所做的功；(2)摩擦力所做的功；(3)物体所受各力的合力所做的功．答案(1)－3 000 J(2)－1 000 J(3)0解析对物体受力分析如图所示(1)W G＝－mgL sin θ＝－3 000 J(2)F f＝μF N＝μmg cos θW f＝－F f L＝－μmg cos θ·L＝－1 000 J(3)解法一W F＝FL＝4 000 JW＝W F＋W G＋W f＝0解法二物体做匀速运动，F合＝0故W＝0.13．质量为m＝2 kg的物体沿水平面向右做直线运动，t＝0时刻受到一个水平向左的恒力F 的作用，如图9甲所示，取水平向右为正方向，此物体的v－t图像如图乙所示，g取10 m/s2，则()图9A．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5B．10 s内恒力F对物体做功为102 JC．10 s末物体在计时起点位置左侧4 m处D．10 s内物体克服摩擦力做功为34 J答案 D解析 设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a 1，则由v －t 图像得加速度大小a 1＝2 m/s 2，方向与初速度方向相反，设物体向左做匀加速直线运动的加速度大小为a 2，则由v －t 图像得a 2＝1 m/s 2，方向与初速度方向相反，根据牛顿第二定律得，F ＋μmg ＝ma 1，F －μmg ＝ma 2，解得F ＝3 N ，μ＝0.05，故选项A 错误；根据v －t 图像中图线与横轴所围成的面积表示位移得，10 s 末物体的位移为x ＝12×4×8 m －12×6×6 m ＝－2 m ，负号表示物体在计时起点位置的左侧，则10 s 内恒力F 对物体做功W ＝6 J ，故选项B 、C 错误；10 s 内物体运动的路程s ＝34 m ，克服摩擦力做功W 克f ＝μmgs ＝34 J ，故选项D 正确．第2课时 功率[学习目标] 1.理解功率的概念.2.能用功率的定义式P ＝Wt 及功率与速度的关系式P ＝F v 进行有关分析和计算．一、功率1．意义：功率是表示做功的快慢的物理量． 2．定义：功W 与完成这些功所用时间t 之比． 3．定义式：P ＝Wt .单位：瓦特，简称瓦，符号是W.4．功率是标(选填“标”或“矢”)量． 二、功率与速度的关系1．一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率，等于这个力与物体速度的乘积． 2．关系式：P ＝F v .(1)若v 是物体在恒力F 作用下的平均速度，则P ＝F v 对应这段时间内的平均功率． (2)若v 是瞬时速度，则P 表示该时刻的瞬时功率．3．应用：由功率与速度的关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的输出功率P 一定时，牵引力F 与速度v 成反(选填“正”或“反”)比，要增大牵引力，就要减小(选填“增大”或“减小”)速度．1．判断下列说法的正误．(1)由公式P ＝Wt 知，做功越多，功率越大．( × )(2)力对物体做功越快，力的功率一定越大．( √ ) (3)汽车爬坡时常常需要换高速挡．( × )(4)沿水平方向运动的物体，速度越大，重力做功的功率越大．( × )2．质量为1 kg 的物体做自由落体运动，经过2 s 落地，下落过程中重力的平均功率为________，落地前瞬间重力的瞬时功率为________．(g ＝10 m/s 2) 答案 100 W 200 W一、对功率的理解导学探究 建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：起重机编号 被吊物体重力 匀速上升速度上升的高度 所用时间 做功 A 2.0×103 N 4 m/s 16 m 4 s B4.0×103 N3 m/s6 m2 s(1)两台起重机哪台做功多？(2)哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？答案 (1)两台起重机分别做功3.2×104 J 、2.4×104 J ，所以A 做功多． (2)B 做功快，可以用功与所用时间之比表示做功的快慢． 知识深化1．功率表示的是物体做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然． 2．应用公式P ＝Wt 解题时，必须明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的功率．3．公式P ＝Wt和P ＝F v 的比较P ＝W tP ＝F v适用条件(1)功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用来求平均功率 (2)当时间t →0时，可由定义式确定瞬时功率(1)功率的计算式，仅适用于F 与v 同向的情况，若不同向，P ＝W t ＝Fl cos αt ＝F v cos α(2)v 为平均速度时功率为平均功率，v为瞬时速度时功率为瞬时功率联系 公式P ＝F v 是P ＝Wt的推论(2020·长沙一中高一月考)关于功率的概念，以下说法正确的是( )A ．功率是描述力对物体做功多少的物理量B ．由P ＝Wt可知，功率与时间成反比C ．由P ＝F v 可知，只要F 不为零，v 也不为零，那么功率P 就一定不为零D ．某个力对物体做功越快，它的功率就一定越大 答案 D解析 功率是描述物体做功快慢的物理量，所以A 错误、D 正确；功率与时间没有直接关系，B 错误；当F ⊥v 时，P ＝0，所以C 错误．某人用同一水平力F 先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进l 距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进l 距离．若先后两次拉力做的功分别为W 1和W 2，拉力做功的平均功率分别为P 1和P 2，则( ) A ．W 1＝W 2，P 1＝P 2 B ．W 1＝W 2，P 1＞P 2 C ．W 1＞W 2，P 1＞P 2 D ．W 1＞W 2，P 1＝P 2 答案 B解析 两次拉物体用的力都是F ，物体的位移都是l ，由W ＝Fl cos α可知W 1＝W 2；物体在粗糙水平面上前进时，加速度a 较小，由l ＝12at 2可知用时较长，再由P ＝Wt 可知P 1>P 2，选项B正确． 二、功率的计算导学探究 在光滑水平面上，一个物体在水平恒力F 作用下从静止开始做加速运动，经过一段时间t ，末速度为v .求以下两个功率并指出是平均功率还是瞬时功率． (1)在t 时间内力F 的功率； (2)在t 时刻力F 的功率．答案 (1)物体在t 时间内的位移l ＝v t2W ＝Fl ＝12F v t在t时间内力F的功率为平均功率P＝Wt＝12F v(2)t时刻力F的功率为瞬时功率P＝F v.知识深化1．平均功率的计算(1)利用P＝W t；(2)利用P＝F v cos α，其中F为恒力，v为物体运动的平均速度．2．瞬时功率的计算利用公式P＝F v cos α，其中v为瞬时速度；若v F为物体的速度在力F方向上的分速度，则P＝F v F；若F v为物体所受外力在速度v方向上的分力，则P＝F v v.[深度思考]力在某一过程中的平均功率大，瞬时功率一定大吗？答案不一定．平均功率表示物体在某段时间内做功的平均快慢，瞬时功率表示力在某时刻做功的快慢．所以平均功率大，物体的瞬时功率不一定大．(2020·山东潍坊高一下学期期中)如图1，“高空抛物”一直被称为悬在城市头顶上的痛，尤其是人为的高空抛物，更给公共安全带来极大的危害性．最高人民法院发布《关于依法妥善审理高空抛物、坠物案件的意见》，对于故意高空抛物的，根据具体情形进行处罚．若从七楼阳台约20 m高处，将一质量为1 kg的花盆水平推出，不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s2.下列说法正确的是()图1A．1 s内重力的平均功率为100 WB．整个过程中重力的平均功率为200 WC．落到地面上时，重力的瞬时功率为200 WD．落到地面上时，重力的瞬时功率为100 W答案 C解析 花盆只受重力，竖直方向上做自由落体运动，1 s 内花盆下落的高度为h 1＝12gt 12＝5 m ，所以1 s 内重力做功为W G1＝mgh 1＝50 J ，平均功率P 1＝W G1t 1＝50 W ，A 错误；整个过程中，由h ＝12gt 2，代入数据得t ＝2 s ，则整个过程中重力做功为W G2＝mgh ＝200 J ，故平均功率为P 2＝W G2t ＝100 W ，B 错误；落到地面上时，由v 2＝2gh ，可得到达地面上时花盆竖直方向的速度为20 m/s ，所以重力的瞬时功率P 3＝mg v ＝1×10×20 W ＝200 W ，C 正确，D 错误．如图2所示，质量为m ＝2 kg 的木块在倾角θ＝37°的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2，求：图2(1)前2 s 内重力做的功； (2)前2 s 内重力的平均功率； (3)2 s 末重力的瞬时功率． 答案 (1)48 J (2)24 W (3)48 W解析 (1)木块下滑过程中，由牛顿第二定律得： mg sin θ－μmg cos θ＝ma前2 s 内木块的位移大小为x ＝12at 2联立解得：x ＝4 m ，a ＝2 m/s 2 所以重力在前2 s 内做的功为W ＝mg sin θ·x ＝2×10×0.6×4 J ＝48 J ； (2)重力在前2 s 内的平均功率为 P ＝W t ＝482W ＝24 W ；(3)木块在2 s 末的速度大小为v ＝at ＝2×2 m/s ＝4 m/s 2 s 末重力的瞬时功率为P＝mg sin θ·v＝2×10×0.6×4 W＝48 W.“某秒末”或“到某位置时”的功率是指瞬时功率，只能用P＝F v cos α求解；“某段时间内”或“某个过程中”的功率，是指平均功率，此时可用P＝Wt求解，也可以用P＝F v cos α求解．三、P＝F v中三个量的制约关系定值各量间的关系应用P一定F与v成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度v一定F与P成正比汽车上坡时，若速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力F一定v与P成正比汽车在平直高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度(2021·江苏连云港市高一期中)2021年2月8日，东海高铁开通运营，设计时速350公里的高铁便利了东海人民的出行．如图3所示，设高铁运行时受到的阻力与速度成正比，若高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P.则当高铁发动机功率为4P时，其匀速行驶的速度为()图3A．2v B．3v C．4v D．8v答案 A解析高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P，则满足关系P＝F f v，F f＝k v当高铁发动机功率为4P时，其匀速行驶的速度设为v′，则有4P＝F f′v′，F f′＝k v′，联立可得v′＝2v，故选A.考点一功率的理解1．关于功率，以下说法不正确的是( ) A ．单位时间内物体做功越少，其功率越小 B ．物体做功越多，它的功率就越大 C ．物体做功越快，它的功率就越大D ．额定功率是发动机长时间正常工作时的最大输出功率 答案 B解析 根据P ＝Wt 可知，单位时间内物体做功越少，其功率越小，故A 正确，B 错误；物体做功越快，说明单位时间内物体做功越多，则它的功率就越大，故C 正确；额定功率是发动机长时间正常工作时的最大输出功率，故D 正确．2．(2020·河北张家口一中高一下期中)关于功率，下列说法正确的是( ) A ．根据P ＝Wt 可知，机器做功越多，其功率越大B ．根据P ＝F v 可知，汽车牵引力一定与速度成反比C ．根据P ＝Wt 可知，只要知道时间t 内机器所做的功，可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D ．根据P ＝F v 可知，发动机功率一定时，汽车的牵引力与运动速度成反比 答案 D解析 由功率公式P ＝Wt 可知，在相同时间内，做功多的机器，功率一定大，选项A 无“相同时间”这一条件，故A 错误；根据P ＝F v 可知，发动机功率一定时，汽车的牵引力与速度成反比，故B 错误，D 正确；公式P ＝Wt 求的是一段时间内的平均功率，故C 错误．考点二 功率的计算3．一个质量为m 的小球做自由落体运动，那么，在t 时间内(小球未落地)重力对它做功的平均功率P 及在t 时刻重力做功的瞬时功率P 分别为(重力加速度为g )( ) A.P ＝mg 2t 2，P ＝12mg 2t 2B.P ＝mg 2t 2，P ＝mg 2t 2C.P ＝12mg 2t ，P ＝mg 2tD.P ＝12mg 2t ，P ＝2mg 2t答案 C。
河南省郑州市国华高考补习学校高三物理下学期期末试卷带解析
河南省郑州市国华高考补习学校高三物理下学期期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. （单选）将一斜面固定在水平地面上，在斜面上放一小滑块A，如图甲．在小滑块A上放一小物体B，物体B始终与A保持相对静止如图乙；或在小滑块A上施加一竖直向下的作用力F，如图丙．则下列说法正确的是（）解：设斜面倾角为θ，A的质量为m，B的质量为M，A、若甲图中A可沿斜面匀速下滑，则A重力沿斜面的分量与滑动摩擦力相等，即mgsinθ=μmgcosθ，加上B后，把AB看成一个整体，则仍然满足（m+M）gsinθ=μ（m+M）gcosθ，所以仍然做匀速下滑，故A错误；B、加力F后与加物体B是一样的情况，故B错误；C、若甲图中A可沿斜面匀加速下滑，则根据牛顿第二定律得：a==gsinθ﹣μgcosθ，加物体B后加速度=gsinθ﹣μgcosθ，则加速度不变，故C错误；D、加力F后加速度＞gsinθ﹣μgcosθ，则加速度变大，故D正确．故选：D2. （多选）如图所示，在OA和OC两射线间存在着匀强磁场，∠AOC为30°，正负电子(质量、电荷量大小相同，电性相反）以相同的速度均从M点以垂直于OA的方向垂直射入匀强磁场，下列说法可能正确的是A．若正电子不从OC 边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为3∶1B．若正电子不从OC 边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为6∶1C．若负电子不从OC 边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为1∶1D．若负电子不从OC 边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为1∶6参考答案：CD3. 一个物体以初速度v0沿光滑斜面向上运动，其速度v随时间t变化的规律如图所示，在连续两段时间m和n内对应面积均为S，设经过b时刻v b的大小为（）A．B．C．D．参考答案：C【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】图象中面积表示位移，再根据位移时间关系列式求解即可【解答】解：设b点的速度为v b，加速度为a，根据得：…①…②v b=v a﹣am…③①②③联立得：故选：C4. 欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时由于无电源和电流表，他就利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°，问当他发现小磁针偏转了60°，通过该直导线的电流为（已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）( )A．2I B．3I C．I D．I参考答案：B5. (单选)火车在平直轨道上以平均速度v从A地到达B地历时t，现火车以速度v’由A匀速出发，中途刹车停止后又立即起动加速到v’然后匀速到达B，刹车和加速过程都是匀变速运动，刹车和加速的时间共为t’，若火车仍要用同样时间到达B地，则速度v’的大小应为（）A．v t／（t－t’） B．v t／（t＋t’） C．2v t／（2 t－t’）D．2v t／（2 t＋t’）参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）。
朝阳市育英高考补习学校2021-2022学年高三上学期期末物理试卷(含答案解析)
朝阳市育英高考补习学校2021-2022学年高三上学期期末物理试卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样去观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。
以下说法中符合历史事实的是（）A. 伽利略通过“理想斜面实验”得出“力是维持物体运动的原因”B. 牛顿建立了万有引力定律，并测出了万有引力常量C. 奥斯特发现了电流的磁效应，使人们突破了对电与磁认识的局限性D. 开普勒通过对行星观测记录的研究，发现了万有引力定律2.甲，乙两车停在斑马线处礼行人，在行人经过班马线后，甲、乙两车同时启动并沿平直公路同向行驶，其速度−时间图象分别为图中直线a和曲线b。
由图可知（）A. t0时刻两车并排行驶B. t0时刻乙车的运动方向发生改变C. 在0～t0时间内，乙车的加速度越来越小D. 在0～t0时间内，乙车的平均速度为v023.如图，质量为5kg的物体，在F=20N的水平拉力作用下，沿粗糙水平桌面做匀加速直线运动，已知桌面与物体间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2，则物体在运动过程中受到的滑动摩擦力和加速度大小分别为（）A. 20N和4m/s2B. 10N和2m/s2C. 30N和6m/s2D. 20N和2m/s24.2021年10月16日，中国神舟十三号载人飞船成功发射升空，与天和核心舱成功对接，将中国三名航天员送入“太空家园”。
”飞船与核心舱对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ上，神舟十三号飞船先被发送至半径为r1的圆轨道Ⅰ上，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到远地点B处与天和核心舱对接。
关于神舟十三号飞船，下列说法正确的是（）A. 沿轨道Ⅱ从近地点A运动到远地点B的过程中，速度不断增大B. 沿轨道Ⅰ运行时的机械能等于沿轨道Ⅱ运行时的机械能C. 沿轨道Ⅱ运行的周期为T1√(r1+r3)32r1D. 沿轨道Ⅰ运动到A点时的加速度小于沿轨道Ⅱ运动到A点时的加速度5.如图，在等量异种点电荷形成的电场中，O为两电荷连线的中点，B、D位于该连线上，A、C位于该连线的中垂线上，ABCD构成一正方形．关于A、B、C、D四点的场强大小E和电势φ的关系，正确的是（）A. E A=E B=E C=E DB. E B>E A=E C>E DC. φA=φB=φC=φDD. φB>φA=φC>φD6.如图所示，电灯悬于两壁之间，保持O点及OB绳的位置不变，而将绳端A点向上移动，则（）A. 绳OA所受的拉力逐渐增大B. 绳OA所受的拉力逐渐减小C. 绳OA所受的拉力先增大后减小D. 绳OA所受的拉力逐渐先减小后增大7.如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为光敏电阻(光照越强电阻越小)，C为电容器，电源内阻不可忽略，闭合开关后，当光照增强时，下列说法中正确的是（）A. 路端电压减小B. R1的电功率减小C. 电流表的示数减小D. 电容器所带电荷量减少二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）8.质量为5kg的物块(可视为质点)静止在光滑水平面上，从t=0时刻起受到水平向右的外力F作用，外力F随时间t的变化规律图象如图所示。
高考补习学校物理第四次阶段性测试
平邑高考补习学校第四次阶段性检测高三物理试卷第Ⅰ卷只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
全部选对的得4分，选不全的得2分，有 选错或不答的得0分） 1、下列说法正确的是（ ）A ．电荷放在电势高的地方，电势能就大B ．正电荷在电场中某点的电势能，一定大于负电荷在该点具有的电势能C ．无论正电荷还是负电荷，克服电场力做功它的电势能都增大D ．电场强度为零的点，电势一定为零2、在场强大小为E 的匀强电场中，一质量为m 、带电量为+q 的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m ，物体运动距离s 时速度变为零。
则下列说法正确的是（ )A ．物体克服电场力做功qEsB ．物体的电势能减少了0.8qEsC ．物体的电势能增加了qEsD ．物体的动能减少了0.8qEs3、质量为m 的汽车在平直的公路上行驶，某时刻速度为v 0，从该时刻起汽车开始加速， 经过时间t 前进的距离为s ，此时速度达到最大值v m ，设在加速度过程中发动机的功率恒 为P ，汽车所受阻力恒为μF ，则这段时间内牵引力所做的功为 （ ）A ．PtB ．μF v m tC ．μF sD ．mv 2/2/202mv S F m -+μ4、如图1所示，电梯质量为M ，它的水平地板上放置一质量为m 的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动。
当上升高度为H 时，电梯的速度达到v ，在这段过程中，下列说法中正确的是 ( )A ．电梯地板对物体的支持力所做的功等于B ．电梯地板对物体的支持力所做的功大于C ．钢索的拉力所做的功等于D ．钢索的拉力所做的功大于 5、在如图2所示的U －I 图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线。
用该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路。
由图象可知（ ）A ．电源的电动势为3V ，内阻为0.5ΩB ．电阻R 的阻值为1Ω图 22/2mv MgH 2/2+Mv 图 12/2mv MgH2/2+MvC ．电源的输出功率为2WD ．电源的效率为66.7%6、如图3所示，两根相距为l 的平行直导轨a b 、cd 、b 、d 间连有一固定电阻R ，导轨电阻可忽略不计。
江苏省南京市新华中高考复读学校高一物理上学期期末试题含解析
江苏省南京市新华中高考复读学校高一物理上学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. 一个物体作直线运动，计算机扫描仪输出的该物体的位移随时间变化的函数关系是S=2t2+4t (m), 则根据此函数式可以得到它运动的初速度和加速度分别是（）A. 0、4m/s2B. 4m/s、2m/s2C. \4m/s、1m/s2D. 4m/s、4m/s2参考答案：D试题分析：由匀变速直线运动的表达式s=v0t+0.5at2，可知加速度为4m/s2，初速度为4m/s，D对；考点：考查匀变速直线运动点评：难度较小，对于该类型题只需要把关系式与匀变速直线运动的通式系数对号入座即可2. 在北戴河旅游景点之一的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和，(均可看作斜面)，甲、乙两名质量相等的旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从A点由静止开始分别沿AB和滑下，最后都停在水平沙面BC上，如图所示。
设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面连接处均可认圆滑的，滑沙者保持姿势坐在滑沙橇上不动．则下列说法中正确的是：A．甲在B点的动能一定大于乙在点的动能B．甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程C．甲在斜面上滑行时克服摩擦力做功多D．甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移参考答案：ABD3. 物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角的正切（tan）随时间（t）变化的图像是参考答案：B4. 甲、乙两物体同时由同一地点向同一方向作直线运动，其υ－t图像如图1-1所示，下列说法正确的是：（）A．20s末甲、乙两物体间相遇B．前40s内甲、乙两物体间的距离逐渐减小，40s末乙追上甲；C．前40s内甲、乙两物体间距离一直在增大，40s末达到最大；D．前40s内甲、乙两物体间的距离先增大后减小，40s 末乙追上甲参考答案：D5. 我国发射的神舟五号载人宇宙飞船的周期约为90min，如果把它绕地球的运动看作是匀速圆周运动，飞船的运动和地球同步卫星的运动相比，下列判断正确的是A．飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径B．飞船的运行速度大于同步卫星的运行速度C．飞船运动的向心加速度大于同步卫星的向心加速度D．飞船运动的角速度小于同步卫星的角速度参考答案：BC略二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 一根质量为m的均匀链条放在光滑水平桌面上，有一部分悬挂在桌边，挂在桌边部分长为总链长的1/3，设链条长为L，若要将悬挂部分拉回桌面至少需做功。
河南省郑州市新世纪高考补习学校2021-2022学年高一物理月考试卷带解析
河南省郑州市新世纪高考补习学校2021-2022学年高一物理月考试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. 如图所示，关于斜抛物体的运动规律，下列说法中正确的是A．射高取决于竖直方向的初速度，即B．射程X与两个分运动都有关，C．飞行时间为，取决于初速度和抛射角D．斜抛运动到达最高点时速度为零，加速度为g参考答案：ABC2. 长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA受到（）A．6.0N的拉力 B．6.0N的压力C．24N的拉力 D．24N的压力参考答案：B3. 用起重机把重量为2．0×104N的物体以2m/s的速度匀速地提高了5m，则A．钢绳的拉力做正功为1．0×105J B．重力对物体做正功为1．0×105JC．物体克服重力做功为1．0×106J D．合力对物体做的功为4．0×104J参考答案：A4. （多选）如右图所示，关于圆锥摆，下列说法正确的是（）A．摆球的质量越大，则h越大B．ω越大，则摆角θ也越大C．ω越大，则h也越大D．摆球的周期与质量无关参考答案：BD5. (多选)我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验，终于在2012年6月24日以7020m深度创下世界最新纪录（国外最深不超过6500m），预示着可以征服全球99．8％的海底世界，假设在某次实验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面10min内全过程的深度曲线（a）和速度图像（b），如图示则有（）A．（a）图中h3代表本次最大深度，应为6．0mB．全过程中最大加速度是0．025m／s2C．潜水员感到在3-4min和6-8min的时间段内加速度方向向上D．整个潜水器在8-10min时间段内发生的位移为180m。
高考补习学校物理作业及答案
考号：姓名：班级：成果：高考补习学校物理作业一年月日一、选择题〔每题12分，共60分。
请将选择题答案写在题号前〕1．【济宁市】8．如下图电路，程度放置平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器滑片向左挪动，那么〔〕A．电容器中电场强度将增大B．电容器上电荷量将削减C．电容器电容将削减D ．液滴将向上运动2．【聊城市】9．某居民家中电路如图，开始时各部分工作正常，将电饭煲插头三孔插座后，正在烧水电热壶突然不能正常工作，但电灯仍正常发光。
拔出电饭煲插头，把测电笔分别插入插座左、右插孔，氖管均能发光，那么〔〕A．仅电热壶所在C、D两点间发生了断路故障B．仅电热壶所在C、D两点间发生了短路故障C．仅导线AB连续路D．因为插座用导线接地，所以发生了上述故障3．【日照市】7．高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如下图。
超导部件有一个超导临界电流I c，当通过限流器电流I＞I c时，将造成超导体失超，从超导态〔电阻为零〕转变为正常态〔一个纯电阻〕，以此来限制电力系统故障电流。
假定有一试验电路如右图所示，超导部件正常电阻为R1＝3Ω，超导临界电流I c＝1．2A，限流电阻R2＝6Ω，小灯泡L上标有“6V，6W〞字样，电源电动势E＝8V，内阻r＝2Ω原来电路正常工作，假设L突然发生短路，那么〔〕A．短路前通过R1电流为 A B．短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C．短路后通过R1电流为 A D．短路后通过R1电流为2A4．【济南市】7.在如下图电路中，当变阻器R3滑动头P向b端挪动时A. 电压表示数变大，电流表示数变小B. 电压表示数变小，电流表示数变大C. 电压表示数变大，电流表示数变大D. 电压表示数变小，电流表示数变小5．【临沭一中】10.一太阳能电池板，测得它开路电压为800mV，短路电流为40mA，假设将该电池板与一阻值为20电阻器连成一闭合电路，那么它路端电压是()二、计算题。
江苏省南京市鹏举中高考复读学校高三物理模拟试题含解析
江苏省南京市鹏举中高考复读学校高三物理模拟试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. （多选题）下列说法正确的是（）A．布朗运动就是分子的无规则运动B．热力学温度是国际单位制中7个基本物理量之一C．热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体D．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的E．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同参考答案：BCE【考点】热力学第二定律；布朗运动；温度是分子平均动能的标志；改变内能的两种方式．【分析】布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则热运动的反应，固体微粒越大布朗运动越不明显，温度越高运动越明显．分子的热运动是用不停息的无规则热运动．单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．热传递是能量的转移，不是能量的转化；根据热力学第二定律和热力学第零定律分析C选项和E选项．【解答】解：A、悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动，是体现分子的无规则运动，由液体分子的无规则运动而引起的，不是分子的无规则运动，也不是液体分子的无规则运动．故A错误；B、热力学温度是国际单位制中7个基本物理量之一．故B正确；C、根据热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体．故C正确；D、做功是通过能量转化的方式改变系统内能的，热传递是能量的转移，不是能量的转化．故D错误；E、温度是描述热运动的物理量，根据热力学定律可知，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同．故E正确．故选：BCE2. 如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直轻质弹簧并保持静止，用大小等于0.5mg的恒力F向上拉B，当运动距离为h时B与A分离。
江苏省南京市新华中高考复读学校高三物理上学期期末试题含解析
江苏省南京市新华中高考复读学校高三物理上学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. 据报道，我国自主研制的“嫦娥二号’’卫星在其环月飞行的高度距离月球表面100 km时开始全面工作。
“嫦娥二号’，所探测到的有关月球的数据比环月飞嫦行高度约为200 km的“嫦娥一号，，更加翔实。
若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则A．“嫦娥二号’’环月运行的周期比“嫦娥一号”长B．“嫦娥二号”环月运行的速度比“嫦娥一号”大C．“嫦娥二号"环月运行时向心加速度比“嫦娥一号”大D．“嫦娥二号”环月运行时角速度比“嫦娥一号”大参考答案：BC2. （多选）一列简谐横波沿x轴正向传播；从波传到x=1.5m的P点时开始计时，此时P点从平衡位置开始沿y轴正方向振动。
在t=1.1s时，PM间第一次形成图示波形，此时x=5m的M点正好在平衡位置，如图所示。
下列说法正确的是。
A．这列波的传播周期是0.8sB．这列波的传播速度是5m／sC．图中P点振动方向沿y轴正方向D．图中P点的位移是y =5cmE．再过1.0s，质元M点向沿x轴正向迁移5m参考答案：3. 如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法中正确的是()．A．轨道对小球做正功，小球的线速度vP>vQB．轨道对小球不做功，小球的角速度ωP<ωQC．小球的向心加速度aP>aQD．轨道对小球的压力FP>FQ参考答案：B4. 某人通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的最大冲击力：（1）将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印。
（2）再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数，即为冲击力最大值。
2020年河南省安阳市高考复读学校高一物理模拟试题含解析
2020年河南省安阳市高考复读学校高一物理模拟试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. （多选）如图所示，一偏心轮绕O点做匀速转动，那么关于偏心轮上的各点，以下说法中正确的是（BD）A．线速度大小相同B．角速度大小相同C．向心加速度大小相同D．转动频率相同参考答案：BD2. （多选）甲、乙两车在同一水平道路上,一前一后，甲车在后,乙车在前,初始时刻两车相距,两车运动的过程如图所示,则下列表述正确的是( )A．当时甲车已经超过乙车一次B．时时甲车在乙车前方2m处C．两车有两次相遇D．两车有三次相遇参考答案：ABD3. 在某一高度以3 m／s的速度沿水平方向抛出一物体，忽略空气阻力，当物体的速度为5ｍ／s时，其竖直方向的分速度为（）A．3m/s B．4m/s C.5m/s D．6m/s 参考答案：B4.参考答案：BC5. （多选）如图所示，传送带与水平面的夹角θ，当传送带静止时，在传送带顶端静止释放小物块m，小物块沿传送带滑到底端需要的时间为t0，已知小物块与传送带间的动摩擦因数为μ。
则下列说法正确的是（）A．传送带静止时，小物块受力应满足B．若传送带顺时针转动，小物块将不可能沿传送带滑下到达底端C．若传送带顺时针转动，小物块将仍能沿传送带滑下，且滑到底端的时间等于t0D．若传送带逆时针转动，小物块滑到底端的时间小于t0参考答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 一个可视为质点的物体从空中从O点静止下落，分别经过A、B、C、D四个点，且OA=AB=BC=CD经过这四个点的速度之比为．参考答案：【考点】自由落体运动．【分析】小球在竖直方向上做自由落体运动，抓住竖直位移之比求出运动时间之比，通过竖直位移相等求出速度大小之比．【解答】解：小球在竖直方向做自由落体运动，设分别经过A、B、C、D四个点时对应的位移分别为h，2h，3h，和4h；由位移公式：h=则：由速度公式：v=gt所以经过ABCD四个点时的速度：v A：v B：v C：v D=故答案为：7. 如图所示，用放在水平地面上的质量为M=50kg的电动机提升重物，重物质量为m=20kg，提升时，重物以a=1.2m/s2的加速度加速上升，则绳子的拉力为 N。
江苏省南京市鹏举中高考复读学校高一物理联考试卷含解析
江苏省南京市鹏举中高考复读学校高一物理联考试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. （单选）如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，重为G的物体受到水平推力F的作用，物体静止不动，则物体对斜面的压力大小为（）A．Gsinθ B．GcosθC．Gcosθ+Fsinθ D．Gcosθ+Fcosθ参考答案：C2. 两颗人造卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，周期之比为T A:T B=1:8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为A、R A:R B = 4:1，υA: υB =1:2B、R A:R B =4:1，υA: υB =2:1C、R A:R B =1:4，υA: υB =1:2D、R A:R B =1:4，υA: υB =2:1参考答案：D3. （单选）将一个物体由处移到处，重力做功（）A．与运动过程是否存在阻力有关B．与运动的具体路径有关C．与运动的位移无关D．与运动物体本身的质量有关参考答案：D4. （单选）右图为一物体做匀变速直线运动的速度图象，根据图象可知，以下说法正确的是[ ]A. 物体始终沿正方向运动；B. 物体先沿负方向运动，在t＝2s后开始沿正方向运动；C. t=2s时物体回到出发点；D. t=4s时物体离出发点最远．参考答案：B5. （单选题）下列说法中，正确的是（）A．质点做直线运动时，其位移的大小和路程一定相等B．两个位移相同的质点，它们所通过的路程一定相等C．质点做曲线运动时，某段时间内位移的大小一定小于路程D．两个质点通过相同的路程，它们的位移大小一定相等参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. (多选)做直线运动的甲、乙两物体的位移—时间图象如图所示，则( )A．乙开始运动时，两物体相距20 mB．在0～10 s这段时间内，物体间的距离逐渐变大C．在10 s～25 s这段时间内，物体间的距离逐渐变大D．两物体在10 s时相距最远，在25 s时相遇参考答案：BD7. 如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，两弹簧和两木块分别栓接，但下面弹簧与地面不栓接，整个系统处于平衡状态。
2019-2020学年江苏省南京市新华中高考复读学校高一物理下学期期末试题含解析
2019-2020学年江苏省南京市新华中高考复读学校高一物理下学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. （单选）如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功C．支持力对物体做正功D．合外力对物体做正功参考答案：A2. （单选）下列有关物体运动的说法错误的是（）A．物体运动的加速度等于0，而速度却不等于0B．物体运动的速度为0时，加速度却不为0C．物体做直线运动，后一阶段的加速度比前一阶段小，但速度却比前一阶段大D．物体沿直线朝某一方向运动时，通过的路程即为位移参考答案：D3. 如图所示，质量相等的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，则两物块（）A．线速度相同B．角速度相同C．向心力相同D．所受的静摩擦力相同参考答案：B4. 如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示(g＝10m/s2)，则正确的结论是( )A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B.弹簧的劲度系数为7.5N/cmC.物体的质量为3kgD.物体的加速度大小为5m/s2参考答案：D5. 关于曲线运动，下列说法中正确是（）A. 速度发生变化的运动，一定是曲线运动B. 做曲线运动物体，相等时间内速度的变化量一定不相同C. 做曲线运动的物体速度大小一定发生变化D. 曲线运动可能是匀变速运动参考答案：DA．速度发生变化的运动不一定是曲线运动，如匀加速直线运动，故A错误；B．平抛运动的物体，相等时间内速度的变化量相同，故B错误；C．做曲线运动的物体速度大小不一定变化，如匀速圆周运动的速度大小不变，故C错误；D．曲线运动可能是匀变速运动，如平抛运动，故D正确。
河南省郑州市国华高考补习学校2022-2023学年高二物理模拟试题含解析
河南省郑州市国华高考补习学校2022-2023学年高二物理模拟试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. 某同学早晨骑自行车上学，他从家门出发，若以4.0m/s 的平均速度行驶，受到的平均阻力为100N，用时15分钟，则他上学过程中的平均功率是（）A．4.0×102W B．6.0×103W C．1.44×104W D．1.44×106W参考答案：A【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】由于车做的匀速运动，故骑车时的牵引力F=f，再根据求解平均功率．【解答】解：由于车做的匀速运动，则F=f=100N，根据得平均功率为：，故A正确．故选：A2. （单选）如图，先后以速度υ1和υ2匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界的匀强磁场，υ2=2υ1，则在先后两种情况下A．线圈中的感应电流之比为1∶4B．线圈中产生的热量之比为1∶2C．沿运动方向作用在线圈上的外力之比为1∶4D．沿运动方向作用在线圈上的外力功率之比为1∶2参考答案：B3. （单选）从地面以大小为v1的初速度竖直向上抛出一个皮球，经过时间t皮球落回地面，落地时皮球速度大小为v2.已知皮球在运动过程中受到空气阻力大小与速度大小成正比，重力加速度大小为g.下面给出时间t的四个表达式中只有一个是合理的.你可能不会求解t，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断，你认为t的合理表达式应为A．B．C．D．参考答案：B4. 如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。
则带电粒子加速所获得的最大动能与下列因素有关的是A．加速的次数B．加速电压的大小C．金属盒的半径D．匀强磁场的磁感强度参考答案：（ CD ）5. （多选）如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1:n2=n4:n3.当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是（）A．用户的总电阻减小B．用户的电压U4增加C．U1:U2=U4:U3D．用户消耗的功率等于发电机的输出功率参考答案：CA二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m，电量均为+Q的物体A和B （A、B均可视为质点），它们间的距离为r，与水平面的动摩擦因数均为μ,则此时A受到的摩擦力为。
郯城县高考补习学校高三物理月考试题
郯城县高考补习学校物理月考试题一、选择题1．关于平抛运动，下列说法中错误的是（ ）A ．是匀变速运动B ．任意两段时间内速度变化方向相同C ．是变加速运动D ．任意两段时间内速度变化大小相等 2．两个物体做平抛运动的初速度之比为2∶1，若它们的水平射程相等，则它们抛出点离地面高度之为比（ ）A ．1∶2B ．1∶2C ．D ．4∶13．如图所示，做匀速直线运动的汽车A 通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B ，设重物和汽车的速度的大小分别为V B 、V A ，则（ ）A 、 v A = vB B 、v A > v BC 、v A < v BD 、重物B 的速度逐渐增大4．如图—3所示，在斜面上O 点先后以υ0和2υ0的速度水平抛出则从抛出至第一次着地，两小球的水平位移大小之比可能为（ A ．1 ：2 B ．1 ：3 C ．1 ：4 D ．1 ：55后速度达到20m/s ，设列车所受阻力恒定，A ．一定大于3km B ．可能等于3km C ．一定小于3km D 定6．在离地H 高处自由落下一小球A ，同时在它的正下方以初速v 竖直上抛另一小球B ，关于相遇情况，下列说法正确的是：（ ） A ．若gH v >，小球B 在上升过程中与A 球相遇． B ．若gHv <，小球B 在下落过程中一定与A 球相遇．BA 图1C ．2gH v <，小球B 不能与小球A 在空中相遇．D ．gH v =，则相遇时B 球速度为零．7．如图1所示，在光滑的水平面上钉两个钉子A 和B ，A 和B 相距20cm ，用一根长为1m 的细绳，一端系一只质量为0．4kg 的小球，另一端固定在钉子上，开始时小球与钉子A 、B 均在一直线上，然后使小球以2s m /的速率开始在水平面上作匀速圆周运动，若绳子能承受的最大拉力为4N ，那么从开始到绳断所经历的时间是：（ ）A ．π9.0秒B ．π2.1秒C ．π4.1秒D ．π4.2秒 8．一小球从空中自由下落一段距离后，落入淤泥， 落到淤泥底时速度恰好为零，设小球在淤泥中加速度恒定 则下列v —t 图中哪个正确反映了小球的运动． (以向下方向为正方向) （ ）9．如图所示, 小球作平抛运动的初动能为6 J , 不计空 气阻力, 它刚要落到斜面上的P 点时的动能为 （ ）A ．8J B.10J C.12 D.14J10．如图所示，质量均为m 的物体A 、B 通过一劲度系数为k 的轻弹簧相连，开始时B 放在地面上，A 、B 都处于静止状态．现用手通过细绳缓慢地将A 向上提升距离L 1时，B 刚要离开地面，此过程手做功W 1、手做功的平均功率为P 1；若将A 加速向上拉起，A 上升的距离为L 2时，B 刚要离开地面，此过程手做功W 2、手做功的平均功率为P 1．假设弹簧一直在弹性限度范围内，则 （ ）A ．L 1 = L 2 =kmgB ．L 2 ＞k mg L 21=C ．W 2 ＞ W 1D ．P 2＜ P 111．如图7—5所示，小球在竖直向下的力F 作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F 撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时（ ） ①小球的动能先增大后减小30°vP②小球在离开弹簧时动能最大 ③小球动能最大时弹性势能为零 ④小球动能减为零时，重力势能最大A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④12．如图所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m ．用一手指以竖直向下的力压第1 张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1 张牌之间有相对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第l 张牌之间的动摩擦因数为1μ，牌间的动摩擦因数均为2μ，第54 张牌与桌面间的动摩擦因数为3μ，且有123>>μμμ．则下列说法正确的是A ．第2 张牌到第53 张牌之间可能发生相对滑动B ．第2 张牌到第53 张牌之间不可能发生相对滑动C ．第l 张牌受到手指的摩擦力向左D ．第54 张牌受到水平桌面的摩擦力向左 二、填空13．在探究“牛顿第二定律”时，某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系．实验装置如图所示，将轨道分上下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制（未画出刹车系统）．通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小．通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，是因为位移与加速度的关系式为 ．已知两车质量均为200g ，实验数据如表中所示： 实验次数 小车拉力F/N位移s/cm拉力比F 甲/F 乙位移比s 甲/s 乙1甲 0.1 22.3 0.500.51乙0.243.5乙甲分析表中数据可得到结论：_____________________________________________．该装置中的刹车系统的作用是_________________________________． 为了减小实验的系统误差，你认为还可以进行哪些方面的改进？（只需提出一个建议即可）_______________________________________________________ ． 14．试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方案，提供的实验器材为弹射器(含弹丸，见图)、铁架台(带有夹具)、米尺。
2025高考物理步步高同步练习必修3第十章章末检测试卷(二)含答案
2025高考物理步步高同步练习必修3第十章章末检测试卷(二)(满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分)1．下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是( )A ．根据电场强度的定义式E ＝F q ，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比B ．根据电容的定义式C ＝Q U，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C ．根据真空中点电荷电场强度公式E ＝kQ r2，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比 D ．根据公式U AB ＝W AB q，带电荷量为1 C 的正电荷，从A 点移动到B 点克服静电力做功为1 J ，则A 、B 两点的电势差为1 V答案 C2.(2021·黄冈中学月考)超级电容的容量比通常的电容器大得多，其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持，具有广泛的应用前景．如图所示，某超级电容器标有“2.7 V ，100 F ”，将该电容器接在1.5 V 干电池的两端，则电路稳定后该电容器的负极板上所带电荷量为( )A ．－150 CB ．－75C C ．－270 CD ．－135 C答案 A3.(2021·衡水中学期中)如图所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，两球在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等差等势线．A 、B 两点与两球球心连线位于同一直线上，C 、D 两点关于直线AB 对称，则( )A．A点和B点的电势相同B．正电荷从A点移至B点，静电力做正功C．C点和D点的电场强度相同D．负电荷从C点移至D点，电势能增大答案B解析A点和B点不在同一等势线上，所以它们的电势不同，A错误；从A点至B点，电势降低，所以正电荷从A点移至B点，静电力做正功，B正确；根据电场的对称性可知，C点和D点的电场强度的大小相等，方向不同，C错误；C点和D点在同一个等势线上，负电荷从C点移至D点，电势能不变，D错误．4.(2021·驻马店市驿城区月考)如图所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线，一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是()A．带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能B．负点电荷一定位于M点左侧C．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小D．带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度答案A解析由于该粒子只受静电力作用且做曲线运动，静电力指向轨迹内侧，静电力方向大致向右，则粒子从a到b的过程中粒子受到的静电力的方向与速度方向之间的夹角是锐角，静电力做正功，粒子的电势能减小，所以带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能，故A正确；带正电的粒子受到的静电力方向大致向右，则电场线由M指向N，说明负电荷在N点右侧，故B错误；带电粒子所受静电力向右，粒子从a到b静电力对带电粒子做正功，电势能减小，动能增大，故C错误；负电荷在N点右侧，根据点电荷的电场的特点可知，a点离点电荷较远，从a到b的过程中距离负点电荷越来越近，则电场强度越来越大，带电粒子受到的静电力越来越大，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度，故D错误．5.(2021·湖南高二期中)如图所示，空间存在足够大的水平方向的匀强电场，绝缘的曲面轨道处于匀强电场中，曲面上有一带电金属块在力F的作用下沿曲面向上移动．已知金属块在向上移动的过程中，力F做功40 J，金属块克服静电力做功10 J，金属块克服摩擦力做功20 J，重力势能改变了30 J，则()A．电场方向水平向左B．电场方向水平向右C．在此过程中金属块电势能减少20 JD．在此过程中金属块机械能增加10 J答案D解析因为不知道带电金属块的电性，所以无法判断电场方向，故A、B错误；克服静电力做功为10 J，则电势能增加10 J，故C错误；机械能的变化量等于除重力以外的其他力所做的总功，故应为ΔE＝40 J－10 J－20 J＝10 J，故D正确．6.(2021·重庆八中月考)如图所示，从F处释放一个无初速度的电子(重力不计)．电子向B板方向运动，下列说法错误的是(设电源电压均恒为U)()A．电子到达B板时的动能是eUB．电子从B板到达C板动能变化量为零C．电子到达D板时动能是3eUD．电子在A板和D板之间做往返运动答案C解析从F处释放一个无初速度的电子，电子在电压为U的电场中做加速运动，当电子到达B点时，所获得的动能等于静电力做的功，即E k＝W＝qU＝eU；由题图可知，B板和C板等电势，则B、C之间没有电场，所以电子在此处做匀速直线运动，则电子的动能不变，电子以eU的动能进入C、D板间的电场中，在静电力的作用下，电子做减速运动，由于C、D板间的电压也为U，所以电子在到达D板时速度减为零，开始反向运动；由以上分析可知，电子将会在A板和D板之间做加速、匀速、减速运动，再反向做加速、匀速、减速运动，即做往返运动，故选C.7.如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(仅在静电力作用下)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是()A．粒子在三点的电势能大小关系为E p c<E p a<E p bB．粒子在三点所受的静电力不相等C．粒子必先过a，再到b，然后到cD．粒子在三点所具有的动能大小关系为E k c<E k a<E k b答案A解析因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断该区域电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的静电力相等，B错误．由题图可知，电场的方向是向上的，而粒子受力是向下的，故粒子带负电，而带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会得到如题图所示的轨迹，C错误．粒子在电场中运动时，只有静电力做功，故电势能与动能之和应是恒定不变的，由题图可知，带负电的粒子在b点时的电势能最大，在c点时的电势能最小，则可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小，A正确，D错误．8.(2021·信阳市师河区高二月考)如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC＝∠CAB＝30°，BC＝2 3 m，已知电场线平行于△ABC所在的平面，一个电荷量为q＝－2×10－6 C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了1.2×10－5 J，由B移到C 的过程中静电力做功6×10－6 J，下列说法正确的是()A．B、C两点的电势差U BC＝3 VB．A点的电势低于B点的电势C．负电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加D．该电场的电场强度大小为1 V/m答案D解析由B移到C的过程中静电力做功6×10－6 J，根据W＝Uq得B、C两点的电势差为U BC ＝－3 V，故A错误；点电荷由A移到B的过程中，电势能增加1.2×10－5J，则静电＝W BCq力做功－1.2×10－5 J，A、B两点的电势差U AB＝W AB＝6 V，所以A点的电势高于B点的电势，qB错误；U CA＝－U AC＝－U BC－U AB＝－3 V，根据W＝Uq得，负电荷由C移到A的过程中，静电力做正功，所以电势能减小，C错误；U AB＝6 V，在AB连线上取中点D，所以U AD＝3 V，U CA＝－3 V，U AC＝3 V，C、D电势相等，所以CD连线为等势线，而三角形ABC为等腰三角形，所以电场强度方向沿着AB方向，由A指向B.因为BC＝2 3 m，由几何关系得AD＝3 m，由U AD＝E·AD得，该电场的电场强度大小为1 V/m，D正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)9.(2021·林州一中高二月考)x轴与电场中的某条电场线重合，x轴正方向上各点电势随x坐标变化的关系如图所示，0～x2段为曲线，x2～x4段为直线．一带负电粒子只在静电力作用下沿x轴正方向由O点运动至x4位置，则()A．x1处电场强度最大B．x2～x4段是匀强电场C．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x4段做匀速直线运动D．x1处粒子电势能最小，x2～x4段粒子的动能随x均匀减小答案BD解析在φ－x图像中，斜率表示电场强度，故x1处电场强度最小，为零，A错误；x2～x4段斜率不变，电场强度不变，故是匀强电场，B正确；0～x2段电场强度变化，粒子受到的静电力变化，故粒子在0～x2段做变速运动，x2～x4段电场强度不变，粒子受到的静电力不变，故在x2～x4段做匀变速直线运动，C错误；x1处电势最高，粒子带负电，故粒子的电势能最小，x2～x4段粒子受到的静电力恒定，静电力做功W＝qEx随x均匀变化，故动能随x均匀减小，D 正确．10.(2022·浙江6月选考改编)如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M 、N 间存在匀强电场，板长为L (不考虑边界效应)．t ＝0时刻，M 板中点处的粒子源发射两个速度大小为v 0的相同粒子，垂直M 板向右的粒子，到达N 板时速度大小为2v 0；平行M 板向下的粒子，刚好从N 板下端射出．不计重力和粒子间的相互作用，则( )A ．M 板电势高于N 板电势B ．两个粒子的电势能都减小C ．粒子在两板间的加速度为a ＝2v 02LD ．粒子从N 板下端射出的时间t ＝(2－1)L 2v 0答案 BC解析 由于不知道两粒子的电性，故不能确定M 板和N 板的电势高低，故A 错误；根据题意垂直M 板向右的粒子到达N 板时速度增加，动能增加，则电场力做正功，电势能减小，则平行M 板向下的粒子到达N 板时电场力也做正功，电势能同样减小，故B 正确；设两板间距离为d ，对于平行M 板向下的粒子刚好从N 板下端射出，在两板间做类平抛运动，有L 2＝v 0t ，d ＝12at 2，对于垂直M 板向右的粒子，在板间做匀加速直线运动，因两粒子相同，则在电场中加速度相同，有(2v 0)2－v 02＝2ad ，联立解得t ＝L 2v 0，a ＝2v 02L，故C 正确，D 错误． 11．(2021·广州一中月考)两个等量正点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有A 、B 、C 三点，如图甲所示．一个带电荷量为＋2×10－7 C 、质量为0.1 kg 的小物块(可视为质点)从C 点静止释放．其运动的v －t 图像如图乙所示，其中B 点处为整条图线切线(图中标出了该切线)斜率最大的位置，则下列说法正确的是( )A．由C到A的过程中小物块的电势能一直在增大B．B点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度大小为1×104 V/mC．由C点到A点电势逐渐降低D．A、B两点间的电势差U AB＝500 V答案BC解析由题图乙可知，由C到A的过程中，小物块的速度一直在增大，静电力对小物块做正功，小物块的电势能一直在减小，故A错误；小物块在B点的加速度最大，为a m＝4×10－2 7－5m/s2＝2×10－2m/s2，可得小物块所受的最大静电力为F m＝ma m＝0.1×2×10－2N＝2×10－3N，则电场强度最大值为E m＝F mq＝1×104 N/C，故B正确；因为两个等量正点电荷连线的中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点电势逐渐降低，故C正确；从题图乙可知，A、B两点的速度分别为v A＝6×10－2 m/s、v B＝4×10－2 m/s，再根据动能定理，得qU BA＝12m v A2－12m v B2，解得U BA＝500 V，则U AB＝－U BA＝－500 V，故D错误．12.(2021·南通中学月考)如图所示为造纸公司用于监控绝缘纸张厚度的简易装置示意图，其中A、B为平行板电容器的两个极板，上下极板位置均固定，且分别接在恒压电源的两极上，A 板接负极，已知绝缘纸张的厚度越大，相对介电常数越大．下列说法正确的是()A．当流水线上通过的产品厚度增大时，平行板电容器的电容增大B．当灵敏电流计有从b流向a的电流时，说明绝缘纸张变厚C．当绝缘纸张厚度变薄时，两板间电场强度变大D．增大恒压电源的电压值，可提高监控装置的灵敏度答案ABD解析根据C＝εr S4πkd，可知当产品厚度增大导致εr增大时，电容器的电容C增大，选项A正确；当灵敏电流计有从b流向a的电流时，说明电源正在对电容器充电，根据C＝QU可知电容增大，说明纸张变厚，选项B正确；当绝缘纸张厚度变薄时，εr减小，电容器的电容C减小，而电源电压不变，也没有改变极板间的距离d，由E＝Ud，知两板间电场强度不变，选项C错误；根据Q＝CU，可知若增大恒压电源的电压值，纸张薄厚变化能够引起更大的电荷量变化，电流计指针偏转更明显，灵敏度更高，选项D正确．三、选择题(本题共5小题，共52分)13．(10分)(2019·北京卷)电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用．对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同．(1)请在图甲中画出上述u－q图像．类比直线运动中由v－t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能E p＝________.(2)在如图乙所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源(忽略内阻)．通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q－t曲线如图丙中①②所示．a．①②两条曲线不同是________(选填“E”或“R”)的改变造成的；b．电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电．依据a中的结论，说明实现这两种充电方式的途径．________________________________________________________________________(3)设想使用理想的“恒流源”替换(2)中电源对电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增加．请思考使用“恒流源”和(2)中电源对电容器的充电过程，填写下表(选填“增大”“减小”或“不变”)．“恒流源”(2)中电源电源两端电压通过电源的电流答案(1)(1分)12CU2(2分)(2)a.R(1分)b．减小电阻R，可以实现对电容器更快速充电；增大电阻R，可以实现更均匀充电(2分)(3)(4分)“恒流源”(2)中电源电源两端电压增大不变通过电源的电流 不变 减小解析 (2)a.由题图知，电容器充完电后，①②两次带电荷量相等，由Q ＝CE 知，两次电源电压相等，故①②两条曲线不同不是E 的改变造成的，只能是R 的改变造成的．b ．刚开始充电瞬间，电容器两端的电压为零，电路的瞬时电流为I ＝E R，故减小电阻R ，刚开始充电瞬间电流I 大，曲线上该点切线斜率大，即为曲线①.短时间内该曲线与时间轴围成的面积更大(电荷量更多)，故可以实现对电容器快速充电；增大电阻R ，刚开始充电瞬间电流I 小，即为曲线②，该曲线接近线性，可以实现均匀充电．(3)接(2)中电源时，电源两端电压不变．通过电源的电流I ＝E －U R，随着电容器两端电压不断变大，通过电源的电流减小；“恒流源”是指电源输出的电流恒定不变．接“恒流源”时，随着电容器两端电压的增大，“恒流源”两端电压增大．14.(8分)(2022·广西南宁三中高二开学考试)如图所示，光滑绝缘斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m 、电荷量为q ，置于斜面上．当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度大小变为原来的12，方向不变，重力加速度为g ，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)原来的电场强度大小；(2)电场强度变为原来的12后，小物块沿斜面下滑时的加速度有多大？ 答案 (1)3mg 4q(2)0.3g 解析 (1)平衡时，物块受重力mg 、静电力qE 、斜面的支持力F N 的作用，如图所示由平衡条件得qE ＝mg tan 37°(2分)解得原来的电场强度E ＝3mg 4q(2分)(2)电场强度大小变为原来的12后，将物块受力沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解，如图所示根据牛顿第二定律得mg sin 37°－12qE cos 37°＝ma (2分) 解得a ＝0.3g .(2分)15．(10分)(2021·抚州一中期中)如图所示，水平放置的两平行金属板，板长l 为10 cm ，两板相距为2 cm.一束电子以v 0＝4.0×107 m/s 的初速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板右端距离L 为45 cm 、宽D 为20 cm 的荧光屏上．为使电子能射到荧光屏上．求两板间所加电压的取值范围．(不计电子重力及电子间的相互作用，荧光屏中点在两板间的中线上，电子质量m ＝9.0×10－31 kg ，电荷量e ＝1.6×10－19C)答案 见解析解析 如图所示，设电子飞出偏转电场时速度为v 1，与水平方向的夹角为θ，偏转电压为U ，偏转位移为y ，则y ＝12at 2＝Ue 2dm (l v 0)2(2分) tan θ＝v y v 0＝Uel dm v 02＝2y l(2分) 由此看出，电子从偏转电场射出时，不论偏转电压多大，电子都像是从偏转电场的两极板间中线的中点沿直线射出一样，射出电场后电子做匀速直线运动恰好打在荧光屏的边缘上，结合图可得tan θ＝D 2L ＋l 2＝D 2L ＋l (2分)解得U ＝Ddm v 02el (2L ＋l )(2分) 代入数据，得U ＝360 V ．(1分) 因此偏转电压在－360 V ～360 V 范围内时，电子可打在荧光屏上．(1分)16.(11分)(2021·杭州市质检)如图所示，x 轴正方向水平向右，y 轴正方向竖直向上，在xOy 平面内有与y 轴平行向上的匀强电场区域(在第Ⅰ象限，形状是直角三角形)，直角三角形斜边分别与x 轴和y 轴相交于(L ，0)和(0，L )点．区域左侧沿x 轴正方向射来一束具有相同质量m 、电荷量为－q (q >0)和初速度为v 0的带电微粒，这束带电微粒分布在0<y <L 的区间内，其中从(0，L 2)点射入场区的带电微粒刚好从(L ，0)点射出场区，带电微粒重力不计．求：(1)电场强度E 的大小．(2)射到(2L ，0)点的带电微粒射入场区时的y 坐标值．答案 见解析解析 (1)设从(0，L 2)点射入的带电微粒在场区中的偏转时间为t 1，根据平抛运动的规律，有L ＝v 0t 1(1分)L 2＝12(qE m )t 12(2分) 解得E ＝m v 02qL(1分) (2)画出运动轨迹示意图如图所示，设这个带电微粒在场区中的水平偏转位移为x 1，竖直偏转位移为y 1，偏转角为θ，偏转时间为t 2，射入场区时的y 坐标值为Y ，有x 1＝v 0t 2，y 1＝12(qE m)t 22(2分) 根据几何关系，有x 1＋Y －y 1tan θ＝2L (1分) L －x 1＝Y －y 1(1分)根据平抛运动的特点，有tan θ＝2y 1x 1(2分) 联立解得Y ＝5－54L .(1分) 17．(13分)(2021·苏州中学月考)如图所示，BCDG 是光滑绝缘的34圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R ，下端与水平绝缘轨道在B 点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中．现有一质量为m 、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的静电力大小为34mg ，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g (sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．(1)若滑块从水平轨道上距离B 点s ＝3R 的A 点由静止释放，求滑块到达与圆心O 等高的C 点时对轨道的作用力大小．(2)为使滑块能沿轨道滑行通过G 点，求滑块从A 点由静止释放时，A 、B 间的最小距离． 答案 见解析解析 (1)设滑块到达C 点时的速度为v ，由动能定理，有34mg (s ＋R )－μmgs －mgR ＝12m v 2－0. (2分)解得v ＝gR .(1分)设滑块到达C 点时受到轨道的作用力大小为F ，则有F －34mg ＝m v 2R，(2分) 解得F ＝74mg .(1分) 由牛顿第三定律，可知滑块对轨道的压力大小为74mg .(1分) (2)如图所示，可以将滑块所受静电力与重力的合力视为等效重力，图中H 点为等效最高点．要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑块滑至圆轨道H 点时，应恰好由其所受静电力和重力的合力提供向心力，设此时滑块的速度最小，所受弹力为零，因为qE ＝34mg ，所以合力与竖直方向的夹角为37°，设此时滑块速度为v H，则有(qE)2＋(mg)2＝m v H2R，(2分)解得v H＝5gR2.(1分)设A、B间最小距离为s min，由动能定理，有qEs min－qER sin 37°－mgR(1＋cos 37°)－μmgs min＝12m v H2，(2分)解得s min＝11.5R.(1分)本章知识网络构建电场线、等势面与电荷运动轨迹问题等分法的应用[学习目标] 1.会分析电场线、等势面与电荷运动轨迹相结合的问题.2.会用等分法确定等势点(面)及电场方向．一、电场线、等势面与电荷运动轨迹综合问题例1(2021·长治市潞州区高二期中)如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在静电力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为a M、a N，速度大小分别为v M、v N，电势能分别为E p M、E p N.下列判断正确的是()A．v M＜v N，a M＜a N B．v M＜v N，φM＜φNC．φM＜φN，E p M＜E p N D．a M＜a N，E p M＜E p N答案D解析由粒子的运动轨迹知粒子所受静电力的方向偏向右，因粒子带负电，故电场线方向偏向左，由沿电场线方向电势降低，可知φN<φM，E p M<E p N；N点附近电场线比M点密，故场知a M<a N，粒子若从N点运动到M点，静电力做正功，动能增加，强E M<E N，由加速度a＝Eqm故v M>v N，粒子若从M点运动到N点，静电力做负功，动能减小，故v M>v N.综上所述，选项D正确．带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法1．从轨迹的弯曲方向判断受力方向(合外力指向轨迹凹侧)，从而分析电场方向或电荷的正负．2．结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等．3．根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况．针对训练1(多选)如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B，电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是()A．电子一定从A向B运动B．若a A＞a B，则Q靠近M端且为正电荷C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A＜E p BD．B点电势可能高于A点电势答案BC解析电子仅在静电力作用下可能从A运动到B，也可能从B运动到A，A错误；若a A＞a B，说明电子在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力，所以A距离点电荷较近，B距离点电荷较远，又因为电子受到的静电力指向轨迹凹侧，因此Q靠近M端且为正电荷，B正确；无论Q是正电荷还是负电荷，若电子从A运动到B，一定是克服静电力做功，若电子从B运动到A，一定是静电力做正功，即一定有E p A＜E p B，C正确；对于同一个负电荷，电势低处电势能大，B点电势一定低于A点电势，D错误．例2(2022·温州市高二期中)如图所示，某次雷雨天气，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场，图中虚线为该电场的三条等差等势线，实线为某带电粒子从A运动到B的轨迹，A、B为运动轨迹上的两点．带电粒子的重力不计，避雷针带负电．则()A．带电粒子带负电B．避雷针尖端附近电势较高C．带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度D．带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能答案D解析根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子受到指向曲线弯曲内侧的作用力，即带电粒子与带负电的避雷针之间为相互吸引力，带电粒子带正电，A错误；避雷针带负电，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成的电场中，电场线指向避雷针，沿着电场线的方向，电势降低，由此可知，避雷针尖端附近电势较低，B错误；等差等势线越密集的位置，电场强度越强，由此可知，B 点的电场强度大小大于A 点的，由牛顿第二定律a ＝Eq m，则带电粒子在B 点的加速度大于在A 点的加速度，C 错误；避雷针尖端附近电势较低，即φA >φB ，根据电势能与电势的关系E p ＝qφ，又因为粒子带正电，则带电粒子在A 点的电势能大于在B 点的电势能，D 正确．二、用等分法确定匀强电场中的等势线和电场线1．在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等，如图甲所示，如果AB ＝BC ，则U AB ＝U BC .2．在匀强电场中，相互平行且相等的线段两端点间的电势差相等，如图乙所示，▱ABCD 中，U AB ＝U DC ，U BC ＝U AD .3．由于匀强电场中沿任意一条直线电势降落都是均匀的，如果把某两点间的距离等分为n段，则每段两端点间的电势差等于原电势差的1n，像这样采用等分间距求电势的方法，叫作等分法．4．确定匀强电场的电场方向：在匀强电场中，先利用等分法确定电势相等的点，画出等势面(线)，然后根据电场线与等势面(线)垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面(线)指向电势低的等势面(线)，电场线的方向也就是电场方向．例3 (2021·南昌一中期中)如图所示，A 、B 、C 、D 是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A 、B 、C 三点的电势分别是φA ＝15 V ，φB ＝3 V ，φC ＝－3 V ，由此可以推断D 点的电势φD 是( )A ．6 VB ．9 VC ．3 VD ．12 V答案 B解析 由匀强电场的特点知，在匀强电场中，相互平行且相等的线段两端点间的电势差相等．故有U AB ＝U DC ，即φA －φB ＝φD －φC ，所以φD ＝9 V ，故选B.例4 如图所示，在平面直角坐标系中，有一个方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O 处的电势为0，点A 处的电势为6 V ，点B 处的电势为3 V ，则电场强度的大小为( )A ．200 V/mB ．200 3 V/mC ．100 V/mD ．100 3 V/m答案 A解析 在匀强电场中，沿某一方向电势均匀降低或升高，故OA 的中点C 的电势φC ＝3 V(如图所示)，因此B 、C 在同一等势面上．O 点到BC 的距离d ＝OC sin α，而sin α＝OBOB 2＋OC 2＝12，所以d ＝12OC ＝1.5×10－2 m ．匀强电场的电场强度E ＝U d ＝31.5×10－2V/m ＝200 V/m ，故选项A 正确．用等分法找等势点的技巧1．在匀强电场中，将电势最高点和电势最低点连接后，根据需要等分成若干段，必能找到第三点的等势点．2．在匀强电场中，两等势点的连线一定是等势线，与等势线垂直、由高电势指向低电势的方向一定是电场方向．3．等分法的关键是找到电势相等的点，进而画出电场线．4．用等分法确定电势或电场强度方向只适用于匀强电场．针对训练2 (多选)(2021·驻马店市高二期末)如图所示，在xOy 坐标系中有一底角为60°的等腰梯形，空间有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中原点O 的电势为9 V ，A 点电势为4.5 V ，B 点电势为0，则由此可以判定( )。
2021-2022学年辽宁省朝阳市育英高考补习学校高二(上)期末物理试卷(含答案解析)
2021-2022学年辽宁省朝阳市育英高考补习学校高二（上）期末物理试卷1.第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。
如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出，落到斜坡CD上的E点。
运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响。
若测得运动员在空中飞行的时间约为3s，O、E两点间的水平距离约为60m，则运动员从O点滑出时的速度大小约为( )A. 1m/sB. 2m/sC. 10m/sD. 20m/s2.如图所示电路中，电源的电动势为3.0V。
闭合开关后，电压表示数为2.4V，电流表示数为0.60A。
将电压表和电流表视为理想电表，则电源的内阻r为( )A. 0.50ΩB. 1.0ΩC. 1.5ΩD. 2.0Ω3.如图所示，正电子垂直电场方向入射到匀强电场中，不计重力，正电子做( )A. 匀速直线运动B. 匀加速直线运动C. 向下偏转的曲线运动D. 向上偏转的曲线运动4.春节是我国的传统佳节。
春节期间许多小孩子喜欢放烟花爆竹，有一种叫“钻天猴”的烟花，在点燃的瞬间向后喷射的气体速度约为1000m/s，产生的推力约为5N，则它在0.02s时间内喷射的气体质量约为( )A. 1.0×10−4kgB. 1.0×10−3kgC. 1.0×10−2kgD. 1.0×10−5kg5.空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x轴方向上的分量分别是E Bx、E Cx，下列说法中正确的有( )A. E Bx的方向沿x轴正方向B. E Bx的大小大于E Cx的大小C. 电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量不等于0D. 负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做负功，后做正功6.如图是一交变电流随时间变化的图象，则此交变电流电流的有效值为( )A. 1AB. 5AC. 6√2AD. √26A7.如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=2：1，所接电源输出的交流电压有效值恒为U，电阻R1=R2，则下列说法正确的是( )A. 开关闭合前，电源输出电压与副线圈两端电压之比为U：U2=2：1B. 开关闭合前，电阻R1两端的电压是R2两端电压的2倍C. 开关闭合后，电阻R2两端的电压变大D. 开关闭合后，电源的输出功率变小8.如图，线圈A、铁芯M、线圈B都可自由移动，S合上后要使B中有感应电流且流过电阻R的电流方向为a→b，可采用的办法是( )A. 使B迅速靠近AB. 断开电源开关SC. 将铁芯M插入D. 将铁芯M抽出9.空间存在一方向与纸面垂直大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN所示阻值为R、粗细均匀的金属丝做成边长为L的正方形abdc金属框固定在纸面内，若bd边与MN平行，金属框处于磁场中的面积为磁场外面积的2倍。
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考号： 姓名： 班级： 成绩：高考补习学校物理作业一年 月 日一、选择题（每题12分，共60分。
请将选择题答案写在题号前）1．【济宁市】8片P 向左移动，则 A ．电容器中的电场强度将增大B C ．电容器的电容将减少 2．【聊城市】9． 某居民家中的电路如图，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能正常工作，但电灯仍正常发光。
拔出电饭煲的插头，把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（）A ．仅电热壶所在的C 、D 两点间发生了断路故障B ．仅电热壶所在的C 、D 两点间发生了短路故障 C ．仅导线AB 间断路D ．因为插座用导线接地，所以发生了上述故障3．【日照市】7．高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图所示。
超导部件有一个超导临界电流I c ，当通过限流器的电流I ＞I c 时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零）转变为正常态（一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流。
假定有一实验电路如右图所示，超导部件的正常电阻为R 1＝3Ω，超导临界电流I c ＝1．2A ，限流电阻R 2＝6Ω，小灯泡L 上标有“6V ，6W”的字样，电源电动势E ＝8V ，内阻r ＝2Ω原来电路正常工作，若L 突然发生短路，则 （ ）A ．短路前通过R 1的电流为32A B ．短路后超导部件将由超导状态转化为正常态 C ．短路后通过R 1的电流为34A D ．短路后通过R 1的电流为2A4．【济南市】7. 在如图所示电路中，当变阻器R 3的滑动头P 向b端移动时A. 电压表示数变大，电流表示数变小B. 电压表示数变小，电流表示数变大C. 电压表示数变大，电流表示数变大D. 电压表示数变小，电流表示数变小5．【临沭一中】10.一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV ，短路电流为40mA ，若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是() A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V二、计算题。
（共40分，每题20分）6、【济宁市】16．（15分）质量为m 、带电量为q +的微粒在O 点以初速度0v 与水平方向成θ角射出，如图所示，微粒在运动过程中所受阻力大小恒为f 。
（1）如果在某方向上加上一定大小的匀强电场后，能保证微粒仍沿0v 方向作直线运动，试求所加匀强电场的最小值。
（2）若加上大小一定、方向向左的匀强电场，仍保证微粒沿0v 方向作直线运动，并且经过一段时间后微粒又回到O 点，求微粒回到O 点时的速率。
7、【威海一中】16． (10分)如图所示，在绝缘水平面上，相距为L 的A 、B 两点处分别固定着两个等电量的正电荷，a 、b 是AB 连线上的两点，其中Aa=Bb=L/4,O 为AB 连线的中点，一质量为m 带电量为+q 的小滑块（可以看作质点）以初动能E0从a 点出发，沿直线AB 向b 点运动，其中小滑块第一次经过O 点时的动能为初动能的2倍，到达b 点时动能恰好为零，小滑块最终停在O 点，求：（1）小滑块与水平面的动摩擦因数；（2）O 、b 两点间的电势差；（3）小滑块运动的总路程。
考号： 姓名： 班级： 成绩：高考补习学校物理作业二年 月 日一、选择题（每题12分，共60分。
请将选择题答案写在题号前）1．【济宁市】9．如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电量为q 的液滴在竖直面内做半径为R 的匀速圆周运动，已知电场强度为E ，磁感强度为B ，则油滴的质量和环绕速度分别为 （ ）A ．gqE ，B E B ．E qR B 2，B E B ．EqR B 2，B E C ．gqR B ，qgR C ．g qE ，B EgR 2．【聊城市】7． 某带电粒子从图中所示的速度选择器左端中点O 以速度v 0向右射去，从右端中心a 下方的点b 以速度v 1射出。
若增大磁感应强度，该粒子将从a 点上方的c 点射出，且ac=ab ，则（ ）A ．该粒子带负电B ．该粒子带正电C ．该粒子从C 点射出时的速度21202v v v +=D ．该粒子从C 点射出时的速度212022v v v -=3．【日照市】6．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直盒底的匀强磁场中，如图所示。
已知D 形盒半径为R ，当用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B ，高频交变电压的频率为f 。
则下列说法正确的是（）A ．加速电压越大，质子最后获得的速度越大B ．质子最后获得的速度与加速电压的大小无关C ．不改变B 和f ，该回旋加速器也能用于加速电子D ．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR4．【日照市】10．如图所示，图甲为电视机显像管的结构示意图，其左端尾部是电子枪，阴极发射的“热电子”经过电压U 加速后形成电子束，向右高速射出。
在显像管的颈部装有两组相互垂直的偏转线圈L ，图乙是其中一组“纵向”偏转线圈从右侧向左侧看去的示意图，当偏转线圈中有图示方向的电流时，在显像管颈部形成水平向左（即甲图中垂直纸面向外）的磁场，使自里向外（即甲图中自左向右）射出的电子向上偏转；若该线圈中的电流反向，电子则向下偏转。
改变线圈中电流的大小，可改变偏转线圈磁场的强弱，电子的纵向偏转量也随之改变。
这样，控制加在 “纵向”偏转线圈上的交变电压，就可控制电子束进行“纵向”（竖直方向）扫描。
同理，与它垂直的另一组“横向”偏转线圈，通入适当的交变电流时，则能控制电子束进行“横向”（水平方向）扫描。
这样，两组偏转线圈可控制电子束反复在荧光屏上自上而下、自左而右的扫描，从而恰好将整个荧光屏“打亮”。
若发现荧光屏出现一条水平亮带（即竖直幅度变小，水平幅度正常），则可能是下列哪些因素引起的 （ ）A ．阴极发射电子的能力不足，单位时间内发射的电子数偏少B ．加速电场电压过高，使得电子速率偏大C ．通过“横向”偏转线圈的交变电流的幅度偏小D ．通过“纵向”偏转线圈的交变电流的幅度偏小5．【苍山县】10. 质量为m 、带电量为q 的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B ，如图所示。
若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中不正确的．．．．是A. 球带正电B. 小球在斜面上运动时做匀加速直线运动C. 小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动D ．小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为cos /mg Bq θ二、计算题。
（共40分）6、（07高考）两平面荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x 轴和y 轴，交点O 为原点，如图所示，在y>0，0<x<a 的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，在y>0，x>a 的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为B.在O 点有一处小孔，一束质量为m 、带电量为q(q>0)的粒子沿x 轴经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮，入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值.已知速度最大的粒子在0<x<a,的区域中运动的时间与在x>a 的区域中运动的时间之比为2：5，在磁场中运动的总时间为7T/12，其中T 为该粒子在磁感应强度为B 的匀强磁场中作圆周运动的周期。
试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）.考号： 姓名： 班级：成绩：高考补习学校物理作业三年 月 日一、选择题（每题12分，共60分。
请将选择题答案写在题号前）1．【莱阳一中】7．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a 、b 、c ，以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是A ．a 粒子速率最大B ．c 粒子速率最大C ．c 粒子在磁场中运动时间最长D ．它们做圆周运动的周期a b c T T T 〈〈2．【临沭一中】8.极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地极附近的大气层后，由于地磁场的作用而产生的．如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动，旋转半径不断减小．此运动形成的原因是( )A.可能是洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B.可能是介质阻力对粒子做负功，使其动能减小C.可能是粒子的带电量减小D.南北两极的磁感应强度较强3．【临沭一中】12.如图所示空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A 沿曲线ACB 运动到B 点时，速度为零，C 是轨迹的最低点，以下说法中正确的是（）A.滴带负电B.滴在C 点动能最大C.若液滴所受空气阻力不计，则机械能守恒D.液滴在C 点机械能最大4．【枣庄市】6．将一小段通电直导线垂直于磁场放入某磁场中，导线会受到一定大小的磁场力作用；若保持直导线长度和其中的电流不变，将它垂直放入另一较强的磁场，发现导线所受的磁场力会变大。
由此可知 （ ）A ．磁场的磁感应强度由导线所受的磁场力决定B ．磁场的磁感应强度随导线所受的磁场力的增大而增大C ．磁场的磁感应强度由磁场本身决定D ．在任何情况下，通电导线所受磁场力的大小都能反映磁场的强弱5．【青岛十九中】9．在x 轴上方有垂直于纸面的匀强磁场，同一种带电粒子从O 点射入磁场。
当入射方向与x 轴的夹角︒=45α时，速度为v 1、v 2的两个粒子分别从a 、b 两点射出磁场，如图所示，当a 为60°时，为了使粒子从ab 的中点c 射出磁场，则速度应为 （ ）A ．)(2121v v +B ．)(2221v v + C ．)(3321v v + D ．)(6621v v + 二、计算题。
（共40分）6、08年高考全国I 理综如图所示，在坐标系xoy 中，过原点的直线OC 与x 轴正向的夹角φ120°,在OC 右侧有一匀强电场：在第二、三象限内有一心强磁场，其上边界与电场边界重叠、右边界为y 轴、左边界为图中平行于y 轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直抵面向里。
一带正电荷q 、质量为m 的粒子以某一速度自磁场左边界上的A 点射入磁场区域，并从O 点射出，粒子射出磁场的速度方向与x 轴的夹角θ＝30°，大小为v ，粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍。
粒子进入电场后，在电场力的作用下又由O 点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。
已知粒子从A 点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。