极限法、转换法、假设法、等效法、估算法在物理学中的应用（重难专练）-2026年高考物理二轮复习解析版

方法04极限法、转换法、假设法、等效法、估算

法在物理学中的应用

方法建模.

1.极限法

极限法是通过将问题推向极端（如质量为零、倾角为90°、电阻无穷大），使物理过程

或现象的本质迅速暴露，从而化繁为简、快速判断的方法。例如，分析两个叠加物体在斜面上

下滑的摩擦力时.，可将斜面倾角推向零（水平）和90°（竖直）的极限，判断摩擦力方向；

在电路动态分析中，将滑动变阻器滑到端点，能立即判断电流或电压的极值。它本质是利用物

理过程的连续性进行推理。

2.转换法

转换法是将不可见、不易测、不熟悉的物理量或过程，转化为可见、易测、熟悉的对象来

研究。这是物理学最重要的方法论之一。曹冲称象是经典案例，将大象质量（难测）转换为石

头质量（易测）。实验中的转换无处不在：将力的大小转换为弹簧形变量（测力计）；将微小

形变转换为光点放大（镜尺法）；将加速度转换为纸带点距（打点计时器）。其核心是寻找等

量关系，实现测量或研究的“迁回”。

3.假设法

假设法是对问题的状态、过程或原因提出合理的假设，然后根据物理规律进行推理验证，

从而得出结论或反证原假设不成立。它常用于存在多种可能性的情境。例如，判断静摩擦力的

方向时，可先假设其不存在或方向如何，分析物体运动趋势是否与已知条件矛盾；在验证牛顿

第一定律的理想实验中，假设摩擦力为零，推理出物体将匀速直线运动。假设法是探索性思维

的关键。

4.等效法

等效法是在保证效果（如外力作用、电路特性、场的作用）相同的前提下，将复杂的实际

过程、装置或模型，替换为简单、易于处理的等效模型。例如，几个力的共同作用效果可用一

个合力等效替代；复杂电路可等效简化为一个电源和内阻（戴维南定理）；交变电流的热效应

用等效直流电（有效值）衡量；在引力或电场中，形状不规则的物体有时可等效为质量或电荷

集中于中心的点。等效法实现了问题的降维和简化。

5.估算法

估算法是基于物理原理.、生活常识和合理近似，对物理量的数量级或大致范围进行快速、

粗略推算的方法。它不追求精确，而重在把握本质、建立量级概念和培养物理直觉。例如，估

算成年人所受重力约为几百牛顿，教室空气分子数约为10段量级，跑步时的功率约为几百瓦特。

估算时常常需要建立简化的物理模型（如将人视为圆柱体），并运用常见常数（如重力加速度、

分子直径）。

总结：这五种方法与整体隔离法、微元法等共同构成了物理学分析问题的工具箱。它们超

越了具体公式，体现了物理学的核心思维：通过简化、转化、推理和建模，去洞察复杂世界背

后的简洁规律。掌握这些方法，才能真正学会“像物理学家一样思考”。

分级实战.

一、单选题

1.如图所示，在研究“曲线运动的速度方向''时，为了分析质点沿曲线从8点运动到4点时在4点的速度方

向，使用的物理学思想方法是（）

A.控制变量法B.极限思维法

C.等效替代法D.转换法

【答案】B

【详解】利用曲线上两点无限逼近作曲线的切线的方法对应的思想方法是极限思维法。

故选B。

2.下列关于物理学研窕方法的描述正确的是（）

A.点电荷模型的建立采用了微元法

B.电场强度的定义采用了比值定义法

C.伽利略从斜面实验推演自由落体运动采用了转换法

D.在研究合力与分力关系时，采用了控制变量法

【答案】B

F

【详解】B.电场强度的定义式为石=一，通过力与电荷量的比值定义，属于比值定义法，故B正确；

q

A.点电荷模型是理想化模型，采用理想实验法，而非微元法，故A错误；

C伽利略通过斜面实验外推到自由落体运动，属于理想实验法或外推法，而非转换法，故c错误；

D.合力与分力的关系实验采用等效替代法，而非控制变量法，故D错误。

故选B。

3.在物理学的重大发现中，科学家们创造出了许多物理学研究方法和思路，下列体现了“等效替代”思想的

是（）

ffll图2图3图4

A.如图1,在研究雄鹰的运却轨迹时,，把雄鹰看作一个有质量的点

B.如图2,探究桌面微小形变时，用平面镜反射到墙面上的光点位置变化反映桌面形变

C.如图3,把物体各部分受到的重力看作集中作用在重心

D.如图4,在探究加速度与力、质量的关系时，用两个做初速度为零的匀变速直线运动物体在相同时间

内位移之比来表示这两个物体运动的加速度之比

【答案】C

【详解】A.在研究雄鹰的运动轨迹时，把雄鹰看作一个有质量的点，用质点来代替物体的方法叫理想化模

型法，A不符合题意；

B.借助平面镜观察桌面的微小形变的实验中，运用的是微小形变放大法，B不符合题意；

C.物体各部分都受到重力的作用，从作用效果上来说，可以认为与作用在物体上一点的作用效果等效，这

一点就叫做重心，使用的是等效替代法，c符合题意；

D.在探究加速度与力、质最的关系时，用两个做初速度为零的匀变速直线运动物体在相同时间内位移之比

来表示这两个物体运动的加速度之比，采用的是转换法，D不符合题意。

故选C。

4.物理是一门以实验为基础的自然学科，在研究不同物理现象和规律时会用到不同的实验方法。下列探究

实验中，用到的主要实验方法相同的组合有（）

秤头

,秤头刻度

［利用细管观察装满水的玻璃瓶的微小形变

L用细铁屑观察磁场分布

□库仑利用扭称测出静电力常量

匚观察通电导体在磁场中的运动

A.□□B.nnc.□□D.□□

【答案】B

【详解】□□运用了微小形变放大法，□运用了模拟转化法，□是理想化模型，认为蹄形磁铁之间为匀强电

场。

故选B。

5.分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过研究墨水的扩散现象去认识它，这种方法在科

学上叫做“转换法下面是小明同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与刚才研究分子运动的

方法相同的是（）

A.利用磁感应线去研究磁场问题

B.电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定

C.研究电流与电压、电阻关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系：然后再让电压不变去研究

电流与电阻的关系

D.研究电流时，将它比做水流

【答案】B

【详解】A.利用磁感线去研究磁场问题，这种研究方法叫模型法，故A错误；

B.电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定，这种研究

方法叫转换法，故B正确；

C.在研究电流与电阻、电压关系时，先控制电阻不变去研究电流与电压的关系，这种研究方法叫控制变量

法，故C错误；

D.研究电流时，将它比做水流，这种研究方法叫类比法，故D错误。

故选B。

6.建立下列物理概念时，都用到“等效替代”方法的是（）

A.合力与分力、平均速度B.质点、瞬时速度

C.自由落体运动、平均加速度D.重心、瞬时加速度

【答案】A

【详解】A.合力与分力：在力的合成与分解中，合力等效替代多个分力的共同作用效果使用了等效替代方

法；平均速度：在变速运动中，平均速度用恒定速度等效替代变速运动，使用了等效替代方法，故A正确；

B.质点：质点是将物体简化为一个有质量的点，忽略大小和形状，属于理想化模型：瞬时速度：瞬时速度

是某一时刻的精确速度，是极限的思想，不涉及等效替代，故B错误；

C.自由落体运动：自由落体运动是具体运动模型，未使用等效替代；平均加速度：平均加速度用恒定加速

度等效替代变加速过程，使用了等效替代。由于自由落体运动不满足题意，故c错误；

D.重心：重心是用一个点等效替代整个物体的重力分布，使用了等效替代方法；瞬时加速度：瞬时加速度

是某一时刻的精确加速度，是极限的思想，不涉及等效替代，故D错误。

故选Ao

7.在物理学的发展过程中，许多的物理学家都做出了重要的贡献，他们也探索出「许多的研究方法，下列

说法中错误的是（）

A.引入“重心”、“合力与分力”概念时，运用了等效替代的思想

B.当△/f（）时，”就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法

C.在研究物体的运动与力的关系时，伽利略在逻辑推理的基础上通过斜面实验证明了“力是维持物体运

动的原因”

D.通过平面镜观察桌面的微小形变运用了微小量放大法

【答案】C

【详解】A.重心、合力和分力等概念的建立都体现了等效替代的思想，故A正确；

Ar

B.根据速度定义式丫=一，当&足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思

想方法，故B正确；

C.在研究物体的运动与力的关系时，伽利略在逻辑推理的基础上通过斜面实验得到了“物体的运动不需要

力来维持''的结论。故c错误；

D.通过平面镜观察桌面的微小形变运用了微小量放大法，故D正确。

本题选错的，故选C。

8.“物理”概念的思想源头，可追溯至先秦经典《庄子•天下》中“判天地之美，析万物之理''的论述。其中“析

万物之理”一句，意为剖析天地间各类事物的内在法则，既蕴含了古人对自然现象的观察思考，也为“物理”

一词的后续衍生奠定了思想基础。关于物理思想与方法，下列说法错误的是（）

A.重心、合力的概念都体现了等效替代的思想

B,加速度的定义式为。=£,用到了比值定义法

m

C.在探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法

D.伽利略的理想斜面实验运用了在可靠的事实基础上进行合理外推的方法

【答案】B

【详解】A.重心是重力的等效作用点，合力是多个力的等效替代，均体现等效替代思想，故A正确；

B.加速度的定义式应为。=孚，而。=£是牛顿第二定律的表达式，并非比值定义法，故B错误；

△ttn

C.在探究加速度与力、质量的关系时，通过控制某些变量不变研究其他变量关系，运用了控制变量法，故

C正确；

D.伽利略的理想斜面实验基于实验事实外推至理想情况，运用了合理外推方法，故D正确。

本题选错误的，故选B。

9.在研究物理的过程中所形成的许多科学思想和方法，极大地丰富了人们对物质世界的认识，扩展了人类

的思维方式。下列说法带送的是（）

A.在建立质点概念时;利用了理想模型的思想

B.在研究重力势能时，用到了比值定义法

C.在探究加速度与力、质量的关系时，用到了控制变量法

D.在研究合力与分力时，利用了等效替代的思想

【答案】B

【详解】A.质点是将物体简化为有质审而无大小和形状的点，用于简化问题，这正是理想模型思想的体现,

故A正确，不符合题意；

B.比值定义法是通过两个物理量的比值定义新物理量（如速度）。重力势能与财是质量、重力加速度

和高度的乘积，并非由比值定义，故B错误，符合题意；

C.探究加速度与力、质量的关系时，需控制力或质量不变，改变另一变量，这正是控制变量法的应用，故

C正确，不符合题意；

D.合力与分力的研究（如力的合成与分解）中，一个力可等效替代多个分力，体现了等效替代思想，故D

正确，不符合题意；

本题选错误，故选B。

10.在物理学的发展过程中，物理学家们提出了许多研究方法，以下关于物理学的研究方法叙述中，说法

正确的是（）

A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，可用点来代替物体的方法叫等效替代法

B.根据速度定义式当加极小时，丝可以表示物体在/时刻的瞬时速度，该定义应用了微元法

C.加速度的定义式〃==采用的是比值定义法

A/

D.确定物体重心时采用了极限法

【答案】C

【详解】A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体的方法称为质点法，属于理想模型法,

而非等效替代法，故A错误。

B.根据速度定义式以=?，当&极小时，多表示物体在，时刻的瞬时速度，该定义应用了极限法，而非

A/A/

微元法，故B错误。

C.加速度的定义式。=孚采用比值定义法，故C正确。

A/

D.确定物体重心时采用了等效替代法，而非极限法，故D错误。

故选C。

H.某同学为了测出从一定高度落下的排球对地面的冲击力设计以下实验：将一张白纸铺在水平地面上，

把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，在白纸上留下球的水印：再将印有水印的白纸铺

在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住

水印，记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值。下列物理学中使用的方法与该同学的方法相同的是（）

A.建立“质点”的概念B.建立“参考系”的概念

C.建立“瞬时速度”的概念D.建立“合力与分力”的概念

【答案】D

【详解】题干中的实验过程使用的方法是等效替代法。

A.建立“质点”的概念是忽略物体的大小和形状，把物体看成一个有质量的点，使用的方法是理想模型法，

故A不符合题意。

B,建立"参考系''的概念是将假定一个物体不动，以它为参照来描述另一物体的运动，使用的方法是假设法,

故B不符合题意；

C.建立“瞬时速度”的概念是用物体在极短时间内的平均速度来近似描述一个时刻物体运动的快慢，使用的

方法是极限法，故c不符合题意；

D.建立“合力与分力”的概念是利用在效果相同的前提下一个力和几个力可以相互替代，使用的方法是等效

替代法，故D符合题意。

故选D。

12.物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究超越了当时研究条件的局限性，取得了辉煌的成果，推

动了人类文明发展的进程。下列有关物理学史或物理理论的说法中，错误的是（）

A.哥向尼大胆反驳地心说，提出了日心说，并发现行星沿椭圆轨道运行的规律

B.电场虽然看不见摸不着，但电场像分子、原子等实物粒子一样是一种客观存在的物质

C.卡文迪什通过扭秤实验装置在实验室中测出万有引力常量，是利用了放大法测微小量

D.“如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量，在等势面上移动电荷

时静电力就要做功”，用的是假设法

【答案】A

【详解】A.哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故A错误；

B.电场虽然看不见摸不着，但电场像分子、原子等实物粒子一样是一种客观存在的物质，故B正确；

C.卡文迪什通过扭秤实验装置在实验室中测出万有引力常量，是利用了放大法测微小量，故C正确；

D.“如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量，在等势面上移动电荷时静

电力就要做功”，用的是假设法，故D正确。

本题选择错误的，故选A.

13.以下关于物理学研究方法以及物理学相关知识的叙述正确的是（）

A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法

B.当△/-＞（）时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了理想模型法

C.在国际单位制中，力学中的三个基本单位为：m、kg、s

D.加速度。与质量〃?、合外力户之间的关系。=£,利用了比值定义法

【答案】C

【详解】A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故A错误;

B.加-0时，平均速度可看成瞬时速度，这运用了极限法，故B错误；

C.在国际单位制中，力学中的三个基本单位为：m、kg、s,故C正确；

D.在实验探究加速度。与力尸、质量吠的关系时，运用了控制变量法，不是比值定义法，故D错误。

故选C。

14.我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱，因为对于电荷量不同的试探电荷，即使是

电场的同一点，所受的静电力也不同。那么我们是用什么方法来定义电场强度的（）

A.假设法B.类比法C.控制变量法D.比值定义法

【答案】D

【详解】研究发现，不同的电荷在电场中同一点所受静电力不同，而静电力大小与试探电荷电量的比值保

持不变，用此比值来定义电场强度大小，以正电荷在该点受力方向为该点电场强度方向，用的是比值定义

法。

故选D。

15.科学的研究方法促进了人们对事物本质和规律的认识，以下说法正确的是（）

A.螺旋测微器的设计主要采用了放大法

B.合力与分力概念的建立采用了对称法

C.伽利略在研究自由落体运动时采用了控制变量法

D.法拉第利用电场线描绘电场是利用了等效替代法

【答案】A

【详解】A.螺旋测微器的设计主要采用了放大法，故A正确；

B.合力与分力概念的建立采用了等效替代法，故B错误；

C.伽利略在研究自由落体运动时采用了抽象思维，数学推导和科学实验相结合的方法，故C错误；

D.法拉第利用电场线描绘电场是利用了假想法，故D错误。

故选A。

16.“估测”是物理学中常用的一种方法。下列估测最符合实际的是（）

A.蜗牛爬行的速度约0.5m/sB.全新的2B铅笔的长度约为18cm

C.多数人脉搏跳动100次用时约15minD.家用电风扇正常工作的电流约为4.2A

【答案】B

【详解】A.蜗牛爬行的速度约0.5cm/s,故A错误；

B.全新的2B铅笔的长度约为18cm,符合实际，故B正确；

C.多数人脉搏跳动100次用时约Imin,故C错误；

D.家用电风扇正常工作的电流约为0.7A,故D错误。

故选B。

17.十八大以来，习近平总书记在多个场合谈到中国传统文化，表达了自己对传统文化、传统思想价值体

系的认同与尊崇。如图便是我们耳熟能详的一则经典故事I曹冲称象，下列哪个选项的学习也用到了相同的

方法（）

A.力的合成与分解中，合力与分力的关系

B.瞬时速度的定义

C.图像与/轴所围面积的物理意义

D.自由落体运动模型的建立

【答案】A

【详解】曹冲称象所用的方法是等效替代法；力的合成与分解中，合力与分力的关系用的是等效替代法；

瞬时速度的定义用的极限法；V-，图像与/轴所围面积的物理意义用的是微元法；自由落体运动模型的建立

用到的是理想模型法。

故选Ao

18.关于物理学的研究方法的叙述中，说法正确的是（）

A.“质点”概念的引入是运用了控制变量法

B.加速度的定义。=当采用的是比值定义法

Ar

C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体的方法叫等效替代法

D.当△［极短时，手就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，这体现了物理学中的微元法

Ar

【答案】B

【详解】A.“质点”概念的引入是理想模型法，而非控制变量法，故A错误；

B.加速度的定义。二手通过速度变化量与时间的比值定义加速度，符合比值定义法，故B正确；

△r

c.用点代替物体忽略大小和形状是理想模型法，而非等效替代法，故c错误；

D.当加极短时，孚表示瞬时速度，应用的是极限法，而非微元法，故D错误。

故选B。

二、多选题

19.以下关于物理学研究方法的叙述中不正确的是（）

A.伽利略在研究自由落体运动时采用了抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法

B.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是假设法

C.根据速度定义式口=空，当加->0时，芋就可以表示物体在，时刻的瞬时速度，该定义运用了极

限思维法

D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线

运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法

【答案】BD

【详解】A.伽利略在研究自由落体运动时，通过斜面来“冲淡重力”并加以验证，采用了抽象思维、数学推

导和科学实验相结合的方法，故A说法正确，不符合题意；

B.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想模型法，故B说法错误，符合

题意；

C.根据速度定义式

Ax

v=——

Ar

Ar

当A/fO时，空就可以表示物体在/时刻的瞬时速度，即极短时间内的平均速度近似等「瞬时速度，该定

Ar

义运用了极限思维法，故C说法正确，不符合题意；

D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动,

再把各小段位移相加，这里运用了微元法，故D说法错误，符合题意.

故选BD.

20.浙江省长兴县十里银杏长廊景区古银杏众多，成片成林全国罕见.某次游客小朱发现一片手掌大小的

树叶正好从离水平地面高约3m的树枝上飘落.这片树叶从树枝开始F落到落到地面上的时间可能是（）

A.4s

B.0.6s

C.0.8s

D.3s

【答案】AD

【详解】若不考虑空气阻力，则由〃=;g产，可得卜落时间为乌，但在实际情况中，空气阻力对落叶的影

响很大，所以下落时间远大于不考虑空气阻力的时间，故AD正确.

21.“物理”二字最早出现在中文中，是取“格物致理”四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们

的规律的意思。我们要在学习物理知识之外，还要了解物理学家是如何发现物理规律的，领悟并掌握处理

物理问题的思想与方法。下列关于四幅图的相关叙述正确的是（）

A,图甲中遮光条越窄，通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，这是微元思想

B.图乙实验中一个弹簧测力计拉动结点和两个弹簧测力计共同拉动结点作用效果相同，这是理想模型

的思想

C.利用图丙装置探究小车的加速度与拉力的关系时，运用控制变量法和比较法来控制两小车有相同的

运动时间，从而可以得到两小车的加速度大小关系

D.伽利略对自由落体运动的研究，通过抽象思维、数学推导和科学实验相结合，使用了合理外推的方

法

【答案】CD

【详解】A.图甲中遮光条越窄，通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，这是极限的思想，故A错误；

B.图乙实验中一个弹簧测力计拉动结点和两个弹簧测力计共同拉动结点作用效果相同，这是等效替代的思

想，故B错误；

C.利用图丙装置探究小车的加速度与拉力的关系时，运用控制变量法和比较法来控制两小车有相同的运动

时间，从而可以得到两小车的加速度大小关系，故c正确；

D.伽利略对自由落体运动的研究，通过抽象思维、数学推导和科学实验相结合，进行合理外推，得出自由

落体运动规律，故D正确。

故选CD。

22.关于物理学史及物理思想方法，下列说法正确的是（）

A.牛顿第一定律能通过现代的实验手段直接验证

B.瞬时速度概念的建立体现了极限思维法

C.伽利略首先提出了力的概念，并指出力不是维持运动的原因

D.伽利略建立了平均速度、瞬时速度和加速度等运动学概念

【答案】BD

【详解】A.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能通过现代实验手段直接证明，故A

错误；

B.瞬时速度概念的建立体现了极限思维法，故B正确；

C.伽利略通过理想斜面实验得到力不是维持物体运动状态的原因，“力”的概念是由牛顿提出的，故C错误;

D.伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，故D正确。

故选BD。

23.物理学家在建立物理概念、探究物理规律的过程中应用了许多思想方法，以下叙述正确的是（）

A.在研究弹力时，通过激光笔、平面镜观察桌面形变，应用了微小量放大法

B.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是等效替代法

C.根据平均速度i，二半，当加很小时，手就可以表示物体在，时刻的瞬时速度，这里应用了极限思想

D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作为匀速直

线运动，然后把各小段的位移相加，这里应用了微元累积法

【答案】ACD

【详解】A.在研究弹力时，为了观察微小形变，通过激光笔、平面镜观察桌面形变，应用了微小量放大法,

故A正确；

B.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想模型法，故B错误；

ArAr

C.根据平均速度y=芋，当"很小时，牛就可以表示物体在I时刻的瞬时速度，这里应用了极限思想，

ArX

故C正确：

D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作为匀速直线运

动，然后把各小段的位移相加，这里应用了微元累积法，故D正确。

故选ACDo

三、实验题

24.关于“用双缝干涉测量光的波长”、“用油膜法估测分子大小”两个实验,下列说法正确的是（）

甲乙T

A.甲图中，若观察发现条纹比较模糊，可尝试通过调节拨杆使条纹清晰

B.乙图中，为门则量