連接體模型

特訓目標特訓內(nèi)容

目標1高考真題(1T-5T)

目標2三大力場和熱學中連接體的平衡問題(6T-13T)

目標3三大力場中應用牛蟆第二定律應用處理連接體問題(14T-19T)

目標4應用能■:的觀點處理連接體問題(20T-25T)

【特訓典例】

一、高考真題

,題目工(2023?山東?統(tǒng)考高考真題)足夠長U形導軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為1館,電阻不計。質(zhì)量

為1kg、長為1m、電阻為1。的導體棒放置在導軌上，與導軌形成矩形回路并始終接觸良好，/和II區(qū)域

內(nèi)分別存在豎直方向的勻強磁場,磁感應強度分別為瓦和瓦，其中瓦=2T,方向向下。用不可伸長的輕繩

跨過固定輕滑輪將導軌8段中點與質(zhì)量為0.1kg的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，

某時刻MN、CD同時分別進入磁場區(qū)域/和II并做勻速直線運動，MN、CD與磁場邊界平行。的速

度％=2m/s,CD的速度為“2且”2>3，AW和導軌間的動摩擦因數(shù)為。2重力加速度大小取lOm/s?,下

.02=5m/sD.v2=3m/s

【答案】BD

【詳解】4B.導軌的速度”2>%,因此對導體棒受力分析可知導體棒受到向右的摩擦力以及向左的安培

力，摩擦力大小為/=〃強=2N導體棒的安培力大小為E=/=2N由左手定則可知導體棒的電流方向為

N―7W一。一。TN,導體框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小為

E=f—m0g=IN由左手定則可知為的方向為垂直直面向里，A錯誤正確；

CD.對導體棒分析區(qū)對導體框分析月=瑪江電路中的電流為/=且他二盟^聯(lián)立解得。2=

r

3m/s

。錯誤。正確；故選B。。

Wt0(2022?海南?高考真題)如圖,帶正電3X10一5。的物塊A放在水平桌面上,利用細繩通過光滑的滑輪

與B相連，人處在水平向左的勻強電場中，E=4xllfN/c,從。開始，4與桌面的動摩擦因數(shù)〃隨，的變

化如圖所示，取。點電勢能為零，A、B質(zhì)量均為1kg,B離滑輪的距離足夠長，則()

?M

鬲中物理品新試露

A.它們運動的最大速度為Im/s

B.它們向左運動的最大位移為1館

C.當速度為0.6m/s時，A的電勢能可能是—2.4J

D.當速度為0.6m/s時，繩子的拉力可能是9.2N

【答案】ACO

【詳解】AB.由題知=2/設(shè)?1向左移動力后速度為零，對4、_8系統(tǒng)有

qEx—mgx—發(fā)?//=0（此處/力前面的十是因為摩擦力是變力，其做功可以用平均力），可得/=2m

A向左運動是先加速后減速，當c=2?n時,摩擦力變成靜摩擦力，并反向，系統(tǒng)受力平衡，最后靜止。設(shè)？1

f2

向左運動x后速度為0,對系統(tǒng)則有qEx—mgx―*fx—/?Zm/z/得7T^2=—x）+l即：當x—1m

時，o最大為lm/s,故A正確，B錯誤；

C.當1v=0.6m/s時，可得力=0.2m或1.8m當re=0.2m時，電場力做功qEx—2.4J則電勢能減小2.47,由

于Epo=0,則電勢能為-2.47,當力=1.8館時Epo=—21.6J故。正確；

D.根據(jù)牛頓第二定律qE—于一mg=2ma當力=0.2m時，系統(tǒng)加速度a=O.gm/s?對B有T—mg—ma

得T=1。.8N當N=1.8m時，系統(tǒng)加速度a=-0.8m/s2^B分析可得T=9.2N故D正確。故選ACD.

頷目回（2022?海南?高考真題）我國的石橋世界聞名，如圖，某橋由六塊形狀完全相同的石塊組成，其中石塊

1、6固定，2、5質(zhì)量相同為機，3、4質(zhì)量相同為加,不計石塊間的摩擦,則小:那為（）

A.乎B.V3C.1D.2

【答案】。

【詳解】六塊形狀完全相同的石塊圍成半圓對應的圓心角為180°,每塊石塊對應的圓心角為30°,對第3塊石

塊受力分析如圖

結(jié)合力的合成可知tan60°=—對第2塊和第三塊石塊整體受力分析如圖

mg

高中物理品新試露???

2、3

(m+m)g

tan30=———解得=2故選D

(m+mr)gmo

題目回(2022?山東?統(tǒng)考高考真題)某糧庫使用額定電壓U=380V,內(nèi)阻A=0.25。的電動機運糧。如圖所

示，配重和電動機連接小車的纜繩均平行于斜坡，裝滿糧食的小車以速度v=2m/s沿斜坡勻速上行,此時

電流/=40A。關(guān)閉電動機后，小車又沿斜坡上行路程L到達卸糧點時，速度恰好為零。卸糧后，給小車一

個向下的初速度,小車沿斜坡剛好勻速下行。已知小車質(zhì)量恒產(chǎn)100kg,車上糧食質(zhì)量巾2=1200kg,配重

質(zhì)量恒o=40kg,取重力加速度g=lOm/sz,小車運動時受到的摩擦阻力與車及車上糧食總重力成正比，比

例系數(shù)為k,配重始終未接觸地面,不計電動機自身機械摩擦損耗及纜繩質(zhì)量。求：

(1)比例系數(shù)k值；

(2)上行路程E值。

【答案】⑴k=0.1;(2)L=

185

【詳解】(1)設(shè)電動機的牽引繩張力為電動機連接小車的纜繩勻速上行，由能量守恒定律有

2

UI=IR+T.V解得工=7400N小車和配重一起勻速,設(shè)繩的張力為T?，對配重有￡=mog=4007V

設(shè)斜面傾角為巴對小車勺速有7]+￡=(mi+m2)^sin0+fc(mi+m2)^而卸糧后給小車一個向下的初速度，

小車沿斜坡剛好勻速下行，有m1gsin。=mQg+km?聯(lián)立各式解得sin<9=0.5,k=0.1

(2)關(guān)閉發(fā)動機后小車和配重一起做勻減速直線運動，設(shè)加速度為Q,對系統(tǒng)由牛頓第二定律有

370

(mi+m)asin0+fc(m4-m)o—m()g—(mi+m+m)a可得a=—m/s2由運動學公式可知v1—2aL

2122067

解得L=

185

:題目|5〕(2022.全國?統(tǒng)考高考真題)如圖，容積均為壞、缸壁可導熱的4、B兩汽缸放置在壓強為P。、溫度為

久的環(huán)境中；兩汽缸的底部通過細管連通，4汽缸的頂部通過開口。與外界相通:汽缸內(nèi)的兩活塞將缸內(nèi)

氣體分成/、II、III、W四部分，其中第〃、III部分的體積分別為1%和;%、環(huán)境壓強保持不變，不計活塞的

質(zhì)量和體積，忽略摩擦。

(1)將環(huán)境溫度緩慢升高，求B汽缸中的活塞剛到達汽缸底部時的溫度；

(2)將環(huán)境溫度緩慢改變至2To，然后用氣泵從開口C向汽缸內(nèi)緩慢注入氣體，求A汽缸中的活塞到達汽缸

底部后，B汽缸內(nèi)第IV部分氣體的壓強。

鬲中物理品新試露

【詳解】（1）因兩活塞的質(zhì)量不計，則當環(huán)境溫度升高時，IV內(nèi)的氣體壓強總等于大氣壓強，則該氣體進行等

3v

壓變化，則當口中的活塞剛到達汽缸底部時，由蓋呂薩克定律可得4^-=2解得7=言為

（2）設(shè)當4中的活塞到達汽缸底部時111中氣體的壓強為p,則此時IV內(nèi)的氣體壓強也等于p,設(shè)此時IV內(nèi)的

氣體的體積為V,則II、III兩部分氣體被壓縮的體積為——V,則對氣體IV,*4

對11、III兩部分氣體8；4）=聯(lián)立解得v=曰％;p=

二、三大力場和熬學中連接體的平衡問題

If回為歡慶國慶，街頭巷尾都掛起了紅燈籠。如圖所示，兩輕質(zhì)圓環(huán)A、E套在固定的水平桿上，輕繩兩

端分別系在圓環(huán)上，在輕繩上B、D處分別懸掛一盞燈籠,在C處懸掛兩盞燈籠。已知各燈籠均靜止且其

質(zhì)量均為機,各段輕繩與豎直方向之間的夾角如圖中所示,重力加速度為g。下列說法中正確的是（）

A.B。段輕繩上的作用力比AB段的大B.水平桿對A圓環(huán)的支持力大小為4mg

C水平桿對人圓環(huán)的作用力沿A4方向口.等吟=2

tan/j

【答案】。

【詳解】AD.設(shè)AB段輕繩在水平方向上的分力為將四個燈籠視為整體，則AB段輕繩在豎直方向上的

分力為2mg,則有tana=段輕繩在水平方向上的分力等于AB段輕繩在水平方向上的分力，大

2mg

小為尸，結(jié)點。受力平衡，可知段輕繩在豎直方向上的分力為mg,可知12兇=￡則有她當=]

mgtan^2

根據(jù)結(jié)點B平衡可知Iosina=TBCsin/3=F得TAB＞黑。因此4錯誤，D錯誤；

B.將四個燈籠、輕繩、圓環(huán)視為整體，在豎直方向上受力分析，有2丹=4mg解得外=2mg,B錯誤；

C.4輕環(huán)重力不計，對其受力分析可知，其所受摩擦力和支持力的合力沿BA方向，與繩上的拉力等大反

高中物理品新試露???

向，。正確。故選。。

題目⑦如圖,傾角為夕的斜面固定在墻角，質(zhì)量為河的尖劈放置在斜面上，尖劈右側(cè)面豎直,用與斜面平行

的輕繩系住一個質(zhì)量為m的球，球與尖劈的接觸面光滑,斜面與尖劈間摩擦力恰好為0,整個系統(tǒng)處于靜止

狀態(tài)。沿球心。對球施加一個水平向左的恒力F后，系統(tǒng)仍處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是()

A.對球施加水平推力后，輕繩的拉力可能變大

B.對球施加水平推力后，尖劈對斜面的壓力一定變大

C.尖劈的質(zhì)量/■與球的質(zhì)量小之比為一J

tan2/9

D.對球施加水平推力后，斜面與尖劈間的摩擦力可能仍為0

【答案】

【詳解】A.以球為研究對象，輕繩與水平方向夾角也為仇則Tsin(9=mg可知對球施加水平推力后不影響

豎直方向力的大小，輕繩的拉力不變，故A錯誤；

B.以尖劈和球整體為研究對象，對球施加水平推后，尖劈對斜面的壓力M'=(M+m)gcosB+Fsin。

則一定變大，選項B正確；

(M+m)g(M+m)g

C.不加力F時對球分析可知，尖劈對球的支持力項=」吟則球?qū)馀膲毫Υ醯?」吟

tan夕tan?

對尖劈分析可知tan。=受解得—=-^―選項。正確；

Mgmtan26?

D.以尖劈和球整體為研究對象，不加力F時T=(H+nz)gsin6?施加推力F后，輕繩拉力T不變，總重力

不變，要保持平衡，有7+"305個=(河+6)95皿。+/則斜面對尖劈的摩擦力沿斜面向下,斜面對尖劈的摩

擦力不可能為0,故。錯誤。故選BC。

題目叵如圖所示，A小球帶正電，B小球帶負電，3=-2奧,用兩根長均為L的絕緣輕繩系住后懸掛于天花

板上的點O。空間存在水平向右的勻強電場，兩小球質(zhì)量相等,當系統(tǒng)平衡后可能的位置是()

???

高中物理最新試露

//〃/////

/////////

【答案】。

【詳解】ABCD.設(shè)上下兩細繩和豎直方向的夾角分別為a、0,以兩個小球組成的整體為研究對象，受力分

析如圖甲所示，根據(jù)平衡條件可知，上方細線的方向不可能沿豎直方向，應偏向右側(cè)，由平衡條件可得

tana=歿一題以》球為研究對象，受力分析如圖乙所示，由平衡條件可得tan^='

2mgmg

對比可得a<6

故ABD錯誤，?？赡苷_。故選C。

題目回如圖所示，物塊同靜止在粗糙絕緣水平桌面上,輕質(zhì)絕緣繩通過小滑輪把帶電小球Q與物塊M連

接,在滑輪正下方一定距離的豎直絕緣墻上固定一帶電小球P,初始時P,Q電荷量均為+q,細繩拉直與豎

直方向夾角為凡假設(shè)P電荷量保持不變，Q緩慢漏電，在Q電荷量自+q變?yōu)檫^程中,兩球均可看作

O

A.M■受到的摩擦力變小B.M受到的摩擦力變大

C.PQ之間的距離變?yōu)樵瓉淼男罝.PQ之間的距離變?yōu)樵瓉淼乃{

【答案】。

高中物理最新試露

Q受重力、繩子的拉力及庫侖力；將重力與庫侖力合成，其合力應與拉力大小相等方向相反，由相似三角形

可知鳥二夫二與則d漸漸減小，可知F減小，T不變，M受到的摩擦力/=T不變。在Q電荷量自

OPOQa

+q變?yōu)檫^程中，庫侖斥力尸=k篝2整理得舟==T=左卑2因為比值不變，所以PQ之間的距

8dOPOQd

離變?yōu)樵瓉淼姆?。故選。。

題目①圖示裝置可測量磁感應強度,“LJ”形金屬框。用絕緣輕繩跨過定滑輪與小桶連接,懸掛在豎直平

面內(nèi)，底邊水平且長為乙,兩側(cè)邊豎直。。的下部分所在的虛線框內(nèi)存在方向垂直紙面的勻強磁場。讓大

小為I的電流從a端流入。，往小捅內(nèi)加入質(zhì)量為mi的細沙時,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)；若電流大小保持不變，

方向改為由6端流入，往小桶內(nèi)再加入質(zhì)量為利2的細沙時，系統(tǒng)又重新平衡。重力加速度大小為9,不計一

切摩擦。下列判斷正確的是()

A.磁感應強度方向垂直紙而向里，大小為第

B.破感應強度方向垂直紙而向里,大小為魯.9

C.磁感應強度方向垂直紙而向外，大小為舞箸

J.L

D.磁感應強度方向垂直紙而向外，大小為回粵運

【答案】A

【詳解】設(shè)金屬框的質(zhì)量為小，桶的質(zhì)量為館0,根據(jù)題意，大小為/的電流從a端流入。，往小捅內(nèi)加入質(zhì)量

為恒1的細沙時，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，此時安培力豎直向上，根據(jù)平衡條件可得

mg—BIL=(m0+mi)g而當由6端流入，往小桶內(nèi)再加入質(zhì)量為m2的細沙時，系統(tǒng)又重新平衡，此時安培

力豎直向下，由平衡條件有mg+BIL—(?n()+?7Zi+m2)g聯(lián)立解得方向垂直紙面向里。故選4

—

高中物理最新試露

〔題目〔11〕如圖所示,橫截面為方形的質(zhì)量為0.5kg、長度為L=hn的長直金屬均勻硬導體棒,水平放置在傾

角為30°的粗糙絕緣斜面上,剛好不沿著斜面下滑.當給導體棒通以垂直紙面向里的電流/=L4,再加上

垂直斜面向上的勻強磁場時，導體棒剛好不沿著斜面上滑。已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速

度g取lOm/s?,下列說法正確的是（）

A.導體棒與斜面之間的動摩擦因數(shù)為畢

B.勻強磁場的磁感應強度為2.5T

C.當導體棒沿著斜面向上運動且保持水平時，斜面對導體棒的作用力與斜面的夾角為60°

D.把勻強磁場的磁感應強度方向變?yōu)樗较蜃?，物塊仍靜止不動，當磁感應強度為2.5T時,斜面與物塊之

間沒有作用力

【答案】4。

【詳解】導體棒水平放置在傾角為30°的粗糙絕緣斜面上，剛好不沿著斜面下滑根據(jù)平衡條件

mgsin3=nmgcosd解得〃=故A正確；

B.當給導體棒通以垂直紙面向里的電流時，根據(jù)左手定則可知安培力的方向沿斜面向上,根據(jù)平衡條件

BIL=mgsin。+/j.mgcosd解得B=5T故B錯誤；

C,當導體棒沿著斜面向上運動且保持水平時，斜面對導體棒的支持力N=mgcosB方向垂直斜面向上，斜

面對導體棒的摩擦力f=jLtmgcos0方向沿斜面向下，則斜面對導體棒的作用力與斜面的夾角滿足tan（7=

N

7

聯(lián)立解得a=60°故。正確；

D.把勻強磁場的磁感應強度方向變?yōu)樗较蜃?，根?jù)左手定則可知安培力的方向豎直向上，當磁感應強

度為2.5T時，由于安培力F=BIL=2.5N小于重力，則斜面與物塊之間還有作用力，故。錯誤。故選

AC.

題目M如圖所示,一開口向上的導熱氣缸固定在水平地面上，氣缸用一質(zhì)量為利的活塞密封了一定質(zhì)量

的理想氣體，活塞可以在氣缸內(nèi)無摩擦移動且不漏氣?；钊靡欢尾豢缮扉L的輕質(zhì)繩跨過兩個小定滑輪與

地面上質(zhì)量為河=3巾的物塊相連接。起初，氣體溫度為n，輕質(zhì)繩恰好伸直且無張力，已知大氣壓強為Po

=竿,重力加速度為g，活塞的橫截面積為S，氣缸的體積為V,忽略一切摩擦，現(xiàn)使氣體緩慢降溫，求：

（1）當物塊恰好對地面無壓力時，氣體的溫度z；

（2）當活塞下降至氣缸高度一半時停止降溫，氣體的溫度為;

（3）若整個降溫過程中氣體放出熱量為Q,氣體內(nèi)能的改變量AU。

高中物理品新試露

【答案】（1）￡々；（2）!著；（3）AU=—Q+嘿匕

【詳解】（1）降溫前對活塞受力分析有p0S+mg=pS當物塊對地面無壓力時，對物塊有F=陷=3mg

對活塞有p0S+mg=P1S+F對氣體由查理定律得系=號聯(lián)立可得7]=[4

Io112

1/卷V11

（2）對氣體由蓋一呂薩克定律得一=等「解之得為=!公=

-LlJ-224

（3）整個降溫壓縮過程活塞對氣體做功W=P1-AV=3唱.根據(jù)熱力學第一定律AU=Q+W故氣體內(nèi)

能改變了AU=—Q+嚓匕

題目|13〕如圖所示，汽缸開口向右、固定在水平桌面上,距離缸底L=40cm處有面積為S=10cm2的活塞封

閉一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸和光滑活塞導熱性能良好，活塞右側(cè)通過輕繩與質(zhì)量為機=2kg的重物相

連，重物放在一勁度系數(shù)為k=IQQN/m的輕彈簧上，彈簧下端固定在地面上，上端與重物接觸，但不拴接。

開始時，外界環(huán)境溫度為久=300K,彈簧彈力大小為F=20N,現(xiàn)緩慢降低外界環(huán)境溫度，外界大氣壓強始

終為加=1xl（）5pa,不計一切摩擦力和阻力，。=lOm/s?。問：

（1）當外界環(huán)境溫度§為多少時,重物剛好離開彈簧；

（2）重物剛好離開彈簧時，外界對氣體做了多少功？

【答案】⑴120K;⑵18/

【詳解】（1）最初彈簧壓縮量為Aa;=f=0.2m=20cm封閉氣體，初始狀態(tài)為7]=￡=300K,弘=SL

卜

對活塞和重物受力分析，有poS=piS+mg—F解得a=po=1x105Pa當重物與彈簧分離時有S（L—

Ax）

4辛聯(lián)立解得十

對活塞和重物受力分析有pQS=p2S+mg解得02=8X10Pa由氣體狀態(tài)方程得

J-2

=120K

（2）從開始到物體剛離開彈簧時，活塞向左移動AN=20cm外界對氣體做功為

W—poS?A力+—?\x-mg,Arc=18J

三、三大力場應用牛頓第二定律應用處理連接體問題

高中物

題目正如圖所示，物塊A、B、。的質(zhì)量均為小,其中物塊A、B上下疊放，A放在輕彈簧上，5、。通過一

繞過光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩相連，用手托住。使繩子處于恰好伸直無拉力的狀態(tài)。某一時刻突然釋放C,

一段時間后分離，此時。還未觸地,重力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.釋放。后瞬間，A、B間的彈力大小為mgB.A、B分離之前物塊B做勻加速運動

C.分離時，物塊A的速度恰好達到最大值D.A、B分離時，連接的繩子拉力大小為mg

【答案】CD

【詳解】釋放。前，彈簧上的彈力為T=2mg釋放。后瞬間，彈簧彈力瞬時不變，對4、3、C整體,根據(jù)牛頓

第二定律，有mg=3?71a解得a—9g對A,有T—mg—FN=ma解得品=-|-mg,A錯誤；

B.幺、_8分離前，4、6、C加速度相同，對整體，有mg+T—2mg=3ma,C向下運動，彈力T減小，所以

加速度減小，B錯誤；

C.幺、右分離時，對B、C整體，有mg—nig=2m<a解得Q=0此時，4加速度也恰好為0,彈簧彈力為

T'=mg之后A繼續(xù)向上運動,彈簧彈力小于重力，減速，所以在B分離時，物塊A的加速度為0,速

度恰好達到最大值，。正確；

D.4_B分離時，對B、C整體，有zng—=2?na解得a=0對（7,繩上拉力為尸=mg,。正確。故選

CD.

題目曰如圖所示,系在墻上的輕繩跨過兩個輕質(zhì)滑輪連接著物體P和物體Q,兩段連接動滑輪的輕繩始終

水平。已知P、Q的質(zhì)量均為1kg,P與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度大小為g=10m/s2,當

對P施加水平向左的拉力F=30N時，Q向上加速運動。下列說法正確的是（）

A.P、Q運動的加速度大小之比為2:1

B.P的加速度大小為2m/s2

C.輕繩的拉力大小為10N

D.若保持Q的加速度不變,改變拉力F與水平方向的夾角，則力F的最小值為12V5N

【答案】。

【詳解】A.根據(jù)動滑輪的原理，物體Q移動的速度始終是物體P的兩倍，同時開始運動，速度變化量始終

???

高中物理蠡新試露

是兩倍關(guān)系，由公式。=嗡可知，P、Q運動的加速度大小之比為1:2,故4錯誤；

BC.由牛頓第二定律，對物體Q分析T-mg=m-2a對物體P分析F—2T-/img=ma聯(lián)立解得輕繩的

拉力大小為T=12N,P的加速度大小為a=Im/s?故BC錯誤；

D.若保持Q的加速度不變，則P的加速度也不變，則有T=12N,a=lm/s2設(shè)拉力F與水平方向的夾角

仇則對物體P分析有Feos3—2T——Fsin。）=ma化簡可得F=—"遁—N其中sin?=1

sin（。+（p）VI+#

當

sin場+w）=1力F有最小值，且最小值為尺1ta=12A/5N故O正確。故選。。

題目加如圖所示，光滑斜面的傾角為3,斜面上放置一矩形導線框abed,ab邊的邊長為J,be邊的邊長為

L2，線框的質(zhì)量為小,電阻為立。線框通過絕緣細線繞過光滑的定滑輪與一質(zhì)量為M的重物相連,斜面上

的虛線守和殖之間有寬為人（%＞，）的垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度為B。將線框從虛線守下

方某一位置由靜止釋放，從^穿入磁場的過程做勻速直線運動，線框的曲邊始終平行于斜面底邊。對線框

穿過磁場的整個過程，下列說法中正確的是（重力加速度為g）（）

A.線框從守穿入磁場的速度大小為Mg-管sin。

HL1

B.線框從g/i穿出磁場的過程一定一直減速

C.線框從g/z穿出磁場的過程可能先減速后勻速

D.線框穿入和穿出磁場的過程中,通過導線橫截面的電荷量均為嗎”

【答案】CD

【詳解】A.設(shè)線框從^穿入磁場做勻速運動的速度大小為小則受到的安培力大小為F=4爭

根據(jù)平衡條件得F=Mg—mgsind聯(lián)立解得v=―7；g：in8）_R選項人錯誤。

BL]

BC.線框從ef穿入磁場的過程做勻速運動，全部進入磁場后做勻加速運動，從gh開始穿出磁場時，線框

所受的安培力大于勻速運動時所受的安培力，線框開始做減速運動。線框從啦穿出磁場的過程，若速度能

減到“，之后線框做勻速運動；若速度不能減到n,線框一直做減速運動，可知線框從gh穿出磁場的過程可

能先減速后勻速，也可能一直減速，選項B錯誤，C正確。

D.根據(jù)電荷量q=可知，線框穿入和穿出磁場的過程中，通過導線橫截面的電荷量均為q=BL5

選項。正確。故選CD。

、題目正如圖所示，光滑斜面的傾角占=30°,在斜面上放置一矩形線框abed,ab邊長。=1巾，be邊的邊長

%2=0.6機，線框的質(zhì)量m=1kg,電阻R=0.1Q,線框用細線通過定滑輪與重物相連，重物的質(zhì)量朋'=2

kg,斜面上^線與線（ef//gh//pq//ab）間有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度5=0.5T,gh線

高中物理第新試露

與pq線間有垂直斜面向下的勻強磁場,磁感應強度5=0.5T,如果線框從靜止開始運動，當ab邊進入磁

場時恰好做勻速直線運動，油邊由靜止開始運動到加線所用的時間為2.3s,取9=10礴2,則（）

A.線框進入磁場過程中感應電流方向a—bfc->d

B.電線到g無線距離為8.5m

C.ab邊由靜止開始至運動到成線這段時間內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱為9J

D.ab邊剛越過放線瞬間線框的加速度為30m/s2

【答案】AC

【詳解】A.線框進入磁場過程中磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知感應電流方向為a-b-crd,故人正確;

B.當ab邊進入磁場時恰好做勻速直線運動Mg=mgsin0+理；F安=BIL=場？解得v—6m/s線框開

始運動的加速度a=M。Mgsin'_5m人2從開始到ab邊進入磁場所用時間—=1.2s勻速時間t2=

M-Vma

Z

——2=0.1s

v

所用線框完全進入磁場到ab邊運動到gh邊所用時間質(zhì)=2.3s—1.2s—0.1s=Is因此位移為x=vt3-\-^-atl

—8.5m所以^線至〔Jgh線距離為I—0.6m+8.5m=9.1m故B錯誤;

C,產(chǎn)生的焦耳熱Q=7V32—mgsin夕?，2=9J故C正確；

D.ab邊剛過gh時V—v+<zt—llm/s電動勢E'=HV電流T-安培力理=BI/7I+B

3K2

Mg—mgsinff—理

I7i=U0N根據(jù)牛頓第二定律a!==—31.7m/s2故。錯誤。故選AC。

M+m

題目叵如圖所示，在光滑絕緣水平面上三個小球，兩兩間的距離都是4、石電荷量都是+q,質(zhì)量為

。球質(zhì)量為2m,給。一個外力「使三個小球保持相對靜止共同加速運動，以下判斷錯誤的是（）

Ao

A.。球只能帶負電，且電量為一2q

B.恒力大小F=3A/3A;Q2/L2

C.即使他們的軌跡為曲線，4給石的庫侖力也不做功

D.若某時刻撤去F,則撤去的瞬間。求的加速度大小為2〃^q2/（ml3）

曷中物理品第

【答案】CD

【詳解】A、三個小球構(gòu)成等邊三角形，AB之間相互排斥,要保持間距力不變，。球必帶負電同時吸引AB,

加速度相同，4、B的合力方向要垂直于連線指向。球一側(cè)；

對A球受力分析可知，得。球帶負電，且：k券cos60°=卜4

LL

解得：Q=2q,即。球只能帶負電，且電量為一2q,故選項4正確；

B、設(shè)三個小球的加速度都是a,根據(jù)牛頓第二定律和庫侖定律，對A球受力分析可知fc-^-sin60°=ma,則

U

a=.一叱=；對整體受力分析可知F=3ma=乎"，故選項B正確；

2mL?ml?L2

。、由題可知，要保持間距L不變，只能做直線運動，即使做曲線運動，若人對B的庫侖力與不垂直，該力可

以做功，故選項。錯誤；

。、在撤去力尸瞬間，對C根據(jù)牛頓第二定律可以得到：2k■零■cos30°=ma'則瞬間。的加速度為：a'=

L

處駕-，方向與力F反向，故選項。錯誤.

3ml?

題目□□如圖所示，質(zhì)量均為小的帶電小球A和B分別固定在長為2L的絕緣輕質(zhì)細桿的兩端并靜止在光

滑絕緣的水平面上?，F(xiàn)以細桿中垂面為左邊界加一平行細桿向右的場強大小為E的勻強電場，此時兩球

的加速度大小為。=歿，方向向右。已知B球所帶的電荷量為-3外電場左右邊界的間距為4L,求：

m

（1）4球所帶的電荷量；

（2）4、B向右運動的最大速度；

（3）從加上電場經(jīng)時間力=3、博E后兩球的速度大小。

【答案】（l）2q;（2）,上器;（3）0

【詳解】（1）對整體應用牛頓第二定律有EqA—2ma解得球A的電荷量為qA—2q,?!球所帶電荷為正電荷。

（2）5球未進入電場時，整體向右做勻加速直線運動，B球進入電場后，整體所受合力為—3qE+2qE=-qE

“一”號表示合力方向向左，可知B球進入電場后，整體做減速運動。所以B球剛要進入電場時，力、B向右

運動的速度最大。從靜止到速度最大的過程中，有乙=-yati解得ti=J2^^可得最大速度為v=ati=

!2qEL

Vm

（3）向右減速運動階段，對整體應用牛頓第二定律有3qE—2qE=2ma2解得,減速運動階段的加速度大小

為0,2=設(shè)減速到0的時間為22,則有V=口2±2解得±2=2d?蒜豆減速階段的位移為數(shù)=~t2=2L

由于友+±2=力，則經(jīng)時間力,球A恰好要離開電場，此時速度恰好為零。

四、應用能■的觀點處理連接體問題

題目叵如圖所示，傾角個=30°的光滑斜面固定在水平地面上,斜面底端有一垂直于斜面的固定擋板，質(zhì)量

高中物理第新試露

均為m=4kg的兩物體用輕彈簧拴接。對物體B施加一沿斜面向下的壓力F,使B靜止于P點。撤

掉力沿斜面做簡諧運動，當B運動至最高點時，人剛要離開擋板。已知彈簧的勁度系數(shù)％=

200N/m,重力加速度9=lOm/s?,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢能外與形變量，的關(guān)系為珞=

A.當B運動至最高點時，B的加速度大小為lOm/s?

B,從撤掉F開始至彈簧首次恢復原長過程中，B的速度先增大后減小

C.物體B靜止于P點時,對物體B施加的壓力F的大小為20N

D.物體B沿斜面做簡諧運動的過程中，物體B的最大速度為gm/s

【答案】ABD

【詳解】AC.當B運動至最高點時，4剛要離開擋板，對A則有kX1=mgsinff

B在最高點時受彈力方向沿斜面向下，此時加速度最大，由牛頓第二定律則有kxi+mgsind—ma

m

解得a=2gsinJ=2gS^nff=10mzs?由簡諧運動的對稱性，當物體B運動到最低點時，加速度最大，大小

m

仍為a=10m/s2,方向沿斜面向上，在撤去外力F瞬間，合外力等于撤去的外力的大小，則有F—F^—ma—

407V

故A正確，。錯誤；

B.從撤掉F開始，石受向上彈力大于6的重力沿斜面向下的分力，石做加速運動，速度逐漸增大，隨彈力

逐漸減小，加速度逐漸減小，速度仍逐漸增大；當彈力大小等于6的重力沿斜面向下的分力時，石的速度最

大；以后彈力小于重力沿斜面向下的分力，_B的加速度向下逐漸增大，做減速運動，速度逐漸減小，減至

彈簧首次恢復原長；可知從撤掉下開始至彈簧首次恢復原長過程中，石的速度先增大后減小，故石正確；

D.物體B沿斜面做簡諧運動的過程中，物體石在平衡位置時的速度最大，物體B在P點時形變量最大為

x='+=-^-m物體B在平衡位置時，則有kXi=7ngsin。解得形變量大小為就=

k,10k,10

2

由能量守恒定律可得-yfca:―^-kxi=mg（x—*）sin夕+）代入數(shù)據(jù)解得物體石的最大速度為vm=

V2m/s

故。正確。故選4BO。

題目叵如圖所示為一緩沖模擬裝置。質(zhì)量分別為館、27n的物體4、B通過細繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪

兩側(cè),開始時用手托著物體A在距地面h高處靜止,此時細繩恰伸直無彈力,彈簧軸線沿豎直方向,物體B

靜止在地面上、放手后經(jīng)時間力物體