第一讲分子动理论__气体及热力学定律
[以选择题的形式考查，一般涉及分子力、分子力做功、微观量的估算等知识]
[典例] (1)下列说法正确的是________。 A ．布朗运动是液体分子的无规则运动 B ．物体的温度升高时，其分子平均动能增大 C ．分子间距离逐渐增大时，分子势能逐渐减小 D ．分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小
(2)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝1.0×103 cm 3。已知水的密度ρ＝1.0×103 kg /m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－
2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A
＝6.0×1023 mol －
1。试求：(结果均保留一位有效数字)
①该液化水中含有水分子的总数N ； ②一个水分子的直径d 。
[破题关键点] 解答本题时应注意以下三点： (1)温度与分子平均动能的关系； (2)分子势能变化与分子力做功的关系； (3)估算液体分子直径应建立球模型。
[解析] (1)布朗运动研究的是液体中悬浮颗粒的运动，A 错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，B 正确；分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小，D 正确；若分子间表现为引力，分子间距增大，分子力做负功，分子势能逐渐增大，C 错误。
(2)①水的摩尔体积为V 0＝M ρ＝1.8×10－
5 m 3/mol ，
水分子数为：N ＝V
V 0N A ＝3×1025个
②建立水分子的球模型有
V 0N A ＝16
πd 3
得水分子直径d ＝36V 0πN A ＝36×1.8×10－5
3.14×6.0×1023 m ＝4×10－10
m [答案] (1)BD (2)①3×1025个 ②4×10
－10
m
一、基础知识要记牢 1．油膜法测分子直径的原理
用V 表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，用S 表示单分子油膜的面积，用d 表示分子的直径，则：d ＝V S
。
2．估算微观量的两种模型
(1)球体模型：一般适用于固体、液体，认为分子为一个个球体，体积V 0＝1
6πd 3，d 为分
子直径。
(2)立方体模型：一般适用于气体，认为一个分子占据的空间为一个立方体，体积V 0＝d 3，d 为平均分子间距。
3．说明分子永不停息地做无规则运动的两个实例 (1)布朗运动：
①研究对象：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒。 ②运动特点：无规则、永不停息。 ③相关因素：颗粒大小、温度。
④物理意义：说明液体或气体分子做永不停息地无规则的热运动。 (2)扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象。 产生原因：分子永不停息地做无规则运动。 4．分子间的相互作用力与分子势能
(1)分子力：①定义：分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，分子力是引力和斥力的合力。分子力与分子间距离的关系如图6－1－1所示。
图6－1－1
②规律：引力和斥力均随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更快；都随分子间距离的减小而增加，但斥力增加得更快。
(2)分子势能：
①分子力做功与分子势能变化的关系：当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增加。
②分子势能变化曲线如图6－1－2所示，r ＝r 0时分子势能具有最小值。
图6－1－2
二、方法技巧要用好
1．固体、液体分子微观量的计算(估算) (1)分子数N ＝nN A ＝
m M 0N A ＝V
V 0
N A 。 (2)分子质量的估算方法： 每个分子的质量为m 1＝M 0
N A
。
(3)分子体积(分子所占空间)的估算方法：
每个分子的体积(分子所占空间)V1＝V0
N A＝M0
ρN A，其中ρ为固体或液体的密度。
(4)分子直径的估算方法：
把固体、液体分子看成球形，则分子直径d＝3
6V1/π＝
3
6V0/πN A；把固体、液体分子看
成立方体，则d＝3
V1＝
3
V0/N A。
2．气体分子微观量的估算方法
(1)物质的量n＝V
22.4，V为气体在标况下的体积，单位是L。
(2)分子间距的估算方法：
设想气体分子均匀分布，每个分子占据一定的体积。假设为立方体，分子位于每个立方体的中心，每个小立方体的边长就是分子间距；假设气体分子占有的体积为球体，分子位于球体的球心，则分子间距离等于每个球体的直径。
三、易错易混要明了
用V0＝V
N A只能估算固体和液体分子的体积，若用于气体，则求出的是平均每个分子所占有空间的体积。
1．(2013·广州模拟)PM2.5是指直径小于2.5 μm的颗粒，其悬浮在空气中很难自然沉降到地面。则空气中的PM2.5()
A．不受重力作用
B．运动不是分子热运动
C．相互作用力表现为分子斥力
D．颗粒越大，无规则运动越明显
解析：选B PM2.5是指直径小于2.5 μm的颗粒，受到微小重力作用，在空气中受空气分子的频繁碰撞，做布朗运动，且颗粒越小，无规则运动越明显，故只有B正确。
2．(2013·新课标全国卷Ⅰ)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是()
A．分子力先增大，后一直减小
B．分子力先做正功，后做负功
C．分子动能先增大，后减小
D．分子势能先增大，后减小
E．分子势能和动能之和不变
解析：选BCE本题考查分子力、分子力做功和分子势能的概念，意在考查考生对分子
力、分子力做功与分子势能关系的掌握情况。分子力应先增大，后减小，再增大，所以A选项错；分子力先为引力，做正功，再为斥力，做负功，B选项正确；根据动能定理可知分子动能先增大后减小，分子势能先减小后增大，分子动能和分子势能之和保持不变，所以C、E选项正确，D错误。
[以选择题或填空题的形式考查，一般涉及热力学第一定律的应用、热力学第二定律的理解及固体、液体的性质等知识]
[典例](2013·德州模拟)(1)以下说法正确的是________。
A．物理性质各向同性的一定是非晶体
B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
C．质量和温度都相同的氢气和氧气(可视为理想气体)的内能相同
D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
(2)如图6－1－3所示的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体，活塞
与汽缸间无摩擦，汽缸开口向上。开始汽缸所处的环境温度为87℃，活塞
距汽缸底部距离为12 cm，后来环境温度降为27℃，则：
①此时活塞距汽缸底部距离为多少？图6－1－3
②此过程中气体内能________(填“增大”或“减小”)，气体将________(填“吸热”或者“放热”)。
[破题关键点]
(1)物理性质各向同性的固体只有非晶体吗？
(2)理想气体的内能除与温度有关，还与什么因素有关？
(3)环境温度变化时，气体哪个状态参量不变？气体状态变化应遵循哪个实验定律？
(4)理想气体的内能与温度有什么关系？如何判断气体是吸热还是放热？
[解析](1)因多晶体物理性质也是各向同性，故物理性质各向同性的不一定是非晶体，A 错误；质量相同的氢气和氧气的物质的量不同，温度相同，分子的平均动能相同，因此它们的内能不同，故C错误；悬浮颗粒越大，某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，各个方向撞击力趋于平衡，因此布朗运动越不明显，B错误；热量只能自发地由高温物体传到低温物体，D正确。
(2)①气体温度变化，压强不变，故满足盖—吕萨克定律：由V 1T 1＝V 2T 2，即：12 S 360＝h 2S
300
解得：h 2＝10 cm 。
②一定质量的理想气体的内能由温度决定，温度降低，气体内能减小，即ΔU <0，体积减小，外界对气体做功，即W >0，由ΔU ＝W ＋Q 可知Q <0，即气体向外界放热。
[答案] (1)D (2)①10 cm ②减小 放热
一、基础知识要记牢 1．晶体和非晶体
2．热力学第一定律公式ΔU ＝Q ＋W 符号的规定
3．热力学第二定律的两种表述
(1)不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。
(2)不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化。 二、方法技巧要用好
1．应用热力学第一定律时，要注意各符号正负的规定，并要充分考虑改变内能的两个因素：做功和热传递。不能认为物体吸热(或对物体做功)，物体的内能一定增加。
2．若研究物体为气体，对气体做功的正负与气体的体积有关，气体体积增大，气体对外做功，W 为负值；气体的体积减小，外界对气体做功，W 为正值。
1．(2013·昆明调研)下列说法中正确的是________。 A ．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大
B ．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动
C ．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D ．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律
E ．某气体的摩尔体积为V ，每个分子的体积为V 0，则阿伏加德罗常数可表示为N A ＝V
V 0
解析：选ABC 气体放出热量，若外界对气体做功，温度升高，其分子的平均动能增大，选项A 正确；布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，选项B 正确；当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，选项C 正确；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，选项D 错误；某固体或液体的摩尔体积为V ，每个分子的体积为V 0，则阿伏加德罗常数可表示为N A ＝V
V 0
，而气体此式不成立。 2．(1)如图6－1－4为一定质量的某种理想气体由状态A 经过状态C 变为状态B 的图像，下列说法正确的是( )
图6－1－4
A ．该气体在状态A 时的内能等于在状态
B 时的内能 B ．该气体在状态A 时的内能等于在状态
C 时的内能 C ．该气体由状态C 至状态B 为吸热过程
D ．该气体由状态A 至状态C 对外界所做的功大于从状态C 至状态B 对外界所做的功
(2)如图6－1－5所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的理想气体，容器横截面积为S ，活塞质量为m ，大气压强为p 0，重力加速度为g ，活塞处于静止状态，现对容器缓缓加热使容器内的气体温度升高t ℃，活塞无摩擦地缓慢向上移动了h ，在此过程中气体吸收的热量为Q ，问：
①被密封的气体对外界做了多少功？ 图6－1－5
②被密封的气体内能变化了多少？
解析：(1)由气体状态方程p A V A T A ＝p B V B T B ＝p C V C T C
，可求得T A ＝T B >T C ，而理想气体的内能是
由温度决定的，温度高内能大，温度低内能小，故气体在状态A 时的内能等于在状态B 时的内能而大于在状态C 时的内能。气体由C 到B ，体积增大，对外做功，其内能又增加，由热
力学第一定律可知，该过程必然吸热。
(2)①活塞缓慢上移，气体推动活塞的力F＝mg＋p0S，则气体对活塞做功W＝(mg＋p0S)h。
②由热力学第一定律W＋Q＝ΔU，其中因为是气体对外界做功，功代入负值运算，得到ΔU＝－(p0S＋mg)h＋Q。
答案：(1)AC(2)①(p0S＋mg)h②－(p0S＋mg)h＋Q
气体实验定律和理想气体状态方程
[以计算题的形式考查，常涉及气体压强的计算、三个实验定律和理想气体状态方程等知识]
[典例](2013·新课标全国卷Ⅱ)如图6－1－6，一上端开口、下端封闭的细长玻
璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1＝25.0 cm的空气柱，中间有一段长为l2＝25.0
cm的水银柱，上部空气柱的长度l3＝40.0 cm。已知大气压强为p0＝75.0 cmHg。现将
一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l1′＝20.0
cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。
[思路点拨]图6－1－6
(1)活塞缓慢移动过程中上、下两部分气体均为等温变化过程。
(2)上、下两部分气体的压强差保持不变。
(3)活塞下推的距离等于两空气柱长度的减少量之和。
[解析]以cmHg为压强单位。在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p
＝p0＋l2①
1设活塞下推后，下部空气柱的压强为p1′，由玻意耳定律得
p1l1＝p1′l1′②
如图，如活塞下推距离为Δl，则此时玻璃管上部空气柱的长度为
l3′＝l3＋l1－l1′－Δl③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为p3′，
则p 3′＝p 1′－l 2④ 由玻意耳定律得 p 0l 3＝p 3′l 3′⑤
由①至⑤式及题给数据解得 Δl ＝15.0 cm ⑥ [答案] 15.0 cm
一、基础知识要记牢
1．理想气体是指严格遵守气体实验定律的气体
(1)理想气体是一种经科学地抽象而建立的理想化模型，实际上不存在。 理想气体分子之间不存在相互作用力，分子间没有分子势能，气体的内能只与温度有关。
(2)实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大、温度不太低时都可当作理想气体来处理。
2．气体的三个实验定律都是理想气体状态方程的特例 理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2
T 2
(1)当T 1＝T 2时，p 1V 1＝p 2V 2(玻意耳定律) (2)当V 1＝V 2时，p 1T 1＝p 2
T 2
(查理定律)
(3)当p 1＝p 2时，V 1T 1＝V 2
T 2(盖—吕萨克定律)
二、方法技巧要用好
1．应用气体实验定律或气体状态方程解题的步骤
(1)选对象——根据题意，选出所研究的某一部分气体，这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持一定。
(2)找参量——找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p 、V 、T 数值或表达式，压强的确定往往是个关键，常需结合力学知识(如力的平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式。
(3)认过程——过程表示两个状态之间的一种变化方式，除题中条件已直接指明外，在许多情况下，往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析才能确定。认清变化过程是正确选用物理规律的前提。
(4)列方程——根据研究对象状态变化的具体方式，选用气体方程或某一实验定律，代入具体数值，最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义。
2．解决多汽缸问题的方法
两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解。
1．(2013·邯郸模拟)如图6－1－7(a)所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，厚度不计的活塞横截面积S ＝2×10－
3 m 2，质量m ＝
4 kg ，汽缸内密闭了部分气体，此时活塞
与汽缸底部之间的距离为24 cm ，在活塞的右侧12 cm 处有一与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为300 K ，大气压强p 0＝1.0×105 Pa 。现将汽缸竖直放置，如图(b)所示，取g ＝10 m/s 2，求：
图6－1－7
(1)活塞与气缸底部之间的距离； (2)缓慢加热到675 K 时封闭气体的压强。 解析：(1)V 1＝24S ，V 2＝L 2S p 2＝p 0＋mg S
由等温变化有p 1V 1＝p 2V 2 得L 2＝p 1V 1
p 2S
＝20 cm
(2)设活塞到卡环时温度为T 3，此时V 3＝36S ，由等压变化V 2T 2＝V 3
T 3
得T 3＝V 3
V 2
T 2＝540 K
对由540 K 到675 K 的等容变化过程，有p 3T 3＝p 4T 4得p 4＝T 4
T 3p 3＝1.5×105 Pa 。
答案：(1)20 cm (2)1.5×105 Pa
2．(2013·聊城调研)如图6－1－8所示为一简易火灾报警装置。其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。27℃时，空气柱长度L 1为20 cm ，水银上表面与导线下端
的距离L 2为10 cm ，管内水银柱的高度h 为8 cm ， 图6－1－8 大气压强为75 cm 水银柱高。
(1)当温度达到多少℃时，报警器会报警？
(2)如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多少cm 高的水银柱？ (3)如果大气压增大，则该报警器的报警温度会受到怎样的影响？ 解析：(1)根据V 1T 1＝V 2
T 2，V 1＝L 1S ，V 2＝(L 1＋L 2)S ，T 1＝300 K ，
解得：T 2＝450 K ，t ＝450℃－273℃＝177℃ (2)设应该再往玻璃管内注入x cm 高的水银柱， 则V 3＝(L 1＋L 2－x )S ，
根据p 1V 1T 1＝p 3V 3
T 3，T 1＝300 K ，T 3＝360 K ，V 1＝L 1S ，p 1＝83 cmHg ，p 3＝(83＋x )cmHg ，
解得：x ＝8.14 cm 。
(3)如果大气压增大，则该报警器的报警温度会升高。 答案：(1)177℃ (2)8.14 cm (3)报警温度会升高
1．(2013·北京高考)下列说法正确的是( ) A ．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 B ．液体分子的无规则运动称为布朗运动 C ．物体从外界吸收热量，其内能一定增加 D ．物体对外界做功，其内能一定减少
解析：选A 本题考查布朗运动、热力学第一定律，意在考查考生的理解能力。悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动称为布朗运动，它反映了液体分子的无规则运动，则A 项正确，B 项错误；物体从外界吸收热量，由于做功情况未知，其内能不一定增加；同理，物体对外界做功，其内能不一定减少，则C 、D 两项错误。
2．(2013·福建高考)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f 和分子势能E p 随分子间距离r 变化关系的图线是( )
图1
解析：选B 本题考查分子间作用力以及分子势能随分子间距离变化关系，意在考查考生对该部分知识的了解情况。当r ＝r 0时，分子间作用力f ＝0，分子势能E p 最小，排除A 、C 、D 。
3．(2013·广东高考)图2为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L 水，上部密封1 atm 的空气0.5 L ，保持阀门关闭，再充入1 atm 的空气
0.1 L ，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有( )
A ．充气后，密封气体压强增加
B ．充气后，密封气体的分子平均动能增加 图2
C ．打开阀门后，密封气体对外界做正功
D ．打开阀门后，不再充气也能把水喷光
解析：选AC 本题考查分子平均动能及气体实验定律，意在考查考生对分子平均动能的理解及对气体状态变化过程分析的能力。充气后，一定量气体的体积减小，气体的温度不变，根据玻意耳定律可知，气体的压强增大，A 项正确；由于气体分子的平均
动能是由温度决定的，温度不变，气体分子的平均动能不变，B 项错误；打开阀门后，气体推动液体，气体的体积增大，对外做功，C 项正确；当气体的压强减小到外部与内部压强差等于水柱产生的压强时，液体不再喷出，D 项错误。
4. (2013·青岛模拟)某学生用导热性能良好的注射器和弹簧秤来测大气压强p 0，该同学先测出注射器活塞的横截面积S 和重力G ，再竖直固定注射器，将
活塞移到某一适当位置，用橡皮帽将注射器小孔封住，活塞静止时读出初状态气体的体积V 1；最后用弹簧秤将活塞缓慢向上拉出一定的距离，使气体的体积为V 2；若注射器内气体没有损失，下列说法中正确的是( )
A ．气体体积为V 2时弹簧秤的读数是F ＝p 0S (1－V 1
V 2
)
B ．气体的内能保持不变 图3
C ．单位时间内，封闭气体中大量气体分子对活塞撞击的次数增多
D ．气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量
解析：选BD 缓慢上拉活塞时气体温度不变，气体的内能保持不变，由ΔU ＝W ＋Q 可知，气体从外界吸收的热量与气体对外界做功相等，B 、D 均正确；因气体的温度不变，体积增大压强减小，故单位时间气体分子撞击活塞的次数减少，C 错误；由p 1S ＝p 0S ＋G ，F ＋p 2S ＝p 0S ＋G ，又p 1V 1＝p 2V 2，联立可解得，F ＝p 1S (1－V 1
V 2
)，故A 错误。
5．(2013·潍坊模拟)(1)下列说法正确的是________。 A ．0℃的冰与0℃的水分子的平均动能相同 B ．温度高的物体内能一定大
C ．分子间作用力总是随分子间距离的增大而减小
D ．随着制冷技术的不断提高，绝对零度一定能在实验室中达到
图4
(2)一定质量的理想气体压强p 与热力学温度T 的关系图像如图4所示，气体在状态A 时的体积V 0＝2 m 3，线段AB 与p 轴平行。
①求气体在状态B 时的体积；
②气体从状态A 变化到状态B 过程中，对外界做功30 J ，问该过程中气体吸热还是放热？热量为多少？
解析：(1)只要物体的温度相同，分子的平均动能就相同，A 正确；物体的内能除与温度有关，还与体积和物质的量有关，B 错误；分子间的作用力在r >r 0时，随分子间距离的增大先增大后减小，C 错误；绝对零度是极限温度，只能接近不可能达到，D 错误。
(2)①由p -T 图可知，气体由A →B 发生等温变化，由玻意耳定律得：p 0V 0＝2p 0·V B ，解得V B ＝V 0
2
＝1 m 3。
②由热力学第一定律得：ΔU ＝W ＋Q ，ΔU ＝0，
W ＝－30 J 可得：Q ＝30 J>0，故气体从外界吸收30 J 的热量。 答案：(1)A (2)①1 m 3 ②吸热 30 J
6. (2013·上海联考)如图5所示，导热良好的薄壁汽缸放在光滑水平面上，用横截面积为S ＝1.0×10－
2 m 2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞杆
的另一端固定在墙上。外界大气压强p 0＝1.0×105 Pa 。当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10－
3 m 3。
(1)当环境温度缓慢升高到87℃时，汽缸移动了多少距离？ 图5 (2)如果环境温度保持在87℃，对汽缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时汽缸受到的水平作用力多大？
解析：(1)气体等压变化V 1T 1＝V 2T 2
V 2＝T 2V 1T 1＝360300×2.0×10－3 m 3＝2.4×10－
3 m 3
气缸移动的距离为
Δl ＝V 2－V 1S ＝0.4×10－
31.0×10
2 m ＝4×10－2 m (2)从状态1→3气体等容变化p 1T 1＝p 3T 3
p 3＝p 1T 3T 1＝360×1.0×105
300 Pa ＝1.2×105 Pa
或从状态2→3气体等温变化p 2V 2＝p 3V 3
p 3＝p 2V 2V 3＝1.0×105×2.4×10－
32.0×10
－3
Pa ＝1.2×105 Pa 。 p 3S ＝p 0S ＋F ，所以F ＝(p 3－p 0)S ＝2×104×10－
2 N ＝200 N
答案：(1)4×10－
2 m (2)200 N
7．(2013·商丘模拟)(1)下列说法正确的是________。
A ．温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，则分子的平均动能越大
B ．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少，布朗运动越不明显
C ．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性
D ．在使两个分子间的距离由很远(r >10－
9 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间的作用
力先减小后增大，分子势能不断增大
(2)一足够高的直立汽缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80 cm 的气柱，活塞的横截面积为0.01 m 2，活塞与汽缸间的摩擦不计，汽缸侧壁通过一个开口与U 形管相
连，开口离汽缸底部的高度为70 cm ，开口管内及U 形管内的气体体积忽略不计。已知如图6所示状态时气体的温度为7℃，U 形管内水银面的高度差h 1＝5 cm ，大气压强p 0＝1.0×105 Pa 保持不变，水银的密度ρ＝
13.6×103 kg /m 3，g 取10 m/s 2。求： 图6
①活塞的重力；
②现在活塞上添加沙粒，同时对汽缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U 形管内水银的高度差为多少？
解析：(1)由温度的微观含义可知A 正确；悬浮在液体中的颗粒越小，布朗运动越明显，B 错误；各种晶体的原子(或分子、离子)都按照一定规律在空间排列，C 正确；两个分子由很远减小到很难再靠近的过程中，分子力先增大再减小后再反向增大，分子势能先减小后增大，D 错误。
(2)①由p 0＋G 活塞S ＝p 0＋ρgh 1，可得
G 活塞＝ρgh 1S ＝68 N
②缸内气体发生等容变化，由p 0＋ρgh 1T 1＝p 0＋ρgh 2
T 2解得：h 2＝0.134 m 。
答案：(1)AC (2)①68 N ②0.134 m
8．(2013·保定模拟)(1)如图7所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲、乙两分子间作用力与距离关系的函数图像如图所示，现把乙分子从r 3处由静止释放，则下列说法正确的是________。
图7
A ．乙分子从r 3到r 1一直加速
B ．乙分子从r
3到r 1先加速后减速
C ．乙分子从r 3到r 1的过程中，加速度先增加后减小
D ．乙分子从r 3到r 1的过程中，两分子间的分子势能先减小后增加
E ．乙分子从r 3到r 1的过程中，两分子间的分子势能一直减小 (2)如图8所示，一直立的汽缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，质量均为1.0 kg 的活塞A 、B 用一长度为20 cm 、质量不计的轻杆连接，
它们可以在筒内无摩擦地上下滑动。A 、B 的截面积 图8
分别为10 cm 2和20 cm 2，A 和B 之间封闭有一定量的理想气体，A 的上方及B 的下方都是大气，大气压强始终保持为1.0×105 Pa 。当汽缸内气体的温度为600 K 时，活塞处于图示
位置平衡，活塞A 、B 到两筒的连接处的距离相等。g 取10 m/s 2，试求： (ⅰ)此时汽缸内气体压强；
(ⅱ)当汽缸内气体的温度缓慢降至560 K 时，分析活塞A 、B 的位置变化情况。 解析：(1)r >r 1时甲、乙分子间表现为引力，故乙分子从r 3到r 1的过程一直加速，分子力做正功，分子势能一直减小，故A 、E 正确，B 、D 错误；由图可知，r ＝r 2时分子力最大，故乙分子从r 3到r 1的过程中分子力先增大后减小，故其加速度也先增加后减小，C 正确。
(2)(ⅰ)设轻杆对活塞有支持力，封闭气体的压强为p 1，由于活塞A 、B 均处于平衡状态：对活塞A 受力分析得：p 0S A ＋m A g ＝p 1S A ＋F N
对活塞B 受力分析得：p 0S B ＝p 1S B ＋m B g ＋F N 代入数据解得：p 1＝8×104 Pa
(ⅱ)当汽缸内气体的温度刚开始缓慢下降时，活塞仍处于平衡状态，缸内气体压强不变，气体等压降温，活塞A 、B 一起向上移动，直至活塞B 移到两筒的连接处。
设活塞A 、B 向上移动的距离为x 降温前：V 1＝L 2S A ＋L
2
S B ，T 1＝600 K
降温后：V 2＝(L 2＋x )S A ＋(L
2－x )S B ，温度为T 2＝560 K
根据盖—吕萨克定律得： V 1T 1＝V 2
T 2
代入数据解得：x ＝2 cm x <10 cm ，符合题意
即当汽缸内气体的温度缓慢降至560 K 时，活塞A 、B 向上移动2 cm 。 答案：(1)ACE (2)(ⅰ)8×104 Pa (ⅱ)上移2 cm
第二讲振动和波动__光学
[常以选择题的形式考查，一般涉及由图像得出有关振动或波动的物理信息、振动方向与波传播方向互判及两种图像的对比等知识]
[典例](2013·淄博模拟)图6－2－1甲是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，此时离原点6 m的介质质点刚要开始振动，图乙是该简谐波传播方向上某一质点的振动图像，由此可知这列波()
图6－2－1
A．波长为4 m B．周期为3 s
C．传播速度为2 m/s D．波源起振方向向上[思路点拨]
(1)由y -x图像可以读出波长λ。
(2)由y -t图像可以读出波的周期T。
(3)由v＝λ
T可以计算波速。
(4)x＝6 m处质点的振动方向即为波源的起振方向。
[解析]由图甲中波动图像可以得出λ＝4 m，由图乙中振动图像可以得出波的周期T＝2
s，由v＝λ
T可求得波的传播速度为v＝2 m/s，故A、C正确，B错误；x＝6 m处质点的起振方向竖直向下，故波源的起振方向为竖直向下，D错误。
[答案]
AC
一、基础知识要记牢
1．对波长、波速及频率的理解
(1)波长λ：反映了波动在空间上的周期性，即沿波的传播方向相隔nλ(n＝1,2,3，…)的两质点的振动情况(位移、速度、加速度)完全相同。
(2)波速：在同一种均匀介质中同一类机械波波速是一恒量，它只与介质有关，与波的频率无关。但电磁波的波速既与介质有关，还与频率有关。
(3)频率：波的频率，即波源振动的频率，只与波源有关，与介质无关。
(4)波速与波长、频率的关系：v＝λf。
2．振动图像和波动图像对比
二、方法技巧要用好
1．波的传播方向与质点振动方向的互判方法 (1)“上下坡”法：
沿波的传播速度的正方向看，“上坡”的点向下振动，“下坡”的点向上振动，简称“上坡下，下坡上”。(如图6－2－2甲所示)
图6－2－2
(2)同侧法：
在波的图像上的某一点，沿纵轴方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿x 轴方向画个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。(如图6－2－2
乙所示)
2．求解波动图像与振动图像综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法
(1)分清振动图像与波动图像。此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x 则为波动图像，横坐标为t 则为振动图像。
(2)看清横、纵坐标的单位。尤其要注意单位前的数量级。 (3)找准波动图像对应的时刻。 (4)找准振动图像对应的质点。
三、易错易混要明了
波速与振速不同。波源的振动形式、振动能量由近及远的传播速度即波速。v ＝x t ＝λT ，在
同一种均匀介质中波动的传播是匀速的，波动中的各质点都在平衡位置附近做周期性振动，是变加速运动。
1．(2013·福建高考)如图6－2－3，t ＝0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y 轴正向开始振动，振动周期为0.4 s ，在同一均匀介质中形成沿x 轴正、负两方向传播的简谐横波。下
图中能够正确表示t ＝0.6 s 时波形的图是( )
图6－2－3
解析：选C 本题考查简谐波，意在考查考生对简谐振动和简谐波的理解和认识。由题意可知，t ＝11
2T ，此时波源刚好经过平衡位置向下振动，再由传播方向可知形成的波形应为
C 。
2．(2013·江西两校联考)如图6－2－4甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x ＝2 m 处的质点P 以此时刻为计时起点的振动图像。下列说法正确的是( )
图6－2－4
A ．这列波的传播方向是沿x 轴正方向
B ．这列波的传播速度是20 m/s
C ．经过0.15 s ，质点P 沿x 轴的正方向传播了3 m
D ．经过0.1 s ，质点Q 的运动方向沿y 轴正方向
E ．经过0.35 s ，质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平衡位置的距离
解析：选ABE 由质点P 的振动图像可知，该波向x 轴正方向传播，A 正确；v ＝λT ＝40.2
m /s ＝20 m/s ，B 正确；质点不随波迁移，C 错；经过0.1 s ＝1
2T ，质点Q 的运动方向沿y 轴
负方向，故D 错；经过0.35 s ＝13
4T ，质点P 到达波峰，而质点Q 在波谷上某处且在x 轴下
方，故E 正确。
[以选择题或计算题的形式考查，常涉及振动图像及波动图像、波的周期性及传播的双向
性等知识]
[典例] (2013·天津高考)一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m 的a 、b 两质点的振动图像如图6－2－5所示。下列描述该波的图像可能正确的是( )
图6－2－5
图6－2－6
[思路点拨]
由y -t 图像―→Δx ＝n ·λ4
――————→n ＝1、3、5……λ的可能值――——————→对应四个选项结果 [解析] 根据a 、b 两质点的振动图像可知其间距应为λ4的奇数倍，即nλ
4＝9 m ，n ＝1、3、
5…，那么波长λ的可能值是：36 m 、12 m 、365 m 、367 m 、4 m 、36
11 m 等。综上可知答案为
A 、C 。
[答案] AC
一、基础知识要记牢
波动问题出现多解的原因主要是 1．传播方向的双重性带来的多解
在二维空间坐标系中，波的传播方向只有两种可能：沿x 轴的正方向或负方向。在波的传播方向未定的情况下必须要考虑这一点。
高中物理选修3-1《电场》全套同步练习 第01节 电荷及其守恒定律 [知能准备] 1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷． 2．物体的带电方式有三种： （1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电． （2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另 一端带上与带电体相 的电荷． （3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全 相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同 种电荷的总电荷量平均分配在两球上． 3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部 分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ． 4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =1.60×10-19C.实验指出，所有带电体 的电荷量或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早 由美国科学家 用实验测得的． 5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值 m q ．电子的比荷为kg C m e e /1076.111?=． [同步导学] 1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷． 2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变． 例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ） A ．物体所带的电荷量可以为任意实数 B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值 C ．物体带电＋1.60×10-9C ，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 D ．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C 解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e 的整数倍，故A 错，B 、C 、D 正 确． 如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球， 两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球 都带电的是 （ ） A ．先把两球分开，再移走棒 B ．先移走棒，再把两球分开 C ．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开 D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应出正电荷， 乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A 正确；如果先 移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B 错；如果先将棒接触一下 其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C 正确．可以采用感应起电的方法使两导体球 图1—1—1
选修3—3考点汇编 一、分子动理论 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 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同231 6.0210A 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） Ⅰ.球体模型直径d ＝ 36V 0 π. Ⅱ.立方体模型边长d ＝ 3V 0. ◆ （2013考试说明新要求）： ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 Ⅰ．微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0. Ⅱ．宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m ，物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. a.分子质量：A mol N M m = 0＝A mol N V ρ b.分子体积：A mol N V v = 0＝M ρN A （气体分子除外） 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= === 特别提醒：1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。分子的体积V 0＝V m N A ，仅适用于固体和液体，对气体不适用，仅估算了气体分子所占的空间。 2、对于气体分子，d ＝3 V 0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离. 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空隙，温度越高扩散越快。可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 ◆ （2013考试说明新考点）： （2）布朗运动：它是悬浮在液体（或气体）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
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全 第一章 静电场 第1课时 库仑定律、电场力的性质 考点1.电荷、电荷守恒定律 自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引；电荷的基本性质：能吸引轻小物体 1. 元电荷：电荷量c e 191060.1-?=的电荷，叫元电荷。说明：任意带电体的电荷量都是 元电荷电荷量的整数倍。 2.使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。 3电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，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，电荷的总量保持不变。 考点2.库仑定律 1. 内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。 2. 公式：叫静电力常量）式中,/100.9(2 292 21C m N k r Q Q k F ??== 3. 适用条件：真空、点电荷。 4. 点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状体积对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。 考点3.电场强度 1.电场 ⑴ 定义：存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。 ⑵ 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。 ⑶ 静电场：静止的电荷产生的电场 2.电场强度 ⑴ 定义：放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度。
⑵ 定义式： q F E = E 与 F 、q 无关，只由电场本身决定。 ⑶ 单位：N/C 或V/m 。 ⑷ 电场强度的三种表达方式的比较 定义式 决定式 关系式 表达式 q F E /= 2/r kQ E = d U E /= 适用 范围 任何电场 真空中的点电荷 匀强电场 说明 E 的大小和方向与检验电荷 的电荷量以及电性以及存在与否无关 Q ：场源电荷的电荷量 r:研究点到场源电荷的距离 U:电场中两点的电势差 d ：两点沿电场线方向的距离 （5）矢量性：规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向，或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。 （6）叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的矢量叠加，电场强度的叠加遵从平行四边形定则。 考点4.电场线、匀强电场 1. 电场线：为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。 2. 电场线的特点 ⑴ 电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。 ⑵ 始于正电荷或无穷远，终于无穷远或负电荷，电场线是不闭合曲线。 ⑶ 任意两条电场线不相交。 ⑷ 电场线的疏密表示电场的强弱，某点的切线方向表示该点的场强方向，它不表示电荷在电场中的运动轨迹。 ⑸ 沿着电场线的方向电势降低；电场线从高等势面（线）垂直指向低等势面（线）。 3. 匀强电场 ⑴定义：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称之为匀强电场。 ⑵特点：匀强电场中的电场线是等距的平行线。平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在
高中物理选修3-1 同步训练 1.下列说法正确的是() A．静电感应不是创造了电荷，而是电荷从物体的一部分转移到另一部分引起的 B．一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体有可能带上异种电荷 C．摩擦起电是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷 D．摩擦起电是质子从一物体转移到另一物体 解析：选A.三种起电方式都是电子发生了转移，接触起电时，两物体带同性电荷，故B、C、D错误，A正确． 2.对于一个已经带电的物体，下列说法中正确的是() A．物体上一定有多余的电子 B．物体上一定缺少电子 C．物体的带电量一定是e＝1.6×10－19C的整数倍 D．物体的带电量可以是任意的一个值 解析：选C.带电物体若带正电则物体上缺少电子，若带负电则物体上有多余的电子，A、B 项错误；物体的带电量一定等于元电荷或者等于元电荷的整数倍，C项正确，D项错误．3. 图1－1－4 (2012·江苏启东中学高二月考)如图1－1－4所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则() A．金属球可能不带电 B．金属球可能带负电 C．金属球可能带正电 D．金属球一定带负电 解析：选AB.验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上负的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D. 4.
高二物理第一学期选修 3-1 期末考试试卷 1.有一电场的电场线如图1 所示，场中A、B 两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和U A、U B表示，则[] A.E a＞E b U a＞U b B．E a＞E b U a＜U b C．E a＜E b U a＞U b D．E a＜E w b U a＜U b 2.图2 的电路中C 是平行板电容器，在S 先触1 后又扳到2，这时将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是[ ] A.平行板电容器两板的电势差不变B．平行扳电容器两板的电势差变小C．平行板电容器两板的电势差增大D．平行板电容器两板间的的电场强度不变 3.如图3，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB＞BC，则根据平衡条件可断定[] A．A、B、C 分别带什么性质的电荷B．A、B、C 中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷C．A、B、C 中哪个电量最大D．A、B、C 中哪个电量最小 4.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图 4 所示，那么这束带电粒子可能是[ ] A.向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束D．问左飞行的负离子束 5.在匀强电场中，将一个带电量为q，质量为m 的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图5 所示，那么匀强电场的场强大小为[ ] A.最大值是mgtgθ／q B．最小值是mgsinθ／q C．唯一值是mgtgθ／q D．同一方向上，可有不同的值．
高中物理选修3-1 同步训练 1．下列叙述中正确的是( ) A ．导体中电荷运动就形成电流 B ．国际单位制中电流的单位是安 C ．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的 D ．对于导体，只要其两端电势差不为零，电流必定不为零 解析：选BD.电流产生的条件包括两个方面：一是有自由电荷；二是有电势差．导体中有大量的自由电子，因此只需其两端具有电势差即可产生电流，在国际单位制中电流的单位为安． 2．关于电流，下列叙述正确的是( ) A ．只要将导体置于电场中，导体内就有持续的电流 B ．电源的作用是可以使电路中有持续的电流 C ．导体内没有电流，说明导体内部的电荷没有移动 D ．恒定电流是由恒定电场产生的 解析：选BD.电流在形成时有瞬时电流和恒定电流，瞬时电流是电荷的瞬时定向移动形成的，而恒定电流是导体两端有稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部形成恒定电场而产生恒定电流．故选项B 、D 正确． 3．电路中，每分钟有60亿万个自由电子通过横截面积为0.64×10－ 6 m 2的导线，那么电路中的电流是( ) A ．0.016 mA B ．1.6 mA C ．0.16 μA D ．16 μA 解析：选C.I ＝q t ＝en t ＝1.6×10－19 ×60×101260 A ＝0.16×10－ 6 A ＝0.16 μA. 4．(2012·山东任城第一中学高二月考)铜的原子量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动的速率为( ) A ．光速c B.I neS C.ρI neSm D.Im neSρ 解析：选D.自由电子体密度N ＝n m /ρ＝ρn m ，代入I ＝nqS v ，得v ＝Im neSρ ，D 正确． 5．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？ 解析：通过的电荷量为： q ＝It ＝4×10－ 6×24×3600 C ≈0.35 C. 通过的电子个数为： N ＝q e ＝0.35 C 1.6×10－19 C ＝2.16×1018个． 答案：0.35 C 2.16×1018个 一、选择题 1．关于电流，下列叙述正确的是( ) A ．导线内自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率 B ．导体内自由电子的运动速率越大，电流越大 C ．电流是矢量，其方向为正电荷定向移动的方向 D ．在国际单位制中，电流的单位是安，属于基本单位 解析：选D.此题要特别注意B 选项，导体内自由电子定向移动的速率越大，电流才越大．
第一章 第一节 1． 答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。 接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。 2． 答：由于A 、B 都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，所以，A 带上的是负电荷，这是 电子由B 移动到A 的结果。其中，A 得到的电子数为8 10 1910 6.25101.610 n --==??，与B 失 去的电子数相等。 3． 答：图1－4是此问题的示意图。导体B 中的一部分自由受A 的正电荷吸引积聚在B 的左端，右端会因失去电子而带正电。A 对B 左端的吸引力大于对右端的排斥力，A 、B 之间产生吸引力。 4． 答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违背能量守恒定律。因为，在把A 、B 分开 的过程中要克服A 、B 之间的静电力做功。这是把机械转化为电能的过程。 第二节 1． 答：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等。所以，先把A 球 与B 球接触，此时，B 球带电 2q ；再把B 球与C 球接触，则B 、C 球分别带电4 q ；最后，B 球再次与A 球接触，B 球带电3()2248 B q q q q =+÷=。 2． 答：192 291222152 (1.610)9.010230.4(10)q q e F k k N N r r --?===?? =（注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生29 2 1.410/m s ?的加速度！） 3． 答：设A 、B 两球的电荷量分别为q 、q -，距离 为r ，则22kq F r =-。当用C 接触A 时，A 的电荷量变为2A q q =，C 的电荷量也是2 c q q =； C 再与接触后，B 的电荷量变为224 B q q q q -+ = =-；此时，A 、B 间的静电力变为：2222112288 A B q q q q q F k k k F r r r ? '==-=-=。在此情况下，若再使A 、B 间距增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为2 11232 F F F "='= 。 4． 答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排斥力如图 1－6所示。4q 共受三个力的作用，，由于 1234q q q q q ====，相互间距离分别为a 、 a ，所以2122q F F k a ==，2 222q F k a =。根据平行四 边形定则，合力沿对角线的连线向外，且大小是 2 1222cos 45q F F F a =?+=。由于对称性， 每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小 都相等，且都沿对角线的连线向外。 5． 答：带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡， 它的受力示意图见图1－7。静电斥力tan F mg θ= 5tan 12 θ==，又，2 2tan q F k mg r θ==， 所 以 ， 85.310q C -===? 第三节 1． 答：A 、B 两处电场强度之比为1A B F E q nF E n q ==。A 、C 两处电场强度之比为A C F E q n F E nq ==。 2． 答：电子所在处的电场强度为19 9 112 112 1.6109.010/ 5.110/(5.310)e E k N C N C r --?==??=??， 3 q 1 3
高中物理选修3-1同步练习题 第一节 电荷及其守恒定律 [同步检测] 1、一切静电现象都是由于物体上的 引起的，人在地毯上行走时会带上电，梳头 时会带上电，脱外衣时也会带上电等等，这些几乎都是由 引起的. 2．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为 （ ） A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷 B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷 C.被吸引的轻小物体一定是带电体 D.被吸引的轻小物体可能不是带电体 3．如图1—1—2所示，在带电+Q 的带电体附近有两个相互接触的金属导体A 和B ，均放 在绝缘支座上.若先将+Q 移走，再把A 、B 分开，则A 电，B 电；若先将A 、 B 分开，再移走+Q ，则A 电，B 电. 4．同种电荷相互排斥，在斥力作用下，同种电荷有尽量 的趋势，异种电荷相互吸 引，而且在引力作用下有尽量 的趋势． 5．一个带正电的验电器如图1—1—3所示， 当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时，验电 器中金属箔片的张角减小，则（ ） A ．金属球A 可能不带电 B ．金属球A 一定带正电 C ．金属球A 可能带负电 D ．金属球A 一定带负电 6．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可 判断（ ） A ．验电器所带电荷量部分被中和 B ．验电器所带电荷量部分跑掉了 C ．验电器一定带正电 D ．验电器一定带负电 7．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是 A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移 C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体 D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 8．现有一个带负电的电荷A ，和一个能拆分的导体B ，没有其他的导体可供利用，你如何 能使导体B 带上正电？ 9．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的 A. 2.4×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17C 10．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有2.0×10-5C 的正电荷，小球B 、 C 不带电．现在让小球C 先与球A 接触后取走，再让小球B 与球A 接触后分开，最后让小 球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA= ， qB= ，qC= ． 图1—1—2 图1—1—3
重点高中物理选修31知识点及典型例题
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电荷及其守恒定律 一、学习目标 1.知道两种电荷及其相互作用，知道电量的概念。 2.知道摩擦起电和感应起电并不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。 3.知道电荷守恒定律。 4.知道什么是元电荷。 二、知识点说明 1、电荷守恒定律和元电荷 1.两种电荷： (1)正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷； (2)负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷。 2.电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 3.使物体带电方法： (1)摩擦起电；(2)接触带电；(3)感应起电。 4.摩擦起电： (1)本质：电荷的转移； (2)原因：原子核对核外电子的束缚能力不同。 (3)结果：两个相互摩擦的物理带上了等量异种电荷。 5.自由电子：金属中，最外层电子脱离原子核束缚在金属中自由活动的电子，失去电子的原子变成为了带正电的离子。 6.静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电。当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。 7.电荷守恒定律：电荷既不会产生，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；在转移过程中，电荷的总量保持不变。(一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变) 8.元电荷： (1)最小的电荷量，用e表示，，单位：库仑，简称库，符号用C表示。正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。 3
高中物理学习材料 高二物理3-1模块测试题 一、本题共10小题。（每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。） 1．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是（ ） 2．如图所示，1和2为电阻R 1 和R 2 的伏安特性曲线，若把R 1 和R 2并联接入电路，则（ ） A ．R 1比R 2的发热功率大 B ．R 1比R 2的发热功率小 C ．R 1比R 2的发热功率相同 D ．无法确定 3．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1. 0 A 和2.0 V 。重新调节R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和24.0 V 。则这台电动机正常运转时输出的机械功率为（ ） A ． 48 W B ．47 W C ．40 W D ．32 W 4．如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M 和N ，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M 、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab ，则通电导线ab 在安培力作用下运动的情况是 ( ) A ．沿纸面逆时针转动 B ．沿纸面顺时针转动 C ．a 端转向纸外，b 端转向纸里 D ．a 端转向纸里，b 端转向纸外 5．逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位状态，用“0”表示。关于这里的“1”和“0”下列说法正确的是（ ） A ．“1”表示电压为1 V ，“0”表示电压为0 V B ．“1”表示电压为大于或等于1 V ，“0”表示电压一定为0 V C ．“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数值 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ A － ＋ ＋ ＋ ＋ - - - - B - - ＋ - - - - - - C － - - - - + + + + D
第1章静电场第01节电荷及其守恒定律 [同步检测] 1、一切静电现象都是由于物体上的引起的，人在地毯上行走时会带上电，梳头时会带上电，脱外衣时也会带上电等等，这些几乎都是由引起的. 2．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为（） A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷 B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷 C.被吸引的轻小物体一定是带电体 D.被吸引的轻小物体可能不是带电体 3．如图1—1—2所示，在带电+Q的带电体附近有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上.若先将+Q移走，再把A、B分开，则A 电，B 电；若先将A、B分开，再移走+Q，则A 电，B 电. 4．同种电荷相互排斥，在斥力作用下，同种电荷有尽量的趋势，异 种电荷相互吸引，而且在引力作用下有尽量 的趋势． 5．一个带正电的验电器如图1—1—3当一个金属球A 器中金属箔片的张角减小，则（ A．金属球A可能不带电B．金属球A一定带正电C．金属球A可能带负电图1—1—2 图1—1—3
D．金属球A一定带负电 6．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断（） A．验电器所带电荷量部分被中和 B．验电器所带电荷量部分跑掉了 C．验电器一定带正电 D．验电器一定带负电 7．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是 A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移 C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体 D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 8．现有一个带负电的电荷A，和一个能拆分的导体B，没有其他的导体可供利用，你如何能使导体B带上正电？ 9．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的 A. 2.4×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17C 10．有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷，小球B、C不带电．现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为q A= ，q B= ，q C= ． [综合评价]
模块综合检测 (时间：90分钟 满分：110分) 一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分，第1～8小题只有一个选项符合题意，第9～14小题有多个选项符合题意；全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1.如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近， 磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入图示方 向的电流时，线圈将( ) A ．向左运动 B ．向右运动 C ．静止不动 D ．无法确定 解析：选A 方法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针，由安培定 则可知，线圈等效成小磁针后，左端是S 极，右端是N 极，根据异名磁极 相互吸引，线圈将向左运动。选项A 正确。 方法二：电流元法。取线圈的上、下两小段分析，如图所示，根据其中心对称性可知线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。选项A 正确。 2.如图所示，A 、B 、C 、D 、E 是半径为r 的圆周上等间距的五个点， 在这些点上各固定一个点电荷，除A 点处的电荷量为－q 外，其余各点处 的电荷量均为＋q ，则圆心O 处( ) A ．场强大小为kq r 2，方向沿OA 方向 B ．场强大小为kq r 2，方向沿AO 方向 C ．场强大小为2kq r 2，方向沿OA 方向 D ．场强大小为2kq r 2，方向沿AO 方向 解析：选C 在A 处放一个－q 的点电荷与在A 处同时放一个＋q 和－2q 的点电荷的效果相当，因此可以认为O 处的场是五个＋q 和一个－2q 的点电荷产生的场合成的，五个＋q 处于对称位置上，在圆心O 处产生的合场强为0，所以O 点的场强相当于－2q 在O 处产生的场强。故选C 。 3．以下说法正确的是( ) A ．根据电势差的定义式U A B ＝W AB q ，带电荷量为1 C 正电荷，从A 点移动到B 点克服电场力做功为1 J ，则A 、B 点的电势差为－1 V B ．运动电荷在磁场中一定受到力的作用
第一章静电场 (6) 第1节电荷及其守恒定律 (6) 要点精讲 (6) 1. 静电的产生 (6) 2. 电荷守恒定律 (7) 3. 电量、元电荷 (7) 4. 验电器检验电荷的原理和方法 (7) 5. 点电荷 (7) 第2节库仑定律 (11) 要点精讲 (11) 1. 库仑定律 (11) 2. 库仑定律与力学综合 (11) 典型例题 (12) 即时体验 (13) 针对训练 (15) 第3节电场强度 (17) 要点精讲 (17) 1. 电场和电场的基本性质 (17) 2. 电场强度 (17) 3. 电场力 (17) 4. 点电荷电场的场强 (17) 5. 场强的叠加 (18) 6. 电场线的定义 (18) 7. 电场线的性质 (18) 8. 匀强电场 (18) 9. 电场强度的求解方法 (19) 10. 常见的几种电场的电场线的特点与画法 (19) 11. 等效法处理叠加场 (20) 12. 力学知识综合问题 (20) 典型例题 (21) 即时体验 (23) 针对训练 (26) 第4节电势能和电势 (29) 要点精讲 (29) 1. 静电力做功的特点 (29) 2. 电势能 (29) 3. 电势——表征电场性质的重要物理量度 (30) 4. 等势面 (30) 5. 比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法 (31) 典型例题 (31) 即时体验 (33) 针对训练 (35) 第5节电势差 (37) 要点精讲 (37)
1. 电势差定义 2. 对电势差的三点理解 (37) 典型例题 (37) 即时体验 (38) 针对训练 (40) 第6节电势差与电场强度的关系 (42) 要点精讲 (42) 1. 匀强电场中电势差跟电场强度的关系 (42) 2. 等分法计算匀强电场中的电势 (43) 3. 电场强度的三个公式的区别 (43) 4. 等势面的两个特例 (43) 5. 电场强度与电势的关系 (44) 典型例题 (45) 即时体验 (46) 针对训练 (48) 第7节静电现象的应用 (51) 要点精讲 (51) 典型例题 (53) 即时体验 (54) 针对训练 (55) 第8节电容器的电容 (57) 要点精讲 (57) 典型例题 (58) 即时体验 (64) 针对训练 (65) 第9节带电粒子在电场中的运动 (68) 要点精讲 (68) 1. 研究带电粒子在电场中运动的两种方法 (68) 2. 带电粒子的重力的问题 (68) 3. 带电粒子的加速 (68) 4. 带电粒子在匀强电场中的偏转 (68) 5. 示波管的原理 (69) 6. 带电粒子飞出偏转电场条件的求解方法 (70) 7. 对于复杂运动，通常将运动分解成两个方向的简单运动来求解 (71) 8. 图像法处理矩形波电压问题 (71) 9. 用能量的观点处理带电粒子在电场中的运动 (72) 典型例题 (73) 即时体验 (75) 针对训练 (79) 本章总结 (83) 专项突破 (83) 真题演练 (86) 单元测试 (89) 第二章恒定电流 (92)
安徽 15．由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q 1和q 2，其间距离为r 时，它们之间相互作用力的大小为221r q q k F =，式中k 为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应为( B) A ．kg ·A 2·m 3 B ．kg ·A -2·m 3·s -2 C ．kg ·m 2·C -2 D ．N ·m 2·A -2 16．图示电路中，变压器为理想变压器，a 、b 接在电压有效值不变的变流电源两端，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A 1的示数增大了，电流表A 2的示数增大了，则下列说法正确的是(D) A ．电压表V 1示数增大 B ．电压表V 2、V 3示数均增大 C ．该变压器起升压作用 D ．变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动 17．一根长为L 、横截面积为S 的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n ，电子的质量为m ，电荷量为e 。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速度为v ，则金属棒内的电场强度大小为(C ) A ．eL 2mv 2 B ．e Sn mv 2 C ．nev ρ D ．SL ev ρ 20.已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为0 ε2σ，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S ，其间为真空，带电量为Q 。不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为(D) A ．S εQ 0和S εQ 02 B ．S ε2Q 0和S εQ 02 + + - - S
（人教版）高中物理选修3-3（全册）课时配套练习汇总 第7章第1节物体是由大量分子组成的同步练习新人教版选修 3-3 基础夯实 一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题) 1．下列说法中正确的是( ) A．物体是由大量分子组成的 B．无论是无机物质的分子，还是有机物质的大分子，其分子大小的数量级都是10－10m C．本节中所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包括原子和离子 D．分子的质量是很小的，其数量级为10－10kg 答案：A 解析：物体是由大量分子组成的，故A项正确。一些有机物质的大分子大小的数量级超
过10 －10m，故B项错误。本节中把化学中的分子、原子、离子统称为分子，故C项错误。分子质量的数量级一般为10－26kg，故D项错误。 2．最近发现纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。已知1nm(纳米)＝10－9m，边长为1nm的立方体可容纳的液态氢分子(其直径约为10－10m)的个数最接近下面的哪一个数值( ) A．102B．103 C．106D．109 答案：B 解析：纳米是长度的单位，1nm＝10－9m，即1nm＝10×10－10m，所以排列的分子个数接近于10个，可容纳103个，B项正确。 3．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离( ) A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 D．该气体的密度、体积和摩尔质量 答案：B 解析：对四个选项的条件逐一分析，看根据每个选项的条件能求出何种物理量，由该物理量求出分子间的距离d。如：A选项的条件只能求出分子的总个数，而不能继续求得分子的体积V0，故A选项不正确。同理对选项C，D进行分析判断，C只能求出该气体的密度，D 能求出该气体的质量和摩尔数。故正确答案为B。 4．(南阳市2014～2015学年高二下学期期中)对于液体和固体来说，如果用M表示摩尔质量，m表示分子质量，ρ表示物质的密度，V表示摩尔体积，V0表示分子体积，N A表示阿伏加德罗常数，下列关系中正确的是( ) A．N A＝V V0B．N A＝ V0 V C．M＝ρV D．V＝m ρ 答案：AC 解析：摩尔体积是1mol分子的体积，故N A＝V V0 ，故A正确，B错误；摩尔质量等于密度 乘以摩尔体积，故M＝ρV，故V＝M ρ ，故C正确，D错误。 5．“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是( ) A．将油酸形成的膜看成单分子油膜 B．不考虑各油酸分子间的间隙
模块综合训练（二）第 1页 共4页 高二物理选修3－1模块综合训练（二） 一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。) 1．如图所示的四个实验现象中，不能表明在电流周围能产生磁场的是 A ．图甲中，导线通电后磁针发生偏转 B ．图乙中，通电导线在磁场中受到力的作用 C ．图丙中，当电流方向相同时，导线相互靠近 D ．图丁中，当电流方向相反时，导线相互远离 2．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ，额定电流为I ，线圈电阻为R ，将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( ) A ．电动机消耗的总功率为UI B ．电动机消耗的热功率为U 2 R C ．电源的输出功率为EI D ．电源的效率为1－Ir E 3．关于磁通量的概念，以下说法正确的是 A ．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 B ．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零 C ．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 D ．磁通量发生变化时，磁通密度也一定发生变化 4．如图所示，中子内有一个电荷量为＋23e 的上夸克和两个电荷量为－1 3e 的下夸克，三 个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上，则三个夸克在其圆心处产生的电场强度为 A ．ke r 2 B ．ke 3r 2 C ．ke 9r 2 D ．2ke 3r 2 5．一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向上。若不计空气阻力，则此带电油滴从a 运动到b 的过程中，能量变化情况为 A ．动能增加 B ．重力势能和电势能之和增加 C ．电势能增加 D ．动能和电势能之和减小 6．在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器。当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U ；现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是 A ．I 1增大，I 2不变，U 增大 B ．I 1减小，I 2增大，U 减小 C ．I 1增大，I 2减小，U 增大 D ．I 1减小，I 2不变，U 减小 7．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒。在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确是 A ． B ＝mg sin IL α，方向垂直斜面向上 B ．B ＝mg sin IL α ，方向垂直斜面向下 C ．B ＝mg cos IL α，方向垂直斜面向下 D ．B ＝mg cos IL α ，方向垂直斜面向上 8．如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为U 1， 偏转电压为U 2，电子能够射出，要使电子在电场中的偏转量y 增大为原来的2倍，下列方法中正确的是 b a 班级___________学号______________姓名__________ ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※
高中物理学习材料 金戈铁骑整理制作 电势差 1．在电场中A 、B 两点的电势分别为φA =300V ，φB =200V ，则A 、B 间的电势差U AB =___________，一个质子从A 点运动到B 点，电场力做功_____________，质子动能的增量为______________。 2．将一个电量 -2×10-8C 的点电荷，从零电势点O 移到M 点需克服电场力做功4×10-8J ，则M 点电势φM =___________；若将该电荷从M 点再移至N 点，电场力做功1.4×10-7J ，则N 点电势φN =__________，M 、N 两点间的电势差U MN =_____________。 3．电场中A 点电势φA =80V ，B 点电势φB = -20V ，C 点电势φC =80V ，把q = -3×10-6C 的电荷从B 点移到C 点的过程中电场力做功W BC =______________，从C 点移到A 点，电场力做功W CA =______________。 4．关于 U AB = q W AB 和W AB = qU AB 的理解，正确的是 ( ) A ．电场中的A 、 B 两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q 成反比 B ．在电场中A 、B 两点移动不同的电荷，电场力的功W AB 和电量q 成正比 C ．U AB 与q 、W AB 无关，甚至与是否移动的电荷都没有关系 D ．W AB 与q 、U AB 无关，与电荷移动的路径无关 5．关于电势差 U AB 和电势φA 、φB 的理解正确的是 ( ) A ．U A B 表示B 点相对A 点的电势差，即U AB = φB ? φA B ．U AB 和U BA 是不同的，它们有关系：U AB = ?U BA C ．φA 、φB 都可能有正负，所以电势是矢量 D ．零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无限远处为零电势 6．对U AB =1V 的理解，正确的 是 ( ) A ．从A 到 B 移动1 C 的电荷，电场力做功1J
高中物理学习材料 金戈铁骑整理制作 模块综合测试卷 时间：90分钟分值：100分 第Ⅰ卷(选择题共48分) 一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～9题为单选题，10～12题为多选题) 1. 如图所示，将一个带正电的小球Q放在本身不带电的导体AB靠近A端一侧，由于静电感应，导体的A、B两端分别出现负、正感应电荷．则以下说法中正确的是() A．A端接一下地，导体将带正电荷 B．A端接一下地，导体将带负电荷 C．导体的A端电势低，B端电势高 D．导体上的感应电荷在导体内部产生的电场强度为0 【解析】导体AB处于点电荷＋Q激发的电场中，导体AB的电势大于0，不论A端还是B端接地导体都带负电荷．AB是一个等势体，导体内部的电场强度为0，是感应电荷与场源电荷共同作用的结果． 【答案】B 2．如图所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力() A．竖直向上 B．方向垂直于ad斜向上 C．方向垂直于bc斜向下 D．为零 【解析】导线abcd的有效长度L＝0，故它受到的磁场力的合力为零，即任何闭合通电线圈在匀强磁场中受到的磁场力的合力一定为零． 【答案】D 3．在如图所示的电路中，当电键S闭合后，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将电键S断开，则()
A ．液滴仍保持静止状态 B ．液滴做自由落体运动 C ．电容器上的带电量与R 1的大小有关 D ．电容器上的带电量增大 【解析】 当电键S 闭合后，电容器两极板上的电压是R 2两端的电压，将电键S 断开，电容器两极板上的电压等于电源的电动势，即电容器两极板间的电压增加，液滴受到的电场力增大，液滴将向上做匀加速运动，故选项A 、B 都是错误的．由Q ＝CU 知，此时R 1上无电流，U ＝E ，与R 1的大小无关．电容器上的带电量增大，故选项D 正确，C 错误． 【答案】 D 4．如图所示，粗细均匀的金属环上a 、b 、c 、d 四点把它分为四等份．当a 、b 两点接入电路时，圆环消耗的电功率为P ；当把a 、d 两点接入同一电路中时(即保持电压不变)，圆环消耗的电功率为( ) A .P 4 B ．P C .4P 3 D ．3P 【解析】 设金属环的电阻为4R ，则当a 、b 接入电路时，相当于两个半圆环并联，R 1 ＝R ，消耗的功率P ＝U 2/R ；当a 、d 接入电路时，相当于一个1/4圆环和一个3/4圆环并联，R 2＝3R/4，消耗的功率P ′＝4U 2/3R ，所以P ′＝4P/3. 【答案】 C 5．如图所示，一个电子以100 eV 的初动能从A 点垂直电场线方向飞入匀强电场，在B 点离开电场时，其运动方向与电场线成150°角，则A 与B 两点间的电势差为( ) A ．300 V B ．－300 V C ．－100 V D ．－100 V /3 【解析】 电子做类平抛运动，在B 点，由速度分解可知v B ＝v A cos 60° ＝2v A ，所以E k B ＝4E k A ＝400 eV ，由动能定理得U AB (－e)＝E k B －E k A ，所以U AB ＝－300 V ，B 对． 【答案】 B 6．图中边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷＋q 、＋q 、－q ，则该三角形中心O 点处的场强为( ) A .6kq a 2，方向由C 指向O