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高中物理【一问一答】六册全集
《力和物体的平衡一问一答》
1.弹力存在的条件是什么？如何判定弹力是否存在？弹力的方向如何确定？
答：(1)产生条件：接触、挤压和发生弹性形变.
(2)有无弹力的判断：①根据弹力产生的条件判断；②根据“假设法”判断.
(3)常见的弹力分类及方向：
①支持面的弹力方向垂直于支持面(法向力),指向被支持或被挤压物体.
②轻绳(或轻弹簧)的弹力方向总是沿着轻绳(或轻弹簧)而指向轻绳(或轻弹簧)收缩的方向.
③轻杆弹力的方向需根据物体所处的具体状态来确定.
④与球形物体接触时,弹力一定垂直于接触面的切线并指向被支持物体的球心.
2.摩擦力存在的条件是什么？确定摩擦力方向的方法有哪些？
答：(1)摩擦力的存在应具备3个条件：物体相互接触,接触面粗糙；物体间有正压力；物体间有相对运动或相对运动的趋势.
(2)常用的判断方法：
①“假设法”和“反推法”
a.假设法：先假设没有摩擦力(即光滑)时,看相对静止的物体间能否发生相对运动.若能,则有静摩擦力,方向与相对运动方向相反；若不能,则没有静摩擦力.
b.反推法：是从研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件,分析组成该条件的相关因素中摩擦力所起的作用,就容易判断摩擦力的方向了.
②利用牛顿第二定律判断
先假设物体受摩擦力作用,并假设出方向,利用牛顿第二定律或平衡条件列式计算.若f静≠0,则有静摩擦力；f静>0,说明其方向与假设方向相同；f静<0,说明其方向与假设方向相反.
③利用牛顿第三定律(即相互作用力的关系)判断
此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向,再确定另一物体受到的摩擦力方向.
3.弹力和摩擦力之间具有密切的关系,请说明它们之间的相互依存关系和方向关系？
答：(1)存在条件关系：有弹力不一定有摩擦力,但有摩擦力一定存在弹力.
(2)摩擦力的方向在两物体接触面上且沿切线方向,而弹力的方向(即正压力方向)一定与摩擦力方向垂直.
4.力的合成与与分解遵循什么规律？处理平衡问题常用的方法有哪些？
答：遵循平行四边形定则；常用的方法主要有矢量三角形法、正交分解法、推论法.
5.物体处于平衡状态的条件是什么？有哪些主要的推论？
答：共点力作用下物体的平衡条件是：∑F＝0,或同时满足∑Fx＝0、∑Fy＝0.根据平衡条件可得以下重要推论：(1)当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它所受的其余力的合力等值反向；(2)当三个共点力作用于物体并处于平衡状态时,三个力的矢量组成一封闭的矢量三角形.
6.若质点处于平衡状态,则它的受力、速度、加速度有何特点？若只从速度方面看,速度为零是否说明物体处于平衡状态？
答：质点处于平衡状态时,所受合外力为零,处于静止状态或匀速直线运动状态,即速度为零或保持恒定不变,加速度为零.只从速度方面看,速度为零,而加速度不一定为零,物体不一定处于平衡状态.
《直线运动的基本规律、牛顿运动定律一问一答》
1.我们已经学习过很多采用比值法定义的物理量,请说明它们所描述物理量的意思？
答：(1)速度是描述位置变化的物理量；
(2)加速度是描述速度变化快慢的物理量；
(3)功率是描述做功快慢的物理量；
(4)电动势是描述非静电力移动单位电荷时所做的功；
(5)电场强度描述检验电荷与所受电场力与检验电荷电荷量的比值；
(6)磁感应强度描述的是当通电导线与磁场垂直放置时,所受磁场力与IL的比值.
2.在匀变速直线运动中,物体的受力、加速度、速度有什么特点？物体做直线运动的一般条件是什么？
答：在匀变速直线运动中,物体所受合外力恒定,大小、方向不变,加速度不变,速度均匀增大或减小.物体做直线运动的条件为：所受合外力方向与速度方向在同一直线上.
3.匀变速直线运动的规律和推论主要有哪些？
答：(1)速度与时间的关系式：.
(2)位移与时间的关系式：.
(3)位移与速度的关系式：.
(4)平均速度公式：(某段时间内的平均速度,等于该时间段的中间时刻的瞬时速度).
(5)任意相邻两个连续相等的时间内的位移之差是一个恒量,即.
4.物体做直线运动的条件是什么？在高中阶段我们主要学习了哪几类典型的直线运动？请从力与运动的关系角度分析和回答.
答：(1)当物体所受合力与速度共线时,物体将做直线运动.①若F合＝0,v0≠0,物体保持匀速直线运动状态.②若F合恒定且不为零,且与v0同向时,物体做匀加速直线运动.③若F合恒定且不为零,且与v0反向时,物体将做匀减速直线运动.④若F合不恒定,物体做变加速或变减速直线运动.
(2)典型的匀变速直线运动
①只受重力作用的自由落体运动和竖直上抛运动.②带电粒子在匀强电场中由静止开始被加速或带电粒子沿着平行于电场方向射入电场中的运动.③物体、质点或带电粒子所受的各种外力的合力恒定,且合力方向与初速度方向平行的运动.
5.竖直上抛运动有哪些特点？如何处理竖直上抛运动问题？
答：(1)对称性：竖直上抛运动的上升阶段和下落阶段具有时间和速度等方面的对称性.
(2)可逆性：上升过程的匀减速运动可逆向看作初速度为零的匀加速运动来研究.
(3)整体性：把上升阶段和下落阶段视为一个匀变速直线运动过程.
6.牛顿第一定律是实验定律吗？在应用牛顿第二定律时应注意它的哪些性质？
答：牛顿第一定律：(1)牛顿第一定律不是现实实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础,加之抽象思维,概括总结出来的；(2)牛顿第一定律揭示了力并不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因；(3)惯性是物体固有的属性,与物体是否受力或所处运动状态无关.
应用牛顿第二定律时应注意其瞬时性、矢量性和独立性.
7.相互作用力与二力平衡的联系和区别是什么？
答：(1)联系：力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上.
(2)区别：一对平衡力作用在同一物体上,不一定是同一性质的力,一个力消失(或变化),另一个力未必消失(或变化)；作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上,两力同性质、同时产生、同时变化、同时消失.
8.超重和失重是重力变大或变小了吗？超重和失重的物体具有什么特点？
答：(1)超重：当物体具有向上或向上的分量的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力(即视重大于重力)的现象,重力并未因此改变.
(2)失重：当物体具有向下或向下的分量的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力(即视重小于重力)的现象,重力并未因此改变.
(3)完全失重：当物体具有向下或向下的分量的加速度为g时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零的现象.处于完全失重状态时涉及重力的作用原理的公式均不再成立.
曲线运动的基本规律、万有引力与航天
1.物体做曲线运动的条件和特点各是什么？研究曲线运动的基本方法是——运动的合成与分解,它利用了运动的哪些性质？
答：(1)物体做曲线运动的条件
物体所受合外力(或加速度)的方向与物体的速度方向不在同一条直线上.
(2)物体做曲线运动的特点
①运动质点在某一点的瞬时速度方向,就是通过这一点的曲线的切线方向.②曲线运动是变速运动,这是因为曲线运动的速度方向是不断变化的.③做曲线运动的质点,其所受的合外力一定不为零,一定具有加速度.
(3)曲线运动的研究方法——运动的合成与分解
①分运动的独立性(不因为另一个分运动的存在与否而改变运动的规律)；②运动的等效性(合运动和分运动是等效替代关系,不能并存)；③运动的等时性(各分运动与合运动具有等时性)；④运动的矢量性(加速度、速度、位移都是矢量,其合成与分解遵循平行四边形定则).
2.对于匀变速曲线运动问题处理的基本思路是“化曲为直”,具体应如何分解？平抛运动问题处理的基本方法也是分解速度和位移,如何求解平抛运动的合速度及合位移？
答：(1)匀变速曲线运动的分解方法是沿恒力方向和垂直恒力方向分解,沿垂直恒力方向上做匀速直线运动,沿恒力方向上做匀加速直线运动.这种观点是研究匀变速曲线运动的理论基础,这种观点是力的独立作用原理的体现.(2)合速度：平抛物体的瞬时速度的大小：,方向与水平方向的夹角为θ,tanθ＝.合位移：物体在时间t内的位移的大小： ,与水平方向的夹角为α,tanα＝.
3.物体做匀速圆周运动的条件是什么？研究圆周运动问题的基本思路和方法是什么？竖直面内的匀速圆周运动机械能守恒吗？
答：(1)条件：当物体所受的合外力为向心力时,物体做匀速圆周运动.(2)基本思路和方法：研究匀速圆周运动的基本方法是利用牛顿运动定律,而研究非匀速圆周运动问题的基本方法是利用牛顿运动定律、功能关系和能量守恒定律综合解决.
4.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的条件是什么？带电粒子在电场、磁场和重力场中做匀速圆周运动的条件是什么？
答：(1)带电粒子垂直进入匀强磁场,粒子才能做匀速圆周运动.
(2)带电粒子垂直进入匀强磁场,且带电粒子的重力和电场力的合力为零,粒子才能做匀速圆周运动.
5．万有引力和重力间具有什么关系？在万有引力提供向心力的情况下，请推导线速度、周期和向心加速度的表达式，并分析随着轨道半径的增大，它们如何变化？
答：重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体做圆周运动所需的向心力；由＝ma＝m＝m()2r,得：a＝,v＝ ,T＝ ,
由以上表达式可以看出,随着r的增大,a减小,v减小,T增大.
6.同步卫星具有哪些特点？发射越高的卫星其环绕速度越小,是否能够说明卫星发射得越高越容易呢？请分析原因.
答：同步卫星转动的角速度和周期与地球自转的角速度和周期相同；另外,所有同步卫星的轨道都在赤道平面内,它们的高度、线速度也都相同.
根据v＝可知卫星发射得越高,其运行的线速度越小,但是发射越高时克服空气阻力和万有引力做功越多,所需发射能量越大,发射难度越大.
功能关系与能量守恒
1.如何求解恒力的功、变力的功和合力的功？方法主要有哪些？
答： (1)恒力F做功：W＝Fscos θ.
两种理解：①力F与在力F的方向上通过的位移scosθ.的乘积.②在位移s方向的分力Fcosθ.与位移s的乘积.
(2)变力F做功的求解方法：
①若变力F是位移s的线性函数,则
,W＝scosθ..
②滑动摩擦力、空气阻力等,在曲线运动或往返运动时,这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积,即W＝－fs,式中s为物体运动的路程.
③变力F的功率P恒定,W＝Pt.
④利用动能定理及功能关系等方法根据做功的效果求解.即W合＝ΔEk或W＝E.
(3)合力的功W合
W合＝F合scosθ.,F合是恒力
W合＝W1＋W2＋…＋Wn,要注意各功的正负.
2.一对作用力与反作用力的功一定相等吗？
答：作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,同时存在,同时消失,但它们分别作用在两个不同的物体上,而这两个物体各自发生的位移却是不确定的.所以作用力做功时,反作用力可能做功,也可能不做功,可能做正功,也可能做负功.
3.摩擦力做功有哪些特点？一对静摩擦力和一对滑动摩擦力的功有什么区别？它们都能把机械能转化为其他形式的能吗？
答：(1)摩擦力既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.
(2)一对静摩擦力的功的代数和总为零,静摩擦力起着传递机械能的作用,而没有机械能转化为其他形式的能.
(3)一对滑动摩擦力的功的代数和等于摩擦力与相对位移的乘积,其值为负值.W＝－fs相对,且fs相对＝ΔE损＝Q内能,即机械能转化为内能.
4.什么是平均功率和瞬时功率,写出求解平均功率和瞬时功率的公式,并指明公式中各字母的含义.
答：(1)平均功率：平均功率应明确是哪一过程中的平均功率,其计算公式为(一般公式).
＝Fcos α(F为恒力,为平均速度).
(2)瞬时功率：瞬时功率对应物体运动过程中的某一时刻,其计算公式为P＝Fvcos α,其中α为该时刻F与v的夹角.
5.如何理解动能定理？应用动能定理解题的基本思路是怎样的？
答：　(1)理解
①总功是指各力做功的代数和,但要特别注意各功的正负.
②正功表示该力作为动力对物体做功.负功表示该力作为阻力对物体做功.
③动能定理是标量式,所以不能在哪个方向上运用动能定理.
(2)应用动能定理解题的基本思路
①明确研究对象和过程,找出始、末状态的速度情况.
②对物体进行受力分析,明确各个力的做功情况,包括大小、正负.
③有些力在运动过程中不是始终存在的,计算功时要注意它们各自对应的位移.
④如果运动过程包含几个物理过程,此时可以分段考虑,也可以视为一个整体列动能定理方程.
6.下表是几个重要的功能关系,请说明各种功所对应的能量变化,并填好下面的表格.
答：
动量及动量守恒定律
1.动量守恒的条件有3种理解,请你叙述之.
答：(1)系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零.
(2)系统所受的外力的矢量和虽不为零,但外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计,如碰撞问题中的摩擦力、爆炸过程中的重力等.
(3)系统所受外力的矢量和虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统总动量的分量保持不变.
2.动量守恒定律在应用时应注意“四性”,应如何理解它的四个性质呢？
答：(1)矢量性：动量守恒定律表达式是矢量方程,在解题时应规定正方向.
(2)参考系的同一性：动量守恒定律表达式中的速度应相对同一参考系,一般以地面为参考系.
(3)瞬时性：动量守恒定律中的初态动量是相互作用前同一时刻的瞬时值,末态动量对应相互作用后同一时刻的瞬时值.
(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统,也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统.
3.碰撞有三种类型,它们满足的规律有何区别呢？
答：　
弹性碰撞 (1)动量守恒 (2)碰撞前后总动能相等
非弹性碰撞 (1)动量守恒 (2)动能有损失
完全非弹性碰撞 (1)碰后两物体合为一体 (2)动量守恒 (3)动能损失最大
4.动量守恒定律在应用时有三种不同的表达形式,它们的含义有什么不同呢？
答：(1)p＝p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)；
(2)Δp＝0(系统总动量的增量等于零)；
(3)Δp1＝－Δp2(两个物体组成的系统中,各自动量增量大小相等、方向相反).
电场和带电粒子在电场中运动
1.请回答库仑定律的内容、公式和适用条件分别是什么？
答：　(1)内容：在真空中两个点电荷之间的作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们间的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
(2)公式：F＝k式中的k＝9.0×109 N·m2/C2,叫静电力常量.
(3)适用条件：①点电荷；②真空中.
2.电场强度是描述电场力的性质的物理量,它有三个表达式：E＝,E＝k和E＝,这三个公式有何区别？如果空间某点存在多个电场,如何求该点的场强？电场的方向如何确定？
答：(1)区别
①电场强度的定义式E＝,适用于任何电场,E由场源电荷和点的位置决定,与F、q无关.
②真空中点电荷所形成的电场E＝k,其中Q为场源电荷,r为某点到场源电荷的距离.
③匀强电场中场强和电势差的关系式E＝,其中d为两点沿电场方向的距离.
(2)用叠加原理求该点的场强
若空间的电场是由几个点电荷共同产生的,则空间中某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和——电场的叠加原理.
(3)几个方向：正电荷的受力方向；负电荷受力的反方向；电场线的切线方向；电势降低最快的方向.
3.电场线与等势面间的关系是怎样的？
答：(1)电场线上某点切线的方向为该点的场强方向,电场线的疏密表示场强的大小.
(2)电场线互不相交,等势面也互不相交.
(3)电场线和等势面在相交处互相垂直.
(4)电场线的方向是电势降低的方向,而场强方向是电势降低最快的方向；
(5)电场线密的地方等势面密,等势面密的地方电场线也密.
4.电容的两个表达式和平行板电容器的两类问题是什么？
答：(1)电容：C＝
(2)平行板电容器的电容决定式：C＝∝.
(3)平行板电容器的两类问题：
①电键K保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势),这种情况下带电荷量Q＝CU∝C,而C＝∝,E＝∝.
②充电后断开K,保持电容器带电荷量Q恒定,这种情况下C∝,U∝,E∝.
5.电场力做功有什么特点？电场力做功与电荷电势能的变化之间有什么关系？如何求解电场力的功？
答：(1)电场力做功的特点
电荷在电场中任意两点间移动时,它的电势能的变化量是确定的,因而移动电荷做功的值也是确定的,所以,电场力移动电荷所做的功,与电荷移动的路径无关,仅与始末位置的电势差有关,这与重力做功十分相似.
(2)电场力做功与电荷电势能的变化的关系
电场力对电荷做正功时,电荷电势能减少；电场力对电荷做负功时,电荷电势能增加,电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值.
(3)电场力做功的计算及应用
①W＝Fscos α,常用于匀强电场,即F＝qE恒定.
②WAB＝qUAB,适用于任何电场,q、UAB可带正负号运算,结果的正负可反映功的正负,也可带数值运算,但功的正负需结合移动电荷的正负,A、B两点电势的高低另行判断.
③功能关系：电场力做功的过程就是电势能和其他形式的能相互转化的过程,如图,且W＝－ΔE其他.
6.带电粒子在匀强电场中分别满足什么条件可以做加速直线运动和偏转运动？处理带电粒子在电场中运动的方法有哪些？
答：(1)加速——匀强电场中,带电粒子的受力方向与运动方向共线、同向.
处理方法：①牛顿运动定律和运动学方程相结合.②功能观点：qU＝mv－mv
(2)偏转——带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场.
(3)处理方法：类似平抛运动的分析方法.
沿初速度方向的匀速直线运动：x＝v0t
沿电场力方向的初速度为零的匀加速直线运动：y＝at2＝()2＝偏转角tan θ＝＝
磁场和带电粒子在磁场、复合场中的运动
1.磁场的基本性质是什么？安培定则和左手定则有何区别？
答：(1)磁场是一种物质,存在于磁体、电流和运动电荷周围,产生于电荷的运动,并通过磁场而相互作用.
(2)两个定则：①安培定则：判断电流周围的磁场方向.
②左手定则：判断电流或运动电荷在磁场中的受力方向.
2.带电粒子在磁场中的受力情况有何特点？洛伦兹力的大小与哪些物理量有关,它的方向如何判定？
答：(1)磁场只对运动电荷有力的作用,对静止电荷无力的作用.磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力.
(2)洛伦兹力的大小和方向：其大小为f＝qvBsin θ,注意：θ为v与B的夹角.f的方向仍由左手定则判定,但四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向.
3.分析带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题的基本思路和方法是怎样的？洛伦兹力做功有什么特点？
答：(1)思路和方法
①圆心的确定：因为洛伦兹力f指向圆心,根据f⊥v,画出粒子运动轨迹上任意两点的(一般是射入和射出磁场的两点)f的方向,沿两个洛伦兹力f的方向画其延长线,两延长线的交点即为圆心,或利用圆心位置必定在圆中任意一根弦的中垂线上,作出圆心位置.
②半径的确定和计算：利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角).
③粒子在磁场中运动时间的确定：利用回旋角α(即圆心角)与弦切角的关系,或者利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小,由公式t＝T可求出粒子在磁场中运动的时间.
④注意圆周运动中有关的对称规律：如从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出.
(2)洛伦兹力做功特点
由于洛伦兹力始终和速度方向垂直,所以洛伦兹力永不做功,但洛伦兹力的分力可以做功.
4. 当带电粒子在电场中分别做匀变速直线运动、类平抛运动和一般曲线运动时,通常用什么方法来处理？
答：(1)当带电粒子在电场中做匀变速直线运动时,一般用力的观点来处理(即用牛顿运动定律结合运动学公式)；
(2)当带电粒子在电场中做类平抛运动时,用运动的合成和分解的方法来处理；
(3)当带电粒子在电场中做一般曲线运动时,一般用动能定理或能量的观点来处理.
5. 复合场通常指哪几种场？大体可以分为哪几种类型？处理带电粒子在复合场中运动问题的思路和方法是怎样的？
答：(1)复合场及其分类
复合场是指重力场、电场、磁场并存的场,在力学中常有四种组合形式：①电场与磁场的复合场；②磁场与重力场的复合场；③电场与重力场的复合场；④电场、磁场与重力场的复合场.
(2)带电粒子在复合场中运动问题的处理方法
①正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提.
②灵活选用力学规律是解决问题的关键
当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时,应根据平衡条件列方程求解.
当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时,往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解.
当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时,应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解.
6.请对电场力和洛伦兹力加以比较,并填空.
答：
电磁感应
1.产生感应电流的条件是什么？感应电流的方向有哪几种判定方法？感应电流的大小如何表示？
答：(1)产生感应电流的条件
穿过闭合电路的磁通量发生变化.
(2)感应电流的方向判断
①从“阻碍磁通量变化”的角度来看,表现出“增反减同”,即若磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；若磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.
②从“阻碍相对运动”的角度来看,表现出“来拒去留”,即“阻碍”相对运动.
③从“阻碍自身电流变化”的角度来看,就是自感现象.
在应用楞次定律时一定要注意：“阻碍”不等于“反向”；“阻碍”不是“阻止”.
④右手定则：对部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况,右手定则和楞次定律的结论是完全一致的.这时,用右手定则更方便一些.
(3)感应电流的大小
由法拉第电磁感应定律可得I＝n或I＝nsin θ.
2.法拉第电磁感应定律的内容是什么？公式E＝n在具体应用中有两种不同的表现形式,各在什么情况下应用？
答：(1)内容：电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.公式E＝n.
(2)两种形式：①回路与磁场垂直的面积S不变,磁感应强度发生变化,则ΔΦ＝ΔB·S.此时对应感生电动势E＝n·S,此式中的叫磁感应强度的变化率,等于B－t图象切线的斜率.若是恒定的,即磁场是均匀变化的,那么产生的感生电动势就是恒定的.
②磁感应强度B不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则ΔΦ＝B·ΔS.此时对应动生电动势E＝nB,ΔS的变化是由部分导体切割磁感线所致.比如线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属于这种情况.
3.导体切割磁感线产生感应电流的过程是能的转化和守恒过程,这一过程中通过什么力做功？将什么形式的能转化为电能？功和产生的电能有什么关系？
答：外力对导体棒做功,转化为棒的机械能,同时,棒又克服安培力做功,将棒的机械能又转化为电能,克服安培力做的功等于电能的增加.
4.如图1所示,当导体棒ab在匀强磁场中匀速运动时,各电表是否有示数,为什么？并由此分析变压器只能应用于什么电路中？
答：导体棒ab匀速切割磁感线产生感应电动势和感应电流,因此, V1和 A1有示数,而穿过铁芯的磁通量是恒定不变的.因此不会在右边线圈中产生感应电动势,故V2 、A2 无示数,因此,变压器只能应用于交流电路中.
5.请比较安培定则、左手定则、右手定则及楞次定律,并填好下表.
基本现象 应用的定 则或定律
电荷、电流产生磁场 安培定则
磁场对运动电荷、电流的作用力 定则
电磁 感应 部分导体切割磁感线运动 定则
闭合回路磁通量的变化 定律
答：
基本现象 应用的定 则或定律
运动 电荷、电流产生磁场 安培定则
磁场对运动电荷、电流的作用力 左手 定则
电磁 感应 部分导体切割磁感线运动 右手 定则
闭合回路磁通量的变化 楞次 定律
6.电磁感应过程中的动态分析问题是力学和电学知识的结合,此类问题分析的基本方法和关键是什么？
答：(1)基本方法
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.
②求回路中的电流强度.
③分析、研究导体受力情况(注意安培力用左手定则判定其方向).
④列动力学方程或平衡方程求解.
(2)动态问题分析要抓好受力情况、运动情况的动态进行分析.
7.如何求解电磁感应中感应电荷的电荷量？感应电荷量与哪些因素有关？
答：设在时间Δt内通过导线截面的电荷量为q,则根据电流定义式及法拉第电磁感应定律得：
q＝I·Δt＝·Δt＝·Δt＝n
可见,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流,在时间Δt内通过导线截面的电荷量q仅由线圈的匝数n、磁通量的变化量ΔΦ和闭合电路的电阻R决定,与磁通量发生变化的时间无关.
恒定电流与交变电流
1.如果电路中电流为I,用电器的电阻为R,用电器两端电压为U.请你就纯电阻电路和非纯电阻电路讨论U与IR的关系,由此总结I＝的适用条件.
答：纯电阻电路中,电功等于电热UIt＝I2Rt则U＝IR,即I＝
非纯电阻电路中UIt＝I2Rt＋E其他所以U>IR 由此可见,I＝只适用于纯电阻电路.
2.描述电源的功率有三个,它们分别是电源的总功率,电源内部消耗的功率和电源的输出功率,如何求解三个功率,它们之间关系如何？
答：(1)电源的总功率P总＝EI.(2)电源内部消耗的功率P内＝I2r.(3)电源的输出功率P出＝P总－P内＝UI.
3.在如图所示的U－I图象中,图线a、b表示的含义有什么不同？
答：(1)对电源有：U＝E－Ir,如题图中a线.
(2)对定值电阻有：U＝IR,如题图中b线.
(3)说明：①图中a线常用来分析测量电源电动势和内电阻的实验数据.
②图中矩形OABD、OCPD和ABPC的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率.
4.如果用电器为纯电阻,请总结写出电流做功和电流功率的计算公式.
答：W＝UIt＝I2Rt＝t,P＝UI＝I2R＝.
5.如果用电器为非纯电阻(如电动机,电解槽等),请写出电流做功和电流功率的计算公式.
答：W＝UIt,P＝UI.
6.哪些计算电流做功和电流功率的公式对任何电路都适用？
答：W＝UIt,P＝＝UI.
7.比较下面的典型电路,并在表格空白处填上合适的文字或字母.
电路名称 电路结构 欧姆定律表达式 能量转化情况
纯电阻电路
非纯电阻电路
含电容器电路
交流纯电阻 电路
答：欧姆定律表达式自上而下为：I＝；E＝U内＋U外或E＝Ir＋U外；
电流稳定后I＝；i＝　I＝　Im＝
表中能量转化情况自上而下依次为：
电能内能；电能―→内能＋其他能；
电能―→内能＋电场能；电能内能.
8.对电路中的特殊元件如何进行等效处理是简化电路的关键之一,请根据你的体会和所学的知识,完成下面表格.
元件 处理方法
①电路中并联的理想伏特表
②电路中充电完毕的电容器
③反接的理想二极管
④电流变化时的理想电感器
⑤电路中串联的理想安培表
⑥高频交流电通过大容值电容器
⑦电流稳定后的理想电感器
⑧正接的理想二极管
⑨电路中并联的非理想伏特表
⑩电路中串联的非理想安培表
答：①②③④所在支路视作断路；
⑤⑥⑦⑧所在支路视作短路；
⑨视作理想伏特表与其内阻并联；
⑩视作理想安培表与其内阻串联.
9.中性面的含义是什么？线圈通过中性面时有何性质和特点？
答：(1)中性面：当线圈平面转动至垂直于磁感线位置时,各边都不切割磁感线,感应电动势为零,即线圈中没有感应电流,这个特定位置叫做中性面.
(2)性质和特点
①线圈通过中性面时,磁感线垂直于该时刻的线圈平面,所以磁通量最大,磁通量的变化率为零；
②线圈平面每次转过中性面时,线圈中感应电流方向改变一次,线圈转动一周通过中性面两次,故一个周期内线圈中电流方向改变两次；
③线圈平面处于跟中性面垂直的位置时,线圈平面平行于磁感线,磁通量为零,磁通量的变化率最大,感应电动势、感应电流均最大,电流方向不变.
10．下面的表格是关于交变电流“四值”的比较，请完成填空.
答：
机械振动、机械波、电磁波、光学与热学
1.从左侧简谐运动的图像可以得到什么信息？
答：①振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ0(如图所示)．
②某时刻振动质点离开平衡位置的位移．
③某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度大小和方向，速度的方向也可根据下一相邻时刻质点的位移的变化来确定．
④某时刻质点的回复力和加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度的方向相同．
⑤某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况．
2.简谐运动、受迫振动 与共振的区别和联系有哪些？完成下列表格。
振动 项目 简谐运动 受迫振动 共振
受力情况
振动周期或频率 由___________决定，即固有周期T0或固有频率 由_____________决定，即或 或
振动能量 振动系统的机械能不变 由产生驱动力的物体提供 振动物体获得的能量最大
常见例子 弹簧振子或单摆(θ≤5°) 机械工作时底座发生的振动 共振筛、声音的共鸣等
答：
振动 项目 简谐运动 受迫振动 共振
受力情况 受回复力 受驱动力作用 受驱动力作用
振动周期或频率 由系统本身性质决定，即固有周期T0或固有频率 由驱动力的周期或频率决定，即或 或
振动能量 振动系统的机械能不变 由产生驱动力的物体提供 振动物体获得的能量最大
常见例子 弹簧振子或单摆(θ≤5°) 机械工作时底座发生的振动 共振筛、声音的共鸣等
3.从左侧波的图像可以得到什么信息？
答：①从图像可以直接读出振幅（注意单位）.
②从图像可以直接读出波长（注意单位）.
③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向）
④在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置）
4.波的传播方向与质点振动方向有何关系，如何相互判断？
答：
“上下坡”法 沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动
“同侧”法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧
“微平移”法 将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向
5.比较振动图像与波的图像异同点，完成下列表格
比较项目 振动图象 波的图象
研究对象
研究内容
图象 正弦曲线 正弦曲线
横坐标
物理意义
振动方向的判断 (看下一时刻的位移) (将波沿传播方向平移)
Δt后的图形 随时间推移，图象延续，但已有形状不变 随时间推移，图象沿波的传播方向平移，原有波形做周期性变化
联系 ①纵坐标均表示质点的位移 ②纵坐标的最大值均表示振幅 ③波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自己的振动图象
答：
比较项目 振动图象 波的图象
研究对象 一个质点 波传播方向上的所有质点
研究内容 某质点位移随时间的变化规律 某时刻所有质点在空间分布的规律
图象 正弦曲线 正弦曲线
横坐标 表示时间 表示各质点的平衡位置
物理意义 某质点在各时刻的位移 某时刻各质点的位移
振动方向的判断 (看下一时刻的位移) (将波沿传播方向平移)
Δt后的图形 随时间推移，图象延续，但已有形状不变 随时间推移，图象沿波的传播方向平移，原有波形做周期性变化
联系 ①纵坐标均表示质点的位移 ②纵坐标的最大值均表示振幅 ③波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自己的振动图象
6.机械波可能存在多解，通常由什么情况导致？如何解决多解问题？
答：
1.导致多解问题的主要因素
1）周期性
①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确．
②空间周期性：波传播的距离Δx与波长λ的关系不明确．
2）双向性
①传播方向双向性：波的传播方向不确定．
②振动方向双向性：质点振动方向不确定．
2.解决波的多解问题的思路（来源公众号：高中物理学习研究 ）
一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系或，若此关系为时间，则；若此关系为距离，则．
7.波的干涉条件是什么？如何判断加强点与减弱点？
答：
1.产生稳定干涉现象的条件:两列波的频率相同，振动情况稳定.
2.干涉加强点与减弱点的判断：
1)当两相干波源振动步调一致时
若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动加强;
若Δr=(2n+1)(n=0,1,2,…),则振动减弱.
2)当两相干波源振动步调相反时
若Δr=(2n+1)(n=0,1,2,…),则振动加强;
若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动减弱.
8.LC回路中一个周期内各个物理量变化的次数分别多少？
答：①LC回路中的电流、线圈中的磁感应强度、电容器极板间的电场强度的变化周期就是回路的振荡周期，在一个周期内上述各量方向改变两次．
②电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期，极板上电荷的电性在一个周期内改变两次．
③电场能、磁场能也在做周期性变化，但是它们是标量，没有方向，所以变化周期是振荡周期的一半，即.
9.几种光现象的比较，并完成下列不同频率光各种情况变化的表格
颜色 红橙黄绿蓝靛紫
频率
同一介质中的折射率
同一介质中的速度
波长
通过棱镜的偏折角
临界角
双缝干涉时的条纹间距
答：
颜色 红橙黄绿蓝靛紫
频率 低→高
同一介质中的折射率 小→大
同一介质中的速度 大→小
波长 大→小
通过棱镜的偏折角 小→大
临界角 大→小
双缝干涉时的条纹间距 大→小
10.对于分子动理论的理解,请填空.
(1)物质是由大量分子组成的：分子直径的数量级是 米；1摩尔的任何物质含有的微粒数都是6.02×1023个,这个常数叫做 .
(2)分子永不停息地做无规则运动.
①布朗运动间接地说明了 .
②热运动：分子的无规则运动与 有关,因此分子的无规则运动又叫做热运动.
(3)分子间存在着相互作用的引力和斥力.
①分子间同时存在着引力和斥力,实际表现出来的分子力是分子引力和分子斥力的 .
②分子间相互作用的引力和斥力的大小都跟分子间的 有关.
当分子间的距离r＝r0＝10－10 m时,分子间的引力和斥力相等,分子间不显示作用力；当分子间距离从r0增大时,分子间的引力和斥力都 ,但斥力减小得 ,分子间作用力表现为 ；当分子间距离从r0减小时,斥力、引力都 ,但斥力增大得 ,分子间作用力表现为 .
③分子力相互作用的距离很短,一般说来,当分子间距离超过它们直径10倍以上,即r>10－9 m时,通常认为这时分子间 相互作用.
答：
(1)物质是由大量分子组成的：分子直径的数量级是10－10 米；1摩尔的任何物质含有的微粒数都是6.02×1023个,这个常数叫做 阿伏加德罗常数 .
(2)分子永不停息地做无规则运动.
①布朗运动间接地说明了 分子永不停息地做无规则运动 .
②热运动：分子的无规则运动与 温度 有关,因此分子的无规则运动又叫做热运动.
(3)分子间存在着相互作用的引力和斥力.
①分子间同时存在着引力和斥力,实际表现出来的分子力是分子引力和分子斥力的 合力 .
②分子间相互作用的引力和斥力的大小都跟分子间的 距离 有关.
当分子间的距离r＝r0＝10－10 m时,分子间的引力和斥力相等,分子间不显示作用力；当分子间距离从r0增大时,分子间的引力和斥力都 减小 ,但斥力减小得快 ,分子间作用力表现为 引力 ；当分子间距离从r0减小时,斥力、引力都 增大 ,但斥力增大得 快 ,分子间作用力表现为 斥力 .
③分子力相互作用的距离很短,一般说来,当分子间距离超过它们直径10倍以上,即r>10－9 m时,通常认为这时分子间 无 相互作用.
11.阿伏加德罗常数是联系宏观世界与微观世界的关键桥梁,在求解分子大小时,我们可以把分子看成球体或立方体两种不同的模型,对于固、液、气三态物质如何求解分子的大小呢？
答：对任何分子,分子质量＝
对固体和液体分子,分子体积＝
气体分子的体积＝≠
气体分子的体积≠＝每个分子平均占据的空间
12.布朗运动的定义和实质是什么？布朗运动说明了什么问题？影响布朗运动的因素有哪些？
答： (1)悬浮于液体(或气体)中的小颗粒的无规则运动
(2)固体微粒的无规则运动
(3)间接说明液体分子在永不停息地做无规则运动
(4)温度越高,颗粒越小,布朗运动越明显
13.根据F－r图象和Ep－r图象分析分子力和分子势能随分子间距的变化特点.
　
答：(1)分子间同时存在引力、斥力,二者随分子间距离的增大而减小,且斥力减小得更快一些,当分子处于平衡位置时,引力和斥力的合力为零.
(2)由于分子间存在相互作用力,所以分子具有分子势能.不管分子力是斥力还是引力,只要分子力做正功,则分子势能减小；做负功,则分子势能增大.由此可知分子间距离r＝r0时,分子势能具有最小值,但不为零.
14.晶体与非晶体有何区别？什么是液晶,它有哪些特性和应用？
答：(1)晶体、非晶体分子结构不同,表现出的物理性质不同.如外形、熔点等.其中单晶体表现出各向异性,多晶体和非晶体表现出各向同性.
(2)液晶既可以流动,又表现出单晶体的分子排列特点,在光学、电学物理性质上表现出各向异性,液晶显示技术有很多的应用.
15.什么是液体的表面张力？产生表面张力的原因是什么？表面张力的特点和影响因素有哪些？
答：液体表面具有收缩的趋势,这是因为在液体内部,分子引力和斥力可认为相等,而在表面层里分子间距较大(分子间距离大于r0)、分子比较稀疏,分子间的相互作用力表现为引力的缘故.故液体表面各部分间相互吸引的力叫做液体的表面张力.
表面张力使液体自动收缩,液体表面有收缩到最小的趋势,表面张力的方向和液面相切；表面张力的大小除了跟边界线的长度有关外,还跟液体的种类、温度有关. （来源公众号：高中物理学习研究 ）
16.请你表述气体实验三定律的内容,并写出表达式.
答：气体的状态由热力学温度、体积和压强三个物理量决定.
(1)等温过程：p1V1＝p2V2
(2)等容过程：＝
(3)等压过程：＝
17.请你写出热力学第一定律的表达式,并说明公式中各字母代表的物理意义和符号是如何规定的？第一类永动机为何不能制成？
答：(1)公式：ΔU＝Q＋W
(2)符号规则：当外界对物体做功时W取正,物体克服外力做功时W取负；当物体从外界吸热时Q取正,物体向外界放热时Q取负；ΔU为正表示物体内能增加,ΔU为负表示物体内能减小.
(3)第一类永动机违背了能量守恒定律.
18.热力学第二定律的两种表述的内容是什么？为什么第二类永动机无法制成？
答：一种表述是：热量不能自动地从低温物体传递到高温物体,这是按照热传递的方向性来表述的.
另一种表述是：不可能从单一热源吸收热量,并把它全部用来做功而不引起其他变化,这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的.该定律说明了第二类永动机是无法制成的.
19.请你叙述热力学第二定律的微观意义.
答：系统的热力学过程就是大量分子无序运动状态的变化过程.
(1)在机械能通过做功转化为内能的过程中,自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程,但其逆过程却不能自发地进行,即不可能由大量分子无规则的热运动自动转变为有序运动.
(2)热传递的过程中,自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程,其逆过程不能自发地进行.
(3)大量分子无序运动状态变化的方向总是向无序性增大的方向进行,即一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行,这就是热力学第二定律的微观意义.
近代物理初步
黑体辐射的规律是什么？
答：随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都有增加,另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
2.光电效应的实验规律有哪些？如何解释这些规律
答：1）光电效应的实验规律
①每种金属都有一个截止频率，入射光的频率必须大于或等于这个截止频率才能产生光电效应．
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大．
③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过.
④当入射光的频率大于截止频率时，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越多，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成正比．
2）对光电效应规律的解释
①存在极限频率：电子要从金属表面逸出,必须克服金属原子核的引力做功,照射光子能量不能小于,对应的频率即极限频率。
②最大初动能：电子吸收光子能量后,一部分克服阻碍作用做功,剩余部分转化为光电子的初动能,只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能,对于确定的金属,W0是一定的,所以光电子的最大初动能只随照射光频率的增大而增大,与照射光强度无关。
③光电效应的发生几乎是瞬时的：光照射金属时,电子吸收一个光子的能量后,动能立即增大,不需要能量积累的过程.
④饱和电流:当发生光电效应时,增大照射光强度,包含的光子数增多,照射金属时产生的光电子增多,因而饱和电流变大.
3.α粒子散射实验的现象如何？请你叙述卢瑟福的原子结构模型？
答：(1)现象
α粒子散射实验：绝大多数α粒子穿过金箔后不偏转,少数发生较大偏转,极少数偏转角度超过90°,有的甚至接近180°.
(2)原子核式结构模型
α粒子散射实验说明原子的中心有一个很小的核叫原子核,它集中了所有的正电荷和几乎全部的质量.
4.下面两表格是原子核衰变两种类型的比较以及三种射线性质的比较,请你完成横线上的有关内容.
(1)原子核的衰变
说明　①衰变过程中一般会发生质量变化,但仍然遵循质量数守恒.
②α衰变和β衰变次数的确定方法
先由质量数改变确定α衰变次数,再由核电荷数守恒确定β衰变次数.
(2)三种射线
种类 α射线 β射线 γ射线
实质 高速氦核流 高速电子流 光子
带电荷量 2e －e 0
速度 0.1c 0.99c c
贯穿本领
对空气的 电离作用 最强 较弱 最弱
答：
最弱,用纸能挡住　较强,穿透几毫米厚的铝板　
最强,穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土
说明　半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关.
5.玻尔原子模型的内容可以概括为三点假设,请叙述,此理论成功之处和局限性分别是怎样的？
答：(1)玻尔原子的结构提出了三点假设,可简单地概括为：①定态量子化；②跃迁条件：hν＝E2－E1；③轨道量子化.
(2)玻尔理论解释氢光谱之所以成功,是因为引入了量子论的观点,其之所以有局限性,是因为仍过多地保留了经典理论的内容,要解释说明微观粒子的运动规律,只能用另一新的理论——量子力学.
6.如何理解氢原子的能级？写出能级公式和半径公式.
答：(1)能级图如图所示.
在玻尔模型中,原子的可能状态是不连续的,即原子处于不同的能级.
(2)En＝；rn＝n2r1(n＝1,2,3,…)
其中E1＝－13.6 eV,r1＝0.53×10－10 m,分别对应基态的能量和轨道半径.
7.书写核反应方程应遵循什么原则？关于核反应应注意哪些问题？
答：　(1)书写原则
反应前后的总质量数和电荷数守恒.
(2)注意事项
①书写核反应方程时要以事实为依据.
②核反应通常不可逆,方程中要用“→”连接,不能用“＝”连接.
③质量数守恒并不意味着反应前后粒子的总质量相等.
④无光子辐射时,核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能,在此情况下可应用力学规律(动量守恒和能量守恒)来计算核能.
8.请叙述核能和质量亏损的定义,质量和能量之间具有怎样的关系？如何计算核能？
答：(1)核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的结合能,亦称核能.
(2)质量亏损：组成原子核的核子质量之和与原子核质量之差叫原子核的质量亏损.
(3)质能方程（来源公众号：高中物理学习研究 ）
爱因斯坦在相对论中得出的质量和能量的关系式称质能方程.其表达式为ΔE＝Δmc2,它表明：物体的能量跟其质量成正比,物体质量增加,物体能量就增加,反之,亦成立.
(4)核能的计算的两种方法
若Δm以kg为单位,则ΔE＝Δmc2,ΔE单位为焦耳.
若Δm以原子质量单位u为单位,则ΔE＝Δm×931.5 MeV.
9.以下实验说明了什么？
1.最早发现的光电效应：
2. 光电效应：
3. 康普顿效应：
4. 光栅衍射(劳厄)：
5. 电子束衍射实验(戴维孙、G.P.汤姆孙)：
6. 汤姆孙的气体放电管：
7. 密立根油滴实验：
8. α散射实验：
9. 线状光谱：
10. 弗兰克-赫兹实验：
11. 阴极射线：
12. 天然放射现象：
13. 居里夫妇：
14. 质子：
15. 中子：
16. X射线：
17. 第一次人工核反应：
答：
1.最早发现的光电效应：1887年，赫兹研究电磁波实验中偶尔发现，接受电路间隙如果受到光照，更容易产生火花.
2. 光电效应：证明光具有粒子性,表明光具有能量.
3. 康普顿效应：证明光具有粒子性,表明光具有动量.
4. 光栅衍射(劳厄)：证实伦琴射线就是波长为十分之几纳米的电磁波.
5. 电子束衍射实验(戴维孙、G.P.汤姆孙)：证实电子的波动性.
6. 汤姆孙的气体放电管：发现电子，测量电荷量但不很准确，汤姆孙之前有两个人已经测量出阴极射线微粒的比荷.
7. 密立根油滴实验：精确测量电子电荷量，发现电荷时量子化的.
8. α散射实验：占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围.
9. 线状光谱：说明原子只发出集中特定频率的光P54 ，发现电磁波发射或吸收的分力特性.
10. 弗兰克-赫兹实验：证实原子中分立的能级的存在，证明汞原子的能量是量子化.
11. 阴极射线：原子内部有结构.
12. 天然放射现象：原子核内部结构信息.
13. 居里夫妇：对铀和含铀的各种矿物进行深入研究.
14. 质子：卢瑟福用α粒子轰击氮核，打出新粒子.
15. 中子：卢瑟福预言中子的存在，查德威克证实.
16. X射线：伦琴.
17. 第一次人工核反应：
实验与探究
1.游标卡尺和螺旋测微器的读数规则？
答：(1)游标卡尺
测量大于1 mm长度时,整的毫米数从主尺上读出,毫米以下的部分从游标尺上读出.即读数＝主尺读数＋游标尺读数,其中“游标尺读数”就是与主尺某刻度线对齐的游标刻度的序数乘以精确度.注意游标卡尺不估读.
(2)螺旋测微器
螺旋测微器又叫千分尺,“千分”就是千分之一毫米,即0.001 mm.具体说来螺旋测微器的读数应是0.5 mm以上的部分从固定刻度上读,并且要看其“半mm”刻度线是否露出；0.5 mm以下的部分从可动刻度(螺旋)上读出,要估读一位,再把两部分读数相加即得测量值.如图1所示的读数应该是6.700 mm.
2.探究小车速度随时间变化的规律纸带处理方法
答：(1)纸带处理.从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O,然后每5个点取一个计数点A、B、C、…(或者说每隔4个点取一个计数点),这样做的好处是相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s,便于计算.如图2所示,测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3、….
图2
(2)利用s1、s2、s3、…可以计算相邻相等时间内的位移差s2－s1、s3－s2、s4－s3、…,如果它们在允许的误差范围内相等,则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动.
(3)利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v.如vB＝.
(4)利用纸带求被测物体的加速度a.具体来说又有两种方法：
①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移,则a＝.
②利用v－t图象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度,画出如图3所示的v－t图线,图线的斜率就等于加速度a.
(5)注意事项
①细绳尽可能与木板平行,以确保细绳对小车的拉力不变；
②开始释放小车时,小车应尽量靠近打点计时器；
③小车的加速度应适当大一些,以能在纸带长约50 cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜；
④正确区别计时器打出的点与人为选取的计数点(一般把计时器打出的5个点作为1个计数点),选取的计数点不少于6个；
⑤最好不要分段测量各段位移,应尽可能地一次测量完毕.读数时估读到毫米的下一位.
3.探究弹力和弹簧伸长的关系实验原理及注意事项？
答：(1)原理：弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等,这样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力).弹簧的伸长量可用直尺测出.多测几组数据,用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长量的定量关系.
(2)注意事项
①悬吊弹簧时让它自然下垂,另外要记住测量弹簧的原长L0；
②每改变一次拉力的大小就需要做一次测量记录.为了探究弹力和弹簧伸长量的关系,要尽可能地多测几组数据,以便在坐标纸上能描出更多的点；
③实验时拉力不要太大,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度；
④在坐标纸上尝试描画一条平滑曲线时,要顺着各点的走向来描,描出的点不一定正好在曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同.
4.探究求合力的方法实验原理及注意事项？
答：(1)原理：如图4所示,两只弹簧测力计a、b成角度拉橡皮条AB和一只弹簧测力计c拉橡皮条AB的效果相同,这个效果就是指橡皮条的形变量(大小和方向)相同(两次必须把橡皮条拉至同一位置).
(2)注意问题
①在同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法：将两只弹簧测力计钩好对拉,若两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同,则可选,否则不可选；
②在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减少误差；
③画力的图示时,应该选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,同时严格按照力的图示要求和几何作图法作出合力；
④在同一次实验中,橡皮条拉长的节点位置O一定相同；
⑤本实验误差的主要来源除了弹簧测力计外,还可能来自读数误差、作图误差,因此读数时眼睛一定要正视,按有效数字正确读数和记录,作图时须保证两力的对边一定要平行.
5.探究加速度与力、质量的关系实验误差的来源及数据处理方法？
答：(1)了解该实验的系统误差的来源.
①用砂和砂桶的总重量代替小车受到的拉力.由牛顿第二定律可知,由于砂桶也在做匀加速运动,因此砂和砂桶的总重量肯定大于小车受到的实际拉力.可以推导出结论：只有在小车的总质量M远大于砂和砂桶的总质量m时,才能使该系统误差足够小.
②没有考虑摩擦阻力的作用.应该用平衡摩擦力的方法来消除这个系统误差.
(2)为研究a、F、m三者的关系,要利用“控制变量法”,分别研究a与F、a与m的关系.
(3)用图象法验证a∝F、a∝(后者必须用a－图象,不能用a－m图象).
6.验证机械能守恒定律实验原理及注意事项？
答：本实验要求验证自由下落过程中机械能守恒,如图6所示的纸带的左端是用夹子夹重物的一端.
图6
(1)原理：用刻度尺量出从0点到1、2、3、4、5各点的距离h1、h2、h3、h4、h5,利用“匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段位移内的平均速度”,算出2、3、4各点对应的瞬时速度v2、v3、v4,验证与2、3、4各点对应的重力势能减少量mgh和动能增加量mv2是否相等.
(2)注意事项
①实验中打点计时器的安装,重物与纸带限位孔必须在同一竖直线上,以减小摩擦阻力；
②实验时必须先接通电源,让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落；
③要多做几次实验,选点迹清晰,且第一、二两点间距离接近
2 mm的纸带进行测量；
④测量下落高度时,必须从起始点算起.为了减小测量值h的相对误差,选取的各个计数点要离起始点远些,纸带也不宜过长,有效长度可在60～80 cm；
⑤因不需要知道动能的具体数值,因此不需要测出重物的质量m；
⑥由于摩擦和空气阻力的影响,mgh总是稍大于mv2.
7.多用电表的正确使用方法？
答：(1)正确使用
①电流的流向：由于使用多用电表时不管测量项目是什么,电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入,从“－”插孔(黑表笔)流出,所以使用欧姆挡时,多用电表内部电池的正极接的是黑表笔,负极接的是红表笔.
②要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮.
③选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡刻度的非线性,使用欧姆挡测电阻时,表头指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间一段刻度范围(R中～4R中)为测量的有效范围,譬如,J0411型多用电表欧姆挡的R中＝15 Ω,当待测电阻约为2 kΩ时,则应采用R×100 挡.
(2)注意问题
①在使用前,应观察指针是否指向电流表的零刻度线,若有偏差,应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝,使指针指在电流表的零刻度；
②测电阻时,待测电阻须与其他元件和电源断开,不能用手接触表笔的金属杆；
③合理选择欧姆挡的量程,使指针尽量指在表盘中央位置附近；
④换用欧姆挡的另一量程时,一定要重新进行欧姆调零,才能进行测量；
⑤读数时,应将表针示数乘以选择开关所指的倍率；
⑥测量完毕时,要把表笔从测试孔中拔出,选择开关应置于交流电压最高挡或OFF挡,若长时间不用时,还应把电池取出.
8.测定金属的电阻率实验原理及注意事项？
答：(1)实验原理
用毫米刻度尺测一段金属丝的长度l,用螺旋测微器测导线的直径d,用伏安法测导线的电阻R,根据电阻定律R＝ρ可求金属丝的电阻率ρ＝R.
(2)电流表的内、外接法
在伏安法测电阻的实验中,若>,选用电流表外接电路；若<,选用电流表内接电路.
(3)控制电路的选择
如果滑动变阻器的额定电流够用,在下列三种情况下必须采用分压式接法(如图所示).
①用电器的电压或电流要求从零开始连续可调.
②要求用电器的电压或电流变化范围大,但滑动变阻器的阻值小.
③采用限流接法时控制不住,电表总超量程,用电器总超额定值.
在安全(I滑额够大,仪表不超量程,用电器上的电流、电压不超额定值,电源不过载)、有效(调节范围够用)的前提下,若Rx(4)注意事项
①本实验中待测金属丝的电阻值较小,为了减小实验的系统误差,必须采用电流表外接法；
②实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成主线路,然后再把电压表并联在待测金属丝的两端；
③闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置；
④在用伏安法测电阻时,通过待测金属丝的电流I的值不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝的温度过高,造成其电阻率在实验过程中增大；
⑤求R的平均值可用两种方法：第一种是算出各次的测量值,再取平均值；第二种是用U－I图线的斜率来求出.若采用图象法,在描点时要尽量使点间的距离拉大一些,连线时要让各点均匀分布在直线两侧,个别明显偏离较远的点不予考虑.
9.测定电源的电动势和内阻实验原理、仪器选择、数据处理及注意事项
答：(1)由闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir,只要测出两组U、I值,就可以列方程组求出E和r.
由于电源的内阻一般很小,为减小测量误差,常采用图甲所示的电路,而不用图乙所示电路.
(2)仪器及电路的选择
①电压表量程：根据测量电源的电动势的值选取,如测两节干电池,电压表应选0～3.0 V量程.
②电流表量程,因要求流过电源的电流不宜过大,一般选0～0.6 A量程.
③滑动变阻器的选取：阻值一般为10 Ω～20 Ω.
(3)数据处理
改变R的值,测出多组U、I值,作出U－I图线,如图所示,图线与U轴交点的纵坐标即为电源电动势,图线斜率的绝对值即为电源内阻.
由于电源的内阻很小,即使电流有较大的变化,路端电压变化也很小,为充分利用图象空间,电压轴数据常从某一不为零的数开始,但U－I图象在U轴上的截距和图线斜率的意义不变.
(4)注意事项
①为了使电源的路端电压变化明显,电源的电阻宜大一些；
②电源在大电流放电时极化现象较严重,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3 A,短时间放电不宜超过0.5 A,因此实验中不要将I调得过大,读电表时要快,每次读完后应立即断电；
③测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大,用方程组求解,分别求出E、r值再求平均值；
④画出U－I图象,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可不予考虑；
⑤计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用r＝|ΔU|/|ΔI|算出电源的内阻r.
10.用油膜法估测油酸分子的大小实验原理及注意事项？
答：1）实验原理：为了估测油酸分子的大小，我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由单层油酸分子（C17H33COOH）中的烃基 C17H33- 组成的。 尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时，可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布（图1.2-1）。测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径。
实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。
这里可以粗略地认为，油膜的厚度等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面上摊开的面积S之比，即。
2）实验器材：盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．
3）注意事项（来源公众号：高中物理学习研究 ）
①油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免浓度改变，产生较大的实验误差.
②实验前应注意，浅盘应洗干净，否则难以形成油膜;痱子粉的用量不要太多，否则不易成功.撒完痱子粉后，浅盘中的水面应保持平衡，痱子粉应均匀浮在水面上.
③向水面滴一滴油酸酒精溶液.滴油酸酒精溶液的滴管口应在离水面1cm之内，否则油膜难以形成.
④要待油膜形状稳定后，再画轮廓.
⑤运用数格子法测油膜面积大于半格的算一格，小于半格的舍去这种方法所取方格的单位越小，计算的面积误差越小.
⑥本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可.
11.探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系实验原理及注意事项？
答：1）实验原理：针对气体的研究，我们可以先选定一个热力学系统，比如一定质量的空气，在温度不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，再分析气体压强与体积的关系。
利用注射器选取一段空气柱为研究对象，如图2.2-1，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的质量不变；另一方面，让空气柱的体积变化不要太快，保证温度不发生明显的变化。
2）实验器材：注射器、橡胶套、压力表(如图所示)
3）注意事项
①实验前检查注射器的气密性。
②本实验应用控制变量法，探究在气体质量和温度不变的情况下(即等温过程)，气体的压强和体积的关系．
③为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位．同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度．为保证气体密闭，应在活塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内外气体的压强差不宜过大．
④实验中所用的压力表精度较高，而气柱长度是直接在刻度尺上读出的，其误差会直接影响实验结果。
12.测量玻璃的折射率实验原理及注意事项？
答：1）实验原理:当光以一定的入射角透过一块两面平行的玻璃砖时，只要找出与入射光线AO相对应的出射光线O′D，就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线 OO′，于是就能测量入射角θ1、折射角θ2。 再根据或计算出玻璃的折射率。
入射光线确认：在玻璃砖的一侧插两个大头针 A、B，AB 的延长线与直线 a 的交点就是O。眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B把A挡住，入射光沿AB连线方向。
折射光线确认：在眼睛这一侧再插第三个大头针 C，使它把A、B都挡住，插第四个大头针D，使它把前三个大头针都挡住，那么，后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线。
如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而画出折射光线OO′，求出折射角θ2，
2）实验器材：木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．
3）注意事项
①玻璃砖作为光学元件，应注意保护它的光学面。不能用铅笔直接沿玻璃砖表面画界面线。
②在实验过程中,玻璃砖两个界面应始终与所作的界面线对齐,不能随意移。
③P1和P2、P2和01之间，P3和P4之间、P3和02之间的距离要稍大一些。
④入射角不能太大，也不能太小，在20°~70°之间为宜。
⑤尽可能将大头针竖直地插在铺有白纸的木板上。
⑥玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5cm以上。
⑦不能把边界线和入射光线画的过粗。
13.用双缝干涉实验测光的波长实验原理及注意事项？
答：1）实验原理：单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长λ之间满足.
2）注意事项
①安装时，注意使光源、透镜、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当．
②光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．仪器所用的灯泡，其灯丝冷电阻较小，如果一开始就用12V电压，往往会由于电流过大而使电源的保险丝烧断或过载保护因此，加在灯泡上的电压应逐挡升高至12V,使用时不得超过12V。建议使用汽车或摩托车双灯丝灯泡，可直接打到12V。
③调节的基本依据：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行．（来源公众号：高中物理学习研究 ）
④在读取a1至a2的整个过程中，不能拨动拨杆或转动测量头,否则会引起干涉条纹移动而使读数无效。
⑤测量条纹间距时,测量头中分划板中心线必须与条纹的中央对齐
⑥本实验仪器型号不同,则测量头也不同，须掌握正确读数方法。
物理学史、物理思想方法、科技前沿知识
1.填写以下涉及的物理学家名字
万有引力定律：
“库仑扭秤”研究电荷之间的作用，发现了“库仑定律”：
利用带电油滴在竖直电场中的平衡，得到了基本电荷e ：
研究阴极射线，发现电子，测得了电子的比荷e/m；提出了“枣糕模型”:
发明了威尔逊云室以观察α、β、γ射线的径迹:
单摆的等时性:
首先用电场线描述电场:
分子电流假说:
建立了电磁场理论：
光的微粒说:
光的电磁说:
电流的磁效应:
质子的发现:
粒子散射实验：
原子的核式结构模型：
光电效应规律，光子说相对论，质能方程：
采用了理想实验和逻辑推理的方法：
测出了万有引力常量。称量地球的质量第一人：
开普勒三定律：
发明了“回旋加速器”：
电磁感应定律 提出了电磁场及磁感线、电场线的概念：
胡克定律（F弹=kx）：
单摆的周期公式：
电子电量的测定：
预言了电磁波的存在：
建立了完整的电磁场理论：
光的波动说：
光的干涉现象：
中子的发现：
人工放射性同位素发现：
圆满解释氢光谱：
首次发现了铀的天然放射现象，开始认识原子核结构是复杂的：
提出量子概念，不连续的，E=hυ：
答：
万有引力定律→牛顿
“库仑扭秤”研究电荷之间的作用，发现了“库仑定律”→库仑
利用带电油滴在竖直电场中的平衡，得到了基本电荷e →密立根
研究阴极射线，发现电子，测得了电子的比荷e/m；提出了“枣糕模型”→汤姆生
发明了威尔逊云室以观察α、β、γ射线的径迹→威尔逊
单摆的等时性→ 伽利略
首先用电场线描述电场→法拉第
分子电流假说→安培
建立了电磁场理论→ 麦克斯韦
光的微粒说→牛顿
光的电磁说→麦克斯韦
电流的磁效应→奥斯特
质子的发现→卢瑟福
粒子散射实验→卢瑟福
原子的核式结构模型→卢瑟福
光电效应规律，光子说相对论，质能方程→爱因斯坦
采用了理想实验和逻辑推理的方法→伽利略
测出了万有引力常量。称量地球的质量第一人→卡文迪许
开普勒三定律→开普勒
发明了“回旋加速器”→劳伦斯
电磁感应定律 提出了电磁场及磁感线、电场线的概念→法拉第
胡克定律（F弹=kx）→胡克
单摆的周期公式→惠更斯
电子电量的测定→密立根
预言了电磁波的存在→麦克斯韦
建立了完整的电磁场理论→赫兹
光的波动说→惠更斯
光的干涉现象→杨氏
中子的发现→查德威克
人工放射性同位素发现→小居里夫妇
圆满解释氢光谱→玻尔
首次发现了铀的天然放射现象，开始认识原子核结构是复杂的→贝克勒尔
提出量子概念，不连续的，E=hυ→普朗克
2.与高中阶段知识或物理学家相关的诺贝尔奖获得者有哪些？
答：
1901年：威尔姆·康拉德·伦琴（德国）发现X射线
1903年：安东尼·亨利·贝克勒尔（法国）发现天然放射性；皮埃尔·居里（法国）、玛丽·居里（波兰裔法国人）发现并研究放射性元素钋和镭
1905年：伦纳德（德国）关于阴极射线的研究
1906年：约瑟夫·汤姆生（英国）对气体放电理论和实验研究作出重要贡献并发现电子
1907年：迈克尔逊（美国）发明光学干涉仪并使用其进行光谱学和基本度量学研究
1911年：维恩（德国）发现热辐射定律
1918年：马克斯·卡尔·欧内斯特·路德维希·普朗克（德国）对确立量子论作出巨大贡献
1921年：阿尔伯特·爱因斯坦（德国）他对数学物理学的成就，特别是光电效应定律的发现
1922年：尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔（丹麦）关于原子结构以及原子辐射的研究
1923年：罗伯特·安德鲁·密立根（美国）关于基本电荷的研究以及验证光电效应
1927年：康普顿（美国）发现康普顿效应；威尔逊（英国）发明了云雾室，能显示出电子穿过空气的径迹
1929年：路易·维克多·德布罗意（法国）发现电子的波动性
1935年：詹姆斯·查德威克（英国）发现中子
1939年：欧内斯特·奥兰多·劳伦斯（美国）发明回旋加速器，并获得人工放射性元素
1960年：格拉塞（美国）发现气泡室，取代了威尔逊的云雾室
3.近三年诺贝尔物理奖授予哪方面？
答：
2020年：三位科学家René S.-S. Chandrasekhar、Roger Penrose和Kip S. Thorne因“对我们理解宇宙演化和黑洞，特别是由于引力波的探测和发现所做出的贡献”共同获得奖项。这包括了关于恒星结构、宇宙中的黑洞以及广义相对论的测试等方面的研究。
2021年：奖项授予了物理学家Giorgio Parisi，以表彰他在“无序系统的统计物理，尤其是玻璃和活性物质理论方面的开创性工作”。
2022年：Alain Aspect、John F. Clauser和Anton Zeilinger因“通过光子纠缠实验确立了贝尔不等式的违反，并开辟了量子信息科学的新领域”而共同获奖。
4.近一年科学界大事与物理相关的有哪些？
答：
1.核聚变反应堆运行: 全球最大的实验性核聚变反应堆开始运行，为未来清洁能源的研究和应用提供了新的可能性。
2. 太阳能传送: 卫星首次成功向地球传送太阳能，证明了天基能源供应的可行性。
3. 最小粒子加速器: 科学家们开发出了迄今为止最小的粒子加速器，这对于物理学研究和未来技术的创新具有重要影响。
4. 我国具有完全自主知识产权的国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程12月6日商运投产。
5. 北京时间10月31日8时11分，神舟十六号返回 空间站应用与发展阶段首次载人飞行任务圆满完成。
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