2026高考蓝皮书高考关键能力培养与应用1.1理解文本中的信息

物理专题一理解能力理解能力一般包含两个方面:一是理解物理概念、物理规律的确切含义,理解物理规律的适用条件,以及它们在简单情况下的应用;能够清楚地认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表达);能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系。理解的内容对应物理学科核心素养中的物理观念,高中物理三大核心观念即物质观念、运动和相互作用观念、能量观念,只有理解了三大观念统领下的概念和规律,才能利用三大观念解决实际问题。二是面对一个物理问题,应当能够阅读和理解文字、图像或图表,并客观全面地获取相关信息,提取有效信息,能透过现象发现物理本质,发现隐含的条件和规律,将问题情境转化为物理模型,进而利用已有物理知识建立起物理量之间的关系,这其实就是对问题情境的理解与转化,也就是信息获取与加工的过程。理解能力的训练一般要经历四个步骤:第一步,从文本、图像、示意图中提取信息;第二步,根据这些信息,提取知识储备中的相关概念和规律;第三步,结合题意,建立提取信息与已有知识之间的联系,对信息进行加工,生成能够解决问题的物理关系;第四步,利用物理关系建立数学方程,并最终解决问题。流程如图所示:以2024年全国甲卷第17题为例:如图所示,一光滑大圆环固定在竖直平面内,质量为m的小环套在大圆环上,小环从静止开始由大圆环顶端经Q点自由下滑至其底部,Q为竖直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中对大圆环的作用力(

)A.在Q点最大B.在Q点最小C.先减小后增大D.先增大后减小根据理解能力步骤,建立以下表格

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系1一光滑大圆环固定在竖直平面内,小环从静止开始由大圆环顶端经Q点自由下滑至其底部机械能守恒定律2小环套在大圆环上圆周运动的向心力3小环下滑过程中对大圆环的作用力大小牛顿第三定律F'=F序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系解决实际问题

“提取有效信息”考查的是信息获取的能力,“关联必备知识”则考查对基本概念、基本规律的理解,“建立物理关系”是对信息加工能力的考查,“解决实际问题”包含了本书后面所讲的模型建构能力、推理论证能力等。以下按获取信息的渠道不同,分三部分对理解能力进行训练,分别是理解文本、图像和示意图中的信息。1.1理解文本中的信息

总之,高考对理解能力的考查有很高的要求,需要理解文本背后的隐含信息,理解破解难题的临界条件,理解概念规律的核心本质,理解突破难点的关键信息,理解规律成立的条件信息,区分容易混淆的概念信息等。1.1.1理解文本背后的隐含信息在高考中,用文本描述的物理问题通常都不会很直白,文字表述的背后往往隐藏着解决问题的重要信息,这些信息可能是某些规律适用的条件,也可能是解决这个物理问题涉及的物理学基本原理。例如,在热力学问题中,热力学第一定律、热力学第二定律是普遍适用的规律,能量守恒定律更是放之四海而皆准,但是气体实验定律就有其适用条件,首先研究对象需是一定质量的理想气体,其次不同的定律还有等温、等压、等容等限制条件。因此,理解好文本背后的隐含信息是解决一个物理问题的基本前提。常见的文本表述后面的隐含信息包含但不限于下表所列:文本表述隐含信息地球同步卫星周期等于地球自转周期,一般认为是24

h。另外,与赤道平面成零度角,与地球自转方向相同的同步卫星称为静止卫星理想气体绝热容器容器内与外界不发生传热理想变压器输入功率等于输出功率,磁感线被封闭在铁芯内(无磁损、无铜损、无铁损)理想电流表内阻忽略不计文本表述隐含信息理想电压表内阻无穷大静电平衡的导体内部电场强度处处为零,导体为等势体,表面为等势面皮带传动装置皮带轮上各点线速度大小相等,两轮的角速度大小与半径成反比导体接地电势为零没有光线折射出来两物体碰撞后速度相同损失的机械能最多典型

例题

[能力剖析]通过审题发现,本题主要考查平抛运动和动能,解决本题的关键就是根据题干中的文本信息得出这些信息中隐藏的关于平抛运动中运动参量的变量和不变量。[信息提取与转化]序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件1配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后,落到海面上小车做平抛运动且竖直方向的位移不变平抛运动的规律2调整弹射装置,使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍平抛运动的初速度变为原来的2倍动能的表达式和平抛运动的规律序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件解决实际问题

[答案]C师语解惑

典例2

(2025黑吉辽蒙卷,2)某同学冬季乘火车旅行,在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖,将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后,与刚进入车厢时相比,瓶内气体(

)A.内能变小 B.压强变大C.分子的数密度变大 D.每个分子动能都变大[能力剖析]通过审题发现,本题主要考查内能和查理定律,解决本题的关键就是根据题干中的文本信息得出这些信息中隐藏的热力学参量中的变量和不变量。[信息提取与转化]序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件1从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖糖果瓶封闭一定质量的气体,且气体的体积不变①查理定律②分子的数密度2在寒冷的站台上;带入温暖的车厢内瓶中封闭气体的温度升高温度是分子热运动的平均动能的标志温度升高,分子热运动的平均动能增大,内能增大序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件解决实际问题

[答案]B1.1.2理解破解难题的临界条件在一些物理问题中,找到某些临界状态常常是解决问题的突破口。这就需要认真阅读题目,充分提取题目中的文本信息,结合已有的知识,理解文本信息中包含的临界条件,从临界条件入手,打开解决问题的突破口。如在几何光学问题中,当光从光密介质进入光疏介质时,如果入射角大于临界角,就会发生全反射现象,这里的临界角就是典型的临界状态;再如在追及和相遇问题中,两物体间的最大距离、最小距离和两物体恰好不相撞等都是临界状态。在具体的题目中,当出现“恰好”“最小”等关键词时,寻找临界条件,找准临界状态,进而找到物理量之间的关系,问题往往就可以迎刃而解了。常见的关于临界条件的文本表述

文本表述临界条件释义物体自由地沿斜面匀速下滑μ=tan

α(α为斜面的倾角)物体刚好没有发生相对滑动摩擦力达到最大静摩擦力两物体沿同一直线运动,距离最大或最小两物体速度相同两物体相对静止两物体速度和加速度都相同速度达到最大值沿速度方向的加速度为零物块刚好没有从木板上滑出物块到达木板末端时二者速度相等文本表述临界条件释义在竖直面内做圆周运动,绳端物体刚好到达最高点绳的拉力为零,物体的重力提供向心力在竖直面内做圆周运动,杆端物体刚好到达最高点杆对物体的支持力大小等于物体的重力大小绳刚好伸直绳处于伸直状态,但弹力刚好为零两物体刚好不相碰两物体距离为零时,速度刚好相等带电粒子在匀强磁场中运动时恰好从边界穿出或恰好不从边界穿出运动轨迹与边界相切文本表述临界条件释义带电粒子恰好不能飞出平行板电容器水平位移等于极板长度纯电阻电路中电源输出功率最大电源内阻等于外电路总电阻电磁感应动生电动势问题中,导体棒恰好匀速运动此时导体棒所受合力为零,即安培力与其他外力平衡光从介质射向空气,光刚好不射出入射角等于全反射的临界角典型

例题

(1)求小物块到达D点时的速度大小。(2)求B和D两点的高度差。(3)求小物块在A点的初速度大小。[信息提取与转化]序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述临界条件1恰好能到达轨道的最高点D小物块运动到最高点D时轨道对小物块的弹力为零圆周运动向心力公式2小物块在C点速度方向恰好沿C点圆弧轨道的切线方向速度的合成与分解序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述临界条件解决实际问题(1)

(2)

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述临界条件解决实际问题(3)

[信息提取与转化]序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件1薄板的上表面接收到粒子的区域长度上表面接收到的粒子中离y轴最近点与最远点之间的距离洛伦兹力2薄板的下表面接收到粒子的区域长度下表面接收到的粒子中离y轴最近点与最远点之间的距离序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件3薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间该粒子到达薄板时转过的圆心角最小,对应弦长最短①带电粒子在磁场中做圆周运动的周期②转过圆弧对应的弦长最短时转过的圆心角最小,运动时间最短序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件解决实际问题

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件解决实际问题

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件解决实际问题

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件解决实际问题

[答案]C1.1.3理解概念规律的核心本质理解能力的核心是理解已经学过的基本概念和规律,在具体的问题中,需要联系题目所提供的信息,建立题目信息与已有概念和规律之间的联系,进而利用概念和规律解决问题。每个物理问题的解决都离不开理解能力,其原因就在于,每个物理问题的解决都离不开基本概念和规律。对概念和规律的理解应深入其本质。如原子物理中的半衰期,其含义是放射性元素衰变一半所用的时间,但这并不是说经历两个半衰期放射性元素就衰变完了,而是一个半衰期后,剩下未衰变的原子核又会有一半在下个半衰期发生衰变。高中物理常见的容易理解错误的概念和规律(但不仅限于以下情况)概念或规律正确理解比值定义法定义的物理量:速度、加速度、电场强度、电势、电容、磁感应强度等这些物理量的大小均由其自身的性质、状态等因素来决定,而与用来定义它们的物理量没有必然的大小关系。如电容器的电容与电荷量Q和其两端的电压U并无必然大小关系,而是由电容器本身的构造决定的概念或规律正确理解牛顿第二定律牛顿第二定律不仅反映了加速度与力的大小关系,还表明加速度的方向总与物体所受力的方向相同,依据加速度的方向就可以确定物体所受力的方向,进而对物体所受的力进行合成与分解的运算,这常常成为解决问题的突破口动能定理动能定理反映的是物体所受合力对物体做的功与物体动能改变量的关系,即物体动能的改变量对应的是合力对物体做的功,而不是某一个或某几个力做的功,反过来,物体所受合力做的功影响的是物体动能的改变概念或规律正确理解动量定理动量定理的公式是一个矢量表达式,物体所受力的冲量的和是矢量和,同样物体动量的改变量是矢量差磁通量Φ=BSS有两层含义:一是垂直于磁感应强度方向的面积;二是包含磁场的那部分面积,没有磁场穿过的面积是无效的。磁通量是空间某区域的磁通量,与线圈及其匝数无关理想变压器理想变压器有两个核心关系,一个是由法拉第电磁感应定律得出的输入电压与输出电压的关系;一个是输入功率等于输出功率。“电流关系”是由这两者推导出来的,并不具有普适性概念或规律正确理解楞次定律楞次定律中的“阻碍”,阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”,归根结底阻碍的是变化。当原磁场磁通量增大引起感应电流时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,阻碍增大;当原磁场磁通量减小引起感应电流时,感应电流的磁场与原磁场方向相同,阻碍减小概念或规律正确理解左手定则右手定则左手定则判断的是安培力的方向,安培力是通电导体在磁场中受到的力,是因为先有了电流而受到的力的作用;右手定则判断的是感应电流的方向,导体棒在磁场中切割磁感线运动时会产生感应电流,因为导体棒的运动而有了电流。右手定则拇指指向的是导体棒运动的方向,与受力无关;而左手定则拇指指向的是导体棒所受安培力的方向典型

例题

典例5

(2024黑吉辽卷,3)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”。如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时(

)A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力[信息提取与转化]序号提取有效信息关联必备知识文本表述核心概念或规律1摩擦力方向静摩擦力的方向与物体间相对运动趋势的方向相反;滑动摩擦力的方向与物体间相对运动的方向相反①摩擦力②共点力的平衡③牛顿第三定律2一对平衡力一对平衡力作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上序号提取有效信息关联必备知识文本表述核心概念或规律解决实际问题A墨条相对于砚台向左运动,砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,A项错误B砚台相对于墨条向右运动,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,砚台相对于桌面有向左运动的趋势,故桌面对砚台的静摩擦力方向水平向右,B项错误C桌面对砚台的摩擦力水平向右,墨条对砚台的摩擦力水平向左,二力等大反向,且都作用于砚台,为一对平衡力,C项正确D砚台在竖直方向上受重力、桌面的支持力和墨条对砚台的压力,三力作用下处于平衡状态,D项错误[答案]C师语解惑

1.1.4

理解突破难点的关键信息任何一个问题的解决都需要一个突破口,或者关键点,物理试题也不例外。每个题目都有“题眼”,即解题的关键所在。只要从题目给出的信息中找出关键信息,并以此为起点打开试题的突破口,进而层层深入,问题便能迎刃而解。可以说,找到“题眼”并充分理解“题眼”的内涵是解决问题的关键。高中物理常见问题的突破口包含但不限于以下情况:常见问题解决问题的突破口圆周运动找到向心力的来源匀变速曲线运动利用“运动的合成与分解”将复杂的曲线运动分解为简单的直线运动关联速度问题沿绳、杆或垂直于接触面方向的分速度相同万有引力定律两大思路:①星球表面物体所受万有引力近似等于重力;②天体做圆周运动的向心力由其所受其他天体的万有引力提供简谐波质点振动方向与波的传播方向的关系动力学问题明确是已知受力求解运动的问题还是已知运动求解受力的问题常见问题解决问题的突破口电容器的动态分析电容的定义式和平行板电容器电容的决定式楞次定律理解“阻碍”二字带电粒子在磁场中的圆周运动找圆心,求半径,画轨迹匀强电场与重力场的复合场问题将电场和重力场等效为一个恒力场电磁感应综合问题明确谁充当电源(动生电动势还是感生电动势)气体实验定律和理想气体状态方程明确是等温、等压、等容过程,还是三个状态参量都发生变化霍尔元件明确载流子的正负,载流子的正负决定了霍尔电压的正负典型

例题

[信息提取与转化]序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件1将有一定阻值的导体棒ab、cd放置在导轨上,同时由静止释放两导体棒中均产生动生电动势,闭合回路中两电源串联①法拉第电磁感应定律②右手定则③电源的串并联Eab=2BLv1cos

30°Ecd=BLv2cos

30°E=Eab+Ecd2最终收尾状态为平衡状态共点力的平衡条件F安cos

30°=2mgsin

30°序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件解决实际问题

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述隐含条件解决实际问题

[答案]AB师语解惑

1.1.5

理解规律成立的条件信息理解能力主要考查对概念和规律的理解,理解规律成立的条件是对规律理解的基本前提。规律不能无节制地滥用,而应根据规律成立的条件有选择地使用。典型的如动量守恒定律、机械能守恒定律,只有满足动量守恒的条件、机械能守恒的条件,才能使用这两条定律。因此,在读题获取信息、准备用某条规律解决问题的时候,先要看一看题目设置的条件是否满足这条规律。高中物理常见的物理规律及其适用的条件包含但不限于下列情况:物理规律适用条件匀变速直线运动的规律匀变速直线运动(变加速直线运动不可用)牛顿运动定律质点在宏观世界低速运动(微观用量子理论,高速用相对论)万有引力定律两质点间的相互作用(均匀球体可视为位于球心的质点)库仑定律真空中静止的两个点电荷之间的相互作用(均匀带电球体可视为位于球心的点电荷)物理规律适用条件机械能守恒定律只有系统内重力或弹力做功,只有系统内动能和势能的相互转化,而没有系统机械能与外界能量的转化动量守恒定律系统不受力或所受合外力为零;系统在某方向上不受力或所受合外力为零,则在这一方向上动量守恒闭合电路欧姆定律包含电源的闭合电路,电路中元件均为纯电阻典型

例题

典例7

(2024江苏卷,9)在水平面上有一个U形滑板A,A的上表面有一个静止的物体B,左侧用轻弹簧连接在滑板A的左侧,右侧用一根细绳连接在滑板A的右侧,开始时弹簧处于拉伸状态,各表面均光滑,剪断细绳后,则(

)A.弹簧恢复原长时物体动量最大B.弹簧压缩最短时物体动能最大C.系统动量变大D.系统机械能变大[信息提取与转化]序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述条件信息1各表面均光滑系统所受合外力为零动量守恒定律系统动量保持不变,始终为零,C项错误2只有系统内弹力做功机械能守恒定律系统机械能保持不变,弹性势能与动能相互转化,D项错误序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述条件信息解决实际问题A弹簧恢复原长时,弹性势能全部转化为动能,此时A、B的动能之和最大,又系统动量守恒,A、B的速度同时增大,同时减小,故此时物体的速度最大,动量最大,A项正确B弹簧压缩最短时,A、B速度相同,因系统总动量为零,故A、B的速度均为零,物体的动能为零,B项错误[答案]A1.1.6

区分容易混淆的概念信息概念和规律是考查理解能力的核心内容,理解规律需要明确规律成立的条件,理解概念则需要准确区分容易混淆的概念,并理解相关概念之间存在的关系。中学物理容易混淆的概念有很多,如速度和速率、路程和位移、平均速度和平均速率、电场强度和电势、电势和电势能、感生电动势和动生电动势、交变电流的有效值和平均值等。区分容易混淆的概念的关键是理解每个概念的内涵和外延。高中物理容易混淆的概念包含但不限于下列情况:易混淆概念区分1位移矢量,大小为起点到终点的距离,方向由起点指向终点路程标量,物体运动路线的长度2速度的变化量速度为矢量,速度的变化量为末速度与初速度的矢量差速率的变化量速率为标量,速率的变化量为末速度与初速度的大小的差值3平均速度矢量,位移与时间的比值,方向与位移的方向相同平均速率标量,路程与时间的比值,没有方向易混淆概念区分4一对平衡力作用在同一个物体上,可以是不同性质的力,作用效果抵消,合力为零作用力与反作用力作用在两个物体上,一定是同种性质的力,作用效果不能抵消,同时产生,同时消失,同时变化,无法求合力5滑动摩擦力与物体间的正压力成正比,比例系数为动摩擦因数静摩擦力介于零到最大静摩擦力之间,与物体的运动状态和所受其他力都有关系,常根据共点力平衡或牛顿运动定律求其大小6电势电场自身的性质,与试探电荷无关电势能电荷在电场中所具有的能量,与电荷量和电场中该点的电势均有关易混淆概念区分7电功电流做功W电=UIt电热焦耳定律Q=I2Rt8交变电流的有效值有效值是根据电流的热效应定义的,涉及电功、电热、交流电表的示数均应使用交变电流的有效值交变电流的平均值交变电流的平均值是指一段时间内通过电路中某截面平均电荷量的多少,平均值常用于求通过回路的电荷量9感生电动势因为磁感应强度的变化而产生的电动势,感生电动势与感生电场有关动生电动势因导体棒切割磁感线而产生的电动势,动生电动势与洛伦兹力有关典型

例题

典例8

(多选)(2024广东卷,8)污水中的污泥絮体经处理后带负电,可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极,金属圆盘置于容器底部,金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布,其中实线为电场线,虚线为等势面,M点和N点在同一电场线上,M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有(

)A.M点的电势比N点的低B.N点的电场强度比P点的大C.污泥絮体从M点移到N点,电场力对其做正功D.污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大[信息提取与转化]序号提取有效信息(易混概念)关联必备知识建立物理关系1电势的高低由电场和电场中位置决定,与试探电荷无关电势能由电势和试探电荷共同决定①沿电场线方向电势逐渐降低②正电荷在电势高的地方的电势能较大,在电势低的地方的电势能较小;负电荷在电势高的地方的电势能较小,在电势低的地方的电势能较大Ep=qφ序号提取有效信息(易混概念)关联必备知识建立物理关系解决实际问题根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低,污泥絮体带负电,根据Ep=qφ可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大,污泥絮体从M点移到N点,电势能减小,电场力对其做正功,A、C项正确;根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小,B项错误;M点和P点在同一等势面上,则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等,结合A、C选项分析可知污泥絮体在P点的电势能比其在N点的大,D项错误[答案]AC师语解惑

题号选题理由1研究卫星未发射和稳定运行时的两状态,设问角度巧妙2以不等量的双点电荷电场为情境,考查对判定静电力做功正负这一难点中关键信息的理解3带电粒子在异形磁场中运动轨迹的临界问题,考查学生对临界条件的理解4以变压器电路为情境,考查正弦式交变电流的瞬时值、峰值和有效值等易混淆的物理量的应用5考查对“导热良好的汽缸”“差压阀”等关键信息的理解6板块模型和平抛运动相结合

【信息提取与转化】

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述核心概念和规律1卫星未发射时静置在赤道上随地球转动未发射的卫星因受到支持力作用而不满足只有万有引力提供向心力,则卫星各参量与半径的关系的规律都不再适用,卫星角速度与地球自转角速度相等①线速度公式②向心加速度公式③万有引力定律2卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动卫星角速度与地球自转角速度相等序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述核心概念和规律解决实际问题

【信息提取与转化】

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述关键信息1半圆弧直径两端的M点和N点分别固定电荷量为27Q和64Q的负点电荷在曲线运动中判定力做功正负的关键是确定力的方向与速度方向夹角的大小功的定义式W=Flcos

θ小圆环从P1点运动到P2点的过程中序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述关键信息解决实际问题

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述关键信息解决实际问题

【信息提取与转化】

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述临界条件1沿AC方向发射的粒子恰好不从BC边射出磁场轨迹与BC边相切几何关系

r+rcos

45°+lcos

45°=l序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述临界条件解决实际问题

序号提取有效信息关联必备知识建立物理关系文本表述临界条件解决实际问题

【信息提取与转化】

序号提取有效信息(易混概念)关联必备知识建立物理关系1交流电流表示数为有效值,为2.0

A①交流电表的示数为有效值;②正弦式交变电流瞬时值的表达式;③正弦式交变电流有效值与峰值的关系;④欧姆定律序号提取有效信息(易混概念)关联必备知识建立物理关系解决实际问题AB序号提取有效信息(易混概念)关联必备知识建立物理关系解决实际问题CD5.(2024广东卷,13)差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统。如图所示,A、B两个导热良好的汽缸通过