5 能量代谢 学生版
第三单元细胞的能量供应和利用
第一讲降低化学反应活化能的酶
一、判断题
(1)酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质( )
(2)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸( )
(3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( )
(4)酶提供了反应过程所必需的活化能( )
(5)随着温度降低，酶促反应的活化能下降( )
(6)酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用( )
(7)酶活性的发挥离不开其特定的结构( )
(8)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化( )
(9)不同酶的最适温度可能相同( )
(10)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性( )
(11)酶活性最高时的温度不适合酶的保存( )
(12)人体在发热感冒时，常出现厌食恶心现象，这与人体内酶的活性有关，说明酶活性的发挥离不开适宜的温度等( )
(13)在稀蛋清液中加入蛋白酶后，再加入双缩脲试剂，由于蛋清液中的蛋白质被分解，因此不再发生紫色反应( )
二、选择题
1．下列有关酶的实验设计思路正确的是( )
A．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
C．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响2．(2016·厦门质检)为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，合理的实验方案是( )
组别①②③④⑤
酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶
反应物蛋白质淀粉蛋白质淀粉麦芽糖
A.①和③对比，用双缩脲试剂检测 B．②和④对比，用碘液检测
C．④和⑤对比，用斐林试剂检测 D．③和④对比，用斐林试剂检测
3．(2016·湖南四校联考)下表是探究温度对纤维素酶活性的影响实验设计及结果，据表分析，以下说法不．正确的是( )
试管①②③
纤维素悬液(mL) 2 2 2
纤维素酶液(mL) 1 1 1
反应温度(℃) 30 40 50
斐林试剂(mL) 2 2 2
砖红色深浅＋＋＋＋＋＋
注：“＋”的多少，代表颜色深浅。
A．该实验的自变量为温度 B．该实验检测的因变量是还原糖的生成量
C．纤维素被水解成了还原糖 D．该纤维素酶的最适温度为40 ℃
4．某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响
时，得到下图结果。下列分析不．正确的是( )
A．Mn2＋降低了相应化学反应过程所必需的活化能
B．Co2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使其活性降低
C．不同离子对酶的活性有提高或降低作用
D．该水解酶的用量是实验的无关变量
5．(2016·武汉七校联考)猪笼草是一种食虫植物，为了验
证猪笼草分泌液中有蛋白酶。某学生设计了两组实验，如下图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂。对实验现象的预测正确的是( ) A．甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失
B．甲中溶液呈紫色、乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消
失、丁中蛋白块不消失
C．甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块
不消失
D．甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
6．(2016·潍坊质检)将牛奶和姜汁混合，待牛奶凝固便成为一种富有广东特色的甜品——姜撞奶。某同学用煮沸过的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固。在不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁，观察结果如下表：
温度20 40 60 80 100
结果
15 min后
仍未凝固
14 min内
完全凝固
1 min内
完全凝固
1 min内
完全凝固
15 min后仍
未凝固根据以上结果，下列表述中不．正确的是( )
A．20 ℃和100 ℃时未凝固，是因为酶被分解成了氨基酸
B．新鲜姜汁可能含有一种酶，该酶能将可溶状态的牛奶蛋白质转化成不溶状态
C．将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，能够提高实验的准确度
D．60 ℃和80 ℃不一定是酶的最适温度，可设置更多、更小的温度梯度测得最适温度
第二讲 ATP与细胞呼吸
第1课时ATP 细胞呼吸的类型和过程
一、判断题
(1)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团( )
(2)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行( )
(3)线粒体内膜上不能合成ATP( )
(4)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( )
(5)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡( )
(6)在蛋白质合成过程中，ATP 会转化为ADP( ) (7)有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同( ) (8)肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸( )
(9)葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在有氧时细胞的呼吸作用( ) (10)种子风干脱水后呼吸强度增强( ) (11)无氧呼吸的终产物是丙酮酸( )
(12)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水( ) (13)无氧呼吸不需要O 2的参与，该过程最终有[H]的积累( ) 二、选择题
1．(2016·长春模拟)下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a ～e 表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A ．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B ．图中物质c 为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C ．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e 为ATP
D ．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a 、d 分别是丙酮酸和O 2
2．将酵母菌研磨，离心后，得到上清液(含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)。把等量的上清液、沉淀物和未离心的匀浆，分别放入甲、乙、丙三支试管中(如下图)，加入用18
O 标记的等量O 2和用3
H 标记的等量的C 6H 12O 6溶液，一段时间后，检测各试管，其结果正确的是( )
甲 乙 丙 上清液
沉淀物
匀浆
A ．三支试管C 6H 12O 6的量都将减少
B ．三支试管都有丙酮酸、[3
H]生成 C ．丙试管有H 18
2O 和CO 2生成 D ．三支试管都能释放能量
3．下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是( ) A ．a 过程的完成一定伴随H 2O 和CO 2的生成 B ．在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸
C ．人体细胞中完成c 过程的场所主要是线粒体
D ．人体内的a 过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响
4．某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP 的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞( )
A ．主要通过无氧呼吸生成ATP
B ．产生的热量远多于其他细胞
C ．线粒体基质不参与有氧呼吸
D ．没有进行有氧呼吸第三阶段
5．(2016·南昌调研)在人体细胞呼吸过程中，下列变化一定不发生在细胞质基质中的是( )
A ．丙酮酸的生成
B ．丙酮酸的转化
C ．乳酸的生成
D ．CO 2的生成
6．(2016·西安四校模拟)ATP 是一种高能磷酸化合物。下列关于ATP 的叙述正确的是( ) A ．如细胞代谢强度增加一倍，则细胞内ATP 的含量也将增加一倍 B ．ATP 中全部高能磷酸键断裂后，形成的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸 C ．ATP 分子结构中含有一个普通磷酸键，该键易断裂也易形成
D ．有丝分裂后期，受纺锤丝牵引，着丝点断裂，该过程需要ATP 水解供能 7．将酵母菌培养液进行离心处理，得到沉淀的酵母菌细胞，将沉淀的酵母菌细胞进行如下处理，并向甲、乙、丙3个试管中同时滴入等量的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终产生CO 2和H 2O 的试管是( )
A ．甲
B ．乙
C ．丙
D ．乙和丙
8．下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是( ) A ．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组
B ．若向B 瓶和D 瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D 瓶内的溶液会变黄
C ．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO 2的产生速率
D ．若C 瓶和
E 瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
第2课时 影响细胞呼吸的因素与细胞呼吸类型的判断
1.
长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如
右图所示。下列叙述不
．
正确的是( ) A ．Ⅰ 阶段根细胞的有氧呼吸速率下降 B ．Ⅱ阶段根细胞的无氧呼吸速率上升 C ．Ⅲ阶段曲线下降的主要原因与Ⅰ阶段不同 D ．细胞在a 点的有氧呼吸强度小于b 点
2．(2016·中原名校一模)“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到很多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求的相等，达到生理上的平衡状态。下图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗率的关系。结合所学知识，分析下列说法正确的是( ) A ．ab 段为有氧呼吸，bc 段为有氧呼吸和无氧呼吸，cd 段为无氧呼吸 B ．运动强度大于c 后，肌肉细胞CO 2的产生量将大于O 2消耗量 C ．无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失，其余储存在ATP 中 D ．若运动强度长时间超过c ，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
3．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，在相同时间内其产生的C 2H 5OH 和CO 2的量(mol)如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是( )
氧浓度(%) a
b
c
d
产生CO 2的量(mol) 9 12.5 15 30 产生酒精的量(mol)
9
6.5
6
A.a 浓度时酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖速率等于无氧呼吸消耗葡萄糖速率 B ．b 浓度时酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸消耗葡萄糖速率 C ．c 浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 D ．d 浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
4．呼吸熵(RQ)是指单位时间内进行细胞呼吸的生物释放CO 2量与吸收O 2量的比值。下图表示测定消毒过的萌发小麦种子呼吸熵的实验装置，下列说法不．
准确的是( ) A ．KOH 中放置筒状滤纸的目的是增大吸收CO 2的面积 B ．假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25 ℃时经10 min 观察发现：甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，说明10 min 内小麦种子进行了无氧呼吸
C ．若在25 ℃时经10 min 观察发现：甲装置中墨滴左移30 mm ，乙装置中墨滴左移200 mm ，则萌发小麦种子的呼吸熵是0.85
D ．为了校正还应设置一个对照装置，对照装置的大试管和小烧杯应分别放入死亡的小麦种子、清水，其他条件不变
5．(2016·湘中二模)不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，则下列对呼吸作用方式的判断不．
正确的是( ) A ．若只释放CO 2，不消耗O 2，则细胞只进行无氧呼吸
B ．若CO 2的释放量多于O 2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
C ．若CO 2的释放量等于O 2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
D ．若既不吸收O 2也不释放CO 2，则说明该细胞已经死亡
6．人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是( ) A ．消耗等物质的量的葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的[H]少 B ．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸和ATP C ．短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉 D ．慢跑时慢肌纤维产生的ATP ，主要来自线粒体基质
7.呼吸熵(RQ ＝放出的CO 2量/吸收的O 2量)可作为描述细胞呼吸过程中O 2供应状态的一种指标。右图是酵母菌氧化分解葡萄糖的过程中氧分压与呼吸熵的关系。下列叙述正确的是( )
A ．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱
B ．b 点有氧呼吸的强度大于a 点有氧呼吸的强度
C ．为延长水果保存的时间，最好将氧分压调至c 点
D ．c 点以后，细胞的呼吸强度不随氧分压的变化而变化
8．(2016·宁德质检)科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如下图。下列叙述正确的是( )
A ．20 h 内，果肉细胞产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B ．50 h 后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O 2，密闭罐中CO 2浓度会增加
C ．50 h 后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢，是因为温度高使酶活性降低
D ．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
9.把盛有酵母菌和葡萄糖混合液的装置(如图)置于适宜温度下，一段时间后，经检测，装置中葡萄糖减少了a 摩尔，气体的体积总量增加了b 摩尔。以下关于酵母菌细胞呼吸的分析不．
正确的是( ) A ．无氧呼吸消耗的葡萄糖量为0.5b 摩尔
B ．有氧呼吸产生的CO 2量为6a －b 摩尔
C ．细胞呼吸产生的CO 2量为6a －2b 摩尔
D ．细胞呼吸消耗的O 2量为6a －3b 摩尔
10．以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO 2释放量和O 2吸收量的变化。下列相关叙述不．
正确的是
(
)
A ．甲图中氧浓度为a 时的情况对应的是乙图中的A 点
B ．甲图中氧浓度为b 时的情况对应的是乙图中的D 点
C ．甲图的a 、b 、c 、d 四种浓度中c 是最适合贮藏的
D ．甲图中氧浓度为d 时没有酒精产生
11.将刚采摘的新鲜蓝莓均分为两份，放在1 ℃的冷库内贮藏，其中一份用高浓度的CO 2处理48 h ，另一份则不做处理。从采摘后算起每10 d 取样一次，测定其单位时间内CO 2释放量和O 2吸收量，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论不．
正确的是( ) A ．比值大于1，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
B ．第20 d 对照组蓝莓产生的乙醇量高于CO 2处理组
C ．第40 d 对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
D ．贮藏蓝莓前用高浓度的CO 2短时处理，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸
电磁感应中的能量问题练习
电磁感应中的能量问题练习 一、单项选择题 1．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中（） A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变 C．线框所受安培力的合力为零D．线框的机械能不断增大 答案: B 解析: 当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化，A错误，B正确；因线框上下两边所在处的磁场强弱不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D错误． 2．如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表 面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒（电阻也不计） 放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与 导轨平面垂直．用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中 ①恒力F做的功等于电路产生的电能 ②恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能 ③克服安培力做的功等于电路中产生的电能 ④恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和 以上结论正确的有（） A．①②B．②③C．③④D．②④ 答案: C 解析: 在此运动过程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和为棒ab动能增加量，其中安培力做功将机械能转化为电能，故选项C正确．
3． 一个边长为L 的正方形导线框在倾角为θ的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑，随后进入虚线下方方向垂直于斜面 的匀强磁场中．如图所示，磁场的上边界线水平，线框的下边ab 边始终水平，斜面以及下方的磁场往下方延伸到足够远．下列推理判断正确的是（ ） A ．线框进入磁场过程b 点的电势比a 点高 B ．线框进入磁场过程一定是减速运动 C ．线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能 D ．线框从不同高度下滑时，进入磁场过程中通过线框导线横截面的电荷量不同 答案: C 解析: ab 边进入磁场后，切割磁感线，ab 相当于电源，由右手定则可知a 为等效电源的正极，a 点电势高，A 项错．由于线框所受重力的分力mg sin θ与安培力大小不能确定，所以不能确定其是减速还是加速，B 项错；由能量守恒知C 项 对；由q ＝n ΔΦR 知，q 与线框下降的高度无关，D 项错． 4． 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R ，质量不能忽略的金属棒与两导 轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁 场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F 作用下加速上升的一段时间内，力F 做的功与 安培力做的功的代数和等于（ ） A ．棒的机械能增加量 B ．棒的动能增加量 C ．棒的重力势能增加量 D ．电阻R 上放出的热量 答案: A 解析: 由动能定理有W F ＋W 安＋W G ＝ΔE k ，则W F ＋W 安＝ΔE k －W G ，W G <0，故ΔE k －W G 表示机械能的增加量．选A 项．
高中物理-电学中的动量和能量问题专题训练与解析
第2课时电学中的动量和能量问题 高考命题点命题轨迹情境图 电场和磁场中的动量 20183卷21 和能量问题 18(3)21题电磁感应中的动量和 能量问题 例1(2019·湖北省4月份调研)如图1，在高度为H的竖直区域内分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左；磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．在该区域上方的某点A，将质量为m、电荷量为＋q的小球，以某一初速度水平抛出，小球恰好在该区域做直线运动．已知重力加速度为g. 图1 (1)求小球平抛的初速度v0的大小； (2)若电场强度大小为E，求A点距该区域上边界的高度h； (3)若电场强度大小为E，令该小球所带电荷量为－q，以相同的初速度将其水平抛出，小球离开该区域时，速度方向竖直向下，求小球穿越该区域的时间．
拓展训练1(2019·云南昭通市上学期期末)真空中存在电场强度为E 1的匀强电场(未知)，一质量为m、带正电的油滴，电荷量为q，在该电场中竖直向下做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变，持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点，重力加速度大小为g，求： (1)电场强度E1的大小和方向； (2)油滴运动到B点时的速度大小． 拓展训练2(2019·江西上饶市重点中学六校第一次联考)如图2所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度B＝2 T．小球1带正电，小球2不带电，静止放置于固定的水平悬空支架上．小球1向右以v1＝12m/s的水平速度与小球2正碰，碰后两小球粘在一起在竖直平面内做匀速圆周运动，两小球速度水平向左时离碰撞点的距离为2m．碰后两小球的比荷为4C/kg.(取g＝10m/s2) 图2 (1)电场强度E的大小是多少？ (2)两小球的质量之比m2 m1是多少？
高中4-8电磁感应中的能量问题学案及练习题教案
h h 电磁感应中的能量问题 编写：吴昌领 审核：陶海林 【知识要点】 1、从功能关系看， ，表示将有多少其它形式能（如机械能）转化为电能 2、从能量转化和守恒的角度看，电磁感应的过程是 ， 能量在转化的过程中是 的 3、无论是使闭合回路的磁通量发生变化，还是使闭合回路的部分导体切割磁感线，都要消耗其它形式的能量，转化为回路中的 。这个过程不仅体现了能量的 ，而且保持 ，使我们认识到包含电和磁在内的能量的转化和守恒定律的普遍性。 4、分析问题时，应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其它形式能转化为电能，做正功将电能转化为其它形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解。 【典型例题】 例1、矩形线圈从垂直于线圈平面的匀强磁场中匀速拉出，第一次速度为v 1，第二次速度为v 2=2 v 1，则两次拉力所做功之比为 ；两次拉力功率之比为 ；两次通过线圈截面电量之比为 . 例2、如图所示，质量为m ，高度为h 的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落.它的上下两边始终保持水平，途中恰好匀速通过一个有理想边界的匀强磁场区域，则线框在此过程中产生的热量为（ ） C.大于mgh ，小于2mgh D.大于2mgh 例3、如图所示，虚线框abcd 内为一矩形匀强磁场区域，ab ＝2bc ，磁场方向垂直于纸面；实线框a ′b ′c ′d ′是一正方形导线框，a ′b ′边与ab 边平行．若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W 1表示沿平行于ab 的方向拉出过程中外力所做的功，W 2表示以同样速率沿平行于b c 的方向拉出过程中外力所做的功，则（ ） A ．W 1＝W 2 B ．W 2＝2W 1 C ．W 1＝2W 2 D ．W 2＝4W 1 例4、长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ，处于磁感应强度为B 的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。将线圈以向右的速度v 匀速拉出磁场的过程中，求⑴拉力F 大小； ⑵拉力的功率P ； ⑶拉力做的功W ； ⑷线圈中产生的电热Q ；⑸通过线圈某一截面的电荷量q 。 【课堂检测】 1、如图所示，闭合金属环从高h 的曲面左侧自由滚下，又滚上曲面的右侧，环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场，摩擦不计，则（ ） A 、环滚上的高度小于h B 、环滚上的高度等于h C 、运动过程中环内无感应电流 D 、运动过程中安培力对环一定做负功
《运动学基础》题库无答案145
2013-2014学年第二学期期末考试 《运动学基础》题库 一、单选题(每小题1分,共30题) 第一章运动学绪论 1 人体运动学的研究对象主要就是 A 运动动作 B 运动行为 C 运动治疗方法 D 运动动作与运动行为 2 人体运动学的研究方法有 A 描述与分析 B 动物实验 C 建立抽象的数学模型 D 以上都就是 3 运动学研究内容中不正确的就是 A 关节运动与骨骼肌运动力学原理 B 运动中能量的供应方式 C 物理治疗 D 运动动作分析 4 学习运动学课程要用唯物辩证的观点去认识( )的关系 A 人体与环境 B 结构与功能 C 局部与整体 D以上都就是 5 下蹲过程中下肢处于封闭运动链,因有 A 髋、膝与踝关节同时运动 B 仅髋关节活动 C 仅膝关节活动 D 仅踝关节活动 6 写字时,上肢运动链处于开放运动链 A 仅有肩关节活动 B 仅有肘关节活动 C 仅有腕关节活动 D 有前臂与腕关节活动 7 环节就是指人体身上 A 活动的每个关节 B 相对活动的肢体 C 相对活动的节段 D 相对活动的关节 8 打羽毛球时手臂挥拍向下扣球的动作属于 A 推 B 拉 C 鞭打 D 蹬伸 9 举重动作属于 A 推 B 拉 C 鞭打 D 缓冲 10 腾空起跳落下时的屈膝与屈髋动作属于 A 推 B 拉 C 鞭打 D 缓冲 11 骑自行车,腿的动作有 A 推 B 拉 C 鞭打 D蹬伸 12 步行时,伴随骨盆与肢体的转运的运动形式为 A摆动 B 扭转C缓冲 D蹬伸 13 仰卧位时,上下肢互相靠拢的运动形式为 A 扭转 B 摆动 C 相向运动 D 鞭打 14 无氧运动就是指( )运动 A 小强度 B 中等强度 C 大强度 D极量强度 15 关于有氧运动错误的就是A 运动时间较长 B 中、小强度 C 一般健身锻炼 D极量强度 16 动力性运动错误的就是 A 产生加速度 B 产生位移 C 抗阻力 D 维持躯体姿势 17 运动动作可以 A 消除肢体肿胀 B 使肌力下降 C 增加关节周围组织粘连 D 使韧带挛缩 18 主动运动就是指肌力达( )时,即可由骨骼肌主动收缩完成肢体的运动 A 1级 B 2级 C 3级 D 4级 19 相当于本人最大吸氧量55%-65%的运动强度就是 A 极量强度 B 亚极量强度 C 中等强度 D 小强度 20 打太极拳,其运动强度属于 A 极量强度 B 亚极量强度 C 中等强度 D 小强度 第二章运动学基础 1 人体运动状态改变的原因就是 A 力 B 力矩 C 力与(或)力矩 D 速度 2 骨骼肌张力相对于人体环节而言就是 A 均为内力 B 内力与外力 C 外力与内力 D 均为外力 3 人体整体的主动运动的必要条件就是 A 摩擦力 B 重力 C 肌力 D 支撑反作用力 4 运动物体的质量与速度的乘积称为 A 动量 B 冲量 C 动能 D 势能 5 人体缓冲动作可以 A 增大冲击力 B 减小冲击力 C 减少重力 D 增大重力 6 物体的惯性与下面哪个物理量有关 A 长度 B 重量 C 速度 D 质量 7 人体站立姿势平衡为 A 上支撑平衡 B 混合支撑平衡 C 上下支撑平衡 D 下支撑平衡 8 人体上支撑平衡从平衡能力来说就是 A 有限稳定平衡 B 稳定平衡 C 不稳定平衡 D 随遇平衡 9 对于人体下支撑平衡,稳定角的个数就是 A 2个 B 4个 C 8个 D 16个 10 骨的塑形与重建就是通过适应力的作用而发生的,这就是 A 牛顿定律 B 动量定理 C 沃尔夫定律 D 阿基米德定律 11 人体活动减少或肢体伤后固定,骨的力学特性改变就是 A 强度与刚度均下降 B 强度增加,刚度下降 C 强度与刚度均增加 D 强度下降,刚度增加 12 手臂持球以肘关节为支点构成的杠杆就是 A 平衡杠杆 B 省力杠杆 C 费力杠杆 D 混合杠杆 13 坐位时肌松弛,腰部的负荷
高中物理复习课：电磁感应中的动力学和能量问题教案
复习课：电磁感应中的动力学和能量问题教案 班级：高二理科（6）班下午第一节授课人：课题电磁感应中的动力学与能量问题第一课时 三维目标1.掌握电磁感应中动力学问题的分析方法 2.理解电磁感应过程中能量的转化情况 3.运用能量的观点分析和解决电磁感应问题 重点1.分析计算电磁感应中有安培力参与的导体的运动及平衡问题 2.分析计算电磁感应中能量的转化与转移 难点1.运用牛顿运动定律和运动学规律解答电磁感应问题 2.运用能量的观点分析和解决电磁感应问题 教具多媒体辅助课型复习课课 时 安 排 2课时 教学过程一、电磁感应中的动力学问题 课前同学们会根据微课视频完成学案上的知识清单：1．安培力的大小 2．安培力的方向判断 3．两种状态及处理方法 状态特征处理方法 平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析 非平衡态 加速度不为 零 根据牛顿第二定律进行动态分析或结 合功能关系进行分析 4.力学对象和电学对象的相互关系
教学过程指导学生处理学案上的例题和拓 展训练 例1：如图所示，在磁感应强 度为B，方向垂直纸面向里的 匀强磁场中，金属杆MN放 在光滑平行金属导轨上，现用平行于金属杆的恒力F，使MN从静止开始向右滑动，回路的总电阻为R，试分析MN 的运动情况，并求MN的最大速度。 拓展训练1:如图所示，两根足 够长的平行金属导轨固定在倾 角θ＝30°的斜面上，导轨电 阻不计，间距L＝0.4 m。导轨 所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ， 两区域的边界与斜面的交线为 MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直 斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg，电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd 在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s2。问： (1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向； (2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； 例2：如图所示的图中，导体棒ab垂直放在水平导轨上，导轨处在方向垂直于水平面向下的匀强磁场中。导体棒和导轨间接触良好且摩擦不计，导体棒、导轨的电阻均可忽略，今给导体棒ab一个向右的初速度V0。有的同学说电容器断路无电流，棒将一直匀速运动 下去；有的同学认为棒相当于电 源，将给电容器充电，电路中有电 流，所以在安培力的作用下，棒将 减速。关于这个问题你怎么看呢？
高三物理动量、能量计算题专题训练
动量、能量计算题专题训练 １.（1９分)如图所示,光滑水平面上有一质量M ＝4.0kg 的带有圆弧轨道的平板车，车的上表面是一段长Ｌ=1．５m 的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R=0.25m 的 4 1 光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O ′点相切。现将一质量m=1.0kg 的小物块(可视为质点）从平板车的右端以水平向 左的初速度v ０滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=０.5。小物块恰能到达圆弧 轨道的最高点A 。取g ＝10m ／2 ,求: (1)小物块滑上平板车的初速度ｖ0的大小。 （2）小物块与车最终相对静止时，它距O ′点的距离。 （3）若要使小物块最终能到达小车的最右端，则ｖ0要增大到多大? 2．（19分）质量m Ａ=3.0kg.长度Ｌ=0.70m.电量ｑ＝+4.0×１０-5 C 的导体板A 在足够大的绝缘水平面上，质量m B =１.０ｋg 可视为质点的绝缘物块B 在导体板A 的左端，开始时A 、B 保持相对静止一起向右滑动,当它们的速度减小到0v =3．0ｍ/s 时，立即施加一个方向水平向左.场强大小E =1.0×105 N ／Ｃ的匀强电场,此时Ａ的右端到竖直绝缘挡板的距离为S =２ｍ，此后A 、B 始终处在匀强电场中，如图所示.假定A 与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，Ａ与B 之间（动摩擦因数1μ＝0.25）及A 与地面之间(动摩擦因数2μ＝0．１0）的最大静摩擦 力均可认为等于其滑动摩擦力,g 取10m/s ２ （不计空气的阻力）求： （1)刚施加匀强电场时，物块B 的加速度的大小？ （2)导体板A 刚离开挡板时，A 的速度大小? （３）B 能否离开A ，若能,求Ｂ刚离开A 时,B 的速度大小；若不能，求B 距A 左端的最大距离。 v 0 O / O M m
电磁感应计算学生版
高考电磁感应计算学生版 1. （18分）如图所示，两根 相同的劲度系数为k的金属轻弹簧用两根 等长的绝缘线悬挂在水平天花板上，弹簧上端通过导线与阻值为R的 电阻相连，弹簧下端连接一质量为m,长度为L,电阻为r的金属棒， 金属棒始终处于宽度为d垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场 中。开始时弹簧处于原长，金属棒从静止释放，水平下降h高时达到 最大速度。已知弹簧始终在弹性限度内，且弹性势能与弹簧形变量x 1 2 的关系为E p kx2，不计空气阻力及其它电阻。 2 求：（1）此时金属棒的速度多大？ （2）这一过程中，R所产生焦耳热Q R多少？ 2. （17分）如图15（a）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L，距左端L处的中间一段被弯成半径为H 的1/4圆弧，导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在磁场 B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场 B （t）,如图15 （b）所示，两磁场方向均竖直向上。 在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时 间t o滑到圆弧顶端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计，重力加速度为g。 ⑴问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？ ⑵求0到时间t o内，回路中感应电流产生的焦耳热量。 ⑶探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。 is*X 」 乂 X X X X —x—k -X X X X 」 X 一 S1
3、（16分）t = 0时，磁场在xOy 平面内的分布如图所示。其磁感应强度的大小均为 B o ,方向垂直于xOy 平面， 相邻磁场区域的磁场方向相反。每个同向磁场区域的宽度均为 I o 。整个磁场以速度 v 沿x 轴正方向匀速运动。 ⑴若在磁场所在区间， xOy 平面内放置一由n 匝线圈串联而成的矩形导线框 abed ，线框的be 边平行于x 轴.bc = I B 、ab = L ,总电阻为 R ,线框始终保持静止。求： ① 线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小； ② 线框所受安培力的大小和方向。 ⑵该运动的磁场可视为沿 x 轴传播的波，设垂直于纸面向外的磁场方向为正，画出 t =0时磁感应强度的 波形图，并求波长入和频率f 。 y : ?l0l0訂 O 4、（12分）如图所示，AB 和CD 是足够长的平行光滑导轨，其间距为 I ，导轨平面与水平面的夹角为 0o 整个 装置处在磁感应强度为 B 、方向垂直于导轨平面且向上的匀强磁场中。 AC 端连有阻值为 R 的电阻。若将一质 量为M 、垂直于导轨的金属棒 EF 在距BD 端s 处由静止释放，则棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。 现用大小为 F 、方向沿斜面向上的恒力把金属棒 EF 从BD 位置由静止推至距 BD 端s 处，此时撤去该力，金 属棒EF 最后又回到BD 端。求： （1） 金属棒下滑过程中的最大速度。 （2） 金属棒棒自BD 端出发又回到BD 端的整个过程中，有多少电能转化成了内能（金属棒及导轨的电阻不 计）?
电磁感应中的能量转换问题_经典
在电磁感应中的动力学问题中有两类常见的模型. 类型“电—动—电”型“动—电—动”型 示 意 图 棒ab长L，质量m，电阻R；导轨光滑水平，电阻不计棒ab长L，质量m，电阻R；导轨光滑，电阻不计 分析S闭合，棒ab受安培力F＝ BLE R ，此 时a＝ BLE mR ，棒ab速度v↑→感应电 动势BLv↑→电流I↓→安培力F＝ BIL↓→加速度a↓，当安培力F＝0 时，a＝0，v最大，最后匀速 棒ab释放后下滑，此时a＝gsin α，棒 ab速度v↑→感应电动势E＝BLv↑→ 电流I＝ E R ↑→安培力F＝BIL↑→加速 度a↓，当安培力F＝mgsin α时，a＝ 0，v最大，最后匀速 运动 形式 变加速运动变加速运动 最终状态匀速运动vm＝ E BL 匀速运动vm＝ mgRsin α B2L2
1、如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦． (1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图． (2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小． (3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．
1、解析 (1)如右图所示，ab 杆受重力mg ，竖直向下；支持力FN ，垂直斜面向上；安培力F ，平行斜面 向上． (2)当ab 杆速度为v 时，感应电动势 E ＝BLv ，此时电路中电流 I ＝E R ＝BLv R ab 杆受到安培力F ＝BIL ＝B2L2v R 根据牛顿运动定律，有ma ＝mgsin θ－F ＝mgsin θ－B2L2v R a ＝gsin θ－B2L2v mR . (3)当B2L2v R ＝mgsin θ时，ab 杆达到最大速度vm ＝mgRsin θB2L2
物理 电磁感应中的能量问题 基础篇
物理总复习：电磁感应中的能量问题 【考纲要求】 理解安培力做功在电磁感应现象中能量转化方面所起的作用。 【考点梳理】 考点、电磁感应中的能量问题 要点诠释： 电磁感应现象中出现的电能，一定是由其他形式的能转化而来的，具体问题中会涉及多种形式能之间的转化，如机械能和电能的相互转化、内能和电能的相互转化。分析时应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功就可以知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功就可能有机械能参与转化；安培力做负功就是将其他形式的能转化为电能，做正功就是将电能转化为其他形式的能，然后利用能量守恒列出方程求解。 电能求解的主要思路： （1）利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。 （2）利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能。 （3）利用电路特征求解：通过电路中所产生的电流来计算。 【典型例题】 类型一、根据能量守恒定律判断有关问题 例1、如图所示，闭合线圈abcd用绝缘硬杆悬于O点，虚线表示有界磁场B，把线圈从图示位置释放后使其摆动，不计其它阻力，线圈将（） A.往复摆动 B.很快停在竖直方向平衡而不再摆动 C.经过很长时间摆动后最后停下 D.线圈中产生的热量小于线圈机械能的减少量 【思路点拨】闭合线圈在进出磁场的过程中，磁通量发生变化，闭合线圈产生感应电流，其机械能转化为电热，根据能量守恒定律机械能全部转化为内能。 【答案】B 【解析】当线圈进出磁场时，穿过线圈的磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电流，机械能不断转化为电能，直至最终线圈不再摆动。根据能量守恒定律，在这过程中，线圈中产生的热量等于机械能的减少量。 【总结升华】始终抓住能量守恒定律解决问题，金属块（圆环、闭合线圈等）在穿越磁场时有感应电流产生，电能转化为内能，消耗了机械能，机械能减少，在磁场中运动相当于力学部分的光滑问题，不消耗机械能。上述线圈所出现的现象叫做电磁阻尼。用能量转化和守恒定律解决此类问题往往十分简便。磁电式电流表、电压表的指针偏转过程中也利用了电磁阻尼现象，所以指针能很快静止下来。 举一反三 【变式】光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线（图中的虚线所示）．一个小金属块从抛物线上y＝b（b＞a）处以速度v沿抛物线下滑．假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是( )
(完整版)动量-动量守恒定律专题练习(含答案)
动量 动量守恒定律 一、动量和冲量 1、关于物体的动量和动能，下列说法中正确的是： A 、一物体的动量不变，其动能一定不变 B 、一物体的动能不变，其动量一定不变 C 、两物体的动量相等，其动能一定相等 D 、两物体的动能相等，其动量一定相等 2、两个具有相等动量的物体A 、B ，质量分别为m A 和m B ，且m A ＞m B ，比较它们的动能，则： A 、 B 的动能较大 B 、A 的动能较大 C 、动能相等 D 、不能确定 3、恒力F 作用在质量为m 的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t ，下列说法正确的是： A 、拉力F 对物体的冲量大小为零； B 、拉力F 对物体的冲量大小为Ft ； C 、拉力F 对物体的冲量大小是Ftcosθ； D 、合力对物体的冲量大小为零。 4、如图所示，PQS 是固定于竖直平面内的光滑的14 圆周轨道，圆心O 在S 的正上方，在O 和P 两点各有一质量为m 的小物块a 和b ，从同一时刻开始，a 自由下落，b 沿圆弧下滑。以下说法正确的是 A 、a 比b 先到达S ，它们在S 点的动量不相等 B 、a 与b 同时到达S ，它们在S 点的动量不相等 C 、a 比b 先到达S ，它们在S 点的动量相等 D 、b 比a 先到达S ，它们在S 点的动量不相等 二、动量守恒定律 1、一炮艇总质量为M ，以速度v 0匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度v 沿前进方向射出一质量为m 的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v /，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是 。 A 、'0()Mv M m v mv =-+ B 、'00()()Mv M m v m v v =-++ C 、''0()()Mv M m v m v v =-++ D 、'0Mv Mv mv =+ 2、在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1500kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg 向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一段距离后停止。根据测速仪的测定，长途客车碰前以20m/s 的速度行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率为： A 、小于10 m/s B 、大于10 m/s 小于20 m/s C 、大于20 m/s 小于30 m/s D 、大于30 m/s 小于40 m/s 3、质量相同的物体A 、B 静止在光滑的水平面上，用质量和水平速度相同的子弹a 、b 分别射击A 、B ，最终a 子弹留在A 物体内，b 子弹穿过B ，A 、B 速度大小分别为v A 和v B ，则： A 、v A ＞v B B 、v A ＜v B C 、v A =v B D 、条件不足，无法判定 4、质量为3m ，速度为v 的小车， 与质量为2m 的静止小车碰撞后连在一起运动，则两车碰撞后的总动量是 O P S Q F
高中物理电磁感应部分学生易错点有哪些
高中物理“电磁感应”部分，学生易错点有哪些? 高中物理“电磁感应”部分现在是教科版选修3-2第一章的教学内容；第一节“电磁感应的发现”，第二节“感应电流产生的条件”，第三节“法拉第电磁感应定律”，第四节“楞次定律”，第五节“电磁感应中的能量转化与守恒”，第六节“自感”，第七节“涡流”（选学）。 高考对“电磁感应”部分的知识内容及要求和说明：电磁感应现象Ⅰ；磁通量Ⅰ；法拉第电磁感应定律Ⅱ；楞次定律Ⅱ；自感、涡流Ⅰ，说明：1.导体切割磁感线时，感应电动势的计算，只限于L垂直于B、V的情况；2.在电磁感应现象里，不要求判断内电路各电势的高低；3.不要求用自感系数计算自感电动势。高考对电磁感应部分的考查频率很高，主要集中在感应电流的产生、感应电动势方向的判断、感应电动势大小的计算；特别重视E=BLV的应用：平动切割、转动切割、单杆切割和双杆切割问题，处理好与力、电综合的问题；本部分命题热点仍是滑轨类问题、线框穿过有界匀强磁场的问题、电磁感应的图像问题、电磁感应的能量问题。 综上所述，高中物理电磁感应部分中高考热点也是学生易错点有： 1.磁通量的变化、磁通量的变化量 比如：如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当a线 圈中有电流I通过时，它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列判断 正确的是() A．Φa<Φb<Φc B．Φa>Φb>Φc C．Φa<Φc<Φb D．Φa>Φc>Φb 2.产生感应电动势和感应电流的条件 3.感应电流方向的判断 比如：2．(2011·高考上海卷)如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强 度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线 悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b 的过程中() A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B．感应电流方向一直是逆时针 C．安培力方向始终与速度方向相反 D．安培力方向始终沿水平方向 4.楞次定律（1）因果关系磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，产生出的感应电流又阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即原因产生结果，结果反过来影响原因。（2）“阻碍”的含义谁阻碍谁阻碍什么如何阻碍阻碍效果。（3）楞次定律的推广感应电流的效果总是反抗（阻碍）引起感应电流的原因，常见的方式有四种：（1）阻碍原磁通量的变化—“增反减同”。（2）阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”(3)磁通量增加，线圈面积“缩小”；磁通量减小，线圈面积“扩张”。(4)阻碍线圈自身电流的变化(自感现象)．比如：(2011·高考上海卷)如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金 属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺 时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a( ) A．顺时针加速旋转 B．顺时针减速旋转 C．逆时针加速旋转 D．逆时针减速旋转 5.安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的综合应用 比如：如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时( )
高中物理 电磁感应现象中的能量问题
电磁感应现象中的能量问题 能的转化与守恒，是贯穿物理学的基本规律之一。从能量的观点来分析、解决问题，既是学习物理的基本功，也是一种能力。 电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用,因此,要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功。此过程中,其他形式的能量转化为电能。当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能量。“外力”克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能。同理,安培力做功的过程,是电能转化为其它形式能的过程。安培力做了多少功,就有多少电能转化为其它形式的能。 认真分析电磁感应过程中的能量转化、熟练地应用能量转化和守恒定律是求解较复杂的电磁感应问题的常用方法,下面就几道题目来加以说明。 一、安培力做功的微观本质 1、安培力做功的微观本质 设有一段长度为L、矩形截面积为S的通电导体，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的平均速率为v，如图所示。 所加外磁场B的方向垂直纸面向里，电流方向沿导体水平向右，这个电流是由于自由电子水平向左定向运动形成的，外加磁场对形成电流的运动电荷（自由电子）的洛伦兹力使自由电子横向偏转，在导体两侧分别聚集正、负电荷，产生霍尔效应，出现了霍尔电势差，即在导体内部出现方向竖直向上的横向电场。因而对在该电场中运动的电子有电场力f e的作用，反之自由电子对横向电场也有反作用力-f e作用。场强和电势差随着导体两侧聚集正、负电荷的增多而增大，横向电场对自由电子的电场力f e也随之增大。当对自由电子的横向电场力f e增大到与洛伦兹力f L相平衡时，自由电子没有横向位移，只沿纵向运动。导体内还有静止不动的正电荷，不受洛伦兹力的作用，但它要受到横向电场的电场力f H的作用，因而对横向电场也有一个反作用力-f H。由于正电荷与自由电子的电量相等，故正电荷对横向电场的反作用-f H和自由电子对横向电场的反作用力-f e相互抵消，此时洛伦兹力f L与横向电场力f H相等。正电荷是导体晶格骨架正离子，它是导体的主要部分，整个导体所受的安培力正是横向电场作用在导体内所有正电荷的力的宏观表现，即F=(nLS)f H=(nLS)f L。 由此可见，安培力的微观本质应是正电荷所受的横向电场力，而正电荷所受的横向电场力正是通过外磁场对自由电子有洛伦兹力出现霍尔效应而实现的。
第四讲运动状态下的能量代谢
第四讲运动状态下的能量代谢 第二节运动状态下的能量代谢 一、人体急性运动时的能量代谢 1、无氧代谢时的能量供应特点 无氧练习分类 以无氧供能占优势的练习，根据练习中无氧供能占的比例，又分为三类： 1．极量强度的无氧练习在这类练习中无氧供能占总能需量的90—100％，其中主要是磷酸原系统供能，能量输出功率可达480kJ/min，最长运动时间仅几秒钟呼吸和循环系统功能达不到极限水平，包括100m跑、短距离赛场自行车赛，50m游泳和50m潜泳等。 2、近极量强度的无氧(混合的无氧强度)练习在这类练习中无氧供能占总能需量的75—85％，其中一部分靠磷酸原系统，大部分靠乳酸能系统供应，能量输出功率为200— 400kJ．/min。最长运动时间为20—30s。另外，完成这类练习时，氧运输系统活动明显加强，练习到达终点时，心率可达最高值的80一90%，肺通气量可达最高值的50—60％，吸氧量可达V02max，：70—80％，乳酸浓度可升高到15mmol/L。属于这类练习的项目有200—400m跑，lOOm游泳和500m速滑等。 3、亚极量强度的无氧(无氧有氧强度)练习在这类练习中，无氧供能占总能需量的60一70％，主要靠乳酸能系统供能，能量输出功率为160kJ/min，最长运动时间为1—2min。运动后血乳酸高达20—25mm0l/L。该练习到达终点时，氧运输系统功能可以接近或达到最大值。属于这类练习的项目有800m跑，200m游泳，1000m和1500m速滑和lkm赛场自行车赛。
肌肉细胞首先在大约3秒钟内耗尽细胞周围浮游的ATP。 然后磷酸肌酸系统参与进来，供能8-10秒钟。这是百米短跑选手或举重者所用的主要能量系统，这两种运动者需要迅速加速，运动所持续的时间很短。 如果运动持续更长时间，糖原-乳酸系统就参与进来。短距离运动比如200米或400米以及100米游泳就是如此。 2、肌细胞中肌酸和CP的工作特点： 磷酸肌酸在运动中的应用 磷酸肌酸在运动中首先是作为能量供应的重要环节 ,其一是因为其分子中有一高能磷酸键也就是磷酸肌酸可作为高能磷酸基团的储存库,在必要时此高能磷酸基团可以转移。当磷酸肌酸在肌酸激酶(CK)的催化下与ATP分解的产物ADP发生反应时,高能磷酸键就会转移给ADP ,生成ATP。以此来保证ATP 这一肌肉唯一直接能量来源的数量。
动量与能量练习题
动量与能量练习题 1.三块完全相同的木块固定在水平地面上，设速度为v0子弹穿过木块时受到的阻力一样，子弹可视为质点，子弹射出木块C时速度变为v0/ 2.求： (1) 子弹穿过A和穿过B 时的速度v1=? v2=? (2)子弹穿过三木块的时间之比t1∶t2∶t3 =? 2.光滑水平桌面上有两个相同的静止木块，枪沿两个木块连线方向以一定的初速度发射一颗子弹，子弹分别穿过两个木块。假设子弹穿过两个木块时受到的阻力大小相同，忽略重力和空气阻力的影响，那么子弹先后穿过两个木块的过程中( ) （Ａ）子弹两次损失的动能相同（Ｂ）每个木块增加的动能相同 （Ｃ）因摩擦而产生的热量相同（Ｄ）每个木块移动的距离不相同 3.如图所示，质量为M的木板静止在光滑的水平面上，其上表面的左端有一质量为m的物体以初速度v0，开始在木板上向右滑动，那么：( ) (A)若M固定，则m对M的摩擦力做正功，M对m的摩擦力做负功； (B)若M固定，则m对M的摩擦力不做功，M对m的摩擦力做负功； (C)若M自由移动，则m和M组成的系统中摩擦力做功的代数和为零； (D)若M自由移动，则m克服摩擦力做的功等于M增加的动能和转化为系统的内能之和。 4.如图所示，质量为M的火箭，不断向下喷出气体，使它在空中保持静止,火箭质量可以认为不变。如果喷出气的速度为v，则火箭发动机的功率为（） 5.如图示:质量为M的滑槽静止在光滑的水平面滑槽的AB部分是半径为R的1/4的光滑圆弧,BC部分是水平面,将质量为m 的小滑块从滑槽的A点静止释放,沿圆弧面滑下,并最终停在水平部分BC之间的D点,则( ) A.滑块m从A滑到B的过程,物体与滑块组成的系统动量守恒、机械能守恒 B. 滑块滑到B点时，速度大小等于 C. 滑块从B运动到D的过程，系统的动量和机械能都不守恒 D. 滑块滑到D点时，物体的速度等于0 6.质量为M=4.0kg的平板小车静止在光滑的水平面上，如图所示，当t=0时，两个质量分别为m A=2kg、m B=1kg 的小物体A、B都以大小为v0=7m/s。方向相反的水平速度，同时从小车板面上的左右两端相向滑动。到它们在小车上停止滑动时，没有相碰，A、B与车间的动摩擦因素μ=0.2，取g=10m/s2,求： （1）A在车上刚停止滑动时，A和车的速度大小 （2）A、B在车上都停止滑动时车的速度及此时车运动了多长时间。 （3）画出小车运动的速度—时间图象。 7.如图所示，光滑水平面上质量为m1=2kg的小球以v0=2m/s的初速冲向质量为m2=6kg静止的足够高的光滑的斜劈体，斜劈体与水平面接触处有一小段光滑圆弧。 （1）小球m1滑到的最大高度 （2）小球m1从斜面滑下后，二者速度 （3）若m1= m2小球m1从斜面滑下后，二者速度 8.如图所示，质量为m的有孔物体A套在光滑的水平杆上，在A下面用足够长的细绳挂一质量为M的物体B。一个质量为m0的子弹C以v0速度射入B并留在B中，求B上升的最大高度。 9.质量为m＝20Kg的物体，以水平速度v0＝5m/s的速度滑上静止在光滑水平面上的小车，小车质量为M＝80Kg，物体在小车上滑行L＝4m后相对小车静止。求： （1）物体与小车间的滑动摩擦系数。（2）物体相对小车滑行的时间内，小车在地面上运动的距离。
2020年高考物理考点题型归纳与训练专题十四 动量守恒定律及其应用(含解析)
2020高考物理二轮复习题型归纳与训练 专题十四 动量守恒定律及其应用 题型一、动量定理的理解与应用 【典例1】(2019·武汉高三下学期2月调考)运动员在水上做飞行运动表演。他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出，令自己悬停在空中，如图所示。已知运动员与装备的总质量为90 kg ，两个喷嘴的直径均为10 cm ，已知重力加速度大小g ＝10 m/s 2，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，则喷嘴处喷水的速度大约为( ) A ．2.7 m/s B ．5.4 m/s C ．7.6 m/s D ．10.8 m/s 【答案】 C 【解析】 设Δt 时间内有质量为m 的水射出，忽略重力冲量，对这部分水由动量定理得F Δt ＝2mv ，m ＝ρv Δt ·πd 24 ，设运动员与装备的总质量为M ，运动员悬停在空中，所以F ′＝Mg ，由牛顿第三定律得F ′＝F ，联立解得v ≈7.6 m/s ，C 正确。 题型二、动量守恒定律的应用 【规律方法】动量守恒定律解题的基本步骤 1．明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)； 2．进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)； 3．规定正方向，确定初、末状态动量； 4．由动量守恒定律列出方程； 5．代入数据，求出结果，必要时讨论说明．
【典例2】如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上玩耍．甲和他的冰车的总质量为M＝30 kg，乙和他的冰车的总质量也是M＝30 kg.甲推着一个质量为m＝15 kg的箱子和他一起以2 m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来．为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速抓住．若不计冰面摩擦，求甲至少以多大速度(相对地)将箱子推出，才能避免与乙相撞？ 【解析】要想刚好避免相撞，要求乙抓住箱子后与甲的速度正好相等，设甲推出箱子后的速度为v1，箱子的速度为v，乙抓住箱子后的速度为v2. 对甲和箱子，推箱子前后动量守恒，以甲初速度方向为正方向，由动量守恒定律有(M＋m)v0＝mv＋Mv1① 对乙和箱子，抓住箱子前后动量守恒，以箱子初速度方向为正方向，由动量守恒定律有mv－Mv0＝(m＋M)v2② 甲与乙刚好不相撞的条件是v1＝v2③ 联立①②③解得v＝5.2 m/s，方向与甲和箱子初速度方向一致． 【答案】 5.2 m/s 题型三、碰撞模型的规律及应用 【典例3】．(多选)(2019·山东济南高三第二次联考)如图甲所示，光滑水平面上有a、b两个小球，a球向b球运动并与b球发生正碰后粘合在一起共同运动，其碰前和碰后的s -t图象如图乙所示，已知m a＝5 kg.若b球的质量为m b，两球因碰撞而损失的机械能为ΔE，则() A．m b＝1 kg B．m b＝2 kg
电磁感应的能量问题
电磁感应的能量问题 电磁感应中的动力学问题 1．安培力的大小 ?? ? ?? 感应电动势：E＝Blv 感应电流：I＝ E R＋r 安培力公式：F＝BIl ?F＝ B2l2v R＋r 2．安培力的方向 (1)先用右手定则确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向。 (2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向相反。 1．电磁感应中动力学问题的动态分析 联系电磁感应与力学问题的桥梁是磁场对电流的安培力，由于感应电流与导体切割磁感线运动的加速度有着相互制约关系，因此导体一般不是匀变速直线运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态，分析这一动态过程的基本思路是： 导体受力运动――→ E＝BLv感应电动势错误!感应电流错误!通电导体受安培力→合外力变化――→ F合＝ma加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定的临界状态。 2．解题步骤 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律、右手定则确定感应电动势的大小和方向。 (2)应用闭合电路欧姆定律求出电路中的感应电流的大小。 (3)分析研究导体受力情况，特别要注意安培力方向的确定。 (4)列出动力学方程或平衡方程求解。 3．两种状态处理 (1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态。
处理方法：根据平衡条件——合外力等于零，列式分析。 (2)导体处于非平衡态——加速度不为零。 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。
4．电磁感应中的动力学临界问题 (1)解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值或最小值的条件。 (2)基本思路是： 电磁感应中的能量问题 1．能量的转化 闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，感应电流在磁场中受安培力。外力克服安培力做功，将其它形式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为其它形式的能。 2．实质 电磁感应现象的能量转化，实质是其它形式的能和电能之间的转化。 1．能量转化分析 (1)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程。 (2)当磁场不动、导体做切割磁感线的运动时，导体所受安培力与导体运动方向相反，此即电磁阻尼。在这种情况下，安培力对导体做负功，即导体克服安培力做功，将机械能转化为电能，当感应电流通过用电器时，电能又转化为其它形式的能，如通过电阻转化为内能(焦耳热)。 即：其他形式的能如：机械能 ――――――→安培力做负功 电能――――→电流做功 其他形式的能如：内能 (3)当导体开始时静止、磁场(磁体)运动时，由于导体相对磁场向相反方向做切割磁感线