高考好题调研一 6页

‎2019年高考好题调研（一）‎ 题目1 （原创）如图所示的直流电路中，电源内阻忽略不计，、为两相同灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、自感系数很大的理想线圈、理想二极管和电容器。下列说法中正确的是（ ）‎ A．开关闭合瞬间灯泡一定比亮 B．电路稳定后有电流流经理想二极管和电容器 C．开关断开瞬间灯泡立即熄灭 D．开关断开瞬间灯泡逐渐熄灭 ‎【原题解析】开关闭合瞬间，流经灯泡的电流瞬间达到最大，而由于线圈的自感作用，流经灯泡的电流要经过一短暂时间达到最大，故选项A正确；尽管从电路结构上看，电源正极与二极管正向连接，但电容器具有隔直流的特点，在直流电路中相当于断路，故选项B错误；开关断开瞬间，由于线圈的自感作用，灯泡、、定值电阻R和线圈L构成闭合回路，故灯泡不会立即熄灭，而是逐渐熄灭，故选项C错误，选项D正确。综上分析，本题的正确答案为AD。‎ ‎【调 研】试题充分考查了通电自感、断电自感以及二极管和电容器的特点，属于基本考查题。考查考生对各个物理元件的深度理解和应用能力，试题本身并没有设置“陷井”。‎ ‎⑴将定值电阻改为半导体热敏电阻的分析讨论 若将试题中与灯泡串联的是定值电阻R改为由半导体材料制成的热敏电阻，分析结果又将如何？我们来分析讨论看看。我们知道半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，由于电源内阻忽略不计，因此任何情况下灯泡 和热敏电阻两端的电压之和恒为电源电动势，当温度持续升高时，热敏电阻的阻值不断减小，热敏电阻所分的电压不断减小，从而使灯泡 两端的电压不断增大，灯泡 的亮度发生变化；而灯泡和自感系数很大的理想线圈L构成的另一支路电阻不变，始终是灯泡的电阻，流经该支路的电流始终不变，故该支路始终稳定，即无自感现象发生，灯泡的亮度始终不变化；理想二极管和电容器构成的第三条支路和原试题的分析一致，仍无电流通过。‎ ‎⑵将直流电源改为交流电源的分析讨论 若将试题中的直流电源改为交流电源，分析结果是否还与试题的分析结果一致呢？让我们来看下面的这道试题。‎ 题目：（江苏淮安市2019届高三四模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，、为两相同灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是（ ）‎ A．灯泡一定比暗 B．副线圈两端的电压有效值为V C．电容器C放电周期为 D．电容器C所带电荷量为 分析讨论：和原试题比较发现，该题目就是将原试题的电源换成交流电源，最直观的判断是理想二极管和电容器构成的那条支路与前面的分析结果不同，其余两条支路没有变化。其实不然，由于是交流电作为电源，所以除了考虑理想线圈 是不计电阻外，还应注意到线圈中始终有自感显现，始终对电流有阻碍作用，这样就无法判断流经灯泡、的电流大小情况，即无法得出“灯泡一定比暗”的结论，也就是说选项A是错误的，这也是该题在变换条件后巧现的第一个“陷阱”。由于理想二极管的单向导电性，从而使电容器C无法放电，也就不存在放电周期只说，故选项C是错误的。由乙图可获知，根据可得副线圈两端的电压有效值为V，即选项B是正确的。电容器的充电电压为副线圈两端电压的峰值，即，这是该题在变换条件后巧现的第二个“陷阱”，很多同学会用根据副线圈两端的电压有效值为V而判断选项D是错误的，其实不然，根据判断选项D是正确的。综上分析，本题的正确答案为BD。‎ 题目2 某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f。轻杆向右移动不超过l 时，装置可安全工作。 一质量为m的小车若以速度撞击弹簧，将导致轻杆向右移动。 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。(1)若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；(2)求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度； (3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度和撞击速度v的关系。‎ ‎【原题解析】（1）轻杆开始移动时，弹簧的弹力 且 ‎ 解得 ‎ ‎（2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W，则小车从撞击到停止的过程中，‎ 由动能定理可得：‎ 小车以撞击弹簧时 ‎ 小车以撞击弹簧时 ‎ 解得 ‎ ‎（3）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为， ‎ 解得 ‎ ‎ 当时，‎ 当时，‎ ‎【调 研】试题以生活实际—--缓冲装置为背景考查弹簧轻杆连接体问题，貌似简单，实则很难，难点之一在于如何进行模型抽象。抽象物理模型是解答物理问题的关键，‎ 在对简单问题进行模型化处理时，常可把它抽象为一个已知的物理模型，然而在对某些比较复杂问题进行模型化处理时，常常通过联想旧模型、创造新模型来构建复合模型（或称模型链）.构建复合物理模型能将复杂问题转化为简单问题的组合，使问题得到顺利解答。除此以外，试题的另一个难点在于考查了多过程的运动问题，使学生往往很难下手。‎ ‎（1）对试题题干做进一步的分析讨论 试题考查连接体问题的同时，考查了多过程的运动问题，解决本题的关键点在于如何抓住多过程的临界点-----本题的临界点为轻杆恰好移动。除此以外，本题还有一个易错点----关于对“轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f”这句话的理解，很多学生在答题时考虑轻杆和槽上下都接触，误认为轻杆在移动过程中受到两个摩擦力f，从而导致解题错误。试题乍看上去平常，试题图在复习中常见，比如打桩机情景，但考查点却悄然发生了变化，题目涉及碰撞的过程，貌似考查动量方面的内容，实则解题过程却未涉及动量。试题貌似常规题型，实则考查落点发生实质性变化，比如和下面题目貌似相同，实则大相径庭。‎ 题目：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，能把铁钉击入木块内‎1 cm。问击第二次时，能击入多少深度？（设铁锤每次做功相等）‎ 分析讨论：该题目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。典型的错解有以下两点：（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，，可用平均阻力来代替。如图所示，第一次击入深度为，平均阻力，做功为 第二次击入深度为到，平均阻力，‎ 位移为，做功为 两次做功相等：‎ 解得：‎ 所以：‎ 解法二：（图象法）‎ 因为阻力，以F为纵坐标，F方向上的位移x为横坐标，作出图象，如图所示，曲线上面积的值等于F对铁钉做的功。.‎ 由于两次做功相等，故有：‎ ‎（面积），即：‎ 所以 ‎ ‎（2）对轻弹簧类连接体问题的分析讨论 轻弹簧类连接体问题主要涉及一下几个方面的问题：1.轻弹 簧的形变量和弹力大小的问题。分析时一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，画出图形，然后利用胡克定律结合平衡条件求解。2.轻弹簧模型与临界值的问题。通过轻弹簧相联系的物体，在运动过程中经常涉及临界极值问题：如物体速度达到最大；弹簧形变量达到最大时两个物体速度相同；使物体恰好要离开地面；相互接触的物体恰好要脱离等。此类问题的解题关键是利用好临界条件，得到解题有用的物理量和结论。3.轻弹簧模型与运动的问题。此类问题中关于将要运动的瞬间弹簧弹力是否突变的问题是一个难点问题，弹簧的弹力是否突变是有条件的，一般来说，只有当轻质弹簧的两端同时受到其它物体（或力）约束时，其弹力才不会发生突变，与变化前的弹力相同；如果轻质弹簧只有一端受到约束，它的弹力是会发生突变的。‎ 试题在常见问题的基础上，巧妙的将与弹簧连接的物体一端换成碰撞，一端连接可动的轻杆，比普通的连接体问题要新颖的多。通过下面的一道试题来比较高考试题的创新之处。‎ 题目：如图甲所示，质量分别为，的A、B两个小物块用轻弹簧相连而静止在光滑水平面上，在A的左侧某处另有一个质量也为的小物块C以的速度正对A向右匀速运动，一旦与A接触就将粘合在一起运动，若在C与A接触前，使A获得一初速度，并从此时刻开始计时，向右为正方向，其速度随时间变化的图像如图乙所示(C与A未接触前)，弹簧始终未超过弹簧性限度。‎ ‎⑴在C与A接触前，当A的速度分别为、、时，求对应状态下B的速度；‎ ‎⑵若C在A的速度为时与A接触，在接触后的运动过程中弹簧弹性势能的最大值为，求的变化范围。‎ 分析讨论：(1)由动量守恒定律 得 ‎ 代入数据、、得B与A对应的速度为0，， ‎ ‎ (2)无论C与A如何接触，当A、B、C具有相同速度u时弹性势能最大，由动量守恒定律 得 ‎ 设C与A碰撞前后A的瞬时速度分别为、v，碰撞过程缺失机械能为，则 设最大的弹性势能为，则 所以 ‎ 可见时，C与A接触而粘在一起，不损失机械能，，有最大值。 ‎ 当反向最大时，最大，有最小值。由第(1)问知，当时，B的速度，这时A、B的总动能 ‎ A刚开始运动时，A、B和弹簧组成系统的总能量 ‎ 可见C与A碰撞前，A的反向最大速度不会超过， ‎ 所以 ‎ 所以弹簧弹性势能最大值的变化范围是。‎ ‎（3）对多过程运动问题的分析讨论 多过程运动问题大致可以分为两类，一类是单物体的多过程运动问题，处理这类问题的关键在于抓住多运动过程的临界点；一类是多物体的多过程运动问题，处理这类问题的关键在于能够独立分析各个物体的运动情况，类似于隔离法。高考试题中涉及的属于单物体的多过程问题，即轻杆的多过程运动，关键就在于能否抓住轻杆恰好运动这一运动的临界点。平时复习时经常会遇到多物体的多过程运动问题，如下面的题目：‎ 题目：（2019年山东省高考冲刺预测卷）如图所示，离地面足够高处有一竖直的空管，质量为，管长为‎24m， M、N为空管的上、下两端，空管受到竖直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下做加速运动，同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线竖直上抛，小球只受重力，取。求：‎ ‎（1）若小球上抛的初速度为‎10m/s，经过多长时间从管的N端穿处；‎ ‎（2）若此空管的N端距离地面‎64m高，欲使在空管到达地面时小球必须落到管内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度大小的范围。‎ 分析讨论：（1）取向下为正，小球初速度，加速度，‎ 对空管，由牛顿第二定律可得　得 设经时间，小球从N端穿出，小球下落的高度 空管下落的高度 ，则：‎ 联立得： 代入数据解得：；（舍）‎ ‎（2）设小球初速度，空管经时间到达地面，则 ‎ 得 小球在时间下落高度为 小球落入管内的条件是 解得： ‎ 所以小球的初速度大小必须在到范围内。‎