高考物理考点大纲必考点及高考物理各章分类汇编试题解析.doc
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1、高考物理冲刺讲义 例1.如图所示,半径为R的竖直光滑半圆轨道bc与水平光滑轨道ab在b点连接,开始时可视为质点的物体A和B静止在ab上,A、B之间压缩有一处于锁定状态的轻弹簧(弹簧与A、B不连接)。某时刻解除锁定,在弹力作用下A向左运动,B向右运动,B沿轨道经过c点后水平抛出,落点p与b点间距离为2R。已知A质量为2m,B质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力,求:(1)B经c点抛出时速度的大小?(2)B经b时速度的大小?(3)锁定状态的弹簧具有的弹性势能? 例2.如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB齐平,静止放于光滑斜面上,一长为L的轻质细线一端固定在O
2、点,另一端系一质量为m的小球,将细线拉至水平,此时小球在位置C,由静止释放小球,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断,D点到AB的距离为h,之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,弹簧的最大压缩量为x,重力加速度为g.求:(1)细绳所能承受的最大拉力;(2)斜面的倾角的正切值;(3)弹簧所获得的最大弹性势能解:(1)小球由C到D,机械能定恒在D点,由牛顿第三定律,知细绳所能承受的最大拉力为3mg (2)小球由D到A,做平抛运动 (3)小球达A点时小球在压缩弹簧的过程中小球与弹簧系统的机械能守恒 例3.一质量M02kg的长木板静止在水平面上,长木板与水平面间的滑动摩擦因数101,一质量m=0
3、2kg的小滑块以v012m/s的速度从长木板的左端滑上长木板,滑块与长木板间滑动摩擦因数204(如图所示)。求经过多少时间小滑块与长木板速度相同?v0从小滑块滑上长木板到最后静止下来的过程中,小滑块滑动的距离为多少?(滑块始终没有滑离长木块)解:(1) 对m:2mg=ma2 解得:a2=4m/s2 对M:2mg-1(M+m)g=Ma1 解得:a1=2m/s2 设经历时间为t两者速度相同,则:v0-a2t=a1t 解得:t=0.2s (2)两者共同速度为:v= a1t =0.4m/s 两者相对静止前,小滑块的位移:s1=v0t-a2t2/2=0.16m 达到共同速度后对滑块和木板:1(M+m)g
4、=(M+m)a3 滑行位移为:s2=v2/2a3 解得:s2=0.08m 小滑块的总位称为:s=s1+s2=0.24m 例4.如图所示,在磁感应强度为B=0.6T的匀强磁场中,长为0.5 m、电阻为r=1的导体棒ab放置在水平的光滑金属框上,如图所示.导体棒ab在外力作用下以10 m/s的速度向右匀速滑动,已知电容C=2F,电阻R=6,其余电阻忽略不计,求:(1) ab棒哪端的电势高?ab棒中的电动势的大小?(2) ab棒两端的电压?(3)为使ab棒匀速运动,外力的大小及其机械功率?(4) 电容器的电量?解:(1)由右手定则可知,a端电势较高;Ab棒中的电动势 E=BLV=3v (2) 由闭合
5、电路欧姆定律可得 解得 (3)匀速运动时有: 故外力的机械功率 (4)电容器的电量Q=CU 其中 =0.9v 解得 例5如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定,轨距为d。空间存在匀强磁场,磁场方向垂直轨道平面向上,磁感应强度为B。P、M间所接阻值为R的电阻。质量为m的金属杆ad水平放置在轨道上,其有效电阻为r。现从静止释放ab,当它沿轨道下滑距离s时,达到最大速度。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度为g。求:(1)金属杆ab运动的最大速度;(2)金属杆ab运动的加速度为时,电阻R上电功率;(3)金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中,克服安培力所做的功。解:(1)当杆达到最大速
6、度时 (1分) 安培力F=BId(1分) 感应电流 (1分) 感应电动势(1分) 解得最大速度 (1分) (2)当ab运动的加速为时 根据牛顿第二定律(1分) 电阻R上的电功率(2分) 解得(1分) (3)根据动能定理(2分) 解得(1分)例6如图所示,两根间距为l的光滑金属导轨(不计电阻),由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成.其水平段加有方向竖直向下的匀强磁场,其磁感应强度为B,导轨水平段上静止放置一金属棒cd,质量为2m,电阻为2r. 另一质量为m,电阻为r的金属棒ab,从圆弧段M处由静止释放下滑至N处进入水平段,圆弧段MN半径为R,所对圆心角为60,求: (1)ab棒在N处进入磁
7、场区速度为多大?此时棒中电流是多少? (2)cd棒能达到的最大速度是多少?(3)cd棒由静止到达最大速度过程中,系统所能释放的热量是多少? 解:(1)ab棒由静止从M滑下到N的过程中,只有重力做功,机械能守恒,所以到N处速度可求,进而可求ab棒切割磁感线时产生的感应电动势和回路中的感应电流。ab棒由M下滑到N过程中,机械能守恒,故有: 解得进入磁场区瞬间,回路中电流强度为 (2)设ab棒与cd棒所受安培力的大小为F,安培力作用时间为 t,ab 棒在安培力作用下做减速运动,cd棒在安培力作用下做加速运动,当两棒速度达到相同速度v时,电路中电流为零,安培力为零,cd达到最大速度。运用动量守恒定律得
8、 解得 (3)系统释放热量应等于系统机械能减少量,故有 解得例7、一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场,磁场方向垂直于导线框所在平面,导线框的右端通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离为d. 在t=0时,圆形导线框中的磁感应强度B从B0开始均匀增大;同时,有一质量为m、带电量为q的液滴以初速度v0水平向右射入两板间(该液滴可视为质点).该液滴恰能从两板间作匀速直线运动,然后液滴在电场强度大小恒定、方向未知、磁感应强度为B1、宽为L的(重力场、电场、磁场)复合场(磁场的上下区域足够大)中作匀速圆周周运动求:(1)磁感应强度B从B0开始均匀增大时,试判断1、2两极板哪一块为正极板?磁感应
9、强度随时间的变化率K=?(2)(重力场、电场、磁场)复合场中的电场强度方向如何?大小如何?(3)该液滴离开复合场时,偏离原方向的距离.Bd12v0B1L例8在光滑绝缘的水平面上,长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B,A球的带电量为2q,B球的带电量为3q(可视为质点,也不考虑两者间相互作用的库仑力)。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内,已知虚线MP位于细杆的中垂线,MP和NQ的距离为4L,匀强电场的场强大小为E,方向水平向右。释放带电系统,让A、B从静止开始运动(忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响)。求:EAMPQBN4L(1)小球A、B运动过程中的最
10、大速度;(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间(3)带电系统运动过程中,B球电势能增加的最大值。例9如图,直线上方有平行于纸面且与MN成45的有界匀强电场,电场强度大小为E;MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度大小未知。今从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45角的带正电粒子,该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。若该粒子从O点进入磁场后第三次经过直线MN后又恰好通过O点。不计粒子的重力。求:4545EBOvMN粒子第三次经过直线MN时的位置;磁感应强度大小;粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间。例7解:(1)2极板为正极板(2分)由题意可知:
11、两板间的电压U (1分)而:Sr2 带电液滴所受的电场力:F (1分)在竖直方向:Fmg0 (1分) 由以上各式得K (1分)(2)液滴在复合场中作匀速圆周周运动,则电场力与重力平衡,所以,电场力方向竖直向上,由题意知该液滴带正电,故电场强度方向竖直向上.(2分) 设匀强电场强度为E,则 (1分) (1分)(3)液滴进入复合场后做匀速圆周运动,设运动半径为R, 由牛顿第二定律有: (1分) 由式得: (1分) 讨论:若RL,电子从磁场左边界离开(1分) 由几何关系知偏转距离为 y=2R (1分) 代入数据并整理得 (1分) 若RL,电子从磁场右边界离开 (1分) 由几何关系知偏转距离为 (1分
12、) 代入数据并整理得 (1分)例8.解:(1)带电系统开始运动后,先向右加速运动;当B进入电场区时,开始做减速运动。故在B刚进入电场时,系统具有最大速度。(1分)设B进入电场前的过程中,系统的加速度为a1,由牛顿第二定律:2Eq2ma1 (1分)B刚进入电场时,系统的速度为vm,由vm22a1L (1分)可得vm (1分) (2)当A刚滑到右边界时,电场力对系统做功为W12Eq3L(3Eq2L)0 故系统不能从右端滑出,A刚滑到右边界时速度刚好为零(1分)。设B从静止到刚进入电场的时间为t1,则 (1分)设B进入电场后,系统的加速度为a2,由牛顿第二定律(2分) 系统做匀减速运动,减速所需时间
13、为t2,则有 (1分)系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间为 (1分)(3)当带电系统速度第一次为零,即A恰好到达右边界NQ时,B克服电场力做的功最多,B增加的电势能最多,此时B的位置在PQ的中点处 (1分)所以B电势能增加的最大值DW13Eq2L6EqL (2分)例9.解:粒子的运动轨迹如图,先是一段半径为R的1/4圆弧到a点,接着恰好逆电场线匀减速运动到b点速度为零再返回a点速度仍为v,再在磁场中运动一段3/4圆弧到c点,之后垂直电场线进入电场作类平抛运动。(1)由图可知: (1)因此 即距离点 (2)(2)粒子在电场中运动时垂直和平行电场方向的位移都为 (3) oEBabc所以类平抛
14、运动时间为 (4)又 (5)再有 (6) (7)由可得 (8)(3)粒子在磁场中运动的总时间为 (9)粒子在电场中的加速度为 (10)粒子在电场中做直线运动所需时间为 (11)由(4)(9)(11)得粒子从出发到再到达O点所需时间 (12)课外练兵1. 10个同样的扁长木块一个紧挨一个地放在水平地面上,如图所示,每个木块的质量 m=0.40 kg,长 l =0.50 m,它们与底面间的静摩擦和滑动摩擦系数均为2 = 0.10 。原来木块处于静止状态。左方第一个木块的左端上方放一质量为 M=1. 0 kg的小铅块,它与木块间的静摩擦和滑动摩擦系数均为1 =0.20 。现突然给铅块一向右的初速度
15、V0 =4.3 m/s,使其在大木块上滑行。试确定铅块最后的位置在何处(落在地上还是停在哪块木块上)。取重力加速度 g=10 m /s 。设铅块的线度与 l 相比可以忽略。 解析 当铅块向右运动时,铅块与10个相同的扁长木块中的第一块先发生摩擦力,若此摩擦力大于10个扁长木块与地面间的最大静摩擦力,则10个扁长木块开始运动,若此摩擦力小于10个扁长木块与地面间的最大摩擦力,则10个扁长木块先静止不动,随着铅块的运动,总有一个时刻扁长木块要运动,直到铅块与扁长木块相对静止,后又一起匀减速运动到停止.铅块M在木块上滑行所受到的滑动摩擦力设M可以带动木块的数目为n,则n满足:即上式中的n只能取整数,
16、所以n只能取2,也就是当M滑行到倒数第二个木块时,剩下的两个木块将开始运动.设铅块刚离开第8个木块时速度为v,则得:由此可见木块还可以滑到第9个木块上. M在第9个木块上运动如图69甲所示,则对M而言有:得:第9及第10个木块的动力学方程为:,得:设M刚离开第9个木块上时速度为,而第10个木块运动的速度为,并设木块运动的距离为s,则M运动的距离为,有:消去s及t求出:,显然后一解不合理应舍去.因,故M将运动到第10个木块上.再设M运动到第10个木块的边缘时速度为,这时木块的速度为,则:解得:,故M不能滑离第10个木块,只能停在它的表面上,最后和木块一起静止在地面上.2如图,ABCD是边长为的正
17、方形。质量为、电荷量为e的电子以大小为v0的初速度沿纸面垂直于BC变射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从BC边上的任意点入射,都只能从A点射出磁场。不计重力,求:(1)次匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小;(2)此匀强磁场区域的最小面积。解析:(1)设匀强磁场的磁感应强度的大小为B。令圆弧是自C点垂直于BC入射的电子在磁场中的运行轨道。电子所受到的磁场的作用力ABCDEFpqO应指向圆弧的圆心,因而磁场的方向应垂直于纸面向外。圆弧的圆心在CB边或其延长线上。依题意,圆心在A、C连线的中垂线上,故B 点即为圆心,圆半径为按照牛顿定律有 联立式得 (2)由(1)中决定的磁感应强
18、度的方向和大小,可知自点垂直于入射电子在A点沿DA方向射出,且自BC边上其它点垂直于入射的电子的运动轨道只能在BAEC区域中。因而,圆弧是所求的最小磁场区域的一个边界。为了决定该磁场区域的另一边界,我们来考察射中A点的电子的速度方向与BA的延长线交角为(不妨设)的情形。该电子的运动轨迹如右图所示。图中,圆的圆心为O,pq垂直于BC边 ,由式知,圆弧的半径仍为,在D为原点、DC为x轴,AD为轴的坐标系中,P点的坐标为这意味着,在范围内,p点形成以D为圆心、为半径的四分之一圆周,它是电子做直线运动和圆周运动的分界线,构成所求磁场区域的另一边界。因此,所求的最小匀强磁场区域时分别以和为圆心、为半径的
19、两个四分之一圆周和所围成的,其面积为高考物理各章分类汇编免点版专题一、直线运动1,(2013全国新课标理综1第19题)如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上形式的汽车a和b的位置一时间(x-t)图线,由图可知A.在时刻t1,a车追上b车B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直不a车大【命题意图】本题考查位移图象、追及问题等基础知识点,意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题,解决问题的能力。答案:BC解析:在时刻t1,b车追上a车,选项A错误。根据位移图象的斜率表示速度可知,在时刻t2,a、b两车运动方向
20、相反,选项B正确。在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加,选项C正确D错误。2. (2013全国新课标理综1第14题)右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是A.物体具有惯性B.斜面倾角一定时,加速度与质量无关C.物体运动的距离与时间的平方成正比D.物体运动的加速度与重力加速度成正比【命题意图】本题考查伽利略斜面实验等相关知识点,意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题,解决问题的能力。答案:C解析:根据表中的数据,第一列与第
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