具有磁矩的原子核在外磁场中将發生能级分裂核磁矩以不同取向绕外磁场回旋。当另一个垂直于外磁场的射频磁场同时作用于核上并且其照射磁场的频率等于核在外磁场中的回旋频率时即发生核磁共振，处于低能级的核跃迁到高能级产生相应的吸收信号。 1.1.2 磁性原子在外加磁场中行为特性 在常温下對于氢核， H0=1.4092T,T=300K, 利用低能级的原子核向高能级跃迁时产生的核磁共振吸收研究其核磁共振波谱 射频照射样品时，低能态的核吸收电磁波向高能态跃迁理论上讲，会很快使高能态达到饱和但实际并非如此。 高能态的原子核会以非辐射的形式放出能量回到低能态——驰豫过程 1.2 产生核磁共振的必要条件 共振条件 2.1 化学位移 § 2.2 峰裂分数与裂分峰面积之比 峰裂分数与裂分峰面积之比 峰裂分数 峰裂分数 弱偶合体系的谱圖简单，称一级谱图强偶合体系的谱图复杂，称二级谱图 如果含有几种偶合组则第一种用A，BC……表示，第二种用KL，M……表示第彡种用X，YZ……表示。 在一个核组中若这些核磁不等价，用同一字母表示但字母要加撇，如AA’BB’系统如单取代苯的五个质子构成AA’BB’C系统。 常见的自旋系统 （1）AX系统 一级谱图 如：HF、HC CF、HCCl2F等 偶合常数与结构的关系 偶合常数的表示 Ja 偶合常数的正负号：如果两个核自旋平行的組合态为较高能态自旋反平行态为较低能态，则规定他们之间的偶合常数为正值反之为负值。一般来说相互偶合的两个1H核的相隔化學键数目为奇数时为正值，偶数时为负值 偶合常数与分子结构的关系 同碳偶合J同 一般为负值数值与结构有关。大多数sp3杂化氢为-10~-15赫sp2杂化為+2~-2赫，环丙烷类为-3~-9 电负性取代基影响：电负性增加，α氢J同增加β氢J同降低。 邻位π键的影响（C=C、C=O等）：使J同减小 ∠HCH键角的影响： 鄰位偶合常数（J邻，3JJH—C—C—H）一般为正值，自由旋转：~7Hz固定构象：0-18Hz 饱和型 烯型：J反>J顺，J顺：6-14HzJ反：-18Hz 取代基电负性增加，偶合常数变小 芳环上氢的偶合：包括邻位、间位、对位三种偶合，都为正值邻位较大，间位次之对位很小。 远程偶合：超过三个键的偶合作用 饱囷型 二面角的影响：Karplus公式 烯型 J反>J顺J顺：6-14Hz，J反：-18Hz 取代基电负性增加偶合常数变小。 远程偶合超过三个键的偶合作用 常见的13C-NMR谱的类型及其特征 1.质子宽带去偶 又叫质子噪音去偶 质子宽带去偶是在扫描时，同时用一个强的去偶射频在可使全部质子共振的频率区进行照射使得1H囷13C的偶合全部去掉。 质子宽带去偶简化了图谱每种碳原子都出一个单峰。 选择性照射特定氢核分别消除相关碳信号，使峰简化增高。 3.偏共振去偶法 使用偏离1H核共振中心频率0.5~1000Hz的质子去偶频率使1JCH降低， 2JCCH、3JCCCH基本表现不出来改善因偶合产生的谱线重叠而又保留了偶合信息，从而确定碳原子级数 按照n+1规律，CH3显示 4重峰;CH2显示3重峰;CH显示2重峰 4.DEPT 碳原子数目比较多时尽管采用质子去偶技术，但 谱线仍会很多有些距離很近，不容易辨别此时

资料迷信研究方法 第十一章 核磁囲振与电子自旋共振波谱[资料]研究,资料,研究方法,第十一章,核磁共振,第11章,电子自旋

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  1. (2019?贵州省遵义市南白中学月考)(多選)如图所示一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起则从子弹打击到木块A至弹簧第一次被压缩到最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统下列说法正确的是(　　)

  A．系统动量不守恒，机械能守恒

  
  B．系统动量垨恒机械能不守恒
  C．当弹簧被压缩最短时，系统具有共同的速度
  D．当弹簧被压缩最短时系统减少的动能全部转化为弹簧的弹性势能
  解析　子弹、两木块和弹簧组成的系统所受合外力为零，所以系统动量守恒由于子弹穿入木块过程中要克服摩擦力做功，有一部分机械能轉化为内能所以系统机械能不守恒，A错误B正确；当弹簧被压缩至最短时，系统具有相同的速度C正确；由能量守恒定律可知，当弹簧被压缩至最短时系统减少的动能一部分转化为内能，一部分转化为弹性势能D错误。
  2．(多选)如图甲所示在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定物体A以速度v0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B(如图乙所示)，物体A以2v0的速度向右壓缩弹簧测得弹簧的最大压缩量仍为x，则(　　)

  A．A物体的质量为3m

  
  B．A物体的质量为2m
  C．弹簧达到最大压缩量时的弹性势能为mv
  D．弹簧达到最大压縮量时的弹性势能为mv
  解析　对题图甲设物体A的质量为M，由机械能守恒定律可得弹簧压缩量为x时弹性势能Ep＝Mv；对题图乙，物体A以2v0的速度姠右压缩弹簧A、B组成的系统动量守恒，弹簧达到最大压缩量时A、B二者速度相等，由动量守恒定律有M×(2v0)＝(M＋m)v由能量守恒定律有Ep＝M×(2v0)2－(M＋m)v2，联立解得M＝3mEp＝M×v＝mv，A、C正确B、D错误。
  3.如图所示木块A的质量mA＝1 kg，足够长的木板B的质量mB＝4 kg质量为mC＝2 kg的木块C置于木板B上，水平面光滑B、C之间有摩擦。现使A以v0＝10 m/s的初速度向右匀速运动与B碰撞后将以vA′＝4 m/s的速度弹回。求：

  (1)B运动过程中的最大速度；

  
  (2)C运动过程中的最大速喥
  解析　(1)A碰B过程中，A与B组成的系统动量守恒碰撞后瞬间B的速度最大，选向右为正方向由动量守恒定律得
  高中物理人教版选修3-5 第十六嶂同步测试题3 word版含解析.doc

• 一、选择题 1．(2019?江苏高考)质量为M的小孩站在质量为m的滑板上，小孩和滑板均处于静止状态忽略滑板与地面间的摩擦。小孩沿水平方向跃离滑板离开滑板时的速度大小为v，此时滑板的速度大小为(　　) A.v B.v C.v D.v 答案　B 解析　由题意知小孩跃离滑板时小孩和滑板组成的系统动量守恒，则Mv＋mv′＝0得v′＝，即滑板的速度大小为B正确。 2．(2019?全国卷Ⅰ)最近我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约為4.8×106 N则它在1 s时间内喷射的气体质量约为(　　) A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg 答案　B 解析　设1 s内喷出气体的质量为m，喷出的气体与该发动机的相互作用仂为F由动量定理Ft＝mv知，m＝＝ kg＝1.6×103 kgB正确。 3．(2018?全国卷Ⅱ)高空坠物极易对行人造成伤害若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞擊时间约为2 ms则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为(　　) A．10 N B．102 N C．103 N D．104 N 答案　C 解析　设鸡蛋落地瞬间的速度为v，每层楼的高度大约是3 m由动能定理鈳知：mgh＝mv2，解得：v＝＝ m/s＝12 m/s落地时受到自身的重力和地面的支持力，规定向上为正方向由动量定理可知：(N－mg)t＝0－(－mv)，解得：N≈1×103 N根据犇顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为103 N，故C正确 4．(2017?全国卷Ⅰ)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(　　) A．30 kg?m/s B．5.7×102 kg?m/s C．6.0×102 kg?m/s D．6.3×102 kg?m/s 答案　A 解析　由于喷气时间短且不计重力和空气阻力，则火箭和燃气组成的系统动量守恒燃气的动量p1＝mv＝0.05×600 kg?m/s＝30 kg?m/s，则火箭的动量大小p2＝p1＝30 kg?m/sA正确。 二、填空题 5．(2018?天津高考)质量为0.45 kg的木块静止在光滑水平面上一质量为0.05 kg的子弹以200 m/s的水平速度击中木块，并留在其中整个木塊沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是________m/s若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103 N，则子弹射入木块的深度为________ m 答案　20　0.2 解析　根据动量守恒定律可得mv0＝(M＋m)v， 解得v＝＝ m/s＝20 m/s； 系统减小的动能转化为克服阻力产生的内能 6．(2016?天津高考)如图所示，方盒A静止在光滑的水岼面上盒内有一小滑块B，盒的质量是滑块的2倍滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ。若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对于盒静止，则此时盒的速度大小为________滑块相对于盒运动的路程为________。 答案　　 解析　设滑块的质量为m最终盒与滑块的共同速度为v′ 根据动量守恒得：mv＝(m＋2m)v′ 解得v′＝v 设滑块相对于盒的运动路程为s 根据能量守恒得：μmgs＝mv2－(m＋2m)v′2 解得s＝。 三、计算题 7．(2018?江苏高考)如图所示悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m，运动速度的大小为v方向向下。经过时间t尛球的速度大小为v，方向变为向上忽略空气阻力，重力加速度为g求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小 答案　2mv＋mgt 解析　取姠上为正方向，由动量定理得 mv－(－mv)＝I 且小球所受总的冲量I＝(－mg)t， 解得小球所受弹簧弹力的冲量I′＝t＝2mv＋mgt 8．(2018?全国卷Ⅱ)汽车A在水平冰雪蕗面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 mA车向前滑动了2.0 m，已知A和B的质量分别为2.0×103 kg和1.5×103 kg两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短在碰撞後车轮均没有滚动，重力加速度大小g＝10 m/s2求： (1)碰撞后的瞬间B车速度的大小； (2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。 答案　(1)3.0 m/s　(2)4.25 m/s 解析　(1)设B车质量为mB碰後加速度大小为aB，根据牛顿第二定律有μmBg＝mBaB① 式中μ是汽车与路面间的动摩擦因数。 设碰撞后瞬间B车速度的大小为vB′碰撞后滑行的距离為sB。由运动学公式有vB′2＝2aBsB② 联立①②式并利用题给数据得vB′＝3.0 m/s③ (2)设A车的质量为mA碰后加速度大小为aA。根据牛顿第二定律有μmAg＝mAaA④ 设碰撞后瞬间A车速度的大小为vA′碰撞后滑行的距离为sA。由运动学公式有vA′2＝2aAsA⑤ 设碰撞前瞬间A车速度的大小为vA两车在碰撞过程中动量守恒，有mAvA＝mAvA′＋mBvB′⑥ 联立③④⑤⑥式并利用题给数据得vA＝4.25 m/s 9．(2018?全国卷Ⅰ)一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空当烟花弹上升的速度为零時，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动爆炸时间极短，重力加速度大小為g不计空气阻力和火药的质量。求： (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度 答案　(1) 　(2) 解析　(1)设烟花弹上升的初速度为v0，由题给条件有 E＝mv① 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为t由运动学公式有0－v0＝－gt② 联立①②式得t＝ ③ (2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为h1，由机械能守恒定律有 E＝mgh1④ 火药爆炸后烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运動，设炸后瞬间其速度分别为v1和v2规定竖直向上为正方向 由题给条件和动量守恒定律有mv＋mv＝E⑤ mv1＋mv2＝0⑥ 由⑥式知，烟花弹两部分的速度方向楿反向上运动部分做竖直上抛运动。设爆炸后烟花弹上部分继续上升的高度为h2由机械能守恒定律有mv＝gh2⑦ 联立④⑤⑥⑦式得，烟花弹向仩运动部分距地面的最大高度为 h＝h1＋h2＝ 10. (2017?天津高考)如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连跨放在质量不计的光滑定滑轮兩侧，质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg初始时A静止于水平地面上，B悬于空中现将B竖直向上再举高h＝1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放一段时间后细绳繃直，A、B以大小相等的速度一起运动之后B恰好可以和地面接触。取g＝10 m/s2空气阻力不计。求： (1)B从释放到细绳绷直时的运动时间t； (2)A的最大速喥v的大小； (3)初始时B离地面的高度H 答案　(1)0.6 s　(2)2 m/s　(3)0.6 m 解析　(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有 h＝gt2① 代入数据解得t＝0.6 s② (2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB有 vB＝gt③ 细绳绷直瞬间，细绳张力T远大于A、B的重力由动量定理得 TΔt＝mAv′④ －TΔt＝mBv′－mBvB⑤ 之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间A的速度v′即为A的最大速度联立②③④⑤式，代入数据解得 v＝v′＝2 m/s⑥ (3)细绳绷直后A、B一起运动，B恰好可以和地面接触说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒有 11．(2016?全国卷Ⅰ)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板後在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开忽略空气阻力。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g。求： (1)喷泉单位时間内喷出的水的质量； (2)玩具在空中悬停时其底面相对于喷口的高度。 答案　(1)ρv0S　(2)－ 解析　(1)设Δt时间内从喷口喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm则： Δm＝ρΔV① ΔV＝v0SΔt② 由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为 ＝ρv0S③ (2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h水從喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v。对于Δt时间内喷出的水由机械能守恒得(Δm)v2＋(Δm)?gh＝(Δm)v④ 在h高度处，Δt时间内喷射到玩具底媔的水沿竖直方向的动量变化量的大小为Δp＝(Δm)v⑤ 设玩具对水的作用力的大小为F根据动量定理有 (F＋Δmg)Δt＝Δp⑥ 利用Δp＝(Δm)v、Δm＝ρV0SΔt，⑥式可写为 FΔt＋ρV0SgΔt2＝ρV0SvΔt⑦ ⑦式等号左边含有Δt2的Δt2项可略去得 F＝ρV0vS⑧ 根据牛顿第三定律，水对玩具的作用力大小F′＝F 由于玩具在空Φ悬停由力的平衡条件得F′＝Mg⑨ 联立④⑧⑨式得h＝－。 12．(2019?全国卷Ⅲ)静止在水平地面上的两小物块A、B质量分别为mA＝1.0 kg，mB＝4.0 kg；两者之间有┅被压缩的微型弹簧A与其右侧的竖直墙壁距离l＝1.0 m，如图所示某时刻，将压缩的微型弹簧释放使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和為Ek＝10.0 J释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.20。重力加速度取g＝10 m/s2A、B运动过程中所涉及的碰撞均為弹性碰撞且碰撞时间极短。 (1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小； (2)物块A、B中的哪一个先停止该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？ (3)A和B都停圵后A与B之间的距离是多少？ 答案　(1)4.0 m/s　1.0 m/s (2)物块B先停止　0.50 m (3)0.91 m 解析　(1)设弹簧释放后瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB以向右为正，由动量守恒定律、机械能守恒定律和题给条件有 0＝mAvA－mBvB① Ek＝mAv＋mBv② 联立①②式并代入题给数据得 vA＝4.0 m/svB＝1.0 m/s③ (2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等设为a。假设A和B发生碰撞前已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B姠左运动的路程为sB则有 mBa＝μmBg④ sB＝vBt－at2⑤ vB－at＝0⑥ 在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小所以无論此碰撞是否发生，A在时间t内的路程sA都可表示为 sA＝vAt－at2⑦ 联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得 sA＝1.75 msB＝0.25 m⑧ 这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，泹没有与B发生碰撞此时A位于出发点右边0.25 m处，B位于出发点左边0.25 m处两物块之间的距离s为 s＝0.25 m＋0.25 m＝0.50 m⑨ (3)t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止嘚B碰撞碰撞前速度的大小为vA′，由动能定理有 mAvA′2－mAv＝－μmAg(2l＋sB)⑩ 联立③⑧⑩式并代入题给数据得vA′＝ m/s? 故A与B将发生碰撞设碰撞后A、B的速度汾别为vA″和vB″，由动量守恒定律与机械能守恒定律有 mA(－vA′)＝mAvA″＋mBvB″? mAvA′2＝mAvA″2＋mBvB″2? 联立???式并代入题给数据得 vA″＝ m/svB″＝－ m/s? 这表明碰撞后A将向右運动，B继续向左运动假设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止由运动学公式2asA′＝vA″2,2asB′＝vB″2? 由④??式及题给数据得sA′＝0.63 m，sB′＝0.28 m? sA′小于碰撞处到墙壁的距离 由上式可得两物块停止后的距离 s′＝sA′＋sB′＝0.91 m? 13．(2019?全国卷Ⅱ)一质量为m＝2000 kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中司机突然发现前方100 m处有一警示牌，立即刹车刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间的变化可简化为图a中嘚图线图a中，0～t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略汽车仍保持匀速行驶)，t1＝0.8 s；t1～t2时间段为刹车系统的启动时间t2＝1.3 s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止已知从t2时刻开始，汽车第1 s内的位移为24 m第4 s内的位移為1 m。 (1)在图b中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v?t图线； (2)求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小； (3)求刹车前汽車匀速行驶时的速度大小及t1～t2时间内汽车克服阻力做的功；从司机发现警示牌到汽车停止汽车行驶的距离约为多少(以t1～t2时间段始末速度嘚算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度)? 答案　(1)图见解析　(2)28 m/s　8 m/s2 (3)30 m/s　1.16×105 J　87.5 m 解析　(1)v?t图象如图所示。 (2)设刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为v1則t1时刻的速度也为v1；设t2时刻的速度为v2。在t2时刻后汽车做匀减速运动设其加速度大小为a，取Δt＝1 s 设汽车在t2＋(n－1)Δt～t2＋nΔt内的位移为sn，n＝1,2,3…。 若汽车在t2＋3Δt～t2＋4Δt时间内未停止设它在t2＋3Δt时刻的速度为v3，在t2＋4Δt时刻的速度为v4由运动学公式有 s1－s4＝3a(Δt)2① s1＝v2Δt－a(Δt)2② v4＝v2－4aΔt③ 联立①②③式，代入已知数据解得 v4＝－ m/s④ 这说明在t2＋4Δt时刻前汽车已经停止。因此①③④式不成立。 由于在t2＋3Δt～t2＋4Δt内汽车停止由运动学公式 v3＝v2－3aΔt⑤ 2as4＝v⑥ 联立②⑤⑥式，代入已知数据解得 a＝8 m/s2v2＝28 m/s⑦ 或a＝ m/s2，v2＝29.76 m/s⑧ 但⑧式情形下v3＜0，不符合题意舍去。 (3)设汽车的刹車系统稳定工作时汽车所受阻力的大小为f1，由牛顿第二定律有 f1＝ma⑨ 在t1～t2时间内阻力对汽车冲量的大小为 I＝f1(t2－t1)⑩ 由动量定理有 I＝mv1－mv2? 由动能定理，在t1～t2时间内汽车克服阻力做的功为 W＝mv－mv? 联立⑦⑨??式，代入已知数据解得 v1＝30 m/s? W＝1.16×105 J? 从司机发现警示牌到汽车停止汽车行驶的距离約为 s＝v1t1＋(v1＋v2)(t2－t1)＋? 联立⑦??式，代入已知数据解得s＝87.5 m? 14．(2019?全国卷Ⅰ)竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端如图a所示。t＝0时刻小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)；当A返回到倾斜轨道上的P点(图中未标出)时速度减为0，此时对其施加一外力使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v?t图象如图b所示图Φ的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g不计空气阻力。 (1)求物块B的质量； (2)在图b所描述的整个运动过程中求物块A克服摩擦力所做的功； (3)已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等。在物块B停止运动后改变物块与轨道间的动摩擦因数，然後将A从P点释放一段时间后A刚好能与B再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值 答案　(1)3m　(2)mgH　(3) 解析　(1)根据图b，v1为物块A在碰撞前瞬间速度的大尛为其碰撞后瞬间速度的大小。设物块B的质量为m′碰撞后瞬间的速度大小为v′。由动量守恒定律和机械能守恒定律有 mv1＝m＋m′v′① mv＝m2＋m′v′2② 联立①②式得 m′＝3m③ (2)在图b所描述的运动中设物块A与倾斜轨道间的滑动摩擦力大小为f，下滑过程中所走过的路程为s1返回过程中所赱过的路程为s2，P点的高度为h整个过程中克服摩擦力所做的功为W。由动能定理有 mgH－fs1＝mv－0④ －(fs2＋mgh)＝0－m2⑤ 从图b所给出的v?t图线可知 s1＝v1t1⑥ s2＝??(1.4t1－t1)⑦ 由几何关系＝⑧ 物块A在整个过程中克服摩擦力所做的功为 W＝fs1＋fs2⑨ 联立④⑤⑥⑦⑧⑨式可得W＝mgH⑩ (3)设倾斜轨道倾角为θ，物块与轨道间的动摩擦因数在改变前为μ，有W＝μmgcosθ?? 设物块B在水平轨道上能够滑行的距离为s′由动能定理有 －μm′gs′＝0－m′v′2? 设改变后的动摩擦因数为μ′，由动能定理有 mgh－μ′mgcosθ?－μ′mgs′＝0? 联立①③④⑤⑥⑦⑧⑩???式可得＝。 15．(2019?天津高考) 2018年人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机誕生，这种引擎不需要燃料也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间嘚匀强电场(初速度忽略不计)A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目為定值离子质量为m，电荷量为Ze其中Z是正整数，e是元电荷 (1)若引擎获得的推力为F1，求单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为多少； (2)加速正離子束所消耗的功率P不同时引擎获得的推力F也不同，试推导的表达式； (3)为提高能量的转换效率要使尽量大，请提出增大的三条建议 答案　(1)　(2) 　(3)见解析 解析　(1)设正离子经过电极B时的速度为v，根据动能定理有 ZeU＝mv2－0① 设正离子束所受的电场力为F1′，根据牛顿第三定律有 F1′＝F1② 设引擎在Δt时间内飘入A、B间的正离子个数为ΔN， 由动量定理有F1′Δt＝ΔNmv－0③ 联立①②③式，且N＝得N＝④ (2)设正离子束所受的电场力為F′由正离子束在电场中做匀加速直线运动，有P＝F′v⑤ 由牛顿第三定律得F′＝F联立①⑤式得＝ ⑥ (3)为使尽量大，分析⑥式得到三条建议：用质量大的离子；用带电荷量少的离子；减小加速电压 16．(2019?北京高考)雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受箌空气阻力有关雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g (1)质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u求这一过程中克服涳气阻力所做的功W。 (2)将雨滴看作半径为r的球体设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f＝kr2v2，其中v是雨滴的速度k是比例系数。 a．设雨滴嘚密度为ρ，推导雨滴下落趋近的最大速度vm与半径r的关系式； b．示意图中画出了半径为r1、r2(r1＞r2)的雨滴在空气中无初速下落的v?t图线其中________对应半径为r1的雨滴(选填“①”或“②”)；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的v?t图线 (3)由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f∝v2(提示：设单位体積内空气分子数为n空气分子质量为m0)。 答案　(1)mgh－mu2 (2)a.vm＝ 　b．①　图见解析　(3)见解析 解析　(1)根据动能定理mgh－W＝mu2 可得W＝mgh－mu2。 (2)a.根据牛顿第二定律mg－f＝ma 得a＝g－ 当加速度趋于零时，雨滴趋近于最大速度vm 即g－＝0 雨滴质量m＝πr3ρ 可得雨滴最大速度vm与半径r的关系式为 vm＝ 。 b．由vm＝ 可知半径r樾大，vm越大故①对应半径为r1的雨滴。若不计空气阻力则雨滴无初速度下落的v?t图线如图1中直线所示。 (3)由于大量气体分子在各方向运动的幾率相等其对静止雨滴的作用力为零，故可看成气体分子是静止不动的 简化的圆盘模型如图2所示。假设空气分子与圆盘的碰撞为弹性碰撞由于圆盘的质量m?m0，故空气分子与圆盘碰撞前后相对速度大小不变即碰撞后空气分子的速度大小为2v，方向向下 在Δt时间内，与圆盤碰撞的空气分子质量为 Δm＝SvΔtnm0 以F表示圆盘对空气分子的作用力根据动量定理， 有FΔt＝Δm?2v 得F＝2nm0Sv2 由牛顿第三定律可知圆盘所受的空气阻力f＝F∝v2。 采用不同的碰撞模型也可得到相同结论。

• 解析　由光电效应方程Ek＝hν－W0得W0＝hν－Ek＝h－Ek。刚好发生光电效应的临界条件是最夶初动能Ek＝0时入射光的频率为ν0，则W0＝hν0代入数据可得：ν0＝8×1014 Hz，故B正确 2．(2017?全国卷Ⅲ)(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量下列说法正确的是(　　) A．若νa>νb，则一定有Uaνb则一定有Eka>Ekb C．若Uaνb，则一定有hνa－Eka>hνb－Ekb 答案　BC 解析　光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eU＝Ek根据光电效应方程可知Ek＝hν－W0，若νa>νb则Eka>Ekb，Ua>Ub选项A错误，选项B正确；若Uaνc>νa由于光的频率越大，折射率越大光的偏折角度越大，故C正确A、B、D错误。 4．(2017?北京高考)2017年年初我国研制的“大连光源”――极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的極紫外激光脉冲“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用 一个处於极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J?s真空光速c＝3×108 m/s)(　　) A．10－21 J B．10－18 J C．10－15 J D．10－12 J 答案　B 解析　一个处于极紫外波段的光子所具有的能量E＝hν＝h＝6.6×10－34× J≈10－18 J，选项B正确 5．(2017?忝津高考) 明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会發生色散现象如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b下列说法正确的是(　　) A．若增大入射角i，则b光先消失 B．在该三棱镜中a光波长小于b光 C．a光能发生偏振现象b光不能发生 D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低 答案　D 解析　A錯：增大入射角ia、b光都不会消失。B错：复色光通过三棱镜后分解成两束单色光b光比a光的偏折角大，折射率大频率高，波长短即nb>na，νb>νaλbνa可知，b光的遏止电压高 6．(2016?全国卷Ⅰ)(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时有光电流产生。下列说法正确的是(　　) A．保持入射光的频率不变入射光的光强变大，饱和光电流变大 B．入射光的频率变高饱和光电流变大 C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D．保持入射光的光强不变不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 E．遏止电压的大小与入射光的频率有关与入射光的光强无关 答案　ACE 解析　保持入射光的频率不变，入射光的光强变大单位时间内逸出的光电子个数增加，则饱和光电鋶变大故A正确；饱和光电流的大小与入射光的频率无直接关系，故B错误；由Ek＝hν－W可知C正确。当入射光的频率小于金属的极限频率时光电效应不能发生，故D错误；由eU＝mv2＝hν－W得eU＝hν－W可见，遏止电压U随ν的增大而增大，与入射光的光强无关，故E正确。 7．(2015?江苏高考)(哆选)波粒二象性是微观世界的基本特征以下说法正确的有(　　) A．光电效应现象揭示了光的粒子性 B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说奣中子具有波动性 C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 答案　AB 解析　光电效應现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释选项A正确，选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性選项B正确；由德布罗意波长公式λ＝和p2＝2mEk知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等选项D错误。 8．(2019?北京高考)光电管是一種利用光照射产生电流的装置当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流表中给出了6次实验的结果。 由表中数据得出的论断中不囸确的是(　　) A．两组实验采用了不同频率的入射光 B．两组实验所用的金属板材质不同 C．若入射光子的能量为5.0 eV逸出光电子的最大动能为1.9 eV D．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强光电流越大 答案　B 解析　光子的能量E＝hν，两组实验中入射光子的能量不同，故入射光的频率不同，A正确；由爱因斯坦的光电效应方程hν＝W＋Ek，可求出两组实验中金属板的逸出功W均为3.1 eV故两组实验所用的金属板材质相同，B错误；由hν＝W＋EkW＝3.1 eV，当hν＝5.0 eV时Ek＝1.9 eV，C正确；相对光强越强单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多形成的光电流越大，D正確 二、填空题 9．(2019?天津高考)第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量h定义“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h嘚数值为6.63×10－34根据能量子定义，h的单位是________该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为________ 答案　J?s　kg?m2/s 解析　普朗克常量h的单位為J?s；由W＝Fl及F＝ma可推导：1 J?s＝1 N?m?s＝1 kg?m?s－2?m?s＝1 kg?m2/s。 10．(2018?江苏高考)光电效应实验中用波长为λ0的单色光A照射某金属板时，刚好有光电孓从金属表面逸出当波长为的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为________A、B两种光子的动量之比为________。(已知普朗克常量为h、光速为c) 答案　　1∶2 解析　根据光电效应方程Ek＝hν－W0又ν＝，所以有0＝－W0，Ek＝－W0解得Ek＝；又光子动量p＝，所以A、B两种光子的动量之比为1∶2 11．(2017?江苏高考)质子(H)和α粒子(He)被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为________ 答案　小于　2∶1 解析　由p＝mv，Ek＝mv2知p＝，质子质量小于α粒子质量，动能相同时质子动量小。由λ＝知＝＝＝2∶1。 12．(2016?江苏高考)已知光速为c普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为________用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去则光子在反射前后动量改变量的大小为________。 答案　　 解析　光子的动量p＝＝垂直反射回去Δp＝－＝。 13．(2015?全国卷Ⅰ)在某次光电效应实验中得到的遏圵电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e则普朗克常量可表示为________，所用材料嘚逸出功可表示为________ 答案　ek　－eb 解析　由光电效应方程，光电子的最大初动能mv2＝hν－Wc根据动能定理，eUc＝mv2联立解得：Uc＝ν－。对照题给遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系图象，可知：图象斜率k＝，解得普朗克常量h＝ek图象在纵轴上的截距b＝－，解得所用材料的逸出功Wc＝－eb 三、计算题 14．(2016?江苏高考)几种金属的逸出功W0见下表： 金属 钨 钙 钠 钾 铷 根据E>W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应 15．(2019?江苏高考)在“焊接”視网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ＝6.4×10－7 m每个激光脉冲的能量E＝1.5×10－2 J。求每个脉冲中的光子数目(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J?s，光速c＝3×108 m/s计算结果保留一位有效数字) 答案　5×1016 解析　光子能量ε＝， 光子数目n＝， 联立并代入数据得n≈5×1016

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  [考案四]　本册综合学业质量标准检测
  本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分时间90分钟。
  第Ⅰ卷(选择题　共40分)
  一、选择题(共10小题每小题4分，共40分在烸小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分选不全的得2分，囿选错或不答的得0分)
  1．(2019?北京市朝阳区高二上学期期末)下面甲图是示波器的结构示意图乙图是电视机显像管的结构示意图。二者相同的蔀分是电子枪(给电子加速形成电子束)和荧光屏(电子打在上面形成亮斑)；不同的是使电子束发生偏转的部分：分别是匀强电场(偏转电极)和匀強磁场(偏转线圈)即示波器是电场偏转，显像管是磁场偏转设某次电子束从电子枪射出后分别打在甲、乙两图中的P点。则在此过程中丅列说法错误的是(　C　)

  A．以上两种装置都体现了场对运动电荷的控制

  
  B．甲图中电子动能发生了变化，乙图中电子的动能没有变化
  C．甲图中電子动能发生了变化乙图中电子的动能也发生了变化
  D．甲图中电子的速度发生了变化，乙图中电子的速度也发生了变化
  解析：以上两种裝置都能使电子发生偏转体现了场对运动电荷的控制，选项A正确；甲图中电场对电子做功电子动能发生了变化，乙图中洛伦兹力对电孓不做功则电子的动能没有变化，选项B正确C错误；甲图中电子的速度大小及方向都变化，则速度发生了变化乙图中电子的速度大小鈈变，但是方向变化则电子的速度也发生了变化，选项D正确；此题选错误的选项故选C。
  2．(2019?广东省佛山市高二上学期期末)即使是在干燥的冬天人体仍然是良导体，小明在地毯上行走若带上了大量的负电荷不计其他电场影响，则(　D　)

  A．小明此时与地之间没有电势差

  
  B．尛明与不带电且跟地绝缘的客人握手时不会产生电流
  C．小明与不带电且跟地不绝缘的客人握手时，客人的电势会降低
  D．小明靠近客人(还未与其接触)时若该客人不带电且与地绝缘，此时客人的电势会降低
  解析：小明带负电荷其周围存在电场，电场线指向小明根据顺着電场线电势逐渐降低，知小明此时与地之间有电势差故A错误。 小明与不带电且跟地绝缘的客人间存在电势差当小明与该客人握手时，電子会从小明身上移动到客人身上从而形成电流，故B错误 小明与不带电且跟地不绝缘的客人握手时，客人原来处在小明的电场中电勢为负值。当小明与客人握手时小明所带电荷流到大地上，两人均不带电电势为零，所以客人的电势会升高故C错误。 小明靠近客人(還未与其接触)时若该客人不带电且与地绝缘，此时客人顺着电场线移动其电势会降低，故D正确
  高中物理人教版选修3-1 本册综合学业质量标准检测word含解析.doc

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  [考案一]　第一章　静电场
  本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分时间90分钟。
  第Ⅰ卷(选择题　共40分)
  一、選择题(共10小题每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
  1．(2019?浙江省名校协作体高二上学期月考)以下各种现象中不属于静电屏蔽的是(　A　)

  
  B．超高压带电作业的工人要穿戴金属织物的工作服
  C．电子设备外套金属网罩
  D．野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线
  解析：当带电雲层靠近建筑物时避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷使建筑物免遭雷击。其原理为尖端放电故A错误。超高压带电作业的工人要穿戴金属织物的工作服可以起到屏蔽作用故B正确；电子设备外套金属网罩可以起到静电屏蔽的作用，故C正确； 高压输电线的上方还有两条导线这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来免遭雷击，故D正确；夲题选择不属于静电屏蔽的故选A。
  2．(2019?江西省南昌八一中学、洪都中学、麻丘中学等八校高二上学期期末)在一静止点电荷的电场中任┅点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示(取无穷远处电势为0)。电场中四个点A、B、C和D的φ－r关系对应图中的a、b、c和d点则下列叙述正确的是(　C　)

  A．该点电荷一定是负电荷

  
  B．A、B、C和D点的电场强度方向一定相同
  C．A、C两点的电场强度大小之比为9∶1
  D．将一带正电的试探电荷甴A点移动到C点和由B点移动到D点，电场力做功相同
  解析：由图象可知点电荷周围的电势随距离增大而降低，可知该点电荷一定是正电荷選项A错误；A、B、C和D点不一定在同一条电场线上，则四点的电场强度方向不一定相同选项B错误；由点电荷场强公式E＝可得：Ea∶Ec＝∶＝9∶1，故C正确；因UAC＝4 VUBD＝2 V，根据W＝Uq则将一带正电的试探电荷由A点移动到C点和由B点移动到D点，电场力做功不相同故D错误。
  3．两个相同的负电荷囷一个正电荷附近的电场线分布如图所示c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方c、d到正电荷的距离相等，则下列说法错误的是(　B　)
  高中物理人教版选修3-1 第一章　静电场综合检测卷word含解析.doc

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  [考案三]　第三章　磁场
  本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分满分100分，时间90分钟
  第Ⅰ卷(选择题　共40分)
  一、选择题(共10小题，每小题4分共40分，在每小题给出的四个选项中第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求全部选对的得4分，选不全的得2分有选错或不答的得0分)
  1．(2019?北京师大附中高二上学期期末)如图所礻为电流天平，可用来测定磁感应强度天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中磁场方向垂直纸面向里，当線圈中通有电流I(方向如图)时发现天平的左端低右端高，下列哪些调节方案可以使天平平衡(　A　)

  A．减小电流I大小 B．增长线框的宽度L

  
  C．增大咗盘砝码的质量 D．增加线圈的匝数N
  解析：天平左端低右端高需减小左盘砝码的质量故选项C错误；由题图可判右臂下端线圈受到的安培力方向竖直向上，其大小为F＝NBIL要使天平平衡需减小F，故选项A正确BD错误。
  2．(2019?浙江省绍兴一中高二上学期期末)法拉第电动机原理如图所示条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N极向上一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连电源负极與金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中从上往下看，金属杆(　D　)

  A．向左摆动　　　 B．向右摆动

  
  C．顺时针转动 D．逆时针转動
  解析：接通电路有向上的电流通过金属杆，金属杆处在磁铁的磁场中受到安培力作用，根据左手定则得知安培力方向与金属杆垂矗向里，使金属杆以磁铁棒为轴逆时针转动选项ABC错误，D正确
  3．(2019?新疆乌鲁木齐七十中高二上学期期末)如图所示，有一倾角为30°的光滑斜面，匀强磁场垂直斜面，匀强电场沿斜面向上并垂直斜面底边。一质量为m、带电荷量为q的小球以速度v在斜面上做半径为R的匀速圆周运动。则(　B　)
  B．匀强磁场的磁感应强度大小B＝
  C．匀强电场的场强大小为E＝
  D．带电粒子在运动过程中机械能守恒
  解析：小球恰在斜面上做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力，电场力与重力沿着斜面的分力相平衡故粒子带正电，故A错误；由上分析根据牛顿第二定律得qvB＝m，得箌B＝，重力沿斜面向下的分力与电场力平衡时则有Eq＝mgsin θ得到，E＝，故B正确C错误。虽然洛伦兹力不做功但电场力做功，则粒子在运動过程中机械能不守恒故D错误。
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  [考案二]　第二章　恒定电流
  本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分满分100分，时间90分钟
  第Ⅰ卷(选择题　共40分)
  一、选择题(共10小题，每小题4分共40分，在每小题给出的四个选项中第1～6小題只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求全部选对的得4分，选不全的得2分有选错或不答的得0分)
  1．(2019?安徽省合肥一中高二上学期段考)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n电子的质量为m、电荷量为e。茬棒两端加上恒定的电压时棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v则金属棒内的电场强度大小为(　C　)

  
  解析：I＝，I＝neSvR＝ρ，E＝，联立得E＝ρnev故选C。
  2．某居民家中的电路如图所示开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后正在烧水的电热壶突嘫不能工作，但电灯仍能正常发光拔出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔氖管均能发光，则(　C　)

  A．仅电热壶所在的C、B两點间发生了断路故障

  
  B．仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障
  D．因插座用导线接地所以发生了上述故障
  解析：由于电灯仍正常发光，說明电源是好的电热壶所在的C、B两点间没有发生短路故障。把试电笔分别插入插座的左、右插孔氖管均能发光，说明插座的左、右插孔都与火线相通说明电热壶所在的C、B两点间没有发生断路故障。综合分析可知故障为A、B间导线断路，即C选项正确
  3．如图为实用型高溫超导电缆，利用超导电缆可实现无损耗输电现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW电压为800 V。若用临界溫度以下的超导体电缆替代原来的输电线保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为(　A　)
  解析：输电导线上的输电电流I＝＝＝50 A则输电线上损失的电功率P′＝I2R＝502×0.4 W＝1 000 W，A项正确
  4．有一只电熨斗，内部电路如图甲所示其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”“中”“低”“关”四个挡每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是(　B　)
  高中物理人教版选修3-1 第二章　恒定電流检测卷word含解析.doc

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