2010中考物理经典考题研讨（3）

《2010中考物理经典考题研讨（3）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2010中考物理经典考题研讨（3）（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2010 中考物理经典考题研讨（3）已知 A、 B 两个钢性小球质量分别是 m1、 m2，小球 B 静止在光滑水平面上， A 以初速度 v0 与小球 B 发生弹性碰撞，求碰撞后小球 A 的速度 v1，物体 B 的速度 v2 大小和方向解析：取小球 A 初速度 v0 的方向为正方向，因发生的是弹性碰撞，碰撞前后动 量守恒、 动能不变有： m1v0= m1v1+ m2v2 22由两式得： 210)(vv ， 2102mv 结论：（1）当 m1=m2时，v 1=0，v2=v0，显然碰撞后 A 静止， B 以 A 的初速度运动，两球速度交换，并且 A 的动能完全传递给 B，因此 m1=m2 也是动能传

2、递最大的条件；（2）当 m1 m2时，v 10，即 A、B 同方向运动，因 21)( 21m，所以速度大小 v1 v2，即两球不会发生第二次碰撞；若 m1m2时，v 1= v0，v2=2v0 即当质量很大的物体 A 碰撞质量很小的物体 B 时，物体A 的速度几乎不变，物体 B 以 2 倍于物体 A 的速度向前运动。（3）当 m1 m2时，则 v10，即物体 A 反向运动。当 m1mB 经时间 T 发生下次碰撞且发生在平衡位置C如果 mAmB 经时间 T/2 发生下次碰撞且发生在平衡位置右侧D如果 mA mg mg FB 图 (1-3) h mgFBsin，而 BId ， rR，联立 可得 dr

3、RBmgsin，即rR)(siin评析：该题将物体的平衡条件作为重点，让考生将公式和图象有机地结合在一起，以达到简单快速解题的目的，其方法是值得提倡和借鉴的例 1：(2001 年全国高考试题)如图(2-1-1)所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距 L=0.20m，电阻 R=1.0 ；有一导棒静止地放在轨道上，与两轨道垂直，棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度 B=0.50T 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下现用一外力 F 沿轨道方向拉棒，使之做匀加速运动，测得力 F 与时间 t 的关系如图(2-1-2)所示求棒的质量 m 和加速度 a分析和解：此题主要用来考查学生

4、对基本公式掌握的情况，是否能熟练将力电关系式综合在一起，再根据图象得出其 a 和 m 值从图中找出有用的隐含条件是解答本题的关键解法一：导棒在轨道上做匀加速直线运动，用 v 表示其速度，t 表示时间，则有 v=at ，棒切割磁感线，产生感应电动势 BLv，在棒、轨道和电阻的闭合电路中产生感应电流 RI，杆所受安培力 FB=BIL ，再 由 牛 顿 第二 定 律 F=ma 故 FFB=ma ，联立求解 式得 atLmF2在图线上取两点代入式，可得 a=10m/s2，m=0.1 kg解法二：从 Ft 图线可建立方程 F=1+0.1t ，棒 受 拉 力 F 和 安 培 力 FB 作 用 ， 做 匀

5、加速 直 线 运 动 ， 其 合 力 不 随 时 间 t 变 化 ， 并 考 虑 初 始 状 态 FB=0， 因 而 FB 的 大 小 为 FB=0.1t ， 再由 牛 顿 第 二 定 律 ： F=ma 有 FFB=ma ， 联立可得 ma=1 又F B=BIL ，而RI， BLv，联立得 RvL2，而 v=at，故 RatL2，/得：)/(10)2.(50.1. 22sma，再由与式得 kgam1.0评析：解法一采用了物理思维方法，即用力学的观点，再结合其 F-t 图象将其所求答案一一得出解法二则采用了数学思维方法，先从 F-t 图象中建立起相应的直线方程，再根据力学等知识一一求得，此解法不

6、落窠臼，有一定的创新精神我们认为，此题不愧为电磁学中的经典习题，给人太多的启发，的确是一道选拔优秀人才的好题a R L F b f 图 (2-1) 例 2：如图(2-1-2)所示，两根竖直放置在绝缘地面上的金属框架上端接有一电容量为 C的电容器，框架上有一质量为 m，长为 L 的金属棒，平行于地面放置，与框架接触良好且无摩擦，棒离地面的高度为 h，磁感应强度为 B 的匀强磁场与框架平面垂直，开始时电容器不带电，将棒由静止释放，问棒落地时的速度多大？落地时间多长？分析和解：此题主要用来考查考生对匀变速直线运动的理解，这种将其电容和导棒有机地综合在一起，使之成为一种新的题型从另一个侧面来寻找电流的

7、关系式，更有一种突破常规思维的创新，因而此题很具有代表性经分析，导棒在重力作用下下落，下落的同时产生了感应电动势由于电容器的存在，在棒上产生充电电流，棒将受安培力的作用，因此，棒在重力作用和安培力的合力作用下向下运动，由牛顿第二定律 F=ma，得故 mgFB=ma ， FB=BiL 由于棒做加速运动，故 v、 a、 、 FB 均为同一时刻的瞬时值，与此对应电容器上瞬时电量为 Q=C ，而 =BLv设在时间t 内，棒上电动势的变化量为 ，电容器上电量的增加量为Q，显然 =BLv ，Q=C ，再根据电流的定义式 tQi，tva，联立 得： CLBmga2由式可知，a 与运动时间无关，且是一个恒量，

8、故棒做初速度为零的匀加速直线运动，其落地速度为 v，则 ah2，将代入得： CLBmghv2，落地时间可由21ath，得 aht，将代入上式得gLBght )(2评析：本 题 应 用 了 微 元 法 求 出 Q 与 v 的关系，又利用电流和加速度的定义式，使电流 i 和加速度 a 有机地整合在一起来求解，给人一种耳目一新的感觉读后使人颇受启示例：如图(2-1-3)所示，倾角为 =30，宽度为 L=1m 的足够长的 U 型平行光滑金属导轨固定在磁感应强度 B=1T，在范围充分大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上，现用平行导轨、功率恒为 6w 的牵引力 F，牵引一根质量m=0.2kg、电阻

9、R=1 放在导轨上的导棒 ab，由静止沿导轨向上移动(ab 棒始终与导轨接触良好且垂直)当金属导棒 ab 移动 S=2.8m 时，获得稳定速度，在此过程中金属导棒产生的c 图 (2-12) hL B F a b 图 (2-13) 热量为 Q=5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦， g 取 10m/s2)问(1)导棒达到稳定速度是多大？(2)导棒从静止达到稳定速度所需时间是多少？分析和解：此题主要用来考查考生是否能熟练运用力的平衡条件和能量守恒定律来巧解此题当金属导棒匀速沿斜面上升有稳定速度 v 时，导棒受力如图(2-1-4)所示，由力的平衡条件 F=0，则 Fmgsin FB=0 ，F B=BIL

10、 ， RI， =BLv ，又F=P/v ，由可得0sin2RvLBmgvP，整理得 0sin2vLBvmgP，代入有关数据得 062v，解得 v=2m/s，v= 3m/s(舍去) (2)由能量转化和守恒 QSt 21si，代入数据可得 t=1.5s评析：此题较一般电磁感应类型题更能体现能量转化和守恒过程，因此，在分析和研究电磁感应中的导棒问题时，从能量观点去着手求解，往往更能触及该问题的本质，当然也是处理此类问题的关键和一把金钥匙例 1：(1993 年全国高考题)如图 (2-2-1)所示两金属导棒 ab 和 cd 长均为 L，电阻均为R，质量分别为 M 和 m，Mm用两根质量和电阻均可忽略不可

11、伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂于水平、光滑、不导电的圆棒两侧，两金属导棒都处于水平位置，整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 B，若金属导棒 ab 正好匀速向下运动，求运动的速度分析和解：此题主要用来考查考生对力学中的受力分析、力的平衡、电磁感应、欧姆定律和安培力公式的掌握此题也可从不同方法去解答解法一：采用隔离法，假设磁场 B 的方向是垂直纸面向里，ab 杆向下匀速运动的速度为 v，则 ab 棒切割磁感线产生的感应电动热大小 BLv1，方向由 ab ，cd 棒以速度 v 向上切割磁感线运动产生感应电动势大小为 2，方向由 dc回路中的电流方向由a b d c，大

12、小为 LvRBi21，ab 棒受到安培力向上， cd 棒受到安培力向下，大小均为 FB 即 iL2，当 ab 棒匀速下滑时，令棒受到的导线拉力为T，则对 ab 有 T+FB=mg ，对 cd 有：T=F B+mg ，由 解得 2FB=(M-m)g ，再由N F FB I mg 图 (2-14) R M a b R m c d 图 (2-1) 可得 gmMRvLB)(2，故 2)(LBgRmv解法二：采用整体法，把 ab、 cd 柔软导线视为一个整体，Mm，整体动力为( Mm)g ，ab 棒向下， cd 棒向上，整体所受安培力与整体动力相等时正好做匀速向下运动，则 22)( LBgRmvRLB解

13、法三：采用能量守恒法，将整个回路视为一个整体系统，用其速度大小不变，故动能不变ab 棒向下，cd 棒向上运动过程中，因 Mgmg，系统的重力势能减少，将转化为回路的电能，电能量转化守恒定律 RmgvM2总，而 总 =2 ， =BLv ，联立可得 2)(LBgRmv评析：此题为典型的双导棒在磁场中运动的问题并且两根棒都切割磁感线产生感应电动势，对整个回路而言，相当于电池组的串联，整个回路中有电流流过，两棒都受安培力，在未达到稳定速度前，两棒均做变加速运动，当加速度减为零时，速度为最大从以上三种解法来看，其解法三更显简便，思维灵活，故该题对考生的考查确实具有针对性例 2：(2001 高考春招试题)

14、如图 (2-2-2)所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间距为 L导轨上面横放着两根导体棒 ab 和 cd，构成矩形回路两根导体棒的质量皆为 m，电阻皆为 R，回路中其余部分的电阻可不计在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 B该两导体棒可沿导轨无摩擦地滑行开始时，棒 cd 静止，棒 ab 有指向棒 cd 的初速度度 v0，若两导体棒在运动中始终不接触，求：(1)在 运 动 中 产 生 的 焦 耳 热 最 多 是 多 少 ？(2)当 ab 棒的速度变为初速度的 43时，cd 棒的加速度是多少？分析和解：此题主要用来考查考生对双棒运动的动态分析和终态推理以及

15、两个守恒定律的熟练掌握情况此题是一道层次较高的典型水平面双棒试题ab 棒向 cd 棒运动时， ab 棒产生感应电动势，由于通过导轨和 cd 棒组成回路，于是回路中便产生感应电流，ab 棒受到与运动方向相反的安培力作用做减速运动，而 cd 棒则在安培力作用下做加速运动在 ab 棒的速度大于 cd 棒的速度时，回路中总有感应电流，ab棒继续减速，cd 棒继续加速，而棒速度达到相同后，回路面积保持不变，磁通量不变化，即不产生感应电流，两棒的相同的速度 v 做匀速直线运动(1)从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒组成的系统动量守恒，则有 mv0=2mv b B d B L v0 a c 图 (2-2) ，再根据能量守恒 Qvm220)(1，联立两式得：2041mvQ(2)设