四市高三物理教学研讨会交流材料（1）.ppt

2009高考展望 常州市第一中学刘霁华 考纲解读试卷分析命题展望备考策略热点研究 一 考纲解读 五大能力要求 在分析与综合能力中增加了 关注科学技术的主要成就 暗示我们注重联系实际问题 对实验与探究能力表述的理解会使用实验仪器 会观察 分析实验现象 会记录 处理实验数据 能运用已学过的物理理论 实验方法和实验仪器去解决问题 包括简单的设计性实验 一 考纲解读 1 对必考实验作了较大调整 由原来的5个力学实验加2个电学实验 调整为4个力学实验加3个电学实验 力学实验中去掉 恒力做功与物体动能变化的关系 电学中增加了 描绘小灯泡的伏安特性曲线 考生应特别注意的是在课本上本实验滑动变阻器的接法 2 删去了 电容器的计算不要求 示波管的工作原理不作要求 两句话 意味着这一部分的基本计算学生应该掌握 在选修3 2中 将 变压器 知识点由 级要求调整为 级 一 考纲解读 3 原65考点传感器及其工作原理 66考点传感器合并为一个考点 传感器 4 选修3 3中 液晶的微观结构 描述为 液晶 可以理解为学生应该更多地了解液晶的相关知识 5 选修3 4中 原86 现84 考点 波长 频率 周期 和波速的关系 加了 仅限于单一方向传播 一 考纲解读 6 选修3 4中 92考点 光的折射 折射率 由2级要求降为1级 在原97考点基础上 增加了 狭义相对时空观与经典时空观的区别 95考点中明确了狭义相对论中要求掌握的三个重要结论 同时的相对性 长度的相对性 质能关系 7 选修3 5中 原 光电效应 光电效应方程 光子说 描述为 光电效应 可能意味着这部分要求并不会太高 二 试卷分析 二 试卷分析 全卷未涉及运动学 电容器 恒定电流 交变电流与变压器 几何光学等内容 2 实验题 计算题呈现出一定的以新课改理念为导向的命题思路 难度设计张驰有度 均为原创 很好的体现高考的公平 公正原则 压轴题和前几年一样 还是以电磁感应为背景的力电综合问题 知识方面 突出主干 力 电 求实创新 选考模块 大多命题都是源于课本 难度较低 能力方面 坚持能力立意 注重物理学思想方法和思维技巧考查 考查思维广度 深度及迁移能力 实验方面 都为创新设计 注重考查考生的实验基本能力 读数 计算 图像 推理 评价 难易适中 体现探究思想 对教学有很好的引导作用 二 试卷分析 三 命题展望 对考生的能力要求 测试内容范围 考试形式及试卷结构等方面没有大的修订 2009年的高考将延续稳定的态势 在典型题示例中 共选用了17个示例 其中单选题多选题各5题 简答题3题 公共必做的实验题2题 模块题1题 包括三个模块各1小题 计算题4题 三 命题展望 选择题 重点关注基本概念和思维方法类问题 如平衡问题 整体法与隔离法 运动学 变压器 电容器 新情境下电磁感应判断 功能关系 图像问题 科技与人文 必做简答题 关注建立在特定数理模型上的探究实验 数据处理 方法设计 规律猜想 近似计算 重视图像法 特别是非线性图像的分析 二次 反比例曲线向线性图像的转化问题 选做简答题 关注书本 特别是一些科学实验和人文知识 关注物理原理 物理条件的复习 计算题 重点是力电综合题 四 备考策略 重基础 重方法 最后阶段应该将学生从题海中解放出来 发展思维的灵活性 着力克服思维定势 避免简单重复 复杂繁琐 着力培养审题 解题的习惯 注意归纳物理思想方法 研习考试大纲 把握备考方向重视基础知识的复习 3 4 3 5 重视主干知识 基本题型的整理挖掘和创新重视基本实验方法的复习与训练 重点是两个电学实验的各种问题的发散训练如图像问题 近似计算问题 研究重要的数学物理思想方法 类比 等效思想 注意研究来至竞赛题中的一些新题型 五 热点研究 摩擦角问题非线性问题对称等效思想问题微积分思想问题极值与临界及多解问题人文与理论联系实际问题近似计算问题 摩擦角问题 例1 斜劈a静止放置在水平地面上 质量为m的物体b在外力f1和f2的共同作用下沿斜劈表面向下运动 当f1方向水平向右 f2方向沿斜劈的表面向下时斜劈受到地面的摩擦力方向向左 则下列说法中正确的是 a 若同时撤去f1和f2 物体b的加速度方向一定沿斜面向下b 若只撤去f1 在物体b仍向下运动的过程中 a所受地面摩擦力方向可能向右c 若只撤去f2 在物体b仍向下运动的过程中 a所受地面摩擦力方向可能向右d 若只撤去f2 在物体b仍向下运动的过程中 a所受地面摩擦力不变 摩擦角问题 例2 一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑 可以证明出此时斜面不受地面的摩擦力作用 若沿如图所示方向用力向下推此物体 使物体加速下滑 则斜面受地面的摩擦力是a 大小为零b 方向水平向右c 方向水平向左d 无法判断大小和方向 摩擦角问题 例3 如图所示 粗糙的斜面体m放在粗糙的水平面上 物块m恰好能在斜面体上沿斜面匀速下滑 斜面体静止不动 斜面体受地面的摩擦力为f1 若用平行力于斜面向下的力f推动物块 使物块加速下滑 斜面体仍静止不动 斜面体受地面的摩擦力为f2 若用平行于斜面向上的力f推动物块 使物块减速下滑 斜面体仍静止不动 斜面体受地面的摩擦力为f3 则a f2 f3 f1b f3 f2 f1c f2 f1 f3d f1 f2 f3 非线性问题 例4 一物体悬挂在细绳下端 由静止开始沿竖直方向向下运动 运动过程中 物体的机械能与位移的关系图象如图所示 其中0 s1 过程的图线为曲线 s1 s2过程的图线为直线 根据该图象 下列判断正确的是a 0 s1过程中物体所受拉力一定是变力 且不断减小b s1 s2过程中物体可能在做匀速直线运动c s1 s2过程中物体可能在做变加速直线运动d 0 s2过程中物体的动能可能在不断增大 非线性问题 例5 如图甲所示 一条电场线与ox轴重合 取o点电势为零 ox方向上各点的电势 随x变化的情况如图6乙所示 若在o点由静止释放一电子 电子仅受电场力的作用 则 a 电子将沿ox方向运动b 电子的电势能将增大c 电子运动的加速度恒定d 电子运动的加速度先减小后增大 非线性问题 例6 有一个负点电荷只受电场力的作用 分别从两电场中的a点由静止释放 在它沿直线运动到b点的过程中 动能ek随位移s变化的关系图象如左下图中的 图线所示 则能与图线相对应的两个电场的电场线分布图分别是下图中的 bc 2008年上海物理例7 物体做自由落体运动 ek代表动能 ep代表势能 h代表下落的距离 以水平地面为零势能面 下列所示图像中 能正确反映各物理量之间关系的是 b 非线性问题 写出图像的解析式 非线性问题 例8 2008 北京 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 可供选择的实验仪器如下 器材规格器材规格小灯泡标有 3 8v 0 3a 字样滑动变阻器r1最大阻值10 额定电流1 0a电压表v量程0 5v 内阻5k 滑动变阻器r2最大阻值1k 额定电流0 5a电流表a1量程0 100ma 内阻4 直流电源e电动势约为6v 内阻约为0 5 电流表a2量程0 500ma 内阻0 4 导线 电键等图甲 1 在上述器材中 滑动变阻器应选 2 在图甲中用笔画线代替导线 把实验仪器连接成完整的实验电路 3 利用实验中得到实验数据在图乙所示的i u坐标系中 描绘得出了小灯泡的伏安特性曲线 根据此图给出的信息 可以判断出图丙中正确的是 图中p为小灯泡功率 非线性问题 2006北京卷 例9 某同学用图2所示电路 测绘标有 3 8v 0 3v 的小灯泡的灯丝电阻r随电压u变化的图象 除了导线和开关外 有以下一些器材可供选择 电流表 a 量程100ma 内阻约2 a 量程0 6a 内阻约0 3 电压表 v1 量程5v 内阻约5 v2 量程15v 内阻约15 电源 e1 电动势为1 5v 内阻为0 2 e2 电动势为4v 内阻约为0 04 为了调节方便 测量准确 实验中应选用电流表 电压表 滑动变阻器 电源 填器材的符号 根据实验数据 计算并描绘出r u的图象如图3所示 由图象可知 此灯泡在不不作时 灯丝电阻为 当所加电压为3 00v时 灯丝电阻为 灯泡实际消耗的电功率为 w 根据r u图象 可确定小灯泡耗电功率p与外加电压u的关系 符合该关系的示意图是下列图中的 非线性问题小结 分清是研究比率 点斜率 还是变化率 切斜率 搞清非线性原件在线性电路中工作点的确定方法 对称等效思想问题 例10 如图所示 水平细杆mn cd 长度均为l 两杆间距离为h m c两端与半圆形细杆相连 半圆形细杆与mn cd在同一竖直平面内 且mn cd恰为半圆弧在m c两点处的切线 质量为m的带正电的小球p 电荷量为q 穿在细杆上 已知小球p与两水平细杆间的动摩擦因数为 小球p与半圆形细杆之间的摩擦不计 小球p与细杆之间相互绝缘 1 若整个装置处在方向与之垂直 磁感应强度为b的匀强磁场中 如图 甲 所示 小球p以一定的初速度v0从d端出发 沿杆滑到m点以后恰好在细杆mn上匀速运动 求 小球p在细杆mn上滑行的速度 小球p滑过dc杆的过程中克服摩擦力所做的功 2 撤去磁场 在md nc连线的交点 处固定一电荷量为q的负电荷 如图 乙 所示 使小球p从d端出发沿杆滑动 滑到n点时速度恰好为零 已知小球所受库仑力始终小于重力 求 小球p在水平细杆mn或cd上滑动时所受摩擦力的最大值和最小值 小球p从d端出发时的初速度 1 根据到m点以后恰好做匀速运动 可知小球p所受洛仑兹力与重力平衡 即 根据动能定理 小球p在沿dcm滑动过程中 2 小球在o点正下方时摩擦力最小fmin nmin mg 4kqq h2 小球在o点正上方时摩擦力最大 fmax nmax mg 4kqq h2 利用对称性及微元法 wf mg fy s mg fy s 2 mg s 所以wf w1 w2 2 mgl 又因为小球p在d点和n点电势能相等 所以从d到nw电 0 mv0 2 mgh 2 mg 对称等效思想问题 例11 如图 带电量为 q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d 点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心 若图中a点处的电场强度为零 根据对称性 带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为 方向 静电力恒量为k 答案 kq d2 水平向左 对称等效思想问题 对称与等效思想问题任然是今后高考的热点方法 目前高中物理中新题挖掘较少 主要集中在匀强复合场中的运动问题 微积分思想问题 例12 ab杆受一冲量作用后以初速度v0沿水平面内的导轨运动 经一段时间后而停止 v0 4m s ab的质量m 5kg 导轨宽l 0 4m 电阻r 2 其余电阻不计 磁感应强b 0 5t 棒和导轨间的动摩擦因数 0 4 测得整个过程中通过导线的电量q 10 2c 求 1 整个过程中产生的电热q 2 ab的运动时间 微积分思想问题 解 由q i t r rlx r x qr bl 0 1m 由动量定理 bl i t mgt 0 mv0 即 bql mgt 0 mv0得t 1s 克服摩擦产生的热为 mgx 2j q mgx 1 2mv02 40j 电热q 38j 微积分思想问题 例13 从地面上以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球 若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系 球运动的速率随时间变化规律如图所示 t1时刻到达最高点 再落回地面 落地时速率为v1 且落地前球已经做匀速运动 求 1 球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功 2 球抛出瞬间的加速度大小 3 球上升的最大高度h 微积分思想问题 例14 如图所示 一块长为l 质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送 斜面与传送带靠在一起连成一直线 与水平方向夹角 传送带以较大的恒定速率转动 传送方向向上 木板与传送带之间动摩擦因数为常数 已知木板放在斜面或者传送带上任意位置时 支持力均匀作用在木板底部 将木板静止放在传送带和光滑斜面之间某一位置 位于传送带部位的长度设为x 当x l 4时 木板能保持静止 1 将木板静止放在x l 2的位置 则木板释放瞬间加速度多大 2 设传送带与木板间产生的滑动摩擦力为f 试在0 x l范围内 画出f x图象 本小题仅根据图象给分 3 木板从x l 2的位置静止释放 始终在滑动摩擦力的作用下 移动到x l的位置时 木板的速度多大 微积分思想问题 例15 如图所示 光滑水平面上的o处有一质量为m 2kg物体 物体受到两个水平力的作用从静止开始运动 已知f1 4n f2 2 2x n x为物体相对于o的位移且试求 1 当位移为x 0 5m时物体的加速度多大 2 在何位置物体的加速度最大 最大值为多少 3 在何位置物体的速度最大 最大值为多少 微积分思想问题方法 可列出相关微元的方程可对相关微元进行累积求和可对相关微元进行求导 如图所示 两根竖直放置在绝缘地面上的金属框架 框架的上端接有一电容为c的电容器 框架上有一质量为m 长为l的金属杆平行于地面放置 与框架接触良好无摩擦 离地面的高度为h 强度为b的匀强磁场与框架平面相垂直 开始时电容器不带电 自静止起将棒释放 求棒落到地面的时间 不计各处电阻 极值与临界问题 2008年 四川 24 如图 一半径为r的光滑绝缘半球面开口向下 固定在水平面上 整个空间存在匀强磁场 磁感应强度方向竖直向下 一电荷量为q q 0 质量为m的小球p在球面上做水平的匀速圆周运动 圆心为o 球心o到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为 0 为了使小球能够在该圆周上运动 求磁感应强度大小的最小值及小球p相应的速率 重力加速度为g 极值与临界问题 如图所示 长度为l的轻杆上端连着一质量为m的体积可忽略的小重物b 杆的下端用铰链固接于水平面上的a点 同时 置于同一水平面上的立方体c恰与b接触 立方体c的质量为m 今做微小的扰动 使杆向右倾倒 设b与c c与水平面间均无摩擦 而b与c刚脱离接触的瞬间 杆与地面夹角恰好为 6 求b与c的质量之比m m 解 根据题意 当b与c刚脱离接触的瞬间 c的水平速度达到最大 水平方向的加速度为零 即水平方向的合外力为零 由于小球此时仅受重力和杆子作用力 而重力是竖直向下的 所以杆子的作用力必为零 列以下方程 多解问题 如图所示 直线mn下方无磁场 上方空间存在两个匀强磁场 其分界线是半径为r的半圆 两侧的磁场方向相反且垂直于纸面 磁感应强度大小都为b 现有一质量为m 电荷量为q的带负电微粒从p点沿半径方向向左侧射出 最终打到q点 不计微粒的重力 求 1 微粒在磁场中运动的周期 2 从p点到q点 微粒的运动速度大小及运动时间 3 若向里磁场是有界的 分布在以 点为圆心 半径为r和2r的两半圆之间的区域 上述微粒仍从p点沿半径方向向左侧射出 且微粒仍能到达q点 求其速度的最大值 2008年 四川 25 一倾角为 45 的斜血固定于地面 斜面顶端离地面的高度h0 1m 斜面底端有一垂直于斜而的固定挡板 在斜面顶端自由释放一质量m 0 09kg的小物块 视为质点 小物块与斜面之间的动摩擦因数 0 2 当小物块与挡板碰撞后 将以原速返回 重力加速度g 10m s2 在小物块与挡板的前4次碰撞过程中 挡板给予小物块的总冲量是多少 多解问题 人文与理论联系实际问题 如图所示为我国 嫦娥一号卫星 从发射到进入月球工作轨道的过程示意图 在发射过程中 经过一系列的加速和变轨 卫星沿绕地球 48小时轨道 在抵达近地点p时 主发动机启动 嫦娥一号卫星 的速度在很短时间内由v1提高到v2 进入 地月转移轨道 开始了从地球向月球的飞越 嫦娥一号卫星 在 地月转移轨道 上经过114小时飞行到达近月点q时 需要及时制动 使其成为月球卫星 之后 又在绕月球轨道上的近月点q经过两次制动 最终进入绕月球的圆形工作轨道i 已知 嫦娥一号卫星 质量为m0 在绕月球的圆形工作轨道i上运动的周期为t 月球的半径r月 月球的质量为m月 万有引力恒量为g 1 求卫星从 48小时轨道 的近地点p进入 地月转移轨道 过程中主发动机对 嫦娥一号卫星 做的功 不计地球引力做功和卫星质量变化 2 求 嫦娥一号卫星 在绕月球圆形工作轨道 运动时距月球表面的高度 轨道 24h轨道48h轨道16h轨道图轨道 地月转移轨道轨道 pq 3 理论证明 质量为m的物体由距月球无限远处无初速释放 它在月球引力的作用下运动至距月球中心为r处的过程中 月球引力对物体所做的功可表示为w gm 月m r 为使 嫦娥一号卫星 在近月点q进行第一次制动后能成为月球的卫星 且与月球表面的距离不小于圆形工作轨道 的高度 最终进入圆形工作轨道 其第一次制动后的速度大小应满足什么条件 试题表述的平淡务实 解答 b 2 2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家 以表彰他们发现 巨磁电阻效应 基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术 被认为是纳米技术的第一次真正应用 在下列有关其它电阻应用的说法中 错误的是 a 热敏电阻可应用于温度测控装置中b 光敏电阻是一种光电传感器c 电阻丝可应用于电热设备中d 电阻在电路中主要起到通过直流 阻碍交流的作用 试题注重情景创设 属于科技新成就问题注意到 诺贝尔物理奖 巨磁电阻效应 读取硬盘数据 纳米技术应用 等均为干扰因素 7 如图所示 两光滑斜面的倾角分别为30 和45 质量分别为2 和 的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接 不计滑轮的质量和摩擦 分别置于两个斜面上并由静止释放 若交换两滑块位置 再由静止释放 则在上述两种情形中正确的有 a 质量为2 的滑块受到重力 绳的张力 沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用b 质量为 的滑块均沿斜面向上运动c 绳对质量为 滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力d 系统在运动中机械能均守恒 解答 常规连接体问题 bd 背景过程的精心安排 解答 a c两图表示 物块自a直接作平抛运动而至b w 0 b图表示 物块自a作平抛运动 与斜面撞击再做抛体运动而至bw 0 d图表示 物块自a起即沿斜面运动而至bw 0 所以应选择d 1 3j 0 2 d图所示的运动可能吗 13 15分 抛体运动在各类体育运动项目中很常见 如乒乓球运动 现讨论乒乓球发球问题 设球台长2l 网高h 乒乓球反弹前后水平分速度不变 竖直分速度大小不变 方向相反 且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力 设重力加速度为g 1 若球在球台边缘o点正上方高度为h1处以速度v1水平发出 落在球台的p1点 如图实线所示 求p1点距o点的距离x1 2 若球在o点正上方以速度v2水平发出 恰好在最高点时越过球网落在球台的p2 如图虚线所示 求v2的大小 3 若球在o正上方水平发出后 球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘p3 求发球点距o点的高度h3 斜抛上升等效为平抛下落 等效与对称思想 竞赛题改编 题设条件迁移能力 等效性思想 竞赛题改编 1 如图所示 在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线 导线中通有自东向西稳定 强度较大的直流电流 现用一闭合的检测线圈 线圈中串有灵敏电流计 图中未画出 检测此通电直导线的位置 若不考虑地磁场的影响 在检测线圈位于水平面内 从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中 俯视检测线圈 其中的感应电流的方向是 a 先顺时针后逆时针 b 先逆时针后顺时针 c 先顺时针后逆时针 然后再顺时针 d 先逆时针后顺时针 然后再逆时针 2 内壁光滑的绝缘材料制成圆轨道固定在倾角为 的斜面上 与斜面的交点是a 直径ab垂直于斜面 直径cd和mn分别在水平和竖直方向上 它们处在水平方向的匀强电场中 质量为m 电荷量为q的小球 可视为点电荷 刚好能静止于圆轨道内的a点 现对在 点的该点电荷施加一沿圆环切线方向的瞬时冲量 使其恰能绕圆环完成圆周运动 下列对该点电荷运动的分析 不正确的是 a 小球一定带负电b 小球运动到m点时动能最小c 小球运动到b点时动能最小d 小球运动到d点时机械能最小 新情境下电磁感应现象的判断 等效思维方法的应用 如图 轻杆a端用光滑水平铰链装在竖直墙面上 b端用水平绳结在墙c处并吊一重物p 在水平向右力f缓缓拉起重物p过程中杆ab所受压力 a 变大b 变小c 先变小再变大d 不变 如图所示 图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图 其中上板为固定极板 下板为待测物体 在两极板间电压恒定的条件下 极板上所带电量q将随待测物体的上下运动而变化 若q随时间t的变化关系为q b t a a b为大于零的常数 其图象如图2所示 那么图3 图4中反映极板间场强大小e和物体速率v随t变化的图线可能是 整体与隔离方法的应用 传感器及图像问题 全国卷ii 17 ab是长为l的均匀带电细杆 p1 p2是位于ab所在直线上的两点 位置如图所示 ab上电荷产生的静电场在p1处的场强大小为e1 在p2处的场强大小为e2 则以下说法正确的是a 两处的电场方向相同 e1 e2b 两处的电场方向相反 e1 e2c 两处的电场方向相同 e1 e2d 两处的电场方向相反 e1 e2 如图所示 物体a靠在竖直墙面上 在力f作用下 a b保持静止 物体b的受力个数为 a 2b 3c 4d 5 等效思想的应用 整体与隔离的思想的应用 关注设计 开放性物理实验题 物理是一门实验性很强的学科 物理学中的许多定理 定律 法则等都是建立在实验的基础上的 所以理论联系实际 学用结合 学以致用 用所学的物理知识解释生活 生产实际中的有关现象和问题 对学好物理显得尤其重要 尽管中学物理课本上编排了不少学生实验 但近几年高考试卷对实验的考查刻意创新 追求完美 是对学生综合素质和能力的全面考核 10 8分 某同学想要了解导线在质量相同时 电阻与截面积的关系 选取了材料相同 质量相等的5卷导线 进行了如下实验 1 用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示 读得直径d mm 2 该同学经实验测量及相关计算得到如下数据 请你根据以上数据判断 该种导线的电阻r与截面积s是否满足反比关系 若满足反比关系 请说明理由 若不满足 请写出r与s应满足的关系 3 若导线的电阻率 5 1x10 7 m 则表中阻值为3 1 的导线长度l m 结果保留两位有效数字 以质量相同为模型 融读数 数据分析 规律猜想 数据分析计算于一体 当物体从高空下落时 空气阻力会随物体的速度增大而增大 因此经过下落一段距离后将匀速下落 这个速度称为此物体下落的终极速度 研究发现 在相同环境条件下 球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关 下表是某次研究的实验数据 1 根据表中的数据 求出b球与c球在达到终极速度时所受的空气阻力之比为1 9 2 根据表中的数据 归纳出球型物体所受的空气阻力f与球的速度及球的半径的关系的表达式为f kvr2比例系数为4 9ns m3 3 现将c号和d号小球用轻质细线连接 若它们在下落时所受的空气阻力与单独下落时的规律相同 让它们同时从足够高处下落 请求出它们的终极速度 并判断它们落地的顺序 c球先落地 不需要写出判断理由 规律猜想与探究 控制变量法 某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律 河中央流速最大 岸边速度几乎为零 为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系 小明同学设计了这样的测量仪器 如图甲所示 两端开口的 l 型玻璃管的水平部分置于待测的水流中 竖直部分露出水面 且露出水面部分的玻璃管足够长 当水流以速度v正对 l 型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时 管内外液面的高度差为h 且h随水流速度的增大而增大 为了进一步研究水流速度v与管内外水面高度差h的关系 该组同学进行了定量研究 得到了如下的实验数据 并根据实验数据得到了v h图像 如图丙所示 1 根据上表的数据和图丙中图像的形状 可猜想v和h之间的关系为 为验证猜 请在图丁中确定纵轴所表示的物理量 并另作图像 若该图像的形状为 说明猜想正确 2 现利用上述测速器 由河流南岸开始 每隔1米测一次流速 得到数据如下表所示 根据v和h之间的关系完成上表的最后一行 对比上表中的数据 可以看出河中水流速度v与从南岸到河流中央距离x的关系为 1 v2 h 图像如图直线 2 数据 自左向右为 0 4 0 8 1 2 1 6 2 0 2 4v x 或v 0 4x 建立在流速与高度特定物理模型上的物理探究问题图像分析 规律探究 如图所示 六段相互平行的金属导轨在同一水平面内 长度分别为l和2l 宽间距的导轨间相距均为2l 窄间距的导轨间相距均为l 最左端用导线连接阻值为r的电阻 各段导轨间均用导线连接 整个装置处于方向竖直向下 磁感应强度为b的匀强磁场中 质量为m的导体棒可在各段导轨上无摩擦地滑动 在滑动过程中保持与导轨垂直 导轨和导体棒电阻均忽略不计 现使导体棒从ab位置以初速度v0垂直于导轨向右运动 则 1 若导体棒在大小为f 沿初速度方向的恒定拉力作用下运动 到达cd位置时的速度为v 求在此运动的过程中电路产生的焦耳热 2 若导体棒在水平拉力作用下向右做匀速运动 求导体棒运动到cd位置的过程中 水平拉力做的功和电路中电流的有效值 3 若导体棒向右运动的过程中不受拉力作用 求运动到cd位置时的速度大小 如图所示 两根相距为l的金属轨道固定于水平面上 导轨电阻不计 一根质量为m 长为l 电阻为r的金属棒两端放于导轨上 导轨与金属棒间的动摩擦因数为 棒与导轨的接触电阻不计 导轨左端连有阻值为2r的电阻 在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连 有n段竖直向下的宽度为a间距为b的匀强磁场 a b 磁感强度为b 金属棒初始位于oo 处 与第一段磁场相距2a 1 若金属棒有向右的初速为v0 为使金属棒保持v0一直向右穿过各磁场 需对金属棒施加一个水平向右的拉力 求金属棒进入磁场前拉力f1的大小和进入磁场后拉力f2的大小 2 在 1 的情况下 求金属棒从oo 开始运动到刚离开第n段磁场过程中 拉力所做的功 3 若金属棒初速为零 现对棒施以水平向右的恒定拉力f 使棒穿过各段磁场 发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化 在给定的坐标中定性地画出计算机显示的图像 从金属棒进入第一段磁场开始计时 4 在 3 的情况下 求整个过程导轨左端电阻上产生的热量 以及金属棒从第n段磁场穿出时的速度 5 t 4 求t用微元思想 随着越来越高的摩天大楼在各地的落成 至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了 这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加 这样这些钢索会由于承受不了自身的重量 还没有挂电梯就会被扯断 为此 科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题 如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机 即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道 轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场b1和b2 且b1和b2的方向相反 大小相等 即b1 b2 1t 两磁场始终竖直向上作匀速运动 电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内 电梯桥厢在图中未画出 并且与之绝缘 电梯载人时的总质量为5 103kg 所受阻力f 500n 金属框垂直轨道的边长lcd 2m 两磁场的宽度均与金属框的边长lac相同 金属框整个回路的电阻r 9 5 10 4 假如设计要求电梯以v1 10m s的速度向上匀速运动 那么 1 磁场向上运动速度v0应该为多大 2 在电梯向上作匀速