高考物理一轮复习资料-难点突破（共十讲）

2009年高考物理一轮复习资料一■■难

点突破

难点1〃追碰〃问题与时空观

"追碰”类问题以其复杂的物理情景，综合的知识内涵及广阔的思维空间，充分体

现着考生的理解能力、分析综合能力、推理能力、空间想象能力及理论联系实际的

创新能力，是考生应考的难点，也是历届高考常考常新的命题热点.

?难点磁场

1.（????1/=120km/h.假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况，经操纵

刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）L0.50s,刹车时汽车受到阻力的

大小，为汽车重的0.40倍，该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少，（取重力加

速度，-10

2m/s）

.左_______K____克

2.（?????例上，到轨道的距离MN为d=10m,

如图1-1所示.转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，

扫描一周的时间为7例/V的夹角为45?Af,,光束又

射到小车上，则小车的速度为多少（结果保留两位数字）？

,k

？77777”《

;/_%

,/——►

‘力"磁彳*图力'”

3.（?????）一段凹槽/倒扣在水平长木板C

1图1-1上，槽内有一小物块B,它到槽内两侧的距离均为，2

如图1-2所示.木板位于光滑水平的桌面上，槽与木板间的

摩擦不计，小物块与木板间的动摩擦因数为〃/、氏CA

图1-2以大小为

v的初速向右运动，已知匕.当/和8发生碰撞时，2,67/oo

两者的速度互换.求：

(1)从/、8发生第一次碰撞到第二次碰撞的时间内，木板。运动的路程.

(2)在工、8刚要发生第四次碰撞时，/、8、U三者速度的大小.

?案例探究

，例1,(?????)从离地面高度为分处有自由下落的甲物体,同时在它正下方的地面上

有乙物体以初速度V竖直上抛，要使两物体在空中相碰，则做竖直上抛运动物体的

o

初速度V应满足什么条件,(不计空气阻力，两物体均看作质点).若要乙物体在下落过

0

程中与甲物体相碰，则/应满足什么条件，。

命题意图:以自由下落与竖直上抛的两物体在空间相碰创设物理情景，考杳理解能

力、分析综合能力及空间想象能力.B级要求.

错解分析:考生思维缺乏灵活性，无法巧选参照物，不能达到快捷高效的求解效果.

解题方法与技巧：

(巧选参照物法)

用心爰心专心

选择乙物体为参照物，则甲物体相对乙物体的初速度：/二0-"-1/甲乙0。

甲物体相对乙物体的加速度a=-g-(-g)=0甲乙

由此可知甲物体相对乙物体做竖直向下，速度大小为V的匀速直线运动.所以，相遇

0

力时间为：占h0

2I/O对第一种情况，乙物体做竖直上抛运动，在空中的时间为：0?f?g

gh2iz/70BP：O??所以当口,两物体在空中相碰.o2vgo

2i/i/o。对第二种情况，乙物体做竖直上抛运动，下落过程的时间为:？1?gg

2i/Moo即？？.vggo

g力所以当？卜?时，乙物体在下落过程中与甲物体相碰.gho2

，例2,(?????)如图1-3圻示,质量为m的木块可

视为质点，置于质量也为6的木盒内，木盒底面水平，长/=0.8

m,木块与木盒间的动摩蒙因数〃=0.5,木盒放在光滑的地面

上，木块/以々5m/s的初速度从木盒左边开始沿木盒底面。

向右运动，木盒原静止.当木块与木盒发生碰撞时无机械能损图1-32失，且不计碰

撞时间，取g=10m/s.问：

(1)木块与木盒无相对运动时，木块停在木盒右边多远的地方，

(2)在上述过程中，木盒与木块的运动位移大小分别为多少，

命题意图:以木块与木盒的循环碰撞为背景，考查考生分析综合及严密的逻辑推理能

力.B级要求.

错解分析:对隔离法不能熟练运用，不能将复杂的物理过程隔离化解为相关联的多个

简单过程逐阶段分析，是该题出错的主要原因.

解题方法与技巧:

(1)木块相对木盒运动及与木盒碰撞的过程中，木块与木盒组成的系统动量守恒，最

终两者获得相同的速度，设共同的速度为匕木块通过的相对路程为S则有：

1122/ni/=2/ni/?pmgs-mv-?2mv?oo22

由？？解得s=1.25m设最终木块距木盒右边为。由几何关系可得:4=s-/=0.45m

用心爱心专心

(2)从木块开始运动到相对木盒静止的过程中，

木盒的运动分三个阶段:第一阶段，木盒向右做初速度

为零的匀加速运动;第二阶段，木块与木盒发生弹性碰

撞，因两者质量相等，所以交换速度;第三阶段，木盒

做匀减速运动，木盒的总位移等于一、三阶段的位移之

和.为了求出木盒运动的位移，我们画出状态示意图，如

图1-4所示.

设第一阶段结束时，木块与木盒的速度分别为匕1

匕则6卜+？2012图1-4

11122pmgL=-mv-m(i/+v)?oi222

因在第二阶段中，木块与木盒转换速度，故第三阶段开始时木盒的速度应为匕选木

盒1为研究对象

12对第一阶段:〃/77gS=/77P?122

1122对第三阶段：〃/77gS=/77P-6P?2122

从示意图得s=s+ss=s+L-d?解得s=1.075ms=1.425m盒块盒盒块12

?锦囊妙计

一、高考走势

“追碰”问题，包括单纯的"追及"类、"碰撞"美和"追及碰撞”类，处理该类

问题，首先要求学生有正确的时间和空间观念（物体的运动过程总与时间的延续和空

间位置的变化相对应）.同时，要求考生必须理解掌握物体的运动性质及规律，具有

较强的综合素质和能力.该类问题综合性强，思维容量大，且与生活实际联系密切，

是高考选拔性考试不可或缺的命题素材，应引起广泛的关注.

二、"追及""碰撞"问题指要

1."追及"问题

讨论追及、相遇的问题，其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的

空间位置问题.一定要抓住两个关系:即时间关系和位移关系.一个条件:即两者速度相

等，它往往是物体间能否追上、追不上或（两者）距离最大、最小的临界条件，也是

分析判断的切入点.

2."碰撞"问题

碰撞过程作用时间短，相互作用力大的特点，决定了所有碰撞问题均遵守动量守恒

定律.对正碰，根据碰撞前后系统的动能是否变化，又分为弹性碰撞和非弹性碰潼.

弹性碰撞:系统的动量和动能均守恒，因而有：

11112222/771/+mv-mv'+zn/?/n1/+/n1/=m/+m/?11221122112211222222

上式中乙，分别是6碰前和碰后的速度，人/分别是6碰前和碰后的速度.

111222

解？？式得

用心爱心专心

(m,m)v,2mv(m,m)v,2/771/12122212111/'=?/=?12mlmm,mini

完全非弹性碰撞：/n与m碰后速度相同，设为匕则12

mv,mvii2m\/+mv=(m+m)vlv=.112212/77,mi2

111222系统损失的最大动能△£=6l/+6Q(6+6)K非弹性碰撞损失的动能

1(6112212222

介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间.

在处理碰撞问题时，通常要抓住三项基本原则：

(1)碰撞过程中动量守恒原则.

(2)碰撞后系统动能不增原则.

(3)碰撞后运动状态的合理性原则.

碰撞过程的发生应遵循客观实际.如甲物追乙物并发生碰撞，碰前甲的速度必须大于

乙

的速度，碰后甲的速度必须小于、等于乙的速度或甲反向运动.三、处理"追碰"

类问题思路方法

分析两物体运动过由示意图找两物据物体运动性质列(含由示意图找两

有时间)的位移方程程画运动示意图体位移关系

联立方程求解(判若发生碰撞，据动量关系(守恒能断能否碰撞)量转化关系列方程

求解

解决"追碰”问题大致分两类方法，即数学法(如函数极值法、图象法等)和物理方

法(参照物变换法、守恒法等).

用心爱心专心

?歼灭难点训练

1.(????)凸透镜的焦距为£一个在透镜光轴上的物体,从距透镜3,处，沿光轴逐渐

移动到距离2,处，在此过程中

2.(????)两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为匕。若前

车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停住时，后车以前车刹车时的加速度开始刹

车，已知前车在刹车过程中所行驶的距离为S若要保证两车在上述情况中不相撞，

则两车在匀速行驶时保持距离至少应为多少，

23.(????X10kg的小车力，在/的右方Z=8.0m处，另一辆小车8正以速度

K=4.0sm/s的速度向右做匀速直线运动远离/车，为使/车能经过f=10.0s时

间追上8车，立即给/车适当施加向右的水平推力使小车做匀变速直线运

4JLv.

动，设小车2受到水平轨道的阻力是车重的0.1倍，试问：

在此追及过程中，推力至少需要做多少功，取9=102m/s)

图1-5

4.(????)如图1・6所示，在光滑的水平面上放置一质量为m的小车，小车上有一

半

1径为/?的光滑的弧形轨道，设有一质量为6的小球，以V的。4

速度，方向水平向左沿圆弧轨道向上滑动，达到某一高度力后，

又沿轨道下滑，试求力的大小及小球刚离开轨道时的速度.

图1-6

用心爱心专心

nA产nf

r7777777^777777^^77777

5.(?????)如图1-7所示,长为2/的板面光滑且不

导电的平板小车。放在光滑水平面上，车的右端有块挡板，车

的质量m=4m,绝缘小物块8的质量m=28以一定速度沿平板CB

向右与C车的挡板相碰，碰后小车的速度总等于碰前物块8速

度的一半.今在静止的平板车的左端放一个带电量为+/质量为图1-76=6的小

物块A,将物块8放在平板车的中央，在整个空间,

加上一个水平方向的匀强电场时，金属块/由静止开始向右运动，当/以速度卜与

8发。

1生碰撞，碰后/以V的速率反弹回来，8向右运动.。4

(1)求匀强电场的场强大小和方向.

(2)若/第二次和8相碰，判断是在B与U相碰之前还是相碰之后，

(3)/1从第一次与8相碰到第二次与8相碰这个过程中，电场力对A做了多少功，

x户Xxxx

XXxdX

)XXXX

xf

bX<X

XXXX

6.(?????津口图1-8所小,水平放置的导轨，其

电阻、摩擦均不计，固定在竖直向下的匀强磁场中,磁感

应强度为B,左端间距为2L,右端间距为L,今在导轨上

放己仇u"两杆，其质量分为2例、例，电阻分为2R、R,

现让ab杆以初速度叱d棒的最终速度(两棒均在不同的导。

轨上).

图1-8

用心爱心专心

2X10m2.提示:该题为一"追及"的问题，有两种可能解，第一次为物追光点，

在相同时间内，汽车与光点扫描的位移相等」=4(tan45?-tan30?),则

r==1.7m/5,11,V

22第二次为(光)点追物，时间相同，空间位移相同，£=d(tan60?-tan45?),可得

1/==2.922,t

2i/13om/s.3.(1)5=/-⑵匕wv408co484,g

明歼灭难点训练,LABC2.2s3.14/xlOJmin

4.小球从进入轨道，到上升到力高度时为过程第一阶段，这一阶段类似完全非弹性

的碰撞，动能损失转化为重力势能(而不是热能).

II222据止匕可歹I」方程:m)匕?/77i/=(/77+/77)1/+mg\\?解得力=u74g.

uoo22

小球从进入到离开，整个过程属弹性碰撞模型，又由于小球和车的等质量，由弹性

碰撞规律可知，两物体速度交换，故小球离开轨道时速度为零.

说明:广义上的碰撞，相互作用力可以是弹力、分子力、电磁力、核力等，因此，碰

撞可以是宏观物体间的碰撞，也可以是微观粒子间的碰撞.拓宽后的碰撞，除例超代

表的较长时间的碰撞题型外，还有非接触型碰撞和非弹力作用的碰撞.

2/7714205.(1)对金属块A用动能定理/所以电场强度大小E二方向水平向右

o22qL

1(2)/、8碰撞，由系统动量守恒定律得6l/=/77(-l/)+/77l/4(M0864

L8L5用代入解得hy8碰后做匀速运动，碰到挡板的时间t=,B8。

B8I/5i/8o

2的加速度3=/在蚱殳时间的位移为AB2L

21/81/II68/220,s=vt+at=-/???()二24a88o2425522£5VVQQ

因s〃，故工第二次与8相碰必在8与U相碰之后“

(3)8与C相碰，由动量守恒定律可得

1m1/=/77/+/77I/*，二卜/'二0BBBBCCCBB2

用心爰心专心

力从第一次相碰到第二次与8相碰的位移为L,因此电场力做的功

1^2120W-qEL-mv.6.申o23

难点2电磁感应电路分析与模型转换

电磁感应电路的分析与计算以其覆盖知识点多，综合性强，思维含量高，充分体现

考

生能力和素质等特点，成为历届高考命题的特点.

?难点磁场

1.(???)(1999年广东)如图15-1所示，例MPQ为两平行金属导轨，例、P间连

有一阻值为月的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B,磁场方向与导轨所

在平面垂直，图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为嗫与导

轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽

略，图15-1

当金属环向右做匀速运动时

dBv,R,大小为R

dBvR,大小为R

2dBvR,大小为R

R

」----L------导轨

2.(????)两根相距^=0.20m的平行金属长导轨固定在

同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强

度Br=0.25Q,回路中其余部分的电阻可不计，已知两金属细杆

在平行导轨的拉力作用下沿导轨朝相反方向匀速平移,速度大小

图15-2都是i/=5.0m/s,如图15-2所示，不计导轨上的摩擦.

(1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小.

(2)求两金属细杆在间距增加0.40m的滑动过程中共产生的热量.

3.(????)(1999年上海)如图15-3所示,长为L、电阻r=0.3。、质量加二0.1

kg的金属棒垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距

也是L,棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有/?=0.5Q的电阻，量

程为了0,3.0A的电流表串接在一条导轨上，量程为0,1.0V的电压表接图15-3

在电阻RFV=2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中

用心爱心专心

的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏.问：

(1)此满偏的电表是什么表？说明理由.

(2)拉动金属棒的外力尸多大？

(3)此时撤去外力尸/?的电量.

?案例探究3,例l,(??????xlOm/s,从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携

带一根

一5长20km,电阻为800QxlOT,且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度

相同.根据理论设计，通过电离层(由等离子体组成)的作用，悬绳可以产生约3A的感

应电流，试求：

(1)金属悬绳中产生的感应电动势；

(2)悬绳两端的电压；

(3)航天飞机绕地球运行一圈悬绳输出的电能(已知地球半径为6400km).

命题意图:考查考生信息摄取、提炼、加工能力及构建物理模型的抽象概括能力,B级

要求.

错解分析:考生缺乏知识迁移运用能力和抽象概括能力，不能于现实情景中构建模型

(切割磁感线的导体棒模型)并进行模型转换(转换为电源模型及直流电路模型)，无

法顺利运用直流电路相关知识突破.

----------H电离层)

解题方法与技巧:将飞机下金属悬绳切割磁感线产生感应电动

势看作电源模型，当

它通过电离层放电可看作直流电路模型.如图15-4所示.

(1)金属绳产生的电动势：图15-4-5333F=^/i/=4xl0x20xl0xxlOxlOV

(2)悬绳两端电压，即路端电压可由闭合电路欧姆定律得:

33Z/=£-Z/-xlO-3xxlOV

(3)飞机绕地运行一周所需时间

332,3.14,(6400,10,3000,10)2,/?3r==xios3内.5,10

则飞机绕地运行一圈输出电能：

37F=^=2800x3xxlOx10,

，例2,(?????)如图15-b所示,竖直向上的匀强磁场，

,8磁感应强度8=0.5T,并且以=0.1T/s在变化,水平轨道电阻不"

计，且不计摩擦阻力，宽0.5m的导轨上放一电阻/?=0.1Q的导体。

棒,并用水平线通过定滑轮吊着质量例=0.2kg的重物，轨道左端连

接的电阻/?=0.4Q,图中的/=0.8m,求至少经过多长时间才能吊起

图15-5重物.

命题意图:考查理解能力、推理能力及分析综合能力.B级要求.

用心爱心专心

错解分析：(1)不善于逆向思维，采取执果索因的有效途径探寻解题思路;(2)实际运算

过程忽视了8的变化，将8代入F=BH,导致错解安北

解题方法与技巧：

6由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势:£=?.S.t.t

£由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流/,?/?,/?0

由于安培力方向向左，应用左手定则可判断出电流方向为顺时针方向（由上往下看）.

再根据楞次定律可知磁场增加，在。时磁感应强度为：

.BB'SB,?t）?此时安培力为尸=8'〃？段ab,t

由受力分析可知F=mg?安

由？？？？？式并代入数据:f=495s

?锦囊妙计

一、命题特点

对电磁感应电路的考查命题，常以学科内综合题目呈现，涉及电磁感应定律、直流

电路、功、动能定理、能量转化与守恒等多个知识点，突出考查考生理解能力、分

析综合能力，尤其从实际问题中抽象概括构建物理模型的创新能力.

二、求解策略

"类同"变换，"类似"变换，"类异"变换，可使复杂、陌生、抽象的问题变成

简单、熟悉、具体的题型，从而使问题大为简化.

解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发理解和变换物理模

型，即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，把产生感应电动势的那部分导

体等效为内电路.感应电动势的大小相当于电源电动势.其余部分相当于外电路，并

画出等效电路图.此时，处理问题的方法与闭合电路求解基本一致，惟一要注意的是

电磁感应现象中，有时导体两端有电压，但没有电流流过，这类似电源两端有电势

差但没有接入电路时，目流为零.

用心爱心专心

?歼灭难点训练

1.(????)在方向水平的、磁感应强度为0.5T的匀强磁

场中，有两根竖直放置的导体轨道cd、ef,其宽度为1m,其下端

与电动势为12V、内电阻为1Q的电源相接，质量为0.1kg的金属

棒例/V的两端套在导轨上可沿导轨无摩擦地滑动，如图15-6所示，

2除电源内阻外，其他一切电阻不计，g=10m,s,从S闭合直到金图15-6属棒做匀

速直线运动的过程中

C.匀速运动时速度为20m,s

D.匀速运动时电路中的电流强度大小是2A

2.(????)两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为。的

斜面上，导轨的左端接有电阻Rm、电阻可不计的金属棒ab,在

图15-7沿着斜面与棒垂直的恒力尸作用下沿导轨匀速上滑，并上升万高

度.如图15-7所示，在这过程中

mgh与电阻/?上发出的焦耳热之和

尸与安培力的合力所做的功等于零

厂与重力的合力所做的功等于电阻用上发出的焦耳热

3.(?????)如图15-8所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为a的圆形区

域内、外，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为8.一半径为b,电阻为/?的圆形

导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合.在内、外磁场同时由8均匀地

减小到零的过程中，通过导线截面的电量Q=________.

图15-8图15-9

4.(?????)如图15・9所示，放在绝缘水平面上的两条平行金属导轨例/V和PQ之

间的宽度为/,置于磁感应强度值为8的匀强磁场中，8的方向垂直于导轨平面，

导轨左端接有电阻为Rt其他电阻不计，导轨右端接有电容为。的电容器，长为2/

的金属棒ab放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其a端绞链在导轨PQ±.,现将

棒以角速度3绕8点沿水平导轨平面顺时针旋转9。？角，求这个过程中通过/?的

总电量是多少？

5.(????)如图15-10所示，和U。是足够长的平行光

滑导轨，其间距为/,导轨平面与水平面的夹角为6.整个装置处在

用心爱心专心

图15-10

磁感应强度为8的，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中/C端连有电阻值为

RM,垂直于导轨的金属棒£尸在距8。端s处由静止释放，在EFF,方向沿斜面向

上的恒力把£尸棒从8。位置由静止推至距8。端s处，突然撤去恒力F,棒EF最

后又回到8。端.求：(1)£尸棒下滑过程中的最大速度.

(2)“■棒自8。端出发又回到8。端的整个过程中，有多少电能转化成了

内能(金属棒、导轨的电阻均不计)？

6.(?????)在磁感应强度为8:0.4T的匀强磁场中放一个

半径r=50cm的圆形导轨,上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起。3以角速度

/*ad/s逆时针匀速转动.圆导轨边缘和两棒中央通过

电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为/?=0.8Q,外接电。

阻AQ,如所示,求：

(1)每半根导体棒产生的感应电动势.图15-11

(2)当电键S接通和断开时两电表示数(假定/???,/??0).

参考答案:，难点磁场,LB.提示:将圆环转换为并联电源模型，如图15'-L

用心爱心专心

提示:将电路转换为直流电路模型如图15'—2.

3.(1)电压表理由略(2)尸二1.6N(3)(2=0.25C

22228(2db)8(628)，”,歼灭难点训练,LCD2.AD3。=/△上或Q=RR

324.Q=8/(+20O)2R

5.(1)如图15'—3当£尸从距8。端s处由静止开始滑至8。的过程中，受力情况

8/力如图所示.安培力：F=BI/=B安R

图15—3

8/iz/Wgsin-8/,/?根据牛顿第二定律：a=?M

所以，EFa=D时速度达到最大值匕m22由？式中3=0有:例gsine-8/iz//?=0?m

MgRsic,v=m22〃/

(2)由恒力厂推至距8。端s处，棒先减速至零，然后从静止下滑，在滑回8。之前

已达最大速度v开始匀速.m

设£尸棒由8。从静止出发到再返回8。过程中，转化成的内能为△£根据能的转化

与

守恒定律：

例g/?sin,1122Fs-XE=Mv?XE=Fs-M()?m222281

6.(1)每半根导体棒产生的感应电动势为

用心爱心专心

11232£=B/=^/co=xxl0x(0.5)V,50V.1/122

(2)两根棒一起转动时，每半根棒中产生的感应电动势大小相同、方向相同(从边缘

指向中心)，相当于四个电动势和内阻相同的电池并联，得总的电动势和内电阻

11为££50V,/-=;?,0.1Q,1。42

当电键S断开时，外电路开路，电流表示数为零，电压表示数等于电源电动势，为

50V.

当电键S'接通时，全电路总电阻为

R'=r+/?=(0.1+3.9)0=40.

由全电路欧姆定律得电流强度(即电流表示数)为

£50Z,,A=12.5A.,r,RA

此时电压表示数即路端电压为

U=E-IrxO.lV,48.75V(电压表示数)

或司,〃?,12.5x3.9V,48.75V.

难点3滑动变阻器应用分析

滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，近几年高考电学设计性实验命题对其应用多

次直接或渗透考查.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应考的难

点.

?难点磁场

1.(????)如图12-1所示，滑动变阻器电阻最大值为R,

负载电阻R=R,电源电动势为£内阻不计.1

(1)当《断开，滑动头c移动时，/?两端的电压范围是多少，1

(2)当《接通，滑动头c移动时，。两端的电压范围是多少，1

(3)设/?的长度db二A上单位长度的电阻各处相同，a、c间

长度为当《接通后，加在/?上的电压U与x的关系如何，11图12-1

2.（?????）用伏安法测金属电阻/?（约为5。）的值，x

用心爱心专心

已知电流表内阻为1Q,量程为0.6A,电压表内阻为几kO,量程为3V,电源电动

势为9V,滑动变阻器的阻值为0~6。,额定电流为5A,试画出测量/?的原理图.

X

?案例探究

，例L（?????）用伏安法测量某一电阻月阻值,现有实验器材如下:待测电X

阻/?（阻值约5Q,额定功率为1W）;电流表4量程0~0.6A,内阻0.2Q）;电流表

力八2（量程0~3A,内阻0.05Q）;电压表P（量程0~3V,内阻3kQ）;电压表

1/（量程。~1512V,内阻15kQ）;滑动变阻器/?（0-50。）,蓄电池（电动势为6

V）、开关、导线.。

为了较准确测量月阻值，电压表、电流表应选_________并画出实验电路图.，

命题意图:考查正确选择实验仪器及据实验原理设计合理电路的实验能力.B级要求.

错解分析:没能据安全性、准确性原则选择/和I/,忽视了节能、方便的原则，采

用了变阻器的分压接法.

解题方法与技巧:由待测电阻月额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻月的

X*额定电压、额定电流的值约为

PR.1,5P/R,l/5U=?2.2V,Z==0.45A.

则电流表应选力,电压表应选I/.1!

又因=24.5Q,R,则电流表必须外接.R,尺0.2,3000/

因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻R,故首先考虑滑动变阻器*图12・2的限

流接法，若用限流接法，则被测电阻月上的最小电流为X

£6V==0.11A,/,故可用限流电路.电路如图12-2所示.»min£,RS,50，

a%b&Ab

-?hH—L-I|I|——

1E，E1]r=Q>

(a)(b)

?锦囊妙计

一、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特

点图12-3所示的两种电路中，滑动变阻器(最大

阻值为Q对负载R的电压、电流强度都起控制“

调节作用,通常把图12-3(a)电路称为限流接法,

图12・3(b)电路称为分压接法.

图12-3

负载/?上电压调节范围(忽负载/?上电流调节相同条件下电路消u

略电源内阻)范围(忽略电源内耗的总功率

阻)

限流接法EERL?RE7U7ELLEILR,RRR,RLOLLO

分压接法E?O?/O?4/?£z£(Z+7)LLSPRL

用心爱心专心

比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围限流电路能耗较小

较大

£其中，在限流电路中，通/?的电流/=,当/?,/?时/主要取决于/?的变

LLQLLQR,/?Z0

化，当4月时，/主要取决于R.特别是当/?<</?时，无论怎样改变/?的大小，也

不OLLLOLO

会使/有较大变化.在分压电路中，不论”的大小如何，调节滑动触头户的位置，都

可以2。

使/有明显的变化.，

二、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法

滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综

合考虑，灵活择取.

(1)要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏

安特性、校对改装后的电表等电路)，即人范围内测量时，必须采用分压接法.

(2)当用电器的电阻/?远大于滑动变阻器的最大值R,且实验要求的电压变化范围

L0

较大(或要求测量多组数据)时，必须采用分压接法.因为按图12-3(b)连接时，因

/?>>/?他凡所以R与/?的并联值R?R,而整个电路的总阻约为R,那么/?两端电

压U二井apLapapGLL

U?R,显然U?R,且/?越小,这种线性关系越好,电表的变化越平稳均匀，二井

apLapapRQ

越便于观察和操作.(3)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过

心的额定值时，只能采用分压接法.

(1)测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL

与月接近或/?略小于R.采用限流式接法.。，0

(2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分

压式接法的要求时，采用限流式接法.

(3)没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采

用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.

?歼灭难点训练

1.(????)(2002年上海)在如图所示12-4所示电路中,当图12—4变阻器/?的滑

动头P向b端移动时3

A.电压表示数变大，电流表示数变小

B.电压表示数变小，电流表示数变大

C.电压表示数变大，电流表示数变大

岩

I~~lik—

D.电压表示数变小，电流表示数变小

2.(????)如图12-5所示，当变阻器/?的触头户向右滑动2

时，有

U内电场强度增大

用心爱心专心

图12-5

C./?上消耗的功率增大i

3.(????)如图12-6所示电路中,电源电动势为£闪电

阻为乙月和月为定值电阻,月为可变电阻，当月的滑动头夕由1233

a向b端滑动过程中，电压表KV和电流表/、＜的读数如1212

何变化，

4.(????)(1993年全国高考题)将量图12-6

程为lOOpA的电流表改装成量程为1mA

的电流表，并用一标准目流表与改装后的

过电流表的电流能从零连续调到1mA,

试按实验要求回出电路图.

5.(?????)如图12-7所示，电源电动势£=12V,内阻r=0.5Q,/?=2Q,/?=3Q,

滑动变阻器的总电阻R=5Q,试分析:在滑动片120

《从d端移至b端的过程中，电流表A的示数如何变化？

6.(?????)用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:待测图12-7电阻/?(约100

。)；直流电流表(量程0~10mA、内阻50。);直流电*

压表(量程0~3V、内阻5k。);直流电源(输出电压4V、内阻不计);滑动变阻器

(0~15。、允许最大电流1A);开关1个，导线若干.根据器材的规格和实验要求画

出实验电路图.

£参考答案:，难点磁场,1.(1)?〃？£(2)0?〃？£ii2

Rx,REELxL(3)U=\R,/?=,/=得：U=1122/?/?£,x,Lxx,RR,(2,x)并』2

—1

用心爱心专心

JN—

图12'—1

，歼灭难点训练,1.B2.A、B3.1/示数减小V示数增加/示数增大力示数减小

12121—2

图12，一2

5.电流表示数由大变小，然后由小变大.

6.用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于R,x

,故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用变阻器的限流接法，当滑动变阻

RRAV

£器阻值调至最大，通过负载的电流最小，/二'一3所示.min/?,R,RAX

图12—3

难点4变力做功与能量转化

功是中学物理中的重要概念，它体现了力对物体的作用在空间上的累积过程.在考纲

中

属B级.对功尤其是变力做功是近年考查热点，亦是考生应考的难点.

用心爱心专心

?难点磁场

1.(????)(1999年全国)一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的

过程中，地板对物体的支持力所做的功等于

2.(????)一辆车通过一根跨过定滑轮的绳

PQ提升井中质量为端拴在车后的挂钩上.设绳

的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑

轮上的摩擦都忽略不计.开始时，车在4点，左右两

侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳长为H.提升时，

车向左加速运动，沿水平方向从/经过8驶向C

设/到8的距离也为H,车过8点时速度为、求车8图4-1由/移到8的过程

中，绳Q端的拉力对物体做的功

是多少，

3.(?????)如图4-2所示，若在湖水里固定一细长圆管,管

25内有一活塞,它的下端位于水面上，活塞的底面积S=1cmpxlO//=1502=10m/s)

m,则拉力对活塞做的功为______J.(g

?案例探究

，例1,(????)用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深

度成正比.在铁锤击第一次时，能把铁钉击入木

图4-2块内1cm.问击第二次时，能击入多少深度，(设铁锤每次做功相等)

命题意图:考查对功概念的理解能力及理论联系实际抽象建立模型的能力.B级要求.

错解分析：(1)不能据阻力与深度成正比这一特点，将变力求功转化为求平均阻力的

功，进行等效替代.(2)不能类比迁移，采用类似据匀变速直线速度-时间图象

求位移的方式，根据尸-x图象求功.

解题方法与技巧:解法一:(平均力法)

铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做的功，但摩擦阻

力不是恒力，其大小与深度成

正比，尸二一片履,可用平均阻力来代替.

1如图4-3,第一次击入深度为用平均阻力二

12做功为14/=x-kx.Fiii12

1第二次击入深度为X到％平均阻力=%(X+M,E22122图4-3

用心爱心专心

122位移为X-X,做功为W-(x-x)=k(x-X).尸212212122

两次做功相等：〃二〃.12

解后有：x=x=L41cm,2zi

Ax—=0.41cm.2i

解法二:(图象法)

因为阻力F=kxXX尸为纵坐标，尸方向上的位移x为横坐标，

作出尸-X图象(图4-4).曲线上面积的值等于尸对铁钉做的功.

由于两次做功相等，故有：

5=5(面积),即:12

112kx-k(x+x)(x-x),1212122图4-4

XXX

XX

XF

AXX+

X

XXX

所以Ax=x-x=0.41cm21

，例2,(?????)如图4-5所示，置于水平面的平行金

属导轨不光滑，导轨一端连接电阻R,其他电阻不计，垂直于导

轨平面有一匀强磁场，磁感应强度为B.当一质量为加的金属棒

db在水平恒力尸作用下由静止向右滑动时

尸对db棒做的功等于电路中产生的电能

db做匀速运动时，外力尸做的功才等于电路中产生的电能

5。做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电图4-5能

db匀速运动的速度越大，机械能转化为电能的效率越高

命题意图:考查考生理解能力、分析综合及推理能力.B级要求.

错解分析:对整个物理情景理解不透，对整个物理过程中能量的转化及传递途径理解

不透.

解题方法与技巧：(能量守恒法)

在导体棒的运动过程中外力做的功，用来克服由于发生电磁感应而产生的感应电流

的安培力的那一部分转化为电能，又因为有摩擦，还需克服摩擦力做功，转化成内

能.所以A、B错，C对;又当匀速运动时，由能量转化的观点，可知

2/1/()2208/电/?〃〃=匕8、/、F、/?一定，所以〃？匕即p越大〃越大，D对.

PFvFR机

故CD正确.

?锦囊妙计

变力做功的求解方法

对于变力做功一般不能依定义式小二尸scosJ直接求解，但可依物理规律通过技巧

的转化间接求解.

用心爱心专心

1.平均力法:

如果参与做功的变力，其方向不变，而大小随位移线性

变化，则可求出平均力等效代入公式W=scos8求解.F

2.图象法：

如果参与做功的变力，方向与位移方向始终一致而大小

图4-6随时变化，我们可作出该力随位移变化的图象.如图4-6,那

么图线下方所围成的面积，即为变力做的功.

3.动能定理法：

在某些问题中，由于力F大小或方向的变化，导致无法直接由〃二尸scos8求变力

尸做功的值.此时，我们可由其做功的结果一一动能的变化来求变力尸的功：”=△£

k

4.功能关系法：

能是物体做功的本领，功是能量转化的量度.由此，对于大小、方向都随时变化的变

力尸所做的功，可以通过对物理过程的分析，从能量转化多少的角度来求解.

?歼灭难点训练

用心爱心专心

1.(???)一辆汽车在平直公路上从速度)开始加速行驶，经时间1后，前进了距。

离与此时恰好达到其最大速度匕设此过程中发动机始终以额定功率P工作，汽车所

受阻max

力恒为尸，则在这段时间里，发动机所做的功为

A.Fs3.Pt

V,1/1122maxoC.7771/+Fs-mvD.F77tmaxo222

2.(????)如图4-7所示，质量为m的物体被细绳牵引着在光滑水平面上做匀速圆

周运动，。为一光滑孔，当拉力为尸时，转动半径为此当拉力为8尸时，物体仍做

匀

/?速圆周运动，其转动半径为，在此过程中，外力对物体做的功为2

FR/2FRI4FR/2FR

图4—7图4—8

3.(????)—质量为6的小球，用长为2的轻绳悬挂于。点，小球在水平力尸作用

下，从平衡位置夕点很缓慢地移到Q点.如图4-8所示，此时悬线与竖直方向夹角

为仇则拉力尸所做的功为

A./npZcos0B./ng/(l-cos8)

C.HsineD.FLO

4.(????)挂在竖直墙上的画长1.8m,画面质量为100g,下面画轴质量为200g,今

R

2将它沿墙缓慢卷起，g=10m/s.需做_________J的功.

5.(????)用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的

力F,将质量为6的小物体沿半径为/?的固定圆弧轨道从/点推

AB.

到8点,圆弧对应的圆心角为60?,如图4-9所示，则在此

过程，力尸对物体做的功为________.若将推力改为水平恒力F,

则此过程力尸对物体做的功为__________.

图4-9

用心爱心专心

336.（?????，m,井的半径R.21,水的密度pxlOkg/m,大气压posxlOPa.求活塞

上升77,9.00m的过程中拉力尸所做的功.（井和管在水面以上及水面以下

2的部分都足够长.不计活塞质量，不计摩擦，重力加速度g取10m/s）

Ft\

U77777777Tx

i

图4-10

参考答案：

，难点磁场，

1221.CD2./771/+3.100B4

，歼灭难点训练，

//?341.BC2.C3.BJ5.F,FRxlOJ32

难点5玻尔原子模型及相关应用

玻尔原子模型是中学物理的重要模型之一，以此为背景的高考命题，有较强的抽象

性

和综合性，是考生应对的难点.

?难点磁场

1.（????）（1996年全国）根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层

轨道后

用心爱心专心

A.原子的能量增加，电子的动能减小

B.原子的能量增加，电子的动能增加

*小）

4---------------------------------------085

3----------------------------------------1.51

2----------------------------------------3.4

1----------------------------------------136

C.原子的能量减小，电子的动能减小

D.原子的能量减小，电子的动能增加

2,（????）（1995年全国）如图19-1所示，给出氢原子

最低的四个能级，氢原子在这些能级之间跃迁即辐射的光子的频

率最多有________种，其中最小的频率等于________Hz.（保留两

图19-1位有效数字）

?案例探究

，例L欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是

A.用10.2eV的光子照射B.用11eV的光子照射

C.用14eV的光子照射D.用11eV的光子碰撞

命题意图:考查考生对玻尔原子模型的跃迁假设的理解能力及推理能力.B级要求.

解题方法与技巧:由・玻尔理论"的跃迁假设可知，氢原子在各能级间，只能吸收能量

值刚好等于两能级之差的光子.由氢原子能级关系不难算出，10.2eV刚好为氢原子

n=l和n=2的两能级之差，而11eV则不是氢原子基态和任一激发态的能量之

差，因而氢原子只能吸收前者被激发，而不能吸收后者.对14eV的光子，其能量

大于氢原子电离能，足可使"氢原子"电离，而不受氢原子能级间跃迁条件限制.由

能的转化和守恒定律不难知道，氢原子吸收14eV的光子电离后产生的自由电子仍

具有0.4eV的动能.

另外，用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可全部或部分地为氢原子吸收，所

以只要入射电子的动能大于或等于基态和某个激发态能量之差，也可使氢原子激

发，故正确选项为ACD.

，例2,光子能量为£的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于77=3的能级），氢原子

吸收光子后，能发出频率Y、丫、V、丫、V、Y六种光谱线，且

Y，Y，Y123456123，Y，Y，Y，则£等于"6

A.AyR.Ayif,

C./7（Y-Y）D./?（Y+Y+丫+丫+丫+V）61123456

命题意图:考查对玻尔理论跃迁假设的理解能力及推理能力.B级要求.

错解分析:出现错解的原因有（1）对氢原子跃迁机理理解不透.（2）对量子数为n的氢

原子自发辐射产生谱线条数"（"-1）/2这一规律把握不牢，难以执果索因，逆向思

维推断氢原子吸收光子后所在能级量子数/7=4.

解题方法与技巧:因为，对于量子为〃的一群氢原子，向较低的激发态或基态跃迁

时，可能产生的谱线条数为"（"-1）/2,故/7（/7-1）/2=6,可判定氢原子吸收光子

的能量后可能的能级是"二4,从77=4到z,故处于n=3能级的氢原子吸收频率

为丫（£二力丫）的光11子能量，从〃=3能级跃迁到〃=4能级后,方可发出6种谱线

的频率，故A选项正确.

?锦囊妙计

一、高考走势

中学所涉及的原子物理知识是大学《高能物理》的必备基础，尽管中学教材的要求

较低，但历届高考命题均有涉及，其中对玻尔理论的考查常以氢原子为例，集中体

现对定态

用心爱心专心

假设、跃迁假设的理解能力及推理能力、抽象思维能力的考查.该考点仍不失为今后

高考命题的考查热点和洼点.

二、处理玻尔原子模型应用问题要点

设，为某定态(量子数为")时氢原子核外电子的轨道半径，电子绕核速度乙电子

〃〃动能E,系统电势能E,原子总能量E,

据玻尔的轨道假设和经典力学规律得：

?mv.r.n,h/2(n,l,2,3),??,nn,,222,ke/r,mv/rnnn,?

由此方程可得以下结论：2(1)电子绕行速度：々2"八/"九1/=〃,.(/7=1,2,3“〃)

”“12222(2)电子轨道半径:7•二77/7/4Timke,r=nr.(n=l,2,3„”“1332223(3)电子绕行

周期T-nh/4nmke,T-nT.(n=1,2,3".1224222(4)电子动能

E—2Ttmke/nh,E-E/n.(n-1,2,3„k”k〃H222422(5)系统电势能:E=-ke/r--

4nmke/nh.(/7=1,2,3„„)pnn

1且I£|二I£|k〃p〃2

£224221(6)原子总能量£=-2nmke/nh,£=.(n=X,2,3,,„)nnin

以上结论是对相关氢原子定态问题进行判断、推理的主要依据.

(1)氢原子受激发由低能级向高能级跃迁：

当光子作用使原子发生跃迁时，只有光子能量满足hy=G£的跃迁条件时，原子才

mn

能吸收光子的全部能量而发生跃迁.

当用电子等实物粒子作用在原子上，只要入射粒子的动能大于或等于原子某两"定态

"能量之差E-E,即可使原子受激发而向较高能级跃迁.6〃

如果光子或实物粒子与原子作用而使原子电离(绕核电子脱离原子的束缚而成为"自

由电子"，即"二？的状态)时，不受跃迁条件限制，只不过入射光子能量越大，原

子电离后产生的自由电子的动能越大.

(2)氢原子自发辐射由高能级向低能级跃迁：

当一群氢原子处于某个能级向低能级跃迁时，可能产生的谱线条数为"("-1)/2条.

当单个氢原子处于某个能级向低能级跃迁时，最多可能产生(〃-1)个频率的光子.

?歼灭难点训练

按照玻尔理论，在氢原子中，当电子从半径为4/■的轨道跃迁到半径1

为，的轨道时，它的能量变化是I

A.电势能减少，动能增加B.电势能减少，动能减少

用心爰心专心

2.(????)根据氢原子的玻尔模型，核外电子在第一(〃二1),第三(〃=3)轨道上运动

时，以下说法正确的是

??3

??3

3.(????)一个氢原子中的电子从一半径为广的轨道跃迁到另一半径为，的轨道…b

已知r.r,则在此过程中ab

4.(????)用能量为12.3eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子照射后，

下列的说法正确的是

n=2的轨道上去

〃=3的轨道上去

"二4的轨道上去

-------------------------------------------16e¥

-------------------------------------------2.7eV

-------------------------------------------5.5W

------------------------