沪科版高中物理选修3-3word学业分层测评第1章1.1一种新的研究方法+1.2走进分子世界.docx
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高中物理学习材料唐玲收集整理章末分层突破[自我校对]①VS②10-10 m ③6.02×1023 mol-1④越剧烈⑤越剧烈⑥永不停息⑦中间多、两头少⑧撞击器壁⑨平均动能⑩引力和斥力的合力⑪温度⑫减小⑬增加⑭最小⑮体积⑯温度分子微观量的估算1.对微观量的估算,首先要建立微观模型,对于固体和液体,可以把它们看成是分子一个挨一个紧密排列的.计算时将物质的摩尔体积分成N A等份,每一等份就是一个分子大小.在估算分子直径时,设想分子是一个紧挨着一个的小球;在估算分子间距离时,设想每一个分子是一个立方体,立方体的边长即为分子间的距离.2.气体分子不是紧密排列的,所以上述模型对气体不适用,但上述模型可以用来估算气体分子间的平均距离.3.阿伏伽德罗常量是联系微观物理量与宏观物理量的桥梁,它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来.有关计算主要有:(1)已知物质的摩尔质量M,借助于阿伏伽德罗常量N A,可以求得这种物质的分子质量m0=MNA .(2)已知物质的摩尔体积V A,借助于阿伏伽德罗常量N A,可以计算出这种物质的一个分子所占据的体积V0=VANA .(3)若物体是固体或液体,可把分子视为紧密排列的球形分子,可估算出分子直径d=36VAπN A.(4)依据求得的一个分子占据的体积V0,可估算分子间距,此时把每个分子占据的空间看做一个小立方体模型,所以分子间距d=3V,这对气体、固体、液体均适用.(5)已知物体的体积V和摩尔体积V A,求物体的分子数N,则N=NAVVA.(6)已知物体的质量m和摩尔质量M,求物体的分子数N,则N=mMNA.(2016·西安高二检测)已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的摩尔质量M=1.8×10-2kg/mol.求:(1)1 g水中所含水分子数目;(2)水分子的质量;(3)水分子的直径.(取两位有效数字)【解析】(1)因为1 mol任何物质中含有分子数都是N A,所以只要知道了1 g水的物质的量n,就可求得其分子总数N.N=nNA =mMNA=1×10-31.8×10-2×6.02×1023个=3.3×1022个.(2)水分子质量m 0=MNA=1.8×10-26.02×1023kg=3.0×10-26 kg.(3)水的摩尔体积V=Mρ,设水分子是一个挨一个紧密排列的,则一个水分子的体积V0=VNA=MρNA.将水分子视为球形,则V0=16πd3,所以有:16πd3=MρNA即有d=36MπρN A=36×1.8×10-23.14×1.0×103×6.02×1023m=3.9×10-10 m.【答案】(1)3.3×1022个(2)3.0×10-26 kg (3)3.9×10-10 m用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子直径的实验原理是:油酸是一种脂肪酸,它的分子的一部分和水分子的亲和力很强.当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,酒精溶于水或挥发,在水面上形成一层油酸薄膜,薄膜可认为是单分子油膜,如图11所示.图1 1将水面上形成的油膜形状画到坐标纸上,可以计算出油膜的面积,根据纯油酸的体积V和油膜的面积S,可以计算出油膜的厚度d=V/S,即油酸分子的直径.(2016·济南高二检测)“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下:①向体积V油=1 mL的油酸中加酒精,直至总量达到V总=500 mL;②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=100滴时,测得其体积恰好是V0=1 mL;③先往边长为30~40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水,然后将均匀地撒在水面上;图1 2④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状;⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图12所示,数出轮廓范围内小方格的个数N,小方格的边长l=20 mm.根据以上信息,回答下列问题:(1)步骤③中应填写:;(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是 mL;(3)油酸分子直径是 m.【解析】(1)为了显示单分子油膜的形状,需要在水面上撒痱子粉或石膏粉.(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′=VV油nV总=1100×1500Ml=2×10-5 mL.(3)根据大于半个方格的算一个,小于半个方格的舍去,油膜形状占据方格数大约为115个,故面积S=115×20×20 mm2=4.6×104 mm2油酸分子直径d=V′S=2×10-5×1034.6×104mm≈4.3×10-7 mm=4.3×10-10 m.【答案】(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10-5(3)4.3×10-10分子力、分子势能和物体的内能1.分子力是分子引力和分子斥力的合力,分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能,分子力F和分子势能E p都与分子间的距离有关,二者随分子间距离r变化的关系如图13所示.图1 3(1)分子间同时存在着引力和斥力,它们都随分子间距离的增大(减小)而减小(增大),但斥力比引力变化得快.(2)在r<r0范围内,分子力F、分子势能E p都随分子间距离r的减小而增大.(3)在r>r0的范围内,随着分子间距离的增大,分子力F先增大后减小,而分子势能E p一直增大.(4)当r=r0时,分子力F为零,分子势能E p最小.但不一定等于零.2.内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和.温度升高时物体分子的平均动能增加;体积变化时,分子势能变化.内能也与物体的物态有关.解答有关“内能”的题目,应把握以下四点:(1)温度是分子平均动能的标志,而不是分子平均速率的标志.(2)当分子间距离发生变化时,若分子力做正功,则分子势能减小;若分子力做负功,则分子势能增加.(3)内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和,它取决于物质的量、温度、体积及物态.如图14所示,分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图像.由图像判断以下说法中正确的是( )图1 4A.当分子间距离为r0时,分子力和分子势能均最小,分子力为零,分子势能不为零B.当分子间距离r>r0时,分子力随分子间距离的增大而增大C.当分子间距离r>r0时,分子势能随分子间距离的增大而增加D.当分子间距离r<r0时,分子间距离逐渐减小,分子力逐渐增大,分子势能逐渐增加E.当分子间距离r<r0时,分子间距离减小时,分子势能先减小后增加【解析】由题图可知,当分子间距离为r0时,分子力和分子势能均达到最小,但此时分子力为零,而分子势能不为零,是一负值,A对;当分子间距离r>r时,分子力随分子间距离的增大,先增大后减小,此时分子力做负功,分0子势能增加,B错,C对;当分子间距离r<r0时,分子间距离逐渐减小,分子力逐渐增大,而此过程中分子力做负功,分子势能增加,由负值增大到正值,故D对,E错.【答案】ACD(2016·南京检测)当两个分子间的距离r=r0时,分子处于平衡状态,设r1<r0<r2,则当两个分子间的距离由r1变到r2的过程中( )A.分子力先减小后增大B.分子力有可能先减小再增大最后再减小C.分子势能先减小后增大D.分子势能先增大后减小E.分子力为零时,分子势能最小【解析】当r>r0时,分子力表现为引力,其大小随r增加先增大后减小,且整个过程分子力做负功,分子势能增大;当r<r0时,分子力表现为斥力,随r增加,分子力减小且分子力做正功,分子势能减小,分子力为零时,分子势能最小,综上可知B、C、E正确.A和D错误.【答案】BCE势能的大小与物体(分子)间距离的关系不论是重力势能、弹性势能、分子势能、电势能,当物体(分子)之间的距离发生变化时,它们之间的相互作用力如果做正功,势能都要减小;如果做负功,势能都要增大.1.(2015·全国卷Ⅱ)关于扩散现象,下列说法正确的是( )【导学号:35500013】A.温度越高,扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的【解析】扩散现象与温度有关,温度越高,扩散进行得越快,选项A正确.扩散现象是由于分子的无规则运动引起的,不是一种化学反应,选项B错误,选项C正确,选项E错误.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,选项D正确.【答案】ACD2.(2013·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】当距离较远时,分子力表现为引力,靠近过程中分子力做正功,动能增大,势能减小;当距离减小至分子平衡距离时,引力和斥力相等,合力为零,动能最大,势能最小;当距离继续减小时,分子力表现为斥力,继续靠近过程中,斥力做负功,势能增大,动能减小,因为只有分子力做功,所以动能和势能之和不变,选项B、C、E正确.【答案】BCE3.(2016·青岛二中检测)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r 的关系如图15中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是( )图1 5A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小C.在r=r0时,分子势能最小,动能最大D.在r=r0时,分子势能为零E.分子动能和势能之和在整个过程中不变【解析】由E p-r图可知:在r>r0阶段,当r减小时F做正功,分子势能减小,分子动能增加,故选项A正确.在r<r0阶段,当r减小时F做负功,分子势能增加,分子动能减小,故选项B错误.在r=r0时,分子势能最小,动能最大,故选项C正确.在r=r0时,分子势能最小,但不为零,故选项D错误.在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变,故选项E正确.【答案】ACE4.(2014·北京高考改编)下列说法中不正确的是( )A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变E.只根据物体温度的变化,无法确定内能的变化【解析】温度是物体分子平均动能的标志,所以物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大,A错、B对;影响物体内能的因素是温度、体积和物质的量,所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况,C、D错,E对.【答案】ACD5.(2015·山东高考改编)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是( )A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B.混合均匀是水分子和碳粒做无规则运动的结果,与重力无关C.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动D.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速E.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的【解析】墨滴入水,最后混合均匀,这是扩散现象,碳粒做布朗运动,水分子做无规则的热运动;碳粒越小,布朗运动越明显,混合均匀的过程进行得越迅速,选项B、C、D正确.【答案】BCD我还有这些不足:(1) ________________________________________________________(2) ________________________________________________________我的课下提升方案:(1) ________________________________________________________(2) ________________________________________________________。
2020-2021学年高中物理沪科版选修3-3:章末综合测评第1章含答案解析

【最新】高中物理沪科版选修3-3:章末综合测评第1章学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、多选题1.有关分子的热运动和内能,下列说法正确的是( )A.一定质量的物体,温度不变,物体的内能不变B.物体的温度越高,分子热运动越剧烈C.物体的内能是物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和D.布朗运动是液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡性产生的E.当物体的体积增大时,内能一定增大2.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x 轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处由静止释放,若规定无限远处分子势能为零,则下列说法不正确的是( )A.乙分子在b处势能最小,且势能为负值B.乙分子在c处势能最小,且势能为负值C.乙分子在d处势能一定为正值D.乙分子在d处势能一定小于在a处势能E.乙分子在c处加速度为零,速度最大3.下列关于布朗运动的叙述,正确的是( )A.悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的B.液体的温度越低,悬浮小颗粒的运动越缓慢.当液体的温度降到零摄氏度时,固体小颗粒的运动就会停止C.被冻结的冰块中的小炭粒不能做布朗运动,是因为在固体中不能发生布朗运动D.做布朗运动的固体颗粒越小,布朗运动越明显E.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫热运动二、实验题4.油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1 mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图所示.若每一小方格的边长为25 mm,试问(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为________模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为________油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。
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高中物理学习材料桑水制作高中物理选修3-1(1---3章测试题)一、选择题1.静电场中某点的电场强度( D )A.其方向跟电荷在该点所受的电场力的方向一致B.跟电荷在该点所受的电场力的大小成正比C.跟放于该点的电荷的电量成反比D.跟放于该点的电荷的电量及所受电场力的大小无关2.将电量为3×10-6C的负电荷,放在电场中A点,受到的电场力大小为6×10-3N,方向水平向右,则将电量为6×10-6C的正电荷放在A点,受到的电场力为( B )A.1.2×10-2N,方向水平向右 B.1.2×10-2N,方向水平向左C.1.2×102N,方向水平向右 D.1.2×102N,方向水平向左3 . 如图2是点电荷电场中的一条电场线,下面说法正确的是( B )A.A点场强一定大于B点场强B.在B点轻轻释放一个电子,将一定向A点运动C.这点电荷一定带正电图2 D.正电荷运动中通过A点时,其运动方向一定沿AB方向4.将一个正点电荷从无穷远处移到电场中A点, 电场力做功为4×10-9J, 将一负点电荷 (带电量与上述正点电荷相等) 从无穷远处移到电场中的B点, 克服电场力做功为8×10-9J, 则下述结论中正确的是 (设无穷远处电势为零) (B )A.U A>U B>0 B.U B<U A<0C.U A<U B<0 D.U B>U A>05.一对带有等量异种电荷的平行金属板竖直放置, 一个电子从某一板上的小孔沿与电场线相反方向射入电场, 不计电子的重力, 在电子向另一板运动的过程中, 以下说法中正确的是( BD )A.电子的动能逐渐减小, 电势能逐渐增大B.电子的动能逐渐增大, 电势能逐渐减小C.电子的动能和电势能都逐渐增大D.电子的动能和电势能的总和保持不变6.在正电荷周围的电场中,有a、b两点,以下说法中正确的是( C )A.这两点的电场强度一定不相同,电势也一定不相同B.这两点电场强度有可能相同,电势有可能相同C.这两点电场强度一定不相同,但电势有可能相同D.这两点电场强度有可能相同,但电势一定不相同7.如图所示,将充好电的平行板电容器与静电计连接,静电计指针偏转的角度为α。
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必修一开篇?激动人心的万千体验1、物理学——理性的追求2、物理学——人类文明的3、学物理——探究求真第一章?怎样描述物体的运动1、走近运动2、怎样描述运动的快慢3、怎样描述运动的快慢4、怎样描述速度变化的快第二章?研究匀变速直线运动的规律1、伽利略对落体运动的研2、自由落体运动的规律3、匀变速直线运动的规律4、匀变速直线运动规律的第三章?力与相互作用1、牛顿第三定律2、形变的力3、摩擦力4、分析物体的受力情况第四章?怎样求合力与分力1、怎样求合力2、怎样分解力3、共点力的平衡及其应用第五章?研究力和运动的关系1、牛顿第一定律2、牛顿第二定律3、牛顿运动定律的案例分4、超重和失重必修二第一章?怎样研究抛体运动1、飞机投弹和运动的合成2、平抛运动的规律3、研究斜抛运动第二章?研究圆周运动1、怎样描述圆周运动2、怎样研究匀速圆周运动3、圆周运动的案例分析4、研究离心现象及应用第三章?动能的变化与机械功1、探究动能变化跟功的关2、动能定理的案例分析3、研究功与功率第四章?能量守恒与可持续发展1、势能的变化与机械功2、研究机械能守恒定律3、能量的转化与守恒4、能源与可持续发展第五章?万有引力与航天1、从托勒密到开普勒2、万有引力定律是怎样发3、万有引力定律的案例分4、飞出地球去第六章?经典力学与现代物理1、经典力学的巨大成就和2、狭义相对论的基本原理3、爱因斯坦心目中的宇宙4、微观世界与量子论选修1-1第一章?从富兰克林到库仑1.1从闪电谈起1.2电学中的第一个定律1.3物质的又一种形态1.4静电与生活第二章?打开电磁联系的大门2.1提示电磁联系的第一2.2安培力与磁感应强度2.3改写通信史的发明—2.4电子束编转的奥秘第三章?划时代的发现3.1法拉第的探索3.2一条来之不易的规律3.3发电机与电动机3.4电能与社会3.5伟大的丰碑——麦克第四章?电磁波与现代通信4.1电磁波的发现4.2无线电波与现代通信4.3信息的获取——传感第五章?走进现代化家庭5.1客厅里的精彩5.2厨房里的革命5.3现代化家庭选修1-2第一章?人类对热现象的探索1.1关于热本质的争议1.2走进分子世界1.3研究分子运动的新方第二章?热力学定律和能量守恒2.1揭开温度与内能之迷2.2热力学第一定律2.3伟大的守恒定律2.4热力学第二定律第三章?热机和第一次工业革命3.1一项推动大生产的发3.2蒸汽机与社会发展3.3热机发展之路第四章?热与生活4.1内能的利用4.2营造一个四季如春的4.3打开太阳能的宝库第五章?电能和第二次工业革命5.1怎样将电能输送到千5.2辉煌的电气化时代5.3改变世界的工业革命第六章?能源与可持续发展6.1神秘的射线6.2一把双刃剑——放射6.3核反应与核能6.4重核裂变6.5轻核聚变6.6能源利用与可持续发选修2-1第一章?多用电表与直流电路1.1学习使用多用电表1.2多用电表表头的工作1.3多用电表测量电流、1.4电源电动势?闭合1.5多用电表测量电阻电1.6多用电表功能的扩展第二章?显像管与电磁力2.1学习使用示波器2.2示波管与电场力2.3显像管与洛仑兹力2.4电磁力技术与现代科第三章?发电、输配电与电磁感应3.1划时代的发现3.2发电机与交变电流3.3输电与配电3.4变压器3.5电能与社会第四章?广播电视与电磁波4.1收音机与电磁波4.2设计制作:用集成电4.3电视4.4电磁波家族第五章?互联网与信息时代5.1信息的获取——传感5.2设计制作:用传感器5.3信息的处理——电脑5.4电脑是怎样工作的5.5信息的传输——互联5.6移动通信和卫星通信选修2-2第一章?桥梁与承重结构1.1《课程标准》的要求1.2编写思路与特点1.3教材说明与教学建议1.4课程资源第二章?起重机与平衡2.1《课程标准》的要求2.2编写思路与特点2.3教材说明与教学建议2.4课程资源第三章?汽车与传动3.1《课程标准》的要求3.2编写思路与特点3.3教材说明与教学建议3.4课程资源第四章?热机与能量转化4.1《课程标准》的要求4.2编写思路与特点4.3教材说明与教学建议4.4课程资源第五章?家用制冷设备及其原理5.1《课程标准》的要求5.2编写思路与特点5.3教材说明与教学建议5.4课程资源选修2-3第一章?光学仪器与光的折射规律1.1照相机与透镜成像规1.2展示精彩瞬间1.3测定玻璃的折射率1.4眼睛的延伸——显微1.5设计制作:简易望远第二章?光学技术与光的波动性2.1立体电影与光的偏振2.2增透技术与光的干涉2.3光栅与光的衍射第三章?激光与激光器3.1神奇的激光3.2激光与激光技术3.3新型电光源第四章?射线技术与原子结构4.1人类探索原子结构的4.2X射线与CT诊断技4.3碳—14测定技术与4.4放射性同位素的应用第五章?核能与社会5.1核反应堆与核裂变5.2核电站是怎样工作的5.3核武器?核聚变5.4核能与社会选修3-1第一章?电荷的相互作用1.1静电现象与电荷守恒1.2探究电荷相互作用规1.3静电与生活第二章?电场与示波器2.1认识和使用示波器2.2探究电场的力的性质2.3研究电场的能的性质2.4电容器?电容2.5电子束在示波管中的第三章?从电表电路到集成电路3.1学会使用多用电表3.2探究电流、电压和电3.3探究电阻定律3.4多表电表电路分析与3.5逻辑电路与集成电路第四章?探究闭合电路欧姆定律4.1探究闭合电路欧姆定4.2测量电源的电动势和4.3典型案例分析4.4电路中的能量转化与第五章?磁场与回旋加速器5.1磁与人类文明5.2怎样描述磁场5.3探究电流周围的磁场5.4探究安培力5.5探究洛仑兹力5.6洛仑兹力与现代科技选修3-2第一章?研究交变电流1.1怎样描述交变电流1.2探究电阻、电感和电1.3怎样计算交变电流的第二章?电磁感应与发电机2.1电磁感应——划时代2.2探究感应电流的方向2.3探究感应电动势的大2.4电磁感应与交流发电2.5电磁感应的案例分析第三章?电磁感应与现代生活3.1自感现象与日光灯3.2涡流现象与电磁灶3.3电磁感应与现代生活第四章?电能的输送与变压器4.1高压输电原理4.2变压器为什么能改变4.3三相交流电及其电路4.4电能的开发与利用第五章?传感器与现代社会5.1传感器的原理5.2研究热敏电阻的温度5.3信息时代离不开传感选修3-3第一章?用统计思想研究分子运动1.1一种新的研究方法1.2走过分子世界1.3无序中的有序1.4用统计思想解释分子1.5物体的内能第二章?气体定律与人类生活2.1气体的状态2.2破意耳定律2.3查理定律和盖·吕萨2.4空气的湿度与人类生第三章?固体、液体与新材料3.1研究固体的性质3.2研究液体的表面性质3.3液晶与显示器3.4半导体材料和纳米材第四章?热力学定律与能量守恒4.1热力学第一定律4.2能量守恒定律发现的4.3热力学第二定律4.4描述无序程度的物理第五章?能源与可持续发展5.1能源利用与环境污染5.2能源开发与环境保护5.3节约能源、保护资源选修3-4第一章?机械振动1.1研究简谐运动1.2探究摆钟的物理原理1.3探究单摆振动的周期1.4受迫振动与共振第二章?机械波2.1机械振动的传播2.2有关机械波的案例分2.3惠更斯原理?波的2.4波的干涉与衍射2.5多普勒效应第三章?电磁场与电磁波3.1麦克斯韦的电磁场理3.2电磁波的发现3.3无线电通信3.4电磁波家族第四章?光的波动性4.1光的干涉4.2光的衍射4.3光的偏振与立体电影4.4光的折射4.5全反射与光导纤维4.6激光第五章?新时空观的确立5.1电磁场理论引发的怪5.2狭义相对论的基本原5.3奇特的相对论效应5.4走近广义相对论5.5无穷的宇宙选修3-5第一章?碰撞与动量守恒1.1探究动量变化与冲量1.2探究动量守恒定律1.3动量守恒定律的案例1.4美妙的守恒定律第二章?波和粒子2.1拨开黑体辐射的疑云2.2涅盘凤凰再飞翔2.3光是波还是粒子2.4实物是粒子还是波第三章?原子世界探秘3.1电子的发现及其重大3.2原子模型的提出3.3量子论视野下的原子3.4光谱分析在科学技术第四章?从原子核到夸克4.1原子核结构探秘4.2原子核的衰变4.3让射线造福人类4.4粒子物理与宇宙的起第五章?核能与社会5.1核能来自何方5.2裂变及其应用5.3聚变与受控热核反应5.4核能利用与社会发展。
(沪科版)高中物理选修3-5学业分层测评:第1章 1.1探究动量变化与冲量的关系1 含解析

和方向都相同,C错;冲量的大小与物体的运动状态无关,力F的冲量大小仍为Ft,故D错.【答案】B5.如图113所示,在甲、乙两种情况中,人用相同大小的恒定拉力拉绳子,使人和船A均向右运动,经过相同的时间t,图甲中船A 没有到岸,图乙中船A没有与船B相碰,则经过时间t( )【导学号:06092051】甲乙图113A.图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小B.图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大C.图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量一样大D.以上三种情况都有可能【解析】冲量是力和力作用的时间的乘积,由于人用相同大小的恒定拉力拉绳子,则在相同的时间内甲、乙两图中,人对绳子拉力的冲量一样大,正确选项为C.【答案】C6.(多选)原来静止的物体受合外力作用时间为2t0,作用力随时间的变化情况如图114所示,则 ( )图114A.0~t0时间内物体的动量变化与t0~2t0时间内动量变化相等B.0~t0时间内物体的平均速率与t0~2t0时间内平均速率相等C.t=2t0时物体的速度为零,外力在2t0时间内对物体的冲量为零D.2t0时间内物体的位移为零,外力对物体做功为零【解析】0~t0与t0~2t0时间内作用力方向不同,动量变化量不相等,选项A错;t=t0时,物体速度最大,t=2t0时,物体速度为零,由动量定理Ft=m·Δv可得,I=F0t0-F0t0=0,在0~t0与t0~2t0时间内物体平均速率相等,选项B、C均正确;物体先加速后减速,位移不为零,动能变化量为零,外力对物体做功为零,选项D 错.【答案】BC7.物体受到一随时间变化的外力作用,外力随时间变化的规律为F=(10+5t) N,则该力在2 s内的冲量为________.【解析】由题意知,外力F随时间t均匀变化,因此可以认为2 s 内物体所受外力的平均值为= N=15 N.再根据冲量的定义式,可求得外力在2 s内的冲量为I=t=15×2 N·s=30 N·s.【答案】30 N·s8.玻璃杯从同一高度自由落下,落到硬水泥地板上易碎,而落到松软的地毯上不易碎.这是为什么?【解析】设杯子开始下落时的高度为h,则杯子与地面相碰时的速度大小v=2gh设杯子与地面碰撞的时间为t,碰撞后的速度为零,在碰撞阶段,杯子的受力如图所示.规定竖直向上的方向为正方向,则由动量定理,得(F-mg)t=0-m(-v)两式联立得F=mg+m2ght在题中所述两种情况下,除杯子与接触面的作用时间t不同外,其他条件均相同.由于杯子与地毯的作用时间远比杯子与水泥地板的作用时间要长,由上式不难得出地毯对杯子的作用力远比水泥地板对杯子的作用力要小,所以当玻璃杯从同一高度落下时,落到水泥地板上易碎而落到松软的地毯上不易碎.【答案】见解析[能力提升]9.如图115甲所示,一个物体放在粗糙的水平地面上.在t=0时刻,物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动.在0到t0时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示.已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等.则( )甲乙图115A.t0时,力F等于0B.在0到t0时间内,合力的冲量大小为ma0t0C.在0到t0时间内,力F大小不变D.在0到t0时间内,物体的速度逐渐变小【解析】t0时,a=0,则F-f=0,F=f,A错误;由at图中图线与坐标轴包围面积为速度变化,知0~t0物体的速度变化Δv=a0t0,0到t0时间内,合力冲量等于动量变化,Δp=ma0t0-0,B正确;由F-f=ma知f恒定,而a变小,所以F变小,C错误;0到t0时间内加速度逐渐减小,但是a、v同向,做加速运动,速度增加,D 错误.【答案】B10.(多选)如图116所示,子弹以水平速度射向原来静止在光滑水平面上的木块,并留在木块中和木块一起运动.在子弹射入木块的过程中,下列说法中正确的是( )图116A.子弹对木块的冲量一定大于木块对子弹的冲量B.子弹对木块的冲量和木块对子弹的冲量大小一定相等C.子弹速度的减小量一定等于木块速度的增加量D.子弹动量变化的大小一定等于木块动量变化的大小【解析】子弹射入木块的过程,二者之间的相互作用力始终等大反向,同时产生,同时消失,由冲量的定义I=F·t可知B正确,A错;由动量定理知,D正确;Δv=at=,子弹和木块所受的冲量Ft大小相同,但质量未必相等,因此速度变化量的大小不一定相等,C错.【答案】BD11.如图117所示,在倾角α=37°的斜面上,有一质量为5 kg的物体沿斜面下滑,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体下滑2 s的时间内物体所受各力的冲量及合力的冲量.(g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图117【解析】物体沿斜面下滑过程中,受重力、支持力和摩擦力的作用,由受力分析可求得重力G=mg=50 N,支持力N=mgcos α=40 N,摩擦力f=μmgcos α=8 N,合力F合=mgsin α-μmgcos α=22 N.由冲量公式I=Ft得:重力的冲量IG=Gt=100 N·S,方向竖直向下;支持力的冲量IN=Nt=80 N·s,方向垂直斜面向上;摩擦力的冲量If=ft=16 N·s,方向沿斜面向上;合力的冲量I合=F合t=44 N·s,方向沿斜面向下.【答案】见解析12.质量m=70 kg的撑竿跳高运动员从h=5.0 m高处落到海绵垫上,经Δt1=1 s后停止,则该运动员身体受到的平均冲力约为多。
物理沪科版选修3-5学案:第1章1.1探究动量变化与冲量的关系含解析

1.1 探究动量变化与冲量的关系能定理的区别.一、动量和冲量 动量定理 1.冲量在物理学中,物体受到的力和力的作用时间的乘积,叫做力的冲量.用公式表示为I =Ft ,冲量是矢量,它的方向跟力的方向相同。
在国际单位制中冲量的单位是牛·秒,符号是N·s .2.动量物体的质量和速度的乘积叫动量,用公式表示为p =mv ,动量是矢量,它的方向跟物体的速度方向相同。
在国际单位制中,动量的单位是千克·米/秒,符号是kg·m/s .3.动量定理物体所受合力的冲量等于物体的动量变化,这个结论叫动量定理。
预习交流1思考与讨论:如果我们想把铁钉钉入墙壁、木板时要有铁锤;但是房屋装修师傅在铺瓷砖时却必须用橡皮锤.这是为什么呢?答案:铁锤与铁钉作用时间短,作用力大,便于把铁钉钉入墙壁、木板;橡皮锤与瓷砖作用时间长,作用力小,不至于损坏瓷砖.二、动量定理的应用1.在物体的动量变化一定的情况下,力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小.2.在作用力一定的情况下,力的作用时间越长,动量变化就越大;力的作用时间越短,动量变化就越小。
预习交流2想一想:玻璃杯从同一高度落下,如果落在水泥地上水杯会摔碎;如果是落在海绵垫子上水杯会安然无恙。
为什么会出现这种现象?答案:玻璃杯从同一高度落下,落到水泥地上和海绵垫子上时的速度相同,最后速度都变为零,故动量变化Δp 相同,由动量定理I =Δp 知,两种情况下玻璃杯受到的冲量相同,玻璃杯落在水泥地上时,与水泥地作用时间短,由F =错误!知,动量变化较快,受力大,容易碎;同理玻璃杯落在海绵垫子上时作用时间长,受力小.一、冲量在体育活动中,我们如果是跳远,就要落在沙坑里;如果是跳高就要落在海绵垫子上。
为什么不能直接落在地面上呢?答案:跳远要落在沙坑、跳高要落在海绵垫子上,是为了延长作用时间,减小相互作用力,以免受到伤害。
如果是直接落在地面上,运动员与地面作用时间短,作用力大,容易受伤.两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止开始自由下滑,在它们到达斜面底端的过程中()。
2018年沪科版物理选修3-3第1章 1.1 一种新的研究方法+1.2走进分子世界
痱子粉
,在
水面上用滴管滴一滴油酸酒精溶液.当油层不再扩散形状稳定时,就用彩笔将 油膜 的形状描绘在玻璃板上. (5)将描有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的 面积S (求 面积时以坐标纸上边长为 1 cm 的正方形为单位,数出轮廓内正方形的个数,不 足半个的舍去,多于半个的算一个). 6.实验结论 根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积 V ,根据油酸的 体积 V 和油膜的
二、实验误差分析 用油膜法估测分子直径的实验误差可有以下几种情况: 1.未形成单分子油膜 由于痱子粉在水面上撒得不均匀,油酸酒精溶液滴到水面上之后未能形成 单分子油膜. 2.油酸的体积 V 不够准确 在配制油酸酒精溶液时浓度不准确或用累积法测油滴的体积时计数不准 确. 3.油膜的面积 S 不够准确 在坐标纸上关于不足一个方格的取舍不符合要求.
-10 10 级为 m.
面积S
算出油酸分子的
直径
.一般分子直径的数量
[再判断] 1.单分子油膜的厚度可认为与油酸分子的直径大小相等.( √ 2.为了便于研究,我们通常把固体和液体分子看作球形.( √ ) )
3.在做用油膜法估测分子大小的实验时,直接用纯油酸溶液更精确些. (×)
[后思考] 对固体、液体、气体的分子大小估算时,其模型有何不同?
3.实验探究 用油膜法估测分子 直径 . 4.设计思路 当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,其中 的酒精溶于水中并很快挥发,在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜,如图 111 所示.如果把分子看成 球形 ,单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分 子的直径.
图 111
实验中如果算出一定体积 V 的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积 S, 即
高中物理(沪科版选修3-1)学业分层测评:第1章 静电与生活 含答案
①静电除尘②静电喷涂③静电复印④雷雨天高大树木下避雨⑤飞机上的静电⑥电视荧屏上常有一层灰尘【解析】有利的是静电除尘、静电喷涂、静电复印,有害的是雷雨天到高大树木下避雨、电视机屏上的灰尘、飞机上的静电.【答案】有利的是①、②、③,有害的是④、⑤、⑥9.(多选)下列哪些措施是为了防止静电的危害( )A.油罐车的后边有条铁链搭到地上B.农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电C.家用电器如洗衣机接有地线D.手机一般都装有天线【解析】油罐车的后边有条铁链搭到地上,目的是把油罐车产生的静电荷导到地下,保证油罐车的安全,家用电器也一样,A、C 对.农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电,而叶子上都带有负电,农药不会被风吹走,B错误.手机接有天线的目的是为了很好地接收信号,D错误.【答案】AC10.(多选)如图133为静电除尘器除尘原理的示意图.尘埃在电场中通过某种机制带电,在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的,下列表述正确的是( )【导学号:29682045】图133A.到达集尘极的尘埃带正电荷B.到达集尘极的尘埃带负电荷C.尘埃可以带负电,也可带正电D.放电极带负电荷【解析】集尘极接电源正极,带正电荷,故尘埃应带负电荷,B 正确,放电极接电源负极,带负电荷,故D正确.【答案】BD11.(多选)如图134所示,在玻璃管中心轴上安装一根直导线,玻璃管外绕有线圈,直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连,开始,感应圈未接通电源,点燃蚊香,让烟通过玻璃管冒出.当感应圈电源接通时,玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压,立即可以看到不再有烟从玻璃管中冒出来了,过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘,这是因为( )【导学号:29682046】图134A.烟尘在高压电场作用下带上了负电B.烟尘在高压电场作用下带上了正电C.带负电的烟尘吸附在玻璃管壁上,因此看不到有烟冒出D.带正电的烟尘吸附在直导线上,因此看不到有烟冒出【解析】烟尘在直导线和管外线圈形成的高压电场作用下,带上了负电.带负电的烟尘颗粒在电场力作用下被吸附到了与带正电的线圈紧密接触的玻璃管壁上,因此看不到有烟冒出,A、C项正确.【答案】AC12.某同学设计了一个证明电荷守恒的实验,实验装置如图135所示.实验步骤如下:图135(1)用一根细金属丝连接两只相同的验电器,让带电的有机玻璃棒靠近右侧验电器,两只验电器的箔片均张开,为什么?(2)在两只验电器的箔片均张开的情况下,先移走金属丝,再移走带电的有机玻璃棒,这时验电器的箔片是否保持张开状态?为什么?(3)再用金属丝连接两只验电器,将会出现什么现象?这个现象说明了什么?这个实验能证明电荷守恒吗?为什么?【解析】(1)当带电的有机玻璃棒靠近右侧验电器的金属球时,由于静电感应两验电器的金属球将带等量的异种电荷,从而使两验电器的金属箔片张开.(2)保持张开状态.因为验电器所带的电荷没有失去.箔片因电荷的斥力仍然处于张开状态.(3)验电器的金属箔片又重新闭合.说明两验电器所带电荷量相等,电性相反.能证明电荷守恒.因为它说明了电荷不是创造的,只。
高中物理(沪科版选修3-1)学业分层测评:第1章 静电现象与电荷守恒 含答案
错、D对;B选项中带上的是等量异种电荷,B错;C选项中转移的是“电子”,而不是质子,C错.【答案】D3.如图119是伏打起电盘示意图,其起电原理是( )图119A.摩擦起电B.感应起电C.接触起电D.以上三种方式都不是【解析】导电平板靠近带电绝缘板并接地时,导体与大地发生静电感应,使导电平板带上负电荷,故选项B正确.【答案】B4.(多选)挂在绝缘细线下的两个轻质小球,表面镀有金属薄膜,由于电荷的相互作用而靠近或远离,分别如图1110甲、乙所示,则( )图1110A.甲图中两球一定带异种电荷B.乙图中两球一定带同种电荷C.甲图中两球至少有一个带电D.乙图中两球只有一个带电【解析】题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球,带电物体具有吸引轻小物体的性质,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以可以判断出题图甲的现象可能是两个带异种电荷的小球,也可能是一个小球带电而另一个小球不带电;两个小球由于相互排斥而出现题图乙中的现象,则必须都带电且是同种电荷.【答案】BC5.(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上.小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上,如图1111所示.对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是( )图1111A.摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时,圆环上、下部感应出异号电荷C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电吸引力的合力大于圆环的重力D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和【解析】笔套与头发摩擦带电,A正确;笔套靠近圆环时,圆环发生静电感应,其上、下部感应出异号电荷,笔套与圆环有静电吸引力,当圆环所受静电力的合力大于重力时圆环将被吸引到笔套上,B、C正确;当笔套碰到圆环时,其整体所带电荷量与笔套之前所带电荷量相同,D错误.【答案】ABC6. (多选)如图1112所示,某验电器金属小球和金属箔均带负电,金属箔处于张开状态.现用绝缘柄将带有少量负电荷的硬橡胶棒向验电器的金属小球移近稍许,则验电器金属箔( )图1112A.张角增大稍许B.张角减小稍许C.硬橡胶棒稍许靠近,致使金属小球上的电子向金属箔移动D.硬橡胶棒稍许靠近,致使金属箔上的质子向金属小球移动【解析】硬橡胶棒靠近金属小球稍许时,负电荷间产生排斥力,致使金属小球上电子向金属箔上移动.金属小球上的电子向金属箔上聚集,金属箔上的负电荷的电荷量增多,两金属箔片间排斥力增大,故两金属箔片间张角增大,故A、C正确,B、D错误.【答案】AC7.目前普遍认为,原子核中的质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的,u夸克带电荷量为+e,d夸克带电荷量为-e,e为元电荷.下列论断中可能正确的是( )【导学号:29682037】A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和1个d夸克组成【解析】质子带一个单位正电荷,中子不带电,设质子中u夸克、d夸克个数分别是x、y,x、y取正整数,则x×e+y×=1,解得x=2、y=1;设中子中u夸克、d夸克个数分别是m、n,m、n取正整数,则m×e+n×=0,解得m=1、n=2,故选B.【答案】B8. (多选)如图1113所示,a、b、c、d为四个带电小球,两球之间的作用分别为a吸d,b斥c,c斥a,d吸b,则 ( )【导学号:29682038】图1113A.仅有两个小球带同种电荷B.仅有三个小球带同种电荷C.c、d小球带同种电荷D.c、d小球带异种电荷【解析】由d吸a,d吸b可知a与b带同种电荷,且与d带异种电荷;由c斥a,c斥b可知c与a、b带同种电荷,c与d带异种电荷,故选项A、C错,选项B、D对.【答案】BD9.(多选)如图1114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,验电器的箔片张角减小,则( )图1114A.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】箔片张角减小说明箔片上的带电荷量减少,而验电器的电荷总量不变,则小球B上的电荷量增多.A球可能带负电,异种电荷相互吸引改变了验电器上的电荷分布情况;A球也可能不带电,B球与A球发生静电感应现象,也可以使验电器上的电荷分布发生改变,故A、B对.【答案】AB10.(多选)如图1115所示,A、B为相互接触的用绝缘柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是( )图1115A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开B.把C移近导体A时,先把A、B分开,然后移去导体C,A、B 上的金属箔片仍张开C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开D.先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合【解析】虽然A、B起初都不带电,但带正电的导体C对A、B 内的电荷有力的作用,使A、B中的自由电子向左移动,使得A端积累了负电荷,B端积累了正电荷,其下部贴有的金属箔片分别带上了与A、B同种的电荷. 由于同种电荷间的斥力,所以金属箔片都张开,选项A正确;C在A、B附近时,先把A、B分开,则A、B分别带上了等量的电荷,移去C后,A、B上的电性和电荷量不变化,两金属箔片张开,选项B正确;如果先移走C,A、B上的感应电荷会在其相互之间的作用下吸引中和,不再带电,所以金属箔片都不会张开,选项C错误;先把A、B分开,再移走C,A、B仍然带电,但重新让A、B接触后,A、B上的感应电荷完全中和,金属箔片都不会张开,选项D错误.【答案】AB11.如图1116所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12 C的电荷量,求:图1116(1)金属瓶上收集到多少个电子?(2)实验的时间为多长?【解析】(1)金属瓶上收集的电子数目为:N===5×107(个).(2)实验的时间:t==5 000 s.【答案】(1)5×107个(2)5 000 s12.有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中A小球带有3×10-3 C的正电荷,B小球带有2×10-3 C的负电荷,小球C不带电.先让小球C与小球A接触后分开,再让小球B与小球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,试求这时三个小球的带电荷量分别为多少?【导学号:29682039】【解析】总电荷量是守恒的,小球接触后平分电荷量;C、A接触后,A、C都带C=1.5×10-3C的正电荷量,让小球B与小球A接触后分开,A、B都带C=-2.5×10-4C的负电荷量,最后让小球B与小球C接触后,B、C都带 C=6.25×10-4 C的正电荷量.故最终三小球的带电荷量分别为。
高中物理(沪科版选修3-1)学业分层测评:第3章 探究电阻定律 含答案
A.R1 B.R2C.R3 D.三根电阻丝的阻值一样大【解析】根据电阻定律R=ρ知,R3的电阻最大.【答案】C3.甲、乙两根异种材料的电阻丝,其长度之比是1∶5,横截面积之比是2∶3,电阻之比是2∶5,外加电压之比是1∶2,则甲、乙两根电阻丝的电阻率之比是( )【导学号:29682067】A.2∶3 B.3∶4C.4∶3D.8∶3【解析】根据R=ρ,ρ=,根据已知条件,电阻率之比为4∶3,故C正确.【答案】C4.如图337所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm,bc =5 cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1 A;若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为( )图337A.4 A B.2 AC. AD. A【解析】设将A与B连入电路时,电阻为R1,C与D连入电路时,电阻为R2,金属片厚度为h.图338A.140 V B.120 VC.100 V D.无法计算【解析】理想电压表所在支路不通,则题图所示电路是四个电阻串联,电压表V1测量的是R1和R2两端的电压之和,电压表V2测量的是R2和R3两端的电压之和.因为R2=R4,所以电压表V2相当于测的是R3和R4两端的电压之和,即A、B间的电压为电压表V1的示数与电压表V2的示数之和,则A、B间的电压为50 V+70 V=120 V,选项B正确.【答案】B8.一根长为0.5 m的金属丝,横截面积为3.0 mm2,在它两端加上0.15 V的电压时,通过金属丝的电流为2.0 A,求金属丝的电阻率.【解析】金属丝的电阻R==Ω=0.075 Ω,由电阻定律R=ρ,得ρ=R=Ω·m=4.5×10-7 Ω·m【答案】 4.5×10-7 Ω·m9.把两根同种材料的电阻丝分别接在两个电路中.甲电阻丝长为L,直径为d;乙电阻丝长为2L,直径为2d.要使两电阻丝通过的电流相等,加在两电阻线上的电压比应满足( )A.=1B.=22C.=D.=2【解析】根据电阻定律R=ρ得,R甲=ρ=ρ;R乙=ρ=ρ.由欧姆定律公式I=,又因为I甲=I乙,可得==2.故D正确.【答案】D10.如图339所示为某收音机内一部分电路元件的支流等效电路图,各个等效电阻的阻值都是2 Ω,A、C间接一只内阻忽略不计的电流表接在电路中,若B、C两点间加有6 V的恒定电压,则电流表的示数是( )图339A.3 A B.2 A C.1 A D.0【解析】等效电路如图所示,由串、并联电路的特点可知总电流I= A= A= A=2 A,所以IA==1 A.故C正确.【答案】C11.如图3310甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m,当里面注满某电解液,且P、Q 加上电压后,其UI图线如图3310乙所示,当U=10 V时,求电解液的电阻率ρ是多少?甲乙图3310【解析】由图乙可求得电解液的电阻为R==Ω=2 000 Ω,由图甲可知电解液长为:L=a=1 m,截面积为:S=bc=0.02 m2结合电阻定律R=ρLS得ρ==Ω·m=40 Ω·m.【答案】40 Ω·m。
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高中物理学习材料1.1 一种新的研究方法1.2 走进分子世界学习目标知识脉络1.理解统计规律对于研究问题的意义.(重点、难点)2.知道油酸分子模型及大小的计算方法.(重点)3.掌握油膜法测分子大小的方法并熟悉实验操作.4.掌握从实验中获取数据的方法,并会进行误差分析.(难点)[先填空]1.概率(1)定义:在数学上,把发生某一随机事件的可能性的定量描述叫概率.(2)意义:概率反映的不是一种必然结果,它是在大量资料的基础上,对不确定事件做出的一种估计.2.统计规律(1)定义:在大量的随机(偶然)事件的集合中起作用的规律.(2)特点:①揭示的是大量事件在整体上的性质及必然联系.②其可靠性跟统计事件的数量有关,事件数量越多,统计规律就显示的越明显.③被统计的事件数量越多,涨落的现象越不显著.3.实验探究用油膜法估测分子直径.4.设计思路当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,其中的酒精溶于水中并很快挥发,在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜,如图111所示.如果把分子看成球形,单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径.图11 1实验中如果算出一定体积V的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S,即可算出油酸分子直径的大小,即d=V S .5.进行实验(1)配制油酸酒精溶液,体积比已知.(2)用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积(如1 mL)时的滴数,由此求出一滴油酸酒精溶液的平均体积V.(3)向浅水盘中倒入清水,在水面上轻轻而均匀地撒一层痱子粉,在水面上用滴管滴一滴油酸酒精溶液.当油层不再扩散形状稳定时,就近似形成了单分子油膜.(4)将玻璃板盖在浅水盘上,用彩笔将油膜的形状描绘在玻璃板上.(5)将描有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,数出轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个).6.实验结论根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V,根据油酸的体积V和油膜的面积S算出油酸分子的直径.一般分子直径的数量级为10-10 m.[再判断]1.单分子油膜的厚度可认为与油酸分子的直径大小相等.(√)2.为了便于研究,我们通常把固体和液体分子看作球形.(√)3.在做用油膜法估测分子大小的实验时,直接用纯油酸溶液更精确些.(×) [后思考]对固体、液体、气体的分子大小估算时,其模型有何不同?【提示】估算分子大小时,既可以把分子占据的空间看做立方体,也可以看做球体.对于固体、液体分子,一般视为球体,分子直径的数量级为10-10m .而对于气体只能看成立方体,计算其占有体积的大小.一、实验数据处理计算方法:(1)一滴油酸溶液的平均体积VV=N滴油酸溶液的体积N(2)一滴溶液中含纯油酸的体积VV=V×油酸溶液的体积比(体积比=纯油酸体积溶液的体积)(3)油膜的面积S=n×1 cm2(n为有效格数,小方格的边长为1 cm)(4)分子直径d=VS(代入数据时注意单位的统一)二、实验误差分析用油膜法估测分子直径的实验误差可有以下几种情况:1.未形成单分子油膜由于痱子粉在水面上撒得不均匀,油酸酒精溶液滴到水面上之后未能形成单分子油膜.2.油酸的体积V不够准确在配制油酸酒精溶液时浓度不准确或用累积法测油滴的体积时计数不准确.3.油膜的面积S不够准确在坐标纸上关于不足一个方格的取舍不符合要求.三、实验注意事项1.油酸酒精溶液配制好后,不要长时间放置,以免浓度改变,产生误差.油酸酒精溶液的浓度以小于11 000为宜.2.注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内,当针头离水面很近(油酸未滴下之前)时,会发现针头下方的粉层已被排开,这是由于针头中的酒精挥发所致,不影响实验效果.3.待测油酸液面扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓.扩散后又收缩有两个原因:第一,水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复;第二,酒精挥发后液面收缩.4.当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,在这侧边缘会残留油酸,可用少量酒精清洗,并用脱脂棉擦拭,再用清水冲洗,这样做可保持盘的清洁.5.从盘的中央加痱子粉,粉自动扩散至均匀,这是由于以下两种因素所致:第一,加粉后水的表面张力系数变小,水将粉粒拉开;第二,粉粒之间的排斥.这样做比将粉撒在水面上的效果好.6.本实验只要求估算分子的大小,实验结果的数量级符合要求即可.四、分子大小的两种模型实际分子的结构是很复杂的,可以把单个分子看做一个立方体,也可以看做一个小球,一般与物体的物质形态有关.1.球形模型固体和液体可以看做一个紧挨着一个的球形分子排列而成的,忽略分子间空隙,如图112甲所示.图11 22.立方体模型气体分子的空隙很大,把气体分成若干个小立方体,气体分子位于每个小立方体的中心,每个小立方体是每个分子平均占有的活动空间,忽略气体分子的大小,如图112乙所示.3.分子大小的估算(1)对于固体和液体,分子间距离比较小,可以认为分子是一个个紧挨着的,设分子体积为V0,则分子直径d=36Vπ(球形模型)或d=3V(立方体模型).(2)对于气体,分子间距离比较大,处理方法是建立立方体模型,从而可计算出两气体分子间的平均间距d=3V.1.为了减小“油膜法估测分子的大小”的实验误差,下列方法可行的是( ) 【导学号:35500001】A.用注射器向量筒中滴入(100滴)油酸酒精溶液,并读出量筒里这些溶液的体积恰为整数V1,则每滴溶液的体积为V2=V1 100B.把浅盘水平放置,在浅盘里倒入一些水,使水面离盘口距离小些C.先在浅盘内的水中撒入一些痱子粉,再用注射器把油酸酒精溶液滴1滴在水面上D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状E.计算油膜面积时舍去所有不足一个的方格【解析】测量多滴溶液的体积和溶液的滴数,以减小读数误差,A正确;水面离盘口距离小些,可减小画油膜轮廓时的误差,B正确;滴入1滴液滴形成单分子油膜,C正确;用牙签拨弄油膜,会使油膜间有空隙,还会带走一部分油酸,D错误;舍去所有不足一个的方格,结果偏大,E错误.【答案】ABC2.在做用油膜法估测分子大小的实验中,油酸酒精溶液的浓度约为每104mL 溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如图113所示,坐标纸中正方形方格的边长为1 cm.试求:图11 3(1)油酸膜的面积是多少?(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积?(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径.【解析】(1)根据图中的轮廓可知,油膜面积S=106×1 cm2=106 cm2.(2)由1 mL溶液为75滴可知1滴溶液的体积为175mL,又已知每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.则1滴溶液中含纯油酸的体积为V=175×6104mL=8×10-6 mL=8×10-6 cm3.(3)油酸分子直径d=VS=8×10-6106cm≈7.5×10-8 cm=7.5×10-10 m.【答案】(1)106 cm2(2)8×10-6 cm3 (3)7.5×10-10 m误差分析(1)油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差;(2)一滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差;(3)油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单分子纯油酸层”间存在偏差;(4)采用“互补法(即不足半个舍去,大于半个的算一个)”计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差.[先填空]1.阿伏伽德罗常量1 mol任何物质所包含粒子的数目都相等,这个数目叫做阿伏伽德罗常量.符号N A.2.数值阿伏伽德罗常量通常取N A=6.02×1023mol-1,粗略计算中可取N A=6.0×1023 mol-1.3.意义阿伏伽德罗常量是一个重要的常数,是联系宏观量与微观量的桥梁,它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子体积等微观物理量联系起来.[再判断]1.1 mol任何物质都含有N A个粒子.(√)2.阿伏伽德罗常量可以把微观量与宏观量联系在一起.(√)3.知道氧气的摩尔质量、氧气的密度及氧气分子的直径可以算出阿伏伽德罗常量.(×)[后思考]Vmol=N A×分子体积,对任何物质都成立吗?【提示】不都成立.固体和液体分子排列比较紧密,分子间距可以忽略,但气体分子间距较大,分子间距不能忽略,故公式只对固体和液体近似成立,对气体不成立.对气体而言应为摩尔体积=N A×分子平均占据的体积.阿伏伽德罗常量N A的应用若用M表示摩尔质量,V表示摩尔体积,ρ表示密度.m、V0、d分别表示每个分子的质量、体积和直径,则:(1)一个分子的质量:m=MNA .(2)一个分子的体积:V0=VNA(适用于固体和液体).(3)单位质量所含有的分子数:N=NA M.(4)单位体积所含有的分子数:N=NAV.(5)摩尔质量M、摩尔体积V和密度ρ的关系:M=ρV.3.若以μ表示水的摩尔质量,V表示在标准状态下水蒸汽的摩尔体积,ρ为标准状态下水蒸汽的密度,N A为阿伏伽德罗常量,m、Δ分别表示每个水分子的质量和体积,下面四个关系式表示正确的是( )A.N A=VρmB.ρ=μNAΔC.m=μNAD.Δ=VNAE.V=μρ【解析】N A=ρVm,A对;N A=μm,所以m=μNA,C对;而对于气体分子来说,由于其两邻近分子间距离太大,VNA求出的是一个气体分子占据的空间,而不是单个气体分子的体积(其体积远小于该值),所以D错;而B式是将D式代入A式和C式得出的,故B错;由于ρ=μV,故E正确.【答案】ACE4.很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全.轿车在发生一定强度的碰撞时,利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊.若氮气充入后安全气囊的容积V=56 L,囊中氮气密度ρ=2.5 kg/m3,已知氮气摩尔质量M=0.028 kg/mol,阿伏伽德罗常量NA=6×1023 mol-1.试估算:(1)囊中氮气分子的总个数N;(2)囊中氮气分子间的平均距离.(结果保留一位有效数字)【解析】(1)设N2的物质的量为n,则n=ρVM氮气的分子总数N=ρV MNA代入数据得N=3×1024.(2)每个分子所占的空间为V0=V N设分子间平均距离为a,则有V0=a3,即a=3V=3VN代入数据得a≈3×10-9 m.【答案】(1)3×1024(2)3×10-9 m 1.求解与阿伏伽德罗常量有关问题的思路2.V0=VNA对固体、液体指分子体积,对气体则指平均每个分子所占据空间的体积,即无法求解气体分子的大小.。