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高三物理物理问题分析指要（六）~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~十三、思维顺序的安排与物理问题的分析对一些较为复杂的物理问题来说，由于制约着物理过程发展的因素较多，所以分析求解时对思维的要求相对较高，思维相对也较长。对于这一类物理问题的分析求解，合理的安排思维的顺序就在为解题的关键。例题1.如图35—1所示，三块质量为M=0.6kg，长度为L=0.5m的相同木块并放在水平面上，于水平面间的动摩擦为μ=0.2.，质量为m=1kg的小物体以水平初速度v0=4m/s从左侧滑上木块，若可视小物体为质点，且小物体与木块间动摩擦因数为μ0=0.4，则小物体最终将静止于何处？分析：此例中由于木块与水平面间有摩擦，小物体与木块构成的系统动量将发生变化，这就使得问题的分析较为复杂。至少有如下几个因素将制约着物理过程发展与变化：小物体在木块上滑动时能带动几个木块；小物体在不能带动木块时能越过几个木块；小物体在带动木块运动时又能越过几个木块。解答：把握往上述几个制约物理过程的重要因素，合理的安排思维的顺序，便可依次给出下述解答过程。（1）确定“小物体在木块上滑动时能带动几个木块”设小物体在木块上滑动时，依靠摩擦恰好带动质量为mx的木块运动，于是有μ0mg－μ(m+mx)g=0由此解得mx=1kg由于M＜mx＜2M所以可以判断：小物体在木块上滑动时依靠摩擦只能带动一块质量为M的木块运动。（2）确定“小物体在带动木块运动前是否能超过两个木块”设小物体在带动木块前能在木块上滑动的距离为L1，于是所以可以判断：小物体滑上第三个木块后能越过第三个木块。即：小物体最终将静止在水平面上。十四、逻辑推理的方法与物理问题的分析确定存在着这样的物理问题：不一定非得运用基本的物理规律进行分析和求解，有时只需运用简单的逻辑推理即可获得正确的解答，甚至还具备极强的说服力。例题2.如图35—2所示，升降机中有一水桶，桶中水面上漂浮着一木块。当升降机处于静止状态时，木块浸入水中的体积为V1；当升降机加速上升时，木块浸入水中的体积为V2。则（）A．V1＜V2B．V1=V2C．V1＞V2D．无法确定分析：如果直接运用“阿基米德定律”和“牛顿运动定律”，可能会做出如下分析。当升降机处于静止状态时，有F1=ρV1gF1－mg=0当升降机加速上升时，又有F2=ρV2gF2－mg=ma＞0由上述分析将会得到错误的结论V1＜V2而误选A。如果能对基本的“阿基米德定律”做出正确的理解：浸在液体中的物体所受到的浮力大小等于是物体所排开的液体的“视重”。并在此基础上修正上述分析中升降机加速上升时的浮力大小的计算方程为F2=ρV2（g+a）虽然能够据此解得正确的结论V1=V2而选出正确的选项B，但这样的分析以及相应的结论一些中学生来说缺乏足够的说服力。不妨运用简单的逻辑推理做出如下的分析。解答：不妨取走木块，只在水桶中选取一个体积为V的“木块”（如图所示）作为研究对角，进而依次做出如下分析。（1）当升降机处于静止状态时，图35—3中的“水块”也将处于静止状态，而它此时所受到的浮力与重力的大小显然是相等的。（2）如果升降机加速上升时图35—3中的“水块”所排开的水的体积变大，则所研究的“水块”就应该相对于水桶“下沉”一些，而所研究的“水块”上方就会出现如图35—4所示的一个“洞”。（3）图35—4所示的状况已经让人不可思议了，然而更让人不可思议的是：某处水面随着升降机加速上升到底应该“下沉”一些还是应该“上浮”一些，竟然取决于我们所选取的研究对象是不是包括该处水面的“水块”。（4）上述分析表明：随着升降机加速上升，“水块”所排开的水的体积不应该变大。（5）类似的分析同样可以表明：随着升降机加速上升，“水块”所排开的水的体积不应该变小。这就是说，升降机加速上升时，“水块”所排开的水的体积应该与升降机处于静止状态时所排开的体积相等。（6）类似地，“木块”在升降机处于静止状态时和升降机加速上升时所排开的水的体积也应该相等。电力练习（二）一、选择题(每题3分×9=27分)选择分数1．如图35—5所示，长L的绝缘线把带电小球A悬挂于O点，在O点正下方L处固定着另一个带同种电荷的小球B，使得悬线偏离直线角度为θ，此时线中张力大小为T1，两小球间库仑斥力大小为F1；今使两小球带电量减少，重新平衡后悬线偏离直线角度减少（）θ，此时线中张力大小为T2，两小球间库仑斥力大小为F2，则两种情况下张力和库仑斥力的大小关系为（）A．T1=T2B．T1≠T2C．F1=F2D．F1≠F22．如图35—6所示，矩形线圈abcd与固定的通电长直导线共面，若将线圈平移至图中虚线所示位置，通过线圈某截面的电量为q1；若将线圈绕cd边转至图中虚线所示位置，通过线圈某截面的电量为q2，则（）A．q1＜q2B．q1=q2C．q1＞q2D．条件不足，无法确定3．在固定的等量异种点电荷连线上，靠近负电荷的某点处由静止释放一个带负电的质点，不计重力，则质点在向正电荷运动的过程中（）A．动能越来越大B．运动的加速度越来越大C．所具有的电势能越来越多D．所经各点处的电势越来越高4．根据麦克斯韦电磁场理论可知：（）A．变化的电场一定可以可以在周围空间产生变化的磁场B．变化的磁场可能在周围空间产生恒定的电场C．均匀变化的电场一定可以在周围空间产生均匀变化的磁场D．振荡的磁场一定可以在周围空间产生同频率的振荡电场5．如图35—8所示，两根光滑的金属导轨放置在倾角为θ的斜面上，下端接有电阻R，导轨自身的电阻不计，匀强磁场垂直于斜面斜向上，质量为m、电阻不计的导体棒ab在沿斜面向上的恒力F作用下沿导轨匀速向上滑，则在ab棒上升高度为h的过程中（）A．作用于ab棒上各个力的合力做功可能不为零B．作用于ab棒上各个力的合力做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和C．恒力F与安培力的合力做的功为零D．恒力F与重力的合力做的功等于电阻R上产生的焦耳热6．如图35—9所示，，3盏灯亮度相同，当把滑动变阻器的滑动片P稍向下滑时（）A．3盏灯均变亮B．a、c灯变亮，b灯变暗C．a灯最亮D．c灯最亮7．如图35—10所示的是示波器原理图，电子经电压为U1的加速度电场加速后，射入电压为U2的偏转电场，离开偏转电场后电子打在荧光屏上的P点，P点与O点的距离叫做偏转距离，而单位偏转电压引起的偏转距离称之为示波器的灵敏度，欲提高示波器的灵敏度，应采用下列发些方法。（）A．提高加速电压U1B．增大偏转电场极板长度C．增大偏转电场极板与荧光屏间的距离D．减小偏转电场极板间的距离8．如图35—11所示的理想变压器，若1与2间的匝数为40匝，2与3间的匝数为160匝，输入电压μ1=100V，电阻R上消耗的电功率为10W，则流过变压器线圈上2、3之间的电流强度的有效值为（）A．0.125AB．0.1AC．0.225AD．0.025A9．如图35—12所示，a、b分别是材料相同、粗略不同的导线绕制的两个形状、面积均相同的闭合线圈，今使它们同时从等高处自由落下，下落一段距离后均通过一个有理想边界的匀强磁场，通过磁场时，线圈平面与磁场垂直，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A．两线圈同时着地，且着地时速度大小相等B．粗线绕制的线圈先着地，且着地时速度较大C．两线圈在穿过磁场区域产生的焦耳热相同D．细线绕制的线圈在穿过磁场区域时产生的焦耳热较多二、填空题(每题5分×8=40分)选择分数10．一根长为L（足够长）两端封闭的玻璃管，内装A、B两个带电球，A、B的质量分别为m和3m，带电量分别为3q和q，当玻璃管如图35—13竖直放置时，球B正好位于管中央，如果把管颠倒过来，则球对管底的压力的变化量为，两球间的距离变化为（设管内壁光滑且为真空）11．如图35—14在磁感强度为B，垂直纸面向里的匀强磁场中，一质量为m，电量为e的电子做匀速圆周运动。在圆周上有相距s的a、b两点，电子通过a点时，它的速度方向与a、b连线成θ角，则电子通过a点的速度大小为，则电子通过a点的速度大小为，由a点运动到b点所用的时间为.12．如图35—15所示，两根相距L、平行放置的导电轨道，轨道间接有电阻R，处于磁感强度为B、垂直轨道平面的匀强磁场中。一根长2L的金属杆OC，O端位于一根轨道上，并装有固定轴。现让OC杆从竖直位置开始，靠着另一轨道绕O端以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动中OC杆与另一导轨接触良好，不计其它电阻，则转动中电阻R两端电压最大值为，通过电阻R的总电量为.13．两个真空平行电容器，它们的电容之比为C1：C2=2：3，它们带电量之比为Q1：Q2=2：1，发果有两个电子在电场力作用下分别从两个容器的负极板开始运动，达到正极板，则两电子的动能增量之比为.14．如图35—16所示，带电导体表现附近的A、B两点电场强度大小分别为E1=100N/和E2=20N/C和E2=20N/C。今有一点电荷只在电场力作用下分别人A、B两点出发运动到无限远处，则两次的初始加速度大小之比为a1：a2=；若两次的初速率为零，则两次的末速度大小之比为υ1：υ2=.15．理想变压器原、副线圈匝数之比为100：1，原线圈加电压为23kV，副线圈通过总阻值为2Ω的导线向用户供电，用户得到的电压为220V，则导张上损耗的电功率为W，变压器原线圈的输入功率为W.16．如图35—17所示，电池内电阻不计，电压表的零刻张在刻度正中央，R0=1000Ω，开关S接a时，电压表示数为20V，接b时示数为10V，若电压表是理想的，则定值电阻R500Ω；若电压表是非理想的，则定值电阻R500Ω。(填“＞”、“=”、“＜”）17．如图35—18所示，用金属板折成“”形框架并使之在匀强磁场中以υ1的速度向右运动。带电液滴以速度υ2向右射入框架后恰能在竖直平面内做匀速圆周运动，则圆周运动的半径为；周期为；该液滴带的是电。三、计算题(18-20题每题10分×2，21题11分，共33分。)选择分数18．如图35—19所示，水平面上两根平行放置的光滑导轨相距为L，导轨左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计，竖直向上的匀强磁场的磁感强度为B，今把质量为m、电阻为r的导体棒放在导轨上，并用平行于导轨的水平力F作用于导体棒，使之由静止开始运动，则19．如图35—20所示，电源电动势E=6V，内电阻r=0.2Ω，两盏灯L1和L2的规格分别为“2V，0.5W”、“2V，0.2W”，则（1）滑动变阻器接入电路的阻值R调为多大时，才可能使两盏灯正常发光？（2）欲使两灯正常发光，定值电压R0的阻值应为多大？20．如图35—21的示，一个质量为m，电量为e的电子，以平行于x轴的速度υ0从y轴上的a点射入第1象限区域。为了使电子能从x轴上的b点处垂直穿过x轴，可在适当的地方加一个垂直于xOy平面的匀强磁场，若磁场仅分布在一个圆形区域，且磁感强度为B，则该圆形区域的最小半径为多大？21．图35—22所示的是加在两平行导体板间的电压随时间变化的曲线，大量质量为m、电量为e的电子由静止开始经电压为U0的电场加速后连续不断地沿两平行导体板的中线射入，若两板间距恰能使所有电子都能通过，且两板长度使每一个电子通过两板两板均可时3t0，电子所受重力不计，试求：（1）电子通过两板时则向位移的最大值和最小值；（2）侧向位移最大和最小的电子通过两板后的动能之比。一、选择题1．AD2．A3．AD4．BD5．D6．BD7．BCD8．D9．A二、填空题三、计算题