【三维设计】高考物理一轮复习 第二部分 二 必须强化的34大高考高频考点课件 新人教版（安徽 北京专版）.ppt

考点一 第二部分 二 考点二 考点三 考点四 考点五 考点六 考点七 考点八 考点九 考点十 考点十一 考点十二 考点十三 考点十四 考点十五 考点十六 考点十七 考点十八 考点十九 考点二十 考点二十一 考点二十二 考点二十三 考点二十四 考点二十五 考点二十六 考点二十七 考点二十八 考点二十九 考点三十 考点三十一 考点三十二 考点三十三 考点三十四 考情分析 运动图像包括x t图像和v t图像 是高考 级要求知识点 特别是v t图像及其应用在高考中出现的频率很高 主要考查速度 加速度 位移的矢量性及图像中斜率 图像与横轴所围面积的意义等 考题例证 例1 2011 海南高考改编 一物体自t 0时开始做直线运动 其速度图线如图2 1所示 下列选项错误的是 a 在0 6s内 物体离出发点最远为图2 130mb 在0 6s内 物体经过的路程为40mc 在0 4s内 物体的平均速率为7 5m sd 在5 6s内 物体所受的合外力做正功 答案 a 点评 1 v t图像只能描述直线运动 2 由v t图像可以得到如下四个运动量 运动速度 从速度轴上直接读出 正负表示运动方向 运动时间 从时间轴上直接读出时刻 取差得到运动时间 运动加速度 从图线的斜率得到加速度 斜率的大小表示加速度的大小 斜率的正负反映了加速度的方向 运动的位移 从图线与时间轴围成的面积得到位移 图线与时间轴围成的面积表示位移的大小 时间轴以上的面积表示位移与规定的正方向相同 时间轴以下的面积表示位移与规定的正方向相反 答案 d 考情分析 匀变速直线运动及公式应用属于高考 级要求知识点 高考常以体育项目或者追及与相遇问题作为命题背景 考查对运动学公式应用的熟练程度 考题例证 例2 2010 新课标全国卷 短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录 他的成绩分别是9 69s和19 30s 假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0 15s 起跑后做匀加速运动 达到最大速率后做匀速运动 200m比赛时 反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同 但由于弯道和体力等因素的影响 以后的平均速率只有跑100m时最大速率的96 求 1 加速所用时间和达到的最大速率 2 起跑后做匀加速运动的加速度 结果保留两位小数 答案 1 1 29s11 24m s 2 8 71m s2 点评 利用运动学规律解决实际应用问题的思路 1 分析运动过程建立运动模型 2 明确在运动过程中的关联物理量及其关系 3 选用合适的运动规律列方程求解 高考预测 2 a点与b点相距400m 某人骑车从a到b 途中加速运动和减速运动的加速度大小均为2m s2 若在a由静止起动 到b恰好停止 中途的最大速度为10m s 则他由a到b至少需要多长时间 考情分析 能对物体进行正确地受力分析是应用力学规律解决问题的前提和关键 因此也是高考命题的热点 而在这类问题中 以分析物体系统中某个物体的受力情况为主要题型 考题例证 例3 2010 安徽高考 l型木板p 上表面光滑 放在固定斜面上 轻质弹簧一端固定在木板上 另一端与置于木板上表面的滑块q相连 如图2 3所示 若p q一起图2 3沿斜面匀速下滑 不计空气阻力 则木板p的受力个数为 a 3b 4c 5d 6 解析 先把p q看成一个整体进行分析 在重力 斜面的支持力 斜面的摩擦力三个力作用下处于平衡状态 隔离q进行分析 在重力 斜面的支持力 弹簧的弹力 沿斜面向上 三个力作用下处于平衡状态 由牛顿第三定律可知q对p有一个压力 弹簧对p有一个弹力 沿斜面向下 所以p共受5个力的作用 故c正确 答案 c 点评 1 合理选择研究对象 是解题的关键 选择研究对象不当 会使解题过程繁琐 还有可能无法求解 所以解题时要合理选择整体法与隔离法 2 一般分析外界对系统的作用力时用整体法 分析系统内物体间的相互作用力时用隔离法 3 对于难以确定的力 可以利用假设法分析或分析周围物体受力 再利用牛顿第三定律进行转换 高考预测 3 用一轻绳将小球p系于光滑墙壁上的o点 在墙壁和球p之间夹有一矩形物块q 如图2 4所示 p q均处于静止状态 则下列相关说法正图2 4确的是 a p物体受5个力b q受到3个力c 若绳子变长 绳子的拉力将变小d 若绳子变短 q受到的静摩擦力将增大 解析 由图可分析知物体q必受重力 墙对q的弹力 p对q的压力及p对q向上的摩擦力作用 因q处于平衡状态 所以p对q的摩擦力与q的重力等大反向 b d均错误 小球p受重力 绳子的拉力 q对p的弹力和摩擦力作用 a错误 将绳子变长 绳的拉力f与竖直方向的夹角 减小 取p q为一整体 由fcos mp mq g可得 f将变小 c正确 答案 c 考情分析 力的合成与分解是高考 级要求知识点 也是近几年高考的热点 主要结合一些生活实例 应用矢量合成法则解决一些实际问题 答案 c 高考预测 4 用两辆拖拉机拉一辆陷入泥坑的卡车 如图2 6所示 其中一辆拖拉机沿与卡车前进方向成45 角 用图2 6大小为1 414 103n的力拉卡车 另一辆沿与卡车前进方向成30 角 用大小为2 103n的力拉卡车 卡车开动提供的动力是4 103n 三车同时工作 刚好使卡车脱离泥坑 则卡车受到的阻力约为 a 8 2 103nb 6 0 103nc 5 6 103nd 6 7 103n 解析 设卡车所受阻力大小为ff 牵引力为f 则ff f f1cos45 f2cos30 解得 ff 6 7 103n 故d正确 答案 d 考情分析 滑动摩擦力与静摩擦力虽然在高考考纲中属于 级要求知识点 但因其产生条件 方向判断及大小计算的复杂性及出错率高的特点 一直倍受命题人青睐 考题例证 例5 2011 山东高考改编 如图2 7所示 将两相同的木块a b置于粗糙的水平地面上 中间用一轻图2 7弹簧连接 两侧用细绳系于墙壁 开始时a b均静止 弹簧处于伸长状态 两细绳均有拉力 a所受摩擦力ffa 0 b所受摩擦力ffb 0 现将右侧细绳剪断 则剪断瞬间 a ffa大小不变b ffa方向改变c ffb仍然为零d ffb方向向左 解析 右侧细绳剪断的瞬间 弹簧弹力来不及发生变化 故a的受力情况不变 a左侧绳的拉力 静摩擦力大小方向均不变 a正确 b错 而b在剪断绳的瞬间右侧绳的拉力立即消失 静摩擦力向右 c d 答案 a 点评 1 接触面粗糙 接触处有弹力 物体间有相对运动或相对运动的趋势 三个条件必须同时满足 物体间才有摩擦力 2 摩擦力的方向可用假设法或物体的平衡条件判断 3 计算摩擦力大小时 要先分析是静摩擦力还是滑动摩擦力 只有滑动摩擦力才能应用ff fn进行计算 4 摩擦力属于被动力 其大小和方向可随物体所受其他力的变化而变化 高考预测 5 如图2 8甲所示 上表面粗糙的半圆柱体放在水平面上 小物块从半圆柱体上的a点 在外力f作用下沿圆弧向下滑到b点 此过程中f始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态 物块运动的速率v随时间t的关系如图乙所示 下列说法中正确的是 图2 8a 半圆柱体对小物块的支持力逐渐变大b 半圆柱体对小物块的摩擦力变大c 外力f变大d 地面对半圆柱体的摩擦力方向向右 答案 c 考情分析 共点力的平衡是高考考纲中 级要求知识点 是高考命题频率较高的知识点 题目设置方式新颖 难度中等 只要结合实际从中抽象出物理模型或分析出问题的物理情景 再结合相应的物理规律分析判断 问题就会迎刃而解 考题例证 例6 2010 山东高考改编 如图2 9所示 质量分别为m1 m2的两个物体通过轻弹簧连接 在力f的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动 m1在图2 9地面 m2在空中 力f与水平方向成 角 则m1所受支持力fn和摩擦力ff正确的是 fn m1g m2g fsin fn m1g m2g fcos ff fcos ff fsin a b c d 解析 把两个物体看做一个整体 由两个物体一起沿水平方向做匀速直线运动可知水平方向ff fcos 设轻弹簧中弹力为f1 弹簧方向与水平方向的夹角为 隔离m2 分析受力 由平衡条件知 在竖直方向有 fsin m2g f1sin 隔离m1 分析受力 由平衡条件知 在竖直方向有 m1g fn f1sin 联立解得 fn m1g m2g fsin 答案 a 点评 处理共点力作用下物体的平衡问题的方法 1 选取合适的研究对象 2 对研究对象进行正确的受力分析 3 利用平衡条件列方程求解 4 当物体或系统处于平衡状态时 任意一个方向的合外力为零 一般采用正交分解法 让尽可能多的力落在坐标轴上 分别在这两个互相垂直的方向上列平衡方程求解 高考预测 6 风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备 某兴趣小组为了检验一飞机模型的性能 对该模型进行了模拟风洞实验 该实验的示图2 10意图如图2 10 其中ab代表飞机模型的截面 ol为飞机模型的牵引绳 已知飞机模型重为g 风向水平 当牵引绳水平时 飞机模型恰好静止在空中 此时飞机模型截面与水平面的夹角为 则作用于飞机模型上的风力大小为 答案 a 考情分析 应用牛顿第二定律分析物体组的运动规律是高考的常见题型 对于此类问题 常根据物体组内各物体的加速度是否相同及所求解的问题 考查整体法与隔离法的应用技巧 考题例证 例7 2011 新课标全国卷 如图2 11 有一质量为m1的足够长的木板 其上叠放一质量为m2的木块 假定木图2 11块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等 现给木块施加一随时间t增大的水平力f kt k是常数 木板和木块加速度的大小分别为a1和a2 下列反映a1和a2变化的图线中正确的是 图2 12 答案 a 点评 整体法与隔离法的应用技巧 1 运用整体法分析问题时 系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同 2 对于连接体各部分加速度相同时 一般的思维方法是先用整体法求出加速度 再用隔离法选取合适的研究对象 应用牛顿第二定律求作用力 即 先整体求加速度 后隔离求内力 3 当求各部分之间的作用力时 一定要用隔离法 考虑解题的方便有以下两个原则 选出的隔离体应包含所求的未知量 在独立方程的个数等于未知量的前提下 隔离体的数目应尽可能地少 高考预测 7 如图2 13所示 质量为m的斜劈形物体放在水平地面上 质量为m的粗糙物体以某一初速度沿劈的粗糙斜面图2 13向上滑 至速度为零后又加速返回 而物体m始终保持静止 则在物块m上 下滑动的整个过程中下列判断错误的是 a 地面对物体m的摩擦力先向左后向右b 地面对物体m的摩擦力方向没有改变c 地面对物体m的支持力总小于 m m gd 地面对物体m的摩擦力大小不同 解析 物体上滑时的加速度大小为a1 gsin gcos 下滑时的加速度大小为a2 gsin gcos 方向均沿斜面向下 可分解为竖直向下和水平向左 如图甲所示 对整体进行受力分析如图乙所示 竖直方向有向下的加速度 地面对物体m的支持力始终小于 m m g 选项c正 确 水平方向有向左的加速度 地面对物体m的摩擦力 静摩擦 的方向始终水平向左 考虑到a1 a2 上滑时地面对物体m的摩擦力大于下滑时地面对物体m的摩擦力 选项b d正确而a错误 答案 a 考情分析 牛顿第二定律和运动图像都是高考考纲中 级要求知识点 高考中常见二者相结合来考查用牛顿第二定律解决动力学问题 这类问题重在培养学生读图能力和理解能力 主要考查v t图像 牛顿第二定律及匀变速直线运动规律等知识点 考题例证 例8 2011 福建高考 如图2 14甲所示 绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行 初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的a处滑上传送带 若从小物块滑上传送带开始计时 小物块在传送带上运动的v t图像 以地面为参考系 如图乙所示 已知v2 v1 则 图2 14 a t2时刻 小物块离a处的距离达到最大b t2时刻 小物块相对传送带滑动的距离达到最大c 0 t2时间内 小物块受到的摩擦力方向先向右后向左d 0 t3时间内 小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 解析 小物块对地速度为零时 即t1时刻 向左离开a处最远 t2时刻 小物块相对传送带静止 此时不再相对传送带滑动 所以从开始到此刻 它相对传送带滑动的距离最大 0 t2时间内 小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力 方向始终向右 大小不变 t2时刻以后相对传送带静止 故不再受摩擦力作用 b正确 答案 b 点评 1 物体的运动情况由所受的力及物体运动的初始状态共同决定 无论哪种情况 联系力和运动的 桥梁 是加速度 2 对于牛顿第二定律与运动图像 v t图像 的综合问题 往往是先由图像分析各阶段的加速度大小和方向及运动的位移 路程等 再结合牛顿第二定律分析物体的受力情况 高考预测 8 一质量m 0 5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角 37 足够长的斜面 某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度 并用计算机做出了滑块上滑过程的v t图像 如图2 15所示 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 取sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 求 图2 15 1 滑块与斜面间的动摩擦因数 2 判断滑块最后能否返回斜面底端 若能返回 求出返回斜面底端时的速度大小 若不能返回 求出滑块停在什么位置 考情分析 平抛运动是高考考纲中 级要求知识点 高考常结合实际问题考查平抛运动的处理方法和平抛运动的基本规律 考题例证 例9 2011 广东高考改编 如图2 16所示 在网球的网前截击练习中 若练习者在球网正上方距地面h处 将球以速度v沿垂直球网图2 16的方向击出 球刚好落在底线上 已知底线到网的距离为l 重力加速度取g 将球的运动视作平抛运动 下列表述正确的是 点评 1 对平抛运动或类平抛运动 要注意从运动的合成与分解的角度分析解决 2 突出落点问题一般要建立水平位移和竖直位移之间的关系 3 突出末速度的大小和方向的问题 一般要建立水平速度和竖直速度之间的关系 高考预测 9 如图2 17所示 小球由静止开始沿光滑轨道滑下 接着水平抛出 小球抛出后落在斜面上 已知斜面的倾角为 斜面底端在抛出点正下方 斜面顶端图2 17与抛出点在同一水平面上 斜面长度为l 斜面上m n两点将斜面长度等分为3段 小球可以看做质点 空气阻力不计 为使小球能落在m点以上 小球开始时释放的位置相对于抛出点的高度h应满足什么条件 答案 见解析 考情分析 圆周运动的向心力属于高考考纲中 级要求知识点 将竖直平面内的圆周运动问题 结合平抛运动规律来考查学生综合分析问题的能力 在近几年高考中出现的频率较高 考题例证 例10 2009 浙江高考 某校物理兴趣小组决定进行遥控赛车比赛 比赛路径如图2 18所示 赛车从起点a出发 沿水平直线轨道运动l后 由b点进入半径为r的光滑竖直圆轨道 离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到c点 并能越过壕沟 已知赛车质量m 0 1kg 通电后以额定功率p 1 5w工作 进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0 3n 随后在运动中受到的阻力均可不计 图中l 10 00m r 0 32m h 1 25m s 1 50m 问 要使赛车完成比赛 电动机至少工作多长时间 取g 10m s2 图2 18 答案 2 53s 点评 1 对于竖直平面内物体的圆周运动 要注意区别 绳模型 和 杆模型 中物体在最高点的速度要求 2 该题中赛车既能顺利通过竖直圆轨道 又能越过壕沟 因此赛车在b点的速度必须同时满足上述两种运动的最低速度要求 高考预测 10 如图2 19所示 水平放置的圆盘半径为r 1m 在其边缘c点固定一个高度不计的小桶 在圆盘直径cd的正上方放置一条水平滑道ab 滑道与cd平行 滑道右端b与圆盘圆心o在图2 19同一竖直线上 其高度差为h 1 25m 在滑道左端静止放置质量为m 0 4kg的物块 可视为质点 物块与滑道间的动摩擦因数为 0 2 当用一大小为 f 4n的水平向右拉力拉动物块的同时 圆盘从图示位置以角速度 2 rad s 绕穿过圆心o的竖直轴匀速转动 拉力作用一段时间后撤掉 物块在滑道上继续滑行 由b点水平抛出 恰好落入小桶内 重力加速度取10m s2 1 求拉力作用的最短时间 2 若拉力作用时间为0 5s 求所需滑道的长度 答案 1 0 3s 2 4m 考情分析 万有引力定律及其应用属于高考考纲中 级要求知识点 将卫星或行星在万有引力作用下 绕中心天体做匀速圆周运动 分析其周期 线速度 向心加速度等是高考命题中的常见题型 考题例证 例11 2010 福建高考 火星探测项目是我国继神舟载人航天工程 嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目 假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为t1 神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为t2 火星质量与地球质量之比为p 火星半径与地球半径之比为q 则t1 t2之比为 答案 d 高考预测 11 如图2 20所示 在圆轨道上运行的国际空间站里 一名宇航员静止 相对空间舱 站 于舱内朝向地球一侧的 地面 上 下列说法正确的是 图2 20a 宇航员此时处于受力平衡状态b 空间站的运行速度一定大于7 9km sc 宇航员对地面压力为零 其处于完全失重状态d 若宇航员将手中一小球无初速 相对于空间舱 释放 该小球将落到 地 面 答案 c 考情分析 分析行星或卫星的匀速圆周运动规律 计算中心天体的质量和密度 是几乎每年都有的题型 这类问题主要考查万有引力定律 牛顿第二定律的应用 要求学生对所学知识有较高的综合应用能力和迁移能力 考题例证 例12 2011 浙江高考改编 为了探测x星球 载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心 半径为r1的圆轨道上运动 周期为t1 总质量为m1 随后登陆舱脱离飞船 变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动 此时登陆舱的质量为m2 则 答案 a 点评 1 应用万有引力定律只能求出中心天体的质量 不能求出绕行天体的质量 2 计算中心天体质量只需要确定两个条件 一是绕行天体的周期 二是绕行天体的轨道半径 3 若计算中心天体的密度 还必须知道中心天体的半径 高考预测 12 地球半径r 6400km 地面上的重力加速度g 9 8m s2 地核的体积约为整个地球体积的16 地核的质量约为地球质量的34 试估算地核的平均密度 答案 1 2 104kg m3 考情分析 航天科技的发展及探月工程的实施必然使人造卫星的发射与回收成为高考命题的热点问题 此类问题主要考查学生运用所学知识进行分析推理的能力 考题例证 例13 2011 全国高考 我国 嫦娥一号 探月卫星发射后 先在 24小时轨道 上绕地球运行 即绕地球一圈需要24小时 然后 经过两次变轨依次到达 48小时轨道 和 72小时轨道 最后奔向月球 如果按圆形轨道计算 并忽略卫星质量的变化 则在每次变轨完成后与变轨前相比 a 卫星动能增大 引力势能减小b 卫星动能增大 引力势能增大c 卫星动能减小 引力势能减小d 卫星动能减小 引力势能增大 解析 依题意可将 嫦娥一号 的运动视为圆周运动 且质量变化可忽略不计 则变轨后 轨道更高 由卫星运动规律可知高轨道速度小 故变轨后动能减小 排除a b选项 卫星发射越高 需要更多能量 由能量守恒定律可知高轨道的卫星能量大 因此高轨道势能一定大 d对 答案 d 高考预测 13 随着 天宫一号 和 神舟八号 的成功发射和对接 我国逐步建立第一个试验性的空间站 为2020年前后建立大型多航段空间站垫定了基础 假设月球半径为r 月球表面的重图2 21力加速度为g0 飞船在距月球表面高度为3r的圆形轨道 运动 到达轨道的a点时点火变轨进入椭圆轨道 到达轨道的近月点b再次点火进入月球近月轨道 绕月球做圆周运动 如图2 21所示 求 1 飞船在轨道 上的运动速率 2 飞船在a点处点火时 动能如何变化 3 飞船在轨道 绕月球运动一周所需的时间 考情分析 功和功率是高考考纲中 级要求知识点 是近几年命题的热点 题型一般为选择题 难度中等 主要考查对功和功率概念的理解 以及结合运动学知识进行有关计算 a 两球同时落地b 相遇时两球速度大小相等c 从开始运动到相遇 球a动能的减少量等于球b动能的增加量d 相遇后的任意时刻 重力对球a做功功率和对球b做功功率相等 答案 c 点评 1 计算力做功的大小时 要区别是恒力做功 还是变力做功 若是变力做功 一般利用动能定理或功能关系求解 2 计算力做功的功率时 要区别是求平均功率 还是求瞬时功率 求瞬时功率时 要注意f与v的方向是否一致 高考预测 14 质量为m的汽车在平直路面上启动 启动过程的速度图像如图2 23所示 从t1时刻起汽车的功率保持不变 整个运动过程中汽车所受图2 23阻力恒为ff 则下列判断错误的是 答案 a 考情分析 动能定理及应用是高考考纲中 级要求知识点 是高考命题的重点和热点 常结合牛顿运动定律 平抛运动 圆周运动知识进行考查 情景新颖 过程复杂 对学生分析综合能力要求较高 常作为高考压轴题出现 考题例证 例15 2010 山东高考 如图2 24所示 四分之一圆轨道oa与水平轨道ab相切 它们与另一水平轨道cd在同一竖直面内 圆轨道oa的半径图2 24r 0 45m 水平轨道ab长s1 3m oa与ab均光滑 一滑块从o点由静止释放 当滑块经过a点时 静止在cd上的小车在f 1 6n的水平恒力作用下启动 运动 一段时间后撤去力f 当小车在cd上运动了s2 3 28m时速度v 2 4m s 此时滑块恰好落入小车中 已知小车质量m 0 2kg 与cd间的动摩擦因数 0 4 取g 10m s2 求 1 恒力f的作用时间t 2 ab与cd的高度差h 答案 1 1s 2 0 8m 点评 1 动能定理适用于直线运动 也适用于曲线运动 2 动能定理适用于恒力做功 也适用于变力做功 力可以是各种性质的力 可以同时作用也可以分段作用 3 若物体运动的过程中包含几个不同的过程 应用动能定理时 可以分段考虑 也可以把全过程作为一个整体处理 图2 25 1 小车在cd轨道上运动的最短路程 2 赛车电动机工作的时间 答案 1 2 5m 2 4 5s 考情分析 功能关系及其应用是高考考纲中 级要求的知识点 高考试题中 常与直线运动 平抛运动 圆周运动相联系 综合考查学生获取信息 整合信息 应用力学规律分析问题的能力 考题例证 例16 2010 福建高考 如图2 26所示 物体a放在足够长的木板b上 木板b静置于水平面 t 0时 电动机通过水平细绳以恒力f拉木板b 使它做初速度为零 加速度ab 1 0m s2的匀加速直线运动 已知a的质量ma和b的质量mb均为2 0kg a b之间的动摩擦因数 1 0 05 b与水平面之间的动摩擦因数 2 0 1 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等 重力加速度g取10m s2 求 图2 26 1 物体a刚运动时的加速度aa 2 t1 1 0s时 电动机的输出功率p 3 若t1 1 0s时 将电动机的输出功率立即调整为p 5w 并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变 t2 3 8s时物体a的速度为1 2m s 则在t1 1 0s到t2 3 8s这段时间内木板b的位移为多少 解析 1 物体a在水平方向上受到向右的摩擦力 由牛顿第二定律得 1mag maaa 由 并代入数据解得aa 0 5m s2 2 t1 1 0s时 木板b的速度大小为v1 abt1 木板b所受拉力f 由牛顿第二定律有f 1mag 2 ma mb g mbab 电动机输出功率p1 fv1 联立 并代入数据解得p1 7w 3 电动机的输出功率调整为5w时 设细绳对木板b的拉力为f 则p f v1 代入数据解得f 5n 木板b受力满足f 1mag 2 ma mb g 0 所以木板b将做匀速直线运动 而物体a则继续在b上做匀加速直线运动直到a b速度相等 设这一过程时间为t 有 由 并代入数据解得木板b在t1 1 0s到t2 3 8s这段时间的位移s s1 s2 3 03m 或取s 3 0m 答案 1 0 5m s2 2 7w 3 3 03m 点评 1 直接从整个过程的能的转化和守恒 功能关系 的观点出发 可免去许多对复杂细节的分析处理 直达问题的症结所在 2 本题误区 a b速度相等后认为b仍然做匀速直线运动 未对b再次进行受力分析 从而造成结果错误 高考预测 16 如图2 27所示 将质量均为m 厚度不计的两物块a b用轻质弹簧相连接 第一次只用手托着b物块于h高处 a在弹簧的作图2 27用下处于静止状态 现将弹簧锁定 此时弹簧的弹性势能为ep 现由静止释放a b b物块着地后速度立即变为0 同时弹簧解除锁定 在随后的过程中b物块恰能离开地面但不继续上升 第二次用手拿着a b 两物块 使弹簧竖直并处于原长状态 此时物块b离地面的距离也为h 然后由静止同时释放a b b物块着地后速度同样立即变为0 试求 1 第二次释放a b后 a上升至弹簧恢复原长时的速度大小v1 2 第二次释放a b后 b刚要离开地面时a的速度大小v2 考情分析 电场力的性质是高考中的一个重要考点 常以选择题的形式出现 其中库仑定律 点电荷的电场 电场线等是常考的知识点 考题例证 例17 2010 海南高考 如图2 28所示 m n和p是以mn为直径的半圆弧上的三点 o点为半圆弧的圆心 mop 60 电荷量相图2 28等 符号相反的两个点电荷分别置于m n两点 这时o点电场强度的大小为e1 若将n点处的点电荷移至p点 则o点的场强大小变为e2 e1与e2之比为 答案 b 高考预测 17 如图2 30所示 正六边形a b c d e f的顶点a上固定一个电荷量为q的正点电荷 其余各顶点固定一个电荷量均为q的负点电荷 若此正六边形的边长为l 求它的几何中心o处的场强大小和方向 图2 30 考情分析 电势 电势差作为电场中的重要内容 在高考中每年都会出题 考查的题目或以选择题的形式出现 或是在大题中涉及 电势差也可能和电场力做功 电势能的变化 动能定理 能量守恒定律等一起考查 它们是高考考查的重点 考题例证 例18 2011 海南高考 关于静电场 下列说法正确的是 a 电势等于零的物体一定不带电b 电场强度为零的点 电势一定为零c 同一电场线上的各点 电势一定相等d 负电荷沿电场线方向移动时 电势能一定增加 解析 零电势的位置是人为选定的 与物体是否带电无关 a错误 电场强度是电势随空间的变化率 二者的大小之间无直接联系 b错误 沿电场线的方向电势是逐渐降低的 c错误 由于负电荷在电势越低处电势能越大 故d正确 答案 d 点评 1 电势差是电场中两点间电势的差值 2 电势差有正负 正负号表示两点电势的高低关系 注意uab uba 3 静电力做功与路径无关 只与电场中两点间的电势差有关 wab quab 高考预测 18 空间有一电场 在x轴上 x0到x0间电势 随x的变化关系图像如图2 31所示 图线关于 轴对称 一质量为m 带电荷量为图2 31 q的粒子仅受电场力作用 以沿 x方向的初速度v0从x轴上的 x1点向右运动 粒子的运动一直在x轴上 到达原点o右侧最远处的坐标为x2 x2点与 x1点间的电势差为u21 则 答案 b 考情分析 带电粒子在匀强电场中的运动是高考 级要求的知识点 高考在此点命题的几率较高 多为选择题 也有与磁场综合后的计算题 难度中等偏上 做好对粒子的受力分析 清楚运动情况 联系牛顿定律或能量知识来解决问题 考题例证 例19 2011 安徽高考 如图2 32甲所示 两平行正对的金属板a b间加有如图2 32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 答案 b 2 带电粒子在匀强电场中的偏转 1 运动状态分析 带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时 受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做匀变速曲线运动 2 处理方法 类似于平抛运动的处理 应用运动的合成与分解的方法 高考预测 19 如图2 33甲所示 a b是一对平行的金属板 在两板间加上一周期为t的交变电压u a板的电势 a 0 b板与a板的电势差uba随时间的变化规律如图乙所示 现有一电子从a板上的小孔进入两板间的电场区内 设电子的初速度和重力的影响可忽略 则 图2 33 解析 a b c三个选项所对应的电子运动的v t图像如图所示 逐项分析如下 a项 如图像 所示 电子一直向b板运动 最后打在b板上 错误 b项 如图像 所示 在一个周期内 电子先向b板运动后向a板运动 但向b板运动的位移大于向a板运动的位移 最后打在b板上 正确 c项 如图像 所示 电子先向b板运动 后向a板运动 但向b板运动的位移小于向a板运动的位移 最后打在a板上 错误 d项 电子开始受力就向a板返回 不能在电场中运动 错误 答案 b 考情分析 通过对电路的动态分析来考查欧姆定律 电阻的串并联甚至是电源的电动势和内阻等知识 常为选择题 难度中等 解决该类问题需要理清电阻的连接关系 滑动变阻器的接入方式及作用 并能熟练应用欧姆定律 考题例证 例20 2011 上海高考 如图2 34所示电路中 闭合电键s 当滑动变阻器的滑动触头p从最高端向下滑动时 a 电压表v读数先变大后变小 电流表a读数变大图2 34b 电压表v读数先变小后变大 电流表a读数变小c 电压表v读数先变大后变小 电流表a读数先变小后变大d 电压表v读数先变小后变大 电流表a读数先变大后变小 答案 a 高考预测 20 在如图2 35甲所示电路中 闭合电键s 当滑动变阻器的滑动触头p向下滑动的过程中 四个理想电表的示数都发生变化 图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况 以下说法错误的是 图2 35 a 图线a表示的是电压表v3的示数随电压表示数变化的情况b 图线c表示的是电压表v2的示数随电流表示数变化的情况c 此过程中电压表v1示数的变化量 u1和电流表示变化量 i的比值变大d 此过程中电压表v3示数的变化量 u3和电流表示数变化量 i的比值不变 答案 c 考情分析 磁场对电流的作用是高考的重点知识 要求为 级 题型多为选择题 难度不高 应当熟练地应用左手定则判断安培力的方向 深刻理解公式f bil中 l 的含意 考题例证 例21 2010 上海高考 如图2 36所示 长为2l的直导线折成边长相等 夹角为60 的v形 并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中 磁感应强图2 36度为b 当在该导线中通以电流强度为i的电流时 该v形通电导线受到的安培力大小为 a 0b 0 5bilc bild 2bil 解析 导线有效长度为端点连线的长度 即2lsin30 l 所以该v形通电导线受到的安培力大小为bil 选项c正确 答案 c 点评 通电导线在匀强磁场中受到安培力的作用 计算安培力的大小时要注意两个方面 1 导线是折线或曲线时 要求出其等效长度 2 导线与磁场有夹角时 要求出导线在垂直磁场方向上的分量 高考预测 21 如图2 37所示 把一个装有na2so4导电溶液的圆形玻璃器皿放入磁场中 玻璃器皿的中心放一个圆柱形电极 图2 37沿器皿边缘内壁放一个圆环形电极 把两电极分别与电池的正 负极相连 对于导电溶液中正 负离子的运动 下列说法中正确的是 a 正 负离子均做逆时针方向的螺旋形运动b 正 负离子均做顺时针方向的螺旋形运动c 正离子沿圆形玻璃器皿的半径向边缘内壁移动d 负离子做顺时针方向的螺旋形运动 解析 玻璃器皿中的na2so4导电溶液的电流方向是从中心到器皿边缘内壁 根据左手定则 磁场对由此形成的电流有逆时针方向的安培力 故正 负离子均做逆时针方向的螺旋形运动 选项a正确 答案 a 考情分析 高考对粒子在匀强磁场中的运动要求较高 可以说是高考的必考内容 题型可能为选择也可能为计算 难度偏大 对于带电粒子在有界磁场中的运动问题 分析时正确确定圆心位置并画出轨迹是关键 解答时要综合应用牛顿运动定律和圆周运动的规律进行分析 考题例证 例22 2011 高考课标全国卷 如图2 38 在区域 0 x d 和区域 d0 的粒子a于某时刻从y轴上的p点射入区域 其速度方向沿x轴正向 已知a在离开区域 时 速度方向与x轴正向的夹角为30 此时 另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域 其速度大小是a的1 3 不计重力和两粒子之间的相互作用力 求 图2 38 1 粒子a射入区域 时速度的大小 2 当a离开区域 时 a b两粒子的y坐标之差 点评 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法 三步法 1 画轨迹 即确定圆心 用几何方法求半径并画出运动轨迹 2 找联系 轨道半径与磁感应强度 运动速度相联系 偏转角度与圆心角 入射方向 出射方向相联系 在磁场中运动的时间与周期相联系 3 用规律 即牛顿第二定律和圆周运动的规律 特别是周期公式 半径公式 1 粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径 2 绕通过p点 p点为sq与磁场边界圆的交点 垂直纸面的轴 将该圆形磁场区域逆时针缓慢转动90 的过程中 粒子在屏上能打到的范围 答案 1 0 1m 2 q点以上0 16m范围内 考情分析 在高考中对该类型的考查常以压轴题的形式出现 难度较高 带电粒子在复合场中的运动 一般具有较复杂的运动过程 但本质上是一个力学问题 应按照力学问题的研究思路并运用力学的基本规律解题 考题例证 例23 2010 安徽高考 如图2 41甲所示 宽度为d的竖直狭长区域内 边界为l1 l2 存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场 如图6乙所示 电场强度的大小为e0 e 0表示电场方向竖直向上 t 0时 一带正电 质量为m的微粒从左边界上的n1点以水平速度v射入该区域 沿直线运动到q点后 做一次完整的圆周运动 再沿直线运动到右边界上的n2点 q为线段n1n2的中点 重力加速度为g 上述d e0 m v g为已知量 图2 41 1 求微粒所带电荷量q和磁感应强度b的大小 2 求电场变化的周期t 3 改变宽度d 使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域 求t的最小值 点评 处理带电粒子在复合场中的运动问题时应注意两点 1 是否考虑带电粒子的重力 这要依据具体情况而定 对于微观粒子如质子 离子等微观粒子 一般不考虑重力 液滴 尘埃 小球等宏观带电微粒由题设条件决定 一般把物体在空间的方位介绍得很明确的 都应考虑重力 有时还应根据题目的隐含条件来判断 2 画好示意图 在画图的基础上要特别注意运用几何知识寻找关系 图2 42 考情分析 楞次定律在高考要求中的地位较高 一般以选择题的形式出现 难度中等 能熟练应用楞次定律 阻碍 含义的拓展 对解决该类问题很有帮助 考题例证 例24 2011 上海高考 如图2 43 均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置 当a绕o点在其所在平面内旋转时 b中产生顺时针方向的感图2 43应电流 且具有收缩趋势 由此可知 圆环a a 顺时针加速旋转b 顺时针减速旋转c 逆时针加速旋转d 逆时针减速旋转 解析 由楞次定律 欲使b中产生顺时针电流 则a环内磁场应向里减弱或向外增强 ra环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速 由于b环又有收缩趋势 说明a环外部磁场向外 内部向里 故选b 答案 b 点评 1 楞次定律的关键词是 阻碍 要正确理解 阻碍 的含义 具体表现为阻碍相对运动 阻碍磁通量的变化 阻碍面积的变化 阻碍电流的变化等 2 不仅可以应用楞次定律判断感应电流的方向 还可以应用楞次定律判断安培力的方向 高考预测 24 如图2 44所示 矩形导线框abcd与无限长通电直导线mn在同一平面内 直导线中的电流方向由m到n 导线框的ab边与直导线平行 若直导线中的电流图2 44增大 导线框中将产生感应电流 导线框会受到安培力的作用 则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是 导线框有两条边所受安培力的方向相同 导线框有两条边所受安培力的大小相同 导线框所受的安培力的合力向左 导线框所受的安培力的合力向右 解析 由楞次定律知 导线框中感应电流的方向为逆时针方向 由左手定则可知 各边受到的安培力如图所示 力是矢量 答案 b a b c d 考情分析 电磁感应的图像是近几年高考的热点 多为选择题 难度中等 解题时要仔细分析物理过程 弄清过程与图像的对应关系 分析图像时要注意特殊位置的含意 考题例证 例25 2010 浙江高考 半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置 在圆环的缺口两端引出两根导线 分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接 两板间距为d 如图2 45甲所示 有一变化的磁场垂直于纸面 规定向内为正 变化规律如图2 45乙所示 在t 0时刻平板之间中心有一重力不计 电荷量为q的静止微粒 则以下说法正确的是 图2 45 a 第2秒内上极板为正极b 第3秒内上极板为负极c 第2秒末微粒回到了原来位置d 第2秒末两极板之间的电场强度大小为0 2 r2 d 答案 a 点评 在定性分析物理图像时 要明确图像中的横轴与纵轴所代表的物理量 要弄清图像的物理意义 借助有关的物理概念 公式 定事和定律作出分析判断 而对物理图像定量计算时 要搞清图像所揭示的物理规律或物理量间的函数关系 并要注意物理量的单位换算问题 要善于挖掘图像中的隐含条件 明确有关图线所包围的面积 图像在某位置的斜率 或其绝对值 图线在纵轴和横轴上的截距所表示的物理意义 高考预测 25 在平面直角坐标系的四个象限中存在着垂直纸面的匀强磁场 各象限中的磁场方向如图2 46所示 第一 二象限中的磁感应强度大小均为2b 第三 四象限中的磁感应强图2 46度大小均为b 一个四分之一圆形闭合导体线框oab 从第一象限中的图示位置开始绕坐标原点o沿逆时针方向以恒定角速度 在xoy平面内匀速旋转一周 若线框中的电流取逆时针方向为正 则在此过程中线框中电流i随时间t的变化关系正确的是 图2 47 答案 d 考情分析 电磁感应规律与力学中的牛顿运动定律 直线运动规律 功能关系等知识综合是近几年高考的重点 这类题综合性强 难度大 能考查学生的综合分析能力和计算能力等 考题例证 例26 2011 浙江高考 如图2 48甲所示 在水平面上固定有长为l 2m 宽为d 1m的金属 u 型导轨 在 u 型导轨右侧l 0 5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场 且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示 在t 0时刻 质量为m 0 1kg的导体棒以v0 1m s的初速度从导轨的左端开始向右运动 导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 0 1 导轨与导体棒单位长度的电阻均为 0 1 m 不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响 取g 10m s2 图2 48 1 通过计算分析4s内导体棒的运动情况 2 计算4s内回路中电流的大小 并判断电流方向 3 计算4s内回路产生的焦耳热 答案 1 见解析 2 0 2a顺时针方向 3 0 04j 点评 分析问题的两大基本思路 1 力的观点 是指应用牛顿第二定律和运动学公式解决问题的方法 即先对研究对象进行受力分析 根据受力变化应用牛顿第二定律判断加速度变化情况 最后找出求解问题的方法 2 能量的观点 动能定理 能量守恒定律在电磁感应中同样适用 高考预测 26 如图2 49所示 足够长的光滑平行金属导轨mn pq竖起放置 一匀强磁场垂直穿过导轨平面 导轨的上端m与p间连接阻值为r 0 40 的电阻 质量为m 0 01kg 电阻为r 0 30 的金属棒ab紧贴在导轨上 现使金属棒ab图2 49由静止开始下滑 其下滑距离与时间的关系如下表所示 导轨电阻不计 重力加速度g取10m s2 试求 1 当t 0 7s时 重力对金属棒ab做功的功率 2 金属棒ab在开始运动的0 7s内 电阻r上产生的热量 3 从开始运动到t 0 4s的时间内 通过金属棒ab的电荷量 答案 1 0 7w 2 0 06j 3 0 2c 考情分析 理想变压器原 副线圈的电压 电流 功率的关系的应用是高考的热点 题型多为选择题 难度中等 关于变压器的动态分析是该类问题中的重点知识 考题例证 例27 2011 福建高考 如图2 50甲中理想变压器原 副线圈的匝数之比n1 n2 5 1 电阻r 20 l1 l2为规格相同的两只小灯泡 s1为单刀双掷开关 原线圈接正弦交变电源 输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示 现将s1接1 s2闭合 此时l2正常发光 下列说法正确的是 图2 50 答案 d 点评 关于理想变压器的动态分析问题一般有两种类型 1 负载电阻不变 原 副线圈的电压u1 u2 电流i1 i2 功率p1 p2随匝数比的变化而变化 2 匝数比不变 原 副线圈的电压u1 u2 电流i1 i2 功率p1 p2随负载电阻的变化而变化 无论哪种情况 处理此类问题的关键均是分清变量和不变量 弄清理想变压器中各量之间的联系和制约关系 u2由u1和匝数比决定 i2由u2和负载电阻决定 i1由i2和匝数比决定 答案 b 考情分析 电能的输送是变压器的实际应用 因此在高考中常被考查到 多以选择题的形式出现 偶尔也有计算题 难度中等 考题例证 例28 2010 江苏高考 在如图2 51所示的远距离输电电路图中 升压变压器和降压变压器均为理想变压器 发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变 随着发电厂输出功率的增大 下列说法中正确的有 图2 51 a 升压变压器的输出电压增大b 降压变压器的输出电压增大c 输电线上损耗的功率增大d 输电线上损耗的功率占总功率的比例减小 答案 c 点评 求解远距离输电的思路和方法是 1 熟悉 交流发电机 升压变压器 输电线 降压变压器 用户 这一流程 2 利用逆算法解决电能的输送问题往往较方便 即先从负载功率算起 一直推到升压变压器的输入端 高考预测 28 如图2 52所示 升压变压器原线圈输入电压u1 240v 输入电流i随时间t变化的规律如图乙所示 输电线的总电阻r 10 通过输电线的电流i 10a 变压器均为理想变压器 则下列判断错误的是 图2 52 答案 a 考情分析 高考对该类型的考查多以选择的形式出现 有时也有填空或计算题 题目难度中等 考查到的知识点可以包含波速 波长 频率等的关系或单量计算 也可以结合简谐运动的基本知识如振动图像 振动方向与传播方向的互判等一起考查 考题例证 例29 2011 四川高考 如图2 53为一沿x轴负方向传播的简谐横波在t 0时的波形图 当q点在t 0时的振动状态传到p点时 则 图2 53a 1cm x 3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动b q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向c q处的质点此时正在波峰位置d q处的质点此时运动到p处 答案 b 点评 解答本题对学生易错选c d 原因是对波的传播规律和质点振动规律不理解 错误地认为质点随波迁移 高考预测 29 如图2 55甲所示是一列沿 x方向传播的简谐横波在t 0时的波形图 已知波速v 2m s 质点pq相距3 2m 求 图2 55 1 在图乙中画出质点q的振动图像 至少画出一个周期 2 从t 0到q点第二次振动到波谷的这段时间内质点p通过的路程 答案 1 见解析 2 0 22m 考情分析 波的干涉和衍射现象 是波特有的现象 高考对波的特有现象的考查多以图像入手 因此熟悉不