高中生物一輪復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時(shí)間:2021-01-25高考物理一輪復(fù)習(xí):計(jì)算題。
古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),幫助高中教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。你知道如何去寫(xiě)好一份優(yōu)秀的高中教案呢?下面是小編精心為您整理的“高考物理一輪復(fù)習(xí):計(jì)算題”,相信能對(duì)大家有所幫助。
第32講計(jì)算題20xx新題賞析
主講教師:徐建烽首師大附中物理特級(jí)教師
題一:(江蘇)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線圈abcd,線圈平面與磁場(chǎng)垂直。已知線圈的匝數(shù)N=100,邊長(zhǎng)ab=1.0m、bc=0.5m,電阻r=2。磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0~1s內(nèi)從零均勻變化到0.2T。在1~5s內(nèi)從0.2T均勻變化到-0.2T,取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向。求:
(1)0.5s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E和感應(yīng)電流的方向;
(2)在1~5s內(nèi)通過(guò)線圈的電荷量q;
(3)在0~5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q。
題二:(四川)在如圖所示的豎直平面內(nèi),物體A和帶正電的物體B用跨過(guò)定滑輪的絕緣輕繩連接,分別靜止于傾角θ=370的光滑斜面上的M點(diǎn)和粗糙絕緣水平面上,輕繩與對(duì)應(yīng)平面平行。勁度系數(shù)k=5N/m的輕彈簧一端固定在O點(diǎn),一端用另一輕繩穿過(guò)固定的光滑小環(huán)D與A相連,彈簧處于原長(zhǎng),輕繩恰好拉直,DM垂直于斜面。水平面處于場(chǎng)強(qiáng)E=5×104N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。已知A、B的質(zhì)量分別為mA=0.1kg,mB=0.2kg,B所帶電荷量q=+4×10-6C。設(shè)兩物體均視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦,繩不可伸長(zhǎng),彈簧始終在彈性限度內(nèi),B電量不變。取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8。
(1)求B所受摩擦力的大??;
(2)現(xiàn)對(duì)A施加沿斜面向下的拉力F使A以加速度a=0.6m/s2開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。A從M到N的過(guò)程中,B的電勢(shì)能增加了ΔEp=0.06J。已知DN沿豎直方向,B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4。求A到達(dá)N點(diǎn)時(shí)拉力F的瞬時(shí)功率。
題三:(重慶)在一種新的“子母球”表演中,讓同一豎直線上的小球A和小球B,從距水平地面的高度為ph(p>1)和h的地方同時(shí)由靜止釋放,如圖所示。球A的質(zhì)量為m,球B的質(zhì)量為3m。設(shè)所有碰撞都是彈性碰撞,重力加速度大小為g,忽略球的直徑、空氣阻力及碰撞時(shí)間。
(1)求球B第一次落地時(shí)球A的速度大??;
(2)若球B在第一次上升過(guò)程中就能與球A相碰,求p的取值范圍;
(3)在(2)情形下,要使球A第一次碰后能到達(dá)比其釋放點(diǎn)更高的位置,求p應(yīng)滿足的條件。
第32講計(jì)算題20xx新題賞析
題一:(1)10V感應(yīng)電流的方向a→d→c→b→a(2)10C(3)100J題二:(1)0.4N(2)0.528W
題三:(1)A球的速率(2)1p5(3)1p3
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計(jì)算題通常被稱為“大題”,其原因是:此類試題一般文字?jǐn)⑹隽枯^大,涉及多個(gè)物理過(guò)程,所給物理情境較復(fù)雜;涉及的物理模型較多且不明顯,甚至很隱蔽;要運(yùn)用較多的物理規(guī)律進(jìn)行論證或計(jì)算才能求得結(jié)論;題目的賦分值也較重.
從功能上講,計(jì)算題能很全面地考查學(xué)生的能力,它不僅能很好地考查學(xué)生對(duì)物理概念、物理規(guī)律的理解能力和根據(jù)已知條件及物理事實(shí)對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行邏輯推理和論證的能力,而且還能更有效地考查學(xué)生的綜合分析能力及應(yīng)用數(shù)學(xué)方法處理物理問(wèn)題的能力.因此計(jì)算題的難度較大,對(duì)學(xué)生的要求也比較高.要想解答好計(jì)算題,除了需要扎實(shí)的物理基礎(chǔ)知識(shí)外,還需要掌握一些有效的解題方法.
答題規(guī)范
每年高考成績(jī)出來(lái),總有一些考生的得分與自己的估分之間存在著不小的差異,有的甚至相差甚遠(yuǎn).造成這種情況的原因有很多,但主要原因是答題不規(guī)范.表述不準(zhǔn)確、不完整,書(shū)寫(xiě)不規(guī)范、不清晰,卷面不整潔、不悅目,必然會(huì)造成該得的分得不到,不該失的分失掉了,致使所答試卷不能展示自己的最高水平.因此,要想提高得分率,取得好成績(jī),在復(fù)習(xí)過(guò)程中,除了要抓好基礎(chǔ)知識(shí)的掌握、解題能力的訓(xùn)練外,還必須強(qiáng)調(diào)答題的規(guī)范,培養(yǎng)良好的答題習(xí)慣,形成規(guī)范的答題行為.
對(duì)考生的書(shū)面表達(dá)能力的要求,在高考的《考試大綱》中已有明確的表述:在“理解能力”中有“理解所學(xué)自然科學(xué)知識(shí)的含義及其適用條件,能用適當(dāng)?shù)男问?如文字、公式、圖或表)進(jìn)行表達(dá)”;在“推理能力”中有“并能把推理過(guò)程正確地表達(dá)出來(lái)”,這些都是考綱對(duì)考生書(shū)面表達(dá)能力的要求.物理題的解答書(shū)寫(xiě)與答題格式,在高考試卷上還有明確的說(shuō)明:解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出答案的不能得分;有數(shù)字計(jì)算的題目,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中也有這樣的說(shuō)明:只有最后答案而無(wú)演算過(guò)程的,不給分;解答中單純列出與解答無(wú)關(guān)的文字公式,或雖列出公式,但文字符號(hào)與題目所給定的不同,不給分.事實(shí)上,規(guī)范答題體現(xiàn)了一個(gè)考生的物理學(xué)科的基本素養(yǎng).然而,令廣大教育工作者擔(dān)憂的是,這些基本素養(yǎng)正在逐漸缺失.在大力倡導(dǎo)素質(zhì)教育的今天,這一現(xiàn)象應(yīng)引起我們足夠的重視.本模塊擬從考生答題的現(xiàn)狀及成因,規(guī)范答題的細(xì)則要求,良好素養(yǎng)的培養(yǎng)途徑等方面與大家進(jìn)行探討.
一、必要的文字說(shuō)明
必要的文字說(shuō)明的目的是說(shuō)明物理過(guò)程和答題依據(jù),有的同學(xué)不明確應(yīng)該說(shuō)什么,往往將物理解答過(guò)程變成了數(shù)學(xué)解答過(guò)程.答題時(shí)應(yīng)該說(shuō)些什么呢?我們應(yīng)該從以下幾個(gè)方面給予考慮:
1.說(shuō)明研究對(duì)象(個(gè)體或系統(tǒng),尤其是要用整體法和隔離法相結(jié)合求解的題目,一定要注意研究對(duì)象的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化問(wèn)題).
2.畫(huà)出受力分析圖、電路圖、光路圖或運(yùn)動(dòng)過(guò)程的示意圖.
3.說(shuō)明所設(shè)字母的物理意義.
4.說(shuō)明規(guī)定的正方向、零勢(shì)點(diǎn)(面).
5.說(shuō)明題目中的隱含條件、臨界條件.
6.說(shuō)明所列方程的依據(jù)、名稱及對(duì)應(yīng)的物理過(guò)程或物理狀態(tài).
7.說(shuō)明所求結(jié)果的物理意義(有時(shí)需要討論分析).
二、要有必要的方程式
物理方程是表達(dá)的主體,如何寫(xiě)出,重點(diǎn)要注意以下幾點(diǎn).
1.寫(xiě)出的方程式(這是評(píng)分依據(jù))必須是最基本的,不能以變形的結(jié)果式代替方程式(這是相當(dāng)多的考生所忽視的).如帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)有qvB=mv2R,而不是其變形結(jié)果式R=mvqB.
2.要用字母表達(dá)方程,不要用摻有數(shù)字的方程,不要方程套方程.
3.要用原始方程組聯(lián)立求解,不要用連等式,不斷地“續(xù)”進(jìn)一些內(nèi)容.
4.方程式有多個(gè)的,應(yīng)分式布列(分步得分),不要合寫(xiě)一式,以免一錯(cuò)而致全錯(cuò),對(duì)各方程式最好能編號(hào).
三、要有必要的演算過(guò)程及明確的結(jié)果
1.演算時(shí)一般先進(jìn)行文字運(yùn)算,從列出的一系列方程推導(dǎo)出結(jié)果的計(jì)算式,最后代入數(shù)據(jù)并寫(xiě)出結(jié)果.這樣既有利于減輕運(yùn)算負(fù)擔(dān),又有利于一般規(guī)律的發(fā)現(xiàn),同時(shí)也能改變每列一個(gè)方程就代入數(shù)值計(jì)算的不良習(xí)慣.
2.?dāng)?shù)據(jù)的書(shū)寫(xiě)要用科學(xué)記數(shù)法.
3.計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)根據(jù)題意確定,一般應(yīng)與題目中開(kāi)列的數(shù)據(jù)相近,取兩位或三位即可.如有特殊要求,應(yīng)按要求選定.
4.計(jì)算結(jié)果是數(shù)據(jù)的要帶單位,最好不要以無(wú)理數(shù)或分?jǐn)?shù)作為計(jì)算結(jié)果(文字式的系數(shù)可以),是字母符號(hào)的不用帶單位.
四、解題過(guò)程中運(yùn)用數(shù)學(xué)的方式有講究
1.“代入數(shù)據(jù)”,解方程的具體過(guò)程可以不寫(xiě)出.
2.所涉及的幾何關(guān)系只需寫(xiě)出判斷結(jié)果而不必證明.
3.重要的中間結(jié)論的文字表達(dá)式要寫(xiě)出來(lái).
4.所求的方程若有多個(gè)解,都要寫(xiě)出來(lái),然后通過(guò)討論,該舍去的舍去.
5.?dāng)?shù)字相乘時(shí),數(shù)字之間不要用“”,而應(yīng)用“×”進(jìn)行連接;相除時(shí)也不要用“÷”,而應(yīng)用“/”.
五、使用各種字母符號(hào)要規(guī)范
1.字母符號(hào)要寫(xiě)清楚、規(guī)范,忌字跡潦草.閱卷時(shí)因?yàn)椤皏、r、ν”不分,大小寫(xiě)“M、m”或“L、l”不分,“G”的草體像“a”,希臘字母“ρ、μ、β、η”筆順或形狀不對(duì)而被扣分已屢見(jiàn)不鮮.
2.尊重題目所給的符號(hào),題目給了符號(hào)的一定不要再另立符號(hào).如題目給出半徑是r,你若寫(xiě)成R就算錯(cuò).
3.一個(gè)字母在一個(gè)題目中只能用來(lái)表示一個(gè)物理量,忌一字母多用;一個(gè)物理量在同一題中不能有多個(gè)符號(hào),以免混淆.
4.尊重習(xí)慣用法.如拉力用F,摩擦力用f表示,閱卷人一看便明白,如果用反了就會(huì)帶來(lái)誤解.
5.角標(biāo)要講究.角標(biāo)的位置應(yīng)當(dāng)在右下角,比字母本身小許多.角標(biāo)的選用亦應(yīng)講究,如通過(guò)A點(diǎn)的速度用vA就比用v1好;通過(guò)某相同點(diǎn)的速度,按時(shí)間順序第一次用v1、第二次用v2就很清楚,如果倒置,必然帶來(lái)誤解.
6.物理量單位的符號(hào)源于人名的單位,由單個(gè)字母表示的應(yīng)大寫(xiě),如庫(kù)侖C、亨利H;由兩個(gè)字母組成的單位,一般前面的字母用大寫(xiě),后面的字母用小寫(xiě),如Hz、Wb.
六、學(xué)科語(yǔ)言要規(guī)范,有學(xué)科特色
1.學(xué)科術(shù)語(yǔ)要規(guī)范.如“定律”、“定理”、“公式”、“關(guān)系”、“定則”等詞要用準(zhǔn)確,閱卷時(shí)??煽吹健芭nD運(yùn)動(dòng)定理”、“動(dòng)能定律”、“四邊形公式”、“油標(biāo)卡尺”等錯(cuò)誤說(shuō)法.
2.語(yǔ)言要富有學(xué)科特色.在有圖示的坐標(biāo)系中將電場(chǎng)的方向說(shuō)成“西南方向”、“南偏西45°”、“向左下方”等均是不規(guī)范的,應(yīng)說(shuō)成“與x軸正方向的夾角為135°”或“如圖所示”等.
七、繪制圖形、圖象要清晰、準(zhǔn)確
1.必須用鉛筆(便于修改)、圓規(guī)、直尺、三角板繪制,反對(duì)隨心所欲徒手畫(huà).
2.畫(huà)出的示意圖(受力分析圖、電路圖、光路圖、運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖等)應(yīng)大致能反映有關(guān)量的關(guān)系,圖文要對(duì)應(yīng).
3.畫(huà)函數(shù)圖象時(shí),要畫(huà)好坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)軸上的箭頭,標(biāo)好物理量的符號(hào)、單位及坐標(biāo)軸上的數(shù)據(jù).
4.圖形、圖線應(yīng)清晰、準(zhǔn)確,線段的虛實(shí)要分明,有區(qū)別.
●例1(28分)太陽(yáng)現(xiàn)正處于序星演化階段.它主要是由電子和、等原子核組成.維持太陽(yáng)輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng),核反應(yīng)方程是2e+4→+釋放的核能,這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能.根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論,若由于核變反應(yīng)而使太陽(yáng)中的11H核數(shù)目從現(xiàn)有的減少10%,太陽(yáng)將離開(kāi)主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段.為了簡(jiǎn)化,假定目前太陽(yáng)全部由電子和核組成.
(1)為了研究太陽(yáng)演化進(jìn)程,需知道目前太陽(yáng)的質(zhì)量M.已知地球的半徑R=6.4×106m,地球的質(zhì)量m=6.0×1024kg,日地中心的距離r=1.5×1011m,地球表面處重力加速度g=10m/s2,1年約為3.2×107s.試估算目前太陽(yáng)的質(zhì)量M.
(2)已知質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.6726×10-27kg,核的質(zhì)量mα=6.6458×10-27kg,電子的質(zhì)量me=0.9×10-30kg,光速c=3×108m/s.求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能.
(3)又已知地球上與太陽(yáng)光垂直的每平方米的截面上,每秒通過(guò)的太陽(yáng)輻射能w=1.35×103W/m2.試估算太陽(yáng)繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命.(估算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)[2001年高考全國(guó)理綜卷Ⅰ]
【解析】(1)(第一記分段:估算太陽(yáng)的質(zhì)量14分)
設(shè)地球的公轉(zhuǎn)周期為T(mén),則有:
GmMr2=m(2πT)2r(3分)
g=GmR2(等效式為:m′g=Gmm′R2)(3分)
聯(lián)立解得:M=m(2πT)2r3gR2(4分)
代入數(shù)值得:M=2×1030kg.(4分)
(卷面上暴露出來(lái)的易犯錯(cuò)誤的一些問(wèn)題:
①不用題中給的物理量符號(hào),自己另用一套符號(hào),r、R、m、M錯(cuò)用,丟掉14分;
②對(duì)題中給出的地球的質(zhì)量m和地球表面處的重力加速度g視而不見(jiàn),把G的數(shù)值代入計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量,丟掉11分;
③太陽(yáng)的質(zhì)量M的計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字不對(duì),丟掉4分.)
(2)(第二記分段:核聚變反應(yīng)所釋放的核能7分)
ΔE=(4mp+2me-mα)c2(4分)
代入數(shù)值得:ΔE=4×10-12J.(3分)
(卷面上暴露出來(lái)的易犯錯(cuò)誤的一些問(wèn)題:
①數(shù)字運(yùn)算能力低,能導(dǎo)出ΔE=(4mp+2me-mα)c2,卻算不出ΔE=4×10-12J,丟掉3分;
②ΔE的計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字不對(duì),丟掉3分;
③ΔE的計(jì)算結(jié)果的單位不對(duì),丟掉1分.)
(3)(第三記分段:估算太陽(yáng)繼續(xù)保持在主序星階段的時(shí)間7分)
核聚變反應(yīng)的次數(shù)N=M4mp×10%(2分)
太陽(yáng)共輻射的能量E=NΔE
太陽(yáng)每秒輻射的總能量ε=4πr2w(2分)
太陽(yáng)繼續(xù)保持在主序星階段的時(shí)間t=Eε(2分)
由以上各式得:t=0.1M(4mp+2me-mα)c24mp×4πr2w
代入數(shù)值得:t=1×1010年.(1分)
(卷面上暴露出來(lái)的易犯錯(cuò)誤的一些問(wèn)題:
因不熟悉天體輻射知識(shí),大多數(shù)考生解答不出來(lái).)
[答案](1)2×1030kg(2)4×10-12J(3)1×1010年
●例2(18分)圖10-1中滑塊和小球的質(zhì)量均為m,滑塊可在水平放置的光滑固定導(dǎo)軌上自由滑動(dòng),小球與滑塊上的懸點(diǎn)O由一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,輕繩長(zhǎng)為l.開(kāi)始時(shí),輕繩處于水平拉直狀態(tài),小球和滑塊均靜止.現(xiàn)將小球由靜止釋放,當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),滑塊剛好被一表面涂有黏性物質(zhì)的固定擋板粘住,在極短的時(shí)間內(nèi)速度減為零,小球繼續(xù)向左擺動(dòng),當(dāng)輕繩與豎直方向的夾角θ=60°時(shí)小球達(dá)到最高點(diǎn).求:
圖10-1
(1)從滑塊與擋板接觸到速度剛好變?yōu)榱愕倪^(guò)程中,擋板阻力對(duì)滑塊的沖量.
(2)小球從釋放到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中,繩的拉力對(duì)小球做功的大小.
[2008年高考全國(guó)理綜卷Ⅰ]
【解析】(1)(第一問(wèn)給分點(diǎn):12分)
解法一設(shè)小球擺至最低點(diǎn)時(shí),滑塊和小球的速度大小分別為v1、v2,對(duì)于滑塊和小球組成的系統(tǒng),由機(jī)械能守恒定律得:
12mv12+12mv22=mgl(3分)
同理,滑塊被粘住后,對(duì)于小球向左擺動(dòng)的過(guò)程,有:
12mv22=mgl(1-cos60°)(3分)
解得:v1=v2=gl(2分)
對(duì)于滑塊與擋板接觸的過(guò)程,由動(dòng)量定理得:
I=0-mv1
可知擋板對(duì)滑塊的沖量I=-mgl,負(fù)號(hào)表示方向向左.(4分,其中方向占1分)
解法二設(shè)小球擺至最低點(diǎn)時(shí),滑塊和小球的速度大小分別為v1、v2,由動(dòng)量守恒定律得:
mv1-mv2=0(3分)
對(duì)于小球向左擺動(dòng)的過(guò)程,由機(jī)械能守恒定律得:
12mv22=mgl(1-cos60°)(3分)
可解得:v1=v2=gl(2分)
對(duì)于滑塊與擋板接觸的過(guò)程,由動(dòng)量定理有:
I=0-mv1
可解得擋板對(duì)滑塊的沖量為:
I=-mgl,負(fù)號(hào)表示方向向左.(4分,其中方向占1分)
解法三設(shè)小球擺至最低點(diǎn)時(shí),滑塊和小球的速度大小分別為v1、v2,由機(jī)械能守恒定律得:
12mv12+12mv22=mgl(3分)
又由動(dòng)量守恒定律得:
mv1+m(-v2)=0(3分)
可解得:v1=v2=gl(2分)
對(duì)于滑塊與擋板接觸的過(guò)程,由動(dòng)量定理得:
I=0-mv1
可解得擋板對(duì)滑塊的沖量為:
I=-mgl,負(fù)號(hào)表示方向向左.(4分,其中方向占1分)
解法四由全過(guò)程的能量轉(zhuǎn)換和守恒關(guān)系可得(滑塊在碰撞時(shí)損失的能量等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少,等于滑塊碰前的動(dòng)能):
ΔE=mgl-mgl(1-cos60°)=12mv2(6分)
可解得滑塊碰前的速度為:v=gl(2分)
對(duì)于滑塊與擋板接觸的過(guò)程,由動(dòng)量定理得:I=0-mv
可解得擋板對(duì)滑塊的沖量為:
I=-mgl,負(fù)號(hào)表示方向向左.(4分,其中方向占1分)
解法五由全過(guò)程的能量轉(zhuǎn)換和守恒關(guān)系可得(滑塊在碰撞時(shí)損失的能量等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少,等于滑塊碰前的動(dòng)能):
ΔE=mglcos60°=12mv2(6分)
可解得滑塊碰前的速度為:v=gl(2分)
對(duì)于滑塊與擋板接觸的過(guò)程,由動(dòng)量定理得:
I=0-mv
可解得擋板對(duì)滑塊的沖量為:
I=-mgl,負(fù)號(hào)表示方向向左.(4分,其中方向占1分)
(2)(第二問(wèn)給分點(diǎn):6分)
解法一對(duì)小球下擺的過(guò)程,由動(dòng)能定理得:
mgl+W=12mv22(4分)
可解得細(xì)繩對(duì)其做的功為:
W=-12mgl.(2分)
解法二繩的張力對(duì)小球所做的功的絕對(duì)值等于滑塊在碰前的動(dòng)能(或等于繩子的張力對(duì)滑塊做的功),則有:
W′=12mv12或W′=12mv12-0(4分)
可解得:W=-W′=-12mgl.(2分)
解法三繩子的張力對(duì)小球做的功等于小球在全過(guò)程中的機(jī)械能的增量,有:
W=(-mgl2)-0=-12mgl(取滑塊所在高度的水平面為參考平面)(6分)
或W=mgl(1-cos60°)-mgl=-12mgl(取小球所到達(dá)的最低點(diǎn)為參考平面)
或W=0-mgl2=-12mgl(取小球擺起的最高點(diǎn)為參考平面).
解法四對(duì)小球運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程,由動(dòng)能定理得:
W+mglcos60°=0或W+mgl2=0(4分)
解得:W=-12mgl.(2分)
解法五考慮小球從水平位置到最低點(diǎn)的過(guò)程:
若滑塊固定,繩子的張力對(duì)小球不做功,小球處于最低點(diǎn)時(shí)的速率v球′=2gl(由mgl=12mv球′2得到)(2分)
若滑塊不固定,繩子的張力對(duì)小球做功,小球處于最低點(diǎn)時(shí)的速率v球=gl(v球應(yīng)由前面正確求得)
則繩子對(duì)小球做的功為:W=12mv球2-12mv球′2(2分)
=-12mgl.(2分)
[答案](1)-mgl,負(fù)號(hào)表示方向向左(2)-12mgl
【點(diǎn)評(píng)】①越是綜合性強(qiáng)的試題,往往解題方法越多,同學(xué)們通過(guò)本例的多種解題方法要認(rèn)真地總結(jié)動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律和能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律之間的關(guān)系.
②要認(rèn)真地推敲各種解題方法的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),從而建立起自己解題的規(guī)范化程序.
解題技巧
從前面各專題可以看出,在高中物理各類試題的解析中常用到的方法有:整體法、隔離法、正交分解法、等效類比法、圖象法、極限法等,這些方法技巧在高考計(jì)算題的解析中當(dāng)然也是重要的手段,但這些方法技巧涉及面廣,前面已有較多的論述和例舉,這里就不再贅述.本模塊就如何面對(duì)形形色色的論述、計(jì)算題迅速準(zhǔn)確地找到解析的“突破口”作些討論和例舉.
論述、計(jì)算題一般都包括對(duì)象、條件、過(guò)程和狀態(tài)四要素.
對(duì)象是物理現(xiàn)象的載體,這一載體可以是物體(質(zhì)點(diǎn))、系統(tǒng),或是由大量分子組成的固體、液體、氣體,或是電荷、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電路、通電導(dǎo)體,或是光線、光子和光學(xué)元件,還可以是原子、核外電子、原子核、基本粒子等.
條件是對(duì)物理現(xiàn)象和物理事實(shí)(對(duì)象)的一些限制,解題時(shí)應(yīng)“明確”顯性條件、“挖掘”隱含條件、“吃透”模糊條件.顯性條件是易被感知和理解的;隱含條件是不易被感知的,它往往隱含在概念、規(guī)律、現(xiàn)象、過(guò)程、狀態(tài)、圖形和圖象之中;模糊條件常常存在于一些模糊語(yǔ)言之中,一般只指定一個(gè)大概的范圍.
過(guò)程是指研究的對(duì)象在一定條件下變化、發(fā)展的程序.在解題時(shí)應(yīng)注意過(guò)程的多元性,可將全過(guò)程分解為多個(gè)子過(guò)程或?qū)⒍鄠€(gè)子過(guò)程合并為一個(gè)全過(guò)程.
狀態(tài)是指研究對(duì)象各個(gè)時(shí)刻所呈現(xiàn)出的特征.
方法通常表現(xiàn)為解決問(wèn)題的程序.物理問(wèn)題的求解通常有分析問(wèn)題、尋求方案、評(píng)估和執(zhí)行方案幾個(gè)步驟,而分析問(wèn)題(即審題)是解決物理問(wèn)題的關(guān)鍵.
一、抓住關(guān)鍵詞語(yǔ),挖掘隱含條件
在讀題時(shí)不僅要注意那些給出具體數(shù)字或字母的顯性條件,更要抓住另外一些敘述性的語(yǔ)言,特別是一些關(guān)鍵詞語(yǔ).所謂關(guān)鍵詞語(yǔ),指的是題目中提出的一些限制性語(yǔ)言,它們或是對(duì)題目中所涉及的物理變化的描述,或是對(duì)變化過(guò)程的界定等.
高考物理計(jì)算題之所以較難,不僅是因?yàn)槲锢磉^(guò)程復(fù)雜、多變,還由于潛在條件隱蔽、難尋,往往使考生們產(chǎn)生條件不足之感而陷入困境,這也正考查了考生思維的深刻程度.在審題過(guò)程中,必須把隱含條件充分挖掘出來(lái),這常常是解題的關(guān)鍵.有些隱含條件隱蔽得并不深,平時(shí)又經(jīng)常見(jiàn)到,挖掘起來(lái)很容易,例如題目中說(shuō)“光滑的平面”,就表示“摩擦可忽略不計(jì)”;題目中說(shuō)“恰好不滑出木板”,就表示小物體“恰好滑到木板邊緣處且具有與木板相同的速度”等等.但還有一些隱含條件隱藏較深或不常見(jiàn)到,挖掘起來(lái)就有一定的難度了.
●例3(10分)兩質(zhì)量分別為M1和M2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的傾斜面都是光滑曲面,曲面下端與水平面相切,如圖10-2所示.一質(zhì)量為m的物塊位于劈A的傾斜面上,距水平面的高度為h.物塊從靜止滑下,然后又滑上劈B.求物塊在B上能夠達(dá)到的最大高度.[2009年高考寧夏理綜卷]
圖10-2
【解析】設(shè)物塊到達(dá)劈A的底端時(shí),物塊和A的速度大小分別為v和v1,由機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒得:
mgh=12mv2+12M1v12(2分)
M1v1=mv(2分)
設(shè)物塊在劈B上達(dá)到的最大高度為h′,此時(shí)物塊和B的共同速度大小為v′,由機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒得:
mgh′+12(M2+m)v′2=12mv2(2分)
mv=(M2+m)v′(2分)
聯(lián)立解得:h′=M1M2(M1+m)(M2+m)h.(2分)
[答案]M1M2(M1+m)(M2+m)h
【點(diǎn)評(píng)】本題應(yīng)分析清楚物塊從A滑下以及滑上B的情境,即從A滑下和滑上B的過(guò)程水平方向動(dòng)量守恒,在B上上升至最大高度時(shí),隱含著與B具有相同速度的條件.
二、重視對(duì)基本過(guò)程的分析(畫(huà)好情境示意圖)
在高中物理中,力學(xué)部分涉及的運(yùn)動(dòng)過(guò)程有勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等,除了這些運(yùn)動(dòng)過(guò)程外,還有兩類重要的過(guò)程:一類是碰撞過(guò)程,另一類是先變加速運(yùn)動(dòng)最終勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程(如汽車以恒定功率啟動(dòng)問(wèn)題).熱學(xué)中的變化過(guò)程主要有等溫變化、等壓變化、等容變化、絕熱變化等(這些過(guò)程的定量計(jì)算在某些省的高考中已不作要求).電學(xué)中的變化過(guò)程主要有電容器的充電和放電、電磁振蕩、電磁感應(yīng)中的導(dǎo)體棒做先變加速后勻速的運(yùn)動(dòng)等,而畫(huà)出這些物理過(guò)程的示意圖或畫(huà)出關(guān)鍵情境的受力分析示意圖是解析計(jì)算題的常規(guī)手段.
畫(huà)好分析草圖是審題的重要步驟,它有助于建立清晰有序的物理過(guò)程和確立物理量間的關(guān)系,可以把問(wèn)題具體化、形象化.分析圖可以是運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖、受力分析圖、狀態(tài)變化圖,也可以是投影法、等效法得到的示意圖等.在審題過(guò)程中,要養(yǎng)成畫(huà)示意圖的習(xí)慣.解物理題,能畫(huà)圖的盡量畫(huà)圖,圖能幫助我們理解題意、分析過(guò)程以及探討過(guò)程中各物理量的變化.幾乎無(wú)一物理問(wèn)題不是用圖來(lái)加強(qiáng)認(rèn)識(shí)的,而畫(huà)圖又迫使我們審查問(wèn)題的各個(gè)細(xì)節(jié)以及細(xì)節(jié)之間的關(guān)系.
●例4(18分)如圖10-3甲所示,建立Oxy坐標(biāo)系.兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱,極板長(zhǎng)度和板間距均為l,在第一、四象限有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于Oxy平面向里.位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右連續(xù)發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為+q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子.在0~3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖10-3乙所示的電壓(不考慮極板邊緣的影響).已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng).上述m、q、l、t0、B為已知量,不考慮粒子間相互影響及返回極板間的情況.
(1)求電壓U0的大小.
(2)求12t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.
(3)何時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短?求此最短時(shí)間.
[2009年高考山東理綜卷]
圖10-3
【解析】(1)t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),t0時(shí)刻剛好從極板邊緣射出,在y軸負(fù)方向偏移的距離為12l,則有:
E=U0l(1分)
qE=ma(1分)
12l=12at02(2分)
聯(lián)立解得:兩板間的偏轉(zhuǎn)電壓U0=ml2qt02.(1分)
(2)12t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子,前12t0時(shí)間在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn),后12t0時(shí)間兩板間沒(méi)有電場(chǎng),帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng).
帶電粒子沿x軸方向的分速度大小v0=lt0(1分)
帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度大小vy=a12t0(1分)
帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大小v=v02+vy2(1分)
設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,則有:qvB=mv2R(1分)
聯(lián)立解得:R=5ml2qBt0.(1分)
(3)2t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短.(2分)
帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)沿y軸正方向的分速度為:vy′=at0(1分)
圖10-3丙
設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸正方向的夾角為α,則tanα=v0vy′(1分)
聯(lián)立解得:α=π4(1分)
帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖10-3丙所示,圓弧所對(duì)的圓心角2α=π2,所求最短時(shí)間為:tmin=14T(1分)
帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T=2πmqB(1分)
聯(lián)立解得:tmin=πm2qB.(1分)
[答案](1)ml2qt02(2)5ml2qBt0(3)2t0時(shí)刻πm2qB
【點(diǎn)評(píng)】在解決帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題時(shí),要充分分析題意,結(jié)合必要的計(jì)算,畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)的軌跡圖.為了確保解題的正確,所畫(huà)的軌跡圖必須準(zhǔn)確,同學(xué)們可以想一下在做數(shù)學(xué)中的幾何題時(shí)是如何作圖的.在解決這類物理題時(shí),也要作出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圖形.
三、要謹(jǐn)慎細(xì)致,謹(jǐn)防定勢(shì)思維
經(jīng)常遇到一些物理題故意多給出已知條件,或表述物理情境時(shí)精心設(shè)置一些陷阱,安排一些似是而非的判斷,以此形成干擾因素,來(lái)考查學(xué)生明辨是非的能力.這些因素的迷惑程度愈大,同學(xué)們愈容易在解題過(guò)程中犯錯(cuò)誤.在審題過(guò)程中,只有有效地排除這些干擾因素,才能迅速而正確地得出答案.有些題目的物理過(guò)程含而不露,需結(jié)合已知條件,應(yīng)用相關(guān)概念和規(guī)律進(jìn)行具體分析.分析前不要急于動(dòng)筆列方程,以免用假的過(guò)程模型代替了實(shí)際的物理過(guò)程,防止定勢(shì)思維的負(fù)遷移.
●例5(18分)如圖10-4甲所示,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絲線懸掛著一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球,將它們放入水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小E=3mg3q.今將小球拉至水平方向的A點(diǎn)后由靜止釋放.
圖10-4甲
(1)求小球落至最低點(diǎn)B處時(shí)的速度大?。?br>
(2)若小球落至最低點(diǎn)B處時(shí),繩突然斷開(kāi),同時(shí)使電場(chǎng)反向,大小不變,則小球在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小動(dòng)能為多少?
【解析】(1)由題意知:小球受到水平向右的電場(chǎng)力qE和重力mg的作用,使小球沿合力的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),如圖10-4乙所示.由幾何知識(shí)得:LAC=L(1分)
圖10-4乙
由動(dòng)能定理可得:
F合L=12mvC2(3分)
即mgLcos30°=12mvC2(1分)
解得:vC=43gL3(1分)
繩子繃緊的瞬間,繩子給小球的沖量使小球沿繩方向的速度減為零
沿切線方向的速度vC′=vCcos30°=3gL(2分)
此后小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,繩子對(duì)小球不做功,電場(chǎng)力和重力均對(duì)小球做正功,則有:
mg(L-Lcos30°)+EqLsin30°=12mvB2-12mvC′2(3分)
解得:vB2=(2+33)gL
即vB=1.6gL.(2分)
(2)繩斷后,電場(chǎng)反向,則重力和電場(chǎng)力的合力對(duì)小球先做負(fù)功后做正功,把小球的速度沿合力和垂直于合力的方向進(jìn)行分解,如圖10-4丙所示,當(dāng)沿合力方向的分速度為零時(shí),小球的速度最小,動(dòng)能最小,則有:
圖10-4丙
vL=vBcos30°=32vB(2分)
其最小動(dòng)能為:
Ek=12mvL2=0.97mgL.(3分)
[答案](1)1.6gL(2)0.97mgL
【點(diǎn)評(píng)】本題易錯(cuò)之處有三個(gè):①小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,初始階段并非做圓周運(yùn)動(dòng);②小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)繩子拉直的瞬間機(jī)械能有損失;③不能利用合力做功分析出小球后來(lái)最小速度的位置及大?。?br>
四、善于從復(fù)雜的情境中快速地提取有效信息
現(xiàn)在的物理試題中介紹性、描述性的語(yǔ)句相當(dāng)多,題目的信息量很大,解題時(shí)應(yīng)具備敏銳的眼光和靈活的思維,善于從復(fù)雜的情境中快速地提取有效信息,準(zhǔn)確理解題意.
●例6(18分)風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)的一種可再生清潔能源.風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能(氣流的功能)轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等.如圖10-5所示.
圖10-5
(1)利用總電阻R=10Ω的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能.輸送功率P0=300kW,輸電電壓U=10kV,求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值.
(2)風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過(guò)的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積.設(shè)空氣密度為ρ,氣流速度為v,風(fēng)輪機(jī)葉片的長(zhǎng)度為r.求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm.
在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下,要提高風(fēng)輪機(jī)單位時(shí)間接受的風(fēng)能,簡(jiǎn)述可采取的措施.
(3)已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率P與Pm成正比.某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)速v1=9m/s時(shí)能夠輸出電功率P1=540kW.我國(guó)某地區(qū)風(fēng)速不低于v2=6m/s的時(shí)間每年約為5000h,試估算這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該地區(qū)的最小年發(fā)電量.
[2008年高考北京理綜卷]
【解析】(1)導(dǎo)線上損失的功率P=I2R=(P0U)2R(2分)
可解得:P=(300×10310×103)2×10W=9kW(2分)
損失的功率與輸送功率的比值為:
PP0=9×103300×103=0.03.(2分)
(2)風(fēng)垂直流向風(fēng)輪機(jī)時(shí),提供的風(fēng)能功率最大
單位時(shí)間內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體的質(zhì)量為:
m0=ρvS=πρvr2(2分)
風(fēng)能的最大功率可表示為:
Pm=12m0v2=12πρr2v3(2分)
采取的合理措施有:增加風(fēng)輪機(jī)葉片的長(zhǎng)度,安裝調(diào)向裝置保持風(fēng)輪機(jī)正面迎風(fēng)等.(3分)
(3)按題意,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為:
P2=(v2v1)3P1=(69)3×540kW=160kW(3分)
最小年發(fā)電量約為:
W=P2t=160×5000kWh=8×105kWh.(2分)
[答案](1)0.03(2)12πρr2v3措施略
(3)8×105kWh
【點(diǎn)評(píng)】由本例可看出,這類題型敘述較長(zhǎng),但將所給的信息進(jìn)行提煉后,解析過(guò)程并不復(fù)雜.所以審題的關(guān)鍵是認(rèn)真閱讀題意,建立物理模型.
高考物理計(jì)算題的答題規(guī)范和解析技巧沖刺專題復(fù)習(xí)
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問(wèn)題。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?小編收集并整理了“高考物理計(jì)算題的答題規(guī)范和解析技巧沖刺專題復(fù)習(xí)”,大家不妨來(lái)參考。希望您能喜歡!
20xx屆高考黃岡中學(xué)物理沖刺講解、練習(xí)題、預(yù)測(cè)題20:第10專題計(jì)算題的答題規(guī)范與解析技巧(2)能力演練一、選擇題(10×4分)
1.在北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館的建設(shè)中,大量采用了環(huán)保新技術(shù),如場(chǎng)館周圍的路燈用太陽(yáng)能電池供電,洗浴熱水通過(guò)太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)生等.太陽(yáng)能產(chǎn)生于太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變,其核反應(yīng)方程是()
A.411H→42He+201e
B.145N+42He→178O+11H
C.23592U+10n→13654Xe+9038Sr+1010n
D.23892U→23490Th+42He
【解析】各選項(xiàng)中的核反應(yīng)方程中只有A中為聚變反應(yīng).
[答案]A
2.下列說(shuō)法正確的是()
A.隨著科技的進(jìn)步,總有一天熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%
B.用氣筒打氣時(shí)看到氣體體積可以任意擴(kuò)大和縮小,所以氣體自由膨脹的過(guò)程是可逆過(guò)程
C.空調(diào)既能制熱又能制冷,說(shuō)明熱傳遞不存在方向性
D.自然界一切自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程具有單向特性,雖然總能量守恒,但能量品質(zhì)在退化
【解析】根據(jù)熱力學(xué)第二定律可判斷選項(xiàng)D正確.
[答案]D
3.愛(ài)因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出了光子說(shuō),下列對(duì)光電效應(yīng)的解釋中,正確的是()
A.金屬內(nèi)的每個(gè)電子可以吸收一個(gè)或同時(shí)吸收幾個(gè)光子,當(dāng)它積累的動(dòng)能足夠大時(shí),就能逸出金屬
B.如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力逸出時(shí)需要做的最小功,但只要照射時(shí)間足夠長(zhǎng),光電效應(yīng)也能發(fā)生
C.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),入射光越強(qiáng),光子的能量就越大,光電子的最大初動(dòng)能就越大
D.由于不同金屬的逸出功是不相同的,因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最低頻率也不相同
【解析】電子每次只吸收一個(gè)光子的能量,若電子吸收一個(gè)光子后能量的增加不足以逸出,就會(huì)很快與其他電子碰撞而損失能量,故無(wú)法因積累吸收光子的能量而逸出,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.光電子的最大初動(dòng)能Ek=hν-W逸,與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確.
[答案]D
4.如圖所示,水平面B點(diǎn)以左是光滑的、B點(diǎn)以右是粗糙的,相距為L(zhǎng)的質(zhì)量為M和m的兩個(gè)小物塊,在B點(diǎn)以左的光滑水平面上以相同的速度向右運(yùn)動(dòng).它們先后進(jìn)入表面粗糙的水平面,最后停止運(yùn)動(dòng).它們與粗糙水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,靜止后兩物塊之間的距離為s.下列說(shuō)法正確的是()
A.若Mm,則sL
B.若M=m,則s=L
C.若Mm,則sL
D.無(wú)論M、m取何值,都有s=0
【解析】?jī)晌飰K進(jìn)入粗糙面后做減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等,即a=μg,故減速滑行的位移相同,即s=v22μg,故選項(xiàng)D正確.
[答案]D
5.半徑為R的14豎直圓弧軌道,與粗糙的水平面相連,如圖所示.有一個(gè)質(zhì)量為m的均勻細(xì)直桿恰好能放在圓弧兩端,若釋放細(xì)桿,它將開(kāi)始下滑,并且最后停在水平面上.在上述過(guò)程中()
A.桿克服摩擦力所做的功為mgR
B.桿克服摩擦力所做的功為12mgR
C.重力所做的功為mgR
D.外力做的總功為12mgR
【解析】由動(dòng)能定理得:W總=WG+Wf=0,又由WG=mgR2,故知桿克服摩擦力所做的功為12mgR.
[答案]B
6.將如圖所示的裝置安裝在沿直線軌道運(yùn)動(dòng)的火車車廂中,可以對(duì)火車運(yùn)動(dòng)的加速度進(jìn)行檢測(cè).安裝時(shí)使桿沿軌道方向固定.閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí),穿在光滑絕緣桿上的小球在O點(diǎn),固定在小球上的變阻器滑片停在變阻器BC的正中央,此時(shí),電壓表指針指在盤(pán)中央0刻度.當(dāng)火車水平方向有加速度時(shí),小球在光滑絕緣桿上移動(dòng),滑片P隨之在變阻器上移動(dòng),電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).已知火車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表的指針向左偏.下列說(shuō)法正確的是()
A.若火車向右做減速運(yùn)動(dòng),則小球在O點(diǎn)右側(cè),電壓表指針向左偏
B.若火車向左做減速運(yùn)動(dòng),則小球在O點(diǎn)左側(cè),電壓表指針向右偏
C.若火車向左做減速運(yùn)動(dòng),則小球在O點(diǎn)左側(cè),電壓表指針向左偏
D.若火車向左做加速運(yùn)動(dòng),則小球在O點(diǎn)右側(cè),電壓表指針向左偏
【解析】當(dāng)火車向右加速時(shí)滑片向左移,電流從電壓表的左接線柱流進(jìn),引起了電壓表的指針向左偏轉(zhuǎn).故當(dāng)火車向左減速時(shí),情況與上述相同;火車向右減速以及向左加速時(shí),情況與上述相反.
[答案]C
7.圖示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0.25s時(shí)刻的波形圖.已知波的傳播速度v=2m/s,則在x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的函數(shù)表達(dá)式及其在此后4.25s內(nèi)通過(guò)的路程s分別為()
A.y=5sin2πt(cm),s=5cm
B.y=-5sin2πt(cm),s=5cm
C.y=5sin2πt(cm),s=85cm
D.y=-5sin2πt(cm),s=85cm
【解析】由題意知T=λv=1s
故在0時(shí)刻波形圖如圖中的虛線所示
故知在x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)y=-5sin2πt
又因?yàn)閠=4.25s=174T,所以s=17A=85cm.
[答案]D
8.目前,一種用于摧毀人造衛(wèi)星或空間站的激光武器已研制成功.如圖所示,某空間站位于地平線上方,現(xiàn)準(zhǔn)備用一束激光射向該空間站,則應(yīng)把激光器()
A.沿視線對(duì)著空間站瞄高一些
B.沿視線對(duì)著空間站瞄低一些
C.沿視線對(duì)準(zhǔn)空間站直接瞄準(zhǔn)
D.條件不足,無(wú)法判斷
【解析】當(dāng)武器瞄準(zhǔn)空間站時(shí),光線如圖所示,即看見(jiàn)的空間站位置S′比實(shí)際位置S略高,但武器發(fā)射出的激光經(jīng)過(guò)大氣層和大氣層的邊緣時(shí)也要發(fā)生折射,由光路可逆原理知激光器應(yīng)對(duì)準(zhǔn)看到的空間站的像瞄準(zhǔn).故選項(xiàng)C正確.
[答案]C
9.我國(guó)第二顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星(Compass-G2)于4月15日凌晨成功發(fā)射,這次發(fā)射加固和提升了正在運(yùn)行的北斗一代的功能,對(duì)實(shí)現(xiàn)一、二代平穩(wěn)過(guò)渡具有重要意義.正在建設(shè)中的“北斗二號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間站將由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成.若已知有兩顆導(dǎo)航通信衛(wèi)星分別定位于赤道上東經(jīng)80°和140°的上空,又已知地球半徑R=6400km,取g=10m/s2.則關(guān)于這兩顆衛(wèi)星,下列說(shuō)法正確的是()
A.隨著地球的自轉(zhuǎn),兩衛(wèi)星的間距會(huì)發(fā)生變化
B.兩衛(wèi)星的間距是固定的,大小約為6.4×106m
C.兩衛(wèi)星的間距是固定的,大小約為4.26×107m
D.這兩顆衛(wèi)星的信號(hào)可覆蓋整個(gè)地球表面
【解析】這兩顆衛(wèi)星與赤道平面的位置關(guān)系如圖所示.
故AB=r
又由GMmr2=m4π2T2r,T=24h,GM=gR2
可得:r≈4.26×107m,選項(xiàng)C正確.
由地球的形狀與兩衛(wèi)星的位置可知,這兩顆衛(wèi)星的信號(hào)不能覆蓋整個(gè)地球表面.
[答案]C
10.如圖所示,將一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電的小球(可看做點(diǎn)電荷)用絲線吊著放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,最大擺角α10°,不計(jì)空氣阻力.則()
A.小球從A點(diǎn)擺向O點(diǎn)跟從B點(diǎn)擺向O點(diǎn)相比,經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)O時(shí),絲線張力相同,球的機(jī)械能相同,動(dòng)量相同
B.小球從A點(diǎn)擺向O點(diǎn)跟從B點(diǎn)擺向O點(diǎn)相比,經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)O時(shí),絲線張力不同,球的機(jī)械能相同,動(dòng)量不同
C.和無(wú)磁場(chǎng)時(shí)相比,單擺周期變大
D.和無(wú)磁場(chǎng)時(shí)相比,單擺周期不變
【解析】洛倫茲力不做功,由機(jī)械能守恒定律知小球向左和向右通過(guò)O點(diǎn)的速度大小相等、方向相反,故機(jī)械能相等,動(dòng)量不同;向右通過(guò)O點(diǎn)時(shí)絲線張力T1=mg+mv2R-qvB,向左通過(guò)O點(diǎn)時(shí)絲線張力T2=mg+mv2R+qvB.故選項(xiàng)B正確.
在擺動(dòng)過(guò)程中,洛倫茲力只是加大或減小絲線的張力,并不影響小球的回復(fù)力,故周期不變.選項(xiàng)D正確.
[答案]BD
二、非選擇題(共60分)
11.(6分)某同學(xué)用如圖所示的裝置研究平拋物體的運(yùn)動(dòng).兩個(gè)相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球P、Q,其中N的末端與可看做光滑的水平板相切,兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D,調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度,使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度相等.現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩個(gè)小鐵球能以相同的初速度同時(shí)分別從軌道M、N的下端射出,可以看到P、Q兩球相碰,只改變弧形軌道M的高度,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),仍能觀察到相同的現(xiàn)象,這說(shuō)明__________________________.
另一位同學(xué)用實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),在白紙上標(biāo)出了重垂線MN,并獲得了小球平拋軌跡上的兩個(gè)點(diǎn)a、b,測(cè)得a、b兩點(diǎn)到MN的水平距離分別是10cm和20cm,兩點(diǎn)的豎直距離是15cm,取g=10m/s2,則可推斷小球平拋的初速度為_(kāi)_______m/s.
【解析】由a、b兩點(diǎn)與MN的水平距離,可知平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間間隔tMa=tab,又由豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng),可知yMa=5cm,故yab-yMa=gt2,t=0.1s,則小球平拋的初速度v0=xt=1m/s.
[答案]平拋運(yùn)動(dòng)的小球在水平方向的分速度保持不變1(每空3分)
12.(9分)實(shí)驗(yàn)室備有以下實(shí)驗(yàn)器材:
A.一個(gè)已校準(zhǔn)的電流表(量程為1mA,內(nèi)阻約幾百歐)
B.一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓表(量程為3V)
C.一個(gè)電源E(電動(dòng)勢(shì)約為4V)
D.一個(gè)電阻箱R1(阻值范圍為0~9999Ω)
E.一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍為0~20Ω)
F.一個(gè)單刀單擲開(kāi)關(guān)S、另有導(dǎo)線若干
現(xiàn)要先測(cè)出電流表的內(nèi)阻,然后將其改裝成量程也為3V的電壓表,最后利用上述標(biāo)準(zhǔn)電壓表對(duì)改裝成的電壓表進(jìn)行校對(duì).若要求只設(shè)計(jì)一個(gè)電路,既可以較精確地測(cè)量表的內(nèi)阻,又能對(duì)改裝后的電壓表進(jìn)行校對(duì).
(1)請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫(huà)出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖.
(2)將圖中實(shí)物連接成校對(duì)電路圖.
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路,回答下列問(wèn)題:
①若在測(cè)表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,調(diào)節(jié)電阻箱R1,使其接入電路中的電阻為R時(shí),讀出表和表的示數(shù)分別為I和U,則電流表內(nèi)阻的大小表達(dá)式為_(kāi)_______.(用I、U和R表示)
②將表改裝成量程為3V的電壓表后,在進(jìn)行校對(duì)時(shí),發(fā)現(xiàn)改裝后的電壓表的示數(shù)總比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示數(shù)小,這可能是因?yàn)殡娏鞅淼膬?nèi)阻測(cè)量值比實(shí)際值________(填“大”或“小”),應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱使其接入的電阻值________(填“增大”或“減小”).
[答案](1)如圖甲所示(3分)
(2)如圖乙所示(2分)
(3)①UI-R(2分)②小減小(每空1分)
13.(8分)某些城市的交通部門(mén)規(guī)定汽車在市區(qū)某些街道行駛的速度不能超過(guò)vm.一輛汽車一次事故前在該水平路段緊急剎車,沿直線滑行一段距離后與另一車碰撞,交警測(cè)得車輪在地面上連續(xù)滑行的軌跡長(zhǎng)sm,又從手冊(cè)中查出該車車輪與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,有關(guān)數(shù)據(jù)在下面表中.請(qǐng)你判斷這輛汽車是否違反規(guī)定超速行駛.
vm(km/h)sm(m)μg(m/s2)
30100.7210
【解析】汽車剎車的加速度a=-μmgm=-μg(2分)
設(shè)該車與另一車碰撞時(shí)已停止,則有:0-v2=2asm(2分)
得:v=2μgsm=43.2km/h(2分)
說(shuō)明該車剎車前的速度v0≥43.2km/hvm,故汽車超速行駛.(2分)
[答案]汽車超速行駛
14.(10分)如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子經(jīng)電壓U加速后,由靜止開(kāi)始從O點(diǎn)沿水平方向OA射出,要使電子恰好能夠擊中位于C處的靶面,已知OA與OC方向間的夾角為θ,OC=d.
(1)如果在電子出射后的右側(cè)空間施加豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向.
(2)如果在電子出射后的右側(cè)空間施加垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),求該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向.
【解析】(1)電子由靜止開(kāi)始經(jīng)電壓U加速后獲得的動(dòng)能為:Ek=eU=12mv02(2分)
當(dāng)施加豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),電子做類平拋運(yùn)動(dòng)有:
dcosθ=v0t(1分)
dsinθ=12eEmt2(1分)
聯(lián)立解得:勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=4Usinθdcos2θ,方向豎直向上.(1分)
(2)當(dāng)施加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)由幾何關(guān)系可知:
d=2Rsinθ(2分)
又evB=mv2R(2分)
故B=2sinθd2mUe,方向垂直紙面向里.(1分)
[答案](1)4Usinθdcos2θ,方向豎直向上
(2)2sinθd2mUe,方向垂直紙面向里
15.(12分)地下埋有一根與地表平行的直線電纜,電纜中通有變化的電流,如果電纜的走向與紙面垂直.現(xiàn)要在地面上探測(cè)電纜的深度及電纜中電流的大小,我們利用試探小線圈(平面圓環(huán))串聯(lián)一只交流電壓表來(lái)測(cè)量.
(1)假設(shè)某時(shí)刻電纜中的電流方向垂直紙面向里,請(qǐng)?jiān)趫D甲中畫(huà)出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線.(要求用作圖工具作圖,至少畫(huà)出3條磁感應(yīng)線,其中有一條恰與地面相交)
甲
(2)保持試探小線圈平面與紙面垂直,且沿垂直于電纜線方向由P向Q緩緩移動(dòng),觀察電壓表指針偏轉(zhuǎn)角的變化.當(dāng)試探線圈的軸線(與線圈平面垂直)豎直時(shí),線圈移到某一位置A,電壓表的示數(shù)恰好為0;當(dāng)試探線圈的軸線與豎直方向成θ角時(shí),線圈移到某一位置C,電壓表的示數(shù)又恰好為0.在圖中準(zhǔn)確標(biāo)出A點(diǎn)和C點(diǎn)的位置,若A點(diǎn)和C點(diǎn)相距L,求出電纜的深度h.
(3)已知直線電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可表示為B=kid,式中i為導(dǎo)線中電流,d為考察點(diǎn)到直線電流的距離,k是一已知常數(shù).設(shè)試探線圈的匝數(shù)為n,圓環(huán)半徑為r(rd,可認(rèn)為試探線圈處的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)),當(dāng)試探線圈位于電纜正上方,且其軸線與PQ平行時(shí),測(cè)得線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為U,已知電纜中的電流為正弦交變電流,其表達(dá)式為i=Imsinωt,式中ω已知,試求電纜中電流的最大值Im.
【解析】
(1)如圖乙所示.(2分)
乙
(2)A、C的位置如圖所示,可得h=Lcotθ.(3分)
(3)電纜線在A處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=kih(1分)
穿過(guò)試探線圈的磁通量Φ=BS=Bπr2(1分)
解得:Φ=kπr2ImLcotθsinωt=Φmsinωt(式中Φm=kπr2ImLcotθ)
(2分)
與交流發(fā)電機(jī)原理對(duì)照,又Em=nΦmω,又U=Em2(2分)
解得:Im=2LUcotθnkπr2ω.(1分)
[答案](1)如圖乙所示(2)Lcotθ(3)2LUcotθnkπr2ω
16.(15分)如圖所示,在傾角θ=37°的足夠長(zhǎng)的光滑斜面上,質(zhì)量都為M=2kg的長(zhǎng)方體板A和B之間夾有少許炸藥,在B的上表面左端疊放有一質(zhì)量m=1kg的物體C(可視為質(zhì)點(diǎn)),C與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.75.現(xiàn)無(wú)初速度同時(shí)釋放A、B、C整體,當(dāng)它們沿斜面滑行s=3m時(shí),炸藥瞬間爆炸,爆炸完畢時(shí)A的速度vA=12m/s.此后,C始終未從B的上表面滑落.問(wèn):B的長(zhǎng)度至少為多大?(取g=10m/s2,爆炸不會(huì)影響各物體的質(zhì)量和各表面的光滑程度)
【解析】整體下滑階段,研究A、B、C整體,設(shè)末速度為v,由動(dòng)能定理得:
(2M+m)gssinθ=12(2M+m)v2(2分)
解得:v=6m/s(1分)
爆炸前后,研究A和B,由動(dòng)量守恒定律有:
2Mv=MvA+MvB(2分)
解得:vB=0(1分)
此后,設(shè)C在B上滑動(dòng)的加速度為aC,由牛頓第二定律有:
mgsinθ-μmgcosθ=maC(2分)
解得:aC=0(1分)
對(duì)B,由牛頓第二定律有:
Mgsinθ+μmgcosθ=MaB(2分)
解得:aB=9m/s2(1分)
A和B經(jīng)時(shí)間t達(dá)到共同速度v后將不再相對(duì)滑動(dòng),則有:
t=vaB(1分)
板的最小長(zhǎng)度L滿足:
L=vt-v2t(1分)
聯(lián)立解得:L=2m.(1分)
[答案]2m
09高考物理電磁感應(yīng)計(jì)算題集
電磁感應(yīng)最新計(jì)算題集
1.如圖15(a)所示,一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L,距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的1/4圓弧,導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng),右段區(qū)域存在磁場(chǎng)B0,左段區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)B(t),如圖15(b)所示,兩磁場(chǎng)方向均豎直向上。在圓弧頂端,放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab,與導(dǎo)軌左段形成閉合回路,從金屬棒下滑開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)時(shí)間t0滑到圓弧頂端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g。
⑴問(wèn)金屬棒在圓弧內(nèi)滑動(dòng)時(shí),回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變?為什么?
⑵求0到時(shí)間t0內(nèi),回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量。
⑶探討在金屬棒滑到圓弧底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0的一瞬間,回路中感應(yīng)電流的大小和方向。
高考物理一輪復(fù)習(xí)電學(xué)
第30講電學(xué)選擇題20xx新題賞析
題一:(全國(guó)新課標(biāo))如圖,一半徑為R的圓盤(pán)上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤(pán)且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn),a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q的固定點(diǎn)電荷。已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)()
A.B.C.D.
題二:(廣東)如圖,兩個(gè)初速度大小相同的同種離子a和b,從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后打到屏P上。不計(jì)重力。下列說(shuō)法正確的有()
A.a(chǎn)、b均帶正電
B.a(chǎn)在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短
C.a(chǎn)在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短
D.a(chǎn)在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近
題三:(全國(guó)新課標(biāo))如圖,半徑為R的圓是一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面(紙面),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。一電荷量為q(q0),質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,射入點(diǎn)與ab的距離為R/2。已知粒子射出磁場(chǎng)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為600,則粒子的速率為(不計(jì)重力)()
A.qBR/2mB.qBR/mC.3qBR/2mD.2qBR/m
題四:(全國(guó)新課標(biāo))如圖,在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN。其中ab、ac在a點(diǎn)接觸,構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌。空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)。用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng),從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)。運(yùn)動(dòng)中MN始終與bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸。下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線,可能正確的是()
題五:(四川)如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、不可形變的正方形導(dǎo)體框內(nèi)有半徑為r的圓形區(qū)域,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=kt(常量k>0)?;芈分谢瑒?dòng)變阻器R的最大阻值為R0,滑片P位于滑動(dòng)變阻器中央,定值電阻R1=R0、R2=R0/2。閉合開(kāi)關(guān)S,電壓表的示數(shù)為U,不考慮虛線MN右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。則()
A.R2兩端的電壓為U/7
B.電容器的a極板帶正電
C.滑動(dòng)變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍
D.正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為kL2
題六:(福建)在國(guó)際單位制(簡(jiǎn)稱SI)中,力學(xué)和電學(xué)的基本單位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。導(dǎo)出單位V(伏特)用上述基本單位可表示為()
A.m2kgs-4A-1B.m2kgs-3A-1C.m2kgs-2A-1D.m2kgs-1A-1
第30講電學(xué)選擇題20xx新題賞析
題一:B題二:AD題三:B題四:A題五:AC題六:B