【物理】2020二轮复习板块二考前专项再突破学案
板块二 考前专项再突破
专项一 选择题专项训练
选择题在高考中属于保分题目,只有“选择题多拿分,高考才能得高分”,在平时的训练中,针对选择题要做到两个方面:
一是练准度:高考中遗憾的不是难题做不出来,而是简单题和中档题做错;平时会做的题目没做对,平时训练一定要重视选择题的正答率.
二是练速度:提高选择题的答题速度,能为攻克后面的解答题赢得充足时间.
解答选择题时除了掌握直接判断和定量计算等常规方法外,还要学会一些非常规巧解妙招,针对题目特性“不择手段”,达到快速解题的目的.
第1招 比较排除法
通过分析、推理和计算,将不符合题意的选项一一排除,最终留下的就是符合题意的选项.如果选项是完全肯定或否定的判断,可通过举反例的方式排除;如果选项中有相互矛盾或者是相互排斥的选项,则两个选项中只可能有一种说法是正确的,当然,也可能两者都错.
1.竖直向上抛出一物块,物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比,则物块从抛出到落回抛出点的过程中,加速度随时间变化的关系图象正确的是(设竖直向下为正方向)( )
解析:物块在上升过程中加速度大小为a= ,因此在上升过程中,速度不断减小,加速度不断减小,到最高点加速度大小等于g,故A、D错误;在下降的过程中加速度a=,随着速度增大,加速度越来越小,因此C正确.
答案:C
2.(多选)(2016·全国卷Ⅰ)如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态.若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则( )
A.绳OO′的张力也在一定范围内变化
B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
解析:因为物块a、b始终保持静止,所以绳OO′的张力不变,连接a和b的绳的张力也不变,选项A、C错误,此时已经可以直接选择选项B、D.但为了确保答案万无一失,仍需对正确选项进一步验证:拉力F大小变化,F的水平分量和竖直分量都发生变化,由共点力的平衡条件知,物块b受到的支持力和摩擦力在一定范围内变化,选项B、D正确.
答案:BD
[名师点评] 运用排除法解题时,对于完全肯定或完全否定的判断,可通过举反例的方式排除;对于相互矛盾或者相互排斥的选项,则最多只有一个是正确的;要学会从不同方面判断或从不同角度思考与推敲.
第2招 特殊值代入法
有些选择题选项的代数表达式比较复杂,需经过比较烦琐的公式推导过程,此时可在不违背题意的前提下选择一些能直接反映已知量和未知量数量关系的特殊值,代入有关算式进行推算,依据结果对选项进行判断.
3.如图所示,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上.若要使物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定的范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F1和F2的方向均沿斜面向上).由此可求出物块与斜面间的最大静摩擦力为( )
A. B.2F2 C. D.
解析:当斜面光滑时F1=F2,摩擦力Ff=0,故A、B、D错误,C正确.
答案:C
4.如图所示,一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后,两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B.若滑轮有一定大小,质量为m且分布均匀,滑轮转动时与绳之间无相对滑动,不计滑轮与轴之间的摩擦.设细绳对A的拉力大小为T1,已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的.请你根据所学的物理知识,通过一定的分析,判断正确的表达式是( )
A.T1= B.T1=
C.T1= D.T1=
解析:令定滑轮质量m=0,以A和B为系统,由牛顿第二定律m2g-m1g=(m1+m2)a,以A为研究对象由牛顿第二定律T1-m1g=m1a,解得T1=g,将m=0代入四个选项中,只有选项C符合.
答案:C
[名师点评] 这种方法的实质是将抽象、复杂的一般性问题的推导、计算转化成具体的、简单的特殊值问题来处理,以达到迅速、准确解题的目的.
第3招 逆向思维法
很多物理过程具有可逆性(如运动的可逆性、光路的可逆性),在沿着正向过程或思维(由前到后或由因到果)分析受阻时,有时“反其道而行之”,沿着逆向过程或思维(由后到前或由果到因)来思考,常常可以化难为易、出奇制胜.
5.如图所示,半圆轨道固定在水平面上,一小球(小球可视为质点)从恰好与半圆轨道相切于B点斜向左上方抛出,到达半圆轨道左端A点正上方某处小球的速度刚好水平,O为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R,OB与水平方向的夹角为60°,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球在A点正上方的水平速度为( )
A. B.
C. D.
解析:小球虽说是做斜抛运动,由于到达半圆轨道左端A点正上方某处小球的速度刚好水平,所以逆向看是小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动,运动过程中恰好与半圆轨道相切于B点,这样就可以用平抛运动规律求解.因小球运动过程中恰好与半圆轨道相切于B点,则速度与水平方向的夹角为30°,设位移与水平方向的夹角为θ,则tan θ==,因为tan θ==,则竖直位移y=,而v=2gy=gR,所以tan 30°=,v0= = ,故选项A正确.
答案:A
6.(2019·吉安模拟)如图,x-t图象反映了甲、乙两车在同一条直线上行驶的位置随时间变化的关系,已知乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于10 s处,下列说法正确的是( )
A.5 s时两车速度相等
B.甲车的速度为4 m/s
C.乙车的加速度大小为1.5 m/s2
D.乙车的初位置在s0=80 m处
解析:位移—时间图象的斜率等于速度,斜率大小越大,速度大小越大,则知5 s时乙车速度较大,故A错误;甲车做匀速直线运动,速度为v甲== m/s=4 m/s,故B正确;乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于10 s处,则t=10 s时,速度为零,将其运动反过来看成初速度为0的匀加速直线运动,则s=at2,根据图象有:x0=a·102,20=a·52,解得:a=1.6 m/s2,x0=80 m,故C错误,D正确.
答案:BD
[名师点评] 对于匀减速直线运动,往往逆向等同为匀加速直线运动.可以利用逆向思维法的物理情境还有斜上抛运动,利用最高点的速度特征,将其逆向等同为平抛运动.
第4招 对称思维法
对称情况存在于各种物理现象和物理规律中,应用这种对称性可以帮助我们直接抓住问题的实质,避免复杂的数学演算和推导,快速解题.
7.(2019·齐齐哈尔模拟)如图所示,两个带电荷量为q的点电荷分别位于带电的半径相同的球壳和球壳的球心,这两个球壳上电荷均匀分布且电荷面密度相同,若图甲中带电球壳对点电荷q
的库仑力的大小为F,则图乙中带电的球壳对点电荷q的库仑力的大小为( )
A.F B.F C.F D.F
解析:将图乙中的均匀带电球壳分成三个带电球壳,关于球心对称的两个带电球壳对点电荷q的库仑力的合力为零,因此乙图中带电的球壳对点电荷的库仑力的大小和甲图中均匀带电球壳对点电荷的库仑力的大小相等,故A、B、C错误,D正确.
答案:D
8.(多选)如图所示,在两个等量正电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点,A、D两点与B、C两点均关于O点对称.A、B、C、D四点电场强度大小分别为EA、EB、EC、ED,电势分别为φA、φB、φC、φD,则下列说法中正确的是( )
A.EA=ED,φA>φB
B.一定有EA>EB、φB>φA
C.一定有φA=φD、φB=φC
D.可能有ED>EC,一定有φB>φD
解析:由对称性可知,A、D
两点的电场强度大小相等,方向相反.在两个等量正电荷连线的中垂线上的O点,电场强度为零;在无穷远处,电场强度为零.可见从O点沿中垂线向两端,电场强度一定先增大后减小,一定存在电场强度最大的点P,从O到P,电场强度逐渐增大;从P到无穷远处,电场强度逐渐减小.由于题中没有给出A、B(或C、D)到O点的距离,不能判断A、B(或C、D)两点哪点电场强度大,可能有EA>EB,ED>EC.根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,φB>φA,根据对称性,一定有φA=φD、φB=φC,选项C、D正确,A、B错误.
答案:CD
[名师点评] 非点电荷电场的电场强度一般可用微元法求解(很烦琐),在高中阶段,非点电荷的电场往往具有对称的特点,所以常常用对称法结合电场的叠加原理进行求解.
第5招 等效转换法
等效转换法是指在用常规思维方法无法求解那些有新颖情境的物理问题时,灵活地转换研究对象或采用等效转换法将陌生的情境转换成我们熟悉的情境,进而快速求解的方法.等效转换法在高中物理中是很常用的解题方法,常常有物理模型等效转换、参照系等效转换、研究对象等效转换、物理过程等效转换、受力情况等效转换等.
9.(2019·淮南模拟)如图所示,一杂技演员用一只手抛、接球,他每隔0.4 s抛出一球,接到球便立即把球抛出.已知除抛、接球的时刻外,空中总有4个球,将球的运动近似看作是竖直方向的运动,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,g取10 m/s2)( )
A.1.6 m B.2.4 m C.3.2 m D 4.0 m
解析:将4个小球依次抛出后均做相同的竖直上抛运动,但同时研究4个小球的运动比较复杂,将4个小球的运动转换为一个小球所做的连续运动,小球每隔0.4 s对应的位置,对应各小球在同一时刻的不同位置,小球在空中的时间共1.6 s,上升的时间为0.8 s,则h=at2=×10×0.82 m=3.2 m,故选项C正确.
答案:C
10.如图所示,一只杯子固定在水平桌面上,将一块薄纸板盖在杯口上并在纸板上放一枚鸡蛋,现用水平向右的拉力将纸板快速抽出,鸡蛋(水平移动距离很小,几乎看不到)落入杯中,这就是惯性演示实验.已知鸡蛋(可视为质点)中心离纸板左端的距离为d,鸡蛋和纸板的质量分别为m和2m,所有接触面的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,若鸡蛋移动的距离不超过就能保证实验成功,则所需拉力的最小值为( )
A.3μmg B.26μmg C.12μmg D.15μmg
解析:本题物理情境较新,但仔细分析发现鸡蛋和纸板的运动可转换为经典的滑块—滑板模型,所以对鸡蛋有=a1t2,μmg=ma1,对纸板有d+=a2t2、Fmin-3μmg-μmg=2ma2,联立解得Fmin=26μmg,B正确.
答案:B
[名师点评] 对于物理过程与我们熟悉的物理模型相似的题目,可尝试使用转换分析法,如本题中将鸡蛋和纸板转换为滑块—
滑板模型即可快速求解.
第6招 图象分析法
物理图象是将抽象物理问题直观化、形象化的最佳工具,能从整体上反映出两个或两个以上物理量的定性或定量关系,利用图象解题时一定要从图象纵、横坐标的物理意义以及图线中的“点”“线”“斜率”“截距”和“面积”等诸多方面寻找解题的突破口.利用图象解题不但快速、准确,能避免繁杂的运算,还能解决一些用一般计算方法无法解决的问题.
11.(多选)如图所示,质量相同的木块A、B用轻质弹簧连接.静止在光滑的水平面上,此时弹簧处于自然状态.现用水平恒力F推A.则从力F开始作用到弹簧第一次被压缩到最短的过程中( )
A.弹簧压缩到最短时,两木块的速度相同
B.弹簧压缩到最短时,两木块的加速度相同
C.两木块速度相同时,加速度aA
vB
解析:从力F开始作用到弹簧第一次被压缩到最短的过程中,对两木块运动过程分析可知,A做加速度减小的加速运动,B做加速度增大的加速运动,只要A的速度大于B的速度弹簧就处于被压缩变短的过程中,则两木块速度相同时弹簧压缩到最短,画出这一过程A、B两木块的v-t图象,则t1时刻,A、B两木块的加速度相同(切线斜率相同),且vA>vB,t2时刻A、B两木块的速度相同,且aB>aA,综上,A、C、D正确,B错误.
答案:ACD
12.如图甲所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是( )
A.0μB.
答案:(1)0.15 (2)小车质量的倒数 大于
4.(2019·贵阳模拟)某同学用伏安法测量一未知电阻Rx的电阻值.
(1)该同学用电流表内接法和外接法分别测量了Rx的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描绘到U-I图上,由电流表外接法得到的图线是图甲中的________(选填“a”或“b”).
(2)请用图甲中的数据,求出用电流表外接法时Rx的测量值为________Ω(保留两位有效数字),其测量值与真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”).
(3)图乙是用电流表外接法已部分连接好的实物电路,请结合甲图信息补充完成实物接线.
解析:(1)电流表外接法,由于电压表分流作用,测得的电流值会偏大,由图示图象可知,由电流表外接法得到的图线是b.
(2)由图示图象可知,电阻:R== Ω=1.2 Ω;因电流的测量值偏大,则电阻测量值偏小.
(3)滑动变阻器用分压接法,则电路如图所示.
答案:(1)b (2)1.2 偏小 (3)见解析图
技巧3 设计型实验——设计方案,变通拓展
设计型实验题从仪器的使用、装置的改造、电路的设计、数据的灵活处理等方面进行变通和拓展.应对这类实验题的方法是深刻理解实验的原理、方法,进行合理迁移.
5.(2019·山东济南联考)
某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验:在小车甲的前端粘有橡皮泥,推动小车甲使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.打点计时器所用交流电的频率f=50 Hz.
(1)若已知测得打点纸带如图(b)昕示,并测得各计数点间距(已标在图示上).A点为运动的起点,则应选______段来计算小车甲碰前的速度.应选________段来计算车甲和乙碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”).
(2)已测得小车甲的质量m1=0.40 kg,小车乙的质量m2=0.20 kg,则碰前两小车的总动量为________kg·m/s,碰后两小车的总动量为________kg·m/s(保留三位有效数字).
解析:(1)应选择小车运动稳定时的纸带来计算速度,故应选BC段计算小车甲碰前的速度,选DE段计算小车甲和乙碰后的共同速度.
(2)v1== m/s=1.05 m/s,
m1v1=0.40×1.05 kg·m/s=0.420 kg·m/s;
碰后甲和乙的共同速度
v2== m/s=0.695 m/s,
(m1+m2)v2=(0.40+0.20)×0.695 kg·m/s=
0.417 kg·m/s.
答案:(1)BC DE (2)0.420 0.417
6.(2019·聊城模拟)某同学用一个满偏电流为10 mA、内阻为30 Ω的电流表,一只滑动变阻器和一节电动势为1.5 V的干电池组装成一个欧姆表,如图1所示.
(1)甲、乙测试笔中,甲表笔应是________(选填“红”或黑”)表笔.
(2)电流表5 mA刻度处应标的电阻刻度为________Ω.
(3)经调零后,将甲、乙两表笔分别接图2中的a、b两点,指针指在电流表刻度的4 mA处,则电阻Rx=________Ω.
(4)若误将甲、乙两表笔分别接在了图2中的a、c两点,则Rx的测量结果________(选填“偏大”或“偏小”).
(5)再给电流表并联一个合适的定值电阻R0,就可组装成一个中间刻度值为15 Ω的欧姆表,则R0=________Ω(保留两位有效数字).
解析:(1)为了保证电流由正接线柱流入表头,红表笔应接内部电源的负极,则甲应为红表笔.
(2)设欧姆表的内阻为R,根据闭合电路的欧姆定律可知,当电流表满偏时,则有:10×10-3 A=,解得:R=150 Ω,当电流表的示数为5 mA时,则有:5×10-3 A=,解得:Rx′=150 Ω.
(3)当电流表示数为4 mA时,根据闭合电路的欧姆定律有:4×10-3 A=,解得:Rx=225 Ω.
(4)若误将甲、乙两表笔分别接在了题图2中的a、c两点,则回路中的两个电源串联,电流增大,指针偏转更大,故Rx的测量结果偏小.
(5)欧姆表的中间刻度值为15 Ω,说明欧姆表的内阻为15 Ω,此时回路中的最大电流为I== A=0.1 A,
根据电流表的改装原理,有:I=Ig+,
解得:R0== Ω≈3.3 Ω.
答案:(1)红 (2)150 (3)225 (4)偏小 (5)3.3
技巧4 创新型实验——活用原理,巧妙迁移
近几年全国卷实验题的第二题,往往注重考查实验原理的迁移、测量方法的迁移、数据处理方法的迁移,试题新颖、区分度高.但试题依然是以实验基础为依据,如计算形式的实验题、电学中实验电路的设计等都是根据考生学过的实验方法、原理等来命制的,做题时一定要审清题意,明确实验目的,联想和迁移应用相关实验原理.
7.(2019·茂名模拟)某活动小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律.钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB.用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度.测出两光电门间的距离为h,当地重力加速度为g.
(1)用游标卡尺测量钢球的直径,读数如图乙所示,钢球直径为D=________cm.
(2)要验证机械能守恒,只要比较________(填选项前的字母序号)即可.
A.D2与gh是否相等
B.D2与2gh是否相等
C.D2与gh是否相等
D.D2与2gh是否相等
(3)钢球通过光电门的平均速度________(选填“>”或“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度.
解析:(1)游标卡尺的主尺读数为:0.9 cm,游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为0.05×10 mm=0.50 mm,所以最终读数为:0.950 cm.
(2)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,故:v=,
根据机械能守恒的表达式有:mgh=mD2,即只要比较D2与2gh是否相等,故D正确.
(3)根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中间时刻速度,所以钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度.
答案:(1)0.950 (2)D (3)<
8.霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展.如图所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH为霍尔电压,且满足UH=k
,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数.某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数.
(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图甲所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与__________(选填“M”或“N”)端通过导线连接.
(2)已知薄片厚度d=0.40 mm,该同学保持磁感应强度B=0.10 T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示.
I/(×10-3A)
3.0
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
UH/(×10-3V)
1.1
1.9
3.4
4.5
6.2
6.8
根据表中数据画出UH-I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为__________×10-3 V·m·A-1·T-1(保留两位有效数字).
(3)该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图乙所示的测量电路.S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出).为使电流自Q端流入,P端流出,应将S1掷向______(选填“a”或“b”),S2掷向______(选填“c”或“d”).
为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串接在电路中.在保持其他连接不变的情况下,该定值电阻应串接在相邻器件__________和__________(填器件代号)之间.
解析:(1)根据左手定则可判断带正电粒子向M端偏转,故应将电压表的“+”接线柱与M端连接.
(2)作出UH-I图线如图所示.由UH=k得k=,从直线上选取一点,读出其坐标值,再将题目中给出的B、d的值代入,可计算出k=1.5×10-3V·m·A-1·T-1.
(3)S1掷向b,S2掷向c.加入定值电阻的目的是为了防止两个开关同时掷向a、c或b、d而将电源短路,故应将定值电阻串联在相邻器件E和S1或E和S2之间.
答案:(1)M (2)1.5(1.4~1.6均正确)
(3)b,c S1,E(或S2,E)
专项三 计算题专项训练
物理计算题历来是高考拉分题,试题综合性强,涉及物理过程较多,所给物理情境较复杂,物理模型较模糊甚至很隐蔽,运用的物理规律也较多,对考生的各项能力要求很高,为了在物理计算题上得到理想的分值,应做到细心审题、用心析题、规范答题.
技巧1 细心审题,做到一“看”二“读”三“思”
1.看题
“看题”是从题目中获取信息的最直接的方法,一定要全面、细心,看题时不要急于求解,对题中关键的词语要多加思考,搞清其含义,对特殊字、句、条件要用着重号加以标注;不能错看或漏看题目中的条件,重点要看清题中隐含的物理条件、括号内的附加条件等.
2.读题
“读题”就是默读试题,是物理信息内化的过程,它能解决漏看、错看等问题.不管试题难易如何,一定要怀着轻松的心情去默读一遍,逐字逐句研究,边读边思索、边联想,以弄清题中所涉及的现象和过程,排除干扰因素,充分挖掘隐含条件,准确还原各种模型,找准物理量之间的关系.
3.思题
“思题”就是充分挖掘大脑中所储存的知识信息,准确、全面、快速思考,清楚各物理过程的细节、内在联系、制约条件等,进而得出解题的全景图.
1.(2019·包头模拟)一质量为2 kg物块放在粗糙的水平面上.物块与水平面间的动摩擦因数为0.2,现对物块施加F1=20 N的水平拉力使物块做初速度为零的匀加速运动,F1作用2 s后撤去,等物块又运动4 s后再对物块施加一个与F1方向相反的水平拉力F2,F2=20 N,F2也作用2 s后撤去,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)F2作用多长时间,物块的速度减为零?
(2)物块运动过程中离出发点最远距离为多少?
解析:(1)设F1的方向为正方向,从开始运动到撤去F2的过程中,根据动量定理
F1t1-μmg(t1+t2+t3)-F2t3=0,①
解得t3= s;②
(2)F1作用时物块运动的加速度大小为
a1==8 m/s2,③
作用2 s末,物块速度大小为v1=a1t1=16 m/s,④
运动的位移大小为x1=v1t1=16 m,⑤
撤去F1后物块运动的加速度大小为a2=μg=2 m/s2,⑥
运动4 s末,物块的速度大小为v2=v1-a2t2=8 m/s,⑦
此过程运动的位移大小为x2=(v1+v2)t2=48 m,⑧
F2作用直到物块速度为零的过程中,物块运动的加速度
大小为a3==12 m/s2,⑨
此过程运动的位移为:x3== m,⑩
因此物块运动过程中离出发点最远距离为
x=x1+x2+x3= m.⑪
答案:(1) s (2) m
[名师点评]
技巧2 用心析题,做到一“明”二“画”三“析”
1.明过程
“明过程”就是建立物理模型的过程,在审题获取一定信息的基础上,要对研究对象的各个运动过程进行剖析,建立起清晰的物理图景,确定每一个过程对应的物理模型、规律及各过程间的联系.
2.画草图
“画草图”就是根据题中各已知量的数量关系充分想象、分析、判断,在草稿纸上或答题纸上画出草图(如运动轨迹图、受力分析图、等效图等)以展示题述物理情境、物理模型,使物理过程更加直观、物理特征更加明显,进而方便确立题给条件、物理量与物理过程的对应关系.
3.析规律
“析规律”就是指在解答物理计算题时,在透彻分析题给物理情境的基础上,灵活选用规律.如力学计算题可用力的观点,即牛顿运动定律与运动学公式联立求解,也可用能量观点,即功能关系、机械能守恒定律和能量守恒定律联立求解.
2.(2018·枣庄一模)如图所示,A、B间存在与竖直方向成45°角斜向上的匀强电场E1,B、C间存在竖直向上的匀强电场E2,A、B的间距为1.25 m,B、C的间距为3 m,C为荧光屏.一质量m=1.0×10-3kg、电荷量q=+1.0×10-2C的带电粒子由a点静止释放,恰好沿水平方向经过b点到达荧光屏上的O点.若在B、C间再加方向垂直于纸面向外且大小B=0.1 T的匀强磁场,粒子经b点偏转到达荧光屏的O′点(图中未画出).g取10 m/s2.求:
(1)E1的大小;
(2)加上磁场后,粒子由b点到O′点电势能的变化量及偏转角度.
解析:(1)粒子在A、B间做匀加速直线运动,竖直方向受力平衡,则有qE1cos 45°-mg=0,①
解得E1= N/C≈1.4 N/C;
(2)粒子从a到b的过程中,由动能定理得:
qE1dABsin 45°=mv,②
解得vb=5 m/s.
加磁场前粒子在B、C间做匀速直线运动,则有:
qE2=mg,③
加磁场后粒子在B、C间做匀速圆周运动,如图所示:
由牛顿第二定律得:qvbB=m,④
解得R=5 m,
由几何关系得:R2=d+(R-y)2,⑤
解得y=1.0 m,
粒子在B、C间运动时电场力做的功为:
W=-qE2y=-mgy=-1.0×10-2 J,⑥
由功能关系知,粒子的电势能增加了1.0×10-2J,
设偏转角度为θ,则sin θ==0.6,⑦
解得θ=37°.
答案:(1)1.4 N/C (2)1.0×10-2J 37°
[名师点评]
技巧3 规范答题,做到一“有”二“分”三“准”
1.有必要的文字说明
必要的文字说明是对题目完整解答过程中不可缺少的文字表述,它能使解题思路清晰明了,让阅卷老师一目了然,是获取高分的必要条件之一,主要包括:
(1)研究的对象、研究的过程或状态的说明.
(2)题中物理量要用题中的符号,非题中的物理量或符号,一定要用假设的方式进行说明.
(3)题目中的一些隐含条件或临界条件分析出来后,要加以说明.
(4)所列方程的依据及名称要进行说明.
(5)所列的矢量方程一定要规定正方向.
(6)对题目所求或所问有一个明确的答复且对所求结果的物理意义要进行说明.
2.分步列式、联立求解
解答高考试题一定要分步列式,因高考阅卷实行按步给分,每一步的关键方程都是得分点.分步列式一定要注意以下几点:
(1)列原始方程,即与原始规律、公式相对应的具体形式,而不是移项变形后的公式.
(2)方程中的字母要与题目中的字母吻合,同一字母的物理意义要唯一.出现同类物理量,要用不同的下标或上标区分.
(3)列纯字母方程,方程全部采用物理量符号和常用字母表示(例如位移x、重力加速度g等).
(4)依次列方程,不要方程中套方程,也不要写连等式或综合式子.
(5)所列方程式尽量简洁,多个方程式要标上序号,以便联立求解.
3.必要演算、明确结果
解答物理计算题一定要有必要的演算过程,并明确最终结果,具体要注意:
(1)演算时一般要从列出的一系列方程,推导出结果的计算式,然后代入数据并写出结果(要注意简洁,千万不要在卷面上书写许多化简、数值运算式).
(2)计算结果的有效数字位数应根据题意确定,一般应与题目中所列的数据的有效数字位数相近,若有特殊要求,应按要求确定.
(3)计算结果是数据的要带单位(最好采用国际单位),是字母符号的不用带单位.
(4)字母式的答案中所用字母都必须使用题干中所给的字母,不能包含未知量,且一些已知的物理量也不能代入数据.
(5)题中要求解的物理量应有明确的答案(尽量写在显眼处),待求量是矢量的必须说明其方向.
(6)若在解答过程中进行了研究对象转换,则必须交代转换依据,对题目所求要有明确的回应,不能答非所问.
3.(2019·烟台质检)间距为L=2 m的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m=0.1 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直放置形成闭合回路.细杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5.导轨的电阻不计,细杆ab、cd的电阻分别为R1=0.6 Ω,R2=0.4 Ω.整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50 T、方向竖直向上的匀强磁场中(图中未画出).当ab在平行于水平导轨的拉力F
作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时,cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动,且t=0时,F=1.5 N.g取10 m/s2.
(1)求ab杆的加速度a;
(2)求当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小;
(3)若从开始到cd杆达到最大速度的过程中拉力F做的功为5.2 J,求该过程中ab杆所产生的焦耳热.
解析:(1)对ab杆受力分析,由牛顿第二定律得
F-μmg=ma,①
由题意知,在t=0时,F=1.5 N,②
联立解得a=10 m/s2;③
(2)对cd,受力分析如图
当cd杆速度最大时,处于平衡状态,
由平衡条件得mg=μFN=μF安,④
由导体棒切割磁感线
E=BLv,⑤
I=,⑥
F安=BIL,⑦
联立解得v=2 m/s;⑧
(3)整个过程,对ab由运动学规律得
v2=2ax,⑨
对ab由动能定理得WF-μmgx-W安=mv2,⑩
联立解得W安=4.9 J,⑪
由功能关系得Q总=W安,⑫
则在ab杆上产生的热量Qab=Q总,⑬
联立解得Qab=2.94 J.⑭
答案:见解析
[名师点评]