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        物理高考高頻考點(diǎn)好題賞析

        2022-05-30 22:19:14吳俊虞利剛
        求學(xué)·理科版 2022年11期
        關(guān)鍵詞:磁場(chǎng)方向

        吳俊 虞利剛

        高考怎么考?當(dāng)然是圍繞“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”進(jìn)行命題。下面我們就以新課標(biāo)甲、乙兩卷中的高頻考點(diǎn)為切入,遴選部分典型例題進(jìn)行分析,對(duì)以上四性進(jìn)行探索和解讀。

        一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律

        牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用是必修一中的核心知識(shí),也是高考命題的熱點(diǎn)。

        2021 甲卷(14題) 2021 乙卷(21題)

        牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決勻變速直線運(yùn)動(dòng),斜面體模型 滑塊木板模型中共同運(yùn)動(dòng)的臨界條件和摩擦力的關(guān)系 F-t 圖和 a-t 圖

        2022 甲卷(19題) 2021 乙卷(15題)

        牛頓第二定律解決彈簧連接體的加速度 加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中力的分解

        【例1】用外力F拉一物體使其做豎直上升運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,加速度a隨外力F的變化關(guān)系如圖1所示,下列說法正確的是( )

        A.物體的質(zhì)量為

        B.地球表面的重力加速度為2a0

        C.當(dāng)a>0時(shí),物體處于失重狀態(tài)

        D.當(dāng)a=a1時(shí),拉力F=a1

        【解析】當(dāng)F=0時(shí)a=-a0,此時(shí)的加速度為重力加速度,故g=a0,所以B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)a=0時(shí),拉力F=F0,拉力大小等于物體重力,故物體的質(zhì)量為,所以A項(xiàng)正確;當(dāng)a>0時(shí),加速度方向豎直向上,物體處于超重狀態(tài),所以C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)a=a1時(shí),由牛頓第二定律得F-mg=ma1,又m=,g=a0,故拉力F=(a1+a0),所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。

        【答案】A

        【點(diǎn)評(píng)】從上表看到,高考對(duì)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的考查難度適中,命題中始終貫穿物理的思想方法。那么,在牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用中有哪些思想方法呢?合成與分解方法、圖像法(常規(guī)圖像和非常規(guī)圖像問題)、對(duì)稱法、整體與隔離法、臨界與極值法等,涉及的主要模型有斜面模型(包括等時(shí)圓模型)、多過程模型、連接體模型、傳送帶模型、板塊模型等,同學(xué)們?cè)趶?fù)習(xí)中要一一理解,活學(xué)活用。

        二、功和能問題

        動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律是必修二中的核心知識(shí),也是我們解決物理問題的三把金鑰匙之一。高考中此考點(diǎn)常常與兩大曲線運(yùn)動(dòng)(平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng))結(jié)合出現(xiàn)。

        2021 甲卷(20題) 2021 乙卷(19題)

        動(dòng)能定理與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相結(jié)合解決物體沿粗糙斜面上滑和下滑問題 恒力作用下的功和沖量的計(jì)算

        2022 甲卷(14題) 2021 乙卷(16題)

        曲線軌道最低點(diǎn)的受力與半徑的關(guān)系 沿光滑大圓環(huán)下滑的小環(huán)的速率正比于

        【例2】(2022·河北省部分重點(diǎn)中學(xué)期中)第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將于2022年2月4日在北京和張家口聯(lián)合舉行,北京也將成為奧運(yùn)史上首個(gè)舉辦過夏季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)和冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的城市。跳臺(tái)滑雪是冬奧會(huì)中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。如圖2,跳臺(tái)滑雪賽道由助滑道AB、著陸坡BC、停止區(qū)CD三部分組成;比賽中,質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止下滑,運(yùn)動(dòng)到B處后水平飛出,落在了著陸坡末端的C點(diǎn),滑入停止區(qū)后,在與C等高的D處速度減為零。B、C間的高度差為h,著陸坡的傾角為θ,重力加速度為g,不計(jì)運(yùn)動(dòng)員在助滑道AB受到的摩擦阻力及空氣阻力,則以下說法錯(cuò)誤的是( )

        A. A、B間的高度差為hAB=

        B.適當(dāng)調(diào)節(jié)助滑道AB和著陸坡BC,運(yùn)動(dòng)員不可以沿與BC平行的方向著陸

        C.運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)CD上克服摩擦力所做的功為mgh(1+)

        D.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員飛出后,瞬時(shí)速度方向與水平方向間的夾角為θ時(shí),其離著陸坡BC最遠(yuǎn)

        【解析】設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間為t,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有h=gt2,解得t=,水平方向有x=vBt,由幾何關(guān)系可得=tanθ,代入數(shù)據(jù)解得運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度為vB=,從A到B由動(dòng)能定理得mghAB=mvB2-0,解得hAB=,故A項(xiàng)正確;設(shè)運(yùn)動(dòng)員著陸時(shí)速度方向與水平方向的夾角為α,則tanα==,由tanθ== =,可得tanα=2tanθ,則α≠θ,與vB無關(guān),所以調(diào)節(jié)助滑道AB和著陸坡BC,運(yùn)動(dòng)員不可能沿與BC平行的方向著陸,故B項(xiàng)正確;設(shè)運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)CD上克服摩擦力所做的功為Wf,從B到D的過程由動(dòng)能定理得mgh-Wf=0-mvB2,可得Wf=mgh(1+),且運(yùn)動(dòng)員在落入C點(diǎn)以后有速度損耗且損耗未知,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),瞬時(shí)速度方向與著陸坡BC平行時(shí),即瞬時(shí)速度方向與水平方向間的夾角為θ時(shí),其離著陸坡BC最遠(yuǎn),故D項(xiàng)正確。

        【答案】C

        【點(diǎn)評(píng)】拋體運(yùn)動(dòng)與斜面結(jié)合時(shí),要善于利用斜面的傾角;解決曲線運(yùn)動(dòng)問題時(shí)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理或者機(jī)械能守恒定律;拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)綜合時(shí),要注意速度的分解。總之,拋體運(yùn)動(dòng)的解決中始終貫穿運(yùn)動(dòng)的分解方法,圓周運(yùn)動(dòng)過程問題的解決要選用動(dòng)能定理。

        三、靜電場(chǎng)

        靜電場(chǎng)是老教材3-1、新教材必修三的內(nèi)容,在高考中幾乎是年年必考,考查內(nèi)容豐富多樣。

        【例3】(2022·山東濟(jì)寧二模)如圖3甲所示,光滑絕緣水平面上有一帶負(fù)電荷小滑塊,在x=1m處以初速度v0=m/s沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)。小滑塊的質(zhì)量為m=2kg、帶電量為q=-0.1C,可視為質(zhì)點(diǎn)。整個(gè)區(qū)域存在沿水平方向的電場(chǎng),圖乙是滑塊電勢(shì)能EP隨位置x變化的部分圖像,P點(diǎn)是圖線的最低點(diǎn),虛線AB是圖像在x=1m處的切線,并且AB經(jīng)過(0,3)和(3,0)兩點(diǎn),取g=10m/s2。下列說法正確的是( )

        A. x=1m處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為20V/m

        B.滑塊向右運(yùn)動(dòng)過程中,加速度先增大后減小

        C.滑塊運(yùn)動(dòng)至x=3m處時(shí),速度大小為2m/s

        D.若滑塊恰好到達(dá)x=5m處,則該處的電勢(shì)為50V

        【解析】EP-x圖線斜率的絕對(duì)值表示滑塊所受電場(chǎng)力的大小,所以滑塊在x=1m處所受電場(chǎng)力大小為F=Eq== N=1N,可得E1= 10V/m,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;滑塊向右運(yùn)動(dòng)過程中,電場(chǎng)力先減小后增加,則加速度先減小后增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;滑塊從x=1m的位置運(yùn)動(dòng)至x=3m處時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理mv2-mv02=W電,W電=ΔEP=1J,解得速度大小為v=2m/s,選項(xiàng)C正確;若滑塊恰好到達(dá)x=5m處,則mv02= W電=EP2-EP1,其中EP1=2J,解得滑塊的電勢(shì)能EP2=5J,該處的電勢(shì)為φ==V=-50V,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

        【答案】C

        【點(diǎn)評(píng)】電場(chǎng)力能問題與圖像的結(jié)合也是考查的熱點(diǎn)問題之一。要理解圖像的點(diǎn)、線、面、斜率、截距等含義。分析時(shí)一定要與題干情景結(jié)合,不管什么圖像,解題的核心都是力、能兩個(gè)角度。復(fù)習(xí)時(shí)要熟記并理解教材中的幾種點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)線、等勢(shì)線以及對(duì)應(yīng)的圖像。因?yàn)楦呖济}很多源于教材,我們?cè)谒伎紩r(shí)可以借用記憶幫助解決新問題。

        四、磁場(chǎng)

        磁場(chǎng)內(nèi)容為老教材3-1內(nèi)容,新教材選擇性必修二的內(nèi)容,也是高考命題的重點(diǎn),常見于選擇題和計(jì)算題之中。

        2021 甲卷(20題) 2021 乙卷(19題)

        兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加 帶電粒子在圓形有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

        2022 甲卷(18題) 2021 乙卷(18題)

        判斷帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存空間的運(yùn)動(dòng)軌跡

        用手機(jī)測(cè)試地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向

        【例4】(2022·宜賓市第二次診斷)如圖4,在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形abcd的部分區(qū)域內(nèi)存在著方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),a點(diǎn)處有離子源,可以向正方形abcd所在區(qū)域的任意方向發(fā)射速率均為v的相同的正離子,且所有離子均垂直bc邊射出,下列說法正確的是( )

        A.離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2L

        B.離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為

        C.磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為L(zhǎng)2

        D.離子入射速度方向與ab邊夾角為60°時(shí),將從bc邊中點(diǎn)射出

        【解析】帶電離子在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)存在著這樣的規(guī)律,即如果離子的軌跡半徑與圓形磁場(chǎng)的半徑相等,則離子從同一點(diǎn)以相同的速率、不同的方向射入圓形磁場(chǎng)后,會(huì)平行于某一方向射出磁場(chǎng)。根據(jù)幾何關(guān)系可知,離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;離子的速率一定,軌跡最長(zhǎng)的離子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng),則最長(zhǎng)時(shí)間為, 則tmax== ,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為圖5中陰影部分的面積,則有Smin=2(πL2-L2)=L2,故C項(xiàng)正確;離子入射速度方向與ab邊夾角為60°時(shí),設(shè)出射點(diǎn)距b點(diǎn)x,則cos60°=,解得x=L,離子入射速度方向與ab邊夾角為60°時(shí),將從bc邊中點(diǎn)射出,故D項(xiàng)正確。

        【答案】CD

        【點(diǎn)評(píng)】帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)因?yàn)榇艌?chǎng)有界、粒子射入方式不同而精彩,雖然解決問題的方式都是找圓心、找關(guān)系、用公式,但是面對(duì)不同的問題還是應(yīng)多接觸各種題型,加深理解,提升解題技能。

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