无私奉献物理高考题型分析及答题技巧(二)

1词·清平乐禁庭春昼，莺羽披新绣。百草巧求花下斗，只赌珠玑满斗。日晚却理残妆，御前闲舞霓裳。谁道腰肢窈窕，折旋笑得君王。物理高考题型分析及答题技巧(二)一、物理论述题求解策略物理论述题是对某些物理现象的一般规律或对某一物理问题的特殊规律进行论述、证明的一种题型，作为五项能力之一的推理能力，《考试大纲》要求考生能够根据已知的知识和所给的物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来.论述题是高考常见题型之一.论述题的核心一个是“论”，另一个是“述”.其特点是要求考生在论述过程中既要论(论之有据)，又要述(述之有理)，语言要简洁科学，层次要分明突出.（1）.论述题难点在于“论”：考生面对推理说明的论点，提取不出已有知识中的物理规律原理作论据，同时找不到合适的论证方法加以论证.弱点在“述”：即使考生掌握了论证方法，但推理缺乏逻辑性，表述欠准确，思维无序.（2）.论述题思维流程图：：例1.如图所示，在水平地面上停着一辆小车，一个滑块以一定速度沿车的底板运动，与车的两竖直壁发生弹性碰撞(机械能不损失)，不计一切摩擦阻力，试证明：滑块与车的碰撞永远不会停止.解析:此题正向证明较复杂，但若证明其反命题“滑块与车的碰撞最终将停止”不成立，则论证过程将变得简单得多，则可设车与滑块停止碰撞时(相对静止)共同具有速度为v，车与滑块质量分别为M、m，车与滑块组成的系统水平方向合外力为零，由动量守恒定律得mv０＝（M＋m）v，∴v＝mMmv０此碰撞过程能量损失：ΔE=21mv０2－21（M＋m）v２＝21mv０2－21（M＋m）（mMmv0）２＝21mv０2·mMMΔE≠0与题设①不计一切摩擦②弹性碰撞无能量损失相矛盾，故假设不成立.即滑块与车的碰撞不会停止.→审题寻找论点提取相关依据：(已有物理公式，定理)定律、原理等→选择论证方法：推理论证，反证计算论证等→推证结论并加以表述2例2.当物体从高空下落时，空气阻力会随物体的速度增大而增大，因此经过下落一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度。研究发现，在相同环境条件下，球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关。下表是某次研究的实验数据：小球编号ABCDE小球的半径（×10-3m）0.50.51.522.5小球的质量（×10-6kg）254540100小球的终极速度（m/s）1640402032(1)根据表中的数据，求出B球与C球在达到终极速度时所受的空气阻力之比。(2)根据表中的数据，归纳出球型物体所受的空气阻力f与球的速度及球的半径的关系，写出表达式及比例系数。(3)现将C号和D号小球用轻质细线连接，若它们在下落时所受的空气阻力与单独下落时的规律相同。让它们同时从足够高处下落，请求出它们的终极速度；并判断它们落地的顺序（不需要写出判断理由）。解析:(1)球在达到终极速度时为平衡状态。f=mgfB:fC=mB:mC=1:9(2)由A、B球数据可得，阻力与速度成正比，由B、C球数据可得，阻力与球的半径的平方成正比，得f=kvr2k=4.9Ns/m3(3)mCg+mDg=fC+fD=kv(rC2+rD2)代入得v=27.2m/sC球先落地二、物理计算题的一般分析方法与原来的考试不同，“综合能力测试”多以现实生活中有关的理论问题和实际问题立意命题，要求更加真实和全面地模拟现实。解答这类问题，构建物理模型是关键，而且是难点。由于情境的新颖，原来储存在头脑中的模型无法直接应用，完全要凭借自己的思维品质来构建模型，对考生的能力是一个极大的考验。四年的综合考试中，以实际问题立意的题确实成了热点。2000年的理综卷中有关霍尔效应的问题，2001年的理综卷中有关于电磁流量计的问题，同年还有太阳能量辐射一道压轴题，要构建出太阳向各个方向辐射能量的能量流的模型，这是新情景，新模型。预计在以后的综合能力测试中，必定会有这方面的题，而且构建模型的要求会是各种各样的。互相关联的物理状态和物理过程构成了物理问题，解决物理问题的一般方法可归纳为以下几个环节：在这几个环节中，根据问题的情景构建出物理模型是最关键的、也是较困难的环节。由问题情景转化出来的所谓“物理模型”，实际上就是由理想的对象审视物理情景构建物理模型转化为数学问题还原为物理结论对象模型（质点、轻杆、轻绳、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、理想电表、理想变压器、匀强电场、匀强磁场、点光源、光线、原子模型等）过程模型（匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动、简谐运动、简谐波、弹性碰撞、自由落体运动、竖直上抛运动等）物理模型3参与的理想的过程。如质点的自由落体运动、质点的匀速圆周运动、单摆的简谐运动、点电荷在匀强电场中的运动、串并联电路等等。这种物理模型一般由更原始的物理模型构成。原始的物理模型可分为如下两类：正确构建物理模型应注意以下几点：（1）养成根据物理概念和物理规律分析问题的思维习惯。结合题目描述的现象、给出的条件，确定问题的性质；同时抓住现象的特征寻找因果关系。这样能为物理模型的构建打下基础。（2）理想化方法是构建物理模型的重要方法，理想化方法的本质是抓住主要矛盾，近似的处理实际问题。因此在分析问题时要养成比较、取舍的习惯。（3）要透彻掌握典型物理模型的本质特征、不断积累典型模型，并灵活运用他们。如研究碰撞时，总结出弹性碰撞和完全非弹性碰撞两个模型，但后来发现一些作用时间较长的非碰撞类问题，也有相同的数学形式，这就可以把这些问题也纳入到这两个模型中去，直接应用这两个模型的结论。例3．如图所示，oxyz坐标系的y轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向与x轴平行．从y轴上的M点（0，H，0）无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，它落在xz平面上的N（l，0，b）点（l0，b0）．若撤去磁场则小球落在xz平面的P点（l，0，0）．已知重力加速度为ｇ．（1）已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行，试判断其可能的具体方向．（2）求电场强度E的大小．（3）求小球落至N点时的速率v．解析:（1）用左手定则判断出：磁场方向为－x方向或－y方向．（2）在未加匀强磁场时，带电小球在电场力和重力作用下落到P点，设运动时间为t，小球自由下落，有212Hgt①小球沿x轴方向只受电场力作用EFqE②小球沿x轴的位移为212lat③小球沿x轴方向的加速度EFam④联立求解，得qHmglE⑤yxzoM(0,H,0)N(l,0,b)P(l,0,0)R04（3）带电小球在匀强磁场和匀强电场共存的区域运动时，洛仑兹力不做功电场力做功为WE=qEl⑥重力做功为WG=mgH⑦设落到N点速度大小为v,根据动能定理有221mvqElmgH⑧解得HlHgv222例4．如图所示，在长木板A的右端固定着一个挡板，静止在光滑水平地面上，已知木板（包括挡板）的质量mA=1.5m，小木块B（可视为质点）的质量mB=m．现使木块B从A的左端开始以水平向右的初速度v0在长木板A上滑动，滑到右端时与挡板发生碰撞，已知碰撞过程时间极短，碰撞后木块B恰好能滑到木板A的左端而不脱离木板．设B与A间的动摩擦因数为μ，B在A板上单程滑行长度为l．（1）若201603vlg，求在木块B与挡板碰撞的过程中，A和B所组成的系统损失的机械能．（2）在木块B与挡板碰撞后返回木板左端的过程中，欲使木块B不出现相对于地面向左运动的情况，求物理量0v、、l之间应满足的关系．解析:（1）设B与A碰撞后，A、B相对静止时的共同速度为v，整个过程中A、B组成的系统动量守恒，有mBv0＝(mA＋mB)v①在上述整个过程中，系统克服摩擦力做的功为2fWmgl②在上述整个过程中，系统损失的机械能为22011()22BABEmvmmv③在碰撞的过程中，系统损失的机械能为'fEEW④联立求解，得'202180Emv⑤（2）设B与A碰撞后的瞬间A的速度为v1，B的速度为v2，在碰撞后直至相对静止的过程中，系统动量守恒，机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功，有mAv1＋mBv2＝(mA＋mB)v⑥BvolA522212111()222ABABmvmvmmvmgl⑦B在碰撞之后，若要求木块B不出现相对于地面向左运动的情况，则20v（取水平向右的方向为正）⑧当v2=0时，由①⑥式可得0123vv代入⑦式可解得20152vlg⑨则B在碰撞后不向左运动的条件是20152vlg⑩三、解题规范化问题所谓解题规范化，简单地说就是：解题要按一定的规格、格式进行.，书写整洁，表达清楚，层次分明，结论明确.规范化解题过程通常包括以下几方面：（1）要指明研究对象（个体还是系统）；（2）据题意准确画出受力图、运动示意图、电路图、光路图或有关图象；（3）要指明物理过程及始末状态，包括其中的隐含条件或临界状态；（4）要指明所选取的正方向或零位置；（5）物理量尽量用题中给定的符号，需自设的物理量（包括待求量、中间过渡量）要说明其含义及符号；（6）要指明所用物理公式（定理、定律、方程等）的名称、条件和依据；并用“由……定律得……”“据……定理得……”以及关联词“因为……所以……”“将……代入……”“联立……”句式表达；（7）用文字串联起完整的思路及思维流程；（8）求得结果应有文字方程及代入题给数据的算式，最终结果要有准确的数字和单位；（9）最好对问题的结果适当进行讨论，说明其物理意义.解题过程要注意防止以下问题：①防止随意设定物理量符号.如题目明确：支持力FN，摩擦力Ff、电动势E，则作图或运算过程，就不能随意另用N、f、ε来表示.如遇同类物理量较多，可用下角标来加以区别，如E1、E2、E3等.②防止书写不规范的物理公式及表达式，如牛顿第二定律写为“F=am”、动量守恒定律写成“m1v1+m2v2=m2v2′+m1v1′等.”③防止只写变形公式，省略原始公式.如：不能用R=mv/qB代替qvB=mv2/R.④防止通篇公式堆砌，无文字说明.三、针对训练1.．交通部门规定汽车在市区某些街道行驶速度不得超过vm＝30km/h．一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死，沿直线滑行一段距离后停止，交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长sm＝10m．从手册中查出该车轮与地面间的动摩擦因数为μ＝0.72，取g＝10m/s2．（1）试通过计算，判断该汽车是否违反规定超速行驶．6（2）目前，有一种先进的汽车制动装置，可保证车轮在制动时不被抱死，使车轮仍有一定的滚动，安装了这种防抱死装置的汽车，在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力，从而使刹车距离大大减小．假设安装防抱死装置的汽车刹车刹车时的制动力恒为F，驾驶员的反应时间为t，汽车的质量为m，汽车刹车前匀速行驶的速度为v，试推出驾驶员发现情况后紧急刹车时的安全距离s的表达式(用上述已知物理量F、t、m、v表示)．2.在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量m=60.0kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同，大小为μ=0.50，斜坡的倾角θ=37°。斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2。试求：（1）人从斜坡滑下的加速度为多大?（2）若出于场地的限制，水平滑道的最大距离为L=20.0m，则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?(sin37°=0.6，cos37°=0.8)3．一个电源的路端电压U随外电路电阻R的变化规律如图（甲）所示，图中U=12V的直线为图线的渐近线．现将该电源和一个变阻器R0接成如图（乙）所示电路，已知电源允许通过的最大电流为2A，变阻器的最大阻值为R0=22Ω．求（1）电源电动势E和内电阻r．（2）空载时A、B两端输出的电压范围．（3）A、B两端所能接负载的电阻的最小值．4．如图（甲）所示，一正方形金属线框放置在绝缘的光滑水平面上，并位于一竖直向下的有界匀强磁场区域