第十章能量计算题

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冶金传输原理-第十章-作业答案

第十章热量传输微分方程习题解答
10-3
解：(1)由傅里叶定律：q=-λdt/dx=-λ(-3600x)=3600λx 平壁两侧表面的热流密度：
(2)由导热微分方程：解得：
热量传输的基本方式
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国宏伟
10-4
一根细长散热棒，以对流换热形式将热量散发到温度为Tf的流体中，己知棒的表面对流换热系数为α，导热系数λ，长度为l，横截面积为A，截面周长为 S，根部温度为T0，棒端部与流体间的热流密度为 qw。试写出导热微分方程及边界条件。解：对于细长散热棒，假设温度只在杆长方向变化，这属于一维稳态导热问题。
第十章热量传输微分方程习题解答
10-1
对方程积分：
得：根据傅里叶定律，求得通过圆筒壁单位管长的导热热流量：
该式与常物性公式类似，只是以圆筒壁平均温度tm=1/2(ti+t0) 计算导热系数代入常物性公式中进行计算。
第十章热量传输微分方程习题解答
10-2
从宇宙飞船伸出一根细长散热棒，以辐射换热形式将热量散发到温度为绝对零度的外部空间，己知棒的表面发射率为ε，导热系数λ，长度为l，横截面积为A，截面周长为S，根部温度为T0，试写出导热微分方程及边界条件。解：对于细长散热棒，假设温度只在杆长方向变化，这属于一维稳态导热问题。分析厚度为dx的微元段的导热：
10-1
一圆筒体的内、外半径分别为ri及r0，相应的壁温为 Ti 与 T0 。其导热系数与温度的关系为 λ=λ0 （1+bT）。试导出计算单位长度上导热热流量的表达式。解：由题意可知，描述上述问题的导热 = ri , T = Ti ⎨ ⎩r = r0 , T = To

2025高考物理步步高同步练习必修3第十章静电场中的能量电势能和电势含答案

2025高考物理步步高同步练习必修3第十章静电场中的能量1 电势能和电势[学习目标] 1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化之间的关系.2.理解电势能、电势的概念，知道电势、电势能的相对性．一、静电力做功的特点在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关．二、电势能1．定义：电荷在电场中具有的势能，用E p 表示．2．静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的变化量．表达式：W AB ＝E p A －E p B .(1)静电力做正功，电势能减少； (2)静电力做负功，电势能增加．3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力所做的功． 4．电势能具有相对性电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面的电势能规定为0. 三、电势1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比． 2．公式：φ＝E p q.3．单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V ，1 V ＝1 J/C. 4．电势高低的判断：沿着电场线方向电势逐渐降低．5．电势的相对性：只有在规定了零电势点之后，才能确定电场中某点的电势，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0.6．电势是标(填“矢”或“标”)量，只有大小，没有方向．1．判断下列说法的正误．(1)只有在带电体只受静电力作用的条件下，静电力做功才与路径无关．( × ) (2)负电荷沿电场线方向移动时，静电力做负功，电势能增加．( √ )(3)某电场中，带电物体在A 点具有的电势能E p A ＝5 J ，在B 点具有的电势能E p B ＝－8 J ，则E p A ＞E p B .( √ )(4)某电场中，A 点的电势φA ＝3 V ，B 点的电势φB ＝－4 V ，则φA ＞φB .( √ ) (5)根据电势的定义式φ＝E pq可知，电荷q 的电荷量越大，电势越低．( × )2.如图所示，把电荷量为－5×10－9 C 的电荷，从电场中的A 点移到B 点，其电势能______(选填“增大”或“减小”)．若A 点的电势为φA ＝15 V ，B 点的电势为φB ＝10 V ，则电荷在A 点和B 点具有的电势能分别为E p A ＝__________ J ，E p B ＝__________ J ，此过程静电力所做的功W AB ＝__________ J.答案增大－7.5×10－8 －5×10－8 －2.5×10－8解析将负电荷从A 点移到B 点，静电力做负功，电势能增大． E p A ＝qφA ＝－5×10－9×15 J ＝－7.5×10－8 J E p B ＝qφB ＝－5×10－9×10 J ＝－5×10－8 J W AB ＝E p A －E p B ＝－2.5×10－8 J.一、静电力做功的特点电势能导学探究1.如图所示，试探电荷q 在电场强度为E 的匀强电场中，(1)沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？(2)若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？(3)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？答案(1)静电力F＝qE，静电力与位移间的夹角为θ，静电力对试探电荷q做的功W＝F|AB|cos θ＝qE|AM|.(2)在线段AM上静电力做的功W1＝qE|AM|，在线段MB上静电力做的功W2＝0，总功W＝W1＋W2＝qE|AM|.(3)W＝qE|AM|.电荷在匀强电场中沿不同路径由A点移动到B点，静电力做功相同，说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关．2．(1)物体从高处向低处运动，重力做什么功？物体的重力势能如何变化？重力做功和物体的重力势能变化有什么关系？(2)①正电荷顺着电场线移动，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？②负电荷顺着电场线移动，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？③电势能的变化与静电力做功有什么关系？答案(1)重力做正功重力势能减少W G＝E p1－E p2(2)①静电力做正功电势能减少②静电力做负功电势能增加③W电＝E p1－E p2知识深化1．静电力做功的特点静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无关，这与重力做功的特点相似．2．对电势能的理解(1)系统性：电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能．(2)相对性：电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有关．确定电荷的电势能，首先应确定参考点．(3)电势能是标量，有正负但没有方向．(4)电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零电势能位置时静电力所做的功．3．静电力做功与电势能变化的关系W AB＝E p A－E p B.静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加．例1(多选)如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ＜NQ.下列叙述正确的是()A．若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少B．若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加C．若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少D．若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷电势能不变答案AD解析在正点电荷形成的电场中，正电荷受到的静电力沿电场线方向，从M点移到N点，静电力做正功，电势能减少，A正确，B错误；在正点电荷形成的电场中，负点电荷受到的静电力与电场线方向相反，负点电荷从M点移到N点，静电力做负功，电势能增加，C错误；把一负点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，静电力做的总功为零，电势能不变，D正确．例2(多选)(2021·新余四中月考)规定无穷远处的电势能为零，下列说法中正确的是() A．将正电荷从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，正电荷在该点的电势能就越大B．将正电荷从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越少，正电荷在该点的电势能就越大C．将负电荷从无穷远处移到电场中某点时，克服静电力做功越多，负电荷在该点的电势能就越大D．将负电荷从无穷远处移到电场中某点时，克服静电力做功越少，负电荷在该点的电势能就越大答案AC解析无穷远处的电势能为零，正电荷从电场中某点移到无穷远处时，若静电力做正功，则电势能减少，到无穷远处时电势能减为零，正电荷在该点的电势能为正值，且等于静电力做的功，因此静电力做的正功越多，正电荷在该点的电势能越大，A正确，B错误；负电荷从无穷远处移到电场中某点时，若克服静电力做功，则电势能由零增大到某值，此值就是负电荷在该点的电势能的值，因此，克服静电力做功越多，负电荷在该点的电势能越大，故C正确，D错误．二、电势导学探究在如图所示的匀强电场中，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距O点的距离为l，AO 连线与电场强度负方向的夹角为θ.(1)电荷量分别为q 和2q 的正试探电荷在A 点的电势能分别为多少？ (2)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？(3)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？答案 (1)Eql cos θ、2Eql cos θ (2)比值相同 (3)无关知识深化1．对公式φ＝E pq的理解(1)φ取决于电场本身，与该点是否放有电荷，电荷的电性，电荷的电荷量等无关． (2)公式中的E p 、q 均需代入正负号．2．电场中某点的电势是相对的，它的大小和零电势点的选取有关．在物理学中，常取离场源电荷无限远处的电势为0，在实际应用中常取大地的电势为0.3．电势虽然有正负，但电势是标量．在同一电场中，电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势，正负号不表示方向．在同一电场中，正电势一定高于负电势，如果规定无穷远处的电势为零，则正点电荷产生的电场中各点的电势都为正值，负点电荷产生的电场中各点的电势都为负值，且越靠近正点电荷的地方电势越高，越靠近负点电荷的地方电势越低． 4．电势高低的判断方法(1)电场线法：沿着电场线方向电势逐渐降低．(2)公式法：由φ＝E pq 知，对于同一正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于同一负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．例3 (2021·安徽师大附中期中)某静电场的电场线分布如图所示，图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为E P 和E Q ，电势分别为φP 和φQ ，则( )A ．E P >E Q ，φP >φQB ．E P >E Q ，φP <φQC ．E P <E Q ，φP >φQD ．E P <E Q ，φP <φQ答案 A解析电场线越密，电场强度越大，由题图可看出P点处的电场线密集程度大于Q点处的电场线密集程度，故P点的电场强度大于Q点的电场强度，所以E P>E Q.沿电场线方向电势逐渐降低，由题图可知电场线的方向由P指向Q，所以P点的电势高于Q点的电势，即φP>φQ，故A正确．例4将一正电荷从无限远处移入电场中的M点，电势能减少了8.0×10－9J，若将另一等量的负电荷从无限远处移入电场中的N点，电势能增加了9.0×10－9 J，则下列判断中正确的是()A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0答案C解析取无限远处的电势为零，则正电荷在M点的电势能为－8×10－9J，负电荷在N点的知，M点的电势φM＜0，N点的电势φN＜0，且|φN|＞|φM|，则φN 电势能为9×10－9 J．由φ＝E pq＜φM＜0，故C正确．三、电势与电势能的计算例5(2021·昆明一中月考)将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功，则：(1)该电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少？(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？B点和C点的电势分别为多少？(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？A点和C点的电势分别为多少？答案见解析解析(1)W AC＝W AB＋W BC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J.所以该电荷的电势能增加了1.8×10－5 J.(2)如果规定A点的电势能为零，由公式W AB＝E p A－E p B得该电荷在B点的电势能为E p B＝E p A－W AB＝0－W AB＝3×10－5 J.同理，该电荷在C点的电势能为E p C ＝E p A －W AC ＝0－W AC ＝1.8×10－5 J. 两点的电势分别为φB ＝E p B q ＝3×10－5－6×10－6 V ＝－5 VφC ＝E p C q ＝1.8×10－5－6×10－6V ＝－3 V(3)如果规定B 点的电势能为零，则该电荷在A 点的电势能为： E p A ′＝E p B ′＋W AB ＝0＋W AB ＝－3×10－5 J. 该电荷在C 点的电势能为E p C ′＝E p B ′－W BC ＝0－W BC ＝－1.2×10－5 J.两点的电势分别为φA ′＝E p A ′q ＝－3×10－5－6×10－6 V ＝5 V φC ′＝E p C ′q ＝－1.2×10－5－6×10－6V ＝2 V .针对训练如图所示，在同一条电场线上有A 、B 、C 三点，三点的电势分别是φA ＝5 V 、φB ＝－2 V 、φC ＝0，将电荷量q ＝－6×10－6 C 的点电荷从A 移到B ，再移到C .(1)该电荷在A 点、B 点、C 点具有的电势能各是多少？(2)将该电荷从A 移到B 和从B 移到C ，电势能分别变化了多少？ (3)将该电荷从A 移到B 和从B 移到C ，静电力做功分别是多少？答案 (1)－3×10－5 J 1.2×10－5 J 0 (2)增加4.2×10－5 J 减少1.2×10－5 J (3)－4.2×10－5 J 1.2×10－5 J 解析 (1)根据公式φ＝E pq可得E p ＝qφ所以该电荷在A 点、B 点、C 点具有的电势能分别为：E p A ＝qφA ＝－6×10－6×5 J ＝－3×10－5 JE p B ＝qφB ＝－6×10－6×(－2) J ＝1.2×10－5 J E p C ＝qφC ＝－6×10－6×0 J ＝0(2)将该电荷从A 移到B ，电势能的变化量为ΔE p AB＝E p B－E p A＝1.2×10－5 J－(－3×10－5) J＝4.2×10－5 J即电势能增加了4.2×10－5 J将该电荷从B移到C，电势能的变化量为ΔE p BC＝E p C－E p B＝0－1.2×10－5 J＝－1.2×10－5 J 即电势能减少了1.2×10－5 J(3)将该电荷从A移到B，静电力做的功为W AB＝E p A－E p B＝－4.2×10－5 J将该电荷从B移到C，静电力做的功为W BC＝E p B－E p C＝1.2×10－5 J.考点一静电力做功的特点1．(多选)下列说法正确的是()A．电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，静电力做功的大小就可能不同B．电荷从电场中的某点出发，运动一段时间后，又回到了该点，则静电力做功为零C．正电荷沿着电场线方向运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线方向运动，静电力对负电荷做正功D．电荷在电场中运动，因为静电力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立答案BC解析静电力做功的多少与电荷运动路径无关，故A错误；静电力做功只与电荷在电场中的初、末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，静电力做功为零，故B正确；正电荷沿着电场线方向运动，则正电荷受到的静电力方向和电荷的运动方向相同，故静电力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，静电力对负电荷做正功，故C正确；电荷在电场中运动虽然有静电力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律，故D错误．2.(2021·天津一中期中)如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A 点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿折线ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，静电力做功为W3，则()A．W1>W2B．W3<W2C．W1＝W2D．W1<W3答案C解析静电力做功只与起始和终止位置有关，与路径无关，因此选项C正确．考点二电势和电势能3．关于电势和电势能，下列说法正确的是()A．在电场中电势高的地方电荷具有的电势能大B．在电场中放在某点的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能也越大C．在电场中的任意一点，正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能D．取无穷远处电势为零，在负点电荷所产生的电场中的任意一点，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能答案D解析根据公式E p＝φq可知，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小，由于不知电荷的电性，因此无法判断它在电势高的地方电势能的大小，故A错误；若放在电场中某点的电荷为正电荷，当该点电势小于零时，电荷量越大，电荷具有的电势能越小，故B错误；电势能E p＝qφ，正电荷在电势小于零处的电势能为负值，小于负电荷在该处的电势能，故C错误；取无穷远处电势为零，沿着电场线方向电势降低，可知在负点电荷所产生的电场中的任意一点电势为负，正电荷在任意一点具有的电势能为负值，而负电荷在任意一点具有的电势能为正值，正电荷具有的电势能小于负电荷具有的电势能，故D正确．4.(2021·沧州市高二期末)某电场的部分电场线分布如图所示，A、B两点位于电场中，E A、E B 分别表示它们的电场强度，E p A、E p B分别表示电子在A、B两点具有的电势能．下列有关电场强度和电势能的判断正确的是()A．E A<E B，E p A<E p B B．E A>E B，E p A<E p BC．E A>E B，E p A>E p B D．E A<E B，E p A>E p B答案D解析电场线的疏密反映电场强度的大小，B点的电场线较A点密集，则E A<E B，沿着电场线的方向电势逐渐降低，可知B点电势高于A点，电子带负电，负电荷在电势高处的电势能较小，则E p A>E p B，故选D.5.(2021·泰州市泰州中学高一期中)如图所示为某电场中的一条电场线，电场线上有A、B、C 三点且AB＝BC，一电子从A点出发经B点运动到C点．下列说法正确的是()A．该电场是匀强电场B．在A、B、C三点中，A点的电势最高C．在A、B、C三点中，A点的电场强度最大D．在A、B、C三点中，电子在A点的电势能最大答案B解析只有一条电场线不能确定是否为匀强电场，A错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，则A点的电势最高，B正确；电场线的疏密反映电场强度的大小，一条电场线无法比较疏密，所以无法比较其大小，C错误；电子带负电，所受静电力与电场方向相反，沿电场线方向，静电力对电子做负功，电势能增大，故电子在A点的电势能最小，D错误．6．(2021·珠海一中期中)将一负电荷从无穷远处移至电场中M点，静电力做功为6.0×10－9 J，若将一个等量的正电荷从电场中N点移向无穷远处，静电力做功为5.0×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN的关系为()A．φM<φN B．φM＝φNC．φN<φM D．无法确定答案C解析取无穷远处电势φ＝0，由题意有φM>φN>0，故选项C正确．7.(多选)(2021·大同一中月考)如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在静电力的作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q点最近的点．电子从M点经P点到达N点的过程中()A．速率先增大后减小B．速率先减小后增大C．电势能先减小后增大D．电势能先增大后减小答案AC解析电子受到点电荷的静电力，当电子由M点向P点运动时，二者距离减小，静电力做正功，故电势能减小，又由动能定理，知动能增大，即速率增大；当电子由P点向N点运动时，电势能增大，动能减小，速率减小，故A、C正确，B、D错误．8.图甲中AB是某电场中的一条电场线．若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度－时间图像如图乙所示．关于A、B两点的电势高低和电场强度大小关系，下列说法中正确的是()A．φA>φB，E A>E B B．φA>φB，E A<E BC．φA<φB，E A>E B D．φA<φB，E A<E B答案C解析负电荷从A点由静止释放(初速度为0)后，能加速运动到B，说明负电荷受到的静电力方向从A指向B，那么电场方向由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、B 两点的电势关系是φA<φB；由题图乙可知，负电荷从A运动到B的过程中，加速度逐渐减小，知，E A>E B，由牛顿第二定律知，负电荷从A运动到B时，受到的静电力是逐渐减小的，由E＝FqC正确．9.(多选)(2022·浙江金乡卫城中学高二月考)如图所示，两个等量正点电荷分别固定在A、B两点，O为AB的中点，M、N为AB中垂线上的两点，无限远处电势为零．以下说法正确的是()A．N、M、O三点中O点电场强度最大B．M点电势高于N点电势C．同一负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能D．如果只受静电力作用的正电荷从M点由静止释放，电荷将沿中垂线做匀加速运动答案BC解析两个等量同种电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小，电场强度最大的点可能在M、N连线之间，也可能在N点以上，还可能在M点以下，A错误；等量同种正点电荷的连线的中垂线的电场方向由O点指向远处，所以M点的电势高于N点的电势，B正确；同一负电荷在电势越高的地方电势能越小，因为M点的电势高于N点的电势，所以负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能，C正确；如果只受静电力作用正电荷从M点静止释放，将沿中垂线做加速运动，但加速度可能一直减小或先增大后减小，D错误．10.(多选)如图是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在静电力作用下以初速度v0从A向B运动并经过B点，一段时间后q以速度v又一次经过A点，且v与v0的方向相反，则以下说法中正确的是()A．A、B两点的电场强度E A＜E BB．A、B两点的电势φA＞φBC．负电荷q在A、B两点的电势能E p A＜E p BD．负电荷q先后经过A点的速度大小v0＝v答案BCD解析由分析可知，负电荷从A至B做减速运动，则负电荷所受静电力的方向为B→A，电场E的方向应为A→B，所以φA＞φB，E p A＜E p B，选项B、C正确；由于只有一条电场线，不知道电场的具体分布，所以无法判断A、B两点电场强度的大小，选项A错误；负电荷再回到A点时，其电势能不变，动能也不变，所以v与v0大小相等，选项D正确．11.(多选)(2019·江苏卷)如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为＋q的点电荷固定在A点．先将一电荷量也为＋q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点，此过程中，静电力做功为－W.再将Q1从C点沿CB移到B点并固定．最后将一电荷量为－2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点．下列说法正确的有()A ．Q 1移入之前，C 点的电势为WqB ．Q 1从C 点移到B 点的过程中，所受静电力做的功为0 C ．Q 2从无穷远处移到C 点的过程中，所受静电力做的功为2WD ．Q 2在移到C 点后的电势能为－4W 答案 ABD解析根据静电力做功可知－W ＝q (0－φC 1)，解得φC 1＝Wq ，选项A 正确；B 、C 两点到A 点的距离相等，这两点电势相等，Q 1从C 点移到B 点的过程中，静电力做功为0，选项B 正确；根据对称和电势叠加可知，A 、B 两点固定电荷量均为＋q 的电荷后，C 点电势为φC 2＝2φC 1＝2W q ，带电荷量为－2q 的点电荷Q 2在C 点的电势能为E p C ＝(－2q )×φC 2＝－4W ，选项D 正确；Q 2从无穷远处移到C 点的过程中，静电力做的功为0－E p C ＝4W ，选项C 错误． 12.如图所示的匀强电场中，有a 、b 、c 三点，ab ＝5 cm ，bc ＝12 cm ，其中ab 沿电场方向，bc 和电场方向成60°角，一个电荷量为q ＝4×10－8 C 的正电荷从a 移动到b ，静电力做功为W 1＝1.2×10－7 J ，求：(1)若规定a 点电势为零，求该电荷在b 点的电势能； (2)匀强电场的电场强度E ；(3)该电荷从b 到c ，电荷的电势能的变化量．答案 (1)－1.2×10－7 J (2)60 V/m (3)减少1.44×10－7 J 解析 (1)静电力做功与电势能的关系为 W 1＝E p a －E p b规定a 点电势为零，即E p a ＝0 电荷在b 点的电势能为 E p b ＝－W 1＝－1.2×10－7 J ；(2)正电荷从a 移动到b ，静电力做功可表示为 W 1＝qE ·ab代入数据解得E ＝60 V/m ；(3)该电荷从b 到c ，静电力做功W 2＝F |bc | cos 60°＝qE ·bc ·cos 60° 代入数据解得W 2＝1.44×10－7 J ，所以该过程电荷的电势能减少1.44×10－7 J13.(多选)如图所示，在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点分别有等量同种电荷＋Q ，在x 轴上C 点有点电荷－Q ，且CO ＝OD ，∠ADO ＝60°.下列判断正确的是( )A ．O 点的电场强度为零B ．D 点的电场强度为零C ．若将点电荷＋q 从O 点移向C 点，电势能增加D ．若将点电荷－q 从O 点移向C 点，电势能增加答案 BD解析 A 、B 两点电荷在O 点产生的合电场强度为0，而C 点电荷在O 点产生的电场强度方向向左，故O 点的合电场强度方向向左，A 错误；同理可知，D 点的合电场强度为0，B 正确；OC 间各点的合电场强度方向向左，若将点电荷＋q 从O 点移向C 点，静电力做正功，电势能减少，C 错误；若将点电荷－q 从O 点移向C 点，静电力做负功，电势能增加，D 正确．2 电势差[学习目标] 1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关.2.掌握电势差的表达式，知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系.3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点.4.会用U AB ＝φA －φB 及U AB ＝W AB q进行有关计算．一、电势差1．定义：电场中两点之间电势的差值，也叫作电压．U AB＝φA－φB，U BA＝φB－φA，U AB＝－U BA.2．电势差是标量，有正负，电势差的正负表示电势的高低．U AB>0，表示A点电势比B点电势高．3．静电力做功与电势差的关系W AB＝qU AB或U AB＝W AB q.二、等势面1．定义：电场中电势相同的各点构成的面．2．等势面的特点(1)在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功．(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直．(3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．1．判断下列说法的正误．(1)电势差与电势一样，是相对量，都与零电势点的选取有关．(×)(2)电势差是一个标量，但是有正值和负值之分．(√)(3)若电场中两点间的电势差U AB＝1 V，则将单位正电荷从A点移到B点，静电力做功为1 J．(√) (4)将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将电荷量为－q的电荷从B点移到A点，静电力所做的功相同．(√)(5)电荷在等势面上移动时不受静电力作用，所以静电力不做功．(×)2．在某电场中，将一带电荷量为q＝＋2.0×10－9C的点电荷从a点移到b点，静电力做功W＝－4.0×10－7 J，则a、b两点间的电势差U ab为________V.答案－200一、电势差导学探究电场中A、B、C、D四点的电势如图所示．(1)A、C及A、B间的电势差各为多少？哪个较大？(2)若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势各为多少？A、C及A、B间的电势差各为多少？通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点？答案(1)U AC＝15 V，U AB＝10 V，U AC＞U AB(2)φA＝18 V，φB＝8 V，φC＝3 V；U AC＝15 V，U AB＝10 V；电势的大小与零电势点的选取有关，电势差的大小与零电势点的选取无关．知识深化1．电势差的理解(1)电势差反映了电场的能的性质，决定于电场本身，与试探电荷无关．(2)电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示两点电势的高低；U AB＝－U BA，与零电势点的选取无关．(3)电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差．2．电势差与静电力做功的关系(1)公式：U AB＝W ABq 或W AB＝qU AB，其中W AB仅是静电力做的功．(2)把电荷q的电性和电势差U的正负代入进行运算，功为正，说明静电力做正功，电荷的电势能减小；功为负，说明静电力做负功，电荷的电势能增大．3．电势和电势差的比较比较内容电势φ电势差U区别定义电势能与电荷量的比值φ＝E pq静电力做的功与电荷量的比值U AB＝W ABq决定因素由电场和在电场中的位置决定，与q、E p无关由电场和场内两点位置决定，与q、W AB无关相对性与零电势点的选取有关与零电势点的选取无关联系数值关系U AB＝φA－φB单位相同，国际单位制中均是伏特(V)标矢性都是标量，但均有正负例1(多选)关于电势差U AB和电势φA、φB的理解，正确的是() A．电势与电势差均是相对量，均与零电势点的选取有关B．U AB和U BA是不同的，它们存在关系：U AB＝－U BA。

第十章静电场中的能量(素养提升练)-分层作业(原卷版)-2024-2025学年高一物理同步精讲练(

第十章静电场中的能量（素养提升练）（原卷版）考试时间：2024年X月X日命题人：审题人：本试题卷分选择题和非选择题两部分，共10页，满分100分，考试时间90分钟。

考生注意：1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。

2. 答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。

3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。

4. 可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。

第I卷（选择题部分）一、单选题（本题共18小题，每小题3分，共54分。

每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1．（23-24高二上·广东湛江·期末）当带电的云层离地面较近时，云层和地面形成一个巨型电容器，它们之间会形成一个强电场，若云层带电量一定，将云层底面及地面始终看作平整的平面，则（）A．当云层底面积增大时，该电容器的电容将增大B．当云层向下靠近地面时，该电容器的电容将减小C．当云层向下靠近地面时，云层和地面间的电势差将增大D．当云层向下靠近地面时，云层和地面间的电场强度将增大2．（2024·贵州·模拟预测）如图所示，虚线a b c d e、、、、是电场中的一组平行等差等势面，相邻两等势面间的电势差为3V，其中a等势面的电势为9V，电子以某初速度从P点平行纸面射入，速度方向与a等势面夹角为45，已知该电子恰好能运动到e等势面（不计电子重力）。

下列说法正确的是（）A ．电子在电场中做匀减速直线运动B ．电子运动到e 等势面时动能为0C ．电子运动到c 等势面时动能为18eVD ．电子返回a 等势面时动能为12eV3．（2024·湖北·二模）太极图的含义丰富而复杂，它体现了中国古代哲学的智慧。

高中物理必修三第十章静电场中的能量单元测试-普通用卷

高中物理必修三第十章静电场中的能量单元测试副标题题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.如图所示，在水平放置的已经充电的平行板电容器之间，有一带负电的油滴处于静止状态，若某时刻油滴的电荷量开始减小，为维持该油滴原来的静止状态，应A. 给平行板电容器充电，补充电荷量B. 给平行板电容器放电，减小电荷量C. 使两金属板相互靠近些D. 使两金属板相互远离些2.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是A. 、为等量异种电荷B. N、C两点间场强方向沿x轴负方向C. N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大D. 将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小3.如图所示，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，加速电场的加速电压是偏转电场电压的k倍。

有一初速度为零的带电粒子经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直电场强度方向射入，且正好能从下极板右边缘穿出电场，不计带电粒子的重力，则偏转电场长、宽的比值为A. B. C. D.4.如图所示，在方向竖直向上的匀强电场中，a、b、c、d四个带电液滴，分别水平向左、水平向右、竖直向上、竖直向下做匀速直线运动，则A. c、d为异种电荷B. a、b、c、d机械能都守恒C. c的电势能增加，机械能增加D. d的电势能增加，机械能减小5.如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面哪些操作将使静电计指针张角变大A. 将M板向下平移B. 将M板沿水平向右方向平移靠近N板C. 在M、N之间插入云母板D. 在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触6.如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。

能量守恒练习题计算物体在不同位置的势能和动能

能量守恒练习题计算物体在不同位置的势能和动能能量守恒练习题：计算物体在不同位置的势能和动能在物理学中，能量守恒定律是一个基本的原理，它指出能量在一个系统中是不可创造和不可消灭的，只能从一种形式转化为另一种形式。

这个原理在各个领域都有广泛的应用，特别是在力学中，能量守恒定律帮助我们了解物体在不同位置的势能和动能之间的转化关系。

为了更好地理解能量守恒定律，下面将通过几个练习题来计算物体在不同位置的势能和动能。

练习题一：一个质量为5kg的小球从高度为10m的平台上自由落下，请计算当小球落到地面时的动能和势能。

解答：首先计算小球在高度为10m时的势能。

根据物体的势能公式：Ep = m * g * h其中，Ep表示势能，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示物体的高度。

将给定的数值代入公式，我们可以得到：Ep = 5kg * 9.8m/s² * 10m = 490 J接下来计算小球落到地面时的动能。

根据动能定理，动能与势能之和保持不变。

因此，当小球落到地面时，它将完全转化为动能。

由于小球在最高点处的动能为零，所以可以得出：Ek = Ep = 490 J练习题二：一个质量为2kg的物体以速度4m/s沿着水平方向运动，请计算物体具有的动能。

解答：物体的动能可以通过动能公式来计算：Ek = 1/2 * m * v²其中，Ek表示动能，m表示物体的质量，v表示物体的速度。

将给定的数值代入公式，我们可以得到：Ek = 1/2 * 2kg * (4m/s)² = 16 J因此，物体具有16焦耳的动能。

练习题三：一个质量为0.5kg的小球从高度为5m的斜面上滑下，请计算当小球下滑到底部时的动能和势能。

解答：首先计算小球在高度为5m时的势能。

与练习题一类似，我们可以通过势能公式来计算：Ep = m * g * h将给定的数值代入公式，可以得到：Ep = 0.5kg * 9.8m/s² * 5m = 24.5 J接下来计算小球下滑到底部时的动能。

第十章机械能内能及其转化单元测试含答案

第十章学情评估一、选择题(每题3分，共30分)1. “墙角数枝梅，凌寒独自开。

遥知不是雪，为有暗香来”。

寒冬梅花香气扑鼻而来，这是因为()A．分子之间存在引力B．分子之间存在斥力C．分子之间没有空隙D．分子不停地做无规则运动2. 电热水袋一般用水作储能物质，其中一个重要原因是水的()A．比热容大B．热值大C．绝缘性能好D．导电性强3. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是()A．温度相同的物体，内能一定相等B．汽油机的做功冲程中燃气的内能减小C．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多D．摩擦生热过程将机械能转化为内能，这些内能又可以自发地转化为机械能4. 下列关于内能、热量和热机的说法正确的是()A．0 ℃的物体内能一定为零B．物体的内能增加一定是从外界吸收了热量C．热机的功率越大效率越高D．柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能5. 关于图中所示的热现象，说法正确的是()A．图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能B．图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能C．图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能D．图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能6. 小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其()A．动能增加，重力势能增加，机械能增加B．动能增加，重力势能不变，机械能增加C．动能不变，重力势能增加，机械能增加D．动能不变，重力势能不变，机械能不变7. 甲、乙两物体的比热容之比是1 ∶3，质量之比是2 ∶1，若它们吸收相同的热量，则它们升高的温度之比是()A．1 ∶6 B．3 ∶2C．2 ∶3 D．6 ∶18. 如图所示的是小球在地面上弹跳的情景，小球在A点的机械能为120 J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100 J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为()A．120 J B．100 J C．90 J D．80 J9. 有两个温度和质量都相同的金属球，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了Δt；把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水温又降低了Δt，则甲球的比热容c甲和乙球的比热容c乙的大小关系是()A．c甲＞c乙B．c甲＜c乙C．c甲＝c乙D．都有可能10. 晓理在学习了比热容的知识后，用100 g水和100 g食用油探究液体的吸热本领。

人教版高中物理必修第三册课后习题第10章静电场中的能量 4 电容器的电容

4 电容器的电容课后·训练提升合格考过关检验一、选择题(第1~4题为单选题,第5~6题为多选题)1.若使一已充电的电容器所带电荷量减少q,其两极板间电压变为原来的13,则( )A.电容器原来所带电荷量为1.5qB.电容器的电容变为原来的13C.电容器原来的电压为1 VD.电容器完全放电后,电容变为零解析电容器两极板间电压变为原来的13时,电容不变,由C=ΔQΔU知电荷量变为原来的13,则23Q=q,可知电容器原来所带电荷量为Q=1.5q,选项A 正确,B错误。

由于题中无电压和电容的具体数据,因此无法求出原来的电压,选项C 错误。

电容反映电容器本身的特性,电容器放电,电容器的电容不变,选项D 错误。

2.电容器是一种重要的电学元件,它能够储存电荷。

电容器储存电荷的特性用电容表征。

如图所示,在研究电容器充、放电的实验中,使开关S 掷向1端,电源E 对电容器C 充电。

下列图像中,能正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是( ),充电电流越来越小,充满以后电流为零,选项A正确,B错误。

根据C=Q可知,电容器的电容大小不变,则Uq-U图像是一条过原点的直线,选项C、D错误。

3.电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统,如图所示。

极板M、N组成的电容器视为平行板电容器,M固定,N可左右运动,通过测量电容器板间的电压的变化来确定汽车的加速度。

当汽车减速时,极板M、N间的距离减小,若极板上的电荷量不变,则该电容器( )A.电容变小B.极板间电压变大C.极板间电场强度不变D.极板间的电场强度变小C=εr S4πkd可得,d减小,C增大,选项A错误。

电容器所带电荷量Q不变,C增大,由U=QC可得,U变小,选项B错误。

由匀强电场的电场强度与电势差关系公式可得E=Ud =QCd=4πkQεr S,E与d无关,E不变,选项C正确,D错误。

4.有两个平行板电容器,它们的电容之比为5∶4,它们所带电荷量之比为5∶1,两极板间距离之比为4∶3,则两极板间电压之比和电场强度之比为( )A.4∶1,1∶3B.1∶4,3∶1C.4∶1,3∶1D.4∶1,4∶3=Q1C2Q2C1=5×41×5=4,E1E2=U1d2U2d1=4×31×4=3,选项C正确。

能量守恒定律--计算题

能量守恒定律--计算题
能量守恒定律是物理学中的一个基本原理，指出在一个封闭系统中，能量总量保持不变。

本文将通过计算题来展示能量守恒定律的应用。

问题：
一个小球以速度v1撞向静止的大球，两球质量分别为m1和m2，且小球的质量m1小于大球的质量m2。

在碰撞后，小球以速度v2反弹，大球以速度v3向前滚动。

假设碰撞是完全弹性碰撞，请计算反弹速度v2和大球滚动速度v3。

解答：
根据能量守恒定律，碰撞前后的总动能保持不变。

即，
(m1 * v1^2) + (m2 * 0^2) = (m1 * v2^2) + (m2 * v3^2)
由于大球静止，m2 * 0^2 = 0，因此上述方程可以简化为：
m1 * v1^2 = m1 * v2^2 + m2 * v3^2
解方程，得到：
v2 = (v1 * (m1 - m2)) / (m1 + m2)
v3 = (2 * m1 * v1) / (m1 + m2)
以具体数值计算为例，假设：
m1 = 1 kg
m2 = 2 kg
v1 = 5 m/s
代入上述公式，计算出：
v2 = (5 * (1 - 2)) / (1 + 2) = -5/3 m/s
v3 = (2 * 1 * 5) / (1 + 2) = 10/3 m/s
因此，反弹速度v2为-5/3 m/s，大球滚动速度v3为10/3 m/s。

这个计算题展示了能量守恒定律在弹性碰撞中的应用。

通过应用能量守恒定律，我们可以计算出碰撞前后物体的速度变化，对物理过程进行准确的描述和分析。

通用版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版基础知识题库

通用版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版基础知识题库单选题1、下列说法正确的是（）A．库仑定律适用于任何电场的计算B．置于均匀带电空心球球心处的点电荷所受静电力为零C．当两个半径均为r、带电荷量均为Q的金属球中心相距为3r时，它们之间的静电力大小为kQ29r2D．若点电荷Q1的电荷量小于Q2的电荷量，则Q1对Q2的静电力小于Q2对Q1的静电力答案：BA．库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用，故A错误；B．带电空心金属球的电荷均匀分布在金属球的外表面，球内各点的电场强度均为零，所以置于带电空心球球心处的点电荷所受静电力为零，故B正确；C．当两个半径均为r、带电荷量均为Q的金属球中心相距为3r时，两者不能看作点电荷，库仑定律不再适用，故C错误；D．两点电荷间的静电力是相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。

故选B。

2、有两个完全相同的小球A、B，质量均为m，带等量异种电荷，其中A带电荷量为＋q，B带电荷量为－q.现用两长度均为L、不可伸长的细线悬挂在天花板的O点上，两球之间夹着一根绝缘轻质弹簧．在小球所挂的空间加上一个方向水平向右、大小为E的匀强电场．如图所示，系统处于静止状态时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为θ＝60°，则弹簧的弹力为(静电力常量为k，重力加速度为g)( )A．kq2L2B．√33mg+kq2L2C．kq2L2+qE D．√33mg+kq2L2+qE答案：D对A球受力分析，由共点力平衡可得F−qE−kq⋅qL2−Tcos60°=0Tsin60°−mg=0联立解得F=√33mg+kq2L2+qE故选D。

3、如图所示，在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，这样做的目的是（）A．铜丝编织的衣服不易拉破B．铜丝电阻小，对人体起到保护作用C．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内场强为零D．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内电势为零答案：C屏蔽服的作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，等电位说明电势相等而不是等于0，等电势时电势差为0，电场强度为0。

高中生物能量守恒法解计算题

高中生物能量守恒法解计算题能量守恒法是生物学中一个重要的原理，它可以帮助我们理解和计算生物体内能量的转化和流失。

在高中生物学中，我们经常需要使用能量守恒法来解决相关的计算题。

以下是一些常见的生物能量守恒法解计算题的例子：1. 葡萄糖分解产生乳酸的化学反应式为C6H12O6 → 2C3H6O3。

如果完全分解1 mol葡萄糖所产生的乳酸可释放出30 kJ的能量，那么完全分解1 g葡萄糖所能释放出的能量是多少？解答：根据化学反应式可知，1 mol葡萄糖分解产生2 mol乳酸。

所以1 mol乳酸释放出的能量为30 kJ。

知道了1 mol乳酸释放的能量后，我们可以根据摩尔质量的关系计算出1 g葡萄糖释放的能量。

1 mol乳酸的摩尔质量为：2×60 g/mol = 120 g/mol1 g葡萄糖产生1/120 mol乳酸，所以1 g葡萄糖产生的能量为：30 kJ/(1/120 mol) = 3600 kJ/mol。

因此，完全分解1 g葡萄糖所能释放出的能量为3600 kJ。

2. 植物通过光合作用将太阳能转化为化学能。

如果一棵植物在一定时间内光合作用消耗了100 kJ的能量，具体转化为葡萄糖的能量为50 kJ，那么该植物在这个时间段内还消耗了多少能量进行其他生命活动？解答：根据能量守恒法，植物光合作用消耗的100 kJ能量分为两部分：转化为葡萄糖的化学能和用于其他生命活动的能量。

葡萄糖的能量为50 kJ，因此其他生命活动消耗的能量为100kJ - 50 kJ = 50 kJ。

3. 有一个生物体，它利用食物转化的能量进行生命活动，而其周围的环境温度为25°C。

该生物体每分钟消耗100 kJ的能量，但体内能量守恒法表明，其中有80%的能量转化为热能散失到环境中。

那么每分钟该生物体产生的热能散失量为多少？解答：该生物体每分钟消耗100 kJ的能量，其中有80%的能量转化为热能散失到环境中。

因此，每分钟该生物体产生的热能散失量为100 kJ × 80% = 80 kJ。

高二物理人教版选修3-3第十章热力学定律单元练习题(含详细答案)

第十章热力学定律一、单选题(1.一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功8 J，气体内能减少12 J，则在该过程中()A．气体吸热4 JB．气体放热4 JC．气体吸热20 JD．气体放热20 J2.关于一定质量的气体，下列叙述正确的是()A．气体体积增大时，其内能一定减少B．外界对气体做功，气体内能一定增加C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．气体温度升度，其分子平均动能一定增加3.下列现象属于能量耗散的有()A．利用水能发电转化为电能B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C．电池的化学能转化为电能D．火炉把房子烤暖4.一个孤立的热力学系统处于非平衡态和平衡态相比()A．处于非平衡态比处于平衡态有序B．处于平衡态比处于非平衡态有序C．处于非平衡态和处于平衡态有序程度相同D．有序程度要根据其他情况来定5.汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中()A．汽车的机械能守恒B．汽车的动能和势能相互转化C．汽车的机械能转化成内能，汽车的总能量减少D．汽车的机械能逐渐转化为内能，汽车的总能量守恒6.下列说法正确的是()A．热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B．电流流过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成相同大小的电流C．可以做成一种热机，由热源吸取一定的热量而对外做功D．冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二定律7.关于内能的变化，以下说法正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变8.我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来.其原因是()A．违背了能量守恒定律B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确9.如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走.若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中()A．气体对外做功，气体温度可能不变B．气体对外做功，内能一定减少C．气体压强可能增大，内能可能不变D．气体从外界吸热，内能一定增加10.下列叙述中不正确的是 ()A．市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因D．“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一二、多选题11.(多选)关于宏观态与微观态，下列说法正确的是()A．同一系统，在不同“规则”下，其宏观态可能不同B．宏观态越有序，其对应的微观态数目就越多C．一个宏观态往往对应有多个微观态，对应的微观态越多，这个宏观态的无序度越大D．一个宏观态可能是另一宏观态对应的微观态12.(多选)下列对能量耗散理解正确的是()A．能量耗散说明能量在不断减少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性13.(多选)下列说法中正确的是()A．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能和内能都为零B．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能为零，内能不为零C．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度要升高D．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度保持不变三、计算题14.如图所示，一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，开始时活塞被螺栓K固定.现打开螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB＝h，大气压强为p0，重力加速度为g，且周围环境温度保持不变.求：(1)活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p；(2)整个过程中通过缸壁传递的热量Q.15.已知无烟煤的热值约为3.2×107J/kg，一块蜂窝煤约含煤250 g，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃).若煤完全燃烧释放出的热有60%被水吸收，求一块蜂窝煤完全燃烧后可将多少水从10 ℃加热到100 ℃？(保留三位有效数字).16.质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ向气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化的关系如图所示.单位时间所吸收的热量可看做不变.(1)以下说法正确的是________.A.在区间Ⅱ，物质的内能不变B.在区间Ⅲ，分子间的势能不变C.从区间Ⅰ到区间Ⅲ，物质的熵增加D.在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填“变快”“变慢”或“快慢不变”).请说明理由.四、填空题17.(1)从6台原装计算机和5台组装计算机中任意选取4台，其中原装和组装各2台的概率是________.(2)a、b两个分子分配在容器A、B里共有________个微观态，每个微观态出现的几率为________.那么N个分子分配在l个容器中，共有________个微观态，每个微观态出现的几率为________.18.关于气体的内能，下列说法正确的是________.A.质量和温度都相同的气体，内能一定相同B.气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C.气体被压缩时，内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加19.自发的过程总是倾向于出现较多________对应的宏观态，因此自发的过程总是从________向着________发展的.20.两只相同的容器中装有相同质量、相同温度和相同压强的同种气体，如图所示，A中活塞可以自由无摩擦地移动，B是密闭容器，现同时在同样条件下，对两容器加热，当它们吸收了相同的热量后，A容器中气体的内能__________(填“等于”“大于”或“小于”)B容器中气体的内能.21.(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做的功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J.试问：此压缩过程中，气体________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________ J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是________(填“A”“B”或“C”)，该过程中气体的内能________(填“增加”“减少”或“不变”).答案解析1.【答案】B【解析】改变内能的方式有两种，即热传递和做功，气体内能变化ΔU＝W＋Q，即－12 J＝－8 J ＋Q，可得Q＝－4 J，即气体放热4 J，选项B对.2.【答案】D【解析】做功和热传递是改变物体内能的两种方式，气体体积增大时，可能同时从外界吸收热量，其内能不一定减少；气体从外界吸收热量，可能同时对外做功，其内能不一定增加，同理，外界对气体做功，气体内能不一定增加，选项A、B、C错误.温度是分子平均动能的量度，气体温度升度，其分子平均动能一定增加，选项D正确.3.【答案】D【解析】能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的能不能称为能量耗散.本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等.只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新收集并加以利用，但本题没有告诉该光能用来做什么，故不能算能量耗散.火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集并加以利用，属于能量耗散.4.【答案】A【解析】平衡态说明各处一样，没有差别，而无序意味着各处都一样、没有差别，所以，处于平衡态比处于非平衡态无序.5.【答案】C【解析】汽车能匀速下滑，一定受阻力作用，汽车克服阻力做功，机械能转化为内能，一部分内能散发出去，汽车的总能量减少.6.【答案】C【解析】热力学第二定律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性，故A错；功和内能的转化具有方向性，其逆过程是不可能自发实现的，故B错；冰熔化成水，水结成冰，伴随着能量的转移，不是自发进行的，没有违背热力学第二定律.7.【答案】C【解析】根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与做功及热传递两个因素均有关，物体吸收热量，内能也不一定增大，因为物体可能同时对外做功，故内能有可能不变或减少，A 错，物体对外做功，还有可能吸收热量、内能可能不变或增大，B错，C正确；放出热量，同时对外做功，内能一定减少，D错误.8.【答案】C【解析】不同形式的能量可以相互转化，机械能可以转化为内能，在一定的条件下，内能也能转化为机械能，能量的转化都是通过做功来实现的.9.【答案】A【解析】由于汽缸是导热的，则可以与外界进行热交换，细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变.10.【答案】B【解析】市区禁止摩托车通行是为了减少尾气和废气的排放，从而改善空气质量；氟利昂可造成大气臭氧层空洞，所以推广无氟冰箱；CO2是温室效应的罪魁祸首；“白色污染”亟待解决；故本题的选项为B项.11.【答案】ACD【解析】12.【答案】BD【解析】在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散.能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错，B、D对. 13.【答案】BC【解析】内能与零势能面的选取无关，重力势能与零势能面的选取有关，重力势能为零的静止物体机械能为零，但内能永不为零，A错误，B正确；绝热容器停止运动，内部气体的机械能转化为内能，温度升高，C正确，D错误.14.【答案】(1)p＝p0＋(2)(p0S＋mg)h【解析】(1)设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡由p0S＋mg＝pS得p＝p0＋(2)由于气体的温度不变，则内能的变化ΔE＝0由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q，Q＝－(p0S＋mg)h，气体放热.整个过程中通过缸壁传递的热量为(p0S＋mg)h.15.【答案】12.7 kg【解析】煤完全燃烧放出的能量为：Q1＝3.2×107×250×10－3J＝8×106J由题意Q1×60%＝cmΔt，且Δt＝(100－10) ℃＝90 ℃，解得m＝12.7 kg.16.【答案】(1)BCD(2)变快【解析】(1)因为该物质一直吸收热量，体积不变，不对外做功，所以内能一直增加，A错误，D 正确；又因为区间Ⅱ温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量全部转化为分子势能，物体的内能增加，理想气体没有分子力，所以理想气体内能仅与温度有关，分子势能不变，B正确；从区间Ⅰ到区间Ⅲ，分子运动的无序程度增大，物质的熵增加，D正确.(2)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W根据理想气体的状态方程有＝C可知，在吸收相同的热量Q时，压强不变的条件下，V增加，W<0，ΔU1＝Q－|W|；体积不变的条件下，W＝0，ΔU2＝Q；所以ΔU1<ΔU2，体积不变的条件下温度升高变快.17.【答案】(1)(2)4lN【解析】(1)从6台原装和5台组装计算机中任意选取4台，共有C C＋C C＋C C＋C＋C 种选法，其中各占2台的选法有C C种，则概率为＝＝.(2)将A，B容器看作一个孤立系统，则每种分配情况可看作一个微观态，如下表：那么共有4个微观态，每个微观态出现的几率为，依次推广，可知N个分子在l个容器中共有lN 个微观态，每种微观态出现的几率为.18.【答案】CDE【解析】质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动速度大，内能不一定大，B错误；根据＝C可知，如果等温压缩，则内能不变；等压膨胀，温度增大，内能一定增大，C、E正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，D正确.19.【答案】微观态有序无序【解析】热力学第二定律表明热传递、扩散等宏观过程可以自发地向无序更大的方向发展，自发的过程总是倾向于出现较多微观态对应的宏观态，因此自发的过程总是从有序向着无序发展的.20.【答案】小于【解析】A气体吸收热量后，温度升高，体积变大，对外做功，吸收的热量并没有全部增加气体的内能；而B气体吸收的热量全部增加了气体的内能，故A容器中气体的内能小于B容器中气体的内能.21.【答案】(1)放出 5.0×104(2)C增加【解析】(1)由热力学第一定律得Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2.0×105J＝－5.0×104J即气体放热5.0×104J.(2)C中表示等压变化，由题图知气体温度升高，内能增加.。

第十章能量法

一、是非题10.1 杆系结构的变形能，等于各杆变形能之和。

（）10.2 弹性体变形能与加力次序无关，只与最后受力有关。

（）10.3 结构上的外力作功可能为正或负，因而结构的变形能有正负之分。

（）10.4 线性弹性结构的变形能可以叠加而非弹性结构的变形能不能叠加。

（）10.5 载荷与变形能之间必为非线形关系。

（）10.6以莫尔积分求各种结构在载荷作用下的位移时都可以采用图形互乘法。

（）10.7应用单位力法计算出结构在某处的位移值时在数值上就等于该单位力所做的虚功。

（）10.8若由载荷引起之弯矩图面积的代数和为零（=0 ），则不论其形心所对应的单位力弯矩图之值Mc 为何值，图乘所得必为零。

（）10.9超静定结构的多余约束数即等于建立力法方程的变形条件数。

（）10.10结构中的内力与应力只与结构受力和结构尺寸有关，与材料无关。

（）10.11变形协调法在本质上也是力法。

（）10.12力法的基本未知量均不能用静力平衡条件求得。

（）10.13温度变化和支座位移不会引起静定结构的内力，但一般会引起超静定结构的内力。

（）10.14力法基本方程均是根据结构支座处的位移约束条件建立的。

（）10.15n 次超静定结构的静定基可由解除结构任意n 个约束而得。

（）10.16力法正则方程适用于任何材料制成的小变形超静定结构。

（）10.17外力超静定结构必须解除外部多余约束而得到静定基。

（）10.18以力法求解超静定结构后经力平衡方程验算无误，说明结果正确。

（）二、选择题10.19设一梁在n 个广义力F 1 ，F 2 ，……，F n 共同作用下的外力功，则式中为（）。

A. 广义力F i 在其作用处产生的挠度B. 广义力F i 在其作用处产生的相应广义位移C. n 个广义力在F i 作用处产生的挠度D. n 个广义力在F i 作用处产生的广义位移10.20一根梁处于不同的载荷或约束状态，则（）A. 梁的弯矩图相同，其变形能也一定相同B. 梁的弯矩图不同，其变形能也一定不同C. 梁的变形能相同，其弯矩图也一定相同D. 梁的弯矩图相同，而约束状态不同，其变形能也不同10.21一梁在集中力F 作用下，其应变能为V e 。

2023人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版必须掌握的典型题

2023人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版必须掌握的典型题单选题1、如图所示，L1、L2分别表示Q甲、Q乙两个点电荷到P点的距离，其大小相等，E合表示两个点电荷在P点产生的合场强。

下列对甲、乙两个点电荷的判断，正确的是（）A．异种电荷，Q甲＞Q乙B．异种电荷，Q甲＜Q乙C．同种电荷，Q甲＞Q乙D．同种电荷，Q甲＜Q乙答案：A由于Q甲、Q乙两个点电荷到P点的距离相等，P点合场强方向偏向右上方，根据场强叠加原理可知，两点电荷一定为异种点电荷，且甲为正电荷，乙为负电荷，两电荷在P点产生的场强E 甲>E乙根据点电荷场强公式E=k Q r2则Q 甲＞Q乙故选A。

2、如图所示，在竖直面内A点固定有一带电的小球，可视为点电荷。

在带电小球形成的电场中，有一带电量为q的液滴（可视为质点）在水平面内绕O点做周期为T的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．液滴与小球带同种电荷B．液滴运动过程中相同时间内所受电场力的冲量相同C．O、A之间的距离为gT24π2D．若已知液滴的质量，则可以求出圆周运动的半径答案：CA．液滴与小球之间的库仑力一定为引力，所以液滴与小球带异种电荷，故A错误；B．液滴运动过程中相同时间内所受电场力的冲量大小相同但方向不同，故B错误；C．设O、A间距离为h，液滴的运动半径为R，液滴与小球连线与竖直方向的夹角为θ，则根据力的分解与牛顿第二定律有mgtanθ=m 4π2 T2R根据几何关系可知tanθ=R ℎ联立以上两式可得ℎ=gT2 4π2故C正确；D．若要求出圆周运动的半径，必须已知θ或者通过所的其他给条件求得θ，否则在已知液滴的质量的情况下无法求出圆周运动的半径，故D错误。

故选C。

3、如图所示是静电除尘装置示意图，装置的外壁连接高压电源的正极，中间的金属丝连接负极。

将混浊气体通入该装置时，气体中的粉尘会不断向筒壁积累，最后在重力作用下坠落在筒底。

在该装置除尘的过程中，下列说法不正确的是（）A．粉尘由于吸附作用而带上正电荷B．粉尘由于吸附了电子而带上负电荷C．带电粉尘在静电力作用下飞向筒壁D．筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场答案：AAB．装置的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极，粉尘向正极运动，可知粉尘吸附电子后带负电．故A错误，B正确；C．筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场，粉尘向正极运动，可知粉尘是在静电力作用下飞向筒壁．故C正确；D．装置的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极，因此筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场．故D正确．此题选择不正确的选项，故选A。

能量计算题(含答案)

能量计算题(含答案)
1. 单位换算
将10千焦转换成千卡和千瓦时
解：
10千焦=10x1000焦耳=焦耳
焦耳=/4.184千卡≈2388千卡
焦耳=/3600千瓦时≈2.778千瓦时
答：10千焦转换成千卡≈2388千卡，转换成千瓦时≈2.778千瓦时。

2. 定义计算
葡萄糖的燃烧热为16.5千焦/克，试计算50g葡萄糖完全燃烧所产生的热量。

解：
50g葡萄糖完全燃烧所产生的热量 = 50g × 16.5千焦/克
= 825 千焦
答：50g葡萄糖完全燃烧所产生的热量为825千焦。

3. 混合计算
有一个100W的灯泡，220V的电压通过灯泡时的电阻为 $R_1$，当它并联上一个 $R_2=100 \Omega$ 的电阻时，通过灯泡的电流加倍，求 $R_1$ 的电阻值。

解：
灯泡通电后的电流为 I1=W/U=100W/220V=0.455A(安培)
当并联上电阻 $R_2$ 时，通过整个电路的电流等于两路电流之和，即 I2=2I1=0.91A。

则灯泡通过的电流为 I=I2-I1=0.91A-0.455A=0.455A。

根据欧姆定律，可得 $R_1$ 的电阻值为
$R_1=U/I=220V/0.455A\approx483.5\Omega$。

答：$R_1$ 的电阻值为约 483.5 欧姆。

以上为能量计算题答案，希望能够帮助到您。

第10章能量法(作业解答)

=
1 EI
l 0
⎡ ⎢M ⎣
(x
)
∂M (x
∂M es
)
⎤ ⎥ ⎦
M
es
=
dx
0
=
qa 3 6EI
10-5 图示刚架，各杆的 EI 相等。试求截面 A 的位移和转角。
Bl F
x2
x1 A
1
1
1
h
C
解：用单位载荷法求解如图所示，在截面 A 处分别作用一水平方向单位力、铅垂方向单
位力和一顺时针方向单位力偶，并分别求出由荷载 F 以及单位力和单位力偶所引起的内力，列表计算如下：
∂Fs
当 a ≤ x ≤ l ， M (x) = −Fs (l − x)，
∂M (x) = −(l − x)
∂Fs
∫ yB
= ⎜⎜⎝⎛
∂U ∂Fs
⎟⎟⎠⎞Fs =0
=
1 EI
l 0
⎡ ⎢ ⎣
M
(x
)
∂M (x
∂Fs
)
⎤ ⎥ ⎦
Fs
=0
dx
∫ = q
a
(a
−
x)2 (l
−
x)dx
=
qa 3 (4l
−
a)
F=qa
q
面 A 和 B 之间的相对位移和相对转角。
A
F 对称轴 F
B
1
1
x1
h
x2
E
C
D
A
B
C
a
l
ql2/8
③
a
①②
解：用单位载荷法求解由于结构和载荷的对称性，取刚架对称轴的一侧来求解 δ AB 和

通用版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版重点知识点大全

通用版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版重点知识点大全单选题1、电场中某点的电场强度为E，电量为q的检验电荷放在该点受到的电场力为F。

下列图中能正确反映E、F、q 三者关系的是（）A．B．C．D．答案：D根据电场强度的定义公式E=F q可知，该点受到的电场力为F与放在该点的试探电荷的比值保持不变，但是电场中某点的电场强度为E，与F和q无关，电场强度是由场源电荷及该点在电场中的位置来决定，由电场本身性质决定。

故选D。

2、如图所示，两原长均为L、劲度系数相等的绝缘轻弹簧悬挂于O点，其另外一端各连接一个带电小球，平衡时A球靠在光滑绝缘竖直墙上，OA长为2L且竖直；B球悬于空中，OB长为32L。

两小球的质量均为m，重力加速度为g，则两球间的库仑力大小为（）A．12mg B．34mg C．mg D．2mg答案：B设OA、OB夹角为θ，B球的受力如图甲所示，构成的力的矢量三角形与△OAB相似，则有mg OA =F B OB即mg 2L =F B 3 2L可得F B=34 mg对AB两带电小球整体受力分析如图乙，根据平衡条件可得F A+F B cosθ=2mg 两弹簧完全相同F B=k L2=34mg则F A =kL =2F B =32mg 解得cosθ=23在力的矢量三角形中，应用余弦定理有F AB =√(mg)2+F B 2−2mgF B cosθ=34mg故B 正确。

3、如图为静电植绒的装置及简图，将表面涂有黏合剂的被植体放在金属板上，打开电源开关后，在金属网与金属板间会产生3kV的高压，放在金属网上的绒毛将粘植在被植体上。

金属网和金属板间的距离为2cm，忽略边缘效应，将网与板间的电场视为匀强电场，则下列说法正确的是（）A ．绒毛在飞往被植体的过程中电势能不断增大B ．若增大金属网和金属板的距离，则网和板的电势差也增大C ．若减小金属网与金属板间的电势差，会安全点，效果会更好D．在干燥的环境中进行植绒效果会更好答案：DA．绒毛在飞往被植体的过程中，电场力做正功，电势能减少，A错误；B．由于金属网与金属板与电源连接，因此增大金属网和金属板的距离，网和板间的电势差仍保持不变，B错误；C．若减小金属网与金属板间的电势差，会安全点，但效果会差，C错误；D．在干燥的环境中，绝缘性能更好，板间介电常数增加，进行植绒的效果会更好，D正确。

高中物理解题思路-第十章静电场中的能量-电势差与电场强度的关系

答案：C
2.(多选)如图10.3-4所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、 φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有( )
A．φA＞φB＞φC C．UAB＜UBC
图10.3-4 B．EC＞EB＞EA D．UAB＝UBC
如图10.3-1所示的一个匀强电场，电场强度大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d。现将一个电荷量为q 的电荷由A移到B。
图10.3-1 (1)从力和位移的角度计算静电力所做的功；通过A、B间的电势差计算静电力做的功。提示：WAB＝Fd＝qEd WAB＝qUAB。
(2)由 U＝Ed 可得 E＝Ud ＝ab·cUoasb37°＝0.26×00.8 V/m＝375 V/m 电场强度方向平行于 ac，且由 a 指向 c。 [答案] (1)60 V (2)375 V/m 方向平行于 ac，且由 a 指向 c
计算电场强度应注意的问题
(1)在选取公式计算电场强度时，首先要注意公式的适用条件，然后判断题目中物理情境是否满足公式的适用条件。
解析：由题图中电场线的分布规律可知，电场不是匀强电场，C附近密集， A附近稀疏，C附近的电场强度大于A附近的电场强度，选项B正确；由公式U＝Ed知：UBC＞UAB，选项C正确，D错误；由沿电场线的方向是电势降低的方向得φA>φB>φC，选项A正确。答案：ABC
3．如图10.3-5所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，
6.如图10.3-9所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为5 cm，
电势差为25 V，在电场中P点固定放置电荷量为5×10－9 C的负点电荷，

大学物理第10章题库答案2(最新修改)

第十章一、填空题易：1、质量为0.10kg 的物体，以振幅1cm 作简谐运动，其角频率为110s -，则物体的总能量为，周期为。

（4510J -⨯，0.628s ）易：2、一平面简谐波的波动方程为y 0.01cos(20t 0.5x)ππ=-( SI 制)，则它的振幅为、角频率为、周期为、波速为、波长为。

（0.01m 、20π rad/s 、 0.1s 、 40m/s 、4m ）易：3、一弹簧振子系统具有1.0J 的振动能量，0.10m 的振幅和1.0m/s 的最大速率，则弹簧的倔强系数为，振子的振动角频率为。

（200N/m ，10rad/s ）易：4、一横波的波动方程是y = 0.02cos2π(100t – 0.4X)( SI 制)则振幅是_________，波长是_ ，频率是，波的传播速度是。

（0.02m ，2.5m ，100Hz ，250m.s -1）易：5、两个谐振动合成为一个简谐振动的条件是。

（两个谐振动同方向、同频率）易：6、产生共振的条件是振动系统的固有频率与驱动力的频率（填相同或不相同）。

（相同）易：7、干涉相长的条件是两列波的相位差为π的（填奇数或偶数）倍。

（偶数）易：8、弹簧振子系统周期为T 。

现将弹簧截去一半，仍挂上原来的物体，作成一个新的弹簧振子，则其振动周期为 T 。

（T ）易：9、作谐振动的小球,速度的最大值为,振幅为,则振动的周期为;加速度的最大值为。

（34π，2105.4-⨯）易：10、广播电台的发射频率为。

则这种电磁波的波长为。

（468.75m ）易：11、已知平面简谐波的波动方程式为则时，在X=0处相位为，在处相位为。

(8.4π,8.40π)易：12、若弹簧振子作简谐振动的曲线如下图所示,则振幅;圆频率;初相。

(0.1m,2π,2π-)中：13、一简谐振动的运动方程为2x 0.03cos(10t )3ππ=+( SI 制)，则频率ν为、周期T 为、振幅A 为，初相位ϕ为。

第十章静电场中的导体与电介质(标准答案)

一、选择题[ B ］1（基础训练2）一“无限大”均匀带电平面A ，其附近放一与它平行的有一定厚度的“无限大”平面导体板B ，如图所示．已知A 上的电荷面密度为+σ ，则在导体板B 的两个表面1和2上的感生电荷面密度为： (A) σ 1 = - σ， σ 2 = + σ． (B) σ 1 = σ21-， σ 2 =σ21+． (C) σ 1 = σ21-， σ 1 = σ21-． (D) σ 1 = - σ， σ 2 = 0．【提示】“无限大”平面导体板B 是电中性的：σ 1S+σ 2S=0，静电平衡时平面导体板B 内部的场强为零，由场强叠加原理得：022202010=-+εσεσεσ联立解得： 1222σσσσ=-=，[ C ]2（基础训练4）、三个半径相同的金属小球，其中甲、乙两球带有等量同号电荷，丙球不带电。

已知甲、乙两球间距离远大于本身直径，它们之间的静电力为F ；现用带绝缘柄的丙球先与甲球接触，再与乙球接触，然后移去，则此后甲、乙两球间的静电力为：(A) 3F / 4． (B) F / 2． (C) 3F / 8． (D) F / 4．【提示】设原来甲乙两球各自所带的电量为q ，则2204q F rπε=；丙球与它们接触后，甲带电2q ，乙带电34q ，两球间的静电力为：203324'48q q F F r πε⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭==[ C ］3（基础训练6）半径为R 的金属球与地连接。

在与球心O 相距d =2R 处有一电荷为q 的点电荷。

如图所示，设地的电势为零，则球上的感生电荷q '为：(A) 0． (B)2q ． (C) -2q． (D) -q ．【提示】静电平衡时金属球是等势体。

金属球接地，球心电势为零。

球心电势可用电势叠加法求得：000'044q dq q R d πεπε'+=⎰， 00'01'44q q dq R d πεπε=-⎰， 'q q R d =-，其中d = 2R ，'2qq ∴=-［ C ］4（基础训练8）两只电容器，C 1 = 8 μF ，C 2 = 2 μF ，分别把它们充电到 1000 V ，然后将它们反接(如图所示)，此时两极板间的电势差为：A+σ2(A) 0 V ． (B) 200 V ． (C) 600 V ． (D) 1000 V【提示】反接，正负电荷抵消后的净电量为661212(82)101000610Q Q Q C U C U C --=-=-=-⨯⨯=⨯这些电荷重新分布，最后两个电容器的电压相等，相当于并联。

高中生物高考专题10 能量流动的过程分析及计算(解析版)

2020届高考生物难点及易错题精讲精练专题10 能量流动的过程分析及计算【难点精讲】一、能量流动的过程分析例题：(2019·内蒙古赤峰二中第三次月考)生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，如图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是()A．该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型B．松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A×100%表示C．由松毛虫流入分解者的能量可用C＋D＋F表示D．若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长【答案】B【解析】该食物链中的生物在能量上呈正金字塔形，而数量上松毛虫的数量多于马尾松，不呈现正金字塔形；松毛虫的同化量是A，杜鹃的同化量是E，能量传递效率可用E/A×100%表示；由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示，C表示松毛虫粪便量，属于马尾松的能量；若迁走全部杜鹃，但由于资源和空间是有限的，松毛虫的种群数量增长将呈现“S”型曲线。

【难点突破】不同营养级能量流动示意图构建能量流动过程模型方法一：说明:两个等量关系：同化量（b）＝呼吸作用消耗量（d）＋用于生长发育和繁殖的能量（e）；摄入量（a）＝同化量（b）＋粪便量（c）方法二：说明:三个去向（不定时分析）：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量（最高营养级除外）方法三：说明:四个去向（定时分析）：同化量＝自身呼吸作用消耗量（A）＋未利用（B）＋分解者的分解量（C）＋下一营养级的同化量（D）（最高营养级除外）变式训练1：（2019·山西实验中学质量监测）某同学绘制了如下图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中错误的是（）A.生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2）B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%C.流入初级消费者的能量为（A2＋B2＋C2＋D2）D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减【答案】A【解析】生产者固定的总能量为W1＝（A1＋B1＋C1＋D1），而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是从第一营养级流入下一营养级的能量，因此生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2），A错误；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%或[D1/（A1＋B1＋C1＋D1]×100%，B正确；流入初级消费者的能量为D1＝（A2＋B2＋C2＋D2），C正确；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。