第13讲 整体与隔离.doc

洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 第13讲 整体与隔离一、对象的隔离把研究对象从其所在的系统中抽取出来进行研究，称为隔离法。例1 固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，此时磁铁刚好不下滑，如图所示。若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置静止，则磁铁对斜面的压力F和静摩擦力f 的变化情况分别是( ) A、F 增大，f 减小B、F 减小，f 增大 C、F 与f 都增大D、F 与f 都减小例2 如图所示，一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面不受地面的摩擦力作用，若沿斜面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( ) 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例3 有一根一端封闭的玻璃管装满汞后倒插入汞槽中，由于操作不慎，管中混入一部分空气，现将此装置放在台秤上，并用一根一端固定的绳子通过弹簧秤系住管子的顶端，如图所示。此时弹簧秤的读数为T，台秤的读数为N。当外界大气压增大时，T 和N 的变化情况是：A、T 增大，N 增大 B、T 增大，N 减小 C、T 减小，N 减小 D、T 减小，N 增大例4（多选）如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态。则该力可能为图中的( )A、F1B、F2C、F3D、F4例5 如图所示，质量为m的带电金属小球，用绝缘细线与质量为M(M=2m)的不带电木球相连，两球恰能在竖直向上的足够大且场强为E的匀强电场中，以速度v匀速竖直向上运动，当木球升至a点时，细线突然断裂，木球升至b点时速度为零。则木球速度为零时，金属球的速度大小为_，a、b两点之间的电势差为_。(不计阻力)例6 在温度为27时，一直径为0.3m的薄塑料球内气体压强为1.5105Pa，大气压强为1.0105Pa，由于球内外的压强差，使球面绷紧，球面上出现张力。则球面上每单位长度所受张力为多少？如果球面上每厘米长度只能承受50N的力，设球体积不变，当球内温度升高到多少K时，球将破裂？二、过程的隔离分步研究各运动的过程。例7 如图所示，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在竖直面内，不计空气阻力，则：A、上升过程和下降过程克服磁场力做的功相同B、克服磁场力做的功上升过程小于下降过程C、克服重力做功的平均功率上升过程大于下降过程D、克服重力做功的平均功率上升过程等于下降过程 例8 如图所示，竖直放置的均匀细管上端封闭，下端开口，轻弹图甲中细管使两段水银柱及被封闭的两段气柱分别合在一起成图乙状，设此过程中不漏气、温度保持不变，则水银下端A/与原来水银面下端A相比较：()A、A/低于AB、A/高于A C、在同一高度D、无法确定例9（多选）如图所示，A、B两个带异种电荷的小球，分别被两根绝缘细绳系在木盒内的一竖直线上。静止时，木盒对地面的压力为N，细绳对B的拉力为F，若将系B的细绳断开，下列说法中正确的是：（ ）A、细绳刚断开时，木盒对地压力仍为NB、细绳刚断开时，木盒对地压力为(N+F)C、细绳刚断开时，木盒对地压力为(N-F)D、在B向上运动过程中，木盒对地压力逐渐变大例10如图所示，一端封闭的玻璃管长L=1m，其中有一段长为h=15cm的水银柱将部分空气封闭在管内，当管水平放置时左端空气柱长LA=40cm，当把玻璃管慢慢转到竖直位置并将开口端插入水银槽中直至空气柱长LA/=37.5cm。已知大气压为75cmHg，求水银槽中进入玻璃管的水银柱高度h/？例11如图所示，有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，两边界间距s=0.1m。一边长L=2m的正方形框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻R=0.4，现使线框以v=2m/s的速度从位置匀速运动到位置：(1)求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小；(2)求整个过程中线框所产生的焦耳热。(3)在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线。例12电动机通过一绳吊起一质量为8kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1200W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m(若此物体吊到近90m时才开始以最大速度匀速上升)所需时间为多少？(g=10m/s2)三、对象的整体把由几个研究对象组成的系统作为整体来进行研究，称为整体法。例13 如图所示，质量均为m的、两木块叠放在水平面上，受到斜向上与水平面成角的力F作用，受到斜向下与水平面成角的力F作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，则( )A、之间一定存在静摩擦力B、与水平面之间可能存在静摩擦力C、对的支持力一定等于mgD、水平面对的支持力可能大于2mg例14（多选）图示，气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞与缸壁间的摩擦，也不考虑密封气体和外界的热传递，当外界大气压变化时，发生改变的物理量有：A、弹簧的弹力 B、密封气体体积C、密封气体压强 D、密封气体的内能例15（多选）如图所示，质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下，沿质量为m/的斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，则地面对斜面：A、有水平向左的摩擦力 B、无摩擦力C、支持力为(m/+m)g D、支持力小于(m/+m)g例16如图所示，在光滑的水平绝缘平面上固定着三个等质量的带电小球(可视为质点)A、B、C，三球排成一条直线，若释放A球(另外两球固定，下同)，则释放瞬间，它的加速度为1m/s2，方向向左；若释放C球，则释放瞬间C球的加速度为2m/s2，方向向右；现同时释放三球，则释放瞬时B球的加速度大小为多少？方向如何？例17 如图所示，已知mA=mB/2=mC/3=1kg，物体A、B、C及地面间的摩擦因数均为=0.1，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，若要用力将C物匀速拉出，则所需要加的拉力最小为_N。例18 为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积A=0.04m2的金属板，间距L=0.05m，当连接到U=2500V的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图所示。现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为q=+1.010-17C，质量为m=2.010-15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重。求合上电键后：(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？(3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？四、过程的整体将不同的运动过程合并起来考虑，动能定理最合适。例19 如图所示，斜面和水平面都是绝缘粗糙的，有一个带电荷量为+q、质量为m的小物体，从斜面上A点处静止释放，它在水平面上运动s1后停止。若在此空间加一个竖直向下的匀强电场，再由该点静止释放，则它在水平面上运动s2后停止，则()A、s2s1B、s2=s1C、s2s1D、无法确定例20 如图所示，水平平行导体板A、B分别接在电源负、正极上，一带正电的液滴从P点处静止释放后穿过A、B两板上的小孔S1和S2，穿出小孔S2时速度为v1。若B板位置不变而A板稍向上移，同样的液漓从P点静止释放，穿出小孔S2时速度为v2，则( )A、v1=v2B、v1 v2D、无法比较例21某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚着地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m，由此可估计在着地过程中，地面对他双脚的平均作用力为自身所受重力的 ( )A、2倍B、5倍C、8倍D、10倍例22一个质量为m、带有电荷-q的小物体，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正向，如图所示。小物体以初速v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且fqE；设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它停止前所通过的总路程S。例23 电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=L，ad=h，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h。若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框中产生的焦耳热是_。(不