科目:gzwl 來源: 題型:閱讀理解
第八部分 靜電場
第一講 基本知識介紹
在奧賽考綱中,靜電學(xué)知識點(diǎn)數(shù)目不算多,總數(shù)和高考考綱基本相同,但在個別知識點(diǎn)上,奧賽的要求顯然更加深化了:如非勻強(qiáng)電場中電勢的計算、電容器的連接和靜電能計算、電介質(zhì)的極化等。在處理物理問題的方法上,對無限分割和疊加原理提出了更高的要求。
如果把靜電場的問題分為兩部分,那就是電場本身的問題、和對場中帶電體的研究,高考考綱比較注重第二部分中帶電粒子的運(yùn)動問題,而奧賽考綱更注重第一部分和第二部分中的靜態(tài)問題。也就是說,奧賽關(guān)注的是電場中更本質(zhì)的內(nèi)容,關(guān)注的是縱向的深化和而非橫向的綜合。
一、電場強(qiáng)度
1、實(shí)驗(yàn)定律
a、庫侖定律
內(nèi)容;
條件:⑴點(diǎn)電荷,⑵真空,⑶點(diǎn)電荷靜止或相對靜止。事實(shí)上,條件⑴和⑵均不能視為對庫侖定律的限制,因?yàn)榀B加原理可以將點(diǎn)電荷之間的靜電力應(yīng)用到一般帶電體,非真空介質(zhì)可以通過介電常數(shù)將k進(jìn)行修正(如果介質(zhì)分布是均勻和“充分寬廣”的,一般認(rèn)為k′= k /εr)。只有條件⑶,它才是靜電學(xué)的基本前提和出發(fā)點(diǎn)(但這一點(diǎn)又是常常被忽視和被不恰當(dāng)?shù)亍熬C合應(yīng)用”的)。
b、電荷守恒定律
c、疊加原理
2、電場強(qiáng)度
a、電場強(qiáng)度的定義
電場的概念;試探電荷(檢驗(yàn)電荷);定義意味著一種適用于任何電場的對電場的檢測手段;電場線是抽象而直觀地描述電場有效工具(電場線的基本屬性)。
b、不同電場中場強(qiáng)的計算
![]()
決定電場強(qiáng)弱的因素有兩個:場源(帶電量和帶電體的形狀)和空間位置。這可以從不同電場的場強(qiáng)決定式看出——
⑴點(diǎn)電荷:E = k![]()
結(jié)合點(diǎn)電荷的場強(qiáng)和疊加原理,我們可以求出任何電場的場強(qiáng),如——
⑵均勻帶電環(huán),垂直環(huán)面軸線上的某點(diǎn)P:E =
,其中r和R的意義見圖7-1。
⑶均勻帶電球殼
內(nèi)部:E內(nèi) = 0
![]()
外部:E外 = k
,其中r指考察點(diǎn)到球心的距離
如果球殼是有厚度的的(內(nèi)徑R1 、外徑R2),在殼體中(R1<r<R2):
E =
,其中ρ為電荷體密度。這個式子的物理意義可以參照萬有引力定律當(dāng)中(條件部分)的“剝皮法則”理解〔
即為圖7-2中虛線以內(nèi)部分的總電量…〕。
⑷無限長均勻帶電直線(電荷線密度為λ):E = ![]()
⑸無限大均勻帶電平面(電荷面密度為σ):E = 2πkσ
二、電勢
1、電勢:把一電荷從P點(diǎn)移到參考點(diǎn)P0時電場力所做的功W與該電荷電量q的比值,即
U = ![]()
參考點(diǎn)即電勢為零的點(diǎn),通常取無窮遠(yuǎn)或大地為參考點(diǎn)。
和場強(qiáng)一樣,電勢是屬于場本身的物理量。W則為電荷的電勢能。
2、典型電場的電勢
a、點(diǎn)電荷
以無窮遠(yuǎn)為參考點(diǎn),U = k![]()
b、均勻帶電球殼
以無窮遠(yuǎn)為參考點(diǎn),U外 = k
,U內(nèi) = k![]()
3、電勢的疊加
由于電勢的是標(biāo)量,所以電勢的疊加服從代數(shù)加法。很顯然,有了點(diǎn)電荷電勢的表達(dá)式和疊加原理,我們可以求出任何電場的電勢分布。
4、電場力對電荷做功
WAB = q(UA - UB)= qUAB
三、靜電場中的導(dǎo)體
靜電感應(yīng)→靜電平衡(狹義和廣義)→靜電屏蔽
1、靜電平衡的特征可以總結(jié)為以下三層含義——
a、導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)為零;表面的合場強(qiáng)不為零且一般各處不等,表面的合場強(qiáng)方向總是垂直導(dǎo)體表面。
b、導(dǎo)體是等勢體,表面是等勢面。
c、導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷;孤立導(dǎo)體的凈電荷在表面的分布情況取決于導(dǎo)體表面的曲率。
2、靜電屏蔽
導(dǎo)體殼(網(wǎng)罩)不接地時,可以實(shí)現(xiàn)外部對內(nèi)部的屏蔽,但不能實(shí)現(xiàn)內(nèi)部對外部的屏蔽;導(dǎo)體殼(網(wǎng)罩)接地后,既可實(shí)現(xiàn)外部對內(nèi)部的屏蔽,也可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部對外部的屏蔽。
四、電容
1、電容器
孤立導(dǎo)體電容器→一般電容器
2、電容
a、定義式 C = ![]()
b、決定式。決定電容器電容的因素是:導(dǎo)體的形狀和位置關(guān)系、絕緣介質(zhì)的種類,所以不同電容器有不同的電容
⑴平行板電容器 C =
=
,其中ε為絕對介電常數(shù)(真空中ε0 =
,其它介質(zhì)中ε=
),εr則為相對介電常數(shù),εr =
。
⑵柱形電容器:C = ![]()
⑶球形電容器:C = ![]()
3、電容器的連接
a、串聯(lián)
=
+
+
+ … +![]()
b、并聯(lián) C = C1 + C2 + C3 + … + Cn
![]()
4、電容器的能量
用圖7-3表征電容器的充電過程,“搬運(yùn)”電荷做功W就是圖中陰影的面積,這也就是電容器的儲能E ,所以
E =
q0U0 =
C
= ![]()
![]()
電場的能量。電容器儲存的能量究竟是屬于電荷還是屬于電場?正確答案是后者,因此,我們可以將電容器的能量用場強(qiáng)E表示。
對平行板電容器 E總 =
E2
認(rèn)為電場能均勻分布在電場中,則單位體積的電場儲能 w =
E2 。而且,這以結(jié)論適用于非勻強(qiáng)電場。
五、電介質(zhì)的極化
1、電介質(zhì)的極化
a、電介質(zhì)分為兩類:無極分子和有極分子,前者是指在沒有外電場時每個分子的正、負(fù)電荷“重心”彼此重合(如氣態(tài)的H2 、O2 、N2和CO2),后者則反之(如氣態(tài)的H2O 、SO2和液態(tài)的水硝基笨)
b、電介質(zhì)的極化:當(dāng)介質(zhì)中存在外電場時,無極分子會變?yōu)橛袠O分子,有極分子會由原來的雜亂排列變成規(guī)則排列,如圖7-4所示。
![]()
2、束縛電荷、自由電荷、極化電荷與宏觀過剩電荷
a、束縛電荷與自由電荷:在圖7-4中,電介質(zhì)左右兩端分別顯現(xiàn)負(fù)電和正電,但這些電荷并不能自由移動,因此稱為束縛電荷,除了電介質(zhì),導(dǎo)體中的原子核和內(nèi)層電子也是束縛電荷;反之,能夠自由移動的電荷稱為自由電荷。事實(shí)上,導(dǎo)體中存在束縛電荷與自由電荷,絕緣體中也存在束縛電荷和自由電荷,只是它們的比例差異較大而已。
b、極化電荷是更嚴(yán)格意義上的束縛電荷,就是指圖7-4中電介質(zhì)兩端顯現(xiàn)的電荷。而宏觀過剩電荷是相對極化電荷來說的,它是指可以自由移動的凈電荷。宏觀過剩電荷與極化電荷的重要區(qū)別是:前者能夠用來沖放電,也能用儀表測量,但后者卻不能。
第二講 重要模型與專題
一、場強(qiáng)和電場力
【物理情形1】試證明:均勻帶電球殼內(nèi)部任意一點(diǎn)的場強(qiáng)均為零。
【模型分析】這是一個疊加原理應(yīng)用的基本事例。
![]()
如圖7-5所示,在球殼內(nèi)取一點(diǎn)P ,以P為頂點(diǎn)做兩個對頂?shù)?、頂角很小的錐體,錐體與球面相交得到球面上的兩個面元ΔS1和ΔS2 ,設(shè)球面的電荷面密度為σ,則這兩個面元在P點(diǎn)激發(fā)的場強(qiáng)分別為
ΔE1 = k![]()
ΔE2 = k![]()
為了弄清ΔE1和ΔE2的大小關(guān)系,引進(jìn)錐體頂部的立體角ΔΩ ,顯然
= ΔΩ = ![]()
所以 ΔE1 = k
,ΔE2 = k
,即:ΔE1 = ΔE2 ,而它們的方向是相反的,故在P點(diǎn)激發(fā)的合場強(qiáng)為零。
同理,其它各個相對的面元ΔS3和ΔS4 、ΔS5和ΔS6 … 激發(fā)的合場強(qiáng)均為零。原命題得證。
【模型變換】半徑為R的均勻帶電球面,電荷的面密度為σ,試求球心處的電場強(qiáng)度。
【解析】如圖7-6所示,在球面上的P處取一極小的面元ΔS ,它在球心O點(diǎn)激發(fā)的場強(qiáng)大小為
![]()
ΔE = k
,方向由P指向O點(diǎn)。
無窮多個這樣的面元激發(fā)的場強(qiáng)大小和ΔS激發(fā)的完全相同,但方向各不相同,它們矢量合成的效果怎樣呢?這里我們要大膽地預(yù)見——由于由于在x方向、y方向上的對稱性,Σ
= Σ
= 0 ,最后的ΣE = ΣEz ,所以先求
ΔEz = ΔEcosθ= k
,而且ΔScosθ為面元在xoy平面的投影,設(shè)為ΔS′
所以 ΣEz =
ΣΔS′
而 ΣΔS′= πR2
【答案】E = kπσ ,方向垂直邊界線所在的平面。
〖學(xué)員思考〗如果這個半球面在yoz平面的兩邊均勻帶有異種電荷,面密度仍為σ,那么,球心處的場強(qiáng)又是多少?
〖推薦解法〗將半球面看成4個
球面,每個
球面在x、y、z三個方向上分量均為
kπσ,能夠?qū)ΨQ抵消的將是y、z兩個方向上的分量,因此ΣE = ΣEx …
〖答案〗大小為kπσ,方向沿x軸方向(由帶正電的一方指向帶負(fù)電的一方)。
【物理情形2】有一個均勻的帶電球體,球心在O點(diǎn),半徑為R ,電荷體密度為ρ ,球體內(nèi)有一個球形空腔,空腔球心在O′點(diǎn),半徑為R′,
= a ,如圖7-7所示,試求空腔中各點(diǎn)的場強(qiáng)。
![]()
【模型分析】這里涉及兩個知識的應(yīng)用:一是均勻帶電球體的場強(qiáng)定式(它也是來自疊加原理,這里具體用到的是球體內(nèi)部的結(jié)論,即“剝皮法則”),二是填補(bǔ)法。
將球體和空腔看成完整的帶正電的大球和帶負(fù)電(電荷體密度相等)的小球的集合,對于空腔中任意一點(diǎn)P ,設(shè)
= r1 ,
= r2 ,則大球激發(fā)的場強(qiáng)為
E1 = k
=
kρπr1 ,方向由O指向P
“小球”激發(fā)的場強(qiáng)為
E2 = k
=
kρπr2 ,方向由P指向O′
E1和E2的矢量合成遵從平行四邊形法則,ΣE的方向如圖。又由于矢量三角形PE1ΣE和空間位置三角形OP O′是相似的,ΣE的大小和方向就不難確定了。
【答案】恒為
kρπa ,方向均沿O → O′,空腔里的電場是勻強(qiáng)電場。
〖學(xué)員思考〗如果在模型2中的OO′連線上O′一側(cè)距離O為b(b>R)的地方放一個電量為q的點(diǎn)電荷,它受到的電場力將為多大?
〖解說〗上面解法的按部就班應(yīng)用…
〖答〗
πkρq〔
?
〕。
二、電勢、電量與電場力的功
![]()
【物理情形1】如圖7-8所示,半徑為R的圓環(huán)均勻帶電,電荷線密度為λ,圓心在O點(diǎn),過圓心跟環(huán)面垂直的軸線上有P點(diǎn),
= r ,以無窮遠(yuǎn)為參考點(diǎn),試求P點(diǎn)的電勢UP 。
【模型分析】這是一個電勢標(biāo)量疊加的簡單模型。先在圓環(huán)上取一個元段ΔL ,它在P點(diǎn)形成的電勢
ΔU = k![]()
環(huán)共有
段,各段在P點(diǎn)形成的電勢相同,而且它們是標(biāo)量疊加。
【答案】UP = ![]()
〖思考〗如果上題中知道的是環(huán)的總電量Q ,則UP的結(jié)論為多少?如果這個總電量的分布不是均勻的,結(jié)論會改變嗎?
〖答〗UP =
;結(jié)論不會改變。
〖再思考〗將環(huán)換成半徑為R的薄球殼,總電量仍為Q ,試問:(1)當(dāng)電量均勻分布時,球心電勢為多少?球內(nèi)(包括表面)各點(diǎn)電勢為多少?(2)當(dāng)電量不均勻分布時,球心電勢為多少?球內(nèi)(包括表面)各點(diǎn)電勢為多少?
〖解說〗(1)球心電勢的求解從略;
球內(nèi)任一點(diǎn)的求解參看圖7-5
ΔU1 = k
= k
·
= kσΔΩ![]()
ΔU2 = kσΔΩ![]()
它們代數(shù)疊加成 ΔU = ΔU1 + ΔU2 = kσΔΩ![]()
而 r1 + r2 = 2Rcosα
所以 ΔU = 2RkσΔΩ
所有面元形成電勢的疊加 ΣU = 2RkσΣΔΩ
注意:一個完整球面的ΣΔΩ = 4π(單位:球面度sr),但作為對頂?shù)腻F角,ΣΔΩ只能是2π ,所以——
ΣU = 4πRkσ= k![]()
(2)球心電勢的求解和〖思考〗相同;
球內(nèi)任一點(diǎn)的電勢求解可以從(1)問的求解過程得到結(jié)論的反證。
〖答〗(1)球心、球內(nèi)任一點(diǎn)的電勢均為k
;(2)球心電勢仍為k
,但其它各點(diǎn)的電勢將隨電量的分布情況的不同而不同(內(nèi)部不再是等勢體,球面不再是等勢面)。
![]()
【相關(guān)應(yīng)用】如圖7-9所示,球形導(dǎo)體空腔內(nèi)、外壁的半徑分別為R1和R2 ,帶有凈電量+q ,現(xiàn)在其內(nèi)部距球心為r的地方放一個電量為+Q的點(diǎn)電荷,試求球心處的電勢。
【解析】由于靜電感應(yīng),球殼的內(nèi)、外壁形成兩個帶電球殼。球心電勢是兩個球殼形成電勢、點(diǎn)電荷形成電勢的合效果。
根據(jù)靜電感應(yīng)的嘗試,內(nèi)壁的電荷量為-Q ,外壁的電荷量為+Q+q ,雖然內(nèi)壁的帶電是不均勻的,根據(jù)上面的結(jié)論,其在球心形成的電勢仍可以應(yīng)用定式,所以…
【答案】Uo = k
- k
+ k
。
![]()
〖反饋練習(xí)〗如圖7-10所示,兩個極薄的同心導(dǎo)體球殼A和B,半徑分別為RA和RB ,現(xiàn)讓A殼接地,而在B殼的外部距球心d的地方放一個電量為+q的點(diǎn)電荷。試求:(1)A球殼的感應(yīng)電荷量;(2)外球殼的電勢。
〖解說〗這是一個更為復(fù)雜的靜電感應(yīng)情形,B殼將形成圖示的感應(yīng)電荷分布(但沒有凈電量),A殼的情形未畫出(有凈電量),它們的感應(yīng)電荷分布都是不均勻的。
此外,我們還要用到一個重要的常識:接地導(dǎo)體(A殼)的電勢為零。但值得注意的是,這里的“為零”是一個合效果,它是點(diǎn)電荷q 、A殼、B殼(帶同樣電荷時)單獨(dú)存在時在A中形成的的電勢的代數(shù)和,所以,當(dāng)我們以球心O點(diǎn)為對象,有
UO = k
+ k
+ k
= 0
QB應(yīng)指B球殼上的凈電荷量,故 QB = 0
所以 QA = -
q
☆學(xué)員討論:A殼的各處電勢均為零,我們的方程能不能針對A殼表面上的某點(diǎn)去列?(答:不能,非均勻帶電球殼的球心以外的點(diǎn)不能應(yīng)用定式?。?/p>
基于剛才的討論,求B的電勢時也只能求B的球心的電勢(獨(dú)立的B殼是等勢體,球心電勢即為所求)——
UB = k
+ k![]()
〖答〗(1)QA = -
q ;(2)UB = k
(1-
) 。
【物理情形2】圖7-11中,三根實(shí)線表示三根首尾相連的等長絕緣細(xì)棒,每根棒上的電荷分布情況與絕緣棒都換成導(dǎo)體棒時完全相同。點(diǎn)A是Δabc的中心,點(diǎn)B則與A相對bc棒對稱,且已測得它們的電勢分別為UA和UB 。試問:若將ab棒取走,A、B兩點(diǎn)的電勢將變?yōu)槎嗌伲?/p>
![]()
【模型分析】由于細(xì)棒上的電荷分布既不均勻、三根細(xì)棒也沒有構(gòu)成環(huán)形,故前面的定式不能直接應(yīng)用。若用元段分割→疊加,也具有相當(dāng)?shù)睦щy。所以這里介紹另一種求電勢的方法。
每根細(xì)棒的電荷分布雖然復(fù)雜,但相對各自的中點(diǎn)必然是對稱的,而且三根棒的總電量、分布情況彼此必然相同。這就意味著:①三棒對A點(diǎn)的電勢貢獻(xiàn)都相同(可設(shè)為U1);②ab棒、ac棒對B點(diǎn)的電勢貢獻(xiàn)相同(可設(shè)為U2);③bc棒對A、B兩點(diǎn)的貢獻(xiàn)相同(為U1)。
所以,取走ab前 3U1 = UA
2U2 + U1 = UB
取走ab后,因三棒是絕緣體,電荷分布不變,故電勢貢獻(xiàn)不變,所以
UA′= 2U1
UB′= U1 + U2
【答案】UA′=
UA ;UB′=
UA +
UB 。
〖模型變換〗正四面體盒子由彼此絕緣的四塊導(dǎo)體板構(gòu)成,各導(dǎo)體板帶電且電勢分別為U1 、U2 、U3和U4 ,則盒子中心點(diǎn)O的電勢U等于多少?
〖解說〗此處的四塊板子雖然位置相對O點(diǎn)具有對稱性,但電量各不相同,因此對O點(diǎn)的電勢貢獻(xiàn)也不相同,所以應(yīng)該想一點(diǎn)辦法——
我們用“填補(bǔ)法”將電量不對稱的情形加以改觀:先將每一塊導(dǎo)體板復(fù)制三塊,作成一個正四面體盒子,然后將這四個盒子位置重合地放置——構(gòu)成一個有四層壁的新盒子。在這個新盒子中,每個壁的電量將是完全相同的(為原來四塊板的電量之和)、電勢也完全相同(為U1 + U2 + U3 + U4),新盒子表面就構(gòu)成了一個等勢面、整個盒子也是一個等勢體,故新盒子的中心電勢為
U′= U1 + U2 + U3 + U4
最后回到原來的單層盒子,中心電勢必為 U =
U′
〖答〗U =
(U1 + U2 + U3 + U4)。
☆學(xué)員討論:剛才的這種解題思想是否適用于“物理情形2”?(答:不行,因?yàn)槿切胃鬟吷想妱蓦m然相等,但中點(diǎn)的電勢和邊上的并不相等。)
〖反饋練習(xí)〗電荷q均勻分布在半球面ACB上,球面半徑為R ,CD為通過半球頂點(diǎn)C和球心O的軸線,如圖7-12所示。P、Q為CD軸線上相對O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn),已知P點(diǎn)的電勢為UP ,試求Q點(diǎn)的電勢UQ 。
![]()
〖解說〗這又是一個填補(bǔ)法的應(yīng)用。將半球面補(bǔ)成完整球面,并令右邊內(nèi)、外層均勻地帶上電量為q的電荷,如圖7-12所示。
從電量的角度看,右半球面可以看作不存在,故這時P、Q的電勢不會有任何改變。
而換一個角度看,P、Q的電勢可以看成是兩者的疊加:①帶電量為2q的完整球面;②帶電量為-q的半球面。
考查P點(diǎn),UP = k
+ U半球面
其中 U半球面顯然和為填補(bǔ)時Q點(diǎn)的電勢大小相等、符號相反,即 U半球面= -UQ
以上的兩個關(guān)系已經(jīng)足以解題了。
〖答〗UQ = k
- UP 。
![]()
【物理情形3】如圖7-13所示,A、B兩點(diǎn)相距2L ,圓弧
是以B為圓心、L為半徑的半圓。A處放有電量為q的電荷,B處放有電量為-q的點(diǎn)電荷。試問:(1)將單位正電荷從O點(diǎn)沿
移到D點(diǎn),電場力對它做了多少功?(2)將單位負(fù)電荷從D點(diǎn)沿AB的延長線移到無窮遠(yuǎn)處去,電場力對它做多少功?
【模型分析】電勢疊加和關(guān)系WAB = q(UA - UB)= qUAB的基本應(yīng)用。
UO = k
+ k
= 0
UD = k
+ k
= -![]()
U∞ = 0
再用功與電勢的關(guān)系即可。
【答案】(1)
;(2)
。
【相關(guān)應(yīng)用】在不計重力空間,有A、B兩個帶電小球,電量分別為q1和q2 ,質(zhì)量分別為m1和m2 ,被固定在相距L的兩點(diǎn)。試問:(1)若解除A球的固定,它能獲得的最大動能是多少?(2)若同時解除兩球的固定,它們各自的獲得的最大動能是多少?(3)未解除固定時,這個系統(tǒng)的靜電勢能是多少?
【解說】第(1)問甚間;第(2)問在能量方面類比反沖裝置的能量計算,另啟用動量守恒關(guān)系;第(3)問是在前兩問基礎(chǔ)上得出的必然結(jié)論…(這里就回到了一個基本的觀念斧正:勢能是屬于場和場中物體的系統(tǒng),而非單純屬于場中物體——這在過去一直是被忽視的。在兩個點(diǎn)電荷的環(huán)境中,我們通常說“兩個點(diǎn)電荷的勢能”是多少。)
【答】(1)k
;(2)Ek1 =
k
,Ek2 =
k
;(3)k
。
〖思考〗設(shè)三個點(diǎn)電荷的電量分別為q1 、q2和q3 ,兩兩相距為r12 、r23和r31 ,則這個點(diǎn)電荷系統(tǒng)的靜電勢能是多少?
〖解〗略。
〖答〗k(
+
+
)。
![]()
〖反饋應(yīng)用〗如圖7-14所示,三個帶同種電荷的相同金屬小球,每個球的質(zhì)量均為m 、電量均為q ,用長度為L的三根絕緣輕繩連接著,系統(tǒng)放在光滑、絕緣的水平面上?,F(xiàn)將其中的一根繩子剪斷,三個球?qū)㈤_始運(yùn)動起來,試求中間這個小球的最大速度。
〖解〗設(shè)剪斷的是1、3之間的繩子,動力學(xué)分析易知,2球獲得最大動能時,1、2之間的繩子與2、3之間的繩子剛好應(yīng)該在一條直線上。而且由動量守恒知,三球不可能有沿繩子方向的速度。設(shè)2球的速度為v ,1球和3球的速度為v′,則
動量關(guān)系 mv + 2m v′= 0
能量關(guān)系 3k
= 2 k
+ k
+
mv2 +
2m![]()
解以上兩式即可的v值。
〖答〗v = q
。
三、電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)
【物理情形】兩塊平行放置的很大的金屬薄板A和B,面積都是S ,間距為d(d遠(yuǎn)小于金屬板的線度),已知A板帶凈電量+Q1 ,B板帶盡電量+Q2 ,且Q2<Q1 ,試求:(1)兩板內(nèi)外表面的電量分別是多少;(2)空間各處的場強(qiáng);(3)兩板間的電勢差。
![]()
【模型分析】由于靜電感應(yīng),A、B兩板的四個平面的電量將呈現(xiàn)一定規(guī)律的分布(金屬板雖然很薄,但內(nèi)部合場強(qiáng)為零的結(jié)論還是存在的);這里應(yīng)注意金屬板“很大”的前提條件,它事實(shí)上是指物理無窮大,因此,可以應(yīng)用無限大平板的場強(qiáng)定式。
為方便解題,做圖7-15,忽略邊緣效應(yīng),四個面的電荷分布應(yīng)是均勻的,設(shè)四個面的電荷面密度分別為σ1 、σ2 、σ3和σ4 ,顯然
(σ1 + σ2)S = Q1
(σ3 + σ4)S = Q2
A板內(nèi)部空間場強(qiáng)為零,有 2πk(σ1 ? σ2 ? σ3 ? σ4)= 0
A板內(nèi)部空間場強(qiáng)為零,有 2πk(σ1 + σ2 + σ3 ? σ4)= 0
解以上四式易得 σ1 = σ4 = ![]()
σ2 = ?σ3 = ![]()
有了四個面的電荷密度,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ空間的場強(qiáng)就好求了〔如EⅡ =2πk(σ1 + σ2 ? σ3 ? σ4)= 2πk
〕。
最后,UAB = EⅡd
【答案】(1)A板外側(cè)電量
、A板內(nèi)側(cè)電量
,B板內(nèi)側(cè)電量?
、B板外側(cè)電量
;(2)A板外側(cè)空間場強(qiáng)2πk
,方向垂直A板向外,A、B板之間空間場強(qiáng)2πk
,方向由A垂直指向B,B板外側(cè)空間場強(qiáng)2πk
,方向垂直B板向外;(3)A、B兩板的電勢差為2πkd
,A板電勢高。
〖學(xué)員思考〗如果兩板帶等量異號的凈電荷,兩板的外側(cè)空間場強(qiáng)等于多少?(答:為零。)
〖學(xué)員討論〗(原模型中)作為一個電容器,它的“電量”是多少(答:
)?如果在板間充滿相對介電常數(shù)為εr的電介質(zhì),是否會影響四個面的電荷分布(答:不會)?是否會影響三個空間的場強(qiáng)(答:只會影響Ⅱ空間的場強(qiáng))?
〖學(xué)員討論〗(原模型中)我們是否可以求出A、B兩板之間的靜電力?〔答:可以;以A為對象,外側(cè)受力
·
(方向相左),內(nèi)側(cè)受力
·
(方向向右),它們合成即可,結(jié)論為F =
Q1Q2 ,排斥力?!?/p>
![]()
【模型變換】如圖7-16所示,一平行板電容器,極板面積為S ,其上半部為真空,而下半部充滿相對介電常數(shù)為εr的均勻電介質(zhì),當(dāng)兩極板分別帶上+Q和?Q的電量后,試求:(1)板上自由電荷的分布;(2)兩板之間的場強(qiáng);(3)介質(zhì)表面的極化電荷。
【解說】電介質(zhì)的充入雖然不能改變內(nèi)表面的電量總數(shù),但由于改變了場強(qiáng),故對電荷的分布情況肯定有影響。設(shè)真空部分電量為Q1 ,介質(zhì)部分電量為Q2 ,顯然有
Q1 + Q2 = Q
兩板分別為等勢體,將電容器看成上下兩個電容器的并聯(lián),必有
U1 = U2 即
=
,即
= ![]()
解以上兩式即可得Q1和Q2 。
場強(qiáng)可以根據(jù)E =
關(guān)系求解,比較常規(guī)(上下部分的場強(qiáng)相等)。
上下部分的電量是不等的,但場強(qiáng)居然相等,這怎么解釋?從公式的角度看,E = 2πkσ(單面平板),當(dāng)k 、σ同時改變,可以保持E不變,但這是一種結(jié)論所展示的表象。從內(nèi)在的角度看,k的改變正是由于極化電荷的出現(xiàn)所致,也就是說,極化電荷的存在相當(dāng)于在真空中形成了一個新的電場,正是這個電場與自由電荷(在真空中)形成的電場疊加成為E2 ,所以
E2 = 4πk(σ ? σ′)= 4πk(
?
)
請注意:①這里的σ′和Q′是指極化電荷的面密度和總量;② E = 4πkσ的關(guān)系是由兩個帶電面疊加的合效果。
【答案】(1)真空部分的電量為
Q ,介質(zhì)部分的電量為
Q ;(2)整個空間的場強(qiáng)均為
;(3)
Q 。
〖思考應(yīng)用〗一個帶電量為Q的金屬小球,周圍充滿相對介電常數(shù)為εr的均勻電介質(zhì),試求與與導(dǎo)體表面接觸的介質(zhì)表面的極化電荷量。
〖解〗略。
〖答〗Q′=
Q 。
四、電容器的相關(guān)計算
【物理情形1】由許多個電容為C的電容器組成一個如圖7-17所示的多級網(wǎng)絡(luò),試問:(1)在最后一級的右邊并聯(lián)一個多大電容C′,可使整個網(wǎng)絡(luò)的A、B兩端電容也為C′?(2)不接C′,但無限地增加網(wǎng)絡(luò)的級數(shù),整個網(wǎng)絡(luò)A、B兩端的總電容是多少?
![]()
【模型分析】這是一個練習(xí)電容電路簡化基本事例。
第(1)問中,未給出具體級數(shù),一般結(jié)論應(yīng)適用特殊情形:令級數(shù)為1 ,于是
+
=
解C′即可。
第(2)問中,因?yàn)椤盁o限”,所以“無限加一級后仍為無限”,不難得出方程
+
= ![]()
【答案】(1)
C ;(2)
C 。
![]()
【相關(guān)模型】在圖7-18所示的電路中,已知C1 = C2 = C3 = C9 = 1μF ,C4 = C5 = C6 = C7 = 2μF ,C8 = C10 = 3μF ,試求A、B之間的等效電容。
【解說】對于既非串聯(lián)也非并聯(lián)的電路,需要用到一種“Δ→Y型變換”,參見圖7-19,根據(jù)三個端點(diǎn)之間的電容等效,容易得出定式——
Δ→Y型:Ca = ![]()
Cb = ![]()
Cc = ![]()
Y→Δ型:C1 = ![]()
![]()
C2 = ![]()
C3 = ![]()
有了這樣的定式后,我們便可以進(jìn)行如圖7-20所示的四步電路簡化(為了方便,電容不宜引進(jìn)新的符號表達(dá),而是直接將變換后的量值標(biāo)示在圖中)——
![]()
【答】約2.23μF 。
![]()
【物理情形2】如圖7-21所示的電路中,三個電容器完全相同,電源電動勢ε1 = 3.0V ,ε2 = 4.5V,開關(guān)K1和K2接通前電容器均未帶電,試求K1和K2接通后三個電容器的電壓Uao 、Ubo和Uco各為多少。
【解說】這是一個考查電容器電路的基本習(xí)題,解題的關(guān)鍵是要抓與o相連的三塊極板(俗稱“孤島”)的總電量為零。
電量關(guān)系:
+
+
= 0
電勢關(guān)系:ε1 = Uao + Uob = Uao ? Ubo
ε2 = Ubo + Uoc = Ubo ? Uco
解以上三式即可。
【答】Uao = 3.5V ,Ubo = 0.5V ,Uco = ?4.0V 。
【伸展應(yīng)用】如圖7-22所示,由n個單元組成的電容器網(wǎng)絡(luò),每一個單元由三個電容器連接而成,其中有兩個的電容為3C ,另一個的電容為3C 。以a、b為網(wǎng)絡(luò)的輸入端,a′、b′為輸出端,今在a、b間加一個恒定電壓U ,而在a′b′間接一個電容為C的電容器,試求:(1)從第k單元輸入端算起,后面所有電容器儲存的總電能;(2)若把第一單元輸出端與后面斷開,再除去電源,并把它的輸入端短路,則這個單元的三個電容器儲存的總電能是多少?
![]()
【解說】這是一個結(jié)合網(wǎng)絡(luò)計算和“孤島現(xiàn)象”的典型事例。
(1)類似“物理情形1”的計算,可得 C總 = Ck = C
所以,從輸入端算起,第k單元后的電壓的經(jīng)驗(yàn)公式為 Uk = ![]()
再算能量儲存就不難了。
![]()
(2)斷開前,可以算出第一單元的三個電容器、以及后面“系統(tǒng)”的電量分配如圖7-23中的左圖所示。這時,C1的右板和C2的左板(或C2的下板和C3的右板)形成“孤島”。此后,電容器的相互充電過程(C3類比為“電源”)滿足——
電量關(guān)系:Q1′= Q3′
Q2′+ Q3′= ![]()
電勢關(guān)系:
+
= ![]()
從以上三式解得 Q1′= Q3′=
,Q2′=
,這樣系統(tǒng)的儲能就可以用![]()
得出了。
【答】(1)Ek =
;(2)
。
〖學(xué)員思考〗圖7-23展示的過程中,始末狀態(tài)的電容器儲能是否一樣?(答:不一樣;在相互充電的過程中,導(dǎo)線消耗的焦耳熱已不可忽略。)
☆第七部分完☆
科目:gzwl 來源: 題型:閱讀理解
第七部分 熱學(xué)
熱學(xué)知識在奧賽中的要求不以深度見長,但知識點(diǎn)卻非常地多(考綱中羅列的知識點(diǎn)幾乎和整個力學(xué)——前五部分——的知識點(diǎn)數(shù)目相等)。而且,由于高考要求對熱學(xué)的要求逐年降低(本屆尤其低得“離譜”,連理想氣體狀態(tài)方程都沒有了),這就客觀上給奧賽培訓(xùn)增加了負(fù)擔(dān)。因此,本部分只能采新授課的培訓(xùn)模式,將知識點(diǎn)和例題講解及時地結(jié)合,爭取讓學(xué)員學(xué)一點(diǎn),就領(lǐng)會一點(diǎn)、鞏固一點(diǎn),然后再層疊式地往前推進(jìn)。
一、分子動理論
1、物質(zhì)是由大量分子組成的(注意分子體積和分子所占據(jù)空間的區(qū)別)
對于分子(單原子分子)間距的計算,氣體和液體可直接用
,對固體,則與分子的空間排列(晶體的點(diǎn)陣)有關(guān)。
![]()
【例題1】如圖6-1所示,食鹽(NaCl)的晶體是由鈉離子(圖中的白色圓點(diǎn)表示)和氯離子(圖中的黑色圓點(diǎn)表示)組成的,離子鍵兩兩垂直且鍵長相等。已知食鹽的摩爾質(zhì)量為58.5×10-3kg/mol,密度為2.2×103kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1,求食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心之間的距離。
【解說】題意所求即圖中任意一個小立方塊的變長(設(shè)為a)的
倍,所以求a成為本題的焦點(diǎn)。
由于一摩爾的氯化鈉含有NA個氯化鈉分子,事實(shí)上也含有2NA個鈉離子(或氯離子),所以每個鈉離子占據(jù)空間為 v = ![]()
而由圖不難看出,一個離子占據(jù)的空間就是小立方體的體積a3 ,
即 a3 =
=
,最后,鄰近鈉離子之間的距離l =
a
【答案】3.97×10-10m 。
〖思考〗本題還有沒有其它思路?
〖答案〗每個離子都被八個小立方體均分,故一個小立方體含有
×8個離子 =
分子,所以…(此法普遍適用于空間點(diǎn)陣比較復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)。)
2、物質(zhì)內(nèi)的分子永不停息地作無規(guī)則運(yùn)動
固體分子在平衡位置附近做微小振動(振幅數(shù)量級為0.1
),少數(shù)可以脫離平衡位置運(yùn)動。液體分子的運(yùn)動則可以用“長時間的定居(振動)和短時間的遷移”來概括,這是由于液體分子間距較固體大的結(jié)果。氣體分子基本“居無定所”,不停地遷移(常溫下,速率數(shù)量級為102m/s)。
無論是振動還是遷移,都具備兩個特點(diǎn):a、偶然無序(雜亂無章)和統(tǒng)計有序(分子數(shù)比率和速率對應(yīng)一定的規(guī)律——如麥克斯韋速率分布函數(shù),如圖6-2所示);b、劇烈程度和溫度相關(guān)。
![]()
氣體分子的三種速率。最可幾速率vP :f(v) =
(其中ΔN表示v到v +Δv內(nèi)分子數(shù),N表示分子總數(shù))極大時的速率,vP =
=
;平均速率
:所有分子速率的算術(shù)平均值,
=
=
;方均根速率
:與分子平均動能密切相關(guān)的一個速率,
=
=
〔其中R為普適氣體恒量,R = 8.31J/(mol.K)。k為玻耳茲曼常量,k =
= 1.38×10-23J/K 〕
【例題2】證明理想氣體的壓強(qiáng)P =
n
,其中n為分子數(shù)密度,
為氣體分子平均動能。
![]()
【證明】氣體的壓強(qiáng)即單位面積容器壁所承受的分子的撞擊力,這里可以設(shè)理想氣體被封閉在一個邊長為a的立方體容器中,如圖6-3所示。
考查yoz平面的一個容器壁,P =
①
設(shè)想在Δt時間內(nèi),有Nx個分子(設(shè)質(zhì)量為m)沿x方向以恒定的速率vx碰撞該容器壁,且碰后原速率彈回,則根據(jù)動量定理,容器壁承受的壓力
F =
=
②
在氣體的實(shí)際狀況中,如何尋求Nx和vx呢?
考查某一個分子的運(yùn)動,設(shè)它的速度為v ,它沿x、y、z三個方向分解后,滿足
v2 =
+
+ ![]()
分子運(yùn)動雖然是雜亂無章的,但仍具有“偶然無序和統(tǒng)計有序”的規(guī)律,即
=
+
+
= 3
③
這就解決了vx的問題。另外,從速度的分解不難理解,每一個分子都有機(jī)會均等的碰撞3個容器壁的可能。設(shè)Δt =
,則
Nx =
·3N總 =
na3 ④
注意,這里的
是指有6個容器壁需要碰撞,而它們被碰的幾率是均等的。
![]()
結(jié)合①②③④式不難證明題設(shè)結(jié)論。
〖思考〗此題有沒有更簡便的處理方法?
〖答案〗有。“命令”所有分子以相同的速率v沿+x、?x、+y、?y、+z、?z這6個方向運(yùn)動(這樣造成的宏觀效果和“雜亂無章”地運(yùn)動時是一樣的),則 Nx =
N總 =
na3 ;而且vx = v
所以,P =
=
=
=
nm
=
n![]()
3、分子間存在相互作用力(注意分子斥力和氣體分子碰撞作用力的區(qū)別),而且引力和斥力同時存在,宏觀上感受到的是其合效果。
分子力是保守力,分子間距改變時,分子力做的功可以用分子勢能的變化表示,分子勢能EP隨分子間距的變化關(guān)系如圖6-4所示。
分子勢能和動能的總和稱為物體的內(nèi)能。
二、熱現(xiàn)象和基本熱力學(xué)定律
1、平衡態(tài)、狀態(tài)參量
a、凡是與溫度有關(guān)的現(xiàn)象均稱為熱現(xiàn)象,熱學(xué)是研究熱現(xiàn)象的科學(xué)。熱學(xué)研究的對象都是有大量分子組成的宏觀物體,通稱為熱力學(xué)系統(tǒng)(簡稱系統(tǒng))。當(dāng)系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不再隨時間變化時,這樣的狀態(tài)稱為平衡態(tài)。
b、系統(tǒng)處于平衡態(tài)時,所有宏觀量都具有確定的值,這些確定的值稱為狀態(tài)參量(描述氣體的狀態(tài)參量就是P、V和T)。
c、熱力學(xué)第零定律(溫度存在定律):若兩個熱力學(xué)系統(tǒng)中的任何一個系統(tǒng)都和第三個熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài),那么,這兩個熱力學(xué)系統(tǒng)也必定處于熱平衡。這個定律反映出:處在同一熱平衡狀態(tài)的所有的熱力學(xué)系統(tǒng)都具有一個共同的宏觀特征,這一特征是由這些互為熱平衡系統(tǒng)的狀態(tài)所決定的一個數(shù)值相等的狀態(tài)函數(shù),這個狀態(tài)函數(shù)被定義為溫度。
2、溫度
a、溫度即物體的冷熱程度,溫度的數(shù)值表示法稱為溫標(biāo)。典型的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)t、華氏溫標(biāo)F(F =
t + 32)和熱力學(xué)溫標(biāo)T(T = t + 273.15)。
b、(理想)氣體溫度的微觀解釋:
=
kT (i為分子的自由度 = 平動自由度t + 轉(zhuǎn)動自由度r + 振動自由度s 。對單原子分子i = 3 ,“剛性”〈忽略振動,s = 0,但r = 2〉雙原子分子i = 5 。對于三個或三個以上的多原子分子,i = 6 。能量按自由度是均分的),所以說溫度是物質(zhì)分子平均動能的標(biāo)志。
c、熱力學(xué)第三定律:熱力學(xué)零度不可能達(dá)到。(結(jié)合分子動理論的觀點(diǎn)2和溫度的微觀解釋很好理解。)
3、熱力學(xué)過程
a、熱傳遞。熱傳遞有三種方式:傳導(dǎo)(對長L、橫截面積S的柱體,Q = K
SΔ
科目:czsx 來源: 題型:閱讀理解
| A.好舉里巷諧媟以為撫掌之資撫掌:拍手,表示高興。 |
| B.經(jīng)營粉本,高下濃淡經(jīng)營:經(jīng)度營造 |
| C.不事雕飾,雅合自然雅:文雅 |
| D.尺寸勿爽爽:差錯 |
| A.盡其心力以求仿佛趙王豈以一璧之故欺秦邪 |
| B.則李工部之橫云之二蟲,又何知 |
| C.輒數(shù)見焉吳之民方痛心焉 |
| D.與人交,好談人之善始可與言《詩》已矣 |
| A.本文所記述的張南垣尤擅長壘石造山,具有山水畫的意境,構(gòu)思巧妙,師法自然。 |
| B.本文例舉了張南垣所建造園林的代表作及其建造過程,說明他的建造風(fēng)格,并指出他的技藝符合園林建造的規(guī)律。 |
| C.本文還描寫了張南垣的外貌性格,因?yàn)樯煤诙?,又喜歡拿街頭巷尾荒唐不經(jīng)的傳說作為談笑的資料,所以他自己也常常被人調(diào)笑耍弄,但他從不與人計較。 |
| D.全文語言流暢工麗,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),寫人狀物,如在目前。 |
科目:gzhx 來源: 題型:解答題
科目:gzhx 來源:江山市模擬 題型:填空題
科目:gzhx 來源:2011年浙江省衢州市江山市高考化學(xué)模擬試卷(解析版) 題型:填空題
科目:czsx 來源:2016屆江蘇省九年級上學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試卷(解析版) 題型:解答題
在一個不透明的箱子里,裝有紅、白、黑各一個球,它們除了顏色之外沒有其他區(qū)別.
(1)隨機(jī)地從箱子里取出1個球,則取出紅球的概率是多少?
(2)隨機(jī)地從箱子里取出1個球,放回攪勻再取第二個球,請你用畫樹狀圖或列表的方法表示所有等可能的結(jié)果,并求兩次取出相同顏色球的概率.
【答案】(1)
;(2)![]()
【解析】
試題分析:(1)由在一個不透明的箱子里,裝有紅、白、黑各一個球,它們除了顏色之外沒有其他區(qū)別,直接利用概率公式求解即可求得答案;
(2)首先根據(jù)題意畫出樹狀圖,然后由樹狀圖求得所有等可能的結(jié)果與兩次取出相同顏色球的情況,再利用概率公式即可求得答案.
試題解析: 【解析】
(1)∵在一個不透明的箱子里,裝有紅、白、黑各一個球,它們除了顏色之外沒有其他區(qū)別,
∴隨機(jī)地從箱子里取出1個球,則取出紅球的概率是:
;
(2)畫樹狀圖得:
![]()
∵共有9種等可能的結(jié)果,兩次取出相同顏色球的有3種情況,
∴兩次取出相同顏色球的概率為:
.
考點(diǎn):概率
【題型】解答題
【適用】一般
【標(biāo)題】2016屆江蘇省濱??h一中九年級上學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試卷(帶解析)
【關(guān)鍵字標(biāo)簽】
【結(jié)束】
已知關(guān)于x的一元二次方程
.
(1)若
是此方程的一個根,求m的值;
(2)試說明無論m取什么實(shí)數(shù)時,此方程總有實(shí)數(shù)根.
科目:gzhx 來源: 題型:
科目:gzwl 來源: 題型:閱讀理解
第Ⅰ卷(選擇題 共31分)
一、單項(xiàng)選擇題.本題共5小題,每小題3分,共計15分.每小題只有一個選項(xiàng)符合題意.
1. 關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn),下列說法中正確的是[來源:Www..com]
A.安培首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)
B.伽利略認(rèn)為自由落體運(yùn)動是速度隨位移均勻變化的運(yùn)動
C.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,并計算出太陽與地球間引力的大小
D.法拉第提出了電場的觀點(diǎn),說明處于電場中電荷所受到的力是電場給予的
2.如圖為一種主動式光控報警器原理圖,圖中R1和R2為光敏電阻,R3和R4為定值電阻.當(dāng)射向光敏電阻R1和R2的任何一束光線被遮擋時,都會引起警鈴發(fā)聲,則圖中虛線框內(nèi)的電路是
A.與門 B.或門 C.或非門 D.與非門
3.如圖所示的交流電路中,理想變壓器原線圈輸入電壓為U1,輸入功率為P1,輸出功率為P2,各交流電表均為理想電表.當(dāng)滑動變阻器R的滑動頭向下移動時
A.燈L變亮 B.各個電表讀數(shù)均變大
C.因?yàn)?i>U1不變,所以P1不變 D.P1變大,且始終有P1= P2
4.豎直平面內(nèi)光滑圓軌道外側(cè),一小球以某一水平速度v0從A點(diǎn)出發(fā)沿圓軌道運(yùn)動,至B點(diǎn)時脫離軌道,最終落在水平面上的C點(diǎn),不計空氣阻力.下列說法中不正確的是
A.在B點(diǎn)時,小球?qū)A軌道的壓力為零
B.B到C過程,小球做勻變速運(yùn)動
C.在A點(diǎn)時,小球?qū)A軌道壓力大于其重力
D.A到B過程,小球水平方向的加速度先增加后減小
5.如圖所示,水平面上放置質(zhì)量為M的三角形斜劈,斜劈頂端安裝光滑的定滑輪,細(xì)繩跨過定滑輪分別連接質(zhì)量為m1和m2的物塊.m1在斜面上運(yùn)動,三角形斜劈保持靜止?fàn)顟B(tài).下列說法中正確的是
A.若m2向下運(yùn)動,則斜劈受到水平面向左摩擦力
B.若m1沿斜面向下加速運(yùn)動,則斜劈受到水平面向右的摩擦力
C.若m1沿斜面向下運(yùn)動,則斜劈受到水平面的支持力大于(m1+ m2+M)g
D.若m2向上運(yùn)動,則輕繩的拉力一定大于m2g
二、多項(xiàng)選擇題.本題共4小題,每小題4分,共計16分.每小題有多個選項(xiàng)符合題意.全部選對的得4分,選對但不全的得2分,錯選或不答的得0分.
6.木星是太陽系中最大的行星,它有眾多衛(wèi)星.觀察測出:木星繞太陽作圓周運(yùn)動的半徑為r1、 周期為T1;木星的某一衛(wèi)星繞木星作圓周運(yùn)動的半徑為r2、 周期為T2.已知萬有引力常量為G,則根據(jù)題中給定條件
A.能求出木星的質(zhì)量
B.能求出木星與衛(wèi)星間的萬有引力
C.能求出太陽與木星間的萬有引力
D.可以斷定![]()
7.如圖所示,xOy坐標(biāo)平面在豎直面內(nèi),x軸沿水平方向,y軸正方向豎直向上,在圖示空間內(nèi)有垂直于xOy平面的水平勻強(qiáng)磁場.一帶電小球從O點(diǎn)由靜止釋放,運(yùn)動軌跡如圖中曲線.關(guān)于帶電小球的運(yùn)動,下列說法中正確的是
A.OAB軌跡為半圓
B.小球運(yùn)動至最低點(diǎn)A時速度最大,且沿水平方向
C.小球在整個運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒
D.小球在A點(diǎn)時受到的洛倫茲力與重力大小相等
8.如圖所示,質(zhì)量為M、長為L的木板置于光滑的水平面上,一質(zhì)量為m的滑塊放置在木板左端,滑塊與木板間滑動摩擦力大小為f,用水平的恒定拉力F作用于滑塊.當(dāng)滑塊運(yùn)動到木板右端時,木板在地面上移動的距離為s,滑塊速度為v1,木板速度為v2,下列結(jié)論中正確的是
A.上述過程中,F做功大小為
B.其他條件不變的情況下,F越大,滑塊到達(dá)右端所用時間越長
C.其他條件不變的情況下,M越大,s越小
D.其他條件不變的情況下,f越大,滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多
9.如圖所示,兩個固定的相同細(xì)環(huán)相距一定的距離,同軸放置,O1、O2分別為兩環(huán)的圓心,兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷.一帶正電的粒子從很遠(yuǎn)處沿軸線飛來并穿過兩環(huán).則在帶電粒子運(yùn)動過程中
A.在O1點(diǎn)粒子加速度方向向左
B.從O1到O2過程粒子電勢能一直增加
C.軸線上O1點(diǎn)右側(cè)存在一點(diǎn),粒子在該點(diǎn)動能最小
D.軸線上O1點(diǎn)右側(cè)、O2點(diǎn)左側(cè)都存在場強(qiáng)為零的點(diǎn),它們關(guān)于O1、O2連線中點(diǎn)對稱
第Ⅱ卷(非選擇題 共89分)
三、簡答題:本題分必做題(第lO、11題)和選做題(第12題)兩部分,共計42分.請將解答填寫在答題卡相應(yīng)的位置.
必做題
10.測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)時,采用如圖所示的裝置,圖中長木板水平固定.
(1)實(shí)驗(yàn)過程中,電火花計時器應(yīng)接在 ▲ (選填“直流”或“交流”)電源上.調(diào)整定滑輪高度,使 ▲ .
(2)已知重力加速度為g,測得木塊的質(zhì)量為M,砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m,木塊的加速度為a,則木塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ= ▲ .
(3)如圖為木塊在水平木板上帶動紙帶運(yùn)動打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點(diǎn),相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)未畫出.從紙帶上測出x1=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.則木塊加速度大小a= ▲ m/s2(保留兩位有效數(shù)字).
11.為了測量某電池的電動勢 E(約為3V)和內(nèi)阻 r,可供選擇的器材如下:
A.電流表G1(2mA 100Ω) B.電流表G2(1mA 內(nèi)阻未知)
C.電阻箱R1(0~999.9Ω) D.電阻箱R2(0~9999Ω)
E.滑動變阻器R3(0~10Ω 1A) F.滑動變阻器R4(0~1000Ω 10mA)
G.定值電阻R0(800Ω 0.1A) H.待測電池
I.導(dǎo)線、電鍵若干
(1)采用如圖甲所示的電路,測定電流表G2的內(nèi)阻,得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示:
| I1(mA) | 0.40 | 0.81 | 1.20 | 1.59 | 2.00 |
| I2(mA) | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 |
根據(jù)測量數(shù)據(jù),請在圖乙坐標(biāo)中描點(diǎn)作出I1—I2圖線.由圖得到電流表G2的內(nèi)阻等于
▲ Ω.
(2)在現(xiàn)有器材的條件下,測量該電池電動勢和內(nèi)阻,采用如圖丙所示的電路,圖中滑動變阻器①應(yīng)該選用給定的器材中 ▲ ,電阻箱②選 ▲ (均填寫器材代號).
(3)根據(jù)圖丙所示電路,請在丁圖中用筆畫線代替導(dǎo)線,完成實(shí)物電路的連接.
12.選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑.如都作答,則按A、B兩小題評分.)
A.(選修模塊3-3)(12分)
(1)下列說法中正確的是 ▲
A.液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,液體表面存在張力
B.?dāng)U散運(yùn)動就是布朗運(yùn)動
C.蔗糖受潮后會粘在一起,沒有確定的幾何形狀,它是非晶體
D.對任何一類與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程進(jìn)行方向的說明,都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述
(2)將1ml的純油酸加到500ml的酒精中,待均勻溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,讓其自然滴出,共200滴.現(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤內(nèi),待油膜充分展開后,測得油膜的面積為200cm2,則估算油酸分子的大小是 ▲ m(保留一位有效數(shù)字).
(3)如圖所示,一直立的汽缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理想氣體,活塞橫截面積為S,汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的,開始活塞被固定,打開固定螺栓K,活塞下落,經(jīng)過足夠長時間后,活塞停在B點(diǎn),已知AB=h,大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g.
①求活塞停在B點(diǎn)時缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng);
②設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變,求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q(一定量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定).
B.(選修模塊3-4)(12分)
(1)下列說法中正確的是 ▲
A.照相機(jī)、攝影機(jī)鏡頭表面涂有增透膜,利用了光的干涉原理
B.光照射遮擋物形成的影輪廓模糊,是光的衍射現(xiàn)象
C.太陽光是偏振光
D.為了有效地發(fā)射電磁波,應(yīng)該采用長波發(fā)射
(2)甲、乙兩人站在地面上時身高都是L0, 甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8c(c為光速)的飛船同向運(yùn)動,如圖所示.此時乙觀察到甲的身高L ▲ L0;若甲向乙揮手,動作時間為t0,乙觀察到甲動作時間為t1,則t1 ▲ t0(均選填“>”、“ =” 或“<”).
(3)x=0的質(zhì)點(diǎn)在t=0時刻開始振動,產(chǎn)生的波沿x軸正方向傳播,t1=0.14s時刻波的圖象如圖所示,質(zhì)點(diǎn)A剛好開始振動.
①求波在介質(zhì)中的傳播速度;
②求x=4m的質(zhì)點(diǎn)在0.14s內(nèi)運(yùn)動的路程.
C.(選修模塊3-5)(12分)
(1)下列說法中正確的是 ▲
A.康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的波動特性
B.為了解釋黑體輻射規(guī)律,普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的
C.經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征
D.天然放射性元素衰變的快慢與化學(xué)、物理狀態(tài)有關(guān)
(2)
是不穩(wěn)定的,能自發(fā)的發(fā)生衰變.
①完成
衰變反應(yīng)方程
▲ .
②
衰變?yōu)?img width=40 height=25 src="http://thumb.1010pic.com/pic1/1899/wl/3/40403.gif" >,經(jīng)過 ▲ 次α衰變, ▲ 次β衰變.
(3)1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子.科學(xué)研究表明其核反應(yīng)過程是:α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復(fù)核,復(fù)核發(fā)生衰變放出質(zhì)子,變成氧核.設(shè)α粒子質(zhì)量為m1,初速度為v0,氮核質(zhì)量為m2,質(zhì)子質(zhì)量為m0, 氧核的質(zhì)量為m3,不考慮相對論效應(yīng).
①α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復(fù)核的瞬間,復(fù)核的速度為多大?
②求此過程中釋放的核能.
四、計算題:本題共3小題,共計47分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.
13.如圖所示,一質(zhì)量為m的氫氣球用細(xì)繩拴在地面上,地面上空風(fēng)速水平且恒為v0,球靜止時繩與水平方向夾角為α.某時刻繩突然斷裂,氫氣球飛走.已知?dú)錃馇蛟诳諝庵羞\(yùn)動時所受到的阻力f正比于其相對空氣的速度v,可以表示為f=kv(k為已知的常數(shù)).則
(1)氫氣球受到的浮力為多大?
(2)繩斷裂瞬間,氫氣球加速度為多大?
(3)一段時間后氫氣球在空中做勻速直線運(yùn)動,其水平方向上的速度與風(fēng)速v0相等,求此時氣球速度大?。ㄔO(shè)空氣密度不發(fā)生變化,重力加速度為g).
14.如圖所示,光滑絕緣水平面上放置一均勻?qū)w制成的正方形線框abcd,線框質(zhì)量為m,電阻為R,邊長為L.有一方向豎直向下的有界磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場區(qū)寬度大于L,左邊界與ab邊平行.線框在水平向右的拉力作用下垂直于邊界線穿過磁場區(qū).
(1)若線框以速度v勻速穿過磁場區(qū),求線框在離開磁場時ab兩點(diǎn)間的電勢差;
(2)若線框從靜止開始以恒定的加速度a運(yùn)動,經(jīng)過t1時間ab邊開始進(jìn)入磁場,求cd邊將要進(jìn)入磁場時刻回路的電功率;
(3)若線框以初速度v0進(jìn)入磁場,且拉力的功率恒為P0.經(jīng)過時間T,cd邊進(jìn)入磁場,此過程中回路產(chǎn)生的電熱為Q.后來ab邊剛穿出磁場時,線框速度也為v0,求線框穿過磁場所用的時間t.
15.如圖所示,有界勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,MN為其左邊界,磁場中放置一半徑為R的圓柱形金屬圓筒,圓心O到MN的距離OO1=2R,圓筒軸線與磁場平行.圓筒用導(dǎo)線通過一個電阻r0接地,最初金屬圓筒不帶電.現(xiàn)有范圍足夠大的平行電子束以速度v0從很遠(yuǎn)處沿垂直于左邊界MN向右射入磁場區(qū),已知電子質(zhì)量為m,電量為e.
(1)若電子初速度滿足
,則在最初圓筒上沒有帶電時,能夠打到圓筒上的電子對應(yīng)MN邊界上O1兩側(cè)的范圍是多大?
(2)當(dāng)圓筒上電量達(dá)到相對穩(wěn)定時,測量得到通過電阻r0的電流恒為I,忽略運(yùn)動電子間的相互作用,求此時金屬圓筒的電勢φ和電子到達(dá)圓筒時速度v(取無窮遠(yuǎn)處或大地電勢為零).
(3)在(2)的情況下,求金屬圓筒的發(fā)熱功率.
科目:gzyw 來源:2015-2016學(xué)年江西于都縣三中高二第四次月考語文試卷(解析版) 題型:文言文閱讀
古文閱讀。
李樸,字先之,虔之興國人。登紹圣元年進(jìn)士第,調(diào)臨江軍司法參軍,移西京國子監(jiān)教授,程頤獨(dú)器許之。移虔州教授。以嘗言隆祐太后不當(dāng)廢處瑤華宮事,有詔推鞫①。忌者欲擠之死,使人危言動之,樸泰然無懼色。旋追官勒停,會赦,注汀州司戶。
徽宗即位,翰林承旨范純禮自言待罪四十六日,不聞玉音,謂樸曰:“某事豈便于國乎?某事豈便于民乎?”樸曰:“承旨知而不言,無父風(fēng)也?!奔兌Y泣下。
右司諫陳瓘薦樸,有旨召對,樸首言: “熙寧、元豐以來,政體屢變,始出一二大臣所學(xué)不同,后乃更執(zhí)圓方,互相排擊,失今不治,必至不可勝救。”又言:“今士大夫之學(xué)不求諸己,而惟王氏之聽,敗壞心術(shù),莫大于此。愿詔勿以王氏為拘,則英材輩出矣?!辈叹簶沲喼?,他執(zhí)政三擬官,皆持之不下,復(fù)以為虔州教授。又嗾言者論樸為元祐學(xué)術(shù),不【來源:Z-x-x-k.Com】當(dāng)領(lǐng)師儒,罷為肇慶府四會令。
有奸民言邑東地產(chǎn)金寶,立額買撲②,破田疇,發(fā)墟墓,厚賂乃已,樸至,請罷之。改承事郎,知臨江軍清江縣、廣東路安撫司,主管機(jī)宜文字。欽宗在東宮聞其名,及即位,除著作郎,半歲凡五遷至國子祭酒,以疾不能至。高宗即位除秘書監(jiān)趣召未至而卒年六十五贈寶文閣待制官其子孫二人 。
樸自為小官,天下高其名。蔡京將強(qiáng)致之,許以禁從,樸力拒不見,京怒形于色,然終不害也。中書侍郎馮熙載欲邂逅見樸,樸笑曰:“不能見蔡京,焉能邂逅馮熙載邪?”居官所至有聲。在廣南,止其帥孫竢以文具勤王,不若發(fā)常賦助邊。破漕使鄭良引真臘取安南之計,以息邊患,人稱其智。樸嘗自志其墓曰:“以天為心,以道為體,以時為用,其可已矣。”蓋敘其平生云。有《章貢集》二十卷行于世。
推鞫:審問,審訊。 立額買撲:繳納額定的賦稅,租賃土地。
1.對下列句子中下劃線的字解釋不正確的一項(xiàng)是( )
A.程頤獨(dú)器 許之 許:贊許。
B.旋追官勒停 旋:不久。
C.蔡京惡樸鯁直 惡:惡劣。
D.蔡京將強(qiáng) 致之 致:招引。
2.下列對文中畫線加線的部分的斷句,正確的一項(xiàng)是( )
A.高宗即位/除秘書監(jiān)/趣召/未至而卒/年六十五/贈寶文閣待制/官其子孫二人/
B.高宗即位/除秘書監(jiān)/趣召未至/而卒年六十五/贈寶文閣待制官/其子孫二人/
C.高宗即位/除秘書監(jiān)趣/召未至而卒/年六十五/贈寶文閣待制/官其子孫二人/
D.高宗即位/除秘書監(jiān)/趣召/未至而卒/年六十五/贈寶文閣待制官/其子孫二人/
3.下列對原文有關(guān)內(nèi)容的概括和分析,不正確的一項(xiàng)是( )
A.李樸鯁直剛正,敢于直言。因進(jìn)言應(yīng)當(dāng)將隆祐太后廢置于瑤華宮這件事,而遭受審訊。
B.李樸指陳時弊,認(rèn)為不可敗壞心術(shù)。他指出熙寧、元豐以來,政體多變,如不矯正,后患無窮。
C.李樸不畏權(quán)貴,拒絕高官。蔡京想招引李樸,答應(yīng)讓他擔(dān)任帝王侍從,李樸卻堅決拒絕,蔡京沒有加害李樸。
D.李樸官位不高,但名揚(yáng)天下。他先后擔(dān)任過臨江軍司法參軍、西京國子監(jiān)教授、虔州教授、肇慶府四會縣令、承事郎等職,就職之處都留下了好名聲。
4.把文中劃橫線的句子翻譯成現(xiàn)代漢語。
(1)樸曰:“承旨知而不言,無父風(fēng)也。”純禮泣下。
(2)欽宗在東宮聞其名,及即位,除著作郎,半歲凡五遷至國子祭酒,以疾不能至。
科目:czsx 來源: 題型:閱讀理解
| A.十歲通五經(jīng)通:通曉 | B.自蜀至長安,道未振振:振作 |
| C.白益傲放益:更加 | D.白時臥廬山,辟為僚佐辟:征召,被…聘用 |
| A.因以命之衡因上疏陳事 | B.以所業(yè)投賀知章何面目以歸漢 |
| C.遂薦于玄宗而君幸于趙王 | D.白長笑而去天蒼蒼而高也 |
| A.②③④ | B.③④⑤ | C.①③④ | D.②③⑤ |
| A.李母夢見太白金星而生下李白,所以李白的名字中有“白”字。李白天賦過人,才華橫溢。 |
| B.賀知章很欣賞李白的詩才,感嘆他是遭貶的仙人。李白后經(jīng)賀知章的推薦,擔(dān)任翰林供奉。 |
| C.在朝廷上下,李白都表現(xiàn)出放蕩不羈的個性,這說明李白是個決不“摧眉折腰事權(quán)貴”的人。 |
| D.郭子儀曾有恩于李白。后來,李白受牽連下獄,郭子儀又請求用自己的官爵來贖免李白的死罪。 |
科目:gzhx 來源: 題型:閱讀理解
科目:gzhx 來源: 題型:閱讀理解
(1)(19分)①研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬性比銅強(qiáng),他設(shè)計了如下幾種方案,其中合理的是 (填序號)
A.鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出;
B.鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3、CuCl2;
C.銅片置于FeCl3溶液中,銅片逐漸溶解(2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2)
D.鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中,鐵片上有氣泡產(chǎn)生,而銅片無氣泡
E.常溫下,分別將鐵片和銅片置于濃硝酸中,鐵片不溶解,而銅片溶解
②請你另設(shè)計一個能證明鐵的金屬活動性比銅強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。要求:
a.此方案的原理不同于上述任一合理方案;
b.在方框內(nèi)繪出實(shí)驗(yàn)裝置圖并注明所需的藥品;
c.寫出實(shí)驗(yàn)過程中的主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并用相關(guān)化學(xué)用語解釋現(xiàn)象
(2)學(xué)完原電池的相關(guān)知識后,甲組同學(xué)認(rèn)為構(gòu)成原電池必須有三個條件:①活動性不同的兩極;②電解質(zhì)溶液;③閉合回路。乙組同學(xué)對條件①提出異議,認(rèn)為相同的兩極也可以構(gòu)成原電池,以下為乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置簡圖以及實(shí)驗(yàn)報告的部分內(nèi)容。請仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)報告,然后將實(shí)驗(yàn)報告補(bǔ)充完整并填在相應(yīng)的橫線上。裝置中鹽橋的作用之一是使整個裝置構(gòu)成閉合回路。
濃差電池與溫差電池
一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
1、電池中兩杯溶液及電極均相同,兩杯溶液的濃度不同,可否形成原電池
2、電池中兩杯溶液及電極均相同,兩杯溶液的溫度不同,可否形成原電池
3、電池中兩杯溶液及電極均相同,研究兩杯溶液的 對電池電壓和電流的影響
4、電池中兩杯溶液及電極均相同,研究兩杯溶液的 對電池電壓和電流的影響
二、【儀器與藥品】略。
三、【實(shí)驗(yàn)方法與步驟】
Ⅰ、實(shí)驗(yàn)方法:略。
Ⅱ、研究的步驟
㈠實(shí)驗(yàn)A:濃差電池
電解液均為硫酸銅,電極均為銅片:
1、甲燒杯中固定裝入濃度 0.8 mol/L 的硫酸銅溶液。
2、乙燒杯中分別裝入濃度 0.8 mol/L、0.4 mol/L 、0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L 的硫酸銅溶液。
3、使用銅片當(dāng)電極。測量這六種組合電池的穩(wěn)定電壓及電流,將結(jié)果記錄于表 1。
㈡實(shí)驗(yàn)B:溫差電池
電解液均為硫酸銅,電極均為銅片:(步驟略,結(jié)果記錄于表2)
四、【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】
實(shí)驗(yàn)A:濃差電池 :表1
| 甲杯硫酸銅濃度 mol/L | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| 乙杯硫酸銅濃度 mol/L | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.05 | 0.025 |
| 兩杯溶液濃度差值 | 0 | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 0.75 | 0.775 |
| 電壓 mV | 0 | 6 | 12 | 16 | 22 | 26 |
| 電流 mA | 0 | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.07 | 0.08 |
實(shí)驗(yàn)B:溫差電池:表2
| 甲杯硫酸銅溫度℃ | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 |
| 乙杯硫酸銅溫度℃ | 19 | 29 | 39 | 49 | 59 | 69 |
| 兩杯溶液溫差℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| 電壓 mV | 0 | 6.1 | 12 | 20 | 27 | 34 |
| 電流 mA | 0 | 0.025 | 0.047 | 0.07 | 0.15 | 0.18 |
五、【討論】
1、濃差電池:若硫酸銅濃差電池放電較長一段時間后,可觀察到甲杯高濃度的溶液顏色逐漸變淺,而乙杯顏色變深,而電壓也逐漸下降,同時可觀察到甲杯中銅片表面有銅析出。
這說明:甲杯中的電極反應(yīng)式為
乙杯中的電極反應(yīng)式為
電池放電一段較長時間后電壓下降的原因:
2、溫差電池(略)
六、【結(jié)論】
由上述【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】可得結(jié)論:
實(shí)驗(yàn)A: [來源:學(xué)&科&網(wǎng)Z&X&X&K]
實(shí)驗(yàn)B:(略)
甲、乙兩小組同學(xué)給你什么啟示:
科目:gzhx 來源:2010年福建省八縣(市)一中高一第二學(xué)期期末聯(lián)考化學(xué)試卷 題型:實(shí)驗(yàn)題
(1)(19分)①研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬性比銅強(qiáng),他設(shè)計了如下幾種方案,其中合理的是 (填序號)
| A.鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出; |
| B.鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3、CuCl2; |
| C.銅片置于FeCl3溶液中,銅片逐漸溶解(2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2) |
| D.鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中,鐵片上有氣泡產(chǎn)生,而銅片無氣泡 |
| 甲杯硫酸銅濃度 mol/L | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| 乙杯硫酸銅濃度 mol/L | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.05 | 0.025 |
| 兩杯溶液濃度差值 | 0 | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 0.75 | 0.775 |
| 電壓 mV | 0 | 6 | 12 | 16 | 22 | 26 |
| 電流 | 0 | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.07 | 0.08 |
| 甲杯硫酸銅溫度℃ | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 |
| 乙杯硫酸銅溫度℃ | 19 | 29 | 39 | 49 | 59 | 69 |
| 兩杯溶液溫差℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| 電壓 mV | 0 | 6.1 | 12 | 20 | 27 | 34 |
| 電流 mA | 0 | 0.025 | 0.047 | 0.07 | 0.15 | 0.18 |
科目:gzhx 來源:2010年福建省八縣(市高一第二學(xué)期期末聯(lián)考化學(xué)試卷 題型:實(shí)驗(yàn)題
(1)(19分)①研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬性比銅強(qiáng),他設(shè)計了如下幾種方案,其中合理的是 (填序號)
A.鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出;
B.鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3、CuCl2;
C.銅片置于FeCl3溶液中,銅片逐漸溶解(2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2)
D.鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中,鐵片上有氣泡產(chǎn)生,而銅片無氣泡
E.常溫下,分別將鐵片和銅片置于濃硝酸中,鐵片不溶解,而銅片溶解
②請你另設(shè)計一個能證明鐵的金屬活動性比銅強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。要求:
a.此方案的原理不同于上述任一合理方案;
b.在方框內(nèi)繪出實(shí)驗(yàn)裝置圖并注明所需的藥品;
c.寫出實(shí)驗(yàn)過程中的主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并用相關(guān)化學(xué)用語解釋現(xiàn)象
![]()
(2)學(xué)完原電池的相關(guān)知識后,甲組同學(xué)認(rèn)為構(gòu)成原電池必須有三個條件:①活動性不同的兩極;②電解質(zhì)溶液;③閉合回路。乙組同學(xué)對條件①提出異議,認(rèn)為相同的兩極也可以構(gòu)成原電池,以下為乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置簡圖以及實(shí)驗(yàn)報告的部分內(nèi)容。請仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)報告,然后將實(shí)驗(yàn)報告補(bǔ)充完整并填在相應(yīng)的橫線上。裝置中鹽橋的作用之一是使整個裝置構(gòu)成閉合回路。
![]()
濃差電池與溫差電池
一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
1、電池中兩杯溶液及電極均相同,兩杯溶液的濃度不同,可否形成原電池
2、電池中兩杯溶液及電極均相同,兩杯溶液的溫度不同,可否形成原電池
3、電池中兩杯溶液及電極均相同,研究兩杯溶液的 對電池電壓和電流的影響
4、電池中兩杯溶液及電極均相同,研究兩杯溶液的 對電池電壓和電流的影響
二、【儀器與藥品】略。
三、【實(shí)驗(yàn)方法與步驟】
Ⅰ、實(shí)驗(yàn)方法:略。
Ⅱ、研究的步驟
㈠實(shí)驗(yàn)A:濃差電池
電解液均為硫酸銅,電極均為銅片:
1、甲燒杯中固定裝入濃度 0.8 mol/L 的硫酸銅溶液。
2、乙燒杯中分別裝入濃度 0.8 mol/L、0.4 mol/L 、0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L 的硫酸銅溶液。
3、使用銅片當(dāng)電極。測量這六種組合電池的穩(wěn)定電壓及電流,將結(jié)果記錄于表 1。
㈡實(shí)驗(yàn)B:溫差電池
電解液均為硫酸銅,電極均為銅片:(步驟略,結(jié)果記錄于表2)
四、【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】
實(shí)驗(yàn)A:濃差電池 :表1
|
甲杯硫酸銅濃度 mol/L |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
|
乙杯硫酸銅濃度 mol/L |
0.8 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.05 |
0.025 |
|
兩杯溶液濃度差值 |
0 |
0.4 |
0.6 |
0.7 |
0.75 |
0.775 |
|
電壓 mV |
0 |
6 |
12 |
16 |
22 |
26 |
|
電流 mA |
0 |
0.02 |
0.04 |
0.06 |
0.07 |
0.08 |
實(shí)驗(yàn)B:溫差電池:表2
|
甲杯硫酸銅溫度℃ |
19 |
19 |
19 |
19 |
19 |
19 |
|
乙杯硫酸銅溫度℃ |
19 |
29 |
39 |
49 |
59 |
69 |
|
兩杯溶液溫差℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
電壓 mV |
0 |
6.1 |
12 |
20[來源:] |
27 |
34 |
|
電流 mA |
0 |
0.025 |
0.047 |
0.07 |
0.15 |
0.18 |
五、【討論】
1、濃差電池:若硫酸銅濃差電池放電較長一段時間后,可觀察到甲杯高濃度的溶液顏色逐漸變淺,而乙杯顏色變深,而電壓也逐漸下降,同時可觀察到甲杯中銅片表面有銅析出。
這說明:甲杯中的電極反應(yīng)式為
乙杯中的電極反應(yīng)式為
電池放電一段較長時間后電壓下降的原因:
2、溫差電池(略)
六、【結(jié)論】
由上述【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】可得結(jié)論:
實(shí)驗(yàn)A: [來源:學(xué)&科&網(wǎng)Z&X&X&K]
實(shí)驗(yàn)B:(略)
甲、乙兩小組同學(xué)給你什么啟示:
科目:gzhx 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題
| A.鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出; |
| B.鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3、CuCl2; |
| C.銅片置于FeCl3溶液中,銅片逐漸溶解(2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2) |
| D.鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中,鐵片上有氣泡產(chǎn)生,而銅片無氣泡 |
| 甲杯硫酸銅濃度 mol/L | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| 乙杯硫酸銅濃度 mol/L | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.05 | 0.025 |
| 兩杯溶液濃度差值 | 0 | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 0.75 | 0.775 |
| 電壓 mV | 0 | 6 | 12 | 16 | 22 | 26 |
| 電流 | 0 | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.07 | 0.08 |
| 甲杯硫酸銅溫度℃ | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 |
| 乙杯硫酸銅溫度℃ | 19 | 29 | 39 | 49 | 59 | 69 |
| 兩杯溶液溫差℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| 電壓 mV | 0 | 6.1 | 12 | 20 | 27 | 34 |
| 電流 mA | 0 | 0.025 | 0.047 | 0.07 | 0.15 | 0.18 |
科目:czsx 來源:2015年初中畢業(yè)升學(xué)考試(山東青島卷)數(shù)學(xué)(解析版) 題型:解答題
(本小題滿分10分)
問題提出:用n根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?
問題探究:不妨假設(shè)能搭成
種不同的等腰三角形,為探究
之間的關(guān)系,我們可以從特殊入手,通過試驗(yàn)、觀察、類比,最后歸納、猜測得出結(jié)論.
探究一:
用3根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
此時,顯然能搭成一種等腰三角形。所以,當(dāng)
時,![]()
用4根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
只可分成1根木棒、1根木棒和2根木棒這一種情況,不能搭成三角形
所以,當(dāng)
時,![]()
用5根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
若分成1根木棒、1根木棒和3根木棒,則不能搭成三角形
若分為2根木棒、2根木棒和1根木棒,則能搭成一種等腰三角形
所以,當(dāng)
時,![]()
用6根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
若分成1根木棒、1根木棒和4根木棒,則不能搭成三角形
若分為2根木棒、2根木棒和2根木棒,則能搭成一種等腰三角形
所以,當(dāng)
時,![]()
綜上所述,可得表①
| 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
探究二:
用7根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的等腰三角形?
(仿照上述探究方法,寫出解答過程,并把結(jié)果填在表②中)
分別用8根、9根、10根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的等腰三角形?
(只需把結(jié)果填在表②中)
| 7 | 8 | 9 | 10 |
|
你不妨分別用11根、12根、13根、14根相同的木棒繼續(xù)進(jìn)行探究,……
解決問題:用
根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?
(設(shè)
分別等于
、
、
、
,其中
是整數(shù),把結(jié)果填在表③中)
|
|
|
|
|
|
問題應(yīng)用:用2016根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?(要求寫出解答過程)
其中面積最大的等腰三角形每個腰用了__________________根木棒。(只填結(jié)果)
科目:czsx 來源: 題型:
問題提出:用n根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?
問題探究:不妨假設(shè)能搭成
種不同的等腰三角形,為探究
之間的關(guān)系,我們可以從特殊入手,通過試驗(yàn)、觀察、類比,最后歸納、猜測得出結(jié)論.
探究一:
(1)用3根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
此時,顯然能搭成一種等腰三角形。所以,當(dāng)
時,![]()
(2)用4根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
只可分成1根木棒、1根木棒和2根木棒這一種情況,不能搭成三角形
所以,當(dāng)
時,![]()
(3)用5根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
若分成1根木棒、1根木棒和3根木棒,則不能搭成三角形
若分為2根木棒、2根木棒和1根木棒,則能搭成一種等腰三角形
所以,當(dāng)
時,![]()
(4)用6根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
若分成1根木棒、1根木棒和4根木棒,則不能搭成三角形
若分為2根木棒、2根木棒和2根木棒,則能搭成一種等腰三角形
所以,當(dāng)
時,![]()
綜上所述,可得表①
|
| 3 | 4 | 5 | 6 |
|
| 1 | 0 | 1 | 1 |
探究二:
(1)用7根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的等腰三角形?
(仿照上述探究方法,寫出解答過程,并把結(jié)果填在表②中)
(2) 分別用8根、9根、10根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的等腰三角形?
(只需把結(jié)果填在表②中)
|
| 7 | 8 | 9 | 10 |
|
|
你不妨分別用11根、12根、13根、14根相同的木棒繼續(xù)進(jìn)行探究,……
解決問題:用
根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?
(設(shè)
分別等于
、
、
、
,其中
是整數(shù),把結(jié)果填在表③中)
|
|
|
|
|
|
|
|
問題應(yīng)用:用2016根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?
(要求寫出解答過程)
其中面積最大的等腰三角形每個腰用了__________________根木棒。(只填結(jié)果)
科目:czsx 來源:2015-2016學(xué)年山東省東營市懇利縣八年級上學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試卷(解析版) 題型:解答題
問題提出:用n根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?
問題探究:不妨假設(shè)能搭成
種不同的等腰三角形,為探究
之間的關(guān)系,我們可以從特殊入手,通過試驗(yàn)、觀察、類比,最后歸納、猜測得出結(jié)論.
探究一:
用3根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
此時,顯然能搭成一種等腰三角形。所以,當(dāng)
時,![]()
用4根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
只可分成1根木棒、1根木棒和2根木棒這一種情況,不能搭成三角形
所以,當(dāng)
時,![]()
用5根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
若分成1根木棒、1根木棒和3根木棒,則不能搭成三角形
若分為2根木棒、2根木棒和1根木棒,則能搭成一種等腰三角形
所以,當(dāng)
時,![]()
用6根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
若分成1根木棒、1根木棒和4根木棒,則不能搭成三角形
若分為2根木棒、2根木棒和2根木棒,則能搭成一種等腰三
角形
所以,當(dāng)
時,![]()
綜上所述,可得表①
| 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
探究二:
用7根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的等腰三角形?
(仿照上述探究方法,寫出解答過程,并把結(jié)果填在表②中)
分別用8根、9根、10根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的等腰三角形?(只需把結(jié)果填在表②中)
| 7 | 8 | 9 | 10 |
|
你不妨分別用11根、12根、13根、14根相同的木棒繼續(xù)進(jìn)行探究,……
解決問題:用
根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?
(設(shè)
分別等于
、
、
、
,其中
是整數(shù),把結(jié)果填在表③中)
|
|
|
|
|
|
問題應(yīng)用:用2016根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余
),能搭成多少種不同的等腰三角形?(要求寫出解答過程)
其中面積最大的等腰三角形每個腰用了__________________根木棒。(只填結(jié)果)
科目:czsx 來源: 題型:
問題提出:用n根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?
問題探究:不妨假設(shè)能搭成m種不同的等腰三角形,為探究m與n之間的關(guān)系,我們可以從特殊入手,通過試驗(yàn)、觀察、類比,最后歸納、猜測得出結(jié)論.
探究一:
(1)用3根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
此時,顯然能搭成一種等腰三角形.所以,當(dāng)n=3時,m=1
(2)用4根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
只可分成1根木棒、1根木棒和2根木棒這一種情況,不能搭成三角形,所以,當(dāng)n=4時,m=0
(3)用5根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
若分成1根木棒、1根木棒和3根木棒,則不能搭成三角形
若分為2根木棒、2根木棒和1根木棒,則能搭成一種等腰三角形,所以,當(dāng)n=5時,m=1
(4)用6根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的三角形?
若分成1根木棒、1根木棒和4根木棒,則不能搭成三角形
若分為2根木棒、2根木棒和2根木棒,則能搭成一種等腰三角形,所以,當(dāng)n=6時,m=1
綜上所述,可得表①
| n | 3 | 4 | 5 | 6 |
| m | 1 | 0 | 1 | 1 |
探究二:
(1)用7根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的等腰三角形?
(仿照上述探究方法,寫出解答過程,并把結(jié)果填在表②中)
(2)分別用8根、9根、10根相同的木棒搭成一個三角形,能搭成多少種不同的等腰三
角形?(只需把結(jié)果填在表②中)
| n | 7 | 8 | 9 | 10 |
| m |
你不妨分別用11根、12根、13根、14根相同的木棒繼續(xù)進(jìn)行探究,…
解決問題:用n根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?
(設(shè)n分別等于4k﹣1、4k、4k+1、4k+2,其中k是整數(shù),把結(jié)果填在表 ③中)
| n | 4k﹣1 | 4k | 4k+1 | 4k+2 |
| m |
問題應(yīng)用:用2016根相同的木棒搭一個三角形(木棒無剩余),能搭成多少種不同的等腰三角形?(要求寫出解答過程)
其中面積最大的等腰三角形每個腰用了__________根木棒.(只填結(jié)果)
國際學(xué)校優(yōu)選 - 練習(xí)冊列表 - 試題列表
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com