1、洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 1第 16 讲 物理模型的建立一、建立对象模型关键是通过合理选取研究对象，达到顺利求解的目的。例 1 长为 l 的轻绳，一端用轻环套在水平光滑的横杆上 (轻绳与轻环的质量都不计)，另一端连一质量为 m 的小球。开始时，将系球的绳子绷紧并转到与横杆平行的位置，然后轻轻放手。当绳子与横杆成 角时，如图所示，小球速度在水平方向的分量大小是多少?竖直方向的分量大小是多少?例 2 如图所示，水平放置面积相同的两金属板 A、B。A 板用绝缘丝线挂在等臂天平的一端，B 板用绝缘支架固定，当天平平衡后，两平行板间的距离为 2cm，若在两板间加 200V 电压后，在天平右端要
2、增加 4g 砝码天平才能恢复平衡，可得金属板 A 所带的电荷量为_C 。例 3 如图所示，U 形管右管内径为左管内径的两倍，外界大气压p0=75cmHg，左端封闭，封有 30cm 气柱，左右两管水银面高度差为 37.5cmHg，左管封闭端下60cm 处有一塞子，若将塞子拔去，会在左管内产生一段新的气柱，那么：(1)此时左管封闭端的气柱长变为多少？(2)新产生的气柱长又为多少？例 4 如图所示，匀强电场竖直向下，场强大小为 E，质量为 m、2m 、3m 的三个小球 A、B 、C 用绝缘细线连接悬于 O 点。其中 B 球带正电 q，A、C 两球不带电，开始三球均处于静止状态，当把 OA 段剪断的瞬
3、间，A、B 之间的细线张力为_。例 5 如图所示为测定肺活量的装置示意图，图中 A 为倒扣在水中的开口圆筒，测量前尽量排尽其中的空气。测量时被测者尽力吸足空气，再通过 B 将空气呼出，呼出的空气通过气管进入 A 内，使A 浮起。已知圆筒 A 的质量为 m、横截面积为 S、大气压强为 p0，水的密度为 ，圆筒浮出水面的高度为 h，则被测者的肺活量有多大？例 6 如图所示，将两个质量均为 m 的小球用细线相连悬挂于 O 点。(1)若用力 F 拉小球 a，使其悬线 Oa 向右偏离竖直方向 =300 角，且整个装置处于平衡状态，求力 F 的最小值并说明其方向；(2)若在 a 球上施加符合(1 )题条件
4、的力 F 后，仍保持悬线 Oa 竖直，且使整个装置处于平衡状态，求在 b 小球上施加的最小力的大小，并说明其方向。洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 2二、建立过程模型明确题中所述物理过程，建立和物理过程对应的相关方程是顺利解题的关键。 例 7 甲、乙两同学分别拿两只不同型号，已经校准的电压表去测量某电路两端的电压，在排除读数误差的前提下，甲同学的测量值是 4.3V，乙同学的测量值是 4.5V，则该电路电压的实际值是( )A、U4.5V例 8 在水平天花板上用绳 AC 和 BC 悬挂着物体 m，绳与竖直方向的夹角分别为 =370 和 =530，且ACB 为 900，如图所示。绳 AC 能承受的
5、最大拉力为 100N，绳 BC 能承受的最大拉力为 180N。重物质量过大时会使绳子拉断。现悬挂物的质量 m 为 14kg(g=10m/s2)则( )。A、AC 绳断，BC 绳不断 B、AC 绳不断，BC 绳断C、AC 和 BC 绳都会断 D、AC 和 BC 绳都不会断例 9 如图，带电量为+q 的一对点电荷，被分别固定在空间相距 2h 的 A、B 两点，在正电荷激发的电场区域内，有一个电子(电量为 e，质量为 m，重力可不计)正在做匀速圆周运动。则该电子的动能与电子到正电荷的距离 x 的函数关系为 Ek=_。例 10 用如图所示的传统的打气筒给容器打气，设打气筒的容积为 V0，底部有一阀门
6、K可自动开启并不漏气，活塞 A 上提时外界大气可从活塞四周进入，活塞下移时可把打气筒内气体推入 B 中，若 B 的容积为 4V0，A、B 中气体初始压强都等于大气压 P0，则打气_次，可使 B 中气体压强达到 10P0。为了使 B 中能获得的最大压强为10P0，某同学设想在筒内焊接一卡环 C(体积不计)来控制打入 B 内的气体，则卡环 C 到打气筒顶部的距离 h 与打气筒总长 H 的比值为_(所有摩擦不计，打气时温度不变，连接部分体积不计)。例 11 如图是电饭煲的电路图，S 1 是一个限温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103 0C)时，会自动断开；S 2 是一个自动温控开关，当温
7、底低于 700C 时，会自动闭合，温度高于 800C 时会自动断开；红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯。限流电阻 R1=R2=500，加热电阻丝电阻 R3=50，电灯电阻不计。(1)根据电路分析、叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温)。(2)简要回答，如果不闭合开关 S1，能将饭煮熟吗?(3)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比。例 12 光滑水平地面上竖直放置两块带电平行板，质量为 M，长为 L 的木制小车静止在左端，把一个质量为 m，带电量为 q 的小滑块放在小车的左端，小滑块在车上滑动时受到的摩擦力为 f，小车运动到离左端相距 d 处的挡板时小车立即停止，要保证
8、小滑块在小车上不掉下来，则电场强度 E 应满足什么条件?洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座 3三、建立条件模型不同的条件对物理过程的作用是不同的，忽略次要条件，将条件理想化来突出主要的物理现象和过程，这就是建立条件模型的关键。例 13 如图所示，一颗子弹从水平管中射出，立即由 a 点射入一个圆筒，b 点和 a 点同处于圆筒的一条直径上，已知圆筒半径为 R，且圆筒以速度 v 向下作匀速直线运动。设子弹穿过圆筒时对子弹的作用可忽略，且圆筒足够长，OO /为圆筒轴线，问：(1)子弹射入速度为多大时，它由 b 点上方穿出？(2)子弹射入速度为多大时，它由 b 点下方穿出？例 14 如图所示，以恒力 F
9、 通过动滑轮将质量为 m 的物体沿坡底提高到坡顶，斜坡倾角为 300，不计滑轮质量和细绳的摩擦力，为使力 F 所做的功最小，F的大小为_， 角的大小为 _。例 15 如图所示，A 为一稳压电源，它的作用是保证 DE 两端的电压 VDE恒定不变，当流过稳压管的电流在 40mA 和 5mA 之间时，V DE就稳定在 10V 上。 R2 为一可变电阻，它的最小值为 500，最大值为无穷大(即断路)。设电源电压 V=20V，问当 R2 变化时，R 1 的值应在什么范围内才能使流入稳压管的电流最大不超过 40mA，最小不低于 5mA？例 16 如图所示，在距一质量为 M、半径为 R、密度均匀的球体 R
10、处有一质量为 m 的质点，此时球体对质点的万有引力为 F1，当从球体中挖去一半径为 R/2 的球体时，剩下部分对质点的万有引力为 F2，求 F1：F 2 为_。例 17 一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，产生一个辐射状的磁场 (磁场方向水平向外)，一个与磁铁同轴的圆形铝环(圆环半径为 r，弯成圆环的铝丝半径为 r0)通过磁场，由初速度为零开始下落(保持圆环平面始终水平)，如图所示。若磁场的磁感应强度 B=0.02T，铝丝的密度 D=2.7103kg/m3，电阻率 =3.110-8m，试求：(1)圆环下落的速度为 v 时的电功率表达式；(2)圆环下落的最终速度。洋泾中学高三物理第二轮复习专题讲座
11、4四、建立等效模型通过仔细分析题设条件，抽象出整个过程的本质特征，然后用我们熟悉的、简单的等效模型代替那些真实、复杂的物理模型，从而使复杂问题的求解过程得到优化。例 18 如图所示，在光滑水平面上有一密闭水箱，A 、B 、C 三个小球的密度分别为： A 水 ， B=水 ， C 水 ，均用细线系在水箱中。开始时水箱静止，细线竖直，现用力向右突然拉动水箱，则( )。A、细线均竖直 B、A 线左倾，C 线右倾，B 线竖直C、细线均左倾 D、A 线右倾，C 线左倾，B 线竖直例 19 如图所示的电路中，虚线框内的各元件的数值未知，当它的输出端a、b 分别连接不同阻值的电阻时，电流有不同的读数。(1)请
12、通过计算完成下列表格。(2)a、b 连接电阻 R 的阻值为多大时，电阻 R 的电功率最大？最大功率为多少？例 20 设月球表面均匀带负电，一电子粉尘悬浮在距月球表面 1000km 的地方不动；又若将同样的电子粉尘带到距月球表面 2000km 的地方，相对月球无初速释放，则此电子粉尘 ( )。A、向月球下落 B、仍在原处悬浮 C、推向太空 D、无法判断例 21 如图所示， 3 根彼此绝缘的无限长直导线的一部分 ab、cd、ef 构成一个等边三角形，O 为三角形的中心，M、N 分别为 O 关于导线 ab、cd 的对称点，当 3 根导线中通以大小相等、方向如图的电流时，O 点磁感应强度的大小为 B，M 点磁感应强度的大小为 B/，则 N 点磁感应强度的大小为_；若将导线 ef 中的电流撤去，而保持另 2 根导线中的电流不变。则 N 点磁感应强度的大小变为 _。例 22 如图所示，天平横梁左、右刀口之间的距离 2l=40cm，游码刻度间的距离 2d=30cm，游码刻度量程 010g，则可估算出游码的质量 mx=_g。例 23 一单摆在竖直平面内作简谐运动的周期为 T，现由于受到横向风力的作用(风力恒定)，将使悬挂小球的悬线偏离竖直方向 角，在这种情况下，让摆球偏离平衡位置一小角度，仍让单摆作简谐运动，那么其周期将变为多少?
