（通用版）高三物理二轮复习 第二部分 高考能力跃迁的5大抓手.doc

高考能力跃迁的5大抓手一、物理研究的有效手段4类图像成为高考的“座上宾”物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系，是分析物理问题的有效手段之一，也是当今高考命题的热点，更是高三复习的重点、难点。(一)明确四类图像运动学图像x t图像、v t图像动力学图像ft图像、a t图像fx图像、wl图像电场类图像 x图像、ex图像电磁感应类图像b t图像、 t图像i t图像、et图像(二)读图六点关注1坐标轴弄清两个坐标轴表示的物理量。注意坐标原点是否从零开始；注意纵轴物理量为矢量情况时，横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表示此物理量为负。2图线形状注意观察图像形状是直线、曲线还是折线等，从而弄清图像所反映的两个物理量之间的关系，明确图像反映的物理意义。3斜率的意义图线某点的斜率表示一个物理量随另一个物理量的变化率，大小等于两个物理量增量的比值。(1)x t图像中两点连线的斜率表示这段时间的平均速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的瞬时速度。vt图像中两点连线的斜率表示这段时间内的平均加速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的加速度。(2)wl图像的斜率表示外力的大小。(3) x图像的斜率表示电场强度的大小。(4) t图像的斜率表示单匝线圈产生的电动势大小。4面积的意义图线与横轴所围的面积常代表一个物理量，这个物理量往往表示纵、横坐标所表示的物理量的乘积的物理意义。(1)v t图像与t轴所围面积表示这段时间内质点的位移。(2)a t图像与t轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化。(3)fx图像与x轴所围面积表示这段位移内力f所做的功。(4)ex图像与x轴所围面积表示这段位移两端的电势差。(5)i t图像与t轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量。5交点、拐点的意义(1)图线与坐标轴的交点坐标的含义与图像有关，如x t图线与x轴交点纵坐标表示开始计时的位置，而v t图线与v轴交点的纵坐标表示质点的初速度。(2)拐点表示图像的斜率大小或方向发生突变。(3)同一坐标系中不同图像的交点表示具有相同的物理量，如xt图线交点表示此刻相遇(在同一位置)，vt图线的交点表示此刻物体速度相同。6坐标单位和数量级在识图和用图时，一定要看清坐标轴的单位和数量级，如m、cm、103m等。(三)突破三类题型1图像选择类(1)依据某一物理过程，设计某一物理量随时间(或位移、高度、速度等)变化的几个图像或此物理过程中某几个物理量随某一量的变化图像，从中判断其正误。(2)解决该类问题一般依据物理过程，运用对应规律，确定某物理量的变化情况，从而判断选项的正确与否。如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙斜面上，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同，弹簧一端固定在墙上。物块由静止释放，从斜面运动到水平面上，压缩弹簧到最短的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为e，物块通过的路程为s。不计转折处的能量损失，下列图像所描述的关系中可能正确的是()解析由滑动摩擦力产生的热量为q，根据功能关系得，在斜面上有q1mgcos s1，在平面上有q2mgs2，由数学知识可知q s图像的斜率表示摩擦力大小，所以图像为两段倾斜直线，且第一段斜率小于第二段斜率，a、b错误；物块从斜面运动到水平面的过程中，摩擦力做负功，系统机械能减小，ee0fs，且物体在斜面上受到的摩擦力小于在水平面上受到的摩擦力，所以es图像为两段倾斜直线，且第一段斜率绝对值小于第二段斜率绝对值，c正确，d错误。答案c此类问题应根据物理情景，找出两个物理量的变化情况，寻求两物理量之间的函数关系，然后选择正确的图像；若不能求出准确的函数关系，则应定性判断两物理量间的变化关系，特别要注意两种不同变化的交界点，即对应图像中的拐点。 2图像规律类(1)该类问题一般由某一图像提出几个结论，通过分析、判断或简单计算确定结论的正误。(2)解决该类问题应对图像描述的物理过程，运用该过程遵循的规律做出判断。特别对非常规图像，一般由遵循的规律推导出相应的函数表达式，进一步确定截距、交点、斜率、面积等的意义，从而对结论做出判断。(2016镇江模拟)如图甲所示，高楼上某层窗口违章抛出一石块，恰好被曝光时间(光线进入相机镜头的时间)为0.2 s的相机拍摄到，图乙是石块落地前0.2 s时间内所成的像(照片已经放大且方格化)，每个小方格代表的实际长度为1.5 m，忽略空气阻力，g取10 m/s2，则()a石块水平抛出初速度大小约为225 m/sb石块将要落地时的速度大小约为7.5 m/sc图乙中像的反向延长线与楼的交点就是石块抛出的位置d石块抛出位置离地高度约为28 m解析石块水平抛出初速度大小v0 m/s7.5 m/s，故a错误；石块将要落地时，由于时间短，可近似看成匀速运动，位移为s1.5 m4.74 m，v m/s23.72 m/s，即石块将要落地时的速度大小约为23.72 m/s，故b错误；石块在空中为平抛运动，轨迹为一条曲线，不是直线，不能反向延长求石块抛出位置，故c错误；石块在竖直方向的平均速度vy m/s22.5 m/s，即形成的像中间时刻的瞬时速度，形成的像总时间为0.2 s，即从开始起经0.1 s的瞬时速度为22.5 m/s，可得：石块从抛出点至该点的时间t2.25 s，所以石块从发射点至形成的像上端所需时间：t上(2.250.1)s2.15 s，对应形成的像上端离发射点的竖直高度hgt上2102.152 m23.11 m，加上形成的像在图片中的竖直高度4.5 m，h总27.61 m28 m，故d正确。答案d解决此类问题关键是分析图像所描述的两个物理量之间的隐含关系，因此要通过有关的物理概念和物理规律建立函数关系，理解斜率或面积的意义，如上例中应理解图线表示石块的运动轨迹。 3图像信息类(1)一般在解答题中，对某一物理情景给出某一物理量的具体变化图像，由图像提取相关信息从而对问题做出分析解答。(2)解决此类问题时要根据物理情景中遵循的规律，由图像提取信息和有关数据，根据对应的规律公式对问题做出正确的解答。如图甲所示，一足够长且阻值不计的光滑平行金属导轨mn、pq之间的距离l1.0 m，n、q之间接有阻值为r1.0 的电阻，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，导轨平面与水平面间的夹角30。一质量m0.20 kg、阻值r0.50 的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量m0.60 kg的重物相连，细线与金属导轨平行，金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t的关系如图乙所示，已知在00.3 s内通过金属棒的电荷量是0.30.6 s内通过金属棒的电荷量的，g10 m/s2，求：(1)00.3 s内金属棒通过的位移；(2)金属棒在00.6 s内产生的热量。解析(1)在0.30.6 s内通过金属棒的电荷量为q1i1t1在00.3 s内通过金属棒的电荷量为q2由题中电荷量关系得q1q2解得x20.3 m。(2)金属棒在00.6 s内通过的总位移为xx1x2vt1x2根据能量守恒定律得mgxmgxsin q(mm)v2解得q2.85 j由于金属棒与电阻r串联，通过的电流相等，根据焦耳定律可得它们产生的热量与电阻成正比，所以金属棒在00.6 s内产生的热量为qr q0.95 j。答案(1)0.3 m(2)0.95 j解决此类问题时要注意根据题干叙述，结合图像提取有用信息，特别要注意图线截距、拐点信息的利用，如上例中由t0.3 s和t0.6 s时刻得到的信息。 常考图像类题目专练1(多选)(2016广州调研)如图所示为甲、乙两物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图像，已知甲对应的是图像中的直线，乙对应的是图像中的曲线，则下列说法正确的是()a甲做匀减速直线运动b乙做变速直线运动c0t1时间内两物体平均速度大小相等d两物体的运动方向相反解析：选bd根据位移图像的斜率等于速度，知甲沿负方向做匀速直线运动，故a错误。乙图像切线的斜率不断增大，说明乙的速度不断增大，做变速直线运动，故b正确。根据坐标的变化量等于位移，则知，0t1时间内两物体位移大小不等，方向相反，所以平均速度不等，故c错误。根据位移图像的斜率等于速度可知，甲的速度为负，乙的速度为正，即两物体的运动方向相反，故d正确。2.在研发无人驾驶汽车的过程中，对比甲、乙两车的运动，两车在计时起点时刚好经过同一位置并沿同一方向做直线运动，它们的速度随时间变化的关系如图所示，由图可知()a任何时刻甲车的加速度大小都不为零b在t3 s时，两车第一次相距最远c在t6 s时，两车又一次经过同一位置d甲车在t6 s时的加速度与t9 s时的加速度相同解析：选b根据速度时间图像的斜率等于加速度可知，甲车的加速度可以为零，a错误；在前3 s内，甲车的速度比乙车的大，两车出发点相同，则甲车在乙车的前方，两车间距逐渐增大，36 s内，乙车的速度比甲车的大，两车间距逐渐减小，所以在t3 s时，两车第一次相距最远，故b正确；根据“面积”表示位移，可知前6 s内，乙车的位移比甲车的大，则在t6 s时，两车不在同一位置，故c错误；根据斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向，可知甲车在t6 s时的加速度与在t9 s时的加速度不同，d错误。3.(多选)(2016唐山模拟)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能ep随位移x变化的关系如图所示，则下列说法正确的是()a带负电粒子从x1运动到x2电场力做负功bx1、x2处电势小于零cx1处的场强大于x2处的场强大小dx1处的电势比x2处的电势低解析：选bd带负电粒子从x1运动到x2的过程中，其电势能减小，故电场力做正功，故a错误；由图可知，带负电粒子在x1、x2处的电势能均大于零，故x1、x2处电势小于零，故b正确；根据电场力做功和电势能的关系结合图像可得epep0qex，图像的斜率kqe，故场强e不变，故c错误；从x1运动到x2的过程中，电场力做正功wq(12)，所以10，即电场强度e 0 ，在x04 m处，0，即电场强度e0，a错误，b正确；小球的初动能为ekmv024 j，在x07 m处时，小球的电势能为0，故在7 m处时小球的总能量eepek4 j，故小球向左最远运动到x1 m处，向右运动到x9 m处时小球的电势能为2 j，故小球可以通过x9 m处，c正确；由题图可知，在x4 m处时小球的电势能最低，故此时动能最大，即此时小球的最大动能为e48 j，最大速度为2 m/s，d正确。8(2015山东高考)如图甲，r0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为t0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过r0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压uab为正，下列uabt图像可能正确的是()解析：选c由题图乙知，00.25t0，外圆环电流逐渐增大且逐渐减小，根据安培定则，外圆环内部磁场方向垂直纸面向里，磁场逐渐增强且逐渐减小，根据楞次定律知内圆环a端电势高，所以uab0，根据法拉第电磁感应定律uab知，uab逐渐减小；t0.25t0时，0，所以0，uab0；同理可知0.25t0t0.5t0时，uab0，且|uab|逐渐增大；0.5t0t0内重复00.5t0的变化规律。故选项c正确。9.(多选)(2016日照联考)如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形abcd磁场区域，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是(规定电流从m经r到n为正方向，安培力向左为正方向)()解析：选ac导体棒在左半区域时，根据右手定则，通过棒的电流方向向上，电流从m经r到n为正值，且逐渐变大，导体棒在右半区域时，根据右手定则，通过棒的电流方向向下，电流为负值，且逐渐减小，且满足经过分界线时感应电流大小突然加倍，a正确，b错误；第一段时间内安培力大小fbill2，第二段时间内f2bill2，c正确，d错误。10(2016南平质检)如图所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为近地卫星，c为同步卫星，d为高空探测卫星，a向为他们的向心加速度，r为它们到地心的距离，t为周期，l、分别为相同时间内转过的弧长和转过的圆心角，则下列图像正确的是()解析：选c对b、c、d三颗卫星：mm2rmrma向，可得：v ，t，a向，但因c为同步卫星，tatc，b错误；aaacg，a错误；由vr可知，vacad，t可知，c正确。11(2016福州二模)如图甲所示，质量m1 kg的物块在平行斜面向上的拉力f作用下从静止开始沿斜面向上运动，t0.5 s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图像(vt图像)如图乙所示，g取10 m/s2，求：(1)2 s内物块的位移大小x和通过的路程l；(2)沿斜面向上运动两个阶段加速度a1、a2和拉力f三者的大小。解析：(1)物块上升的距离：x121 m1 m；物块下滑的距离：x211 m0.5 m；位移xx1x2(10.5)m0.5 m路程lx1x2(10.5)m1.5 m。(2)由图乙知，各阶段加速度a1 m/s24 m/s2a2 m/s24 m/s2设斜面倾角为，斜面对物块的摩擦力为ff，根据牛顿第二定律00.5 s内fffmgsin ma1；051 s内ffmgsin ma2；联立解得：f8 n。答案：(1)0.5 m1.5 m(2)4 m/s24 m/s28 n12如图甲所示，不计电阻的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为l1 m，上端接有电阻r2 ，虚线oo下方存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量为m0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从oo上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平。已知金属杆进入磁场时的速度为v01 m/s，下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。试求：(g取10 m/s2)(1)垂直于导轨平面向里的匀强磁场的磁感应强度；(2)ab杆下落0.3 m的过程中r上产生的热量和通过r的电荷量。解析：(1)由ah图像可知，金属杆ab刚进入磁场时a010 m/s2，方向竖直向上由牛顿第二定律有bi0lmgma0设ab杆进入磁场时的速度为v0，有i0，e0blv0联立以上各式，代入数据得磁场的磁感应强度b2 t。(2)由ah图像知，h0.3 m时，a0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡，即mgbil，其中i，eblv可得下落0.3 m时金属杆的速度v0.5 m/s下落0.3 m的过程中，由能量守恒定律有mghqmv2解得q0.287 5 j金属杆自由下落的距离满足2gh0v02，h00.05 m所以金属杆在磁场中运动的距离xhh00.25 m，则qx0.25 c。答案：(1)2 t(2)0.287 5 j0.25 c二、物理状态的特别关注5类临界极值问题“面面观”临界问题是从量变到质变规律在物理学上的生动体现。物体的运动形式或性质转变为另一种运动形式或性质时，往往存在一个转折点，这个转折点常称为临界点，这个转折点所对应的条件称为临界条件，对应的问题则称为临界问题，而满足临界条件的临界值又往往是某一物理量的极大值或极小值。(一)追及相遇中的临界极值问题(2016惠州模拟)滑雪度假村某段雪地赛道可等效为长l36 m，倾角为37的斜坡。已知滑道的积雪与不同滑板之间的动摩擦因数不同，现假定甲先滑下时滑板与赛道的动摩擦因数10.5，乙后滑时滑板与赛道的动摩擦因数为20.25，g取10 m/s2。已知甲和乙均可看作质点，且滑行方向平行，相遇时不会相撞。求：(1)甲从坡顶由静止自由滑下时到达坡底的速度大小；(2)若乙比甲晚出发t1 s，为追上甲，有人从后面给乙一个瞬时作用使乙获得初速度v01 m/s，通过计算分析乙能否在甲到达坡底前追上甲；若能追上求出两者在追上前相距的最远距离，若不能追上求出两者到达坡底的时间差。解析(1)对甲运动，由牛顿运动定律：m1gsin 1m1gcos m1a甲代入数据解得a甲2 m/s2由2a甲lv12代入数据解得：v112 m/s。(2)甲到达坡底的时间t甲 s6 s对乙：a乙gsin 2gcos 6 m/s20.258 m/s24 m/s2设到达坡底时间为t乙lv0t乙a乙t乙2代入数据解得t乙4 st乙t10 n，a、b发生相对滑动，对b：abg2 m/s2对a：fffmmaaa代入数据解得：aa2.5 m/s2设b从a上滑落时，则有：aat2abt2l，得：t2 s对a有：vaat2.52 m/s5 m/s。答案(1)10 n(2)5 m/s处理动力学临界极值问题的两种方法(1)以定律、定理为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解的形式，然后再分析、讨论临界特殊规律和特殊解。(2)直接分析、讨论临界状态，找出临界条件求出临界值。在研究临界问题时，应着重于相应物理量的取值范围和有关物理现象发生或消失条件的讨论。 (三)平抛运动中的临界极值问题在竖直立于地面的两杆a、b之间拉一根细绳ac，两杆相距为d，细绳与杆间成45角，细绳的一端在a杆顶端。一只小猴(可看作质点)爬上a杆一定高度后，以一定的水平速度v0向右跳出，欲抓住细绳，那么()a小猴爬得越高，需要的最小水平速度v0min越小b小猴必须爬到离地面为d以上的高度方可跳出c若小猴从a杆顶端跳出，则必定能抓住细绳d小猴从一个确定的高度跳出，则v0也为确定值解析小猴以能抓住绳子的最小速度水平跳出时，运动轨迹与ac绳相切，如图所示，即此时速度方向与水平方向成45角，因此有tan 45，xv0mint，解得v0min2gx，又tan 45，即x2h，v0min22gh，即当hd时、成立，总可满足x2h，则小猴爬得越高，h越小，v0min越小。当hd时，小猴运动轨迹不可能与ac相切，则小猴能抓住细绳最低点c时速度最小应满足dv0mint、ygt2，ydh，v0mind ，则h越小，v0min越小，a项正确；最低抓点为c，因此只要小猴跳出点高于c点，且初速度足够大，就能抓住绳子，b项错误；若小猴从a杆顶端跳出，水平速度足够大，则小猴将抓不住细绳的最低点c，c项错误；由于存在能抓住绳子的最小速度，因此v0没有确定的值，d项错误。答案a与斜面相关的三类平抛运动临界极值问题(1)顺着斜面抛，质点离斜面最远时速度方向平行于斜面，利用分解速度的方法，如图所示，可求从抛出到距斜面最远的运动时间为tmtan ，最远距离为dmtan sin 。(2)顺着斜面抛出，质点落回斜面时位移最大，利用分解位移的方法求质点的运动时间：xv0tygt2tan 可求得t。 (3)对着斜面抛出，质点垂直打到斜面上，利用分解速度的方法，求质点的运动时间：vxv0vygttan 可求得t。 (四)圆周运动中的临界极值问题如图所示，长为l的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端固定在转轴o，现使小球在竖直平面内做圆周运动，p为圆周的最高点，若小球通过圆周最低点时的速度大小为 ，忽略摩擦阻力和空气阻力，则以下判断正确的是()a小球不能到达p点b小球到达p点时的速度大于c小球能到达p点，且在p点受到轻杆向上的弹力d小球能到达p点，且在p点受到轻杆向下的弹力解析要使小球恰能到达p点，由机械能守恒定律有：mv2mg2l，可知它在圆周最低点必须具有的速度为v2，而 2，所以小球能到达p点；由机械能守恒定律可知小球到达p点的速度为 ；由于，则小球在p点受到轻杆向上的弹力。答案c(1)绳模型和杆模型过最高点的临界条件不同，其原因主要是：“绳”不能支持物体，而“杆”既能支持物体，也能拉物体。(2)v临界对绳模型来说是能否通过最高点的临界条件，而对杆模型来说是fn表现为支持力还是拉力的临界条件。 (五)带电粒子在有界磁场中运动的临界极值问题(2015山东高考)(节选)如图所示，直径分别为d和2d的同心圆处于同一竖直面内，o为圆心，gh为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域(区)和小圆内部(区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属板间有一匀强电场，上极板开有一小孔。一质量为m、电量为q的粒子由小孔下方处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由h点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。(1)求极板间电场强度的大小；(2)若粒子运动轨迹与小圆相切，求区磁感应强度的大小。解析(1)设极板间电场强度的大小为e，对粒子在电场中的加速运动，由动能定理得qemv2由式得e。(2)设区磁感应强度的大小为b，粒子做圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律得qvbm如图所示，粒子运动轨迹与小圆相切有两种情况。若粒子轨迹与小圆外切，由几何关系得r联立式得b若粒子轨迹与小圆内切，由几何关系得r联立式得b。答案(1)(2)或带电粒子在有界磁场中运动的临界极值问题往往是空间的约束(单直线边界、双直线边界、矩形边界、圆形边界)决定粒子运动半径，进而控制其他的物理量。解决此类问题要注意分析以下三个方面：(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。(2)当速率v一定时，弧长越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。(3)当速率v变化时，圆心角大的，运动时间长，解题时一般要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等。 临界极值问题专练 1.如图所示，小球以v0正对倾角为的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，则飞行时间t为(重力加速度为g)()av0tan b.c. d.解析：选d如图所示，要小球到达斜面的位移最小，则要求落点与抛出点的连线与斜面垂直，所以有tan ，而xv0t，ygt2，解得t。2.(2016唐山模拟)如图所示，物体在拉力f的作用下沿水平面做匀速运动，发现当外力f与水平方向夹角为30 时，所需外力最小，由以上条件可知，外力f的最小值与重力的比值为()a. b.c. d.解析：选b外力f最小时，对物体受力分析，如图所示。物体做匀速运动，则有fnfsin 30g，fffcos 30，又fffn，解得f，令tan ，则有f，根据题意可知60，即，f的最小值为g，故b正确。3(2016潮州一模)如图甲所示，将质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h。若将质量分别为2m、3m、4m、5m的小球以同样大小的速度v0从半径均为rh的竖直圆形光滑轨道的最低点水平向右射入轨道，轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示。则质量分别为2m、3m、4m、5m的小球中，能到达的最大高度仍为h的是(小球大小和空气阻力均不计)()a质量为2m的小球 b质量为3m的小球c质量为4m的小球 d质量为5m的小球解析：选c由题意可知，质量为m的小球，竖直上抛的整个过程机械能守恒，mghmv02。由题图乙可知，质量为2m的小球上升到轨道最高点速度不能为零，结合机械能守恒定律可知此时质量为2m的小球上升的最大高度小于h，故a错误；由题图丙和题图戊可知，小球出轨道时的速度方向不沿竖直方向，则上升到最高点时水平方向速度不为零，依据机械能守恒定律得上升的最大高度均小于h，故b、d错误；由题图丁可知，小球出轨道时的速度方向沿竖直方向向上，则上升到最高点时，速度为零，依据机械能守恒定律得小球上升的最大高度等于h，故c正确。4.如图所示，转动轴垂直于光滑平面，交点o的上方h处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球b，绳长ablh，小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动。要使球不离开水平面，转动轴的转速的最大值是()a.bc. d2解析：选a对小球，在水平方向有ftsin m2r42mn2r，在竖直方向有ftcos fnmg，且rhtan ，当球即将离开水平面时，fn0，转速n有最大值，联立解得n，则a正确。5.(多选)(2016河北名校联考)如图所示，质量均为m的a、b两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为，物块间用一水平轻绳相连，绳中无拉力。现用水平力f向右拉物块a，假设物块与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法中正确的是()a当0fmg时，绳中拉力为0b当mg2mg时，绳中拉力等于d无论f多大，绳中拉力都不可能等于解析：选abc当0fmg时，物块a受到拉力与静摩擦力的作用，二者平衡，绳中拉力为0，a正确；当mg2mg时，对a、b整体：a，对物块b：a，由上两式得tb，c正确；当mgf2mg时，绳中拉力为fmg，绳中拉力可能为，d错误。6(多选)(2016盐城二模)如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5 t的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为m0.1 kg、带正电q0.2 c的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为f0.6 n的恒力，g取10 m/s2。则滑块()a开始做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动b一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动，直到滑块飞离木板为止c速度为6 m/s时，滑块开始减速d最终做速度为10 m/s的匀速运动解析：选ad由于滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为g5 m/s2，所以当0.6 n的恒力作用于木板时，系统一起以a m/s22 m/s2的加速度一起运动，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时bqvmg，解得：v10 m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，a m/s23 m/s2。可知滑块先与木板一起做匀加速直线运动，然后发生相对滑动，做加速度减小的变加速运动，最后做速度为10 m/s的匀速运动。故a、d正确，b错误。滑块开始的加速度为2 m/s2，当恰好要开始滑动时，ff(mgqvb)ma，代入数据得：v6 m/s，此后滑块的加速度减小，仍然做加速运动，故c错误。7(2016大同联考)春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x09 m区间的速度不超过v06 m/s。现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v甲20 m/s和v乙34 m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后。甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为a甲2 m/s2的加速度匀减速刹车。(1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章；(2)若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9 m处的速度恰好为6 m/s，乙车司机在发现甲车刹车时经t00.5 s的反应时间后开始以大小为a乙4 m/s2的加速度匀减速刹车。为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9 m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？解析：(1)对甲车速度由20 m/s减速至6 m/s的位移x191 mx2x0x1100 m即：甲车司机需在离收费站窗口至少100 m处开始刹车。(2)设甲、乙两车速度相同时的时间为t，由运动学公式得：v乙a乙(tt0)v甲a甲t解得：t8 s相同速度vv甲a甲t4 m/s6 m/s即v6 m/s的共同速度为不相撞的临界条件，乙车从开始以34 m/s减速至6 m/s的位移为x3v乙t0157 m所以甲、乙的距离xx3x166 m。答案：(1)至少100 m处(2)66 m8如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为b，方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从矩形区域ad边中点o射出与od边夹角为30，大小为v0的带电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为l，ab边足够长，粒子重力忽略不计，求：(1)试求粒子能从ab边上射出磁场的v0的大小范围；(2)粒子在磁场中运动的最长时间和在这种情况下粒子从磁场中射出所在边上位置的范围。解析：(1)画出从o点射入磁场的粒子运动轨迹的动态圆，能够从ab边射出的粒子的临界轨迹如图所示，轨迹与dc边相切时，射到ab边上的a点，此时轨迹圆心为o1，则轨迹半径r1l，由qv0bm得最大速度v0。轨迹与ab边相切时，射到ab边上的b点，此时轨迹圆心为o2，则轨道半径r2，由qv0bm得最小速度v0。所以粒子能够从ab边射出的速度范围为：v0。(2)当粒子从ad边射出时，时间均相等，且为最长时间，因转过的圆心角为300，所以最长时间：tmt，射出的范围为ocr2。答案：(1)v00.8 m故不存在某一h值，使物体沿着轨道ab经过最低点b后，停在距离b点0.8 m处。 (3)当h1 m时，物体从释放点至c点，由动能定理列式mg(hr)qermglmvc120代入数据解得vc12 m/s物体过c点后做平抛运动，则x1vc120.4 m0.8 m0.6 m可见物体打到水平面上距离d点x10.6 m0.2 m处。当h0.85 m时，物体从释放点至c点，由动能定理列式mg(hr)qermglmvc220代入解得vc21 m/s设物体过c点后做平抛运动且打在斜面cd上，则tan 53，解得t s故物体打在斜面上距c点为x2 m可见物体打到斜面上距离d点 m m处。综上分析：物体打在斜面上距离d点 m范围内(如答图pd之间区域)，在水平面上距离d点0.2 m范围内(如答图dq之间区域)。答案：(1)8 n(2)不存在 (3)在斜面上距离d点 m 范围内(如答图pd之间区域)，在水平面上距离d点0.2 m范围内(如答图dq之间区域)三、物理过程的简约处理3类典型运动的“分与合”高考大题担负着区分考生、选拔人才的功能，很多考生一见大题就发憷，甚至看也不看就放弃。殊不知，高考大题也是由基础知识步步拼合而成的，对于物理学科而言，高考大题更是如此，基本上都是由多物体、多运动过程组合而成。只要我们静下心来，将一个看似复杂的运动系统拆分成多个单一的运动物体，化整为零、个个击破，问题就会化难为易、迎刃而解。本讲通过研究三类典型运动的“分与合”，旨在帮助学生洞悉高考大题命题的“拼装”机密。三类典型运动类型运动分析受力分析规律分析直线运动(1)物体运动的速度v与加速度a在同一直线上(2)a、v同向，物体速度增大；a、v反向，物体速度减小(1)物体的合外力与运动方向在一条直线上(2)垂直于运动方向上合外力为零合外力恒定时，加速度恒定，物体做匀变速直线运动xv0tat2，vtv0at(类)平抛运动(1)物体的初速度v0与加速度方向垂直(2)物体的速度逐渐增大(3)物体的速度与位移方向不相同物体的合外力与初速度方向垂直，且恒定不变(1)沿初速度方向，物体做匀速运动xv0t，vxv0(2)沿合外力方向，物体做匀加速运动yat2，vyat圆周运动(1)物体的速度沿圆上该点的切线方向，方向时刻在变化(2)物体做变加速曲线运动(1)匀速圆周运动的合外力指向圆心，且大小恒定不变(2)非匀速圆周运动的合力一般不指向圆心，但沿半径方向的合力仍提供向心力(1)匀速圆周运动：f合f向mm2rmrma向(2)非匀速圆周运动：f径向合m四类组合模式(一)直线运动与平抛运动的组合一质量为m、带电荷量为q的小球，从o点以和水平方向成角的初速度v0抛出，当达到最高点a时，恰进入一匀强电场中，如图所示，然后小球从a点沿水平直线运动到与a相距为x的a点后又折返回到a点，紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点，求：(1)该匀强电场的场强e的大小和方向(即求出图中的角，并在图中标明e的方向)；(2)从o点抛出又落回o点所需的时间。解析(1)斜上抛至最高点a时的速度vav0cos 方向水平向右由于小球在aa段沿水平方向做直线运动，所以带电小球所受的电场力与重力的合力应为一水平向左的恒力：fqecos 带电小球从a运动到a过程中做匀减速运动有va22x由式得：emarctan ，方向斜向上，如图所示。(2)小球在oa段运动所用时间t1小球从a运动到a所用时间t2从o点抛出又落回o点所需时间t2(t1t2)。答案(1)m方向斜向上，arctan (2)(1)小球从o到a的斜抛运动与从a到o的平抛运动是互逆过程，运动时间相等。(2)小球从a到a的过程做直线运动，垂直于运动方向的合力一定为零。 (二)直线运动与圆周运动的组合(2016滕州期末)如图所示，在x轴的上方有磁感应强度为b的匀强磁场，方向垂直纸面向里。在x轴