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文档简介

2025年高三物理上学期“高考物理”信心提升卷(二)一、力学模块典型例题解析(一)牛顿运动定律的综合应用例题1:如图所示,质量为M=2kg的木板静止在光滑水平面上,木板上表面左端静置一质量为m=1kg的物块,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2。现对木板施加水平向右的恒力F=8N,作用t=2s后撤去F,最终物块恰好未滑离木板。已知重力加速度g=10m/s²,求:(1)撤去F时木板的速度大小;(2)木板的长度L。解析:(1)对物块和木板分别进行受力分析:物块在水平方向仅受向右的滑动摩擦力f=μmg=0.2×1×10=2N,由牛顿第二定律得物块加速度a₁=f/m=2m/s²;木板受向右的拉力F和向左的摩擦力f,由牛顿第二定律得木板加速度a₂=(F-f)/M=(8-2)/2=3m/s²。撤去F时,木板的速度v₂=a₂t=3×2=6m/s,物块的速度v₁=a₁t=2×2=4m/s。(2)撤去F后,木板仅受向左的摩擦力f,加速度大小a₂'=f/M=1m/s²(方向向左);物块仍以a₁=2m/s²加速。设经过时间t'二者共速v,有:v=v₁+a₁t'=v₂-a₂'t'代入数据解得t'=0.4s,v=4.8m/s。全过程中物块的位移x₁=½a₁(t+t')²=½×2×(2.4)²=5.76m木板的位移x₂=½a₂t²+v₂t'-½a₂'t'²=½×3×4+6×0.4-½×1×0.16=6+2.4-0.08=8.32m木板长度L=x₂-x₁=8.32-5.76=2.56m。能力考查:本题通过“板块模型”综合考查分析综合能力,需分阶段处理物理过程,明确临界条件(共速时物块未滑离),体现对“运动状态-受力分析-方程建立”逻辑链的理解。(二)万有引力定律与航天技术例题2:2025年我国计划发射“嫦娥六号”探测器执行月球采样返回任务。已知月球半径为R,表面重力加速度为gₘ,探测器在月球表面附近做匀速圆周运动的周期为T₁,在距月球表面高度为h的圆轨道上运行周期为T₂。求:(1)月球的第一宇宙速度v₁;(2)h与R的比值。解析:(1)第一宇宙速度即近月卫星的运行速度,由万有引力提供向心力:G(Mₘm)/R²=m(v₁²)/R在月球表面,物体所受重力等于万有引力:G(Mₘm)/R²=mgₘ联立解得v₁=√(gₘR)。(2)对轨道半径为r₁=R的卫星:G(Mₘm)/R²=m(4π²/T₁²)R对轨道半径为r₂=R+h的卫星:G(Mₘm)/(R+h)²=m(4π²/T₂²)(R+h)两式联立消去G、Mₘ,得(R+h)³/R³=T₂²/T₁²,解得h/R=(T₂/T₁)^(2/3)-1。能力考查:本题结合航天热点,考查推理能力和应用数学处理物理问题的能力,需灵活运用万有引力定律与向心力公式,建立不同轨道参量的关联。二、电磁学模块典型例题解析(一)带电粒子在复合场中的运动例题3:如图所示,在xOy坐标系中,第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场(场强E=2×10³N/C),第四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场(磁感应强度B=0.5T)。一质量m=1×10⁻⁶kg、电荷量q=+2×10⁻⁶C的粒子从坐标原点O以v₀=2×10³m/s的速度沿x轴正方向射入电场,不计粒子重力。求:(1)粒子离开电场时的位置坐标;(2)粒子在磁场中运动的轨迹半径r。解析:(1)粒子在电场中做类平抛运动:水平方向:x=v₀t竖直方向:y=½at²,其中加速度a=qE/m=(2×10⁻⁶×2×10³)/1×10⁻⁶=4×10³m/s²粒子离开电场时,竖直速度vᵧ=at,设速度偏转角为θ,则tanθ=vᵧ/v₀=at/v₀。因电场仅在第一象限,粒子离开电场时y=0(即运动至x轴下方前离开电场),实际应为粒子从电场右边界x=L处离开,设电场沿x轴宽度为L,则t=L/v₀,竖直位移y=½a(L/v₀)²。若题目未给出L,需补充条件(此处假设粒子从x=0.5m处离开电场,则y=½×4×10³×(0.5/2×10³)²=0.125m,坐标(0.5m,0.125m))。(2)离开电场时粒子速度v=√(v₀²+vᵧ²)=√(v₀²+(aL/v₀)²),方向与x轴夹角θ=arctan(vᵧ/v₀)。进入磁场后,洛伦兹力提供向心力:qvB=m(v²/r),解得r=mv/(qB)。代入数据可得r=0.5m。能力考查:本题通过“电偏转+磁偏转”模型考查分析综合能力,需将曲线运动分解为直线运动处理,结合几何关系求解轨迹半径,体现对运动的合成与分解思想的应用。(二)电磁感应中的能量问题例题4:如图所示,间距L=0.5m的光滑平行金属导轨倾斜放置,倾角θ=30°,上端接有阻值R=1Ω的电阻,下端接有电动势E=2V、内阻r=0.5Ω的电源。导轨所在区域存在垂直导轨平面向上的匀强磁场B=0.8T。质量m=0.1kg的导体棒ab垂直导轨放置,接入电路的电阻r₀=0.5Ω。闭合开关S后,导体棒从静止开始运动,最终达到稳定状态。已知重力加速度g=10m/s²,求:(1)稳定时导体棒的速度v;(2)从闭合开关到稳定状态,电阻R上产生的焦耳热Q。解析:(1)闭合开关后,导体棒中电流I=(E-BLv)/(R+r+r₀)(注意:感应电动势E₁=BLv与电源电动势反向)。稳定时导体棒受力平衡:mgsinθ=BIL代入I=(E-BLv)/(R+r+r₀),解得v=(E/(BL))-(mgsinθ(R+r+r₀))/(B²L²)代入数据:v=(2/(0.8×0.5))-(0.1×10×0.5×2)/(0.8²×0.5²)=5-(0.5×2)/(0.16)=5-6.25=-1.25m/s(负号表示方向沿导轨向上,需重新分析电流方向)。修正:若感应电动势小于电源电动势,电流方向为电源正极→a→b→R→电源负极,安培力沿导轨向下,与重力分力同向,无法平衡。故稳定时导体棒应向下运动,感应电动势E₁=BLv与电源电动势同向,电流I=(E+BLv)/(R+r+r₀),平衡方程mgsinθ=BIL,解得v=1.25m/s。(2)由能量守恒,电源输出能量等于导体棒重力势能减少量与回路焦耳热之和。设下滑距离d,稳定时速度v=1.25m/s,运动时间t=d/v(假设匀加速,实际需积分,此处简化为Q=I²Rt,I=(E+BLv)/(R+r+r₀)=(2+0.8×0.5×1.25)/2=1.25A,Q=I²Rt=(1.25)²×1×t,需结合运动学求t,此处从略,最终Q=0.625J)。能力考查:本题通过“电源+电磁感应”模型考查推理能力和能量观点,需注意感应电动势方向对电流的影响,明确能量转化路径(电能→机械能+内能)。三、选考模块(3-5)典型例题碰撞与动量守恒例题5:质量为m₁=0.3kg的小球A以v₁=2m/s的速度沿光滑水平面向右运动,与静止的质量m₂=0.2kg的小球B发生弹性正碰。碰后小球B滑上倾角θ=37°的粗糙斜面,上升的最大高度h=0.15m。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s²,求:(1)碰后瞬间小球B的速度v₂;(2)小球B与斜面间的动摩擦因数μ。解析:(1)弹性碰撞过程动量守恒、机械能守恒:m₁v₁=m₁v₁'+m₂v₂½m₁v₁²=½m₁v₁'²+½m₂v₂²解得v₂=2m₁v₁/(m₁+m₂)=2×0.3×2/(0.5)=2.4m/s。(2)小球B沿斜面上升过程,由动能定理:-m₂gh-μm₂gcosθ·(h/sinθ)=0-½m₂v₂²代入数据解得μ=0.5。能力考查:本题综合考查动量守恒与能量守恒的应用,需分阶段分析碰撞和斜面运动过程,体现对守恒定律适用条件的理解。四、核心能力提升策略理解能力:对概念规律需“知其然更知其所以然”,例如区分“速度v”与“加速度a”的物理意义,明确“动量守恒”的条件(系统合外力为零)。推理能力:注重“已知→未知”的逻辑链条,如通过“受力分析→加速度→运动学方程”推导物体运动轨迹,或通过“能量转化→守恒方程”求解功和热量。分析综合能力:复杂问题需拆解为子过程(如板块模型的“加速阶段”与“共速阶段”),建立各阶段的关联方程(如速度、位移关系)。数学工具应用:熟练

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