《随堂优化训练》高中物理 第五章 第三节 量子化现象 第四节 物理学——人类文明进步的阶梯课件 粤教必修2

第三节 量子化现象第四节 物理学——人类文明进步的阶梯一、量子化现象1．黑体辐射：如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，这一物体就称为黑体．黑体辐射是指黑体发出的电磁辐射． 2．光电效应：当用一些波长较短的光照射金属表面时，金属便有电子逸出，这种现象称为光电效应．从金属表面逸出的电子称为光电子．光电效应的产生取决于光的频率而与光的强度无关．3．光的波粒二象性：大量的实验事实表明，光既具有波动性又具有粒子性，也就是光具有波粒二象性．4．原子光谱：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，当原子从一种能量状态变化到另一种能量状态时，辐射(或吸收)一定频率的光子，辐射(或吸收)光子的能量是不连续的．二、物理学与现代技术物理学的发展推动了科学技术的高速发展，几乎所有重大的新技术领域，如原子能技术、激光技术、电子和信息技术等的创立，都是在物理学中经过了长期的酝酿，在理论上和实验上取得突破，继而转化为技术成果的．1．判断下列说法的正误．(1)量子理论中能量也是连续变化的．(×)(2)一个量子就是组成物质的最小微粒，如原子、分子．(×)(3)辐射的能量是一份一份的，因此物体的动能也是一份一份的．(×)(4)光具有波粒二象性说明有的光是波，有的光是粒子．(×)2．波长是0.122 0 μm 的紫外线的光子能量为________J.答案 1.63×10－18解析 波长是0.122 0 μm 的紫外线的光子能量E ＝h ν＝h c λ＝6.63×10－34×3×1080.122 0×10－6 J≈1.63×10－18J.一、对量子理论的初步认识1．量子化假设：普朗克提出物质发射(或吸收)的能量E 只能是某一最小能量单位的整数倍，E ＝n ε，n ＝1,2,3…n 叫做量子数．能量子的能量ε＝h ν＝hc λ.式中h 为普朗克常量(h ＝6.63×10－34 J·s)是微观现象量子特征的表征，ν为频率，c 为真空中的光速，λ为光波的波长．2．量子化：量子化的“灵魂”是不连续．在宏观领域中，这种量子化(或不连续性)相对于宏观量或宏观尺度极微小，完全可以忽略不计，但在微观世界里，量子化(或不连续)是明显的，微观物质系统的存在，物质之间传递的相互作用、物体的状态及变化等都是量子化的． 例1 根据量子理论，光子的能量E 0＝h ν＝h c λ，其中c 为真空中的光速、ν为光的频率、λ为光的波长，普朗克常量取h ＝6.6×10－34 J·s.已知太阳光垂直照射时，每平方米面积上的辐射功率为P ＝1.35 kW.假设太阳辐射的平均波长为λ＝6.6×10－7 m ，则在垂直于太阳光的S ＝1 m 2面积上，每秒钟内可以接收到多少光子？答案 4.5×1021个解析 依题意，太阳光平均一个光子的能量为E 0＝hc λ， 在1 m 2面积上，1 s 内得到的阳光总能量为E ＝Pt ，接收到的光子个数N ＝EE 0＝Pt hc λ＝Pt λhc ＝1.35×103×1×6.6×10－76.6×10－34×3×108 个＝4.5×1021个． 针对训练 (多选)关于量子假说，下列说法正确的是( )A．为了解决黑体辐射的理论困难，爱因斯坦提出了量子假说B．量子假说第一次得出了不连续的概念C．能量的量子化就是能的不连续化D．量子假说认为电磁波在空间中的传播是不连续的答案BC解析普朗克提出了量子假说，认为物质发射和吸收能量时，能量不是连续的，是一份一份进行的．它不但解决了黑体辐射的理论困难，更重要的是提出了“量子”概念，揭开了物理学崭新的一页，选项B、C正确．二、对光电效应的理解1．光子说：爱因斯坦认为，光在传播过程中，是不连续的，它由数值分立的能量子组成，这些能量子叫光量子，也称“光子”，光就是以光速c运动着的光子流，每个光子的能量E＝hν＝h cλ.2．用光子说解释光电效应的规律：当光子照射到金属表面上时，它的能量可以被金属中的某个电子全部吸收，电子吸收光子的能量后，动能立刻增加，不需要积累能量的过程．这就是光电效应的发生用时极短的原因．只有能量足够大，即频率ν足够大的光子照射在金属上，才能使电子获得足够大的动能，克服金属原子核对它的束缚从金属表面飞离出来成为光电子，这就说明发生光电效应入射光的频率必须足够大，而不是光足够强．例2硅光电池是利用光电效应原理制成的，下列表述正确的是( )A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应答案 A解析硅光电池把光能转化为电能，A正确；光子的能量取决于光的频率，只有当光子的能量足够大，被硅光电池中的电子吸收后，电子才能从金属中逸出，所以只有当光的频率足够大时才会发生光电效应，B、D错误；逸出的光电子的最大初动能随入射光的频率的增大而增大，C错误．1．光电效应能不能产生取决于入射光的频率，只要频率足够大，就可以产生光电效应，与光的照射时间无关．2．单位时间内产生光电子的多少取决于入射光的强度，入射光的强度越强，产生的光电子越多．3．逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大．4．“光电子的最大初动能”与“光电子的动能”的区别光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，就可能向各个方向运动，运动过程中要克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分能量转化为光电子的初动能．所以金属表面的电子，只需克服原子核的引力做功就能逸出，光电子具有的初动能最大，此时的动能叫做光电子的最大初动能．三、对波粒二象性的理解1．光电效应说明光具有粒子性，光的干涉、衍射等实验事实，说明光具有波动性，大量实验事实表明，光既具有波动性又具有粒子性．2．光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同．宏观上，大量光子传播往往表现为波动性；微观上，个别光子在与其他物质发生作用时，往往表现为粒子性．3．光的粒子性不同于宏观观念中的粒子，粒子性的含义是“不连续”的，“一份一份”的．光的波动性也不同于宏观观念中的波，波动规律决定光子在某点出现的概率，是一种概率波．例3下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性答案 C解析光具有波粒二象性，即光具有波动性和粒子性，A错误；光子不是实物粒子，电子是实物粒子，故B错误．光的波长越长，其波动性越明显，波长越短，其粒子性越明显，C正确；大量光子的行为显示出波动性，D错误．1．(量子化的理解)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，下列说法不正确的是( ) A．辐射是由一份份的能量组成的，一份能量就是一个能量子B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量是量子化的答案 C解析根据普朗克的量子理论，能量是不连续的，其辐射和吸收的能量只能是某一最小能量单位的整数倍，故A、B、D均正确，C错，所以选C.2．(光电效应的理解)某单色光照射金属时不会产生光电效应，下列措施中可能使该金属产生光电效应的是( )A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射答案 C解析要产生光电效应，入射光的频率必须大于该金属的极限频率，波长越短的光频率越高，当高于极限频率时就能产生光电效应，故C正确．3．(对光的波粒二象性的理解)(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大答案CD解析根据光波是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处．当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C、D选项正确.一、选择题考点一对能量量子化的理解1．首先提出量子理论的科学家是( )A．普朗克B．迈克尔孙C．爱因斯坦D．德布罗意答案 A解析为了解释黑体辐射，普朗克首先提出了能量的量子化，故A正确．2．太阳能发电是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能的．假设有N个频率为ν的光子打在硅光电池极板上并完全被转化为电能，则产生的电能为( )A．hν B.12 NhνC．NhνD．2Nhν答案 C解析由普朗克量子理论可知，频率为ν的单个光子能量ε＝hν，则N个这样的光子的总能量为Nhν，故C正确．考点二对光电效应的理解3．(多选)光电效应的实验结论是：对于某种金属( )A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大答案AD解析根据光电效应规律可知，选项A正确；光的频率ν越高，光电子的初动能就越大，选项D正确．4.(多选)如图1所示为光电管电路的示意图，关于光电管电路，下列说法正确的是( )图1A．能够把光信号转变为电信号B．电路中的电流是由光电子的运动形成的C．光照射到光电管的A极产生光电子并飞向K极D．光照射到光电管的K极产生光电子并飞向A极答案ABD解析在光电管中，当光照射到阴极K时，将发射出光电子，被A极的正向电压吸引而奔向A极，形成光电流，使电路导通．照射光的强度越大，产生的光电流越大，这样就把光信号转变为电信号，实现了光电转换，故A、B、D正确，C错误．5．关于爱因斯坦的光子说，下列说法正确的是( )A．光只是在传播时才是一份一份的B．光既然是一个一个的光子，所以它不可能具有波动性C．空间传播的光是一个一个的光子流，光子的能量与频率有关D．空间传播的光是一个一个的光子流，光子的能量与光的传播速度有关答案 C解析由爱因斯坦的观点可知，光在发射、吸收、传播的各个过程中，都是由一个个能量子组成的，A错误；光的波粒二象性说明微观粒子具有波动性，B错误；光子能量与光的频率有关，而与传播速度无关，C正确，D错误．考点三对光的本性的认识6．为了验证光具有波动性，某同学采用下列做法，其中可行的是( )A．让一束光照射到一个轻小物体上，观察轻小物体是否会振动B．让一束光通过一狭缝，观察是否发生衍射现象C．让一束光通过一圆孔，观察是否发生小孔成像D．以上做法均不可行答案 B解析光波是一种概率波，不能理解为质点参与的振动，故A错．光的衍射说明光具有波动性，故B正确．光通过小孔成像，说明了光的直线传播，故C错．7．(多选)对光的认识，以下说法正确的是( )A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显答案ABD8．(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．光的波粒二象性说明有的光是波，有的光是粒子答案AB解析光电效应揭示了光的粒子性，所以A正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射可用光的粒子性解释，即C错误；所有的光都具有波粒二象性，D错误．二、非选择题9．(能量子)某激光笔的发光功率为0.10 W，发出波长为0.45 μm的红色激光，试计算该激光笔1.0 s的时间内所发出的光子个数．(结果保留三位有效数字)答案 2.26×1017个解析激光笔在1.0 s内发光的总能量为：E＝Pt＝0.10×1.0 J＝0.10 J一个光子的能量为：E1＝h cλ＝6.63×10－34×3×1080.45×10－6J＝4.42×10－19 J在1.0 s时间内激光笔发出的光子数：E E1＝0.104.42×10－19个≈2.26×1017个．N＝。

5.3 量子化现象、5.4 物理学—人类文明进步的阶梯 每课一练（粤教版必修2）我夯基 我达标1.下列说法正确的有（ ）A.能量量子化就是指微观粒子的能量值只能是正整数的倍数B.量子化就是指不连续性，指物理量变化时不能连续变化，只能取分立的值C.光的波粒二象性是指光既不是普通的波，也不是实物粒子，而是一种特殊物质，它的特殊性表现在既具有波的性质，同时又具有粒子的特点D.原子发光的光谱是一系列不连续亮线组成的线状光谱思路解析：能量量子化是指微观粒子的能量值只能是一个最小能量单位（普朗克常量）和能量子辐射的频率的乘积，A 错.答案：BCD2.在光电效应实验中，下列结果正确的是（ ）A.如果入射光比较弱，只有照射的时间足够长，才会产生光电效应B.当入射光的频率增大为原来的两倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的两倍C.当入射光的波长增大为原来的两倍时，可能不产生光电效应D.当入射光的强度增大为原来的两倍时，单位时间发射光电子的数量也增大为原来的两倍 思路解析：如果入射光的频率比极限频率低，那么无论光多么强，照射时间多么长，都不会发生光电效应.而如果入射光的频率高于极限频率，即使光不强，也会产生光电效应.A 错.在光电效应中每秒从光阴极发射的光电子数与入射光强成正比，D 正确.入射光的频率增大时，从阴极逸出的光电子的初动能也增大，但两者不是简单的正比关系，B 错.当入射光的波长增大为原来两倍时，其频率减为原来的21，如果已低于阴极材料的极限频率，就不会产生光电效应.答案：CD3.光电效应共有四条规律，波动说仅能解释的一条规律是（ ）A.入射光的频率必须大于被照金属的极限频率才能产生光电效应B.光电流的强度与入射光的强度成正比C.光电子的最大初动能随入射光的频率的增大而增加D.光电效应发生的时间很短，一般不超过10-9 s思路解析：从波动说在解释光电效应时遇到的困难进行判断.光电流的强度决定于入射光的振幅，即与入射光强度成正比.答案：B4.对光的波粒二象性的说法中，正确的是（）A.有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同样一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著D.以上说法都不对思路解析：光具有波动性，而不能说光是波；光具有粒子性，也不能说光是粒子.光具有波粒二象性.答案：C5.关于光的本性的正确说法是（）A.关于光的本性，爱因斯坦提出了“光子说”，圆满地说明了光的本性B.光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念的粒子C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D.以上说法都不对答案：C6.关于光的性质，下列叙述中正确的是（）A.在其他同等条件下，光的频率越高，衍射现象越容易看到B.频率越高的光，粒子性越显著，频率越低的光，波动性越显著C.大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性D.如果让光子一个一个地通过狭缝，它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动思路解析：光虽然具有波粒二象性，但是，在具体情况下，有时波动性明显，有时粒子性明显.这是微观粒子的特征.答案：BC7.下列叙述的情况正确的有（）A.光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体B.光是波，与橡皮绳上的波相似C.光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的D.光子在空间各点出现的可能性大小（概率），可以用波动的规律来描述答案：CD8.对光的认识，应该是（ ）A.光的波动性是光子本身的一种属性B.光在表现出波动性时，就不再具有粒子性了C.光在表现出粒子性时，就不再具有波动性了D.光的波粒二象性只是一种假设，还没有被实验事实所证实，因此不能定论答案：A我综合 我发展9.在演示光电效应的实验中，把某金属板连在验电器上.第一次用弧光灯直接照射金属板，验电器的指针张开一个角度.第二次在弧光灯与金属板之间插入一块普通玻璃板，再用弧光灯照射，验电器指针不张开.由此可以判定，使金属板产生光电效应的是弧光灯中的（ ）A.可见光成分B.紫外线成分C.红外线成分D.上述三种均正确思路解析：玻璃板可使可见光通过.验电器指针不张开，说明使金属板发生光电效应的光是频率比可见光大的紫外线.答案：B10.功率为100 W 的灯泡所放出的能量有1%在可见光范围内，它每秒内放出可见光光子的数目为多少？（设可见光的平均波长为0.5 μm ）思路解析：设灯泡在1 s 内所放出的能量为E ，则E=Pt=100×1 J=100 J1 s 内所放出能量在可见光范围内的光子总能量为E′=100×1% J=1 J因E′=nhν=n·h·λc ，所以每秒放出的可见光光子数为 n=hc E λ'=834--6103106.63100.51⨯⨯⨯⨯⨯=2.5×1018（个）. 答案：2.5×1018个。

第三节量子化现象第四节物理学——人类文明进步的阶梯1．如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，这种物体就称为黑体．黑体辐射是指黑体发出的________．2．1900年普朗克提出物质发射或吸收能量时，能量____________的，而是一份一份的，每一份就是一个____________，能量子的能量E＝________.3．当光照射金属表面时，金属便有电子逸出，这种现象称为____________．从金属表面逸出的电子称为__________．光电效应的产生取决于光的________而与光的强度无关．4．光能够发生________和________，说明光是一种波．____________说明光具有粒子性，因此光即具有波动性又具有粒子性，光具有________二象性．5．原子只能处于一系列不连续的能量状态中，原子从一种能量状态变化到另一种能量状态时，辐射(或吸收)____________的光子，辐射(或吸收)的光子的能量是____________ 的．【概念规律练】知识点一光电效应1．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定()A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a、c光束照射均能发生光电效应D．若a光束足够强，一定能发生光电效应知识点二光的波粒二象性2．下列对于光的波粒二象性的说法中，正确的是()A．在一束传播的光束中，有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样一种粒子，光波与机械波是同样一种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D．光是一种波，同时也是一种粒子．光子说并未否定电磁说，在光子的能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特征3．(双选)关于光的认识，下列说法正确的是()A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的B．光既具有波动性，又具有粒子性C．光具有波动性就不具有粒子性D．光具有粒子性就不具有波动性【方法技巧练】光子能量的有关计算4．能量是2.0×10－12J的光子，波长是多少？5．发光功率为P 的点光源，向外辐射波长为λ的单色光，均匀投射到以光源为球心、 半径为R 的球面上，已知普朗克常数为h ，光速为c ，则在球面上面积为S 的部分，每 秒钟有多少个光子射入？1．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出了光子说．从科学研 究的方法来说，这属于( ) A ．等效替换 B ．控制变量 C ．科学假说 D ．数学归纳2．入射光照射到金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那 么( )A ．从光照射至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B ．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间从金属表面逸出的光电子数目将减少D ．有可能不发生光电效应3．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( ) A ．红光 B ．橙光 C ．黄光 D ．绿光 4．能证明光具有波粒二象性的现象是( ) A ．光的干涉和光的衍射B ．光的干涉、光的衍射和光电效应C ．光的反射D ．光的折射和小孔成像 5．激光的主要特点之一是它的瞬时功率很大，设P 表示激光的功率，λ表示激光的波长， 则激光器每秒射出的光子数为( ) A .λP hc B .hP λc C .Pλh cD ．Pλhc 6．(双选)下列说法正确的是( ) A ．黑体看上去是黑的，因此称为黑体B ．德国物理学家普朗克提出了能量的量子化假说，解决了黑体辐射的理论困难，揭开 了物理学崭新的一页C ．所谓量子或量子化，本质是不连续的，普朗克常数是微观现象量子特性的表征D ．能量子的值非常小，研究宏观世界时一般测不到能量子效应，因此在微观世界里， 量子化是显著的7．对光的波粒二象性的说法中，正确的是( ) A ．有的光是波，有的光是粒子 B ．光子与电子是同样一种粒子C ．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著D ．以上说法都不对8．下列说法中错误的是( )A．为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难，德国物理学家普朗克提出了能量的量子化假说，解决了黑体辐射的理论困难，揭开了物理学崭新的一页B．普朗克还提出了光量子理论，即光在传播过程中，能量是不连续的，它是数值分立的能量组成的C．物质波理论揭示了物质(包括光和电子)的统一性D．量子论认为原子处于一系列不连续的能量状态之中9．关于光的本性，下列说法不正确的是()A．光的波粒二象性说明光既与宏观中波的运动相同，又与微观中粒子的运动相同B．大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性C．光在传播时往往表现出波动性；光在跟物质相互作用时，往往表现出粒子性D．光既具有波动性，又具有粒子性，二者并不矛盾10．(双选)关于光的性质，下列叙述中正确的是()A．在其他同等条件下，光的频率越高，衍射现象越容易看到B．频率越高的光，粒子性越显著；频率越低的光，波动性越显著C．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性D．如果让光子一个一个地通过狭缝，它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案第三节量子化现象第四节物理学——人类文明进步的阶梯课前预习练1．电磁辐射2．不是连续能量子hν3．光电效应光电子频率4．干涉衍射光电效应波粒5．一定频率不连续课堂探究练1．A[光电效应的产生取决于光的频率，而与光的强度无关，当光的频率大于某一值时，能够发生光电效应，但当光的频率小于该值时，无论光强如何，均不能发生光电效应．故A 正确．]2．D[光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性．当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后的落点无法预测，但大量光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性．粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说，只有D项正确．]3．AB[根据爱因斯坦的光量子说，光是一份一份的，不是连续的，故A对；光的干涉和衍射说明光具有波动性，光电效应现象又说明光具有粒子性，光的本质是既具有波动性，又具有粒子性，故B对，C、D错. ]4．9.945×10－5nm.解析由ε＝hν和ν＝cλ知λ＝hcε，因此所求光子的波长为λ＝6.63×10－34×3.0×1082.0×10－12m＝9.945×10－5nm.5.PλS 4πR2hc解析 因每个光子的能量为ε＝hν＝h c λ，故光源每秒钟发射的光子数为N ＝P ε＝P hc λ＝Pλhc.单位时间内，在以点光源为球心、半径为R 的球面上单位面积内的光子数为N4πR 2＝Pλhc 4πR 2＝Pλ4πR 2hc .球面上面积为S 的部分在单位时间里射入的光子数为N 4πR 2·S ＝PλS4πR 2hc. 课后巩固练1．C [光电效应现象与经典的电磁理论产生了尖锐的矛盾，为解释此现象，爱因斯坦创立了一种新的科学假说——光子说，成功地解释了光电效应，故C 正确．]2．C [根据光电效应的四条规律，发生光电效应不需要能量的积累过程，是瞬时的，故A 错．是否发生光电效应取决于入射光频率是否大于金属的极限频率，入射光的频率未变则仍能发生光电效应，故D 错．单位时间内从金属表面逸出的光电子数与入射光强度成正比，入射光强度减弱则光电子数目减少，即C 正确．逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关，故B 错．选C .]3．A [按照爱因斯坦的光子说，光子的能量ε＝hν，h 为普朗克常量，说明光子的能量与光的频率成正比，而上述四种光中，绿光的频率最大，红光的频率最小，故光子能量最小的是红光，所以选项A 正确．]4．B5．A [激光的强度由光子数目决定．因为E k ＝nhν，则单位时间内射出的光子数n ＝E khν＝Pt hc/λ＝Pλhc.] 6．BC 7.C8．B [爱因斯坦提出了光量子理论，即光在传播过程中能量是不连续的，它是数值分立的能量组成的，所以B 选项错．]9．A [光的波粒二象性是微观世界特有的规律，既不能理解成宏观概念中的波，也不能把光子简单地看作微观概念中的粒子．]10．BC [光具有波粒二象性，频率越高，粒子性越显著；少量光子表现出粒子性．但光子的波粒二象性是本身固有的．]。

第3节量子化现象二、教学过程（一）黑体辐射：能量子假说的提出1、讨论宏观世界中人们对能量的认识。

（能量是连续的）2、讲解黑体辐射，指出经典能量观无法解释黑体辐射。

3、普朗克为了克服经典物理解释黑体辐射时的困难，提出了量子说。

4、讨论普朗克提出量子说的伟大意义。

（二）光子说：对光电效应的解释1、指出普朗克量子说存在的不足，爱因斯坦对普朗克的量子说的完善。

2、指出爱因斯坦提出光子说的伟大意义，刚开始不为大多物理学家所赞同，连普朗克本人也抱怨说“太过分了”，直到用光子说成功得解释了光电效应之后，才被肯定。

3、光电效应实验A、介绍实验仪器：验电器、锌板、弧光灯、红和紫透明塑料纸B、演示步骤：第一、用红透明纸放在强弧光灯前，让强灯光透过红纸照在锌板上，观察验电器的现象。

第二、用紫色透明纸放在弱弧光灯前，让弱灯光透过紫色纸照在锌板上，观察验电器的现象，与第一部比较。

3、讨论实验结果。

用经典物理无法解释：经典理论中“光的波动说”认为光是一种波，他的能量是连续的，由光的强度决定与频率无关，这样的话，用强的红光照射应该有更多的电子跑出来，验电器的张开的角度应该更大；而用微弱的紫光照射时，验电器张开的角度应该很小很小。

而实验的现象是，用强红光照射时，验电器不张开，而用微弱的紫光照射时，验电器马上张开，理论与实验相矛盾。

1[11]用爱因斯坦的光子说解释：光是由光子组成的，光子的能量有光的频率决定的，当用红光照射时，光子的频率不够高，光子的能量不够大，所以即使金属电子吸收了光子也没有足够的能量从金属中跑出拉；而即使用微弱的紫光照射，紫光光子的频率比较高，能量比较高，金属里的电子吸收了光子之后，有足够的能量从金属表面逃逸出来。

4、总结实验现象，得出结论：光是由光子组成的，决定光子的能量是频率，光有粒子性。

（三）光的波粒二象性：光的本质的揭示1、对比光的粒子性，讲述光的波动性的支持者：惠更斯、杨和麦克斯韦的主要观点和实验依据。

目录第五章曲线运动1．曲线运动672．平抛运动693．实验：研究平抛运动714．圆周运动735．向心加速度756．向心力777．生活中的圆周运动79第六章万有引力与航天1．行星的运动812．太阳与行星间的引力823．万有引力定律834．万有引力理论的成就855．宇宙航行866．经典力学的局限性87第七章机械能守恒定律1．追寻守恒量——能量892．功903．功率924．重力势能935．探究弹性势能的表达式956．实验：探究功与速度变化的关系96 7．动能和动能定理988．机械能守恒定律999．实验：验证机械能守恒定律101 10．能量守恒定律与能源103综合检测第五章综合检测105第六章综合检测107第七章综合检测109期末标准检测111第五章曲线运动1．曲线运动一、单项选择题1．一个物体做匀变速曲线运动，下列说法正确的是()A．物体所受合外力的方向一定是与速度的方向在同一条直线上B．物体所受合外力的方向一定是与速度的方向垂直C．物体所受合外力的大小不变，方向时刻改变D．物体所受合外力的大小和方向都不变2．(2011年佛山一中期中)质点在一平面内沿曲线由P运动到Q，如果用v、a、F分别表示质点在运动过程中的速度、加速度和受到的合外力，则下列示意图中正确的是()3．一个物体的运动由水平方向加速度为a1＝4 m/s2和竖直方向加速度为a2＝3 m/s2的两个分运动合成，关于这个物体运动的加速度，下列说法正确的是()A．加速度的数值可以是1～7 m/s2之间的任意值B．加速度的数值为5 m/s2C．加速度的数值为7 m/s2D．加速度的数值为1 m/s24．降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞() A．下落的时间越短B．下落的时间越长C．落地时速度越小D．落地时速度越大二、双项选择题5．下列关于曲线运动的说法，正确的是()A．做曲线运动的物体，速度的方向必定变化B．速度变化的运动必定是曲线运动C．曲线运动的加速度一定在变化D．曲线运动的速度方向沿曲线在这一点的切线方向6．下列哪些物体的运动是曲线运动()A．竖直向上抛出的小球B．运动员投掷出去的铁饼C．从枪口斜射出去的子弹D．匀速下落的雨滴7．一个质点同时参与互成一定角度的匀速直线运动和匀变速直线运动，该质点的运动特征是()A．速度的大小和方向都不变B．运动中的加速度不变C．轨迹是直线D．轨迹是曲线8．一艘船在静水中的速度是3 m/s, 它要横渡一条30 m宽的河，水流速度为4 m/s，下列说法正确的是()A．这艘船不可能垂直于河岸到达对岸B．这艘船对地的速度一定是5 m/sC．这艘船的过河时间可能是6 sD．这艘船的过河时间可能是12 s9．(2012年中山高一期末)如果两个分运动的速度大小相等，且为定值，则下列说法中正确的是()A．两个分运动的夹角为零时，合速度最大B．两个分运动的夹角为90°时，合速度的大小与分速度的大小相等C．合速度的大小随分运动的夹角增大而增大D．当两个分运动的夹角大于120°时，合速度的大小小于分速度的大小10．如图K5－1－1所示，小车A以速度v水平向右匀速运动牵引物体B上升，在此过程中()图K5－1－1A．物体B匀速上升B．物体B加速上升C．物体B减速上升D．绳子的拉力大于物体B的重力11．一质点在xOy平面内从O点开始运动，其轨迹如图K5－1－2所示，则质点的速度()图K5－1－2A．若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速B．若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速C．若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速D．若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速三、非选择题12．某人站在自动扶梯上不动，扶梯正常运行，人经过时间t1由一楼升到二楼；如果自动扶梯不动，那么人从一楼沿扶梯走到二楼所用的时间为t2.现在扶梯正常运行，人也保持原来的速率沿扶梯向上走，则人从一楼到二楼所用的时间是多少？13．火车以6 m/s的速度向东行驶，雨滴的速度为4 m/s，方向竖直向下，求车中的人所观察到的雨滴的速度．14．如图K5－1－3所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过细绳带动小车m沿斜面升高．当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角，且重物下滑的速度为v时，小车的速度v′为多大？图K5－1－315．北风的速度为4 m/s，大河中的水正以3 m/s的速度向东流动，船上的乘客看见轮船烟囱冒出的烟柱是竖直的，求轮船相对于水的航行速度是多大？什么方向？2．平抛运动一、单项选择题1．做平抛运动的物体，每秒钟的速度增量( ) A ．大小相等，方向相同 B ．大小不等，方向不同 C ．大小相等，方向不同 D ．大小不等，方向相同2．一个物体以速度v 0水平抛出，落地时的速度大小为v ，不计空气阻力，则物体在空中飞行的时间为( )A.v －v 0gB.v 2－v 20gC.v 2－v 20g D.v ＋v 0g3．将甲、乙、丙三个小球同时水平抛出，它们最后落在同一水平面上，已知甲、乙抛出点的高度相同，乙、丙抛出的速度相同，下列判断中正确的是( )A ．甲和乙一定同时落地B ．乙和丙一定同时落地C ．甲和乙的水平射程一定相同D ．乙和丙的水平射程一定相同4．如图K5－2－1所示，在高度分别为h A 、h B (h A ＞h B )的两处以初速度v A 、v B 相向水平抛出A 、B 两个小物体，不计空气阻力，已知它们的轨迹交于C 点，若要使A 、B 两物体能在C 处相遇，则( )图K5－2－1A ．v A 必须大于vB B ．A 物体必须先抛C ．v B 必须大于v AD ．A 、B 必须同时抛 5．(2012年中山高一期末)物体做平抛运动时，它的速度方向与初速度方向的夹角α的正切tan α随时间t 变化的图象是( )二、双项选择题6．关于平抛运动，下列说法正确的是( )A ．平抛运动是非匀变速运动B ．平抛运动是匀速运动C ．平抛运动是匀变速曲线运动D ．做平抛运动的物体，速度变化的方向一定是竖直向下的 7．做斜抛运动的物体，下列哪些物理量是不变的( ) A ．加速度B ．水平分速度C ．在相同时间的下落高度D ．竖直分速度 8．对于平抛运动，g 为已知量，再单独给予下列哪个条件，即可确定物体的初速度( ) A ．已知水平位移 B ．已知下落高度C ．已知落地速度的大小和方向D ．已知位移的大小和方向9．如图K5－2－2所示，在同一竖直面内，小球a 、b 从高度不同的两点，分别以初速度v a 和v b 沿水平方向抛出，经过时间t a 和t b 后，落在与两抛出点水平距离相等的P 点，若不计空气阻力，下列关系正确的是( )A ．t a >t bB ．t a <t bC ．v a <v bD ．v a >v b图K5－2－2 图K5－2－310．某人向正前方放在水平地面上的小桶内水平抛球，结果球划出一条弧线飞到小桶的前方(如图K5－2－3所示)．不计空气阻力，为了能把小球抛进小桶内，则下次再水平抛球时，他可作出的调整为( )A ．减小初速度，抛出点高度不变B ．增大初速度，抛出点高度不变C ．初速度大小不变，降低抛出点高度D ．初速度大小不变，提高抛出点高度 11.以速度v 0水平抛出一小球后，不计空气阻力，某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，下列判断正确的是( )A ．此时小球的竖直分速度大小大于水平分速度大小B ．此时小球速度的方向与位移的方向相同C ．此时小球速度的方向与水平方向成45°角D ．从抛出开始到该时刻小球运动的时间为2v 0g12．在高空水平匀速飞行的飞机，每隔1 s 投放一个铁球，则( ) A.这些铁球落地前排列在一条直线上 B.这些铁球都落在地面上的同一点 C.这些铁球落地时速度的方向和大小都相同 D.相邻铁球在下落过程中距离保持不变三、非选择题13．如图K5－2－4所示，在倾角θ＝37°的斜面底端的正上方H 处，平抛一个物体，该物体落到斜面上时的速度方向正好与斜面垂直，求物体抛出时的初速度.⎝⎛⎭⎫取tan 37°＝34图K5－2－414．如图K5－2－5所示，将质量为m的小球从倾角为θ的光滑斜面上A点以速度v0水平抛出(即v0平行于CD)，小球沿斜面运动到B点．已知A点的高度为h，则小球在斜面上运动的时间为多少？小球到达B点时的速度大小为多少？图K5－2－515．平抛一物体，当抛出1 s后它的速度方向与水平方向的夹角为45°，落地时速度方向与水平方向成60°角．(取g＝10 m/s2，不计空气阻力)求：(1)初速度大小；(2)落地速度大小；(3)抛出点离地面的高度；(4)水平射程．16．(2012年中山高一期末)飞机以120 m/s的速度在高度为245 m的上空做水平直线飞行，并投下草捆，救助被大雪围困的牧民，忽略空气阻力，取g＝10 m/s2，求：(1)草捆到达地面需要多少时间？(2)上述时间内，飞机飞行了多少距离？(3)草捆落地时速度的大小．3．实验：研究平抛运动一、单项选择题1．在“研究平抛运动”的实验中，为了减小空气阻力对小球运动的影响，应采用() A．实心小铁球B．空心小铁球C．实心小木球D．以上三种小球都可以2．关于“研究平抛运动”的实验，下列说法正确的是()A．实验目的之一是求当地重力加速度B．小球运动时，应与木板上的白纸相接触C．把小球位置记录在纸上后，应用曲线平滑连接D．在纸上记录小球的第一个位置，应尽量靠近坐标原点3．安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是() A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小球飞出时，初速度方向是水平的C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线4．在“探究平抛运动的规律”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中错误的是()A．小球平抛的初速度不同B．小球每次做不同的抛物线运动C．小球在空中运动的时间每次均不同D．小球通过相同的水平位移所用的时间均相同二、双项选择题5．“研究平抛运动”的实验装置如图K5－3－1所示，在实验前应()图K5－3－1A．将斜槽末端的切线调成水平B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建立坐标系的原点D．小球每次必须从斜槽上的不同位置由静止开始释放6．下列哪些因素不会使“探究平抛运动的规律”实验的误差增大()A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端不水平C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置作为坐标原点D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上选取离原点O较远的计算点7．在做“研究平抛运动”这一实验时，下列哪些说法是正确的()A．每次进行实验时，都要让小球从同一位置开始由静止释放B．实验中要考虑减小小球和槽的摩擦C．在实验过程中，小球与槽的摩擦不可避免，但这并不影响实验结果D．为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量8．一个学生在做“研究平抛运动”的实验中描出了如图K5－3－2所示的几个实验点，其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是()图K5－3－2A．小球滚下的高度较其他各次高B．小球滚下的高度较其他各次低C．小球在运动中遇到其他各次没有的阻碍D．小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度9．在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置(如图K5－3－3所示)，以下操作合理的是()图K5－3－3A．选用装置1研究平抛物体的竖直分运动时，只能用眼睛观察A、B两球是否同时落地B．选用装置2时，要获得细水柱所显示的稳定的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C．选用装置3来获得钢球的平抛轨迹时，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时的每秒15帧的录像，来获得平抛轨迹三、非选择题10．在“研究平抛运动”的实验中，应注意如下三点：(1)在安装斜槽轨道时，应注意_________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ___________；(2)在多次从静止开始释放小球时，应注意_________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________；(3)小球在斜槽轨道的末端时，在纸上记录下小球的球心在坐标纸板上的水平投影点O 后，需建立以O点为原点的坐标系，这时应先利用__________画出过O点的__________．图K5－3－411．如图K5－3－4所示为使用频闪摄影方法研究物体做平抛运动的规律时拍摄的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球．AA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹；BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹．通过分析上述三条轨迹可得出结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.12．(2011年金山中学月考)(1)在“研究物体的平抛运动”的实验过程中要注意几个问题：①必须调节斜槽末端________以确保小球做平抛运动；②为了保证实验精度，必须保证记录木板处于______平面内，且使板面靠近平抛轨道的平面；③小球必须每次从斜槽上的____________滚下．(2)用一张印有小方格的纸记录做平抛运动时小球的运动情况，如图K5－3－5所示，小方格的边长为l.若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝________(用l、g表示) .图K5－3－513．在“研究物体的平抛运动”实验中，某同学在建立直角坐标系时，有一处失误．假设他在安装实验装置和进行其余操作时准确无误．(1)观察图K5－3－6可知，他的失误之处是：___________________________________ ________________________________________________________________________________ _____________________________.(2)他接着根据记录在坐标系上的点，运用教材实验原理计算平抛初速度的值，与真实值相比结果将________(填“偏大”、“相等”或“偏小”)．图K5－3－6 图K5－3－714．一个小球做平抛运动时的闪光照片的一部分如图K5－3－7所示，图中背景方格的边长均为5 cm，如果取g＝10 m/s2，那么：(1)闪光频率是________Hz；(2)小球运动中水平分速度的大小是______m/s；(3)小球经过B点时的速度大小是________m/s.15．在“研究平抛运动”的实验中，某同学只在竖直面板上记下了铅垂线y的方向，但忘了记下平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图K5－3－8所示．现在在曲线上取A、B两点，量出它们到y轴的距离AA′＝x1、BB′＝x2，以及AB的竖直距离A′B′＝h，求小球平抛时的初速度为多大．图K5－3－84．圆周运动一、单项选择题1．下列说法中正确的是( )A ．在匀速圆周运动中，线速度和角速度均为恒量B ．线速度是标量C ．线速度是矢量，其方向是圆周运动轨迹上该点的切线方向D ．匀速圆周运动是加速度不变的曲线运动2．下列关于线速度、周期、轨道半径和转速的说法中，正确的是( )A ．由v ＝2πrT可知，线速度和轨道半径成正比B ．由v ＝2πrn 可知，线速度和转速成正比C ．转速越快时，周期越小D ．轨道半径越小时，周期越小3．甲沿着半径为R 的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R 的圆周跑道匀速跑步，在相同时间里，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v 1、v 2，则( )A ．ω1>ω2，v 1>v 2B ．ω1<ω2，v 1<v 2C ．ω1＝ω2，v 1<v 2D ．ω1＝ω2，v 1＝v 24．光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图K5－4－1所示．一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，小球从进入轨道开始，在未到达螺旋形中央区前，关于小球运动的角速度和线速度大小的变化，下列说法正确的是( )A ．不变，不变B ．增大，减小C ．增大，不变D ．减小，减小图K5－4－1 图K5－4－25．两个小球固定在一根长为L 的杆的两端，绕杆上的O 点做圆周运动，如图K5－4－2所示，当小球1的速度为v 1时，小球2的速度为v 2，则转轴O 到小球2的距离为( )A.v 1v 1＋v 2LB.v 2v 1＋v 2L C.v 1＋v 2v 1L D.v 1＋v 2v 2L6．机械手表中的时针与分针可视为匀速转动，时针与分针从第一次重合至第二次重合所经历的时间为( )A ．1 h B.1112 h C.1312 h D.1211h7．(2012年中山高一期末)分析图K5－4－3中A 、B 两点的线速度的关系是( )图K5－4－3A ．大小相等B ．A 点线速度大C ．B 点线速度大D ．以上说法都不对 二、双项选择题8．一个物体以角速度ω做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( ) A ．轨道半径越大，线速度越大B．轨道半径越大，线速度越小C．轨道半径越大，周期越大D．物体的转速与轨道半径无关9．如图K5－4－4所示，地球绕OO′轴自转，则下列说法正确的是()图K5－4－4A．A、B两点的角速度相等B．A、B两点的线速度相等C．A、B两点的转动半径相同D．A、B两点的转动周期相同10．A、B两质点分别做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的弧长之比为s A∶s B ＝2∶3，而转过的角度之比为θA∶θB＝3∶2，那么下列说法中正确的是() A．它们的周期之比T A∶T B＝3∶2B．它们的角速度之比ωA∶ωB＝9∶4C．它们的线速度之比v A∶v B＝2∶3D．它们的半径之比r A∶r B＝4∶911．如图K5－4－5所示的是一种皮带传动装置，皮带轮O和O′上的三点A、B和C，OA＝O′C＝r，O′B＝2r.则皮带轮转动时A、B、C三点的情况是()图K5－4－5A．v A＝v B，v B>v C B．v B>v C，ωA＝ωBC．v A＝v B，ωB＝ωC D．v B＝v C，ωA>ωB12．如图K5－4－6所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有三个扇叶，它们互成120°角．当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇的转速可能是()图K5－4－6A．600 r/min B．900 r/min C．1 200 r/min D．2 000 r/min三、非选择题13．做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径是20 m的圆周运动了100 m，试求物体做匀速圆周运动时：(1)线速度的大小；(2)角速度的大小；(3)周期的大小．14．一个圆环，以竖直直径AB为轴匀速转动，如图K5－4－7所示，M、N是环上的两点，求：M、N两点的线速度之比v M∶v N、角速度之比ωM∶ωN和周期之比T M∶T N.图K5－4－715．如图K5－4－8所示的装置中，已知大轮A的半径是小轮B的2倍，A、B的边缘接触，形成摩擦传动，接触点无打滑现象，B为主动轮，半径为r.B转动一周所用的时间为t，求：图K5－4－8(1)A轮边缘的线速度；(2)A轮转动的角速度；(3)A轮转动的周期．16．如图K5－4－9所示，半径为R的圆轮在竖直平面内绕O轴匀速转动，轮上a、b 两点与O点的连线相互垂直，a、b两点均粘有一小物体，当a点转到最低位置时，a、b两位置处的小物体同时脱落，经过相同的时间落到水平地面上，求圆轮转动的角速度大小．图K5－4－95．向心加速度一、单项选择题1．关于向心加速度，下列说法正确的是( ) A ．向心加速度是描述速率变化快慢的物理量 B ．匀速圆周运动的向心加速度恒定不变C ．向心加速度是描述物体运动方向变化快慢的物理量D ．向心加速度随轨道半径的增大而减小2．关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法正确的是( )A ．由于a ＝v 2r ，所以线速度大的物体向心加速度大B ．由于a ＝v 2r，所以旋转半径大的物体向心加速度小C ．由于a ＝ω2r ，所以角速度大的物体向心加速度大D ．以上结论都不正确3．在曲线运动中，下列说法正确的是( ) A ．加速度方向一定不变B ．加速度方向和速度方向始终保持垂直C ．加速度方向跟所受的合外力方向始终一致D ．加速度方向总是指向圆形轨迹的圆心4．如图K5－5－1所示，两轮用皮带传动，没有打滑，A 、B 、C 三点的位置如图所示，若r 1>r 2，O 1C ＝r 2，则这三点的向心加速度的关系是( )A ．a C <a A <aB B ．aC >a A >a B C ．a A ＝a B ＝a CD ．a B ＝a C >a A图K5－5－1 图K5－5－25．如图K5－5－2所示为一皮带传动装置，传动时不打滑，O 1轮的半径为O 2轮半径的两倍，O 1轮缘和O 2轮缘上分别有B 点和C 点，在O 1轮上有一点A ，且O 1A ＝12O 1B ，在匀速传动过程中，A 、B 、C 三点上的向心加速度分别为a A 、a B 、a C ，下列说法正确的是( )A ．a A ∶aB ∶aC ＝1∶2∶1 B ．a A ∶a B ∶a C ＝1∶2∶4 C ．a A ∶a B ∶a C ＝2∶1∶2D ．a A ∶a B ∶a C ＝1∶2∶2 二、双项选择题6．下列关于向心加速度的说法中正确的是( ) A ．向心加速度的方向始终与速度方向垂直 B ．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的 C ．做圆周运动时，向心加速度一定指向圆心 D ．地球自转时，各点的向心加速度都指向地心7．由于地球自转，位于赤道上的物体A 与位于北纬60°的物体B 相比较( ) A ．它们的角速度之比ωA ∶ωB ＝2∶1 B ．它们的线速度之比v A ∶v B ＝2∶1 C ．它们的向心加速度之比a A ∶a B ＝2∶1D ．它们的向心加速度之比a A ∶a B ＝4∶18．在图K5－5－3中，A 、B 为咬合传动的两齿轮，r A ＝2r B ，则A 、B 两轮边缘上两点的( )A ．角速度之比为1∶2B ．向心加速度之比为1∶2C ．周期之比为1∶2D ．转速之比为2∶1图K5－5－3 图K5－5－49．如图K5－5－4所示，在皮带传动中，两轮的半径不同，下列说法中正确的是( ) A ．两轮的角速度相等B ．两轮边缘的线速度大小相等C ．大轮边缘一点的向心加速度大于小轮边缘一点的向心加速度D ．同一轮上各点的向心加速度跟该点到中心的距离成正比10．如图K5－5－5所示，关于转动的门扇上的A 、B 两点，说法正确的是( )图K5－5－5A ．角速度ωA ＞ωB B ．角速度ωA ＝ωBC ．向心加速度a A ＞a BD ．线速度v A ＜ v B11．如图K5－5－6所示，从A 、B 两物体做匀速圆周运动时的向心加速度随半径变化的关系图象中可以看出( )图K5－5－6A ．B 物体运动时，其线速度大小不变 B ．A 物体运动时，其角速度不变C ．A 物体运动时，其线速度随r 的增大而减小D ．B 物体运动时，其角速度不变三、非选择题12．汽车先下坡再上坡，坡可以认为是半径R ＝40 m 的圆弧．若汽车的速度v ＝10 m/s ，求汽车在坡顶和坡底的向心加速度．13．甲、乙两质点绕同一圆心做匀速圆周运动，甲的转动半径是乙的转动半径的34，当甲转了60周时，乙转了45周，求甲、乙两质点的向心加速度大小之比a甲∶a乙.14．如图K5－5－7所示，长度L＝0.5 m的轻杆，一端固定着质量为m＝1.0 kg 的小球，另一端固定在转动轴O上．小球绕轴在水平面上匀速转动，杆子每0.1 s转过30°角，试求小球运动的向心加速度大小．图K5－5－715．如图K5－5－8所示，长为l的细线一端固定在O点，另一端拴一个质量为m的小球，让小球在水平面内做角速度为ω的匀速圆周运动．已知摆线与竖直方向成θ角．求小球运动的向心加速度大小和线速度大小．图K5－5－816．如图K5－5－9所示，在男女双人花样滑冰运动中，男运动员以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动．若女运动员的转速为30 r/min，触地冰鞋的线速度为4.8 m/s，求女运动员做圆周运动的角速度、触地冰鞋做圆周运动的半径及向心加速度的大小．图K5－5－96．向心力一、单项选择题1．关于向心力的说法正确的是( )A ．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B ．向心力改变做圆周运动的物体的速度大小和方向C ．向心力是效果力，它可以是几个力的合力，也可以是某个力的分力D ．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的 2．如图K5－6－1所示，将一个质量为m 的小球用一根不可伸长的轻绳吊起，上端固定，使球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳就会沿圆锥面旋转，这就构成了圆锥摆．下列说法正确的是( )图K5－6－1A ．小球受重力和拉力作用B ．小球受重力和向心力作用C ．小球受拉力、重力和向心力作用D ．小球受拉力和向心力作用3．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同时间内甲转过4周，乙转过3周．则它们的向心力大小之比为( )A ．1∶4B ．2∶3C ．4∶9D ．9∶164．有长短不同、材料相同的同样粗细的两根绳子，各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，那么( )A ．两个小球以相同的线速度运动时，长绳易断B ．两个小球以相同的角速度运动时，长绳易断C ．两个小球以相同的周期运动时，短绳易断D ．不论如何，短绳易断5．(2012年湛江高一期末)下述各力中，根据力的性质命名的有( ) A ．重力 B ．拉力 C ．向心力 D ．支持力6．如图K5－6－2所示，已知半圆形碗的半径为R ，质量为M ，静止在地面上，质量为m 的滑块滑到圆弧的底端时速率为v ，碗仍静止，此时地面受到碗的压力为( )图K5－6－2A ．mg ＋m v 2RB ．Mg ＋mg ＋m v 2RC ．Mg ＋mgD ．Mg ＋mg －m v 2R7．如图K5－6－3所示，天车下吊着两个质量都是m 的工件A 和B ，整体一起向左匀速运动．系A 的吊绳较短，系B 的吊绳较长，若天车运动到P 处突然静止，则两吊绳所受拉力F A 、F B 的大小关系是( )图K5－6－3A．F A>F B>mg B．F A<F B<mgC．F A＝F B＝mg D．F A＝F B>mg二、双项选择题8．关于向心力，下列说法正确的是()A．向心力是物体做圆周运动时产生的一种新力B．向心力就是物体做圆周运动时所受的合外力C．做匀速圆周运动的物体受到的向心力即为物体受到的合力D．向心力是使线速度方向改变的原因9．下列说法正确的是()A．做圆周运动的物体的加速度一定指向圆心B．做圆周运动的物体的向心力一定指向圆心C．做圆周运动的物体，所受的合外力不一定指向圆心D．做圆周运动的物体，合外力方向一定与线速度方向垂直10．在用抡绳子来调节沙袋速度的大小的实验中()A．说明了向心力能够改变速度的大小B．不能说明向心力能够改变速度的大小C．此实验中绳子牵引沙袋的方向并不与沙袋运动的方向垂直D．此实验中用手抡绳子的力就是沙袋所受的向心力11．如图K5－6－4所示，在一个水平圆盘上有一个木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动，下列说法中正确的是()图K5－6－4A．圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力的方向指向O点B．圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力为零C．在转速一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小跟P点到O点的距离成正比D．在P点到O点的距离一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小跟圆盘匀速转动的角速度成正比12．一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线在一竖直线上，圆锥形筒固定．有质量相同的两小球A、B沿筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图K5－6－5所示，A球运动的半径较大，则()图K5－6－5A．A球的角速度一定小于B球的角速度B．A球的线速度一定小于B球的线速度C．A球的运动周期一定大于B球的运动周期D．A球对筒壁的压力一定大于B球对筒壁的压力13．甲、乙两名溜冰运动员，m甲＝80 kg，m乙＝40 kg，面对面拉着弹簧做圆周运动的溜冰表演，如图K5－6－6所示，两人相距0.9 m，弹簧测力计的示数为96 N，下列判断中正确的是()。