C105.专题复习—隐含条件的挖掘应用 (2).ppt

专题复习课件 隐含条件的挖掘应用 庞留根吕叔湘中学2007年7月email dyszplg 方法指导例1例2例3例4例505年盐城三模10例6例7例8例92006年高考上海卷182006年江苏高考题1107年苏锡常镇四市二模607年4月苏州中学调研试卷407年4月苏州中学调研试卷607年4月苏州中学调研试卷1605年苏锡常镇一模17 隐含条件的挖掘应用 高考物理试题对考生而言 突破的难点不仅在于某些综合命题中物理过程的复杂多变 更在于各类档次试题中物理条件的隐散难寻 常使考生深感条件不足而陷于一筹莫展的境地 如何迅速识破高考命题中的隐含条件 选择物理过程遵循的物理规律 简洁高效地完成解题 集中体现了考生的综合分析能力 在平常解题中养成通过认真审题仔细分析推敲关键词语 从物理模型 物理现象 物理过程 物理变化和临界状态中去寻找挖掘隐含条件的良好习惯 注意隐含条件 就命题中条件的隐含形式通常表现为以下几种方式 方法指导 1 隐含在题给的物理现象中题设的条件中必然反映若干物理现象 这些现象本身就包含了解题所需的已知条件 深刻领会物理现象的含义 产生原因和条件是获取已知条件的关键 例 宇航员在运行的宇宙飞船中 示意宇航员处于失重状态 通迅卫星 示意卫星运行角速度或周期与地球的相同 即同步 导体处于平衡状态 示意物体是等势体 内部场强为零 2 隐含在物理模型的理想化条件中 在试题中常将理想化条件隐含在有关词语或题意中 需要运用理想模型去捕捉和挖掘 如质点和点电荷 都不计其形状和大小 轻质弹簧即不计其重 光滑表面即不计其摩擦 理想变压器即不计功率损耗等 3 隐含在临界状态中 当物体由一种运动 或现象 性质 转变成另一种运动 或现象 性质 时 包含着量变到质变的过程 这个过程隐含着物体的临界状态及其临界条件 需通过分析 推理来挖掘 4 隐含在题设附图中 许多物理试题的部分条件常隐含于题设图形中及图形的几何性质中 需考生通过观察 分析予以挖掘和发现 5 隐含于常识中 许多物理试题某些条件由于是人们的常识而没有在题中给出 造成所求量与条件之间一种比较隐蔽的关系 需考生据题意多角度分析 展开联想 深刻挖掘 根据一些常识 提取或假设适当的条件和数据 以弥补题中已知条件中的不足进而达到解题目的 例1 2000年上海9 两木块自左向右运动 现用高速摄影机在同一底片上多次曝光 记录下每次曝光时木块的位置 如图3所示 连续两次曝光的时间间隔是相等的 由图可知 a 在时刻t2以及时刻t3两木块速度相同b 在时刻t3两木块速度相同c 在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同d 在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同 命题意图 考查获取信息 处理加工信息的能力及挖掘隐含条件的能力 b级要求 c 解见下页 错解分析 考生思维缺乏深刻性 无法从图片信息中获取各时刻木块的位置关系 挖掘出隐含条件 上面木块做匀变速直线运动 而下面木块匀速运动 进而无法求解两木块对应各时刻速度从而完成对比判断 解题方法与技巧 设连续两次曝光的时间间隔为t 记录木块位置的直尺最小刻度间隔长为l 由图可以看出下面木块间隔均为4l 木块匀速直线运动 速度v 4l t 上面木块相邻的时间间隔时间内木块的间隔分别为2l 3l 4l 5l 6l 7l 相邻相等时间间隔t内的位移之差为 l l 恒量 所以上面木块做匀变速直线运动 它在某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度 得t2 t3 t4 t5时刻的瞬时速度分别为 可见速度v 4l t介于v3 v4之间 选项c正确 题目 例2 如图所示 在真空中速度v 6 4 107m s的电子束连续地射入两平行极板之间 极板长度l 8 0 10 2m 间距d 0 50 10 2m 两极板上加50hz的交流电压u u0sint 如果所加电压的最大值u0超过某一值uc时 将开始出现以下现象 电子束有时能通过两极板 有时间断不能通过 求uc的大小 me 9 0 10 31kg e 1 6 10 19c 命题意图 考查挖掘理想化条件构建物理模型的能力 b级要求 错解分析 没有通过分析解得电子束通过极板的时间 并与交流电压周期比较 挖掘t t的条件 将电场理想化处理 使问题求解更为复杂 易错 解题方法与技巧 该题既有物体本身理想化 又有所处条件的理想化 1 首先 电子可被理想化为点电荷 2 从 两极板不带电时 电子束将沿两极板之间中线通过 可知 电子束间相互作用可忽略 电子重力可忽略 3 由于电子通过极板时间为 而交流电周期 可见t t 因此 电子通过极板区的正弦交变电场在t时间内可理想化为匀强电场 这是一个隐含条件 也是解题关键 解 由运动学公式 由牛顿第二定律 f ma得 联立得 题目 例3 如图所示 置于光滑水平面上的光滑斜面倾角为 质量为m 质量为m的滑块置于其上 试讨论当水平向左的力f作用于斜面上时 f的大小与两物体的运动状态的关系 解 若滑块与斜面相对静止 一起向左匀加速运动 对m有 nsin mancos mg 所以a gtan 对整体有 f m m a m m gtan 即当f m m gtan 时 滑块与斜面相对静止 当f m m gtan 时 滑块沿斜面向下加速运动 当f m m gtan 时 滑块沿斜面向上加速运动 解 将黑洞天体视为球体 星体绕其旋转类似于人造地球卫星 绕地球运转万有引力提供向心力 天文学家根据天文观察宣布了下列研究成果 银河系中可能存在一个大 黑洞 距 黑洞 60亿千米的星体以2000km s的速度绕其旋转 接近 黑洞 的所有物质即使速度等于光速也被 黑洞 吸入 试计算 黑洞 的最大半径 设黑洞和转动星体的质量分别为m和m 两者距离为r 利用万有引力定律和向心力公式列式 gmm r2 mv2 r 得到gm v2r 题中还告诉一个信息 即使是等于光速的物体也被 黑洞 吸入 据此信息 可以设想速度等于光速的物体恰好未被 黑洞 吸入 近洞物质脱出黑洞可类比近地卫星绕地球作圆周运动 设 黑洞 半径为r 用类比方法得到gm c2 r 所以r v2 r c2 2 7 108m 例4 主要用于火灾报警的离子烟雾传感器如图所示 在网罩i内有电极ii和iii a b端接电源 iv是一小块放射性同位素镅241 它能放射出一种很容易使气体电离的粒子 平时镅放射出的粒子使两个电极间的空气电离 在a b间形成较强的电流 发生火灾时 烟雾进入网罩内 烟尘颗粒吸收空气中的离子和镅发出的粒子 导致电流发生变化 电路检测到这种变化从而发生警报 下列有关这种报警器的说法正确的是 a 镅241发出的是 粒子 有烟雾时电流增强b 镅241发出的是 粒子 有烟雾时电流减弱c 镅241发出的是 粒子 有烟雾时电流增强d 镅241发出的是 粒子 有烟雾时电流减弱 很容易使气体电离的是 粒子 烟尘颗粒吸收离子 使电流减弱 b 例5 解 05年盐城三模10 提示 注意由题意知磁场下边缘到斜面底端的距离为3l b 在竖直平面内有一圆形绝缘轨道 半径r 1m 匀强磁场垂直于轨道平面向里 一质量为m 1 10 3kg 带电量为q 3 10 2c的小球 可在内壁滑动 现在最低点处给小球一个水平初速度v0 使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动 图甲是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v随时间变化的情况 图乙是小球所受轨道的弹力f随时间变化的情况 小球一直沿圆形轨道运动 结合图象所给数据 g取10m s2 求 1 磁感应强度的大小 2 小球从开始运动至图甲中速度为2m s的过程中 摩擦力对小球做的功 例6 r 1m m 1 10 3kg q 3 10 2c 解 1 由甲图知 小球第二次过最高点时 v 2m s由乙图知 此时小球对轨道的压力为0 mg qvb mv2 r 代入数字得b 0 1t 2 由乙图知 小球第一次过最低点时 小球对轨道的压力为f 8 0 10 2n f qv0b mg mv02 r 代入数字得v0 7m s 整个过程 洛仑兹力不做功 由动能定理 2mgr wf 1 2mv2 1 2mv02 摩擦力对小球做的功 wf 2 5 10 3j 例7 如图所示 abcd是由某玻璃制成的梯形柱体横截面 ad面为水平面 a 15o c d 90o 今有一束激光以与ad成30o的夹角射向柱体的ad平面 玻璃对此光的折射率为 部分光经ad面折射后射到ab面上的p点 图中未画出 若p点到ad面的距离为cm p点到cd面的距离为3cm 在cd面右侧放置一个足够大且保持竖直的光屏 现水平移动光屏 使光屏上恰好能形成一个亮斑 求此时光屏到cd面的距离x 分析 恰能形成一个亮斑表示折射光线和反射光线相交 解 画出光路图 由折射定律及几何关系得 r 30o 45or3 30oi4 60o od 3 1 5tan30o 4 5cm o1d 1 5 3tan30o 0 5cm xtan60o 0 5 4 5 x tan30o x 3cm 例8 一带正电的滑环 带电量为q 质量为m 套在粗糙的足够长的绝缘杆上 杆呈水平状态固定不动 整个装置处在磁感应强度为b 方向如图示的匀强磁场中 现给滑环以水平向右的瞬时冲量i 使其沿杆运动起来 若环与杆之间的动摩擦因数为 则滑环在运动过程中克服摩擦力做的功 a 可能为i2 2mb 可能大于i2 2mc 可能为0d 可能处在0和i2 2m之间 acd 解见下页 解 若qv0b mg则f 0 滑环以v0作匀速运动 wf 0 若qv0b mg则f mg qv0b 滑环作减速运动 一直减速到0 wf 1 2mv02 0 i2 2m 若qv0b mg则f qv0b mg 滑环作减速运动 当减速到v1时 若qv1b mgf1 0则以v1作匀速运动 wf 1 2mv02 1 2mv12 i2 2m 所以选项acd正确 例9 质量m 带电量q的小球 用长为l的绝缘细线悬挂在o点 现在该区域加一竖直向下的匀强电场 场强为e 为使小球在运动中悬线不松驰 求 小球在最低点的速度应满足什么条件 解 1 若小球带正电 为使小球在运动中悬线不松驰 且刚能通过b点 小球的受力如图示 令g1 g qe m 必须有mg1 mvb2 l 由动能定理 a b 2 小球带正电 若小球最多只能在圆形轨道上运动到c点 则可以在a点两侧沿圆轨道往复摆动 则vc 0 由动能定理得 小球在最低点的速度应满足的条件为 点评 小球在运动中悬线不松驰 包括 1 2 两种情况 而第 2 种情况是学生容易疏忽的 3 若小球带负电 电场力方向向上 a 若qe mg令g2 g qe m同上分析 小球在最低点的速度应满足的条件为 b 若qe mgva 0的任意速度均可 c 若qe mg小球平衡位置在b点 只要能过a点 一定能过b点 小球在a点的速度应满足的条件为 qe mg mva2 l 题目 2006年高考上海卷18 18 7分 有一测量微小时间差的装置 是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成 两个单摆摆动平面前后相互平行 1 现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50 0s和49 0s 则两单摆的周期差 t s 2 某同学利用此装置测量小于单摆周期的时间差 具体操作如下 把两摆球向右拉至相同的摆角处 先释放长摆球 接着再释放短摆摆球 测得短摆经过若干次全振动后 两摆恰好第一次同时同方向通过某位置 由此可得出释放两摆的微小时间差 若测得释放两摆的时间差 t 0 165s 则在短摆释放s 填时间 后 两摆恰好第一次同时向 填方向 通过 填位置 3 为了能更准确地测量微小的时间差 你认为此装置还可做的改进是 0 02s 8 085s 左 平衡位置 增大两摆摆长 同时使周期之差减小 解见下页 分析 此题做法物理学原理方面 有点类似于游标卡尺 由于两摆的周期之差0 02s 所以摆动一个周期时间上相差0 02s 要使两摆球第一次同时同方向通过某位置 必然两摆球振动的位相是一样的 所以要把0 165s在n次周期内分配完 则求得n 8 25 若两摆球振动次数为8 5 则同时达到左边最高点 因它们都是从右边开始释放 短摆运动时间为8 25 0 98s 8 085s 用公式表示 设长摆运动时间为t 则为 1t 2 t t 代入数据有 0 02t 0 165 解得t 8 25s 因长摆的周期为1s 故长摆的振动次数也为8 25 此时位置为平衡位置且向左运动 短摆运动时间为8 25 0 165 8 085s 2006年江苏高考题11 11 两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1 0m s的速率沿同一直线相向传播 t 0时刻的波形图如图所示 图中小方格边长为0 1m 则以下不同时刻 波形正确的是 解 容易看出 a d分别是两波相遇前后的波形 对b c 由波的叠加 见下图中蓝线所示 可知b正确c错 abd 07年苏锡常镇四市二模6 6 江阴长江大桥主跨1385m 桥下通航高度为50m 两岸的桥塔高196m 桥的东西两侧各有一根主缆横跨长江南北两岸 绕过桥塔顶鞍座由南北锚锭固定 简化模型的剖面图如图所示 整个桥面共4 8 104t 都悬在这两根主缆上 若地面及桥塔对桥面的支持力不计 g取10m s2 则每根主缆承受的拉力约为 a 2 4 108nb 6 108nc 1 2 l09nd 2 4 109n b 解见下页 错解 画出受力图如图示 由共点力平衡条件 解得t 2 5g 1 2 109n 选c 隐含条件 桥的东西两侧各有一根主缆 共有四根主缆 正解 解得t 1 25g 6 108n 选b 07年4月苏州中学调研试卷4 4 如图甲所示 在变压器的输入端串接上一只整流二极管d 在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1 um1sin t 设t 0时刻为a b 则副线圈输出的电压的波形 设c端电势高于d端电势时的电压为正 是下图中的 b 错解分析 二极管d有单向导电性 作用等同于开关 疏忽了原副线圈中的电磁感应规律而选a或d 解题方法与技巧 t 0到t t 4时间内 原线圈中的电流增大 原线圈产生的磁场增强 在副线圈中产生感应电动势c正d负 即输出电压为正 在t 0时刻 原线圈中的电流为0 但原线圈中的电流的变化率最大 在副线圈中产生感应电动势也最大 在t t 4时刻 原线圈中的电流为最大 但原线圈中的电流的变化率为0 在副线圈中产生感应电动势也为0 t t 2到t t时间内 二极管截止 无输出 由上分析 正确的答案为b 07年4月苏州中学调研试卷6 6 如图所示 从入口s处送入某一频率的声音 通过左右两条管道路径sat和sbt 声音传到了出口t处 并可以从t处监听声音 右侧的b管可以拉出或推入以改变b管的长度 开始时左右两侧管道关于s t对称 从s处送入某一频率的声音后 将b管逐渐拉出 当拉出的长度为l时 第1次听到最低的声音 设声速为v 则该声音的频率为 解 隐含条件 这是波的干涉现象 声音通过两侧管道的路程差为2l 由波的干涉 2 2l 4l 该声音的频率为f v 4l b 07年4月苏州中学调研试卷16 16 15分 如图所示 在xy平面上 一个以原点o为中心 半径为r的圆形区域内存在着一匀强磁场 磁场的磁感应强度为b 方向垂直于xy平面向内 在o处原来静止着一个具有放射性的原子核 氮 某时刻该核发生衰变 放出一个正电子和一个反冲核 已知正电子从o点射出时沿x轴正方向 而反冲核刚好不会离开磁场区域 正电子电荷量为e 不计重力影响和粒子间的相互作用 1 试写