高三物理第一轮复习教学案

1.功和功率

(1)功的概念(2)功的定义式

(3)合力的功计算方法(4)变力的功计算方法

(5)功率的定义式(6)平均功率的计算方法

(7)瞬时功率的计算方法(8)牵引力功率的计算

(9)汽车启动的两种方式

2.机械能

(1)动能的表达式(2)动能与动量的关系式

(3)重力势能的表达式(4)弹性势能的概念

3.功和能的关系

(1)功能关系(2)重力做功与重力势能变化的关系

(3)弹力做功与弹性势能变化的关系(4)合外力做功与动能变化的关系(动能定理)

(5)除重力弹力外其他力做功与机械能变化的关系

(6)滑动摩擦力做功与摩擦生热的关系_____________________________________________

4.守恒定律

(1)机械能守恒定律条件内容

表达式____________________________________________

(2)能的转化和守恒定律内容________________________________________________________________________

表达式____________________________

【分类典型例题】

题型一：应用动能定理时的过程选取问题

解决这类问题需要注意：对多过程问题可采用分段法和整段法

处理，解题时可灵活处理，通常用整段法解题往往比较简洁.

［例1］如图4-1所示,••质量m=2Kg的铅球从离地面H=2m高处

自由下落，陷入沙坑h=2cm深处，求沙子对铅球的平均阻力.(g取

1Orn/s2)

［解析］方法一:分段法列式

设小球自由下落到沙面时的速度为v,则mgH=mv2/2-0

设铅球在沙坑中受到的阻力为F,则mgh-Fh=0-mv2/2H

代入数据，解得F=2020N

方法二:整段法列式

全过程重力做功mg(H+h),进入沙坑中阻力阻力做功-Fh,

从全过程来看动能变化为0,得mg(H+h)-Fh=0,代入数值图4-1

得F=2020N.

［变式训练1］一个物体从斜面上高h处山静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后

停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为S,如图4-2,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞

作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同.

题型二:运用动能定理求解变力做功问题图42

解决这类问题需要注意:恒力做功可用功的定义式直接求解，变力,“一--,.能定理并

利用其它的恒力做功进行间接求解.

［例2］如图4-3所示,AB为1/4圆弧轨道,BC为水平轨道，圆A日

弧的半径为R,BC的长度也是R.一质量为m的物体，与两个轨道间V图43

的动摩擦因数都为由当它山轨道顶端A从静止开始下落时,恰好运\

动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为()、--------------

A.|imgR/2B.mgR/2C.mgRD.(1-p)mgRRC

［解析］设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB,物体由A到C全过程，由动能定理,

有

mgR-WAB-jimgR=0所以.WAB=mgR-pmgR=(l-g)mgR答案为D

［变式训练2］质量为m的小球用长为L的轻绳悬于。点，如

右图4-4所示，小球在水平力尸作用下由最低点P缓慢地移到Q

点，在此过程中尸做的功为()\

A.FLsindB.mgLcosO

C.mgL(1—cos。)D.FLtanO图4-4：\

题型三:动能定理与图象的结合问题:

解决这类问题需要注意:挖掘图象信息，重点分析图象的坐标、POm

切线斜率、包围面积的物理意义.

［例3］静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在

水平拉力户作用下，沿x轴方向运动，拉力厂随物块所在

位置坐标x的变化关系如图4-5所示，图线为半圆.则小

物块运动到X。处时的动能为()

1„C兀c72

A.0B.2工C,—F„,XQD.—x0

［解析］由于水平面光滑，所以拉力F即为合外力,F随

位移X的变化图象包围的面积即为F做的功，设X。处的动能为EK山题能走理得:

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EK-O=9£,X°=?X；=9E；答案:C

4oZ

［变式训练3］在平直公路上，汽车由静止开始作匀加速运动，当速度达到Vm后立即

关闭发动机直到停止，v-t图像如图4-6所示。设汽车的牵引力为F,摩擦力为f,全过程中牵

引力做功W1,克服摩擦力做功W2，贝

A.F：0：3B.F：f=4：1

C.W,：W2=l：1D.Wl：W2=l：3

题型四:机械能守恒定律的灵活运用

解决这类问题需要注意:灵活运用机械能守恒定律的三种表

达方式:1.初态机械能等于末态机械能,2.动能增加量等于势能减

少量,3.•个物体机械能增加量等于另一个物体机械能减少量.后

两种方法不需要选取零势能面.

［例4］如图4-7所示，粗细均匀的U形管内装有总长为4L

的水。开始时阀门K闭合，左右支管内水面高度差为乙打开

阀门K后，左右水面刚好相平时左管液面的速度是多大？（管

的内部横截面很小，摩擦阻力忽略不计）图4-7

［解析］由于不考虑摩擦阻力，故整个水柱的机械能守恒。从初始状态到左右支管水面相

平为止，相当于有长〃2的水柱由左管移到右管。系统的重力势能减少，动能增加。该过程中，

整个水柱势能的减少量等效于高L/2的水柱降低L/2重力势能的减少。不妨设水柱总质量为

8相，则m得丫=、陛。

22V8

［变式训练4］如图4-8所示，游乐列车由许多节车厢组成。列车全长为L,圆形轨道半径

为R,5远大于•节车厢的高度力和长度/,但2>2认）.已知列车的车轮是卡在导轨上的光滑

槽中只能使列车沿着圆周运动，在轨道的任何地方都不能脱轨。试问：在没有任何动力的情况

下，列车在水平轨道上应具有多大初速度用,才能使列车通过圆形轨道而运动到右边的水平

轨道上？

【能力训练】

1.如图4-9所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另■端固定在墙上P点，已知物体的质量

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m

为/w=2.0kg,物体与水平面间的动摩擦因数〃=0.4,弹簧的劲度系数A=200N/m.现用力F拉物

体，使弹簧从处于自然状态的。点由静止开始向左移动10cm,这时弹簧具有弹性势能

Ep=\M,物体处于静止状态.若取g=10m/s2,则撤去外力产后（）

A.物体向右滑动的距离可以达到12.5cm

B.物体向右滑动的距离一定小于12.5cm

C.物体回到。点时速度最大_

图4-9

D.物体到达最右端时动能为0,系统机械能不为0

2.一辆汽车在水平路面上原来做匀速运动，从某时刻开始，牵引力F和阻力f随时间t的变化

规律如图4-10a所示。则从图中的力到t2时间内，汽车牵引力的功率P随时间t变化的

关系图线应为图4-10b中的（）

3.如图4-11所示，粗细均匀、全长为h的铁链，对称地挂在轻小光滑的定

滑轮上.受到微小扰动后，铁链从静止开始运动,当铁链脱离滑轮的瞬

间，其速度大小为（）

A./ghB.C.D.y[2gh

4.如图4-12所示，两个底面积都是S的圆桶，放在同一水平面

上，桶内装水，水面高度分别为包和〃2,如图所示.已知水的密

度为0,现把连接两桶阀门打开，最后两桶水面高度相等，则

在这过程中重力做的功等于（）

A.pgS（h「h2）B.~二

cpgsjh,-h2y口pgs出-外丫

42

5.如图4-13所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩

到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由“T6TC的运动过程中c______

（）J°

A.小球和弹簧总机械能守恒

B.小球的重力势能随时间均匀减少

C.小球在6点时动能最大

图4-13

D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

6.如图4-14所示，一轻弹簧一端固定于。点，另一端系一重物，将重物

从与悬点。在同•水平面且弹簧保持原长的N点无初速度释放，让它

自由摆下.不计空气阻力，则在重物由A点摆向最低点B的过程中

（）

A.弹簧与重物的总机械能守恒B.弹簧的弹性势能增加

C.重物的机械能不变D.重物的机械能增加

图4-14

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7.如图4-15所示，质量为根的物体置于光滑水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体

上，另一端在力尸作用下，以恒定速率均竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳与水平

方向夹角a=45。过程中，绳中拉力对物体做的功为七条必

Avo

।―ri—fl--r

\2乙

A.—mv（）B.mv（）,C.—mv（）D.---

4

图4-15

8.如图4-16所示，,物体以一定的速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功名；若该物

体从4沿两斜面滑到B',摩擦力做的总功为%,已知物体与各接触面的动摩擦因数均相

同，则（）&a!

A.%=%B.%>必

C.W[<W2D.不能确定名、名大小关系

9.有一斜轨道AB与同材料的1/4圆周轨道BC圆滑相接，数据

如

图4-17所示，D点在C点的正上方，距地面高度为3R,现让

一个小滑块从D点自由下落，沿轨道刚好能滑动到A点，则它

从A点沿轨道自由滑下，能上升到的距地面最大高度是（不计空

气阻力）图4-17

B.2R

C.在0与R之间D.在R与2R之间

好4

10.一根木棒沿水平桌面从A运动到B,如图4-18所示，若棒与桌面///M

间的摩擦力大小为f,则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做乙/,/

的功各为（）市三书

A.—fs,"fsB.fs,—fs

C.0,—fsD.-fs,0图4-18

11.将•物体从地面竖直上抛，物体上抛运动过程中所受的空气阻力

大小恒定.设物体在地面时的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地的过程中，物体的

机械能E与物体距地面高度h的关系正确的是图4-19中的（）

图4-19

12.如图4-20所示，质量分别为2m和3〃i的两个小球固定在一根

图4-20

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B

直角尺的两端/、B,直角尺的顶点。处有光滑的固定转动轴。

AO,80的长分别为2乙和心开始时直角尺的/0部分处于水

平位置而8在O的正下方。让该系统由静止开始自由转动,

求：⑴当N到达最低点时，/小球的速度大小为

⑵8球能上升的最大高度为

⑶开始转动后B球可能达到的最大速度为_______________________________________

13.如图4-21所示，面积很大的水池,水深为，，水面上浮着一正方体木"।

块，木块边长为d密度为水的1/2,质量为机开始时，木块静止，有一半没二7三杆

入水中，现用力厂将木块缓慢地压到池底，不计摩擦，求：(1)从木块刚好三二三

完全没入水中到停在池底的过程中，池水势能的改变量

为.(2)从开始到木块刚好完全没入水的过程中，力尸所做ra,91

的功为.

14.在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平固定长木板上，如图4-22〃所示，用力沿水

平方向拉木块，拉力从0开始逐

渐增大.分别用力传感器采集拉

力和木块所受到的摩擦力，并用

计算机绘制出摩擦力写随拉力F

的变化图像，如图4-226所示.

一知木块质量为0.78kg.取重力加

速度g=10m/s2,sin37°=0.60,

cos37°=0.80.(1)求木块与长木

板间的动摩擦因数.(2)若木块在

与水平方向成37。角斜向右上方

的恒定拉力/作用下，以6t=2.0m/s2

的加速度从静止开始做匀变速直

线运动，如图4-22c所示.拉力大小应为多大？

(3)在(2)中力作用2s后撤去拉力F,求运动过程中摩擦力对木块做的功.

15.图示4-23装置中，质量为m的小球的直径与玻璃管内径接近，封闭玻璃管内装满了液体,

液体的密度是小球的2倍，玻璃管两端在同一水平线上，顶端弯成•小段圆弧。玻璃管的

高度为H,球与玻璃管的动摩擦因素为M(p<

tg370=j,小球山左管底端由静止释放，试求:

(1)小球第一次到达右管多高处速度为零？

(2)小球经历多长路程才能处于平衡状态？

16.如图4-24所示，一劲度系数为Q800N/m的轻弹簧两端各焊接着

两个质量均为m=12kg的物体/、B。开始时物体/、8和轻弹簧

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立静止在水平地面上，现要在上面物体4上加一竖直向上的力F,

使物体力开始向上做匀加速运动，经0.4s物体8刚要离开地面，

设整个过程中弹簧都处于弹性限度内，取g=10m/s2。

求：此过程中外力厂所做的功。

图4-24

17.如图4-25所示，倾角为Q的光滑斜面上放有两个质量均为

m的小球力和B,两球之间用一根长为L的轻杆相连，下面

的小球B离斜面底端的高度为九两球从静止开始下滑，不

计

球与地面碰撞时的机械能损失，且地面光滑。

求：（1）两球在光滑水平面上运动时的速度大小；

图4-25

（2）此过程中杆对X球所做的功；（3）分析杆对力球做功的情况。

专题8参考答案:

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［变式训I练］

整

l.h/s2.B3.BC4.v0>2R

【能力训练】

l.BD2.C3.C4.C5.AD6.AB7.B8.A

9.A10.CH.B12.(1)(8gL/H),/2(2)L(l+sinl6°)(3)(4gL/H),/2

13.(l)2mg(H-a)(2)3mg/414.(l)p=0.4(2)F=4.5N(3)Wf=-14.4J

15.(l)8|iH/(4|i+3)(2)5H/4p

16.FFF=49.5J

17.(1)v=yj2gh+gLsin0(2)W=--mgLsin0

(3)当系统在斜面和水平面上运动时，/、8的运动状态相同，杆中无作用力，杆对力不做

功；当6球从斜面进入水平面，而力球仍在斜面上运动时，A.5的运动状态不同，此过程

中杆对力球做功。

专题六句路的分析问题(1课时)

【考纲要求】

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内容要求说明

电流电动势电阻定律电阻的串联与并联I

逻辑电路设计和定量计算不作

电功电功率焦耳定律简单的逻辑电路I

要求

欧姆定律闭合电路欧姆定律II

【重点知识梳理】

1.的定向移动形成电流。通过导体横截面积的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t

的比值称为电流，则有1=。导线中的电场线保持与导线平行。电动势是描述电源

把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在

电源内从负极送到正极所做的功的大小。E=，其值也等于电源没有接入外电路时

两极间的电压。

2.电阻定律：导体的电阻R跟它的长度L成,跟它的横截面积S成。写成公

式，则有。此式中的比例常数是,它与、有关。

3.部分电路欧姆定律：导体中的电流I跟导体两端的电压U成,跟导体的电阻

成o写成公式。其适用条件是。

4.电功公式亚=。电热公式、=。在纯电阻电路中，W_Q,在非纯电阻

电路中，W—Qo电功率公式P=。热功率公式P=。

5.闭合电路欧姆定律

（1）内容：闭合电路中的电流，跟电源的电动势成，跟整个电路的电阻成—。

（2）公式或«

（3）路端电压的关系式oR增大，I,当R-8（断路）时，I；

R减小，I,当R=0（短路），I。

6.电源的有关功率和电源的效率：（1）电源的总功率P,^:（2）电源的输出

功率P#,=;（3）电源的内部发热功率P^=；（4）电源的效

率〃=。

7.简单的逻辑电路

（1）“与”门电路：»其电路符号

（2）“或''门电路：.其电路符号

（3）“非"门电路：<.其电路符号

【分类典型例题】

题型一：直流电路的动态分析

解决这类问题需要注意：按局部（R的变化）一

全局（I总、U溜的变化）一局部（U分、I分的变化）

的逻辑思维进行分析推理。

［例1］在如图1所示的电路中，滑动变阻器的

滑动触点向b端移动时（）

A.电压表V的读数增大，电流表A的读数减小

B.电压表V和电流表A的读数都增大

C.电压表V和电流表A的读数都减小

D.电压表V的读数减小，电流表A的读数增大

［解析］滑动变阻器的滑动触点向b端移动时,R3接入电路中的阻值变大，使得Ig减小，

内电压减小，由U=E-Ir得外电压U外增大，即电压表读数增大。电阻Ri中的电流减小，电

压减小，电阻R2两端的电压（U2=U*-UP增大，电流也增大,电阻R3中的电流（I3=Ifi-12）

减小，即电流表读数减小。答案：Ao

［变式训练1］在图2所示的电路中，观察三只小灯泡亮度

变化和两只电压表变化情况，如果滑动变阻器的滑片P由a端

滑至b端，电压表V1示数变化的绝对值为△U1,电压表V2示

数变化的绝对值为△5,则下列说法正确的有（）

A.L］、L3变暗，L2变亮

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B.L3变暗，Li、L2变亮

C.AUt<AU2

D.△Ui>△6

2.如图3所示电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，

B灯变亮，则故障可能是（）

A.r短路B.R,断路C.R3断路D.R,短路

题型二：电路中的能量转企

解决这类问题需要注意：一是能量转化的方向问题；二是能量转化量的计算问题。

［例2］环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总

质量加=3xl（）3kg。当它在水平路面上以u=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流

/=50A,电压。=300V。在此行驶状态下，求：

（1）驱动电机的输入功率「必。

（2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率尸机，求汽车所

受阻力与车重的比值。（g取lOm/s?）

（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其它条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积。

26

已知太阳辐射的总功率Po=4xl0W,太阳到地球的距离r=1.5xl0"m,太阳光传播到达地

面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。

［解析］（1）驱动电机的输入功率尊=/U=L5xl（）4w。

（2）在匀速行驶时4=0.9烯=&=户，/=?争

汽车所受阻力与车重之比上=0.045。

mg

（3）当太阳垂直电池板入射时，所需电池板面积最小，设其为S,距太阳中心为尸的球面面

积5。=4口2

若没有能量损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为P,则二=:，

Pos。

设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为尸，则尸=（1-30%）P'所以

Pvps

-----------=—,由于心=15%P,所以电池板的最小面积5=-^=101m2»

^（1-30%）电0.7舔

［变式训练2］如图4所东，电源电动势E=14V,内阻r=l欧，小灯泡L标有“2V,

4W”，电动机的内阻％=0.5欧，当变阻器调到&=1欧时，

电灯和电动机iE常工作。求：人

（1）电动机两端电压；

（2）电动机输出的机械效率；

（3）电源的总功率。

题型三：伏安特性曲线应用-------1|—------

解决这类问题需要注意:掌握电源与电阻的伏安特性曲线ErS

的物理意义，其交点表示两者电流I相同，电压U也相同，图4

可求出实际功率。’

［例3］：小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，某同学为研究这一现象，用实验得

到如下数据（/和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：

/(A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50

u（v）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00

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(1)在图5甲中画出实验电路图，可

用的器材有：电压表、电流表、滑动

变阻器(变化范围0〜10。)、电源、

小灯泡、开关、导线若干。

(2)在图3乙中画出小灯泡的。一/

曲线。

(3)现有一电池的电动势是1.5V,

内阻是2.00。问：将本题中的小灯

泡接在该电源的两端，小灯泡的实际

功率是多少？(简要写出求解过程；

若需作图，可直接画在第(2)小题的

方格图中)

［解析］(1)如图6甲所示(提示:

测灯泡伏安特性曲线要求电压从零开

始，采用分压器)。

(2)如图6乙所示。

(3)由于小灯泡的电阻是变化的，若

用代数法计算，则无从算起。据电动

势是L5V,内阻是2.0。，作出电源

的伏安特性曲线。=七一"，与灯泡

的伏安特性曲线交与U=0.8V、

/=0.35A,因此，灯泡的实际功率是P=U7=2.8W。

［变式训练3］如图7甲所示，直线4和8分别为电源。、6的路端电压与电流的关系图

像。设两个电源的内电阻分别为二和〃，若将一定阻值的电阻以分别接到“、6两电源上,

通过&的电流分别为Ia和Ih,则（

A.ra=rh,Ia=Ih

B-。小/“〉4

Cra>rh,Ia=Ih

D-〃（加1a<h

甲

图7

【能力训练】

1.如图所示，是两个大小不同的电阻的I-U图线，那么

高中物理共140页，第11页III

A.电阻大的应是图线A

B.电阻大的应是图线

c.两电阻串联后的i-u图线在区域ni

D.两电阻并联后的I-U图线在区域山

2.两根材料和长度都相同的均匀电阻丝R1和R2,Ri横截面积较大，在它们上面用少许凡士

林粘几根火柴棒，当两端并联在电源后，若不计散热，则

（）

A.Ri的火柴棒先掉下来

B.R2的火柴棒先掉下来

C.%、R2的火柴棒同时掉下来

D.无法判断哪根电阻丝上的火柴棒先掉下来

3.如图将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭和的圆环，接入电路

中，电路与圆环的0点固定，P为与圆环良好接触的滑动头。

闭和开关S,在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量

将（）

A.由小变大B.由大变小C.先变小后变大D.先变大后变小

4.下列是基本门电路组成的逻辑电路，其中能使小灯泡发光的是（)

+5V+5V

5.

率是15W05101520

④改变外电阻的阻值时该电池组的最大输出功率可达

20W

A.只有①③正确B.只有①②正确

C.只有④正确D.只有①③④正确

6.先后按图中（1）和（2）所示电路测同一未知电阻的阻值氏，已知两电路的路端电压恒

定不变，若按图（1）所示电路测得电压表示数为6V,电流表示数为2mA,那么按图（2）

所示电路测得的结果是（）

A.电压表示数为6V,电流表示数为2mA

B.电压表示数为6V,电流表示数小于2mA

C.电压表示数小于6V,电流表示数小于2mA

D.电压表示数小于6V,电流表示数大于2mA

7.如图所示，电源内阻不可忽略，已知Ri为半导体热敏电阻，R2为镒铜合金制成的可变电

阻，当发现灯泡的亮度逐渐变暗时，可能的原因是（）

A.R的温度逐渐降低

B.R受到的可见光的照射

C.R2的阻值逐渐增大

D.R,的阻值逐渐减小

8.经过精确校准的电压表Vi和V2,分别用来测量某线路中电阻R两

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b

端a、b间的电压时，如图所示，读数依次为12.7V和12.3V,则

A.a、b间的实际电压略大于12.7V

B.a、b间的实际电压略小于12.7V

C.电压表V1的内阻大于电压表V2的内阻

D.电压表V］的内阻小于电压表V2的内阻

9.如图所示电路，闭合开关时灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引

起的，在不能拆开电路的情况下（开关可闭合，可断开），现用一个

多用电表的直流电压档、直流电流档和欧姆档分别对故障作出如下

判断（如表所示）

次序操作步骤现象和结论

1闭合开关，选直流电压档，红黑表笔分别接a、b有示数，灯断路，无示数，灯

短路

2闭合开关，选直流电流档，红黑表笔分别接a、b有示数，灯断路，无示数，灯

短路

3闭合开关，选欧姆档，红黑表笔分别接a、b指针不动，灯断路，指针偏转，

灯短路

4断开开关，选欧姆档，红黑表笔分别接a、b指针不动，灯断路，指针偏转，

灯短路

以上判断正确的是（）

A.只有1、2对B.只有3、4对C.只有1、2、4对D.全对

10.某居民家中的电路如图所示，开始时各部分均正常工作,将电饭煲的插头插入三孔插座

后，正在烧水的电壶突然不能工作，但电灯仍然正常发

光，拔出电饭煲的插头

（1）把试电笔分别插入插座的左、右插孔，须管均能发光，

贝U（）

A.仅电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障

B.仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障

C.仅导线A、B断路

D.因插座用导线接地，所以发生了上述故障

（2）用电压表测得A、B间电压Uab=0,测得C、B间电压

0^=2207,则电路故障是上述选项中的。

11.电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一

般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同。图①为某种电热式电器的简化电路图，主

要元件有电阻丝Ri、R2和自动开关

（1）当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？

（2）用电器由照明电路供电（U=220V）,设加热时用电器的电功率为400W,保温时用电

器的电功率为40W,则Ri和R2分别为多大？

（3）若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D,如图②所示，其他条件不变，

求该用电器工作1小时消耗的电能。R2R,

—11—1~I1—1

12.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下表的技术参数：图①

规格后轮驱动直流永磁毂电机

高中物理共140页，第13页

车型26”电动自行车额定输出功率120W

整车质量30kg额定电压40V

最大载重120kg额定电流3.5A

质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力f恒为车和人总重的Q0.02

倍。取g=10m/s2,求：

(1)此车的永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率；

(2)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。

专题六参考答案:

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[变式训练工解析：小球离开锥面前，T^mgcos0+mLsin20-a）2,其中，。表示悬线

与竖直方向的夹角，乙表示摆长。小球离开锥面后，T=mLco\可知C项正确。

答案：Co

题后反思：本题涉及到圆锥摆运动模型，要求考生通过受力分析和临界分析，抓住向心

力的变化情况，从而顺利求解。

1,

1.C（小球做平抛运动，由〃=]g/-可确定A选项；由5=%/可确定B选项；由s=W

可确定D选项。不能确定的是C选项）。

2.C（据物体做直线运动的条件知，探测器加速直线运动时所受重力和推力的合力应沿

倾斜直线，故喷气方向应偏离直线向后下方；探测器匀速运动时，探测器所受合力为零，探

测器通过喷气而获得推动力应竖直向上，故喷气方向应竖直向下。故正确答案为C）

3.C（对小球进行受力分析，小球受到两个作用力，即重力和杆对小球的作用力，两个

力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律就可得C正确。）

4.D国际空间站绕地球作圆周运动，处于失重状态.水银气压计利用空气压力与水银

柱重力平衡测定气压，故水银气压计无法使用；天平利用两侧重力平衡测定质量，故天平

无法使用；摆钟摆动的动力为重力，故摆钟无法使用；多用电表与重力无关，故仍可使用。

MmR3

5.AB（/=G-可得土星对土卫六的万有引力更大；有开普勒定律得：=,

R2T2

可知土卫五的公转周期更小;根据0=根据u=

土卫五的公转线速度大。）

MmV2

6.D万有引力提供向心力，山牛顿第二定律得G==//m=〃?一，可以确定，离太

rr

阳越远向心加速度和线速度都越小，故AB都不正确；山题干提供的信息“这是6万年来火星

距地球最近的一次”，可知C选项不正确。故正确答案为D。

Mmv2~

7.C（由G———m—=mr——可知，C正确）

r2rT2

47r2俨47r2

8.AD（由加g=知，A正确；由一=Rr，因两颗天体半径及不确定，

T2RT2

Mm4万2M34

故B不正确。由G—/=根/?、知，C不正确；由P=——=—7得口正确。故选AD）

R2T2VGT2

9.AD（若该环是土星的一部分，由v=Rco,则丫8夫；若该环是土星的卫星群，由

GMmiW=mj/R,则/皿/心故选项AD正确。）

10.AD（如果万有引力不足以充当向心力，星球就会解体，据万有引力定律和牛顿第二

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定律得：6粤=加年火得T=2兀,又因为麻9孙川，所以公网）

R2T2\GM3\Gp

11.CD（本题考查学生对第一宇宙速度的理解，以及对卫星能沿椭圆轨道运动条件的理

解。本题极易错选A）

12.①.%一*；②6.8rad/s（6.75〜6.84都对）

7（〃一l）r

13.解析：机车拐弯处视为圆周运动，此时向心力是由火车的重力和轨道对火车的支持

力来提供的，如图所示。设轨道与水平面的夹角为8,则

sin^=—

L

由向心力公式和几何关系可得：

y〃

m2tan0=m——，tan0=/:

R

解得：v=Jg7?—

14.解：（1）汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路

面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有

V2

Fm=0.6mg>m—

r

由速度v=30m/s,得弯道半径r>150m；

（2）汽车过拱桥，看作在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时;根据向心力公式

.V2

有：mg-F^rm—

v2

为了保证安全，车对路面间的弹力尺必须大于等于零。有mg>m—

则/?>90mo

15.解：（1）由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜

面平行，否则小球会弹起，所以、=y（）tan53。

勺2=2gh

代入数据，得vy=4m/s,%=3m/s

（2）由+=gf］得。=0.4s

s=v0/i=3><0,4m=1.2m

（3）小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度a=

初速度〔）=+i）y=5m/s

H1

飞河=叱+铲?

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2

代入数据，整理得4/2+5/2-26=0

13

解得t2=2s或与=---s（不合题意舍去）

所以f=九+，2=2.4s

16.解析：（1）把滑雪爱好者着地时的速度K分解为如图所示的VO、Vy两个分量

由h=-gf-

解得/=0.5sP^JV0

则Vy=g/=5m/sUyL-'g

又vy=votan45°

解得v0=5m/s

着地点到平台边缘的水平距离：x=v0/=2.5m

（2）滑雪者在平台上滑动时，受到滑动摩擦力作用而减速运动，由动能定理得

解得：v=7m/s

即滑雪者的初速度为7m/s。

17。解：（1）物体的水平位移相同，说明物体离开8点的速度相同，物体的速度大于皮

带的速度，一直做匀减速运动。

（2）当co=10rad/s时，物体经过B点的速度为%=火。=1m/s①

平抛运动：h=^gt2②

5=vBt③

解得：片Is,h=5m④

（3）当①>30rad/s时，水平位移不变，说明物体在48之间一直加速，其末速度

=—=3m/s⑤

根据匕2-f=24s⑥

当0<（v<1Orad/s时，2/igL=片-裔⑦

当吟3Orad/s时，2Mg£二-y；2〃g£=一片⑧

解得：vo=y/5m/s⑨

题后反思：本题以传送带上物体的运动为背景，涉及到直线运动、牛顿定律、圆周运动、

平抛运动等较多知识点，过程多，情景复杂，对考生综合应用能力要求较高。

18.解：