【中考】甄選2011物理經(jīng)典試題 （2）.doc

物理經(jīng)典試題 1.（全國）如圖2-1所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧.在這過程中下面木塊移動的距離為A.B.C.D. 圖21 圖222.如圖2-2所示，勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1、m2的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上（不拴接），整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)施力將物塊1緩慢地豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面.在此過程中，物塊2的重力勢能增加了_，物塊1的重力勢能增加了_.圖2-33.質(zhì)量為m的鋼板與直立輕彈簧的上端連接，彈簧下端固定在地上.平衡時彈簧的壓縮量為x0，如圖2-3所示.一物塊從鋼板正上方距離為3x0的A處自由落下，打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運動，但不粘連.它們到達(dá)最低點后又向上運動.已知物塊質(zhì)量為m時，它們恰能回到O點.若物塊質(zhì)量為2m，仍從A處自由落下，則物塊與鋼板回到O點時，還具有向上的速度.求物塊向上運動到達(dá)的最高點與O點的距離.案例探究圖2-4例1如圖2-4，輕彈簧和一根細(xì)線共同拉住一質(zhì)量為m的物體，平衡時細(xì)線水平，彈簧與豎直夾角為，若突然剪斷細(xì)線，剛剛剪斷細(xì)線的瞬間，物體的加速度多大?命題意圖：考查理解能力及推理判斷能力.B級要求.錯解分析：對彈簧模型與繩模型瞬態(tài)變化的特征不能加以區(qū)分，誤認(rèn)為彈簧彈力在細(xì)線剪斷的瞬間發(fā)生突變從而導(dǎo)致錯解.解題方法與技巧：彈簧剪斷前分析受力如圖2-5，由幾何關(guān)系可知：彈簧的彈力T=mgcos 細(xì)線的彈力T=mgtan圖2-5細(xì)線剪斷后由于彈簧的彈力及重力均不變，故物體的合力水平向右，與T等大而反向，F(xiàn)=mgtan，故物體的加速度a=gtan，水平向右.圖2-6例2A、B兩木塊疊放在豎直輕彈簧上，如圖2-6所示，已知木塊A、B質(zhì)量分別為0.42 kg和0.40 kg，彈簧的勁度系數(shù)k=100 N/m ，若在木塊A上作用一個豎直向上的力F，使A由靜止開始以0.5 m/s2的加速度豎直向上做勻加速運動（g=10 m/s2）.（1）使木塊A豎直做勻加速運動的過程中，力F的最大值；（2）若木塊由靜止開始做勻加速運動，直到A、B分離的過程中，彈簧的彈性勢能減少了0.248 J，求這一過程F對木塊做的功.命題意圖：考查對物理過程、狀態(tài)的綜合分析能力.B級要求.錯解分析：此題難點和失分點在于能否通過對此物理過程的分析后，確定兩物體分離的臨界點，即當(dāng)彈簧作用下的兩物體加速度、速度相同且相互作用的彈力 N =0時 ,恰好分離.解題方法與技巧:當(dāng)F=0（即不加豎直向上F力時），設(shè)A、B疊放在彈簧上處于平衡時彈簧的壓縮量為x，有kx=（mA+mB）gx=（mA+mB）g/k對A施加F力，分析A、B受力如圖2-7對A F+N-mAg=mAa對B kx-N-mBg=mBa可知，當(dāng)N0時，AB有共同加速度a=a，由式知欲使A勻加速運動，隨N減小F增大.當(dāng)N=0時，F(xiàn)取得了最大值Fm,即Fm=mA（g+a）=4.41 N又當(dāng)N=0時，A、B開始分離，由式知，此時，彈簧壓縮量kx=mB（a+g）x=mB（a+g）/kAB共同速度 v2=2a（x-x）由題知，此過程彈性勢能減少了WP=EP=0.248 J設(shè)F力功WF，對這一過程應(yīng)用動能定理或功能原理WF+EP-（mA+mB）g（x-x）=（mA+mB）v2聯(lián)立，且注意到EP=0.248 J可知，WF=9.6410-2 J錦囊妙計一、高考要求輕彈簧是一種理想化的物理模型，以輕質(zhì)彈簧為載體，設(shè)置復(fù)雜的物理情景，考查力的概念，物體的平衡，牛頓定律的應(yīng)用及能的轉(zhuǎn)化與守恒，是高考命題的重點，此類命題幾乎每年高考卷面均有所見.應(yīng)引起足夠重視.二、彈簧類命題突破要點1.彈簧的彈力是一種由形變而決定大小和方向的力.當(dāng)題目中出現(xiàn)彈簧時，要注意彈力的大小與方向時刻要與當(dāng)時的形變相對應(yīng).在題目中一般應(yīng)從彈簧的形變分析入手，先確定彈簧原長位置，現(xiàn)長位置，找出形變量x與物體空間位置變化的幾何關(guān)系，分析形變所對應(yīng)的彈力大小、方向，以此來分析計算物體運動狀態(tài)的可能變化.2.因彈簧（尤其是軟質(zhì)彈簧）其形變發(fā)生改變過程需要一段時間，在瞬間內(nèi)形變量可以認(rèn)為不變.因此，在分析瞬時變化時，可以認(rèn)為彈力大小不變，即彈簧的彈力不突變.3.在求彈簧的彈力做功時，因該變力為線性變化，可以先求平均力，再用功的定義進(jìn)行計算，也可據(jù)動能定理和功能關(guān)系：能量轉(zhuǎn)化和守恒定律求解.同時要注意彈力做功的特點：Wk=-（kx22-kx12），彈力的功等于彈性勢能增量的負(fù)值.彈性勢能的公式Ep=kx2，高考不作定量要求，可作定性討論.因此，在求彈力的功或彈性勢能的改變時，一般以能量的轉(zhuǎn)化與守恒的角度來求解.殲滅難點1.如左圖所示，小球在豎直力F作用下將豎直彈簧壓縮，若將力F撤去，小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧，直到速度變?yōu)榱銥橹?，在小球上升的過程中A.小球的動能先增大后減小B.小球在離開彈簧時動能最大C.小球的動能最大時彈性勢能為零D.小球的動能減為零時，重力勢能最大2.（00年春）一輕質(zhì)彈簧，上端懸掛于天花板，下端系一質(zhì)量為M的平板，處在平衡狀態(tài).一質(zhì)量為m的均勻環(huán)套在彈簧外，與平板的距離為h，如圖右所示.讓環(huán)自由下落，撞擊平板.已知碰后環(huán)與板以相同的速度向下運動，使彈簧伸長.A.若碰撞時間極短，則碰撞過程中環(huán)與板的總動量守恒B.若碰撞時間極短，則碰撞過程中環(huán)與板的總機(jī)械能守恒圖2-10C.環(huán)撞擊板后，板的新的平衡位置與h的大小無關(guān)D.在碰后板和環(huán)一起下落的過程中，它們減少的動能等于克服彈簧力所做的功3.如圖2-10所示的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短.現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象（系統(tǒng)），則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中圖2-11A.動量守恒，機(jī)械能守恒B.動量不守恒，機(jī)械能不守恒C.動量守恒，機(jī)械能不守恒D.動量不守恒，機(jī)械能守恒4.如圖2-11所示，輕質(zhì)彈簧原長L，豎直固定在地面上，質(zhì)量為m的小球從距地面H高處由靜止開始下落，正好落在彈簧上，使彈簧的最大壓縮量為x，在下落過程中，空氣阻力恒為f，則彈簧在最短時具有的彈性勢能為Ep=_.5.（01年上海）如圖9-12（A）所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為l1、l2的兩根細(xì)線上，l1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，l2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將l2線剪斷，求剪斷瞬時物體的加速度.圖212（1）下面是某同學(xué)對該題的一種解法：解：設(shè)l1線上拉力為T1，l2線上拉力為T2，重力為mg，物體在三力作用下保持平衡：T1cos=mg,T1sin=T2,T2=mgtan剪斷線的瞬間，T2突然消失，物體即在T2反方向獲得加速度.因為mgtan=ma,所以加速度a=gtan,方向在T2反方向.你認(rèn)為這個結(jié)果正確嗎?請對該解法作出評價并說明理由.（2）若將圖A中的細(xì)線l1改為長度相同、質(zhì)量不計的輕彈簧，如圖2-12（B）所示，其他條件不變，求解的步驟與（1）完全相同，即a=gtan，你認(rèn)為這個結(jié)果正確嗎?請說明理由. *6.如圖2-13所示，A、B、C三物塊質(zhì)量均為m，置于光滑水平臺面上.B、C間夾有原已完全壓緊不能再壓縮的彈簧，兩物塊用細(xì)繩相連，使彈簧不能伸展.物塊A以初速度v0沿B、C連線方向向B運動，相碰后，A與B、C粘合在一起，然后連接B、C的細(xì)繩因受擾動而突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離，脫離彈簧后C的速度為v0.（1）求彈簧所釋放的勢能E.（2）若更換B、C間的彈簧，當(dāng)物塊A以初速v向B運動，物塊C在脫離彈簧后的速度為2v0，則彈簧所釋放的勢能E是多少?（3）若情況（2）中的彈簧與情況（1）中的彈簧相同，為使物塊C在脫離彈簧后的速度仍為 2v0，A的初速度v應(yīng)為多大?參考答案：難點提出1.C 2.m2（m1+m2）g2;（）m1（m1+m2）g2 3.x0殲滅難點1.AD2.AC 3.B4.分析從小球下落到壓縮最短全過程由動能定理：（mg-f）（H-L+x）-W彈性=0W彈性=Ep=（mg-f）（H-L+x）5.（1）結(jié)果不正確.因為l2被剪斷的瞬間，l1上張力的大小發(fā)生了突變，此瞬間T2=mg cos,a=g sin（2）結(jié)果正確，因為l2被剪斷的瞬間、彈簧l1的長度不能發(fā)生突變、T1的大小和方向都不變.6.（1）mv02 （2）m（v-6v0）2 （3）4v0物理經(jīng)典試題 例1：如圖(1-1-1)所示，相距為d的傾角為的光滑平行導(dǎo)軌(電源、r和電阻R均已知)處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中，一質(zhì)量為m的導(dǎo)棒恰能處于平衡狀態(tài)，則該磁場B的大小為 ；當(dāng)B由豎直向上逐漸變成水平向左的過程中，為保持棒始終靜止不動，則B的大小應(yīng)是 上述過程中，B的最小值是 分析和解：此題主要用來考查考生對物體平衡條件的理解情況，同時考查考生是否能利用矢量封閉三角形或三角函數(shù)求其極值的能力 將圖(1-1-1)首先改畫為從右向左看的側(cè)面圖，如圖(1-1-2)所示，分析導(dǎo)棒受力，并建立直角坐標(biāo)系進(jìn)行正交分解，也可采用共點力的合成法來做 根據(jù)題意F=0，即Fx=0；Fy=0；Fx=FBNsin=0 Fy=Fcosmg=0 ，/得：由安培力公式FB=BId ；全電路區(qū)姆定律，聯(lián)立并整理可得(2)借助于矢量封閉三角形來討論，如圖(1-1-3)在磁場由豎直向上逐漸變成水平的過程中，安培力由水平向右變成豎直向上，在此過程中，由圖(1-1-3)看出FB先減小后增大，最終N=0，F(xiàn)B=mg，因而B也應(yīng)先減小后增大(3)由圖(1-1-3)可知，當(dāng)FB方向垂直于N的方向時FB最小，其B最小，故，而，聯(lián)立可得，即評析：該題將物體的平衡條件作為重點，讓考生將公式和圖象有機(jī)地結(jié)合在一起，以達(dá)到簡單快速解題的目的，其方法是值得提倡和借鑒的(二)棒生電類：棒生電類型是電磁感應(yīng)中的最典型模型、生電方式分為平動切割和轉(zhuǎn)動切割，其模型可分為單導(dǎo)棒和雙導(dǎo)棒要從靜態(tài)到動態(tài)、動態(tài)到終態(tài)加以分析討論，其分析動態(tài)是關(guān)鍵對于動態(tài)分析，可從以下過程考慮：閉合電路中的磁通量發(fā)生變化導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流導(dǎo)體受安培力和其他力作用導(dǎo)體加速度變化速度變化感應(yīng)電流變化周而復(fù)始地循環(huán)最后加速度減小至零速度達(dá)到最大導(dǎo)體做勻速直線運動我們知道，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是不同形式能量的轉(zhuǎn)化過程，因此，由功能觀點切入，分清楚電磁感應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，往往是我們解決電磁感應(yīng)問題的關(guān)鍵，當(dāng)然也是我們處理這類題型的有效途徑1、單導(dǎo)棒問題 例1：(2001年全國高考試題)如圖(2-1-1)所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L=0.20m，電阻R=1.0；有一導(dǎo)棒靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，棒及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道面向下現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉棒，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關(guān)系如圖(2-1-2)所示求棒的質(zhì)量m和加速度a 分析和解：此題主要用來考查學(xué)生對基本公式掌握的情況，是否能熟練將力電關(guān)系式綜合在一起，再根據(jù)圖象得出其a和m值從圖中找出有用的隱含條件是解答本題的關(guān)鍵 解法一：導(dǎo)棒在軌道上做勻加速直線運動，用v表示其速度，t表示時間，則有v=at ，棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在棒、軌道和電阻的閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，桿所受安培力FB=BIL ，再由牛頓第二定律F=ma故FFB=ma ，聯(lián)立求解式得在圖線上取兩點代入式，可得a=10m/s2，m=0.1kg 解法二：從Ft圖線可建立方程 F=1+0.1t ，棒受拉力F和安培力FB作用，做勻加速直線運動，其合力不隨時間t變化，并考慮初始狀態(tài)FB=0，因而FB的大小為FB=0.1t ，再由牛頓第二定律：F=ma有FFB=ma ，聯(lián)立可得ma=1 又FB=BIL ，而，聯(lián)立得，而v=at，故，/得：，再由與式得評析：解法一采用了物理思維方法，即用力學(xué)的觀點，再結(jié)合其F-t圖象將其所求答案一一得出解法二則采用了數(shù)學(xué)思維方法，先從F-t圖象中建立起相應(yīng)的直線方程，再根據(jù)力學(xué)等知識一一求得，此解法不落窠臼，有一定的創(chuàng)新精神我們認(rèn)為，此題不愧為電磁學(xué)中的經(jīng)典習(xí)題，給人太多的啟發(fā)，的確是一道選拔優(yōu)秀人才的好題例2：如圖(2-1-2)所示，兩根豎直放置在絕緣地面上的金屬框架上端接有一電容量為C的電容器，框架上有一質(zhì)量為m，長為L的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好且無摩擦，棒離地面的高度為h，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面垂直，開始時電容器不帶電，將棒由靜止釋放，問棒落地時的速度多大？落地時間多長？分析和解：此題主要用來考查考生對勻變速直線運動的理解，這種將其電容和導(dǎo)棒有機(jī)地綜合在一起，使之成為一種新的題型從另一個側(cè)面來尋找電流的關(guān)系式，更有一種突破常規(guī)思維的創(chuàng)新，因而此題很具有代表性經(jīng)分析，導(dǎo)棒在重力作用下下落，下落的同時產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢由于電容器的存在，在棒上產(chǎn)生充電電流，棒將受安培力的作用，因此，棒在重力作用和安培力的合力作用下向下運動，由牛頓第二定律F=ma，得故mgFB=ma ，F(xiàn)B=BiL 由于棒做加速運動，故v、a、FB均為同一時刻的瞬時值，與此對應(yīng)電容器上瞬時電量為Q=C，而=BLv設(shè)在時間t內(nèi)，棒上電動勢的變化量為，電容器上電量的增加量為Q，顯然=BLv ，Q=C ，再根據(jù)電流的定義式， ，聯(lián)立得：由式可知，a與運動時間無關(guān)，且是一個恒量，故棒做初速度為零的勻加速直線運動，其落地速度為v，則，將代入得：，落地時間可由，得，將代入上式得評析：本題應(yīng)用了微元法求出Q與v的關(guān)系，又利用電流和加速度的定義式，使電流i和加速度a有機(jī)地整合在一起來求解，給人一種耳目一新的感覺讀后使人頗受啟示例：如圖(2-1-3)所示，傾角為=30，寬度為L=1m的足夠長的U型平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，在范圍充分大的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上，現(xiàn)用平行導(dǎo)軌、功率恒為6w的牽引力F，牽引一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1放在導(dǎo)軌上的導(dǎo)棒ab，由靜止沿導(dǎo)軌向上移動(ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直)當(dāng)金屬導(dǎo)棒ab移動S=2.8m時，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中金屬導(dǎo)棒產(chǎn)生的熱量為Q=5.8J(不計導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，g取10m/s2)問(1)導(dǎo)棒達(dá)到穩(wěn)定速度是多大？(2)導(dǎo)棒從靜止達(dá)到穩(wěn)定速度所需時間是多少？分析和解：此題主要用來考查考生是否能熟練運用力的平衡條件和能量守恒定律來巧解此題當(dāng)金屬導(dǎo)棒勻速沿斜面上升有穩(wěn)定速度v時，導(dǎo)棒受力如圖(2-1-4)所示，由力的平衡條件F=0，則FmgsinFB=0 ，F(xiàn)B=BIL ，=BLv ，又F=P/v ，由可得，整理得，代入有關(guān)數(shù)據(jù)得，解得v=2m/s，v=3m/s(舍去)(2)由能量轉(zhuǎn)化和守恒，代入數(shù)據(jù)可得t=1.5s評析：此題較一般電磁感應(yīng)類型題更能體現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化和守恒過程，因此，在分析和研究電磁感應(yīng)中的導(dǎo)棒問題時，從能量觀點去著手求解，往往更能觸及該問題的本質(zhì)，當(dāng)然也是處理此類問題的關(guān)鍵和一把金鑰匙2、雙導(dǎo)棒問題：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，除了單導(dǎo)棒問題外，還存在較多的雙導(dǎo)棒問題，這類問題的顯著特征是：兩導(dǎo)棒在切割磁感線時，相當(dāng)于電池的串聯(lián)或并聯(lián)，組成閉合回路，而且，求解此類型問題最佳途徑往往從能量守恒、動量守恒的角度出發(fā)，用發(fā)展、變化的眼光，多角度、全方位地發(fā)散思維，尋求相關(guān)物理量和公式，挖掘隱含條件，采用“隔離法”或“整體法”(系統(tǒng)法)快捷作出解答因此，雙導(dǎo)棒問題更能反映考生的分析問題和解決問題的能力，特別是方法、技巧、思路均反映在解題中，是甄別考生層次拉大差距的優(yōu)秀試題例1：(1993年全國高考題)如圖(2-2-1)所示兩金屬導(dǎo)棒ab和cd長均為L，電阻均為R，質(zhì)量分別為M和m，Mm用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛于水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè)，兩金屬導(dǎo)棒都處于水平位置，整個裝置處在一與回路平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若金屬導(dǎo)棒ab正好勻速向下運動，求運動的速度分析和解：此題主要用來考查考生對力學(xué)中的受力分析、力的平衡、電磁感應(yīng)、歐姆定律和安培力公式的掌握此題也可從不同方法去解答解法一：采用隔離法，假設(shè)磁場B的方向是垂直紙面向里，ab桿向下勻速運動的速度為v，則ab棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動熱大小，方向由ab，cd棒以速度v向上切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小為，方向由dc回路中的電流方向由abdc，大小為，ab棒受到安培力向上，cd棒受到安培力向下，大小均為FB即，當(dāng)ab棒勻速下滑時，令棒受到的導(dǎo)線拉力為T，則對ab有T+FB=mg ，對cd有：T=FB+mg ，由解得2FB=(M-m)g ，再由可得，故解法二：采用整體法，把ab、cd柔軟導(dǎo)線視為一個整體，Mm，整體動力為(Mm)g ，ab棒向下，cd棒向上，整體所受安培力與整體動力相等時正好做勻速向下運動，則解法三：采用能量守恒法，將整個回路視為一個整體系統(tǒng)，用其速度大小不變，故動能不變ab棒向下，cd棒向上運動過程中，因Mgmg，系統(tǒng)的重力勢能減少，將轉(zhuǎn)化為回路的電能，電能量轉(zhuǎn)化守恒定律，而總=2 ，=BLv ，聯(lián)立可得評析：此題為典型的雙導(dǎo)棒在磁場中運動的問題并且兩根棒都切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，對整個回路而言，相當(dāng)于電池組的串聯(lián)，整個回路中有電流流過，兩棒都受安培力，在未達(dá)到穩(wěn)定速度前，兩棒均做變加速運動，當(dāng)加速度減為零時，速度為最大從以上三種解法來看，其解法三更顯簡便，思維靈活，故該題對考生的考查確實具有針對性例2：(2001高考春招試題)如圖(2-2-2)所示，兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間距為L導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B該兩導(dǎo)體棒可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行開始時，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度度v0，若兩導(dǎo)體棒在運動中始終不接觸，求：(1)在運動中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？(2)當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊臅r，cd棒的加速度是多少？分析和解：此題主要用來考查考生對雙棒運動的動態(tài)分析和終態(tài)推理以及兩個守恒定律的熟練掌握情況此題是一道層次較高的典型水平面雙棒試題ab棒向cd棒運動時，ab棒產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于通過導(dǎo)軌和cd棒組成回路，于是回路中便產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab棒受到與運動方向相反的安培力作用做減速運動，而cd棒則在安培力作用下做加速運動在ab棒的速度大于cd棒的速度時，回路中總有感應(yīng)電流，ab棒繼續(xù)減速，cd棒繼續(xù)加速，而棒速度達(dá)到相同后，回路面積保持不變，磁通量不變化，即不產(chǎn)生感應(yīng)電流，兩棒的相同的速度v做勻速直線運動(1)從初始至兩棒達(dá)到速度相同的過程中，兩棒組成的系統(tǒng)動量守恒，則有mv0=2mv ，再根據(jù)能量守恒，聯(lián)立兩式得：(2)設(shè)ab棒的速度變?yōu)槌跛俚臅r，cd棒的速度為v，則再次由動量守恒定律可知 ，此時回路中的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流分別是：，此時cd棒所受安培力FB=BIL ，cd棒的加速度 ，聯(lián)立 得 評析：此題將分析雙棒的初態(tài)、過渡態(tài)、終態(tài)以及整個過程的運動情況，各個物理量的變化情況和動量守恒、能量守恒天然聯(lián)系在一起，確實達(dá)到了命題人綜合考查考生各方面分析問題和解決問題能力的目的充分體現(xiàn)了命題專家以綜合見能力的命題意圖，即“著眼綜合、立足基礎(chǔ)、突出能力”此題的確是一道經(jīng)典考題通過對以上高考例題的分類處理、解析，從中發(fā)現(xiàn)，電磁學(xué)中的導(dǎo)棒問題內(nèi)涵的確豐富、靈活、新穎，涉及面廣、易于拓展和延伸，的確不愧為電磁學(xué)中的精華部分高考試題是經(jīng)典題目，通過分析和求解，更能啟迪思維和培養(yǎng)各種能力，由于篇幅限制，此處不能將歷年高考導(dǎo)棒試題列出，希望大家收集并加以適當(dāng)?shù)挠?xùn)練物理經(jīng)典試題 m2v2m1v1Bm1v0BA圖1A已知A、B兩個鋼性小球質(zhì)量分別是m1、m2，小球B靜止在光滑水平面上，A以初速度v0與小球B發(fā)生彈性碰撞，求碰撞后小球A的速度v1，物體B的速度v2大小和方向解析：取小球A初速度v0的方向為正方向，因發(fā)生的是彈性碰撞，碰撞前后動量守恒、動能不變有： m1v0= m1v1+ m2v2 由兩式得： ， 結(jié)論：（1）當(dāng)m1=m2時，v1=0，v2=v0，顯然碰撞后A靜止，B以A的初速度運動，兩球速度交換，并且A的動能完全傳遞給B，因此m1=m2也是動能傳遞最大的條件；（2）當(dāng)m1m2時，v10，即A、B同方向運動，因 ，所以速度大小v1v2，即兩球不會發(fā)生第二次碰撞；若m1m2時，v1= v0，v2=2v0 即當(dāng)質(zhì)量很大的物體A碰撞質(zhì)量很小的物體B時，物體A的速度幾乎不變，物體B以2倍于物體A的速度向前運動。（3）當(dāng)m1m2時，則v10，即物體A反向運動。當(dāng)m1m2時，v1= - v0，v2=0 即物體A以原來大小的速度彈回，而物體B不動，A的動能完全沒有傳給B，因此m1mB 經(jīng)時間T發(fā)生下次碰撞且發(fā)生在平衡位置C如果mAmB 經(jīng)時間T/2發(fā)生下次碰撞且發(fā)生在平衡位置右側(cè)D如果mAmB 經(jīng)時間T/2發(fā)生下次碰撞且發(fā)生在平衡位置左側(cè)解析 當(dāng)mA=mB時，A、B球在平衡位置發(fā)生彈性碰撞，速度互換，A球靜止，由于B擺長是A擺長的4倍,由單擺周期公式可知,A周期是T，B的周期是2T，當(dāng)B球反向擺回到平衡位置經(jīng)時間為T，再次發(fā)生碰撞。故A選項正確。當(dāng)mAmB時，發(fā)生第一次碰撞后兩球同向右擺動，但A球的速度小于B球的速度，并有A的周期是B周期的一半，T/2時B到達(dá)右側(cè)最大位移處,此時A向左回到平衡位置,A繼續(xù)向左;再經(jīng)T/2, B完成半個全振動向右,A恰好完成一次全振動向左同時回到平衡位置發(fā)生碰撞，故B選項正確，C選項錯誤；當(dāng)mAmB時，碰撞后A反彈向左運動，B向右，若mA越接近mB發(fā)生下一次碰撞的時間越接近T，若mAmB，A接近原速反彈，B幾乎不動，發(fā)生下一次碰撞的時間越接近T/2，當(dāng)A經(jīng)T/2經(jīng)平衡位置從左向右運動時B恰好在右側(cè)最高點，而A、B碰撞的位置只能在平衡位置的右側(cè)，或十分接近平衡位置，不可能在平衡位置的左側(cè)，故D選項錯誤。例2 質(zhì)量為M的小車靜止于光滑的水平面上，小車的上表面和圓弧的軌道均光滑，如圖3如圖所示，一個質(zhì)量為m的小球以速度v0水平?jīng)_向小車，當(dāng)小球返回左端脫離小車時，下列說法正確的是：A小球一定沿水平方向向左做平作拋運動B小球可能沿水平方向向左作平拋運動C小球可能沿水平方向向右作平拋運動D小球可能做自由落體運動解析：小球水平?jīng)_上小車，又返回左端，到離開小車的整個過程中，系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能守恒，相當(dāng)于小球與小車發(fā)生彈性碰撞的過程，如果mM，小球離開小車向左平拋運動，m=M，小球離開小車做自由落體運動，如果mM，小球離開小車向右做平拋運動，所以答案應(yīng)選B，C，D例3在光滑水平面上有相隔一定距離的A、B兩球，質(zhì)量相等，假定它們之間存在恒定的斥力作用，原來兩球被按住，處在靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)突然松開兩球，同時給A球以速度v0，使之沿兩球連線射向B球，B球初速度為零；若兩球間的距離從最小值（兩球未接觸）到剛恢復(fù)到原始值所經(jīng)歷的時間為t0，求：B球在斥力作用下的加速度 解析：A球射向B球過程中，A球一直作勻減速直線運動，B球由靜止開始一直作勻加速直線運動，當(dāng)兩球速度相等時相距最近，當(dāng)恢復(fù)到原始值時相當(dāng)于發(fā)生了一次彈性碰撞，由于A、B質(zhì)量相等，A、B發(fā)生了速度交換，系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能守恒。 設(shè)A、B速度相等時速度為v，恢復(fù)到原始值時A、B的速度分別為v1、v2，mv0= 2mv 2mv=mv1+ mv2 由式得v=，由解得v1=0，v2= v0 （另一組解v1= v0，v2= 0舍去） 則B的加速度a= 例4 如圖4所示,光滑水平地面上靜止放置兩由彈簧相連木塊A和B,一質(zhì)量為m子彈,以速度v0,水平擊中木塊A,并留在其中,A的質(zhì)量為3m,B的質(zhì)量為4m.(1)求彈簧第一次最短時的彈性勢能 (2)何時B的速度最大，最大速度是多少？mvoBA圖4解析(1)從子彈擊中木塊A到彈簧第一次達(dá)到最短的過程可分為兩個小過程一是子彈與木塊A的碰撞過程，動量守恒，有機(jī)械能損失；二是子彈與木塊A組成的整體與木塊B通過彈簧相互作用的過程，動量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能守恒， 子彈打入: mv0=4mv1 打入后彈簧由原長到最短: 4mv1=8mv2 機(jī)械能守恒: 解得 (2)從彈簧原長到壓縮最短再恢復(fù)原長的過程中，木塊B一直作變加速運動,木塊A一直作變減速運動,相當(dāng)于彈性碰撞，因質(zhì)量相等，子彈和A組成的整體與B木塊交換速度,此時B的速度最大,設(shè)彈簧彈開時A、B的速度分別為4mv1=4mv1 +4mv2 解得: v1=o ,v2=v1 = 可見,兩物體通過彈簧相互作用,與彈性碰撞相似。彈性碰撞模型的應(yīng)用不僅僅局限于“碰撞”，我們應(yīng)廣義地理解 “碰撞”模型。這一模型的關(guān)鍵是抓住系統(tǒng)“碰撞”前后動量守恒、系統(tǒng)機(jī)械能守恒（動能不變），具備了這一特征的物理過程，可理解為“彈性碰撞”。我們對物理過程和遵循的規(guī)律就有了較為清楚的認(rèn)識，問題就會迎刃而解。 物理經(jīng)典試題 例1請做個小實驗： 材料：一個金屬螺母，一張紙片。 實驗1：將螺母和紙片從同一高度同時釋放，觀察其現(xiàn)象。 實驗2：將該紙片團(tuán)成小紙團(tuán)，將螺母、小紙團(tuán)從同一高度同時釋放，觀察其現(xiàn)象。 請對觀察到的現(xiàn)象作出合理的解釋。 提示： 紙片紙團(tuán)所受重力是相同的，不同的是紙片比紙團(tuán)受到的空氣阻力大。 參考答案： 如果沒有空氣阻力的影響 ，不同的物體自由下落的規(guī)律是相同的。紙團(tuán)、紙片在空 氣中下落時，所受的空氣阻力的大小是不同的，顯然紙片受到的空氣阻力比紙團(tuán)大。 所以下落的慢一些，團(tuán)成紙團(tuán)受到的空氣阻力就小多了，所以與螺母幾乎是同時落地。 說明： 地球表面處的各種不同的物體作自由下落時，如果有快慢不同的現(xiàn)象完全是由于空氣 阻力造成的。如果沒有空氣阻力的影響，各種不同的物體自由下落的規(guī)律相同，與物 體重力大小無關(guān)。 例2對于自由落體運動，1秒鐘下落的高度是9.8嗎？；相鄰兩秒鐘內(nèi)的位移之差是9.8m嗎？ 提示： 此題檢查對自由落體規(guī)律的認(rèn)識和掌握情況。自由落體運動是初速為零的勻加速直線運動，并一定要對重力加速度的概念認(rèn)識清楚。 參考答案： 加速度是矢量，有大小、有方向。重力加速度的方向豎直向下，大小是9.8m/s2。 重力加速度的大小是 m/s2，其意思是說：作自由落體的物體每一秒鐘速度增加 為9.8m/s。這并不是說作自由落體運動的物體一秒內(nèi)下落的高度為9.8m。 自由落體運動第1秒內(nèi)的位移，根據(jù)公式 m。 自由落體運動是初速為零的勻加速直線運動。對于初速為零的勻加速直線運動，任意 兩個連續(xù)相等時間的位移之差為一常數(shù)，常數(shù)為at2。對于自由落體運動這個常數(shù)等 于gt2，g是重力加速度，t是人們觀察的連續(xù)相等的時間間隔?！跋噜弮擅腌妰?nèi)”，指 的是連續(xù)相等的時間間隔是秒，即t是1秒。所以對于自由落體運動任意相鄰兩秒 鐘內(nèi)的位移之差S=gt2=9.8m 說明： 對于自由落體運動，一方面要搞清運動性質(zhì)，另一方面，由它的運動性質(zhì)所推出的一 些結(jié)論性的內(nèi)容作為經(jīng)驗也應(yīng)該記下來。例如上面論述的問題。例3甲球的重力是乙球的5倍，甲、乙分別從高H、2H處同時自由落下（H足夠大），下列說法正確的是（ ） A、同一時刻甲的速度比乙大 B、下落1m時，甲、乙速度相同 C、下落過程中甲的加速度大小是乙的5倍 D、在自由下落的全過程，兩球平均速度大小相等 思路分析： 甲、乙兩球同時作初速度為零，加速度為g的直線運動，知B正確；平均速度等于末速度一半，D錯。 答案：B例4甲、乙兩輛汽車均以相同速度行駛，有關(guān)參考系，下列說法正確的是（ ） A、如兩輛汽車均向東行駛，若以甲為參考系，乙是靜止的 B、如觀察結(jié)果是兩輛車均靜止，參考系可以是第三輛車 C、如以在甲車中一走動的人為參考系，乙車仍是靜止的 D、剎車停下，乙車向東行駛，以乙車為參考系，甲車往西行駛 思路分析： 判別某物是否運動、如何運動，只需看該物相對參考位置是否變化，A正確；如有第三輛車丙和 甲、乙同向同速行駛，以丙為參考系，甲、乙均靜止，甲車剎車停下，乙車向東行駛，甲相對乙往 西遠(yuǎn)離而去，D對。 答案：ABD例5關(guān)于質(zhì)點，下列說法正確的是（ ） A、質(zhì)點一定是體積、質(zhì)量極小的物體 B、計算火車過橋時所用時間，火車可當(dāng)成質(zhì)點 C、雖然地球很大，且有自轉(zhuǎn)，研究地球公轉(zhuǎn)時仍可作為質(zhì)點 D、運動員在百米賽跑時不可作為質(zhì)點，在馬拉松比賽時可作為質(zhì)點 思路分析： 只要物體的大小對研究的問題影響可忽略不計，物體就可看成質(zhì)點，A錯C對；火車長度與橋長比較 不可忽略，B錯；對百米賽跑而言，人體寬度不能忽略，對長達(dá)幾十千米的馬拉松長跑人體寬度可 忽略，D對。 答案：CD三、檢測題1 如圖所示，一平板車停在光滑的水平面上，某同學(xué)站在小車上，若他設(shè)計下列操作方法，能使平板車持續(xù)地向右駛?cè)サ氖?A.用大錘連續(xù)敲打車的左端 B.只要從平板車的一端走向另一端即可 C.在車上裝個電扇，不停地向左吹風(fēng) D.他站在車的右端將大錘丟到車的左端上放置2 如圖所示，有一箱裝得很滿的土豆，以一定的初速度在動摩擦因數(shù)為的水平地面上作勻減速運 動，不計其它外力及空氣阻力，則中間一質(zhì)量為m的土豆A受到其它土豆對它的總作用力大小應(yīng)是 A. B. C. D. 3茶杯從同一高度掉到水泥地上比掉到沙地上易碎的主要原因是 A.掉到水泥地上的動量變化大 B.掉到水泥地上受到的沖量大 C.掉到水泥地上受到的沖力大 D.逆時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流4 如圖所示，小車A、B放在光滑的水平面上，A端固定輕質(zhì)彈簧，B端有油泥，彈簧的另一端放一物塊C，C與小車質(zhì)量相等彈簧被壓縮，開始時C隨小車一起以o 向右運動，某時刻突然放開物塊C，使C向B端沖去并跟B粘在一起，C與車間摩擦不計，則 A. 彈簧伸長時C向右運動，小車向左運動 B任意一段時間內(nèi)小車與C的速度改變量大小相等 CC、B粘合成一體后的速度應(yīng)與放C前小車和C的共同速度 相等 DC、B粘合成一體后，系統(tǒng)內(nèi)有彈性勢能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動能，故C、B合二為一后速度一定大于o 5 如圖所示，放在光滑水平面上的A、B兩物體，系在同一細(xì)繩的兩端，開始繩是松弛的，A和B向相反的方向運動，將繩拉斷，那么繩拉斷后，A、B可能出現(xiàn)的運動狀態(tài)是 AA和B同時停下來 BA和B沿各自原來的方向運動 C其中一個停下來，另一個與它原來的速度等大反向運動 DA和B沿同一方向運動6 如圖所示，在光滑水平面上停放質(zhì)量為m裝有弧形槽的車?，F(xiàn)有一質(zhì)量也為m的小球以 的水平速度沿槽口向小車滑去(不計摩擦)，到達(dá)某一高度后，小球又返回車右端，則 A.小球離車后，對地將向右做平拋運動 B小球離車后，對地將做自由落體運動 C此過程中小球?qū)囎龉?D小球沿弧形槽上升的最大高度是7 如圖所示，A、B兩個質(zhì)量相等的木塊，用輕彈簧連接，靜止在光滑的水平面上，一顆子彈水平射入木塊B中并留在里面，子彈射入B的時間極短，此后 A.彈簧被壓縮到最短時，A、B具有相同的速度 B彈簧有最大伸長量時兩木塊的速度都等于0 C彈簧由伸長的狀態(tài)變化到形變消失時，A、B的速度一定相同 D若A的加速度等于0時，則B的加速度也一定等于08 光滑水平面上靜止一輛小車，車上掛有一單擺，若在最低位置A點，給擺球一個水平初速，如圖中虛線位置為小球擺動過程中的最高位置，則 A.擺球從A點運動到最高位置的過程中，線的拉力對小車作正功 B擺球從最高位置運動到A點的過程中，線的拉力對小車做負(fù)功 C運動過程中小球的機(jī)械能守恒 D運動過程中系統(tǒng)動量守恒9 A、B兩鋁質(zhì)滑塊在一水平長直氣墊導(dǎo)軌上相碰，用閃光照相在 to=0,t1=t,t2=2t,t3=3t各時刻閃光四次，攝得如圖所示照片，其中滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA和mB，已知mB=1.5mA，照片上可以看出a位置有B滑塊的重迭像，據(jù)此照片可以推斷下述結(jié)論中錯誤的是 A.碰撞前B靜止，碰撞發(fā)生在60cm處，在 時刻發(fā)生了碰撞 B碰撞前B靜止，碰撞發(fā)生在60cm處，在 時刻發(fā)生了碰撞 C碰撞后B靜止，碰撞發(fā)生在60cm處，在 時刻發(fā)生了碰撞 D碰撞后B靜止，碰撞發(fā)生在60cm處，在 時刻發(fā)生了碰撞10 如圖所示，甲車和小孩的總質(zhì)量為M，以速度 o 沿水平地面向右運動，乙車和小孩的總質(zhì)量 為M2，車上小孩推著地面上一質(zhì)量為m的箱子以共同速度o 向左運動，已知M=M，不計摩擦，為了防止相撞，乙車上小孩將箱子推出，甲車上小孩將箱子接住，此后，下面情況中可能發(fā)生的是 A.甲車靜止，乙車向右運動 B甲車向左運動，乙車向右運動，它們的運動速率相等且小于o C兩車都向左運動，甲車速率大于乙車速率 D甲車向左運動，乙車向右運動，甲車速率小于乙車速率11 如圖所示，質(zhì)量分別為m和m的A、B兩小球，帶有等量異種電荷，通過絕緣彈簧連接，置于絕緣光滑的水平面上，突然加一水平向右的勻強(qiáng)電場后，A、B兩球?qū)⒂伸o止開始運動,在以后的運動過程中，對A、B兩小球和彈簧組成的系統(tǒng)，以下說法正確的是(設(shè)整個過程中不考慮電荷間庫侖力的作用且彈簧不超過彈性限度) A.由于電場力分別對A和B球做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加 B.由于兩小球所受電場力等大反向，故系統(tǒng)動量守恒 C當(dāng)彈簧長度達(dá)到最大值時，系統(tǒng)機(jī)械能最大 D當(dāng)小球所受電場力與彈簧的彈力相等時，系統(tǒng)動能最大12質(zhì)量為M的汽車在平直的公路上行駛，發(fā)動機(jī)的輸出功率P和汽車所受阻力 都恒定不變。在時間t內(nèi)，汽車的速度由零增加到最大速率 ，汽車前進(jìn)的距離為S，則這段時間內(nèi)，發(fā)動機(jī)所做過的功率用下列哪些式子計算 A. B. C. D. 13 如圖所示，滑塊B有一個半徑為R的光滑圓弧槽PQN。開始時靜止在光滑水平面上，左端緊靠在豎直墻壁旁。質(zhì)量為m的小滑塊A從距P端高h(yuǎn)=0.5R處有自由下落并恰好切入槽中，且沿槽恰好能滑到N端。則 A.滑塊B的質(zhì)量為2m B.A、B最終一起勻速 C.若內(nèi)壁粗糙最終一起勻速 D若小滑塊A從P點運動到N點所花時間為t，地面對B的沖量為(M+m)gt14質(zhì)量均為M的兩小車A和B，停在光滑的水平面上。一質(zhì)量為m的人從A車以水平速度 跳上B車，以的方向為正方向，則跳后A、B兩車的速度分別為 A. B. C. D. 15.據(jù)報道，1994年7月中旬，蘇梅克-列維9號彗星(已分裂成若干碎塊)將與木星相撞，碰撞后彗星發(fā)生巨大爆炸，并與木星融為一體。假設(shè)其中的一塊質(zhì)量為1.01012kg，它相對木星的速度為6.0104m/s，在這塊彗星與木星碰撞的過程中，它對木星的沖量是 Ns，損失的機(jī)械能為 J。 (木星的質(zhì)量遠(yuǎn)大于彗星質(zhì)量)16.如圖所示，在實驗室用兩端帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和有固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A和B做驗證動量守恒定律的實驗，實驗步驟如下：(1)把兩滑塊A和B緊帖在一起，在A上放質(zhì)量為m的砝碼，置于導(dǎo)軌上，用電動卡銷卡住A和B，在A和B的固定