人教版高中物理必修二第六章第三节知能演练轻松闯关
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1．在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )
A ．伽利略发现了行星运动的规律
B ．卡文迪许通过实验测出了引力常量
C ．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D ．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献
解析：选BD.行星运动的规律是开普勒发现的，A 错误；卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，B 正确；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，C 错误；笛卡尔的《哲学原理》中以第一和第二自然定律的形式比较完整地第一次表述了惯性定律：只要物体开始运动，就将继续以同一速度并沿着同一直线方向运动，直到遇到某种外来原因造成的阻碍或偏离为止，为牛顿第一定律的建立做出了贡献，D 正确．
2．在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是( )
A ．研究对象的转换
B ．理想化过程
C ．控制变量法
D ．对称法
解析：选D.对于太阳与行星之间的相互作用力，太阳和行星的地位完全相
同，既然太阳对行星的引力符合关系式F ∝m 星
r2
，依据对称法行星对太阳的引力
也符合关系式F ∝m 日
r2
，故D 项正确．
3．对于公式F ＝G m1m2
r2
理解正确的是( )
A ．m 1与m 2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
B ．m 1与m 2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力
C ．当r 趋近于零时，F 趋向无穷大
D ．当r 趋近于零时，公式不成立
解析：选BD.m 1与m 2之间的相互作用力是一对作用力与反作用力，它们分别作用在两个不同的物体上，不是平衡力．当r 趋近于零时，则两个物体不能看成质点，公式不再适用．
4．某行星的质量和半径分别约为地球的
110
和1
2
，地球表面的重力加速度为g ，则该行星表面的重力加速度约为( ) A ．0.2g B ．0.4g C ．2.5g D ．5g
解析：选B.星球表面的重力等于万有引力，即G Mm
R2
＝mg ，故行星表面的重
力加速度与地球表面的重力加速度之比为g 行g ＝M 行R2地
M 地R2行
＝0.4，故g 行＝0.4g ，选
项B 正确．
5．如图所示，一个质量为M 的匀质实心球，半径为R .如果从球的正中心挖去一个直径为R 的球，放在相距为d 的地方．求两球之间的引力分别是多大．
解析：根据匀质球的质量与其半径的关系
M ＝4
3πr 3ρ∝r 3两部分的质量分别为
m ＝M 8，M ′＝7M 8
根据万有引力定律，这时两球之间的引力为
F ＝
G M ′m d2＝764G M2d2.
答案：764G M2
d2
一、单项选择题
1．如图所示，两球的半径小于R ，两球质量均匀分布，质量为m 1、m 2，则两球间的万有引力大小为( )
A ．G m1m2R21
B ．G m1m2R22
C ．G m1m2(R 1＋R 2)2
D ．G m1m2
(R 1＋R 2＋R )2
解析：选D.由万有引力定律公式中“r ”的含义知：r 应为两球心之间的距离，故D 正确．
2．地球与物体间的万有引力可以认为在数值上等于物体的重力，那么6 400 km 的高空，物体的重力与它在地面上的重力之比为( )
A ．2∶1
B ．1∶2
解析：选A.设地球密度为ρ，地球质量M ＝4
3
πρR 3，因质量分布均匀的球壳
对壳内物体的引力为零，所以地面下d 处以(R －d )为半径的地球质量M ′＝
4
3
πρ(R －d )3.地面处F ＝G Mm R2＝43πρGmR ，d 处F ′＝G M ′m (R －d )2＝4
3
πρGm (R －d )，地面
处g ＝F m ＝43πρGR ，而d 处g ′＝F ′m ＝43πρG (R －d )，故g ′g ＝R －d R ，所以A 选项
正确．
☆7.
两个质量均为m 的星体，其连线的垂直平分线为MN ，O 为两星体连线的中点，如图所示，一个质量为m 的物体从O 沿OM 方向运动，则它受到的万有引力大小变化情况是( )
A ．一直增大
B ．一直减小
C ．先减小，后增大
D ．先增大，后减小
解析：选D.m 在O 点时，所受万有引力的合力为0，运动到无限远时，万有引力为0，在距O 点不远的任一点，万有引力都不为0，因此D 正确．
二、多项选择题 8．(20xx·海口一中高一月
考)要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法可以采用的是( )
A ．使两物体的质量各减小一半，距离不变
B ．使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变
C ．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
D ．使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4
解析：选ABC.由万有引力定律F ＝G m1m2
r2
可知，A 、B 、C 选项中两物体间
的万有引力都将减小到原来的1/4，而D 选项中两物体间的万有引力保持不变，故应选A 、B 、C.
9.
(20xx·厦门高一检
测)如图所示，P 、Q 为质量均为m 的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度
☆12.
如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面起动后，以加速度
g 2
竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为起动前压力的17
18
.已知地球半径为R ，求火箭此时离地面的高度．(g 为地面附近的重力加速度) 解析：取测试仪为研究对象，其先后受力如图甲、乙所示，据物体的平衡条件有F N1＝mg 1，g 1＝g ，所以F N1＝mg .
火箭升空后，据牛顿第二定律有F N2－mg 2＝ma ＝m g 2，所以F N2＝mg
2
＋
mg 2，由题意知F N2＝1718F N1，所以mg 2＋mg 2＝1718mg ，所以g 2＝4
9
g .由于mg ＝
G Mm R2，设火箭距地面高度为H ，则有mg 2＝G Mm (R ＋H )2，解得H ＝R 2
. 答案：R
2。
高一物理知能演练轻松闯关(新人教版必修2)第六章第六节《经典力学的局限性》
1．(2013·山东泰安第一中学高一月考)经典力学不能适用于下列哪些运动( ) A ．火箭的发射B ．宇宙飞船绕地球的运动C ．“勇气号”宇宙探测器的运动D ．以99%倍光速运行的电子束 解析：选D.经典力学在低速运动的广阔领域(包括天体力学的研究)中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就，但在高速领域不再适用，故选项A 、B 、C 适用．2．2013年6月，我国成功发射了搭载3名宇航员(其中一名女士)的“神州十号”飞船，在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小( )A ．等于7.9 km/sB ．介于7.9 km/s 和11.2 km/s 之间C ．小于7.9 km/sD ．介于7.9 km/s 和16.7 km/s 之间解析：选C.卫星在圆形轨道上运动的速度v ＝ GM r .由于r >R 地，所以v < GMR 地＝7.9km/s ，C 正确．3.(2012·高考广东卷)如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的( )A ．动能大B ．向心加速度大C ．运行周期长D ．角速度小解析：选CD.由万有引力提供向心力有：GMm R 2＝m v 2R ＝ma ＝mω2R ＝m 4π2T2R ，得环绕速度v＝GM R ，可知v 2<v 1，E k2<E k1，A 错误；由a ＝GM R 2，可知a 2<a 1，B 错误；由T ＝2πR 3GM，可知T 2>T 1，C 正确；由ω＝GMR 3，可知ω2<ω1， D 正确．4．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( )A ．卫星的动能逐渐减小B ．由于地球引力做正功，引力势能一定减小C ．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D ．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小解析：选BD.卫星半径减小时，分析各力做功情况可判断卫星能量的变化．卫星运转过程中，地球的引力提供向心力，G Mmr 2＝m v 2r，受稀薄气体阻力的作用时，轨道半径逐渐变小，地球的引力对卫星做正功，势能逐渐减小，动能逐渐变大，由于气体阻力做负功，卫星的机械能减小，选项B 、D 正确．5．(2013·山东省实验中学高一月考)已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，某人造地球卫星在距地球表面高度等于地球半径3倍处做匀速圆周运动，求：(1)卫星的线速度；(2)卫星绕地球做匀速圆周运动的周期．解析：设卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T ，根据万有引力定律和牛顿第二定律得G Mm (4R )2＝m v 24R ，G Mm (4R )2＝m (2πT )2·4R 质量为m ′的物体在地球表面所受的重力等于万有引力的大小，即G Mm ′R2＝m ′g联立以上三式解得v ＝12gR ，T ＝16πRg. 答案：(1)12gR (2)16πRg一、单项选择题 1．由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的( ) A ．质量可以不同 B ．轨道半径可以不同 C ．轨道平面可以不同 D ．速率可以不同解析：选A.同步卫星运行时，万有引力提供向心力，GMm r 2＝m ⎝⎛⎭⎫2πT 2r ＝m v 2r ，故有r 3T 2＝GM 4π2，v ＝GM r，由于同步卫星运行周期与地球自转周期相同，故同步卫星的轨道半径大小是确定的，速度v 也是确定的，同步卫星的质量可以不同．要想使卫星与地球自转同步，轨道平面一定是赤道平面．故只有选项A 正确．2．(2012·高考四川卷)今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×107 m ．它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为4.2×107 m)相比( )A ．向心力较小B ．动能较大C ．发射速度都是第一宇宙速度D ．角速度较小解析：选B.由F 向＝F 万＝G MmR2知，中圆轨道卫星向心力大于同步轨道卫星(G 、M 、m 相同)，故A 错误；由E k ＝12m v 2，v ＝ GM R ，得E k ＝GMm2R，且由R 中<R 同知，中圆轨道卫星动能较大，故B 正确；第一宇宙速度是最小的卫星发射速度，故C 错误；由ω＝ GMR 3可知，中圆轨道卫星角速度较大，故D 错误．3．宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可采取的方法是( )A ．飞船加速直到追上空间站，完成对接B ．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接C ．飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接D ．无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接解析：选B.由于宇宙飞船做圆周运动的向心力是地球对其施加的万有引力，由牛顿第二定律有GMm R 2＝m v 2R ，得v ＝ GMR，想追上同轨道上的空间站，直接加速会导致飞船轨道半径增大，由上式知飞船在一个新轨道上运行时速度比空间站的速度小，无法对接，故A 错误；飞船若先减速，它的轨道半径减小，但速度增大了，故在低轨道上飞船可接近或超过空间站．当飞船运动到合适的位置后再加速，则其轨道半径增大，同时速度减小，当刚好运动到空间站所在轨道时停止加速，则飞船的速度刚好等于空间站的速度，可完成对接，故B 正确．4．(2012·高考天津卷)一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的14，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的( )A ．向心加速度大小之比为4∶1B ．角速度大小之比为2∶1C ．周期之比为1∶8D ．轨道半径之比为1∶2解析：选C.动能(E k ＝12m v 2)减小为原来的14，则卫星的环绕速度v 变为原来的12；由v ＝GM r 知r 变为原来的4倍；由ω＝GM r 3，a 向＝GM r 2，T ＝4π2r 3GM 知ω变为原来的18，a 向变为原来的116，T 变为原来的8倍，故C 正确．☆5.(2013·高考安徽卷)质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时，引力势能可表示为E p ＝－GMm r，其中G 为引力常量，M 为地球质量．该卫星原来在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R 2，此过程中因摩擦而产生的热量为( )A ．GMm ⎝⎛⎭⎫1R 2－1R 1B ．GMm ⎝⎛⎭⎫1R 1－1R 2 C.GMm 2⎝⎛⎭⎫1R 2－1R 1 D.GMm 2⎝⎛⎭⎫1R 1－1R 2 解析：选C.人造卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供．根据万有引力提供向心力得G Mmr 2＝m v 2r①而动能E k ＝12m v 2②由①②式得E k ＝GMm2r③由题意知，引力势能E p ＝－GMmr④由③④式得卫星的机械能E ＝E k ＋E p ＝－GMm2r由功能关系知，因摩擦而产生的热量Q ＝ΔE 减＝E 1－E 2＝GMm 2⎝⎛⎭⎫1R 2－1R 1，故选项C 正确． 二、多项选择题 6.如图所示，宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会完全失重，下列说法中错误的是( )A ．宇航员仍受万有引力的作用B ．宇航员受力平衡C ．宇航员受万有引力和向心力D ．宇航员不受任何作用力解析：选BCD.在绕地球做匀速圆周运动的空间站中，宇航员仍受万有引力作用，万有引力充当向心力，对支持物不再有压力，对悬挂物不再有拉力，处于完全失重状态，所以此时宇航员受且只受万有引力的作用，A 项正确，B 、C 、D 项错误．7．(2013·哈尔滨高一检测)当人造卫星进入轨道做匀速圆周运动后，下列叙述不．正确的是( )A ．在任何轨道上运动时，地球球心都在卫星的轨道平面内B ．卫星运动速度一定等于7.9 km/sC ．卫星内的物体仍受重力作用，并可用弹簧测力计直接测出所受重力的大小D ．因卫星处于完全失重状态，所以在卫星轨道处的重力加速度等于零 解析：选BCD.由于地球对卫星的万有引力提供向心力，所以球心必然是卫星轨道的圆心，A 正确．只有贴近地面做匀速圆周运动的卫星的速度才等于7.9 m/s ，其他卫星的线速度小于7.9 km/s ，B 错误．卫星绕地球做匀速圆周运动，其内部的物体处于完全失重状态，弹簧测力计无法测出其重力，地球在卫星轨道处产生的重力加速度等于其向心加速度，并不等于零，C 、D 错误．8．宇宙飞船正在轨道上运行，地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一交点，于是通知宇航员飞船有可能与火箭残体相遇．宇航员随即开动飞船上的发动机使飞船加速，脱离原轨道，最终在新轨道上稳定运行．关于飞船在此过程中的运动，下列说法不．正确的是( )A ．飞船高度降低B ．飞船高度升高C ．飞船周期变小D ．飞船的向心加速度变大解析：选ACD.飞船加速，做离心运动，高度升高，故A 错误B 正确；轨道半径变大，周期变大，万有引力变小，向心加速度变小，故C 、D 错误．9．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km 的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接．对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气．下列说法正确的是( )A ．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B ．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C ．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D ．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用解析：选BC.本题虽为天体运动问题，但题中特别指出存在稀薄大气，所以应从变轨角度入手．第一宇宙速度和第二宇宙速度为发射速度，天体运动的速度为环绕速度，均小于第一宇宙速度，选项A 错误；天体运动过程中由于大气阻力，速度减小，导致需要的向心力F n ＝m v 2r减小，做向心运动，向心运动过程中，轨道高度降低，且万有引力做正功，势能减小，动能增加，选项B 、C 正确； 航天员在太空中受地球引力，地球引力全部提供航天员做圆周运动的向心力，选项D 错误．三、非选择题10．恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径较小，一般在7～20 km ，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10 km ，密度为1.2×1017 kg/m 3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为多少？解析：中子星上的第一宇宙速度即为它表面的环绕速度，由G Mm r 2＝m v 2r 得v ＝ GMr又由M ＝ρV ＝43ρπr 3代入上式得v ＝2r πG ρ3＝5. 8×104 km/s.答案：5. 8×104 km/s11．金星的半径是地球半径的0.95倍，质量为地球质量的0.82 倍，g 取10 m/s 2，地球的第一宇宙速度为7.9 km/s ，求：(1)金星表面的自由落体加速度是多大？ (2)金星的第一宇宙速度是多大？解析：(1)星球表面的物体所受重力近似等于万有引力，即mg ＝GMm R 2，g ＝GMR2因此g 金g 地＝GM 金R 2金·R 2地GM 地＝0.82×(10.95)2≈0.909故g 金≈9.09 m/s 2.(2)绕星球做匀速圆周运动的物体，万有引力提供向心力，GMm r 2＝m v 2r ，v ＝ GMr，当r为星球半径时，v 为第一宇宙速度，地球第一宇宙速度v 地＝7.9 km/s.因此v 金v 地＝ GM 金R 金·R 地GM 地＝ 0.820.95≈0.93则v 金≈7.34 km/s.答案：(1)9.09 m/s 2 (2)7.34 km/s 12.我国在2007年成功发射一颗绕月球飞行的卫星，计划在2012年前后发射一颗月球软着陆器，在2017年前后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球，设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如图所示，设轨道舱的质量为m ，月球表面的重力加速度为g ，月球的半径为R ，轨道舱到月球中心的距离为r ，引力常量为G ，则试求：(1)月球的质量；(2)轨道舱的速度和周期．解析：(1)设月球质量为M ，轨道舱绕月球表面做圆周运动时有：G MmR2＝mg ①解得M ＝gR2G.(2)轨道舱距月球中心为r ，绕月球做圆周运动，周期为T ，速度为v ，由牛顿第二定律得G Mmr 2＝m v 2r ② 联立①②式得v ＝R grT ＝2πr v ＝2πr R r g .答案：(1)gR 2G (2)R g r 2πr R rg。
高中物理必修二第六章圆周运动考点突破(带答案)
高中物理必修二第六章圆周运动考点突破单选题1、某玩具可简化为如图所示的模型，竖直杆上同一点O系有两根长度均为l的轻绳，两轻绳下端各系一质量为m的小球，两小球间用长为l的轻绳相连，轻绳不可伸长。
当球绳系统绕竖直杆以不同的角速度匀速转动时，小球A、B关于杆对称，关于OA绳上的弹力F OA与AB绳上的弹力F AB大小与角速度平方的关系图像，正确的是（）A．B．C．D．答案：B在AB绳绷直前AB绳上弹力为零，OA绳上拉力大小为F OA，设OA绳与竖直杆间的夹角为θ，有F OA sinθ=mω2lsinθ得F OA=mω2l当AB绳恰好绷直时，OA绳与竖直杆间的夹角为30°，有mgtan30∘=mω2lsin30∘得ω2=2√3g 3l当ω2>2√3g3l时，竖直方向有F OA cos30∘=mg 得F OA=2√33mg水平方向有F OA sin30∘+F AB=mω2lsin30∘解得F AB=12mω2l−√33mg综上可知：F OA先与角速度平方成正比，后保持不变；F AB开始为零，当角速度平方增大到一定值后与角速度平方成一次增函数关系。
故选B。
2、如图所示为时钟面板，当时钟正常工作时，关于时针、分针和秒针的转动，下列判断正确的是（）A．时针的角速度最大B．秒针的角速度最大C．时针尖端的线速度大于分针尖端的线速度D．时针、分针、秒针的转动周期相等答案：BAB．相同时间内秒针转过的角度最大，所以秒针的角速度最大，故A错误，B正确；C．由于相同时间内分针针转过的角度大于时针转过的角度，所以分针的角速度大于时针的角速度，又因为分针的长度大于时针，根据v=rω知分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度，故C错误；D．时针、分针、秒针的转动周期不相等，故D错误。
故选B。
3、用材料相同、粗细相同、长短不同的绳子，各系一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示，下列说法正确的是（）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．两个小球以相同的加速度运动时，短绳易断答案：BA．由公式F=m v2 r可知，两球的线速度相等时，绳子越短，向心力越大，绳子的拉力越大，越容易断。
高中物理第6章万有引力与航天本章知能检测新人教版必修2
第六章万有引力与航天建议用时实际用时设定分值实际得分90分钟100分一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。
2，3，5，6，7为单选题；1，4，8，9，10为多选题，多选题中有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的不得分）1. 万有引力定律的发现实现了物理学史上的第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”的统一。
它表白天体运动和地面上物体的运动遵循相同的规律。
牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道运动假想成圆周运动。
另外，还应用到了其他的规律和结论，其中有（）A.牛顿第二定律B.牛顿第三定律C.开普勒的研究成果D.卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常量2. 我们学习了开普勒第三定律，知道了行星绕恒星的运动轨道近似是圆形，轨道半径的三次方与周期的二次方的比为常量，则该常量的大小（）A.只跟恒星的质量有关B.只跟行星的质量有关C.跟行星、恒星的质量都有关D.跟行星、恒星的质量都没关3. 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为，线速度为，周期为，若要使它的周期变为，可能的方式是（）A.不变，使线速度变为B.不变，使轨道半径变为C.轨道半径变为D.无法实现4. 是放置在地球赤道上的物体，是近地卫星，是地球同步卫星，在同一平面内绕地心做逆时针标的目的的圆周运动，某时刻，它们运行到过地心的同一直线上，如图6-7-1甲所示。
一段时间后，它们的位置可能是图乙中的（）5.“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星将气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料。
设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的倍，下列说法中正确的是（）A.同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的B.同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的C.同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的D.同步卫星的向心加速度是地球概况重力加速度的6. 如图6-7-2所示，地球赤道上的山丘、近地资源卫星和同步卫星均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。
人教版高中物理必修二第六章第一节知能演练轻松闯关
1．下列说法正确的是( )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 ．太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C ．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动D ．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不完全正确的解析：选D.“地心说”是错误的，A 错误．太阳系在银河系中运动，银河系也在运动，B 、C 错误．从现在的观点看地心说和日心说都是不完全正确的，都是有其时代局限性的，D 正确．2．下列说法中正确的是( )A ．太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B ．行星运动的方向总是沿着轨道的切线方向C ．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直D ．公式r 3/T 2＝k 只适用于太阳系中的行星和卫星解析：选AB.对于行星的运动不能等同于匀速圆周运动．行星从近日点到远日点时，行星的运动方向与它和太阳连线的夹角大于90°，当行星从远日点向近日点运动时，行星的运动方向与它和太阳连线的夹角小于90°，故A 、B 正确，C 错误．各种行星和卫星绕恒星运动时都遵循开普勒行星运动定律，开普勒第三定律虽然是从研究地球绕太阳运动得出的，但通过对其他星球的深入研究发现它们也遵循开普勒第三定律，所以D 错误． 3.(2013·抚顺一中高一检测)某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，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，则太阳是位于( )A ．F 2B ．AC ．F 1D ．B解析：选A.根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等时间内扫过相等的面积，因为行星在A 点的速率比在B 点大，所以太阳位于F 2.4．(2013·孝感高一检测)关于公式a 3T 2＝k ，下列理解正确的是( ) A ．k 是一个与行星无关的量B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a 地，周期为T 地；月球绕地球运转轨道的半长轴为a 月，周期为T 月，则a 3地T 2地＝a 3月T 2月C ．T 表示行星运动的自转周期D ．T 表示行星运动的公转周期解析：选AD.公式a 3T 2＝k 中的k 为一常数，与中心天体有关，与行星无关，所以选项A 正确．地球是太阳的行星，月球是地球的卫星，中心天体不同，比例常数不同，所以选项B 错误．公式中T 应表示绕中心天体公转的周期，而不是自转周期，所以选项C 错误，D 正。
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高中物理学习材料唐玲收集整理1．关于干簧管，下列说法正确的是( )A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．干簧管接入电路中相当于开关的作用D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的解析：选CD.干簧管能感知磁场，是因为当两个干簧所处位置的磁场方向相同时，就会吸引，所以相当于开关的作用，C正确，当磁场靠近或远离的时候，就会实现闭合或断开电路，起到自动控制的作用，D正确，A、B错误．故选CD.2．霍尔元件能转换哪个物理量( )A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量C．把力这个力学量转换成电压这个电学量D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量解析：选B.霍尔元件是将磁感应强度转换成电学量的．3．电容式传感器是用来将非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，如图是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用下列说法正确的是( )A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器只能用来测量速度答案：ABC4.(2013·大同一中高二月考)如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则( )A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势解析：选A.光照射R3时，由光敏电阻特性，R3的电阻变小，通过R3的电流增加，R3的电压减小，R4的电压增加，a点电势高于b点电势，故选A.5．随着生活质量的提高，自动干手机已进入我们的生活．洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干．手靠近干手机能使传感器工作，是因为( )A．改变了湿度B．改变了温度C．改变了磁场D．改变了电容解析：选 D.根据自动干手机工作的特征，即手靠近，电热器开始工作，手撤离，电热器停止工作，不难判断出传感器的种类．人是导体，可以和其他导体构成电容器，因此物理学上有人体电容之说，手靠近干手机相当于连接进一个电容器，故可以确认干手机内设置有电容式传感器，手靠近改变了电容．能否利用温度和湿度来驱使电热器工作呢？理论上可行，但作为干手机，这种传感器的设置有很大的缺陷，干手机周围的环境(如温度、湿度)一年四季都在变化，与手靠近无关，假如温度、湿度发生变化干手机就马上工作，岂不成了“室内烘干机”，故选D.一、选择题1．(单选)关于传感器，下列说法正确的是( )A．所有传感器都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．干簧管是一种能够感知电场的传感器D．传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的答案：B2．(多选)(2011·高考江苏卷)美国科学家Willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池解析：选BC.发光二极管有单向导电性，A错误；热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器，B、C正确；干电池是电源，D错误．故选BC.3．(单选)传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器解析：选C.空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故选C.4.(多选)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A 、B 两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )A ．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大的一定是热敏电阻B ．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化的一定是定值电阻C ．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数变化较大的一定是光敏电阻D ．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数相同的一定是定值电阻解析：选AC.热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化．故选AC. 5.(多选)如图为电阻R 随温度T 变化的图线，下列说法中正确的是( )A ．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B ．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C ．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D ．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高解析：选BD.热敏电阻是由半导体材料制成的，其稳定性差，测温范围小，但灵敏度高，其电阻随着温度的升高而减小．金属电阻阻值随温度的升高而增大，图线1是金属电阻，图线2是热敏电阻．故选BD.6．(多选)如图是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d 表示薄片的厚度，k 为霍尔系数，对于一个霍尔元件d 、k 为定值，如果保持I 恒定，则可以验证U H 随B 的变化情况．以下说法中正确的是(工作面是指较大的平面)( )A ．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，U H 将变大B ．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C ．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D ．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H 将发生变化解析：选ABD.将永磁体的N 极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B 增大，I 恒定，由公式U H ＝kIB d知U H 将变大，选项A 正确；地球两极的磁场方向在竖直方向上，所以霍尔元件的工作面应保持水平，使B 与工作面垂直，选项B 正确；地球赤道上的磁场成水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向时，B 与工作面垂直，选项C 错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B 垂直工作面的大小发生变化，U H 将发生变化，选项D 正确．故选ABD.7．(单选)如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合电路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)( )A．向右偏到某一刻度后回到零刻度B．向左偏到某一刻度后回到零刻度C．向右偏到某一刻度后不动D．向左偏到某一刻度后不动解析：选A.压力F作用时，极板间距d变小，由C＝εr S4πkd，电容器电容C变大，又根据Q＝CU，极板带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏．F不变时，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度，故选A.8.(单选)如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针自左向右的偏转角度为θ；现用手掌挡住部分光线，表针自左向右的偏转角度为θ′，则可判断( )A．θ′＝θB．θ′＜θC．θ′＞θD．不能确定解析：选B.光照减弱时，光敏电阻值变大，指针偏角变小，故选B.☆9.(单选)为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关解析：选D.这个题目主要考查电磁感应知识，与课本中本节课介绍的霍尔元件工作原理相似，等效为金属杆切割类的问题，根据U＝Bbv，v为污水的流速，b为等效切割的长度，一定要注意这个等效关系，否则就会得出错误的结论．根据右手定则可以判断出，无论污水中正离子较多还是污水中负离子较多，总是后表面比前表面电势高，电压表的示数不仅仅与污水中离子浓度有关，还与流速等因素有关．由U ＝Bbv 和Q ＝bcv 可知Q ＝cU /B ，污水流量Q 与U 成正比，与a 、b 无关．故选D.☆10.(多选)(2013·广东省实验中学高二检测)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R (是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A ，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，电阻R 随压力变化的函数式为R ＝30－0.02F (F 和R 的单位分别是N 和Ω)．下列说法正确的是( )A ．该秤能测量的最大体重是1 400 NB ．该秤能测量的最大体重是1 300 NC ．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G 刻度盘0.375 A 处D ．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G 刻度盘0.400 A 处解析：选AC.设电流达到I max ＝3 A 时压力传感器的阻值为R m ，由闭合电路欧姆定律得I max ＝E R m ＋r所以R m ＝E I max －r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫123－2 Ω＝2 Ω 根据R ＝30－0.02F 得，与R m ＝2 Ω对应的压力为F max ＝30－R 0.02＝30－20.02N ＝1 400 N ，选项A 正确，B 错误． 当压力为零时，压力传感器的电阻为R 0，则由R ＝30－0.02F 知R 0＝30 Ω.这时电流为I 0＝E R 0＋r ＝1230＋2A ＝0.375 A ，选项C 正确，D 错误．故选AC. 二、非选择题 11.计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器．电容的计算公式是C ＝εS d ，其中常量ε＝9.0×10－12F ·m －1，S 表示两金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离．当某一键被按下时，d 发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号．已知两金属片的正对面积为50 mm 2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF ，电子线路就能发出相应的信号．那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？解析：未按下时电容C 1＝0.75 pF ，再由C 1C 2＝d 2d 1得ΔC C 2＝Δd d 1和C 2＝1.00 pF ，得Δd ＝0.15 mm.答案：0.15 mm☆12.(2013·盐城高二检测)一块N 型半导体薄片(称霍尔元件)，其横截面为矩形，体积为b ×c ×d ，如图所示．已知其单位体积内的电子数为n 、电阻率为ρ、电子电荷量e .将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z 轴方向，并通有沿x 轴方向的电流I .(1)此元件的C 、C ′两个侧面中，哪个面电势高？(2)试证明在磁感应强度一定时，此元件的C 、C ′两个侧面的电势差与其中的电流成正比．(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B 的仪器．其测量方法为：将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量通过的电流I ，用毫伏表测量C 、C ′间的电压U CC ′，就可测得B .若已知其霍尔系数k ＝1ned＝10 mV/mA ·T.并测得U CC ′＝0.6 mV ，I ＝3 mA.试求该元件所在处的磁感应强度B 的大小．解析：(1)因电子的运动方向与电流的方向相反，再由左手定则可知，电子向C ′面偏移，所以C 面电势较高．(2)假设定向移动速度为v ：I ＝q /tq ＝nebdvt ，可得：I ＝nebdv稳定时有：Bev ＝e U CC ′/b可得：U CC ′＝B ned I 式B ned中各量均为定值，所以侧面的电势差与其中的电流成正比． (3)由上可知B ＝U CC ′kI代入得：B ＝0.02 T. 答案：(1)C 面较高 (2)见解析 (3)0.02 T。
人教版高中物理必修二第六章第四节知能演练轻松闯关
（精心整理，诚意制作）1．下列说法正确的是( )A ．海王星和冥王星是人们依据万有引力定律计算的轨道发现的B ．天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道发现的C ．天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D ．以上说法都不对解析：选AC.海王星和冥王星都是人们先根据万有引力定律计算出轨道，然后又被天文工作者观察到的．天王星是人们通过望远镜观察发现的．在发现海王星的过程中，天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道引起了人们的思考，推测天王星外面存在其他行星．综上所述，选项A 、C 正确．2．若已知行星绕太阳公转的半径为r ，公转周期为T ，引力常量为G ，则由此可求出( )A ．该行星的质量B ．太阳的质量C ．该行星的密度D ．太阳的密度解析：选B.设行星的质量为m ，太阳的质量为M ，由GMm r2＝mr (2πT)2，得：M ＝4π2r3GT2，可求出太阳的质量，因为不知太阳的半径，故不能求出太阳的密度．3．一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要( )A ．测定飞船的运行周期B ．测定飞船的环绕半径C ．测定行星的体积D ．测定飞船的运动速度解析：选A.取飞船为研究对象，由G Mm R2＝mR 4π2T2及M ＝43πR 3ρ，解得ρ＝3πGT2，故A 项正确． 4．(20xx·高考安徽卷)我国发射的“天宫一号”和“神州八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km ，“神州八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则( )A ．“天宫一号”比“神州八号”速度大B ．“天宫一号”比“神州八号”周期长C ．“天宫一号”比“神州八号”角速度大D ．“天宫一号”比“神州八号”加速度大解析：选B.由题知“天宫一号”运行的轨道半径r 1大于“神舟八号”运行的轨道半径r 2，天体运行时万有引力提供向心力．根据G Mm r2＝m v2r ，得v ＝GM r.因为r 1＞r 2，故“天宫一号”的运行速度较小，选项A 错误；根据G Mm r2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r 得T ＝2π r3GM ，故“天宫一号”的运行周期较长，选项B 正确；根据G Mm r2＝mω2r ，得ω＝GM r3，故“天宫一号”的角速度较小，选项C 错误；根据G Mm r2＝ma ，得a ＝GMr2，故“天宫一号”的加速度较小，选项D 错误．5．(20xx·高考重庆卷)冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O 点运动的( )A ．轨道半径约为卡戎的17B ．角速度大小约为卡戎的17C ．线速度大小约为卡戎的7倍D ．向心力大小约为卡戎的7倍解析：选A.做双星运动的星体相互间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，即F 万＝m 1ω2r 1＝m 2ω2r 2，得m1m2＝r2r1，故A 正确；双星运动的角速度相同，故B 错误；由v ＝ωr 可知冥王星的线速度为卡戎的17，故C 错误；两星的向心力为两者间的万有引力且等值反向，故D 错误．一、单项选择题1．地球表面的重力加速度为g ，地球半径为R ，万有引力常量为G ，则地球的平均密度为( )A.3g 4πRGB.3g 4πR2GC.g RGD.g R2G解析：选A.在地球表面处有G MmR2＝mg ①地球的平均密度ρ＝M43πR3②解①②式得ρ＝3g4πRG，A正确．2．(20xx·高考福建卷)设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作半径为r的圆．已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足( )A．GM＝4π2r3T2B．GM＝4π2r2T2C．GM＝4π2r2T3D．GM＝4πr3T2解析：选A.对行星有：GMmr2＝m4π2T2r，故GM＝4π2r3T2，选项A正确．3.(20xx·铜陵一中高一检测)如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法中正确的是( )A．a、b的线速度大小之比是2∶1B．a、b的周期之比是1∶22C．a、b的角速度大小之比是32∶4D．a、b的向心加速度大小之比是9∶4解析：选D.两卫星均做匀速圆周运动，F万＝F向，向心力选不同的表达形式分别分析，如下表：选项内容指向、联系分析结论A由GMmr2＝mv2r得v1v2＝r2r1＝3R2R＝32错误B由GMmr2＝mr⎝⎛⎭⎪⎫2πT2得T1T2＝r31r32＝2323错误C由GMmr2＝mrω2得ω1ω2＝r32r31＝364错误D由GMmr2＝ma得a1a2＝r22r21＝94正确4.据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行的圆形轨道距月球表面分别约为200 km和100km，运动速率分别为v1和v2，那么v1和v2的比值为(月球半径取1 700 km)( )A.1918B.1918解析：选ACD.根据万有引力提供向心力G Mm r2＝m 4π2T2r ，可得M ＝v3T2πG，A正确；无法计算行星的质量，B 错误；根据周期公式T ＝2πr v 可得r ＝vT2π，C正确；根据向心加速度公式a ＝ωv ＝2πTv ，D 正确．三、非选择题10．登月火箭关闭发动机在离月球表面112km 的空中沿圆形轨道运动，周期是120.5 min ，月球的半径是1 740 km.根据这组数据计算月球的质量和平均密度．解析：天体密度和质量的估算是利用人造卫星围绕天体做匀速圆周运动，测出其周期和运动半径即可求其质量和密度．设月球半径为R ，月球质量M ，月球密度为ρ，登月火箭轨道离月球表面高度为h ，运动周期为T ，火箭质量为m .因为F 向＝mω2r ＝m 4π2(R ＋h )T 2，F 引＝G Mm(R ＋h )2，而F 向＝F 引．由以上三式得M ＝4π2(R ＋h )3GT 2＝7.18×1022 kg.由于V ＝4πR33，ρ＝M V ，所以ρ＝3M 4πR3＝3.25×103 kg/m 3.答案：7.18×1022 kg 3.25×103 kg/m 3 ☆11.如图所示，A 是地球的同步卫星，另一卫星B 的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h .已知地球半径为R ，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g ，O 为地球中心．(1)求卫星B 的运行周期．(2)如卫星B 绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A 、B 两卫星相距最近(O 、B 、A 在同一直线上)，则至少经过多长时间，他们再一次相距最近？解析：(1)由万有引力定律和向心力公式得G Mm (R ＋h )2＝m 4π2T2B (R ＋h )① G MmR2＝mg ② 联立①②得T B ＝2π (R ＋h )3gR 2.③(2)由题意得(ωB －ω0)t ＝2π④由③得ωB ＝ gR2(R ＋h )3⑤。
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高中物理学习材料唐玲收集整理一、选择题1．(单选)如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是( )A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联解析：选A.由图可知A、B是继电器线圈的接线柱，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化而使继电器相吸或排斥，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用，故选A.2．(多选)如图所示，一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则( )A．A为低电平，LED发光B．A为高电平，LED发光C．A为低电平，LED不发光D．A为高电平，LED不发光解析：选BC.当A端为高电平，Y端输出低电平，则加在LED两端的是正向电压，则LED 发光；当A端为低电平，Y端输出高电平，则LED不发光，故选BC.3．(多选)如图所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，R G为光敏电阻．A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．下列说法正确的是( )A．天黑时，Y处于高电平B．天黑时，Y处于低电平C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮解析：选BC.天黑时，R G阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值，输出端Y突然由高电平跳到低电平，R1调大时，A端电压降低，只有天更暗时，R G电阻更大时，路灯才点亮，故选BC.4．(多选)(2013·太原五中高二月考)如图所示是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是( )A．当R T的温度升高时，R T减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B．当R T的温度升高时，R T减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声解析：选BC.当R T温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错误，B正确．当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C正确，D错误．故选BC.二、非选择题5．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻R t作为传感器制作的简单自动报警器的线路图，问：(1)为了使温度过高时报警铃响，c应接在____(填“a”或“b”)；(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向____移动(填“左”或“右”)；(3)如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是________________________________________________________________________．解析：(1)由图甲可知当温度升高时R t的阻值减小，通过线圈的电流变大，线圈的磁通量变大，对衔铁的引力变大，可与a点接触，欲使报警器报警，c应接在a点．(2)若使启动报警的温度提高些，可使电路的相对电流减小一些，以使得热敏电阻R t的阻值减小的更大一些，所以将滑动变阻器滑片P向左移动，增大滑动变阻器接入电路的阻值．(3)在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，可能是通过线圈的电流太小，线圈的磁通量小，对衔铁的引力较小，也可能是弹簧的弹力较大，线圈的磁力不能将衔铁吸引到和a接触的状态，还可能是乙图左半部分电路的电源电压太低或继电器线圈匝数太少或弹簧劲度系数太大．答案：(1)a(2)左(3)可能是乙图中的左半部分电路的电源电压太低或继电器线圈太少或弹簧劲度系数太大6．如图为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I U关系曲线图．(1)为了通过测量得到如图所示I U 关系的完整曲线，在图甲和图乙两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：____________________.(电源电动势为9 V ，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100 Ω)(2)在如图丙所示电路中，电源电压恒为9 V ，电流表读数为70 mA ，定值电阻R 1＝250 Ω.由热敏电阻的I U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V ；电阻R 2的阻值为________Ω.(3)举出一个应用热敏电阻的例子：________________________________________________________________________.解析：(1)应选择图甲，因为图甲电路电压可从0 V 调到所需电压，电压调节范围大．(2)由题图知R 2与热敏电阻串联后与R 1并联接在9 V 电源上，总电流I ＝70 mA ，R 1＝250 Ω.设通过热敏电阻的电流为I 2，通过R 1的电流为I 1，则I ＝I 1＋I 2，故I 2＝I －I 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫70－9250×103mA ＝34 mA.由图象查得34 mA 对应的电压为5.0 V ，R 2两端电压U 2＝9 V －5.0 V ＝4.0 V ，所以R 2＝ 4.0 V 34×10－3 A＝117.6 Ω. 答案：(1)甲 因为甲电路电压可从0 V 调到所需电压，电压调节范围大(2)5.0 117.6(3)恒温箱、自动孵化器、热敏温度计等(任选一列)7．某研究性学习小组为探究热敏电阻的特性而进行了如下实验．他们分若干次向如图所示的烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值，并把各次的温度值和对应的热敏电阻的阻值记录在表格中．测量次数t/℃R/kΩ12010.02258.5335 6.5445 5.0555 4.0665 3.3775 2.8885 2.3995 2.0(1)将表格中的实验数据在如图给定的坐标纸上描绘出热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象．可以看出该热敏电阻的阻值随温度的升高而________(填“增大”或“减小”)．(2)他们用该热敏电阻作为温度传感器设计了一个温度控制电路，如图所示，请在虚线框中正确画出斯密特触发器．图中二极管的作用是：________________________________________________________________________.(3)当加在斯密特触发器输入端的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端电压会突然从高电平跳到低电平，而当输入端的电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端电压会从低电平跳到高电平，从而实现温度控制．已知可变电阻R1＝12.6 kΩ，则温度可控制在________℃到________℃之间(结果保留整数，不考虑斯密特触发器的分流影响)．解析：当温度升高，R下降到一定值，这时斯密特触发器输入端电压刚好下降到触发电平0.8 V，输出端输出高电平，电磁继电器中没有电流，电路不工作，这时的温度t1为控温上限．U触＝RR1＋R·E，代入数据可得R＝2.4 kΩ，根据R t图象可得此时温度约为82 ℃.当温度降低，R增加到一定值，这时斯密特触发器输入端电平刚好上升到触发电压1.6 V，输出端输出低电平，电磁继电器中通过电流，电路开始工作，这时的温度t2为控温下限．U触′＝R′R1＋R′·E，代入数据可得R′≈5.9 kΩ；根据R t图象可得此时温度约为38 ℃.故温度可控制在38 ℃到82 ℃之间．答案：(1)如图所示减小(2)如图所示为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中产生的自感电动势损坏集成电路(3)38 828．一热敏电阻在温度为80 ℃时阻值很大，当温度达到100 ℃时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配以热敏电阻以保持水温在80 ℃到100 ℃之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图所示，图中R1为热敏电阻，R2为电阻丝．请简述其工作原理．解析：开始水温较低时，R1阻值较大，电阻丝R2对水进行加热；当水温达到100 ℃左右时，R1阻值变得很小，R2被短路，将停止加热；当温度降低到80 ℃时，R1阻值又变得很大，R2又开始加热．这样就可达到保温的效果．答案：见解析。
2013高考物理总复习 实验六知能优化演练 新人教版必修2
知能演练强化闯关1．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是( ) A ．重物质量的称量不准会造成较大误差 B ．重物质量选用得大些，有利于减小误差 C ．重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D ．纸带下落和打点不同步会造成较大误差解析：选BD.从需要验证的关系式gh n ＝v 2n2看，与质量无关，A 错误．当重物质量大一些时，空气阻力可以忽略，B 正确，C 错误．纸带先下落而后打点．此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，用此纸带进行数据处理，其结果是重物在打第一个点时就有了初动能，因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，D 正确．2．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是( )A ．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越小，误差就越小B ．称出重锤的质量，是不可缺少的步骤C ．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm ，无论怎样处理实验数据，实验误差一定较大D ．处理打完点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法解析：选D.A 选项中，没有考虑纸带过短，长度测量的相对误差增大，故A 错误；由12mv2＝mgh 知，只需验证12v 2＝gh 即可，不必测重锤质量，故B 错；对C 项中的纸带，可选点迹清晰的距离合适的任两点(M 、N )，通过计算ΔE k ＝12mv 2N －12mv 2M 与mgh MN 比较，实验误差不一定大，故C 错；由于自由落体加速度较大，因此除去第1、2两点距离可能很小，其他相邻两点间的距离均大于或远大于 2 mm ，用毫米刻度尺测量完全可以，不必采用“计数点”法，故D 正确． 3．(2010·高考四川卷)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A 、B 、C 、D ，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的．为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s 1、s 2、s 3.请你根据下列s 1、s 2、s 3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为 9.791 m/s 2)( )A ．61.0 mm 65.8 mm 70.7 mmB ．41.2 mm 45.1 mm 53.0 mmC ．49.6 mm 53.5 mm 57.3 mmD ．60.5 mm 61.0 mm 60.6 mm解析：选C.验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02 s 内的位移增加量为Δs ＝gT 2＝9.791×0.02 2≈3.9 (mm)，只有C 符合要求，故选C.4．(2010·高考安徽卷)利用图5－6－6所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v 和下落高度h .某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：图5－6－6a．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t通过v＝gt计算出瞬时速度v. b．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝2gh计算出瞬时速度v.c．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h＝v22g计算出高度h.d．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.以上方案中只有一种正确，正确的是________．(填入相应的字母)解析：在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做g，只能把它当做未知的定值，所以正确方案只有d项．答案：d5. (2010·高考课标全国卷)图5－6－7为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：图5－6－7(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________．(填入正确选项前的字母) A．米尺B．秒表C ．0～12 V 的直流电源D ．0～12 V 的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(写出两个原因)解析：(1)打点计时器需要交流电源，测量高度h 和纸带上计数点之间的距离需要米尺．所以选A 、D.(2)此实验主要误差来源有两方面：①摩擦阻力；②测量误差． 答案：(1)AD(2)纸带和打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差．6．(2012·佛山质检)(1)在“验证机械能守恒定律”实验中，打出的纸带如图5－6－8所示．设重锤质量为m 、交流电周期为T ，则打点4时重锤的动能可以表示为__________．图5－6－8(2)为了求起点0到点4重锤的重力势能变化量，需要知道重力加速度g 的值，这个g 值应该是__________(填选项的序号即可)． A ．取当地的实际g 值B ．根据打出的纸带，用Δs ＝gT 2求出C ．近似取10 m/s 2即可 D ．以上说法均错误解析：(1)打点4的速度v 4＝h 5－h 32T ，因此动能E k ＝12mv 24＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫h 5－h 32T 2.(2)在“验证机械能守恒定律”实验中要求起点0到点4重锤的重力势能变化量，不能用机械能守恒来计算g 值，应取当地的实际g 值．答案：(1)18m ⎝ ⎛⎭⎪⎫h 5－h 3T 2或12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫h 5－h 32T 2(2)A7．(2012·珠海模拟)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m ＝1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图5－6－9所示．O 为第一个点，A 、B 、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为g ＝9.80 m/s 2，那么：图5－6－9(1)根据图上所得的数据，应取图中O 点到__________点来验证机械能守恒定律；(2)从O 点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE p ＝__________ J ，动能增加量ΔE k ＝__________J(结果取三位有效数字)；(3)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v 及物体下落的高度h ，则以v 22为纵轴，以h 为横轴画出的图象是下图中的__________．图5－6－10解析：(1)由图中所给数据，只能计算出B 点的瞬时速度，故选OB 做研究．(2)v B ＝Δx AC Δt AC ＝23.23－15.552×0.02×10－2m/s ＝1.92 m/sΔE k ＝12mv 2B ＝12×1.00×1.922J ＝1.84 JΔE p ＝mg OB ＝1.00×9.80×19.20×10－2J ＝1.88 J.(3)由mgh ＝12mv 2得：v22∝h ，故A 对．答案：(1)B (2)1.88 1.84 (3)A8．(2012·徐州调研)用如图5－6－11实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒．m 2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图5－6－12给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知m1＝50 g、m2＝150 g，则(g取10 m/s2，结果保留两位有效数字)图5－6－11图5－6－12(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图5－6－11所示的装置安装器件；B．将打点计时器接到直流电源上；C．先释放m2，再接通电源打出一条纸带；D．测量纸带上某些点间的距离；E．根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能其中操作不当的步骤是__________(填选项对应的字母)．(2)在纸带上打下计数点5时的速度v＝__________m/s；(3)在打点0～5过程中系统动能的增量ΔE k＝__________J，系统势能的减少量ΔE p＝____________J，由此得出的结论是__________；(4)若某同学作出12v2－h图象如图5－6－13所示，写出计算当地重力加速度g的表达式____________，并计算出当地的实际重力加速度g＝ __________m/s2.图5－6－13解析：(1)应将打点计时器接到交流电源上，B 错误；应先接通电源，再释放m 2，C 错误．(2)在纸带上打下计数点5时的速度v ＝21.60＋26.402×0.1×10－2m/s ＝2.4 m/s.(3)ΔE k ＝12(m 1＋m 2)v 2＝0.58 J ，系统势能的减少量ΔE p ＝(m 2－m 1)gh ＝0.60 J ，因此可得出在误差允许的范围内，m 1、m 2组成的系统机械能守恒．(4)因12(m 1＋m 2)v 2＝(m 2－m 1)gh 整理得：g ＝m 1＋m 22h m 2－m 1v 2，整理也可得到12v 2＝m 2－m 1g m 1＋m 2h ，所以12v 2－h 图象的斜率表示m 2－m 1g m 1＋m 2＝12g ，即g 2＝5.821.20m/s 2，g ＝9.7 m/s 2.答案：(1)BC (2)2.4 (3)0.58 0.60 在误差允许的范围内，m 1、m 2组成的系统机械能守恒 (4)g ＝m 1＋m 22h m 2－m 1v 2 9.7。
高考物理总复习 实验五知能优化演练 新人教版必修2
知能演练强化闯关1．关于探究动能定理的实验中，下列叙述正确的是( )A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C．放小车的长木板应该尽量使其水平D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出解析：选D.本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后每次实验时橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足够了，A错；每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后每次实验时，橡皮筋做的功是第一次的整数倍，否则，功的数值难以测定，B错；小车运动过程中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差，C 错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确．2．(2012·龙岩模拟)在“探究动能定理”的实验中，每次选取纸带后，我们应选取纸带上的哪些点来求小车的速度( )A．间距均匀的B．间距不均匀的C．间距均匀的与不均匀的都可D．最好是间距均匀的，若纸带上没有间距均匀的，也可用间距不均匀的解析：选A.橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功，小车做匀速运动，纸带上的点间距变的均匀，故A对，B、C错；若纸带上没有间距均匀的点说明纸带太短，橡皮筋还没完全恢复原状纸带已完全通过打点计时器，这种情况下应选用更长的纸带，或者是因为摩擦力没被平衡掉，故D错．3．(2012·江苏徐州调研)在“探究动能定理”的实验中，若画出W－v的图象，应为图5－5－9中的哪个图( )图5－5－9解析：选B.通过实验可知，做的功W与小车速度v2成正比，故与v应是二次函数关系，故B正确，A、C、D均错．4．在“探究动能定理”的实验中，某同学在一次实验中得到一条如图5－5－10所示的纸带，这条纸带上的点两端较密，中间稀疏，出现这种情况的原因可能是( )图5－5－10A．电源的频率不稳定B．木板倾斜的程度太大C．没有使木板倾斜或倾斜角太小D．小车受到的阻力较大解析：选CD.可能是没有平衡摩擦力或平衡不够，故C、D正确．5．(2012·烟台测试)一实验小组要用如图5－5－11所示的装置探究动能定理，关于实验操作下列说法正确的是( )图5－5－11A．应改变橡皮筋拉伸的长度，打出不同的纸带进行分析B．应保持橡皮筋拉伸的长度不变，改变橡皮筋的条数，打出不同的纸带进行分析C．应选取纸带上点迹间隔均匀的一段进行测量，以求出小车匀速运动时的速度D．实验中将木板左端适当垫高的目的是：使重力分力平衡掉小车和纸带受到的摩擦力，提高实验的精确度解析：选BCD.橡皮筋拉小车时的作用力是变力，我们不能求变力做功问题，但选用相同的橡皮筋，且伸长量都一样时，则要改变橡皮筋数目来改变做功的多少，A错误，B正确；纸带点迹均匀说明小车做匀速运动，此时小车的速度最大，橡皮筋的弹性势能全部转化为小车的动能，C正确；木板略微倾斜后，小车所受重力沿斜面向下的分力平衡了小车运动中的阻力，提高了实验的精确度，D正确．6．为了探究动能定理，现提供如图5－5－12所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答问题(打点计时器所用交流电频率为50 Hz)：图5－5－12(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图5－5－13所示是其中四次实验打出的部分纸带．图5－5－13(4)试根据第(2)、(3)次数123 4橡皮筋对小车做功W小车速度v(m/s)v2(m2/s2)________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：(1)将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车能够匀速下滑(4)由匀速运动的速度公式v ＝x t ，其中x 从图上读出分别为2.00 cm 、2.83 cm 、3.46 cm 、4.00 cm.t ＝T ＝1f＝0.02 s ，即可求出小车的速度. 次数 12 3 4 橡皮筋对小车做功 W2W 3W 4W 小车速度v (m/s) 1.001.42 1.732.00 v 2(m 2/s 2) 1.002.02 2.99 4.00橡皮筋对小车做功与小车速度的平方成正比．答案：见解析 7．(2012·杭州模拟)为了“探究动能定理”，查资料得知，弹簧的弹性势能E p ＝12kx 2，其中k 是弹簧的劲度系数，x 是弹簧长度的变化量．某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球(质量为m )运动来探究这一问题．为了研究方便，把小球O 放在水平桌面上做实验，让小球O 在弹力作用下运动，即只有弹簧推力做功．该同学设计实验如下：首先进行如图5－5－14甲所示的实验：将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小球O ，静止时测得弹簧的伸长量为d .图5－5－14在此步骤中，目的是要确定物理量__________，用m 、d 、g 表示为__________．接着进行如图乙所示的实验：将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球O 压缩，测得压缩量为x ，释放弹簧后，小球O 被推出去，从高为h 的水平桌面上抛出，小球O 在空中运动的水平距离为L .小球O 的初动能E k1＝__________.小球O 的末动能E k2＝__________.弹簧对小球O 做的功W ＝__________(用m 、x 、d 、g 表示)．对比W 和E k2－E k1就可以得出“动能定理”，即在实验误差允许范围内，外力所做的功等于物体动能的变化．解析：在图甲所示的实验中，目的是确定弹簧的劲度系数k ，由平衡条件得：mg ＝kd ，即k ＝mg d.在图乙所示的实验中，小球的初动能E k1＝0.又根据小球做平抛运动得：h ＝12gt 2 L ＝vt 所以E k2＝12mv 2＝12m (L g /2h )2＝mgL 24h弹簧对小球做的功等于弹性势能的减少，所以W ＝12kx 2＝mgx 22d . 答案：弹簧劲度系数k mg d 0 mgL 24h mgx 22d。
人教版高中物理全套试题第二章第三节知能演练轻松闯关
1.下列机械中不是热机的是( )A ．蒸气轮机B ．制冷机C ．燃气轮机D ．电动机解析：选D.热机是通过燃烧使燃料中的化学能变成工作物质的内能，再消耗工作物质的内能而对外做功的动力机械，由此可知电动机不是热机，故应选D.2.从本质上看，内燃机的工作能量来源于( )A ．机械能B ．内能C ．化学能D ．化学能和内能解析：选C.内燃机工作时，燃料燃烧把化学能转化为内能，内能再转化成机械能． 3.热机的共同特点是( )A ．都是燃烧进入汽缸B ．将燃料燃烧释放出的内能传递给工作物质使工作物质受热膨胀，对外做功C ．能把燃料燃烧释放出的内能全部转化为机械能D ．都有四个冲程解析：选B.由热机的定义可知，B 正确．4.当拖拉机上的柴油机出现故障而使转速急剧增加时，正常的操作已经不能使它停转(这种故障叫做“飞车”)．下列应急措施中，你认为可行的是( )A ．用手捂住进气口B ．立即找一个隔热的东西，捂住排气口C ．脚踏刹车板，同时手拉制动器D ．用布堵住其进气口解析：选D.柴油机出现“飞车”是由于柴油机汽缸内柴油燃烧剧烈而达到失控，为控制其剧烈燃烧，堵住其进气口使缸内无充足的氧气供给，这样可使其剧烈燃烧无法继续． 5.一单缸四冲程柴油机，它的转速是20 r/s ，在1 h 内它完成________个冲程，每次做功间隔时间为________s ，若在做功冲程中燃气推动活塞一次做功2000 J ，则这台柴油机的功率是________W.解析：因为四冲程柴油机一个工作循环中，飞轮转两周，又知飞轮转一周柴油机完成两个冲程，所以1 h 内完成的冲程数为2×20×3600＝1.44×105个．因为飞轮转两周，对外做功一次，所以此柴油机每秒钟做功十次，则每次做功间隔时间为0.1 s.因为燃气推动活塞做一次功是2000 J ，所用时间为0.1 s ，所以P ＝W t ＝20000.1W ＝2×104 W. 答案：1.44×105 0.1 2×104一、选择题1.下列关于热机的说法中，正确的是()A．热机是把内能转化为机械能的装置B．热机是把机械能转化为内能的装置C．制冷机跟蒸汽机、内燃机一样都属于热机D．即使没有漏气，也没有摩擦，内燃机也不能把内能全部转化为机械能解析：选ACD.热机是把内能转化为机械能的装置，故A选项正确，B选项错误．制冷机则利用外界对它所做的功，将待冷却物体中的热量取出，同时向高温物体排放，故C、D选项正确．2.下列实例中，均利用了热机的有()A．民航机、探空火箭和巡航导弹B．机帆船、鱼雷快艇和航空母舰C．山地车、无轨电车和越野汽车D．水电站、火电厂和风力发电站答案：B3.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是()A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程答案：B4.柴油机吸入汽缸内的是()A．柴油B．雾状柴油C．空气D．空气和柴油混合物答案：C5.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮惯性来完成的是()A．只有吸气和压缩两个冲程B．只有压缩和排气两个冲程C．只有排气和吸气两个冲程D．只有吸气、压缩和排气三个冲程答案：D6.在内燃机的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程，这个能量转化的过程存在于()A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程答案：B7.如图2－3－4是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，符合内燃机的工作循环顺序的是()图2－3－4A．丙、丁、乙、甲B．乙、甲、丁、丙C．甲、乙、丙、丁D．乙、丁、甲、丙解析：选D.乙中进气门打开，活塞向下运动是吸气冲程，丁中两个气门都关闭，活塞向上运动是压缩冲程．甲中两气门都关闭，活塞向下运动是做功冲程．丙中活塞向上运动，排气门打开是排气冲程．8.下列说法中正确的是()A．四冲程内燃机，只有做功冲程对活塞做功B．热机排出的废气和产生的噪音会污染环境C．内燃机中，连杆和曲轴的作用是将活塞的往返变为曲轴的转动D．柴油机的效率比汽油机的高，因此，柴油机的功率比汽油机的大答案：ABC9.下面关于热机的说法正确的是()A．热机的共同特点都是把机械能转化为内能B．热机的共同特点都是把内能转化为电能C．热机的工作物质都是高温高压的燃气D．蒸汽机、蒸汽轮机的工作物质是水蒸气解析：选D.热机是把内能转化为机械能的机械装置，故A选项错误，B选项错误；只有内燃机的工作物质是高温高压的燃气，蒸汽机、蒸汽轮机的工作物质是水蒸气，故C选项错，D选项正确．10.柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能．燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是()A．尾气的温度越高，柴油机越节能B．尾气的温度越低，柴油机越节能C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D．以上说法均不正确解析：选B.柴油机在工作过程中是不断将汽缸中燃烧产生高压气体的内能，一部分用来转化为机械能，另一部分随尾气排出．燃烧相同的燃料，输出机械能越多，随尾气排出的内能就越少，尾气的温度就越低．故正确选项为B.二、非选择题11.如下所示是制冷机的工作原理，试分析每个过程中工作物质的内能改变情况和引起改变的物理过程：电动机推动活塞压缩气体工作物质的过程⇒气态工作物质在冷凝器中变为液态的过程⇒液态工作物质在蒸发器中变为气态的过程(1)(2)(3)(1)工作物质的内能________，是________的过程；(2)工作物质的内能________，是________的过程；(3)工作物质的内能________，是________的过程．解析：(1)压缩气体过程，是外界对气体做功，气体的内能增加．(2)工作物质液化过程，是向外界放热过程，内能减少．(3)工作物质汽化过程，是吸收热量的过程，内能增加．答案：(1)增加 做功 (2)减少 放热 (3)增加 吸热12.水在热电厂的锅炉中变为水蒸气，通过涡轮机带动发电机发电，用过的水蒸气在液化器中凝结成水，再到锅炉，循环使用．液化器中的冷却水流到冷却塔中降温，如图2－3－5 所示．水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)．夏天，来自冷却塔的水温为16 ℃，而回到冷却塔的水温为30 ℃.若冷却塔和液化器间水的流量为15 m 3/s ，试求这个系统通过冷却塔散热的功率．(ρ水＝1×103 kg/m 3)图2－3－5解析：设水的流量为k ，工作时间为t ′，水的初温为t 0，水的末温为t ，水的比热容为c ，则P 散热＝Q 散热t ′＝Q 吸t ′＝cm （t －t 0）t ′＝c ·ρ·V （t －t 0）t ′ ＝c ·ρ·k (t －t 0)＝4.2×103 ×1×103 ×15 ×(30－16) W＝8.82×108 W.答案：8.82×108 W。