物理综合题的特点及分类

1 物理综合题的特点

物理学科综合题是一种含有多个物理过程、多个研究对象、运用到多个物理概念和规律、难度较大的题目。它的特点就在于知识的综合与能力的综合上。

综合题的题型可以是计算、证明，又可以是选择、填空、问答，但以计算题为多，故在此着重研究综合计算题。

要能够正确、熟练求解物理学科综合题，首要应是对力学综合题及电学综合题的解题方法及途径要有清楚的认识和把握，事实上很多的物理综合计算题往往是力学综合题、电学综合题或力、电、热综合题的有机组合。

2 求解物理综合题的步骤

2.1 审题

①看懂题目的文句；

②弄清题目所描述的物理现象；

③选定研究对象，涉及到力学问题的，要对对象进行受力分析（同时作受力图）；

④依次分清要研究的对象所经历的前后物理过程或状态（即力学方面的运动分析，电学方面的电路分析与场况分析等，可同时画出示意图）；

⑤明确每个过程或状态所对应的物理模型，所联系的物理知识、物理量和物理规律；

⑥注意寻找出隐含条件，明确已知量和所求量；

⑦找出各个物理过程或状态之间的联系。

2.2 分析思考，打通解题思路

最基本的思维方法就是分析法与综合法。

分析法是“逆流而上”，从所求量出发，根据一系列的公式、定律，最终和已知量联系起来，即所求量完全可用已知量来表示（思路通了，便可着手计算）。

综合法是“顺流而下”，从题目的已知量出发，根据一系列公式、定律，递推有关物理量，最终得出所求量为止。

2.3 统一单位，如涉及力学问题还应选定坐标系

2.4 根据有关公式、定律建立方程（组）

2.5 代入数字解方程（组）

2.6 检验反思

3 物理综合题的分类

3．1 以设问的内容来划分，可分为“递进式”和“并进式”。

“递进式”――题目中有两个以上的小问，所问的内容依次深入，问题的难度依次增加，前后问间有密切的牵连，前一问解答的正确与否将直接影响到下一问的解答，这就是“递进式”题型。

“并进式”――题中的各个小问的解答各自独立，彼此并列，互不包含，互不影响，前一问做错了，不影响对后一问的正确解答，这就是“并进式”题型。

3．2 以内容的综合方式来划分，可分为“积木式”和“混合式”。

“积木式”――题目中包含着前后连贯的两个或两个以上的物理过程，各个过程都遵循本身的规律，前后过程之间又相互牵连．这就是“积木式”题型。

“混合式”――题目中所描述的物理现象包含着几个同时出现的物理过程，它们交织在一起，互相联系，互相制约，互相影响。这就是“混合式”题型。

例 如图1所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为B。边长为L的正方形金属框abcd（下简称方框）放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U型金属框架MNPQ（下简称U型框），U型框与方框之间接触良好且无摩擦。两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为r。

（1）将方框固定不动，用力拉动U型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动，当U型框的MP端滑至方框的最右侧（如图2所示）时，方框上的bd两端的电势差为多大?此时方框的热功率为多大?

（2）若方框不固定，给U型框垂直NQ边向右的初速度v0，如果U型框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少?

（3）若方框不固定，给U型框垂直NQ边向右的初速度v（v>v0），U型框最终将与方框分离。如果从U型框和方框不再接触开始，经过时间t方框最右侧和U型框最左侧距离为s。求两金属框分离后的速度各多大。

分析与解 （1）U型框向右运动时，NQ边相当于电源，产生的感应电动势E=BLv0

当U型框的MP端滑至方框的最右侧（如图2所示）时，等效电路如图3所示。

U型框连同方框构成的闭合电路的总电阻为:R=3r+3r•r/3r+r=15/4r

根据全电路欧姆定律可得电路的总电流为：

I=E/R=4BLv0/15r

根据欧姆定律可知，bd两端的电势差为：

Uab=IRcd=BLv0/5

方框中的热功率为:P=I2Rbd=4B2L2v20/75r

（2）在U型框向右运动的过程中，U型框和方框组成的系统所受外力为零，故系统动量守恒，设到达图示位置时具有共同的速度V，根据动量守恒定律

3mv0=(3m+4m)v解得：v=3/7v0

根据能量守恒定律，U型框和方框组成的系统损失的机械能等于在这一过程中两框架上产生的热量，即:

Q=1/23mv20-1/27mv2=6/73mv20

（3）设U型框和方框不再接触时方框速度为v1，U型框的速度为v2，根据动量守恒定律，有:

3mv=4mv1+3mv2

两框架脱离以后分别以各自的速度做匀速运动，经过时间t方框最右侧和U型框最左侧距离为s，即(v2-v1)t=s。

联立以上两式，解得：

v1=3/7（v-s/t）；

v2=1/7(3v+4s/t)

说明 本例涉及金属线框切割磁感线的电磁感应问题。电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，要运用力学和电磁学的综合知识来解答。本例的解答便综合运用了闭合电路欧姆定律、欧姆定律、动量守恒定、能量守恒定律、感应电动势、安培力计算及运动学等知识。

本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文