高考物理 難點 物理模型的構(gòu)建

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載難點30物理模型的構(gòu)建隨著高考改革的深入，新高考更加突出對考生應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的考查，大量實踐應(yīng).用型、信息給予型、估算型命題頻繁出現(xiàn)于卷面，由此，如何于實際情景中構(gòu)建物理模型借助物理規(guī)律解決實際問題則成了一個重要環(huán)節(jié)難點磁場1.（）如圖30-1所示，AB為半徑R=2m的一段光滑圓槽，A、B兩點在同一水平面上，且AB長20cm，將小球由A點釋放，則它運動到B點所用的時間為多少？（g取10m/s2）2.（）真空中，速度v=6.4107m/s的電子束水平地射圖30-1入兩平行金屬板間，如圖30-2所示.極板長度L=8.010-2m，間距d=5.010-3m，極板不帶電時，電子束將

2、沿兩極板的中線通過，若兩極板間加50Hz的交流電壓U=Umsint,當(dāng)所加電壓的最大值Um超過某一數(shù)值U0時，將開始出現(xiàn)以下現(xiàn)象：電子束有時通過極板，有時間斷（不能通過），求U0的大小.圖30-2案例探究例1（）如圖30-3所示,在光滑的水平面上靜止著兩小車A和B，在A車上固定著強(qiáng)磁鐵，總質(zhì)量為5kg,B車上固定著一個閉合的螺線管.B車的總質(zhì)量為10kg.現(xiàn)給B車一個水平向左的100Ns瞬間沖量，若兩車在運動過程中不發(fā)生直接碰撞，則相互作用過程中產(chǎn)生的熱能是多少？圖30-3命題意圖：以動量守恒定律、能的轉(zhuǎn)化守恒定律、楞次定律等知識點為依托，考查分析、推理能力，等效類比模型轉(zhuǎn)換的知識遷移能力.錯

3、解分析：通過類比等效的思維方法將該碰撞等效為子彈擊木塊（未穿出）的物理模型，是切入的關(guān)鍵，也是考生思路受阻的障礙點.解題方法與技巧：由于感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是阻礙導(dǎo)體和磁場間相對運動，A、B兩車之間就產(chǎn)生排斥力，以A、B兩車為研究對象，它們所受合外力為零.動量守恒，當(dāng)A、B車速度相等時，兩車相互作用結(jié)束，據(jù)以上分析可得：II=mBvB=(mA+mB)v,vB=m100=m/s=10m/s,B10v=100(mm)AB=6.7m/s從B車運動到兩車相對靜止過程，系統(tǒng)減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，電能通過電阻發(fā)熱，轉(zhuǎn)化為焦耳熱.根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒：mBv2-(mA+mB)v2Q=112211100=10

4、102-15()2J=166.7J2215學(xué)習(xí)必備歡迎下載例2（）在原子反應(yīng)堆中抽動液態(tài)金屬或在醫(yī)療器械中抽動血液等導(dǎo)電液體時，由于不允許傳動的機(jī)械部分與這些液體相接觸，常使用一種電磁泵，圖30-4所示為這種電磁泵的結(jié)構(gòu).將導(dǎo)管放在磁場中，當(dāng)電流通過導(dǎo)電液體時，這種液體即被驅(qū)動.如果導(dǎo)管中截面面積為ah，磁場的寬度為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，液體穿過磁場區(qū)域的電流強(qiáng)度為I求驅(qū)動力造成的壓強(qiáng)差為多少？命題意圖：考查攝取信息構(gòu)建模型的實踐創(chuàng)新能力.B級要求.圖30-4錯解分析：考生慣于已知物理模型的傳統(tǒng)命題的求解，在此無法通過原型啟發(fā)，將液體.類比為磁場中導(dǎo)體，建立起熟知的物理模型，無法使問題切入解題方

5、法與技巧：此題的題源背景是電磁泵問題，它的原理是，當(dāng)電流流過液體時，液體即為載流導(dǎo)體，在磁場中將受到安培力作用，力的方向由左手定則判定，所以液體將沿v的方向流動.液體通電后可視為導(dǎo)體，從電磁場的原理圖中可抽象出如圖30-5所示的模型，既通電導(dǎo)體在磁場中受力模型.以載流導(dǎo)體為研究對象，根據(jù)安培力公式，載流導(dǎo)體受到的安培力（即液體受力）為：圖30-5F=BIh由壓強(qiáng)公式，得p=FS且S=ah由得p=BIa錦囊妙計.理想化模型就是為便于對實際物理問題進(jìn)行研究而建立的高度抽象的理想客體高考命題以能力立意，而能力立意又常以問題立意為切入點，千變?nèi)f化的物理命題都是根據(jù)一定的物理模型，結(jié)合某些物理關(guān)系，給出

6、一定的條件，提出需要求的物理量的.而我們解題的過程，就是將題目隱含的物理模型還原，求結(jié)果的過程運用物理模型解題的基本程序：（1）通過審題，攝取題目信息.如：物理現(xiàn)象、物理事實、物理情景、物理狀態(tài)、物理過程等.（2）弄清題給信息的諸因素中什么是起主要因素.（3）在尋找與已有信息（某種知識、方法、模型）的相似、相近或聯(lián)系，通過類比聯(lián)想或抽象概括，或邏輯推理，或原型啟發(fā)，建立起新的物理模型，將新情景問題“難題”轉(zhuǎn)化為常規(guī)命題.（4）選擇相關(guān)的物理規(guī)律求解.殲滅難點訓(xùn)練1.（）一人做“蹦極”運動，用原長15m的橡皮繩拴住身體往下躍，若此人質(zhì)量為50kg，從50m高處由靜止下落，運動停止瞬間所用時間為4

7、s，則橡皮繩對人的平均作用力約為_.（g取10m/s2）2.（）若正常人心臟在一次搏動中泵出血液70mL，推動血液流動的平均壓強(qiáng)為1.6104Pa，設(shè)心臟主動脈的內(nèi)徑為2.5cm，每分鐘搏動75次，求：（1）心臟推動血液流動的平均功率是多大？（2）血液從心臟流出的平均速度是多大？學(xué)習(xí)必備歡迎下載3.（）如圖30-6所示，一塊寬為a、厚為h的金屬導(dǎo)體放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與金屬導(dǎo)體上下表面垂直.若金屬導(dǎo)體中通有電流強(qiáng)度為I、方向自左向右的電流時，金屬導(dǎo)體前后兩表面會形成一個電勢差，已知金屬導(dǎo)體單位長度中的自由電子數(shù)目為n，問：金屬導(dǎo)體前后表面哪一面電勢高？電勢差為多少？4.（）

8、有一種磁性加熱裝置，其關(guān)鍵部分由焊接在兩個等大的金屬圓環(huán)上的n根間距相等的平行金屬條組成，成“鼠籠”狀，如圖30-7所示.每根金屬條的長度為l，電阻為R，金屬環(huán)的直徑為D、電阻不計.圖中虛線表示的空間范圍內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場的寬度恰好等于“鼠籠”金屬條的間距，當(dāng)金屬環(huán)以角速度繞過兩圓環(huán)的圓心的軸OO旋轉(zhuǎn)時，始終有一根圖30-6圖30-7金屬條在垂直切割磁感線.“鼠籠”的轉(zhuǎn)動由一臺電動機(jī)帶動，這套設(shè)備的效率為，求電動機(jī)輸出的機(jī)械功率.5.（）人從一定高度落地容易造成骨折，一般成人脛骨的極限抗壓力強(qiáng)度約為1.5107N/m2，脛骨的最小橫截面積一般為3.2cm2.假若一質(zhì)量為50

9、kg的人從一定高度雙足落地，落地時下蹲其重心又下降15cm，試計算這個高度超過多大時，就會導(dǎo)致脛骨骨折.6.（）電磁泵是應(yīng)用磁力來輸送導(dǎo)電液體（如液態(tài)金屬、血液等）的裝置，它不需要機(jī)械活動組件.圖30-8是電磁泵輸送導(dǎo)電液體原理的示意圖，絕緣管道的橫截面為邊長a=0.3cm的正方形，導(dǎo)電液體在管中緩緩流動，在管道中取長為L=2.00cm的部分，將它的上下管壁做成可以導(dǎo)電的導(dǎo)體，通以電流I，并在垂直于管道和電流的方向加一個橫向磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1.50T.要在管道中產(chǎn)生4.0103Pa的壓強(qiáng)，推動導(dǎo)電液體流動，電流強(qiáng)度I應(yīng)為多少？圖30-8難點30物理模型的構(gòu)建難點磁場1.1.40s2.U0

10、=91V殲滅難點訓(xùn)練1.870880N2.（1）1.4W（2）0.18m/s3.用左手定則可知，金屬導(dǎo)體后表面聚集較多的電子，故前表面電勢較高，自由電子在定向移動過程中受電場力和洛倫茲力作用，于是eE=evB,E=U,I=nev,a由以上三式解得：U=aBIne.4.處于磁場中的金屬條切割磁感線的線速度為v=E=Blv=DBl.2通過切割磁感線的金屬條的電流為D2,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為學(xué)習(xí)必備歡迎下載I=ERRn1=(n1)BlD2nR.磁場中導(dǎo)體受到的安培力為F=BIl，克服安培力做功的功率為P安=Fv=12FD，電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為P=P安/，聯(lián)立以上各式解出P=(n1)B2l22D24nR5.雙腳脛骨面積最小處能承受沖擊力的最大值F=pS=1.510723.210-4=9.6103N設(shè)人的質(zhì)量為m，下落的安全極限高度是h1,觸地后重心又下降的高度為h2.對全