高中物理竞赛培优教程第二版

冲刺高中物理竞赛第二讲恒定电流播撒汗水收获成功

§2. 4、电路化简

2．4．1、 等效电源定理

实际的直流电源可以看作电动势为?，内阻为零的恒压源与内阻r的串联，如图2-4-1所示，这部分电路被称为电压源。

不论外电阻R如何，总是提供不变电流的理想电源为恒流源。实际电源?、r对外电阻R提供电流I为

I??R?r??rR?r

?r 其中?/r为电源短路电流I0，因而实际电源可看作是一定的内阻与恒流并联的电流源，如图2-4-2所示。

实际的电源既可看作电压源，又可看作电流源，电流源与电压源等效的条件是电流源中恒流源的电流等于电压源的短路电流。利用电压源 IRr0与电流源的等效性可使某些电路的计算简化。

等效电压源定理又叫戴维宁定理，内容是：两端有源网络可等效于一个电压源，其电动势等于网络的开路电压，内阻等于从网络两端看除

图2-4-2

电源以外网络的电阻。

如图2-4-3所示为两端有源网络A与电阻R的串联，网络A可视为一电压源，等效电源电动势?0等于点开路时端电压，等效内阻r0等于网去电动势的内阻，如图2-4-4所示。

等效电流源定理 又叫诺尔顿内容是：两端有源网络可等效于一个源，电流源的I0等于网络两端短路时

端点的电流，内阻等于从网络

冲刺高中物理竞赛第二讲恒定电流播撒汗水收获成功

§2. 4、电路化简

2．4．1、 等效电源定理

实际的直流电源可以看作电动势为?，内阻为零的恒压源与内阻r的串联，如图2-4-1所示，这部分电路被称为电压源。

不论外电阻R如何，总是提供不变电流的理想电源为恒流源。实际电源?、r对外电阻R提供电流I为

I??R?r??rR?r

?r 其中?/r为电源短路电流I0，因而实际电源可看作是一定的内阻与恒流并联的电流源，如图2-4-2所示。

实际的电源既可看作电压源，又可看作电流源，电流源与电压源等效的条件是电流源中恒流源的电流等于电压源的短路电流。利用电压源 IRr0与电流源的等效性可使某些电路的计算简化。

等效电压源定理又叫戴维宁定理，内容是：两端有源网络可等效于一个电压源，其电动势等于网络的开路电压，内阻等于从网络两端看除

图2-4-2

电源以外网络的电阻。

如图2-4-3所示为两端有源网络A与电阻R的串联，网络A可视为一电压源，等效电源电动势?0等于点开路时端电压，等效内阻r0等于网去电动势的内阻，如图2-4-4所示。

等效电流源定理 又叫诺尔顿内容是：两端有源网络可等效于一个源，电流源的I0等于网络两端短路时

端点的电流，内阻等于从网络

篇一：高中物理竞赛教程：1.5《透镜成像》

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网

1.5 透镜成像

1.5.1、透镜成像作图 （1）三条特殊光线

①通过光心的光线方向不变； ②平行主轴的光线，折射后过焦点； ③通过焦点的光线，折射后平行主轴。 （2）一般光线作图：对于任一光线SA，过光心O作轴OO’平行于SA，OO?与焦平面 MM?交于

P点，连接AP或AP的反向延长线即为SA的折射

光线

*像与物的概念：视为一个“物点”即“物”图1-5-1

1.5.2 薄透镜成像公式是：

1

u?

?

1

?

1f

式中f、u、v的正负仍遵循“实正、虚负”的法则。若令x?u?f，x????f，则有

xx?

?f

2

图1-5-2

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网

该式称为“牛顿公式”。式中x是物到“物方焦点”的距离，x?是像到“像方焦点”的距离。从物点到焦点，若顺着光路则x取正，反之取负值；从像点到焦点，若逆着光路则x?取正值，反之取负值，该式可直接运用成像作图来推导，请读者自行推导，从而弄清x,x?的意义。下面用牛顿公式讨论一个问题。

一个光源以v=0.2m/s的速度沿着焦距f=20cm的凸透镜向光心运动，当它经过距光心u1?30cm和u2?15cm的两点时，求像所在的位置及速度。

x1?

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第二讲 稳恒电流

§2、1 电 流

2．1 ．1．电流、电流强度、电流密度

导体处于静电平衡时，导体内部场强处处为零。如果导体内部场强不为零，带电粒子在电场力作用下发生定向移动，形成了电流。形成电流条件是：存在自由电荷和导体两端有电势差（即导体中存在电场）。自由电荷在不同种类导体内部是不同的，金属导体中自由电荷是电子；酸、碱、盐在水溶液中是正离子和负离子；在导电气体中是正离子、负离子和电子。

电流强度是描述电流强弱的物理量，单位时间通过导体横截面的电量叫做电流强度。用定义式表示为

I?q/t

电流强度是标量。但电流具有方向性，规定正电荷定向移动方向为电流方向。在金属导体中电流强度的表达式是

I?nevS

n是金属导体中自由电子密度，e是电子电量，v是电子定向移动平均速度，S是导体的横截面积。

在垂直于电流方向上，单位面积内电流强度叫做电流密度，表示为

j?I/S

金属导体中，电流密度为

电流密度j是矢量，其方向与电流方向一致。 2．1 ．2、电阻定律导体的电阻为

j?nev

R??L/S?L?S

1????????，由式中?、?称为导体电阻率、电导率?

实验表明，多

1

第九章 静 电 场

9－1 电荷面密度均为＋ζ的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图(A )放置，其周围空间各点电场强度E (设电场强度方向向右为正、向左为负)随位置坐标x 变化的关系曲线为图(B )中的(

)

题 9-1 图

分析与解 “无限大”均匀带电平板激发的电场强度为0

2εζ，方向沿带电平板法向向外，依照电场叠加原理可以求得各区域电场强度的大小和方向.因而正确答案为(B ).

9－2 下列说法正确的是( )

(A )闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷

(B )闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零

(C )闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零

(D )闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零 分析与解 依照静电场中的高斯定理，闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零，但不能肯定曲面内一定没有电荷；闭合曲面的电通量为零时，表示穿入闭合曲面的电场线数等于穿出闭合曲面的电场线数或没有电场线穿过闭合曲面，不能确定曲面上各点的电场强度必定为零；同理闭合曲面的电通量不为零，也不能推断曲面上任意一点的电场强度都不可能为零，因而正确答案为(B ).

9－3 下列说法正确的是

第 一 章 气 体

物理化学核心教程（第二版）参考答案

第 一 章 气 体

一、思考题

1. 答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。

2. 答：不一定相等。根据理想气体状态方程，物质的量相同，则温度才会相等。 3. 答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。

（2）两球温度同时都升高10 K，汞滴仍向右边移动。因为左边起始温度低，升高10 K所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。

4. 答：软木塞会崩出。这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀，当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起，大于外面压力时，就会使软木塞崩出。如果软木塞盖得太紧，甚至会使保温瓶爆炸。防止的方法是灌开水时不要太快，且要将保温瓶灌满。

5. 答：升高平衡温度，纯物的饱和蒸汽压也升高。但由于液体的可压缩性较小，热膨胀仍占主要地位，所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。而蒸汽易被压缩，当饱和蒸汽压变大时，气体的摩尔体积会变小。随着平衡温度的不断升高，气体与液体的摩尔体积逐渐接近。当气体的摩尔体积与液体的摩尔体

第十五章 狭义相对论

15－1 有下列几种说法：

(1) 两个相互作用的粒子系统对某一惯性系满足动量守恒，对另一个惯性系来说，其动量不一定守恒；

(2) 在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关； (3) 在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同. 其中哪些说法是正确的？ ( )

(A) 只有(1)、(2)是正确的 (B) 只有(1)、(3)是正确的 (C) 只有(2)、(3)是正确的 (D) 三种说法都是正确的

分析与解 物理相对性原理和光速不变原理是相对论的基础.前者是理论基础，后者是实验基础.按照这两个原理，任何物理规律(含题述动量守恒定律)对某一惯性系成立，对另一惯性系也同样成立.而光在真空中的速度与光源频率和运动状态无关，从任何惯性系(相对光源静止还是运动)测得光速均为3×108 m·s-1 .迄今为止，还没有实验能推翻这一事实.由此可见，(2)(3)说法是正确的，故选(C).

15－2 按照相对论的时空观，判断下列叙述中正确的是( ) (A) 在一个惯性系中两个同时的事件，在另一惯性系中一定是同时事件 (B) 在一个惯性系中两个同时的事件，在另一惯性系中一定是不同时事件

(C) 在一个惯性系中两个同

§2.4质点的圆周运动

刚体平面平行运动与定轴转动

2．4．1、质点的圆周运动

(1)匀速圆周运动

如图2-4-1所示，质点P在半径为R的圆周上运动时，它

的位置可用角度θ表示（习惯上以逆时针转角正，顺时针转角为负），转动的快慢用角速度表示：

????lim?t?0?t

y v2 v1 R ?? ?lP O θ x 质点P的速度方向在圆的切线方向，大小为

R??lv?lim?lim0??R?t?0?t?t?0?t

图2-4-1

ω（或v）为常量的圆周运动称为匀速圆周运动。这里的“匀速”是指匀角速度或匀速率，速度的方向时刻在变。因此，匀速圆周运动的质点具有加速度，其加速度沿半径指向圆心，称为向心加速度（法向加速度）。

?n?v2/R??2R??v

向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。

(2)变速圆周运动 ω（或v）随时间变化的圆周运动，称为变速圆周运动，描述角速度变化快慢的物理量为角加速度

??lim?

质点作变速圆周运动时，速度的大小和方向都在变化。将速度增量?v分解为??????v?vvvv与2平行的分量//和2垂直的分量1，如图2-4-2。1相当于匀速圆周运动个的

???t?0?t

???v?v,11的大小为

?v12?v

第 一 章 气 体

物理化学核心教程（第二版）参考答案

第 一 章 气 体

一、思考题

1. 答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。

2. 答：不一定相等。根据理想气体状态方程，物质的量相同，则温度才会相等。 3. 答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。

（2）两球温度同时都升高10 K，汞滴仍向右边移动。因为左边起始温度低，升高10 K所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。

4. 答：软木塞会崩出。这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀，当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起，大于外面压力时，就会使软木塞崩出。如果软木塞盖得太紧，甚至会使保温瓶爆炸。防止的方法是灌开水时不要太快，且要将保温瓶灌满。

5. 答：升高平衡温度，纯物的饱和蒸汽压也升高。但由于液体的可压缩性较小，热膨胀仍占主要地位，所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。而蒸汽易被压缩，当饱和蒸汽压变大时，气体的摩尔体积会变小。随着平衡温度的不断升高，气体与液体的摩尔体积逐渐接近。当气体的摩尔体积与液体的摩尔体

高中物理竞赛复赛模拟题（二）

1.飞机以v0?90km/h的水平速度滑行着陆。着陆期间受到的空气阻力为cxv2，升力为cyv，其中v为飞机的滑行速度，两常数之比为k?2cycx?5，称为升阻比。

设飞机与跑道的摩擦系数为??0.10，试求飞机从触地到停止所滑行的距离？（20分）

1

2.如图1，实心圆柱体从桌边静止下滚，圆柱体与桌边的摩擦系数为?，圆柱体下滚的过程中所转过的角度用?表示。试求圆柱体从开始相对桌边滑动时相应角度所满足的关系式，并用图解法在图上标出这个角度以及不滑动的转角范围。（20分）

2

图1 3.如图2，质量为m1的滑块可在光滑水平直导轨上上滑动。滑块经过长为l质量可忽略的细杆与质量为m2的重锤相连，细杆与重锤可绕滑块无摩擦的自由旋转。设t=0时，细杆与导轨构成铅垂面，细杆与铅垂线夹角?0，从静止释放开始摆动。试求：1.重锤m2的运动轨迹；2.系统作小角度摆动时，滑块位置随时间的变化。（20分）

3

图2 4.半径分别为a和b的两个同轴无限长圆柱面如图3所示，设在这两个圆柱面之

b间有静电场，其电势分布为kln，其中k为常数，r是到轴的垂直距离，质量为

rm，电量为