第三章 功和能 3-1 汽车在平直路面上行驶，若车与地面间的摩擦力恒定，而空气阻力与速度的平方成正比．设对于一辆质量为1500kg 的汽车总的阻力281300v .+=F （其中F 以N 为单位，v 以m/s 为单位），求当车速为60 km/h ，加速度为1.0m/s 2时，汽车引擎所损耗的瞬时功率． 分析 作用力的瞬时功率等于该力与物体获得的速度的乘积． 解 当汽车的加速度为a 时，引擎牵引力为F 1，应用牛顿第二定律，运动方程为 ma F F =-1 则 2181300v .++=-=ma F ma F 根据瞬时功率的定义，汽车引擎所损耗的瞬时功率为 W 103.83 W 3600 100060360010006081300011500 813004221?=????++?=++==])(..().(v v v ma F P 3-2 如习题1-7所述，若海岸高h = 10 m ，而猛烈的大风使船受到与绳的牵引方向相反的恒定的作用力F = 5000 N ，如图3-2所示．当岸上的水手将缆绳由50 m 收到30 m 后，求缆绳中张力的改变量，以及在此过程中水手所作的功． 分析 水手拉缆绳的过程中，是通过缆绳将力作用在船上实现船体运动作的功．由于缆绳中的张力是变力，直接计算它的功比较困难．根据动能定理，合外力的功等于物体动能的增量，船在此过程中开始前和结束后都保持静止，船只在水平方向发生位移，水平方向只受缆绳张力水平分量和恒定阻力F 作用，则水手通过缆绳张力所作的功的量值 应等于恒力F 所作的负功． 解 缆绳长度由l 1=50 m 收到l 2=30 m 的过程中，位移为s ，水手作的功为 J 101.035J 103010505000 52222222221?=---?=---==() (h l h l F Fs W 设此过程中开始前缆绳张力为F T1、结束后为F T2，它们的水平方向分量都应与恒力F 等大而反向，因此有 F l h l F =-1221T1 F l h l F =-2222T2 则 图3-2
2m 1m 初中物理知识点及典型例题汇总--光现象 知识点1：光在 中是沿直线传播的。光在真空中传播速度是 m/s 。应用：影的形成、小孔成像、日食、月食的成因、激光准值等。 应 用：1、光在真空中传播速度为＿＿＿＿＿＿＿＿＿m/s ；为实现我国的探月计划，向月球发射的激光到达月球并返回地面共需2．56s ，则地球和月球间的距离是＿＿＿＿＿＿m 。 2、下列现象中，不属于光的直线传播的是： （ ） A ．立竿见影 B ．阳光照射浓密的树叶时，在地面上出现光斑 C ．树木在水中形成倒影 D ．在河岸上能看到水中游动的鱼 3、下列说法中正确的是 （ ） A ．射击瞄准时运用了光的直线传播 B ．光在任何介质中都是直线传播 C ．电灯一定是发光体 D ．光在不均匀介质中传播时，传播的路线会弯曲 知识点2：在光的反射中 角等于 角。在反射时，光路是 的。反射类 型分为 反射和 反射，他们都遵守 。能从各个方向 都能看到本身不发光的物体是因为它的表面发生了 。 应 用：1、下列有关光的现象中，正确的说法是： （ ） A.阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这里蕴含着光的反射 B.光与镜面成30°角射在平面镜上，则其反射角也是30° C.人在照镜子时，总是靠近镜子去看，其原因是靠近时像会变大 D.老年人通过放大镜看书，看到的字的实像 2、晚上，在桌子上铺一张白纸，把一块小平面镜平放 在纸上，熄灭室内灯光，用电筒正对着平面镜照射，如 所示。从侧面看去：( )选择并说明理由。 A ．白纸比镜面亮 B ．镜面比白纸亮 C ．白纸与镜面一样亮 简述理由：_____________________________________. 知识点3：平面镜成像特点：物体在平面镜里成的是 立的 像，像与物到镜面的 距离 ，像与物体大小 ；像和物对应点的连线与镜面 。成像原 理：根据 成像。 “正立、等大、对称、虚像” 应 用：1、一个人从远处走向一块坚直放置的平面镜，他在镜内所成的像将（ ） A ．逐渐变大 B ．逐渐变小 C ．大小不变 D ．无法确定 2．利用平面镜可以： （ ） A ．成缩小的像 B ．改变光的传播方向 C ．成倒立的虚像 D ．成正立的实像 3、测量视力时，利用平面镜成像的特点可以节省空间． 如下图所示，让被测者面对镜子背对视力表，此人看到视力表的像离他的距离是 （ ） A ．3m B ．4m C ．5m D ．6m 4、杨刚和程力两同学探究平面镜成像的特点，他们在桌面上 竖一块玻璃板，把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，再拿 一只没点燃的同样的蜡烛，竖立在玻璃板的后面．根据实验 现象回答问题： （1）实验中用玻璃板代替平面镜的主要作用是 _________________，看到玻璃板里面一支点燃的蜡烛是因为________________ ，看到没点
第三章 理想气体的性质 1.怎样正确看待“理想气体”这个概念？在进行实际计算是如何决定是否可采用理想气体的一些公式？ 答：理想气体：分子为不占体积的弹性质点，除碰撞外分子间无作用力。理想气体是实际气体在低压高温时的抽象，是一种实际并不存在的假想气体。 判断所使用气体是否为理想气体（1）依据气体所处的状态（如：气体的密度是否足够小）估计作为理想气体处理时可能引起的误差；（2）应考虑计算所要求的精度。若为理想气体则可使用理想气体的公式。 2.气体的摩尔体积是否因气体的种类而异？是否因所处状态不同而异？任何气体在任意状态下摩尔体积是否都是 0.022414m 3 /mol? 答：气体的摩尔体积在同温同压下的情况下不会因气体的种类而异；但因所处状态不同而变化。只有在标准状态下摩尔体积为 0.022414m 3 /mol 3.摩尔气体常数 R 值是否随气体的种类不同或状态不同而异？ 答：摩尔气体常数不因气体的种类及状态的不同而变化。 4.如果某种工质的状态方程式为pv =R g T ，那么这种工质的比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数吗？ 答：一种气体满足理想气体状态方程则为理想气体，那么其比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数。 5.对于一种确定的理想气体，()p v C C 是否等于定值？p v C C 是否为定
值？在不同温度下()p v C C -、p v C C 是否总是同一定值？ 答：对于确定的理想气体在同一温度下()p v C C -为定值， p v C C 为定值。在不同温度下()p v C C -为定值，p v C C 不是定值。 6.麦耶公式p v g C C R -=是否适用于理想气体混合物？是否适用于实际 气体？ 答：迈耶公式的推导用到理想气体方程，因此适用于理想气体混合物不适合实际气体。 7.气体有两个独立的参数，u(或 h)可以表示为 p 和 v 的函数，即(,)u u f p v =。但又曾得出结论，理想气体的热力学能、焓、熵只取决于温度，这两点是否矛盾？为什么？ 答：不矛盾。实际气体有两个独立的参数。理想气体忽略了分子间的作用力，所以只取决于温度。 8.为什么工质的热力学能、焓、熵为零的基准可以任选？理想气体的热力学能或焓的参照状态通常选定哪个或哪些个状态参数值？对理想气体的熵又如何？ 答：在工程热力学里需要的是过程中热力学能、焓、熵的变化量。热力学能、焓、熵都只是温度的单值函数，变化量的计算与基准的选取无关。热力学能或焓的参照状态通常取 0K 或 0℃时焓时为0，热力学能值为 0。熵的基准状态取p 0=101325Pa 、T 0=0K 熵值为 0 。 9.气体热力性质表中的h 、u 及s 0的基准是什么状态？ 答：气体热力性质表中的h 、u 及s 0的基准是什么状态00(,)T P 00T K =
《光现象》典型例题1 【典型例题精析】光的直线传播 【例题1】图1所示各物体中不属于光源的是（ ） 【变式练习1】图2所示各物体中不属于光源的是（ ） 【变式练习2】唐诗《秋夕》：“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤，天街夜色凉如水，坐看牵牛织女星。”分析诗句描述中的光源有哪些：___________________________________。 【例题2】小明在学习“光的传播”时，看到老师的一个演示实验，过程如下：①用激光笔射向水中，观察到光线是一条直线（如图3）；②在A 点处用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，观察到光线发生了弯曲；③经搅拌后，观察到光线又变直。根据上述现象得出的结果，正确的是（ ） A ．光的传播需要介质 B ．光只有在水中才沿直线传播 C ．光在海波溶液里不能沿直线传播 D ．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 【变式练习】在天高气爽的秋夜，为什么星光闪烁不定 【例题3】汉朝时，勤奋好学的匡衡家里很穷，他白天必须干活挣钱糊口。只有晚上，才能安心读书。由于他买不起蜡烛，天一黑就无法看书了。他的邻居家里很富有，晚上好几间屋子都点起蜡烛照得通亮。匡衡悄悄地在墙上凿了个小洞，烛光就从这洞中透过来了。他借着这微弱的光线，如饥似渴地读起书来……，匡衡后来他做了汉元帝的丞相，成为西汉有名的学者。这就是《凿壁借光》的故事。请你在图4中画出匡衡通过小洞A 从邻居家所借来的烛光能够照亮的范围。 【变式练习】“坐井观天，所见甚少”；请你在图5中画出井底之蛙所能看到天空的范围。 【例题4】如图6所示，A 为发光体，B 是不透明的遮挡物，C 为光屏，试用作图法确定屏上最暗部分的范围。 【变式练习1】如图7所示，阴影B 是不透明物体A 在点光源S 的照射下，投影到竖直墙壁上的影子。请你确定出点光源S 的位置。（保留作图痕迹） 【变式练习2】在无云的晴天，如果你在野外迷失了方向，可以在平地上竖立一根杆，地面上OA 是这根杆在阳光下的影子，过一段时间后，影的位置移到了OB ，如图8所示．则AB 箭头所指的方向是________方． 【例题5 】如图9所示是月球的影区分布，当人随地球运动到 _________ 区时会看到日全食，运动到 _________ A B 图3 图5 A 图4 A 台灯 B 水母 C 太阳 D 火柴 图2 A 星空闪烁 B 萤火虫飞舞 C 明月皎洁 D 灯笼鱼游弋 图1
第三章 功和能 3-1一质点在几个力同时作用下的位移为Δr =5i +8j -9k (m)，其中某个力为恒力f =2i +3j -2k (N)，求这个力在过程中所作的功. 解：()()52985232=-+?-+=??=k j i k j i r f A J 3-2如图所示，一质点在坐标平面内作圆运动，所受外力中某一力f =y 2i +(x -R )2j （SI ），问当该质点自原点o 运动到a 点的过程中f 所作的功是多少? 解：在质点位移 j i r y x d d d += 的微过程中，力f 所作的元功d A 为 ()y R x x y A d d d 2 2 -+=??=r f 因为质点在由方程 ()x R y R -+=2 22 决定的圆周上运动，所以 ()[] () y y R x R x R A d d d 222 2-+--= 质点自o 点运动到a 点的过程中所作的功为 ()[] () 30 2220 2 2 3 4R y y R x R x R A A R = -+--= =???d d d 3-3一物体按规律x =At 2在空气中作直线运动，式中A (＞0)为常量，t 为时间，若空气对物体的阻力正比于物体的速度，阻力系数为k ，求物体由x =0运动到x =L 的过程中，阻力所作的功. 解：按题意物体所受阻力可写为 f kv k dx dt kAt k Ax x =-=-=-=-22 阻力所作的功为 x x A k x f A L L x d 2d 0 ? ?-===23 213 4 kA - 3-4一地下蓄水池，面积为50m 2，贮水深度为1.5m.假定水平面低于地面的高度是5.0m.问要将这池水全部吸到地面，需作多少功?若抽水机的效率为80%，输入功率为35kW ，则需要多少时间可以抽完? 解：将示意图中离地面h 深d h 厚的一层水吸到地面，外力需作的功d A 为 ()()h S m h Sgh gh m A d d d d d ρρ=== ()610211023.422 1 d 1 00 ?=+= = ∴?+h h h Sg h Sgh A h h h ρρ J N A t N 出出入 = =η 23 6 1051.110 3580.0102.4?=???==∴入出N A t η s y o x a R 图3-2
第二章 热力学第一定律 思 考 题 1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？ 答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？ 答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h pv =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大） 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大） 很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？ 答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者 的数学本质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+??? 因为 0du =?，()0d pv =? 所以 0dh =?， 因此焓是状态参数。 而 对 于 能 量 方 程 来 说 ，其循环积分：
题型一、光源的识别 1、生活中许多物体都可以发光，下列物体不属于光源的是（ A. 水母 B.萤火虫 C.月亮 D.霓虹灯 ）
题型二、三种光现象的识别，描述 2、下列各种现象中，由于光的直线传播形成的是 （ ）
3．下列光学现象及其解释正确的是
A．图甲中，漫反射的光线杂乱无章，因此不遵循光的反射定律 B．图乙中，木工师傅观察木板是否光滑平整是利用了光沿直线传播的性质 C．图丙中，钢笔“错位”了是因为光的反射 D．图丁表示太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况 4、我国古代诗词中有许多描述光现象的精彩诗句，如辛弃疾的“溪边照影行， 天在清溪底，天上有行云，人在行云里”．其中“天在清溪底”的现象与图中现 象相似的是（ ）
5、下列四个物理现象中，有一个现象形成的原因与另外三个不同，这个现象是 （ ） A．人站在太阳光下会有影子
B．对镜梳妆时能看到镜中的“自己” C．镜子在阳光下会晃眼睛 D．河水中有岸边的树的倒影 6．下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是：
A．图甲中，小孔成的是倒立的虚像 B．图乙中，人配戴的凹透镜可以矫正远视眼 C．图丙中，白光通过三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光 D．图丁中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
题型三、小孔成像
1．如下图所示，某同学用硬纸筒探究小孔成像。
（1）小孔成像的原理是_______________________________________。 （2）请在下图中作出蜡烛 AB 在屏上所成的像 A′B′（要求标出 A′、B′） 。 ⑶该同学将一根高 3cm 的蜡烛固定在小孔前 6cm 处，改变像到小孔的距离，测出 了不同距离时像的高度，填在表格中：
根据表中的数据及实验观察到的现象可以得到的结论是： 蜡烛和小孔的位置固定 后，像的高度 h 与像到小孔的距离 S 成 （选填“正比”或“反比” ） ， 当像到小孔的距离小于蜡烛到小孔的距离时， 所成的像是________(选填 “放大” 、 “缩小”或“等大” ）的，物体通过小孔所成的像一定是____________(选填： “倒 立的” 、 “放大的” 、 “等大的” 、 “缩小的” ） 。
题型四、光反射定律的应用
1．一束光线与水平面成 24°角，要使反射光线沿水平方向传播，那么平面镜与
第三章 功 与 能 一.选择题 1.一个质点同时在几个力作用下的位移为：)(654SI k j i r +-=?，其中一个力为恒力 )(953SI k j i F +--=，则此力在该位移过程中所作的功为[ ] （A ）67J. （B ）91J. （C ）17J. （D ）-67J. 2.一辆汽车从静止出发在平直公路上加速前进，如果发动机的功率一定，下面哪一种说法是正确的？[ ] （A ）汽车的加速度是不变的。 （B ）汽车的加速度随时间减小。 （C ）汽车的加速度与它的速度成正比。 （D ）汽车的速度与它通过的路程成正比。 （E ）汽车的动能与它通过的路程成正比。 3. 将一重物匀速地推上一个斜坡，因其动能不变，所以 [ ] （A ）推力不做功。 （B ）推力功与摩擦力的功等值反号。 （C ）推力功与重力功等值反号。 （D ）此重物所受的外力的功之和为零。 4、有一倔强系数为k 的轻弹簧，原长为l 0，将它吊在天花板上。当它下端挂一托盘平衡时，其长度变为l 1。然后在托盘中放一重物，弹簧长度变为l 2，则由l 1伸长至l 2的过程中，弹性力所作的功为[ ] （A ）? - 2 1 l l k x d x. （B ）? 2 1l l k x d x. （C ）? --- 20 1l l l l k x d x. （D ） ? --0 20 1l l l l k x d x. 5. 如图，一质量为m 的物体，位于质量可以忽略的直立弹簧正上方高度为h 处，该物体从静止开始落向弹簧，若弹簧的倔强系数为k ，不考虑空气阻力，则物体可能获得的最大动能是[ ] （A ）mgh. （B ）k g m mgh 22 2-. （C ）k g m mgh 222+. （D ）k g m mgh 2 2+. 6. 质量为m=0.5kg 的质点，在XOY 坐标平面内运动，其运动方程为x=5t ，y=0.5t 2(SI)，从t=2s 到t=4s 这段时间内，外力对质点作的功为[ ] （A ）1.5J. （B ）3J. （C ）4.5J. （D ）-1.5J.
3．5 典型例题 例题3－１ 某电厂有三台锅炉合用一个烟囱，每台锅炉每秒产生烟气733 m （已折算成标准状态下的体积），烟囱出口出的烟气温度为100C ?，压力近似为101.33kPa ，烟气流速为30m/s 。求烟囱的出口直径。 解 三台锅炉产生的标准状态下的烟气总体积流量为 烟气可作为理想气体处理，根据不同状态下，烟囱内的烟气质量应相等，得出 因p =0p ，所以 烟囱出口截面积 32V 299.2m /s 9.97m q A = == 烟囱出口直径 3.56m 讨论 在实际工作中，常遇到“标准体积”与“实际体积”之间的换算，本例就涉及到此问题。又例如：在标准状态下，某蒸汽锅炉燃煤需要的空气量3V 66000m /h q =。若鼓风机送入的热空气温度为1250C t =?，表压力为g120.0kPa p =。当时当地的大气压里为b 101.325kPa p =，求实际的送风量为多少？ 解 按理想气体状态方程，同理同法可得 而 1g1b 20.0kPa 101.325kPa 121.325kPa p p p =+=+= 故 33V1101.325kPa (273.15250)K 66000m 105569m /h 121.325kPa 273.15kPa q ?+=?=? 例题３－２ 对如图３－９所示的一刚性容器抽真空。容器的体积为30.3m ，原先容 器中的空气为0.1MPa ，真空泵的容积抽气速率恒定为30.014m /min ，在抽气工程中容器内温度保持不变。试求： （１） 欲使容器内压力下降到0.035MPa 时，所需要的抽气时间。 （２） 抽气过程中容器与环境的传热量。 解 （１）由质量守恒得 即 所以 V d d q m m V τ-= （３） 一般开口系能量方程 由质量守恒得 out d d m m =- 又因为排出气体的比焓就是此刻系统内工质的比焓，即out h h =。利用理想气体热力性质得
2m 1m 初中物理知识点及典型例题汇总--光现象 知识点1：光在 中是沿直线传播的。光在真空中传播速度是 m/s 。应用：影的形成、小孔成像、日食、月食的成因、激光准值等。 应 用：1、光在真空中传播速度为＿＿＿＿＿＿＿＿＿m/s ；为实现我国的探月计划，向月球发射的激光到达月球并返回地面共需2．56s ，则地球和月球间的距离是＿＿＿＿＿＿m 。 2、下列现象中，不属于光的直线传播的是： （ ） A ．立竿见影 B ．阳光照射浓密的树叶时，在地面上出现光斑 C ．树木在水中形成倒影 D ．在河岸上能看到水中游动的鱼 3、下列说法中准确的是 （ ） A ．射击瞄准时使用了光的直线传播 B ．光在任何介质中都是直线传播 C ．电灯一定是发光体 D ．光在不均匀介质中传播时，传播的路线会弯曲 知识点2：在光的反射中 角等于 角。在反射时，光路是 的。反射类 型分为 反射和 反射，他们都遵守 。能从各个方向 都能看到本身不发光的物体是因为它的表面发生了 。 应 用：1、下列相关光的现象中，准确的说法是： （ ） A.阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这里蕴含着光的反射 B.光与镜面成30°角射在平面镜上，则其反射角也是30° C.人在照镜子时，总是靠近镜子去看，其原因是靠近时像会变大 D.老年人通过放大镜看书，看到的字的实像 2、晚上，在桌子上铺一张白纸，把一块小平面镜平放 在纸上，熄灭室内灯光，用电筒正对着平面镜照射，如 所示。从侧面看去：( )选择并说明理由。 A ．白纸比镜面亮 B ．镜面比白纸亮 C ．白纸与镜面一样亮 简述理由：_____________________________________. 知识点3：平面镜成像特点：物体在平面镜里成的是 立的 像，像与物到镜面的 距离 ，像与物体大小 ；像和物对应点的连线与镜面 。成像原 理：根据 成像。 “正立、等大、对称、虚像” 应 用：1、一个人从远处走向一块坚直放置的平面镜，他在镜内所成的像将（ ） A ．逐渐变大 B ．逐渐变小 C ．大小不变 D ．无法确定 2．利用平面镜能够： （ ） A ．成缩小的像 B ．改变光的传播方向 C ．成倒立的虚像 D ．成正立的实像 3、测量视力时，利用平面镜成像的特点能够节省空间． 如下图所示，让被测者面对镜子背对视力表，此人看到视力表的像离他的距离是 （ ） A ．3m B ．4m C ．5m D ．6m 4、杨刚和程力两同学探究平面镜成像的特点，他们在桌面上 竖一块玻璃板，把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，再拿 一只没点燃的同样的蜡烛，竖立在玻璃板的后面．根据实验 现象回答问题： （1）实验中用玻璃板代替平面镜的主要作用是
第四章 功和能 P88-92习题：3、4、5、12、13、14、19、23、27、30、36、 一. 选择题： 3．如图4-18所示，一质点在如图所示的坐标平面内作圆周运动，有一力 0()+F =F i j x y 作用在质点上．在该质点从坐标原点运动到(0，2R ）位置过程中， 力F 对它所作的功为（ ）。 (A)2 0R F ．(B)2 02R F ． (C) 2 03R F ． (D) 2 04R F ． ［］ 4．如图4-19所示，，木块m 沿固定的光滑斜面下滑，当下降h 高度时，重力作功的瞬时功率是（ ）。 (A)21)2(gh mg ．(B)1)2(cos gh mg θ． (C)1()2 1/2mgsin θgh (D) (2)1/2 mgsin θgh ［］ 5．质量为m ＝0.5 kg 的质点，在Oxy 坐标平面内运动，其运动方程为x ＝5t ，y =0.5t 2（SI ），从t =2 s 到t =4 s 这段时间内，外力对质点作的功为（ ）。 (A) 1.5 J ． (B) 3 J ． (C) 4.5 J ． (D) -1.5 J ． ［］ 二. 填空题： 12 ．已知地球质量为M ，半径为R ．一质量为m 的火箭从地面上升到距地面高度为2R 处．在此过程中，地球引力对火箭作的功为_____________________． 13．某质点在力F ＝(4＋5x )i (SI)的作用下沿x 轴作直线运动，在从x ＝0移动到x ＝10 m 的过程中，力F 所做的功为__________． 图4－18 习题4-3图
14．二质点的质量各为m 1，m 2．当它们之间的距离由a 缩短到b 时，它们之间万有引力所做的功为___． 19．如图4-24所示，劲度系数为k 的弹簧，一端固定在墙壁上，另一端连一质量 为m 的物体，物体在坐标原点O 时弹簧长度为原长．物体与桌面间的摩擦系数为μ．若物体在不变的外力F 作用下向右移动，则物体到达最远位置时系统的弹性势能E P ＝_____． 23．如图4-27所示，劲度系数为k 的弹簧，上端固定，下端悬挂重物．当弹簧伸长 重物在O 处达到平衡，现取重物在O 系统的重力势能为_____；系统的弹性势能为；系统的总势能为．（答案用k 和x 0 三. 计算题： 27．如图4-28所示，质量m 为 0.1 kg 的木块，在一个水平面上和一个劲度系数k 为20 N/m 的轻弹簧碰撞，木块将弹簧由原长压缩了x = 0.4 m ．假设木块与水平面间的滑动摩擦系数μk 为0.25， 问在将要发生碰撞时木块的速率v 为多少？ 30．质量分别为m 和M 的两个粒子，最初处在静止状态，并且彼此相距无穷远．以后，由于万有引力的作用，它 图4－28 习题4-27图
大物上册第三章习题答案 习题 3-1 在下列几种情况中，机械能守恒的系统是： （1）当物体在空气中下落时，以物体和地球为系统。 （2）当地球表面物体匀速上升时，以物体和地球为系统（不计空气阻力）。 （3）子弹水平射入放在光滑水平桌面上的木块内，以子弹和木块为系统。 （4）当一球沿光滑的固定斜面向下滑动时，以小球和地球为系统。 答案：(1)机械能不守恒，因为并没有说忽略空气阻力的作用，而空气阻力为非保守力; （2）物体匀速上升，一定有合外力克服重力做功，所以机械能不守恒; （3）机械能不守恒，子弹射入木块时，受到的摩擦力为非保守力; （4）机械能守恒. 3-2 质量为2m kg =的物体沿 x 轴做直线运动，所受合外力 2106()F x SI =+。如果在00=x 处时的速度00=v ，试求该物体运动到 04x m =处时速度的大小。 解：根据动能定理可得 22 01122 t A Fdx mv mv ==-? 初始条件为00=x ，00=v ，代入求解得 4 4 23 00 106102168 x dx x x ??+=+=??? （）t v 12.96m/s ∴== 3-3 倔强系数为k 、原长为l 的弹簧，一端固定在圆周上的A 点，圆周的半径 R l =，弹簧的另一端从距A 点2l 的B 点沿圆周移动4 1 周长到C 点，如附图所 示。求弹性力在此过程中所做的功。
解：弹簧的弹性力为保守力，整个过程中，只有弹性力做功，所以机械能守恒。 ()) () ) 2 2 2 22 A ()12112221 1212 1pB pB pC B E E E E kx k l l k l kl kl =--=-=-=---?? =--+??= -弹 3-4 在光滑的水平桌面上，平放有如附图所示的固定半圆形屏障。质量为m 的滑块以初速度0v 沿切线方向进入屏障内，滑块与屏障间的摩擦系数为μ。证明 当滑块从屏障另一端滑出时，摩擦力所做的功为 2201(1)2 A mv e πμ -=-。 分析：求解摩擦力做功的定理只有动能定理和功能原理，即 21 k k 21A E E A A E E =-+=-外外非保内 对运动过程进行受力分析可知，滑块受重力、桌面对其的支持力，这两个力在运
第3章 热力学第一定律 3.5空气在压气机中被压缩。压缩前空气的参数为p 1=1bar ，v 1=0.845m 3/kg ，压缩后的参数为p 2=9bar ，v 2=0.125m 3/kg ，设在压缩过程中1kg 空气的热力学能增加146.5kJ ，同时向外放出热量55kJ 。压缩机1min 产生压缩空气12kg 。求：①压缩过程中对1kg 空气做的功；②每生产1kg 压缩空气所需的功（技术功）；③带动此压缩机所用电动机的功率。 解：①闭口系能量方程 q=?u+w 由已知条件：q=-55 kJ/kg ，?u=146.5 kJ/kg 得 w =q -?u=-55kJ-146.5kJ=-201.5 kJ/kg 即压缩过程中压气机对每公斤气体作功201.5 kJ ②压气机是开口热力系，生产1kg 空气需要的是技术功w t 。由开口系能量守恒式：q=?h+w t w t = q -?h =q-?u-?(pv)=q-?u-(p 2v 2-p 1v 1) =-55 kJ/kg-146.5 kJ/kg-(0.9×103kPa×0.125m 3/kg-0.1×103kPa×0.845m 3/kg) =-229.5kJ/kg 即每生产1公斤压缩空气所需要技术功为229.5kJ ③压气机每分钟生产压缩空气12kg ，0.2kg/s ，故带动压气机的电机功率为 N=q m·w t =0.2kg/s×229.5kJ/kg=45.9kW 3.7某气体通过一根内径为15.24cm 的管子流入动力设备。设备进口处气体的参数是：v 1=0.3369m 3/kg ， h 1=2826kJ/kg ，c f1=3m/s ；出口处气体的参数是h 2=2326kJ/kg 。若不计气体进出口的宏观能差值和重力位能差值，忽略气体与设备的热交换，求气体向设备输出的功率。 解：设管子内径为d ，根据稳流稳态能量方程式，可得气体向设备输出的功率P 为： 2222f1121213(0.1524)()()(28262326)440.3369 c d P m h h h h v ×=?=?=?× =77.5571kW 。 3.9一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，压力为500kPa ，温度为25℃。充气开始时，罐内空气参数为50kPa ，10℃。求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。 解：根据开口系统的能量方程，有： δQ =d(m·u )+(h out +c 2fout +gz out )δm out -(h in +c 2fin +gz in ) δm in +δW s 由于储气罐充气过程为绝热过程，没有气体和功的输出，且忽略宏观能差值和重力位能差值，则δQ =0，δm out =0，(c 2fin +gz in )δm in =0，δW s =0，δm in =d m ，故有： d(m·u )=h in ·d m 有： m ·d u +u ·d m=h in ·d m 即：m ·d u=(h in -u )·d m =pv ·d m =R g T ·d m 分离积分变量可得：(c v /R g )·d T /T=d m /m 因此经积分可得：(c v /R g )ln(T 2/T 1)= ln(m 2/m 1) 设储气罐容积为V 0，则：m 1=p 1·V 0/(R g T 1)，m 2=p 2·V 0/(R g T 2) 易得T 2=T 1· (p 2/p 1) R g /cp =283×(500/50)0.287/1.004=546.56 K 3.10一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，压力为1000kPa ，温度为27℃。充气开始时，储气罐内为真空，求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。 解：根据开口系统的能量方程，有： δQ =d(m·u )+(h out +c 2fout +gz out )δm out -(h in +c 2fin +gz in ) δm in +δW s 由于储气罐充气过程为绝热过程，没有气体和功的输出，且忽略宏观能差值和重力位能差值，则δQ =0，δm out =0，(c 2fin +gz in )δm in =0，δW s =0，δm in =d m ，故有： d(m·u )=h in ·d m
第三章思考题 3-1门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行,若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面,感到凉爽。于是有人就想通过敞开冰箱大门达到降低室内温度的目的,你认为这种想法可行吗? 解：按题意，以门窗禁闭的房间为分析对象，可看成绝热的闭口系统，与外界无热量交换，Q =0，如图3.1所示，当安置在系统内部的电冰箱运转时，将有电功输入系统，根据热力学规定：W <0，由热力学第一定律W U Q +?=可知，0>?U ，即系统的热力学能增加，也就是房间内空气的热力学能增加。由于空气可视为理想气体，其热力学能是温度的单值函数。热力学能增加温度也增加，可见此种想法不但不能达到降温目的，反而使室内温度有所升高。 3-2既然敞开冰箱大门不能降温，为什么在门窗紧闭的房间内安装空调器后却能使温度降低呢? 解:仍以门窗紧闭的房间为对象。由于空调器安置在窗上，通过边界向环境大气散热,这时闭口系统并不绝热,而且向外界放热，由于Q<0，虽然空调器工作时依旧有电功W 输入系统，仍然W<0，但按闭口系统能量方程：W Q U -=?， 此时虽然Q 与W 都是负的,但W Q >，所以?U<0。可见室内空气热力学能将减少,相应地空气温度将降低。 3-6 下列各式，适用于何种条件？(说明系统、工质、过程) 1）?q=du+ ?w ；适用于闭口系统、任何工质、任何过程 2）?q=du+ pdv ；适用于闭口系统、任何工质、可逆过程 3）?q=c v dT+ pdv ；适用于闭口系统、理想气体、任何过程 4）?q=dh ；适用于开口系统、任何工质、稳态稳流定压过程 5）?q=c p dT- vdp 适用于开口系统、理想气体、可逆过程 3-8 对工质加热，其温度反而降低，有否可能？ 答：有可能，如果工质是理想气体，则由热力学第一定律Q=ΔU+W 。理想气体吸热，则Q>0，降温则ΔT<0，对于理想气体，热力学能是温度的单值函数，因此，ΔU <0。在此过程中，当气体对外作功，W>0，且气体对外作功大于热力学能降低的量，则该过程遵循热力学第一定律，因此，理想气体能进行吸热而降温的过程。 3-9 “任何没有容积变化的过程就一定不对外做功“这种说法对吗？说明理由。 答：这种说法不正确。系统与外界传递的功不仅仅是容积功，还有轴功等形式，因此，系统经历没有容积变化的过程也可以对外界做功。 3-10 说明以下论断是否正确： 1） 气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加； 答：不正确。由热力学第一定律Q=ΔU+W ，气体吸热，Q>0，可能使热力学能增加，也可能膨胀做功。 2） 气体膨胀时一定对外做功； 答：不正确。自由膨胀就不对外做功。容积变化是做膨胀功的必要条件，不是充分条件。 3） 气体压缩时一定消耗外功； 答：不正确。气体冷却时容积缩小但是不用消耗外功。
《光现象》复习教学案(2课时) 蒋中初三备课组 一. 教学目标： 1、了解光的色散 2、知道光的三原色和颜料的三原色 3、知道红外线和紫外线以及它们的主要特征和应用 4、知道光的直线传播的条件并能用直线传播的原理解释一些现象 5、知道平面镜成像原理及其应用 6、掌握光的反射定律及了解其应用 二、知识回顾 1、叫做光源。光源分为和。 2、白色光不是单纯的光，它是由七种不同的色光组成， 当太阳光通过三棱镜后，会分解成七色光的现象叫。首先用实验研究光的色散现象的是英国物理学家。 3、光的三原色是指。颜料的三原色是指。 4、有色的透明物体只能透过的色光，即透明物体的颜色是由色光决定的。 有色的不透明物体只能反射的色光，不透明物体的颜色是由它色光决定 5、光具有的能量叫。太阳的热主要是以的形式传送到地球上来的。 6、红外线能使被照射的物体发热，因此它具有效应；紫外线最显著的性质是 它能。 7、光在传播的过程中，如果遇到不透明的物体，在物体的后面不能到达的区域便产生了 影子，这说明光是。 8、平面镜的成像特点是：①平面镜所成的像不能呈现在白纸上，是像。②像的大小 与物体的大小。③像与物的连线与镜面④像到镜的距离与物到镜的距离。⑤像与物以镜面的。 9、在“研究平面镜成像的特点”实验中，在桌面竖立一块玻璃作为平面镜。实验时，要 使镜后的物体与镜前物体成的像重合，这是为了，从而发现的特点；如果用尺量出物、像到平面镜的距离则发现的规律；如果用笔画出物、像对应点的连线，则发现物、像对应点的连线与镜面；平面镜成的是像。
10、光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫做光的反射，我们能看见本身不发光的物体、平面镜成像都与有关。 11、光的反射定律是：_________________________________________________. 12、一束平行光射到平面镜上，反射光仍是平行的，这种反射叫做反射；一束平行光射到凹凸不平的表面上，反射光射向各个不同的方向，这种反射叫做反射。镜面反射和漫反射遵循光的反射定律。我们在各个不同的方向看见被照亮的物体，正是借助于反射。 三、典型例题 【例题1】一位演员在舞台上，她的上身服装是白色的，而下身裙装是红色的，当舞台灯光师打开绿色追光灯照射她时，你看到舞台上这位演员的服装是何种颜色？ 【例题2】不能用光的直线传播来解释的物理现象是：（） A．“一叶障目，不见泰山” B．太阳光穿过大气层射向地面过程中发生弯曲 C．检查一块木头是否直，可闭上一只眼睛，用另一只眼睛沿棱的长度方向看过去D．日食、月食的形成 【例题3】如图1所示，光线与镜面成300角投射到镜面上，反射角与入射角夹角为多大？若把镜面旋转10o，入射光线不变，这时反射光线与入射光线的夹角又为多大？ 【例题4】小红同学在做“观察平面镜成像”实验时，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两段相同的蜡烛A和B一前一后竖放在直尺上，点Array燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察，如图所示。在此实验中： （1）直尺的作用是便于比较像与物的关系； （2）两段相同的蜡烛是为了比较物与像的关系； （3）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上 接收到蜡烛烛焰的像（选填“能”或“不能”）。 (4)张红用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验，但看不清跳棋的像。请你帮她想个办法看清跳 棋的像：。
初中物理光现象试题经典及解析 一、初中物理光现象 1．对如图所示的四种情景，下列说法中正确的是（） A. 小芳站在平面镜前照镜子，在她向后退的过程中，她在镜中的像变小 B. 针孔照相机是利用光的直线传播成像的 C. 小猫看到水中的鱼是光的折射形成的实像 D. 侧面看到白纸很亮，是因为光照到白纸上发生了镜面反射 【答案】 B 【解析】【解答】A.平面镜成像的特点是物与像等大，A不符合题意； B.针孔照相机是利用光的直线传播成像的，B符合题意； C.小猫看到水中的鱼是光的折射形成的虚像，C不符合题意； D.侧面看到白纸很亮，是因为光照到白纸上发生了漫反射，D不符合题意， 故答案为：D. 【分析】要熟悉平面镜成像的特点是物与像对称，小孔成像是光的直线传播等知识. 2．如图所示的光现象中，主要是由于光的反射形成的是（） A. 路灯下的“人影” B. 海面上的“海市蜃楼” C. 菜园坝大桥的“倒影” D. 看见溪水下的“石
头” 【答案】 C 【解析】【解答】解：A．路灯下的“人影”是光沿直线传播形成的现象，故A不符合题意；B．海面上的“海市蜃楼”是光在不均匀的介质中传播时发生折射形成的，故B不符合题意；C．菜园坝大桥的“倒影”属于平面镜成像，平面镜成像是由于光的反射形成的，故C符合题意； D．看见溪水下的“石头”是由于从池底发出的光由水中射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角而造成的，故D不符合题意． 故选C． 【分析】①光的折射是指光线从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向发生改变的现象，比如透镜成像、水变浅了、水中的筷子折断了等；②光的反射是指光线在传播的过程中遇到障碍物被反射出去的现象，比如平面镜成像；③要掌握光沿直线传播现象，知道影子的形成、日月食的形成、小孔成像都是光沿直线传播形成的． 3．关于生活中遇到的各种波，下列说法中正确的是（） A. 遥控器发出的红外线不能在真空中传播 B. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C. 太阳光中的可见光和医院B超中的超声波传播速度相同 D. 遥控器发出的红外线波长和医院C T中的X射线波长相同 【答案】B 【解析】【解答】解：A、遥控器发出的红外线是一种光，能在真空中传播，故A错误； B、手机用电磁波传递信息，人说话时发出声波；故B正确； C、可见光在真空中传播速度为3×108m/s；常温下，声波空气中传播速度大约为340m/s；故C错误； D、遥控器发出的红外线波长要大于医院CT中的X射线波长，故D错误； 故选B． 【分析】电磁波是电磁场的一种运动形态，可以传递信息； 声波是机械波，也可以传递信息． 4．在图所示的四种现象中，属于光的反射现象的是（） A. 花朵在水珠中成像 B. 霞光中跑步者的“剪影”
第四章 功和能 一 选择题 1. 如图所示，A 、B 两颗卫星在同一圆形轨道上运行，其质量分别为m A = 100kg, m B = 200kg, A 的速度为v A = 7.0?103 m ? s –1，则A 和B 的动能之比为：（ ） A. 2:1 B. 2:1 C. 1:2 D. 1:2 解：答案是D 。 简要提示：R m R GMm R m R GMm B B B A A A 2222 v v ==， 所以v A = v B ，动能之比即为质量之比m A : m B =1:2。 2. 如图所示，足够长的木条A 置于光滑水平面上，另一木块B 在A 的粗糙平面上滑动，则A 、B 组成的系统的总动能：（ ） A. 不变 B. 增加到一定值 C. 减少到零 D. 减小到一定值后不变 解：答案是D 。 简要提示：B 在A 的粗糙平面上滑动，摩擦力最终使B 相对于A 静止下来，摩擦力是非保守内力，根据功能原理，它做的功使系统的总动能减少。当B 相对于A 不动时，摩擦力就不再做功。 3. 一辆汽车从静止出发，在平直公路上加速前进时，若发动机功率恒定，则正确的结论为：（ ） A. 加速度不变 B. 加速度随时间减小 C. 加速度与速度成正比 D. 速度与路径成正比 解：答案是B 。 简要提示：在平直公路上，汽车所受阻力恒定，设为f 。发动机功率恒定， 则P =F v ，其中F 为牵引力。由牛顿运动定律得v m f F =-，即：f P/m -v v = 。所以，汽车从静止开始加速，速度增加，加速度减小。 4. 一条长为L 米的均质细链条，如图所示，一半平直放在光滑的桌面上，A B 选择题2图 地 A B 选择题1图