2019高考物理压轴题分析

2019从高考物理压轴题分析看解题思想方法杜建国2019年4月2日高考试题的命制：一是体现物理学的核心：核心知识（主干知识——核心概念和规律）、核心思想和方法——学科核心素养；二是难度，体现在问题情境的复杂成度和多物体相互作用，考查把复杂问题简单化的能力以及应用数学解决物理问题的能力。破解方法：一是认真的读题（体现高考要求的关键能力中的“独立思考能力”；注重关键的“字”及定语），通过画图、标出各量（把抽象的文字转化为直观的图像），分析出多过程中的各状态量（分析能力）；二是通过分析力和运动状态，确定态与态之间所遵循的物理规律（建构模型），选择最佳的物理规律列出方程（注意矢量方程的方向性）；三是注重思想方法。高中物理表征“状态”的物理量有：速度、加速度、动能、势能、动量“状态”方程有：F=ma（单体）；动量守恒方程和能量守恒方程（多体）表征过程的量有：位移、时间、冲量、功表征过程方程有：动量定理、动能定理、运动学公式：试题命制的难易区分：容易题：知识点单一状态少（两态一过程）单体（一个物体）难题：知识点多（综合）状态多（三态两过程，四态三过程）多体（多个物体）（时间）两态一过程at0单态时空)(2120attx两态一过程空间)(2202ax强化把相关联的意识运用物理知识解决实际问题能力的高低，往往取决于学生将情境与知识相联系的水平。例如，是否能把情境中的一段经历转化为一个物理探究过程，是否能把情境的故事情节转化为某种物理现象，是否能把描述情境的文字转化为物理表述，是否能把情境中需要完成的工作转化为相应的物理问题。我们常说某个问题很“活”，其“活”的本质之一在于情境的转化，能不能把问题中的实际情境转化成解决问题的物理情境，建立相应的物理模型，这是应用物理观念思考问题、应用物理知识分析解决问题的关键。试题命制的难度体现从物理学科核心素养、试题情境和知识内容的要求等方面科学合理地设计试题难度。可根据物理学科核心素养的水平层次、试题情境的复杂性或新颖性、知识要求的深度或广度等多方面来设计试题的难度。知识内容应具有代表性。要根据考核目标，按照课程标准中的课程内容要求，抽取具有代表性的核心物理概念、规律、思想和方法等内容设计试题；要反映物理学的知识结构和基本规律。选择题的题干要围绕—个中心，选择项的错误选项要具有较强的干扰性，能反映学生的典型错误。高考高考的核心立场（三位一体）立德树人服务选拔导向教学高考的考查目标（四层）必备知识、关键能力、学科素养、核心价值高考的考查内容（四翼）基础性、综合性、应用性、创新性为什么考？怎么考？考什么？麦克斯韦方程薛定谔方程牛顿第二定律主宰机械运动主宰电、磁、光运动时空、质能、运动爱因斯坦质能方程主宰微观粒子运动高中物理的核心知识甘永超波粒二象性关系实物与场、粒子与波运动学（描述匀变速直线运动）力学（力的概念和运算）牛顿运动定律（力和运动关系）曲线运动和圆周运动能量（机械能及能量守恒）动量动量定律机械振动机械波都在描述同一个大的问题，那就是力和运动的关系，以及在其相互影响下的能量变化情况。静电学和电路很大的篇幅其实是在介绍带电物体之间以及带电体在电场中会产生力的作用磁场和电磁感应左手定则和右手定则。物理考试中，最大的难点就出现在这一部分。而左手定则描述的，是通电导线、带点粒子在磁场中受力等情况。还是力和运动。高中物理的核心是力和运动，而力和运动的核心是牛顿三个定律第二定律，关于物体力和运动定量关系宏观看高中教材核心六个字母的故事12mmFt2112FF'22'112211mmmmta12maFax2202221222121mmFx2222112121mmghmmghmgF12xxh匀变速直线运动匀速圆周运动平抛运动F、v1、v2、t、x、m法国物理学家庞加莱说：物理是从一系列的事实、公式和法则上建立起来的，就像房子是用砖切成的一样，如果把一系列的事实、公式和法则就看成物理，那就像把一堆砖看成房子一样。重力弹力摩擦力电场力磁场力全国卷十年25题的命题点及考察内容和方法牛顿第二定律应用2013（2）隔离法受力分析。板块模型问题（v-t图像告诉运动情景）2015（1）挖掘图像隐含信息。板块模型问题2015（2）应用动力学方法分析；板块模型问题动力学图像问题和板块模型问题是热点机械能2016（1）2016（2）2018（3）平抛和圆周运动问题；弹簧连接的物体运动过程中功能关系问题；多物体多过程组合问题。动量一般出在用动量和能量观点解决问题；动量定理和动能定理的综合应用。静电场2014（1）带电体在电场中的运动（动能定理应用）2017（1）（动力学和数学不等式）2017（2）（运动学和动能定理）2018（2）带点粒子在复合场中的运动把电学问题转化为力学问题是关键磁场2009、2010、2012、2018（1）复合场电磁感应2013（1）动力学问题2014（2）法拉第定律和能量2016（3）法拉第定律和平衡应用动力学和能量观点分析多过程问题带电体在电场和重力场中的多过程运动类平抛分解的思想、临界状态分析和临界条件的确定思想方法：等式变不等式、微元、获取图像信息，竖直方向动量守恒等。动力学、微元法、法拉第定律、左右手及楞次定律物理历年高考常用的23个物理模型模型（1）超重和失重模型（2）斜面模型（3）连接体模型（4）上抛和平抛模型（5）轻绳、轻杆和轻弹簧模型（6）竖直平面内的圆周运动模型（7）天体运动模型（8）汽车启动模型（9）碰撞模型（10）滑块模型（11）人船模型模型（12）传送带模型（13）带电粒子在电磁场中的运动模型（14）电磁场中的单棒运动模型（15）磁流体发电机模型（16）理想变压器、远距离输电模型（17）限流分压法测电阻模型（18）半偏法测电阻模型（19）玻尔模型模型（20）核反应模型（21）简谐运动模型（22）振动和波模型（23）光学模型牛顿运动定律应用【例1】（2015全国2卷25、20分）下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为θ=37°（sin37°=）的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数μ1减小为，B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2s末，B的上表面突然变为光滑，μ2保持不变。已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=27m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）在0～2s时间内A和B加速度的大小（2）A在B上总的运动时间。5383初态：t=0VA0=0VB0=0μ1=3/8μ2=0.5态2：t=2sVΑ1=?VB1=?μ1=0μ2=0.5分析B受力，B做匀减速运动，B停下用时t2状态3：t=3sVΑ2=VA1+a1't2VB2=0μ1=0状态4:t=2+t2+t3VΑ3=?VB3=0μ1=0建模A、B都做初速为0的匀加速运动运动A继续匀加速；B做匀减速运动B静止；A继续做匀加速运动ABABABAB12111122111,cos2cossin:cossin:taVtaVmamgmgmgBmamgmgABA运动学规律：二定律方程经分析受力，列牛顿第'22'1cos2-mgsinsinmamgmamg2'210taVB)2121()2121()(22'22121222'12121121tatVtatatVtaXBAttBA的位移，相对时间内X=12m27t2=1sA在板上以VΑ2为初速再滑15m，用时t323'12321taVSA【例题】（2015全国1卷，25,20分）一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示．t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的v﹣t图线如图（b）所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求（1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；（2）木板的最小长度；（3）木板右端离墙壁的最终距离。V04.5mμ1μ2V1V1V1V2V3=0状态1：V0=?M板=15M块状态2：与墙碰撞前，共同速度为V1状态3：碰撞后，板与块开始相向运动，速度大小皆为V1相对静止时速度为V2状态4：恰达到共同速度V2，块未滑下板状态5：以相同速度V2运动至停止V3=0建模匀减速运动从图像获取信息V1=4m/s,t=1sa2=μ2g与墙壁碰撞，能量守恒22211212231312a-21atatVStVVtatVStVV块板对木块有：以左为正：对板有二者皆做匀减速运动二者一起做匀减速运动S板+S木块=L4.01.0gt21g21212121110110得减速运动由图知，木块碰后做匀得：块板ttVVatVStVV共板共离墙位移SSXSaV4222-0【练】（2017全国3卷25、20）如图，两个滑块A和B的质量分别为mA=1kg和mB=5kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5；木板的质量为m=4kg，与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0=3m/s。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。求（1）B与木板相对静止时，木板的速度；（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。机械能动力学和能量观点【例题】（2016全国1卷，25,18分）如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态。直轨道与一半径为R的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点(未画出)，随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，AF＝4R。已知P与直轨道间的动摩擦因数μ＝1/4，重力加速度大小为g.(取sin37°＝，cos37°＝)(1)求P第一次运动到B点时速度的大小．(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能．(3)改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点左下方，与C点水平相距R、竖直相距R。求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量.65535427ABFCDGRR27P2R7R4R（1）设C到B速度为VB，由动能定理：2002137cos37sin5BmmgmgR（2）设E点势能为EP,弹簧压缩x,则由C—E000037cos)2(37sin)2(37cos537sin5RxmgRxmgEFExRmgExRmgPp能量守恒：到由能量守恒：(3)设D点速度为VD,P质量变为m1,D点速度从平抛运动研究,以D点为原点，建立坐标系xyRRRyRxyxG6537cos6537sin6527,00）点坐标（再由E到D,用能量守恒求得m12101010121)37cos1(6537cos)5(37sin)5(DPmgRmxRgmgmxRE【例3】（2016全国2卷，25,20分）轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为L，现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径L的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径