篇一：高考物理解析
高考新课标卷理综物理部分解析
RUSERredactedonthenightofDecember17,2022015年普通高等学校招生全国统一考试（新课标I卷）
理科综合能力测试试题
第I卷
二、选择题：本大题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中．14~18题只有一项符合题目要求．19~21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
14．
两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的A．轨道半径减小，角速度增大B．轨道半径减小，角速度减小
C．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减小
D解析：由于磁场方向与速度方向垂直，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，从较强磁场区进入较弱磁场区后速度大小不变，轨道半径R?而增大，角速度??v随半径的增大而减小，D项正确．
Rmv随磁场减弱qB15．
如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φP．一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则
A．直线a位于某一等势面内，φM?φQ
B．直线c位于某一等势面内，φM?φN
C．若电子有M点运动到Q点，电场力做正功
D．若电子有P点运动到Q点，电场力做负功
NMabQcPdB解析：电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，因此?N??P，直线c、d为两条等势线，电子由从M到N，电场力做负功，表示MQ为高电势，NP为低电势．所以直线c位于某一等势线内，即?M??Q、?M??N，选项A错B对．若电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选
项C错．电子从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，选项D错．
16．
一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则
A．U?66V,k?B．U?22V,k?C．U?66V,k?D．U?22V,k?1319113R~RA解析：原、副线圈电压比等于匝数比，即U1:U?3:1，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U，原线圈电压为3U，副线圈电流I?电流与匝数成反比，所以原线圈电流I1?220V?3U?U，原副线圈RU，那么原线圈输入电压3RU?R，整理可得U?66V；通过两电阻的电流之比3RI1:I2?n2:n1?1:3，理想变压器原、副线圈回路中消耗的功率即回路中电阻R消耗22的功率，由P?I2R可得有k?P1:P2?I1:I2?1:9，选项A对．
考点：变压器
17．
如图，一半径为R，粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平．一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道．质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小．用W表示质点从P点运动到N点的过程中客服摩擦力所做的功．则
A．
W?B．
W?C．
W?离
1mgR，质点恰好可以到达Q点
21mgR，质点不能到达Q点
21mgR，质点到达Q后，继续上升一段距2NR
mPORQ
D．
W?1mgR，质点到达Q后，继续上升一段距离
2v2C解析：质点通过N点时的速度为v，则4mg?mg?m，由动能定理得R11mg?2R?W?mv2，解得W?mgR；从N到Q，小球运动的平均速度比从P到N22小，对轨道的压力也小，因此平均摩擦力也小，克服摩擦力做功W??W，设小球能到达Q点，且具有速度v?，由动能定理得mgR?W?W??mv?2?0，v??0，即质点能到达Q点，且继续上升一段距离，C项正确．
考点：功能关系
18．一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示．水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h．发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右12侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h．不计空气的作用，重力加速度大小为g．若乒乓球的发射速率为v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是
A．B．L12L14gg?v?L26h6h
(4L?L)gg
?v?h6h2?L2g1(4L12)g?v?6h26h
2?L2g1(4L12)g
?v?h26h发射点
球网
21223h乒乓球
L2LC．12LD．14L1D解析：乒乓球做平抛运动，从发射到落在球台上的时间t1?的时间t2?2率vmin?6h，恰好过球网ghLL；恰好过球网的最短距离为1，则1?vmint2，即乒乓球的最小速g22g；乒乓球落在球台上的最大水平位移hL1L1?2t242x?L1?(L2212)?4L1?L22，且x?vmaxt1，解得乒乓球的最大速率22vmax2?L21(4L12)g?，选项D正确．
26h考点：曲线运动
19．1824年，法国科学家阿拉果完成了着名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
AB解析：将圆盘沿半径方向分割成许多金属条，圆盘转动时，这些金属条做切割磁感线运动产生感应电动势，A项正确；以圆盘中心为界，两侧穿过盘面的磁感线方向不同，且盘面不同位置磁感应强度不同，因此圆盘转动时，穿过圆盘两侧局部磁通量发生变化，在盘面上不同位置产生涡流，根据楞次定律，涡流阻碍圆盘与磁针的相对运动，使磁针跟随圆盘转动，但产生涡流是前提，因此磁针的转动比圆盘略有滞后，B项正确；由于对称关系，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量总为零，C错；由于圆盘呈中性，其中自由电子与正电荷形成的环形电流相互抵消，对外不形成电流，D错．
考点：电磁感应
20．如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v?t图象如图（b）所示．若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出
A．斜面的倾角
B．物块的质量
C．物块与斜面间的动摩擦因数
D．物块沿斜面向上滑行的最大高度
铜圆盘
ACD解析：小球滑上斜面的初速度v0已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度0，那么平均速度即v0v，所以沿斜面向上滑行的最远距离s?0t1，根据牛22顿第二定律，向上滑行过程整理可得gsin??v0v?gsin???gcos?，向下滑行1?gsin???gcos?，t1t1v0?v1，从而可计算出斜面的倾斜角度?以及动摩擦因数?，选2t1项AC对．根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度ssin??v0v?v1v?v1，选项D对．仅根据速度时间图像，无法找到物块t1?0?v0022gt14g质量，选项B错．
考点：牛顿运动定律
21．我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3?109kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径为月球的倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2．则次探测器
A．在着陆前瞬间，速度大小约为8.9m/s
B．悬停时受到的反冲作用力约为2?103N
C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒
D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度
BD解析：星球表面万有引力提供重力即GGMmGM，重力加速度，地球?mgg?22RR1M3.7?3.7GM1GM281??2?g，则探测器重表面g?2?9.8m/s，则月球表面g"?181R6R2(R)3.7力G?mg??1300kg??9.8N/kg?2000N，选项B对，探测器自由落体，末速度v?2g?h?4?9.8m/s?8.9m/s，选项A错．关闭发动机后，仅在月球引力作用下316机械能守恒，而离开近月轨道后还有制动悬停，所以机械能不守恒，选项C
错．近月轨道即万有引力提供向心力v?G1M3.7GMGM81，小于近地卫??181RRR3.7星线速度，选项D对．
考点：万有引力与航天
第II卷
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33~40题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题（129分）
22．（6分）某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）．
完成下列填空：
（1）
将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；
（2）
将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为_____kg;
（3）
将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：
序号
m（kg）
（4）
根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N；小车通过最低点时的速度大小为_______m/s．（重力加速度大小取9.80m/s2，计算结果保留2位有效数字）
答案：（2）
（4）
7.94N；
v?1.4m/s
解析：根据秤盘指针可知量程是10kg，指针所指示数为1.4kg．（4）记录的托盘称各次示数并不相同，为减小误差，取平均值，即m?1.81kg．而模拟器的重力为G?m?g?9.8N，所以
小车经过凹形桥最低点的压力为mg?mg??7.94N．根v2据径向合力提供向心力即7.94?(1.4?1)?9.8?(1.4?1)，整理可得v?1.4m/s
R考点：圆周运动
23．（9分）图（a）为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．
（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA．由题给条件和数据，可求出R1=
Ω，R2=
Ω．
（2）
现用—量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0．5、1．0、1．5、2．0、2．5、3．0mA．电池的电动势为1．5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω．则R0应选用阻值为
Ω的电阻，R应选用最大阻值为
Ω的滑动变阻器．
（3）若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b）的电路可以判断出损坏的电阻．图（b）中的R?为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图（a）虚线框内的电路．则图中的d点应和接线柱
（填”b”或”c”）相连．判断依据是：
．
答案：（1）R1?15?
R2?35?（2）500?
3000?
（3）c若电流表无示数，则说明R2断路，若电流表有示数，则说明R1断路．
解析：（1）若使用a和b两个接线柱，定值电阻R1、R2串联后和毫安表并联，量程为3mA，根据并联规律可得RgR1?R2?I?IgIg，通过表头Rg的电流为1mA，则通过R1的电流
为2mA，电流比为1:2，所以电阻比为2:1，可得R1?R2?Rg?50?．若使用a和c两个接线柱，R2与表头串联后再与R1并联，电表量程为10mA，通过R1的电流为9mA，12电流比为1:9，可得电阻比为9:1，即R1?(Rg?R2)，整理可得R2?35?，19R1?15?．
⑵根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最大为为1.5V?3000?，最小阻值0.0005A1.5V?500?，若定值电阻选择为1000?，则无法校准刻度，所以定值电阻0.003A选择500?．由于最大阻值要达到3000?，所以滑动变阻器选择3000?．
⑶因为只有一个电阻损坏，所以验证R2是否损坏即可．故d点应和接线柱“c”相连，若电流表无示数，则说明R2断路，若电流表有示数，则R1断路．
考点：电流表的改装
24．（12分）
如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω．已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2．判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．
答案：m?0.01kg
解：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受安培力方向竖直向下．
开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为x1=0.5cm．由胡克定律和力的平衡条件得
2kx1?mg
①式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小．
开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为
F?BIL
②式中，I为回路电流，L是金属棒的长度．两弹簧各自再伸长了?x?0.3cm，则胡克定
律和平衡条件得
2k(x1??x)?mg?F
③由欧姆定律有
I?E
R
④式中，E为电源电动势，R为回路总电阻．
联立①②③④，并代入数据解得
m?0.01kg
考点：安培力
⑤25．
（20分）一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示．t?0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t?1s时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s时间内小物块的v?t图线如图（b）所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求
（1）木板与地面间的动摩擦因数?1及小物块与木板间的动摩擦因数?2；
（2）木板的最小长度；
（3）木板右端离墙壁的最终距离．
答案：（1）?1?0.1?2?0.4（2）6m
（3）6.5m
解：⑴规定向右为正方向．木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀变速直线运动，设加速度为a1，小物块和木板的质量认为m和M．由牛顿第二定律有
??1(m?M)g?(m?M)a1①
由图可知，碰撞前木块与木板共同速度为v0?4m/s，由运动学公式得
v1?v0?a1t1②
③1x0?v0t1?a1t122式中，t1=1s，x0=4.5m是木板碰前的位移，v0是小物块和木板开始运动时的速度．
联立①②③式和题给条件得
?1=
④在木板与墙壁碰撞后，木板以?v1的初速度向左做匀变速运动，小物块以v1的初速度向右做匀变速运动．设小物块的加速度为a2，由牛顿第二定律有
??2mg?ma2⑥
⑤由图可得
a2?v2?v1t2?t1式中，t2=2s，v2=0，联立⑤⑥式和题给条件得
?2=
⑦
(2)设碰撞后木板的加速度为a3，经过时间?t木板和小物块刚好具有共同速度v3，由牛顿第二定律及运动学公式得
?2mg??1(M?m)g?Ma3v3?v1?a3?t
v3?v1?a2?t
⑧
⑨
⑩
碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板运动的位移为
x1?-v1?v3?t
2v1?v3?t
小物块运动的位移为
x1?
小物块相对木板的位移为
?x?x2?x1式并代入数据解得
联立⑥⑧⑨⑩
?x=6.0m
因为运动过程中小物块没有脱离木板，所以木板的最小长度应为6.0m．
(3)在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速直线运动直至静止，设加速度为a4，此过程中小物块和木板运动的位移为x3．由牛顿第二定律及运动学公式得
?1(m?M)g?(m+M)a420?v3?2a4x3碰后木板运动的位移为
x?x1?x3联立⑥⑧⑨⑩
式，并代入数据解得
x??6.5m
木板右端离墙壁的最终距离为6.5m．
考点：牛顿运动定律
（二）选考题：共45分．请考生从3道物理题、3道化学题、2道生物题中各选一题作答．
33．【物理—选修3-3】（15分）
（1）（5分）下列说法正确的是
（填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
⑴答案：BCD
解析：晶体有固定的熔点，并还会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，A错；根据是否有固定的熔点，可以把固体分为晶体和非晶体两类，晶体有各向异性，B项正确；同种元素构成的物质可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体如金刚石和碳，选项C对；晶体的分子排列结构如果遭到在干就可能形成非晶体，反之亦然，D项正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，E项错误．
考点：晶体非晶体
（2）（10分）如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为m1?2.50kg，横截面积为s1?80.0cm2，小活塞的质量为m2?1.50kg，横截面积为s2?40.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l?40.0cm，气缸外大气压强为p?1.00?105Pa，温度为lT?303K．初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的2温度为T1?495K，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，求
（i）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度
（ii）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强
⑵解：(ⅰ)设初始时气体的体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2，由题给条件得
llV1?S2(l?)?S122V2?S2l
①②
在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得
S1(p1?p)?m1g?m2g?S2(p1?p)
③故缸内气体的压强不变．由盖·哈萨克定律得
V1V2?
T1T2④
联立①②③④式并代入数据解得
T2?330K
⑤(ⅱ)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1．在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变．设达到热平衡时被封闭气体的压强为p?，由查理定律有
⑥
联立③⑤⑥式并代入数据解得
p??1.01?105Pa
p?p1?
TT2⑦
考点：理想气体状态方程
34【物理—选修3-4】（15分）
（1）在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距?x1与绿光的干涉条纹间距?x2相比?x1?x2（填“＞”“＜”或“＝”）．若实验中红光的波长为630nm，双缝到屏幕的距
离为1m，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为
mm．
⑴答案：＞
0.3解析：双缝干涉条纹间距?x?较大，即
L?，红光波长长，所以红光的双缝干涉条纹间距d?x1>?x2．条纹间距根据数据可得?x?10.5mm?2.1mm?2.1?10?2m，根据5L?1m?630?10?9mL??4可得d???3?10m?0.3mm．
?x??2?x2.1?10md考点：双缝干涉实验
（2）（10分）甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为25cm/s，两列波在t?0时的波形曲线如图所示．求
（i）t?0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标；
（ii）从t?0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为?16cm的质点的时间．
⑵解：(ⅰ)t?0时，在x=50cm处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为16cm．两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm．
从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为
?1?50cm、?2?60cm
①甲、乙两列波波峰的x坐标分别为
x1?50?k1?1k1?0，?1，?2x2?50?k2?2k2?0，?1，?2②
③由①②③式得，介质中偏离平衡位置为16cm的所有质点的x坐标为
x?(50?300n)cmn?0,?1,?2④
(ⅱ)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16cm，t?0时，两列波波谷间的x坐标之差为
?x??(50?(2m2?1)λ2λ)?(50?(2m1?1)1)
⑤22式中，m1和m2均为整数．将①式代入⑤式得
?x??10(6m2?5m1)?5⑥
由于m1和m2均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为
⑦
从t?0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间为
⑧
代入数据解得
⑨
t=
??5cm
?xt=??x2v
考点：机械振动机械波
35．【物理—选修3-5】（15分）
（1）（5分）在某次光电效应实验中，得到的遏制电压Uc与入射光的频率?的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为，所用材料的逸出功可表示为
．
⑴答案：h?ek
W0??eb
解析：光电效应中，入射光子能量h?，克服逸出功W0后多余的能量转换为电子Whh动能，反向遏制电压eUc?h??W0；整理得UC???0，斜率即?k，所以普eee朗克常量h?ek，截距为b，即eb??W0，所以逸出功W0??eb．
考点：光电效应
（2）（10分）如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间．A的质量为m，B、C的质量都为M，三者都处于静止状态，现使A以某一速度向右运动，求m和M之间满足什么条件才能使A只与B、C各发生一次碰撞．设物体间的碰撞都是弹性的．
⑵解：A向右运动与C发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的动量守恒、机械能守恒．设速度方向向右为正，开始时A的速度为v0，第一次碰撞后C的速度为vC1，A的速度为vA1．由动量守恒定律和机械能守恒定律得
mv0?mvA1?MvC1①
②121212mv0?mvA1?MvC1222联立①②式得
③④
如果m?M，第一次碰撞后，A与C速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能与B发生碰撞；如果m?M，第一次碰撞后，A停止，C以A的碰前速度向右运动，A不可能与B发生碰撞；所以只需考虑m?M的情况．
第一次碰撞后，A反向运动与B发生碰撞．设与B发生碰撞后，A的速度为vA2，B的速度为vB1，同样有
vA1?m?Mvm?M
vC1?2mvm?M
vA2?m?Mm?M2vA1?()vm?Mm?M
⑤根据题意，要求A只与B、C各发生一次碰撞，应有
⑥
vA2?vC1联立④⑤⑥式得
m2?4mM?M2?⑦
⑧
解得
m?(5?2)M
另一解m??(5?2)M舍去，所以，m和M应满足的条件为
(5?2)M?m?M
⑨
篇二：高考物理解析
高考物理考点详解大全
▼目录▼
◆高考物理必考知识点梳理◆
◆高考物理必考电学知识点总结◆
◆高考物理必考电学公式知识点◆
◆拓展阅读：高考物理大题解题技巧◆
高考物理必考知识点梳理
1、大的物体不一定不能够看成质点，小的物体不一定可以看成质点。
2、参考系不一定会是不动的，只是假定成不动的物体。
3、在时间轴上n秒时所指的就是n秒末。第n秒所指的是一段时间，是第n个1秒。第n秒末和第n+1秒初就是同一时刻。
4、物体在做直线运动时，位移的大小不一定是等于路程的。
5、打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸的高度，使之增大一点。
6、使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。
7、物体的速度大，其加速度不一定大。物体的速度为零时，其加速度不一定为零。物体的速度变化大，其加速度不一定大。
8、物体的加速度减小时，速度可能增大;加速度增大时，速度可能减小。9、物体的速度大小不变时，加速度不一定为零。
10、物体的加速度方向不一定与速度方向相同，也不一定在同一直线上。
11、位移图象不是物体的运动轨迹。
12、图上两图线相交的点，不是相遇点，只是在这一时刻相等。
13、位移图象不是物体的运动轨迹。解题前先搞清两坐标轴各代表什么物理量，不要把位移图象与速度图象混淆。
14、找准追及问题的临界条件，如位移关系、速度相等等。
15、用速度图象解题时要注意图线相交的点是速度相等的点而不是相遇处。
16、杆的弹力方向不一定沿杆。
17、摩擦力的作用效果既可充当阻力，也可充当动力。
18、滑动摩擦力只以和N有关，与接触面的大小和物体的运动状态无关。
19、静摩擦力具有大小和方向的可变性，在分析有关静摩擦力的问题时容易出错。
高考物理必考电学知识点总结
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中){F：点电荷间的作用力(N)，k：静电力常量k=9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2：两点电荷的电量(C)，r：两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝
3.电场强度：E=F/q(定义式、计算式){E：电场强度(N/C)，是矢量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的电量(C)｝
4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r：源电荷到该位置的.距离(m)，Q：源电荷的电量｝
5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB：AB两点间的电压(V)，d：AB两点在场强方向的距离(m)｝
6.电场力：F=qE{F：电场力(N)，q：受到电场力的电荷的电量(C)，E：电场强度(N/C)｝
7.电势与电势差：UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.电场力做功：WAB=qUAB=Eqd{WAB：带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q：带电量(C)，UAB：电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关)，E：匀强电场强度，d：两点沿场强方向的距离(m)｝
9.电势能：EA=qφA{EA：带电体在A点的电势能(J)，q：电量(C)，φA：A点的电势(V)｝
10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝
11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)
12.电容C=Q/U(定义式，计算式){C：电容(F)，Q：电量(C)，U：电压(两极板电势差)(V)｝
高考物理必考电学公式知识点
1.电流强度：I=q/t{I:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横载面的电量(C)，t:时间(s)｝
2.欧姆定律：I=U/R{I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝
3.电阻、电阻定律：R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝
4.闭合电路欧姆定律：I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外
{I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝
5.电功与电功率：W=UIt，P=UI{W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝
6.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝
7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q，因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总=IE，P出=IU，η=P出/P总
{I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝
9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)
拓展阅读：高考物理大题解题技巧
1、抓住关键词语，挖掘隐含条件
在读题时不仅要注意那些给出具体数字或字母的显性条件，更要抓住另外一些叙述性的语言，特别是一些关键词语。所谓关键词语，指的是题目中提出的一些限制性语言，它们或是对题目中所涉及的物理变化的描述，或是对变化过程的界定等。
高考物理计算题之所以较难，不仅是因为物理过程复杂、多变，还由于潜在条件隐蔽、难寻，往往使考生们产生条件不足之感而陷入困境，这也正考查了考生思维的深刻程度。在审题过程中，必须把隐含条件充分挖掘出来，这常常是解题的关键。有些隐含条件隐蔽得并不深，平时又经常见到，挖掘起来很容易，例如题目中说“光滑的平面”，就表示“摩擦可忽略不计”;题目中说“恰好不滑出木板”，就表示小物体“恰好滑到木板边缘处且具有与木板相同的速度”等等。但还有一些隐含条件隐藏较深或不常见到，挖掘起来就有一定的难度了。
2、重视对基本过程的分析(画好情境示意图)
在高中物理中，力学部分涉及的运动过程有匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动、简谐运动等，除了这些运动过程外，还有两类重要的过程：一类是碰撞过程，另一类是先变加速运动最终匀速运动的过程(如汽车以恒定功率启动问题)。热学中的变化过程主要有等温变化、等压变化、等容变化、绝热变化等(这些过程的定量计算在某些省的高考中已不作要求)。电学中的变化过程主要有电容器的充电和放电、电磁振荡、电磁感应中的导体棒做先变加速后匀速的运动等，而画出这些物理过程的示意图或画出关键情境的受力分析示意图是解析计算题的常规手段。
画好分析草图是审题的重要步骤，它有助于建立清晰有序的物理过程和确立物理量间的关系，可以把问题具体化、形象化。分析图可以是运动过程图、受力分析图、状态变化图，也可以是投影法、等效法得到的示意图等。在审题过程中，要养成画示意图的习惯。解物理题，能画图的尽量画图，图能帮助我们理解题意、分析过程以及探讨过程中各物理量的.变化。几乎无一物理问题不是用图来加强认识的，而画图又迫使我们审查问题的各个细节以及细节之间的关系。
3、要谨慎细致，谨防定势思维
经常遇到一些物理题故意多给出已知条件，或表述物理情境时精心设置一些陷阱，安排一些似是而非的判断，以此形成干扰因素，来考查学生明辨是非的能力。这些因素的迷惑程度愈大，同学们愈容易在解题过程中犯错误。在审题过程中，只有有效地排除这些干扰因素，才能迅速而正确地得出答案。有些题目的物理过程含而不露，需结合已知条件，应用相关概念和规律进行具体分析。分析前不要急于动笔列方程，以免用假的过程模型代替了实际的物理过程，防止定势思维的负迁移。
4、善于从复杂的情境中快速地提取有效信息
现在的物理试题中介绍性、描述性的语句相当多，题目的信息量很大，解题时应具备敏锐的眼光和灵活的思维，善于从复杂的情境中快速地提取有效信息，准确理解题意。
篇三：高考物理解析
。
高考物理经典题型及其解题基本思路
力与运动
思想方法提炼
一、对力的几点认识
1.关于力的概念.力是物体对物体的相互作用.这一定义体现了力的物质性和相互性.力是矢量.2.力的效果
（1）力的静力学效应：力能使物体发生形变.(2)力的动力学效应：
a.瞬时效应：使物体产生加速度F=mab.时间积累效应：产生冲量I=Ft，使物体的动量发生变化Ft=△pc.空间积累效应：做功W=Fs，使物体的动能发生变化△Ek=W3.物体受力分析的基本方法
（1）确定研究对象（隔离体、整体）.
（2）按照次序画受力图，先主动力、后被动力，先场力、后接触力.
（3）只分析性质力，不分析效果力，合力与分力不能同时分析.
（4）结合物体的运动状态：是静止还是运动，是直线运动还是曲线运动.如物体做曲线运动时，在某点所受合外力的方向一定指向轨迹弧线内侧的某个方向.二、中学物理中常见的几种力
三、力和运动的关系
1.F=0时，加速度a=0.静止或匀速直线运动
F=恒量:F与v在一条直线上——匀变速直线运动
F与v不在一条直线上——曲线运动（如平抛运动）
2.特殊力:F大小恒定，方向与v始终垂直——匀速圆周运动
F=-kx——简谐振动
四、基本理论与应用
解题常用的理论主要有：力的合成与分解、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、平抛运动的规律、圆周运动的规律等.力与运动的关系研究的是宏观低速下物体的运动，如各种交通运输工具、天体的运行、带电物体在电磁场中的运动等都属于其研究范畴，是中学物理的重要内容，是高考的重点和热点，在高考试题中所占的比重非常大.选择题、填空题、计算题等各种类型的试题都有，且常与电场、磁场、动量守恒、功能部分等知识相结合.感悟
·
渗透
·
应用
一、力与运动的关系
力与运动关系的习题通常分为两大类：一类是已知物体的受力情况，求解其运动情况；另一类是已知物体的运动情况，求解物体所。。受的未知力或与力有关的未知量.在这两类问题中，加速度a都起着桥梁的作用.而对物体进行正确的受力分析和运动状态及运动过程分析是解决这类问题的突破口和关键.【例1】如图所示，质量M=10kg的木楔
静止于粗糙水平地面上，木楔与地面间的动摩擦因数?=0.2，在木楔的倾角为?=30°
的斜面上，有一质量m=1.0kg的物块由静止
开始沿斜面下滑，当滑行路程s=1.4m时，2其速度v=1.4m/s.在这个过程中木楔处于静止状态.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向（取g=10m/s）.【解析】由于木楔没有动，不能用公式f=?N计算木楔受到的摩擦力，题中所给出动摩擦因数的已知条件是多余的。首先要判断物块沿斜面向下做匀加速直线运动，由运动学公式vt-v0=2as可得其加速度a=v/2s=0.7m/s，由于a 对物块，由牛顿第二定律得： mgsin?-f1=maf1=4.3Nmgcos?-N1=0N1=N所示，由平衡条件： f=N′1sin?-f′1cos?=0.61Nf的结果为正值，说明所设的方向与图设方向相同.【解题回顾】物理习题的解答，重在对物理规律的理解和运用，忌生拉硬套公式.对两个或两个以上的物体，理解物体间相互作用的规律，正确选取并转移研究对象，是解题的基本能力要求.本题也可以用整体法求解：对物块沿斜向下的加速度分解为水平方向acos?和竖直方向asin?，其水平方向上的加速度是木楔对木块作用力的水平分量产生的，根据力的相互作用规律，物块对木楔的水平方向的作用力也是macos?，再根据木楔静止的现象，由平衡条件，得地面对木楔的摩擦力一定是macos?=0.61N.【例2】如图所示，一高度为h＝0.2m的水平面在A点处与一倾角为θ＝30°的斜面连接，一小球以v0＝5m/s的速度在平面上向右运动。求小球从A点运动到地面所需的时间（平面与斜面均光滑，取g＝10m/s）。某同学对此题的解法为：小球沿斜面运动，则22222253对木楔，设地面对木楔的摩擦力如图 h1?v0t?gsin??t2,由此可求得落地的时间t。 sin?2问：你同意上述解法吗？若同意，求出所需的时间；若不同意，则说明理由并求出你认为正确的结果。 【解析】不同意。小球应在A点离开平面做平抛运动，而不是沿斜面下滑。正确做法为：落地点与A点的水平距离s?v0t?v02h2?0.2?5??1(m) ①g10斜面底宽 l?hctg??0.2?3?0.35(m) ②s?l 小球离开A点后不会落到斜面，因此落地时间即为平抛运动时间。 ∴ t?2h?g2?0.2?0.2(s) ③10二、临界状态的求解 临界状态的问题经常和最大值、最小值联系在一起，它需要在给定的物理情境中求解某些物理量的上限或下限，有时它与数学上的极值问题相类似.但有些问题只能从物理概念、规律的约束来求解，研究处理这类问题的关键是：（1）要能分析出临界状态的由来.（2）要能抓住处于临界状态时物体的受力、运动状态的特征.【例3】如图所示，在相互垂直的匀强电场、磁场 中，有一个倾角为?且足够长的光滑绝缘斜面.磁感应强 度为B，方向水平向外，电场强度的方向竖直向上.有 一质量为m，带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这。。 时小球对斜面的压力恰好为0.若迅速把电场方向改为 竖直向下时，小球能在斜面上连续滑行多远？所用 时间是多少？ 【解析】开始电场方向向上时小球受重力和电场力两个 力作用，mg=qE，得电场强度E=mg/q. 当电场方向向下，小球在斜面上运动时小球受力 如图，在离开斜面之前小球垂直于斜面方向的加速度 为0.mgcos?+qEcos?=Bqv+N，即2mgcos?=Bqv+N 随v的变大小球对斜面的压力N在变小，当增大到某个值时压力为0，超过这个值后，小球将离开斜面做曲线运动. 沿斜面方向小球受到的合力 F=mgsin?+qEsin?=2mgsin?为恒力，所以小球在离开斜面前做匀加速直线运动a=F/m=2gsin?.其临界条件是2mgcos?=Bqv，得即将离开斜面时的速度v=2mgcos?/Bq. 由运动学公式v=2as，得到在斜面上滑行的距离为s=mgcos?/(Bqsin?) 再根据v=at得运动时间：t=v/a=mctan?/Bq.【解题回顾】本题的关键有三点：（1）正确理解各种力的特点，如匀强电场中电场力是恒力，洛伦兹力随速度而变化，弹力是被动力等.（2）分析出小球离开斜面时临界状态，求出临界点的速度.（3）掌握运动和力的关系，判断出小球在离开斜面前做初速度为0的匀加速直线运动.下滑距离的求解也可以用动能定理求解，以加强对各种力的理解.【例4】如图所示，一平直的传送带以v=2m/s的速度匀速运行，传送带把A处的工件运送到B处.A、B相距L=10m.从A处把工件无初速度地放到传送带上，经过时间t=6s传送到B处，欲用最短的时间把工件从A处传送到B处，求传送带的运行速度至少多大？ 后做匀速运动.设物体做匀加速运动的加速度为a，加速的时间为t1，相对地面通过的位移为s，则有v=at1，s=at1/2，s+v(t-t1)=L. 数值代入得a=1m/s 要使工件从A到B的时间最短，须使物体始终做匀加速运动，至B点时速度为运送时间最短所对应的皮带运行的最小速度. 由v=2aL，v=22222222【解析】A物体无初速度放上传送带以后，物体将在摩擦力作用下做匀加速运动，因为L/t＞v/2,这表明物体从A到B先做匀加速运动2aL?25m/s【解题回顾】对力与运动关系的习题，正确判断物体的运动过程至关重要.工件在皮带上的运动可能是一直做匀加速运动、也可能是先匀加速运动后做匀速运动，关键是要判断这一临界点是否会出现.在求皮带运行速度的最小值时，也可以用数学方法求解：设皮带的速度为v，物体加速的时间为t1，匀速的时间为t2，则L=（v/2）t1+vt2，而t1=v/a.t2=t-t1，得t=L/v+v/2a.由于L/v与v/2a的积为常数，当两者相等时其积为最大值，得v=时t有最小值.由此看出，求物理极值，可以用数学方法也可以采用物理方法.但一般而言，用物理方法比较简明.三、在生产、生活中的运用.2aL?25m/s 高考制度的改革，不仅是考试形式的变化，更是高考内容的全面革新，其根本的核心是不仅要让学生掌握知识本身，更要让学生知道这些知识能解决哪些实际问题，因而新的高考试题十分强调对知识的实际应用的考查.【例5】两个人要将质量M=1000kg的小车沿 一小型铁轨推上长L=5m，高h=1m的斜坡 顶端，如图所示.已知车在任何情况下所受 的摩擦阻力恒为车重的0.12倍，两人能发挥的最大推力各为800N.在不允许使用别的工具的情况下，两人能否将车刚好推到坡顶？如果能，应如何办？（g取10m/s） 【解析】由于推车沿斜坡向上运动时，车所受“阻力”大于两个人的推力之和.。。即f1=Mgh/L+?Mg=3.2×10N＞F=1600N 所以不能从静止开始直接沿斜面将小车推到坡顶. 但因小车在水平面所受阻力小于两人的推力之和，即f2=?Mg=1200N＜1600N故可先在水平面上加速推一段距离后再上斜坡.小车在水平面的加速度为 a1=(F-f2)/M=0.4m/s 在斜坡上做匀减速运动，加速度为 a2=(F-f1)/M=-1.6m/s 设小车在水平面上运行的位移为s到达斜面底端的速度为v. 由运动学公式2a1s=v=-2a2L 解得s=20m.即两人先在水平面上推20m后，再推上斜坡，则刚好能把小车推到坡顶.【解题回顾】本题的设问，只有经过深入思考，通过对物理情境的变换才能得以解决.由此可知，对联系实际问题应根据生活经验进行具体分析.不能机械地套用某种类型.这样才能切实有效地提高解题能力.另外，本题属半开放型试题，即没有提供具体的方法，需要同学自己想出办法，如果题中没有沿铁轨这一条件限制，还可以提出其他一些办法，如在斜面上沿斜线推等.【例6】蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面 3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。若把在这段时间内网对运2动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g＝10m/s） 【解析】将运动员看作质量为 m 的质点，从 h1高处下落，刚接触网时速度的大小 2223v1?2gh1（向下） 弹跳后到达的高度为 h2，刚离网时速度的大小 v2?2gh2（向上） 速度的改变量 ?v?v1?v2（向上） 以 a 表示加速度，△t 表示接触时间，则 ?v?a?t 接触过程中运动员受到向上的弹力 F 和向下的重力 mg。由牛顿第二定律，F?mg?ma 由以上五式解得，F?mg?m代入数值得 2gh2?2gh1?t F?1.5?103N四、曲线运动. 当物体受到的合力的方向与速度的方向不在一条直线上时，物体就要做曲线运动.中学物理能解决的曲线运动的习题主要有两种情形：一种是平抛运动，一种是圆周运动.平抛运动的问题重点是掌握力及运动的合成与分解.圆周运动的问题重点是向心力的来源和运动的规律.【例7】在光滑水平面上有一质量m=1.0×10kg，电量q=1.0×10C的带正电小球，静止在O点，以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxy，如图所示.现突然加一沿x轴正方向、场强大小 为E=2.0×10V/m的匀强电场，使小球开始运动，经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，场强大小 6-10-3仍为E=2.0×10V/m的匀强电场，再经过1.0s所加电场又突然变为另一个匀强电场.使小球在此电场作用下经1.0s速度变为0.求速度6为0时小球的位置.【解析】由牛顿定律可知小球在水平面上的加速度 a=qE/m=0.20m/s. 当场强沿x轴正方向时，经1.0s小球的速度大小为vx=at=0.20×1.0=0.20m/s（方向沿x轴方向） 小球沿x轴方向移动的距离为△x1=at/2=0.10m. 在第2s内，电场方向y轴正方向，x方向不再受力，所以第2s内小球在x方向做匀速运动，在y方向做初速度为0的匀加速直线运动（类似平抛运动）。224。沿y方向的距离:△y=at/2=0.10m. 沿x方向的距离:△x2=vxt=0.2×1.0=0.20m. 第2s未在y方向分速度为:vy=at=0.20×1.0=0.20m/s 由上可知，此时小球运动方向与x轴成45°角，要使小球速度变为0，则在第3s内所加电场方向必须与此方向相反，即指向第三象限，与x轴成225°角.在第3s内，设在电场作用下小球加速度的x分量和y方向分量分别为ax、ay，则 ax=vx/t=0.2m/s，ay=vy/t=0.20m/s； 在第3s未，小球到达的位置坐标为 x3=△x1+△x2+vxt-axt/2=0.40m，y3=△y+vyt-ayt/2=0.20m.【解题回顾】学好物理要有一定的空间想像力，要分析、想像物体的运动状态和运动轨迹.作图可以化抽象为具体，提高解题成功率.本题小球的运动情景如图.【例8】如图所示，有一质量为m的小球P与 穿过光滑水平板上小孔O的轻绳相连，用手拉着 绳子另一端，使小球在水平板上绕O点做半径 为a、角速度为?的匀速圆周运动.求：（1）此时绳上的拉力有多大？ （2）若将绳子从此状态迅速放松，后又拉直，使小球绕O做半径为b的匀速圆周运动.从放松到拉直这段过程经历了多长时间？ （3）小球做半径为b的匀速圆周运动时，绳子上的拉力又是多大？ 【解析】（1）绳子上的拉力提供小球做匀速圆周运动的向心力，故有：F=m?a（2）松手后绳子上的拉力消失，小球将从松手时的位置沿圆周的切线方向，在光滑的水平面上做匀速直线运动.当绳在水平板上长为b时，绳又被拉紧.在这段匀速直线运动的过程中小球运动的距离为 s=b2?a，222222如图所示 故t=s/v= b2?a2?a （3）将刚拉紧绳时的速度分解为沿绳子的分量 和垂直于绳子的分量.在绳被拉紧的短暂过程中，v1=va/b=?a/b. 所以绳子后来的拉力为： F′=mv1/b=m?a/b.22432球损失了沿绳的分速度，保留着垂直于绳的分速度做匀速圆周运动.被保留的速度的大小为： 【解题回顾】此题难在第3问，注意物体运动过程中的突变点，理解公式F=mv/R中的v是垂直于半径、沿切线方向的速度.五、图像的运用 【例9】如图所示，一对 平行光滑轨道设置在水平面上，两轨道间距L=0.20m，电阻 R=1.0?；有一导体杆静止地放 在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图所示.求杆的质量m和加速度a【解析】物体做匀加速运动的条件是合外力不变.导体杆运动过程中受拉力和安培力两个力作用，因安培力随着速度增加电流变大而变。。大，所以拉力随着时间而变化.设杆的质量为m，加速度为a，则由运动学公式v=at，感应电动势E=BLv，感应电流I=E/R，安培力f=BIL，由牛顿第二定律F-f=ma，整理得F=ma+BLat/R，在图线上取两点代入后可得a=10m/sm=0.1kg.练习题 如图所示，离子源从某小孔发射出带电量q=1.6×10C的正离计)，在加速电压U=1000V作用下沿O1O2方向进入匀强磁场中．磁O2为圆心半径为R0=2.64cm的区域内，磁感强度大小B为0.10T，面向外，正离子沿偏离O1O2为60°角的方向从磁场中射出，打在计算： (1)正离子质量m． (2)正离子通过磁场所需要的时间t． 解 ①-10222子(初速度不场限制在以方向垂直纸屏上的P点，② 由图可见 R＝R0·cot30° ③由①、②、③式得 ＝1.67×10(kg)(2)由图所示，离子飞出磁场，偏转60°角，故在磁场中飞 -22009年高考物理经典题型及其解题基本思路专题辅导（三） 专题三 动量与能量 思想方法提炼 牛顿运动定律与动量观点和能量观点通常称作解决问题的三把金钥匙.其实它们是从三个不同的角度来研究力与运动的关系.解决力学问题时，选用不同的方法，处理问题的难易、繁简程度可能有很大差别，但在很多情况下，要三把钥匙结合起来使用，就能快速有效地解决问题.。。一、能量 1.概述 能量是状态量，不同的状态有不同的数值的能量，能量的变化是通过做功或热传递两种方式来实现的，力学中功是能量转化的量度，热学中功和热量是内能变化的量度.高中物理在力学、热学、电磁学、光学和原子物理等各分支学科中涉及到许多形式的能，如动能、势能、电能、内能、核能，这些形式的能可以相互转化，并且遵循能量转化和守恒定律，能量是贯穿于中学物理教材的一条主线，是分析和解决物理问题的主要依据。在每年的高考物理试卷中都会出现考查能量的问题。并时常发现“压轴题”就是能量试题。 2.能的转化和守恒定律在各分支学科中表达式 (1)W合=△Ek包括重力、弹簧弹力、电场力等各种力在内的所有外力对物体做的总功，等于物体动能的变化。(动能定理) (2)WF=△E除重力以外有其它外力对物体做功等于物体机械能的变化。(功能原理) 注：(1)物体的内能(所有分子热运动动能和分子势能的总和)、电势能不属于机械能 (2)WF=0时，机械能守恒，通过重力做功实现动能和重力势能的相互转化。(3)WG=-△EP重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加。重力势能变化只与重力做功有关，与其他做功情况无关。 (4)W电=-△EP电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。在只有重力、电场力做功的系统内，系统的动能、重力势能、电势能间发生相互转化，但总和保持不变。 注：在电磁感应现象中，克服安培力做功等于回路中产生的电能，电能再通过电路转化为其他形式的能。 (5)W+Q=△E物体内能的变化等于物体与外界之间功和热传递的和(热力学第一定律)。 (6)mv0/2=hν-W光电子的最大初动能等于入射光子的能量和该金属的逸出功之差。 (7)△E=△mc在核反应中，发生质量亏损，即有能量释放出来。(可以以粒子的动能、光子等形式向外释放)动量与能量的关系 1.动量与动能 动量和能量都与物体的某一运动状态相对应，都与物体的质量和速度有关.但它们存在明显的不同：动量的大小与速度成正比p=mv；动能的大小与速度的平方成正比Ek=mv/22.动量定理与动能定理 动量定理：物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量.△p=I，冲量I=Ft是力对时间的积累效应 动能定理：物体动能的变化量等于外力对物体所做的功.△Ek=W，功W=Fs是力对空间的积累效应.3.动量守恒定律与机械能守恒定律 动量守恒定律与机械能守恒定律所研究的对象都是相互作用的物体系统，(在研究某个物体与地球组成的系统的机械能守恒时，通常不考虑地球的影响)，且研究的都是某一物理过程.动量守恒定律的内容是：一个系统不受外力或者所受外力之和为0，这个系统的总动量保持不变；机械能守恒定律的内容是：在只有重力和弹簧弹力做功的情形下，系统机械能的总量保持不变 运用动量守恒定律值得注意的两点是：(1)严格符合动量守恒条件的系统是难以找到的.如：在空中爆炸或碰撞的物体受重力作用，在地面上碰撞的物体受摩擦力作用，但由于系统间相互作用的内力远大于外界对系统的作用，所以在作用前后的瞬间系统的动量可认为基本上是守恒的.(2)即使系统所受的外力不为0，但沿某个方向的合外力为0，则系统沿该方向的动量是守恒的. 动量守恒定律的适应范围广，不但适应常见物体的碰撞、爆炸等现象，也适应天体碰撞、原子的裂变，动量守恒与机械能守恒相结合的综合的试题在高考中多次出现，是高考的热点内容.【例1】如图所示，滑块A、B的质量分别为m1与m2，m1＜m2，由轻质弹簧相连接置于水平的气垫导轨上，用一轻绳把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态后绑紧。两滑块一起以恒定的速率v0向右滑动.突然轻绳断开.当弹簧 伸至本身的自然长度时，滑块A的速度 正好为0.求： (1)绳断开到第一次恢复自然长度的过程中弹簧释放的弹性势能Ep； (2)在以后的运动过程中，滑块B是否会有速度为0的时刻?试通过定量分析证明你的结论.【解析】(1)当弹簧处压缩状态时，系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和，当弹簧伸长到自然长度时，弹性势能为0，因这时滑块A的速度为0，故系统的机械能等于滑块B的动能.设这时滑块B的速度为v，则有E=m2v/2. 因系统所受外力为0，由动量守恒定律 (m1+m2)v0=m2v.。 2222p=2mEk 动量是矢量而动能是标量.物体的动量发生变化时，动能不一定变化；但物体的动能一旦发生变化，则动量必发生变化.。解得E=(m1+m2)v0/(2m2).由于只有弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒 (m1+m2)v0/2+Ep=E. 解得Ep=(m1-m2)(m1+m2)v0/2m2.(2)假设在以后的运动中滑块B可以出现速度为0的时刻，并设此时A的速度为v1，弹簧的弹性势能为E′p，由机械能守恒定律得 m1v1/2+E′p=(m1+m2)v0/2m2.根据动量守恒得(m1+m2)v0=m1v1，求出v1代入上式得:(m1+m2)v02/2m1+E′p=(m1+m2)v02/2m2.因为E′p≥0，故得:(m1+m2)v0/2m1≤(m1+m2)v0/2m2即m1≥m2，这与已知条件中m1＜m2不符.可见在以后的运动中不可能出现滑块B的速度为0的情况.【解题回顾】“假设法”解题的特点是：先对某个结论提出可能的假设.再利用已知的规律知识对该假设进行剖析，其结论若符合题意的要求，则原假设成立.“假设法”是科学探索常用的方法之一.在当前，高考突出能力考察的形势下，加强证明题的训练很有必要.【例2】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下面用细绳挂一质量 为M的物体B，若A固定不动，给B一水平冲量I，B恰能上升到使绳水平的位置.当A不固定时，要使 B物体上升到使绳水平的位置，则给它的水平冲量 至少多大?【解析】当A固定不动时，B受到冲量后以A为圆心做圆周运动，只有重力做功，机械能守恒. 在水平位置时B的重力势能应等于其在最低位置时获得的动能Mgh=Ek=p/2M=I/2M.若A不固定，B向上摆动时A也要向右运动，当B恰能摆到水平位置时，它们具有相同的水平速度，把A、B看成一个系统，此系统除重力外，其他力不做功，机械能守恒.又在水平方向上系统不受外力作用，所以系统在水平方向上动量守恒，设M在最低点得到的速度为v0，到水平位置时的速度为v.Mv0=(M+m)v.Mv0/2=(M+m)v/2+Mgh.I′=Mv0. I′=22222222222222222I【解题回顾】此题重要的是在理解A不固定，B恰能上升到使绳水平的位置时，其竖直方向的分速度为0，只有水平速度这个临界点.另外B上升时也不再是做圆周运动，此时绳的拉力对B做功(请同学们思考一下，绳的拉力对B做正功还是负功)，有兴趣的同学还可以分析一下系统以后的运动情况.【例3】下面是一个物理演示实验，它显示： 图中下落的物体A、B经反弹后，B能上升到比 初始位置高的地方.A是某种材料做成的实心球，质量 m1=0.28kg，在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.1kg的木棍B.B只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间 有小间隙.将此装置从A的下端离地板的高度H=1.25m处由静止释放.实验中，A触地后在极短的时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍B脱离球A开始上升，而球A恰好停留在地板上，求木棍B上升的高度.重力加速度（g=10m/s） 【解析】根据题意，A碰地板后，反弹速度的大小等于它下落到地面时的速度的大小，由机械能守恒得 (m1+m2)gH=(m1+m2)v/2，v1=.22M?mm 2gH2gH A刚反弹时速度向上，立刻与下落的B碰撞，碰前B的速度v2=. 由题意，碰后A速度为0，以v2表示B上升的速度，根据动量守恒m1v1-m2v2=m2v′2.。。令h表示B上升的高度，有m2v′/2=m2gh，由以上各式并代入数据得:h=4.05m.【例4】质量分别为m1、m2的小球在一 直线上做弹性碰撞，它们在碰撞前后的位移—时间图像如图所示，若m1=1kg,m2的质量等于多少?【解析】从位移—时间图像上可看出：m1和m2于t=2s时在位移等于8m处碰撞，碰前m2的速度为0，m1的速度v0=△s/△t=4m/s 碰撞后，m1的速度v1=-2m/s，m2的速度v2=2m/s，由动量守恒定律得m1v0=m1v1+m2v2，m2=3kg.【解题回顾】这是一道有关图像应用的题型，关键是理解每段图线所对应的两个物理量：位移随时间的变化规律，求出各物体碰撞前后的速度.不要把运动图像同运动轨迹混为一谈.【例5】云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一质量为M的静止的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内.现测得α粒子运动的轨道半径为R，试求在衰变过程中的质量亏损.(注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计)【解析】α粒子在磁场中做圆周运动的向心力是洛伦兹力，设α粒子的运动速度为v，由牛顿第二定律得qvB=mv/R. 衰变过程中，粒子与剩余核发生相互作用，设衰变后剩余核的速度为v′，衰变过程中动量守恒(M-m)v′=mv. α粒子与剩余核的动能来源于衰变过程中亏损的质量，有 △m·c=(M-m)v′/2+mv/2.解得:△m=M(qBR)/[2cm(M-m)].【解题回顾】此题知识跨度大，综合性强，将基础理论与现代物理相结合.考查了圆周运动、洛伦兹力、动量守恒、核裂变、能量守恒等知识.这类题型需注意加强.【例6】如图所示，一轻绳穿过光滑的定滑轮，两端各拴有一小物块.它们的质量分别为m1、m2，已知 m2=3m1，起始时m1放在地上，m2离地面的高度 h=1.0m，绳子处于拉直状态，然后放手.设物块与地面相碰 时完全没有弹起(地面为水平沙地)，绳不可伸长，绳中 各处拉力均相同，在突然提起物块时绳的速度与物块的速度相同，试求m2所走的全部路程(取3位有效数字)【解析】因m2＞m1，放手后m2将下降，直至落地. 由机械能守恒定律得 m2gh-m1gh=(m1+m2)v/2.m2与地面碰后静止，绳松弛，m1以速度v上升至最高点处再下降. 当降至h时绳被绷紧. 根据动量守恒定律可得:m1v=(m1+m2)v1由于m1通过绳子与m2作用及m2与地面碰撞的过程中都损失了能量，故m2不可能再升到h处，m1也不可能落回地面.设m2再次达到的高度为h1，m1则从开始绷紧时的高度h处下降了h1.由机械能守恒 (m1+m2)v1/2+m1gh1=m2gh1由以上3式联立可解得 h1=m1h/(m1+m2=[m1/(m1+m2)]h此后m2又从h1高处落下，类似前面的过程.设m2第二次达到的最高点为h2，仿照上一过程可推得 h2=m1h1/(m1+m2)=m1h/(m1+m2)=[m1/(m1+m2)]h由此类推，得:h3=m1h/(m1+m2)=[m1/(m1+m2)]h 所以通过的总路程 s=h+2h1+2h2+2h3+……。666224442)2222222222221m12m14m16。 ?2h[?()?()?()???]2m1?m2m1?m2m1?m21111?2h[?()2?()4?()6???]2444?2h?0.567?1.13m【解题回顾】这是一道难度较大的习题.除了在数学处理方面遇到困难外，主要的原因还是出在对两个物块运动的情况没有分析清楚.本题作为动量守恒与机械能守恒定律应用的一种特例，应加强记忆和理解.【例7】如图所示，金属杆a从 离地h高处由静止开始沿光滑平行的弧形轨道下滑，轨道的水平部分有竖直 向上的匀强磁场B，水平轨道上原来 放有一金属杆b，已知a杆的质量为 ma,且与杆b的质量之比为ma∶mb=3∶4，水平轨道足够长，不计摩擦，求： (1)a和b的最终速度分别是多大?(2)整个过程中回路释放的电能是多少?(3)若已知a、b杆的电阻之比Ra∶Rb=3∶4，其余部分的电阻不计，整个过程中杆a、b上产生的热量分别是多少?【解析】(1)a下滑过程中机械能守恒 magh=mav0/2a进入磁场后，回路中产生感应电流，a、b都受安培力作用，a做减速运动，b做加速运动，经过一段时间，a、b速度达到相同，之后回路的磁通量不发生变化，感应电流为0，安培力为0，二者匀速运动.匀速运动的速度即为a.b的最终速度，设为v.由于所组成的系统所受合外力为0，故系统的动量守恒 mav0=(ma+mb)v由以上两式解得最终速度 va=vb=v=2(2)由能量守恒得知，回路中产生的电能应等于a、b系统机械能的损失，所以 E=magh-(ma+mb)v/2=4magh/7(3)由能的守恒与转化定律，回路中产生的热量应等于回路中释放的电能等于系统损失的机械能，即Qa+Qb=E.在回路中产生电能的过程中，电流不恒定，但由于Ra与Rb串联，通过的电流总是相等的，所以应有 所以 232gh7QaI2RatRa3???QbI2RbtRb4312Qa?E?magh749416Qb?E?magh749【例8】连同装备质量M=100kg的宇航员离飞船45m处与飞船相对静止，他带有一个装有m=0.5kg的氧气贮筒，其喷嘴可以使氧气-4以v=50m/s的速度在极短的时间内相对宇航员自身喷出.他要返回时，必须向相反的方向释放氧气，同时还要留一部分氧气供返回途中呼吸.设他的耗氧率R是2.5×10kg/s，问：要最大限度地节省氧气，并安全返回飞船，所用掉的氧气是多少?【解析】设喷出氧气的质量为m′后，飞船获得的速度为v′，喷气的过程中满足动量守恒定律，有:0=(M-m′)v′+m′(-v+v′) 得v′=m′v/M 宇航员即以v′匀速靠近飞船，到达飞船所需的时间 t=s/v′=Ms/m′v这段时间内耗氧m″=Rt 故其用掉氧气m′+m″=2.25×10/m′+m′ 因为(2.25×10/m′)×m′=2.5×10为常数，。 10-2-2-2。所以当2.25×10/m′=m′，即m′=0.15kg时用掉氧气最少，共用掉氧气是m′+m″=0.3kg.【解题回顾】(1)动量守恒定律中的各个速度应统一对应于某一惯性参照系，在本题中，飞船沿圆轨道运动，不是惯性参照系.但是，在一段很短的圆弧上，可以视飞船做匀速直线运动，是惯性参照系.(2)此题中氧气的速度是相对宇航员而不是飞船，因此，列动量守恒的表达式时，要注意速度的相对性，这里很容易出错误.(3)要注意数学知识在物理上的运用.【例9】质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力（该升力由其它力的合力提供，不含重力）。今测得当飞机在水平方向的位移为l时，它的上升高度为h，求：（1）飞机受到的升力大小；（2）从起飞到上升至h高度的过程中升力所作的功及在高度h处飞机的动能。 【解析】飞机水平速度不变 l消去t即得 a-2?v0t ①y方向加速度恒定 h?12at ②2?2h2v③ 2l?mg?ma?mg(1?2h2v) ④20gl由牛顿第二定律 F（2）升力做功 W?Fh?mgh(1?2h2v) ⑤20gl在h处 vt?at?2ah?2hv0l ⑥ 1124h222∴ Ek?m(v0?vt)?mv0(1?2) ⑦ 22l【例10】有三根长度皆为l＝1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的O 点，另一端分别拴有质量皆为 m－2－7＝1.00×10kg的带电小球 A 和 B，它们的电量分别为 一q 和 ＋q，q＝l.00×10C。A、B 之间用第三根线连接起来。空间中存在6大小为 E＝1.00×10N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时 A、B 球的位置如图所示。现将 O、B 之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B 球最后会达到新的平衡位置。求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。（不计两带电小球间相互作用的静电力） 【解析】图1中虚线表示 A、B 球原来的平衡位置，实线表示烧断后重新达到平衡的位置，其中?、? 分别表示细线加 OA、AB 与竖直方向的夹角。 A 球受力如图2所示：重力 mg 竖直向下；电场力 qE 水平向左；细线OA 对 A 的拉力 T1，方向如图；细线 AB 对 A 的拉力 T2，方向如图。由平衡条件 T1sin??T2sin??qE T1cos??mg?T2cos? B 球受力如图3所示：重力 mg竖直向下；电场力 qE水平向右；细线 AB 对 B 的拉力 T2，方向如图。由平衡 条件 T2sin??qE T2cos??mg 联立以上各式并代入数据，得 ????45? 由此可知，A、B 球重新达到平衡的位置如图4所示。与原来位置相比，A 球的重力势能减少了 EA ?mgl(1?sin60?) B 球的重力势能减少了 EB?mgl(1?sin60??cos45?) A 球的电势能增加了 WA?qElcos60?。11。B 球的电势能减少了 WB?qEl(sin45??sin30?) 两种势能总和减少了 W?WB?WA?EA?EB 代入数据解得 W?6.8?10?2J【例11】一传送带装置示意如图，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域 时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，未画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均抽出功率P。 【解析】以地面为参考系（下同），设传送带的运动速度为v0，在水平段运输的过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，设这段路程为s，所用时间为t，加速度为a，则对小箱有 s＝1/2at ①v0＝at② 在这段时间内，传送带运动的路程为 s0＝v0t ③由以上可得 s0＝2s ④用f表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力，则传送带对小箱做功为 A＝fs＝1/2mv⑤ 传送带克服小箱对它的摩擦力做功 A0＝fs0＝2·1/2mv⑥ 两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量 Q＝1/2mv⑦ 可见，在小箱加速运动过程中，小箱获得的动能与发热量相等。 T时间内，电动机输出的功为 W＝PT⑧ 此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热，即 W＝1/2Nmv0＋Nmgh＋NQ⑨ 已知相邻两小箱的距离为L，所以 v0T＝NL⑩ 联立⑦⑧⑨⑩，得 2222NmN2L2[＋gh]P＝2TT2009年高考物理经典题型及其解题基本思路专题辅导（四） 专题四 带电粒子在场中的运动 思想方法提炼 带电粒子在某种场(重力场、电场、磁场或复合场)中的运动问题，本质还是物体的动力学问题正负、场的方向有关，磁场力还受粒子的速度影响，反过来影响粒子的速度变化.。12电场力、磁场力、重力的性质和特点：匀强场中重力和电场力均为恒力，可能做功；洛伦兹力总不做功；电场力和磁场力都与电荷。一、安培力 1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫安培力. 【说明】磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用，磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力.2.安培力的计算公式：F=BILsin?；通电导线与磁场方向垂直时，即?=90，此时安培力有最大值；通电导线与磁场方向平行时，即?=0，此时安培力有最小值，Fmin=0N；0°＜?＜90°时，安培力F介于0和最大值之间.3.安培力公式的适用条件； ①一般只适用于匀强磁场；②导线垂直于磁场； ③L为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端； 如图所示，几种有效长度； ④安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心； ⑤根据力的相互作用原理，如果是磁体对通电导体有力的作用，则通电导体对磁体有反作用力. 【说明】安培力的计算只限于导线与B垂直和平行的两种情况.二、左手定则 1.通电导线所受的安培力方向和磁场B的方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定.2.用左手定则判定安培力方向的方法：伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使四指指向电流方向，这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.3.安培力F的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线方向垂直，即F总是垂直于磁场与导线所决定的平面.但B与I的方向不一定垂直.4.安培力F、磁感应强度B、电流I三者的关系 ①已知I、B的方向，可惟一确定F的方向； ②已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可惟一确定I的方向； ③已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能惟一确定.三、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力.1.洛伦兹力的公式：F=qvBsin?； 2.当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行时，F=0； 3.当带电粒子的运动方向与磁场方向互相垂直时，F=qvB;4.只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用，静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为0； 四、洛伦兹力的方向 1.运动电荷在磁场中受力方向可用左手定则来判定； 2.洛伦兹力f的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运动电荷的速度v的方向，即f总是垂直于B和v所在的平面.3.使用左手定则判定洛伦兹力方向时，若粒子带正电时，四个手指的指向与正电荷的运动方向相同.若粒子带负电时，四个手指的指向与负电荷的运动方向相反.4.安培力的本质是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现.五、带电粒子在匀强磁场中的运动 1.不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动可分三种情况：一是匀速直线运动；二是匀速圆周运动；三是螺旋运动.从运动形式可分为：匀速直线运动和变加速曲线运动.2.如果不计重力的带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，带电粒子做匀速直线运动，是因为带电粒子在磁场中不受洛伦兹力的作用.3.如果不计重力的带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，带电粒子做匀速圆周运动，是因为带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，只改变其运动方向，不改变其速度大小.4.不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径r=mv/Bq;其运动周期T=2?m/Bq(与速度大小无关).。 1300。5.不计重力的带电粒子垂直进入匀强电场和垂直进入匀强磁场时都做曲线运动，但有区别：带电粒子垂直进入匀强电场，在电场中做匀变速曲线运动(类平抛运动)；垂直进入匀强磁场，则做变加速曲线运动(匀速圆周运动)6.带电粒子在匀强磁场中做不完整圆周运动的解题思路： (1)用几何知识确定圆心并求半径. 因为F方向指向圆心，根据F一定垂直v，画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的F或半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识求其半径与弦长的关系.(2)确定轨迹所对的圆心角，求运动时间. 先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°(或2?)计算出圆心角?的大小，再由公式t=?T/360(或?T/2?)可求出运动时间.六、带电粒子在复合场中运动的基本分析 1.这里所说的复合场是指电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存的场.带电粒子在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要.2.当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时，粒子将做匀速直线运动或静止.3.当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运动.4.当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动.5.当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的，则粒子将做变加速运动，这类问题一般只能用能量关系处理.七、电场力和洛伦兹力的比较 1.在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用.2.电场力的大小F=Eq,与电荷的运动的速度无关；而洛伦兹力的大小f=Bqvsina，与电荷运动的速度大小和方向均有关.3.电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直.4.电场既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向，而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度大小.5.电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；洛伦兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能.6.匀强电场中在电场力的作用下，运动电荷的偏转轨迹为抛物线；匀强磁场中在洛伦兹力的作用下，垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧.八、对于重力的考虑 重力考虑与否分三种情况.(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特殊交待就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等不做特殊交待时就应当考虑其重力.(2)在题目中有明确交待的是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单.(3)是直接看不出是否要考虑重力，但在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果，先进行定性确定再是否要考虑重力.九、动力学理论： (1)粒子所受的合力和初速度决定粒子的运动轨迹及运动性质； (2)匀变速直线运动公式、运动的合成和分解、匀速圆周运动的运动学公式； (3)牛顿运动定律、动量定理和动量守恒定律； (4)动能定理、能量守恒定律. 十、在生产、生活、科研中的应用：如显像管、回旋加速器、速度选择器、正负电子对撞机、质谱仪、电磁流量计、磁流体发电机、霍尔效应等等. 正因为这类问题涉及知识面大、能力要求高，而成为近几年高考的热点问题，题型有选择、填空、作图等，更多的是作为压轴题的说理、计算题.分析此类问题的一般方法为：首先从粒子的开始运动状态受力分析着手，由合力和初速度判断粒子的运动轨迹和运动性质，注意速度和洛伦兹力相互影响这一特点，将整个运动过程和各个阶段都分析清楚，然后再结合题设条件，边界条件等，选取粒子的运动过程，选用有关动力学理论公式求解 常见的问题类型及解法. 【例1】 如图，在某个空间内有一个水平方向的匀强电场，电场强度-60，又有一个与电场垂直的水平方向匀强磁场，磁感强度B＝10T。现有一个质量m＝2×10kg、带电量q＝2×10C的微粒，在这个电场和磁场叠加的空间作匀速直线运动。假如在这个微粒经过某条。 14-6。电场线时突然撤去磁场，那么，当它再次经过同一条电场线时，微粒在电场线方向上移过了多大距离。（ｇ取10m／S） 【解析】 题中带电微粒在叠加场中作匀速直线运动，意味着微粒受到的重力、电场力和磁场力平衡。进一步的分析可知：洛仑兹力f与重力、电场力的合力F等值反向，微粒运动速度V与f垂直，如图2。当撤去磁场后，带电微粒作匀变速曲线运动，可将此曲线运动分解为水平方向和竖2直方向两个匀变速直线运动来处理，如图3。由图2可知： 又： 解之得： 由图3可知，微粒回到同一条电场线的时间 则微粒在电场线方向移过距离 【解题回顾】本题的关键有两点： (1)根据平衡条件结合各力特点画出三力关系；(2)将匀变速曲线运动分解 【例2】如图所示，质量为m，电量为q的带正电 的微粒以初速度v0垂直射入相互垂直的匀强电场和 匀强磁场中，刚好沿直线射出该场区，若同一微粒 以初速度v0/2垂直射入该场区，则微粒沿图示的曲线从P点以2v0速度离开场区，求微粒在场区中 的横向(垂直于v0方向)位移，已知磁场的磁感应强度大小为B.【解析】速度为v0时粒子受重力、电场力和磁场力，三力在竖直方向平衡；速度为v0/2时，磁场力变小，三力不平衡，微粒应做变加速度的曲线运动. 当微粒的速度为v0时，做水平匀速直线运动，有:qE=mg+qv0B①； 当微粒的速度为v0/2时，它做曲线运动，但洛伦兹力对运动的电荷不做功，只有重力和电场力做功，设微粒横向位移为s，由动能定理 (qE-mg)s=1/2m(2v0)-1/2m(v0/2) ②.将①式代入②式得qv0BS=15mv0/8，所以s=15mv0/(8qB).【解题回顾】由于洛伦兹力的特点往往会使微粒的运动很复杂，但这类只涉及初、末状态参量而不涉及中间状态性质的问题常用动量、能量观点分析求解 【例3】在xOy平面内有许多电子(质量为m，电量为e)从 坐标原点O不断地以相同大小的速度v0沿不同的方向射入 第一象限，如图所示，现加一个垂直于xOy平面的磁感应强度 为B的匀强磁场，要求这些电子穿过该磁场后都能平行于x轴 向x轴正方向运动，试求出符合条件的磁场的最小面积. 【分析】电子在磁场中运动轨迹是圆弧，且不同方向射出 的电子的圆形轨迹的半径相同(r=mv0/Be).假如磁场区域 足够大，画出所有可能的轨迹如图所示，其中圆O1和圆O2为从圆点射出，经第一象限的所有圆中的最低和最高位置的两个圆，若要使电子飞出磁场平行于x轴，这些圆的最高点应是区域的下边界，。 15222。可由几何知识证明，此下边界为一段圆弧将这些圆心连线(图中虚线O1O2)向上平移一段长度为r=mv0/eB的距离即图中的弧ocb就是这些圆的最高点的连线，应是磁场区域的下边界.；圆O2的y轴正方向的半个圆应是磁场的上边界，两边界之间图形的面积即为所求 S= 图中的阴影区域面积，即为磁场区域面积 2(??1)m2v012r22(?r?)?422e2B2【解题回顾】数学方法与物理知识相结合是解决物理 问题的一种有效途径.本题还可以用下述方法求出下边界.设P(x,y)为磁场下边界上的一点，经过该点的电子初速度 与x轴夹角为?，则由图可知：x=rsin?,y=r-rcos? 得:x+(y-r=r2)22所以磁场区域的下边界也是半径为r，圆心为(0,r)的圆弧 【例4】如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向 里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴 负方向的匀强电场，场强为E.一质量为m，电量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出第三次到达x轴时，它与点O的距离为L.求此粒子 射出的速度v和在此过程中运动的总路程s(重力不计). 后反向加速的匀变直线运动，再进入磁场，匀速率运动半个圆周后又进入电场，如此重复下去. 粒子运动路线如图3-11所示，有L=4R①粒子初速度为v，则有qvB=mv/R②，由①、②可得v=qBL/4m③.设粒子进入电场做减速运动的最大路程为L，加速度为a,则有v=2aL④，qE=ma,⑤ 粒子运动的总路程s=2?R+2L.⑥ 由①、②、③、④、⑤、⑥式，得:s=?L/2+qBL/(16mE).【解题回顾】把复杂的过程分解为几个简单的2222【解析】由粒子在磁场中和电场中受力情况与粒子的速度可以判断粒子从O点开始在磁场中匀速率运动半个圆周后进入电场，做先减速 过程，按顺序逐个求解，或将每个过程所满足的规律公式写出，结合关联条件组成方程，再解方程组，这就是解决复杂过程的一般方法n个过程的分析找出一般规律，推测后来的过程，或对整个过程总体求解将此题中的电场和磁场的空间分布和时间进程重组，便可理解回旋加速器原理，并可用后一种方法求解. 【例5】电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横载面的流体的体积)流量计是如图3-12所示的横载面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为 图中的a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道。16。相连接(图中虚线)图中流量计的上、下两面是金属 材料，前、后两面是绝缘材料，现将流量计所在处加 磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后 两面，当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值，已知流体的电阻率，不计电流表的内阻，则可求得流量为多大?【解析】导电流体从管中流过时，其中的阴阳离子会受磁场力作用而向管的上下表面偏转，上、下表面带电后一方面使阴阳离子又受电场力阻碍它们继续偏转，直到电场力与磁场力平衡；另一方面对外接电阻来说，上、下表面相当于电源，使电阻中的电流满足闭合电路欧姆定律.设导电流体的流动速度v，由于导电流体中正、负离子在磁场中的偏转，在上、下两板上积聚电荷，在两极之间形成电场，当电场力qE与洛伦兹力qvB平衡时，E=Bv，两金属板上的电动势E′=Bcv，内阻r=?c/ab，与R串联的电路中电流:I=Bcv/(R+r),v=I(R+?c/ab)/Bc； 流体流量:Q=vbc=I(bR+?c/a)/B【解题回顾】因为电磁流量计是一根管道，内部没有任何阻碍流体流动的结构，所以可以用来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量具有测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套等优 本题是闭合电路欧姆定律与带电粒子在电磁场中运动知识的综合运用中被应用.如速度选择器、磁流体发电机等等.【例6】如图所示，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向外.某一时刻有一质子从点(L0，0)处沿y轴负向进入磁场；同一时刻一α粒子从点(-L0，0)进入磁场，速度方向在xOy平面内.设质子质量为m，电量为e，不计质子与α粒子间相互作用.(1)如果质子能够经过坐标原点O，则它的速度多大?(2)如果α粒子第一次到达原点时能够与质子相遇，求α粒子的速度.【解析】带电粒子在磁场中的圆周运动的解题关键 是其圆心和半径，在题目中如能够先求出这两个 量，则解题过程就会变得简洁，余下的工作就是 利用半径公式和周期公式处理问题.(1)质子能够过原点，则质子运动的轨迹半径 为R=L0/2，再由r=mv/Bq,且q=e即可得： . v=eBL0/2m；此题中还有一概念，圆心位置一定在垂直于速度的直线上，所以质子的轨迹圆心一定在x轴上； (2)上一问是有关圆周运动的半径问题，而这一问则是侧重于圆周运动的周期问题了，两个粒子在原点相遇，则它们运动的时间一定相同，即tα=TH/2，且α粒子运动到原点的轨迹为一段圆弧，设所对应的圆心角为?，则 有tα=2?m/2Be，可得?=?/2,则α粒子的轨迹半径R=L0/2=4mv/B2e,答案为v=eBL0/(4m)，与x轴正方向的夹角为?/4，右向上； 事实上α粒子也有可能运动3T/4时到达原点且与质子相遇，则此时质子则是第二次到原点，这种情况下速度大小的答案是相同的，但α粒子的初速度方向与x轴的正方向的夹角为3?/4，左向上； 【解题回顾】类似问题的重点已经不是磁场力的问题了，侧重的是数学知识与物理概念的结合，此处的关键所在是利用圆周运动的线速度与轨迹半径垂直的方向关系、弦长和弧长与圆的半径的数值关系、圆心角与圆弧的几何关系来确定圆弧的圆心位置和半径数值、周期与运动时间.当然r=mv/Bq、T=2?m/Bq两公式在这里起到一种联系作用.【例7】如图所示，在光滑的绝缘水平桌面上，有直径相同的两个金属小球a和b，质量分别 为ma=2m,mb=m，b球带正电荷2q，静止在 磁感应强度为B的匀强磁场中；不带电小球a以速度v0进入磁场，与b球发生正碰，若碰后b球对 桌面压力恰好为0，求a球对桌面的压力是多大?【解析】本题相关的物理知识有接触起电、动量守恒、洛伦兹力，受力平衡与受力分析，而最为关键的是碰撞过程，所有状态和过程都是以此为转折点，物理量的选择和确定亦是以此作为切入点和出发点； 碰后b球的电量为q、a球的电量也为q，设b球的速度为vb，a球的速度为va；以b为研究对象则有Bqvb=mbg;可得vb=mg/Bq;。 17。以碰撞过程为研究对象，有动量守恒，即mav0=mava+mbvb,将已知量代入可得va=v0-mg/(2Bq);本表达式中va已经包含在其中，分析a碰后的受力，则有N+Bqva=2mg，得N=(5/2)mg-Bqv0； 【解题回顾】本题考查的重点是洛伦兹力与动量问题的结合，实际上也可以问碰撞过程中产生内能的大小，就将能量问题结合进来了.【例8】.如图所示，在xOy平面上，a点坐标为（0，L），平面内一边界通过a点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，有一电子（质量为m，电量为e）从a点以初速度v0平行x域，在磁场中运动，恰好从x轴正方向上的b点（图中未标出），射出向与x轴正方向的夹角为60?，求： （1）磁场的磁感应强度； （2）磁场区域的圆心O1的坐标； （3）电子在磁场中的运动时间。 【解析】电子在匀强磁场中作匀速圆周运动，从a点射入b场区域区有a点、O点、b点，电子的运动轨迹如图中虚线所示，y a v0x轴正方向射入磁场区磁场区域，此时速率方 O 点射出磁场区域，故所求圆形磁其对应的圆心在O2点，令aO2?bO2?R，作角?aO2b?60?，如图所示： R2??R?L???Rsin60??mv02eLt?22R?mv0Be代入 R?2L，B? 由上式得 电子在磁场中飞行的时间；60?12?m?2L2?LT?????360?6Be3v03v由于⊙O1的圆周角?aOb?90?，所以ab直线段为圆形磁场区域的直径，则aO1?1R?L2，故磁场区域圆心O1的坐标，x?aO1sin60??3L2?31?LL，L??y?L?aO1cos60??22?2，即O1坐标? 【解题回顾】本题关键为入射方向与出射方向成一定角度（题中为60），从几何关系认识到带电粒子回旋的圆弧为1/6圆的周长，再通过几何关系确定1/6圆弧的圆，半径是0O2a或bO2，进而可确定圆形区域的圆心坐标。 【例9】 如图所示，在图中第I象限的区域里有平行于y轴的匀强电场E平面的匀强磁场B。 带电粒子A，质量为?2.0?104N/C，在第IV象限区域内有垂直于Oxym1?10.?10?12kg，电量q1?10.?10?4C，从y轴上A点以平行于x轴的速度电场中，已知OA?v1?4?105m/s射入4?10?2m，求：。1（1）粒子A到达x轴的位置和速度大小 与方向；。（2）在粒子A射入电场的同时，质量、电量与A相等的粒子B，从y轴上的某点B以平行于x轴的速度v2射入匀强磁场中，A、B两个粒子恰好在x轴上迎面正碰（不计重力，也不考虑两个粒子间的库仑力）试确定B点的位置和匀强磁场的磁感强度。 【解析】粒子A带正电荷，进入电场后在电场力作用下沿y轴相反方向上获得加速度，Eq10.?10?4?2.0?104a??m/s2?2.0?1012m/s2?12m10.?1OA? 设A、B在x轴上P点相碰，则A在电场中运动时间可由12at2求解： t? 2OA?a2?0.04?7(s)?2.0?10s122?15?7?2OP?vt?4.0?10?2.0?10(m)?8.0?10m 由此可知P点位置： 粒子A到达P点的速度，?vt与x轴夹角：?vt?v12??at??2?4.0?105m/s2?45? t?2.0?10?7s，轨迹半径 （2）由（1）所获结论，可知B在匀强磁场中作匀速圆周运动的时间也是R?2OP?82?10?2m OB?1?2?10?2m?? 3?4粒子B在磁场中转过角度为3T8，运动时间为 3?2?m?3?m?B??018.T???t8?Bq?4qt 【例10】 如图4，质量为1g的小环带4×10C的正电，套在长直的绝缘杆上，两者间的动摩擦因数μ＝0.2。将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，杆所在平面与磁场垂直，杆与电场的夹角为37°。若E＝10N／C，B＝0.5T，小环从静止起动。求：(1)当小环加速度最大时，环的速度和加速度；(2)当小环的速度最大时，环的速度和加速度。 【解析】(1)小环从静止起动后，环受力如图5，随着速度的增大，垂直杆方向的洛仑兹力便增大，于是环上侧与杆间的正压力减小，摩擦力减小，加速度增大。当环的速度为Ｖ时，正压力为零，摩擦力消失，此时环有最大加速度am。 在平行于杆的方向上有：mgsin37°－qEcos37°＝mam 解得：am＝2.8m／S2-4在垂直于杆的方向上有： BqV＝mgcos37°＋qEsin37° 解得：V＝52m/S（2）在上述状态之后，环的速度继续增大导致洛仑兹力继续增大，致使小环下侧与杆之 间出现挤压力N，如图6。于是摩擦力f又产生，杆的加速度a减小。V↑到零，此时环有最大速度Vm。。19BqV↑N↑f↑a↓，以上过程的结果，a减小。在平行杆方向有： mgsin37°＝Eqcos37°＋f 在垂直杆方向有 BqVm＝mgcos37°＋qEsin37°＋N 又f＝μN 解之：Vm＝122m/S 此时：a＝【例11】如图7，在某空间同时存在着互相正交的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下。一带电体a带负电，电量为q1，恰能静止于此空间的c点，另一带电体b也带负电，电量为q2，正在过a点的竖直平面内作半径为r的匀速圆周运动，结果a、b在c处碰撞并粘合在一起，试分析a、b粘合一起后的运动性质。 【解析】：设a、b的质量分别为m1和m2，b的速度为V。a静止，则有q1E＝m1gb在竖直平面内作匀速圆周运动，则隐含着Eq2＝m2g，此时对a和b碰撞并粘合过程有m2V＋0＝（m1＋m2）V′ a、b合在一起后，总电量为q1＋q2，总质量为m1＋m2，仍满足 (q1＋q2)E＝(m1＋m2)g。因此它们以速率V′在竖直平面内作匀速圆周运动，故有 解得： 2009年高考物理经典题型及其解题基本思路专题辅导（五） 专题五 电磁感应与电路 思想方法提炼 电磁感应是电磁学的核心内容，也是高中物理综合性最强的内容之一，高考每年必考。题型有选择、填空和计算等，难度在中档左右，也经常会以压轴题出现。 在知识上，它既与电路的分析计算密切相关，又与力学中力的平衡、动量定理、功能关系等知识有机结合；方法能力上，它既可考查学生形象思维和抽象思维能力、分析推理和综合能力，又可考查学生运用数知识(如函数数值讨论、图像法等)的能力。 高考的热点问题和复习对策： 1.运用楞次定律判断感应电流(电动势)方向，运用法拉第电磁感应定律，计算感应电动势大小.注重在理解的基础上掌握灵活运用的技巧.2.矩形线圈穿过有界磁场区域和滑轨类问题的分析计算。要培养良好的分析习惯，运用动力学知识，逐步分析整个动态过程，找出关键条件，运用运动定律特别是功能关系解题。 3.实际应用问题，如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼等复习时应多注意。 此部分涉及的主要内容有： 1.电磁感应现象.(1)产生条件：回路中的磁通量发生变化.(2)感应电流与感应电动势：在电磁感应现象中产生的是感应电动势，若回路是闭合的，则有感应电流产生；若回路不闭合，则只有电动势，而无电流.(3)在闭合回路中，产生感应电动势的部分是电源，其余部分则为外电路.2.法拉第电磁感应定律：E=n，E=BLvsin?，?t。 20??。注意瞬时值和平均值的计算方法不同.3.楞次定律三种表述： (1)感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化(涉及到：原磁场方向、磁通量增减、感应电流的磁场方向和感应电流方向等四方面).右手定则是其中一种特例.(2)感应电流引起的运动总是阻碍相对运动.(3)自感电动势的方向总是阻碍原电流变化.4.相关链接 (1)受力分析、合力方向与速度变化，牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、匀速圆周运动、功和能的关系等力学知识.(2)欧姆定律、电流方向与电势高低、电功、电功率、焦耳定律等电路知识.(3)能的转化与守恒定律. 感悟 · 渗透 · 应用 【例1】三个闭合矩形线框Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处在同一竖直平面内，在线框的正上方有一条固定的长直导线，导线中通有自左向右的恒定电流，如图所示，若三个闭合线框分别做如下运动：Ⅰ沿垂直长直 导线向下运动，Ⅱ沿平行长直 导线方向平动，Ⅲ绕其竖直中心 轴OO′转动.(1)在这三个线框运动的过程中，哪些线框中有感应电流产生?方向如何?(2)线框Ⅲ转到图示位置的瞬间，是否有感应电流产生?【解析】此题旨在考查感应电流产生的条件.根据直线电流周围磁场的特点，判断三个线框运动过程中，穿过它们的磁通量是否发生变化.(1)长直导线通有自左向右的恒定电流时，导线周围空间磁场的强弱分布不变，但离导线越远，磁场越弱，磁感线越稀；离导线距离相同的地方，磁场强弱相同.线框Ⅰ沿垂直于导线方向向下运动，穿过它的磁通量减小，有感应电流产生，电流产生的磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律，感应电流的磁场方向也应垂直纸面向里，再由右手螺旋定则可判断感应电流为顺时针方向；线框Ⅱ沿平行导线方向运动，与直导线距离不变，穿过线框Ⅱ的磁通量不变，因此线框Ⅱ中无感应电流产生；线框Ⅲ绕OO′轴转动过程中，穿过它的磁通量不断变化，在转动过程中线框Ⅲ中有感应电流产生，其方向是周期性改变的.(2)线框Ⅲ转到图示位置的瞬间，线框中无感应电流，由于长直导线下方的磁场方向与纸面垂直，在该位置线框Ⅲ的两竖直边运动方向与磁场方向平行，不切割磁感线，所以无感应电流；从磁通量变化的角度考虑，图示位置是线框Ⅲ中磁通量从增加到最大之后开始减小的转折点，此位置感应电流的方向要发生变化，故此时其大小必为0.【解题回顾】对瞬时电流是否存在应看回路中磁通量是否变化，或看回路中是否有一段导体做切割磁感线运动，要想知道线框在磁场中运动时磁通量怎样变化，必须知道空间的磁场强弱、方向分布的情况，对常见磁体及电流产生的磁场要相当熟悉.【例2】如图所示，在倾角为θ的光滑的斜面上，存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场，方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，一个质量为m，边长也为L的正方形线框(设电阻为R)以速度v进入磁场时，恰好做匀速直线运动.若当ab边到达gg′与ff′ 中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则： (1)当ab边刚越过ff′时，线框加速度的值为多少?(2)求线框开始进入磁场到ab边到达gg′与ff′ 中点的过程中产生的热量是多少?。 21。【解析】此题旨在考查电磁感应与能量之间的关系.线框刚越过ff′时，两条边都在切割磁感线，其电路相当于两节相同电池的串联，并且这两条边还同时受到安培力的阻碍作用.(1)ab边刚越过ee′即做匀速直线运动，表明线框此时所受的合力为0，即 mgsin??B?BLv?LR2222在ab边刚越过ff′时，ab、cd边都切割磁感线产生感应电动势，但线框的运动速度不能突变，则此时回路中的总感应电动势为E′=2BLv，设此时线框的加速度为a，则2BE′L/R-mgsin?=ma，a=4BLv/(Rm)-gsin?=3gsin?，方向沿斜面向上.(2)设线框再做匀速运动时的速度为v′，则mgsin?=(2BLv′/R)×2，即v′=v/4，从线框越过ee′到线框再做匀速运动过程中，设产生的热量为Q，则由能量守恒定律得: 311Q?mg?Lsin??mv2?mv"2222315?mgLsin??mv2232【解题回顾】电磁感应过程往往涉及多种能量形式的转化，适时选用能量守恒关系常会使求解很方便，特别是处理变加速直线运动或曲线运动问题. 【例3】如图所示，da、cb为相距L的平行导轨(电阻可以 忽略不计).a、b间接有一个固定 电阻，阻值为R.长直细金属杆 MN可以按任意角架在水平导轨上，并以速度v匀速滑动(平移)，v的方向 和da平行.杆MN有电阻，每米长的电阻值为R.整个空间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面(dabc平面)向里 (1)求固定电阻R上消耗的电功率为最大时θ角的值(2)求杆MN上消耗的电功率为最大时θ角的值.【解析】如图所示，杆滑动时切割磁感线而产生感应电动势E=BLv，与?角无关. 以r表示两导轨间那段杆的电阻，回路中的电流为: (1)电阻R上消耗的电功率为: 由于E和R均与?无关，所以r值最小时，PR值达最大.当杆与导轨垂直时两轨道间的杆长最短，r的值最小，所以PR最大时的?值为?=?/2.(2)杆上消耗的电功率为: Pr= I?ER?rI2r?E2r(R?r)2r(R?r)2要求Pr最大，即要求 取最大值.由于 r 显然，r=R时，(R?有极大值r)2r1r?R2?[1?()](R?r)24Rr?RR，r=R即要求两导轨间的杆长为1m，所以有以下两种情况： ①如果L≤1m，则?满足下式时r=R1×sin?=L所以?=arcsinL②如果L＞1m，则两导轨间那段杆长总是大于1m，即总有r＞R (r?R2() 在r＞R的条件下，上式随r的减小而单调减小，r取最小值时，取最小值，r?R。22r?R22R2)?(1?)r?Rr?R???2。r取最大值，所以，Pr取最大值时?值为 (r?R)2【例4】如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距 L=1m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示 的电路，其中水平放置的平行板电容器C两极板间 距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，导轨 电阻不计.磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下 穿过导轨面.当金属棒ab沿导轨向右匀速运动 (开关S断开)时，电容器两极板之间质量m=1×10kg、带电量Q=-1×10C的微粒恰好静止不动；当S闭合时，微粒以加速度a=7m/s向下做匀加速运动，取g=10m/s，求： (1)金属棒ab运动的速度多大?电阻多大?(2)S闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大?【解析】(1)带电微粒在电容器两极板间静止时，受向上的电场力和向下的重力作用而 平衡，则得到:mg= -1522-14qU1d求得电容器两极板间的电压 mgd10?14?10?0.01U1??V?1V?15q1由于微粒带负电，可知上极板电势高. 由于S断开，R1上无电流，R2、R3串联部分两端总电压等于U1，电路中的感应 电流，即通过R2、R3的电流为: 其中r为ab金属棒的电阻 求得S闭合后电容器两极板间的电压: 这时电路中的感应电流为 I2=U2/R2=0.3/2A=0.15A根据闭合电路欧姆定律有 将已知量代入①②求得E=1.2V，r=2? 又因E=BLv∴v=E/(BL)=1.2/(0.4×1)m/s=3m/s 即金属棒ab做匀速运动的速度为3m/s，电阻r=2? (2)S闭合后，通过ab的电流I2=0.15A，ab所受安培力F2=BI2L=0.4×1×0.15N=0.06NP=Fv=0.06×3W=0.18W【例5】已知某一区域的地下埋有一根与地面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此，可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度.当线圈平面平行地面时，a、c在两处测得试探线圈感应电动势为0，b、d两处测得试探线圈感应电动势不为0；当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试探线圈感应电动势为0；。 23I1?U11?A?0.1AR2?R38?2R由闭合电路欧姆定律，ab切割磁感线运动产生的感应电动势为E=U1+Ir①P E2R?IR?(R?r)22当闭合S后，带电微粒向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律，有:mg-U2q/d=ma U2?m(g?a)dq10?14?(10?7)?0.01?V?1510?0.3VE?I2(R1R3?R2?r)R1?R3② ab以速度v=3m/s做匀速运动时，所受外力必与安培力F2大小相等、方向相反，即F=0.06N，方向向右(与v同向)，可见外力F的功率为:。经测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为1m的正方形的四个顶角上，如图所示，据此可以判定地下电缆在 两点连线的正下方，离地表面的深度为m. 【解析】当线圈平面平行地面时，a、c在两处测得试探线圈感应电动势为0，b、d两处测得试探线圈感应电动势不为0；可以判断出地下电缆在a、c两点连线的正下方；如图所示a′c′表示电缆，当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试探线圈感应电动势为0； 可判断出O′b垂直试 探线圈平面，则作出： Rt△OO′b，其中∠ObO′=45° 那么OO′=Ob=/2=0.71(m). 【解题回顾】本题是一道电磁感应现象的实际应用的题目，将试探线圈产生感应电动势的条件应用在数学中，当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试探线圈感应电动势为0，即电缆与在b、d两处时的线圈平面平行，然后作出立体几何的图形，便可用数学方法处理物理问题. 【例6】 在如图所示的水平导轨上（摩擦、电阻忽略不计），有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B，导轨左端的间距为L1=4L0，右端间距为L2=L0。今在导轨上放置AC，DE两根导体棒，质量分别为m1=2m0，m2=m0，电阻R1=4R0，R2=R0。若AC棒以初速度V0向右运动，求AC棒运动的过程中产生的总焦耳热QAC，以及通过它们的总电量q。 【错解分析】错解：AC棒在磁场力的作用下，做变速运动。运动过程复杂，应从功能关系的角度来分析。由于没有摩擦，最后稳定的状态应为两棒做匀速运动。根据动量守恒定律m1v0=（m1＋m2）v′ 整个回路产生的焦耳热 因为R1=4R0，R2=R0。所以AC棒在运动过程中产生的焦耳热 对AC棒应用动量定理：BIL1·△t=m1v′－m1vAC棒在磁场力的作用下做变速运动，最后达到运动稳定，两棒都做匀速运动的分析是正确的。但是以此类推认为两棒的运动速度相同是错误的。如果两棒的速度相同则回路中还有磁通量的变化，还会存在感应电动势，感应电流还会受到安培力的作用，AC，DE不可能做匀速运动。 【正确解答】 由于棒L1向右运动，回路中产生电流，Ll受安培力的作用后减速，L2受安培力加速使回路中的电流逐渐减小。只需v1，v2满足一定关系，两棒做匀速运动。 两棒匀速运动时，I=0，即回路的总电动势为零。所以有 BLlv1=BL2v2再对DE棒应用动量定理BL2I·△t=m2v2。24。【解题回顾】电磁感应现象应用问题，往往涉及到很多知识点，是最为复杂的综合性题．综合性题的处理途径主要是采用“分析法”：按知识点(主要指物理规律)划分若干基础题型，按各基础题型解题步骤建立方程，最后解方程组即可得解． 以前我们做过类似的题。那道题中的平行轨道间距都是一样的。有一些同学不假思索，把那道题的结论照搬到本题中来，犯了生搬硬套的错误。差异就是矛盾。两道题的差别就在平行导轨的宽度不一样上。如何分析它们之间的差别呢？还是要从基本原理出发。平行轨道间距一样的情况两根导体棒的速度相等，才能使回路中的磁通量的变化为零。本题中如果两根导轨的速度一样，由于平行导轨的宽度不同导致磁通量的变化不为零，仍然会有感应电流产生，两根导体棒还会受到安培力的作用，其中的一根继续减速，另一根继续加速，直到回路中的磁通量的变化为零，才使得两根导体棒做匀速运动。抓住了两道题的差异之所在，问题就会迎刃而解。 【例7】用均匀导线弯成正方形闭合金属线框abcd，线框每边长80cm，每边的电阻为1Ω。把线框放在磁感强度B=0.05T的匀强磁场中，并使它绕轴OO′以ω=100rad/s的角速度匀角速度旋转，旋转方向如图所示，已知轴OO′在线框平面内，并且垂直于B，od=3oa,O′c=3O′b,当线框转至和B平行的瞬间。求： （1）每条边产生的感应动势大小； （2）线框内感应电流的大小； （3）e，f分别是ab和cd的中点，ef两点间的电势差。 【错解分析】错解：线圈在转动时，只有ab边和cd边作切割磁感线运动，产生感应电动势。 （2）由右手定则可知，线框在图示位置时，ab中感应电动势方向向上，而cd中下。 感应电势的方向向 （3）观察fcbe电路 本题解共有4处错误。第一，由于审题不清没有将每一条边的感应电动势求出，即缺少εad和εbc。即使它们为零，也应表达出来。第二，边长中两部分的的倍数关系与每一部分占总长的几分之几表述不正确。第三，ab边和cd边的感应电动势的方向分别向上、向下。但是它们的关系是电源的串联，都使电路中产生顺时针方向的电流，闭合回路的总电动势应为：εcd+εab，而不是相减。第四，求Uef时，研究电路fcbe，应用闭合电路欧姆定律，内电路中产生电动势的边长只剩下一半，感应电动势也只能是εcd/2。 【正确解答】 （1）线框转动时，ab边和cd边没有切割磁感线，所以εad=0,εbc=0。。25。（3）观察fcbe电路 【解题回顾】没有规矩不能成方圆。解决电磁感应的问题其基本解题步骤是： （1）通过多角度的视图，把磁场的空间分布弄清楚。（2）在求感应电动势时，弄清是求平均电动势还是瞬时电动势，选择合适的公式解题。（3）进行电路计算时要画出等效电路图作电路分析，然后求解。 【例8】如图所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON，∠MON=α。在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ，PQ紧贴MO，ON并以平行于ON的速度V，从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为R0，磁感强度为B，求回路中的感应电流。 【错解分析】错解：设PQ从顶角O开始向右运动的时间为Δt，Ob=v·Δt，ab=v·Δt·tgα，不是我们要求的电动势的瞬时值。因为电阻（1＋cosα＋sinα） 由于两者不对应，结果就不可能正确。 【正确解答】 设PQ从顶角O开始向右运动的时间为Δt，Ob=v·Δt，ab＝v·Δ 回路中ε=Blv=B·ab·v=Bv2·Δt·tgα。回路中感应电流 26。 时间增大，产生的感应电动势不是恒量。避。免出错的办法是先判断感应电动势的特征，根据具体情况决定用瞬时值的表达式求解。 【例9】如图所示，以边长为50cm的正方形导线框，放置在B=0.40T的匀强磁场中。已知磁场方向与水平方向成37°角，线框电阻为0.10Ω，求线框绕其一边从水平方向转至竖直方向的过程中通过导线横截面积的电量。 【错解分析】错解：线框在水平位置时穿过线框的磁通量 Φ1=BScos53°=6.0×10Wb 线框转至竖直位置时，穿过线框的磁通量Φ2=BScos37°=8.0×10（Wb） 这个过程中的平均电动势 -8-2通过导线横截面的电量 磁通量Φ1=BScosθ，公式中θ是线圈所在平面的法线与磁感线方向的夹角。若θ＜90°时，Φ为正，θ＞90°时，Φ为负，所以磁通量Φ有正负之分，即在线框转动至框平面与B方向平行时，电流方向有一个转变过程。错解就是忽略了磁通量的正负而导致错误。 【正确解答】 设线框在水平位置时法线（图中）n方向向上，穿过线框的磁通量 Φ1=BScos53°=6.0×10Wb 当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角θ=143°，穿过线框的磁通量Φ1=BScos143°=-8.0×10Wb 通过导线横截面的电量 -2-2【小结】 通过画图判断磁通量的正负，然后在计算磁通量的变化时考虑磁通量的正负才能避免出现错误。 【例10】、如图所示，两根互相平行、间距d=0.4米的金属导轨，水平放置于匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，磁场垂直于导轨平面，金属滑杆ab、cd所受摩擦力均为f=0.2N。两根杆电阻均为r=0.1Ω，导轨电阻不计，当ab杆受力F=0.4N的恒力作用时，ab杆以V1做匀速直线运动，cd杆以V2做匀速直线运动，求速度差(V1－V2)等于多少？ 分析与解：在电磁感应现象中，若回中的感应电动势是由导体做切割磁感线运动而产生的，则通常用ε=BlVsinθ来求ε较方便，但有时回路中的电动势是由几根棒同时做切割磁感线运动产生的，如果先求出每根导体棒各自的电动势，再求回路的总电动势，有时就会涉及“反电动势”而超纲。如果取整个回路为研究对象，直接将法拉第电磁感应定律ε=避开超纲总而化纲外为纲内。 cd棒匀速向右运动时，所受摩擦力f方向水平向左，则安培力Fcd方向水平向右，由左手定则可得电流方向从c到d，且有： Fcd=IdB=fI=f/Bd ①取整个回路abcd为研究对象，设回路的总电势为ε，由法拉第电磁感应定律ε=△φ=B(V1－V2)△td所以：ε=B(V1－V2)△td/△t=B(V1－V2)d ②又根据闭合电路欧母定律有：I=ε/2r ③由式①②③得：V1－V2=2fr/Bd。2722图32-1用于整个回路上，即可“一次性”求得回路的总电动势，，根据B不变，则△φ=B△S，在△t时间内，图33-1。代入数据解得：V1－V2=6.25（m/s） 【例11】.如图所示，线圈ａｂｃｄ每边长L＝0.20ｍ，线圈质量ｍ1＝0.10ｋｇ、电阻Ｒ＝0.10Ω，砝码质量 ｍ2＝0.14ｋｇ．线圈上方的匀强磁场磁感强度Ｂ＝0.5Ｔ，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为 ｈ＝L＝0.20ｍ．砝码从某一位置下降，使ａｂ边进入磁场开始做匀速运动．求线圈做匀速运动的速度． 解析：该题的研究对象为线圈，线圈在匀速上升时受到的安培力Ｆ安、绳子的拉力Ｆ和重力ｍ1ｇ相互平衡，即 Ｆ＝Ｆ安＋ｍ1ｇ． ①砝码受力也平衡： Ｆ＝ｍ2ｇ． ②线圈匀速上升，在线圈中产生的感应电流 Ｉ＝ＢLｖ／Ｒ，③ 因此线圈受到向下的安培力 Ｆ安＝ＢＩL． ④联解①②③④式得ｖ＝（ｍ2－ｍ1）ｇＲ／ＢL． 代入数据解得：ｖ＝4（ｍ／ｓ） 【例12】如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中粗线表示），R1＝4Ω、R2＝8Ω（导轨其它部分电阻不计）。导轨OAC的形状满足方程。磁感强度 y?2sin(x)（单位：m）322?B＝0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v＝5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。求：（1）外力F的最大值；（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。 解析：（1）金属棒匀速运动 F外I＝ε/R总 ②F外＝BIL＝BLv/R总 ③22?F安 ??BLv ①Lmax?2sin?2?2(m) ④R总?R1R2?8/3(?) ⑤R1?R2?0.22?22?5.0?3/8?0.3(N) ⑥ ∴ Fmax（2）P1??2/R1?B2L2v2/R1?0.22?22?5.02/4?1(W) ⑦ （3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化 L?2sin(x)(m) 且 x?vt, 3???BLv，∴ I??R总?Bv?35??2sin(vt)?sin(t)(A) ⑧ R总3432009年高考物理经典题型及其解题基本思路专题辅导（一） 专题一 物理思想与物理方法 一、隔离分析法与整体分析法 隔离分析法是把选定的研究对象从所在物理情境中抽取出来，加以研究分析的一种方法.需要用隔离法分析的问题，往往都有几个研究对象，应对它们逐一隔离分析、列式.并且还要找出这些隔离体之间的联系，从而联立求解.概括其要领就是：先隔离分析，后联立。 28。求解.1.隔离法.【例1】如图所示，跨过滑轮细绳的两端分别系有 m1=1kg、m2=2kg的物体A和B.滑轮质量m=0.2kg，不 计绳与滑轮的摩擦，要使B静止在地面上，则向上的拉 力F不能超过多大?【解析】(1)先以B为研究对象，当B即将离开地面时，地面对它的支持力为0.它只受到重力mBg和绳子的拉力 T的作用，且有：T-mBg=0.(2)再以A为研究对象，在B即将离地时，A受到重力和拉力的作用，由于T=mBg＞mAg，所示A将加速上升.有T-mAg=mAaA.(3)最后以滑轮为研究对象，此时滑轮受到四个力作用：重力、拉力、两边绳子的两个拉力T.有F-mg-2T=ma. 这里需要注意的是：在A上升距离s时，滑轮只上升了s/2，故A的加速度为滑轮加速度的2倍，即：aA=2a. 由以上四式联立求解得：F=43N.2.整体分析法. 整体分析法是把一个物体系统(内含几个物体)看成一个整体，或者是着眼于物体运动的全过程，而不考虑各阶段不同运动情况的一种分析方法.【例2】如图所示，质量0.5kg、长1.2m的金属盒，放在水平桌面上，它与桌面间动摩擦因数?=0.125.在盒内右端放着质量也是0.5kg、半径0.1m的弹性小球，球与盒接触光滑.若在盒的左端给盒以水平向右1.5N·s的冲量，设盒在运动中与球碰撞的时间极短，且无能量损失.求：盒从开始运动到完全停止所通过的路程是多少?(g取10m/s ２) 【解析】此题中盒与球交替做不同形式的运动，若用隔离法分段求解，将非常复杂.我们可以把盒和球交替运动的过程看成是在地面摩擦力作用下系统动能损耗的整体过程. 这个系统运动刚开始所具有的动能即为盒的动能 mv0/2=p/2m=1.5/(2×0.5)=2.25J 整体在运动中受到的摩擦力： f=?N=?2mg=10×0.125=1.25N 根据动能定理，可得-fs=0-mv0/2,s=1.8m【解题回顾】不少同学分析完球与盒相互作用和运动过程后，用隔离法分段求解.先判断盒与球能否相撞，碰撞后交换速度，再求盒第二次运动的路程，再把各段路程相加.对有限次碰撞尚能理解，但如果起初的初动能很大，将会发生多次碰撞，遇到这种情况时，同学们会想到整体法吗? 当然，隔离分析法与整体分析法是相辅相成的，是不可分割的一个整体。有时需要先用隔离分析法，再用整体分析法；有时需要先用整体分析法，再用隔离分析法。 二、极值法与端值法 极值问题是中学物理中常见的一类问题.在物理状态发生变化的过程中，某一个物理量的变化函数可能不是单调的，它可能有最大值或最小值.分析极值问题的思路有两种：一种是把物理问题转化为数学问题，纯粹从数学角度去讨论或求解某一个物理函数的极值.它采用的方法也是代数、三角、几何等数学方法；另一种是根据物体在状态变化过程中受到的物理规律的约束、限制来求极值.它采用的方法是物理分析法.【例3】如图所示，一辆有四分之一圆弧的小车 停在不光滑的水平地面上，质量为m的小球从静止 开始由车的顶端无摩擦滑下，且小车始终保持静止 状态.试分析：当小球运动到什么位置时，地面对 小车的静摩擦力最大?最大值为多少?【解析】设圆弧半径为R，当小球运动到重力与半径夹角为?时，速度为v.根据机械能守恒定律和牛顿第二定律有:。 292222。mv/2=mgRcos? N-mgcos?=mv/R 解得小球对小车的压力为:N=3mgcos? 其水平分量为Nx=3mgcos?sin?=3mgsin2?/2根据平衡条件，地面对小车的静摩擦力水平向右，大小为：f=Nx=3mgsin2?/2可以看出：当sin2?=1,即?=45°时，地面对车的静摩擦力最大，其值为fmax=3mg/2【例4】如图所示，娱乐场空中列车 由许多节完全相同的车厢组成，列车 先沿水平轨道行驶，然后滑上半径为 R的空中圆环形光滑轨道.若列车全长 为L(L＞2?R)，R远大于一节车厢的长 度和高度，那么列车在运行到圆环前的速度v0至少多大，才能使整个列车安全通过圆环轨道?【解析】滑上轨道前列车速度的最小值v0与轨道最高处车厢应具有的速度的最小值v相对应.这里v代表车厢恰能滑到最高处，且对轨道无弹力的临界状态.由:mg=mv/R 得:v=222Rg因轨道光滑，根据机械能守恒定律，列车在滑上轨道前的动能应等于列车都能安全通过轨道时应具有的动能和势能.因各节车厢在一起，故它们布满轨道时的速度都相等，且至少为.另外列车势能还增加了M′gh，其中M′为布满在轨道上车厢的质量，M′=M(2?R/L)，h为它们的平均高度，Rgh=R.因L＞2?R，故仍有一些车厢在水平轨道上，它们的速度与轨道上车厢的速度一样，但其势能为0，由以上分析可得： Mv0/2=Mv/2+M(2?R/L)gR 22v0?Rg?4?R2/L三、等效法 等效法是物理思维的一种重要方法，其要点是在效果不变的前提下，把较复杂的问题转化为较简单或常见的问题.应用等效法，关键是要善于分析题中的哪些问题(如研究对象、运动过程、状态或电路结构等)可以等效. 【例5】如图(甲)所示电路甲由8个不同的电阻组成，已知R1=12Ω，其余电阻阻值未知，测得A、B间的总电阻为4Ω，今将R1换成 6Ω的电阻，则A、B间的总电阻是多少? 【解析】此题电路结构复杂，很难找出各电阻间串、并联的关系 由于8个电阻中的7个电阻的阻值未知，即使能理顺各 电阻间的关系，也求不出它们连结后的总阻值.但是，由于各 电阻值一定，连结成电路后两点间的电阻值也是一定的，我们 把R1外的其余部分的电阻等效为一个电阻R′，如图电路乙 所示，则问题将迎刃而解.由并联电路的规律得： 4=12R′/(12+R′)R=6R′/(6+R′) 解得R=3? 【例6】如图所示，一个“V”型玻璃管 倒置于竖直平面内，并处于E=10v/m、方向 竖直向下的匀强电场中，一个带负电的小球，重为G=10N，电量q=2×10C，从A点由 静止开始运动，球与管壁的摩擦因数?=0.5.。 30-3-63。已知管长AB=BC=2m，倾角?=37°，且管顶B处有一很短的光滑圆弧.求： (1)小球第一次运动到B时的速度多大?(2)小球运动后，第一次速度为0的位置在何处?(3)从开始运动到最后静止，小球通过的总路程是多少?(sin37°=0.6，cos37°=0.8)【解析】小球受到竖直向上的电场力为F=qE=2×10N=2G，重力和电场合力大小等于重力G，方向竖直向上，这里可以把电场力 与重力的合力等效为一个竖直上的“重力”，将整个 装置在竖直平面内旋转180°就变成了常见的物理 模型——小球在V型斜面上的运动.如图所示，(1)小球开始沿这个“V”型玻璃筒运动的加速度为 a1=g(sin?-?cos?)=10×(sin37°-?cos37°)=2m/s 所以小球第一次到达B点时的速度为: 2-3v?2a1l?2?2?2?22m/s2(2)在BC面上，小于开始从B点做匀减速运动，加速度的大小为:a2=g(sin?+?cos?)=10×(sin37°+?cos37°)=10m/s 所以，速度为0时到B的距离为 s=v/2a2=0.4m(3)接着小球又反向向B加速运动，到B后又减速向A运动，这样不断地往复，最后停在B点.如果将全过程等效为一个直线运动，则有： mglsin?=?mgcos?L 所以L=ltan?/?=3m 即小球通过的全路程为3m.四、排除法解选择题 排除法又叫筛选法，在选择题提供的四个答案中，若能判断A、B、C选项不对，则答案就是D项.在解选择题时，若能先把一些明显不正确的答案排除掉，在所剩下的较少选项中再选择正确答案就较省事了.【例7】在光滑水平面上有A、B两个小球，它们均向右在同一直线上运动，若它们在碰撞前的动量分别是pA=12kg·m/s，pB=13kg·m/s(向右为正方向)，则碰撞后它们动量的变化量△pA及△pB有可能的是 A.△pA=4kg·m/s△pB=-4kg·m/sB.△pA=-3kg·m/s△pB=3kg·m/sC.△pA=-24kg·m/s△pB=24kg·m/sD.△pA=-5kg·m/s△pB=8kg·m/s【解析】依题意：A、B均向右运动，碰撞的条件是A的速度大于B的速度，碰撞时动量将由A向B传递，A的动量将减少，B的动量将增加，即△pA＜0，△pB＞0，故A是错误的.根据动量守恒定律应有：△pA=△pB.所以D是错误的，C选项中，A球的动量从12kg·m/s变为-12kg·m/s，大小不变，因而它的动能不变，但B球动量增大到37kg·m/s，动能增大，说明碰撞后系统的动能增加，这不符合能量守恒定律.所以只有B选项正确.五、微元法 一切宏观量都可被看成是由若干个微小的单元组成的.在整个物体运动的全过程中，这些微小单元是其时间、空间、物质的量的任意的且又具有代表性的一小部分.通过对这些微小单元的研究，我们常能发现物体运动的特征和规律.微元法就是基于这种思想研究问题的一种方法.【例8】真空中以速度v飞行的银原子持续打在器壁上产生的压强为P，设银原子打在器壁上后便吸附在器壁上，银的密度为?.则器壁上银层厚度增加的速度u为多大?【解析】银原子持续飞向器壁，打在器壁上吸附在器壁上速度变为0，动量发生变化是器壁对银原子有冲量的结果. 设△t时间内飞到器壁上面积为S的银原子的质量为m，银层增加的厚度为x. 由动量定理F△t=mv.又m=?Sx. 两式联立得F△t=?Sxv，整理变形得： P=F/S=?Sxv/△t=?vu. 所以:u=P/?v.。 312。六、作图法 作图法就是通过作图来分析或求解某个物理量的大小及变化趋势的一种解题方法.通过作图来揭示物理过程、物理规律，具有直观形象、简单明了等优点.【例9】某物体做初速度不为0的匀变速直线运动，在时间t内通过的位移为s，设运动过程中间时刻的瞬时速度为v1，通过位移s中点的瞬间速度为v2，则 A.若物体做匀加速直线运动，则v1＞v2B.若物体做匀加速直线运动，则v1＜v2C.若物体做匀减速直线运动，则v1＞v2D.若物体做匀减速直线运动，则v1＜v2【解析】初速度不为0的匀加速直线运动与匀减速运动的图像如图(a)、(b)所示，在图(a)、(b)上分别作出中间时刻所对应的速度v1，根据图线下方所围的面积即为运动物体所通过的位移，将梯形分为左右面积相等的两部分，作出位移中点对应的速度v2,可见不论是匀加速运动还是匀减速运动，都是v1＜v2.故本题答案应选B、D.练习题 1.如图所示．在光滑的水平金属杆上套一个质量为m的金属环，用质量不计的细线吊一个质量为M的物体，对m施加平行于杆 的力则m做匀加速运动，细线与竖直方向成α角．一切阻力均 不计，求水平拉力大小(F=(M+m)gtanα)2.如图所示，直杆质量为M，小猴质量为m．今将悬线剪断后，小猴保持所在高度变，直杆的加速度有多大？ 3.带电量为q的质量为m的小球在离光滑绝缘平面高H0处，以v0速度竖直向上运。32不 动．已知小球在运动中所受阻力为f，匀强电场场强为E，方向竖直向下，如图9－15所示．小球每次与水平面相碰均无机械能损失，带电小球经过的路程多大？。4.两相互平行的金属板，长L，板间距离为d，两板间有沿水平向纸面外的匀强磁场．今有一质量为m带电量为q的正离子(重力不计)从两板中央的左端水平射入磁场中，如图所示． 问初速度v0应满足什么条件，才能使带电粒子飞离磁场而不至于落到金属板上？ 解 粒子从右端射出而不落到金属板上，粒子初速度为v1，粒子运动轨迹如图11－13(甲)所示，则 ①② 由①、②求得 粒子从左端射出而不落到金属板上，设粒子初速度为v2，其运动轨迹如图11-13(乙)所示． 则 综上所述，带电粒子能飞离磁场，而不落到金属板上，其初速度应。33。2009年高考物理选择题型分析及解题技巧基本规律专项辅导 第一部分：理论研究 选择题是现代各种形式的考试中最为常用的一种题型，它分为单项选择和不定项选择、组合选择和排序选择(比如一些实验考查题)等形式．在江苏高考物理试卷中选择题分数占试卷总分的27％，在全国高考理科综合试卷中占40％．所以，选择题得分的高低直接影响着考试成绩． 从高考命题的趋势来看，选择题主要考查对物理概念、物理现象、物理过程和物理规律的认识、判断、辨析、理解和应用等，选择题中的计算量有逐年下降的趋势． 一、选择题的特点与功能 1．选择题的特点 (1)严谨性强．物理中的每一个概念、名词、术语、符号乃至习惯用语，往往都有明确、具体而又深刻的含义，这个特点反映到选择题中，表现出来的就是试题有很强的严谨性．所以，解题时对题中的一字一句都得认真推敲，严防产生思维定势，不能将物理语言与日常用语混淆．解答时切莫“望文生义”，误解题意． (2)信息量大．选择题对考查基本概念和基本规律具有得天独厚的优势，它可以考查考生对某个或多个物理概念的含义或物理规律的适应条件、运用范围的掌握和理解的程度，也可以考查考生对物理规律和物理图象的较浅层次上的应用等等．选择题考查的知识．点往往较多，对所考查知识的覆盖面也较大，它还可以对重点内容进行多角度多层次的考查． (3)有猜测性．众所周知，解选择题时，在分析和寻求答案的过程中，猜测和试探几乎是不可避免的，而且就其本身而言，它也是一种积极的思维活动．没有猜想与预测，就没有创造性思维．对物理选择题的猜答，往往是在思索求解之后仍难以作出决断的时候，凭借一定的依据而选出的．多数考生的猜答并非盲目的，而是凭着自己的知识、经验和决断能力，排除了某些项之后，才作出解答的．知识和经验不足、能力差的考生，猜错的机会较多；反之，知识和经验较多、能力较强的考生，猜错率较低． 2．选择题的功能 (1)选择题能在较大的知识范围内，实现对基础知识、基本技能和基本思想方法的考查． 每道选择题所考查的知识点一般有2～5个，以3～4个居多，因此，10道选择题构成的题组其考查点便可达到近30个之多，而一道计算或论述题，无论如何也难以实现对三、四十个知识点的考查． (2)选择题能比较准确地测试考生对概念、规律、性质、公式的理解和掌握程度． 选择题严谨性强、信息量大的特点，使其具有较好的诊断功能．它可从不同角度有针对性地设置干扰选项，考查考生能否区别有关概念和规律的似是而非的说法以及能否认识相关知识的区别和联系，从而培养考生排除干扰进行正确判断的能力． (3)在一定程度上，选择题能有效地考查学生的逻辑推理能力、空间想象能力以及灵活运用数学工具解决物理问题的能力(但要求一般不会太高)． (4)选择题还具有客观性强、检测的信息度高的优点． 二、选择题的主要类型 1．识记水平类 这是选择题中低水平的能力考查题型，主要用于考查考生的再认能力、判断是非能力和比较能力．主要题型有： (1)组合型 (2)填空型 以上两种题型的解题方法大致类似，可先将含有明显错误的选项予以排除，那么，剩下的选项就必定是正确的选项． (3)判断型 此题型要求学生对基础知识作出“是”或“不是”的判断，主要用于考查考生对理论是非的判断能力．考生只要熟悉教材中的基本概念、基本原理、基本观点等基础知识就能得出正确的选项． (4)比较型 此题型的题干是两个物理对象，选项是对题干中的两个物理对象进行比较后的判断．考生只要记住所学的基础知识并能区别相似的物理现象和物理概念，就能进行正确地比较，并从比较中识别各个研究对象的特征，得出正确的选项． 2．理解水平类。34。这是选择题中中等水平的能力考查题型，主要用于考查考生的理解能力、逻辑思维能力和分析推理能力等．主要题型有： (1)内涵型 此题型的题干内容多是基本概念、基本规律或物理现象，选项则是对题干的理解．它要求考生理解基础知识，把握基础知识之间的内在联系． (2)发散型 此题型要求选项对题干的内容做多侧面、多角度的理解或说明，主要用于考查考生的理解能力、分析能力和推理能力． (3)因果型 此题型要求考生回答物理知识之间的因果关系，题于是“果”、选项是“因”，或者题干是“因”、选项是“果”．它主要考查考生的理解能力、分析能力和推理能力． 3．运用水平类 这是选择题中高水平的能力考查题型，主要用于考查考生对知识的运用能力．主要题型有： (1)图线型 此题型的题干内容为物理图象和对该图象的语言描述，要求考生利用相关知识对图象中的图线进行分析、判断和推理．其中，弄清横、纵坐标的物理意义、物理量之间的定性和定量关系以及图象中的点、线、斜率、截距、面积和交点等的物理意义是解题的关键． (2)信息型 此题型的题干内容选自于现实生活或工农业生产中的有关材料，或者是与高科技、现代物理前沿理论相关的内容，要求考生分析、思考并正确回答信息中所包含的物理知识，或运用物理知识对信息进行分析、归纳和推理．解答该题型的关键是，先建立与材料中的中心词或关键语句对应的物理模型，然后再运用与之对应的物理规律来求解． (3)计算型 此题型其实就是小型的计算题，它将正确的和错误的计算结果混在一起作为选项．其中，错误结果的产生一般都是对物理规律的错误运用、对运动过程的错误分析或由于运算中的疏漏所造成的．此类题型利用正确的物理规律通过规范的解题过程和正确的数字运算即可找出答案． 第二部分：实战指导 高考物理选择题为不定项选择题．不定项选择题既可以考查识记的内容，又可以考查理解、运用知识的层次，它可以从不同侧面、不同角度进行选项设置，综合性比较强，因而是考生们在答题中感到难度较大同时也是失分较多的一个题型．不定项选择题的最大特点在于其答案个数的不确定性，既可以是单选，只有一个正确选项；也可以是多选，有两个或两个以上的选项正确．只有将符合题意的答案全部选出才能得全分，少选和漏选得少量分，多选则不得分．所以要求同学们注重对物理概念、物理规律的理解，能够从整体上把握知识． 解答不定项选择题一般要从以下三个方面入手． (1)审题干． 在审题干时要注意以下三点：首先，明确选择的方向，即题干要求是正向选择还是逆向选择．正向选择一般用“什么是”、“包括什么”、“产生以上现象的原因”、“这表明”等表示；逆向选择一般用“错误的是”、“不正确"、“不是"等表示．其次，明确题干的要求，即找出关键词句――题眼。 再次，明确题干规定的限制条件，即通过分析题干的限制条件，明确选项设定的具体范围、层次、角度和侧面． (2)审选项．对所有备选选项进行认真分析和判断，运用解答选择题的方法和技巧(下文将有论述)，将有科学性错误、表述错误或计算结果错误的选项排除． (3)审题干和选项的关系，这是做好不定项选择题的一个重要方面．常见的不定项选择题中题干和选项的关系有以下几种情形： 第一、选项本身正确，但与题干没有关系，这种情况下该选项不选． 第二、选项本身正确，且与题干有关系，但选项与题干之间是并列关系，或选项包含题干，或题干与选项的因果关系颠倒，这种情况下的选项不选． 第三、选项并不是教材的原文，但意思与教材中的知识点相同或近似，或是题干所含知识的深层次表达和解释，或是对某一正确选项的进一步解释和说明，这种情况下的选项可选． 第四、单个选项只是教材中知识的一部分，不完整，但几个选项组在一起即表达了一个完整的知识点，这种情况下的选项一般可选。 在了解和掌握以上诸多分析方法的前提下，解答不定项选择题尚有以下的10种方法和技巧． 一、直接判断法 通过阅读和观察，利用题中所给的条件，根据所学的知识和规律直接判断，得出正确的答案．这种方法一般适用于基本不需要‘转弯”或推理简单的题目．这些题目主要考查考生对物理识记内容的记忆和理解程度，一般属常识性知识题目．。35。例题1：下列说法中正确的是()A．布朗运动是悬浮在水中的花粉分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 B．当分子间的距离增大时，分子间的引力在减小，但斥力减小得更快，所以分子间的作用力总表现为引力 C．内能与机械能的互相转化是等值可逆的D．不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化 解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，而不是固体小颗粒分子的运动，所以A错；当分子之间的距离增大时，分子之间的引力和斥力都减小，但只有当分子间距离大于r。时，分子力才表现为引力，所以B错；根据热力学第二定律可知，内能和机械能的相互转化是具有方向性的，所以C错；由热量从高温物体传递到低温物体的方向性可知，D正确．故本题的正确答案为D。 例题2：2004年，在印度尼西亚的苏门答腊岛近海，地震引发了海啸，造成了重大的人员伤亡．海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪．下列说法中正确的是()A．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波 B．波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止 C．地震波和海啸都是纵波 D．地震波和海啸具有的能量，随着传播将愈来愈强 解析：根据机械波的产生条件可知，A正确；波源停止振动时，其产生的波在介质中继续向前传播，所以B错；地震波中既有纵波也有横波，由题意可知海啸运动其实是一种水波，而水波既不是纵波也不是横波，所以C错；波在介质中传播的过程也就是能量向前传播的过程，但因为在传播的过程中能量不断损失．传播的振动能量越来越少，所以D不正确．故本题的正确答案为A． 【点评】：利用这种解法最容易犯的错误就是凭感觉做题，即在没有真正读懂或看清题意的情况下就凭常规思维或思维定势匆忙选出答案． 二、逐步淘汰法 通过分析、推理和计算，将不符合题意的选项一一排除，最终留下的就是符合题意的选项．如果选项是完全肯定或否定的判断，可通过举反例的方式排除；如果选项中有相互矛盾或者是相互排斥的选项，则两个选项中可能有一种说法是正确的，当然，也可能两者都错，但绝不可能两者都正确． 例题3：一颗子弹以一定的速度打穿静止放在光滑水平桌面上的木块，某同学画出了一个示意图如图所示，图中实线表示子弹刚碰到木块时的位置，虚线表示子弹刚穿出木块时的位置，则该示意图的一个不合理之处是()A．子弹打穿木块的过程中，木块应该静止不动 B．子弹打穿木块的过程中，子弹对地的位移应小于木块长度 C．子弹打穿木块的过程中，木块对地的位移应小于木块长度 D．子弹打穿木块的过程中，子弹向右运动，木块向左运 解析：该题利用计算法较为复杂，用逐步淘汰法则很简单．由于地面是光滑的，子弹打穿木块的过程中木块一定会向右运动，所以选项A、D均错误．子弹打穿木块的过程中，子弹位移的大小等于木块位移的大小与木块的长度之和，所以选项B一定错误．那么剩下的选项C是该题的唯一正确答案。 例题4：质量不等的A、B两小球在光滑的水平面上沿同一直线向同一方向运动，A球的动量为5kgm／s，B球的动量为7kgm／s．当A球追上B球时发生碰撞，碰撞后B球动量的增量为2kgm／s，则下列关于A、B两球的质量关系，可能正确的是：() 解析：本题属于碰撞问题．结合两小球运动的实。36。【点评】：对于题干或选项中有“可能”、“不可能”、“一定”等字样的选择题，如何运用所学知识迅速找出反例排除不正确的选项是解题的关键。 三、特值代入法 它是让题目中所涉及的某一物理量取特殊值，通过相对简单的分析和计算进行判断的一种方法．它适用于将特殊值代人后能将错误选项均排除出去的选择题，即单项选择题．当然，也可以作为二种将正确的选项范围缩小的方式应用于不定项选择题的解答中． 例题5：如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为m。的平盘，盘中有一物体，质量为m，当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了l．现向下拉盘使弹簧再伸长△l后停止，然后松手放开．设弹簧总处在弹性限度以内，则刚松手时盘对物体的支持力等于() 应用特值代入法如下，根据题干和选项的特点，每一个选项中都有△l，所以对△l取特殊值零，即盘静止时对物体的支持力应等于mg．而当△l等于零时，只有A选项的数值等于mg，所以只有选项A正确． 例题6：在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人．假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d．如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩艇登陆的地点离O点的距离为() 解析：摩托艇登陆的地点必与水流的速度v1有关故先将B排除，当水流的速度v1＝0时，登陆地点到O点的距离是零．将v1＝0分别代入A、C、D选项，只有D是符合题意的．所以正确答案是D． 【点评】：由以上的分析和解答我们可以观察到，当题目所设置的选项均是由物理字母表示的数值时，在一些情况下，用特值代入法解题十分简便．这种方法也可以配合排除法等方法在解答不定项选择题时使用． 四、作图分析法 “图”在物理学中有着十分重要的地位，它是将抽象物理问题直观化、形象化的最佳工具．中学物理中常用的图有示意图、过程图、函数图、矢量图、电路图和光路图等等．若题干或选项中已经给出了函数图，则需从图象纵、横坐标的物理意义以及图线中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”和“面积”等诸多方面寻找解题的突破口．用图象法解题不但快速、准确，能避免繁杂的运算，还能解决一些用一般计算方法无法解决的问题． 例题7：一物体做加速直线运动，依次通过A、B、C三点，AB＝BC，物体 在AB段的加速度为a1，在BC段的加速度为a2，且物体在B点的则()A．a1>a2B．al=a2C．a1 D．不能确定 解析：依题意作出物体的v一t图象如图所示．图线下方所围成的面积表示物体的位移．由几何知识知图线②、③不满足AB＝BC，所以只能是①这种情况．因为斜率表示加速度，所以a1 。 37。例题8：一颗速度较大的子弹，水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，则当子弹入射速度增大时，下列说法中正确的是()A．木块获得的动能变大 B．木块获得的动能变小 C．子弹穿过木块的时间变长 D．子弹穿过木块的时间变短 解析：子弹以初速度V0穿透木块的过程中，子弹、木块在水平方向都受恒力作用，子弹做匀减速运动，木块做匀加速运动，子弹、木块运动的V--t图如图中实线所示．图中OA、VB分别表示子弹穿过木块的过程中木块、子弹的运动图象，而图中梯形0ABV0的面积表示子弹相对木块的位移即木块长l．当子弹入射速度增大变为V0"时，子弹、木块的运动图象便如图中虚线所示，梯形OA"B"V0"的面积仍等于子弹相对木块的位移即木块长Z，故梯形OABV0与梯形OA"B"V0"的面积相等．由图可知。当子弹入射速度增加时，木块获得的动能变小，子弹穿过木块的时间变短，所以本题的正确答案是B、D． 【点评】：在利用作图分析法解题时，如何能根据题意将题目中抽象的文字用图象正确地表现出来是解题的关键．在画图时，要特别注意状态变化连接处的特征和前后不同过程的区别和联系，同时也要将这种区别和联系表现在图象上． 五、极限分析法 将某些物理量的数值推向极致(如：设定摩擦因数趋近零或无穷大、电源内阻趋近零或无穷大、物体的质量趋近零或无穷大等等)，并根据一些显而易见的结果、结论或熟悉的物理现象进行分析和推理的一种办法． 例题9：如图所示，在一粗髓的水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，用原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数均为μ．现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时，两木块间的距离为() 解与m2无关，故选A项． 例题10：平行玻璃砖的厚度为d，折射率为n，一束光线以入射角α射到玻璃砖上，出射光线相对于入射光线的侧移距离为△ｘ，如图所示，则Δｘ决定于下列哪个表达式() 解析：由于△x随厚度d、入射角α、折射率ｎ2的减小而减小，因此若将d、α、ｎ推向极限，即当α=O时△x=0，d=0时△x=0，n=1时Δx=0．考查四个选项中能满足此三种情况的只有C项．故选C项． 【点评】：值得注意的是，当题干中所涉及的物理量随条件做单调变化时，采用该办法解题较为筒捷．但是，若题干中所涉及的物理量随条件不是单调变化(如先增大后减小或先减小后增大)时，该办法一般不再适用． 六、单位判断法 从物理量的单位出发筛选出正确答案．如果等式两边单位不一致，或所列选项的单位与题干要求量不统一，则肯定有错误；或者，尽管式子两边的单位一致，却仍不能确保此式肯定正确，因为用单位判断法不能确定常数项的正确与否． 例题11：一平行板电容器带电量为Q，两极板的正对面积为S、间距为d，极板间充满介电常数为ε的电介质，则极板间的场强为 ()。38析：弹簧对m1的拉力与m1所受的摩擦力平衡，当m1的质量越小时摩擦力越小，弹簧的拉力也越小．当m1的值等于零时(极限)，则不论m2多大，弹簧的伸长量都为零，说明弹簧的伸长量。解析：因介电常数ε没有单位，此题不用对它作分析计算，仅需将其表 达式与点电荷场强的公式相比较，一眼就可以看出在表达式的单位上，B、C、D均不符合要求，正确选项只能是A． 例题12：用下列哪组数据可算出阿伏加德罗常数 （） A．水的密度和水的摩尔质量 B．水的摩尔质量和水分子的体积 C．水分子的体积和水分子的质量 D．水分子的质量和水的摩尔质量 解析：因为所要表达的阿伏加德罗常数的单位是“个／摩尔”，从所给选项可知，只有选项D可以得到这个单位，故只有D是正确答案． 【点评】：利用“单位判断法”有时可以在解题中起到意想不到的效果．该方法可以与逐步淘汰法结合使用． 七、类比分析法 所谓类比，就是将两个(或两类)研究对象进行对比，分析它们的相同或相似之处、相互的联系或所遵循的规律，然后根据它们在某些方面有相同或相似的属性，进一步推断它们在其他方面也可能有相同或相似的属性的一种思维方法．在处理一些物理背景很新颖的题目时，可以尝试着使用这种方法． 例题13：两质量均为M的球形均匀星体，其连线的垂直平分线为MN，O为两星体连线的中点，如图所示．一质量为m的小物体从O点沿着OM方向运动，则它受到的万有引力大小的变化情况是 A．一直增大B．一直减小 C．先增大后减小D．先减小后增大 解析：由于万有引力定律和库仑定律的内容和表达式的相似性，故可以将该题与电荷之间的相互作用类比，即将两个星体类比于等量同种电荷，而小物体类比于异种电荷．由此易得C选项正确． 八、整体分析法 当题干中所涉及到的物体有多个时，把多个物体所构成的系统作为一个整体来进行研究是一种常见的解题思路，特别是当题干所要分析和求解的物理量不涉及系统内部物体间的相互作用时． 例题14：如图所示，质量为Ｍ的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为ｍ的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动．A、C为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O在同一水平线上的点．小滑块运动时，物体Ｍ在地面上始终静止不动，则物体Ｍ对地面的压力Ｎ和地面对Ｍ的摩擦力的有关说法中正确的是()A．小滑块在A点时，Ｎ>Ｍｇ，摩擦力方向向左 B．小滑块在B点时，Ｎ=Ｍｇ，摩擦力方向向右 C．小滑块在C点时，Ｎ>(Ｍ+ｍ)ｇ，M与地面间无摩擦 D．小滑块在D点时，Ｎ=(Ｍ+ｍ)ｇ，摩擦力方向向寿 解析：以Ｍ和小滑块的整体为研究对象．当小滑块运动到A点时，系统中的部分物体(滑块)只有竖直向下的加速度没有水平加速度，而Ｍ又一直静止不动，故地面对整体没有摩擦力，所以A选项错误． 当小滑块运动到B点时，系统中的部分物体(滑块)既有水平向右的向心加速度又有竖直方向上的加速度g，滑块处于完全失重，而Ｍ又一直静止不动，故地面对整体的摩擦力方向向右，地面对整体的支持力大小等于Ｍｇ，所以B选项正确． 当小滑块运动到C点时，系统中的部分物体(滑块)只有竖直向上的加速度(超重)没有水平加速度，而M又一直静止不动，故地面对整体没有摩擦力，同时N也大于(Ｍ+ｍ)ｇ，所以C选项正确．同理可得D选项错误 例题15：如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上，圆 糙的水平直杆MN上．现用水平力F拉着绳子上的一一点O，使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终在原位置保持不动．则在这一过程中，环对杆的摩擦力f对杆的压力N的变化情况是()A．ｆ不变，N不变 B．ｆ增大，N不变 C．f增大，N减小 D．ｆ不变，N减小 解析：以Ｏ点为研究对象，Ｏ点受三力作用而处于平衡状态，易得在这一过程中拉力F在不断变大．再将圆环、轻绳和小球的整体作为研究对象，由受力分析易得，ｆ增大而N不变，B正确。。39。【点评】：在很多情况下，整体法和隔离法是互相依存、相互补充的，这两种办法配合起来交替使用，常能更有效地解决问题． 九、等效转换法 有些物理问题用常规思维方法求解很繁琐，而且容易陷入困境，如果我们能灵活地转换研究对象、或是利用逆向思维，或是采用等效变换等思维方法，则往往可以化繁为简． 例题16：如图甲所示，把系在轻绳上的A、B两球由图示位置同时由静止释放(绳开始时拉直)，则在两球向左下摆动时，下列说法中正确的是() ①绳OA对A球做正功 ②绳AB对B球不做功 ③绳AB对A球做负功 ④绳AB对B球做正功 A．①②B．③④C．①③ D．①④ 解析：粗略画出A、B球的运动轨迹，就可以找出绳与球的运动方向的夹角，进而可以判断做功情况．由于OA绳一直张紧且0点不动，所以A球做圆周运动，OA绳对A球不做功．而B球是否与A球一起做圆周运动呢?让我们用模拟等效法分析． ． 设想A、B球分别用两条轻绳悬挂而各自摆动，若摆角较小，则摆动周期为T＝2π√Ｌ/ｇ，可见摆长越长，摆得越慢，因此A球比B球先到达平衡位置(如图乙)．可见绳AB的张力对A的运动有阻碍作用，而对B球的运动有推动作用，③④的说法正确，所以正确的答案为B． 【点评】：等效变换法在高中物理的解题中是很常用的方法，它分为物理模型等效变换、参照系等效变换、研究对象等效变换、物理过程等效变换、受力情况等效变换等等，请同学们在解题时注意体会． 十、构建模型法 物理模型是一种理想化的物理形态，是物理知识的一种直观表现．模型思维法是利用抽象、理想化、简化、类比等手段，突出主要因素，忽略次要因素．把研究对象的物理本．质特征抽象出来，从而进行分析和推理的一种思维方法． 例题17：为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为ａ、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面的方向上加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个侧面固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积)，下列说法中正确的是 A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面的电势高 B．前表面的电势一定低于后表面的电势，这与哪种离子多无关 C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大 D．U与污水流量Q成正比，与a、b无关 例题18：如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b通过导线与恒定电源的两极相接．若声源S做简谐振动，则()A．在a振动过程中，a、b板间有电磁波产生 B．在a振动过程中，a、b板所带电量不变 C．在a振动过程中，灵敏电流计中通过频率和声波频率一致的交变电流 D．a向右的位移最大时，a、b板所构成的电容器的电容最大 【点评】：在遇到以新颖的背景、陌生的材料和前沿的知识为主题的，联系工农业生产、高科技或相关物理理论的题目时，如何能根据题意从题干中抽象出我们所熟悉的物理模型是解题的关键．。40。欢迎您的下载，资料仅供参考！ 致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等 打造全网一站式需求。41