高中物理新课标总复习专题课件 第9专题 计算题的答题规范与解析技巧

1、高中物理新课标总复习专题课件 第9专题 计算题的答题规范与解析技巧 理规律进行论证或计算才能求得结论;题目的赋分值也较重. 从功能上讲,计算题能很全面地考查学生的能力,它不仅能很好地考查 学生对物理概念、物理规律的理解能力和根据已知条件及物理事实 对物理问题进行逻辑推理和论证的能力,而且还能更有效地考查学生 的综合分析能力及 计算题通常被称为“大题”,其原因是:此类试题一般文字叙述量 较大,涉及多个物理过程,所给物理情境较复杂;涉及的物理模型较多 且不明显,甚至很隐蔽;要运用较多的物 应用数学方法处理物理问题的能力.因此计算题的难度较大,对学生的 要求也比较高.要想解答好计算题,除了需要扎实的

2、物理基础知识外, 还需要掌握一些有效的解题方法. 原因是答题不规范.表述不准确、不完整,书写不规范、不清晰,卷面 不整洁、不悦目,必然会造成该得的分得不到,不该失的分失掉了,致 使所答试卷不能展示自己的最高水平.因此,要想提高得分率,取得好 成绩,在复习过程中,除了要抓好基础知识的掌握、解题能力的训练外, 还必须强调答题的规范,培养良好的答题习惯,形成规范的答题行为. 每年高考成绩出来,总有一些考生的得分与自己的估分之间存在着不 小的差异,有的甚至相差甚远.造成这种情况的原因有很多,但主要 对考生的书面表达能力的要求,在高考的考试大纲中已有明确的 表述:在“理解能力”中有“理解所学自然科学知识

3、的含义及其适 用条件,能用适当的形式(如文字、公式、图或表)进行表达”;在“推 理能力”中有“并能把推理过程正确地表达出来”,这些都是考纲对 考生书面表达能力的要求.物理题的解答书写与答题格式,在高考试卷 上还有明确的说 明:解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出答案 的不能得分;有数字计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位.评 分标准中也有这样的说明:只有最后答案而无演算过程的,不给分;解 答中单纯列出与解答无关的文字公式,或虽列出公式,但文字符号与题 目所给定的不同,不给分.事实上,规范答题体现了一个考生的物理学 科的基本 素养.然而,令广大教育工作者担忧的是,这些基本素

4、养正在逐渐缺失. 在大力倡导素质教育的今天,这一现象应引起我们足够的重视.本模块 拟从考生答题的现状及成因,规范答题的细则要求,良好素养的培养途 径等方面与大家进行探讨. 一、必要的文字说明 必要的文字说明的目的是说明物理过程和答题依据,有的同学不明确 应该说什么,往往将物理解答过程变成了数学解答过程.答题时应该说 些什么呢?我们应该从以下几个方面给予考虑: 1.说明研究对象(个体或系统,尤其是要用整体法和隔离法相结合求 解的题目,一定要注意研究对象的转移和转化问题). 2.画出受力分析图、电路图、光路图或运动过程的示意图. 3.说明所设字母的物理意义. 4.说明规定的正方向、零势点(面).

5、5.说明题目中的隐含条件、临界条件. 6.说明所列方程的依据、名称及对应的物理过程或物理状态. 7.说明所求结果的物理意义(有时需要讨论分析). 二、要有必要的方程式 物理方程是表达的主体,如何写出,重点要注意以下几点. 1.写出的方程式(这是评分依据)必须是最基本的,不能以变形的结果 式代替方程式(这是相当多的考生所忽视的).如带电粒子在磁场中 运动时应有qvB=m,而不是其变形结果式R=. 2 v R mv qB 2.要用字母表达方程,不要用掺有数字的方程,不要方程套方程. 3.要用原始方程组联立求解,不要用连等式,不断地“续”进一些内 容. 4.方程式有多个的,应分式布列(分步得分),不

6、要合写一式,以免一错 而致全错,对各方程式最好能编号. 三、要有必要的演算过程及明确的结果 1.演算时一般先进行文字运算,从列出的一系列方程推导出结果的 计算式,最后代入数据并写出结果.这样既有利于减轻运算负担,又有 利于一般规律的发现,同时也能改变每列一个方程就代入数值计算 的不良习惯. 2.数据的书写要用科学记数法. 3.计算结果的有效数字的位数应根据题意确定,一般应与题目中开 列的数据相近,取两位或三位即可.如有特殊要求,应按要求选定. 4.计算结果是数据的要带单位,最好不要以无理数或分数作为计算 结果(文字式的系数可以),是字母符号的不用带单位. 四、解题过程中运用数学的方式有讲究 1

7、.“代入数据”,解方程的具体过程可以不写出. 2.所涉及的几何关系只需写出判断结果而不必证明. 3.重要的中间结论的文字表达式要写出来. 4.所求的方程若有多个解,都要写出来,然后通过讨论,该舍去的舍去. 1.字母符号要写清楚、规范,忌字迹潦草.阅卷时因为“v、r、”不 分,大小写“M、m”或“L、l”不分,“G”的草体像“a”,希腊字 母“、”笔顺或形状不对而被扣分已屡见不鲜. 5.数字相乘时,数字之间不要用“”,而应用“”进行连接;相除时 也不要用“”,而应用“/”. 五、使用各种字母符号要规范 2.尊重题目所给的符号,题目给了符号的一定不要再另立符号.如题 目给出半径是r,你若写成R就算

8、错. 3.一个字母在一个题目中只能用来表示一个物理量,忌一字母多用; 一个物理量在同一题中不能有多个符号,以免混淆. 4.尊重习惯用法.如拉力用F,摩擦力用f表示,阅卷人一看便明白,如果 用反了就会带来误解. 5.角标要讲究.角标的位置应当在右下角,比字母本身小许多.角标的 选用亦应讲究,如通过A点的速度用vA就比用v1好;通过某相同点的速 度,按时间顺序第一次用v1、第二次用v2就很清楚,如果倒置,必然带 来误解. 6.物理量单位的符号源于人名的单位,由单个字母表示的应大写,如 库仑C、亨利H;由两个字母组成的单位,一般前面的字母用大写,后 面的字母用小写,如Hz、Wb. 六、学科语言要规范

9、,有学科特色 1.学科术语要规范.如“定律”、“定理”、“公式”、“关系” 、“定则”等词要用准确,阅卷时常可看到“牛顿运动定理”、 “动能定律”、“四边形公式”、“油标卡尺”等错误说法. 2.语言要富有学科特色.在有图示的坐标系中将电场的方向说成 “西南方向”、“南偏西45”、“向左下方”等均是不规范的,应 说成“与x轴正方向的夹角为135”或“如图所示”等. 七、绘制图形、图象要清晰、准确 1.必须用铅笔(便于修改)、圆规、直尺、三角板绘制,反对随心所欲 徒手画. 2.画出的示意图(受力分析图、电路图、光路图、运动过程图等)应 大致能反映有关量的关系,图文要对应. 3.画函数图象时,要画好

10、坐标原点和坐标轴上的箭头,标好物理量的 符号、单位及坐标轴上的数据. 4.图形、图线应清晰、准确,线段的虚实要分明,有区别. 例1 (14分)2010年高考新课标全国卷短跑名将博尔特在北京 奥运会上创造了100 m和200 m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分 别是9.69 s和19.30 s.假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反应时 间是0.15 s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动.200 m 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100 m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 100 m时最大速率的96%.求: (1)加速所用时间和

11、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) 【解析】第一计分段建立100米跑的运动学关系,共4分(可能的分 数为0、2、4) 第二计分段建立200米跑的运动学关系,共4分(可能的分数为0、2 、4) 解法一:根据位移关系:s1+s2=100,s1+s2=200 vt+(9.69-0.15-t)v=100 vt+(19.30-0.15-t)0.96v=200 at2+(9.54-t)at=100 at2+(19.15-t)0.96at=200 +(9.54-)v=100 +(19.15-)0.96v=200 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 v a v a 2

12、 2 v a v a 解法二:根据时间关系:t1+t2=9.54,t1+t2=19.15 +=9.54 +=19.15 +=9.54 +=19.15 解法三:图象法 v a 2 100 2 v a v v a 2 200 2 0.96 v a v 1 2s a 1 1 100 2 s as 1 2s a 1 1 200 0.96 2 s as (说明:t0=0.15 s,t2=9.69 s,t3=19.30 s) (9.54+9.69-t1)=100 v(t1-0.15)+(19.30-t1)0.96v=200 评分细则: 在上述解法的两个方程中,每个方程有两项(位移或时间的表示) 每项各计2

13、分. 2 v 1 2 列出三个方程,且有三个未知数,能解出结果的,同样给分. 有三个未知数,只有二个方程的,给6分. 如 at2+(9.54-t)v=100 at2+(19.15-t)0.96v=200 凡只写出s=at2,v=at,s=,未列出s1+s2=100、s1+s2=200或t1+t2=9. 54、t1+t2=19.15,也无文字说明的不给分. 第三计分段根据运动学公式计算出时间、最大速率和加速度,共6 分(可能的分数为0、1、2、3、4、5、6) t=1.29 s(结果在 1.251.35 之间均正确) v=11.24 m/s(结果在11.0011.50之间均正确) 1 2 1 2

14、 1 2 2 2 v a a=8.71 m/s2(结果在8.508.90之间均正确) 答案(1)1.29 s11.24 m/s (2)8.71 m/s2 例2 (18分)2010年高考新课标全国卷如图所示,在0 x a、 0 y 范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小 为B.坐标原点O处有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量 为q的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xy平面内,与y 轴正方向的夹角分布在090范围内.已知粒子在磁场中做圆周运动 的半径介于到a之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间 恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一.求最后离开磁场 的

15、粒子从粒子源射出时的 (1)速度的大小. (2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦. 2 a 2 a (共6分,可能分值:0、 2、4、6分) 设粒子的发射速度为v,粒子做圆周运动轨道半径为R,由牛顿第二 定律和洛伦兹力公式,得qvB= (3分) 由式得R= (1分) 当Rc,正电荷q被从c移至a、b两点的过程中 克服电场力做的功相等. 答案BD 5.如图所示,水平面B点以左是光滑的、B点以右是粗糙的,相距为L 的质量为M和m的两个小物块,在B点以左的光滑水平面上以相同的 速度向右运动.它们先后进入表面粗糙的水平面,最后停止运动.它们 与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,静止后两物块之间的距离为s.

16、下列说法正确的是( ) A.若Mm,则sL B.若M=m,则s=L C.若ML D.无论M、m取何值,都有s=0 【解析】两物块进入粗糙面后做减速运动的加速度大小相等,即a =g,故减速滑行的位移相同,即s=,故选项D正确. 答案D 2 2 v g 6.半径为R的竖直圆弧轨道,与粗糙的水平面相连,如图所示.有一个 质量为m的均匀细直杆恰好能放在圆弧两端,若释放细杆,它将开始 下滑,并且最后停在水平面上.在上述过程中( ) A.杆克服摩擦力所做的功为mgR B.杆克服摩擦力所做的功为mgR C.重力所做的功为mgR D.外力做的总功为mgR 1 4 1 2 1 2 【解析】由动能定理得:W总=W

17、G+Wf=0,又由WG=mg,故知杆克服 摩擦力所做的功为mgR. 答案B 2 R 1 2 7.将如图所示的装置安装在沿直线轨道运动的火车车厢中,可以对 火车运动的加速度进行检测.安装时使杆沿轨道方向固定.闭合开关 S,当系统静止时,穿在光滑绝缘杆上的小球在O点,固定在小球上的 变阻器滑片停在变阻器BC的正中央,此时,电压表指针指在盘中央0 刻度.当火车水平方向有加速度时,小球在光滑绝缘杆上移动,滑片P 随之在变阻器上移动,电压表指针发生偏转.已知火车向右加速运动 时,电压表的指针向左偏.下列说法正确的是( ) A.若火车向右做减速运动,则小球在O点右侧,电压表指针向左偏 B.若火车向左做减速

18、运动,则小球在O点左侧,电压表指针向右偏 C.若火车向左做减速运动,则小球在O点左侧,电压表指针向左偏 D.若火车向左做加速运动,则小球在O点右侧,电压表指针向左偏 【解析】当火车向右加速时滑片向左移,电流从电压表的左接线 柱流进,引起了电压表的指针向左偏转.故当火车向左减速时,情况 与上述相同;火车向右减速以及向左加速时,情况与上述相反. 答案C 8.“滴水法”测重力加速度的实验过程是这样的:调节水龙头,让水 一滴一滴地流出,在水龙头的正下方放一盘子,调节盘子的高度,使一 个水滴碰到盘子时恰好有另一个水滴离开水龙头开始下落,而且空 中还有两个正在下落中的水滴.测出水龙头到盘子间的距离为h,再

19、 从第1个水滴离开水龙头时开始计时,到第N个水滴落在盘中时结束 计时,用秒表测得共用时间为t,即可算出重力加速度.设人耳能区分 两个声音的时间间隔为0.1 s,声速为340 m/s,g=10 m/s2则( ) A.水龙头距人耳的距离至少为34 m B.水龙头距盘子的距离至少为34 m C.重力加速度的计算式为:g= 2 2 2 (2) 9 h N t D.重力加速度的计算式为:g= 【解析】本实验从看到第1个水滴离开水龙头时开始计时,听见第 N个水滴落在盘中时结束计时,故人耳应离盘较近.又因为人耳区 分声音的时间间隔为0.1 s,故相邻的两个水滴落下的时间间隔应大 于0.1 s,即要求hg0.

20、32=0.45 m.又因为空气阻力随水滴的速度 的增大而增大,故水龙头距盘子不能太高,选项A、B均错误 又由题意知: t=3t+(N-1)t h=g(3t)2 解得:g=. 2 2 (1) 2 h N t 1 2 1 2 2 2 2 (2) 9 h N t 答案C 9.2010年高考宁夏理综卷太阳系中的8大行星的轨道均可以近似 看成圆轨道.下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律 的图象.图中坐标系的横轴是lg,纵轴是lg;这里T和R分别是行星 绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,T0和R0分别是水星绕太阳 运行的周期和相应的圆轨道半径.下列4幅图中正确的是( ) 0 T T 0 R

21、R 【解析】根据开普勒第三定律有()3=()2,根据对数公式可得lg ()3=lg()2,即3lg =2lg ,所以图线为斜率k=、过原点的直 线, 故选项B正确. 答案B 0 R R 0 T T 0 R R 0 T T 0 R R 0 T T 2 3 10.如图所示,足够长的光滑金属导轨MN、PQ水平平行固定,并置于 竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放有两条金属杆ab、cd,两杆平行 且与导轨垂直并接触良好.设导轨的电阻不计,两杆的电阻为定值.从 某时刻起给ab施加一向右的平行于导轨的恒定拉力,则下列说法正 确的是( ) A.cd向左做加速运动 B.ab受到的安培力先向左,后变为零 C.ab一

22、直做匀加速直线运动 D.ab、cd均向右运动,运动的速度始终不会相等,但最终速度差恒 定 【解析】初始时刻,ab的加速度a1=,ab获得速度后,受到向左的安 培力作用,故ab的加速度减小,cd受到向右的安培力作用将向右做 加速运动,则: ab的加速度a1= cd的加速度a2= 故知ab先做加速度减小的加速运动,cd先做加速度增大的加速运 动,当它们的加速度相等时,加速度不再变化,速度差保持恒定,有: a= 即v=. F m FBIL m BIL m 22 B Lv F R m 22 B Lv Rm 22 2 FR B L 答案D 11.(6分)某同学用如图所示的装置研究平抛物体的运动.两个相同

23、的 弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看做 光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D,调节电磁铁C 、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初 速度相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源, 使两个小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出, 可以看到P、Q两球相碰,只改变弧形轨道M的高度,重复上述实验, 仍能观察到相同的现象,这说明 . 另一位同学用实验研究平抛运动时,在白纸上标出了重垂线MN,并 获得了小球平抛轨迹上的两个点a、b,测得a、b两点到MN的水平距 离分别是10 cm和20 cm,两点的竖直距离

24、是15 cm,取g=10 m/s2,则可 推断小球平抛的初速度为 m/s. 二、非选择题(共60分) 【解析】由a、b两点与MN的水平距离,可知平抛运动的时间间隔t Ma=tab,又由竖直方向的分运动为自由落体运动,可知yMa=5 cm,故yab- yMa=gt2,t=0.1 s,则小球平抛的初速度v0=1 m/s. 答案平抛运动的小球在水平方向的分速度保持不变 1(每空3 分) x t 12.(9分)2010年高考天津理综卷要测量电压表的内阻RV,其量程 为2 V,内阻约2 k.实验室提供的器材有: 电流表,量程0.6 A,内阻约0.1 ; 电压表,量程5 V,内阻约5 k; 定值电阻R1,

25、阻值30 ; 定值电阻R2,阻值3 k; 滑动变阻器R3,最大阻值100 ,额定电流1.5 A; 电源E,电动势6 V,内阻约0.5 ; 开关S一个,导线若干. (1)有人拟将待测电压表和电流表串联接入电压合适的测量电路 中,测出的电压和电流,再计算出RV.该方案实际上不可行,其最主要 的原因是 (2)请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表内阻RV 的实验电路.要求测量尽量准确,实验须在同一电路中,且在不增减元 件的条件下完成.试画出符合要求的实验电路图(图中电源与开关已 连好),并标出所选元件的相应字母代号; (3)由上问写出内阻RV的表达式,说明式中各测量量的物理意义. 答案(1

26、)电流表不能准确测量出流过电压表的电流. (3分) (2)测量电压表内阻RV的实验电路如图所示. (3分) (3)RV= U1表示的电压 U2表示和R2串联的总电压(每空 1分 (3)RV= U1表示的电压 U2表示和R2串联的总电压(每空 1分) 12 21 U R UU 12 21 U R UU 13.(8分)某些城市的交通部门规定汽车在市区某些街道行驶的速度 不能超过vm.一辆汽车一次事故前在该水平路段紧急刹车,沿直线滑 行一段距离后与另一车碰撞,交警测得车轮在地面上连续滑行的轨 迹长sm,又从手册中查出该车车轮与地面间的动摩擦因数,有关数据 在下面表中.请你判断这辆汽车是否违反规定超速

27、行驶. 【解析】汽车刹车的加速度a=-=-g (2分) 设该车与另一车碰撞时已停止,则有:0-v2=2asm (2分) 得:v=43.2 km/h (2分) vm(km/h)sm(m)g(m/s2) 30100.7210 mg m m 2 gs 说明该车刹车前的速度v043.2 km/hvm,故汽车超速行驶. (2分) 答案汽车超速行驶 14.(10分)如图所示,一质量为m、电荷量为e的电子经电压U加速后, 由静止开始从O点沿水平方向OA射出,要使电子恰好能够击中位于 C处的靶面,已知OA与OC方向间的夹角为,OC=d. (1)如果在电子出射后的右侧空间施加竖直方向的匀强电场,求该匀 强电场的

28、电场强度E的大小和方向. (2)如果在电子出射后的右侧空间施加垂直纸面方向的匀强磁场,求 该匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向. 【解析】(1)电子由静止开始经电压U加速后获得的动能为:Ek=eU =m (2分) 1 2 2 0 v 当施加竖直向上的匀强电场时,电子做类平抛运动有: dcos =v0t (1分) dsin =t2 (1分) 联立解得:匀强电场的电场强度E=,方向竖直向上. (1分) (2)当施加垂直纸面向里的匀强磁场时,电子做匀速圆周运动,此时 由几何关系可知: d=2Rsin (2分) 又evB=m (2分) 故B=,方向垂直纸面向里. (1分) 1 2 eE m 2 4Us

29、in dcos 2 v R 2sin d 2mU e 答案(1),方向竖直向上 (2),方向垂直纸面向里 2 4Usin dcos 2sin d 2mU e 15. 甲 (12分)如图甲所示,在xOy平面内,有许多电子都从坐标原点O不断以 大小为v0的速度沿不同的方向射入第一象限.现加入一个垂直于xOy 平面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场,要求进入该磁场的电子 穿出该磁场后都能平行y轴且向y轴负方向运动.已知电子的质量为 m、电荷量为e.(不考虑电子间的相互作用力和重力,且电子离开O点 即进入磁场) (1)求电子做圆周运动的轨道半径R. (2)在图中画出符合条件的磁场区域最小面积范围(用阴影

30、线表示). (3)求该磁场区域的最小面积. 【解析】(1)所有电子在所求的匀强磁场中做匀速圆周运动,由ev0 B=m (2分) 解得:R=. (1分) 乙 (2)根据几何知识可知,半径相等的圆相交时,在两相交点作不同圆 的切线,它们一定是平行的.如图乙所示,AC是圆O1的切线,BD是圆 O2的切线,则AC一定平行于BD. 2 0 v r 0 mv eB 证明如下:ACO1A,BDO2B,由两圆半径相等知,四边形O1AO2B 为菱形,O1AO2B,所以ACBD. (3分) 由以上数学知识可知,磁场区域在如图丙所示的残缺圆形阴影时, 其面积最小.该圆的半径为R,圆心坐标为(R,0). (3分) 丙 (3)最小面积S=