2022新高考二轮复习 专题八第1讲　常用公式和结论 课件（122张）

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1．力与物体的运动[临考必背]一、静力学1．物体平衡的条件F合＝0或Fx合＝0，Fy合＝0。2．三个共点力平衡，则任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，多个共点力平衡时也有类似的特点。
3．两个分力F1和F2的合力为F，若已知合力(或一个分力)的大小和方向，又知另一个分力(或合力)的方向，则第三个力与已知方向不知大小的那个力垂直时有最小值(如图所示)。
3．动力学的四个二级结论(1)沿如图所示光滑斜面下滑的物体：
(3)下面几种物理模型，在临界情况下，a＝gtan α(如图所示)。(4)下列各模型中，速度最大时，合力为零，速度为零时，加速度最大。
2．绳(杆)端速度分解(如图所示)：沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等。
(3)地球同步卫星T＝24小时，h＝5.6R，v＝3.1 km/s。(4)重要变换式：GM＝gR2(R为地球半径)，GM星＝g星R星2(R星为星球半径)。
9．双星模型(1)“向心力等大反向”——两颗行星做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供，故F1＝F2，且方向相反，分别作用在两颗行星上，是一对作用力和反作用力。(2)“周期、角速度相同”——两颗行星做匀速圆周运动的周期、角速度相等。
[临考必练]1．如图所示，教室内的讲台放在水平地面上，讲台上放置一个整理箱。某同学在卫生清扫时，站在讲台上用斜向左上方的力拉整理箱，三者均保持静止。讲台和同学的质量均为m，整理箱的质量为0.2m，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　)A．该同学对讲台的压力大小为mgB．讲台对地面的压力大小为2.2mgC．整理箱受到的摩擦力的方向水平向左D．地面对讲台的摩擦力的方向水平向左
解析：同学在卫生清扫时，站在讲台上用斜向左上方的力拉整理箱，整理箱对人的拉力斜向右下方，所以该同学对讲台的压力大小大于mg，故A错误；以人、整理箱和讲台整体为对象，受到地面的支持力和重力，二力平衡，讲台对地面的压力大小为三者总重力，FN＝mg＋mg＋0.2mg＝2.2mg，地面对讲台没有摩擦力，故B正确，D错误；同学在卫生清扫时，站在讲台上用斜向左上方的力拉整理箱，整理箱受到的摩擦力的方向水平向右，故C错误。
2．从地面上以初速度v0竖直上抛一个小球，已知小球在运动过程中所受空气阻力与速度大小成正比，则小球从抛出到落回地面的过程中，以下其速度与时间关系的图象正确的是(　　)
解析：物体上升过程中mg＋kv＝ma上，则随速度的减小，加速度减小；物体下降过程中mg－kv＝ma下，则随速度的增加，加速度减小。因v ­t图象的斜率等于加速度，可知图象D符合题意。
解析：将车和货物的速度进行分解，如图所示，车的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有v0cs θ＝v绳，而货物的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，则有v货cs α＝v绳。由于两段绳相互垂直，所以α＝θ。由以上两式可得，货物的速度等于小车的速度，A正确。
A．探测器从月球表面发射时的速度至少为7.9 km/sB．对接前“嫦娥”五号飞行的加速度小于1.6 m/s2C．若对接后“嫦娥”五号在原来的圆轨道上运行，则其速度比对接前的大D．对接前探测器在椭圆轨道上运行的周期大于“嫦娥”五号的运行周期
2．动量和能量[临考必背]一、功和功率1．求功的六种方法(1)W＝Flcs α(恒力，定义式)。(2)W＝Pt(变力，恒定功率)。
(3)W＝ΔEk(变力或恒力)。(4)W其他＝ΔE机(功能原理)。(5)图象法(变力或恒力)。(6)气体做功：W＝pΔV(p——气体的压强；ΔV——气体的体积变化)。
6．几种常见的功能关系
二、动量1．动量：p＝mv。2．动量定理：Ft＝mv2－mv1。3．动量守恒定律(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒。(2)近似守恒：系统所受外力不为零，但内力远远大于外力，如碰撞、爆炸等。
5．熟记弹性正碰的一些结论，例如，当两球质量相等时，两球碰撞后交换速度；当m1≫m2，且v20＝0时，碰后质量大的速率不变，质量小的速率为2v0。当m1≪m2，且v20＝0时，碰后质量小的原速率反弹。
[临考必练]1．“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将“蹦极”过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是(　　)A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力
解析：从绳子恰好伸直，到人第一次下降到最低点的过程中，拉力逐渐增大，由牛顿第二定律mg－F＝ma可知，人先做加速度减小的加速运动，当a＝0时，F＝mg，此时速度最大，动量最大，动能最大，此后人继续向下运动，F＞mg，由牛顿第二定律F－mg＝ma可知，人做加速度增大的减速运动，动量一直减小，直到减为零，全过程中拉力方向始终向上，所以绳对人的冲量始终向上，动量先增大后减小，拉力对人始终做负功，动能先增大后减小。综上可知A正确，B、C、D错误。
2. 良好的学习、生活习惯对人的一生有重要意义。在居家期间有些同学经常躺着看手机，出现了手机碰伤眼睛的情况。若手机质量为120 g，从距离眼睛约20 cm的高度处无初速度掉落，碰到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.15 s，g取10 m/s2，则手机对眼睛的冲击力约为(　　)A．0.24 N　　　　　　　B．0.28 NC．2.4 N D．2.8 N
答案：(1)31 m/s　(2)2.4 m/s
2．电势、电势差、电势能、电功的关系：WAB＝qUAB＝q(φA－φB)＝－ΔEp(与路径无关)。3．电场线的应用(1)电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线方向相同，负电荷的受力方向和电场线方向相反。(2)电场强度的大小(定性)——电场线的疏密可定性反映电场强度的大小。
(3)电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐步降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向。(4)等势面的疏密——电场越强的地方，等差等势面越密集；电场越弱的地方，等差等势面越稀疏。
二、磁场1．安培力、安培力的方向(1)安培力的方向用左手定则判定。(2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面。(3)安培力的大小：磁场和电流垂直时F＝BIL；磁场和电流平行时F＝0。
(3)圆周运动中有关对称的规律①从直线边界射入匀强磁场的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等，如图甲所示。②在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出，如图乙所示。
(4)平行边界(存在临界条件，如图所示) (5)最小圆形磁场区域的计算：找到磁场边界的两点，以这两点的距离为直径的圆面积最小。
[临考必练]1．如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，正方形中心处场强最大的是(　)
2．如图所示，实线为某电场的电场线。虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹， A、B、C为轨迹上的三点，且AB和BC关于B点所在的电场线对称，不计重力。下列关于粒子的说法正确的是(　)A．在B点的速度大于在A点的速度B．在B点的加速度大于在A点的加速度C．在B点的电势能大于在A点的电势能D．沿轨迹AB和沿轨迹BC电场力做的功相同
解析：由图可知，该粒子受力方向沿电场线反方向，该粒子带负电，在A点时，电场力的方向与速度方向成钝角，电场力做负功，在B点时电场力的方向与速度方向成直角，电场力不做功，在A到B这个过程，电场力一直做负功，动能减小，电势能增大，故A错误，C正确；电场线疏密程度反映电场强度的大小，电场强度决定电场力，电场力越大的地方，粒子的加速度越大，A的电场线比B的密集，即粒子在A点的加速度大于B点的加速度，故B错误；沿轨迹AB，电场力做负功，沿轨迹BC，电场力做正功，故D错误。
解析：根据异向电流相斥，同向电流相吸可知，电流P、Q对电流R均产生斥力，但是由于P距离R较近，Q距离R较远，则P对R的斥力大于Q对R的斥力，则根据平行四边形法则合成可知，合力方向可能为F3的方向。
4．(多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小、电容和极板所带的电荷量分别用d、U、E、C和Q表示。下列说法正确的是(　 　)A．保持U不变，将d变为原来的两倍， 则E变为原来的一半B．保持E不变，将d变为原来的一半， 则U变为原来的两倍C．保持C不变，将Q变为原来的两倍， 则U变为原来的两倍D．保持d、C不变，将Q变为原来的一半， 则E变为原来的一半
(1)粒子经过y轴时的位置到原点O的距离；
答案：(1)0.4 m　
(2)若要使粒子不能进入第三象限，磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况)。
答案：(2)B≥4×10－2 T
(3)U­I关系图线：由U＝E－Ir可知，路端电压随着电路中电流的增大而减小，U­I关系图线如图所示。①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电动势。②当外电路电压U＝0时，横坐标的截距为短路电流。③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
5．电路中的功率和效率(1)电源的总功率：P总＝EI。(2)电源的输出功率：P出＝UI。(3)电源内部的发热功率：P内＝I2r。
二、电磁感应1．感应电流方向的判断方法(1)右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断。(2)楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。
2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。(2)阻碍相对运动——“来拒去留”。(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
7．高压远距离输电的分析方法及计算(1)在高压输电的具体计算时，为便于理解题意，可参考下图画出相应的题意简图。
[临考必练]1．如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中(　　) A．有感应电流，且B被A吸引B．无感应电流C．可能有，也可能没有感应电流D．有感应电流，且B被A排斥
解析：MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从N→M，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A的左端为N极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，B被A排斥，故D正确。
5．近代物理初步[临考必背]1．光电效应(1)四条实验规律①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于或等于这个频率，才能产生光电效应。
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。③入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9 s。④当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。(2)光子说：爱因斯坦认为光是不连续的，一份一份的，每一份就是一个光子，对应光子的能量ε＝hν。
(3)三个表达式①爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。②光电子的最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。③逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc。
2.原子结构(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。(2)核式结构模型：卢瑟福根据α粒子散射实验现象推断出原子的核式结构。(3)玻尔理论：玻尔提出了三条假设：定态假设、跃迁假设、轨道量子化假设，成功地解释了氢原子光谱。
(4)氢原子能级示意图如图所示(在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，即原子处于不同的能级)。
(2)半衰期①决定因素：由核本身的因素决定，与原子核所处的物理状态或化学状态无关。
(5)核能的计算①若Δm以千克为单位，则ΔE＝Δmc2。②若Δm以原子的质量单位u为单位，则ΔE＝Δm×931.5 MeV。质量亏损Δm：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差。
[临考必练]1．下列说法正确的是(　　)A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B．发生β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数减1C．若使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光光照强度才行D．结合能越大，原子核结构一定越稳定
解析：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，建立了原子的核式结构模型，故A正确；β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数增加1，故B错误；使某金属发生光电效应，需使入射光的频率大于极限频率，与入射光的光照强度无关，故C错误；比结合能越大，原子核结构一定越稳定，故D错误。
2．下列说法正确的是(　　)A．一群处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出10种不同频率的光B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子，并提出了原子的核式结构学说C．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越大D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少了4个
4．(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象。当用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触头c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是(　　)A．光电子的最大初动能始终为1.05 eVB．光电管阴极的逸出功为1.05 eVC．当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电流增大D．改用能量为2.5 eV的光子照射，移动变阻器的触头c，电流表G中也可能有电流
解析：该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为零，说明光电子的最大初动能为1.7 eV，根据光电效应方程Ek＝hν－W0知，W0＝1.05 eV，故A错误，B正确。当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，则到达阳极的电子的数目减小，电流减小，故C错误。改用能量2.5 eV的光子照射，2.5 eV 仍然大于1.05 eV，仍然可以发生光电效应，移动变阻器的触点c，只要反向电压小于1.45 V，电流表G中就有电流，故D正确。