高考物理二輪復(fù)習(xí)-專題十二--常見(jiàn)易錯(cuò)模型

1、高考物理復(fù)習(xí)資料 高中物理常見(jiàn)的物理模型易錯(cuò)題歸納總結(jié)一、斜面問(wèn)題1自由釋放的滑塊能在斜面上(如圖91 甲所示)勻速下滑時(shí)，m與M之間的動(dòng)摩擦因數(shù)gtan 圖91甲2自由釋放的滑塊在斜面上(如圖91 甲所示)：(1)靜止或勻速下滑時(shí)，斜面M對(duì)水平地面的靜摩擦力為零；(2)加速下滑時(shí)，斜面對(duì)水平地面的靜摩擦力水平向右；(3)減速下滑時(shí)，斜面對(duì)水平地面的靜摩擦力水平向左3自由釋放的滑塊在斜面上(如圖91乙所示)勻速下滑時(shí)，M對(duì)水平地面的靜摩擦力為零，這一過(guò)程中再在m上加上任何方向的作用力，(在m停止前)M對(duì)水平地面的靜摩擦力依然為零(見(jiàn)一輪書中的方法概述)圖91乙4懸掛有物體的小車在斜面上滑行(如

2、圖92所示)：圖92(1)向下的加速度agsin 時(shí)，懸繩穩(wěn)定時(shí)將垂直于斜面；(2)向下的加速度agsin 時(shí)，懸繩穩(wěn)定時(shí)將偏離垂直方向向上；(3)向下的加速度agsin 時(shí)，懸繩將偏離垂直方向向下5在傾角為的斜面上以速度v0平拋一小球(如圖93所示)：圖93(1)落到斜面上的時(shí)間t；(2)落到斜面上時(shí)，速度的方向與水平方向的夾角恒定，且tan 2tan ，與初速度無(wú)關(guān)；(3)經(jīng)過(guò)tc 小球距斜面最遠(yuǎn)，最大距離d6如圖94所示，當(dāng)整體有向右的加速度agtan 時(shí)，m能在斜面上保持相對(duì)靜止圖947在如圖95所示的物理模型中，當(dāng)回路的總電阻恒定、導(dǎo)軌光滑時(shí)，ab棒所能達(dá)到的穩(wěn)定速度vm圖958如圖

3、96所示，當(dāng)各接觸面均光滑時(shí)，在小球從斜面頂端滑下的過(guò)程中，斜面后退的位移s L圖96例1有一些問(wèn)題你可能不會(huì)求解，但是你仍有可能對(duì)這些問(wèn)題的解是否合理進(jìn)行分析和判斷例如從解的物理量單位，解隨某些已知量變化的趨勢(shì)，解在一些特殊條件下的結(jié)果等方面進(jìn)行分析，并與預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行比較，從而判斷解的合理性或正確性舉例如下：如圖97甲所示，質(zhì)量為M、傾角為的滑塊A放于水平地面上把質(zhì)量為m的滑塊B放在A的斜面上忽略一切摩擦，有人求得B相對(duì)地面的加速度a gsin ，式中g(shù)為重力加速度圖97甲對(duì)于上述解，某同學(xué)首先分析了等號(hào)右側(cè)的量的單位，沒(méi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題他進(jìn)一步利用特殊條件對(duì)該解做了如下四項(xiàng)分析和判斷，

4、所得結(jié)論都是“解可能是對(duì)的”但是，其中有一項(xiàng)是錯(cuò)誤的，請(qǐng)你指出該項(xiàng)2008年高考·北京理綜卷()A當(dāng)0°時(shí)，該解給出a0，這符合常識(shí)，說(shuō)明該解可能是對(duì)的B當(dāng)90°時(shí)，該解給出ag，這符合實(shí)驗(yàn)結(jié)論，說(shuō)明該解可能是對(duì)的C當(dāng)Mm時(shí)，該解給出agsin ，這符合預(yù)期的結(jié)果，說(shuō)明該解可能是對(duì)的D當(dāng)mM時(shí)，該解給出a，這符合預(yù)期的結(jié)果，說(shuō)明該解可能是對(duì)的【解析】當(dāng)A固定時(shí)，很容易得出agsin ；當(dāng)A置于光滑的水平面時(shí)，B加速下滑的同時(shí)A向左加速運(yùn)動(dòng)，B不會(huì)沿斜面方向下滑，難以求出運(yùn)動(dòng)的加速度圖97乙設(shè)滑塊A的底邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，當(dāng)B滑下時(shí)A向左移動(dòng)的距離為x，由動(dòng)量守恒定律得：Mm

5、解得：x當(dāng)mM時(shí)，xL，即B水平方向的位移趨于零，B趨于自由落體運(yùn)動(dòng)且加速度ag選項(xiàng)D中，當(dāng)mM時(shí)，ag顯然不可能答案D【點(diǎn)評(píng)】本例中，若m、M、L有具體數(shù)值，可假設(shè)B下滑至底端時(shí)速度v1的水平、豎直分量分別為v1x、v1y，則有：mv1x2mv1y2Mv22mghmv1xMv2解方程組即可得v1x、v1y、v1以及v1的方向和m下滑過(guò)程中相對(duì)地面的加速度例2在傾角為的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向一個(gè)垂直于斜面向上，一個(gè)垂直于斜面向下(如圖98甲所示)，它們的寬度均為L(zhǎng)一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形線框以速度v進(jìn)入上部磁場(chǎng)時(shí)，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)圖98甲(1)當(dāng)ab邊

6、剛越過(guò)邊界ff時(shí)，線框的加速度為多大，方向如何？(2)當(dāng)ab邊到達(dá)gg與ff的正中間位置時(shí)，線框又恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則線框從開(kāi)始進(jìn)入上部磁場(chǎng)到ab邊到達(dá)gg與ff的正中間位置的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為多少？(線框的ab邊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與磁場(chǎng)邊界平行，不計(jì)摩擦阻力)【解析】(1)當(dāng)線框的ab邊從高處剛進(jìn)入上部磁場(chǎng)(如圖98 乙中的位置所示)時(shí)，線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則有：mgsin BI1L此時(shí)I1當(dāng)線框的ab邊剛好越過(guò)邊界ff(如圖98乙中的位置所示)時(shí)，由于線框從位置到位置始終做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)將ab邊與cd邊切割磁感線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同向疊加，回路中電流的大小等于2I1故線框的加速度大小

7、為：圖98乙a3gsin ，方向沿斜面向上(2)而當(dāng)線框的ab邊到達(dá)gg與ff的正中間位置(如圖98 乙中的位置所示)時(shí)，線框又恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明mgsin 4BI2L故I2I1由I1可知，此時(shí)vv從位置到位置，線框的重力勢(shì)能減少了mgLsin 動(dòng)能減少了mv2m()2mv2由于線框減少的機(jī)械能全部經(jīng)電能轉(zhuǎn)化為焦耳熱，因此有：QmgLsin mv2答案(1)3gsin ，方向沿斜面向上(2)mgLsin mv2【點(diǎn)評(píng)】導(dǎo)線在恒力作用下做切割磁感線運(yùn)動(dòng)是高中物理中一類常見(jiàn)題型，需要熟練掌握各種情況下求平衡速度的方法二、疊加體模型疊加體模型在歷年的高考中頻繁出現(xiàn)，一般需求解它們之間的摩擦力、相對(duì)

8、滑動(dòng)路程、摩擦生熱、多次作用后的速度變化等，另外廣義的疊加體模型可以有許多變化，涉及的問(wèn)題更多如2009年高考天津理綜卷第10題、寧夏理綜卷第20題、山東理綜卷第24題，2008年高考全國(guó)理綜卷 的第15題、北京理綜卷第24題、江蘇物理卷第6題、四川延考區(qū)理綜卷第25題等疊加體模型有較多的變化，解題時(shí)往往需要進(jìn)行綜合分析(前面相關(guān)例題、練習(xí)較多)，下列兩個(gè)典型的情境和結(jié)論需要熟記和靈活運(yùn)用1疊放的長(zhǎng)方體物塊A、B在光滑的水平面上勻速運(yùn)動(dòng)或在光滑的斜面上自由釋放后變速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中(如圖99所示)，A、B之間無(wú)摩擦力作用圖992如圖910所示，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功一定為負(fù)值，其絕對(duì)值等于摩擦力乘

9、以相對(duì)滑動(dòng)的總路程或等于摩擦產(chǎn)生的熱量，與單個(gè)物體的位移無(wú)關(guān)，即Q摩f·s相圖910例3質(zhì)量為M的均勻木塊靜止在光滑的水平面上，木塊左右兩側(cè)各有一位拿著完全相同的步槍和子彈的射擊手首先左側(cè)的射擊手開(kāi)槍，子彈水平射入木塊的最大深度為d1，然后右側(cè)的射擊手開(kāi)槍，子彈水平射入木塊的最大深度為d2，如圖911所示設(shè)子彈均未射穿木塊，且兩子彈與木塊之間的作用力大小均相同當(dāng)兩顆子彈均相對(duì)木塊靜止時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(注：屬于選修35模塊)()圖911A最終木塊靜止，d1d2B最終木塊向右運(yùn)動(dòng)，d1<d2C最終木塊靜止，d1<d2D最終木塊靜止，d1>d2【解析】木塊和射出后的左

10、右兩子彈組成的系統(tǒng)水平方向不受外力作用，設(shè)子彈的質(zhì)量為m，由動(dòng)量守恒定律得：mv0mv0(M2m)v解得：v0，即最終木塊靜止設(shè)左側(cè)子彈射入木塊后的共同速度為v1，有：mv0(mM)v1Q1f·d1mv02(mM)v12解得：d1對(duì)右側(cè)子彈射入的過(guò)程，由功能原理得：Q2f·d2mv02(mM)v120解得：d2即d1d2答案C【點(diǎn)評(píng)】摩擦生熱公式可稱之為“功能關(guān)系”或“功能原理”的公式，但不能稱之為“動(dòng)能定理”的公式，它是由動(dòng)能定理的關(guān)系式推導(dǎo)得出的二級(jí)結(jié)論三、含彈簧的物理模型縱觀歷年的高考試題，和彈簧有關(guān)的物理試題占有相當(dāng)大的比重高考命題者常以彈簧為載體設(shè)計(jì)出各類試題，這

11、類試題涉及靜力學(xué)問(wèn)題、動(dòng)力學(xué)問(wèn)題、動(dòng)量守恒和能量守恒問(wèn)題、振動(dòng)問(wèn)題、功能問(wèn)題等，幾乎貫穿了整個(gè)力學(xué)的知識(shí)體系為了幫助同學(xué)們掌握這類試題的分析方法，現(xiàn)將有關(guān)彈簧問(wèn)題分類進(jìn)行剖析對(duì)于彈簧，從受力角度看，彈簧上的彈力是變力；從能量角度看，彈簧是個(gè)儲(chǔ)能元件因此，彈簧問(wèn)題能很好地考查學(xué)生的綜合分析能力，故備受高考命題老師的青睞題目類型有：靜力學(xué)中的彈簧問(wèn)題，動(dòng)力學(xué)中的彈簧問(wèn)題，與動(dòng)量和能量有關(guān)的彈簧問(wèn)題1靜力學(xué)中的彈簧問(wèn)題(1)胡克定律：Fkx，F(xiàn)k·x(2)對(duì)彈簧秤的兩端施加(沿軸線方向)大小不同的拉力，彈簧秤的示數(shù)一定等于掛鉤上的拉力例4如圖912甲所示，兩木塊A、B的質(zhì)量分別為m1和m2

12、，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，兩彈簧分別連接A、B，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)緩慢向上提木塊A，直到下面的彈簧對(duì)地面的壓力恰好為零，在此過(guò)程中A和B的重力勢(shì)能共增加了()圖912甲ABC(m1m2)2g2()D【解析】取A、B以及它們之間的彈簧組成的整體為研究對(duì)象，則當(dāng)下面的彈簧對(duì)地面的壓力為零時(shí)，向上提A的力F恰好為：F(m1m2)g設(shè)這一過(guò)程中上面和下面的彈簧分別伸長(zhǎng)x1、x2，如圖912乙所示，由胡克定律得：圖912乙x1，x2故A、B增加的重力勢(shì)能共為：Epm1g(x1x2)m2gx2答案D【點(diǎn)評(píng)】計(jì)算上面彈簧的伸長(zhǎng)量時(shí)，較多同學(xué)會(huì)先計(jì)算原來(lái)的壓縮量，然后計(jì)算后來(lái)的伸長(zhǎng)量，再將兩

13、者相加，但不如上面解析中直接運(yùn)用x進(jìn)行計(jì)算更快捷方便通過(guò)比較可知，重力勢(shì)能的增加并不等于向上提的力所做的功W·x總2動(dòng)力學(xué)中的彈簧問(wèn)題(1)瞬時(shí)加速度問(wèn)題(與輕繩、輕桿不同)：一端固定、另一端接有物體的彈簧，形變不會(huì)發(fā)生突變，彈力也不會(huì)發(fā)生突變(2)如圖913所示，將A、B下壓后撤去外力，彈簧在恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)刻B與A開(kāi)始分離圖913例5一彈簧秤秤盤的質(zhì)量m11.5 kg，盤內(nèi)放一質(zhì)量m210.5 kg的物體P，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，其勁度系數(shù)k800 N/m，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖914 所示圖914現(xiàn)給P施加一個(gè)豎直向上的力F，使P從靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知在最初0.2 s內(nèi)F

14、是變化的，在0.2 s后是恒定的，求F的最大值和最小值(取g10 m/s2)【解析】初始時(shí)刻彈簧的壓縮量為：x00.15 m設(shè)秤盤上升高度x時(shí)P與秤盤分離，分離時(shí)刻有：a又由題意知，對(duì)于00.2 s時(shí)間內(nèi)P的運(yùn)動(dòng)有：at2x解得：x0.12 m，a6 m/s2故在平衡位置處，拉力有最小值Fmin(m1m2)a72 N分離時(shí)刻拉力達(dá)到最大值Fmaxm2gm2a168 N答案72 N168 N【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于本例所述的物理過(guò)程，要特別注意的是：分離時(shí)刻m1與m2之間的彈力恰好減為零，下一時(shí)刻彈簧的彈力與秤盤的重力使秤盤產(chǎn)生的加速度將小于a，故秤盤與重物分離3與動(dòng)量、能量相關(guān)的彈簧問(wèn)題與動(dòng)量、能量相關(guān)的

15、彈簧問(wèn)題在高考試題中出現(xiàn)頻繁，而且常以計(jì)算題出現(xiàn)，在解析過(guò)程中以下兩點(diǎn)結(jié)論的應(yīng)用非常重要：(1)彈簧壓縮和伸長(zhǎng)的形變相同時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能相等；(2)彈簧連接兩個(gè)物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)兩物體的相對(duì)速度最大，彈簧的形變最大時(shí)兩物體的速度相等例6如圖915所示，用輕彈簧將質(zhì)量均為m1 kg的物塊A和B連接起來(lái)，將它們固定在空中，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，A距地面的高度h10.90 m同時(shí)釋放兩物塊，A與地面碰撞后速度立即變?yōu)榱?，由于B壓縮彈簧后被反彈，使A剛好能離開(kāi)地面(但不繼續(xù)上升)若將B物塊換為質(zhì)量為2m的物塊C(圖中未畫出)，仍將它與A固定在空中且彈簧處于原長(zhǎng)，從A距地面的高度為h2處同時(shí)

16、釋放，C壓縮彈簧被反彈后，A也剛好能離開(kāi)地面已知彈簧的勁度系數(shù)k100 N/m，求h2的大小圖915【解析】設(shè)A物塊落地時(shí)，B物塊的速度為v1，則有：mv12mgh1設(shè)A剛好離地時(shí)，彈簧的形變量為x，對(duì)A物塊有：mgkx從A落地后到A剛好離開(kāi)地面的過(guò)程中，對(duì)于A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有：mv12mgxEp換成C后，設(shè)A落地時(shí)，C的速度為v2，則有：·2mv222mgh2從A落地后到A剛好離開(kāi)地面的過(guò)程中，A、C及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有：·2mv222mgxEp聯(lián)立解得：h20.5 m答案0.5 m【點(diǎn)評(píng)】由于高中物理對(duì)彈性勢(shì)能的表達(dá)式不作要求，所以在高考

17、中幾次考查彈簧問(wèn)題時(shí)都要用到上述結(jié)論“”例7用輕彈簧相連的質(zhì)量均為2 kg 的A、B兩物塊都以v6 m/s的速度在光滑的水平地面上運(yùn)動(dòng)，彈簧處于原長(zhǎng)，質(zhì)量為4 kg的物塊C靜止在前方，如圖916 甲所示B與C碰撞后二者粘在一起運(yùn)動(dòng)，則在以后的運(yùn)動(dòng)中：圖916甲(1)當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，物體A的速度為多大？(2)彈簧彈性勢(shì)能的最大值是多少？(3)A的速度方向有可能向左嗎？為什么？【解析】(1)當(dāng)A、B、C三者的速度相等(設(shè)為vA)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，由于A、B、C三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有：(mAmB)v(mAmBmC)vA解得：vA m/s3 m/s(2)B、C發(fā)生碰撞時(shí)，B、C組成的

18、系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)碰后瞬間B、C兩者的速度為v，則有：mBv(mBmC)v解得：v2 m/sA的速度為vA時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，設(shè)其值為Ep，根據(jù)能量守恒定律得：Ep(mBmC)v2mAv2(mAmBmC)vA212 J(3)方法一A不可能向左運(yùn)動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒有：(mAmB)vmAvA(mBmC)vB設(shè)A向左，則vA0，vB4 m/s則B、C發(fā)生碰撞后，A、B、C三者的動(dòng)能之和為：EmAv(mBmC)v(mBmC)v48 J實(shí)際上系統(tǒng)的機(jī)械能為：EEp(mAmBmC)vA212 J36 J48 J根據(jù)能量守恒定律可知，EE是不可能的，所以A不可能向左運(yùn)動(dòng)方法二B、C碰撞后系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)可以看做整

19、體向右勻速運(yùn)動(dòng)與A、B和C相對(duì)振動(dòng)的合成(即相當(dāng)于在勻速運(yùn)動(dòng)的車廂中兩物塊相對(duì)振動(dòng))由(1)知整體勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0vA3 m/s圖916乙取以v03 m/s勻速運(yùn)動(dòng)的物體為參考系，可知彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，A、B和C相對(duì)振動(dòng)的速率最大，分別為：vAOvv03 m/svBO|vv0|1 m/s由此可畫出A、B、C的速度隨時(shí)間變化的圖象如圖916乙所示，故A不可能有向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻答案(1)3 m/s(2)12 J(3)不可能，理由略【點(diǎn)評(píng)】要清晰地想象、理解研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程：相當(dāng)于在以3 m/s勻速行駛的車廂內(nèi)，A、B和C做相對(duì)彈簧上某點(diǎn)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)的最大速率分別為3 m/s、1 m/s當(dāng)彈簧由

20、壓縮恢復(fù)至原長(zhǎng)時(shí)，A最有可能向左運(yùn)動(dòng)，但此時(shí)A的速度為零例8探究某種筆的彈跳問(wèn)題時(shí)，把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分，其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為m和4m筆的彈跳過(guò)程分為三個(gè)階段：圖917把筆豎直倒立于水平硬桌面，下壓外殼使其下端接觸桌面(如圖917甲所示)；由靜止釋放，外殼豎直上升到下端距桌面高度為h1時(shí)，與靜止的內(nèi)芯碰撞(如圖917乙所示)；碰后，內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為h2處(如圖917丙所示)設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力，不計(jì)摩擦與空氣阻力，重力加速度為g求：(1)外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大小(2)從外殼離開(kāi)桌面到碰撞前瞬間，彈簧做的功(3)

21、從外殼下端離開(kāi)桌面到上升至h2處，筆損失的機(jī)械能2009年高考·重慶理綜卷【解析】設(shè)外殼上升到h1時(shí)速度的大小為v1，外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大小為v2(1)對(duì)外殼和內(nèi)芯，從撞后達(dá)到共同速度到上升至h2處，由動(dòng)能定理得：(4mm)g(h2h1)(4mm)v0解得：v2(2)外殼與內(nèi)芯在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，即：4mv1(4mm)v2將v2代入得：v1設(shè)彈簧做的功為W，對(duì)外殼應(yīng)用動(dòng)能定理有：W4mgh1×4mv將v1代入得：Wmg(25h29h1)(3)由于外殼和內(nèi)芯達(dá)到共同速度后上升至高度h2的過(guò)程中機(jī)械能守恒，只有在外殼和內(nèi)芯的碰撞中有能量損失，損失的能量E損

22、5;4mv(4mm)v將v1、v2代入得：E損mg(h2h1)答案(1)(2)mg(25h29h1)(3)mg(h2h1)由以上例題可以看出，彈簧類試題的確是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的物理思維、反映和開(kāi)發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能的優(yōu)秀試題彈簧與相連物體構(gòu)成的系統(tǒng)所表現(xiàn)出來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，為學(xué)生充分運(yùn)用物理概念和規(guī)律(牛頓第二定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律)巧妙解決物理問(wèn)題、施展自身才華提供了廣闊空間，當(dāng)然也是區(qū)分學(xué)生能力強(qiáng)弱、拉大差距、選拔人才的一種常規(guī)題型因此，彈簧試題也就成為高考物理題中的一類重要的、獨(dú)具特色的考題四、傳送帶問(wèn)題從1990年以后出版的各種版本的高中物理教科書中均有皮帶

23、傳輸機(jī)的插圖皮帶傳送類問(wèn)題在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中的應(yīng)用非常廣泛這類問(wèn)題中物體所受的摩擦力的大小和方向、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)都具有變化性，涉及力、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、能量轉(zhuǎn)化等各方面的知識(shí)，能較好地考查學(xué)生分析物理過(guò)程及應(yīng)用物理規(guī)律解答物理問(wèn)題的能力對(duì)于滑塊靜止放在勻速傳動(dòng)的傳送帶上的模型，以下結(jié)論要清楚地理解并熟記：(1)滑塊加速過(guò)程的位移等于滑塊與傳送帶相對(duì)滑動(dòng)的距離；(2)對(duì)于水平傳送帶，滑塊加速過(guò)程中傳送帶對(duì)其做的功等于這一過(guò)程由摩擦產(chǎn)生的熱量，即傳送裝置在這一過(guò)程需額外(相對(duì)空載)做的功Wmv22Ek2Q摩例9如圖918甲所示，物塊從光滑曲面上的P點(diǎn)自由滑下，通過(guò)粗糙的靜止水平傳送帶后落到地面上的Q點(diǎn)若傳送帶的皮

24、帶輪沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩龠\(yùn)動(dòng)(使傳送帶隨之運(yùn)動(dòng))，物塊仍從P點(diǎn)自由滑下，則()圖918甲A物塊有可能不落到地面上B物塊仍將落在Q點(diǎn)C物塊將會(huì)落在Q點(diǎn)的左邊D物塊將會(huì)落在Q點(diǎn)的右邊【解析】如圖918乙所示，設(shè)物塊滑上水平傳送帶上的初速度為v0，物塊與皮帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則：圖918乙物塊在皮帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小ag物塊滑至傳送帶右端的速度為：v物塊滑至傳送帶右端這一過(guò)程的時(shí)間可由方程sv0tgt2解得當(dāng)皮帶向左勻速傳送時(shí)，滑塊在皮帶上的摩擦力也為：fmg物塊在皮帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：a1g則物塊滑至傳送帶右端的速度vv物塊滑至傳送帶右端這一過(guò)程的時(shí)間同樣可由方程sv0tgt2

25、解得由以上分析可知物塊仍將落在Q點(diǎn)，選項(xiàng)B正確答案B【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于本例應(yīng)深刻理解好以下兩點(diǎn)：滑動(dòng)摩擦力fFN，與相對(duì)滑動(dòng)的速度或接觸面積均無(wú)關(guān)；兩次滑行的初速度(都以地面為參考系)相等，加速度相等，故運(yùn)動(dòng)過(guò)程完全相同我們延伸開(kāi)來(lái)思考，物塊在皮帶上的運(yùn)動(dòng)可理解為初速度為v0的物塊受到反方向的大小為mg的力F的作用，與該力的施力物體做什么運(yùn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系例10如圖919所示，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶始終以v3 m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)，傳送帶上有一質(zhì)量M2 kg 的小木盒A，A與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3開(kāi)始時(shí)，A與傳送帶之間保持相對(duì)靜止現(xiàn)有兩個(gè)光滑的質(zhì)量均為m1 kg 的小球先后相隔t3 s自傳送帶的左端出發(fā)

26、，以v015 m/s的速度在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)第1個(gè)球與木盒相遇后立即進(jìn)入盒中并與盒保持相對(duì)靜止；第2個(gè)球出發(fā)后歷時(shí)t1 s才與木盒相遇取g10 m/s2，問(wèn)：圖919(1)第1個(gè)球與木盒相遇后瞬間，兩者共同運(yùn)動(dòng)的速度為多大？(2)第1個(gè)球出發(fā)后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間與木盒相遇？(3)在木盒與第1個(gè)球相遇至與第2個(gè)球相遇的過(guò)程中，由于木盒與傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量是多少？【解析】(1)設(shè)第1個(gè)球與木盒相遇后瞬間，兩者共同運(yùn)動(dòng)的速度為v1，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mv0Mv(mM)v1解得：v13 m/s，方向向右(2)設(shè)第1個(gè)球與木盒的相遇點(diǎn)離傳送帶左端的距離為s，第1個(gè)球經(jīng)過(guò)時(shí)間t0與木盒相遇，則有：t0

27、設(shè)第1個(gè)球進(jìn)入木盒后兩者共同運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律得：(mM)g(mM)a解得：ag3 m/s2，方向向左設(shè)木盒減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，加速到與傳送帶具有相同的速度的時(shí)間為t2，則：t1t21 s故木盒在2 s內(nèi)的位移為零依題意可知：sv0t1v(tt1t1t2t0)解得：s7.5 m，t00.5 s(3)在木盒與第1個(gè)球相遇至與第2個(gè)球相遇的這一過(guò)程中，設(shè)傳送帶的位移為s，木盒的位移為s1，則：sv(tt1t0)8.5 ms1v(tt1t1t2t0)2.5 m故木盒相對(duì)于傳送帶的位移為：sss16 m則木盒與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為：Qfs54 J答案(1)3 m/s(2)

28、0.5 s(3)54 J【點(diǎn)評(píng)】本題解析的關(guān)鍵在于：對(duì)物理過(guò)程理解清楚；求相對(duì)路程的方法能力演練一、選擇題(10×4分)1圖示是原子核的核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，下列說(shuō)法正確的是()A若D和E結(jié)合成F，結(jié)合過(guò)程中一定會(huì)吸收核能B若D和E結(jié)合成F，結(jié)合過(guò)程中一定會(huì)釋放核能C若A分裂成B和C，分裂過(guò)程中一定會(huì)吸收核能D若A分裂成B和C，分裂過(guò)程中一定會(huì)釋放核能【解析】D、E結(jié)合成F粒子時(shí)總質(zhì)量減小，核反應(yīng)釋放核能；A分裂成B、C粒子時(shí)，總質(zhì)量減小，核反應(yīng)釋放核能答案BD2單冷型空調(diào)器一般用來(lái)降低室內(nèi)溫度，其制冷系統(tǒng)與電冰箱的制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本相同某單冷型空調(diào)器的制冷機(jī)從低溫物體吸

29、收熱量Q2，向高溫物體放出熱量Q1，而外界(壓縮機(jī))必須對(duì)工作物質(zhì)做功W，制冷系數(shù)設(shè)某一空調(diào)的制冷系數(shù)為4，若制冷機(jī)每天從房間內(nèi)部吸收2.0×107 J的熱量，則下列說(shuō)法正確的是()AQ1一定等于Q2B空調(diào)的制冷系數(shù)越大越耗能C制冷機(jī)每天放出的熱量Q12.5×107 JD制冷機(jī)每天放出的熱量Q15.0×106 J【解析】Q1Q2WQ2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；越大，從室內(nèi)向外傳遞相同熱量時(shí)壓縮機(jī)所需做的功(耗電)越小，越節(jié)省能量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；又Q1Q22.5×107 J，故選項(xiàng)C正確答案C3圖示為一列簡(jiǎn)諧橫波的波形圖象，其中實(shí)線是t10時(shí)刻的波形，虛線是t21.5

30、s時(shí)的波形，且(t2t1)小于一個(gè)周期由此可判斷()A波長(zhǎng)一定是60 cmB波一定向x軸正方向傳播C波的周期一定是6 sD波速可能是0.1 m/s，也可能是0.3 m/s【解析】由題圖知60 cm若波向x軸正方向傳播，則可知：波傳播的時(shí)間t1，傳播的位移s115 cm故知T6 s，v0.1 m/s若波向x軸負(fù)方向傳播，可知：波傳播的時(shí)間t2T，傳播的位移s245 cm故知T2 s，v0.3 m/s答案AD4如圖所示，在水平桌面上疊放著質(zhì)量均為M的A、B兩塊木板，在木板A的上面放著一個(gè)質(zhì)量為m的物塊C，木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)A、B、C之間以及B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為若用水平恒力F向右拉動(dòng)木

31、板A，使之從C、B之間抽出來(lái)，已知重力加速度為g，則拉力F的大小應(yīng)該滿足的條件是(已知最大靜摩擦力的大小等于滑動(dòng)摩擦力)()AF(2mM)gBF(m2M)gCF2(mM)g DF2mg【解析】無(wú)論F多大，摩擦力都不能使B向右滑動(dòng)，而滑動(dòng)摩擦力能使C產(chǎn)生的最大加速度為g，故g時(shí)，即F2(mM)g時(shí)A可從B、C之間抽出答案C5如圖所示，一束單色光a射向半球形玻璃磚的球心，在玻璃與空氣的界面MN上同時(shí)發(fā)生反射和折射，b為反射光，c為折射光，它們與法線間的夾角分別為和逐漸增大入射角，下列說(shuō)法中正確的是()A和兩角同時(shí)增大，始終大于Bb光束的能量逐漸減弱，c光束的能量逐漸加強(qiáng)Cb光在玻璃中的波長(zhǎng)小于b光

32、在空氣中的波長(zhǎng)Db光光子的能量大于c光光子的能量【解析】三個(gè)角度之間的關(guān)系有：，n1，故隨著的增大，、都增大，但是，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，且在全反射前，c光束的能量逐漸減弱，b光束的能量逐漸加強(qiáng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；又由n，b光在玻璃中的波長(zhǎng)小于在空氣中的波長(zhǎng)，但光子的能量不變，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤答案C6如圖所示，水平傳送帶以v2 m/s的速度勻速前進(jìn)，上方漏斗中以每秒50 kg的速度把煤粉豎直抖落到傳送帶上，然后一起隨傳送帶運(yùn)動(dòng)如果要使傳送帶保持原來(lái)的速度勻速前進(jìn)，則傳送帶的電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為()A100 WB200 WC500 WD無(wú)法確定【解析】漏斗均勻持續(xù)將煤粉抖落在傳送帶上，每秒鐘有50 kg 的煤

33、粉被加速至2 m/s，故每秒鐘傳送帶的電動(dòng)機(jī)應(yīng)多做的功為：WEkQmv2f·smv2200 J故傳送帶的電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率P200 W答案B7如圖所示，一根用絕緣材料制成的輕彈簧，勁度系數(shù)為k，一端固定，另一端與質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球相連，靜止在光滑絕緣水平面上當(dāng)施加水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后，小球開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法中正確的是()A小球的速度為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為B小球的速度為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球動(dòng)能變化量、彈性勢(shì)能變化量以及電勢(shì)能的變化量之和保持為零【解析】由題意知，小球位于平衡位置時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量x

34、0，小球速度為零時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)或伸長(zhǎng)了2x0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中彈簧彈力和電場(chǎng)力都做功，機(jī)械能不守恒，動(dòng)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能的總和保持不變，選項(xiàng)D正確答案BD8如圖所示，將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為的固定斜面上滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度為g，則2009年高考·北京理綜卷()A將滑塊由靜止釋放，如果tan ，滑塊將下滑B給滑塊沿斜面向下的初速度，如果tan ，滑塊將減速下滑C用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng)，如果tan ，則拉力大小應(yīng)是2mgsin D用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng)，如果t

35、an ，則拉力大小應(yīng)是mgsin 【解析】對(duì)于靜止置于斜面上的滑塊，可沿斜面下滑的條件為mgsin mgcos ；同理，當(dāng)mgsin mgcos 時(shí)，具有初速度下滑的滑塊將做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)tan 時(shí)，滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦力fmgsin ，由平衡條件知，使滑塊勻速上滑的拉力F2mgsin ，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤答案C9國(guó)產(chǎn)“水刀”超高壓數(shù)控萬(wàn)能水切割機(jī)，以其神奇的切割性能在北京國(guó)際展覽中心舉行的第五屆國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上引起轟動(dòng)，它能切割40 mm厚的鋼板、50 mm厚的大理石等材料將普通的水加壓，使其從口徑為0.2 mm的噴嘴中以800 m/s1000 m/s的速度射出，這種水射流就

36、是“水刀”我們知道，任何材料承受的壓強(qiáng)都有一定限度，下表列出了一些材料所能承受的壓強(qiáng)的限度A橡膠5×107 PaB花崗石1.2×108 Pa2.6×108 PaC鑄鐵8.8×108 PaD工具鋼6.7×108 Pa設(shè)想一“水刀”的水射流橫截面積為S，垂直入射的速度 v800 m/s，水射流與材料接觸后，速度為零，且不附著在材料上，水的密度1×103 kg/m3，則此水刀不能切割上述材料中的()【解析】以射到材料上的水量m為研究對(duì)象，以其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，由?dòng)量定理得：pS·tSv·t·v得：pv26.4&

37、#215;108 Pa由表中數(shù)據(jù)可知：此“水刀”不能切割材料C和D答案CD10如圖甲所示，質(zhì)量為2m的長(zhǎng)木板靜止地放在光滑的水平面上，另一質(zhì)量為m的小鉛塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0滑上木板的左端，恰能滑至木板的右端且與木板保持相對(duì)靜止，鉛塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受到的摩擦力始終不變?nèi)魧⒛景宸殖砷L(zhǎng)度與質(zhì)量均相等(即m1m2m)的兩段1、2后，將它們緊挨著放在同一水平面上，讓小鉛塊以相同的初速度v0由木板1的左端開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()A小鉛塊滑到木板2的右端前就與之保持相對(duì)靜止B小鉛塊滑到木板2的右端后與之保持相對(duì)靜止C甲、乙兩圖所示的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量相等D圖甲所示的過(guò)程產(chǎn)生的熱量

38、大于圖乙所示的過(guò)程產(chǎn)生的熱量【解析】長(zhǎng)木板分兩段前，鉛塊和木板的最終速度為：vtv0且有QfLmv02×3m()2mv02長(zhǎng)木板分兩段后，可定量計(jì)算出木板1、2和鉛塊的最終速度，從而可比較摩擦生熱和相對(duì)滑動(dòng)的距離；也可用圖象法定性分析(如圖丙所示)比較得到小鉛塊到達(dá)右端之前已與木板2保持相對(duì)靜止，故圖甲所示的過(guò)程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過(guò)程產(chǎn)生的熱量丙答案AD二、非選擇題(共60分)11(5分)圖示為伏安法測(cè)電阻的部分電路，電路其他部分不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)U111 V，電流表的示數(shù)I10.2 A；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接b點(diǎn)時(shí)，U212 V，I20.15 A那么，為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確

39、性，開(kāi)關(guān)S應(yīng)接_點(diǎn)(填“a”或“b”)，Rx的測(cè)量值為_(kāi)答案b(2分)80(3分)12(10分)如圖所示，光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切，輕彈簧的一端固定在水平軌道的左端，OP是可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，且擺到某處就能停在該處；另有一小鋼球現(xiàn)在利用這些器材測(cè)定彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能(1)還需要的器材是_、_(2)以上測(cè)量實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)_能的測(cè)量，需要直接測(cè)量_和_(3)為了研究彈簧的彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)和形變量間的關(guān)系，除以上器材外，還準(zhǔn)備了幾個(gè)輕彈簧，所有彈簧的勁度系數(shù)均不相同試設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格答案(1)天平刻度尺(每空1分)(2)重力勢(shì)質(zhì)量上升高度(每空1分)(3)設(shè)計(jì)表格如

40、下(5分)小球的質(zhì)量m_kg，彈簧A壓縮量x(m)上升高度h(m)Emgh(J)壓縮量x_cm，小球的質(zhì)量m_kg彈簧ABC勁度系數(shù)k(N/m)上升高度h(m)Emgh(J)13(10分)如圖所示，一勁度系數(shù)k800 N/m的輕彈簧的兩端各焊接著兩個(gè)質(zhì)量均為m12 kg的物體A、B，A、B和輕彈簧靜止豎立在水平地面上現(xiàn)加一豎直向上的力F在上面的物體A上，使物體A開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.4 s物體B剛要離開(kāi)地面，設(shè)整個(gè)過(guò)程中彈簧都處于彈性限度內(nèi)，取g10 m/s2求：(1)此過(guò)程中所加外力F的最大值和最小值(2)此過(guò)程中外力F所做的功【解析】(1)A原來(lái)靜止時(shí)有：kx1mg(1分)當(dāng)物體A剛

41、開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F最小，設(shè)為F1對(duì)物體A有：F1kx1mgma(1分)當(dāng)物體B剛要離開(kāi)地面時(shí)，拉力F最大，設(shè)為F2對(duì)物體A有：F2kx2mgma(1分)對(duì)物體B有：kx2mg(1分)對(duì)物體A有：x1x2at2(1分)解得：a3.75 m/s2聯(lián)立解得：F145 N(1分)，F(xiàn)2285 N(1分)(2)在力F作用的0.4 s內(nèi)，初末狀態(tài)的彈性勢(shì)能相等(1分)由功能關(guān)系得：WFmg(x1x2)m(at)249.5 J(2分)答案(1)285 N45 N(2)49.5 J14(12分)如圖甲所示，傾角為、足夠長(zhǎng)的兩光滑金屬導(dǎo)軌位于同一傾斜的平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，與電阻R1、R2及電容器相連，

42、電阻R1、R2的阻值均為R，電容器的電容為C，空間存在方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一個(gè)質(zhì)量為m、阻值也為R、長(zhǎng)度為l的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，將其由靜止釋放，下滑距離s時(shí)導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度，這一過(guò)程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則：甲(1)導(dǎo)體棒穩(wěn)定下滑的最大速度為多少？(2)導(dǎo)體棒從釋放開(kāi)始到穩(wěn)定下滑的過(guò)程中流過(guò)R1的電荷量為多少？【解析】(1)當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，電容器中沒(méi)有電流，設(shè)導(dǎo)體棒穩(wěn)定下滑的最大速度為v，有：EBlv(1分)I(1分)所以F安BIl(2分)導(dǎo)體棒的受力情況如圖乙所示，根據(jù)受力平衡條件有：乙F安mgsin (1分)解得：v(2分)(2)棒加速運(yùn)動(dòng)時(shí)電容器上的電壓增大，電容器充電；當(dāng)棒達(dá)到最大速度后，電容器上的電荷量最大并保持不變，所以流過(guò)R1的電荷量就是電容器所帶的電荷量，則：UIR2R(3分)QR1CU(2分)答案(1)(2)15(13分)如圖甲所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，在D處沿圖示方