高中物理教案
發(fā)表時(shí)間：2021-01-25高考物理考前回扣教材-動(dòng)量原子物理。
動(dòng)量原子物理
考點(diǎn)要求重溫
考點(diǎn)1動(dòng)量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用(Ⅱ)
考點(diǎn)2彈性碰撞和非彈性碰撞(Ⅰ)
考點(diǎn)3氫原子光譜(Ⅰ)
考點(diǎn)4氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式(Ⅰ)
考點(diǎn)5原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期(Ⅰ)
考點(diǎn)6放射性同位素(Ⅰ)
考點(diǎn)7核力、核反應(yīng)方程(Ⅰ)
考點(diǎn)8結(jié)合能、質(zhì)量虧損(Ⅰ)
考點(diǎn)9裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆(Ⅰ)
考點(diǎn)10射線的危害與防護(hù)(Ⅰ)
考點(diǎn)11光電效應(yīng)(Ⅰ)
考點(diǎn)12愛因斯坦光電效應(yīng)方程(Ⅰ)
要點(diǎn)方法回顧
1.動(dòng)量守恒定律在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意“四性”，應(yīng)如何理解它的四個(gè)性質(zhì)呢？
答案(1)矢量性：動(dòng)量守恒定律表達(dá)式是矢量方程，在解題時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向.
(2)參考系的同一性：動(dòng)量守恒定律表達(dá)式中的速度應(yīng)相對同一參考系，一般以地面為參考系.
(3)瞬時(shí)性：動(dòng)量守恒定律中的初態(tài)動(dòng)量是相互作用前同一時(shí)刻的瞬時(shí)值，末態(tài)動(dòng)量對應(yīng)相互作用后同一時(shí)刻的瞬時(shí)值.
(4)普適性：它不僅適用于兩個(gè)物體所組成的系統(tǒng)，也適用于多個(gè)物體組成的系統(tǒng)；不僅適用于宏觀物體組成的系統(tǒng)，也適用于微觀粒子組成的系統(tǒng).
2.動(dòng)量守恒定律在應(yīng)用時(shí)有三種不同的表達(dá)形式，它們的含義有什么不同呢？
答案(1)p＝p′(系統(tǒng)相互作用前總動(dòng)量p等于相互作用后總動(dòng)量p′)；
(2)Δp＝0(系統(tǒng)總動(dòng)量的增量等于零)；
(3)Δp1＝－Δp2(兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)中，各自動(dòng)量增量大小相等、方向相反).
3.碰撞現(xiàn)象滿足的規(guī)律有哪些？
答案(1)動(dòng)量守恒.
(2)機(jī)械能不增加.
(3)速度要合理：①若碰前兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)有v后＞v前，碰后原來在前的物體速度一定增大，若碰后兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)有v前′≥v后′.②碰前兩物體相向運(yùn)動(dòng)，碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變.
4.請寫出光電效應(yīng)現(xiàn)象中的兩個(gè)決定關(guān)系.
答案(1)入射光頻率――→決定能否發(fā)生光電效應(yīng)及發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能
(2)入射光強(qiáng)度――→決定單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來的光電子數(shù).
5.α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象如何？請你敘述盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型.
答案(1)現(xiàn)象
α粒子散射實(shí)驗(yàn)：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后不偏轉(zhuǎn)，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度超過90°，有的甚至接近180°.
(2)原子核式結(jié)構(gòu)模型
α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子的中心有一個(gè)很小的核叫原子核，它集中了所有的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量.
6.下面兩表格是原子核兩種衰變類型的比較以及三種射線性質(zhì)的比較，請你完成橫線上的有關(guān)內(nèi)容.
(1)原子核的衰變
衰變類型α衰變?chǔ)滤プ?br>
衰變方程AZX→A－4Z－2Y＋42He
AZX→AZ+1Y＋0－1e
衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子與2個(gè)中子結(jié)合成一整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子
211H＋210n→________
10n→________
衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、________守恒
答案42He11H＋0—1e質(zhì)量數(shù)
(2)三種射線
種類α射線β射線γ射線
實(shí)質(zhì)高速氦核流高速電子流光子
帶電荷量2е－е0
速度0.1с0.99сс
貫穿本領(lǐng)______________________
對空氣的電離作用最強(qiáng)較弱最弱
答案最弱，用紙能擋住較強(qiáng)，能穿透幾毫米厚的鋁板最強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板
7.如何理解氫原子的能級？寫出能級公式和半徑公式.
答案(1)能級圖如圖所示.
在玻爾模型中，原子的能量狀態(tài)是不連續(xù)的，即原子處于不同的能級.
(2)En＝E1n2；rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)
其中E1＝－13.6eV，r1＝0.53×10－10m，分別對應(yīng)基態(tài)的能量和軌道半徑.
8.請敘述核能和質(zhì)量虧損的定義，質(zhì)量和能量之間具有怎樣的關(guān)系？如何計(jì)算核能？
答案(1)核能：核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能.
(2)質(zhì)量虧損：組成原子核的核子質(zhì)量之和與原子核質(zhì)量之差叫原子核的質(zhì)量虧損.
(3)質(zhì)能方程
愛因斯坦在相對論中得出的質(zhì)量和能量的關(guān)系式稱質(zhì)能方程.其表達(dá)式為E＝mc2，它表明：物體的能量跟其質(zhì)量成正比，物體質(zhì)量增加，物體能量就增加，反之，亦成立.
(4)計(jì)算核能的兩種方法
若Δm以kg為單位，則ΔE＝Δmc2，ΔE單位為焦耳.若Δm以原子質(zhì)量單位u為單位，則
ΔE＝Δm×931.5MeV.
精選閱讀
高考物理一輪復(fù)習(xí)動(dòng)量和原子物理
第28講動(dòng)量和原子物理經(jīng)典精講
主講教師：孟衛(wèi)東北京市物理特級教師
開心自測
題一：如圖所示，把重物G壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動(dòng)紙帶，重物跟著一起運(yùn)動(dòng)；若迅速拉動(dòng)紙帶，紙帶將會(huì)從重物下面抽出，，解釋這些現(xiàn)象的正確說法是（）
A.在緩拉動(dòng)紙帶時(shí)，重物和紙帶間的摩擦力大
B.在迅速拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的摩擦力小
C.在緩緩拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的沖量大
D.在迅速拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的沖量小
題二：如圖所示，質(zhì)量為m的小滑塊沿傾角為θ的斜面向上滑動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t1速度為零后又下滑，經(jīng)過時(shí)間t2回到斜面底端，滑塊在運(yùn)動(dòng)過程受到的摩擦力大小始終為f，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，重力對滑塊的總沖量為()
A.mgsinθ(t1+t2)B.mgsinθ(t1-t2)
C.mg(t1+t2)D.0
題三：氫原子的核外電子由一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)，可能發(fā)生的情況有（）
A、放出光子，電子動(dòng)能減小，原子能量增加
B、放出光子，電子動(dòng)能增加，原子能量減少
C、吸收光子，電子動(dòng)能減小，原子能量增加
D、吸收光子，電子動(dòng)能增加，原子能量減小
考點(diǎn)梳理與金題精講
動(dòng)量——知識(shí)點(diǎn)及要求
內(nèi)容要求說明
1.動(dòng)量沖量動(dòng)量定理
2.動(dòng)量守恒定律
3.動(dòng)量知識(shí)和機(jī)械能知識(shí)的應(yīng)用
（包括碰撞、反沖、火箭）Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用只限于一維的情況
（動(dòng)量守恒定律與功能相結(jié)合的題）
一、基本知識(shí)和基本規(guī)律
1、兩個(gè)概念：沖量、動(dòng)量
（1）沖量：I=Ft(單位：Ns)
①是力在時(shí)間的累積作用，效果是改變動(dòng)量
②矢量：恒力的沖量是沿力F的方向，合力的沖量與動(dòng)量的變化Δp同方向
③沖量是過程量，與一段時(shí)間t相對應(yīng)
④注意：要指明是什么力的沖量
（2）動(dòng)量：p=mv（單位kgm/s）
①p是矢量。方向與速度v一致。
②p是狀態(tài)量：v是瞬時(shí)速度。
③mv與的區(qū)別、聯(lián)系：
mvkgm/s矢量Δp=I合p0=ft
J標(biāo)量ΔEk=W合Ek0=fs
聯(lián)系：都是狀態(tài)量，
題四：如圖所示，已知m、M、l、q，水平面光滑。當(dāng)擺球從平衡位置向左做小角度擺動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，此時(shí)恒力F也開始作用于物塊上，問：當(dāng)F滿足什么條件時(shí)，可使兩者的動(dòng)量相同？
2.兩個(gè)規(guī)律：動(dòng)量定理，動(dòng)量守恒定律
（1）動(dòng)量定理：
物體所受外力的合沖量等于動(dòng)量的改變。
∑(FΔt)=Δp=mv2mv1(矢量運(yùn)算)
①推導(dǎo)：
②說明：
i)若F是合外力，
a.恒力、曲線，求Δp時(shí)，用Δp=Ft
b.變力，求I時(shí)，用I=Δp=mv2mv1
c.牛二律的第二種形式：合外力等于動(dòng)量變化率
d.當(dāng)Δp一定時(shí)，F(xiàn)t為確定值：
t小F大——如碰撞；t大F小——緩沖
ii)∑(FΔt)=Δp=mv2mv1等式左邊是過程量Ft，右邊是兩個(gè)狀態(tài)量之差，是矢量式。
v1、v2是以同一慣性參照物為參照的。
Δp的方向可與mv1一致、相反、或成某一角度，但是Δp的方向一定與Ft一致。
題五：一粒鋼珠從靜止?fàn)顟B(tài)開始自由下落，然后陷入泥潭中，若把在空中自由下落的過程稱為1，進(jìn)入泥潭直到停住的過程稱為2，則（）
A.過程1中鋼珠動(dòng)量的改變量等于重力的沖量
B.過程2中阻力的沖量的大小等于過程1中重力的沖量大小
C.過程2中阻力的沖量的大小等于過程1與過程2中重力的沖量大小
D.過程2中鋼珠的動(dòng)量改變量等于阻力的沖量
（2）動(dòng)量守恒定律
1.研究對象：相互作用的物體組成的系統(tǒng)。
2.表述：系統(tǒng)不受外力(合外力為零)，則這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。
3.表達(dá)式：常用兩種形式
①(系統(tǒng)作用前的總動(dòng)量=作用后的總動(dòng)量)
②對于兩個(gè)物體A、B組成的系統(tǒng)
(A、B兩物體的動(dòng)量改變等值反向)
或
兩個(gè)特例：
a、兩個(gè)物體作用前處于靜止，則：
作用后雙分(一分為二)，總動(dòng)能增加。
速率分配、動(dòng)能分配都與質(zhì)量成反比
b、兩個(gè)物體作用后處于結(jié)合在一起(合二為一)，則
注意：以上各式只限于一維情況，各個(gè)動(dòng)量用+、表示方向。先選正方向。未知?jiǎng)恿靠稍O(shè)為“+”方向，然后求解。
推導(dǎo)
設(shè)系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成，相互作用力的關(guān)系F=F′，且作用時(shí)間Δt相等
則或
3.動(dòng)量守恒條件:
①理想守恒:
系統(tǒng)不受外力或所受外力合力為零。
②近似守恒:
外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，且作用時(shí)間極短，外力的沖量近似為零，或外力的沖量比內(nèi)力沖量小得多。
③單方向守恒:
合外力在某方向上的分力為零，則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒。
動(dòng)量守恒定律應(yīng)用要注意的三性
（1）矢量性：
在一維運(yùn)動(dòng)中要選取“+”方向，未知速度方向的一律假設(shè)為“+”方向，帶入求解。
（2）同時(shí)性：
v1和v2——作用前的同一時(shí)刻的動(dòng)量
v1′和v2——作用后的同一時(shí)刻的動(dòng)量
（3）同系性：
各個(gè)速度都必需相對于同一個(gè)慣性參考系。
定律的使用條件：在慣性參考系中普遍適用（宏觀、微觀、高速、低速）
應(yīng)用舉例：
子彈打木塊：
人車問題：
人走車也走，人停車也停，人進(jìn)車就退，人快車
空中爆炸：
速度v水平時(shí)炸成兩塊，平拋
碰撞：
碰撞特點(diǎn)：作用時(shí)間極短，內(nèi)力很大——可以用動(dòng)量守恒定律。
碰撞過程兩物體產(chǎn)生的位移可忽略。
碰撞的微觀過程：接觸面無限靠近又分離。
分類：
彈性碰撞非彈性碰撞完全非彈性碰撞
不裂、不粘、不發(fā)熱、不留形變動(dòng)量、機(jī)械能都守恒形變未完全恢復(fù)有發(fā)熱、或有裂紋等
動(dòng)量守恒、機(jī)械能有損失壓縮形變后完全不恢復(fù)動(dòng)量守恒：碰后同速
機(jī)械能損失最多
兩個(gè)基本方程
可導(dǎo)出：
判定速度方向：
當(dāng)m1＞m2時(shí)，v1＞0，v2＞0—兩球均沿初速v10方向運(yùn)動(dòng)；
當(dāng)m1＝m2時(shí)，v1＝0，v2＝v10—兩球交換速度，主動(dòng)球停下，被動(dòng)球以v10開始運(yùn)動(dòng)；
當(dāng)m1＜m2時(shí)，v1＜0，v2＞0—主動(dòng)球反彈，被動(dòng)球沿v10方向運(yùn)動(dòng)；
當(dāng)m1＝m2/3時(shí)，v1＝v10/2，v2＝v10/2—兩球速度等值反向。
原子物理：
原子結(jié)構(gòu)：
原子模型
1.湯姆生提出“棗糕”模型。
湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，使人們認(rèn)識(shí)到原子內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。湯姆生的原子模型無法解釋α粒子散射實(shí)驗(yàn)。
2.盧瑟福提出“行星式”模型（核式結(jié)構(gòu)）。
實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)——α粒子散射實(shí)驗(yàn)。
3.波爾的原子模型：
電子軌道量子化：
電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)仍然服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律。但軌道不是任意的，且不產(chǎn)生電磁輻射。
原子能量量子化：
電子在不同的軌道，原子具有的能量不同。
頻率條件
原子核：
天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
放射線有α射線、β射線和γ射線。α射線由氦核流組成，電離能力強(qiáng)，出射速度約為光速的十分之一，但貫穿能力小，一張鋁箔或簿紙就能擋住它；β射線是高速電子流，速度約為光速的十分之九，貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鋁板，但電離作用較弱。特別注意β射線雖然是電子流，但它來自于原子核，而不是核外電子放出的；γ射線是高能光子流（高頻電磁波），貫穿本領(lǐng)更強(qiáng)，能穿透幾毫米厚的鉛板，但電離作用很弱。
二、原子光譜和波爾理論的聯(lián)系
題六：如圖給出了氫原子的最低的四個(gè)能級，氫原子在這些能級之間躍遷，所輻射的光子的頻率最多幾種？其中最小頻率是多少？最小波長又是多少？
三、原子核
1、天然放射射線及特點(diǎn)
名稱帶電性電離能力穿透能力構(gòu)成速度實(shí)質(zhì)
a正強(qiáng)弱
c/10氦核流
b負(fù)弱強(qiáng)
0.99c電子流
g中最弱極強(qiáng)光子c光子流
半衰期
何為“半衰期”？
放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間。
氡222的半衰期為3.8天
鐳226的半衰期為1620年
鈾238的半衰期為4.5*109年
聚變和裂變
重核的裂變
核裂變：鈾核在俘獲一個(gè)中子后，發(fā)生了一個(gè)重核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程
輕核的聚變
核聚變：輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核叫核聚變。
第28講動(dòng)量和原子物理經(jīng)典精講
題一：CD題二：C題三：BC題四：F=（n=0,1,2,3…）
題五：AC題六：（1）6種；（2）最小頻率對應(yīng)能級差最小，νn=1.6×1014Hz；（3）λ=9.75×10-8m。
高考物理考前回扣教材-電學(xué)實(shí)驗(yàn)
電學(xué)實(shí)驗(yàn)
要點(diǎn)方法回顧
1.多用電表
(1)正確使用
①電流的流向：由于使用多用電表時(shí)不管測量項(xiàng)目是什么，電流都要從電表的“＋”插孔(紅表筆)流入，從“－”插孔(黑表筆)流出，所以使用歐姆擋時(shí)，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負(fù)極接的是紅表筆.
②要區(qū)分開“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”：“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；“歐姆零點(diǎn)”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕.
③選倍率：測量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)的阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷?由于歐姆擋刻度的非線性，使用歐姆擋測電阻時(shí)，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差，通常只使用表盤中間一段刻度范圍(14R中～4R中)為測量的有效范圍，譬如，J0411型多用電表歐姆擋中的R中＝15Ω，當(dāng)待測電阻約為2kΩ時(shí)，則應(yīng)選用×100擋.
(2)注意問題
①在使用前，應(yīng)觀察指針是否指向電流表的零刻度線，若有偏差，應(yīng)用螺絲刀調(diào)節(jié)多用電表中間的定位螺絲，使指針指在電流表的零刻度；
②測電阻時(shí)，待測電阻須與其他元件和電源斷開，不能用手接觸表筆的金屬桿；
③合理選擇歐姆擋的量程，測量時(shí)使指針盡量指在表盤中央位置附近；
④換用歐姆擋的另一量程時(shí)，一定要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，才能進(jìn)行測量；
⑤讀數(shù)時(shí)，應(yīng)將表針示數(shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍率；
⑥測量完畢時(shí)，要把表筆從測試孔中拔出，選擇開關(guān)應(yīng)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋，若長時(shí)間不用時(shí)，應(yīng)把電池取出.
2.測定金屬的電阻率
(1)實(shí)驗(yàn)原理
用毫米刻度尺測一段金屬絲的長度l，用螺旋測微器測金屬絲的直徑d，用伏安法金屬絲的電阻R，根據(jù)電阻定律R＝ρlS可求金屬絲的電阻率ρ＝πd24lR.
(2)電流表的內(nèi)、外接法
在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，若RVRx＞RxRA，選用電流表外接電路；若RVRx＜RxRA，選用電流表內(nèi)接電路.
(3)控制電路的選擇
如果滑動(dòng)變阻器的額定電流夠用，在下列三種情況下必須采用分壓式接法(如圖7所示).
圖7
①用電器的電壓或電流要求從零開始連續(xù)可調(diào).
②要求用電器的電壓或電流變化范圍大，但滑動(dòng)變阻器的阻值小.
③采用限流接法時(shí)電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流.
在安全(I滑額夠大，儀表不超量程，用電器上的電流、電壓不超額定值，電源不過載)、有效(調(diào)節(jié)范圍夠用)的前提下，若Rx＜R0，原則上兩種電路均可采用，但考慮省電、電路結(jié)構(gòu)簡單，可優(yōu)先采用限流接法(如圖8所示)；而若RxR0，則只能采用分壓電路.
圖8
(4)注意事項(xiàng)
①本實(shí)驗(yàn)中待測金屬絲的電阻值較小，為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必須采用電流表外接法；
②實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬絲、滑動(dòng)變阻器連成主線路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲的兩端；
③閉合開關(guān)之前，一定要使滑動(dòng)變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置；
④在用伏安法測電阻時(shí)，通過待測金屬絲的電流I的值不宜過大，通電時(shí)間不宜過長，以免金屬絲的溫度過高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中增大；
⑤求Rx的平均值可用兩種方法：第一種是算出各次的測量值，再取平均值；第二種是用U－I圖線的斜率來求出.若采用圖象法，在描點(diǎn)時(shí)要盡量使點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要讓各點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)不予考慮.
3.描繪小燈泡的伏安特性曲線
(1)實(shí)驗(yàn)原理
①定值電阻的伏安特性曲線是直線，而小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，故其伏安特性曲線為曲線.
②用電流表測出流過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組(U、I)值后，在U－I坐標(biāo)系中描出對應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線.
(2)電路設(shè)計(jì)(如圖9所示).
圖9
①實(shí)驗(yàn)中，小燈泡兩端的電壓要求從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法.
②實(shí)驗(yàn)中，被測小燈泡電阻一般很小(幾歐或十幾歐)，電路采用電流表外接法.
(3)注意事項(xiàng)
①本實(shí)驗(yàn)需作出U－I圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電壓值、電流值，因此滑動(dòng)變阻器要采用分壓式接法；
②因被測小燈泡電阻較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法；
③開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，使小燈泡的電壓逐漸增大，可在電壓表讀數(shù)每增加一個(gè)定值時(shí)，讀取一次電流值；調(diào)節(jié)滑片時(shí)應(yīng)注意電壓表的示數(shù)不能超過小燈泡的額定電壓；
④在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，橫、縱坐標(biāo)所取的分度比例應(yīng)該適當(dāng)，盡量使測量數(shù)據(jù)畫出的圖線占滿坐標(biāo)紙.連線一定要用平滑的曲線，而不能畫成折線.
4.測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻
(1)由閉合電路歐姆定律：E＝U＋I(xiàn)r，只要測出兩組U、I值，就可以列方程求出E和r.
由于電池的內(nèi)阻一般很小，為減小測量誤差，常采用圖10甲所示的電路，而不用圖乙所示電路.
圖10
(2)儀器及電路的選擇
①電壓表量程：根據(jù)測量電池的電動(dòng)勢的值選取，如測兩節(jié)干電池，電壓表應(yīng)選0～3V量程.
②電流表量程，因要求流過電源的電流不宜過大，一般選0～0.6A量程.
③滑動(dòng)變阻器的選取：阻值一般為10～20Ω.
(3)數(shù)據(jù)處理
圖11
改變R的值，測出多組U、I值，作出U－I圖線，如圖11所示，圖線與U軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為電池電動(dòng)勢，圖線斜率的絕對值即為電池內(nèi)阻.
由于電池的內(nèi)阻很小，即使電流有較大的變化，路端電壓變化也很小，為充分利用圖象空間，電壓軸數(shù)據(jù)常從某一不為零的數(shù)開始，但U－I圖象在U軸上的截距和圖線斜率的意義不變.
(4)注意事項(xiàng)
①為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的電阻宜稍大一些；
②電池在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象較嚴(yán)重，電動(dòng)勢E會(huì)明顯下降，內(nèi)阻r會(huì)明顯增大，故長時(shí)間放電電流不宜超過0.3A，短時(shí)間放電電流不宜超過0.5A，因此實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大，讀電表時(shí)要快，每次讀完后應(yīng)立即斷電；
③測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大，用方程組求解，分別求出E、r值再求平均值；
④畫出U－I圖象，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可不予考慮；
⑤計(jì)算內(nèi)阻要在直線上任取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn)，用r＝|ΔU||ΔI|算出電池的內(nèi)阻r.
高考物理考前回扣教材-電場與磁場
電場與磁場
考點(diǎn)要求重溫
考點(diǎn)24物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒(Ⅰ)
考點(diǎn)25靜電現(xiàn)象的解釋(Ⅰ)
考點(diǎn)26點(diǎn)電荷(Ⅰ)
考點(diǎn)27庫侖定律(Ⅱ)
考點(diǎn)28靜電場(Ⅰ)
考點(diǎn)29電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)(Ⅱ)
考點(diǎn)30電場線(Ⅰ)
考點(diǎn)31電勢能、電勢(Ⅰ)
考點(diǎn)32電勢差(Ⅱ)
考點(diǎn)33勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系(Ⅱ)
考點(diǎn)34帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)(Ⅱ)
考點(diǎn)35示波管(Ⅰ)
考點(diǎn)36常見電容器，電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系(Ⅰ)
考點(diǎn)37磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線(Ⅰ)
考點(diǎn)38通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向(Ⅰ)
考點(diǎn)39安培力、安培力的方向(Ⅰ)
考點(diǎn)40勻強(qiáng)磁場中的安培力(Ⅱ)
考點(diǎn)41洛倫茲力、洛倫茲力的方向(Ⅰ)
考點(diǎn)42洛倫茲力公式(Ⅱ)
考點(diǎn)43帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)(Ⅱ)
考點(diǎn)44質(zhì)譜儀和回旋加速器(Ⅰ)
要點(diǎn)方法回顧
1.請回答庫侖定律的內(nèi)容、公式和適用條件分別是什么？
答案(1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上.
(2)公式：F＝kq1q2r2，式中的k＝9.0×109Nm2/C2，叫靜電力常量.
(3)適用條件：①點(diǎn)電荷；②真空中.
2.電場強(qiáng)度是描述電場力的性質(zhì)的物理量，它有三個(gè)表達(dá)式：E＝Fq，E＝kQr2和E＝Ud，這三個(gè)公式有何區(qū)別？如果空間某點(diǎn)存在多個(gè)電場，如何求該點(diǎn)的場強(qiáng)？電場的方向如何確定？
答案(1)區(qū)別
①電場強(qiáng)度的定義式E＝Fq，適用于任何電場，E由場源電荷和點(diǎn)的位置決定，與F、q無關(guān).
②真空中點(diǎn)電荷所形成的電場E＝kQr2，其中Q為場源電荷，r為某點(diǎn)到場源電荷的距離.
③勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系式E＝Ud，其中d為兩點(diǎn)沿電場方向的距離.
(2)用疊加原理求該點(diǎn)的場強(qiáng)
若空間的電場是由幾個(gè)“場源”共同激發(fā)的，則空間中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于每個(gè)“場源”單獨(dú)存在時(shí)所激發(fā)的電場在該點(diǎn)的場強(qiáng)的矢量和——疊加原理.
(3)電場方向是正電荷的受力方向、負(fù)電荷受力的反方向、電場線的切線方向、電勢降低最快的方向.
3.比較電勢高低的方法有哪些？
答案(1)順著電場線方向，電勢逐漸降低.
(2)越靠近正場源電荷處電勢越高；越靠近負(fù)場源電荷處電勢越低.
(3)根據(jù)電場力做功與電勢能的變化比較
①移動(dòng)正電荷，電場力做正功，電勢能減少，電勢降低；電場力做負(fù)功，電勢能增加，電勢升高.
②移動(dòng)負(fù)電荷，電場力做正功，電勢能減少，電勢升高；電場力做負(fù)功，電勢能增加，電勢降低.
4.比較電勢能大小最常用的方法是什么？
答案不管是正電荷還是負(fù)電荷，只要電場力對電荷做正功，該電荷的電勢能就減少；只要電場力對電荷做負(fù)功，該電荷的電勢能就增加.
5.電場力做功有什么特點(diǎn)？如何求解電場力的功？
答案(1)電場力做功的特點(diǎn)
電荷在電場中任意兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，它的電勢能的變化量是確定的，因而電場力對移動(dòng)電荷所做的功的值也是確定的，所以，電場力對移動(dòng)電荷所做的功，與電荷移動(dòng)的路徑無關(guān)，僅與初、末位置的電勢差有關(guān)，這與重力做功十分相似.
(2)電場力做功的計(jì)算及應(yīng)用
①W＝Flcosα，常用于勻強(qiáng)電場，即F＝qE恒定.
②WAB＝qUAB，適用于任何電場，q、UAB可帶正負(fù)號(hào)運(yùn)算，結(jié)果的正負(fù)可反映功的正負(fù)，也可帶數(shù)值運(yùn)算，但功的正負(fù)需結(jié)合移動(dòng)電荷的正負(fù)以及A、B兩點(diǎn)電勢的高低另行判斷.
③功能關(guān)系：電場力做功的過程就是電勢能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程，如圖，且W＝－ΔE其他.
電勢能E電????W＞0W＜0其他形式的能E其他
6.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中分別滿足什么條件可以做加速直線運(yùn)動(dòng)和偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)？處理帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的方法有哪些？
答案(1)加速——?jiǎng)驈?qiáng)電場中，帶電粒子的受力方向與運(yùn)動(dòng)方向共線、同向.
處理方法：①牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程相結(jié)合.
②功能觀點(diǎn)：qU＝12mv22－12mv21
(2)偏轉(zhuǎn)——帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場.
處理方法：類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法.
沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)：l＝v0t
沿電場力方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)：
y＝12at2＝12qEm(lv0)2＝qUl22mdv20
偏轉(zhuǎn)角tanθ＝vyv0＝qUlmdv20
7.電容的兩個(gè)表達(dá)式和平行板電容器的兩類問題是什么？
答案(1)①電容：C＝QU
②平行板電容器的電容決定式：C＝εrS4πkd∝εrSd.
(2)平行板電容器的兩類問題：
①電鍵K保持閉合，則電容器兩端的電壓恒定(等于電源電動(dòng)勢)，這種情況下帶電荷量Q＝CU∝C，而C＝εrS4πkd∝εrSd，E＝Ud∝1d.
②充電后斷開K，則電容器帶電荷量Q恒定，這種情況下C∝εrSd，U∝dεrS，E∝1εrS.
8.磁場的基本性質(zhì)是什么？安培定則和左手定則有何區(qū)別？
答案(1)磁場是一種物質(zhì)，存在于磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周圍，產(chǎn)生于電荷的運(yùn)動(dòng)，磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷之間通過磁場而相互作用.
(2)兩個(gè)定則：①安培定則：判斷電流周圍的磁場方向.
②左手定則：判斷電流或運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中的受力方向.
9.通電導(dǎo)線在磁場中一定受到力的作用嗎？磁場對電流的力的作用有什么特點(diǎn)？
答案當(dāng)通電導(dǎo)線放置方向與磁場平行時(shí)，磁場對通電導(dǎo)線無力的作用.除此以外，磁場對通電導(dǎo)線有力的作用.當(dāng)I⊥B時(shí)，磁場對電流的作用為安培力F＝BIL，其中L為導(dǎo)線的有效長度，安培力的方向用左手定則判斷，且安培力垂直于B和I確定的平面.
10.帶電粒子在磁場中的受力情況有何特點(diǎn)？洛倫茲力的大小與哪些物理量有關(guān)，它的方向如何判定？洛倫茲力為什么不做功？
答案(1)磁場只對運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，對靜止電荷無力的作用.磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力.
(2)洛倫茲力的大小和方向：其大小為F洛＝qvBsinθ，注意：θ為v與B的夾角.F洛的方向仍由左手定則判定，但四指的指向應(yīng)為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向的反方向.
(3)因?yàn)槁鍌惼澚Φ姆较蚩偸谴怪庇谒俣确较?，所以洛倫茲力不做?
11.分析帶電粒子在磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題的基本思路和方法是怎樣的？
答案(1)圓心的確定：因?yàn)槁鍌惼澚洛指向圓心，根據(jù)F洛⊥v，畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上任意兩點(diǎn)的(一般是射入和射出磁場的兩點(diǎn))F洛的方向，沿兩個(gè)洛倫茲力F洛的方向畫其延長線，兩延長線的交點(diǎn)即為圓心，或利用圓心位置必定在圓中任意一根弦的中垂線上，作出圓心位置.
(2)半徑的確定和計(jì)算：利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑(或圓心角).
(3)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：利用回旋角α(即圓心角)與弦切角的關(guān)系，或者利用四邊形內(nèi)角和等于360°計(jì)算出圓心角α的大小，由公式t＝α360°T可求出粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
(4)注意圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)的對稱規(guī)律：如從同一邊界射入的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入粒子，必沿徑向射出.
12.當(dāng)帶電粒子在電場中分別做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，類平拋運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常用什么方法來處理？
答案(1)當(dāng)帶電粒子在電場中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般用力的觀點(diǎn)來處理(即用牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式)；
(2)當(dāng)帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法來處理；
(3)當(dāng)帶電粒子在電場中做一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般用動(dòng)能定理或能量的觀點(diǎn)來處理.
13.復(fù)合場通常指哪幾種場？大體可以分為哪幾種類型？處理帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)問題的思路和方法是怎樣的？
答案(1)復(fù)合場及其分類
復(fù)合場是指重力場、電場、磁場并存的場，在力學(xué)中常有四種組合形式：①電場與磁場的復(fù)合場；②磁場與重力場的復(fù)合場；③電場與重力場的復(fù)合場；④電場、磁場與重力場的復(fù)合場.
(2)帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)問題的處理方法
①正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特征是解決問題的前提.
②靈活選用力學(xué)規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵
當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)平衡條件列方程求解.
當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往同時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律和平衡條件列方程聯(lián)立求解.
當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做非勻速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)選用動(dòng)能定理或能量守恒定律列方程求解.
14.回旋加速器加速帶電粒子時(shí)，是不是加速電壓越大，粒子獲得的動(dòng)能越大，粒子回旋的時(shí)間越短？
答案設(shè)粒子的最大速度為vm，由qvB＝mv2R知vm＝qBRm，則粒子的最大動(dòng)能Ekm＝12mv2m＝qBR22m.故對同種帶電粒子，帶電粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒的半徑?jīng)Q定.
粒子每加速一次獲得的動(dòng)能ΔEk0＝qU，帶電粒子每回旋一周被加速兩次，增加的動(dòng)能ΔEk＝2qU，則達(dá)到最大動(dòng)能的回旋次數(shù)n＝EkmΔEk＝B2R2q4mU，若不考慮在電場中加速的時(shí)間，帶電粒子在磁場中回旋的總時(shí)間t＝nT＝B2R2q4mU2πmqB＝πBR22U，故對同種帶電粒子，加速電壓越大，粒子回旋的時(shí)間越短.
高考物理考前回扣教材-功與能
功與能
考點(diǎn)要求重溫
考點(diǎn)20功和功率(Ⅱ)
考點(diǎn)21動(dòng)能和動(dòng)能定理(Ⅱ)
考點(diǎn)22重力做功與重力勢能(Ⅱ)
考點(diǎn)23功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用(Ⅱ)
要點(diǎn)方法回顧
1.如何求解恒力的功、變力的功和合力的功？方法主要有哪些？
答案(1)恒力F做功：W＝Flcosα.
兩種理解：①力F與在力F的方向上通過的位移lcosα的乘積.②在位移l方向的分力Fcosα與位移l的乘積.
在恒力大小不確定時(shí)，也可以用動(dòng)能定理求解.
(2)變力F做功的求解方法：
①若變力F是位移l的線性函數(shù)，則F＝F1＋F22，W＝Flcosα.有時(shí)，也可以利用F－l圖線下的面積求功.
②在曲線運(yùn)動(dòng)或往返運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力的功等于力和路程(不是位移)的乘積，即W＝－Ffl，式中l(wèi)為物體運(yùn)動(dòng)的路程.
③變力F的功率P恒定，W＝Pt.
④利用動(dòng)能定理及功能關(guān)系等方法根據(jù)做功的效果求解，即W合＝ΔEk或W＝E.
(3)合力的功W合
W合＝F合lcosα，F(xiàn)合是恒力.
W合＝W1＋W2＋…＋Wn，要注意各功的正負(fù).
2.一對作用力與反作用力所做的功一定相等嗎？
答案作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，同時(shí)存在，同時(shí)消失，但它們分別作用在兩個(gè)不同的物體上，而這兩個(gè)物體各自發(fā)生的位移卻是不確定的.所以作用力做功時(shí)，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做負(fù)功.
3.摩擦力做功有哪些特點(diǎn)？一對靜摩擦力和一對滑動(dòng)摩擦力的功有什么區(qū)別？它們都能把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能嗎？
答案(1)摩擦力既可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功.
(2)一對靜摩擦力的功的代數(shù)和總為零，靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用，而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.
(3)一對滑動(dòng)摩擦力的功的代數(shù)和等于摩擦力與相對位移的乘積，其值為負(fù)值.W＝－Ff滑l相對，且Ff滑l相對＝ΔE損＝Q，即機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
4.什么是平均功率和瞬時(shí)功率，寫出求解平均功率和瞬時(shí)功率的公式，并指明公式中各字母的含義.
答案(1)平均功率：平均功率應(yīng)明確是哪一過程中的平均功率，其計(jì)算公式為P＝Wt(一般公式).
P＝Fvcosα(F為恒力，v為平均速度).
(2)瞬時(shí)功率：瞬時(shí)功率對應(yīng)物體運(yùn)動(dòng)過程中的某一時(shí)刻，其計(jì)算公式為P＝Fvcosα，其中α為該時(shí)刻F與v的夾角.
5.如何理解動(dòng)能定理？應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本思路是怎樣的？
答案(1)對動(dòng)能定理的理解
①總功是指各力做功的代數(shù)和，但要特別注意各功的正負(fù).
②正功表示該力作為動(dòng)力對物體做功.負(fù)功表示該力作為阻力對物體做功.
③動(dòng)能定理是標(biāo)量式，所以不能說在哪個(gè)方向上運(yùn)用動(dòng)能定理.
(2)應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本思路
①明確研究對象和過程，找出初、末狀態(tài)的速度情況.
②對物體進(jìn)行受力分析，明確各個(gè)力的做功情況，包括大小、正負(fù).
③有些力在運(yùn)動(dòng)過程中不是始終存在的，計(jì)算功時(shí)要注意它們各自對應(yīng)的位移.
④如果運(yùn)動(dòng)過程包含幾個(gè)物理過程，此時(shí)可以分段考慮，也可以視為一個(gè)整體列動(dòng)能定理方程.
6.判斷機(jī)械能是否守恒的方法有哪些？機(jī)械能守恒的常用表達(dá)式有哪些？
答案(1)機(jī)械能是否守恒的判斷：①用做功來判斷，看重力(或彈簧彈力)以外的其他力做功的代數(shù)和是否為零.②用能量轉(zhuǎn)化來判斷，看是否有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.③對繩子突然繃緊、物體間碰撞等問題，機(jī)械能一般不守恒，除非題目中有特別說明或暗示.
(2)機(jī)械能守恒的常用表達(dá)式：①Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2.②ΔEk＝－ΔEp.③ΔEA增＝ΔEB減.
7.下表是幾個(gè)重要的功能關(guān)系，請說明各種功所對應(yīng)的能量變化，并填好下面的表格.
做功←――――――――――→功是能量轉(zhuǎn)化的量度能量變化
↓↓
重力做功WG＝mgh←――――――→WG＝－ΔEp重力勢能變化ΔEp
彈力做功WF←――――――→WF＝－ΔEp彈性勢能變化ΔEp
合力做功W合＝W1＋W2＋W3＋…←――――――→W合＝ΔEk動(dòng)能變化ΔEk
除彈力和重力之外其他力做功W總←――――――→W總＝ΔE機(jī)械能變化ΔE
滑動(dòng)摩擦力和介質(zhì)阻力做功Wf←――――――→Wf＝ΔE內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)能變化ΔE內(nèi)
電場力做功WAB＝qUAB←――――――→WAB＝－ΔEp電勢能變化ΔEp
電流做功W＝IUt←――――――→W＝ΔE電能變化ΔE＝IUt
安培力做功←――――――→W安＝－ΔE電電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能：ΔE電＝ΔE機(jī)
在電磁感應(yīng)中克服安培力做功←――――――→W安＝－ΔE電其他形式能轉(zhuǎn)化為電能：ΔE其他＝ΔE電
