考前調(diào)節(jié) 激發(fā)狀態(tài)一 (一)力與直線運(yùn)動(dòng)物理概念、規(guī)律公式備注勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)vv0atxv0tat2v2v022axvxaT2適用于任何形式的運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)vgt hgt2v22ghv00，ag豎直拋體運(yùn)動(dòng)vv0gthv0tgt2v2v022gh上拋取“”號(hào)下拋取“”號(hào)相互作用重力Gmg無特殊說明時(shí)g取9.8 m/s2，估算時(shí)g取10 m/s2胡克定律Fkxx為形變量，k為勁度系數(shù)滑動(dòng)摩擦力FFNFN為接觸面間的壓力，不一定等于重力牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓第二定律F合maa與F合的方向一致超重和失重超重時(shí)物體具有向上的加速度或分量，失重時(shí)物體具有向下的加速度或分量航天器中的人和物體處于完全失重狀態(tài)保溫訓(xùn)練1從地面豎直上拋物體A，初速度大小為v，同時(shí)在離地高為H處，有一物體B自由下落，經(jīng)過時(shí)間t兩物體在空中相遇，重力加速度為g，則()At BtCtDt解析：選A兩物體相遇時(shí)位移大小之和等于H，故有vtgt2gt2H，解得t，A正確。2以從塔頂由靜止釋放小球A的時(shí)刻為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，t0時(shí)刻又在與小球A等高的位置處，由靜止釋放小球B。若兩小球都只受重力作用，設(shè)小球B下落時(shí)間為t，在兩小球落地前，兩小球間的高度差為x，則 t0圖線為()解析：選B兩小球釋放后都做自由落體運(yùn)動(dòng)，小球B釋放時(shí)為t0時(shí)刻，此時(shí)小球A的速度為gt0，小球B的速度為0，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，小球B下落時(shí)間為t時(shí)，兩小球下落的高度分別為hAgt0tgt2和hBgt2，則xhAhBgt0t，gt0，由函數(shù)圖像知識(shí)，可知B正確。3如圖是某物體在 t時(shí)間內(nèi)的位移時(shí)間圖像和速度時(shí)間圖像，從圖像上可以判斷()A物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線B物體時(shí)間t內(nèi)的平均速度不一定是4.5 m/sC物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2 sD物體的加速度為 m/s2解析：選D由v t圖像知，該物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，A錯(cuò)誤；根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度的公式可知，物體在時(shí)間t內(nèi)的平均速度是 m/s4.5 m/s，B錯(cuò)誤；由xt得t s s，C錯(cuò)誤；物體的加速度為a m/s2 m/s2，D正確。4.在平直公路上行駛的a車和b車，其xt圖像分別為圖中直線a和曲線b，已知b車的加速度恒定且等于2 m/s2，t3 s時(shí)，直線a和曲線b剛好相切，則()Aa車做勻速運(yùn)動(dòng)且其速度為va m/sBt3 s時(shí)，a車和b車相遇但此時(shí)速度不等Ct1 s時(shí)，b車的速度為10 m/sDt0時(shí)，a車和b車的距離x09 m解析：選D由題圖可知，a車做勻速運(yùn)動(dòng)，其速度：va m/s2 m/s，故A錯(cuò)誤；t3 s時(shí)，直線a和曲線b剛好相切，即此時(shí)b車的速度vbva2 m/s，故B錯(cuò)誤；由b車的加速度等于2 m/s2易得，t1 s時(shí)，b車的速度為6 m/s，故C錯(cuò)誤；設(shè)b車的初速度為vb，對(duì)b車，由vbatvb，解得 vb8 m/s，t3 s時(shí)，a車的位移 xavat6 m，b車的位移：xbt15 m，此時(shí)a車和b車到達(dá)同一位置，得x0xbxa9 m，故D正確。5.一截面為直角的長(zhǎng)槽固定在水平面上，在其內(nèi)部放一質(zhì)量為m、截面為正方形的物塊，槽的兩壁與水平面夾角均為45，橫截面如圖所示，物塊與兩槽壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。現(xiàn)用水平力沿物塊中心軸線推動(dòng)物塊，使之沿槽運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，則所需的最小推力為()AmgB.mgC.mgD2mg解析：選C將重力按照實(shí)際作用效果正交分解，如圖，故：G2mgsin 45mg，G1mgcos 45mg，滑動(dòng)摩擦力為：fG1G2mg，故所需的最小推力為Fminfmg，故C正確。6.如圖所示，傾角為37的斜面固定在水平地面上，質(zhì)量為1 kg的滑塊以初速度v0 從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長(zhǎng)，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8)。則該滑塊所受摩擦力f隨時(shí)間t變化的圖像為選項(xiàng)圖中的(以初速度v0的方向?yàn)檎较?，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)()解析：選B滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行，受到的是滑動(dòng)摩擦力，由公式：fN可得：fmgcos 0.81100.8 N6.4 N，方向沿斜面向下；重力沿斜面向下的分力為mgsin 1100.6 N6.0 N<6.4 N，所以滑塊滑到最高點(diǎn)時(shí)，處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件知，滑塊受到的靜摩擦力大小為6.0 N，方向沿斜面向上，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。7.某人乘電梯下樓，在豎直下降的過程中，電梯速度的平方v2與下降的位移x的關(guān)系如圖所示，則人對(duì)地板的壓力()Ax2 m時(shí)大于重力 Bx11 m時(shí)大于重力Cx21 m時(shí)大于重力Dx21 m時(shí)等于重力解析：選C由題圖可知電梯豎直下降過程中，初速度為零，03 m過程中v2x，根據(jù)v2v022ax可知，電梯向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度向下，人和電梯處于失重狀態(tài)，此人受到的支持力小于重力，根據(jù)牛頓第三定律可知，人對(duì)地板的壓力小于重力，在320 m過程中v2恒定不變，即電梯做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此過程中人受到的支持力等于重力，即人對(duì)地板的壓力等于重力，在2023 m過程中v2隨x均勻減小，根據(jù)v2v022ax可得，電梯做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度向上，人和電梯處于超重狀態(tài)，此過程中人受到的支持力大于重力，即人對(duì)地板的壓力大于重力，故C正確。8.如圖所示為地鐵站用于安全檢查的裝置，主要由水平傳送帶和X光透視系統(tǒng)兩部分組成，傳送過程傳送帶速度不變。假設(shè)乘客把物品輕放在傳送帶上之后，物品總會(huì)先后經(jīng)歷兩個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)，用v表示傳送帶速率，用表示物品與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，則()A前階段，物品可能向傳送方向的反方向運(yùn)動(dòng)B后階段，物品受到的摩擦力方向跟傳送方向相同Cv相同時(shí)，不同的等質(zhì)量物品與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量相同D相同時(shí)，v增大為原來的2倍，前階段物品的位移也增大為原來的2倍解析：選C前階段，物品的速度小于傳送帶的速度，相對(duì)傳送帶向后運(yùn)動(dòng)，受到與傳送方向相同的滑動(dòng)摩擦力作用，物品向傳送方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后階段，即當(dāng)物品的速度與傳送帶的速度相同時(shí)，兩者無相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，摩擦力為零，A、B錯(cuò)誤；前階段過程中物品的加速度為ag，加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，所以摩擦產(chǎn)生的熱量為Qmgmgvtmgvmv2，故v相同時(shí)，不同的等質(zhì)量物品與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量相同，C正確；物品加速位移x，當(dāng)相同時(shí)，v增大為原來的2倍，前階段物品的位移增大為原來的4倍，D錯(cuò)誤。9.如圖所示，水平面上的長(zhǎng)方體物塊被沿對(duì)角線分成相同的A、B兩塊。物塊在垂直于左邊的水平力F作用下，保持原來形狀沿力F的方向勻速運(yùn)動(dòng)，則()A物塊A受到4個(gè)力作用B物塊A受到水平面的摩擦力大小為C物塊B對(duì)物塊A的作用力大小為FD若增大力F，物塊A和B將相對(duì)滑動(dòng)解析：選B對(duì)物塊A分析受力：物塊A水平方向受到水平面的滑動(dòng)摩擦力f，物塊B的彈力NBA和摩擦力fBA，豎直方向受重力和水平面的支持力，所以物塊A受到5個(gè)力作用，A錯(cuò)誤；對(duì)物塊B分析受力：在水平方向上受到物塊A的彈力NAB和摩擦力fAB，水平向左的滑動(dòng)摩擦力f，由于A、B兩部分的質(zhì)量以及水平面的粗糙程度相同，所以ff，將兩者看成一個(gè)整體，對(duì)整體有ffF，所以物塊A受到水平面的摩擦力大小為，B正確；物塊B對(duì)A的作用力是彈力NBA和摩擦力fBA的合力，由平衡知作用力大小為，且fBANBA，得，增大力F時(shí)，物塊A和B也不會(huì)相對(duì)滑動(dòng)，C、D錯(cuò)誤。10如圖甲所示，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從傾角為30的固定斜面頂端由靜止開始下滑，從此時(shí)開始計(jì)時(shí)，物塊的速度為v，到斜面頂端的距離為x，其xv2圖像如圖乙所示。g取10 m/s2，斜面足夠長(zhǎng)，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是()A物塊的加速度大小為8 m/s2B物塊在t1 s時(shí)的速度大小為8 m/sC物塊在t4 s時(shí)處于斜面上x24 m的位置D物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)解析：選D由v22ax得加速度為a4 m/s2，故A錯(cuò)誤；由vat得t1 s時(shí)物塊速度大小為4 m/s，故B錯(cuò)誤；由xat2得t4 s時(shí)，x32 m，C錯(cuò)誤；由牛頓第二定律得：mgsin 30mgcos 30ma，解得：，故D正確。(二)曲線運(yùn)動(dòng)與萬有引力、能量與動(dòng)量物理概念、規(guī)律公式備注曲線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)vxv0，vygt xv0t，ygt2沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)v a2rrvFmamm2rvvr萬有引力定律萬有引力定律FG引力常量：G6.671011Nm2/kg2功功WFlcos 是F與l的夾角功率平均功率P瞬時(shí)功率PFvcos 是F與v的夾角機(jī)械效率100%100% <1能動(dòng)能Ekmv2標(biāo)量，具有相對(duì)性重力勢(shì)能Epmgh與零勢(shì)能面的選擇有關(guān)動(dòng)能定理W合mv22mv12W合為合外力做的功機(jī)械能守恒定律E1E2或Ek1Ep1Ek2Ep2守恒條件：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)量動(dòng)量pmv矢量，與v同向沖量IF(tt)矢量，與F同向動(dòng)量定理Ip矢量表達(dá)式動(dòng)量守恒定律m1v1m2v2m1v1m2v2守恒條件：系統(tǒng)所受合外力為零矢量表達(dá)式保溫訓(xùn)練1多選下列有關(guān)物理學(xué)史的說法中正確的是()A奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，拉開了研究電與磁相互關(guān)系的序幕B牛頓通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬有引力常量G的數(shù)值C電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)得的D卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律解析：選AC奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，拉開了研究電與磁相互關(guān)系的序幕，故A正確；卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬有引力常量G的數(shù)值，故B錯(cuò)誤；電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)得的，故C正確；庫(kù)侖利用扭秤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律，故D錯(cuò)誤。2某同學(xué)斜向上拋出一石塊，空氣阻力不計(jì)。下列關(guān)于石塊在空中運(yùn)動(dòng)過程中的速率v、加速度a、水平方向的位移x和重力的瞬時(shí)功率P隨時(shí)間t變化的圖像中，正確的是()解析：選C石塊做斜上拋運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能先增加后減小，故動(dòng)能先減小后增加，速度先減小后增加，故A錯(cuò)誤；石塊只受重力，加速度是重力加速度，保持不變，故B錯(cuò)誤；石塊做斜上拋運(yùn)動(dòng)，可將其分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的上拋運(yùn)動(dòng)，故水平分位移與時(shí)間成正比，故C正確；石塊速度的水平分量不變，豎直分量先減小到零，后反向增加，故根據(jù)Pmgvy，重力的功率先減小后增加，故D錯(cuò)誤。3.如圖所示，在投球游戲中，小明坐在可升降的椅子上，向正前方的圓桶水平拋出籃球。已知某次拋出點(diǎn)的實(shí)際高度H02.0 m，桶的高度h00.4 m，到拋出點(diǎn)的水平距離L1.6 m，籃球恰好落入桶內(nèi)，小明對(duì)籃球做的功約為(g取10 m/s2，空氣阻力不計(jì))()A0.2 JB.2 JC20 JD200 J解析：選B籃球做平拋運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榍『寐淙胪爸?，故在水平方向上有Lv0t，豎直方向上有hH0h0gt2，小明對(duì)籃球做的功等于籃球拋出時(shí)具有的動(dòng)能，即Wmv02，一個(gè)籃球大概500 g，代入數(shù)據(jù)解得W2 J，B正確。4.如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿OA，O端用鉸鏈固定，另一端固定著一個(gè)小球，輕桿靠在一個(gè)質(zhì)量為M、高為h的物塊上，兩者接觸點(diǎn)為B。若物塊與地面摩擦不計(jì)，則當(dāng)物塊以速度v向右運(yùn)動(dòng)時(shí)(此時(shí)桿與水平方向夾角為)，小球的線速度大小為()A.B.C.D.解析：選A當(dāng)物塊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，與輕桿接觸點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)按照效果將其分解，如圖所示：合速度vB按照作用效果分解為v1vBcos vcos 和v2vBsin vsin ，其中v2為B點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，由于A與B繞共同點(diǎn)O做圓周運(yùn)動(dòng)，故二者角速度相等，即：，則A點(diǎn)的線速度為：vAL，故A正確。5.多選如圖所示，光滑水平面上有靜止的斜劈，斜劈表面光滑。將一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從斜劈頂端由靜止釋放。在滑塊滑到斜劈底端的過程中，下列說法正確的是()A由滑塊、斜劈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B斜劈對(duì)滑塊的支持力對(duì)滑塊不做功，所以滑塊的機(jī)械能守恒C雖然斜劈對(duì)滑塊的支持力對(duì)滑塊做負(fù)功，但是滑塊、斜劈組成的系統(tǒng)機(jī)械能仍守恒D滑塊、斜劈相對(duì)地面的水平位移之和大小等于斜劈底邊邊長(zhǎng)解析：選CD由滑塊、斜劈組成的系統(tǒng)，由于滑塊沿斜劈加速下滑，有豎直向下的分加速度，所以存在失重現(xiàn)象，則系統(tǒng)豎直方向的合外力不為零，因此系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；滑塊對(duì)斜劈有斜向右下方的壓力，斜劈向右運(yùn)動(dòng)，則斜劈對(duì)滑塊的支持力與滑塊相對(duì)于地面的位移不垂直，則該支持力對(duì)滑塊做功，所以滑塊的機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；斜劈對(duì)滑塊的支持力方向與滑塊相對(duì)于地面的位移方向的夾角為鈍角，所以斜劈對(duì)滑塊的支持力對(duì)滑塊做負(fù)功，但對(duì)滑塊、斜劈組成的系統(tǒng)，只有重力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，故C正確；滑塊下滑的過程中，斜劈向右運(yùn)動(dòng)，滑塊滑到斜劈底端時(shí)，滑塊相對(duì)于斜劈的水平位移等于斜劈底邊邊長(zhǎng)，由幾何關(guān)系可知，滑塊、斜劈相對(duì)地面的水平位移之和大小等于斜劈底邊邊長(zhǎng)，故D正確。6.多選(2018蘇北四市一模)2017年9月15日，微信啟動(dòng)“變臉”：由此前美國(guó)衛(wèi)星拍攝地球的靜態(tài)圖換成了我國(guó)“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星拍攝地球的動(dòng)態(tài)圖，如圖所示?！帮L(fēng)云四號(hào)”是一顆靜止軌道衛(wèi)星，關(guān)于“風(fēng)云四號(hào)”，下列說法正確的有()A能全天候監(jiān)測(cè)同一地區(qū)B運(yùn)行速度大于第一宇宙速度C在相同時(shí)間內(nèi)該衛(wèi)星與地心連線掃過的面積相等D向心加速度大于地球表面的重力加速度解析：選AC由于“風(fēng)云四號(hào)”是地球同步衛(wèi)星，相對(duì)地面靜止，故能全天候監(jiān)測(cè)同一地區(qū)，A正確；萬有引力提供向心力，由Gm，解得v，而第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，故同步衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒第二定律，在相同時(shí)間內(nèi)該衛(wèi)星與地心連線掃過的面積相等，故C正確；向心加速度由萬有引力產(chǎn)生，由Gma，得a，而地球表面的重力加速度g，故向心加速度小于地球表面的重力加速度，故D錯(cuò)誤。7多選(2018如皋調(diào)研)我國(guó)“神舟”十一號(hào)載人飛船于2016年10月17日7時(shí)30分發(fā)射成功。飛船先沿橢圓軌道飛行，在接近400 km高空處與“天宮”二號(hào)對(duì)接，然后做圓周運(yùn)動(dòng)。兩名宇航員在空間實(shí)驗(yàn)室生活、工作了30天?！吧裰邸笔惶?hào)載人飛船于11月17日12時(shí)41分與“天宮”二號(hào)成功實(shí)施分離，11月18日順利返回至著陸場(chǎng)。下列判斷正確的是()A飛船變軌前后的機(jī)械能守恒B對(duì)接后飛船在圓軌道上運(yùn)動(dòng)的速度小于第一宇宙速度C宇航員在空間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)可以利用跑步機(jī)跑步來鍛煉身體D分離后飛船在原軌道上通過減速運(yùn)動(dòng)，逐漸接近地球表面解析：選BD每次變軌都需要發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛船做功，故飛船機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力Gm，得v，軌道高度越大，線速度越小，第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，故對(duì)接后飛船在圓軌道上運(yùn)動(dòng)的速度比第一宇宙速度小，故B正確；利用跑步機(jī)跑步是由于重力作用，人與跑步機(jī)之間有壓力，又由于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，人受到摩擦力作用運(yùn)動(dòng)起來，在空間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，宇航員處于完全失重狀態(tài)，無法利用跑步機(jī)跑步，故C錯(cuò)誤；當(dāng)飛船要離開圓形軌道返回地球時(shí)，飛船做近心運(yùn)動(dòng)，萬有引力需大于向心力，需要減小速度，故D正確。8.如圖所示，在粗糙水平軌道OO1上的O點(diǎn)靜止放置一質(zhì)量m0.25 kg的小物塊，它與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，OO1的距離s4 m。在O1右側(cè)固定了一半徑R0.32 m的光滑的豎直半圓弧，現(xiàn)用F2 N的水平恒力拉動(dòng)小物塊，一段時(shí)間后撤去拉力。g取10 m/s2，求：(1)為使小物塊到達(dá)O1，求拉力F作用的最短時(shí)間；(2)若將拉力變?yōu)镕1，使小物塊由O點(diǎn)靜止運(yùn)動(dòng)至OO1的中點(diǎn)位置撤去拉力，恰能使小物塊經(jīng)過半圓弧的最高點(diǎn)，求F1的大小。解析：(1)設(shè)拉力F作用的最短時(shí)間t內(nèi)，物塊運(yùn)動(dòng)的位移為x，由動(dòng)能定理：Fxmgs0解得x2 m由牛頓第二定律：Fmgma解得a4 m/s2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：xat2解得t1 s。(2)設(shè)小物塊到達(dá)O1點(diǎn)的速度為v1，剛好到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為v，由牛頓第二定律：mgm由機(jī)械能守恒定律：mv122mgRmv2在水平軌道上運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用動(dòng)能定理：F1mgsmv12解得F13 N。答案：(1)1 s(2)3 N(三)電場(chǎng)、電路和磁場(chǎng)物理概念、規(guī)律公式備注靜電場(chǎng)庫(kù)侖定律Fk(k9.0109 Nm2/C2)適用條件：真空中的點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度E定義式，適用于任何電場(chǎng)的計(jì)算Ek只適用于真空中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)E只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)力FqEF與E的方向相同或相反電勢(shì)、電勢(shì)差UABAB電勢(shì)與零勢(shì)面的選取有關(guān)，電勢(shì)差則與零勢(shì)面無關(guān)電容器的電容C定義式C適用于平行板電容器恒定電流電阻定律R為電阻率電流InqSv電源電動(dòng)勢(shì)EU內(nèi)U外歐姆定律I部分電路歐姆定律I閉合電路歐姆定律恒定電流路端電壓UE斷路時(shí)U0短路時(shí)UIREU內(nèi)EIr通路時(shí)電功WUIt適用于一切電路WI2Rtt適用于純電阻電路焦耳定律QI2Rt電源功率PEI用電器功率PUI適用于一切電路PI2R適用于純電阻電路電源效率100%100%磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度BI與B的方向垂直安培力FBILBI，用左手定則判斷力的方向洛倫茲力FBqvBv，用左手定則判斷力的方向保溫訓(xùn)練1.如圖所示，帶正電的A球固定，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子B從a處以速度v0射向A，虛線abc是B運(yùn)動(dòng)的一段軌跡，b點(diǎn)距離A最近，粒子經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)速度為v，重力忽略不計(jì)，則()A粒子從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中動(dòng)能不斷增大B粒子從b運(yùn)動(dòng)到c的過程中加速度不斷增大C可求出A產(chǎn)生的電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D可求出A產(chǎn)生的電場(chǎng)中b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小解析：選C帶正電的粒子B受到帶正電荷的A球的排斥力作用，粒子從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中庫(kù)侖力做負(fù)功，其動(dòng)能不斷減小，故A錯(cuò)誤。粒子從b運(yùn)動(dòng)到c的過程中粒子離帶正電荷的A球越來越遠(yuǎn)，所受的庫(kù)侖力減小，加速度減小，故B錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)能定理得：qUabmv2mv02，可得能求出A產(chǎn)生的電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab，故C正確。a、b間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，根據(jù)公式UEd，不能求b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故D錯(cuò)誤。2多選光滑絕緣水平面上固定兩個(gè)等量點(diǎn)電荷，它們連線的中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示。一質(zhì)量m1 kg的帶正電小物塊由A點(diǎn)靜止釋放，并以此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，沿光滑水平面經(jīng)過B、C兩點(diǎn)(圖中未畫出)，其運(yùn)動(dòng)過程的vt圖像如圖乙所示，其中圖線在B點(diǎn)位置時(shí)斜率最大，根據(jù)圖線可以確定()A中垂線上B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大B兩點(diǎn)電荷是負(fù)電荷CB點(diǎn)是連線中點(diǎn)，C與A點(diǎn)必在連線兩側(cè)DUBC>UAB解析：選AD根據(jù)vt圖像的斜率表示加速度，知小物塊在B點(diǎn)的加速度最大，所受的電場(chǎng)力最大，所以中垂線上B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大，A正確；小物塊從B到C動(dòng)能增大，電場(chǎng)力做正功，小物塊帶正電，可知兩點(diǎn)電荷是正電荷，B錯(cuò)誤；中垂線上電場(chǎng)線分布不是均勻的，B點(diǎn)不在連線中點(diǎn)，C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理得AB有：qUABmvB2mvA2142 J08 J，BC有：qUBCmvC2mvB2172 J142 J16.5 J，對(duì)比可得UBC>UAB，D正確。3靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用其指針張角的大小來定性顯示金屬球與外殼之間的電勢(shì)差大小，如圖所示，A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板，G為靜電計(jì)。開始時(shí)開關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開一定角度，為了使指針張開的角度減小些，下列采取的措施可行的是()A斷開開關(guān)S后，將A、B兩極板分開些B斷開開關(guān)S后，增大A、B兩極板的正對(duì)面積C保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板拉近些D保持開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)解析：選B斷開開關(guān)S后，電容器的電荷量不變，將A、B兩極板分開些，根據(jù)C，電容器的電容減小，由C可知，電勢(shì)差U增大，指針張開的角度變大，故A錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S后， 電容器的電荷量不變，增大A、B兩極板的正對(duì)面積，則電容器的電容增大，由C可知，電勢(shì)差U減小，指針張開的角度變小，故B正確；保持開關(guān)S閉合，不論將A、B兩極板分開些，還是將A、B兩極板靠近些，還是將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)，電容器的電壓都保持不變，則靜電計(jì)張開的角度保持不變，故C、D錯(cuò)誤。4.如圖所示，將平行板電容器兩極板分別與電池正、負(fù)極相接，兩板間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)貼著下板迅速插入一定厚度的金屬板，則在插入過程中()A電路將有逆時(shí)針方向的短暫電流B電容器的帶電荷量減小C帶電液滴仍將靜止D帶電液滴將向下做加速運(yùn)動(dòng)解析：選A插入一金屬板相當(dāng)于極板間距離變小了，根據(jù)決定式C，知電容增大，電勢(shì)差不變，由QCU知，電容器帶電荷量增大，電路中有逆時(shí)針方向的短暫電流，故A正確，B錯(cuò)誤；電勢(shì)差不變，d減小，則電場(chǎng)強(qiáng)度增大，帶電液滴所受的電場(chǎng)力增大，大于重力，將向上做加速運(yùn)動(dòng)，故C、D錯(cuò)誤。5.如圖所示的電路中，定值電阻R1等于電源內(nèi)阻r，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)()A電壓表的讀數(shù)減小BR1消耗的功率增大C電源的輸出功率增大D電容器C所帶電荷量增多解析：選D當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，外電路總電阻增大，干路電流減小，電源的內(nèi)電壓減小，則路端電壓增大，電壓表的讀數(shù)增大，A錯(cuò)誤；干路電流減小，根據(jù)PI2R1可得R1消耗的功率減小，B錯(cuò)誤；電源的輸出功率PI2(R1R2)，由于R1r，R2增大時(shí)輸出功率減小，C錯(cuò)誤；電容器的電壓UEI(R1r)，I減小，其他量不變，則U增大，由QCU知，電容器C所帶電荷量增多，D正確。6.質(zhì)譜儀是測(cè)帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的一種儀器，它的工作原理是帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)同一電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，然后利用相關(guān)規(guī)律計(jì)算出帶電粒子質(zhì)量。其工作原理如圖所示。虛線為某粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，由圖可知()A此粒子帶負(fù)電B下極板S2比上極板S1電勢(shì)高C若只減小加速電壓U，則半徑r變大D若只減小入射粒子的質(zhì)量，則半徑r變小解析：選D粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后向左偏，根據(jù)左手定則可知粒子帶正電，粒子經(jīng)過電場(chǎng)要加速，所以下極板S2比上極板S1電勢(shì)低，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理得qUmv2，由qvBm得r ，若只減小加速電壓U，r變小，若只減小入射粒子的質(zhì)量，則r變小，故C錯(cuò)誤，D正確。7.如圖所示，在豎直平面內(nèi)的xOy直角坐標(biāo)系中，MN與水平x軸平行，在MN與x軸之間有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直坐標(biāo)平面水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E2 N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T，從y軸上的P點(diǎn)沿x軸方向以初速度v01 m/s水平拋出一帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m2106 kg，電荷量q1105 C，g取10 m/s2。已知P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為d00.15 m，MN到x軸的距離為d0.20 m。(3.14，1.414，1.732，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)求小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至MN邊界所用的時(shí)間；(2)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到x軸時(shí)撤去電場(chǎng)，求小球到達(dá)MN邊界時(shí)的速度大小。解析：(1)小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x軸上，做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為v，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度與x軸的夾角為，則d0gt12，解得t1 sv， cos 解得v2 m/s, 60小球進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，qE2105 Nmg故小球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)軌跡半徑為r，則qvBm解得r0.4 m由幾何關(guān)系，小球運(yùn)動(dòng)到MN時(shí)軌跡與MN相切，在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2 s小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到MN所用時(shí)間tt1t20.38 s。(2)設(shè)撤去電場(chǎng)后小球受重力和洛倫茲力作用，由于洛倫茲力不做功，設(shè)小球運(yùn)動(dòng)至MN時(shí)速度大小為v1，由動(dòng)能定理：mgdmv12mv2代入數(shù)據(jù)解得v12.8 m/s。答案：(1)0.38 s(2)2.8 m/s(四)電磁感應(yīng)、交變電流和傳感器物理概念、規(guī)律公式備注電磁感應(yīng)磁通量BScos Scos 為垂直于磁場(chǎng)B的方向的投影面積感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EnEBLv后者僅適用于B、L、v兩兩垂直的情況交變電流電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓的瞬時(shí)值電動(dòng)勢(shì)：eEmsin t電流：iImsin t電壓：uUmsin t從中性面開始計(jì)時(shí)電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓的有效值電動(dòng)勢(shì)：EEm電流：IIm電壓：UUm適用于正弦式交變電流理想變壓器 P1P2傳感器霍爾電壓UHkk為霍爾系數(shù)，大小與霍爾元件的材料有關(guān)保溫訓(xùn)練1為了測(cè)量運(yùn)動(dòng)員躍起的高度，可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)彈性網(wǎng)的壓力，并由計(jì)算機(jī)作出壓力時(shí)間圖像，如圖所示。運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)，則可求運(yùn)動(dòng)員躍起的最大高度為(g取10 m/s2)()A7.2 mB.5.0 mC1.8 mD1.5 m解析：選B由題圖可知運(yùn)動(dòng)員在空中的最長(zhǎng)時(shí)間為：t4.3 s2.3 s2 s，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，所以躍起最大高度為：hg25.0 m，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。2多選兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長(zhǎng)為0.1 m、總電阻為0.01 的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行，如圖甲所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊于t0時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)。線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示(感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取正)。下列說法正確的是()A磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外B磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.2 TC導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)的速度的大小為0.5 m/sD在0.6 s內(nèi)導(dǎo)線框產(chǎn)生的熱量為0.004 J解析：選BCD根據(jù)楞次定律可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Et圖像可知，線框經(jīng)過0.2 s全部進(jìn)入磁場(chǎng)，則速度v m/s0.5 m/s，選項(xiàng)C正確；E0.01 V，根據(jù)EBLv可知，B0.2 T，選項(xiàng)B正確；在00.2 s和0.40.6 s時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流I1 A，由QI2Rt，t0.4 s，可知：Q0.004 J，選項(xiàng)D正確。3.如圖所示，一個(gè)理想變壓器的原線圈的匝數(shù)為50，副線圈的匝數(shù)為100，原線圈兩端接在光滑的水平平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的間距為0.4 m，垂直于導(dǎo)軌有一長(zhǎng)度略大于導(dǎo)軌間距的導(dǎo)體棒，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻忽略不計(jì)，副線圈回路中電阻R15 ，R215 ，圖中交流電壓表為理想電表，導(dǎo)軌所在空間存在垂直于導(dǎo)軌平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)體棒在水平外力的作用下運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式為v5sin(10t) m/s，則下列說法中正確的是()AR1的功率為0.2 WB電壓表的示數(shù)為4 VC變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值為0.04 Wb/sD變壓器常用的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，這是為了增大渦流，提高變壓器的效率解析：選C原線圈電壓最大值EmBLvm10.45 V2 V，副線圈電壓最大值：U2mEm2 V4 V，副線圈電壓有效值：U22 V，則電壓表的示數(shù)為2 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；副線圈電流有效值：I2 A A，R1的功率：P1I22R125 W0.1 W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)Emn1，則變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值為 Wb/s0.04 Wb/s，選項(xiàng)C正確；變壓器常用的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，這是為了減小渦流，提高變壓器的效率，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.如圖所示，一個(gè)匝數(shù)為N100匝，電阻不計(jì)的線框以固定轉(zhuǎn)速50 r/s在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，其產(chǎn)生的交流電通過一匝數(shù)比為n1n2101的理想變壓器給阻值R20 的電阻供電，已知電壓表的示數(shù)為20 V，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，下列說法正確的是()At0時(shí)刻線框內(nèi)的電流最大B變壓器原線圈中電流的有效值為10 AC穿過線框平面的最大磁通量為 WbD理想變壓器的輸入功率為10 W解析：選Ct0時(shí)刻導(dǎo)線框處于中性面位置，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流為零，所以流過線框的電流為零，故A錯(cuò)誤；副線圈中的電流I2 A1 A，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比，原線圈中電流的有效值I1I21 A0.1 A，故B錯(cuò)誤；根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，原線圈兩端的電壓U1200 V，角速度2n100 rad/s，線圈產(chǎn)生最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em200 V，又EmNBS，所以最大磁通量BS Wb Wb，故C正確；理想變壓器輸出功率P2U2I2201 W20 W，輸入功率等于輸出功率，所以變壓器的輸入功率為20 W，故D錯(cuò)誤。5如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ組成的平面與水平面成37角放置，導(dǎo)軌寬度L1 m，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌上端M與P之間連接阻值R0.3 的電阻，質(zhì)量為m0.4 kg、電阻r0.1 的金屬棒ab始終緊貼在導(dǎo)軌上。現(xiàn)使金屬導(dǎo)軌ab由靜止開始下滑，下滑過程中ab始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，其下滑距離x與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，圖像中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。g取10 m/s2，sin 370.6，忽略ab棒在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)原磁場(chǎng)的影響。求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(2)在金屬棒ab開始運(yùn)動(dòng)的2.0 s內(nèi)，通過電阻R的電荷量；(3)在金屬棒ab開始運(yùn)動(dòng)的2.0 s內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。解析：(1)當(dāng)金屬棒沿斜面方向的重力分力與安培力平衡時(shí)，即AB段，金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)mgsin BIL金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為EBLv由閉合電路歐姆定律知：I金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，v m/s6 m/s聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)解得：B0.4 T。(2)qttt6 C。(3)設(shè)在金屬棒開始運(yùn)動(dòng)的2 s內(nèi)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為Q，由功能關(guān)系得：mgxsin mv2Q電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為QRR聯(lián)立以上兩式解得QR5.4 J。答案：(1)0.4 T(2)6 C(3)5.4 J6如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1、L2之間和L3、L4之間均存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均為1 T，方向垂直于虛線所在的平面向里?，F(xiàn)有一矩形線圈abcd，cd寬度L0.5 m，質(zhì)量為0.1 kg，電阻為2 ，將其從圖示位置由靜止釋放(cd邊與L1重合)，速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻cd邊與 L2重合，t2時(shí)刻ab邊與L3重合，t3時(shí)刻ab邊與L4重合，已知t1t2的時(shí)間間隔為0.6 s，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面始終處于豎直方向，重力加速度g取10 m/s2。求：(1)線圈的長(zhǎng)度；(2)在0t1時(shí)間內(nèi)，通過線圈的電荷量；(3)0t3時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量。解析：(1)在t2t3時(shí)間內(nèi)，線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件有：mgBIL，而I解得：v28 m/st1t2的時(shí)間間隔內(nèi)線圈一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可知ab邊剛進(jìn)上邊的磁場(chǎng)時(shí)，cd邊也剛進(jìn)下邊的磁場(chǎng)，此段時(shí)間內(nèi)線圈內(nèi)磁通量不變，線圈的加速度為g設(shè)磁場(chǎng)的寬度為d，則線圈的長(zhǎng)度：L2d線圈下降的位移為：xLd3d此段時(shí)間內(nèi)的逆運(yùn)動(dòng)為初速度為v2、加速度為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則有：3dv2tgt2解得：d1 m所以線圈的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2d2 m。(2)在0t1時(shí)間內(nèi)，cd邊從L1運(yùn)動(dòng)到L2通過線圈的電荷量為：qtt0.25 C。(3)0t3時(shí)間內(nèi)，根據(jù)能量守恒得：Qmg(3d2d)mv220.110(32) J0.182 J1.8 J。答案：(1)2 m(2)0.25 C(3)1.8 J二 (一)水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型圖示或釋義規(guī)律或方法線模型由于細(xì)線對(duì)物體只有拉力且細(xì)線會(huì)彎曲，所以解答此類問題的突破口是要抓住“細(xì)線剛好伸直”的臨界條件：細(xì)線的拉力為零。在此基礎(chǔ)上，再考慮細(xì)線伸直之前的情況(一般物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和細(xì)線與轉(zhuǎn)軸之間的夾角都會(huì)發(fā)生變化)和伸直之后的情況(物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和細(xì)線與轉(zhuǎn)軸之間的夾角一般不再發(fā)生變化，但細(xì)線的拉力通常會(huì)發(fā)生變化)彈力模型此類問題一般是由重力和彈力的合力提供物體在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，因此正確找出做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上受到的合力，是解決此類問題的關(guān)鍵摩擦力模型臨界條件是關(guān)鍵：找出物體在圓周運(yùn)動(dòng)過程中的臨界條件，是解答此類問題的關(guān)鍵。如輕繩開始有拉力(或伸直)、物體開始滑動(dòng)等，抓住這些臨界條件進(jìn)行分析，即可找出極值，然后可根據(jù)極值判斷其他物理量與極值之間的關(guān)系，從而進(jìn)行求解(二)連接體模型圖示或釋義規(guī)律或方法輕繩連接體模型求解“繩物”或“桿物”模型的方法先明確物體的合速度(物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度)，然后將物體的合速度沿繩(桿)方向及垂直繩(桿)方向分解(要防止與力的分解混淆)，利用沿繩(桿)方向的分速度大小總是相等的特點(diǎn)列式求解輕桿連接體模型(三)斜面模型圖示或釋義與斜面相關(guān)的滑塊運(yùn)動(dòng)問題規(guī)律或方法(1)tan ，滑塊恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)(v00)或勻速下滑狀態(tài)(v00)，此時(shí)若在滑塊上加一豎直向下的力或加一物體，滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變(2)>tan ，滑塊一定處于靜止?fàn)顟B(tài)(v00)或勻減速下滑狀態(tài)(v00)，此時(shí)若在滑塊上加一豎直向下的力或加一物體，滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變(加力時(shí)加速度變大，加物體時(shí)加速度不變)(3)<tan ，滑塊一定勻加速下滑，此時(shí)若在滑塊上加一豎直向下的力或加一物體，滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變(加力時(shí)加速度變大，加物體時(shí)加速度不變)(4)若滑塊處于靜止或勻速下滑狀態(tài)，可用整體法求出地面對(duì)斜面體的支持力為(Mm)g，地面對(duì)斜面體的摩擦力為0；若滑塊處于勻變速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可用牛頓第二定律求出，地面對(duì)斜面體的支持力為(Mm)gmasin ，地面對(duì)斜面體的摩擦力為macos ；不論滑塊處于什么狀態(tài)，均可隔離滑塊，利用滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求斜面對(duì)滑塊的彈力、摩擦力及作用力(5)0，滑塊做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度為agsin (四)彈簧模型圖示或釋義規(guī)律或方法與彈簧相關(guān)的平衡問題彈簧類平衡問題常常以單一問題出現(xiàn)，涉及的知識(shí)主要是胡克定律、物體的平衡條件，求解時(shí)要注意彈力的大小與方向總是與彈簧的形變相對(duì)應(yīng)，因此審題時(shí)應(yīng)從彈簧的形變分析入手，找出形變量x與物體空間位置變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分析形變所對(duì)應(yīng)的彈力大小、方向，結(jié)合物體受其他力的情況來列式求解與彈簧相關(guān)的動(dòng)力學(xué)問題(1)彈簧(或橡皮筋)恢復(fù)形變需要時(shí)間，在瞬時(shí)問題中，其彈力的大小往往可以看成不變，即彈力不能突變。而細(xì)線(或接觸面)是一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，若剪斷(或脫離)后，其中彈力立即消失，即彈力可突變，一般題目中所給細(xì)線和接觸面在沒有特殊說明時(shí)，均可按此模型處理(2)對(duì)于連接體的加速問題往往先使用整體法求得其加速度，再用隔離法求得受力少的物體的加速度，并利用加速度的關(guān)系求解相應(yīng)量與彈簧相關(guān)的功能問題彈簧連接體是考查功能關(guān)系問題的經(jīng)典模型，求解這類問題的關(guān)鍵是認(rèn)真分析系統(tǒng)的物理過程和功能轉(zhuǎn)化情況，再由動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律或功能關(guān)系列式，同時(shí)注意以下兩點(diǎn)：彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的規(guī)格和形變程度有關(guān)，對(duì)同一根彈簧而言，無論是處于伸長(zhǎng)狀態(tài)還是壓縮狀態(tài)，只要形變量相同，則其儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能就相同；彈性勢(shì)能公式Epkx2在高考中不作要求(除非題中給出該公式)，與彈簧相關(guān)的功能問題一般利用動(dòng)能定理或能量守恒定律求解(五)桿導(dǎo)軌模型圖示或釋義規(guī)律或方法桿cd以一定初速度v在光滑水平軌道上滑動(dòng)，質(zhì)量為m，電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng) 桿以速度v切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv，電流I，安培力FBIL。桿做減速運(yùn)動(dòng)：vFa，當(dāng)v0時(shí)，a0，桿保持靜止，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：Qmv2軌道水平光滑，桿cd質(zhì)量為m，電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，拉力F恒定開始時(shí)a，桿cd速度v感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLvI安培力F安BIL，由FF安ma知a，當(dāng)a0時(shí)，v最大，vm拉力F做的功一部分轉(zhuǎn)化為桿cd的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：WFQmvm2傾斜軌道光滑，傾角為，桿cd質(zhì)量為m，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng) 開始時(shí)agsin ，桿cd速度v感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLvI安培力F安BIL，由mgsin F安ma知a，當(dāng)a0時(shí)，v最大，vm重力做的功(或減少的重力勢(shì)能)一部分轉(zhuǎn)化為桿cd的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：WGQmvm2豎直軌道光滑，桿cd質(zhì)量為m，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng) 開始時(shí)ag，桿cd速度v感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLvI安培力F安BIL，由mgF安ma知a，當(dāng)a0時(shí)，v最大，vm重力做的功(或減少的重力勢(shì)能)一部分轉(zhuǎn)化為桿cd的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：WGQmvm2(六)線圈模型圖示或釋義規(guī)律或方法靜止線圈模型線圈不動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向(2)由閉合電路歐姆定律確定回路中的感應(yīng)電流(3)分析研究導(dǎo)體的受力情況(包含安培力，用左手定則確定其方向)(4)列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解平動(dòng)線圈模型(1)分析線圈運(yùn)動(dòng)情況，判斷運(yùn)動(dòng)過程中是否有磁通量不變的階段。線圈穿過磁場(chǎng)，有感應(yīng)電流產(chǎn)生時(shí)，整個(gè)線圈形成閉合電路。根據(jù)電路分析，由閉合電路歐姆定律列方程(2)對(duì)某一狀態(tài)，分析線圈的受力情況，由牛頓第二定律列式：F外F安ma(3)線圈穿過磁場(chǎng)時(shí)，外力克服安培力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，電流通過電阻時(shí)，電流做功使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再由動(dòng)能定理W外W安Ek2Ek1或能量守恒定律列式轉(zhuǎn)動(dòng)線圈模型(1)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，可根據(jù)EnBS求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，進(jìn)而求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值，再求其他值(2)一般計(jì)算電功、電功率、電熱等與熱效應(yīng)有關(guān)的量必須用有效值；電壓表、電流表所能測(cè)量到的也是有效值(3)可根據(jù)n求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值，求出平均感應(yīng)電流后再求電荷量保溫訓(xùn)練1多選如圖所示，在水平圓盤上沿半徑方向放置兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的、完全相同的木塊A和B，兩木塊用細(xì)繩相連，木塊與圓盤之間的最大靜摩擦力均為其自身重力的k倍，木塊A、B距圓盤中心O點(diǎn)的距離分別為rAR、rB2R。開始時(shí)，細(xì)繩恰好伸直但無拉力。已知重力加速度為g，現(xiàn)讓該裝置繞通過圓盤中心的豎直軸從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，使其角速度從0開始逐漸增大，則在此過程中，以下說法正確的是()A在木塊A開始相對(duì)圓盤滑動(dòng)之前，其受到的靜摩擦力始終指向圓心B當(dāng)圓盤運(yùn)動(dòng)的角速度> 時(shí)，細(xì)繩一定有彈力C當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度> 時(shí)，木塊A、B將相對(duì)于圓盤發(fā)生滑動(dòng)D當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在 << 范圍內(nèi)增大時(shí)，木塊A所受到的靜摩擦力一直在減小解析：選BC由于木塊A、B均相對(duì)于圓盤靜止，所以兩木塊具有共同的角速度，在細(xì)繩沒有拉力時(shí)，兩木塊均由靜摩擦力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故木塊A受到的靜摩擦力方向指向圓心。隨著角速度的增大，細(xì)繩開始有拉力，由向心力公式Fm2r可知，木塊B需要的向心力是木塊A的兩倍，故最終木塊B將相對(duì)于圓盤向外滑動(dòng)，木塊A將相對(duì)于圓盤向圓心滑動(dòng)，此時(shí)木塊A受到的摩擦力方向背離圓心，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)細(xì)繩剛好有拉力時(shí)，對(duì)木塊B有：kmgm2rB，解得： ，故當(dāng)> 時(shí)，細(xì)繩一定有彈力，選項(xiàng)B正確；當(dāng)木塊A、B將要相對(duì)于圓盤發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，設(shè)此時(shí)細(xì)繩的拉力為FT，則由牛頓第二定律可知，對(duì)木塊A有：FTkmgm2rA，對(duì)木塊B有：FTkmgm2rB，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立求解可得： ，故當(dāng)> 時(shí)，木塊A、B將相對(duì)于圓盤發(fā)生滑動(dòng)，選項(xiàng)C正確；由題意可知，當(dāng)角速度 時(shí)，木塊A受到指向圓心的靜摩擦力，而當(dāng)時(shí)，木塊A受到背離圓心的最大靜摩擦力，故當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在 << 范圍內(nèi)增大時(shí)，木塊A所受到的靜摩擦力先減小后增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2如圖所示，三角形ABC是固定在水平面上的三棱柱的橫截面，A30，B37，C處有光滑小滑輪，質(zhì)量分別為m1、m2的兩物塊1、2通過細(xì)線跨放在AC面和BC面上，且均恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知AC面光滑，物塊2與BC面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則兩物塊的質(zhì)量比m1m2不可能是(sin 370.6, cos 370.8)()A13 B35C53D21解析：選A物塊1受重力m1g、細(xì)線拉力FT和斜面支持力FN作用處于平衡狀態(tài)，則FTm1gsin 30，物塊2受重力m2g、細(xì)線拉力FT、斜面支持力FN及摩擦力Ff作用處于平衡狀態(tài)，當(dāng)m1較大時(shí)，物塊2所受最大靜摩擦力方向沿斜面向下，此時(shí)有FTm2gsin 37m2gcos 37，則2；當(dāng)m1較小時(shí)，物塊2所受最大靜摩擦力方向沿斜面向上，此時(shí)有FTm2gsin 37m2gcos 37，則，所以2，故A不可能。3.多選如圖所示，半徑為R0.4 m的圓形光滑軌道固定在豎直平面內(nèi)，圓形軌道與固定的光滑水平軌道相切?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量均為m0.5 kg的小球甲、乙用輕桿連接，置于圓軌道上，小球甲與圓心O點(diǎn)等高，小球乙位于圓心O的正下方。某時(shí)刻將兩小球由靜止釋放，最終它們?cè)谒矫嫔线\(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2。則()A兩小球最終在水平面上運(yùn)動(dòng)的速度大小為2 m/sB甲小球下滑到圓形軌道最低點(diǎn)時(shí)重力的功率為10 WC甲小球下滑到圓形軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小為5 ND整個(gè)過程中輕桿對(duì)乙小球做的功為1 J解析：選AD整個(gè)過程中，甲、乙兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，最后兩球的速度大小相等，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律：mgR2mv2，解得v2 m/s，選項(xiàng)A正確；甲小球下滑到最低點(diǎn)時(shí)速度水平，重力的功率為0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；甲小球下滑到最低點(diǎn)時(shí)，重力與支持力的合力提供向心力FNmgm，解得FN2mg10 N，由牛頓第三定律得，甲小球下滑到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小為10 N，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；整個(gè)過程中對(duì)乙小球受力分析可知，重力不做功，乙小球動(dòng)能的增量等于輕桿對(duì)乙球做的功，Wmv21 J，選項(xiàng)D正確。4.如圖所示，在水平地面上靜止著一質(zhì)量為M、傾角為的斜面體，自由釋放的質(zhì)量為m的滑塊能在斜面上勻速下滑(斜面體始終靜止)，則下列說法中正確的是()A滑塊對(duì)斜面的作用力大小等于mgcos ，方向垂直斜面向下B斜面對(duì)滑塊的作用力大小等于mg，方向豎直向上C斜面體受到地面的摩擦力水平向左，大小與m的大小有關(guān)D滑塊能勻速下滑，則水平地面不可能是光滑的解析：選B因滑塊在重力、斜面的摩擦力及斜面的支持力作用下勻速下滑，如圖所示，所以斜面對(duì)滑塊的作用力大小等于mg，方向豎直向上，B項(xiàng)正確；而滑塊對(duì)斜面的作用力與斜面對(duì)滑塊的作用力是一對(duì)作用力與反作用力，A項(xiàng)錯(cuò)誤；又因斜面體及滑塊均處于平衡狀態(tài)，所以可將兩者看成一整體，則整體在豎直方向受重力和地面的支持力作用，水平方向不受力的作用，即水平地面對(duì)斜面體沒有摩擦力作用，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。5多選如圖所示，ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌，處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，A、B間距為L(zhǎng)，左右兩端均接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)且不計(jì)電阻的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，與左端固定在O點(diǎn)的輕質(zhì)彈簧連接組成彈簧振子。開始時(shí)，彈簧處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒MN具有水平向左的初速度v0，經(jīng)過一段時(shí)間，導(dǎo)體棒MN第一次運(yùn)動(dòng)到最右端，這一過程中A、B間的電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，已知運(yùn)動(dòng)過程中MN始終與AD、BC垂直，則()A初始時(shí)刻導(dǎo)體棒所受的安培力大小為B當(dāng)導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最右端時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能為 mv02QC當(dāng)導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最右端時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能為 mv022QD當(dāng)導(dǎo)體棒第二次回到初始位置時(shí)，A、B間電阻的熱功率為 解析：選AC由FBIL及I，得安培力大小為FA，故A正確；導(dǎo)體棒第一次運(yùn)動(dòng)至最右端的過程中，AB間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為2Q，由能量守恒定律得mv022QEp，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Epmv022Q，故C正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)體棒第二次回到初始位置時(shí)，由于機(jī)械能減小，A、B間電阻的熱功率小于，故D錯(cuò)誤。6如圖甲所示，一對(duì)足夠長(zhǎng)的平行光滑軌道固定在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)0.5 m，左側(cè)接一阻值為R1 的電阻。有一金屬棒靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，金屬棒及軌