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例说速解选择题的几种有效方法

2020-02-07程梦辉

中学生数理化·高三版 2020年5期
关键词:磁感应木杆示数

程梦辉

在高考试卷物理模块中,选择题的占分比例约为44%。求解选择题,得分容易,失分也很容易。怎样才能快捷正确地求解选择题呢?显然除了要对物理知识有一个全面深刻的理解和掌握,解题方法的选用也很重要。下面就介绍几种速解选择题的有效方法,期望对同学们的复习备考有所帮助。

一、直接判断法

考生在审读试题后,就应该立刻联想出与试题相关的物理知识,只要对相关物理概念与规律理解正确,就能迅速确定正确答案。

例1 (2019年高考全国Ⅱ卷)2019年1月,我国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,用F表示它受到的地球引力,下列四幅图像能够正确描述F随h变化关系的是(

)。

二、排除法

有些选择题,如果从正面确定或知识不足,或计算烦琐,那么迂回至反面人手,应用物理知识作出定性分析,则可迅速排除错误答案,这样正确答案就会展现在我们面前。

例2 从地面以大小为v1的初速度竖直向上抛出一个小球,小球经过一段时间t落回地面,落地时的速度大小为v2。已知小球运动中受到的空气阻力的大小与速率成正比,重力加速度为g,则下列关于时间t的表达式中合理的是(

)。

三、整体法

解决由两个或两个以上物体组成的系统问题,有时从整体的角度进行分析可以迅速得出正确答案。

例3 (2019年高考全国Ⅲ卷)如图2所示,方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨,两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。t=0时,导体棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中,两导体棒始终与导轨垂直并接触良好,两者速度分别用v1、v2表示,回路中的电流用I表示。下列四幅图像中可能正确的是(

)。

解析:由题意可知,导体棒ab、cd在相对运动过程中满足动量守恒定律,则mv0=2mv,解得两导体棒的最终速度v=v0/2。由法拉第电磁感应定律可知,回路中的感应电动势E=BL (v1- V2),因为V1逐渐减小、v2。逐渐增大,使得回路中的感应电动势E逐渐减小、感应电流I逐渐减小、两导体棒所受安培力逐渐减小,所以导体棒ab向右做加速度逐渐减小的减速运动,回路中的电流I最终减小为0。

答案:AC

四、等效法

有些选择题的物理情境是我们不熟悉的,求解时需要先将试题描述的物理情境进行合理等效,转化为我们熟悉的物理模型,再完成求解。

例4 如图4所示,xOy平面是无穷大导体的表面,该导体充满x<0的空间,z>0的空间为真空。将电荷量为q的点电荷置于z轴上z=h处,则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z轴上z=h/2处的场强大小为(k为静电力常量)(

五、对称法

若试题中涉及的某些物理量(如电场强度、磁感应强度)在空间中存在某种对称性(如轴对称、面对称等),则可以利用对称法完成求解。

例5 (2018年高考全国Ⅱ卷)如图7所示,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B。,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为1/2B0和1/2B0,方向也垂直于纸面向外。则(

)。

A.流经L1的电流在6点产生的磁感应强度大小为7/12B。

B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为1/12B。

C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为1/12B。

D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为7/12B。

解析:根据右手螺旋定则可知,L1在a、b两点产生的磁场方向垂直于纸面向里,L1在a、b两点产生的磁场方向分别垂直于纸面向里、垂直于纸面向外。设L1在a、b两点产生的磁感应强度大小为B1;因为a、b两点相对于L。对称,所以可设L2在a、6两点产生的磁感应强度大小为B2。规定垂直于纸面向外为正方向,则B0- B1 -B2=1/3B0,B0-B1 +B2=1/2B0,解得B1=7/12B,B2=1/12B0。

答案:AC

六、極限法

若试题中物理量之间的关系呈现单调关系(单调递增或单调递减),则可以将某物理量的数值推至极大或极小,从而快速确定正确答案。

侧6 在如图8所示的电路中,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在滑动变阻器R0的滑片向下移动的过程中(

)。

A.电压表与电流表的示数都减小

B.电压表与电流表的示数都增大

C.电压表的示数增大,电流表的示数减小

D.电压表的示数减小,电流表的示数增大

解析:当滑动变阻器R0的滑片向下移动时,变阻器接人电路的阻值逐渐减小,现将其阻值推至0。当R0=0时,电阻R0局部短路,此时电流表示数为0,整个电路的总电阻最小,总电流最大,由U=E- Ir可知,路端电压U最小,即电压表示数最小。

答案:A

七、假设法

若试题只要求进行定性分析,则可以先假设某一变化过程能够发生,再进行分析推理得出肯定或否定的结论,从而达到解决问题的目的。

例7 如图9所示,真空环境中存在水平向左的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电质点在这一区域内恰好沿右下方做直线运动,则下列说法中正确的是(

A.质点受到的静电力一定大于重力

B.质点受到的洛伦兹力一定大于重力

C.质点可能带正电,也可能带负电

D.质点既可能做匀速直线运动,也可能做变速直线运动

解析:假设质点带负电,则质点受重力、静电力、洛伦兹力的情况如图10甲所示,这三个力的合力必与质点的运动方向相同,因此质点将做加速运动。随着质点的速度变大,质点受到的洛伦兹力同时变大,这样质点受到的三个力的合力方向将发生变化,质点将做曲线运动,这与题意相矛盾,因此质点一定带正电。质点的受力情况如图10乙所示,由质点做直线运动可知,这三个力的合力必定为零,由平行四边形定则可知,质点受到的洛伦兹力一定大于重力。

答案:B

八、代入法

有些选择题,将题给选项直接代人运算方程或比例关系中,便可以简便地判断出该选项是否正确。

例8如图11所示,一足够长的固定斜面与水平面间的夹角θ=37°,物体A以初速度v1从斜面顶端水平抛出,物体B在斜面上距顶端L=15 m处同时以速度v2沿斜面向下匀速运动,经历时间t,物体A与物体B在斜面上相遇,则下列各组速度和时间中满足条件的是(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2)(

)。

A. v1 = 16 m/s,v2 = 15 m/s,t=3 s

B. v1 =16 m/s,v2 =16 m/s,t=2 s

C. v1 =20 m/s,v2 =20 m/s,t=3 s

总之,在复习备考中,同学们既要熟练掌握物理概念与规律,还要及时总结解决物理问题的方法与技巧,只有两者巧妙结合,才能使我们在考试中立于不败之地。

跟踪训练

1.如图12所示,在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点O在水平面上自由转动。一颗子弹以垂直于木杆的水平速度v0击中静止木杆上的P点,并随木杆一起转动。已知木杆的质量为M,长度为L;子弹的质量为m,点P到点O的距离为x。忽略木杆与水平面间的摩擦。设子弹击中木杆后绕点O转动的角速度为ω。下面四个ω的表达式中只有一个是合理的。根据你的判断,ω的合理表达式应为(

)。

2.设在平直公路上,以一般速度行驶的自行车,受到的阻力约为车、人总重的0. 02倍,则骑车人的功率接近于(

)。

A.0.1 kW

B.1×10-3kW

C.1 kW

D.10 kW

3.如图13所示,电荷均匀分布在半球面上,半球面上所有电荷在圆心o处产生的场强大小等于E。现用通过同一条直径的两个平面,从半球中分出一部分球面,两平面之间的夹角为60度。,则所分出的这部分球面上(在“小瓣”上)的电荷在圆心O处产生的场强大小等于(

)。

A.E/4

B.E/3

c.E/2

D.√3/2 /2

4.如图14所示,用铰链将三个质量均为m的小球A、B、C与两根长度为L的轻杆相连,B、C置于水平地面上。在輕杆竖直时,将小球A由静止释放,小球B、C在轻杆的作用下向两侧滑动,三小球始终在同一竖直平面内运动。忽略一切摩擦,重力加速度为g。在此过程中(

)。

A.小球A的机械能一直减小

B.小球A落地的瞬时速度为√2gL

C.小球B对地面的压力始终等于3/2mg

D.小球B对地面的压力可以小于mg

5.在如图15所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合开关S,下列说法中正确的是( )。

A.滑片P向下滑动时,灯泡L变亮

B.滑片P向下滑动时,变压器的输出电压不变

C.滑片P向上滑动时,变压器的输入电流变小

D.滑片P向上滑动时,变压器的输出功率变大

参考答案:

1.C2.A3.C4.BD 5.BD

(责任编辑 张巧)

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