电磁波及其应用

1、第四章电磁波及其应用I学习目标知识与技能了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。了解电磁波谱，知道波谱中各种波段的特点，知道电磁波频率、波长与波速的关系。了解电磁波的发射和接收。了解常见传感器及其应用，体会传感器的应用给人们带来的方便。结合日常生活中的应用实例了解电磁波的技术应用对人类生活方式的影响。过程与方法通过从观察、认识形式多样的电磁现象到构建统一的电磁理论的过程，体会科学家不畏 艰辛、勇于探索和创新的研究过程。通过了解电磁波应用的实际例子，体会技术应用在推动人类社会发展的同时，也引起了 资源、环境等问题。通过学习物理学的内容及其应用的同时，体会物理学的发展对人类文化、社会的影响。情感、态度和

2、价值观通过物理理论的学习，培养不畏艰辛、勇于探索和创新的精神。通过了解电磁波的应用，培 养学生理论联系实际，激发学生深入地认识科学、技术与社会的关系。II学习指导一、本章知识结构麦克斯韦电磁场理论电磁波的发现电磁波赫兹实验电 磁 波 及 其 应 用波长、频率和波速电磁波谱电磁波的能量太阳辐射无线电波的发射 电磁波的发射和接收无线电波的接收 、电视和移动通信信息的拾取和传感器 信息化社会d信息的处理和数学通信信息时代二、本章重难点分析电磁波的发现麦克斯韦系统地总结了人类在19世纪中叶对电磁规律研究成果，其中既有库仑、安培、 奥斯特、法拉第和亨利的开创之功，也有他自己创造性的努力。最终以一组今天称

3、为麦克斯 韦方程组的电磁场方程，宣告了完整电磁场理论的建立。麦克斯韦方程组深刻地揭示了电场 与磁场的密切联系。例1：关于电磁理论，以下说法正确的是（）在电场周围一定会产生磁场任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场均匀变化的电场会产生变化的磁场周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场解析：变化的电场周围一定产生磁场，但若电场不发生变化，则不能在周围空间产生磁 场，所以A错。均匀变化的电场在周围空间产生磁场是不变的，只有不均匀变化的电场才 能在周围空间产生变化的磁场，B错。均匀变化的电场只能在周围空间产生稳定的磁场，C 错。周期性变化的电场（或磁场）在周围空间产生周期性变化的磁场（或电场），因此

4、答案D 正确。稳定的磁场（电场）不产生电场（磁场）。均匀变化的电场（磁场）在周围空间产生稳定的 磁场（电场），不产生电磁波，只有周期性变化的磁场（电场）才能产生周期性变化的电场（磁 场），这样才能产生电磁波。例2：物理学可分为实验物理学和理论物理学，实验物理学是指用实验方法研究物理规 律，它是经典物理学的基础，也是现代物理学的基础。理论物理学是从各类物理现象的普遍 规律出发，运用数学理论和方法，系统深入的阐述有关概念，现象及其应用。在电磁波的发 现过程中，麦克斯韦和赫兹分别做了什么工作？他们是实验物理学家还是理论物理学家？解析：麦克斯韦在前人成就的基础上，对整个电磁现象作了系统、全面的研究，凭

5、借他 高深的数学造诣和丰富的想象力，将电磁场理论用简洁、对称、完美的数学形式表示出来， 经后人整理和改写，成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。据此，1865年他预言 了电磁波的存在，电磁波只可能是横波，并计算了电磁波的传播速度等于光速，同时得出结 论：光是电磁波的一种形式，揭示了光现象和电磁现象之间的联系。可以说他是一位理论物 理学家。赫兹在物理学上的主要贡献是通过实验，证实了电磁波的存在，并做了一系列关于 电磁波和光波类比的实验，表明电磁波也具有折射、衍射、干涉、偏振等一系列物理现象， 证明了电磁波具有光波的一切性质，为无线电、电视和雷达的发展找到了途径，可以说他是 一位实验物理学家。

6、电磁波谱（1）频率、波速、波长波的频率就是波源振动的频率。波源作一次全振动，正好形成一个完整的波形，所以波 的频率反映了每秒内形成全波的个数。它仅由波源决定，与介质无关。波传播时，各点的振上11动频率都等于波源的频率。波的频率与周期的关系是f = 或T = f。频率的单位是赫兹（Hz），也常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）做单位。1kHz= 1000Hz，1MHz= 1000000Hz。波速：波在单位时间内传播的距离，波速的大小与介质有关，任何频率的电磁波在真空 中的波速都为c=3.00X108m/ s，电磁波由真空进入任何介质后波速都将减小。波长：沿着波的传播方向，两个相邻的、在振动过程中振

7、动情况总是相同的点间的距离。 在横波中，两个相邻波谷间的距离或两个波峰间的距离都等于波长。波长也是波在一个振动 周期中传播出去的距离。由波速、波长的定义可知：在振动的一个周期内，振动状态传播的距离恰是一个波长， 所以 T，或人=f由上式可以看出，同一频率的波，在不同媒质中的波速是不同的，因 而波长也就不同。式中入表示波长。波长、波速和波源振动频率，称为波的三要素。例3：电磁波在空气中的传播速度为3X108m/s，某广播电台能够发射波长为50m的 无线电波，那么收音机接收这个电台时，接受频率应工作在（）A. 150MHzB. 500MHz C. 6.00MHz D. 3.00MHz解析：因为电磁

8、波的波速、波长、频率的关系是c = Af所以c 3.00 X108f = - = 50一 = 6.00X 106Hz=6.00MHz（2）电磁波谱自从1888年赫兹通过一系列实验证实了电磁波的存在之后，时至今日，不仅证明了光 波是电磁波，而且证明了红外线、紫外线、X射线、y射线等均是不同频率范围内的电磁波。 科学研究证明电磁波是一个大家族。把它们按波长（或频率）顺序排列就构成了电磁波谱。依 照波长的长短以及波源的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波一一波长从几千米到0.3m 左右，一般的电视和无线电广播的波段就是用这种波；微波一一波长从0.310-3m，这 些波多用在雷达或其他通讯系统；红外线一

9、一波长从10-37.8X10-7m；可见光一一这 是人们所能感光的极狭窄的一个波段，波长从（7.83.8）X10-9m。光是原子或分子内的电 子运动状态改变时所发出的电磁波，由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一 部分；紫外线波长从3X10-76X10-10m。这些波产生的原因和光波类似，常常在 放电时发出。由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当，因此紫外线的化学效应 最强；X射线（伦琴射线）这部分电磁波谱，波长从2X10-96X10-12m。X射线是电 原子的内层电子由一个能态跃迁至另一个能态时所发出的；Y射线一一是波长从10-10 10-14m的电磁波。这种不可见的电磁波

10、是原子核受激发而形成的，放射性物质或原子核反 应中常有这种辐射伴随着发出。y射线的穿透力很强，对生物的破坏力很大。例4：下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。请将相应的字母填写 在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。（1）X光机；紫外线灯； （3）理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤 口愈合得较好。这里的“神灯”是利用了。光的全反射B.紫外线具有很强的荧光作用C.紫外线具有杀菌消毒作用D. X射线的很强的贯穿力红外线具有显著的热作用F.红外线波长较长易发生衍射解析：X射线能够穿透肌肉物质，可以用来检查人体内部器官；紫外线具有较高的能量， 足以破坏细菌中的物质，因此可以用杀菌消毒；红外

11、线有加热物体的能力，可以使伤口升温， 加快血液循环，使伤口愈合。答：（1）D；C；E电磁波的利用（1）电磁波的发射：调制、调幅、调频调制就是对信号源的信息进行处理，使其变为适合于信道传输的形式的过程。一般来说， 信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。基带信号 往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信 号以适合于信道传输。这个信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。调制是通过改变 高频载波的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。在通信中，我们常常采用的调制方式有以下几种：对于模拟调制而言，主要有

12、调幅（幅度调制）和调频（角度调制）两种。对于数字调制而言，主要有脉冲调制（脉幅调制，脉宽调制等）以及增量调制等。使载波振幅按照调制信号改变的调制方式叫调幅。经过调幅的电波叫调幅波。它保持着 高频载波的频率特性，但振幅连线的形状则和信号波形相似。调幅波的振幅大小，由调制信 号的强度决定。调幅波用英文字母AM表示。使载波频率按照调制信号改变的调制方式叫调频。已调波频率变化的大小由调制信号的 大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。已调波的振幅保持不变。调频波的波形，就 像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母FM表示。电磁波的接收：调谐、解调在信号接收时，使接收电路的固有频率跟接收的无线电波

13、的频率相同，从而在接收电路 中激起较大的振荡电流的过程叫做调谐。例如：旋转收音机的调台旋钮。解调则是将基带信号从载波中提取出来以便接收者(也称为信宿)处理和理解的过程。电视电视的工作原理：电视信号从点到面的顺序取样、传送和复现是靠扫描来完成的。各国 的电视扫描制式不尽相同，在中国是每秒25帧，每帧625行。每行从左到右扫描，每帧按 隔行从上到下分奇数行、偶数行两场扫完，用以减少闪烁感觉。扫描过程中传送图像信息。 当扫描电子束从上一行正程结束返回到下一行起始点前的行逆程回扫线，以及每场从上到下 扫完，回到上面的场逆程回扫线均应予以消隐。在行场消隐期间传送行场同步信号，使收、 发的扫描同步，以准确

14、地重现原始图像。电视摄像是将景物的光像聚焦于摄像管的光敏(或光导)靶面上，靶面各点的光电子的激 发或光电导的变化情况随光像各点的亮度而异。当用电子束对靶面扫描时，即产生一个幅度 正比于各点景物光像亮度的电信号。传送到电视接收机中使显像管屏幕的扫描电子束随输入 信号的强弱而变。当与发送端同步扫描时，显像管的屏幕上即显现发送的原始图像。电视信 号传输分配的过程，以转播其他城市中的实况为例，一般从摄像机、电视中心或转播车，再 经微波中继线路、发射台，最后到用户电视接收机。此外，电视广播卫星和电缆电视也分别 是全国性和城市区域性电视传输分配的有效手段。(4 )移动通信移动通信是移动体之间的通信，或移动

15、体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可 以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。移动通信系统由两部分组成：空 间系统；地面系统(卫星移动无线电台、天线、关口站、基站)。移动通信系统自20世纪80年代诞生以来，到2020年将大体经过5代的发展历程。到 2010年，将从第3代过渡到第4代(4G)。到U4G，除蜂窝电话系统外，宽带无线接入系统、 毫米波LAN、智能传输系统(ITS)和同温层平台(HAPS)系统将投入使用。未来几代移动通 信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游。实现这些要求在技术上将 面临更大的挑战。此外，系统性能(如蜂窝规模和传输速率)在很大程度上将取

16、决于频率的高 低。考虑到这些技术问题，有的系统将侧重提供高数据速率，有的系统将侧重增强机动性或 扩大覆盖范围。从用户角度看，可以使用的接入技术包括：蜂窝移动无线系统，如3G；无绳系统，如 DECT；近距离通信系统，如蓝牙和DECT数据系统；无线局域网(WLAN)系统；固定无线 接入或无线本地环系统；卫星系统；广播系统，如DAB和DVBT； ADSL和Cable Modem o例5：我们说话的声音一般只能传几十米，最多只有几百米；而当我们的声音通过无线 电广播却可以传几千千米以外，甚至传遍全球。为什么？解析：我们说话的声音是在空气中传播的声波，能量很低而且在空气中的损耗很大，传 播不太远的距离就

17、损耗殆尽了。而无线电广播中的声音信号是搭载在高频电磁波上的，高频 电磁波的能量很高而且在空气中损耗很小，因而能传播很远的距离。电磁波与信息处理(1)传感器传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等 转换成易于测量、传输、处理的电学量(如电压、电流、电容等的一种组件，起自动控制作用。一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如下表所示:各种传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通 运输以至家庭生活等多种领域。温度传感器的种类较多，有利用不同金属的膨胀系数不同的原理制成的双层金属片温控 开关，双层金属片在不同温度下，由于两种金

18、属的膨胀系数不同，形状发生变化，从而实现 自动接通或断开电路。这种传感器主要应用在日光灯启动器、电熨斗、电冰箱温控器上。光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻 器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制 和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。电容器的电容C决定于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因 素（平行板电容器的电容C = -，k为静电力常量）。如果某一物理量（如角度0、位移S、4 ikd深度h等）的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，那么，通过测定电容 器的电容就可以确定上述物理量

19、的变化，有这种用途的电容器称为电容式传感器。例6：举例说明传感器在家用电器中的作用。解析：家庭用的电饭煲有温度传感器，通过这个传感器可以将温度信号转化为电信号， 经过电饭煲内部电路处理后，作为控制电饭煲温度的信号；在这过程中，传感器是电饭煲自 动控制系统中的一个重要组成部分。自动门装有红外传感器，能感受到携带着人体运动状态 信息的红外线，转换成电信号后，传给系统作为信号来控制自动门开关；可见，传感器也是 自动门控制控制系统的一个重要组成部分，等等。要理解传感器作为把接收的非电信号转化 成电信号的中介器件的作用。信息信息与人类认识物质世界和自身成长的历史息息相关。人类社会之所以如此丰富多彩， 都

20、是因为信息和信息技术一直持续进步的必然结果!而电磁学的发展为信息技术的发展提供 了条件，电磁学从根本上改变了人们获取、传输、记录信息的方式。信息技术是研究信息的 获取、传输和处理的技术，由计算机技术、通信技术、微电子技术结合而成，有时也叫做“现 代信息技术”。也就是说，信息技术是利用计算机进行信息处理，利用现代电子通信技术从 事信息采集、存储、加工、利用以及相关产品制造、技术开发、信息服务的新学科。21世 纪将是信息时代。信息技术将在信息资源、信息处理和信息传递、信息处理和信息传递方面 实现微电子与光电子结合。智能计算与认知、脑科学结合等，其应用领域将更加广泛和多样 给人类带来全新的工作方式和

21、生活方式。例7： 20世纪90年代中期，世界最大的计算机互联网一一因特网出现了爆炸式的发展， 数据通信的业务量飞速发展，以因特网为基础的信息业务将从根本上改变我们的生活和工作 方式，请你谈谈互联网的对我们生活的影响。解析：互联网使人们的交流越来越频繁、便利。互联网使人类进入了信息社会，信息的 获取、加工、储存、传播越来越方便容易，提高了社会生产力水平，改变了人们的生产、生 活，甚至思维的方式。但是，也使原本完全不同的文化正日益融合同化，“文化生态”面临 失衡，“文化的多样性”受到挑战，而且发达国家正利用其掌握的高新技术，在“全球经济 一体化”的口号下，向世界各地输出他们的文化、思想、价值观念，

22、并进一步影响着世界政 治经济格局的变迁。全章练习一 根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是（）变化的电场一定产生变化的磁场均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场稳定的电场一定产生稳定的磁场周期性变化的电场产生周期性变化的磁场 关于电磁波的下列说法，不正确的是（）.电磁波可以在真空中传播电磁波不能在空气中传播麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在一种频率为f的电磁波，在某介质中传播时，波长为兀该电磁波在这种介质中的传播速 TOC o 1-5 h z 度为（）A.久B. fC. D.f真空中电磁波的波速是3.0X108m/s。已知某电磁波的频率是3.0X1010

23、Hz，那么该电磁 波在真空中的波长为 导体能反射微波，绝缘体可使微波透射。故在使用微波炉时应（）用金属容器盛放食物放入炉内加热用陶瓷容器盛放食物在上炉内加热金属容器或者陶瓷容器都可以使用以上说法都不对 在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线三个波段的波长大小关系是（）红外线的波长大于可见光的波长伦琴射线的波长大于可见的波长红外线的波长小于可见光的波长伦琴射线的波长小于红外线的波长 是各种测量和自动控控制系统的“感觉器官”，利用它可以感受外界信息，并 能按一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出的信号。自动门、生命探测器、非接触式红外测温仪、家电遥控系统等都使用了传感器；空调机、电冰箱、微波炉、

24、消毒碗柜等与温度控制相关的家用电器几乎都要用传感器。到目前为止，你认为电磁技术方面哪项发明或发现对社会的发展及人们的生活带来了最 多的好处？你的理由是什么？全章练习二 关于电磁场和电磁波的正确说法是（）电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动 在电磁波谱中，红外线、可见光和紫外线三种电磁波频率大小的关系是（）红外线的频率最大，可见光的频率最小紫外线的频率最大，红外线的频率最小可见光的频率最大，红外线的频率最小紫外线的频率最大，可见光的频率最小麦克斯韦电

25、磁场理论的主要内容包括以下两点：不仅电荷能够产生电场，变化的 也能产生电场；不仅电流能够产生磁场，变化的 也能产生磁场。（两空中分别选填“电场”或“磁场”） 电磁波在真空中的传播速度大小为 m/s；地球上一发射器向月球发射电磁波，需经s的时间才能接受到反射波（已知地球与月球间的距离为3.84X 105km）。有些动物在夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间却有很好的视力，这是因为它能对某个波段的光线产生视觉。根据热辐射理论，物体发出光的最大波长七与物体的绝对温 度T满足关系式T=2.9X10-3m.K，若猫头鹰的猎物一一蛇在夜间体温是300K，则 它发出光的最大波长为 m，属于 波段。 传感器感

26、受的通常是，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等；而它的输出大多是，如电压、电流等。主要用在无线电广播的中波段的波长范围是3X1032X 102m，求其频率的范围。有人说：“没有电磁技术就没有现代化”。你赞成这种观点吗？为什么？电视给我们带来娱乐和知识面的同时，也给社会和个人带来了负面的影响。请举例说说 电视在生活中有哪些负面的影响。会考练习题一、直线运动 （2002一春）匀速直线运动的加速度（）为正值B.为负值为零D.可能为正也可能为负 （2005 -夏）关于物体的加速度，下列说法正确的是（）运动的物体一定有加速度物体的速度越大，它的加速度一定越大物体的速度变化快，它的加速度也一定越大物

27、体的速度为零，它的加速度也一定为零 （2003）两个物体从同一地点的同一高度，同时开始做自由落体运动，那么（）质量较大的物体先到达地面B.密度较大的物体先到达地面C.体积较大的物体先到达地面D.两个物体同时到达地面 （2006夏）下列物理量中，属于标量的是（）.速度B.质量C.力D.加速度（2006 夏）一石块从楼顶自由落下。不计空气阻力，取g=10m/s2。石块下落过程中（）A.第1s末的速度为1m / sB.第1 s末的速度为10m/sC.第1s内下落的高度为1mD.第1s内下落的高度为10m （2007 春）某物体做自由落体运动，第1s内下落的距离为 m；第1s末物体的速度大小为 m /

28、 s。（g取10m / s2） TOC o 1-5 h z （2007 一夏）下列物理量中，属于矢量的是（）质量B.时间C.路程D.速度（2007 夏）一石块从楼顶自由落下。不计空气阻力，取g=10m/s2。石块在下落过程中，第2s末的速度大小为（）A. 5m / sB. 10m / s C. 20m / sD. 30m / s（2008 春）一石块从楼顶自由落下，经过2.0s落至地面。不计空气阻力，取g=10m/s2,则楼顶距地面的高度为（）A. 10mB. 20mC. 30mD. 40m（2001）物体由静止开始做匀加速直线运动，若第1s内物体通过的位移是0.5m，则第2s内通过的位移是（

29、）A.0.5mB.1.5mC.2.5mD.3.5m（2000） 一辆汽车在4s内做匀加速直线运动，初速为2m/s，末速为10m/s，在这段时间内（）A.汽车的加速度为2m/ s2B.汽车的加速度为8m/s2C.汽车的平均速度为6m / sD.汽车的平均速度为10m/s（2002夏）美国的刘易斯是著名短跑运动员，他曾经保持过多年的百米世界纪录。看他 比赛往往出现这样的情况：发令枪响以后的一小段时间内，刘易斯并不能跑在最前面， 而最后的冠军一般都被他获得。请你用速度、加速度等概念对刘易斯的百米跑加以简要 的评述：。 （2005 一夏）如图所示，一个小石块从O处自由下落，经2s到达地面。O处距地面的

30、高 度为 m，小石块落地时的速度大小为 m/s。（取g=10m/s2）O 7777777777（2004）在图所示的四个图象中，表示物体做匀加速直线运动的图象是（）（2005 一春）一个物体从r=0时刻开始做自由落体运动，在图中正确表示该物体下落的速度v与时间t关系的图象是bCD ()16. （2005 一夏）如图所示是两个物体做直线运动的速度一时间图象，其中图线甲与时间轴平行，图线乙是通过坐标原点的直线。由图象可知甲物体处于静止状态甲物体做匀速直线运动乙物体做匀速直线运动乙物体做匀加速直线运动（2006一春）如图是某物体做直线运动的速度随时间变化的图象，以下说法中正确的是（）物体的初速度为1

31、0m / s,在10s末到40s末的时间内物体处于静止状态物体的初速度为5m / s,在10s末到40s末的时间内物体处于静止状态物体的初速度为10m / s,在10s末到40s末的时间内物体做匀速直线运动物体的初速度为5m/s，在10s末到40s末的时间内物体做匀速直线运动（2006一夏）一个质点沿直线运动，其速度图象如图所示。由图象可知（）线段S表示质点做匀加速直线运动线段AB表示质点做匀加速直线运动质点在4s末的速度大于8s末的速度质点在10s末的速度为15m/snv/ m s_,O 246810 t/s（2007-春）在如图给出的图象中，表示物体做匀速直线运动的是（）（2007夏）一个

32、质点沿直线运动，其速度图象如下图左所示。由图象可知（）线段S表示质点做匀加速直线运动线段S表示质点做匀速直线运动质点在6s末的速度为12m/s质点在6s末的速度为10m/s （2008一春）一个质点沿直线运动，其速度图象上如图右所示。由图象可知（）质点在010s内做匀速直线运动质点在010s内做匀加速直线运动质点在1040s内做匀速直线运动质点在1040s内做匀加速直线运动（2008-春）小明和小宁的百米成绩不相上下。他们在百米测试中从起跑开始到最大速度，最短用时均为4.0s，跑过距离都是18m,则小明和小宁测试中的最大速度为 m/s0某次学校运动会，小明、小宁和另外两名同学代表班级参加4X

33、100m接力赛。在 比赛中，当小明以最大速度跑来时，小宁在规定区域内适时起跑准备接棒。若要求小宁 接棒时的速度达到他最大速度的80%，根据他们百米测试的最佳成绩推算，小宁应在 小明距他多远时起跑？（将起跑至最大速度的过程视为匀加速直线运动）（2002春）汽车起动的快慢和能够达到的最大速度，是衡量汽车性能的指标体系中的两 个重要指标。汽车起动的快慢用车的速度从0到100km/h的加速时间来表示，这个时 间越短，汽车起动的加速度就越大。下表中列出了两种汽车的性能指标（为了简化计算， 把 100km / h 取为 30m / s）。起动的快慢/ s（030m / s的加速时间）最大速度/ m s甲车

34、1240乙车650现在，甲、乙两车在同一条平直公路上，车头向着同一个方向，乙车在前，甲车在后， 两车相距85m，甲车先起动，经过一段时间t0乙车再起动。若两车从速度为0到最大速度的时间内都以最大加速度做匀加速直线运动，在乙车开出8s时两车相遇，则（1）r0应该满足的条件是什么？（2）在此条件下，两车相遇时甲车行驶的路程是什么？（2001）跳伞运动员从2000m高处跳下，开始下降过程中未打开降落伞，假设初速度为 零，所受空气阻力随下落速度的增大而增大，最大降落速度为50m/s，运动员降落到 离地面200m高处时，才打开降落伞，在1.0s时间内速度减小到5.0m/s，然后匀速下 落到地面，试估算运

35、动员在空中运动的时间。二、力 TOC o 1-5 h z （2007一春）下列物理量中，属于矢量的是（）力B.质量C.动能D.时间 （2005 一春）下列物理量中属于矢量的是（）质量B.温度C.时间D.速度 （2006-春）在国际单位制中，规定长度、质量和时间的单位是（）A. m，kg，sB. km，N， hC. m，J，hD. W，kg，s （2008 春）下列物理量中属于矢量的是（）29.速度B.质量C.势能D.时间（2003）力F和F2的合力是F，如果F = 20N，F2=28N，那么F的取值可能是（A. 6NB. 30NC. 50ND. 70N（2002夏）两个大小分别为5N和8N的共

36、点力，它们合力的大小可能是（）A.1NB.3NC.6ND.17N（2000）如图所示，质点A受到七和F2两个力的作用，其中F = 8N； F2=6N，方向与 F垂直，这两个力的合力的大小F=N。|F2A（2004）有两个共点力，一个力的大小是8N，另一个力的大小是3N，它们合力的大小可能是（）A.3NB.9NC.15ND.24N（2006春）作用在一个物体上的两个共点力，大小分别是3N和4N，如果它们之间的夹角是90，那么这两个力合力的大小是（）A.1NB.5NC.7ND.12N（2008 春）有两个共点力，一个力的大小是20N，另一个力的大小是30N。这两个力的合力的最大值是A. 30NB.

37、 40NC. 50ND. 60N（2004）如图所示，一个静止在水平地面上的物体只受到两个力的作用，这两个力是（）物体受到的重力和地面对物体的支持力物体受到的重力和物体吸引地球的力物体受到的重力和物体对地面的压力物体对地面的压力和地面对物体的支持力（2005 一夏）如图所示，有一木块放在水平地面上，处于静止状态，下列说法中正确的是木块受到的重力与地面对木块的支持力是一对平衡力木块受到的重力与木块对地面的压力是一对平衡力木块受到的重力与地面对木块的支持力是一对作用力和反作用力木块对地面的压力与地面对木块的支持力是一对作用力和反作用力（2006一春）如图所示，一个小物块从固定的光滑斜面的顶端由静止

38、开始下滑，不计空气阻力。小物块在斜面上下滑过程中受到的力是（）重力和斜面的支持力重力、下滑力和斜面的支持力重力、下滑力和正压力重力、下滑力、支持力和正压力（2002一夏）一根轻质弹簧的劲度系数为100N / m，把弹簧竖直悬挂，重为2N的物体挂 在弹簧的下端保持静止，求弹簧的伸长量。（2006一夏）如图所示，一轻弹簧上端固定在天花板上，下端悬挂一个质量为m的木块， 木块处于静止状态。测得此时弹簧的伸长量为AZ（弹簧的形变在弹性限度内），则此弹 簧的劲度系数为（）A.nAlB. mg4 lC.AlmgD.mgAl TOC o 1-5 h z （2007 一春）如下图左所示，一劲度系数为k的轻弹簧

39、，上端固定在天花板上，下端悬挂 木块Ao木块A处于静止状态时弹簧的伸长为 l（弹簧的形变在弹性限度内），则木块A 所受重力的大小等于（）A. A lB. k-A lC.以D. kAl（2008-春）如上图右所示，天花板上悬挂着一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端拴一个 TOC o 1-5 h z 质量为m的小球。小球处于静止状态时（弹簧的形变在弹性限度内），轻弹簧的伸长等 于（）A. mgB. kmgC.D. kmg三、牛顿运动定律 （2001）匀速行驶的公共汽车突然刹车时，车上乘客向前方倾倒，这是因为（）当乘客随汽车匀速前进时已经受了一个向前的力，这个力在刹车时继续起作用在刹车时，汽车对乘客施加

40、一个向前的力汽车具有惯性，因而促使乘客倾倒乘客具有惯性，而汽车突然减速（2001）用弹簧拉着木块在水平面上做匀速直线运动，弹簧拉木块的力与木块拉弹簧的力是（）一对作用力和反作用力一对平衡力大小相等，方向相同，作用在一条直线上大小相等，方向相反，作用在同一物体上 （2003）以下说法中正确的是（）只有物体静止时，才具有惯性只有物体做匀速直线运动时，才具有惯性只有物体做匀加速直线运动时，才具有惯性物体处于任何运动状态时都具有惯性（2005-春）目前许多国家都在进行磁悬浮列车的研制，磁悬浮列车在行驶时会浮在轨道上方，列车行驶中具有噪声低、动力消耗少和稳定性高等优点。我国在上海已经试运行 的磁悬浮列车

41、，最大速度可达431km/h。这种列车（）A.消除了车厢与轨道间的摩擦阻力增大了车厢与轨道间的摩擦阻力利用磁极间的相互作用使列车浮起行驶中噪声高、动力消耗多 （2006-春）关于运动和力的关系，以下说法正确的是（）一个物体受到的合外力越大，它的速度越大一个物体受到的合外力越大，它的加速度越大力是维持物体速度的原因物体在不受力的情况下将一直保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 （2008 -春）下列关于惯性的说法中，正确的是（）只有静止的物体才具有惯性只有做匀速直线运动的物体才具有惯性只有做匀变速运动的物体才具有惯性一切物体都具有惯性 （2007春）物体在做以下各种运动的过程中，运动状态保持不变

42、的是（）A.匀速直线运动B.简谐运动。自由落体运动D.平抛运动（2000）水平地面上的静止物体，在水平方向受到一个拉力F和地面对它的摩擦力/，在体保持静止状态的条件下，下面各说法中正确的是（）当F增大时，f随之减小当F增大时，f保持不变F与f是一对作用力和反作用力F与f的合力为零 （2000） 一个原来静止在水平面上的物体，质量为2.0kg，在水平方向受到4.4N的拉力， 物体跟平面的滑动摩擦力是2.2N，求物体4.0s末的速度和4.0s内发生的位移。（2008 春）如图所示，用F=2.0N的水平拉力，使质量m=2.0kg的物体由静止开始沿 光滑水平面做匀加速直线运动。求：Z Z/777 Z/

43、7/7/（1）物体加速度a的大小。（2）物体开始运动后r=4.0s内通过的距离s。52.（2006夏）如图所示，用F=12N的水平拉力，使物体由静止开始沿水平地面做匀加速 直线运动。已知物体的质量m=2.0kg，物体与地面间的动摩擦因数=0.30。求：(1)物体加速度a的大小。(2)物体在，=2.0s时速度u的大小。53. (2006一春)如图所示，一个质量m = 10kg的物体放在水平地面上，物体与地面之间的 动摩擦因数a=0.20。现对物体施加一个水平向右，大小为50N的拉力尸，使物体由静 止开始做匀加速直线运动。求：(1)物体所受摩擦力的大小。(2)物体加速度的大小。54. (2002一

44、春)一台机车的质量是1 X 105kg，它在水平轨道上行驶时所受的牵引力3X104N， 阻力是1X104N，这台机车的加速度是多大？(2003) 一个原来静止在水平地面上的物体，质量为10kg。从某一时刻开始，物体受到 一个沿水平方向、大小为20N的恒力作用。已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.10。 求运动过程中物体的加速度的大小和5.0s末的速度的大小。从56题至66题为选作题。(2003) 一竖直放置的轻弹簧下端固定，上端连接一个质量M=375g的平板，平板上放 一个质量m=2625g的物体P，弹簧的劲度系数k=200N/m，系统原来处于静止状态。 现给物体P施加一竖直向上的拉力尸，如

45、图所示，使p由静止开始向上做匀加速直线运 动。已知在前0.2s内F是变力，在0.2s以后F是恒力。求力F的最小值和最大值各是多少。（2002春）如图所示，小型工件P以速率七在光滑水平工作台上滑行；水平传送带AB 段的长为L,以速度运行。工作P从A处滑上传送带，与传送带间的动摩擦因数为山 在达到B点之前已经与传送带保持相对静止。讨论工件P在传送带上由A运动到B所 用的时间。（2006一夏）如图所示，将工件尸（可视为质点）无初速地轻放在以速率v匀速运行的水平 传送带的最左端4,工件P在传送带的作用下开始运动，然后从传送带最右端B飞出， 落在水平地面上。已知AB的长度L=7.5m，B距地面的高度h=

46、0.80m。当v=3.0m/s 时，工件P从A端运动到落地点所用的时间t0=4.4s。求：（1）工件P与传送带之间的动摩擦因数加（2）当传送带分别以不同的速率v（运行方向不变）匀速运行时，工件P均以v0=5.0m/s 的初速度从A端水平向右滑上传送带。试分析当v的取值在什么范围内变化时，工 件P从A端运动到落地点所用的时间t保持不变，并求出对应的时间t（结果保留两 位有效数字）。（2000）卡车车厢中装载的货物应该跟车厢固定好，以免发生事故，有一次一辆卡车只装 运了一个质量为m = 200kg的木箱，但没有固定，当卡车沿平直公路以v0=20m/s的 速度匀速行驶时，司机发现前方有情况.立即紧急

47、制动，制动后卡车以大小为a = 6.0m /s2的加速度做匀减速运动，假定卡车制动开始，木箱就沿车厢底板向前滑动，木箱在 车厢底板上滑动了 Z=2.0m后撞上车厢的前挡板，已知木箱与底板间的动摩擦因数为 = 0.40，取g=10m/s2，求木箱刚要与挡板相撞时卡车的速度。木箱的速度。（2002夏）如图所示，长为乙、高为。、质量为m的小车，原来在光滑水平面上以速度 %向右做匀速直线运动。A、B是小车的两个端点。从某时刻起对小车施加一个大小为 尸，方向向左的恒力；与此同时，将一个可以看成质点的小球轻轻地放在小车的尸点上 （小球置于P点瞬间，相对于地面的速度为零），P、A两点相距L/3。若经过一段时

48、间， 小球脱离小车沿竖直方向落到地面。不计小球与小车之间的摩擦力。求：小球落地瞬间， 落地点与P点间的水平距离。（2005 一夏）如图所示，水平桌面距离地面的高度h = 0.80m。可以看成质点的小金属块 C的质量m1 = 0.50kg，放在厚度不计的长木板AB上，木板长L=0.865m，质量m= 0.20kg，木板的A端跟桌面的边缘对齐。小金属块C到木板B端的距离d=0.375m。假 定小金属块与木板间、木板与桌面、小金属块与桌面间的动摩擦因数都相等，其锄= 0.20，现用力将木板水平向右加速抽出。在小金属块从木板上滑下以前，加在木板上的 力为水平向右的恒力尸。小金属块落到桌面上后，又在桌面

49、上滑动了一段距离，再从桌 面边缘飞出落到地面上。小金属块落地点到桌边的水平距离s = 0.08m。求作用在木板 上的恒力F的大小。* L *h7/777X/)/， A S V（2006一春）如图所示，有一定厚度的长木板AB在水平面上滑行，木板的质量m1=4.0kg0 木板与水平面间的动摩擦因数=0.20，木板上表面距水平面的高度h=0.05m。当木板 滑行速度=3.0m/s时，将一小物块C轻放在木板右端B点处。C可视为质点，它的 质量m2= 1.0kg。经过一段时间，小物块C从木板的左端A点滑出，它落地时的动能 EkC=i.J。小物块落地后，木板又滑行了一段距离停在水平面上，这时，木板左端A

50、点距小物块的落地点的水平距离S = 0.90m。求：义E Bh(1)小物块C从木板的A点滑出时，木板速度的大小。(2)木板AB的长度L。(2007一春)如图所示，水平地面上一个质量M=4.0kg、长度L=2.0m的木板，在F= 8.0N的水平拉力作用下，以=2.0m/ s的速度向右做匀速直线运动。某时刻将质量m =1.0kg的物块(物块可视为质点)轻放在木板最右端。(1)若物块与木板间无摩擦，求物块离开木板所需的时间。Mw(2)若物块与木板间有摩擦，且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦 因数相等，求将物块放在木板上后，经过多长时间木板停止运动。(结果保留两位有 效数字)(2007

51、一夏)如图所示，一辆平板小车静止在水平地面上，小车的左端放置一物块(可视 为质点)。已知小车的质量M= 8.0kg，长度Z=2.0m，其上表面离地面的高度O=0.80m。 物块的质量m= 1.0kg，它与小车平板间的动摩擦因数a=0.20o现用F=26N水平向左 的恒力拉小车，经过一段时间后，物块与小车分离。不计小车与地面间的摩擦。腕= 10m / s2，求:,史9 J(1)物块与小车分离前，小车向左运动的最大距离。(2)当物块落地时，物块与小车右端的水平距离。（2008 一春）如图所示，质量M=1.0kg的长木板静止在光滑水平面上，在长木板的右端 放一质量m= 1.0kg的小滑块（可视为质点

52、），小滑块与长木板之间的动摩擦因数/= 0.20。现用水平恒力F=6.0N向右拉长木板，使小滑块与长木板发生相对滑动，经过t= 1.0s撤去力F。小滑块在运动过程中始终没有从长木板上掉下。求:（1）撤去力F时小滑块和长木板的速度各是多大。（2）运动中小滑块距长木板右端的最大距离是多大。（2005 一春）如图甲所示，一根轻弹簧上端固定，下端悬挂一个质量为m的砝码A，弹 簧的劲度系数为k。用手竖直向上托起砝码A使砝码A静止于某一初始位置，此时弹簧 处于压缩状态，如图乙所示。现改变手对砝码A的作用力，使A以某一加速度做竖直 向下的匀加速直线运动。已知砝码A向下做匀加速直线运动时，加速度的数值恰好等

53、于在初始位置时突然撤去手的瞬时砝码A加速度数值的一半。设在砝码A的运动过程 中，弹簧始终未超过其弹性限度。甲乙（1）若手对砝码A的作用力未改变方向前，砝码A向下做匀加速直线运动的最大距离是&求砝码A做匀加速直线运动的加速度的数值和通过距离s所用的时间。（2）若砝码A向下做匀加速直线运动的加速度为3g/4（g为重力加速度），求砝码A从 初始位置以3g/ 4的加速度开始向下做匀加速直线运动到手对其作用力的方向即将 发生变化的瞬时，砝码A重力势能变化了多少。四、曲线运动万有引力（2007一夏）物体做匀速圆周运动的过程中，下列物理量中变化的是（）周期B.动能C.线速度 D.角速度 TOC o 1-5

54、h z （2008 一春）物体做匀速圆周运动的过程中，下列物理量中变化的是（）周期B.动能C.线速度D.频率 （2006一夏）物体做匀速圆周运动的过程中，下列物理量中发生变化的是（）周期B.频率C.线速度D.动能 （2007一春）若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星（） 0A.线速度越大B.线速度越小 C.周期越大D.周期越小 （2005 一春）若人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，离地面越远的卫星（）所受的万有引力越小 B.运行的角速度越大C.运行的线速度越大D .做圆周运动的周期越小（2006-夏）质量相同的人造卫星，如果在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，那么下列判断中正确的是

55、（）轨道半径大的卫星所受向心力大轨道半径大的卫星所受向心力小轨道半径大的卫星运行线速度大轨道半径大的卫星运行线速度小 （2006春）2005年10月12日，我国自行研制的载有两名宇航员的“神舟六号”宇宙 飞船成功发射。飞船经过近5天在轨飞行76圈后，顺利返回地面。这标志着我国的载 人航天事业继“神舟五号”的成功发射和返回后又达到了一个新的高度。当飞船在环绕 地球的轨道上飞行时，飞船运动所需的向心力由地球对它的提供；此时宇航员 处于（选填“超重”或“失重”）状态。 （2004）2003年10月15日，我国第一艘载人航天飞船“神舟”五号，在酒泉卫星发射 中心发射升空，飞船在太空中大约用21小时的时

56、间，绕地球运行了 14圈。由此可知， 飞船绕地球运行的周期大约为 小时。若将飞船在太空中环绕地球的运动近似看成匀速圆周运动，使飞船做圆周运动的向心力是力。（2005 夏）在如图所示的皮带传动装置中，。是大轮边缘上的一点，小是小轮边缘上的一点，当皮带轮匀速转动时，皮带与轮间不打滑。、b两点的线速度的大小是与匕（选填”、=”或“V”）; a、b两点的角速度的大小是%（选填”、=”或 “V”）。/-b（2008 春）在公路上常会看到凸形和凹形的路面，如图所示。一质量为m的汽车，通 过凸形路面的最高处时对路面的压力为M，通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2, 则NmgB. N1=mgC. N2mgD

57、. N2=mg（2005 春）如图所示，将一个小球从h=20m高处水平抛出，小球落到地面的位置与抛出点的水平距离x=30m。不计空气阻力。求：（1）小球在空中运动的时间。（2）小球抛出时速度的大小。五、机械能 （2004）下列物理量中属于矢量的是（） 功B.动能C.路程D.速度 .（2000）自由摆动的秋千，摆动的幅度越来越小，下列说法中正确的是（）A机械能守恒能量正在消失总能量守恒，正在减少的机械能转化为内能只有动能和势能的相互转化 （2008 一春）下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（）石块自由下落的过程人乘电梯加速上升的过程投出的铅球在空中运动的过程木箱沿粗糙斜面匀速下滑

58、的过程 TOC o 1-5 h z （2001）在下列几种运动中，遵守机械能守恒定律的运动是（）A-自由落体运动B.雨点匀速下落C.物体沿光滑斜面下滑D.汽车刹车的运动 （2002夏）跳水运动员从10m高的跳台跳下（不计阻力），在下落的过程中（）运动员克服重力做功B.运动员的机械能减少C.运动员的动能减少，重力势能增加D.运动员的动能增加，重力势能减少 （2004）下列几种运动中，机械能守恒的是（）汽车在平直路面上加速行驶物体做自由落体运动雨滴匀速下落物体沿斜面匀速下滑 （2006一春）一个石块从楼顶自由落下，不计空气阻力，石块在下落的过程中（）A.动能减少，重力势能增加 B.动能增加，重力势

59、能减少C.克服重力做功D.机械能增加 （2007一春）下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（）小石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程人乘电梯加速上升的过程子弹射穿木块的过程86.（2007一夏）在不计空气阻力的情况下，下列运动中机械能守恒的是物体做平抛运动物体做自由落体运动物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑重物被起重机悬吊着匀速上升（2005 一夏）改变物体的质量和速度，可以改变物体的动能。在下列情况中，使一个物体的动能为原来的2倍的是（）质量不变，速度增大到原来的2倍质量不变，速度增大到原来的4倍速度不变，质量增大到原来的2倍速度不变，质量增大到原来的4倍

60、 （2006一夏）在不计空气阻力的情况下，下列运动中机械能守恒的是（）物体做平抛运动物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑重物被起重机悬吊着匀速上升汽车关闭发动机后在水平路面上滑行（2000）打桩机的重锤质量是250kg，把它提升到离地面15m高处，然后让它自由下落，当重锤刚要接触地面时其动能为（取g=10m/s2）（）A. 1.25X104JB. 2.5X104JC. 3.75X104JD. 4.0X104J（2000）质量10g、以0.80km / s飞行的子弹与质量60kg、以10m/s奔跑的运动员相比（）A.运动员的动能较大B.子弹的动能较大C.二者的动能一样大D.无法比较它们的动能（2000）