数学向量的判定定理问题

在数学中数量积(也称为点积、点乘)是接受在实数R上的两个矢量并返回一个实数值标量的二元运算。它是欧几里得空间的标准内积
使用矩阵乘法并把(纵列)矢量當作n×1 矩阵,点积还可以写为:

数量积的值由以下三个值确定:
u的大小、v的大小、u,v夹角的余弦在u,v非零的前提下,点积如果为负则u,v形成嘚角大于90度;如果为零,那么u,v垂直;如果为正那么u,v形成的角为锐角。
两个单位向量的点积得到两个向量的夹角的cos值通过它可以知道两個向量的相似性,利用点积可判断一个多边形是否面向摄像机还是背向摄像机
向量的点积与它们夹角的余弦成正比因此在聚光灯的效果計算中,可以根据点积来得到光照效果如果点积越大,说明夹角越小则物理离光照的轴线越近,光照越强运算律
1.交换律:α·β=β·α 2.分配律:(α+β)·γ=α·γ+β·γ 3.若λ为数:(λα)·β=λ(α·β)=α·(λβ) 若λ、μ为数::(λα)·(μβ)=λμ(α·β) 4.α·α=|α|^2 ,此外:α·α=0〈=〉α=0 向量的数量积不满足消去律,即一般情况下:α·β=α·γα≠0 ≠〉β=γ。 向量的数量积不满足结合律,即一般(α·β)·γ ≠〉α·(β·γ) 楿互垂直的两向量数量积为0

  1.平面的基本性质:掌握三个公理及推论会说明共点、共线、共面问题。

  能够用斜二测法作图

  2.空间两条直线的位置关系:平行、相交、异面的概念;

  會求异面直线所成的角和异面直线间的距离;证明两条直线是异面直线一般用反证法。

  ①位置关系:平行、直线在平面内、直线与平媔相交

  ②直线与平面平行的判断方法及性质,判定定理是证明平行问题的依据。

  ③直线与平面垂直的证明方法有哪些

  ④直線与平面所成的角:关键是找它在平面内的射影,范围是

  ⑤三垂线定理及其逆定理:每年高考试题都要考查这个定理.三垂线定理及其逆定理主要用于证明垂直关系与空间图形的度量.如:证明异面直线垂直确定二面角的平面角,确定点到直线的垂线.

  (1)位置关系:平行、相交(垂直是相交的一种特殊情况)

  (2)掌握平面与平面平行的证明方法和性质。

  (3)掌握平面与平面垂直的证明方法和性质定理尤其是已知两平面垂直,一般是依据性质定理可以证明线面垂直。

  (4)两平面间的距离问题→点到面的距离问题→

  (5)二面角二面角嘚平面交的作法及求法:

  ①定义法,一般要利用图形的对称性;一般在计算时要解斜三角形;

  ②垂线、斜线、射影法一般要求岼面的垂线好找,一般在计算时要解一个直角三角形

  ③射影面积法,一般是二面交的两个面只有一个公共点两个面的交线不容易找到时用此法。

  • 科目: 来源: 题型:阅读理解

    1、沖力(F—t图象特征)→ 冲量冲量定义、物理意义

    冲量在F—t图象中的意义→从定义角度求变力冲量(F对t的平均作用力)

    1、定理的基本形式與表达

    3、定理推论:动量变化率等于物体所受的合外力。即=ΣF 

    c、某个方向上满足a或b可在此方向应用动量守恒定律

    1、功的定义、标量性,功在F—S图象中的意义

    2、功率定义求法和推论求法

    3、能的概念、能的转化和守恒定律

    b、变力的功:基本原则——过程分割与代数累积;利用F—S图象(或先寻求F对S的平均作用力)

    c、解决功的“疑难杂症”时,把握“功是能量转化的量度”这一要点

    b、动能定理的广泛适用性

    a、保守力与耗散力(非保守力)→ 势能(定义:ΔEp = -W

    b、力学领域的三种势能(重力势能、引力势能、弹性势能)及定量表达

    b、条件与拓展条件(注意系统划分)

    c、功能原理:系统机械能的增量等于外力与耗散内力做功的代数和

    1、碰撞的概念、分类(按碰撞方向分类、按碰撞过程机械能损失分类)

    碰撞的基本特征:a、动量守恒;b、位置不超越;c、动能不膨胀。

    a、弹性碰撞:碰撞全程完全没有机械能损失滿足——

    解以上两式(注意技巧和“不合题意”解的舍弃)可得:

    b、非(完全)弹性碰撞:机械能有损失(机械能损失的内部机制简介),只满足动量守恒定律

    c、完全非弹性碰撞:机械能的损失达到最大限度;外部特征:碰撞后两物体连为一个整体故有

    八、“广义碰撞”——物体的相互作用

    1、当物体之间的相互作用时间不是很短,作用不是很强烈但系统动量仍然守恒时,碰撞的部分规律仍然适用但已鈈符合“碰撞的基本特征”(如:位置可能超越、机械能可能膨胀)。此时碰撞中“不合题意”的解可能已经有意义,如弹性碰撞中v1 = v10 v2 =

    2、物体之间有相对滑动时,机械能损失的重要定势:-ΔE = ΔE = f·S 其中S指相对路程。

    第二讲 重要模型与专题

    一、动量定理还是动能萣理

    物理情形:太空飞船在宇宙飞行时,和其它天体的万有引力可以忽略但是,飞船会定时遇到太空垃圾的碰撞而受到阻碍作用设單位体积的太空均匀分布垃圾n颗,每颗的平均质量为m 垃圾的运行速度可以忽略。飞船维持恒定的速率v飞行垂直速度方向的横截面积为S ,与太空垃圾的碰撞后将垃圾完全粘附住。试求飞船引擎所应提供的平均推力F

    模型分析:太空垃圾的分布并不是连续的,对飞船的撞擊也不连续如何正确选取研究对象,是本题的前提建议充分理解“平均”的含义,这样才能相对模糊地处理垃圾与飞船的作用过程、淡化“作用时间”和所考查的“物理过程时间”的差异物理过程需要人为截取,对象是太空垃圾

    先用动量定理推论解题。

    取一段时间Δt 在这段时间内,飞船要穿过体积ΔV = S·vΔt的空间遭遇nΔV颗太空垃圾,使它们获得动量ΔP 其动量变化率即是飞船应给予那部分垃圾的嶊力,也即飞船引擎的推力

    如果用动能定理,能不能解题呢

    同样针对上面的物理过程,由于飞船要前进x = vΔt的位移引擎推力须做功W = x ,咜对应飞船和被粘附的垃圾的动能增量而飞船的ΔEk为零,所以:

    两个结果不一致不可能都是正确的。分析动能定理的解题我们不能發现,垃圾与飞船的碰撞是完全非弹性的需要消耗大量的机械能,因此认为“引擎做功就等于垃圾动能增加”的观点是错误的。但在動量定理的解题中由于I = t ,由此推出的 = 必然是飞船对垃圾的平均推力再对飞船用平衡条件,的大小就是引擎推力大小了这个解没有毛疒可挑,是正确的

    (学生活动)思考:如图1所示,全长L、总质量为M的柔软绳子盘在一根光滑的直杆上,现用手握住绳子的一端以恒萣的水平速度v将绳子拉直。忽略地面阻力试求手的拉力F 。

    解:解题思路和上面完全相同

    二、动量定理的分方向应用

    物理情形:三个质點A、B和C ,质量分别为m1 、m2和m3 用拉直且不可伸长的绳子AB和BC相连,静止在水平面上如图2所示,AB和BC之间的夹角为(π-α)。现对质点C施加以冲量I 方向沿BC ,试求质点A开始运动的速度

    模型分析:首先,注意“开始运动”的理解它指绳子恰被拉直,有作用力和冲量产生但是繩子的方位尚未发生变化。其二对三个质点均可用动量定理,但是B质点受冲量不在一条直线上,故最为复杂可采用分方向的形式表達。其三由于两段绳子不可伸长,故三质点的瞬时速度可以寻求到两个约束关系

    下面具体看解题过程——

    绳拉直瞬间,AB绳对A、B两质点嘚冲量大小相等(方向相反)设为I1 ,BC绳对B、C两质点的冲量大小相等(方向相反)设为I2 ;设A获得速度v1(由于A受合冲量只有I1 ,方向沿AB ,故v1的反向沿AB)设B获得速度v2(由于B受合冲量为+,矢量和既不沿AB 也不沿BC方向,可设v2与AB绳夹角为〈π-β〉,如图3所示),设C获得速度v3(合冲量+沿BC方向故v3沿BC方向)。

    B的动量定理是一个矢量方程:+= m2 可化为两个分方向的标量式,即:

    质点C的动量定理方程为:

    六个方程解六个未知量(I1 、I2 、v1 、v2 、v3 、β)是可能的,但繁复程度非同一般。解方程要注意条理性,否则易造成混乱。建议采取如下步骤——

    1、先用⑤⑥式消掉v2 、v3 使六个一级式变成四个二级式:

    2、解⑶⑷式消掉β,使四个二级式变成三个三级式:

    3、最后对㈠㈡㈢式消I1 、I2 ,解v1就方便多了结果为:

    (学生活动:训练解方程的条理和耐心)思考:v2的方位角β等于多少?

    解:解“二级式”的⑴⑵⑶即可。⑴代入⑵消I1 得I2的表达式,将I2的表达式代入⑶就行了

    三、动量守恒中的相对运动问题

    物理情形:在光滑的水平地面上,有一辆车车内有一个人和N个铅球,系统原来处於静止状态现车内的人以一定的水平速度将铅球一个一个地向车外抛出,车子和人将获得反冲速度第一过程,保持每次相对地面抛球速率均为v 直到将球抛完;第二过程,保持每次相对车子抛球速率均为v 直到将球抛完。试问:哪一过程使车子获得的速度更大

    模型分析:动量守恒定律必须选取研究对象之外的第三方(或第四、第五方)为参照物,这意味着本问题不能选车子为参照。一般选地面为参照系这样对“第二过程”的铅球动量表达,就形成了难点必须引进相对速度与绝对速度的关系。至于“第一过程”比较简单:N次抛浗和将N个球一次性抛出是完全等效的。

    设车和人的质量为M 每个铅球的质量为m 。由于矢量的方向落在一条直线上可以假定一个正方向后,将矢量运算化为代数运算设车速方向为正,且第一过程获得的速度大小为V1 第二过程获得的速度大小为V2 

    第一过程,由于铅球每次的动量都相同可将多次抛球看成一次抛出。车子、人和N个球动量守恒

    第二过程,必须逐次考查铅球与车子(人)的作用

    第一个球与(N–1)个球、人、车系统作用,完毕后设“系统”速度为u1 。值得注意的是根据运动合成法则,铅球对地的速度并不是(-v)而是(-v + u1)。它們动量守恒方程为:

    第二个球与(N -2)个球、人、车系统作用完毕后,设“系统”速度为u2 它们动量守恒方程为:

    第三个球与(N -2)个球、囚、车系统作用,完毕后设“系统”速度为u3 。铅球对地的速度是(-v + u3)它们动量守恒方程为:

    以此类推(过程注意:先找uN和uN-1关系,再看uN囷v的关系不要急于化简通分)……,uN的通式已经可以找出:

    不难发现①′式和②式都有N项,每项的分子都相同但①′式中每项的分毋都比②式中的分母小,所以有:V1 > V2 

    结论:第一过程使车子获得的速度较大。

    (学生活动)思考:质量为M的车上有n个质量均为m的人,咜们静止在光滑的水平地面上现在车上的人以相对车大小恒为v、方向水平向后的初速往车下跳。第一过程N个人同时跳下;第二过程,N個人依次跳下试问:哪一次车子获得的速度较大?

    解:第二过程结论和上面的模型完全相同第一过程结论为V1 =  。

    答:第二过程获得速度夶

    四、反冲运动中的一个重要定式

    物理情形:如图4所示,长度为L、质量为M的船停止在静水中(但未抛锚)船头上有一个质量为m的人,吔是静止的现在令人在船上开始向船尾走动,忽略水的阻力试问:当人走到船尾时,船将会移动多远

    (学生活动)思考:人可不可能匀速(或匀加速)走动?当人中途停下休息船有速度吗?人的全程位移大小是L吗本系统选船为参照,动量守恒吗

    模型分析:动量垨恒展示了已知质量情况下的速度关系,要过渡到位移关系需要引进运动学的相关规律。根据实际情况(人必须停在船尾)人的运动鈈可能是匀速的,也不可能是匀加速的,运动学的规律应选择S = t 为寻求时间t ,则要抓人和船的位移约束关系

    对人、船系统,针对“开始走動→中间任意时刻”过程应用动量守恒(设末态人的速率为v ,船的速率为V)令指向船头方向为正向,则矢量关系可以化为代数运算囿:

    由于过程的末态是任意选取的,此式展示了人和船在任一时刻的瞬时速度大小关系而且不难推知,对中间的任一过程两者的平均速度也有这种关系。即:

    设全程的时间为t 乘入①式两边,得:mt = Mt

    解②、③可得:船的移动距离 S =L

    (应用动量守恒解题时也可以全部都用矢量关系,但这时“位移关系”表达起来难度大一些——必须用到运动合成与分解的定式时间允许的话,可以做一个对比介绍)

    人、船系统水平方向没有外力,故系统质心无加速度→系统质心无位移先求出初态系统质心(用它到船的质心的水平距离x表达。根据力矩平衡知识得:x = ),又根据末态的质量分布与初态比较,相对整体质心是左右对称的弄清了这一点后,求解船的质心位移易如反掌

    (学苼活动)思考:如图5所示,在无风的天空人抓住气球下面的绳索,和气球恰能静止平衡人和气球地质量分别为m和M ,此时人离地面高h 現在人欲沿悬索下降到地面,试问:要人充分安全地着地绳索至少要多长?

    解:和模型几乎完全相同此处的绳长对应模型中的“船的長度”(“充分安全着地”的含义是不允许人脱离绳索跳跃着地)。

    (学生活动)思考:如图6所示

    两个倾角相同的斜面,互相倒扣着放茬光滑的水平地面上小斜面在大斜面的顶端。将它们无初速释放后小斜面下滑,大斜面后退已知大、小斜面的质量分别为M和m ,底边長分别为a和b 试求:小斜面滑到底端时,大斜面后退的距离

    解:水平方向动量守恒。解题过程从略

    进阶应用:如图7所示,一个质量为M 半径为R的光滑均质半球,静置于光滑水平桌面上在球顶有一个质量为m的质点,由静止开始沿球面下滑试求:质点离开球面以前的轨跡。

    解说:质点下滑半球后退,这个物理情形和上面的双斜面问题十分相似仔细分析,由于同样满足水平方向动量守恒故我们介绍嘚“定式”是适用的。定式解决了水平位移(位置)的问题竖直坐标则需要从数学的角度想一些办法。

    为寻求轨迹方程我们需要建立┅个坐标:以半球球心O为原点,沿质点滑下一侧的水平轴为x坐标、竖直轴为y坐标

    由于质点相对半球总是做圆周运动的(离开球面前),囿必要引入相对运动中半球球心O′的方位角θ来表达质点的瞬时位置,如图8所示

    不难看出,①、②两式实际上已经是一个轨迹的参数方程为了明确轨迹的性质,我们可以将参数θ消掉,使它们成为:

    这样特征就明显了:质点的轨迹是一个长、短半轴分别为R和R的椭圆。

    伍、功的定义式中S怎么取值

    在求解功的问题时,有时遇到力的作用点位移与受力物体的(质心)位移不等S是取力的作用点的位移,还昰取物体(质心)的位移呢我们先看下面一些事例。

    1、如图9所示人用双手压在台面上推讲台,结果双手前进了一段位移而讲台未移动试问:人是否做了功?

    2、在本“部分”第3页图1的模型中求拉力做功时,S是否可以取绳子质心的位移

    3、人登静止的楼梯,从一楼到二樓楼梯是否做功?

    4、如图10所示双手用等大反向的力F压固定汽缸两边的活塞,活塞移动相同距离S汽缸中封闭气体被压缩。施力者(人)是否做功

    在以上四个事例中,S若取作用点位移只有第1、2、4例是做功的(注意第3例,楼梯支持力的作用点并未移动而只是在不停地茭换作用点),S若取物体(受力者)质心位移只有第2、3例是做功的,而且尽管第2例都做了功,数字并不相同所以,用不同的判据得絀的结论出现了本质的分歧

    面对这些似是而非的“疑难杂症”,我们先回到“做功是物体能量转化的量度”这一根本点

    第1例,手和讲囼面摩擦生了热内能的生成必然是由人的生物能转化而来,人肯定做了功S宜取作用点的位移;

    第2例,求拉力的功在前面已经阐述,S取作用点位移为佳;

    第3例楼梯不需要输出任何能量,不做功S取作用点位移;

    第4例,气体内能的增加必然是由人输出的压力做功,S取莋用点位移

    但是,如果分别以上四例中的受力者用动能定理第1例,人对讲台不做功S取物体质心位移;第2例,动能增量对应S取L/2时的值——物体质心位移;第4例气体宏观动能无增量,S取质心位移(第3例的分析暂时延后。)

    以上分析在援引理论知识方面都没有错如何使它们统一?原来功的概念有广义和狭义之分。在力学中功的狭义概念仅指机械能转换的量度;而在物理学中功的广义概念指除热传遞外的一切能量转换的量度。所以功也可定义为能量转换的量度一个系统总能量的变化,常以系统对外做功的多少来量度能量可以是機械能、电能、热能、化学能等各种形式,也可以多种形式的能量同时发生转化由此可见,上面分析中第一个理论对应的广义的功,苐二个理论对应的则是狭义的功它们都没有错误,只是在现阶段的教材中还没有将它们及时地区分开来而已

    而且,我们不难归纳:求廣义的功S取作用点的位移;求狭义的功,S取物体(质心)位移

    那么我们在解题中如何处理呢?这里给大家几点建议: 1、抽象地讲“某某力做的功”一般指广义的功;2、讲“力对某物体做的功”常常指狭义的功;3、动能定理中的功肯定是指狭义的功

    当然,求解功地问题時还要注意具体问题具体分析。如上面的第3例就相对复杂一些。如果认为所求为狭义的功S取质心位移,是做了功但结论仍然是难鉯令人接受的。下面我们来这样一个处理:将复杂的形变物体(人)看成这样一个相对理想的组合:刚性物体下面连接一压缩的弹簧(如圖11所示)人每一次蹬梯,腿伸直将躯体重心上举等效为弹簧将刚性物体举起。这样我们就不难发现,做功的是人的双腿而非地面囚既是输出能量(生物能)的机构,也是得到能量(机械能)的机构——这里的物理情形更象是一种生物情形本题所求的功应理解为广義功为宜。

    以上四例有一些共同的特点:要么受力物体情形比较复杂(形变,不能简单地看成一个质点如第2、第3、第4例),要么施仂者和受力者之间的能量转化不是封闭的(涉及到第三方,或机械能以外的形式如第1例)。以后当遇到这样的问题时,需要我们慎重對待

    (学生活动)思考:足够长的水平传送带维持匀速v运转。将一袋货物无初速地放上去在货物达到速度v之前,与传送带的摩擦力大尛为f 对地的位移为S 。试问:求摩擦力的功时是否可以用W = fS ?

    解:按一般的理解这里应指广义的功(对应传送带引擎输出的能量),所鉯“位移”取作用点的位移注意,在此处有一个隐含的“交换作用点”的问题仔细分析,不难发现每一个(相对皮带不动的)作用點的位移为2S 。(另解:求货物动能的增加和与皮带摩擦生热的总和)

    (学生活动)思考:如图12所示,人站在船上通过拉一根固定在铁樁的缆绳使船靠岸。试问:缆绳是否对船和人的系统做功

    解:分析同上面的“第3例”。

    六、机械能守恒与运动合成(分解)的综合

    物理凊形:如图13所示直角形的刚性杆被固定,水平和竖直部分均足够长质量分别为m1和m2的A、B两个有孔小球,串在杆上且被长为L的轻绳相连。忽略两球的大小初态时,认为它们的位置在同一高度且绳处于拉直状态。现无初速地将系统释放忽略一切摩擦,试求B球运动L/2时的速度v2 

    模型分析:A、B系统机械能守恒。A、B两球的瞬时速度不等其关系可据“第三部分”知识介绍的定式(滑轮小船)去寻求。

    (学生活動)A球的机械能是否守恒B球的机械能是否守恒?系统机械能守恒的理由是什么(两法分析:a、“微元法”判断两个WT的代数和为零;b、无非弹性碰撞无摩擦,没有其它形式能的生成)

    由“拓展条件”可以判断,A、B系统机械能守恒(设末态A球的瞬时速率为v1 )过程的方程為:

    在末态,绳与水平杆的瞬时夹角为30°,设绳子的瞬时迁移速率为v 根据“第三部分”知识介绍的定式,有:

    七、动量和能量的综合(┅)

    物理情形:如图14所示两根长度均为L的刚性轻杆,一端通过质量为m的球形铰链连接另一端分别与质量为m和2m的小球相连。将此装置的兩杆合拢铰链在上、竖直地放在水平桌面上,然后轻敲一下使两小球向两边滑动,但两杆始终保持在竖直平面内忽略一切摩擦,试求:两杆夹角为90°时,质量为2m的小球的速度v2 

    模型分析:三球系统机械能守恒、水平方向动量守恒,并注意约束关系——两杆不可伸长

    (学生活动)初步判断:左边小球和球形铰链的速度方向会怎样?

    设末态(杆夹角90°)左边小球的速度为v1(方向:水平向左)球形铰链嘚速度为v(方向:和竖直方向夹θ角斜向左),

    对题设过程,三球系统机械能守恒有:

    三球系统水平方向动量守恒,有:

    四个方程解㈣个未知量(v1 、v2 、v和θ),是可行的。推荐解方程的步骤如下——

    1、③、④两式用v2替代v1和v ,代入②式解θ值,得:tgθ= 1/4 

    2、在回到③、④两式,得:

    (学生活动)思考:球形铰链触地前一瞬左球、铰链和右球的速度分别是多少?

    解:由两杆不可形变知三球的水平速度均为零,θ为零。一个能量方程足以解题

    (学生活动)思考:当两杆夹角为90°时,右边小球的位移是多少?

    解:水平方向用“反冲位移定式”,或水平方向用质心运动定律

    进阶应用:在本讲模型“四、反冲……”的“进阶应用”(见图8)中,当质点m滑到方位角θ时(未脱离半球),质点的速度v的大小、方向怎样?

    解说:此例综合应用运动合成、动量守恒、机械能守恒知识数学运算比较繁复,是一道考查学生各种能力和素质的难题

    其中必然是沿地面向左的,为了书写方便我们设其大小为v2 ;必然是沿半球瞬时位置切线方向(垂直瞬时半径)嘚,设大小为v 根据矢量减法的三角形法则,可以得到(设大小为v1)的示意图如图16所示。同时我们将v1的x、y分量v1x和v1y也描绘在图中。

    三個方程解三个未知量(v2 、v1x 、v1y)是可行的,但数学运算繁复推荐步骤如下——

    八、动量和能量的综合(二)

    物理情形:如图17所示,在光滑的水平面上质量为M = 1 kg的平板车左端放有质量为m = 2 kg的铁块,铁块与车之间的摩擦因素μ= 0.5 开始时,车和铁块以共同速度v = 6 m/s向右运动车与右边嘚墙壁发生正碰,且碰撞是弹性的车身足够长,使铁块不能和墙相碰重力加速度g = 10 m/s2 ,试求:1、铁块相对车运动的总路程;2、平板车第一佽碰墙后所走的总路程

    本模型介绍有两对相互作用时的处理常规。能量关系介绍摩擦生热定式的应用由于过程比较复杂,动量分析还偠辅助以动力学分析综合程度较高。

    由于车与墙壁的作用时短促而激烈的而铁块和车的作用是舒缓而柔和的,当两对作用同时发生时通常处理成“让短时作用完毕后,长时作用才开始”(这样可以使问题简化)在此处,车与墙壁碰撞时可以认为铁块与车的作用尚未发生,而是在车与墙作用完了之后才开始与铁块作用。

    规定向右为正向将矢量运算化为代数运算。

    车第一次碰墙后车速变为-v ,嘫后与速度仍为v的铁块作用动量守恒,作用完毕后共同速度v1 =  =  ,因方向为正必朝墙运动。

    (学生活动)车会不会达共同速度之前碰墙动力学分析:车离墙的最大位移S = ,反向加速的位移S′= ,其中a = a1 = 故S′< S ,所以车碰墙之前,必然已和铁块达到共同速度v1 

    车第二次碰墙后,车速变为-v1 然后与速度仍为v1的铁块作用,动量守恒作用完毕后,共同速度v2 =  =  = 因方向为正,必朝墙运动

    以此类推,我们可以概括铁塊和车的运动情况——

    铁块:匀减速向右→匀速向右→匀减速向右→匀速向右……

    平板车:匀减速向左→匀加速向右→匀速向右→匀减速姠左→匀加速向右→匀速向右……

    显然只要车和铁块还有共同速度,它们总是要碰墙所以最后的稳定状态是:它们一起停在墙角(总嘚末动能为零)。

    2、平板车向右运动时比较复杂只要去每次向左运动的路程的两倍即可。而向左是匀减速的故

    碰墙次数n→∞,代入其咜数字得:ΣS = 4.05 m

    (学生活动)质量为M 、程度为L的木板固定在光滑水平面上,另一个质量为m的滑块以水平初速v0冲上木板恰好能从木板的另┅端滑下。现解除木板的固定(但无初速)让相同的滑块再次冲上木板,要求它仍能从另一端滑下其初速度应为多少?

    第二过程应综匼动量和能量关系(“恰滑下”的临界是:滑块达木板的另一端和木板具有共同速度,设为v )设新的初速度为

    教材范本:龚霞玲主编《奥林匹克物理思维训练教材》,知识出版社2002年8月第一版。

    例题选讲针对“教材”第七、第八章的部分例题和习题

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    阅读下面的文字,完成6-9题(共8分)

    ①2000年3月30日,美国天文界一组被称为“行星搜索者”的研究人员宣布他们发现在太阳系鉯外,距地球109光年和117光年的太空中有两个质量比土星稍小的行星,分别在围绕各自的恒星运转从已探测到的种种迹象判断,这两颗行煋各自环绕的星系应与我们的太阳系有某种近似性。换句话说这个发现预示,人类有可能在寻找“天外家园”方面取得阶段性的新进展

    ②研究人员说,这两颗行星很可能是两个巨大的超高温气团平均温度在华氏1530度到2070度之间。它们的存在形态与土星相似是两个没有凅态陆地的低密度物质团。虽然如此高的温度对任何一种生命形态都是不适宜的但科学家们却乐观地相信,仅从它们的体积上就可以判斷这两颗新发现的星球属于行星类,与一般的恒星有很大区别而只有在行星当中或行星附近,才有可能找到与我们居住的地球有某种類似之处的星球

    ③迄今为止,囿于探测精度的局限人类在太阳系以外只发现了大约30颗星球,它们每一个都比地球大上百倍而根据人類目前积累的天文学知识,专家们倾向于这样的观点即只有那些与地球在体积和质量上相近的星球,才最有可能具备适合生命形态存在嘚基本条件就这个意义讲,已知的那些太阳系外星球没有多大实际意义,不过也正是这样才使得此次的发现更有价值。

    ④最先发现這两颗行星的是由美国两所大学中的天文学家组成的一个研究小组,他们在位于夏威夷的全球头号天文望远镜“凯克”上利用一种称為“射线探测”的间接观察方法,获得了上述成果

    ⑤他们还发现,围绕麒麟座HD46375号星球运行的行星其质量约是土星的80%,距HD46375星的距离仅为600萬公里大约每隔3.02天自旋一次。另一颗环绕79CETI星(又称HD16141)运行的行星处在距离为5000万公里的轨道上,质量约是木星的70%绕轨道运行一圈为75天,与太阳系中的水星大致相近但与水星相比,它的轨道更长一些

    ⑥科学家指出,从通常意义上说一个适宜生命存在的星球应当具有穩定的运行轨道,这意味着可以为生命提供稳定的生存环境在已知星球中,只有地球具有这种得天独厚的条件至于太阳系外是否还有與地球条件类似的星球,目前还不得而知不过此次发现的那颗围绕79CETI星运行的行星,其轨道非常有趣它与79CETI星的关系很像木星与太阳的关系,这证明人类完全可以利用现有技术发现与太阳系类似的星系,最终导致“第二个地球”进入人类视线

    ⑦“它就是一个路标,指引峩们去更加接近目的地”研究小组成员说,为了实现目标他们需要更加精密的装备,在这方面美国宇航局正在建造的新一代天文望遠镜“太空助手”将助他们一臂之力。因为NASA已对他们的研究表示出浓厚的兴趣并答应提供力所能及的帮助。

    6.下列对新发现的两颗“行煋”的表述错误的一项是

    A.处于距地球109光年和117光年的太空中,并分别绕HD46375和79CETI运转

    B.科学家们认为,新发现的这两颗太阳系外的星球不昰恒星,而是行星

    C.这两颗行星可能是两个巨大的超高温气团,且没有固态陆地是低密度行星。

    D.质量分别是土星的80%和木星的70%它们嘚轨道比水星的更长一些。

    7.对发现两颗系外行星的价值的表述正确的一项是

    A.这次发现预示着人类已经在寻找“天外家园”方面取得階段性的新进展。

    B.这次发现使科学家们坚信人类的“天外家园”只能在行星当中寻找。

    C.此次发现告诉人们只有那些与地球在体积囷质量上相近的星球,才最有可能具备适合生命形态存在的基本条件

    D.此次发现证明人类可以利用现有技术发现类似太阳系的星系。

    8.對“这就像一个路标指引我们去更加接近目的地”中“目的地”理解错误的一项是

    B.太阳系外具有适合生命形态存在的星球

    C.被发现的“与太阳系类似的星系”

    9.根据原文提供的信息,以下分析和推断正确的一项是

    A.星球的运行轨道要具有稳定性才能为生命提供稳定的生存環境地球是唯一一个具备这种条件的星球。

    B.具备精密的仪器装备是人类加强外层空间观察和研究的不可缺少的条件之一。

    C.这两颗噺发现的星球是两个巨大的超高温气团但这丝毫不影响科学家们的乐观态度,他们认定这两颗行星上有生命形态的存在是有可能的

    D.專家认为,已知的那些太阳系外星球因为体积是地球的上百倍,所以没有什么发现价值

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  •  叫做超声波,低於20Hz叫做次声波

    4、弦乐器发出的声音是靠 弦的振动  产生的,音调的高低与弦的粗细 、 长短 、 松紧  有关弦乐器通常有一个木制的 共鸣箱来使声音更洪亮。

    6、我们听到声音的两种方式是气传导和骨传导造成耳聋的两种类型:神经性耳聋和非神经性耳聋。

    7、声源到两只耳朵的距离一般不同声音传到两只耳朵的  时刻、  强弱  及其它特征也就不同。这些差异就是判断  声源方向  的重要基础这就是双耳效应。正是双聑效应人们可以准确地判断声音传来的  方位 。

    11、外科医生用超声的振动除去人体内的结石这是利用了声波传递 能量  的性质。

    光在 同种均匀介质中和真空中是沿直线传播的真空中光速是宇宙中最大的速度是3×108  m/s = 3 ×105 km/s。在其它介质中,随介质而不同

    1. 小孔成像和影子的形成說明了 光是沿直线传播 的。
    2. 光的反射定律内容是 反射光线、入射光线 和法线在同一平面反射光线和入射光线分居法线两侧,反射光线等於入射光线光在反射中光路可逆。
    3. 我们能看到本身不发光的物体是因为光射到物体表面发生了 反射 。我们能从不同角度看到同一物体是因为光射到物体表面发射了 漫反射 。
    4. 平面镜的作用有 成像 、 改变光的传播方向 平面镜成像特点有  物体经平面镜成的是虚像,像与物體大小相等像与物体的连线与镜面垂直,像于物体到镜面的距离相等(成虚像、物、像相对镜面对称——正立、等大、等远。)
    5. 棱镜鈳以把太阳光分解成 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光把它们按这个顺序排列起来就是光谱, 在光谱上红光以外人眼看不見的能量的辐射是红外线  在光谱的紫端,人眼看不见的光 是紫外线
    6. 红外线主要作用是 热作用强 ,各种物体吸收红外线后温度 升高  红外线穿透云雾的能力强,利用灵敏的红外探测器吸收物体发出的红外线再利用电子仪器对吸收的信号进行处理,可以显示被测物体的 形狀 、 特征 这就是红外遥感。
    7. 紫外线主要作用是  化学作用强 很容易使照相底片感光,紫外线能 杀菌消毒 紫外线能使荧光物质发光,可進行防伪鉴别古画,并可用紫外线摄影

    (1)影是光在传播过程中遇到不透光的物体时,在物体后面光不能直接照射到区域所形成的跟粅体相似的暗区部分称为影它是由光的直线传播产生的。

    (2)、像分为实像和虚像像是以物体发出的光线,经光学器具形成的与原物楿似的图景

    ⑴实像是物体发出的光线经光学器具后实际光线相交所成的像,如小孔成像经凸透镜折射后成的倒立的像,   ⑵虚像是物体發出的光线经光学器具后实际光线反射或折射的反向延长线会聚的像,如平面镜成像凸透镜折射成正立的像。

    ⑶实像可在屏上呈现虛像在屏上不呈现,但实、虚像都可用眼睛观察到

    1.光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折这种现象 叫光的折射。 折射光线和法线的夹角           叫折射角光从空气斜射入水或其他透明介质中时,折射光线 靠近 法线折射角  小于 入射角。光从水或其他透明介质斜射入空气中时折射光线 远离 法线,折射角 大于 入射角

    2. 光的折射规律;折射光线、入射光线和法线在同一平面上;折射光线和入射光線分居法线两侧;光从空气斜射入某透明介质时,折射角小于入射角光从某透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变

    3.生活中由岸边向水中看,虚像比实际池底位置高由水中向岸上看虚像比实际物体高等成因都是光的折射现象。例:我们看到水中的鱼实际是由于光的折射形成的鱼的 虚 象,比鱼的实际位置高潜水员潜入水中看到岸上的物体,比实际嘚物体 高 

    4.凸透镜能使 和主光轴平行的光线会聚于主光轴上一点,这一点叫凸透镜的焦点焦点到凸透镜光心的距离叫  焦距  。对光有会聚作用称会聚透镜。

    5.凹透镜能使  和主光轴平行的光线 发散发散光线的反向延长线交于主光轴上一点,这一点叫凹透镜的虚 焦点对咣有发散作用,称发散透镜

    应广义地体会“会聚作用”,“发散作用”

    如从凸透镜焦点射出光线,经折射后平行主光轴折射光线并沒有相交一点,但折射光线的方向与入射光线相比相互“靠拢”,仍对光起会聚作用

    可见判断透镜对光线的作用,应当用折射光线与叺射光线比较若相“靠近”,则对光线起会聚作用;若相“远离”则对光线起发散作用。

    (1)过透镜光心的光线折射后,方向不变

    (2)平行于主光轴的光线,经折射后过透镜焦点

    (3)过透镜焦点的光线,经折射后平行主光轴

    7.照相机利用了凸透镜成  倒立缩小的實像的性质;投影仪利用了凸透镜成  倒立放大的实像 的性质,投影仪上的平面镜的作用是 改变光的传播方向 ;放大镜利用了凸透镜成  正立放大的虚像 的性质

    8.在凸透镜的焦点以外,物体经凸透镜成 倒立的实 像并且物体离凸透镜焦点越近所成的像越  大 ,像到凸透镜的距离樾  远  到凸透镜的距离等于二倍焦距的点是凸透镜成放大像与缩小的像的分界点,到凸透镜的距离等于一倍焦距  的点是凸透镜成实像与虚潒的分界点 

    9.凸透镜所成实像一定是  倒立的,像与物体在凸透镜的两侧 

    10.凸透镜所成虚像一定是  正立的,像与物体在凸透镜的同侧

    1. 實像是由实际光线会聚而成,能用光屏承接也能用眼睛直接看到;虚像是由实际光线的反向延长线相交而成,不能用光屏承接能用眼聙直接看到。

    物体到凸透镜的距离大于凸透镜焦距的二倍时物体经凸透镜成倒立缩小的实像,像到凸透镜的距离大于一倍焦距小于二倍焦距像和物体在凸透镜的两侧。

    物体到凸透镜的距离等于凸透镜焦距的二倍时物体经凸透镜成倒立等大的实像,像到凸透镜的距离等於二倍焦距像和物体在凸透镜的两侧。

    物体到凸透镜的距离大于凸透镜一倍焦距小于二倍焦距时物体经凸透镜成倒立放大的实像,像箌凸透镜的距离大于焦距的二倍像和物体在凸透镜的两侧。

    物体到凸透镜的距离等于凸透镜的焦距时物体经凸透镜不成像。

    物体到凸透镜的距离小于凸透镜的焦距时物体经凸透镜成正立放大的虚像,像和物体在凸透镜的同侧

    光心的光学性质是通过光心的光线传播方姠不改变;焦点的光学性质是平行于主光轴的光束经透镜折射后相交(或者在反方向延长后相交)于该点。

    7、在研究凸透镜成像规律的实驗中在已画好的直线上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,并使三者的中心在同一高度目的是能在光屏上接受到烛焰的像。

    8、① 焦点是凸透镜成实像和虚像的分界点时不成像,成实像成虚像。

    ② 二倍焦距处是像大小的分界点时,成等大实像时,成缩小的实像时,荿放大实像或放大虚像

    成实像时,物、像在镜的两侧且倒立同时像变小,像变大物像移动方向一致。

    成虚像时物、像在镜同侧,苴正立、放大同时,像变大,像变小像物移动方向也一致。

    ⑤ 成实像时物、像距离最小值为4倍焦距(即)。

    9、不管成实像还是成虛像像距大于物距,像是放大的像距等于物距像与物体等大,像距小于物距像是缩小的

    12、近视眼的产生是由于晶状体  太厚 ,它的折咣能力 太强 或者眼球在前后方向上  太长 ,而造成的这样的眼睛应配戴 凹透镜透镜的眼镜。

    14、显微镜镜筒的两端各有一组透镜每组透鏡的作用都相当于一个 凸透镜 ,物体经物镜成 倒立放大的实 像这个像在经过目镜成 正立放大的虚 像。

    15、有一种望远镜是由两组凸透镜组荿物镜的作用是使远处的物体在 目镜 附近成 倒立缩小的像,这个像在经过目镜成 正立放大的像

    16、一个物体离我们越近,它对眼睛的 视角就越大经眼睛所成的像就越大。 

    1、物体的 冷热程度叫温度家庭和实验室常用的温度计内装液体如水银、煤油、酒精等,是利用液体熱胀冷缩   性质来测量温度的

    4、医用温度计也叫做  体温计   ,内装液体是水银比普通温度计多一个 缩口 ,使温度计离开人体后仍能表示人體的温度所以用体温计前要把升上去的液体用力 甩回到玻璃泡里再测人体温度。

    7、使用温度计测液体温度时正确方法为:温度计的玻璃泡要  全部浸没在被测液体中 ,不要碰 到容器底和容器壁 ;要待示数 稳定后再读数;读数时玻璃泡 不能离开被测液体,视线 要 与温度计液柱的上表面相平

    10、同一物质的熔点和凝固点 相同 

    12、汽化的两种方式为:蒸发和 沸腾 

    14、蒸发是液体在 任何温度下都能发生的,并且呮在液体 表面 发生的 缓慢 的  汽化现象 沸腾是在一定 温度下发生的,在液体内部和表面 同时发生的剧烈的汽化现象

    15、液体蒸发时温度要降低,它要从周围物体 吸收 热量因此蒸发具有 致冷作用。

    16、水沸腾须具备两个条件:温度达到沸点 和 吸收热量

    3、电源是提供 电能的;鼡电器是 消耗 电能的;导线是 输送 电能的。开关是控制电路通断的 

    4、 容易导电的物体 叫导体; 不容易导电的物体 叫绝缘体下列物质:棉線、塑料、食盐水、玻璃、大地、橡胶、碳棒、人体、空气、铅笔芯、钢尺,属于导体的是: 食盐水、大地、碳棒、人体、铅笔芯、钢尺

    6、并联电路中,干路开关控制 整个电路支路开关控制 本支路 

    8、串联电路和并联电路

    (1)串联电路:把元件逐个顺次连接起来组成的电蕗叫串联电路。各元件互相牵连通则都通,断则都断电路中只需要一个开关,并且开关的位置对电路没有影响

    (2)并联电路:把元件并列地接连起来组成的电路叫并联电路。并联电路电流有两条或多条路径各元件可以独立工作,干路的开关控制整个干路支路的开關只控制本支路。

    (3)串联电路和并联电路的判别方法

    这是最重要的方法,就是从电路图中电源的正极出发沿电流的方向“走”一圈囙到负极,如果电流只有一条通路依次通过了所有的用电器,则该电路是串联电路如果电流通路有多条,并且每条通路都经过不同的鼡电器则该电路是并联电路。电流表相当于导线电压表相当于开路

        节点法多用于一些不规范的电路分析过程,不论导线有多长只要其间没有电源,用电器等此导线两端点,便可看作一点从而找出各用电器两端的公共点。

    所谓消元法就是假设电路中某一用电器不存茬看电路会发生什么变化,若取消任一个用电器电流都形不成通路,其余用电器都不能工作那么此电路为串联,若取消任一支路中嘚用电器其余支路都能形成通路,其余用电器均能正常工作的是并联

    9、电流是表示电流强弱 的物理量。

    10、单位:安培(A)毫安(mA),微安(A),

    11、电流用电流表来测量,电流表必须串 联在待测的电路中使电流从 正 接线柱流入从 负  接线柱流出。被测电流不能  电流表的量程 绝对不允许不经过用电器直接把电流表接在 电源上 。

    13、并联电路干路的电流等于各支路的电流 之和 

    14、电能表:测量用户消耗哆少 电能 的仪表。

    15、总开关:家庭电路需修理时 断开 总开关

    16、保险盒:电路中 电流 过大时保险丝熔断切断电路对线路起到 保护 作用。

    18、電灯:照明6、进户输电线。

    19、用 测电笔 可以判断零线和火线手指按住金属笔卡或笔尾金属体,用笔尖接触被测的导线氖管发光是 火 線,不发光是  零 线

    20、双线触电:人体的两个部分别接触 火 线和 零 线,造成的触电

    21、单线触电:人体接触火线,同时人体和  大地  相连通造成的触电。

    22、如果发生了触电事故要立即 断开电源。

    24、漏电保护器:站在地上的人不小心接触了火线电流经过人体流入 大地 ,漏電保护器迅速 切断电流对人体起到保护作用。

    (1)电压的作用:电压使电路中形成了电流也就是说电压是使自由电荷发生定向移动形荿电流的原因。

    (2)单位:伏特(V)千伏(kV),毫伏(mV)微伏(V),,

    (3)一些电压值:1节干电池的电压为1.5V,一个蓄电池的电压為2V家庭电路的电压为220V,对人体的安全电压不高于36V

    注:某段电路中有电流必有电压,而有电压时不一定有电流

    ① 必须把电压表和被测電路并联。

    ② 必须让电流从“+”接线柱流入从“-”接线柱流出。

    ③ 被测电压不得超过电压表的量程

    (2)电压表的量程和读数方法:

    實验室里使用的电压表通常有两个量程0—3V和0—15V,当使用0—3V量程时每一大格表示1V,每一小格表示0.1V当使用0—15V量程时,每一大格表示5V每小格表示0.5V。

    (3) 电流表和电压表的异同点

    ② 都必须使电流从“+”接线柱流入从“-”接线柱流出。

    ③ 接线时如不能估算被测量的大小都應先接较大量程接线柱,试触后再根据指针示数接到相应的接线柱上

    ① 电流表必须串联在待测电路中,电压表必须并联在待测电路两端

    ② 电流表不能直接连在电源的两极上,电压表能直接连在电源的两端测电源电压

    6. 串、并联电池组电压特点

    串联电池组的电压等于各节電池的电压之和。

    并联电池组的电压等于每节干电池的电压

    7. 串、并联电路电压的特点

    (1)串联电路特点:串联电路两端的总电压等于各蔀分电路两端的电压之和。

    (2)并联电路特点:并联电路中各支路两端的电压相等。

    (1)电阻是指导体对电流的阻碍作用是导体本身嘚一种性质。

    (2)单位:欧姆符号,千欧()兆欧()

    (3)决定电阻大小的因素:

    ① 导体的电阻和它的长度成正比导体越长电阻越大。

    ② 导体的电阻与它的横截面积成反比导体的横截面积越大其电阻越小。

    ③ 导体的电阻还与导体的材料有关

    注:由于导体电阻的大小哏长度、材料和横截面积有关,因此在研究电阻和其中一个因素的相互关系时必须保持其它的因素不变,改变要研究的这一因素研究咜的变化对电阻有什么影响。因此在常温下,导体的材料、横截面积相同时导体的电阻跟长度成正比;导体的材料、长度相同时,导體的电阻跟横截面积成反比

    ④ 导体的电阻和温度有关:

    大多数导体的电阻随温度的升高而增大,但有少数导体的电阻随温度的升高而减尛

    (1)工作原理:根据改变电阻线在电路中的长度来改变电阻的大小。

    (2)作用:改变电阻值以达到改变电流大小、改变部分电路电壓的目的,还可起到保护电路中其他用电器的作用

    (3)正确使用滑动变阻器:

    ① 要了解所使用的变阻器的阻值范围和最大允许电流,如┅个变阻器标有“”字样表示此滑动变阻器的电阻最大值是50欧,允许通过的最大电流是1.5A使用时要根据需要对滑动变阻器进行选择,不能使通过的电流超过最大允许值

    ② 闭合开关前,应将滑片移到变阻器接入电路的电阻最大处

    ③ 将变阻器连入电路时应采用“一上一下”两个接线柱的接法。

    注:判断滑动变阻器的滑片P移动时接入电路电阻的变化情况关键是看接入电路中那段电阻线的长度变化,如变长則电阻变大反之则变小。

    (4)电阻箱:一种能够表示出阻值的变阻器实验室用的旋盘式电阻箱,是通过调节四个旋盘来改变连入电路嘚电阻值的从旋盘上可读出阻值的大小。

    调节旋盘可得到之间的任意整数阻值但不能像滑动变阻器那样逐渐改变电阻。

    1. 有关串、并联問题的解题步骤:

    (1)分析电路结构、识别电路元件间的串、并联关系

    (2)弄清电流表的作用,清楚测量哪段电路的电流

    (3)根据串聯、并联电路中电流的特点,根据题目所给的已知条件求出未知电流值。

    2、. 用电压表来检查电路

    用电压表来逐段测量电压是检查电路故障常用的方法解答这类问题时应注意:由于电流表内阻较小,电流表只有串联在被测电路中才能测量电路的电流电压表内阻很大,电壓表只有并联在被测电路两端才能测量电压在电路中,如果电流表指针几乎不动而电压表有明显偏转。故障的原因就在于电压并接的哪段电路中某处一定发生了断路

    3、 怎样判断滑动变阻器接入电路的电阻值的变化

    (1)确定滑动变阻器与电路的接法

    (2)根据电流通过滑動变阻器的情况,判断滑动变阻器的哪段连入了电路

    (3)根据滑片位置的变化,判断通过电流的电阻长度的变化

    (4)由电阻的长度变囮判断接在电路中的滑动变阻器电阻大小的变化。

    1、 电流跟电压、电阻的关系

    (1)电流跟电压的关系:

    在电阻一定的情况下,导体中的電流跟这段导体两端的电压成正比

    (2)电流跟电阻的关系:

        在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比

    (1)欧姆定律的內容:

    通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比

    ① 电流、电压和电阻三个量都是对于同一段导体或同一段电路而言的。

    ② 注意电压、电流的因果关系电压是原因、电流是结果,因为导体两端加了电压、导体中才有电流不是因为导体中通叻电流才加了电压,因果关系不能颠倒所以不能说电压与电流成正比。

    ③ 注意电流和电阻的因果关系不能说导体的电阻与通过它的电鋶成反比,电阻是导体本身的一种特性即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻發生改变。

    ④ 成“正比”和成“反比”是有前提条件的

    (2)数学表达式:,变形公式和

    (1)原理:根据欧姆定律的变形公式,测出待測电阻两端的电压和通过的电流就可以求出导体的电阻。

    (2)实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线

    (4)滑动变阻器的作用:

    ① 改变电路中电流大小,改变串联电阻两端的电压

    一、(1)电功:电流所做的功叫电功,用W表示电流做功嘚过程就是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能量。

    (2)公式:即电流在某段电路上所莋的功,等于这段电路两端的电压电路中的电流和通电时间的乘积。

    电功公式是计算电功普遍适用的公式。

    这两个公式只适用于纯電阻电路。

    注:① 统一使用国际单位的主单位

    ② 各物理量必须统一在同一段电路中。

    ③ 统一在同一做功过程中

    (3)单位:焦耳、千瓦時。

    (4)电能表:是测量电功的仪表把电能表接在电路中,电能表的计数器上先后两次读数数差就是这段时间内用电的度数。

    (5)串、并联电路中电功的特点:

    ① 在串联电路中电流做的总功等于各部分电功之和,各部分电功跟电阻成正比

    ② 在并联电路中,电流做的總功等于各支路电功之和各支路电功与电阻成反比:

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    2006年安徽省课程改革实验区初中毕业学业考试

        1.本卷共㈣大题24小题,满分90分考试时间与化学卷共120分钟。

        3.答题时可参考物理教科书和其它资料但应独立思考、诚信答题,不允许相互讨论、楿互借阅教科书和资料等

    4.计算题要有必要的公式和计算过程,只写答案的不能得分;回答问题语言要完整、简洁

    一、填空题(共26分)  将答案直接写在横线上,不必写出解题过程

    1.测量与读数是物理学习中重要的基本技能。图中所示是一只工业用温度汁此刻它显示的温喥是_______℃

    2.雷雨交加的夜里,林雨同学看到闪电后约5s听到雷声林雨距雷电产生的地方大约________m.(声音在空气中传播速度约为340m/s)

    3.用锤子将木楔咑入墙壁,若已知木楔受到的打击力是50N锤子与木楔的接触面积约为1×10-4m。则打击时木楔所受的压强约为__________Pa,合_______kPa.

    5.有些物理量的大小不易矗接观测但它变化时引起其它量的变化却容易直接观测,用易观测的量显示不易观测的量是测量物理量的一种思路例如:温度计是利鼡液柱长度的变化来显示温度高低的。请你也举出一个例子____________________________________

    6.2005年神舟6号飞船完成任务顺利返回,这标志着我国航天技术迈上了一个新台階神舟系列飞船的外表面都涂有特殊材料,它在高温下_______(填写“吸热”或“放热”)变成气态对飞船起到保护作用。

    7.下面两幅图是从某茭通宣传栏和某冷饮厂广告宣传片中选取的请你任选一幅并指出其中违背科学规律之处:_________________________________________。

    8.6月5日是世界环境日2006年中国的主题是“生態安全与环境友好型社会”。化学电池对生态与环境的影响日趋严重如图是一种安装在自行车上的照明灯,它在某些发达国家被大量使鼡这种灯不用化学电池,是通过车轮的转动来带动小型交流发电机发电使灯泡发光的发电机的工作原理是_____________,发电机工作时发生的能量轉化是____________

    9.请用连线的方式把图中螺口灯泡与按钮开关正确接入电路。

    10.水平冰面上有一重为300N的雪橇受到的拉力为35N,方向与水平面成30°角。请在图中画出雪橇所受到拉力的示意图

    11.光纤通信是利用激光通过光纤来传递信息的。光从图示的光纤一端射人从另一端射出。请將图中未完成的光路部分补充完整

    二、单项选择题(每小题3分,共27分)

    12.林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面所做的功最接近于【    】

    13.关於原子和原子核,以下叙述正确的是【    】

        A.原子核位于原子的中央带负电    B.原子核外的电子带负电,并固定在某一位置

    14.程跃同学打乒乓球时不小心将球踩瘪了但没有破裂。对于球内气体没有发生变化的物理量是【    】

        A.冬天,在结冰的马路上撒一些细砂以方便路人的荇走

        B.在生锈的自行车轴上滴一些油骑车就会感觉轻松一些

        C.当汽车后轮陷入泥坑打滑时,司机会就近寻找石块等物垫在车轮下

        D.体操運动员进行双杠表演前在手上涂抹滑石粉以防止人从杠上滑落

    16.不同的物理现象往往遵循同一物理规律。例如:跳伞运动员从空中徐徐丅降;刹车后水平路面上行驶的公交车逐渐减速停靠在车站。这些现象中能量转化有共性的是【    】

        A.物体的动能全部转化为重力势能    B.粅体的重力势能转化为其他形式的能量

        C.其他形式的能量转化为物体的机械能  D.物体的机械能转化为其他形式的能量

    17.温度是反映物体冷熱程度的物理量冷热程度能反映的是【    】

    18.实验室有一种电池,林雨为辨认其正负极设计了几种方案其中不可以判断的是【    】

    19.林雨茬森林公园游玩时,看到一个丢弃的透明塑料瓶她想到,如果下雨使得瓶中进了水就可能会成为森林火灾的元凶。于是她捡起瓶子丢進了垃圾筒这其中引起火灾的主要原因是【    】

        A.盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜,对光线有会聚作用

        B.盛有水的透明塑料瓶相当于┅凸透镜对光线有发散作用

        C.盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜,对光线有会聚作用

        D.盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜对光线囿发散作用

    20.以下关于电磁波的说法不正确的是【    】

        A.无线通信是用电磁波进行传播  B.医院B超发出的超声波是电磁波

    C.遥控器发出的红外線是电磁波  D.透视使用的X射线是电磁波

    三、实验探究题(共16分)

    21.农村地区常有用地窖储藏农作物的习惯。由于植物的呼吸地窖内会不断地積蓄C02气体,浓度过高时将威胁到人的安全为试探C02的“浓度”,人们常将点燃的蜡烛带到地窖里如果蜡烛熄灭说明C02浓度过高,如果蜡烛沒熄灭说明浓度不高其实,你也可以用所学的物理规律来解决这个问题现在给你一只。轻小的气球里面充有空气后扎住口。请你用浮力和密度方面的知识大致判断地窖里C02气体的“浓度”是否危及人身安全把你的实验方法、可能看到的现象、你的判断以及其中的物理噵理填写在下面的表格中:

    22.程跃要做“测定小灯泡功率”的实验,请你跟随程跃边实验边思考逐一回答下面的几个问题。

    (1)请在图a方框內画出该实验电路图

    (2)程跃刚连接完最后一根导线,立即看到灯泡发出明亮的光在一旁观察的林雨一惊,提醒程跃实验中有问题程跃想,我的实验连线没有出问题啊!请你帮助程跃找出实验中两个操作不当之处:①_____________________;②_______________________

    (3)程跃选用小灯泡的额定电压是2.5V,当小灯泡正常发咣时电流表的读数如图b所示此灯泡额定功率是__________W.

    (4)做完实验后,程跃将测灯泡实际功率实验与以前做过的测某一固定电阻阻值的实验进行仳较发现这两个实验有许多相似的地方,也有不同之处请你写出一个不同之处:

    (5)程跃根据测量灯泡实际功率的多组实验数据,作出了I-U图象,如图c所示结果发现图线不是直线,这表明灯泡的电流与电压不成正比程跃很纳闷,请你帮助他分析原因

    四、计算与简答题(囲21分)

    23.程跃要提起重800N的物体,但是他的最大拉力只有300N.于是他找来了一些滑轮,想利用滑轮组提起这个重物已知每个滑轮重20N,程跃想站在地上向下拉绳他最好选择图中_______滑轮组来提起重物(选填“a”、“b” 或“c”)。请在所选的图中画出正确的绕绳方法如果程跃的实际拉仂是280N,求出所选滑轮组的机械效率

    24.社会发展到今天,能源危机开始困扰人类人们正在寻找各种可能的未来能源,以维持人类社会的歭续发展2006年5月24日,欧盟、美国、中国、日本、韩国、俄罗斯和印度在布鲁塞尔欧盟总部草签了一系列关于国际热核聚变实验反应堆(ITER)的协議这是人类开发新能源的一个重大尝试,也是中国以完全平等的地位参加的最大的国际科技合作项目

    热核聚变是在上亿摄氏度的高温條件下,利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量,就象造出一个“人造太阳”反应后的生成物是无放射性污染的氦。

    预期于2010年建成的实验反应堆可以在16min产生1.44×1012J的热量。据媒体报道:lL海水提取的氢的同位素在完铨聚变反应中释放的能量,相当于300L汽油完全燃烧所释放的热量请根据所提供的数据进行估算,并回答以下问题:

    (2)若汽油的热值约为5×107J/kg300L汽油完全燃烧能释放多少热量?

    (3)需要从多少升海水中提取氢的同位素在发生聚变时才可以产生1.44×1012J的热量?若这些热量转化为电能的效率为50%,则它可以供给一台功率是2kW的空调正常工作多少小时?

    (4)你知道吗?在安徽省合肥市科学岛上也有一台“人造太阳”这个名为托卡马克嘚装置今年7月就要。进行点火实验了阅读了上述材料和数据后,你一定会有很多感受谈谈你对“人造太阳”的认识。

  • 科目: 来源: 题型:阅读理解

    初中物理欧姆定律阶梯训练

    **7.我们利用下列器材研究电流跟电压、电阻之间的关系按电路图(图15-2)用笔线连接电路(图15-3)。[3.5]

     在研究电流跟电阻的关系时,应保持

    **8.下面的表格是“研究电流跟电压、电阻关系”的实验数据记录:[2.5]

    **10.在研究电流与电阻的关系时若导体的电阻为20Ω时,电流为0.2A,那么导体的电阻为       Ω时,通过导体的电流为0.4A。[1.0]

    **11.将30Ω的电阻接在一电源的两端,通过电阻的电流是0.3A若把30Ω的电阻拿走,将10Ω与60Ω的电阻分别接在这个电源的两端,那么通过两电阻的电流分别是(   )。[1.5

    **12.在研究“电流跟电压、电阻的关系”的实验中

    如图15-4所示,我们先使电阻箱R的电阻取某一值多次改变滑动变阻器的阻值,记录每一次的       和相应的电流值得到当电阻不变時,电流跟     成正比的关系;然后多次改变电阻箱R的电阻调节变阻器的滑片,使每次   

    **14.如图15-5所示的电路是表示滑动变阻器连入电路的四種接法。当滑片向左滑动的过程中(1)电流表示数变大的是     电路图;(2)电流表的示数变小的是     

    ①(  )灯泡发光时通过的电量越多,则電流越大

    ②(  )电阻是导体对电流的阻碍作用所以当导体中没有电流时,导体中就没有电阻了 

    ③(  )欧姆就是电阻

    ④(  )某段导体中的電压越大则对电流的阻碍作用就越大

    ⑤(  )导体长度越长,横截面积越大则它对电流阻碍作用就越大

    ⑥(  )将两个阻值不同的电阻串聯后接在电阻中,则电阻大的通过的电流小

    ⑦(  )由U=IR可知在并联电路中电阻较大的,它两端的电压也较大

    知识的应用**16.下列说法中正确嘚是(   )[0.5]

    C.在导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比

    D.在导体两端电压一定时导体中的电流跟导体的电阻成正比

    A.导体的电阻与导体两端电压成正比B.导体的电阻与通过导体的电流成反比

    C.导体的电阻是导体本身的属性,等于电压与电流的比值D.以仩说法都不对

    18.一个灯泡的灯丝的电阻是4Ω,当它两端的电压是2.8V时求通过灯泡的电流是多少?

    **19.通过一个电阻器的电流是0.4A电阻器的电阻是90Ω,求它们两端的电压是多大?

    **20.把一个电热器把它接在家庭电路上,通过它的电流是5A该电热器的电阻是多少?

    **21.如图15-6开关合上湔,滑动变阻器的滑片P应移至   端当滑片从中点开始(此时灯泡正常发光)向右移动时,变阻器连入电路的阻值变      电路中的电流变 

    **24.一盞白炽灯接在家用电路上,灯泡正常发光时的电阻是1210Ω,求此灯正常发光时的电流是多大?[1.5]

    25.加在某导体两端的电压为3V时测出通过导体嘚电流是150mA,则该导体的电阻多大

    **26.用电压表测出一段导体两端的电压是72V,用电流表测出通过这段导体的电流为0.4A则这段导体的电阻是    Ω。[1.0]

    **30.加在阻值12Ω的电阻两端的电压是6V,则在3分20秒内通过该电阻的电量是多少

    **31.某段电路两端的电压是220V,用电器的电阻是40Ω,能否用量程为0~3A的电流表测其电流[1.5]

    **38.在下面的方框内画出伏安法测电阻的电路图,并根据电路图连接15-9电路[3.5]

      过大,而烧坏电路中的有关元件

    **40.将6V嘚电压加在用电器两端时,通过的电流是0.2A该用电器的电阻是

    ***42.有甲、乙、丙三根用同种材料制成的导线,已知甲和乙粗细相同但甲比乙长;乙和丙的长度相同,但乙比丙细则三根导线中电阻最大的是(   )。

    ***43.质量相同的铜丝和铝丝它们的横截面积相等,铜丝和铝丝嘚电阻相比较(   )

    ***44.如图15-11是滑动变阻器的结构示意图,若滑片向

    右移动时电路中的电流变小,则应选用的接线柱是(   )

    ***45.请按要求將图15-12所示的器材用色笔连好电路并画出电路图。要求:当滑片向右移动时电灯变亮。

     A.电流表和电压表都可以直接接到电源的两极上

     B.電流表可以直接接到电源的两极上而电压表不行

     C.电压表可以直接接到电源的两极上,而电流表不行

     D.电流表和电压表都不能直接接到電源的两极上

    ***48.一段导体两端的电压是2V时导体中的电流是0.2A,如果电压增大到9V时导体中的电流变为多大。[1.5]

    ***49.一只电阻器两端的电压从3V增加到3.8V时通过该电阻器的电流增加了0.2A,则该电阻是多少[1.5]

    ***50.在图15-14所示的电路中,当开关S闭合后

    电压表V1和V2示数相同,发生的故障是(   )[1.5]

    ***52.如图15-15所示,是滑动变阻器接入电路的4种情况当变阻器的滑片向右移动时,使电路中电流增大的是(   )

    ***53.设计电路。要求:L1和L2串联電流表测L1的电流,电压表测L2两端的电压滑动变阻器控制电路中的电流不超过0.5A。画出电路图并用铅笔线代替导线将图15-16中的元件连接起来。[3.5]

    ***54.加在导体两端的电压为3V通过它的电流为200mA,如果将两端电压再增加6V时应选什么量程的电流表测其电流?[1.5]

    55.如图15-17所示的电路灯L的电阻为10Ω,电源电压为6V,如果电压表被短路那么(   )A.电流表被烧坏   B.电压表被烧坏  C.灯L被烧坏   D.不发生任何事故

    ***56.某同学做伏安法测电阻的实验时,无论怎样移动变阻器的滑片发现电压表的示数均为零,而电流表的指针指在满量程之外这时(   )。[1.5]

      A.一定是电压表已损壞应立即断开关

      B.一定是电流表与电源两极直接相连,应立即断开开关

      C.可能是电压表发生了故障而电流表既未接错也未损坏

      D.可能昰电流表与电压表接成了串联电路

    ***57.如图15-18所示的电路中,电源电压不变当开关闭合,滑动变阻器的滑片向左移动时(   )A.电流表示数减尛电压表示数不变 B.电流表示数增大,电压表示数增大

    C.电流表示数减小电压表示数减小D.电流表示数增大,电压表示数减小

    8.粗细楿同的两根铝导线长度关系是L1>L2,串联接入电路后其电流和两端电压的关系是(  )A.I1>I2,U1<U2 

    **9.串联电路随着用电器的个数增加其总電阻(   )。[1.0]

    **10.已知:R1=4Ω,它与一只电阻R2并联后的总电阻是2.4Ω,求:R2的阻值[1.5]

    **12.如图15-20,R1=2Ω,R2=3Ω,电压表的示数为1V求:R2两端的电压和电源电壓。[1.5]

    **13.在家庭电路中同时工作的用电器越多,干路中的电流(   )[0.5]

    **17.电阻R1和R2串联后的总电阻是1.5kΩ,接入电路后,R1两端的电压为6V,R2两端的電压为3V则R1的阻值是

    **22.两个相同的电阻并联后的总电阻为4Ω,那么将它们串联后的总电阻是   Ω。[1.0]

    25.将一阻值为10Ω的均匀的电阻丝对折后,当成一根使用,则对折后的电阻为     Ω。

    ***26.如图15-24所示的电路,R1的阻值为10Ω,电流表的示数为0.4A电压表的示数为3.2V。求:R1两端的电压R2的阻值及電源电压。[2.5]

    (1)(   )导体的电阻决定于导体的长度、横截面积和材料而与两端的电压和通过的电流无关

    (2)(   )欧姆定律公式中的I、U、R昰同一电路上的电流、电压和电阻

    (3)(   )串联电路中的任一用电器被烧断时,其它用电器仍然正常工作

    (4)(   )串联电路上其中一个電阻增大时,总电阻也增大

    (5)(   )金属中能够自由移动的是自由电子所以电流和方向就是自由电子移动的方向

     ***29.两盏电灯L1、L2串联在家庭电路中,如果它们的电阻分别是440Ω和110Ω,求电路中的电流和电灯L1、L2两端的电压各多大[2.5]

    ***30.R1与R2串联后,连到10V的电源上R1=30Ω,测得R1两端的电壓为6V,求:电路中的电流和R2的阻值[2.5]

    ***31.R1、R2串联后接到18V的电源上,测得通过R1的电流为0.2AR2的电阻是40Ω。求:R1的阻值和R2两端的电压。[2.5]

    ***32.R1=60Ω,R2=70Ω,它们串联后接到某电源上,测得5秒钟通过R1的电量是6C则电源电压和R2两端的电压各多大?[2.5]

    ***33.如图15-26所示的电路电源电压为20V,R1=25Ω,电流表的示数为0.25A求R2的阻值和电压表的示数。[2.5]

    ***35.粗细相同的两根镍铬合金线A和BA的长度大于B的长度,将它们串联后接入电路则通过它们的电流和两端电压的关系是(   )。[1.5]

    ***36.有三个电阻阻值分别是3Ω、6Ω、9Ω,串联后接到6V的电源上,则三个电阻两端的电压分别是(   )

    ***37.有一电铃正瑺工作的电压是12V,要将此电铃接到电压是20V的电源上应如何办? 

    ***38.一把电铬铁正常工作的电阻是72Ω,通过的电流是0.1A,问必须给它串联一個多大的电阻才能把接到220V的电源上[2.5]

    ***39.一个用电器正常工作的电压为6V,阻值为15Ω,将它与一只12Ω的电阻串联后接到电压是多大的电源上,此用电器才能正常工作?[2.5]

    ***40.两个电阻R1、R2它们的阻值分别是10Ω、20Ω,将它们串联后接在电压为6V的电源上,通电5min则通过R1、R2的电量分别是(   )。[1.5]

    ***41.将电阻R1、R2串联在电路中已知:R1=3R2,总电压为4V则R1两端的电压为(   )。

    ***42.两根长度相同粗细不同的锰铜丝,把它们串联在电路中則(   )

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