高中物理综合题难题汇编(五)

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高中物理综合题难题汇编(五)

高中物理综合题难题汇编(5)

1. (15分)如图是用高电阻放电法测电容的实验电路图,其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下:①按电路图接好实验电路;②接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针接近满刻度,记下这时的电压表读数U0=6.2 V和微安表读数I0=490 μA;③断开电键S并同时开始计时,每隔5 s或10 s 读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中;④根据表格中的12组数据,以t为横坐标,i为纵坐标,在坐标纸上描点(图中用“×”表示),则:

(1)根据图示中的描点作出图线;

(2)试分析图示中i-t图线下所围的“面积”所表示的物理意义

(3)根据以上实验结果和图线,估算当电容器两端电压为U0所带的电量Q0,并计算电容器的电容。

2. (20分)一宇宙人在太空(那里万有引力可以忽略不计)玩垒球。辽阔的太空球场半侧为均匀电场E,另半侧为均匀磁场B,电场和磁场的分界面为平面,电场方向与界面垂直,磁场方向与垂直纸面向里。宇宙人位于电场一侧距界面为h的P点,O点是P点至界面垂线的垂足,D点位于纸面上O点的右侧,OD与磁场B的方向垂直,OD = d 。如图所示,垒球的质量为m,且带有电量– q(q>0)。

(1)宇宙人是否可能自P点以某个适当的投射角(与界面所成的θ角)

α及适当的初

速度

v投出垒球,使它经过D点,然后历经磁场一次自行回至P点?试讨论实现这一游戏,p

d必须满足的条件并求出相应的

α和p v。

(2)若宇宙人从P点以初速度

v平行与界面投出垒球,要使垒球击中界面上的某一D

o

点,初速度

v的指向和大小应如何?

o

3. (15分)质量为m ,带电量为q 的粒子以初速度v 0经过一个磁感应强度为B 的区域,该

区域的宽度为d ,粒子在运动过程中受到的阻力→

-=v k f 。问粒子至少以多大的速度进入磁场区,才能穿过该区域?

4. (15分)空间有一个水平方向的匀强磁场B ,磁场中有a ,b 两点,相距为s ,a 、b 连线

在水平面上且与B 垂直。一个质量为m ,电量为+q 的带电质点从a 点以速度 v 0对准b 射出,为了使它能够到达b ,v 0取什么值?

b

a

v

5. (20分)一根长的薄导体平板沿X 轴放置,板面位于水平位置,板的宽度为L ,电阻可

忽略不计,aebcfd 是圆弧形均匀导线,其电阻为3R ,圆弧所在的平面与X 轴垂直,圆弧的两端a 和d 与导体板的两个侧面相接触,并可在其上滑动。圆弧ae=eb=cf=fd=(1/8)圆周长,圆弧bc =(1/4)圆周长,一内阻Rg =nR 的体积很小的电压表位于圆弧的圆心O 处,电压表的两端分别用电阻可以忽略的直导线与b 和c 点相连,整个装置处在磁感应强度为B 、方向竖直向上的匀强磁场中。当导体板不动而圆弧导线与电压表一起以恒定的速度v 沿X 轴方向平移运动时

(1)求电压表的读数;

(2)求e 点与f 点的电势差U e —U f 。

6. (15分)PQ n Q n P 是由若干正方形导线方格PQ 11P Q ,2211P Q Q P ,3322P Q Q P , …,

n n 1n 1n P Q Q P --构成的网络,如图1所示。

方格每边长度 l = 10.0 cm 边Q 1Q ,21Q Q ,32Q Q …与边P 1P ,21P P ,32P P ,…的电阻都等于r ,边PQ ,11Q P ,22Q P ,…的电阻都等2 r 。已知PQ 两点间的总电阻为C r ,C 是一已知数。在x > 0的半空间分布有随时间t 均匀增加的匀强磁场,磁场方向垂直于Oxy 平面并指向纸里,如图2所示,

今令导线网络PQ n Q n P 以恒定的速度v = 5.0 cm/s ,沿x 方向运动并进入磁场区域。在运动过程中方格的边PQ 始终与y 轴平行。若取PQ 与y 轴重合的时刻为t = 0 ,在以后任一时刻t 磁场的磁感应强度为B = bt B 0+,式中t 的单位为s ,0B 为已知恒量,b = 0.100B 。求t = 2.5 s 时刻,通过导线PQ 的电流(忽略导线网络的自感)。

7. (15分)有一匀质细导线弯成的半径为a 的圆线圈和一内接等边三角形的电阻丝组成的

电路(电路中各段的电阻值见图)。在圆线圈平面内有垂直纸面向里的均匀磁场,磁感应强

度B

随时间t 均匀减小,其变化率的大小为一已知常量k 。已知21r =32r 。试求图中A 、B

两点的电势差A U -B U 。

8. (20分)位于竖直平面内的矩形平面导线框abcd。ab长为l1,是水平的,bc长为l2,线框的质量为m,电阻为R.。其下方有一匀强磁场区域,该区域的上、下边界PP′和QQ′均与ab平行,两边界间的距离为H,H>l2,磁场的磁感应强度为B,方向与线框平面垂直,如图所示。令线框的dc边从离磁场区域上边界PP′的距离为h处自由下落,已知在线框的dc边进入磁场后,ab边到达边界PP′之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值。问从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ′的过程中,磁场作用于线框的安培力作的总功为多少?

9. (15分)ABCD是闭合导线回路(导线外壳绝缘)总电阻为R,AB的一部分绕成初始半径为r0的圆圈。圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场,回路的B端固定,C 、D 为自由端。

(1)若A端在沿BA方向的恒力F的作用下向右移动,使圆圈缓慢缩小。设在圆圈缩小的过程中,始终保持圆的形状,导体回路是软的,阻力可忽略,求此圆圈从初始半径r0 到

完全闭合所需要的时间。

(2)若A 端沿BA 方向以恒定速度v 向右移动,使圆圈缓慢缩小的过程中,回路始终保持圆形,求从初始半径r 0 到完全闭合拉力所做的功。

10. 解析:

(1)万有引力提供向心力

2

r

GMm =m ω2

r=m(T π2)2r (1分) 整理得23t r ==24πGM

(1分)

由开普勒定律及上面推证知任一椭圆中上式同样适用:k=23t

r == 2

4πGM

(1分) 由图知半长轴r=(209+2×6400+49991)/2 km (1分) =31500km(或315×105m) (1分)

T=GM

r 3

24π (1分)

=24915

3100.61015

1

10315104??????-s=0.64天 (1分)

从近地点A 运行到远地点B 的时间t=T/2=0.32天 (1分) (2)设近地点A 和远地点B 所在轨道处的极小圆弧的半径为ρ 依题意和万有引力提供向心力得:

f A =2

1)(R L GMm

+=m ρ2A V (1分) f B =2

2)(R L GMm

+=m ρ2B V (1分)

联立解得V A ·(L 1+R)=V B (L 2+R) (1分) (3)由机械能守恒及上面的证明得:

21mV 2A -R L GMm +1=21mV 2

B -R L GMm +2 (1分)

21mV 2A -R L GMm +1=21mV 20-R

GMm (1分)

V A·(L1+R)= V B(L2+R)

联立解得V

0=

R

R

L

L

R

L

L

GM

)

2

(

)

(

2

2

1

2

1

+

+

+

+

(2分)

代入数据得V0=10.6km/s (2分)

11. (13分)如图所示质量为m的子弹击中并穿过放在光滑水平地面上的木块,若木块对子弹的阻力f恒定,欲使木块获得动能大些,对子弹质量m和子弹速度v0有何要求?推导三者关系并讨论。

12. (14分)如图所示,AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线方向水平。一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的C点,轨迹如图中虚线BC所示,已知它落地时相对于B的水平位移OC=l.现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带,传送带的右端到B点的距离为l/2.当传送带静止时,让P再次从A点由静止释放,它离开轨道并在传道带上滑行后从右端水平飞出,仍然落在地面的C点.当驱动轮转动从而带动传送带以速度v匀速向右运动时(其它条件不变),P的落地点为D.(不计空气阻力)

(1)求P滑至B点时的速度大小;

(2)求P与传送带之间的动摩擦因数;

(3)求OD之间的距离s=?

13. (18分)如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上,两轨道之间的距离l=0.50m。轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.50m。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64 T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合。现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的

左边界s=2.0m处。在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′。已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10m/s2,求:

(1)导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向;

(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量;

(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。

14. (20分)示波器的核心部分为示波管,

如图甲所示, 真空室中电极K发出电子(初

速不计),经过电压为U1的加速电场后,由

小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入

板中。板长L ,相距为d ,在两板间加上

如图21乙所示的正弦交变电压,前半个周

期内B板的电势高于A板的电势,电场全部

集中在两板之间,且分布均匀。在每个电子

通过极板的极短时间内,电场可看作恒定

的。在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿-x方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动。 (已知电子的质量为m ,带电量为e , 不计电子重力)。求:

(1)电子进入A、B板时的初速度;要使所有的电子都能打在荧光屏上,图乙中电压的最大值U0需满足什么条件?

(2)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置? 计算这个波形的峰值和长度. 在如图丙所示的x -y坐标系中画出这个波形。

15. (20分)某同学设计了一种测定风力的装置,其原理如图所示,迎风板与一轻弹簧的

一端N相连接,穿在光滑的金属杆上。弹簧是绝缘材料制成的,其劲度系数k=1300N/m,自然长度为L0=0.5m,均匀金属杆用电阻率较大的合金制成,迎风板面积S=0.5m2,工作时总是正对着风吹来的方向。电路中左端导线与金属杆M端相连,右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好。限流电阻的阻值R=1,电源的电动势E=12V,内阻r=0.5

1=3.0V;如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧,电压表的示数为U2 =2.0V,求:

(1)金属杆单位长度的电阻;

(2)此时作用在迎风板上的风力。

16. (20分)“头脑风暴法”是上个世纪风

靡美国的一种培养学生创新思维能力的方

法,某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”

以“攻击距地面500km的轨道上人造地球卫

星”或“清理此轨道上的太空垃圾”为题请

同学们提出最简单、最适用、最省钱的方案,某同学提出用世界上弹性最好的纳米材料制成一张大网,然后用多级火箭将其同卫星正常运动方向相反发射到卫星轨道上,可以把同一轨道上逆向运行的卫星和太空垃圾一网打进,另一同学建议改用一大把弹丸(设弹丸的质量为4.0g),g取10m/s。

(1)弹丸相对卫星参考系的动能是多少?

(2)若地面步枪质量是4g子弹速率为950m/s,则子弹与弹丸的动能之比是多少?用纳米材料制成大网将同一轨道上卫星和垃圾一网打尽的方案是否可行?

答案

一、计算题

1. 解析:

(1)根据描点绘出圆滑的曲线如图所示.

注:(a)绘出折线不得分;(b)绘出的曲线应与横轴相切,否则酌情扣分.

(2)图中i-t 图线下所围的“面积”表示断开电键后通过电阻R 的电量,即电容器两端电压为U 0时所带电量为Q .

(3)根据绘出图线,估算“面积”格数约32~33格(此范围内均得分,下同). 因此,电容器电容为U 0时,带电量(Q 0)约为8.00×10-

3 C ~8.25×10-

3 C

由C =

U

Q 得,电容器电容(C )约为:1.30×10-3 F ~1.33×10-

3 F 评分:(1)绘图正确得4分;(2)“面积”意义分析正确得5分;(3)电容计算正确得5分

2. 解析:

(1)首先建立直角坐标系。使x 与OD 重合,y 与OP 重合。球有平抛、斜向上和斜下抛三情形。若球投向y 轴的右侧,当球达到分界面上的D 的速度为D v ,D v 与x 轴的夹角

为α,球沿半径为R 的圆周运动,达到界面的'D ,又从'

D 回到抛出点。d Od OD =='

qB

mv qB mv R d y D

-

==

=ααsin sin (1) m

qBd

v y -

= (2) 球在电场区的加速度为a ,m

qEh

ah v v Py Dy 222

2

-

==-

qEhm d B q m

v py 21

222-±

= (3) +,-分别表示在P 点斜上抛与斜下抛的情况。设球从抛出点到D 的时间为τ,则:

ττm

qE

v a v v py py Dy -

=-= (4) px

v d

=

τ (5) 将(2)(5)代入(4) px

py mv qEd

v m qBd -

=-

得:qEhm

d B q qBd qEd

v px 22

2

2

-±=

(6)

因(3)和(6)必须是实数,所以有2

2qB

Ehm

d ≥

(7) (a )若2

2qB Ehm

d =

(8) 则由(3)和(6)得0=py v ,B E v px =

,即B

E v p =(9) 00=α (10)

(b )若2

2qB Ehm

d >

(11) 则2

/122222222222

/12222)

(???

?

????-+-±=+=m qEmh d B q qEmh d B q qBd d B q v v v py px p

???

?

??

??-±-=-mqEd qEmh d B q qBd mEh d B q 22tan 22222210α (c )2

2qB

Ehm

d <

时候无论怎样都不能回到出发点。 (2)击中D 点有三种方式

(a )从P 点抛出后经过电场区,直接到D 点,若所经历的时间为t ,则由

2

21t m

qE h =

,t v d 0=

得:hm

qE

d

v 20=

(2)从抛出点“下落”然后经过磁场回转,又由电场区斜上抛,如此循环,历经磁场n 次循环,最终在电场区斜上抛到D 。设自P 点平抛的水平射程n d OD =1,球经磁场回旋一次,在x 轴方向倒退⊥=R D D 221

x

从D 2出磁场后经电场区斜上抛运动,球在x 轴方向前进n d 2,如此经n 次循环后从电场区达到D ,有d nR nd d n n =-+⊥22

求得:1

22++=

n nR

d d n

若抛出点的初速度为n v 0,有2

21t m

qE h =,t v d n n 0= 求得:??

?

???++=

B E n m h qE d n v n 221210

(c )从抛出点“下落”然后经过磁场回转,又由电场区斜上抛,如此循环,历经磁场

n 次循环,最终在磁场区到D 。设自P 点平抛的水平射程'

1n d OD =,球经磁场回旋一次,

在x 轴方向倒退⊥=R D D 221

x

m

qEh

qB m qB v m qB mv R R Dy D 2sin sin =

===⊥αα 从D 2出磁场后经电场区斜上抛运动,球在x 轴方向前进n d 2,如此经n 次循环后从电

场区达到D ,有d nR d n d n n =--+⊥2)1(2'

'

若抛出点的初速度为'

0n v ,有2

21t m

qE h =

,t v d n n 0=

求得:??

?

???+-=

B E n m h qE d n v n 22121'

3. 解析:

粒子以和边界成θ角的速度0v 进入磁场,粒子进入磁场后受到洛仑磁力F 和阻力f

B qv F 0=

kv f =

建立xoy 直角坐标系,水平方向为x ,竖直方向为y 设任意时刻粒子速度的两个分量分别为x v ,y v 有t kv qBv v m y x y ?-=?)(

t kv qBv v m x y x ?--=?)(

由x t v x ?=? y t v y ?=? 可有:ky qBx v v m y -=-)sin (0θ

kx qBy v v m x --=-)cos (0θ

注意到刚好越过磁场区时应有d y =,0=x v

由以上有:)

sin (cos 20θθqB k

m qB

d

k qBd v ++

=

222201)

sin (cos B

q k m qBd qB

k m qB

d k qBd v +≥++

=θθ

4. 解析:

(1)如果洛仑磁力恰好和粒子重力抵消,则B qv mg 01=

qB

mg

v =

01 (2)如果010v v ≠,则可将0v 分解01v ,02v ,01v 必须指向b 的,它产生的洛仑磁力恰好和粒子重力抵消,因此由02v 产生的洛仑磁力使粒子作圆周运动。最后粒子作的是圆周运动和匀速直线运动的合运动

运动周期qB m T π2=

,如果01

v s

t =是T 的整数倍,粒子一定能达到b ,这时有: qB

m

n mg sqB π2= 即B

q g m n s 2202π=

可见0s 与0v 无关,如果0s s ≠,v 必须为qB

mg

v =

01。如果0s s =,v 可以取任意值。 5. 解析:

弧bc 段的感应电动势BLv =1ε,弧ae 的感应电动势2/)12(2-=BLv ε。其余各弧段的感应电动势的大小都等于2/)12(2-=BLv ε,连接电压表的每根导线中的感应电动势大小2/3BLv =ε

11ε+-=-R I U U c b

333εε++-=-g c b R I U U R I U U c b 22=-

注意到:312εε=,nR R g =

可以求得:电压表的读数)23/(3+==n bBLv nR I V (2)e 点与f 点的电势差22222/2/ε++=-R I R I U U f e

[]

BLv n n U U f e 12)23/()1(-+++=- 6. 解析:

网络由n 个方格构成,用Rn 表示PQ 两端的电阻,则:

Cr R n =

设P 1Q 1左边所有方格的总电阻为R n-1,

r

R r

r R R n n n 4)2(211++=

--

n

n n R r r R r R --=

-2)

(41

121

4()

2n n n r R r R r R ----=

-

依次类推,可以求出 P 1Q 1左边所有的总电阻。 在网络沿x 运动时,每一方格子通过y 轴的时间为s v

T 21

== 在t=2.5s ,有一个完整的方格在磁场中。如图。

令方格PQQ1P1中的电动势为1ε 有124ε=-ir ir

方格PQ1Q2P1中电动势为2ε

2211)2)((2ε=+++-n R r i i r i

因为方格PQQ1P1全部在磁场中,b l t 2

1/=??=?ε 方格PQ1Q2P1中电动势为b l blvt lv B 2022-+=ε

由以上求得:2

2

222020)4()2(2--+++-+=n n brR r b

l R r b l blvt lv B r i r C C R n --=

-2)1(41,r C

C R n 3412

102--=-

代入数据:r

B C

i 031084156-?-=

7. 解析:

对半径为a 的圆电路:'

11112

2I r I r k a +=π

对等边三角形回路,'

22222224/33I r I r k a +=

对于由弦AB 和弧AB 构成的回路

2211223/)4/33(I r I r k a a -=-π

对节点B :'

2'121I I I I +=+

又1123/r I k a U U A B -=-π

3

21

2r r =

求得:32

32k

a U U B A -=-

8. 解析:

设线框在(1)位置时进入磁场,速度为1v (2)位置达到速度的最大值2v ,(2)到(3)为匀速运动。(3)到(4)以加速度g 下降,没有感应电流。

gh v 21= (1)

在(2)位置:

22

121v R

l B BIl mg ==

2

122l B m gR

v =

(2) 设从(1)位置到(2)位置,线框下降x .此阶段安培力做功为1W

212212

121mv mv W mgx -=

+ mgh l B R g m mgx W -+-=4

1

42

2312 (3) 线框速度达到2v 后,dc 边匀速下降距离为x l -2,此过程安培力做功为2W

)(22x l mg W --= (4)

整个过程安培力做功4

142

232212)(l B R g m h l mg W W W ++-=+= 9. 解析:

(1)设:当时间为t ,半径为r 时,在t ?的短时间内,半径变化r ?,则感生电流为

R

t r r B R t R

I )

/2(/??=??=

=

π?ε

取圆圈的一小段,其圆心角为θ?,绳中张力为T ,

θθ

?-=?=?

BIr l BI T 2

2

T=F

r R r B t F ?-=?3

022π

可得:RF

r B t 323

02π=

(2)当时间为t ,半径为r 时,在t ?的短时间内,半径变化r ?。t

r v ??=π2 则感生电流为R

Bvr

R t r r B R t R

I =??=??=

=

)/2(/π?ε

取圆圈的一小段,其圆心角为θ?,绳中张力为T ,

θθ

?-=?=?

BIr l BI T 2

2

R

v r B T 22-=

)2(222r R v

r B r T l T W ?-=?=?=?ππ

可得:R

v

r B W 32302π=

10. 解析:

(1)万有引力提供向心力

2

r GMm =m ω2

r=m(T π2)2r (1分)

整理得23t r ==24πGM

(1分)

由开普勒定律及上面推证知任一椭圆中上式同样适用:k=23t

r == 2

4πGM

(1分) 由图知半长轴r=(209+2×6400+49991)/2 km (1分) =31500km(或315×105m) (1分)

T=GM

r 3

24π (1分)

=24915

3100.61015

1

10315104??????-s=0.64天 (1分)

从近地点A 运行到远地点B 的时间t=T/2=0.32天 (1分) (2)设近地点A 和远地点B 所在轨道处的极小圆弧的半径为ρ 依题意和万有引力提供向心力得:

f A =2

1)(R L GMm

+=m ρ2A V (1分) f B =2

2)(R L GMm

+=m ρ2B V (1分)

联立解得V A ·(L 1+R)=V B (L 2+R) (1分) (3)由机械能守恒及上面的证明得:

21mV 2A -R L GMm +1=21mV 2B -R L GMm +2 (1分) 21mV 2A -R L GMm +1=21mV 20-R

GMm (1分) V A ·(L 1+R)= V B (L 2+R) 联立解得V 0=

R

R L L R L L GM )2()

(22121++++ (2分)

代入数据得V 0=10.6km/s (2分)

11. 解析:

设木块的质量为M,子弹穿出木块后子弹的速度为1v ,木块的速度为2v

m

E v k k v kv v m E kv kv v v m

E kv v v m

M

k kv v v E Mv mv mv Mv mv mv ?+

++-=?++-=?+

+==-=???

???++=+=2)(22)(2)4(21212

1)3(2

22202022220202

221202012

221202

10分分 022)(202

22

=?+

-+m

E v kv v k k k

)

1(2)(8422

2

0202++?-

-=

k k k k m E v k kv v k

)

1()1

1(22

00++?-

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k k m E v v k ?

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-=)11(2)1()1

1(22

0202

020k m E v v k k m E v v

?????

?+?-+++?=

)11(2)1(

)11(

22020M m E v v m M M

m E

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????+?-+++?=

)11(2)11(

)1

1(

22

020M m E v v M m M M

m E

?

????

?+?-+?=

)11(222

020M m E v v M E

由上式可看出,

0v 越大,2v 越小,木块动能越小;

m 越大,2v 越小,木块动能越小 (6分)

12. 解析:

(1)物体P 在轨道上滑动时机械能守恒,由2

02

1mv mgh =得物体P 滑到B 点时的速度为gh v 20= (4分)

(2)当没有传送带时,物体离开B 点后作平抛运动,运动时间为t ,gh

l

v l t 20=

=

,当B 点下方的传送带静止时,物体从传送带右端水平抛出,在空中运动的时间也为t ,水平位移为

2l

,因此物体从传送带右端水平抛出的速度为2

2201gh

v v ==,根据动能定理,物体在传送带上滑动时,有 21202

1212v mv l mg -=μ,解出物体与传送带之面的动摩擦因数为l

h

23=

μ (4分) (3)(一)若0v v =,则B 平抛时,2

321l

l l S =+= (2分) (二)若0v v >,物块加速

① 222

02

l

a

v v >-,未能共速 其中 l

hg

g a 23==μ

2010高中物理易错题分析集锦——11电磁感应

第11单元电磁感应 [内容和方法] 本单元内容包括电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念,以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。 本单元涉及到的基本方法,要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题;能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题;会用图象表示电磁感应的物理过程,也能够识别电磁感应问题的图像。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:概念理解不准确;空间想象出现错误;运用楞次定量和法拉第电磁感应定律时,操作步骤不规范;不会运用图像法来研究处理,综合运用电路知识时将等效电路图画错。 例1在图11-1中,CDEF为闭合线圈,AB为电阻丝。当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,电源的哪一端是正极? 【错解分析】错解:当变阻器的滑动头在最上端时,电阻丝AB因被短路而无电流通过。由此可知,滑动头下移时,流过AB中的电流是增加的。当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感强度的方向是“×”,再由右手定则可知,AB中的电流方向是从A流向B,从而判定电源的上端为正极。 楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化”,所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数,因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部。 【正确解答】 当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,它在线圈内部产生磁感强度方向应是“×”,AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”,所以,AB中电流的方向是由B流向A,故电源的下端为正极。 【小结】 同学们往往认为力学中有确定研究对象的问题,忽略了电学中也有选择研究对象的问题。学习中应该注意这些研究方法上的共同点。 例2长为a宽为b的矩形线圈,在磁感强度为B的匀强磁场中垂直于磁场的OO′轴以恒定的角速度ω旋转,设t= 0时,线圈平面与磁场方向平行,则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是[ ]

高中物理公式汇编大全 (1)

高中物理公式、规律汇编表 一、力学公式 1、 胡克定律: F = kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数,只与弹簧的原长、 粗细和材料有关) 2、 重力: G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化) 3 、求F 、 的合力的公式: F=θCOS F F F F 212 22 12++ 合力的方向与F 1成α角: tg α= 注意:(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。 (2) 两个力的合力范围: ? F 1-F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 4、两个平衡条件: (1) 共点力作用下物体的平衡条件:静止或匀速直线运动的物体,所受合外力 为零。 ∑F=0 或∑F x =0 ∑F y =0 推论:[1]非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。 [2]几个共点力作用于物体而平衡,其中任意几个力的合力与剩余几个力 (一个力)的合力一定等值反向 ( 2 ) 有固定转动轴物体的平衡条件: 力矩代数和为零. 力矩:M=FL (L 为力臂,是转动轴到力的作用线的垂直距离) 5、摩擦力的公式: (1 ) 滑动摩擦力: f= μN 说明 : a 、N 为接触面间的弹力,可以大于G ;也可以等于G;也可以小于G b 、 μ为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面 积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关. (2 ) 静摩擦力: 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关. 大小范围: O ≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力,与正压力有关) 说明: a 、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一 定 夹角。 b 、摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。 c 、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 d 、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。 6、 浮力: F= ρVg (注意单位) 1

高中物理电磁感应综合问题

电磁感应综合问题 电磁感应综合问题,涉及力学知识(如牛顿运动定律、功、动能定 理、动量和能量守恒定律等)、电学知识(如电磁感应定律、楞次定律、 直流电路知识、磁场知识等)等多个知识点,其具体应用可分为以下 两个方面: (1)受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是:导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……,周而复始,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定运动状态。要画好受力图,抓住a=0时,速度v达最大值的特点。 (2)功能分析,电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例 如:如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时,重力势能减小,一 部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能,最终在 R上转转化为焦耳热,另一部分转化为金属棒的动能.若 导轨足够长,棒最终达到稳定状态为匀速运动时,重力势 能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能,因此,从 功和能的观点人手,分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系,往往 是解决电磁感应问题的重要途径. 【例1】如图1所示,矩形裸导线框长边的长度为2l,短边的长度 为l,在两个短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计,导线框一长边

及x 轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的磁场,磁场的感应强度满足关系)sin(l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 及短边平行且 及长边接触良好,电阻也是R ,开始时导体棒处于x=0处,从t=0时刻起,导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动,求: (1)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律; (2)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案:(1))()(sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤=π (2)R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示,两条互相平行的光滑金属导 轨位于水平面内,它们之间的距离为l =0.2m ,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x ≥0处有一及水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上,并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s 2,方向及初速度方向相反,设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好。求: (1)电流为零时金属杆所处的位置; (2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向; (3)保持其他条件不变,而初速度v 0取不同值,求开始时F 的方

人教版高中物理相互作用好题难题教学内容

2017年04月30日高中物理相互作用组卷 一.选择题(共14小题) 1.把一个薄板状物体悬挂起来,静止时如图所示,则对于此薄板状物体所受重力的理解,下列说法正确的是() A.重力就是地球对物体的引力 B.重力大小和物体运动状态有关 C.重力的方向总是指向地心的 D.薄板的重心一定在直线AB上 2.下列关于常见力的说法中正确的是() A.弹力、重力、支持力、摩擦力都是按照性质命名的 B.有规则形状的物体,其重心就在物体的几何中心 C.两接触面间有摩擦力存在,则一定有弹力存在 D.物体之间接触就一定产生弹力 3.下列说法中,正确的是() A.有受力物体,就必定有施力物体 B.力只能产生在相互接触的物体之间 C.施力物体施力在先,受力物体受力在后 D.力是一个物体就能产生的,而并不需要其他物体的存在 4.如图所示,一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙,底部有一阀门,打开阀门让细沙慢慢流出的过程中,球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会() A.一直下降B.一直不变C.先下降后上升D.先上升后下降 5.弹簧秤的秤钩上挂一个重2N的物体,当弹簧秤与所挂物体一起匀加速竖直上升时,弹簧秤示数可能出现下列哪个图所示情况?()

A.B.C.D. 6.如图所示,一轻弹簧竖直固定在地面上,一物体从弹簧上方某高处自由下落,并落在弹簧上,弹簧在压缩过程中始终遵守胡克定律.从球接触弹簧开始,直到把弹簧压缩到最短为止,小球的加速度大小() A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大 7.如图所示,某同学在擦黑板.已知黑板擦对黑板的压力为8N,与黑板间的动摩擦因数为0.4,则黑板擦与黑板间的滑动摩擦力为() A.2N B.3.2N C.20N D.32N 8.已知一些材料间动摩擦因数如下: 材料钢﹣钢木﹣木木﹣金属木﹣冰 动摩擦因数0.250.300.200.03 质量为1kg的物块放置于水平面上,现用弹簧秤沿水平方向匀速拉动此物块时, 读得弹簧秤的示数为3N,则关于两接触面的材料可能是(取g=10m/s2)()A.钢﹣钢B.木﹣木C.木﹣金属D.木﹣冰 9.物体A放在物体B上,物体B放在光滑的水平面上,已知m A=6kg,m2=2kg,A、B间动摩擦因数μ=0.2,如图.现用一水平向右的拉力F作用于物体A上,g=10m/s2,则下列说法中正确的是() A.当拉力F<12N时,A静止不动 B.当拉力F=16N时,A对B的摩擦力等于4N C.当拉力F>16N时,A一定相对B滑动 D.无论拉力F多大,A相对B始终静止

高中物理易错题分析集锦——7热学之令狐文艳创作

第七单元:热学 令狐文艳 [内容和方法] 本单元内容包括两部分,一是微观的分子动理论部分,一是宏观的气体状态变化规律。其中分子动理论部分包括分子动理论的基本观点、分子热运动的动能、分子间相互作用的势能和物体的内能等概念,及分子间相互作用力的变化规律、物体内能变化的规律、能量转化和守恒定律等基本规律;气体状态变化规律中包括热力学温度、理想气体和气体状态参量等有关的概念,以及理想气体的等温、等容、等压过程的特点及规律(包括公式和图象两种描述方法)。 本单元中所涉及到的基本方法是理想化的模型方法,其中在分子动理论中将微观分子的形状视为理想的球体,这是通过阿伏伽德罗常数对微观量进行估算的基础;在气体状态变化规律中,将实际中的气体视为分子没有实际体积且不存在相互作用力的理想气体,从而使气体状态变化的规律在误差允许的范围内得以大大的简化。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:对较为抽象的分子热运动的动能、分子相互作用的势能及分子间相互作用力的变化规律理解不到位,导致这些微观量及规律与宏观的温度、物体的体积之间关系不能建立起正确的关系。

对于宏观的气体状态的分析,学生的问题通常表现在对气体压强的分析与计算方面存在着困难,由此导致对气体状态规律应用出现错误;另外,本单元中涉及到用图象法描述气体状态变化规律,对于p—V,p—T,V—T图的理解,一些学生只观注图象的形状,不能很好地理解图象上的点、线、斜率等的物理意义,因此造成从图象上分析气体温度变化(内能变化)、体积变化(做功情况)时出现错误,从而导致利用图像分析气体内能变化等问题时的困难。 例1 下列说法中正确的是[ ] A.温度低的物体内能小 B.温度低的物体分子运动的平均速率小 C.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大 D.外界对物体做功时,物体的内能不一定增加 【错解分析】错解一:因为温度低,动能就小,所以内能就小,所以应选A 而温度低的物体分子平均动能小,所以速率也小。所以应选B。 错解三:由加速运动的规律我们了解到,物体的速度大小由初速和加速度与时间决定,随着时间的推移,速度肯定越来越快再由动能公式

高考物理复习资料高中物理综合题难题汇编(三)高考物理压轴题汇编

高考物理复习资料高考物理压轴题汇编高中物理综合题难 题汇编(3) 1. (17分)如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨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。整套装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑,经过一段时间后,金属杆达到最大速度v m,在这个过程中,电阻R上产生的热量为Q。导轨和金属杆接触良好,重力加速度为g。求: (1)金属杆达到最大速度时安培力的大小; (2)磁感应强度的大小; (3)金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中杆下降的高度。 2. (16分)如图所示,绝缘长方体B置于水平面上,两端固定一对平行带电极板,极板间形成匀强电场E。长方体B的上表面光滑,下表面与水平面的动摩擦因数 =0.05(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同)。B与极板的总质量 m=1.0kg。带正电的小滑块A质量 B m=0.60kg,其受到的电场力大小F=1.2N。假设A所带的电量不影响极板间的电场分布。 A t=0时刻,小滑块A从B表面上的a点以相对地面的速度 v=1.6m/s向左运动,同时,B A (连同极板)以相对地面的速度 v=0.40m/s向右运动。(g取10m/s2)问: B

(1)A 和B 刚开始运动时的加速度大小分别为多少? (2)若A 最远能到达b 点,a 、b 的距离L 应为多少?从t=0时刻至A 运动到b 点时,摩擦力对B 做的功为多少? 3. (18分)如图所示,一个质量为m 的木块,在平行于斜面向上的推力F 作用下,沿着倾角为θ的斜面匀速向上运动,木块与斜面间的动摩擦因数为μ.(θμtan <) (1)求拉力F 的大小; (2)若将平行于斜面向上的推力F 改为水平推力F 作用在木块上,使木块能沿着斜面匀速运动,求水平推力F 的大小。 4. (21分)如图所示,倾角为θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上,斜面底端固定一垂直斜面的挡板。质量为m =0.20kg 的物块甲紧靠挡板放在斜面上,轻弹簧一端连接物块甲,另一端自由静止于A 点,再将质量相同的物块乙与弹簧另一端连接,当甲、乙及弹簧均处于静止状态时,乙位于B 点。现用力沿斜面向下缓慢压乙,当其沿斜面下降到C 点时将弹簧锁定,A 、 C 两点间的距离为△L =0.06m 。一个质量也为m 的小球丙从距离乙的斜面上方L =0.40m 处由静止自由下滑,当小球丙与乙将要接触时,弹簧立即被解除锁定。之后小球丙与乙发生碰撞(碰撞时间极短且无机械能损失),碰后立即取走小球丙。当甲第一次刚要离开挡板时,乙的速度为v =2.0m/s 。(甲、乙和小球丙均可看作质点,g 取10m/s 2)求:

高中物理题库难题解析

第二章 直线运动 运动学基本概念 变速直线运动 (P .21) ***12.甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标,以后甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速运动,丙车先减速后加速运动,它们经过下一路标时的速度又相同,则( )。[2 ] (A)甲车先通过下一个路标 (B)乙车先通过下一个路标 (C)丙车先通过下一个路标 (D)三车同时到达下一个路标 解答 由题知,三车经过二路标过程中,位移相同,又由题分析知,三车的平均速度之间存在:乙v > 甲v > 丙v ,所以三车经过二路标过程中,乙车所需时间最短。 本题的正确选项为(B )。 (P .21) ***14.质点沿半径为R 的圆周做匀速圆周运动,其间最大位移等于_______,最小位移等于________,经过 9 4 周期的位移等于_________.[2 ] 解答 位移大小为连接初末位置的线段长,质点做半径为R 的匀速圆周运动,质点的最大位移等于2R ,最小位移等于0,又因为经过T 49周期的位移与经过T 4 1 周期的位移相同,故经过 T 4 9 周期的位移的大小等于R 2。 本题的正确答案为“2R ;0;R 2” (P .22) ***16.一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声速的____________倍.(2000年,上海卷)[5] 解答 飞机发动机的声音是从头顶向下传来的,飞机水平作匀速直线运动,设飞机在人头顶正上方时到地面的距离为Y ,发动机声音从头顶正上方传到地面的时间为t ,声音的速度为v 0,于是声音传播的距离、飞机飞行的距离和飞机与该同学的距离组成了一直角三角形,由图2-1可见: X =v t , ① Y =v 0t , ② =Y X tan300 , ③ 图2-1

高中物理易错题分析集锦——4动量

第四单元:动量、动量守恒定律 [内容和方法] 本单元内容包括动量、冲量、反冲等基本概念和动量定理、动量守恒定律等基本规律。冲量是物体间相互作用一段时间的结果,动量是描述物体做机械运动时某一时刻的状态量,物体受到冲量作用的结果,将导致物体动量的变化。冲量和动量都是矢量,它们的加、减运算都遵守矢量的平行四边形法则。 本单元中所涉及到的基本方法主要是一维的矢量运算方法,其中包括动量定理的应用和动量守定律的应用,由于力和动量均为矢量。因此,在应用动理定理和动量守恒定律时要首先选取正方向,与规定的正方向一致的力或动量取正值,反之取负值而不能只关注力或动量数值的大小;另外,理论上讲,只有在系统所受合外力为零的情况下系统的动量才守恒,但对于某些具体的动量守恒定律应用过程中,若系统所受的外力远小于系统内部相互作用的内力,则也可视为系统的动量守恒,这是一种近似处理问题的方法。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:只注意力或动量的数值大小,而忽视力和动量的方向性,造成应用动量定理和动量守恒定律一列方程就出错;对于动量守恒定律中各速度均为相对于地面的速度认识不清。对题目中所给出的速度值不加分析,盲目地套入公式,这也是一些学生常犯的错误。 例1 、从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是:[ ] C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间短,而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长。 【错解分析】错解:选B。 认为水泥地较草地坚硬,所以给杯子的作用力大,由动量定理I=△P,即F·t =△P,认为F大即△P,大,所以水泥地对杯子的作用力大,因此掉在水泥地上的动量改变量大,所以,容易破碎。 【正确解答】设玻璃杯下落高度为h。它们从h高度落地瞬间的 量变化快,所以掉在水泥地上杯子受到的合力大,冲力也大,所以杯子 所以掉在水泥地受到的合力大,地面给予杯子的冲击力也大,所以杯子易碎。正确答案应选C,D。 【小结】判断这一类问题,应从作用力大小判断入手,再由动量

新课标高中物理公式大全(最新版)

新课标高中物理公式汇编 一、力学公式 1、 胡克定律: F = Kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数,只与弹簧的原长、粗细和材料 有关) 2、 重力: G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化) 3 、求F 1、F 2两个共点力的合力的公式: F=θCOS F F F F 212 2212++ 合力的方向与F 1成α角: tg α=F F F 212sin cos θθ + 注意:(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。 (2) 两个力的合力范围: ? F 1-F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 4、两个平衡条件: (1) 共点力作用下物体的平衡条件:静止或匀速直线运动的物体,所受合外力 为零。 ∑F=0 或∑F x =0 ∑F y =0 推论:[1]非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。 [2]几个共点力作用于物体而平衡,其中任意几个力的合力与剩余几个力 (一个力)的合力一定等值反向 ( 2 ) 有固定转动轴物体的平衡条件: 力矩代数和为零. 力矩:M=FL (L 为力臂,是转动轴到力的作用线的垂直距离) 5、摩擦力的公式: (1 ) 滑动摩擦力: f= μN 说明 : a 、N 为接触面间的弹力,可以大于G ;也可以等于G;也可以小于G b 、 μ为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面 积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关. (2 ) 静摩擦力: 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关. 大小范围: O ≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力,与正压力有关) 说明: a 、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一 定 夹角。 b 、摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。 c 、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 d 、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。 6、 浮力: F= ρVg (注意单位) 7、 万有引力: F=G m m r 12 2 (1). 适用条件 (2) .G 为万有引力恒量 (3) .在天体上的应用:(M 一天体质量 R 一天体半径 g 一天体表面重力 1

高三试题解析高中物理易错题热学

热学 [内容和方法] 本单元内容包括两部分,一是微观的分子动理论部分,一是宏观的气体状态变化规律。其中分子动理论部分包括分子动理论的基本观点、分子热运动的动能、分子间相互作用的势能和物体的内能等概念,及分子间相互作用力的变化规律、物体内能变化的规律、能量转化和守恒定律等基本规律;气体状态变化规律中包括热力学温度、理想气体和气体状态参量等有关的概念,以及理想气体的等温、等容、等压过程的特点及规律(包括公式和图象两种描述方法)。 本单元中所涉及到的基本方法是理想化的模型方法,其中在分子动理论中将微观分子的形状视为理想的球体,这是通过阿伏伽德罗常数对微观量进行估算的基础;在气体状态变化规律中,将实际中的气体视为分子没有实际体积且不存在相互作用力的理想气体,从而使气体状态变化的规律在误差允许的范围内得以大大的简化。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:对较为抽象的分子热运动的动能、分子相互作用的势能及分子间相互作用力的变化规律理解不到位,导致这些微观量及规律与宏观的温度、物体的体积之间关系不能建立起正确的关系。对于宏观的气体状态的分析,学生的问题通常表现在对气体压强的分析与计算方面存在着困难,由此导致对气体状态规律应用出现错误;另外,本单元中涉及到用图象法描述气体状态变化规律,对于p—V,p—T,V —T图的理解,一些学生只观注图象的形状,不能很好地理解图象上的点、线、斜率等的物理意义,因此造成从图象上分析气体温度变化(内能变化)、体积变

化(做功情况)时出现错误,从而导致利用图像分析气体内能变化等问题时的困难。 例1 下列说法中正确的是[ ] A.温度低的物体内能小 B.温度低的物体分子运动的平均速率小 C.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大 D.外界对物体做功时,物体的内能不一定增加 【错解分析】错解一:因为温度低,动能就小,所以内能就小,所以应选A 而温度低的物体分子平均动能小,所以速率也小。所以应选B。 错解三:由加速运动的规律我们了解到,物体的速度大小由初速和加速度与时间决定,随着时间的推移,速度肯定越来越快再由动能公式 错解一是没有全面考虑内能是物体内所有分子的动能和势能的总和。温度低只表示物体分子平均动能小,而不表示势能一定也小,也就是所有分子的动能和势能的总和不一定也小,所以选项A是错的。 实际上因为不同物质的分子质量不同,而动能不仅与速度有关,也与分子质量有关,单从一方面考虑问题是不够全面的,所以错解二选项B也是错的。 错解三的原因是混淆了微观分子无规则运动与宏观物体运动的差别。分子的平均动能只是分子无规则运动的动能,而物体加速运动时,物体内所有分子

高中物理高三试题解析高中物理易错题分析集锦——光学

第13单元:光学 [内容和方法] 本单元内容包括光的直线传播、棱镜、光的色散、光的反射、光的折射、法线、折射率、全反射、临界角、透镜(凸、凹)的焦点及焦距、光的干涉、光的衍射、光谱、红外线、紫外线、X射线、γ射线、电磁波谱、光电子、光子、光电效应、等基本概念,以及反射定律、折射定律、透镜成像公式、放大率计算式,光的波粒二象性等基本规律,还有光本性学说的发展简史。 本单元涉及到的方法有:运用光路作图法理解平面镜、凸透镜、凹透镜等的成像原理,并能运用作图法解题;根据透镜成像规律,运用逻辑推理的方法判断物象变化情况。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:解题操作过程不规范导致计算错误;将几何光学与物理光学综合时概念不准确;不善于用光路图对动态过程作分析。 例1 光从玻璃射入空气里时传播方向如图13-l所示,请在图中标出入射角和折射角。 【错解分析】错解: 如图13-2所示,α为入射角,β为折射角。 错解原因一是受思维定势的影响,不加分析地认定玻璃与空气总是上下接触的;二是对光的折射及其规律未吃透,将题设文字条件与图形条件结合起来的分析能力差。根据光的折射规律,光从水或玻璃等透明物质射入空气里时,折射角大于入射角,题设文字条件是“从玻璃射入空气”,因此折射角大于入射角,再结合题设所给图形,可知CD为界面,AB为法线。 【正确解答】 如图 13-3所示,α′为入射角,β′折射角(CD左面为玻璃,右面为空气)。

【小结】 解光的折射现象的题目,首先应对光线是从光疏媒质进入光密媒质呢?还是光线是从光密媒质进入光疏媒质作出判断。为了保证你每次做题时,能够不忘判断,建议同学们做光的折射题时,先画出光路图,标出入射光线和出射光线的方向,在界面处标出哪一个是光密媒质,哪一个是光疏媒质。然后再解题。 例2 一束白光从玻璃里射入稀薄空气中,已知玻璃的折射率为1.53,求入射角为下列两种情况时,光线的折射角各为多少? (1)入射角为50° (2)入射角为30° 【错解分析】错解: r=30°3′ r=19°4′ 此解法中没有先分析判断光线是从光疏媒质进入光密媒质,还是从光密媒质进入光疏媒质,会不会发生全反射。而是死套公式,引起错误。 【正确解答】 光线由玻璃里射入空气中,是由光密媒质射入光疏媒质,其临界角为 由已知条件知,当i=50°时,i>A,所以光线将发生全反射,不能进入空气中。当i=30°时,i<A,光进入空气中发生折射现象。 sinr=n·sini=1.53×sin30°=0.765 r= 49°54′ 【小结】 解光的折射现象的题目时,首先应做出判断:光线是从光疏媒质进入光密媒质,还是光线是从光密媒质进入光疏媒质。如是前者则i>r,如是后者则i<r。其次,如果是从光密媒质进入光疏媒质中,还有可能发生全反射现象,应再判断入射角是否大于临界角,明确有无折射现象。 例3如图13-4所示,放在空气中折射率为n的平行玻璃砖,表面M和N平行,P,Q两个面相互平行且与M,N垂直。一束光射到表面M上(光束不与M平行),则: [ ]

高中物理难点分类解析滑块与传送带模型问题(经典)

滑块—木板模型 例1如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 分析:为防止运动过程中A落后于B(A不受拉力F的直接作用,靠A、B间的静摩擦力加速),A、B 一起加速的最大加速度由A决定。解答:物块A能获得的最大加速度为:.∴A、B 一起加速运动时,拉力F的最大值为:. 变式1例1中若拉力F作用在A上呢如图2所示。解答:木板B能获得的最大加速度为:。∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为: . 变式2在变式1的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 解答:木板B能获得的最大加速度为:,设A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为F m,则: 解得: 《 例2 如图3所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒 力F,F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。(g 取10m/s2) 解答:物体放上后先加速:a1=μg=2m/s2,此时小车的加速度为:,当小车与物体达到共同速度时:v共=a1t1=v0+a2t1,解得:t1=1s ,v共=2m/s,以后物体与小车相对静止: (∵,物体不会落后于小车)物体在t=1.5s内通过的位移为:s= a1t12+v共(t-t1)+ a3(t-t1)2=2.1m

练习1如图4所示,在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=1.5m的木板A和B,A、B 间距s=6m,在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C,A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0.2,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N,A和C开始运动,经过一段时间A、B相碰,碰后立刻达到共同速度,C瞬间速度不变,但A、B并不粘连,求:经过时间t=10s时A、B、C的速度分别为多少(已知重力加速度g=10m/s2) 解答:假设力F作用后A、C一起加速,则:,而A能获得的最 大加速度为:,∵,∴假设成立,在A、C滑行6m的过程中:,∴v1=2m/s,,A、B相碰过程,由动量守恒定律可得:mv1=2mv2 ,∴v2=1m/s,此后A、C相对滑动:,故C匀速运动; ,故AB也匀速运动。设经时间t2,C从A右端滑下:v1t2-v2t2=L∴t2=1.5s,然后A、B分离,A减速运动直至停止:a A=μ2g=1m/s2,向 左,,故t=10s时,v A=0.C在B上继 续滑动,且C匀速、B加速:a B=a0=1m/s2,设经时间t4,C.B速度相 等:∴t4=1s。此过程中,C.B的相对位移为:,故C没有从B的右端滑下。然后C.B一起加速,加速度为a1,加速的时间为: ,故t=10s时,A、B、C的速度分别为0,2.5m/s,2.5m/s. $ 练习2如图5所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数 ,取g=10m/s2,试求: (1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端 (2)若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后。(解答略)答案如下:(1)t=1s,(2)①当F≤N时,A、B相对静止且对地静止,f2=F;,②当2N6N时,A、B发生相对滑动,N. 滑块问题 1.如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=;木板右端放着一

高中物理易错题错误分析及正确解法

高中物理易错题错误分析及正确解法 第9单元稳恒电流 [内容和方法] 本单元内容包括电流、产生持续电流的条件、电阻、电压、电动势、内电阻、路端电压、电功、电功率等基本概念,以及电阻串并联的特点、欧姆定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律、串联电路的分压作用、并联电路的分流作用等规律。 本单元涉及到的基本方法有运用电路分析法画出等效电路图,掌握电路在不同连接方式下结构特点,进而分析能量分配关系是最重要的方法;注意理想化模型与非理想化模型的区别与联系;熟练运用逻辑推理方法,分析局部电路与整体电路的关系[例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:不对电路进行分析就照搬旧的解题套路乱套公式;逻辑推理时没有逐步展开,企图走“捷径”;造成思维“短路”;对含有电容器的问题忽略了动态变化过程的分析。 例1 如图9-1所示,ε1=3V,r1=0.5Ω,R1=R2=5.5Ω,平行板电容器的两板距离d=1cm,当电键K接通时极板中的一个质量m=4×10-3g,电量为q=1.0×10-7C的带电微粒恰好处于静止状态。求:(1)K断开后,微粒向什么方向运动,加速度多大?(2)若电容为1000pF,K断开后,有多少电量的电荷流过R2?

在直流电路中,如果串联或并联了电容器应该注意,在与电容器串联的电路中没有电流,所以电阻不起降低电压作用(如R2),但电池、电容两端可能出现电势差,如果电容器与电路并联,电路中有电流通过。电容器两端的充电电压不是电源电动势ε,而是路端电压U。 【正确解答】 (1)当K接通电路稳定时,等效电路图如图9-2所示。

【小结】 本题考查学生对电容器充放电物理过程定性了解程度,以及对充电完毕后电容所在支路的电流电压状态是否清楚。学生应该知道电容器充电时,随着电容器内部电场的建立,

高中物理公式规律汇编(X物理)

高中物理公式规律汇编(X 物理) 一、力学 1、胡克定律:f = k x (x 为伸长量或压缩量,k 为劲度系数,只与弹簧的长度、粗细和材料有关) 2、重力: G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化) 3、求F 1、F 2的合力的公式: θcos 2212221F F F F F ++= 合 两个分力垂直时: 22 2 1 F F F +=合 注意:(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定那么。 (2) 两个力的合力范畴:? F 1-F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 (3) 合力大小能够大于分力、也能够小于分力、也能够等于分力。 4、物体平稳条件: F 合=0 或 F x 合=0 F y 合=0 推论:三个共点力作用于物体而平稳,任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。 5、摩擦力的公式: (1 ) 滑动摩擦力: f = μN 讲明:①N 为接触面间的弹力,能够大于G ;也能够等于G ;也能够小于G 。 ②μ为动摩擦因数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动 快慢以及正压力N 无关。 (2 ) 静摩擦力: 由物体的平稳条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关。 大小范畴: 0≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力) 讲明:①摩擦力能够与运动方向相同,也能够与运动方向相反。 ②摩擦力能够作正功,也能够作负功,还能够不作功。 ③摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 ④静止的物体能够受滑动摩擦力的作用,运动的物体能够受静摩擦力的作用。 6、 万有引力: 〔1〕公式:F=G 221r m m 〔适用条件:只适用于质点间的相互作用〕 G 为万有引力恒量:G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2 〔2〕在天文上的应用:〔M :天体质量;R :天体半径;g :天体表面重力加速度;r 表示卫 星或行星的轨道半径,h 表示离地面或天体表面的高度〕〕 a 、万有引力=向心力 F 万=F 向 即 '4222 22mg ma r T m r m r v m r Mm G =====πω 由此可得: ①天体的质量: ,注意是被围绕天体〔处于圆心处〕的质量。 ②行星或卫星做匀速圆周运动的线速度: ,轨道半径越大,线速度越小。 ③ 行星或卫星做匀速圆周运动的角速度: ,轨道半径越大,角速度越小。 ④行星或卫星做匀速圆周运动的周期: ,轨道半径越大,周期越大。 ⑤行星或卫星做匀速圆周运动的轨道半径: ,周期越大,轨道半径越大。 ⑥行星或卫星做匀速圆周运动的向心加速度:2r GM a =,轨道半径越大,向心加速度越小。 ⑦地球或天体重力加速度随高度的变化:22) ('h R GM r GM g +== 专门地,在天体或地球表面:20R GM g = 02 2)('g h R R g += ⑧天体的平均密度:323323 233 44R GT r R GT r V M πππρ=== 专门地:当r=R 时:G T πρ32= b 、在地球表面或地面邻近的物体所受的重力等于地球对物体的引力,即2R Mm G mg = ∴GM gR =2。在不知地球质量的情形下可用其半径和表面的重力加速度来表示,此式在天体运动 咨询题中经常应用,称为黄金代换式。 c 、第一宇宙速度:第一宇宙速度在地面邻近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度。也是人造卫星的最小发射速度。 s km gR r GM v /9.7=== 2 3 24GT r M π=r GM v =3 r GM =ω GM r T 324π= 3 2 2 4πGMT r =

高中物理弹簧类问题专题练习总结附详细答案

- v 甲 高 中物理弹簧类问题专题练习 1.图中a 、b 为两带正电的小球,带电量都是q ,质量分别为M 和m ;用一绝缘弹簧联结,弹簧的自然长度很小,可忽略不计,达到平衡时,弹簧的长度为d 0。现把一匀强电场作用于两小球,场强的方向由a 指向b ,在两小球的加速度相等的时刻,弹簧的长度为d 。( ) A .若M = m ,则d = d 0 B .若M >m ,则d >d 0 C .若M <m ,则d <d 0 D .d = d 0,与M 、m 无关 2. 如图a 所示,水平面上质量相等的两木块A 、B 态.现用一竖直向上的力F 拉动木块A ,使木块A 向上做匀加速直线运动,如图b 所示.研究从力F 刚作用在木块A 的瞬间到木块B 刚离开地面的瞬 间这个过程,并且选定这个过程中木块A 列图象中可以表示力F 和木块A 的位移x 之间关系的是( 3.如图甲所示,一轻弹簧的两端分别与质量为m 1和m 2的两物块相连接,并且静止在光滑的水平面上.现使m 1瞬时获得水平向右的速度3m/s ,以此刻为时间零点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得( ) A .在t 1、t 3时刻两物块达到共同速度1m/s 且弹簧都是处于压缩状态 B .从t 3到t 4时刻弹簧由伸长状态逐渐恢复原长 C .两物体的质量之比为m 1∶m 2 = 1∶2 D .在t 2时刻两物体的动量之比为P 1∶P 2 =1∶2 4.如图所示,绝缘弹簧的下端固定在斜面底端,弹簧与斜面平行,带电小球Q (可视为质点)固定在光滑绝缘斜面上的M 点,且在通过弹簧中心的直线ab 上。现把与Q 大小相同,带电性也相同的小球P ,从直线ab 上的N 点由静止释放,在小球P 与弹簧接触到速度变为零的过程中( ) A.小球P 的速度是先增大后减小 B.小球P 和弹簧的机械能守恒,且P 速度最大时 所受弹力与库仑力的合力最大 C.小球P 的动能、重力势能、电势能与弹簧的弹 性势能的总和不变 D.小球P 合力的冲量为零 A B C D

高中物理传送带问题知识难点讲解汇总(带答案)讲解

弄死我咯,搞了一个多钟 传送带问题 一、难点形成的原因: 1、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清; 2、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误; 3、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面,出现能量转化不守恒的错误过程。 二、难点突破策略: (1)突破难点1 在以上三个难点中,第1个难点应属于易错点,突破方法是先让学生正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习,让学生做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。 摩擦力的产生条件是:第一,物体间相互接触、挤压;第二,接触面不光滑;第三,物体间有相对运动趋势或相对运动。 前两个产生条件对于学生来说没有困难,第三个条件就比较容易出问题了。若物体是轻轻地放在了匀速运动的传送带上,那么物体一定要和传送带之间产生相对滑动,物体和传送带一定同时受到方向相反的滑动摩擦力。关于物体所受滑动摩擦力的方向判断有两种方法:一是根据滑动摩擦力一定要阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,先判断物体相对传送带的运动方向,可用假设法,若无摩擦,物体将停在原处,则显然物体相对传送带有向后运动的趋势,因此物体要受到沿传送带前进方向的摩擦力,由牛顿第三定律,传送带要受到向后的阻碍它运动的滑动摩擦力;二是根据摩擦力产生的作用效果来分析它的方向,物体只所以能由静止开始向前运动,则一定受到向前的动力作用,这个水平方向上的力只能由传送带提供,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力,传送带必须要由电动机带动才能持续而稳定地工作,电动机给传送带提供动力作用,那么物体给传送带的就是阻力作用,与传送带的运动方向相反。 若物体是静置在传送带上,与传送带一起由静止开始加速,若物体与传送带之间的动摩擦因数较大,加速度相对较小,物体和传送带保持相对静止,它们之间存在着静摩擦力,物体的加速就是静摩擦力作用的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力;若物体与传送带之间的动摩擦因数较小,加速度相对较大,物体和传送带不能保持相对静止,物体将跟不上传送带的运动,但它相对地面仍然是向前加速运动的,它们之间存在着滑动摩擦力,同样物体的加速就是该摩擦力的结果,因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动,则它们之间无摩擦力,否则物体不可能匀速运动。 若物体以大于传送带的速度沿传送带运动方向滑上传送带,则物体将受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,直到减速到和传送带有相同的速度、相对传送带静止为止。因此该摩擦力方向一定与物体运动方向相反。 若物体与传送带保持相对静止一起匀速运动一段时间后,开始减速,因物体速度越来越小,故受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用,方向与物体的运动方向相反,传送带则受到与传送带运动方向相同的摩擦力作用。 若传送带是倾斜方向的,情况就更为复杂了,因为在运动方向上,物体要受重力沿斜面的下滑分力作用,该力和物体运动的初速度共同决定相对运动或相对运动趋势方向。 例1:如图2—1所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度逆时针转动,在 传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已 知传送带从A→B的长度L=16m,则物体从A到B需要的时间为多少? 图2—1

【2010高考轻松过系列专题】高中物理易错题分析——动量、动量守恒定律

高中物理易错题分析——动量、动量守恒定律 [内容和方法] 本单元内容包括动量、冲量、反冲等基本概念和动量定理、动量守恒定律等基本规律。冲量是物体间相互作用一段时间的结果,动量是描述物体做机械运动时某一时刻的状态量,物体受到冲量作用的结果,将导致物体动量的变化。冲量和动量都是矢量,它们的加、减运算都遵守矢量的平行四边形法则。 本单元中所涉及到的基本方法主要是一维的矢量运算方法,其中包括动量定理的应用和动量守定律的应用,由于力和动量均为矢量。因此,在应用动理定理和动量守恒定律时要首先选取正方向,与规定的正方向一致的力或动量取正值,反之取负值而不能只关注力或动量数值的大小;另外,理论上讲,只有在系统所受合外力为零的情况下系统的动量才守恒,但对于某些具体的动量守恒定律应用过程中,若系统所受的外力远小于系统内部相互作用的内力,则也可视为系统的动量守恒,这是一种近似处理问题的方法。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:只注意力或动量的数值大小,而忽视力和动量的方向性,造成应用动量定理和动量守恒定律一列方程就出错;对于动量守恒定律中各速度均为相对于地面的速度认识不清。对题目中所给出的速度值不加分析,盲目地套入公式,这也是一些学生常犯的错误。 例1 、从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是:[ ] A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻璃杯动量小 B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小 C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间短,而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长。 【错解分析】错解:选B。 认为水泥地较草地坚硬,所以给杯子的作用力大,由动量定理I=△P,即F·t =△P,认为F大即△P,大,所以水泥地对杯子的作用力大,因此掉在水泥地上的动量改变量大,所以,容易破碎。 【正确解答】设玻璃杯下落高度为h。它们从h高度落地瞬间的 量变化快,所以掉在水泥地上杯子受到的合力大,冲力也大,所以杯子 所以 掉在水泥地受到的合力大,地面给予杯子的冲击力也大,所以杯子易碎。正确答案应选C,D。

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