高三物理二轮复习高频考点探究+命题考向追踪专题7强化物理情境的信息提取和图形表征能力课件

专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 问题情境的信息提取是解决问题的重要环节 能否有效提取高考试题物理情境的文字 图表和图像信息 进而分析加工 建立物理模型 理清物理过程 是解题成功与否的关键 模型建构注重解决问题的框架 而图形表征反映表达问题的方式 闭上眼睛 想象一下物理情景 是很多物理老师的口头禅 本专题主要通过物理学史背景类 科技应用背景类 照片表格信息类和图形图像类四类物理问题强化物理情境的信息提取和图形表征能力 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 以物理学史为背景 可以展示物理学发展的原貌 检测对重大物理事件的关注和了解 记忆 培养实事求是的科学态度 掌握科学研究的思想方法 所以 此类试题成为高考热点 多以选择题形式出现 一 物理学史背景类问题题型综述 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 高考考查的物理学史一定是与学习过的知识相关的 要注意背景知识的迁移 重视课本中的每一幅插图 除注意对物理学史的记忆和积累外 还要特别关注物理规律和定律的发现过程 理论争议和物理思想方法等 应考策略 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例1 2016 全国卷 法拉第圆盘发电机的示意图如图T 1所示 铜圆盘安装在竖直的铜轴上 两铜片P Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触 圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中 圆盘旋转时 关于流过电阻R的电流 下列说法正确的是 图T 1 应用举例 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 本题以法拉第圆盘发电机为背景 考查电磁感应和电路知识 提取信息 铜圆盘与电阻R形成闭合回路 方向竖直向上的匀强磁场 圆盘旋转产生电流 图形表征 将金属圆盘等效成一系列沿半径方向的 金属辐条 组成的模型 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例2 2015 全国卷 1824年 法国科学家阿拉果完成了著名的 圆盘实验 实验中将一铜圆盘水平放置 在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针 如图T 2所示 实验中发现 当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时 磁针也随着一起转动起来 但略有滞后 下列说法正确的是 图T 2 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 A 圆盘上产生了感应电动势B 圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C 在圆盘转动的过程中 磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D 圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流 此电流产生的磁场导致磁针转动 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 本题以阿拉果 圆盘实验 为背景 考查电磁感应中的 涡流 这一考点 提取信息 铜圆盘水平放置 圆盘正上方水平悬挂小磁针 圆盘转动带动磁针转动但略有滞后 图形表征 整个铜圆盘处在小磁针周围产生的非均匀分布的磁场中 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例3 2016 北京卷 中国宋代科学家沈括在 梦溪笔谈 中最早记载了地磁偏角 以磁石磨针锋 则能指南 然常微偏东 不全南也 进一步研究表明 地球周围地磁场的磁感线分布示意如图T 3所示 结合上述材料 下列说法不正确的是 图T 3 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 A 地理南 北极与地磁场的南 北极不重合B 地球内部也存在磁场 地磁南极在地理北极附近C 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 本题以我国宋代科学家沈括对地磁偏角的观测记录为背景 考查磁场相关知识 提取信息 以磁石磨针锋 则能指南 然常微偏东 不全南也 地磁场磁感线分布图 图形表征 可将地磁场等效为条形磁铁的磁场 将北半球 或南半球 地面上方某点的地磁场分解为平行于地面和垂直于地面方向 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 C 解析 根据 则能指南 然常微偏东 不全南也 知 选项A正确 由图可知地磁场的南极在地理北极附近 选项B正确 由图可知在两极附近地磁场与地面不平行 选项C不正确 由图可知赤道附近的地磁场与地面平行 射向地面的带电宇宙粒子运动方向与磁场方向垂直 会受到磁场力的作用 选项D正确 返回目录 科技应用类信息题通常以科学 技术和社会 STS 为背景命题 紧扣近现代物理知识 紧密联系社会科技热点 以计算题形式呈现时 文字叙述较长 专业术语较多 信息量较杂 运算量较大 综合性较强 读题审题时容易造成阅读理解障碍或是心理障碍 解答时容易导致运算错误 二 科技应用背景类问题题型综述 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 解决这类问题的关键有三点 要熟悉试题结构 科技应用类信息题的题干结构往往由三部分组成 首先给出题目的物理背景 然后给出一些相关信息 最后提出具体物理问题 要有效提取信息 题干中的信息分显性信息 物理量 具体数值 和隐性信息 隐含条件 有效信息和干扰信息 熟悉信息和陌生信息 建立正确的物理模型 在熟悉试题结构的前提下 将关键信息从题干的背景中分离出来 联系我们非常熟悉的物理知识 物理规律和物理模型 应考策略 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例4 2016 江苏卷 电吉他中电拾音器的基本结构如图T 4所示 磁体附近的金属弦被磁化 因此弦振动时 在线圈中产生感应电流 电流经电路放大后传送到音箱发出声音 下列说法正确的有 A 选用铜质弦 电吉他仍能正常工作B 取走磁体 电吉他将不能正常工作图T 4C 增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D 磁振动过程中 线圈中的电流方向不断变化 应用举例 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 分析此题的关键在于正确理解电拾音器的结构和拾音原理 提取信息 磁体附近的金属弦被磁化 弦振动时在线圈中产生感应电流 电拾音器的结构图 图形表征 见题图放大显示部分 被磁体磁化的金属弦振动后导致穿过线圈的磁通量发生变化 在线圈中产生感应电流 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例5阅读以下资料并回答问题 自然界中的物体由于具有一定的温度 会不断向外辐射电磁波 这种辐射因与温度有关 故称为热辐射 热辐射具有以下特点 辐射的能量中包含各种波长的电磁波 物体温度越高 单位时间内从单位面积物体表面上辐射的能量越大 在辐射的总能量中 各种波长所占的百分比不同 处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时 也要吸收由其他物体辐射的电磁能量 如果它处在平衡状态 则能量保持不变 若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响 我们定义一种理想的物体 它能100 地吸收入射到其表面的电磁辐射 这样的物体称为黑体 单位时 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 间内从单位面积黑体表面辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比 即P0 T4 其中常量 5 67 10 3W m2 K4 在下面的问题中 把研究对象都简单地看作黑体 有关数据及数学公式如下 太阳半径RS 696000km 太阳表面温度T 5770K 火星半径r 3395km 球体表面积S 4 R2 其中R为球半径 1 每小时从太阳表面辐射的总能量为多少 2 火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为 r2 r为火星半径 的圆盘上 已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍 忽略其他天体及宇宙空间的辐射 试估算火星的平均温度 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 此题题干较长 近500字的内容涉及热辐射 黑体 绝对温度等众多专业术语 涉及太阳半径 火星半径 火星到太阳的距离 太阳表面温度 火星平均温度 电磁波辐射功率等极易混淆的物理量 信息量大 物理量多 数值极大 极小 提取信息 处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时 也要吸收由其他物体辐射的电磁能量 如果它处在平衡状态 则能量保持不变 温度不变 单位时间内从单位面积黑体表面辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 图T 5即P0 T4 其中常量 5 67 10 3W m2 K4 太阳 火星均可看成黑体 图形表征 黑体单位时间内辐射的总能量均匀分布在一个以黑体中心为球心的球面上 建立能量辐射模型如图T 5所示 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例6 2015 北京卷 真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置 如图所示 光照前两板都不带电 以光照射A板 则板中的电子可能吸收光的能量而逸出 假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动 忽略电子之间的相互作用 保持光照条件不变 a和b为接线柱 已知单位时间内从A板逸出的电子数为N 电子逸出时的最大动能为Ekm 元电荷为e 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 1 求A板和B板之间的最大电势差Um 以及将a b短接时回路中的电流I短 2 图示装置可看作直流电源 求其电动势E和内阻r 3 在a和b之间连接一个外电阻时 该电阻两端的电压为U 外电阻上消耗的电功率设为P 单位时间内到达B板的电子 在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为 Ek 请推导证明P Ek 注意 解题过程中需要用到但题目中没有给出的物理量 要在解题中做必要的说明 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 本题题干文字近300字 属中等长度的信息题 试题以平行板电容器和光电效应为背景 考查电流 电路和电功知识 提取信息 所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动 单位时间内从A板逸出的电子数为N 电子逸出时的最大动能为Ekm 元电荷为e 图形表征 分析和明确光电转换装置的工作原理 能够将平行板电容器等效成一个有内阻的电源 类比普通闭合电路进行计算是解题的关键 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 照片背景类问题是高考中的一种特殊题型 通过单幅和一组频闪照片呈现出真实的物理情境或物理过程 如自由落体运动 平抛物体的运动 简谐运动 机械波等 表格数据类问题常见于物理实验题 通过提供原始的表格数据信息 考查对数据的分析处理能力 描点连线能力 信息转换能力 建立模型能力和寻找规律能力 三 照片表格信息类问题题型综述 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 解决照片背景或表格数据类问题的关键在于定性分析和定量运算相结合 通过观察照片信息或是分析表格数据 比较同一物理量的变化趋势 定性分析照片或表格数据所反映的物理情境 通过定量估算或是依据表格数据描点作图 寻找照片或表格数据背后的物理规律并进行定量运算分析 应考策略 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例7水平面上 一白球与一静止的灰球碰撞 两球质量相等 碰撞过程的频闪照片如图T 7所示 据此可推断 碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的 A 30 B 50 C 70 D 90 图T 7 应用举例 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 频闪照片是研究动态物理过程的最常见方法 此题的解题关键在于通过观察照片中碰撞前后白球和灰球在频闪时间间隔内的位移大小变化 估算碰撞前后的速度 或者根据碰撞后白球和灰球运动方向 由动量守恒定律来估算碰撞前后的速度 提取信息 频闪照片中左边白球间距大 右边白球间距小 照片中右边白球和灰球间距大致相等 照片中右边白球和灰球运动方向间的夹角约为60 图形表征 见频闪照片 运动的白球与静止的灰球碰撞后两球分开 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例8有一种 傻瓜 相机的曝光时间是固定不变的 为了估测相机的曝光时间 有位同学提出了下述实验方案 他从墙面前某点处使一个小石子自由落下 对小石子照相得到如图T 8所示的照片 由于小石子运动 它在照片上留下一条模糊的径迹AB 已知每块砖的平均厚度约为6cm 且下落起点到A点的竖直距离约为1 8m 从这些信息可计算出该相机的曝光时间最接近于 A 0 2sB 0 06sC 0 02sD 0 008s 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 石子做自由落体运动 留下的径迹AB对应的运动时间即相机的曝光时间 解题的关键在于根据照片中径迹AB与砖块厚度的关系估算出AB对应的实际下落距离 提取信息 石子自由下落 下落起点到A点竖直距离约为1 8m 每块砖的厚度约为6cm 曝光时间内石子下落距离约为2块砖对应的厚度12cm 图形表征 依题意可画出运动过程的示意图 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例9图T 9是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片 照片左上角的三列数据如下表 表中第二列是时间 第三列是物体沿斜面运动的距离 第一列是伽利略在分析实验数据时添加的 根据表中的数据 伽利略可以得出的结论是 图T 9 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 A 物体具有惯性B 斜面倾角一定时 加速度与质量无关C 物体运动的距离与时间的二次方成正比D 物体运动的加速度与重力加速度成正比 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 本题真实地反映了伽利略在研究斜面小球运动规律时的探究过程 提取信息 第二列是时间 第三列是物体沿斜面运动的距离 随运动时间的增加 运动的距离也在增加 而且增加得越来越快 图形表征 根据题意和物理学史 可建立物体沿固定斜面下滑的物理模型 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例10太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动 当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间 且三者几乎排成一条直线的现象 天文学称为 行星冲日 据报道 2014年各行星冲日时间分别是 1月6日木星冲日 4月9日火星冲日 5月11日土星冲日 8月29日海王星冲日 10月8日天王星冲日 已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示 则下列判断正确的是 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 A 各地外行星每年都会出现冲日现象B 在2015年内一定会出现木星冲日C 天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D 地外行星中 海王星相邻两次冲日的时间间隔最短 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 本题涉及的天体数目较多 考查的 行星冲日 天象较为陌生 给出的行星运行半径以不常见的天文距离AU为单位 这些都增加了读题审题的难度 解题的关键在于根据 行星冲日 天象建立天体追及问题模型 提取信息 地球恰好运行到某地外行星和太阳之间且三者几乎排成一条直线的现象称为 行星冲日 表格给出地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 图形表征 依据题意可建立天体追及模型如图T 10所示 图T 10 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 变式 2015 四川卷 如图T 11所示 粗糙 绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上 B端与桌面边缘对齐 A是轨道上一点 过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E 1 5 106N C 方向水平向右的匀强电场 带负电的小物体P电荷量是2 0 10 6C 质量m 0 25kg 与轨道间动摩擦因数 0 4 P从O点由静止开始向右运动 经过0 55s到达A点 到达B点时速度是5m s 到达空间D点时速度与竖直方向的夹角为 且tan 1 2 P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用 F大小与P的速率v的关系如下表所示 P视为质点 电荷量保持不变 忽略空气阻力 g取10m s2 求 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 图T 11 1 小物体P从开始运动至速率为2m s所用的时间 2 小物体P从A运动至D的过程 电场力做的功 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 高考试题中的图形图像主要分为示意图形和函数图像两大类 示意图形主要包括实验装置示意图 物质结构示意图 电路结构示意图 受力分析示意图 运动过程示意图 物理概念示意图等 几乎每一道物理试题都配有一个与真实的物理情境相对应的示意图形 每一个物理过程都遵循一定的物理规律 每一个物理规律都可以表示为一种函数关系 每一个函数关系都可以描绘成一个函数图像 通过图像的几何 数学 特征把物理量之间的相互依赖关系 周期变化特征等复 四 图形图像类问题题型综述 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 杂物理过程直观地展现出来 这种数形结合的思想正是高考能力考查的重点 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 高中物理量间的函数关系主要有一次函数 二次函数 正 反 比例函数等 图像形状主要有直线 双曲线 抛物线 正余弦曲线等 如下表所示 应考策略 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 无论是什么图像 首先要弄清楚图像的 身份 即图像本身的含义和图像所表明的数学函数关系 其次要弄清楚图像中 点 线 斜率 截距 面积 等几何量对应的物理意义 1 轴 首先要注意两个坐标轴表示的物理量及单位 注意坐标原点是否从零开始 注意物理量的正负 2 点 图线上的每一个点对应一个状态 要特别注意起点 终点 交点 拐点所对应的特殊状态 起点和终点通常表示物理过程的初末状态或初始条件 交点往往表示不同对象达到的某一共同状态 而拐点则是物理过程的转折状态或临界状态 是解题的关键点和突破口 3 线 图线表示研究对象经历的过程和遵循的规律 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 7 其他几何特征 图像的重复性反映物理过程的周期性 图像的转折对应物理过程的转变 突变 图像的极大值表示物理量变化的范围等 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 应用举例 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 点评 此题同时涉及物理情境的示意图形和函数图像这两种较为常见的图形图像 结合示意图形可分析舰载机的受力情况和阻拦索的张力大小及其方向变化情况 分析v t图像可得到舰载机着舰时的运动状态变化信息 提取信息 分析舰载机着舰示意图可得到的信息 舰载机在牵引力 阻拦索张力和摩擦力的合力作用下快速减速着舰 着舰时两侧阻拦索间的夹角逐渐减小 分析v t图像可得到舰载机着舰时的运动状态变化信息 图形表征 舰载机在阻拦系统作用下着舰至停止 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力 例12一长木板在水平地面上运动 在t 0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上 以后木板运动的速度 时间图像如图所示 已知物块与木板的质量相等 物块与木板间及木板与地面间均有摩擦 物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 且物块始终在木板上 重力加速度的大小g取10m s2 求 1 物块与木板间 木板与地面间的动摩擦因数 2 从t 0时刻到物块与木板均停止运动时 物块相对于木板的位移的大小 返回目录 专题七强化物理情境的信息提取和图形表征能力