高考物理第一轮核反应核能复习学案。

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第三课时核反应核能

【教学要求】
1．知道原子核的组成和核力的概念；
2．理解核能的概念，知道获得核能的两种途径。
【知识再现】
一、核反应
1．某种元素的原子核变为另一种元素的原子核的过程叫做核反应。
2．常见的核反应分为衰变、人工转变、裂变和聚变等几种类型．
3．几种典型的核反应：
（1）卢瑟福发现质子的核反应方程为
_____________________________
（2）德威克发现中子的核反应方程为
_____________________________
（3）伊丽芙居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为
_____________________________
二、核力
1．把核子紧紧束缚在___________，形成稳定的原子核的力，称为核力。
2．核力的特点：
（1）核力与核子是否带电无关，质子与质子间、质子与中子间，中子与中子间都可以有核力作用．
（2）是一种强相互作用．
（3）是一种近程力（当两个核子间距r＜2×10-15m时才发生作用）．只有相邻的核子间才有核力作用．
三、核能（原子核的结合能）
1．克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收的能量，或若干个单个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量，叫原子核的结合能，简称核能．
例如：H+n→H+△E（△E=2.22MeV）
2．核能的计算
根据爱因斯坦的质能方程E=mc2或△E=△mc2
3．核能获得的两种途径：
（1）重核的裂变：重核分裂成两个（或两个以上）中等质量核时要释放能量，这种核反应叫裂变．
（2）轻核的聚变：轻核结合成质量较大的核的变化．
知识点一对质能方程的理解
一定的质量m总是跟一定的能量mc2对应。核子在结合成原子核时的总质量减少了，相应的总能量也要减少，根据能量守恒定律，减少的这部分能量不会凭空消失，它要在核子结合过程中释放出去。反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的这部分能量也不会凭空产生，要由外部来供给。
【应用1】为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中不正确的是（）
A．E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比
B．根据ΔE＝Δmc2可计算核反应的能量
C．一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损
D．E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能
导示:质能方程的本质是：第一，质量或能量是物质的属性之一；第二，质能方程提示了质量和能量的不可分割性，方程建立了这两个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能量在量值上的联系决不等于这两个量可相互转化；第三，质量亏损不是否定了质量守恒定律．生成的γ射线虽然质量为零但能量不为零。故选D。
物体的质量减少了，它的能量也减少；物体的质量增加了，它的能量也增加；不能错误地认为质量和能量发生了相互转化。对质量亏损，切忌不能误解为这部分质量转变成了能量。
知识点二裂变与聚变
铀核裂变的反应为：
U+n→Xe+Sr+2n+217MeV
氘核和氚核聚合成氦核：
H＋H→He＋n＋17.6MeV
【应用2】（07江苏省如东中学期末）2008年北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术。太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的，其主要的核反应过程可表示为（）
A．
B．
C．D．
导示:太阳能的产生是由于太阳内部进行着激烈热核反应（聚变反应），故选A。
类型一核反应方程的书写
写核反应方程的一般程序是：①先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置；②根据电荷数守恒和质量数守恒规律计算出未知核或未知粒子的电荷数与质量数；③根据未知核或未知粒子的电荷数判定它们是哪种元素或哪种粒子，并在核反应方程一般形式的适当位置写上它们的符号。
【例1】完成下列核反应方程，其中属于衰变的是_________属于人工转变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是__________。
A．
B．
C．
D．
导示:根据电荷数守恒和质量数守恒先完成核反应方程，然后根据核反应的类型即可判断出反应类型．
答案BACD
写核反应方程时的注意事项：
①对于核反应通常是不可逆的，方程中只能用箭头(→)，不能用等号(=)；
②在核反应过程中，遵循电荷教守恒、质量数守恒，但“质量数守恒”决不能说成“质量守恒”；
③核反应的依据是客观实验，有许多核反应的产物不是唯一的(如铀核裂变)．因此不能认为只要配平质量数和核电荷数就可随意编造反应式。
类型二核能的计算
核能的计算方法：（1）根据爱因斯坦的质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损(△m)的千克数乘以真空中光速的平方(c=3X108m/s)即：△E=△mc2；（2）根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以931.5MeV，即：△E=△m×931.5MeV。
【例2】（07届南京市第一次调研测试）物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应.根据这一理论，在太阳内部4个氢核()转化成一个氦核()和两个正电子()并放出能量.已知质子质量mP＝1.0073u，α粒子的质mα＝4.0015u，电子的质量me＝0.0005u．1u的质量对应931.5MeV的能量。
（1）写出该热核反应方程
（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留四位有效数字）
导示:（1）4→+2
（2）Δm＝4mP－mα－2me
=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u
=0.0267u
则△E=△m×931.5MeV=0.0267u×931.5MeV/u=24.87MeV
计算核能时需注意：使用公式△E=△mc2时，△m的单位是千克，△E的单位是焦耳；如果用△E=△m×931.5MeV时，△m的单位是原子质量单位（u,1u=1.660566×10-27kg），△E的单位是兆电子伏。
1．（07合肥市教学质量检测一）据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是（）
A．“人造太阳”的核反应方程式是
B．“人造太阳”的核反应方程式是
C．根据公式△E=△mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多
D．根据公式E=mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同wWW.jab88.COm

2．（07南京市金陵中学一模）在下列四个方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子，以下判断中正确的是（）
A．X1是α粒子B．X2是质子
C．X3是中子D．X4是电子

3．（07广东省汕尾市调研测试）中子、质子、氘核D的质量分别为mn、mp、mD，现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核，使之分解，用核符号写出上述核反应方程，若分解后的中子、质子的动能相等，则中子的动能是多少？
答案：1．AC、2．D、3．γ+→+；
［(mD－mp－mn)c2+E］。

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高考物理第一轮复习学案

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第四课时单元知识整合
本章知识结构
1．对动量守恒定律：要理解透动量守恒的条件，以及动量守恒定律应用的近似性、独立性；另外，还应特别注意动量守恒定律的方向性、相对性。各量应对同一参考系。
2．碰撞问题是应用动量守恒定律的重头戏，既有定量计算的难题，也有定性分析判断的活题。要牢固掌握两球碰撞后可能状态判断的依据，即：(1)碰撞前后应符合系统动量守恒；(2)碰撞后的总动能应不大于碰撞前的总动能；(3)所给碰撞后两球的位置和状态应符合实际。如：后球不应超越前球；两球动量的变化(含方向)应符合作用规律等。对导出式Ek=p2/2m要能够熟练地应用。
3．应用动量定理和动量守恒定律的基本思路：确定研究对象——受力分析——过程分析——确定初末状态——选取正方向——列方程求解。
说明：(1)对于单个物体的受力和时间问题的题目，优先考虑动量定理。
(2)对于相互作用的物体系，且明显具备了动量守恒条件的题目，优先考虑动量守恒定律。
1．矢量运算法：由于动量、冲量均为矢量，因此在运用动量定理、动量守恒定律时都遵循矢量运算法则——平行四边形法则。在一维的情况下，通过选取正方向可将矢量运算转化为代数运算。
2．等效替代法：如在“验证动量守恒定律”的实验中，用其平抛运动的水平距离，等效替代碰撞前后的速度。
3．整体法和隔离法：如对研究对象的选取和过程的选取时经常运用。
4．直接求解和间接求解：如求冲量I或△p
类型一动量定理解决变质量问题
物体动量的增量可以是物体质量不变，由速度变化形成，即△p=mv2-mv1=m(v2-v1)=m△v；也可以是速度不变，由质量变化形成，即△p=m2v-m1v=(m2-m1)v=△mv，动量定理表达式为F△t=△mv．在分析问题时要注意第二种情况。
【例1】宇宙飞船进入一个宇宙尘埃区，每前进1m，就有1O个平均质量为2×10-7kg的微尘粒与飞船相撞，并附在飞船上。若尘埃微粒原来的速度不计，要保持飞船的速度10km/s，飞船喷气产生的推力至少应维持多大?
导示:设飞船速度为v，飞行时间为△t，每前进1m附着的尘粒数为n，尘粒的平均质量为m0，则在△t内飞船增加的质量△m=nm0v△t．
据动量定理F△t=△mv，可知推力：F=(nm0v△t/△t)v=nm0v2=200N
答案：200N
对于流体或类似流体（如粒子流）问题求解的的常用方法，选取一段时间内作用在某物体上的流体柱为研究对象，然后确定出流体柱的体积、质量、状态变化及受力情况，再利用动量定理列式求解。
类型二碰撞中的临界问题
【例2】如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平地面上以大小为v0=6m/s的速度匀速相向行驶，甲和他的车及所带若干小球的总质量为M1=50kg，乙和他的车的总质量为M2=30kg．甲不断地将小球一个一个地相对地面以向右大小为v=16.5m/s的速度抛向乙，并被乙接住。问甲至少要抛出多少个质量均为m=1kg的小球，才能保证两车不会相撞?
导示:两车不相撞的临界条件是：两车最终相对于地面的速度相同(即速度大小、方向均相同)，设此速度为vn．不考虑中间的“子过程”，而先研究由甲(包括车)、小球、乙（包括车）组成的系统。
以水平向右的方向为正方向．
系统初动量为p0=M1v0+M2(-v0)
系统末动量为pn=(M1+M2)vn
由动量守恒定律，得vn=1.5m/s
设甲至少要抛出n个质量均为m=1kg的小球才能保证两车不会相撞．仍不考虑中间的“子过程”，而研究由甲抛出的n个小球和乙（包括乙乘车）组成的系统。假定n个小球由甲一次水平向右抛出(抛出的速度为16.5m/s)，并被乙接住，则由动量守恒定律，有nmv+M2(-v0)=(nm+M2)vn，得n=15
答案：15个
要注意分析物理情景，以及物理语言（“最大”“最小”“恰好”等）所蕴含的临界状态，极限分析法是确定临界状态和临界条件行之有效的方法之一。
类型三动量与能量结合的问题
【例3】如图所示，坡道顶端距水平面高度为h，质量为ml的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进人水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端与质量为m2的挡板B相连，弹簧处于原长时，B恰位于滑道的末端O点．A与B碰撞时间极短，碰后结合在一起共同压缩弹簧，已知在OM段A,B与水平面间的动摩擦因数均为μ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：
(1)物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小；
(2)弹簧第一次达到最大压缩量d时的弹性势能E。(设弹簧处于原长时弹性势能为零)．
导示:(1)由机械能守恒定律，有
mlgh=m1v2,v=
(2)A、B在碰撞过程中内力远大于外力，由动量守恒，有m1v=(m1+m2)v′
A、B克服摩擦力所做的功W=μ(ml十m2)gd
由能量守恒定律，有
(ml+m2)v′2=Ep+μ(ml十m2)gd
解得Ep=ml2gh/(ml十m2)-μ(ml十m2)gd
机械能守恒定律和动量守恒定律研究的都是系统相互作用过程中满足的规律，不同之处是各自的守恒条件不同，要根据题设的物理情景和物理过程，确定满足的物理规律，机械能守恒为标量式，但势能可能出现负值，动量守恒为矢量式，选取正方向后列代数式。
1．（2007年高考天津理综卷）如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v，向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是（）
A．A开始运动时
B．A的速度等于v时
C．B的速度等于零时
D．A和B的速度相等时

2．水力采煤时，用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层，设水的密度为ρ水枪口的截面积为s水从枪口射出的速度为v，水平射到煤层后速度变为零，则煤层受到水的平均冲击力为多少？

3．(07年扬州市期末调研测试)质量为M的小车置于水平面上。小车的上表面由1/4圆弧和平面组成，车的右端固定有一不计质量的弹簧，圆弧AB部分光滑，半径为R，平面BC部分粗糙，长为l，C点右方的平面光滑。滑块质量为m，从圆弧最高处A无初速下滑（如图），与弹簧相接触并压缩弹簧，最后又返回到B相对于车静止。求：
（1）BC部分的动摩擦因数μ；
（2）弹簧具有的最大弹性势能；
（3）当滑块与弹簧刚分离时滑块和小车的速度大小。
答案：1、D；2、ρv2s；
3、（1）
（2）
（3），

高考物理第一轮导学案复习

20xx届高三物理一轮复习导学案
一、运动的描述（4）
【课题】实验：探究速度随时间的变化规律
【导学目标】
1、了解游标卡尺的原理，并会正确运用和读数。
2、练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
3、学习用打点计时器测定即时速度和加速度。
【知识要点】
一、实验误差
1．误差：测量值与真实值的叫做误差．
2．系统误差和偶然误差
①系统误差：由于仪器本身不精确、或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的．
②偶然误差：由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的．
3．绝对误差和相对误差
①绝对误差：测量值与真实值之差（取绝对值）。
②相对误差：等于绝对误差与真实值之比（通常用百分数表示）。

二、有效数字
1．带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字。（因为测量总有误差，测得的数值只能是近似数字，如用毫米刻度尺量得某书本长184.2mm，最末一位数字“2是估计出来的，是不可靠数字，但仍有意义，一定要写出来）．
2．有效数字的位数是从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字止。

三、游标卡尺
游标尺精度
(mm)测量结果(游标尺第n条刻度线与主尺上的某条刻度线对齐)
格数刻度
总长每小格与1mm相差
109mm0.1mm0.1主尺mm数+0.1n
20xxmm0.05mm0.05主尺mm数+0.05n
5049mm0.02mm0.02主尺mm数+0.02n
1．结构：游标卡尺的构造如下图所示，它的左测量爪固定在主尺上并与主尺垂直．右测量爪与左测量爪平行，固定在游标尺上，可以随同游标卡尺一起沿主尺滑动．
2．原理及读数方法：
游标卡尺的读数=主尺上读数+标尺上对齐的格数×精确度；
常见游标卡尺的相关数据如下：

四．打点计时器
打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一次点（由于电源频率是50Hz），因此，纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。
五．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法
如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
3．由纸带求物体运动加速度的方法
（1）用“逐差法”求加速度：
根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔），求出、、，再算出a1、a2、a3的平均值，即为物体运动的加速度。
（2）用v-t图法：
先根据，求出打第n点时纸带的瞬时速度，后作出v-t图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。

【典型剖析】
[例1]用毫米刻度尺测量某一物体的长度为12.6mm。若物体的实际长度为12.4mm，则绝对误差△x=mm，相对误差η=。

[例2]读出如图所示游标尺的读数．

[例3]（启东08届高三调研测试）在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中，打点计时器接在50Hz的低压交变电源上。某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出）．从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示v-t关系的图线，从而求出加速度的大小．

（1）请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(作答在右图上)，并指出哪个轴相当于v轴？答：；

（2）从第一个计数点开始计时，为求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？答：；

（3）若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则可求出加速度的大小为m/s2．
[例4]（盐城市08届高三六所名校联考）某同学用如图所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所以测量数据及其标记符号如题图所示。
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔)：
方法A：
由……，取平均值g=8.667m/s2;
方法B：
由取平均值g=8.673m/s2。
（1）从实验装置看,该同学所用交流电的电压为______伏特,操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是______________________。
（2）从数据处理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，对实验结果起作用的，方法A中有__________;方法B中有______________________________。
因此，选择方法______（A或B）更合理，这样可以减少实验的________(系统或偶然)误差。
（3）本实验误差的主要来源有：______________________________（试举出两条）。

【训练设计】
1、如图所示为测量一金属筒时刻度尺示数的示意图，该金属筒长度为cm.

2、（1）某游标卡尺两测脚紧靠时如图甲所示，测物体长度时如图乙所示，则该物体的长度是_______________mm。
（2）新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据．通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份，以“39mm等分成20份”的新式游标卡尺为例，如图所示．
①它的准确度是___mm；
②用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是__cm．

3、如图为用50分度的游标卡尺测量物体长度时的读数，由于遮挡，只能看见游标的后半部分，这个物体的长度为mm．

4、如图为物体运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm。
则A点处瞬时速度的大小是___m/s，小车运动的加速度计算表达式为_____________，加速度的大小是_______m/s2。（计算结果保留两位有效数字）。

高考物理第一轮专题复习学案

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7阶段测试（二）

1已知某行星绕太阳运动的轨道半径为r,公转的周期为T,万有引力常量为G,则由此可求出

A某行星的质量B太阳的质量

C某行星的密度D太阳的密度

2已知下面的哪组数据,可以算出地球的质量M(引力常量G为已知)()

A月球绕地球运动的周期T及月球到地球中心的距离R

B地球绕太阳运行周期T及地球到太阳中心的距离R

C人造卫星在地面附近的运行速度V和运行周期T

D地球绕太阳运行速度V及地球到太阳中心的距离R

3关于人造地球卫星和宇宙飞船的下列说法中,正确的是()

A如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期,再利用万有引力恒量,就可算出地球的质量

B两颗人造地球卫星,只要它们的绕行速度大小相等,不论它们的质量,形状差别有多大,它们的绕行半径和绕行周期一定是相同的

C原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后,若要后一卫星追上前一卫星并发生相撞,只要将后者速度增大一些即可

D一只绕火星飞行的宇宙飞船,宇航员从舱内慢慢走出,并离开飞船,飞船因质量减小,所受万有引力减小

4关于人造地球卫星及其中物体的超重.失重问题,下列说法正确的是()

A在发射过程中向上加速时产生超重现象

B在降落过程中向下减速时产生超重现象

C进入轨道时做匀速圆周运动,产生失重现象

D失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的

5同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星()

A可以在地球上任意一点的正上方,且离地心的距离可按需要选择不同的值

B可以在地球上任意一点的正上方但离地心的距离是一定的

C只能在赤道的正上方,但离地心的距离可按需要选择不同的值

D只能在赤道的正上方离地心的距离是一定的

6设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上.假设经过长时间开采后,地球仍可看成是均匀的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动,则与开采前相比()

A地球与月球间的万有引力将变大

B地球与月球间的万有引力将变小

C月球绕地球运动的周期将变长

D月球绕地球运动的周期将变短

7我们国家在1986年成功发射了一颗实用地球同步卫星,从1999年至今已几次将”神州”号宇宙飞船送入太空,在某次实验中,飞船在空中飞行了36h,环绕地球24圈.则同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较()

A卫星运转周期比飞船大

B卫星运转速度比飞船大

C卫星运加转速度比飞船大

D卫星离地高度比飞船大

8宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动,若飞船想与前面的空间站对接,飞船为了追上轨道空间站,可采取的方法是()

A飞船加速直到追上轨道空间站,完成对接

B飞船从原轨道减速至一个较低轨道,再加速追上轨道空间站,完成对接.

C飞船加速至一个较高轨道,再减速追上轨道空间站,完成对接.

D无论飞船如何采取何种措施,均不能与空间站对接

9可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道()

A与地球表面上某一纬度(非赤道)是共面的同心圆

B与地球表面上某一经线(非赤道)是共面的同心圆

C与地球表面上的赤道是共面的同心圆,且卫星相对地球表面是静止的

D与地球表面上的赤道是共面的同心圆,且卫星相对地球表面是运动的

10在绕地球做匀速圆周运动的航天飞机外表面,有一隔热陶瓷片自动脱落,则()

A陶瓷片做平抛运动

B陶瓷片做自由落体运动

C陶瓷片按原圆轨道做匀速圆周运动

D陶瓷片做圆周运动,逐渐落后于航天飞机

11火星的球半径是地球半径的1/2,火星质量是地球质量的1/10,忽略火星的自转,如果地球上质量为60㎏的人到火星上去,则此人在火星表面的质量是_______㎏,所受的重力是______N;在火星表面由于火星的引力产生的加速度是________m/s;在地球表面上可举起60㎏杠铃的人,到火星上用同样的力,可以举起质量_______㎏的物体

12某行星的一颗小卫星在半径为r的圆轨道上绕行星运动,运行的周期是T.已知引力常量为G,这个行星的质量M=_____________

13已知地球半径为R,质量为M,自转周期为T.一个质量为m的物体放在赤道处的海平面上,则物体受到的万有引力F=_________,重力G=__________

14已知月球的半径为r,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,若忽略月球的自转,则月球的平均密度表达式为_________

15一个登月的宇航员,能用一个弹簧秤和一个质量为m的砝码,估测出月球的质量和密度吗？写出表达式(已知月球半径R)

16已知太阳光从太阳射到地球,需要8分20秒,地球公转轨道可近似看成固定轨道,地球半径约为6.4×106m,试估算太阳质量M与地球质量m之比M/m为多少（保留一位有效数字）

17火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面启动后,以加速度g/2竖值向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪对平台的压力为启动前压力的17/18.已知地球半径R,求火箭此时离地面的高度.(g为地面附近的重力加速度)

参考答案1B2AC3AB4ABC5D6BD7AD8B9CD10C11.60235.23.92150

12.4π2r3/GT213．GMm/R2GMm/R2-4π2mR/T2143g/4πRG15FR/Gm3F/4GR163*10517R/2

高考物理第一轮导学案复习:磁场

20xx届高三物理一轮复习导学案
九、磁场（7）

【课题】带电粒子在复合场中的运动
【目标】
1、进一步掌握带电粒子在电磁场中的受力特点和运动规律
2、会用力学有关规律分析和解决带电粒子在电磁场中的实际应用问题
【导入】
带电粒子在电磁场中的实际应用有很多，常见的有：速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等。这些实例在近几年高考中经常出现，因此我们需要从它们的原理及应用等方面去掌握。
【导研】
[例1]（09年宁夏卷）16.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160V，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（）
A.1.3m/s，a正、b负
B.2.7m/s，a正、b负
C．1.3m/s，a负、b正
D.2.7m/s，a负、b正

[例2]（1）（09年广东物理）12．如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是（）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D．打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子荷质比越小

（2）测定同位素组成的装置里（质谱仪），原子质量Al=39和A2＝41钾的单价离子先在电场里加速，接着进入垂直离子运动方向的均匀磁场中（如图）．在实验过程中由于仪器不完善，加速电压在乎均值U0附近变化±△U．求需要以多大相对精确度维持加速电压值，才能使钾同位素束不发生覆盖?

[例3]汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A中心小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行板P和P间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O点,O点与O点的竖直距离为d,水平距离可忽略不计.此时,在P和P间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2.
(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小;
(2)推导出电子比荷的表达式.

[例4](2007年苏州市高三教学调研测试)（16分）一块N型半导体薄片（称霍尔元件），其横载面为矩形，体积为b×c×d，如图所示。已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e.将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿Z轴方向，并通有沿x轴方向的电流I。
（1）此元件的CC/两个侧面中，哪个面电势高？
（2）证明在磁感应强度一定时，此元件的CC/两个侧面的电势差与其中的电流成正比
（3）磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。其测量方法为：将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量通以电流I，用毫伏表测量C、C/间的电压UCC’，就可测得B。若已知其霍尔系数。并测得UCC’=0.6mV,I=3mA。试求该元件所在处的磁感应强度B的大小。

[例5]电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成．偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成，匀强磁场的左边界与偏转电场的右边界相距为s，如图甲所示．大量电子（其重力不计）由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场．当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0，当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时，所有电子均从两板间通过，进入水平宽度为l，竖直宽度足够大的匀强磁场中，最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上．问：
（1）电子在刚穿出两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少？
（2）要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上，匀强磁场的磁感应强度为多少？
（3）在满足第（2）问的情况下，打在荧光屏上的电子束的宽度为多少？（已知电子的质量为m、电荷量为e）
【导练】
1、如图是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆柱形筒内有B=1×10－4T的匀强磁场，方向平行于轴线.在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔a、b分别作为入射孔和出射孔.现有一束比荷为q/m=2×1011C/kg的正离子，以不同角度α入射，最后有不同速度的离子束射出.其中入射角α=30°，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度v大小是（）
A．4×105m/sB．2×105m/s
C．4×106m/sD．2×106m/s
2．磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能，下图是它的示意图．平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为B，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）垂直于B的方向喷入磁场，每个离子的速度为v，电荷量大小为q，A、B两板间距为d，稳定时下列说法中正确的是（）
A．图中A板是电源的正极
B．图中B板是电源的正极
C．电源的电动势为Bvd
D．电源的电动势为Bvq

3．（08广东卷）4．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形合D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()
A．离子由加速器的中心附近进入加速器
B．离子由加速器的边缘进入加速器
C．离子从磁场中获得能量
D．离子从电场中获得能量

4．（浙江省金华一中20xx届高三12月联考）环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示。正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞去迎面相撞。为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）
A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大
B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小
C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小
D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变