2025 選考專題高考 物理 （川陜青寧蒙新晉豫）第四部分　考前增分指導(dǎo)含答案

2025選考專題高考物理（川陜青寧蒙新晉豫）第四部分考前增分指導(dǎo)第四部分考前增分指導(dǎo)增分指導(dǎo)一數(shù)學(xué)方法在物理中的應(yīng)用應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力具體要求為:(1)能根據(jù)具體的物理問題列出物理量之間的關(guān)系,能把有關(guān)的物理條件用數(shù)學(xué)方程表示出來.(2)在解決物理問題時,往往需要經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)和求解,或進行數(shù)值計算;求得結(jié)果后,有時還要用圖像或函數(shù)關(guān)系把它表示出來;必要時還應(yīng)對數(shù)學(xué)運算的結(jié)果做出物理上的結(jié)論或解釋.(3)能夠運用幾何圖形、函數(shù)圖像解決物理問題,要能夠?qū)ξ锢硪?guī)律、狀態(tài)和過程在理解的基礎(chǔ)上用合適的圖像表示出來,會用圖像來處理物理問題.高中物理解題常見的數(shù)學(xué)思想方法包括估算法、幾何法、函數(shù)法、比值法、圖解法、極值法、微元法、歸納法、極限分析法、分類討論法等,經(jīng)常要用到的數(shù)學(xué)知識包括平面幾何、函數(shù)圖像、三角函數(shù)、不等式、數(shù)列、微積分初步等.估算法解決此類問題需要了解一些常見的數(shù)據(jù),例如:原子直徑數(shù)量級為10-10m,地球半徑約為6400km,地球自轉(zhuǎn)周期約為1天(24小時),地球公轉(zhuǎn)周期約為1年,近地衛(wèi)星的運行周期約為85分鐘,月球繞地球運行周期約為27天,一個雞蛋的質(zhì)量約為50g,中學(xué)生的質(zhì)量約為50kg,課桌的高度約為80cm,每層樓的高度約為3m,自行車的速度約為5m/s,π2≈10,地球表面重力加速度g約為10m/s2,月球表面重力加速度約為地球表面的16等例1我國執(zhí)行火星探測任務(wù)的“天問一號”探測器在成功實施三次近火制動后,進入運行周期約為1.8×105s的橢圓形停泊軌道,軌道與火星表面的最近距離約為2.8×105m.已知火星半徑約為3.4×106m,火星表面處自由落體的加速度大小約為3.7m/s2,則“天問一號”的停泊軌道與火星表面的最遠距離約為 ()A.6×105m B.6×106mC.6×107m D.6×108m【技法點撥】對數(shù)值計算的處理,第一是得出目標(biāo)物理量函數(shù)關(guān)系再計算數(shù)值,不要列一個關(guān)系式得出一個中間結(jié)果,這樣不僅使得計算成本提高,而且容易因為每一步的四舍五入導(dǎo)致最終的結(jié)果出現(xiàn)偏差,把關(guān)系式清晰表達出來,再代入數(shù)據(jù),是一種更加科學(xué)的計算方式.第二就是要掌握必要的估算技巧,上述解答過程中,將3.7和4抵消、3.42與π2抵消,是一種近似處理,而且結(jié)果是取在一個區(qū)間內(nèi),并不需要最終得出精確的數(shù)值.例2[2024·浙江杭州模擬]如圖所示是某同學(xué)跳遠的頻閃圖,該同學(xué)身高180cm,起跳點為O點.圖中輔助標(biāo)線方格橫豎長度比為2∶1,g取10m/s2,則他起跳時的初速度最接近的值是 ()A.4m/s B.5m/sC.6m/s D.7m/s三角函數(shù)法角度1三角函數(shù)求極值(1)y=sinα,當(dāng)α=90°時,ymax=1.(2)y=cosα,當(dāng)α=0時,ymax=1.(3)輔助角求極值三角函數(shù):y=acosθ+bsinθacosθ+bsinθ=a2+b2sin(θ+α),其中tan當(dāng)θ+α=90°時,有極大值ymax=a2例3(多選)某實驗研究小組為探究物體沖上粗糙斜面能達到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系,使某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長的斜面向上運動,如圖甲所示,調(diào)節(jié)斜面與水平面的夾角θ,實驗測得x與θ的關(guān)系如圖乙所示,g取10m/s2.則由圖可知 ()A.物體的初速率v0=5m/sB.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.75C.圖乙中xmin=0.36mD.取初始位置所在水平面為重力勢能參考平面,當(dāng)θ=37°,物體上滑過程中動能與重力勢能相等時,物體上滑的位移為0.1875m角度2正、余弦定理的應(yīng)用(1)正弦定理在如圖所示的三角形中,各邊和所對應(yīng)角的正弦之比相等,即asinA=bsin(2)余弦定理在如圖所示的三角形中,有:a2=b2+c2-2bc·cosAb2=a2+c2-2ac·cosBc2=a2+b2-2ab·cosC例4(多選)如圖所示,柔軟輕繩ON的一端O固定,其中間某點M拴一重物,用手拉住繩的另一端N,初始時,OM豎直且MN被拉直,OM與MN之間的夾角為α(α>π2).現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起,并保持夾角α不變,在OM由豎直被拉到水平的過程中(A.MN上的張力逐漸增大B.MN上的張力先增大后減小C.OM上的張力逐漸增大D.OM上的張力先增大后減小例5一振動片以頻率f做簡諧運動時,固定在振動片上的兩根細桿同步周期性地觸動水面上a、b兩點,兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣.c是水面上的一點,a、b、c間的距離均為l,如圖所示.已知除c點外,在a、c連線上還有其他振幅極大的點,其中距c最近的點到c的距離為38l.則該波的波長為 (A.l B.12C.14l D.1均值不等式求極值由均值不等式a+b≥2ab(a>0,b>0)可知:(1)兩個正數(shù)的積為定值時,若兩數(shù)相等,和最小;(2)兩個正數(shù)的和為定值時,若兩數(shù)相等,積最大.例6如圖所示,表面光滑的平臺ABC由斜面AB和水平面BC組成,與傾角為θ的斜面體ODE一起固定在地面上,且tanθ=2,O點在C點的正下方,AB與BC在B處平滑連接,CO的高度為h=1.2m,AK的高度為H=1.65m.a、b兩小球(視為質(zhì)點)大小相同,質(zhì)量分別為km、m,把小球b放置在C點,讓a球從A點由靜止開始下滑,兩球在C點發(fā)生彈性碰撞,碰后b球做平拋運動落到OD上,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2.(1)求a、b發(fā)生碰撞前的瞬間,a的速度v0的大小;(2)a、b碰撞后的瞬間,若b的動能是a的動能的8倍,則k的值為多少?(3)求b落到斜面OD時的動能Ek與平拋運動的高度y之間的函數(shù)關(guān)系式(用Ek、mg、h、y來表示),并討論Ek的最小值及相應(yīng)的k值.二次函數(shù)求極值(1)二次函數(shù):y=ax2+bx+c①當(dāng)x=-b2a時,有極值ym=4ac-b24a(若二次項系數(shù)a②利用一元二次方程判別式求極值.(2)用判別式Δ=b2-4ac≥0有解可求某量的極值.例7[2024·四川成都模擬]如圖所示,一半徑為R的光滑絕緣半球面開口向下,固定在水平面上.整個空間存在磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場.一電荷量為+q(q>0)、質(zhì)量為m的小球P在球面上做水平的勻速圓周運動,圓心為O'.球心O到該圓周上任一點的連線與豎直方向的夾角為θ=60°.若重力加速度為g,以下說法正確的是()A.從上面俯視,小球沿順時針方向運動B.球面對小球的彈力大小為23C.小球的速率越大,則小球受到的洛倫茲力越大D.磁感應(yīng)強度的大小可能為B=2數(shù)學(xué)歸納法、數(shù)列的應(yīng)用凡涉及數(shù)列求解的物理問題都具有過程多、重復(fù)性強的特點,但每一個重復(fù)過程均不是與原來完全相同的重復(fù),而是一種變化了的重復(fù).隨著物理過程的重復(fù),某些物理量逐步發(fā)生著前后有聯(lián)系的變化.該類問題求解的基本思路為:(1)逐個分析開始的幾個物理過程;(2)利用歸納法從中找出物理量變化的通項公式(這是解題的關(guān)鍵);(3)最后分析整個物理過程,應(yīng)用數(shù)列特點和規(guī)律求解.無窮數(shù)列的求和,一般是無窮遞減數(shù)列,有相應(yīng)的公式可用.等差數(shù)列:Sn=n(a1+an)2=na等比數(shù)列:Sn=a1(1-例8如圖所示,水平地面上放有木板A和滑塊B,兩者靜止在同一直線上,木板A底面光滑,B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,某時刻滑塊C從左側(cè)以水平初速度v0滑上木板A,已知滑塊C與木板A上表面間的動摩擦因數(shù)也為μ,滑塊C、木板A的質(zhì)量均為m,重力加速度為g,開始時木板A與滑塊B相距L0=v022μg,木板足夠長,A與B之間的碰撞均為彈性碰撞,碰撞時間極短,A與B發(fā)生碰撞后A反彈,之后木板A每當(dāng)運動到與滑塊(1)C滑上A后經(jīng)多長時間A與B發(fā)生第1次碰撞;(2)滑塊B的質(zhì)量;(3)第2次碰撞前,滑塊C相對木板A滑動的距離;(4)經(jīng)n次碰撞,滑塊B能運動的總位移.求導(dǎo)的妙用(1)分析物理問題,應(yīng)用物理規(guī)律,將已知量和未知量之間建立一定的函數(shù)式;(2)求導(dǎo)數(shù),代入數(shù)據(jù)求出物理量;(3)求物理量最值時,先求導(dǎo)數(shù),再建立導(dǎo)數(shù)為零的獨立方程,解方程得出自變量或自變量的表達式,將自變量代入原來的函數(shù)式中求出目標(biāo)量的最大值或最小值.例9[2024·湖南長沙模擬]如圖所示,一個帶正電的絕緣圓環(huán)豎直放置,圓環(huán)半徑為R,帶電荷量為+Q,電荷量均勻分布在圓環(huán)表面上,將一正試探電荷+q從圓環(huán)中心偏右側(cè)一點(圖中未畫出)的位置由靜止釋放,試探電荷只在電場力的作用下沿著中心軸線向右側(cè)運動,則下列說法正確的是()A.試探電荷將向右先加速后減速B.試探電荷的加速度逐漸減小C.當(dāng)試探電荷距離圓環(huán)中心為22RD.將圓環(huán)所帶電荷量擴大兩倍,則加速度最大的位置右移例10[2024·山東濟南模擬]如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上,每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10Ω,導(dǎo)軌的端點P、Q用電阻可以忽略的導(dǎo)線相連,兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m.隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面,已知磁感應(yīng)強度B與時間t的關(guān)系為B=kt,比例系數(shù)k=0.020T/s.一電阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動,在滑動過程中保持與導(dǎo)軌垂直,在t=0時刻,金屬桿緊靠在P、Q端,在外力作用下,桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?求t=6.0s時金屬桿所受的安培力大小.第四部分考前增分指導(dǎo)增分指導(dǎo)一數(shù)學(xué)方法在物理中的應(yīng)用例1C[解析]已知火星半徑R,則火星近地衛(wèi)星的周期為T1=2πRgR,設(shè)停泊軌道的半長軸為a,由開普勒第三定律可知a3T2=R3T12,整理得a=3gT2R24π2,代入數(shù)據(jù)得a=33.7×1.82×1010×3.4例2D[解析]從圖中可知,人的高度約占三格豎直線,所以一格豎直線的長度約為y0=1.83m=0.6m,則一格水平線的長度約為x0=2y0=1.2m,從起跳到最高點過程,重心在豎直方向運動了約2格,根據(jù)逆向思維有2y0=12gt2,vy=gt,解得t=4y0g,vy=4gy0,水平方向運動了約2格,則有2x0=v0t,解得v0=2x0t=4y04y0g=例3BC[解析]由圖乙可知,當(dāng)θ=π2時,物體做豎直上拋運動,摩擦力是零,由豎直上拋運動的速度—位移關(guān)系公式可得v02=2gx1,解得v0=2×10×0.45m/s=3m/s,A錯誤;當(dāng)θ=0時,物體沿水平面做勻減速直線運動,由動能定理可得-μmgx0=0-12mv02,解得μ=v022gx0=322×10×0.6=0.75,B正確;物體沿斜面向上運動時,由動能定理可得-μmgcosθ+mgsinθx=0-12mv02,代入數(shù)據(jù)整理可得x=920×0.75cosθ+sinθm≥9200.752+1m=0.36例4AD[解析]OM的張力F1和MN的張力F2的合力F不變,關(guān)系如圖所示,Fsin(180°-α)=F1sinβ=F2sinγ,將重物向右上方緩慢拉起,夾角α不變,β由鈍角逐漸減小到銳角,γ由銳角逐漸增大到直角,則MN上的張力F2逐漸增大,例5C[解析]設(shè)與c點最近的振幅極大點為d,則ad=l-38l=58l,由余弦定理有bd=cd2+bc2-2bc×cdcos60°=78l,根據(jù)干涉加強點距離差的關(guān)系有Δx=x1-x2=nλ例6(1)3m/s(2)12或2(3)Ek=mg9y8+6mJ1[解析](1)a球由A到C過程有kmg(H-h)=12km解得v0=3m/s(2)a、b碰撞為彈性碰撞,則有kmv0=kmv1+mv2,12kmv02=12kmv解得v1=k-1v0k根據(jù)題意有12mv22=8×解得k=12或k(3)b球平拋運動過程有y=12gt2,x=v2根據(jù)幾何關(guān)系有tanθ=hb落到斜面OD過程有mgy=Ek-12m解得Ek=mgy+mg將上式變形得Ek=mg9y8+h28y-可知,當(dāng)9y8=h28y即y=0.4m時,動能有最小值,解得E根據(jù)上述y值可解得v2=2m/s由于v2=2解得k=1例7C[解析]小球受到的洛倫茲力方向水平指向圓心O',根據(jù)左手定則可知,從上面俯視小球沿逆時針方向運動,故A錯誤;小球豎直方向受力平衡,則有FNcosθ=mg,可得球面對小球的彈力大小為FN=mgcosθ=2mg,故B錯誤;根據(jù)F洛=qvB可知小球的速率越大,則小球受到的洛倫茲力越大,故C正確;水平方向根據(jù)牛頓第二定律可得qvB-FNsinθ=mv2Rsinθ,整理可得23m3Rv2-qBv+3mg=0,對于v的一元二次方程,根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知,需要滿足(qB)2-4×23m3R×3mg≥0,例8(1)5v04μg(2)2(4)v[解析](1)假設(shè)A先與C達到共同速度,再與B相碰.設(shè)C滑上A后經(jīng)t1時間,木板A與滑塊C達到共同速度v1,該過程A和C組成的系統(tǒng)動量守恒,有mv0=2mv1解得v1=v設(shè)此過程木板A的位移為x0,對A由動能定理得μmgx0=12mv解得x0=v028μg<L此過程對木板A由動量定理有μmgt1=mv1-0解得t1=v設(shè)再經(jīng)時間t2,A與B發(fā)生第1次碰撞,有L0-x0=v1t2解得t2=3則C滑上A后到A與B發(fā)生第1次碰撞經(jīng)過的時間為t=t1+t2聯(lián)立解得t=5v(2)設(shè)滑塊B的質(zhì)量為M,木板A與B發(fā)生第1次碰撞后瞬間B的速度為v1B,木板A的速度為v1A,以水平向右為正方向,A與B之間發(fā)生彈性碰撞,對A、B組成的系統(tǒng),根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律,有mv1=mv1A+Mv1B12mv12=12mv根據(jù)木板A總是在與滑塊B上次碰撞的位置恰好不再與滑塊C相對滑動,可知從A、B碰后到A、C再次共速,A的位移為0,設(shè)A、C再次共速的速度為v2,該過程時間為tA,由勻變速直線運動規(guī)律有v1A+則v2=-v1AA與B第1次碰后瞬間到C與A相互作用達到共速過程,A、C組成的系統(tǒng)動量守恒,有mv1+mv1A=2mv2聯(lián)立解得M=2m,v1A=-v13=-v06,v1B=(3)設(shè)第1次碰撞前C相對A滑動的距離為ΔL1,對A、C組成的系統(tǒng)由能量守恒定律有μmgΔL1=12mv02-1解得ΔL1=v設(shè)從第1次碰撞后到第2次碰撞前C相對A滑動的距離為ΔL2,同理有μmgΔL2=12mv12+12mv1解得ΔL2=v則第2次碰撞前,滑塊C相對木板A滑動的距離ΔL=ΔL1+ΔL2=13v(4)第1次碰撞后,A、B做勻變速運動,根據(jù)牛頓第二定律分別有μmg=maAμMg=MaB解得A、B的加速度大小aA=μg,aB=μg根據(jù)運動學(xué)規(guī)律有v2=v1A+aAtA解得tA=v設(shè)A回到與B第1次碰撞的位置時,B的速度為v1B'則有v1B'=v1B-aBtA解得v1B'=0,所以第2次碰前B已靜止,由(3)知,此時A的速度為v2=-v1A=v同理,第2次碰后瞬間,A、B的速度分別為v2A=-v23=-v132,v2第3次碰前B已靜止,A的速度為v3=-v2A=v第3次碰后瞬間,A、B的速度分別為v3A=-v33=-v133,v3B=……依次類推,第n次碰后瞬間,B的速度為vnB=23vn-1=2v設(shè)第1次碰后滑塊B運動的位移為x1,該過程,對滑塊B由動能定理,有-μMgx1=0-12M解得x1=v1B22同理,第2次碰后滑塊B運動的位移為x2=v2B22第n次碰后滑塊B運動的位移為xn=vnB22μg則經(jīng)n次碰撞,滑塊B能運動的總位移x=x1+x2+x3+…+xn根據(jù)等比數(shù)列求和,可知x=v0例9C[解析]根據(jù)圓環(huán)電場分布的對稱性可知,圓環(huán)中心軸線上的電場強度均背離圓環(huán)中心,沿著中軸線向外,則可知試探電荷將始終受到向右的電場力,一直做加速運動,故A錯誤;如圖所示,將圓環(huán)上所帶電荷進行無限分割,設(shè)每一份的電荷量為q0,則其在M點的場強E0=kq0Rsinθ2,其水平分量E0x=E0cosθ=kq0R2sin2θcosθ,微元累加并根據(jù)對稱性可知,M點的合場強為E=kQR2sin2θcosθ,令f(θ)=sin2θcosθ=cosθ-cos3θ,則其導(dǎo)函數(shù)為f'(θ)=-sinθ+3cos2θsinθ=0,此時cos2θ=13,可知當(dāng)cosθ=33,即試探電荷距離圓環(huán)中心為22R時例101.44×10-3N[解析]整個電路中的感應(yīng)電動勢由兩部分組成,一部分是金屬桿向左做切割磁感線的運動引起的,稱為動生電動勢;另一部分是由于磁感應(yīng)強度變化所引起的,稱為感生電動勢.設(shè)金屬桿的加速度為a,在時刻t的磁通量Φ=BS=ktl·12at2=12根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,電路內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=ΔΦΔt=整個電路的總電阻和總電流分別為R=2·12at2rI=ER=因此,金屬桿所受的安培力為F=BIl=kt·3kl2r0代入題中數(shù)據(jù),得F=1.44×10-3N增分指導(dǎo)二解題技巧與策略一、選擇題答題技巧選擇題在高考中屬于保分題目,“選擇題多拿分,高考才能得高分”,在平時的訓(xùn)練中,針對選擇題要做到兩個方面:一是練準度:高考中遺憾的不是難題做不出來,而是簡單題和中檔題做錯;平時會做的題目沒做對,平時訓(xùn)練一定要重視選擇題的正確率.二是練速度:提高選擇題的答題速度,能為攻克后面的解答題贏得充足時間.排除法通過對物理知識的理解、物理過程的分析或計算,把不符合題意或者不符合認知的含義進行一一否定,最后剩下的選項就是我們需要的答案,這種方法適用于選項內(nèi)容比較龐雜(如有關(guān)物理學(xué)史),無法用一個統(tǒng)一的公式或方法進行判斷的選擇題,常從尋找差異性的角度,采用逐一排除的方法來確定正確選項.通常排除法可以排除兩個選項,再利用其他方法甄別剩余的兩個選項,可以大幅提高答題速度.例1紙面內(nèi)兩個半徑均為R的圓相切于O點,兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直于紙面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反,且不隨時間變化.一長為2R的導(dǎo)體桿OA一端在O點,繞過O點且垂直于紙面的軸順時針勻速旋轉(zhuǎn),角速度為ω,t=0時,OA恰好位于兩圓的公切線上，如圖所示.若選取從O指向A的電動勢為正,下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖像可能正確的是 ()ABCD二級結(jié)論法“二級結(jié)論”是由基本規(guī)律和基本公式導(dǎo)出的推論.熟記并巧用一些“二級結(jié)論”可以使思維過程簡化,節(jié)約解題時間.非常實用的二級結(jié)論有:(1)等時圓規(guī)律;(2)平拋運動速度的反向延長線過水平位移的中點;(3)不同質(zhì)量和電荷量的同性帶電粒子由靜止相繼經(jīng)過同一加速電場和偏轉(zhuǎn)電場,軌跡重合;(4)直流電路中動態(tài)分析的“串反并同”結(jié)論;(5)平行通電導(dǎo)線同向相吸,異向相斥;(6)帶電平行板電容器與電源斷開,改變極板間距離不影響極板間勻強電場的場強等.例2如圖所示的平行板電容器豎直放置,兩極板間的距離為d,極板高度AB=CD=h,對該電容器充上一定的電荷量后,將一帶電小球P從非?？拷髽O板的上端A處由靜止釋放,小球沿圖中虛線運動打到了右極板的中點,為使小球能夠從下方穿過電容器,右極板向右至少移動的距離為 ()A.d B.2-C.h2D.d[反思感悟]

等效法等效法是在保證某一方面效果相同的前提下,用理想的、熟悉的、簡單的、形象的物理對象、物理過程或物理現(xiàn)象替代實際的、陌生的、復(fù)雜的、抽象的物理對象、物理過程或物理現(xiàn)象的一種處理方法.例3(不定項)[2024·江西宜春二模]如圖所示,在水平向右的勻強電場中,長為L的絕緣細線一端懸于O點,另一端系一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球(可視為點電荷).將小球拉至與O點等高的A點,保持細線繃緊并由靜止釋放,小球運動到與豎直方向夾角θ=30°的P點時速度變?yōu)?.已知電場范圍足夠大,重力加速度為g,空氣阻力可忽略.以下說法正確的是 ()A.電場強度的大小為3B.小球剛釋放時的加速度為gC.小球通過P時細線的拉力為33D.小球運動過程中最大速度為2圖像法物理圖像是將抽象物理問題直觀化、形象化的最佳工具,能從整體上反映出兩個或兩個以上物理量的定性或定量關(guān)系,利用圖像解題時一定要從圖像縱、橫坐標(biāo)的物理意義以及圖線中的“點”“線”“斜率”“截距”和“面積”等諸多方面尋找解題的突破口.利用圖像解題不但快速、準確、能避免繁雜的運算,還能解決一些用一般計算方法無法解決的問題.例4(多選)[2024·湖北宜昌二模]如圖,一質(zhì)量為M的木板靜止在光滑水平桌面上,另一質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點)從木板上的左端以速度v0開始運動并從右端滑下,該過程中,物塊的動能減少量為ΔEk1,木板的動能增加量為ΔEk2,二者間摩擦產(chǎn)生的熱量為Q(不考慮空氣阻力),關(guān)于ΔEk1、ΔEk2、Q的數(shù)值,下列說法可能正確的是 ()A.ΔEk1=3J,ΔEk2=1J,Q=2JB.ΔEk1=7J,ΔEk2=2J,Q=5JC.ΔEk1=8J,ΔEk2=4J,Q=4JD.ΔEk1=10J,ΔEk2=3J,Q=6J類比分析法將兩個(或兩類)研究對象進行對比,分析它們的相同或相似之處、相互的聯(lián)系或所遵循的規(guī)律,然后根據(jù)它們在某些方面有相同或相似的屬性,進一步推斷它們在其他方面也可能有相同或相似的屬性的一種思維方法,在處理一些物理情景很新穎的題目時,可以嘗試著使用這種方法.比如:恒力作用下的或電場與重力場疊加中的類平拋問題、類斜拋問題,可直接類比使用平拋、斜拋的相關(guān)結(jié)論.例5(多選)[2024·湖南卷]1834年,洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果(稱洛埃鏡實驗),平面鏡沿OA放置,靠近并垂直于光屏.某同學(xué)重復(fù)此實驗時,平面鏡意外傾斜了某微小角度θ,如圖所示.S為單色點光源.下列說法正確的是 ()A.沿AO向左略微平移平面鏡,干涉條紋不移動B.沿OA向右略微平移平面鏡,干涉條紋間距減小C.若θ=0°,沿OA向右略微平移平面鏡,干涉條紋間距不變D.若θ=0°,沿AO向左略微平移平面鏡,干涉條紋向A處移動極限法在某些物理狀態(tài)變化的過程中,可以把某個物理量或物理過程推向極端,從而作出科學(xué)的推理分析,使問題化難為易,化繁為簡,達到事半功倍的效果.極限法一般適用于定性分析類選擇題.例如假設(shè)速度很大(趨近于無限大)或很小(趨近于零)、假設(shè)邊長很大(趨近于無限大)或很小(趨近于零)、假設(shè)電阻很大(趨近于無限大)或很小(趨近于零)等,進行快速分析.運用此方法要注意因變量隨自變量單調(diào)變化.例6如圖甲所示,半徑為R的均勻帶電圓形平板單位面積帶的電荷量為σ,其軸線上任意一點P(坐標(biāo)為x)的電場強度可以由庫侖定律和電場強度的疊加原理求出,E=2πkσ1-x(R2+x2)12,方向沿x軸.現(xiàn)考慮單位面積電荷量為σ0的無限大均勻帶電平板,從其中間挖去一半徑為rA.2πkσ0x(r2+x2)C.2πkσ0xr D.2πkσ0[反思感悟]

對稱法物理中對稱現(xiàn)象比比皆是,可表現(xiàn)為研究對象在結(jié)構(gòu)上的對稱性、作用上的對稱性,物理過程在時間和空間上的對稱性,物理量在分布上的對稱性及作用效果的對稱性等.解決具有對稱特點的問題可從對稱性的角度去分析,利用對稱性解決物理問題的方法,就可能避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算和推導(dǎo),從而快速解題.例7[2024·江蘇南京模擬]如圖所示,完全相同的甲、乙兩個環(huán)形電流同軸平行放置,甲的圓心為O1,乙的圓心為O2,在兩環(huán)圓心的連線上有a、b、c三點,其中aO1=O1b=bO2=O2c,此時a點的磁感應(yīng)強度大小為B1,b點的磁感應(yīng)強度大小為B2.當(dāng)把乙環(huán)的電流改為等大反向電流后,c點的磁感應(yīng)強度大小為 ()A.B2-B1 B.B2-BC.B1-B22 D量綱法量綱分析法就是用物理量的單位來鑒別表達式或答案的正確性.主要判斷等式兩邊的單位是否一致.例8已知光速c=3.0×108m/s,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,用這三個物理量表示普朗克長度(量子力學(xué)中最小可測長度),其表達式可能是 ()A.hGc512 C.hcG312【技法點撥】物理關(guān)系式不僅反映了物理量之間的數(shù)值關(guān)系,也確定了相應(yīng)物理量的單位間的關(guān)系,所以有時候我們可以根據(jù)量綱檢驗運算的正確性或分析物理結(jié)論的可靠性.二、設(shè)計型實驗答題策略設(shè)計型實驗也稱為創(chuàng)新實驗,以原型實驗為基礎(chǔ),注重考查實驗儀器的等效與替換,實驗原理的拓展與延伸、實驗情景的設(shè)計與創(chuàng)新、實驗方法的求新、實驗過程的求簡﹑數(shù)據(jù)處理方法的遷移,這類試題新穎、區(qū)分度高.要求考生“以不變應(yīng)萬變”,根本方法是把實驗的本質(zhì)從新情景中分離出來,找出與常規(guī)實驗的相同之處,運用類似的方法進行處理.力學(xué)設(shè)計實驗解答力學(xué)設(shè)計實驗應(yīng)該抓住“理解實驗原理和實驗儀器的工作原理”,尋求解題突破口.應(yīng)注意常見量的測量方法,比如:“瞬時速度的測量”可采用光電門、紙帶留跡平均速度法及間接測量法;“力的測量”可采用測力計、力傳感器及類似于“近似等于懸掛鉤碼重力”的間接測量法.例9[2024·廣東佛山模擬]某軟件能夠調(diào)用手機內(nèi)置加速度傳感器,實時顯示手機加速度的數(shù)值.小明通過安裝有該軟件的智能手機(其坐標(biāo)軸如圖甲所示)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,實驗裝置原理圖如圖乙所示.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.(1)分別稱量出小桶的質(zhì)量m0和手機的質(zhì)量M0.(2)開始時,整個實驗裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),小桶里沒有裝砝碼.(3)用手突然向上托起小桶,使得繩子松弛,此瞬間手機受到的合力為(用題目所給字母表示),讀出此瞬間手機y軸上的加速度a的數(shù)值.

(4)往小桶中增加砝碼,重復(fù)步驟(3),測得實驗數(shù)據(jù)如下:實驗次數(shù)小桶和砝碼的質(zhì)量m/kg手機加速度a/(m/s2)10.024520.04451.7630.06452.5840.08453.3950.10454.2060.12454.98根據(jù)圖丙軟件截圖,表中空白處的數(shù)據(jù)為m/s2.利用數(shù)據(jù)作出a-F圖像,在圖丁中描出第一組數(shù)據(jù)的點并連線,可以得到結(jié)論:.

(5)保持小桶和砝碼的質(zhì)量不變,用雙面膠把不同數(shù)量的配重片貼在手機背面,重復(fù)步驟(3),測得實驗數(shù)據(jù)并作出a-1M圖像,得出結(jié)論:當(dāng)合外力一定,加速度與物體質(zhì)量成反比(6)從圖丙軟件截圖可以看出,即使整個實驗裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),手機依然顯示有加速度擾動,為了減少該擾動造成的相對誤差,下列做法可行的是.

A.使用質(zhì)量更大的砝碼組B.將彈簧更換為不可伸長的細線C.將彈簧更換為勁度系數(shù)更小的彈簧D.讓小桶和砝碼的質(zhì)量遠小于手機的質(zhì)量電學(xué)設(shè)計實驗電學(xué)實驗設(shè)計的三個原則:(1)安全性原則設(shè)計方案時,應(yīng)安全可靠,不會對器材造成損壞.①選用器材時,應(yīng)考慮器材的性能及量程(如儀表的量程、電器的額定值等)的要求.②設(shè)計方案時,應(yīng)準備好保護措施.(2)精確性原則實驗誤差應(yīng)控制在誤差允許的范圍之內(nèi),盡可能選擇誤差較小的方案.①在安裝或使用器材之前,應(yīng)按實驗要求對器材精心調(diào)整.如在使用某些儀表前,應(yīng)進行機械調(diào)零.②選用合適的測量工具(直尺、儀表)及合適的量程,使之與被測數(shù)值相匹配.如使用多用電表測量某電阻時,應(yīng)選用合適的擋位,使測量時電表指針指在中央刻度值附近.③實驗中可能出現(xiàn)因操作不當(dāng)帶來的偶然誤差,往往需要多次重復(fù)實驗,獲取多組實驗數(shù)據(jù),以備選取有效數(shù)據(jù).④設(shè)計合理的數(shù)據(jù)處理方式,如將多組有效數(shù)據(jù)相加后除以測量次數(shù),取其算術(shù)平均值(一般求待測量的算術(shù)平均值,而不求某些中間量的算術(shù)平均值).(3)簡便性、直觀性原則設(shè)計實驗應(yīng)便于操作、讀數(shù)及進行數(shù)據(jù)處理及實驗者觀察.例10某同學(xué)要將一量程為0~250μA的微安表改裝為量程為0~20mA的電流表.該同學(xué)測得微安表內(nèi)阻為1200Ω,經(jīng)計算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接,進行改裝.然后利用一標(biāo)準毫安表,根據(jù)圖甲所示電路對改裝后的電表進行檢測(虛線框內(nèi)是改裝后的電表).(1)根據(jù)圖甲和題給條件,將圖乙中的實物連線.(2)當(dāng)標(biāo)準毫安表的示數(shù)為16.0mA時,微安表的指針位置如圖丙所示.由此可以推測出所改裝的電表量程不是預(yù)期值,而是.(填正確答案標(biāo)號)

A.0~18mA B.0~21mA C.0~25mA D.0~28mA(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是.(填正確答案標(biāo)號)

A.微安表內(nèi)阻測量錯誤,實際內(nèi)阻大于1200Ω B.微安表內(nèi)阻測量錯誤,實際內(nèi)阻小于1200ΩC.R值計算錯誤,接入的電阻偏小 D.R值計算錯誤,接入的電阻偏大(4)要達到預(yù)期目的,無論測得的內(nèi)阻值是否正確,都不必重新測量,只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可,其中k=.

答案評分標(biāo)準及答題規(guī)則(1)如圖所示(2)C(3)AC(4)991.第(1)問3分,少連或錯連一條線扣1分,扣完為止.易錯警示:連接電路圖首先要考慮實驗原理及要求;另外導(dǎo)線要連準接線柱,導(dǎo)線不能交叉.2.第(2)問2分,不答或答錯扣2分.3.第(3)問2分,每選對一個得1分,有選錯的不給分.易錯警示:第(2)問和第(3)問要按要求填正確答案標(biāo)號,特別是第(2)問,切不可將正確答案內(nèi)容填到橫線上.4.第(4)問3分,不答或答錯扣3分.易錯警示:實驗題計算不需要寫過程,在稿紙上列式演算要仔細,如果最后結(jié)果算錯,即使列式正確也不得分;第(4)問結(jié)果不能整除,題中沒有要求保留幾位有效數(shù)字,要保留分式.三、計算題答題規(guī)范1.有必要的文字說明(1)必要的文字說明是指以下幾方面內(nèi)容,包括設(shè)定未知量、所列方程的依據(jù)及名稱要進行說明.一般表述為:依××物理規(guī)律得、由圖中幾何關(guān)系得、根據(jù)……得等.“定律”“定理”“公式”“關(guān)系”“定則”等詞要用準確.(2)物理量符號要和題干一致如題目給定符號是m0、ma、M、m'等,不能統(tǒng)一寫成m;長度,題目給定符號是L,不能寫成l或者d;半徑,題目給定符號是R,不能寫成r;電荷量,題目給定符號是e,不能寫成q,在評分標(biāo)準中都明確給出了扣分標(biāo)準.(3)題目中的一些隱含條件或臨界條件分析出來后,要加以說明,規(guī)定的正方向、零勢能點及所建立的坐標(biāo)系要進行說明.2.主干方程列式規(guī)范(1)不能以變形的結(jié)果式代替方程式(這是相當(dāng)多考生所忽視的).要全部用字母符號表示方程,不能字母、符號和數(shù)據(jù)混合,如:帶電粒子在磁場中的運動應(yīng)有qvB=mv2R,而不是其變形結(jié)果R=mvqB,輕繩模型中,小球恰好能通過豎直平面內(nèi)圓周運動的最高點,有mg=mv2r(2)要分步列式,不要寫連等式如,電磁感應(yīng)中導(dǎo)體桿受力的幾個方程,要這樣寫:E=BLvI=EF=BIL不要寫連等式“F=BIL=BER+rL=BBLvR+3.計算結(jié)果規(guī)范(1)計算結(jié)果是數(shù)據(jù)的要帶單位,沒有單位的要扣分;字母運算時,一些常量(重力加速度g,電子電荷量e等)不能用數(shù)字(10m/s2,1.6×10-19C)替換;字母運算的結(jié)果不能寫單位.(2)若題目要求結(jié)果用小數(shù)表示,則須將結(jié)果換成小數(shù),且小數(shù)點后的位數(shù)按要求保留.若題目沒有要求則可寫成根式或分數(shù)的形式.例11[2024·浙江1月選考]某固定裝置的豎直截面如圖所示,由傾角θ=37°的直軌道AB,半徑R=1m的圓弧BCD,長度L=1.25m、傾角為θ的直軌道DE,半徑為R、圓心角為θ的圓弧管道EF組成,軌道間平滑連接.在軌道末端F的右側(cè)光滑水平面上緊靠著m=0.5kg的滑塊b,其上表面與軌道末端F所在的水平面平齊.質(zhì)量m=0.5kg的小物塊a從軌道AB上高度為h處靜止釋放,經(jīng)圓弧軌道BCD滑上軌道DE,軌道DE由特殊材料制成,小物塊a向上運動時動摩擦因數(shù)μ1=0.25,向下運動時動摩擦因數(shù)μ2=0.5,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.當(dāng)小物塊a在滑塊b上滑動時動摩擦因數(shù)恒為μ1,小物塊a運動到滑塊右側(cè)的豎直擋板能發(fā)生彈性碰撞.(其他軌道均光滑,小物塊視為質(zhì)點,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)若h=0.8m,求小物塊:①第一次經(jīng)過C點的向心加速度;②在DE上經(jīng)過的總路程;③在DE上向上運動時間t上和向下運動時間t下之比.(2)若h=1.6m,滑塊至少多長才能使小物塊不脫離滑塊?規(guī)范解答評分標(biāo)準及答題規(guī)則(1)h=0.8m①求第一次經(jīng)過C點時向心加速度的大小mgh=12mvCaC=vC2R=16m/s②求在DE上經(jīng)過的總路程mgh-mgR(1-cosθ)=(μ1+μ2)mgscosθ(1分)結(jié)果分:s總=2s=2m(1分)③求在DE上向上運動時間t上和向下運動時間t下之比向上運動:mgsinθ+μ1mgcosθ=ma1(1分)a1=8m/s2向下運動:mgsinθ-μ2mgcosθ=ma2(1分)a2=2m/s2結(jié)果分:t上t下=a2(2)h=1.6m,滑塊至少多長才能使小物塊不脫離滑塊用動能定理求vF:mgh-2mgR(1-cosθ)-mgLsinθ-μ1mgLcosθ=12mvF動量守恒:mvF=2mv(1分)能量守恒:μ1mg·2l=12mvF2-12(2m)注意:可能會合并成一個公式,即:μ1mg·2l=12mvF2-12(2m)vF2結(jié)果分:l=0.2m(1分)[評分細則]第(1)小問共7分.a.公式不完全,例如R(1-cosθ)用Δh表示也對b.公式原理錯,不得分;s=1m原理對得1分易錯警示:①常見錯誤:a.漏寫單位扣1分b.mgh=mvc.mgh+mgR(1-cosθ)=12m②常見錯誤:a.mgh=μ1mgcosθ·s總2+μ2mgcosθ·b.EkD=mgh=4J③a.時間判斷:求出上去、下來兩個時間的結(jié)果并有合理過程得2分;b.加速度判斷:算出兩個加速度的結(jié)果并有合理過程得2分,或有μ1c.速度判斷:算出沿斜面向上滑時在D點的速度和沿斜面向下滑時回到D點的速度得2分第(2)小問共4分.常見錯誤:a.未寫展開式,最后結(jié)果錯誤,過程分沒有b.漏了摩擦力做功μ1mgLcosθ這項,求出l值錯誤c.動摩擦因數(shù)下標(biāo)不寫,結(jié)果也沒算出d.式中漏乘2,μ1mg·2l=12mvF2-12(2m)v2中,不少同學(xué)把“2m例12如圖所示,水平固定一半徑r=0.2m的金屬圓環(huán),長均為r、電阻均為R0的兩金屬棒沿直徑放置,其中一端與圓環(huán)接觸良好,另一端固定在過圓心的導(dǎo)電豎直轉(zhuǎn)軸OO'上,并隨軸以角速度ω=600rad/s勻速轉(zhuǎn)動,圓環(huán)內(nèi)左半圓存在磁感應(yīng)強度大小為B1的勻強磁場.圓環(huán)邊緣與轉(zhuǎn)軸良好接觸的電刷分別與間距為l1的水平放置的平行金屬軌道相連,軌道間接有電容C=0.09F的電容器,通過單刀雙擲開關(guān)S可分別與接線柱1、2相連.電容器左側(cè)有寬度也為l1、長度為l2、磁感應(yīng)強度大小為B2的勻強磁場區(qū)域.在磁場區(qū)域內(nèi)靠近左側(cè)邊緣處垂直軌道放置金屬棒ab,磁場區(qū)域外有間距也為l1的絕緣軌道與金屬軌道平滑連接,在絕緣軌道的水平段上放置“”形金屬框fcde.棒ab長度和“”形框的寬度也均為l1,質(zhì)量均為m=0.01kg,de與cf長度均為l3=0.08m,已知l1=0.25m,l2=0.068m,B1=B2=1T、方向均為豎直向上;棒ab和“”形框的cd邊的電阻均為R=0.1Ω,除已給電阻外其他電阻不計,軌道均光滑,棒ab與軌道接觸良好且運動過程中始終與軌道垂直.開始時開關(guān)S和接線柱1接通,待電容器充電完畢后,將S從1撥到2,電容器放電,棒ab被彈出磁場后與“”形框粘在一起形成閉合框abcd,此時將S與2斷開,已知框abcd在傾斜軌道上重心上升0.2m后返回進入磁場.(重力加速度g取10m/s2)(1)求電容器充電完畢后所帶的電荷量Q,哪個極板(M或N)帶正電?(2)求電容器釋放的電荷量ΔQ;(3)求框abcd進入磁場后,ab邊與磁場區(qū)域左邊界的最大距離x.增分指導(dǎo)二解題技巧與策略一、選擇題答題技巧例1C[解析]從導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的角度考慮,當(dāng)導(dǎo)體桿順時針轉(zhuǎn)動切割圓形區(qū)域中的磁感線時,由右手定則判斷電動勢由O指向A,為正,D錯誤;切割過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv=12BL2ω,其中L=2Rsinωt,即E先變大,再變小,且非線性變化,故A、B錯誤;使用排除法,只有C正確例2A[解析]由題意可知,小球所受的合力沿著虛線方向,根據(jù)C=εrS4πkd,U=QC,E=Ud,可得E=4πkQεrS例3BCD[解析]由題知,小球由靜止釋放,運動到與豎直方向夾角θ=30°的P點時速度變?yōu)?,根據(jù)動能定理有mgLcos30°-qEL(1+sin30°)=0,解得E=3mg3q,A錯誤;小球剛釋放時向心加速度為0,只有重力提供加速度,B正確;小球在P點的受力情況與在A點的受力情況類似,在A點沿線方向的加速度為0,所以FT=qE=33mg,C正確;將電場力與重力合成為一個等效“重力”,其等效“最低點”即為速度最大的點C,從A運動到C