2．功率

(1)功率的定义

功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。

①功率的定义式为：P=W/t。国际单位制中，功率的单位是瓦特，1瓦特=1焦耳/秒。功率的常用单位还有千瓦，1千瓦=1000瓦特。功率是表示做功快慢的物理量，即能量转化快慢的物理量。

②功率的计算式：P=Fvcosθ，其中θ是力与速度间的夹角。

该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率；②当v为某段位移(时间)内的平均速度时，则要求这段位移(时间)内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。

(2)平均功率与即时功率

平均功率表示一段时间内某力做功的平均快慢，即时功率表示某一时刻某力做功的快慢。通常用公式P=W/t来计算平均功率，用公式P=Fvcosθ来计算即时功率，其中v为此时物体的即时速度。

(3)额定功率与实际功率，输出功率与输入功率

额定功率是某机械正常工作时的功率。机械不一定总在额定功率下工作，这时机械的即时功率叫做机械的实际功率。机械对外做功的实际功率，称做此时机械的输出功率；外界对机械做功的实际功率，称做此时机械的输入功率。

(4)汽车的两种加速问题

当汽车从静止开始沿水平面加速运动时，有两种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f=ma。

①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，随着v的增大，F必将减小，a也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时v达到最大值。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算(因为F为变力)。这种运动的v-t图像如图所示。

②恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以A恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率P_m，功率不能再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=Fžs计算，不能用W=Pžt计算(因为P为变功率)。

要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。

[例2]质量为2t的农用汽车，发动机额定功率为30kW，汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为54km/h。若汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v=36km/h时的瞬时加速度是多大？　

解：汽车在水平路面行驶达到最大速度时牵引力F等于阻力f，即P_m=fžv_m，而速度为v时的牵引力F=P_m/v，再利用F-f=ma，可以求得这时的a=0.50m/s²。

1．功

功是作用在物体上的力与物体在力的方向上发生的位移的乘积。用公式表示为W=Fscosθ，θ角是力与物体位移的夹角。

国际单位制中功的单位是焦耳，功的单位还有电子伏、千瓦时、卡等。它们之间的换算关系：1eV=1.6×10^-19J，1kWh=3.6×10⁶J，1cal=4.2J。

(1)首先明确做功的力以及这个力是否是合力。

我们在研究功的时候必须首先明确是在研究哪个力做的功，另外考虑到动能定理的应用条件，我们还应该清楚这个力是否是物体所受的合力。

做功的两个必要因素是：作用在物体上的力和物体在力的方向上发生的位移。

(2)功的本质是力在空间的积累，它和位移相对应(也和时间相对应)。

所谓积累，既可以是力在位移方向的分量Fcosθ与位移s的乘积，也可以是位移在力的方向上的分量scosθ与力F的乘积。理解功的概念时，要从本质上进行理解，而不能套公式。

(3)计算功的方法有两种：

①按照定义求功。即：W=Fscosθ。在高中阶段，这种方法只适用于恒力做功。当时F做正功，表示力在位移方向的分量与位移同向；当时F不做功，当时F做负功，表示力在位移方向的分量与位移反向。

②用动能定理W=ΔE_k或功能关系求功。当F为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功(或者说是合外力做的功)。

这种方法的依据是：做功的过程就是能量转化的过程，功是能的转化的量度。如果知道某一过程中能量转化的数值，那么也就知道了该过程中对应的功的数值。

(3)功是能量改变的量度。力对物体做正功，导致物体能量增加；力对物体做负功，导致物体能量减少。

需要对负功再加以说明的是：一个力对物体做了负功，也可以说成物体克服这个力做了功，例如，物体竖直上抛时，重力对物体做了-6焦耳的功，也可以说物体克服重力做了6焦耳的功．

合力做的功等于各分力功的代数和。由于功是标量，所以当物体受到几个力的作用时，各力所做的功相加，就等于合力所做的功。

(4)功与参照物有关，一般必须以地面为参照物。

另外，因为功的决定因素之一位移与参照物有关，所以功的大小还与参照物的选取有关。比如，我用力推桌子，但没有推动。以地面为参照物我没有做功，而以运动的物体为参照物，我却做了功。所以一般情况下研究功，必须以地面为参考物。

(5)一对作用力和反作用力做功的特点

(1)一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。

(2)一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零(静摩擦力)、可能为负(滑动摩擦力)，但不可能为正。

[例1]如图所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置。在下列三种情况下，分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。在此过程中，拉力F做的功各是多少？(1)用F缓慢地拉；(2)F为恒力；(3)若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零。可供选择的答案有

A．　　 B．　　 C．　　 D．

解：(1)若用F缓慢地拉，则显然F为变力，只能用动能定理求解。F做的功等于该过程克服重力做的功。选D

(2)若F为恒力，则可以直接按定义求功。选B

(3)若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零，那么按定义直接求功和按动能定理求功都是正确的。选B、D

在第三种情况下，由，可以得到，可见在摆角为时小球的速度最大。实际上，因为F与mg的合力也是恒力，而绳的拉力始终不做功，所以其效果相当于一个摆，我们可以把这样的装置叫做“歪摆”。

48．(6分)假说-演绎法是在观察和分析基础上提出问题，通过推理和想像提出解释问题的

假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的科学方法。果蝇体表硬而长

的毛称为刚毛，一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中，偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。请

回答下列问题：

　 (1)卷刚毛性状是如何产生和遗传的呢？有一种假说认为这是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生显性突变，请尝试再写出两种假说：

　　　　 ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　 ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　 (2)已知这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交，F₁全部直刚毛，F₁雌雄果蝇随机交配，F₂的表现型及比例是直刚毛雌果蝇：直刚毛雄果蝇：卷刚毛雄果蝇=2：1：1，此时最合理的假说是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　　　　 若为你提供以下纯合的果蝇作为材料：直刚毛雌果蝇、直刚毛雄果蝇、卷刚毛雌果蝇、卷刚毛雄果蝇。请你根据上述材料选择亲本类型，设计一个最具说服力的实验(只进行一次杂交实验)，以验证该假说：

　　　　 实验方案：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　 请绘出验证实验的遗传图解(用A-a表示基因)，并分析实验结果：

47．(6分)1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细胞的实验，据图分析：

　 (1)实验包括4个步骤：

　　　　 ①噬菌体与大肠杆菌混合培养：

　　　　 ②³⁵S和³²P分别标记噬菌体；

　　　　 ③放射性检测；

　　　　 ④离心分离。

　　　　 该实验步骤的正确顺序是　　　　　　　　　 (用数字表示)。

　 (2)如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得的实验中噬菌体的培养方法是　　　　　　　　　　　 。

　　　　　　　 A．用含³⁵S的培养基直接培养噬菌体

　　　　　　　 B．用含³²P培养基直接培养噬菌体

　　　　　　　 C．用含³⁵S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体

　　　　　　　 D．用含³²P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体

　 (3)用被³²P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是　　　　　　　　　　　　　 。

　 (4)噬菌体的DNA连续复制n次后，产生的子代噬菌中含亲代噬菌体的DNA的个体应占总数的　　　　　　　　　　　 。

　 (5)噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

46．(6分)下图为甲病(A-a)和乙病(B-b)的遗传系谱图，其中乙病为伴性遗传病，请回答下列问题：

　 (1)甲病属于　　　　　　 ，乙病属于　　　　　　　　　　　 。

　　　　 A．常染色体显性遗传病　　　　　　　　　 B．常染色体隐性遗传病

C．伴X染色体显性遗传病　　　　　　　 D．伴X染色体隐性遗传病

E．伴Y染色体遗传病

　 (2)II-5为纯合子的概率是　　　　　　 ，II-6的基因型为　　　　　　　 ，III-13的致病基因来自于　　　　　　　　　　 。

　 (3)假如III-10携带乙病的致病基因，那么III-10和III-13结婚，生育的孩子不患病的概率是　　　　　　　　　　 。

45．(7分)已知放线菌素D是RNA合成抑制剂。根据海胆受精卵在有放线菌素D和无放线

菌素D情况下培养，记录¹⁴C标记的缬氨酸参与蛋白质合成的实验结果，绘制的曲线如

左下图。请据图回答有关问题：

　 (1)据题分析，放线菌素D影响的是　　　　　　 过程。

　 (2)直接将¹⁴C标记的缬氨酸用于蛋白质合成的细胞器是右上图中的[　 ]　　　　　 。

　　　　 该过程所依赖的模板是[　 ]　　　　　 ，合成该模板分子所需的原料是　　　　 　　

　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。

　 (3)决定②的密码子是　　　　　　　　　　　　　 。

　 (4)根据左上图判断从受精开始到10h之内，合成蛋白质所依赖的模板来源于　　　　 ，10h以后，海胆细胞内新合成蛋白质所依赖的模板主要来源于　　　　　　 。

A．卵细胞原有的　　　　　　　　　　　　　　 B．受精卵新合成的

C．精子提供的　　　　　　　　　　　　　　　　 D．无法确定

43．(6分)下面是某种雄性动物细胞分裂示意图，请据图作答：

　 (1)A、B细胞所处的分裂时期分别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　 (2)图中C细胞的名称为　　　　　 ；具有同源染色体的细胞有　　　　　　　　 。

　 (3)将上图中B、C、D、E、F、G细胞按分裂顺序连接起来　　　　　　　　　 。(用字母和箭头表示)

　 (4)图F所示细胞中染色体数和DNA分子数之比为　　　　　　　　　　 。

　 (5)下图表示细胞分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线图。请参照此图，在右下图中绘制此过程中染色体的数目变化曲线。

　 44．(6分)下图是囊性纤维病的病因图解，据图回答：

　 (1)基因是指有遗传效应的　　　　　 片段。基因中　　　　　　　　　　 的排列顺序代表遗传信息，如图中所示形成的CFTR蛋白质结构异常的根本原因是　　　 。

　 (2)此种病例所涉及的是单个基因对生物性状的控制，事实上，基因与性状并不是简单的线性关系，基因与基因、基因与基因产物、基因与　　　　　　 之间存在着复杂的相互作用。

　 (3)通过图解可能看出基因能通过　　　　　　 控制生物体的性状。

　 (4)已知该病是常染色体隐体遗传，某患者与一个正常的女性结婚(该女性的妹妹患有此病)，则他们生一个正常孩子的概率是　　　　　　　　　 　　。

42．(5分)在一些性状的遗传中，具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育，导致后代中不存在该基因型的个体，从而使性状分离比例发生变化。1940年一法国遗传学家在利用小鼠进行研究时，得到下表结果：(控制毛色基因用字母A与a表示)

　　 请分析，并回答下列问题：

　 (1)毛色中显性性状是　　　　　　　 ，隐性性状的是　　　　　　 ，判断的依据是

　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

　 (2)第3组中黄鼠与黑鼠交配，其后代中黄鼠与黑鼠的比例总是1：1，那么亲本黄鼠的基因型为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　 (3)第1组交配产生的后代中，为什么黄鼠与黑鼠的比例为2：1而不是3：1？据题指出最可能的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

41．(6分)下图表示与遗传物质相关结构的示意图，请据图回答：

　 (1)若①②表示某一物质在细胞不同分裂时期的两种结构形态，则①②分别表示：

　　　　 　　　　　　　　　　　　　，由②到①的过程发生在细胞分裂的　　　　　 期。

　 (2)请按照自上向下的顺序写出⑤中碱基的序列　　　　　　　　　　　　　　　 。

　 (3)DNA分子复制时，图中④处　　　　　 　发生发裂，此过程需要的条件是　　　　

　　　　 和ATP。

　 (4)若甲图表示一个细胞中的染色体组成，则其中有　　　　　 对同源染色体。

44．下列各图表示的生物学意义，哪些说法是正确的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．甲图表示处于减数第二次分裂后期的细胞

　　　 B．乙图中黑方框图表示患者，可以推断出该病为伴X染色体隐性遗传病

　　　 C．丙图表示一对夫妇，其后代患病的肯定是男孩，且患病基因只能来自其母亲

　　　 D．丁图中生物自交产生AaBB后代的概率为1/8

第Ⅱ卷(共48分)