金版教程2025年高考物理复习序篇2 物理问题的破解

物理问题的破解策略就大多数的物理问题，都需要我们针对所给的问题，完成以下基本工作：审情境→选对象→辨受力→析运动(变化)→建模型→选规律→列方程→解方程(数学)→得结果(回归物理)。在物理问题的解决过程中，一般需要从以下几个方向进行细致准确的分析，找到解决问题的切入点，直至解决问题：①情境分析；②条件分析；③对象分析；④状态分析；⑤过程分析；⑥运动分析；⑦作用分析；⑧关联分析。物理问题的破解程序一、读找“读找”的过程，就是收集解决问题所需的有价值的信息的过程。在“读找”阶段，通过对题目的阅读理解，①明确问题所存在的环境(何种场、面或杆或轨道等各种约束类型)；②题目研究的是什么物理问题，究竟发生了什么事件？③题目约定的已知条件有哪些？④涉及哪些物理过程，对相应的过程或特定状态有哪些约定？哪些是不确定的(或可能的)因素？⑤题给信息的各条件限制会对应什么结果？在阅读理解过程中，要将从文字、数学表达式、示意图、图像、图表等各途径获得的信息转译成物理条件。1．就文字来说，常见的关键词句可转译成的物理条件：“刚好”“恰好”“恰能”……：物体刚好在竖直平面内做圆周运动，意味着要考虑竖直平面内圆周运动的临界条件，此时要注意弄清是绳模型还是杆模型。物块A刚好没有从运动的木板B上掉下来，说明物块A到达木板B的一端(最左端或最右端)时和木板B有相同的速度。物体刚要离开斜面(水平面)，意味着此时压力(支持力)刚好变为零。带电粒子从两金属板中央射入，刚好穿出偏转电场，意味着粒子从偏转电场的边缘飞出。“轻绳”：质量不计、形变不计，弹力可以突变；只能提供沿绳方向的拉力，不能提供支持力。“轻杆”：质量不计、形变不计，弹力可以突变；既能提供拉力，也能提供支持力。“轻弹簧”：质量不计，形变量较大，弹力不能突变；既能压缩，也能伸长或者恢复原长，所以既能提供拉力，也能提供支持力，也可能弹力为零。弹力的大小符合F＝kx。“光滑表面”：不计摩擦。“质点”：形状和大小可以忽略不计，但有质量。“点电荷”：形状、大小及电荷分布状况可以忽略不计，但有电量和质量，形成辐射状非匀强电场。“理想变压器”：没有电能损失(无热损、无磁损)，输出功率等于输入功率。“理想电压表”：电压表内阻无限大，相当于断路，只测电压不分电流。“理想电流表”：电流表内阻为零，相当于一根导线，只测电流不分电压。“静止”“匀速直线运动”“平衡状态”“缓慢”：物体所受合力为零，合力做的功为零，动能不变，动量也不变。“弹性碰撞”：系统在碰撞前后动量、动能都不变。“相对静止”“一起运动”：两运动的物体具有相同的速度和加速度。可以考虑使用整体法。“突然”“瞬间”：可能表示弹簧来不及形变。“轻轻地放上”：表示物体无初速度。直线运动中“速度最大”：物体加速度为零，合力为零。“最高(低)点”：物体的竖直速度为零。“弹簧最短或最长”：两端物体速度相同，弹簧的弹性势能最大。……2．示意图一般给出了研究对象的过程特点、位置关系、连接关系等。3．图像中可以获取信息的六个方面：轴、点、线、斜、截、面。轴：对待图像首先关注其横、纵坐标是什么物理量，以便于弄清图像描述的是哪两个物理量之间的关系？是描述进程发展规律还是只表明两者关系？点：图像上的某一个点对应的含义，尤其注意边界点、交点、拐点(转折点)。线：图像是直线还是曲线？是向什么方向发展的？图像是否分段？若分段，对应的各段的差别与联系是什么？斜：图像的斜率有什么含义？图像斜率是正还是负？斜率变化与否、怎么变化？(多数图像问题最关键的就是从切线斜率上的比较去判断图像的正误以及图像应有的发展趋势)(有些物理量可能对应的是切线斜率，而有的物理量是对应割线斜率：例如，位移—时间图线为曲线，两时刻间的平均速度对应图线上对应两点连线所表示的割线的斜率)截：图像在两个坐标轴上的截距有什么含义？截距对应的简化物理关系是怎样的？面：图像与坐标轴包围的面积可能代表的物理意义是什么？应该是图像与哪个坐标轴包围的面积？一般在“读找”阶段易发生失误的地方：(1)是否考虑重力，重力加速度约定取多少？(2)物体是在哪个面内运动？(水平？竖直？斜面？)(3)物理量是矢量还是标量？是否需要考虑方向？(4)哪些量是已知量，哪些量是未知量？(知道了什么？求什么？)(5)关键词句的含义是什么？(6)注意题目中括号里的文字(往往是最重要的)；(7)是否抓住了图像上的关键点？是否注意到了通过图像所给的暗示及条件？(8)选择题中选错误的还是正确的？(9)区分物体的性质和所处的位置：如物体是导体还是绝缘体？是轻绳、轻杆还是轻弹簧？物体是在圆环的内侧、外侧还是在圆管内或是套在圆环上？(10)容易看错的地方还有：横、纵坐标表示位移还是位置？时间还是时刻？哪个物体运动？物体是否与弹簧连接？直径还是半径？粗糙还是光滑？有无电阻？等等。(11)按照题设条件，是否可能出现多种情况(或需要进行讨论)?(12)注意试卷对答题要求的提示：是否有特殊要求(如有效数字位数要求)？要求答在何处？(2023·新课标卷)(多选)一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是()A．在x＝1m时，拉力的功率为6WB．在x＝4m时，物体的动能为2JC．从x＝0运动到x＝2m，物体克服摩擦力做的功为8JD．从x＝0运动到x＝4m的过程中，物体的动量最大为2kg·m/s[分析]本题提供信息的方式涉及文字、图像。由于拉力在水平方向，则拉力F做的功为W＝Fx，可看出W­x图像的斜率代表拉力F。在物体运动的过程中，根据动能定理可求得x＝1m时物体的速度v1，则x＝1m时拉力的功率可由P＝Fv1求得；x＝4m时物体所受拉力做的功由题图可得，滑动摩擦力的大小由题给信息可以求得，则由动能定理可以求得x＝4m时物体的动能；从x＝0运动到x＝2m，物体克服摩擦力做的功可由Wf＝μmgx求得；根据W­x图像可知，在0～2m的过程中F1＝6N，2～4m的过程中F2＝3N，由于物体受到的摩擦力恒为f＝4N，则物体在x＝2m处速度最大，结合选项A、B分析可得此时的速度，进而求得从x＝0运动到x＝4m的过程中物体的最大动量。(多选)如图所示，在绝缘的光滑水平面上有两个同样的金属小球相距L，分别带有异号电荷。现给两个小球大小相同、方向相反的初速度，此后两小球发生弹性碰撞并有电荷的充分转移。若除碰撞外只考虑库仑力，当两小球再次相距L时()A．两小球间电场力的大小一定比开始时大B．两小球速度的大小一定比初速度大C．两小球速度是否比初速度大取决于带电量情况D．两小球的速度一定大小相等、方向相反[分析]本题中“绝缘”意味着除碰撞时外，小球电荷不会改变；“光滑水平面”说明没有摩擦且运动状态只在水平方向改变；“同样的金属小球”意味着接触后电量平分；“弹性碰撞”则对应系统动量守恒和动能守恒；“再次相距L”则是比较电荷间库仑力时有不变量——电荷间距。不确定的因素则有：“分别带有异号电荷”只是约定带电性质，而并未限定各自的电荷量；两小球初速度的约定没有限定两小球初速度的具体方向，两小球可能相向运动，也可能相背离运动。二、标画“标画”就是将题目涉及的问题条件、过程特点、多对象关系在图示中明显地标示出来。这是开始进入信息整合的准备工作。在标画过程中，将“读找”阶段获取的物理条件在图示相应位置标注出来，既可以帮助我们全面分析题给条件避免遗漏，也有助于帮助我们建立相关物理量的关系，引导我们的解题思路。如果通过标画就可以将题设情境基本表现出来，就说明我们标画比较成功。一般“标画”时需要作出基准，例如坐标轴的原点和方向、弹簧原长自由端位置、零势能面、振动中的平衡位置等。“标画”所指的图示包括受力分析图、运动示意图、电路结构图(包括等效电路)、光路图、几何关系图、位置变化图等。尤其在带电粒子运动问题中，轨迹的标画常常是获取相关关系的最重要一步。如图所示，蜘蛛在地面与竖直墙壁之间结网，蛛丝AB与水平地面之间的夹角为45°，A点到地面的距离为1m，已知重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计。若蜘蛛从竖直墙上距地面0.8m的C点以水平速度v0跳出，要到达蛛丝，水平速度v0至少为多大？[分析]依据题给情境，到达蛛丝的最小初速度对应平抛轨迹与蛛丝相切。以起跳点为原点画出沿水平和竖直方向的直角坐标系，作出相切时的轨迹图，设从跳出至到达蛛丝的时间为t，由平抛运动规律，相切点坐标x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2画出相切点速度合成图，则可得v0＝gt由图示几何关系，结合题给数据可得x＝y＋0.2m这样联立即可求得结果。三、拆列“拆列”是将获取的题目信息、量化条件进行处理，通过确立研究的对象(对谁)、研究的状态或过程(何时)，进行适当拆分，以达到合理利用物理规律或化繁为简的目的，将应该呈现的物理规律方程建立起来(列方程)。“拆分”是研究较为复杂问题的最常用的手段。在物理问题中一般拆分主要包括：(1)拆分题干层次以达到“读懂”题目。一般物理问题的题目组成分为三个部分：情境、条件、设问。在理解题意时，可以分层次或段落逐级分开，一步一步确认。(2)拆分研究对象，确立对个体还是某个整体才能符合相应物理规律。在运动和力的相关问题中，我们采用的隔离法就是将研究对象拆分后，通过研究某个物体相关状态进而找到其间相互关系；碰撞问题中，单看碰撞一方，其运动状态变化可能很复杂，难以建立合适的物理方程，但将碰撞双方看成一个系统，则就可以建立动量和能量关系。(3)拆分物理过程，将一个复杂的物理过程或变化分成几个阶段，每一个阶段符合不同的规律，可以建立不同的方程。所谓“列”即是指列出相应研究状态的状态方程、相应过程的过程方程以及辅助的关联方程。在如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。[分析]上述创设的情境可以研究的对象涉及子弹、木块以及弹簧，单独研究任何一个，或者子弹与木块，或者子弹、木块与弹簧组成的系统，在题设全过程中适用的规律都不明显，难以建立相应物理方程。而如果将题设过程拆分成子弹击中木块阶段、子弹和木块一起挤压弹簧阶段，则在第一阶段子弹与木块两者组成的系统虽机械能不守恒但动量守恒，可以建立动量守恒方程；在第二阶段子弹与木块组成的系统动量不再守恒，但包含弹簧在内组成的系统机械能守恒，因此可以建立包含弹性势能、动能在内的机械能守恒方程。因而如果已知子弹和木块的质量、子弹的初速度，就可以求出子弹击中木块后瞬间的共同速度以及其后弹簧的最大弹性势能；若再已知弹簧劲度系数，则还可求弹簧最大压缩量等。四、算检“算检”就是指将已经建立的相关方程联立求解，并对答案进行取舍和说明，包括对答案合理性的分析、可能性的讨论以及对应条件界定。即将数学求解的结果回归到物理问题中，给出物理问题的答案说明。如图甲所示，在一个点电荷Q形成的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。放在A、B两点的试探电荷受到的静电力方向都跟x轴的正方向相同，静电力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图像如图乙中图线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电。求：(1)B点电场强度的大小和方向；(2)点电荷Q的电性，并说明理由；(3)点电荷Q的位置坐标。[分析]本题考查的是点电荷形成的电场。根据题中试探电荷带电性质、受力方向和从图像获取的信息可得：Ea＝40N/C，方向沿x轴正方向；Eb＝2.5N/C，方向沿x轴负方向。由点电荷电场的分布特点和题设条件可知，点电荷只能带负电且在Ox轴上的A、B两点之间。设Q的位置坐标为x，则有Ea＝keq\f(Q,（x－2.0m）2)，Eb＝keq\f(Q,（5.0m－x）2)又eq\f(Ea,Eb)＝16，联立解得x＝1m或x＝2.6m回归到物理问题，显然x＝1m不符合前面分析出的点电荷位置，故是应该舍弃的解。所以符合题意的解是x＝2.6m。(2023·浙江6月选考)利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，Oxy平面(纸面)的第一象限内有足够长且宽度均为L、边界均平行x轴的区域Ⅰ和Ⅱ，其中区域Ⅰ存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场，区域Ⅱ存在磁感应强度大小为B2的磁场，方向均垂直纸面向里，区域Ⅱ的下边界与x轴重合。位于(0，3L)处的离子源能释放出质量为m、电荷量为q、速度方向与x轴夹角为60°的正离子束，沿纸面射向磁场区域。不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。(1)求离子不进入区域Ⅱ的最大速度v1及其在磁场中的运动时间t；(2)若B2＝2B1，求能到达y＝eq\f(L,2)处的离子的最小速度v2；(3)若B2＝eq\f(B1,L)y，且离子源射出的离子数按速度大小均匀地分布在eq\f(B1qL,m)～eq\f(6B1qL,m)范围，求进入第四象限的离子数与总离子数之比η。[分析]本题题干提供了问题情境和约定条件。从开头到“……，区域Ⅱ的下边界与x轴重合。”在告诉我们本题离子所经区域的情形。随后则在逐步明确约定条件：离子释放的位置及特点，可以忽略的因素等。最后设问明确了需要我们完成的任务。拿到题目，需要我们通过拆分题目结构理解问题情境，通过“读找”和转译，了解清楚题目约定中明确的物理条件。基本判断：这是一个带电粒子在组合场中运动的临界极值问题。(1)依照“定圆心，找半径”的原则，画出离子以不进入区域Ⅱ的最大速度v1运动时的轨迹示意图如图1所示，由题给几何数据及洛伦兹力提供向心力，可得最大速度v1及其在磁场中运动的时间t。(2)离子以速度v2运动时，恰能到达y＝eq\f(L,2)处，轨迹与y＝eq\f(L,2)直线相切，运动轨迹如图2。根据B2＝2B1，r＝eq\f(mv,qB)可知离子在区域Ⅱ中的轨迹半径r2和在区域Ⅰ中的轨迹半径r1的关系为r2＝eq\f(r1,2)设O1O2与边界y＝L的夹角