高考物理复习-核心素养提升 (二)

阜个核心素养•提升

1.科学思维（逆向思维法、数形结合思想）

O逆向思维法

很多物理过程具有可逆性（如运动的可逆性），在沿着正向过程或思维（由前到后或

由因到果）分析受阻时，有时“反其道而行之”，沿着逆向过程或思维（由后到前

或由果到因）来思考，可以化难为易、出奇制胜。解决物理问题常用的逆向思维

有过程逆向、时间反演等。

【典例1］在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图如图1所示，测速

仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差可以测出被

测物体的速度。某时刻测速仪发出超声波，同时汽车在离测速仪355m处开始做

匀减速宜线运动。当测速仪接收到反射回来的超声波信号时，汽车在离测速仪

335m处恰好停下，已知声速为340m/s,则汽车在这段时间内的平均速度为

（）

息.....—

图1

A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s

解析汽车在这段时间内做的是末速度为0的匀减速直线运动，我们可以把汽车

的运动看作逆向初速度为（）的匀加速直线运动，其在连续相邻相等时间内的位移

之比为1：3,且汽车在这段时间内的位移为355m—335m=2（）m,则连续相邻

相等时间内的位移分别为5m、15m,从而可以判断测速仪发出的超声波在离测

速仪355m—15m=340m处遇到汽车，即超声波传播1s就遇到汽车，测速仪

从发出超声波信号到接收反射回来的信号所用时间为2s,可得汽车在这段时间

内的平均速度为10m/s。

答案B

【提升练1】（多选乂2019•山东青岛5月二模）几个水球可以挡住一颗子弹？《国

家地理频道》的实验结果是，四个水球足够！如图2,完全相同的均匀水球紧挨

在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出第4

个水球，下列说法正确的是（）

图2

A.子弹在每个水球中的速度变化量相同

B.子弹在每个水球中的动能变化量相同

C.子弹在每个水球中运动的时间相同

D.每个水球对子弹的冲量不同

解析设子弹穿过每个水球的距离为乩子弹在水球中做匀减速直线运动，穿出

第4个水球时，其末速度为零，我们可以把子弹的运动视为反向的初速度为零的

匀加速直线运动，则子弹穿过最后1个、最后2个、最后3个、全部的4个水球

的位移大小分别为42d、3d、44根据尸知，这4段位移对应的时间之

比为1:也：小：2,所以子弹在每个水球中运动的时间不同，子弹在水球中沿

水平方向做匀变速直线运动，则子弹在每个水球口加速度相同，受力相同，由加）

=〃/及子弹在每个水球中运动的时间不同可知，子弹在每个水球中速度的变化量

不同，选项A、C错误；子弹在每个水球中受力是相同的，运动的位移相同，所

以子弹受到的阻力对子弹做的功相等，根据动能定理AEk=W=R/,可知子弹在

每个水球中的动能变化量相同，选项B正确；子弹在每个水球中受力是相同的，

运动的时间不同，根据冲量的定义式/=后，可知每个水球对子弹的冲量不同，

选项D正确。

答案BD

❷数形结合思想

1.图象反映了两个变量（物理量）之间的函数关系，因此要由运动学公式推导出两

个物理量间的函数关系，从而分析图象的意义。

读图

再

数影读

、结电图

分析根据建立的数、形关系和制约关联这

展开分析、推理.再读图拓展解题思路

2.(1)。一/图象：图象与时间轴围成的“面积”表示位移。

若此“面积”在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正；若此“面积”

在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负。

(2)〃一/图象：由。=%+4可知图象与时间轴所围“面积”表示速度变化量A。,

如图3甲所示。

⑶手一/图象：由可得3=00+：〃/,图象的斜率为枭，纵截距为次),

I41144

如图3乙所示。

(4)02—X图象：由少2—加=2如可知p2=oG+2aK,图象斜率为2〃，纵截距为加,

如图4所示。

图4

【典例2](多选)(2019•山东德州模勘为检测某新能源动力车的刹车性能，现

在平直公路.匕做刹车实验，如图5所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方

之间的关系图象，下列说法正确的是()

*x/m

o1

图5

A.动力车的初速度为20m/s

B.刹车过程动力车的加速度大小为5m/s2

C.刹车过程持续的时间为10s

D.从开始刹车时计时，经过6s,动力车的位移为30m

解析根据科一加=2办，得工=合2一右/，结合图象有/=一=s2/m,一/M

=40m,解得〃=—5m/s2,uo=2（）nVs,选项A、B正确；刹车过程持续的时间

，=匕9=4s,选项C错误；从开始刹车时计时，经过6s,动力车的位移等于

其在削4s内的位移，X4=2，=40m,选项D错误。

答案AB

点评本题以“新能源动力车”为载体，在平直公路上实验，创设刹车情境，得

出的结论以工一方图象呈现，突破工一八。一1的常规形式，对刹车的实质进行创

新探究，主要考查对图象信息的提取、速度住移关系式和速度时间关系式的应用，

意在培养学生保护环境、节约资源的意识，考查学生的理解能力、推理能力、分

析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力，体现了对“科学态度与责任”

和“科学思维”的考查。

【提升练2]（2019•安徽省巢湖市调研）如图6所示为从静止开始做直线运动的

物体的加速度一时间图象。关于物体的运动，下列说法正确的是（）

图6

A.物体在/=6s时，速度为0

B.物体在f=6s时，速度为18m/s

C.物体运动前6s的平均速度为9m/s

D.物体运动前6s的位移为18m

解析。一/图象与，轴所围“面积”为物体速度变化量，贝心

=6s时，物体的速度0=O+AO=：X6X6m/s=18m/s,选项

B正确，A错误；因物体加速度越来越小，其。一，图象如图

所示，可知平均速度大于9m/s,位移大于54m,故选项C、D错误。

答案B

2.科学态度与责任——生活中的直线运动（STSE问题）

运动学是高中物理的最重要、最基础的内容，是和生活、体育、交通结合紧密的

知识点，是高考命题的重点和热点，通过对近几年高考STSE热点问题的归类研

究，可归纳出三个STSE高考命题热点。

❶结合汽车通过ETC通道的情景考查。一/图象

【典例1】为「加快高速公路的通行，许多省市的ETC联网止式运行，ETC是

电子不停车收费系统的简称。假设减速带离收费品口的距离为5（）m,收费岛总

长度为40m,如图7所示。汽车以大小为72km/h的速度经过减速带后，需要在

收费中心线前10m处正好匀减速至36km/h,然后匀速通过中心线即可完成缴

费，匀速过中心线10m后再以相同大小的加速度匀加速至72km/h,然后正常行

驶。下列关于汽车的速度一时间图象正确的是（）

《

《

《

《

《

《

《

《:：:：:：:：:：:：:：:：:：:：:：赧:：:：:：:：:：:：:：:：:：:：:：:：:：倒

《

《

《

《'ETC通道।

《

《

《洛:::黑立淑:日融淑:"通网

《行怏方向

《

《

《

《

《减速带收费岛'中心线

图7

♦r/Cms1)

20L-------------------

解析根据题述及运动学公式"一加=2办可知，汽车做匀减速运动的加速度大

小为m/s2=2.5m/s2,根据运动学公式0=00+0可知，经过4s汽车速

Zx0U

度减小到36km/h=10m/s,然后匀速运动到中心线缴费。汽车从开始匀速运动

20

到通过中心线10m后所用的时间为的s=2s,随后汽车开始匀加速运动，根据

运动学公式。=oo+，〃可得，再经过4s,汽车加速至72km/h=20m/s,然后正

常行驶，综卜所述,A正确,B、C、D错误.

答案A

❷以行车安全问题为背景考查匀变速直线运动规律

【典例2】一桥连三地，天堑变通途。2018年10月24日，港珠澳大桥正式通

车。若大桥上两辆汽车行驶的速度均为72km/h,前车发现紧急情况立即刹车，

后车发现前车开始刹车时，也立刻采取相应措施,两车刹车时的加速度大小相同。

通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和在1.40〜2.00s之间“为

确保两车不追尾，两车行驶的安全距离应为()

A.18mB.28mC.40mD.100m

解析由于。=72km/h=20m/s,两车刹车时的加速度大小相同，在反应时间内，

后车匀速运动，所以两车行驶的安全距离为在最大反应时间内行驶的距离，即安

全距离x=oAf=20X2.00m=40m,选项C正确，

答案C

【典例3】为了最大限度地减少道路交通事故，某地开始了“集中整治酒后驾

驶违法行为”专项行动。这是因为一般驾驶员酒后的反应时间比正常时嘤了

0.1〜().5s,易发生交通事故。下面是《驾驶员守则》中的安全距离图示和部分

安全距离表格。

车速切(km/h)反应距离s/m刹车距离x/m

401010

601522.5

80A40

40km/h60km/h80km/h

图8

请根据该图表回答下列问题(结果保留2位有效数字)：

(1)请根据表格中的数据计算驾驶员的反应时间；

(2)如果驾驶员的反应时间相同，请计算出表格中A的数据；

(3)假设在同样的路面上，一名饮了少量酒的驾驶员驾车以72km/h的速度行驶,

在距离一学校门前52m处发现有一队学生在斑马线上横穿马路，驾驶员的反应

时间比正常时慢了0.2s,会发生交通事故吗？

4()

解析(1)车速ui=40km/h=Y7m/s,

由于在反应时间内汽车仍匀速行驶，根据车速。和反应距离S,可计算驾驶员的

反应时间4=日=猾s=0.90s,

16

即驾驶员的反应时间为0.90s。

cIC-)C\7)2

(2)如果驾驶员的反应时间相同，由器=器可计算出表格中4的数据为$3=宣=

10X瑞m=20m,即表格中数据A表示20。

(3)车速。=72km/h=20m/s,

反应时间△r=0.90s+0.2s=1.1s,

驾驶员的反应距离5=yAf=20X1.1m=22m,

v2沆

设刹车距离为X,由比例法；=T，

人--V1

v2x\722xio

n即nm=32.4m,

停车距离L=s+x=54.4m。

由于停车距离L>52m,故会发生交通事故。

答案(1)0.9()s(2)20(3)会理由见解析

❸以体育运动为背景考查多过程运动问题

【典例4】如图9为两个足球运动员在赛前练习助攻进球的过程，其中在一

条直线上，假设甲运动员在B处将足球以11m/s的速度沿直线的方向踢出，足

球沿着地面向球门P史运动，足球运动的加速度大小为1m/s2,在A位置的乙运

动员发现甲运动员将足球踢出去后，经过1s的反应时