高考物理复习易错题错因分析与详解

高考物理复习易错题错因分析与详解高三考生在平时练习训练中反映出的各种典型错误，有概念性错误，有知识遗漏问题；有的缺乏物理基本观点即物理思想；有的缺乏多角度思考问题的方法；有的缺乏综合分析的能力，抓不住主要矛盾，不能简化问题；有的缺乏空间想象能力，不能建立起物理图景；有的缺乏必要的数学能力，有的缺乏实验基本知识和基本技能及基本思想方法，这些问题都在练习卷中以不同的形式反映出来，认真研究这些问题，对提高高三物理复习效率，无疑是有益的。为了便于学习研究，本人着重从能力角度来解剖问题根源，指出错误的原因，并作必要的简单解答，从而能以正、反两方面的材料，认识复习要求，理解物理知识，掌握物理分析方法，提高分析能力。文中以某个具体题目进行分析，是希望通过分析，不仅是对各知识点的复习，而且是从不同侧面对某部分知识整体性的学习，从而获得更高层次的认识。文中所选的问题，是久经考验的好题，它一般具有以下三个特点典型性、启发性、创造性，一般称为“成题”，把成题改活，将成题做活，推“成”出新，让成题发挥更大的作用，获得更多的收益，这是笔者的愿望。1三个相同的支座上分别搁着质量和直径都相同的光滑圆球A、B、C，支点P、Q在同一水平面上，A的重心在球心，B球和C球的重心OB、OC分别位于球心的正上方和正下方，如图甲所示。三球均处于平衡状态，支点P对A球的弹力力为NA，对B球PQOAPQOCPQOB图甲ABC和C球的弹力分别为NB和NC，则A、B、ACBANC、D、CB错解根据共点力的平衡，球受的三个力应通过重心，各球受力如图所示，根据对称性，就每个球来说，P、Q对球的弹力大小是相等的，从图可看出与的CN夹角最大，与夹角最小，又由力的平衡和平行四边形法则可知，最大，最小，BCNB所以选项C正确。错因本题误解的主要原因是（1）对弹力方向的判断模糊不清；（2）三力共点平衡时，认为三力作用线的交点一定是在重心上的。弹力是发生形变的物体，对跟它接触并使它发生形变的另外一个物体产生的作用力，其方向与物体形变的方向相反，具体情况有以下三种绳的弹力方向沿着绳子并指向绳子收缩的方向；平面与平面、曲面与平面、点与平面接触时，弹力方向垂直于平面指向受力物体；曲面与曲面、点与曲面接触时，弹力方向垂直于切面指向受力物体。共点力是指力的作用线或作用线的延长线相交于一点，而不一定是力的作用点“共点”，更不是各力作用线都通过重心。正解这是一道共点力平衡条件与弹力概念相结合的题目，支点P对球弹力只能根据球所受的全部力和平衡条件求解。三种情况下重心的位置虽然不同，但由于球光滑，支点对其只有弹力作用，且由于弹力方向与接触面相垂直，所以支点对球的弹力垂直于球与支点的接触面即球的切面，这样支图乙PQOAANPQOBBNPQOCCN点P、Q对球弹力的方向都指向球心又由于三种情况下重力作用线都通过球心，所以三种情况下物体都受到交于球心的三个共点力的作用重力大小相同，支点P、Q对球的弹力对称、且与竖直方向夹角相同由共点力平衡条件知选项A正确2如图所示，一质量为M的直角劈放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为M的物体A，用一沿斜面的力F作用于A上，使其沿斜面匀速下滑，在A下滑的过程中，地面对劈的摩擦力F及支持Q满足AF0QMGMGBF向左QT1C、V2V1,T2T1D、V2V1,T2T1错误解1选错误解2选正确解选错误分析选的同学是只分析出了开始时有QBPV0,水平方向合力为零，竖直方向只受重力所以和第一种情况一样，在竖直方向作自由落体运动，所以时间相等、速度相等；选的同学以为后一种情况有电场力做正功，洛仑兹力不做功，所以落地时的速度大于第一种情况，因为平均速度大所以下落时间短。事实上第二种情况时，加速下落后，洛仑兹力会变大，会向洛仑兹力方向偏转，所以电场力做负功，下落速度会变小，下落时间会变长。24如图所示，两平行光滑导轨、水平放置，间距为L，一端用电阻为和电容器串联后连接，另一端放有质量为M的无电阻直导体棒，导轨离地面高度为H，磁感应强度为的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面。电键闭合前给电容器充电至电压，然后将闭合，水平向右飞出后着地，着地点与初始位置的水平距离为S，电容器两极板间电压变为，求电容器的电容。错误解1由电容器储存的电能释放出一部份来转化成金属棒的平抛初动能得V0图ABBDCAMNCRSHS图9，解之得HMGSVUC4212120020UHMGSC错误解2根据平抛前所获得的动量由电容器放电得来，认为电容放完了所有的电量。由动量定理，BQL,Q再由CQ/UHGSVP20TIBLTFHGBLS2得HGBLUMS2正确解电容器放电没有完全放完，所以错误中只要将改为放出电量，且由放出电量（），所以可得HGUBLMS20错误分析（）想不到用动量定理；（）搞不清电容器在放电时不一定会全放掉（）对其本公式掌握不够熟练四、电磁感应25如图9所示，粗细均匀、电阻为R的金属圆环放在磁感应强度为B的垂直环面的匀强磁场中，圆环的直径为D，长为D、电阻为R/2的金属棒AB在中点处与环相切，使棒AB始终沿其垂直方向以速度V向右运动，当达到圆环直径位置时，AB棒两端的电势差是多少常见错误（1）AB棒运动到虚线位置时，EBDV，金属棒电势差的大小为UABEBDV。（2）AB棒运动到虚线位置时，EBDV，此时回路的总电阻R，所以4R23I，则UABIRAB。RERBDV34RBDV342V正确解答因为产生感应电动势的那部分导体相当于电源，这部分导体要看作内电路，其电阻是电源的内阻。当到达虚线所示直径位置时，等效电路如上图所示，I总RE24RBDVRBDV34电势差为UABEI2RBDV3126在如图1121所示的水平导轨上（摩擦、电阻忽略不计），有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B，导轨左端的间距为L14L0，右端间距为L2L0。今在导轨上放置ACDE两根导体棒，质量分别为M12M0，M2M0，电阻R14R0，R2R0。若AC棒以初速度V0向右运动，求AC棒运动的过程中产生的总焦耳热QAC，以及通过它们的总电量Q。【常见错解】AC棒在磁场力的作用下，做变速运动。运动过程复杂，应从功能关系的角度来分析。由于没有摩擦，最后稳定的状态应为两棒做匀速运动。根据动量守恒定律M1V0（M1M2）V整个回路产生的焦耳热因为R14R0，R2R0。所以AC棒在运动过程中产生的焦耳热对AC棒应用动量定理BLLTM1V1M1V0【错解原因】AC棒在磁场力的作用下做变速运动，最后达到运动稳定，两棒都做匀速运动的分析是正确的。但是以此类推认为两棒的运动速度相同是错误的。如果两棒的速度相同则回路中还有磁通量的变化，还会存在感应电动势，感应电流还会受到安培力的作用，AC，DE不可能做匀速运动。【分析解答】由于棒L1向右运动，回路中产生电流，LL受安培力的作用后减速，L2受安培力加速使回路中的电流逐渐减小。只需V1，V2满足一定关系，两棒做匀速运动。两棒匀速运动时，I0，即回路的总电动势为零。所以有BLLV1BL2V2再对DE棒应用动量定理BL2TM2V2【评析】以前我们做过类似的题。那道题中的平行轨道间距都是一样的。有一些同学不假思索，把那道题的结论照搬到本题中来，犯了生搬硬套的错误。差异就是矛盾。两道题的差别就在平行导轨的宽度不一样上。如何分析它们之间的差别呢还是要从基本原理出发。平行轨道间距一样的情况两根导体棒的速度相等，才能使回路中的磁通量的变化为零。本题中如果两根导轨的速度一样，由于平行导轨的宽度不同导致磁通量的变化不为零，仍然会有感应电流产生，两根导体棒还会受到安培力的作用，其中的一根继续减速，另一根继续加速，直到回路中的磁通量的变化为零，才使得两根导体棒做匀速运动。抓住了两道题的差异之所在，问题就会迎刃而解。27如图1122所示，一个U形导体框架，其宽度L1M，框架所在平面与水平面的夹用30。其电阻可忽略不计。设匀强磁场与U形框架的平面垂直。匀强磁场的磁感强度B02T。今有一条形导体AB，其质量为M05KG，有效电阻R01，跨接在U形框架上，并且能无摩擦地滑动，求（1）由静止释放导体，导体AB下滑的最大速度VM；（2）在最大速度VM时，在AB上释放的电功率。（G10MS2）。【常见错解】错解一（1）AB导体下滑过程中受到重力G和框架的支持力N，如图1123。根据牛顿第二定律FMAMGSINMAAGSLN导体的初速度为V00，导体做匀加速直线运动，由运动学公式VV0CAT5T随着T的增大，导体的速度V增大VM由BLV可知当VM，电功率P错解二当导体所受合力为零时，导体速度达到最大值。（1）导体AB受G和框架的支持力N，而做加速运动由牛顿第二定律MGSIN30MAAGSIN30但是导体从静止开始运动后，就会产生感应电动势，回路中就会有感应电流，感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为FA。随着速度V的增加，加速度A逐渐减小。当A0时，速度V有最大值【错解原因】分析导体AB下滑过程中物理量变化的因果关系是求AB导体下滑最大速度的关键。错解一正是由于对电磁现象规律和力与运动的关系理解不够，错误地分析出AB导体在下滑过程中做匀加速运动。实际上，导体AB只要有速度，就会产生感应电动势，感应电流在磁场中受到安培力的作用。安培力随速度的增加而增大，且安培力的方向与速度方向相反，导体做加速度逐渐减小的变加速直线运动。错解二的分析过程是正确的，但是把导体下滑时产生的电动势写错了公式，BLVSIN30中30是错误的。BLVSIN中的角应为磁感强度B与速度V的夹角。本题中90。【分析解答】（1）导体AB受G和框架的支持力N，而做加速运动由牛顿第二定律MGSIN30MAAGSIN305（MS2）但是导体从静止开始运动后，就会产生感应电动势，回路中就会有感应电流，感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为FA随着速度V的增加，加速度A逐渐减小。当A0时，速度V有最大值（2）在导体AB的速度达到最大值时，电阻上释放的电功率【评析】物理解题训练同学们的思维能力。本题要求同学从多角度来看问题。从加速度产生的角度看问题。由于导体运动切割磁感线发生电磁感应产生感应电流，感应电流的受力使得导体所受的合力发生改变，进而使导体的加速度发生变化，直到加速度为零。从能量转化和守恒的角度看当重力做功使导体的动能增加的同时，导体又要切割磁感线发生电磁感应将动能转化为内能。直至重力做功全部转化为回路的内能。28如图所示，足够长的U形导体框架宽为L05M，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成37，磁感应强度B08T的匀强磁场，方向垂直导体框架平面，一根质量M02KG，R2的导体棒MN垂直放在框架上，框架与导体棒间的动摩擦因数05，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒横截面的电量共为Q15C求（1）导体棒匀速运动的速度（2）导体棒从开始运动到匀速运动这一过程中导体棒电阻上消耗电功（G10M/S2）由MGSINMGCOSB2L2V/R不难求得导体棒匀速运动的速度为5M/S；错误主要集中在第二问上错误解法设T秒后开始匀速运动，根据动量定理MGSINTMGCOSTBILTMV0又ITQ不难得到T4S；考虑到电流I是变化的，可据ITQ及T4S求出平均电流I3/8S；最后，根据纯电阻电路中电功WI2RT，将平均电流I、电阻R及时间T代入求得电功W9/8J。原因分析没有注意到平均电流的平方和电流平方的平均的区别，本题中考虑到电流是一变化的量，可将电流的平方的平均值代入计算。而上述解法中计算的是平均电流的平方值，显