高考物理壓軸題具有對(duì)考生的閱讀理解能力、綜合分析能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題能力等多項(xiàng)能力的考查功能,在高考中有著舉足輕重的作用．物理壓軸題往往含有多個(gè)物理過(guò)程或具有多個(gè)研究對(duì)象,需要應(yīng)用多個(gè)物理概念和規(guī)律進(jìn)行求解,難度較大. 從知識(shí)體系來(lái)劃分,可分為力學(xué)綜合題、電學(xué)綜合題或力、電、熱學(xué)綜合題、電、光、原子物理綜合題等, 其中的力學(xué)綜合題與電學(xué)綜合題,在物理試卷中占有重要地位．
力學(xué)綜合題包含兩大方面的規(guī)律：一是物體受力的規(guī)律,二是物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．物體的運(yùn)動(dòng)情況是由它的初始條件及它的受力情況決定的,由于力有三種作用效果：①力的瞬時(shí)作用效果——使物體產(chǎn)生形變或產(chǎn)生加速度；②力對(duì)時(shí)間的積累效果——沖量；③力對(duì)空間的積累效果——功,所以,加速度、沖量和功就是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的三座橋梁,與上述三座橋梁相關(guān)的物理知識(shí)有牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量知識(shí)(包括動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定理)、機(jī)械能知識(shí)(包括動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律)．力學(xué)綜合題注重考查物理學(xué)中的兩個(gè)重要觀點(diǎn)——?jiǎng)恿俊⒛芰?要求考生有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和良好的解題思維,能夠進(jìn)行正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析,解題的關(guān)鍵是要理清物理情景中出現(xiàn)的“過(guò)程”、“狀態(tài)”.
一、力學(xué)綜合題的求解思路
【例1】如圖所示,質(zhì)量M = 4kg的木板AB靜止放在光滑水平面上,木板右端B點(diǎn)固定著一根輕質(zhì)彈簧,彈簧自由端在C點(diǎn),C到木板左端的距離L = 0.5m ,質(zhì)量為m = 1kg的小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在木板的左端,其與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 0.2 ．木板AB受到水平向左F = 14N的恒力,作用時(shí)間t后撤去,恒力F撤去時(shí)小木塊恰好到達(dá)彈簧的自由端C處,此后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧的最大壓縮量x = 5cm ,取g =10 m／s2?。嚽螅? (1)水平恒力F作用的時(shí)間； (2)木塊壓縮彈簧的最大彈性勢(shì)能； (3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量.
解析：(1)木板向左做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),而小木塊在摩擦力f =μmg 的作用下也做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),M 、m的加速度為a1 、a2 ,
由牛頓第二定律有a1 =F–μmg /M =3m/s2 , a2 = μmg /m =2m/s2
撤去F時(shí),木塊剛好運(yùn)動(dòng)到C處,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
(2)撤去恒力F時(shí),M 、m 的速度分別為v1 、v2 ,由運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式有v1 = a1t = 3m/s , v2 = a2t = 2m/s ,
此時(shí),因M的速度大于m的速度,彈簧被壓縮,小木塊m向左繼續(xù)加速,木板M減速,當(dāng)它們具有的共同速度設(shè)為v時(shí),彈簧彈性勢(shì)能最大,設(shè)為EP , 將木塊和木板視為系統(tǒng),規(guī)定向左為正方向,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,則有Mv1 + mv2 =(M +m)v , 系統(tǒng)從撤力F后到其有共同速度,由能量守恒有
由以上各式得: 彈簧的最大彈性勢(shì)能EP = 0.3 J.(3)設(shè)小木塊相對(duì)木板向左滑動(dòng)離開(kāi)彈簧后又能達(dá)到的共同速度為v’,相對(duì)向左滑動(dòng)的距離為s ,由動(dòng)量守恒得 (M +m)v =(M +m)v', 得v’=v ,由能量守恒得
代入數(shù)據(jù)得: s = 0.15m ,
由于x + L > s,且s > x ,故假設(shè)成立,所以整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量 Q =μmg(L +x +s) =1.4 J .
思維點(diǎn)撥：本題研究對(duì)象為系統(tǒng), 運(yùn)動(dòng)過(guò)程有多個(gè)子過(guò)程, 涉及許多重要知識(shí)點(diǎn),讀題時(shí)可用“慢鏡頭”將運(yùn)動(dòng)過(guò)程分解為下列幾個(gè)子過(guò)程:1、木板、小木塊作同方向加速運(yùn)動(dòng), 直至小木塊到達(dá)彈簧自由端C處,考慮木板、小木塊的位移關(guān)系列式,求出F的作用時(shí)間; 2、小木塊壓縮彈簧,當(dāng)木板、小木塊具有相同速度時(shí),彈簧壓縮量最大,即彈性勢(shì)能最大,從動(dòng)量守恒、能量守恒兩個(gè)角度分別列式;3、小木塊彈出滑行,直至木板、小木塊再次有相同速度,再用動(dòng)量守恒和能量守恒分別列式,求出彈出滑動(dòng)距離s ,進(jìn)而求出整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量.解題時(shí)還應(yīng)弄清狀態(tài),如笫2過(guò)程中,列式不能漏掉木塊克服摩擦力消耗的能量, 笫3過(guò)程中,求出小木塊彈出滑行s = 0.15m ,還必須判斷一下它是否到達(dá)彈簧自由端, 是否彈出木板外等,許多考生往往忽視假設(shè)條件是否存在而導(dǎo)致失分.
電磁學(xué)包括靜電場(chǎng)、恒定電流、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、交變電流和電磁場(chǎng)等方面的知識(shí),研究電場(chǎng)、磁場(chǎng)和它們對(duì)電荷的作用,研究的是直流電路及交流電路的有關(guān)規(guī)律．電磁學(xué)中的“場(chǎng)”與“路”的知識(shí)既各自獨(dú)立,又相互聯(lián)系,全部的電磁學(xué)問(wèn)題,以“場(chǎng)”為基礎(chǔ),進(jìn)而研究“場(chǎng)”與“路”的關(guān)系．
二、電學(xué)綜合題的求解思路
【例2】如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,僅在虛線MN下面的空間內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度隨高度變化的磁場(chǎng)(在同一水平線上各處磁感應(yīng)強(qiáng)度相同),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻R ,質(zhì)量為m的金屬棒兩端套在導(dǎo)軌上并可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng), 導(dǎo)軌和金屬棒電阻不計(jì),將導(dǎo)軌從O處由靜止釋放,進(jìn)入磁場(chǎng)后正好做勻減速運(yùn)動(dòng),剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v ,到達(dá)P處時(shí)速度為v／2 ,O點(diǎn)和P點(diǎn)到MN的距離相等,求: (1)求金屬棒在磁場(chǎng)中所受安培力F1的大??；(2)若已知磁場(chǎng)上邊緣( 緊靠MN )的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0 , 求P處磁感應(yīng)強(qiáng)度BP ；(3)在金屬棒運(yùn)動(dòng)到P處的過(guò)程中,電阻上共產(chǎn)生多少熱量?
解析：(1) 金屬棒從O →MN過(guò)程棒做自由落體運(yùn)動(dòng) h = v2／2g , 從MN →P 棒做勻減速運(yùn)動(dòng)
由mg – Fl = ma , 得 Fl = mg – ma = 7mg /4 . (2) 棒從MN →P做勻減速運(yùn)動(dòng),故Fl大小不變．
(3) 棒從MN →P產(chǎn)生熱量
【例3】如圖所示,在傾角為? 的光滑絕緣斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域I磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,區(qū)域II磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形金屬框由靜止開(kāi)始下滑,當(dāng)ab邊剛越過(guò)ee’進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ｉ時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),若當(dāng)ab邊運(yùn)動(dòng)到gg’與ff’的中間位置起又恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),求：（1）當(dāng)ab邊剛越過(guò)ee’進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ｉ時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v1,
mg sin ? ＝B2L2v1/R
v1＝mgR sin ? /B2L2
mg sin ?－4B2L2v1/R＝ma
a＝－3g sin ?
【例3】如圖所示,在傾角為? 的光滑絕緣斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域I磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,區(qū)域II磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形金屬框由靜止開(kāi)始下滑,當(dāng)ab邊剛越過(guò)ee’進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ｉ時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),若當(dāng)ab邊運(yùn)動(dòng)到gg’與ff’的中間位置起又恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),求：（2）當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff’ 進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域II時(shí)的加速度a,
mg sin ? ＝4B2L2v2/R
v2＝mgR sin ? /4B2L2
【例3】如圖所示,在傾角為? 的光滑絕緣斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域I磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,區(qū)域II磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形金屬框由靜止開(kāi)始下滑,當(dāng)ab邊剛越過(guò)ee’進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ｉ時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),若當(dāng)ab邊運(yùn)動(dòng)到gg’與ff’的中間位置起又恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),求：（3）ab邊到達(dá)gg’與ff’的中間位置時(shí)的速度v2,
【例3】如圖所示,在傾角為? 的光滑絕緣斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域I磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,區(qū)域II磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形金屬框由靜止開(kāi)始下滑,當(dāng)ab邊剛越過(guò)ee’進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ｉ時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),若當(dāng)ab邊運(yùn)動(dòng)到gg’與ff’的中間位置起又恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),求：（4）從ab邊開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域I到ab邊到達(dá)gg’與ff’的中間位置的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q.
3mgL sin ? /2－Q＝mv22/2－mv12/2
Q＝3mgL sin ? /2－mv22/2＋mv12/2
＝3mgLsin? /2＋15m3g2R2sin2?/32B4L4,
思維點(diǎn)撥：近年高考?jí)狠S題往往以導(dǎo)線切割磁感線為背景命題, 電磁感應(yīng)與力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系的橋梁是安培力,導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)與感應(yīng)電流就有制約關(guān)系,分析安培力的變化是解題的關(guān)鍵．分析 電磁感應(yīng)中的電路時(shí),應(yīng)注意產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分相當(dāng)于電源,該部分導(dǎo)線相當(dāng)于內(nèi)電路,解題時(shí)需要正確分清內(nèi)外電路、串并聯(lián)關(guān)系.分析電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題應(yīng)注意：(1)感應(yīng)電流受到的安培力總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng),必須有外力克服安培力做功,此過(guò)程中其他能轉(zhuǎn)化為電能；(2)克服安培力做了多少功,就產(chǎn)生了多少電能, 因此對(duì)于電磁感應(yīng)問(wèn)題,可以運(yùn)用能量守恒定律或功能關(guān)系列式解決．
【例4】如圖甲所示是某人設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置,它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)半徑為r＝0.1 m的有20匝的線圈套在輻向形永久磁鐵槽中,磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示）.在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為0.2 T,線圈的電阻為2? ,它的引出線接有8?的小電珠L(zhǎng).外力推動(dòng)線圈框架的P端,使線圈做往復(fù)運(yùn)動(dòng),便有電流通過(guò)電珠.當(dāng)線圈向右的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)（x取向右為正）,求：（1）線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大??；
（2）線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小,并在圖丁中畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像（在圖甲中取電流由C向上流過(guò)電珠L(zhǎng)到D為正）；
I＝E/(R1＋R2)
（3）每一次推動(dòng)線圈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的作用力F；（4）該發(fā)電機(jī)的輸出功率P（摩擦等損耗不計(jì)）.
【例4】質(zhì)量為m,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框,從有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方由靜止自由下落,線框電阻為R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為H（L＜H）.線框下落過(guò)程中ab邊與磁場(chǎng)邊界平行且沿水平方向.已知ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)都做減速運(yùn)動(dòng),加速度大小都有是g/3,求：（1）ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí),線框的速度大小.
mg－B2L2v1/R＝－mg/3,
則v1＝4mgR/3B2L2
（2）cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框的速度大小.
解:v12－v22＝2g（H－L）
v22 ＝v12 － 2g（H－L）
＝ 16m2g2R2/9B4L4 － 2g（H－L）
（3）線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中消耗的電能.
解:mgL－E＝mv22 /2－mv12 /2,
E＝mgL－mv22 /2＋mv12 /2.
【例5】磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具.它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如下模型,固定在列車下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框,電阻為R,金屬框置于xOy平面內(nèi),長(zhǎng)邊MN長(zhǎng)為l,平行于y軸,寬為d的NP邊平行于x軸,如圖1所示.列車軌道沿Ox方向,軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿x軸方向按正弦規(guī)律分布,其空間周期為?,最大值為B0,如圖2所示,金屬框同一長(zhǎng)邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,整個(gè)磁場(chǎng)以速度v0沿Ox方向勻速平移.設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi)MN、PQ邊所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化可以忽略,并忽略一切阻力.列車在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛,某時(shí)刻速度為v（v＜v0）.（1）簡(jiǎn)要敘述列車運(yùn)行過(guò)程中獲得驅(qū)動(dòng)力的原理；
線框與磁場(chǎng)的速度不同,所以線框內(nèi)磁通量發(fā)生變化
線框內(nèi)有感應(yīng)電流,會(huì)受到安培力.
（2）為使列車獲得最大驅(qū)動(dòng)力,寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場(chǎng)中的什么位置及?與d之間應(yīng)滿足什么條件？
前后邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)同向,
前后邊所在處磁場(chǎng)方向應(yīng)相反.
前后邊都處在磁感應(yīng)強(qiáng)度最大處.
d＝(2k＋1)?/2
（3）計(jì)算在滿足第（2）問(wèn)的條件下列車速度為v時(shí)驅(qū)動(dòng)力的大小.
E＝2B0l(v0－v)
I＝2B0l(v0－v)/R
＝4B02l2 (v0－v)/R
??＝2B0l(v0－v)?t
力電綜合題往往以帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為背景命題,融合力學(xué)、電磁學(xué)知識(shí),構(gòu)思新穎、綜合性強(qiáng)．求解這類綜合題要注意從如下幾方面去把握：(1)正確分析帶電粒子的受力情況．判斷帶電粒子的重力是否忽略不計(jì),電場(chǎng)力和洛倫茲力的大小和方向怎樣,這些問(wèn)題都必須根據(jù)題意以及各場(chǎng)力的特征作出全面的分析．(2)正確分析帶電粒子運(yùn)動(dòng)情況．要確定帶電粒子做什么運(yùn)動(dòng)? 有哪些運(yùn)動(dòng)過(guò)程? 近年高考試題中最典型的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)等．(3)善于從功和能的角度分析問(wèn)題．洛倫茲力不做功,重力和電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),做正功,勢(shì)能減小,做負(fù)功,勢(shì)能增大．(4)從動(dòng)量和電量切入問(wèn)題．對(duì)于兩個(gè)相互作用的帶電粒子或系統(tǒng),注意運(yùn)用動(dòng)量守恒和電量守恒的思想分析．(5)靈活運(yùn)用力學(xué)規(guī)律．在正確而全面的分析基礎(chǔ)上,畫好必要的受力圖和運(yùn)動(dòng)軌跡圖,再根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過(guò)程,靈活地運(yùn)用平衡條件、牛頓定律、動(dòng)量守恒定律、功能關(guān)系等規(guī)律來(lái)求解．
三、力學(xué)和電學(xué)綜合題的求解思路
【例4】如圖所示,在x > 0的空間中,存在沿x軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E =10N／C ；在x < 0的空間中,存在垂直xOy平面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T ．一帶負(fù)電的粒子( 比荷q／m =160C／kg)在x =0.06m處的d點(diǎn)以v0 = 8m／s的初速度沿y軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng),不計(jì)帶電粒子的重力．求：(1)帶電粒子開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后第一次通過(guò)y軸時(shí)與y軸的交點(diǎn)距O點(diǎn)的距離； (2)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間返回電場(chǎng)；(3)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的周期．
解析：(1)對(duì)于帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有：
第一次通過(guò)y軸時(shí)與y軸的交點(diǎn)到O點(diǎn)的距離 y1 = v0 t , 將數(shù)據(jù)代入以上三式解得y1 = 0.069m ． (2)帶電粒子通過(guò)y軸時(shí)沿x軸方向的速度
設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)帶電粒子的速度方向與y軸正方向的夾角為θ
θ=60, 所以帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)所對(duì)應(yīng)的圓心角α=2θ=120°．
帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖所示．帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期
(3)從開(kāi)始至第一次到達(dá)y軸的時(shí)間
從磁場(chǎng)再次回到電場(chǎng)中的過(guò)程(未進(jìn)入笫二周期)是第一次離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的逆運(yùn)動(dòng), 據(jù)對(duì)稱性
因此粒子的運(yùn)動(dòng)的周期
思維點(diǎn)撥：解決帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的思路：依題意畫出軌跡,再利用幾何知識(shí),確定圓心和半徑．在已知粒子入射方向和出射方向時(shí),可過(guò)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)作出垂直速度方向的直線,兩直線的交點(diǎn)即圓心,粒子運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角即圓心角,借助于圓心角和周期可求出粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),首先從受力分析入手,搞清粒子運(yùn)動(dòng)的物理情境,再把電磁問(wèn)題轉(zhuǎn)化為力學(xué)問(wèn)題來(lái)解決．
高考物理壓軸題注重考查考生對(duì)物理過(guò)程或物理情境的分析能力,解題關(guān)鍵:首先要認(rèn)真閱讀試題,分析試題所提供的物理過(guò)程或物理情境,理解其中的物理?xiàng)l件和物理意義,找出其中起重要作用的因素,然后把物理過(guò)程或物理情境分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程,分析每個(gè)過(guò)程中各物理量的變化以及它們之間的關(guān)系,最后根據(jù)所學(xué)的物理概念或物理規(guī)律建立物理量之間的關(guān)系式,得出結(jié)論.解題時(shí),要善于利用數(shù)學(xué)工具包括圖象、圖線等來(lái)幫助分析物理過(guò)程或狀態(tài),這樣有利于形象地理解物理過(guò)程,快速分析求解.
高考物理壓軸題考察的是綜合應(yīng)用能力, 既考查了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí),又能對(duì)學(xué)生思維的靈活性和發(fā)散性進(jìn)行科學(xué)的考察.
四、物理壓軸題的求解思路
【例5】如圖所示,頂角 θ= 45°的金屬導(dǎo)軌MON固定在水平面內(nèi),導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向右滑動(dòng),導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m ,導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為r , 導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)為a和b , 導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸．t = 0時(shí),導(dǎo)體棒位于頂角O處．求：(1) t時(shí)刻流過(guò)導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I和電流方向．(2)導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)水平外力F的表達(dá)式．(3)導(dǎo)體棒在0 ∽ t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q ．
試題特點(diǎn)：這是一道電磁學(xué)與力學(xué)綜合題,涉及運(yùn)動(dòng)分析、受力分析、動(dòng)量、功率和能量等知識(shí), 是由學(xué)生比較熟悉的經(jīng)典習(xí)題經(jīng)過(guò)加工、修改而成的新題,該題看似一道陳體,但經(jīng)過(guò)命題者的加工、潤(rùn)色以后使該題顯得新穎、別致,充分體現(xiàn)了命題者的獨(dú)特匠心和命題者思維的創(chuàng)造性. 解題思路：本題考查感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向判定、導(dǎo)線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、焦耳熱以及導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)坐標(biāo)的計(jì)算, 將電磁感應(yīng)與磁場(chǎng)、電路、力和運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量、能量等知識(shí)有機(jī)聯(lián)系,涉及知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)．本題(1)(2)小問(wèn), 可按常規(guī)基本方法求解, 第(3)小問(wèn)中, 由于I 恒定, 導(dǎo)體棒的電阻R’ 隨時(shí)間作線性變化, 因此導(dǎo)體棒的電功率也隨時(shí)間作線性變化, 求導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱可用“平均值法”來(lái)求. 力、電、磁綜合題的分析和計(jì)算,要掌握善于用動(dòng)量、能量觀點(diǎn)解題.
解析：（1) 0到t時(shí)間內(nèi),導(dǎo)體棒的位移
t時(shí)刻導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度 l = x , 導(dǎo)體棒的電動(dòng)勢(shì)
電流方向b → a .
(3) 解法— 考慮平均電功率求解導(dǎo)體棒的電阻
t時(shí)刻導(dǎo)體棒的電功率
∵ P∝ t , ∴
解法二 考慮平均電阻求解t時(shí)刻導(dǎo)體棒的電功率
1. 要重視運(yùn)用物理分析方法高考物理壓軸題注重考查考生的物理分析能力：首先分析試題所提供的物理過(guò)程(物理情境),理解其中的物理?xiàng)l件和物理意義,找出其中起重要作用的因素, 然后把物理過(guò)程(物理情境)分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程,分析每個(gè)過(guò)程中各物理量的變化以及它們之間的關(guān)系,最后根據(jù)物理規(guī)律建立物理量之間的關(guān)系式. 常用的物理分析方法有理想模型法、矢量法、臨界法、累積法、對(duì)稱法、控制變量法、變換參考系法、綜合分析法等, 這些方法在求解高考物理壓軸題時(shí)往往要同時(shí)運(yùn)用和交叉運(yùn)用.
物理壓軸題的求解方法：
2. 要重視運(yùn)用數(shù)學(xué)方法 高考物理壓軸題對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解題的能力要求較高, 解題時(shí)要善于利用數(shù)學(xué)工具(函數(shù)、微分、求導(dǎo)、積分、圖象、圖線等)來(lái)幫助分析物理過(guò)程或狀態(tài),這樣有利于形象地理解物理過(guò)程, 快速分析求解.值得一提的是, 有一種從數(shù)學(xué)微積分中移植過(guò)來(lái)的方法叫“微元法”,在近年高考物理或物理競(jìng)賽中頻頻出現(xiàn), “微元法”就是把研究對(duì)象分割成無(wú)限多個(gè)無(wú)限小的部分,或把物理過(guò)程分解成為無(wú)限多個(gè)無(wú)限短的過(guò)程,抽取其中一個(gè)微小部分或極短過(guò)程加以研究的方法, 運(yùn)用這種方法往往可將變量轉(zhuǎn)化為常量,將非理想模型轉(zhuǎn)化為理想模型,使復(fù)雜問(wèn)題變得簡(jiǎn)單易解, 微元法解題的關(guān)鍵是正確選取“微元”,這些“微元”是任意的,又是具有代表性的,根據(jù)解決問(wèn)題的需要,通常選取的微元有：長(zhǎng)度元l 、角度元、時(shí)間元t 、面積元S 、體積元V 、質(zhì)量元m 、電荷元q等．瞬時(shí)速度概念的建立、勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式的推導(dǎo)、變力功的分析計(jì)算等都運(yùn)用了“微元法”,這是一種科學(xué)的抽象思維方法,也是一種數(shù)學(xué)技巧,它有助于培養(yǎng)微觀的洞察力和宏觀的駕馭力．
3. 要重視思維方法求解高考物理壓軸題的思維方法往往多種多樣, 本題所考查的物理情境并不陌生,為導(dǎo)體切割磁場(chǎng)線模型,這種綜合題給出一定的新情境,具有一定的探究性,要求考生在情境中自行設(shè)定與尋找解題的思維方法,本題的求解既可以采用運(yùn)用動(dòng)量定理,也可采用運(yùn)用動(dòng)能定理,還可采用運(yùn)用牛頓第二定律,學(xué)生可依據(jù)題目提供的信息,尋找多種途徑解決問(wèn)題,以此考查考生思維的敏捷性、靈活性．為了正確解答這一類問(wèn)題,考生要重視思維方法的歸納,如：類比法、遷移法、特值法、對(duì)稱法、極端思維法等, 還應(yīng)注重思維方法拓展,提高自己思維的廣泛性.

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