93.高考物理一轮复习第十三章 第2讲
第十三章 内能(高频考点精讲)(解析版)2023年中考物理一轮复习专题(全国通用)
第十三章内能(高频考点精讲)考点01分子热运动【高频考点精讲】1、分子动理论:(1)物质由分子组成;(2)一切物体的分子都在不停地做无规则运动。
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
2、扩散:不同的物质在互相接触时彼此进入对方现象。
(1)扩散现象说明:①分子在不停地做无规则的运动。
②分子之间有间隙。
(2)气体、液体、固体均能发生扩散现象。
扩散快慢与温度有关。
温度越高,扩散越快。
3、分子的热运动:由于分子的运动跟温度有关,所以把分子的无规则运动叫做分子的热运动温度越高,分子的热运动越剧烈。
【热点题型精练】1.有关扩散现象,下列说法中正确的是()A.扩散现象使我们直接观察到物体里分子的运动B.扩散现象说明分子在不停地做无规则运动C.只有液体和气体才有扩散现象D.扩散时一定是密度大的物质下沉,密度小的物质上升解:A、扩散现象说明分子的无规则运动,由于分子很小,所以我们不能直接观察到。
故A错误;B、扩散现象只能间接反映物体间分子的运动。
故B正确;C、一切物质的分子都在不停地做无规则运动,所以固体、液体或气体之间都会发生扩散现象。
故C错误;D、不管是密度大的气体还是密度小的气体,都会向彼此扩散,扩散方向与密度大小无关。
故D错误。
答案:B。
2.按如图所示进行实验,当观察到热水大面积变成红色时,冷水中只有品红周围变成红色。
对该现象的微观解释合理的是()A.温度越高,分子质量越小B.温度越高,分子体积越大C.温度越高,分子间隔越小D.温度越高,分子运动越快解:分子在不断地运动,分子的运动与温度有关,温度高时,分子的运动快,温度低时,分子的运动慢,故当热水大面积变成红色时,冷水中只有品红周围的溶液变成了红色。
答案:D。
3.在玻璃管中先注入一半红色的水,再注入一半的酒精,密封后静置,30天后观察到玻璃管内的液体都变红且液面下降了。
对于该现象分析正确的是()A.静置后酒精和水的总质量变小B.静置后混合液体的密度变小C.静置后液面下降表明分子间有空隙D.液体都变红表明只有水分子在做无规则运动解:在玻璃管中先注入一半红色的水,再注入一半的酒精,密封后静置,30天后观察到玻璃管内的液体都变红且液面下降了。
物理大一轮复习讲义5第十三章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第讲含答案
第2讲光电效应波粒二象性一、普朗克能量子假说黑体与黑体辐射1.黑体与黑体辐射(1)黑体:如果某种物质能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体.(2)黑体辐射:辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关.2.普朗克能量子假说当带电微粒辐射或吸收能量时,是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的,这个最小能量值ε叫做能量子.ε=hν。
二、光电效应及其规律1.光电效应现象在光的照射下,金属中的电子从表面逸出的现象,发射出来的电子叫光电子.2.光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率.3.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应.(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大.(3)光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10-9 s.(4)当入射光的频率大于等于极限频率时,饱和光电流的大小与入射光的强度成正比.4.爱因斯坦光电效应方程(1)光子说:光的能量不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量ε=hν。
(2)逸出功W0:电子从金属中逸出所需做功的最小值.(3)最大初动能:发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值.(4)光电效应方程①表达式:hν=E k+W0或E k=hν-W0。
②物理意义:金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能.三、光的波粒二象性物质波1.光的波粒二象性(1)波动性:光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性.(2)粒子性:光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性.(3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性.2.物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方,因此光波又叫概率波.(2)物质波任何一个运动着的物体,小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应,其波长λ=错误!,p为运动物体的动量,h为普朗克常量.1.判断下列说法是否正确.(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应.(×)(2)要使某金属发生光电效应,入射光子的能量必须大于金属的逸出功.(√)(3)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比.(×)(4)光的频率越高,光的粒子性越明显,但仍具有波动性.(√)(5)德国物理学家普朗克提出了量子假说,成功地解释了光电效应规律.(×)(6)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应,证实了光的粒子性.(√)(7)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性.(√)2.(多选)如图1所示,用导线把验电器与锌板相连接,当用紫外线照射锌板时,发生的现象是()图1A.有光子从锌板逸出B.有电子从锌板逸出C.验电器指针张开一个角度D.锌板带负电答案BC3.(多选)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是()A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大答案AD解析增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光子数增加,则光电流将增大,故选项A正确;光电效应是否发生取决于入射光的频率,而与入射光强度无关,故选项B错误.用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于等于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C错误;根据hν-W逸=错误!mv2可知,增加入射光频率,光电子的最大初动能增大,故选项D正确.4.有关光的本性,下列说法正确的是()A.光既具有波动性,又具有粒子性,两种性质是不相容的B.光的波动性类似于机械波,光的粒子性类似于质点C.大量光子才具有波动性,个别光子只具有粒子性D.由于光既具有波动性,又具有粒子性,无法只用其中一种性质去说明光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性答案D5.黑体辐射的规律如图2所示,从中可以看出,随着温度的降低,各种波长的辐射强度都________(填“增大”“减小"或“不变),辐射强度的极大值向波长________(填“较长"或“较短”)的方向移动.图2答案减少较长解析由题图可知,随着温度的降低,相同波长的光辐射强度都会减小;同时最大辐射强度向右侧移动,即向波长较长的方向移动。
第2讲 动能定理及其应用-2025版创新设计高考物理一轮复习
第2讲动能定理及其应用学习目标 1.理解动能和动能定理。
2.会应用动能定理处理相关物理问题。
3.掌握动能定理与图像结合问题的分析方法。
1.动能2.动能定理1.思考判断(1)一定质量的物体动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化。
(√)(2)动能不变的物体一定处于平衡状态。
(×)(3)物体所受的合外力为零,合外力对物体做的功也一定为零。
(√)(4)物体在合外力作用下做变速运动时,动能一定变化。
(×)(5)物体的动能不变,所受的合外力必定为零。
(×)2.如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。
木箱获得的动能一定()A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功答案A考点一动能定理的理解与基本应用1.两个关系(1)数量关系:合力做的功与物体动能的变化具有等量代换关系,但并不是说动能的变化就是合力做的功。
(2)因果关系:合力做功是引起物体动能变化的原因。
2.标量性动能是标量,功也是标量,所以动能定理是一个标量式,不存在方向的选取问题,当然动能定理也就不存在分量的表达式。
例1如图1所示,在水平的PQ面上有一小物块(可视为质点),小物块以某速度从P点最远能滑到倾角为θ的斜面QA上的A点(水平面和斜面在Q点通过一极短的圆弧连接)。
若减小斜面的倾角θ,变为斜面QB(如图中虚线所示),小物块仍以原来的速度从P点出发滑上斜面。
已知小物块与水平面和斜面间的动摩擦因数相同,AB为水平线,AC为竖直线。
则()图1A.小物块恰好能运动到B点B.小物块最远能运动到B点上方的某点C.小物块只能运动到C点D.小物块最远能运动到B、C两点之间的某点答案D解析小物块从P点滑上斜面的运动过程中有重力和摩擦力做功,设小物块能到达斜面上的最高点与水平面的距离为h,与Q点的水平距离为s,根据动能定理得-mgh-μmg·s PQ-μmg cosθ·s AQ=0-12m v20,即mgh+μmg(s PQ+s)=12m v20,若减小倾角θ时,h不变,则s不变,故A、C错误;若h变大,则s变小,故B错误;若h变小,则s变大,故D正确。
第2讲:匀变速直线运动的规律(课件)-备战2024年高考物理一轮复习全面攻略
不变的运动.
2. 匀变速直线运动的两个基本规律
(1) 速度与时间的关系式:v= v0+at
.
1 2
(2) 位移与时间的关系式x= v 0t+ at .
2
庆威物理
二、匀变速直线运动的三个常用推论
2
2
1.速度与位移的关系式: v -v0 =2ax
v=v0+at
.
推导
−0
1
−0 2
1 2
x v 0t+ at = 0 + 2 ( )
太过瘾了,还有其他方法吗?且往下看
庆威物理
方法七:推论法
【例题2】有一个做匀加速直线运动的质点,它在两个连续相等的时间间隔内所
发生的位移分别为10 m和16 m,时间间隔为2 s,求该质点运动的加速度a.
[解析]
Δs
由 Δs=aT 可得 a= 2 =1.5 m/s2.
T
2
庆威物理
方法八:极值法
【例题3】两个光滑斜面,高度和斜面的总长度都相等,如图所示,两个相同的小
对于初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间里通过的
位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)
因为
1
3
xCB : X BA x AC : x AC 1 : 3
4
4
而通过xBA的时间为 t,所以通过xBC的时间tBC=t
庆威物理
方法四:时间比例法
对于初速度为零的匀加速直线运动,通过连续相等的各段位移所用的时间之
地面.某一竖井的深度约为104m,升降机运行的最大速度为8m/s,加速度大小不超过 1m / s 2
,
假定升降机到井口的速度为零,则将矿石从井底提升到井口的最短时间是(【正确答案:C】
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第十三章交变电流电磁振荡与电磁波传感器第2讲变压器远距离输电
第2讲 变压器 远距离输电1.[变压器的铭牌/2024广东惠州第一次调研]如图所示是一种理想变压器的铭牌,根据上面标示的信息,以下判断正确的是( B )A.这是一个升压变压器B.原线圈的匝数与副线圈的匝数之比为55∶3C.当原线圈输入交流电压220V 时,副线圈输出直流电压12VD.当原线圈输入交流电压220V 时,只要副线圈构成回路,则其电流一定为3.0A解析 额定输入电压U 1=220V 额定输入电压U 2=12V 额定输入电压I 2=3A{U 1>U 2,故为降压变压器,A 错n 1n 2=U 1U 2=220V 12V =553,B 对输入电压与输出电压均为交流电压,C 错副线圈的电流与负载功率有关,D 错2.电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示.其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上,则电流互感器( D )A.是一种降压变压器B.能测量恒定电流C.原、副线圈电流的频率不同D.副线圈的电流小于原线圈的电流解析 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,不能改变交变电流的频率,也不能在恒定电流电路中工作,B 、C 项均错误;根据变压器匝数与电压的关系U1U 2=n 1n 2可得副线圈的电压U 2=n2n 1U 1,由于原线圈匝数少而副线圈匝数多,即n 1<n 2,因此有U 2>U 1,电流互感器是一种升压变压器,A 项错误;根据变压器匝数与电流的关系I 1I 2=n2n 1可得副线圈的电流I 2=n1n 2I 1,由于n 1<n 2,因此有I 2<I 1,D 项正确.3.[2024湖南娄底校联考]如图所示为远距离输电电路图,左边升压变压器原、副线圈的匝数之比为2∶5,输入电压u=10√2sin50πt(V)的正弦交变电流.连接两理想变压器的输电线的总电阻为r=5Ω,右边降压变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1,负载的电功率为升压变压器输入功率的80%.下列说法正确的是(D)A.升压变压器原线圈上的电流为2AB.输电线上损失的功率为10WC.负载的功率为25WD.降压变压器原线圈上的电压为20V解析设升压变压器原、副线圈上的电压为U1、U2,电流为I1、I2,降压变压器原、副线圈上的电压为U3、U4,电流为I3、I4,有I2=I3,则由变流比得I1I2=52,I3I4=12,由题意可知,输电线上的功率为升压变压器输入功率的20%,则有U1I1=5I22r,代入数据,解得I2=1 A,则I1=2.5I2=2.5 A,故A错误;输电线上损失的功率为P r=I22r=5 W,故B错误;负载的功率为P R=4P r=20 W,故C错误;因为I4=2I2=2 A,则负载上的电压为U4=P RI4=10 V,则U3=2U4=20 V,故D正确.4.[2024江西临川一中校考]某电站用500kV电压输电给300km外的用户使用,其输出电功率是3×106kW,输电线总电阻为2.5Ω,则下列说法正确的是(B)A.输电线上输送的电流大小为3.0×105AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC.若改用5kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×108kWD.输电线上损失的功率为ΔP=U2r,U为输电电压,r为输电线的电阻解析由P=UI得输电线上输送的电流I=PU =3×106×103500×103A=6×103 A,故A错误;由ΔU=Ir得输电线路上的电压损失ΔU=Ir=6×103×2.5 V=15×103 V,故B正确;由于损失的功率不可能大于电站的输出功率,故C错误;输电线上损失的功率用ΔP=U 2r计算时,U为输电线上的电压降,而不是输电电压,故D错误.5.如图所示为一理想变压器,原线圈接在输出电压为U的交流电源两端.电路中R0为定值电阻,测量电表均为理想电表,导线电阻不计.现使滑动变阻器R的滑片P向上滑动,则下列说法正确的是(A)A.电压表V2的示数变大B.电压表V1与电流表A的示数的比值不变C.电流表A的示数变大D.定值电阻R0消耗的电功率变大解析输入电压不变,原、副线圈匝数比不变,输出电压由输入电压决定,则副线圈两端电压U2不变,滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,滑动变阻器两端电压变大,V2示数变大,故A正确;副线圈电路中总电阻变大,电流减小,原、副线圈匝数比不变,则原线圈中电流也减小,故C错误;副线圈中电流变小,定值电阻R0消耗的功率变小,故D错误;输入电压不变,输入电流随输出电流变化而变化,所以电压表V1与电流表A的示数的比值变化,故B错误.6.[多选]如图所示,电路中的变压器为理想变压器,S为单刀双掷开关,U1为加在原线圈两端的交变电压,I1、I2分别为原、副线圈中的电流.下列说法正确的是(BC)A.保持U1不变,S由b切换到a,则R上消耗的功率减小B.保持U1不变,S由a切换到b,则I2减小C.保持U1不变,S由b切换到a,则I1增大D.保持U1不变,S由a切换到b,则变压器的输入功率增大解析保持U1不变,S由b切换到a时,副线圈匝数增多,则输出电压U2增大,输出电流I2增大,根据P2=I2U2知,P2增大,又因P1=P2,故I1增大,A错误,C正确;S由a切换到b时,副线圈匝数减少,则输出电压U2减小,输出电流I2减小,根据P2=I2U2知,P2减小,又因P1=P2,所以变压器输入功率减小,B正确,D错误.7.[副线圈电路中含二极管/2024浙江高三联考]如图,某同学用自制的简易无线充电装置给手机充电,装置由一个电磁炉(发射线圈)、一个接收线圈、一个二极管、一个车载充电器构成,发射线圈、接收线圈匝数比为n1∶n2,若电磁炉两端所加电压为u=220√2sin314t (V),车载充电器的输入限制电压为4.4V,不考虑充电过程中的各种能量损失.则下列说法正确的是(A)A.接收线圈两端电压的有效值约为6.2VB.通过车载充电器的电流为交流电C.发射线圈、接收线圈匝数比为n 1∶n 2=50∶1D.接收线圈1s 内电流方向变化50次解析 设接收线圈两端电压的有效值为U 2,充电器两端电压有效值为U 3,由题意可知U 3=4.4 V ,根据有效值的定义可得U 22R·T2=U 32R·T ,解得U 2≈6.2 V ,故A 正确;因为二极管单向导电,则通过车载充电器的电流方向一定,为直流电,故B 错误;由题意可知发射线圈电压有效值为U 1=220 V ,故发射线圈、接收线圈匝数比为n1n 2=U1U 2=2206.2=1 10031,故C错误;根据所加电压表达式可知,电流的频率f =1T =ω2π=50 Hz ,接收线圈1个周期内电流方向改变两次,故1 s 内电流方向变化100次,故D 错误.8.[2023安徽江淮十校联考/多选]如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数分别为n 0=800匝、n 1=100匝和n 2=400匝,原线圈串联一个电阻R 0=8.0Ω,并接入内阻不计的正弦交流电源,电源电动势为E 且保持不变;两个副线圈分别接电阻R 1=1.0Ω和R 2=16.0Ω.开关S 断开时,理想电流表读数为I 1=4.0A ;开关S 闭合时,理想电流表读数为I 2.不计线圈电阻,则( BD )A.E =32.0VB.E =36.0VC.I 2=3.2AD.I 2=3.6A解析 开关S 断开时,理想电流表读数为I 1=4.0 A ,且n 0=800匝、n 1=100匝,故n0n 1=I1I 0,得I 0=0.5 A ,由n 0n 1=U 0U 1及U 1=I 1R 1=4 V ,可得U 0=32.0 V ,故E =I 0R 0+U 0=36.0 V ,故A错误,B 正确;开关S 闭合时,由输出功率等于输入功率,可知P 原=P 副1+P 副2,得U 0I 0=U 1I 1+U 2I 2,即36V−U 0R 0U 0=U 12R 1+U 22R 2,由n 0n 1=U 0U 1,n 0n 2=U0U 2,则U 1=3.6 V ,故I 2=3.6 A ,故C错误,D 正确.9.[用户功率增大时的动态分析/2024湖南怀化三中校考]图(a )是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站,是我国实施“西电东送”的大国重器,其发电量位居全世界第二,仅次于三峡水电站.白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图(b )所示,如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器,发电机输出电压恒定,R 表示输电线电阻,则当用户功率增大时( D )图(a)图(b)A.A2示数增大,A1示数减小B.V1、V2示数都减小C.输电线上的功率损失减小D.V1、A1示数的乘积大于V2、A2示数的乘积解析当用户功率增大时,降压变压器的输出功率增大,输出电流增大,A2示数增大,根据理想变压器原、副线圈电流与线圈匝数的关系可知,降压变压器中的输入电流增大,A1示数增大,故A错误;升压变压器线圈匝数以及升压变压器输入电压不变,则升压变压器输出电压不变,则V1的示数不变,降压变压器中的输入电流增大,输电线电阻消耗的电压增大,则降压变压器输入电压减小,根据理想变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系可知,降压变压器输出电压减小,故V2示数减小,故B错误;输电线上的电流增大,输电线上的功率损失增大,故C错误;根据降压变压器原、副线圈电流与线圈匝数的关系可知I1I2=n2n1,设降压变压器的输入电压为U0,有U1>U0,根据降压变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系可知U0U2=n1n2,故I1U1>I1U0=I2U2,故D正确.10.[汽车点火装置/2024湖北武汉部分学校调研]点火线圈能产生20000V的高压,使汽车启动.某型号点火线圈部分结构如图所示,其初级线圈匝数为100匝,次级线圈匝数为20000匝.已知汽车电瓶是电动势为12V的蓄电池.下列说法正确的是(D)A.点火线圈的次级线圈应和蓄电池相连B.仅增加初级线圈的匝数,也一定能成功点火C.汽车蓄电池是直流电源,需要将直流电先转化为交流电才能使点火线圈正常工作D.初级线圈断电瞬间,其两端电压约为100V解析由于蓄电池的电压为低电压,则结合变压器的变压规律可知蓄电池应和匝数较少的初级线圈相连,A错误;若仅增加初级线圈的匝数,则通过变压器产生的高压将减小,则不一定能点火成功,B错误;点火线圈利用的是在开关通、断电的瞬间通过线圈的磁通量发生变化从而在次级线圈两端产生高电压,所以不需要将汽车蓄电池产生的直流电转化为交流电,C错误;由题意可知初级线圈通、断电的瞬间,点火线圈能产生20000V的高压,则由变压器的变压规律可知此时初级线圈两端的电压约为100V,D正确.11.[黑光灯的应用]黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备,它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯,然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”.如图所示是高压电网的工作电路,高压电网是利用变压器将有效值为220V的交流电压变成高压,高压电网相邻两极间距离为0.5cm,已知空气在常温常压下的击穿场强为6220V/cm,为防止空气被击穿而造成短路,变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少?答案10∶1解析电网两极间的电场可看作匀强电场且U m=E m d,由题意知空气被击穿时E m=6 220 V/cm,已知理想变压器电压关系为U1mU m =n1n2,峰值与有效值关系为U1m=√2U1,由以上各式得n1n2=110,所以变压器次、初级线圈匝数比不得超过10∶1.。
2023届高考物理一轮复习课件:第2讲+电场能的性质
D.带电质点通过P点时的加速度比Q点小
目录
AB的中点C的电势均满足φC=(φA+φB)/2
推论2:匀强电场中平行且相等的线段电势差相等。
AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD(或φA-φB=φC-φD)
虚线:等势线
E
研透命题要点
创新设计
U
3.E= d 在非匀强电场中的两点妙用
(1)判断电场强度的大小:等差等势面越密,电场强度越大。
(2)判断电势差的大小:距离相等的两点间的电势差,E越大,U越大;E越小,
能分别为Epa和Epb,电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb,则(D
)
A.Epa>Epb,Fa>Fb
B.Epa>Epb,Fa<Fb
C.Epa<Epb,Fa>Fb
D.Epa<Epb,Fa<Fb
目录
静电感应:
当把一个不带电的金属导体放在电场中时,导体的两端分别感应出等量的正、
负电荷,“近端”出现与场源电荷异种的感应电荷,“远端”出现与场源电
荷同种的感应电荷。这种现象叫静电感应。
+
+
+ C
+
+
+
+
A
+
B +
+
夯实必备知识
创新设计
2.静电平衡
(1)定义:导体放入电场中时,附加电场与原电场的场强在导体内部大小相等
定向移动
且方向相反,使得叠加场强为零时,自由电荷不再发生__________,导体处
于静电平衡状态。
(2)处于静电平衡状态的导体的特点
强度大小为Ea,方向与ab连线成30°角;b点的电场强度大小为Eb,方向与ab
2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题13牛顿运动定律的运用(解析版)
2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练第三章牛顿运动定律专题13 牛顿第二定律的应用第一部分知识点精讲1. 瞬时加速度问题(1)两类模型(2). 在求解瞬时加速度时应注意的问题(i)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。
(ii)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个积累的过程,不会发生突变。
(3)求解瞬时加速度的步骤2.动力学的两类基本问题第一类:已知受力情况求物体的运动情况。
第二类:已知运动情况求物体的受力情况。
不管是哪一类动力学问题,受力分析和运动状态分析都是关键环节。
(1)解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图:作为“桥梁”的加速度,既可能需要根据已知受力求解,也可能需要根据已知运动求解。
(2)动力学两类基本问题的解题步骤(3)掌握动力学两类基本问题的“两个分析”“一个桥梁”,以及在多个运动过程之间建立“联系”。
(i )把握“两个分析”“一个桥梁”(ii)找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂,可画位置示意图确定位移之间的联系。
3.物体在五类光滑斜面上运动时间的比较第一类:等高斜面(如图1所示)由L =12 at 2,a =g sin θ,L =h sin θ可得t =1sin θ 2h g, 可知倾角越小,时间越长,图1中t 1>t 2>t 3。
第二类:同底斜面(如图2所示)由L =12 at 2,a =g sin θ,L =d cos θ可得t = 4d g sin 2θ, 可见θ=45°时时间最短,图2中t 1=t 3>t 2。
第三类:圆周内同顶端的斜面(如图3所示)在竖直面内的同一个圆周上,各斜面的顶端都在竖直圆周的最高点,底端都落在该圆周上。
由2R ·sin θ=12·g sin θ·t 2,可推得t 1=t 2=t 3。
高考物理一轮复习讲义第十三章第讲原子结构氢原子光谱含答案
第1讲原子结构氢原子光谱板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】氢原子光谱Ⅰ1.原子的核式结构(1)电子的发现:英国物理学家J.J.汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验:1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞”了回来。
(3)原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2.光谱(1)光谱用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。
(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线,这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带,这样的光谱叫做连续谱。
(3)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式1λ=R⎝⎛⎭⎫122-1n2,(n=3,4,5,…),R是里德伯常量,R=1.10×107 m-1,n为量子数。
【知识点2】氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ1.玻尔理论(1)定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。
(2)跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=E m-E n。
(h是普朗克常量,h=6.63×10-34 J·s) (3)轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的。
2.基态和激发态原子能量最低的状态叫基态,其他能量较高的状态叫激发态。
3.氢原子的能级图板块二考点细研·悟法培优考点1 氢原子能级图及原子跃迁[深化理解]1.能级图中相关量意义的说明氢原子的能级图如图所示。
高考物理一轮复习讲义 第2讲 圆周运动的基本规律及应用
高考物理一轮复习讲义 第2讲 圆周运动的基本规律及应用一、描述圆周运动的物理量物理量 物理意义定义、公式、单位线速度描述物体沿切向运动的快慢程度①物体沿圆周通过的弧长与时间的比值②v =Δl Δt③单位:m/s④方向:沿圆弧切线方向角速度描述物体绕圆心转动的快慢①连接运动质点和圆心的半径扫过的角度与时间的比值②ω=ΔθΔt③单位:rad/s周期和转速描述匀速圆周运动的快慢程度①周期T :物体沿圆周运动一周所用的时间,公式T =2πrv,单位:s②转速n :物体单位时间内所转过的圈数,单位:r/s 、r/min向心加速度描述速度方向变化快慢的物理量①大小:a n =v 2r=ω2·r②方向:总是沿半径指向圆心,方向时刻变化③单位:m/s 2v 、ω、T 、n 、a 的相互关系v =ωr =2πrTa =v 2r =ω2r =ω·v =⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2·r 二、向心力1.定义:做圆周运动的物体受到的指向圆心方向的合外力,只改变线速度方向,不会改变线速度的大小.2.大小:F 向=ma 向=m v 2R=mRω2=mR ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2=mR (2πf )2.3.方向:总指向圆心,时刻变化,是变力.4.向心力的向心力是按效果来命名的,对各种情况下向心力的来源要明确. 三、匀速圆周运动和非匀速圆周运动 1.匀速圆周运动(1)运动特点:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都恒定不变的圆周运动.(2)受力特点:合外力完全用来充当向心力.向心力(向心加速度)大小不变、方向时刻指向圆心(始终与速度方向垂直),是变力.(3)运动性质:变加速曲线运动(加速度大小不变、方向时刻变化). 2.变速圆周运动(非匀速圆周运动)(1)运动特点:线速度大小、方向时刻在改变的圆周运动.(2)受力特点:变速圆周运动的合外力不指向圆心,合外力产生两个效果(如图所示).①沿半径方向的分力F n :此分力即向心力,产生向心加速度而改变速度方向. ②沿切线方向的分力F τ:产生切线方向加速度而改变速度大小. (3)运动性质:变加速曲线运动(加速度大小、方向都时刻变化). 四、离心运动1.定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动.2.本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向. 3.受力特点:(1)当F =m rω2时,物体做匀速圆周运动; (2)当F =0时,物体沿切线方向飞出;(3)当F <m rω3时,物体逐渐远离圆心,F 为实际提供的向心力,如图所示.1.关于运动和力的关系,下列说法正确的是( ) A .物体在恒力作用下不可能做直线运动 B .物体在恒力作用下不可能做曲线运动 C .物体在恒力作用下不可能做圆周运动 D .物体在恒力作用下不可能做平抛运动解析:物体在恒力作用下不可能做圆周运动,选项C 正确. 答案: C2.关于向心力,下列说法中正确的是( ) A .向心力不改变做圆周运动物体速度的大小 B .做匀速圆周运动的物体,其向心力是不变的 C .做圆周运动的物体,所受合力一定等于向心力D .做匀速圆周运动的物体,一定是所受的合外力充当向心力解析:向心力始终指向圆心,所以方向是时刻变化的;做匀速圆周运动的物体,所受合力才等于向心力.答案:AD 3.汽车在公路上行驶一般不打滑,轮子转一周,汽车向前行驶的距离等于车轮的周长.某国产轿车的车轮半径约为30 cm ,当该型号的轿车在高速公路上行驶时,驾驶员面前速率计的指针指在“120 km/h”上,可估算出该车轮的转速约为( )A .1000 r/sB .1 000 r/minC .1 000 r/hD .2 000 r/s解析: 由公式ω=2πn ,v =ωr =2πrn ,其中r =30 cm =0.3 m ,v =120 km/h =1003m/s ,代入公式得n =1 00018πr /s ,约为1 000 r/min.答案: B4.(2013·山西高三月考)荡秋千是儿童喜爱的运动,当秋千荡到最高点时小孩的加速度方向可能是( )A .1方向B .2方向C .3方向D .4方向解析:小孩在最高点时速度为零,由a =v 2R可知,此时的向心加速度为零,小球只沿切线方向加速,切向加速度不为零,所以在最高点时小孩的加速度方向为2方向,B 选项正确.答案: B5.一种新型高速列车转弯时,车厢会自动倾斜,提供转弯需要的向心力;假设这种新型列车以360 km/h 的速度在水平面内转弯,弯道半径为1.5 km ,则质量为75 kg 的乘客在列车转弯过程中所受到的合力为( )A .500 NB .1 000 NC .500 2 ND .0 答案: A圆周运动的运动学问题对公式v =rω和a n =v 2r=rω2的理解(1)由v =rω知,r 一定时,v 与ω成正比;ω一定时,v 与r 成正比;v 一定时,ω与r 成反比.(2)由a n =v 2r=rω2知,在v 一定时,an 与r 成反比;在ω一定时,a n 与r 成正比.如图所示是一个玩具陀螺.A 、B 和C 是陀螺上的三个点.当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是( )A .A 、B 和C 三点的线速度大小相等 B .A 、B 和C 三点的角速度相等 C .A 、B 的角速度比C 的大D .C 的线速度比A 、B 的大解析:A 、B 和C 均是同一陀螺上的点,它们做圆周运动的角速度都为陀螺旋转的角速度ω,B 对、C 错.三点的运动半径关系r A =r B >r C ,据v =ωr 可知,三点的线速度关系v A =v B >v C ,A 、D 错.答案:B在传动装置中各物理量之间的关系传动类型图示结论共轴传动各点角速度ω相同,而线速度v =ωr 与半径r 成正比,向心加速度大小a =rω2与半径r 成正比.皮带(链条)传动当皮带不打滑时,用皮带连接的两轮边沿上的各点线速度大小相等,由ω=v r 可知,ω与r 成反比,由a =v 2r可知,a 与r 成反比.1-1:如图所示为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r 1,从动轮的半径为r 2.已知主动轮做顺时针转动,转速为n ,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是( )A .从动轮做顺时针转动B .从动轮做逆时针转动C .从动轮的转速为r 1r 2nD .从动轮的转速为r 2r 1n解析:因为主动轮顺时针转动,从动轮通过皮带的摩擦力带动转动,所以从动轮逆时针转动,A 错误、B 正确;由于通过皮带传动,皮带与轮边缘接触处的速度相等,所以由2πnr 1=2πn 2r 2,得从动轮的转速为n 2=nr 1r 2,C 正确、D 错误. 答案:BC匀速圆周运动的实例分析1.汽车转弯类问题汽车(或自行车)在水平路面上转弯如图所示.路面对汽车(或自行车)的静摩擦力提供向心力.若动摩擦因数为μ,则由μmg =m v 2R得汽车(或自行车)安全转弯的最大速度为v =μgR .2.火车拐弯问题 设火车车轨间距为L ,两轨高度差为h ,火车转弯半径为R ,火车质量为M ,如图所示.因为θ角很小,所以sin θ≈tan θ,故h L=F n Mg,所以向心力Fn =h LMg .又因为Fn =Mv 2/R ,所以车速v =ghR L.3.汽车过桥问题 项目 凸形桥 凹形桥受力 分析图以a 方向为正方向,根据牛顿第二定律列方程mg -F N 1=m v 2r F N 1=mg -m v 2rF N 2-mg =m v 2r F N 2=mg +m v 2r讨论v 增大,小车对桥的压力F′N 1减小;当v增大到rg 时,F′N 1=0 v 增大,小车对桥的压力F′N 2增大;只要v ≠0,F′N 1<F′N 2由列表比较可知,汽车在凹形桥上行驶对桥面及轮胎损害大,但在凸形桥上,最高点速率不能超过gr .在半径为r 的半圆柱面最高点,汽车以v =gr 的速率行驶将脱离桥面. 在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低.如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看做是做半径为R 的圆周运动.设内外路面高度差为h ,路基的水平宽度为d ,路面的宽度为L .已知重力加速度为g .要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于( )A. gRhL B. gRh d C.gRLh D. gRd h解析:汽车做匀速圆周运动,向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供,且向心力的方向水平,向心力大小F 向=mg tan θ.根据牛顿第二定律:F 向=m v 2R,tan θ=h d ,解得汽车转弯时的车速v =gRhd,B 对. 答案:B解决圆周运动问题的主要步骤2-1:“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术,演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来.如图所示,已知桶壁的倾角为θ,车和人的总质量为m ,做圆周运动的半径为r .若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力,下列说法正确的是( )A .人和车的速度为gr tan θB .人和车的速度为gr sin θC .桶面对车的弹力为mg cos θD .桶面对车的弹力为mgsin θ解析:对人和车进行受力分析如图所示.根据直角三角形的边角关系和向心力公式可列方程:F N cos θ=mg ,mg tan θ=m v 2r.解得v =gr tan θ,F N =mgcos θ. 答案:AC竖直面内圆周运动中的临界问题有关临界问题出现在变速圆周运动中,竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动,一般情况下,只讨论最高点和最低点的情况.(2012·济南模拟)如图所示,小球紧贴在竖直放置的光滑圆形管道内壁做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是( ) A.小球通过最高点时的最小速度v min=g R+rB.小球通过最高点时的最小速度v min=0C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力解析:小球沿管上升到最高点的速度可以为零,故A错误,B正确;小球在水平线ab以下的管道中运动时,由外侧管壁对小球的作用力F N与球重力在背离圆心方向的分力F mg的合力提供向心力,即:F N-F mg=ma,因此,外侧管壁一定对球有作用力,而内侧壁无作用力,C正确;小球在水平线ab以上的管道中运动时,小球受管壁的作用力情况与小球速度大小有关,D错误.答案:BC(2012·江西南昌模拟)如图所示,两段长均为L 的轻质线共同系住一个质量为m 的小球,另一端分别固定在等高的A 、B 两点,A 、B 两点间距也为L .现使小球在竖直平面内做圆周运动,当小球到达最高点的速率为v 时,两段线中张力恰好均为零,若小球到达最高点速率为2v ,则此时每段线中张力为多大?(重力加速度为g )解析:本题属于最高点无支持物的情况.当速率为v 时,mg =mv 2R当速率为2v 时,满足mg +F =m 2v 2R得F =3mg则设每根线上的张力为F T ,满足:2F T cos 60°2=3mg即F T =3mg . 答案: 3mg1.如图是摩托车比赛转弯时的情形.转弯处路面常是外高内低,摩托车转弯有一个最大安全速度,若超过此速度,摩托车将发生滑动.对于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是( )A .摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B .摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C .摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D .摩托车将沿其半径方向沿直线滑去解析:本题考查圆周运动的规律和离心现象.摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用,没有离心力,A 项错误;摩托车正确转弯时可看做是做匀速圆周运动,所受的合力等于向心力,如果向外滑动,说明提供的向心力即合力小于需要的向心力,B 项正确;摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动,C 、D 项错误.答案:B2.如图所示,用细线拴着一个小球,在光滑水平面上做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是( )A .小球线速度大小一定时,线越长越容易断B .小球线速度大小一定时,线越短越容易断C .小球角速度一定时,线越长越容易断D .小球角速度一定时,线越短一定越容易断 解析:小球线速度大小一定时,线的拉力大小与线的长度L 的关系可用F =m v 2L来判断;小球角速度一定时,线的拉力大小与线的长度L的关系可用F =mω2L 来判断.答案:BC3.如图所示的齿轮传动装置中,主动轮的齿数z 1=24,从动轮的齿数z 2=8,当主动轮以角速度ω顺时针转动时,从动轮的运动情况是( )A .顺时针转动,周期为2π/3ωB .逆时针转动,周期为2π/3ωC .顺时针转动,周期为6π/ωD .逆时针转动,周期为6π/ω解析:主动轮顺时针转动,从动轮逆时针转动,两轮边缘的线速度相等,由齿数关系知主动轮转一周时,从动轮转三周,故T 从=2π3ω,B 正确.答案:B4.如图所示,长为L 的轻杆一端固定一质量为m 的小球,另一端可绕固定光滑水平转轴O 转动,现使小球在竖直平面内做圆周运动,C 为圆周的最高点,若小球通过圆周最低点D 的速度大小为6gL ,则小球在C 点( )A .速度等于gLB .速度大于gLC .受到轻杆向上的弹力D .受到轻杆向下的拉力解析:小球从最低点转到最高点,由2mgL =12mv 2D -12mv 2C ,解得v C =2gL ,则小球在C 点的速度大于gL ,B 项对.在C 点,由牛顿第二定律得F +mg =m v 2CL,得F =mg ,F 方向向下,故D 项正确.答案:BD5.“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱,这项运动由杂技演员驾驶摩托车,简化后的模型如图所示.表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动.若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变.摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零,轨道平面离地面的高度为H 、侧壁倾斜角度α不变,则下列说法中正确的是( )A .摩托车做圆周运动的H 越高,向心力越大B .摩托车做圆周运动的H 越高,线速度越大C .摩托车做圆周运动的H 越高,向心力做功越多D .摩托车对侧壁的压力随高度H 变大而减小 解析:考查圆周运动向心力相关知识,学生的分析能力、建模能力.经分析可知向心力由重力及侧壁对摩托车弹力的合力提供,因摩托车和演员整体做匀速圆周运动,所受合外力等于向心力,因而B 正确.答案:B。
高考物理总复习第十三章 第2讲 光的干涉、衍射和偏振现象
图13-2-4 A.光是电磁波 C.光是一种纵波 B.光是一种横波 D.光是概率波
2013-11-27
有志者事竟成
19
高考复习· 物理
解析
此题考查证明光的特性——偏振的重要实验,太
阳光或白炽灯发出的光是自然光,当通过偏振片P后变为偏 振光,旋转P或Q时,通过P的偏振光的振动方向和通过Q的 偏振方向不平行时,光屏上透射光的强度就会发生变化,该 实验说明光是一种横波.
2013-11-27
有志者事竟成
10
高考复习· 物理
解析
本题考查双缝干涉的特点,考查学生对双缝干涉
L 规律的认识.由双缝干涉条纹间距公式Δx= d λ可知,要增大 条纹间距,可以增大双缝到屏的距离,减小双缝间距,选用 波长更长的单色光.因此C项正确.
答案 C
2013-11-27
有志者事竟成
11
高考复习· 物理
2013-11-27
有志者事竟成
5
高考复习· 物理
二、光的衍射 1.光的衍射:光绕过障碍物偏离直线传播的路径而进 入障碍物的几何阴影中的现象叫光的衍射. 2.光的明显衍射的发生条件:只有当障碍物的尺寸跟 光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象 才会明显.
2013-11-27
有志者事竟成
干涉与衍射的比较. 干涉 衍射 光绕过障碍物偏离 直线传播的现象 障碍物或孔的尺寸 与波长差不多(或比 波长小)(明显衍射的 条件)
在光重叠区域出现光加 强或减弱的现象 两束光频率相同、相位 差恒定,即必须是相干 光源(稳定干涉的条件)
产生 条件
2013-11-27
有志者事竟成
23
高考复习· 物理
2013-11-27
2014届高考江苏专用(理)一轮复习第十三章第2讲古典概型
=2x,包含的事件有以下三种:(1,2),(2,4),(3,6),所求概 3 1 率大小为 P= = . 36 12
1 答案 12
5.盒中装有形状、大小完全相同的5个球,其中红色球3 个,黄色球2个,若从中随机取出2个球,则所取出的2 个球颜色不同的概率等于________.
考向二
古典概型的概率问题
【例2】 现有甲、乙两只盒子,甲盒装有2个黑球、4个红球, 乙盒装有4个黑球、3个红球,若从甲、乙两盒中任意取两 球交换后,计算甲盒内恰有4个红球的概率. 解 记事件Ai:恰从甲盒中取出i个红球;事件Bi:恰从乙
盒中取出i个红球,i=0,1,2, C2 C1· 1 C4 C2 C2 ∴P(A0)= 2,P(A1)= 2 2 ,P(A2)= 4,P(B0)= 4,P(B1) C2 C6 C2 C2 6 6 7
其中有A类轿车10辆. 轿车A
舒适型 100
轿车B
150
轿车C
z
标准型 (1)求z的值;
300
450
600
(2)用分层抽样的方法在C类轿车中抽取一个容量为5的样 本.将该样本看成一个总体,从中任取2辆,求至少有1辆 舒适型轿车的概率;
(3)用随机抽样的方法从B类舒适型轿车中抽取8辆,经检测
它们的得分如下:
第2讲 古典概型
考点梳理
1.古典概型 (1)我们把具有:①试验中所有可能出现的基本事件只有 有限 相等 _____个;②每个基本事件出现的可能性_____,以上两个 特点的概率模型称为古典概率模型,简称古典模型.
(2)古典概率模型的概率求法 如果一次试验中基本事件共有 n 个, 那么每一个基本事件 1 n 发生的概率都是___,如果某个事件 A 包含了其中的 m 个 m n 基本事件,那么事件 A 发生的概率为 P(A)=___. 2.古典概型的概率公式
2025届高考物理一轮复习课件:第2讲 摩擦力
B.女演员对男演员的作用力的方向竖直向下
C.男演员受到地面对他向右的摩擦力作用
D.地面对男演员的支持力与演员对地面的压力是一对平衡力
图1
跟踪训练
1.(多选)(2023·广东广州模拟)图2甲为小张站在阶梯电梯上随电梯匀速上行,图
乙为小李站在斜面电梯上随电梯匀速下行,下列说法正确的是( ACD )
动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,
杆中点,则每根斜杆受到地面的( B )
3
A.作用力为 G
3
3
B.作用力为 G
6
3
C.摩擦力为 G
4
3
D.摩擦力为 G
8
例3 (2023·福建三明质检)如图6所示,质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸
的弹簧一端,弹簧的拉力为5 N时,物体A与小车均处于静止状态。若小车以
1 m/s2的加速度向右运动,则(g=10 m/s2)( C )
第三章
相互作用——力
一、摩擦力
▲定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的
趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种
力就叫做摩擦力
▲(1)摩擦力产生条件:
①两物体相互接触
②两物体间有相对运动或相对运动趋势
③两物体的接触面粗糙
④两物体相互挤压(有摩擦力必有弹力,有弹力不一定有摩擦力)
丙
与压力成正比
与接触面的材料有关
乙
甲
与接触面的粗糙程度有关
即:Ff=ųF压
ų:动摩擦因数,它的数值跟两个物体的材料和表面粗糙程度有关,它
没有单位。
天津2021届高考物理一轮章节复习精讲精练之光电效应 氢原子光谱Word版含答案
第十三章第2讲光电效应氢原子光谱一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分.)1.(2011·天津高考)下列能揭示原子具有核式结构的试验是()A.光电效应试验B.伦琴射线的发觉C.α粒子散射试验D.氢原子光谱的发觉【解析】光电效应试验说明光具有粒子性,故A错误.伦琴射线为电磁波,故B错误.卢瑟福由α粒子散射试验建立了原子的核式结构模型,故C正确.氢原子光谱的发觉说明原子光谱是不连续的,故D错误.【答案】 C2.(多选)(2021·广东省十校联考)图13-2-12是某金属在光的照射下,光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象,由图象可知:图13-2-12A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于hν0C.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为2ED.入射光的频率为ν0/2时,产生的光电子的最大初动能为E/2【解析】依据爱因斯坦光电效应方程,结合题给光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象知,该金属的逸出功等于E,等于hν0,选项A、B正确.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为E,入射光的频率为ν0/2时,不能产生光电效应,选项C、D错误.【答案】AB3.(2022·甘肃省兰州市诊断考试)在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n =2能级发出的谱线属于巴尔末系.若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系,则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线()A.2B.5 C.4D.6【解析】自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系,可得是n=4能级发出的,由n(n-1)2知有6条谱线.【答案】 D4.(2022·北京高考)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子() A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量削减C.吸取光子,能量增加D.吸取光子,能量削减【解析】氢原子从高能级向低能级跃迁时,放出光子,能量削减,故选项B 正确,选项A、C、D错误.【答案】 B5.(2022·江苏高考)如图13-2-12所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是()图13-2-13【解析】由能级图及E n-E m=hν知,E3-E1>E2-E1>E3-E2即νa>νc>νb,又λ=cν,知λa<λc<λb,所以图C正确.【答案】 C6.(2022·陕西西安八校联考)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子,已知基态的氦离子能量为E1=-54.4 eV,氦离子的能级示意图如图13-2-14所示,在具有下列能量的光子或者电子中,不能被基态氦离子吸取而发生跃迁的是()图13-2-14A.42.8 eV(光子)B.43.2 eV(电子)C.41.0 eV(电子) D.54.4 eV(光子)【解析】由于光子能量不行分,因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸取,故A项中光子不能被吸取,D项中光子能被吸取;而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差,均可能被氦离子吸取而发生跃迁,故B、C两项中电子均能被吸取.【答案】 A7.(2011·四川高考)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1,从能级n跃迁到能级k时吸取紫光的频率为ν2,已知普朗克常量为h,若氢原子从能级k跃迁到能级m,则()A.吸取光子的能量为hν1+hν2B.辐射光子的能量为hν1+hν2C.吸取光子的能量为hν2-hν1D.辐射光子的能量为hν2-hν1【解析】由题意可知:E m-E n=hν1,E k-E n=hν2.由于紫光的频率大于红光的频率,所以ν2>ν1,即k能级的能量大于m能级的能量,氢原子从能级k跃迁到能级m时向外辐射能量,其值为E k-E m=hν2-hν1,故只有D项正确.【答案】 D8.(2010·重庆高考)氢原子部分能级的示意图如图13-2-15所示.不同色光的光子能量如下表所示.色光红橙黄绿蓝-靛紫光子能量范围(eV)1.61~2.002.00~2.072.07~2.142.14~2.532.53~2.762.76~3.10图13-2-15处于某激发态的氢原子,放射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为( )A .红、蓝-靛B .黄、绿C .红、紫D .蓝-靛、紫【解析】 原子发光时间子的能量等于原子能级差,先分别计算不同能级的能级差,再由小到大排序.结合可见光的光子能量表可知,有两个能量分别为1.89 eV 和2.55 eV 的光子属于可见光.并且属于红光和蓝-靛的范围,故答案为A.【答案】 A9.(2011·新课标全国高考)已知氢原子的基态能量为E 1,激发态能量E n =E 1/n 2,其中n =2,3…用h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速.能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A .-4hc3E 1B .-2hc E 1C .-4hc E 1D .-9hcE 1【解析】 处于第一激发态时n =2,故其能量E 2=E 14,电离时吸取的能量ΔE =0-E 2=-E 14,而光子能量ΔE =hc λ,则解得λ=-4hcE 1,故C 正确,A 、B 、D 均错.【答案】 C10.(多选)(2021·贵州六校联考)如图13-2-16甲是氢原子的能级图,对于一群处于n =4的氢原子,下列说法中正确的是( )图13-2-16A .这群氢原子能够吸取任意能量的光子后向更高能级跃迁B .这群氢原子能够发出6种不同频率的光C .这群氢原子发出的光子中,能量最大的为10.2 eVD .假如发出的光中只有两种能使某金属产生光电效应,其中一种肯定是由n =3能级跃迁到n =1能级发出的E .从n =4能级跃迁到n =3能级发出的光的波长最长【解析】 解决本题的关键是把握发生光电效应的条件,以及知道能级间跃迁时,哪个能级间跃迁发出的光子能量最大,哪个能级间跃迁发出的光子能量最小.处于n =4激发态的大量氢原子跃迁时,最多发出的光子种数为C 24=6,发出光的能量越小,频率越低,波长越长.【答案】 BDE二、非选择题(本大题共2小题,共30分.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位.)11.(14分)(2021·山东省淄博市试验中学期末)氢原子基态能量E 1=-13.6 eV ,电子绕核做圆周运动的半径r 1=0.53×10-10 m .求氢原子处于n =4的激发态时:(1)原子系统具有的能量?(2)电子在n =4轨道上运动的动能?(已知能量关系E n =1n 2E 1,半径关系r n =n 2r 1,k =9.0×109 N·m 2/C 2)【解析】 (1)E 4=E 142=-0.85 eV . (2)由于r 4=42r 1 k e 2r 24=m v 2r 4所以,E k4=12m v 2=ke 232r 1=9×109×(1.6×10-19)232×0.53×10-10 J =0.85 eV . 【答案】 (1)-0.85 eV (2)0.85 eV12.(16分)如图13-2-17所示是做光电效应试验的装置简图.在抽成真空的玻璃管内,K 为阴极(用金属铯制成,发生光电效应的逸出功为1.9 eV),A 为阳极.在a 、b 间不接任何电.用频率为ν(高于铯的极限频率)的单色光照射阴极K ,会发现电流表指针有偏转.这时,若在a 、b 间接入直流电,a 接正极,b 接负极,并使a 、b 间电压从零开头渐渐增大,发觉当电压表的示数增大到2.1 V 时,电流表的示数刚好减小到零.求:图13-2-17(1)a 、b 间未接直流电时,通过电流表的电流方向. (2)从阴极K 发出的光电子的最大初动能E k 是多少? (3)入射的单色光的频率是多少?【解析】 (1)光电子由K 向A 定向移动,电流方向与电子定向移动方向相反,故光电流由A 流向K ,因此通过电流表的电流方向从下向上.(2)由题意当电压表的示数增大到2.1 V 时,电流表的示数刚好减小到零.即当电压为2.1 V 时,具有最大初动能的电子刚好不能到达A 板.据此对该电子应用动能定理有:E k =Ue 得最大初动能为E k =2.1 eV =3.36×10-19 J (3)由光电效应方程:E k =hν-W 得v =9.66×1014 Hz【答案】 (1)从下向上 (2)3.36×10-19 J (3)9.66×1014 Hz。
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处于平衡状态,所以pS+mg=p0S.
则气体压强为 p=p0-mSg=p0-ρ 液 gh.
图2
2.连通器模型
如图3所示,U形管竖直放置.同一液体中的相同高度
处压强一定相等,所以气体B和A的压强关系可由图中
虚线联系起来.则有pB+ρgh2=pA.
而pA=p0+ρgh1,
所以气体B的压强为pB=p0+ρg(h1-h2).
变式3 如图5中两个汽缸质量均为M,内部横截面积均为S,两个活塞的质量 均为m,左边的汽缸静止在水平面上,右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下. 两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B,大气压强为p0,重力加速度为g, 求封闭气体A、B的压强各多大? 答案 p0+mSg p0-MSg
图5
解析 题图甲中选活塞为研究对象,受力分析如图(a)所示, 由平衡条件知pAS=p0S+mg, 得 pA=p0+mSg; 题图乙中选汽缸为研究对象,受力分析如图(b)所示, 由平衡条件知p0S=pBS+Mg, 得 pB=p0-MSg.
由平衡条件知pAS+ρghS=p0S 则p乙=pA=p0-ρgh 题图丙中,以B液面为研究对象,由平衡条件有pA′S+ρghsin 60°·S=p0S
则
p
丙=pA′=p0-
3 2 ρgh
题图丁中,以A液面为研究对象,由平衡条件得p丁S=p0S+ρgh1S 所以p丁=p0+ρgh1.
变式4 竖直平面内有如图7所示的均匀玻璃管,内
例3 若已知大气压强为p0,图6中各装置均处于静止状态,液体密度均为ρ, 重力加速度为g,求各被封闭气体的压强.
图6
答案
甲:p0-ρgh
乙:p0-ρgh
丙:p0-
3 2 ρgh
丁:p0+ρgh1
解析 题图甲中,以高为h的液柱为研究对象,由平衡条件知p甲S+ρghS=p0S 则p甲=p0-ρgh 题图乙中,以B液面为研究对象,
变式2 (多选)(2019·安徽淮南市第二次模拟)下列说法中正确的是
√A.水与酒精混合后的总体积小于混合前两者体积之和,说明水与酒精分子间均
存在间隙 B.在一锅水中撒一些胡椒粉,加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚,
说明温度越高,布朗运动越剧烈
√C.某些细小的昆虫能够在水面上自由运动而不下沉,说明水的表面具有张力作用
2.液体表面张力 (1)形成原因:表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大,分子间作用力 表现为引力; (2)表面特征:表面层中分子间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好 像一层张紧的弹性薄膜; (3)表面张力的方向:和液面相切,垂直于液面上的各条分界线; (4)表面张力的效果:使液体表面具有收缩的趋势,使液体表面积趋于最小, 而在体积相同的条件下,球形表面积最小.
例1 (多选)(2019·山东潍坊市二模)下列说法正确的是 A.非晶体不可能转化为晶体 B.单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点
√C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点 √D.玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是由于表面张力的作用
解析 有的非晶体在一定条件下可以转化为晶体,选项A错误; 单晶体和多晶体都有确定的熔点,选项B错误.
二 气体
1.气体压强 (1)产生的原因 由于大量分子无规则运动而碰撞器壁,形成对器壁各处均匀、持续的压力,作 用在器壁 单位面积上 的压力叫做气体的压强. (2)决定因素 ①宏观上:决定于气体的温度和 体积 . ②微观上:决定于分子的平均动能和分子的 密集程度 .
2.理想气体 (1)宏观上讲,理想气体是指在任何条件下始终遵守 气体实验定律 的气体,实 际气体在压强不太大、温度不太低的条件下,可视为理想气体. (2)微观上讲,理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,即分子间无_分__子___种方式.
对“活塞模型”类求压强的问题,其基本的方法就是先对活塞进行受力分析,
然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.图甲中活塞的质量为m,活塞横截面
积为S,外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态,所以p0S+mg=pS. 则气体的压强为 p=p0+mSg. 图乙中的液柱也可以看成“活塞”,由于液柱
3.气体实验定律
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
内容
一定质量的某种气 一定质量的某种气体,
体,在体积不变的 在温度不变的情况下,
情况下,压强与热 压强与体积成反比
力学温度成正比
一定质量的某种气体, 在压强不变的情况下, 其体积与热力学温度 成正比
表达式
p1V1=p2V2
Tp11=Tp22或 _pp_21_=__TT_12_
积S的乘积就是它的体积V.
用手把柱塞向下压或向上拉,读出体积与压强的几组数据.
图8
4.实验数据的处理 在等温过程中,气体的压强和体积的关系在p-V图象中呈现为双曲线的一支, 如图9甲所示.处理实验数据时,要通过变换,即画p-1 图象,把双曲线变为直
V 线,说明p和V成反比,如图乙所示.这是科学研究中常用的数据处理的方法,因 为一次函数反映的物理规律比较直接,容易得出相关的对实验研究有用的参数.
D.冰块打碎后具有各种不同的形状,说明冰不是晶体
解析 一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在不停翻滚是水的对 流引起的,不是布朗运动,选项B错误; 区分晶体与非晶体要看是否具有确定的熔点,冰具有确定的熔点,是晶体,选 项D错误.
命题点二 气体压强求解的“两类模型”
能力考点 师生共研
1.活塞模型
大一轮复习讲义
内容索引
NEIRONGSUOYIN
过好双基关 研透命题点 课时精练
过好双基关
01
一 固体和液体
1.固体 (1)固体分为 晶体 和 非晶体 两类.石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是 _晶__体__.玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是 非晶体 . (2)单晶体具有规则的几何形状,多晶体和非晶体没有规则的几何形状;晶体 有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点. (3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同,有些晶体沿不同方向的光学 性质不同,这类现象称为 各向异性 .非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都 是一样的,这叫做 各向同性 .
2.液体 (1)液体的表面张力 ①作用:液体的表面张力使液面具有 收缩 的趋势. ②方向:表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线 垂直 . (2)毛细现象:指浸润液体在细管中 上升 的现象,以及不浸润液体在细管中 _下__降___的现象,毛细管越细,毛细现象越明显. 3.液晶 (1)具有液体的 流动 性. (2)具有晶体的光学各向 异 性. (3)从某个方向看其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是_杂__乱__ 无章 的.
浸润
解析 液晶既具有流动性,又具有光学各向异性,液晶显示器利用液晶的光学 各向异性显示不同颜色,A正确; 气体温度升高,气体热运动变得剧烈,但气体的体积变化未知,所以压强无法 判断,B错误; 萘的熔点为80 ℃,晶体在熔化过程中吸热,但温度不变,故分子平均动能不 变,吸热后内能增大,所以分子势能变大,C正确; 若附着层的液体分子比液体内部的分子分布稀疏,分子间表现为引力,则液体 与固体之间表现为不浸润,D错误.
图9
5.实验结论 一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强p与体积V成反比,所以p-V 图线是双曲线的一支,但不同温度下的图线是不同的.如图10是一定质量的气 体分别在T1、T2温度下等温变化的p-V图线,其中温度较高的是T2.
图10
6.注意事项 (1)本实验应用物理实验中常用的控制变量法,探究在气体质量和温度不变的 情况下(即等温过程),气体的压强和体积的关系. (2)为保持等温变化,实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位.同时,改 变体积过程应缓慢,以免影响密闭气体的温度.为保证气体密闭,应在活塞与 注射器壁间涂上润滑油,注射器内外气体的压强差不宜过大. (3)实验中所用的压力表精度较高,而气体体积是直接在注射器上读出的,其 误差会直接影响实验结果.
图1
解析 对一定质量的理想气体,pTV 为定值,由题中p-V图象可知,2p1·V1= p1·2V1>p1·V1,所以T1=T3>T2.状态1与状态2时气体体积相同,单位体积内分子数 相同,但状态1下的气体分子平均动能更大,在单位时间内撞击器壁单位面积的
平均次数更多,即N1>N2;状态2与状态3时气体压强相同,状态3下的气体分子 平均动能更大,在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少,即N2>N3.
自测1 (多选)(2019·辽宁大连市第二次模拟)下列说法正确的是
√A.液晶显示器利用液晶的光学各向异性显示不同颜色
B.气体温度升高时,气体热运动变得剧烈,气体的压强一定增大
√C.萘的熔点为80 ℃,质量相等的80 ℃的固态萘和80 ℃的液态萘具有不同的分
子势能
D.若附着层的液体分子比液体内部的分子分布稀疏,则液体和固体之间表现为
命题点三 实验:探究气体压强与体积的关系
基础考点 自主悟透
1.实验目的:探究一定质量的气体在温度不变的条件下的压强与体积的关系.
2.实验器材:注射器、橡胶塞、压力表.如图8所示.
3.实验数据的搜集
空气的压强p可以从仪器上方的压力表读出,空气柱的长度l
可以在玻璃管侧的刻度尺上读出,空气柱的长度l与横截面
解析 汽缸处于题图甲所示位置时,汽缸内气体压强 为p1,对于活塞和杆,由力的平衡条件得 p0SA+p1SB=p1SA+p0SB 解得p1=1.0×105 Pa
图4
(2)将汽缸竖直放置,达到平衡,如图乙所示,求气体的压强p2.
答案 1.1×105 Pa 解析 汽缸处于题图乙所示位置时,汽缸内气体压强为p2,对于活塞和杆,由 力的平衡条件得 p0SA+p2SB+(mA+mB)g=p2SA+p0SB 解得p2=1.1×105 Pa.
变式1 (多选)下列说法正确的是