高二物理步步高3-1第二章 学案2高中物理

条结件果
结果
AB Z
“与”逻辑关系
真值表
与门
输入 AB 00 01 10 11
输出 Y 0 0 0 1
符号
A& Y
B
条结果件 A 结果
B Z
“或”逻辑关系
或门
输入 AB 00 01 10 11
输出 Y 0 1 1 1
A ≥1 Y
B
条件
A
结果
Z
“非”逻辑关系
非门
输入 输出
A
Y
0
1
1
0
A1 Y
集成电路
门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输出端 就有一个信号输出；反之，门关闭，就有另一个信号 输出。
有三种基本类型：与门电路、或门电路、非门电 路。
一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生, 这种关系称为“与”逻辑关系。
输入A与输入B均是高电势时，输出Y才是高电势
的逻辑电路叫做“与”门。
真值表
与门 A & 符号 B
四个2输入“与”门集 成电路的外引线
例题：下图是一个火警报警装置的逻辑电路图。
Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时 电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。
(1) 要做到低温时电铃不响，火警时产生高温， 电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件? (2) 为什么温度高时电铃会被接通？
练习1
Y
“与”门逻辑式：
Y=A·B
全高出高,见低出低 (全1出1,见0出0)
几个条件中，只要有一个条件得到满足，某 事件就会发生,这种关系称为“或”逻辑关系。
输入A与输入B中任一个或者两个都是高电势，输
出Y就为高电势的逻辑电路叫做“或”门。

学习探究 典例精析
电压表的分流 测量值小于真实值 RV Rx RV≫Rx 或 R ＞ RA x 小阻值电阻
课堂小结 自我检测
典例精析
【例 1】
学案5 电阻的串联、并联及其应用
一、电阻的串联和电阻的并联 如图所示的电路中，R1＝8 Ω， R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω. (1)求电路中的总电阻． (2)当加在电路两端的电压 U＝42 V 时，通过每个电阻的电流 是多少？
答案 (1)14 Ω (2)3 A 3A 1 A 2 A
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
典例精析
二、电压表和电流表的改装
例2
学案5 电阻的串联、并联及其应用
有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满
偏电流Ig＝3 mA. (1)要把它改装成量程为0～3 V的电压表, 应串联一个多大的电阻？改装后电压表的 内阻是多大？
学习探究区 高中物理 · 选修3-1· 教科版
学案5 电阻的串联、并联及其应用
பைடு நூலகம்
第2章 直流电路
学案5 电阻的串联、并联及其应用
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
学习目标定位
1
学案5 电阻的串联、并联及其应用
掌握串并联电路的特点、性质及作用，并能计算其阻值.
2
理解表头改装成电压表和电流表的原理，会求分压电 阻和分流电阻的阻值.
(2)要把它改装成量程为0～0.6 A的电流表,
R1
U I g Rg Ig
3 3 103 10 990 3 3 10
Rv R1 Rg (990 10) 1 000

1．(2018·济南高二质检)下列说法正确的是()A．电场中某点的场强与试探电荷有关B．电场中某点电势的值与零电势点的选择有关C．电势的正负表示方向D．以上说法都不对解析：选B.场强由电场本身决定，与试探电荷无关，A错．电势的值与参考点选取有关，电势是标量，其正负表示高于零电势还是低于零电势，不表示方向，B对，C、D错．2．关于等势面的说法正确的是()A．电荷在等势面上移动时不受电场力的作用，所以说电场力不做功B．等势面上各点的场强大小相等C．等势面一定跟电场线垂直D．两个等势面永不相交解析：选CD.等势面是电场中电势相等的各点构成的面，它与电场线总是垂直的，且任意两等势面不会重合，不会相交．故选CD.3．每到夏季，各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生．当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电．下列说法正确的是()①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备③固定电话和手提电话均可正常使用④在旷野，应远离树木和电线杆A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④解析：选B.表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电．固定电话和手提电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用．故选B.4.(2018·高考海南卷)如图，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等，在o点处有固定点电荷，已知b点电势高于c点电势．若一带负电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则()A．两过程中电场力做的功相等B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C．前一过程中，粒子电势能不断减小D．后一过程中，粒子动能不断减小解析：选C.根据点电荷电场的电场线及电势分布可知，b点电势高于c点，则o点固定的是正电荷，负电荷移动过程中电场力做功W＝qU，又U bc<U ab，则前一个过程中电场力做功小于后一个过程电场力做的功，A、B错误；两个过程中电场力均做正功，电势能减小，动能增加，C正确，D错误．故选C.5．(2018·大连高二检测)如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则()A．A点场强等于B点场强B．A点场强方向指向x轴负方向C．A点场强大于B点场强D．A点电势高于B点电势解析：选D.由等势面可知是负点电荷产生的电场，由E ＝kQ r 2知，E A ＜E B ，A 错误，C 错误．场强方向沿x 轴正方向，φA ＞φB ，B 错误，D 正确．故选D.。

学案1天体运动[目标定位]1.了解地心说和日心说两种观点的内容和代表人物.2.理解开普勒行星运动三定律，并能初步运用开普勒行星运动定律解决一些简单问题.一、地心说和日心说[问题设计]我们经常看到太阳自地球东方升起，又落到地球西方，也就是说，我们看到的现象似乎是太阳绕地球转，这正是古代人们对天体运动存在的一种看法——地心说.你知道古代人们对天体运动还存在什么观点吗？答案日心说，即认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动.[要点提炼]1.地心说(1)地球是宇宙的中心，是静止不动的；(2)太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动；(3)地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密.2.日心说(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动；(2)地球是绕太阳旋转的行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳旋转；(3)太阳不动，因为地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象；(4)日心说的代表人物是哥白尼.二、开普勒行星运动定律[问题设计]1.古人认为天体做什么运动？开普勒认为行星做什么样的运动？他是怎样得出这一结论的？答案古人认为天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动.开普勒认为行星做椭圆运动.他发现假设行星做匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有认为行星做椭圆运动，才能解释这种差别.2.开普勒行星运动定律从哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律？答案从行星运动轨道、行星运动的线速度变化以及轨道与周期的关系三方面揭示了行星运动的规律.[要点提炼]1.开普勒三定律定律内容：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上.第二定律：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积.第三定律：行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常量.其表达式为r3T2＝k.2.说明(1)开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动.(2)由开普勒第二定律知：当离太阳比较近时，行星运行的速度比较快，而离太阳比较远时，行星运行的速度比较慢.(3)在开普勒第三定律中，所有行星绕太阳转动的k值均相同；但对不同的天体系统k值不相同.k值的大小由系统的中心天体决定.三、中学阶段对天体运动的处理方法由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中可以按圆轨道处理，开普勒三定律就可以这样表述：1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；2.对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不变，即行星做匀速圆周运动；3.所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即r3T2＝k.一、对两种学说的认识例1下列说法都是“日心说”的观点，现在看来其中正确的是()A.宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动B.地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动C.太阳不动，因为地球每天自西向东转一周，造成太阳每天东升西落的现象D.与日地距离相比，恒星离地球十分遥远，比日地间距离大得多解析 太阳不是宇宙中心，只是太阳系的中心天体，行星做的也不是匀速圆周运动，A 错；月球绕地球运动的轨道不是圆，B 错；恒星是宇宙中的主要天体，宇宙中可观察到的恒星有1012颗，太阳是离我们最近的一颗恒星，所有的恒星都在宇宙中高速运动着，所以太阳也是运动的，C 错. 答案 D二、对开普勒定律的理解例2 根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有( ) A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上 B.卫星离地球越远，速率越小 C.卫星离地球越远，周期越大D.同一卫星绕不同的行星运行，r 3T2的值都相同解析 由开普勒三定律知A 、B 、C 均正确，注意开普勒第三定律成立的条件是对同一行星的不同卫星，有r 3T 2＝常量.答案 ABC三、开普勒三定律的应用例3 如图1所示，某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a ，近日点离太阳的距离为b ，过远日点时行星的速率为v a ，则过近日点时行星的速率为( )图1A.v b ＝b a v aB.v b ＝a b v aC.v b ＝a bv aD.v b ＝b a v a解析 若行星从轨道的A 点经足够短的时间t 运动到A ′点，则与太阳的连线扫过的面积可看作扇形，其面积S A ＝a ·v a t2；若行星从轨道的B 点也经时间t 运动到B ′点，则与太阳的连线扫过的面积S B ＝b ·v b t 2；根据开普勒第二定律，得a ·v a t 2＝b ·v b t 2，即v b ＝ab v a ，故C 正确.答案 C例4 已知两个行星的质量m 1＝2m 2，公转周期T 1＝2T 2，则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比r 1r 2为( )A.12B.2C.34D.134解析 由开普勒第三定律知r 3T 2＝k 和行星的质量无关，由r 31T 21＝r 32T 22，得r 1r 2＝3⎝⎛⎭⎫T 1T 22＝3⎝⎛⎭⎫212＝34，所以C 正确.答案 C1.(对开普勒定律的理解)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知( )A.火星与木星公转周期相等B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终不变C.太阳位于木星运行椭圆轨道的某个焦点上D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 答案 C解析 根据开普勒第三定律，r 3T 2＝k ，k 为常量，火星与木星公转的半径不等，所以火星与木星公转周期不相等，故A 错误；开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星在椭圆轨道上运行的速度大小不断变化，故B 错误；相同时间内，太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积相等是对同一个行星而言，故D 错误；开普勒第一定律：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故C 正确.2.(开普勒三定律的应用)某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图2所示，F 1和F 2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A 点的速率比在B 点的大，则太阳位于( )图2A.F 2B.AC.F 1D.B 答案 A解析 根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，因为行星在A 点的速率比在B 点的速率大，所以太阳在离A 点近的焦点上，故太阳位于F 2. 3.(开普勒三定律的应用)1980年10月14日，中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星，2001年12月21日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，将这颗小行星命名为“钱学森星”，以表彰这位“两弹一星”的功臣对我国科技事业做出的卓越贡献.若将地球和“钱学森星”绕太阳的运动看作匀速圆周运动，它们的运行轨道如图3所示.已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R ，则“钱学森星”绕太阳运行的轨道半径约为( )图3A.33.4R B. 3.4R C.311.56R D.11.56R答案 C解析 根据开普勒第三定律，有R 3钱T 2钱＝R 3T2解得：R钱＝3T2钱T2R＝311.56R故C正确.题组一对两种学说的认识及开普勒定律的理解1.探索宇宙的奥秘，一直是人类孜孜不倦的追求.下列关于宇宙及星体运动的说法正确的是()A.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动C.地球是绕太阳运动的一颗行星D.地心说是正确的，日心说是错误的答案 C解析根据开普勒定律可知，所有行星绕太阳做椭圆运动，太阳不是宇宙的中心，太阳围绕银河系中心旋转而银河系不过是宇宙中千亿个星系中微不足道的一个，故A、B、D错误，C 正确.2.发现“所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等”的科学家是()A.牛顿B.第谷C.开普勒D.哥白尼答案 C解析所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，也就是开普勒第三定律，是开普勒发现的.3.关于行星绕太阳运动，下列说法正确的是()A.行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度与行星和太阳之间的距离有关，距离小时速度小，距离大时速度大B.所有行星在椭圆轨道上绕太阳运动，太阳在椭圆轨道的一个焦点上C.所有行星绕太阳运动的周期都是相等的D.行星之所以在椭圆轨道上绕太阳运动，主要是由于太阳对行星的引力作用答案BD解析由开普勒第一定律知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，B正确；由开普勒第二定律知行星离太阳距离小时速度大，距离大时速度小，A错误；由开普勒第三定律知所有行星的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，C错误；行星间的引力、行星与其他天体间的引力远小于行星与太阳间的引力，太阳的引力提供行星绕太阳运动的向心力，D正确.4.关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法正确的是()A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C.所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D.所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比答案 A解析由开普勒第一定律知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上.选项A正确，B错误；由开普勒第三定律知所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，选项C、D错误.5.关于开普勒第二定律，正确的理解是()A.行星绕太阳运动时，一定是匀速曲线运动B.行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动C.行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点处的线速度小于它在远日点处的线速度D.行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故它在近日点的线速度大于它在远日点的线速度答案BD解析行星的运动轨道是椭圆形的，故做变速曲线运动，A错，B对；根据开普勒第二定律可知，在近日点时的线速度大，C错，D对.题组二开普勒三定律的应用6.如图1所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是()图1A.速度最大点是B点B.速度最小点是C点C.m从A到B做减速运动D.m从B到A做减速运动答案 C解析由开普勒第二定律可知，行星m在近恒星点时运行速度最大，因此，A、B错误；行星由A 向B 运动的过程中，行星与恒星的连线变长，其速度减小，故C 正确；行星由B 向A 运动的过程中，速度增大，D 错误.7.两行星运行周期之比为1∶2，则它们的轨道半长轴之比为( ) A.12B.22C.⎝⎛⎭⎫1223D.⎝⎛⎭⎫1232 答案 C解析 由开普勒第三定律得a 31T 21＝a 32T 22解得a 1a 2＝3T 21T 22＝⎝⎛⎭⎫1223，故C 正确. 8.某人造地球卫星运行时，其轨道半径为月球轨道半径的13，已知月球环绕地球的运行周期为27天，则此卫星运行周期大约是( ) A.3～5天 B.5～7天 C.7～9天 D.大于9天答案 B解析 根据开普勒第三定律r 3T 2＝k ，得r 3卫T 2卫＝r 3月T 2月，则T 卫＝133×27天≈5.2天. 9.某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，如图2所示，在这颗行星的轨道上有a 、b 、c 、d 四个对称点，若行星运动周期为T ，则该行星( )图2A.从a 到b 的运动时间等于从c 到d 的运动时间B.从d 经a 到b 的运动时间等于从b 经c 到d 的运动时间C.a 到b 的时间t ab <T4D.c 到d 的时间t cd >T4答案 CD解析 根据开普勒第二定律知行星在近日点速度最大，远日点速度最小.行星由a 到b 运动时的平均速度大于由c 到d 运动时的平均速度，而弧长ab 等于弧长cd ，故A 错误；同理可知B 错误；在整个椭圆轨道上t ab ＝t ad <T 4，t cd ＝t cb >T4，故C 、D 正确.10.两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动，周期之比为T A ∶T B ＝1∶8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为( ) A.R A ∶R B ＝4∶1，v A ∶v B ＝1∶2 B.R A ∶R B ＝4∶1，v A ∶v B ＝2∶1C.R A ∶R B ＝1∶4，v A ∶v B ＝1∶2D.R A ∶R B ＝1∶4，v A ∶v B ＝2∶1 答案 D解析 已知两卫星的周期关系，由开普勒第三定律得R 3A T 2A ＝R 3BT 2B ，故R A R B ＝(T A T B )23＝14，由v ＝2πR T可得v A v B ＝R A T B R B T A ＝21，故D 正确. 11.月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天.应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？(结果保留三位有效数字，取R 地＝6400km) 答案 3.63×104km解析 月球和人造地球卫星都环绕地球运动，故可用开普勒第三定律求解.当人造地球卫星相对地球不动时，人造地球卫星的周期与地球自转周期相同. 设人造地球卫星轨道半径为R 、周期为T .根据题意知月球轨道半径为60R 地，周期为T 0＝27天，则有：R 3T 2＝(60R 地)3T 2.整理得 R ＝3T 2T 20×60R 地＝3(127)2×60R 地≈6.67R 地.卫星离地高度H ＝R －R 地＝5.67R 地＝5.67×6400km ≈3.63×104km.。