高考物理综合题目_高考物理综合题

1.一道高考的物理题谢谢~~

2.2011新课标高考理综物理23题

3.高中物理题目 求详解

电磁感应中导体棒类问题归类剖析

万洪禄

电磁感应中的导轨上的导体棒问题是历年高考的热点。其频考的原因，是因为该类问题是力学和电学的综合问题，通过它可以考查考生综合运用知识的能力。解滑轨上导体棒的运动问题，首先要挖掘出导体棒的稳定条件及它最后能达到的稳定状态，然后才能利用相关知识和稳定条件列方程求解。下文是常见导轨上的导体棒问题的分类及结合典型例题的剖析。想必你阅过全文，你会对滑轨上的导体棒运动问题，有一个全面的细致的了解，能迅速分析出稳定状态，挖掘出稳定条件，能准确的判断求解所运用的方法。

一、滑轨上只有一个导体棒的问题

滑轨上只有一个导体棒的问题，分两类情况：一种是含电源闭合电路的导体棒问题，另一种是闭合电路中的导体棒在安培力之外的力作用下的问题。

（一）含电源闭合电路的导体棒问题

例1 如图1所示，水平放置的光滑导轨MN、PQ上放有长为L、电阻为R、质量为m的金属棒ab，导轨左端接有内阻不计、电动势为E的电源组成回路，整个装置放在竖直向上的匀强磁场B中，导轨电阻不计且足够长，并与电键S串联。当闭合电键后，求金属棒可达到的最大速度。

图1

解析 闭合电键后，金属棒在安培力的作用下向右运动。当金属棒的速度为v时，产生的感应电动势，它与电源电动势为反接，从而导致电路中电流减小，安培力减小，金属棒的加速度减小，即金属棒做的是一个加速度越来越小的加速运动。但当加速度为零时，导体棒的速度达到最大值，金属棒产生的电动势与电源电动势大小相等，回路中电流为零，此后导体棒将以这个最大的速度做匀速运动。

金属板速度最大时，有

解得

点评 本题的稳定状态是金属棒最后的匀速运动；稳定条件是金属棒的加速度为零（安培力为零，棒产生的感应电动势与电源电动势大小相等）

（二）闭合电路中的导体棒在安培力之外的力作用下的问题

1. 导体棒在外力作用下从静止运动问题

例2（全国高考题）如图2，光滑导体棒bc固定在竖直放置的足够长的平行金属导轨上，构成框架abcd，其中bc棒电阻为R，其余电阻不计。一质量为m且不计电阻的导体棒ef水平放置在框架上，且始终保持良好接触，能无摩擦地滑动。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直框面。若用恒力F向上拉ef，则当ef匀速上升时，速度多大？

图2

解析 本题有两种解法。方法一：力的观点。当棒向上运动时，棒ef受力如图3所示。当ef棒向上运动的速度变大时，ef棒产生的感应电动势变大，感应电流I=E/R变大，它受到的向下的安培力F安=BIL变大，因拉力F和重力mg都不变，故加速度 变小。因此，棒ef做加速度越来越小的变加速运动。当a=0时（稳定条件），棒达到最大速度，此后棒做匀速运动（达到稳定状态）。当棒匀速运动时（设速度为 ），由物体的平衡条件有

图3

点评 应用力学观点解导体棒问题的程度：(a)分析棒的受力情况，判断各力的变化情况；(b)分析棒的运动情况，判断加速度和速度的变化情况；(c)分析棒的最终运动情况，依平衡条件或牛顿第二定律列方程。

方法二：能量观点。

当导体棒ef以最大速度匀速运动以后，拉力做功消耗的能量 等于棒重力势能的增加△ 和bc部分产生的热量Q之和。设棒匀速运动的时间为t，则有

点评 ①ef棒的运动尽管在达到最大速度以前为变速运动，产生的感应电流及感应电动势都在变化，但达到最大速度以后，感应电流及感应电动势均恒定，故计算热量可以用 计算。②求导体棒的最大速度问题，要会抓住速度最大之后速度不变这一关键条件，运用能量观点处理，往往会使运算过程简洁。③求导体棒的最大速度问题，可以运用力的观点和能量观点的任一种，但两种方法所研究的运动过程却不同。力观点研究分析的是棒达到最大速度为止的以前的运动过程，而能量观点研究的是从棒达到最大速度开始以后做匀速运动的一段过程。要注意这两种观点所研究运动过程的不同。

2. 外力作用下有初速问题

例3 如图4所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为L，右端接有电阻为R，磁感应强度为B，一根质量为m、电阻不计的金属棒受到外力冲量后，以 的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为 ，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q，求：（1）棒能运动的距离？（2）R上产生的热量？

解析 （1）在整个过程中，棒运动的距离为S，磁通量的变化

通过棒的任一截面的电量

解得

（2）根据能的转化和守恒定律，金属棒的动能的一部分克服摩擦力做功，一部分转化为电能，电能又转化为热能Q，即有

点评 本题的棒与框架无论有无摩擦，棒的最终状态是静止。不过，无摩擦时，原来棒的动能全部要转变成R上产生的热量。

二、滑轨上有两个导体棒的运动问题

滑轨上有两个导体棒的运动问题，还分为两种：一种是初速度不为零，无安培力之外的力作用下的问题，另一种是初速度为零，有安培力之外的力作用下的问题。

（一）初速度不为零，无安培力之外的力作用的问题

1. 两棒各以不同的初速度做匀速运动问题

例4 如图5所示，相距d的平行光滑金属长导轨固定在同一水平面上处于竖直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，导轨上面横放着两条金属细杆ab、cd构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为R，回路中其余部分的电阻可忽略不计。已知ab、cd分别以2v、v的速度向右匀速运动，求两金属细杆运动t秒后，共产生多少热量？

解析 以整个回路为研究对象，t秒后

磁通量的变化

回路中的感应电动势

回路中的感应电流

产生的热量

点评 本题的关键，是把两杆及导轨构成的回路作为研究对象，利用法拉第电磁感应定律求电动势E。如果用E=BLv求每杆的电动势，再求回路总电动势，那就要涉及到中学阶段不要求的反电动势问题。

2. 两棒之一有初速度的运动问题

例5 在例4中，两棒的质量均为m。若开始用一水平冲击力使ab获得一冲量I，使其沿轨道向右运动，而cd无初速度。求ab棒在整个过程中产生的焦耳热？

解析 ab棒获得速度 ，就开始向右切割磁感线，产生感应电流，从而ab棒在磁场力作用下做减速运动，cd棒做加速运动，当两棒速度相等时，两棒产生的感应电动势大小相等，在回路中方向相反，感应电流为零，磁场力也为零。此后两棒以相同的速度v做匀速运动（达到稳定状态）。在这个过程中，两棒组成的系统所受外力之和为零，系统动量守恒，有v= 。

在上述过程中，系统损失的动能先转化为电能，电流通过电阻后又转化为焦耳热。又因为两棒电阻相同，产生的焦耳热相等，故有

故ab棒在整个过程中产生的焦耳热

（二）初速度为零，有安培力之外的力作用下的问题

1. 初速度为零，有安培力之外的恒力作用下的问题

例6（03年高考理综卷）两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离L=0.20m。两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为 。在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆上，使金属杆在导轨上滑动。

（1）若经过t=5.0s，金属杆甲的加速度为 ，问此时两金属杆的速度各为多少？

（2）若经过10s，电路中的电功率达到最大值。问第10s末，

①金属杆甲的加速度是多少？

②两金属杆的速度各是多少？

解析 （1）设任一时刻t两金属杆甲、乙之间的距离为x，速度分别为 ，经过很短的时间△t，杆甲移动距离 ，杆乙移动距离 ，回路面积改变

①

由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势

②

由闭合电路欧姆定律，回路中电流

③

对甲由牛顿第二定律，有 ④

由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反，所以两杆的动量（t=0时为0）等于外力F的冲量

⑤

联立以上各式解得

⑥

⑦

代入数据得

（2）①根据法拉第电磁感应定律可知，甲、乙两杆的速度差越大，感应电动势越大。开始阶段，甲杆的加速度大于乙杆的加速度，甲杆的速度比乙杆的速度增加得快，因而速度差不断增大，直到两杆加速度相等，即 （稳定条件）时，两杆达到稳定状态均做加速度相同的匀加速运动，此时 达到最大值，从而E、I最大，电路中的电功率 达最大。

由于

故

解得

由牛顿第二定律，金属杆乙的加速度

金属杆甲的加速度

②流过金属杆的电流

回路中的感应电动势

又

故

由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反，所以两杆的动量（t=0时为0）等于外力F的冲量

联立以上两式解得

点评 本题必须先根据楞次定律，正确判出甲在F作用下运动时，乙也在其后同向运动。

2. 有安培力之外的变力作用下的运动问题

例7（2004年广东高考）如图7，在水平面上有两条导电导轨MN、PQ，导轨间距为L，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B。两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为 。两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数皆为 。已知：杆1被外力拖动，以恒定的速度沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动。导轨的电阻可忽略。求此时杆2克服摩擦力做功的功率。

解析 设杆2的运动速度为v，由于两杆运动时，两杆和导轨构成的回路中的磁通量发生变化，产生感应电动势

①

感应电流 ②

杆2做匀速运动，它受到的安培力等于它受到的摩擦力

③

导体杆2克服摩擦力做功的功率

④

联立①②③④式得

总之，通过以上的分析，可以看出：对导轨上的单导体棒问题，其稳定状态就是导体棒最后达到的匀速运动状态。稳定条件是导体棒的加速度为零。对导轨上的双导体棒运动问题，在无安培力之外的力作用下的运动情况，其稳定状态是两棒最后达到的匀速运动状态，稳定条件是两棒的速度相同；在有安培力之外的恒力作用下的运动情况，其稳定状态是两棒最后达到的匀变速运动状态，稳定条件是两棒的加速度相同，速度差恒定。

一道高考的物理题谢谢~~

这个是物理高考题啊，真是够前卫！

（1）题目描述让人神往，其实暗藏杀机，那柄镇妖的旋转根本就是个幌子，搞得人头晕目眩，其实在动量计算中不用考虑旋转。因为镇妖是围绕质心匀速旋转（按照题目的意思，镇妖是按照这个匀速旋转的状态运动下去，直至插入蜀山，不愧是镇妖啊），所以其旋转产生的动量正负抵消了（质心已上的旋转动量等于质心以下的旋转动量）。下面就简单咯：

（2）问题1

(M1-M2)v0=M1v1+M2v2+mVm 动量守恒

Pm=m*Vm

上式中Vm为镇妖刚刚撞击后的水平速度，Pm为镇妖刚刚撞击后的总动量

此后，抛射体运动：mg(H-h)=1/2*m*Vn^2

Pm+m*Vn=P，

将已知带入即可求出H

（3）问题2太简单了，就是一个平抛问题，懒得讲了，真的还不会补充提问，我再回答。

（4）问题3，因为重力加速度始终在变，没想出不用积分的办法,只能用非高中手段解决了：

{h m*G*M/(R0+X)^2 dx=1/2*m*Vm^2

{L

上式中，最左边是个积分号，积分上下限分别是L和h，就是从高度L处开始下落，直到高度为h时，在这个过程中，重力加速度是G*M/(R0+X)^2，此处x是某个位置，而做的总功是获得的动能1/2*m*Vm^2，Vm是镇妖最后的速度。

根据已知：m*Vm=P

G*M/R0^2=g

上式中，R0为地球半径，g为地面重力加速度

联立可解。

注：此处可以假设h处的重力加速度和L处重力加速度是线性增加的，那么用高中的方法可以解题，具体不讲了，若有需要可以来个问题补充。

2011新课标高考理综物理23题

闭合前

V1'=U*r1/(r1+r2)=U*6/(6+3)=2U/3

V2'=U*r2/(r1+r2)=U*3/(6+3)=U/3

闭合后

V1，R1等效电阻R'=r1*R1/(r1+R1)=2*6/(2+6)=3/2=1.5

V2，R2等效电阻R''=r2*R2/(r2+R2)=2*3/(2+3)=6/5=1.2

此时，

V1''=U*R'/(R'+R'')=U*1.5/(1.5+1.2)=5U/9<2U/3,所以，V1示数减小

V2''=U*R''/(R'+R'')=U*1.2/(1.2+1.5)=4U/9>U/3，所以，V2示数加大

所以，答案A,B正确

高中物理题目 求详解

从你的提问可以看出，你对运动学公式理解不透，下面先不解这道题，就给你理清公式。

所有的匀变速直线运动（设初速度Vo，末速度Vt，时间t，位移s，加速度a），都符合下列规律：

1.Vo—Vt—t关系式：Vt=Vo+at

2.V(平均)=(Vo+Vt)/2

3.s=V(平均)t

4.Vo—t—s关系式：s=Vot+1/2*at?

5.Vo—Vt—s关系式：Vt?—Vo?=2as

常考公式是1、4、5，这三个公式都含有a（这个特点很有作用），

初速度为零的匀变速直线运动是匀变速直线运动的一个特例，所以只要是匀变速直线运动，初速度为零也可以看成初速度“不为零”，比如说某物体静止，可以看成是该物体以V=0的速度向某方向“运动”，虽然刚开始时是静止的但也可以看成是开始时已经运动，把静止的也看成是运动的（这段理解不了也算了，关系不大），很容易理解为什么上面的公式适用于所有的匀速直线运动了，所以当Vo=0时，直接套用上面的公式可以简化成下列公式：

1.Vt=at

2.V(平均)=Vt/2

4.s=1/2*at?

5.Vt?=2as

注意初速为零的才可以简化，OK!说到这里，可以解答你的疑问“那个s/t和a t/2 不都是相当于中点速度吗”了，从上面第3条公式中可以知道，只要在匀变速直线运动中，不管初速是否为零，s/t都是平均速度，也是中间时刻的速度，至于你说的中点速度，如果是指V-t图中 斜线的中点就正确，如果是指光电门甲乙或滑块滑下的起点和乙的中点就错了；当初速不为零时，由第一组公式的1、2得V（平均）=Vo+1/2*at，当初速为零时，由第二组公式的1、2得V（平均）=1/2*at，所以1/2*at在初速为零的匀变速直线运动中才是平均速度和中间时刻速度，跟上面一样也不是甲乙中点速度，要注意，虽然滑块滑下的整个过程是初速度为零的匀加速直线运动，但必须先明确研究的是哪个运动过程，t是滑块从甲至乙的时间，就暗示了运动过程就是从甲运动到乙，选全过程必错，上面这些公式一定要对应其运动过程，所以答案所给的公式中的Vo不=0，而是等于V甲，很明显V甲不=0，解决了你的疑问了吧？还不明的可以再问，OK!接着到第一问：

第一问要求的是t,s,a.Vt四者的关系，为了方便，通过甲乙的速度分别记作V1，V2，不再用Vo和Vt，

解答这类问题可以用组合法，分为一次组合、二次组合（我知道你不明白，先别管什么叫一次、二次组合，稍后你会明白）；

一次组合目的是确定公式，二次组合目的是联解方程，OK!现就用组合法解第一问:

先找出要求的那些物理量：题干要求的是t,s,a.V2四者的关系，

再去掉a（等一下再说为何去掉a），然后把剩下的三个物理量t,s,V2两两组合，这就是一次组合。

一次组合：1.t-V2,相关公式V2=V1+at;

2.t-s,相关公式s=v1t+1/2*at?;

3.s-V2,相关公式V2?-V1?=2as.

相关公式就是含有组合中的两个物理量的公式，要理清各物理量的关系才能快速确定相关公式，具体介绍在前面开头部分。

二次组合就是把一次组合中得出的公式再进行组合，联解方程即可，从一次组合的三条公式中可以看出：

1.三条公式都含有唯一的未知量V1，因此选取任意两个方程都能消去V1，得出答案；

2.三条公式都含有已知量a，因此进行一次组合时可以去掉a；

二次组合：

1.V2=V1+at和s=v1t+1/2*at?

2.V2=V1+at和V2?-V1?=2as

3.s=v1t+1/2*at?和V2?-V1?=2as

参考答案中用的是第一种：V2=V1+at和s=v1t+1/2*at?，其实三种组合都能得出答案，前两种比较简单，你自己应该可以解决，第三种比较复杂重点讲一下第三种。第三种化简如下：

∵s=v1t+1/2*at?，∴s/t=V1+1/2at，∴v1=s/t-1/2at，代入V2?-V1?=2as得V2?-(s/t-1/2at)?=2as，∴V2?-(s/t)?-(at)?/4-as=0，∴V2?-[(s/t)?+(at)?/4+as]，∴V2?-(s/t+1/2at)?=0(通过完全平方公式化简(s/t)?+(at)?/4+as)得(s/t+1/2at)?），∴V2?=(s/t+1/2at)?，∴V2=s/t+1/2at，OK!大功告成！仍有不懂再问！

物体以一定的初速度沿水平方向抛出,如果物体仅受重力作用,这样的运动叫做平抛运动。平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动以及竖直方向的自由落体运动的合运动。平抛运动的物体,由于所受的合外力为恒力,所以平抛运动是匀变速曲线运动,平抛物体的运动轨迹为一抛物线。 平抛运动的时间仅与抛出点的竖直高度有关;物体落地的水平位移与时间(竖直高度)及水平初速度有关。 平抛运动可用两种途径进行解答 . 一种是位移途径; 另一种是速度途径. 位移途径为:

L(水平)=vt L(竖直)= 1/2gt^2 还有速度途径为: t=v/t v(竖直)=gt 即可求解

平抛运动是曲线运动中的常见运动,而且又是一种特殊的曲线运动即匀变速曲线运动,它在高中物理教学中既是重点之一又是难点之一。

应用平抛运动的规律解题的首先是将平抛物体的运动正确地沿两个方向分解为两个简单运动,即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。根据运动的独立性原理决定了水平方向与竖直方向的两个分运动互不影响;而分运动之间、以及分运动和合运动之间的等时性则是联系各分运动、以及分运动和合运动的桥梁,所以求解平抛运动的时间成为解决平抛运动问题的关键。现就平抛运动中几种典型实例的解法予以归纳,供大家参考。

一、运用平抛运动基本规律求解

例:一位同学从楼房的阳台上以v0=2.5m/s的水平初速度平抛一物体,测得该物体抛出落在楼前5m的水平地面上,若不计空气阻力,g取10m/s2。求:楼房阳台的高度?

解析:设阳台的高度为y,平抛物体在空中运动的时间为t,

则平抛物体在水平方向做匀速直线运动 x=v0t ①

竖直方向上是自由落体运动 ②

将x=5m,v0=2.5m/代入①、②两式,即可求得,y=20m。

所以,阳台高度为20m。

点拨:平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动.必须明确,两个方向的分运动是在同一时间内完成,所以时间是联系两个分运动的纽带。

二、已知平抛运动经过一段时间后的速度的方向或位移的方向求解

例:如图所示,质量为m=0.10kg的小钢球以v0=10m/s的水平速度抛出,下落h=5.0m时撞击一钢板,撞后速度恰好反向,则钢板与水平面的夹角θ=________,刚要撞击钢板时小球动量的大小为____________(取g=10m/s2),

解析:球下落5m时的竖直分速度为:

小球在水平方向上做匀速运动,速度为v0=10m/s

所以小球撞击钢板时的速度大小为:

方向与竖直方向夹角α的正切值:,所以α=45?角

由于小球是垂直撞在钢板上,钢板与水平成45?。

其动量大小为。

例:如图AB为斜面,倾角为30°,小球从A点以初速度v0水平抛出,恰好落到B点,求:(1)小球在空中的飞行时间?(2)AB间的距离?

解析:小球落到斜面上位移与水平方向的夹角为θ=30°,水平方向上匀速直线运动

x=v0t ①

竖直方向上是自由落体运动

②

位移与水平方向夹角正切值

③

AB间的距离 ④

联立①②③④解得:

点拨:做平抛运动小球运动到某点时速度与水平方向的夹角α和位移与水平方向夹角θ的固定关系:,在特殊题目中应用会收到意想不到的效果

例:如图所示,从倾角为θ的足够长斜面上的A点,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出。第一次初速度为V1;球落到斜面上瞬时速度方向与斜面夹角为α1;第二次初速度为V2;球落到斜面上瞬时速度方向与斜面夹角为α2,不计空气阻力,若V1>V2,则α1 α2(填>、=、<)

本题答案为:α1=α2,这里不在解析。

三、运用匀变速直线运动特殊规律求解

平抛运动试验教学中数据处理比较复杂,重点利用了平抛运动在竖直方向上是自由落体运动即匀变速直线运动的特殊规律。

例:在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长=1.25cm,若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0=__________(用、g表示),其值是_________。(g取9.8m/s2)

解析:从图中可以看出,a、b、c、d四点沿水平方向相邻两点间的距离均为2,根据平抛规律,物体在任意两相邻间隔所用时间为T,则有:。

由于a、b、c、d四点沿竖直方向依次相距、、;平抛物体在竖直方向做自由落体运动,而且任意两个连续相等时间里的位移之差相等,

即,得,代入数据得

点拨:平抛运动在竖直方向上是自由落体运动所以符合所有匀加速直线运动的规律,如:

①任意两个连续相等时间里的位移之差相等,;

②若初始位置确定在连续相等时间内的位移之比为1:3:5:7……上例中可用此规律;

③时间中点的瞬时速度为该段时间内的平均速度,如:本例中。

例:一位同学做平抛实验时,只在纸上记下重垂线у方向,未在纸上记下斜槽末端位置,并只描出如图所示的一段平抛轨迹曲线。现在曲线上取A、B两点,用刻度尺分别量出到у的距离,AA′=x1,BB′=x2,以及AB的竖直距离h,从而可求出小球抛出的初速度V0为( )

A.

B.

C.

D.

解析:设小球运动到A点的时间为,下落高度为;运动到B点的时间为,下落高度为

则小球运动到A点时 ①

②

小球运动到B点时 ③

④

AB的竖直距离 ⑤

联立①②③④⑤解得,故选B。

平抛运动是较为复杂的匀变速曲线运动,有关平抛运动的命题也层出不穷,但是平抛运动在新的教材中没有较大的变化,处理问题的方法也比较固定,所以在高考中变化较小,2004年和2005年全国试卷出现的平抛运动都是与其它知识点共同考察的综合题目,只要我们掌握这些典型例题解法的基本方向,就可以解决此类问题,从而达到举一反三,触类旁通提高复习效率的目的。