高中物理选修3-5导学案第十九章 7-8
7核聚变
8粒子和宇宙
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.了解核聚变的特点和条件.2.知道粒子的分类及其特点，了解夸克模型.3.了解宇宙起源的大爆炸学说及恒星的演化．
科学思维：1.会判断和书写核聚变反应方程.2.能计算核聚变释放的能量．
一、核聚变
1．聚变
两个轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为核聚变，聚变反应又称为热核反应．2．聚变方程
2
H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV.
1
3．聚变发生的条件
要使轻核发生聚变，必须使轻核间的距离达到核力发生作用的距离10－15m以内，这要克服原子核间巨大的库仑斥力作用，要求使轻核具有足够大的动能．要使原子核具有足够大的动能，有一种方法就是给它们加热，使物质达到几百万开尔文的高温．
4．太阳能：太阳的主要成分是氢．太阳的中心温度达1.5×107 K．在这样的高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着．太阳能就是太阳内部聚变时释放的核能．
二、粒子和宇宙
1．“基本粒子”不基本
(1)直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质的不可再分的最小微粒，后来人们发现了光子、电子、质子、中子，并把它们叫做“基本粒子”．
(2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上基本粒子组成的，并发现质子、中子等本身也有复杂结构． 2．发现新粒子
(1)新粒子：1932年发现了正电子，1937年发现了μ子，1947年发现了K 介子和π介子，后来发现了超子等．
(2)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的不同关系，可将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子．
3．夸克模型的提出
1964年提出的强子的夸克模型，认为强子是由夸克组成的．
1．判断下列说法的正误． (1)核聚变时吸收能量．( × )
(2)核聚变平均每个核子放出的能量，比核裂变平均每个核子放出的能量大．( √ ) (3)轻核聚变比裂变更安全、清洁．( √ )
(4)实现核聚变的难点是地球上没有任何容器能够经受住热核反应所需的温度．( √ ) (5)质子、中子不能再分．( × )
(6)夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍．( × )
2．氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21H ＋31H →42He ＋x ，式中x 是某种粒子．已知：21H 、31H 、4
2He 和粒子x 的质量分别为2.014 1 u 、3.016 1 u 、4.002 6 u
和1.008 7 u ；1 u ＝931.5 MeV c 2，其中c 是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x
是________，该反应释放出的能量为________ MeV(结果保留3位有效数字)． 答案 10n(或中子) 17.6
解析根据质量数和电荷数守恒可得x是10n(中子)．
核反应中的质量亏损为Δm＝2.014 1 u＋3.016 1 u－4.002 6 u－1.008 7 u＝0.018 9 u
所以该反应释放出的能量为
ΔE＝Δm·c2≈17.6 MeV.
一、核聚变的特点及应用
1．为什么实现核聚变要使聚变的燃料加热到几百万开尔文的高温？
答案轻核的聚变反应，是较轻的核子聚合成较重的核子，要使得核子的强相互作用发挥作用，必须使核子间的距离达到10－15m以内；同时由于在此距离时原子核之间的库仑斥力十分巨大，因而需要核子有很大的动能，表现在宏观上就是核燃料需要达到极高的温度．2．目前人们实现的核聚变是什么？实现热核反应存在的困难是什么？可能实现对热核反应的控制的方法是什么？
答案(1)目前人们能实现的热核反应是氢弹的爆炸，是由普通炸药引爆原子弹，再由原子弹
爆炸产生的高温高压引发热核反应．
(2)实现热核反应存在的困难是：地球上没有任何容器能够经受住热核反应所需要的高温．
(3)可能实现对热核反应的控制方法：
磁约束：利用磁场来约束参与反应的物质．环流器是目前性能最好的一种磁约束装置．
惯性约束：利用强激光从各个方向照射参加反应的物质，使它们由于惯性还来不及扩散就完成了核反应．
1．轻核的聚变是放能反应
从原子核的比结合能图线中看，轻核聚变后比结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应．2．核聚变的特点
①在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量．
②热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应继续下去．
③普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆．
3．核聚变的应用
(1)核武器——氢弹：一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置．它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核爆炸．
(2)可控热核反应：目前处于探索阶段．
4．重核裂变与轻核聚变的区别
例
1(2018·成都外国语学校高二期末)氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3、m4，氘核与氚核结合成一个氦核并释放一个中子：2
H＋31H→42He＋10n.对于这个反应，以下说法正确的是()
1
A．氘核和氚核的比结合能比氦核大，所以该反应会释放核能
B．氘核和氚核的核子的平均质量比氦核大，所以该反应会吸收一定的能量
C．该反应是轻核的聚变，对应的质量亏损是Δm＝m1＋m2－(m3＋m4)
D．该反应是轻核的聚变，反应中释放的核能为(m3＋m4－m1－m2)c2
答案 C
解析氘核和氚核的比结合能小于氦核的比结合能，氘核和氚核的核子平均质量比氦核大，该反应会放出一定的能量，故A、B错误；该反应是轻核的聚变，对应的质量亏损是Δm＝m1＋m2－(m3＋m4)，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故C正确，D错误．针对训练大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()
A．3.7 MeV B．3.3 MeV
C．2.7 MeV D．0.93 MeV
答案 B
解析根据质能方程，氘核聚变释放的核能ΔE＝Δmc2，质量亏损Δm＝2m H－m He－m n＝
0.003 5 u，则ΔE＝0.003 5×931 MeV≈3.3 MeV，故B正确，A、C、D错误．
二、对粒子的认识
1．粒子与反粒子：随着科学技术的发展，人们发现了更多的粒子，一方面“基本粒子”不基本，另一方面发现了反粒子．粒子的质量、寿命、自旋等物理性质与过去已经发现的粒子相同，而电荷等其他性质相反，这类粒子叫做反粒子，例如电子的反粒子是正电子，带正电荷，质子的反粒子是反质子，反质子带负电荷．
2．新粒子的发现及特点
3.粒子的分类
4.夸克模型
(1)夸克的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的．
(2)夸克的种类：上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和顶夸克(t)． (3)夸克所带电荷：夸克所带的电荷是元电荷的＋23或－13.例如，上夸克带的电荷量为＋2e
3，下
夸克带的电荷量为－e
3
.
(4)意义：电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷．
例
2 (多选)已知π＋介子、π－
介子都是由一个夸
克(夸克u 或夸克d)和一个反夸克(反夸克u 或反夸克d )组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e 为元电荷．
下列说法正确的是( ) A ．π＋
由u 和d 组成 B ．π＋
由d 和u 组成 C ．π－由u 和d 组成 D ．π－
由d 和u 组成
答案 AD
解析 因π＋介子带有＋e 的电荷量，且是由一个夸克和一个反夸克组成的，则夸克u 带＋2
3e
和反夸克d 带＋1
3e 合成电荷量为＋e ，那么π＋介子就是由夸克u 和反夸克d 组成的；同理，
π－介子由夸克d 和反夸克u 组成，所以A 、D 正确.
1．(对核聚变的理解)科学家发现在月球上含
有丰富的32He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的
方程式为232He →211H ＋42He ，关于32He 聚变下列表述正确的是( )
A ．聚变反应不会释放能量
B ．聚变反应产生了新的原子核
C ．聚变反应没有质量亏损
D ．目前核电站都采用32He 聚变反应发电 答案 B
解析核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，B正确，A、C错误；目前核电站大多采用重核裂变的方法来发电，D错误．
2．(核反应方程的理解)(多选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程中，表述正确的是()
A.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应
B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变
C.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应
D.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是α衰变
答案AC
解析两个轻核聚合成一个较重的核的反应为核聚变反应，故A对，B错．重核被中子轰击后分裂成两个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应为核裂变反应，故C对．原子核放出α或β粒子后变成另一种原子核的反应称为原子核的衰变．原子核的衰变的反应物只有一种，故D错．
3．(对宇宙粒子的理解)以下说法正确的是()
A．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子
B．质子、中子、介子和超子都属于强子
C．强子、轻子都有内部结构
D．τ子质量比核子质量大，τ子不属于轻子
答案 B
解析最早发现的强子是质子，最早发现的轻子是电子，所以A错误；强子有内部结构，由夸克组成，轻子没有内部结构，所以C错误；质子、中子、介子、超子都属于强子，所以B 正确；τ子质量比核子质量大，但τ子仍属于轻子，所以D错误．
4．(核聚变释放核能的计算)太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(已知质子质量为m H ＝1.007 3 u，氦核质量为m He＝4.001 5 u，正电子质量为m e＝0.000 55 u，1 u＝931.5 MeV/c2，结果保留三位有效数字)
(1)写出这个核反应方程．
(2)求这一核反应能释放多少能量？
(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？
答案(1)411H→42He＋2 0＋1e(2)24.8 MeV
(3)4.22×109 kg
解析 (1)由题意可得核反应方程应为411H →42He ＋2
＋1e. (2)反应前的质量m 1＝4m H ＝4×1.007 3 u ＝4.029 2 u ，
反应后的质量m 2＝m He ＋2m e ＝4.001 5 u ＋2×0.000 55 u ＝4.002 6 u ，
质量亏损Δm ＝m 1－m 2＝0.026 6 u ，由质能方程得，释放的能量ΔE ＝Δmc 2＝0.026 6× 931.5 MeV ≈24.8 MeV .
(3)由质能方程ΔE ＝Δmc 2得太阳每秒减少的质量 Δm ′＝ΔE ′c 2＝3.8×1026(3×108)
2 kg ≈4.22×109 kg. 一、选择题
考点一 对核聚变的理解
1．(多选)在某次核反应中，1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核，则下列说法中正确的是( )
A ．这是一个聚变反应
B ．核反应方程式为21H ＋31H →42He ＋10
n C ．目前核电站都采用上述核反应发电 D ．该核反应没有质量亏损 答案 AB
解析 1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核，反应方程为21H ＋31H →42He ＋10n ，
这是聚变反应，故A 、B 正确；目前核电站采用核裂变发电，故C 错误；该反应放出热量，所以一定有质量亏损，故D 错误．
2．(多选)热核反应是一种理想能源的理由是( )
A．就平均每一个核子来说，比重核裂变时释放的能量多
B．对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理
C．热核反应的原料在地球上储量丰富
D．热核反应的速度容易控制
答案ABC
解析实践表明，热核反应中平均每个核子比裂变反应中平均每个核子放出的能量要大3～4倍，且其原料为氢的同位素，在地球上的储量极为丰富，其放射性污染也较裂变轻，但是目前人们还不能控制热核反应，不能和平利用反应时释放的核能．
3.如图1所示，托卡马克(tokamak)是研究受控核聚变的一种装置，这个词是toroidal(环形的)，kamera(真空室)，magnet(磁)的头两个字母以及kotushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词．根据以上信息，下列判断中错误的是()
图1
A．这种装置的核反应原理是轻核的聚变，同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理类似B．线圈的作用是通电时产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不飞出
C．这种装置是科学家设想的其中一种方案
D．该装置是利用聚变物质的惯性进行约束
答案 D
解析聚变反应原料在装置中发生聚变，放出能量，故A对；线圈通电时产生磁场，带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用旋转而不飞出，故B对；该装置是科学家设想的其中一种方案：磁约束装置，另一种方案是利用聚变物质的惯性进行约束，故C对，D错．
4．(多选)关于核反应的类型，下列表述正确的有()
A.238 92U→234 90Th＋42He是α衰变
B.14 7N＋42He→17 8O＋11H是β衰变
C.21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变
D.8234Se→8236Kr＋20－1e是重核裂变
答案AC
5．(多选)据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是()
A．“人造太阳”的核反应方程是21H＋31H→42He＋10n
B．“人造太阳”的核反应方程是235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n
C．核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多
D．核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同
答案AC
解析21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变方程，故A项正确；根据轻核聚变特点，相同质量的核燃料，轻核聚变释放的能量比裂变反应释放的能量大得多，故选项C正确．
6．现在太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢核聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为：42He＋42He＋42He→12 6C，到那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应共同产生的．已知42He的质量为m1，12 6C的质量为m2，则下列判断正确的是()
A．3m1>m2B．3m1 C．3m1＝m2D．m1＝3m2 答案 A 解析由于发生上述核聚变时释放核能，根据爱因斯坦质能方程可知，该反应存在质量亏损，所以3m1>m2，选项A正确． 7．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.3 MeV的能量，当三个α粒子结合成一个碳(C)核时，放出7.26 MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳(C)核时，释放的能量约为() A．21.04 MeV B．35.56 MeV C．77.64 MeV D．92.16 MeV 答案 D 解析6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×28.3 MeV＝84.9 MeV,3个α粒子再结合成一个碳核，放出7.26 MeV能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量为84.9 MeV＋7.26 MeV＝92.16 MeV. 考点二粒子与宇宙 8．(多选)下列说法中正确的是() A．质量相同而电荷等值、电性相反的粒子是反粒子 B．光子是传递电磁相互作用的，属于媒介子 C．轻子就是质量很轻的粒子 D．强子就是参与强相互作用的粒子 答案ABD 9．为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太空中寻找“反物质”．所谓“反物质”是由“反粒子”构成的．“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反．由此可知反氢原子是() A．由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成 B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成 C．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成 D．由1个不带电的中子和1个带正电荷的正电子构成 答案 B 解析氢原子由一个电子和一个质子组成，根据“反物质”和“反粒子”的概念，可知反氢原子由一个带负电荷的反质子和一个带正电荷的正电子构成，故选项B正确，选项A、C、D错误． 10．太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个μ子和一个τ子．若在衰变过程中μ子的速度方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向() A．一定与μ子同方向 B．一定与μ子反方向 C．一定与μ子在同一直线上 D．不一定与μ子在同一直线上 答案 C 解析中微子衰变成μ子和τ子，满足动量守恒定律，由μ子的速度方向与中微子原来的方向一致知，τ子运动方向必定也在这条直线上． 二、非选择题 11．一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量m H＝1.007 3 u，中子质量m n＝1.008 7 u，氚核质量m＝3.018 0 u，1 u相当于931.5 MeV的能量． (1)写出聚变方程； (2)求释放出的核能是多大？(结果保留三位有效数字) (3)求平均每个核子释放的能量是多大？ 答案 (1)11H ＋210n →3 1H (2)6.24 MeV (3)2.08 MeV 解析 (1)聚变方程为11H ＋210n →31H (2)质量亏损Δm ＝m H ＋2m n －m ＝(1.007 3＋2×1.008 7－3.018 0) u ＝0.006 7 u 释放的核能ΔE ＝0.006 7×931.5 MeV ≈6.24 MeV (3)平均每个核子释放的能量为6.243 MeV ＝2.08 MeV . 12．核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源．受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站．一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子．若已知氘原子的质量为2.014 1 u ，氚原子的质量为3.016 2 u ，氦原子的质量为4.002 6 u ，中子的质量为1.008 7 u,1 u ＝1.66×10－27 kg.(结果均保留两位有效数字，一年按3.2×107 s 计 算，光速c ＝3×108 m/s) (1)写出氘和氚聚变的反应方程． (2)试计算这个核反应释放出来的能量． (3)若建一座功率为3×105 kW 的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半转化成了电能，求每年要消耗的氘的质量． 答案 (1)21H ＋31H →42He ＋1 0n (2)2.8×10－12 J (3)23 kg 解析 (1)聚变方程为21H ＋31H →42He ＋10n (2)ΔE ＝Δmc 2＝(2.014 1＋3.016 2－4.002 6－1.008 7)×1.66×10－27×9×1016 J ≈2.8×10－12 J (3)m ＝2Pt ΔE m D ＝2×3×108×3.2×107×2.014 1×1.66×10－272.8×10－12 kg ≈23 kg. §1.1质点参考系空间时间 【学习目标】 1．理解质点的概念，知道它是一种科学抽象，知道实际物体在什么条件下可看作质点，知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。 2．知道参考系的概念和如何选择参考系。 3．知道时间和时刻的区别和联系。 【学习方法】 观察法、分析法、归纳法、讲授法 【学习过程】 一、机械运动 物体相对于其他物体的改变,叫做机械运动，简称运动。宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中。 二、质点[ 1、定义：用来代替物体的。其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。 2、物体 可以看成质点的条件是什么？ _______________________ ______。突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物 理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思 维方法叫理想化方法。质 点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。 三、参考系 1、定义：在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为标准，这个被选来作为的物体 叫做参考系。 2、参考系的特点有哪些？ 四、空间时间时刻 1、时刻：是指某一瞬时，在表示时间的数轴上用来表示． 2、时间间隔：是指两时刻的间隔，在表示时间的数轴上用来表示．时间间隔简称时间。 【小试身手】 1．下列哪些现象是机械运动（） A．神舟5号飞船绕着地球运转 B．西昌卫星中心发射的运载火箭在上升过程中 C．钟表各指针的运动 D．煤燃烧的过程 2．下列关于质点的说法中正确的是（） A．体积很小的物体都可看成质点 B．质量很小的物体都可看成质点 C．不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距离相比甚小时，就可以看成质点 D．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看做质点 3．以下的计时数据中指时间间隔的是（） A．“嫦娥一号”卫星于2007年10月24日18时5分点火发射 B．第29届奥运会于2008年8月8日20时8分在北京开幕 C．高考理综考试的时间是150分钟 D．四川省汶川县发生8.0级强烈地震是在2008年5月12日14时28分 【合作探究】 选修3—3考点汇编 1、物质是由大量分子组成的 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N = c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度 越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子 间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线 所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子 力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力) 随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时， 分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为 1010-m ，相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，分子间的作用力变得十 分微弱，可以忽略不计了 4、温度 高中物理（必修2）《功和机械能》基础练习题1．关于功的概念，下列说法正确的是() A．功有正、负之分，说明功有方向 B．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量 C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有发生位移 D．一个恒力对物体做的功由力的大小和物体在该力的方向上发生的位移决定2．质量为m的物体受一水平力F作用，在光滑的水平面上通过的位移为x，该力做功为W；若把该物体放在某一粗糙的水平面上，受同样水平力F作用做匀速直线运动，通过相同的位移x，则该力做功为() A．大于W B．小于W C．W D．0 3．如图所示，小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾，尽情嬉耍．在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力做功情况是() A．先做负功，再做正功 B．先做正功，再做负功 C．一直做负功 D．一直做正功 4．如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在乘履带式自动人行道上正在匀速上楼．下列关于两人受到的力做功判断正确的是() A．甲图中支持力对人做正功 B．乙图中支持力对人做正功 C．甲图中摩擦力对人做负功 D．乙图中摩擦力对人做负功 5．如图所示，下列过程中人对物体做了功的是() A．小华用力推石头，但没有推动 B．小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中 C．小红提着书包，随电梯一起匀速上升的过程中 D．运动员将冰壶推出后，冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中 6．如图所示，坐在雪撬上的人与雪橇的总质量为m ，在与水平面成θ角的恒定拉力F 作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l .已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，雪橇受到的( ) A ．支持力做功为mgl B ．重力做功为mgl C ．拉力做功为Fl cos θ D ．滑动摩擦力做功为－μmgl 7．关于功率，以下说法中正确的是( ) A ．根据P ＝W t 可知，机器做功越多，其功率就越大 B ．根据P ＝F v 可知，汽车牵引力一定与速度成反比 C ．根据P ＝W t 可知，只要知道时间t 内机器所做的功，就可求得这段时间内任 一时刻机器做功的功率 D ．根据P ＝F v 可知，发动机功率一定时，汽车的牵引力与运动速度成反比 8．如图所示，汽车上坡时，在发动机的功率P 不变的情况下，要想增大牵引力F ，应该怎样改变速度的大小v ( ) A ．增大v B ．减小v C ．维持v 不变 D ．与v 的变化无关 9．质量为1 kg 的物体从足够高处自由下落，不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2，则开始下落1 s 末重力的功率是( ) A ．100 W B ．50 W C ．200 W D ．150 W 10．起重机把2.0×104 N 的重物匀速提升10 m ，其输出功率是5.0×104 W ．已知g ＝10 m/s 2，则起重机( ) A ．用时4 s B ．用时5 s C ．做功8.0×105 J D ．做功5.0×105 J 高中物理：时间和位移导学案(教师版) 教学内容教学设计或 学习心得 学习目标1、能够区分时间和时刻,知道位移和路程的区别与联系,知道矢量和标量的概念。 2、针对实例进行分析,掌握时刻、时间间隔、路程、位移、矢量等概念的含义和区别。 3、进一步领悟描述质点位置的变化量是位移,根据位移就能确定质点的新位置。 课本导读 1．时刻指的是某一瞬时,时间间隔指的是某两个时刻之间的间隔,简称时间． 2．时刻和时间间隔既有联系又有区别,在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示,时刻与物体的位置相对应,表示某一瞬间；时间间隔与物体的位移相对应,表示某一过程(即两个时刻的间隔)． 3．路程和位移：路程是物体运动轨迹的长度,位移是用来表示物体(质点)的位置变化的物理量,位移只与物体的初、末位置有关,而与质点在运动过程中所经历的实际运动轨迹无关,物体的位移可以这样表示：从初位置到末位置作一条有向线段,有向线段的长度表示位移的大小,有向线段的方向表示位移的方向． 4．矢量和标量：既有大小又有方向的物理量叫做矢量,只有大小没有方向的物理量叫做标量． 5．如图1所示,一个物体沿直线从A点运 动到B点,若A、B两点的位置坐标分别为x A和 x B,则物体的位移为Δx＝x B－x A. 图1 合作探究 核心知识探究 一、时刻和时间间隔 [问题情境] 1．电台报时一般这样说：“现在是北京时间八点整．”听评书连播节目时,最后播音员往往说：“明天同一时间请继续收听．”这里面“时间”的意思有何不同？ 答案报时中的“时间”指的是某一瞬时,而听评书却需要“一段时间”,不能是一个瞬时,所以同样是时间,却有不同的含义． 2．2010年10月1日18时59分57秒“嫦娥二号”绕月探测卫星发射升空．这里的“18时59分57秒”是时刻还是时间呢？时间和时刻有什么联系呢？如何表示时间和时刻？ 答案是时刻． 时间和时刻可以在表示时间的数轴上表示出来,数轴上的每一个点都表示一个不同的时刻,数轴上的线段表示的是一段时间．如图所示,t1、t2对应的是7∶00和7∶05两个时刻,Δt＝t2－t1＝5 min是一段时间．从时间轴上可以看清两者的联系：让t2逐渐趋近于t1,时间间隔Δt就会越来越小,当Δt＝0时,时间轴上的区间就变为一个点,时间就变为时刻了． 二、路程和位移 [问题情境] 2010年11月广州亚运会开幕,一位同学想从济南的家去广州看比赛,他有三种出行的方式：一是先坐公交车去飞机场,然后乘飞机到广州；二是坐高铁；三是坐汽车去．三种出行的方式路程是否相同？位置的变化是否相同？如何描述位置的变化呢？ 答案通过不同的方式都是从家到了体育场,路径不同,即路程不同,但结果是一样的,位置变化是一样的． [要点提炼] 1．路程 选修3-4全册教学学案 选修3-4_11.1简谐振动 【学习目标】 1.认识弹簧振子并能判断出振动的平衡位置。 2.理解简谐运动的位移-时间图像是一条正（余）弦曲线，知道简谐运动图 像的意义。 3.能够根据简谐运动图像弄清楚各时刻质点的位移、速度和加速度的方向 和大小规律。 【自主学习】 1.弹簧振子 (1).组成：由______和________组成的系统叫弹簧振子，它是一个理想化 的模型（为什么？）。 (2).平衡位置：振子__________时的位置。 (3).机械振动：振子在______位置附近的________运动，简称________。 2.简谐运动及其图像 (1).简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从___________规律，即它的振 动图像（x-t 图像）是一条________曲线。简谐运动是最简单、最基本的振动， 弹簧振子的运动就是__________。 (2).简谐运动的图像 ①坐标系的建立：在简谐运动的图像中，以横坐标表示______,以纵坐标表 示振子离开平衡位置的_________。 ②物理意义：表示振动物体的_______随_______的变化规律。 重点知识或易混知识 问题1.根据对平衡位置的理解,判断正误并举例说明 ① 在弹簧振子中弹簧处于原长时的状态为平衡状态。 ② 在弹簧振子中物块速度为零时的状态为平衡状态。 ③在弹簧振子中合外力为零时的状态为平衡状态。 问题2.振动图像的理解,结合判断正误 ① 如右图所示正弦曲线为质点的运动轨迹。 ② 如右图，3s 内的位移为x 1大小为cm cm 10910322=+。 ③ 如右图，3s 内的位移为x 2 大小为10cm 。 ④ 如右图，1.5s 时的速度方向为曲线上该点的切线方向。 ⑤ 0.5s 和1.5s 时的位移相同，速度也相同。 ⑥ 0.5s 和3.5s 时的位移相反，速度相反。 X X 1 杭州观成中学物理八年级第十一章功和机械能中考专项复习训练 一、选择题 1．如图，在竖直向上的力F的作用下，重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为（） A．5N 0.8m/s B．20N 0.8m/s C．5N 0.2m/s D．20N 0.2m/s 2．如图，用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），提升A时滑轮组的机械效率大。下列说法中正确的是（） ①A物体比B物体轻；②提升A的拉力大； ③提升A做的额外功多；④提升A做的有用功多 A．只有②④B．只有①③C．只有②③D．只有①④ 3．如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。重物G1 =100N，每一个滑轮重力均为20N，则下列说法正确的是（） A．b处绳子的拉力为50N B．G2=280N C．e处绳子的拉力为140N D．G2=200N 4．如图人们用木棒撬石块，在C点沿不同方向施加作用力F1或F2或F3，这三个力的大小 关（ ） A ．123F F F == B ．123F F F >> C ．123F F F << D ．无 法 判断 5．如图甲，轻质杠杆AOB 可以绕支点O 转动，A 、B 两端分别用竖直细线连接体积均为1000cm 3的正方体甲、乙，杠杆刚好水平平衡，已知AO :OB =5:2；乙的重力为50N ，乙对地面的压强为3000Pa ．甲物体下方放置一足够高的圆柱形容器，内装有6000cm 3的水(甲并未与水面接触)，现将甲上方的绳子剪断，甲落入容器中静止，整个过程不考虑水溅出,若已知圆柱形容器的底面积为200cm 2，则下列说法中正确的是（ ） A ．杠杆平衡时，乙对地面的压力为50N B ．甲的密度为2×103kg/m 3 C ．甲落入水中静止时，水对容器底部的压强比未放入甲时增加了400Pa D ．甲落入水中静止时，水对容器底部的压力为14N 6．小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动．活动要求是：家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上，恰好使木板水平平衡．若小兰和爸爸的体重分别为400N 和800N ，小兰站在距离中央支点2米的一侧，爸爸应站在距离支点l 米的另一侧，木板水平平衡．现在他们同时开始匀速相向行走，小兰的速度是0.5米/秒，则爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏？ A ．1.0米/秒 B ．0.75米/秒 C ．0.5米/秒 D ．0.25米/秒 7．质量为60kg 的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼．已知工人在1min 内将货物匀速提高6m ，作用在钢绳的拉力为400N ，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）．下列说法正确的是 第一章 静电场 第1节 电荷及其守恒定律 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生及条件 两不同绝缘体摩擦时 导体靠近带电体时 带电导体和导体接触时 现象 两物体带上等量异种电 荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电 体“近异远同” 导体上带上与带电体相 同电性的电荷 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而 发生电子转移 导体中的自由电子受到带正(负)电物体吸引(排 斥)而靠近(远离) 电荷之间的相互排斥 实质 电荷在物体之间和物体 内部的转移 接触起电的电荷分配原则 两个完全相同的金属球接触后电荷会重新进行分配，如图1－1－2所示． 电荷分配的原则是：两个完全相同的金属球带同种电荷接触后平分原来所带电荷量的总和；带异种电荷接触后先中和再平分． 图1－1－2 1.“中性”与“中和”之间有联系吗？ “中性”和“中和”是两个完全不同的概念，“中性”是指原子或者物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显电性，表现为不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都带有等量的异种电荷；“中和”是指两个带等量异种电荷的物体，相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到中性状态的一个过程． 2．电荷守恒定律的两种表述方式的区别是什么？ (1)两种表述：①电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变．②一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的． (2)区别：第一种表述是对物体带电现象规律的总结，一个原来不带电的物体通过某种方法可以带电，原来带电的物体也可以使它失去电性(电的中和)，但其实质是电荷的转移，电荷的数量并没有减少．第二种表述则更具有广泛性，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律，近代物理实验发现，由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正负电子可同时湮灭，转化为光子．在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的 代数和不变，即正负电子的产生和湮灭与电荷守恒定律并不矛盾. 一、电荷基本性质的理解 【例1】 绝缘细线上端固定， 选修3—3期末复习知识点汇总 1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径-V=Sd V 是滴入浅水盘中纯油酸的体积，等于油酸溶液的体积乘以浓度。S 是单分子油膜在水面上形成的面积。 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成 立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N =【固体和液体-分子体积，气体--分子平均占有空间体积】 c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= ===【M-任意质量；v--任意体积】 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同 时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是分子热运动，但颗粒很小，是在显微镜下才能观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显； 温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞 击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，扩散现象的产生原因是物体分子 做无规则热运动。两者都有力地说明分子在永不停息地做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈。 布朗运动不是分子热运动，扩散现象是分子热运动。 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间 斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。 分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力，随距 离的增加，分子力先减小，后增加，再减小。。在图1图象中实 线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横 坐标0r 距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为1010-m ， 相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了 4、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志，不同分子温度相同，平均速率不一定相同。热力学温度与摄氏温度的关系： 273.15T t K =+。热力学温度是国际单位制中的基本单位。 5、分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分 子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（0r r =时分子势能最小）固体分子和液体内部分子通常处于平衡位置， 势能最小。分子势能随距离增加，先减小，再增加。 当0r r >时，分子力为引力，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增加 当0r r <时，分子力为斥力，当r 减少时，分子力做负功，分子是能增加 【功和机械能 动量 振动和波】专题模拟卷 (满分共110分 时间60分钟) 一、选择题(共12个小题，每小题4分，共48分，1～8题为单选题，9～12题为多选题) 1．心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即为心动周期，由此可计算1 min 内心脏跳动的次数(即心率)．甲、乙两人在同一台心电图仪上做出的心电图分别如图甲、乙所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次/min ，则心电图仪图纸移动的速度v 以及乙的心率为( ) A ．25 mm/s,48次/min B.20 mm/min,75次/min C ．25 mm/s,75次/min D.20 mm/min,48次/min 2.某一列沿x 轴传播的简谐横波，在t ＝T 4时刻的波形图如图所示，P 、Q 为介质中的两 质点，质点P 正在向动能增大的方向运动．下列说法正确的是( ) A ．波沿x 轴正方向传播 B.t ＝T 4时刻，Q 比P 的速度大 C ．t ＝3T 4时刻，Q 到达平衡位置 D.t ＝3T 4 时刻，P 向y 轴正方向运动 3.用水平力F 拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t 1时刻撤去拉力F ，物体做匀减速直线运动，到t 2时刻停止，其速度—时间图象如图所示，且α>β，若拉力F 做的功为W 1，平均功率为P 1；物体克服摩擦阻力F f 做的功为W 2，平均功率为P 2.下列选项正确的是( ) A ．W 1>W 2，F ＝2F f B.W 1＝W 2，F >2F f C．P1 高中物理学习材料 高一物理导学案 主备人：赵红梅 2015年4月16日 学生姓名：班级： 第六章万有引力与航天测试题 一、单项选择题 1．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( ) A．开普勒进行了“月—地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论 B．哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律 C．第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律 D．牛顿发现了万有引力定律 2. 不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾．如图1所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图， 对此有如下说法，正确的是( ) A．离地越低的太空垃圾运行周期越大 B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小 C．由公式v＝gr得，离地越高的太空垃圾运行速率越大 D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞 3．已知引力常量G，在下列给出的情景中，能根据测量数据求出月球密度的是( ) A．在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t B．发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期T C．观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期T D．发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T 4. “嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹 车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图2所示．之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．用T1、T2、 鑫达捷 图2 高中物理选修3-3复习 专题定位本专题用三讲时分别解决选修3－3、3－4、3－5中高频考查问题，高考对本部分内容考查的重点和热点有： 选修3－3：①分子大小的估算；②对分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题； ④气体实验定律的理解和简单计算；⑤固、液、气三态的微观解释和理解；⑥热力学定律的理解和简单计算；⑦用油膜法估测分子大小等内容． 选修3－4：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③光的折射及全反射；④光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑤简谐运动的规律及振动图象；⑥电磁波的有关性质． 选修3－5：①动量守恒定律及其应用；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等． 应考策略选修3－3内容琐碎、考查点多，复习中应以四块知识(分子动理论、从微观角度分析固体、液体、气体的性质、气体实验定律、热力学定律)为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆． 选修3－4内容复习时，应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播和图象、光的折射定律这两条主线，强化训练、提高对典型问题的分析能力． 选修3－5涉及的知识点多，而且多是科技前沿的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力． 第1讲热学 高考题型1热学基本知识 解题方略 1．分子动理论 (1)分子大小 ①阿伏加德罗常数：N A＝6.02×1023 mol－1. ②分子体积：V0＝V mol N A(占有空间的体积)． ③分子质量：m0＝M mol N A. ④油膜法估测分子的直径：d＝V S. (2)分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动． ①扩散现象特点：温度越高，扩散越快． ②布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈． (3)分子间的相互作用力和分子势能 ①分子力：分子间引力与斥力的合力．分子间距离增大， 引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快． ②分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大；当分子间距为r0(分子间的距离为r0时，分子间作用的合力为0)时，分子势能最小． 2．固体和液体 (1)晶体和非晶体的分子结构不同，表现出的物理性质不同．晶体具有确定的熔点．单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化． (2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间．液晶具有流动性，在光学、电学物理性质上表现出各向异性． (3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切． 高一物理功与机械能单元测试题 （全卷满分100分，做题时间45分钟，答案写在答卷上.） 一、不定项选择题（每题有1个或多个答案正确，选对给5分，选漏给2分，选错或不选0分， 8题共40分.） 1 .一物体在滑动摩擦力作用下，正在水平面上做匀减速直线运动，从某时刻起，对物体再施加一水平恒力F ，那么，在此后的一段时间内 A.如果物体改做匀速运动，力F 一定对物体做正功 B.如果物体改做匀加速运动，力F 一定对物体做正功 C.如果物体改做匀减速运动，力F 一定对物体做负功 D.如果物体改做曲线运动，力F 可能对物体不做功 2 .以恒力推物体使它在粗糙水平面上移动一段距离，力所做的功为W 1，平均功率为P 1，在末位置瞬时功率为P 1′; 以相同的恒力推该物体使它在光滑水平面移动相同的距离，力所做的功为W 2，平均功率为P 2，在末位置的瞬时功率为P 2′，则下列结论中正确的是 A.W 1＞W 2 B.W 1=W 2 C.P 1=P 2 D.P 1′＞P 2′ 3 .汽车的额定功率为90KW ，当水平路面的阻力为f 时，汽车行驶的最大速度为v 。则下列说法错误．．的是： A ．如果阻力为2f ，汽车最大速度为 v 2 。 B ．如果汽车牵引力为原来的二倍，汽车的最大速度为2v 。 C ．如果汽车的牵引力变为原来的 1 2 ，汽车的额定功率就变为45KW 。 D ．如果汽车做匀速直线运动，汽车发动机的输出功率就是90KW 。 4 .一物体由H 高处自由落下，当物体的动能等于势能时，物体所经历的时间为； A ． g H 2 B ． g H C ．g H 2 D ． g H 4 5 .竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度： A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功 C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率 D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率 以上叙述正确的是： 6 .改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来的2倍的是； A .质量不变，速度变为原来的2倍 B .质量和速度都变为原来的2倍 C .质量减半，速度变为原来的2倍 D .质量变为原来2倍，速度减半 高中物理3-３知识点总结 一、分子动理论 1、物体是由大量分子组成的 微观量：分子体积Ｖ0、分子直径d 、分子质量m ０ 宏观量：物质体积V 、摩尔体积V Ａ、物体质量ｍ、摩尔质量Ｍ、物质密度ρ。 联系桥梁:阿伏加德罗常数(N A ＝6．02×10２3 ｍol －1 ） A V M V m ==ρ （1）分子质量：A A 0N V N M N m m A ρ=== (2）分子体积:A A 0N M N V N V V A ρ＝＝= (对气体,V ０应为气体分子占据的空间大小) （３）分子大小：(数量级1０-１ 0m) 球体模型．30)2 (34d N M N V V A A A πρ=== 直径3 06πV d =（固、液体一般用此模型） 油膜法估测分子大小：S V d = S —单分子油膜的面积,V —滴到水中的纯油酸的体积 错误!立方体模型．3 0=V d （气体一般用此模型；对气体,ｄ应理解为相邻分子间的平均距离) 注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)； 气体分子间距很大,大小可忽略,不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。 （4)分子的数量:A A N M V N M m nN N A ρ== = 或者 A A N M V N V V nN N A A ρ=== 2、分子永不停息地做无规则运动 （1）扩散现象:不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快。直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。 （2）布朗运动:悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。 发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接 ．．说明了液体分子在永不停息地做无规则运动. 错误!布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动. ②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动． ③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹． ④微粒越小,布朗运动越明显；温度越高,布朗运动越明显． 3、分子间存在相互作用的引力和斥力 ①分子间引力和斥力一定同时存在,且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快,实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力 ②分子力的表现及变化,对于曲线注意两个距离，即平衡距离r0（约10－１0m)与10r０。 （ⅰ)当分子间距离为r0时，引力等于斥力,分子力为零。 （ⅱ）当分子间距r>r０时，引力大于斥力，分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时,分子力先增大后减小 (ⅲ)当分子间距r<ｒ０时，斥力大于引力，分子力表现为斥力。当分子间距离由ｒ０减小时，分子力不断增大 二、温度和内能 1、统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配。多数分子速率都在某个值附近，满足“中间多,两头少”的分布规律。 ２、分子平均动能:物体内所有分子动能的平均值。 ①温度是分子平均动能大小的标志。 ②温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同). 3、分子势能 （1)一般规定无穷远处分子势能为零, (2)分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。 (3)分子势能与分子间距离r0关系（类比弹性势能） ①当r>r0时，r增大,分子力为引力，分子力做负功分子势能增大。 x 0 E P r0 第四章 机械能和能源 练习1功 一、选择题(每小题6分，共48分) 1.A 关于功是否为矢量，下列说法正确的是( ) A.因为功有正功和负功，所以功是矢量 B.因为功没有方向性，所以功是标量 C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量 D.力是矢量，功也是矢量 答案：B 2.A 物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F 1对物体做功6J ，物体克服力F 2做功8J ，则F 1、F 2的合力对物体做功为( ) A.14J B.10J C.2J D.2J 答案：D(点拨：合力对物体所做的功等于各个力做功的代数和) 3.A 质量分别为州m 1和m 2的两个物体，m 1 高中物理导学案教学模式概述及设计策略お 随着新课程的开展与深化，“导学案”、“活动单”充实着我们的课堂，对于高中物理教学亦不能外，本文就高中物理导学案教学模式的特点，及其设计策略谈几点笔者的思考，望能有助课堂教学实践. 1 导学案教学模式概述 1.1 导学案教学的目的 传统的高中物理教学过程中主要是教师讲授，学生记录整理，再通过习题训练进行巩固.这种教学方式中，学生始终是被动地听、被动地记，偶有师生之间的对话也是教师问，学生被动地答.将导学案教学模式应用于高中物理教学的目的就是让学生变被动为主动，让整个教学过程让学生实现从“被动学”到“主动学”，直至“自主学”的蜕变，进而激发学生的学习热情，提升其学习能力. 1.2 导学案教学模式的环节划分 导学案教学模式具体讲是怎样一种教学模式呢？该教学模式可以分为三个环节： 第一环节，学生结合导学案进行课前的预习.学生在预习的过程中，通过分析解决教师所发导学案上的有关问题，明确对应章节的所学内容，明确已知和未知，这样可以更加明确上课的目的； 第二环节，学生在课堂上对导学案上的问题进行进一步的思考、讨论、探究.在课前预习的基础上，学生拿出自己对导学案问题的结论和存疑与同学进行交流和讨论，设计探究的基本思路，进行自主探究.在这一阶段，教师可以将各组学生讨论学习的结论罗列在黑板上，引导学生进行分析、整理、总结； 第三环节，学生结合导学案上的内容进行分析巩固. 1.3 优秀导学案的特点 由上文可知，“导学案” 不再是传统意义上的讲义，而是整个教学过程的主要载体.学生的探究活动是否能正常进行，很大程度上依赖于导学案的质量.优秀的高中物理导学案应该有这样一些特点： （1）注重体现教师的主导性，教师要认识到，引导学生自主学习不是让学生放任自流； （2）导学案应该有明确的教学目标，注重物理探究活动的设计； （3）导学案对学生的学习要起到引而不发的作用，推进学[HJ1.55mm]生自主学习，并提供足够的素材帮助学生探究物理规律，巩固物理所学； （4）导学案应该体现物理教学的探究性，导学案应该渗透科学探究的思路，这一点会有助于学生科学方法的养成； （5）导学案的设计要切合学生的认知特点和知识基础. 2 高中物理导学案设计策略 热学知识点复习→制作人：湄江高级中学：吕天鸿 一、固、液、气共有性质 1、组成物质的分子永不停息、无规则运动。温度T越高，运动越激烈，分子平均动能。 注意：对于理想气体，温度T还决定其内能的变化。 扩散现象：相互渗透的反应 2、分子运动的表现 布朗运动：看不见的固体小颗粒被分子不平衡碰撞，颗粒越大，运动越 3、分子间同时存在引力与斥力，且都随着分子间距r的增加而。 (1)分子力的合力F表现：是为F引还是F斥？看间距与分界点r0关系，看下图 当r=r0时,F引=F斥,分子力为0; 当r>r0时,F引>F斥,分子力表现为 当r 非晶体：无确定的熔点。 → 物理性质：各向同性。原子排列：无规则 2,、同一种物质可能以晶体与非晶体两种不同形态出现。如碳形成的金刚石与石墨 3、有些晶体与非晶体可以相互转化。 4、常考晶体有：金刚石与石墨、石英、云母、食盐。常考非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香。 三、热力学定律→研究高考对象为→主要还是理想气体 1、热力学第一定律：ΔU =W+Q 表达式中正、负号法则:如下图 2、气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度,当温度变化时,气体的内能变化,当体积变化时,气体将伴随着做功,解题时要掌握气体变化过程的特点: (1)等温过程:内能不变,即ΔU=0。温度T ↑，则内能增加，ΔU >0 (2)等容过程:W=0。若体积V ↑，则气体对外界做功，W 取“—”负号计算。反之亦然 (3)绝热过程:Q=0。 3、再次强调：温度T 决定分子平均动能的变化。也决定理想气体的内能变化 四、气体实验定律→ 理想气体→P 、V 、T=t 0c+273 三个物理量关系 1、三条特殊线 （等温线：P 1V 1=p 2V 2 ） 2、液体柱模型 （1）明确点：P 液=egh 一般不用。当液体为汞时，大气压以 为单位时，高为h cm 时，P 液=h .计算气 高中物理机械能守恒定律知识点总结（一） 一、功 1．公式和单位：，其中是F和l的夹角．功的单位是焦耳，符号是J. 2．功是标量，但有正负．由，可以看出： (1)当0°≤<90°时，0<≤1，则力对物体做正功，即外界给物体输送能量，力是动力； (2)当＝90°时，＝0，W＝0，则力对物体不做功，即外界和物体间无能量交换． (3)当90°<≤180°时，－1≤<0，则力对物体做负功，即物体向外界输送能量，力是阻力．3、判断一个力是否做功的几种方法 (1)根据力和位移的方向的夹角判断，此法常用于恒力功的判断，由于恒力功W＝Flcosα，当α＝90°，即力和作用点位移方向垂直时，力做的功为零． (2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功．当力的方向和瞬时速度方向垂直时，作用点在力的方向上位移是零，力做的功为零． (3)根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量的转移或转化进行判断．若有能量的变化，或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功． 4、各种力做功的特点 (1)重力做功的特点：只跟初末位置的高度差有关，而跟运动的路径无关． (2)弹力做功的特点：对接触面间的弹力，由于弹力的方向与运动方向垂直，弹力对物体不做功；对弹簧的弹力做的功，高中阶段没有给出相关的公式，对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等． (3)摩擦力做功的特点：摩擦力做功跟物体运动的路径有关，它可以做负功，也可以做正功，做正功时起动力作用．如用传送带把货物由低处运送到高处，摩擦力就充当动力．摩擦力 的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算，即W＝F·l. (1)W总＝F合lcosα，α是F合与位移l的夹角； (2)W总＝W1＋W2＋W3＋?为各个分力功的代数和； (3)根据动能定理由物体动能变化量求解：W总＝ΔEk. 5、变力做功的求解方法 (1)用动能定理或功能关系求解． (2)将变力的功转化为恒力的功． ①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等； ②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值＝2F1＋F2，再由W＝lcosα计算，如弹簧弹力做功； ③作出变力F随位移变化的图象，图线与横轴所夹的?°面积?±即为变力所做的功； ④当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车牵引力做的功． 二、功率 1．计算式 (1)P＝tW，P为时间t内的平均功率． (2)P＝Fvcosα 5．额定功率：机械正常工作时输出的最大功率．一般在机械的铭牌上标明． 6．实际功率：机械实际工作时输出的功率．要小于等于额定功率． 方恒定功率启动恒定加速度启动高中物理导学案()
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