【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 课后知能检测9 教科版必修1
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理13.1光的反射和折射课后知能检测新人教版选修3-4
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 13.1 光的反射和折射课后知能检测 新人教版选修3-41. 关于光的反射与折射，下列说法正确的是( )A ．光发生反射时，光的传播方向不一定改变B ．光发生反射时，光的传播方向可能偏转90°C ．光发生折射时，一定伴随着反射现象D ．光发生反射时，一定伴随着折射现象【解析】 发生反射时，光的传播方向一定发生改变，且可以改变90°，A 错，B 对；发生折射时，一定伴随着反射现象，但有反射现象，不一定有折射现象，C 对，D 错．【答案】 BC2. 在折射现象中，下列说法正确的是( )A ．折射角一定小于入射角B ．折射率跟折射角的正弦值成反比C ．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍D ．折射率大的介质，光在其中传播速度小【解析】 折射角可能小于入射角，也可能大于入射角，例如光从水中射入空气时，折射角就大于入射角，故A 错；某种介质的折射率对特定的光是一定的，不随折射角的正弦值的变化而变化，故B 错；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，而不是入射角与折射角成正比，故C 错；由n ＝c v知，D 正确．【答案】 D图13－1－73 .(2013·杭州二中检测)如图13－1－7所示，光在真空和某介质的界面MN 上发生折射，由图可知( )A ．光是从真空射入介质的B ．介质的折射率为32C ．介质的折射率为 3D ．反射光线与折射光线的夹角为60°【解析】 根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n ＝sin i sin r ＝sin 60°sin 30°＝3，只有C 正确． 【答案】 C图13－1－84. 如图13－1－8所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是( )A ．bO 可能是入射光线B ．aO 可能是入射光线C ．cO 可能是入射光线D ．Ob 可能是反射光线【解析】 由于入射角等于反射角，入射光线、反射光线关于法线对称，所以aO 、Ob 应是入射光线或反射光线，PQ 是法线．又因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧，所以aO 是入射光线，Ob 是反射光线，Oc 是折射光线．【答案】 BD5. 如图13－1－9所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是( )图13－1－9A ．光的反射B ．光的折射C ．光的直线传播D ．小孔成像【解析】 太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，使人感觉太阳的位置比实际位置偏高，故B 正确．【答案】 B6. (2013·黄冈中学检测)如图13－1－10所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰△abc ，其中ac 面是镀银的．现有一光线垂直于ab 面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc 面射出，则( )图13－1－10A．∠a＝30°，∠b＝75°B．∠a＝32°，∠b＝74°C．∠a＝34°，∠b＝73°D．∠a＝36°，∠b＝72°【解析】在光路图中作出法线，由反射定律和三角形几何知识可得出∠b＝2∠a.由三角形内角和等于180°得2∠b＋∠a＝180°.所以∠a＝36°，∠b＝72°.【答案】 D7. 用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa′和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图13－1－11所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将( )图13－1－11A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定【解析】可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同．【答案】 C8. 如图13－1－12，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°.已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为( )图13－1－12A. 2 B．1.5C. 3 D．2【解析】 如图为光线在玻璃球内的光路图．A 、C 为折射点，B 为反射点，作OD 平行于入射光线，故∠AOD ＝∠COD ＝60°，所以∠OAB ＝30°，玻璃的折射率n ＝sin 60°sin 30°＝ 3. 【答案】 C图13－1－139. 如图13－1－13所示，空气中有一块横截面呈扇形的玻璃砖，折射率为 2.现有一细光束垂直射到AO 面上，经玻璃砖反射、折射后，经OB 面平行返回．已知∠AOB ＝135°，扇形的半径为r ，则入射点P 距圆心O 的距离为( )A.14r B.12r C ．r sin 7.5° D ．r sin 15°【解析】 如图所示，过D 点作法线，光线在D 点折射时，由于∠AOB ＝135°，可知折射角为45°，由折射定律得sin 45°sin i＝n ，得i ＝30°.由几何关系知∠PCD ＝15°，连接OC ，由反射定律知∠PCO ＝7.5°，PO ＝r sin 7.5°.选项C 正确．【答案】 C图13－1－1410. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图13－1－14所示．(1)此玻璃的折射率计算式为n ＝________(用图中的θ1、θ2表示)；(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．【解析】 由折射定律得n ＝sin i sin r，入射角i ＝90°－θ1，折射角r ＝90°－θ2，解得n ＝sin （90°－θ1）sin （90°－θ2）＝cos θ1cos θ2； 为了减小测量误差，应选用宽度较大的玻璃砖来测量．【答案】 (1)cos θ1cos θ2或sin （90°－θ1）sin （90°－θ2）(2)大 11. 有一水池实际深度为3 m ，当垂直水面向下看时水的视深为多少？已知水的折射率为4/3.【解析】 设水池的实际深度为H ，水的视深为h ，从正上方沿竖直向下的方向观察池底S 时，由于光的折射现象，其视深位置在S ′处，观察光路如图所示．由几何关系和折射定律可知：sin i ＝n sin γ，O 1O 2＝h tan i ＝H tan γ，考虑到从正上方观察时，角度i 和γ均很小，所以有sin i ≈tan i 、sin γ≈tan γ，因此h ＝H n ＝3×34 m ＝94m ＝2.25 m. 【答案】 2.25 m图13－1－1512. (2013·长沙一中检测)如图13－1－15所示，一束激光从O 点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的A 点射出．已知入射角为i ，A 与O 相距l ，介质的折射率为n ，试求介质的厚度d .【解析】 设折射角为r ，折射定律sin i sin r ＝n ；几何关系l ＝2d tan r 解得d ＝n 2－sin 2i 2sin i l .【答案】 n 2－sin 2i2sin i l。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 4.1 原子核结构探秘课后知能检测 沪科版选修3-5
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 4.1 原子核结构探秘课后知能检测沪科版选修3-51．α粒子轰击硼10后，生成氮13，放出X粒子，而氮13是不稳定的，它放出Y粒子后变成碳13，那么X粒子和Y粒子分别是( )A．质子和中子B．质子和正电子C．中子和负电子D．中子和正电子【解析】根据题意可以写出核反应方程为10 5B＋42He―→13 7N＋10n，13 7N→13 6 C＋01e，所以选项D正确．【答案】 D2．下列各核反应式中的X代表中子的是( )A.147N＋42He―→178O＋XB.3015P―→3014Si＋XC.238 92 U―→234 90 Th＋XD.2713Al＋42He―→3015P＋X【解析】由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得．A中X为11H，B中01e，C中为42He，D中为10n，故D正确．【答案】 D3．最近国外科技杂志报道，将6228Ni和208 82Pb经核聚变并释放出一个中子后，生成第110号元素的一种同位素，该同位素的中子数是( )A．157 B．159C．161 D．163【解析】根据质量数与电荷数守恒，写出核反应方程：6228Ni＋20882Pb―→269110Y＋10n，则Y 的中子数为269－110＝159.【答案】 B4．原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知( )A．A＝2，Z＝1 B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2【解析】A Z X＋21H→42He＋11H，应用质量数与电荷数的守恒A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得A＝3，Z＝2，选项D正确．【答案】 D5．写出下列核反应方程．(1)2311Na(钠核)俘获1个α粒子后放出1个质子；(2)2713Al(铝核)俘获1个α粒子后放出1个中子；(3)16 8O(氧核)俘获1个中子后放出1个质子；(4)3014Si(硅核)俘获1个质子后放出1个中子．【解析】 核反应前后质量数守恒和电荷数守恒，算出新核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程．(1)2311Na ＋42He ―→2612Mg ＋11H ；(2)2713Al ＋42He ―→3015P ＋10n ；(3)16 8O ＋10n ―→16 7N ＋11H ；(4)3014Si ＋11H ―→3015P ＋10n.【答案】 见解析6．(2011·泰安高二检测)三个原子核X 、Y 、Z ，X 核放出一个正电子后变为Y 核，Y 核与质子发生核反应后生成Z 核并放出一个氦核(42He)．则下面说法正确的是( )A ．X 核比Z 核多一个质子B ．X 核比Z 核少一个中子C ．X 核的质量数比Z 核的质量数大3D ．X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍【解析】 设原子核X 的核电荷数为n ，质量数为m ，则由已知可得两个核反应方程式分别为：mn X→01e ＋ m n －1Ymn －1Y ＋11H→42He ＋m －3n －2Z 因此比较X 、Y 、Z 的质量数与核电荷数，可判定C 、D 正确，所以选C 、D.【答案】 CD7．1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素20278Pt ，制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶94Be 产生快中子，核反应方程：________；(2)用快中子轰击汞204 80Hg ，反应过程可能有两种：①生成202 78 Pt ，放出氦原子核，核反应方程：__________________________；②生成202 78 Pt ，放出质子、中子，核反应方程：_________________________________________________________________________________；(3)生成的202 78Pt 发生两次衰变，变成稳定的原子核汞202 80Hg.【解析】 根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程．(1)94Be ＋11H ―→95B ＋10n(2)①204 80 Hg ＋10n ―→202 78 Pt ＋32He ；②204 80 Hg ＋10n ―→202 78 Pt ＋211H ＋10n【答案】 见解析8．(2011·开封检测)用高能8636Kr(氪)离子轰击208 82Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核．关于新核的推断正确的是( )A ．其质子数为122B ．其质量数为294C ．其原子序数为118D ．其中子数为90【解析】 本题考查核反应方程及原子核的组成．核反应方程为208 82Pb ＋8636Kr→10n ＋293118X 新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为C.【答案】 C9．1930年发现，在真空条件下用α粒子(42He)轰击铍(94Be)时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强且不带电的粒子，查德威克认定这种粒子就是中子．(1)写出α粒子轰击铍核的核反应方程；(2)若一个中子与一个静止的碳核发生正碰，已知中子的质量为m n 、初速度为v 0，与碳核碰后的速率为v 1，运动方向与原来运动方向相反，碳核质量视为12m n ，求碳核与中子碰撞后的速率；(3)若与中子碰撞后的碳核垂直于磁场方向射入匀强磁场，测得碳核做圆周运动的半径为R ，已知元电荷的电荷量为e ，求该磁场的磁感应强度大小．【解析】 (1)94Be ＋42He→10n ＋12 6C.(2)根据动量守恒定律有：m n v 0＝－m n v 1＋12m n v 2，解得：v 2＝(v 1＋v 0)/12.(3)根据牛顿第二定律和洛伦兹力公式有：6eBv 2＝12m n v 22/R ，解得：B ＝m n v 1＋v 0 6eR . 【答案】 (1)94Be ＋42He→10n ＋12 6C (2)(v 1＋v 0)/12 (3)m n v 1＋v 0 6eR。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理5.4牛顿运动定律的案例分析课后知能检测沪科版必修1
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 5.4 牛顿运动定律的案例分析课后知能检测 沪科版必修11．一质量为m 的物体以初速度v 0冲上一倾角为θ的光滑固定斜面，则下列说法正确的是( )A ．物体做匀减速运动，其加速度的大小为g sin θB ．物体以速度v 0匀速运动C ．物体从斜面底端上升到最高点所用时间为v 0g cos θD ．物体沿斜面上升的最大高度为v 20/2g【解析】 物体冲上倾角为θ的光滑固定斜面，做匀减速运动，a ＝g sin θ，A 对，B 错；物体从斜面底端上升到最高点所用时间为t ＝v 0g sin θ，C 错；物体沿斜面上升的最大高度h ＝v 202g sin θ sin θ＝v 202g，D 对．【答案】 AD2．质量为m 1和m 2的两个物体，由静止从同一高度下落，运动中所受的空气阻力分别是F 1和F 2.如果发现质量为m 1的物体先落地，那么( )A ．m 1＞m 2B ．F 1＜F 2 C.F 1m 1＜F 2m 2D.F 1m 1＞F 2m 2【解析】 由h ＝12at 2，物体落地先后由减速运动的加速度决定．而a ＝g －F m ，Fm大的下落时间t 长，C 对． 【答案】 C3．某消防队员从一平台上跳下，下落2 m 后双脚触地，紧接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使身体重心又下降了0.5 m ．在着地的过程中，地面对他双脚的平均作用力估计为自身重力的( )A ．2倍B ．5倍C ．8倍D ．10倍【解析】 着地速度是前后过程的衔接速度，设为v .下落2 m 的关系为，v 22g＝h 1重心下降0.5 m 的关系为v 2F m－g ＝h 2 带入数值得F /G ＝5. 【答案】 B4．(2012·陕西师大附中高一检测)如图5－4－6所示，ad 、bd 、cd 是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a 、b 、c 处释放(初速度为0)，用t 1、t 2、t 3，依次表示各滑环到达d 所用的时间，则( )图5－4－6A ．t 1<t 2<t 3B ．t 1>t 2>t 3C ．t 3>t 1>t 2D ．t 1＝t 2＝t 3【解析】 小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿斜面方向的分力产生的，若以沿bd 杆下滑的小滑环为研究对象设轨迹与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律知mg cos θ＝ma①设圆心为O ，半径为R ，由几何关系得，滑环由开始运动至d 点的位移 s ＝2R cos θ② 由运动学公式得： s ＝12at③由①②③联立解得t ＝2R g. 小滑环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故t 1＝t 2＝t 3. 【答案】 D5．如图5－4－7所示，物体A 的质量为m A ，放在光滑水平桌面上，如果在绳的另一端通过一个滑轮加竖直向下的力F ，则A 运动的加速度为a .将力去掉，改系一物体B ，B 的重力和F 的值相等，那么A 物体的加速度( )图5－4－7A ．仍为aB ．比a 小C ．比a 大D ．无法判断【解析】 用力F 拉时有a ＝F m；系物体B 时，A 、B 两个物体都具有加速度，且两者加速度都由B 物体的重力提供，则a ′＝Fm A ＋m B，故比a 小．B 正确．【答案】 B6．在光滑的水平面上，有两个相互接触的物体，如图5－4－8所示，已知M ＞m ，第一次用水平力F 由左向右推M ，物体间的相互作用力为F N 1；第二次用同样大小的水平力F 由右向左推m ，物体间的作用力F N 2，则( )图5－4－8A ．F N 1＞F N 2B ．F N 1＝ F N 2C ．F N 1＜ F N 2D ．无法确定【解析】 整体分析，左右推产生的加速度大小相同． 左推隔离m: F N 1＝ma ，右推隔离M: F N 2＝Ma ，可知F N 1＜ F N 2 . 【答案】 C7．(2011·全国新课标)如图5－4－9所示，在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板，其上叠放一质量为m 2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t 增大的水平力F ＝kt (k 是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a 1和a 2，下列反映a 1和a 2变化的图线中正确的是( )图5－4－9【解析】 由F ＝ma 可知，开始阶段m 1、m 2保持相对静止一起加速运动，a 随F 的增大而增大，当m 1、m 2之间的摩擦力达到最大摩擦力时m 1保持其加速度不变，m 2的加速度继续增大且增大幅度比原来大．故选项A 正确．【答案】 A8．(2012·江苏高考)将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图像，可能正确的是( )【解析】 对皮球应用牛顿第二定律有：mg ＋kv ＝ma ，a ＝g ＋kmv .上抛过程中v 减小，故a 随时间减小且减小的快慢与v 的变化快慢规律相同，即Δa Δt ＝k m ·Δv Δt ，而Δv Δt就是加速度a ，故ΔaΔt随时间减小，即a －t 图线各点的切线的斜率是逐渐减小的；又由于上升过程中a 不可能为零，所以只有C 项正确．【答案】 C9．(2012·山东滨州高一检测)民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，在出口和地面之间形成一个倾角为37°的斜面，乘员可从斜面顶端由静止滑下，最短可经4 s 到达地面．已知乘员与气囊之间的动摩擦因数为0.625，求气囊的长度．(g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)【解析】 乘员在气囊上下滑的运动是初速度为零的匀加速运动，加速度a ＝mg sin 37°－μmg cos 37°m＝g (sin 37°－μcos 37°)＝1 m/s 2s ＝12at 2＝12×1×42 m ＝8 m.【答案】 8 m10．如图5－4－10所示，质量为30 kg 的雪橇在与水平面成30°角的拉力F 作用下，沿水平地面向右做直线运动，经过0.5 m ，速度由0.6 m/s 均匀减至0.4 m/s.已知雪橇与地面之间的动摩擦因数μ＝0.2，求作用力F 的大小．图5－4－10【解析】 根据匀变速运动的推论公式v 2t －v 20＝2as ，可求雪橇减速运动的加速度：a ＝v 2t －v 202s ＝0.42－0.622×0.5m/s 2＝－0.2 m/s 2. 对雪橇受力分析如图所示，将拉力F 沿水平方向和竖直方向正交分解．根据牛顿第二定律分别列式如下： 在竖直方向：N ＋F sin θ－mg ＝0① 则摩擦力f ＝μN ②在水平方向：F cos θ－f ＝ma ③ 解①②③组成的方程组得：F ＝m μg ＋acos θ＋μsin θ＝56 N.【答案】 56 N11．在平直的高速公路上，一辆汽车正以32 m/s 的速度高速行驶．因前方出现事故，司机立即刹车，直到汽车停下．已知汽车的质量为1.5×103kg ，刹车时汽车受到的阻力为1.2×104N ，求：(1)刹车时的加速度大小；(2)从开始刹车到最终停下，汽车运动的时间； (3)从开始刹车到最终停下，汽车前进的距离．【解析】 (1)根据牛顿第二定律，a ＝－F m ＝－1.2×1041.5×103 m/s 2＝－8.0 m/s 2故汽车刹车时的加速度大小为8.0 m/s 2. (2)汽车运动的时间t ＝0－v 0a ＝0－32－8s ＝4 s.(3)汽车前进的距离s ＝v 0t ＋12at 2＝32×4 m＋12×(－8)×42m ＝64 m.【答案】(1)8.0 m/s2(2)4 s (3)64 m12．质量分别为m A和m B的物体A和B用轻绳连接，如图5－4－11所示，放在水平地面上，它们与地面间的动摩擦因数均为μ.水平恒力F作用在B上，使两物体在水平面上加速运动．问它们的加速度和相互间的作用力有多大？如果把力F改为向左且作用在A上，则它们的加速度和相互间的作用力又为多大？\图5－4－11【解析】把系统作为研究对象，可列出方程：F－μ(m A＋m B)g＝(m A＋m B)a解得a＝Fm A＋m B－μg将A隔离出来，其在水平方向受B对它的拉力和摩擦力，再由牛顿第二定律得F T－μm A g＝m A a，解得F T＝m Am A＋m BF如果将F改为向左作用在A上时，对系统而言它受到的外力没有改变，所以A、B的加速度仍然是：a＝Fm A＋m B－μg在求绳子拉力时可把B隔离出来．它在水平方向只受到绳的拉力和摩擦力，又由牛顿第二定律有F T－μm B g＝m B a解得F T＝m Bm A＋m BF.【答案】Fm A＋m B－μgm Am A＋m BFFm A＋m B－μgm Bm A＋m BF。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 第3章《划时代的发现》综合检测 沪科版选修1-1
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第3章《划时代的发现》综合检测沪科版选修1-1(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得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．场是假想的，实际并不存在B．发电机主要由磁极和线圈两大部分组成C．发电机是将机械能转化成了电能D．发电机只能发出交流电【解析】场是客观存在的一种物质，故A错误．线圈在磁场中转动产生电磁感应，把机械能转化为电能，故B、C正确．也有直流发电机，故D错误．【答案】BC2．(2011·宁波高二期中)如图1所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能使电流表指针偏转的是( )图1A．将磁铁插入螺线管的过程中B．磁铁放在螺线管中不动时C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中D．将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中【解析】只要闭合电路的磁通量发生变化就会产生感应电流，电流表的指针就会偏转．【答案】 B3．(2011·珠海检测)下列说法中正确的是，感应电动势的大小( )A．跟穿过闭合电路的磁通量有关系B．跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系C．跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系D ．跟电路的电阻大小有关系【解析】 感应电动势的大小E ＝n ΔΦΔt ，E 与Φ、ΔΦ均无关，E 的大小与ΔΦΔt 有关，且E 与R 无关，故C 正确．【答案】 C4．A 、B 两个闭合电路，穿过A 电路的磁通量由0增加到3×103Wb ，穿过B 电路的磁通量由5×103Wb 增加到6×103Wb ，则两个电路中产生的感应电动势E A 和E B 的关系是( )A ．E A >EB B ．E A ＝E BC ．E A <E BD ．无法确定【解析】 根据法拉第电磁感应定律可知，电路中感应电动势(E )的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，因只知道磁通量的变化量不知道所用的时间，所以不能确定E A 和E B 的关系，故D 正确．【答案】 D5．下列说法正确的是( ) A ．爱迪生发明了发电机B ．皮克西发明了第一台手摇式发电机C ．西门子发明了第一台感应电动机D ．多利沃—多布罗沃利斯基发明了实用三相交流电动机【解析】 爱迪生发明了电灯，A 错；皮克西发明了第一台手摇发电机，B 正确；西门子发明了自激发电机，C 错误；多利沃—多布罗沃利斯基发明了实用三相感应电动机，D 正确．【答案】 BD6．穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图2所示，在线圈内产生感应电动势最大的时间是( )图2A ．0 s ～2 sB ．2 s ～4 sC ．4 s ～6 sD ．6 s ～10 s【解析】 Φ－t 图象中，图线斜率越大，ΔΦΔt 越大，感应电动势就越大．【答案】 C7．如图3所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直．导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好．这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，若井字回路中有感应电流通过，则可能是( )图3A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1＝v2D．无法确定【解析】只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，井字回路中的磁通量就发生变化，闭合回路中就会产生感应电流．【答案】AB8．根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是( )A．变化的电场一定产生变化的磁场B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C．稳定的电场一定产生稳定的磁场D．振荡交变的电场一定产生同频率的振荡交变磁场【解析】均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)，不均匀变化的电场(磁场)产生变化的磁场(电场)，振荡交变的电场产生同频率的振荡交变磁场，故D对．【答案】 D9．下列说法中正确的是( )A．电磁场是电场和磁场的统称B．在变化的电场周围一定存在磁场C．在变化的磁场周围一定存在变化的电场D．电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定存在磁场，变化的磁场周围一定存在电场；非均匀变化的电场周围一定存在变化的磁场，非均匀变化的磁场周围一定存在变化的电场；电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体，所以，A项错误；B项正确；C项错误；D项正确．【答案】BD10．将一磁铁缓慢或者迅速插到闭合线圈中的同一位置处，不发生变化的物理量是( )A．磁通量的变化量B．磁通量的变化率C．感应电流的大小D．流过导体横截面的电量【解析】 由于位置相同，两次过程初、末位置磁通量分别相同，磁通量变化量相同，A 对．由于时间不同，磁通量的变化率ΔΦΔt不同，感应电动势及感应电流也就不同，B 、C 错．q ＝It ＝E Rt ＝ΔΦR，D 正确．【答案】 AD二、填空题(本题共2个小题，共12分)11．(6分)如图4所示，两条平行金属导轨ab 、cd 置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，两导轨间的距离l ＝0.6 m ．金属杆MN 沿两条导轨向右匀速滑动，速度v ＝10 m/s ，产生的感应电动势为3 V ．由此可知，磁场的磁感应强度B ＝________T.图4【解析】 金属杆MN 产生的感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝B ΔS Δt ＝Blv Δt Δt ＝Blv ，则B ＝Elv ＝30.6×10T ＝0.5 T.【答案】 0.512．(6分)如图5所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05 s ，第二次用0.1 s ，设插入方式相同．则两次线圈中平均感应电动势之比为________，两次线圈之中电流之比________．图5【解析】 根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势E ＝n ΔΦΔt ，n 、ΔΦ相同，平均感应电动势之比E 1∶E 2＝Δt 2∶Δt 1＝2∶1因线圈电阻不变，两次线圈之中电流之比I 1∶I 2＝2∶1. 【答案】 2∶1 2∶1三、计算题(本题共4个小题，共48分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中明确写出数值和单位)13．(10分)一个200匝的线圈，在0.02秒时间内线圈中的磁通量的变化量为6×10－5韦，求线圈中的感应电动势的大小．【解析】 线圈中产生的感应电动势的大小 E ＝n ΔΦΔt ＝200×6×10－50.02 V ＝0.6 V.【答案】 0.6 V14．(12分)一面积S ＝4×10－2m 2、匝数n ＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁感线垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化率为ΔBΔt＝2 T/s.穿过线圈的磁通量的变化率是多少？线圈中产生的感应电动势是多少？【解析】 穿过线圈的磁通量的变化率与匝数无关，故ΔΦΔt ＝ΔB Δt s ＝2×4×10－2Wb/s＝8×10－2Wb/s由法拉第电磁感应定律得E ＝nΔΦΔt ＝n ΔB Δts ＝100×8×10－2V ＝8 V. 【答案】 8×10－2Wb/s 8 V15．(12分)如图6所示，矩形线圈abcd 绕OO ′轴在B ＝0.2 T 的匀强磁场中以n ＝4r/s 的转速转动，已知ab ＝20 cm ，bc ＝40 cm ，线圈共有50 匝，当线圈从如图所示位置开始转动，一直转过90°的过程中，回答下面三个问题：图6(1)磁通量的变化量是多少？ (2)磁通量的平均变化率为多少Wb/s? (3)线圈中产生的平均感应电动势是多大？【解析】 (1)S ＝ab ·bc ＝20×40 cm 2＝800 cm 2＝8×10－2m 2ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS －0＝0.2×8×10－2Wb ＝1.6×10－2Wb (2)Δt ＝14T ＝14·1n ＝14×14s ＝116sΔΦΔt ＝1.6×10－2Wb116 s ＝0.256 Wb/s (3)E ＝n ΔΦΔt＝50×0.256 V＝12.8 V.【答案】(1)1.6×10－2 Wb (2)0.256 Wb/s (3)12.8 V16．(14分)(2011·南京高二期末)磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统.2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型，该车的车速已达到500 km/h，可载5人．是当今世界最快的地面客运交通工具，有速度快、爬坡能力强、能耗低运行时噪音小、安全舒适、不燃油，污染少等优点．并且它采用高架方式，占用的耕地很少．磁悬浮列车意味着这些火车利用磁的图7基本原理悬浮在导轨上来代替旧的钢轮和轨道列车．磁悬浮技术利用电磁力将整个列车车厢托起，摆脱了讨厌的摩擦力和令人不快的铿锵声，实现与地面无接触、无燃料的快速“飞行”. 图7所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环水平放在磁铁A的上方，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁的上方．(1)请简要说明产生磁悬浮现象的原因．(2)磁悬浮列车能达到如此高的速度的原因是什么？(3)在实际情况中，磁悬浮列车要进一步提升速度，困难很大，说说制约磁悬浮列车进一步提升速度的原因．【解析】(1)线圈B下降，磁通量发生变化，B中产生感应电流．由于超导线圈的电阻极小，故电流极大而且几乎不会减小，使列车受到向上的安培力与重力，二力平衡，处于悬浮状态．(2)由于列车处于悬浮，摩擦阻力几乎没有．(3)空气阻力是制约列车进一步提速的重要因素，空气阻力随速度的增大而增大．【答案】见解析。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 1.4 电磁感应的案例分析课后知能检测 沪科版选修3-2
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 1.4 电磁感应的案例分析课后知能检测沪科版选修3-21.图1－4－10如图1－4－10所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是( )A．向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反B．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D．环在离开磁场之前，就已经有了感应电流【解析】将金属圆环不管从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的．选项B正确，A、C错误．另外在圆环离开磁场前，穿过圆环的磁通量没有改变，此种情况无感应电流，故D错误．【答案】 B2．(2010·广东高考)如图1－4－11所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图像，可能正确的是( )图1－4－11【解析】细金属棒做匀速直线运动切割磁感线时，E＝BLv，是常数．PQ只有进入磁场中才切割磁感线，一开始没有切割，最后一段也没有切割，没有感应电动势，只有中间过程切割磁感线，才有感应电动势，而且由于是匀速切割，故产生的感应电动势为定值，故A选项正确．【答案】 A3.图1－4－12一个闭合金属线框的两边接有电阻R1、R2，线框上垂直放置一根金属棒ab，棒与线框接触良好，整个装置放在匀强磁场中，如图1－4－12所示．当用外力使ab棒右移时，下列判断中正确的是( )A．穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流B．框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行C．框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行D．框内有感应电流，左半边沿逆时针方向绕行，右半边沿顺时针方向绕行【解析】ab棒右移时，切割磁感线．根据右手定则，ab棒中的感应电流方向从a流向b.此时ab 棒起着电源的作用，分别对两边电阻供电，如图所示，所以流过R1、R2的电流都由上向下绕行．【答案】 D4．(2013·银川一中高二检测)图1－4－13如图1－4－13所示，铝质圆盘可绕竖直轴转动，整个圆盘都处在竖直向下的匀强磁场之中，通过电刷在圆盘轴心与边缘之间接一个电阻R，若圆盘按图中箭头方向转动时，下列说法正确的有( )A．圆盘上各点电势都相等B．电阻R上的电流由b到aC．圆盘边缘上各点电势都相等D．穿过圆盘的磁通量不变化，不发生电磁感应现象【解析】圆盘产生的感应电动势为E＝12BL2ω，根据右手定则，圆心处电势最高，边缘电势最低，电阻R上的电流由b到a.【答案】BC5.图1－4－14如图1－4－14所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，一部分处于方向垂直于导轨所在平面且有上下水平边界的匀强磁场中，一根金属杆MN水平沿导轨滑下，在由导轨和电阻R组成的闭合电路中，其它电阻不计，当金属杆MN进入磁场区后，其运动速度图像可能是下图中的( )【解析】 因MN 下落高度未知，故进入磁场时所受安培力F 安与G 的关系可能有三种，很容易分析得出答案为A 、C 、D.【答案】 ACD6．(2013·寿光一中质检)研究表明，地球磁场对鸽子识别方向起着重要作用．鸽子体内的电阻大约为103 Ω，当它在地球磁场中展翅飞行时，会切割磁感线，在两翅之间产生动生电动势．这样，鸽子体内灵敏的感受器即可根据动生电动势的大小来判别其飞行方向．若某处地磁场磁感应强度的竖直分量约为0.5×10－4 T ．鸽子以20 m/s 速度水平滑翔，则可估算出两翅之间产生的动生电动势约为( )A ．30 mVB ．3 mVC ．0.3 mVD ．0.03 mV【解析】 鸽子两翅展开可达30 cm 左右，所以E ＝BLv ＝0.5×10－4×0.3×20 V＝0.3 mV.【答案】 C7.图1－4－15(2013·杭州十四中检测)如图1－4－15所示，竖直平面内有一金属环，半径为a ，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A铰链连接的长度为2a 、电阻为R 2的导体棒AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两端的电压大小为( )A.Bav 3B.Bac 6C.2Bav 3D ．Bav 【解析】 摆到竖直位置时，AB 切割磁感线的瞬时感应电动势E ＝B·2a(12v)＝Bav.由闭合电路欧姆定律，U AB ＝E R 2＋R 4R 4＝13Bav ，故选A. 【答案】 A8．(2012·宝鸡高二检测)如图1－4－16所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a 开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b 、c(位于磁场中)和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则( )图1－4－16A ．F d >F c >F bB ．F c <F d <F bC ．F c >F b >F dD ．F c <F b <F d【解析】 线圈自由下落，到b 点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，线圈继续加速，到d 点出磁场时受到安培力作用，由F ＝B 2L 2v R知，安培力和线圈的速度成正比，D 正确．【答案】 D9．(2013·陕西宝鸡检测)一矩形线圈abcd 位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图1－4－17甲所示)，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图1－4－17乙所示．以I 表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则图中能正确表示线圈中电流I 随时间t 变化规律的是( )【解析】 0～1 s 内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值，A 、B 错误；4 s ～5 s 内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd 的磁通量不变化，无感应电流，D 错误．【答案】 C 10.图1－4－18如图1－4－18所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L 和2L 的两只闭合线框a 和b ，以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，则下列说法正确的是( )A ．产生的焦耳热之比为1∶4B ．产生的焦耳热之比为1∶1C ．通过铜丝某截面的电量之比为1∶2D ．通过铜丝某截面的电量之比为1∶4【解析】 根据能的转化和守恒可知，外力做功等于电能，而电能又全部转化为焦耳热W a ＝Q a ＝BLv 2R a ·L vW b ＝Q b ＝ 2B2L 2 2R b ·2L v由电阻定律知R b ＝2R a ，故W a ∶W b ＝1∶4，A 对B 错；由产生的电量Q ＝ΔΦR ＝BS R得， Q a ∶Q b ＝1∶2，C 对D 错．【答案】 AC 11.图1－4－19如图1－4－19所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.1 T ，金属棒AD 长0.4 m ，与框架宽度相同，电阻r ＝1/3 Ω，框架电阻不计，电阻R 1＝2 Ω，R 2＝1 Ω.当金属棒以5 m/s 速度匀速向右运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流为多大？(2)若图中电容器C 为0.3 μF ，则电容器中储存多少电荷量？【解析】 (1)金属棒产生的电动势E ＝BLv ＝0.2 V外电阻R ＝R 1R 2R 1＋R 2＝23Ω 通过金属棒的电流I ＝E R ＋r＝0.2 A. (2)电容器两板间的电压U ＝IR ＝215V 带电荷量Q ＝CU ＝4×10－8 C.【答案】 (1)0.2 A (2)4×10－8 C12．(2013·咸阳高二检测)图1－4－20如图1－4－20所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于倾角θ＝30°的斜面上，导轨上、下端各接有阻值R ＝20 Ω的电阻，导轨电阻忽略不计，导轨宽度L ＝2 m ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B ＝1 T ．质量m ＝0.1 kg 、连入电路的电阻r ＝10 Ω的金属棒ab 在较高处由静止释放，当金属棒ab 下滑高度h ＝3 m 时，速度恰好达到最大值v ＝2 m/s.金属棒ab 在下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好．g 取10 m/s 2.求：(1)金属棒ab 由静止至下滑高度为3m 的运动过程中机械能的减少量；(2)金属棒ab 由静止至下滑高度为3m 的运动过程中导轨上端电阻R 中产生的热量．【解析】 (1)金属棒ab 机械能的减少量：ΔE ＝mgh －12mv 2＝2.8 J. (2)速度最大时金属棒ab 产生的电动势：E ＝BLv产生的电流：I ＝E/(r ＋R/2)此时的安培力：F ＝BIL由题意可知，所受摩擦力：F f ＝mgsin 30°－F由能量守恒得，损失的机械能等于金属棒ab 克服摩擦力做功和产生的电热之和， 电热：Q ＝ΔE －F f h/sin 30°上端电阻R 中产生的热量：Q R ＝Q/4联立以上几式得：Q R ＝0.55 J.【答案】 (1)2.8 J (2)0.55 J。
【课堂新坐标】(教师用书)20132014学年高中物理课后知能检测2沪科版选修34
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 课后知能检测2 沪科版选修3-41．关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是( )A ．可以是恒力B ．可以是方向不变而大小变化的力C ．可以是大小不变而方向改变的力D ．一定是变力【解析】 由F ＝－kx 可知，由于位移的大小和方向在变化，因此回复力的大小和方向也在变化．一定是变力．【答案】 D2．(多选)关于简谐振动，以下说法中正确的是( )A ．回复力总指向平衡位置B ．加速度、速度方向永远一致C ．在平衡位置加速度、速度均达到最大值D ．在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零【解析】 回复力是把物体拉回到平衡位置的力，A 对；加速度方向始终指向平衡位置，速度方向可能指向平衡位置，也可能远离平衡位置，B 错；平衡位置位移为零，据a ＝－kx m知加速度为零，势能最小，动能最大，速度最大，C 错，D 对．【答案】 AD3．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中( )A ．振子所受的回复力逐渐增大B ．振子的位移逐渐增大C ．振子的速度逐渐减小D ．振子的加速度逐渐减小【解析】 振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的位移，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小．而回复力与位移成正比，故回复力也减小．由牛顿第二定律a ＝F /m 得，加速度也减小，物体向平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大．【答案】 D4．(多选)(2013·咸阳检测)如图1－2－9所示是某一质点做简谐运动的图像，下列说法正确的是( )图1－2－9A．在第1 s内，质点速度逐渐增大B．在第2 s内，质点速度逐渐增大C．在第3 s内，动能转化为势能D．在第4 s内，动能转化为势能【解析】质点在第1 s内，由平衡位置向正向最大位移处运动，做减速运动，所以选项A错误；在第2 s内，质点由正向最大位移处向平衡位置运动，做加速运动，所以选项B 正确；在第3 s内，质点由平衡位置向负向最大位移处运动，动能转化为势能，所以选项C 正确；在第4 s内，质点由负向最大位移处向平衡位置运动，势能转化为动能，所以选项D 错误．【答案】BC5．(多选)如图1－2－10所示，轻质弹簧下挂一个重为300 N的物体A，伸长了3 cm，再挂上重为200 N的物体B时又伸长了2 cm，若将连接A、B两物体的细线烧断，使A在竖直面内振动，则( )图1－2－10A．最大回复力为300 NB．最大回复力为200 NC．振幅为3 cmD．振幅为2 cm【解析】在最低点绳被烧断后，A受到的合力是200 N，B对；振幅应是2 cm，D对．【答案】BD6．(2013·榆林检测)如图1－2－11甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T＝2 s，从振子处于最低点位置向上运动时开始计时，在一个周期内的振动图像如图乙所示．关于这个图像，下列说法正确的是( )甲乙图1－2－11A．t＝1.25 s时，振子的加速度为正，速度也为正B．t＝1.7 s时，振子的加速度为负，速度也为负C．t＝1.0 s时，振子的速度为零，加速度为负向最大值D．t＝1.5 s时，振子的速度为零，加速度为负向最大值【解析】t＝1.25 s时，加速度为负，速度为负；t＝1.7 s时，加速度为正，速度为负；t＝1.0 s时，速度为零，加速度为负向最大值；t＝1.5 s时，速度为负向最大值，加速度为零，故C正确．【答案】 C7．(多选)做简谐运动的物体，每次经过同一位置时，都具有相同的( )A．加速度B．速度C．位移D．动能【解析】做简谐运动的物体，每次经过同一位置时具有相同的位移，位移相同则回复力相同，回复力相同则加速度相同；速度大小相等，但方向可能相同，也可能相反，但动能一定是相等的，所以A、C、D正确．【答案】ACD8．(2013·赤峰检测)如图1－2－12所示，弹簧上面固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中( )图1－2－12A．小球最大动能应等于mgAB．弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变C ．弹簧最大弹性势能等于2mgAD ．小球在最低点时的弹力大于2mg【解析】 设小球受力平衡时弹簧的压缩量为x 0，则有mg ＝kx 0，由题意知x 0＝A ，小球振动到最低点时，弹簧的压缩量为2x 0＝2A ，弹力为k ·2x 0＝2mg ，选项D 错误；由动能定理知，小球由最高点到最低点的过程中，重力势能减少量mg ·2A 全部转化为弹簧的弹性势能，选项C 正确；在平衡位置时，小球的动能最大，由最高点振动到平衡位置的过程中，重力势能减少量mgA 一部分转化为动能，一部分转化为弹性势能，故选项A 错误；小球在振动过程中还有重力势能的变化，故选项B 错误．【答案】 C9．(多选)如图1－2－13所示是某弹簧振子的振动图像，试由图像判断下列说法中正确的是( )图1－2－13A ．振幅是3 cmB ．周期是8 sC. 4 s 末小球速度为负，加速度为零，回复力为零D ．第22 s 末小球的加速度为正，速度最大【解析】 纵轴是质点离开平衡位置的位移，横轴是时间，图像是振动图像．由图像可知振幅A ＝3 cm ，故A 正确；而周期T ＝8 s ，故B 正确；4 s 末时质点在“下坡路程”，因而速度为负，而质点正好在平衡位置，因而a ＝0，C 正确；第22 s 末恰是234个周期，因而质点正处于负向最大位移处，速度为0，加速度正向最大，则D 错误，故正确选项为A 、B 、C.【答案】 ABC10．如图1－2－14所示，小球被套在光滑的水平杆上，跟弹簧相连组成弹簧振子，小球在平衡位置附近的A 、B 间往复运动，以O 为位移起点，向右为位移x 的正方向，则：图1－2－14(1)速度由正变负的位置在________；(2)位移为负向最大值的位置在________；(3)加速度由正变负的位置在________；(4)加速度达到正向最大值的位置在________．【解析】 矢量由正变负时，就是矢量改变方向时，也就是该矢量数值为零时，故速度由正变负的位置在B 点，加速度由正变负的位置在O 点，负向最大位移的位置在A 点．加速度a ＝－k m x ，正向最大加速度处的位置在A 点．【答案】 (1)B (2)A (3)O (4)A11．已知水平弹簧振子的质量为2 kg ，当它运动到平衡位置左侧2 cm 时受到的回复力为4 N ，求当它运动到平衡位置右侧4 cm 时，受到的回复力的大小和方向以及加速度的大小和方向．【解析】 F ＝－kx ，所以F 1的大小F 1＝kx 1，由此可得k ＝200 N/m.F 2＝kx 2＝200×4 ×10－2 N ＝8 N ，由于位移向右，故回复力F 2的方向向左．根据牛顿第二定律a 2＝F 2m ＝82m/s 2＝4 m/s 2，方向向左． 【答案】 回复力大小为8 N ，方向向左 加速度大小为4 m/s 2，方向向左12．如图1－2－15所示，质量为m 的小球在两根劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧作用下在光滑水平面上的运动(小球在O 点时两根弹簧均处于自由状态)是否是简谐运动？图1－2－15【解析】 弹力的合力，其大小为F ＝F 1＋F 2＝(k 1＋k 2)x ，令k ＝k 1＋k 2，上式可写成：F ＝kx .由于小球所受回复力的方向与位移x 的方向相反，考虑方向后，上式可表示为：F ＝－kx .所以，小球将在两根弹簧的作用下，沿水平面做简谐运动．【答案】 是简谐运动。
【课堂新坐标】(教师用书)20132014学年高中物理第1章第2节震动的描述课后知能检测鲁科版选修34
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第1章第2节震动的描述课后知能检测鲁科版选修3-41．有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后释放让它振动，第二次把弹簧压缩2x后释放让它振动，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为( ) A．1∶1 1∶1B．1∶11∶2C．1∶4 1∶4 D．1∶21∶2【解析】弹簧的压缩量即为振子振动过程中偏离平衡位置的最大距离，即振幅，故振幅之比为1∶2.而对同一振动系统，其周期与振幅无关，则周期之比为1∶1.【答案】 B2．(2013·海口高二检测)如图1－2－7所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子从B到C的运动时间是1 s，则下列说法正确的是( )图1－2－7A．振子从B经O到C完成一次全振动B．振动周期是1 s，振幅是10 cmC．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cmD．从B开始经过3 s，振子通过的路程是30 cm【解析】振子从B到C经历半个周期，故T＝2 s，而A＝5 cm，故选项D正确．【答案】 D图1－2－83．(2012·重庆高考)装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图1－2－8所示，将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动．若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是( )【解析】 试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始时向上提起的距离，就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移，因此应选D.【答案】 D4．(多选)一质点做简谐运动，其振动图象如图1－2－9所示，在0.2 ～0.3 s 这段时间内质点的运动情况是( )图1－2－9A ．沿x 负方向运动，速度不断增大B ．沿x 负方向运动，位移不断增大C ．沿x 正方向运动，速度不断增大D ．沿x 正方向运动，位移不断减小【解析】 由图知质点正从负的最大位移向平衡位置运动，位移不断减小，速度正逐渐增加．【答案】 CD5．一弹簧振子的周期为2 s ，从振子通过平衡位置向右运动起，经过1.85 s 时，其运动情况是( )A ．向右减速B ．向右加速C ．向左减速D ．向左加速【解析】 经过1.85 s ，振子处于34T 至T 内，它正在平衡位置的左侧向平衡位置处运动，所以振子是向右加速．【答案】 B6．在水平方向上做简谐运动的质点，其振动图象如图1－2－10所示．假设向右的方向为正方向，则物体加速度向右且速度向右的时间段是( )图1－2－10A ．0 s 至1 s 内B ．1 s 至2 s 内C ．2 s 至3 s 内D ．3 s 至4 s 内【解析】 质点从负的最大位移向平衡位置运动时物体加速度和速度都向右． 【答案】 D7．(2013·福州一中检测)一质点做简谐运动的图象如图1－2－11所示，下列说法正确的是( )图1－2－11A ．质点振动的频率是4 HzB ．在10 s 内质点经过的路程是20 cmC ．第4 s 末质点的速度为零D ．在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相同【解析】 根据振动图象可知：该简谐运动周期T ＝4 s ，所以频率f ＝1T ＝0.25 Hz ，A错；10 s 内质点通过路程s ＝104×4A ＝10A ＝10×2 cm ＝20 cm ，B 正确；第4 s 末质点经过平衡位置，速度最大，C 错；在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相反，D 错．【答案】 B8．(多选)已知物体A 、B 做简谐运动．物体A 做简谐运动的振动位移x A ＝3sin(100t ＋π2)m ，物体B 做简谐运动的振动位移x B ＝5sin(100t ＋π6) m ．比较A 、B 的运动( )A ．振幅是矢量，A 的振幅是6 m ，B 的振幅是10 m B ．周期是标量，A 、B 周期相等为100 sC ．A 振动的频率f A 等于B 振动的频率f BD ．A 的相位始终超前B 的相位π3【解析】 振幅是标量，A 、B 的振动范围分别是6 m 、10 m ，但振幅分别为3 m 、5 m ，A 错；A 、B 振动的周期T ＝2πω＝2π100 s ＝6.28×10－2s ，B 错；因为T A ＝T B ，故f A ＝f B ，C 对；Δφ＝φAO －φBO ＝π3，D 对．【答案】 CD9．(多选)如图1－2－12所示为质点P 在0～4 s 内的振动图象，下列叙述正确的是( )图1－2－12A ．再过1 s ，该质点的位移是正的最大B ．再过1 s ，该质点的速度沿正方向C ．再过1 s ，该质点的加速度沿正方向D ．再过1 s ，该质点加速度最大【解析】 将图象顺延续画增加1 s ，质点应在正最大位移处，故A 、D 正确． 【答案】 AD10．(2013·武汉高二检测)如图1－2－13所示，图(甲)为以O 点为平衡位置，在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子，图(乙)为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是( )图1－2－13A ．在t ＝0.2 s 时，弹簧振子可能运动到B 位置B ．在t ＝0.1 s 与t ＝0.3 s 两个时刻，弹簧振子的速度相同C ．从t ＝0到t ＝0.2 s 的时间内，弹簧振子的动能持续的增加D ．在t ＝0.2 s 与t ＝0.6 s 两个时刻，弹簧振子的加速度相同【解析】 t ＝0.2 s 时，振子的位移为正向最大位移，但由于没有规定正方向，所以此时振子的位置可能在A 点也可能在B 点，A 正确．t ＝0.1 s 时速度为正，t ＝0.3 s 时速度为负，两者方向相反，B 错．从t ＝0到t ＝0.2 s 的时间内，弹簧振子远离平衡位置，速度减小，动能减小，C 错．t ＝0.2 s 与t ＝0.6 s 两个时刻，位移大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，D 错．【答案】 A11．质点沿x 轴做简谐运动，平衡位置为坐标原点O.质点经过a 点和b 点时速度相同，由a 点运动到b 点需0.2 s ；质点由b 点再次回到a 点最短需要0.4 s ．则该点做简谐运动的频率为( )A ．1 HzB ．1.25 HzC ．2 HzD ．2.5 Hz【解析】 由题意知a 、b 两点关于O 点对称．由t ab ＝0.2 s ，t ba ＝0.4 s 知质点经过b 点后还要继续向最大位移处运动，直到最大位移处，然后再回来经b 到a.则质点由b 到最大位移处再回到b 所用时间为0.2 s ，则T 4＝12t ab ＋12(t ba －t ab )，解得质点做简谐运动的周期T ＝0.8 s ，频率f ＝1/T ＝1.25 Hz.【答案】 B12．某物体做简谐运动，其位移与时间的变化关系式为x ＝10sin 5πt cm ，由此可知： (1)物体的振幅为多少？ (2)物体振动的频率为多少？(3)在t ＝0.1 s 时，物体的位移是多少？【解析】 将本题中表达式x ＝10sin 5πt cm 与简谐运动的表达式x ＝Asin(ωt ＋φ)对应项比较，可得：(1)振幅A ＝10 cm.(2)振动频率f ＝ω2π＝5π2π Hz ＝2.5 Hz.(3)t ＝0.1 s 时位移x ＝10sin(5π×0.1)cm ＝10 cm.【答案】 (1)10 cm (2)2.5 Hz (3)10 cm。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理第3章第1节原子核结构课后知能检测鲁科版选修3-5
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第3章第1节原子核结构课后知能检测鲁科版选修3-51．(2013·陕西师大附中检测)二十世纪初，为了研究物质的微观结构，很多物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，如图3－1－5所示实验装置是( )图3－1－5A．汤姆孙发现电子的实验装置B．卢瑟福α粒子散射的实验装置C．卢瑟福发现质子的实验装置D．查德威克发现中子的实验装置【解析】Po放出的α粒子轰击Be产生中子，中子轰击石蜡产生质子．故选D.【答案】 D2．关于质子与中子，下列说法中正确的是( )A．原子核由质子和中子组成B．质子和中子统称核子C．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在D．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在【解析】原子核由质子和中子组成，质子和中子统称核子，卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，故A、B、D项叙述正确，C项错．【答案】ABD3．根据布拉凯特的充氮云室实验可知 ( )A．质子是直接从氮核中打出来的B．α粒子打进氮核后形成一个复核，这个复核放出一个质子C．云室照片中短而粗的是质子的径迹D．云室照片中短而粗的是α粒子的径迹【解析】α粒子轰击氮核满足动量守恒，若直接打出质子则质子运动方向与α粒子运动方向应一致，但实验中不是这样，径迹分叉，即质子与α粒子运动方向不一致，所以应是先形成一个复核，再由复核中放出一个质子，所以A 选项错误，B 选项正确；在云室中，径迹粗细反映粒子的电离本领的强弱，径迹长短反映粒子的贯穿本领的强弱，所以粗而短的是新核的径迹，细而长的是质子的径迹，所以C 、D 两项都错误．【答案】 B4．(2013·莆田检测)一个原子核21083Bi ，关于这个原子核，下列说法中正确的是( )A ．核外有83个电子，核内有127个质子B ．核外有83个电子，核内有83个质子C ．核内有83个质子、127个中子D ．核内有210个核子【解析】 根据原子核的表示方法可知，这种原子核的电荷数为83，质量数为210.因为原子核的电荷数等于核内质子数，故该核内有83个质子．因为原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和，即等于核内核子数，故该核内有210个核子，其中有127个中子．因为该原子电性未知，故不能确定核外电子数．【答案】 CD5．α粒子击中氮14核后放出一个质子，转变为氧17核(17 8O)．在这个氧原子核中有( )A ．8个正电子B ．17个电子C ．9个中子D ．8个质子 【解析】 根据原子核的构成，核电荷数为8，即质子数为8，核外电子数为8，质量数为17，所以中子数为17－8＝9，原子核内没有游离的正电子，所以答案为C 、D.【答案】 CD6．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al ＋42He→X＋10n.下列判断正确的是( )A.10n 是质子B.10n 是中子C ．X 是2814Si 的同位素D ．X 是3115P 的同位素【解析】 核反应方程为2713Al ＋42He→3015X ＋10n ，10n 表示中子．由核反应中电荷数、质量数守恒知，X 为3015X ，即为3115P 的同位素．【答案】 BD7．(2013·琼海检测)最近国外科技杂志报道，将6228Ni 和208 82Pb 经核聚变并释放出一个中子后，生成第110号元素的一种同位素，该同位素的中子数是( )A ．157B ．159C ．161D ．163【解析】 根据质量数与电荷数守恒，写出核反应方程6228Ni ＋208 82Pb ―→269110Y ＋10n ，则Y 的中子数为269－110＝159.【答案】 B8．原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知( )A．A＝2，Z＝1 B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2【解析】A Z X＋21H→42He＋11H，应用质量数与电荷数的守恒A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得A＝3，Z＝2，答案D.【答案】 D9．(2012·上海高考)某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图( )【解析】由质量数(A)＝质子数＋中子数可知B正确．【答案】 B10．有些元素的原子核可以从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子(如从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”)，当发生这一过程时( ) A．新原子是原来原子的同位素B．新原子核比原来的原子核少一个质子C．新原子核将带负电D．新原子核比原来的原子核少一个中子【解析】原子核俘获电子后，由于负电荷和正电荷中和，新原子核质子数少1，中子数多1，故B正确．【答案】 B11．(2013·扬州一中高二检测)现在，科学家正在设法探寻“反物质”．所谓的“反物质”是由“反粒子”组成的，“反粒子”与对应的正粒子具有相同的质量和电荷量，但与电荷的符号相反，据此，反α粒子的质量数为________，电荷数为________．【解析】α粒子是氦核，它由两个质子和两个中子构成，故质量数为4，电荷数为2.而它的“反粒子”质量数也是4，但电荷数为－2.【答案】 4 －212．一个静止的氮核14 7N俘获了一个速度为2.3×107m/s的中子，生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核．设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一匀强磁场中做圆周运动的半径之比R B∶R C＝11∶30，求：(1)C核的速度大小．(2)根据计算判断C核是什么．(3)写出核反应方程．【解析】氮核吸收了一个中子变成的复核不稳定，将发生衰变．整个过程中，中子、氮核以及两个新核组成一个系统，过程前后都不受外界的任何干扰，所以整个系统在俘获与衰变过程中动量均守恒．利用这一点，可以求出C核的速度．然后根据粒子在磁场中的运动情况就可以判断核的种类，写出核反应方程．(1)氮核从俘获中子到衰变成B、C两个新核的过程动量守恒，有m n v n＝m B v B＋m C v C根据质量数守恒规律，可知C核的质量数为14＋1－11＝4.由此解得v c＝3×106 m/s.(2)由带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动时R＝mvqB，可得q B q C ＝m B v B R Cm C v C R B＝11×106×304×3×106×11＝52①q B＋q C＝7②将①②式联立求解得q C＝2，而A C＝4，则C核是氦原子核．(3)核反应方程式是14 7N＋10n→11 5B＋42He.【答案】见解析。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理第二章电场与示波器综合检测沪科版选修3-1
第2章电场与示波器(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分．共42分．每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内．)1．(2012·广州高二检测)如图所示，A、B两点场强的大小和电势的大小均不相等的是( )【解析】A选项中两点场强的大小和电势的大小都相等，B选项中，场强的大小和电势的大小都不相等，C选项中场强相等，电势不等，D选项中，场强不相等，电势相等，故选B.【答案】 B2．将电量为3×10－6 C的负电荷，放在电场中A点，受到的电场力大小为6×10－3 N，方向水平向右，则将电量为6×10－6 C的正电荷放在A点，受到的电场力为( ) A．1.2×10－2 N，方向水平向右B．1.2×10－2 N，方向水平向左C．6×10－3 N，方向水平向右D．6×10－3 N，方向水平向左【解析】A点的电场强度E＝F/q＝6×10－3/(3×10－6)＝2×103 N/C，方向水平向左；放入正电荷后电场强度不变，所以F＝Eq′＝2×103×6×10－6 N/C＝1.2×10－2 N，方向水平向左．故选项B正确．【答案】 B3．电场中A、B两点间的电势差为U，一个静止于A点、电量为q的正点电荷，在电场力的作用下从A点移动到B点．电场力所做的功等于( )A．U B．U/q C．q/U D．qU【解析】根据W AB＝qU，D正确．【答案】 D图14．(2010·山东高考)某电场的电场线分布如图1所示，以下说法正确的是( ) A．c点场强大于b点场强B．a点电势高于b点电势C．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D．若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小【解析】电场线的疏密表示电场的强弱，A项错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，B项正确；＋q在a点所受电场方向沿电场线的切线方向，由于电场线为曲线，所以＋q不沿电场线运动，C项错误；在d点固定一点电荷－Q后，a点电势仍高于b点，＋q由a移至b的过程中，电场力做正功，电势能减小，D项正确．【答案】BD5．某静电场的电场线分布如图2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( )图2A．E P＞E Q，φP＞φQ B．E P＞E Q，φP＜φQC．E P＜E Q，φP＞φQ D．E P＜E Q，φP＜φQ【解析】P点处电场线分布的密集些，Q处电场线分布稀疏些，则E P＞E Q.图中，电场线的方向是由P指向Q，根据顺着电场线的方向，电势依次降落，有P点电势高于Q点电势．【答案】 A图36．如图3所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中( )A．电阻R中没有电流B．电容器的电容变小C．电阻R中有从a流向b的电流D．电阻R中有从b流向a的电流【解析】 解题关键是电容器与电源相连，其电压不变．由C ＝εS4πkd 可知，当d 增大时，C 减小，而电容器始终与电源相连，故U 不变，由C ＝Q U可知，Q 变小，即电容器将放电，电流从a 流向b ，故正确答案为BC.【答案】 BC7．(2012·三明一中高二检测)如图4所示，电子在电势差为U 1的电场中加速后，垂直进入电势差为U 2的偏转电场，在满足电子能射出的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是( )图4A ．U 1变大、U 2变大B ．U 1变小、U 2变大C ．U 1变大、U 2变小D ．U 1变小、U 2变小【解析】 设电子经加速电场后获得的速度为v 0，由动能定理得qU 1＝mv 202①设偏转电场的极板长为L ，则电子在偏转电场中运动时间t ＝L v 0②电子在偏转电场中受电场力作用获得的加速度a ＝qU 2md③ 电子射出偏转电场时，平行于电场线的速度v y ＝at ④由②③④得v y ＝qU 2Lmdv 0. 所以，tan θ＝v y v 0＝qU 2Lmdv 20.①式代入上式得tan θ＝U 2L2U 1d ，所以B 正确．【答案】 B二、非选择题(本题共5个小题，共58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．)图58．(6分)如图5所示，在边长为30 cm 的正三角形的两个顶点A 、B 上各放一个带电小球，其中Q 1＝4×10－6C ，Q 2＝－4×10－6C ，则它们在三角形另一顶点C 处所产生的电场强度大小是________，方向________．【解析】 Q 1、Q 2在C 点产生的场强矢量叠加即可．如图E ＝E 1＝E 2＝k Q 1r2＝9×109×4×10－6－22N/C＝4×105 N/C.【答案】 4×105N/C 与AB 边平行，且向右9．(8分)一个质量为m 的电子，以初速度v 0沿与电场线平行的方向射入匀强电场．经过时间t ，电子具有的电势能与刚射入电场时具有的电势能相同，则此匀强电场的电场强度E ＝________，电子在电场中通过的路程为________．【解析】 根据题意，经时间t 电子具有的电势能与刚射入电场时的电势能相同，即在时间t 内电场力对电子所做的功为零．所以有t ＝2v 0a ，a ＝eE m 解得E ＝2mv 0et在t 2时间内电子的平均速度为v 02，由此可得电子在t 时间内运动的路程为s ＝v 0t2. 【答案】 2mv 0/et 12v 0t10．(12分)地球是一个带电体，且电荷均匀分布于地球表面．若已知地球表面附近有一电量为2×10－4C 的正电荷受到4×10－3N 的电场力，且方向竖直向下，则地球带何种电荷？所带总电量为多少？(已知地球半径R ＝6.4×106m ，k ＝9×109N·m 2/C 2)【解析】 地球所带电量可以认为集中于地球中心，设地球所带电量为Q ，则地球表面附近的场强E ＝kQ R2① 据场强定义知E ＝F q②将k ＝9×109N·m 2/C 2，R ＝6.4×106m ，F ＝4×10－3N ，q ＝2×10－4C 代入①②求得Q ＝9.1×104C因正电荷受到的电场力竖直向下，故地球附近的电场方向竖直向下，即指向地心，地球带负电．【答案】负电9.1×104 C11．(15分)(2012·南平一中高二检测)如图6所示，平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场，场强E＝1.2×102 V/m，极板间距离d＝5 cm，电场中C和D点分别到A、B两板的距离均为0.5 cm，B板接地，求：图6(1)C和D两点的电势、两点间电势差各为多少？(2)将点电荷q＝2×10－2 C从C点匀速移到D点时外力做多少功？【解析】(1)因正极板接地，故板间各点电势均小于零，则U BD、U BC均大于零，由U＝Ed得U BD＝Ed BD＝1.2×102×0.5×10－2 V＝0.6 V，即φD＝－0.6 V.由于d CB＝5 cm－0.5 cm＝4.5 cm＝4.5×10－2 m，所以U CB＝－Ed CB＝－1.2×102×4.5×10－2 V＝－5.4 V＝φC.所以U CD＝φC－φD＝－5.4 V－(－0.6 V)＝－4.8 V(2)因为匀速移动，外力所做的功等于电场力所做的功W外＝|qU CD|＝2×10－2×4.8 J＝9.6×10－2 J.【答案】(1)－5.4 V －0.6 V －4.8 V(2)9.6×10－2 J12．(17分)两平行金属板A、B水平放置，一个质量为m＝5×10－6 kg的带电粒子，以v0＝2 m/s的水平速度从两板正中央位置射入电场，如图7所示，A、B两板间距离为d＝4 cm，板长l＝10 cm.图7(1)当A、B间的电压为U AB＝1 000 V时，粒子恰好不偏转，沿图中直线射出电场，求该粒子的电荷量和电性．(2)令B板接地，欲使粒子射出偏转电场，求A板所加电势的范围．(g取10 m/s2)【解析】 (1)粒子做直线运动，合力为0，故在竖直方向上有：qE ＝mg ，即q U ABd＝mg ，解得电荷量q ＝mgd U AB＝2×10－9C ， 因为电场力方向向上，故粒子带负电．(2)题目中并未说明粒子的偏转方向，故粒子可能向上、下两方向偏转．当qE ＞mg 时，粒子向上偏，若粒子恰沿板的边缘M 点飞出，则有侧移量y ＝d 2，即d 2＝12a 1t 2，其中a 1＝qU 1md －g ，t ＝lv 0，解得U 1＝2 600 V ，由于φB ＝0，则φA ＝2 600 V ，同理可得粒子向下偏时，a 2＝qU 2md ＋g ，代入d 2＝12a 2t 2，解得U 2＝600 V ，即φA ′＝600 V. 据题意知，A 板电势范围应为600 V≤φA ≤2 600 V. 【答案】 (1)2×10－9C 负 (2)600 V≤φA ≤2 600 V。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理3.3研究功与功率课后知能检测沪科版必修2
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 3.3 研究功与功率课后知能检测 沪科版必修21．关于动能定理，下列说法中正确的是( ) A ．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和 B ．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变 C ．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用 D ．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程【解析】 公式W ＝ΔE k 中W 为合外力做的功，也可以是各力做功的代数和，A 错，B 对；动能不变，只能说明合外力的总功W ＝0，动能定理仍适用，C 错；动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，D 项错误．【答案】 B2．(多选)(2013·西安一中检测)在下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是( )A ．甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的12B ．甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的12C ．甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的12D ．质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动【解析】 由动能的表达式E k ＝12mv 2可知，选项A 、B 均错误，而选项C 正确；因动能是标量，故选项D 正确．【答案】 CD3．质量为m 的物体静止在粗糙的水平地面上，若物体受水平力F 的作用从静止起通过位移s 时的动能为E 1，当物体受水平力2F 的作用，从静止开始通过相同位移s 时，它的动能为E 2.则( )A ．E 2＝E 1B ．E 2＝2E 1C ．E 2>2E 1D ．E 1<E 2<2E 1【解析】 物体在粗糙的水平面上通过位移s 的过程中，所受到的摩擦力不变，由动能定理可得水平力为F 时，(F －f )s ＝E 1 水平力为2F 时，(2F －f )s ＝E 2 则E 2＝2(F －f )s ＋fs ＝2E 1＋fs >2E 1. 【答案】 C4.如图3－3－6所示，用同样材料制成的一个轨道，AB 段为14圆弧，半径为R ，水平放置的BC 段长度为2R .一小物块质量为m ，与轨道间动摩擦因数为μ，当它从轨道顶端A 由静止下滑时，恰好运动到C 点静止．那么物体在AB 段克服摩擦力做的功为( )图3－3－6A ．2μmgRB ．mgR (1－2μ)C ．μmgR /2D ．mgR /2【解析】 设在AB 段物体克服摩擦力做的功为W ，则物体由A 到C 的过程利用动能定理可得mgR －W －μmgR ＝0，整理可得W ＝mgR (1－2μ)，故本题选B.【答案】 B5．(2013·银川一中检测)如图3－3－7所示，OD 是水平面，AB 是斜面，初速为v 0的物体从D 点出发沿DBA 滑动到顶点A 时速度刚好为零．如果斜面改为AC ，让该物体从D 点出发沿DCA 滑动到A 点时速度刚好也为零，则第二次物体具有的初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，斜面与平面为圆弧连接)( )图3－3－7A ．大于v 0B ．等于v 0C ．小于v 0D ．取决于斜面的倾角【解析】 设OD ＝s ，OA ＝h ，斜面倾角为α，物体从D 点出发，沿DBA (或DCA )滑动到顶点A ，过B 点(或C 点)时物体与斜面碰撞没有机械能损失，由动能定理得－mg sinα×h sin α－μmg cos αh sin α－μmg (s －h cot α)＝0－12mv 2即μmgs ＋mgh ＝12mv 20得v 0＝2gμs ＋h .由上式可知，物体的初速度跟斜面倾角无关，选B. 【答案】 B6. (2013·安康高一检测)如图3－3－8所示，质量为m 的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k 倍．它与转轴OO ′相距R ，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为( )图3－3－8A.12kmgR B ．0 C ．2πkmgRD ．2kmgR【解析】 物块在开始滑动时的最大静摩擦力是圆周运动的向心力，故kmg ＝m v 2R ，所以v 2＝kRg .则由动能定理得W ＝12mv 2－0＝12kmgR .故选A.【答案】 A7．(多选)质量为m 的物体，在水平面上只受摩擦力作用并以初速度v 0做匀减速直线运动，经距离d 以后，速度减为v 02，则( )A ．此平面动摩擦因数为3v 28gdB ．物体再前进d4便停止C ．摩擦力做功为34mv 2D ．若使物体前进总距离为2d 时，其初速度至少为32·v 0 【解析】 设动摩擦因数为μ，根据动能定理W ＝ΔE k ，有W f ＝－μmgd ＝12m (v 02)2－12mv 2＝－38mv 20，解得μ＝3v 208gd ，选项A 正确；设物体总共能滑行l ，则有：－μmgl ＝0－12mv 20得l＝43d ，即再前进d 3便停止，选项B 错；摩擦力做的功等于物体动能的变化，即W f ＝－38mv 20，C 错；若要使物体滑行2d ，则物体初速度为v ，根据动能定理有：－μmg (2d )＝0－12mv 2，得v＝32v 0，选项D 正确． 【答案】 AD8．(多选)(2013·广州高一检测)如图3－3－9是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t 前进距离s ，速度达到最大值v m ，设这一过程中电动机的功率恒为P ，小车所受阻力恒为F ，那么( )图3－3－9A ．这段时间内小车先加速运动，然后匀速运动B ．这段时间内阻力所做的功为PtC ．这段时间内合力做的功为12mv 2mD ．这段时间内电动机所做的功为Fs ＋12mv 2m【解析】 从题意得到，可将太阳能驱动小车运动视为“汽车以功率不变启动”，所以这段时间内小车做加速运动，A 项错误；电动机做功用Pt 计算，阻力做功为W ＝Fs ，B 项错误；根据动能定理判断，这段时间内合力做功为12mv 2m ，C 项正确；这段时间内电动机所做的功为Pt ＝Fs ＋12mv 2m ，D 项正确．【答案】 CD9．汽车从静止开始做匀加速直线运动，当汽车速度达到v m 时关闭发动机，汽车继续滑行一段时间后停止运动，其运动的速度图像如图3－3－10所示．若汽车加速行驶时牵引力做功为W 1，汽车整个运动中克服阻力做功为W 2，则W 1和W 2的比值为多少？牵引力和阻力的大小之比为多少？图3－3－10【解析】 对汽车运动的全过程列动能定理方程，得W 1－W 2＝0－0，所以W 1＝W 2，W 1W 2＝1.设汽车的牵引力为F ，阻力为F f ，由动能定理可得Fs 1－F f s ＝0－0，所以F F f ＝s s 1.由图像可知，汽车在全过程中的位移s 与加速阶段的位移s 1之比为s s 1＝51，所以牵引力和阻力之比为5∶1.【答案】 1∶1,5∶110．(2013·江门高一检测)如图3－3－11所示，一弹簧与物块相连，物块的质量为m ，它与水平面间的动摩擦因数为μ.起初，用手按住物块，物块的速度为零，弹簧的伸长量为x ，然后放手，当弹簧的长度回到原长时，物块的速度为v .试用动能定理求此过程中弹力所做的功．图3－3－11【解析】 设W 弹为弹力对物块做的功，物块克服摩擦力做的功为W f ＝μmgx 由动能定理得：W 弹－μmgx ＝12mv 2－0故W 弹＝μmgx ＋12mv 2.【答案】 μmgx ＋12mv 211．(2013·佛山高一检测)质量为2 kg 的铁球从离地2 m 高处自由下落，陷入沙坑中10 cm 深处，如图3－3－12所示，求沙子对铁球的平均阻力．图3－3－12【解析】 设平均阻力为f ，对铁球全程由动能定理得mg (H ＋h )－fh ＝0代入数据得f ＝420 N. 【答案】 420 N12.如图3－3－13所示，某人通过一根跨过定滑轮的轻绳提升一个质量为m 的重物，开始时人在滑轮的正下方，绳下端A 点离滑轮的距离为h .人由静止拉着绳向右移动，当绳下端到B 点位置时，人的速度为v ，绳与水平面夹角为θ.问在这个过程中，人对重物做了多少功？图3－3－13【解析】 人移动时对绳的拉力不是恒力，重物不是做匀速运动也不是做匀变速运动，故无法用W ＝Fx cos θ求对重物做的功，需从动能定理的角度来分析求解．当绳下端由A 点移到B 点时，重物上升的高度为Δh ＝h sin θ－h ＝h－sin θsin θ重力做功的数值为W G ＝－mgh－sin θsin θ当绳在B 点实际水平速度为v 时，v 可以分解为沿绳斜向下的分速度v 1和绕定滑轮逆时针转动的分速度v 2，其中沿绳斜向下的分速度v 1和重物上升速度的大小是一致的，从图中可看出v 1＝v cos θ以重物为研究对象，根据动能定理得W 人＋W G ＝12mv 21－0 W 人＝mgh－sin θsin θ＋mv 2cos 2θ2.【答案】 mgh－sin θsin θ＋mv 2cos 2θ2.。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理19.2放射性元素的衰变课后知能检测新人教版选修3-5
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 19.2 放射性元素的衰变课后知能检测新人教版选修3-51．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )A．利用γ射线使空气电离，把静电荷除去B．利用β射线照射植物的种子，使产量显著增加C．利用α射线治疗肺癌、食道癌等D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同作为示踪原子【解析】α射线电离作用强，能把静电荷迅速除去，一般利用γ射线治疗肿瘤或使种子发生生理变化，故D对．【答案】 D2．(2012·重庆高考)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li―→2y y＋14 7 N―→x＋178 Oy＋94Be―→z＋12 6 Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )A．α粒子B．质子C．中子D．电子【解析】把前两个方程化简，消去x，即14 7N＋73Li―→y＋178 O，可见y是42He，结合第三个方程，根据电荷数守恒、质量数守恒可知z是中子10n.因此选项C正确．【答案】 C3．如图19－3－3所示是查德威克实验示意图，在这个实验中发现了一种不可见的贯穿能力很强的粒子，这种粒子是( )图19－3－3A．正电子B．中子C．光子D．电子【解析】查德威克实验用人工转变的方法发现了中子，中子的贯穿能力很强，故B 正确．【答案】 B4．(2012·徐州高二检测)关于同位素的下列说法中，正确的是( )A．一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同B．一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同C．同位素都具有放射性D．互称同位素的原子含有相同的质子数【解析】同位素的质子数相同，在元素周期表中的位置相同，具有相同的化学性质，但物理性质不一定相同，所以选项A、D正确，B错误；同位素不一定具有放射性，所以选项C错误．【答案】AD5．(2013·广州高二检测)下列应用中放射性同位素不是作为示踪原子的是( ) A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，根据探测器的测量，找出合理的施肥规律C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺的疾病【解析】利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C不属于示踪原子的应用．选项A、B、D中都是利用了放射性同位素作为示踪原子．【答案】 C6．用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后变成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是( )A．质子、α衰变B．电子、α衰变C．α粒子、β衰变D．正电子、β衰变【解析】利用一些射线轰击某些原子核，以实现原子核的人工转变，并可以得到一些元素的放射性同位素，它们和天然存在的放射性元素一样不断地衰变，也有半衰期，且核反应前后质量数、电荷数守恒．中子轰击铝27的核反应方程为：2713Al＋10n→2411Na＋42He，钠24衰变后变成镁24的核反应方程为：2411Na→2412Mg＋ 0－1e，所以X粒子是α粒子，钠的衰变为β衰变，选项C正确．【答案】 C7．(2012·南通高二检测)用高能8636Kr(氪)离子轰击208 82 Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核，关于新核的推断正确的是( )A．其质子数为122 B．其质量数为294C．其原子序数为118 D．其中子数为90【解析】核反应方程为208 82Pb＋8636Kr―→10n＋293118X，新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为C.【答案】 C8．(2013·扬州高二检测)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是( )A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响【解析】同位素应具有相同的质子数，故A错；同位素具有相同的化学性质，B对；元素的半衰期与其所处的状态无关，C错；放射性同位素可作为示踪原子，故D对．【答案】BD9．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀，可利用的元素是( ) A．钋210 B．氡222C．锶90 D．铀238【解析】要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．【答案】 C10．将威耳逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成原子核3014Si，能近似反映正电子和Si核轨迹的是( )【解析】 把放出的正电子和衰变生成物Si 核看成一个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电子的运动方向跟Si 核运动方向一定相反．由于它们都带正电荷，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨道，C 、D 可排除．因为有洛伦兹力作为向心力，即qvB＝m v 2r .所以做匀速圆周运动的半径为r ＝mvqB.衰变时，放出的正电子与反冲核Si 的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周运动的半径与它们的电荷量成反比，即r e r Si ＝q Si q e ＝141.可见正电子运动的圆半径较大．故选B.【答案】 B11．正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新手段．PET 在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂．氮13是由小型回转加速器输出的高速质子轰击氧16获得的．反应中同时还产生另一种粒子，试写出核反应方程．【解析】 由题意可知：氧16(168 O)在质子(11H)的轰击下产生了氮13(137 N)和另一种粒子，由质量数和电荷数守恒可知另外一种粒子是42He ，所以核反应方程为：168 O ＋11H ―→137N ＋42He.【答案】 168 O ＋11H ―→137N ＋42He 12．核能是一种高效的能源．(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄露，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳．(见图19－3－4甲)图19－3－4结合图19－3－4乙可知，安全壳应当选用的材料是______．(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后( )A ．沉入海底B ．放至沙漠C ．运到月球D ．深埋地下【解析】 (1)由于γ射线能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土．由题图中的甲、乙相结合可知最外层的安全壳应是混凝土．(2)核废料的处理方法是将其装入特制容器，深埋地下，故D正确．【答案】(1)混凝土(2)D。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理3.4分析物体的受力课后知能检测沪科版必修1
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 3.4 分析物体的受力课后知能检测沪科版必修11．跳高运动是奥运会重要项目之一，跳高过程中，分起跳、越杆和下落等几个过程，下列叙述正确的是( )A．在起跳过程中，运动员只受向上的升力B．下落过程中，运动员受地球引力和重力C．越杆过程中，运动员不受任何力D．在跳越的全过程中，运动员始终受到重力作用【解析】起跳过程中，运动员受向上的弹力和重力，A错．在跳越的全过程中，运动员总受到重力作用，但重力是由于地球引力产生的，即重力是引力的表现，因此B、C错，D 正确．【答案】 D图3－4－92．如图3－4－9所示，轻弹簧上端固定，下端挂一重球，重球下放着一光滑斜面，球与光滑斜面接触且处于静止状态，当弹簧处于竖直方向时，则重球受到的力有( ) A．重力和弹簧拉力B．重力、弹簧拉力和斜面支持力C．重力、弹簧拉力和斜面的静摩擦力D．重力、弹簧拉力、斜面支持力和静摩擦力【解析】因斜面光滑，故无摩擦力，若斜面对重球有一支持力，则弹簧不可能处于竖直方向，因此，斜面对球无支持力，根据二力平衡，重球必受弹簧的弹力作用，由此知A 正确．【答案】 A图3－4－103．(2012·西北工大附中高一检测)如图3－4－10所示，物体沿粗糙斜面减速上滑，对物体的受力分析中正确的是( )A．物体受到重力、弹力、摩擦力的作用B．物体受到重力、弹力、摩擦力及向上的冲力的作用C．物体受到重力、对斜面的压力、摩擦力的作用D．物体受到重力、弹力、摩擦力和使物体下滑的力的作用【解析】物体上滑，是因为物体的本性——惯性，不存在上滑的力，B错；物体受重力、斜面的弹力和摩擦力，A对，D错；对斜面的压力是物体施加给斜面的作用力，而不是物体受力，所以C错．【答案】 A图3－4－114．如图3－4－11所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态．关于物块M所受摩擦力，下列说法正确的是( )A．方向一定沿斜面向上B．方向一定沿斜面向下C．大小可能等于零D．大小一定等于F【解析】力F的作用下，其运动趋势可能向上、向下也可能无相对运动趋势，由此可知C正确．【答案】 C图3－4－125．如图3－4－12所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是( ) A．小车静止时，F＝mg，方向竖直向上B．小车静止时，F＝mg，方向垂直杆向上C．小车向右以速度v匀速运动时，F＝mg，方向沿杆向上D．小车向左以速度v匀速运动时，F＝mg，方向沿杆向上【解析】由于物体与杆接触，必受到重力和杆对物体的作用力，小车静止或匀速运动时，重力与杆对物体的作用力是一对平衡力，由此可知，A正确．【答案】 A6．如图3－4－13所示，走钢丝是一项传统的杂技项目，常常给观众带来惊险、刺激．走钢丝的过程中，演员往往手拿一根很长的木棍，关于木棍的作用，下列说法正确的是( )图3－4－13A．为了增大演员与钢丝间的压力B．为了增大演员与钢丝间的摩擦力C．为了调节演员自身重心的位置D．为了增加观众的观赏性【解析】杂持演员手拿一长木棍，主要是调节自身重心的位置，以便时刻保持平衡，好完全走过钢丝．【答案】 C图3－4－147．(2012·银川实验中学高一检测)如图3－4－14所示，竖起放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，弹簧处于竖直方向，则斜面体P此刻受到的外力个数有可能为( )A．2个B．3个C．4个D．5个【解析】以斜面体P为研究对象，很显然斜面体P受到重力和弹簧弹力F1作用，二力共线．若F1＝mg，二力使P处于平衡(如图甲所示)若F1>mg，挡板MN必对斜面体施加垂直斜面的弹力N作用，欲使物体P处于平衡状态，MN必对斜面体施加平行接触面斜向下的摩擦力f(如图乙所示)，故答案为A、C.【答案】AC图3－4－158．(2012·西安高大附中检测)如图3－4－15所示，三个木块A、B、C在水平推力F 作用下静止在竖直的墙面上．已知A的左侧面是光滑的，下列说法错误的是( ) A．A对B的摩擦力竖直向下B．B对C的摩擦力竖直向下C．C对墙的摩擦力竖直向上D．墙对C的摩擦力竖直向上【解析】对A、B、C整体受力分析，知墙对C的摩擦力方向向上平衡整体重力．对A 受力分析，B对A的摩擦力方向向上平衡A的重力；对B分析知C对B的摩擦力方向向上．【答案】 C图3－4－169．如图3－4－16所示，一个质量为m的小球，用细线悬挂在竖直墙壁上，墙壁光滑，试画出小球受力示意图．【解析】小球受三个力作用：重力mg、绳的拉力F1、竖直墙壁的支持力N.【答案】受力示意图如下图所示图3－4－1710．(2012·四川绵阳高一检测)质量m＝5 kg的物体A放在倾角为30°的斜面上静止，如图3－4－17所示，它受到哪几个力作用？各力的施力物体是谁？并画出各力的示意图．【解析】物体A受到的3个力的作用，重力G，施力物体是地球；支持力F，施力物体是斜面；摩擦力f，施力物体是斜面．力的示意图如图所示．【答案】见解析11．分析并说明在下列两种情况下汽车的受力情况，画出受力示意图．(1)如图3－4－18(一)所示，汽车在牵引力作用下匀速驶上斜坡；(2)如图3－4－18(二)所示，汽车停在斜坡上．(一) (二)图3－4－18【解析】(1)汽车匀速上坡时，受到四个力作用：重力、支持力、牵引力、摩擦力．受力示意图如下图所示．(2)若汽车静止于斜坡上，汽车受三个力作用：重力、支持力、摩擦力．受力示意图如下图所示．【答案】(1)重力、支持力、牵引力、摩擦力(图见解析)(2)重力、支持力、摩擦力(图见解析)图3－4－1912．如图3－4－19所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上向右滑行，长木板在水平地面上处于静止状态，若ab与地面间的动摩擦因数为μ1，P与ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为多少？【解析】木块P在质量为M的长木板ab上滑行产生滑动摩擦力P与木板间压力N2＝mg.由公式f＝μN得f p＝μ2N2＝μ2mg，方向水平向左．由牛顿第三定律可知，木板受到P对它的水平向右的大小为μ2mg的摩擦力，因受到该摩擦力作用，木板具有向右的运动趋势，由此可知，地面对木板有向左的大小为μ2mg的摩擦力．【答案】μ2mg。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理4.3-4用传感器做实验信息时代离不开传感器课后知能检测沪
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 4.3-4 用传感器做实验信息时代离不开传感器课后知能检测沪科版选修3-21．测温仪器使用的是( )A．压力传感器B．电容传感器C．温度传感器D．超声波传感器【解析】测温仪器的感触量是温度高低，是将温度这个非电学量转变为电学量．故正确选项为C.【答案】 C2．(2011·吉林一中高二期末)关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( ) A．悬臂梁发生形变后将其形变的弹力显示出来B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之变小C．传感器输出的是应变片上的电压D．外力越大，输出的电压差值也越大【解析】应变片材料的电阻满足R＝ρLS，当应变片的电阻发生变化时使输出的电压差值变大，由电压差值与外力的关系转换成力的大小显示出来，并不是将形变时的弹力直接显示出来，由此知B、D正确．【答案】BD3．如图4－3－6所示是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导电芯和导电液构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，导电液体的深度h是怎样变化的( )图4－3－6A．深度h变大B．深度h变小C．深度h不变D．无法确定【解析】电容器的电容与三个因素有关，分别是正对面积、极板间距离和介质的介电常数，在这个传感器中，介质不变化，绝缘层厚度不变化，相当于极板间距离不变化，唯一改变的是正对面积．由题意，电容变大就是电容器的正对面积增大了，也就是深度h变大了，选A.【答案】 A4．(2013·东北师大附中高二检测)电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的变化，如图4－3－7所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用，下列说法不正确的是( )甲乙丙丁图4－3－7A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器可以用来测量速度【解析】甲图角度变化能导致极板正对面积变化；乙图高度变化能导致极板正对面积变化；丙图F变化能导致极板间距变化；丁图物体位置变化导致电介质变化．所以，甲、乙、丙、丁分别是测角度、高度、压力、位移的传感器．【答案】 D5．(2012·陵水检测)用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．楼道内照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器【解析】红外报警装置利用的是光电传感器；声控开关利用的是声电传感器；压力传感装置利用的是力传感器；控制加热和保温的温控器利用的是温度传感器．故选项A正确．【答案】 A6．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小．有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其装置示意图如图4－3－8甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中(初速不为零)，电流表示数随时间变化图线如图4－3－8乙所示，下列判断正确的是( )图4－3－8A．从t1到t2时间内小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内小车做匀加速直线运动【解析】从t1到t2时间内，电流逐渐增大，电阻逐渐变小，压敏电阻所受压力逐渐增大，小车做加速度逐渐变大的加速运动，A、B错误．t2时刻加速度达到一定的数值，从t2到t3时间内，电流不变，电阻不变，压敏电阻所受压力不变，加速度不变，小车做匀加速直线运动，C错误，D正确．【答案】 D7．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器的说法中正确的是( )A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B ．电子体温计中主要是采用了温度传感器C ．电脑所用的光电鼠标主要采用了声波传感器D ．电子秤中主要是采用了力电传感器【解析】 C 项中电脑所用的光电鼠标主要采用了光电传感器．【答案】 ABD图4－3－98．(2012·宝鸡高二检测)惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计．加速度计的构造原理的示意图如图4－3－9所示．沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m 的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k 的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连．滑块原来静止，弹簧处于自然长度．滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O 点的距离为s ，则这段时间内导弹的加速度( )A ．方向向左，大小为ks mB ．方向向右，大小为ks mC ．方向向左，大小为2ks mD ．方向向右，大小为2ks m【解析】 当指针向左偏离O 点距离为s 时，左边弹簧被压缩s ，右边弹簧被拉伸s ，选滑块为研究对象，根据牛顿第二定律有：a ＝F m ＝2ks m，方向向右，所以D 正确． 【答案】 D9．(2013·西北工大附中高二检测)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图4－3－10甲所示，电源的电动势E ＝9 V ，内阻不计；G 为灵敏电流表，内阻R g 保持不变；θ为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图4－3－10乙所示．闭合开关S ，当R 的温度等于20 ℃时，电流表示数I 1＝2 mA ；当电流表的示数I 2＝3.6 mA 时，热敏电阻的温度是( )甲 乙图4－3－10A ．60 ℃B ．80 ℃C ．100 ℃D ．120 ℃【解析】 在20 ℃时，E ＝(R g ＋R 1)I 1，得R g ＝500 Ω，在t ℃时，E ＝(R g ＋R 2)I 2，即9＝(500＋R 2)×3.6×10－3，得R 2＝2 000 Ω，从图乙中可以看出t ＝120 ℃，故选D.【答案】 D图4－3－1110．日光灯的起辉器也可以看成是一个热敏传感装置，它的热敏传感功能器是双金属片，你能说出起辉器的工作原理吗？【解析】 日光灯起辉器内有一双金属片，热膨胀系数不同．开关闭合后，起辉器两极之间有电压使氖气放电而且发出辉光，辉光发出的热量使U 形动触片受热膨胀向外延伸，碰到静触片接触，电路接通；温度降低时，U 形动触片向里收缩，离开触点，切断电路．【答案】 见解析11．加速度计是测定物体加速度的仪器．在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船制导系统的信息源．图4－3－12所示为应变式加速度计．当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态．敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上，架与待测系统固定在一起，敏感元件下端可在滑动变阻器R 上自由滑动．当系统加速运动时，敏感元件发生位移并转换为电信号输出，就可以根据输出电压的大小求出物体的加速度．图4－3－12已知：敏感元件的质量为m ，两侧弹簧的劲度系数均为k ，电源电动势为E ，电源内阻不计，滑动变阻器的总电阻值为R ，有效长度为l ，静态时，输出电压为U 0，试写出加速度a 随输出电压U 变化的关系式．【解析】 设静态时，滑动变阻器滑片与变阻器左端的距离为x ，则有：U 0＝E R ·x lR 当系统以加速度a 向左加速时，设敏感元件向右移动Δx ，则对敏感元件由牛顿第二定律得：2k Δx ＝ma此时输出电压U ＝E R ·x ＋Δx lR 由以上三式得a ＝2kl U－U 0 Em当U ＞U 0时，系统为向左加速，U ＜U 0时，系统为向右加速．【答案】 a ＝2kl U－U 0 Em图4－3－1312．某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为K)，如图4－3－13所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.现有下列器材：力电转换器、质量为m 0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，开关及导线若干，待测物体(可置于力电转换器的受压面上)．请完成对该物体质量的测量．(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图； (2)简要说明测量步骤，求出比例系数k ，并测出待测物体的质量m ；(3)请设想实验中可能会出现的一个问题．【解析】 (1)由题意分析可知，输出端应接电压表；为使输入电压可调，且使电压的调节范围尽可能大，滑动变阻器必须接成分压电路，电路设计如下图所示．(2)测量步骤与结果：①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零．②将砝码放在转换器上，记下输出电压U 0.③将待测物放在转换器上，记下输出电压U ，由U 0＝km 0g ，得k ＝U 0m 0g， 又测得U ＝kmg ，所以m ＝U U 0m 0. (3)可能出现的问题有：①因电源电压不够而输出电压调不到零．②待测物体质量超过转换器量程．(答出一条即可)【答案】 见解析。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 第1章 第6节 用图象描述直线运动课后知能
【课堂新坐标】〔教师用书〕2013-2014学年高中物理第1章第6节用图象描述直线运动课后知能检测粤教版必修11．如图1－6－18所示是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图象，如此( )图1－6－18A．在运动过程中，A质点总比B质点运动得快B．当t＝t1时，两质点的位移一样C．当t＝t1时，两质点的速度相等D．当t＝t1时，A、B两质点的加速度都大于零【解析】A质点的s－t图线的斜率大，表示A质点运动的速度大，A质点运动得快，A 正确；s－t图线的交点表示A、B两质点相遇，故当t＝t1时，两质点的位置一样，但位移不一样，B、C错；A、B两质点均做匀速直线运动，二者加速度均为零，D错．【答案】A2．如图1－6－19所示是一辆汽车做直线运动的s－t图象，对于相对应的线段所表示的运动，如下说法不正确的答案是图1－6－19A．AB段表示车静止B．BC段发生的位移大于CD段发生的位移C．CD段运动方向和BC段运动方向相反D．CD段运动速度大于BC段运动速度【解析】 分析图象可知，AB 段表示汽车静止；BC 段表示汽车向正方向做匀速直线运动，发生的位移为8 m ，v BC ＝Δs 1Δt 1＝12－43－1m/s ＝4 m/s ；CD 段表示汽车反方向做匀速直线运动，发生的位移为－12 m ，v CD ＝Δs 2Δt 2＝0－125－3m/s ＝－6 m/s ，负号表示方向与正方向相反． 【答案】B3．(2013·惠州一中检测)一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度—时间图象如图1－6－20所示，由图象可知( )图1－6－20A ．0～t A 段火箭的加速度小于t A ～tB 段火箭的加速度B ．在0～t B 段火箭是上升的，在t B ～tC 段火箭是下落的C ．t B 时刻火箭离地面最远D ．t C 时刻火箭回到地面【解析】OA 段火箭匀加速上升，AB 段火箭仍然匀加速上升，但加速度比OA 段大，BC 段火箭匀减速上升．【答案】A4．电梯上升的v －t 图象如图1－6－21所示，由图可知电梯上升的高度是( )图1－6－21A ．0B ．36 mC ．42 mD ．48 m 【解析】 据v －t 图象的物理意义知，图中梯形面积表示位移，应当选D.【答案】D5．甲、乙两物体同时、同地出发，它们的“速度—时间〞图象如图1－6－22所示，如此如下说法正确的答案是( )图1－6－22A．甲、乙两物体做曲线运动B．甲、乙两图线上的交点表示两物体相遇C．甲物体先加速后减速，乙物体一直加速D．甲、乙两物体都做加速运动，甲物体的加速度一直减小，乙物体的加速度一直增大【解析】v－t图象只能描述物体做直线运动的情况，A错；图线上的交点表示该时刻两物体的速度相等，B错；v－t图象中图线上每一点的切线的斜率为该点的瞬时加速度．由图象知甲物体做加速度减小的加速运动，乙物体做加速度变大的加速运动．故C错D对．【答案】D6．(2011·某某高考)某同学为研究物体运动情况，绘制了物体运动的x－t图象，如图1－6－23所示．图中纵坐标表示物体的位移x，横坐标表示时间t，由此可知该物体做( )图1－6－23A．匀速直线运动B．变速直线运动C．匀速曲线运动D．变速曲线运动【解析】x－t图象所能表示出的位移只有两个方向，即正方向与负方向，所以x－t图象所能表示的运动也只能是直线运动．x－t图线的斜率反映的是物体运动的速度，由图可知，速度在变化，故B项正确，A、C、D错误．【答案】B7．(双选)(2013·江西吉安高一期中)某人骑自行车在平直道路上行进，如图1－6－24所示的实线记录了自行车开始一段时间内的v－t图象．某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，如下说法正确的答案是( )图1－6－24A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大B．在0～t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大C．在t1～t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大D．在t3～t4时间内，虚线反映的是匀速直线运动【解析】在v－t图中斜率表示加速度的大小，图线与横轴围成的面积表示位移大小，在t1时刻，虚线斜率小于实线斜率，A错；在0～t1时间内，虚线围成的面积大于实线围成的面积，故由虚线计算出的平均速度比实际的大，B正确；在t1～t2时间内，虚线围成的面积比实线围成的面积小，故C错；在t3～t4时间内，虚线平行于t轴，故反映的是匀速运动，D正确．【答案】BD8．(双选)(2013·合肥检测)甲、乙两物体沿同一直线运动的v－t图象如图1－6－25所示，如此( )图1－6－25A．t＝2 s时，两物体速度不同，2 s内的位移一样B．t＝2 s时，两物体速度一样，2 s内的位移不同C．t＝4 s时，两物体速度一样，4 s内的位移不同D．t＝4 s时，两物体速度不同，4 s内的位移一样【解析】甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动，速度方向都为正，大小可从图象直接读出，而位移可以根据图线与坐标轴包围的面积求出，故t＝2 s时，v甲＝v乙＝10 m/s，x甲＝10 m，x乙＝20 m；t＝4 s时，v甲＝20 m/s，v乙＝10 m/s.x甲＝x乙＝40 m，应当选项BD正确．【答案】BD9．(2012·广东茂名高一月考)A、B两物体s－t图象如图1－6－26所示，由图象可知A、B两物体各做________运动；其中A的速度为_______，B的速度为_______；在5秒末A、B的位置分别离坐标原点_______ m和_______ m；5 s内A、B的位移各为_______ m和________ m.图1－6－26【解析】s－t图象中图线的斜率表示物体运动的速度．A、B两物体速度大小、方向都没变，故都做匀速直线运动，v A＝－0.6 m/s，v B＝1 m/s，5秒末A运动到坐标原点，B运动到距坐标原点为4 m的正方向位置，5 s内A、B两物体的位移分别为－3 m，5 m.【答案】匀速直线－0.6 m/s1 m/s 0 4 －3 510．如图1－6－27中甲、乙所示，分别表示专业运动员与没有受过训练的同学在百米赛跑中的v－t图象，你可以分析出其不同吗？甲乙图1－6－27【答案】运动员是从静止开始运动的，其速度在较短时间内就能达到一个比拟大的数值，然后一段时间内速度大小虽有波动，但变化不大，直至完成百米竞赛．其v－t图象可由题图甲表示．假设没有受过训练的同学跑百米，其速度的最大值也小，另外还不能较长时间维持比拟大的速度，其v－t图象可用题图乙表示．11．如图1－6－28所示是某质点运动的v－t图象，请回答：图1－6－28(1)质点在图中各段的过程中做什么性质的运动？(2)在0 s～4 s内、8 s～10 s内、10 s～12 s内质点的加速度各是多少？【解析】v－t图象中图线的斜率表示加速度，0～4 s，a＝2.5 m/s2，恒定不变，故0～4 s内质点做匀加速直线运动，4 s～8 s内，a＝0，v不变，质点做匀速直线运动；8 s～10 s内，a＝－5 m/s2，方向与速度方向相反，故质点做匀减速直线运动；10 s～12 s内a＝－5 m/s 2，方向与速度方向一样，故质点做反方向匀加速直线运动．【答案】 (1)质点在0 s ～4 s 内做匀加速直线运动.4 s ～8 s 内，质点做匀速直线运动，8 s ～10 s 内质点做匀减速直线运动，10 s ～12 s 内质点向负方向做匀加速直线运动．(2)2.5 m/s 2 －5 m/s 2 －5 m/s 212．2012年11月2日中国海军第13批护航编队“黄山舰〞从广东湛江某军港解缆起航，万吨级船坞登陆舰出征亚丁湾、索马里海域，赶赴预定海域后与第12批护航编队会合接替护航任务，某日清晨，海面上有薄雾，一艘某国的货船正在匀速行驶，到达A 处时，船长突然发现后侧面不远处有艘海盗船正在向他们靠近，并预计还有40 min 就会追上货船，于是立即向在C 处海域执行任务的我国某驱逐舰发出求援信号，我官兵立即推算出40 min 后的货舱位置应在D 处，马上调好航向，沿CD 直线方向从静止出发恰好在40 min 内到达D 处，如图1－6－29中甲所示．驱逐舰运动的速度—时间图象如图1－6－29中乙所示．求驱逐舰行走的航线CD 的长度．甲 乙图1－6－29【解析】 由图象可知驱逐舰先匀加速再匀速最后匀减速运动，加速过程中，有 a 1＝Δv 1Δt 1＝20－015×60 m/s 2＝145m/s 2， s 1＝12a 1t 21＝12×145×(15×60)2 m ＝9×103 m. 匀速运动阶段s 2＝vt 2＝20×(35－15)×60 m ＝2.4×104 m.匀减速运动阶段s 3＝v 2t 3＝202×(40－35)×60 m ＝3×103 m. 所以驱逐舰走的航线CD 的长度为s ＝s 1＋s 2＋s 3＝36 km.【答案】36 km。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 3.2 原子模型的提出课后知能检测 沪科版选修3-5
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 3.2 原子模型的提出课后知能检测沪科版选修3-51．在α粒子散射实验中，如图3－2－5所示曲线可能是α粒子径迹的是( )图3－2－5A．a B．bC．c D．d【解析】分析此题要从库仑力作用规律、力与运动关系综合考虑．由于α粒子与原子核带同种电荷，互相排斥，故B、D正确．【答案】BD2．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( )A．原于的中心有个核，叫原子核B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中C．原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕核旋转【解析】由α粒子散射实验可知，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，有的α粒子偏转角超过90°，极少数甚至被反弹回来，说明这需要很强的相互作用力，除非原子核的大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上，否则大角度散射是不可能的．【答案】ACD3．下列对原子结构的认识中，正确的是( )A．原子中绝大部分是空的，原子核很小B．电子在核外运动，库仑力提供向心力C．原子的全部正电荷都集中在原子核里D．原子核的直径大约是10－10 m【解析】原子由位于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，电子在核外绕核高速旋转，库仑力提供向心力，由此可判定B、C选项正确；根据α粒子散射实验知原子核直径的数量级为10－15 m，而原子直径的数量级为10－10 m，故A正确，D错误．【答案】ABC4．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是( ) A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B．正电荷在原子中是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子D．原子中的质量均匀分布在整个原子范围内【解析】原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，才使在α粒子散射实验中，只有少数的α粒子离核很近，受到较大的库仑斥力，发生大角度的偏转，所以选项A 正确．【答案】 A5．实验测得α粒子与金197 79Au对心碰撞时所能达到的离金原子核的最小距离约为2×10－14 m，由此数据请你估算金原子核的密度．(结果取1位有效数字)【解析】根据卢瑟福的核式结构模型，题设数据可以认为是金原子核的半径r，则金原子核的体积为V＝43πr3，金的摩尔质量为M＝197×10－3kg·mol－1，阿伏伽德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，则密度ρ＝MV·N A＝197×10－343π－143×6.0×1023kg/m3≈1×1016 kg/m3.【答案】1×1016 kg/m36．(2011·珠海高二检测)如图3－2－6所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时，观察到的现象，下述说法中正确的是( )图3－2－6A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少【解析】 在卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，故A 正确，少数α粒子发生较大偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，极个别α粒子被反射回来，故B 、C 错，D 对．【答案】 AD7．如图3－2－7所示，M 、N 为原子核外的两个等势面，已知U NM ＝100 V ．一个α粒子以2.5×105m/s 从等势面M 上的A 点运动到等势面N 上的B 点，求α粒子在B 点时速度的大小．(已知m α＝6.64×10－27kg)图3－2－7【解析】 α粒子在由A 到B 的过程中，满足动能定理 －2eU NM ＝12m αv 2－12m αv 20由此得v ＝v 20－4eU NMm α＝52－4×1.6×10－19×1006.64×10－27m/s ＝2.3×105m/s. 【答案】 2.3×105m/s8．(2011·泰州高二检测)在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图3－2－8所示．图中P 、Q 两点为轨迹上的点，虚线是过P 、Q 两点并与轨迹相切的直线．两虚线和轨迹将平面分成四个区域，不考虑其他原子核对α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下面说法正确的是( )图3－2－8A ．一定在①区域B ．可能在②区域C ．可能在③区域D ．一定在④区域【解析】 α粒子运动时，受到原子核排斥力的作用，而做曲线运动的轨迹一定是在合外力方向与速度方向之间，将各区域内任何一点分别与P、Q两点相连并延长，可发现②、③、④区域都不可能，一定在①区域．【答案】 A9．1911年前后，物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，取得惊人的发现．试由此实验根据下列所给公式或数据与别人一起讨论探究出金原子核的大小．带电粒子在点电荷电场中的电势能的表达式为E p＝－k Qqr，k＝9.0×109N·m2/C2.金原子序数为79，α粒子质量Mα＝6.64×10－27kg，质子质量m p＝1.67×10－27kg，α粒子速度vα＝1.60×107m/s，电子电荷量e＝1.6×10－19 C.【解析】α粒子接近金原子核，克服库仑力做功，动能减少，电势能增加，当α粒子的动能完全转化为电势能时，离金原子核最近，距离为R，R可被认为是金原子核半径，则有1 2Mαv2α＝kQqαR，其中Q为金原子核的电荷量，则有R＝2kQqαMαv2α＝2×9.0×109－1926.64×10－2772m ≈4×10－14 m.【答案】金原子核的半径为4×10－14 m。
【课堂新坐标】(教师用书)20132014学年高中物理 第2章《机械波》综合检测 沪科版选修34
综合检测(二) 第2章 机械波(分值：100分 时间：60分钟)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共42分．第1～4题只有一项符合题目要求，第5～7题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．(2013·福建高考)如图，t ＝0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y 轴正方向开始振动，振动周期为 s ，在同一均匀介质中形成沿x 轴正、负两方向传播的简谐横波．下图中能够正确表示t ＝ s 时波形的图是( )【解析】 根据波动与振动的关系分析波的图像．根据波的传播的周期性，t ＝ s 时波形是波源振动112个周期形成的，此时波源在坐标原点从平衡位置向y 轴负方向振动，由波的传播方向与质点的振动方向的关系知选项C 正确．【答案】 C2．一列简谐波在t ＝0时刻的波形图如图1(a)所示，图(b)表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图像，则( )图1A ．若波沿x 轴正方向传播，(b)图可能为a 点的振动图像B ．若波沿x 轴正方向传播，(b)图可能为b 点的振动图像C ．若波沿x 轴正方向传播，(b)图可能为c 点的振动图像D ．若波沿x 轴正方向传播，(b)图可能为d 点的振动图像【解析】 在(b)的振动图像中，t ＝0时质点在平衡位置且向y 轴正方向运动，在平衡位置的点只有b 、d ，故选项A 、C 错误；若波沿x 轴正方向传播，波源在左侧，b 、d 两点都是在其左侧点的带动下振动的，b 左侧的点在其上方，因此b 质点正向上运动，符合要求，选项B 正确；d 左侧的点在其下方，d 质点正向下运动，不合要求，选项D 错误．故选B.【答案】 B3．(2013·陕师大附中检测)如图2所示是某一时刻的波形图像，波沿x 轴正方向传播，波速是18 m/s ，则波长和频率分别是( )图2A ．3 cm 200 HzB ．6 cm 300 HzC ．9 cm 400 HzD ．12 cm 50 Hz【解析】 由题图可知λ＝6 cm ，f ＝v λ＝186×10－2Hz ＝300 Hz.【答案】 B4．一列简谐横波沿直线由a 向b 传播，相距10.5 m 的a 、b 两处的质点振动图像如图3中a 、b 所示，则( )图3A ．该波的振幅可能是20 cmB ．该波的波长可能是8.4 mC ．该波的波速可能是10.5 m/sD ．该波由a 传播到b 可能历时7 s【解析】 由题图知振幅A ＝10 cm ，A 错；(n ＋34)λ＝10.5 m ，则n 取任何非负整数都不可能得到8.4 m ，B 错；由题图可以看出T ＝4 s ，v ＝λT＝错误! m/s ，显然波速不可能是10.5 m/s ，C 错；由图像分析可知，经历时间可能为t ＝(1＋34)T ，所以可能为7 s ，D 对．【答案】 D5．(多选)如图4所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是( )图4A ．女同学从A 向B 运动过程中，她感觉哨声音调变高 B ．女同学从E 向D 运动过程中，她感觉哨声音调变高C ．女同学在C 点向右运动时，她感觉哨声音调不变D ．女同学在C 点向左运动时，她感觉哨声音调变低【解析】 女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；女同学向左运动时，她都感到哨声音调变低．选项A 、D 正确，B 、C 错误．【答案】 AD6．如图表示两列同频率相干水波在t ＝0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2 cm ，波速均为2 m/s ，波长均为0.4 m ，E 点是BD 连线和AC 连线的交点，下列说法正确的是( )图5A ．A 、C 两点是振动减弱点B ．E 点是振动加强点C ．B 、D 两点在该时刻的竖直高度差为4 cm D ．t ＝ s 时，E 点离开平衡位置2 cm【解析】 由题图可知A 、C 两点在该时刻是波峰和波谷相遇，所以是减弱的，A 选项正确．同理可知，B 、D 两点是振动加强点，且高度差为4A ＝8 cm ，C 选项错误．T ＝λv＝错误!s ＝ s ，当t ＝ s ＝14T 时，两波的波峰传到E 点，E 处于波峰，x ＝2A ＝4 cm ，所以E 是加强点，B 选项正确，D 选项错误．【答案】 AB7．(2013·南昌高二检测)在一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1 m ，如图6甲所示，一列横波沿该直线向右传播，t ＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2 m ，经过时间 s 第一次出现如图乙所示的波形．则( )图6A ．第9个质点的起振方向向上B ．该波的周期为 sC ．该波的波速为4 m/sD ．在介质中还有一质点P ，距质点1的距离为10 m ，则再经 s P 点处于波峰 【解析】 由于质点1起振方向向下，故最前面质点的起振方向也向下．根据t ＝ s 时的波形图可知， s 内传播了Δx ＝ λ＝1.2 m ，故波速v ＝ΔxΔt ＝错误! m/s ＝4 m/s.质点的振动周期等于波传播的周期，T ＝错误! s ＝ s.【答案】 BCD二、非选择题(本大题共5个小题，共58分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要深演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)8．(8分)一列简谐横波由O 点沿x 轴正方向传播，如图7所示，OA ＝0.4 m ，振动从O 点传播到A 点所用时间为5×10－2s ，当这列波进入AB 区域时，它的传播速度变为原来的倍，那么：图7(1)这列波在OA 和AB 区域的波速分别是________、________； (2)这列波在OA 和AB 区域的波长分别是________、________.【解析】 由于波从O 点传到A 点所用时间为5×10－2s ，OA 之间有两个波长，因此该波的周期T ＝×10－2s ，波在OA 区域时的波长为0.2 m ，则波速为v ＝λ/T ＝8 m/s ；在AB区域里的波速为v ′＝＝×8 m/s＝12 m/s ；波长为λ＝v ′T ＝0.3 m.【答案】 (1)8 m/s 12 m/s (2)0.2 m 0.3 m9．(10分)在湖中，甲、乙两人分别乘坐在相距24 m 的两只小船上，有一列水波从湖面传开，每只船每分钟上、下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则水波的速度为多少？【解析】 由题意，甲、乙两船之间有个波长，故λ＝24 m ，λ＝16 m. 又每分钟上、下浮动20次，T ＝6020 s ＝3 s ，所以v ＝λT ＝163m/s≈5.33 m/s. 【答案】 5.33 m/s10．(12分)如图8所示，一列横波的波源在图中坐标原点O 处，经过 s ，振动从O 处向右传播20 cm ，P 点到O 点的距离是70 cm.图8(1)P 点振动时起振方向如何？(2)该波从原点向右传播开始计时，经多长时间质点P 第1次到达波峰？【解析】 (1)根据带动原理，P 质点的起振方向与20 cm 处的质点起振方向相同，该点起振方向向下，波传到P 点，P 点的起振方向也必须向下．(2)由题意知，波的传播速度为v ＝20 cms＝50 cm/s.波从波源传到70 cm 处，传播时间t 1＝s v ＝7050s ＝ s ，此时P 点振动方向向下，P 点从平衡位置处到第1次形成波峰的时间t 2＝34T ＝ s ．所以，从开始计时到P 点第1次形成波峰的时间t ＝t 1＋t 2＝ s ＋ s ＝ s. 【答案】 (1)向下 (2) s11．(12分)(2013·咸阳检测)在某介质中形成一列简谐波，t ＝0时刻的波形如图9中的实线所示．若波向右传播，零时刻刚好传到B 点，且再经过 s ，P 点也开始起振，求：图9(1)该列波的周期T ；(2)从t ＝0时刻起到P 点第一次达到波峰时止，O 点所经过的路程s 0为多少？【解析】 由图像可知，λ＝2 m ，A ＝2 cm.当波向右传播时，点B 的起振方向竖直向下，包括P 点在内的各质点的起振方向均为竖直向下．(1)波速v ＝xΔt 1＝错误! m/s ＝10 m/s ，由v ＝错误!，得T ＝λv＝ s.(2)由t ＝0至P 点第一次到达波峰，经历的时间Δt 2＝Δt 1＋34T ＝ s ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3＋34T ，s 0＝n ·4A ＝⎝⎛⎭⎪⎫3＋34×4A ＝0.3 m.【答案】 (1) s (2) 0.3 m图1012．(16分)(2013·石家庄高二检测)一列简谐横波的波速v ＝40 cm/s ，在某一时刻的波形如图10所示，在这一时刻质点A 振动的速度方向沿y 轴正方向．求：(1)这列波的频率、周期和传播方向；(2)从这一时刻起在 s 内质点B 运动的位移和路程； (3)画出再经过Δt ＝ s 时的波形图．【解析】 (1)从题图中可看出，波长λ＝8 cm ，由f ＝v /λ得：这列波的频率f ＝5 Hz 又因为周期与频率互为倒数，所以周期T ＝1/f ＝ sA 点此时振动的速度方向向上，由“质点带动法”可知，A 点右侧附近的质点是它起振前已经振动了的质点，所以波源在右边，波沿x 轴负方向传播．(2)由于质点B 位于平衡位置，且速度方向沿y 轴负方向，故经 s 即个周期后质点又回到平衡位置，此刻的速度方向变为沿y 轴正方向，所以B 点在 s 内的位移等于零．通过的路程s ＝×4A ＝10A ＝1 m(3)经过Δt ＝ s ，波沿x 轴负方向传播的距离Δx ＝v Δt ＝40×0.75 cm＝30 cm ＝334λ由波形的平移规律可得，再经过 s 的波形会向左平移34λ，如图中虚线所示【答案】(1)5 Hz s 波沿x轴负方向传播(2)0 1 m (3)见解析。
【课堂新坐标】(教师用书)20132014学年高中物理 第3章 第3节 放射性的应用与防护课后知能检
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第3章第3节放射性的应用与防护课后知能检测鲁科版选修3-51．放射性同位素被用作示踪原子，主要是因为 ( )A．放射性同位素不改变其化学性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态有关D．放射性同位素容易制造【解析】放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性废料容易处理等，因此，选项A、B正确，C、D 不正确．【答案】AB2．(2013·东北师大附中检测)在临床上经常用放射性同位素进行诊断，如医生用123I 进行体内跟踪，可迅速查出人体内的病因，123I的特性是( )A．半衰期长，并迅速从体内清除B．半衰期长，并缓慢从体内清除C．半衰期短，并迅速从体内清除D．半衰期短，并缓慢从体内清除【解析】利用放射性同位素123I放出的γ射线穿透本领比α、β射线强.123I的半衰期较短，可以迅速从体内消失，不至于因长时间辐射而对身体造成伤害，故C对．【答案】 C3．(2013·杭州一中高二检测)在工业生产中，某些金属材料内部出现的裂痕是无法直接观察到的，如果不能够发现它们，可能会给生产带来极大的危害．自从发现放射线以后，就可以利用放射线对其进行探测了，这是利用了 ( )A．α射线的电离本领B．β射线的带电本领C．γ射线的贯穿本领D．放射性元素的示踪本领【解析】放射线的应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向展开的，γ射线的贯穿本领最强，可以用于金属探伤，故C项正确．【答案】 C4．(2013·贵阳高二检测)2011年3月11日，日本东北部宫城县发生里氏级强烈地震，地震导致福岛核电站发生泄漏，酿成了核泄漏事故，核泄漏事故会造成严重后果，其原因是( )A．铀、钚等物质有放射性B．铀、钚等物质半衰期很长C．铀、钚等重金属有剧毒D．铀、钚等物质会造成爆炸【解析】放射线对人体组织、生物都有害，核泄漏后产生的危害主要是放射线，且其半衰期长，在很长时间内具有放射性，故A、B正确；核泄漏物质中含有大量重金属，有剧毒，但不会自发爆炸，故C正确，D错误．【答案】ABC5．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体透视C．用放射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优良的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害【解析】利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电导出，A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，B错误；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种，C错误；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，D正确．【答案】 D6.图3－3－2为保证生产安全，大型钢铁部件内部不允许有砂眼、裂痕等伤痕存在．如图3－3－2是利用射线检测钢柱内部是否存在伤痕及伤痕情况的示意图，若钢柱的直径为20 cm，则下列说法正确的是( )A．放射源放出的射线应该用β射线B．放射源放出的射线应该用X射线C．放射源放出的射线应该用γ射线D．若钢件内部有伤痕，探测器接收到的射线粒子将减少【解析】此射线必须能穿透部件，接收器才能接收到射线粒子，因β射线只能穿透几毫米厚的铝板，X 射线也只能穿透几厘米厚的钢板，用γ射线可以检查30 cm 厚的钢铁部件，显然这里应该用γ射线而不能用β或X 射线，选项C 正确，A 、B 选项错误；当遇到钢铁部件内部有伤痕时，穿过钢板到达计数器的γ射线比没有砂眼或裂纹处的要多一些，选项D 错误．【答案】 C7．(2011·上海高考)在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则( )A ．措施①可减缓放射性元素衰变B ．措施②可减缓放射性元素衰变C ．措施③可减缓放射性元素衰变D ．上述措施均无法减缓放射性元素衰变【解析】 放射性元素的半衰期是由元素的原子核本身特性决定的，与所处的物理环境，化学状态均无关，故D 正确．【答案】 D8．(2013·漳州一中检测)放射性同位素在技水上有很多应用，不同的放射源可用于不同的目的．如表列出了一些放射性同位素的半衰期和可利用的射线．使放射源和探测器间隔很小一段距离，若它们之间空气中烟尘浓度大于某一设定的临界值，探测器探测到的射线强度比正常情况下小得多，从而可以通过自动控制装置触发警铃，预防火灾．则该装置中的放射源可选用表中的哪一种( )放射性同位素210 84Po 241 95Am 9038Sr 9942Tc 辐射线α α β γ 半衰期138天 433年 28年 6 h 84)Po 95【解析】 烟雾对α射线的穿透性影响明显，用半衰期长的放射性同位素能使报警装置长时间稳定工作，故B 正确．【答案】 B9．贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染．人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病．下列结论正确的是( )A ．铀238的衰变方程式为：238 92U→234 90Th ＋42He92)U 和23892U 互为同位素C．人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变D．贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性【解析】铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A正确．铀238和铀235质子数相同，故互为同位素，B正确．核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C正确．贫铀弹的穿甲能力很强，是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，袭击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，D 错．【答案】ABC10．如图3－3－3所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．图3－3－3(1)请简述自动控制的原理；(2)如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β和γ三种射线中，哪一种对铝板的厚度控制起主要作用？为什么？【解析】(1)放射线具有穿透本领，如果向前移动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化，将这种变化转变为电信号输入到相应的装置，使之自动地控制题图中右侧的两个轮间的距离，达到自动控制铝板厚度的目的．(2)β射线起主要作用．因为α射线的贯穿本邻很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1毫米厚的铝板；γ射线的贯穿本邻很强，能穿过几厘米的铅板，1毫米左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的γ射线强度变化不大；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米厚的铝板，当铝板厚度发生变化时，透过铝板的β射线强度变化较大，探测器可明显地探测出这种变化，使自动化系统做出相应的反应．【答案】见解析11．(2011·浙江高考)核电站的固体废料放射性比较强，要在核电站内的专用废物库放置5年，且在放置的初始阶段要对固体废料进行冷却处理．请简述需要进行冷却处理的理由．【解析】核电站的固体废料放射性比较强，能放出γ射线，放出巨大能量．且刚开始放射性比较强，释放出的能量比较大，温度升高快，必须在初始阶段对核固体废料进行冷却处理．【答案】见解析12．为了临床测定病人血液的体积，可根据磷酸盐在血液中将被红血球所吸收这一事实，向病人体内输入适量含有3215P作示踪原子的血液．先将含有3215P的血液4 cm3分为两等份，其中一份留作标准样品，20 min测量出其放射性强度为10 800 s－1；另一份则通过静脉注射进入病人体内，经20 min后，放射性血液分布于全身，再从病人体内抽出血液样品2 cm3，测出其放射性强度为5 s－1，则病人的血液体积为多少？【解析】由于标准样品与输入人体内的3215P的总量相等，所以两者的放射性强度与3215P 原子核的总数都相等，设病人血液体积为V，血液样品体积V′＝2 cm3.则SV′V＝10 800，即V＝10 8005×2 cm3＝4 320 cm3.【答案】 4 320 cm3。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理1.3研究斜抛运动课后知能检测沪科版必修2
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 1.3 研究斜抛运动课后知能检测沪科版必修21．(多选)关于斜抛运动，下列说法哪些正确( )A．斜抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动B．斜抛物体的运动轨迹是抛物线C．斜抛运动的速度的大小和方向是时刻在变化的D．斜抛运动的加速度的大小和方向是时刻在变化的【解析】斜抛运动的加速度是重力加速度g，所以其大小和方向是不变的，故D错．【答案】ABC2．(多选)(2013·铜川高一期末)做斜抛运动的物体到达最高点时，下列哪些物理量不为零( )A．速度B．水平分速度C．竖直分速度D．加速度【解析】做斜抛运动的物体在最高点的速度水平，加速度为g，故C错误，A、B、D 正确．【答案】ABD3．(多选)(2013·江苏高考)如图1－3－5所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同．空气阻力不计，则( )图1－3－5A．B的加速度比A的大B．B的飞行时间比A的长C．B在最高点的速度比A在最高点的大D．B在落地时的速度比A在落地时的大【解析】在同一位置抛出的两小球，不计空气阻力，在运动过程中的加速度等于重力加速度，故A、B的加速度相等，选项A错误；根据h＝12gt2，两球运动的最大高度相同，故两球飞行的时间相等，选项B错误；由于B的射程大，根据水平方向匀速运动的规律x＝vt，故B 在最高点的速度比A 的大，选项C 正确；根据竖直方向自由落体运动，A 、B 落地时在竖直方向的速度相等，B 的水平速度大，速度合成后B 在落地时的速度比A 的大，选项D 正确．【答案】 CD4．一只澳大利亚袋鼠有一次以7 m/s 的初速度以相对于水平地面成64.2°的角度纵身一跳，恰在其运动的最高点越过了一道篱笆，已知sin 64.2°＝0.9，g ＝10 m/s 2，则该篱笆的高度为( )A ．2 mB ．2.6 mC ．6.4 mD ．5.2 m【解析】 根据Y ＝v 20sin 2θ2g代入数据可得Y ≈2.0 m，故A 正确．【答案】 A5．抛体运动中可能出现的情况有( ) A ．速度先增大，后变小 B ．速度先变小，后增大 C ．速度大小保持不变D ．加速度逐渐增大【解析】 如果是平抛运动或者是斜下抛运动，物体的速度都是一直变大的，如果是斜上抛运动，速度先减小后增大，但不管是哪种抛体运动，加速度不变，始终等于重力加速度．故B 正确．【答案】 B6．(2012·咸阳高一检测)物体做斜抛运动时，描述物体在竖直方向的分速度v y (取向上为正)随时间变化的图线是图中的( )【解析】 斜抛运动的竖直分运动是竖直上抛运动，其运动的速度先均匀减小到零，后反向又均匀增大，由于规定向上为正方向，故速度先为正，后为负，A 正确．【答案】 A 7.图1－3－6有一支步枪，先后以不同的速度v 1、v 2和v 3射出三颗子弹，各速度矢量如图1－3－6所示，则哪颗子弹射得最高( )A ．aB ．bC ．cD ．一样高【解析】 从题图中可以看出，三颗子弹的初速度的竖直分速度是相等的，即v 1sin θ1＝v 2sin θ2＝v 3sin θ3，根据斜抛运动的射高公式Y ＝v 20sin 2θ2g可知，三颗子弹的射高是相等的，故D 正确．【答案】 D8．(2013·鞍山高一检测)A 、B 两物体初速度相同，A 沿与水平方向成θ角的光滑斜面上滑；B 与水平方向成θ角斜上抛．它们所能达到的最大高度分别为H A 和H B .关于H A 和H B 的大小判断正确的是( )A ．H A <HB B ．H A ＝H BC ．H A >H BD ．无法确定【解析】 假设两物体初速度为v 0，在光滑斜面上时，对物体A 受力分析可以得到物体的加速度a ＝mg sin θm＝g sin θ，物体所在沿斜面方向上的长度为L ，则v 20＝2gL sin θ，离地面的高度H A ＝L sin θ＝v 202g，斜向上抛时，B 物体竖直分速度v y ＝v 0sin θ，上升的高度H B ＝v 20sin 2θ2g<H A ，故C 正确．【答案】 C图1－3－79．(2013·陵水高一检测)将一篮球从地面上方B 点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上的A 点，不计空气阻力．若抛射点B 向远离篮板方向移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A 点，则可行的是( )A ．增大抛射速度v 0，同时减小抛射角θB ．减小抛射速度v 0，同时减小抛射角θC ．增大抛射角θ，同时减小抛射速度v 0D ．增大抛射角θ，同时增大抛射速度v 0【解析】 因为篮球是垂直打在篮板上，故可将斜上抛运动看作反向的平抛运动处理．由题意可知，下落的高度不变，据h ＝12gt 2知运动时间一定，故落到抛射点时竖直方向的分速度v y ＝gt 一定．当平抛运动的水平位移增大时，由x ＝v x t 可知，水平方向的分速度v x 增大，合速度v 增大，则sin θ＝v y v 可得抛射角θ减小，而抛射速度v 0＝v ysin θ可得v 0变大，故只有A 正确．【答案】 A10．(2013·安徽高考)由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28 m 3/min ，水离开喷口时的速度大小为16 3 m/s ，方向与水平面夹角为60°，在最高处正好到达着火位置，忽略空气阻力，则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g 取10 m/s 2)( )A ．28.8 m 1.12×10－2m 3B ．28.8 m 0.672 m 3C ．38.4 m 1.29×10－2m 3D ．38.4 m 0.776 m 3【解析】 准确理解斜抛运动规律是解决本题的关键．将速度分解为水平方向和竖直方向两个分量，v x ＝v cos 60°，v y ＝v sin 60°，水的运动可看成竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的匀速直线运动的合运动，水柱的高度h ＝v 2y2g＝28.8 m ，上升时间t ＝v y g ＝v sin 60°g＝2.4 s空中水量可用流量乘以时间来计算，Q ＝0.2860m 3/s×2.4 s＝1.12×10－2 m 3. 故选项A 正确． 【答案】 A11．在水平地面上的迫击炮炮筒与水平方向成60°角，炮弹从炮口射出时的速度是500 m/s ，若忽略空气的阻力，求炮弹的射高和射程．(取g ＝10 m/s 2)【解析】 在水平地面上的迫击炮发出的炮弹做斜上抛运动，根据运动的特点将运动进行分解，分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运动．在水平方向上有：v x ＝v 0cos θ，x ＝v 0cos θt ，在竖直方向上有：v y ＝v 0sin θ－gt ，y ＝v 0sin θt －12gt 2，代入题中的已知数据：0＝500 m/s×sin 60°－12×10 m/s 2×t ，可得：t ＝50 3 s ，代入公式x ＝v 0cos θ·2t 中，可得炮弹的射程为：x ＝500×cos 60°×50 3 m ＝21 650 m ；竖直方向上位移也即炮弹的射高为：y ＝500×sin 60°×25 3 m －12×10×(253)2m ＝9375 m.【答案】 9 375 m 2 1650 m12．一座炮台置于距地面60 m 高的山崖边，以与水平线成45°角的方向发射一颗炮弹，炮弹离开炮口时的速度为120 m/s.求：(1)炮弹所达到的最大高度．(2)炮弹落到地面时的时间和速度大小．(3)炮弹的水平射程．(忽略空气阻力，g 取10 m/s 2)【解析】 炮弹的轨迹大致如图所示，在竖直方向上，v 0y ＝v 0·sin 45°＝60 2 m/s ，水平方向上，v 0x ＝v 0·cos45°＝60 2 m/s.(1)竖直方向上炮弹做竖直上抛运动H ＝v 20y 2g ＝222×10m ＝360 m. (2)由竖直上抛知识知：y ＝v 0y t －12gt 2，又y ＝－h ＝－60 m ，代入数据解得t ＝(62＋221) s ＝17.7 s. 炮弹落到地面时竖直方向的速度v y ＝v 0y －gt ＝(602－10×17.7) m/s＝－92.1 m/s ， 故v ＝v 2y ＋v 20x ＝92.12＋22m/s ＝125 m/s.(3)水平射程：x ＝v 0x ·t ＝602×17.7 m＝1 502 m. 【答案】 (1)360 m (2)17.7 s,125 m/s (3)1 502 m。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 4.6 互感和自感课后知能检测 新人教版选
【课堂新坐标】〔教师用书〕2013-2014学年高中物理 4.6 互感和自感课后知能检测 新人教版选修3-21．如下哪些单位关系是不正确的 ( )A ．1亨＝1欧·秒B ．1亨＝1伏·安/秒C ．1伏＝1韦/秒D ．1伏＝1亨·安/秒【解析】 由E ＝L ΔI Δt 得L ＝E ΔI Δt，取E ＝1伏，ΔI Δt ＝1安/秒，得1亨＝1伏安·秒＝1欧·秒，故A 、D 关系正确，B 关系不正确，由E ＝n ΔΦΔt知C 关系正确．故单位关系不正确的为B 项． 【答案】 B2．(2013·重庆市一中高二上学期期末)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L 、小灯泡A 、开关S 和电池组E ，用导线将它们连接成如图4－6－9所示的电路．检查电路后，闭合开关S ，小灯泡发光；再断开开关S ，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经屡次重复，仍未见教师演示时出现的小灯泡闪亮的现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ( )图4－6－9A ．电源的内阻较大B ．小灯泡的电阻偏大C ．线圈的直流电阻偏大D ．线圈的自感系数较大【解析】 断电自感现象中，小灯泡能否闪亮，要看断电前通过线圈的电流和通过小灯泡的电流的大小关系，假设通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，如此断电后，电感线圈L 与小灯泡构成回路，电感线圈L 中的感应电动势阻碍其中的电流变化，使得通过小灯泡的感应电流大于原来电源给小灯泡提供的电流，使得小灯泡出现闪亮的现象．所以最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是断电前通过线圈的电流没有明显大于通过小灯泡的电流，即线圈的直流电阻偏大．【答案】 C3．在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点1，现把它从1扳向2，如图4－6－10所示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是 ( )图4－6－10A．先由P→Q，再由Q→PB．先由Q→P，再由P→QC．始终由Q→PD．始终由P→Q【解析】开关由1扳到2，线圈A中电流产生的磁场由左向右先减小后反向增加，由楞次定律可得R中电流始终由Q→P，选项C正确．【答案】 C4．(2013·佛山一中高二检测)在如图4－6－11所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零点在表盘中央的一样的电流表．当开关S闭合时，电流表G1指针偏向右方，那么当开关S断开时，将出现的现象是 ( )A．G1和G2指针都立即回到零点B．G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点C．G1指针缓慢回到零点，而G2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点图4－6－11【解析】电流表指针的偏转方向与电流的流向有关．根据题意，电流自右向左时，指针向右偏．那么，电流自左向右时，指针应向左偏．当开关S断开瞬间，G1中电流立即消失．而L由于自感作用，电流不能立即消失，电流沿L、G2、G1的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一段时间，即G2中的电流按原方向自右向左逐渐减为零，而G1中的电流和原方向相反，变为自左向右，和G2中的电流同时减为零．也就是G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点，故D项正确.【答案】 D5. 如图4－6－12所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.如下表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中，正确的答案是( )图4－6－12【解析】闭合开关S后，灯泡D直接发光，电感L的电流逐渐增大，电路中的总电流也将逐渐增大，电源内电压增大，如此路端电压U AB逐渐减小；断开开关S后，灯泡D中原来的电流突然消失，电感L中的电流通过灯泡形成的闭合回路逐渐减小，所以灯泡D中电流将反向，并逐渐减小为零，即U AB反向逐渐减小为零，所以选项B正确．【答案】 B6．(2013·山东省实验中学高二检测)如图4－6－13所示，E为电池组，L是自感线圈(直流电阻不计)，D1、D2是规格一样的小灯泡．如下判断正确的答案是( ) A．开关S闭合时，D1先亮，D2后亮B．闭合S达稳定时，D1熄灭，D2比起初更亮C．断开S时，D1闪亮一会D．断开S时，D1、D2均不立即熄灭图4－6－13【解析】开关S闭合时D1，D2同时亮，电流从无到有，线圈阻碍电流的增加，A错．闭合S达稳定时D1被短路，电路中电阻减小，D2比起初更亮，B对．断开S时，线圈阻碍电流减小，故D1会闪亮一下，而D2在S断开后无法形成通路，会立即熄灭，所以C对，D错．【答案】BC7．如图4－6－14所示是一种延时开关．当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，将C 线路接通．当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．如此如下说法中正确的答案是( )A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．如果断开B线圈的开关S2，无延时作用D．如果断开B线圈的开关S2，延时将变长图4－6－14【解析】当S1闭合时，线圈A有电流通过，使F产生磁场使得D被F吸下．显然当S1断开时，线圈A中的电流消失，此时磁感应强度减小，A、B线圈中穿过的磁通量均发生变化．由于A线圈已经断开，在其中不产生感应电流，对磁场强度的减小没有抑制作用；而B线圈中产生感应电流，该电流产生的磁场抑制F中原磁场的减弱，这即是延迟效应产生的原因．当然，如果S2断开的话，线圈B也不产生感生电流，不会对F中磁场的减弱产生阻碍作用．选项B、C正确．【答案】BC8．如图4－6－15所示，多匝线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻器的电阻均为R，开始时电键S断开．此时电路中电流为I0，现将电键S闭合，线圈L中有自感电动势产生，如下说法中正确的答案是( )A．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I0减小到零B．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终总小于I0C．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持I0不变D．自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到2I0图4－6－15【解析】开关断开，电路中电流稳定时，电源给一个电阻供电；开关突然闭合的瞬间，电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中总电流要增大，但多匝线圈中产生了阻碍电流增大的自感电动势，所以电路中电流只能逐渐增大，最终电路中电流会增大到2I0.这表现了自感电动势阻碍电流增大的作用，不是阻止电流增大，也不是起阻碍电流的作用，所以A 、B 、C 错，D 对．【答案】 D9．(2013·南京师大附中高二检测)如图4－6－16所示，L A 和L B 是两个一样的小灯泡，L 是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与R 一样．由于存在自感现象，在开关S 闭合和断开时，灯L A 和L B 先后亮暗的顺序是( )A ．闭合时，L A 先达最亮；断开时，L A 后暗B ．闭合时，L B 先达最亮；断开时，L B 后暗C ．闭合时，L A 先达最亮；断开时，L A 先暗D ．闭合时，L B 先达最亮；断开时，L B 先暗图4－6－16【解析】 闭合时，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以干路中的电流全部流经L A ，而L B 与R 并联在电路中，故闭合时，L A 先达最亮；断开时，线圈对电流的减小有阻碍作用，产生自感电动势，与L A 组成闭合回路，所以L A 慢慢变暗，故A 对．【答案】 A10．一个线圈的电流在0.001 s 内有0.02 A 的变化，产生50 V 的自感电动势，求线圈的自感系数．如果这个电路中的电流的变化率变为40 A/s ，自感电动势又有多大？【解析】 (1)由E L ＝L ΔI Δt， 得L ＝E L ·Δt ΔI ＝50×0.0010.02H ＝2.5 H. (2)E ＝L ΔI Δt＝2.5×40 V＝100 V. 【答案】 (1)2.5 H (2)100 V11．如图4－6－17所示的电路中，电流表的内阻不计，电阻R 1＝2.5 Ω，R 2＝7.5 Ω，线圈的直流电阻可以忽略．闭合开关S 的瞬间，电流表读数I 1＝0.2 A ，当线圈中的电流稳定后，电流表的读数I 2＝0.4 A ，试求电池的电动势和内阻．图4－6－17【解析】闭合开关S的瞬间，R1和R2串联接入电路，由闭合电路欧姆定律得I1＝ER1＋R2＋r电路稳定后，R2被短路，由闭合电路欧姆定律得I2＝ER1＋r联立解得E＝3 V r＝5 Ω.【答案】 3 V 5 Ω12. 如图4－6－18所示，电源的电动势E＝15 V，内阻忽略不计．R1＝5 Ω，R2＝15 Ω，电感线圈的电阻不计，求当开关S接通的瞬间，S接通达到稳定时与S切断的瞬间流过R1的电流．图4－6－18【解析】开关S接通瞬间，流过线圈L的电流不能突变，所以流过R1的电流仍为0.达到稳定时，线圈相当于导线，所以流过R1的电流为I1＝ER1＝155A＝3 A.开关S断开瞬间，流过线圈L的电流不能突变，所以流过R1的电流仍为3 A. 【答案】0 3 A3 A。
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【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理课后知能检测
9 教科版必修1
1．关于力的分类，下列叙述正确的是( )
A．根据效果命名的同一名称的力，性质一定相同
B．根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同
C．性质不同的力，对物体的作用效果一定不同
D．性质不同的力，对物体的作用效果一定相同
【解析】性质相同的力可以有不同的作用效果，性质不同的力也可以有相同的作用效果，也就是说，效果不同的力其性质可以相同也可以不同，效果相同的力可以是性质相同的力，也可以是性质不同的力．正确选项为B.
【答案】 B
2．下列说法中正确的是( )
A．用手压弹簧，手先给弹簧一个作用，弹簧被压缩后再反过来给手一个作用
B．运动员将垒球抛出后，垒球的运动状态仍在变化，垒球仍为受力物体，但施力物体不是运动员
C．施力物体对受力物体施加了力，施力物体本身可能不受力的作用
D．某物体作为一个施力物体，也一定是受力物体
【解析】施力物体与受力物体间的相互作用是同时发生的，不存在先后，A不正确．垒球抛出后受重力，施力物体为地球，B正确．施力物体本身也是受力物体，C错误，D正确．【答案】BD
3．以下几组力中，都是按力的性质命名的是( )
A．重力、浮力、摩擦力、弹力
B．弹力、压力、分子力、重力
C．电场力、磁场力、分子力、万有引力
D．支持力、动力、阻力、拉力
【解析】在力的两种分类中，性质力是按着力的产生原因来命名的，在力学中经常遇到的三种力是重力、摩擦力、弹力，另外还会遇到的性质力有分子力、电磁力、万有引力、核力等；经常遇到的效果力有拉力、压力、支持力、动力、阻力等，以后还会遇到向心力、回复力等效果力．
【答案】 C
4．对于被运动员踢出的在水平草地上运动的足球，以下说法正确的是
( ) A．足球受到踢力
B．足球受到沿运动方向的动力
C．足球受到地面对它的阻力
D．足球没有受到任何力的作用
【解析】足球在运动中受到地面对它的阻力作用会慢慢停下来，故C正确．
【答案】 C
5．关于图2－1－4所示的两个力F1和F2，下列说法正确的是( )
图2－1－4
A．F1＝F2，因为表示两个力的线段一样长
B．F1＞F2，因为表示F1的标度大
C．F1＜F2，因为F1只有两个标度的长度，而F2具有三个标度的长度
D．无法比较，因为两个力的标度的大小未知
【解析】在力的图示中，所表示的力的大小取决于图中标度的大小和线段的长度，离开了标度的大小仅由线段的长度无法比较F1和F2的大小．
【答案】 D
6．一个重20 N的物体沿着斜面下滑，在下图中关于物体受到的重力的图示正确的是( )
【解析】重力竖直向下，画力的图示时，标度可以任意选取．
【答案】AD
7．(2012·成都七中高一检测)下列说法中正确的是( )
A．射出枪口的子弹，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用B．在一场NBA球赛中，姚明不慎撞倒爵士队的德隆，说明姚明对德隆有力的作用，而德隆对姚明没有力的作用
C．有的物体自己就有一个力，这个力不是另外的物体施加的
D．力不能离开施力物体和受力物体而独立存在
【解析】子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力的作用，并没有一个所谓的推力，因为不可能找到这个“推力”的施力物体，故不存在，所以A错．力是物体间的相互作用，一个力
一定同时存在施力物体和受力物体，力不能离开施力物体和受力物体而独立存在，故B、C 错误，D正确．
【答案】 D
8．一人用斜向下的力推小车前进，力的大小是30 N，方向与水平方向成30°角，则图中画的小车受到的推力的图示，正确的是( )
【解析】用力的图示法表示力时，标度是任意选取的，实际问题中可根据力的大小做恰当的选择，作用点应画在物体上．
【答案】BD
9．图2－1－5所示表示了力的作用效果，其中甲主要表示力能使物体________，乙主要表示力能使物体________．
图2－1－5
【答案】改变运动状态发生形变
10.
图2－1－6
(2012·泸州期末)如图2－1－6所示，台阶高度为h，重球半径为R，且h＝R/2.力F 的方向垂直过O点的直径，由力的图示可知，力F的大小为________N，方向用角度表示是________．
【解析】由图知F＝14×5 N＝70 N
方向与水平方向夹角45°斜向右上．
【答案】见解析
11.
图2－1－7
如图2－1－7所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示，并说明施力物体和受力物体．
【解析】力的作用是相互的，一个物体是施力物体，另一个就是受力物体，要正确画出力的图示，应明确影响力的作用效果的三个要素：力的大小、方向、作用点．力的图示必须定标度、标刻度．
【答案】
力F的施力物体是A，受力物体是B.
12.
图2－1－8
如图2－1－8所示，重为10 N的木块A静止于斜面B上，已知木块A对斜面B的压力为6 N，方向垂直于斜面B的斜边，试画出A所受重力的图示和A对B压力的示意图．【解析】(1)选取标度：选0.4 cm长的线段表示2 N.
(2)用一点O表示物体A，从O点作一竖直向下的长为2 cm的线段，并按选定的标度加上刻度．
(3)在线段上加上箭头表示力的方向．如图甲所示．
画力的示意图如图乙所示，从物体B上作一条垂直于斜边向下的线段，并加上箭头，表
示压力的方向，然后标明6 N即可．【答案】见解析。