高中物理 第二章章末总结(含解析)粤教版选修35
高中物理粤教版选修35课件：第二章 章末盘点
(2)最大初动能Ek，与入射光的频率和金属的逸出功有 关，与光强无关；
(3)饱和光电流与光的强度有关，光强正比于单位时间
内照射到金属表面单位面积上的光子数。
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021
第章 二末 章盘
点
知识结构图示 高频考点例析 阶段质量检测
考点一 考点二
波 粒 二 象 性
考点一 光电效应的规律和爱因斯坦光电效应方程 有关光电效应的问题主要是两个方面，一是关于光电
效应现象中有关规律的判断，另一方面是应用光电效应方 程进行简单的计算，处理该类问题关键是掌握光电效应的 规律，明确各概念之间的决定关系。
后来人们观察到电子的衍射图像，这些说明一些物质微粒 也像光子一样具有波粒二象性。
(6)任何一个运动着的物体，小到电子、质子、大到 行星、太阳都有一种波和它对应，波长λ＝h/p，人们把 这种波叫做物质波。
物质波和光波一样，也属于概率波，概率波的实质 是指粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的。
[例 2] 关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的
(3)在干涉条纹中，光强大的地方，光子到达的机会多，或 者说光子出现的概率大。光强小的地方，光子到达的概率小。
粤教版高中物理选修3-2第二章交变电流章末总结课件
章末总结
知识网络
交 变 交变电流的 电 产生和描述 流
线圈在匀强磁场中绕_垂__直__于__磁__场__的__轴___匀速转动
磁通量_最__大__
产
线圈平面与 感应电动势为_零___
生
特
中性面重合 电流改变方向
殊
线圈平面与 磁通量为零
位
中性面垂直 感应电动势_最__大__
置 表达式：e=__E__m_si_n__ω_t__(从线圈位于中性面开始计时)，
电压损失：U损=__IR_线__
电感器：通直流，阻_交__流___；通低频，阻高__频____
电容器：通交流，隔_直__流___；通高频，阻低__频____
原理：_互__感___现
交
象
理想变压
UU21＝___I2_n_2_
电
P1=P2
流
电能输送 电能输送功率损失：P损=__I_2_R_线__
其中Em为最大值
最大值：Em=_n__B_S_ω__
交 交变电流的 变 产生和描述 电 流
表征交变电 流的物理量
有效值：根据_电__流__的__热__效__应___定义，
正
Em
2
周期弦 T与式频交率变f 电的流关E系=：__T__=____1f_或f=__T1_
ΔΦ 平均值：E ＝ n Δ_t______
高中物理第2章章末复习课教案粤教版选修35
高中物理第2章章末复习课教案粤教版选修35章末复习课[自我校对]①hν②h λ③12mν2max＋W0④极限⑤遏止⑥饱和⑦瞬时⑧ΔxΔp_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________光电效应规律及其应用应方程进行计算．求解光电效应问题的关键在于掌握光电效应规律，明确各概念之间的决定关系，准确把握它们的内在联系．1．决定关系及联系2．“光电子的动能”可以是介于0～E km的任意值，只有从金属表面逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率增大而增大．3．光电效应是单个光子和单个电子之间的相互作用产生的，金属中的某个电子只能吸收一个光子的能量，只有当电子吸收的能量足够克服原子核的引力而逸出时，才能产生光电效应．4．入射光强度指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时，光强正比于单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数，但若入射光频率不同，即使光强相同，单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形成的光电流也不相同)．【例1】如图所示是现代化工业生产中部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器等几部分组成．当用绿光照射图中光电管阴极K时，可发生光电效应，则以下说法中正确的是 ( )A．增大绿光的照射强度，光电子的最大初动能增大B．增大绿光的照射强度，电路中的光电流不变C．改用比绿光波长大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流D．改用比绿光频率大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流D [光电子的最大初动能由入射光的频率决定，选项A错误；增大绿光的照射强度，单位时间内入射的光子数增多，所以光电流增大，选项B错误；改用比绿光波长更大的光照射时，该光的频率不一定满足发生光电效应的条件，故选项C错误；若改用频率比绿光大的光照射，一定能发生光电效应，故选项D正确．][一语通关]1．某种色光强度的改变决定单位时间入射光子数目改变，光子能量不变．2．光电效应中光电子的最大初动能与入射光频率和金属材料有关，与光的强度无关．1．(多选)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )A．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流AC [调换电源的极性后，电场力对电子做负功，当eU 0＝12mv 2m －0时，电流表示数为零，其中U 0为遏止电压，选项A 正确；若电流已达到饱和电流时，电流表的示数将不随光电管两端电压的增大而增大，B 错误；不改变光束颜色和电路，增大入射光的强度，光电子数目增多，光电流增大，C 正确；光束照射后不需要一定的时间，几乎同时有光电流，故D 错误．]光的波粒二象性的进一步理解 相互对立的，都企图用一种观点去说明光的各种“行为”，这是由于传统观念的影响，这些传统观念是人们观察周围的宏观物体形成的．2．波动性和粒子性在宏观现象中是相互对立的、矛盾的，对于光子这样的微观粒子却只有从波粒二象性的角度出发，才能统一说明光的各种“行为”．3．光子说并不否认光的电磁说，按光子说，光子的能量ε＝hν，其中ν表示光的频率，即表示了波的特征，而且从光子说或电磁说推导电子的动量都得到一致的结论．可见，光的确具有波动性，也具有粒子性．【例2】 (多选)从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是( )A ．光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性B ．光的频率越高，光子的能量越大C ．在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方D ．在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方BD [一个光子谈不上波动性，A 错误；暗条纹是光子到达概率小的地方，C 错误；光的频率越高，光子的能量E ＝hν越大，在光的干涉现象中，光子到达的概率大小决定光屏上出现明、暗条纹，故B 、D 选项正确．][一语通关]波粒二象性的两种表现1．从数量上看：个别光子往往表现为粒子性；大量光子往往表现为波动性．2．从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象．2．(多选)下列关于波粒二象性的说法正确的是( )A ．光电效应揭示了光的波动性，光的衍射和干涉揭示了光的粒子性B ．随着电磁波频率的增大，其波动性越不显著，粒子性越显著C ．大量光子的行为显示波动性，个别光子的行为显示粒子性D ．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性BCD [光电效应揭示了光的粒子性，衍射和干涉是波特有的性质，光的衍射和干涉揭示了光的波动性，A错误；电磁波频率越高，波长越短，衍射和干涉现象越不明显，波动性越不显著，粒子性越显著，B正确；光既具有波动性又具有粒子性，个别光子的作用效果往往表现为粒子性，大量光子的作用效果往往表现为波动性，C正确；不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性，D正确．]。
2023年新教材高中物理本章小结2第2章电磁感应课件粤教版选择性必修第二册
例2 如图所示，MN、PQ为平行光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略 不计)，MN、PQ相距L＝50 cm，导体棒AB在两轨道间的电阻为r＝1 Ω， 且可以在MN、PQ上滑动，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，整个装置放在 磁感应强度为B＝1.0 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面， 现用外力F拉着AB棒向右以v＝5 m/s的速度做匀速运动．求：
(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向； (2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v； (3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q.
解析：(1)由右手定则可知，电流方向为由 a 流向 b. (2)开始放置 ab 刚好不下滑时，ab 所受摩擦力为最大静摩擦力，设 其为 Fmax，有 Fmax＝m1gsin θ. 设 ab 刚好要上滑时，cd 棒的感应电动势为 E，由法拉第电磁感应定 律得 E＝BLv， 设电路中的感应电流为 I，由闭合电路欧姆定律有 I＝R1＋E R2， 设 ab 所受安培力为 F 安，有 F 安＝ILB，
答案：D
解决线框进出磁场问题需要注意的事项：(1)由线框的形状 判断切割磁感线的有效长度是否变化，如何变化．(2)若只有一个磁场且 足够宽，关注两个过程即可：进入磁场的过程和离开磁场的过程．(3)若 有两个不同的磁场，还需注意线框的边分别在不同磁场时产生感应电流 方向的关系．
专题 电磁感应中的“双杆”模型
2．[物理观念]夏天时，在北半球，当我们抬头看到教室内的电风扇 正在逆时针转动．金属材质的电风扇示意图如图所示，由于地磁场的存 在，下列关于A、O两点的电势及电势差的说法，正确的是 ( )
电路中稳态电流为 I1、I2： ①若 I2≤I1，灯泡逐渐变暗； ② 若 I2 ＞ I1 ， 灯 泡 “ 闪 亮 ” 后 逐 渐 变 暗．两种情况下灯泡中电流方向均改变
【精品推荐】2019-2020学年粤教版高中物理选修3-5配套课件：第2章 波粒二象性 章末总结2
光电效应及光电效应方程
• 1．光电效应是单个光子和单个电子之间的相 互作用产生的．金属中的某个电子只能吸收 一个光子的能量，只有当吸收的能量足够克 服原子核的引力而逸出时，才能产生光电效 应，而光子的能量与光的频率有关，由此可 解释光电效应的瞬时性和存在极限频率的原 因．
• 2．“光电子的动能”可以是0～Ekm间的任意 值，只有从金属表面逸出的光电子才具有最 大初动能，且随入射光频率增大而增大．
• 3．“入射光强度”，指的是单位时间内入射 到金属表面单位面积上的光子的总能量，在 入射光频率ν不变时，光强正比于单位时间内 照到金属表面单位面积上的光子数，但若入 射光频率不同，即使光强相同，单位时间内 照到金属表面单位面积上的光子数也不相同， 因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形 成的光电流也不相同)．
• 5．光电子的最大初动能跟入射光的能量hν、 金属逸出功W的关系为光电效应方程，表达 式为Ek＝hν－W，反映了光电效应现象中的
•
例题 铝的逸出功是4.2 eV，现在用波
长为200 nm的光照射铝的表面，h＝6.63×10
－34 J·s.求：
• (1)光电子的最大初动能；
• (2)金属铝的遏止电压；
(2)遏止电压 Uc 满足 Ek＝eUc，所以 Uc＝Eek＝13..63××1100－－1199 V＝2.1 V. (3)当光电子逸出时的最大初动能为零时，再减小照射光的 频率，便不能发生光电效应了，所以截止频率满足 hν0＝W0， ν0＝Wh0＝4.26×.631×.6×101－034－19 Hz＝1.0×1015 Hz. 答案：(1)3.3×10－19 J (2)2.1 V (3)1.0×1015 Hz
• 4．光电效应的规律是：①极限频率ν0，是能 使金属发生光电效应的最低频率，这也是判 断能否发生光电效应的依据．若ν≤ν0，无论 多强的光照射时，都不能发生光电效应；② 最大初动能Ek与入射光的频率和金属的逸出 功有关，与光强无关；③饱和光电流与光的 强度有关，光强正比于单位时间内照射到金 属表面单位面积上的光子数．
高中物理(粤教版选修3-5)教师用书：第2章 第5节 德布罗意波 含答案
学 习 目 标知 识 脉 络1.知道实物粒子具有波动性．2．知道光波和物质波都是概率波．3．理解德布罗意波，会解释相关现象．(重点、难点)4．知道电子云，了解“不确定性关系”的具体含义.德布罗意波假说及电子衍射[先填空]1．德布罗意波：任何一个实物粒子都和一个波相对应，这种波后来被称为德布罗意波，也称为物质波．2．波长与动量关系：λ＝.3．电子衍射：电子束在晶体上反射可能发生衍射．[再判断]1．电子衍射的发现证明了德布罗意波假说．(√)2．电子不仅会发生衍射，还会发生干涉．(√)3．包括光子在内的一切微观粒子都具有波粒二象性，而实物粒子不具有波粒二象性．(×)[后思考]既然德布罗意提出了物质波的概念，为什么我们生活中却体会不到？【提示】平时所见的宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动的动量很大，由λ＝可知，它们对应的物质波波长很小，因此，无法观察到它们的波动性．1．任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故．2．德布罗意波是一种概率波，粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配，不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波．3．德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波．1．下列说法中正确的是( )【导学号：55272058】A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，因此宏观物体运动时不具有波动性【解析】物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，A错误；宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，看不出来，B、D错误；德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波，C正确．【答案】C2．如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？(中子的质量为1.67×10－27 kg)【解析】中子的动量为p1＝m1v，子弹的动量为p2＝m2v，据λ＝知中子和子弹的德布罗意波的波长分别为λ1＝，λ2＝hp2联立以上各式解得：λ1＝，λ2＝hm2v将m1＝1.67×10－27 kg，v＝1×103 m/s，h＝6.63×10－34 J·s，m2＝1.0×10－2 kg代入上面两式可解得λ1＝4.0×10－10 m，λ2＝6.63×10－35 m.【答案】 4.0×10－10 m 6.63×10－35 m宏观物体波动性的三点提醒1．一切运动着的物体都具有波动性，宏观物体观察不到其波动性，但并不否定其波动性．2．要注意大量光子、个别光子、宏观物体、微观粒子等相关概念的区别．3．在宏观世界中，波与粒子是对立的概念；在微观世界中，波与粒子可以统一．电子云和不确定性关系[先填空]1．电子云：原子中的电子在原子核的周围运动，在空间各点出现的概率是不同的，当原子处于稳定状态时，电子会形成一个稳定的概率分布．由于历史上的原因，人们常用一些小圆点来表示这种概率分布，概率大的地方小圆点密一些，概率小的地方小圆点疏一些，这样的概率分布图称为电子云．2．不确定性关系：用Δx表示微观粒子位置的不确定性，用Δp 表示微观粒子动量的不确定性，则两者之间的关系为ΔxΔp≥，即不确定性关系．它意味着微观粒子的坐标和动量不可能同时完全精确地确定．[再判断]1．在讨论微观粒子的运动时，只能给出微观粒子在空间各点出现的概率分布，无法给出微观粒子运行的轨迹．(√)2．微观粒子运动的状态，不能像宏观物体的运动那样通过确定的轨迹来描述，而是只能通过概率波作统计性的描述．(√) 3．改进测量技术，不确定性关系可以确定，微观粒子的坐标和动量可以同时确定．(×)[后思考]对微观粒子的运动分析能不能用“轨迹”来描述？【提示】不能．微观粒子的运动遵循不确定关系，也就是说，要准确确定粒子的位置，动量(或速度)的不确定量就更大；反之，要准确确定粒子的动量(或速度)，位置的不确定量就更大，也就是说不可能同时准确地知道粒子的位置和动量．因而不可能用“轨迹”来描述微观粒子的运动．1．粒子位置的不确定性：单缝衍射现象中，入射的粒子有确定的动量，但它们可以处于挡板左侧的任何位置，也就是说，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的．2．粒子动量的不确定性(1)微观粒子具有波动性，会发生衍射．大部分粒子到达狭缝之前沿水平方向运动，而在经过狭缝之后，有些粒子跑到投影位置以外．这些粒子具有与其原来运动方向垂直的动量．(2)由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是完全随机的，所以粒子在垂直方向上的动量也具有不确定性，不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量．3．位置和动量的不确定性关系：ΔxΔp≥h4π由ΔxΔp≥可以知道，在微观领域，要准确地确定粒子的位置，动量的不确定性就更大；反之，要准确地确定粒子的动量，那么位置的不确定性就更大．4．微观粒子的运动没有特定的轨道：由不确定关系ΔxΔp≥可知，微观粒子的位置和动量是不能同时被确定的，这也就决定了不能用“轨迹”的观点来描述粒子的运动．5．经典物理和微观物理的区别(1)在经典物理学中，可以同时用位置和动量精确地描述质点的运动，如果知道质点的加速度，还可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量，从而描绘它的运动轨迹．(2)在微观物理学中，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量．因而也就不可能用“轨迹”来描述粒子的运动．但是，我们可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律．3．对不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是( )【导学号：55272059】A．微观粒子的动量不可能确定B．微观粒子的坐标不可能确定C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D．不确定性关系仅适用于电子和光子等微观粒子，不适用于其他宏观物体【解析】不确定性关系ΔxΔp≥表示确定位置、动量的精确度互相制约，此长彼消，当粒子位置的不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；当粒子位置的不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小，故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观物体，不过这些不确定量微乎其微．【答案】C4．已知＝5.3×10－35 J·s，试求下列情况中速度测定的不确定量．(1)一个球的质量m＝1.0 kg，测定其位置的不确定量为10－6 m；(2)电子的质量me＝9.0×10－31 kg，测定其位置的不确定量为10－10 m(即在原子的数量级)．【解析】(1)m＝1.0 kg，Δx1＝10－6 m，由ΔxΔp≥，Δp＝mΔv知Δv1≥h4πΔx1m＝m/s＝5.3×10－29 m/s.(2)me＝9.0×10－31 kg，Δx2＝10－10 mΔv2≥＝ m/s＝5.89×105 m/s.【答案】(1)5.3×10－29 m/s (2)5.89×105 m/s对不确定性关系的两点提醒1．不确定性关系ΔxΔp≥是自然界的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响可忽略不计．也就是说，宏观世界中的物体质量较大，位置和速度的不确定范围较小，可同时较精确测出物体的位置和动量．2．在微观世界中，粒子质量较小，不能同时精确地测出粒子的位置和动量，也就不能准确地把握粒子的运动状态了．。
高中物理 第二章 章末整合 粤教版选修3-5
解析：光电效应是金属中的自由电子吸收了光子的能量后，
其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为
光电子．对一定的金属来说，逸出功是一定的．照射光的频率
越大，光子的能量越大，从金属中逸出的光电子的初动能就越
大．如果入射光子的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，
就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因．光电效应
答案：BC
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1．(双选，2011 年广东卷)光电效应实验中，下列表述正确 的是( CD)
A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率有关 D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
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2．(2011 年福建卷)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解 释光电效应的规律而获得 1921 年的诺贝尔物理学奖．某种金属 逸出光电子的最大初动能 Ekm 与入射光频率ν的关系如图 2－2 所示，其中ν0 为极限频率．从图中可以确定的是( )
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2．光电子的最大初动能：光电子的最大初动能 Ekm 与入射 光强度无关，只随入射光频率的增大而增大 .电子在光的照射 下从金属逸出的初动能各不相同，从金属内部逸出的电子，需 要克服金属内部离子的引力做功，即为逸出功，所以初动能小； 而从金属表面逸出的电子，不需要克服金属内离子引力做功， 初动能大，即为最大初动能．
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【例题】(双选)根据爱因斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W,以 光电子的最大初动能 Ek 为纵轴，入射光子的频率ν为横轴，得 到如图 2－1 所示的图象，关于这图象的说法，正确的是( )
图 2－1
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A．图象中的 A 点代表光电子的最大初动能 B．图象中的 A 点代表能使金属产生光电子的极限频率 C．图象的斜率代表普朗克常量 D．图象的斜率代表入射光子的频率 解析：根据爱因斯坦光电效应方程，Ek＝hν－W，其横截 距代表极限频率 ν0＝Wh ；纵截距代表逸出功；斜率代表普朗克 常量．所以 BC 正确，AD 错．
高中物理第2章静电场的应用本章小结粤教版必修第三册
2．运动分解的角度． 带电体在电场和重力场的复合场中，若做类平抛或其他曲线运动， 都可以考虑运动分解的思想，把运动分解为两个分运动，可使问题很快 得到解决．
例1 如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场．一L形 的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中，管的水平部分长为l1＝0.2 m，离 水平地面的距离为h＝5.0 m，竖直部分长为l2＝0.1 m．一带正电的小球 从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲 部分(长度极短，可不计)时没有能量损失，小球在电场中受的静电力大 小为重力的一半．求：
(2)小球离开 B 点后，设水平方向的加速度为 a，在空中运动的时间 为 t．
水平方向有 a＝g2，x＝vBt＋12at2， 竖直方向有 h＝12gt2， 由以上各式代入数据可得 x＝4.5 m． 答案：(1)2.0 m/s (2)4.5 m
例2 在竖直平面内，长为L的平行金属板与水平面成θ角放置，板 间有匀强电场．一个电荷量为－q、质量为m的带负电的液滴以速度v0垂 直于电场方向射入两极板间，如图所示，射入后液滴沿直线运动．已知 重力加速度为g，求：
(1)小球运动到管口B时的速度大小； (2)小球落地点与管的下端口B的水平距离． (g取10 m/s2)
解析：(1)小球从 A 运动到 B 的过程中，对小球，根据动能定理得 mgl2＋F 电 l1＝21mvB2 －0，
且 F 电＝21mg， 解得 vB＝ g（l1＋2l2）， 代入数据可得 vB＝2.0 m/s．
可变电容器两类．如图甲、乙为两种电容器的实物图片，根据图中的相
关信息，下列判断中正确的是
()
A．图中甲为可变电容器，它是通过改变极板间的距离来改变电容 器的电容
B．在不改变其他条件下，将甲电容器浸入煤油中，其电容不发生 变化
高中物理第2章圆周运动章末分层突破粤教版
第2章 圆周运动[自我校对] ①2πrT②2πT③2πω④1n⑤mrω2⑥mr (2πT)2⑦rω2⑧r (2πT)2⑨方向描述圆周运动的物理量及其关系1.描述物体沿圆周运动的快慢．角速度、周期和转速描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢．由ω＝2πT＝2πn ，知ω越大，T 越小，n 越大，则物体转动得越快，反之则越慢．三个物理量知道其中一个，另外两个也就成为已知量．2．对公式v ＝rω及a ＝v 2r＝rω2的理解(1)由v ＝rω，知r 一定时，v 与ω成正比；ω一定时，v 与r 成正比；v 一定时，ω与r 成反比．(2)由a ＝v 2r＝rω2，知v 一定时，a 与r 成反比；ω一定时，a 与r 成正比．如图21所示，定滑轮的半径r ＝2 cm ，绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物，由静止开始释放，测得重物以加速度a ＝2 m/s 2做匀加速运动，在重物由静止下落距离为1 m 的瞬间，求滑轮边缘上的点的角速度ω和向心加速度a n .图21【解析】 重物下落1 m 时，瞬时速度为v＝2as＝2×2×1 m/s＝2 m/s.显然，滑轮边缘上每一点的线速度也都是2 m/s，故滑轮转动的角速度，即滑轮边缘上每一点转动的角速度为ω＝vr＝20.02rad/s＝100 rad/s.向心加速度为a n＝ω2r＝1002×0.02 m/s2＝200 m/s2.【答案】100 rad/s 200 m/s2圆周运动的临界问题1.在这类问题中，要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源，考虑达到临界条件时物体所处的状态，即临界速度、临界角速度，然后分析该状态下物体的受力特点，结合圆周运动知识，列方程求解．常见情况有以下几种：(1)与绳的弹力有关的圆周运动临界问题．(2)因静摩擦力存在最值而产生的圆周运动临界问题．(3)受弹簧等约束的匀速圆周运动临界问题．2．竖直平面内圆周运动的临界问题在竖直平面内的圆周运动一般不是匀速圆周运动，但物体经最高点或最低点时，所受的重力与其他力的合力指向圆心，提供向心力．(1)没有物体支撑的小球(轻绳或单侧轨道类)．小球在最高点的临界速度(最小速度)是v0＝gr.小球恰能通过圆周最高点时，绳对小球的拉力为零，环对小球的弹力为零(临界条件：F T＝0或F N＝0)，此时重力提供向心力．所以v≥gr时，能通过最高点；v＜gr时，不能达到最高点．(2)有物体支撑的小球(轻杆或双侧轨道类)．因轻杆和管壁能对小球产生支撑作用，所以小球达到最高点的速度可以为零，即临界速度v0＝0，此时支持力F N＝mg，当物体在最高点的速度v≥0时，物体就可以完成一个完整的圆周运动．(2016·宜昌高一检测)一水平放置的圆盘，可以绕中心O点旋转，盘上放一个质量是0.4 kg的铁块(可视为质点)，铁块与中间位置的转轴处的圆盘用轻质弹簧连接，如图22所示．铁块随圆盘一起匀速转动，角速度是10 rad/s时，铁块距中心O点30 cm，这时弹簧对铁块的拉力大小为11 N，g取10 m/s2，求：图22(1)圆盘对铁块的摩擦力大小；(2)若此情况下铁块恰好不向外滑动(视最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则铁块与圆盘间的动摩擦因数为多大？【解析】 (1)弹簧弹力与铁块受到的静摩擦力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：F ＋f ＝mω2r代入数值解得：f ＝1 N.(2)此时铁块恰好不向外侧滑动，则所受到的静摩擦力就是最大静摩擦力，则有f ＝μmg 故μ＝f mg＝0.25.【答案】 (1)1 N (2)0.25(2016·湛江高一检测)小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m 的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d 后落地，如图23所示．已知握绳的手离地面高度为d ，手与球之间的绳长为34d ，重力加速度为g .忽略手的运动半径和空气阻力．图23(1)求绳断开时球的速度大小v 1 (2)问绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？【解析】 (1)设绳断后球飞行时间为t ，由平抛运动规律，有竖直方向：14d ＝12gt 2水平方向：d ＝v 1t 解得v 1＝2gd .(2)设绳能承受的最大拉力大小为T ，这也是球受到绳的最大拉力大小． 球做圆周运动的半径为R ＝34d由牛顿第二定律，有T －mg ＝mv 21R得T ＝113mg .(3)设绳长为l ，绳断时球的速度大小为v 2，绳承受的最大拉力不变，由牛顿第二定律得：T －mg ＝m v 22l解得：v 2＝83gl 绳断后球做平抛运动，竖直位移为d －l ，水平位移为s ，时间为t 1.有d －l ＝12gt 21s ＝v 2t 1得s ＝4l d －l3，当l ＝d 2时，s 有最大值s max ＝233d .【答案】 (1)2gd52gd (1)113mg (3)d 2 233d 竖直平面内圆周运动的分析方法1．竖直平面内的圆周运动一般是变速圆周运动，运动速度的大小和方向在不断发生变化，通常只研究物体在最高点和最低点的情况，而往往存在临界状态．2．竖直平面内的圆周运动往往和机械能守恒定律，动能定理及平抛运动结合，此类问题利用机械能守恒定律、动能定理将最高点和最低点的物理量联系起来．1．(多选)(2015·浙江高考)如图24所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O 点的半圆，内外半径分别为r 和2r .一辆质量为m 的赛车通过AB 线经弯道到达A ′B ′线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以O ′为圆心的半圆，OO ′＝r .赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为F max .选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大)，则( )【导学号：35390035】图24A ．选择路线①，赛车经过的路程最短B ．选择路线②，赛车的速率最小C ．选择路线③，赛车所用时间最短D ．①、②、③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等【解析】 由几何关系可得，路线①、②、③赛车通过的路程分别为：(πr ＋2r )、(2πr ＋2r )和2πr ，可知路线①的路程最短，选项A 正确；圆周运动时的最大速率对应着最大静摩擦力提供向心力的情形，即μmg ＝m v 2R，可得最大速率v ＝μgR ，则知②和③的速率相等，且大于①的速率，选项B 错误；根据t ＝s v，可得①、②、③所用的时间分别为t 1＝π＋2rμgr，t 2＝2r π＋12μgr，t 3＝2r π2μgr，其中t 3最小，可知线路③所用时间最短，选项C 正确；在圆弧轨道上，由牛顿第二定律可得：μmg ＝ma 向，a 向＝μg ，可知三条路线上的向心加速度大小均为μg ，选项D 正确．【答案】 ACD2．(2015·天津高考)未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图25所示．当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到目的，下列说法正确的是( )【导学号：35390036】图25A ．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B ．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C ．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D ．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小【解析】 旋转舱对宇航员的支持力提供宇航员做圆周运动的向心力，即mg ＝mω2r ，解得ω＝gr，即旋转舱的半径越大，角速度越小，而且与宇航员的质量无关，选项B 正确．【答案】 B3．(多选)(2014·全国卷Ⅰ)如图26所示，两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴OO ′的距离为l ，b 与转轴的距离为2l .木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g .若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( )图26A ．b 一定比a 先开始滑动B ．a 、b 所受的摩擦力始终相等C ．ω＝kg2l是b 开始滑动的临界角速度 D ．当ω＝2kg3l时，a 所受摩擦力的大小为kmg 【解析】 本题从向心力来源入手，分析发生相对滑动的临界条件．小木块a 、b 做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即f ＝mω2R .当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块a ：f a ＝mω2a l ，当f a ＝kmg 时，kmg ＝mω2a l ，ωa ＝kg l ；对木块b ：f b ＝mω2b ·2l ，当f b ＝kmg 时，kmg ＝mω2b ·2l ，ωb ＝kg2l，所以b 先达到最大静摩擦力，选项A 正确；两木块滑动前转动的角速度相同，则f a ＝mω2l ，f b ＝mω2·2l ，f a <f b ，选项B 错误；当ω＝kg2l 时b 刚开始滑动，选项C 正确；当ω＝2kg 3l时，a 没有滑动，则f a ＝mω2l ＝23kmg ，选项D 错误．【答案】 AC4．(2015·全国卷Ⅰ)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R ＝0.20 m)．(a) (b)图27完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图27(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg ； (2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为________kg ；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧．此过程中托盘秤的最大示数为m ；多次从同一位置释放小车，记录各次的m 值如下表所示.最低点时的速度大小为________m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s 2，计算结果保留2位有效数字)【解析】 (2)题图(b)中托盘秤的示数为1.40 kg. (4)小车5次经过最低点时托盘秤的示数平均值为m ＝1.80＋1.75＋1.85＋1.75＋1.905kg ＝1.81 kg.小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为F ＝(m －1.00)g ＝(1.81－1.00)×9.80 N≈7.9 N由题意可知小车的质量为m ′＝(1.40－1.00) kg ＝0.40 kg对小车，在最低点时由牛顿第二定律得F － m ′g ＝m ′v 2R解得v ≈1.4 m/s【答案】 1.40 7.9 1.45．(2014·天津高考)半径为R 的水平圆盘绕过圆心O 的竖直轴匀速转动，A 为圆盘边缘上一点．在O 的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v 水平抛出时，半径OA 方向恰好与v 的方向相同，如图28所示．若小球与圆盘只碰一次，且落在A 点，重力加速度为g ，则小球抛出时距O 的高度h ＝________，圆盘转动的角速度大小ω＝________.图28【解析】 由平抛运动的规律结合圆周运动的知识求解． 小球做平抛运动，在竖直方向：h ＝12gt 2①在水平方向R ＝vt② 由①②两式可得h ＝gR 22v2③小球落在A 点的过程中，OA 转过的角度θ＝2n π＝ωt (n ＝1,2,3，…)④ 由②④两式得ω＝2n πvR(n ＝1,2,3，…)．【答案】 gR 22v 2 2n πv R(n ＝1,2,3，…)我还有这些不足：(1) (2) 我的课下提升方案：(1) (2)。
2019-2020年高中物理 第二章 波粒二象性章末小结 粤教版选修3-5
2019-2020年高中物理第二章波粒二象性章末小结粤教版选修3-51．(多选)光电效应的实验结论是：对于某种金属(AD)A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：每种金属都有它的极限频率ν0，只有入射光子的频率大于极限频率ν0时，才会发生光电效应，且入射光的强度越大则产生的光子数越多，光电流越强；由光电效应方程E k＝hν－W0＝hν－hν0，可知入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，所以A、D正确．2．根据爱因斯坦光子说，光子能量ε等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)(A)A．h cλB．hλcC．hλ D.hλ解析：由爱因斯坦光子说知，光子的能量ε＝h ν，而c ＝νλ.故ε＝h cλ，A 项正确．3．关于光电效应实验，下列表述正确的是(CD ) A ．光照时间越长光电流越大 B ．入射光足够强就可以有光电流 C ．遏止电压与入射光的频率有关D ．入射光频率大于极限频率才能产生光电子解析：光电流的大小与光照时间无关，选项A 错误；如果入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应，选项B 错误；遏止电压U C 满足eU C ＝h ν－h ν0，由该表达式可知，遏止电压与入射光的频率有关，选项C 正确；只有当入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，选项D 正确．4．爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是D (填选项前的字母)．A ．逸出功与ν有关B ．E k 与入射光强度成正比C ．当ν<ν0时，会逸出光电子D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关5．(多选)关于物质波，下列说法中正确的是(BD )A ．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物体B ．物质波和光波都是概率波C ．粒子的动量越大，其波动性越易观察D ．粒子的动量越小，其波动性越易观察解析：实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同；物质波和光波都是概率波；又由λ＝h p可知，p 越小，λ越大，波动性越明显，正确选项为B 、D.6．在下列各组的两个现象中都体现出光具有波动性的是(C ) A ．光的折射现象、色散现象 B ．光的反射现象、干涉现象 C ．光的衍射现象、偏振现象D ．光的直线传播现象、光电效应现象解析：光的折射现象、反射现象、色散现象、直线传播现象均属于几何光学内容，干涉现象、衍射现象、偏振现象属于光的波动性内容，光电效应现象属于光的粒子性内容．7．(多选)用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图所示．则这两种光 (BC )A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大解析：本题考查光电效应及光的全反射、折射、干涉等问题．由图象可知，用a 光照射光电管时的遏止电压小于用b 光照射光电管时的遏止电压，故a 光的频率要小于b 光的频率．据爱因斯坦光电方程E k ＝h ν－W 0可知，照射该光电管时a 光逸出的光电子的最大初动能较b 小，故A 错误；对于同一介质a 光的折射率小于b 光的折射率，由sin c ＝1n可知，a光的临界角大，所以通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度小，故B 正确、D 错误；由c ＝λf 可知，a 光的波长较长，由Δx ＝1dλ可知发生双缝干涉时，a 光的相邻条纹间距大，故C 正确．8．(多选)现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是(BD )A ．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B ．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C ．质量为 kg 、速度为m/s 的小球，其德布罗意波长为m ，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D ．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同解析：说明光具有波动性的是干涉现象和衍射现象，而光电效应说明光具有粒子性．故本题应选B 、D.9．用波长为2.0× m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7× J ．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h ＝6.63×J ·s ，光速c ＝3.0×m/s ，结果取两位有效数字)(B )解析：由爱因斯坦光电效应方程得h cλ＝E k ＋W 0，而金属的逸出功W 0＝h ν0，由以上两式得，钨的极限频率为：ν0＝c λ－E kh＝7.9×Hz ，B 项正确．2019-2020年高中物理第二章电磁感应与电磁场章末知识整合粤教版选修1-1一、单项选择题Ⅰ(每小题3分，共60分)1．下列关于电磁领域重大技术发明的说法正确的是( )A．发明电池的科学家是爱迪生B．发现电磁感应定律的科学家是法拉第C．发现电流的磁效应的科学家是安培D．发明电话的科学家是赫兹答案：B2．建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是( )A．麦克斯韦 B．库仑 C．牛顿 D．安培答案：A3．一个闭合电路产生的感应电动势较大，是因为穿过这个闭合电路的( )A．磁感应强度大 B．磁通量较大C．磁通量的变化量较大 D．磁通量的变化较快答案：D4．法拉第发现了磁生电的现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代．下列哪些器件工作时与磁生电的现象有关( ) A．电视机的显像管 B．电动机C．指南针 D．发电机答案：D5．穿过闭合回路的磁通量Φ随着时间t变化的图象分别如图所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是( )A ．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B ．图②中，回路产生的感应电动势恒定不变C ．图③中，回路在0～t 1时间内产生的感应电动势大于在t 1～t 2时间内产生的感应电动势D ．图④中，回路产生的感应电动势先变大再变小解析：E ＝n ΔΦΔt，ΔΦ与Δt 的比值就是磁通量的变化率，所以只有B 正确．答案：B6．电磁场理论的建立，开拓了广泛的现代技术应用空间，促进了现代社会的发展．建立电磁场理论的科学家是( )A ．牛顿B ．爱迪生C ．爱因斯坦D ．麦克斯韦答案：D7．同一种电磁波在不同的介质中传播过程时，不变的物理量是( ) A ．频率 B ．波长 C ．振幅 D ．波速答案：A8．下列说法正确的是( )A ．穿过回路的磁通量越大，则产生的感应电动势越大B ．穿过回路的磁通量越大，则产生的感应电动势越小C ．穿过回路的磁通量变化越快，则产生的感应电动势越大D ．穿过回路的磁通量变化越大，则产生的感应电动势越大答案：C9．如图在将磁铁插入铜质漆包线绕制的线圈的过程中，电流表的指针会摆动．这个现象所反映的物理原理，在下列电气设备中得到应用的是( )A ．电磁起重机B ．发电机C ．电动机D ．电磁继电器解析：将磁铁插入铜质漆包线绕制的线圈的过程中，电流表的指针会摆动，是因为线圈中产生了感应电流，这是电磁感应现象，如发电机，所以B选项正确．电磁起重机、电动机、电磁继电器都是利用电流能够产生磁场来工作的．答案：B10．根据法拉第电磁感应定律，下列关于感应电动势大小的说法中，正确的是( ) A．线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势一定越大B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势一定越大D．线圈放在磁感应强度均匀变大的磁场中，产生的感应电动势一定变小解析：线圈中产生的感应电动势的大小决定于线圈中磁通量变化的快慢．答案：C11．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )A．磁通量越大，则感应电动势越大B．磁通量减小，则感应动势一定是减小C．磁通量增加，感应电动势有可能减小D．磁通量变化越大，则感应电动势也越大答案：C12．关于电磁感应现象的有关说法中，正确的是 ( )A．只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生B．穿过闭合电路中的磁通量减少，则电路中感应电流就减小C．穿过闭合电路中的磁通量越大，闭合电路中的感应电动势越大D．穿过闭合电路中的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大解析：闭合电路磁通量发生变化，一定有感应电流，感应电流的大小与磁通量的变化率成正比，选D.答案：D13．根据麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是( )A．变化的电场一定产生变化的磁场B．均匀变化的电场一定会产生均匀变化的磁场C．稳定的电场一定产生稳定的磁场D．振荡交变的电场一定产生同频率的振荡交变磁场解析：均匀变化的电场一定产生稳定的磁场，稳定的电场不能产生磁场．答案：D14．下列说法中正确的是( )A．电磁铁是利用电流的磁效应制成的B．发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的C．电动机是利用电磁感应现象制成的D．奥斯特实验说明利用磁场可以产生电流解析：发电机是利用线圈在磁场中转动产生感应电流的原理制成的，所以B选项错误．电动机是利用通电线圈在磁场中受到安培力制成的，所以C选项错误．奥斯特实验说明电流可以产生磁场，所以D选项错误．答案：A15．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列电器设备中，没有利用电磁感应原理的是( )A ．动圈式话筒B ．白炽灯泡C ．磁带录音机D ．日光镇流器答案：B16．关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是( ) A ．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流B ．闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流C ．闭合线圈作切割磁感线运动，一定能产生感应电流D ．穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，一定能产生感应电流解析：电路中产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化；选项D 能使磁通量发生变化．答案：D17．发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代．其中电动机依据的物理原理是( )A ．磁场对电流的作用B ．磁铁间的相互作用C ．惯性定律D ．万有引力定律答案：A18．法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小( ) A ．跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比 B ．跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比 C ．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比 D ．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比解析：E ＝n ΔΦΔt，ΔΦ与Δt 的比值就是磁通量的变化率．所以只有C 正确．答案：C19．当一段导线在磁场中做切割磁感线匀速运动时，下面说法中正确的是( ) A ．导线中一定有感应电流 B ．导线一定受安培力作用 C ．导线会产生感应电动势 D ．以上说法都不正确解析：导线在磁场中做切割磁感线而匀速运动时会产生感应电动势． 答案：C20．理想变压器原、副线圈匝数比为1∶15，当原线圈接在6 V 的电池两端后，副线圈的输出电压为( )A ．90 VB ．0.4 VC ．6 VD ．0 V解析：接干电池使得初级线圈上的电流为恒定电流，故激发出的是恒定的磁场，对于副线圈，磁感应强度B 不变，线圈面积S 不变，故副线圈的磁通量Φ＝BS 是个固定值，所以D 正确．答案：D二、单项选择题Ⅱ(每小题4分，共24分)21．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是( )A．线圈中通以恒定的电流B．通电时，使变阻器的滑片P作匀速移动C．通电时，使变阻器的滑片P作加速移动D．将电键突然断开的瞬间解析：铜环中产生感应电流的条件是铜环中的磁通量发生变化，铜环中的磁场由螺线管的电流的大小决定，所以当螺线管中电流变化时，铜环中才有电流，选A.答案：A22．如图所示为变压器的示意图，它被用来降低发电机的输出电压，下列说法中正确的是( )A．图中M是闭合的铁芯，它由整块铁组成B．发电机应与线圈Ⅱ相连，降低后的电压由a、b两端输出C．电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈D．变压器是根据电磁感应工作的答案：BD23．下图所示的矩形线圈中能产生感应电流的是( )A．只有②③ B．只有②③④C．只有③④ D．①②③④均可答案：C24．下列所示的四个实验中，能说明发电机工作原理的是( )解析：发电机是利用电磁感应原理制成的，条件是导体切割磁感线或闭合回路磁通量发生变化，故选A.答案：A25．一台理想变压器，原副线圈匝数比为n1∶n2＝4∶1.若原线圈接入220 V的交流电压，则副线圈得到的电压是( )A．220 V B．880 V C．55 V D．0答案：C26．一台理想变压器，原副线圈匝数比为n1∶n2＝4∶1.若原线圈接入220 V的交流电压，输入的电流是0.1 A，则副线圈得到的功率是( )A．22 W B．88 WC．5.5 W D．2200 W解析：理想变压器的输入与输出功率总是相等的，副线圈的功率等于原线圈的功率，原线圈的功率P1＝U1I1＝220×0.1 W＝22 W．选A.答案：A三、多项选择题(每小题4分，共16分)27．下列关于磁的说法中正确的是( )A．只有磁铁可以产生磁场B．指南针是利用地磁场来指示方向的C．电流周围可以产生磁场D．地磁场的南极在地理的北极附近答案：BCD28．下列电器中，应用了电磁感应现象的是( )A．发电机B．变压器C．电动机D．汽车防抱死制动系统(ABS)答案：ABD29．下列现象中，能产生感应电流的是( )A．导体在磁场中运动B．闭合导体在磁场中做切割磁感线运动C．闭合导体的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动D．穿过闭合导体的磁通量发生变化解析：闭合电路在磁场中运动时，磁通量没有变化，故没有感应电流，AB错，选CD.答案：CD30．关于电磁波的下列说法，不正确的是( )A．电磁波可以在真空中传播B．电磁波不能在空气中传播C．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在D. 赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在答案：BC。
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【步步高】2014-2015学年高中物理第二章章末总结（含解析）粤教版选修3-5一、光子能量的计算1．一个光子的能量ε＝hν，其中h 是普朗克常量，ν是光的频率． 2．一束光的能量E ＝nhν，n 为光子数目． 3．频率与波长的关系：ν＝c λ. 例 1 激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为1.0×1010W ，所发射的每个光脉冲持续的时间Δt 为1.0×10－11s ，波长为793.4 nm.问每列光脉冲的长度l 是多少？其中含有的光子数n 是多少？解析 以Δt 、l 和c 分别表示光脉冲的持续时间、长度和光在真空中的传播速度，由题意可知l ＝c Δt ①以P 和E 表示红宝石激光器发射的功率和光脉冲的能量，则有：E ＝P Δt ②以λ和ν表示红宝石激光器发射的激光的波长和频率，则有ν＝c λ，因此就得到每个光子的能量hν＝hc λ③由②③式就得到该列光脉冲含有的光子数n ＝E hν＝λP Δt hc④ 将数据代入①④式，就得到该列光脉冲的长度、含有的光子数分别为l ＝3×10－3m ＝3 mm 、n ＝4.0×1017个．答案 3 mm 4.0×1017个 二、光电效应的规律 1．光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须高于这个极限频率，才能发生光电效应．低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应．(2)光电子的最大初始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)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9s. (4)当入射光的频率高于极限频率时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比．2．爱因斯坦光电效应方程hν＝12mv 2max ＋W 0.W 0表示金属的逸出功，ν0表示金属的极限频率，则W 0＝hν0.例2 (单选)关于光电效应，下列说法正确的是( ) A ．光电流随入射光频率的增大而增大 B ．光电子的初动能越大，光电流就越大C．光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率D．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，则改用频率是ν2的红光照射该金属就一定不发生光电效应解析光电流的强度与入射光的强度成正比，A、B项错误；能否发生光电效应，通过比较入射光的频率和极限频率而确定，因为ν红＜ν绿，而该金属的极限频率未知，所以D项错误．本题正确答案为C.答案 C方法总结熟记光电效应规律：(1)存在极限频率ν0，只有ν＞ν0时，才能发生光电效应；(2)最大初始动能E k＝hν－W0，E k与入射光频率ν和金属的逸出功有关，而与光强无关；(3)饱和光电流与光强有关．例3 (单选)用波长为2.0×10－7 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19 J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108 m/s，结果取两位有效数字)( )A．5.5×1014 Hz B．7.9×1014 HzC．9.8×1014 Hz D．1.2×1015 Hz解析由爱因斯坦光电效应方程得h cλ＝E k＋W0，而金属的逸出功W0＝hν0，由以上两式得，钨的极限频率为：ν0＝cλ－E kh＝7.9×1014 Hz，B项正确．答案 B三、用图象表示光电效应的规律1．E k－ν图象图1根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，光电子的最大初动能E k是入射光频率ν的一次函数，图象如图1所示．其横轴截距为金属的极限频率ν0，纵轴截距是金属的逸出功的负值；斜率为普朗克常量h . 2．I －U 图象光电流强度I 随光电管两极间电压U 的变化图象如图2所示，图中I max 为饱和光电流，U 0为遏止电压．利用12mv 2max ＝eU 0可得光电子的最大初动能．图2例 4 (单选)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图3所示．则可判断出( )图3A ．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光的频率大于丙光的频率D．甲光对应的光电子最大始初动能大于丙光的光电子最大初始动能解析由题图可知，甲、乙两光对应的遏止电压均为U02，由爱因斯坦光电效应方程hν＝12mv2max＋W0及－eU0＝0－E k可知甲、乙两光频率相同，且均小于丙光频率，选项A、C均错误；甲光频率小，则甲光对应的光电子最大初始动能小于丙光的光电子最大初始动能，选项D错误；乙光频率小于丙光频率，故乙光的波长大于丙光的波长，选项B正确．答案 B例5 (1)(单选)研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( )(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是________________________________________________________________________． 解析 (1)同一金属的逸出功一定，对于同一频率的光，由eU 0＝12mv m ax 2＝hν－W 0知，遏止电压相等，遏止电压与光的强度无关；光越强，光电流越大，所以C 项正确． 答案 (1)C (2)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)1．(双选)下列有关光的说法中正确的是( ) A ．光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子 B ．大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性 C ．光有时是波，有时是粒子D ．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量 答案 BD2．(双选)100多年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中成功地解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是( )A ．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B ．光电子的最大初始动能与入射光的频率成正比C ．光电子的最大初始动能与入射光的强度成正比D ．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应 答案 AD解析 根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率时才能发生光电效应，故A、D正确．根据光电效应方程，最大初始动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B错．根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初始动能与入射光强度无关，C错．3．(单选)关于光电效应，下列说法正确的是( )A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．某种金属的逸出功越小，从该金属表面出来的光电子的最大初始动能越大D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多答案 A解析因W0＝hν0，所以极限频率越大，逸出功越大，A正确．低于极限频率的光，无论强度多大，照射时间多长，都不可能产生光电效应，B错误．光电子的最大初始动能还与入射光光子的频率有关，C错误．光强I＝nhν，光强一定时，当频率变大时，光子数反而变少，光电子数变少，D错误．4．(单选)能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10－18 J，已知可见光的平均波长约为0.6 μm，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，则进入人眼的能量子数至少为( ) A．1个 B．3个 C．30个 D．300个答案 B解析可见光的平均频率ν＝cλ，能量子的平均能量为ε＝hν，引起视觉效应时E＝nε，联立可得n＝3，B正确．5．(双选)根据不确定性关系ΔxΔp≥h4π，判断下列说法正确的是( )A．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降B．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度上升C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关答案AD解析不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定性关系所给出的限度．故A、D正确．6．(单选)图4已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k跟入射光的频率ν的关系图象如图4中的直线1所示．某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初始动能为E1.若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初始动能为E2，E2<E1，关于这种金属的最大初始动能E k跟入射光的频率ν的关系图象应是图中的( ) A．a B．bC．c D．上述三条图线都不正确答案 A解析根据光电效应方程知，E k－ν为一次函数，普朗克常量h是斜率，h是确定的值，虽然金属的逸出功不同，但两个E k－ν图象的斜率相同，两个直线平行，同时再利用E k＝hν－W0，结合图象E2<E1，hν相同，所以W1<W2，即直线在纵轴上的截距W2大，故选A.7．已知金属钠产生光电效应的极限频率是6.00×1014 Hz(1)求金属钠的电子逸出功；(2)如果用某种单色光照射金属钠，发射的光电子的最大初动能是1.14 eV，求这种单色光的波长．答案(1)2.49 eV (2)3.42×10－7 m解析(1)W0＝hν0＝6.63×10－34×6.00×1014 J＝3.98×10－19 J＝2.49 eV.(2)由爱因斯坦光电效应方程得E k＝hν－W0，h cλ＝W0＋E k＝(2.49＋1.14) eV＝3.63 eV所以λ＝hcE k＋W0＝6.63×10－34×3×1083.63×1.6×10－19m＝3.42×10－7 m。