2011高中物理自主提升专题物理问题分析指要五

高三物理物理问题分析指要（五）~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~十一、能量观点的运用与物理问题的分析在物理问题的分析中，如果能运用能量的观点做一些定性或定量的分析，往往可以使物理问题的分析过程大为简化。例题1。如图34—1，木板左端用绳系在墙上，右端固定一轻弹簧，小物块从木板左端以初速度v0向右运动而压缩弹簧，当小物块速度减为初速度的一半而弹性势能增为E时，系在木板左端的绳恰好被拉断，若一切摩擦都不计，则在以后的运动中，为使木板的动能达到最大值，木板与小物块的质量之比应为多大？木板所能获得的动能最大值为多大？分析：设木板和小物块的质量分别为和，则根据相应的物理规律分别有十二、近似条件的运用与物理问题的分析在表达物理问题的所给出的制约物理过程的一些因素中，有的因素尽管只是起着极次要的制约作用，但由于它们的存在，导致问题的分析极其困难，这时就需要在问题的分析中运用所谓的“近似条件”来忽略次要因素而突出主要矛盾。例题2。如图34—2所示，导体板a用劲度系数为k的轻弹簧固接，可沿光滑绝缘的水平面运动，导体b固定在水平面上，当弹簧处于自由式长度时，两板相距为d，两板构成的电容器的电容为C0，电动势为U的电池通过弹簧与两板相连接，设接通电键后电容器两极板间电压立即达到U，极板a在电场力和弹簧的弹力作用下开始做微小振动，如果极板带电量为q，极板间电场强度为E，则极板a所受的电场力可以由公式计算，试证明：极板a做的是简谐运动。分析：通常情况下我们判断物体所做的运动是不是简谐运动，是根据运动物体所受到的回复力是否符合简谐运动的动力学特征：F=－kx，其中x为运动物体离开平衡位置的位移。解答：以弹簧处于自由式长度时极板a的位置为原点、水平向右为正方向建立坐标轴，当极板a的位置坐标为x时，所受到的回复力可以由下列方程而实行坐标平移和等效代换，又可把回复力F进一步近似地表为F'=－k'x'由此可知：极板a所受到的回复力符合简谐运动的动力学特征，即极板a做的确实是简谐运动。电学练习（二）一、选择题(每题3分×10=30分)选择分数1．圆形线圈套在条形磁铁的正中间，磁铁垂直于线圈平面，则下列哪些方法可使穿过线圈的磁通量增加。()A．增大线圈面积B．减小线圈面积C．增加线圈匝数D．减少线圈匝数2．如图34—3的示，若由于某一电阻开路而使得电流表和电压表的读数均变大，则开路的电阻可能是()A．R1B．R2C．R3D．R43．如图34—4所示，实线为电场线，虚线是带电粒子从a点到b点的运动轨迹，粒子所受重力不计，则()A．电场强度方向向左B．a点电势比b眯电势高C．粒子在a点处的动能比在b点处的动能多D．粒子在a点处的电势能比在b点处的电势能少4．如图34—5所示，自耦变压器接在压力为u的正弦交流电源上，当S接a时，电压表和电流表的示数分别为u1和I1；当S接b时，电压表和电流表的示数分别为u1和I1；当S接b时，电压表和电流表的示数分别为u2和I2，则()A．u1＞u2B．u1＜u2C．I1＞I2D．I1＜I25．下列各带电粒子均垂直于磁场方向射入匀强磁场，则哪些组的粒子所做的圆周运动的半径一样大。A．具有相同动能的质子和α粒子B．具有相同荷质比的带电粒子C．具有相同荷质比且被同一电场由静止开始加速的不同离子D．具有相同的动量大小的1价正离子和1价负离子6．如图34—6所示，电压表和可变电阻串联后接在输出电压恒定的电源上，如何可变电阻的阻值减小到原来的（），电压表示数将由U增为2U，则（）A．流过R的电流将增为原来的2倍B．R两端的电压将减为原来的1/2C．R上消耗的电功率将减为原来的1/2D．当R接入电路的阻值减为零时，电压表示数将增为3U7．如图34—7所示，在虚线范围内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子沿垂直于电场和磁场的方向射入，恰好做匀速直线运动，并从O点射出，若该区域只有电场，粒子经时间t1从a点射击，射出时的速率为υ1；若该区域只有磁场，粒子经时间t2从b点射出，射出时的速率为υ2。重力不计，于是有（）A．t1＜t2B．t1＞t2C．υ1＜υ2D．υ1＞υ28．如图34—8所示，质量为m带正电的金属小球和质量为M的不带电的小木球用绝缘线相连，当两球处在方向竖直向上，电场强度为E的匀强电场中时，两球恰能以速度υ匀速上升。当小木球运动到A点时绝缘线突然断裂，直到小木球运动到B点时速度为零，则（）A．小木球速度为零时，金属小球的速度也为零B．小木球速度为零时，金属小球的速度为（M+m）υ/mC．A、B两点间的电势差为Eυ2/2gD．小木球动能的减少量恰等于两球重力势能的增加量9．如图34—9所示，当开关S1闭合、S2断开时，A、B两相同的灯泡亮度相同；若再闭合S2，等稳定后再断开S1，则在S1断开的瞬间（）A．A灯将逐渐熄灭B．B灯将立即熄灭C．流过A灯的电流不为零，且方向10．如图34—10的示，倾斜的导轨平面处的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，质量为m的导体棒ab与导轨间有良好的接触，导体棒与导轨的电阻及其间的摩擦均不计，若变阻器接入电路的阻值为R，导体棒从静止释放，当下滑速度和稳定时变阻器上消耗的电功率为P，今欲使消耗在变阻器上的电功率增为2P，则应使（）A．变阻器接人电路的阻值变为2RB．变阻器接入电路的阻值变为（）RC．导体棒质量变为2mD．导体棒质量变为()m二、填充题(共38分)选择分数11．如图34—11所示，一光滑的绝缘斜面放置在竖直向下的匀强电场中，有一质量为m、带电量为－q的滑块从斜面A点以速度υ0沿斜面向下滑行，若要使它滑到斜面底端B，则此匀强电场E必须满足的条件是，滑块沿斜面滑到B时的速度υ将υ0（填大于、等于或小于）。12．如图34—12所在直角区域aob内，有垂直纸面向外的匀强磁场，一对正、负电子从o点沿纸面以相同的速度υ射入磁场中，速度方向与边界ob成30°角，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为，在边界ob、oa的截距之比为.13．如图34—13，一矩形多匝线圈在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动，从图示位置计时，在线圈转过18°的过程中，线圈中，线圈中感应电动势的平均值与有效值之比为.14．一质量为2×10—16kg的带正电油滴，静止在水平放置的两块平行金属板之间，两板距离为3.2cm，两板间电压的最大可能值是.(g=10m/s2)15．如图34—14所示，abcd是一个矩形线框，ab=10cm，bc=20cm，bc=20cm，它的一半放在B=0.1T的匀强磁场中，起始时刻线框平面与磁场垂直如图。线框绕ab边以角速度ω=100πrad/s匀速旋转，在由图中位置开始转过60°的过程中，感应电动势的平均值为；转过90°时感应电动势的瞬时值为.16．如图34—15所示的是某方波尔变电流随时间变化的曲线，其有效值为A；若使该电流通过阻值为R=20Ω的定值电阻，则与R并联的交流电压表的示数为V；在t=2.40s的时间里，R上产生的焦耳热为J.17．半径r=6cm的地体圆环放在绝缘光没的水平面上，使环中通过I=5A的恒定电流，从上往下看电流为顺时针方向，整个装置处在竖直向下的匀速磁场中，磁感强度B=1.4T，则导体圆环中的张力大小为N.18．如图34—16所示，电路中除了阻值分别为R和2R的定值电阻外，其余电阻均不计，电容器的电容为C，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感强度为B.长度均为L的导体棒ab和cd与导轨保持良好接触分别以速度υ和2υ向左、向右匀速滑动，则电容器带电量Q=；若导轨平面水平且与导体棒之间无摩擦，则维持ab、cd两棒做匀速直线运动的外力大小分别为F1=，F2=.三、计算题(每题4分×8=32分)选择分数19．如图34—17所示，电源电动势E=9V，内电阻不计，小灯泡额定电压U0=6V,工作电阻R0=10Ω。欲使小灯泡能正常工作，且小灯泡消耗的电功率不低于电路消耗的总功率的60%，则滑动变阻器的总阻值R取值范围应如何？20．如图34—18所示，在方向与水平线夹θ角斜向右上方的匀强电场中，质量为m的带电小球用长为L的绝缘悬于O点，小球静止时线恰好呈水平状态，现用外力将小球缓慢地位到最低点。则在这一过程中外力做了多少功？1．B2．AD3．CD4．AC5．ACD6．ABD7．AD8．BC9．ABC10．A9．ABC10．A