第43頁（共43頁）2025-2026學年上學期高二物理滬科版（2020）期末必刷?？碱}之能量的轉(zhuǎn)化一．選擇題（共6小題）1．下表是某共享電動汽車的主要參數(shù)，根據(jù)信息，下列說法正確的是（）空車質(zhì)量800kg電池能量50kW?h標準承載200kg最大續(xù)航（充滿電最大行駛路程）200km所受阻力與汽車總重比值（忽略空氣阻力）0.09A．工作時，電動汽車的電動機是將機械能轉(zhuǎn)化成電池的化學能 B．電池充滿電時的電荷量為1.8×108C C．標準承載下，電動汽車以72km/h的速度勻速行駛10min所用電能為2.4kW?h D．若標準承載下汽車以120km/h速度勻速行駛，汽車電動機輸出功率不小于30kW2．下列有關(guān)物理學知識說法正確的是（）A．當分子間表現(xiàn)為斥力時，分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大 B．隨著科技的發(fā)展，我們可以將氣體的溫度降到絕對零度 C．隨著科技的發(fā)展，熱機的燃料使用效率可以達到100% D．冰箱的制冷系統(tǒng)能把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，說明熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體3．關(guān)于電路、電能和能量守恒定律的概念，下列說法正確的是（）A．根據(jù)I=URB．電源短路時，電流很大，路端電壓為零，此時電源的內(nèi)電壓等于電源電動勢，電源的輸出功率最大 C．電流通過用電器，用電器消耗的電能等于電流所做的功，根據(jù)W＝I2Rt可知，只要有電流通過用電器，用電器就會產(chǎn)生熱量，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．電源的電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，電源電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)4．在生產(chǎn)和生活中使用的許多設備都可以看作能量轉(zhuǎn)換器，它們把能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。下列電器設備在工作中可以實現(xiàn)把電能轉(zhuǎn)化為機械能的是（）A．電飯煲 B．電熱水器 C．電熨斗 D．電風扇5．如圖所示，虛線表示某電場的等勢面，實線表示一帶電粒子僅在電場力作用下運動的徑跡．粒子在A點的加速度為aA、動能為EkA、電勢能為EpA；在B點的加速度為aB、動能為EkB、電勢能為EpB．則下列結(jié)論正確的是（）A．a(chǎn)A＞aB，EkA＞EkB B．a(chǎn)A＜aB，EpA＞EpB C．a(chǎn)A＜aB，EpA＜EpB D．a(chǎn)A＞aB，EkA＜EkB6．有一種太陽帽，它的前面有一個小風扇，一個小型的太陽能電池板與它相接，對其供電。經(jīng)測量該電池能產(chǎn)生的電動勢E＝0.6V，關(guān)于該電池的描述正確的是（）A．把該電池接入閉合電路后，電動勢減小 B．單位時間內(nèi)可把0.6J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能 C．該電池每通過1C電荷量能把0.6J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能 D．該電池把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)7號電池的本領(lǐng)大二．多選題（共3小題）（多選）7．某汽車研發(fā)機構(gòu)在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)電機，將減速時的部分動能轉(zhuǎn)化并儲存在蓄電池中，以達到節(jié)能的目的。某次測試中，汽車以額定功率行駛一段距離后關(guān)閉發(fā)動機，測出了汽車動能Ek與位移x的關(guān)系圖像如圖所示，其中①是關(guān)閉儲能裝置時的關(guān)系圖線，②是開啟儲能裝置時的關(guān)系圖線。已知汽車的質(zhì)量為1000kg，設汽車運動過程中所受地面阻力恒定，空氣阻力不計。根據(jù)圖像所給的信息可求出（）A．汽車行駛過程中所受地面的阻力為1000N B．汽車的額定功率為80kW C．汽車前500m加速運動的時間為22.5s D．汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能為5×105J（多選）8．風力發(fā)電是利用空氣的流動帶動風力發(fā)電機葉片旋轉(zhuǎn)，來驅(qū)動發(fā)電機工作。通過適當簡化和抽象，可以用如圖所示的模型來研究影響風力發(fā)電機發(fā)電功率P的主要因素。設風力發(fā)電機葉片長度為r、空氣均勻且密度為ρ、風速恒為v，時間t內(nèi)流經(jīng)葉片的空氣都在圖中的圓柱體內(nèi)，下列說法正確的是（）A．風力發(fā)電利用空氣動能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電 B．圓柱體中的空氣質(zhì)量為ρπr2v C．圓柱體中空氣的動能與風速平方成正比 D．假設流過風車葉片的空氣動能的50%用來發(fā)電，則發(fā)電功率為1（多選）9．如圖所示有三個斜面a、b、c，底邊分別為L、L、2L，高度分別為2h、h、h，同一物體與三個斜面的動摩擦因數(shù)相同，這個物體分別沿三個斜面從頂端由靜止下滑到底端的三種情況相比較，下列說法正確的是（）A．物體損失的機械能ΔEc＝2ΔEb＝4ΔEa B．物體運動的時間ta＞tb＝tc C．物體到達底端的動能Eka＞Ekb＞Ekc D．因摩擦產(chǎn)生的熱量2Qa＝2Qb＝Qc三．填空題（共4小題）10．光伏發(fā)電是利用太陽能的技術(shù)之一，它利用太陽能電池板，將照射在太陽能電池板上的太陽能轉(zhuǎn)化為電能。農(nóng)村居民院落或屋頂?shù)墓夥l(fā)電裝置除滿足居民家庭用電，還可向電網(wǎng)供電獲得收益。如圖所示，太陽光垂直照射在太陽能電池板上，在每平方米的面積上，平均每分鐘能得到6.0×104J的太陽能，如果我們能利用太陽能的10%，那么在面積為100m2的屋頂上可以利用的太陽能的功率為kW。11．烏魯木齊市達坂城地區(qū)風力發(fā)電網(wǎng)每臺風力發(fā)電機4張葉片總共的有效迎風面積為s，空氣密度為ρ、平均風速為v．設風力發(fā)電機的效率（風的動能轉(zhuǎn)化為電能的百分比）為η，則每臺風力發(fā)電機的平均功率P＝．12．繼共享單車進入人們的日常生活之后，共享電動汽車也在各個城市出現(xiàn)。如表所示為某款電動汽車的參數(shù)，若某次充滿電后在平直路面駕駛時，該車載重為100kg，所受阻力為車與載重總重力的0.02倍，重力加速度g取10m/s2。該電動汽車的最大行駛速度為km/h，該車以額定功率行駛時最長行駛時間為h，電池充滿電后儲存的能量為J。車身質(zhì)量500kg輸出電壓60V電動機額定功率3000W電池容量250A?h充電電壓220V充電時間8～10h13．氫原子經(jīng)典結(jié)構(gòu)模型：從經(jīng)典力學角度，我們可以把氫原子的結(jié)構(gòu)看成帶電荷量﹣e的電子由于受到帶電荷量+e的質(zhì)子的庫侖力作用而圍繞質(zhì)子做勻速圓周運動。若電子質(zhì)量為m，做勻速圓周運動的軌道半徑為a（稱之為玻爾半徑），靜電力常量為k，則電子的線速度大小為；原子發(fā)生電離的含義為其核外電子獲得了足夠的能量擺脫質(zhì)子對其束縛，運動至無窮遠處。在此模型下，要使氫原子發(fā)生電離，至少需要向氫原子的核外電子提供能量。（忽略重力的影響；以無窮遠處為零勢能面，電荷量為Q的點電荷在距離其r處的電勢為φ=四．解答題（共2小題）14．某固定裝置由足夠長的水平軌道AB及固定在其左側(cè)的輕彈簧、傳送帶、圓弧軌道CDE構(gòu)成，其豎直截面如圖所示。圓弧軌道CDE不妨礙傳送帶的轉(zhuǎn)動，其與傳送帶相切于C點，D為圓弧最高點，E與圓心O等高。彈簧勁度系數(shù)k＝62N/m，傳送帶傾角θ＝37°、LBC＝4m，BC段與物塊間的動摩擦因數(shù)μ＝0.8，圓弧軌道半徑r=114m。B、C兩處平滑連接，除BC段外其余軌道均光滑。將質(zhì)量m＝0.1kg的物塊壓縮彈簧（物塊與彈簧未拴接）后由靜止釋放，起初傳送帶靜止，物塊恰能運動到C點。（提示：重力加速度g＝10m/s（1）求彈簧的壓縮量x1；（2）要使物塊自D點水平拋出，傳送帶往哪個方向轉(zhuǎn)動（“順時針”或“逆時針”）？傳送帶速度至少為多大？（3）物塊可以運動到D點但無法水平拋出，從圓弧DE上的某點P離開，求∠DOP的大小α與傳送帶速度v的數(shù)學關(guān)系，并寫出v的取值范圍。15．太陽能電池發(fā)出的電儲存在蓄電池中，每節(jié)蓄電池的電動勢為6V，內(nèi)阻為1Ω，再用蓄電池組對一用電器（額定電壓為24V，額定電流為0.6A）供電。求：（1）用電器的額定功率P；（2）若用6節(jié)蓄電池串聯(lián)供電，電路中還需要一個定值電阻來分壓，求這個電阻的阻值R；（3）若太陽能電池板面積為S0，中午正對太陽光時發(fā)電功率為P0，電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，太陽光經(jīng)過大氣層時，約一半的能量能夠到達地面，已知日地距離為r，求太陽輻射的總功率P。（球的面積公式S＝4πr2，球的體積公式V=

2025-2026學年上學期高二物理滬科版（2020）期末必刷?？碱}之能量的轉(zhuǎn)化參考答案與試題解析一．選擇題（共6小題）題號123456答案DADDCC二．多選題（共3小題）題號789答案BDADCD一．選擇題（共6小題）1．下表是某共享電動汽車的主要參數(shù)，根據(jù)信息，下列說法正確的是（）空車質(zhì)量800kg電池能量50kW?h標準承載200kg最大續(xù)航（充滿電最大行駛路程）200km所受阻力與汽車總重比值（忽略空氣阻力）0.09A．工作時，電動汽車的電動機是將機械能轉(zhuǎn)化成電池的化學能 B．電池充滿電時的電荷量為1.8×108C C．標準承載下，電動汽車以72km/h的速度勻速行駛10min所用電能為2.4kW?h D．若標準承載下汽車以120km/h速度勻速行駛，汽車電動機輸出功率不小于30kW【考點】用能量守恒定律解決實際問題；功率的定義、物理意義和計算式的推導；電功和電功率的計算．【專題】定量思想；尋找守恒量法；功率的計算專題；分析綜合能力．【答案】D【分析】工作時，電動機是把電能轉(zhuǎn)化為機械能；根據(jù)W＝Pt求解電池充滿電時的電能；根據(jù)P＝Fv求出勻速行駛時的輸出功率?！窘獯稹拷猓篈、工作時，電動汽車的電動機是將電能轉(zhuǎn)化成機械能，故A錯誤；B、由公式W＝Pt得電池充滿電時的電能為W＝50kW?h＝50×1000×3600J＝1.8×108J所以50kW?h為充滿電時的電能不是電荷量，根據(jù)題目已知信息無法求得電池充滿電時的電荷量，故B錯誤；C、標準承載下，電動汽車以v＝72km/h＝20m/s的速度勻速行駛時，F(xiàn)＝0.09mg功率P＝Fv＝0.09mgv＝0.09×（800+200）×10×20W＝1.8×104W＝18kW如果電能全部轉(zhuǎn)化為機械能時，根據(jù)W＝Pt＝18kW?1060h＝3kW?但實際過程中電能不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能，所以耗電量大于3kW?h，故C錯誤；D、若標準承載下汽車速度能達120km/h，功率P＝Fv2＝0.09mgv2＝0.09×（800+200）×10×1203.6W＝30000W＝30kW，則汽車電動機最大輸出功率不小于30kW，故故選：D?！军c評】本題考查汽車的功率問題，關(guān)鍵在于明確汽車勻速行駛時牽引力等于摩擦力，根據(jù)P＝Fv求出最大功率；注意計算時還要聯(lián)系實際。2．下列有關(guān)物理學知識說法正確的是（）A．當分子間表現(xiàn)為斥力時，分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大 B．隨著科技的發(fā)展，我們可以將氣體的溫度降到絕對零度 C．隨著科技的發(fā)展，熱機的燃料使用效率可以達到100% D．冰箱的制冷系統(tǒng)能把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，說明熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體【考點】用能量守恒定律解決實際問題；熱力學第二定律的不同表述與理解．【專題】定性思想；推理法；熱力學定律專題；推理論證能力．【答案】A【分析】根據(jù)分子力做功和分子勢能的變化關(guān)系結(jié)合熱力學定律進行分析解答?！窘獯稹拷猓篈．當分子間表現(xiàn)為斥力時，分子間距離的減小時分子量做負功，則分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大，故A正確；BC．根據(jù)熱力學定律可知，隨著科技的發(fā)展，我們也不可以將氣體的溫度降到絕對零度，熱機的燃料使用效率不可以達到100%，故BC錯誤；D．冰箱的制冷系統(tǒng)能把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是冰箱的壓縮機施加額外影響，不能說明熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，故D錯誤。故選：A?！军c評】考查分子力做功和分子勢能的變化關(guān)系結(jié)合熱力學定律的應用，會根據(jù)題意進行準確分析解答。3．關(guān)于電路、電能和能量守恒定律的概念，下列說法正確的是（）A．根據(jù)I=UR可知，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比，與導體的B．電源短路時，電流很大，路端電壓為零，此時電源的內(nèi)電壓等于電源電動勢，電源的輸出功率最大 C．電流通過用電器，用電器消耗的電能等于電流所做的功，根據(jù)W＝I2Rt可知，只要有電流通過用電器，用電器就會產(chǎn)生熱量，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．電源的電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，電源電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)【考點】能量守恒定律的內(nèi)容與發(fā)展；電動勢的概念和物理意義．【專題】定性思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】D【分析】根據(jù)電阻的決定因素、閉合電路歐姆定律、電功和電熱、電源電動勢等知識即可解題?！窘獯稹拷猓篈、R=UIB、電源短路時，外電阻R＝0，路端電壓U＝0，電流為I=此時電源的內(nèi)電壓等于電源電動勢，電源的輸出功率為P＝UI＝0故B錯誤；C、只有純電阻電路中，電流通過用電器，電能才全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在非純電阻電路中，W＝I2Rt計算的是電熱，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外還會轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故C錯誤；D、電源電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，電動勢反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，故D正確。故選：D?！军c評】本題考查電阻的決定因素、閉合電路歐姆定律、電功和電熱、電源電動勢概念，難度不大。4．在生產(chǎn)和生活中使用的許多設備都可以看作能量轉(zhuǎn)換器，它們把能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。下列電器設備在工作中可以實現(xiàn)把電能轉(zhuǎn)化為機械能的是（）A．電飯煲 B．電熱水器 C．電熨斗 D．電風扇【考點】能量可以進行轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化．【專題】定性思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】D【分析】含有電動機的用電器將電能轉(zhuǎn)化為機械能?！窘獯稹拷猓篈.電飯煲在工作時，主要是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，用于加熱食物，因此它并不是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的設備?，故A錯誤；B.電熱水器同樣是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，用于加熱水，所以它也不是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的設備，故B錯誤；C.電熨斗在工作時，也是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，用于熨燙衣物，因此它同樣不是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的設備?，故C錯誤；D.電風扇在工作時，通過電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動風扇葉片旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生風，因此，電風扇是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的設備?，故D正確。故選：D?！军c評】可根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來分析能量如何轉(zhuǎn)化，簡單的方法是看減小的能量種類和增加的能量種類。5．如圖所示，虛線表示某電場的等勢面，實線表示一帶電粒子僅在電場力作用下運動的徑跡．粒子在A點的加速度為aA、動能為EkA、電勢能為EpA；在B點的加速度為aB、動能為EkB、電勢能為EpB．則下列結(jié)論正確的是（）A．a(chǎn)A＞aB，EkA＞EkB B．a(chǎn)A＜aB，EpA＞EpB C．a(chǎn)A＜aB，EpA＜EpB D．a(chǎn)A＞aB，EkA＜EkB【考點】用能量守恒定律解決實際問題；電場強度與電場力的關(guān)系和計算；等勢面及其與電場線的關(guān)系．【專題】比較思想；圖析法；電場力與電勢的性質(zhì)專題．【答案】C【分析】圖中場源位于等勢面圓心位置，根據(jù)曲線的彎曲可知是靜電斥力，根據(jù)等差等勢面的疏密判斷場強大小，結(jié)合牛頓第二定律得到加速度大小關(guān)系；根據(jù)電場力做功判斷出動能和電勢能的大小．【解答】解：根據(jù)等電勢差等勢面稀疏處電場強度小、密集處電場強度大，可知，A處電場強度小于B處。由電場力公式和牛頓第二定律可得qE＝ma，由此可知aA＜aB。根據(jù)帶電粒子僅在電場力作用下由A運動到B的徑跡可知，帶電粒子由A運動到B，克服電場力做功，電勢能增加，動能減小，故EkA＞EkB，EpA＜EpB，故C正確，ABD錯誤。故選：C?！军c評】本題關(guān)鍵是先根據(jù)等勢面判斷場源，結(jié)合曲線運動判斷電場力，根據(jù)電場力做功判定動能和電勢的大小變化．6．有一種太陽帽，它的前面有一個小風扇，一個小型的太陽能電池板與它相接，對其供電。經(jīng)測量該電池能產(chǎn)生的電動勢E＝0.6V，關(guān)于該電池的描述正確的是（）A．把該電池接入閉合電路后，電動勢減小 B．單位時間內(nèi)可把0.6J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能 C．該電池每通過1C電荷量能把0.6J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能 D．該電池把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)7號電池的本領(lǐng)大【考點】能量守恒定律的內(nèi)容與發(fā)展．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】C【分析】電源的電動勢反映了其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小，電動勢越大，本領(lǐng)越大，電源的電動勢決定于電源本身，據(jù)此分析?！窘獯稹拷猓篈D.電源的電動勢反映了其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小，一節(jié)干電池的電動勢更大，轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)更大；電源的電動勢決定于電源本身，不會因為電池接入閉合電路后，電動勢發(fā)生變化，故AD錯誤；BC.根據(jù)電動勢的定義式E=W排q，得非靜電力做功W非＝qE，通過1C電荷量，該電池能把0.6J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，而不是單位時間內(nèi)把0.6J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故故選：C。【點評】本題借助于小朋友的太陽帽前有一小風扇的供電裝置，考查了太陽能電池電動勢的物理意義，充分體現(xiàn)了物理與生活的有機結(jié)合。二．多選題（共3小題）（多選）7．某汽車研發(fā)機構(gòu)在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)電機，將減速時的部分動能轉(zhuǎn)化并儲存在蓄電池中，以達到節(jié)能的目的。某次測試中，汽車以額定功率行駛一段距離后關(guān)閉發(fā)動機，測出了汽車動能Ek與位移x的關(guān)系圖像如圖所示，其中①是關(guān)閉儲能裝置時的關(guān)系圖線，②是開啟儲能裝置時的關(guān)系圖線。已知汽車的質(zhì)量為1000kg，設汽車運動過程中所受地面阻力恒定，空氣阻力不計。根據(jù)圖像所給的信息可求出（）A．汽車行駛過程中所受地面的阻力為1000N B．汽車的額定功率為80kW C．汽車前500m加速運動的時間為22.5s D．汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能為5×105J【考點】用能量守恒定律解決實際問題；功率的定義、物理意義和計算式的推導；動能定理的簡單應用；常見力做功與相應的能量轉(zhuǎn)化．【專題】定量思想；推理法；功率的計算專題；推理論證能力．【答案】BD【分析】關(guān)閉儲能裝置時，根據(jù)動能定理求解汽車所受地面的阻力。在5﹣7m過程中汽車做勻速直線運動，牽引力等于阻力，求解汽車的額定功率。根據(jù)動能定理和功率公式求解加速運動的時間，其中牽引力的功為Pt．由能量關(guān)系分析汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能?！窘獯稹拷猓篈．設汽車行駛過程中所受地面的阻力大小為f，根據(jù)圖線①并結(jié)合動能定理有﹣fx1＝0﹣Ekm，解得f＝2000N，故A錯誤；B．汽車的最大行駛速度為vm=2Ekm=2×8×105C．設汽車前500m加速運動的時間為t，根據(jù)動能定理有Pt﹣fx＝Ekm﹣Ek0代入數(shù)據(jù)解得t＝16.25s，故C錯誤；D．開啟儲能裝置后，根據(jù)能量守恒定律可知汽車比關(guān)閉儲能裝置時克服阻力少做的功等于向蓄電池提供的電能，令x2表示汽車少滑行的距離，根據(jù)圖線②可得E=fx2故選：BD?！军c評】本題是汽車的起動問題，根據(jù)動能定理求解阻力和加速運動的時間。汽車勻速運動時，牽引力與阻力平衡。（多選）8．風力發(fā)電是利用空氣的流動帶動風力發(fā)電機葉片旋轉(zhuǎn)，來驅(qū)動發(fā)電機工作。通過適當簡化和抽象，可以用如圖所示的模型來研究影響風力發(fā)電機發(fā)電功率P的主要因素。設風力發(fā)電機葉片長度為r、空氣均勻且密度為ρ、風速恒為v，時間t內(nèi)流經(jīng)葉片的空氣都在圖中的圓柱體內(nèi)，下列說法正確的是（）A．風力發(fā)電利用空氣動能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電 B．圓柱體中的空氣質(zhì)量為ρπr2v C．圓柱體中空氣的動能與風速平方成正比 D．假設流過風車葉片的空氣動能的50%用來發(fā)電，則發(fā)電功率為1【考點】用能量守恒定律解決實際問題；常見力做功與相應的能量轉(zhuǎn)化；電功和電功率的計算．【專題】定量思想；推理法；功能關(guān)系能量守恒定律；分析綜合能力．【答案】AD【分析】A.根據(jù)能量轉(zhuǎn)化分析；B.根據(jù)質(zhì)量公式求圓柱體中的空氣質(zhì)量；C.根據(jù)動能表達式分析判斷；D.根據(jù)功率公式求發(fā)電功率。【解答】解：A.風力發(fā)電利用空氣動能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電，故A正確；B.圓柱體中的空氣質(zhì)量為m＝ρV＝ρSvt＝ρπr2vt故B錯誤；C.圓柱體中空氣的動能為Ek故圓柱體中空氣的動能與風速三次方成正比，故C錯誤；D.假設流過風車葉片的空氣動能的50%用來發(fā)電，則發(fā)電功率為P=故D正確。故選：AD。【點評】本題主要考查了能量守恒定律的相關(guān)應用，理解能量轉(zhuǎn)化的特點即可完成分析，難度不大。（多選）9．如圖所示有三個斜面a、b、c，底邊分別為L、L、2L，高度分別為2h、h、h，同一物體與三個斜面的動摩擦因數(shù)相同，這個物體分別沿三個斜面從頂端由靜止下滑到底端的三種情況相比較，下列說法正確的是（）A．物體損失的機械能ΔEc＝2ΔEb＝4ΔEa B．物體運動的時間ta＞tb＝tc C．物體到達底端的動能Eka＞Ekb＞Ekc D．因摩擦產(chǎn)生的熱量2Qa＝2Qb＝Qc【考點】用能量守恒定律解決實際問題；動能定理的簡單應用；常見力做功與相應的能量轉(zhuǎn)化．【專題】壓軸題；定量思想；推理法；動能定理的應用專題；分析綜合能力．【答案】CD【分析】物體從斜面下滑過程中，重力做正功，摩擦力做負功，根據(jù)動能定理可以比較三者動能大小，損失的機械能轉(zhuǎn)化成摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．注意物體在運動過程中克服摩擦力所做功等于因摩擦產(chǎn)生熱量，據(jù)此可以比較摩擦生熱大?。窘獯稹拷猓涸O斜面和水平方向夾角為θ，斜面長度為X，Xcosθ即為底邊長度。則物體下滑過程中克服摩擦力做功為：W＝mgμXcosθ，AD、物體下滑，摩擦力做負功，根據(jù)能量守恒，損失的機械能轉(zhuǎn)化成摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。由圖可知a和b底邊相等且等于c的一半，故摩擦生熱關(guān)系為：Qa＝Qb=12Qc，所以損失的機械能ΔEa＝ΔEb=12ΔEc，故B、物體沿斜面運動的時間t=θb＞θc，Lb＜Lc，所以tb＜tc由于動摩擦因數(shù)和斜面a、b的傾角關(guān)系未知，無法確定ta和tb，故B錯誤。C、設物體滑到底端時的速度為v，根據(jù)動能定理得：mgH﹣mgμXcosθ=12mv2Eka＝2mgh﹣mgμ?LEkb＝mgh﹣mgμ?LEkc＝mgh﹣mgμ?2L根據(jù)圖中斜面高度和底邊長度可知滑到底邊時動能大小關(guān)系為：Eka＞Ekb＞Ekc，故C正確。故選：CD?！军c評】本題比較簡單直接利用功能關(guān)系即可求解，易錯點在于寫出表達式后的數(shù)學運算，因此學生要加強練習，提高利用數(shù)學知識解決物理問題的能力．三．填空題（共4小題）10．光伏發(fā)電是利用太陽能的技術(shù)之一，它利用太陽能電池板，將照射在太陽能電池板上的太陽能轉(zhuǎn)化為電能。農(nóng)村居民院落或屋頂?shù)墓夥l(fā)電裝置除滿足居民家庭用電，還可向電網(wǎng)供電獲得收益。如圖所示，太陽光垂直照射在太陽能電池板上，在每平方米的面積上，平均每分鐘能得到6.0×104J的太陽能，如果我們能利用太陽能的10%，那么在面積為100m2的屋頂上可以利用的太陽能的功率為10kW?！究键c】用能量守恒定律解決實際問題；功率的定義、物理意義和計算式的推導．【專題】定量思想；方程法；功率的計算專題；理解能力．【答案】10?！痉治觥扛鶕?jù)已知條件求出100m2屋頂每分鐘獲得的太陽能，結(jié)合太陽能利用率求出每分鐘可利用的太陽能，根據(jù)功率公式計算出功率?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題意分析可知，設歷時為t，能夠利用的太陽能E0根據(jù)功率的表達式有Pmax代入數(shù)據(jù)解得Pmax＝10kW故答案為：10。【點評】本題主要考查了能量和功率的計算，關(guān)鍵是要理解并正確運用相關(guān)公式，注意單位的換算。11．烏魯木齊市達坂城地區(qū)風力發(fā)電網(wǎng)每臺風力發(fā)電機4張葉片總共的有效迎風面積為s，空氣密度為ρ、平均風速為v．設風力發(fā)電機的效率（風的動能轉(zhuǎn)化為電能的百分比）為η，則每臺風力發(fā)電機的平均功率P＝12ηρsv3【考點】用能量守恒定律解決實際問題．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】在時間t內(nèi)，通過風力發(fā)電機葉片的空氣的動能轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)能量守恒定律列式求解即可；【解答】解：葉片旋轉(zhuǎn)所形成的圓面積為S，t秒內(nèi)流過該圓面積的風柱體積為：V＝Svt風柱體的質(zhì)量為：m＝ρV＝ρsvt風柱體的動能為：Ek=12mv2＝12ρ轉(zhuǎn)化成的電能為：E＝ηEk=12ηρsv發(fā)出的電功率為：P=Et=1故答案為：12ηρsv【點評】本題關(guān)鍵根據(jù)能量守恒定律列式求解，要細心12．繼共享單車進入人們的日常生活之后，共享電動汽車也在各個城市出現(xiàn)。如表所示為某款電動汽車的參數(shù)，若某次充滿電后在平直路面駕駛時，該車載重為100kg，所受阻力為車與載重總重力的0.02倍，重力加速度g取10m/s2。該電動汽車的最大行駛速度為90km/h，該車以額定功率行駛時最長行駛時間為5h，電池充滿電后儲存的能量為5.4×107J。車身質(zhì)量500kg輸出電壓60V電動機額定功率3000W電池容量250A?h充電電壓220V充電時間8～10h【考點】用能量守恒定律解決實際問題；電功和電功率的計算．【專題】定量思想；推理法；功率的計算專題；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】90，5，5.4×107。【分析】牽引力等于阻力時，電動汽車行駛速度最大，根據(jù)P＝Fv求解最大速度；根據(jù)歐姆定律求解放電電流，根據(jù)容量與電流的關(guān)系求解最長行駛時間；根據(jù)E＝UIt求解儲存的能量。【解答】解：汽車所受阻力f＝0.02（M+m）g＝0.02×（500+100）×10N＝120N電動汽車的最大行駛速度為vm=P額f=3000電動車放電電流為I=P額U該車以額定功率行駛時最長行駛時間為t=qI=電池充滿電后儲存的能量為E＝UIt＝Uq＝60×250×3600J＝5.4×107J故答案為：90，5，5.4×107。【點評】本題考查機車啟動問題和電能的計算，解題關(guān)鍵是知道汽車啟動過程中，牽引力等于阻力時，汽車的速度最大，會求解電池的容量和電能。13．氫原子經(jīng)典結(jié)構(gòu)模型：從經(jīng)典力學角度，我們可以把氫原子的結(jié)構(gòu)看成帶電荷量﹣e的電子由于受到帶電荷量+e的質(zhì)子的庫侖力作用而圍繞質(zhì)子做勻速圓周運動。若電子質(zhì)量為m，做勻速圓周運動的軌道半徑為a（稱之為玻爾半徑），靜電力常量為k，則電子的線速度大小為ekma；原子發(fā)生電離的含義為其核外電子獲得了足夠的能量擺脫質(zhì)子對其束縛，運動至無窮遠處。在此模型下，要使氫原子發(fā)生電離，至少需要向氫原子的核外電子提供ekma能量。（忽略重力的影響；以無窮遠處為零勢能面，電荷量為Q的點電荷在距離其【考點】用能量守恒定律解決實際問題；牛頓第二定律的簡單應用；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題；庫侖定律的表達式及其簡單應用．【專題】定量思想；模型法；電場力與電勢的性質(zhì)專題；分析綜合能力．【答案】ekma，【分析】電子繞質(zhì)子做勻速圓周運動，由質(zhì)子對電子的庫侖力提供電子所需要的向心力，根據(jù)牛頓第二定律求解電子的線速度大小。根據(jù)題意，確定電子在此模型下具有的能量，再根據(jù)能量守恒定律求要使氫原子發(fā)生電離需要提供的能量?！窘獯稹拷猓河深}意可知，質(zhì)子對電子的庫侖力提供電子做勻速圓周運動所需要的向心力，由牛頓第二定律有ke解得電子的線速度大小為：v在此模型下，氫原子的核外電子具有的能量為E＝Ep+Ek其中：Ep＝qφ＝﹣e?kea=-Ek聯(lián)立可得：E要使氫原子發(fā)生電離，根據(jù)能量守恒定律，至少需要向核外電子提供的能量為E'故答案為：ekma，【點評】解答本題時，要明確電子做圓周運動的向心力來源，利用動力學方法求電子的速度。要讀懂題意，確定電子所在處電勢，進而求出電子的電勢能。四．解答題（共2小題）14．某固定裝置由足夠長的水平軌道AB及固定在其左側(cè)的輕彈簧、傳送帶、圓弧軌道CDE構(gòu)成，其豎直截面如圖所示。圓弧軌道CDE不妨礙傳送帶的轉(zhuǎn)動，其與傳送帶相切于C點，D為圓弧最高點，E與圓心O等高。彈簧勁度系數(shù)k＝62N/m，傳送帶傾角θ＝37°、LBC＝4m，BC段與物塊間的動摩擦因數(shù)μ＝0.8，圓弧軌道半徑r=114m。B、C兩處平滑連接，除BC段外其余軌道均光滑。將質(zhì)量m＝0.1kg的物塊壓縮彈簧（物塊與彈簧未拴接）后由靜止釋放，起初傳送帶靜止，物塊恰能運動到C點。（提示：重力加速度g＝10m/s（1）求彈簧的壓縮量x1；（2）要使物塊自D點水平拋出，傳送帶往哪個方向轉(zhuǎn)動（“順時針”或“逆時針”）？傳送帶速度至少為多大？（3）物塊可以運動到D點但無法水平拋出，從圓弧DE上的某點P離開，求∠DOP的大小α與傳送帶速度v的數(shù)學關(guān)系，并寫出v的取值范圍?！究键c】用能量守恒定律解決實際問題；平拋運動與曲面的結(jié)合；動能定理的簡單應用．【專題】計算題；定量思想；模型法；動能定理的應用專題；分析綜合能力．【答案】（1）彈簧的壓縮量x1為0.4m；（2）傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，傳送帶速度至少為1m/s；（3）∠DOP的大小α與傳送帶速度v的數(shù)學關(guān)系為cosα=7v2+8【分析】（1）對物塊運動的全過程，分析能量轉(zhuǎn)化情況，根據(jù)功能關(guān)系結(jié)合彈簧彈性勢能表達式求彈簧的壓縮量x1；（2）要使物塊自D點水平拋出，物塊在C點速度大于零，傳送帶要順時針轉(zhuǎn)動。物塊恰好到達D點時，由重力提供向心力，由牛頓第二定律求出物塊到達D點的速度，再由動能定理求傳送帶速度；（3）若到達D點的速度為0，根據(jù)動能定理求出此時傳送帶速度，進而得到傳送帶速度范圍。物塊在P點離開圓弧DE，在P點由重力沿半徑方向的分力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合動能定理求∠DOP的大小α與傳送帶速度v的數(shù)學關(guān)系?！窘獯稹拷猓海?）對物塊運動的全過程，動能變化量為0，彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能與摩擦生熱，則有12代入數(shù)據(jù)解得x1＝0.4m（2）要使物塊自D點水平拋出，物塊在C點速度大于零，傳送帶要順時針轉(zhuǎn)動。比較μ＝0.8＞tanθ，可知物塊在傳送帶上先減速后勻速，離開C點時與傳送帶共速，物塊恰好到達D點時，有mg從C到D，由動能定理有-mgr解得v＝1m/s（3）若到達D點的速度為0，從C到D，由動能定理有-解得v故v的取值范圍為14假設物塊在P點離開圓弧DE，從D到P，由動能定理有mgr(1在P點有mgcosα聯(lián)立解得cosα答：（1）彈簧的壓縮量x1為0.4m；（2）傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，傳送帶速度至少為1m/s；（3）∠DOP的大小α與傳送帶速度v的數(shù)學關(guān)系為cosα=7v2+8【點評】解答本題時，要理清物塊的運動過程，把握隱含的臨界狀態(tài)和臨界條件，關(guān)鍵要知道物塊恰好到達D點時，由重力提供向心力。從P點離開軌道時，由重力沿半徑方向的分力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律和動能定理相結(jié)合解答。15．太陽能電池發(fā)出的電儲存在蓄電池中，每節(jié)蓄電池的電動勢為6V，內(nèi)阻為1Ω，再用蓄電池組對一用電器（額定電壓為24V，額定電流為0.6A）供電。求：（1）用電器的額定功率P；（2）若用6節(jié)蓄電池串聯(lián)供電，電路中還需要一個定值電阻來分壓，求這個電阻的阻值R；（3）若太陽能電池板面積為S0，中午正對太陽光時發(fā)電功率為P0，電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，太陽光經(jīng)過大氣層時，約一半的能量能夠到達地面，已知日地距離為r，求太陽輻射的總功率P。（球的面積公式S＝4πr2，球的體積公式V=【考點】能量守恒定律的內(nèi)容與發(fā)展；功率的定義、物理意義和計算式的推導；用閉合電路的歐姆定律計算電源的電動勢和內(nèi)阻．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】（1）用電器的額定功率P為14.4W；（2）這個電阻的阻值R為14Ω；（3）太陽輻射的總功率P為8π【分析】（1）根據(jù)P＝UI計算；（2）根據(jù)電壓關(guān)系得到分壓電阻兩端的電壓，然后根據(jù)歐姆定律計算；（3）根據(jù)球的表面積公式結(jié)合效率含義計算即可?！窘獯稹拷猓海?）用電器的額定功率為P＝UI＝24×0.6W＝14.4W（2）電池的內(nèi)電壓為U內(nèi)＝6Ir＝6×0.6×1V＝3.6V所以分壓電阻兩端的電壓為U'＝6E﹣U內(nèi)﹣U＝6×6V﹣3.6V﹣24V＝8.4V則分壓電阻的阻值為R=（3）太陽輻射的總功率為PP?解得P=8答：（1）用電器的額定功率P為14.4W；（2）這個電阻的阻值R為14Ω；（3）太陽輻射的總功率P為8π【點評】本題考查了功率公式和歐姆定律的計算，特別是要知道太陽能發(fā)電的效率含義。

考點卡片1．牛頓第二定律的簡單應用【知識點的認識】牛頓第二定律的表達式是F＝ma，已知物體的受力和質(zhì)量，可以計算物體的加速度；已知物體的質(zhì)量和加速度，可以計算物體的合外力；已知物體的合外力和加速度，可以計算物體的質(zhì)量?！久}方向】一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為13g，gA、43mgB、2mgC、mgD分析：對人受力分析，受重力和電梯的支持力，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可。解答：對人受力分析，受重力和電梯的支持力，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律N﹣mg＝ma故N＝mg+ma=4根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯的壓力等于電梯對人的支持力，故人對電梯的壓力等于43mg故選：A。點評：本題關(guān)鍵對人受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解。【解題方法點撥】在應用牛頓第二定律解決簡單問題時，要先明確物體的受力情況，然后列出牛頓第二定律的表達式，再根據(jù)需要求出相關(guān)物理量。2．平拋運動與曲面的結(jié)合【知識點的認識】本考點旨在研究平拋運動最后落在曲面上的問題，包括圓弧曲面和一般曲面。但不包括圓周運動相關(guān)問題?！久}方向】如圖所示，半圓形容器豎直放置，在其圓心O點分別以水平初速度v1、v2拋出兩個小球（可視為質(zhì)點），最終它們分別落在圓弧上的A點和B點，已知OA與OB互相垂直，且OA與豎直方向成θ角，求：（1）兩球在空中運動的時間之比；（2）兩球初速度之比．分析：平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)平拋運動水平位移和豎直位移的關(guān)系確定兩小球初速度大小之比和運動時間之比．解答：（1）由幾何關(guān)系可知：小球A下降的豎直高度為yA＝Rcosθ，小球B下降的豎直高度為yB＝Rsinθ，由平拋運動規(guī)律可知：yyB由此可得：t（2）由幾何關(guān)系可知：兩小球水平運動的位移分別為：xA＝Rsinθ，xB＝Rcosθ，由平拋運動規(guī)律可知：xA＝vAtA，xB＝vBtB，由此可得：v答：（1）兩球在空中運動的時間之比為cosθsinθ（2）兩球初速度之比為(tanθ點評：解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學公式靈活求解．【解題思路點撥】解決平拋運動與曲面相結(jié)合的問題，尤其是與圓弧面相結(jié)合的問題時，要利用半徑構(gòu)建幾何關(guān)系，找到速度或位移的偏轉(zhuǎn)角，從而求解平拋運動的相關(guān)參數(shù)。3．牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題【知識點的認識】圓周運動的過程符合牛頓第二定律，表達式Fn＝man＝mω2r＝mv2r=【命題方向】我國著名體操運動員童飛，首次在單杠項目中完成了“單臂大回環(huán)”：用一只手抓住單杠，以單杠為軸做豎直面上的圓周運動．假設童飛的質(zhì)量為55kg，為完成這一動作，童飛在通過最低點時的向心加速度至少是4g，那么在完成“單臂大回環(huán)”的過程中，童飛的單臂至少要能夠承受多大的力．分析：運動員在最低點時處于超重狀態(tài)，由單杠對人拉力與重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求解．解答：運動員在最低點時處于超重狀態(tài)，設運動員手臂的拉力為F，由牛頓第二定律可得：F心＝ma心則得：F心＝2200N又F心＝F﹣mg得：F＝F心+mg＝2200+55×10＝2750N答：童飛的單臂至少要能夠承受2750N的力．點評：解答本題的關(guān)鍵是分析向心力的來源，建立模型，運用牛頓第二定律求解．【解題思路點撥】圓周運動中的動力學問題分析（1）向心力的確定①確定圓周運動的軌道所在的平面及圓心的位置．②分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力，該力就是向心力．（2）向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加向心力．（3）解決圓周運動問題步驟①審清題意，確定研究對象；②分析物體的運動情況，即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等；③分析物體的受力情況，畫出受力示意圖，確定向心力的來源；④根據(jù)牛頓運動定律及向心力公式列方程．4．功率的定義、物理意義和計算式的推導【知識點的認識】1.義：功與完成這些功所用時間的比值．2.理意義：描述做功的快慢。3.質(zhì)：功是標量。4.計算公式（1）定義式：P=Wt，P為時間（2）機械功的表達式：P＝Fvcosα（α為F與v的夾角）①v為平均速度，則P為平均功率．②v為瞬時速度，則P為瞬時功率．推導：如果物體的受力F與運動方向的夾角為α，從計時開始到時刻t這段時間內(nèi)，發(fā)生的位移是l，則力在這段時間所做的功W＝Flcosα因此有P=Wt由于位移l是從開始計時到時刻t這段時間內(nèi)發(fā)生的，所以lt是物體在這段時間內(nèi)的平均速度vP＝Fvcosα可見，力對物體做功的功率等于沿運動方向的分力與物體速度的乘積。通常情況下，力與位移的方向一致，即F與v的夾角一致時，cosα＝1，上式可以寫成P＝Fv。從以上推導過程來看，P＝Fv中的速度v是物體在恒力F作用下的平均速度，所以這里的功率P是指從計時開始到時刻t的平均功率。如果時間間隔非常小，上述平均速度就可以看作瞬時速度，這個關(guān)系式也就可以反映瞬時速度與瞬時功率的關(guān)系。5.額定功率：機械正常工作時輸出的最大功率．6.實際功率：機械實際工作時輸出的功率．要求不大于額定功率．【命題方向】下列關(guān)于功率和機械效率的說法中，正確的是（）A、功率大的機械，做功一定多B、做功多的機械，效率一定高C、做功快的機械，功率一定大D、效率高的機械，功率一定大分析：根據(jù)P=Wt知，做功多．功率不一定大，根據(jù)η解答：A、根據(jù)P=Wt知，功率大，做功不一定多。故BD、根據(jù)η=W有W總=C、功率是反映做功快慢的物理量，做功快，功率一定大。故C正確。故選：C。點評：解決本題的關(guān)鍵知道功率反映做功快慢的物理量，功率大，做功不一定多．做功多，效率不一定高．【解題思路點撥】1.功率是反映做功快慢的物理量，與功的多少沒有直接關(guān)系。2.功率的定義式P=W5．動能定理的簡單應用【知識點的認識】1.動能定理的內(nèi)容：合外力做的功等于動能的變化量。2.表達式：W合＝ΔEk＝Ek末﹣Ek初3.本考點針對簡單情況下用動能定理來解題的情況?！久}方向】如圖所示，質(zhì)量m＝10kg的物體放在水平地面上，物體與地面的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，g＝10m/s2，今用F＝50N的水平恒力作用于物體上，使物體由靜止開始做勻加速直線運動，作用時間t＝6s后撤去F，求：（1）物體在前6s運動的過程中的加速度；（2）物體在前6s運動的位移（3）物體從開始運動直到最終靜止的過程中克服摩擦力所做的功。分析：（1）對物體受力分析知，物體做勻加速運動，由牛頓第二定律就可求出加速度；（2）用勻變速直線運動的位移公式即可求得位移的大??；（3）對全程用動能定理，可以求得摩擦力的功。解答：（1）對物體受力分析，由牛頓第二定律得F﹣μmg＝ma，解得a＝3m/s2，（2）由位移公式得X=12at2=12×3×6（3）對全程用動能定理得FX﹣Wf＝0Wf＝FX＝50×54J＝2700J。答：（1）物體在前6s運動的過程中的加速度是3m/s2；（2）物體在前6s運動的位移是54m；（3）物體從開始運動直到最終靜止的過程中克服摩擦力所做的功為2700J。點評：分析清楚物體的運動過程，直接應用牛頓第二定律和勻變速直線運動的規(guī)律求解即可，求摩擦力的功的時候?qū)θ虘脛幽芏ɡ肀容^簡單。【解題思路點撥】1．應用動能定理的一般步驟（1）選取研究對象，明確并分析運動過程。（2）分析受力及各力做功的情況①受哪些力？②每個力是否做功？③在哪段位移哪段過程中做功？④做正功還是負功？⑤做多少功？求出代數(shù)和。（3）明確過程始末狀態(tài)的動能Ek1及Ek2。（4）列方程W總＝Ek2﹣Ek1，必要時注意分析題目潛在的條件，補充方程進行求解。注意：①在研究某一物體受到力的持續(xù)作用而發(fā)生狀態(tài)改變時，如涉及位移和速度而不涉及時間時應首先考慮應用動能定理，而后考慮牛頓定律、運動學公式，如涉及加速度時，先考慮牛頓第二定律。②用動能定理解題，關(guān)鍵是對研究對象進行準確的受力分析及運動過程分析，并畫出物體運動過程的草圖，以便更準確地理解物理過程和各物理量的關(guān)系。有些力在物體運動全過程中不是始終存在的，在計算外力做功時更應引起注意。6．常見力做功與相應的能量轉(zhuǎn)化【知識點的認識】1．內(nèi)容（1）功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。（2）做功的過程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，而且能量的轉(zhuǎn)化必通過做功來實現(xiàn)。2．高中物理中幾種常見的功能關(guān)系功能量的變化合外力做正功動能增加重力做正功重力勢能減少彈簧彈力做正功彈性勢能減少電場力做正功電勢能減少其他力（除重力、彈力）做正功機械能增加一對滑動摩擦力做的總功為負功系統(tǒng)的內(nèi)能增加【解題思路點撥】如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在地面上，物體上面連著一個輕彈簧，用手拉住彈簧上端上移H，將物體緩緩提高h，拉力F做功WF，不計彈簧的質(zhì)量，則下列說法正確的是（）A、重力做功﹣mgh，重力勢能減少mghB、彈力做功﹣WF，彈性勢能增加WFC、重力勢能增加mgh，彈性勢能增加FHD、重力勢能增加mgh，彈性勢能增加WF﹣mgh分析：重力勢能的變化量等于負的重力所做的功，物體緩緩提高說明速度不變，拉力F做的功等于物體重力勢能的變化量與彈簧彈性勢能增加量之和．解答：重力勢能的變化量等于負的重力所做的功，即ΔEP＝﹣WG＝﹣（﹣mgh）＝mgh物體緩緩提高說明速度不變，所以物體動能不發(fā)生變化，ΔE彈＝WF+WG＝WF﹣mgh故選：D。點評：本題主要考查了重力勢能的變化量與重力做功的關(guān)系以及能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．【解題思路點撥】1.常見的功能關(guān)系：合力做功——動能變化；重力做功——重力勢能變化；彈力做功——彈性勢能變化；摩擦力做功——內(nèi)能變化；其他力做功——機械能變化。2.判斷和計算做功或能量變化時，可以反其道而行之，通過計算能量變化或做功多少來進行。7．庫侖定律的表達式及其簡單應用【知識點的認識】1．內(nèi)容：在真空中兩個靜止的點電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上．2．表達式：F＝kq1q2r2，式中k表示靜電力常量，k＝9.0×109N?3．適用條件：真空中的靜止點電荷．【命題方向】題型一：對庫侖定律的理解例1：真空中有兩個靜止的點電荷，它們之間靜電力的大小為F．如果保持這兩個點電荷之間的距離不變，而將它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍，那么它們之間的靜電力的大小變?yōu)椋ǎ〢.3FB.F3C.F分析：本題比較簡單，直接利用庫侖定律進行計算討論即可．解：距離改變之前：F=k當電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍時：F1=聯(lián)立①②可得：F1＝9F，故ABC錯誤，D正確．故選：D．點評：庫侖定律應用時涉及的物理量較多，因此理清各個物理量之間的關(guān)系，可以和萬有引力定律進行類比學習．題型二：庫侖定律與力學的綜合問題例2：在一絕緣支架上，固定著一個帶正電的小球A，A又通過一長為10cm的絕緣細繩連著另一個帶負電的小球B，B的質(zhì)量為0.1kg，電荷量為19×10﹣6C，如圖所示，將小球B緩緩拉離豎直位置，當繩與豎直方向的夾角為60°時，將其由靜止釋放，小球B將在豎直面內(nèi)做圓周運動．已知釋放瞬間繩剛好張緊，但無張力．g取10m/s（1）小球A的帶電荷量；（2）釋放瞬間小球B的加速度大??；（3）小球B運動到最低點時繩的拉力．分析：（1）釋放小球瞬間，對小球進行受力分析，由庫侖定律與力的合成與分解可以求出小球A的電荷量．（2）對小球受力分析，由牛頓第二定律可以求出小球的加速度．（3）由動能定理求出小球到達最低點時的速度，然后由牛頓第二定律求出繩子的拉力．解：（1）小球B剛釋放瞬間，速度為零，沿繩子方向上，小球受到的合力為零，則mgcos60°＝kqA代入數(shù)值，求得qA＝5×10﹣6C；（2）小球所受合力方向與繩子垂直，由牛頓第二定律得：mgsinθ＝ma，a=（3）釋放后小球B做圓周運動，兩球的相對距離不變，庫侖力不做功，從釋放小球到小球到達最低點的過程中，由動能定理得：mg（L﹣Lcos60°）=12mv2﹣小球在最低點，由牛頓第二定律得：FT+kqAqB解得：FT=32mg＝答：（1）小球A的帶電荷量為5×10﹣6C；（2）釋放瞬間小球B的加速度大小為53m/s2；（3）小球B運動到最低點時繩的拉力為1.5N．點評：釋放小球瞬間，沿繩子方向小球受力平衡，小球所受合力沿與繩子垂直的方向．【解題方法點撥】1．庫侖定律適用條件（1）庫侖定律只適用于真空中的靜止點電荷，但在要求不很精確的情況下，空氣中的點電荷的相互作用也可以應用庫侖定律．（2）當帶電體間的距離遠大于它們本身的尺寸時，可把帶電體看做點電荷．但不能根據(jù)公式錯誤地推論：當r→0時，F(xiàn)→∞．其實在這樣的條件下，兩個帶電體已經(jīng)不能再看做點電荷了．（3）對于兩個均勻帶電絕緣球體，可將其視為電荷集中于球心的點電荷，r為兩球心之間的距離．（4）對兩個帶電金屬球，要考慮金屬球表面電荷的重新分布．2．應用庫侖定律需要注意的幾個問題（1）庫侖定律的適用條件是真空中的靜止點電荷．點電荷是一種理想化模型，當帶電體間的距離遠遠大于帶電體的自身大小時，可以視其為點電荷而適用庫侖定律，否則不能適用．（2）庫侖定律的應用方法：庫侖定律嚴格地說只適用于真空中，在要求不很精確的情況下，空氣可近似當作真空來處理．注意庫侖力是矢量，計算庫侖力可以直接運用公式，將電荷量的絕對值代入公式，根據(jù)同種電荷相斥，異種電荷相吸來判斷作用力F是引力還是斥力；也可將電荷量帶正、負號一起運算，根據(jù)結(jié)果的正負，來判斷作用力是引力還是斥力．（3）三個點電荷的平衡問題：要使三個自由電荷組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，每個電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等，方向相反，也可以說另外兩個點電荷在該電荷處的合場強應為零．3．分析帶電體力學問題的方法與純力學問題的分析方法一樣，要學會把電學問題力學化．分析方法是：（1）確定研究對象．如果有幾個帶電體相互作用時，要依據(jù)題意，適當選取“整體法”或“隔離法”；（2）對研究對象進行受力分析，多了個電場力（F＝kq1（3）列平衡方程（F合＝0或Fx＝0，F(xiàn)y＝0）或牛頓第二定律方程．8．電場強度與電場力的關(guān)系和計算【知識點的認識】根據(jù)電場強度的定義式E=FF＝qE?！久}方向】如圖，A、B、C三點在同一直線上，且AB＝BC，在A處固定一電荷量為+Q的點電荷。當在C處放一電荷量為q的點電荷時，它所受到的電場力大小為F，移去C處電荷，在B處放電荷量為2q的點電荷，其所受電場力大小為（）A、4FB、8FC、F4D分析：首先確定電荷量為2q的點電荷在B處所受的電場力方向與F方向的關(guān)系，再根據(jù)庫侖定律得到F與AB的關(guān)系，即可求出2q的點電荷所受電場力。解答：根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引，分析可知電荷量為2q的點電荷在B處所受的電場力方向與F方向相同；設AB＝r，則有BC＝r。則有：F＝kQq故電荷量為2q的點電荷在B處所受電場力為：FB＝kQ?2qr2=故選：B。點評：本題關(guān)鍵是根據(jù)庫侖定律研究兩電荷在兩點所受的電場力大小和方向關(guān)系，注意B、C兩點的電場強度方向相同?！窘忸}方法點撥】既可以利用E=Fq計算某一點的電場強度也可以利用它的變形F＝9．等勢面及其與電場線的關(guān)系【知識點的認識】1．定義：電場中電勢相等的點組成的面（平面或曲面）叫做等勢面．2．特點：①等勢面與電場線一定處處正交（垂直）；②在同一等勢面上移動電荷時，電場力不做功；③電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；④任意兩個電勢不相同的等勢面既不會相交，也不會相切；⑤等差等勢面越密的地方電場線越密．【命題方向】電場中某個面上所有點的電勢都相等，但電場強度都不同，這個面可能是（）A．等量同種電荷的中垂面B．等量異種電荷的中垂面C．以孤立點電荷為球心的某一球面D．勻強電場中的某一等勢面分析：在電場中電場線的切向方向表示電場的方向，電場線的疏密表示電場的強弱，等勢面與電場線相互垂直．解：A、等量同種電荷的中垂面是個等勢面，但電場強度相等且都為零，故A錯誤；B、等量異種電荷的中垂面是個等勢面，但以兩電荷連線為對稱線的中垂面上的電場強度都相等，故B錯誤；C、以孤立點電荷為球心的某一球面上的所有點的電勢都相等，但電場強度都不同，故C正確；D、勻強電場中的某一等勢面上的電場強度都相等，故D錯誤；故選：C．點評：本題考查對電場線的認識，由電場線我們應能找出電場的方向、場強的大小及電勢的高低．【解題思路點撥】1.等勢面的特點（1）在等勢面上任意兩點間移動電荷時靜電力不做功。（2）同一電場空間兩等勢面不相交（3）電場線總是和等勢面垂直，且從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面（4）在電場線密集的地方，等差等勢面密集在電場線稀疏的地方，等差等勢面稀疏。（5）等勢面是虛擬的，是為描繪電場的性質(zhì)而假想的面。2.等勢面的應用（1）由等勢面可以判斷電場中各點電勢的高低。（2）由等勢面可以判斷電荷在電場中移動時靜電力做功的情況。（3）由于等勢面和電場線垂直，已知等勢面的形狀分布，可以繪制電場線，從而確定電場大體分布。（4）由等差等勢面的疏密，可以定性地比較其中兩點電場強度的大小3.等勢面與電場線（1）已知等勢面時，可作等勢面的垂線來確定電場線，并由“電勢降低”的方向確定電場線方向。（2）已知電場線時，可作電場線的垂線來確定等勢面，并由“沿電場線方向電勢降低”確定等勢面的電勢高低。10．電功和電功率的計算【知識點的認識】1.電功的計算公式：W＝qU＝UIt2.電功率的計算公式：P=W3.如果是純電阻電路，電流做的功完全用來發(fā)熱，則有W＝qU＝UIt＝I2Rt=UP＝UI＝I2R=U【解題思路點撥】四個定值電阻連成如圖所示的電路。RA、RC的規(guī)格為“6V6W”，RB、RD的規(guī)格為“6V12W”。將該電路接在輸出電壓U＝11V的恒壓電源上，則（）A、RA的功率最大，為6WB、RB的功率最小，為0.67WC、RC的功率最小，為1.33WD、RD的功率最大，為12W分析：根據(jù)P=U2R求出每個電阻值，根據(jù)歐姆定律求出電路總電流，進而求出每個并聯(lián)電阻兩端的電壓，根據(jù)P＝I2R和解答：由P=U2R知，RA＝RC=U12P1=626Ω＝6電阻B和C并聯(lián)的電阻RBC=RBRC則電路的總電流I=UR=則并聯(lián)電阻兩端電壓UBC＝IRBC＝1×2V＝2V則RA的功率為PA＝I2RA＝12×6W＝6WRB的功率為PB=UBC2RC的功率為PC=UBC2RD的功率為PD＝I2RD＝12×3W＝3W由此可知：RA的功率最大，為6WRC的功率最小，為0.67W故A正確，BCD錯誤；故選：A。點評：本題考查閉合電路的歐姆定律以及電阻功率的求法。注意并聯(lián)電阻的求解，以及求功率時，串聯(lián)電路常用P＝I2R而并聯(lián)電路常用P=U【解題思路點撥】根據(jù)具體的電路，電功和電功率的計算有很多公式可選，要先具體分析電路條件，選擇出合適的公式，進而計算電功或電功率。11．電動勢的概念和物理意義【知識點的認識】1.電源：電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能的裝置．2.非靜電力：電源內(nèi)將正電荷從電源的負極搬運到電源正極的作用力稱為非靜電力。從功能角度看，非靜電力做功，使電荷的電勢能增加。3.電動勢：非靜電力搬運電荷所做的功與搬運的電荷量的比值，E=Wq，單位：4.電動勢的物理含義：電動勢表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，等于非靜電力把1C正電荷從電源負極搬運到正極所做的功?！久}方向】鉛蓄電池的電動勢為2V，這表示（）A、電路中每通過1C電荷量，電源把2J的化學能轉(zhuǎn)化為電能B、蓄電池將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池（電動勢為1.5V）的大C、蓄電池與電路斷開時兩極間的電壓為2VD、蓄電池在1s內(nèi)將2J的化學能轉(zhuǎn)變成電能分析：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力將1C的正電荷在電源內(nèi)從負極移到正極所做的功，電動勢大，非靜電力做功的本領(lǐng)就大，即將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就大．解答：A．電動勢在數(shù)值上等于非靜電力將1C的正電荷在電源內(nèi)從負極移到正極所做的功，所以對于鉛蓄電池的電動勢為2V，電路中每通過1C電荷量，電源把2J的化學能轉(zhuǎn)化為電能。故A正確。B．電動勢大，非靜電力做功的本領(lǐng)就大，即將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就大。故B正確。C．電源未接入電路時兩端間的電壓等于電動勢。故C正確。D．電動勢是2V，意義是移動1C的正電荷在電源內(nèi)從負極移到正極，非靜電力做功2J，即有2J的化學能轉(zhuǎn)變成電能，不是1s內(nèi)將2J的化學能轉(zhuǎn)變成電能。故D錯誤。故選：ABC。點評：解決本題的關(guān)鍵理解電動勢的大小反映將其它形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔鼙绢I(lǐng)的大小以及電動勢是電源非靜電力特性決定，與電源的體積無關(guān)，與外電路無關(guān)．【解題思路點撥】1.電源的電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)大小的物理量，即非靜電力移送相同電荷量的電荷做功越多，則電動勢越大。2.公式E=Wq是電動勢的定義式而不是決定式，E的大小與W和q12．用閉合電路的歐姆定律計算電源的電動勢和內(nèi)阻【知識點的認識】閉合電路的歐姆定律的表達式為（1）I=（2）E＝U內(nèi)+U外（3）U＝E﹣Ir可以根據(jù)具體的問題選擇合適的公式計算電源的電動勢和內(nèi)阻?！久}方向】如圖所示電路中，當開關(guān)S接a點時，標有“5V2.5W”的小燈泡L正常發(fā)光，當開關(guān)S接b點時，通過電阻R的電流為1A，這時電阻R兩端的電壓為4V．求：（1）電阻R的值；（2）電源的電動勢和內(nèi)阻。分析：（1）由題，當開關(guān)S接b點時，通過電阻R的電流為1A，電阻R兩端的電壓為4V，由歐姆定律求出電阻R的值。（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律分別對開關(guān)S接a點和b時列方程，聯(lián)立組成方程組求解電動勢和內(nèi)阻。解答：（1）當開關(guān)S接b點時，電阻R的值為R=（2）當開關(guān)接a時，U1＝5V，I1=根據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝U1+I1r①E＝U2+I2r②聯(lián)立①②聯(lián)解得E＝6Vr＝2Ω答：（1）電阻R的值為4Ω；（2）電源的電動勢和內(nèi)阻分別為E＝6V、r＝2Ω。點評：本題是簡單的直流電路的計算問題。對于電源的電動勢和內(nèi)阻，常常根據(jù)兩種情況閉合電路歐姆定律列方程，聯(lián)立組成方程組求解?！窘忸}思路點撥】閉合電路的幾個關(guān)系式的對比13．能量守恒定律的內(nèi)容與發(fā)展【知識點的認識】1．內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變，叫能量守恒定律．2．公式：E＝恒量；△E增＝△E減；E初＝E末；3.能量守恒定律的發(fā)展歷程：?能量守恒定律的發(fā)展歷程是眾多科學家經(jīng)過長時間研究和實驗的結(jié)晶，最終由邁爾、焦耳和亥姆霍茲等科學家共同提出和完善的。?能量守恒定律的思想最初是由德國物理學家邁爾在實驗的基礎(chǔ)上于1842年提出來的。邁爾通過實驗和思辨的方式，推演出多種力的轉(zhuǎn)化形式，為能量守恒定律的提出邁出了重要一步。同時期，英國物理學家焦耳進行了大量實驗，測定了熱功當量的精確值，為能量守恒提供了堅實的實驗基礎(chǔ)。焦耳的工作，特別是他精確測定了熱功當量的值，為能量守恒定律的確立提供了無可置疑的實驗證據(jù)。德國科學家亥姆霍茲也在不了解邁爾和焦耳研究的情況下，從永動機不可能出發(fā)，思考自然界不同的力之間的相互關(guān)系，并在專著《力的守恒》中提到張力（今稱勢能）和活力（即動能）的轉(zhuǎn)換，還深刻地闡明了熱的本質(zhì)。他的工作進一步加深了人們對能量守恒定律的理解。此外，還有其他科學家對這條定律作出了貢獻，如卡諾在研究熱機效率時提出了熱力學第一定律的雛形，即熱量可以轉(zhuǎn)化為機械功，但機械功不能完全轉(zhuǎn)化為熱量，這一觀點揭示了能量轉(zhuǎn)換的基本規(guī)律。最終，在19世紀中葉，物理學家魯?shù)婪?克勞修斯基于熱力學第一定律和第二定律的研究，正式提出了能量守恒定律。他明確指出，能量不能被創(chuàng)造或毀滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。隨著數(shù)學工具的發(fā)展，能量守恒定律的數(shù)學形式逐漸清晰，其基本表達式為“能量輸入﹣能量輸出＝能量積累”，體現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)能量的總量不變性。在相對論中，能量守恒定律依然成立，但形式有所變化，能量的總量等于質(zhì)量和速度的函數(shù)，被稱為相對論能量??！久}方向】關(guān)于能的轉(zhuǎn)化和守恒，下列說法錯誤的是（）A、能量既不會憑空產(chǎn)生也不會憑空消失B、能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式C、能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體D、因為能量守恒，所以“能源危機”是不可能的，我們不需要節(jié)約能源分析：能量守恒定律的內(nèi)容為：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中，能的總量保持不變．熱力學第二定律反映了自然界的宏觀過程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量可以利用的品質(zhì)降低了。解答：A、能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中，能的總量保持不變。故ABC正確D、隨著能量耗散，能量可以利用的品質(zhì)降低了，可利用的能源減少了，所以會有能源危機，故D錯誤；因選錯誤的，故選：D。點評：掌握能量守恒定律，掌握生活中能的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化．【解題思路點撥】1.能量守恒定律的適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。2.對能量守恒定律的理解某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等。某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。14．能量可以進行轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化【知識點的認識】1．能量守恒定律的內(nèi)容：能量既