2011年高考物理专题讲座：综合题分析二

综合题分析二1．利用标有“6V，3W”的灯泡L1、“6V，6W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路，其中电源电动势为E＝9V，图乙是通过灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时，电路输出功率为______W，电源内阻为______。P＝0.52＋0.56＝4WL1I/AL21.0V0.8A0.60.40.201234567U/V甲乙L1E＝U＋Irr＝(E－U)/I＝(9－8)/0.5＝22．在一个金属圆筒内有三个灯泡A、B、C与一个电源连接成如图电路，金属筒作为导体，电阻不计，电源电动势为8V，内阻0.5，要使每个灯泡的功率都是8W，求A、B、C三灯的电阻。ABC电压方程:高低中中中8＝0.5I＋24/II1＝4AI2＝12ARC1＝0.5RA1＝RB1＝2RC2＝1/18RA2＝RB2＝2/9高中低ABC电流关系:RA＝RB＝4RC3．如图所示，质量分别为M、m、m的物体A、B、C通过跨过足够高的光滑滑轮的轻绳相连，A恰在地面，B、C间距离与C离地的高度均为h，且m＜M＜2m。现静止起释放它们，求：（1）物体A运动的最大速度，2mgh－Mgh＝(M＋2m)v2/2v2＝2(2m－M)gh/(M＋2m)mBhmChMA3．（2）物体A能上升的最大高度。mgx－Mgx＝0－(M＋m)v2/2v2＝2(2m－M)gh/(M＋2m)mBhmChMAx＝(M＋m)v2/2(M－m)g＝(M＋m)(2m－M)h/(M－m)(M＋2m)当x≤h即M≥2m时当M＜2m时有:mgh－Mgh＝(M＋m)v’2/2－(M＋m)v2/2Hm＝v’2/2g＋2hxHm＝x＋h4．如图AB和CD是两根特制的、完全相同的电阻丝，竖直地固定在地面上，上端用电阻不计的导线相接，两电阻丝间距为L，有一根质量为m、电阻不计的金属棒，跨在AC两点间处于x轴原点，与电阻丝接触良好且无摩擦，空间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，放开金属棒，它将加速下滑.（1）试证，若棒开始下落后做匀加速运动，则必须满足的条件是每条电阻丝的电阻值应跟位移x的平方根成正比，即R＝kx（k为一常数）。ABCDmg－B2L2v/2R＝mav＝2axR＝kxRv4．（2）若棒做匀加速运动，B＝1T，L＝1m，m＝1/5kg，k＝1/2m－1/2，求棒的加速度a，棒下落1m位移过程中流过的电量、棒落下1m位移过程中电阻上电流所做的功。ABCDmg－B2L2v/2R＝ma25－4ax/2x＝a/5a＝5m/s2q＝/Rq＝ItI＝BLv/2R＝10/2t＝2x/a＝2/5＝2C＝5Amg－BIL＝maI＝(mg－ma)/BLABCDmg－B2L2v/2R＝ma25－4ax/2x＝a/5a＝5m/s2q＝/Rq＝ItI＝BLv/2R＝10/2t＝2x/a＝2/5＝2CW＝I2Rtmgx－W＝mv2/2W＝mgx－mv2/2＝mgx－max＝25－5＝5J＝5AW＝FAx＝（mg－ma）x4．棒落下1m位移过程中电阻上电流所做的功。5．一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为S＝2×10－3m2，竖直插入水面足够宽广的水中。管中有一个质量为m＝0.4kg的密闭活塞，封闭一段长度为L0＝66cm的气体，气体温度T0=300K，如图所示。开始时，活塞处于静止状态，不计活塞与管壁间的摩擦。外界大气压强p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g=10m/s2。试问：（1）开始时封闭气体的压强多大？p1S＝p0S＋mgp1＝p0＋mg/S＝1.0×105＋4/2×10－3＝1.02×105Pa（2）现保持管内封闭气体温度不变，用竖直向上的力F缓慢地拉动活塞。当活塞上升到某一位置时停止移动，此时F＝6.0N，则这时管内外水面高度差为多少？管内气柱长度多大？F＋p2S＝p0S＋mg对活塞:p2＝p0＋（mg－F）/S＝1.0×105－1×103＝0.99×105Pa对水柱:p2＝p0－ghh＝(p0－p2)/g＝0.1mp1L1＝p2L2L2＝68cmF5．（3）再将活塞固定住，改变管内气体的温度，使管内外水面相平，此时气体的温度是多少？p2L2/T2＝p0L3/T3T3＝p0L3T2/p2L2＝110578300/0.9910568＝347.6K6．一根粗细均匀的细长玻璃管如图放置，上端开口，下端封闭，玻璃管中的各段汞柱和空气柱的长度分别为：d＝5cm，L1＝10cm，h1＝45cm，L2＝10cm，h2＝50cm。大气压相当于75cm汞柱产生的压强，现保持温度不变，使玻璃管在竖直平面内绕过其中点的水平轴缓慢转动一周，求：（1）从开始位置转过180时，被封闭的空气柱长度L2’；（75＋45）10＝50L2’dL1h1L2h2水银柱总高度只能是75cm5025真空L2’＝24cm下段水银柱长30cm6．（2）从开始位置转过360时，被封闭的空气柱长度L2’’。dL1h1L2h2（75＋45）10＝（75＋30）L2’’L2’’＝11.4cm50＋11.4＋30＝91.4cm＜115cm此解答合理7．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B，A球的电荷量为＋2q，B球的电荷量为－3q，组成一静止的带电系统。虚线MP为AB两球连线的垂直平分线，虚线NQ与MP平行且相距3L，开始时MP恰过杆的中点。视小球为质点，不计轻杆的质量，现在在虚线MP、NQ间加上水平向右的匀强电场E，求：（1）B球刚进入电场时带电系统的速度大小；2qEL＝2mv12/2v1＝2qEL/mMNE－3q＋2qBA3LPQ7．（2）B球的最大位移以及从开始到最大位移处时B球电势能的变化量；MNE－3q＋2qBA3LPQ2qE2L－3qEL＝qEL＞0MNE－3q＋2qBA3LPQx2qE2L－3qE(x－L)＝0x＝7L/3W＝3qE(x－L)＝4qELMNE－3q＋2qBA3LPQa1＝2qE/2m加速减速减速＝qE/ma2＝qE/2ma3＝3qE/2mt1＝2L/a1＝2Lm/qE2qEL－3qEL＝2mv22/2－2mv12/2v1＝2qEL/mv2＝qEL/mt2＝(v2－v1)/a2＝2(2－1)Lm/qEt3＝2s3/a3＝2Lm/qE/3T＝2(t1＋t2＋t3)7．（3）带电系统运动的周期。8．如图，截面积为100cm2的活塞，放置在竖直的圆形气缸内，封闭着一定质量的理想气体，气缸活塞重为30N，活塞与气缸壁间无摩擦，气缸底部有一根细管与一个U形管的一端相通，U形管的另一端封闭，管的底部有水银，管的封闭端有一段长为9.1cm的空气柱，设气缸外大气压强保持p0为1.01105Pa，当整个装置的温度是0C时，气缸的容积为350L，U形管内两侧水银面相平，若在活塞上加一重物，整个装置温度升高到27C时，管内水银面高度差为1.2cm，求：（1）活塞上所加重物的重力，（2）加压升温后，缸内气体的体积。左边：p＝p0＋G/S＝1.04105Pap9.1/273＝p左’8.5/300p右’＝p左’＋gh右边：p350/273＝p右’V/300p右’＝p＋G’/S设向左移动：左边：p＝p0＋G/S＝1.04105Pap9.1/273＝p左’8.5/300p左’＝1.224105Pap右’＝p左’＋gh右边：p350/273＝p右’V/300p右’＝p＋G’/Sp右’＝1.24105PaV＝322.6LG’＝(p右’－p)S＝200N设向左移动：左边：p＝p0＋G/S＝1.04105Pap9.1/273＝p左’9.7/300p左’＝1.07105Pap右’＝p左’－gh右边：p350/273＝p右’V/300p右’＝p＋G’/Sp右’＝1.054105PaV＝379LG’＝(p右’－p)S＝14N设向右移动：9.如图（a）所示，水平放置的两根金属导轨，间距L＝0.3m，导轨左端连接R＝0.6的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B＝0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D＝0.2m，细金属棒A1和A2用长为2D的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直。每根金属棒在导轨间的电阻为r＝0.3，导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v＝1.0m/s沿导轨向右穿越磁场。计算从金属棒A1进入磁场到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图（b）中画出。A2A1adI/A0.16RrrL0.12bc0.082DD0.0400.20.40.60.8t/s（a）（b）E＝BLvI总＝E/（R并＋r）＝0.18V＝0.36AIR＝0.12A9.如图（a）所示，水平放置的两根金属导轨，间距L＝0.3m，导轨左端连接R＝0.6的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B＝0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D＝0.2m，细金属棒A1和A2用长为2D的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直。每根金属棒在导轨间的电阻为r＝0.3，导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v＝1.0m/s沿导轨向右穿越磁场。计算从金属棒A1进入磁场到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图（b）中画出。A2A1adI/A0.16RrrL0.12bc0.082DD0.0400.20.40.60.8t/s（a）（b）E＝0IR＝09.如图（a）所示，水平放置的两根金属导轨，间距L＝0.3m，导轨左端连接R＝0.6的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B＝0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D＝0.2m，细金属棒A1和A2用长为2D的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直。每根金属棒在导轨间的电阻为r＝0.3，导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v＝1.0m/s沿导轨向右穿越磁场。计算从金属棒A1进入磁场到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图（b）中画出。A2A1adI/A0.16RrrL0.12bc0.082DD0.0400.20.40.60.8t/s（a）（b）IR＝0.12A10：如图所示，甲、乙两个半径为R的金属圆环用间距相等的N根短导体连接起来，组成鼠笼状，每根短导体的长为L，电阻为r，圆环电阻不计，整个装置可以绕圆环的轴线OO’转动，在环状体的下部有宽度与导体间距相等的匀强磁场（假设磁感线都集中在两磁极之间，磁感应强度为B），当环状体在电动机丙带动下以角速度做匀角速转动时，电动机消耗的功率为多大（摩擦和其他损耗不计）？乙O’甲丙NOSE＝BLRR总＝r＋r/（N－1）P＝E2/R总，11．麦克劳真空计是一种测量极稀薄气体压强的仪器，其基本部分是一个玻璃连通器，其上端玻璃管A与盛有待测气体的容器连接，其下端D经过橡皮软管与水银容器R相通，如图所示，图中K1、K2是互相平行的竖直毛细管，它们的内径皆为d，K1顶端封闭，在玻璃泡B与管C相通处刻有标记m，测量时，先降低R使水银面低于m，如图（a），逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，这时K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示，待测容器较大，水银面升降不影响其中压强，测量过程中温度不变，已知B（m以上）的容积为V，K1的容积远小于V，水银密度为，（1）试导出上述过程中计算待测压强p的表达式，(a)A(b)AK2K2K1hK1BCBCRmmDRD初体积V，初压强为待测压强p末体积d2h/4，压强p＋ghpV＝（p＋gh）d2h/4可得：p＝gh2d2/4V(a)A(b)AK2K2K1hK1BCBCRmmDRD＝2.410－2Pa。可得：p＝gh2d2/4V注意都用国际单位制11．麦克劳真空计是一种测量极稀薄气体压强的仪器，其基本部分是一个玻璃连通器，其上端玻璃管A与盛有待测气体的容器连接，其下端D经过橡皮软管与水银容器R相通，如图所示，图中K1、K2是互相平