2020版高考物理大二轮专题复习新方略通用版讲义：核心素养提升四Word版含解析

1、提升四计算题的满分策略赢取满分策略一一“善于拆分，大题小做计算题通常被称为“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，要运用较多的物理规律进行论证或计算 才能求得结论，题目的分值也较重.特别是压轴题 25题都是一个较复 杂的运动过程，整个运动过程往往是由多个连续的、简单的运动过程 有机链接而成，能否顺利解题关键是同学们能否顺利地将整个复杂的 运动过程分解为独立的、较为简单的过程 一一即大题小做，各个击破.“大题小做”三步曲第一步：细心审题(1)注意关键字句，明确解答目标(2)加强判断推理，找出隐含条件(3)关

2、注过程细节，弄清内在联系第二步：用心析题(1)过程拆分一一快速建模物理计算题中研究对象所经历的过程往往比较复杂，在审题获取 关键词语、隐含条件后，就要建立相应的物理模型，即对研究对象的 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)活用规律一一准确答题解答物理计算题时，在透彻分析题给物理情境的基础上，要灵活 选用规律和方法分步列式、联立求解.第三步：规范答题(1)有必要的文字说明(2)有必要的方程式(3)有必要的演算过程及明确的结果例如图，ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中 AB段是 水平的，BD段为半径R=0.2 m的半圆，两段轨

3、道相切于 B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中， 场强大小E = 5.0X 103 v/m.一不带电 的绝缘小球甲，以速度V0沿水平轨道向右运动，与静止在 B点带正电 的小球乙发生弹性碰撞.已知甲、乙两球的质量均为m= 1.0X102kg,乙所带电荷量q = 2.0x 10 5C, g取10 m/s2.(水平轨道足够长，甲、 乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移 )求：(1)甲、乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离；(2)在满足(1)的条件下，求甲的速度V0；(3)若甲仍以速度V0向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变， 求乙在轨道上的首次落点到

4、B点的距离范围.【过程拆分】第(1)问可拆分为2个小题：求乙恰能通过轨道最高点的速度？建模：竖直面内圆周运动“绳”模型2规律：牛顿第二定律mg+Eq= qDR求乙在轨道上的首次落点到 B点的距离x?建模：乙离开D点后做类平抛运动上 1 mg + Eq 12规律：2R= u Mt2 x = VDt2< m j第(2)问可拆为2个小题：甲、乙两球刚碰后乙球的速度是多少？建模：竖直面内圆周运动模型(B-D过程)1cle规律：动能7E理一mg 2R qE2R= 2mvD 2mv?甲、乙两球刚碰后甲球的速度是多少？建模：弹性碰撞模型规律：动量守恒定律mV。三mv.甲.士 mv.乙 1 c 1 c

5、1 C机械能守怛7E律 2mv0=2mv2p + 2mv2第(3)问可拆分为3个小题：设甲的质量为M,求甲、乙两球碰后，乙的速度 Vm的范围？建模：弹性碰撞规律：动量守恒Mv 0 =.Mv m + mvm1 o 1 o 1 o机械能寸怛 ？Mv0= 2MvM + 2mvm求乙球过D点的速度Vd'的范围？建模：竖直面内圆周运动模型(B-D过程)1, c 1c规律：动能7E理一mg 2R qE2R= 2mvD 2mvJm求小球落点到B点的距离范围？建模：类平抛运动规律：水平方向匀速运动x' =Vd' t【规范解答】(1)在乙恰好能通过轨道的最高点的情况下，设乙到达最高点的速

6、度为Vd,乙离开D点达到水平轨道的时间为t,乙的 落点到B点的距离为x,则 mg+qE = mvD R1 mg+ qE12G2R = " - " t221m ，X = VDt 联立得x=0.4 m(2)对乙球从B-D过程由动能定理得1 O 1 mg 2R qE 2R= 2mvD - 2mv2联立并代入数据得v.=y5mgmqER=4巾发设碰撞后甲、乙的速度分别为v甲、v乙，根据动量守恒定律和机械 能守恒定律有mv0= mv甲+ mv乙121212A2mvc)= 2mv 甲 + 2mv 乙联立得 丫乙=丫0, v甲=0所以v0 = 2，5 m/s(3)设甲的质量为M,碰撞后甲

7、、乙的速度分别为Vm、Vm,根据动 量守恒和机械能守恒定律有Mv0= MvM + mvm 121212c?Mv0= 2Mv m + ?mvm?联立？得Vm =2MV0M + m由？和 M Am 可得 v0<vm<2v0?设乙球过D点的速度为Vd',由动能定理得11一 mg 2R- qE 2R=2mvD-2mvm?联立？得 2 m/s< vD ' <8 m/s?设乙在水平轨道上的落点到 B点的距离为x',则有x' =Vd' t?联立？得 0.4 max' <1.6 m.【答案】 (1)0.4 m (2)2； 5 m/s

8、(3)0.4 max' <1.6 m赢取满分策略一一“情境示意，一目了然”认真阅读题目、分析题意、搞清题述物理状态及过程，并用简图(示 意图、运动轨迹图、受力分析图、等效图等)将这些状态及过程表示出 来，以展示题述物理情境、物理模型，使物理过程更为直观、物理特 征更为明显，进而快速简便解题.例如图所示，M、N为加速电场的两极板，M板中心Q点有 一小孔，其正上方有圆心为 O、半径R1= 1 m的圆形磁场区域和圆心 为O、内半径为R外半径R2 = V2 m的环形磁场区域.环形磁场区 域的外边界与M板相切于Q点.两个磁场均垂直于纸面，磁感应强度 大小均为B(B=0.5 T),但方向相反

9、.一带正电的粒子从 N板附近的P 点由静止释放，经加速后通过小孔，垂直进入环形磁场区域.已知点P、 Q、。在同一直线上，粒子的比荷mq=4X107C/kg,不计粒子的重力， 且不考虑粒子的相对论效应.(1)若加速电场的两极板间的电压 Ui = 5X106V,求粒子刚进入环 形磁场时的速率V0；(2)要使粒子能进入中间的圆形磁场区域，加速电场的两极板间的 电压U 2应满足什么条件？(3)当加速电场的两极板间的电压为某一值时，粒子进入圆形磁场 区域后恰能水平通过圆心 O,之后返回到出发点 巳求粒子从进入磁场到第一次回到Q点所用的时间t.分析建构【审题指导】第1步：读题运动过程运动模型.模型1 ：粒

10、子在电场中做匀加速直线运动模型2:粒子在两磁场中均做匀速圆周运动转化为第2步：“抽象思维” “形象思维”I“要使粒子能进入中转化+金(1)间的圆形磁场区域”,几何关系：r；+ R2 = (R1 + r1)2几何关系：O2O3 = 2O2Q=22"。3。2=3。，"。2。3=60/ 00302=150【规范解答】(1)粒子在电场中加速，由动能定理有12qU1 = 2mv0解得 Vo = 2X107 m/s.(2)粒子刚好不进入中间圆形磁场时的运动轨迹如图甲所示，圆心Oi在M板上.设此时粒子在磁场中运动的轨道半径为 ri.根据图中的几何关系（Rt OQOi）有r2 + R2 =

11、 （r1 + R1）22又根据洛伦兹力提供向心力，有 qvB=mri1 c在加速电场中，由动能7E理有 qU2 = 2mv2联立并代入数据解得U2 = 1.25 x 106 V要使粒子能进入中间的圆形磁场区域，加速电场的两极板间的电 压5应满足的条件为U2>i.25X 106 V.（3）依题意作出粒子的运动轨迹，如图乙所示.由于 O、。3、Q共 线，且粒子在两磁场中运动的轨迹半径（设为相同，故有。2。3= 2O2Q =2五 由此可判断/ QO3O2=30°, /QO2O3=60°,进而判断/ OO3O2 = 150粒子从进入磁场到第一次回到 Q点所用的时间601507

12、t=2660 T + 360 T '= 6T又 T = 2jm乂 qB联立并代入数据解得t=fx 10 7 s.6【答案】（1）2X 107m/s （2）U2>1.25X 106 V（3）7，x 10 7s变式1某课外探究小组的同学们利用学校实验室内的绝缘材料 自制了一条细导轨OABCDP（如图所示），其中OAB段和DP段为粗糙 的水平导轨，B点和D点在同一水平面上但不重合，P端离沙地的高 度h=0.8 m; BCD段为圆环形导轨，半径R=0.5 m,其中BC段光滑、 CD段很粗糙.将一个中心有孔的钢球（孔径略大于细导轨直径）套在导 轨端点O处，钢球的带电荷量q= + 3.7X

13、10 4C,质量m = 0.2 kg.某 次实验中，在导轨OA段加上水平向右的、场强E= 1X104 v/m的匀强 电场时，钢球即开始沿导轨运动，经过 C点时速度为3 m/s,最终恰好 停在P点.已知AB段长Li=1.0 m, DP段长L2=1.0 m,钢球与水平 导轨间的动摩擦因数均为呼0.2.(1)求钢球经过C点时对导轨的弹力；(2)求OA段导轨的长度d;(3)为了让钢球从导轨右端抛出，并且落在沙地上的位置最远，需 在P端截去多长的一段水平导轨？钢球落在沙地上的最远位置与D点的水平距离多大？解析：(1)在C点，设导轨对钢球的弹力方向为竖直向下，2 VC 则 Fn+ mg = mR代入数据解

14、得Fn=1.6 N由牛顿第三定律知，钢球对导轨的弹力也为1.6 N,方向竖直向上1(2)OC 过程，qEd w mg(* L1) mg-2R=2mvC代入数据可解得d = 1 m(3)设导轨右端截去长度为x,滑块离开导轨平抛时的初速度为 V0, 落在沙地上的位置与D点的水平距离为s,则vo= 2(1 gx h = 2gt , s= (L2 x) + v°t由以上各式代入数据可得s=1x + 0.8仅当W=0.4,即 x = 0.16 m 时，s有最大值 Sm=1.16 m.答案：(1)1.6 N,方向竖直向上 (2)1 m (3)0.16 m 1.16 m变式2如图所示，两间距为l的

15、足够长的光滑平行金属导轨固 定在绝缘水平面上，整个空间存在竖直向下的磁场，虚线将磁场分成 两部分，虚线左、右两侧的磁感应强度大小分别为 BB2,且Bi = 2B2. 两质量均为m的导体棒甲、乙垂直导轨静止地放在虚线的左侧，导体 棒甲、乙的阻值分别为 Ri、R2.现给导体棒甲一水平向右的冲量I,两 导体棒开始运动，整个过程中两导体棒始终与导轨垂直且接触良好， 两导轨的电阻可忽略不计.(1)求导体棒甲开始运动时电路中的电流.(2)如果导体棒乙运动到虚线前达到稳定状态，求导体棒乙稳定时的速度大小.(3)导体棒乙越过虚线后，经过一段时间再次达到稳定状态，假设 此时导体棒甲刚好运动到虚线.求导体棒乙从越

16、过虚线到再次稳定的 过程中，整个电路产生的焦耳热./1F 1*r1甲乙解析：(1)设导体棒甲得到冲量I时的速度为V。，导体棒甲产生的 感应电动势为E,回路中的电流为i,则由动量定理得I = mv。由法拉第电磁感应定律得 E = Bilvo由闭合电路欧姆定律得i=J，Ri + R2联立得i =Bill(R1 + r2 m.(2)导体棒甲和导体棒乙在虚线左侧磁场中运动过程中所受安培力 大小相等、方向相反，二者组成的系统所受的合力为零，故两导体棒 组成的系统动量守恒.导体棒甲和导体棒乙在虚线左侧达到稳定时两导体棒速度相等，导体棒乙速度达到最大，假设最大速度为Vm,此时根据动量守恒定律有 mVo=2mVm,解得Vm = 2m.(3)导体棒乙刚进入虚线右侧的磁场中时，设导体棒甲产生的感应 电动势为日，导体棒乙产生的感应电动势为 E2,则由法拉第电磁感应 定律得 Ei=BilVm、E2=B21Vm又 Bi = 2B2,所以 Ei = 2E2导体棒乙越过虚线后，回路中立即产生感应电流，在安培力作用 下导体棒甲做减速运动，导体棒乙做加速运动，直至两棒产生的感应 电动势大小相等时，二者做匀速运动.此时设导体棒甲的速度为Va,导